JPH09317405A - 蒸気タービンの高圧初段動翼植込部の冷却装置 - Google Patents

蒸気タービンの高圧初段動翼植込部の冷却装置

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JPH09317405A
JPH09317405A JP8135198A JP13519896A JPH09317405A JP H09317405 A JPH09317405 A JP H09317405A JP 8135198 A JP8135198 A JP 8135198A JP 13519896 A JP13519896 A JP 13519896A JP H09317405 A JPH09317405 A JP H09317405A
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JP
Japan
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steam
cooling
pressure
cooling steam
temperature
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JP8135198A
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English (en)
Inventor
Akira Oda
田 亮 織
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F01K13/006—Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
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    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気タービン高圧初段動翼植込部の適切な冷
却を行うこと。 【解決手段】 ボイラの複数の温度領域の蒸気を抽気し
クーリング蒸気ヘッダ３４に合流させる抽気管３３ａ，
３３ｂ，３３ｃと、クーリング蒸気ヘッダ３４の蒸気を
高圧初段動翼植込部４４に供給するクーリング蒸気管２
４と、上記抽気管及びクーリング蒸気管２４にそれぞれ
設けられた抽気調整弁３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及びクー
リング蒸気流量調整弁２５と、高圧初段動翼出口の圧力
及び温度を検出する圧力検出器３７及び温度検出器３８
と、クーリング蒸気ヘッダの温度検出器３６と、上記圧
力検出器及び各温度検出器からの検出信号、並びに主蒸
気圧力、温度及び再熱蒸気圧力、温度等が入力され、ク
ーリング蒸気温度及び蒸気量が最適となるように前記各
抽気調整弁３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及びクーリング蒸気
流量調整弁２５に開度制御信号を出力する演算器３９と
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービンの冷却
装置に係り、特に高圧タービンにおける高圧初段動翼植
込部の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の火力発電設備は、地球環境保護の
観点から、ＣＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘの発生量抑制のため
に高効率化へのニーズが高まる一方の状況にある。火力
発電設備のプラント熱効率の高効率のためには、蒸気温
度の向上が最も有効な手段であるが、現在実用可能な技
術における最高蒸気温度は６００℃程度であり、例えば
当面の目標とされている６５０℃級の蒸気温度を実用化
するためには、いくつかの克服しなければならない課題
が残されている。
【０００３】その一つが、高圧タービンにおける高圧初
段動翼植込部のクーリング技術である。
【０００４】通常、蒸気タービン動翼植込部のクーリン
グを行う場合、クーリング蒸気源の蒸気圧力はクーリン
グ蒸気抽入個所よりも高くなければならない。そこで、
高圧初段動翼植込部のクーリングを行う場合、当該個所
よりも圧力の高い個所は主蒸気ラインとなるが、主蒸気
は高圧初段動翼植込部よりも温度が高いため、これを使
用してもクーリングを行うことはできない。
【０００５】そのため、従来においては主蒸気温度の向
上に対しては、材料強度の向上並びに構造の工夫により
対応してきたが、両方とも技術的に限界に達しており、
クーリング方法を考案する以外に主蒸気温度を向上させ
ることはできない状況にある。
【０００６】そこで、高圧初段動翼植込部のクーリング
方法としては、図８に示すように高圧初段動翼植込部よ
りも圧力が高く尚かつ温度の低い、ボイラ１次過熱器出
口から蒸気を抽気し、これをクーリング蒸気として高圧
初段動翼植込部に抽入する方法が考えられている。
【０００７】すなわち、図８において、符号１０はボイ
ラであって、そのボイラ１０で発生した蒸気は主蒸気止
め弁１１及び蒸気加減弁１２を経て高圧タービン１３に
導入され、そこで仕事を行った蒸気は上記ボイラ１０の
再熱器１０ａで再熱され再熱蒸気弁１４を経て中圧ター
ビン１５に供給される。上記中圧タービン１５に供給さ
れた蒸気はそこで仕事を行い、さらに低圧タービン１６
に供給され、そこで仕事を行い、高圧タービン１３、中
圧タービン１５とともに、同軸的に連結された発電機１
７を駆動し、電気エネルギーが発生される。
【０００８】一方、低圧タービン１６で仕事を行った蒸
気は復水器１８で復水され、復水ポンプ１９、復水ブー
スタポンプ１９ａを介して低圧給水加熱器２０及び脱気
器２１に順次送給され、さらに給水ポンプ２２により高
圧給水加熱器２３を経てボイラ１０に貫流される。
【０００９】そして、ボイラ１０の中間段すなわちボイ
ラ一次過熱器出口ａからクーリング蒸気管２４が分岐導
出され、このクーリング蒸気管２４が高圧タービン１３
の高圧初段動翼植込部に開口されており、ボイラ一次過
熱器出口の蒸気の一部がクーリング蒸気流量調整弁２５
を介して高圧初段動植込部に供給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
システムにおいては、クーリング蒸気の温度がボイラ一
次過熱器出口の蒸気温度によって決まるため、適切なク
ーリングを行うことがむずかしいという問題がある。
【００１１】すなわち、クーリング蒸気は効率低下防止
の面から極力少ない蒸気量において必要なクーリング効
果を得るために、蒸気温度を可能な限り低くし、また流
量を必要最低限に抑える必要がある。しかし、クーリン
グ蒸気温度を低くしすぎると動翼植込部に過大な熱応力
が発生する可能性があり、またクーリング蒸気量が少な
すぎると必要なクーリング効果が得られない。
【００１２】また、適正なクーリング蒸気温度は負荷に
よっても異なってくる。図９に変圧運転プラントの場合
における負荷と高圧初段ノズル出口蒸気エンタルピの関
係を示す。しかして、高圧初段動翼植込部のクーリング
蒸気の適正な温度は、高圧初段動翼出口蒸気のエンタル
ピに左右される。
【００１３】すなわち、変圧運転プラントにおいては、
高負荷時の場合には、比較的温度が高いクーリング蒸気
が、また低負荷時の場合には温度の低いクーリング蒸気
が必要となる。
【００１４】このように、高圧初段動翼植込部のクーリ
ング蒸気は、適切な温度制御並びに流量制御を行うこと
が望まれるが、現状においては高圧初段動翼植込部のク
ーリング蒸気の温度並びに流量を適切にコントロールす
ることはむずかしかった。
【００１５】本発明はこのような点に鑑み、蒸気タービ
ン高圧初段動翼植込部の適切な冷却を行うことができる
ようにした冷却装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、蒸気ター
ビンプラントにおけるボイラの複数の温度領域の蒸気を
抽気しクーリング蒸気ヘッダに合流させる抽気管と、上
記クーリング蒸気ヘッダの蒸気を高圧初段動翼植込部に
供給するクーリング蒸気管と、上記抽気管及びクーリン
グ蒸気管にそれぞれ設けられた抽気調整弁及びクーリン
グ蒸気流量調整弁と、高圧初段動翼出口の圧力及び温度
を検出する圧力検出器及び温度検出器と、クーリング蒸
気ヘッダの温度検出器と、上記圧力検出器及び各温度検
出器からの検出信号、並びに主蒸気圧力、温度及び再熱
蒸気圧力、温度等が入力され、クーリング蒸気温度及び
蒸気量が最適となるように前記各抽気調整弁及びクーリ
ング蒸気流量調整弁に開度制御信号を出力する演算器と
を設けたことを特徴とする。
【００１７】第２の発明は、蒸気タービンプラントにお
ける主蒸気管から分岐され、主蒸気の一部をクーリング
蒸気として高圧初段動翼植込部に供給するクーリング蒸
気管と、給水または復水ラインから導出された給水また
は復水によってクーリング蒸気を冷却するクーリング蒸
気冷却器と、上記クーリング蒸気管の途中に設けられた
クーリング蒸気流量調整弁と、高圧初段動翼出口の圧力
及び温度信号、並びに冷却後のクーリング蒸気の温度信
号が入力され、クーリング蒸気流量調整弁及びクーリン
グ蒸気冷却器に送給される冷却水量を調整する冷却水量
調整弁に開度制御信号を出力する演算器とを設けたこと
を特徴とする。
【００１８】また、第３の発明は、蒸気タービンプラン
トにおける高圧給水加熱器出口から分岐され、高圧初段
動翼植込部にクーリング蒸気を供給するクーリング蒸気
管と、そのクーリング蒸気管の途中に設けられたクーリ
ング蒸気発生用ボイラと、高圧初段動翼出口の圧力及び
温度信号、並びにクーリング蒸気発生用ボイラの下流側
のクーリング蒸気の温度信号が入力され、上記クーリン
グ蒸気発生用ボイラの入口側に設けられているクーリン
グ蒸気流量調整弁、及びクーリング蒸気発生用ボイラへ
の燃料を制御する燃料流量調整弁に開度制御信号を出力
する演算器とを設けたことを特徴とする。
【００１９】第４の発明は、クーリング蒸気管が上流側
クーリング蒸気導入管と下流側クーリング蒸気導入管と
に分岐され、上記上流側クーリング蒸気導入管が高圧タ
ービンの外部ケーシング及び内部ケーシングを貫通し、
さらにノズルボックスを貫通して高圧初段動翼植込部の
上流面側に向って開口するとともに、下流側クーリング
蒸気導入管が上記外部ケーシング及び内部ケーシングを
貫通し高圧２段ノズルダイアフラムに挿通され、高圧初
段動翼植込部の下流面側に向って開口していることを特
徴とする。
【００２０】また、第５の発明は、クーリング蒸気管が
上流側クーリング蒸気導入管と下流側クーリング蒸気導
入管とに分岐され、上流側クーリング蒸気導入管が高圧
タービンの外部ケーシング及び内部ケーシングを貫通
し、ノズルボックスの後方に開口し、高圧初段動翼植込
部に向けてクーリング蒸気を噴出するとともに、下流側
クーリング蒸気導入管が上記外部ケーシング及び内部ケ
ーシングを貫通し、高圧２段ノズルダイアフラムに挿通
され、高圧初段動翼植込部の下流面側に向って開口して
いることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
【００２２】図１において、高圧給水加熱器２３を通っ
た給水はエコノマイザー２６を経てボイラ１０に供給さ
れる。上記ボイラ１０には、順次火炉パス２７、汽水分
離器２８、後部伝熱部２９、第一次過熱器３０、第二次
過熱器３１及び最終過熱器３２が設けられており、最終
過熱器３２で過熱された蒸気が主蒸気として高圧タービ
ン１３に供給される。
【００２３】ところで、最終過熱器入口３２ａ、第二次
過熱器入口３１ａ、及び第一次過熱器入口３０ａからそ
れぞれ抽気管３３ａ，３３ｂ，３３ｃが分岐導出されて
おり、その各抽気管３３ａ，３３ｂ，３３ｃの先端がク
ーリング蒸気ヘッダ３４に接続されるとともに、その途
中にそれぞれ最終加熱器入口クーリング蒸気流量調節弁
３５ａ、第二次過熱器入口クーリング蒸気流量調節弁３
５ｂ、及び第一次過熱器入口クーリング蒸気流量調節弁
３５ｃが設けられている。
【００２４】前記クーリング蒸気ヘッダ３４にはクーリ
ング蒸気管２４が接続されており、そのクーリング蒸気
管２４の先端が高圧タービンの高圧初段動翼植込部に開
口されている。
【００２５】したがって、最終過熱器入口３２ａ、第二
次過熱器入口３１ａ、第一次過熱器入口３０ａから抽気
されたクーリング蒸気は、クーリング蒸気ヘッダ３４で
合流し、その後クーリング蒸気管２４を介して後述する
ように高圧タービンの高圧初段動翼植込部に供給され
る。
【００２６】上記クーリング蒸気ヘッダ３４にはクーリ
ング蒸気の温度を検出する温度検出器３６が設けられて
おり、また高圧初段動翼出口にはその高圧初段動翼出口
の圧力及び温度をそれぞれ検出する圧力検出器３７及び
温度検出器３８が設けられている。
【００２７】上記温度検出器３６，３８及び圧力検出器
３７の検出信号は演算器３９に入力され、そこで、その
演算器３９に入力されている主蒸気圧力、温度及び再熱
蒸気圧力・温度信号４０等とともに演算され、その演算
器３９からの出力信号によって前記クーリング蒸気流量
調整弁２５の開度が制御され、クーリング蒸気の流量が
適切な流量に調整される。
【００２８】図２は、上記高圧タービンのクーリング蒸
気供給部の構造を示す図であって、クーリング蒸気ヘッ
ダ３４に接続されているクーリング蒸気管２４は段落蒸
気流れの下流側クーリング蒸気導入管２４ａと上流側ク
ーリング蒸気導入管２４ｂに分岐されている。
【００２９】下流側クーリング蒸気導入管２４ａは、高
圧タービンの外部ケーシング４１及び内部ケーシング４
２を貫通し、高圧２段ノズルダイアフラム４３に挿入さ
れている。上記ノズルダイアフラム４３には中空の蒸気
室が形成され、高圧初段動翼植込部４４に向け蒸気の噴
出口が設けられており、下流側クーリング蒸気導入管２
４ａを経て供給されたクーリング蒸気が高圧初段動翼植
込部４４に向って段落蒸気流れの下流側から噴出され
る。
【００３０】一方、上流側クーリング蒸気導入管２４ｂ
は同じく外部ケーシング４１及び内部ケーシング４２を
貫通した後、ノズルボックス４５を貫通し、ノズルボッ
クス４５とロータ４６の間に開口しており、クーリング
蒸気が高圧初段動翼植込部４４に向って上流側すなわち
ノズル側から噴出される。
【００３１】以下に、クーリング蒸気のコントロール方
法を説明する。図１において、クーリング蒸気ヘッダ３
４の温度は、最終過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁
３５ａ、第二次過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁３
５ｂ、及び第一次過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁
３５ｃにより調整される。
【００３２】すなわち、比較的高い温度のクーリング蒸
気が必要な場合は、温度の高い最終過熱器入口クーリン
グ蒸気の割合が多くなり、低い温度のクーリング蒸気が
必要な場合は、温度の低い第一次過熱器入口クーリング
蒸気の割合が多くなる。
【００３３】ここで、例えば主蒸気温度５６６℃のプラ
ントの場合、最終過熱器入口の蒸気温度は５３６℃程度
であり、第二次過熱器入口の蒸気温度は４８０℃程度で
あり、また第一次過熱器入口の蒸気温度は４２０℃程度
であり、５３６℃〜４２０℃の間では必要に応じた蒸気
温度のコントロールを行うことができる。
【００３４】蒸気温度の調整は、基本的には高温蒸気の
最終過熱器入口蒸気と低温蒸気の第一次過熱器入口蒸気
の２つで行うことができるが、中間の蒸気温度の第二次
過熱器入口蒸気を加えることによって、より精度の高い
温度調整を行うことができる。
【００３５】蒸気温度と流量の具体的な調整方法として
は、まず、最初に温度検出器３８と圧力検出器３７によ
り高圧初段動翼出口の温度と圧力を検出し、演算器３９
によって、クーリング蒸気の適正な温度と流量を算出す
る。
【００３６】次に、クーリング蒸気ヘッダの温度を演算
器３９からの信号によって、最終過熱器入口クーリング
蒸気流量調整弁３５ａ、第二次過熱器入口クーリング蒸
気流量調整弁３５ｂ、第一次過熱器入口クーリング蒸気
流量調整弁３５ｃを開閉、適正な温度になるように調整
する。
【００３７】更に、クーリング蒸気ヘッダの温度を温度
検出器３６により検出し、演算器３９にフィードバック
し、適正温度よりも高い場合は、低温側もしくは中間温
度側の調整弁を開き、高温側もしくは中間温度側の調整
弁を閉め、適正温度よりも低い場合はその逆を行う。
【００３８】ここで、クーリング蒸気の適正温度は、高
圧初段動翼入口温度によって決まる。
【００３９】第３図に高圧初段動翼入口温度とクーリン
グ蒸気の適正温度の関係を示す。
【００４０】第３図に示すように高圧初段動翼入口温度
とクーリング蒸気適正温度は、概略比例関係にある。
【００４１】また、高圧初段動翼入口温度は主蒸気の圧
力並びに温度と高圧初段動翼出口の圧力並びに温度によ
り算出される。
【００４２】第４図のｉ−ｓ線図に高圧初段入口温度の
算出方法を示す。
【００４３】第４図に示すように主蒸気圧力Ｐ１及び主
蒸気温度Ｔ１と、高圧初段動翼出口圧力、温度Ｐ３、Ｔ
３から、演算器の中で高圧初段落の膨脹線を引き、この
膨脹線上に高圧初段動翼入口圧力Ｐ２を描き、その点の
温度Ｔ２を求める。尚、高圧初段動翼入口圧力は、高圧
初段動翼入口圧力Ｐ２と高圧初段動翼出口圧力Ｐ３の関
係を演算器に予め入力しておくことによって求められ
る。
【００４４】また、高圧初段動翼植込部に供給されるク
ーリング蒸気の流量は演算器からの信号によりクーリン
グ蒸気調節弁２５によってコントロールされる。
【００４５】尚、これらの操作はすべて演算器並びに演
算器からの信号によって全て自動的に行なわれる。
【００４６】しかして、主蒸気条件等に対応して最適な
クーリング蒸気が両クーリング蒸気導入管２４ａ，２４
ｂを介して高圧初段動翼植込部の蒸気流れの上流側と下
流側に供給され、高圧初段動翼植込部が両側から効果的
に冷却される。
【００４７】図５は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、ボイラ１０で発生した蒸気を高圧タービン１３に
導く主蒸気管５０の主蒸気止め弁１１より上流側からク
ーリング蒸気管２４が分岐されており、そのクーリング
蒸気管２４の途中にクーリング蒸気冷却器５１が設けら
れている。
【００４８】上記クーリング蒸気冷却器５１は、例えば
冷却管方式の蒸気−水熱交換器で冷却管５２の内側を冷
却水が通り、冷却管外側を蒸気が通る間接熱交換器であ
る。上記冷却管５２には、例えば復水ブースタポンプ１
９ａと低圧給水加熱器２０の間、高圧給水加熱器２３の
入口部、及び高圧給水加熱器２３の出口部の３点からそ
れぞれ分岐導出された冷却水抽出管５３ａ，５３ｂ，５
３ｃが冷却水供給元弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃを介して
冷却水量調整弁５５の上流側で接続されている。また、
クーリング蒸気冷却器５１の出口側においては冷却水管
が３つに分岐され、各分岐管がそれぞれ冷却水供給戻り
止め弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃを介して低圧給水加熱器
２０の出口、高圧給水加熱器２３の出口、及びエコノマ
イザー２６の出口側に接続されている。
【００４９】しかして、低圧給水加熱器２０の入口から
抽出された冷却水は、クーリング蒸気冷却器５１で熱交
換した後、低圧給水加熱器２０の出口に還流され、高圧
給水加熱器２３の入口から抽出された冷却水はクーリン
グ蒸気冷却器５１で熱交換した後高圧給水加熱器２３の
出口に還流される。また、高圧給水加熱器２３の出口か
ら抽出された冷却水は同様にしてエコノマイザー２６の
出口に還流される。
【００５０】各冷却水抽出管５３ａ，５３ｂ，５３ｃ及
び冷却水を復水または給水ラインに戻す冷却水管に設け
られている冷却水供給元弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃや、
冷却水供給戻り止め弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃはそれぞ
れ演算器３９からの信号によってそれぞれ開閉され、運
転状態に応じた適切な冷却水ラインが選択されるように
してある。
【００５１】ここで、例えば温度が高いクーリング蒸気
が必要な場合は、高圧給水加熱器出口の冷却水供給元弁
５４ｃ及び冷却水供給戻り止め弁５６ｃが開き、その他
の冷却水供給元弁及び冷却水供給戻り止め弁が閉じるこ
とで、高圧給水加熱器出口の温度の高い冷却水によりク
ーリング蒸気の冷却を行うことができる。
【００５２】次に、温度の低いクーリング蒸気が必要な
場合は、低圧給水加熱器入口の冷却水供給元弁５４ａ及
び低圧給水加熱器出口の冷却水供給戻り止め弁５６ａが
開き、その他の冷却水供給元弁及び戻り止め弁が閉じる
ことで、低圧給水加熱器入口の温度の低い復水により、
クーリング蒸気の冷却が行われる。
【００５３】更に、上記の２つの中間的な温度のクーリ
ング蒸気が必要な場合は、高圧給水加熱器入口の冷却水
供給元弁５４ｂ及び高圧給水加熱器出口の冷却水供給戻
り止め弁５６ｂが開き、その他の冷却水供給元弁及び戻
り止め弁が閉じることで、高圧給水加熱器入口の中間的
温度の給水により、クーリング蒸気の冷却が行われる。
【００５４】クーリング蒸気温度の最終的な調整は、冷
却水量調節弁５５の開閉により、冷却水量を増減させる
ことにより行う。
【００５５】このように、本システムにおいては、クー
リング蒸気冷却器の冷却水源の切り替えと冷却水量の調
整によりクーリング蒸気の温度調整を行うことができ、
クーリング蒸気の適正な温度と流量は、前述と同様な方
法で温度検出器３７と圧力検出器３８により、高圧初段
動翼出口の温度と圧力を検出し、演算器３９により算出
する。
【００５６】演算器の中で、高圧初段動翼出口の温度及
び圧力に応じてクーリング蒸気冷却器の冷却水源が選択
され、演算器からの信号により、各冷却水供給元弁及び
供給戻り止め弁の開閉が行われる。また、クーリング蒸
気温度が適正な温度になるように冷却水量調節弁５５が
同じく演算器からの信号によって開閉される。
【００５７】クーリング蒸気温度は温度検出器３６によ
り検出され、演算器３９にフィードバックされ、冷却水
源の選択並びに冷却水水量の設定に反映される。また、
クーリング蒸気の流量は、演算器からの信号によりクー
リング蒸気流量調整弁２５によってコントロールされ
る。
【００５８】図６は本発明のさらに他の実施の形態を示
す図であり、クーリング蒸気発生ボイラを設け、低温の
クーリング蒸気を得るようにしたものである。
【００５９】すなわち、高圧給水加熱器２３の出口側に
おける給水ラインから抽水管５７が分岐導出されてお
り、その抽水管５７にクーリング蒸気発生ボイラ５８が
接続され、そのクーリング蒸気発生ボイラ５８に、そこ
で発生した蒸気を高圧初段動翼植込部の上流側及び下流
側に噴出するためのクーリング蒸気管２４が接続されて
いる。
【００６０】上記クーリング蒸気発生ボイラ５８に燃料
を供給する燃料供給管５９には燃料流量調整弁６０が設
けられている。
【００６１】しかして、クーリング蒸気は、高圧給水加
熱器２３の出口側から抽出された給水がクーリング蒸気
発生ボイラ５８に供給加熱されることにより発生し、ク
ーリング蒸気管２４を介して高圧タービンの所定個所に
送給される。
【００６２】そこで、クーリング蒸気の温度はクーリン
グ蒸気発生ボイラ５８に供給される燃料投入量により調
整される。すなわち、温度の高いクーリング蒸気が必要
な場合には、燃料流量調整弁６０を開いて燃料投入量を
増やし、温度の低いクーリング蒸気が必要な場合は、燃
料流量調整弁６０を絞って燃料投入量を減らす。
【００６３】このように、本実施の形態においては、ク
ーリング蒸気発生ボイラからの低温蒸気が、高圧初段動
翼植込部の上流側及び下流側に供給され、上記植込部の
温度が低下し、高圧初段動翼植込部の材力低下を防ぐこ
とができる。しかも、高圧初段動翼出口の圧力と温度か
ら演算器によって、運転状態に応じた最適なクーリング
蒸気温度並びに流量を算出し、演算器からの信号によ
り、クーリング蒸気発生用ボイラの燃料流量調整弁並び
にクーリング蒸気流量調整弁の開度を調整することで、
クーリング蒸気の温度並びに流量を最適な値にコントロ
ールすることができる。
【００６４】図７は、図２に対してクーリング蒸気が高
圧初段動翼植込部４４の上流側に供給する場所を変更し
た例を示す図であり、上記クーリング蒸気がノズルボッ
クス４５の後方に供給されるようにしてある。
【００６５】すなわち、この実施の形態においては、上
流側クーリング蒸気導入管２４ｂが高圧タービンの外部
ケーシング４１を貫通し、主蒸気導入管６１の間を中圧
タービン側へ通り抜け、その後高圧内部ケーシング４２
を貫通し、高圧初段ノズルボックス４５の後方から高圧
初段動翼植込部４４に向けクーリング蒸気を噴出するよ
うにしてある。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、蒸気タ
ービン高圧初段動翼出口の圧力と温度を検出し、演算器
によって、そのときの運転状態に応じた最適なクーリン
グ蒸気温度と流量を自動的に算出し、高圧初段動翼植込
部よりも圧力が高く尚且つ温度の低い３種類のボイラ過
熱器中間段から抽出した蒸気の混合または、３種類の給
・復水による主蒸気の冷却または、クーリング蒸気発生
用ボイラによる高圧給水の加温によりクーリング蒸気の
温度と流量を最適値に調整し、これを高圧初段動翼植込
部に供給することができ、高圧初段動翼植込部の材力の
低下を、いかなる運転状態に対しても温度及び流量の面
において過不足の無いクーリング蒸気の供給により抑制
することができる。
【００６７】したがって、信頼性が高く、また、広範囲
な負荷変動並びに蒸気温度変動に対応可能で、尚且つ効
率低下を最小限にとどめることのできる蒸気タービンの
冷却装置が得られたことにより、６５０℃級の蒸気温度
を実用化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の蒸気タービンの冷却装置の概略系
統図。
【図２】第１の発明におけるクーリング蒸気供給部の構
造を示す図。
【図３】高圧初段動翼入口温度に対するクーリング蒸気
適正温度の関係を示す図。
【図４】高圧初段落の膨張線を示す図。
【図５】第２の発明の蒸気タービンの冷却装置の概略系
統図。
【図６】第３の発明の蒸気タービンの冷却装置の概略系
統図。
【図７】クーリング蒸気供給部の他の例を示す図。
【図８】従来の蒸気タービンの冷却装置の概略系統図。
【図９】蒸気タービン負荷と高圧初段動翼出口蒸気のエ
ンタルピの関係を示す図。
【符号の説明】
１０ ボイラ ２０ 低圧給水加熱器 ２３ 高圧給水加熱器 ２４ クーリング蒸気管 ２５ クーリング蒸気流量調整弁 ３０ 第一次過熱器 ３１ 第二次過熱器 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 抽気管 ３４ クーリング蒸気ヘッダ ３５ａ 最終過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁 ３５ｂ 第二次過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁 ３５ｃ 第一次過熱器入口クーリング蒸気流量調整弁 ３６ 温度検出器 ３７ 圧力検出器 ３８ 温度検出器 ３９ 演算器 ５０ 主蒸気管 ５１ クーリング蒸気冷却器 ５８ クーリング蒸気発生ボイラ ６０ 燃料流量調整弁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸気タービンプラントにおけるボイラの複
    数の温度領域の蒸気を抽気しクーリング蒸気ヘッダに合
    流させる抽気管と、上記クーリング蒸気ヘッダの蒸気を
    高圧初段動翼植込部に供給するクーリング蒸気管と、上
    記抽気管及びクーリング蒸気管にそれぞれ設けられた抽
    気調整弁及びクーリング蒸気流量調整弁と、高圧初段動
    翼出口の圧力及び温度を検出する圧力検出器及び温度検
    出器と、クーリング蒸気ヘッダの温度検出器と、上記圧
    力検出器及び各温度検出器からの検出信号、並びに主蒸
    気圧力、温度及び再熱蒸気圧力、温度等が入力され、ク
    ーリング蒸気温度及び蒸気量が最適となるように前記各
    抽気調整弁及びクーリング蒸気流量調整弁に開度制御信
    号を出力する演算器とを設けたことを特徴とする、蒸気
    タービンの高圧初段動翼植込部の冷却装置。
  2. 【請求項２】蒸気タービンプラントにおける主蒸気管か
    ら分岐され、主蒸気の一部をクーリング蒸気として高圧
    初段動翼植込部に供給するクーリング蒸気管と、給水ま
    たは復水ラインから導出された給水または復水によって
    クーリング蒸気を冷却するクーリング蒸気冷却器と、上
    記クーリング蒸気管の途中に設けられたクーリング蒸気
    流量調整弁と、高圧初段動翼出口の圧力及び温度信号、
    並びに冷却後のクーリング蒸気の温度信号が入力され、
    クーリング蒸気流量調整弁及びクーリング蒸気冷却器に
    送給される冷却水量を調整する冷却水量調整弁に開度制
    御信号を出力する演算器とを設けたことを特徴とする、
    蒸気タービンの高圧初段動翼植込部の冷却装置。
  3. 【請求項３】クーリング蒸気冷却器には、複数の温度領
    域の復水或は給水を冷却水として選択的に供給するとと
    もに、上記クーリング蒸気冷却器を経た冷却水をそれぞ
    れ対応する温度領域の給水または復水ラインに戻すよう
    にしたことを特徴とする、請求項２記載の蒸気タービン
    の高圧初段動翼植込部の冷却装置。
  4. 【請求項４】蒸気タービンプラントにおける高圧給水加
    熱器出口から分岐され、高圧初段動翼植込部にクーリン
    グ蒸気を供給するクーリング蒸気管と、そのクーリング
    蒸気管の途中に設けられたクーリング蒸気発生用ボイラ
    と、 高圧初段動翼出口の圧力及び温度信号、並びにクーリン
    グ蒸気発生用ボイラの下流側のクーリング蒸気の温度信
    号が入力され、上記クーリング蒸気発生用ボイラの入口
    側に設けられているクーリング蒸気流量調整弁、及びク
    ーリング蒸気発生用ボイラへの燃料を制御する燃料流量
    調整弁に開度制御信号を出力する演算器とを設けたこと
    を特徴とする、蒸気タービンの高圧初段動翼植込部の冷
    却装置。
  5. 【請求項５】クーリング蒸気管が上流側クーリング蒸気
    導入管と下流側クーリング蒸気導入管とに分岐され、上
    記上流側クーリング蒸気導入管が高圧タービンの外部ケ
    ーシング及び内部ケーシングを貫通し、さらにノズルボ
    ックスを貫通して高圧初段動翼植込部の上流面側に向っ
    て開口するとともに、下流側クーリング蒸気導入管が上
    記外部ケーシング及び内部ケーシングを貫通し高圧二段
    ノズルダイアフラムに挿通され、高圧初段動翼植込部の
    下流面側に向って開口していることを特徴とする、請求
    項１乃至４のいずれかに記載の蒸気タービンの高圧初段
    動翼植込部の冷却装置。
  6. 【請求項６】クーリング蒸気管が上流側クーリング蒸気
    導入管と下流側クーリング蒸気導入管とに分岐され、上
    流側クーリング蒸気導入管が高圧タービンの外部ケーシ
    ング及び内部ケーシングを貫通し、ノズルボックスの後
    方に開口し、高圧初段動翼植込部に向けてクーリング蒸
    気を噴出するとともに、下流側クーリング蒸気導入管が
    上記外部ケーシング及び内部ケーシングを貫通し、高圧
    二段ノズルダイアフラムに挿通され、高圧初段動翼植込
    部の下流面側に向って開口していることを特徴とする、
    請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸気タービンの高圧
    初段動翼植込部の冷却装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1050666A2 (en) * 1999-05-05 2000-11-08 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam cooling system for balance piston of a steam turbine and associated methods
EP1154123A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Welle in einem Hochdruck-Expansionsabschnitt einer Dampfturbine
JP2005240574A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Toshiba Corp 蒸気タービン発電プラント
US7003956B2 (en) 2003-04-30 2006-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant
US7056084B2 (en) 2003-05-20 2006-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
EP1674669A1 (de) * 2004-12-21 2006-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Dampfturbine
FR2934312A1 (fr) * 2008-07-24 2010-01-29 Gen Electric Systeme et procede pour fournir de la vapeur de refroidissement surcritique dans l'espace de passage de roue d'une turbine
US8113764B2 (en) 2008-03-20 2012-02-14 General Electric Company Steam turbine and a method of determining leakage within a steam turbine
WO2013002066A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 株式会社Ihi 廃熱発電装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1050666A3 (en) * 1999-05-05 2002-05-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam cooling system for balance piston of a steam turbine and associated methods
EP1050666A2 (en) * 1999-05-05 2000-11-08 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam cooling system for balance piston of a steam turbine and associated methods
EP1154123A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Welle in einem Hochdruck-Expansionsabschnitt einer Dampfturbine
WO2001086121A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur kühlung einer welle in einem hochdruck-expansionsabschnitt einer dampfturbine
US7003956B2 (en) 2003-04-30 2006-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine, steam turbine plant and method of operating a steam turbine in a steam turbine plant
US7056084B2 (en) 2003-05-20 2006-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine
JP2005240574A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Toshiba Corp 蒸気タービン発電プラント
EP1674669A1 (de) * 2004-12-21 2006-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Dampfturbine
US8113764B2 (en) 2008-03-20 2012-02-14 General Electric Company Steam turbine and a method of determining leakage within a steam turbine
FR2934312A1 (fr) * 2008-07-24 2010-01-29 Gen Electric Systeme et procede pour fournir de la vapeur de refroidissement surcritique dans l'espace de passage de roue d'une turbine
WO2013002066A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 株式会社Ihi 廃熱発電装置
JP2013007368A (ja) * 2011-06-27 2013-01-10 Ihi Corp 廃熱発電装置
CN103608549A (zh) * 2011-06-27 2014-02-26 株式会社Ihi 废热发电装置
US9677414B2 (en) 2011-06-27 2017-06-13 Ihi Corporation Waste heat power generator

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