(57)【要約】【課題】  ケーシングドレン装置とともに用いられるドレンパージ装置（１００）を提供する。【解決手段】  このドレンパージ装置（１００）は、パージ室隔壁（１１６）により形成されるパージ室（１１２）であって、さらに、ドレン穴（１２４）を含むパージ室ドレン部（１２０）により形成され、前記パージ室隔壁は、前記ケーシング（２２）の外面（１２２）に結合され、前記外面は、自身を貫通するドレン口（１０８）を含み、前記パージ室隔壁は、前記ドレン口の範囲を定めるパージ室（１１２）と、前記パージ室と連通するパージ用流体源であって、前記パージ室にパージ用流体流を供給するように構成されるパージ用流体源とを含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングドレン装置とともに用いられるドレンパージ装置（１００）において：
パージ室隔壁（１１６）により形成され且つドレン穴（１２４）を含むパージ室ドレン部（１２０）により形成されるパージ室（１１２）であって、前記パージ室隔壁が前記ケーシング（２２）の外面（１２２）に結合され、前記外面が該外面を貫通するドレン口（１０８）を含み、前記パージ室隔壁が前記ドレン口の範囲を定めるパージ室（１１２）と；
前記パージ室と連通し、前記パージ室にパージ用流体流を供給するように構成されるパージ用流体源とからなるドレンパージ装置（１００）。
【請求項２】
前記ドレン口（１０８）を介してパージ流の逆流を生じしめるように構成される請求項１に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項３】
前記ドレン穴（１２４）は、前記パージ室（１１２）内において、前記ドレン口（１０８）を介してパージ用流体を逆流させることができるだけの十分な背圧が維持される大きさとされる直径を有することを特徴とする請求項１に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項４】
複数個のドレン口（１０８）を含む請求項１に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項５】
前記ケーシング（２２）は、複数個のドレン口（１０８）を含み、前記複数個のドレン口の少なくとも１個と連通状態に結合される複数個の各パージ室（１１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項６】
前記パージ用流体源は、前記複数個のパージ室（１１２）の少なくとも１個と連通状態に結合される請求項５に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項７】
前記パージ用流体源は、並流配管機構と直流配管機構との少なくとも一方により前記複数個のパージ室（１１２）と連通する請求項６に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項８】
前記パージ用流体源は、パージ用流体を前記複数個のパージ室（１１２）の少なくとも２個に実質的に同時に供給するように構成される請求項５に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項９】
前記パージ用流体源は、パージ用流体を前記複数個のパージ室（１１２）に個別に供給するように構成される請求項５に記載のドレンパージ装置（１００）。
【請求項１０】
前記パージ用流体源から前記パージ室（１１２）へのパージ用流体の流量を調整するように構成される弁（１３２）をさらに含む請求項１に記載のドレンパージ装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に蒸気タービンに関し、特に蒸気タービン用ドレンパージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の周知の蒸気タービンは、上半シェル部と下半シェル部とが接合部において合わさって形成されるケーシングを含む。接合された前記シェル部は、タービンの回転部材を取り巻くケーシングを形成する。運転時において、凝縮水は、下半シェル部内において回収されうる。この水は、前記シェル部の下半分に形成されるドレン口を用いて除去される。下半シェル部内において回収される水分は、前記ドレン口へと送られる。長期の運転期間中に、前記ドレン口は、汚れ、垢または化学堆積物により目詰まりしうる。目詰まりしたドレン口は、蒸気路内における過剰な水分の残留を引き起こす。過剰な水分は、蒸気路内の構成要素の腐食を促進する傾向にある。
【特許文献１】米国特許第４，８９３，４６７号公報
【特許文献２】米国特許第４，９６９，３２４号公報
【特許文献３】米国特許第５，５４０，０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一部の周知の蒸気タービンにおいては、ドレン口において回収される堆積物は、蒸気タービンを運転停止するとともに、分解することによって、ドレン口から除去される。したがって、ドレン口を清浄化することができるのは、大掛かりなメンテナンスのための運転停止時だけである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ひとつの態様において、ケーシング用ドレンパージ装置を提供する。このパージ装置は、パージ室を含む。パージ室は、パージ室隔壁によって形成される。パージ室は、さらにまた、ドレン穴を含むパージ室ドレン部によって形成される。前記パージ室隔壁は、ケーシングの外面に結合される。前記外面は、自身を貫通する少なくとも１個のドレン口を含む。パージ室隔壁は、前記ドレン口の範囲を定める。このパージ装置は、さらにまた、前記パージ室と連通するパージ用流体源を含む。このパージ用流体源は、パージ室にパージ用流体流を供給するように構成される。
【０００５】
さらにここでは、ドレンパージ装置の運転方法を開示する。この方法は、ドレン流をドレン口から前記ドレン口と連通するパージ室内へと受ける段階と、穴を介して前記パージ室の排水を行なう段階と、パージ用流体流を前記パージ室に供給する段階と、前記パージ用流体流と前記穴とによって決定される背圧を用いて、ドレン口において逆流を生じしめる段階とを含む。
【０００６】
またここでは、蒸気タービンを開示する。この蒸気タービンは、ケーシングと、前記ケーシングの排水を行なうドレン口のパージを行なうように構成されるドレンパージ装置とを含む。このパージ装置は、前記ケーシングに結合されるとともに前記ドレン口の範囲を定めるパージ室を含む。パージ室は、隔壁と、前記隔壁に結合されるパージ室ドレン部とを含む。パージ室ドレン部は、ドレン穴を含む。前記パージ装置は、さらにまた、パージ室と連通するパージ用流体源を含む。このパージ用流体源は、パージ室にパージ用流体流を供給するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、例証的な対向流蒸気タービン１０の略図である。タービン１０は、第１および第２の低圧（ＬＰ）部１２および１４を含む。当該技術分野において周知のように、各タービン部１２および１４は、複数個のダイアフラム段（図１には図示せず）を含む。ロータ軸１６は、低圧部１２および１４を貫通して延在する。各ＬＰ部１２および１４は、ノズル１８および２０を含む。単一の外側シェルまたはケーシング２２は、水平面に沿って、かつ軸方向にそれぞれ上および下半部分２４および２６に分割されるとともに、両方のＬＰ部１２および１４にわたる。シェル２２の中央部分２８は、低圧蒸気入口３０を含む。外側シェルまたはケーシング２２内において、ＬＰ部１２および１４は、ジャーナル軸受３２および３４により支持される単一の軸受径間に配置される。分流器４０は、第１および第２のタービン部１２および１４間に延在する。
【０００８】
図１には、対向流低圧タービンが図示されているが、当業者には理解されるように、本発明は、低圧タービンとともに用いられることに制限されるわけではなく、中圧（ＩＰ）タービンまたは高圧（ＨＰ）タービンを含むが、これらに限定されないあらゆるタービンとともに用いられうる。
【０００９】
運転時において、低圧蒸気入口３０は、蒸気源、たとえばＨＰタービンまたはＩＰタービンからクロスオーバ管（図示せず）を介して低圧／中温蒸気５０を受ける。この蒸気５０は、入口３０を介して導かれ、前記入口において、分流器４０が前記蒸気を２つの対向流路５２および５４へと分ける。特に、前記蒸気５０は、ロータ軸１６を回転させるために前記蒸気から仕事が引き出されるＬＰ部１２および１４を介して導かれる。前記蒸気は、ＬＰ部１２および１４を脱出するとともに、たとえば凝縮器へと導かれる。運転時において、ケーシングドレン１０８は、凝縮された水分をケーシング２２の内部から除去しやすくする。時間の経過と共に、ケーシングドレン１０８は、たとえばケーシングドレン内に集積して、水分がケーシング２２の内部から除去されることを阻止する沈殿物によって閉塞しうる。この例証的な実施例において、タービン１０は、閉塞または部分閉塞したケーシングドレンを清浄化しやすくするドレンパージ装置１００を含む。
【００１０】
図２は、蒸気タービン１０とともに用いられうる例証的なドレンパージ装置１００の略図である。ケーシング２２は、少なくとも１個のドレン口１０８を含む。ドレン口１０８は、ケーシング２２を貫通して延在するとともに、運転中にケーシング２２内において回収される水分をケーシング２２から排出するように構成される。ドレンパージ装置１００は、少なくとも１個のパージ室１１２を含んで、パージ室１１２がドレン口１０８と連通するようになっている。この例証的な実施例において、ケーシング２２は、複数個のドレン口１０８を含む。これらの複数個のドレン口１０８の少なくともいくつかは、それぞれのパージ室１１２を含む。パージ室１１２は、パージ室隔壁１１６と、隔壁１１６に結合されるパージ室ドレン部１２０とにより形成される。隔壁１１６は、ケーシング２２の外面１２２に結合されるとともに、ドレン口１０８の範囲を定める。この例証的な実施例において、隔壁１１６は、円筒状の形状を有するとともに、Ｔ管継手１２６を含む。これに代わる方法として、隔壁１１６は、矩形、角錐、半球またはその他の形状に形成される。また他の方法として、継手１２６は、Ｔ管継手ではなしに、また他の適切な継手である。加えて、ドレン部１２０は、ドレン穴１２４を含む。穴１２４は、直径１２５を有する。この例証的な実施例では、ドレン穴１２４は、精密ドリルホールである。
【００１１】
ドレンパージ装置１００は、さらにまた、パージ室１１２と連通するパージ用流体源１２８を含む。たとえば、パージ用流体源は、高圧蒸気または圧縮空気である。パージ用流体は、パージ用流体源１２８から蒸気管マニホルド１３０を介して流れて、パージ室１１２にパージ用流体流を供給する。この例証的な実施例では、蒸気管マニホルド１３０は、パージ用流体源１２８から排気ケーシング１２９を貫通してパージ室１１２まで延在する。この例証的な実施例において、排気ケーシング１２９は、炭素鋼により製作される。これに代わる方法として、排気ケーシング１２９は、その他の適切な材料により製作される。また他の実施例において、タービン１０は、排気ケーシング１２９を含まない。この例証的な実施例においては、パージ用流体源１２８は、少なくともいくつかのそれぞれのパージ室１１２と連通する。特に、蒸気管マニホルド１３０は、個別のそれぞれのパージ室１１２に結合される個別管１３１を含む。この例証的な実施例において、蒸気管マニホルド１３０は、並行配管機構である。これに代わる方法として、蒸気管マニホルド１３０には、パージ室１１２が互いに直列的な連通状態に結合される配管機構が用いられる。パージ室１１２が直列的な連通状態にある場合は、蒸気管マニホルド１３０は、パージ室１１２へのパージ用流体流を均等にしやすくし、かつ損失水頭を減少させるために、さまざまな配管口径を必要とする。この例証的な実施例では、蒸気管マニホルド１３０は、パージ用流体をそれぞれのパージ室１１２に同時に供給することができる口径とされる。これに代わる方法として、蒸気管マニホルド１３０は、パージ用流体をそれぞれのパージ室１１２に個別に供給することができる口径とされる。パージ用流体がそれぞれのパージ室１１２に同時に供給される場合は、蒸気管マニホルド１３０を、パージ室１１２が個別に供給を受ける場合より大直径の口径として、パージ室１１２へのパージ用流体流の増加による損失水頭を補償しやすくすることができる。
【００１２】
加えて、ドレンパージ装置１００は、パージの開始とパージ用流体源１２８からパージ室１１２への流量調節とを行なうように構成される弁１３２を含む。この例証的な実施例では、弁１３２は、手動操作の弁である。これに代わる方法として、弁１３２は、ソレノイド、空気駆動装置および／または電気作動装置等であるが、これらに制限されない弁駆動装置に送信される信号によって操作される動力弁である。たとえば、ひとつの実施例において、弁１３２は、タービン制御装置または設備分散制御装置から信号を受けてパージを開始する動力弁である。
【００１３】
ひとつの実施例において、ドレンパージ装置１００は、さらにまた、ドレン穴１２４の流量を検出するように構成されるセンサ１３６を含む。たとえば、ある実施例では、センサ１３６は、パージ室１１２内においてパージ用流体流のレベルを監視するレベル検出器である。これに代わる方法として、ドレンパージ装置１００は、センサ１３６を含まない。
【００１４】
一般に、蒸気タービン１０の運転時において、パージ室１１２は、ドレン口１０８からドレン流を受け、パージ室１１２のドレンは、穴１２４を介して行なわれる。蒸気タービン１０の運転時において、弁１３２は、自動または手動のいずれかにより開かれて、ドレンパージ装置１００のパージが開始される。弁１３２が開かれると、パージ用流体は、蒸気管マニホルド１３０を介して流れる。パージ用流体は、その後、個別管１３１へ、そしてそれぞれのパージ室１１２へと流入する。
【００１５】
パージ用流体がパージ室１１２に流入した後に、ドレン穴１２４は、パージ室１１２内において、ドレン口１０８を介してパージ用流体を逆流させることができるだけの十分な背圧を維持する。ドレン口１０８を介した前記逆流により、蒸気タービン１０の運転中にドレン口１０８内に集積した堆積物および沈殿物が一掃される。ドレン口１０８から堆積物を一掃することにより、蒸気路内における過剰な水分の残留が防がれる。
【００１６】
前記のドレンパージ装置は、蒸気タービンケーシングのドレン口のパージを行なってドレン口が堆積物によって目詰まりすることを防ぐ費用効果的かつ高効率の方法である。ドレン口内に集積した堆積物は、蒸気タービンを運転停止することなしに除去されうる。ドレン口に堆積物がなくなると、ドレン口は、連続的に水分を流出させることが可能になり、以って蒸気中の過剰な水分により引き起こされる蒸気路構成要素の腐食による損傷がなくなる。
【００１７】
さまざまな特定の実施例の観点から本発明を説明したが、当業者には、特許請求の範囲の精神および範囲の範囲内で本発明を改変して実施しうることが認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例証的な対向流蒸気タービンの略図である。
【図２】図１に示された蒸気タービンとともに用いられうる例証的なドレンパージ装置の略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  蒸気タービン
１２  低圧（ＬＰ）部
１４  ＬＰ部
１６  ロータ軸
１８  ノズル
２０  ノズル
２２  外側シェルまたはケーシング
２４  下半部分
２６  半部分
２８  中央部分
３０  低圧蒸気入口
３２  ジャーナル軸受
３４  ジャーナル軸受
４０  分流器
５０  蒸気
５２  流路
５４  流路
１００  ドレンパージ装置
１０８  ドレン口
１１２  パージ室
１１６  隔壁
１２０  ドレン部
１２２  外面
１２４  ドレン穴
１２５  直径
１２６  継手
１２８  流体源
１２９  排気ケーシング
１３０  蒸気管路マニホルド
１３１  個別管
１３２  弁
１３６  センサ
【図１】
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【図２】
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