JP2812751B2 - 蒸気タービン設備，およびその蒸気供給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、蒸気タービンと、該蒸気タービンからの蒸
気を復水にする復水器とを備えている蒸気タービン設
備、およびその蒸気供給方法に関する。

［従来の技術］ 一般的に、蒸気タービンのグランドシールは、パッキ
ン部に蒸気を供給することで行われている。

パッキン部に供給する蒸気は、通常の運転時には、蒸
気タービン自体に供給される蒸気が利用され、起動時な
どには、蒸気タービンを駆動する前にタービン室内と外
気とを隔離するために、外部からの蒸気が利用される。

また、ガスタービンとのコンバインドプラントなどで
は、蒸気タービンに接続されている復水器には、復水を
脱気するための独立した脱気設備を備えておらず、この
ようなプラントでは、復水器内の復水に蒸気を直接供給
して復水の温度を上げることにより、復水の脱気を行っ
ている。

パッキン部に蒸気を供給することができ、復水器内の
復水を脱気することができる従来の蒸気タービン設備と
しては、例えば、第10図に示すようなものがある。

この蒸気タービン設備は、特定の蒸気源からの蒸気
を、パッキン部28,29に供給するグランドシール系統の
設備と、復水を脱気するために復水器５内に供給する脱
気系統の設備とを独立して備えている。

パッキン部28,29は、このパッキン部28,29の熱膨張量
を一定の範囲内に抑えておくために、許容温度が予め定
められている。このため、パッキン部28,29に供給する
蒸気の温度を前記許容温度以内に調節する必要がある。

グランドシール系統の設備には、前記蒸気源からの蒸
気を前記許容温度以内に調節するために、減温器22が設
けられている。減温器22に供給されるスプレー水は、減
温器22の下流則の蒸気温度に基づいて駆動するスプレー
水流量調節弁23により調節される。

前記許容温度以内に調節された蒸気は、供給蒸気調節
弁24により、所定の圧力に調節されてから、ヘッダー配
管25を介して、シール配管26,27からパッキン部28,29に
供給される。

蒸気タービン３が定常運転状態になると、タービン自
身に供給される蒸気により、グランドシールが行なわれ
るようになるが、これに使用された蒸気は、グランドコ
ンデンサ31に送られて、このグランドコンデンサ31から
ドレンとして排出される。

蒸気タービン３の負荷が高くなると、パッキン部28,2
9から排出される蒸気量が多くなる。この蒸気を処理す
るために、ヘッダー配管25の一部から復水器５までの間
に蒸気排出配管32が設けられている。

蒸気排出配管32には、ヘッダー配管25内の蒸気圧力を
一定に調節すべく、排出蒸気調節弁60が設けられてい
る。

第２図に示すように、この排出蒸気調節弁60が開く設
定圧力b₁,b₀は、供給蒸気調節弁24が閉じる設定圧力a₁,
a₂よりも高い。なお、第２図中、A₀は供給蒸気調節弁24
の弁開度特性を、B₀は排出蒸気調節弁60の弁開度特性を
示している。

これは、蒸気タービン３の起動時に、供給蒸気調節弁
24が開状態で、排出蒸気調節弁60が閉状態で、グランド
シール蒸気が蒸気排出配管32から復水器５内に供給され
ず、パッキン部28,29に一方的に供給されるようにする
ためである、 したがって、この蒸気タービン設備では、復水器５内
に、前記蒸気源からの蒸気を供給することができない。

脱気系統の設備には、前記蒸気源からの蒸気を復水器
５内の復水中に導く脱気蒸気配管70と、前記蒸気を復水
器５の許容温度以内に調節するための減温器71と、減温
器71に供給するスプレー水の流量を調節するスプレー水
流量調節弁72と、復水器５内に導かれる蒸気の流量を調
節する脱気蒸気流量調節弁73とを有して構成されてい
る。

復水器５の前記許容温度は、復水器５内の伝熱管と胴
板と熱膨張差を一定の範囲内に抑えて、冷却水のシール
性を確保するため等により、定められているが、この温
度は、一般的に、パッキン部28,29の許容温度と大差が
なく、かつ、パッキン部28,29の許容温度よりも高い。

なお、グランドシール系統の設備としては、この他
に、特開昭54−130706号公報に記載されたものがある。

このグランドシール系統の設備は、特定の蒸気源から
の蒸気を復水器の手前で分流し、一方を復水器内の復水
中を通過させた後、両者を再び合流させて、パッキン部
に供給し、その際、分流した蒸気の少なくとも一方を下
流側の蒸気温度に基づき流量調節するものである。すな
わち、分流した蒸気の一方の蒸気流量を調節することに
より、復水器内の復水との熱交換量を調節して、適切な
温度の蒸気をパッキン部に供給するものである。

前記特定の蒸気源から蒸気は、一部復水器中の復水と
熱交換されるので、復水の温度を上げて復水の脱気が行
われる。しかし、グランドシール蒸気として必要な蒸気
流量は、脱気蒸気として必要な蒸気流量の20〜30％と少
なく、さらに、脱気を行う蒸気は、そのうちの一部であ
るので、脱気効果はほとんど期待できない。

したがって、このグランドシール系統の設備でも前述
した脱気系統の設備を必要とする。

［発明が解決しようとする課題］ 前記蒸気タービン設備では、特定の蒸気源からの蒸気
を分流した後に、独立して設けられているグランドシー
ル系統の設備と脱気系統の設備とに蒸気を供給すること
により、蒸気タービンのグランドシールと復水の脱気と
を実現している。このため、蒸気の温度を調節するも
の、蒸気の圧力を調節するものなど、それぞれの設備に
独自に設置しなければならず、製造コストが嵩むという
問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点について着目して
なされたもので、パッキン部に適切な温度の蒸気を供給
することができるとともに、復水の脱気を行うことがで
き、かつ、グランドシール系統の設備と脱気系統の設備
とを統合することにより、設備を簡略化して製造コスト
の低減を図ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため本願は、以下の発明を提供す
る。

蒸気タービン設備にかかる発明は、 蒸気タービンと、該蒸気タービンからの蒸気を復水に
して一時的に貯留する復水器とを備え、所定の蒸気によ
り、前記蒸気タービンのグランドシールと前記復水の脱
気とを行う蒸気タービン設備において、 前記所定の蒸気の温度を、前記蒸気タービンの前記パ
ッキン部の許容温度以内に調節する蒸気温度調節手段
と、 温度が調節された前記所定の蒸気を、前記蒸気タービ
ンの前記パッキン部に導くグランドシール蒸気供給配管
と、 前記グランドシール蒸気供給配管から分岐して形成さ
れ、温度が調節された前記所定の蒸気を、前記復水器内
に貯留されている前記復水中に放出するための蒸気放出
配管と、 前記復水器内の空気を抽出する空気抽出器と、 を備え、 前記蒸気温度調節手段により温度が調節された前記所
定の蒸気を、前記蒸気タービンの前記パッキン部と前記
復水器内に貯留されている前記復水中とに供給すること
を特徴とするものである。

ここで、前記蒸気タービン設備に係る発明は、 前記グランドシール蒸気供給配管に設けられ、前記蒸
気温度調節手段により温度が調節された前記所定の蒸気
の圧力を調節する供給蒸気調節弁と、 前記蒸気放出管に設けられ、前記蒸気温度調節手段に
より温度が調節された前記所定の蒸気を前記復水器内の
前記復水中に放出する、蒸気流量を調節する放出蒸気調
節弁と、 を備え、 前記蒸気タービンの起動時における前記復水の脱気の
際、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動作を開始す
る設定圧力は、前記供給蒸気調節弁が全開状態から閉動
作を開始する設定圧力よりも低いことを特徴とするもの
であってもよい。

また、前記蒸気タービン設備に係る発明は、 前記グランドシール蒸気供給配管に設けられ、前記蒸
気温度調節手段により温度が調節された前記所定の蒸気
の圧力を調節する供給蒸気調節弁と、 前記蒸気放出管に設けられ、前記蒸気温度調節手段に
より温度が調節された前記所定の蒸気を前記復水器内の
前記復水中に放出する、蒸気流量を調節する放出蒸気調
節弁と、 前記蒸気タービンの起動時における前記復水の脱気の
際、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動作を開始す
る設定圧力を前記供給蒸気調節弁が全開状態から閉動作
を開始する設定圧力よりも低く設定し、前記復水の脱気
が終了すると、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動
作を開始する設定圧力を前記供給蒸気調節弁が全開状態
から閉動作を開始する設定圧力よりも高く設定する設定
圧力変換手段とを備えていることを特徴とするものであ
ってもよい。

また、前記蒸気温度調節手段は、前記復水器内に貯留
される復水と前記所定の蒸気とを熱交換する熱交換装置
を有するものであってもよい。

ここで、前記熱交換装置は、前記復水器と、該復水器
内の復水中に配設され前記所定の蒸気が通過する配管と
を有して構成してもよい。

また、前記熱交換装置は、前記復水を溜めておく槽
と、該槽内の復水中に配設され前記所定の蒸気が通過す
る配管と、前記復水を前記槽と前記復水器との間で循環
させる復水循環手段とを有して構成してもよい。

なお、前記蒸気タービン設備の蒸気タービンに、発電
機を接続して発電プラントを構成してもよい。また、前
記蒸気タービン設備の蒸気タービンに蒸気を供給する蒸
気発生器に、ガスタービンからの排気ガスを供給するよ
うにして、コンバインドプラントを構成してもよい。

蒸気タービンと、該蒸気タービンからの蒸気を復水に
して一時的に貯留する復水器とを備えた蒸気タービン設
備であって、所定の蒸気を蒸気タービンのパッキン部に
供給する蒸気タービン設備の蒸気供給方法にかかる発明
は、 前記所定の蒸気の温度を、前記蒸気タービンのパッキ
ン部の許容温度以内に調節してから、前記蒸気タービン
のパッキン部と前記復水中とに供給し、かつ、前記復水
器内の空気を抽出することを特徴とするものである。

［作用］ 所定の蒸気は、その温度が蒸気温度調節手段により、
蒸気タービンのパッキン部の許容温度以内に調節してか
ら、パッキン部と復水中に供給される。

パッキン部に供給された蒸気はパッキン部の許容温度
以内に調節されているので、この蒸気により、パッキン
部が過大な熱膨張を起こすことなく、グランドシールが
行われる。

また、復水中に供給された蒸気により、復水の温度は
上昇し、復水の脱気が行われる。

脱気蒸気とグランドシール蒸気とは、共に、同一の蒸
気調節手段により、温度調節されているので、設備を簡
略化することができる。

熱交換装置を有する蒸気タービン設備では、熱交換装
置により、復水と蒸気とが熱交換されてパッキン部の許
容温度以内に調節されてから、パッキン部と復水中に蒸
気が供給されて、前述と同様に、グランドシールと復水
の脱気とが行われる。

また、前述と同様の理由により、設備を簡略化するこ
とができる。

蒸気の温度調節は、熱交換装置を通過する蒸気流量を
蒸気流量調節弁によって調節することにより、行われ
る。

熱交換装置では、復水と蒸気とが熱交換されるので、
復水の温度は上昇し、蒸気放出配管から復水中に放出さ
れる蒸気による脱気効果をさらに促進する。

このように、熱交換装置により温度調節を行うと、ス
プレー水を用いる減温器により温度調節するものより
も、蒸気の熱量を復水の脱気のために無駄なく使用でき
るので、使用蒸気量を削減することができると共に、蒸
気配管や調節弁のサイズを小型化することができ、ラン
ニングコストおよび製造コストを低減させることができ
る。

［実施例］ 以下、第１図〜第９図に基づき、本発明の実施例につ
いて説明する。なお、前記従来技術および各種実施例に
おいて同一部位については、同一の符号を付し、その説
明を省略する。

蒸気タービン設備の第１の実施例について、第１図お
よび第２図に基づき説明する。

本実施例の蒸気タービン設備は、蒸気タービン３と、
蒸気タービン３からの蒸気を復水にして一時的に貯留す
る復水器５と、蒸気タービン３のパッキン部28,29にグ
ランドシール蒸気を供給し復水器５に脱気蒸気を供給す
る設備とを有して構成されている。

蒸気タービン３は、図示されていない蒸気発生器で発
生した蒸気を導入するための主蒸気配管１に接続されて
いる。主蒸気配管１には、主蒸気止弁２が設けられてい
る。

蒸気タービン３は、タービンシャフトの蒸気流入側の
グランドシールを行う高圧パッキン部28と、蒸気排気側
のグランドシールを行う低圧パッキン部29とを備えてい
る。

高圧パッキン部28の低圧パッキン部29とは、シール配
管30を介して、グランドコンデンサ31と接続されてい
る。

蒸気タービン３の蒸気排出口側には、蒸気を復水器５
に導く排気ダクト４が設けられている。

復水器５には、蒸気タービン排気が冷却水と熱交換し
て凝縮していく過程における蒸気タービン排気中のガス
を抽出する空気抽出器11が接続されている。

さらに、復水器５には、この復水器内に貯留されてい
る復水を、図示されていない熱交換器や給水ポンプ等を
介して、前記蒸気発生器に供給するための復水配管８が
接続されている。復水配管８には、復水器５中の復水を
汲み出す復水ポンプ７が設けられている。復水ポンプ７
の吐出側から復水器５までの間には、復水を復水ポンプ
７と復水器５との間で循環させるための復水循環配管９
が布設されている。復水循環配管９には、復水の循環流
量を調節する循環流量調節弁10が設けられている。

グランドシール蒸気と脱器蒸気とを供給する設備は、
図示されていない蒸気源から伸びる補助蒸気配管21と、
補助蒸気配管21中を通ってきた蒸気を蒸気タービン３側
と復水器５側とに分けるヘッダー配管25と、ヘッダー配
管25と高圧パッキン部28とをつなぐ高圧シール配管26
と、ヘッダー配管25と低圧パッキン部29とをつなぐ低圧
シール配管27と、ヘッダー配管25の蒸気を復水器５内の
復水中に導く蒸気放出配管103と、前記各種配管の蒸気
の流量や圧力、温度を調節する調節手段と、前記各種配
管中の蒸気の圧力や温度を検出する検出手段等を有して
構成されている。

補助蒸気配管21には、蒸気の温度を調節する減温器22
と、パッキン部28,29に供給される蒸気の圧力を調節す
る供給蒸気調節弁24とが、設けられている。

減温器22に供給されるスプレー水は、パッキン部28,2
9に供給される蒸気がパッキン部28,29の許容温度以内に
なるように、減温器22の下流側の蒸気温度に基づいて駆
動するスプレー水流量調節弁23により調節される。蒸気
温度調節手段は、減温器22とスプレー水流量調節弁23と
を有して構成される。

供給蒸気調節弁24には、起動時等におけるヘッダー配
管25中の蒸気圧力の設定値を出力する起動時圧力設定器
101と、定常運転時等におけるヘッダー配管25中の蒸気
圧力の設定値を出力する圧力設定器52と、圧力設定器5
2,101からの設定値と圧力検出器51からの検出値とに基
づき、供給蒸気調節弁24へ弁開度制御信号を出力する演
算器53とが、接続されている。

起動時圧力設定器101と圧力設定器52とは、起動時に
おける復水の脱気が完了すると、起動時圧力設定器101
から設定値が出力されなくなり、圧力設定器52から設定
値が出力されるようになっている。

なお、設定圧力変換手段は、この起動時圧力設定器10
1と圧力設定器52とにより構成されている。

蒸気放出配管103には、ヘッダー配管25内の蒸気圧力
を一定に調節すべく、放出蒸気調節弁33が設けられてい
る。放出蒸気調節弁33には、ヘッダー配管25中の蒸気圧
力の設定値を出力する圧力設定器55と、圧力設定器55か
らの設定値と圧力検出器54からの検出値とに基づき、放
出蒸気調節弁33へ弁開度制御信号を出力する演算器56と
が、接続されている。蒸気放出配管103の端部には、復
水内に蒸気を噴出するための蒸気噴射ノズル43が設けら
れている。

次に、蒸気タービン設備の第１の実施例の作用につい
て説明する。

まず、プラントと起動時の作用について説明する。

プラントの起動時は、蒸気タービン３自体から高圧パ
ッキン部28および低圧パッキン部29にグランドシール蒸
気が供給されないので、図示されていない蒸気源からの
蒸気をパッキン部28,29に供給して、蒸気タービン３を
外気と隔離する必要がある。

前記蒸気源からの蒸気は、補助蒸気配管21を通って、
減温器22に導かれる。

減温器22では、スプレー水流量調節弁23により、スプ
レー水の流量が調節され、減温器22から流出する蒸気の
温度がパッキン部28,29の許容温度以内に調節される。

温度が調節された蒸気は、起動時圧力設定器101から
の設定値に基づいて駆動する供給蒸気調節弁24により、
圧力調節される。

供給蒸気調節弁24と放出蒸気調節弁33の弁開度制御に
ついて、第２図を用いて説明する。

同図中、A₁は供給蒸気調節弁24の弁開度特性を、B₀は
放出蒸気調節弁33の弁開度特性を示しており、ヘッダー
配管25内の蒸気圧力は、供給蒸気調節弁24と放出蒸気調
節弁33とにより、b₁〜a₃間で制御される。

放出蒸気調節弁33が開く設定圧力b₁,b₀は、供給蒸気
調整弁24が閉じる設定圧力a₂,a₃よりも低い。したがっ
て、ヘッダー圧力がb₁〜a₃間では、供給蒸気調節弁24と
放出蒸気調節弁33とが共に開いており、供給蒸気調節弁
24を通過した蒸気は、ヘッダー配管25から、シール配管
26,27を介してパッキン部28,29にグランドシール蒸気と
して供給されるとともに、蒸気放出配管103および放出
蒸気調節弁33を介して、蒸気噴射ノズル43から、復水器
５内の復水に脱気蒸気として噴出される。

パッキン部28,29に供給されたグランドシール蒸気
は、蒸気タービン３を外気と隔離する。なお、この蒸気
の温度は、すでにパッキン部28,29の許容温度以内に調
節されているので、タービンシャフトやパッキン部28,2
9が過大に熱膨張するようなことはない。グランドシー
ルとして使用されたこの蒸気は、シール配管30を介して
グランドコンデンサ31に導かれ、ドレンとして回収され
る。

蒸気タービン３が外気と隔離された後、空気抽出器11
を駆動して、復水器５内の真空度を上げる。

復水器５内に供給される脱気蒸気の温度は、前述した
ように、すでに、パッキン部28,29の許容温度以内に調
節されているので、パッキン部28,29の許容温度よりも
高い許容温度を有する復水器５は、過大な熱膨張によ
り、復水器５のシール性が損なわれることはない。

復水器５内の復水は、復水に噴射された脱気蒸気によ
る温度の上昇と、真空度の上昇による分圧の低下によ
り、復水中の容存酸素が分離される。

復水から分離された酸素は、空気抽出器11により排出
される。

復水は、この際、復水ポンプ７により、復水配管８、
復水循環配管９、復水器５間を循環させられる。これ
は、復水の容存酸素濃度を均一化するためである。

このように、脱気蒸気は、温度調節、圧力調節をされ
て、十分に復水器５内の復水に供給される。したがっ
て、復水器５内の復水を確実に脱気することができる。

脱気された復水は、復水ポンプ７により、図示されて
いない給水ポンプ等を介して、蒸気発生器に供給され
る。

パッキング部28,29のシール、および、復水の脱気が
完了すると、主蒸気止弁２が開き、蒸気タービン３内に
タービン駆動用の蒸気が供給され初め、蒸気タービン３
の暖気等が行われた後、徐々に供給蒸気量が増加してゆ
き、タービンが駆動して定常運転に移って行く。

次に、プラントの定常運転時の作用について説明す
る。

主蒸気配管１から主蒸気止弁２を介して、蒸気タービ
ン３に導入された蒸気は、タービンを駆動した後に、排
気ダクト４を介して、復水器５に導かれ、冷却水と熱交
換されて、凝縮し復水となる。

復水は、蒸気が凝縮する過程で、ガスが分離されて、
空気抽出器11により排出されるため、容存酸素濃度は、
低く抑えられている。

この復水は、復水ポンプ７により、復水配管８を通
り、図示されていない給水ポンプ等を介して蒸気発生器
に供給される。

プラント運転中の蒸気タービン３のパッキン部28,28
のシールは、蒸気タービン３にタービン駆動用として供
給される蒸気により行われる。

グランドシールのために、高圧パッキン部28に供給さ
れた蒸気は、高圧シール配管26からヘッダー配管25、低
圧シール配管27を介して、低圧パッキン部29に導かれ
る。そして、この蒸気は、低圧パッキン部29のグランド
シールとして使用された後、シール配管30を通って、グ
ランドコンデンサ31に導かれる。

この際、供給蒸気調節弁24は、起動時における復水の
脱気が完了した時点で、すでに、起動時圧力設定器101
による制御から、圧力設定器52による制御に移行され、
第２図のA₀に示されるような弁開度特性で制御されてい
る。

このため、蒸気タービン３から高圧パッキン部28を介
して、ヘッダー配管25に供給される蒸気が増加し、ヘッ
ダー配管25内の蒸気圧力がa₁以上の状態では、供給蒸気
調節弁24は、全閉状態である。

蒸気タービン３の負荷がさらに増加し、ヘッダー配管
25内の蒸気圧力がb₁を越えると、放出蒸気調節弁33が開
き初め、ヘッダー配管25内の蒸気を復水器５内に放出す
る。これにより、ヘッダー配管25およびパッキン部28,2
9の圧力が一定の値を越えないように制御される。

このように本実施例では、プラントの起動時にパッキ
ン部に適切な温度の蒸気を供給することができるととも
に、復水の脱気を確実に行うことができる。

また、従来技術におけるグランドシール系統の設備の
蒸気排出配管を復水器５の復水中に引き込み、そこに蒸
気噴射ノズル43を設けるとともに、脱気時圧力設定器10
1を供給蒸気調節弁24に設けることにより、グランドシ
ール系統の設備を脱気のための設備としても用いること
ができ、従来技術における脱気系統の設備が一切不要と
なり、設備が簡略化して、製造コストの低減を図ること
ができる。

次に、第１の実施例の変形例について、第３図および
第４図に基づき説明する。

本実施例の蒸気タービン設備は、第１の実施例におけ
る起動時圧力設定器101の替わりに、第４図のB₁に示さ
れるように弁開度特性で放出蒸気調節弁33を制御する起
動時圧力設定器102を放出蒸気調節弁33に設けたもの
で、その他の部位については何ら変わりない。

本実施例によれば、プラントの起動時には、起動時圧
力設定器102により、放出蒸気調節弁33が開く設定圧力b
₃,b₂が、供給蒸気調節弁24が閉じる設定圧力a₀,a₁より
も低く定められているので、ヘッダー配管25内の蒸気圧
力がb₃〜a₁間では、供給蒸気調節弁24と放出蒸気調節弁
33とが共に開いており、蒸気は、パッキン部28,29と復
水器５内に供給される。

したがって、プラントの起動時におけるパッキン部2
8,29のグランドシールと復水の脱気とが、第１の実施例
と同様に確実に行うことができる。

また、本実施例では、ヘッダー配管25内の蒸気圧力
が、第１の実施例よりも低いb₃〜a₁間で制御されるの
で、供給蒸気調節弁24以降の設備の許容圧力を下げるこ
とができ、製造コストをさらに低減させることができ
る。

次に、蒸気タービン設備の第２の実施例について、第
５図を用いて説明する。

本実施例の蒸気タービン設備は、第１の実施例の供給
蒸気調節弁24の下流側で、直ちに補助蒸気配管21を分岐
し、一方蒸気タービン３のパッキン部28,29にグランド
シール蒸気を供給する設備を設け、他方に復水器５に脱
気蒸気を供給する設備を設けたものである。

パッキン部28,29にグランドシール蒸気を供給する設
備は、補助蒸気配管21から分岐された蒸気を蒸気タービ
ン３側と復水器５側とに分けるヘッダー配管25と、ヘッ
ダー配管25と高圧パッキン部28とをつなぐ高圧シール配
管26と、ヘッダー配管25と低圧パッキン部29とをつなぐ
低圧シール配管27と、ヘッダー配管25の蒸気を復水器５
内に排出する蒸気排出配管33と、ヘッダー配管25内の蒸
気圧力に基づき開閉を行う排出蒸気調節弁60とを有して
構成されている。

排出蒸気調節弁60には、第１の実施例における放出蒸
気調節弁33に設けられていた圧力設定器55と演算器56と
が接続されている。

復水器５に脱器蒸気を供給する設備は、補助蒸気配管
21から分岐した蒸気を復水器５内の復水中に放出する蒸
気放出配管106と、放出蒸気調節弁104とを有して構成さ
れている。

蒸気放出配管106の端部には、復水内に蒸気を噴出す
るための蒸気噴出ノズル43が設けられている。

放出蒸気調節弁104には、起動時における復水の脱気
の際に放出蒸気調節弁104を開閉操作する発信器105が接
続されている。

なお、本実施例における減温器22のまわりの設備、蒸
気タービン３まわりの設備、復水器５まわりの設備は、
第１の実施例と同一である。

本実施例によれば、プラントの起動時に、パッキン部
28,29と復水器５内の復水とに、減温器22によりパッキ
ン部28,29の許容温度以内に調節された蒸気を、それぞ
れ、供給することができ、第１の実施例と同様に、パッ
キング部28,29のグランドシールと、復水の脱気とを確
実に行うことができる。

また、単一の減温器22により、前記特定の蒸気源から
の蒸気を減温してから、グランドシール蒸気および脱気
蒸気として供給するようにしたので、設備を簡略化する
ことができ、製造コストを低減することができる。

次に、第６図に基づき、蒸気タービン設備の第３の実
施例について説明する。

本実施例の蒸気タービン設備は、第１の実施例と同一
の蒸気タービン３と、同じく第１の実施例と同一の復水
器５と、蒸気タービン３のパッキン部28,29にグランド
シール蒸気を供給し復水器５に脱気蒸気を供給する設備
とを有して構成されている。

グランドシール蒸気と脱気蒸気とを供給する設備は、
図示されていない蒸気源から伸びる補助蒸気配管21と、
補助蒸気配管21中を通ってきた蒸気を復水器５内の復水
中に通して熱交換させるための伝熱管112と、伝熱管112
を通った蒸気を蒸気タービン３側と復水器５側とに導く
ための中継用の配管113と、中継用の配管113を通った蒸
気を蒸気タービン３側と復水器５側とに分けるヘッダー
配管25と、ヘッダー配管25とパッキン部28,29とをつな
ぐシール配管26,27と、ヘッダー配管25の蒸気を復水器
５内に排出する蒸気排出配管32と、中継用の配管113の
途中から蒸気を復水器５の復水中に放出させるための蒸
気放出配管115と、前記各種配管の蒸気の流量や圧力、
温度を調節する調節手段と、前記各種配管中の蒸気の圧
力や温度を検出する検出手段等を有して構成されてい
る。

伝熱管112は、復水器５のホットウェル室とで、熱交
換装置を構成している。

蒸気放出配管115には、蒸気放出配管115の蒸気流量を
調節することにより、補助蒸気配管21および伝熱管112
内を通る蒸気流量を調節する蒸気流量調節弁114が設け
られている。

蒸気流量調節弁114には、伝熱管112以降の蒸気温度の
設定値を出力する温度設定器122と、温度検出器121によ
る検出値と温度設定器122からの設定値とに基づき、蒸
気流量調節弁114に弁開度制御信号を出力する演算器123
とが接続されている。なお、蒸気温度の設定値は、パッ
キン部28,29の許容温度以内の値に定められている。

演算器123には、中継用の配管113内の蒸気圧力を検出
する圧力検出器124接続されている。この圧力検出器124
は、蒸気圧力と蒸気温度とから蒸気の過熱度を把握し
て、弁開度制御信号の出力を補正することにより、蒸気
の湿りを防止するために設けたものである。

蒸気放出配管115の端部には、蒸気を復水中に噴出す
るための蒸気噴射ノズル43が設けられている。

中継用の配管113における蒸気放出配管115の分岐箇所
の下流側には、圧力検出器51で検出された圧力に基づき
駆動する供給蒸気調節弁24が設けられている。

供給蒸気調節弁24には、供給蒸気調節弁24の弁開度特
性が第２図のA₀に示すように制御されるよう、圧力設定
器52と演算器53とが接続されている。

蒸気排出配管32には、ヘッダー配管25に設けられてい
る圧力検出器54で検出された圧力に基づき開閉を行う排
出蒸気調節弁60が設けられている。

排出蒸気調節弁60には、排出蒸気調節弁60の弁開度特
性が第２図のB₀に示すように制御されるよう、圧力設定
器55と演算器56とが接続されている。

次に、第３の実施例の作用について説明する。

プラントの起動時には、補助蒸気配管21からパッキン
部28,29のグランドシールと復水の脱気に必要な蒸気が
送られてくる。

この蒸気は、伝熱管112を通り、復水器５内の復水と
熱交換されて、パッキン部28,29の許容温度以内に調節
される。

このときの温度調節は、以下のように行われる。

温度検出器121による検出値が、設定値よりも低い場
合には、放出蒸気調節弁114が開く方向に動作する。

放出蒸気調節弁114の弁開度が大きくなると、伝熱管1
12内を通る蒸気流量が増加するため、たとえ伝熱管112
から放出される熱量が変わらなくとも、蒸気の温度低下
量が減少して、蒸気温度の検出値が上昇し、設定値に近
づく。

また、温度検出器121による検出値が、設定値よりも
高い場合には、放出蒸気調節弁114は、閉じる方向に動
作する。

放出蒸気調節弁114の弁開度が小さくなると、伝熱管1
12内を通る蒸気流量が減少するため、蒸気の温度低下量
が増加して、蒸気温度の検出値が下がり、設定値に近づ
く。

したがって、補助蒸気配管21から送られてくる蒸気温
度が変化しても、伝熱管112を通った蒸気は、設定値で
あるパッキン部28,29の許容温度以内の温度に治まる。

このように、温度調節された蒸気が、供給蒸気調節弁
24により圧力調節されてから、ヘッダー配管25およびシ
ール配管26,27を介してパッキン部28,29に供給される。
なお、このときグランドシール蒸気として使用される蒸
気量は、ほぼ一定である。

放出蒸気調節弁114を通った蒸気は、脱気蒸気とし
て、蒸気噴射ノズル43から復水中に噴出され、復水の温
度を上げて、復水を脱気する。

伝熱管112を通る蒸気は、復水と熱交換して復水の温
度を上げているので、復水の脱気をさらに促している 本実施例では、蒸気の温度の調節を、スプレー水の噴
射によらず、復水との熱交換で行っているので、蒸気の
熱量を無駄なく使用でき、使用蒸気量を減少させること
ができるとともに、蒸気配管サイズを小さくすることが
でき、ランニングコストおよび製造コストを低減させる
ことができる。

また、本実施例では、脱気蒸気とグランドシール蒸気
の温度調節を同一の設備で行っているので、設備を簡略
化することができ、さらに製造コストを低減させること
ができる。

次に、第３の実施例の変形例について、第７図に基づ
き説明する。

本実施例は、第３の実施例における復水器５内の伝熱
管112の換わりに、復水器５外に熱交換装置116を設け、
熱交換装置116と復水器５との間を復水が循環するよう
にして、復水器５外で復水と蒸気とが熱交換するように
したものである。なお、本実施例は、この熱交換に関す
る設備以外の部位については、第３の実施例と全く同様
である。

熱交換装置116は、復水を一時的に溜めておく槽と、
補助蒸気配管21から送られてきた蒸気を通す伝熱管112a
とを有して構成されている。

復水配管８から熱交換装置116までの間と、熱交換装
置116から復水器５までの間とには、復水を循環させる
ための復水循環配管117,118が布設されている。

復水循環配管117には、復水の循環流量を調節する循
環流量調節弁119が設けられている。

熱交換装置116と復水器５との間には、熱交換装置116
内の復水から分離した酸素を復水器５を介して、空気抽
出器11に導くための連絡配管120が布設されている。な
お、この連絡配管120は、復水器５を介することなく、
直接、空気抽出器11に接続してもよい。

本実施例は、第３の実施例と比較して、既設の蒸気タ
ービン設備に本実施例を適用する際、復水器５内の伝熱
管112を設けるという面倒な製作工程がなくなる点と、
蒸気と復水との熱交換方法が異なる点とを除けば、第３
の実施例を全く同様の作用効果を得ることができる。

なお、第１の実施例、第１の実施例の変形例および第
２の実施例における減温器の換わりに、第３の実施例お
よび本実施例のように熱交換装置を用いて、蒸気温度調
節手段を構成するようにしてもよい。

次に、前記各種実施例の蒸気タービン設備をガスター
ビン設備と組み合わせたコンバインドプラントについて
説明する。

コンバインドプラントは、第８図に示すように、ガス
タービン153,154の駆動に用いられた排気ガスを蒸気発
生器152に送り込み、排気ガスの熱により蒸気を発生さ
せ、この蒸気を蒸気タービン３に送り込むものである。

このコンバインドプラントは、多軸型と呼ばれるもの
で、ガスタービン153,154と蒸気タービン３とにそれぞ
れの軸が設けられており、その軸の一端に発電機155,15
1がそれぞれ接続されている。

また、前記各種実施例の蒸気タービン設備は、第９図
に示すように、１軸型のコンバインドプラントを構成し
てもよい。

一般的に、コンバインドプラントでは、蒸気発生器に
重油や石炭等の燃料により、蒸気を直接的に発生させる
ものよりも、蒸気タービンに供給する蒸気量が少ないた
めに、復水を脱気させる脱気器を独立して設けるような
ことがほとんどないので、このような設備に前記各種実
施例を適用することが好ましい。したがって、コンバイ
ンドプラントにおいて蒸気発電設備にかかる前記各種実
施例を採用すると、前述したように脱気系統の設備とグ
ランドシール系統の設備との統合による製造コストの低
減という効果を得ることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、温度調節手段により蒸気の温度を調
節してから、蒸気タービンのパッキン部と復水器に貯留
されている復水中とに蒸気を供給するようにしたので、
パッキン部に適切な温度の蒸気を供給することができる
とともに、復水の脱気を行うことができ、かつ、グラン
ドシール系統の設備と脱気系統の設備との一部統合によ
り、設備が簡略化し製造コストの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１の実施例を示しており、第１
図は蒸気タービン設備の系統図、第２図は供給蒸気調節
弁と放出蒸気調節弁の弁開度特性図、第３図および第４
図は第１の実施例の変形例を示しており、第３図は蒸気
タービン設備の系統図、第４図は供給蒸気調節弁と放出
蒸気調節弁の弁開度特性図、第５図は第２の実施例の蒸
気タービン設備の系統図、第６図は第３の実施例の蒸気
タービン設備の系統図、第７図は第３の実施例の変形例
の蒸気タービン設備の系統図、第８図は多軸型のコンバ
インドプラントの系統図、第９図は１軸型のコンバイン
ドプラントの系統図、第10図は従来の蒸気タービン設備
の系統図である。 ３……蒸気タービン、５……復水器、22……減温器、24
……供給蒸気調節弁、26……高圧シール配管、27……低
圧シール配管、28……高圧パッキン部、29……低圧パッ
キン部、32……蒸気排出配管、33……放出蒸気調節弁、
52,55……圧力設定器、60……排出蒸気調節弁、101,102
……起動時圧力設定器、103,115……蒸気放出配管、11
2,112a……伝熱管、116……熱交換装置、151,155,156…
…発電機、152……蒸気発生器、153,154……ガスタービ
ン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｖ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01K 9/00 E01K 23/10 F01D 11/06 F01D 15/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気タービンと、該蒸気タービンからの蒸
   気を復水にして一時的に貯留する復水器とを備え、所定
   の蒸気により、前記蒸気タービンのグランドシールと前
   記復水の脱気とを行う蒸気タービン設備において、 前記所定の蒸気の温度を、前記蒸気タービンの前記パッ
   キン部の許容温度以内に調節する蒸気温度調節手段と、 温度が調節された前記所定の蒸気を、前記蒸気タービン
   の前記パッキン部に導くグランドシール蒸気供給配管
   と、 前記グランドシール蒸気供給配管から分岐して形成さ
   れ、温度が調節された前記所定の蒸気を、前記復水器内
   に貯留されている前記復水中に放出するための蒸気放出
   配管と、 前記復水器内の空気を抽出する空気抽出器と、 を備え、 前記蒸気温度調節手段により温度が調節された前記所定
   の蒸気を、前記蒸気タービンの前記パッキン部と前記復
   水器内に貯留されている前記復水中とに供給することを
   特徴とする蒸気タービン設備。
2. 【請求項２】蒸気タービンと、該蒸気タービンからの蒸
   気を復水にして一時的に貯留する復水器とを備えた蒸気
   タービン設備であって、所定の蒸気を蒸気タービンのパ
   ッキン部に供給する蒸気タービン設備の蒸気供給方法に
   おいて、 前記所定の蒸気を、前記蒸気タービンの前記パッキン部
   の許容温度以内に調節してから、前記蒸気タービンの前
   記パッキン部と前記復水器内に貯留されている前記復水
   中とに供給し、 かつ、前記復水器内の空気を抽出することを特徴とする
   蒸気タービン設備の蒸気供給方法。
3. 【請求項３】前記グランドシール蒸気供給配管に設けら
   れ、前記蒸気温度調節手段により温度が調節された前記
   所定の蒸気の圧力を調節する供給蒸気調節弁と、 前記蒸気放出管に設けられ、前記蒸気温度調節手段によ
   り温度が調節された前記所定の蒸気を前記復水器内の前
   記復水中に放出する、蒸気流量を調節する放出蒸気調節
   弁と、 を備え、 前記蒸気タービンの起動時における前記復水の脱気の
   際、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動作を開始す
   る設定圧力は、前記供給蒸気調節弁が全開状態から閉動
   作を開始する設定圧力よりも低いことを特徴とする請求
   項１に記載の蒸気タービン設備。
4. 【請求項４】前記グランドシール蒸気供給配管に設けら
   れ、前記蒸気温度調節手段により温度が調節された前記
   所定の蒸気の圧力を調節する供給蒸気調節弁と、 前記蒸気放出管に設けられ、前記蒸気温度調節手段によ
   り温度が調節された前記所定の蒸気を前記復水器内の前
   記復水中に放出する、蒸気流量を調節する放出蒸気調節
   弁と、 前記蒸気タービンの起動時における前記復水の脱気の
   際、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動作を開始す
   る設定圧力を前記供給蒸気調節弁が全開状態から閉動作
   を開始する設定圧力よりも低く設定し、前記復水の脱気
   が終了すると、前記放出蒸気調節弁の全閉状態から開動
   作を開始する設定圧力を前記供給蒸気調節弁が全開状態
   から閉動作を開始する設定圧力よりも高く設定する設定
   圧力変換手段と、 を備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タ
   ービン設備。
5. 【請求項５】前記蒸気温度調節手段は、前記復水器内に
   貯留される復水と前記所定の蒸気とを熱交換する熱交換
   装置を有することを特徴とする請求項1,3,4のいずれか
   一項に記載の蒸気タービン設備。