JPH01247703A - 全周噴射蒸気タービン - Google Patents
全周噴射蒸気タービンInfo
- Publication number
- JPH01247703A JPH01247703A JP63074969A JP7496988A JPH01247703A JP H01247703 A JPH01247703 A JP H01247703A JP 63074969 A JP63074969 A JP 63074969A JP 7496988 A JP7496988 A JP 7496988A JP H01247703 A JPH01247703 A JP H01247703A
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- Japan
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- turbine
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- 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
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/18—Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
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、全周噴射絞り型の蒸気タービンの翼列設計及
び構造設計に関する。
び構造設計に関する。
蒸気タービンの内部効率を向上させることは、例えば1
001級のプラントの場合1%内部効率を向上させるこ
とができればメリットは燃料費の節約を含め数億円の価
値があるといわれる。従って内部効率を1〜2%向上す
ることが達成できればハードのコストが従来のものより
1.5〜2倍かがったとしてもランニングコストの低減
により充分に引き合うと言われている。
001級のプラントの場合1%内部効率を向上させるこ
とができればメリットは燃料費の節約を含め数億円の価
値があるといわれる。従って内部効率を1〜2%向上す
ることが達成できればハードのコストが従来のものより
1.5〜2倍かがったとしてもランニングコストの低減
により充分に引き合うと言われている。
従来入口蒸気圧が一定の蒸気プラントは、プラントの運
用上から定格運転が主であるプラントと、部分負荷(定
格点以下の出力)運転されることが比較的多いプラント
に大別される。そして前者の場合は定格運転であるので
、効率の悪い調速段をもたない全周噴射絞り制御型(以
下全周噴射という)蒸気タービンの方が効率がよく有利
とされ、後者の場合部分負荷で運転されることが多いの
で調速段としてカーチス段あるいはラド−段を有し、部
分噴射ノズル付(以下ノズル制御型という)蒸気タービ
ンが負荷変動に対する有利さの点から採用されている。
用上から定格運転が主であるプラントと、部分負荷(定
格点以下の出力)運転されることが比較的多いプラント
に大別される。そして前者の場合は定格運転であるので
、効率の悪い調速段をもたない全周噴射絞り制御型(以
下全周噴射という)蒸気タービンの方が効率がよく有利
とされ、後者の場合部分負荷で運転されることが多いの
で調速段としてカーチス段あるいはラド−段を有し、部
分噴射ノズル付(以下ノズル制御型という)蒸気タービ
ンが負荷変動に対する有利さの点から採用されている。
以下従来例の全周噴射蒸気タービンの構成部分図第4図
と第5図の該タービンの圧カー出力表によって説明する
。全周噴射蒸気タービンは、圧力P0の蒸気を流量G0
.流入圧力P”、で第一蒸気加減弁3を介して車室内へ
導入させ、翼列群1゜を通り膨脹する間にロータ9を回
転させ動力を得る訳で、その出力N、は次式によって求
められる。
と第5図の該タービンの圧カー出力表によって説明する
。全周噴射蒸気タービンは、圧力P0の蒸気を流量G0
.流入圧力P”、で第一蒸気加減弁3を介して車室内へ
導入させ、翼列群1゜を通り膨脹する間にロータ9を回
転させ動力を得る訳で、その出力N、は次式によって求
められる。
N、=G0xΔto10.86xηi +w+N、:出
力、Gg:蒸気量、Δ10:断熱熱落差(エンタルピ差
)、ηic、n+:タービン内部効率。
力、Gg:蒸気量、Δ10:断熱熱落差(エンタルピ差
)、ηic、n+:タービン内部効率。
そして圧力と出力の関係は第5図の圧カー出力表のP、
腺に示しであるようにほぼ比例する関係にある。
腺に示しであるようにほぼ比例する関係にある。
第3図は内部効率線図で、縦軸に内部効率比j。
横軸に出力比Rをそれぞれ%でとり、内部効率と出力と
の関係を表わしたもので、a線は本発明の絞り制御型蒸
気タービンの場合、b線は従来の絞り制御型蒸気タービ
ンの場合、a線はノズル制御型蒸気タービンの場合を示
している。
の関係を表わしたもので、a線は本発明の絞り制御型蒸
気タービンの場合、b線は従来の絞り制御型蒸気タービ
ンの場合、a線はノズル制御型蒸気タービンの場合を示
している。
このことから従来型の全周噴射蒸気タービンの場合、若
し70%出力の場合にはb線と70%線との交点Pまで
内部効率は低下するが、ノズル制御型φ 蒸気タービンでは奮点までしか低下しないのでノズル制
御型蒸気タービンに比し不利なことが明らかである。こ
れは蒸気加減弁を絞って蒸気2itIをコントロールし
て出力を低下させるため、弁の絞りロスのため内部効率
が低下してしまうからである。
し70%出力の場合にはb線と70%線との交点Pまで
内部効率は低下するが、ノズル制御型φ 蒸気タービンでは奮点までしか低下しないのでノズル制
御型蒸気タービンに比し不利なことが明らかである。こ
れは蒸気加減弁を絞って蒸気2itIをコントロールし
て出力を低下させるため、弁の絞りロスのため内部効率
が低下してしまうからである。
このように従来の全周噴射蒸気タービンは、定格運転で
は効率はよいが、部分負荷では効率が極端に低下すると
いう問題があった。
は効率はよいが、部分負荷では効率が極端に低下すると
いう問題があった。
本発明はこの点に着目してなされたもので、部分負荷と
なっても、内部効率の少ない全周噴射蒸気タービンを提
供することを目的とする。
なっても、内部効率の少ない全周噴射蒸気タービンを提
供することを目的とする。
本発明は、タービン翼列を第1翼列群と第2翼列群に分
ち前記第1翼列群に連結された第1蒸気加減弁および前
記第2翼列群に連結された第2蒸気加減弁を設け、予め
定められた部分負荷の設計点までは前記第1蒸気加減弁
の開度を加減して出力を調整し、前記予め定められた部
分負荷の設計点から全負荷迄の間は前記第1蒸気加減弁
を全開し前記第2蒸気加減弁の開度を加減して出力を調
整するようにした。
ち前記第1翼列群に連結された第1蒸気加減弁および前
記第2翼列群に連結された第2蒸気加減弁を設け、予め
定められた部分負荷の設計点までは前記第1蒸気加減弁
の開度を加減して出力を調整し、前記予め定められた部
分負荷の設計点から全負荷迄の間は前記第1蒸気加減弁
を全開し前記第2蒸気加減弁の開度を加減して出力を調
整するようにした。
本発明は、部分負荷の設計点までは従来の全周噴射蒸気
タービンにくらべて弁の絞り損失によるタービン内部効
率の低下を改善して高い効率で運転し、前記部分負荷の
設計点から定格負荷までの間は、従来の翼列群とほぼ同
等の内部効率となるように第2翼列群を選定しておけば
ほぼ一定の高い効率を維持する。
タービンにくらべて弁の絞り損失によるタービン内部効
率の低下を改善して高い効率で運転し、前記部分負荷の
設計点から定格負荷までの間は、従来の翼列群とほぼ同
等の内部効率となるように第2翼列群を選定しておけば
ほぼ一定の高い効率を維持する。
以下本発明を適用した全周噴射蒸気タービンの実施例の
図面に基づいて説明する。第1図は実施例の全周噴射蒸
気タービンの構成部分図で第2図はその出力圧力表(あ
るいは出力圧力線図)である。なお第1図及び第2図と
共通部分については同一符号を付しである。
図面に基づいて説明する。第1図は実施例の全周噴射蒸
気タービンの構成部分図で第2図はその出力圧力表(あ
るいは出力圧力線図)である。なお第1図及び第2図と
共通部分については同一符号を付しである。
図において9はロータで第1翼列群7と第2翼列群8の
2つの翼列が配備されている。そして各翼列群の入口(
圧力点P、、P、)に止め弁1を介装している主蒸気配
管2から2つに分岐している第1蒸気配管4と第2蒸気
配管6が配され、蒸気を供給するように構成されている
。なお各蒸気配管にはそれぞれ第1蒸気加減弁3及び第
2蒸気加減弁5が配備されている。
2つの翼列が配備されている。そして各翼列群の入口(
圧力点P、、P、)に止め弁1を介装している主蒸気配
管2から2つに分岐している第1蒸気配管4と第2蒸気
配管6が配され、蒸気を供給するように構成されている
。なお各蒸気配管にはそれぞれ第1蒸気加減弁3及び第
2蒸気加減弁5が配備されている。
本発明に係る全周噴射蒸気タービンの車室の翼列は、第
1蒸気配管4の第1蒸気加減弁3の開放度をあげ蒸気を
供給し、第1翼列群7及び第2翼列群8で膨脹させて動
力を得るようにし第1蒸気加減弁3が全開で最高の内部
効率が発揮されるように設計される。すなわち最も効果
的な部分負荷(70〜95%負荷)に内部効率が最高と
なるように設計点を選定して、それぞれの翼列群7及8
の段数ならびに翼長などが決められるのである。その時
の出力Nは次式で計算される。
1蒸気配管4の第1蒸気加減弁3の開放度をあげ蒸気を
供給し、第1翼列群7及び第2翼列群8で膨脹させて動
力を得るようにし第1蒸気加減弁3が全開で最高の内部
効率が発揮されるように設計される。すなわち最も効果
的な部分負荷(70〜95%負荷)に内部効率が最高と
なるように設計点を選定して、それぞれの翼列群7及8
の段数ならびに翼長などが決められるのである。その時
の出力Nは次式で計算される。
0.86
Go:入口蒸気量、Δ10:断熱熱落差、ηitr+:
タービン内部効率。
タービン内部効率。
なお第2図のP+線は第1蒸気加減弁3を調整したとき
の車室圧力である。そして第2翼列群8の段数ならび翼
長などは、第2蒸気配管6から蒸気を供給し第2翼列群
8でタービンを駆動したときに従来型の全周噴射蒸気タ
ービンとほぼ同等の内部効率となるように選定されてい
る。従って定格点負荷においても部分負荷時とほぼ同等
の内部効率が得られる。
の車室圧力である。そして第2翼列群8の段数ならび翼
長などは、第2蒸気配管6から蒸気を供給し第2翼列群
8でタービンを駆動したときに従来型の全周噴射蒸気タ
ービンとほぼ同等の内部効率となるように選定されてい
る。従って定格点負荷においても部分負荷時とほぼ同等
の内部効率が得られる。
定格運転の時の出力は次式で得られる。
0.86 0.86
Q、XΔ10
=□ηi ++n
0.86
G、:第1薫気加減弁の蒸気量、G2:第2蒸気加減弁
の蒸気量、G、=G、+G、、Δtl:czに対応する
断熱熱落差、Δix:G++Gxに対応する断熱熱落差
、Δ10:定格負荷に対応する断熱熱落差。
の蒸気量、G、=G、+G、、Δtl:czに対応する
断熱熱落差、Δix:G++Gxに対応する断熱熱落差
、Δ10:定格負荷に対応する断熱熱落差。
η1:G1に対応するタービン内部効率、ηz:GI+
G2に対応するタービン内部効率、ηiL、I):定格
負荷に対応するタービン内部効率。
G2に対応するタービン内部効率、ηiL、I):定格
負荷に対応するタービン内部効率。
このような考え方によって設計された全周噴射蒸気ター
ビンの内部効率は第3図のa線のようになる。なおこの
ケースは85%負荷時に最高効率となるように設計され
たものの場合である。
ビンの内部効率は第3図のa線のようになる。なおこの
ケースは85%負荷時に最高効率となるように設計され
たものの場合である。
このように構成したことにより、第1翼列群7は内部効
率を維持するために付加されたこととなり、このように
することによって各翼列群に配されて蒸気配管のそれぞ
れの加減弁を、従来型のような部分負荷時に弁の絞りロ
スによる内部効率の低下を大巾に改善することができ、
弁を絞ることが少ないため負荷変動に対す車室温度の変
動を極力少くすることが可能となる。
率を維持するために付加されたこととなり、このように
することによって各翼列群に配されて蒸気配管のそれぞ
れの加減弁を、従来型のような部分負荷時に弁の絞りロ
スによる内部効率の低下を大巾に改善することができ、
弁を絞ることが少ないため負荷変動に対す車室温度の変
動を極力少くすることが可能となる。
本発明は上記の考え方に基づき構成されているので、従
来型の全周噴射蒸気タービンがもつ部分負荷時に弁の絞
りロスによって内部効率が大巾に低下してしまうという
欠点を解消するとともにノズル制御型蒸気タービンに勝
るとも劣らない内部効率を有する全周噴射蒸気タービン
を提供できるのである。しかし第1翼列群、第2翼列群
と分けて翼列を構成しであるため段数が従来例に比し多
のためハードのコストが1.5〜2.0倍になるという
欠点があるが内部効率向上に伴ない得られるメリットに
よってそれは充分カバーされるとともに、負荷変動時の
温度変動を少なくできるのでそれだけ寿命消費量を少な
くすることが可能で試算によるとそれは殆んど零と考え
てよいとされる。従って70〜100%間の負荷変動は
無制限に行っても寿命に与える影響が殆んどない全周噴
射蒸気タービンの捉供ができる。このことは既述のメリ
ットに加え特筆すべき効果である。
来型の全周噴射蒸気タービンがもつ部分負荷時に弁の絞
りロスによって内部効率が大巾に低下してしまうという
欠点を解消するとともにノズル制御型蒸気タービンに勝
るとも劣らない内部効率を有する全周噴射蒸気タービン
を提供できるのである。しかし第1翼列群、第2翼列群
と分けて翼列を構成しであるため段数が従来例に比し多
のためハードのコストが1.5〜2.0倍になるという
欠点があるが内部効率向上に伴ない得られるメリットに
よってそれは充分カバーされるとともに、負荷変動時の
温度変動を少なくできるのでそれだけ寿命消費量を少な
くすることが可能で試算によるとそれは殆んど零と考え
てよいとされる。従って70〜100%間の負荷変動は
無制限に行っても寿命に与える影響が殆んどない全周噴
射蒸気タービンの捉供ができる。このことは既述のメリ
ットに加え特筆すべき効果である。
第1図は本発明を適用した実施例の全周噴射蒸気タービ
ンの構成部分図で第2図はその圧カー出力表、第3図は
内部効率表、第4図は従来型の全周噴射蒸気タービンの
構成部分図、第5図はその圧カー出力表である。 l・・・止め弁、2・・・主蒸気配管、3・・・第1蒸
気加減弁、4・・・第1蒸気配管、5・・・第2蒸気加
減弁、6・・・第2蒸気配管、7・・・第1翼列群、8
・・・第2翼31 図 152 図 ターごン内櫛女が幹 出力)L 7’i <”、’) 33 ロ
ンの構成部分図で第2図はその圧カー出力表、第3図は
内部効率表、第4図は従来型の全周噴射蒸気タービンの
構成部分図、第5図はその圧カー出力表である。 l・・・止め弁、2・・・主蒸気配管、3・・・第1蒸
気加減弁、4・・・第1蒸気配管、5・・・第2蒸気加
減弁、6・・・第2蒸気配管、7・・・第1翼列群、8
・・・第2翼31 図 152 図 ターごン内櫛女が幹 出力)L 7’i <”、’) 33 ロ
Claims (1)
- 1)蒸気加減弁の開度を加減してタービン出力を制御す
る全周噴射蒸気タービンにおいて、タービン翼列を第1
翼列群と第2翼列群に分ち前記第1翼列群に連結された
第1蒸気加減弁および前記第2翼列群に連結された第2
蒸気加減弁を設け、予め定められた部分負荷の設計点ま
では前記第1蒸気加減弁の開度を加減して出力を調整し
、前記予め定められた部分負荷の設計点から全負荷迄の
間は前記第1蒸気加減弁を全開し前記第2蒸気加減弁の
開度を加減して出力を調整するようにしたことを特徴と
する全周噴射蒸気タービン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074969A JPH0768884B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 全周噴射蒸気タービン |
| US07/630,750 US5076756A (en) | 1988-03-29 | 1990-12-20 | Full-arc admission steam turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074969A JPH0768884B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 全周噴射蒸気タービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01247703A true JPH01247703A (ja) | 1989-10-03 |
| JPH0768884B2 JPH0768884B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=13562632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63074969A Expired - Lifetime JPH0768884B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 全周噴射蒸気タービン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076756A (ja) |
| JP (1) | JPH0768884B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03267508A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 蒸気タービン |
| CN104963740A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-07 | 沈阳东北电力调节技术有限公司 | 1mw及以下汽轮机三角架配汽的汽门调节系统 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386829B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-05-14 | Power Technology, Incorporated | Multi-valve arc inlet for steam turbine |
| US7882834B2 (en) * | 2004-08-06 | 2011-02-08 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Autotitrating method and apparatus |
| US20110315096A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-29 | ITI Group Corporation | Gasifier Hybrid combined cycle power plant |
| US8991392B1 (en) | 2010-12-21 | 2015-03-31 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Pressure adjustment method for CPAP machine |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US769300A (en) * | 1902-08-30 | 1904-09-06 | Charles Eugen Lancelot Brown | Turbine of the multiple-expansion type. |
| US818008A (en) * | 1903-07-14 | 1906-04-17 | Wilkinson Steam Turbine Company | Governor for elastic-fluid turbines. |
| US1399215A (en) * | 1917-09-01 | 1921-12-06 | American Well Works | Steam-turbine |
| US2718349A (en) * | 1950-06-28 | 1955-09-20 | Rolls Royce | Multi-stage axial-flow compressor |
| US2728518A (en) * | 1951-02-21 | 1955-12-27 | Rolls Royce | Method and means for regulating characteristics of multi-stage axial-flow compressors |
| US2863288A (en) * | 1954-11-19 | 1958-12-09 | Jack & Heintz Inc | Air pressure control means for air turbine drive systems |
| US4325670A (en) * | 1980-08-27 | 1982-04-20 | Westinghouse Electric Corp. | Method for admitting steam into a steam turbine |
| US4604028A (en) * | 1985-05-08 | 1986-08-05 | General Electric Company | Independently actuated control valves for steam turbine |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP63074969A patent/JPH0768884B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-20 US US07/630,750 patent/US5076756A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03267508A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 蒸気タービン |
| CN104963740A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-07 | 沈阳东北电力调节技术有限公司 | 1mw及以下汽轮机三角架配汽的汽门调节系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5076756A (en) | 1991-12-31 |
| JPH0768884B2 (ja) | 1995-07-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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