JPH01159403A - 蒸気タービン用油ポンプの運転方法及び運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気タービンの制御油系統のポンプ及び、軸受
潤滑油系統のポンプの運転方法及び同装置に係り、特に
タービンの通常運転時とターニング時とで同じ１台のポ
ンプを使用して運転するに好適な、油ポンプ運転方法及
び同運転装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図はこの種の油ポンプ運転装置に関する従来例を示
す系統図である。

油タンク１の中に主油ポンプ２が設置され、交流電動機
３に直結されている。

タービンシャフト駆動の主油ポンプを有せず、交流電動
機駆動の主油ポンプを有する油供給設備では１通常運転
時に作動する交流電動駆動式の１台の主油ポンプの他に
、予備として、同容量の交流電動駆動ポンプを有するが
、本図では省略する。

ボイラ給水ポンプ駆動タービン起動時、及び定格運転時
、通常の交流電源４により交流電動機３を作動させ、交
流電動機３と連結された主油ポンプ２によって油タンク
１内の油を圧送する。該主油ポンプ２からの吐出油は、
タービンの弁の制御油系５と、減圧弁６を通過したター
ビン軸受潤滑油系７とに送られている。ここで制御油系
５の油圧は１４　ｋｇ／ａｄ程度で、潤滑油系７の油圧
は４ｋｇ／ｄ程度である。

主タービン、発電機（図示せず）がトリップした場合、
通常の交流電源４が喪失し、交流電動駆動主油ポンプ３
は停止する。この時ボイラ給水ポンプ駆動タービンもト
リップするが、タービンロータと軸受との焼付き等を防
止するために、非常用直流電源８による直流電動機９と
この直流電動機９に連結された非常用油ポンプ１０が直
ちに作動し、軸受潤滑油系７に油を供給する。しかし、
非常用直流電源８は蓄電池であるため、長時間使用する
ことができない。そこで、非常用デイ−デルエンジン１
１を起動して、非常用交流発電機１２の発生電力を立上
げ、この交流電源により再び交流電動機３及び主油ポン
プ２を作動せしめ、長時間のタービンターニング中にも
軸受潤滑油の供給継続が可能である。この場合ボイラ給
水ポンプ駆動タービン（図示せず）はトリップ中である
が、制御油系５及び軸受潤滑油系７には定格油圧が供給
されている。

なお、この種の装置として関連するものには、例えば特
開昭５３−２０２３１０が挙げられる。

〔発明が解決しようとする間層点〕

前述の如く、主油ポンプ２は、（ｉ）圧力１４ｋｇ／ｄ
の制御油系５に圧力油を供給するとともに、その一部を
減圧して４ｋｇ／ａｌの潤滑油系７に圧力油を供給する
状態（通常運転時）と、（ｉｉ）圧力４ｋｇ／ｄの潤滑
油のみを供給すれば足りる状態（例えばターニング時や
トリップ時）とが有る。

而して、非常用デイ−デルエンジン１１および非常用交
流発電機１２を作動させて交流電動機３を回して主油ポ
ンプ２を作動させる必要のある場合は、上記（ｉｉ）の
、４　ｋｇ／ｄの潤滑油供給で足りる状態である。

にも拘らず、前記主油ポンプ駆動用交流電動機３は、前
記（ｉ）の状態（１４ｋｇ／（ｄの制御油と４ｋｇ／　
ｃ＋＋ｆの潤滑油との両方を必要とする状態）でも使用
されるため、この交流電動機３および主油ポンプ２は、
上記（ｉ）の状態に耐えるよう（１４ｋｇ／ｄの制御油
を供給し得るよう）大容量のものが設置される。

こうした事項との関連において、上記大容量の交流電動
機３に非常用電力を供給する非常用交流発電機１２およ
び、その動力源である非常用デイ−デルエンジン１１は
大容量のものを設置しなければならない。

この為、設備コストが過大となる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、蒸気ター
ビンの起動時、定格運転時、ターニング時のそれぞれの
状態に応じて非要かつ充分な油圧。

油量を供給して、非常用交流発電機および、その駆動用
エンジンの容量を軽減し得る運転方法、及び、上記運転
方法の実施に好適な運転装置を提供しようとするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、タービンの起動時、定格運転時とターニ
ング時とにおいて、油ポンプの吐出圧力。

油量をそれぞれの最適必要量に切換えることにより達成
される。具体的に油ポンプの油吐出圧力。

油量の切換は、該ポンプを駆動する交流電動機の極数を
切換えることで達成するものである。

〔作用〕

交流電動機駆動油ポンプの吐出量と吐出圧力及び、電動
機の極数の関係を第５図に示す。

ポンプの特性として回転数Ｎ１がＮ２に変化するとき、
Ｎ１時の吐出ＭＱｌとＮ２時の吐出量Ｑ２との間にはＮ
ｚ／Ｎ２＝Ｑ１／Ｑ２の関係が成り立つ。

又、回転数Ｎ１がＮ２に変更されるとき、Ｎｚ時ノ吐出
圧力Ｐ１とＮ２時の吐出圧力Ｐ２との間には（Ｎｌ／Ｎ
Ｚ）２＝ＰＩ／Ｐ２の関係が成り立つ。

すなわち、ポンプの回転数が１／２に減ると、ポンプの
吐出量は回転数に比例して１／２となり、ポンプの吐出
圧力は回転数の２乗に比例して１／４となる。ゆえにポ
ンプの吐出圧力、吐出量を変化させるのには、ポンプ回
転数を切換えることで達成できる。ここで、ポンプの回
転数Ｎとポンプを駆動する交流電動機の極数ｎとの間に
は回転数を１７２に減じるには、交流電動機の極数を２
倍に増やすことにより達成される。

又、上記の例の様に電動機の極数を１／２としてポンプ
回転数並びに吐出量を１／２．吐出圧力を１／４にする
ことで電動機の消費電力が節約される。この場合、機械
的な損失やポンプ効率特性の変化を考慮に入れると、１
７３〜１／２の消費電力節減となる。

更に、非常用交流電源設備の容量は（制御油系を購う為
の容量を要しないので著しく軽減される。

〔実施例〕 第１図は本発明の運転方法を実施するために構成した本
発明の運転装置の１実施例を示す。

この実施例は前述の従来例に本発明を適用して改良した
１例であって、本例を示す第１図において前記従来例（
第３図）と同様の図面番号を付したものは、前記従来例
におけると同様乃至は類似の構成部分である。

次に、前輪従来例に比して異なる点につき説明する。

本例の主油ポンプ２駆動用の交流電動機３は、極数切換
装置１３を備えていて、その極数を２ポールと４ボール
とに切り換え得る構造である。

定格状態では２ポールで稼動させるものであり、これを
４ボールに切り換えると、該交流電動機３及びこれに直
結された主油ポンプ２の回転速度は定格の１７２となり
、該主油ポンプ２の吐出圧は定格の１／４となる。

定格吐出圧を１４ｋｇ／ｃＪとすると、極致切換（４ボ
ール）により、吐出圧力は１４Ｘ１／４＝３　、５　ｋ
ｇ　／　ｃｉ　となり、これに伴って交流電動機３の消
費電力も１／３〜１／２となる。

本発明を実施する際、上記の主油ポンプ２は、予備とし
て同仕様の油ポンプ（図示せず）を併設することも可能
である。

ボイラ給水ポンプ駆動タービンの起動時及び定格運転時
は、通常の交流電源４により交流電動機３を２極にて作
動させ、交流電動機３と連結された主油ポンプ２から油
タンク１内の油をタービンの制御油系５と軸受潤滑油系
７とに送り出している。ここで制御油系はポンプ吐出圧
の１４ｋｇ／＞１で、軸受潤滑油系７は、減圧弁６によ
り３〜４　ｋｇ／ｄに減圧され供給している。

主タービン、発電機（図示せず）がトリップした場合、
通常の交流電源４が喪失し、交流電動駆動ポンプ３は停
止する。

しかし、タービンロータと軸受の焼付防止のため、非常
用直流電源８による直流電動機９とこの通流電動機９に
連結された非常用油ポンプ１０が直ちに作動し、軸受潤
滑油系７に油を供給する。

しかし、非常用直流電源８は蓄電池のため、長時間使用
することはできない。

そこで、非常用デイ−デルエンジン１１及び非常用交流
発電機１２を起動し、非常用交流電源１２を立上げ、こ
の交流電源により再び交流電動機３及び主油ポンプ２を
作動せしめ、長時間のタービンターニング中にも軸受潤
滑油を供給する。

この際交流電動機３の極数を２極から４極に、切換え装
置１３により切換えることにより、主油ポンプ２の回転
数は及び吐出量は定格時の１／２゜吐出圧力は１／４に
なり、軸受潤滑油系７には３．５　　ｋｇ／ａＩの油圧
を供給する。この切換えにより、交流電動機３の消費電
力は約１／３〜１／２に減少する。

主油ポンプを駆動する交流電動機（２極時）の消費電力
は、非常用交流電源全体の約２０％を占めるため、本実
施例によれば、非常用としてのデイ−デルエンジン１１
及び非常用交流発電機１２の容量を１０〜１５％軽減で
き、システムの構成。

経済面の効果がある。

上記の一連の運転パターンを第２図に示す。

本発明における交流電動機駆動ポンプの電動機極致切換
を主タービンの油系統に適用した場合の一実施例を第６
図に示す。主タービンの起動時。

交流電動機１４駆動の補助油ポンプ１５により制御油５
及び軸受潤滑油７が供給され、タービン２０の昇速に伴
い、タービンロータシャフトに直結駆動される主油ポン
プ２によって、吸引ポンプ１８、ブースタオイルポンプ
１９を通って制御油系５．軸受潤滑油系７に、圧力油が
供給される。

蒸気タービン（図示せず）がトリップして通常の交流電
源４が喪失すると非常用直流電源８により直流電動機９
駆動の非常用油ポンプ１０が軸受潤滑系に油を供給する
。

従来技術ではこの后、非常用デイ−デルエンジン１１及
び非常用交流発電機１２を作動させてターニング油ポン
プ１７を駆動して、ターニング中の軸受潤滑を維持する
のであるが、 本実施例においては、補助油ポンプ１５駆動用の交流電
動機１４の極数を、切換装置１３によって２極→４極に
切り換えることで、上記の補助油ポンプ１５を、ターニ
ング中の軸受潤滑油供給のみに用いることが出来、ター
ニング油ポンプ１７および交流電動機１６を削除した油
系統を構成することが出来る。

第７図に従来技術による実施例運転パターンを、第８図
に本発明の実施例の運転パターンを示す。

〔発明の効果〕

本発明の装置及び方法によれば、タービンの運転状態に
合わせた油の供給するとともに、タービン発電機トリッ
プして、通常交流電源が喪失した時のターニング中に軸
受潤滑するためのポンプを駆動する交流電動機の消費電
力を１７３〜１／２にでき、非常用電源発生設備全容量
の１０〜１５％を軽減でき、システムの軽量、低コスト
化を可能ならしめるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタービン制御油。 軸受潤滑油のタンク廻りの系統図、第２図は本発明の１
実施例の主油ポンプ、非常用油ポンプの運転パターンを
示す図表、第３図は従来技術の１実施例のタンク廻り系
統図、第４図は従来技術における主油ポンプ、非常用油
ポンプの運転パターンを示す図表、第５図は交流電動機
駆動油ポンプの特性図、第６図は前記と異なる実施例の
主タービン油タンク廻りの系統図、第７図は従来技術に
おける油ポンプ運転パターンを示す図表、第８図は本発
明の１実施例における油ポンプ運転パターンを示す図表
である。 １・・・油タンク、２・・・主油ポンプ、３・・・交流
電動機、４・・・一般交流電源、５・・・制御油系、７
・・軸受潤滑油系、８・・・直流電源、９・・・直流電
動機、１゜・・・非常用油ポンプ、１２・・・非常用交
流電源、１３・・・交流電流機極数切換装置、１４・・
・交流電動機、１５・・・補助油ポンプ、１６・・・交
流電動機、１７・・・ターニング油ポンプ、１８・・・
吸引ポンプ、１９・・・ブースタ油ポンプ、２０・・・
タービン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）蒸気タービンの制御油系統および軸受潤滑油
   系統に油を圧送供給する主油ポンプと、（ｂ）上記主油
   ポンプを駆動する交流電動機と、（ｃ）上記交流電動機
   に電力を供給する一般交流電源と、 （ｄ）前記交流電動機に電力を供給する排常用交流発電
   機および該交流発電機駆動用の排 常用エンジンと、 （ｅ）前記主油ポンプの予備として設けられた非常用油
   ポンプおよび該非常用油ポンプ駆 動用直流モータ、並びに非常用直流電源と、を備えた蒸
   気タービンの油系統機器を運転 する方法であつて、（ｉ）制御油系統と潤滑油系統との
   双方に油を圧送供給する必要が ある状態と、（ｉｉ）制御油系統に油を圧送供給する必
   要が無く、潤滑油系統のみに油を 圧送供給すれば足りる状態との運転を切り 換える方法において、 （ｆ）前記主油ポンプ駆動用交流電動機に、その極数を
   切り換える装置を設け、 （ｇ）前記（ｉ）の状態では極数を減らして主油ポンプ
   駆動用交流電動機の回転速度を上昇 させ、前記（ｉｉ）の状態では極数を増して上記電動機
   の回転速度を下降させることを特 徴とする、蒸気タービン用油ポンプの運転 方法。 ２、（ａ）蒸気タービンの制御油系統および軸受潤滑油
   系統に油を圧送供給する主油ポンプと、（ｂ）上記主油
   ポンプを駆動する交流電動機と、（ｃ）上記交流電動機
   に電力を供給する一般交流電源と、 （ｄ）前記交流電動機に電力を供給する非常用交流発電
   機および該交流発電機駆動用の非 常用エンジンと、 （ｅ）前記主油ポンプの予備として設けられた非常用油
   ポンプおよび該非常用油ポンプ駆 動用直流モータ、並びに非常用直流電源と、を備えた蒸
   気タービンの油系統機器を運転 する装置において、 （ｆ）前記主油ポンプ駆動用交流電動機に、その極数を
   切り換える装置を設け、 （ｇ）上記の極数切換装置によつて主油ポンプ駆動用交
   流電動機の極数を減らすと主油ポ ンプの回転速度が上昇し、上記極数を増や すと主油ポンプの回転速度が低下するよう に構成したことを特徴とする、蒸気タービ ン用油ポンプの運転装置。