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Steam turbine and method of operating steam turbine

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine and a method for operating the same, which prevent steam leakage from a casing and improves performance of the turbine, even if the turbine is required to perform variable speed operation. <P>SOLUTION: This steam turbine includes: a cabin internally having a space for storing the turbine 2H and also having a divided surface; a regulation unit 5 regulating the steam flow rate supplied to the turbine 2H; and a control section 6 performing control to regulate the reduction rate of the steam flow rate with respect to the regulation section 5 so that, when the steam flow rate supplied to the turbine 2H is reduced, the contact pressure in an area adjacent to the space in the divided surface is set to predetermined contact pressure or more. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

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JP5374317B2

Japan

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Japanese
Inventor
英司 齋藤
直人 野田
浩二 中尾
Current Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd

Worldwide applications
2009 JP

Application JP2009250538A events
2013-12-25
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Active
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Description
translated from Japanese

本発明は、蒸気タービン、特に可変速運転が要求される蒸気タービンに適用して好適な蒸気タービンおよび蒸気タービンの運転方法に関する。   The present invention relates to a steam turbine suitable for application to a steam turbine, in particular, a steam turbine requiring variable speed operation, and a method for operating the steam turbine.

一般に、蒸気タービンにおいては、回転数上昇時や出力上昇時、特に蒸気タービンの起動時においてタービン車室の壁における壁温に基づいて、蒸気タービンの回転数を制限する制御が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
これは、タービン車室の壁面における表面温度と、壁面の中位温度との温度差によって、タービン車室に過大な熱応力がかかるのを防止するためである。
In general, in a steam turbine, control for limiting the rotation speed of the steam turbine based on the wall temperature in the wall of the turbine casing when the rotation speed increases or when the output increases, particularly when the steam turbine starts up is known ( For example, see Patent Document 1.)
This is to prevent an excessive thermal stress from being applied to the turbine casing due to the temperature difference between the surface temperature of the wall of the turbine casing and the middle temperature of the wall.

その一方で、蒸気タービンの回転数減少時や出力減少時においては、蒸気タービンの運転状態、例えば回転数を制限する制御は特に行われていなかった。
船舶の主機として用いられている蒸気タービンの場合には、船舶の減速時に蒸気タービンの出力を減少させる制御(減速運転)がおこなわれている。具体的には、蒸気タービンの状態を監視することなく、ブリッジからの指令に基づいて蒸気タービンの出力を一意に減少させる制御が行われていた。
On the other hand, when the rotational speed of the steam turbine is reduced or when the output is reduced, the operation state of the steam turbine, for example, control for limiting the rotational speed is not particularly performed.
In the case of a steam turbine used as a main engine of a ship, control (deceleration operation) is performed to reduce the output of the steam turbine when the ship is decelerated. Specifically, control for uniquely reducing the output of the steam turbine based on a command from the bridge is performed without monitoring the state of the steam turbine.

上述の舶用主機として用いられる蒸気タービンは、推進機関として常に可変速運転が求められる点が、定格速度で運用される陸用の事業用蒸気タービンと異なっている。
港湾航行において、舶用主機として用いられる蒸気タービンは、常に、増減速運転による柔軟な操作が求められ、また運行スケジュールの調整や外洋航行から港湾入港時等、減速運転が行われる頻度は陸用の事業用蒸気タービンと比べても非常に多い。
The steam turbine used as a marine main engine is different from a land-use steam turbine for business use at a rated speed in that a variable speed operation is always required as a propulsion engine.
In harbor navigation, steam turbines used as marine main engines are always required to be operated flexibly by increasing and decreasing speeds, and the frequency of speed reduction operations such as adjustment of operation schedules and when entering the port from open sea navigation is often used for land use. This is much more than a commercial steam turbine.

特許第3480532号公報Japanese Patent No. 3480532

しかしながら、上述の減速運転を負荷変化速度一定で行うと、タービンの車室における継ぎ手面から蒸気漏れが発生する恐れがあった。
つまり、舶用主機として用いられる蒸気タービンの車室における動特性シミュレーションおよび非定常FEM解析を実施した結果、車室に流入する主蒸気温度および再熱蒸気温度の変化の影響により、車室の内面温度が低下して外面温度などよりも低くなることが分かった。これにより、蒸気漏れにつながる車室の継ぎ手面における面圧低下を引き起こす可能性が極めて高くなるという問題があった。
However, if the above-described deceleration operation is performed at a constant load change speed, there is a risk of steam leakage from the joint surface in the turbine casing.
In other words, as a result of dynamic characteristic simulation and unsteady FEM analysis in the passenger compartment of a steam turbine used as a marine main engine, the inner surface temperature of the passenger compartment is affected by changes in main steam temperature and reheat steam temperature flowing into the passenger compartment. Was found to be lower than the outer surface temperature. As a result, there is a problem that the possibility of causing a decrease in the surface pressure at the joint surface of the passenger compartment, which leads to steam leakage, is extremely high.

さらに、上述の面圧低下を防止または抑制する方法として、車室ボルトの配置を変更して、車室の継ぎ手面における面圧低下を防止等する方法や、車室における壁面の肉厚を変更して、車室の継ぎ手面における面圧低下を防止等する方法などが挙げられる。
しかしながら、ボルト配置や車室構造による方法のみでは限界があり、面圧低下を防止する十分な効果が期待できず、車室の継ぎ手面からの蒸気漏れを防止または抑制することは困難であるという問題があった。
Furthermore, as a method for preventing or suppressing the above-described decrease in the surface pressure, a method for preventing a decrease in the surface pressure on the joint surface of the vehicle interior by changing the arrangement of the vehicle interior bolts, or a change in the wall thickness of the wall surface in the vehicle interior. For example, a method of preventing a decrease in surface pressure on the joint surface of the passenger compartment may be used.
However, only the method based on the bolt arrangement and the vehicle cabin structure has a limit, and a sufficient effect for preventing a reduction in surface pressure cannot be expected, and it is difficult to prevent or suppress steam leakage from the joint surface of the vehicle cabin. There was a problem.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、可変速運転が要求されるタービンであっても車室からの蒸気漏れを防止し、タービンの性能向上を図ることができる蒸気タービンおよび蒸気タービンの運転方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent steam leakage from the passenger compartment and improve turbine performance even in a turbine that requires variable speed operation. It is an object of the present invention to provide a steam turbine and a method for operating the steam turbine.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の蒸気タービンは、内部にタービンを収納する空間を有するとともに、分割面を有する車室と、前記タービンに供給される蒸気流量を調節する調節部と、前記タービンに供給される蒸気流量を減少させる場合には、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記調節部に対して前記蒸気流量の減少率を調節する制御を行う制御部と、が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The steam turbine of the present invention has a space for housing the turbine therein, a compartment having a dividing surface, an adjusting unit for adjusting the steam flow rate supplied to the turbine, and the steam flow rate supplied to the turbine. In the case of decreasing, a control unit that controls the adjusting unit to adjust the rate of decrease in the steam flow rate so that the surface pressure of the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or greater than a predetermined surface pressure; Are provided.

本発明によれば、タービンの出力を減少させる場合などのように、タービンに供給される蒸気の流量が減少される場合に、車室の分割面における空間に隣接した領域の面圧が所定面圧よりも小さいときには、上記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、蒸気流量の減少率が調節される。例えば、蒸気流量の減少率を抑制する制御が行われる。これにより、上記空間に隣接した領域の面圧の低下が抑制される。   According to the present invention, when the flow rate of the steam supplied to the turbine is reduced, such as when the output of the turbine is reduced, the surface pressure in the region adjacent to the space in the split surface of the passenger compartment is a predetermined surface. When the pressure is smaller than the pressure, the rate of decrease in the steam flow rate is adjusted so that the surface pressure in the region adjacent to the space is equal to or greater than the predetermined surface pressure. For example, control for suppressing the rate of decrease in the steam flow rate is performed. Thereby, the fall of the surface pressure of the area | region adjacent to the said space is suppressed.

具体的には、タービンが定常運転やプログラム自動昇速やプログラム自動減速されている際に、タービンの出力を減少させる制御を行うと、ボイラからタービンに供給される蒸気の流量が減少されるとともに、ボイラ負荷も低下することから供給される蒸気の温度も低下する。   Specifically, when the turbine is under steady operation, program automatic acceleration or program automatic deceleration, and the control to reduce the turbine output, the flow rate of steam supplied from the boiler to the turbine is reduced. Moreover, since the boiler load also decreases, the temperature of the supplied steam also decreases.

車室の壁面温度よりも温度が低い蒸気が、タービンを収納した空間に流入すると、車室の壁面は、空間に隣接した部分から蒸気に保有熱が奪われ温度が低下する。このとき、車室壁面における外側の温度と、空間に隣接した部分の温度との間に温度差が生じる。さらに、分割面により分割された車室を一体につなぎとめるボルトの温度と、空間に隣接した部分の温度との間にも温度差が生じている。つまり、車室壁面における外側の部分およびボルトと比較して、車室壁面の空間に隣接した部分は早い段階から熱収縮して熱収縮量に差が生じる。これにより、分割面における空間に隣接した領域における面圧に関する押しつけ力が低下する。   When steam having a temperature lower than the wall surface temperature of the passenger compartment flows into the space in which the turbine is housed, the heat of the wall surface of the passenger compartment is taken away from the portion adjacent to the space and the temperature is lowered. At this time, a temperature difference is generated between the outside temperature of the vehicle interior wall surface and the temperature of the portion adjacent to the space. Further, there is a temperature difference between the temperature of the bolt that integrally holds the vehicle compartments divided by the dividing surface and the temperature of the portion adjacent to the space. That is, as compared with the outer portion and the bolt on the wall surface of the passenger compartment, the portion adjacent to the space on the passenger compartment wall surface is thermally contracted from an early stage, and the amount of thermal contraction is different. Thereby, the pressing force regarding the surface pressure in the area | region adjacent to the space in a division surface falls.

その一方で、タービンに供給される蒸気の圧力は緩やかに低下することから、上記空間における蒸気圧力も緩やかに低下する。つまり、車室の分割面を押し広げようとする力は、上述の押しつけ力の低下と比較して緩やかに減少する。
これらのことから、タービンの出力を減少させる場合などのように、タービンに供給される蒸気流量が減少されるときには、上記空間に隣接した領域の面圧が低下する。
On the other hand, since the pressure of the steam supplied to the turbine gradually decreases, the steam pressure in the space also gradually decreases. That is, the force that pushes the split surface of the passenger compartment gradually decreases as compared with the decrease in the pressing force described above.
For these reasons, when the flow rate of steam supplied to the turbine is decreased, such as when the output of the turbine is decreased, the surface pressure in the region adjacent to the space decreases.

このようにして発生した面圧の低下が所定面圧よりも小さくなると、タービンに供給された蒸気が、分割面から上述のボルトが挿通されるボルト孔などを介して外部に漏れるおそれがある。
そこで、調節部によって調節される蒸気流量の減少率を抑制する制御を行う。
When the decrease in the surface pressure generated in this way becomes smaller than the predetermined surface pressure, the steam supplied to the turbine may leak to the outside through the bolt hole through which the above-described bolt is inserted from the divided surface.
Then, control which suppresses the decreasing rate of the steam flow rate adjusted by the adjustment part is performed.

すると、蒸気流量の減少率を抑制する前と比較して、上述の車室壁面における外側部分およびボルトと、車室壁面の空間に隣接した部分との間の熱収縮量の差が縮まる。さらに、タービンに供給される蒸気圧力も低下し、車室における分割面を押し広げようとする力も減少する。
これらのことから、蒸気流量の減少率を抑制する前と比較して、分割面における空間に隣接した領域の面圧が高くなり、タービンに供給された蒸気が外部に漏れにくくなる。
As a result, the difference in the amount of heat shrinkage between the outer portion and the bolt on the wall surface of the passenger compartment and the portion adjacent to the space on the wall surface of the passenger compartment is reduced as compared to before the reduction rate of the steam flow rate is suppressed. Furthermore, the steam pressure supplied to the turbine is also reduced, and the force for expanding the dividing surface in the passenger compartment is also reduced.
For these reasons, compared to before the reduction rate of the steam flow rate is suppressed, the surface pressure in the region adjacent to the space on the dividing surface is increased, and the steam supplied to the turbine is less likely to leak to the outside.

上記発明においては、少なくとも、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧に関する情報を取得する面圧情報取得手段が設けられ、前記制御部は、取得された前記面圧に関する情報に基づいて、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記蒸気流量の減少率を制御することが望ましい。   In the above invention, at least surface pressure information acquisition means for acquiring information on the surface pressure of the region adjacent to the space in the divided surface is provided, and the control unit is based on the acquired information on the surface pressure. It is desirable to control the rate of decrease in the steam flow rate so that the surface pressure of the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or higher than a predetermined surface pressure.

本発明によれば、上述の空間に隣接した領域の面圧に関する情報に基づくことにより、上記空間に隣接した領域の面圧が実際に所定面圧よりも小さいか否かが判断される。これにより、上述の蒸気流量の減少率を抑制する制御が適切に行われ、上記空間に隣接した領域の面圧低下を確実に抑制することができる。   According to the present invention, it is determined whether or not the surface pressure of the region adjacent to the space is actually smaller than the predetermined surface pressure based on the information on the surface pressure of the region adjacent to the space. Thereby, the control which suppresses the decreasing rate of the above-mentioned steam flow rate is performed appropriately, and the surface pressure fall of the area | region adjacent to the said space can be suppressed reliably.

上記発明においては、前記面圧情報取得手段は、前記分割面における前記空間に隣接した領域の温度、および、前記分割面における外側の温度を測定する温度測定部であり、前記制御部は、前記空間に隣接した領域の温度、および、前記外側の温度に基づいて、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記蒸気流量の減少率を制御することが望ましい。   In the above invention, the surface pressure information acquisition means is a temperature measurement unit that measures the temperature of the region adjacent to the space on the divided surface and the outside temperature on the divided surface, and the control unit includes: Based on the temperature of the region adjacent to the space and the outside temperature, the reduction rate of the steam flow rate is controlled so that the surface pressure of the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or higher than a predetermined surface pressure. It is desirable.

本発明によれば、分割面における空間に隣接した領域の温度(車室壁面における内側部分の温度)と、外側の温度(車室壁面における外側部分の温度)とを比較して、例えば上記空間に隣接した領域の温度が上記外側の温度よりも低いか否かにより、上記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧より小さいか否かが判断される。   According to the present invention, the temperature of the region adjacent to the space on the dividing surface (the temperature of the inner portion of the vehicle interior wall surface) is compared with the temperature of the outside (the temperature of the outer portion of the vehicle interior wall surface). Whether or not the surface pressure of the region adjacent to the space is smaller than a predetermined surface pressure is determined based on whether or not the temperature of the region adjacent to the space is lower than the outside temperature.

具体的には、車室を構成する材料の線膨脹係数は既知であることから、上記領域における温度と外側の温度との温度差に基づき、これらの部分の間の収縮量の差を求めることができる。さらに、上記空間に隣接した領域における温度および外側の温度に基づいて上記ボルトの温度が推定され、上記領域における温度とボルトの温度との温度差に基づき、これらの部分の間の収縮量の差を求めることができる。
これらに基づいて上記領域の面圧に関する押しつけ力の変化を考慮した上記領域の面圧を求めることができ、上記領域の面圧が所定面圧よりも小さいか否かを判断できる。
Specifically, since the linear expansion coefficient of the material constituting the passenger compartment is known, the difference in shrinkage between these parts is determined based on the temperature difference between the temperature in the above region and the outside temperature. Can do. Further, the temperature of the bolt is estimated based on the temperature in the area adjacent to the space and the outside temperature, and based on the temperature difference between the temperature in the area and the temperature of the bolt, the difference in shrinkage between these parts. Can be requested.
Based on these, it is possible to determine the surface pressure of the region in consideration of the change in the pressing force related to the surface pressure of the region, and to determine whether the surface pressure of the region is smaller than a predetermined surface pressure.

上記空間に隣接した領域における面圧を測定する他の方法と比較して、温度は容易に測定することができるため、蒸気流量の減少率を抑制する制御を行うか否かを容易に判断できる。   Compared with other methods of measuring the surface pressure in the region adjacent to the space, the temperature can be easily measured, so it is possible to easily determine whether or not to perform control for suppressing the rate of decrease in the steam flow rate. .

あるいは、上記領域における温度および外側の温度と、上記領域の面圧の関係を予め取得しておくことにより、上記領域における温度および外側の温度に基づき、蒸気流量の減少を保留する制御を行うか否かを直接判断することもできる。
実際には、運転状態における内部圧力も考慮する必要があるが、プラントの運転状況を動特性シミュレーションで予測できる場合には、予め車室内外温度と面圧との関係情報を大よそ得る事ができ、上述の判断をすることが可能となる。
Alternatively, by acquiring in advance the relationship between the temperature in the region and the outside temperature and the surface pressure in the region, control is performed to hold down the decrease in the steam flow rate based on the temperature in the region and the outside temperature. It can also be judged directly.
Actually, it is necessary to consider the internal pressure in the operating state, but if the plant operating status can be predicted by dynamic characteristic simulation, it is possible to obtain information about the relationship between the temperature inside and outside the vehicle and the surface pressure in advance. And the above-mentioned determination can be made.

上記発明においては、前記制御部は、前記蒸気流量の減少率制御を所定期間だけ行った後、前記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、前記外側の温度未満である場合には、前記蒸気流量の減少率制御を終了し、前記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、前記外側の温度以上である場合には、前記蒸気流量の減少率制御を継続することが望ましい。   In the above invention, the control unit performs the rate of decrease control of the steam flow rate for a predetermined period, and then a temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature of the region adjacent to the space is less than the outside temperature. The steam flow rate reduction rate control is terminated, and when the temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature of the region adjacent to the space is equal to or higher than the outside temperature, the steam flow rate reduction rate control is performed. It is desirable to continue.

本発明によれば、最初の所定期間が経過した後に、上記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、上記外側の温度未満か否かに基づいて、蒸気流量の減少率を調節する制御を終了するか、再度、所定期間の間だけ蒸気流量の減少率を調節する制御を行うかの判断が行われる。   According to the present invention, after the first predetermined period has elapsed, the rate of decrease in the steam flow rate is determined based on whether the temperature obtained by adding the predetermined temperature to the temperature of the region adjacent to the space is less than the outside temperature. A determination is made as to whether to end the control to be adjusted or to perform control to adjust the rate of decrease in the steam flow rate only for a predetermined period.

再度の蒸気流量の減少率を調節する制御を行うか否かの判断に際して、上記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、上記外側の温度未満か否かに基づいて判断を行うのは次の理由による。   In determining whether or not to perform control to adjust the rate of decrease in the steam flow again, the determination is made based on whether or not the temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature of the region adjacent to the space is less than the outside temperature. The reason is as follows.

つまり、最初に蒸気流量の減少率を調節する制御を行うか否かの判断を行った時と比較して、タービン出力の減少が開始されてから経過した時間が長いため、車室を締め付けて一体化させるボルトの温度は伝熱により低下している。すると、当該ボルトは熱収縮して締付力が回復することから、上記空間に隣接した領域の温度が上記外側の温度よりも低温であっても、その温度差が所定温度未満であれば、上記空間に隣接した領域の面圧を所定面圧以上に保つことができるからである。   In other words, compared with the time when it was first determined whether or not to perform the control to adjust the rate of decrease in the steam flow rate, the time elapsed since the start of the decrease in the turbine output was long. The temperature of the bolt to be integrated is lowered by heat transfer. Then, since the bolt is thermally contracted and the tightening force is restored, even if the temperature of the region adjacent to the space is lower than the outside temperature, if the temperature difference is less than a predetermined temperature, This is because the surface pressure of the region adjacent to the space can be maintained at a predetermined surface pressure or higher.

さらに、最初に蒸気流量の減少率を調節する制御を行うか否かの判断を行った時と比較して、タービンに供給される蒸気の圧力が低くなっているため、車室における分割面を押し広げようとする力が低下している。そのため、上記空間に隣接した領域の温度が上記外側の温度よりも低温であっても、その温度差が所定温度未満であれば、上記空間に隣接した領域の面圧を所定面圧以上に保つことができるからである。   Furthermore, since the pressure of the steam supplied to the turbine is lower than when the control for adjusting the rate of decrease in the steam flow rate is first performed, the dividing surface in the passenger compartment is reduced. The force to spread out has decreased. Therefore, even if the temperature of the region adjacent to the space is lower than the outside temperature, the surface pressure of the region adjacent to the space is maintained at a predetermined surface pressure or more if the temperature difference is less than the predetermined temperature. Because it can.

なお、上述の所定温度は固定値であってもよいし、タービンに供給される蒸気の圧力または空間の内部の圧力に基づいて変化する値であってもよく、特に限定するものではない。   The predetermined temperature described above may be a fixed value, or may be a value that changes based on the pressure of the steam supplied to the turbine or the pressure inside the space, and is not particularly limited.

上記発明においては、前記制御部は、前記調節部に対して前記蒸気流量の減少を保留することにより、前記蒸気流量の減少率を調節する制御を行うことが望ましい。   In the above invention, it is desirable that the control unit performs control to adjust the rate of decrease in the steam flow rate by holding the decrease in the steam flow rate to the adjusting unit.

本発明によれば、蒸気流量の減少を保留することにより蒸気流量の減少率を調節する制御が行われる。言い換えると、タービンに供給される蒸気流量および蒸気温度が、上記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧未満であると判断された時点での蒸気流量および蒸気温度に大よそ固定される。   According to the present invention, the control for adjusting the rate of decrease in the steam flow rate is performed by holding down the decrease in the steam flow rate. In other words, the steam flow rate and the steam temperature supplied to the turbine are roughly fixed to the steam flow rate and the steam temperature when it is determined that the surface pressure in the region adjacent to the space is less than the predetermined surface pressure.

すると、タービンに供給される蒸気温度が大よそ一定に保たれ、上述の車室壁面における外側部分およびボルトの熱収縮量と、車室壁面の空間に隣接した部分の熱収縮量との間の熱収縮量差が縮まる。これは、例えば蒸気流量の減少率を抑制する場合であって、タービンに供給される蒸気温度が緩やかに減少するときに、上述の熱収縮量差が縮まる時間と比較して、より短い時間で熱収縮量差が縮まる。   Then, the temperature of the steam supplied to the turbine is kept approximately constant, and the amount of heat shrinkage between the outer portion and the bolt on the wall surface of the above-described casing and the amount of heat shrinkage of the portion adjacent to the space on the wall surface of the passenger compartment. The heat shrinkage difference is reduced. This is a case where, for example, the rate of decrease in the steam flow rate is suppressed, and when the temperature of the steam supplied to the turbine is gradually reduced, the time is shorter than the time when the difference in the amount of heat shrinkage is reduced. The heat shrinkage difference is reduced.

本発明の蒸気タービンの運転方法は、外部からの指示に基づき、タービンに供給する蒸気流量を減少させる流量減少ステップと、前記タービンを内部に収納する車室における分割面の面圧に関する情報を取得し、取得した前記面圧情報に基づいて推定される面圧が、所定面圧よりも小さいか否か比較する比較ステップと、前記推定される面圧が前記所定の面圧よりも小さい場合には、前記蒸気流量の減少率を調節する減少率調節ステップと、を有することを特徴とする。   The steam turbine operating method according to the present invention obtains information on the flow rate reduction step for reducing the flow rate of steam supplied to the turbine and the surface pressure of the dividing surface in the passenger compartment in which the turbine is housed based on an instruction from the outside. A comparison step for comparing whether or not the surface pressure estimated based on the acquired surface pressure information is smaller than a predetermined surface pressure; and when the estimated surface pressure is smaller than the predetermined surface pressure Comprises a reduction rate adjusting step for adjusting the reduction rate of the steam flow rate.

本発明によれば、タービンの出力を減少させる場合などのように、タービンに供給される蒸気の流量が減少されるときに、車室の分割面における空間に隣接した領域の面圧が所定面圧よりも小さい場合には、上記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、蒸気流量の減少率が調節される。例えば、蒸気流量の減少率を抑制する制御が行われる。これにより、上記空間に隣接した領域の面圧の低下が抑制される。   According to the present invention, when the flow rate of the steam supplied to the turbine is reduced, such as when the output of the turbine is reduced, the surface pressure in the region adjacent to the space in the split surface of the passenger compartment is the predetermined surface. When the pressure is smaller than the pressure, the rate of decrease in the steam flow rate is adjusted so that the surface pressure in the region adjacent to the space becomes equal to or higher than the predetermined surface pressure. For example, control for suppressing the rate of decrease in the steam flow rate is performed. Thereby, the fall of the surface pressure of the area | region adjacent to the said space is suppressed.

本発明の蒸気タービンおよび蒸気タービンの運転方法によれば、タービンに供給される蒸気流量を減少させる場合に、分割面における空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、蒸気流量の減少率を調節するため、可変速運転が要求されるタービンであっても車室からの蒸気漏れを防止し、タービンの性能向上を図ることができるという効果を奏する。   According to the steam turbine and the operation method of the steam turbine of the present invention, when the flow rate of steam supplied to the turbine is decreased, the steam pressure is increased so that the surface pressure in the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or higher than the predetermined surface pressure. Since the rate of reduction of the flow rate is adjusted, even a turbine that requires variable speed operation has the effect of preventing steam leakage from the passenger compartment and improving the turbine performance.

本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining the schematic structure of the steam turbine concerning one embodiment of the present invention. 図1の高圧タービンおよび中圧タービンを収納する車室の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the compartment which accommodates the high pressure turbine and intermediate pressure turbine of FIG. 図2の車室における高圧内側温度測定部および高圧外側温度測定部の配置位置を説明するA−A断面視図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A for explaining arrangement positions of a high-pressure inner temperature measurement unit and a high-pressure outer temperature measurement unit in the passenger compartment of FIG. 2. 図2の車室における中圧内側温度測定部および中圧外側温度測定部の配置位置を説明するB−B断面視図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B for explaining arrangement positions of an intermediate pressure inner temperature measurement unit and an intermediate pressure outer temperature measurement unit in the passenger compartment of FIG. 2. 図1の制御部の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the control part of FIG. 従来の減速制御を行った場合における蒸気タービンの出力変動、主蒸気の温度および再熱蒸気の温度の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the output fluctuation of the steam turbine, the temperature of the main steam, and the temperature of the reheat steam when the conventional deceleration control is performed. 車室における高圧タービンおよび中圧タービンの入口近傍における温度変化を算出した場所を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the place which calculated the temperature change in the inlet_port | entrance vicinity of the high pressure turbine and intermediate pressure turbine in a vehicle interior. 従来の高圧タービンの入口近傍における車室の温度変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the temperature change of the compartment in the entrance vicinity of the conventional high pressure turbine. 従来の中圧タービンの入口近傍における車室の温度変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the temperature change of the compartment in the entrance vicinity of the conventional intermediate pressure turbine. 本実施形態における減速制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the deceleration control in this embodiment. 本実施形態における高圧タービンの入口近傍における車室の内壁面および外壁面の温度変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the temperature change of the inner wall surface and outer wall surface of a compartment in the vicinity of the inlet of the high pressure turbine in this embodiment. 従来および本実施形態における高圧タービンの入口近傍における内壁面および外壁面の温度差の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the temperature difference of the inner wall surface in the vicinity of the inlet_port | entrance of the high pressure turbine in the prior art and this embodiment, and an outer wall surface. 本実施形態における中圧タービンの入口近傍における車室の内壁面および外壁面の温度変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the temperature change of the inner wall surface and outer wall surface of a compartment in the vicinity of the entrance of the intermediate pressure turbine in this embodiment. 従来および本実施形態における中圧タービンの入口近傍における内壁面および外壁面の温度差の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the temperature difference of the inner wall surface in the vicinity of the inlet_port | entrance of the intermediate pressure turbine in the prior art and this embodiment, and an outer wall surface.

この発明の一実施形態に係る蒸気タービンについて、図1から図14を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を説明する模式図である。図2は、図1の高圧タービンおよび中圧タービンを収納する車室の構成を説明する模式図である。
本実施形態に係る蒸気タービン1は船舶の主機として用いられるものであって、高圧タービン2Hから排出された蒸気を加熱する再熱器4Rを備えた再熱タービンである。
A steam turbine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a steam turbine according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle compartment that houses the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine of FIG.
The steam turbine 1 according to the present embodiment is used as a main engine of a ship, and is a reheat turbine including a reheater 4R that heats steam discharged from a high-pressure turbine 2H.

蒸気タービン1には、図1および図2に示すように、蒸気高圧タービン(タービン)2Hおよび中圧タービン2Mを収納する車室3と、高圧タービン2Hに主蒸気を供給する主ボイラ(ボイラ)4Hと、中圧タービン2Mに再熱蒸気を供給する再熱器4Rと、主蒸気の流量を調節するガバナ(調節部)5と、蒸気タービン1をリモートコントロールする制御部6と、主ボイラ(ボイラ)4Hと再熱器4Rを制御する制御部7と、が主に設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the steam turbine 1 includes a casing 3 that houses a steam high-pressure turbine (turbine) 2H and an intermediate-pressure turbine 2M, and a main boiler (boiler) that supplies main steam to the high-pressure turbine 2H. 4H, a reheater 4R for supplying reheated steam to the intermediate pressure turbine 2M, a governor 5 for adjusting the flow rate of the main steam, a control unit 6 for remotely controlling the steam turbine 1, and a main boiler ( (Boiler) 4H and the control part 7 which controls the reheater 4R are mainly provided.

図3は、図2の車室における高圧内側温度測定部および高圧外側温度測定部の配置位置を説明するA−A断面視図である。図4は、図2の車室における中圧内側温度測定部および中圧外側温度測定部の配置位置を説明するB−B断面視図である。
車室3は、高圧タービン2Hおよび中圧タービン2Mを内部に収納するとともに、蒸気が導入されるものである。
車室3には、図2から図4に示すように、高圧タービン2Hおよび中圧タービン2Mを内部に収納する空間Sと、車室3を上下に2分割する分割面SPと、高圧側入口内壁温度センサ(面圧情報取得手段、温度測定部)31Hと、高圧側入口外壁温度センサ(面圧情報取得手段、温度測定部)32Hと、中圧側入口内壁温度センサ31Mと、中圧側入口外壁温度センサ32Mと、が主に設けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A for explaining the arrangement positions of the high-pressure inner temperature measurement unit and the high-pressure outer temperature measurement unit in the passenger compartment of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B for explaining the arrangement positions of the intermediate pressure inner temperature measurement unit and the intermediate pressure outer temperature measurement unit in the passenger compartment of FIG. 2.
The vehicle interior 3 houses the high-pressure turbine 2H and the intermediate-pressure turbine 2M and introduces steam.
As shown in FIGS. 2 to 4, the vehicle interior 3 includes a space S that accommodates the high-pressure turbine 2 </ b> H and the intermediate-pressure turbine 2 </ b> M, a split surface SP that divides the vehicle interior 3 into two parts, and a high-pressure side inlet. Inner wall temperature sensor (surface pressure information acquisition means, temperature measurement section) 31H, high pressure side inlet outer wall temperature sensor (surface pressure information acquisition means, temperature measurement section) 32H, intermediate pressure side inlet inner wall temperature sensor 31M, and intermediate pressure side inlet outer wall A temperature sensor 32M is mainly provided.

高圧タービン2Hおよび中圧タービン2Mは、回転軸(図示せず)の周方向に等間隔に配置されるとともに、回転軸の軸方向に間隔をあけて配置されたタービン動翼、および車室3に設けられたタービン静翼から主に構成されたものである。   The high-pressure turbine 2H and the intermediate-pressure turbine 2M are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft (not shown), and the turbine rotor blades arranged at intervals in the axial direction of the rotating shaft, and the casing 3 It is mainly comprised from the turbine stationary blade provided in.

高圧タービン2Hは、図1に示すように、主ボイラ4Hから主蒸気の供給を受けて回転駆動力を発生させるものである。
中圧タービン2Mは、再熱器4Rから再熱蒸気の供給を受けて回転駆動力を発生させるものである。
As shown in FIG. 1, the high-pressure turbine 2H receives the supply of main steam from the main boiler 4H and generates a rotational driving force.
The intermediate pressure turbine 2M receives a supply of reheated steam from the reheater 4R and generates a rotational driving force.

空間Sは、図2から図4に示すように、車室3の内部に形成された空間であって、高圧タービン2Hおよび中圧タービン2Mが配置されるとともに、主蒸気および再熱蒸気が流れる流路を形成するものである。   As shown in FIGS. 2 to 4, the space S is a space formed inside the passenger compartment 3, in which the high-pressure turbine 2 </ b> H and the intermediate-pressure turbine 2 </ b> M are disposed, and main steam and reheat steam flow. A flow path is formed.

分割面SPは、図3および図4に示すように、車室3を上車室3Uおよび下車室3Lの2つに分割する面である。言い換えると、上車室3Uおよび下車室3Lが接触する面である。
上車室3Uおよび下車室3Lは、上車室3Uに設けられたボルト孔41に挿通されたボルト42によって一体に締め付けられている。さらに、下車室3Lには、高圧側入口内壁温度センサ31H、高圧側入口外壁温度センサ32H、中圧側入口内壁温度センサ31Mおよび中圧側入口外壁温度センサ32Mが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the dividing surface SP is a surface that divides the vehicle compartment 3 into two parts, an upper vehicle compartment 3U and a lower vehicle compartment 3L. In other words, it is a surface where the upper casing 3U and the lower casing 3L come into contact.
The upper casing 3U and the lower casing 3L are integrally tightened by bolts 42 inserted through bolt holes 41 provided in the upper casing 3U. Further, the lower passenger compartment 3L is provided with a high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H, a high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H, an intermediate pressure side inlet inner wall temperature sensor 31M, and an intermediate pressure side inlet outer wall temperature sensor 32M.

高圧側入口内壁温度センサ31Hおよび高圧側入口外壁温度センサ32Hは、図2および図3に示すように、下車室3Lにおける主蒸気が高圧タービン2Hに流入する領域近傍の温度を測定するものである。   The high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H and the high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H measure the temperature in the vicinity of the region where the main steam flows into the high pressure turbine 2H in the lower casing 3L, as shown in FIGS. .

高圧側入口内壁温度センサ31Hは、主蒸気が高圧タービン2Hに流入する領域であって、車室3の内壁面とボルト孔41との間の距離が最も離れている点を含む断面における車室3の内壁面の温度(空間に隣接した領域の温度)を測定するものである。言い換えると、分割面SPにおける面圧が最初に低下する領域の内壁面の温度を測定するものである。
さらに、高圧側入口内壁温度センサ31Hは、上述の内壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
The high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H is a region where the main steam flows into the high pressure turbine 2H, and includes a casing in a cross section including a point where the distance between the inner wall surface of the casing 3 and the bolt hole 41 is the farthest. 3 is used to measure the temperature of the inner wall surface 3 (the temperature of the region adjacent to the space). In other words, the temperature of the inner wall surface of the region where the surface pressure at the dividing surface SP first decreases is measured.
Furthermore, the high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H outputs a measurement signal related to the temperature of the inner wall surface to the control unit 6.

高圧側入口外壁温度センサ32Hは、主蒸気が高圧タービン2Hに流入する領域であって、車室3の内壁面とボルト孔41との間の距離が最も離れている点を含む断面における車室3の外壁面の温度を測定するものである。さらに、高圧側入口外壁温度センサ32Hは、上述の外壁面の温度(外側の温度)に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H is a region where the main steam flows into the high pressure turbine 2H, and includes a casing in a cross section including a point where the distance between the inner wall surface of the casing 3 and the bolt hole 41 is the farthest. The temperature of the outer wall surface 3 is measured. Further, the high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H outputs a measurement signal related to the temperature of the outer wall surface (outside temperature) to the control unit 6.

中圧側入口内壁温度センサ31Mおよび中圧側入口外壁温度センサ32Mは、図2および図4に示すように、下車室3Lにおける再熱蒸気が中圧タービン2Mに流入する領域近傍の温度を測定するものである。   The medium pressure side inlet inner wall temperature sensor 31M and the medium pressure side inlet outer wall temperature sensor 32M measure the temperature in the vicinity of the region where the reheated steam in the lower casing 3L flows into the intermediate pressure turbine 2M as shown in FIGS. It is.

中圧側入口内壁温度センサ31Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mに流入する領域であって、車室3の内壁面とボルト孔41との間の距離が最も離れている点を含む断面における車室3の内壁面の温度を測定するものである。言い換えると、分割面SPにおける面圧が最初に低下する領域の内壁面の温度を測定するものである。
さらに、中圧側入口内壁温度センサ31Mは、上述の内壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
The intermediate pressure side inner wall temperature sensor 31M is a region where reheated steam flows into the intermediate pressure turbine 2M, and includes a cross section including a point where the distance between the inner wall surface of the casing 3 and the bolt hole 41 is farthest. The temperature of the inner wall surface of the passenger compartment 3 is measured. In other words, the temperature of the inner wall surface of the region where the surface pressure at the dividing surface SP first decreases is measured.
Further, the intermediate pressure side inner wall temperature sensor 31M outputs a measurement signal related to the temperature of the inner wall surface to the control unit 6.

中圧側入口外壁温度センサ32Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mに流入する領域であって、車室3の内壁面とボルト孔41との間の距離が最も離れている点を含む断面における車室3の外壁面の温度を測定するものである。さらに、中圧側入口外壁温度センサ32Mは、上述の外壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The intermediate pressure side inlet outer wall temperature sensor 32M is a region where reheated steam flows into the intermediate pressure turbine 2M, and includes a cross section including a point where the distance between the inner wall surface of the casing 3 and the bolt hole 41 is farthest. The temperature of the outer wall surface of the passenger compartment 3 is measured. Further, the intermediate pressure side outer wall temperature sensor 32M outputs a measurement signal related to the temperature of the outer wall surface to the control unit 6.

さらに、車室3に高圧側出口内壁温度センサ33Hと、高圧側出口外壁温度センサ34Hと、中圧側出口内壁温度センサ33Mと、中圧側出口外壁温度センサ34Mと、を設けて車室3の温度を測定して、制御部6における制御に用いてもよい。   Further, a high pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H, a high pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H, a medium pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M, and a medium pressure side outlet outer wall temperature sensor 34M are provided in the vehicle compartment 3 so that the temperature of the vehicle compartment 3 is increased. May be measured and used for control in the control unit 6.

なお、制御部6における制御は、主に高圧側入口内壁温度センサ31H、高圧側入口外壁温度センサ32H、中圧側入口内壁温度センサ31Mおよび中圧側入口外壁温度センサ32Mの測定信号に基づいて行われ、高圧側出口内壁温度センサ33H、高圧側出口外壁温度センサ34H、中圧側出口内壁温度センサ33Mおよび中圧側出口外壁温度センサ34Mの測定信号は参考情報として用いられる。   The control in the control unit 6 is mainly performed based on measurement signals from the high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H, the high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H, the intermediate pressure side inlet inner wall temperature sensor 31M, and the intermediate pressure side inlet outer wall temperature sensor 32M. The measurement signals of the high pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H, the high pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H, the intermediate pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M and the intermediate pressure side outlet outer wall temperature sensor 34M are used as reference information.

高圧側出口内壁温度センサ33Hおよび高圧側出口外壁温度センサ34Hは、図2に示すように、下車室3Lにおける主蒸気が高圧タービン2Hから流出する領域近傍の温度を測定するものである。   The high-pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H and the high-pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H measure the temperature in the vicinity of the region where the main steam flows out from the high-pressure turbine 2H in the lower casing 3L, as shown in FIG.

高圧側出口内壁温度センサ33Hは、主蒸気が高圧タービン2Hから流出する領域の断面における車室3の内壁面の温度を測定するものである。さらに、高圧側出口内壁温度センサ33Hは、上述の内壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The high pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H measures the temperature of the inner wall surface of the passenger compartment 3 in the cross section of the region where the main steam flows out from the high pressure turbine 2H. Furthermore, the high-pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H outputs a measurement signal related to the temperature of the inner wall surface to the control unit 6.

高圧側出口外壁温度センサ34Hは、主蒸気が高圧タービン2Hから流出する領域の断面における車室3の外壁面の温度を測定するものである。さらに、高圧側出口外壁温度センサ34Hは、上述の外壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The high pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H measures the temperature of the outer wall surface of the passenger compartment 3 in the cross section of the region where the main steam flows out from the high pressure turbine 2H. Furthermore, the high-pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H outputs a measurement signal related to the temperature of the outer wall surface to the control unit 6.

中圧側出口内壁温度センサ33Mおよび中圧側出口外壁温度センサ34Mは、図2に示すように、下車室3Lにおける再熱蒸気が中圧タービン2Mから流出する領域近傍の温度を測定するものである。   The intermediate pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M and the intermediate pressure side outlet outer wall temperature sensor 34M measure the temperature in the vicinity of the region where the reheated steam in the lower casing 3L flows out of the intermediate pressure turbine 2M, as shown in FIG.

中圧側出口内壁温度センサ33Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mから流出する領域の断面における車室3の内壁面の温度を測定するものである。さらに、中圧側出口内壁温度センサ33Mは、上述の内壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The medium pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M measures the temperature of the inner wall surface of the passenger compartment 3 in the cross section of the region where the reheat steam flows out from the medium pressure turbine 2M. Further, the intermediate pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M outputs a measurement signal related to the temperature of the inner wall surface to the control unit 6.

中圧側出口外壁温度センサ34Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mから流出する領域の断面における車室3の外壁面の温度を測定するものである。さらに、中圧側出口外壁温度センサ34Mは、上述の外壁面の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。   The medium pressure side outlet outer wall temperature sensor 34M measures the temperature of the outer wall surface of the passenger compartment 3 in the cross section of the region where the reheat steam flows out from the intermediate pressure turbine 2M. Further, the intermediate pressure side outer wall temperature sensor 34M outputs a measurement signal related to the temperature of the outer wall surface to the control unit 6.

その他にも、高圧側入口ボルト温度センサ35Hと、中圧側入口ボルト温度センサ35Mと、高圧側出口ボルト温度センサ36Hと、中圧側出口ボルト温度センサ36Mと、を設けてボルト42の温度を測定して、制御部6における制御の参照温度として用いてもよい。
高圧側入口ボルト温度センサ35H、中圧側入口ボルト温度センサ35M、高圧側出口ボルト温度センサ36Hおよび中圧側出口ボルト温度センサ36Mの測定信号は、対応するボルト42の温度が、隣接する車室3の内壁温度や外壁温度と連動して変化しているか否かを確認するため等に用いられる。
In addition, a high pressure side inlet bolt temperature sensor 35H, a medium pressure side inlet bolt temperature sensor 35M, a high pressure side outlet bolt temperature sensor 36H, and a medium pressure side outlet bolt temperature sensor 36M are provided to measure the temperature of the bolt 42. Thus, it may be used as a reference temperature for control in the control unit 6.
The measurement signals of the high pressure side inlet bolt temperature sensor 35H, the intermediate pressure side inlet bolt temperature sensor 35M, the high pressure side outlet bolt temperature sensor 36H and the intermediate pressure side outlet bolt temperature sensor 36M indicate that the temperature of the corresponding bolt 42 is It is used for checking whether or not it changes in conjunction with the inner wall temperature or the outer wall temperature.

高圧側入口ボルト温度センサ35Hは、図2に示すように、主蒸気が高圧タービン2Hに流入する領域近傍に配置されたボルト42の温度を測定するものである。さらに、高圧側入口ボルト温度センサ35Hは、上述のボルト42の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
中圧側入口ボルト温度センサ35Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mに流入する領域近傍の温度を測定するものである。さらに、中圧側入口ボルト温度センサ35Mは、上述のボルト42の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
As shown in FIG. 2, the high-pressure side inlet bolt temperature sensor 35H measures the temperature of the bolt 42 disposed in the vicinity of the region where the main steam flows into the high-pressure turbine 2H. Further, the high-pressure side inlet bolt temperature sensor 35H outputs a measurement signal related to the temperature of the bolt 42 to the control unit 6.
The intermediate pressure side inlet bolt temperature sensor 35M measures the temperature in the vicinity of the region where the reheated steam flows into the intermediate pressure turbine 2M. Further, the intermediate pressure side inlet bolt temperature sensor 35M outputs a measurement signal related to the temperature of the bolt 42 to the control unit 6.

高圧側出口ボルト温度センサ36Hは、主蒸気が高圧タービン2Hから流出する領域近傍に配置されたボルト42の温度を測定するものである。さらに、高圧側出口ボルト温度センサ36Hは、上述のボルト42の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
中圧側出口ボルト温度センサ36Mは、再熱蒸気が中圧タービン2Mから流出する領域近傍の温度を測定するものである。さらに、中圧側出口ボルト温度センサ36Mは、上述のボルト42の温度に係る測定信号を制御部6に出力するものである。
The high-pressure side outlet bolt temperature sensor 36H measures the temperature of the bolt 42 disposed in the vicinity of the region where the main steam flows out from the high-pressure turbine 2H. Furthermore, the high-pressure side outlet bolt temperature sensor 36 </ b> H outputs a measurement signal related to the temperature of the bolt 42 described above to the control unit 6.
The intermediate pressure side outlet bolt temperature sensor 36M measures the temperature in the vicinity of the region where the reheat steam flows out from the intermediate pressure turbine 2M. Further, the intermediate pressure side outlet bolt temperature sensor 36M outputs a measurement signal related to the temperature of the bolt 42 described above to the control unit 6.

主ボイラ4Hは、図1に示すように、外部から供給された燃料を燃焼させて得た熱を用いて蒸気を発生させるものであって、高圧タービン2Hに主蒸気を供給するものである。
再熱器4Rは、図1に示すように、燃料を燃焼させて得た熱を用いて高圧タービン2Hから排出された蒸気を再び加熱し、中圧タービン2Mに再熱蒸気を供給するものである。
As shown in FIG. 1, the main boiler 4H generates steam using heat obtained by burning fuel supplied from the outside, and supplies main steam to the high-pressure turbine 2H.
As shown in FIG. 1, the reheater 4R reheats the steam discharged from the high pressure turbine 2H using heat obtained by burning the fuel, and supplies the reheat steam to the intermediate pressure turbine 2M. is there.

主ボイラ4Hおよび再熱器4Rによる主蒸気および再熱蒸気の供給は、制御部6により制御されるガバナ5による蒸気状態とガバナ開度指示値から、制御部7により制御されている。
なお、主ボイラ4Hおよび再熱器4Rとしては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
The supply of the main steam and the reheat steam by the main boiler 4H and the reheater 4R is controlled by the control unit 7 from the steam state and the governor opening instruction value by the governor 5 controlled by the control unit 6.
In addition, as a main boiler 4H and the reheater 4R, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

ガバナ5は、図1に示すように、蒸気タービン1の負荷に応じて主ボイラ4Hから高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量を制御するものである。言い換えると、蒸気タービン1の出力が、制御部6から指示された出力になるように主蒸気の流量を制御するものである。
なお、ガバナ5としては公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
As shown in FIG. 1, the governor 5 controls the flow rate of main steam supplied from the main boiler 4 </ b> H to the high-pressure turbine 2 </ b> H according to the load of the steam turbine 1. In other words, the flow rate of the main steam is controlled so that the output of the steam turbine 1 becomes the output instructed by the control unit 6.
In addition, as a governor 5, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

図5は、図1の制御部の構成を説明するブロック図である。
制御部6は、船舶の船橋からの指令や、高圧側入口内壁温度センサ31Hなどの測定信号に基づき、ガバナ5などを制御し且つ、主ボイラ4H及び再熱器4Rを制御する制御部7へガバナ開度指示値を発信するものである。
制御部6には、図5に示すように、船橋からの指令や、高圧側入口内壁温度センサ31H、高圧側入口外壁温度センサ32H、中圧側入口内壁温度センサ31M、中圧側入口外壁温度センサ32Mの測定信号が主に入力されている。
FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the control unit in FIG.
The control unit 6 controls the governor 5 and the like, and controls the main boiler 4H and the reheater 4R based on a command from the ship's bridge and a measurement signal from the high-pressure inlet inner wall temperature sensor 31H. A governor opening instruction value is transmitted.
As shown in FIG. 5, the control unit 6 includes commands from the bridge, a high pressure side inlet inner wall temperature sensor 31H, a high pressure side inlet outer wall temperature sensor 32H, a medium pressure side inlet inner wall temperature sensor 31M, and a medium pressure side inlet outer wall temperature sensor 32M. The measurement signal is mainly input.

さらに制御部6には、高圧側出口内壁温度センサ33H、高圧側出口外壁温度センサ34H、中圧側出口内壁温度センサ33Mおよび中圧側出口外壁温度センサ34Mの測定信号が入力されていてもよい。
その他にも、制御部6に高圧側入口ボルト温度センサ35H、中圧側入口ボルト温度センサ35M、高圧側出口ボルト温度センサ36Hおよび中圧側出口ボルト温度センサ36Mの測定信号が入力されていてもよい。
Furthermore, the control unit 6 may receive measurement signals from the high pressure side outlet inner wall temperature sensor 33H, the high pressure side outlet outer wall temperature sensor 34H, the intermediate pressure side outlet inner wall temperature sensor 33M, and the intermediate pressure side outlet outer wall temperature sensor 34M.
In addition, measurement signals from the high pressure side inlet bolt temperature sensor 35H, the intermediate pressure side inlet bolt temperature sensor 35M, the high pressure side outlet bolt temperature sensor 36H, and the intermediate pressure side outlet bolt temperature sensor 36M may be input to the control unit 6.

制御部6からは、ガバナ5に主蒸気の流量を制御する制御信号が、制御部7からは主ボイラ4Hおよび再熱器4Rに供給される燃料の流量を制御する制御信号などが出力されている。
なお、制御部6による制御方法の詳細については後述する。
The control unit 6 outputs a control signal for controlling the flow rate of the main steam to the governor 5, and the control unit 7 outputs a control signal for controlling the flow rate of the fuel supplied to the main boiler 4H and the reheater 4R. Yes.
Details of the control method by the control unit 6 will be described later.

制御部7は、制御部6から入力されたガバナリフト指示値や運転モードの情報と、主蒸気や再熱蒸気の状態とに基づいて、主ボイラ4H及び再熱器4Rを制御するものである。   The control unit 7 controls the main boiler 4H and the reheater 4R based on the governor lift instruction value and the operation mode information input from the control unit 6 and the state of the main steam and the reheat steam.

次に、上記の構成からなる蒸気タービン1における制御方法、特に外洋航行モードから港湾航行モードに切り替える場合などのように、蒸気タービン1の負荷が高い状態からの減速制御について説明する。   Next, a description will be given of a control method in the steam turbine 1 having the above-described configuration, particularly deceleration control from a state where the load of the steam turbine 1 is high, such as when switching from the ocean navigation mode to the port navigation mode.

ここで港湾航行モードとは、船舶が港湾内を航行する際に主に用いられるモードであり、主機である蒸気タービン1の最大負荷に対して0%程度から約25%程度の範囲の負荷で用いられるモードである。これに対して、外洋航行モードは船舶が外洋を航行する際に用いられるモードであり、港湾航行モードと比較して蒸気タービン1の負荷が高い状態で用いられるモードである。   Here, the harbor navigation mode is a mode mainly used when a ship navigates in the harbor, and is a load in the range of about 0% to about 25% with respect to the maximum load of the steam turbine 1 as the main engine. The mode used. On the other hand, the ocean navigation mode is a mode used when a ship navigates the ocean, and is a mode used in a state where the load of the steam turbine 1 is higher than that in the harbor navigation mode.

まず、蒸気タービン1における蒸気の流れについて、図1を参照しながら説明する。
蒸気は主ボイラ4Hにおいて燃料の燃焼により得られた熱を用いて生成され、高温高圧の主蒸気として車室3内の高圧タービン2Hに供給される。このとき、主ボイラ4Hに供給される燃料の流量は制御部7によって制御されている。さらに、主ボイラ4Hから高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量は制御部6から制御信号(指令)が入力されたガバナ5により制御されている。
First, the flow of steam in the steam turbine 1 will be described with reference to FIG.
The steam is generated using heat obtained by fuel combustion in the main boiler 4H, and is supplied to the high-pressure turbine 2H in the passenger compartment 3 as high-temperature and high-pressure main steam. At this time, the flow rate of the fuel supplied to the main boiler 4H is controlled by the control unit 7. Further, the flow rate of the main steam supplied from the main boiler 4H to the high pressure turbine 2H is controlled by the governor 5 to which a control signal (command) is input from the control unit 6.

主蒸気は高圧タービン2Hを回転駆動することにより圧力および温度が低下し、車室3の外へ排出される。排出された主蒸気は再熱器4Rにおいて燃料の燃焼により得られた熱を用いて加熱され、高温の再熱蒸気として車室3内の中圧タービン2Mに供給される。このとき、再熱器4Rに供給される燃料の流量は制御部7により制御されている。   The main steam is driven to rotate the high-pressure turbine 2 </ b> H, so that the pressure and temperature are reduced, and the main steam is discharged out of the passenger compartment 3. The discharged main steam is heated by using heat obtained by fuel combustion in the reheater 4R, and is supplied to the intermediate pressure turbine 2M in the passenger compartment 3 as high-temperature reheat steam. At this time, the flow rate of the fuel supplied to the reheater 4R is controlled by the control unit 7.

再熱蒸気は中圧タービン2Mを回転駆動することにより圧力および温度が低下し、車室3の外部に排出される。
このとき車室3は、内部に供給される主蒸気および再熱蒸気により温められている。
The reheated steam is driven to rotate the intermediate pressure turbine 2M, so that the pressure and temperature thereof are reduced and discharged to the outside of the passenger compartment 3.
At this time, the passenger compartment 3 is warmed by the main steam and reheat steam supplied to the interior.

なお上述の説明は、再熱器4Rにおいて燃料の燃焼が行われる外洋航行モード(Normal Mode)の場合に適用して説明している。港湾航行モード(Harbor Mode)の場合には、再熱器4Rにおいて燃料の燃焼は行われない点が外洋航行モードと異なっている。   The above description is applied to the case of the ocean navigation mode (Normal Mode) in which fuel is burned in the reheater 4R. In the harbor navigation mode (Harbor Mode), the fuel is not burned in the reheater 4R, which is different from the ocean navigation mode.

次に、本実施形態の特徴である蒸気タービン1の負荷が高い状態からの減速制御について説明する。ここでは、外洋航行モードから短時間(例えば10分や30分や45分など)で港湾航行モード(例えば港湾航行船速FULL相当)に切り替える場合に適用して説明する。
最初に従来の減速制御、および、その問題点について説明し、その後に本実施形態の減速制御、および、その効果について説明する。
Next, deceleration control from a state where the load of the steam turbine 1 is high, which is a feature of the present embodiment, will be described. Here, description will be made by applying to a case where the ocean navigation mode is switched to the port navigation mode (for example, equivalent to the port navigation ship speed FULL) in a short time (for example, 10 minutes, 30 minutes, 45 minutes, etc.).
First, the conventional deceleration control and its problems will be described, and then the deceleration control of this embodiment and its effects will be described.

従来の減速制御の場合には、タービンリモコンは、蒸気タービンの出力の目標値および制御に要する時間に基づいて、ガバナリフト(ガバナの開度)の時間変化を制御するタイムスケジュールを作成し、このタイムスケジュールに従ってガバナリフトを制御することにより行われている。さらに、蒸気タービンの出力に応じて主ボイラおよび再熱器に供給される燃料の流量も制御されている。
言い換えると、蒸気タービンの車室温度などを考慮したガバナリフトの制御は行われていない。
In the case of conventional deceleration control, the turbine remote controller creates a time schedule for controlling the time change of the governor lift (governer opening) based on the target value of the output of the steam turbine and the time required for control. This is done by controlling the governor lift according to a schedule. Furthermore, the flow rate of the fuel supplied to the main boiler and the reheater is also controlled according to the output of the steam turbine.
In other words, the governor lift is not controlled in consideration of the casing temperature of the steam turbine.

図6は、従来の減速制御を行った場合における蒸気タービンの出力変動、主蒸気の温度および再熱蒸気の温度の変化を説明するグラフである。
ここでは、蒸気タービン1の出力を約15分で約5分の1に低下させた場合のシミュレーション結果について説明する。図6における横軸は、減速制御を開始してからの経過時間を分単位で示すものであり、縦軸は蒸気タービン1の出力、主蒸気の温度および再熱蒸気の温度を示すものである。さらに、蒸気タービン1の出力は符号Pが付されたグラフで、主蒸気の温度は符号THが付されたグラフで、再熱蒸気の温度は符号TRが付されたグラフで示している。
FIG. 6 is a graph for explaining changes in output of the steam turbine, main steam temperature, and reheat steam temperature when conventional deceleration control is performed.
Here, a simulation result when the output of the steam turbine 1 is reduced to about 1/5 in about 15 minutes will be described. The horizontal axis in FIG. 6 shows the elapsed time from the start of the deceleration control in minutes, and the vertical axis shows the output of the steam turbine 1, the temperature of the main steam, and the temperature of the reheat steam. . Further, the output of the steam turbine 1 is a graph with a symbol P, the temperature of the main steam is a graph with a symbol TH, and the temperature of the reheated steam is a graph with a symbol TR.

図6に示すように、減速制御が開始されてから3分程度経過するまでは、蒸気タービン1の出力P、主蒸気の温度THおよび再熱蒸気の温度TRは一定で推移している。このとき、主蒸気の温度TMおよび再熱蒸気の温度TRは大体同じである。   As shown in FIG. 6, the output P of the steam turbine 1, the temperature TH of the main steam, and the temperature TR of the reheated steam remain constant until about 3 minutes have passed since the deceleration control was started. At this time, the temperature TM of the main steam and the temperature TR of the reheated steam are substantially the same.

その後、蒸気タービン1の出力Pの減少が始まり、減速制御の開始から7分程度が経過するまでの間は、出力が一定の割合で低下し続ける。そして7分程度から10分程度までの間は、蒸気タービン1の出力Pの減少率が小さくなり、10分程度が経過すると減少率は再び大きくなる。蒸気タービン1の出力Pは、目標値である制御前出力の約5分の1よりも一時小さくなり(アンダーシュートして)、その後徐々に目標値に近づき、制御開始から約15分で目標値に制御される。   Thereafter, the output P of the steam turbine 1 starts decreasing, and the output continues to decrease at a constant rate until about 7 minutes elapse from the start of the deceleration control. Then, the reduction rate of the output P of the steam turbine 1 is reduced from about 7 minutes to about 10 minutes, and the reduction rate is increased again after about 10 minutes. The output P of the steam turbine 1 temporarily becomes smaller than about one fifth of the pre-control output, which is the target value (undershoot), then gradually approaches the target value, and reaches the target value about 15 minutes after the start of control. Controlled.

その一方で、蒸気タービン1の出力Pの低下に遅れて、減速制御の開始から5分程度が経過すると主蒸気の温度THおよび再熱蒸気の温度TRの低下が始まる。
再熱蒸気の温度TRと比較して主蒸気の温度THは先行して低下し、主蒸気の温度THと再熱蒸気の温度TRとの逆転が発生する。この逆転は最大で約50℃に達し、蒸気タービン1の出力Pが目標値である約5分の1まで低下した後も続き、減速制御の開始から30分程度が経過するまで維持される。
On the other hand, when about 5 minutes have elapsed from the start of the deceleration control with a delay in the decrease in the output P of the steam turbine 1, the decrease in the temperature TH of the main steam and the temperature TR of the reheat steam begins.
Compared to the temperature TR of the reheated steam, the temperature TH of the main steam is lowered in advance, and the reversal of the temperature TH of the main steam and the temperature TR of the reheated steam occurs. This reverse rotation reaches about 50 ° C. at the maximum, and continues after the output P of the steam turbine 1 has decreased to about 1/5, which is the target value, and is maintained until about 30 minutes have elapsed from the start of the deceleration control.

つまり、主蒸気が高圧タービンを回転駆動した後に、再熱器4Rにより加熱されたものが再熱蒸気であることから、再熱蒸気の温度TRは、主蒸気の温度THと比較して追従性が悪いため、このような事象が発生する。具体的には、主蒸気の温度THは、再熱蒸気の温度TRと比較して、早期に温度低下が始まり、制御開始から25分程度で温度が一定になり始めている。それに対して、再熱蒸気の温度TRは、主蒸気の温度THに遅れて温度の低下が始まり、制御の開始から30分程度で主蒸気の温度THまで温度が低下している。   That is, since the main steam is heated by the reheater 4R after the high-pressure turbine is driven to rotate, the reheat steam temperature TR is more followable than the main steam temperature TH. Such a phenomenon occurs because of the poor. Specifically, the temperature TH of the main steam begins to decrease at an early stage as compared with the temperature TR of the reheated steam, and the temperature starts to become constant about 25 minutes after the start of control. On the other hand, the temperature TR of the reheated steam begins to decrease with a delay from the temperature TH of the main steam, and the temperature decreases to the temperature TH of the main steam in about 30 minutes from the start of the control.

次に、従来の減速制御を行った場合における車室の温度変化のシミュレーション結果について説明する。
図7は、車室における高圧タービンおよび中圧タービンの入口近傍における温度変化を算出した場所を説明する模式図である。
図7における点HIは車室3における高圧タービン2Hの入口近傍における内壁面上の温度変化を観察した点であり、点HOは外壁面上の温度変化を観察した点である。さらに、点MIは車室3における中圧タービン2Mの入口近傍における内壁面上の温度変化を観察した点であり、点MOは外壁面上の温度変化を観察した点である。
Next, the simulation result of the temperature change of the passenger compartment when the conventional deceleration control is performed will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a place where the temperature change in the vicinity of the inlet of the high-pressure turbine and the intermediate-pressure turbine in the passenger compartment is calculated.
A point HI in FIG. 7 is a point where the temperature change on the inner wall surface in the passenger compartment 3 near the inlet of the high pressure turbine 2H is observed, and a point HO is a point where the temperature change on the outer wall surface is observed. Further, the point MI is a point where the temperature change on the inner wall surface near the entrance of the intermediate pressure turbine 2M in the passenger compartment 3 is observed, and the point MO is a point where the temperature change on the outer wall surface is observed.

図8は、従来の高圧タービンの入口近傍における車室の温度変化を説明するグラフである。
まず図8に基づいて、高圧タービン2Hの入口近傍における車室3の内壁面上の点HIおよび外壁面上の点HOの温度変化について説明する。
減速制御が開始された時点である経過時間が0分の近傍では、点HIにおける温度は、点HOにおける温度よりも高い状態で保たれている。点HIが相対的に高温なのは、図6に示すように、点HIが面している高圧タービン2Hが配置されている空間Sに高温の主蒸気が供給されているためである。
FIG. 8 is a graph for explaining the temperature change of the passenger compartment in the vicinity of the inlet of the conventional high-pressure turbine.
First, based on FIG. 8, the temperature change of the point HI on the inner wall surface of the casing 3 and the point HO on the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the high-pressure turbine 2H will be described.
In the vicinity of an elapsed time of 0 minutes when deceleration control is started, the temperature at the point HI is kept higher than the temperature at the point HO. The reason why the point HI is relatively high is that, as shown in FIG. 6, high-temperature main steam is supplied to the space S in which the high-pressure turbine 2H facing the point HI is disposed.

減速制御が開始されると高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量が減少するとともに、主蒸気の温度も低下するため、車室3の内壁面(点HIを含む。)に供給される熱量が減少する。その結果、点HIにおける温度は時間の経過とともに低下して、主蒸気の温度変化が安定する制御の開始から30分程度で安定化する。   When the deceleration control is started, the flow rate of the main steam supplied to the high-pressure turbine 2H decreases and the temperature of the main steam also decreases. Therefore, the amount of heat supplied to the inner wall surface (including the point HI) of the passenger compartment 3 is reduced. Decrease. As a result, the temperature at the point HI decreases with time and stabilizes in about 30 minutes from the start of the control in which the temperature change of the main steam is stabilized.

その一方で、車室3の外壁面(点HOを含む。)の温度は、直接主蒸気の温度低下の影響を受けるものではなく、車室3の壁面を内側から外側に伝わる熱量に依存するため、点HIにおける温度よりも緩やかに低下する。
その結果、減速制御が開始されてから5分程度で点HIにおける温度と、点HOにおける温度の逆転が発生していることが図8から分かる。
On the other hand, the temperature of the outer wall surface (including the point HO) of the passenger compartment 3 is not directly affected by the temperature drop of the main steam but depends on the amount of heat transmitted from the inner side to the outer side of the inner wall surface of the passenger compartment 3. For this reason, the temperature gradually falls below the temperature at the point HI.
As a result, it can be seen from FIG. 8 that the reversal of the temperature at the point HI and the temperature at the point HO occurs about 5 minutes after the start of the deceleration control.

図9は、中圧タービンの入口近傍における車室の温度変化を説明するグラフである。
次に図9に基づいて、中圧タービン2Mの入口近傍における車室3の内壁面上の点MIおよび外壁面上の点MOの温度変化について説明する。
中圧タービン2Mには、図6に示すように主蒸気と比較して減速制御に対して温度追従性が低い再熱蒸気が供給されているため、点MIにおける温度変化は点HIにおける温度変化と比較して緩やかになっている。具体的には減速制御が開始されてから10分程度が経過してから点MIにおける温度の低下が始まり、15分程度が経過してから温度の低下率が大きくなっている。
FIG. 9 is a graph for explaining the temperature change of the passenger compartment in the vicinity of the inlet of the intermediate pressure turbine.
Next, based on FIG. 9, the temperature change of the point MI on the inner wall surface of the casing 3 and the point MO on the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the intermediate pressure turbine 2M will be described.
The intermediate pressure turbine 2M is supplied with reheat steam having a lower temperature followability with respect to the deceleration control than the main steam as shown in FIG. 6, so that the temperature change at the point MI is the temperature change at the point HI. Compared to Specifically, the temperature decrease at the point MI starts after about 10 minutes have elapsed from the start of the deceleration control, and the temperature decrease rate increases after about 15 minutes have elapsed.

その一方で、点MOにおける温度は、点HOにおける温度と同様に、直接再熱蒸気の温度低下の影響を受けるものではなく、車室3の壁面を内側から外側に伝わる熱量に依存するため、点HIにおける温度よりも緩やかに低下する。
その結果、減速制御が開始されてから23分程度で点MIにおける温度と、点MOにおける温度の逆転が発生していることが図9から分かる。
On the other hand, the temperature at the point MO is not affected by the temperature drop of the reheated steam directly like the temperature at the point HO, and depends on the amount of heat transmitted from the inner side to the outer side of the wall surface of the passenger compartment 3, It drops more slowly than the temperature at the point HI.
As a result, it can be seen from FIG. 9 that the temperature at the point MI and the temperature at the point MO are reversed approximately 23 minutes after the start of the deceleration control.

このように、点HIにおける温度と点HOにおける温度との逆転、および、点MIにおける温度と点MOにおける温度との逆転が発生すると、車室3の内壁面における熱収縮量が、外壁面における熱収縮量よりも大きくなり、分割面SPにおける内壁面近傍の面圧が低下する。   As described above, when the reversal of the temperature at the point HI and the temperature at the point HO and the reversal of the temperature at the point MI and the temperature at the point MO occur, the amount of heat shrinkage on the inner wall surface of the passenger compartment 3 is reduced on the outer wall surface. The amount of heat shrinkage becomes larger, and the surface pressure in the vicinity of the inner wall surface at the dividing surface SP decreases.

さらに、内壁面と外壁面との間に配置されたボルト42における温度は、減速運転が開始された直後は内壁面における温度よりも高いため、ボルト42における熱収縮量は内壁面における熱収縮量と比較して大きくない。つまり、ボルト42における上車室3Uおよび下車室3Lを締め付ける締付力が低下するため、さらに分割面SPにおける面圧が低下する。   Further, since the temperature at the bolt 42 arranged between the inner wall surface and the outer wall surface is higher than the temperature at the inner wall surface immediately after the deceleration operation is started, the amount of heat shrinkage at the bolt 42 is the amount of heat shrinkage at the inner wall surface. Not big compared to. That is, since the tightening force for tightening the upper casing 3U and the lower casing 3L with the bolts 42 is reduced, the surface pressure at the dividing surface SP is further reduced.

次に、本実施形態における減速制御について説明する。
図10は、本実施形態における減速制御を説明するフローチャートである。
まず、船橋から制御部6に対して、船舶の航行速度を減速させる指示が入力される。例えば、船舶を入港させるために外洋航行モードから港湾航行モードに切り替える(減速させる)指示が入力される(制御オーダーステップS1)。このとき同時に、船舶を指示された航行速度までに減速させる所要時間も入力される。
Next, the deceleration control in this embodiment will be described.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the deceleration control in the present embodiment.
First, an instruction to reduce the navigation speed of the ship is input from the bridge to the control unit 6. For example, an instruction to switch (decelerate) from the ocean navigation mode to the port navigation mode in order to enter the ship is input (control order step S1). At the same time, the time required to decelerate the ship to the instructed navigation speed is also input.

制御部6は入力された指示に基づいて、指示された航行速度に対応するガバナ5における主蒸気の流量、つまりガバナ5のリフト量(以後、「オーダーリフト量」と表記する。)を算出する。さらに、入力された所要時間内に、現在のガバナ5のリフト量をオーダーリフト量まで変化させるタイムスケジュールを算出する。その後、制御部6は、算出したタイムスケジュールに従って、ガバナ5のリフト量制御を行う(ガバナ制御ステップ(流量減少ステップ)S2)。   Based on the input instruction, the control unit 6 calculates the main steam flow rate in the governor 5 corresponding to the instructed navigation speed, that is, the lift amount of the governor 5 (hereinafter referred to as “order lift amount”). . Further, a time schedule for changing the current lift amount of the governor 5 to the order lift amount within the input required time is calculated. Thereafter, the control unit 6 controls the lift amount of the governor 5 according to the calculated time schedule (a governor control step (flow rate reduction step) S2).

ガバナ5のリフト量制御が開始されると、ガバナ5のリフト量が徐々に減少するため、ガバナ5を通過する主蒸気の流量が減少する。その結果、高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量、および、中圧タービン2Mに供給される再熱蒸気の流量が減少する。
同時に制御部6の指示値、主蒸気及び再熱蒸気状態により、制御部7は、主ボイラ4Hおよび再熱器4Rに供給される燃料の流量を減少させる制御を行う。そのため、主ボイラ4Hから供給される主蒸気温度および再熱器4Rから供給される再熱蒸気温度が低下する。
When the lift amount control of the governor 5 is started, the lift amount of the governor 5 gradually decreases, so that the flow rate of the main steam passing through the governor 5 decreases. As a result, the flow rate of the main steam supplied to the high pressure turbine 2H and the flow rate of the reheat steam supplied to the intermediate pressure turbine 2M are reduced.
At the same time, the control unit 7 performs control to reduce the flow rate of the fuel supplied to the main boiler 4H and the reheater 4R according to the instruction value of the control unit 6, the main steam and the reheat steam state. Therefore, the main steam temperature supplied from the main boiler 4H and the reheat steam temperature supplied from the reheater 4R are lowered.

ガバナ5のリフト量制御が開始されると制御部6は、高圧側入口/出口内壁温度センサ31H/33Hおよび高圧側入口/出口外壁温度センサ32H/34H、中圧側入口/出口内壁温度センサ31M/33Mおよび中圧側入口/出口外壁温度センサ32M/34Mの測定信号に基づいて、高圧タービン2Hの主蒸気の入口および出口、中圧タービン2Mの再熱蒸気の入口および出口近傍における車室3の内壁面温度と、外壁面温度との比較を行う(第1温度比較ステップ(比較ステップ)S3)。   When the lift amount control of the governor 5 is started, the control unit 6 performs a high pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor 31H / 33H, a high pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32H / 34H, and a medium pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor 31M / Based on the measurement signals of 33M and the intermediate pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32M / 34M, the inside of the vehicle compartment 3 in the vicinity of the main steam inlet and outlet of the high pressure turbine 2H and the reheat steam inlet and outlet of the intermediate pressure turbine 2M The wall surface temperature is compared with the outer wall surface temperature (first temperature comparison step (comparison step) S3).

内壁面温度が外壁面温度以上の場合には、制御部6はその時点におけるガバナ5のリフト量と、オーダーリフト量との比較を行う(第1リフト比較ステップS4)。
その時点におけるガバナ5のリフト量がオーダーリフト量と等しくない場合には、上述のガバナ制御ステップS2に戻り、タイムスケジュールに従ったガバナ5のリフト量制御が継続される。
その一方で、その時点におけるガバナ5のリフト量がオーダーリフト量と等しい場合には、制御部6による減速制御が終了する。
When the inner wall surface temperature is equal to or higher than the outer wall surface temperature, the control unit 6 compares the lift amount of the governor 5 at that time with the order lift amount (first lift comparison step S4).
If the lift amount of the governor 5 at that time is not equal to the order lift amount, the process returns to the governor control step S2 and the control of the lift amount of the governor 5 according to the time schedule is continued.
On the other hand, when the lift amount of the governor 5 at that time is equal to the order lift amount, the deceleration control by the control unit 6 ends.

内壁面温度が外壁面温度未満の場合には、制御部6はガバナ5のリフト量をその時点のリフト量で保持する制御を行う(リフト量保持ステップ(減少率調節ステップ)S5)。
リフト量の保持は所定の期間、例えば10分程度継続される。
When the inner wall surface temperature is lower than the outer wall surface temperature, the control unit 6 performs control to hold the lift amount of the governor 5 at the lift amount at that time (lift amount holding step (decrease rate adjusting step) S5).
The holding of the lift amount is continued for a predetermined period, for example, about 10 minutes.

リフト量の保持を行うことで、蒸気流量の減少が保留されるとともに、蒸気温度の低下も保留される。例えば蒸気流量の減少率を抑制する場合には、高圧タービン2Hに供給される蒸気温度が緩やかに減少するのに対して、蒸気流量の減少を抑制する場合には、蒸気温度が一定に保たれる。
そのため、上述の車室3の壁面における外側部分およびボルト42における熱収縮量と、車室3の壁面における空間Sに隣接した部分(内側部分)の熱収縮量との間の熱収縮量差をより短い時間で小さくすることができる。
By maintaining the lift amount, a decrease in the steam flow rate is suspended and a decrease in the steam temperature is also suspended. For example, when the rate of decrease in the steam flow rate is suppressed, the steam temperature supplied to the high-pressure turbine 2H gradually decreases, whereas when the decrease in the steam flow rate is suppressed, the steam temperature is kept constant. It is.
Therefore, the heat shrinkage difference between the heat shrinkage amount of the outer portion and the bolt 42 on the wall surface of the vehicle interior 3 and the heat shrinkage amount of the portion (inner portion) adjacent to the space S on the wall surface of the vehicle cabin 3 is calculated. It can be reduced in a shorter time.

リフト量を保持する期間が経過すると制御部6は、再び、高圧側入口/出口内壁温度センサ31H/33Hおよび高圧側入口/出口外壁温度センサ32H/34H、中圧側入口/出口内壁温度センサ31M/33Mおよび中圧側入口/出口外壁温度センサ32M/34Mの測定信号に基づいて、高圧タービン2Hの主蒸気の入口および出口、中圧タービン2Mの再熱蒸気の入口および出口近傍における車室3の内壁温度に第1所定温度(所定温度)α1を加えた温度と、外壁面温度との比較を行う(第2温度比較ステップS6)。   When the period for holding the lift amount elapses, the control unit 6 again returns to the high pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor 31H / 33H, the high pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32H / 34H, and the intermediate pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor 31M / Based on the measurement signals of 33M and the intermediate pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32M / 34M, the main wall inlet and outlet of the high pressure turbine 2H and the inner wall of the vehicle compartment 3 in the vicinity of the reheat steam inlet and outlet of the intermediate pressure turbine 2M The temperature obtained by adding the first predetermined temperature (predetermined temperature) α1 to the temperature is compared with the outer wall surface temperature (second temperature comparison step S6).

第1所定温度α1としては、50℃程度を例示することができる。
第2温度比較ステップS6を行うに際して、車室3の内壁温度に第1所定温度α1を加えた温度が、外壁面温度未満か否かに基づいて判断を行うのは次の理由による。
An example of the first predetermined temperature α1 is about 50 ° C.
When the second temperature comparison step S6 is performed, the determination is made based on whether or not the temperature obtained by adding the first predetermined temperature α1 to the inner wall temperature of the passenger compartment 3 is lower than the outer wall surface temperature for the following reason.

つまり、第1温度比較ステップS3を行った時と比較して、蒸気タービン1の出力減少が開始されてから経過した時間が長いため、車室3を締め付けて一体化させるボルト42の温度は伝熱により低下している。すると、ボルト42は熱収縮して締付力が回復することから、内壁温度が外壁面温度よりも低温であっても、その温度差が第1所定温度α1未満であれば、空間Sに隣接した領域の面圧を所定面圧以上に保つことができるからである。   That is, since the time elapsed since the output reduction of the steam turbine 1 is started is longer than when the first temperature comparison step S3 is performed, the temperature of the bolt 42 for tightening and integrating the casing 3 is transmitted. It is lowered by heat. Then, since the bolt 42 is thermally contracted and the tightening force is restored, even if the inner wall temperature is lower than the outer wall temperature, if the temperature difference is less than the first predetermined temperature α1, it is adjacent to the space S. This is because the surface pressure in the region can be maintained at a predetermined surface pressure or more.

さらに、第1温度比較ステップS3を行った時と比較して、高圧タービン2Hに供給される蒸気流量が減少し、タービン内部の圧力が低くなっているため、車室3における分割面SPを押し広げようとする力が低下している。そのため、内壁温度が外壁面温度の温度よりも低温であっても、その温度差が第1所定温度α1未満であれば、空間Sに隣接した領域の面圧を所定面圧以上に保つことができるからである。   Furthermore, compared to when the first temperature comparison step S3 is performed, the flow rate of steam supplied to the high-pressure turbine 2H is reduced, and the pressure inside the turbine is low. The power to spread is decreasing. Therefore, even if the inner wall temperature is lower than the temperature of the outer wall surface temperature, if the temperature difference is less than the first predetermined temperature α1, the surface pressure in the region adjacent to the space S can be kept equal to or higher than the predetermined surface pressure. Because it can.

なお、第1所定温度α1は固定された温度であってもよいし、高圧タービン2Hに供給される蒸気の圧力または空間Sの内部の圧力に基づいて変化する温度であってもよく、特に限定するものではない。   The first predetermined temperature α1 may be a fixed temperature, or may be a temperature that changes based on the pressure of the steam supplied to the high-pressure turbine 2H or the pressure inside the space S, and is particularly limited. Not what you want.

内壁温度に第1所定温度(α1)を加えた温度が外壁温度未満の場合には、制御部6は、再び、リフト量保持ステップS5に戻り、リフト量の保持が所定の期間だけ繰り返される。   When the temperature obtained by adding the first predetermined temperature (α1) to the inner wall temperature is lower than the outer wall temperature, the control unit 6 returns to the lift amount holding step S5 again and the holding of the lift amount is repeated for a predetermined period.

その一方で、内壁温度に第1所定温度(α1)を加えた温度が外壁温度以上の場合には、制御部6は、タイムスケジュールに従ってガバナ5のリフト量制御を再開する(ガバナ制御再開ステップS7)。   On the other hand, when the temperature obtained by adding the first predetermined temperature (α1) to the inner wall temperature is equal to or higher than the outer wall temperature, the control unit 6 resumes the lift amount control of the governor 5 according to the time schedule (governor control resume step S7). ).

ガバナ5のリフト量制御が再開されると制御部6は、更に、高圧側入口/出口内壁温度センサ31H/33Hおよび高圧側入口/出口外壁温度センサ32H/34H、中圧側入口/出口内壁温度センサ31M/33Mおよび中圧側入口/出口外壁温度センサ32M/34Mの測定信号に基づいて、高圧タービン2Hの主蒸気の入口および出口、中圧タービン2Mの再熱蒸気の入口および出口近傍における車室3の内壁温度に第2所定温度(所定温度)α2を加えた温度と、外壁面温度との比較を行う(第3温度比較ステップS8)。   When the lift amount control of the governor 5 is resumed, the control unit 6 further includes a high pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor 31H / 33H, a high pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32H / 34H, and a medium pressure side inlet / outlet inner wall temperature sensor. Based on the measurement signals of 31M / 33M and the intermediate pressure side inlet / outlet outer wall temperature sensor 32M / 34M, the casing 3 in the vicinity of the main steam inlet and outlet of the high pressure turbine 2H and the reheat steam inlet and outlet of the intermediate pressure turbine 2M The temperature obtained by adding the second predetermined temperature (predetermined temperature) α2 to the inner wall temperature is compared with the outer wall surface temperature (third temperature comparison step S8).

第2所定温度α2としては、第1所定温度α1と同じ50℃程度であってもよいし、第1所定温度α1よりも高い温度であってもよく、特に限定するものではない。   The second predetermined temperature α2 may be about 50 ° C., which is the same as the first predetermined temperature α1, or may be a temperature higher than the first predetermined temperature α1, and is not particularly limited.

つまり、第2所定温度α2が用いられる第3温度比較ステップS8が行われる際には、第1所定温度α1が用いられる第2温度比較ステップS6が行われる際と比較して、高圧タービン2Hに供給される主蒸気流量の減少に伴い、タービン内部の圧力や、中圧タービン2Mに供給される再熱蒸気の圧力が低下している。そのため、第2温度比較ステップS6が行われる際と比較して第3温度比較ステップS8が行われる際には、車室3の分割面SPを押し広げる力が弱くなることから、第2所定温度α2が第1所定温度α1よりも高い温度であっても、分割面SPにおける面圧を確保することができる。   That is, when the third temperature comparison step S8 in which the second predetermined temperature α2 is used is performed, the high pressure turbine 2H is compared with the case in which the second temperature comparison step S6 in which the first predetermined temperature α1 is used is performed. As the flow rate of the main steam supplied decreases, the pressure inside the turbine and the pressure of the reheat steam supplied to the intermediate pressure turbine 2M decrease. Therefore, when the third temperature comparison step S8 is performed compared to when the second temperature comparison step S6 is performed, the force that pushes the dividing surface SP of the passenger compartment 3 is weakened. Even if α2 is a temperature higher than the first predetermined temperature α1, the surface pressure at the dividing surface SP can be secured.

内壁温度に第2所定温度(α2)を加えた温度が外壁温度未満の場合には、制御部6は、再び、リフト量保持ステップS5に戻り、リフト量の保持が所定の期間だけ繰り返される。   When the temperature obtained by adding the second predetermined temperature (α2) to the inner wall temperature is lower than the outer wall temperature, the control unit 6 returns to the lift amount holding step S5 again and the holding of the lift amount is repeated for a predetermined period.

その一方で、内壁温度に第2所定温度(α2)を加えた温度が外壁温度以上の場合には、制御部6はその時点におけるガバナ5のリフト量と、オーダーリフト量との比較を行う(第2リフト比較ステップS9)。
その時点におけるガバナ5のリフト量がオーダーリフト量と等しくない場合には、上述のガバナ制御再開ステップS7に戻り、タイムスケジュールに従ったガバナ5のリフト量制御が継続される。
その一方で、その時点におけるガバナ5のリフト量がオーダーリフト量と等しい場合には、制御部6による減速制御が終了する。
On the other hand, when the temperature obtained by adding the second predetermined temperature (α2) to the inner wall temperature is equal to or higher than the outer wall temperature, the control unit 6 compares the lift amount of the governor 5 at that time with the order lift amount ( Second lift comparison step S9).
If the lift amount of the governor 5 at that time is not equal to the order lift amount, the process returns to the above-described governor control restart step S7, and the lift amount control of the governor 5 according to the time schedule is continued.
On the other hand, when the lift amount of the governor 5 at that time is equal to the order lift amount, the deceleration control by the control unit 6 ends.

次に、本実施形態の減速制御を行った場合における車室の温度変化のシミュレーション結果について説明する。
ここでは、船舶の航行速度を約45分で港湾航行船速FULLに相当する航行速度に減速するとともに、第1所定温度(α1)および第2所定温度(α2)を約50℃とする場合に適用してシミュレーションを行っている。
Next, the simulation result of the temperature change of the passenger compartment when the deceleration control of this embodiment is performed will be described.
Here, when the navigation speed of the ship is reduced to a navigation speed corresponding to the port navigation ship speed FULL in about 45 minutes, and the first predetermined temperature (α1) and the second predetermined temperature (α2) are about 50 ° C. The simulation is applied.

図11は、本実施形態における高圧タービンの入口近傍における車室の内壁面および外壁面の温度変化を説明するグラフである。図12は、従来および本実施形態における高圧タービンの入口近傍における内壁面および外壁面の温度差の変化を説明するグラフである。
まず図11および図12に基づいて、高圧タービン2Hの入口近傍における車室3の内壁面上の点HIおよび外壁面上の点HOの温度変化について説明する。
なお、点HIおよび点HOの位置は、図7において示された位置と同一である。
FIG. 11 is a graph for explaining temperature changes of the inner wall surface and the outer wall surface of the passenger compartment in the vicinity of the inlet of the high-pressure turbine in the present embodiment. FIG. 12 is a graph for explaining a change in the temperature difference between the inner wall surface and the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the high-pressure turbine according to the related art and this embodiment.
First, based on FIG. 11 and FIG. 12, the temperature change of the point HI on the inner wall surface of the casing 3 and the point HO on the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the high-pressure turbine 2H will be described.
Note that the positions of the points HI and HO are the same as the positions shown in FIG.

さらに、図12における破線で記載されたグラフは、従来の減速制御における点HIにおける温度と点HOにおける温度の温度差を表し、実線で記載されたグラフは、本実施形態の減速制御における点HIにおける温度と点HOにおける温度の温度差を表している。   Furthermore, the graph described by the broken line in FIG. 12 represents the temperature difference between the temperature at the point HI and the temperature at the point HO in the conventional deceleration control, and the graph described by the solid line is the point HI in the deceleration control of the present embodiment. The temperature difference between the temperature at and the temperature at point HO is shown.

減速制御が開始された時点である経過時間が0分の近傍では、従来の減速制御の場合と同様に点HIにおける温度は、点HOにおける温度よりも高い状態で保たれている。   When the elapsed time at which deceleration control is started is in the vicinity of 0 minute, the temperature at the point HI is kept higher than the temperature at the point HO as in the case of the conventional deceleration control.

その後、減速制御が継続されると、高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量が減少するとともに、主蒸気の温度が低下するため、点HIにおける温度も低下する。本実施形態の減速制御が継続されている間、つまり、減速制御が開始されてから約45分が経過するまでは、点HIにおける温度は、ほぼ一定に低下し続ける。
そして、本実施形態の減速制御が終了すると、点HIにおける温度は、それ以前よりも大きな割合で低下する。
Thereafter, when the deceleration control is continued, the flow rate of the main steam supplied to the high-pressure turbine 2H decreases and the temperature of the main steam decreases, so the temperature at the point HI also decreases. While the deceleration control of the present embodiment is continued, that is, until about 45 minutes have elapsed after the deceleration control is started, the temperature at the point HI continues to decrease substantially constant.
And when the deceleration control of this embodiment is complete | finished, the temperature in the point HI will fall by a larger rate than before it.

その一方で、点HOにおける温度は、従来の減速制御の場合と同様に、点HIにおける温度よりも緩やかに低下する。
その結果、減速制御が開始されてから約7分で点HIにおける温度と、点HOにおける温度の逆転が発生している。
On the other hand, the temperature at the point HO decreases more slowly than the temperature at the point HI, as in the case of the conventional deceleration control.
As a result, the temperature at point HI and the temperature at point HO are reversed approximately 7 minutes after the start of deceleration control.

つまり、減速制御が開始されてから約7分が経過する前は、制御部6は上述のガバナ制御ステップS2、第1温度比較ステップS3および第1リフト比較ステップS4を繰り返している。   That is, before about 7 minutes have elapsed after the deceleration control is started, the control unit 6 repeats the governor control step S2, the first temperature comparison step S3, and the first lift comparison step S4.

そして、減速制御が開始されてから約7分が経過する前後において、点HIにおける温度(内壁面温度)が点HOにおける温度(外壁面温度)未満となるため、制御部6はリフト量保持ステップS5に移行して、ガバナ5のリフト量をその時点のリフト量で保持する制御を開始する。   Then, before and after about 7 minutes have elapsed since the start of the deceleration control, the temperature at the point HI (inner wall surface temperature) becomes lower than the temperature at the point HO (outer wall surface temperature), so the control unit 6 performs the lift amount holding step. The process proceeds to S5, and control for holding the lift amount of the governor 5 at the lift amount at that time is started.

その後、制御部6は、リフト量保持ステップS5、第2温度比較ステップS6、ガバナ制御再開ステップS7、第3温度比較ステップS8および第2リフト比較ステップS9を行う。
そのため、本実施形態の減速制御が行われている間、つまり減速制御が開始されてから約45分が経過するまでは、点HIにおける温度(内壁面温度)と、点HOにおける温度(外壁面温度)との間の温度差は約50℃未満に保たれている。本実施形態の減速制御が終了した後は、点HIにおける温度と、点HOにおける温度との間の温度差は約50℃以上となっている。
Thereafter, the controller 6 performs a lift amount holding step S5, a second temperature comparison step S6, a governor control restart step S7, a third temperature comparison step S8, and a second lift comparison step S9.
Therefore, the temperature at the point HI (inner wall surface temperature) and the temperature at the point HO (outer wall surface) during the deceleration control of the present embodiment, that is, until about 45 minutes have elapsed after the deceleration control is started. Temperature difference) is kept below about 50 ° C. After the deceleration control of this embodiment is completed, the temperature difference between the temperature at the point HI and the temperature at the point HO is about 50 ° C. or more.

その一方で従来の減速制御の場合には、減速制御が開始されてから約15分が経過した時点で、点HIにおける温度と、点HOにおける温度との間の温度差は約50℃以上となる。   On the other hand, in the case of the conventional deceleration control, the temperature difference between the temperature at the point HI and the temperature at the point HO is about 50 ° C. or more when about 15 minutes have passed since the deceleration control was started. Become.

図13は、本実施形態における中圧タービンの入口近傍における車室の内壁面および外壁面の温度変化を説明するグラフである。図14は、従来および本実施形態における中圧タービンの入口近傍における内壁面および外壁面の温度差の変化を説明するグラフである。
次に図13および図14に基づいて、中圧タービン2Mの入口近傍における車室3の内壁面上の点MIおよび外壁面上の点MOの温度変化について説明する。
なお、点MIおよび点MOの位置は、図7において示された位置と同一である。
FIG. 13 is a graph for explaining temperature changes of the inner wall surface and the outer wall surface of the passenger compartment in the vicinity of the inlet of the intermediate pressure turbine in the present embodiment. FIG. 14 is a graph for explaining changes in the temperature difference between the inner wall surface and the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the intermediate pressure turbine in the related art and in the present embodiment.
Next, based on FIG. 13 and FIG. 14, the temperature change of the point MI on the inner wall surface of the passenger compartment 3 and the point MO on the outer wall surface in the vicinity of the inlet of the intermediate pressure turbine 2M will be described.
Note that the positions of the point MI and the point MO are the same as the positions shown in FIG.

さらに、図14における破線で記載されたグラフは、従来の減速制御における点MIにおける温度と点MOにおける温度の温度差を表し、実線で記載されたグラフは、本実施形態の減速制御における点MIにおける温度と点MOにおける温度の温度差を表している。   Further, the graph described by the broken line in FIG. 14 represents the temperature difference between the temperature at the point MI and the temperature at the point MO in the conventional deceleration control, and the graph described by the solid line represents the point MI in the deceleration control of the present embodiment. The temperature difference between the temperature at and the temperature at point MO is shown.

減速制御が開始された時点である経過時間が0分の近傍では、従来の減速制御の場合と同様に点MIにおける温度は、点MOにおける温度よりも高い状態で保たれている。   When the elapsed time at which deceleration control is started is in the vicinity of 0 minutes, the temperature at the point MI is kept higher than the temperature at the point MO as in the case of the conventional deceleration control.

その後、減速制御が継続されると、中圧タービン2Mに供給される再熱蒸気の流量が減少するとともに、再熱蒸気の温度が低下するため、点MIにおける温度も低下する。本実施形態の減速制御が継続されている間、つまり、減速制御が開始されてから約45分が経過するまでは、点MIにおける温度は、ほぼ一定に低下し続ける。
そして、本実施形態の減速制御が終了すると、点MIにおける温度は、それ以前よりも大きな割合で低下する。
なお、高圧タービン2Hに係る点HIにおける温度と比較すると、中圧タービン2Mに係る点MIにおける温度の低下は、中圧タービン2Mには再熱蒸気が供給されていることから緩やかになっている。
Thereafter, when the deceleration control is continued, the flow rate of the reheat steam supplied to the intermediate pressure turbine 2M decreases and the temperature of the reheat steam decreases, so that the temperature at the point MI also decreases. While the deceleration control of the present embodiment is continued, that is, until about 45 minutes have elapsed after the deceleration control is started, the temperature at the point MI continues to decrease substantially constant.
When the deceleration control of this embodiment is completed, the temperature at the point MI decreases at a rate higher than before.
In addition, compared with the temperature at the point HI related to the high-pressure turbine 2H, the temperature decrease at the point MI related to the intermediate-pressure turbine 2M is moderate because the reheat steam is supplied to the intermediate-pressure turbine 2M. .

その一方で、点MOにおける温度は、従来の減速制御の場合と同様に、点MIにおける温度よりもさらに緩やかに低下する。
その結果、減速制御が開始されてから約33分で点MIにおける温度と、点MOにおける温度の逆転が発生している。
On the other hand, the temperature at the point MO decreases more gradually than the temperature at the point MI, as in the case of the conventional deceleration control.
As a result, inversion of the temperature at the point MI and the temperature at the point MO occurs approximately 33 minutes after the start of the deceleration control.

上記の構成によれば、蒸気タービン1の出力を減少させる場合などのように、高圧タービン2Hに供給される主蒸気の流量が減少される場合に、車室3の分割面SPにおける空間Sに隣接した領域の面圧が所定面圧よりも小さいときには、空間Sに隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、蒸気流量の減少が保留される(減少率が抑制される)。これにより、空間Sに隣接した領域の面圧の低下が抑制され、可変速運転が要求される蒸気タービン1であっても車室3からの蒸気漏れを防止でき、蒸気タービン1の性能向上を図ることができる。   According to the above configuration, when the flow rate of the main steam supplied to the high-pressure turbine 2H is reduced, such as when the output of the steam turbine 1 is reduced, the space S in the dividing surface SP of the passenger compartment 3 is reduced. When the surface pressure of the adjacent region is smaller than the predetermined surface pressure, the reduction of the steam flow rate is suspended (the reduction rate is suppressed) so that the surface pressure of the region adjacent to the space S becomes equal to or higher than the predetermined surface pressure. . As a result, a decrease in the surface pressure in the region adjacent to the space S is suppressed, and even the steam turbine 1 that requires variable speed operation can prevent steam leakage from the passenger compartment 3 and improve the performance of the steam turbine 1. Can be planned.

具体的には、蒸気タービン1が定常運転やプログラム自動昇速やプログラム自動減速されている際に、蒸気タービン1の出力を減少させる制御を行うと、主ボイラ4Hから高圧タービン2Hに供給される蒸気の流量が減少されるとともに、主ボイラ4Hの負荷も低下することから主蒸気の温度も低下する。   Specifically, when the steam turbine 1 is controlled to reduce the output of the steam turbine 1 during steady operation, program automatic acceleration or program automatic deceleration, the steam is supplied from the main boiler 4H to the high pressure turbine 2H. While the flow rate of the steam is reduced, the load of the main boiler 4H is also reduced, so that the temperature of the main steam is also reduced.

車室3の内壁面温度よりも温度が低い主蒸気が、高圧タービン2Hを収納した空間Sに流入すると、車室3の内壁面は、主蒸気と接触する部分から主蒸気に保有熱が奪われ温度が低下する。このとき、車室3の壁面における外側の温度(外壁面温度)と、空間Sに隣接した部分の温度(内壁面温度)との間に温度差が生じる。さらに、分割面SPにより分割された上車室3Uおよび下車室3Lを一体につなぎとめるボルト42の温度と、内壁面温度との間にも温度差が生じている。つまり、車室3の壁面における外側の部分およびボルト42と比較して、車室3の壁面の空間Sに隣接した部分は早い段階から熱収縮して熱収縮量に差が生じる。これにより、分割面SPにおける空間Sに隣接した領域における面圧に関する押しつけ力が低下する。   When main steam having a temperature lower than the temperature of the inner wall surface of the passenger compartment 3 flows into the space S in which the high-pressure turbine 2H is housed, the inner steam of the inner wall surface of the passenger compartment 3 is taken away from the main steam by the main steam. Crack temperature decreases. At this time, a temperature difference is generated between the outside temperature (outer wall surface temperature) of the wall surface of the passenger compartment 3 and the temperature of the portion adjacent to the space S (inner wall surface temperature). Further, there is a temperature difference between the temperature of the bolt 42 that integrally connects the upper casing 3U and the lower casing 3L divided by the dividing plane SP and the inner wall surface temperature. That is, as compared with the outer portion of the wall surface of the passenger compartment 3 and the bolt 42, the portion adjacent to the space S on the wall surface of the passenger compartment 3 is thermally contracted from an early stage and a difference occurs in the amount of thermal contraction. Thereby, the pressing force regarding the surface pressure in the area adjacent to the space S in the divided surface SP is reduced.

その一方で、主蒸気流量の減少に伴い、空間Sの内部における圧力も緩やかに低下する。つまり、車室3の分割面SPを押し広げようとする力は、上述の押しつけ力の低下と比較して緩やかに減少する。
これらのことから、蒸気タービン1の出力を減少させる場合などのように、高圧タービン2Hに供給される蒸気流量が減少されるときには、分割面SPにおける空間Sに隣接した領域の面圧が低下する。
このようにして発生した面圧の低下が所定面圧よりも小さくなると、高圧タービン2Hに供給された主蒸気が、分割面SPからボルト孔41などを介して外部に漏れるおそれがある。
On the other hand, the pressure inside the space S gradually decreases as the main steam flow rate decreases. That is, the force for expanding the dividing surface SP of the passenger compartment 3 is gradually reduced as compared with the decrease in the pressing force described above.
For these reasons, when the flow rate of steam supplied to the high-pressure turbine 2H is decreased, such as when the output of the steam turbine 1 is decreased, the surface pressure in the region adjacent to the space S in the dividing surface SP decreases. .
When the decrease in the surface pressure generated in this way becomes smaller than the predetermined surface pressure, the main steam supplied to the high-pressure turbine 2H may leak to the outside from the division surface SP through the bolt holes 41 and the like.

そこで蒸気流量の減少を保留する制御を行うと、蒸気流量の減少を保留する前と比較して、車室3の壁面における外側部分およびボルト42と、車室3の壁面の空間Sに隣接した部分との間の熱収縮量の差が縮まる。さらに、高圧タービン2Hに供給される主蒸気の圧力も低下し、分割面SPを押し広げようとする力も減少する。
これらのことから、蒸気流量の減少を保留する前と比較して、分割面SPにおける空間Sに隣接した領域の面圧が高くなり、高圧タービン2Hに供給された蒸気が外部に漏れにくくなる。
Therefore, when the control for holding down the decrease in the steam flow rate is performed, the outer portion of the wall surface of the passenger compartment 3 and the bolt 42 and the space S of the wall surface of the passenger compartment 3 are adjacent to each other as compared with the case before the reduction of the steam flow rate is held down. The difference in heat shrinkage between the parts is reduced. Furthermore, the pressure of the main steam supplied to the high-pressure turbine 2H is also reduced, and the force for expanding the dividing surface SP is also reduced.
For these reasons, compared to before the reduction of the steam flow rate is suspended, the surface pressure in the region adjacent to the space S in the split surface SP increases, and the steam supplied to the high-pressure turbine 2H is less likely to leak to the outside.

分割面SPにおける空間Sに隣接した領域の温度(内壁面温度)と、外側の温度(外壁面温度)との比較に基づいて、蒸気流量の減少を保留する制御を行うことにより、これらの温度に基づかない場合と比較して蒸気流量の減少を保留する制御が適切に行われる。   Based on the comparison between the temperature (inner wall surface temperature) of the region adjacent to the space S on the dividing surface SP and the outer temperature (outer wall surface temperature), these temperatures are controlled by holding down the decrease in the steam flow rate. Control to hold down the decrease in the steam flow rate is appropriately performed as compared with the case where it is not based on the above.

具体的には、車室3を構成する材料の線膨脹係数は既知であることから、内壁面温度と外壁面温度との温度差に基づき、分割面SPにおける内壁面部分と外壁面部分との間の収縮量の差を求めることができる。さらに、内壁面温度および外壁面温度に基づいてボルト42の温度が推定され、内壁面温度とボルト42の温度との温度差に基づき、分割面SPの内壁面部分とボルト42との間の収縮量の差を求めることができる。
これらに基づいて押しつけ力の変化を考慮した分割面SPの内壁面部分の面圧を求めることができ、分割面SPの内壁面部分の面圧が所定面圧よりも小さいか否かを判断できる。
Specifically, since the linear expansion coefficient of the material constituting the passenger compartment 3 is known, based on the temperature difference between the inner wall surface temperature and the outer wall surface temperature, there is a difference between the inner wall surface portion and the outer wall surface portion in the split surface SP. The difference in shrinkage amount can be obtained. Furthermore, the temperature of the bolt 42 is estimated based on the inner wall surface temperature and the outer wall surface temperature, and the contraction between the inner wall surface portion of the split surface SP and the bolt 42 based on the temperature difference between the inner wall surface temperature and the temperature of the bolt 42. The difference in quantity can be determined.
Based on these, it is possible to obtain the surface pressure of the inner wall surface portion of the divided surface SP in consideration of the change of the pressing force, and to determine whether or not the surface pressure of the inner wall surface portion of the divided surface SP is smaller than a predetermined surface pressure. .

分割面SPの内壁面部分の面圧を測定する他の方法と比較して、温度は容易に測定することができるため、蒸気流量の減少を保留する制御を行うか否かを容易に判断できる。   Compared with other methods of measuring the surface pressure of the inner wall surface portion of the dividing surface SP, the temperature can be easily measured, so it is possible to easily determine whether or not to perform control to hold down the reduction of the steam flow rate. .

なお、蒸気タービン1の運転状態と、分割面SPの内壁面部分の面圧の関係とを予め取得しておくことにより、内壁面温度および外壁面温度を測定することなく、蒸気流量の減少を保留する制御を直接行うことができる。
あるいは、内壁面温度および外壁面温度と、分割面SPの内壁面部分の面圧の関係を予め取得しておくことにより、内壁面温度および外壁面温度に基づき、蒸気流量の減少を保留する制御を行うか否かを、面圧を求める演算を行うことなく判断することもできる。
Note that the steam flow rate can be reduced without measuring the inner wall surface temperature and the outer wall surface temperature by acquiring in advance the operational state of the steam turbine 1 and the relationship between the surface pressures of the inner wall surface portions of the split surface SP. It is possible to directly carry out the hold control.
Alternatively, by previously acquiring the relationship between the inner wall surface temperature and the outer wall surface temperature, and the surface pressure of the inner wall surface portion of the split surface SP, the control for holding down the reduction of the steam flow rate based on the inner wall surface temperature and the outer wall surface temperature. It is also possible to determine whether or not to perform the calculation without performing the calculation for obtaining the surface pressure.

リフト量保持ステップS5が行われた後に、つまりリフト量の保持を行う最初の所定期間が経過した後に、内壁面温度に所定温度を加えた温度が、外壁面温度未満か否かに基づいて、蒸気流量の減少を保留する制御を終了して、蒸気流量を減少させる制御を再開するか、再度、所定期間の間だけ蒸気流量の減少を保留する制御を行うかの判断が行われる。
このようにすることで、内壁面温度が外壁面温度未満か否かに基づいて判断する場合と比較して、より早い時期に蒸気流量を減少させる制御を再開することができる。
After the lift amount holding step S5 is performed, that is, after the first predetermined period for holding the lift amount has elapsed, based on whether the temperature obtained by adding the predetermined temperature to the inner wall surface temperature is less than the outer wall surface temperature, The control for suspending the decrease in the steam flow rate is terminated and the control for reducing the steam flow rate is resumed, or the determination is made again whether the control for suspending the decrease in the steam flow rate is performed for a predetermined period.
By doing in this way, compared with the case where it judges based on whether an inner wall surface temperature is less than an outer wall surface temperature, the control which reduces a steam flow rate at an earlier stage can be restarted.

1 蒸気タービン
2H 蒸気高圧タービン(タービン)
3 車室
4H 主ボイラ(ボイラ)
5 ガバナ(調節部)
6 制御部(タービンリモコン)
7 制御部(主ボイラ・再熱器制御)
S 空間
SP 分割面
31H 高圧側入口内壁温度センサ(面圧情報取得手段、温度測定部)
32H 高圧側入口外壁温度センサ(面圧情報取得手段、温度測定部)
S2 ガバナ制御ステップ(流量減少ステップ)
S3 第1温度比較ステップ(比較ステップ)
S5 リフト量保持ステップ(減少率調節ステップ)
1 Steam turbine 2H Steam high pressure turbine (turbine)
3 Cabin 4H Main boiler (boiler)
5 Governor (adjustment part)
6 Control unit (turbine remote control)
7 Control unit (main boiler / reheater control)
S space SP division surface 31H high pressure side inlet inner wall temperature sensor (surface pressure information acquisition means, temperature measurement unit)
32H High pressure side inlet outer wall temperature sensor (surface pressure information acquisition means, temperature measurement unit)
S2 Governor control step (flow reduction step)
S3 First temperature comparison step (comparison step)
S5 Lift amount holding step (decrease rate adjusting step)

Claims (6)
Hide Dependent
translated from Japanese

内部にタービンを収納する空間を有するとともに、分割面を有する車室と、
前記タービンに供給される蒸気流量を調節する調節部と、
前記タービンに供給される蒸気流量を減少させる場合には、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記調節部に対して前記蒸気流量の減少率を調節する制御を行う制御部と、
が設けられていることを特徴とする蒸気タービン。
A vehicle interior having a space for accommodating the turbine and a split surface;
An adjustment unit for adjusting a flow rate of steam supplied to the turbine;
When the flow rate of steam supplied to the turbine is decreased, the rate of decrease of the steam flow rate with respect to the adjustment unit so that the surface pressure in the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or higher than a predetermined surface pressure. A control unit for performing control to adjust
A steam turbine characterized in that is provided.
少なくとも、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧に関する情報を取得する面圧情報取得手段が設けられ、
前記制御部は、取得された前記面圧に関する情報に基づいて、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記蒸気流量の減少率を制御することを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン。
At least surface pressure information acquisition means for acquiring information on the surface pressure of the area adjacent to the space in the divided surface is provided,
The control unit controls the reduction rate of the steam flow rate based on the acquired information on the surface pressure so that the surface pressure of the region adjacent to the space on the divided surface is equal to or higher than a predetermined surface pressure. The steam turbine according to claim 1.
前記面圧情報取得手段は、前記分割面における前記空間に隣接した領域の温度、および、前記分割面における外側の温度を測定する温度測定部であり、
前記制御部は、前記空間に隣接した領域の温度、および、前記外側の温度に基づいて、前記分割面における前記空間に隣接した領域の面圧が所定面圧以上になるように、前記蒸気流量の減少率を制御することを特徴とする請求項2記載の蒸気タービン。
The surface pressure information acquisition means is a temperature measurement unit that measures a temperature of a region adjacent to the space on the divided surface and a temperature outside the divided surface,
The controller controls the steam flow rate so that the surface pressure of the region adjacent to the space on the dividing surface is equal to or higher than a predetermined surface pressure based on the temperature of the region adjacent to the space and the outside temperature. The steam turbine according to claim 2, wherein a rate of decrease of the steam is controlled.
前記制御部は、前記蒸気流量の減少率制御を所定期間だけ行った後、
前記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、前記外側の温度未満である場合には、前記蒸気流量の減少率制御を終了し、
前記空間に隣接した領域の温度に所定温度を加えた温度が、前記外側の温度以上である場合には、前記蒸気流量の減少率制御を継続することを特徴とする請求項3記載の蒸気タービン。
The controller, after performing the steam flow rate reduction rate control only for a predetermined period,
When the temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature of the area adjacent to the space is lower than the outside temperature, the steam flow rate reduction rate control is terminated,
The steam turbine according to claim 3, wherein when the temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature of the region adjacent to the space is equal to or higher than the outside temperature, the steam flow rate reduction rate control is continued. .
前記制御部は、前記調節部に対して前記蒸気流量の減少を保留することにより、前記蒸気流量の減少率を調節する制御を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の蒸気タービン。   The said control part performs control which adjusts the decreasing rate of the said steam flow rate by withholding the reduction | decrease of the said steam flow rate with respect to the said adjustment part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Steam turbine. 外部からの指示に基づき、タービンに供給する蒸気流量を減少させる流量減少ステップと、
前記タービンを内部に収納する車室における分割面の面圧に関する情報を取得し、取得した前記面圧情報に基づいて推定される面圧が、所定面圧よりも小さいか否か比較する比較ステップと、
前記推定される面圧が前記所定の面圧よりも小さい場合には、前記蒸気流量の減少率を調節する減少率調節ステップと、
を有することを特徴とする蒸気タービンの運転方法。
A flow rate reduction step for reducing the flow rate of steam supplied to the turbine based on instructions from the outside;
A comparison step of acquiring information related to the surface pressure of the divided surface in the passenger compartment that houses the turbine, and comparing whether or not the surface pressure estimated based on the acquired surface pressure information is smaller than a predetermined surface pressure. When,
When the estimated surface pressure is smaller than the predetermined surface pressure, a decreasing rate adjustment step of adjusting the decreasing rate of the steam flow rate;
A method for operating a steam turbine, comprising: