(57)【要約】【課題】蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムを開示する。【解決手段】本蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムは、複数の段と、複数の段を通る蒸気通路と、第一段に蒸気を導入するための入口ポートと、蒸気タービンから排気を排出せしめるための最終段の排出ポートと、入口ポートの下流の位置で蒸気通路に蒸気を流入せしめるための進入ポートと、蒸気通路から蒸気を排出せしめるためのベンチレータポートであって、進入ポートの上流に配置されて進入ポートからベンチレータポートに向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポートとを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン（１００）であって、
複数の段（１０２）と、
上記複数の段（１０２）を通る蒸気通路（１０８）と、
第一段（１０１）に蒸気（１１７）を導入するための入口ポート（１０４）と、
蒸気タービン（１００）から排気を排出せしめるための最終段（１０３）の排出ポート（１０６）と、
上記入口ポート（１０４）の下流の位置で蒸気通路（１０８）に蒸気（１１７）を流入せしめるための進入ポート（１１０）と、
蒸気通路（１０８）から蒸気（１１７）を排出せしめるためのベンチレータポート（１１２）であって、進入ポート（１１０）の上流に配置されて進入ポート（１１０）からベンチレータポート（１１２）に向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポート（１１２）と
を備える蒸気タービン。
【請求項２】
前記進入ポート（１１０）からの蒸気（１１７）が進入ポート（１１０）の下流の複数の段（１０２）で電力を発生する、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記入口ポート（１０４）からの蒸気（１１７）が入口ポート（１０４）の下流の複数の段（１０２）で電力を発生する、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記進入ポート（１１０）を通って蒸気通路（１０８）に流入する蒸気（１１７）が、入口ポート（１０４）を通って流入する蒸気（１１７）よりも低温である、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記ベンチレータポート（１１２）に連結されたベンチレータ弁（１１３）であって、、進入ポート（１１０）の上流の蒸気通路（１０８）内の蒸気（１１７）温度及び蒸気（１１７）圧力を調整するベンチレータ弁（１１３）をさらに備える、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記進入ポート（１１０）が複数の進入ポート（１１０）を含む、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項７】
前記排出ポート（１０６）が複数の排出ポート（１０６）を含む、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項８】
蒸気タービン（１００）が、復水式蒸気タービン（１００）又は非復水式蒸気タービン（１００）のいずれかである、請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項９】
複数の段（１０２）及び複数の段（１０２）を通る蒸気通路（１０８）を有する蒸気タービン（１００）用の始動システムであって、
第一段（１０１）に蒸気（１１７）を導入するための入口ポート（１０４）と、
蒸気タービン（１００）から排気を排出せしめるための最終段の排出ポート（１０６）と、
上記入口ポート（１０４）の下流の位置で蒸気通路（１０８）に蒸気（１１７）を流入せしめるための進入ポート（１１０）と、
蒸気通路（１０８）から蒸気（１１７）を排出せしめるためのベンチレータポート（１１２）であって、進入ポート（１１０）の上流に配置されて進入ポート（１１０）からベンチレータポート（１１２）に向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポート（１１２）と
を備える始動システム。
【請求項１０】
前記進入ポート（１１０）からの蒸気が進入ポート（１１０）の下流の複数の段（１０２）で電力を発生する、請求項９記載の始動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムに関する。より具体的には、本発明は、蒸気が蒸気タービンの蒸気通路に進入ポートで流入できるようにして、蒸気タービンの始動を容易にする方法に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第５４１２９３６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムを開示し、本蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムは、複数の段と、複数の段を通る蒸気通路と、第一段に蒸気を導入するための入口ポートと、蒸気タービンから排気を排出せしめるための最終段の排出ポートと、入口ポートの下流の位置で蒸気通路に蒸気を流入せしめるための進入ポートと、蒸気通路から蒸気を排出せしめるためのベンチレータポートであって、進入ポートの上流に配置されて進入ポートからベンチレータポートに向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポートとを含む。
【０００４】
本発明の第１の態様は、蒸気タービンを提供し、本蒸気タービンは、複数の段と、複数の段を通る蒸気通路と、第一段に蒸気を導入するための入口ポートと、蒸気タービンから排気を排出せしめるための最終段の排出ポートと、入口ポートの下流の位置で蒸気通路に蒸気を流入せしめるための進入ポートと、蒸気通路から蒸気を排出せしめるためのベンチレータポートであって、進入ポートの上流に配置されて進入ポートからベンチレータポートに向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポートとを含む。
【０００５】
本発明の第２の態様は、複数の段及び複数の段を通る蒸気通路を有する蒸気タービン用の始動システムを提供し、本始動システムは、第一段に蒸気を導入するための入口ポートと、蒸気タービンから排気を排出せしめるための最終段の排出ポートと、入口ポートの下流の位置で蒸気通路に蒸気を流入せしめるための進入ポートと、蒸気通路から蒸気を排出せしめるためのベンチレータポートであって、進入ポートの上流に配置されて進入ポートからベンチレータポートに向かう蒸気の逆方向流を発生させるベンチレータポートとを含む。
【０００６】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】蒸気の移動を含む、本発明の一実施形態としての蒸気タービンの概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面は正確な縮尺でないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すことを意図しており、従って本発明の技術的範囲を限定するものとして考えるべきではない。
【０００９】
上述したように、本発明の態様は、蒸気タービン及び蒸気タービン用の始動システムに関する。さらに、本発明は、蒸気タービンの始動方法に関し、本始動方法は、蒸気をより効率的に利用しかつ始動及び負荷性能の向上を促進する。蒸気タービンの運転に際して、始動時には蒸気タービンの最終段における過度の温度、従って高価な材料の使用を回避する。蒸気タービンの第一段における入口ポート以外の位置で蒸気を蒸気タービン及び蒸気通路に流入させることができることにより、始動損失を克服するのに必要なより多くの蒸気が得られ、従って最終段においてより低温が得られる。
【００１０】
図面に移ると、図１は、蒸気タービン１００の概略図を示す。図１はまた、蒸気タービン１００内での蒸気流の移動を示す。蒸気タービン１００は、復水式蒸気タービン又は非復水式蒸気タービンのいずれでもよい。蒸気タービン１００は、複数の段１０２を含み、複数の段１０２は、複数の段１０２を通って蒸気が流れると、回転シャフトを回転させて電力を発生させる。蒸気通路１０８は、複数の段１０２を通って延びることができる。
【００１１】
蒸気タービン１００は、第一段１０１に連結されて第一段１０１に蒸気を導入する入口ポート１０４を含む。第一段１０１から、蒸気は、蒸気通路１０８を通って複数の段１０２内に移動する。第一段１０１から蒸気通路１０８に流入した蒸気は、蒸気タービン１００を作動させかつ発電する蒸気を構成する。入口ポート１０４を通って流入した蒸気は、第一段１０１を通り、次に複数の段１０２を通って前方流（順方向流）１１４として移動する。前方流（順方向流）１１４は、入口ポート１０４を通って蒸気タービン１００に流入しかつ蒸気通路１０８を通って排出ポート１０６に向けて移動する蒸気の方向を意味する。言い換えると、順方向流１１４は、上流領域１２０から下流領域１２２に向かう蒸気の移動を意味する。
【００１２】
蒸気タービン１００は、蒸気タービン１００の最終段１０３に排出ポート１０６を有する。排出ポート１０６は、蒸気タービン１００における発電による加圧排気が複数の段１０２及び最終段１０３を通って移動した後に蒸気通路１０８から流出する場所である。
【００１３】
蒸気タービン１００はまた、進入ポート１１０を有することができる。進入ポート１１０は、入口ポート１０４の下流に設置することができかつ蒸気が蒸気通路１０８に流入できるようにする。進入ポート１１０を通って蒸気通路１０８に流入した蒸気は、蒸気タービン１００の上流領域１２０に向けてかつ／又は下流領域１２２に向けて移動することができる。
【００１４】
蒸気タービン１００はまた、ベンチレータポート１１２を有することができる。ベンチレータポート１１２を使用して、蒸気が蒸気通路１０８から流出できるようにすることができる。ベンチレータポート１１２は、進入ポート１１０の上流に設置することができ、また入口ポート１０４の位置とすることができる。ベンチレータポート１１２を使用して、進入ポート１１０からベンチレータポート１１２に向かう蒸気の逆流（逆方向流）を発生させることができる。蒸気タービン１００はまた、ベンチレータ弁１１３を有することができる。ベンチレータ弁１１３は、ベンチレータポート１１２に結合しかつ進入ポート１１０の上流の蒸気通路１０８内の蒸気温度及び蒸気圧力を調整することができる。さらに、蒸気タービン１００は、制御弁１１８を有することができる。制御弁１１８は、蒸気通路１０８内に連結することができる。ベンチレータ弁１１３及び制御弁１１８は両方とも、同じ位置で蒸気通路１０８内に連結することができる。制御弁１１８を使用して、蒸気通路１０８内の蒸気流量及び圧力を調整することができる。さらに、制御弁１１８を使用して、蒸気タービン１００の運転を停止させることもできる。
【００１５】
本明細書に説明するように、入口ポート１０４に流入する蒸気を使用して、蒸気タービン１００で電力を発生することができる。つまり、蒸気が入口ポート１０４に流入すると、入口ポート１０４は、蒸気を第一段１０１に導入する。第一段１０１から、蒸気は、蒸気通路１０８を通って複数の段１０２に到達する。複数の段１０２から、蒸気は、蒸気通路１０８を通って最終段１０３に流入し、次に排出ポート１０６を通って蒸気タービン１００から流出する。
【００１６】
蒸気タービン１００の始動は、入口ポート１０４又は進入ポート１１０に流入する蒸気によって行なうことができる。本明細書に説明するように、進入ポート１１０に流入する蒸気は、蒸気タービン１００が始動損失を克服するためにより多くの流量を必要とすることになるので、蒸気タービン１００の始動を改善することができ、従って最終段１０３温度をより低いものにする。
【００１７】
進入ポート１１０からの蒸気が、蒸気通路１０８に流入すると、蒸気１１５の一部分は、蒸気タービン１００の下流領域１２２に向けて移動する。進入ポート１１０からの蒸気の一部分は、複数の段１０２を通って順方向流１１４としてかつ進入ポート１１０の下流に移動するので、蒸気１１５の一部分は、始動損失を克服するのに十分な電気を発電するのを促進できる。進入ポート１１０からの蒸気１１５の一部分は、蒸気が複数の段１０２を通って進入ポート１１０の下流に順方向流１１４としてかつ移動する時に、発電することができる。
【００１８】
進入ポート１１０からの蒸気１１７はまた、蒸気通路１０８に流入しかつ蒸気タービン１００の上流領域１２０に向けて移動することができる。進入ポート１１０からの蒸気１１７は複数の段１０２を通りかつ進入ポート１１０の上流に移動する時に、入口ポート１０４を通して流入する蒸気よりも低温にすることができる。進入ポート１１０におけるより低温の蒸気は、進入ポート１１０の上流の複数の段１０２における負荷の改善を可能にする。言い換えると、進入ポート１１０からの蒸気１１７は上流に移動するので、蒸気１１７は、複数の段１０２内の蒸気温度及び圧力を維持するのを助ける蒸気１１７の逆方向流１１６を供給して、始動時における好ましい蒸気温度を維持することができる。
【００１９】
さらに別の実施形態では、ベンチレータポート１１２に対してベンチレータ弁１１３を結合し、ベンチレータ弁１１３が、ベンチレータポート１１２を通って蒸気通路１０８から流出する蒸気１１７のボリュームを調整する。具体的には、ベンチレータ弁１１３は、最初に進入ポート１１０から供給されかつ進入ポート１１０の上流の複数の段１０２への逆方向流１１６を構成している蒸気通路１０８内の蒸気１１７のボリューム、温度及び圧力を調整することになる。最初に進入ポート１１０から供給されかつ蒸気通路１０８から流出する（つまり、ベンチレータポート１１２を通って）蒸気１１７のボリュームを調整するベンチレータ弁１１３によって、蒸気通路１０８内に好ましい蒸気温度及び圧力を維持することができる。
【００２０】
一実施形態では、ベンチレータ弁１１３は、蒸気通路１０８内において所定の蒸気圧力及び温度を維持するのを助ける幾つかの要因に基づいて較正することができる。例えば、ベンチレータ弁１１３の較正に使用することができる要因には、蒸気が入口ポート１０４から排出ポート１０６に向けてかつ複数の段１０２を通って順方向流１１４として移動する時の入口ポート１０４における蒸気の最高推奨温度、排出ポート１０６における最高推奨温度、蒸気タービン１００の推奨作動蒸気圧力並びに既知の蒸気温度及び圧力低下が含まれる。ベンチレータ弁１１３は、進入ポート１１０からベンチレータポート１１２への蒸気の逆方向流１１６を制御することによって、蒸気通路１０８内の蒸気１１７の温度及び圧力を調整する働きをすることができる。例えば、ベンチレータ弁１１３は、蒸気通路１０８の温度が閾値レベルを越えた場合に、蒸気放出量を増やすように較正することができる。逆に、ベンチレータ弁１１３は、蒸気通路１０８の圧力が閾値レベル以下に低下した場合に、蒸気放出量を減らすように較正することができる。
【００２１】
別の実施形態では、進入ポート１１０が複数の進入ポート（図示せず）を含むような蒸気タービン１００を提供することができる。さらに、排出ポート１０６が複数の排出ポート（図示せず）を含むような蒸気タービン１００を提供することができる。この実施形態では、１以上の進入ポート及び／又は排出ポートは、実質的に本明細書に説明するように作動することになる。
【００２２】
さらに別の実施形態では、蒸気タービン１００用の始動システムを提供することができる。始動システムは、本明細書に説明した蒸気タービン１００と全く同様に作動することができる。さらに、始動システムは、あらゆる既存の蒸気タービンに適用することができる改造品を含むことができる。
【００２３】
本明細書では、様々な実施形態について説明しているが、当業者が要素の様々な組合せ、それらの変形或いは改良を行なうことができ、またそれらが本発明の技術的範囲内にあることは、本明細書から分かるであろう。さらに、本発明の技術的範囲から逸脱せずに特定の状況及び物的事項を本発明の教示に適合させるように、多くの変更を加えることができる。従って、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではないこと、また本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全ての実施形態を含むことになることを意図している。
【符号の説明】
【００２４】
１００  蒸気タービン
１０１  第一段
１０２  複数の段
１０３  最終段
１０４  入口ポート
１０６  排出ポート
１０８  蒸気通路
１１０  進入ポート
１１２  ベンチレータポート
１１３  ベンチレータ弁
１１４  順方向流
１１５  蒸気の一部分
１１６  逆方向流
１１７  蒸気
１１８  制御弁
１２０  上流領域
１２２  下流領域
【図１】
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