JPS5997487A - タ−ビン復水器 - 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】 本発明は、蒸気ドーム如開口している少なくとも１本の
バイパス蒸気導入配管を持った特許請求の範囲第１項の
上位概念部分に記載したタービン復水器に関する。

蒸気原動所においてボイラの余剰蒸気は１本、２本ある
いは多数のバイパス蒸気導入配管を介してタービンを迂
回して直接タービン復水器の蒸気ドームに導かれる。か
かる運転状態は、タービンの起動時および停止時、急激
に負荷が低下した際および負荷遮断時において一時的に
生ずる。その場合バイパス蒸気導入配管には、バイパス
蒸気量を制御するバイパス弁、バイパス蒸気を膨張する
絞り装置およびバイパス蒸気を冷却する注水装置が装備
されている。かかるバイパス蒸気導入配管だおいて絞る
べき熱落差は非常に大きい。即ちバイパス弁の手前の蒸
気圧力は一般に４５パールまでであり、一方タービン復
水器における背圧はたとえば０．１バールとされている
。従ってバイパス蒸気導入配管の絞り装置において蒸気
を膨張する際に大きな超音速が発生される。これは極端
に騒がしくて煩わしい激しい騒音を生ずるので不利であ
る。さらにタービン翼、復水管および蒸気ドーム壁のよ
うな蒸気が打ち当てられる構造部品が振動はせられると
いう危険、および大きな速度で打ち当たる水滴によって
構造部品表面に浸食を生ずるという危険がある。その場
合またタービン復水器の蒸気ドームに導入すべき蒸気Ｐ
ｆ、量が非常に大きいということも注目される。複数の
バイパス配管を並列接続した場合も非常に大きな容積流
量が生ずるので、構造上の都合により充分な絞り断面積
が利用できず、それによって膨張が制限される。

バイパス蒸気が復水器長手方向に伸びる１本あるいは２
本の管を介して蒸気ドームに導かれるようなタービン復
水器が西ドイツ特許出願公告第１０１４５６８号公報で
知られている。全長に亘って伸びかつ目的に合って配置
された管壁の小孔を通１７てバイパス蒸気は、危険な構
造部品への衝突が避けられるようにタービン復水器の管
隘路の中に導かれる。その場合バイパス蒸気の冷却は管
の内部に配置された注水装置を介して行なわれる。かか
るバイパス蒸気導入配管において、小孔の断面積および
形状を適当に設計した場合、騒音の発生並び圧構造部品
の振動発生の危険を減少することができる。しかしバイ
パス蒸気導入配管の孔付き管は、タービンの排気蒸気が
タービン復水器に導入される範囲に配置されねばならな
い。タービンからタービン復水器に案内される排気蒸気
流の乱流を防止するために、場所の都合から管の小孔で
は、バイパス蒸気の望ましい膨張に対し充分な絞り断面
積を用意することができない。

１本あるいはそれ以上のバイパス蒸気導入配管がタービ
ン復水器端面側において蒸気ドーム壁に溶接されている
ようなタービン復水器も、Ｍｉｉｌｈｅｉｍ”ｄ＋　　
ＲｕｈｒのＫｒａｆｔｗｅｒｋ　Ｕｎｉｏｎ　ＡＧ　の
会社報（Ｂｅ５ｔｅｌｌ−Ｎｒ、ＫＷＵ７１１８　）で
知られている。バイパス蒸気導入配管はそれぞれバイパ
ス弁とその下流側に配置された蒸気冷却オリフィスとを
有し、この蒸気冷却オ□リフイスにおいてバイパス蒸気
は膨張され、注入された水ないし復水１ｃよって冷却さ
れる。蒸気冷却オリフィスの後方においてバイパス蒸気
の残留膨張が短い管部分を介して行なわれるか、あるい
は蒸気ドームの中において直′接行なわれる。このよう
に形成されたバイパス蒸気導入配管は、単純な構造にお
いてタービン復水器の蒸気ドームの中における煩わしい
組込み物が避けられるという利点（有している。しかし
絞り装置として設けられた蒸気冷却オリフィスの横断面
積が構造の都合上制御されているので、蒸気ドームにお
ける再膨張の部分がかなり大きい。

ζらに蒸気ドームへのバイパス蒸□気の流入が束ねられ
た崖位噴出流の形で行なわれる。

本発明の目的は、タービン復水器の蒸気ドームへのバイ
パス蒸気導入配管を、タービンの排気蒸気流の大きな乱
流なしに騒音形成が大きく減少され、ターピッ翼、復水
器管、ケーシング壁および蒸気が打ち当たる別の構造部
品の振動発生および浸食の危険がなくなるように凌善す
ることにある。

本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式のタービ
ン復水器において特許請求の範囲第１項の特徴部分に記
載した手段によって達成できる。

本発明は、相前後して接続されかつ下流に向って絞り断
面積が増加している絞り装置の場合、超音速以上のバイ
パス蒸気の速度が避けられるとい弓認識に基づいている
。このことは全膨張範囲に対し適用でき、即ち最後の絞
り装置が充分大きな絞り断面積を用意できるかぎりは最
後の絞り装置の後方の範囲においても適用できる。この
理由から最後の絞り装置は、内側から蒸気ドーム壁に密
着しかつその凸状に湾曲された壁に多数の孔が設けられ
ている組込み物によって形成されている。

蒸気ドームの内部にこの組込み物を配置することによっ
て、組込み物の孔に対し充分大きな面積を用意できるの
で、残留落差は相応して僅かで鳴４゜組込み物が内側か
′ら蒸気ドーム壁に密着するので、大きな絞シ断面積に
もかかわらずタービンの排気流を著しく害することはな
い。凸状に湾曲され多数の孔が設けられている組込み物
の壁は、その湾曲によって小孔において発生された各蒸
気噴出ａ　（Ｄ拡散流を生ずる。それによって蒸気ドー
ムに流入する蒸気噴出流は互に干渉せず、唯一の噴出流
ｒ集まることがない。従って蒸気ドームへのバイパス蒸
気の導入は沢山の自由な噴出流の形で行なわれ、その短
い噴出流長さによって構造部品への衝突の危険およびそ
れに伴なう浸食および振動発生が防止される。

タービンの排気蒸気流の妨害をさらに減少するだめだ、
本発明の別の実施形態に基づいて組込み物は軸心に平行
に切断されて端面に閉鎖壁を持ったほぼ垂直に向けられ
た多孔分割円筒体から構成されている。この多孔分割円
筒体は排気蒸気の流れ方向ておいて蒸気ドーム壁に取り
付けられている。その場合多孔分割円筒体が多孔半円筒
体として形成することが目的だかなっており、それによ
って強度が改善され、また製作も容易になる。さらに端
面閉鎖壁に孔が開けられておらず、それだよって最後の
絞り装置から流れ出る全蒸気噴出流が少なくともほぼ水
平方向に走ることが目的にかなっている。この場合上端
閉鎖壁を斜めに設は蒸気ドーム壁に向けて上昇すること
ができ、その場合かかる形状は特に排気蒸気の流れに対
し良好となる。

本発明の別の有利な実施形態に基づいて、バイパス弁の
下流（−多孔絞り円錐体として形成された第１の絞り装
置および蒸気冷却オリフィスとして形成された第２の絞
り装置が順々に並べて配置されている。この場合多孔絞
り円錐体は絞り作用のほかにバイパス弁の後方における
激しい乱ａを鎮静化する目的を有している。ざらだこの
多孔絞り円錐体の後方に配置された注水装置の圧力が減
少でき、相応してポンプ動力を減少することができる。

その直後に配置てれた蒸気冷却オリフィスは蒸気流をさ
らに絞り、高い蒸気速度の範囲如注入された水を良好に
霧散させる。第２の絞り装置はその場合多孔蒸気冷却芽
リフイスとして形成することもでき、それによって蒸気
および水の分布が一層改善される。

萌述の第２の絞り装置と最後の絞り装置との間に別の複
数の絞り装置を配置することもできる。

これらの別の絞り装置の間隔は、１つの絞り装置におい
て発生された蒸気速度が次の絞り装置の手前においてそ
こで有用な横断面積に相応して遅らされるように、絞り
断面積に合わせることができる。・′これは超音速範囲
によって衝撃波および別の範囲において渦流によって行
なわれる。第１の実施形態において、別の絞り装置が蒸
気ドーム壁の外側に配置され、多孔絞り円錐体として形
成式れることを提案する。この場合もつとも単純な構造
となり、多孔絞り円錐体としての絞り装置の形状は強度
、熱膨張および振動状態に関し有利に作用する。

第２の実施形態において、別の絞り装置の少なくとも一
部が互に入り組んで配置され、内側から蒸気ドーム壁に
密着する組込み物によって形成されることを提案する。

このように形成されたバイパス蒸気導入配管は蒸気ドー
ムの外側における僅かな所要空間に関して非常に短く構
成できる。その場合別の絞り装置は多孔絞り円錐体とし
ておよびないし孔付き屋根面を持った屋根状組込み物と
して形成できる。

屋根状組込み物の両方の屋根半部は目的にがなって短い
半円筒体を介して互に接続される。

バイパス蒸気をさらにかつ均一に冷却できるようにする
ために、上述の別の絞り装置の少なくとも１つに別の注
水装置が付属されている。

蒸気ドームに給水加熱器が配置されているタービン復水
器の場合、バイパス蒸気導入配管が給水加熱器のそばの
横で端面側蒸気ドーム壁に開口していることが目的にか
なっている。２本のバイパス蒸気導入配管がある場合こ
れらは給水加熱器のそばの両側で端面側蒸気′ドーム壁
に開口できる。

最後の絞り装置を形成し内側から蒸気ドーム壁に密着し
ている組込み物の小でな所要空間によって、蒸気ドーム
の内部を有用な空間を妨害することなしＩｃ１本あるい
は２本のバイパス蒸気配管、給水加熱器および蒸気抽気
管の配置に対し利用できる。

以下図面に示す本発明の実施例について詳細に説明する
。

第１図はバイパス蒸気導入配管の＠１の実施例を概略的
に示している。矢印１で示したバイパス蒸気はバイパス
蒸気量をタービンのその都度の運転条件に相応して制御
するバイパス弁２にまず送られる。バイパス弁２には流
れ方向に円錐状に広がっている接合管３が続き、この接
合管３の端部はタービン復水器の蒸気ドーム壁４００に
溶接されている。この接合管３の内部においてバイパス
弁２の後方Ｋまず第１の絞り装置５が配置され、この絞
り装置５は流れ方向に広がっている多孔絞り円錐体とし
て形成され、バイパス蒸気ｌを絞る他にこの箇所におけ
る激しい乱流の鎮静も行なう。

この第１の絞り装置５のすぐ後に蒸気冷却オリフィスと
して形成された第２の絞り装置６が配置され、この絞り
装置６は円周方向に分布して配置されかつ流れ方向に僅
かに傾いている複数の孔６０を有し、矢印６００で示し
たようにこれらの孔６０を通してバイパス蒸気ｌを冷却
するためて水ないしは復水が注入きれる。その場合＠２
の絞り装置６の貫流断面積は速度経過に合わせられ、そ
の場合水６００の注入は噴霧する目的でできるだけ大き
な蒸気速度で行なわれる。

第２絞り装置６には第３の絞り装置７、第４の絞り装置
８および第５の絞り装置９が順々に続き、これらの絞り
装置７，８．９はそれぞれ流れ方向に広がっている多孔
絞り円錐体として形成されている。これらの絞り装置？
　、８．９の間の軸方向間隔は、絞り箇所において発生
されるノくイノくス蒸気１の速度が次の絞り箇所に達す
る的にそこの有用な横断面積に相応して遅らされるよう
に、絞り横断面積の孔直径に合わきれている。これは超
音速領域においては衝撃波によって行われ、残りの領域
においては渦流によって行なわれる。

バイパス蒸気１を良好にかつ均一に冷却するだめに、絞
り装置？、８．９にも注水装置が付属できる。即ち図示
した実施例の場合絞り装置９のすぐ手前ｆ別の注水装置
ｉｔが配置され、この注水装置１１を通して水１１００
が注入される。多孔絞り円錐体としての絞り装置７．８
．９の形状は、強度、熱膨張および振動状態に関１〜で
有利に作用する。さらにそれＫよって、注入された水６
００ないし１１００の流れが多孔絞り円錐体圧おける孔
を通して内側て導入されかつ次の多孔絞り円錐体の手前
で再び外に押しやられるので、バイパス蒸気ｌのこの水
６００ないし１１００との混合および渦流に対し有利な
条件が得られる。

バイパス蒸気１の容積流量が増加すると、軸方向の流速
は超音速限界に近ずく。絞り装置９に続く最後の絞り装
置１２は従って接合管３の内部ではなく、タービン復水
器の蒸気ドームの内部に配置されている。タービンの定
格運転において最後のタービン段から蒸気ドームを通っ
てタービン復水器に流入する排気蒸気をできるだけ妨害
しないようにするために、最後の絞り装置１２は多孔半
円筒体１２０として形成され、これは垂直方向に、即ち
タービンの排気蒸気の流れ方向に向けられ、蒸気ドーム
の組込み物として内側から蒸気ドーム壁４００に密着さ
れている。多孔半円筒体１２０は上端閉鎖壁１２００と
下端閉鎖壁１２０１とを有し、その場合上端閉鎖壁１２
００は蒸気ドームに流入する排気蒸気に関し流れを良く
するために傾斜して設けられている。接合管３から最後
の絞り装置１２へのバイパス蒸気１の流入は１字形で行
なわれる。このことによって流れ断面積の狭隘通路は避
けられる。

多孔半円筒体１２０を持った最後の絞り装置１２を装備
することによって、バイパス蒸気１は拡散する単位噴出
流の形で多孔を通って蒸気ドームに送られ、その場合こ
れらの単位噴出流が唯一の噴出流に密集することはでき
ない。これらの各単位噴出流はその場合自由噴出流とみ
なされるので、短い噴出流長さが得られる。それによっ
て打ち当てられる構造部品の振動発生および浸食作用の
危険は除かれる。

相前後して接続された絞り装置５，６，７，８゜９．１
２の絞り断面積は下流に向って増加しているので、バイ
パス蒸気ｌは超音速がその都度できるだけ僅かしか越さ
れないように絞られる。特に蒸気ドームの組込み物とし
ての最後の絞り装置１２は、バイパス蒸気１の残留落差
の相応した減少によって蒸気ドームに入る際超音速が僅
かしか越でれない程度の大きさの絞り断面積にすること
ができる。

第２図はバイパス蒸気配管の第２の実施例を概略的に示
している。その場合矢印１′で示した・くイパス蒸気は
、バイパス弁２′、多孔絞り円錐体として形成された第
１の絞り装置５／、そのすぐ後に配置されかつ多孔蒸気
冷却オリフィスとして形成された＠２の絞り装置６′、
多孔絞り円錐体として形成された第３の絞り装置７／、
同様に多孔絞り円錐体として形成された第４の絞り装置
８′、孔あき屋根面を持った屋根状組込み物として形成
された第５の絞り装置９１、および傾斜された上端閉鎖
壁１２００’　　と下端閉鎖壁１２０１’とを持った多
孔半円筒体１２０′として形成された最後の絞り装置１
２′を順々に貫流する。第１の絞り装置５′、第２の絞
り装置６′および第３の絞り装置７′は段階的に円錐状
に広がっている接合管３′の内部に配置きれ、他方では
第４の絞り装置８′、第５の絞り装置９′および最後の
絞り装置１２’は蒸気ドームの相前後して接続された組
込み物として形成てれ、内側から蒸気ドーム壁４００′
に取り付けられている。従ってバイパス蒸気導入配管全
体は蒸気ドームの外側において極端に短くなっている。

＠２の絞り装置６′は多孔蒸気冷却オリフィスとして形
成され、それによってバイパス蒸気１′の良好な分配お
よび配管６０′とリング状流路とを通って供給される水
６００′の良好な分配が得られる。

各絞り装置間の短い間隔はそれぞれ小さな孔直径によっ
て考慮できる。絞り装置において発生される蒸気噴出流
が次の絞り装置の孔を直接吹き付けることを防止するた
めに短すぎる間隔となっている場所において孔は無くさ
れている。

第５の絞り装置９１は孔あき屋根面を持った組込み物と
して形成され、その場合この屋根面は短い半円筒体部片
９０′を介して互に接続されている。

この短い半円筒体部片９０’は第３図からも理解できる
。第３図はζらに最後の絞り装置１２′の多孔半円筒体
１２０ノおよび第４の絞り装置８′の多孔絞り円錐体の
蒸気ドーム壁４００′への取り付は部を示している。

第４図は全体を符号４で示したタービン復水器の垂直断
面図であり、このタービン復水器４は低圧タービンＮＴ
の下側において基礎Ｆの上に弾力的て支持されている。

第４図において４０は蒸気ドーム、４００は蒸気ドーム
壁、４１は蒸気ドーム４０に組み込壕れた給水加熱器、
４３は下側範囲に配置された管束、４４は復水溜である
。η５１図に示した２本のバイパス蒸気導入配管が給水
加熱器４１のそばの両側において蒸気ドーム４０に開口
しており、−云のうち多孔半円筒体１２０と上端閉鎖壁
１２００を持った最後の絞り装置１２および蒸気ドーム
端面壁４００に溶接された接合管３が理解できる。さら
に組込み物として内側から蒸気ドーム壁４００に密着し
ている雫後の絞り装置１２が、通常運転中において最後
のタービン段から出てディフューザ付きの出ロケーヅン
グを通って流出する排気蒸気Ａをほとんど妨害せず、そ
れによって管束４３の均一な洗流が保証されることがわ
かる。さらにバイパス蒸気配管および特だ最後の絞り装
置１２を上述したように特別に形成することによって、
騒音の音量は著しく減少され、低圧タービンＮＴの翼お
よびタービン復水器４の各構造部品の振動発生および浸
食作用の危険は防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づ〈バイパス蒸気導入配管の第１の
実施例の縦断面図、第２図はバイパス蒸気導入配管の′
第２の実施例の縦断面図、第３図は第２図におけるｌｌ
ｌ−１線に沿う断面図、第４図は第１図に基づいて形成
された２本のバイパス蒸気導入配管を持ったタービン復
水器の垂直断面図である。 １・・・バイパス蒸気、　２・・・バイパス弁、　３・
・・接合管・　４・・・タービン復水器、　５，５′・
・・第１の絞り装置、　６，６１・第２の絞り装置、　
７゜７′・・第３の絞り装置、　８，８′・・第４の絞
り装置、　９，９１・・第５の絞り装置、　１２　、１
２’・・・最後の絞り装置、　１１・・・注水装置、　
４１・・・給水加熱器、　１２０　、１２０’・・・多
孔半円筒体、４００．４００’・・・蒸気ドーム壁、　
ＮＴ゛・低圧タービン、　Ａ・・・排気蒸気。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）蒸気ドームに開口している少なくとも１本のバイパ
   ス蒸気導入配管を持ったタービン復水器であって、前記
   バイパス蒸気導入配管がバイパス蒸気量を制御するノ（
   イパス弁１、・クイパス蒸気を膨張する絞り装置および
   ）（イノくス蒸気を冷却する注水装置を装備されている
   ようなタービン復水器において、バイパス蒸気の膨張が
   前後して接続された少なくとも２つの絞り装置１５，６
   ，７，８，９，１２；５’　、６’、７’　。 ８′、９′、１２′）ＶＣオイテ行なワレ、コレラノ絞
   り装置（５，６，７，８，９，１２；５’、６’、７’
   、８’。 ９’、１２’）の絞り断面積が下流に向かって増加し、
   下流側の最後の絞り装置（１２；１２’）が内側から蒸
   気ドーム壁＋４００；４００’）に密着している組込み
   物によって形成され、この組込み物の凸状に曲げられた
   壁に多数の小孔が設けられていることを特徴とするター
   ビン復水器。 ２）組込み物が軸心に平行に切断されて少なくともほぼ
   垂直に向けられかつ両端に閉鎖壁（１２００，１２０１
   ；１２００’　、１２０１’　）を持った多孔分割円筒
   体から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のタービン復水器。 ３）多孔分割円筒体が多孔半円筒体（１２０；１２０’
   　）として形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のタービン復水器。 ４）端面閉鎖壁（１２００，１２０１；百００’、１２
   ０１’　）に孔が明けられていないことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項または第３項記載のタービン復水器
   。 ５）上側端面閉鎖壁（１２００；１２００’）が傾斜さ
   れ、蒸気ドーム壁（４００：４００’）に向がって上昇
   していることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   タービン復水器。 ６）バイパス弁（２；２’）の下流に、多孔絞り円錐体
   として形成された第１の絞り装置（５；５勺および蒸気
   冷却オリフィスとして形１戊された第２の絞り装置（６
   ；６′）が順々に並べて配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載
   のタービン復水器。 ７）第２の絞り装置（６′）が多孔蒸気冷却オリフィス
   として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載のタービン復水器。 ８）第２の絞り装置（６：６’）と最後の絞り装置（１
   ２；１２’）との間に別の絞り装置（７゜８．９；７’
   、８’、９’）が配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項または第７項記載のタービン復水器。 ９）別の絞り装置（７，，８，９）が蒸気ドーム壁（４
   ００）の外側に配置され、多孔絞り円錐体として形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   タービン復水器。 １０）別の絞９装置の少なくとも一部（８’　、９’　
   ）が、相互に入り組んで配置されかつ内側から蒸気ドー
   ム壁（４００勺尾密着している組込み物によって形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   タービン復水器。 １１）別の絞り装置（７’　、８’　、９’　）が多孔
   絞り円錐体およびないし孔付き屋根面を持った屋根状組
   込み物として形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項記載のクーピン復水器。 １２）屋根状組込み物の両側屋根面が短い半円筒体部片
   （９０’）を介して互に接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１１項記載のタービン復水器。 １３）別の絞り装置の少なくとも１つに別の注水装置（
   １１）が付属されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項ないし第１２項のいずれかに記載のタービン復
   水器。 １４）　　蒸気ドームに給水加熱器が配置されているタ
   ービン復水器において、バイパス蒸気配管が給水加熱器
   （４１）のそばの横で端面側蒸気ドーム壁（４００）に
   開口していることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１３項のいずれかに記載のタービン復水器。 １５）バイパス蒸気導入配管が給水加熱器（４１）のそ
   ばの両側で端面側蒸気ドーム壁（４００）に開口してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載のター
   ビン復水器。