JP3245469U - 省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム - Google Patents

Abstract

【課題】冷蒸気が軸封に入ることによる機器の損傷を回避することができ、またメインエンジン潤滑油に水がかかることを防止するとともに、軸封蒸気疎水熱を効果的に回収し、復水器の真空環境を改善し、ユニットの効率を向上させ、省エネルギーと排出削減を実現することができる蒸気タービン軸封排蒸気システムを提供する。【解決手段】省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システムは、補助蒸気軸封蒸気供給親管に設置されたゲート前排水管路及び軸封排蒸気親管に接続された蒸気シール冷却器を含み、ゲート前排水管路にゲート前排水バルブが取り付けられ、蒸気シール冷却器は、それぞれ高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管に接続され、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられると、ゲート前排水管路が導通する。【選択図】図２

Description

本考案は、蒸気タービン技術の分野に関し、特に省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システムに関する。

火力発電所の蒸気タービン機器では、可動、固定部品の間の衝突を回避するために、適切な隙間を残さなければならず、これらの隙間の存在は、蒸気漏れを引き起こし、そのためにシール装置－－－－蒸気シールを追加して取り付けなければならない。蒸気シールの蒸気タービンにおける位置に基づいて、軸端蒸気シール（以下、軸封と略称する）、仕切板蒸気シール及び囲み蒸気シール（流通部分蒸気シール）という３種類に分けることができる。そのうち、軸封の作用は、シリンダ内の蒸気が外へ漏れることを阻止することであり、低圧シリンダの排蒸気側の軸封は、外部ガスがシリンダに入ることを防止し、通常、軸封システムは、軸封の隙間が小さく、軸封の親管の圧力が低く、軸封の蒸気供給量が少ないという特徴を有する。

図１に示すように、従来の軸封システムでは、ユニットの起動中又は低負荷時に補助蒸気により供給され、軸封システムは、高負荷時に超高／高圧の軸封により自己シールで供給され、軸封の末端には、軸封の蒸気供給親管の圧力を制御するための圧力トランスミッタが設置される。軸封の補助蒸気の蒸気供給親管は、電気加熱から軸封吸蒸気調整ゲート前に１つの疎水性、ドレンフラッシュタンクが設置され、軸封排蒸気親管は、それぞれ高圧／低圧に２つの疎水性、ドレンフラッシュタンクが設置される。

しかしながら、上記軸封システムには以下のような問題がある。

１、高負荷時に、軸封が補助蒸気から自己シールに切り替え、補助蒸気の蒸気供給配管が吸蒸気せず、蒸気が流通しないため、軸封吸蒸気調整ゲート前の蒸気温度を絶えず低下させ、低負荷時に、軸封に補助蒸気が混入した後、軸封吸蒸気調整ゲート前の一段の冷蒸気が各軸受チャンバに入り、各軸受の軸封歯を局部的に冷却し、機器の耐用年数を低下させ、機器の損傷を引き起こす。

２、実際には空間設計が不足であるため、軸封排蒸気親管は、超高圧／高圧の各軸受の排蒸気の分岐管よりも高く、このように軸封分岐管の低いところに水が溜ることを引き起こし、各軸受の排蒸気の不良を引き起こし、軸受からの蒸気湧き出し現象が発生し、メインエンジン潤滑油における水がかかる可能性を増加させる。メインエンジン潤滑油における水がかかることを防止するために、軸封排蒸気親管の疎水をオンにさせるように保持する必要があり、配管に溜り水が存在することを回避するが、このように軸封排蒸気親管がドレンフラッシュタンクにより復水器と直接連通し、各軸受における負圧を高くさせ、大量のガスが復水器に入り、ユニットの真空に影響を与え、それによりユニットの効率に影響を与える。

本考案の目的は、上記従来技術に存在する欠点を解消するために省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システムを提供することであり、冷蒸気が軸封に入ることによる機器の損傷を回避することができ、またメインエンジン潤滑油における水がかかることを防止するとともに復水器の真空環境を改善し、ユニットの効率を向上させることができる。

本考案の目的は、以下の技術的解決手段により実現することができる。省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システムであって、補助蒸気軸封蒸気供給親管に設置されたゲート前排水管路及び軸封排蒸気親管に接続された蒸気シール冷却器を含み、前記ゲート前排水管路にゲート前排水バルブが取り付けられ、前記蒸気シール冷却器は、それぞれ高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管に接続される。

さらに、前記ゲート前排水管路は、軸封吸蒸気調整ゲートと第１のドレンフラッシュタンクとの間に設置され、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられると、ゲート前排水管路が導通する。

さらに、前記ゲート前排水バルブは、具体的に手動バルブである。

さらに、前記ゲート前排水バルブは、具体的に制御可能なバルブである。

さらに、前記軸封吸蒸気調整ゲートは、接続管路を介して電気加熱器に接続され、前記電気加熱器は、疎水フラッシュ管路を介して第１のドレンフラッシュタンクに接続され、前記疎水フラッシュ管路は、ゲート前排水管路に接続される。

さらに、前記ゲート前排水管路は、接続管路と並列に接続される。

さらに、前記軸封吸蒸気調整ゲートと疎水フラッシュ管路にいずれもエアバルブが取り付けられ、前記疎水フラッシュ管路と接続管路にいずれも温度トランスミッタが取り付けられる。

さらに、前記ゲート前排水管路の管径は、接続管路の管径よりも小さく、前記ゲート前排水管路の管径は、疎水フラッシュ管路の管径と同じである。

さらに、前記第１のドレンフラッシュタンクの容積は、１３ｍ^３である。

さらに、前記高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管と蒸気シール冷却器との間にいずれもエアバルブと温度トランスミッタが設置される。

考案の有益な効果

従来技術に比べて、本考案は、以下の利点を有する。

一、本考案は、補助蒸気軸封蒸気供給親管に１つのゲート前排水管路を追加することにより、当該ゲート前排水管路は、軸封吸蒸気調整ゲートと第１のドレンフラッシュタンクとの間に設置され、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられると、ゲート前排水管路が導通し、蒸気の流通量を増加し、吸蒸気調整ゲート前の温度が高いレベルを維持するように保証することができ、それにより軸封予備管の吸蒸気の温度が低いという問題を解決し、本考案は、軸封排蒸気親管の疎水を蒸気シール冷却器に接続するように変更し、蒸気シール冷却器内の排蒸気ファンが吸引したマイクロ負圧を利用して排蒸気親管の溜り水を持ち去り、メインエンジン潤滑油における水がかかることを防止できる一方、復水器の真空環境を確保することができ、それにより蒸気タービンの熱消費を低減させ、ユニット効率を向上させる。

二、本考案は、蒸気タービン排蒸気親管における高／低２つの疎水を蒸気シール冷却器に接続するように変更し、蒸気シール冷却器を起動する時、さらに軸封蒸気疎水熱を効果的に回収することができ、それによりさらなる省エネルギーと排出削減を実現する。

三、本考案の応用際に一つのゲート前排水管路を追加し及び接続変更設計を行うだけで、従来の蒸気タービンシステムに直接改良することができ、便利でコストが低いという利点を有する。

従来の蒸気タービン軸封排蒸気システムの接続概略図である。 本考案の全体システム接続概略図である、 本考案におけるゲート前排水管路追加の接続概略図である、 本考案における蒸気シール冷却器の接続変更の接続概略図である。

以下、図面及び具体的な実施例を参照して本考案について詳細に説明する。

図２、図３及び図４に示すように、省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システムであって、補助蒸気軸封蒸気供給親管に設置されたドア前排水管路（図２における紫色管路に示す）及び軸封排蒸気親管に接続された蒸気シール冷却器（図３における紫色管路に示す）を含み、そのうち、ドア前排水管路にドア前排水バルブが取り付けられ、蒸気シール冷却器は、それぞれ高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管（図３における緑色管路に示す）に接続される。

具体的には、ゲート前排水管路は、軸封吸蒸気調整ゲートと第１のドレンフラッシュタンクとの間に設置され、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられると、ゲート前排水管路が導通し、本実施例では、第１のドレンフラッシュタンクの容積は、１３ｍ^３である。

実際の応用では、ゲート前排水バルブは、手動バルブ又は制御可能なバルブを選択することができ、手動バルブを選択する場合、１つの方式は、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられた後、手動バルブをオンにしてゲート前排水管路を導通させることであり、もう１つの方式は、手動バルブの常開を保持し、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられた後に疎水フラッシュ管路における調整ゲートをオンにし、ゲート前排水管路を導通させ、
制御可能なバルブを選択する場合、軸封吸蒸気調整ゲートの状態信号をリアルタイムに監視し収集する必要があり、閉信号を収集した後、制御可能なバルブのオン又はオフを自動的に制御する。

また、軸封吸蒸気調整ゲートは、接続管路を介して電気加熱器に接続され、電気加熱器は、疎水フラッシュ管路を介して第１のドレンフラッシュタンクに接続され、疎水フラッシュ管路は、ゲート前排水管路に接続され、ゲート前排水管路は、接続管路と並列に接続され、
軸封吸蒸気調整ゲートと疎水フラッシュ管路にいずれもエアバルブが取り付けられ、疎水フラッシュ管路と接続管路にいずれも温度トランスミッタが取り付けられ、高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管と蒸気シール冷却器との間にいずれもエアバルブと温度トランスミッタが設置される。ゲート前排水管路の管径は、接続管路の管径よりも小さく、ゲート前排水管路の管径は、疎水フラッシュ管路の管径と同じである。

上記蒸気タービン軸封排蒸気システムの動作過程は、
ユニットを起動した後、蒸気シール冷却器が運転を開始し、蒸気シール冷却器内の排蒸気ファンを利用して排蒸気親管内の溜り水を吸引するとともに、復水器内の真空環境を保証するＳ１と、
軸封吸蒸気調整ゲートの状態信号を取得し、現在の軸封吸蒸気調整ゲートが閉状態であれば、ゲート前排水管路をオンにして導通し、蒸気の流通量を増加させ、軸封吸蒸気調整ゲート前の温度を向上させるＳ２と、を含む。

以上から分かるように、本技術的解決手段は、１つの軸封吸蒸気調整ゲート前排水管路を追加することにより、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられた後、ゲート前排水管路を導通して蒸気の流通量を増加させ、それにより吸蒸気調整ゲート前の温度が高いレベルを維持するように保証し、軸封予備管の吸蒸気の温度が低いという問題を解決し、軸封吸蒸気調整ゲートが再びオンにした後、低温補助蒸気が軸受に入ることによる機器の損傷を回避することができる一方、蒸気タービン排蒸気親管における高圧／低圧２つの疎水をドレンフラッシュタンク（復水器に接続される）から蒸気シール冷却器に接続するように変更し、蒸気シール冷却器の排蒸気ファンが吸引したマイクロ負圧を利用して排蒸気親管の溜り水を持ち去り、排蒸気親管の溜り水の問題を解決するだけでなく、根本的にメインエンジン潤滑油における水がかかりと復水器の真空の問題を防止し、さらに軸封蒸気疎水熱を効果的に回収し、さらなる省エネルギーと排出削減を実現することができる。

本技術的解決手段の有効性を検証するために、本実施例は、従来の蒸気タービンシステムを改良した後にテストすることにより、以下の結論を得る。

（１）軸封吸蒸気管疎水がオンにした後に長期間に吸蒸気調整ゲート前の温度を３２０℃以上に保持することができ、設計要求を満たし、現場の接続変更管路は、短く、３メートル程度だけであり、管径が２５ｍｍであり、接続変更費用が低く、ユニットの安全運転の確実性を効果的に増加し、冷蒸気が軸封に入ることによる機器の損傷を回避することができる。

（２）蒸気タービン排蒸気親管における高／低２つの疎水は、２６ｍ^３のドレンフラッシュタンク（復水器に接続される）から蒸気シール冷却器に接続するように変更し、メインエンジン潤滑油における水がかかることを防止できる一方、軸封蒸気疎水熱を効果的に回収し、凝縮水の温度を向上させることができる。

（３）軸封排蒸気親管疎水は、復水器から蒸気シール冷却器に接続するように変更した後、復水器の背圧及び排蒸気の温度が顕著に低下し、接続変更前後のテスト比較データは、表１に示すとおり、接続変更後の復水器の真空度が全体的に０．８ｋＰａ程度上昇し、排蒸気の温度が４℃程度低下することが分かり、本解決手段が復水器の真空環境を効果的に改善できることを示す。

（４）軸封排蒸気疎水の接続変更後、復水器の真空が顕著に改善され、蒸気タービンの熱消費が低下し、ユニットの効率がさらに向上し、電力供給コストが低下し、経済性に優れる。

Claims (9)

1. 補助蒸気軸封蒸気供給親管に設置されたゲート前排水管路及び軸封排蒸気親管に接続された蒸気シール冷却器を含み、前記ゲート前排水管路にゲート前排水バルブが取り付けられ、前記蒸気シール冷却器は、それぞれ高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管に接続される、ことを特徴とする省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
2. さらに、前記ゲート前排水管路は、軸封吸蒸気調整ゲートと第１のドレンフラッシュタンクとの間に設置され、軸封吸蒸気調整ゲートが閉じられると、ゲート前排水管路が導通する、ことを特徴とする請求項１に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
3. 前記ゲート前排水バルブは、具体的に手動バルブ又は制御可能なバルブである、ことを特徴とする請求項１に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
4. 前記軸封吸蒸気調整ゲートは、接続管路を介して電気加熱器に接続され、前記電気加熱器は、疎水フラッシュ管路を介して第１のドレンフラッシュタンクに接続され、前記疎水フラッシュ管路は、ゲート前排水管路に接続される、ことを特徴とする請求項２に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
5. 前記ゲート前排水管路は、接続管路と並列に接続される、ことを特徴とする請求項４に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
6. さらに、前記軸封吸蒸気調整ゲートと疎水フラッシュ管路にいずれもエアバルブが取り付けられ、前記疎水フラッシュ管路と接続管路にいずれも温度トランスミッタが取り付けられる、ことを特徴とする請求項４に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
7. 前記ゲート前排水管路の管径は、接続管路の管径よりも小さく、前記ゲート前排水管路の管径は、疎水フラッシュ管路の管径と同じである、ことを特徴とする請求項４に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
8. 前記第１のドレンフラッシュタンクの容積は、１３ｍ^３である、ことを特徴とする請求項２に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。
9. 前記高圧シリンダと低圧シリンダの軸封排蒸気管と蒸気シール冷却器との間にいずれもエアバルブと温度トランスミッタが設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム。