JP2777061B2 - 固体粒子による蒸気タービン翼の侵食損傷防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所の蒸気ター
ビン翼の侵食損傷防止の方法及びその装置に関し、その
原因であるボイラから搬入される剥離スケール等の固体
粒子を物理的に捕捉する方法及びその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所等では、急速起動や急激な負
荷変化によってボイラ管材に生成した水蒸気酸化スケー
ル剥離物により発生する蒸気タービン翼の侵食損傷防止
対策が望まれている。

【０００３】従来の対策として次の方法が用いられた。 (1) 蒸気タービン側からの対策 翼の表面硬化処理によって耐食性を高めているが、寿命
が短く高価であり、かつ対処療法なため、定期修理毎に
取り替える必要がある。翼の表面硬化処理の工期が数カ
月を要し、定期修理の工期が大幅に長くなる。スケール
搬入量が多い場合、短期間に損傷が発生することがあ
り、保守管理が難しい面がある。表面硬化処理層の現場
での計測ができないので、余寿命評価が難しい。

【０００４】(2) ボイラ側からの対策 ボイラ水蒸気酸化スケールが発生しにくい高級管材の使
用やボイラ管切断による堆積スケールの除去があるが、
コスト面、工期の面及び根本的な対策でないことから採
用が難しい。主蒸気管内面のスケールを化学薬品で除去
する化学洗浄が行われているが、洗浄工事が高価なこと
と、作業性が悪く、本洗浄単独での効果が不明である。
又同洗浄も対処療法であるために、定期的な実施が必要
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はボイラ側から
主蒸気管に搬入されるスケール及び蒸気流を方向変換さ
せることによって、スケールに慣性力・遠心力を与えス
ケールの方向変換によって蒸気流から分離捕集し、スケ
ールの衝接によるタービン翼の侵食を防止することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は蒸気タービンの入口に接続するボイラ側から
の主蒸気管を該入口の近くで方向変換させ、方向変換部
にサイクロンを介在させ、サイクロンの側部に切線方向
にボイラ側からの主蒸気管を接続し、サイクロンの上端
板中央部から方向変換主蒸気管の下端開口部を挿入し、
該サイクロンの下端にスケール収集部を設け、かつ該収
集部の下端にスケール排出弁を設けてなる固体粒子によ
る蒸気タービン翼の侵食損傷防止装置によって構成され
る。

【０００７】

【作用】本発明ではボイラ側から水蒸気タービンの入口
に至る主蒸気管内の蒸気流の運動エネルギーによって上
記ボイラ又は主蒸気管内に生成したスケールが水蒸気タ
ービンの入口に向う、このスケールは入口附近又は入口
直近に設けた主蒸気管の方向変換部において管壁に撃突
して流動方向が変換し、変換方向に向って慣性力が与え
られ、変換方向にあるスケール収集部に収集される。

【０００８】蒸気流は方向変換部とスケール収集部との
中間部から方向変換後の主蒸気管内に入りタービンの入
口からタービン翼に噴射される。スケール収集部内に溜
ったスケールはタービン停止時に排出弁から排出され
る。

【０００９】又上記主蒸気管はタービンの直近又はター
ビンの附近に設けたサイクロン内に接線方向から連通
し、スケールはサイクロン内壁面に沿って遠心力が与え
られ旋回下降して下端のスケール収容部に溜る。水蒸気
はサイクロンの上端板中央部にサイクロン内に挿入され
た方向変換主蒸気管の下端開口部から蒸気が上昇しター
ビンの入口からタービン翼に噴射される。スケール収容
部に溜ったスケールはタービン停止時に排出弁から排出
される。

【００１０】

【実施例】ボイラと蒸気タービン１とを接続する主蒸気
管２においてタービン１の直近又は附近に主蒸気管２を
図１に示すように水平から垂直に屈曲し、屈曲下端を閉
鎖して電磁開閉弁５’によるスケール排出弁５を設け
る。そして垂直管の中程に水平主蒸気管２’を分岐し、
開閉弁７を介して蒸気タービン１の入口１’に接続させ
る。

【００１１】主蒸気管２の内壁に生成したスケールｓは
分離して流速６０ｍ／ｓｅｃ程度の高温高圧蒸気流に連
行されて移動し、水平から垂直への方向変換部３におい
て屈曲壁３’に衝接して水平方向から垂直方向への慣性
力が与えられ移動方向が水平から下向となり、垂直管の
下部のスケール収集部４に収容される。

【００１２】蒸気流は垂直管から分岐した主蒸気管２’
に入り、タービン１の入口１’からタービン翼に噴射さ
れる。タービン１の定期点検時のタービン停止時に垂直
管の下部のスケール収集部４に溜ったスケールｓを電磁
開閉弁５’を開いて排出する。

【００１３】又図２・図３に示すように上記主蒸気管２
の先端をタービン１の直近又は附近に設けたサイクロン
６の上部側面に接線方向から接続開通し、上端板中央部
６’に垂直主蒸気管２’の下端開口部を挿通し、該垂直
主蒸気管２’の他端を開閉弁７を介して蒸気タービン１
の入口１’に接続連通させる。

【００１４】サイクロン６の中程以下の形状は逆円錐筒
形であって接線方向から進入する高温高圧蒸気に伴って
進入するスケールｓはサイクロン６の内周面に沿って遠
心力が与えられて旋回下降し下端の収集部４に溜る。そ
して上記蒸気は垂直主蒸気管２’内に上昇し蒸気タービ
ン１の入口１’からタービン翼に噴射される。上記収集
部４の大きさは次回の定期修理までに再飛散しない程度
の容量を有する。

【００１５】タービン１の定期点検による停止中に上記
スケールｓは電磁開閉弁５’から排出され、上述のよう
に蒸気タービン１の直近において蒸気流からスケールｓ
が分離除去される。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のようにボイラからの高温
高圧蒸気流の運動エネルギーに伴って流動するスケール
ｓを蒸気タービン１の入口１’の附近又は直近において
慣性力や遠心力を与えることによって蒸気流からタービ
ン１に入る前に分離除去し得て、タービン翼に噴射され
る蒸気流に伴って衝接するスケールｓは低減し、タービ
ン翼の上記スケールｓによる侵食損傷を軽減し得る効果
があるし、かつタービン翼の損傷を軽減し得てタービン
翼の定期表面硬化取替処理の工期を大幅に延長し得る。
又主蒸気管２の内壁の化学洗浄によるスケール落し作業
が不要となり、大幅に経費を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体粒子による蒸気タービン翼の侵食
損傷防止装置を示す側面図である。

【図２】サイクロンによるスケール収集部の平面図であ
る。

【図３】図２Ａ−Ａ線による縦断面図である。

【符号の説明】

１ 蒸気タービン １’ 入口 ２ 主蒸気管 ２’ 方向変換主蒸気管 ３ 方向変換部 ４ スケール収集部 ５ スケール排出弁 ６ サイクロン ６’ 上端板中央部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービンの入口に接続するボイラ側
   からの主蒸気管を該入口の近くで方向変換させ、方向変
   換部にサイクロンを介在させ、サイクロンの側部に切線
   方向にボイラ側からの主蒸気管を接続し、サイクロンの
   上端板中央部から方向変換主蒸気管の下端開口部を挿入
   し、該サイクロンの下端にスケール収集部を設け、かつ
   該収集部の下端にスケール排出弁を設けてなる固体粒子
   による蒸気タービン翼の侵食損傷防止装置。