JP5473713B2 - Turbine lubricating oil supply method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、タービンプラントにおいて、タービンのロータ軸に潤滑油を供給したり、タービンプラント内に設けられた油圧アクチュエータを作動させる作動油を供給する潤滑油供給方法及び装置に関する。 The present invention relates to a lubricating oil supply method and apparatus for supplying lubricating oil to a turbine rotor shaft in a turbine plant or supplying hydraulic oil for operating a hydraulic actuator provided in the turbine plant.
蒸気タービンやガスタービン等のタービンプラントには、ロータ軸や発電機の軸受装置に潤滑油を供給したり、制御弁、サーボ弁等の油圧制御系を駆動する油圧アクチュエータに作動油を供給する潤滑油供給設備が設けられている。この潤滑油供給設備の構成を図3により説明する。 For turbine plants such as steam turbines and gas turbines, lubrication oil is supplied to rotor shafts and generator bearings, and hydraulic oil is supplied to hydraulic actuators that drive hydraulic control systems such as control valves and servo valves. Oil supply facilities are provided. The configuration of this lubricating oil supply facility will be described with reference to FIG.
図3において、タービン発電プラント100では、高圧や低圧の各種タービン102及び104のロータ軸102a及び104aと、発電機106の回転軸106aが直列に連結されている。潤滑油供給設備110は、潤滑油oが貯留された油タンク112と、遠心ポンプ等の非容積ポンプで構成され、回転軸がロータ軸104aに直結された主油ポンプ114と、潤滑油をロータ軸や回転軸の軸受装置及び油圧アクチュエータに供給する潤滑油供給系統とで構成されている。
In FIG. 3, in the
油タンク112には、潤滑油oに浸漬された状態で2台のエゼクタ装置116及び118と、モータ122で駆動される補助の電動ポンプ120が設けられている。ロータ軸104aで駆動される主油ポンプ114から管路124に小流量・高圧の潤滑油が吐出される。この潤滑油は、一部が逆止弁128が設けられた管路126を通って、油圧アクチュエータ(図示省略)の作動油として供給される。その他の潤滑油は、油タンク112内のエゼクタ装置116及び118に駆動流体として供給される。
The
エゼクタ装置116から吐出された大流量・低圧の潤滑油oは、逆止弁131が設けられた管路130を通り、油冷却器132で冷却され、フィルタ134で夾雑物を除去される。その後、潤滑油oは、各ロータ軸104a、106aや発電機106の回転軸106aの軸受装置(図示省略)等に供給される。該軸受装置では、回転軸と軸受パッドとの間に潤滑油膜を介在させた流体軸受を形成する。潤滑油oには、金属粉末や油の炭化物等からなる夾雑物が混入している。これらの夾雑物が回転軸や軸受パッドに噛み込んでこれらを傷付けるので、フィルタ134で除去する必要がある。
The large-flow / low-pressure lubricating oil o discharged from the
一方、エゼクタ装置118から吐出した潤滑油oは、主油ポンプ114の運転を継続するために、管路136を通って主油ポンプ114に供給される。通常、タービン発電プラントにおいて、タービン102,104や主油ポンプ114は油タンク112より上階に置かれているので、エゼクタ装置116及び118は、潤滑油oを主油ポンプ114まで到達させる揚程が必要とされる。
On the other hand, the lubricating oil o discharged from the
タービン102,104が起動から定格運転になるまでの間、又はターニング運転等の低速運転時に、主油ポンプ114から吐出される潤滑油oの流量が不足する。主油ポンプ114の吐出流量を補助するため、電動ポンプ120を駆動させ、逆止弁140が設けられた管路138を介して、潤滑油oを管路130及び136に供給する。特許文献1には、油タンク内にエゼクタ装置を備えた蒸気タービンの潤滑油供給設備が開示されている。
The flow rate of the lubricating oil o discharged from the
タービン発電プラントは、電力需要の増加に伴って年々大型化してきている。そのため、大流量の潤滑油を供給できる潤滑油供給設備が必要になってきている。また、管路130にフィルタ134を設けたことで、エゼクタ装置116の揚程を増大させる必要が生じてきた。さらに、潤滑油の大流量化に伴い、管路130に大型のフィルタを設けた場合、圧力損失が大きくなるため、エゼクタ装置116の吐出圧力を高くする必要がある。
Turbine power generation plants have become larger year by year as electric power demand increases. Therefore, a lubricating oil supply facility that can supply a large amount of lubricating oil has become necessary. Further, since the
しかし、エゼクタ装置は吐出圧力に限界があり、この大流量化かつ高圧化の趨勢に対応するのが困難であった。また、エゼクタ装置は、仕様が決められており、広い運転レンジに対してフレキシブルな対応が困難であった。 However, the ejector device has a limit in discharge pressure, and it has been difficult to cope with the trend of increasing the flow rate and pressure. Further, the specifications of the ejector device are determined, and it has been difficult to respond flexibly to a wide operation range.
そこで、エゼクタ装置の代わりに、回転軸を共有するブースタータービンとブースターポンプとからなる昇圧装置を用いることが提案されている。特許文献2には、かかる昇圧装置を備えた潤滑油供給設備が開示されている。以下、特許文献2に開示された潤滑油供給設備を図4により説明する。
Therefore, it has been proposed to use a booster device including a booster turbine and a booster pump sharing a rotating shaft instead of the ejector device.
図4において、タービン発電プラント200は、タービン202と、直列に接続されたロータ軸204a及び204bと、これらロータ軸を支持する軸受208a〜cを内蔵した軸受箱206a〜cとで構成されている。潤滑油供給設備210は、油タンク212と、ロータ軸204aに直結された主油ポンプ214と、油タンク112に貯留された潤滑油oの液面下に浸漬された昇圧装置216とから構成されている。昇圧装置216は、回転軸を共有するブースタータービン218と、ブースターポンプ220とで構成されている。
In FIG. 4, a
タービン発電プラント200の起動時には、軸受油及び制御機構の作動油を補助的にまかなうための油ポンプ222を運転して、潤滑油oをブースタータービン218に導く。ブースタータービン218は、この潤滑油oのエネルギにより駆動力を与えられて回転し、これに直結されたブースターポンプ220を駆動する。ブースターポンプ220は、吸込油管224を介して主油ポンプ214の吸込油を供給する。ブースターポンプ220には、潤滑油oを上階にある主油ポンプ214まで到達させる揚程が必要とされる。
When the
ブースタータービン218で仕事をして減圧された潤滑油oは、油管226を通り、油冷却器228に供給され、油冷却器228で、冷却水配管230から導入される冷却水と熱交換されて冷却される。冷却された潤滑油oは、油管232を通り、軸受油供給母管234を介して軸受供給管236a〜cを通り、各軸受208a〜cに供給される。供給された潤滑油oは、該軸受の潤滑及び冷却を行なった後、一時的に各軸受箱206a〜cに滞留し、その後、各戻り油管238a〜c及び戻り油母管240を介して、油タンク212に戻される。
Lubricating oil o that has been depressurized by working in the
主油ポンプ214は、ロータ軸104aが回転することにより、潤滑油oを吐出し、吐出された潤滑油oは、吐出管242を経てブースタータービン218に導入される。なお、タービン発電プラント200が定格運転になると、油ポンプ222は停止される。油管226に接続された2台の油ポンプ244は、タービン発電プラント200の停止時に、潤滑油oを各軸受208a〜c等に供給する。油冷却器228の内部には、仕切板246、248が設けられている。該仕切板によって冷却水と潤滑油oのU字流路が形成され、これによって、冷却水と潤滑油oの接触面積を増やして熱交換効率を向上させている。
The main oil pump 214 discharges the lubricating oil o as the
図4に示す昇圧装置216は、エゼクタ装置より高い吐出圧力を得られるため、タービン発電プラントの大型化に対応できる。しかし、タービン発電プラントの発電量を増加させるため、タービンを大型機と入れ替える場合、潤滑油の使用量を増加させる必要があり、そのため、主油ポンプの仕様も変更する必要がある。主油ポンプはロータ軸に直結されているため、回転数に制約がある。このような場合、主油ポンプの吐出圧を変更せず、流量を増加できる構造のポンプに交換するのが一般的である。
Since the
しかしながら、流量を増加するためには、ポンプのインペラを長くする必要があり、主油ポンプを大型化せざるを得ない。主油ポンプの流量を増加させると、ブースタータービンも大型化せざるを得なくなり、潤滑油供給設備全体を大型化しなければならなくなり、高コストになるという問題がある。 However, in order to increase the flow rate, it is necessary to lengthen the impeller of the pump, and the main oil pump must be enlarged. When the flow rate of the main oil pump is increased, the booster turbine must be increased in size, and the entire lubricating oil supply facility must be increased in size, resulting in a high cost.
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、潤滑油供給設備の大型化を抑制しながら、タービン発電プラントの大型化に対応して、潤滑油流量を増加可能にし、軸受装置や油圧アクチュエータへの潤滑油の供給に支障をきたさないようにことを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention makes it possible to increase the flow rate of the lubricating oil in response to the increase in the size of the turbine power plant while suppressing the increase in the size of the lubricating oil supply facility. The purpose is to prevent the supply of lubricant.
かかる目的を達成するため、本発明のタービンの潤滑油供給方法は、潤滑油を貯留した油タンクと、タービンのロータ軸に連結されて駆動される主油ポンプと、該潤滑油の液面下に浸漬され、回転軸を共有するブースタータービンとブースターポンプとからなる昇圧装置と、を用意し、
主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給方法において、
前記ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部をバイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させ、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を増加させると共に、
前記主油ポンプの吐出圧力を、前記昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部を前記バイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力に設定するようにし、
更に、前記バイパス流路を流れる潤滑油の流量を調整することにより、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を調整するようにしたものである。
To achieve this object, a lubricating oil supply method for a turbine according to the present invention includes an oil tank storing lubricating oil, a main oil pump connected to a rotor shaft of the turbine, and a liquid level below the lubricating oil. And a booster composed of a booster turbine and a booster pump that are immersed in and share a rotating shaft,
The lubricating oil discharged from the main oil pump is supplied as hydraulic oil to the hydraulic actuator in the turbine plant, and the lubricating oil is supplied to the booster turbine to drive the booster turbine, and the lubricating oil after driving the booster turbine. In the turbine lubricating oil supply method in which the lubricating oil is returned to the main oil pump by a booster pump.
A part of the lubricating oil discharged from the booster pump is merged with the lubricating oil on the outlet side of the booster turbine via the bypass channel, and the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device is increased.
The discharge pressure of the main oil pump is adjusted so that a part of the discharge lubricant oil passes through the bypass flow path while maintaining a lift in which the discharge lubricant oil of the booster pump can reach the main oil pump by the rotational torque of the booster. And set the discharge pressure so that it can be supplied to the outlet side lubricant of the booster turbine .
Furthermore, the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device is adjusted by adjusting the flow rate of the lubricating oil flowing through the bypass flow path .
本発明方法では、ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部をブースタータービンの出口側潤滑油に合流させることにより、軸受装置に供給される潤滑油の流量を増加させるようにしている。これを可能にするため、昇圧装置に、ブースターポンプの吐出潤滑油が主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部をバイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となるのに十分な回転トルクを発揮させる。そして、主油ポンプの吐出圧力をこの回転トルクを発揮させるに十分な吐出圧力とする。 In the method of the present invention, a part of the lubricating oil discharged from the booster pump is merged with the outlet side lubricating oil of the booster turbine, so that the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device is increased. In order to make this possible, the booster device maintains a lift at which the booster pump discharge lubricant can reach the main oil pump, and a part of the discharge lubricant oil is passed through the bypass passage to the outlet side of the booster turbine. Enough rotation torque to be able to be supplied to the lubricating oil. The discharge pressure of the main oil pump is set to a discharge pressure sufficient to exert this rotational torque.
主油ポンプの吐出圧力を係る吐出圧力としたことにより、油圧アクチュエータに高圧の潤滑油を供給可能になると共に、ロータ軸等の軸受装置への潤滑油量を増大できるため、タービン発電プラントの大型化に対応できる。
また、主油ポンプの吐出圧力を高くしても、吐出流量は増加しないので、主油ポンプやブースタータービンのインペラやケーシングの大型化を招かない。そのため、コストアップとならず、かつ主油ポンプを格納する容器や基礎構造の設計自由度を広げることができる。
By setting the discharge pressure of the main oil pump to such a discharge pressure, high-pressure lubricating oil can be supplied to the hydraulic actuator and the amount of lubricating oil to the bearing device such as the rotor shaft can be increased. It can cope with conversion.
Further, even if the discharge pressure of the main oil pump is increased, the discharge flow rate does not increase, so that the impeller and casing of the main oil pump and booster turbine are not increased in size. Therefore, the cost is not increased, and the degree of freedom in designing the container and the basic structure for storing the main oil pump can be expanded.
これに対し、主油ポンプの吐出流量を増加させると、流路面積等を増加させる必要があり、主油ポンプ及びブースタータービンの大型化を招く。本発明方法によれば、潤滑油供給設備を大型化させることなく、潤滑油の供給能力を向上させ、タービン発電プラントの大型化に対応できる。 On the other hand, when the discharge flow rate of the main oil pump is increased, it is necessary to increase the flow path area and the like, which leads to an increase in size of the main oil pump and the booster turbine. According to the method of the present invention, the lubricating oil supply capacity can be improved without increasing the size of the lubricating oil supply equipment, and the turbine power plant can be increased in size.
本発明方法において、前記バイパス流路を流れる潤滑油の流量を調整することにより、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を調整するようにするとよい。これによって、軸受装置に供給される潤滑油の流量を広範囲に亘って調整することができる。 In the method of the present invention, the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device may be adjusted by adjusting the flow rate of the lubricating oil flowing through the bypass passage. Thereby, the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device can be adjusted over a wide range.
また、前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明のタービンの潤滑油供給装置は、潤滑油を貯留した油タンクと、タービンのロータ軸に連結されて駆動される主油ポンプと、該潤滑油の液面下に浸漬され、回転軸を共有するブースタータービンとブースターポンプとからなる昇圧装置と、を備え、
主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給装置において、
前記ブースターポンプの出口側流路とブースタータービンの出口側流路とを結ぶバイパス流路と、前記昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が前記主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部を前記バイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力を有する主油ポンプと、を備え、
ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部を前記バイパス流路に通してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させるように構成し、
更に、前記バイパス流路に潤滑油の流量を調整する絞り機構を設けたものである。
The turbine lubricating oil supply device of the present invention that can be directly used for carrying out the method of the present invention includes an oil tank that stores lubricating oil, a main oil pump that is connected to and driven by a rotor shaft of the turbine, A booster composed of a booster turbine and a booster pump that are immersed under the surface of the lubricating oil and share the rotation axis;
The lubricating oil discharged from the main oil pump is supplied as hydraulic oil to the hydraulic actuator in the turbine plant, and the lubricating oil is supplied to the booster turbine to drive the booster turbine, and the lubricating oil after driving the booster turbine. In the turbine lubricating oil supply device, the lubricating oil is returned to the main oil pump by a booster pump.
A bypass flow path connecting the outlet side flow path of the booster pump and the outlet side flow path of the booster turbine, and a lift at which the discharge lubricating oil of the booster pump can reach the main oil pump is maintained by the rotational torque of the booster. A main oil pump having a discharge pressure capable of supplying a part of the discharged lubricating oil to the outlet side lubricating oil of the booster turbine through the bypass flow path,
A part of the lubricating oil discharged from the booster pump is passed through the bypass flow path so as to merge with the outlet side lubricating oil of the booster turbine ,
Further, the bypass passage is provided with a throttle mechanism for adjusting the flow rate of the lubricating oil .
本発明装置では、主油ポンプに前記吐出圧力を具備させることにより、油圧アクチュエータに高圧の潤滑油を供給できる。また、昇圧装置の回転トルクを増大できるので、ブースターポンプの吐出圧を、潤滑油を主油ポンプに供給可能な揚程に維持しながら、吐出潤滑油の一部をブースタータービンの出口側潤滑油に供給することができる。従って、主油ポンプの運転を継続可能にしつつ、軸受装置に供給する潤滑油量を増加できる。 In the device of the present invention, high pressure lubricating oil can be supplied to the hydraulic actuator by providing the main oil pump with the discharge pressure. Moreover, since the rotational torque of the booster can be increased, a part of the discharged lubricating oil is used as the lubricating oil on the outlet side of the booster turbine while maintaining the discharge pressure of the booster pump at the head that can supply the lubricating oil to the main oil pump. Can be supplied. Therefore, the amount of lubricating oil supplied to the bearing device can be increased while allowing the main oil pump to continue to operate.
また、主油ポンプの吐出圧力を増大させても、吐出流量が増加しないので、主油ポンプ及びブースタータービンの大型化を招かない。そのため、潤滑油供給設備の大型化を招かず、低コストで潤滑油供給能力を向上でき、タービン発電プラントの大型化に対応できる。 Further, even if the discharge pressure of the main oil pump is increased, the discharge flow rate does not increase, so that the main oil pump and the booster turbine are not enlarged. Therefore, the size of the lubricating oil supply facility is not increased, the lubricating oil supply capability can be improved at a low cost, and the size of the turbine power plant can be increased.
本発明装置において、前記バイパス流路に潤滑油の流量を調整する絞り機構を設けるようにするとよい。これによって、軸受装置に供給する潤滑油量の調整が広範囲に亘って可能になり、タービン発電プラントの大型化に対する対応が容易になる。 In the device of the present invention, it is preferable to provide a throttle mechanism for adjusting the flow rate of the lubricating oil in the bypass flow path. As a result, the amount of lubricating oil supplied to the bearing device can be adjusted over a wide range, and it is easy to cope with an increase in the size of the turbine power plant.
本発明方法によれば、潤滑油を貯留した油タンクと、タービンのロータ軸に連結されて駆動される主油ポンプと、該潤滑油の液面下に浸漬され、回転軸を共有するブースタータービンとブースターポンプとからなる昇圧装置と、を用意し、主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給方法において、ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部をバイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させ、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を増加させると共に、主油ポンプの吐出圧力を、昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部を前記バイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力に設定するようにしたので、潤滑油供給装置の大型化を招くことなく、低コストでタービン発電プラントの大型化に対応できる。 According to the method of the present invention, an oil tank that stores lubricating oil, a main oil pump that is connected to and driven by a rotor shaft of the turbine, and a booster turbine that is immersed under the surface of the lubricating oil and shares a rotating shaft. And a booster pump comprising a booster pump, and the lubricating oil discharged from the main oil pump is supplied as hydraulic oil to a hydraulic actuator in the turbine plant, and the lubricating oil is supplied to the booster turbine to supply the booster In the turbine lubricating oil supply method in which the turbine is driven and the lubricating oil after driving the booster turbine is supplied to the bearing device of the rotor shaft and the lubricating oil is returned to the main oil pump by the booster pump. Part of the discharged lubricating oil is merged with the outlet side lubricating oil of the booster turbine through the bypass flow path, and the bearing device is While increasing the flow rate of the lubricating oil supplied to the main oil pump, the discharge lubrication of the main oil pump is maintained while maintaining the head where the boosting pump discharge lubricating oil can reach the main oil pump by the rotational torque of the booster. Since a part of the oil is set to a discharge pressure that can be supplied to the outlet side lubricating oil of the booster turbine through the bypass flow path, the turbine can be manufactured at low cost without causing an increase in the size of the lubricating oil supply device. It can cope with the enlargement of power plants.
また、本発明装置によれば、潤滑油を貯留した油タンクと、タービンのロータ軸に連結されて駆動される主油ポンプと、該潤滑油の液面下に浸漬され、回転軸を共有するブースタータービンとブースターポンプとからなる昇圧装置と、を備え、主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給装置において、ブースターポンプの出口側流路とブースタータービンの出口側流路とを結ぶバイパス流路と、昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部をバイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力を有する主油ポンプと、を備え、ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部を前記バイパス流路に通してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させるように構成したので、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。 According to the device of the present invention, the oil tank storing the lubricating oil, the main oil pump connected to the rotor shaft of the turbine, and the oil immersed in the liquid surface of the lubricating oil share the rotating shaft. A booster composed of a booster turbine and a booster pump, supplying the lubricating oil discharged from the main oil pump as hydraulic oil to a hydraulic actuator in the turbine plant, and supplying the lubricating oil to the booster turbine In the turbine lubrication oil supply device that drives the booster turbine and supplies the lubricating oil after driving the booster turbine to the bearing device of the rotor shaft and returns the lubricating oil to the main oil pump by the booster pump, the booster pump The bypass channel connecting the outlet side channel of the booster turbine and the outlet side channel of the booster turbine, and the rotational torque of the booster The discharge pressure of the star pump discharge oil has a discharge pressure capable of supplying a part of the discharge lubricant oil to the booster turbine outlet side lubricant oil via the bypass flow path while maintaining a head that can reach the main oil pump. A main oil pump, and a part of the lubricating oil discharged from the booster pump is passed through the bypass flow path and merged with the outlet side lubricating oil of the booster turbine. An effect can be obtained.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
本発明方法及び装置の一実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。図1において、タービン発電プラント10では、高圧や低圧の各種タービン12及び14のロータ軸12a及び14aと、発電機16の回転軸16aが直列に接続されている。潤滑油供給設備20は、タービン発電プラント10の油圧アクチュエータやロータ軸12a、14aに潤滑油を供給する。潤滑油oが貯留された油タンク22と、例えば遠心ポンプ等の非容積ポンプで構成され、回転軸がロータ軸14aに直結された主油ポンプ24と、潤滑油をロータ軸や回転軸及び油圧アクチュエータに供給する潤滑油供給系統とで構成されている。
An embodiment of the method and apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, in a
油タンク22には、潤滑油oに浸漬された状態で、昇圧装置26と、モータ36で駆動される補助用の電動ポンプ34とが設けられている。昇圧装置26は、回転軸32で連結されたブースタータービン28とブースターポンプ30とで構成されている。主油ポンプ24とブースタータービン28の入口とは吐出管38で連結されている。ブースタータービン28の出口と、ロータ軸12a、14a及び発電機16の回転軸16aに設けられた図示省略の軸受箱とは、軸受油供給母管40及び軸受油供給管42a〜hで接続されている。
The
軸受油供給母管40には、潤滑油oを冷却する油冷却器44と、潤滑油oから夾雑物を除去するフィルタ46とが設けられている。吐出管38には、油冷却器44の上流側で、制御弁、サーボ弁等の油圧制御系を駆動する油圧アクチュエータ(図示省略)に、作動油を供給する油管48が接続されている。油管48には逆止弁50が設けられている。軸受油供給母管40と電動ポンプ34の出口とは、逆止弁54が設けられた油管52で接続されている。
The bearing oil
ブースターポンプ30の出口と主油ポンプ24との間には、ブースターポンプ30から主油ポンプ24に潤滑油oを供給する油管56が設けられている。油管56には逆止弁58が介設され、また、油管52が接続されている。逆止弁58の下流側で、油管58と吐出管38とはバイパス管60で接続されている。バイパス管60には、オリフィス62からなる流路絞り機構が設けられている。
An
次に、図2により、昇圧装置26の構成を説明する。図2において、ブースタータービン28は、潤滑油oの入口66及び出口68を有するケーシング64と、該ケーシング64の内部に設けられたインペラ70とで構成されている。ブースターポンプ30は、潤滑油oの入口74及び出口76を有するケーシング72と、該ケーシング72の内部に設けられたインペラ78とで構成されている。
Next, the configuration of the
インペラ70とインペラ78とは、回転軸80で連結されている。インペラ70は、主油ポンプ24から供給される潤滑油oのエネルギによって駆動力を与えられ、インペラ70、78及び回転軸80は、一体となって矢印a方向に回転する。インペラ78が矢印a方向に回転すると、潤滑油oを入口74から吸引し、出口76から油管56に吐出する。ケーシング64とケーシング72とは、円筒形状のケーシング82で連結されている。
The impeller 70 and the
かかる構成において、主油ポンプ24から吐出された高圧の潤滑油oは、その一部が油管48を介して作動油として油圧アクチュエータに送られる。該油圧アクチュエータは、
制御弁、サーボ弁等の油圧制御系を駆動する。
残りの潤滑油oは、ブースタータービン28に送られ、ブースタータービン28を矢印a方向に回転させる。ブースタータービン28を回転させる仕事をした後の潤滑油oは、低圧となり、軸受油供給母管40に吐出される。軸受油供給母管40に吐出された潤滑油oは、油冷却器44で冷却され、フィルタ46で夾雑物を除去される。その後、該潤滑油oは、各ロータ軸12a、14aや発電機軸16a等の軸受装置に供給される。
In such a configuration, a part of the high-pressure lubricating oil o discharged from the
Drives hydraulic control systems such as control valves and servo valves.
The remaining lubricating oil o is sent to the
なお、タービン12,14が起動から定格運転になるまでの間、又はターニング運転等の低速運転を行なっている時、主油ポンプ24から吐出される潤滑油o流量が不足する。主油ポンプ24の吐出流量を補助するため、電動ポンプ34を駆動させる。電動ポンプ34が吐出した潤滑油oは、油管52を介して、軸受油供給母管40及び油管56に供給される。
Note that the flow rate of the lubricating oil o discharged from the
インペラ70と共にインペラ78が矢印a方向に回転すると、油タンク22に貯留された潤滑油oが入口74から吸入され、出口76から油管56に吐出される。油管56に吐出された潤滑油oは、主油ポンプ24の運転を継続するため、主油ポンプ24に送られる。
通常、主油ポンプ24は油タンク22より上階に置かれているので、ブースターポンプ30は、潤滑油oを主油ポンプ24まで到達させる揚程が必要となる。
When the
Usually, since the
ブースターポンプ30から吐出した潤滑油oの一部は、バイパス管60を通って軸受油供給母管40を流れる潤滑油oに合流する。主油ポンプ24の吐出圧力は、昇圧装置26の回転トルクを増大させて、ブースターポンプ30から吐出された潤滑油oのうち、設定された循環量を主油ポンプ24に戻すことが可能な揚程を維持すると共に、残りの潤滑油oを軸受油供給母管40に供給可能な吐出圧力を有する必要がある。
主油ポンプ24は、かかる条件を満たす吐出圧力を有するため、主油ポンプ24の定常運転が可能になると共に、一部の潤滑油oを軸受油供給母管40に供給することにより、軸受装置に供給する潤滑油量を増大できる。
Part of the lubricating oil o discharged from the
Since the
なお、バイパス管60にオリフィス62からなる流路絞り機構を設けているので、オリフィス62によってバイパス管60を流れる潤滑油oの流量を調整することができる。 Since the bypass pipe 60 is provided with a flow path restriction mechanism including the orifice 62, the flow rate of the lubricating oil o flowing through the bypass pipe 60 can be adjusted by the orifice 62.
本実施形態によれば、主油ポンプ24の吐出圧力を、ブースターポンプ30から吐出される潤滑油量を、主油ポンプ24の定常運転に必要な潤滑油量だけでなく、その一部を軸受油供給母管40に供給可能な昇圧装置26の回転トルクとするに必要な吐出圧力としたので、軸受装置に送られる潤滑油量を増大できる。そのため、タービン発電プラント10の大型化による潤滑油量の需要増加に対応できる。
According to this embodiment, the discharge pressure of the
また、主油ポンプ24の吐出圧力を増大しても、主油ポンプ24の吐出流量が増加しないので、主油ポンプ24及び主油ポンプ24から吐出される潤滑油oを受け入れるブースタータービン28のインペラやケーシング等の大型化を必要としない。そのため、タービン発電プラント10が大型化しても、既存の潤滑油供給設備の大型化への改造を必要とせず、設備コストを増加することがない。
さらに、バイパス管60にオリフィス62からなる流路絞り機構を設けているので、軸受装置に送られる潤滑油量が該軸受装置に最適な潤滑油量となるように調整できる。
Further, even if the discharge pressure of the
Further, since the bypass pipe 60 is provided with a flow path restricting mechanism including the orifice 62, the amount of lubricating oil sent to the bearing device can be adjusted to be the optimum amount of lubricating oil for the bearing device.
例えば、図4に示す従来の潤滑油供給設備210において、主油ポンプ214の潤滑油の吐出流量が11,000L(リットル)/分、吐出圧力が10kg/cm2であったとき、ブースタータービン218の潤滑油の吐出流量も11,000L/分となる。
タービン発電プラント200の大型化により、ブースタータービン218の吐出流量を14,000L/分にしたいとき、通常は、吐出流量が14,000L/分となる主油ポンプ及びブースタータービンと交換する。そのため、主油ポンプ及びブースタータービンの大型化を招き、コストアップとなる。
For example, in the conventional lubricating
When it is desired to increase the discharge flow rate of the
これに対し、図1に示す本実施形態の潤滑油供給設備20では、吐出流量が7,000L/分、吐出圧力が20kg/cm2の主油ポンプ24を用い、ブースタータービン28から7,000L/分の潤滑油を吐出させるようにする。これに加えて、バイパス管60から7,000L/分の潤滑油を軸受油供給母管40に合流させることにより、14,000L/分の潤滑油を軸受装置に供給できる。本実施形態では、主油ポンプ24の吐出流量を低く抑えることができるので、主油ポンプ24及びブースタータービン28の大型化を招かず、コストアップとならない。
On the other hand, in the lubricating
本発明によれば、タービン発電プラントを大型化しても、潤滑油供給設備の大型化を招くことなく、十分な潤滑油量を供給できる。また、潤滑油供給設備のコスト増を招かず、潤滑油供給設備の設計自由度を広げることができる。 According to the present invention, a sufficient amount of lubricating oil can be supplied without increasing the size of the lubricating oil supply facility even if the turbine power plant is increased in size. Further, the design flexibility of the lubricating oil supply facility can be expanded without increasing the cost of the lubricating oil supply facility.
10 タービン発電プラント
12,14 タービン
12a、14a ロータ軸
16 発電機
16a、32、80 回転軸
20 潤滑油供給設備
22 油タンク
24 主油ポンプ
26 昇圧装置
28 ブースタータービン
30 ブースターポンプ
34 電動ポンプ
36 モータ
38 吐出管
40 軸受油供給母管
42a〜h 軸受油供給管
44 油冷却器
46 フィルタ
48,52,56 油管
50,54,58 逆止弁
60 バイパス管
62 オリフィス
64,72,82 ケーシング
66,74 入口
68、76 出口
70、78 インペラ
o 潤滑油
DESCRIPTION OF
28
Claims (2)
主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給方法において、
前記ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部をバイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させ、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を増加させると共に、
前記主油ポンプの吐出圧力を、前記昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部を前記バイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力に設定するようにし、
更に、前記バイパス流路を流れる潤滑油の流量を調整することにより、前記軸受装置に供給される潤滑油の流量を調整するようにしたことを特徴とするタービンの潤滑油供給方法。 An oil tank that stores lubricating oil, a main oil pump that is connected to and driven by the rotor shaft of the turbine, and a booster turbine and a booster pump that are immersed under the surface of the lubricating oil and share a rotating shaft. Equipment, and
The lubricating oil discharged from the main oil pump is supplied as hydraulic oil to the hydraulic actuator in the turbine plant, and the lubricating oil is supplied to the booster turbine to drive the booster turbine, and the lubricating oil after driving the booster turbine. In the turbine lubricating oil supply method in which the lubricating oil is returned to the main oil pump by a booster pump.
A part of the lubricating oil discharged from the booster pump is merged with the lubricating oil on the outlet side of the booster turbine via the bypass channel, and the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing device is increased.
The discharge pressure of the main oil pump is adjusted so that a part of the discharge lubricant oil passes through the bypass flow path while maintaining a lift in which the discharge lubricant oil of the booster pump can reach the main oil pump by the rotational torque of the booster. And set the discharge pressure so that it can be supplied to the outlet side lubricant of the booster turbine .
Furthermore, the lubricating oil supply method of the turbine characterized by adjusting the flow volume of the lubricating oil supplied to the said bearing apparatus by adjusting the flow volume of the lubricating oil which flows through the said bypass flow path .
主油ポンプから吐出された潤滑油をタービンプラント内の油圧アクチュエータに作動油として供給すると共に、該潤滑油をブースタータービンに供給して該ブースタータービンを駆動し、ブースタータービンを駆動した後の潤滑油をロータ軸の軸受装置に供給すると共に、ブースターポンプにより潤滑油を主油ポンプに戻すようにしたタービンの潤滑油供給装置において、
前記ブースターポンプの出口側流路とブースタータービンの出口側流路とを結ぶバイパス流路と、前記昇圧装置の回転トルクによってブースターポンプの吐出潤滑油が前記主油ポンプに到達可能な揚程を維持しつつ、該吐出潤滑油の一部を前記バイパス流路を介してブースタータービンの出口側潤滑油に供給可能となる吐出圧力を有する主油ポンプと、を備え、
ブースターポンプから吐出される潤滑油の一部を前記バイパス流路に通してブースタータービンの出口側潤滑油に合流させるように構成し、
更に、前記バイパス流路に潤滑油の流量を調整する絞り機構を設けたことを特徴とするタービンの潤滑油供給装置。 An oil tank that stores lubricating oil, a main oil pump that is connected to and driven by the rotor shaft of the turbine, and a booster turbine and a booster pump that are immersed under the surface of the lubricating oil and share a rotating shaft. An apparatus,
The lubricating oil discharged from the main oil pump is supplied as hydraulic oil to the hydraulic actuator in the turbine plant, and the lubricating oil is supplied to the booster turbine to drive the booster turbine, and the lubricating oil after driving the booster turbine. In the turbine lubricating oil supply device, the lubricating oil is returned to the main oil pump by a booster pump.
A bypass flow path connecting the outlet side flow path of the booster pump and the outlet side flow path of the booster turbine, and a lift at which the discharge lubricating oil of the booster pump can reach the main oil pump is maintained by the rotational torque of the booster. A main oil pump having a discharge pressure capable of supplying a part of the discharged lubricating oil to the outlet side lubricating oil of the booster turbine through the bypass flow path,
A part of the lubricating oil discharged from the booster pump is passed through the bypass flow path so as to merge with the outlet side lubricating oil of the booster turbine ,
Furthermore, a lubricating oil supply device for a turbine , wherein a throttle mechanism for adjusting a flow rate of the lubricating oil is provided in the bypass flow path .
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