JPS62195403A

JPS62195403A - 蒸気タ−ビン

Info

Publication number: JPS62195403A
Application number: JP61035846A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Misawa; 三沢　一文; Masayoshi Kakishima; 柿島　正好
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-28
Also published as: JPH0553922B2

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〕本発明は蒸気タービンに係り、特にタービンの負荷にか
かわらず排気蒸気量が一定になるようにした蒸気タービ
ンに関する。

（発明の技術的背景とその問題点〕一般に、小地域に電力を供給しかつ排気蒸気を造水プラ
ント等の用途に利用する蒸気タービンプラントが知られ
ている。第９図は上記蒸気タービンプラントに用いられ
る蒸気タービン１の概略を示したもので、ボイラ（図示
せず）で発生した主蒸気２は、蒸気加減弁３を経てター
ビンの初段部に導かれ、初段部ＴＡ４．２段動翼５と順
次各動翼で仕事をしてタービンを運転し発電機６を駆動
したのちタービンケーシング７外に排気蒸気８として排
出され、さらにこの排気蒸気８は造水プラント（図示せ
ず）で利用されるようになっている。

上記タービン内部における蒸気の状態変化は第１０図お
よび第１１図に示した通りで、タービンの初段部に入口
圧力Ｐ　Ｈで流入した主蒸気２は初段動翼４で仕事をし
て出口圧ノＪＰ１となって初段部より流出し、さらに後
続の段落で仕事をして最終段部より出口圧力Ｐ　　でタ
ービンケーシングｘＨ７外に排出されるようになっている。通常、この排気蒸
気の出口圧力Ｐ　　は大気圧以上に保たれ、ｘＨタービンの負荷にかかわらず一定になるように調節され
ている。

従来、このような蒸気タービン１において、第１２図に
示した電力の月間需要のようにタービンの負荷が変動す
る場合は、蒸気加減弁３の開閉による主蒸気流量の変化
によりタービンの負荷制御を行なっていた。第１３図は
蒸気加減弁が２つ設けられた蒸気タービンの負荷制御を
示したもので、所定の電力量を維持するために必要な主
蒸気流組信号９が演算器１０ａ、１０ｂに入力されると
各蒸気加減弁の流量特性から第１４図に示したような弁
開度信号１１ａ、１１ｂが出力され、負荷に応じて主蒸
気流量が変化するようになっている。

ところが、前記造水プラントにおいては、造水量を一定
にするために排気蒸気Ｍを一定に維持することが望まし
く、上述のように負荷に応じて主蒸気流ｍを変化させる
とタービンの排気蒸気量が一定にならなくなるという問
題があり、遣水プラントを備えた蒸気タービンでは主蒸
気流量の変化による負荷制御を行なうことができないと
いう問題があった。

〔発明の目的〕

そこで本発明の目的は、上記従来技術が右する問題点を
解消し、タービンの負荷が変動してｂ常に排気蒸気量が
一定に保たれるような蒸気タービンを提供するものであ
る。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は蒸気発生源で発生
する主蒸気をタービンの初段部に導く高圧蒸気加減弁と
、上記主蒸気をタービンの２段部に導く低圧蒸気加減弁
とを備え、上記蒸気発生源で低圧化した主蒸気をタービ
ンの低負荷運転時のみ上記低圧蒸気加減弁よりタービン
の初段部をバイパスして２段部以降に流入するようにし
たちので、タービンの負荷にかかわらず排気蒸気量が一
定になるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による蒸気タービンの実施例を第１図乃至
第８図を参照して説明する。なお、従来と同一部分には
同一符号を用いる。

第１図において符号１は蒸気タービンを示し、この蒸気
タービン１は初段部、２段部と各段落を軸方向に組み合
わせて構成され、各段落内にはそれぞれ初段動翼４．２
段部１５と各動翼が組み込まれている。蒸気発生源であ
るボイラ（図示せず）で発生した主蒸気２は、高圧蒸気
加減弁２１を経てタービンの初段部に導かれると共に低
圧蒸気加減弁２２を経てタービンの２段部に導かれ、タ
ービンを運転して発電礪６を駆動したのち排気蒸気８と
してタービンケーシング７外に排出され、さらに排気蒸
気８は造水プラント（図示せず）で利用されるようにな
っている。タービンの初段部には冷却蒸気をタービンケ
ーシング７外に排出するる初段部の温度上昇を防止して
いる。また、ボイラで発生する主蒸気の圧力は、第２図
に示したように、時刻と共に変化するようにボイラ側で
調節され、この圧力変化は第１２図に示したタービンの
負荷変動に対応するようになっている。

第３図および第４図は上記高圧蒸気加減弁２１および低
圧蒸気加減弁２２がそれぞれ２つずつ設けられた蒸気タ
ービンの主然気導入部を示したもので、タービンケーシ
ング７の初段部相当位置には上部にマニフォルドケーシ
ング２４がタービンケーシング７と一体に形成されてい
る。上記マニフォルドケーシング２４のタービン側壁面
２５にハ弁口２６が４つ直列に形成され、この弁口２６
のうち中央の２つの弁口２６ａ、２６ａは高圧蒸気加減
弁用弁口として、両側の２つの弁口２６ｂ。

２６ｂは低圧蒸気加減弁用弁口として用いられ、上記各
弁口２６ａ、２６ｂを閉塞する高圧蒸気加減弁２１およ
び低圧蒸気加減弁２２がマニフォルドケーシング２４内
に一体的に組み込まれている。

士　す−六　１工　！ｔ　　ｔＥ　　１＋ｎ　　ζｃｅ
　　４＾　ｍ　ノ４　　口　リ　　Ｃ○　ｌ峠　ｈ　−
μ７１ノ　ノｒ−シングアに形成された高圧蒸気流入口
（図示せず）を介してタービン初段部の調速段ノズル２
７と接続し、低圧蒸気加減弁用弁口２６ｂはタービンケ
ーシング７に形成された低圧蒸気流入口２８を介してタ
ービン２段部と接続している。

次に作用を説明する。

本発明による蒸気タービンは、第２図に示したように、
タービンの負荷に対応するように主蒸気圧力が変化する
ので、昼間のように電力需要が多い時（定格負荷時）は
、ボイラ側で圧力ＰＨまで高めた高圧の主蒸気を高圧蒸
気加減弁２１からタービンの初段部に流入させる。高圧
の主蒸気は、初段動翼４．２段１１１Ｊ翼５と各動翼で
仕事をしタービンを定格負荷で運転して発電機６を駆動
したのち排気蒸気８として排出され、さらにこの排気蒸
気８は造水プラントで利用される。

一方、夜間のように電力需要が少ない時（低負荷時）は
、タービン負荷の減少に対応してボイラ側で圧力Ｐ、ま
で低めた低圧の主蒸気を低圧蒸気加減弁２２からタービ
ンの初段部をバイパスして２段部に流入させる。このた
め低圧の主蒸気は、２段動翼５以降の各動翼でのみ仕事
をしタービンを低負荷状態で運転する。また排気蒸気８
は、定格負荷運転時と同様に造水プラントで利用される
。

ここで低圧の主蒸気圧力ＰＬは、定格負荷運転時におけ
るタービンの２段部入口圧力に加減弁圧ノｊ損失を加え
たものにしておく。このようにすれば、タービンの２段
部以降を流れる主蒸気の流量が定格負荷運転時と同一に
なるので、タービンの排気蒸気量は定格負荷運転時とほ
ぼ同一になる。また、上記低圧主蒸気の温度を適当に選
択することにより、排気蒸気８の温度も定格負荷運転時
と同一に保つことができる。なお、上記主蒸気のバイパ
スにより初段動翼４は空転するので、初段動翼４の摩擦
によりタービンの初段部の温度が１胃するようであれば
、前記ドレン弁２３を開放して冷却蒸気を流せばよい。

第５図は、主蒸気流ｍを変化させる負荷制御であるノズ
ル締切り制御（以下Ｐ　Ａ　ｆｌｉ制御という）または
絞り制御（以下ＦＡ制御という）から上述の、ような段
落バイパスによる負荷制御に蒸気タービンの負荷制御を
移行させる方法を示し、高圧蒸気加減弁および低圧蒸気
加減弁がそれぞれ２つずつ設けられた場合を示す。図に
おいて演算装置３１はタービンに設けられた段落圧力フ
ィードバック回路として作用し、主蒸気圧力の低下とと
もにタービン負荷が低下してくる場合、演算装置３１よ
り主蒸気圧力低下前の負荷を保つようにバイアス信号３
２が出力される。このバイアス信号３２は加算器３３で
主蒸気流量信号９に加算され、ＰＡ流量信号３４として
高圧蒸気加減弁（図示せず）に出力される。このため、
一定母の主蒸気圧力低下までは高圧蒸気加減弁が全開方
向に移行するので、主蒸気流量は増加しタービンの負荷
は変動しない。しかし、高圧蒸気加減弁が全開するとそ
れ以上はタービンに流入する主蒸気流量が増加しないの
で、主蒸気圧力の低下に伴いタービン負荷は低下してく
る。このため、蒸気タービンは、タービン初段部をバイ
パスする段落バイパス運転に移行し一油ｄ其貿３５に作
動してＨＡバイアス信号３６が出力される。このＢＡバ
イアス信号３６は、加算器３７で主蒸気流量信号９およ
び８Ａ全閉信号３８と加算されてＢＡ流母信号３つとし
て低圧蒸気加減弁（図示せず）に向けて出力され、この
ＢＡ流ｍ信号３９は途中演算器４０ａ、４０ｂｋ。

おいて各低圧蒸気加減弁の流量特性に合った第６図に示
したような弁開度信号４１ａ、４１ｂに変換される。こ
こで、高圧蒸気加減弁のＰ　Ａ　ｔｉ！Ｉ御中はＢＡバ
イアス信号３６は零になるの′ｃＢＡ全閉信号３８によ
りＢＡ流量信号３９は零以下の信号となり、低圧蒸気加
減弁は全開に保たれる。

第７図は、段落バイパス運転移行時に作動する演算装置
３５の詳細を示したもので、徐々に低下する主蒸気の圧
力は、主蒸気圧力信号４２どして演算器４３に入力され
、その主蒸気圧力に対する所望の設定負荷信号４４が出
力される。この設定負荷信号４４は加算器４５に入力さ
れ、ここで実負荷信号４６との偏差が求められ負荷偏差
信号４７として出力される。さらに、この負荷偏差信号
４７は演算器４８で通常のＰＩ副制御施されてＢＡバイ
アス信号３６として出力され、上記負荷偏差信号４７が
零になるように低圧蒸気加減弁が開閉制御される。第８
図は上記設定負荷信号４４を求める演紳器４３の詳細を
示したもので、符号４２ａは段落バイパス運転移行時の
主蒸気圧力、符号４２ｂはＢＡ制御切替完了時の主蒸気
圧力を示し、この主蒸気圧力４２ａ、４２ｂを演算器４
３に入力するとそれぞれの主蒸気圧力時に対応した所望
の設定負荷信号４４ａ、４４ｂが求められるのがわかる
。

このように段落をバイパスする主蒸気流量を制御する演
算装置３５を設けたので、蒸気タービンの負荷制御おい
てＦＡ制御またはＦＡ制御から段落バイパス制御へ移行
する際にタービンの負荷変動がほとんどなくなり、かつ
段落バイパス制御への切替動作が迅速になる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は高圧蒸気加減
弁と低圧蒸気加減弁とを備え、低圧化した主蒸気をター
ビンの低負荷運転時のみ低圧蒸気加減弁よりタービンの
初段部をバイパスして２段部以降に流入するようにした
ので、タービンの負荷が変動してもタービンの排気蒸気
量は常に一定に保たれる。また、高圧蒸気加減弁と低圧
蒸気加減弁がマニフォルドケーシング内に一体に組み込
まれているので、蒸気タービン全体がコンパクトになり
、蒸気タービンプラント建屋の省スペースに貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸気タービンを示す概略構成図、
第２図は主蒸気圧力の時刻における変化を示す図、第３
図は主蒸気導入部を示す一部切欠斜視図、第４図は第３
図のＴＶ−ＴＶ線に沿った縦断面図、第５図は段落バイ
パス運転移行時のタービンの負荷制御方法を示すブロッ
ク図、第６図は低圧蒸気加減弁の流量特性を示す特性図
、第７図は段落バイパス運転移行時に作動する演算装置
の詳細を示すブロック図、第８図は設定負荷信号を求め
る演算器の特性図、第９図は従来の蒸気タービンを示す
概略構成図、第１０図は蒸気タービン内部の蒸気の膨張
線図、第１１図は蒸気タービン内部の圧力変化図、第１
２図はタービン負荷の時刻における変化を示す図、第１
３図は従来の蒸気タービンの負荷制御方法を示すブロッ
ク図、第１４図は蒸気加減弁の流量特性を示す特性図で
ある。１・・・蒸気タービン、２・・・主蒸気、４・・・初段
動翼、５・・・２段動翼、６・・・発電様、７・・・タ
ービンケーシング、８・・・排気蒸気、９・・・主蒸気
流量信号、１１ａ、１１ｂ・・・弁開度信号、２１・・
・高圧蒸気加減弁、２２・・・低圧蒸気加減弁、２３・
・・ドレン弁、２４・・・マニフォルドケーシング、２
６ａ・・・高圧蒸気加減弁用弁口、２６ｂ・・・低圧蒸
気加減弁用弁口、２８・・・低圧蒸気流入口、３１．３
５・・・演算装置、３４・・・ＰＡｉ）！ｆ量倍信号３
９・・・ＢＡ流母信号。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第２図第３図第４図第７図第８図第９図エントロピ第１３図（ａ）　　　　　　　　　（ｂ）へ起　１／１ｌＴＩ７＋躯１ＯＩＩ覇狐はと

Claims

【特許請求の範囲】１、蒸気発生源で発生する主蒸気をタービンの初段部に
導く高圧蒸気加減弁と、上記主蒸気をタービンの２段部
に導く低圧蒸気加減弁とを備え、上記蒸気発生源で低圧
化した主蒸気をタービンの低負荷運転時のみ上記低圧蒸
気加減弁よりタービンの初段部をバイパスして２段部以
降に流入するようにしたことを特徴とする蒸気タービン
。２、上記高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁は、タービン
ケーシングに形成されたマニフォルドケーシング内に一
体的に組み込まれてい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。