JPS61279704A - 蒸気タ−ビン - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンの起動方法に関するものである
。

〔発明の背景〕

第３図は、従来技術を有するタービンバイパス弁付中庄
起動蒸気タービン廻りの系統及び構成機器を含めた全体
の系統を示す。

図において、ボイラー１にて発生した蒸気は、主蒸気管
１６．主蒸気比メ弁２．蒸気加減弁３を経て、高圧ター
ビン５の各段落（図示せず）にて。

機械的エネルギーに変換され、膨張した蒸気は、低温再
熱量逆止弁１５を通り、ボイラー１にて蒸気は再熱され
、高温再熱蒸気間１８、再熱蒸気比メ弁６．インターセ
プトバイパス弁７及びインターセプト弁８を径で、中圧
タービン９の各段落（［示せず）にて機械的エネルギー
に変換され、クロスオーバ管１９を経て低圧タービン１
０に流入し、再度機械的エネルギーに変換された蒸気は
、復水器１１によって復水となる。復水は復水ポンプ１
２．給水加熱器１３及び給水ポンプ１４によって、ボイ
ラー１に戻され再びここで蒸気となる。

高圧ター″：：″′＜イ′＜８弁４及び低圧ター１ン′
＜ｌ’ｔ’イバス弁１９は、各々、主蒸気圧力及び再熱
蒸気　　　　　　１圧力を制御する能力を持ち、蒸気タ
ービン起動時　　　　　　、・；、・− 及び停止時に使用されるものである。蒸気タービ１ｊ′ ン起動前は・蒸気タービ′はトリップ状態であり・　　
　　　ｌ’ｉ；１′ 主蒸気比メ弁２及び再熱蒸気圧メ弁６は、全閉で　　　
　　　：、１あり、蒸気の蒸気タービンへの流入を防い
でいる。：′１、〆 ボイう−□、よ高圧、−ビッパイパユ弁、を通、１゛１
１゛ 発生した蒸気を低温再熱蒸気管１７へ流し込み、　　　
　　　しボイラー１にて再熱し、低圧タービンバイパス
弁１９を経て、復水器１１へと回収している。ここで、
高圧タービンバイパス弁４及び低圧タービンバイパス弁
１９の役割は、上述の如く蒸気を流すことによって、主
蒸気温度、及び再熱蒸気温度の制御を行い、その時にお
ける蒸気タービンのメタル温度になるべく近い温度に制
御することで、蒸気タービンメタル温度と、蒸気温度の
差によって発生する熱応力を極力押えることによって、
蒸気タービンの起動時間を短縮させ、且つ、熱応力によ
って発生する蒸気タービンの疲労破壊の蓄積を極力押え
ることが目的である。従来の技術においては高圧タービ
ンバイパス弁４及び低圧タービンバイパス弁１９付の蒸
気タービンの起動方法は、両バイパス弁を使用し、高圧
バイパス弁４にて、主蒸気圧力を制御し、低圧バイパス
弁１９にて。

再熱蒸気圧力をある一定圧力に制御し、再熱蒸気をイン
ターセプトバイパス弁７を経て、中圧タービン９に流込
み、蒸気タービンの速度を定格速度まで上昇、下降及び
、一定速度制御を行なっている。蒸気タービンの蒸気流
量制御弁である、蒸気加減弁３．インターセプト８及び
インターセプトバイパス弁の開方式は、加減弁カム角度
を基準で表わすと、第４図に示される様になる。まず、
インターセプトバイパス弁１が開き、次にインターセプ
ト弁２最后に蒸気加減弁３が開くことになる。

ここで、高圧タービンバイパス弁低圧タービンバイパス
弁付蒸気タービンの特徴のひとつとして、すでに、述べ
たが、主蒸気温度及び再熱蒸気温度１・＠１９−１″′
″″１ｆ″ｍ′Ｆ−“−２ｙ２に７ＪｌＥＥ・　　　　
。

低圧タービンをバイパスして、ボイラーサイドで　　　
　　　　：□ スプレー等を利用して、温度の制御を行うことが　　　
　　　１でき、蒸気タービンのメタル温度に近い再熱蒸
気　　　　　　１温度にし、ミスマツチ量を極力押え、
熱応力等の　　　　　　：発生を最少限にし、急速起動
が可能になる様な制　　　　　　）御方法を取っている
。ここで、蒸気タービン及びボイラーが長期停止時層ｊ
こおける起動の場合、中圧起動の蒸気タービンでは、次
の様な問題点が発生する。第３図において、ボイラーｌ
で発生する蒸気の温度は極端に低下させると、湿りをお
びてき、その蒸気をそのまま高圧タービン５．中圧ター
ビン９．及び低圧タービン１ｏに流入させると。

蒸気タービンの二ローションの原因となり、又。

各々タービン内で仕事をした湿り蒸気は、圧力降下にと
もない、水分が析出し、析出した水分が、タービン金属
部に接触することによって、熱変化が生じ、結果的には
、熱応力が発生し好ましくない状態となるので、各蒸気
の設定圧力の飽和蒸気温度に十分な余裕を取った蒸気温
度まで上昇させる必要がある。この場合１通常、蒸気温
度は、蒸気タービンメタル温度より十分高い為、直接こ
の蒸気を蒸気タービン内へ導き入れても大きな熱応力が
発生の原因となってしまう為、蒸気タービンの暖気を行
い、なるべく、蒸気温度に近い蒸気タービンのメタル温
度にする必要がある。高圧タービン５においては、主蒸
気比メ弁２をバイパスする弁を設は蒸気加減弁１３を経
て、高圧タービン５へ蒸気を導き、高圧タービン５を暖
気することが可能である。しかし、中圧タービン９及び
低圧タービン１ｏは、暖気しようと蒸気を万−中圧ター
ビン９へ導き入れようとすると、復水器１１の真空度は
上昇している為、中圧タービン９及び低　　　　　　１
゜圧タービン１０は仕事をしてしまい、結果的には、　
　　　　　［蒸気タービンの速度を必要でもないのに上
昇させてしまう、特に、高圧タービンバイパス４、低圧
タービンバイパス１９付の、中圧タービン９起動　　　
　　　　Ｉ：の蒸気タービンにおいて、中圧タービン９
内のメタルの暖気が出来ぬことは、熱応力の発生が太き
くなる為、長期間停止後の起動における、蒸気ター、、
！ッ、）□□、よ、＊カフゎ。、つア、よう　　　　ｌ
不具合がある。又、高圧タービン５を暖気するこ２１．
□アあ、工２９．オア１ｏ１え７１、や工、−：・ビン
９起動の場合、再熱蒸気圧力はある一定圧力に低圧ター
ビンバイパス弁１９にて制御されてい　　　　　　　る
、従って、蒸気タービン起動待蒸気加減弁３か　　　　
　　１：；。

゛らある程度まとま０た蒸気量を高圧タービ″／　５　
′。

流し込まないと、高圧タービン５の排気圧力が、　　　
　　　　：（上述の再熱蒸気圧力以上にならないので、
高圧り；ｊｌ −＆ｙ５Ｗ−ｘｉ”５１０・”“”ｔ、、、ｉｌｉ　　
　　　１．：。

圧タービン５の排気温度が上昇し、危険な状態と　　　
　　　４１なる、この様な状態をさける為、蒸気加減弁
３がある程度の蒸気量をのみ込み、高圧タービン５の排
気圧力が再熱蒸気圧力以上になるまで、ベンチレータ弁
２１にて、復水器１１へと蒸気を逃し。

高圧タービン５内の圧力を真空にして風損の発生を防い
でいる。尚、本件は周知の事実である。この様に蒸気加
減弁３が小さな開度の時は高圧ター、ビン５内の圧力は
復水器圧力と同一である為、せっかく、暖気を行っても
、蒸気タービン起動時は復水器圧力の飽和温度まで低下
する様なことになる。又、一定回転数ホールドして、さ
らに蒸気タービンの暖気を行う場合、中圧タービン９起
動では、蒸気は、インターセプトバイパス弁を通し中圧
タービン９を通すクロスオーバ管２０を経て。

低圧タービン１ｏへいたる、従って、中圧タービン９と
低圧タービン１０の暖気は、十分行えるが。

高圧タービン５のメタル温度は、蒸気加減弁３が全閉し
ていることにより、ベンチレータ弁２１が開している為
、高圧タービン５内の圧力は、復水器１１内の圧力と同
一であり、その圧力の飽和温度以上には上昇しないこと
になる。よって、一定回転数ホールドの蒸気タービンの
暖気を行い高圧タービン５には暖気の効果が表われない
。

以上の様な結果より、タービンバイパス系統付の中圧タ
ービン９起動のプラントでは、蒸気タービンが、長期間
停止後の起動では、中圧タービン９起動のメリットは何
らなく、不具合が多い。

なお、関連する技術に、特公昭６０−２４８３号がある
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、この様な不具合を解削すべくなされた
ものである。

〔発明の概要〕

本発明は、蒸気タービンが、長期間停止後の再起動時に
、再熱蒸気系統から、高圧タービンへ蒸気を導き入れ、
中圧タービンと共に、昇速を行い、同程度のレベルで、
高圧タービンのメタル温度を上昇させることで、スムー
ズな蒸気タービンの起動を可能とするものである。又、
低圧タービンバイパス弁によって、制御される再熱蒸気
圧力を可変とし、再熱蒸気温度の制御範囲を広げること
によって、蒸気タービンメタル温度とのミスマツチ量を
小さくすることによって、スムーズな起動を可能とさせ
るものである。

〔発明の実施例〕

、次に本発明の詳細な説明を行う。

第１図に本発明を付加した。タービンバイパス系統付の
中圧起動プラントの概略系統を示す、タービン起動の際
は、従来の中圧起動プラントの起動方法と同様に、ボイ
ラー１で発生した蒸気は、高圧タービン５を通さず、高
圧タービンバイパス弁４を通し、低温再熱管１７から、
再熱器を通り、低圧タービンバイパス弁１９にて、蒸気
を復水器１１へ導き復水している。又、再熱蒸気圧力は
、低圧タービンバイパス弁１９に一定圧力に制御されて
いる。蒸気タービンの起動は、中圧タービン９起動で行
う為、インターセプトバイパス弁７が開き、再熱蒸気を
、中圧タービン９に導き、昇速を開始する。本発明では
、インターセプトバイパス弁７を開すると温時に、再熱
蒸気を高圧タービン９へ導くことにあり、その為に、再
熱蒸気制御弁２２を従来のプラントに、付加している。

二二で、再熱蒸気を再熱蒸気圧力以上２２を通して、高
圧タービン５、へ導く理由は、すでに、従来技術の説明
で述べた如く、蒸気タービン長期間停止時において、高
圧タービン５のプレウオーミングを行った後、中圧ター
ビン９にて起動を行うわけであるが、その場合、高圧タ
ービン９は、風損防止の為、ベンチレータ弁２１で復水
器１１と、接続されており、高圧タービン５のメタル温
度は、復水器１１内圧力の飽和温度まで低下し、プレウ
オーミングの効果が薄れてしまう。又、中圧タービ　　
　　　　［ン９の暖気を行い、熱応力のかん和を中間速
度域　　　　　　：ｉで行うが、この場合も、当然、ベ
ンチレータ弁２１ｊ１が開している為、高圧タービン５
の暖気は、中　　　　　　１；１； 圧タービン起動、ら。熱伝達。みとなっ７．まう、　　
　　　　１従って、再熱蒸気を、高圧タービン２２へ流
し込　　　　　　［；１゜ みベンチレータ弁２１から復水器１１へ蒸気を回“　　
　　　（：・ｊ 収することによって、高圧タービン５で仕事をさせなが
ら、高圧タービン５のメタル温度の上昇を　　　　　　
づ計ることにある。又、高圧タービン５へ少量の蒸気を
流すことは、高圧タービン５最終段翼の冷却をかねるこ
とになる６再熱蒸気制御弁２２は、高圧タービン５初段
後のメタル温度にて、高圧タービン５へ再熱蒸気を導き
、制御を始めるか否か、決定される。高圧タービン５の
初段後のメタル温度がある設定値より低い場合、始めて
、制御信号が送られるものである。第２図に、再熱蒸気
制御弁制御開始までのフローチャートを示す、まず、高
圧タービン初段後メタル温度ｔ１と、再熱蒸気制御弁制
御開始設定値ｔ’　２との比較を比較器３で行う、比較
値が、設定値ｔ’４より小さい場合には、再熱蒸気制御
弁制御開始信号６を出し、制御を開始する。再熱気弁で
高圧タービンへ再熱蒸気を流し込む理由は、すでに述べ
た如く、高圧タービンの暖気であり、主蒸気温度とのミ
スマツチ量を小さくすることにある。従って、主蒸気温
度Ｔ□　１ｏと、高圧タービン初段後メタル温度ｔを監
視し、その差がある値以上になったときのみスイッチ１
１が動作し、再熱蒸気弁制御開始信号６の許可条件９と
する。つまり、充分に、ミスマツチ量の小さくなった高
圧タービンには、不要な蒸気を流さないということであ
り、又、高圧タービンの暖まりすぎを防止することであ
る。

高、中圧タービン流し込む、再熱蒸気温度Ｔ２１２は、
再熱蒸気圧力によって、決定され、飽和蒸気温度に余裕
を加えた値が設定温度となる。高。

中圧タービンのメタル温度が再熱蒸気温度Ｔ２より低い
場合は、どうしてもある温度差が発生し、その温度差に
よって発生した熱応力をかん和する為に、長時間の６定
回転数ホールドの運転をする必要があり、起動時間を長
いものとしている。従って、本発明では、その様な不具
合の発生を防ぐ為に、第２図に示す如く、高圧タービン
初段後メタル温度ｔ１と、中圧タービンメタル温度Ｔ３
１３との比較を行い、低値優先回路１４にて低い　　　
　　　１方のメタル温度を選択し、次に再熱蒸気温度Ｔ
２１２の比較を行い、その差が設定値以上になった場合
には、再熱蒸気圧力設定値変更７信号が生き、結果的に
は、再熱蒸気温度設定値変更８となる。

仮に、再熱蒸気温度′Ｔ２１２が、高圧タービン初段後
メタル温度ｔｌ、中圧タービンメタル温度Ｔ３１３より
高い場合には、再熱蒸気圧力の設定値を低げることによ
って、再熱蒸気の飽和温度も低下するので、再熱蒸気の
温度も、再熱蒸気圧力の設定値変更前より、低い値に制
御することが可能と、外る為、再熱蒸気温度Ｔ２１２と
、高圧タービン初段後メタル温度、ｔｌ、中圧タービン
メタル温度Ｔ、１３との、ミスマツチ量を低減すること
かでき、結果としては、蒸気タービンの起動時間を短か
くすることが可能となる。

次に再熱蒸気制御弁の制御方法であるが、制御方法は、
高圧タービン初段後のメタル温度の変化率を監視し、急
激なメタルの温度上昇を防ぐようにする。急激なメタル
の温度上昇は、内外壁のメタルの温度差を上昇させるこ
とになり、この温度差にて、熱応力が発生する為である
。従って、常に、メタルの温度変化率を監視し、設定値
以上の変化率を示した場合には、再熱蒸気制御弁を閉方
向に動し、高圧タービンへの再熱蒸気の流入量を絞り、
メタルの温度変化率を小さくする。又、高　　　　　　
［工、−，：ツヨ、□０〜７．□□よ５１５．□　　　
　；のメタルの異常な上昇を防ぐ必要がある。

（発明の効果〕 以上・本発明１°０゛て説明したが・中圧起動夕　　　
　　　　；−ビンプラントにおいて、長期間停止後の再
起動時は、本発明を使用することによって、従来の中　
　　　　　リ圧起動タービンプラントより・起動時間を
短か＜１することができ、又、発生熱応力も極力小さく
押に 、ｔａ、：＝ｈ”’ｌＢ＊６″ｍ％９−Ｆ：＞（７）Ｊ
Ｉ＊’／１４９０）　　　　　ｉ。

立場からも有利である。　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は　　　　
　　゛）Ｉ； 同じくフローチャート、第３図は従来例を示す系　　　
　　　　ｊ會 読図、第４図は動作説明線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、タービンバイパス系統付の中圧起動蒸気タービンに
   おいて、暖気効果を上げる為に高圧タービンに再熱蒸気
   を流し込み、さらに、蒸気タービンメタル温度と、再熱
   蒸気温度との温度差を小さくすべく、再熱蒸気圧力可変
   装置を有することを特徴とする蒸気タービン。