(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側を第１の制御弁を介して補助ボイラと連通し、下流側を第２の制御弁を介して複数の補助蒸気使用先と連通した補助蒸気ヘッダと、上流側に第1の自動弁を介装した低圧蒸気ラインの間を、補助蒸気を通し冷却蒸気を止める第３の制御弁を介装した冷却蒸気供給ラインで接続した蒸気タービンの冷却蒸気供給系統において、前記冷却蒸気供給ラインに、冷却蒸気を通し補助蒸気を止める第２の自動弁を介装すると共に前記第３の制御弁をバイパスするバイパスラインを設け、同調して開閉する前記第１の制御弁と第２の自動弁、及び同調して開閉する前記第３の制御弁と第１の自動弁を互い違いに開閉して、同冷却蒸気供給ラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ラインに改装したことを特徴とする蒸気タービンの冷却蒸気供給系統。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は火力発電プラントに適用される蒸気タービンの冷却蒸気供給系統に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統の概要について、図２に基づいて説明する。
図２は、従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を概略的に示し、（ａ）は起動時の補助蒸気系統概略図、（ｂ）は自缶蒸気確立後の補助蒸気系統概略図である。
【０００３】
図２において、９は補助蒸気供給ラインで、上流側を図示省略の補助ボイラに接続し、同補助蒸気供給ライン９に介装された制御弁１で制御され、補助ボイラより供給される補助蒸気を補助蒸気ヘッダ３に供給する。
【０００４】
６は低圧蒸気ラインで、自動弁７を介装してその下流端を低圧蒸気タービン８に接続すると共に、制御弁５を介装したタービン冷却蒸気供給ライン４により前記補助蒸気ヘッダ３に接続している。
【０００５】
また、１０は自缶補助蒸気供給ラインで、上流側を図示省略の自缶補助蒸気供給源に接続し、同自缶補助蒸気供給ライン１０に介装された制御弁２で制御され、自缶補助蒸気供給源より供給される自缶補助蒸気を前記補助蒸気ヘッダ３に供給する。
【０００６】
そして、１１は蒸気供給ラインで、上流端を前記補助蒸気ヘッダ３に接続し、制御弁１２を介して図示省略の適宜の補助蒸気使用機器に接続されているが、この補助蒸気使用機器はプラントの規模等により多種多様であるので、ここでは補助蒸気の供給先を、「その他補助蒸気使用先へ」と表示して、補助蒸気を必要とする各機器に接続されるものであることを示している。
【０００７】
なお、ここに示した各制御弁、又は自動弁で、図中に白抜きで示したものは弁の開状態を示し、黒塗りで示したものは弁の閉状態を示している（本明細書全文を通して同様）。
【０００８】
前記の様に構成された従来のものにおいて、プラントの起動時には自缶の蒸気は未だ確立しておらず、プラントの運転に必要な補助蒸気は図示省略の補助ボイラより供給され、制御弁１を介して補助蒸気ヘッダ３へ溜められる。
【０００９】
補助蒸気はこの補助蒸気ヘッダ３から蒸気供給ライン１１を経て各補助蒸気使用先へ供給されるが、特に、１軸型のコンバインドサイクルプラントの起動時には、低圧蒸気タービン８を冷却するためのタービン冷却蒸気が必要となる。
【００１０】
そこで図２（ａ）に示す様に、この必要なタービン冷却蒸気は、補助蒸気ヘッダ３からタービン冷却蒸気供給ライン４及び低圧蒸気ライン６を経て低圧蒸気タービン８へ供給する。
【００１１】
なお、この段階は前記したようにプラントの起動時であって、自缶の蒸気は未だ確立していないので、図２（ａ）中に黒塗りで示した自缶補助蒸気供給ライン１０上の制御弁２及び低圧蒸気ライン６上の自動弁７は閉じられている。
【００１２】
起動から所定時間が経過して自缶蒸気が確立すると、図２（ｂ）に示す様に、制御弁１を閉じて補助蒸気ヘッダ３に対し補助蒸気供給ライン９を閉鎖すると共に、制御弁２を開いて補助蒸気ヘッダ３に対し自缶補助蒸気供給ライン１０を開通し、補助蒸気ヘッダ３へ供給する補助蒸気を前記補助ボイラから低温再熱蒸気管（図示省略）等の自缶補助蒸気供給源に切り換える。
【００１３】
また、この自缶蒸気の確立により、補助蒸気ヘッダ３からタービン冷却蒸気を受けることは不要となるため、制御弁５を閉じてタービン冷却蒸気供給ライン４を閉鎖し、自動弁７を開いて替わりに低圧蒸気ライン６から低圧蒸気タービン８への送気を開始する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統では、補助蒸気ヘッダ３に対して、補助ボイラから補助蒸気を供給される補助蒸気供給ライン９と、自缶補助蒸気供給源から供給される自缶補助蒸気供給ライン１０との２系統の供給ラインを有し、自缶蒸気が確立していないプラントの起動時と、自缶蒸気が確立後とによりこれら供給ラインを使い分けしていた。
【００１５】
換言すれば、従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統では、補助蒸気ヘッダ３に対し、補助蒸気供給ライン９と自缶補助蒸気供給ライン１０との２系統の供給ラインの設置が不可欠であった。
【００１６】
しかしながら、各種機器の配列、取合等の制約等々により、これらの供給ラインは一般に長大なものとなり、配置配管のスペース確保及び装置のシンプル化、並びに製作、保守等に要するコスト低減化等々の要求から、より簡素化されたものが常に求められていた。
【００１７】
本発明は、このような従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統における恒常的なニーズを背景としてなされたものであり、配管構成のシンプル化を図り、コスト低減を一段と高めた蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を提供することを課題とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、上流側を第１の制御弁を介して補助ボイラと連通し、下流側を第２の制御弁を介して複数の補助蒸気使用先と連通した補助蒸気ヘッダと、上流側に第1の自動弁を介装した低圧蒸気ラインの間を、補助蒸気を通し冷却蒸気を止める第３の制御弁を介装した冷却蒸気供給ラインで接続した蒸気タービンの冷却蒸気供給系統において、前記冷却蒸気供給ラインに、冷却蒸気を通し補助蒸気を止める第２の自動弁を介装すると共に前記第３の制御弁をバイパスするバイパスラインを設け、同調して開閉する前記第１の制御弁と第２の自動弁、及び同調して開閉する前記第３の制御弁と第１の自動弁を互い違いに開閉して、同冷却蒸気供給ラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ラインに改装した蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を提供するものである。
【００１９】
すなわち本発明によれば、上流側を第１の制御弁を介して補助ボイラと連通し、下流側を第２の制御弁を介して複数の補助蒸気使用先と連通した補助蒸気ヘッダと、上流側に第1の自動弁を介装した低圧蒸気ラインの間を接続した冷却蒸気供給ラインにバイパスラインを設け、かつ、前記冷却蒸気供給ラインに補助蒸気を通し冷却蒸気を止める第３の制御弁を介装すると共に前記バイパスラインに冷却蒸気を通し補助蒸気を止める第２の自動弁を介装し、前記第１の制御弁及び第２の自動弁の開閉を同調させると共に前記第３の制御弁及び第１の自動弁を同調させ、前記第１の制御弁及び第２の自動弁を、前記第３の制御弁及び第１の自動弁と互い違いに開閉操作することにより、本来の冷却蒸気供給ラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ラインに改装し、補助蒸気ヘッダから低圧蒸気ラインに至る冷却蒸気の流れと、これと対向方向で低圧蒸気ラインから補助蒸気ヘッダに至る補助蒸気の流れを選択的に形成可能とし、これにより補助蒸気ヘッダに対する自缶補助蒸気供給ラインの設置を不要にして配管構成のシンプル化、及びコスト低減を図る様にしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係る蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を概略的に示し、（ａ）は起動時の補助蒸気系統概略図、（ｂ）は自缶蒸気確立後の補助蒸気系統概略図である。
【００２１】
すなわち、本実施の形態において、２９は補助蒸気供給ラインで、上流側を図示省略の補助ボイラに接続し、同補助蒸気供給ライン２９に介装された制御弁２１で制御され、補助ボイラより供給される補助蒸気を補助蒸気ヘッダ２３に送気する。
【００２２】
また、２６は低圧蒸気ラインで、自動弁２７を介装してその下流端を低圧蒸気タービン２８に接続すると共に、制御弁２５を介装した補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４により前記補助蒸気ヘッダ２３に接続している。
【００２３】
３１は蒸気供給ラインで、上流端を前記補助蒸気ヘッダ２３に接続し、制御弁３２を介して図示省略の適宜の補助蒸気使用機器に接続されており、前記従来の装置における蒸気供給ライン１１及び制御弁１２に相当するものであるので、これらの説明を援用し、重複する説明を省略する。
【００２４】
そして本実施の形態では、前記補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４に対し、制御弁２５をバイパスさせて中間に自動弁４２を介装したバイパスライン４１を設け、この制御弁２５と自動弁４２を互い違いに開閉操作することにより、補助蒸気ヘッダ２３からバイパスライン４１を経て低圧蒸気ライン２６に至る冷却蒸気の流れと、これと反対に、バイパスライン４１を経由することなく低圧蒸気ライン２６から補助蒸気ヘッダ２３に至る補助蒸気の流れを選択的に形成可能に構成している。
【００２５】
従って、この補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４は、前者の場合には前記した従来の装置におけるものと同様に冷却蒸気供給ラインに相当し、後者の場合は補助蒸気供給ラインとして機能することになるので、長い名称であるが「補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４」と命名し、バイパスライン４１と相俟って従来の装置等における冷却蒸気供給ラインの改装部材とした。
【００２６】
前記の様に構成された本実施の形態において、プラントの起動時には自缶の蒸気は未だ確立しておらず、プラントの運転に必要な補助蒸気は図示省略の補助ボイラより補助蒸気供給ライン２９を経て供給され、制御弁２１を介して補助蒸気ヘッダ２３へ溜められる。
【００２７】
補助蒸気はこの補助蒸気ヘッダ２３から蒸気供給ライン３１を経て各補助蒸気使用先へ供給されるが、低圧蒸気タービン２８を冷却するためのタービン冷却蒸気は、図１（ａ）に示す様に制御弁２５を閉じ、自動弁４２を開いた状態で前記補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４のバイパスライン４１を経て矢印ａの様に低圧蒸気ライン２６に供給され、低圧蒸気タービン２８に送気される。
【００２８】
なお、この段階は前記したようにプラントの起動時であって、自缶の蒸気は未だ確立していないので、図中に黒塗りで示した様に低圧蒸気ライン２６上の自動弁２７は閉じられている。
【００２９】
起動から所定時間が経過して自缶蒸気が確立すると、図１（ｂ）に示す様に、自動弁２７を開いて低圧蒸気ライン２６から矢印ｂの様に低圧蒸気タービン２８への送気を開始し、また、制御弁２１を閉じて補助蒸気供給ライン２９を閉鎖し、補助ボイラから補助蒸気ヘッダ２３への蒸気の供給をストップする。
【００３０】
これと共に制御弁２５を開き、反対に自動弁４２を閉じてバイパスライン４１を閉鎖して低圧蒸気ライン２６より矢印ｃの様に補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４を通して補助蒸気ヘッダ２３に補助蒸気を供給する。
【００３１】
これにより補助ボイラからの補助蒸気の供給が途絶えても、補助蒸気ヘッダ２３の補助蒸気は確保され、プラントの運転に必要とされるその他の補助蒸気使用先への補助蒸気は蒸気供給ライン３１を経て供給される。
【００３２】
この様に本実施の形態によれば、本来補助蒸気ヘッダ２３から低圧蒸気ライン２６に冷却蒸気を供給する機能の冷却蒸気供給ラインに、低圧蒸気ライン２６から補助蒸気ヘッダ２３への送気機能を持たせ、このラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン２４に改装して補助蒸気ヘッダ２３に蒸気を確保した。
【００３３】
これにより、前記した従来の装置の様に補助蒸気ヘッダ２３に独立して長大な自缶補助蒸気供給ラインを設ける必要がなくなり、配管構造がシンプルとなり余裕空間が確保出来、また、設計、製作から保守に至る各段階で大幅なコスト低減を図ることが出来たものである。
【００３４】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、上流側を第１の制御弁を介して補助ボイラと連通し、下流側を第２の制御弁を介して複数の補助蒸気使用先と連通した補助蒸気ヘッダと、上流側に第1の自動弁を介装した低圧蒸気ラインの間を、補助蒸気を通し冷却蒸気を止める第３の制御弁を介装した冷却蒸気供給ラインで接続した蒸気タービンの冷却蒸気供給系統において、前記冷却蒸気供給ラインに、冷却蒸気を通し補助蒸気を止める第２の自動弁を介装すると共に、前記第３の制御弁をバイパスするバイパスラインを設け、同調して開閉する前記第１の制御弁と第２の自動弁、及び同調して開閉する前記第３の制御弁と第１の自動弁を互い違いに開閉して、同冷却蒸気供給ラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ラインに改装した蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を構成し、前記冷却蒸気供給ラインに設けた補助蒸気を通し冷却蒸気を止める第３の制御弁とこれをバイパスするバイパスラインに設けた冷却蒸気を通し補助蒸気を止める第２の自動弁のうち第２の自動弁は、前記第１の制御弁と開閉を同調させ、別途同調して開閉する前記第３の制御弁及び第１の自動弁と互い違いに開閉操作することにより、本来の冷却蒸気供給ラインを補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ラインに改装して、補助蒸気ヘッダから低圧蒸気ラインに至る冷却蒸気の流れと、これと対向方向で低圧蒸気ラインから補助蒸気ヘッダに至る補助蒸気の流れを選択的に形成可能とし、これにより補助蒸気ヘッダに対する自缶補助蒸気供給ラインの設置を不要にして、配管構成のシンプル化、及び設計、製作から保守に及んで大幅なコスト低減を達成した好適な蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を得ることが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を概略的に示し、（ａ）は起動時の補助蒸気系統概略図、（ｂ）は自缶蒸気確立後の補助蒸気系統概略図である。
【図２】従来の蒸気タービンの冷却蒸気供給系統を概略的に示し、（ａ）は起動時の補助蒸気系統概略図、（ｂ）は自缶蒸気確立後の補助蒸気系統概略図である。
【符号の説明】
１      制御弁
２      制御弁
３      補助蒸気ヘッダ
４      タービン冷却蒸気供給ライン
５      制御弁
６      低圧蒸気ライン
７      自動弁
８      低圧蒸気タービン
９      補助蒸気供給ライン
１０      自缶補助蒸気供給ライン
１１      蒸気供給ライン
１２      制御弁
２１      制御弁
２３      補助蒸気ヘッダ
２４      補助蒸気・冷却蒸気供給兼用ライン
２５      制御弁
２６      低圧蒸気ライン
２７      自動弁
２８      低圧蒸気タービン
２９      補助蒸気供給ライン
３１      蒸気供給ライン
３２      制御弁
４１      バイパスライン
４２      自動弁
【図１】
0004274704.tif 000002
【図２】
0004274704.tif 000003