JP5901405B2 - 低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法に関するものである。

プラント等にて高圧側蒸気タービンを駆動した後に発生する０．２ＭＰａ（ゲージ圧。以下同じ。）から０．５ＭＰａ程度の低圧蒸気は、蒸気ヘッダを介して復水器で凝縮される場合がある。この場合、低圧蒸気が有するエネルギーは、回収されることなく無駄に消費されることになる。

特許文献１では、可搬式筐体に対して低圧蒸気回収タービン、発電機及び復水器を据え付けることによって、容易に設置ができるとともに、高圧側蒸気タービンから排出される低圧蒸気を有効に回収して発電を行う技術が開示されている。また、特許文献２では、プラントで余剰となった余剰水蒸気又は廃熱エネルギーの熱回収で得られた水蒸気によって低圧タービンを駆動して発電機に発電させることで、プラントの余剰エネルギーを有効利用する技術が開示されている。

特開２００８−２８０９７４号公報 特開２００１−３４９２０５号公報

従来、蒸気を発電機の動力源としたパッケージ型発電装置では、標準仕様が復水器あり、又は復水器なしのどちらか一方の設定であった。このため、所定位置への設備設置後の復水器の追加による背圧タービン型から復水タービン型への転換、又は、設置済み復水器の撤去による復水タービン型から背圧タービン型への転換は、都度設計となることから、コスト及び納期の面から実行が困難であった。

例えば、背圧タービン型として運用していた蒸気タービン発電装置に対して、復水器を新たに追加する場合、例えば、特許文献１及び２などでは、復水器を低圧蒸気タービン及び発電機の下に設置したり、新たに復水器用の架台を設置したりしなければならなかった。

また、復水タービン型として運用していた蒸気タービン発電装置を背圧タービン型に転換する場合、例えば、特許文献１及び２などでは、復水器が設置されていた場所は、空いた空間となり無駄が生じてしまう。そのため、復水器の撤去後にタービンや発電機の配置転換を行うとしても、設計や配置作業にかかる手間や時間を考慮すると現実的ではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、蒸気タービン及び発電機が筐体内に設置されているとき、復水器の設置又は撤去を迅速かつ容易に行うことが可能な低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている。

この発明によれば、筐体の下面に低圧蒸気タービンと発電機が設置されていることから、筐体を据付場所へ運搬し据え付けることによって、低圧蒸気を利用できる低圧蒸気タービン発電装置の設置が可能になる。低圧蒸気タービン発電装置は、復水器を設置する復水タービン型と復水器を設置しない背圧タービン型に分けられるところ、筐体の上面に復水器を支持できる梁材が設けられていることから、筐体は、復水タービン型に対応できる。また、復水タービン型では、低圧蒸気タービンと復水器を結ぶ第１配管が設けられ、背圧タービン型では、低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサが設けられるところ、復水タービン型の第１配管と背圧タービン型の第２配管とでは、低圧蒸気タービンに接続される配管経路が異なる場合がある。この場合でも、それぞれの配管を支持する支持部材を設置するための支持部材用の第１孔と第２孔が上面の側面にそれぞれ形成されていることから、筐体は、復水タービン型と背圧タービン型のいずれにも対応できる。

また、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、前記上面上に前記復水器を設置するステップと、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を設置するステップと、前記第１孔に前記支持部材を設置するステップと、前記第１孔に設置された前記支持部材に前記第１配管を支持させるステップとを含む。

この発明によれば、上面上に復水器が設置され、低圧蒸気タービンと復水器を結ぶ第１配管が設けられる。そして、支持部材が第１孔を用いて筐体に接続されて、第１配管が支持部材を介して筐体に支持される。これにより、復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置が設置される。

また、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管と前記第２配管に接続されるサイレンサを設置するステップと、前記第２孔に前記支持部材を設置するステップと、前記第２孔に設置された前記支持部材に前記サイレンサを支持させるステップとを含む。

この発明によれば、低圧蒸気タービンと外部を結ぶ第２配管とサイレンサが設けられる。そして、支持部材が第２孔を用いて筐体に接続されて、サイレンサが支持部材を介して筐体に支持される。これにより、背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置が設置される。

本発明によれば、蒸気タービン及び発電機が筐体内に設置されているとき、復水器の設置又は撤去を迅速かつ容易に行うことができ、例えば背圧タービン型から復水タービン型への転換、又は復水タービン型から背圧タービン型への転換といった形式の変更を容易に行うことも可能である。

本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る低圧蒸気タービン発電装置１，２の構成について説明する。
低圧蒸気タービン発電装置１，２は、例えば低圧蒸気ヘッダ（図示せず。）から０．２ＭＰａから０．５ＭＰａ程度かつ１２０℃から１５０℃程度の低圧飽和蒸気が供給されて発電を行う。低圧蒸気ヘッダには、高圧側蒸気タービンから蒸気が供給される。

低圧蒸気タービン発電装置１，２は、パッケージ型発電装置であって、筐体４及び筐体４内部の機器類からなるユニット部３を備える。筐体４内部には、蒸気タービン５、発電機６、機側盤７及びドレンタンク８などの各機器が設置される。ユニット部３は、復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置１（以下「復水タービン発電装置１」ともいう。）と、背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置２（以下「背圧タービン発電装置２」ともいう。）の両者に対応可能である。

上記のユニット部３は、供給される低圧蒸気の流量に対応して設計及び製造されて、複数の種類のユニット部３が標準設備として用意されてもよい。ユニット部３の各種類は、出力が例えば200kW、500kW、1000kWというように分けられる。

筐体４は、例えば外寸長さ×外寸幅×内寸高さが、5,700mm×2,200mm×3,000mmである。筐体４の下面４Ａにおける４箇所の隅付近には、リフティングラグ９が設置される。リフティングラグ９を用いることによって、ワイヤを介してクレーンによって、ユニット部３を容易に昇降したり設置したりすることができる。また、筐体４がＩＳＯ規格に則ったドライコンテナに近いサイズを有することで、トレーラによってユニット部３を容易に搬送できる。

なお、筐体４は、例えばＩＳＯ規格に則ったドライコンテナと同等のサイズ（例えば20ftタイプ）を有してもよい。これにより、トレーラやクレーンといった運搬装置によって容易に搬送及び設置することができる。

筐体４は、下面４Ａ、上面４Ｂ、柱材４Ｃ及び側面４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇなどを有する。筐体４の側面４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇの所定箇所には、ドア（図示せず。）が設けられ、ドアを介して作業員が筐体４の内部に出入りすることができる。筐体４の内部には、蒸気タービン５、発電機６、機側盤７及びドレンタンク８などが下面４Ａ上に設置される。蒸気タービン５及び発電機６は、それぞれの回転軸が筐体４の長手方向に対して平行になるように設置される。復水タービン発電装置１の場合、上面４Ｂ上に、復水器１６やエジェクタ１７が設置される。

筐体４は、復水タービン発電装置１に使用される場合と、背圧タービン発電装置２に使用される場合の両方に耐えられる構造強度を有する。特に、筐体４の上面４Ｂは、ユニット部３が復水タービン発電装置１に使用できるように、上面４Ｂの下面には、梁材４Ｈが設けられる。梁材４Ｈは、上面４Ｂの構造を補強する。これにより、上面４Ｂは、復水器１６及びエジェクタ１７など上面４Ｂ上に設置される機器類を支持できる。梁材４Ｈは、例えば復水器１６の脚部の下面に沿って設置される。

ユニット部３が初めに背圧タービン発電装置２として使用されると分かっている場合でも、梁材４Ｈが予めユニット部３に設けられることによって、背圧タービン発電装置２から復水タービン発電装置１に転換する場合に、補強工事が不要になり、低圧蒸気タービン発電装置の転換が容易になる。

また、筐体４の上面４Ｂの側面には、サポータ３２，３６を取り付けるためのボルト用孔４０，４１が形成されている。ボルト用孔４０は、復水タービン発電装置１にて設置される蒸気排出管１１の経路を考慮して形成され、ボルト用孔４１は、背圧タービン発電装置２にて設置される蒸気排出管３５の配管経路及びサイレンサ３４の位置を考慮して形成される。さらに、筐体４の上面４Ｂの側面には、エジェクタ操作用床３０を取り付けるためのボルト用孔（図示せず。）が形成されている。またさらに、エジェクタ操作用床３０の側面には、はしご３１を取り付けるためのボルト用孔（図示せず。）が形成されている。ボルト用孔４０，４１や、エジェクタ操作用床３０用又ははしご３１用のボルト用孔は、組立工場にて予め形成されることによって、据付け場所での設置作業を低減できる。また、ボルト用孔４０，４１の両者が予め形成されていることによって、低圧蒸気タービン発電装置の転換が容易になる。

次に、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２に共通して設置される蒸気タービン５、発電機６等の機器類と、これらの機器類に接続される配管系統について説明する。なお、ユニット部３が所定場所に据え付けられる前に組立工場にて設置可能なユニット部3内部の配管は、組立工場で予め設置される。

蒸気タービン５は、低圧蒸気ヘッダから低圧蒸気が供給される。そして、蒸気タービン５は、低圧蒸気によって回転駆動する。
蒸気タービン５の入口部には、低圧蒸気導入管１０が接続される。低圧蒸気導入管１０は、低圧蒸気ヘッダから供給される低圧蒸気が流れる。低圧蒸気導入管１０は、筐体４の内部にて筐体４の長手方向に対して直交する方向に配置される。

低圧蒸気導入管１０には制御弁１２が設けられ、制御弁１２の下流側には調速装置であるガバナ１３が設けられる。低圧蒸気導入管１０の端部にはフランジ１０ａが設けられる。フランジ１０ａは、筐体４の側面４Ｄ上に設けられ、低圧蒸気ヘッダと接続された外部の低圧蒸気導入管（図示せず。）と接続される。これにより、側面４Ｄを外すことなく、配管同士を接続できる。

蒸気タービン５の出口部には、蒸気排出管１１が接続される。蒸気排出管１１は、蒸気タービン５を通過した蒸気が流れる。蒸気タービン５の出口部にはフランジ５ａが設けられる。フランジ５ａには、ユニット部３の据付け後に、蒸気排出管１１が接続される。蒸気排出管１１は、復水タービン発電装置１の場合に設けられ、背圧タービン発電装置２の蒸気排出管３５の場合とは配管経路が異なる。蒸気排出管１１を通過した蒸気は、復水器１６に供給される。

蒸気タービン５と発電機６の間には、蒸気タービン５の出力軸の回転速度を減じる減速ギヤ１４が設けられる。蒸気タービン５の出力軸は、例えば継手を介さずに減速ギヤ１４に直結されており、蒸気タービン５はギヤ一体型である。

発電機６は、減速ギヤ１４を介して蒸気タービン５と接続され、蒸気タービン５の回転力によって発電する。
筐体４の内部にて、蒸気タービン５と発電機６の間には隔壁１５が設けられる。隔壁１５によって、蒸気タービン５が発生する熱による発電機６への影響を低減できる。

機側盤７は、例えば下面４Ａ上であって発電機６側に設けられる。機側盤７には、蒸気タービン５、発電機６、復水ポンプ１８等を運転、制御するための各種機器（電力盤、制御盤など）が収納される。

ドレンタンク８は、ガバナ１３の入口部分や蒸気タービン５の出口部分に溜まるドレン水を一時的に貯留し、外部に排出する。ドレンタンク８の一の入口部には、ドレン導入管３８が接続され、他の入口部には、ドレン導入管３９が接続される。ドレン導入管３８の他側は、ガバナ１３の入口部分付近と接続される。ドレン導入管３９の他側は、蒸気タービン５の出口部分と接続される。
ドレンタンク８の出口部には、ユニット部３の据付け後に、ドレン排出管（図示せず。）が接続される。ドレン排出管は、プラント等に設けられた既設のドレン配管系統に接続される。

次に、復水タービン発電装置１に設置される特有の機器類、配管系統及び設備部材と、背圧タービン発電装置２に設置される特有の機器類及び配管系統についてそれぞれ説明する。

まず、復水タービン発電装置１について説明する。復水タービン発電装置１は、復水器１６とエジェクタ１７と復水ポンプ１８を備える。復水器１６やエジェクタ１７は、上面４Ｂ上に設置され、復水ポンプ１８は、下面４Ａ上に設置される。

復水器１６は、冷却水と熱交換して、蒸気タービン５からの排出蒸気を凝縮液化する。蒸気タービン５と復水器１６が接続された復水タービンは、蒸気タービン５から排出された蒸気を復水器１６で凝縮するまで冷却して使用するもので、タービン排気圧力を大気圧よりも低くできる。

復水器１６の蒸気入口部には、蒸気排出管１１が接続され、蒸気タービン５から復水器１６の内部に蒸気が供給される。

復水器１６の冷却水入口部には、冷却水導入管１９が接続され、復水器１６の冷却水出口部には、冷却水排出管２０が接続される。また、冷却水導入管１９には制御弁２１が設けられ、冷却水排出管２０には制御弁２２が設けられる。冷却水導入管１９は、例えばフランジ１９ａを介して外部の冷却水導入管（図示せず。）と接続されて、冷却水がプラント等の既設の冷却水管系統から復水器１６に供給される。冷却水排出管２０は、例えばフランジ２０ａを介して外部の冷却水排出管（図示せず。）と接続されて、復水器１６から排出された冷却水がプラント等の既設の排出管系統に排出される。

エジェクタ１７は、復水器１６の溜まる空気を抽出して、復水器１６内部を真空にする。エジェクタ１７と復水器１６とは、空気排出管２３によって結ばれる。復水器１６の上部に溜まった空気は、空気排出管２３を介してエジェクタ１７に排出される。

空気排出管２３には、起動用蒸気導入管２４が接続される。起動用蒸気導入管２４の他側は、低圧蒸気導入管１０と接続される。起動用蒸気導入管２４には、開閉弁２５が設けられ、エジェクタの起動時に開閉弁２５が開状態にされることによって、蒸気が、起動用蒸気導入管２４及び空気排出管２３を介して、エジェクタ１７に導入される。これにより、エジェクタ１７が起動する。

また、エジェクタ１７の冷却水入口部には、冷却水導入管２６が接続され、エジェクタ１７の冷却水出口部には、冷却水排出管２７が接続される。冷却水導入管２６は、上述の冷却水導入管１９から分岐され、冷却水排出管２７は、上述の冷却水排出管２０と合流する。

復水ポンプ１８は、復水器１６内部に貯留された復水を復水器１６から排出し、外部の給水系統へ供給する。復水器１６の底部と復水ポンプ１８の入口部の間に、復水排出管２８が設けられる。復水排出管２８の上流端は、復水器１６の底部に接続されており、復水排出管２８の高さ位置を復水器１６の下方に位置させている。これにより、復水ポンプ１８は、復水器１６に貯留した飽和水（復水）の静ヘッドを利用できる。

復水ポンプ１８の出口部には、復水供給管２９が設けられる。復水供給管２９は、例えばフランジ２９ａを介して外部の給水管（図示せず。）と接続されて、復水器１６から供給される復水がプラント等の既設の給水管系統に供給される。

復水タービン発電装置１において、筐体４の上面４Ｂには、エジェクタ操作用床３０、はしご３１及びサポータ３２が更に設けられる。
エジェクタ操作用床３０は、上面４Ｂとほぼ同一面に、例えば筐体４の長手方向に対して平行に上面４Ｂに沿って設けられる。これにより、上面４Ｂのレベルで作業可能な領域が増えるため、作業員によるエジェクタ１７の操作、例えば開閉弁２５の開閉動作などが容易になる。

はしご３１は、筐体４の外部にて、例えばエジェクタ操作用床３０に立て掛けられ固定される。はしご３１によって、作業員は、エジェクタ操作用床３０や上面４Ｂ上にアクセスすることができる。

サポータ３２は、上面４Ｂの側面に設置される。側面には、サポータ３２を固定するためのボルト用孔４０（図４参照）が形成され、ボルトが締結されることによって、サポータ３２は、筐体４に対して固定される。サポータ３２は、蒸気タービン５と復水器１６とを結ぶ蒸気排出管１１を支持する。蒸気排出管１１の外周にはトラニオン３３が溶接によって設けられ、トラニオン３３がサポータ３２上に載置されることによって、蒸気排出管１１がサポータ３２によって支持される。

次に、背圧タービン発電装置２について説明する。背圧タービン発電装置２は、蒸気タービン５の下流側にサイレンサ３４が設置される。背圧タービンは、蒸気を大気圧以上の圧力で排出するタービンである。

背圧タービン発電装置２は、復水タービン発電装置１と異なり、復水器１６が設置されない。背圧タービン発電装置２では、蒸気タービン５から排出される蒸気は、大気に放出される。蒸気タービン５から排出される蒸気は、プラントなどにおける作業用蒸気又は熱源として使用されてもよい。

蒸気タービン５の出口部には、蒸気排出管３５が接続される。蒸気排出管３５は、蒸気タービン５を通過した蒸気が流れる。蒸気タービン５の出口部にはフランジ５ａが設けられる。フランジ５ａには、ユニット部３の据付け後に、蒸気排出管３５が接続される。背圧タービン発電装置２の場合の蒸気排出管３５は、復水タービン発電装置１の蒸気排出管１１とで配管経路が異なる。

蒸気排出管３５は、筐体４の外部にてサイレンサ３４に接続される。サイレンサ３４は、蒸気タービン５から発生する音を減衰させる。サイレンサ３４は、筐体４の外部に設けられたサポータ３６によって支持される。

サポータ３６は、上面４Ｂの側面に設置される。側面には、上述の復水タービン発電装置用のボルト用孔４０と異なる位置に、サポータ３６を固定するためのボルト用孔４１（図１参照）が形成され、ボルトが締結されることによって、サポータ３６は、筐体４に対して固定される。サポータ３６は、サイレンサ３４を支持する。サイレンサ３４の外周にはトラニオン３７が溶接によって設けられ、トラニオン３７がサポータ３６上に載置されることによって、サイレンサ３４がサポータ３６によって支持される。

次に、低圧蒸気タービン発電装置１，２、すなわち復水タービン発電装置１及び背圧タービン発電装置２の設置方法について説明する。
まず、組立工場にて、所定のサイズ（例えば外寸長さ×外寸幅×内寸高さが、5,700mm×2,200mm×3,000mm）で筐体４が形成される。筐体４として、ＩＳＯ規格に則ったドライコンテナが使用されてもよい。そして、筐体４の内部であって、下面４Ａ上に蒸気タービン５、発電機６、機側盤７、ドレンタンク８及び隔壁１５などが設置される。このとき、筐体４内部の範囲において、蒸気タービン５及びドレンタンク８の入口や出口に配管が接続されたり、機側盤７と蒸気タービン５又は発電機６との間の配線が行われたりする。このように各機器や配管及び配線が設けられて、ユニット部３が構成される。これにより、据付け場所における設置作業の手間や時間を低減できる。ユニット部３が所定場所に据え付けられる前に組立工場にて設置可能なユニット部３内部の配管は、例えば低圧蒸気導入管１０、ドレン導入管３８，３９がある。

また、筐体４の上面４Ｂには、梁部材４Ｈが予め設置される。これにより、復水タービン発電装置１を設置する場合や背圧タービン発電装置２を復水タービン発電装置１に転換する場合、上面４Ｂが、復水器１６及びエジェクタ１７など上面４Ｂ上に設置される機器類を支持できる。さらに、復水タービン発電装置１のサポータ３２及び背圧タービン発電装置２のサポータ３６のいずれにも対応可能なように、上面４Ｂの側面にボルト用孔４０，４１がそれぞれ予め設けられる。ボルト用孔４０，４１の数は取り付けられるサポータ３２，３６に応じて決定される。なお、サポータ３２，３６についても、支持する蒸気排出管１１又はサイレンサ３４に応じて、組立工場で予め形成される。また、上面４Ｂの側面には、エジェクタ操作用床３０用のボルト穴が予め設けられ、エジェクタ操作用床３０の側面には、はしご３１用のボルト穴が予め設けられる。

そして、組み立てられたユニット部３が、組立工場から据付け場所を有するプラント等までトレーラによって搬送される。ユニット部３は、ＩＳＯ規格に則ったドライコンテナに近いサイズであることから、トレーラに対して容易に積み付けることができる。また、ユニット部３には、リフティングラグ９が設けられていることから、トレーラに対して積み付ける際に、ワイヤを介してクレーンによって昇降される。

トレーラによってプラント等まで、搬送されたユニット部３は、所定のクレーンによってトレーラから荷揚げされる。その後、ユニット部３は、所定の据付け場所まで搬送され、ユニット部３が据付け場所に据え付けられる。

据付け場所では、ユニット部３の低圧蒸気導入管１０が、低圧蒸気ヘッダから導かれる低圧蒸気導入管と接続される。また、ドレン排出管が、ドレンタンク８とプラントに設置された排水管との間に接続される。

そして、復水タービン発電装置１を組み立てる場合、据付け場所では、筐体４に対して、エジェクタ操作用床３０及びサポータ３２が設置される。このとき、サポータ３２は筐体４の上面４Ｂの側面に予め形成されたボルト用孔４０に固定される。その後、エジェクタ操作用床３０に対して、はしご３１が立て掛けられる。

その後、上面４Ｂ上には、復水器１６及びエジェクタ１７が設置される。また、冷却水導入管１９，２６が、それぞれ復水器１６及びエジェクタ１７に接続され、冷却水導入管１９，２６が、プラント等に設置された冷却水配管と接続される。さらに、冷却水排出管２０，２７が、それぞれ復水器１６及びエジェクタ１７に接続され、プラント等に設置された排水管と接続される。またさらに、復水器１６とエジェクタ１７の間に空気排出管２３が接続され、空気排出管２３と低圧蒸気導入管１０との間に起動用蒸気導入管２４が設置される。また、復水排出管２８が、復水器１６と復水ポンプ１８の間に設けられ、復水供給管２９が、復水ポンプ１８とプラントに設置された給水管との間に接続される。

そして、蒸気タービン５と復水器１６の間には、蒸気排出管１１が設置される。このとき、蒸気排出管１１に設けられたトラニオン３３をサポータ３２上に載置して、蒸気排出配管１１をサポータ３２に支持させる。

一方、背圧タービン発電装置２の場合、据付け場所では、筐体４に対して、サポータ３６が設置される。このとき、サポータ３６は筐体４の上面４Ｂの側面に予め形成されたボルト用孔４１に固定される。
そして、蒸気排出管３５が蒸気タービン５の出口部に設置される。また、サイレンサ３４に設けられたトラニオン３７をサポータ３６上に載置して、サイレンサ３４をサポータ３６に支持させる。その後、サイレンサ３４が、蒸気排出管３５と接続される。

最後に、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２の両者の場合において、機側盤７の電力出力端子と、外部の高圧配電盤の電力入力端子とが接続される。また、機側盤７のシンクロ装置の外部入力端子と母線の位相信号を出力する出力端子とが接続される。

以上により、復水タービン発電装置１又は背圧タービン発電装置２が設置される。本実施形態では、共通化されたユニット部３が使用されることから、据え付け場所の要望に応じて、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２を個別に設計、製造する必要がない。

また、筐体４内部の機器類の配置の共通化、筐体４の設計の共通化が図られていることによって、ユニット部３の所定位置据付け後の蒸気タービン発電装置の変更が容易である。例えば、復水器１６が筐体４の内部ではなく、筐体４の上面４Ｂに設置されることから、蒸気タービン発電装置の形式変更に伴う復水器１６の撤去又は追加が容易になる。その結果、背圧タービン発電装置２から復水タービン発電装置１への転換、又は復水タービン発電装置１から背圧タービン発電装置２への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。

さらに、上面４Ｂの下面には、梁材４Ｈが予め設けられていることから、背圧タービン発電装置２を復水タービン発電装置１に転換する場合でも、再度設計や追加施工することなく、上面４Ｂが、復水器１６及びエジェクタ１７など上面４Ｂ上に設置される機器類を支持できる。

また、上面４Ｂの側面には、ボルト用孔４０，４１がそれぞれ設けられることから、復水タービン発電装置１のサポータ３２及び背圧タービン発電装置２のサポータ３６のいずれにも対応可能である。その結果、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２それぞれの設置を迅速に行うことができるだけでなく、背圧タービン発電装置２から復水タービン発電装置１への転換、又は復水タービン発電装置１から背圧タービン発電装置２への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。

次に、低圧蒸気タービン発電装置１，２、すなわち復水タービン発電装置１及び背圧タービン発電装置２の動作について説明する。
まず、高圧側蒸気タービンにおいて仕事を終えた０．２ＭＰａから０．５ＭＰａ程度の低圧蒸気が低圧蒸気ヘッダへと排出され、この低圧蒸気ヘッダから低圧蒸気が蒸気タービン５へと供給される。低圧蒸気は、低圧蒸気導入管１０から導入され、制御弁１２にて蒸気流量が調整された後、ガバナ１３へと導かれる。ガバナ１３では、蒸気タービン５の回転数が所望回転数に調速されるように蒸気流量が調整される。

ガバナ１３を通過した低圧蒸気は、蒸気タービン５内へと流れ込み、蒸気タービン５のタービン動翼に対して仕事を行う。低圧蒸気によって与えられた仕事は、タービン動翼を介してロータ及び回転軸へと伝達され、機械的動力としての回転出力として取り出される。回転軸からの回転出力は、回転軸に直結された減速ギヤ１４へと伝達されて所望の回転数まで減じられる。減速ギヤ１４からの回転出力は、最終段ギヤ軸からカップリングを介して発電機６の入力軸へと伝達される。発電機６は、入力軸から入力される機械的回転力を電気エネルギーに変換し、発電する。

復水タービン発電装置１の場合、タービン動翼に対して仕事を終えた蒸気は、蒸気排出管１１から排出される。蒸気排出管１１に導かれた排出蒸気は、復水器１６内へと導かれる。復水器１６内の空間は、エジェクタ１７によって真空引きされており、これにより、排出蒸気が復水器１６内へと導かれる。

そして、復水器１６内に導かれた排出蒸気は、冷却水導入管１９から導かれた冷却水によって冷却され、凝縮液化して飽和水となり、復水器１６の下方に貯留される。冷却水導入管１９から供給されて排出蒸気から凝縮潜熱を奪った冷却水は、冷却水排出管２０を通って外部へと排出される。

復水器１６の下方に貯留した飽和水（復水）は、復水ポンプ１８によって、復水排出管２８及び復水供給管２９を通り、外部の給水系統へと排出される。なお、復水排出管２８が復水器１６の底部に設けられて、復水ポンプ１８が復水器１６の下方に位置しているので、復水器１６に貯留した飽和水の静ヘッドを利用でき、復水ポンプ１８によって飽和水が円滑に搬送される。

背圧タービン発電装置２の場合、タービン動翼に対して仕事を終えた蒸気は、蒸気排出管３５へと導かれる。そして、蒸気排出管３５へと流れ込んだ排出蒸気は、サイレンサ３４を通過して外部へ排出される。蒸気タービン５から排出される蒸気は、外部へ排出されるまでの区間において、プラントなどにおける作業用蒸気又は熱源として使用されてもよい。

そして、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２の両者の場合において、発電機６にて発電された電力は、自動電圧調整器によって所望電圧に調整される。また、発電電力は、機側盤７に設けられたシンクロ装置によって発電電力と母線との位相が調整された後に、外部の高圧配電盤に設けた母線へと供給される。

次に、本実施形態に係る低圧蒸気タービン発電装置１，２の作用効果について説明する。
高圧側蒸気タービンから排出された低圧蒸気が、蒸気タービン５によって回収されて発電機６によって発電が行われることにより、従来では利用されずに廃棄されていた低圧蒸気のエネルギーが有効に利用される。

また、復水タービン発電装置１の場合、蒸気タービン５からの排気蒸気を凝縮液化する復水器１６が備わっているので、復水器１６によって液化された飽和水が設置工場内の給水系統へと返送される。

さらに、トレーラやクレーン等の運搬装置によって運搬可能とされた筐体４に対して、蒸気タービン３及び発電機６が設置されているので、可搬式とされた筐体４をプラント内に据え付けるだけで現場への導入工程がほぼ終了し、作業を短縮化することができる。

またさらに、蒸気タービン３及び発電機６を筐体４に据え付けることによってユニット化されるので、予め異なる出力の低圧蒸気回収タービン発電装置１を標準設備として用意しておけば、設計時間および納期の短縮を図ることができる。

本実施形態では、ユニット部３における機器類を、復水器１６、復水ポンプ１８及びサイレンサ３４と、これらに接続される配管類を除き、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２とで同じ設計、配置とした。また、筐体４も、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２とで同一設計とした。このように、筐体４内部の機器類の配置の共通化、筐体４の設計の共通化を図ることによって、ユニット部３の所定位置据付け後の蒸気タービン発電装置の変更が容易になる。

復水タービン発電装置１の場合に設置される蒸気タービン５と復水器１６を結ぶ蒸気排出管１１、背圧タービン発電装置２の場合に設けられるサイレンサ３４は、ユニット部３が所定位置に据え付けられた後に、筐体４の外部に設置される。これらの蒸気排出管１１又はサイレンサ３４が筐体４の外部に設置されることで、接続先（復水器又はサイレンサ）変更時の配管工事を最小化し、蒸気タービン発電装置の変更が容易になる。

復水タービン発電装置１の場合、復水器１６が筐体４の内部ではなく、筐体４の上面４Ｂ上に設置される。これにより、蒸気タービン発電装置の形式変更に伴う復水器の撤去又は追加が容易になる。その結果、背圧タービン発電装置２から復水タービン発電装置１への転換、又は復水タービン発電装置１から背圧タービン発電装置２への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。

さらに、上面４Ｂの下面には、梁材４Ｈが予め設けられていることから、背圧タービン発電装置２を復水タービン発電装置１に転換する場合でも、再度設計や追加施工することなく、上面４Ｂが、復水器１６及びエジェクタ１７など上面４Ｂ上に設置される機器類を支持できる。

また、上面４Ｂの側面には、ボルト用孔４０，４１がそれぞれ設けられることから、復水タービン発電装置１のサポータ３２及び背圧タービン発電装置２のサポータ３６のいずれにも対応可能である。その結果、復水タービン発電装置１と背圧タービン発電装置２それぞれの設置を迅速に行うことができるだけでなく、背圧タービン発電装置２から復水タービン発電装置１への転換、又は復水タービン発電装置１から背圧タービン発電装置２への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。

１ 低圧蒸気タービン発電装置、復水タービン発電装置
２ 低圧蒸気タービン発電装置、背圧タービン発電装置
３ ユニット部
４ 筐体
４Ａ 下面
４Ｂ 上面
４Ｃ 柱材
４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ 側面
４Ｈ 梁材
５ 蒸気タービン（低圧蒸気タービン）
６ 発電機
７ 機側盤
８ ドレンタンク
９ リフティングラグ
１０ 低圧蒸気導入管
１１ 蒸気排出管（第１配管）
１２，２１，２２ 制御弁
１３ ガバナ
１４ 減速ギヤ
１５ 隔壁
１６ 復水器
１７ エジェクタ
１８ 復水ポンプ
１９，２６ 冷却水導入管
２０，２７ 冷却水排出管
２３ 空気排出管
２４ 起動用蒸気導入管
２５ 開閉弁
２８ 復水排出管
２９ 復水供給管
３０ エジェクタ操作用床
３１ はしご
３２，３６ サポータ（支持部材）
３３，３７ トラニオン
３４ サイレンサ
３５ 蒸気排出管（第２配管）
３８，３９ ドレン導入管
４０ ボルト用孔（第１孔）
４１ ボルト用孔（第２孔）

Claims (3)

1. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、
   前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、
   前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、
   前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、
   前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置。
2. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、
   前記上面上に前記復水器を設置するステップと、
   前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を設置するステップと、
   前記第１孔に前記支持部材を設置するステップと、
   前記第１孔に設置された前記支持部材に前記第１配管を支持させるステップと、
   を含む低圧蒸気タービン発電装置の設置方法。
3. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第１配管を支持する支持部材用の第１孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第２孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、
   前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第２配管と前記第２配管に接続されるサイレンサを設置するステップと、
   前記第２孔に前記支持部材を設置するステップと、
   前記第２孔に設置された前記支持部材に前記サイレンサを支持させるステップと、
   を含む低圧蒸気タービン発電装置の設置方法。
   

Images