(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蒸気管から分岐された分岐蒸気管から第１タービン車室内へ、ボイラから排出された温度条件が変化する蒸気を供給する供給口と、
前記第１タービン車室の車室内外温度を測定する第１温度測定部と、
前記分岐蒸気管に設けられ、測定された前記車室内外温度に基づいて前記第１タービン車室内へ供給される前記蒸気の圧力を調整する圧力制御部と、
を備える蒸気タービンシステム。
【請求項２】
前記第１タービン車室から第２タービン車室へ供給された後、前記第２タービン車室から排出される前記蒸気の排気温度を測定する第２温度測定部をさらに備え、
前記圧力制御部は、測定された前記車室内外温度及び前記排気温度に基づいて、前記第１タービン車室内へ供給される前記蒸気の圧力を調整する請求項１に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項３】
前記第１タービン車室から再熱器へ蒸気を供給する再熱蒸気管と、
前記分岐蒸気管から前記再熱蒸気管内へ蒸気を供給する暖管用蒸気管と、
をさらに備え、
前記圧力制御部は、測定された前記車室内外温度又は前記排気温度に基づいて前記暖管用蒸気管内へ供給される前記蒸気の圧力を調整する請求項２に記載の蒸気タービンシステム。
【請求項４】
主蒸気管から分岐された分岐蒸気管から第１タービン車室内へ、ボイラから排出された温度条件が変化する蒸気を供給するステップと、
前記第１タービン車室の車室内外温度を測定するステップと、
前記分岐蒸気管にて、測定された前記車室内外温度に基づいて前記第１タービン車室内へ供給される前記蒸気の圧力を調整するステップと、
を備える蒸気タービンシステムの暖機方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラからタービンへ蒸気が供給される蒸気タービンシステム及びその暖機方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
舶用主機として蒸気タービンを使用する船舶では、ターミナル停泊時に地震又は津波警報が発令されたときなどに対応して船舶を即座に離岸できるように、停泊中でもタービンを暖機しておく必要がある。タービンを暖機しておくことで、段階的な運転による暖機過程を経ることなく港湾全速航行が可能となる。
【０００３】
特許文献１には、蒸気タービン船における停泊中の暖機運転から出港時の通常運転へと移行するときの課題を解決する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１８４８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タービンを暖機するための蒸気は、ボイラから船舶前進運転時に使用される高圧タービンへ接続される主蒸気管と、主蒸気管から分岐された枝管（以下、暖機用蒸気管ともいう。）、及びタービンに設けられた供給口を介してタービン車室内部に供給される。暖機用蒸気管には、制御部によって制御されながら、蒸気圧力を調整する圧力調整弁が設けられる。なお、以下では、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービン等、複数のタービンからなる蒸気タービンシステムの場合の全てのタービンを総称して、単に「タービン」ともいう。
【０００６】
関連技術では、タービンへ流入する暖機蒸気量は、一意的に定められた蒸気圧力となるように調整されていた。すなわち、予め設定された一つの蒸気圧力以外の値には設定されることがなく、適切な暖機蒸気を供給するか否かであった。
【０００７】
ボイラから供給される蒸気は、ボイラ負荷に応じて、蒸気温度、すなわち蒸気が有するエネルギーが変化する。そのため、一意的に定められた蒸気圧力となるように暖機蒸気量を制御する場合、タービンを常に期待し得る状態で暖機できなかった。すなわち、暖機用蒸気管における蒸気圧力と、タービン車室温度の関係を、事前試験によって確認することもできるが、実運転では、ボイラ負荷に応じて蒸気温度が変化するため、蒸気圧力を一意的に定められた値となるように調整する方法では、タービンを常に適切に暖機することができない。
【０００８】
また、タービンに一意的に定められた圧力の蒸気が供給されるように調整する場合、ボイラから供給される蒸気の温度が低下して、暖機蒸気の温度が低くなると、比容積の関係からタービンに流入する蒸気流量が増加する。そのため、低圧タービンに必要以上の蒸気が流れて、低圧タービンを暖めすぎてしまい、低圧タービンが過暖機状態になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ボイラ負荷に応じて変化するボイラからの蒸気エネルギーにかかわらず、タービン車室温度を安定的に保持することが可能な蒸気タービンシステム及びその暖機方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の蒸気タービンシステム及びその暖機方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る蒸気タービンシステムは、主蒸気管から分岐された分岐蒸気管から第１タービン車室内へ、ボイラから排出された温度条件が変化する蒸気を供給する供給口と、第１タービン車室の車室内外温度を測定する第１温度測定部と、分岐蒸気管に設けられ、測定された車室内外温度に基づいて第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を調整する圧力制御部とを備える。
【００１１】
この発明によれば、蒸気がボイラから排出されて主蒸気管を通過した後、その蒸気は、主蒸気管から分岐された分岐蒸気管を通過して、第１タービン車室内へ供給される。また、第１タービン車室の車室内外温度が測定され、測定された車室内外温度に基づいて、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力が調整される。よって、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力は一定ではなく、第１タービン車室の車室内外温度に応じて変化する。
【００１２】
一方、関連技術として、第１タービン車室へ供給される蒸気の圧力が一意的に定められている場合、ボイラから排出された蒸気の温度条件によって、第１タービン車室へ供給される蒸気流量が変化する。そのため、ボイラから排出される蒸気の温度条件に影響を受けて、第１タービンを適切に暖機できない。本発明では、測定された車室内外温度に応じて、第１タービン車室へ供給される蒸気流量が制御されるため、ボイラから排出される蒸気の温度条件にかかわらず、第１タービンを適切に暖機できる。
【００１３】
例えば、第１タービン車室の車室内外温度が所定の温度下限よりも低いときは、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を上昇させて、第１タービンに流入するエネルギーを増加させ、暖機不足を解消する。反対に、第１タービン車室の車室内外温度が所定の温度上限よりも高いときは、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を低下させて、第１タービンに流入するエネルギーを減少させ、過暖機を防止する。
【００１４】
本発明において、第１タービン車室から第２タービン車室へ供給された後、第２タービン車室から排出される蒸気の排気温度を測定する第２温度測定部をさらに備え、圧力制御部は、測定された車室内外温度及び排気温度に基づいて、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を調整してもよい。
【００１５】
この発明によれば、ボイラから排出された蒸気は、第１タービン車室を通過して、第１タービン車室から第２タービン車室へ供給された後、第２タービン車室を通過して、第２タービン車室から排気される。そして、第２タービン車室から排出される蒸気の排気温度が測定され、測定された車室内外温度及び排気温度に基づいて、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力が調整される。したがって、第１タービン車室の車室内外温度だけでなく、第２タービン車室から排出される蒸気の排気温度に応じて、第１タービン車室へ供給される蒸気の圧力が変化する。そのため、第２タービン車室から排出される蒸気の排気温度が指標となって、第１タービンだけでなく、第２タービンも適切に暖機できる。
【００１６】
例えば、第２タービン車室から排出される蒸気の排気温度が所定の温度上限よりも高いときは、第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を低下させて、第１タービンに流入するエネルギーを減少させ、過暖機を防止する。
【００１７】
本発明において、第１タービン車室から再熱器へ蒸気を供給する再熱蒸気管と、分岐蒸気管から再熱蒸気管内へ蒸気を供給する暖管用蒸気管とをさらに備え、圧力制御部は、測定された車室内外温度又は排気温度に基づいて暖管用蒸気管内へ供給される蒸気の圧力を調整してもよい。
【００１８】
この発明によれば、再熱器が設けられて、第１タービン車室から再熱器へ蒸気が供給される再熱サイクルの蒸気タービンシステムにおいて、分岐蒸気管から再熱蒸気管内へ蒸気が供給される。そして、測定された車室内外温度又は排気温度に基づいて、第１タービン車室及び再熱蒸気管内へ供給される蒸気の圧力が調整される。したがって、第１タービン車室へ供給される蒸気の圧力だけでなく、再熱蒸気管へ供給される蒸気の圧力が変化する。そのため、第１タービンや第２タービンだけでなく、再熱蒸気管も適切に暖管できる。
【００１９】
また、本発明に係る蒸気タービンシステムの暖機方法は、主蒸気管から分岐された分岐蒸気管から第１タービン車室内へ、ボイラから排出された温度条件が変化する蒸気を供給するステップと、第１タービン車室の車室内外温度を測定するステップと、分岐蒸気管にて、測定された車室内外温度に基づいて第１タービン車室内へ供給される蒸気の圧力を調整するステップとを備える。
【００２０】
この発明によれば、測定された車室内外温度に応じて、第１タービン車室へ供給される蒸気流量が調整されるため、ボイラから排出される蒸気の温度条件にかかわらず、第１タービンを適切に暖機できる。
【発明の効果】
【００２１】
ボイラ負荷に応じて変化するボイラからの蒸気エネルギーにかかわらず、タービン車室温度を安定的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸気タービンシステムを示す構成図である。
【図２】高中圧タービン車室の下半車室を示す端面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る蒸気タービンシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の変形例に係る蒸気タービンシステムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る蒸気タービンシステム１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１を示す構成図である。
【００２４】
蒸気タービンシステム１は、高圧タービン２Ｈ、中圧タービン２Ｍ及び低圧タービン２Ｌと、主ボイラ４Ｈと、再熱器４Ｒなどからなる。高圧タービン２Ｈと中圧タービン２Ｍは、高中圧タービン車室３内部に収納され、低圧タービン２Ｌは、低圧タービン車室５内部に収納される。なお、以下では、高圧タービン２Ｈ、中圧タービン２Ｍ及び低圧タービン２Ｌを総称して、単に「タービン」ともいう。
【００２５】
蒸気タービンシステム１は、高圧タービン２Ｈから排出された蒸気を再熱器４Ｒで再加熱し、再加熱された蒸気を中圧タービン２Ｍに供給し膨張させる再熱サイクルを適用している。
【００２６】
船舶前進運転時に主ボイラ４Ｈから高圧タービン２Ｈへ供給される主蒸気は、図１に示す主蒸気管Ｌ１−１，Ｌ１−２を通過して、高圧タービン２Ｈへ供給される。
【００２７】
蒸気タービンシステム１は、タービン暖機システムを有する。タービン暖機システムは、主ボイラ４Ｈから供給される蒸気によって高圧タービン２Ｈ、中圧タービン２Ｍ及び高中圧タービン車室３を暖めることで、蒸気タービンシステム１を暖機状態にて保持する。
【００２８】
高圧タービン２Ｈや中圧タービン２Ｍ及び高中圧タービン車室３を暖機するための蒸気は、主ボイラ４Ｈから高圧タービン２Ｈへ接続される主蒸気管Ｌ１−１と、主蒸気管Ｌ１−１から分岐された枝管である暖機用蒸気管Ｌ２、圧力制御弁７、遮断弁８及び供給口９などからなるタービン暖機システムを介して高中圧タービン車室３に供給される。このように、タービン暖機システムは、高圧タービン２Ｈの手前に設けられ、高中圧タービン車室３内へボイラ４Ｈから排出された蒸気を供給する。暖機用蒸気管Ｌ２に設けられる圧力制御弁７は、タービン暖機状態に適したエネルギーを高中圧タービン車室３内に流入し得るように制御部６によって調整され、蒸気圧力を制御する。
【００２９】
制御部６は、温度測定部１２，１３，１４にて測定された温度に基づいて、圧力制御弁７を可変調整する。圧力制御弁７によって、暖機用蒸気管Ｌ２を流れる蒸気は様々な圧力に変更される。温度測定部１２，１３は、第１温度測定部の一例であり、温度測定部１２は、高圧タービン２Ｈにおける高中圧タービン車室３の車室内外温度を測定し、温度測定部１３は、中圧タービン２Ｍにおける高中圧タービン車室３の車室内外温度を測定する。温度測定部１４は、第２温度測定部の一例であり、低圧タービン２Ｌから排出された蒸気の排気温度を測定する。
【００３０】
また、暖機用蒸気管Ｌ２には、暖機中以外に蒸気が供給口９から高中圧タービン車室３へ流入しないように蒸気を遮断する遮断弁８が設けられる。
【００３１】
タービン暖機システムは、ターミナル停泊時に地震又は津波警報が発令されたときなどに対応して船舶を即座に離岸できるように、停泊中においてタービンを暖機する。タービン暖機は、船舶運転時などの状態でタービンが駆動している間は行われず、ターミナルで荷役作業中などの状態でタービンが停止している場合やスタンバイモードにある場合に行われる。
【００３２】
タービン暖機中は、高中圧タービン車室３や低圧タービン車室５へ流入する蒸気のエネルギーによって、タービンが遊転してはならない。そのため、タービン静止状態からタービンを駆動可能とする起動トルク相当の蒸気流量や蒸気エネルギーが、高中圧タービン車室３や低圧タービン車室５へ流入しないように、暖機用蒸気の蒸気圧力が制御される。本実施形態では、暖機用蒸気管Ｌ２を流れる蒸気の圧力に上限を設けることや、低圧タービン２Ｌから排出される蒸気の排気温度に上限を設けることで、暖機用蒸気の蒸気圧力を調整する。
【００３３】
なお、高中圧タービン車室３の車室内外温度は、図１に示すように、特に主蒸気の入口側にて、高圧タービン２Ｈや中圧タービン２Ｍごとに１箇所ずつ測定するとしてもよいが、図２に示すように、タービン軸方向やタービンのラジアル方向に複数箇所で測定してもよい。図２は、高中圧タービン車室３の下半車室を示す端面図である。
【００３４】
高中圧タービン車室３は、図２に示すように、高圧タービン２Ｈ及び中圧タービン２Ｍを内部に収納する空間Ｓを有する。図２中の高中圧タービン車室３の左端が高圧タービン２Ｈの排気側であり、図２中の高中圧タービン車室３の右端が中圧タービン２Ｍの排気側である。そして、図２中の高中圧タービン車室３の中間部が高圧タービン２Ｈ、中圧タービン２Ｍともに蒸気入口側となる。
【００３５】
高中圧タービン車室３には、高圧側入口の車室内温度センサ３１Ｈと、高圧側入口の車室外温度センサ３２Ｈと、中圧側入口の車室内温度センサ３１Ｍと、中圧側入口の車室外温度センサ３２Ｍが設けられる。制御部６における制御は、主に高圧側入口の車室内温度センサ３１Ｈ、高圧側入口の車室外温度センサ３２Ｈ、中圧側入口の車室内温度センサ３１Ｍ及び中圧側入口の車室外温度センサ３２Ｍの測定信号に基づいて行われる。
【００３６】
高圧側入口の車室内温度センサ３１Ｈ及び高圧側入口の車室外温度センサ３２Ｈは、主蒸気が高圧タービン２Ｈに流入する領域であって、高中圧タービン車室３の内壁面とボルト孔４１との間の距離が最も離れている点を含む仮想断面における車室３の内壁面（空間に隣接した領域の温度）及び外壁面の温度を測定するものである。同様に、中圧側入口の車室内温度センサ３１Ｍ及び中圧側入口の車室外温度センサ３２Ｍは、再熱蒸気が中圧タービン２Ｍに流入する領域であって、車室３の内壁面とボルト孔４１との間の距離が最も離れている点を含む仮想断面における車室３の内壁面及び外壁面の温度を測定するものである。
【００３７】
なお、高中圧タービン車室３に、高圧側出口の車室内温度センサ３３Ｈと、高圧側出口の車室外温度センサ３４Ｈと、中圧側出口の車室内温度センサ３３Ｍと、中圧側出口の車室外温度センサ３４Ｍを設けて、高中圧タービン車室３の温度を測定して、制御部６における制御に用いてもよい。高圧側出口の車室内温度センサ３３Ｈ、高圧側出口の車室外温度センサ３４Ｈ、中圧側出口の車室内温度センサ３３Ｍ及び中圧側出口の車室外温度センサ３４Ｍの測定信号は参考情報として用いられる。
【００３８】
高圧側出口の車室内温度センサ３３Ｈ及び高圧側出口の車室外温度センサ３４Ｈは、主蒸気が高圧タービン２Ｈから流出する領域の仮想断面における車室３の内壁面及び外壁面の温度を測定するものである。同様に、中圧側出口の車室内温度センサ３３Ｍと、中圧側出口の車室外温度センサ３４Ｍは、再熱蒸気が中圧タービン２Ｍから流出する領域の仮想断面における車室３の内壁面及び外壁面の温度を測定するものである。
【００３９】
その他にも、高中圧タービン車室３に、高圧側入口ボルト温度センサ３５Ｈと、中圧側入口ボルト温度センサ３５Ｍと、高圧側出口ボルト温度センサ３６Ｈと、中圧側出口ボルト温度センサ３６Ｍを設けて、ボルト穴４１中のボルトの温度を測定して、制御部６における制御の参照温度として用いてもよい。高圧側入口ボルト温度センサ３５Ｈ、中圧側入口ボルト温度センサ３５Ｍ、高圧側出口ボルト温度センサ３６Ｈ及び中圧側出口ボルト温度センサ３６Ｍの測定信号は、対応するボルトの温度が、隣接する高中圧タービン車室３の車室内外温度と連動して変化しているか否かを確認するため等に用いられる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の動作について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る蒸気タービンシステム１の動作を示すフローチャートである。
【００４１】
タービンの暖機保持は、タービン内への入熱や、タービンからの放熱・排熱、タービンの保熱等の熱量バランスで達成されることから、本実施形態では、タービンが暖機を保持できているか否かの判断は、温度を用いて定量的に行う。
【００４２】
具体的には、一旦定常状態に到達した高中圧タービン車室３の車室内外温度が、タービンの暖機保持状態として適切か否かを制御部６が判断する。暖機保持状態が不足している場合は、暖機用蒸気管Ｌ２を流れる蒸気流量を増加して、高中圧タービン車室３内部への供給熱量を増やしたり、暖機保持状態が過剰な場合は暖機用蒸気管Ｌ２を流れる蒸気流量を絞って、高中圧タービン車室３内部への供給熱量を制限したりする。
【００４３】
すなわち、高中圧タービン車室３の車室内外温度によってタービン暖機システムの効果を定量評価し、タービンにとって適当な暖機状態となるように、高中圧タービン車室３に流入する蒸気流量を制御する。
【００４４】
関連技術では、暖機用蒸気管を流れる蒸気は、予め設定された圧力Ｐ１で固定されていた。そのため、タービン車室温度は、計測されたとしても、タービン車室へ流入する蒸気の状態に応じて変化する結果として計測されるのみであった。
【００４５】
本実施形態では、まず、蒸気が暖機用蒸気管Ｌ２へ流入するように蒸気元弁が開放され、同時に暖機用蒸気管Ｌ２内に溜まった水がドレン弁の開放によって排出される（ステップＳ１）。次に、暖機用蒸気が高中圧タービン車室３へ流入するように遮断弁８が開放される（ステップＳ２）。このとき、圧力制御弁７後の暖機用蒸気の実圧力Ｐ０が、暖機蒸気設定圧力Ｐ１としてまず調整される（ステップＳ３）。そして、熱的飽和状態に至るまでその状態が保持される（ステップＳ４）。ここで、飽和状態とは、例えば温度変化率が１℃／ｈｒよりも小さいときである。
【００４６】
暖機用蒸気を供給しているとき、タービン排気温度ＴＥが、過暖機状態の目安となるタービン排気温度上限ＴＥｍａｘ（例えば７５℃）に対して、ＴＥ＜ＴＥｍａｘとなり、かつタービン車室壁実温度Ｔ０がターゲット車室温度下限ＴＬ（例えば２００℃）やターゲット車室温度上限ＴＨ（例えば２５０℃）に対して、ＴＬ＜Ｔ０＜ＴＨとなるように暖機蒸気設定圧力Ｐ１が制御される。これにより、暖機状態は、ＴＥ＜ＴＥｍａｘ、かつＴＬ＜Ｔ０＜ＴＨとなる圧力Ｐ１で保持される。
【００４７】
ここで、タービン排気温度ＴＥは、低圧タービン２Ｌから排気された蒸気の温度、すなわち温度測定部１４で測定された温度である。タービン車室壁実温度Ｔ０は、例えば図２で示した高圧側入口の車室内温度センサ３１Ｈ、高圧側入口の車室外温度センサ３２Ｈ、中圧側入口の車室内温度センサ３１Ｍ及び中圧側入口の車室外温度センサ３２Ｍに基づく測定温度であり、これらのセンサから得られる平均温度又はいずれか一点の温度などである。
【００４８】
ステップＳ５にて、タービン排気温度ＴＥについて、ＴＥ＜Ｔｍａｘであるか否かが判断され、ＴＥ≧ＴＥｍａｘの場合、過暖機と判断され、現状の暖機蒸気設定圧力Ｐ１に対して設定圧力Ｐ１を下げるための圧力幅βを減少させて、Ｐ１＝Ｐ１−βとする（ステップＳ１１）。これにより、高中圧タービン車室３へ流入するエネルギーを減少させ、過暖機を防止する。
【００４９】
また、ステップＳ６にて、タービン車室壁実温度Ｔ０について、Ｔ０＞ＴＬであるか否かが判断され、Ｔ０≦ＴＬの場合、暖機不足と判断され、現状の暖機蒸気設定圧力Ｐ１に対して設定圧力Ｐ１を上げるための圧力幅αを上昇させて、Ｐ１＝Ｐ１＋αとする（ステップＳ８）。これにより、高中圧タービン車室３へ流入するエネルギーを上昇させ、暖機不足を解消する。このとき、設定圧力Ｐ１は、暖機蒸気圧力上限Ｐｍａｘに対してＰ１＜Ｐｍａｘを満たすか否かが判断される（ステップＳ９）。設定圧力Ｐ１はＰ１＜Ｐｍａｘの範囲で制御されるが、設定圧力Ｐ１がＰ１＝Ｐｍａｘとなって暖機蒸気圧力上限Ｐｍａｘに到達しても、タービン車室壁実温度Ｔ０がターゲット車室温度下限ＴＬに到達せずＴ０＞ＴＬとならない場合は、現状の蒸気温度（蒸気エネルギー）ではターゲット車室温度を達成できない。そのため、オペレータに蒸気状態の改善、例えばボイラ負荷を上げて蒸気温度を上昇させるなどの注意を促す。
【００５０】
さらに、ステップＳ７にて、タービン車室壁実温度Ｔ０について、Ｔ０＜ＴＨであるか否かが判断され、Ｔ０≧ＴＨの場合も過暖機と判断され、現状の暖機蒸気設定圧力Ｐ１をＰ１＝Ｐ１−βとする（ステップＳ１１）。これにより、高中圧タービン車室３へ流入するエネルギーを減少させ、過暖機を防止する。
【００５１】
次に、図４を参照して、本発明の一実施形態の変形例について説明する。図４は、本発明の一実施形態の変形例に係る蒸気タービンシステム１１を示す構成図である。
【００５２】
本変形例の蒸気タービンシステム１１では、タービン暖機システムにおける制御対象を高中圧タービン車室３だけでなく、再熱蒸気管も対象とする。再熱蒸気管は、高圧タービン２Ｈから再熱器４Ｒを通過して中圧タービン２Ｍに至るまでの配管である。本変形例は、図１の蒸気タービンシステムと比べて、暖管用蒸気管Ｌ３が設けられる点が異なる。
【００５３】
再熱蒸気管を暖管するための蒸気は、主ボイラ４Ｈから高圧タービン２Ｈへ接続される主蒸気管Ｌ１−１と、主蒸気管Ｌ１−１から分岐された枝管である暖機用蒸気管Ｌ２と、暖機用蒸気管Ｌ２から分岐された暖管用蒸気管Ｌ３を通過して、再熱蒸気管に供給される。暖管用蒸気管Ｌ３には、暖機中以外に蒸気が再熱蒸気管に流入しないように蒸気を遮断する遮断弁１５が設けられる。
【００５４】
本変形例によれば、測定されたタービン車室壁実温度Ｔ０又は排気温度に基づいて、再熱蒸気管内へ供給される蒸気の圧力が調整される。したがって、高中圧タービン車室３へ供給される蒸気の圧力だけでなく、再熱蒸気管へ供給される蒸気の圧力が変化する。そのため、高圧タービン２Ｈや中圧タービン２Ｍだけでなく、再熱蒸気管も適切に暖管できる。したがって、蒸気タービンシステムを急に駆動する場合でも、再熱蒸気管が急速に加熱されることがなく、再熱蒸気管に係る熱応力を低減できる。
【００５５】
なお、再熱蒸気管を暖管する場合、高中圧タービン車室３へ与えられる熱量は暖管に利用される分減少するため、調整される暖機蒸気設定圧力Ｐ１は上述した実施形態の設定圧力Ｐ１よりも大きくなる。
【００５６】
以上、本発明の一実施形態及び変形例によれば、期待されるタービン暖機状態が保持されるように蒸気圧力が制御され、蒸気の温度条件にかかわらず流入する蒸気エネルギーを能動的に調整でき、暖機状態が適切に保持される。その結果、ターミナル停泊時に津波警報が発令されたときなどに対応して船舶を即座に離岸できる。また、ボイラ負荷にかかわらず、タービン車室内外温度やタービン排気温度のターゲット値に近づくように、蒸気による流入エネルギーを制御できるため、タービンの過暖機や暖機不足を防止できる。
【００５７】
また、ボイラから供給される蒸気の温度が低下して、暖機蒸気の温度が低くなった場合、関連技術ではタービンに一意的に定められた圧力の蒸気が供給されるように調整するため、比容積の関係からタービンに流入する蒸気流量が増加する。そのため、低圧タービンに必要以上の蒸気が流れて、低圧タービンを暖めすぎてしまい、低圧タービンが過暖機状態になるという問題があった。一方、本実施形態及び変形例では、低圧タービン２Ｌから排気された蒸気の温度であるタービン排気温度ＴＥを指標として、蒸気圧力が制御されるため、過暖機状態では暖機蒸気の流量が絞られ、低圧タービン２Ｌの過暖機を防止できる。
【００５８】
なお、上記説明では、蒸気タービンシステム１が再熱サイクルを適用する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。たとえば、再熱器４Ｒや再熱蒸気管を設けないランキンサイクルを適用した蒸気タービンシステムでも、本発明のタービン暖機システムを設置でき、タービンを適切に暖機できる。
【符号の説明】
【００５９】
１，１１  蒸気タービンシステム
２Ｈ  高圧タービン
２Ｍ  中圧タービン
２Ｌ  低圧タービン
３  高中圧タービン車室（第１タービン車室）
４Ｈ  主ボイラ（ボイラ）
４Ｒ  再熱器
５  低圧タービン車室（第２タービン車室）
６  制御部
７  圧力制御弁（圧力制御部）
８，１５  遮断弁
９  供給口
１２，１３  温度測定部（第１温度測定部）
１４  温度測定部（第２温度測定部）
Ｌ１  主蒸気管
Ｌ２  暖機用蒸気管（分岐蒸気管）
Ｌ３  暖管用蒸気管
【図１】
0005683321.tif 000002
【図２】
0005683321.tif 000003
【図３】
0005683321.tif 000004
【図４】
0005683321.tif 000005