JP6696788B2 - 一軸型コンバインドサイクルパワープラントの軸配列 - Google Patents

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Description

本開示は、主として一軸型コンバインドサイクルパワープラントに関し、より詳しくは、大容量タービンに特に適したタービン軸配列に関する。
コンバインドサイクル一軸型パワープラントにおいて、軸上のタービンと発電機の最良の配置を決定するうえでのキーとなるパラメータは、軸トルクの考察、コンバインドサイクルパワープラントの典型的な構成要素である排熱回収ボイラのレイアウトと構成、及び設置面積を含む。
大きなガスタービンの有効性に伴い、既存のクラッチ及び軸受構成要素に制限が生じる場合があり、従って結果として、代替となるタービン軸配列を開発する新たな必要性が生じる場合があろう。
１つの解決手段は、蒸気タービン列をガスタービンと発電機との間に配置することを含む。この解決手段の限界は、高トルクが高圧蒸気タービンを介して伝達されることである。
別の解決手段は、ガスタービンと蒸気タービンとの間に発電機を配置し、これらの間に同期式自動嵌脱クラッチ（ＳＳＳクラッチ）を取り付けることを含む。設置によっては、このようなクラッチは使用することはできない場合がある。
少なくとも、大型の高出力タービンの代替的構成を提供することができる一軸型コンバインドサイクルパワープラントのタービン装置が設けられていて、この場合、同期式自動嵌脱クラッチ又は発電機励磁機軸における機械的制限により、同期式自動嵌脱クラッチ又は発電機励磁機軸を介して軸配列から伝達される出力を制限することが所望される場合がある。
この問題は、独立請求項の主題である手段によって対処される。好適な実施態様は従属請求項に記載されている。
一態様では、一軸型コンバインドサイクルパワープラントは１つの軸を有していて、この軸上には順番に、ガスタービン、中圧蒸気タービン、低圧蒸気タービン、発電機、励磁機軸、高圧蒸気タービンが配置されている。
さらなる態様は、ガスタービンと中圧蒸気タービンとの間で軸上に第１のスラスト軸受を有している。発電機励磁機と高圧蒸気タービンとの間で軸上にある第２のスラスト軸受も配置されていて、この第２のスラスト軸受は、熱膨張を補償するためにその間にたわみ継手を必要とする。この態様は、蒸気タービンの起動のために予備のボイラを必要とすることが予測される。
たわみ継手は、中圧蒸気タービン、低圧蒸気タービンの起動用の比較的小さい予備のボイラを伴う比較的小さいサイズの同期式自動嵌脱クラッチと置き換えることができる。
本開示の別の態様及び利点は、本発明の実施態様を例として示した図面に関する以下の記載により明らかとなろう。
以下に、一例として、本開示の実施態様を添付の図面につきさらに詳しく説明する。
開示の１つの実施の形態による一軸型コンバインドサイクルパワープラントの概略図である。
詳細な説明
本開示の典型的な実施の形態を図面につき説明するが、この場合、全体にわたって同じ参照符号は同じ要素を示すために使用されている。以下の記載では、説明の目的で、幾つかの特定の詳細が、本開示の完全な理解を提供するために説明されている。しかしながら本開示は、これらの特定の詳細なしでも実施されてよく、ここに記載した実施の形態に限定されるものではない。
記述全体にわたり、蒸気タービンの圧力名称は、その相対的な入口の体積流量を定義している。従って、高圧蒸気タービン１８は中圧蒸気タービン１４よりも低い相対的な入口の体積流量を有しており、中圧蒸気タービン１４は低圧蒸気タービン１６よりも低い入口の体積流量を有している。
図１には、一軸型コンバインドサイクルパワープラント１０の実施態様の例が示されている。軸３０上には、ガスタービン１２、中圧蒸気タービン１４、低圧蒸気タービン１６、発電機２０、及び高圧蒸気タービン１８が存在しており、順番に軸３０上に配置されている。この文脈では、「順番に」とは、中圧蒸気タービン１４がガスタービン１２と低圧蒸気タービン１６との間に位置し、低圧蒸気タービン１６が中圧蒸気タービン１４と発電機２０との間に位置し、発電機２０が低圧蒸気タービン１６と高圧蒸気タービン１８との間に位置し、ガスタービン１２と高圧蒸気タービン１８とは軸３０の両端部に位置していることを意味する。
さらなる実施態様では、スラスト軸受２４がガスタービン１２と中圧蒸気タービン１４との間で軸３０上に配置されていて、別のスラスト軸受２５が発電機２０と高圧蒸気タービン１８との間で軸３０上に配置されている。
別の実施態様では、たわみ継手２２が発電機２０と高圧蒸気タービン１８との間で、かつ／又は発電機２０と第２のスラスト軸受２５との間で軸３０上に配置されている。
本開示は、最も実用的な実施態様であると考えられるものを本明細書に示し説明してきたが、他の特定の形態で実施することができる。例えば、コンバインドサイクルパワープラントは、この一軸上に位置するのではない付加的な蒸気タービンを含むことができ、この場合、高圧蒸気タービン１８は、コンバインドサイクルパワープラントに配置された最も高圧の蒸気タービンであっても良く、またはそうでなくても良い。したがって、ここに開示された実施の形態は、全ての側面において、例示的であり、制限されるものでないと考えられる。本開示の範囲は、添付の請求項に示されていて、請求項の意味と範囲と等価のもののうちにある前記説明と全ての変化形は、本発明に含まれる。
１０ コンバインドサイクルパワープラント
１２ ガスタービン
１４ 中圧蒸気タービン
１６ 低圧蒸気タービン
１８ 高圧蒸気タービン
１９ 凝縮器
２０ 発電機
２２ たわみ継手
２４，２５ スラスト軸受
３０ 軸

Claims (1)

  1. 一軸型コンバインドサイクルパワープラント（１０）であって、
    軸（３０）を有していて、この軸上には順番に、
    ガスタービン（１２）、
    第１のスラスト軸受（２４）、
    中圧蒸気タービン（１４）、
    低圧蒸気タービン（１６）、
    発電機（２０）、
    たわみ継手（２２）、
    第２のスラスト軸受（２５）、及び
    高圧蒸気タービン（１８）
    が配置され、前記ガスタービン（１２）と前記高圧蒸気タービン（１８）とが前記軸の両端部に位置している、一軸型コンバインドサイクルパワープラント（１０）。
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