KR101588145B1 - 증기 터빈 설비 - Google Patents

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Abstract

배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있는 증기 터빈 설비를 제공한다. 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기를 스필 증기 콘덴서 (44) 로 유도하는 스필 증기관 (52) 과, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기를 주복수기 (37) 로 유도하는 배기관 (61) 과, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 스필 증기관 (52) 의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브 (63), 및 상기 배기관 (61) 의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 를 개폐 조작하는 제어 신호를, 상기 스필 증기 제어 밸브 (63), 및 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 로 출력하는 제어기를 구비하고 있다.

Description

증기 터빈 설비{STEAM TURBINE FACILITY}
본 발명은 예를 들어 적어도 하나의 프로펠러를 구비한 선박에 탑재되는 증기 터빈 설비에 관한 것이다.
증기 터빈 설비로는 예를 들어 특허문헌 1 에 개시된 것이 알려져 있다.
일본 공개특허공보 평11-93611호
그런데, 특허문헌 1 의 도 2 에 개시된 것에서는 터빈의 부하가 상승하여, 고압측 글랜드부 (7) 로부터 누설되는 증기가 저압측 글랜드부 (8) 에 있어서 필요한 시일 증기를 상회하게 되면, 공급 밸브 (4) 가 전폐 (全閉) 로 됨과 함께 배출 밸브 (6) 가 전개 (全開) 로 되어, 여분의 누설 증기는 배출 밸브 (6) 를 통하여 배출되고, 복수기로 유도되어 복수되게 되어 있다. 그 때문에, 특허문헌 1 의 도 2 에 개시된 것에서는, 배출 밸브 (6) 를 거쳐 복수기로 방출되는 배출 증기가 보유하는 에너지를 헛되이 버리게 된다는 문제점이 있었다.
그래서, 이러한 문제점을 해결하는 것으로서 특허문헌 1 의 도 1 에 개시된 것, 즉 배출 밸브 (6) 를 증기 리시버 압력 이하의 터빈 저압단 (段) 에 연통하도록 구성하고, 글랜드 시일부에 있어서 잉여가 되어 배출 밸브 (6) 를 거쳐 하류를 향하는 배출 증기를 상기 터빈 저압 단락에 도입함으로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 헛되어 버리지 않고, 터빈의 회전 에너지로서 회수하여 터빈의 출력 향상 (성능 향상) 을 도모하게 한 것이 알려져 있다.
그러나, 특허문헌 1 의 도 1 에 개시된 것에서는, 글랜드 시일 증기 리시버 (5) 내를 소정의 증기 리시버 압력 범위 (예를 들어, 0.1078 ㎫ ∼ 0.1177 ㎫) 로 유지하기 위해서, 글랜드 시일 증기 리시버 (5) 내의 압력에 따라 배출 밸브 (6) 를 개폐할 때, 배출 밸브 (6) 가 전개 상태이고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 (5) 내의 압력이 상승 경향에 있으면, 글랜드 시일 증기 리시버 (5) 내의 압력을 소정의 압력으로 유지할 수 없게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있는 증기 터빈 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.
본 발명의 제 1 양태에 관련된 증기 터빈 설비는, 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버를 구비한 증기 터빈 설비로서, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 열회수용으로 설치된 스필 증기 콘덴서로 유도하는 스필 증기관, 또는 상기 증기 터빈의 증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도하는 글랜드 시일 증기 연락관과, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관과, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브, 또는 상기 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브, 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하는 제어 신호를, 상기 스필 증기 제어 밸브, 또는 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브, 및 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브로 출력하는 제어기를 구비하고 있다.
상기 제 1 양태에 관련된 증기 터빈 설비에 의하면, 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기는, 스필 증기관을 통하여 스필 증기 콘덴서로, 혹은 글랜드 시일 증기 연락관을 통하여 증기 터빈의 증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도되어, 보유하는 에너지가 회수되게 된다.
또, 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 내의 압력이 상승 경향에 있다고 하더라도, 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 엶으로써, 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기가 주복수기로 빠져나가게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있다.
상기 제 1 양태에 관련된 상기 증기 터빈 설비에 있어서, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브는, 상기 스필 증기 제어 밸브, 또는 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개 상태로 개폐 조작되는 구성이어도 된다.
이와 같은 증기 터빈 설비에 의하면, 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 될 때까지, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브는 전폐로 되고, 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 내의 압력이 상승 경향에 있는 경우에 비로소 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브가 열리게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 최대한 회수할 수 있어 증기 플랜트 혹은 증기 터빈의 출력 (성능) 을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 양태에 관련된 상기 증기 터빈 설비에 있어서, 상기 스필 증기 콘덴서와 상기 주복수기는 벤트 라인을 통하여 연통되어 있어도 된다.
이와 같은 증기 터빈 설비에 의하면, 스필 증기 콘덴서 내가 글랜드 시일 증기 리시버 내보다 낮은 압력으로 유지되게 된다.
이로써, 글랜드 시일 증기 리시버로부터 스필 증기 콘덴서로의 증기 흐름이 증기 터빈의 부하에 의해 변화되는 (쉽게 흐르게 되거나 잘 흐르지 않게 되거나 하는) 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 관련된 선박은, 상기 어느 증기 터빈 설비를 구비하고 있다.
상기 제 2 양태에 관련된 선박에 의하면, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있는 증기 터빈 설비를 구비하고 있으므로, 당해 선박의 열회수율을 향상시킬 수 있고, 또한 당해 선박의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 관련된 증기 터빈 설비의 운용 방법은, 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버와, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 열회수용으로 설치된 스필 증기 콘덴서로 유도하는 스필 증기관, 또는 상기 증기 터빈의 증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도하는 글랜드 시일 증기 연락관과, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관을 구비한 증기 터빈 설비의 운용 방법으로서, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브, 또는 상기 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브, 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하도록 하였다.
상기 제 3 양태에 관련된 증기 터빈 설비의 운용 방법에 의하면, 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기는, 스필 증기관을 통하여 스필 증기 콘덴서로, 혹은 글랜드 시일 증기 연락관을 통하여 증기 터빈의 증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도되어, 보유하는 에너지가 회수되게 된다.
또, 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 내의 압력이 상승 경향에 있다고 하더라도, 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 엶으로써, 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기가 주복수기로 빠져나가게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있다.
상기 제 3 양태에 관련된 상기 증기 터빈 설비의 운용 방법에 있어서, 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를, 상기 스필 증기 제어 밸브, 또는 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개 상태로 개폐 조작되도록 해도 된다.
이와 같은 증기 터빈 설비의 운용 방법에 의하면, 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 될 때까지, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브는 전폐로 되고, 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 내의 압력이 상승 경향에 있는 경우에 비로소 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브가 열리게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 최대한 회수할 수 있어 증기 터빈의 출력 (성능) 을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 증기 터빈 설비에 의하면, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 요부를 나타내는 도면으로서, 글랜드 증기의 계통도이다.
도 2a 는 보조 증기 공급 밸브의 밸브 개도와 제어 신호의 관계를 나타내는 도표이다.
도 2b 는 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브, 및 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브의 밸브 개도와 제어 신호의 관계를 나타내는 도표이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 개략 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 요부를 나타내는 도면으로서, 글랜드 증기의 계통도이다.
〔제 1 실시형태〕
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비에 대하여 도 1 내지 도 3 을 참조하면서 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 요부를 나타내는 도면으로서, 글랜드 증기의 계통도, 도 2a 는 보조 증기 공급 밸브의 밸브 개도와 제어 신호의 관계를 나타내는 도표, 도 2b 는 스필 증기 제어 밸브, 또는 글랜드 시일 증기 배출 밸브, 및 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브의 밸브 개도와 제어 신호의 관계를 나타내는 도표, 도 3 은 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 개략 구성도이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (1) 는, 예를 들어 LNG 선 등의 선박의 추진용으로 사용되는 선박용 주기 (主機) 증기 터빈 설비이다. 이 증기 터빈 설비 (1) 는, 주기인 증기 터빈 (2) 과, 도시되지 않은 감속기 (구동 전달 수단) 와, 도시되지 않은 프로펠러 (추진기) 를 구비하고 있다.
증기 터빈 (2) 은, 증기 터빈 설비 (1) 의 주동력기로서 사용되는, 예를 들어 재열 3 압식의 증기 터빈으로, 고압 터빈 (이하, 「HP 터빈」이라고 한다) (21) 과, 중압 터빈 (이하, 「IP 터빈」이라고 한다) (22) 과, 저압 터빈 (이하, 「LP 터빈) 이라고 한다) (23) 과, 발전기용 터빈 (이하, 「GEN 터빈」이라고 한다) (24) 과, 도시되지 않은 후진용 터빈 (AST 터빈) 과, 재열기 (25) 를 구비하고 있다.
HP 터빈 (21) 및 GEN 터빈 (24) 에는 주증기관 (31) 을 통하여 주보일러 (32) 로부터의 주증기가 각각 공급되고, 이로써 HP 터빈 (21) 및 GEN 터빈 (24) 이 회전 구동된다.
재열기 (25) 는 HP 터빈 (21) 과 IP 터빈 (22) 사이에 배치되고, HP 터빈 (21) 으로부터 배기되어 (저온) 재열 증기관 (33) 을 통하여 유도된 증기를 가열한다. 재열기 (25) 에서 가열된 증기는 (고온) 재열 증기관 (34) 을 통하여 IP 터빈 (22) 으로 공급된다.
IP 터빈 (22) 에는 재열기 (25) 에서 가열된 재열 증기가 공급되고, 이로써 IP 터빈 (22) 은 회전 구동된다. IP 터빈 (22) 과 HP 터빈 (21) 은 공통의 제 1 축 (26) 에 형성되어 있다. IP 터빈 (22) 의 기능으로는, LP 터빈 (23) 의 일부라고 생각해도 되는데, 배치상의 제한과 감속기에게 전하는 부하 분담을 평등하게 할 목적으로 LP 터빈 (23) 측이 아니라, HP 터빈 (21) 과 동축 상에 배치되어 있다.
LP 터빈 (23) 에는 IP 터빈 (22) 으로부터 배기되어 증기관 (35) 을 통하여 유도된 증기가 공급되고, 이로써 LP 터빈 (23) 이 회전 구동된다. LP 터빈 (23) 및 GEN 터빈 (24) 으로부터 배기되어 (제 1) 배기관 (36) 을 통하여 주복수기 (37) 로 유도된 증기는, 주복수기 (37) 에서 응축되어 복수가 된다.
AST 터빈은 선박이 후진할 때에 이용되고, 주증기관 (31) 의 도중으로부터 분기된 도시되지 않은 후진용 주증기관을 통하여 주보일러 (32) 로부터의 주증기가 직접 공급되고, 이로써 AST 터빈이 회전 구동되게 되어 있다. 또, AST 터빈과 LP 터빈은 공통의 제 2 축 (도시 생략) 에 형성되어 있다.
감속기에는 상기 서술한 제 1 축 (26) 및 제 2 축이 입력축으로서 접속되고, 감속기의 출력측에는 도시되지 않은 주축 (구동 전달 수단) 이 접속되어 있다. 또, 이 주축에는 프로펠러가 접속되고, 주축에 의해 프로펠러가 회전되게 된다. 그리고, 이 프로펠러의 회전에 의해 선박의 추진력이 얻어지게 되어 있다.
또한, 도 3 중의 부호 41 은, 주복수기 (37) 에서 응축된 복수를 주보일러 (32) 로 유도하는 급수관이다. 급수관 (41) 의 도중에는 상류측 (주복수기 (37) 측) 에서 하류측 (주보일러 (32) 측) 을 향하여 주복수 펌프 (42), 글랜드 콘덴서 (43), 스필 (spill) 증기 콘덴서 (44), (제 1 단) 급수 가열기 (45), 디에이어레이터 (탈기 급수 가열기) (46), 주급수 펌프 (47), 이코노마이저 (절탄기) (48) 가 형성되어 있다.
글랜드 콘덴서 (43) 에는 터빈 글랜드부 등으로부터의 누설 증기 (글랜드 배기) 가 유도되고, 터빈 글랜드부 등으로부터 유도된 누설 증기는, 글랜드 콘덴서 (43) 의 내부를 통과하는 복수 (급수) 와 열 교환되어 복수가 데워진다.
스필 증기 콘덴서 (44) 에는 글랜드 (패킹) 시일 증기 리시버 (51) 로부터 스필 증기관 (52) 을 통하여 스필 증기가 유도되고, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 로부터 유도된 스필 증기는, 스필 증기 콘덴서 (44) 의 내부를 통과하는 복수와 열 교환되어 복수가 데워진다.
여기서, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 계 밖 (외부) 에 있는 적절한 증기 공급원으로부터 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 에 보조 증기 공급관 (57) 을 통하여 글랜드 시일 증기 (보조 증기) 가 공급되게 되어 있다. 보조 증기 공급관 (57) 의 도중에는 보조 증기 공급 밸브 (58) 가 형성되어 있다.
급수 가열기 (45) 에는, LP 터빈 (23) 의 도중단으로부터 꺼내진 증기와, IP 터빈 (22) 의 도중단으로부터 꺼내져 에어 히터 (공기 예열기) (53) 에서 열 교환된 증기 드레인이 유도된다. 급수 가열기 (45) 로 유도된 증기는, 급수 가열기 (45) 의 내부를 통과하는 복수와 열 교환되어 복수가 데워진다.
디에이어레이터 (46) 에는 IP 터빈 (22) 의 도중단으로부터 꺼내져 에어 히터 (53) 로 유도되는 증기의 일부가 유도되고, 디에이어레이터 (46) 로 유도된 증기는, 디에이어레이터 (46) 의 내부를 통과하는 복수의 탈기를 촉진시킴과 함께 열 교환되어 복수가 데워진다.
글랜드 콘덴서 (43), 스필 증기 콘덴서 (44), 급수 가열기 (45) 에서 열 교환된 결과 생기는 드레인은 아톰스 (atoms) 드레인 탱크 (54) 로 유도되고, 아톰스 드레인 탱크 (54) 에 고인 드레인은, 급수 가열기 (45) 와 디에이어레이터 (46) 사이에 위치하는 급수관 (41) 에 접속된 드레인관 (55), 및 드레인관 (55) 의 도중에 형성된 드레인 펌프 (56) 를 통하여 급수 가열기 (45) 와 디에이어레이터 (46) 사이에 위치하는 급수관 (41) 으로 되돌아가 급수관 (41) 을 흐르는 복수와 합류된다 (로 유입된다).
그런데, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (1) 에는, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 로부터 스필 증기 콘덴서 (44) 로 스필 증기를 유도하는 스필 증기관 (52) 과, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 로부터 배기된 증기를 주복수기 (37) 로 유도하는 (제 2) 배기관 (61) 을 구비하고 있다. 스필 증기관 (52) 및 배기관 (61) 의 도중에는 제어기 (62) (도 1 참조) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (제어 신호 : 지령 신호) 에 따라 개폐 조작되는 스필 증기 제어 밸브 (63) 및 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 가 각각 형성되어 있다.
또, 스필 증기 콘덴서 (44) 와 주복수기 (37) 는 벤트 라인 (65) 을 통하여 연통되어 있고, 스필 증기 콘덴서 (44) 내는 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내보다 낮은 압력으로 유지된다. 또한, 벤트 라인 (65) 의 도중에는 오리피스 (66) 가 형성되어 있다.
글랜드 시일 증기 리시버 (51) 에는, 당해 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 압력을 계측하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 압력 센서 (PT) 가 장착되어 있다. 압력 센서 (PT) 로 계측된 데이터는 제어기 (62) 로 출력되어, 당해 제어기 (62) 에서 보조 증기 공급 밸브 (58), 스필 증기 제어 밸브 (63), 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 를 각각 개폐 조작하는 밸브 개폐 신호로 변환된다. 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (본 실시형태에서는 4 - 20 mA 의 전기 신호) 는, 보조 증기 공급 밸브 (58), 스필 증기 제어 밸브 (63), 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 에 각각 전달된다. 그리고, 보조 증기 공급 밸브 (58), 스필 증기 제어 밸브 (63), 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는 각각, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내를 항상 소정의 압력 범위 (예를 들어, 0.1078 ㎫ ∼ 0.1177 ㎫) 로 유지하도록, 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호에 따라 개폐 조작된다.
또한, 도 1 중의 부호 3 은 고압측 글랜드부를 나타내고, 부호 4 는 저압측 글랜드부를 나타내고 있다.
여기서, 본 실시형태에 있어서 보조 증기 공급 밸브 (58) 는, 도 2a 에 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 제어기 (62) 로부터 4 mA 의 전기 신호가 보내져 와 전개 (밸브 개도 100 ％) 로 되고, 정격 운전되고 있을 때 (계 밖으로부터의 글랜드 시일 증기의 공급이 불필요할 때) 에 제어기 (62) 로부터 20 mA 의 전기 신호가 보내져 와 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 된다.
한편, 스필 증기 제어 밸브 (63) 는 도 2b 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 되고, 정격 운전되고 있을 때 (계 밖으로부터의 글랜드 시일 증기의 공급이 불필요할 때) 에 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (본 실시형태에서는 4 - 20 mA 의 전기 신호) 에 기초하여 전폐에서 전개의 범위로 개폐된다. 또한, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정격 운전되고 있을 때, 스필 증기 제어 밸브 (63) 는 제어기 (62) 로부터 4 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전폐로 되고, 12 - 20 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전개로 된다.
또, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는, 도 2b 에 일 점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 되고, 정격 운전되고, 또한 스필 증기 제어 밸브 (63) 가 전개로 되어 있을 때에, 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (본 실시형태에서는 4 - 20 mA 의 전기 신호) 에 기초하여 전폐에서 전개의 범위로 개폐된다. 또한, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정격 운전되고, 또한 스필 증기 제어 밸브 (63) 가 전개로 되어 있을 때, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는 제어기 (62) 로부터 4 - 12 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전폐로 되고, 20 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전개로 된다.
본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (1) 및 증기 터빈 설비 (1) 의 운용 방법에 의하면, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기는, 스필 증기관 (52) 을 통하여 스필 증기 콘덴서 (44) 로 유도되어, 보유하는 에너지가 회수되게 된다.
또, 스필 증기관 (52) 의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브 (63) 가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 압력이 상승 경향에 있다고 하더라도, 배기관 (61) 의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 를 엶으로써, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기가 주복수기 (37) 로 빠져나가게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (1) 및 증기 터빈 설비 (1) 의 운용 방법에 의하면, 스필 증기 제어 밸브 (63) 가 전개로 될 때까지, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는 전폐로 되고, 스필 증기 제어 밸브 (63) 가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 압력이 상승 경향에 있는 경우에 비로소 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 가 열리게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 최대한 회수할 수 있어 증기 터빈 (2) 의 출력 (성능) 을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (1) 에 의하면, 벤트 라인 (65) 에 의해 스필 증기 콘덴서 (44) 내가 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내보다 낮은 압력으로 유지되게 된다.
이로써, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 로부터 스필 증기 콘덴서 (44) 로의 증기 흐름이 증기 터빈 (2) 의 부하에 의해 변화되는 (쉽게 흐르게 되거나 잘 흐르지 않게 되거나 하는) 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 관련된 선박 (도시 생략) 에 의하면, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있는 증기 터빈 설비 (1) 를 구비하고 있으므로, 당해 선박의 열회수율을 향상시킬 수 있고, 또한 당해 선박의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
〔제 2 실시형태〕
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비에 대하여 도 4 를 참조하면서 설명한다.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비의 요부를 나타내는 도면으로서, 글랜드 증기의 계통도이다.
본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (81) 는, 스필 증기 콘덴서 (44) 가 생략되고, 스필 증기관 (52) 및 스필 증기 제어 밸브 (63) 대신에 글랜드 시일 증기 연락관 (82) 및 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 형성되어 있다는 점에서 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하므로, 여기서는 그러한 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 글랜드 시일 증기 연락관 (82) 은, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 로부터 HP 터빈 (21) 의 터빈 도중단 (증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단), IP 터빈 (22) 의 터빈 도중단 (대기압 이하가 되는 터빈 저압단), LP 터빈 (23) 의 터빈 도중단 (대기압 이하가 되는 터빈 저압단) 으로 글랜드 시일 증기를 각각 유도하는 배관이다. 또, 이 글랜드 시일 증기 연락관 (82) 의 도중에는 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (제어 신호 : 지령 신호) 에 따라 개폐 조작되는 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 형성되어 있다.
여기서, 본 실시형태에 있어서 보조 증기 공급 밸브 (58) 는, 도 2a 에 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 제어기 (62) 로부터 4 mA 의 전기 신호가 보내져 와 전개 (밸브 개도 100 ％) 로 되고, 정격 운전되고 있을 때 (계 밖으로부터의 글랜드 시일 증기의 공급이 불요할 때) 에 제어기 (62) 로부터 20 mA 의 전기 신호가 보내져 와 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 된다.
한편, 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 는, 도 2b 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 되고, 정격 운전되고 있을 때 (계 밖으로부터의 글랜드 시일 증기의 공급이 불필요할 때) 에 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (본 실시형태에서는 4 - 20 mA 의 전기 신호) 에 기초하여 전폐에서 전개의 범위로 개폐된다. 또한, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정격 운전되고 있을 때, 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 는 제어기 (62) 로부터 4 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전폐로 되고, 12 - 20 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전개로 된다.
또, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는, 도 2b 에 일 점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정지하고 있을 때 및 저부하일 때에 전폐 (밸브 개도 0 ％) 로 되고, 정격 운전되고, 또한 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 전개로 되어 있을 때에, 제어기 (62) 로부터 출력된 밸브 개폐 신호 (본 실시형태에서는 4 - 20 mA 의 전기 신호) 에 기초하여 전폐에서 전개의 범위로 개폐된다. 또한, 증기 터빈 (2) (보다 상세하게는 HP 터빈 (21), IP 터빈 (22), LP 터빈 (23)) 이 정격 운전되고, 또한 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 전개로 되어 있을 때, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는 제어기 (62) 로부터 4 - 12 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전폐로 되고, 20 mA 의 전기 신호가 보내져 오면 전개로 된다.
본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (81) 및 증기 터빈 설비 (81) 의 운용 방법에 의하면, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기는, 글랜드 시일 증기 연락관 (82) 을 통하여 증기 터빈 (2) 의 증기 리시버 압력 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도되어, 보유하는 에너지가 회수되게 된다.
또, 글랜드 시일 증기 연락관 (82) 의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 압력이 상승 경향에 있다고 하더라도, 배기관 (61) 의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 를 엶으로써, 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 증기가 주복수기 (37) 로 빠져나가게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 회수할 수 있고, 또한 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내를 소정의 압력 범위로 유지할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 증기 터빈 설비 (81) 및 증기 터빈 설비 (81) 의 운용 방법에 의하면, 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 전개로 될 때까지, 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 는 전폐로 되고, 글랜드 시일 증기 배출 밸브 (83) 가 전개로 되고, 그 후에도 글랜드 시일 증기 리시버 (51) 내의 압력이 상승 경향에 있는 경우에 비로소 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브 (64) 가 열리게 된다.
이로써, 배출 증기가 보유하는 에너지를 최대한 회수할 수 있어 증기 터빈 (2) 의 출력 (성능) 을 더욱 향상시킬 수 있다.
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 것과 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 적절히 필요에 따라 변형·변경하여 실시할 수도 있다.
1 증기 터빈 설비
2 증기 터빈
3 고압측 글랜드부
4 저압측 글랜드부
37 주복수기
44 스필 증기 콘덴서
51 글랜드 시일 증기 리시버
52 스필 증기관
61 배기관
62 제어기
63 스필 증기 제어 밸브
64 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브
65 벤트 라인
81 증기 터빈 설비
82 글랜드 시일 증기 연락관
83 글랜드 시일 증기 배출 밸브

Claims (10)

  1. 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버를 구비한 증기 터빈 설비로서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 열회수용으로 설치된 스필 증기 콘덴서로 유도하는 스필 증기관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하는 제어 신호를, 상기 스필 증기 제어 밸브 및 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브로 출력하는 제어기를 구비하고 있는 증기 터빈 설비.
  2. 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버를 구비한 증기 터빈 설비로서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 상기 증기 터빈의 대기압 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도하는 글랜드 시일 증기 연락관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하는 제어 신호를, 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브 및 상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브로 출력하는 제어기를 구비하고 있는 증기 터빈 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브는, 상기 스필 증기 제어 밸브가 전개 (全開) 상태로 개폐 조작되는 증기 터빈 설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스필 증기 콘덴서와 상기 주복수기는 벤트 라인을 통하여 연통되어 있는 증기 터빈 설비.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 증기 터빈 설비를 구비하고 있는 선박.
  6. 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버와,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 열회수용으로 설치된 스필 증기 콘덴서로 유도하는 스필 증기관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관을 구비한 증기 터빈 설비의 운용 방법으로서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 스필 증기관의 도중에 형성된 스필 증기 제어 밸브 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하도록 한 증기 터빈 설비의 운용 방법.
  7. 증기 터빈의 고압측 글랜드부 및 저압측 글랜드부에 연통하는 글랜드 시일 증기 리시버와,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 상기 증기 터빈의 대기압 이하가 되는 터빈 저압단으로 유도하는 글랜드 시일 증기 연락관과,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내의 증기를 주복수기로 유도하는 배기관을 구비한 증기 터빈 설비의 운용 방법으로서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 내를 소정의 압력 범위로 유지하도록, 상기 글랜드 시일 증기 연락관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 배출 밸브 및 상기 배기관의 도중에 형성된 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를 개폐 조작하도록 한 증기 터빈 설비의 운용 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를, 상기 스필 증기 제어 밸브가 전개 상태로 개폐 조작되도록 한 증기 터빈 설비의 운용 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브는, 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개 (全開) 상태로 개폐 조작되는 증기 터빈 설비.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 글랜드 시일 증기 리시버 압력 조정용 배출 밸브를, 상기 글랜드 시일 증기 배출 밸브가 전개 상태로 개폐 조작되도록 한 증기 터빈 설비의 운용 방법.
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