(57)【要約】【課題】  蒸気タービンのターニング中に高圧タービンと中圧タービンとを並行して冷却できる蒸気タービンの冷却方法を提供することである。【解決手段】  蒸気タービンがトリップしてターニングを開始したとき、高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁及び主蒸気止め弁ドレン弁を開くとともにタービンをリセットした後に中圧タービン入口のインターセプト弁を閉じ、高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き、中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き、高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは高圧タービン用プレウォーミング弁を閉じ、中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは中圧タービン用プレウォーミング弁を閉じる。【選択図】  図１
2006009787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンを停止する際に主蒸気止め弁、蒸気加減弁及びインターセプト弁を閉じて蒸気タービンをトリップ状態にし、前記蒸気タービンがトリップしてターニングを開始したとき前記蒸気タービンの高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁及び主蒸気止め弁ドレン弁を開くとともにタービンをリセットした後に中圧タービン入口のインターセプト弁を閉じ、前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き前記主蒸気リード管ドレン弁と主蒸気止め弁ドレン弁を介して復水器に排出し、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて前記補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き低圧タービンを介して復水器に排出し、前記高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは高圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断し、前記中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは前記中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断することを特徴とする蒸気タービンの冷却方法。
【請求項２】
蒸気タービンを停止する際に主蒸気止め弁、蒸気加減弁及びインターセプト弁を閉じて蒸気タービンをトリップ状態にし、前記蒸気タービンがトリップしてターニングを開始したとき前記蒸気タービンの高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁及び主蒸気止め弁ドレン弁を開くとともにタービンをリセットした後に中圧タービン入口のインターセプト弁を閉じ、前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き前記主蒸気リード管ドレン弁と主蒸気止め弁ドレン弁を介して復水器に排出し、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて前記補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き低圧タービンを介して復水器に排出し、前記高圧タービンのメタル温度の温度低下率が所定値になったとき高圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断し、前記中圧タービンのメタル温度の温度低下率が所定値になったとき中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断することを特徴とする蒸気タービンの冷却方法。
【請求項３】
前記補助蒸気系統からの補助蒸気を減温して冷却用蒸気として高圧タービンまたは中圧タービンに導くことを特徴とする請求項１または２記載の蒸気タービンの冷却方法。
【請求項４】
前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁と、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁とを同時期に開き、高圧タービンと中圧タービンとの冷却を並行して行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の蒸気タービンの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所における蒸気タービンがトリップした際に蒸気タービンを早期に冷却する蒸気タービンの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所で定期検査や緊急工事を行う場合には、タービンを停止しタービンが一定温度以下になるまで冷却してから定期検査や緊急工事をするようにしている。タービン内部の温度が低下するのを自然冷却に任せると、タービントリップからターニング停止まで約６〜７日を要するので、強制的にタービンを冷却することが行われている。すなわち、タービントリップからターニング停止までの時間を短くすることによって、早期に工事に取りかかり、全体の工事短縮を図っている。
【０００３】
例えば、タービンを停止した後に空気をタービン内に送り込んで冷却するタービン冷却装置がある。このタービン冷却装置は、空気を強制的にタービン内に送り込むための空気供給設備を有し、空気によりタービン内を冷却するものである。また、タービンの停止後においても復水器を真空に保ってグランド蒸気の供給を継続し、グランド蒸気がグランドからタービン内に流入することによって、タービンを冷却するようにしたものもある。
【０００４】
さらに、低圧低温蒸気源からの補助蒸気によってタービンをウォーミングするためのウォーミング装置を用いて、タービン停止時にタービンを冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、ウォーミング装置の操作条件及び監視項目の条件をウォーミング時とは相違させ、これらの操作条件及び監視項目の条件に応じてベンチレータ弁、及び補助蒸気のタービンへの送給を調整するウォーミング弁兼強制冷却弁の開閉を行うようにしたものである。
【特許文献１】特開昭５３−１１８６０５号公報（第１図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のものでは、タービンのターニング状態において高圧タービンと中圧タービンとの双方を並行して冷却することができない。すなわち、ウォーミング装置からの補助蒸気は、ウォーミング弁兼強制冷却弁で調整されて、高圧タービンと中圧タービンに分岐して供給され、高圧タービンには補助蒸気が直接的に供給されるが、中圧タービンにはボイラ再熱器及び複合再熱蒸気止め弁を介して供給されることになるので、高圧タービン及び中圧タービンにバランスよく補助蒸気を供給することが困難である。
【０００６】
そのために、ほとんどの蒸気は流路が広い中圧タービン側へ流れ、中圧タービンは冷却蒸気によって回転する。中圧タービンの回転数は特許文献１によると約１０００r.p.mに達する。その際に、中圧タービンに供給する補助蒸気はボイラ再熱器を通って供給されることになるので、中圧タービンに供給される補助蒸気は冷却蒸気としての品質が落ちることになる。
【０００７】
一方、タービン内に空気を送り込んで冷却するタービン冷却装置では、強制的にタービン内に空気を送り込むための空気供給設備が必要となり初期投資が必要であり高価となる。また、タービンの停止後に復水器を真空に保ってグランド蒸気をタービン内に供給継続するものでは、新たな機器の設置がなく安価な方法であるが、タービン内を流れる蒸気の量が少ないために冷却効果の程度はさほど大きくない。
【０００８】
本発明の目的は、蒸気タービンのターニング中に高圧タービンと中圧タービンとを並行して冷却できる蒸気タービンの冷却方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係わる蒸気タービンの冷却方法は、蒸気タービンを停止する際に主蒸気止め弁、蒸気加減弁及びインターセプト弁を閉じて蒸気タービンをトリップ状態にし、前記蒸気タービンがトリップしてターニングを開始したとき前記蒸気タービンの高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁及び主蒸気止め弁ドレン弁を開くとともにタービンをリセットした後に中圧タービン入口のインターセプト弁を閉じ、前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き前記主蒸気リード管ドレン弁と主蒸気止め弁ドレン弁を介して復水器に排出し、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて前記補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き低圧タービンを介して復水器に排出し、前記高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは高圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断し、前記中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を停止するときは前記中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わる蒸気タービンの冷却方法は、蒸気タービンを停止する際に主蒸気止め弁、蒸気加減弁及びインターセプト弁を閉じて蒸気タービンをトリップ状態にし、前記蒸気タービンがトリップしてターニングを開始したとき前記蒸気タービンの高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁及び主蒸気止め弁ドレン弁を開くとともにタービンをリセットした後に中圧タービン入口のインターセプト弁を閉じ、前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き前記主蒸気リード管ドレン弁と主蒸気止め弁ドレン弁を介して復水器に排出し、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて前記補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き低圧タービンを介して復水器に排出し、前記高圧タービンのメタル温度の温度低下率が所定値になったとき高圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて高圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断し、前記中圧タービンのメタル温度の温度低下率が所定値になったとき中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を閉じて中圧タービンへの冷却用蒸気の供給を遮断することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係わる蒸気タービンの冷却方法は、請求項１または２の発明において、前記補助蒸気系統からの補助蒸気を減温して冷却用蒸気として高圧タービンまたは中圧タービンに導くことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係わる蒸気タービンの冷却方法は、請求項１、２または３の発明において、前記蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁と、前記蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁とを同時期に開き、高圧タービンと中圧タービンとの冷却を並行して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蒸気タービンのターニング中に、高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き、また、それと並行して中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き、高圧タービン及び中圧タービンを補助蒸気で冷却するので、蒸気タービンのトリップからターニング停止までの時間を短縮できる。また、必要に応じて補助蒸気系統からの補助蒸気を減温することにより、冷却用蒸気の温度が下がるので、蒸気タービンの冷却をさらに早くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法を実現するためのタービン系統の構成図である。図１では、蒸気タービンとしてクロスコンパウンド型の蒸気タービンを示している。プライマリ発電機１１ｐは、主軸１２ｐにより高圧タービン１３と低圧タービン１４ｐとに連結されており、セカンダリ発電機１１ｓは主軸１２ｓにより中圧タービン１５と低圧タービン１４ｓとに連結されている。
【００１５】
高圧タービン１３にはボイラから主蒸気止め弁１６及び蒸気加減弁１７を介して蒸気が供給されるようになっており、高圧タービン１３で仕事を終えた蒸気はボイラの再熱器１８で過熱されてインターセプト弁１９を介して中圧タービン１５に導かれる。中圧タービンで仕事を終えた蒸気は、低圧タービン１４ｐ、１４ｓに導かれ、低圧タービン１４ｐ、１４ｓで仕事を終えた蒸気は復水器に導かれる。
【００１６】
このような蒸気タービンには、蒸気タービンの起動時に高圧タービン１３や中圧タービン１５をプレウォーミングするためのプレウォーミング系統が設けられている。プレウォーミング系統は、補助蒸気系統２０からの低圧低温の補助蒸気をウォーミング蒸気として高圧タービン１３や中圧タービン１５に供給する系統である。
【００１７】
例えば、高圧タービン１３のプレウォーミング系統は、高圧タービン用プレウォーミング弁２１と主蒸気リード管ドレン弁２２と主蒸気止め弁ドレン弁２７とを備えている。高圧タービン１３をプレウォーミングする際には、主蒸気リード管ドレン弁２２、主蒸気止め弁ドレン弁２７を開くとともにタービンをリセットする。タービンのリセットにより蒸気加減弁１７及びインターセプト弁１９が開くので、中圧タービン入口のインターセプト弁１９を、例えばジャッキングデバイス等で閉じる。そして、高圧タービン用プレウォーミング弁２１を開く。これにより、補助蒸気系統２０からの補助蒸気がウォーミング蒸気として高圧タービン１３に導かれる。そして、ウォーミング蒸気は高圧タービン１３をウォーミングした後に、高圧タービン１３の入口に設けられた主蒸気リード管ドレン弁２２を介して復水器に排出されるとともに、蒸気加減弁１７及び主蒸気止め弁ドレン弁２７を介して復水器に排出される。
【００１８】
一方、中圧タービン１５のプレウォーミング系統は、減圧器２３と中圧タービン用プレウォーミング主弁２４と中圧タービン用プレウォーミング弁２５とを備えている。中圧タービン１５をプレウォーミングする際には、中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５とを開く。これにより、補助蒸気系統２０からの補助蒸気は減圧器２３で減圧されて補助蒸気より低圧のウォーミング蒸気となり、中圧タービン用プレウォーミング弁２５を介して中圧タービン１５に導き、中圧タービン１５をウォーミングした後に、低圧タービン１４ｐ、１４ｓに導かれ復水器に排出する。
【００１９】
ここで、減圧器２３で減圧するのは、中圧タービン１５のプレウォーミング系統は、主軸１２ｐ、１２ｓの軸封部にグランド蒸気を供給するグランド蒸気系統を兼ねているからである。なお、蒸気タービンの運転中においては、この補助蒸気系統からではなく、タービン抽気から減圧器２３を通って主軸１２ｐ、１２ｓの軸封部にグランド蒸気が供給される。
【００２０】
本発明は、蒸気タービンをプレウォーミングするときのプレウォーミング系統を逆にタービンを冷却するための冷却系統に使用するものである。図２は本発明の第１の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法の工程図である。まず、蒸気タービンを停止する際に、主蒸気止め弁１６、蒸気加減弁１７及びインターセプト弁１９を閉じて蒸気タービンをトリップ状態にする（Ｓ１）。これにより、蒸気タービンに供給される蒸気が遮断されるので、蒸気タービンの回転数は減速し、また、蒸気タービンのメタル温度も自然冷却により下降し始める。このときのメタル温度の低下率は大きい。なお、この場合、復水器内は真空を保持しておく。
【００２１】
蒸気タービンの回転数が低下し、蒸気タービンが低速でターニングを開始したことを確認すると（Ｓ２）、蒸気タービンの高圧タービン入口の主蒸気リード管ドレン弁２２及び主蒸気止め弁ドレン弁２７を開くとともにタービンをリセットし、中圧タービン入口のインターセプト弁１９を、例えばジャッキングデバイス等で閉じる（Ｓ３）。主蒸気リード管ドレン弁２２及び主蒸気止め弁ドレン弁２７を開くのは、高圧タービン１３の冷却系統を形成するためであり、インターセプト弁１９を閉じるのは高圧タービン１３への冷却用蒸気が再熱器１８へ流れるのを防ぐためである。また、タービントリップ直後は温度低下率が大きく、このときに冷却を開始すると、温度差による熱応力によりローターやケーシングに低サイクル疲労損傷が増大するので、ターニングが開始してから暫くしてから冷却を行うこととした。
【００２２】
次に、蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁２１を開くとともに（Ｓ４）、蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５を開く（Ｓ５）。高圧タービン用プレウォーミング弁２１が開かれ、復水器は真空を保持していることから、補助蒸気系統２０からの補助蒸気が冷却用蒸気として高圧タービン１３に導かれ、高圧タービン１３を冷却した後に主蒸気リード管ドレン弁２２と主蒸気止め弁ドレン弁２７を介して復水器に排出される。一方、中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５が開かれ、復水器は真空を保持していることから、補助蒸気系統からの補助蒸気が冷却用蒸気として中圧タービン１５に導かれ、低圧タービン１４ｐ、１４ｓを介して復水器に排出する。
【００２３】
このように、タービントリップ後に、蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁２１、中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５を開にすることにより、高圧タービン１３及び中圧タービン１５内に蒸気を流入させて、蒸気の流れによりタービン内を冷却する。その間、タービン内から復水器へ蒸気を流すために復水器内は真空に保持される。
【００２４】
そして、高圧タービン１３のメタル温度の温度低下率が所定値になったとき、高圧タービン用プレウォーミング弁２１を閉じて高圧タービン１３への冷却用蒸気の供給を遮断する（Ｓ６）。同様に、中圧タービン１５のメタル温度の温度低下率が所定値になったとき、中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５を閉じて中圧タービン１５への冷却用蒸気の供給を遮断する（Ｓ７）。それ以降は自然冷却とする。
【００２５】
これは、補助蒸気系統２０から供給される冷却用蒸気の温度は、通常、２３０℃〜３００℃であるので、冷却蒸気温度以下には冷却することができないからである。すなわち、冷却用蒸気で冷却を開始してから時間が経過すると、冷却用蒸気の温度に向けて、メタル温度は低下していくが、その温度低下率は小さくなり、やがて自然冷却による温度低下率の方が大きくなる。そこで、蒸気タービンのメタル温度の温度低下率が自然冷却での温度低下率と等しくなったときに、冷却用蒸気による冷却を中止し、それ以降は自然冷却による冷却に切り替える。
【００２６】
ここで、蒸気タービンの高圧タービン用プレウォーミング弁２１を開く工程Ｓ４と、蒸気タービンの中圧タービン用プレウォーミング主弁２４及び中圧タービン用プレウォーミング弁２５を開く工程Ｓ５とは、同時または時間をずらして行うようにしてもよい。補助蒸気系統２０からの冷却用蒸気は、高圧タービン１３と中圧タービン１５とに独立して供給でき、それぞれを独立して冷却できるようになっているので、冷却時期をずらすことも可能である。実用的には、同時期に冷却を開始し並列的に冷却を行うことで、全体としてのターニング時間を短縮できる。
【００２７】
図３は、高圧タービン１３の冷却特性の一例を示す説明図である。図３では、ターニング開始後に４１０℃まで自然冷却し、４１０℃で蒸気温度が２５０℃の冷却用蒸気で冷却した場合の高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線を示している。
【００２８】
特性曲線Ｓ０は冷却用蒸気で冷却しない自然冷却の場合の高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線、特性曲線Ｓ１は高圧タービン１３の内圧が1.01325ＭＰａ（１気圧）で冷却用蒸気で冷却したときの高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線、特性曲線Ｓ３は高圧タービン１３の内圧が3.03975ＭＰａ（３気圧）で冷却用蒸気で冷却したときの高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線、特性曲線Ｓ５は高圧タービン１３の内圧が5.06625ＭＰａ（５気圧）で冷却用蒸気で冷却したときの高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線である。
【００２９】
特性曲線Ｓ１’は、高圧タービン１３の内圧が1.01325ＭＰａ（１気圧）のときの冷却用蒸気による冷却後に自然冷却に切り替えたときの特性曲線、特性曲線Ｓ３’は、高圧タービン１３の内圧が3.03975ＭＰａ（３気圧）のときの冷却用蒸気による冷却後に自然冷却に切り替えたときの特性曲線、特性曲線Ｓ５’は、高圧タービン１３の内圧が5.06625ＭＰａ（５気圧）のときの冷却用蒸気による冷却後に自然冷却に切り替えたときの特性曲線である。
【００３０】
すなわち、高圧タービン１３の内圧が1.01325ＭＰａ（１気圧）のときは、高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度が自然冷却での温度低下率と等しくなったときの温度Ｔ１℃で冷却用蒸気による冷却を中止し、それ以降は自然冷却による冷却とする。高圧タービン１３の内圧が3.03975ＭＰａ（３気圧）のときは、高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度が自然冷却での温度低下率と等しくなったときの温度Ｔ３℃で冷却用蒸気による冷却を中止し、それ以降は自然冷却による冷却とする。高圧タービン１３の内圧が5.06625ＭＰａ（５気圧）のときは、高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度が自然冷却での温度低下率と等しくなったときの温度Ｔ５℃で冷却用蒸気による冷却を中止し、それ以降は自然冷却による冷却とする。
【００３１】
図３から分かるように、自然冷却のときはターニング時間は約２．８日であるのに対し、ターニング開始とともに高圧タービン１３の内圧が1.01325ＭＰａ（１気圧）のときに蒸気温度が２５０℃の冷却用蒸気で冷却した場合には、ターニング時間は約２．５日であり、ターニング時間を約０．３日だけ短縮できる。また、高圧タービン１３の内圧が3.03975ＭＰａ（３気圧）のときはターニング時間は約２．１日であり、約０．７日、高圧タービン１３の内圧が5.06625ＭＰａ（５気圧）のときはターニング時間は約１．９日であり、０．９日だけ短縮できる。
【００３２】
このように、高圧タービン１３の内圧が高いほどターニング時間を短縮できる。なお、高圧タービン１３の内圧を高くした場合には、第１段後壁メタル温度の温度低下率が大きくなり、その温度差による熱応力によりローターやケーシングに低サイクル疲労損傷が増大するので、実用的には、高圧タービン１３の内圧は8.106ＭＰａ（８気圧）以下程度に保持することになる。
【００３３】
図４はある高圧タービン１３に対して冷却試験を行った場合の冷却特性の特性図である。図４では、高圧タービンのトリップ後にターニング開始まで待ち、その後にメタル温度４１０℃まで自然冷却し、メタル温度４１０℃で蒸気温度が約２５０℃、蒸気圧力が約6.4848ＭＰａ（６．４気圧）の冷却用蒸気で７時間（約０．２９日）冷却した場合の高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線を示している。
【００３４】
図４中の特性曲線Ｓａは冷却用蒸気で冷却しない自然冷却の場合の高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線（実測値）、特性曲線Ｓ６は高圧タービン１３の内圧が6.0795ＭＰａ（６気圧）で冷却用蒸気で冷却したときの高圧タービン１３の第１段後壁メタル温度の特性曲線（理論特性曲線）、特性曲線Ｓ’は、高圧タービン１３の内圧が6.4848ＭＰａ（６．４気圧）のときの冷却用蒸気による冷却開始から７時間（約０．２９日）後に試験を終了し自然冷却に切り替えたときの特性曲線（実測値）である。
【００３５】
図４から分かるように、理論特性曲線である特性曲線Ｓ６と実測値である特性曲線Ｓ’とは特性曲線がよく一致している。また、７時間程度の蒸気冷却でも蒸気冷却停止時（メタル温度約３２０℃）には、自然冷却の場合には第１段後壁メタル温度が約３２０℃になるには、約１．３日かかることから約１日以上の冷却時間短縮効果がある。
【００３６】
なお、この冷却試験のように高圧タービン１３のメタル温度の温度低下率が所定値になる前に冷却を停止した場合には、冷却停止直後には温度低下率が下がり冷却が弱まる。これによりメタル温度全体の均一化が始まり、タービン温度降下率が大幅に低下することになる。そこで、それを考慮に入れて、第１段後壁メタル温度２５０℃近辺で自然冷却と蒸気冷却とを比較すると、それでも約０．５日（１２時間）程度の冷却時間短縮効果が得られる。このように、高圧タービン１３のメタル温度の温度低下率が所定値になる前に冷却を停止しても充分な冷却効果は得られる。
【００３７】
以上の説明では、高圧タービン１３の冷却について説明したが、中圧タービン１５の冷却の場合も同様に、ターニングの開始から、中圧タービンの第１段後壁メタル温度の温度低下率が自然冷却の場合の温度低下率になるまで冷却蒸気を供給して中圧タービンの冷却を行う。
【００３８】
第１の実施の形態によれば、蒸気タービンのターニング中に、プレウォーミング系統の高圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として高圧タービンに導き、また、それと並行して中圧タービン用プレウォーミング主弁及び中圧タービン用プレウォーミング弁を開いて補助蒸気系統からの補助蒸気を冷却用蒸気として中圧タービンに導き、高圧タービン及び中圧タービンを補助蒸気で冷却するので、蒸気タービンのトリップからターニング停止までの時間を短縮できる。また、プレウォーミング系統を使用して冷却を行うので、冷却のための新たな機器を設置する必要がなく設備コストを必要としない。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法を実現するためのタービン系統の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、補助蒸気系統２０からの補助蒸気を減温して冷却用蒸気として高圧タービン１３導く減温器２６ａと、補助蒸気系統２０からの補助蒸気を減温して冷却用蒸気として中圧タービン１５に導く減温器２６ｂとを追加して設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４０】
図５において、補助蒸気系統２０からの補助蒸気を高圧タービンに導く高圧タービン用プレウォーミング弁２１の高圧タービン１３側に減温器２６ａが設けられ、同様に、中圧タービン用プレウォーミング主弁２４の中圧タービン側に減温器２６ｂが設けられている。補助蒸気系統２０からの補助蒸気の温度は、通常２３０℃〜３００℃であるので、高圧タービン１３や中圧タービン１５の冷却の際には、この補助蒸気を減温して冷却用蒸気として高圧タービン１３または中圧タービン１５に導く。これにより、冷却の効果を高める。
【００４１】
例えば、図示省略の復水ポンプ出口から４０℃程度の復水を取り出し、２つの減温器２６ａ、２６ｂに対してスプレーすることで補助蒸気温度を下げる。補助蒸気温度は自動制御とし、クーリング初期は蒸気温度を高めに設定し、徐々に設定を下げることで高圧タービン１３や中圧タービン１５内の熱負荷を低減させることができる。この減温器２６ａ、２６ｂを設置した場合には、減温器２６ａ、２６ｂの設備費用が発生するが、空気供給設備に比較すると圧倒的に少ない金額で設置可能である。
【００４２】
第２の実施の形態によれば、高圧タービン１３や中圧タービン１５の冷却の際には、補助蒸気系統２０からの補助蒸気を減温器２６ａ、２６ｂで減温するので、冷却用蒸気の温度が下がり、高圧タービン１３や中圧タービン１５の冷却をさらに早くすることができる。従って、ターニング時間を短縮でき早期の蒸気タービンの点検や工事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法を実現するためのタービン系統の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法の工程図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における高圧タービンの冷却特性の一例の説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、ある高圧タービンに対して冷却試験を行った場合の冷却特性の特性図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる蒸気タービンの冷却方法を実現するためのタービン系統の構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…発電機、１２…主軸、１３…高圧タービン、１４…低圧タービン、１５…中圧タービン、１６…主蒸気止め弁、１７…蒸気加減弁、１８…再熱器、１９…インターセプト弁、２０…補助蒸気系統、２１…高圧タービン用プレウォーミング弁、２２…主蒸気リード管ドレン弁、２３…減圧器、２４…中圧タービン用プレウォーミング主弁、２５…中圧タービン用プレウォーミング弁、２６…減温器、２７…主蒸気止め弁ドレン弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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