JPS62251409A - 1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置 - Google Patents
1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置Info
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- JPS62251409A JPS62251409A JP61094846A JP9484686A JPS62251409A JP S62251409 A JPS62251409 A JP S62251409A JP 61094846 A JP61094846 A JP 61094846A JP 9484686 A JP9484686 A JP 9484686A JP S62251409 A JPS62251409 A JP S62251409A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
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- 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
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
- F01K23/108—Regulating means specially adapted therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
-
- 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
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
- F01K13/025—Cooling the interior by injection during idling or stand-by
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガスタービンの排熱を熱源として発生させた
蒸気によって駆動される蒸気タービンと、前記のガスタ
ービンとを1軸に結合した1軸コンバインドプラントを
起動する際に、前記の蒸気タービンの過熱を防止するた
めのグーリング方法。
蒸気によって駆動される蒸気タービンと、前記のガスタ
ービンとを1軸に結合した1軸コンバインドプラントを
起動する際に、前記の蒸気タービンの過熱を防止するた
めのグーリング方法。
及び同クーリング装置に関するものである。
この種の1軸コンバインドプラントは蒸気タービンとガ
スタービンが同時に起動昇速できるために、多軸形コン
バインドプラント、すなわち蒸気タービンとガスタービ
ンが別軸のプラントに比較して、蒸気タービンとガスタ
ービンとが同時に昇速出来る分だけ、起動時間を短縮出
来るという長所がある。
スタービンが同時に起動昇速できるために、多軸形コン
バインドプラント、すなわち蒸気タービンとガスタービ
ンが別軸のプラントに比較して、蒸気タービンとガスタ
ービンとが同時に昇速出来る分だけ、起動時間を短縮出
来るという長所がある。
しかしその反面、蒸気タービンの通気にあたっては、ガ
スタービンを先ず昇速しでガスタービン排ガスを発生さ
せ、その排ガスを熱源として排熱回収ボイラへ導f!蒸
気を発生させるまでは蒸気タービンに通気出来ない、そ
の結果、蒸気タービンに通気されるまでの間、風損(蒸
気タービン内部の気体の攪拌による動力の損失)によっ
て過熱する虞れが有る。この為、蒸気タービン内は復水
器真空に保たれるようになっている。しかし、復水器真
空を保つために供給される約300℃前後の高温のシー
ル蒸気がシャフトパツキン部から蒸気タービン内へ流入
することになるので、特に低圧最終付近が著しく加熱さ
れる。低圧最終段およびその付近の段落は、タービン翼
長が大きいため、その翼付根の遠心応力が大きい、この
ため、加熱によって温度が著しく上昇することは材料強
度の低下を招き好ましくな、い。
スタービンを先ず昇速しでガスタービン排ガスを発生さ
せ、その排ガスを熱源として排熱回収ボイラへ導f!蒸
気を発生させるまでは蒸気タービンに通気出来ない、そ
の結果、蒸気タービンに通気されるまでの間、風損(蒸
気タービン内部の気体の攪拌による動力の損失)によっ
て過熱する虞れが有る。この為、蒸気タービン内は復水
器真空に保たれるようになっている。しかし、復水器真
空を保つために供給される約300℃前後の高温のシー
ル蒸気がシャフトパツキン部から蒸気タービン内へ流入
することになるので、特に低圧最終付近が著しく加熱さ
れる。低圧最終段およびその付近の段落は、タービン翼
長が大きいため、その翼付根の遠心応力が大きい、この
ため、加熱によって温度が著しく上昇することは材料強
度の低下を招き好ましくな、い。
これに対する対策としては、例えば特開昭58−117
306に示されるように、クーリング用の補助蒸気源を
確保し、これより低圧タービンへクーリング蒸気を導入
して加熱を防止する方法が公知である。
306に示されるように、クーリング用の補助蒸気源を
確保し、これより低圧タービンへクーリング蒸気を導入
して加熱を防止する方法が公知である。
上記従来技術の方法は、補助蒸気系統の追設によるプラ
ント建設費の増加を招くという問題がある。その上、フ
ンバインドされた当該1軸とは別の系からの補助蒸気が
必要であることから、1iilllだけのブラックスタ
ートが出来ないという問題があった。
ント建設費の増加を招くという問題がある。その上、フ
ンバインドされた当該1軸とは別の系からの補助蒸気が
必要であることから、1iilllだけのブラックスタ
ートが出来ないという問題があった。
本発明の目的は、1$IIIコンバインドプラントにお
いて、1軸以外の系統から補助蒸気を導入することなく
、かつ起動時の無負荷運転時にタービン内の風損による
加熱を防止することを可能にするクーリング方法、及び
、上記の方法を実施するに好適なり−リング装置を提供
するにある。
いて、1軸以外の系統から補助蒸気を導入することなく
、かつ起動時の無負荷運転時にタービン内の風損による
加熱を防止することを可能にするクーリング方法、及び
、上記の方法を実施するに好適なり−リング装置を提供
するにある。
上記目的は、コンバインドされた1軸の回転数が上昇し
て低圧最終段付近の風損が大きくなった段階で、従来は
高圧加減弁を開けた後に開いていた低圧加減弁を先行的
に開けることによりクーリング蒸気を導入することで達
成される。すなわちこの低圧加減弁を開ける条件として
は、風損の指標である回転数が規定値に達したこと、及
び低圧蒸気圧力がある規定の値まで達していることが必
要である。これらの条件を満たしたことを条件として低
圧加減弁に開信号を与える制御装置を設置することにな
る。
て低圧最終段付近の風損が大きくなった段階で、従来は
高圧加減弁を開けた後に開いていた低圧加減弁を先行的
に開けることによりクーリング蒸気を導入することで達
成される。すなわちこの低圧加減弁を開ける条件として
は、風損の指標である回転数が規定値に達したこと、及
び低圧蒸気圧力がある規定の値まで達していることが必
要である。これらの条件を満たしたことを条件として低
圧加減弁に開信号を与える制御装置を設置することにな
る。
一般にタービン内で発生する風損は、回転数の約3乗に
比例するので1回転数が上昇するに伴って発生する風損
は加速度的に増大する。従って回転数を条件とすること
により、クーリングが必要なタイミングを感知すること
ができる。
比例するので1回転数が上昇するに伴って発生する風損
は加速度的に増大する。従って回転数を条件とすること
により、クーリングが必要なタイミングを感知すること
ができる。
起動のパターンとしては、タービン解列から再起動まで
の休止期間が短いホットスタートと、休止期間が長くて
タービンメタル温度が低くなった場合のコールドスター
トとがある。無負荷運転時の加熱が問題となるのは、メ
タル温度が高くタービン内に流入したシール蒸気が加熱
されやすいホットスタートの場合である。ホットスター
トの場合は排熱回収ボイラの残留熱量が大きいため、ガ
スタービン起動とともに低温の低圧蒸気はガスタービン
による昇速の段階で発生する特徴がある。
の休止期間が短いホットスタートと、休止期間が長くて
タービンメタル温度が低くなった場合のコールドスター
トとがある。無負荷運転時の加熱が問題となるのは、メ
タル温度が高くタービン内に流入したシール蒸気が加熱
されやすいホットスタートの場合である。ホットスター
トの場合は排熱回収ボイラの残留熱量が大きいため、ガ
スタービン起動とともに低温の低圧蒸気はガスタービン
による昇速の段階で発生する特徴がある。
そこで従来、高圧加減弁を開した後、低圧加減弁を開け
ていたのに対して、低圧蒸気がある程度発生してあらか
じめ設定された蒸気圧力まで」1昇した段階で、高圧蒸
気条件が整う前1こ低圧加減弁を開けることができる。
ていたのに対して、低圧蒸気がある程度発生してあらか
じめ設定された蒸気圧力まで」1昇した段階で、高圧蒸
気条件が整う前1こ低圧加減弁を開けることができる。
そこで本発明の方法は、起動操作に際して、a)Aft
記1軸の回転数が予め定められた値に達したこと、及び
、 b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧力が予
め定められた値に達していることを条件として、高圧蒸
気加減弁の開弁に先行させて低圧蒸気加減弁を開弁して
、低圧蒸気タービンに導入する。
記1軸の回転数が予め定められた値に達したこと、及び
、 b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧力が予
め定められた値に達していることを条件として、高圧蒸
気加減弁の開弁に先行させて低圧蒸気加減弁を開弁して
、低圧蒸気タービンに導入する。
また、上記の方法を容易に実施してその効果を充分に発
揮せしめる為に創作した本発明の装置は。
揮せしめる為に創作した本発明の装置は。
a)前記1軸の回転数が予め定められた値に達したこと
を検出するセンサ、及び b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧が予め
定められた値に達していることを検出するセンサ、並び
に、 C)上記a)+ b)#のセンサからの出力信号および
、高圧蒸気加減弁の開閉状態を表わす信号をを入力され
て、低圧蒸気加減弁の開閉信号を発信する制御装置を設
ける。
を検出するセンサ、及び b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧が予め
定められた値に達していることを検出するセンサ、並び
に、 C)上記a)+ b)#のセンサからの出力信号および
、高圧蒸気加減弁の開閉状態を表わす信号をを入力され
て、低圧蒸気加減弁の開閉信号を発信する制御装置を設
ける。
前記のクーリング方法によれば、他の悪影響を及ぼす虞
れなく、蒸気タービンに対して低圧低温の蒸気を導入し
、風損の発生、並びに風損による過熱を防止することが
出来る。
れなく、蒸気タービンに対して低圧低温の蒸気を導入し
、風損の発生、並びに風損による過熱を防止することが
出来る。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1rj4は本発明方法実施する為に構成したクーリン
グ装置を備えたコンバインドプラントの一例を示す、こ
のコンバインドプラントは、圧縮機コラ。
グ装置を備えたコンバインドプラントの一例を示す、こ
のコンバインドプラントは、圧縮機コラ。
ガスタービン52発電機6により構成されるガスタービ
ン装置が、カップリング7により蒸気タービン8と1軸
に結合されている。そして空気取入口1から流入した空
気はサイレンサ2を通り、圧縮機3で圧縮され、燃焼器
4で燃料ガスと混合し。
ン装置が、カップリング7により蒸気タービン8と1軸
に結合されている。そして空気取入口1から流入した空
気はサイレンサ2を通り、圧縮機3で圧縮され、燃焼器
4で燃料ガスと混合し。
燃焼して高温高圧ガスとなり、ガスタービン5で仕事を
した排ガスは蒸気発生器13に加熱流体として流入する
。蒸気発生器13は、高圧蒸気発生器14と低圧蒸気発
生器15とから構成されており、高圧蒸気発生器14で
発生した蒸気は、高圧蒸気配管18を通じて高圧蒸気止
め弁19.高圧蒸気加減弁20を通り、高圧タービン9
に流入する。起動時に高圧蒸気条件が確立しない場合は
、高圧バイパス管21.高圧バイパス弁22を通して復
水器11へ蒸気を流すようになっている。低圧蒸気発生
器15で発生した低圧蒸気は低圧蒸気配管23を通じて
低圧止め弁24を通り、低圧タービン10へ流入する。
した排ガスは蒸気発生器13に加熱流体として流入する
。蒸気発生器13は、高圧蒸気発生器14と低圧蒸気発
生器15とから構成されており、高圧蒸気発生器14で
発生した蒸気は、高圧蒸気配管18を通じて高圧蒸気止
め弁19.高圧蒸気加減弁20を通り、高圧タービン9
に流入する。起動時に高圧蒸気条件が確立しない場合は
、高圧バイパス管21.高圧バイパス弁22を通して復
水器11へ蒸気を流すようになっている。低圧蒸気発生
器15で発生した低圧蒸気は低圧蒸気配管23を通じて
低圧止め弁24を通り、低圧タービン10へ流入する。
蒸気タービン8を出た蒸気は復水器11で復水となり復
水ポンプ16.グランドコンデンサー17を介し、給水
配管27を経て蒸気発生器13へ戻るようになっている
。そして低圧蒸気配管23から分岐した低圧バイパス管
25および該バイパス管25に設置された低圧バイパス
弁26を通じて起動時の蒸気を復水器11ヘバイパスさ
せるのは高圧バイパス弁と同じである。
水ポンプ16.グランドコンデンサー17を介し、給水
配管27を経て蒸気発生器13へ戻るようになっている
。そして低圧蒸気配管23から分岐した低圧バイパス管
25および該バイパス管25に設置された低圧バイパス
弁26を通じて起動時の蒸気を復水器11ヘバイパスさ
せるのは高圧バイパス弁と同じである。
コンバインドされた1軸の回転数はピックアップ30で
検出し、回転数信号31を発生する。低圧蒸気の圧力は
サーモカップル32によって検出され信号33を発生す
る。高圧蒸気加減弁2oの開閉状態は開度計34によっ
て検出され、開度信号35に変換される1回転数倍号3
1.低圧蒸気圧力信号33.および高圧加減弁開度信号
35は、制御装置36に入力される。制御装置f!36
から出た低圧蒸気加減弁開閉信号37は低圧蒸気弁開閉
用アクチェータ38に入力される。
検出し、回転数信号31を発生する。低圧蒸気の圧力は
サーモカップル32によって検出され信号33を発生す
る。高圧蒸気加減弁2oの開閉状態は開度計34によっ
て検出され、開度信号35に変換される1回転数倍号3
1.低圧蒸気圧力信号33.および高圧加減弁開度信号
35は、制御装置36に入力される。制御装置f!36
から出た低圧蒸気加減弁開閉信号37は低圧蒸気弁開閉
用アクチェータ38に入力される。
第2図は、第1図に示した低圧蒸気加減弁開閉用の制御
装置!36の構成を示したブロック図である0回転数の
条件は蒸気タービン内の風損が大きくなる60%以上回
転数としている。低圧蒸気圧力の条件は排熱回収ボイラ
の低圧蒸気発生器15から発生する蒸気量を確保するた
めに設けたもので、低圧蒸気圧力が低い状態で蒸気ター
ビンの低圧加減弁24が開かないようにしている。その
理由は、低圧蒸気圧力不足の状態で低圧加減弁24が開
くと低圧蒸気発生器15がトリップするので。
装置!36の構成を示したブロック図である0回転数の
条件は蒸気タービン内の風損が大きくなる60%以上回
転数としている。低圧蒸気圧力の条件は排熱回収ボイラ
の低圧蒸気発生器15から発生する蒸気量を確保するた
めに設けたもので、低圧蒸気圧力が低い状態で蒸気ター
ビンの低圧加減弁24が開かないようにしている。その
理由は、低圧蒸気圧力不足の状態で低圧加減弁24が開
くと低圧蒸気発生器15がトリップするので。
これを防止しているものである。また高圧加減弁の条件
は、高圧蒸気が発生しない状態においても低圧蒸気を確
保することを目的として定めている。
は、高圧蒸気が発生しない状態においても低圧蒸気を確
保することを目的として定めている。
従来は高圧加減弁開の条件のみで低圧蒸気加減弁を開け
ていたものを改良して、本実施例においては、回転数を
低圧蒸気圧力との条件が満たされれば先行的に低圧蒸気
加減弁を開けることを可能にしである。当然のことなが
ら1回転数があらかじめ決められた回転数にまで昇速す
る時間、および低圧蒸気圧力が一定の圧力まで上昇する
時間が起動前の段階で予測可能であれば、起動からある
一定時間後に低圧加減弁を開けるように作動する制御装
置を構成することも可能である。
ていたものを改良して、本実施例においては、回転数を
低圧蒸気圧力との条件が満たされれば先行的に低圧蒸気
加減弁を開けることを可能にしである。当然のことなが
ら1回転数があらかじめ決められた回転数にまで昇速す
る時間、および低圧蒸気圧力が一定の圧力まで上昇する
時間が起動前の段階で予測可能であれば、起動からある
一定時間後に低圧加減弁を開けるように作動する制御装
置を構成することも可能である。
(発明の効果〕
以上詳述したように、本発明のクーリング方法を適用す
ると、1@コンバインドプラントの起動時において、低
圧加減弁をクーリング蒸気確保用として開けることがで
きるので、風損による蒸気タービンの加熱を防止し得る
という優れた実用的効果がある。
ると、1@コンバインドプラントの起動時において、低
圧加減弁をクーリング蒸気確保用として開けることがで
きるので、風損による蒸気タービンの加熱を防止し得る
という優れた実用的効果がある。
また1本発明のクーリング装置によれば、前記のクーリ
ング方法を容易に実施してその効果を充分に発揮せしめ
ることが出来る。
ング方法を容易に実施してその効果を充分に発揮せしめ
ることが出来る。
第1図は本発明に係るクーリング装置の一実施例を備え
たコンバインドプラントの系統を示す系統図である。 第2図は上記実施例の装置における低圧加減弁制御装置
の構成を示すブロック図である。 5・・・ガスタービン、8・・・蒸気タービン、】3・
・・排熱回収ボイラ、24・・・低圧蒸気加減弁、31
・・・回転数信号、33・・・低圧蒸気圧力信号、36
・・・低圧加減弁開閉制御装置、37・・・開閉信号。
たコンバインドプラントの系統を示す系統図である。 第2図は上記実施例の装置における低圧加減弁制御装置
の構成を示すブロック図である。 5・・・ガスタービン、8・・・蒸気タービン、】3・
・・排熱回収ボイラ、24・・・低圧蒸気加減弁、31
・・・回転数信号、33・・・低圧蒸気圧力信号、36
・・・低圧加減弁開閉制御装置、37・・・開閉信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ガスタービンの排熱を熱源として発生させた蒸気に
よつて駆動される蒸気タービンと、前記のガスタービン
とを1軸に結合した1軸コンバインドプラントを起動す
る際、 a)前記1軸の回転数が予め定められた値に達したこと
、及び、 b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧力が予
め定められた値に達していることを条件として、高圧蒸
気加減弁の開弁に先行させて低圧蒸気加減弁を開弁して
、低圧蒸気を蒸気タービンに導入することを特徴とする
、1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのク
ーリング方法。 2、ガスタービンの排熱を熱源として発生させた蒸気に
よつて駆動される蒸気タービンと、前記のガスタービン
とを1軸に結合した1軸コンバインドプラントにおいて
、 a)前記1軸の回転数が予め定められた値に達したこと
を検出するセンサ、及び b)前記の蒸気タービンを駆動する低圧蒸気の圧力が予
め定められた値に達していることを検出するセンサ、並
びに、 c)上記a)、b)、のセンサからの出力信号を入力さ
れて、低圧蒸気加減弁の開閉信号を発信する制御装置を
設けたことを特徴とする、1軸コンバインドプラントに
おける蒸気タービンのクーリング装置。 3、前記の制御装置は、高圧蒸気加減弁の開閉状態を表
わす信号を入力する手段を備えたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第2項に記載の1軸コンバインド
プラントにおける蒸気タービンのクーリング装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61094846A JPH0678724B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置 |
US07/042,252 US4793132A (en) | 1986-04-25 | 1987-04-24 | Apparatus for cooling steam turbine for use in single-shaft combined plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61094846A JPH0678724B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62251409A true JPS62251409A (ja) | 1987-11-02 |
JPH0678724B2 JPH0678724B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=14121397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61094846A Expired - Lifetime JPH0678724B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 1軸コンバインドプラントにおける蒸気タービンのクーリング方法及びクーリング装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4793132A (ja) |
JP (1) | JPH0678724B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01313605A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合発電装置 |
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