JPS6215728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気中に含まれる固形微粒子による下
流側機器の浸食を防止するための分離機構に関す
るものである。

タービン起動法にはタービンバイパス系統付き
の場合がある。この場合の特徴はタービン起動時
間の短縮である。つまりボイラーが常時蒸気を発
生してタービン側で使用しない蒸気はタービンバ
イパス系統より復水器へ排出させボイラーをいつ
でもタービン起動の出来る状態にしておくもので
ある。この系統の一例を第１図に示す。まず蒸気
の流れは復水器１６で復水された水は給水ポンプ
１７にてボイラー１へ送り込まれ加熱器で蒸気化
される。この蒸気はタービン停止時には主蒸気止
め弁（MSV）２は全閉であるためタービン室へ
の流入はない。この蒸気を高圧（HP）バイパス
弁１３を経て減温器を通りボイラー１の再熱器へ
と通ずる。又本蒸気系統には逆止弁が設置されて
おりタービンへの逆流を防止している。再熱器か
らの蒸気は組合せ再熱弁（CRV）５内の再熱止
め弁（RSV）６が全閉のため低圧（LP）バイパ
ス弁１４を経て復水器１６で再び復水される。こ
れらが再びボイラー１へと送り込まれるサイクル
をなしている。次にタービン起動について説明す
る。ボイラー１の再熱器で発生した再熱蒸気を中
圧（IP）タービン８に導いてタービンの昇速及び
初負荷を取る為に再熱蒸気流量の精密な制御が必
要となる。この制御には再熱弁（CRV）５内に
設けられたインターセプトバイパス弁（IBCV）
１１により行なわれる。これにより再熱蒸気が生
きている再熱蒸気ライン９から中圧タービン８へ
起動蒸気が送り込まれタービンの起動を行う。但
しこの場合次の様な欠点がある。そのまず第１は
蒸気通路部の浸食であるこれは再熱蒸気中にはボ
イラーチユーブより発生する固形微粒子が含まれ
ておりこの固形微粒子により下流側の機器に浸食
を与える。これについて更に詳しく説明する。

第２図に再熱蒸気管、再熱弁、低圧（LP）バ
イパス管、低圧バイパス弁及びタービン架台の配
置に関する一例の鳥確図を示す第２図から解る様
にボイラーの再熱器より供給される再熱管９，
９′はタービン架台１２の両側に配置され、これ
に付隋する再熱弁５，５′、低圧バイパス管１
０，１０′及び低圧バイパス弁１４，１４′も再熱
蒸気管９，９′に対応しタービン架台１２の両側
に配置される。しかも低圧バイパス管１０′，１
０′は再熱管９，９′より分岐され別ルールで低圧
バイパス弁１４，１４′に配管されている。次に
蒸気の流れについて説明する。まずタービン停止
時は再熱弁５，５′内の再熱止め弁が全閉のため
ボイラーで発生した蒸気は低圧バイパス管１０，
１０′を通り低圧バイパス弁１４，１４′を経由し
復水器へ排出される。この状態でタービン起動に
入るが、前述の通り再熱弁５，５′に内蔵された
インターセプトバイパス弁１１を微開させながら
制御し蒸気を中圧タービン８内に蒸気を送り込み
タービン起動する。この場合注目すべきことは再
熱蒸気管９，９′が水平−直線で再熱弁５，５′に
連結されていて低圧バイパス管１０，１０′の取
出し点である分岐部Ｑ，Q′に於いて低圧バイパ
ス管１０，１０′が再熱管９，９′に対し直角直上
に配管されていることである。この分岐点Ｑ，
Q′の問題について第３図を用いて説明する。先
述の通りタービン停止時に於いてもボイラーでは
常に蒸気を発生し低圧バイパス管１０，１０′を
通り、復水器に排出させている。又この蒸気には
固形微粒子が含まれているがこの固形微粒子１８
は、蒸気ａと流入し、慣性により記号ｂの如く直
進する。つまり分岐点Ｑの後流は固形微粒子の収
積所となり、固形微粒子の含まないきれいな蒸気
は低圧バイパス管１０を経て復水器に捨てられる
ことになる。この状態でタービン起動することに
なるわけだがこれを第４図を用いて説明する。

まず弁の作動は再熱止め弁６が弁棒１９により
引き上げられ開動作后インターセプト弁７に内蔵
されたインターセプトバイパス弁１１が弁棒２０
により押し上げられ微開する。この時インターセ
プト弁７の直前に流入している蒸気ｂはインター
セプト弁７の通過穴２１及びインターセプト弁７
に設けられた弁座２２とインターセプトバイパス
弁１１の開口部２４、更には通過穴２３を流下し
中圧タービンへに流通する。

この場合弁座２２とインターセプトバイパス弁
１１の僅かな開口部２４より流気が流入するため
蒸気は高速で流入し蒸気中に含まれる固形微粒子
１８が弁棒２０を直撃しその部分に浸食を与える
場合があり、タービン運転の制御弁としての機能
を損う結果となる。又本固形微粒子１８はインタ
ーセプト弁７を流下後タービンのローター及びタ
ービン翼等への浸食も発生させることがある。

第２の欠点は再熱弁５の入口までの再熱管は前
述の通り水平−直線となつていて、タービン起動
直前まではインターセプト弁７は全閉であり再熱
管９内の蒸気は停滞することになり蒸気が液化し
水となる。この水分（ドレン）を含んだ状態でイ
ンターセプトバイパス弁１１を開くと今度はドレ
ンによる浸食が発生する。このためにインターセ
プトバイパス弁１１を開く前に必ずドレン弁２５
を開き再熱弁５内のドレンを排出させる操作が必
要となる。

第３の欠点は第１図の配置に於いて再熱管１
０，１０′等の複雑さである。これはCRV５，
５′がタービン架台の両脇に配置されるためでし
かも再熱管９，９′及LPバイパス管１０，１０′
平行して配置され非常に煩雑となり配管スペース
も多く必要とする。

第４の欠点はタービンの負荷遮断時に於け最大
速度上昇率の問題がある。これも又CRV５，
５′がタービン架台の両脇にあるために起因する
ものである。最大速度上昇率とはタービン運転時
に何んらかの原因で発電機が負荷遮断した場合タ
ービンが空廻りしにタービン回転が瞬時に上昇す
る。この上昇した最大速度と負荷遮断する直前の
タービン回転数の比率を表わすもので出来る丈こ
の速度上昇回転を低くする必要がある。負荷遮断
后直ちに蒸気加減弁（図示なし）及ICOを全閉さ
せタービンに流入する蒸気を止めることになるが
タービンの速度上昇は弁をすばやく閉止する他に
各弁后の配管長さ（弁后の蒸気量）にも影響され
る、つまり残留蒸気が少なければ少ない程残留蒸
気のエネルギーが小さく速度上昇への影響は少な
くなる。

本件を考慮した場合第１図に示す配管では
CRVがタービン架台の外側にある為、ICO后から
IPタービン（図示なし）までの配管長さが比較的
長いものとなり速度上昇の面では不利となる。

本発明の目的は、バイパス弁の再熱弁に於いて
蒸気中に含まれる固形微粒子により蒸気通路部の
浸食を防止しタービンの信頼性向上を図つた固形
粒子の分離機構を提供することにある。

本発明の特徴とするところは、タービンバイパ
ス系統付のタービン起動法に於いてタービン起動
する直前までボイラーからの蒸気をバイパス管に
て復水器に排出させている。この排出蒸気にて固
形微粒子をブローアウトする様な配管ルートに変
更し排出蒸気管を直線的な配管としタービン側に
供給する蒸気管はこの直線的配管より技管とする
ことで固形微粒子を含まない蒸気が得られるよう
にしたものである。

以下に本発明の一実施例を示す。第５図は再熱
管、再熱弁（以下CRVと称す）、LPバイパス管及
LPバイパス弁の配置鳥観図である。従来の配置
と異る点はタービン架台１２の中圧タービンが設
置される開口部２６内にCRV５，５′を配置し再
熱管９，９′もCRV５，５′に合わせタービン架
台１２の前方の開口部より配管し再熱管ラインに
立ち上げ管２７，２７′を設けCRV５，５′に接
続させ立上げ管２７，２７′の立上がり部Ｒ，
R′を設ける。他方LPバイパス管１０，１０′は再
熱管の水平直進部後流に接続する。つまり従来の
LPバイパス管とCRV入口の再熱管の配管ルート
の逆としたことである。これにより従来の欠点を
解決される。

まず第１点目の欠点であつた浸食の件であるが
これを第６図を用いて説明する。

まず従来と同様タービン起動する前はCRV５
内のICV７が全閉している為、固形微粒子１８を
含んだ蒸気ａは矢印ｂで示した如くLPバイパス
管１０内に直進的に進み復水器へ排出される。こ
の状態を長い時間続ければボイラーで成生された
固形微粒子は全て排出され配管があたかもブロー
アウトされた状態となる。この時点でタービン起
動する。蒸気はCRV５内のICV７内のIBCOを開
くことにより中圧タービンへ流入させタービン起
動を行う。つまりタービンには固形微粒子を含ま
ないきれいな蒸気が流入することで固形微粒子に
よる機器の浸食を受けず信頼性が保てることにな
る。

万一タービン運転中に固形微粒子を含む蒸気が
流入し場合でもタービン側には固形微粒子は流れ
込まない。これは再熱管９よりの立ち上がり管２
７が角度θを有しているからである。つまり固形
微粒子を含む蒸気が流入した場合、固形微粒子の
質量による慣性で矢印ｂの如く直進しLPバイパ
ス管１０内に進み、固形微粒子の含まないきれい
な蒸気だけが立ち上がり管２７に導びかれCRV
５内に流入する。

次第２の欠点であるCRV５内のドレン排出操
作の件であるが本発明によりドレンの排出操作及
ドレ弁は不要となる。これを第７図を用いて説明
する。従来の技術で説明の通りCRV５内のRSV
６及ICV７の全閉時に蒸気の停滞により液化によ
り生ずるわけだが、これはCRV５の入口部に立
ち上がり管２７があるために下方より上方に蒸気
ａが流入するがCRV５内にたまつたドレンは点
線の矢印Ｃの如く立ち上がり管２７を内面を伝わ
つて再熱管９の最低レベルまで戻ることになる。
この場合再熱管９には元来最低レベル点には必ず
ドレン弁が設けてありこれを流用することにな
る。このためにCRV５に従来設けてあつたドレ
ン弁は不要となり、当然ドレン排出の操作も不要
となる。

次に第３の欠点であつたタービン架台廻りの配
管類の煩雑化であるがこれも本発明により単純化
が可能である。第５図を用いて説明する。

CRV５，５′をタービン架台１２の開口部２６
内に配置することにより再熱管９，９′はタービ
ン架台の前方の開口部より２本の配管となり、又
LPバイパス管の分岐点を再熱管の後流側とする
ことにより従来のタービン架台１２の両脇に再熱
管及LPバイパス管が各々２本合計４本の配管ル
ートよりはるかに整然とした配管配置とすること
が可能となる。

第４の欠点であつたタービン回転数の最大速度
上昇率に関しても本発明で解決される。つまり
CRV５，５′を開口部２６内に配置することによ
りCRV５，５′の下流側の配管長さを短かくする
ことが出来、残留蒸気量を少なくないタービンの
速度上昇値をより低くするために多いに効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はタービンバイパス系統を持つタービン
プラントの系統図、第２図は従来のタービンバイ
パス系統付の再熱管、CRV、LPバイパス管及LP
バイパス弁の全体配置の鳥観図、第３図は従来の
再熱管とLPバイパス管の分岐点の詳細図、第４
図は従来のCRV構造図、第５図は第２図に相当
する本発明の一実施例であるタービンバイパス系
統の鳥観図、第６図は第３図に相当する本発明の
再熱管とLPバイパス管の分岐点詳細図、第７図
は第４図に相当する本発明のCRVの構造図であ
る。 １……ボイラー、２……主蒸気止め弁、３……
蒸気加減弁、４……高圧タービン、５，５′……
粗合せ再熱弁、６……再熱止め弁、７……インタ
ーセプト弁、８……中圧タービン、９，９′……
再熱管、１０，１０、……低圧バイパス管、１１
……インターセプトバイパス弁、１２……タービ
ン架台、１３……高圧バイパス弁、１４，１４′
……低圧バイパス弁、１５……低圧タービン、１
６……復水器、１７……給水ポンプ、１８……固
形微粒子、１９，２０……弁棒、２１……通過
穴、２２……弁座、２３……通過穴、２４……開
口部、２５……ドレン弁、２６……タービン架台
開口部、２７，２７′……立上がり管、ａ……蒸
気、ｂ……固形微粒子流跡、ｃ……ドレン流跡、
Ｑ，Q′，Ｒ，R′……分岐点、θ……傾斜角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タービンバイパス系統につきタービンプラン
   トシステムの再熱蒸気管の途中に分岐管を設け、
   しかも前記分岐管は上流から下流に向う再熱蒸気
   管の軸芯方向に沿つて伸延するよう配設し、該分
   岐管の分岐点下流側の再熱蒸気管は該分岐管に対
   しある角度を持て立ち上がるように配設構成し、
   更に再熱蒸気管の下流側に再熱蒸気弁を設置し、
   再熱蒸気管を流れる蒸気中に含まれる固形微粒子
   を分岐管の方へ分離し、固形微粒子を含まない蒸
   気を再熱蒸気弁に供給するようにしたことを特徴
   とする固形微粒子分離機構。