JP4776729B2 - 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法 - Google Patents

蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4776729B2
JP4776729B2 JP2010023527A JP2010023527A JP4776729B2 JP 4776729 B2 JP4776729 B2 JP 4776729B2 JP 2010023527 A JP2010023527 A JP 2010023527A JP 2010023527 A JP2010023527 A JP 2010023527A JP 4776729 B2 JP4776729 B2 JP 4776729B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
turbine
pressure turbine
inner casing
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010023527A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010121632A (ja
Inventor
勝也 山下
浩平 永根
幸雄 篠崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010023527A priority Critical patent/JP4776729B2/ja
Publication of JP2010121632A publication Critical patent/JP2010121632A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4776729B2 publication Critical patent/JP4776729B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/006Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/232Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
    • F05D2260/2322Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium steam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、蒸気の温度を高温化させてプラント熱効率の向上を図るとともに、蒸気の高
温化に対処し、冷却蒸気を供給して構成部品の強度保証を高める蒸気タービンプラントお
よびその中圧タービンの冷却方法に関する。
最近の蒸気タービンプラントでは、プラント熱効率の向上の強化見直しの一環として蒸
気の高温化が検討されている。
蒸気の高温化は、ランキンサイクルの特性であり、蒸気温度を高くすればする程、プラ
ント熱効率を向上させることができるとされている。
このため、蒸気タービンプラントは、ひところの比較的低温、低圧の蒸気条件から蒸気
温度538℃/566℃または538℃/538℃の一段再熱にほぼ定着しつつある。
しかし、最近のように、温暖化現象や環境破壊等が地球規模レベルでクローズアップさ
れている今日、蒸気タービンプラントの分野でも燃料の消費をより一層少なくさせて単機
容量を増加させる研究開発が進められており、その一つに再熱蒸気温度を700℃以上に
し、この超高温再熱蒸気を中圧タービンに供給することが提案されている。
600℃程度の高温の蒸気を中圧タービンに導入する技術について、中圧タービンの主
蒸気インレット管を二重構造として蒸気冷却することなども提案されている(例えば、特
許文献1参照。)。
特開平11−350911号公報
しかしながら再熱蒸気温度を700℃以上にする場合については、解決すべき多くの問
題が残されており、特にタービン構成部品の強度保証を如何にして行うかについては現在
模索中である。従来、火力発電プラントでは、蒸気タービンに使用するタービンロータ、
タービンノズル、タービン動翼、ノズルボックス(蒸気室)、蒸気供給管等のタービン構
成部品に改良された耐熱鋼を使用していたが、再熱蒸気温度が700℃以上になると、タ
ービン構成部品の強度保証を高く維持させることが難しくなりつつある。
このため、蒸気タービンプラントでは、従来の改良された耐熱鋼をタービン構成部品に
そのまま使用しても強度保証を高く維持できる新たな技術の実現が望まれており、その手
段として蒸気冷却の採用が検討されている。
しかし、蒸気冷却の採用と言えども、この技術分野にとっては未開発の分野であり、試
行錯誤を繰り返している。
本発明は、このような背景技術に基づいてなされたもので、再熱蒸気の温度を超高温化
させてプラント熱効率をより一層向上させるとともに、再熱蒸気の高温化に対処してター
ビン構成部品に高い強度保証を維持させる蒸気タービンおよびその冷却方法、ならびに蒸
気タービンプラントを提供することを目的とする。
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、請求項1に記載したように、蒸気発生器
と、当該蒸気発生器にて発生した蒸気により駆動される高圧タービンと、前記高圧タービ
ンからの排気を前記蒸気発生器にて再熱した再熱蒸気を導くノズルボックスと前記高圧タ
ービンからの抽気蒸気を冷却蒸気として案内する冷却蒸気導入部を有し当該再熱蒸気によ
って駆動される中圧タービンと、当該中圧タービンからの排気蒸気により駆動される低圧
タービンと、当該低圧タービンからの排気蒸気を凝縮させる復水器と、当該復水器にて凝
縮した復水を給水として加熱する複数の給水加熱器とを備え、前記中圧タービンは、外側
ケーシングと内側ケーシングから構成されるケーシングと、前記内側ケーシング内に収納
されて回転するロータと、前記内側ケーシング側に固定され前記ロータの回転軸に対する
円周方向に配置されたノズルおよび当該ノズルと隣接する位置にて前記ロータに植設され
前記ロータとともに回転する動翼の1対からなるタービン段落を複数配置してなる通路部
と、前記ロータと前記内側ケーシングのとの間隙に前記ロータの回転軸と同心状に配置さ
れて前記通路部に連通するとともに、再熱蒸気が供給されるノズルボックスと、 前記ロ
ータと前記内側ケーシングの間および前記内側ケーシングと外側ケーシングの間の空間に
それぞれ冷却用蒸気を通流させるように設けられた冷却蒸気導入部と、内側ケーシングに
装着されるとともにノズルの外周側を保持する環状のダイアフラム外輪と、ノズルの内周
側を保持する環状のダイアフラム内輪とを備え、前記ダイアフラム外輪と前記内側ケーシ
ングの少なくとも一つとの間隙に冷却蒸気が通流するように構成され、かつ、内側ケーシ
ングは、当該内側ケーシングとダイアフラム外輪との間隙を通流した冷却蒸気を前記内側
ケーシングと外側ケーシングの間の空間に導く流出口をさらに備えることを特徴とするも
のである。
また、本発明に係る蒸気タービンプラントの中圧タービンの冷却方法は、請求項2に記
載したように、中圧タービンの、前記ロータと前記内側ケーシングの間の空間と、前記内
側ケーシングと外側ケーシングの間の空間にそれぞれ冷却蒸気を導入し、当該冷却蒸気に
より前記ノズルボックスおよび前記タービン段落のうちの少なくとも最も上流に位置する
段落を冷却することを特徴とするものである。
本発明にによれば、中圧タービンの各構成高温部品を冷却蒸気によって十分に冷却する
ので、再熱蒸気の高温化に対処してタービン構成部品に高い強度保証を維持することがで
き、よって高効率な蒸気タービンプラントを提供することができる。
本発明に係る蒸気タービンプラントおよび蒸気タービンプラントの冷却方法の実施形態を示す図。 本発明に係る蒸気タービンプラントのうち、中圧タービンの実施形態を示す一部切欠縦断面図。 本発明に係る蒸気タービンプラントのうち、再熱蒸気管の実施形態を示す一部切欠断面図。 本発明に係る蒸気タービンプラントのうち、タービン初段落、タービン段落の実施形態を示す一部切欠断面図。
以下、本発明に係る蒸気タービンプラントおよび蒸気タービンプラントの冷却方法の実
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。
図1は、本発明に係る蒸気タービンプラントおよび蒸気タービンプラントの冷却方法の
第1実施例を示す系統図である。
本実施例に係る蒸気タービンプラントは、蒸気タービン1,蒸気発生器であるボイラ9
,復水系13,および給水系14から構成されている。
蒸気タービン1は、中圧タービン2,高圧タービン3,複流タイプの低圧タービン7,
および発電機8が互いに軸結合され一軸として構成されている。蒸気発生器であるボイラ
9は主蒸気を発生させ、この主蒸気は高圧タービン3に導かれ高圧タービン3内を膨張し
ながら流れることで膨張仕事をして高圧タービンを駆動する。また、高圧タービン3には
、その中間段落から蒸気を抽気する高圧タービン抽気系5が設けられている。
高圧タービン3内で膨張仕事を終えた高圧タービン排気は低温排熱系10により再びボ
イラ9に導かれ、ボイラ9の再熱器11に供給され、ここで温度700℃以上の再熱蒸気
となる。この再熱蒸気は中圧タービン2へと供給され、膨張仕事をして中圧タービン2を
駆動する。さらに中圧タービン2には、高圧タービン3からの抽気蒸気の一部を高圧ター
ビン抽気系5から分岐させて冷却蒸気として導く蒸気冷却系4が当該中圧タービンの上流
部に接続されている。また、中圧タービン2の中間段落から蒸気を抽気する抽気配管が接
続されている。
そして中圧タービン2で膨張仕事を終えた中圧タービン排気は低圧タービン7へ導かれ
、さらにここでも膨張仕事をして低圧タービン7を駆動する。このようにして高圧タービ
ン3,中圧タービン2,低圧タービン7がそれぞれ駆動され、これにより発電機8を駆動
している。低圧タービン7にもその中間段落から蒸気を抽気する抽気配管が接続されてい
る。
復水系13は、復水の流れに沿って復水器15、復水ポンプ16、第1低圧給水加熱器
17、第2低圧給水加熱器18、第3低圧給水加熱器19、第4低圧給水加熱器20を備
え、低圧タービン7からの低圧タービン排気を復水器15で凝縮して復水にし、この復水
を復水ポンプ16で昇圧させ、第1〜第4低圧給水加熱器17,18,19,20で低圧
タービン7から抽気配管を介して供給される低圧抽気蒸気を熱源として順次予熱(再生)
させている。
一方、給水系14は、給水の流れに沿って脱気器21、給水ポンプ22、第1高圧給水
加熱器23、第2高圧給水加熱器24、第3高圧給水加熱器25、過熱低減器27を備え
る。脱気器21は、復水系13の第4低圧給水加熱器20から供給される復水を蒸気ター
ビン1の中圧タービン2の下流部からの抽気蒸気を熱源として加熱脱気させて給水として
いる。過熱低減器27は、蒸気タービン1の中圧タービン2の比較的上流側に接続された
抽気配管から供給される過熱度の高い過熱蒸気の顕熱により給水を加熱するものであり、
給水系14の最下流部に設けられている。
脱気器21にて得られた給水は、給水ポンプ22で昇圧され、第1〜第3高圧給水加熱
器23,24,25で順次予熱され、最後に過熱低減器6に導かれてさらに予熱される。
ここで、第1高圧給水加熱器における給水の加熱源は過熱低減器6にて顕熱をほぼ奪われ
て飽和蒸気に近づいた蒸気であり、第2高圧給水加熱器,第3高圧給水加熱器における給
水の加熱源はそれぞれ、高圧タービン3からの高圧タービン排気,高圧タービン3からの
高圧抽気蒸気である。これらの第1〜第3高圧給水加熱器23〜25,および過熱低減器
6を通過して順次予熱された給水はボイラ9に戻される。
本実施例では、蒸気タービン1において高圧タービン抽気系5,蒸気冷却系4を介して
中圧タービン2aに供給された冷却蒸気が、中圧タービン2のタービンロータ、ノズルボ
ックス、ケーシング、グランド部、再熱蒸気管等のタービン構成部品を冷却させ、材料の
強度保証を高く維持させている。
なお、蒸気タービン1において、中圧タービン2に温度700℃以上の再熱蒸気に膨張
仕事をさせるのは、中圧タービン2のほうが高圧タービン3と比較して容量(タービン段
落数)が多く、その多い分だけ蒸気により多くの膨張仕事をさせることができるからであ
り、高圧タービン3の入口温度を高くするよりも中圧タービン2の入口温度を高くしたほ
うが結果としてプラント熱効率が高くなるためことに基づく。
このように、本実施例の蒸気タービンプラントは、蒸気タービン1の高圧タービン3か
らの高圧タービン抽気を冷却蒸気として供給する蒸気冷却系4を第1中圧タービン2に設
けて中圧タービン2の構成部品の材料強度保証を高く維持させることができる。
また、本実施例では中圧タービン2の中間段落からの過熱度の高い抽気蒸気を給水系1
4の給水の予熱(再生)に有効に活用するために、過熱低減器6を用いて中圧タービン抽
気蒸気の持つ熱量のうち、顕熱のみを熱交換する過熱低減器6を設けた。これによって、
プラント熱効率をより一層向上させることができ、700℃程度の高温の再熱蒸気でも蒸
気冷却による高い材料強度の維持し、かつ高効率な運転を行わせることができる。
図2は、本実施例におけるボイラ9の再熱器11から供給される温度700℃以上の再
熱蒸気に膨張仕事をさせる中圧タービン2の一部切欠縦断面図である。
中圧タービン2は、外部ケーシング27と内部ケーシング28との二重ケーシング構造
の軸流タイプに構成するとともに、内部ケーシング28にタービン段落29を備えたター
ビンロータ30を収容している。
タービンロータ30は、両端を軸受(図示せず)で軸支させるとともに、再熱蒸気上流
側の外部ケーシング27、内部ケーシング28のそれぞれとの間に外部ケーシング用グラ
ンド部31、内部ケーシング用グラント部32をそれぞれ設けるとともに、タービンノズ
ル33とタービン動翼34を組み合せたタービン段落29を再熱蒸気管35側のタービン
初段落からタービン排気室36側のタービン最終段落まで複数段落に亘って備えており、
この部分を蒸気の通路部として構成している。
タービン段落29を構成するタービンノズル33とタービン動翼34とのうち、タービ
ンノズル33は、両端をダイアフラム外輪36とダイアフラム内輪37とで支持させると
ともに、ダイアフラム外輪36を内部ケーシング28に係合させることで、タービンロー
タ30の円周方向に沿って配置されている。また、タービン動翼34は、タービンロータ
30に一体削り出しのタービンディスク38に植設され、タービンノズル33と隣接する
位置にタービンロータ30の円周方向に配置されている。
また、中圧タービン2は、ボイラ9の再熱器11から供給される再熱蒸気をノズルボッ
クス(蒸気室)45を介してタービン初段落のタービンノズル33に供給する蒸気供給管
である再熱蒸気管35を備えている。
ノズルボックス45は、タービンロータ30と内部ケーシング28のとの間隙にタービ
ンロータ30の回転軸と同心状に配置されており、再熱蒸気管35から供給された約70
0℃の高温蒸気を蒸気の通路部であるタービン段落29に導入させる部材であり、高温の
蒸気が中圧タービンの構成部品に直接あたることを防ぎ、また、蒸気温度を保ったままタ
ービン通路部29へと蒸気を導くことで効率の低下を防止している。
再熱蒸気管35は、図3に示すように、外管39と内管40との二重管構造に構成し、
同心状に配置された外管39と内管40との間に冷却蒸気通路41を形成して冷却蒸気が
通流可能に構成するとともに、外管39と外部ケーシング27のフランジ42との間に外
部ケーシング用シール装置43を装着している。
この外部ケーシング用シール装置43は、外部ケーシング27のフランジ42との間に
外管39の管軸に沿ってリング片44を層状に装着し、リング片44から漏出する冷却蒸
気を流出口46を介して例えば熱交換器に回収させている。
また、再熱蒸気管35は、図4に示すように、内部ケーシング28との挿通部分に内部
ケーシング用シール装置47を装着している。なお、再熱蒸気管35は、再熱蒸気の熱に
よる伸びを考慮して他端を無拘束の自由端にしている。
この内部ケーシング用シール装置47は、再熱蒸気管35の管軸に沿ってリング片48
を層状に装着し、リング片48から漏出する冷却蒸気をタービン段落29の後流側、外部
ケーシングや再熱蒸気管35に向って流出させている。
一方、内部ケーシング28は、タービン初段落との間に空間室49を形成し、ここに案
内された冷却蒸気をタービン2段落のダイアフラム外輪36の側面側および頭部側のそれ
ぞれを通過させた後、流出口50から外部ケーシング側に向って流出させている。
他方、タービンロータ30から一体削り出しのタービンディスク38は、タービン初段
落とタービン2段落とのそれぞれにバランスホール51を形成し、ノズルボックス45を
冷却させた冷却蒸気をバランスホール51を介してタービン次段落に順次供給するととも
に、タービン前段落とタービン後段落との間に、例えば鉤形状のシール片52を備えてい
る。
次に、蒸気タービンプラントの冷却方法を説明する。
蒸気タービン1に配置された中圧タービン2には、プラント熱効率をより一層向上させ
るために、温度700℃以上の超高温再熱蒸気が供給される。
このため、中圧タービン2には、図1に示すように、各構成高温部品に蒸気タービン部
1の高圧タービン3の中間段落から抽気する高圧タービン抽気が冷却蒸気として高圧ター
ビン抽気系5から分岐する蒸気冷却系4を介して供給される。本実施例においては、冷却
蒸気は内部ケーシング内の内部ケーシング用グランド部32近傍に設けられた冷却蒸気導
入部100から導入され、タービンロータ30と内部ケーシング28の間の空間に導かれ
る。これとともに、冷却蒸気の一部は冷却蒸気導入部100から内部ケーシング用グラン
ド部32を通過して減圧され、内部ケーシング28と外部ケーシング27との間の空間に
も導かれれる。
冷却蒸気導入部100から中圧タービン2に供給された冷却蒸気のうちタービンロータ
30と内部ケーシング28の間の空間に導かれ冷却蒸気は、図2に示すように、ノズルボ
ックス45の外周面、再熱蒸気管35、内部ケーシング28、外部ケーシング27、ター
ビンディスク38、タービンノズル33を支持するダイアフラム外輪36、ダイアフラム
内輪37などを冷却する。また、冷却蒸気導入部100から内部ケーシング用グランド部
32を介して内部ケーシング28と外部ケーシング27との間の空間に供給された冷却蒸
気は、内部ケーシング用グランド部32、外部ケーシング用グランド部31、再熱蒸気管
35、内部ケーシング28、外部ケーシング27などを冷却する。これによって、中圧タ
ービン2の各構成部品の強度保証を行っている。
まず、再熱蒸気管35からノズルボックス45に供給される再熱蒸気が温度700℃以
上になっているのに対し、蒸気冷却系4から供給される冷却蒸気は、温度500℃以下で
ある。さらに、圧力に関しても、蒸気冷却系から供給される冷却蒸気は高圧タービン3か
らの抽気蒸気であって80気圧程度の圧力を有する。中圧タービン2に供給される再熱蒸
気は50気圧程度の圧力であり、冷却蒸気はこれよりも数十気圧高い圧力を有している。
このため、蒸気冷却系4から供給されるこれらの冷却蒸気によりノズルボックス45を充
分に冷却して強度保証することができる。
ノズルボックス45の外表面を冷却した冷却蒸気は、内部ケーシング28および外部ケ
ーシング27を挿通する再熱蒸気管35、内部ケーシング28、外部ケーシング27、タ
ービンディスク38を冷却し、各構成部品の高温部を冷却するとともに、内部ケーシング
用グランド部32を介して内部ケーシング28と外部ケーシング27との間の空間に供給
され、外部ケーシング用グランド部31、また再熱蒸気管35を冷却する。
内部ケーシング28を挿通する再熱蒸気管35に供給される冷却蒸気は、図4に示すよ
うに、一部を再熱蒸気管35と内部ケーシング28との間に装着する内部ケーシング用シ
ール装置47のリング片48を通って再熱蒸気管35を冷却させるとともに、残りをター
ビン初段落と内部ケーシング28との間に形成する空間室49に供給される。空間室49
に供給された蒸気はタービン段落29のタービンノズル33を支持するダイアフラム外輪
36の側面および頭部側と内部ケーシング28との間隙を通流し、この部分を介して内部
ケーシング28に形成する流出口50から外部ケーシング側に流出し、ダイアフラム外輪
36および内部ケーシング28の内径側を冷却させている。
本実施例では、内部ケーシング28に形成された流出口50は中圧タービン2の2段落
のタービンノズル33を支持するダイアフラム外輪36の頭部側付近に設けられているが
、これは中圧タービン2内において再熱蒸気が膨張仕事をして蒸気温度が従来の蒸気ター
ビンと同程度まで下がることによる。つまり、中圧タービン2の構成部分のうち高温部分
だけを効果的に冷却するように構成している。
また、ノズルボックス45の外表面を冷却した冷却蒸気は、タービン初段落およびター
ビン2段落のそれぞれに設けたタービンディスク38,38のバランスホール51,51
にタービンディスク38,38の回転に伴って発生するポンピング力によって誘引される
ポンピング力のよって誘引された冷却蒸気は、バランスホール51,51を出た後、半
径方向(外側)に向って流れようとするが、鉤状のシール片52,52によって封止され
、この間に高温再熱蒸気に晒されているタービンディスク38、およびタービンノズル3
3を支持するのダイアフラム内輪37を冷却する。
他方、内部ケーシング28を挿通する再熱蒸気管35、内部ケーシング用グランド部3
2、外部ケーシング用グランド部31のそれぞれを冷却した冷却蒸気は、図3に示すよう
に、外部ケーシング27を挿通する再熱蒸気管35の外管39に装着した外部ケーシング
用シール装置43と再熱蒸気管35の外管39と内管40とで形成する冷却蒸気通路41
に供給される。
外部ケーシング用シール装置43に供給された冷却蒸気は、再熱蒸気管35の外管39
を冷却する。この間に、外部ケーシング用シール装置43から漏出する冷却蒸気は、フラ
ンジ42に形成する流出口46から、例えば熱交換器に熱源として供給される。
また、冷却通路41に供給された冷却蒸気は、外管39、内管40を冷却した後、噴出
口53から他の機器に供給される。
このように、本実施例の蒸気タービンの冷却方法は、蒸気タービン1の中圧タービン2
に、高圧タービン3からの高圧タービン抽気を冷却蒸気として冷却蒸気導入部100から
供給し、供給された冷却蒸気をタービンロータ30と内部ケーシング28の間の空間と内
部ケーシング28と外部ケーシング27の間の空間とにそれぞれ導入し、ノズルボックス
45、タービンディスク38、タービンノズル33を支持するダイアフラム外輪36、ダ
イアフラム内輪37内部ケーシング用グランド部32、外部ケーシング用グランド部31
、再熱蒸気管35、内部ケーシング28、外部ケーシング27などの各構成高温部品を冷
却するので、再熱蒸気管35に供給される温度700℃以上の高温の再熱蒸気であっても
各構成高温部品の強度保証を充分に維持させることができる。
1 蒸気タービン
2 中圧タービン
3 高圧タービン
4 蒸気冷却系
5 高圧タービン抽気系
6 過熱器
7 低圧タービン
8 発電機
9 ボイラ
10 低温再熱系
11 再熱器
12 中圧タービン排気系
13 復水系
14 給水系
15 復水器
16 復水ポンプ
17 第1低圧給水加熱器
18 第2低圧給水加熱器
19 第3低圧給水加熱器
20 第4低圧給水加熱器
21 脱気器
22 給水ポンプ
23 第1高圧給水加熱器
24 第2高圧給水加熱器
25 第3高圧給水加熱器
27 外部ケーシング
28 内部ケーシング
29 タービン段落
30 タービンロータ
31 外部ケーシング用グラント部
32 内部ケーシング用グラント部
33 タービンノズル
34 タービン動翼
35 再熱蒸気管
36 ダイアフラム外輪
37 ダイアフラム内輪
38 タービンディスク
39 外管
40 内管
41 冷却蒸気通路
42 フランジ
43 外部ケーシング用シール装置
44 リング片
45 ノズルボックス
46 流出口
47 内部ケーシング用シール装置
48 リング片
49 空間室
50 流出口
51 バランスホール
52 シール片
53 流出口

Claims (2)

  1. 蒸気発生器と、
    当該蒸気発生器にて発生した蒸気により駆動される高圧タービンと、
    前記高圧タービンからの排気を前記蒸気発生器にて再熱した再熱蒸気を導くノズルボッ
    クスと前記高圧タービンからの抽気蒸気を冷却蒸気として案内する冷却蒸気導入部を有し
    当該再熱蒸気によって駆動される中圧タービンと、
    当該中圧タービンからの排気蒸気により駆動される低圧タービンと、
    当該低圧タービンからの排気蒸気を凝縮させる復水器と、
    当該復水器にて凝縮した復水を給水として加熱する複数の給水加熱器とを備え、
    前記中圧タービンは、
    外側ケーシングと内側ケーシングから構成されるケーシングと、
    前記内側ケーシング内に収納されて回転するロータと、
    前記内側ケーシング側に固定され前記ロータの回転軸に対する円周方向に配置されたノ
    ズルおよび当該ノズルと隣接する位置にて前記ロータに植設され前記ロータとともに回転
    する動翼の1対からなるタービン段落を複数配置してなる通路部と、
    前記ロータと前記内側ケーシングのとの間隙に前記ロータの回転軸と同心状に配置され
    て前記通路部に連通するとともに、再熱蒸気が供給されるノズルボックスと、
    前記ロータと前記内側ケーシングの間および前記内側ケーシングと外側ケーシングの間
    の空間にそれぞれ冷却用蒸気を通流させるように設けられた冷却蒸気導入部と、
    内側ケーシングに装着されるとともにノズルの外周側を保持する環状のダイアフラム外
    輪と、ノズルの内周側を保持する環状のダイアフラム内輪とを備え、前記ダイアフラム外
    輪と前記内側ケーシングの少なくとも一つとの間隙に冷却蒸気が通流するように構成され
    、かつ、
    内側ケーシングは、当該内側ケーシングとダイアフラム外輪との間隙を通流した冷却蒸
    気を前記内側ケーシングと外側ケーシングの間の空間に導く流出口をさらに備えることを
    特徴とする蒸気タービンプラント。
  2. 請求項1に記載の蒸気タービンプラントの中圧タービンの冷却方法において、前記ロータ
    と前記内側ケーシングの間の空間と、前記内側ケーシングと外側ケーシングの間の空間に
    それぞれ冷却蒸気を導入し、当該冷却蒸気により前記ノズルボックスおよび前記タービン
    段落のうちの少なくとも最も上流に位置する段落を冷却することを特徴とする蒸気タービ
    ンプラントの中圧タービンの冷却方法。
JP2010023527A 2003-04-30 2010-02-04 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法 Expired - Fee Related JP4776729B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010023527A JP4776729B2 (ja) 2003-04-30 2010-02-04 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003125672 2003-04-30
JP2003125672 2003-04-30
JP2010023527A JP4776729B2 (ja) 2003-04-30 2010-02-04 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004133582A Division JP4488787B2 (ja) 2003-04-30 2004-04-28 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010121632A JP2010121632A (ja) 2010-06-03
JP4776729B2 true JP4776729B2 (ja) 2011-09-21

Family

ID=32985586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010023527A Expired - Fee Related JP4776729B2 (ja) 2003-04-30 2010-02-04 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7003956B2 (ja)
EP (1) EP1473442B1 (ja)
JP (1) JP4776729B2 (ja)
CN (1) CN100406685C (ja)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4783053B2 (ja) * 2005-04-28 2011-09-28 株式会社東芝 蒸気タービン発電設備
JP2007291966A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Corp 蒸気タービンおよびタービンロータ
JP4664857B2 (ja) 2006-04-28 2011-04-06 株式会社東芝 蒸気タービン
DE102006028007A1 (de) * 2006-06-14 2007-12-20 Siemens Ag Dampfkraftanlage
JP5049578B2 (ja) * 2006-12-15 2012-10-17 株式会社東芝 蒸気タービン
EP1998014A3 (de) * 2007-02-26 2008-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer mehrstufigen Dampfturbine
JP2008248822A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Toshiba Corp 火力発電所
EP1998013A3 (en) * 2007-04-16 2009-05-06 Turboden S.r.l. Apparatus for generating electric energy using high temperature fumes
CN101042058B (zh) 2007-04-27 2011-12-07 冯伟忠 一种高低位分轴布置的汽轮发电机组
US7658073B2 (en) * 2007-07-24 2010-02-09 General Electric Company Turbine systems and methods for using internal leakage flow for cooling
US20090151318A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-18 Alstom Technology Ltd System and method for regenerating an absorbent solution
US8113764B2 (en) 2008-03-20 2012-02-14 General Electric Company Steam turbine and a method of determining leakage within a steam turbine
US7987677B2 (en) 2008-03-31 2011-08-02 Mccutchen Co. Radial counterflow steam stripper
US20090260585A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Foster Wheeler Energy Corporation Oxyfuel Combusting Boiler System and a Method of Generating Power By Using the Boiler System
US8167535B2 (en) * 2008-07-24 2012-05-01 General Electric Company System and method for providing supercritical cooling steam into a wheelspace of a turbine
US8137067B2 (en) * 2008-11-05 2012-03-20 General Electric Company Turbine with interrupted purge flow
US8096757B2 (en) * 2009-01-02 2012-01-17 General Electric Company Methods and apparatus for reducing nozzle stress
KR101318487B1 (ko) * 2009-02-25 2013-10-16 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 증기 터빈 발전 설비의 냉각 방법 및 장치
US8267639B2 (en) * 2009-03-31 2012-09-18 General Electric Company Systems and methods for providing compressor extraction cooling
US20110030335A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 General Electric Company Combined-cycle steam turbine and system having novel cooling flow configuration
JP5570805B2 (ja) * 2009-12-28 2014-08-13 三菱重工業株式会社 二酸化炭素の回収システム及び方法
EP2363577A1 (en) * 2010-02-24 2011-09-07 Alstom Technology Ltd Steam turbine plant
JP5479192B2 (ja) 2010-04-07 2014-04-23 株式会社東芝 蒸気タービンプラント
JP5479191B2 (ja) * 2010-04-07 2014-04-23 株式会社東芝 蒸気タービンプラント
JP5597016B2 (ja) 2010-04-07 2014-10-01 株式会社東芝 蒸気タービンプラント
JP5912323B2 (ja) * 2010-10-19 2016-04-27 株式会社東芝 蒸気タービンプラント
CN102140938B (zh) * 2011-03-18 2014-04-30 上海电气电站设备有限公司 双缸同轴联合循环供热汽轮机
CN102678194A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 带过热蒸汽给水加热器的两次再热汽轮发电机组系统
EP2565401A1 (de) 2011-09-05 2013-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Temperaturausgleichung in einer Dampfturbine
US8834114B2 (en) * 2011-09-29 2014-09-16 General Electric Company Turbine drum rotor retrofit
EP2599964B1 (en) * 2011-12-02 2016-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine arrangement of a three casing steam turbine
CN102562187B (zh) * 2011-12-21 2014-08-06 上海发电设备成套设计研究院 一种空冷式高参数汽轮机的高中压合体缸
US9228588B2 (en) * 2012-01-06 2016-01-05 Dresser-Rand Company Turbomachine component temperature control
US9057275B2 (en) * 2012-06-04 2015-06-16 Geneal Electric Company Nozzle diaphragm inducer
US9083212B2 (en) * 2012-09-11 2015-07-14 Concepts Eti, Inc. Overhung turbine and generator system with turbine cartridge
US8869532B2 (en) * 2013-01-28 2014-10-28 General Electric Company Steam turbine utilizing IP extraction flow for inner shell cooling
US9617874B2 (en) 2013-06-17 2017-04-11 General Electric Technology Gmbh Steam power plant turbine and control method for operating at low load
JP6178189B2 (ja) * 2013-09-27 2017-08-09 株式会社東芝 蒸気タービン過速防止システムおよび発電プラント
US9702261B2 (en) 2013-12-06 2017-07-11 General Electric Company Steam turbine and methods of assembling the same
CN104100309B (zh) * 2014-07-11 2016-03-23 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 一次再热汽轮机高温抽汽冷却系统
WO2016103340A1 (ja) * 2014-12-24 2016-06-30 三菱重工コンプレッサ株式会社 ノズル構造、及び回転機械
CN107023332A (zh) * 2017-06-19 2017-08-08 绵竹市加林动力备件厂(普通合伙) 一种汽轮机内外缸的顺流冷却降温方法
DE102017211295A1 (de) 2017-07-03 2019-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine und Verfahren zum Betreiben derselben
US10537840B2 (en) 2017-07-31 2020-01-21 Vorsana Inc. Radial counterflow separation filter with focused exhaust
CN109268076A (zh) * 2018-09-10 2019-01-25 广东粤电靖海发电有限公司 一种汽轮机轴封的节能减温自密封系统
CN109139159A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 蔡东亮 一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法
CN109611166B (zh) * 2018-11-20 2023-09-05 华电电力科学研究院有限公司 一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行方法
CN114087035A (zh) * 2021-10-30 2022-02-25 中国长江动力集团有限公司 一种低参数再热凝汽式汽轮机
CN114704338B (zh) * 2022-03-09 2023-12-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种汽轮机动静部件的垂直装配定位结构

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2552239A (en) * 1946-10-29 1951-05-08 Gen Electric Turbine rotor cooling arrangement
US2815645A (en) * 1955-03-01 1957-12-10 Gen Electric Super-critical pressure elastic fluid turbine
US2815649A (en) 1955-05-27 1957-12-10 Angelus Anthony Di Refrigerator
JPS5650084B2 (ja) * 1972-04-26 1981-11-26
DE3042782A1 (de) 1980-11-13 1982-06-09 Rudolf Dr. 6800 Mannheim Wieser Dampfkraftanlage
JPS58113501A (ja) 1981-12-28 1983-07-06 Toshiba Corp 蒸気タ−ビンの冷却装置
JPS58202311A (ja) * 1982-05-21 1983-11-25 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビン冷却系統
JPS5939902A (ja) * 1982-08-27 1984-03-05 Toshiba Corp 蒸気タ−ビンの冷却装置
JPS5958101A (ja) * 1982-09-27 1984-04-03 Toshiba Corp 蒸気タ−ビン装置
JPS59134307A (ja) * 1983-01-21 1984-08-02 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビンプラント
JPH0621521B2 (ja) * 1983-06-10 1994-03-23 株式会社日立製作所 蒸気タ−ビンの主蒸気入口構造
JPS6388209A (ja) 1986-09-30 1988-04-19 Toshiba Corp 超高温高圧タ−ビンの冷却装置
JPH08338205A (ja) 1995-06-12 1996-12-24 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント
JPH09177505A (ja) 1995-12-22 1997-07-08 Toshiba Corp 蒸気タービンのウオーミング並びにクーリング蒸気制御装置及び制御方法
DE19609912A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-18 Asea Brown Boveri Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage
JPH09317405A (ja) 1996-05-29 1997-12-09 Toshiba Corp 蒸気タービンの高圧初段動翼植込部の冷却装置
WO1997049901A1 (de) 1996-06-21 1997-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenwelle sowie verfahren zur kühlung einer turbinenwelle
US6272841B2 (en) * 1998-01-23 2001-08-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle power plant
JP4015282B2 (ja) 1998-06-04 2007-11-28 三菱重工業株式会社 高中圧蒸気タービンのフレキシブルインレット管
US6443690B1 (en) * 1999-05-05 2002-09-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam cooling system for balance piston of a steam turbine and associated methods
JP3526433B2 (ja) * 2000-04-05 2004-05-17 川崎重工業株式会社 蒸気注入型ガスタービン装置
JP4346213B2 (ja) * 2000-06-06 2009-10-21 株式会社東芝 コンバインドサイクル発電プラント

Also Published As

Publication number Publication date
EP1473442A3 (en) 2004-11-17
EP1473442B1 (en) 2014-04-23
US7003956B2 (en) 2006-02-28
US20040261417A1 (en) 2004-12-30
CN100406685C (zh) 2008-07-30
JP2010121632A (ja) 2010-06-03
EP1473442A2 (en) 2004-11-03
CN1550644A (zh) 2004-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776729B2 (ja) 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
CN104314627B (zh) 蒸汽涡轮发电设备的冷却方法及装置
EP2151547B1 (en) Steam turbine and steam turbine plant system
JP6261052B2 (ja) 有機ランキンサイクルによるエネルギ発生の為のorcシステム及び方法
JP2011047364A (ja) 蒸気タービン発電設備およびその運転方法
JP2011085133A (ja) 再熱ガスタービン
JP2001214759A (ja) ガスタービンコンバインドサイクル
JP7059347B2 (ja) 排熱回収プラント、及びコンバインドサイクルプラント
JP2006104951A (ja) 蒸気タービン
JP4488787B2 (ja) 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
JP6980043B2 (ja) 蒸気タービンおよびその運転方法
JP2010038160A (ja) 複合又はランキンサイクル発電プラントで使用するためのシステム及び方法
JP2019108835A (ja) 蒸気タービンプラント及びその運転方法
JP6265536B2 (ja) 排熱回収システム、これを備えているガスタービンプラント、及び排熱回収方法
JP4413732B2 (ja) 蒸気タービンプラント
US20090288415A1 (en) Method for Warming-Up a Steam Turbine
JP4028070B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラント
US8869532B2 (en) Steam turbine utilizing IP extraction flow for inner shell cooling
JP2010249050A (ja) 蒸気タービンおよび蒸気タービン設備
JP4460943B2 (ja) 蒸気タービン
JP2960371B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント
CN102906376B (zh) 复合循环发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110607

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110628

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees