JP4322433B2 - Steam turbine plant - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば圧力350kg/cm2、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を取り扱う蒸気タービンプラントに関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料を専ら外国に依存する発電事業分野では、発電の高効率化が燃料の消費を少なくする点で重要課題になっている。
【0003】
この課題に対し、蒸気タービンプラントでは、大容量化すれば内部効率の向上が期待できるものの、圧力、温度等の蒸気条件の改善を通して発電所全体としての熱効率向上を実現する方向に進んでおり、既に圧力24.1MPa(246kg/cm2)、温度538℃/566℃の一段再熱の蒸気条件が標準化されている。
【0004】
しかし、石油危機以来、省エネルギ化が推進され、その後の地球温暖化に対する急速な関心の高まる中、蒸気タービンプラントでは、再び高効率化が推し進められており、各種の実証試験、解析を兼ねて、圧力30.4MPa(310kg/cm2)、温度566℃/566℃/566℃の二段再熱の蒸気を取り扱う実機が運転されている。
【0005】
この実機から得られたデータによれば、熱効率約49%、年間の燃料(天然ガス)節約量約4万トンになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
発電事業分野では、上述のステップ0次の蒸気条件から圧力30.4MPa(310kg/cm2)、温度593℃/593℃/593℃の二段再熱の蒸気を取り扱う段階を経て圧力約34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃/593℃/593℃の二段再熱にして蒸気タービンプラントの高効率化を求める計画が推進されている。
【0007】
このように、超々高圧、超々高温の蒸気を取り扱うと、蒸気タービンプラントには、解決すべき多くの問題点が残されており、その一つにタービン軸のグランド部からのシール蒸気の回収がある。
【0008】
従来、圧力24.1MPa(246kg/cm2)、温度538℃/566℃の二段再熱の蒸気を取り扱う蒸気タービンプラントでは、タービン軸のグランド部から漏洩蒸気を一旦、スチームシールヘッダに集めていた。
【0009】
しかし、蒸気条件が超々高圧、超々高温になると、グランド部のラビリンスパッキンは、従来よりもより一層高い負荷を受けることによる変形等により、漏洩蒸気のより一層の増加が予想される。
【0010】
漏洩蒸気がより一層増加し、本来、膨張仕事に寄与すべき蒸気量が減ってくると、蒸気タービンプラントは、設計値通りの熱効率を維持することができない。このため、漏洩蒸気を少なくさせるか、あるいはある程度の漏洩量を認めつつ、漏洩蒸気を再び有効に活用するかの対応策が必要とされる。漏洩蒸気を少なくさせる場合、ラビリンスパッキンはその長さが非常に長くなり、自ずと限界がある。
【0011】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、超々高圧、超々高温の蒸気を用いてより一層高出力化させるとともに、タービン軸のグランド部からある程度の漏洩蒸気量を認めつつ、その漏洩蒸気量の有効活用を図って熱効率を向上させる蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記超々高圧タービンと前記高圧タービンとを一つのケーシングに収容するとともに、その超々高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0013】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記高圧タービンの入口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0014】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、超高圧タービン、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービンと前記第2超々高圧タービンとを一つのケーシングに収容するとともに、その第1超々高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記超高圧タービンと前記高圧タービンとを一つのケーシングに収容する一方、その超高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気排出管と、前記第2超々高圧タービンおよび前記高圧タービンのそれぞれの出口側の前記タービン軸にグランド部をそれぞれ備え、前記それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0015】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記超々高圧タービンの入口側および出口側のそれぞれの前記タービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの入口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記タービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0016】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、第3超々高圧タービン、第4超々高圧タービン、第5超々高圧タービン、第6超々高圧タービン、超高圧タービン、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービンおよび第2超々高圧タービンと、前記第3超々高圧タービンおよび第4超々高圧タービンと、前記第5超々高圧タービンおよび第6超々高圧タービンと、前記超高圧タービンおよび高圧タービンとをそれぞれ一つのケーシングに収容するとともに、前記第1超々高圧タービン、前記第3超々高圧タービン、前記第5超々高圧タービン、前記超高圧タービンのそれぞれの出口側のタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記第2超々高圧タービン、前記第4超々高圧タービン、前記第6超々高圧タービン、前記高圧タービンのそれぞれの出口側のタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0017】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、タービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、第3超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、前記第3超々高圧タービンのそれぞれの入口側および出口側のタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの入口側のタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側のタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0018】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記超々高圧タービンと前記高圧タービンとを一つのケーシングに収容するとともに、その超々高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0019】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記高圧タービンの入口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0020】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項9に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、超高圧タービン、高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービンと前記第2超々高圧タービンとを一つのケーシングに収容するとともに、その第1超々高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記超高圧タービンと前記高圧タービンとを一つのケーシングに収容する一方、その超高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気排出管と、前記第2超々高圧タービンおよび前記高圧タービンのそれぞれの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、前記それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0021】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記超々高圧タービンの入口側および出口側のそれぞれの前記プライマリタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの入口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側の前記プライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0022】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、第3超々高圧タービン、第4超々高圧タービン、第5超々高圧タービン、第6超々高圧タービン、超高圧タービン、高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービンおよび第2超々高圧タービンと、前記第3超々高圧タービンおよび第4超々高圧タービンと、前記第5超々高圧タービンおよび第6超々高圧タービンと、前記超高圧タービンおよび高圧タービンとのそれぞれを一つのケーシングに収容するとともに、前記第1超々高圧タービン、前記第3超々高圧タービン、前記第5超々高圧タービン、前記超高圧タービンのそれぞれの出口側のプライマリタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記第2超々高圧タービン、前記第4超々高圧タービン、前記第6超々高圧タービン、前記高圧タービンのそれぞれの出口側のプライマリタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0023】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、プライマリタービン系とセカンダリタービン系とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記プライマリタービン系のプライマリタービン軸の上流側から下流側に向って順に配置され、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる第1超々高圧タービン、第2超々高圧タービン、第3超々高圧タービン、高圧タービン、中圧タービンを備える一方、前記第1超々高圧タービン、前記第2超々高圧タービン、前記第3超々高圧タービンのそれぞれの入口側および出口側のプライマリタービン軸にグランド部をそれぞれ備え、それぞれのグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧タービン排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの入口側のプライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記高圧タービンの高圧排気管および前記中圧タービンの中圧タービン排気管のそれぞれに供給するグランド蒸気管と、前記高圧タービンの出口側のプライマリタービン軸にグランド部を備え、このグランド部からのシール蒸気を前記中圧タービンの中圧タービン排気管に供給するグランド蒸気排出管とを備えたものである。
【0024】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項13に記載したように、超々高圧、超々高温の蒸気は、圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上であることを特徴とするものである。
【0025】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項14に記載したように、超々高圧、超々高温の蒸気に膨張仕事をさせる蒸気タービンは、重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼およびオーステナイト系鋼のうち、いずれか一方で作製したタービン部品を用いているものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービンプラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【0027】
図1は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第1実施形態を示す概略系統図である。
【0028】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する超々高圧タービン3、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を超々高圧タービン3に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再び第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5で膨張仕事をさせ、そのタービン排気を、第1低圧タービン6および第2低圧タービン7のそれぞれに供給し、ここでも膨張仕事をさせ、その際に発生する動力(回転トルク)で発電機8を駆動するようになっている。なお、超々高圧タービン3および高圧タービン4は、図示しない一つのタービンケーシング内に収容された一体構造になっている。また、超々高圧タービン3および高圧タービン4は、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。また、中圧タービン5、第1低圧タービン6および第2低圧タービン7は、左右対称に配列された翼列の中間部分に流入した蒸気を両端部分に流す、いわゆる対向流構造になっている。また、第1低圧タービン6および第2低圧タービン7は、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器(図示せず)を介してボイラ9に戻す構成になっている。
【0029】
一方、超々高圧・高圧一体の超々高圧タービン3は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0030】
また、高圧タービン4は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管17を備えている。
【0031】
このように、本実施形態は、超々高圧タービン3、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0032】
図2は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第2実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0033】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18とセカンダリタービン系19とを備えた構成になっている。
【0034】
プライマリタービン系18は、軸継手1で接続するプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する超々高圧タービン3、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を超々高圧タービン3に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再び第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給し、ここでも膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。なお、超々高圧タービン3および高圧タービン4は、第1実施形態と同様に、一つのタービンケーシング内に収容された一体構造になっている。また、超々高圧タービン3および高圧タービン4は、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用している。また、中圧タービン5は、左右対称に配列した翼列の中間部分に流入した蒸気を両端部に流す、対向流構造になっている。
【0035】
また、プライマリタービン軸20は、超々高圧タービン3の出口側にグランド部12を備え、そのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16を備えている。さらに、高圧タービン4は、その出口側のプライマリタービン軸20にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16に供給するシール蒸気排気管22を備えている。
【0036】
一方、セカンダリタービン系19は、軸継手1で接続するセカンダリタービン軸23に第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、セカンダリ発電機24を備え、プライマリタービン系18の中圧タービン5から供給された蒸気に膨張仕事をさせ、その際、発生する動力でセカンダリ発電機24を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器(図示せず)を介してボイラ9に再び戻すようになっている。
【0037】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18とセカンダリタービン系19とを備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0038】
図3は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第3実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0039】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を高圧タービン4に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1低圧タービン6および第2低圧タービン7のそれぞれに供給し、ここでも膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機8を駆動するようになっている。なお、高圧タービン4は、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。
【0040】
一方、高圧タービン4は、その入口側および出口側のそれぞれのタービン軸2にグランド部12,12を備え、それらのグランド部12,12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、各端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16,16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0041】
このように、本実施形態は、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0042】
図4は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第4実施形態を示す概略系統図である。なお、第2実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0043】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18のプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を高圧タービン4に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給し、ここでも膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。
【0044】
また、高圧タービン4のプライマリタービン軸20は、高圧タービン4の入口側および出口側のそれぞれにグランド部12を備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16,16をそれぞれ備えている。なお、他の構成部分は、第2実施形態の構成部分および対応する部分と同一なので、その説明を省略する。
【0045】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18に高圧タービン4、中圧タービン5を備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0046】
図5は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第5実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0047】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を第1超々高圧タービン26に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を超高圧タービン28に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として第2超々高圧タービン27に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として順次、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機8を駆動するようになっている。なお、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28および高圧タービン4は、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。また、第1超々高圧タービン26および第2超々高圧タービン27と超高圧タービン28および高圧タービン4とは、一つのケーシング内に収容された一体構造になっている。また、中圧タービン5、第1低圧タービン6、および第2低圧タービン7は、左右対称に配列された翼列の中間部分に流入した蒸気を両端部に流す対向流構造になっている。
【0048】
一方、第1超々高圧タービン26および超高圧タービン28は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0049】
また、第2超々高圧タービン27および高圧タービン4は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第1実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0050】
このように、本実施形態は、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0051】
図6は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第6実施形態を示す概略系統図である。なお、第2実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0052】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18のプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を第1超々高圧タービン26に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を超高圧タービン28に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として第2超々高圧タービン27に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。
【0053】
また、第1超々高圧タービン26および超高圧タービン28のプライマリタービン軸20は、第1超々高圧タービン26の出口側および超高圧タービン28の出口側のそれぞれにグランド部12を備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16を備えている。
【0054】
また、第2超々高圧タービン27および高圧タービン4のプライマリタービン軸20は、第2超々高圧タービン27の出口側および高圧タービン4の出口側のそれぞれにグランド部12を備えるとともに、それらのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15を供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させ、その合流蒸気の一部を他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第2実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0055】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18に第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5を備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0056】
図7は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第7実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0057】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する超々高圧タービン30、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を超々高圧タービン30に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1低圧タービン6および第2低圧タービン7のそれぞれに供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機8を駆動するようになっている。なお、超々高圧タービン30は、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。また、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7は、左右対称に配列された翼列の中間部分に流入した蒸気を両端部に流す対向流構造になっている。
【0058】
一方、超々高圧タービン30は、その入口側および出口側のタービン軸2に、また高圧タービン4は、その入口側のタービン軸2にグランド部12をそれぞれ備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第1実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0059】
また、高圧タービン4は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排気管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0060】
このように、本実施形態は、超々高圧タービン30、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0061】
図8は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第8実施形態を示す概略系統図である。なお、第2実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0062】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18のプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する超々高圧タービン30、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を超々高圧タービン30に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。
【0063】
また、超々高圧タービン30は、その入口側および出口側のプライマリタービン軸20に、また高圧タービン4は、その出口側のブライマリタービン軸20に、それぞれグランド部12を備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16,16を備えている。
【0064】
また、高圧タービン4のプライマリタービン軸20は、その出口側にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させ、その合流蒸気の一部を他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第2実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0065】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18に超々高圧タービン30、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5を備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、熱効率を向上させることができる。
【0066】
図9は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第9実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0067】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、第4超々高圧タービン32、第5超々高圧タービン33、第6超々高圧タービン34、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を第1、第3、第5高圧タービン26,31,33のそれぞれに供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を超々高圧タービン28に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として第2、第4、第6超々高圧タービン27,32,34のそれぞれに供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として順次、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機8を駆動するようになっている。なお、第1〜第6超々高圧タービン26,27,31〜34、超高圧タービン28、高圧タービン4のそれぞれは、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。また、第1超々高圧タービン26および第2超々高圧タービン27と、第3超々高圧タービン31および第4超々高圧タービン32と、第5超々高圧タービン33および第6超々高圧タービン34とのそれぞれは、一つのケーシング内に収容された一体構造になっている。また、中圧タービン5、第1低圧タービン6および第2低圧タービン7のそれぞれは、左右対称に配列された翼、中間部分に流入した蒸気を両端部に流す対向流構造になっている。
【0068】
一方、第1超々高圧タービン26、第3超々高圧タービン31、第5超々高圧タービン33および超高圧タービン28のそれぞれは、各出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0069】
また、第2超々高圧タービン27、第4超々高圧タービン32、第6超々高圧タービン34および高圧タービン4のそれぞれは、各出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、それらのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第1実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0070】
このように、本実施形態は、第1超々高圧タービン26、第3超々高圧タービン31、第4超々高圧タービン32、第5超々高圧タービン33、第6超々高圧タービン34、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8のそれぞれを互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、プラント出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、プラント熱効率を向上させることができる。
【0071】
図10は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第10実施形態を示す概略系統図である。なお、第2実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0072】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18のプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、第4超々高圧タービン32、第5超々高圧タービン33、第6超々高圧タービン34、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を第1超々高圧タービン26、第3超々高圧タービン31、第5超々高圧タービン33に供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を超高圧タービン28に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1再熱器10で過熱させ、再熱蒸気として第2超々高圧タービン27、第4超々高圧タービン32、第6超々高圧タービン34のそれぞれに供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第2再熱器11で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。
【0073】
また、第1超々高圧タービン26、第3超々高圧タービン31、第5超々高圧タービン33、超高圧タービン28のプライマリタービン軸20は、各出口側にグランド部12を備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16を備えている。
【0074】
また、第2超々高圧タービン27、第4超々高圧タービン32、第6超々高圧タービン34、高圧タービン4のプライマリタービン軸20は、各出口側にグランド部12を備え、それらのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させ、その合流蒸気の一部を他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第2実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0075】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18に第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、第4超々高圧タービン32、第5超々高圧タービン33、第6超々高圧タービン34、超高圧タービン28、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、プラント出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、プラント熱効率を向上させることができる。
【0076】
図11は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第11実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0077】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、軸継手1で接続するタービン軸2に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の第1、第2、第3超々高圧タービン26,27,31のそれぞれに供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を第1低圧タービン6、第2低圧タービン7のそれぞれに供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機8を駆動するようになっている。なお、第1〜第3超々高圧タービン26,27,31および高圧タービン4のそれぞれは、タービンノズル、タービン翼、タービンロータ等のタービン部品を重量比35%以上のNiを含むNi基合金鋼またはオーステナイト系鋼で作製したものを使用し、超々高圧、超々高温の蒸気に対して強度が充分に保証できるようになっている。また、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7のそれぞれは、中間部分に流入したさ蒸気を両端部に流す対向流構造になっている。
【0078】
一方、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27および第3超々高圧タービン31のそれぞれは、入口側および出口側のそれぞれのタービン軸2に、また高圧タービン4は、その入口側のタービン軸2に、グランド部12をそれぞれ備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からシール蒸気を中圧タービン排気管15に供給する端部グランド蒸気管16を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。
【0079】
また、高圧タービン4は、その出口側のタービン軸2にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させて他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第1実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0080】
このように、本実施形態は、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、高圧タービン4、中圧タービン5、第1低圧タービン6、第2低圧タービン7、発電機8のそれぞれを互いにタービン軸2で軸直結させ、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、プラント出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、プラント熱効率を向上させることができる。
【0081】
図12は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第12実施形態を示す概略系統図である。なお、第2実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【0082】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、プライマリタービン系18のプライマリタービン軸20に蒸気の流れに沿って順に配置する第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生した超々高圧、超々高温の蒸気を第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31のそれぞれに供給し、ここで膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を高圧タービン4に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張後のタービン排気を再熱器25で過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン5に供給して膨張仕事をさせ、その際に発生する動力でプライマリ発電機21を駆動するようになっている。
【0083】
また、第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27および第3超々高圧タービン31のそれぞれは、入口側および出口側のそれぞれのプライマリタービン軸20に、また高圧タービン4は、その入口側のプライマリタービン軸20に、グランド部12をそれぞれ備え、それらのグランド部12のうち、中間からのシール蒸気を高圧タービン排気管13に供給する中間グランド蒸気管14を備え、高圧タービン4からのタービン排気に合流させて高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図る一方、端部からのシール蒸気を中圧タービン排気管15を介して他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給する端部グランド蒸気管16を備えている。
【0084】
また、高圧タービン4は、その出口側のプライマリタービン軸20にグランド部12を備え、そのグランド部12からのシール蒸気を端部グランド蒸気管16を介して中圧タービン排気管15に供給するグランド蒸気排出管29を備え、中圧タービン5からのタービン排気に合流させ、その合流蒸気の一部を他の高圧給水加熱器(図示せず)に供給し、給水を予熱させて熱回収を図っている。なお、他の構成部分は、第2実施形態の構成部分と同一なので、その説明を省略する。
【0085】
このように、本実施形態は、プライマリタービン系18に第1超々高圧タービン26、第2超々高圧タービン27、第3超々高圧タービン31、高圧タービン4、中圧タービン5、プライマリ発電機21を備え、ボイラ9から発生する、例えば圧力34.3MPa(350kg/cm2)、温度650℃以上の超々高圧、超々高温の蒸気を用いて膨張仕事をさせるとともに、グランド部12からのシール蒸気を給水加熱器の給水の予熱源として活用するので、プラント出力をより一層増加させることができ、熱の有効利用の下、プラント熱効率を向上させることができる。
【0086】
【発明の効果】
以上説明のとおり、本発明に係る蒸気タービンプラントは、超々高圧、超々高温の蒸気を用いて蒸気タービンに膨張仕事をさせるとともに、蒸気タービンに備えたグランド部からのシール蒸気を給水の予熱源として活用するので、プラント出力をより一層増加させることができ、熱の有効活用の下、プラント熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蒸気タービンプラントの第1実施形態を示す概略系統図。
【図2】本発明に係る蒸気タービンプラントの第2実施形態を示す概略系統図。
【図3】本発明に係る蒸気タービンプラントの第3実施形態を示す概略系統図。
【図4】本発明に係る蒸気タービンプラントの第4実施形態を示す概略系統図。
【図5】本発明に係る蒸気タービンプラントの第5実施形態を示す概略系統図。
【図6】本発明に係る蒸気タービンプラントの第6実施形態を示す概略系統図。
【図7】本発明に係る蒸気タービンプラントの第7実施形態を示す概略系統図。
【図8】本発明に係る蒸気タービンプラントの第8実施形態を示す概略系統図。
【図9】本発明に係る蒸気タービンプラントの第9実施形態を示す概略系統図。
【図10】本発明に係る蒸気タービンプラントの第10実施形態を示す概略系統図。
【図11】本発明に係る蒸気タービンプラントの第11実施形態を示す概略系統図。
【図12】本発明に係る蒸気タービンプラントの第12実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
1 軸継手
2 タービン軸
3 超々高圧タービン
4 高圧タービン
5 中圧タービン
6 第1低圧タービン
7 第2低圧タービン
8 発電機
9 ボイラ
10 第1再熱器
11 第2再熱器
12 グランド部
13 高圧タービン排気管
14 中間グランド蒸気管
15 中圧タービン排気管
16 端部グランド蒸気管
17 グランド蒸気排出管
18 プライマリタービン系
19 セカンダリタービン系
20 プライマリタービン軸
21 プライマリ発電機
22 シール蒸気排出管
23 セカンダリタービン軸
24 セカンダリ発電機
25 再熱器
26 第1超々高圧タービン
27 第2超々高圧タービン
28 超高圧タービン
29 グランド蒸気排出管
30 超々高圧タービン
31 第3超々高圧タービン
32 第4超々高圧タービン
33 第5超々高圧タービン
34 第6超々高圧タービン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, for example, the pressure is 350 kg / cm. 2 The present invention relates to a steam turbine plant that handles super-high pressure and super-high temperature steam at a temperature of 650 ° C. or higher.
[0002]
[Prior art]
In the power generation business field that relies exclusively on foreign countries, increasing the efficiency of power generation has become an important issue in terms of reducing fuel consumption.
[0003]
In response to this issue, the steam turbine plant is expected to improve internal efficiency if its capacity is increased, but it is proceeding to improve the thermal efficiency of the power plant as a whole through improvements in steam conditions such as pressure and temperature. Already pressure 24.1 MPa (246 kg / cm 2 ), Steam conditions for single-stage reheating at a temperature of 538 ° C./566° C. are standardized.
[0004]
However, since the energy crisis has been promoted since the oil crisis, and rapid interest in global warming has been increasing since then, the steam turbine plant has been promoted to be highly efficient again. , Pressure 30.4 MPa (310 kg / cm 2 ), An actual machine that handles the steam of the second-stage reheat at a temperature of 566 ° C / 566 ° C / 566 ° C is in operation.
[0005]
According to the data obtained from this actual machine, the thermal efficiency is about 49% and the annual fuel (natural gas) saving is about 40,000 tons.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the power generation business field, the pressure of 30.4 MPa (310 kg / cm2) is obtained from the above-mentioned step 0-order steam conditions. 2 ), Through a stage of handling steam of two-stage reheat at a temperature of 593 ° C./593° C./593° C., a pressure of about 34.3 MPa (350 kg / cm 2 ), A plan to increase the efficiency of the steam turbine plant by performing two-stage reheating at a temperature of 650 ° C./593° C./593° C. is being promoted.
[0007]
As described above, when handling ultra-high pressure and ultra-high temperature steam, there are many problems to be solved in the steam turbine plant, and one of them is recovery of seal steam from the ground part of the turbine shaft. is there.
[0008]
Conventionally, the pressure is 24.1 MPa (246 kg / cm 2 ) In a steam turbine plant that handles two-stage reheat steam at a temperature of 538 ° C./566° C., leaked steam was once collected in the steam seal header from the ground portion of the turbine shaft.
[0009]
However, when the steam conditions become ultra-high pressure and ultra-high temperature, the labyrinth packing in the gland portion is expected to further increase the leaked steam due to deformation caused by receiving a higher load than before.
[0010]
If the leaked steam further increases and the amount of steam that should originally contribute to the expansion work decreases, the steam turbine plant cannot maintain the thermal efficiency as designed. For this reason, it is necessary to take measures to reduce the leaked steam or to effectively use the leaked steam again while recognizing a certain amount of leak. When the leaked steam is reduced, the length of the labyrinth packing becomes very long, and there is a limit naturally.
[0011]
The present invention has been made based on such circumstances, and while using ultra-high pressure and ultra-high temperature steam to further increase the output, while recognizing a certain amount of leaked steam from the ground portion of the turbine shaft, It aims at providing the steam turbine plant which aims at effective utilization of the amount of leakage steam, and improves thermal efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0013]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0014]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0015]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0016]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0017]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is arranged in order from the upstream side to the downstream side of the turbine shaft, as described in
[0018]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is a steam turbine plant including a primary turbine system and a secondary turbine system, as described in
[0019]
In order to achieve the above object, a steam turbine plant according to the present invention is a steam turbine plant comprising a primary turbine system and a secondary turbine system, as described in
[0020]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is a steam turbine plant including a primary turbine system and a secondary turbine system, as described in
[0021]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, a steam turbine plant according to the present invention includes a primary turbine system and a secondary turbine system. An ultra-high pressure turbine, a high-pressure turbine, and an intermediate-pressure turbine, which are arranged in order from the upstream side to the downstream side of the primary turbine shaft and perform expansion work on ultra-high pressure and ultra-high temperature steam, A gland portion is provided for each primary turbine shaft on the outlet side, and seal steam from each gland portion is supplied to each of the high-pressure turbine exhaust pipe of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine exhaust pipe of the intermediate-pressure turbine. A steam pipe and the primary unit on the inlet side of the high-pressure turbine; A gland portion is provided on the bin shaft, and a seal steam from the gland portion is supplied to each of the high pressure turbine exhaust pipe of the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine exhaust pipe of the intermediate pressure turbine, and an outlet of the high pressure turbine The primary turbine shaft on the side is provided with a ground portion, and a ground steam discharge pipe for supplying seal steam from the ground portion to the intermediate pressure turbine exhaust pipe of the intermediate pressure turbine.
[0022]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, a steam turbine plant according to the present invention includes a primary turbine system and a secondary turbine system. The first ultra-high pressure turbine, the second ultra-high pressure turbine, the third ultra-high pressure turbine, and the fourth ultra-high pressure that are arranged in order from the upstream side to the downstream side of the primary turbine shaft and cause expansion work to ultra-high pressure and ultra-high temperature steam. A turbine, a fifth ultra-high pressure turbine, a sixth ultra-high pressure turbine, an ultra-high pressure turbine, a high-pressure turbine, and an intermediate-pressure turbine, the first ultra-high pressure turbine, the second ultra-high pressure turbine, the third ultra-high pressure turbine, and the second 4 ultra-high pressure turbines, the fifth ultra-high pressure turbine and the sixth ultra-high pressure turbine, and the ultra-high Each of the turbine and the high-pressure turbine is housed in one casing, and the primary turbine shaft on the outlet side of each of the first ultra-high pressure turbine, the third ultra-high pressure turbine, the fifth ultra-high pressure turbine, and the ultra-high pressure turbine A ground steam pipe for supplying seal steam from each ground part to the high pressure turbine exhaust pipe of the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine exhaust pipe of the intermediate pressure turbine, respectively, and the second ultra-high pressure The turbine, the fourth ultra-high pressure turbine, the sixth ultra-high pressure turbine, and the primary turbine shaft on the outlet side of each of the high-pressure turbines are each provided with a gland portion, and seal steam from each gland portion is fed into the medium-pressure turbine. Equipped with a ground steam discharge pipe for supplying to the pressure turbine exhaust pipe Those were.
[0023]
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, a steam turbine plant according to the present invention includes a primary turbine system and a secondary turbine system. The first ultra-high pressure turbine, the second ultra-high pressure turbine, the third ultra-high pressure turbine, the high-pressure turbine, which are arranged in order from the upstream side to the downstream side of the primary turbine shaft and cause expansion work to ultra-high pressure and ultra-high temperature steam While including a pressure turbine, each of the first ultra-high pressure turbine, the second ultra-high pressure turbine, and the third ultra-high pressure turbine has a ground portion on each of the inlet and outlet primary turbine shafts. The high pressure turbine exhaust pipe of the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine A ground steam pipe to be supplied to each of the intermediate pressure turbine exhaust pipes and a primary turbine shaft on the inlet side of the high pressure turbine are provided with a ground part, and seal steam from the ground part is supplied to the high pressure exhaust pipe of the high pressure turbine and the intermediate pressure. A ground steam pipe to be supplied to each of the intermediate pressure turbine exhaust pipes of the turbine, and a primary turbine shaft on the outlet side of the high pressure turbine is provided with a ground part, and seal steam from the ground part is discharged to the intermediate pressure turbine of the intermediate pressure turbine. And a ground steam discharge pipe to be supplied to the pipe.
[0024]
In order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention has a pressure of 34.3 MPa (350 kg / cm) as described in
[0025]
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine plant according to the present invention is characterized in that, as described in
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a steam turbine plant according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of a steam turbine plant according to the present invention.
[0028]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes an
[0029]
On the other hand, the ultra-high-pressure / high-pressure integrated ultra-high-
[0030]
The high-
[0031]
Thus, in this embodiment, the ultra
[0032]
FIG. 2 is a schematic system diagram showing a second embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0033]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a
[0034]
The
[0035]
Further, the
[0036]
On the other hand, the
[0037]
As described above, the present embodiment includes the
[0038]
FIG. 3 is a schematic system diagram showing a third embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0039]
The steam turbine plant according to this embodiment includes a high-
[0040]
On the other hand, the high-
[0041]
Thus, in the present embodiment, the high-
[0042]
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 2nd Embodiment.
[0043]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a high-
[0044]
The
[0045]
Thus, in the present embodiment, the
[0046]
FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fifth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0047]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0048]
On the other hand, the first
[0049]
The second
[0050]
As described above, in the present embodiment, the first
[0051]
FIG. 6 is a schematic system diagram showing a sixth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 2nd Embodiment.
[0052]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0053]
Further, the
[0054]
The second
[0055]
As described above, this embodiment includes the first
[0056]
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a seventh embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0057]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes an
[0058]
On the other hand, the
[0059]
The high-
[0060]
Thus, in the present embodiment, the
[0061]
FIG. 8 is a schematic system diagram showing an eighth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 2nd Embodiment.
[0062]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes an
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
As described above, this embodiment includes the
[0066]
FIG. 9 is a schematic system diagram showing a ninth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0067]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0068]
On the other hand, each of the first
[0069]
In addition, each of the second
[0070]
As described above, the present embodiment includes the first
[0071]
FIG. 10 is a schematic system diagram showing a tenth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 2nd Embodiment.
[0072]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0073]
The
[0074]
In addition, the second
[0075]
Thus, in the present embodiment, the primary
[0076]
FIG. 11 is a schematic system diagram showing an eleventh embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 1st Embodiment.
[0077]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0078]
On the other hand, the first
[0079]
The high-
[0080]
As described above, in the present embodiment, the first
[0081]
FIG. 12 is a schematic system diagram showing a twelfth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the component of 2nd Embodiment.
[0082]
The steam turbine plant according to the present embodiment includes a first
[0083]
Further, the first
[0084]
Further, the high-
[0085]
Thus, in the present embodiment, the
[0086]
【The invention's effect】
As described above, the steam turbine plant according to the present invention causes the steam turbine to perform expansion work using ultra-high pressure and super-high temperature steam, and uses the seal steam from the gland portion provided in the steam turbine as a preheating source of water supply. Since it is utilized, the plant output can be further increased, and the plant thermal efficiency can be improved under the effective use of heat.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of a steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic system diagram showing a second embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic system diagram showing a third embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fifth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic system diagram showing a sixth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a seventh embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic system diagram showing an eighth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic system diagram showing a ninth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic system diagram showing a tenth embodiment of a steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic system diagram showing an eleventh embodiment of a steam turbine plant according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic system diagram showing a twelfth embodiment of the steam turbine plant according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 shaft coupling
2 Turbine shaft
3 Super high pressure turbine
4 High-pressure turbine
5 Medium pressure turbine
6 First low-pressure turbine
7 Second low pressure turbine
8 Generator
9 Boiler
10 First reheater
11 Second reheater
12 Grand club
13 High-pressure turbine exhaust pipe
14 Intermediate ground steam pipe
15 Medium pressure turbine exhaust pipe
16 End ground steam pipe
17 Ground steam discharge pipe
18 Primary turbine system
19 Secondary turbine system
20 Primary turbine shaft
21 Primary generator
22 Seal steam discharge pipe
23 Secondary turbine shaft
24 Secondary generator
25 Reheater
26 1st ultra-high pressure turbine
27 Second ultra-high pressure turbine
28 Super high pressure turbine
29 Ground steam discharge pipe
30 Super high pressure turbine
31 3rd ultra-high pressure turbine
32 4th ultra-high pressure turbine
33 5th ultra-high pressure turbine
34 6th ultra-high pressure turbine
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