JP3051560B2 - 蒸気タービンにおける外車室上下半部間温度差の低減方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンに関し、
特に、タービン停止時に発生する外車室の上半部及び下
半部間の温度差を低減する方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンの停止時においては、一般
に、外車室の上半部の方が下半部より平均温度が高く、
停止時の外車室上下温度差は上半高の値を示す。そし
て、この値が大きくなると、外車室の上半部及び下半部
の軸方向伸び差により外車室が上側に凸状にそり、静止
部と回転部とのクリアランスを食い潰す。その結果、最
悪の場合には静止部と回転部との接触が生じ、損傷に至
る場合があった。

【０００３】そこで、従来は、強制冷却停止、即ちター
ビンを停止する際に予め蒸気条件を下げ、タービン全体
のメタル温度を下げた後に停止することが広く行われて
いる。そして、この強制冷却停止の方法によれば、外車
室の上下温度差が発生しなくなるまで、低温の蒸気をタ
ービンに流し続け、外車室のメタル温度を下げるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
は、しかし、次に述べるような問題があった。即ち、上
述した強制冷却停止の方法によれば、本来ならプラント
を停止するのであるから、燃料を消費する必要がもうな
いにもかかわらず、外車室の上下温度差がなくなるまで
約６時間程度低温の蒸気を発生させるために（タービン
を無事停止させるために）、余分の燃料を消費してい
た。

【０００５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、低温の蒸気を使用して強
制冷却をすることなく、蒸気タービンの停止時に発生す
る外車室の上下温度差を低減することができる方法及び
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的から、請求項１
に係る本発明は、上半部及び下半部からなる外車室を有
する蒸気タービンの停止時に、前記外車室の前記上半部
に接続した主蒸気入口管に冷却空気を注入すると共に、
この注入した冷却空気を前記外車室の前記下半部に接続
した主蒸気入口管より吸い出す、蒸気タービンにおける
外車室上下半部間温度差の低減方法を提供している。ま
た、上述の目的を達成するため、請求項２に係る本発明
は、外車室の上半部及び下半部にそれぞれ接続した主蒸
気入口管を有する蒸気タービンの該外車室の上半部に接
続した前記主蒸気入口管に選択的に連絡する冷却空気供
給ラインを備えると共に、前記外車室の前記下半部に接
続した前記主蒸気入口管に選択的に連絡する冷却空気吸
出ラインを備える、蒸気タービンにおける外車室上下半
部間温度差の低減装置を提供している。

【０００７】

【作用】上述した構成を有する蒸気タービンでは、その
停止時に、外車室において、下半部よりも温度が高い上
半部に接続されている主蒸気入口管の方を冷却空気によ
り冷却することにより、主蒸気入口管から外車室の上半
部への入熱が減少して、上半部の冷却効果が増大すると
共に、注入した冷却空気は内車室やロータなどの高温部
品と熱交換した後、外車室の下半部に接続されている主
蒸気入口管より吸い出されて、下半部を冷却しないの
で、外車室の上下半部間の温度差が低減する。

【０００８】

【実施例】以下、図１を参照して本発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。図１において、１は従来周知の蒸
気タービンを示し、その外車室は上半部２Ａと下半部２
Ｂとで構成され、外車室の上半部２Ａには例えば２本の
主蒸気入口管３，４が、また外車室の下半部２Ｂには例
えば１本の主蒸気入口管５がそれぞれ接続されている。
そして、各主蒸気入口管３，４，５にはそれぞれ主蒸気
加減弁６，７，８が設けられている。

【０００９】なお、図１において、下半部２Ｂには、主
蒸気入口９、高圧排気口１０、高温再熱蒸気入口１１、
中圧抽気口１２，１３等が形成されており、また、上半
部２Ａには、中圧排気口１４が設けられているが、これ
らに関する蒸気タービンの構成は本発明の要旨と直接関
係がないと共に、従来からよく知られているので、その
詳細な説明は省略する。

【００１０】さて、本実施例によれば、外車室の上半部
２Ａに接続されている２本の主蒸気入口管３，４の主蒸
気加減弁６，７下流側部分には、冷却空気２１を供給す
る冷却空気供給ライン２２が接続されている。一方、外
車室の下半部２Ｂに接続されている主蒸気入口管５の主
蒸気加減弁８の下流側部分には、エゼクタ等により冷却
空気２１を吸い出す冷却空気吸出ライン２３が接続され
ている。

【００１１】そして、蒸気タービン１の停止時には、各
主蒸気加減弁６，７，８を閉じ、冷却空気２１を冷却空
気供給ライン２２から主蒸気入口管３，４に供給し、こ
れら主蒸気入口管３，４を通して外車室の上半部２Ａに
注入する。このようにして、外車室の下半部２Ｂよりも
温度が高い上半部２Ａに接続されている主蒸気入口管
３，４の方を冷却空気２１により冷却することにより、
主蒸気入口管３，４から外車室の上半部２Ａへの入熱が
減少し、上半部２Ａの冷却効果が増大する。

【００１２】また、この注入する冷却空気２１は、なに
もしなければ、主蒸気入口管３，４を冷却しながら自ら
は加熱され、外車室の内部に入りこむが、どこに行くか
分からない。そして、この空気温度は外車室内部のメタ
ル温度よりは低いので、外車室の上半部２Ａとともに、
下半部２Ｂも冷却してしまう可能性がある。そこで、本
発明の実施例では、この注入した冷却空気２１を、内車
室やロータなどの高温部品と熱交換させた後、外車室の
下半部２Ｂに接続されている主蒸気入口管５を通して、
冷却空気吸出ライン２３により吸い出すようにしてお
り、これにより下半部２Ｂが冷却空気２１により冷却さ
れることがない。したがって、外車室の上半部２Ａ，下
半部２Ｂ間の温度差が低減される。

【００１３】なお、冷却空気２１としては常温の空気を
使用することができ、またその供給量は２００ｋｇ／
Ｈ、供給時間はターニング開始後（タービントリップ約
３０分後）より４０時間程度とし、これにより外車室の
上下半部間の温度差を約１５℃低減することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
温の蒸気を使用しての強制冷却をすることなしに、蒸気
タービンの停止後に発生する外車室の上下半部の温度差
を低減することができ、したがって強制冷却停止に要す
る約６時間程度の蒸気発生のための燃料代を節約でき
る。

【００１５】また、外車室の上下半部間の温度差を低減
できることから、車室猫ぞり（上側凸の変形）による回
転部と静止部との半径方向の接触が生じることなく、接
触振動やシールフィンの摩耗が発生しないので、タービ
ンの信頼性や性能が損なわれることがないことは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による外車室上下半部間温度差の低減
方法を実施するための装置が組み込まれた蒸気タービン
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…蒸気タービン、２Ａ…外車室の上半部、２Ｂ…外車
室の下半部、３，４，５…主蒸気入口管、２１…冷却空
気、２２…冷却空気供給ライン、２３…冷却空気吸出ラ
イン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−99219（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196111（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−53404（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−120902（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−83506（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01D 25/26 - 25/28 F01D 25/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上半部及び下半部からなる外車室を有す
   る蒸気タービンの停止時に、前記外車室の前記上半部に
   接続した主蒸気入口管に冷却空気を注入すると共に、こ
   の注入した冷却空気を前記外車室の前記下半部に接続し
   た主蒸気入口管より吸い出す、蒸気タービンにおける外
   車室上下半部間温度差の低減方法。
2. 【請求項２】 外車室の上半部及び下半部にそれぞれ接
   続した主蒸気入口管を有する蒸気タービンの該外車室の
   上半部に接続した前記主蒸気入口管に選択的に連絡する
   冷却空気供給ラインを備えると共に、前記外車室の前記
   下半部に接続した前記主蒸気入口管に選択的に連絡する
   冷却空気吸出ラインを備える、蒸気タービンにおける外
   車室上下半部間温度差の低減装置。