(57)【要約】【課題】高圧タービンと中圧タービンとを一つのタービンケーシングに収容して高中圧一体型構造にし、高中圧一体型構造のうち、中圧タービンに供給する再熱蒸気の高温化を図る蒸気タービンプラントを提案する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービンプラントは、高圧タービン部２と中圧タービン部３を一つのタービンケーシング１内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部２の高圧タービン初段落９ａの出口から反転した蒸気を、高圧タービンノズルボックス５および前記高圧タービン部２と前記中圧タービン部３とに跨って設けた中間グランド部分１６を介して前記中圧タービン部３における中圧タービン初段落１４ａのホイール１８ａ，１８ｂに供給する際、前記高圧タービン部２の高圧タービン初段落９ａの出口から反転した蒸気に冷却蒸気を供給して混合させる冷却蒸気供給手段２３を前記中間グランド部１６に設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気を、高圧タービンノズルボックスおよび前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン初段落のホイールに供給する際、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気に冷却蒸気を供給して混合させる冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたことを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項２】
冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管を高圧タービン部の高圧タービン段落に設けた抽気管に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項３】
抽気管は、高圧タービン部の高圧タービン最終段落に設けたことを特徴とする請求項２記載の蒸気タービンプラント。
【請求項４】
冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管を高圧タービン部の高圧タービン排気室に設けた低温再熱蒸気管に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項５】
高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気を、高圧タービンノズルボックスおよび前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン初段落のホイールに供給する際、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気の一部を抽気する蒸気回収手段を前記中間グランド部に設けるとともに、残りの蒸気に冷却蒸気を供給して混合させる冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたことを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項６】
蒸気回収手段は、蒸気回収管であり、この蒸気回収管を高圧タービン部の高圧タービン段落に設けた抽気管に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項５記載の蒸気タービンプラント。
【請求項７】
蒸気回収手段は、蒸気回収管であり、この蒸気回収管を高圧タービン部の高圧タービン排気室に設けた低温再熱蒸気管に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項５記載の蒸気タービンプラント。
【請求項８】
冷却蒸気供給手段は、負荷変動に応じて開閉制御させる冷却蒸気供給用調整弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項９】
蒸気回収手段は、負荷変動に応じて開閉制御させる蒸気回収用調整弁を備えたことを特徴とする請求項５記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１０】
高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部に設け高圧タービンノズルボックスの外側から前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン段落のホイールに冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給手段を前記高圧タービンノズルボックスに設けたことを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項１１】
高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分から前記高圧タービン部に設け高圧タービンノズルボックスと前記中圧タービン部における中圧タービン段落のホイールとのそれぞれに分流させて冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたことを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項１２】
冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管をボイラの過熱器の中間部分に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項１０または１１記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１３】
冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管をボイラの過熱器の入口側に接続させる構成にしたことを特徴とする請求項１０または１１記載の蒸気タービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンプラントに係り、特に高圧タービンと中圧タービンとを一つのタービンケーシングに収容する高中圧一体型構造にし、高中圧一体型構造のうち、中圧タービンに供給する再熱蒸気の温度を高温化させる構造の蒸気タービンプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の蒸気タービンプラントでは、プラント熱効率のより一層の向上を図るとともに、プラント熱効率のより一層の向上の下、燃料消費を少なくさせ、結果として環境汚染源であるＣＯ２ガス、ＳＯｘガス、ＮＯｘガス等の公害ガスの発生量を少なくさせることができる一つの策として計画されている。このため蒸気のより一層の高温化の取り組みが行われている。
【０００３】
従来、蒸気タービンプラントは、取扱う蒸気の温度が６００℃前後であり、このような高温蒸気に対し、蒸気タービンの主要構成要素であるタービンノズル、タービン動翼、タービンロータ等にフェライト系の耐熱鋼を使用し、高い強度を維持させていた。
【０００４】
しかし、高温化の下、蒸気温度を６５０℃以上に増加させた場合、ＣｒＭｏＶ鋼や１２Ｃｒ鋼等のフェライト系の材料では、水蒸気酸化等が現われ、もはや、今までの高い強度維持の保証にも限界をきたし、Ｎｉ基合金やＣｏ基合金等のオーステナイト系の材料への変更が検討されている。
【０００５】
例えば、特開平７−２４７８０６号公報（特許文献１）では、高圧タービンの一部分と中圧タービンの一部分とを一つのタービンケーシングに収容する高中圧一体型構造とし、蒸気温度が６５０℃以上になる高中圧一体型構造の構成要素にオーステナイト系の材料を使用し、残りの蒸気タービンの構成要素に、従来のフェライト系の材料を使用し、温度の高低によってオーステナイト系、フェライト系の各材料を使い分ける提案がなされている。
【０００６】
また、特開２０００−２８２８０８号公報（特許文献２）では、蒸気タービンの構成要素を分割し、分割した構成要素のうち、温度６５０℃以上の蒸気を扱う構成要素にオーステナイト系の材料を使用し、蒸気温度が６００℃前後の場合、フェライト系の材料を使用する提案がなされている。
【０００７】
また、特開２００１−８２１０９号公報（特許文献３）では、コンベンショナル（一般的）な蒸気タービンに別置きの高圧タービンを設け、この別置きの高圧タービンにオーステナイト系の材料を使用し、コンベンショナルな蒸気タービンにフェライト系の材料を使用する提案がなされている。
【特許文献１】特開平７−２４７８０６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２８０８号公報
【特許文献３】特開２００１−８２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜特許文献３は、ともに、蒸気温度が６５０℃以上の蒸気タービンの構成要素にオーステナイト系の材料を使用し、蒸気温度が６００℃前後の蒸気タービンの構成要素に従来からのフェライト系の材料を使用し、蒸気温度の高温化に対処させたものであるが、それでも蒸気温度が６５０℃以上の蒸気タービンの構成要素にオーステナイト系の材料を使用することにいくつかの不安が残されている。
【０００９】
オーステナイト系の材料は、温度６５０℃以上の蒸気に対し、充分に高い強度を維持保証ができるものの、熱伝導が小さく、温度差に基づく熱伸びが大きく、高い肉厚の部分に過大な熱応力が発生する。このため、ひび割れ等の心配がある。
【００１０】
また、オーステナイト系の材料は、製造の際、偏析や巣等の不良部分の発生のおそれがある。このため、製造量に自ずと限界が出、コスト高になる一方、不良部分を考慮すると鍛造化や鋳造化に一抹の不安が残る。
【００１１】
このような、いくつかの問題点を抱えるオーステナイト系の材料を使用することなく従来から使用され、実績の高いフェライト系の材料をそのまま使用して蒸気温度の高温化に充分対処できる技術が、開発途上の中で模索されている。
【００１２】
蒸気温度の高温化への模索中、蒸気タービンプラントを子細に観察、考察してみると、タービン初段落で、タービンノズルボックスから供給され膨張仕事を終えた蒸気の一部が反転し、タービンノズルボックスの外周側から中間グランド部を経て中圧タービンのホイール（タービンディスク）に流れ、タービン動翼のホイール（植込部）を冷却していることが確認されている。
【００１３】
この冷却技術を蒸気タービンプラントに取り入れれば、蒸気温度の高温化に充分対処できると考えられる。
【００１４】
特に、中圧タービンは、従来から蒸気圧力が比較的低いため、フェライト系の材料の肉厚が薄く、過大な熱応力が発生しにくい構造になっているので、高圧タービンに温度６５０℃以上の蒸気を供給するよりも、中圧タービンに供給する方が実現性が高いと考えられる。
【００１５】
本発明は、このような観察、考察に基づいてなされたもので、高圧タービンと中圧タービンとを一つのタービンケーシングに収容して高中圧一体型構造にし、高中圧一体型構造のうち、中圧タービンに冷却技術を取り入れて高い強度を維持、保証させ、供給する蒸気温度の高温化を図る蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気を、高圧タービンノズルボックスおよび前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン初段落のホイールに供給する際、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気に冷却蒸気を供給して混合させる冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたものである。
【００１７】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管を高圧タービン部の高圧タービン段落に設けた抽気管に接続させる構成にしたものである。
【００１８】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、抽気管は、高圧タービン部の高圧タービン最終段落に設けたものである。
【００１９】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管を高圧タービン部の高圧タービン排気室に設けた低温再熱蒸気管に接続させる構成にしたものである。
【００２０】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気を、高圧タービンノズルボックスおよび前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン初段落のホイールに供給する際、前記高圧タービン部の高圧タービン初段落の出口から反転した蒸気の一部を抽気する蒸気回収手段を前記中間グランド部に設けるとともに、残りの蒸気に冷却蒸気を供給して混合させる冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたものである。
【００２１】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、蒸気回収手段は、蒸気回収管であり、この蒸気回収管を高圧タービン部の高圧タービン段落に設けた抽気管に接続させる構成にしたものである。
【００２２】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、蒸気回収手段は、蒸気回収管であり、この蒸気回収管を高圧タービン部の高圧タービン排気室に設けた低温再熱蒸気管に接続させる構成にしたものである。
【００２３】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、冷却蒸気供給手段は、負荷変動に応じて開閉制御させる冷却蒸気供給用調整弁を備えたものである。
【００２４】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、蒸気回収手段は、負荷変動に応じて開閉制御させる蒸気回収用調整弁を備えたものである。
【００２５】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部に設け高圧タービンノズルボックスの外側から前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分を介して前記中圧タービン部における中圧タービン段落のホイールに冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給手段を前記高圧タービンノズルボックスに設けたものである。
【００２６】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、高圧タービン部と中圧タービン部を一つのタービンケーシング内に収容する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントにおいて、前記高圧タービン部と前記中圧タービン部とに跨って設けた中間グランド部分から前記高圧タービン部に設け高圧タービンノズルボックスと前記中圧タービン部における中圧タービン段落のホイールとのそれぞれに分流させて冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給手段を前記中間グランド部に設けたものである。
【００２７】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管をボイラの過熱器の中間部分に接続させる構成にしたものである。
【００２８】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、冷却蒸気供給手段は、冷却蒸気供給管であり、この冷却蒸気供給管をボイラの過熱器の入口側に接続させる構成にしたものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る蒸気タービンプラントは、高圧タービン排気を冷却蒸気として中間グランド部を介して中圧タービン部の中圧タービン段落に供給する冷却蒸気供給手段と、高圧タービン部の高圧タービンノズルボックスの外側から中間グラント部に流れる蒸気を回収する蒸気回収手段とを備え、高中圧一体型構造の中圧タービンに温度６５０℃以上の再熱蒸気を供給しても高い強度保証を維持させて従来から実績の高いフェライト系の材料をそのまま適用してタービン構成要素に適用して中圧タービン部の高温化を図ることができ、高圧タービンノズルボックスの外側を流れる蒸気を有効に回収させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る蒸気タービンプラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第１実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図である。なお、図１は、上半部分だけを示し、下半部分を省略している。
【００３２】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、一つのタービンケーシング１に高圧タービン部２と中圧タービン部３とを収容する高中圧一体型構造になっている。
【００３３】
高中圧一体型構造のうち、高圧タービン部２は、主蒸気管４に連通させた高圧タービンノズルボックス（蒸気室）５と、タービンロータ６の軸方向に向って配置され、タービンノズル７とタービン動翼８とを組とするタービン段落９と、高圧タービン排気室１０とを備え、主蒸気管４を介してボイラ（図示せず）から供給された主蒸気を高圧タービンノズルボックス５に案内し、ここで供給される主蒸気を高圧タービン段落９で膨張仕事をさせて動力を発生させ、膨張仕事を終えた主蒸気の高圧タービン排気を高圧タービン排気室１０に案内し、ここからボイラの再熱器（図示せず）に供給する構成になっている。
【００３４】
なお、タービン段落９は、多数段を備え、最初（タービンノズルボックス側）をタービンノズル７ａ、タービン動翼８ａを組とする高圧タービン初段落９ａと称し、最後（タービン排気室側）をタービンノズル７ｂ、タービン動翼８ｂを組とする高圧タービン最終段落９ｂと称する。
【００３５】
また、中圧タービン部３も、高圧タービン部２の構成と同様に、再熱蒸気管１０に連通させた中圧タービンノズルボックス１１と、タービンロータ６の軸方向に向って配置され、タービンノズル１２とタービン動翼１３とを組とする中圧タービン段落１４と、中圧タービン排気室１５とを備え、再熱蒸気管１７を介してボイラの再熱器から供給された再熱蒸気を中圧タービンノズルボックス１１に案内し、ここで供給される再熱供給を、中圧タービン段落１４で膨張仕事をさせて動力を発生させ、膨張仕事を終えた再熱蒸気の中圧タービン排気を中圧タービン排気室１５に案内し、ここから低圧タービン（図示せず）に供給する構成になっている。
【００３６】
なお、中圧タービン段落１４は、高圧タービン部２の場合と同様に、多数段を備え、最初をタービンノズル１２ａとタービン動翼１３ａを組とする中圧タービン初段落１４ａと称し、最後をタービンノズル１２ｂとタービン動翼１３ｂを組とするタービン最終段落１４ｂと称する。
【００３７】
一方、高圧タービン部２と中圧タービン部３とにまたがって、中間グランド部１６が設けられている。この中間グランド部１６は、高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５から噴出され、高圧タービン初段落９ａで膨張仕事を終えた蒸気の一部が反転し、反転後、高圧タービンノズルボックス５の外側を経て流れくる蒸気を減圧させるもので、減圧後の蒸気を中圧タービンノズルボックス１１の外側を経て中圧タービン初段落１４ａや中圧タービン第２段落に設けたホイール１８ａ，１８ｂのバランスホール１９ａ，１９ｂに冷却用として供給する。
【００３８】
しかし、ホイール１８ａ，１８ｂのバランスホール１９ａ，１９ｂに供給される冷却用の蒸気は、試算した結果、再熱蒸気管１７から中圧タービンノズルボックス１１を経て中圧タービン初段落１４ａ等に供給される再熱蒸気の温度の割合には温度が高すぎて冷却用に適していないことがわかった。
【００３９】
このため、本実施形態は、高圧タービン部２の高圧タービン排気室１０に設けられ、ボイラの再熱器（図示せず）に接続する低温再熱蒸気管２０から分岐させ、途中に、負荷変動に応じて開閉制御させる冷却蒸気供給用調整弁２１を介装させて中間グランド部１６の噴出口２２に接続する冷却蒸気供給管２３を設けたものである。
【００４０】
また、本実施形態は、高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５の外側から、中間グランド部１６に流れてくる蒸気の温度が高いことを考慮して、中間グランド部１６の吸込口２４に設けられ、途中に、負荷変動に応じて開閉制御させる蒸気回収用調整弁２５を介装して低温再熱蒸気管２０の逆止弁２６の出口側に接続する蒸気回収管２７を設けたものである。
【００４１】
ここで、冷却蒸気供給管２３に冷却蒸気供給用調整弁２１を、また蒸気回収管２７に蒸気回収用調整弁２５を設けたのは、次の理由に基づく。
【００４２】
温度６５０℃以上の再熱蒸気を中圧タービン部３に供給する高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントでは、部分負荷運転時、高圧タービン部２および中圧タービン部３のそれぞれに供給される主蒸気および再熱蒸気は、流量、圧力が減少するものの、温度はほとんど減少しない。例えば、５０％負荷運転の場合、主蒸気、再熱蒸気ともに１０℃程度の温度しか低下していない。このため、高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５の外側から中間グランド部１６に供給された蒸気の減温幅も著しく少く、中圧タービン部３への冷却としては適しない。
【００４３】
本実施形態は、このような事象を考慮したもので、高圧タービンノズルボックス５の外側から中間グランド部１６に流れる蒸気の温度が高いとき、冷却蒸気供給用調整弁２１および蒸気回収用調整弁２５を開閉制御させ、中間グランド部１６の吸込口２４で高温蒸気をより多く吸込ませ、また、その噴出口２２で冷却蒸気をより多く噴出させ、負荷運転の全域にわたって適正な温度にして冷却蒸気をバランスホール１９ａ，１９ｂに供給するので、ホイール１８ａ，１８ｂを良好に冷却させることができる。
【００４４】
このように、本実施形態は、高圧タービン排気室１０の低温再熱蒸気管２０から分岐し、途中で冷却蒸気供給用調整弁２１を介装して中間グランド部１６の噴出口２２に接続する冷却蒸気供給管２６と、中間グランド部１６の吸込口２４から低温再熱蒸気管２０に接続し、途中で蒸気回収用調整弁２５を介装させた蒸気回収管２７を備え、高圧タービン排気室１０からの高圧タービン排気を冷却蒸気として中圧タービン部３の中圧タービン初段落１４ａ、タービン第２段落のバランスホール１９ａ，１９ｂに供給し、ホイール１８ａ，１８ｂを冷却させるとともに、高圧タービンノズルボックス５から高圧タービン初段落９ａに供給され、膨張仕事を終えた蒸気の一部が反転し、反転蒸気の温度が高いとき、中間グランド部１６の吸込口２４から吸込んで低温再熱蒸気管２０に回収させる構成にしているので、高中圧一体型構造の中圧タービン部３に温度６５０℃以上の再熱蒸気を供給しても高い強度保証を維持させて従来から高い実績のあるフェライト系の材料をタービンロータ６、タービンノズル１２，１２ａ，１２ｂ、タービン動翼１３，１３ａ，１３ｂ等にそのまま適用して、中圧タービン部３の高温化を図ることができ、高圧タービンノズルボックス５からの反転蒸気を有効に回収することができる。
【００４５】
図２および図３は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第２実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図である。なお、図中、図２は、全体概略縦断面を示し、図３は、図２のＡ部の部分拡大を示す。
【００４６】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、高圧タービン部２の高圧タービン最終段落９ｂから給水加熱器（図示せず）に接続する抽気管２８を分岐し、途中で冷却蒸気供給用調整弁２１を介装して、中間グランド部１６の噴出口２２に接続する冷却蒸気供給管２３と、中間グランド部１６の吸込口２４から抽気管２８の逆止弁２６の出口側に接続し、途中で蒸気回収用調整弁２５を介装させた蒸気回収管２７を備えたものである。
【００４７】
なお、他の構成要素は、第１実施形態の構成要素と同一であるから、同一符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００４８】
このような構成を備える高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントは、図３に示すように、高圧タービン部２の高圧タービン初段落９ａから反転した蒸気を高圧タービンノズルボックス５の外側を経て中間グランド部１６に流し、ここで冷却蒸気供給管２３から中間グランド部１６の噴出口２２に噴出する冷却蒸気と合流させ、合流蒸気を中圧タービン部３の中圧タービン初段落１４ａのバランスホール１９ａに供給し、ホイール１８ａを冷却する。なお、高圧タービンノズルボックス５の外側を流れる反転蒸気の温度が高いとき、中間グランド部１６の吸込口２４を介して蒸気回収管２７に回収させる。
【００４９】
このように、本実施形態は、高圧タービン部２の高圧タービン最終段９ｂの周辺から抽気する抽気蒸気を、中圧タービン部３のホイール１８等に冷却蒸気として供給し、ホイール１８等を冷却させる構成にしているので、高中圧一体型構造の中圧タービン部３に温度６５０℃以上の再熱蒸気を供給しても高い強度保証を維持させて、従来から多くの実績のあるフェライト系の材料をタービンロータ６等のタービン構成要素にそのまま適用して中圧タービン部３の高温化を図ることができる。
【００５０】
図４および図５は、本発明に係る蒸気タービンプラントの第３実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図である。なお、図中、図４は、全体概略縦断面を示し、図５は、図４のＢ部の部分拡大を示す。
【００５１】
本実施形態に係る蒸気タービンプラントは、ボイラ２９の過熱器２８の中間部分から高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５の外周側に接続し、途中に調整弁３２を設けた冷却蒸気供給管３１を備えたものである。
【００５２】
なお、他の構成要素は、第１実施形態の構成要素と同一であるから、同一符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００５３】
このような構成を備える高中圧一体型構造の蒸気タービンプラントは、ボイラ２９の過熱器３０の中間部分から抽気した過熱蒸気（この蒸気は過熱器３０の入口側から抽気してもよい）を冷却蒸気として冷却蒸気供給管３１から、図５に示すように、高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５に供給し、高圧タービンノズルボックス５を冷却させた後、中間グランド部１６を経て中圧タービン部３の中圧タービン初段落１４ａ、中圧タービン第２段落のバランスホール１９ａ，１９ｂに順次供給し、ホイール１８ａ，１８ｂを冷却させる。
【００５４】
このように、本実施形態は、ボイラ２９の過熱器３０の中間部分または入口側から抽気した過熱蒸気を冷却蒸気として冷却蒸気供給管３１を介して高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５の外側に供給し、高圧タービンノズルボックス５を冷却後、中間グランド部１６を経て中圧タービン部３のホイール１８ａ，１８ｂを順次冷却させる構成にしたので、高中圧一体型構造の中圧タービン部３に温度６５０℃以上の再熱蒸気を供給しても高い強度保証を維持させて、従来から多くの実績のあるフェライトの材料をタービンロータ６等のタービン構成要素にそのまま適用して中圧タービン部２の高温化を図ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態は、ボイラ２９の過熱器３０から抽気した過熱蒸気を冷却蒸気として高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５の外側に供給したが、この例に限ることなく、例えば、図６に示すように、ボイラ２９の過熱器３０の中間部分または入口側からの過熱蒸気を、中間グランド部１６の噴出口２２から高圧タービン部２の高圧タービンノズルボックス５側と、中圧タービン部３の中圧タービン初段落１４ａおよび中圧タービン第２段落のそれぞれのホイール１８ａ，１８ｂ側とに分流させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る蒸気タービンプラントの第１実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図。
【図２】本発明に係る蒸気タービンプラントの第２実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図。
【図３】図２のＡ部の部分拡大図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンプラントの第３実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図。
【図５】図４のＢ部の部分拡大図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンプラントの第４実施形態を示す一部切欠き、一部破断概略縦断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１  タービンケーシング
２  高圧タービン部
３  中圧タービン部
４  主蒸気管
５  高圧タービンノズルボックス
６  タービンロータ
７，７ａ，７ｂ  タービンノズル
８，８ａ，８ｂ  タービン動翼
９  高圧タービン段落
９ａ  高圧タービン初段落
９ｂ  高圧タービン最終段落
１０  高圧タービン排気室
１１  中圧タービンノズルボックス
１２，１２ａ，１２ｂ  タービンノズル
１３，１３ａ，１３ｂ  タービン動翼
１４  中圧タービン段落
１４ａ  中圧タービン初段落
１４ｂ  中圧タービン最終段落
１５  中圧タービン排気室
１６  中間グランド部
１７  再熱蒸気管
１８ａ，１８ｂ  ホイール
１９ａ，１９ｂ  バランスホール
２０  低温再熱蒸気管
２１  冷却蒸気供給用調整弁
２２  噴出口
２３  冷却蒸気供給管
２４  吸込口
２５  蒸気回収用調整弁
２６  逆止弁
２７  蒸気回収管
２８  抽気管
２９  ボイラ
３０  過熱器
３１  冷却蒸気供給管
３２  調整弁
【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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【図６】
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