JPS60113002A - 空転翼車運転設備 - 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】 廃に容易に対応てきる抽気（混圧）タービンに関するも
のである。

ここて、蒸気タービンの抽気管ラインへ外部から蒸気が
タービンに入る場合を混圧タービンと称し、抽気管ライ
ンから蒸気が出入するものを抽気、混圧タービンと称す
る。

従来、工場で動力とともに各種のプロセス用低圧蒸気を
必要とする場合に、第１図に示すように、ボイラで高圧
蒸気を発生させ、高圧タービンＨＰ。

低圧タービンＬＰで所要の蒸気正寸で膨張させて動力を
得だのち、その排気ＧＬをプロセス蒸気として用いると
ともに、タービン内で膨張中の蒸気を所定圧力のところ
から抽出してプロセス用に送る抽気背圧タービンを主と
して背圧タービンとして運転する場合、高圧タービンＨ
Ｐを空転させ、抽気ラインから中圧蒸気ＧＩをタービン
内に入れ背圧蒸気ＧＬを低圧タービンＬＰから取り出す
運転は出来るが、高圧タービンＪ（Ｐが中圧で空転する
ため、高圧タービン冷却用の冷却蒸気ＧＣＨは高圧蒸気
を必要とし、またその量も比較的多い。従って、上記運
転では、（１）高圧冷却蒸気を必要とする。

（２）高圧タービン冷却用冷却蒸気ＧＣＨも比較的多く
、空転失損も大きい。（３）高圧冷却蒸気がなければ運
転できないのでタービンを休転するほかない等の欠点が
ある。寸だ、上記タービンを高圧のみの１・ツブタービ
ンとして運転し、低圧タービンＬＰを空転する場合、第
２図に示すように、低圧タービン用の冷却蒸気ＧＣＬが
必要であり、背圧ラインが不要のときは低圧タービンＬ
Ｐから排気を大気中に放出するほかない。

上記に限らず、抽気（混圧）タービンを有する車室内翼
車を空転する運転では、必ずその空転車室内の翼車の冷
却蒸気が必要であり、その車室の高圧ラインから少なか
らぬ蒸気を入れ、まだこの蒸気を排出しなければならな
い欠点がある。

本発明は上記欠点を解消するだめになされたもので、そ
の目的は、工場のプロセス蒸気ラインの変化や改廃に対
応して不必要なタービンを空転させることにより、運転
が多様化できる抽気（混圧）タービンを提供することに
ある。

上記目的を達成するために、本発明は、高圧タービン車
室と低圧タービン車室を有する抽気（混圧）タービンに
おいて、空転車室内の翼車の翼部を削除し、前記空転翼
車の加熱を防止するだめに、冷却蒸気を前記空転車室の
低圧側から供給し、高圧側から抽出する冷却蒸気装置を
設けるとともに、前記空転車室内の冷却蒸気を一定量流
すために高負荷時用冷却蒸気量制御装置と低負荷時用冷
却蒸気量制御装置を設けたことを特徴とする抽気（混圧
）タービンの空転翼車運転設備に構成するものである。

本発明は上記のように空転車室内の翼車の翼部を削除し
て空転欠損（発熱）を従来のものより大幅に減少させ、
同車室の冷却蒸気を低圧側から高圧側へ逆流させること
により一種の自己冷却型になるので、例えば抽気タービ
ンのある蒸気ラインーが廃止又は過剰になる場合にも従
来のものにない独特な運転が可能になり、抽気（混圧）
タービンの運転の多様化が実現できる。寸た空転車室内
の冷却蒸気を一定量流すだめの冷却蒸気制御装置を設け
ることにより安全に空転車室が運転を継続できる等の特
徴を有する。

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第３図は抽気背圧タービンの高圧車室の翼車空転設備の
系統図である。

即ち、高圧車室Ｈの高圧部タービン翼車２の翼を削除し
た抽気タービンと、空転車室の低圧側である中圧蒸気入
口管（元抽気管）３から冷却蒸気を供給し、高負荷時に
は空転車室の高圧側である高圧タービン冷却蒸気管４へ
、低負荷時には同じく高圧側である高圧タービン冷却蒸
気抽出管１２へ抽出する冷却蒸気装置と、空転車室内を
冷却する蒸気を一定量流すだめの高負荷時用冷却蒸気量
制御装置である高圧タービン冷却蒸気制御弁５、流量側
６、指令部ＩＪ流量検出器Ｆ１温度検出器Ｔ１圧力検出
器Ｐ１発電検出器Ｅと、低負荷時用冷却蒸気量制御装置
である高圧タービン冷却蒸気制御弁ＩＯ１高圧タービン
冷却蒸気抽出管１２、指令部ＩＩ、流量検出器Ｆ１温度
検出器Ｔ１圧力検出器Ｐ、発電検出器Ｅ、！：からなる
。

なお、」１図１は高圧蒸気室、７は低圧蒸気加減弁、８
は低圧部翼車、９は排気管、１１は発電機である。

上記蒸気制御は定流量制御とし、流量検出器Ｆの検出に
より行ない、また高圧タービン車室Ｈの高圧側の温度検
出器Ｔが設定値より高くなると、流量の設定値を上げる
。更に危険なほど異状上昇時には警報を出す。発電検出
器Ｅは無負荷時を検出するもので、このときは高負荷時
制御から低負荷時制御になる。圧力検出器は所定値以下
の低負荷時には低負荷制御に自動的に切替えられる。

上記高圧車室の翼車が空転時に、中圧蒸気を中圧蒸気入
口管３から供給すると、低圧蒸気加減弁７を経て低圧車
室り内に蒸気が入り、熱エネルギーから速度エネルギー
に変換され、低圧部翼車８を回転させ、仕事をした後、
排気管９から排出されてプロセス蒸気として作業場へ送
られる。即ち中圧の背圧タービン運転となる。

次に、高圧車室の翼車を空転する場合の抽気（混圧）タ
ービンの空転翼車運転設備の制御を起動順序に従って説
明する。

（Ａ）　起動から低負荷捷で（０〜Ｖ８〜頻負荷１で）
（１）起動時には指令部ＩＬの制御信号によって流量ｆ
ｆ１Ｕ御弁ＶＬが作動して高圧車室Ｈ内に通常の蒸気の
流れと逆方向、つまり低圧側から高圧側へ少量の冷却蒸
気を流す。このとき高圧車室内は入ｌコ蒸気圧力と同圧
である。

（２）温度検出器Ｔは高圧車室Ｈの高圧側の車室内の蒸
気温度を検出し、この温度が設定値を越えると、制御指
令部ＩＬが制御設定流量を上げて、設定温度以下に保つ
。また蒸気温度が急激に高４くなつたとき、警報を出す
。

（３）圧力検出器Ｐは低圧タービンの負荷検出用であり
、ある負荷以上、つまりある圧力以上になると、低負荷
制御から高負荷制御へ自動的に切替えるだめの判断信号
として使用される。逆の場合は高負荷制御から低負荷制
御となる。これは、少量であっても車室内の冷却蒸気か
らも動力を発生させるためである。

（４）流量検出器は冷却蒸気を一定流量流すだめの検出
部であり、高圧タービンの空転部は一定圧力、下で回動
しているので発熱量も一定であり、従って、この流量制
御の方が適している。

（５）発電検出器は解列信号であり、流量制御弁ＶＬが
制御する。

（Ｂ）　通常の負荷運転時（Ｖ８又はスル乞負荷時）（
１）冷却蒸気の制御は、圧力検出器Ｐの信号によって自
動的に低負荷流量制御弁ＶＬによる制御から高負荷流量
制御弁ＶＨによる制御に切替えられる。高負荷流量制御
弁ｖＨは低負荷流量制御弁ＶＬと同様に流量検出器Ｆの
信号によって低圧タービンの内部圧力が変化してもほぼ
一定の流量を流す。

（２）温度検出器Ｔは一温度を検出して、高温度時は警
報を、まだ警報値以下の設定温度を越える場合は高負荷
指令部ＩＨが設定流量を上げて、増加した設定流量で高
負荷流量制御弁ｖＨが定流量制御を行なう。

（３）上記設定流量は、あらかじめ空転損失（高圧ター
ビンでの発熱量）を計算して子の流量に設定する。この
ときは、上記設定温度より温度検出器Ｔの温度が低くて
も差しつかえない。

（４）発電検出器Ｅは発電機の解列信号であり、このと
きは高負荷制御から低負荷制御へ切替えられる。

（Ｃ）低負荷および解列、トリップ時 （１）負荷が約局以下になると、通常は解列作業に入っ
たときであシ、制御は圧力検出器Ｐの信号を検出して高
負荷流量制御弁ＶＨから低負荷流量制御弁ＶＬへ自動的
に移行させる。

（２）解列時は、発電検出器Ｅによって直ちに低負荷流
量制御弁による制御となり、高負荷流量制御弁ＶＨは全
閉する。この例のように、高圧車室の翼車空転のときは
高負荷流量制御弁のみでよく、低負荷流量制御弁は不要
であるが、前述のように、少量の冷却蒸気といえども有
効発電させるためである。

第４図は抽気背圧タービンの低圧車室の翼車空転設備の
系統図である。

即ち、低圧車室りの低圧部タービン翼車１３の翼を削除
した抽気タービンと、空転車室の低圧側である高圧ター
ビン冷却蒸気管４から冷却蒸気を供給し、高負荷時に空
転車室の高圧側である低圧蒸気入口管１４へ、低負荷時
に、同じく高圧側である低圧タービン冷却蒸気抽出管１
５へ抽出する冷却蒸気装置と、空転車室内を冷却する蒸
気を一定量流すだめの高負荷時冷却蒸気制御装置である
冷却蒸気量制御弁ＶＨ１指令部工１１、流量検出器Ｆ、
温度検出器Ｔ１圧力検出器Ｐ１発電検出器Ｅと、低負荷
時用冷却蒸気量制御装置である冷却蒸気量制御弁ｙＬ１
指令部ＩＬ、流量検出器Ｆ１温度検出器Ｔ１圧力検出器
Ｐ１発電検出器Ｅとからなる。

なお、上図で１６は主蒸気入口管、１７は主蒸気弁であ
る。

第５図は第４図と同様であるか高負荷指令部ＩＨが低圧
蒸気加減弁７を制御するもので、その他の構成は第４図
のものと同様である。

上図のような低圧車室の翼車が空転時には主蒸気入口管
１６から高温高圧蒸気が主蒸気弁１７を経て高圧車室Ｈ
内に入ると、熱エネルギーから速度エネルギーに変換さ
れ、高圧部タービン翼車２を回転させ、仕事をした後、
抽気管３から排出され、プロセス蒸気として作業場へ送
られる。即ち中圧の背圧タービンとして運転される。

上記低圧車室の翼車を空転する場合は、高圧車室の翼車
を空転する場合と異なっているところは、低負荷のとき
、高負荷冷却蒸気量制御弁ＶＨの前後の差圧が非常に少
なくなり、高負荷冷却蒸気量制御弁ＶＨがある程度、又
は全開しても殆んど蒸気が流れないことである。特に無
負荷のときは蒸気が流れない。

そこで低負荷冷却蒸気量制御弁ＶＬを設け、負荷が約縮
〜局以下になると高負荷冷却蒸気量制御から低負荷冷却
蒸気量制御に切替えられ、高負荷冷却蒸気量制御弁は全
閉する。

また、低圧車室の翼車空転時には自己冷却（自己回収）
ができないので低負荷冷却蒸気量制御弁の出１］はグラ
ーンドコンデンサ又は大気放出する。

その他の制御は前記の高圧車室の翼車空転時と同様であ
る。

以上、詳述したように、本発明によれば、下記のような
効果を奏する。

（１）空転車室内の翼車の翼部を削除しているだめ、空
転欠損（発熱）が数分の−から土数分の−と非常に少な
くなり、高効率運転が出来る。

（２）空転車室内の冷却蒸気は通常の流動方向と逆方向
で低圧側から高圧側へ流れるので、冷却蒸気が空転欠損
（発熱）によって高温になっても温度的には通常の運転
と同方向であるから、冷却蒸気を最小にできる。

（３）空転車室内の圧力は、その車室の出口圧力又は高
圧側の車室の出口側の圧力に保って自己冷却方式として
いるので、他の蒸気源が必要でない。従って抽気（混圧
）ターヒ゛ンの多様な運転に対処できる。

（４）冷却蒸気の制御は、高負荷時用と低負荷時用の二
基列の冷却蒸気制御装置で行われるため、全負荷範囲で
安全に連続運転ができる。

（５）前記のように抽気（混圧）タービンの多様な運転
が可能になるので、工場のプロセス蒸気が変更又は廃止
になっても、タービンを休止する必要がない０ （６）短時間で工場のプロセスの変化に対応できるので
、省エネルギーにも直ちに貢献できる。

（７）空転翼車の翼部を削除することと空転翼車運転設
備が比較的簡単なため、改造の取替期間も短かく、改造
費用も少なくてすむ。捷だ、空転翼車の翼部を植え戻せ
ば、容易に復元できる。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものでなく、抽気復水タービン、２段抽気ター
ビン等にも工場全体の新しい条件に合わせて対応させる
ことができ、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実
施しうろことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の抽気背圧タービンを主として背圧ター
ビンとして運転する場合の系統図、第２図は従来の抽気
背圧タービンをトラツリーピンとして運転する場合の系
統図、第３図は、本発明の抽気背圧タービンの高圧車室
の翼車空転設備の系統図、第４図は本発明の抽気背圧タ
ービンの低圧車室の翼車空転設備の系統図、第５図は第
４図の他の実施例を示す系統図である。 １・・高圧蒸気室、２・・高圧部タービン翼車（翼部な
し）、３・・中圧蒸気入口管（元抽気管）、４・・高圧
タービン冷却蒸気管、５・・高圧タービン冷却蒸気（量
）制御弁、６・・流量言」゛、７・・低圧蒸気加減弁、
８・・低圧部翼車、９・・ＩＦ気管、１０・・高圧ター
ビン冷却蒸気溜］］御弁（低負荷時）、１１・・発電機
、１２・・高圧ターヒ′ン冷却蒸気抽出管、１３・・低
圧タービン翼車、１４・・低圧蒸気入口管、１５・・低
圧タービン冷去り蒸気抽出管、１６・・主蒸気入口管、
１７・・主蒸気弁、■Ｈ・・高負荷指令部、ｌＬ・・イ
氏負荷指令部、Ｆ・・流量検出器、Ｔ・・温度検出Ｒａ
、Ｐ・・圧力検出器、Ｅ・・発電検出ＲｙｚＩ（・・高
圧タービン車室、Ｌ・・低圧タービン車室。 第４図 ＧＩ　ＧＬ（今ＧＣＬ） 第３図 第４図 第５図 向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧タービン車室と低圧タービン車室を有する抽気←ト
   琳÷タービンにおいて、空転車室内の翼　４車の翼部を
   削除し１、前記空転翼車の加熱を防止するために、冷却
   蒸気を前記空転車室の低圧側から供給し、高圧側から抽
   出する冷却蒸気装置を設けるとともに、前記空転車室内
   の冷却蒸気を一定量流すために高負荷時用冷却蒸気量制
   御装置と低負荷時用冷却蒸気量制御装置を設けたことを
   特徴とする抽気タービンの空転翼車運転設備。