JPH0555683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は蒸気タービン起動時及び部分負荷運転
時に於ける高圧タービン車室及び蒸気リード管の
暖機装置に関するものである。

〔発明の背景〕

主蒸気管から高圧タービン車室までの蒸気配管
の構成の代表例を第２図に示す。

ボイラー（図示せず）からの蒸気は主蒸気管１
により主蒸気止め弁２−１，２−２を経て加減弁
チエスト３に流入し、加減弁４−１，４−２，４
−３，４−４で流量調整され蒸気はリード管５−
１，５−２，５−３，５−４を経て、高圧タービ
ン車室６へ導びかれタービンロータを回転させ
る。高圧タービン車室６を出た蒸気は低温再熱管
７を通り再熱管（図示せず）へ流入する。前記蒸
気リード管５−１〜５−４は加減弁出口より真下
に降りその先端は高い位置にあるタービン車室６
に接続されており角ばつたＵ字状になつている。
このためタービン起動時に配管内に溜つたドレン
を排出すべく蒸気リード管５−１〜５−４の最低
個所より分岐したドレン管８−１，８−２，８−
３，８−４を設け、他端はドレン集合管９、更に
はドレン元弁１０及びドレン弁１１を経て復水器
（図示なし）へ連絡している。

又前記低温再熱管７に高圧タービン車室６の暖
機用として補助蒸気ヘツダー１２より調整弁１
３、止め弁１４を備えた暖機ライン１５を接続さ
せる。

上記のタービンにおいて、起動に先立ち蒸気通
路部の熱応力による疲労を低減するために暖機
（熱歪、熱応力を軽減するように均熱するための
加熱）が必要となる。

上記の暖機を行うには、(i)高圧タービン車室６
の加熱、(ii)蒸気リード管５−１〜５−４の加熱、
(iii)主蒸気止め弁２−１，２−２、及び蒸気加減弁
３の各チエストの加熱が必要である。

前記(i)の高圧タービン車室６の加熱（暖機）を
行わねばならないのは該タービンの起動前であ
る。この暖機においては、補助蒸気ヘツダー１２
からの供給される暖機用蒸気が、調整弁１３、止
め弁１４、及び暖機ライン１５を経て低温再熱管
７を逆流し、高圧タービン車室６、蒸気リード管
５−１〜５−４を通り、ドレン管８−１〜８−４
を通り集合管、ドレン元弁１０及びドレン弁１１
より復水器に排出される。この蒸気流路により高
圧タービン車室６は暖機される。本方式は高圧タ
ービン車室６の暖機すると共に蒸気リード管５−
１〜５−４のも暖機されるが高圧タービン車室６
とドレン管８−１〜８−４の分岐点までの部分的
であり加減弁チエスト３出口部からドレン管８−
１〜８−４の分岐点までの間は冷機状態でタービ
ン起動時に高温蒸気により熱応力が発生する問題
がある。

また、前記(ii)の蒸気リード管の加熱は、タービ
ン運転中における部分負荷の場合に行われる。

一般に、タービンの起動パターンには、第７図
に示す２アドミツシヨン、第８図に示す３アドミ
ツシヨン、第９図に示す４アドミツシヨンが有
る。これはタービン負荷に対する加減弁（通常４
弁）の開順序を示すもので中間負荷運転の場合、
各弁の弁開度が異つて来る。第２図の例は２アド
ミツシヨンの燃料系統図を示しこの時のリード管
暖機について説明すると、タービン部分負荷運転
の場合加減弁４−４のみ全閉し、４−１〜３の３
弁は必要な開度で蒸気をタービンへ送り込んでい
る。従つて蒸気リード管５−４は徐々に冷却し５
−１〜５−３だけが蒸気温度相当である。加減弁
４−４下流の蒸気リード管５−４の暖機するため
蒸気リード管５−１〜５−４から分岐されたドレ
ン管８−１〜８−４を使用している。つまり蒸気
管５−１〜５−３の蒸気をドレン管下流のドレン
元弁１０及ドレン弁１１を閉めてドレン管８−４
を利用し蒸気リード管５−４に流入させ高圧ター
ビン車室６へ送り込み蒸気リード管５−４を常時
暖機している。

又蒸気リード管５−４から高圧タービン車室６
への蒸気量が多い場合タービンの出力負荷に影響
が出るので暖機に必要な最少限の蒸気量とするた
めにドレン管８−４にオリフイス１９を設けてい
る。又、アドミツシユ数が３及４になつた場合は
加減弁が遅れて開くライン８−２、及び８−３に
も適宜オリフイスが設けられる。この蒸気リード
管５−４の暖機の場合はドレン管８−１〜８−４
の分岐点から高圧タービン６までの間のみの暖機
となり加減弁チエスト３の蒸気出口からドレン管
分岐点の間は蒸気リード管５−１〜５−３の蒸気
が停滞するだけで配管の暖機ができない。以上説
明したように、高圧タービン車室を暖機する場
合、及び蒸気リード管を暖機する場合蒸気リード
管の暖機は後流側（高圧タービン側）のみで上流
側（加減弁チエスト側）の暖機が出来ないのが現
状である。

暖機装置に関する先行技術としては特開昭58−
187505号公報に掲載の発明が公知であるが、この
発明においても蒸気リード管の上流側の暖機がで
きないという不具合については従来技術における
と同様である。

最近の電力事情により蒸気タービンの運用法が
従来のベースロード運転より部分負荷運転いわゆ
るミドル化運転が多くなり更には毎日起動停止或
いは週末起動停止等の運用が多くなつて来てい
る。従つてタービンリード管への熱応力が働く回
数が多く且つ、この間隔が短かくなり、リード管
の寿命延長のため常時暖機装置の開発が急務とな
つている。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、
蒸気リード管の全長にわたつて均一に暖機し得る
暖機装置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明の暖機装置
は、主蒸気管、主蒸気止め弁、複数個の加減弁、
及び上記複数個の加減弁のそれぞれと高圧タービ
ン車室第１段ノズル室とを接続する複数本の蒸気
リード管を有する蒸気タービンの暖機装置におい
て、前記複数個の加減弁それぞれの出口近傍を相
互に接続する暖機管路を設けたことを特徴とす
る。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。従来装置か
らの改良点は加減弁チエスト３の加減弁４−１〜
４−４の各蒸気出口近傍に各加減弁を連絡させる
暖機ライン（連絡管２０−１，２０−２，２０−
３）を追設したことである。

上記の実施例の装置を用い、２アドミツシヨン
（第７図）で高圧タービン車室６を暖機する場合
について次に述べる。

タービン起動は（第７図参照）、まず加減弁４
−１〜４−４を全開にし、主蒸気止め弁２−１，
２−２を開いて、タービンに蒸気を導入して、昇
速併入操作を行ない、低負荷をとる。その後、各
加減弁４−１〜４−４を閉方向に操作して、負荷
変動がないよう主蒸気止め弁２−１，２−２を全
開させた後加減弁４−１〜４−４を徐々に開き、
負荷を上昇させる。加減弁４−４は上記加減弁閉
操作時には全閉となり、高負荷帯になるまで全閉
状態を維持し、高負荷で再び開き始める。ドレン
集合管９の下流にあるドレン弁１１はタービン低
負荷運転時は全開で、中間負荷以上は全閉され
る。

上記運転において、各加減弁間に連絡管２０−
１〜２０−３を設けることにより、低負荷運転時
加減弁４−４は全閉であるが、他の加減弁４−１
〜４−３は開しており、加減弁４−１〜４−３出
口部の蒸気の一部は連絡管２０−１〜２０−３を
通り、加減弁４−４出口に導入され、蒸気リード
管５−４を暖管させながら、高圧タービン６に流
入し仕様をする。つまり本発明によると高圧ター
ビン車室を暖機する場合において、従来技術では
暖機できなかつた蒸気リード管５−４の上流側も
暖機することができ、全長にわたつて均一な暖機
ができる。この結果、加減弁４−４の温度ミスマ
ツチ量をなくし熱応力を低減させ寿命を改善させ
信頼性を向上させることができる。本実施例は、
毎目起動停止運転あるいはミドル化運転には最適
である。

上記と異なる実施例を第３図に示す。本例は第
１図の各加減弁４−１〜４−４の連絡管２０−１
〜２０−３の途中に流量調整装置の一例としての
弁２１−２，２１−３を設け、蒸気リード管に最
適暖機蒸気量を供給し、性能低下を最小限に押え
るものである。

本例の装置を３アドミツシヨン（第８図）で暖
機する場合の作用について次に述べる。

低負荷時は第８図の如く、加減弁４−１，４−
２は開し、加減弁４−３，４−４は全閉である。
負荷上昇により加減弁４−３，４−４の順序で開
する。

これらの加減弁が開く前まで、蒸気リード管５
−３，５−４を暖機しておいて、加減弁４−３，
４−４開時に蒸気リード管５−３，５−４の温度
ミスマツチ量を最小限に押え、熱応力を低減させ
る。

連絡管２０−１〜２０−３の途中に設けた弁２
１−２，２−３は蒸気リード管５−３，５−４へ
の暖機蒸気量を性能低下が最小限となり、かつ、
加減弁４−３，４−４開時の蒸気リード管５−
３，５−４の温度ミスマツチ量を小さくするため
に設けている。本実施例は３アドミツシヨンの場
合について説明したが、２アドミツシヨンの場
合、連絡管２０−１〜２０−３の途中に設ける弁
は連絡管の２０−２または２０−３のいずれかを
設ける。また加減弁４−１の出口部より加減弁４
−４に直接連絡管を連結しそのラインの途中に設
けることもできる。

第４図は更に異なる実施例を示す。従来装置に
比して異なる点は次の如くである。

加減弁チエスト３の、加減弁４−１〜４−４の
各蒸気出口近傍に暖機元弁１６−１〜１６−４及
流量調整装置の一例としての流量調整弁１７−１
〜１７−４を含む暖機ライン１８−１〜１８−４
を設け一例として復水器（図示なし）へ接続させ
たことである。

本実施例の装置を用いて高圧タービン車室の暖
機を行う場合、暖機用蒸気を補助蒸気源１２から
調整弁１３及暖機弁１４、暖機ライン１５及低温
再熱管７を通し高圧タービン車室６へ送り車室６
を暖機する。暖機蒸気は更に蒸気リード管５−１
〜５−４へ流れ、蒸気リード管５−１〜５−４を
暖機する。この場合蒸気リード管のドレンを抜い
た後、ドレン管８−１〜８−４の下流側のドレン
元弁１０及びドレン弁１１を閉めておく。これに
より暖機蒸気は加減弁チエスト３の出口つまり加
減弁４−１〜４−４の直下まで流入することにな
る。この時暖機ライン１８−１〜１８−４の暖機
元弁１６−１〜１６−４及流量調整弁１７−１〜
１７−４を開き暖機蒸気を復水器（図示なし）へ
排出させる。

この場合高圧タービン車室６内の蒸気圧力を一
定に抑える必要があるため、蒸気リード管５−１
〜５−４に流す蒸気量は蒸気リード管を暖機する
のに必要な量となる様、流量調整弁１７−１〜１
７−４で蒸気量を調整する。

次に、本実施例の装置を２アドミツシヨン（第
７図）で操作して蒸気リード管の暖機を行う場合
について説明する。タービンが運転中であつて、
暖機管１８−１〜１８−４の元弁１６−１〜１６
−４及流量調整弁１７−１〜１７−２が全閉され
ている状態において部分負荷運転に移行した場
合、加減弁４−４のみを全閉することになる。こ
のとき、ドレン集合管９の下流にあるドレン元弁
１０及ドレン弁１１はタービン運転中（低負荷帯
を除く）は全閉されているため４−１〜４−３か
らの蒸気はドレン管８−１〜８−３よりオリフイ
ス１９を経て蒸気リード管１５−４に逆流させ
る。

この時加減弁４−４の蒸気出口部の暖機ライン
１８−４の止め弁１６−４及調整弁１７−４を開
くことにより暖機蒸気は復水器へ排出させる。他
方、ドレン管１８−１〜１８−４の分岐点から高
圧タービン車室６までの間は従来通り蒸気が流れ
ている。これにより蒸気リード管５−４は加減弁
４−４が全閉していてもタービン運転中全ライン
暖機される。

第５図は更に異なる実施例を示す。本実施例は
従来ドレン管８−１〜８−４を集合管としていた
ものを省き各ライン毎にドレン元弁１０−１〜１
０−４又ドレン弁１１−１〜１１−４を設け各各
が復水器へ導くものとする。更に加減弁４−１〜
４−４下部を連絡する暖機ライン２０，２０−１
〜２０−３、更に暖機元弁２２及暖機弁２３を設
け且つ２及３アドミツシヨン時を考慮し加減弁４
−２と４−３及４−３と４−４間に調整弁２１−
２，２１−３を配置する。まず、タービン車室６
の暖機の場合は前述の如く補助蒸気源１２からの
暖機蒸気は高圧タービン車室６を暖機後蒸気リー
ド管５−１〜５−４に流入し蒸気リード管５−１
〜５−４を暖機する。この時のドレンはドレン管
８−１〜８−４よりドレン元弁１０−１〜１０−
４及ドレン弁１１−１〜１１−４を開くことによ
り排出させる。つまりドレン管８−１〜８−４は
ドレン排出用のみとなる。他方加減弁４−１〜４
−４の下部の蒸気は調整弁２１−２〜２１−３及
暖機元弁２２、暖機弁２３を開くことにより暖機
ライン２０より復水器へ排出され各蒸気リード管
５−１〜５−４は暖機される。次に、本実施例の
装置を用いて蒸気リード管を暖機する場合の作用
を２アドミツシヨン（３アドミツシヨンも併せ）
の場合について説明する。部分負荷運転の場合加
減弁４−４（３アドの場合４−３，４−４）が全
閉する。このラインの暖機用蒸気はNo.２及No.３弁
流量バランスを考え両弁より供給することとし調
整弁２１−２，２１−３を微開させる。（３アド
の場合はNo.２弁よりNo.４及No.３弁に供給する必要
があるため調整弁の開度は２１−２開度＞２１−
３開度とする）。これにより暖機蒸気は蒸気リー
ド管５−４（３アドミツシヨンの場合は５−４，
５−３）へ供給される。調整弁２１−２及２１−
３の弁開度は所定のタービン運転に影響のない程
度に調整する必要がある。この場合、調整弁２１
−２及び同２１−３の代りにオリフイス等の流量
制限手段を用いても同様の日的が達成される。

前記と異なる実施例を第６図に示す。本例を用
いて高圧タービン車室６の暖機を行う場合の操作
および作用を次に述べる。

加減弁４−１〜４−４の出口部の暖機ライン２
０−１〜２０−３に新たにNo.１とNo.２弁の間に調
整弁２１−１を追加する。この状態に於ける部分
負荷運転の場合加減弁４−２〜４−４は全閉する
と仮定すると蒸気リード管５−１〜５−４への暖
機蒸気の供給はNo.１弁からとなる。先述の如く所
定のタービン運転に影響を与えない様な調整弁２
１−１〜２１−３の弁開度とし各弁開度関係は
“２１−１開度＞２１−２開度＞２１−３開度”
とする。尚第５図の実施例におけると同様に調整
弁２１−１〜２１−３の代りにオリフイス等の流
量制限装置としても同様の効果が達成される。

また、第５図の実施例および第６図の実施例の
応用例として、加減弁の弁開順番が最も早い弁
（２アドミツシヨンの場合、No.１，２，３弁３ア
ドミツシヨンの場合No.１，２弁４アドミツシヨン
の場合No.１弁）の蒸気出口近傍より開き順番の遅
い弁へ単独に暖機ライン２０−１，２０−２，２
０−３を接続しても同様の目的が達せられること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明を適用すると蒸気
リード管の全長にわたつて均一に暖機することが
でき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を示す蒸気系統図で
ある。第２図は従来の暖機装置の一例を示す蒸気
系統図である。第３図乃至第６図はそれぞれ上記
と異なる実施例の暖機装置を示す蒸気系統図であ
る。第７図乃至第９図はそれぞれ暖機運転におけ
るタービン負荷と蒸気弁開度との関係を示す図表
である。 １…主蒸気管、２−１，２−２…主蒸気止め
弁、３…加減弁チエスト、４−１，４−２，４−
３，４−４…加減弁、５−１，５−２，５−３，
５−４…蒸気リード管、６…高圧タービン車室、
７…低温再熱管、８−１，８−２，８−３，８−
４…ドレン管、９…ドレン集合管、１０…ドレン
元弁、１１…ドレン弁、１２…補助蒸気源、１３
…調整弁、１４…止め弁、１５…暖機ライン、１
９…オリフイス、２０，２０−１，２０−２，２
０−３…暖機ライン、２１−１，２１−２，２１
−３…調整弁又はオリフイス、２２…暖機元弁、
２３…止め弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主蒸気管、主蒸気止め弁、複数個の加減弁、
   及び上記複数個の加減弁のそれぞれと高圧タービ
   ン車室第１段ノズル室とを接続する複数本の蒸気
   リード管を有する蒸気タービンの暖機装置におい
   て、前記複数個の加減弁それぞれの出口近傍を相
   互に接続する暖機管路を設けたことを特徴とする
   蒸気タービンの暖機装置。 ２ 前記の暖機管路は流量調節手段を設けたもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の蒸気タービンの暖機装置。 ３ 前記の高圧タービン車室は、その排気側に暖
   気ラインを設けたものであり、かつ、上記暖機ラ
   インは補助蒸気源に接続したものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蒸気ター
   ビンの暖機装置。