JPH0373725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工場のプロセス蒸気ラインの変化や改
廃に容易に対応できる抽気（混圧）タービンに関
するものである。

ここで、蒸気タービンの抽気管ラインへ外部か
ら蒸気がタービンに入る場合を混圧タービンと称
し、抽気管ラインから蒸気が出入するものを抽
気、混圧タービンと称する。

従来、工場で動力とともに各種のプロセス用低
圧蒸気を必要とする場合に、第１図に示すよう
に、ボイラで高圧蒸気を発生させ、高圧タービン
HP、低圧タービンLPで所要の蒸気圧まで膨張さ
せて動力を得たのち、その排気GLをプロセス蒸
気として用いるとともに、タービン内で膨張中の
蒸気を所定圧力のところから抽出してプロセス用
に送る抽気背圧タービンを主として背圧タービン
として運転する場合、高圧タービンHPを空転さ
せ、抽気ラインから中圧蒸気GIをタービン内に
入れ背圧蒸気GLを低圧タービンLPから取り出す
運転は出来るが、高圧タービンHPが中圧で空転
するため、高圧タービン冷却用の冷却蒸気GCH
は高圧蒸気を必要とし、またその量も比較的多
い。従つて、上記運転では、(1)高圧冷却蒸気を必
要とする。(2)高圧タービン冷却用冷却蒸気GCH
も比較的多く、空転失損も大きい。(3)高圧冷却蒸
気がなければ運転できないのでタービンを休転す
るほかない等の欠点がある。また、上記タービン
を高圧のみのトツプタービンとして運転し、低圧
タービンLPを空転する場合、第２図に示すよう
に、低圧タービン用の冷却蒸気GCLが必要であ
り、背圧ラインが不要のときは低圧タービンLP
から排気を大気中に放出するほかない。

上記に限らず、抽気（混圧）タービンを有する
車室内翼車を空転する運転では、必ずその空転車
室内の翼車を冷却蒸気が必要であり、その車室の
高圧ラインから少なからぬ蒸気を入れ、またこの
蒸気を排出しなければならない欠点がある。

本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、その目的は、工場のプロセス蒸気ラインの
変化や改廃に対応して不必要なタービンを空転さ
せることにより、運転が多様化できる抽気（混
圧）タービンを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、高圧タ
ービン車室と低圧タービン車室を有する抽気（混
圧）タービンにおいて、空転車室内の翼車の翼部
を削除し、前記空転翼車の加熱を防止するため
に、冷却蒸気を前記空転車室の低圧側から供給
し、高圧側から抽出する冷却蒸気装置を設けると
ともに、前記空転車室内の冷却蒸気を一定量流す
るために高負荷時用冷却蒸気量制御装置と低負荷
時用冷却蒸気量制御装置を設けたことを特徴とす
る抽気（混圧）タービンの空転翼車運転設備に構
成するものである。

本発明は上記のように空転車室内の翼車の翼部
を削除して空転失損（発熱）を従来のものより大
幅に減少させ、同車室の冷却蒸気を低圧側から高
圧側へ逆流させることにより一種の自己冷却型に
なるので、冷えば抽気タービンのある蒸気ライン
が廃止又は過剰になる場合にも従来のものにない
独特な運転が可能になり、抽気（混圧）タービン
の運転の多様化が実現できる。また空転車室内の
冷却蒸気を一定量流すための冷却蒸気制御装置を
設けることにより安全に空転車室が運転を継続で
きる等の特徴を有する。

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第３図は抽気背圧タービンの高圧車室の翼車空
転設備の系統図である。

即ち、高圧車室Ｈの高圧部タービン翼車２の翼
を削除した抽気タービンと、空転車室の低圧側で
ある中圧蒸気入口管（元抽気管）３から冷却蒸気
を供給し、高負荷時には空転車室の高圧側である
高圧タービン冷却蒸気管４へ、低負荷時には同じ
く高圧側である高圧タービン冷却蒸気抽出管１２
へ抽出する冷却蒸気装置と、空転車室内を冷却す
る蒸気を一定量流すための高負荷時用冷却蒸気量
制御装置である高圧タービン冷却蒸気制御弁５、
流量計６、指令部IH、流量検出器Ｆ、温度検出
器Ｔ、圧力検出器Ｐ、発電検出器Ｅと、低負荷時
用冷却蒸気量制御装置である高圧タービン冷却蒸
気制御弁１０、高圧タービン冷却蒸気抽出管１
２、指令部IL、流量検出器Ｆ、温度検出器Ｔ、
圧力検出器Ｐ、発電検出器Ｅとからなる。

なお、上図１は高圧蒸気室、７は低圧蒸気加減
弁、８は低圧部翼車、９は排気管、１１は発電機
である。

上記蒸気制御は定流量制御とし、流量検出器Ｆ
の検出により行ない、高圧タービン車室Ｈの高圧
側の温度検出器Ｔが設定値より高くなると、流量
の設定値を上げる。更に危険なほど異状上昇時に
は警報を出す。発電検出器Ｅは無負荷時を検出す
るもので、このときは高負荷時制御から低負荷時
制御になる。圧力検出器は所定値以下の低負荷時
には低負荷制御に自動的に切替えられる。

上記高圧車室の翼車が空転時に、中圧蒸気を中
圧蒸気入口管３から供給すると、低圧蒸気加減弁
７を経て低圧車室Ｌ内に蒸気が入り、熱エネルギ
ーから速度エネルギーに変換され、低圧部翼車８
を回転させ、仕事をした後、排気管９から排出さ
れてプロセス蒸気として作業場へ送られる。即ち
中圧の背圧タービン運転となる。

次に、高圧車室の翼車を空転する場合の抽気
（混圧）タービンの空転翼車運転設備の制御を起
動順序に従つて説明する。

(A) 起動から低負荷まで（０〜1/8〜1/4負荷ま
で） (1) 起動時には指令部ILの制御信号によつて
流量制御弁VLが作動して高圧車室Ｈ内に通
常の蒸気の流れと逆方向、つまり低圧側から
高圧側へ少量の冷却蒸気を流す。このとき高
圧車室内は入口蒸気圧力と同圧である。

(2) 温度検出器Ｔは高圧車室Ｈの高圧側の車室
内の蒸気温度を検出し、この温度が測定値を
越えると、制御指令部ILが制御設定流量を
上げて、設定温度以下に保つ。また蒸気温度
が急激に高くなつたとき、警報を出す。

(3) 圧力検出器Ｐは低圧タービンの負荷検出用
であり、ある負荷以上、つまりある圧力以上
になると、低負荷制御から高負荷制御へ自動
的に切替えるための判断信号として使用され
る。逆の場合は高負荷制御から低負荷制御と
なる。これは、少量であつても車室内の冷却
蒸気からも動力を発生させるためである。

(4) 流量検出器は冷却蒸気を一定流量流すため
の検出部であり、高圧タービンの空転部は一
定圧力下で回動しているので発熱量も一定で
あり、従つて、この流量制御の方が適してい
る。

(5) 発電検出器は解列信号であり、流量制御弁
VLが制御する。

(B) 通常の負荷運転時（1/8又は1/4〜4/4負荷時） (1) 冷却蒸気の制御は、圧力検出器Ｐの信号に
よつて自動的に低負荷流量制御弁VLによる
制御から高負荷流量制御弁VHによる制御に
切替えられる。高負荷流量制御弁VHは低負
荷流量制御弁VLと同様に流量検出器Ｆの信
号によつて低圧タービンの内部圧力が変化し
てもほぼ一定の流量を流す。

(2) 温度検出器Ｔは温度を検出して、高温度時
は警報を、また警報値以下の設定温度を越え
る場合は高負荷指令部IHが設定流量を上げ
て、増加した設定流量で高負荷流量制御弁
VHが定流量制御を行なう。

(3) 上記設定流量は、あらかじめ空転損失（高
圧タービンでの発熱量）を計算してその流量
に設定する。このときは、上記設定温度より
温度検出器Ｔの温度が低くても差しつかえな
い。

(4) 発電検出器Ｅは発電機の解列信号であり、
このときは高負荷制御から低負荷制御へ切替
えられる。

(C) 低負荷および解列、トリツプ時 (1) 負荷が約1/8以下になると、通常は解列作
業に入つたときであり、制御は圧力検出器Ｐ
信号を検出して高負荷流量制御弁VHから低
負荷流量制御弁VLへ自動的に移行させる。

(2) 解列時は、発電検出器Ｅによつて直ちに低
負荷流量制御弁による制御となり、高負荷流
量制御弁VHは全閉する。この列のように、
高圧車室の翼車空転のときは高負荷流量制御
弁のみでよく、低負荷流量制御弁は不要であ
るが、前述のように、少量の冷却蒸気といえ
ども有効発電させるためである。

第４図は抽気背圧タービンの低圧車室の翼車空
転設備の系統図である。

即ち、低圧車室Ｌの低圧部タービン翼車１３の
翼を削除した抽気タービンと、空転車室の低圧側
である高圧タービン冷却蒸気管４から冷却蒸気を
供給し、高負荷時に空転車室の高圧側である低圧
蒸気入口管１４へ、低負荷時に、同じく高圧側で
ある低圧タービン冷却蒸気抽出管１５へ抽出する
冷却蒸気装置と、空転車室内を冷却する蒸気を一
定量流すための高負荷時冷却蒸気制御装置である
冷却蒸気量制御弁VH、指令部IH、流量検出器
Ｆ、温度検出器Ｔ、圧力検出器Ｐ、発電検出器Ｅ
と、低負荷時用冷却蒸気量制御装置である冷却蒸
気量制御弁VL、指令部IL、流量検出器Ｆ、温度
検出器Ｔ、圧力検出器Ｐ、発電検出器Ｅとからな
る。

なお、上図で１６は主蒸気入口管、１７は主蒸
気弁である。

第５図は第４図と同様であるが高負荷指令部
IHが低圧蒸気加減弁７を制御するもので、その
他の構成は第４図のものと同様である。

上図のような低圧車室の翼車が空転時には主蒸
気入口管１６から高温高圧蒸気が主蒸気弁１７を
経て高圧車室Ｈ内に入ると、熱エネルギーから速
度エネルギーに変換され、高圧部タービン翼車２
を回転させ、仕事をした後、抽気管３から排出さ
れ、プロセス蒸気として作業場へ送られる。即ち
中圧の背圧タービンとして運転される。

上記低圧車室の翼車を空転する場合は、高圧車
室の翼車を空転する場合と異なつているところ
は、低負荷のとき、高負荷冷却蒸気量制御弁VH
の前後の差圧が非常に少なくなり、高負荷冷却蒸
気量制御弁VHがある程度、又は全開しても殆ん
ど蒸気が流れないことである。特に無負荷のとき
は蒸気が流れない。

そこで低負荷冷却蒸気量制御弁VLを設け、負
荷が約1/8〜1/4以下になると高負荷冷却蒸気量制
御から低負荷冷却蒸気量制御に切替えられ、高負
荷冷却蒸気量制御弁は全閉する。

また、低圧車室の翼車空転時には自己冷却（自
己回収）ができないので低負荷冷却蒸気量制御弁
の出口はグランドコンデンサ又は大気放出する。

その他の制御は前記の高圧車室の翼車空転時と
同様である。

以上、詳述したように、本発明によれば、下記
のような効果を奏する。

(1) 空転車室内の翼車の翼部を削除しているた
め、空転失損（発熱）が数分の一から十数分の
一と非常に少なくなり、高効率運転が出来る。

(2) 空転車室内の冷却蒸気は通常の流動方向と逆
方向で低圧側から高圧側へ流れるので、冷却蒸
気が空転失損（発熱）によつて高温になつても
温度的には通常の運転と同方向であるから、冷
却蒸気を最小にできる。

(3) 空転車室内の圧力は、その車室の出口圧力又
は高圧側の車室の出口側の圧力に保つて自己冷
却方式としているので、他の蒸気源が必要でな
い。従つて抽気（混圧）タービンの多様な運転
に対処できる。

(4) 冷却蒸気の制御は、高負荷時用と低負荷時用
の二系列の冷却蒸気制御装置で行わるため、全
負荷範囲で安全に連続運転ができる。

(5) 前記のように抽気（混圧）タービンの多様な
運転が可能になるので、工場のプロセス蒸気が
変更又は廃止になつても、タービンを休止する
必要がない。

(6) 短時間で工場のプロセスの変化に対応できる
ので、省エネルギーにも直ちに貢献できる。

(7) 空転翼車の翼部を削除することと空転翼車運
転設備が比較的簡単なため、改造の取替期間も
短かく、改造費用も少なくてすむ。また、空転
翼車の翼部を植え戻せば、容易に復元できる。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例
にのみ限定されるものでなく、抽気復水タービ
ン、２段抽気タービン等にも工場全体の新しい条
件に合わせて対応させることができ、要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変更して実施しうることは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の抽気背圧タービンを主として
背圧タービンとして運転する場合の系統図、第２
図は従来の抽気背圧タービンをトツプタービンと
して運転する場合の系統図、第３図は、本発明の
抽気背圧タービンの高圧車室の翼車空転設備の系
統図、第４図は本発明の抽気背圧タービンの低圧
車室の翼車空転設備の系統図、第５図は第４図の
他の実施例を示す系統図である。 １……高圧蒸気室、２……高圧部タービン翼車
（翼部なし）、３……中圧蒸気入口管（元抽気管）、
４……高圧タービン冷却蒸気管、５……高圧ター
ビン冷却蒸気（量）制御弁、６……流量計、７…
…低圧蒸気加減弁、８……低圧部翼車、９……排
気管、１０……高圧タービン冷却蒸気制御弁（低
負荷時）、１１……発電機、１２……高圧タービ
ン冷却蒸気抽出管、１３……低圧タービン翼車、
１４……低圧蒸気入口管、１５……低圧タービン
冷却蒸気抽出管、１６……主蒸気入口管、１７…
…主蒸気弁、IH……高負荷指令部、IL……低負
荷指令部、Ｆ……流量検出器、Ｔ……温度検出
器、Ｐ……圧力検出器、Ｅ……発電検出器、Ｈ…
…高圧タービン車室、Ｌ……低圧タービン車室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高圧タービン車室と低圧タービン車室を有す
   る抽気タービンにおいて、空転車室内の翼車の翼
   部を削除し、前記空転翼車の加熱を防止するため
   に、冷却蒸気を前記空転車室の低圧側から供給
   し、高圧側から抽出する冷却蒸気装置を設けると
   ともに、前記空転車室内の冷却蒸気を一定量流す
   ために高負荷時用冷却蒸気量制御装置と低負荷時
   用冷却蒸気量制御装置を設けたことを特徴とする
   抽気タービンの空転翼車運転設備。