JPH0768885B2

JPH0768885B2 - 蒸気タービンのクーリング蒸気温度制御装置

Info

Publication number: JPH0768885B2
Application number: JP1260588A
Authority: JP
Inventors: 雅人町田; 彰有川; 修松浦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH01190903A

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がある。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、ほぼ起動と同時に、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。よつて、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,オリフイス10′，ドレン弁8,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
高圧ター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つてい
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
ンを中圧力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図に示すように各弁を開閉制御しなければなら
ない。このとき中圧力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）、どららでも良い。

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
の急激な度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
の動作のみであつたが、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つてクーリング蒸気
系統の制御弁の開度を制御できるようにすることによつ
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,オリフイス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、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
ための演算器16,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
％に到達とた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各弁の開閉の状態は、
第２図に示すようになる。つまり、タービンセツトの時
点で、クーリング蒸気弁6,中圧クーリング蒸気制御弁1
1,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
とによつて、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T₂，再熱蒸気温度T₁か
らなる関数および起動パターンによつて決定される。

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T₃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、T₁,T₂の関数として、T₁とT₂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
ツト時に開いたが、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T₁,T₂を検知してΔｔを決定したが、第８図
に示すように、リセツ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によつて
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
て行つたが、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、負荷の上昇率によつて
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イス10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、オリフイス10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つたが、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、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。従つて、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におけるクーリ
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′……オリフイ
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

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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、オリフイスを備えたも
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。