JPS6332107A - タ−ビンのタ−ニング方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は運転状態に応じて軸受給油温度と変更するター
ビンのターニング方式に係り、特に起動時間短縮から高
回転数上昇率で起動することが要求されることのあるタ
ービンのターニング方式に関する。

〔従来の技術〕

火力発電プラントを例にして、タービン軸受給排油系統
及び給油の温度制御系統を示すと概略第１図の通りであ
る。

同図において１がタービンの給油系統であり。

２が排油系統、３が給油を冷却する冷却水系統である。

４は軸受給油温度制御装置で設定温度を与えれば給油温
度を該値に維持する通常の温度コンさ トローラである。これらの系統及び装置のもとてタービ
ンの軸受給油温度は従来タービンの運転状態に応・じて
第２図の通り管理されているのが通例である。すなわち
次の通りであり １）タービン停止後のターニング結合から次回起動時の
ターニング離脱までのターニング運転中の給油温度は、
ターニング回転数２ｒｐｍ　　（通常ターニング回転数
は起動、停止モードに関係な（，２ｒｐｍ程度一定）に
対し軸受部の油膜形成を最適にするためタービンの起動
・停止モードに関係なく３２℃程度一定の制御している
（温度が高くなると油の粘度が下がるためびびり振動の
原因等になる。）。

２）ターニング離脱からタービン定格回転数到達までの
タービン回転数上昇中の給油温度は、ターニング時の給
油温度３２℃から定格回転数時の給油温度４６℃（後述
）間を直線的に変化させるのを温度制御の目樟値として
いるが、実際は制御により冷却水弁が全閉していても図
の如くタービン軸受損失による排油温度の上昇が少ない
ことから（油タンク等で特に加熱は行っていない。）設
定温度に対し実油温度は追いつかず、かなり遅れたもの
となっている。一方、定格回転数とするための条件に３
８℃があることから制御により、定格回転数到達時に該
温度が得られないならばその条件を満足させる回転数上
昇率以上の上昇率は選べない。

３）併入から解列の負荷運転中を含んだタービン定格回
転数運転中の給油温度は、タービンの起動停止モードに
関係なく４６℃程度一定に制御している。

４）解列、タービントリップからターニング給金までの
タービン回転数降下中の給油温度は、定格回転数時の給
油温度４６℃からタービン時の給油温度３２℃間を直線
的に変化させるのを温度制御の目標値とし一応満足に制
御している。

タービンのターニング方式も１）に示す如く、タービン
起動停止モードに関係なく常時２ｒＰＩｌ＋ターニング
であり特に変わった方式は取っていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、昨今のタービンの運用に対するニーズ
である毎回起動停止、起動損失低減からの起動時間短縮
という点について十分配慮がされていない。すなわち、
タービンを高回転数上昇率で起動しようとしてタービン
軸受給油温度設定をターニング時の３２℃から定格回転
数時の４６℃に向け、設定変更し、タービンを起動して
も設定温度に対し実油温度が追いつかず定格までの回転
数上昇が行えないという点である。

これを対策する方法としては１次の方法が考えられるが
、いずれの場合も列記する問題があり良策といいがたい
。

１、給油系に専用の給油が温装置をっけ加温するること
か考えられるが、この方法は設備が非常に複雑になり経
済的な問題があると同時に実績に乏しく信頼性からも不
利である。

２、高回転数上昇率（一般的には３６０ｒｐｍ程度）で
起動した場合でも定格回転数到達時に規定の実油温度が
得られる点までターニング時給油温度を下記のいずれか
の考慮をはらって常に上げて置く（３７℃程度）方法が
考えられるがいずれも列記する問題がある。

ａ）油温度上昇により油の粘度が下がることがら高圧油
でタービン軸をジヤツキアップして平滑なターニング運
転が行えるように給油するジャッキング油ポンプを軸受
給油ポンプとは別に設置する方法が考えられるが、この
方法も設備が非常に複雑になり経済的な間コがあると同
時に、このポンプは一般的に輸入品を使用するという背
景から調達および保全のしやすさという点で問題がある
。

ｂ）第３図に「給油温度と回転数変化に対する油膜厚さ
の関係」を示すが、高油温のまま低回転数でターニング
を実施すると最少必要油膜厚さを確保出来ず、軸と軸受
は金属接触を紹き損傷をきたすことから油の粘度が下が
る分掌時５〜６　ｒｐｍの高回転数ターニングとして油
模形を計る方法が考えられるが、高回転数ターニングは
通常回転数ターニングに対して下記の点で不利であり、
年間を通して常時高回転数のターニングするのは問題が
ある。

通常回転数に対し、高回転数ターニングの方が不利な理
由 １）軸受に異物が混入した時（油中の夾雑物）、タービ
ン軸の回転エネルギーが大きいため軸受損傷が大きくな
る。

２）発電機回転子胴部のスロットにおさめられた界磁コ
イルの自重による移動回数が増大し層間の銅と銅との擦
り合せによる銅粉の発生が格段に増加する。

第４図は、大容量機に最も多く採用されているギヤピッ
クアップ形回転子スロットの断面図であり、１がウェッ
ジ、２がクリページブロック、３がスロットライナ、４
がターン絶縁、５が複数の層から構成された各ターン（
２分割導体）、モして６が通風孔であるが、銅粉の発生
は５の各ターンの複数の眉間の銅と銅との相対的なずれ
がターニング時の自重による動きから生じることで起る
ものである。したがって、定格回転数等では遠心力でロ
ックされ相対すベリがなく、銅粉の発生は起こらない。

尚、銅粉の増加は接地事故の原因となる。（実際に事故
が報告されているケースもある。） ３）一般的に、タービン軸とターニング装置のギヤーの
結果が外れやすい。

本発明の目的は、タービンが通常の回転数上昇率で起動
する場合はターニング中のタービン軸受給油温度を通常
設定としタービンが高回転数上昇率で起動する場合に限
りターニング中のタービン軸受給油温度を高く設定させ
るタービンのターニング方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、複数段階にターニング回転数を切り替える
ことが可能なターニング装置を使用し。

タービン停止時間から次回タービン起動時の起動モード
を推定し、（タービンの起動モードは通常タービンケー
シングメタル温度から決定され、これによりタービン回
転数上昇率も決定される。又、次回起動時のモード推定
はケーシングメタル温度冷却曲線を使用し、現時点から
の停止時間で温度降下量を推定し容易に出来る。

回転数上昇率が高上昇率の場合（タービン停止後８時間
以内の起動時等）は、ターニング中軸受給油温度設定を
高温度設定にすると共に油膜形成上、ターニング回転数
も高回転数とし、又逆に回転数上昇率が通常上昇率の場
合（タービン停止後８時間以上経過後の起動時等）は軸
受給油温度数、定を通常設定とすると共にターニング回
転数モ通常回転数とすることで達成される。

〔作用〕

次回タービン起動時の回転数上昇率が、高回転数上昇率
の場合、ターニング中給油温度を高温度設定とし、ター
ニング回転数を高回転数とするが、これらはそれぞれ次
の働きがある。

１）ターニング中給油温度を高温度設定とすると定格回
転数時の給油温度との差が小さくことからタービンを高
回転数上昇率で起動できる（タービン停止時間が長時間
になるとタービンが冷えることから高温度設定としても
給油温度は上がらない。ただこの場合は、タービンの回
転数上昇率も熱応力の観点から高回転数上昇率の起動は
不可であり、高温度設定の必要性もない。

）。

２）ターニング回転数も高回転数とすると回転によるポ
ンプ作用効果で発生油圧を増加させ油膜形成させること
から、比較的高油温でのターニングができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第１図及び
第５図〜第６図に本発明が適用された一実施例を示す。

まず第１図は前述の通りタービン軸受給排油系統及び給
油の温度制御系統であるが、５は、本発明になるターニ
ング中の給油温度制御設定切替回路を示している。

次に第５図は本発明になるターニング装置の概略図であ
り、駆動源として交流電動機を使用し極数切り換えによ
って二段階にターニング回転数を変更できる設備になっ
ている。本図において、１はタービン軸との結合用ギヤ
ー、２は二連式のターニング装置駆動用電動機、３は電
動機の極数切り替え用接触器であり、３つの接触器のい
ずれを投入するかでターニング回転数が選択できる。

さらに第６図は次回タービン起動時のタービン回転数上
昇率が高回転数上昇率の場合に給油温度設定を高温度設
定にすると共に高回転数ターニングに自動的に切り替え
る（タービン回転数上昇率が通常回転数上昇率の場合に
は給油温度設定を通常温度設定にすると共に通常回転数
ターニングを選択する）シーケンスロジックを示す。

本図において、１はＡＮＤロジック、２はＯＲロジック
、３はＮＯＴＯＲロジックは時限動作タイマー、５はキ
ープリレー、６は第４図３の接触器であって、７は８の
ターニング指令信号が初めて成立した時に、４の時限動
作タイマーがカウントアツプする間、（１０秒程度）強
制的に低回転数ターニングを選択する回路（ターニング
開始を高回転数ターニングであると、特にターニング結
合が外れやすく、低回転数ターニングとする方が好まし
い。）。

９は、ターニング指令信号が成立し規定時間経過後（４
の時限動作タイマーカウントアツプ）タービン通常回転
数上昇率起動が選択されている場合に通常回転数ターニ
ングを選択する回路、１０は高回転数上昇率が選択され
た場合に高回転数ターニングを選択する回路、又１１は
第１図５の回路であり前記と同様に油温度設定を切り替
える回路である。尚、１２はタービン停止時間から決定
される次回タービン起動時の回転数上昇率に見合つて出
力される接点があり、具体的には第７図のタービンケー
シングメタル温度冷却曲線から次回タービン起動時のメ
タル温度を求め、タービン起動時のメタル温度から決定
されるあらかじめ決められた回転数上昇率になっている
。５のキープリレーは、いったん高回転数上昇率が選択
されたら通常回転数上昇率が選択されるまでこの信号を
保持する（余計な０Ｎ−ＯＦ　Ｆの繰り返しを防止する
）回路である。

本実施例によれば、極めて経済的な方法で（？！！動機
そのものが７〜８ｋＷの小型であることから２速式にし
ても十数万円で、他の方法にくらべ費用は断然安い。）
二段階ターニングが可能となり、高回転数ターニングを
最少に押さえて軸の油膜形成を確実に行うという効果が
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タービン８時間停止等の暖機状態に於
いて従来より高回転数上昇率でタービンを起動すること
を比較的簡便な方法で可能にすると共に、ターニング回
転数として不利な高回転数ターニングを最少に押さえる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はタービン軸受給排油系統及び給油の温度制御系
統図、第２図はタービン起動特性図、第３図は給油温度
と回転数変化に対する油膜厚さの関係を示す線図、第４
図は発電機ギヤピックアップ形回転子スロットの断面図
、第５図はターニング装置の概念図、第６図は高回転数
と通常回転数ターニングの切り替えシーケンスロジック
図、第７図はタービンケーシングメタル温度冊却曲線で
ある。 高１図 筋３図 も４図 もＳ図 対設電源 も６１￥１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ターニング装置とタービン軸受給油温度をタービン
   の運転状態に応じて変更するため給油温度制御装置を備
   えたタービンにおいて、複数段階にターニング回転数を
   切り替えることを可能とするターニング装置を使用し、
   該ターニング回転数の切り替えとターニング中給油温度
   の制御設定値変更をタービン停止時間から決定される次
   回タービン起動時の目標回転数上昇率、又は回転上昇率
   等タービン起動のパラメータを決定するタービンケーシ
   ングメタル温度あるいはそれと同等の信号に応じて行う
   ことを特徴とするタービンのターニング方式。