JPH01190903A - 蒸気タービンのクーリング蒸気温度制御装置 - 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、クーリング蒸気系統を備え、中圧起動を行う
蒸気タービンのクーリング蒸気温度の制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、蒸気タービンの起動法には、高中圧起動が広く用
いられている。高中圧起動は、高圧タービンと中圧、低
圧タービンとをほぼ同時に通気する起動法である。クー
リング蒸気系統を備えた蒸気タービンの場合、上記の高
中圧起動法によると。

はぼ起動と同時に、クーリング蒸気を形成する高圧ター
ビン抽気蒸気と再熱蒸気とが得られる６よって、起動と
同時にクーリング蒸気系統の弁を開ければ起動後は、負
荷、蒸気温度の上昇に伴ない、クーリング蒸気温度も、
滑らかに変化しつつ上昇する。従来のクーリング蒸気系
統の例を第３図に示す、クーリング蒸気系統は、高圧タ
ービンの抽気蒸気を導入するライン３と、再熱蒸気を導
入するライン４とからなる。そして、高圧抽気蒸気を導
入するライン３には、クーリング蒸気弁６．オリフィス
１０′、ドレン弁８１手動調整弁１９が備えられている
。また、再熱蒸気を導入するライン４には、中圧クーリ
ング蒸気弁２０が備えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の高中圧起動に対し、中圧、低圧タービンの通気を
高圧夕・−ビンの通気に先行させる起動法として、中圧
起動がある。上記中圧起動法は、起動の際ボイラ過熱器
に通気するため、ボイラ過熱器の過熱を防止することが
でき、また、ボイラの圧力が低いうちにタービンを起動
できるため、起動時間を短縮できるという長所を持って
いる。

しかし、前記のクーリング蒸気系統を備えた蒸気タービ
ンを中圧起動法で起動した場合、高圧タービンの通気を
開始するまでの間は、クーリング蒸気系統の弁を閉じて
おかないと、高圧タービン内に再熱蒸気が逆流してしま
う。

また、中圧タービン通気後、高圧タービン通気までの間
は、高圧タービンからの抽気蒸気が得られたいため、ク
ーリング蒸気を形成できない。従って、従来の系統では
、第４図に示すように答弁を開閉制御しなければならな
い、このとき中圧クーリング蒸気弁は、初負荷で用いて
も（点線で示す）、高圧通気の時に開いても（実線で示
す）、どちらでも良い。

然し、従来クーリング系統に設けられている弁は、単な
る開閉弁であるため、起動後、高圧タービンに通気され
た後、クーリング系統の弁が開かれると、中圧タービン
内には温度の低いクーリング蒸気が流入し、ローターに
急激な温度変化をもたらし、過大な熱応力が発生する虞
れがある。

本発明の目的は、中圧起動法による蒸気タービンのクー
リング蒸気流入時に発生するロータークーリング部温度
の急激な変化による過大な熱応力の発生を防止し得る蒸
気タービンのクーリング蒸気温度制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、クーリング蒸気系統に制御弁を設け、蒸
気温度、負荷を検知して、これらの制御弁の開度を制御
し、クーリング蒸気温度を制御し得る構成とすることに
より達成される。

〔作用〕

従来のクーリング蒸気系統に備えられている弁は、開閉
の動作のみであったが、これらの弁を制御弁にし、クー
リング蒸気温度、高圧タービン抽気蒸気温度、再熱蒸気
温度や負荷などを検知することによってクーリング蒸気
系統の制御弁の開度を制御できるようにすることによっ
て、起動時にクーリング蒸気が中圧タービンに流入する
時のクーリング蒸気温度を制御することが可能となり、
クーリング蒸気流入時に起こるロータの急激な温度変化
を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の特徴をもつともよく表わしているクー
リング蒸気系統図、第２図は、中圧起動時の各制御弁の
開度の様子を示すグラフである。

第１図において、クーリング蒸気系統は、高圧タービン
１の抽気蒸気を導入するライン３と、再熱蒸気を導入す
るライン４とで構成されている。

高圧タービンの抽気蒸気の導入ライン３には、クーリン
グ蒸気入口制御弁５．クーリング蒸気弁６゜オリフィス
１０′ならびにドレン弁８が設けられている。一方、再
熱蒸気を導入するライン４には。

中圧クーリング蒸気制御弁１１が設けられている。

また、高圧抽気管、再熱蒸気管ならびに、クーリング蒸
気の中圧タービン入口部には、それぞれの蒸気温度を測
定するための温度検知器９．同１２、並びに同１３が設
けられている。また１発電機１５には、負荷検知器１４
が設けられている。そして、前記の温度検知器９，１２
．１３並びに負荷検知器１４からの信号を処理しクーリ
ング蒸気入口制御弁５．並びに中圧クーリング蒸気制御
弁１１の開度を制御するための演算ｒｊｉ　１６　ｒ設
定器１７、ならびに発振器１８が設けられている。

中圧起動時には、高圧タービン１よりも先に中圧タービ
ン２に通気して起動が行なわれる。そして、ある負荷Ｘ
％に到達とだときの高圧タービンに初めて通気される。

このときのクーリング蒸気系統の答弁の開閉の状態は、
第２図に示すようになる。つまり、タービンリセットの
時点で、クーリング蒸気弁６．中圧クーリング蒸気制御
弁１１゜ドレン弁８（本第２図においては省略されてい
る）が開き、他の弁は閉じている。このように開閉制御
することによって、中圧起動時に高圧タービン内に蒸気
が逆流することを防ぎ得る。

そして、初負荷の時点でドレン弁８が閉じる。

そして、負荷がＸ％まで到達して、高圧タービン１に通
気されると、クーリングが可能となるため。

クーリング蒸気入口制御弁５が開き始める。このときク
ーリング蒸気入口制御弁５は、ある時間Δｔをかけて開
くように開度を制御する。この時間Δｔは、第５図に示
す如く、高圧タービン通気時の高圧タービン抽気蒸気Ｔ
ｚ、再熱蒸気温度Ｔ１からなる関数および起動パターン
によって決定される。

そして、高圧通気後はクーリング蒸気温度Ｔ３を検知し
て、該温度Ｔａが設定値となるように、各制御弁の開度
を制御する。

第５図は、Ｔｉ、Ｔｚの関数として、Ｔ１とＴｚとの差
をとり、起動パターンとしてａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのパ
ターンを持つ場合を示している。

本実施例における制御の詳細を第６図に示す。

この実施例によれば、クーリング蒸気入口制御弁により
、高圧タービン通気時のクーリング開始時に、クーリン
グ蒸気温度の制御ができるため。

第４図で示したような従来の開閉のみの制御の場合に発
生するロータークーリング部温度の急変を防止すること
ができる。

前記実施例において、中圧クーリング蒸気制御弁はリセ
ット時に開いたが、第７図に示す制御方法のように、高
圧タービン通気開始時に開くようにしてもよい。

前記実施例において、クーリング蒸気入口制御弁５の制
御は、温度Ｔｌ、Ｔ２を検知してΔｔを決定したが、第
８図に示すように、リセット時に中圧クーリング蒸気制
御弁が開けば、温度Ｔ３のみを検知して、その温度Ｔ３
によってクーリング蒸気入口制御弁５の開度を制御して
もよい。

前記実施例において、制御弁は、再熱蒸気を導入するラ
イン４と、高圧抽気蒸気を導入するライン３とに備えら
れているが、制御弁は必ずしも２個設ける必要はなく、
第９図に示すように高圧抽気を導入するラインのみに設
けてもよい。

前記実施例におけるΔｔの決定は、各蒸気温度を検知し
て行ったが、負荷検知器１４からの信号を用いてもよい
、たとえば、第１０図に示すように、負荷の上昇率によ
って決定されるものとしてもよい。

また、短時間の停止後の起動の時で、蒸気温度があまり
低下していないような場合で、中圧タービン通気と同時
にクーリング蒸気が必要となる場合には、第１１図に示
すように、再熱蒸気を導入するラインにオリフィス１ｏ
を設け、中圧クーリング蒸気制御弁１１を、第１２図に
示すように制御すれば良い。つまり、クーリング蒸気が
得られるようになる高圧タービン通気の負荷Ｘ％までは
、中圧クーリング蒸気制御弁の開度を半開状態にし、Ｘ
％以後に開けることにする。このように負荷に応じて中
圧クーリング蒸気制御弁の開度を制御することにより、
クーリング蒸気の得られないＸ％以前は、オリフィス１
ｏと半開状態の中圧クーリング蒸気制御弁１１の２段の
等エンタルピ膨張による蒸気温度降下により、クーリン
グ効果を得ることができる。

前記実施例において、高圧通気までは、クーリング蒸気
入口制御弁５が閉じているため、起動時に高圧タービン
内に蒸気が逆流することはなかったが、逆流を防止する
なら、第１３図に示すようにクーリング蒸気系統に逆止
弁７を備えてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明によれば、中圧起動時のク
ーリング蒸気温度の制御ができるため、クーリング開始
時のクーリング蒸気温度の急変を防ぐことができ、過大
な熱応力の発生を防止できる。従って、蒸気タービンの
信頼性を高めることができるという優れた実用的効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すクーリング蒸気系統図で
ある。第２図は上記の実施例における。 負荷、弁の開度、及びロータークーリング部温度の関係
を示す図表である。第３図は従来のクーリング蒸気系統
図、第４図は上記従来の系統における負荷や弁の開度な
どの関係を示す図表である。 第５図は、前記実施例において弁が開くのに必要とする
時間Δの決定方法を示す図表である。第６図は前記実施
例の制御方法を示すフロー図である。 第７図、及び第８図は上記以外の制御方法の例を示すフ
ロー図である。第９図は上記以外の実施例ニオけるクー
リング蒸気系統図である。 第１０図は、前記実施例におけるΔｔの決定方法の説明
図表である。 第１１図は更に異なる実施例におけるクーリング蒸気系
統図、第１２図はその弁開閉を示す図表である。 第１３図は更に異なる実施例のクーリング蒸気系統図で
ある。 １・・・高圧タービン、２・・・中圧タービン、５・・
・クーリング蒸気入口制御弁、６・・・クーリング蒸気
弁、７・・・逆止弁、９・・・温度検知器、１０．１０
’・・・オリフィス、１１・・・中圧クーリング蒸気制
御弁。 １２．１３・・・温度検知器、１４・・・負荷検知器。 １５・・・発電機、１６・−・演算器、１７・・・設定
器、１８・・・発振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）高圧タービンと、（ｂ）上記高圧タービンと
   別体の中圧タービンと、（ｃ）前記高圧タービンからの
   抽気蒸気と再熱蒸気との混合蒸気を、前記中圧タービン
   ロータのクーリング蒸気とする系統とを有し、かつ（ｄ
   ）前記高圧タービンの通気よりも先行して前記中圧ター
   ビンに通気して起動を行う蒸気タービン設備において、
   （ｅ）前記のクーリング蒸気系統に、クーリング蒸気の
   温度制御を行うための制御弁を設けたことを特徴とする
   、蒸気タービンのクーリング蒸気温度制御装置。 ２、前記の制御弁は、前記クーリング系統の内、高圧タ
   ービンから抽気蒸気を導入するラインに設けたものであ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載した
   蒸気タービンのクーリング蒸気温度制御装置。 ３、前記の制御弁は、前記クーリング系統の内、再熱蒸
   気を導入するライン、及び高圧タービン抽気蒸気を導入
   するラインの双方に設けたものであることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載した蒸気タービンのクー
   リング蒸気温度制御装置。 ４、前記制御弁の内、高圧タービン抽気蒸気系統に設け
   られた制御弁は、当該蒸気タービンによつて駆動される
   発電機の負荷に応じて制御される構造であり、前記中圧
   タービンにクーリング蒸気を供給するラインに設けられ
   たものであることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   乃至同第３項の内の何れか一つに記載した蒸気タービン
   のクーリング蒸気温度制御装置。 ５、前記クーリング蒸気系統の内、再熱蒸気を導入する
   ラインに設けられた制御弁は、中圧起動の際に、当該蒸
   気タービンによつて駆動される発電機の負荷に応じてク
   ーリング蒸気の温度を制御するように、その開度を調節
   制御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１項又は同第３項に記載した蒸気タービ
   ンのクーリング蒸気温度制御装置。 ６、前記のクーリング蒸気系統のうち、高圧タービンか
   らの抽気蒸気を導入するラインのクーリング蒸気入口制
   御弁と、再熱蒸気を導入するラインとの合流地点との間
   に逆止弁を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載した蒸気タービンのクーリング蒸気温度制御装
   置。 ７、前記のクーリング系統の内、再熱蒸気を導入するラ
   インに設けた制御弁は、オリフィス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１項に記載した蒸気
   タービンのクーリング蒸気温度制御装置。