JPS60119304A - 蒸気タ−ビン - Google Patents

蒸気タ−ビン

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Publication number
JPS60119304A
JPS60119304A JP22705183A JP22705183A JPS60119304A JP S60119304 A JPS60119304 A JP S60119304A JP 22705183 A JP22705183 A JP 22705183A JP 22705183 A JP22705183 A JP 22705183A JP S60119304 A JPS60119304 A JP S60119304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
warming
turbine
pressure turbine
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP22705183A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Matsuda
実 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP22705183A priority Critical patent/JPS60119304A/ja
Publication of JPS60119304A publication Critical patent/JPS60119304A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10Heating, e.g. warming-up before starting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は多車室型の蒸気タービンに係り、特に起動前に
タービン構成部材を暖機する暖機系統を改良した蒸気タ
ービンに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般にこの種の蒸気タービンは高温高圧の蒸気により運
転されるので、運転停止状態から定格運転状態まで安全
かつ確実に運転すると共に、負荷を増大させるためには
、高温高圧蒸気に晒されるタービン構成部材に大きな内
部応力が作用しないようにすることを要する。特にター
ビンロータは高温蒸気中で高速回転するために応力的に
は格別厳しい条件下にちり、タービンロータにはクラッ
ク等の事故が起り易い状況にある。そこで、従来より蒸
気タービンの起動前は暖機用のウオーミング蒸気をター
ビン内に送入し、定格負荷時の温度状態に可能な限り昇
温するウオーミングを行なっている。
従来の暖機系統を組み込んだ蒸気タービンを第1図に示
す。
この蒸気タービンは高圧タービン1と、中圧タービン2
と、低圧タービン3とを有する多車室型に構成され、こ
れら各タービン1.2、ai;tlc空ポンプまたは蒸
気エゼクタにより圧力を真空にし、高圧、中圧両タービ
ン1.2をある温度まで加熱する暖機運転(ウオーミン
グ)を行なっている。
すなわち、高圧、中圧両タービン1.2には高圧ウオー
ミング管4、中圧ウオーミング管5が接続され、図示し
ない補助ボイラで加熱された暖機用のウオーミング蒸気
をこれら高圧、中圧両タービン1.2へ供給するように
なっている。高圧、中圧ウオーミング管4.5は共に途
中で補助蒸気汽水分離器6が介装され、まだ、高圧ウオ
ーミング・aiには高圧ウオーミング弁7が、中圧ウオ
ーミング管5には中圧ウオーミング弁8とグランド蒸気
調整器9とがそれぞれ介装され、ウオーミング蒸気の流
入蒸気量等が適宜調整されるようになっている。この中
圧ウオーミング管5は中圧タービン2の蒸気入口部に接
続され、中圧タービン2内に配設された図示しないター
ビンロータを、補助ボイラ(図示省略)およびグランド
蒸気調整器9で加熱調整された例えば約0.3 a t
 gの暖機用のウオーミング蒸気により加温し、昇温さ
せている。
このウオーミングはタービンロータの構成材料が例えば
約80℃以下のところで急速に脆弱になる性質を有して
いるためになされるものである。すなわち、蒸気タービ
ンの冷機起動においてはその材料の脆化等の遷移温度以
上に昇温して延性領域に移行させ、脆性破壊の危険性を
皆無にしておくことが安全運転の上から重要である。こ
の遷位温度は中圧タービン2のタービンロータでは例え
ば約140℃程度であり、その温度まで上昇させるには
約7〜8時間程度を要している。こうしたウオーミング
の後に、タービンを回転させ、高温の再熱蒸気を中圧タ
ービン2に徐々に導入するが、この再熱蒸気が約400
℃以上の高温であるためにタービンロータの表面は急加
熱され、タービンロータ内部には熱応力が発生する。
第2図は蒸気タービンについての冷機起動時の温度と熱
応力の時間的特性を示しており、図中実線で示す従来の
蒸気タービンでは中圧タービン2のタービンロータの熱
応力σaが許容値限界附近に達しており、非常に厳しい
条件になっていることを示している。一般にタービンロ
ータの熱応力ハタ−ビンロータの温度と、このタービン
ロータへ導入される主蒸気もしくは再熱蒸気との温度差
、または蒸気温度の時間変化率に比例するものであり、
ウオーミング終了時の中圧タービン2のタービンロータ
が例えば約140℃で、このタービン2へ導入される再
熱蒸気温度が約400℃であるときは、両者間の温度差
が非常に大きく、第2図に示すように熱応力σaが非常
に大きくなっている。したがって蒸気タービンのウオー
ミング時には中圧タービン2等のタービンロータの温度
をより高めるために、そのウオーミング蒸気の流量や圧
力を増大させることが必要となる。
しかしながら、このような従来の蒸気タービンでは、ウ
オーミング蒸気の蒸気量を増大させると、この蒸気を導
入する中圧タービン2のタービン段落通路の翼列中でウ
オーミング蒸気が膨張し、タービンロータにトルクが付
与されるようになる。
このためにウオーミング蒸気量やその圧力の増大に伴な
ってタービンロータの回転数が増加し、このタービンロ
ータを図示しないモータにょす2rpmで回転させてい
るターニング装置(図示省略)との接続が外れることが
ある。この場合は一担、ウオーミングを中止してタービ
ンを停止させ、ウオーミング蒸気の流量と圧力とを減少
させて再度ウオーミングをやり直さねばならず、ウオー
ミング作業が非常に煩雑であるという問題があった。す
なわち、タービンロータを十分に加温するために必要な
ウオーミング蒸気の流量と圧力を短時間に大量かつ高圧
に供給することができなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、暖機時に
タービンロータの温度を十分に上昇させてこのタービン
ロータの熱応力を低減せしめ、タービンロータの健全性
を向上せしめると共に、ウオーミング時間、すなわち起
動所要時間を短縮させる蒸気タービンを提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
上述した目的を達成するために本発明に係る蒸気タービ
ンは次のように構成される。
暖機用のウオーミング蒸気を供給するウオーミング管を
中圧タービンの排気部に接続すると共に、この中圧ター
ビンの蒸気入口部には蒸気管を介して低圧タービンの蒸
気入口部を連通せしめ、上記ウオーミング蒸気が上記中
圧タービンの段落通路をその排気部側から蒸気入口部側
へ向けて逆流し、上記蒸気管を介して上記低圧タービン
の蒸気入口部へ排出されるように構成される。
〔発明の実捲例〕
以下本発明に係る蒸気タービンの一実癩例を第3図を参
照して説明する。
本発明に係る蒸気タービンは第3図に示すように多車室
型であシ、高圧タービン[0、中圧タービン11低圧タ
ービン【2を有し、低圧タービン[2は復水器E3を設
置している。高圧タービン[0の蒸気入口部には図示し
ないボイラで発生した蒸気を案内する主蒸気ライン【4
が、また、中圧タービン11の蒸気入口部には図示しな
いボイラで再熱された再熱蒸気を案内する再熱蒸気ライ
ンE5がそれぞれ接続されている。主蒸気ライン[4の
途中には蒸気の流れ方向上流側から下流側に向けて主蒸
気止め弁16、主蒸気加減弁17が順次介装され、主蒸
気の流量等が適宜制御されるようになっている。再熱蒸
気ライン15の途中には、再熱蒸気止め弁[8が介装さ
れ、この再熱蒸気止め弁18の下流には排気管19の一
端が接続され、その他端は低圧タービン12の復水器[
3に接続され、中圧タービン11の蒸気入口部と復水器
[3とが連通されている。
一方、図示しない補助ボイラに共に接続されると共に、
補助蒸気汽水分離器加を共に介装させた高圧ウオーミン
グ管21と中圧ウオーミング管22とが高圧タービン[
0、中圧タービン11の排気部側にそれぞれ接続され、
ウオーミング蒸気がこれら両タービンtO1Uにそれぞ
れ供給されるようになっている。上記補助蒸気汽水分離
器加の下流側では高圧ウオーミング管21に高圧ウオー
ミング弁圧が、また、中圧ウオーミング管22にはグラ
ンド蒸気調整器討および中圧ウオーミング弁5がそれぞ
れ介装され、ウオーミング蒸気の流入蒸気量等がそれぞ
れ適宜制御されるように構成されている。
そして、中圧ウオーミング管四の先端部は中圧ウオーミ
ング弁δの下流で2股に分岐し、これら2股分岐管22
a%22bは中圧タービン11の排気部における左、右
両端部に接続される。この排気部の左、右両端部に対応
する中圧タービン[1の蒸気入口部の左、右両端部には
、先端部が左右2股に分岐する蒸気管あの2股分岐管2
6&、26bにそれぞれ接続され、この蒸気管あの後端
部は低圧タービン12の蒸気入口部に接続されている。
すなわち、中圧ウオーミング管nより中圧タービン【1
の排気部へ供給された暖機用のウオーミング蒸気が中圧
タービン11のタービン段落通路を経てその蒸気入口部
へ排出され、さらに低圧タービン[2内へ導入されるよ
うになっている。
なお、第3図中符号nは中圧タービン11へ流入される
ウオーミング蒸気の流入蒸気量を制御する調整弁である
次に上述した実捲例の暖機運転について述べる。
図示しない補助ボイラにて発生した蒸気はウオーミング
蒸気として補助蒸気汽水分離器加を通過して、一方は高
圧ウオーミング管21に案内されて高圧ウオーミング弁
路を経て高圧タービン]0の排気部に導入され、この高
圧タービン[Oのタービンロータ等を暖機したウオーミ
ング蒸気は凝縮してドレンとなり、図示しないドレン管
より排出される。他方のウオーミング蒸気は中圧ウオー
ミング管nに案内されてグランド蒸気調整器Mおよび中
圧ウオーミング弁δを順次経て2股分岐管n&、22b
にて分流され、図中矢印で示すように中圧タービン11
の排気部の左右両端部に流入される。この中圧タービン
11の排気部に流入されたウオーミング蒸気はタービン
段落通路の翼列中を蒸気入口部へ向けて逆流し、この逆
流の際にタービンロータ等の中圧タービン11溝成部品
を暖機する。ウオーミング蒸気がタービン段落通路を流
れる際は逆流であるためにその翼列中で大きな渦流を発
生して圧力損失となり、膨張するが、タービンロータの
回転方向に対し逆転方向へ逆流するので、タービンロー
タにトルクを付与することがない。このために、ターニ
ング装置により回転されているタービンロータの回転速
度を加速させることがなく、従来の蒸気タービンのよう
にタービンロータの加速によるターニング装置との接続
を外すようなこと、は防止される。したがって、中圧タ
ービン■1へ供給するウオーミング蒸気の流入量や圧力
を従来のものに比し相当増大することができ、その分、
冷機起動の所要時間が短縮することができると共に、タ
ービン起動時における再熱蒸気の温度とタービンロータ
との温度差が縮小され、タービンロータ内部の熱応力を
小さく抑えることができる。
そして中圧タービン11のタービン段落通路を逆流して
その蒸気入口部側へ到達したウオーミング蒸気は、その
一部がこの蒸気入口部の左、右両端部に接続された蒸気
管器の2股分岐管26a、26bへ排出され、他の一部
は、中圧タービン11の蒸気入口部はぼ中央に配設され
た再熱蒸気骨15の途中に接続されている排気管19へ
排出される。蒸気管謳へ排出されたウオーミング蒸気は
低圧タービン【2の蒸気入口部へ流入してタービンロー
タ等を暖機して排気部を経て復水器]3へ排気される。
また、低圧ウオーミング管19へ排出されたウオーミン
グ蒸気は直接復水器[3へ排気される。
第2図は本発明に係る蒸気タービンにおける冷機起動時
の中圧タービン【1のタービンロータの温度と熱応力の
時間的特性を、従来の蒸気タービンと比較して示す特性
図であり、破線で示す本発明に係る中圧タービンロータ
の熱応力面は、実線で示す従来のものの熱応力σaに比
し、小さく抑制され、熱応力許容値内に十分な余裕をも
って抑制されている。また、本発明による蒸気タービン
では冷機起動時に中圧タービン11の室内温度Tl(破
線表示)が、実線で示す従来のものの室内温度tiに比
して短時間で高温となり、暖機時間が短縮される。さら
に、中圧タービン11へ導入される作業蒸気としての再
熱蒸気温度Tr(破線表示)も従来の蒸気タービンの再
熱蒸気温度tr(実線表示)に比して高温のものとする
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る蒸気タービンは、暖機
用のウオーミング蒸気を供給するウオーミング管を中圧
タービンの排気部に接続し、この排気部からウオーミン
グ蒸気を導入してその蒸気入口部へ向けてタービン段落
通路を逆流させ、この逆流したウオーミング蒸気を低圧
タービンの蒸気入口部へ排出するようにした。したがっ
て本発明は暖機中にタービンロータとターニング装置と
の接続を外すことなくウオーミング蒸気の中圧タービン
への流入量や圧力を増大させることができる。その結果
、短時間でタービンロータを所要温度に昇温させること
かでき、タービンロータと作業蒸気との温度差を縮小す
ることができ、タービンロータの熱応力を低減できる。
したがって、暖機時間の短縮とタービンロータの健全性
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の蒸気タービンの系統図、第2図は従来お
よび本発明に係わる蒸気タービンの冷機起動時における
中圧タービンロータの温度と熱応力の時間的特性を示す
特性図、第3図は本発明に係る蒸気タービンの一実弛例
を示す系統図である。 1、[0・・・高圧タービン、2、【1・・・中圧ター
ビン、3.12・・・低圧タービン、4,21・・・高
圧ウオーミング管、5、ρ・・・中圧ウオーミング管、
6、加・・・補助蒸気汽水分離器、7、お・・・高圧ウ
オーミング弁、8、δ・・・中圧ウオーミング弁、9、
a・・・グランド蒸気鯛整器、【3・・・復水器、14
・・・主蒸気ライン、[5・・・再熱蒸気ライン、【9
・・・排気管、あ・・・蒸気管。 代理人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第 1 図 第2図 □時向

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、暖機用のウオーミング蒸気を供給するウオーミング
    管を中圧タービンの排気部に接続すると共に、この中圧
    タービンの蒸気入口部には蒸気管を介して低圧タービン
    の蒸気人口部を連通せしめ、上記ウオーミング蒸気が上
    記中圧タービンの段落通路をその排気部1111から蒸
    気人口部側へ向けて逆流し、上記蒸気管を介して上記低
    圧タービンの蒸気人口部へ排出されるようにしたことを
    特徴とする蒸気タービン。 2、中圧タービンの蒸気人口部は低圧タービンに設置さ
    れた復水器に連通管を介して接続され、上記中圧タービ
    ン内を逆流したウオーミング蒸気の一部を上記復水器へ
    分流させるようにした特許請求の範囲第1項に記載の蒸
    気タービン。 3、蒸気管は途中に調整弁を介装せしめ、中圧タービン
    へ流入されるウオーミング蒸気債を適宜制御するように
    構成した特許請求の範囲第1項に記載の蒸気タービン。
JP22705183A 1983-12-02 1983-12-02 蒸気タ−ビン Pending JPS60119304A (ja)

Priority Applications (1)

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JP22705183A JPS60119304A (ja) 1983-12-02 1983-12-02 蒸気タ−ビン

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JP22705183A JPS60119304A (ja) 1983-12-02 1983-12-02 蒸気タ−ビン

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JPS60119304A true JPS60119304A (ja) 1985-06-26

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JP22705183A Pending JPS60119304A (ja) 1983-12-02 1983-12-02 蒸気タ−ビン

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2602824A1 (fr) * 1986-08-11 1988-02-19 Proizv Ob Tur Procede de demarrage a froid d'une turbine a vapeur
WO2001092689A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer dampfturbine mit mehreren stufen im leerlauf oder schwachlastbetrieb

Cited By (4)

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