JP2017101751A - 潤滑油温度制御システムおよび発電設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】潤滑油温度を簡単な構成の加熱機構により制御することが可能な潤滑油温度制御システムおよび発電設備を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、潤滑油温度制御システムは、タービン用または発電機用の軸受の潤滑油を冷却する冷却器に冷却液を供給する冷却液供給流路に接続された第1流路を備える。さらに、前記システムは、前記冷却器から前記冷却液が排出される冷却液排出流路に接続された第2流路を備える。さらに、前記システムは、前記第2流路から供給された前記冷却液を加熱し、加熱した前記冷却液を前記第1流路に排出する加熱器を備える。
【選択図】図2
【解決手段】一の実施形態によれば、潤滑油温度制御システムは、タービン用または発電機用の軸受の潤滑油を冷却する冷却器に冷却液を供給する冷却液供給流路に接続された第1流路を備える。さらに、前記システムは、前記冷却器から前記冷却液が排出される冷却液排出流路に接続された第2流路を備える。さらに、前記システムは、前記第2流路から供給された前記冷却液を加熱し、加熱した前記冷却液を前記第1流路に排出する加熱器を備える。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、潤滑油温度制御システムおよび発電設備に関する。
一般に、蒸気タービンや発電機の軸受の潤滑油系統は、油を貯留する油タンクと、油を軸受に供給する油ポンプと、油を清浄化する油清浄器と、油を冷却する油冷却器とを備えている。軸受に供給された油は、蒸気タービンや発電機のロータジャーナル部と軸受との間に油膜を形成し、これらの金属接触を防止する。潤滑油温度や潤滑油圧力の適性値は、蒸気タービンや発電機の運転状態やロータの回転数に応じて異なる。そのため、発電設備では、潤滑油温度や潤滑油圧力を運転状態に適した値に制御しながら軸受に油を供給することで、蒸気タービンや発電機の安定運転を確保している。
一般に、連続ターニング運転時の潤滑油温度は、油膜の厚さを十分に確保でき、かつ油ポンプが過負荷にならないように低く設定されている。ただし、発電設備が起動準備段階に入ったときには、潤滑油温度を定格回転数での設定温度に近づけるために、潤滑油温度を若干上昇させる。また、タービン回転上昇時には、潤滑油温度の上限は軸受メタルの強度を考慮して設定され、潤滑油温度の下限はオイルホイップの可能性を考慮して設定される。そのため、潤滑油温度は、発電設備の運転中の油膜特性を決める重要なパラメータである。潤滑油温度の制御が不適切であると、オイルホイップなどの不安定振動が誘発されてタービン停止の必要が生じたり、タービン停止の遅れにより機器の損傷が生じたりする可能性があるため、潤滑油温度は運転状態に適した温度に制御される必要がある。
一般的な発電設備では、潤滑油温度は、潤滑油の冷却により制御され得るものの、潤滑油の加熱により制御されることはない。一般的な発電設備の潤滑油は、油ポンプの撹拌による摩擦熱や、ロータからの伝熱や、軸受での摩擦熱などにより加熱されるが、積極的な加熱操作により加熱されることはない。
一般的な発電設備では、ロータの回転数の変化に応じて潤滑油温度を変化させるカスケード制御が採用されている。 しかしながら、ロータの回転上昇率が高いと、潤滑油温度の上昇が回転数の上昇に追従できないことがある。潤滑油温度が十分に上昇せずに回転数が定格回転数に到達すると、オイルホイップなどの不安定振動が発生する可能性がある。これは、軸受の個数が少なく、蒸気温度が低い場合に顕著である。この場合、起動時に回転数を低く維持して潤滑油温度の上昇を待つことがあり、起動時間延長の要因となる。
この問題を解決するために、油タンクの下部に加熱器を設置して、潤滑油温度を制御することが考えられている。しかしながら、この場合には、加熱器を油タンクの下部に設置するための大掛かりな工事が必要となる。そのため、このような加熱器を既設の発電設備に適用することは難しい。
そこで、本発明は、潤滑油温度を簡単な構成の加熱機構により制御することが可能な潤滑油温度制御システムおよび発電設備を提供することを課題とする。
一の実施形態によれば、潤滑油温度制御システムは、タービン用または発電機用の軸受の潤滑油を冷却する冷却器に冷却液を供給する冷却液供給流路に接続された第1流路を備える。さらに、前記システムは、前記冷却器から前記冷却液が排出される冷却液排出流路に接続された第2流路を備える。さらに、前記システムは、前記第2流路から供給された前記冷却液を加熱し、加熱した前記冷却液を前記第1流路に排出する加熱器を備える。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図1から図9に示す構成要素に関し、同一または類似の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
図1の発電設備は、ボイラ1と、蒸気配管2と、蒸気弁3と、蒸気タービン4と、発電機5と、複数の軸受6と、蒸気配管7と、復水器8と、給水配管9と、グランド蒸気配管10とを備えている。
図1は、第1実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
図1の発電設備は、ボイラ1と、蒸気配管2と、蒸気弁3と、蒸気タービン4と、発電機5と、複数の軸受6と、蒸気配管7と、復水器8と、給水配管9と、グランド蒸気配管10とを備えている。
図1の発電設備はさらに、クーラー(冷却器)11と、冷却水入口配管12と、冷却水出口配管13と、温度調節弁14と、ベントライン15と、ベント弁16と、ドレンライン17と、ドレン弁18と、潤滑油配管19と、油タンク20とを備えている。冷却水入口配管12は、冷却液供給流路の例である。冷却水出口配管13は、冷却液排出流路の例である。
ボイラ1は、水を加熱して蒸気に変化させる。蒸気は、作動流体の例である。蒸気配管2は、蒸気の流通や流量を制御するための蒸気弁3を有している。ボイラ1から排出された蒸気は、蒸気配管2を介して蒸気タービン4の入口に供給される。
蒸気タービン4と発電機5はそれぞれ、ロータ4a、5aを有している。軸受6は、これらのロータ4a、5a用に設けられている。蒸気タービン4は、蒸気配管2からの蒸気により駆動される。蒸気タービン4の回転エネルギーは、ロータ4a、5aを介して発電機5に伝達される。発電機5は、蒸気タービン4により駆動されて発電を行う。
蒸気配管7は、蒸気タービン4の出口から排出された蒸気を復水器8に供給する。復水器8は、蒸気配管7からの蒸気を冷却して水に戻す。給水配管9は、復水器8から排出された水をボイラ1に供給する。グランド蒸気配管10は、蒸気タービン4をシールするためのグランド蒸気を蒸気タービン4に供給する。
クーラー11は、軸受6の潤滑油を冷却する。具体的には、クーラー11は、冷却水入口配管12から供給された冷却水により潤滑油を冷却し、潤滑油により加熱された冷却水を冷却水出口配管13に排出する。冷却水出口配管13は、冷却水の流量を制御して潤滑油の温度を調節するための温度調節弁14を有している。冷却水は、冷却液の例である。
ベントライン15は、クーラー11の上流で冷却水入口配管12に接続されており、冷却水入口配管12から滞留している不要な空気を排出するためや、冷却水入口配管12から冷却水を排水する際の吸気のために使用される。ベント弁16は、ベントライン15に設けられており、ベントライン15における冷却水および空気の流通や流量を制御するために使用される。ベントライン15は例えば、初期の系統水張り時に使用される。
ドレンライン17は、クーラー11の下流で冷却水出口配管13に接続されており、冷却水出口配管13から冷却水を排出するために使用される。ドレン弁18は、ドレンライン17に設けられており、ドレンライン17における冷却水の流通や流量を制御するために使用される。ドレンライン17は例えば、初期の系統水張り時に使用される。
潤滑油配管19は、潤滑油を循環させるために使用される。潤滑油配管19は、軸受6で使用された潤滑油をクーラー11に移送する潤滑油入口配管19aと、クーラー11で冷却された潤滑油を軸受6に移送する潤滑油出口配管19bとを含んでいる。油タンク20は、潤滑油入口配管19aに設けられており、潤滑油を貯留するために使用される。
図2は、第1実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図2の潤滑油温度制御システムは、図1の発電設備に設けられており、ヒーター(加熱器)21と、循環ポンプ22と、循環ライン23と、制御部24とを備えている。図2の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にヒーター21、循環ポンプ22、循環ライン23、および制御部24を追設することで実現される。
図2の潤滑油温度制御システムは、図1の発電設備に設けられており、ヒーター(加熱器)21と、循環ポンプ22と、循環ライン23と、制御部24とを備えている。図2の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にヒーター21、循環ポンプ22、循環ライン23、および制御部24を追設することで実現される。
ヒーター21と循環ポンプ22は、循環ライン23に直列に設けられている。循環ライン23は、冷却水入口配管12にベントライン15を介して接続された第1ライン23aと、冷却水出口配管13にドレンライン17を介して接続された第2ライン23bとを含んでいる。第1ライン23aは、第1流路の例である。第2ライン23bは、第2流路の例である。
ヒーター21は、循環ライン23内の冷却水を加熱する。循環ポンプ22は、冷却水を第2ライン23bから第1ライン23aに流すように動作する。その結果、ヒーター21は、第2ライン23bから供給された冷却水を加熱し、加熱した冷却水を第1ライン23aに排出する。よって、本実施形態の潤滑油温度制御システムは、ドレンライン17から冷却水を取り込み、この冷却水を加熱し、加熱した冷却水をベントライン15に注入することができる。
本実施形態では、ベント弁16とドレン弁18とを閉じた状態で、ヒーター21と循環ポンプ22が動作する。よって、ヒーター21により加熱された冷却水は、ベントライン15を介して冷却水入口配管12に流入する。これにより、クーラー11に流入する冷却水を加熱することができ、この冷却水により潤滑油温度を上昇させることができる。例えば、ヒーター21の停止中の潤滑油温度が冷却水温度の28℃以下である場合、クーラー11は、ヒーター21の停止中に潤滑油温度を28℃よりも高温に上昇させることはできない。しかしながら、ヒーター21の動作中には、冷却水をヒーター21で32℃まで加熱することで、クーラー11は潤滑油を32℃まで加熱することができる。このように、本実施形態によれば、冷却水を加熱するという積極的な加熱操作により潤滑油温度を制御することができる。
なお、ヒーター21を使用する場合には、潤滑油はクーラー11で冷却されても加熱されてもよい。例えば、潤滑油は、クーラー11で34℃から32℃まで冷却されてもよいし、クーラー11で30℃から32℃まで加熱されてもよい。
制御部24は、潤滑油温度制御システムの種々の動作を制御する。例えば、制御部24は、ヒーター21のオン/オフや加熱量や、循環ポンプ22のオン/オフや回転数を制御する。これにより、潤滑油温度を制御することができる。制御部24はさらに、発電設備のその他の構成要素の動作も制御する。例えば、制御部24は、温度調節弁14の開閉や開度を制御する。
ここで、潤滑油温度制御システムの動作例を説明する。蒸気タービン4の起動準備段階において潤滑油温度が設定値未満の場合、循環ポンプ22が起動して冷却水の加圧を開始する。さらに、ヒーター21により加熱された冷却水がベントライン15に流入し、冷却水入口配管12内の冷却水が加熱される。その結果、潤滑油温度が上昇して設定値に到達する。
以上のように、本実施形態では、冷却水出口配管13の冷却水を第2ライン23bを介してヒーター21に供給し、この冷却水をヒーター21により加熱し、加熱された冷却水を第1ライン23aを介して冷却水入口配管12に排出する。よって、本実施形態によれば、冷却水をヒーター21により加熱することで、潤滑油温度を上昇させることが可能となる。よって、本実施形態によれば、潤滑油温度を蒸気タービン4の状態に即した適切な温度に制御することが可能となる。
例えば、油タンク20の下部にヒーターを設置して、潤滑油温度を制御する場合には、ヒーターを油タンク20の下部に設置するための大掛かりな工事が必要となる。理由は、油タンク20を改造する必要があるからである。そのため、このようなヒーターを既設の発電設備に適用することは難しい。
一方、本実施形態では、冷却水入口配管12と冷却水出口配管13との間にヒーター21を設置することで、潤滑油温度を制御する。そのため、本実施形態では、既設の機器を大がかりに工事せずに、ヒーター21を設置することができる。よって、本実施形態によれば、潤滑油温度を簡単な構成の加熱機構により制御することが可能となる。例えば、本実施形態の加熱機構は、既存の発電設備に容易に追設することが可能である。
なお、第1ライン23aは、冷却水入口配管12にベントライン15を介して接続せずに、冷却水入口配管12に直接接続してもよい。同様に、第2ライン23bは、冷却水出口配管13にドレンライン17を介して接続せずに、冷却水出口配管13に直接接続してもよい。ただし、一般に既設の冷却水入口配管12や冷却水出口配管13は改造しないことが望ましいため、第1および第2ライン23a、23bはそれぞれベントライン15とドレンライン17に接続することが望ましい。
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図3の潤滑油温度制御システムは、図2に示す構成要素に加え、熱源蒸気配管25を備えている。図3の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
図3は、第2実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図3の潤滑油温度制御システムは、図2に示す構成要素に加え、熱源蒸気配管25を備えている。図3の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
熱源蒸気配管25は、蒸気タービン4に接続された流路から蒸気を取得し、この蒸気をヒーター21に供給する。具体的には、熱源蒸気配管25は、グランド蒸気配管10から取得されたグランド蒸気をヒーターに供給する。ヒーター21は、熱源蒸気配管25からの蒸気を熱源として使用して冷却水を加熱し、使用した蒸気を復水器8に排出する。熱源蒸気配管25は、図1の発電設備からグランド蒸気の代わりに主蒸気ドレンを取得してもよい。主蒸気ドレンは例えば、蒸気配管2、7から取得可能である。
例えば、発電設備が地熱発電所である場合には、主蒸気配管とグランド蒸気配管は一般に同じ系統であるため、主蒸気ドレンから蒸気を吸い込んでヒーター21に流入させてもよい。一方、発電設備がコンバインド火力発電所である場合には、一般に高温の主蒸気を使用する必要がないため、グランド蒸気配管から蒸気を取得してヒーター21に流入させてもよい。ヒーター21で熱交換に使用された蒸気は、復水器8で復水され、循環系統に回収される。
以上のように、本実施形態では、蒸気タービン4に接続された流路からの蒸気をヒーター21の熱源として使用する。よって、本実施形態によれば、ヒーター21用に新たな熱源を用意せずに冷却水を加熱することが可能となり、潤滑油温度を効率的に制御することが可能となる。
(第3実施形態)
図4は、第3実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図4の潤滑油温度制御システムは、図3に示す構成要素に加え、温度計26と温度調節弁27とを備えている。温度調節弁27は、第1の弁の例である。図4の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
図4は、第3実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図4の潤滑油温度制御システムは、図3に示す構成要素に加え、温度計26と温度調節弁27とを備えている。温度調節弁27は、第1の弁の例である。図4の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
温度計26は、第1ライン23a内の冷却水の温度を測定し、温度の測定結果を制御部27に出力する。温度調節弁27は、熱源蒸気配管25に設けられており、熱源蒸気配管25における蒸気の流通や流量を制御するために使用される。
本実施形態の制御部24は、温度計26により測定された温度に基づいて、温度調節弁27の開閉や開度を制御する。これにより、制御部24は、潤滑油温度を所定の設定値に調節することができる。なお、図4では、作図の便宜上、温度計26から温度調節弁27に信号が供給されているが、正確には、温度計26から制御部24に温度測定結果信号が供給され、制御部24から温度調節弁27に制御信号が供給される。
ここで、潤滑油温度制御システムの動作例を説明する。制御部24は、温度計26により測定された温度を監視している。温度計26の温度が設定値未満になると、制御部24は、温度調節弁27を開き、ヒーター21に蒸気を供給する。これにより、潤滑油温度が上昇する。一方、温度計26の温度が設定値以上になると、制御部24は、温度調節弁27を閉じ、ヒーター21への蒸気供給を停止する。これにより、潤滑油温度が低下する。
なお、制御部24は、温度計26の温度に基づいて、温度調節弁27を開閉する代わりに、温度調節弁27の開度を増減させてもよい。また、上記の設定値は、クーラー11の冷却水側の耐温制限にマージンを持った値に設定してもよい。
以上のように、本実施形態では、温度調節弁27により蒸気を制御することで、潤滑油の温度を調節することができる。これにより、潤滑油温度を蒸気タービン4の状態に即した適切な温度に制御することが可能となる。
(第4実施形態)
図5は、第4実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図5の潤滑油温度制御システムは、図4に示す構成要素に加え、温度計28と温度調節弁29とを備えている。温度調節弁29は、第2の弁の例である。図5の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
図5は、第4実施形態の潤滑油温度制御システムの構成を示す模式図である。
図5の潤滑油温度制御システムは、図4に示す構成要素に加え、温度計28と温度調節弁29とを備えている。温度調節弁29は、第2の弁の例である。図5の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
温度計28は、潤滑油出口配管19b内の潤滑油の温度を測定し、温度の測定結果を制御部27に出力する。温度調節弁29は、第1ライン23aに設けられており、第1ライン23aにおける冷却水の流通や流量を制御するために使用される。
本実施形態の制御部24は、温度計28により測定された温度に基づいて、温度調節弁29の開閉や開度を制御する。これにより、制御部24は、潤滑油温度を所定の設定値に調節することができる。なお、図5では、作図の便宜上、温度計28から温度調節弁29に信号が供給されているが、正確には、温度計28から制御部24に温度測定結果信号が供給され、制御部24から温度調節弁29に制御信号が供給される。
ここで、潤滑油温度制御システムの動作例を説明する。制御部24は、温度計28により測定された温度を監視している。温度計28の温度が設定値未満になると、制御部24は、温度調節弁29を開き、ベントライン15に冷却水を供給する。これにより、潤滑油温度が上昇する。一方、温度計28の温度が設定値以上になると、制御部24は、温度調節弁29を閉じ、ベントライン15への冷却水供給を停止する。これにより、潤滑油温度が低下する。
なお、制御部24は、温度計28の温度に基づいて、温度調節弁29を開閉する代わりに、温度調節弁29の開度を増減させてもよい。また、上記の設定値は、クーラー11の冷却水側の耐温制限にマージンを持った値に設定してもよい。
以上のように、本実施形態では、温度調節弁29により冷却水を制御することで、潤滑油の温度を調節することができる。これにより、潤滑油温度を蒸気タービン4の状態に即した適切な温度に制御することが可能となる。
本実施形態の制御部24は、温度調節弁27による蒸気の制御と、温度調節弁29による冷却水の制御とを、同時に行ってもよいし、順番に行ってもよいし、独立に行ってもよい。また、本実施形態の潤滑油温度制御システムは、温度計26および温度調節弁27を備えずに、温度計28および温度調節弁29のみを備えていてもよい。
(第5実施形態)
図6は、第5実施形態の潤滑油温度制御システムの課題を説明するための図である。
図6は、図5の潤滑油温度制御システムと同じ構成を有する潤滑油温度制御システムを示している。図6では、温度調節弁14が開き、ベント弁16とドレン弁18が閉じ、循環ポンプ22が停止し、温度調節弁27、29が閉じている。そのため、冷却水は、矢印Aで示すように冷却水入口配管12から冷却水出口配管13に流れており、クーラー11にて潤滑油を冷却している。
図6は、第5実施形態の潤滑油温度制御システムの課題を説明するための図である。
図6は、図5の潤滑油温度制御システムと同じ構成を有する潤滑油温度制御システムを示している。図6では、温度調節弁14が開き、ベント弁16とドレン弁18が閉じ、循環ポンプ22が停止し、温度調節弁27、29が閉じている。そのため、冷却水は、矢印Aで示すように冷却水入口配管12から冷却水出口配管13に流れており、クーラー11にて潤滑油を冷却している。
本実施形態では、温度計28の温度が設定値以上になると、循環ポンプ22が停止し、温度調節弁27、29が全閉になり、冷却水の加熱が停止される。この場合、循環ライン23内に冷却水が滞留し、循環ライン23の配管内に汚れが発生する原因となる。冷却水は、循環ポンプ22とヒーター21との間の領域R1、ヒーター21と温度調節弁29との間の領域R2、温度調節弁29とベントライン15との間の領域R3などに滞留する。そこで、本実施形態の潤滑油温度制御システムは、図7に示す構成を採用する。
図7は、第5実施形態の潤滑油温度制御システムの動作を説明するための図である。
図7の潤滑油温度制御システムは、図5に示す構成要素に加え、第1バイパス配管31と、第1オリフィス32と、第2バイパス配管33と、第2オリフィス34とを備えている。第1バイパス配管31は、第1バイパス流路の例である。第2バイパス配管33は、第2バイパス流路の例である。図7の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
図7の潤滑油温度制御システムは、図5に示す構成要素に加え、第1バイパス配管31と、第1オリフィス32と、第2バイパス配管33と、第2オリフィス34とを備えている。第1バイパス配管31は、第1バイパス流路の例である。第2バイパス配管33は、第2バイパス流路の例である。図7の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
第1バイパス配管31は、温度調節弁29をバイパスするように第1ライン23aに設けられている。第1オリフィス32は、第1バイパス配管31内に設けられている。第2バイパス配管33は、ヒーター21をバイパスするように第1および第2ライン23a、23bに設けられている。第2オリフィス34は、第2バイパス配管33内に設けられている。
本実施形態では、温度計28の温度が設定値以上になると、循環ポンプ22が停止し、温度調節弁27、29が全閉になる。その結果、冷却水は、矢印Bで示すように循環ライン23内を逆流するようになる。具体的には、冷却水は、冷却水入口配管12からベントライン15を介して第1ライン23aに流入し、第1ライン23aから第1バイパス配管31に流入し、第1バイパス配管31から第1ライン23aに復帰する。この冷却水はさらに、第2バイパス配管33またはヒーター21を通過して第2ライン23bに流入し、第2ライン23bからドレンライン17を介して冷却水出口配管13に流入する。
本実施形態によれば、冷却水を矢印Bで示すように逆流させることで、冷却水が循環ライン23内に滞留することを防ぐことができる。また、本実施形態によれば、冷却水を矢印Bで示すように逆流させることで、循環ライン23の配管内の汚れを取り除くことができ、配管を清浄に保つことができる。
なお、本実施形態の第1および第2オリフィス32、34は、循環ポンプ22の動作時に第1および第2バイパス配管31、33に流れ込む冷却水の量を制限したり、循環ポンプ22の停止時に冷却水の流量を調整したりする役割を有する。
(第6実施形態)
図8は、第6実施形態の潤滑油温度制御システムの動作を説明するための図である。
図8の潤滑油温度制御システムは、図7に示す構成要素に加え、逆止弁35を備えている。図8の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
図8は、第6実施形態の潤滑油温度制御システムの動作を説明するための図である。
図8の潤滑油温度制御システムは、図7に示す構成要素に加え、逆止弁35を備えている。図8の潤滑油温度制御システムは例えば、既設の発電設備にこれらの構成要素を追設することで実現される。
逆止弁35は、冷却水入口配管12に設けられており、具体的には、冷却水入口配管12からベントライン15が分岐する地点よりも上流に設けられている。冷却水は、逆止弁35を冷却水入口配管12の上流側から下流側に通過できるが、逆止弁35を冷却水入口配管12の下流側から上流側には通過できない。
冷却水の加熱時において、冷却水は循環ライン23からベントライン15を介して冷却水入口配管12に流入する。この際、循環ライン23からの冷却水の圧力を、冷却水入口配管12内の冷却水の圧力よりも高く設定すると、循環ライン23からの冷却水が冷却水入口配管12内を逆流する可能性がある。また、温度調節弁14が開状態の場合、冷却水出口配管13内の冷却水がクーラー11に逆流し、潤滑油温度の上昇に要する時間が延長する可能性がある。
そこで、本実施形態では、冷却水入口配管12に逆止弁35を設けている。よって、本実施形態によれば、冷却水の逆流を逆止弁35により防止することができる。また、本実施形態の制御部24は、温度計28により測定された潤滑油温度が設定値未満になると、温度調節弁14を閉じる。よって、本実施形態によれば、冷却水を矢印Cで示すようにクローズドサイクルで循環させることが可能となる。
ここで、潤滑油温度制御システムの動作例を説明する。温度計28の温度が設定値未満になると、制御部24は、冷却水の加熱を開始すると共に、温度調節弁14を全閉する。これにより、潤滑油温度が上昇し、冷却水はクローズドサイクルで循環する。一方、温度計28の温度が設定値以上になると、制御部24は、冷却水の加熱を停止すると共に、温度調節弁14を開く。これにより、潤滑油温度が低下し、冷却水は温度調節弁14を介して流れることとなる。
以上のように、本実施形態では、冷却水の加熱時に、冷却水をクローズドサイクルで循環させる。よって、本実施形態によれば、潤滑油温度の上昇に要する時間を短縮することが可能となり、潤滑油温度を適切かつ効率的に制御することが可能となる。
(第7実施形態)
図9は、第7実施形態の潤滑油温度制御システムの動作について説明するためのグラフである。本実施形態の潤滑油温度制御システムは、図8の潤滑油温度制御システムと同じ構成を有している。
図9は、第7実施形態の潤滑油温度制御システムの動作について説明するためのグラフである。本実施形態の潤滑油温度制御システムは、図8の潤滑油温度制御システムと同じ構成を有している。
本実施形態の制御部24は、温度計28の温度が設定値以上の場合に、温度調節弁14を開き、冷却水を冷却水入口配管12と冷却水出口配管13とを介して循環させる(図9参照)。これにより、潤滑油が冷却水により冷却される。温度調節弁14は、第3の弁の例である。
一方、本実施形態の制御部24は、温度計28の温度が設定値未満になると、温度調節弁29を開き、冷却水を循環ライン23を介して循環させる(図9参照)。これにより、冷却水がヒーター21により加熱され、この冷却水により潤滑油温度が上昇する。この際、温度調節弁29、14が同時に開いていると、ヒーター21により加熱された冷却水が冷却水出口配管13に排出され、潤滑油温度の上昇に要する時間が延長してしまう。温度調節弁29は、第2の弁の例である。
そこで、本実施形態の制御部24は、図9に示すように、温度調節弁29と温度調節弁14とをスプリット制御により制御する。具体的には、温度計28の温度が設定値以上の場合には、温度調節弁29が全閉され、かつ温度調節弁14が開かれて、潤滑油が冷却水により冷却される。一方、温度計28の温度が設定値未満の場合には、温度調節弁29が開かれ、かつ温度調節弁14が全閉されて、冷却水がヒーター21により加熱される。このように、本実施形態の制御部24は、温度調節弁29、14の一方を開くときには温度調節弁29、14の他方を閉じるというスプリット制御により、温度調節弁29、14を制御する。
本実施形態では、温度調節弁29が開かれて冷却水が加熱される際には、温度調節弁14が全閉され、冷却水が温度調節弁14を通過しないようにする。一方、温度調節弁14が開かれて潤滑油が冷却される際には、温度調節弁29が全閉され、潤滑油温度が短時間で上昇するようにする。
以上のように、本実施形態では、温度調節弁29、14をスプリット制御により制御する。よって、本実施形態によれば、潤滑油の冷却と冷却水の加熱とを共に効率的に実行することが可能となる。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムおよび設備は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムおよび設備の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
1:ボイラ、2:蒸気配管、3:蒸気弁、
4:蒸気タービン、4a:ロータ、5:発電機、5a:ロータ、6:軸受、
7:蒸気配管、8:復水器、9:給水配管、10:グランド蒸気配管、
11:クーラー、12:冷却水入口配管、13:冷却水出口配管、
14:温度調節弁、15:ベントライン、16:ベント弁、
17:ドレンライン、18:ドレン弁、19:潤滑油配管、
19a:潤滑油入口配管、19b:潤滑油出口配管、20:油タンク、
21:ヒーター、22:循環ポンプ、23:循環ライン、
23a:第1ライン、23b:第2ライン、24:制御部、25:熱源蒸気配管、
26:温度計、27:温度調節弁、28:温度計、29:温度調節弁、
31:第1バイパス配管、32:第1オリフィス、
33:第2バイパス配管、34:第2オリフィス、35:逆止弁
4:蒸気タービン、4a:ロータ、5:発電機、5a:ロータ、6:軸受、
7:蒸気配管、8:復水器、9:給水配管、10:グランド蒸気配管、
11:クーラー、12:冷却水入口配管、13:冷却水出口配管、
14:温度調節弁、15:ベントライン、16:ベント弁、
17:ドレンライン、18:ドレン弁、19:潤滑油配管、
19a:潤滑油入口配管、19b:潤滑油出口配管、20:油タンク、
21:ヒーター、22:循環ポンプ、23:循環ライン、
23a:第1ライン、23b:第2ライン、24:制御部、25:熱源蒸気配管、
26:温度計、27:温度調節弁、28:温度計、29:温度調節弁、
31:第1バイパス配管、32:第1オリフィス、
33:第2バイパス配管、34:第2オリフィス、35:逆止弁
Claims (12)
- タービン用または発電機用の軸受の潤滑油を冷却する冷却器に冷却液を供給する冷却液供給流路に接続された第1流路と、
前記冷却器から前記冷却液が排出される冷却液排出流路に接続された第2流路と、
前記第2流路から供給された前記冷却液を加熱し、加熱した前記冷却液を前記第1流路に排出する加熱器と、
を備える潤滑油温度制御システム。 - 前記第1流路は、前記冷却液供給流路から前記冷却液を抽出するベントラインを介して前記冷却液供給流路に接続されており、
前記第2流路は、前記冷却液排出流路から前記冷却液を抽出するドレンラインを介して前記冷却液排出流路に接続されている、
請求項1に記載の潤滑油温度制御システム。 - 前記加熱器の熱源は、前記タービンに接続された流路から取得された流体である、請求項1または2に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記加熱器に前記流体を供給する流路に設けられた第1の弁を備える、請求項3に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記冷却液の温度に基づいて前記第1の弁を制御する制御部を備える、請求項4に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記第1流路に設けられた第2の弁を備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記潤滑油の温度に基づいて前記第2の弁を制御する制御部を備える、請求項6に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記第2の弁をバイパスするように前記第1流路に設けられた第1バイパス流路を備える、請求項6または7に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記加熱器をバイパスするように前記第1および第2流路に設けられた第2バイパス流路を備える、請求項1から8のいずれか1項に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記冷却液供給流路に設けられた逆止弁を備える、請求項1から9のいずれか1項に記載の潤滑油温度制御システム。
- 前記第1流路に設けられた前記第2弁と、前記冷却液排出流路に設けられた第3の弁とをスプリット制御により制御する制御部を備える、請求項6から8のいずれか1項に記載の潤滑油温度制御システム。
- 作動流体により駆動されるタービンと、
前記タービンにより駆動される発電機と、
前記タービン用または前記発電機用の軸受の潤滑油を冷却する冷却器と、
前記冷却器に冷却液を供給する冷却液供給流路に接続された第1流路と、
前記冷却器から前記冷却液が排出される冷却液排出流路に接続された第2流路と、
前記第2流路から供給された前記冷却液を加熱し、加熱した前記冷却液を前記第1流路に排出する加熱器と、
を備える発電設備。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015235735A JP2017101751A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 潤滑油温度制御システムおよび発電設備 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015235735A JP2017101751A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 潤滑油温度制御システムおよび発電設備 |
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---|---|
JP2017101751A true JP2017101751A (ja) | 2017-06-08 |
Family
ID=59017970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015235735A Pending JP2017101751A (ja) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 潤滑油温度制御システムおよび発電設備 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017101751A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108923569A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-11-30 | 苏州艾柏特精密机械有限公司 | 一种水润滑电机结构 |
JP2019122167A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 東洋電機製造株式会社 | 回転機 |
CN113494489A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-12 | 洛阳中重自动化工程有限责任公司 | 一种减速器润滑油流量自适应调整的润滑系统及方法 |
-
2015
- 2015-12-02 JP JP2015235735A patent/JP2017101751A/ja active Pending
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