JP2020020301A - 蒸気タービンプラント、及びその起動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
蒸気を発生するボイラーと、前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、補給水が溜められる補給水タンクと、前記補給水タンクから前記復水器ケーシング内に供給する補給水の流量を調節する補給水調節弁と、前記復水器ケーシング内を吸引する真空ポンプと、前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を、前記復水器内に導く高温流体ラインと、前記高温流体ラインを流れる前記高温流体の流量を調節する高温流体調節弁と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記高温流体調節弁に開指示を送って、前記高温流体を前記高温流体ラインから前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、前記高温流体供給工程後に、前記真空ポンプに駆動指示を送って、前記復水器ケーシング内を吸引させる吸引工程と、前記吸引工程後に、前記主蒸気弁に対して開指示を送って、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給させる蒸気タービン起動工程と、前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記補給水調節弁の開度を調節することで、前記復水器ケーシング内に溜まる水の量を制御して、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記複数の伝熱管のうち前記冷却媒体が流れている少なくとも一部の伝熱管に接させる水-伝熱管接触工程と、を実行する。
蒸気を発生するボイラーと、前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、前記複数の伝熱管のうち一部の伝熱管に前記冷却媒体を送る第一状態と、前記一部の伝熱管に前記冷却媒体を送らない第二状態との間で、媒体供給状態を切り替える切替機と、前記復水器ケーシング内を吸引する真空ポンプと、前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を、前記復水器内に導く高温流体ラインと、前記高温流体ラインを流れる前記高温流体の流量を調節する高温流体調節弁と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記高温流体調節弁に開指示を送って、前記高温流体を前記高温流体ラインから前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、前記高温流体供給工程後に、前記真空ポンプに駆動指示を送って、前記復水器ケーシング内を吸引させる吸引工程と、前記吸引工程後に、前記主蒸気弁に対して開指示を送って、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給させる蒸気タービン起動工程と、前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記切替機に対して前記第一状態になるよう指示を送って、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と前記冷却媒体が流れる前記一部の伝熱管とを接させる水-伝熱管接触工程と、を実行する。
蒸気を発生するボイラーと、前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、を備える蒸気タービンプラントの起動方法である。この起動方法では、前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、前記高温流体供給工程後に、前記復水器ケーシング内を吸引する吸引工程と、前記吸引工程後に、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する蒸気タービン起動工程と、前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記複数の伝熱管のうち前記冷却媒体が流れている少なくとも一部の伝熱管に接させる水-伝熱管接触工程と、を実行する。
本発明に係る蒸気タービンプラントの第一実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
本発明に係る蒸気タービンプラントの第二実施形態について、図3を参照して説明する。
以上の各実施形態では、いずれも、空気冷却器52で加熱された液相の水を高温流体として、復水器ケーシング41内に流入させる例である。しかしながら、復水器ケーシング41内を吸引する前に、空気冷却器52からの高温流体以外で、気相又は液相の高温流体を冷却する必要が生じた場合、この高温流体を復水器ケーシング41内に供給してもよい。
11:圧縮機
12:圧縮機ロータ
13:圧縮機ケーシング
14:中間ケーシング
15:燃焼器
16:タービン
17:タービンロータ
17a:ロータ軸
17b:動翼列
18:タービンケーシング
18b:静翼列
19:ガスタービンロータ
20:排熱回収ボイラー(又はボイラー)
30:蒸気タービン
31:蒸気タービンロータ
32:蒸気タービンケーシング
33:軸シール装置
40:復水器
41:復水器ケーシング
42:伝熱管
42p:一部の伝熱管
42a:第一伝熱管群
42b:第二伝熱管群
43:水量計
44:圧力計
45:水噴霧器
49:発電機
50:燃料供給ライン
51:燃料弁
52:空気冷却器
53:ブースト圧縮機
54:抽気ライン
55:冷却空気ライン
56:冷却水ライン
57:冷却水調節弁(高温流体調節弁)
58:高温流体ライン
60:排気ライン
61:真空ポンプ
62:噴霧水ライン
63:噴霧水調節弁
64:冷却媒体ライン
64m:冷却媒体主ライン
64a:第一冷却媒体ライン
64b:第二冷却媒体ライン
65:切替機
65a:第一冷却媒体弁
65b:第二冷却媒体弁
66:補給水タンク
67:補給水ライン
68:補給水調節弁
69:補給水ポンプ
70:給水ライン
71a:復水ポンプ
71b:給水ポンプ
72:主蒸気ライン
73:主蒸気弁
74:バイパスライン
75:バイパス弁
76:シール蒸気ライン
77:シール蒸気弁
78:流量計
80:排水設備
81:排水ライン
82:排水弁
100:制御装置
A:空気
EG:排気ガス
F:燃料
Ar:軸線
Lr:定格運転時水量
Ls:起動時水量
Claims (16)
- 蒸気を発生するボイラーと、
前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、
前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、
補給水が溜められる補給水タンクと、
前記補給水タンクから前記復水器ケーシング内に供給する補給水の流量を調節する補給水調節弁と、
前記復水器ケーシング内を吸引する真空ポンプと、
前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を、前記復水器内に導く高温流体ラインと、
前記高温流体ラインを流れる前記高温流体の流量を調節する高温流体調節弁と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記高温流体調節弁に開指示を送って、前記高温流体を前記高温流体ラインから前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、
前記高温流体供給工程後に、前記真空ポンプに駆動指示を送って、前記復水器ケーシング内を吸引させる吸引工程と、
前記吸引工程後に、前記主蒸気弁に対して開指示を送って、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給させる蒸気タービン起動工程と、
前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記補給水調節弁の開度を調節することで、前記復水器ケーシング内に溜まる水の量を制御して、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記複数の伝熱管のうち前記冷却媒体が流れている少なくとも一部の伝熱管に接させる水-伝熱管接触工程と、
を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 請求項1に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記制御装置は、前記水-伝熱管接触工程で、前記復水器ケーシング内に溜まっている水の水位を前記蒸気タービンの定格運転時における前記復水器ケーシング内に溜まっている水の水位よりも高くすることにより、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記少なくとも一部の伝熱管に接させる、
蒸気タービンプラント。 - 請求項1又は2に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記復水器ケーシング内に溜まった水を受け入れる排水設備と、
前記復水器ケーシング内に溜まった水を前記排水設備に導く排水ラインと、
前記排水ラインを流れる水の流量を調節する排水弁と、
を備え、
前記制御装置は、
前記吸引工程の実行で、前記復水器ケーシング内の圧力が予め定められた圧力以下に低下すると、前記排水弁の開度を調節することで、前記復水器ケーシング内に溜まる水の量を制御して、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と、前記複数の伝熱管のうち、前記冷却媒体が流れている少ななくとも一部の伝熱管とを非接触にする水-伝熱管非接触工程を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 蒸気を発生するボイラーと、
前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、
前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、
前記複数の伝熱管のうち一部の伝熱管に前記冷却媒体を送る第一状態と、前記一部の伝熱管に前記冷却媒体を送らない第二状態との間で、媒体供給状態を切り替える切替機と、
前記復水器ケーシング内を吸引する真空ポンプと、
前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を、前記復水器内に導く高温流体ラインと、
前記高温流体ラインを流れる前記高温流体の流量を調節する高温流体調節弁と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記高温流体調節弁に開指示を送って、前記高温流体を前記高温流体ラインから前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、
前記高温流体供給工程後に、前記真空ポンプに駆動指示を送って、前記復水器ケーシング内を吸引させる吸引工程と、
前記吸引工程後に、前記主蒸気弁に対して開指示を送って、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給させる蒸気タービン起動工程と、
前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記切替機に対して前記第一状態になるよう指示を送って、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と前記冷却媒体が流れる前記一部の伝熱管とを接させる水-伝熱管接触工程と、
を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 請求項4に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記第二状態は、前記複数の伝熱管のうち前記一部の伝熱管に前記冷却媒体を送らず、且つ他の伝熱管に冷却冷媒を送る状態であり、
前記他の伝熱管は、前記複数の伝熱管のうちで前記一部の伝熱管よりも上に位置し、前記蒸気タービンが定格運転しているときに、前記復水器ケーシング内に溜まっている水中に没しない伝熱管であり、
前記一部の伝熱管は、前記蒸気タービンが前記定格運転しているときに、前記復水器ケーシング内に溜まっている水中に没する伝熱管である、
蒸気タービンプラント。 - 請求項5に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記制御装置は、
前記吸引工程の実行で、前記復水器ケーシング内の圧力が予め定められた圧力以下に低下すると、前記切替機に対して前記第二状態になるよう指示を送って、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と前記冷却媒体が流れる前記他の伝熱管とを非接触にする水-伝熱管非接触工程を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記蒸気タービンは、軸線を中心として回転する蒸気タービンロータと、前記蒸気タービンロータを覆う蒸気タービンケーシングと、蒸気を用いて前記蒸気タービンロータの端部と前記蒸気タービンケーシングとの隙間をシールする軸シール装置と、を有し、
さらに、前記ボイラーから発生した蒸気の一部を前記軸シール装置に導くシール蒸気ラインと、
前記シール蒸気ラインを流れる蒸気の流量を調節するシール蒸気弁と、
を備え、
前記制御装置は、前記吸引工程の実行前に、前記シール蒸気弁に開指示を送って、前記軸シール装置に蒸気を供給する軸シール工程を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記復水器は、
前記復水器ケーシング内であって前記複数の伝熱管よりも上方の位置から水を噴霧する水噴霧器を有し、
前記制御装置は、前記高温流体供給工程中、前記水噴霧器から水を噴霧させる水噴霧工程を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
空気を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び前記燃焼ガスにより駆動するタービンを有するガスタービンと、
前記燃焼器に供給する燃料の流量を調節する燃料弁と、
前記圧縮機で圧縮された空気の一部を抽気する抽気ラインと、
前記復水器ケーシング内に溜まった水の一部が流れる冷却水ラインと、
前記抽気ラインからの空気と前記冷却水ラインからの水とを熱交換させて、前記空気を冷却する一方で前記水を加熱する空気冷却器と、
前記ガスタービン中で前記燃焼ガスに接する高温部品に、前記空気冷却器で冷却された前記空気を導く冷却空気ラインと、
を備え、
前記ボイラーは、前記ガスタービンから排気された排気ガスの熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラーであり、
前記高温流体ラインは、前記空気冷却器で加熱された前記水を前記高温流体として前記復水器ケーシング内に流入させるラインであり、
前記高温流体調節弁は、前記冷却水ラインを流れる水又は前記高温流体ラインを流れる水の流量を調節する調節弁である、
蒸気タービンプラント。 - 請求項9に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
前記制御装置は、
前記水-伝熱管接触工程後であって、前記吸引工程前に、前記燃料弁に対して開指示を送って、前記燃焼器へ前記燃料の供給を開始させるガスタービン起動工程を実行する、
蒸気タービンプラント。 - 蒸気を発生するボイラーと、
前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから排気された蒸気と熱交換する冷却媒体が流れる複数の伝熱管、及び、前記複数の伝熱管を覆う復水器ケーシングを有し、前記蒸気を水に戻す復水器と、
を備える蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記復水器ケーシング内の環境下での飽和温度よりも高い温度の高温流体を前記復水器ケーシング内に流入させる高温流体供給工程と、
前記高温流体供給工程後に、前記復水器ケーシング内を吸引する吸引工程と、
前記吸引工程後に、前記ボイラーからの蒸気を前記蒸気タービンに供給する蒸気タービン起動工程と、
前記高温流体供給工程、前記吸引工程及び前記蒸気タービン起動工程の前に、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記複数の伝熱管のうち前記冷却媒体が流れている少なくとも一部の伝熱管に接させる水-伝熱管接触工程と、
を実行する、
蒸気タービンプラントの起動方法。 - 請求項11に記載の蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記水-伝熱管接触工程では、前記復水器ケーシング内に溜まる水の水位を前記蒸気タービンの定格運転時における前記復水器ケーシング内に溜まっている水の水位よりも高くすることにより、前記復水器ケーシング内に溜まっている水を前記少なくとも一部の伝熱管に接させる、
蒸気タービンプラントの起動方法。 - 請求項11又は12に記載の蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記吸引工程の実行で、前記復水器ケーシング内の圧力が予め定められた圧力以下に低下すると、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と、前記複数の伝熱管のうち、前記冷却媒体が流れている少ななくとも一部の伝熱管とを非接触にする水-伝熱管非接触工程を実行する、
蒸気タービンプラントの起動方法。 - 請求項13に記載の蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記水-伝熱管非接触工程では、前記復水器ケーシング内に溜まる水の水位を、前記水-伝熱管接触工程における前記水位より低くする、
蒸気タービンプラントの起動方法。 - 請求項11に記載の蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記水-伝熱管接触工程では、前記冷却媒体の媒体供給状態を、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と接触している前記一部の伝熱管内に前記冷却媒体を送る第一状態にし、
前記吸引工程の実行で、前記復水器ケーシング内の圧力が予め定められた圧力以下に低下すると、前記冷却媒体の媒体供給状態を、前記複数の前記伝熱管のうち、前記一部の伝熱管内に前記冷却媒体を送らず、且つ他の伝熱管内に前記冷却媒体を送る第二状態にすることにより、前記復水器ケーシング内に溜まっている水と、前記冷却媒体が流れている前記他の伝熱管とを非接触にする水-伝熱管非接触工程を実行する、
蒸気タービンプラントの起動方法。 - 請求項11から15のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントの起動方法において、
前記蒸気タービンプラントは、さらに、
空気を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び前記燃焼ガスにより駆動するタービンを有するガスタービンを備え、
前記ボイラーは、前記ガスタービンから排気された排気ガスの熱により蒸気を発生させる排熱回収ボイラーであり、
前記吸引工程前から、前記燃焼器へ前記燃料の供給するガスタービン起動工程を実行する、
蒸気タービンプラントの起動方法。
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