JPH08218811A - 蒸気タービンの冷却方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸気タービンの温度降下化率を大きくし更に冷
却効率を向上させることができると共に、高圧蒸気ター
ビンのタービンメタル上半部の冷却効率を高めることが
できる蒸気タービンの冷却方法及びその装置の提供。 【構成】真空破壊弁３２の入口側に空気冷却器３３を設
け、復水器４に導入される外気（冷却空気）を冷却す
る。次に、低温再熱蒸気管ドレン弁２８の出入口をバイ
パス空気冷却器３６を設けたバイパス管３９を設け、高
圧蒸気タービン１の蒸気排気部に導かれる冷却空気を冷
却し、蒸気タービンの温度降下化率を大きくする。ま
た、低温再熱管８から分岐した分岐管４３をグランド蒸
気回収管４６に接続し、冷却空気を高圧蒸気タービン１
のグランド部４０から高圧蒸気タービン１内に導き、高
圧蒸気タービンのタービンメタル上半部の冷却効率を高
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火力発電プラントの定期
点検、或いは、故障等の蒸気タービン停止時に、蒸気タ
ービンを強制的に冷却するのに好適な方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンは、通常５００℃〜６００
℃の高温で運転されているので、定期点検、或いは、故
障等により停止する場合、作業員が点検、或いは、補修
を行えるような温度まで冷却しなければならない。しか
し、高温の蒸気タービンを急激に冷却したのでは、熱応
力や熱歪が発生し、タービンケーシング，ブレード等に
損傷を与える。だからと言って、長時間かけて冷却した
のでは、長時間プラントを停止させるこになりプラント
稼働率を低下させてしまう。

【０００３】このため、従来の火力発電プラントにおい
ては、特開昭58−220907号に記載されているように、真
空ポンプにて冷却空気を蒸気タービン内に吸引し、蒸気
タービンの低圧側から順次高圧側に向けて冷却、即ち蒸
気の流れ方向とは逆向きに冷却空気を流通せしめ冷却し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】蒸気タービンを冷却す
る能力は、冷却空気を蒸気タービンに吸引する真空ポン
プの容量に依存しているが、真空ポンプが吸い込むこと
ができる吸引量には限度がある。従って、前述した従来
の冷却では、タービンの許容温度降下率に対して蒸気タ
ービンの温度降下化率が小さい。このため、蒸気タービ
ンの温度降下化率を大きくし更に冷却効率を向上させる
ことが要求されている。

【０００５】また、高圧蒸気タービンに供給される冷却
空気は、高圧蒸気タービンの下方にある蒸気排出部から
供給されるので、高圧蒸気タービンのタービンメタル上
半部の冷却効率がタービンメタル下半部の冷却効率より
も悪く温度差が生じる。このため、熱応力の違いにより
タービンメタルが変形する恐れがある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、蒸気タービンの温度
降下化率を大きくし更に冷却効率を向上させることがで
きると共に、高圧蒸気タービンのタービンメタル上半部
の冷却効率を高めることができる蒸気タービンの冷却方
法及びその装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する冷却
方法を得るために、本発明は、蒸気入口部から蒸気排出
部へ蒸気を流通せしめタービンを駆動することで通常運
転される蒸気タービンを停止させた際、前記蒸気入口部
から空気吸引装置により吸引を行い、前記蒸気排出部か
ら前記蒸気入口部へ冷却空気を流通せしめ前記蒸気ター
ビンを冷却する蒸気タービンの冷却方法において、前記
冷却空気を空気冷却装置により冷却した後、前記蒸気排
出部より前記蒸気タービン内に吸引させるようにした。

【０００８】また、本発明は、前記空気冷却装置の熱交
換率を制御し、前記蒸気タービンの温度降下率を調整し
た。

【０００９】また、上記目的を達成する冷却方法を得る
ために、本発明は、蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を
流通せしめ高圧蒸気タービンを駆動し、再熱蒸気入口部
から再熱蒸気排出部へ前記高圧蒸気タービン駆動後の蒸
気を再熱器で再熱し得られた再熱蒸気を流通せしめ中圧
蒸気タービンを駆動することで通常運転される蒸気ター
ビン装置を停止させた際、前記蒸気入口部及び前記再熱
蒸気入口部から空気吸引装置により吸引を行い、前記蒸
気排出部から前記蒸気入口部及び前記再熱蒸気排出部か
ら前記再熱蒸気入口部へ夫々冷却空気を流通せしめ前記
高圧蒸気タービン及び前記中圧蒸気タービンを冷却する
蒸気タービンの冷却方法において、前記冷却空気を複数
の空気冷却装置により冷却した後、前記蒸気排出部及び
前記高圧蒸気タービンのグランド部より前記高圧蒸気タ
ービン内に吸引させるようにした。

【００１０】また、本発明は、前記冷却空気を複数の空
気冷却装置により冷却した後、前記再熱蒸気排出部より
前記中圧蒸気タービン内に吸引させるようにした。

【００１１】また、本発明は、前記高圧蒸気タービンに
供給される冷却空気を冷却する空気冷却装置及び前記中
圧蒸気タービンに供給される冷却空気を冷却する空気冷
却装置の熱交換率を夫々制御し、前記高圧蒸気タービ
ン，前記中圧蒸気タービンの冷却バランスをとった。

【００１２】上記目的を達成する冷却装置を得るため
に、本発明は、蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を流通
せしめ駆動される蒸気タービンの冷却装置であって、前
記蒸気入口部から空気吸引装置の吸引側に接続され、前
記空気吸引装置により前記蒸気排出部から前記蒸気ター
ビン内に吸引された冷却空気を前記蒸気入口部より排出
する排出管を備えてなる蒸気タービンの冷却装置におい
て、前記蒸気タービン内に吸引される冷却空気を冷却す
る空気冷却装置を設けた。

【００１３】また、上記目的を達成する冷却装置を得る
ために、本発明は、蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を
流通せしめ駆動される高圧蒸気タービンと、再熱蒸気入
口部から再熱蒸気排出部へ前記高圧蒸気タービンを駆動
した蒸気を再熱器で再熱し得られた再熱蒸気を流通せし
め駆動される中圧蒸気タービンとを有する蒸気タービン
装置の冷却装置であって、前記蒸気入口部及び前記再熱
蒸気入口部から空気吸引装置の吸引側に接続され、前記
空気吸引装置により前記蒸気排出部及び前記再熱蒸気排
出部から夫々前記高圧蒸気タービン及び前記中圧蒸気タ
ービン内に吸引された冷却空気を前記蒸気入口部及び前
記再熱蒸気入口部より排出する排出管を備えてなる蒸気
タービンの冷却装置において、前記高圧蒸気タービン内
に吸引される冷却空気を冷却する複数の空気冷却装置
と、該複数の空気冷却装置で冷却された冷却空気を前記
高圧蒸気タービンのグランド部に導く配管とを設けた。

【００１４】また、本発明は、前記中圧蒸気タービン内
に吸引される冷却空気を冷却する複数の空気冷却装置を
設けた。

【００１５】ここで、前記高圧蒸気タービン内に吸引さ
れる冷却空気を冷却する複数の空気冷却装置とは、具体
的に、冷却空気である外気を大気から復水器内（通常は
真空に維持されている）に取り入れる真空破壊弁の入口
側に設けた空気冷却装置と、復水器から高圧蒸気タービ
ンに冷却空気を導く配管に設けた空気冷却装置とであ
る。

【００１６】また、前記中圧蒸気タービン内に吸引され
る冷却空気を冷却する複数の空気冷却装置とは、具体的
に、冷却空気である外気を大気から復水器内（通常は真
空に維持されている）に取り入れる真空破壊弁の入口側
に設けた空気冷却装置と、低圧蒸気タービンから中圧蒸
気タービンに冷却空気を導く配管(クロスオーバー管)に
設けた空気冷却装置とである。

【００１７】また、前記複数の空気冷却装置で冷却され
た冷却空気を前記高圧蒸気タービンのグランド部に導く
配管は、具体的に、高圧蒸気タービンの排気部に冷却空
気を導く配管から分岐し、高圧蒸気タービンのグランド
部に供給されたシール蒸気をグランド蒸気回収母管に導
くグランド蒸気回収管に接続されている。また、グラン
ド蒸気回収管には、グランド蒸気回収母管側に冷却空気
が流れないように、前記分岐管との接続部分よりもグラ
ンド蒸気回収母管側に止め弁が設けている。

【００１８】

【作用】前述のように、蒸気タービン内に吸引される冷
却空気を冷却する空気冷却装置を設けたので、蒸気ター
ビン内に吸引される冷却空気は、蒸気タービン内に吸引
される前に空気冷却装置で冷却され、その後、蒸気ター
ビン内に吸引される。これにより、タービンの許容温度
降下率に対する蒸気タービンの温度降下化率が大きくな
る。

【００１９】また、空気冷却装置で冷却した冷却空気を
高圧蒸気タービンのグランンド部に導く配管を設けたの
で、空気冷却装置で冷却された冷却空気は、高圧蒸気タ
ービンのグランド部からも吸引される。これにより、タ
ービンメタル上半部の冷却効率を増加させ、タービンメ
タル上半部と下半部の冷却のバランスとることができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２１】図１は本発明の実施例である発電プラント
の蒸気タービン系統及び蒸気タービン冷却系統を示した
系統図である。

【００２２】図示していない蒸気発生装置であるボイラ
Ａで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンは、主
蒸気管５より主蒸気止め弁６、蒸気加減弁７を介して供
給される主蒸気により駆動される高圧蒸気タービン１
と、低温再熱管８より逆止弁９を介して再熱器Ｂ（ボイ
ラＡ内に設置されている）に供給されて加熱され、高温
再熱管１０より組み合わせ再熱弁１１，１２を介して供
給される高圧蒸気タービン１の排気により駆動される中
圧蒸気タービン２と、クロスオーバー管１３より供給さ
れる中圧蒸気タービン２の排気により駆動される低圧蒸
気タービン３とから構成されている。

【００２３】また、蒸気タービン系統には、低圧蒸気タ
ービン３の排気を凝縮せしめ復水を得る復水器４が設け
られており、復水器４には、内部の真空度を維持するた
めの真空ポンプ１４、内部の真空を破壊する真空破壊弁
３２を有する真空破壊管３１が設けられている。２８は
蒸気排出管２７に設けられ、蒸気加減弁７が全閉となっ
た場合に、高圧蒸気タービン１内の蒸気を復水器４に排
出する低温再熱蒸気管ドレン弁，３０は蒸気排出管２９
に設けられ、組み合わせ再熱弁１２のインタセプト弁
（図示せず）が全閉となった場合に、高圧蒸気タービン
１内の蒸気や中圧蒸気タービン２内の蒸気を復水器４に
排出するブローダウン弁、３５はグランド蒸気回収管４
６を介して導かれた各蒸気タービンのグランド部（４０
は高圧蒸気タービングランド部）に供給されたシール蒸
気をグランドコンデンサ４１に導くグランド蒸気回収母
管である。

【００２４】通常運転時、ボイラＡで発生した主蒸気
は、主蒸気管５より主蒸気止め弁６，蒸気加減弁７を介
して高圧蒸気タービン１の蒸気入口部に供給される。供
給された主蒸気は高圧蒸気タービン１内を蒸気排出部に
向かって流通し高圧蒸気タービン１を駆動する。高圧蒸
気タービン１を駆動し高圧蒸気タービン１の蒸気排気部
より排出された蒸気は、低温再熱管８より逆止弁９を介
して再熱器Ｂに供給され加熱される。再熱器Ｂで加熱さ
れた再熱蒸気は、高温再熱管１０より組み合わせ再熱弁
１１，１２を介して中圧蒸気タービン２の再熱蒸気入口
部に供給される。供給された再熱蒸気は中圧蒸気タービ
ン２内を再熱蒸気排出部に向かって流通し中圧蒸気ター
ビン２を駆動する。中圧蒸気タービン２を駆動し中圧蒸
気タービン２の再熱蒸気排出部より排出された蒸気は、
クロスオーバー管１３より低圧蒸気タービン３に供給さ
れ、低圧蒸気タービン３を駆動する。低圧蒸気タービン
３を駆動した蒸気は、復水器４より凝縮せしめられ復水
となる。復水器４によって得られた復水は、図示されて
いない給水過熱器やポンプ等を介してボイラＡに供給さ
れる。

【００２５】前述したように、定期点検、或いは、故障
等により蒸気タービン停止をする場合、作業員が点検、
或いは、補修を行えるような温度まで蒸気タービンを冷
却しなければならない。このため、本実施例において
は、以下の冷却系統を備え、蒸気タービンの冷却を行
う。

【００２６】主蒸気管５の主蒸気止め弁６出口側より分
岐したドレン管１５のドレン弁１６入口側より高圧蒸気
タービン排気管１７が分岐されている。また、高温再熱
管１０の組み合わせ再熱弁１２出口側より分岐したドレ
ン管２１のドレン弁２２入口側より中圧蒸気タービン排
気管１９が分岐されている。図中１８，２０は排気止め
弁である。高圧蒸気タービン排気管１７及び中圧蒸気タ
ービン排気管１９は、その下流側において、真空ポンプ
１４の吸引側に接続された排気母管２３と接続合流して
いる。排気母管２３には、蒸気タービンの冷却により昇
温された冷却空気を冷却し、真空ポンプ１４の保護を図
る空気冷却器２４，排気止め弁２５，２６が設けられて
いる。

【００２７】蒸気排出管２７には、低温再熱蒸気管ドレ
ン弁２８をバイパスするバイパス管３９が設けられ、こ
のバイパス管３９には、冷却空気(大気から取り入れた
外気)を冷却するための空気冷却器３６、及び空気止め
弁３７，３８が設けられている。

【００２８】真空破壊管３１の真空破壊弁３２入口側に
は、復水器４内に導入される冷却空気を冷却する空気冷
却器３３が設けられ、この空気冷却器３３の入口側に
は、大気吸引弁３４が設けられている。

【００２９】グランド蒸気回収管４６には、低温再熱管
８から分岐した分岐管４３が接続され、この分岐管４３
には、止め弁４４が設けられている。また、グランド蒸
気回収管４６には、分岐管４３との接続部分よりもグラ
ンド蒸気回収母管３５側に止め弁４５が設けられてい
る。

【００３０】このように本実施例の冷却系統は構成され
ており、定期点検、或いは、故障等により蒸気タービン
を停止させた際、以下のように動作する。

【００３１】プラントの通常運転時、ブローダウン弁３
０，低温再熱蒸気管ドレン弁２８，ドレン弁１６，２
２，排気止め弁１８，２０，２５，２６，真空破壊弁３
２，大気吸引弁３４，空気止め弁３７，３８，止め弁４
４は全閉となっている。このような状態において、蒸気
タービンを停止する場合、まず主蒸気止め弁６，蒸気加
減弁７，組み合わせ再熱弁１１，１２を全閉し、蒸気タ
ービンへの蒸気供給を遮断する。これと同時に、ブロー
ダウン弁３０，低温再熱蒸気管ドレン弁２８を全開し、
蒸気タービン内の蒸気を復水器４に排出する。次に、ド
レン弁１６，２２を全開し、系内のドレンを復水器４に
排出する。これらの動作により蒸気タービンは完全に停
止する。

【００３２】次に、蒸気タービンを冷却するため真空ポ
ンプ起動前に、ドレン弁１６，２２，ブローダウン弁３
０，低温再熱蒸気管ドレン弁２８，止め弁４２，４５，
真空ポンプ入口弁６０を全閉し、排気止め弁１８，２
０，２５，２６，真空破壊弁３２，大気吸込弁３４，蒸
気加減弁７，空気止め弁３７，３８，止め弁４４を全開
にする。このような動作を行った後、真空ポンプ１４を
起動すると、冷却空気が大気吸込弁３４を介して空気冷
却器３３に導入され冷却される。空気冷却器３３で冷却
された冷却空気は、真空破壊弁３２を介して復水器４に
導入され、復水器４から各蒸気タービンに各配管により
導かれる。

【００３３】まず、復水器４に導入された冷却空気は、
低圧蒸気タービン３に導かれ、低圧蒸気タービン３を低
温部から順に冷却する。低圧蒸気タービン３を冷却した
冷却空気は、クロスオーバー管１３より中圧蒸気タービ
ン２の再熱蒸気排気部に導かれる。導かれた冷却空気
は、中圧蒸気タービン２内を再熱蒸気入口部に向かって
流通し中圧蒸気タービン２を冷却する。

【００３４】一方、復水器４に導入された冷却空気は、
蒸気排出管２７，バイパス管３９より空気止め弁３７を
介して空気冷却器３６に導入され冷却される。空気冷却
器３６により冷却された冷却空気は、空気止め弁３７を
介してバイパス管３９，蒸気排出管２７より低温再熱管
８に導入され、高圧蒸気タービン１の蒸気排気部に導入
される。また、空気冷却器３６により冷却された冷却空
気は、低温再熱管８より分岐した分岐管４３よりグラン
ド蒸気回収管４６に導入され、高圧蒸気タービングラン
ド部４０より導入される。このようにして導入された冷
却空気は、高圧蒸気タービン１内を蒸気入口部に向かっ
て流通し、高圧蒸気タービン１を冷却する。

【００３５】高圧蒸気タービン１，中圧蒸気タービン２
を冷却した冷却空気は、高圧蒸気タービン１の蒸気入口
部，中圧蒸気タービン２の再熱蒸気入口部より夫々高圧
蒸気タービン排気管１７，中圧蒸気タービン排気管１９
より排気母管２３に導入される。排気母管２３に導入さ
れた冷却空気は、空気冷却器２４に導入され冷却され、
真空ポンプ１４を介して大気に放出される。以下冷却空
気は、大気吸込弁３４より連続的に吸引され、蒸気ター
ビンを連続的に冷却する。

【００３６】ここで、大気吸込弁３４より連続的に吸引
された冷却空気は、蒸気タービンの低温部から高温部に
向かって昇温されながら蒸気タービン内部を流れるの
で、昇温されながら蒸気タービンを冷却する冷却空気の
温度と、冷却空気により冷却され降温していくメタル温
度との温度差は、低温部から高温部においてほぼ一定と
なる。従って、蒸気タービン内の低温部から高温部にわ
たってほぼ均一の冷却速度で冷却される。

【００３７】以上本実施例の蒸気タービン冷却系統及び
その動作について説明したが、従来においては、蒸気タ
ービンを冷却する際、冷却空気の流量を各弁で制御し、
高圧蒸気タービン，中圧蒸気タービン，低圧蒸気タービ
ンの温度降下率を調整していた。本実施例では、この制
御方法を用いて各蒸気タービンの温度降下率を制御する
ことが可能であるが、以下においては、前述した空気冷
却器３３，３６の熱交換率を調節して各蒸気タービンの
温度降下率を制御する一例について説明する。図面にお
いて、４８は空気冷却器３６を制御する空気冷却器制御
装置、５０は空気冷却器３３を制御する空気冷却器制御
装置であって、４７，４９は高圧蒸気タービンメタル部
５１の温度を検出する検出器，中圧蒸気タービンメタル
部５２の温度を検出する検出器を夫々示している。

【００３８】蒸気タービン冷却開始前、各空気冷却器制
御装置４８，５０には、夫々希望の最適温度降下率を設
定しておく。蒸気タービンの冷却開始後、各空気冷却器
制御装置４８，５０は、所定の時間毎に、各検出器４
７，４９によって検出された各蒸気タービンメタル部５
１，５２の温度を夫々取り込み、各蒸気タービンの温度
降下率を算出する。次に、算出した温度降下率と予め設
定されている最適温度降下率を比較し、この比較結果に
基づいて空気冷却器の最適熱交換率を求め、各々の空気
冷却器に出力する。これにより、各蒸気タービンの温度
降下率を調整する。

【００３９】以上本実施例によれば、真空破壊弁３２の
入口側に、空気冷却器３３を設けたので、復水器内に導
入される冷却空気は冷却される。また、低温再熱蒸気管
ドレン弁２８をバイパスするバイパス管３９を設け、こ
のバイパス管３９に空気冷却器３６を設けたので、高圧
蒸気タービン１の蒸気排気部から高圧蒸気タービン１内
に導入される冷却空気は冷却される。これにより、ター
ビンの許容温度降下率に対する蒸気タービンの温度降下
化率を大きくすることができ、従来に比べて冷却効率を
向上させることができる。これについて、図３を用いて
説明する。

【００４０】図３は縦軸に蒸気タービンのメタル温度，
横軸に冷却時間をとり、従来における蒸気タービンメタ
ル温度の変化と本実施例における蒸気タービンメタル温
度の変化を示した実験によるデータをグラフ化したもの
である。図において、１００は目標メタル温度、１０１
は従来における蒸気タービンメタル温度変化曲線、１０
２は本実施例における蒸気タービンメタル温度変化曲
線、１０３は冷却開始時間、１０４は冷却開始条件メタ
ル温度を示している。

【００４１】このグラフから明らかなように、従来で
は、蒸気タービンメタル温度が目標メタル温度に達する
のに約１００時間かかるのに対し、本実施例では、蒸気
タービンメタル温度が目標メタル温度に達するのに約７
５時間かかった。つまり、本実施例では、空気冷却器に
より冷却空気を冷却することにより、蒸気タービンの冷
却効率を約３０％向上させ、約２５時間冷却時間を短縮
させることができた。従って、本実施例によれば、プラ
ントの可動率を向上させることができる。

【００４２】また、本実施例によれば、低温再熱管８か
ら分岐した分岐管４３をグランド蒸気回収管４６に接続
し、かつ、グランド蒸気回収管４６に、分岐管４３との
接続点よりもグランド蒸気回収母管３５側に止め弁４５
を設けたので、低温再熱管８より高圧蒸気タービン１に
導かれる冷却空気の一部が、分岐管４３よりグランド蒸
気回収管４６を介して高圧蒸気タービングランド部から
高圧蒸気タービン１内に導入される。これにより、ター
ビンメタル上半部の冷却効率を増加させ、タービンメタ
ル上半部と下半部の冷却のバランスを向上させる。これ
について、図４及び図５を用いて説明する。

【００４３】図４及び図５は蒸気タービンの軸方向に平
行な断面図であって高圧蒸気タービンの車室内における
冷却空気の流れを示す図面であり、図４は従来の冷却系
統における冷却空気の流れを示し、図５は本実施例にお
ける冷却空気の流れを示している。

【００４４】図４から明らかなように、従来の冷却系統
では、高圧蒸気タービンの蒸気排出部２０５から流入し
た冷却空気２０２が、上半部ケーシング２００の蒸気入
口部２０６と下半部ケーシング２０１の蒸気入口部２０
６に入口部に直接向かって流れるため、タービンメタル
上半部２０３において冷却される部分が、タービンメタ
ル下半部２０４において冷却される部分よりも少ない。
つまり、タービンメタル上半部２０３のタービン側の部
分に冷却空気が流れにくく、タービンメタル上半部２０
３のタービン側の部分の冷却効率が低くくなる。これに
より、タービンメタル上半部２０３とタービンメタル下
半部２０４との間には温度差が生じ、冷却時間の増加と
共にこの温度差は大きくなる。従って、タービン車室で
は、熱応力の違いによりタービンメタルが変形する恐れ
がある。

【００４５】この点、本実施例の冷却系統においては、
高圧蒸気タービンのグランド部４０からも冷却空気が流
入するので、図５のように、タービンメタル上半部２０
３のタービン側の部分に冷却空気が流れ、タービンメタ
ル上半部２０３は、ほぼ全域にわたって冷却されるよう
になる。これにより、タービンメタル上半部の冷却効率
を増加させ、タービンメタル上半部と下半部の冷却のバ
ランスを向上させることができる。従って、プラントの
信頼性及び安全性が向上する。

【００４６】また、本実施例によれば、高圧蒸気タービ
ンメタル部５１の温度を検出し、空気冷却器３６の熱交
換が最適なものとなるように空気冷却器３６の熱交換率
を制御する制御装置４８と、中圧蒸気タービンメタル部
５２の温度を検出し、空気冷却器３３の熱交換が最適な
ものとなるように空気冷却器３３の熱交換率を制御する
制御装置５０を設けたので、大幅な省力化が図られ、高
圧蒸気タービンと中圧蒸気タービンとの冷却バランスを
とることができると共に、最適な温度降下率で冷却する
ことができる。従って、熱応力，熱変形の点でさらに安
全性，信頼性が向上する。

【００４７】図２は本発明の他の実施例である発電プラ
ントの蒸気タービン系統及び蒸気タービン冷却系統を示
した系統図である。尚、前例と同じ部分には同符号を用
いてその説明を省略し、相違する部分のみ説明する。

【００４８】本実施例においては、中圧蒸気タービン２
の排気を低圧蒸気タービン３に導くクロスオーバー管１
３にバイパス管５３を設け、このバイパス管５３に空気
冷却器５４を設けた。５５，５６は空気止め弁である。
このように冷却系統を構成すると、低圧蒸気タービン３
を冷却した冷却空気は、クロスオーバー管１３，バイパ
ス管５３より空気冷却器５４に導入され冷却される。空
気冷却器５４に冷却された冷却空気は、バイパス管５
３，クロスオーバー管１３より中圧蒸気タービン２の再
熱蒸気排出部に導入される。導入された冷却空気は、中
圧蒸気タービン２の再熱蒸気入口部に向かって中圧蒸気
タービン２を冷却する。これ以降は前例と同じである。

【００４９】また、空気冷却器５４の熱交換率を調節し
て中圧蒸気タービン２の冷却降下率を制御するために、
中圧蒸気タービンメタル部５２のメタル温度により空気
冷却器５４の熱交換率を制御する空気冷却制御装置５８
と，中圧蒸気タービンメタル部５２のメタル温度を検出
する検出器５７とが設けられている。

【００５０】蒸気タービン冷却開始前、空気冷却器制御
装置５８には、希望の最適温度降下率を設定しておく。
蒸気タービンの冷却開始後、空気冷却器制御装置５８
は、所定の時間毎に、検出器５７によって検出された中
圧蒸気タービンメタル部５２の温度を取り込み、中圧蒸
気タービンの温度降下率を算出する。次に、算出した温
度降下率と予め設定されている最適温度降下率を比較
し、この比較結果に基づいて空気冷却器５４の最適熱交
換率を求め、空気冷却器５４に出力する。これにより、
中圧蒸気タービンの温度降下率を調整する。

【００５１】以上本実施例によれば、中圧蒸気タービン
２の排気を低圧蒸気タービン３に導くクロスオーバー管
１３にバイパス管５３を設け、このバイパス管５３に空
気冷却器５４を設けたので、低圧蒸気タービン３を冷却
した冷却空気は、空気冷却器５４により冷却された後、
中圧蒸気タービン２の再熱蒸気排出部に導入される。こ
れにより、中圧蒸気タービンの冷却効率が前例よりもさ
らに向上する。従って、さらにプラントの可動率が向上
する。

【００５２】また、本実施例によれば、中圧蒸気タービ
ンメタル部５２の温度を検出し、空気冷却器５４の熱交
換が最適なものとなるように空気冷却器５４の熱交換率
を制御する制御装置５８を設けたので、前例と比較しさ
らに大幅な省力化が図られ、高圧蒸気タービンと中圧蒸
気タービンとの冷却バランスをとることができると共
に、最適な温度降下率で冷却することができる。従っ
て、熱応力，熱変形の点でさらに安全性，信頼性が向上
する。

【００５３】

【発明の効果】以上本発明によれば、蒸気タービンに導
入される冷却空気を空気冷却器により冷却することによ
り、蒸気タービンの温度降下化率を大きくし更に冷却効
率を向上させることができる。また、高圧蒸気タービン
のグランド部からも冷却空気を供給するようにしたの
で、高圧蒸気タービンのタービンメタル上半部の冷却効
率を高めることができる。

【００５４】従って、蒸気タービンの温度降下化率を大
きくし更に冷却効率を向上させることができると共に、
高圧蒸気タービンのタービンメタル上半部の冷却効率を
高めることができる蒸気タービンの冷却方法及びその装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である発電プラントの蒸気ター
ビン系統及び蒸気タービン冷却系統を示す系統図。

【図２】本発明の実施例である発電プラントの蒸気ター
ビン系統及び蒸気タービン冷却系統を示す系統図。

【図３】縦軸に蒸気タービンのメタル温度，横軸に冷却
時間をとり、蒸気タービンメタル温度の変化を示したグ
ラフ。

【図４】蒸気タービンの軸方向に平行な断面図であっ
て、高圧蒸気タービンの車室内における冷却空気の流れ
を示す図面。

【図５】蒸気タービンの軸方向に平行な断面図であっ
て、高圧蒸気タービンの車室内における冷却空気の流れ
を示す図面。

【符号の説明】

１…高圧蒸気タービン、２…中圧蒸気タービン、３…低
圧蒸気タービン、４…復水器、５…主蒸気管、６…主蒸
気止め弁、７…蒸気加減弁、８…低温再熱管、９…逆止
弁、１０…高温再熱管、１１，１２…組み合わせ再熱
弁、１３…クロスオーバー管、１４…真空ポンプ、１
５，２１…ドレン管、１６，２２…ドレン弁、１７…高
圧蒸気タービン排気管、１８，２０，２５，２６…排気
止め弁、１９…中圧蒸気タービン排気管、２３…排気母
管、２４，３３，３６，５４…空気冷却器、２７，２９
…蒸気排出管、２８…低温再熱蒸気管ドレン弁、３０…
ブローダウン弁、３１…真空破壊管、３２…真空破壊
弁、３４…大気吸引弁、３５…グランド蒸気回収母管、
３７，３８，５５，５６…空気止め弁、３９，５３…バ
イパス管、４０…高圧蒸気タービングランド部、４１…
グランドコンデンサ、４２，４４，４５…止め弁、４３
…分岐管、４６…グランド蒸気回収管、４７，４９，５
７…メタル温度検出器、４８，５０，５８…空気冷却器
制御装置、５１…高圧蒸気タービンメタル部、５２…中
圧蒸気タービンメタル部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を流通せ
   しめタービンを駆動することで通常運転される蒸気ター
   ビンを停止させた際、前記蒸気入口部から空気吸引装置
   により吸引を行い、前記蒸気排出部から前記蒸気入口部
   へ冷却空気を流通せしめ前記蒸気タービンを冷却する蒸
   気タービンの冷却方法において、前記冷却空気を空気冷
   却装置により冷却した後、前記蒸気排出部より前記蒸気
   タービン内に吸引させることを特徴とする蒸気タービン
   の冷却方法。
2. 【請求項２】前記空気冷却装置の熱交換率を制御し、前
   記蒸気タービンの温度降下率を調整することを特徴とす
   る請求項１記載の蒸気タービンの冷却方法。
3. 【請求項３】蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を流通せ
   しめ高圧蒸気タービンを駆動し、再熱蒸気入口部から再
   熱蒸気排出部へ前記高圧蒸気タービン駆動後の蒸気を再
   熱器で再熱し得られた再熱蒸気を流通せしめ中圧蒸気タ
   ービンを駆動することで通常運転される蒸気タービン装
   置を停止させた際、前記蒸気入口部及び前記再熱蒸気入
   口部から空気吸引装置により吸引を行い、前記蒸気排出
   部から前記蒸気入口部及び前記再熱蒸気排出部から前記
   再熱蒸気入口部へ夫々冷却空気を流通せしめ前記高圧蒸
   気タービン及び前記中圧蒸気タービンを冷却する蒸気タ
   ービンの冷却方法において、前記冷却空気を複数の空気
   冷却装置により冷却した後、前記蒸気排出部及び前記高
   圧蒸気タービンのグランド部より前記高圧蒸気タービン
   内に吸引させることを特徴とする蒸気タービンの冷却方
   法。
4. 【請求項４】前記冷却空気を複数の空気冷却装置により
   冷却した後、前記再熱蒸気排出部より前記中圧蒸気ター
   ビン内に吸引させることを特徴とする請求項３記載の蒸
   気タービンの冷却方法。
5. 【請求項５】前記高圧蒸気タービンに供給される冷却空
   気を冷却する空気冷却装置及び前記中圧蒸気タービンに
   供給される冷却空気を冷却する空気冷却装置の熱交換率
   を夫々制御し、前記高圧蒸気タービン，前記中圧蒸気タ
   ービンの冷却バランスをとることを特徴とする請求項４
   記載の蒸気タービンの冷却方法。
6. 【請求項６】蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を流通せ
   しめ駆動される蒸気タービンの冷却装置であって、前記
   蒸気入口部から空気吸引装置の吸引側に接続され、前記
   空気吸引装置により前記蒸気排出部から前記蒸気タービ
   ン内に吸引された冷却空気を前記蒸気入口部より排出す
   る排出管を備えてなる蒸気タービンの冷却装置におい
   て、前記蒸気タービン内に吸引される冷却空気を冷却す
   る空気冷却装置を設けたことを特徴とする蒸気タービン
   の冷却装置。
7. 【請求項７】蒸気入口部から蒸気排出部へ蒸気を流通せ
   しめ駆動される高圧蒸気タービンと，再熱蒸気入口部か
   ら再熱蒸気排出部へ前記高圧蒸気タービンを駆動した蒸
   気を再熱器で再熱し得られた再熱蒸気を流通せしめ駆動
   される中圧蒸気タービンとを有する蒸気タービン装置の
   冷却装置であって、前記蒸気入口部及び前記再熱蒸気入
   口部から空気吸引装置の吸引側に接続され、前記空気吸
   引装置により前記蒸気排出部及び前記再熱蒸気排出部か
   ら夫々前記高圧蒸気タービン及び前記中圧蒸気タービン
   内に吸引された冷却空気を前記蒸気入口部及び前記再熱
   蒸気入口部より排出する排出管を備えてなる蒸気タービ
   ンの冷却装置において、前記高圧蒸気タービン内に吸引
   される冷却空気を冷却する複数の空気冷却装置と、該複
   数の空気冷却装置で冷却された冷却空気を前記高圧蒸気
   タービンのグランド部に導く配管とを設けたことを特徴
   とする蒸気タービンの冷却装置。
8. 【請求項８】前記中圧蒸気タービン内に吸引される冷却
   空気を冷却する複数の空気冷却装置を設けたことを特徴
   とする請求項７記載の蒸気タービンの冷却装置。