(57)【要約】      （修正有）【課題】熱供給ユニットのピーク調整の柔軟性と熱供給経済性を向上させ、蒸気タービンの低圧シリンダの羽根損傷のリスクを解消する蒸気タービンシステムを提供する。【解決手段】蒸気タービンシステムは、蒸気タービンの高圧シリンダ１と、蒸気タービンの中圧シリンダ２と、２出力軸型発電機３と、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５とを備え、蒸気タービンの低圧シリンダ５、７のロータがオンラインで発電機のロータに離脱や接続されることを補助する２セットのオーバーランニングクラッチ４、６が設けられる。中低圧連通管に蒸気供給パラメータの調整を補助する熱供給調整弁が設けられ、蒸気タービンの低圧シリンダの蒸気進入配管に蒸気タービンの低圧シリンダの切り離しを補助する仕切弁９、１０が設けられる。電力網のピーク調整需要に応じて、第１蒸気タービンや第２蒸気タービンの低圧シリンダをオンラインで切り離してもよい。蒸気タービンの低圧シリンダのロータは発電機と徹底的に離脱可能であり、降温冷却を必要としない。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムであって、
蒸気タービンの高圧シリンダ（１）と、蒸気タービンの中圧シリンダ（２）と、２出力軸型発電機（３）と、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と、を備え、
前記蒸気タービンの高圧シリンダ（１）は、その蒸気源が過熱蒸気であり、そのロータが蒸気タービンの中圧シリンダ（２）のロータに接続され、
前記蒸気タービンの中圧シリンダ（２）は、その蒸気源が再熱蒸気であり、そのロータが２出力軸型発電機（３）のロータに接続され、蒸気タービンの中圧シリンダ（２）の排出蒸気は、一部が熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、もう一部が第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）とに進入し、
前記２出力軸型発電機（３）のロータの他方端は、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）のロータに接続され、
前記第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）は、第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）のロータに接続され、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（７）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）との排出蒸気は、復水器（１１）に進入することを特徴とする熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項２】
前記２出力軸型発電機（３）と第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）とは、第１オーバーランニングクラッチ（４）を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項３】
前記第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）とは、第２オーバーランニングクラッチ（６）を介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項４】
前記蒸気タービンの中圧シリンダ（２）の排出蒸気は、３つの流路に分けられ、第１流路は、熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、第２流路は、調整弁（８）及び第１仕切弁（９）を経由して第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）に進入し、第３流路は、調整弁（８）及び第２仕切弁（１０）を経由して第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）に進入することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、蒸気タービンの技術分野に関し、特に熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
対外熱供給が熱発電ユニットのエネルギー消費指標を有効的に低減可能であり、熱電併産も電力企業の重要な発展方向の１つであるが、電力網の熱発電ユニットに対するピーク調整の深さの需要の増加につれて、熱供給ユニットにも大きなピーク調整需要が生じてくる。
【０００３】
しかし、熱供給蒸気について一定の圧力を確保する必要があり、且つ、蒸気タービンの低圧シリンダは、蒸気進入量がリミット値を下回ると、羽根損傷が発生してしまう。このため、一般的に、熱供給ユニットの蒸気進入流量や負荷が最低値によって制限されており、深いピーク調整が実施されにくい。蒸気タービンが高背圧熱供給を採用すると、経済性が良いが、ユニットのピーク調整能力が悪く、また、熱供給前にシリンダを開けてロータを交換する必要があり、オンラインで切り替えることができない。技術手段により、蒸気タービンの低圧シリンダを、ピーク調整と熱供給需要に応じてオンラインで切り離しや投入することを実現すれば、蒸気タービンの熱供給期間におけるピーク調整能力を大幅に向上させ、熱供給経済性を向上させ、熱供給期間における蒸気タービンの低圧シリンダの羽根損傷のリスクを解消可能である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、従来技術における問題を解決するために、熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムであって、熱供給ユニットのピーク調整能力を強化し、熱供給経済性を高め、蒸気タービンの低圧シリンダの水食のリスクを解消可能となる蒸気タービンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を果たすべく、本考案は、以下の解決手段を講じる。
【０００６】
本考案は、熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムを提供する。当該熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムは、蒸気タービンの高圧シリンダと、蒸気タービンの中圧シリンダと、２出力軸型発電機と、第１蒸気タービンの低圧シリンダと、を備え、前記蒸気タービンの高圧シリンダは、その蒸気源が過熱蒸気であり、そのロータが蒸気タービンの中圧シリンダのロータに接続され、前記蒸気タービンの中圧シリンダは、その蒸気源が再熱蒸気であり、そのロータが２出力軸型発電機のロータに接続され、蒸気タービンの中圧シリンダの排出蒸気は、一部が熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、もう一部が第１蒸気タービンの低圧シリンダと第２蒸気タービンの低圧シリンダとに進入し、前記２出力軸型発電機のロータの他方端は、第１蒸気タービンの低圧シリンダのロータに接続され、前記第１蒸気タービンの低圧シリンダは、第２蒸気タービンの低圧シリンダのロータに接続され、第１蒸気タービンの低圧シリンダと第２蒸気タービンの低圧シリンダとの排出蒸気は、復水器に進入する。
【０００７】
本考案の更なる改良は、下記のようになる。
【０００８】
前記２出力軸型発電機と第１蒸気タービンの低圧シリンダとは、第１オーバーランニングクラッチを介して接続されている。
【０００９】
前記第１蒸気タービンの低圧シリンダと第２蒸気タービンの低圧シリンダとは、第２オーバーランニングクラッチを介して接続されている。
【００１０】
前記蒸気タービンの中圧シリンダの排出蒸気は、３つの流路に分けられ、第１流路は、熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、第２流路は、調整弁及び第１仕切弁を経由して第１蒸気タービンの低圧シリンダに進入し、第３流路は、調整弁及び第２仕切弁を経由して第２蒸気タービンの低圧シリンダに進入する。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は、従来技術よりも、以下の有利な作用効果を有する。
【００１２】
本考案では、熱供給期間において、電力網のピーク調整需要に応じて、第１蒸気タービンの低圧シリンダ、第２蒸気タービンの低圧シリンダをオンラインで切り離してもよい。蒸気タービンの低圧シリンダのロータは、発電機と徹底的に離脱可能であり、降温冷却を必要とせず、蒸気タービンの低圧シリンダの、蒸気進入量が少ないことによる羽根損傷のリスクを解消する。１つ又は全部の蒸気タービンの低圧シリンダを選択して切り離し可能であるため、ユニットのピーク調整の柔軟度が向上しつつ、ユニットの熱供給能力が大幅に高められ、熱供給経済性が向上する。
【００１３】
本考案の発電機は、２出力軸型であり、蒸気タービンの低圧シリンダのロータがオンラインで発電機のロータに、離脱や接続されることを補助する２セットのオーバーランニングクラッチが設けられる。中、低圧連通管に蒸気供給パラメータの調整を補助する熱供給調整弁が設けられ、蒸気タービンの低圧シリンダの蒸気進入配管に蒸気タービンの低圧シリンダの切り離しを補助する仕切弁が設けられる。本考案は、蒸気タービンの中圧シリンダの排出蒸気を用いて外部へ熱を供給する発電蒸気タービンに適用可能である。蒸気タービンは、オンラインで全部の蒸気タービンの低圧シリンダを切り離してもよく、１つのみの蒸気タービンの低圧シリンダを切り離してもよく、切り離された蒸気タービンの低圧シリンダの軸系を発電機から離脱させ、蒸気タービンの低圧シリンダの羽根の水食のリスクを解消し、ユニットの対外熱供給量を増加可能であり、熱供給経済性を向上させるとともに、ユニットのピーク調整の深さも増加でき、ピーク調整の需要に応じて全部の蒸気タービンの低圧シリンダを切り離すかそれとも一部のみの蒸気タービンの低圧シリンダを切り離すかを選択可能であり、蒸気タービンの低圧シリンダの出力を必要に応じて調整可能であり、最低出力をゼロまで低減可能であり、ユニットの熱供給期間におけるユニットの運転の柔軟性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本考案の実施例の技術案がより明瞭に説明されるように、以下では、実施例に使用必要な図面を簡単に紹介する。理解すべきことは、以下の図面が単に本考案の幾つかの実施例を示すため、範囲に対する限定として見なされるべきではなく、当業者にとって、進歩性に値する労働を掛けない前提で、これらの図面から他の関連する図面を得ることができる。
【００１５】
【図１】本考案の全体構造の模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本考案の実施例の目的、技術案及びメリットがより明瞭になるように、以下では、本考案の実施例における図面を組み合わせて本考案の実施例における技術案を明瞭で完全に記述する。明らかに、記述される実施例は、単に本考案の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。通常、ここでの図面に記述して示された本考案の実施例のユニットは、各種の異なる配置で配列や設計され得る。
【００１７】
そのため、以下に図面に供される本考案の実施例に対する詳細な記述は、保護要求する本考案の範囲を制限するためではなく、単に本考案の好適な実施例を示す。本考案における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をせずに成した全ての他の実施例は、何れも本考案の保護範囲に含まれる。
【００１８】
注意すべきことは、類似する符号やアルファベットが以下の図面において類似要素を示すため、一旦ある要素が１つの図面に定義されると、後の図面において更に定義及び解釈される必要がない。
【００１９】
本考案の実施例の記述において、説明すべきことは、用語「上」、「下」、「水平」、「内」等で示された方位或いは位置関係は、図面に基づいて示された方位或いは位置関係であり、又は当該考案の製品を使用する時によく並べる方位或いは位置関係であり、本考案の記述の便利さや簡素化のために用いられ、かかる装置や素子が必ずしも特定の方位を有して特定の方位で構成や操作されることを指示や暗示するとは限らないため、本考案に対する制限として理解され得ない。また、用語「第１」、「第２」等は、単に記述を区分するために用いられ、相対的な重要性を指示や暗示すると理解され得ない。
【００２０】
また、用語「水平」は、出現すると、部品の絶対的な水平を要求するのではなく、僅かに傾斜してもよい。例えば、「水平」は、単にその方向が「鉛直」に対してもっと水平であることを意味し、当該構成が必ず完全に水平することを示すのではなく、僅かに傾斜してもよい。
【００２１】
本考案の実施例の記述において、更に説明すべきことは、明確的な規定及び限定が別途ない限り、用語「設け」、「取付」、「繋がり」、「接続」が出現すると、広義的に理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、一体的な接続であってもよい。機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよい。直接な繋がりであってもよく、中間媒介を介した間接な繋がりであってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本考案における具体的な意味を理解可能である。
【００２２】
以下では、図面を組み合わせて本考案を更に詳細に記述する。
【００２３】
図１を参照すると、本考案の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムは、蒸気タービンの高圧シリンダ１、蒸気タービンの中圧シリンダ２、２出力軸型発電機３、第１オーバーランニングクラッチ４、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５、第２オーバーランニングクラッチ６、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７、調整弁８、第１仕切弁９及び第２仕切弁１０を備える。蒸気タービンの中圧シリンダ２のロータは、２出力軸型発電機３のロータに接続され、発電機ロータの他方端と第１蒸気タービンの低圧シリンダ５のロータとは、第１オーバーランニングクラッチ４を介して接続されている。第１蒸気タービンの低圧シリンダ５と第２蒸気タービンの低圧シリンダ７のロータとは、第２オーバーランニングクラッチ６を介して接続されている。蒸気タービンの中圧シリンダ２から排出された蒸気の一部又は全部は、対外熱供給配管に進入し、蒸気タービンの中圧シリンダ２の排出蒸気の、熱供給配管に進入していない部分は、調整弁８を経由して第１蒸気タービンの低圧シリンダ５、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７に進入する。
【００２４】
本考案の原理は、下記のようになる。
【００２５】
第１仕切弁９、第２仕切弁１０のオンとオフにより、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５と第２蒸気タービンの低圧シリンダ７は、随時投入又は切り離しが可能となる。オーバーランニングクラッチのオンラインでの離脱と接続により、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５及び第２蒸気タービンの低圧シリンダ７は、２出力軸型発電機３との随時接続及び離脱を達成する。熱供給ユニットのピーク調整能力を高め、蒸気タービンの低圧シリンダの羽根の水食のリスクを解消し、ユニットの対外熱供給量を増加し、熱供給経済性を向上させる目的は、達成される。
【００２６】
本考案の稼働過程は、下記のようになる。
【００２７】
ユニットが純凝縮又は対外蒸気供給量が小さいときに、第１仕切弁９、第２仕切弁１０は、オン状態となり、２出力軸型発電機３と第１オーバーランニングクラッチ４は、接続状態となり、第２オーバーランニングクラッチ６も接続状態となる。第１蒸気タービンの低圧シリンダ５、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７に蒸気が進入し、正常運転状態となり、外熱供給パラメータが調整弁８によって調整される。
【００２８】
ユニットの対外蒸気供給量が大きい又は電力網にユニットの深いピーク調整が必要があるときに、第１仕切弁９は、オン状態となり、第２仕切弁１０は、徐々にオフする。その後、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７は、蒸気進入量が徐々にゼロまで減少されることにより、回転数も徐々に減り、第２オーバーランニングクラッチ６は、自動的に離脱し、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７の出力は、ゼロまで減り、調整弁８は、蒸気供給パラメータの調整を補助し、最終的に、切り離し過程は、完成する。
【００２９】
ユニットは、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７を改めて投入する必要があるときに、徐々に第２仕切弁１０をオンにする。第２蒸気タービンの低圧シリンダ７は、蒸気進入量が徐々に増加することにより、回転数も徐々に高くなる。第２オーバーランニングクラッチ６は、自動的に接続し、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７の出力は、必要に応じて徐々に高くなり、調整弁８は、蒸気供給パラメータの調整を補助し、最終的に、投入へ切り替える過程は、完成する。
【００３０】
ユニットの対外蒸気供給量が非常に大きくて全ての蒸気タービンの低圧シリンダを切り離して深いピーク調整を行う必要があるときに、第１仕切弁９、第２仕切弁１０は、徐々にオフにされ、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７の蒸気進入量は、徐々にゼロに減少され、回転数も降下する。その際、第１オーバーランニングクラッチ４および第２オーバーランニングクラッチ６は、自動的に離脱状態となり、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５と第２蒸気タービンの低圧シリンダ７の出力は、ゼロに減少され、蒸気タービンの中圧シリンダ２の排出蒸気は、完全に外部へ熱を供給し、最終的に、蒸気タービンの低圧シリンダの徹底的な切り離し過程は、完成する。
【００３１】
ユニットは、蒸気タービンの低圧シリンダの完全切り離し状態から投入状態に切り替わる必要があるときに、まず、徐々にオン第１仕切弁９をオンにする。その際、第１蒸気タービンの低圧シリンダ５の回転数が徐々に大きくなり、２出力軸型発電機３の回転数と同じになるときに、第１オーバーランニングクラッチ４は、自動的に接続する。更に、徐々に第２仕切弁１０をオンにすると、第２蒸気タービンの低圧シリンダ７へ蒸気が進入し始め、回転数が徐々に大きくなり、一定の回転数になると、第２オーバーランニングクラッチ６は、自動的に接続し、調整弁８は、蒸気供給パラメータの調整を補助し、最終的に、投入へ切り替える過程は、完成する。
【００３２】
本考案は、原理が明確であり、システムが簡単であり、停機を必要とせずに、蒸気タービンの低圧シリンダオンラインの運転投入及び運転停止を可能にする。本考案は、蒸気タービンの低圧シリンダを有するあらゆる熱供給発電ユニットに適し、熱供給ユニットのピーク調整能力を高め、蒸気タービンの低圧シリンダの水食のリスクを解消し、熱供給量を増加してユニットの熱供給経済性を向上させる革新的な技術である。
【００３３】
上述したのは、本考案の好適な実施例に過ぎず、本考案を制限するためのものではない。当業者にとって、本考案は、各種の変更や変形があり得る。本考案の精神及び原則内でなされた如何なる変更、均等物による置換、改良等も、本考案の保護範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１…蒸気タービンの高圧シリンダ、２…蒸気タービンの中圧シリンダ、３…２出力軸型発電機、４…第１オーバーランニングクラッチ、５…第１蒸気タービンの低圧シリンダ、６…第２オーバーランニングクラッチ、７…第２蒸気タービンの低圧シリンダ、８…調整弁、９…第１仕切弁、１０…第２仕切弁、１１…復水器。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月9日(2021.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステムであって、
蒸気タービンの高圧シリンダ（１）と、蒸気タービンの中圧シリンダ（２）と、２出力軸型発電機（３）と、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と、を備え、
前記蒸気タービンの高圧シリンダ（１）の蒸気源が過熱蒸気であり、前記高圧シリンダ（１）のロータが前記蒸気タービンの中圧シリンダ（２）のロータに接続され、
前記蒸気タービンの中圧シリンダ（２）は、その蒸気源が再熱蒸気であり、そのロータが２出力軸型発電機（３）のロータに接続され、蒸気タービンの中圧シリンダ（２）の排出蒸気は、一部が熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、もう一部が第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）とに進入し、
前記２出力軸型発電機（３）のロータの他方端は、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）のロータに接続され、
前記第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）は、第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）のロータに接続され、第１蒸気タービンの低圧シリンダ（７）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）との排出蒸気は、復水器（１１）に進入することを特徴とする熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項２】
前記２出力軸型発電機（３）と第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）とは、第１オーバーランニングクラッチ（４）を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項３】
前記第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）と第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）とは、第２オーバーランニングクラッチ（６）を介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。
【請求項４】
前記蒸気タービンの中圧シリンダ（２）の排出蒸気は、３つの流路に分けられ、第１流路は、熱供給配管に進入して外部へ熱を供給し、第２流路は、調整弁（８）及び第１仕切弁（９）を経由して第１蒸気タービンの低圧シリンダ（５）に進入し、第３流路は、調整弁（８）及び第２仕切弁（１０）を経由して第２蒸気タービンの低圧シリンダ（７）に進入することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱供給ユニットの柔軟性を向上させる蒸気タービンシステム。