抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法
【課題】従来の機能を損なうことなく、タービン抽気およびタービン排気の背圧の有効活用を維持しつつ風損を効果的に抑制する抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、抽気背圧蒸気タービン１００と、この抽気背圧蒸気タービン１００に第１の蒸気ヘッダ１０９を介して蒸気を供給する蒸気発生器１０７と、前記抽気背圧蒸気タービン１００からの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダ１１１，１１２からなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段１０９，１１７，１１１，１２８を備えたものである。
【解決手段】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、抽気背圧蒸気タービン１００と、この抽気背圧蒸気タービン１００に第１の蒸気ヘッダ１０９を介して蒸気を供給する蒸気発生器１０７と、前記抽気背圧蒸気タービン１００からの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダ１１１，１１２からなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段１０９，１１７，１１１，１２８を備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンロータ（回転軸）の回転中、タービンケーシング内が風損によって過加熱状態になることを効果的に抑制する抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抽気背圧蒸気タービンは、タービン中間段落から蒸気を抽出（抽気）し、抽出した蒸気およびタービン段落で膨張仕事を終えたタービン排気のそれぞれを工場等におけるプロセス用蒸気として利用するタービンである。
【０００３】
この抽気背圧蒸気タービンには、例えばコンバインドサイクル発電プラントと組み合わせた造水プラントのプロセス用蒸気として使用することがあり、その構成として図９に示すものがある。
【０００４】
コンバインドサイクル発電プラント１は、空気圧縮機２、ガスタービン燃焼器３、ガスタービン４、発電機５、蒸気発生器（排熱回収ボイラ）６を備え、空気圧縮機２で大気（空気）を吸い込んで圧縮し、圧縮した高圧空気を燃料弁７からの燃料とともにガスタービン燃焼器３に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機５を駆動するとともに、膨張仕事を終えたガスタービン排ガス（排熱）を蒸気発生器６に熱源として供給し、復水給水系統（図示せず）からの給水を熱交換して蒸気を発生させている。
【０００５】
また、コンバインドサイクル発電プラント１の蒸気発生器６は、第１の蒸気ヘッダ８、発電機９に軸直結する抽気背圧蒸気タービン１０、第２の蒸気ヘッダ１１、低圧蒸気ヘッダ１２を介して使用する蒸気圧力の異なる、例えば造水プラントＡ１３ａ、造水プラントＢ１３ｂのそれぞれに接続し、発生した蒸気を高圧ヘッダ入口弁１４を介装した蒸気供給管１５を経て第１の蒸気ヘッダ８に一旦集められ、ここから中圧バイパス弁１６を介装した中圧バイパス管１７を経て第２の蒸気ヘッダ１１と低圧バイパス弁１９を介装した低圧バイパス管２０とのそれぞれに供給している。
【０００６】
一方、抽気背圧蒸気タービン１０は、第１の蒸気ヘッダ８から途中で主蒸気弁２１を備えた主蒸気管２２を経て供給された蒸気に膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機９を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を途中に排気弁２３を備えた排気管２４を経て低圧蒸気ヘッダ１２に供給している。
【０００７】
また、抽気背圧蒸気タービン１０は、タービン中間段落から抽出（抽気）した蒸気を、途中に抽気弁２５を備えた抽気管２６を経て第２の蒸気ヘッダ１１に供給している。
【０００８】
このようにして、第２の蒸気ヘッダ１１および低圧蒸気ヘッダ１２のそれぞれに集められた蒸気のうち、比較的圧力の高い蒸気は、途中に中圧蒸気送気弁２７を備えた中圧蒸気送気管２８を経て造水プラントＡ１３ａに供給され、また比較的圧力の低い蒸気は、途中に低圧蒸気送気弁２９を備えた低圧蒸気送気管３０を経て造水プラントＢ１３ｂに供給され、造水プラントＡ１３ａおよび造水プラントＢ１３ｂのそれぞれで海洋等から採取した水を飲料水や緑化用水等に生成される。
【０００９】
ところで、造水プラントに限らず、例えば、パルプ等のプロセス蒸気供給用として適用される抽気背圧蒸気タービン１０は、タービン段落で膨張仕事を終えたタービン排気の背圧をプロセスプラント用として有効に活用するものであるから、排気段（タービン最終段落）を真空にさせていない。
【００１０】
このため、抽気背圧蒸気タービン１０は、無負荷運転時、あるいは低負荷運転時、回転するタービン動翼と蒸気との間に回転摩擦による風損が生じ、この風損によってタービンケーシング内の温度が上昇する。タービンケーシング内の温度上昇によって、タービン部品は過加熱状態になり、局所的に過度な熱応力が発生し、許容限界を超えることがあった。
【００１１】
従来、復水タービンでは、排気段に連通する復水器を真空にし、タービン排気をより一層多量に凝縮させて復水を生成しているが、それでも低負荷運転時等において、風損が発生し、タービン部品を過加熱させることがあった。
【００１２】
このため、復水タービンであっても、例えば、特開昭５６−１０７９０５号公報（特許文献１）に見られるように、高圧タービンバイパス系を利用し、高圧タービンバイパス系からの蒸気を高圧タービンの出口側から高圧タービンの入口側に向って逆流させ、風損によるタービン部品の過加熱を抑制していた。
【特許文献１】特開昭５６−１０７９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているように、排気段を真空に維持させる復水タービンであっても、蒸気量の少ない低負荷運転時等において、風損が発生し、その対策が講じられているだけに、抽気背圧蒸気タービンも風損に対する何らの対策を講じ、タービン部品の強度を高く維持させ、安定した運転の確保が必要とされていた。
【００１４】
その際、抽気背圧蒸気タービンは、従来のように、タービン排気の熱を奪う復水器を設けることなくタービン排気の背圧を有効に活用できる状態を維持させたまま、風損を抑制させる対策が求められている。
【００１５】
本発明は、このような背景技術に照らしてなされたもので、従来の機能を損なうことなく、タービン抽気およびタービン排気の背圧の有効活用を維持しつつ風損を効果的に抑制する抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンのタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、低温の蒸気を供給する手段は、減温器であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、減温器は、第１の蒸気ヘッダと抽気背圧蒸気タービンとの間に設置したものである。
【００１９】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、減温器は、前記蒸気発生器と第１の蒸気ヘッダとの間に設置したものである。
【００２０】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節する制御装置を備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給するボイラと、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記ボイラに燃料供給する燃料弁に弁開閉信号を与える制御装置を備えたものである。
【００２２】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器と圧力検出器を設け、予め求められた前記抽気背圧蒸気タービン内の圧力と風損による温度上昇との関係と前記抽気背圧蒸気タービンが許容可能な温度上限値とを格納するとともに、前記各検出器からの信号が入力される制御装置とを設け、前記温度検出器からの温度もしくは前記圧力検出器からの圧力から演算される温度に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節するものである。
【００２３】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記第１の蒸気ヘッダに送られた蒸気を、第２の蒸気ヘッダとこの第２の蒸気ヘッダに接続する抽気管を介して前記抽気背圧蒸気タービンに逆流させる方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法は、抽気運転前までの間に、風損によるタービン最終段落のタービン部品が過加熱になることを抑制するため、抽気背圧蒸気タービンに比較的温度の低い蒸気を供給する手段を備えたので、タービン部品の温度上昇を迅速かつ確実に抑制でき、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２６】
なお、図１ないし図６において、蒸気発生器１０７の熱源としてガスタービンプラントを用いたものを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸気発生器の容量に見合う熱を供給できるものであれば特に形式を問わないのであり、原子炉からの熱や、各種ボイラからの熱、地熱や太陽光の集熱、等であっても良い。
【００２７】
同様に、プロセス側プラントとして造水プラントを設置したものを例示するが、これに限定されるものではなく、極く一般的な製造工場、石油化学プラント、等であっても良い。
【００２８】
図１は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２９】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、例示としてコンバインドサイクル発電プラント１０１と造水プラント１０２を組み合わせる構成にしている。
【００３０】
コンバインドサイクル発電プラント１０１は、空気圧縮機１０３、ガスタービン燃焼器１０４、ガスタービン１０５、発電機１０６、蒸気発生器（排熱回収ボイラ）１０７を備え、空気圧縮機１０３で大気（空気）を吸い込んで圧縮し、圧縮した高圧空気を燃料弁１０８からの燃料とともにガスタービン燃焼器１０４に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガスタービン１０５で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１０６を駆動するとともに、膨張仕事を終えたガスタービン排ガス（排熱）を蒸気発生器１０７に熱源として供給し、給水を熱交換して蒸気を発生させている。
【００３１】
また、コンバインドサイクル発電プラント１０１の蒸気発生器１０７は、第１の蒸気ヘッダ１０９、発電機１１０に軸直結する抽気背圧蒸気タービン１００、抽・排気蒸気ヘッダとして第２の蒸気ヘッダ１１１、低圧蒸気ヘッダ１１２を介して使用する蒸気圧力の異なるプロセス側プラント、例えば、造水プラントＡ１０２ａ、造水プラントＢ１０２ｂのそれぞれに接続し、発生した蒸気を高圧ヘッダ入口弁１１３を介装した蒸気供給管１１４を経て第１の蒸気ヘッダ１０９に送られ、ここから中圧バイパス弁１１６を介装した中圧バイパス管１１７を経て第２の蒸気ヘッダ１１１と低圧バイパス弁１１８を介装した低圧バイパス管１１９とのそれぞれに供給している。
【００３２】
一方、抽気背圧蒸気タービン１００は、第１の蒸気ヘッダ１０９から途中に主蒸気弁１１５を備えた主蒸気管１２０を経て供給された蒸気に膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１１０を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を途中に排気弁１２１を備えた排気管１２２を経て低圧蒸気ヘッダ１１２に供給している。
【００３３】
また、抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン中間段落から抽気したタービン抽気を第２の蒸気ヘッダ１１１に供給し、途中に抽気弁１２７を備えた抽気管１２８を設けている。そして、第１の蒸気ヘッダ１０９に集められた比較的圧力の高い蒸気は、中圧蒸気送気弁１２３、中圧蒸気送気管１２４を介して造水プラントＡ１０２ａに供給され、また、低圧蒸気ヘッダ１１２に集められた比較的圧力の低い蒸気は、低圧蒸気送気弁１２５、低圧蒸気送気管１２６を介して造水プラントＢ１０２ｂにそれぞれ供給される。
【００３４】
このような構成を備えた抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法を説明する。
【００３５】
上述したように、無負荷運転時または低負荷運転時で、かつ抽気運転前に抽気背圧蒸気タービン１００は、蒸気量が少ないため、タービン動翼の回転中、タービンケーシング内の空気の撹拌による風損が発生し、タービン部品が過加熱される。
【００３６】
このため、本実施形態では、無負荷または低負荷運転時の抽気運転前、中圧蒸気送気管１２４の中圧蒸気送気弁１２３を閉弁させ、中圧バイパス管１１７の中圧バイパス弁１１６、抽気管１２８の抽気弁１２７、排気管１２２の排気弁１２１、主蒸気管１２０の主蒸気弁１１５のそれぞれを開弁させ、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービン１００に供給される蒸気に、第１の蒸気ヘッダ１０９から中圧バイパス管１１７の中圧バイパス弁１１６、第２の蒸気ヘッダ１１１、抽気管１２８の抽気弁１２７を介して供給される蒸気を合流させる。
【００３７】
この合流により、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービン１００に供給された蒸気は温度を低下させ、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の温度上昇を抑制させる。
【００３８】
このように、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービンの抽気運転前の無負荷または低負荷運転時、既設の抽気管１２８を利用し、中圧バイパス管１１７から第２の蒸気ヘッダ１１１に供給される蒸気を、矢印Ｅに示すように逆流させて抽気背圧蒸気タービンに供給し、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービンに供給される蒸気と合流させて蒸気温度を低下させるので、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を簡易な手段によって容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００３９】
図２は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付す。
【００４０】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、第１の蒸気ヘッダ１０９からの蒸気に膨張仕事をさせる際、その蒸気を供給する主蒸気管１２０に減温器１２９を設けたものである。
【００４１】
このように、本実施形態は、第１の蒸気ヘッダ１０９に抽気背圧蒸気タービン１００を接続させる主蒸気管１２０に減温器１２９を設け、第１の蒸気ヘッダ１０９から抽気背圧蒸気タービン１００に供給される比較的高温の蒸気を減温させる構成にしたので、抽気背圧蒸気タービンの最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を簡易手段によって容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態は、第１の蒸気ヘッダ１０９に抽気背圧蒸気タービン１００を接続させる主蒸気管１２０に減温器１２９を設けたが、この例に限らず、例えば、図３に示すように、蒸気発生器１０７に第１の蒸気ヘッダ１０９を接続させる蒸気供給管１１４に減温器１０９を設けてもよい。抽気背圧蒸気タービン１００に、直に、低温蒸気を供給できる点で有効である。
【００４３】
図４は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４４】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン最終段落（排気段）の出口側に温度検出器１３０を設けるとともに、この温度検出器１３０で検出した温度信号が予め定められた温度を超えたとき、弁開閉信号を演算し、その演算信号をガスタービン燃焼器１０４の燃料弁１０８に与えて燃料弁１０８を制御する制御装置１３１を設けたものである。
【００４５】
このように、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の出口側に温度検出器１３０を設けるとともに、抽気運転を開始する前の無負荷または低負荷時、温度検出器１３０からの検出温度信号が予め定められた設定値を超えたとき、弁開閉信号を演算し、その演算信号を燃料弁１０８に与えて燃料弁１０８を制御する制御装置１３１を設け、燃料弁１０８からガスタービン燃焼器１０４に供給する燃料を調整し、ガスタービン１０５から蒸気発生器１０７に供給する排ガス（排熱）の温度調整に基づいて蒸気発生器１０７からの蒸気の温度を調整する構成にしたので、抽気背圧蒸気タービンの最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービン１００にコンバインドサイクル発電プラント１０１と造水プラント１０２を組み合わせ、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の温度が予め定められた設定値を超えたとき、ガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８の弁開度を調整する制御装置１３１を設けたが、この例に限らず、例えば、図５に示すように、自家発電用の汽力発電所１３４、具体的には、ボイラ１３２に燃料を供給する燃料弁１３３の弁開度を調整し、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）における温度上昇を抑制する際、上述の温度検出器１３０および制御装置１３１を適用してもよい。
【００４７】
図６は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第６実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４８】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン最終段落（排気段）の温度が急激に上昇したときでも、ガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８を先行的に弁開閉制御できるように制御装置１３６を設けたものである。
【００４９】
従来の抽気背圧蒸気タービン１００では、タービン最終段落（排気段）の温度が急激に上昇しても、信号の遅れ等があってガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８の弁開度を迅速かつ適正に調整することが難しかった。
【００５０】
本実施形態は、このような事情を考慮したもので、抽気背圧蒸気タービン１００に温度検出器１３０と圧力検出器１３５を設けるとともに、予め抽気背圧蒸気タービン１００の風損による過加熱許容温度値とともに、抽気背圧蒸気タービン１００の最終段の圧力とその圧力での風損による温度上昇との関係を求めてテーブル（表）として格納した制御装置１３６を設け、この制御装置１３６からの制御信号により蒸気発生器１０７の温度制御を行うものである。
【００５１】
具体的には、温度検出器１３０からの温度が過加熱許容温度値を超えた場合、もしくは、圧力検出器１３５からの圧力値により前記制御装置１３５に格納されたテーブル値に基づいて算出された温度値が過加熱許容温度値を超えた場合に、この制御装置１３５からガスタービン燃焼器１０４の燃料弁１０８を絞る制御信号を送ることによって、ガスタービン１０５からの燃焼ガスの温度を低下させて、蒸気発生器１０７の蒸気温度を低下させることができる。
【００５２】
このような構成により、ガスタービン燃焼器１０４で生成される燃料ガスの温度を低下させて蒸気発生器１０７に供給されるので、蒸気発生器１０７では温度の低い蒸気が抽気背圧蒸気タービン１００に供給されるため、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段（排気段）における温度上昇を抑制することができる。また、温度値のみならず圧力値を用いて制御するために、より精度良く温度の管理が行える。
【００５３】
また、ある一定時間に対する温度および圧力の履歴を制御装置１３５に格納し、これらの履歴値から微分値を求めることにより、温度あるいは圧力のトレンドを求めても良く、このような構成を追加することにより、さらに精度が高く、迅速な温度制御が行える。
【００５４】
なお、抽気背圧蒸気タービン１００の最終段落（排気段）におけるタービン部品の冷却の際、冷却用の蒸気を、図７に示すように、タービン回転数ゼロから定格まで徐々に連続的に低下させ、ここから、例えば抽気運転前までにゼロにしてもよく、また、図８に示すように、階段状に低下させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第３実施形態を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第４実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第５実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第６実施形態を示す概略系統図。
【図７】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法において、タービン最終段落に冷却用の蒸気を供給する際、冷却用の蒸気を連続的に低下させることを示す線図。
【図８】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法において、タービン最終段落に冷却用の蒸気を供給する際、冷却用の蒸気を階段状に低下させることを示す線図。
【図９】従来の抽気背圧蒸気タービン設備を示す概略系統図。
【符号の説明】
【００５６】
１ コンバインドサイクル発電プラント
２ 空気圧縮機
３ ガスタービン燃焼器
４ ガスタービン
５ 発電機
６ 蒸気発生器
７ 燃料弁
８ 第１の蒸気ヘッダ
９ 発電機
１０ 抽気背圧蒸気タービン
１１ 第２の蒸気ヘッダ
１２ 低圧蒸気ヘッダ
１３ａ 造水プラントＡ
１３ｂ 造水プラントＢ
１４ 高圧ヘッダ入口弁
１５ 蒸気供給管
１６ 中圧バイパス弁
１７ 中圧バイパス管
１９ 低圧バイパス弁
２０ 低圧バイパス管
２１ 主蒸気弁
２２ 主蒸気管
２３ 排気弁
２４ 排気管
２５ 抽気弁
２６ 抽気管
２７ 中圧蒸気送気弁
２８ 中圧蒸気送気管
１００ 抽気背圧蒸気タービン
１０１ コンバインドサイクル発電プラント
１０２ 造水プラント
１０２ａ 造水プラントＡ
１０２ｂ 造水プラントＢ
１０３ 空気圧縮機
１０４ ガスタービン燃焼器
１０５ ガスタービン
１０６ 発電機
１０７ 蒸気発生器
１０８ 燃料弁
１０９ 第１の蒸気ヘッダ
１１０ 発電機
１１１ 第２の蒸気ヘッダ
１１２ 低圧蒸気ヘッダ
１１３ 高圧ヘッダ入口弁
１１４ 蒸気供給管
１１５ 主蒸気弁
１１６ 中圧バイパス弁
１１７ 中圧バイパス管
１１８ 低圧バイパス弁
１１９ 低圧バイパス管
１２０ 主蒸気管
１２１ 排気弁
１２２ 排気管
１２３ 中圧蒸気送気弁
１２４ 中圧蒸気送気管
１２５ 低圧蒸気送気弁
１２６ 低圧蒸気送気管
１２７ 抽気弁
１２８ 抽気管
１２９ 減温器
１３０ 温度検出器
１３１ 制御装置
１３２ ボイラ
１３３ 燃料弁
１３４ 汽力発電所
１３５ 圧力検出器
１３６ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンロータ（回転軸）の回転中、タービンケーシング内が風損によって過加熱状態になることを効果的に抑制する抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抽気背圧蒸気タービンは、タービン中間段落から蒸気を抽出（抽気）し、抽出した蒸気およびタービン段落で膨張仕事を終えたタービン排気のそれぞれを工場等におけるプロセス用蒸気として利用するタービンである。
【０００３】
この抽気背圧蒸気タービンには、例えばコンバインドサイクル発電プラントと組み合わせた造水プラントのプロセス用蒸気として使用することがあり、その構成として図９に示すものがある。
【０００４】
コンバインドサイクル発電プラント１は、空気圧縮機２、ガスタービン燃焼器３、ガスタービン４、発電機５、蒸気発生器（排熱回収ボイラ）６を備え、空気圧縮機２で大気（空気）を吸い込んで圧縮し、圧縮した高圧空気を燃料弁７からの燃料とともにガスタービン燃焼器３に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機５を駆動するとともに、膨張仕事を終えたガスタービン排ガス（排熱）を蒸気発生器６に熱源として供給し、復水給水系統（図示せず）からの給水を熱交換して蒸気を発生させている。
【０００５】
また、コンバインドサイクル発電プラント１の蒸気発生器６は、第１の蒸気ヘッダ８、発電機９に軸直結する抽気背圧蒸気タービン１０、第２の蒸気ヘッダ１１、低圧蒸気ヘッダ１２を介して使用する蒸気圧力の異なる、例えば造水プラントＡ１３ａ、造水プラントＢ１３ｂのそれぞれに接続し、発生した蒸気を高圧ヘッダ入口弁１４を介装した蒸気供給管１５を経て第１の蒸気ヘッダ８に一旦集められ、ここから中圧バイパス弁１６を介装した中圧バイパス管１７を経て第２の蒸気ヘッダ１１と低圧バイパス弁１９を介装した低圧バイパス管２０とのそれぞれに供給している。
【０００６】
一方、抽気背圧蒸気タービン１０は、第１の蒸気ヘッダ８から途中で主蒸気弁２１を備えた主蒸気管２２を経て供給された蒸気に膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機９を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を途中に排気弁２３を備えた排気管２４を経て低圧蒸気ヘッダ１２に供給している。
【０００７】
また、抽気背圧蒸気タービン１０は、タービン中間段落から抽出（抽気）した蒸気を、途中に抽気弁２５を備えた抽気管２６を経て第２の蒸気ヘッダ１１に供給している。
【０００８】
このようにして、第２の蒸気ヘッダ１１および低圧蒸気ヘッダ１２のそれぞれに集められた蒸気のうち、比較的圧力の高い蒸気は、途中に中圧蒸気送気弁２７を備えた中圧蒸気送気管２８を経て造水プラントＡ１３ａに供給され、また比較的圧力の低い蒸気は、途中に低圧蒸気送気弁２９を備えた低圧蒸気送気管３０を経て造水プラントＢ１３ｂに供給され、造水プラントＡ１３ａおよび造水プラントＢ１３ｂのそれぞれで海洋等から採取した水を飲料水や緑化用水等に生成される。
【０００９】
ところで、造水プラントに限らず、例えば、パルプ等のプロセス蒸気供給用として適用される抽気背圧蒸気タービン１０は、タービン段落で膨張仕事を終えたタービン排気の背圧をプロセスプラント用として有効に活用するものであるから、排気段（タービン最終段落）を真空にさせていない。
【００１０】
このため、抽気背圧蒸気タービン１０は、無負荷運転時、あるいは低負荷運転時、回転するタービン動翼と蒸気との間に回転摩擦による風損が生じ、この風損によってタービンケーシング内の温度が上昇する。タービンケーシング内の温度上昇によって、タービン部品は過加熱状態になり、局所的に過度な熱応力が発生し、許容限界を超えることがあった。
【００１１】
従来、復水タービンでは、排気段に連通する復水器を真空にし、タービン排気をより一層多量に凝縮させて復水を生成しているが、それでも低負荷運転時等において、風損が発生し、タービン部品を過加熱させることがあった。
【００１２】
このため、復水タービンであっても、例えば、特開昭５６−１０７９０５号公報（特許文献１）に見られるように、高圧タービンバイパス系を利用し、高圧タービンバイパス系からの蒸気を高圧タービンの出口側から高圧タービンの入口側に向って逆流させ、風損によるタービン部品の過加熱を抑制していた。
【特許文献１】特開昭５６−１０７９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているように、排気段を真空に維持させる復水タービンであっても、蒸気量の少ない低負荷運転時等において、風損が発生し、その対策が講じられているだけに、抽気背圧蒸気タービンも風損に対する何らの対策を講じ、タービン部品の強度を高く維持させ、安定した運転の確保が必要とされていた。
【００１４】
その際、抽気背圧蒸気タービンは、従来のように、タービン排気の熱を奪う復水器を設けることなくタービン排気の背圧を有効に活用できる状態を維持させたまま、風損を抑制させる対策が求められている。
【００１５】
本発明は、このような背景技術に照らしてなされたもので、従来の機能を損なうことなく、タービン抽気およびタービン排気の背圧の有効活用を維持しつつ風損を効果的に抑制する抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンのタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、低温の蒸気を供給する手段は、減温器であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、減温器は、第１の蒸気ヘッダと抽気背圧蒸気タービンとの間に設置したものである。
【００１９】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、減温器は、前記蒸気発生器と第１の蒸気ヘッダとの間に設置したものである。
【００２０】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節する制御装置を備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給するボイラと、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記ボイラに燃料供給する燃料弁に弁開閉信号を与える制御装置を備えたものである。
【００２２】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器と圧力検出器を設け、予め求められた前記抽気背圧蒸気タービン内の圧力と風損による温度上昇との関係と前記抽気背圧蒸気タービンが許容可能な温度上限値とを格納するとともに、前記各検出器からの信号が入力される制御装置とを設け、前記温度検出器からの温度もしくは前記圧力検出器からの圧力から演算される温度に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節するものである。
【００２３】
また、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、抽気背圧蒸気タービンと、この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる抽気背圧蒸気タービン設備において、前記第１の蒸気ヘッダに送られた蒸気を、第２の蒸気ヘッダとこの第２の蒸気ヘッダに接続する抽気管を介して前記抽気背圧蒸気タービンに逆流させる方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法は、抽気運転前までの間に、風損によるタービン最終段落のタービン部品が過加熱になることを抑制するため、抽気背圧蒸気タービンに比較的温度の低い蒸気を供給する手段を備えたので、タービン部品の温度上昇を迅速かつ確実に抑制でき、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２６】
なお、図１ないし図６において、蒸気発生器１０７の熱源としてガスタービンプラントを用いたものを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸気発生器の容量に見合う熱を供給できるものであれば特に形式を問わないのであり、原子炉からの熱や、各種ボイラからの熱、地熱や太陽光の集熱、等であっても良い。
【００２７】
同様に、プロセス側プラントとして造水プラントを設置したものを例示するが、これに限定されるものではなく、極く一般的な製造工場、石油化学プラント、等であっても良い。
【００２８】
図１は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２９】
本発明に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、例示としてコンバインドサイクル発電プラント１０１と造水プラント１０２を組み合わせる構成にしている。
【００３０】
コンバインドサイクル発電プラント１０１は、空気圧縮機１０３、ガスタービン燃焼器１０４、ガスタービン１０５、発電機１０６、蒸気発生器（排熱回収ボイラ）１０７を備え、空気圧縮機１０３で大気（空気）を吸い込んで圧縮し、圧縮した高圧空気を燃料弁１０８からの燃料とともにガスタービン燃焼器１０４に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガスタービン１０５で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１０６を駆動するとともに、膨張仕事を終えたガスタービン排ガス（排熱）を蒸気発生器１０７に熱源として供給し、給水を熱交換して蒸気を発生させている。
【００３１】
また、コンバインドサイクル発電プラント１０１の蒸気発生器１０７は、第１の蒸気ヘッダ１０９、発電機１１０に軸直結する抽気背圧蒸気タービン１００、抽・排気蒸気ヘッダとして第２の蒸気ヘッダ１１１、低圧蒸気ヘッダ１１２を介して使用する蒸気圧力の異なるプロセス側プラント、例えば、造水プラントＡ１０２ａ、造水プラントＢ１０２ｂのそれぞれに接続し、発生した蒸気を高圧ヘッダ入口弁１１３を介装した蒸気供給管１１４を経て第１の蒸気ヘッダ１０９に送られ、ここから中圧バイパス弁１１６を介装した中圧バイパス管１１７を経て第２の蒸気ヘッダ１１１と低圧バイパス弁１１８を介装した低圧バイパス管１１９とのそれぞれに供給している。
【００３２】
一方、抽気背圧蒸気タービン１００は、第１の蒸気ヘッダ１０９から途中に主蒸気弁１１５を備えた主蒸気管１２０を経て供給された蒸気に膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１１０を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を途中に排気弁１２１を備えた排気管１２２を経て低圧蒸気ヘッダ１１２に供給している。
【００３３】
また、抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン中間段落から抽気したタービン抽気を第２の蒸気ヘッダ１１１に供給し、途中に抽気弁１２７を備えた抽気管１２８を設けている。そして、第１の蒸気ヘッダ１０９に集められた比較的圧力の高い蒸気は、中圧蒸気送気弁１２３、中圧蒸気送気管１２４を介して造水プラントＡ１０２ａに供給され、また、低圧蒸気ヘッダ１１２に集められた比較的圧力の低い蒸気は、低圧蒸気送気弁１２５、低圧蒸気送気管１２６を介して造水プラントＢ１０２ｂにそれぞれ供給される。
【００３４】
このような構成を備えた抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法を説明する。
【００３５】
上述したように、無負荷運転時または低負荷運転時で、かつ抽気運転前に抽気背圧蒸気タービン１００は、蒸気量が少ないため、タービン動翼の回転中、タービンケーシング内の空気の撹拌による風損が発生し、タービン部品が過加熱される。
【００３６】
このため、本実施形態では、無負荷または低負荷運転時の抽気運転前、中圧蒸気送気管１２４の中圧蒸気送気弁１２３を閉弁させ、中圧バイパス管１１７の中圧バイパス弁１１６、抽気管１２８の抽気弁１２７、排気管１２２の排気弁１２１、主蒸気管１２０の主蒸気弁１１５のそれぞれを開弁させ、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービン１００に供給される蒸気に、第１の蒸気ヘッダ１０９から中圧バイパス管１１７の中圧バイパス弁１１６、第２の蒸気ヘッダ１１１、抽気管１２８の抽気弁１２７を介して供給される蒸気を合流させる。
【００３７】
この合流により、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービン１００に供給された蒸気は温度を低下させ、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の温度上昇を抑制させる。
【００３８】
このように、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービンの抽気運転前の無負荷または低負荷運転時、既設の抽気管１２８を利用し、中圧バイパス管１１７から第２の蒸気ヘッダ１１１に供給される蒸気を、矢印Ｅに示すように逆流させて抽気背圧蒸気タービンに供給し、主蒸気管１２０から抽気背圧蒸気タービンに供給される蒸気と合流させて蒸気温度を低下させるので、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を簡易な手段によって容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００３９】
図２は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付す。
【００４０】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、第１の蒸気ヘッダ１０９からの蒸気に膨張仕事をさせる際、その蒸気を供給する主蒸気管１２０に減温器１２９を設けたものである。
【００４１】
このように、本実施形態は、第１の蒸気ヘッダ１０９に抽気背圧蒸気タービン１００を接続させる主蒸気管１２０に減温器１２９を設け、第１の蒸気ヘッダ１０９から抽気背圧蒸気タービン１００に供給される比較的高温の蒸気を減温させる構成にしたので、抽気背圧蒸気タービンの最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を簡易手段によって容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態は、第１の蒸気ヘッダ１０９に抽気背圧蒸気タービン１００を接続させる主蒸気管１２０に減温器１２９を設けたが、この例に限らず、例えば、図３に示すように、蒸気発生器１０７に第１の蒸気ヘッダ１０９を接続させる蒸気供給管１１４に減温器１０９を設けてもよい。抽気背圧蒸気タービン１００に、直に、低温蒸気を供給できる点で有効である。
【００４３】
図４は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４４】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン最終段落（排気段）の出口側に温度検出器１３０を設けるとともに、この温度検出器１３０で検出した温度信号が予め定められた温度を超えたとき、弁開閉信号を演算し、その演算信号をガスタービン燃焼器１０４の燃料弁１０８に与えて燃料弁１０８を制御する制御装置１３１を設けたものである。
【００４５】
このように、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の出口側に温度検出器１３０を設けるとともに、抽気運転を開始する前の無負荷または低負荷時、温度検出器１３０からの検出温度信号が予め定められた設定値を超えたとき、弁開閉信号を演算し、その演算信号を燃料弁１０８に与えて燃料弁１０８を制御する制御装置１３１を設け、燃料弁１０８からガスタービン燃焼器１０４に供給する燃料を調整し、ガスタービン１０５から蒸気発生器１０７に供給する排ガス（排熱）の温度調整に基づいて蒸気発生器１０７からの蒸気の温度を調整する構成にしたので、抽気背圧蒸気タービンの最終段落（排気段）におけるタービン部品の温度上昇を容易かつ確実に抑制することができ、抽気背圧蒸気タービンの安定運転を長く維持させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態は、抽気背圧蒸気タービン１００にコンバインドサイクル発電プラント１０１と造水プラント１０２を組み合わせ、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）の温度が予め定められた設定値を超えたとき、ガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８の弁開度を調整する制御装置１３１を設けたが、この例に限らず、例えば、図５に示すように、自家発電用の汽力発電所１３４、具体的には、ボイラ１３２に燃料を供給する燃料弁１３３の弁開度を調整し、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段落（排気段）における温度上昇を抑制する際、上述の温度検出器１３０および制御装置１３１を適用してもよい。
【００４７】
図６は、本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第６実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。
【００４８】
本実施形態に係る抽気背圧蒸気タービン１００は、タービン最終段落（排気段）の温度が急激に上昇したときでも、ガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８を先行的に弁開閉制御できるように制御装置１３６を設けたものである。
【００４９】
従来の抽気背圧蒸気タービン１００では、タービン最終段落（排気段）の温度が急激に上昇しても、信号の遅れ等があってガスタービン燃焼器１０４に燃料を供給する燃料弁１０８の弁開度を迅速かつ適正に調整することが難しかった。
【００５０】
本実施形態は、このような事情を考慮したもので、抽気背圧蒸気タービン１００に温度検出器１３０と圧力検出器１３５を設けるとともに、予め抽気背圧蒸気タービン１００の風損による過加熱許容温度値とともに、抽気背圧蒸気タービン１００の最終段の圧力とその圧力での風損による温度上昇との関係を求めてテーブル（表）として格納した制御装置１３６を設け、この制御装置１３６からの制御信号により蒸気発生器１０７の温度制御を行うものである。
【００５１】
具体的には、温度検出器１３０からの温度が過加熱許容温度値を超えた場合、もしくは、圧力検出器１３５からの圧力値により前記制御装置１３５に格納されたテーブル値に基づいて算出された温度値が過加熱許容温度値を超えた場合に、この制御装置１３５からガスタービン燃焼器１０４の燃料弁１０８を絞る制御信号を送ることによって、ガスタービン１０５からの燃焼ガスの温度を低下させて、蒸気発生器１０７の蒸気温度を低下させることができる。
【００５２】
このような構成により、ガスタービン燃焼器１０４で生成される燃料ガスの温度を低下させて蒸気発生器１０７に供給されるので、蒸気発生器１０７では温度の低い蒸気が抽気背圧蒸気タービン１００に供給されるため、抽気背圧蒸気タービン１００のタービン最終段（排気段）における温度上昇を抑制することができる。また、温度値のみならず圧力値を用いて制御するために、より精度良く温度の管理が行える。
【００５３】
また、ある一定時間に対する温度および圧力の履歴を制御装置１３５に格納し、これらの履歴値から微分値を求めることにより、温度あるいは圧力のトレンドを求めても良く、このような構成を追加することにより、さらに精度が高く、迅速な温度制御が行える。
【００５４】
なお、抽気背圧蒸気タービン１００の最終段落（排気段）におけるタービン部品の冷却の際、冷却用の蒸気を、図７に示すように、タービン回転数ゼロから定格まで徐々に連続的に低下させ、ここから、例えば抽気運転前までにゼロにしてもよく、また、図８に示すように、階段状に低下させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第３実施形態を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第４実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第５実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法の第６実施形態を示す概略系統図。
【図７】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法において、タービン最終段落に冷却用の蒸気を供給する際、冷却用の蒸気を連続的に低下させることを示す線図。
【図８】本発明に係る抽気背圧蒸気タービン設備およびその運転方法において、タービン最終段落に冷却用の蒸気を供給する際、冷却用の蒸気を階段状に低下させることを示す線図。
【図９】従来の抽気背圧蒸気タービン設備を示す概略系統図。
【符号の説明】
【００５６】
１ コンバインドサイクル発電プラント
２ 空気圧縮機
３ ガスタービン燃焼器
４ ガスタービン
５ 発電機
６ 蒸気発生器
７ 燃料弁
８ 第１の蒸気ヘッダ
９ 発電機
１０ 抽気背圧蒸気タービン
１１ 第２の蒸気ヘッダ
１２ 低圧蒸気ヘッダ
１３ａ 造水プラントＡ
１３ｂ 造水プラントＢ
１４ 高圧ヘッダ入口弁
１５ 蒸気供給管
１６ 中圧バイパス弁
１７ 中圧バイパス管
１９ 低圧バイパス弁
２０ 低圧バイパス管
２１ 主蒸気弁
２２ 主蒸気管
２３ 排気弁
２４ 排気管
２５ 抽気弁
２６ 抽気管
２７ 中圧蒸気送気弁
２８ 中圧蒸気送気管
１００ 抽気背圧蒸気タービン
１０１ コンバインドサイクル発電プラント
１０２ 造水プラント
１０２ａ 造水プラントＡ
１０２ｂ 造水プラントＢ
１０３ 空気圧縮機
１０４ ガスタービン燃焼器
１０５ ガスタービン
１０６ 発電機
１０７ 蒸気発生器
１０８ 燃料弁
１０９ 第１の蒸気ヘッダ
１１０ 発電機
１１１ 第２の蒸気ヘッダ
１１２ 低圧蒸気ヘッダ
１１３ 高圧ヘッダ入口弁
１１４ 蒸気供給管
１１５ 主蒸気弁
１１６ 中圧バイパス弁
１１７ 中圧バイパス管
１１８ 低圧バイパス弁
１１９ 低圧バイパス管
１２０ 主蒸気管
１２１ 排気弁
１２２ 排気管
１２３ 中圧蒸気送気弁
１２４ 中圧蒸気送気管
１２５ 低圧蒸気送気弁
１２６ 低圧蒸気送気管
１２７ 抽気弁
１２８ 抽気管
１２９ 減温器
１３０ 温度検出器
１３１ 制御装置
１３２ ボイラ
１３３ 燃料弁
１３４ 汽力発電所
１３５ 圧力検出器
１３６ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンのタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項２】
低温の蒸気を供給する手段は、減温器であることを特徴とする請求項１記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項３】
減温器は、第１の蒸気ヘッダと抽気背圧蒸気タービンとの間に設置したことを特徴とする請求項２記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項４】
減温器は、前記蒸気発生器と第１の蒸気ヘッダとの間に設置したことを特徴とする請求項２記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項５】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項６】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給するボイラと、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記ボイラに燃料供給する燃料弁に弁開閉信号を与える制御装置を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項７】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器と圧力検出器を設け、
予め求められた前記抽気背圧蒸気タービン内の圧力と風損による温度上昇との関係と前記抽気背圧蒸気タービンが許容可能な温度上限値とを格納するとともに、前記各検出器からの信号が入力される制御装置とを設け、
前記温度検出器からの温度もしくは前記圧力検出器からの圧力から演算される温度に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節することを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項８】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記第１の蒸気ヘッダに送られた蒸気を、第２の蒸気ヘッダとこの第２の蒸気ヘッダに接続する抽気管を介して前記抽気背圧蒸気タービンに逆流させる
ことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法。
【請求項１】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、前記抽気背圧蒸気タービンのタービン最終段落が風損による過加熱になったとき、低温の蒸気を供給する手段を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項２】
低温の蒸気を供給する手段は、減温器であることを特徴とする請求項１記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項３】
減温器は、第１の蒸気ヘッダと抽気背圧蒸気タービンとの間に設置したことを特徴とする請求項２記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項４】
減温器は、前記蒸気発生器と第１の蒸気ヘッダとの間に設置したことを特徴とする請求項２記載の抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項５】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項６】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給するボイラと、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器を設け、この温度検出器からの信号に基づいて前記ボイラに燃料供給する燃料弁に弁開閉信号を与える制御装置を備えたことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項７】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記抽気背圧蒸気タービンに温度検出器と圧力検出器を設け、
予め求められた前記抽気背圧蒸気タービン内の圧力と風損による温度上昇との関係と前記抽気背圧蒸気タービンが許容可能な温度上限値とを格納するとともに、前記各検出器からの信号が入力される制御装置とを設け、
前記温度検出器からの温度もしくは前記圧力検出器からの圧力から演算される温度に基づいて前記蒸気発生器からの蒸気温度を調節することを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備。
【請求項８】
抽気背圧蒸気タービンと、
この抽気背圧蒸気タービンに第１の蒸気ヘッダを介して蒸気を供給する蒸気発生器と、
前記抽気背圧蒸気タービンからの抽気蒸気または排気蒸気が供給される複数の抽排気蒸気ヘッダからなる
抽気背圧蒸気タービン設備において、
前記第１の蒸気ヘッダに送られた蒸気を、第２の蒸気ヘッダとこの第２の蒸気ヘッダに接続する抽気管を介して前記抽気背圧蒸気タービンに逆流させる
ことを特徴とする抽気背圧蒸気タービン設備の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２０７５５８（Ｐ２００６−２０７５５８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４３９４（Ｐ２００５−２４３９４）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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