KR101205260B1 - 증기 터빈 설비 - Google Patents

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요시노리 다나카
다츠아키 후지카와
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

650 ℃ 이상의 증기 조건을 채용한 경우에도 진동 발생의 가능성이나 설비 비용의 대폭적인 상승을 억제하여 터빈 설비를 대형화시킬 수 있는 증기 터빈 설비를 제공한다. 고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 구비한 증기 터빈 설비에 있어서, 상기 중압 터빈을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈으로 분리하고, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 도입측의 터빈 로터 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성한다.

Description

증기 터빈 설비{STEAM TURBINE INSTALLATION}
본 발명은, 고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 구비한 증기 터빈 설비에 관한 것이다.
현재, 주요한 발전 방법으로서 원자력, 화력, 수력의 3 가지 방법이 이용되고 있고, 자원량 및 에너지 밀도의 관점에서, 향후에도 상기 3 가지 발전 방법이 주요한 발전 방법으로서 이용될 것으로 예상된다. 그 중에서도 화력 발전은 안전하고 부하 변동에 대한 대응 능력이 높은 발전 방법으로서 이용 가치가 높아, 발전 분야에 있어서 향후에도 계속해서 중요한 역할을 이룰 것으로 예상된다.
증기 터빈을 포함하는 석탄 분화력 발전에 사용되는 증기 터빈 설비는, 일반적으로, 고압 터빈, 중압 터빈, 저압 터빈을 구비하고 있다. 이와 같은 증기 터빈 설비에 있어서는 600 ℃ 이하급 증기가 사용되고 있고, 고압 터빈이나 중압 터빈 로터나 케이싱 (차실 (車室)) 등의 고온에 노출되는 부분에는 600 ℃ 이하급 증기에 대한 내열성을 갖고, 제조성이나 경제성이 우수한 페라이트계 재료가 사용되고 있다.
그러나 최근, CO2 배기량 삭감과 더 나은 열효율 향상을 위해서, 650 ℃ 급, 나아가서는 700 ℃ 급 증기 조건을 채용한 기술이 요구되고 있다. 그래서, 특허 문헌 1 에는 재열 증기 조건이 650 ℃ 이상의 고온에서 운전할 수 있는 증기 터빈 설비가 개시되어 있다.
도 4 는 특허 문헌 1 에서 개시되어 있는 종래의 증기 터빈 설비의 개략 계통도를 도시한 것이다. 도 4 에 도시된 증기 터빈 발전 설비 (110) 는, 중압 터빈을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈 (112) 과, 저온 저압측의 제 2 중압 터빈 (114) 으로 분리하고, 고압 터빈 (116) 과 제 2 중압 터빈 (114) 을 일체화시켜 일체화물 (122) 을 형성한 데다가, 그 일체화물 (122) 을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈 (112), 저압 터빈 (124) 및 발전기 (126) 와 함께 동일 축선 상에서 연결하고 있다.
보일러 (132) 에 의해 600 ℃ 급으로 과열된 주증기는, 주증기관 (134) 을 통과하여 고압 터빈 (116) 에 도입된다. 고압 터빈 (116) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 저온 재열관 (138) 을 통과하여 보일러 (132) 에 되돌려진다. 그 보일러 (132) 에 되돌려진 증기는, 보일러 (132) 에 의해 재열되어 700 ℃ 급 증기가 되어, 고온 재열관 (140) 을 통과하여 제 1 중압 터빈 (112) 에 보내진다. 이 제 1 중압 터빈 (112) 의 로터는 700 ℃ 급의 고온 증기에 견딜 수 있는 재료 (오스테나이트계 내열강) 로 구성되어 있다. 제 1 중압 터빈 (112) 에 의해 팽창 작업을 실시한 증기는 550 ℃ 급까지 저하되어 배기되고, 중압부 연락관 (142) 을 거쳐 제 2 중압 터빈 (114) 에 보내진다. 제 2 중압 터빈 (114) 에 보내진 증기는 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 크로스오버관 (144) 을 통과하여 저압 터빈 (124) 에 도입된다. 저압 터빈 (124) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되어 복수기 (128) 에 보내진다. 복수기 (128) 에 보내진 증기는 복수기 (128) 에 의해 복수되고, 급수 펌프 (130) 에 의해 승압되어 보일러 (132) 에 되돌려진다. 발전기 (126) 는 각각의 터빈의 팽창 작업에 의해 회전 구동되어 발전한다.
이와 같은 증기 터빈 설비에 있어서는, 중압 터빈을 분할하고, 제 1 중압 터빈 (112) 에만 650 ℃ 이상의 증기에 견딜 수 있는 재료를 사용함으로써, 650 ℃ 이상의 증기 조건을 채용할 수 있게 함과 함께, 650 ℃ 이상의 증기에 견딜 수 있는 재료의 사용량을 줄여 설비 전체의 제조 비용을 억제하고 있다.
그러나 특허 문헌 1 에 개시된 기술로는, 대용량의 증기 터빈 설비를 고려하면, 도 4 에 도시한 설비의 실현은 어렵다. 제 1 중압 터빈 (112) 을 구성하기 위해서 650 ℃ 이상의 증기에 견딜 수 있는, 예를 들어 Ni 기 합금을 사용하면, 소재 제조 한계의 관점에서 10 t 이상의 터빈 로터나 케이싱 (차실) 을 제조하기 어려워, 대형 터빈 로터나 케이싱을 제조할 수 없기 때문이다.
그 때문에, 도 5 에 도시한 바와 같이 제 1 중압 터빈을 다시 제 1-2 중압 터빈 (113) 으로 분할하는 것도 생각할 수 있는데, 그 경우 차실 수의 증가, 그에 수반되는 건축물이나 배관의 증가에 의해 설비 제조 비용이 커진다는 문제가 발생한다. 또한, 축 수 (분할된 터빈의 수) 가 증가함으로 인해 진동이 발생할 가능성이 높아진다는 문제도 발생한다.
또한, Ni 기 합금을 사용하지 않고 페라이트계 재료로 대응하는 것도 생각할 수 있는데, 그 경우에는 차실 내에 다량의 냉각 증기를 도입할 필요가 있어, 터빈 내부 효율이 저하된다.
특허문헌1:일본특허공보제4074208호
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 감안하여, 650 ℃ 이상의 증기 조건을 채용한 경우에도 진동 발생의 가능성이나 설비 비용의 대폭적인 상승을 억제하여 설비를 대형화시킬 수 있는 증기 터빈 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는,
고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 구비한 증기 터빈 설비에 있어서, 상기 중압 터빈을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈으로 분리하고, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 도입측의 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하여, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 측(증기 도입측)의 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방(즉, 고압 터빈 및 제 1 중압 터빈의 증기 도입측의 로터 및 케이싱의 적어도 일방)을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성함으로써, Ni 기 합금의 소재 제조 한계에 영향을 미치지 않고 터빈 로터나 케이싱을 대형화할 수 있게 된다. 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 조건에서도, 차실 수나 축 수 (분할된 터빈의 수) 를 증가시키지 않고 설비를 대형화시킬 수 있다.
상기 고압 터빈과, 제 1 중압 터빈과, 제 2 중압 터빈과, 저압 터빈을 동일 축선 상에서 연결하고, 제 1 중압 터빈 또는 제 1 중압 터빈과 고압 터빈의 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 도입측의 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성해도 된다.
또한, 상기 제 1 중압 터빈에 650 ℃ 이상의 증기를 도입하고, 상기 제 1 중압 터빈과는 별개의 축에서, 상기 고압 터빈과 상기 제 2 중압 터빈과 일체화시켜 상기 저압 터빈과 동일 축선 상에서 연결함과 함께, 상기 고압 터빈과 제 2 중압 터빈의 연결체보다도, 상기 제 1 중압 터빈을, 상기 고압 터빈 및 중압 터빈에 도입되는 증기를 과열시키는 보일러에 가까운 위치에 배치해도 된다.
650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 제 1 중압 터빈을 상기 보일러의 근처에 배치함으로써, 보일러와 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 제 1 중압 터빈을 접속하는 배관 길이를 짧게 할 수 있어, 그 배관에 사용하는 재료를 저감시킬 수 있다. 상기 보일러와 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 제 1 중압 터빈을 접속하는 배관은 650 ℃ 이상의 증기가 유통되기 때문에, 고급 재료인 Ni 기 합금을 사용할 필요가 있는데, 그 배관을 짧게 하여 재료 사용량을 삭감함으로써 설비 전체의 제작비를 저감시킬 수 있게 된다.
또한, 고압 터빈과 제 2 중압 터빈과 저압 터빈을 일체화시켜, 일체화물을 형성해도 된다. 이로써, 더욱 차실 수나 축 수를 저감시킬 수 있어, 설비의 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 고압 터빈 및 제 1 중압 터빈에 650 ℃ 이상의 증기를 도입하고, 상기 고압 터빈과 제 1 중압 터빈을 일체화시키고, 상기 고압 터빈과 상기 제 1 중압 터빈의 일체화물과는 별개의 축에서, 상기 제 2 중압 터빈과 상기 저압 터빈을 동일 축선 상에서 연결함과 함께, 그 제 2 중압 터빈과 저압 터빈의 연결체보다도, 상기 고압 터빈과 제 1 중압 터빈의 일체화물을, 상기 고압 터빈 및 중압 터빈에 도입되는 증기를 과열시키는 보일러에 가까운 위치에 배치해도 된다.
650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 고압 터빈과 제 1 중압 터빈을 상기 보일러의 근처에 배치함으로써, 보일러와 고압 터빈을 접속하는 배관 및 보일러와 제 1 중압 터빈을 접속하는 배관 길이를 짧게 할 수 있어, 그 배관에 사용하는 재료를 저감시킬 수 있다. 상기 보일러와 고압 터빈을 접속하는 배관 및 보일러와 제 1 중압 터빈을 접속하는 배관은 650 ℃ 이상의 증기가 유통되기 때문에, 고급 재료인 Ni 기 합금을 사용할 필요가 있는데, 그 배관을 짧게 하여 재료 사용량을 삭감함으로써 설비 전체의 제작비를 저감시킬 수 있게 된다. 또한, 제 2 중압 터빈과 저압 터빈을 일체화시켜, 일체화물을 형성해도 된다. 이로써, 더욱 차실 수나 축 수를 저감시킬 수 있어, 설비의 저비용화를 도모할 수 있다.
이상 기재된 바와 같이 본 발명에 의하면, 650 ℃ 급, 나아가서는 700 ℃ 급 증기 조건을 채용한 경우에도 진동 발생의 가능성이나 설비 비용의 대폭적인 상승을 억제하여 설비를 대형화시킬 수 있는 증기 터빈 설비를 제공할 수 있다.
도 1 은 실시예 1 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2 는 실시예 2 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3 은 실시예 3 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4 는 종래예에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5 는 별도의 종래예에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적인 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한은, 이 발명의 범위를 그것에 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 불과하다.
[실시예 1]
도 1 은, 실시예 1 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1 을 참조하여, 실시예 1 에 관련된 증기 터빈 설비에 의해 구성되는 발전 설비에 대해 설명한다.
도 1 에 도시된 증기 터빈 발전 설비 (10) 는, 고압 터빈 (16), 후술하는 바와 같이 2 개로 분할된 중압 터빈, 저압 터빈 (24), 발전기 (26), 복수기 (28), 보일러 (32) 로 주로 구성된다. 상기 중압 터빈은 고온 고압측의 제 1 중압 터빈 (12) 과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈 (14) 으로 분리되어 있고, 고압 터빈 (16) 과 제 2 중압 터빈 (14) 이 일체화되어 일체화물 (22) 을 형성하고 있다.
또한, 상기 제 1 중압 터빈 (12), 일체화물 (22), 저압 터빈 (24) 및 발전기 (26) 는 동일 축선 상에서 연결되도록 구성되어 있다.
상기 제 1 중압 터빈 (12) 의 증기 도입측의 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방은, Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성되어 있다.
보일러 (32) 에 의해 650 ℃ 이상으로 과열된 주증기는, 주증기관 (34) 을 통과하여 고압 터빈 (16) 에 도입된다. 고압 터빈 (16) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 저온 재열관 (38) 을 통과하여 보일러 (32) 에 되돌려진다. 그 보일러 (32) 에 되돌려진 증기는, 보일러 (32) 에 의해 재열되어 650 ℃ 이상의 증기가 되어, 고온 재열관 (40) 을 통과하여 제 1 중압 터빈 (12) 에 보내진다. 제 1 중압 터빈 (12) 에 의해 팽창 작업을 실시한 증기는 550 ℃ 급까지 저하되어 배기되고, 중압부 연락관 (42) 을 거쳐 제 2 중압 터빈 (14) 에 보내진다. 제 2 중압 터빈 (14) 에 보내진 증기는 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 크로스오버관 (44) 을 통과하여 저압 터빈 (24) 에 보내진다. 저압 터빈 (24) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되어 복수기 (28) 에 보내진다. 복수기 (28) 에 보내진 증기는 복수기 (28) 에 의해 복수되고, 급수 펌프 (30) 에 의해 승압되어 보일러 (32) 에 되돌려진다. 발전기 (26) 는 각각의 터빈의 팽창 작업에 의해 회전 구동되어 발전한다.
이상과 같은 실시예 1 형태의 증기 터빈 발전 설비 (10) 에 의하면, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 측(증기 도입측)의 제 1 중압 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성함으로써, 날개 단수 (段數), 차실 수나 축 수를 증가시키지 않고 설비를 대형화시킬 수 있다.
또한, 고압 터빈 (16) 과 제 2 중압 터빈 (14) 과 저압 터빈 (24) 을 일체화시켜, 일체화물 (도시 생략) 을 형성해도 된다. 이로써, 더욱 차실 수나 축 수를 저감시킬 수 있어, 설비의 저비용화를 도모할 수 있다.
[실시예 2]
도 2 는, 실시예 2 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2 를 참조하여, 실시예 2 에 관련된 증기 터빈 설비에 의해 구성되는 발전 설비에 대해 설명한다.
도 2 에 도시된 증기 터빈 발전 설비 (10) 는, 고압 터빈 (16), 후술하는 바와 같이 2 개로 분할된 중압 터빈, 저압 터빈 (24), 발전기 (26, 27), 복수기 (28), 보일러 (32) 로 주로 구성된다. 상기 중압 터빈은 고온 고압측의 제 1 중압 터빈 (12) 과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈 (14) 으로 분리되어 있고, 고압 터빈 (16) 과 제 2 중압 터빈 (14) 이 일체화되어 일체화물 (22) 을 형성하고 있다.
또한, 일체화물 (22), 저압 터빈 (24) 및 발전기 (26) 는 동일 축선 상에서 연결되도록 구성되어 있고, 그것보다도 보일러 (32) 에 가까운 위치에 제 1 중압 터빈 (12) 과 발전기 (27) 가 동일 축선 상에서 연결되어 배치되어 있다. 제 1 중압 터빈 (12) 은 보일러 (32) 에 가까울수록 바람직하다.
또한, 제 1 중압 터빈 (12) 의 증기 도입측의 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성되어 있다.
보일러 (32) 에 의해 650 ℃ 이상으로 과열된 주증기는, 주증기관 (34) 을 통과하여 고압 터빈 (16) 에 도입된다. 고압 터빈 (16) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 저온 재열관 (38) 을 통과하여 보일러 (32) 에 되돌려진다. 그 보일러 (32) 에 되돌려진 증기는, 보일러 (32) 에 의해 재열되어 650 ℃ 이상의 증기되어, 고온 재열관 (40) 을 통과하여 제 1 중압 터빈 (12) 에 보내진다. 제 1 중압 터빈 (12) 에 의해 팽창 작업을 실시한 증기는 550 ℃ 급까지 저하되어 배기되고, 중압부 연락관 (42) 을 거쳐 제 2 중압 터빈 (14) 에 보내진다. 제 2 중압 터빈 (14) 에 보내진 증기는 팽창 작업을 실시한 후에 배기되고, 크로스오버관 (44) 을 통과하여 저압 터빈 (24) 에 보내진다. 저압 터빈 (24) 에 도입된 증기는, 팽창 작업을 실시한 후에 배기되어 복수기 (28) 에 보내진다. 복수기 (28) 에 보내진 증기는 복수기 (28) 에 의해 복수되고, 급수 펌프 (30) 에 의해 승압되어 보일러 (32) 에 되돌려진다. 발전기 (26, 27) 는 각각의 터빈의 팽창 작업에 의해 회전 구동되어 발전한다.
이상과 같은 실시예 2 형태의 증기 터빈 발전 설비 (10) 에 의하면, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 측(증기 도입측)의 제 1 중압 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성함으로써, 날개 단수, 차실 수나 축 수를 증가시키지 않고 설비를 대형화시킬 수 있다.
또한, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 제 1 중압 터빈 (12) 을 상기 보일러 (32) 의 근처에 배치함으로써, 보일러 (32) 와 제 1 중압 터빈 (12) 을 접속하는 배관 길이를 짧게 할 수 있어, 그 배관에 사용하는 재료를 저감시킬 수 있다. 상기 보일러 (32) 와 제 1 중압 터빈 (12) 을 접속하는 배관은 650 ℃ 이상의 증기가 유통되기 때문에, 고급 재료인 Ni 기 합금을 사용할 필요가 있는데, 그 배관을 짧게 하여 재료 사용량을 삭감함으로써 설비 전체의 제작비를 저감시킬 수 있게 된다.
또한, 고압 터빈 (16) 과 제 2 중압 터빈 (14) 과 저압 터빈 (24) 을 일체화시켜, 일체화물 (도시 생략) 을 형성해도 된다. 이로써, 더욱 차실 수나 축 수를 저감시킬 수 있어, 설비의 저비용화를 도모할 수 있다.
[실시예 3]
도 3 은, 실시예 3 에 있어서의 증기 터빈 발전 설비의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3 에 도시된 증기 터빈 발전 설비 (10) 는, 도 2 에 도시된 실시예 2 형태의 증기 터빈 설비와 일부를 변경한 형태로서, 실시예 2 와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 3 에 도시된 증기 터빈 발전 설비 (10) 에 있어서는, 고압 터빈 (16) 과 제 1 중압 터빈 (12) 이 일체화되어 일체화물 (20) 을 형성하고 있다. 또한, 제 2 중압 터빈 (14), 저압 터빈 (24) 및 발전기 (26) 는 동일 축선 상에서 연결되도록 구성되어 있고, 그것보다도 보일러 (32) 에 가까운 위치에서 일체화물 (20) 과 발전기 (27) 가 동일 축선 상에서 연결되어 배치되어 있다. 일체화물 (20) 은 보일러 (32) 에 가까울수록 바람직하다.
또한, 고압 터빈 (16) 및 제 1 중압 터빈 (12) 의 증기 도입측의 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성되어 있다.
또한, 고압 터빈 (16) 및 제 1 중압 터빈 (12) 에는 모두 650 ℃ 이상의 증기가 도입된다.
이상과 같은 실시예 3 형태의 증기 터빈 발전 설비 (10) 에 의하면, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 고압 터빈 (16) 및 제 1 중압 터빈 (12) 의 증기 도입측의 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성함으로써, 날개 단수, 차실 수나 축 수를 증가시키지 않고 설비를 대형화시킬 수 있게 된다.
또한, 이와 같은 설비에 있어서는 고압 터빈 (16) 및 제 1 중압 터빈 (12) 에 650 ℃ 이상의 증기가 도입되고, 제 2 중압 터빈 (14) 에는 650 ℃ 미만의 증기가 도입된다. 따라서 650 ℃ 이상의 증기가 도입되어 Ni 기 합금으로 형성됨과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성된 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방이 사용되는 고압 터빈 (16) 과 제 1 중압 터빈 (12) 을 일체화시켜 일체화물 (20) 을 구성함으로써, 고급 재료인 Ni 기 합금의 사용량을 줄여, 설비 비용의 상승을 억제할 수 있다.
나아가, 650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 고압 터빈 (16) 및 제 1 중압 터빈 (12) 을 상기 보일러 (32) 의 근처에 배치함으로써, 보일러 (32) 와 고압 터빈 (16) 및 보일러 (32) 와 제 1 중압 터빈 (12) 을 접속하는 배관 길이를 짧게 할 수 있어, 그 배관에 사용하는 재료를 저감시킬 수 있다. 상기 보일러 (32) 와 제 1 중압 터빈 (12) 을 접속하는 배관은 650 ℃ 이상의 증기가 유통되기 때문에, 고급 재료인 Ni 기 합금으로 제작할 필요가 있는데, 그 배관을 짧게 하여 재료 사용량을 삭감함으로써 설비 전체의 제작비를 대폭 저감시킬 수 있게 된다.
또한, 제 2 중압 터빈 (14) 과 저압 터빈 (24) 을 일체화시켜 일체화물 (도시 생략) 을 형성해도 된다. 이로써, 더욱 차실 수나 축 수를 저감시킬 수 있어, 설비의 저비용화를 도모할 수 있다.
산업상 이용가능성
650 ℃ 급, 나아가서는 700 ℃ 급 증기 조건을 채용한 경우에도 진동 발생 가능성이나 설비 비용의 대폭적인 상승을 억제하여 터빈 설비를 대형화시킬 수 있는 증기 터빈 설비로서 이용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 구비한 증기 터빈 설비에 있어서,
    상기 중압 터빈을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈으로 분리하고,
    650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 도입측의 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성하고,
    상기 제 1 중압 터빈에 650 ℃ 이상의 증기를 도입하고,
    상기 제 1 중압 터빈과는 별축에서, 상기 고압 터빈과 상기 제 2 중압 터빈을 일체화시켜 상기 저압 터빈과 동일 축선 상에서 연결함과 함께,
    상기 고압 터빈과 제 2 중압 터빈과 저압 터빈의 연결체보다도, 상기 제 1 중압 터빈을, 상기 고압 터빈 및 중압 터빈에 도입되는 증기를 과열시키는 보일러에 가까운 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 터빈과 상기 제 2 중압 터빈과 상기 저압 터빈을 일체화시켜, 일체화물을 구성하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 설비.
  3. 고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 구비한 증기 터빈 설비에 있어서,
    상기 중압 터빈을 고온 고압측의 제 1 중압 터빈과 저온 저압측의 제 2 중압 터빈으로 분리하고,
    상기 고압 터빈 및 제 1 중압 터빈에 650 ℃ 이상의 증기를 도입하고,
    상기 고압 터빈과 제 1 중압 터빈을 일체화시키고,
    상기 고압 터빈과 상기 제 1 중압 터빈의 일체화물과는 별개의 축에서, 상기 제 2 중압 터빈과 상기 저압 터빈을 동일 축선 상에서 연결하고,
    그 제 2 중압 터빈과 저압 터빈의 연결체보다도, 상기 고압 터빈과 제 1 중압 터빈의 일체화물을, 상기 고압 터빈 및 중압 터빈에 도입되는 증기를 과열시키는 보일러에 가까운 위치에 배치하고,
    650 ℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 도입측의 터빈 로터 및 케이싱의 적어도 어느 일방을 Ni 기 합금으로 형성함과 함께, 터빈 로터 전체 및 케이싱 전체의 적어도 어느 일방을 복수의 로터 부재 또는 케이싱 부재를 용접에 의해 접합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 중압 터빈과 상기 저압 터빈을 일체화시켜, 일체화물을 구성하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 설비.
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