JP2014196727A - Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method - Google Patents
Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014196727A JP2014196727A JP2013073475A JP2013073475A JP2014196727A JP 2014196727 A JP2014196727 A JP 2014196727A JP 2013073475 A JP2013073475 A JP 2013073475A JP 2013073475 A JP2013073475 A JP 2013073475A JP 2014196727 A JP2014196727 A JP 2014196727A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- turbine
- pressure turbine
- steam turbine
- steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、運転停止後の蒸気タービンを冷却する蒸気タービン冷却システムおよび蒸気タービン冷却方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a steam turbine cooling system and a steam turbine cooling method for cooling a steam turbine after shutdown.
蒸気タービンの運転を停止させて定期的な点検を行う場合、または蒸気タービンの内部異常などが発生して運転できなくなった場合には、蒸気タービンの分解作業が必要となる。しかし、運転停止直後の蒸気タービン内部の温度は高く、分解作業には危険や困難を伴うので、蒸気タービンを分解作業前に冷却する必要がある。 When the operation of the steam turbine is stopped and periodic inspections are performed, or when the operation cannot be performed due to an internal abnormality of the steam turbine, it is necessary to disassemble the steam turbine. However, since the temperature inside the steam turbine immediately after the shutdown is high and the decomposition work is dangerous and difficult, it is necessary to cool the steam turbine before the decomposition work.
運転停止後の蒸気タービンを冷却する方法としては自然冷却が一般的である。しかし、蒸気タービンの車室、ロータなどは重量物であり、質量も熱容量も大きい。また、蒸気タービンの運転中の放熱による熱損失を防ぐために、車室や配管は厚い保温材で包まれている。 Natural cooling is a common method for cooling the steam turbine after shutdown. However, the casing and rotor of a steam turbine are heavy, and have a large mass and heat capacity. Further, in order to prevent heat loss due to heat radiation during operation of the steam turbine, the passenger compartment and the piping are wrapped with a thick heat insulating material.
このように蒸気タービンは冷却しにくい構造となっている。このため、自然冷却では蒸気タービンの冷却速度は低く、特に大型タービンでは運転停止から分解作業を着手できるまで約１週間が必要となる。このように、蒸気タービンを冷却するためには長い運転停止期間が必要となり、大きな売電損失となっていた。 Thus, the steam turbine has a structure that is difficult to cool. For this reason, in natural cooling, the cooling rate of the steam turbine is low. In particular, in the case of a large turbine, it takes about one week until the disassembly work can be started after the shutdown. As described above, in order to cool the steam turbine, a long operation stop period is required, resulting in a large power loss.
蒸気タービンの冷却速度が遅い問題を解決するため、次に述べる強制冷却方法がある。この方法では、蒸気タービンの運転停止させた後、空気吸引装置を蒸気タービン入口にある蒸気弁を介して蒸気タービンに接続する。そして、温度の低い外部空気を蒸気タービンの排気部からタービン内部に吸い込ませて蒸気タービンを冷却させる。 In order to solve the problem that the cooling speed of the steam turbine is slow, there is a forced cooling method described below. In this method, after stopping the operation of the steam turbine, the air suction device is connected to the steam turbine via a steam valve at the inlet of the steam turbine. Then, the low temperature external air is sucked into the turbine from the exhaust portion of the steam turbine to cool the steam turbine.
しかし、温度の低い空気を運転停止直後で高温状態にある蒸気タービンに流入させると、蒸気タービン内部と冷却用の外部空気との温度差が大きくなり、冷却過程において蒸気タービンに大きな熱応力や変形が発生する可能性がある。このような熱応力や変形の発生を回避するためには蒸気タービン内部温度の変化を許容範囲内に収める必要がある。手段としては、冷却用の外部空気の流量を調整するための複雑な制御システムが必要となる。 However, if low-temperature air flows into a steam turbine that is in a high-temperature state immediately after shutdown, the temperature difference between the inside of the steam turbine and the external air for cooling becomes large, and a large thermal stress or deformation occurs in the steam turbine during the cooling process. May occur. In order to avoid the occurrence of such thermal stress and deformation, it is necessary to keep the change in the internal temperature of the steam turbine within an allowable range. As a means, a complicated control system for adjusting the flow rate of the external air for cooling is required.
また、次に述べる別の冷却方法がある。この方法では既設の真空ポンプを動作させる。そして、復水器に設置された真空破壊弁を開放する。これにより、冷却流体とする外部空気が復水器内に吸い込まれ、この外部空気を復水器から蒸気タービンの高圧タービン排気部および再熱タービン排気部にそれぞれ流入させて蒸気タービンを冷却させる。 There is another cooling method described below. In this method, an existing vacuum pump is operated. And the vacuum breaking valve installed in the condenser is opened. As a result, external air serving as a cooling fluid is sucked into the condenser, and the external air flows from the condenser into the high-pressure turbine exhaust part and the reheat turbine exhaust part of the steam turbine to cool the steam turbine.
しかし、この方法では、上方排気方式または下方排気方式のいずれかを採用する高圧タービンと再熱タービンとから成る再熱蒸気タービンにおいて、運転停止直後で高温状態にある高圧タービン内に温度の低い外部空気を流すと、外部空気と高圧タービン内部との温度差が大きくなり、タービン内部に大きな歪や亀裂を生じさせる可能性がある。さらに高圧タービンの上半部または下半部のいずれか一方に冷却空気を流した場合はタービン内部の上下温度差が大きくなり、上下で不均一な変形が発生する可能性があり、警報の発報を要する事となる。 However, in this method, in a reheat steam turbine composed of a high pressure turbine and a reheat turbine that employ either an upper exhaust method or a lower exhaust method, a low-temperature external temperature is placed in a high-pressure turbine that is in a high-temperature state immediately after shutdown. When air is flowed, the temperature difference between the external air and the high-pressure turbine increases, and there is a possibility that large distortion or cracks are generated inside the turbine. Furthermore, if cooling air is allowed to flow in either the upper half or the lower half of the high-pressure turbine, the difference in temperature between the top and bottom of the turbine will increase, and uneven deformation may occur at the top and bottom. Information will be required.
本発明が解決しようとする課題は、蒸気タービンを安全かつ効率的に冷却することが可能な蒸気タービン冷却システムおよび蒸気タービン冷却方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a steam turbine cooling system and a steam turbine cooling method capable of cooling the steam turbine safely and efficiently.
実施形態によれば、蒸気タービン冷却システムは、高圧タービンと再熱タービンとからなる蒸気タービンを運転停止後に冷却する蒸気タービン冷却システムであって、復水器から再熱タービンに導入されて昇温した空気を外部空気より高い温度に冷却する第１の空気冷却器と、第１の空気冷却器により冷却された空気を高圧タービンに導入させる空気系統と、高圧タービンに導入されて昇温した空気を冷却して排気する第２の空気冷却器とをもつ。 According to the embodiment, the steam turbine cooling system is a steam turbine cooling system that cools the steam turbine including the high-pressure turbine and the reheat turbine after the operation is stopped, and is introduced into the reheat turbine from the condenser to raise the temperature. A first air cooler that cools the heated air to a temperature higher than that of the external air, an air system that introduces air cooled by the first air cooler into the high-pressure turbine, and air that is introduced into the high-pressure turbine and heated And a second air cooler that cools and exhausts the air.
本発明によれば、蒸気タービンを安全かつ効率的に冷却する事ができる。 According to the present invention, the steam turbine can be cooled safely and efficiently.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムの一例を示す図である。
本実施形態では、蒸気タービンは高圧タービン１と再熱タービンを有する。再熱タービンは、中圧タービン２および低圧タービン３から成る。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a steam turbine forced cooling system according to the first embodiment.
In this embodiment, the steam turbine includes a high-pressure turbine 1 and a reheat turbine. The reheat turbine includes an
蒸気タービンの通常運転について説明する。まず、過熱器（ＳＨ）で発生された主蒸気を主蒸気止め弁６、主蒸気加減弁７を介して高圧タービン１の蒸気導入部から該高圧タービン１内に導入（流入）させて仕事をさせる。主蒸気止め弁６の出口には主蒸気止め弁６のドレン弁９が設けられる。
The normal operation of the steam turbine will be described. First, the main steam generated in the superheater (SH) is introduced (inflowed) into the high-pressure turbine 1 from the steam introduction portion of the high-pressure turbine 1 through the main
一般的に、高圧タービンの排気方式は、上方排気方式または下方排気方式のいずれかが採用される。例えば本実施形態では、高圧タービン１は下方排気方式であり、蒸気排気部は高圧タービン１の下半部２２に設けられている。また、例えば高圧タービン１の上半部２１には冷却用の空気流入口として利用するインスペクションホールが設けられている。
Generally, either an upper exhaust system or a lower exhaust system is adopted as an exhaust system for a high-pressure turbine. For example, in the present embodiment, the high-pressure turbine 1 is a downward exhaust system, and the steam exhaust part is provided in the
そして、高圧タービン１の蒸気排気部から排気された蒸気を図示しない再燃器（ＲＨ）に送り、この再燃器で再熱された蒸気を再燃止め弁８を介して中圧タービン２の再燃蒸気導入部から該中圧タービン２内に導入させて仕事をさせる。再熱止め弁８の出口には再熱止め弁８のドレン弁１０が設けられる。
Then, the steam exhausted from the steam exhaust section of the high-pressure turbine 1 is sent to a recombustor (RH) (not shown), and the reheated steam is introduced into the intermediate-
そして更に、中圧タービン２の蒸気排気部からクロスオーバー管５に排気された蒸気を低圧タービン３に送って仕事をさせ、低圧タービン３から排気された蒸気を復水器４で回収する。
また、復水器４内の真空度を維持するために、復水器４には真空ポンプ弁１４を介して真空ポンプ１６が取り付けられる。また、復水器４には真空破壊弁１５が設けられる。
Further, the steam exhausted from the steam exhaust section of the
In order to maintain the degree of vacuum in the
中圧タービン２の再燃蒸気導入部は、空気止め弁１２を介して第１空気冷却器１７の入口部に連結される。第１空気冷却器１７の出口部は空気系統を介して高圧タービン１の蒸気排気部に連結される。
The reburning steam introduction part of the
また、高圧タービン１の蒸気導入部は主蒸気加減弁７、空気止め弁１１を介して第２空気冷却器１８の入口部に連結される。高圧タービン１の蒸気導入部から主蒸気加減弁７、空気止め弁１１を介して第２空気冷却器１８の入口部に連結される系統を空気系統１９とする。
第２空気冷却器１８の出口部は、空気止め弁１３を介して真空ポンプ１６の吸引側に連結される。
The steam introduction part of the high-pressure turbine 1 is connected to the inlet part of the
The outlet of the
次に、第１の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムによる作用について説明する。図２は、第１の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムによる蒸気タービンの運転停止後の冷却のための手順の一例を示すフローチャートである。
蒸気タービンの運転停止後において蒸気タービンの強制冷却を開始するときは、主蒸気止め弁６、再熱止め弁８、主蒸気止め弁６側のドレン弁９、再熱止め弁８側のドレン弁１０、および真空ポンプ弁１４を全閉する（Ｓ１）。図１中で黒く塗られた弁は閉状態を指す。
次に、主蒸気加減弁７と空気止め弁１１，１２，１３とを全開する（Ｓ２）。
Next, the operation of the steam turbine forced cooling system in the first embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a procedure for cooling after the steam turbine is stopped by the steam turbine forced cooling system according to the first embodiment.
When the forced cooling of the steam turbine is started after the operation of the steam turbine is stopped, the main
Next, the main
各種弁の開閉後、冷却流体とする冷却用外部空気を蒸気タービン内部に吸い込む前に、真空ポンプ１６を起動する（Ｓ３）。真空ポンプ１６の起動後、蒸気タービン内部に残っている高温空気や蒸気を空気系統１９から引抜いて真空ポンプ１６にて抜気する事でタービン内部を真空状態とする。
ただし、蒸気タービン内部に残っている高温空気や蒸気で真空ポンプ１６に損傷を与えないよう、これらの高温空気や蒸気を空気系統１９から引抜いて第２空気冷却器１８にて冷却した上で真空ポンプ１６にて抜気する。
After opening and closing the various valves, the
However, in order not to damage the
次に、復水器４に設置された真空破壊弁１５を開放する（Ｓ４）。真空破壊弁１５を開放すると冷却用外部空気が復水器４内に吸い込まれる。この吸い込まれた冷却用外部空気は低圧タービン３、クロスオーバー管５、中圧タービン２の蒸気排気部の順に流入される。この順に冷却用外部空気を流入させる事で、再熱タービン（低圧タービン３、中圧タービン２）を冷却させる（Ｓ５）。
Next, the
再熱タービンの次の冷却対象は高圧タービン１である。ただし、高圧タービン１を冷却するときに、復水器４内に吸い込んだ冷却用外部空気を高圧タービン１に直接流入させると、外部空気の温度と高圧タービン内部の温度との差が非常に大きくなる。これらの温度の差が大きくなると高圧タービン１内に大きな歪や亀裂を生じさせる可能性がある。
The next cooling target of the reheat turbine is the high-pressure turbine 1. However, if the cooling external air sucked into the
そこで、本実施形態では、再熱タービンを通って高温になった空気を第１空気冷却器１７にて外部空気より高い温度に冷却し（Ｓ６）、この冷却した空気を高圧タービン冷却用空気２０として空気系統を介して高圧タービン１の蒸気排気部に流入させる。これにより、高圧タービン１に流入する空気の温度と高圧タービン内部の温度との差を小さくすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the air that has become hot through the reheat turbine is cooled to a temperature higher than that of the external air by the first air cooler 17 (S6), and the cooled air is used as the high-pressure
ただし、高圧タービン１の上半部２１または下半部２２どちらか一方から高圧タービン１内部に高圧タービン冷却用空気２０を流入させると、上半部２１または下半部２２のうち高圧タービン冷却用空気２０の流入口に近い部分が流入口から遠い部分より早く冷却されてしまう。これにより高圧タービン１の内部の上下温度差が大きくなるため、高圧タービン１に変形や亀裂が発生する可能性がある。
However, when the high pressure
この変形や亀裂を防ぐために、本実施形態では、高圧タービン冷却用空気２０を高圧タービン１の上半部２１のインスペクションホールおよび下半部２２の蒸気排気部の双方へ同時に流入させる（Ｓ７）。
In order to prevent this deformation and crack, in this embodiment, the high-pressure
そして、高圧タービン１を通り高温になった空気を空気系統１９を介して第２空気冷却器１８の入口部に流入させ、この第２空気冷却器１８にて冷却する（Ｓ８）。この冷却された空気は真空ポンプ１６にて大気へ放出される（Ｓ９）。
Then, the high temperature air passing through the high-pressure turbine 1 flows into the inlet of the
補機類である各種弁の開閉や各種装置の動作は手動で行ってもよいし、制御装置３０により自動的に行ってもよい。制御装置３０を用いる場合、この制御装置３０は、図２に示した手順で蒸気タービンの冷却を実行できるように、各種弁や各種装置の動作状態を図示しないセンサにより検出し、この検出結果に応じて各種補機類を動作させる。
The opening and closing of various valves as auxiliary machinery and the operation of various devices may be performed manually, or may be performed automatically by the
図３は、第１の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムの変形例を示す図である。以降に説明する例では、図１に示した制御装置３０の図示および動作の説明は省略する。
第１空気冷却器１７および第２空気冷却器１８は図１に示すような別体型式を採用しても良いし、コストおよび設置スペースを削減するために、図３に示すような一体型複圧式を採用しても良い。この一体型複圧式の空気冷却器は、第１空気冷却器１７と第２空気冷却器１８とを一体化させたものである。この空気冷却器では、第１空気冷却器１７の部分の器内圧力と第２空気冷却器１８の部分の器内圧力をそれぞれに適切な圧力として異ならせている。
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the steam turbine forced cooling system in the first embodiment. In the example described below, the illustration and description of the operation of the
The
以上説明した様に、本実施形態における蒸気タービン強制冷却システムによれば、高圧タービン１を冷却するときに、温度の低い外部空気を高圧タービン内に直接流入させず、再熱タービンで高温となった空気を外部温度より高い温度に冷却して、この空気を用いて高圧タービン１の冷却を行う。これにより、高圧タービン１内部に大きな歪や亀裂を生じさせることを防止できる。よって、蒸気タービンを安全かつ効率的に冷却することができる。 As described above, according to the steam turbine forced cooling system in the present embodiment, when the high-pressure turbine 1 is cooled, external air having a low temperature is not directly flowed into the high-pressure turbine, and the reheat turbine becomes hot. The air is cooled to a temperature higher than the external temperature, and the high pressure turbine 1 is cooled using this air. Thereby, it is possible to prevent a large strain or crack from occurring in the high-pressure turbine 1. Therefore, the steam turbine can be cooled safely and efficiently.
また、本実施形態では、高圧タービン冷却用空気２０を高圧タービン１の上半部２１と下半部２２との双方へ同時に流入させるので、高圧タービン１の内部の上下温度差を小さくすることができる。これにより、高圧タービン１を安全に冷却する事ができる。
In the present embodiment, the high-pressure
また、本実施形態では、高圧タービン１を冷却することにおいて、復水器４に吸い込まれた外部空気自体ではなく、再熱タービンを通った空気を用いて高圧タービン１を冷却させる。これにより、復水器４と高圧タービン１とを直接接続するための外部空気系統の設置を省略することができる。
Moreover, in this embodiment, in cooling the high pressure turbine 1, the high pressure turbine 1 is cooled not using the external air itself sucked into the
また、例えば高圧タービン内部の温度自体が低く、高圧タービン１に流入する空気の温度と高圧タービン内部の温度との差が小さい条件下では、第１空気冷却器１７を設けずに、復水器４からの外部空気を高圧タービン１の上半部２１と下半部２２との双方へ同時に直接流入させる構成としてもよい。この場合、前述した様に、高圧タービン１の内部の上下温度差を小さくすることができる。これにより、高圧タービン１を安全に冷却する事ができる。
For example, under the condition that the temperature inside the high-pressure turbine itself is low and the difference between the temperature of the air flowing into the high-pressure turbine 1 and the temperature inside the high-pressure turbine is small, the
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態における蒸気タービン冷却システムの構成のうち図１に示したものと同一部分の説明は省略する。
図４は、第２の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムの一例を示す図である。
本実施形態では、第１の実施形態で説明した構成に対し、復水器４から高圧タービン１への高圧タービン冷却用外部空気系統２６を有する。この冷却用外部空気系統２６は空気止め弁２７を介して復水器４から各種空気冷却器を介さずに高圧タービン１の蒸気排出口へ連結される。また、この蒸気タービン強制冷却システムは、第１の実施形態で説明した空気系統１９に加えて、空気系統２４を有する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In addition, description of the same part as what was shown in FIG. 1 among the structures of the steam turbine cooling system in this embodiment is abbreviate | omitted.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a steam turbine forced cooling system according to the second embodiment.
In the present embodiment, an
空気系統２４は、中圧タービン２を通り高温になった空気を空気止め弁２５を介し、かつ第１空気冷却器１７や高圧タービン１を介さずに第２空気冷却器１８の入口部に導くことができる。また、中圧タービン２を通り高温になった空気の排出先を第１空気冷却器１７と第２空気冷却器１８との間で切り替えるために、第１空気冷却器１７側の空気止め弁１２の一端に切替え系統２３が設けられる。
The
次に、第２の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムによる作用について説明する。図５は、第２の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムによる蒸気タービンの運転停止後の冷却のための手順の一例を示すフローチャートである。
第２の実施形態では、蒸気タービンの運転停止後の強制冷却を開始するときに、主蒸気止め弁６、再熱止め弁８、ドレン弁９，１０、真空ポンプ弁１４、空気止め弁２５，２７を全閉する（Ｓ１１）。そして、主蒸気加減弁７、空気止め弁１１，１２，１３を全開する（Ｓ１２）。そして第１の実施形態で説明したＳ３〜Ｓ９と同様の手順（Ｓ１３〜Ｓ１９）で蒸気タービンの強制冷却を実施する。これにより、第１の実施形態と同様に、タービン内部と冷却空気の温度差およびタービン内部の上下温度差を小さくすることができる。
Next, the effect | action by the steam turbine forced cooling system in 2nd Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a procedure for cooling the steam turbine after the operation is stopped by the steam turbine forced cooling system according to the second embodiment.
In the second embodiment, when forced cooling is started after the operation of the steam turbine is stopped, the main
図６は、第２の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムにより、運転停止後の蒸気タービンを外部空気を用いて冷却するための手順の一例を示すフローチャートである。
第１の実施形態で説明した、高圧タービン１の強制冷却を実施し続けると、高圧タービン１の内部温度が低くなり、高圧タービン１の内部温度が高圧タービン冷却用空気２０の温度に近づくので、高圧タービン１の冷却効率が低下してしまう。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a procedure for cooling the steam turbine after operation stop using external air by the steam turbine forced cooling system according to the second embodiment.
If the forced cooling of the high-pressure turbine 1 described in the first embodiment is continued, the internal temperature of the high-pressure turbine 1 decreases and the internal temperature of the high-pressure turbine 1 approaches the temperature of the high-pressure
そこで、第２の実施形態では、高圧タービン１の内部温度が高圧タービン冷却用空気２０の温度に近づいた場合に、高圧タービン１に導く空気を高圧タービン冷却用空気２０から温度の低い外部空気に切替えるために、Ｓ１１で閉じた空気止め弁２５を開く（Ｓ２１）。そして、切替え系統２３は、Ｓ１２で全開した空気止め弁１２を閉める（Ｓ２２）。これにより、再熱タービンを通って高温になった空気を高圧タービン冷却用空気２０として高圧タービン１内部に流入させることを止めて、再熱タービンを通って高温になった空気の全部を第２空気冷却器１８の入口部に流入させる（Ｓ２３）。この流入された空気は第２空気冷却器１８にて冷却されて真空ポンプ１６にて大気へ放出される。
Therefore, in the second embodiment, when the internal temperature of the high-pressure turbine 1 approaches the temperature of the high-pressure
また、Ｓ１１で閉じた空気止め弁２７を開き（Ｓ２４）、復水器４からの外部空気を高圧タービン１への冷却用外部空気系統２６を通して高圧タービン１の上半部２１のインスペクションホールおよび下半部２２の蒸気排気部の双方へ同時に流入させる（Ｓ２５）。
Further, the
このときは、高圧タービン１の内部温度は前述した様に低下している。この場合、高圧タービン１の内部温度と高圧タービン１に流入する低温外部空気の温度との差は、第１の実施形態で説明した、冷却用外部空気を高圧タービン１に直接流入させた場合の外部空気の温度と高圧タービン内部の温度との差よりは小さい。このとき、第１の実施形態で説明したような高圧タービン内部の大きな歪や亀裂は生じない。 At this time, the internal temperature of the high-pressure turbine 1 decreases as described above. In this case, the difference between the internal temperature of the high-pressure turbine 1 and the temperature of the low-temperature external air flowing into the high-pressure turbine 1 is the same as that in the case where the cooling external air directly flows into the high-pressure turbine 1 described in the first embodiment. It is smaller than the difference between the temperature of the external air and the temperature inside the high-pressure turbine. At this time, there is no large distortion or crack in the high pressure turbine as described in the first embodiment.
高圧タービン１を通り高温になった空気は、第１の実施形態で説明した様に空気系統１９を介して第２空気冷却器１８の入口部に流入させ、この第２空気冷却器１８にて冷却する（Ｓ２６）。この冷却された空気は真空ポンプ１６にて大気へ放出される（Ｓ２７）。
この結果、高圧タービン１の内部温度と高圧タービン１に流入する空気の温度との差が大きくなるので、高圧タービン１の冷却効率を改善する事ができる。
The high temperature air passing through the high pressure turbine 1 flows into the inlet of the
As a result, the difference between the internal temperature of the high-pressure turbine 1 and the temperature of the air flowing into the high-pressure turbine 1 increases, so that the cooling efficiency of the high-pressure turbine 1 can be improved.
この実施形態では、再熱タービンを通って高温になった空気を高圧タービン冷却用空気２０として高圧タービン１内部に流入させることを止めた上で、再熱タービンを通って高温になった空気の全部を第２空気冷却器１８の入口部に流入させることについて説明した。
しかし、これに限らず、空気止め弁１２を開いて、再熱タービンを通って高温になった空気の一部については高圧タービン冷却用空気２０として高圧タービン１の上半部２１のインスペクションホールおよび下半部２２の蒸気排気部の双方に継続して流入させ、再熱タービンを通って高温になった空気の残りを第２空気冷却器１８の入口部に流入させるようにしてもよい。
In this embodiment, after stopping the flow of high-temperature air through the reheat turbine into the high-pressure turbine 1 as high-pressure
However, the present invention is not limited thereto, and the
図７は、第２の実施形態における蒸気タービン強制冷却システムの変形例を示す図である。
第１空気冷却器１７および第２空気冷却器１８は図４に示すような別体型式を採用しても良いし、コストおよび設置スペースを削減するために、図７に示すような一体型複圧式を採用しても良い。
FIG. 7 is a view showing a modification of the steam turbine forced cooling system in the second embodiment.
The
以上説明した様に、第２の実施形態によれば、冷却中の高圧タービン１の内部温度が高圧タービン冷却用空気２０の温度に近づくことによる冷却効率の低下を改善するために、低温外部空気で高圧タービン１を直接冷却することができる。これにより、より効率的に蒸気タービンを冷却することができる。
As described above, according to the second embodiment, in order to improve the decrease in cooling efficiency due to the internal temperature of the high-pressure turbine 1 being cooled approaching the temperature of the high-pressure
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…高圧タービン、２…中圧タービン、３…低圧タービン、４…復水器、５…クロスオーバー管、６…主蒸気止め弁、７…主蒸気加減弁、８…再熱止め弁、９，１０…ドレン弁、１１，１２，１３…空気止め弁、１４…真空ポンプ弁、１５…真空破壊弁、１６…真空ポンプ、１７…第１空気冷却器、１８…第２空気冷却器、１９…高圧タービン蒸気導入部から第２空気冷却器への空気系統、２０…高圧タービン冷却用空気、２１…高圧タービン上半部、２２…高圧タービン下半部、２３…切替え系統、２４…再熱タービン再燃蒸気導入部から第２空気冷却器への空気系統、２５，２７…空気止め弁、２６…高圧タービン冷却用外部空気系統、３０…制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High pressure turbine, 2 ... Medium pressure turbine, 3 ... Low pressure turbine, 4 ... Condenser, 5 ... Crossover pipe, 6 ... Main steam stop valve, 7 ... Main steam control valve, 8 ... Reheat stop valve, 9 , 10 ... Drain valve, 11, 12, 13 ... Air stop valve, 14 ... Vacuum pump valve, 15 ... Vacuum break valve, 16 ... Vacuum pump, 17 ... First air cooler, 18 ... Second air cooler, 19 ... Air system from high pressure turbine steam inlet to second air cooler, 20 ... Air for high pressure turbine cooling, 21 ... High pressure turbine upper half, 22 ... High pressure turbine lower half, 23 ... Switching system, 24 ... Reheat Air system from turbine reburning steam introduction part to second air cooler, 25, 27... Air stop valve, 26... External air system for high-pressure turbine cooling, 30.
Claims (9)
復水器から前記再熱タービンに導入されて昇温した空気を外部空気より高い温度に冷却する第１の空気冷却器と、
前記第１の空気冷却器により冷却された空気を前記高圧タービンに導入させる空気系統と、
前記高圧タービンに導入されて昇温した空気を冷却して排気する第２の空気冷却器と
を備えたことを特徴とする蒸気タービン冷却システム。 A steam turbine cooling system for cooling a steam turbine composed of a high-pressure turbine and a reheat turbine after being shut down,
A first air cooler that cools the air that has been introduced into the reheat turbine from the condenser and raised in temperature to a temperature higher than that of the external air;
An air system for introducing air cooled by the first air cooler into the high-pressure turbine;
A steam turbine cooling system comprising: a second air cooler that cools and exhausts air introduced into the high-pressure turbine and heated.
復水器から前記再熱タービンに導入されて昇温した空気を第１の空気冷却器により外部空気より高い温度に冷却して前記高圧タービンに導入し、
前記高圧タービンに導入されて昇温した空気を第２の空気冷却器により冷却して排気する
ことを特徴とする蒸気タービン冷却方法。 A steam turbine cooling method for cooling a steam turbine comprising a high-pressure turbine and a reheat turbine after shutting down operation,
Air that has been introduced into the reheat turbine from a condenser and heated up is cooled to a temperature higher than external air by a first air cooler and introduced into the high-pressure turbine,
A steam turbine cooling method, wherein air introduced into the high-pressure turbine and heated is cooled by a second air cooler and exhausted.
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン冷却システム。 2. The steam turbine cooling system according to claim 1, wherein in the air system, air cooled by the first air cooler is simultaneously introduced into both an upper half and a lower half of the high-pressure turbine. .
ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン冷却方法。 In introducing the air cooled by the first air cooler into the high-pressure turbine, the cooled air is simultaneously introduced into both the upper half and the lower half of the high-pressure turbine. The steam turbine cooling method according to claim 2.
前記復水器からの外部空気を前記再熱タービンおよび前記第１の空気冷却器を介さずに前記高圧タービンへ導入することを可能とする第２の空気系統とをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン冷却システム。 When the difference between the internal temperature of the high-pressure turbine and the temperature of the air cooled by the first air cooler becomes a predetermined value or less, the air introduced into the reheat turbine and heated is A first air system capable of being released into the atmosphere after being introduced into the second air cooler without going through an air cooler and the high-pressure turbine;
And a second air system that allows external air from the condenser to be introduced into the high-pressure turbine without passing through the reheat turbine and the first air cooler. The steam turbine cooling system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン冷却方法。 When the difference between the internal temperature of the high-pressure turbine and the temperature of the air cooled by the first air cooler is equal to or less than a predetermined value, the first temperature of the air that has been introduced into the reheat turbine and heated up After the introduction to the air cooler is stopped, the air that has been introduced into the reheat turbine and is heated is introduced into the second air cooler, and then released into the atmosphere, and the external air from the condenser The steam turbine cooling method according to claim 2, wherein the steam turbine is introduced into the high-pressure turbine.
前記復水器からの外部空気を前記再熱タービンおよび前記第１の空気冷却器を介さずに前記高圧タービンの上半部および下半部の双方へ同時に導入させることを可能とする空気系統を備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービン冷却システム。 In the first air system,
An air system that allows external air from the condenser to be simultaneously introduced into both the upper half and the lower half of the high-pressure turbine without passing through the reheat turbine and the first air cooler; The steam turbine cooling system according to claim 5, comprising: a steam turbine cooling system according to claim 5.
ことを特徴とする請求項６に記載の蒸気タービン冷却方法。 In introducing the external air from the condenser into the high-pressure turbine without passing through the reheat turbine and the first air cooler, the cooled air is fed into the upper half and the lower half of the high-pressure turbine. The steam turbine cooling method according to claim 6, wherein the steam turbine is introduced into both of the parts simultaneously.
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン冷却システム。 2. The steam turbine cooling system according to claim 1, wherein the first and second air coolers constitute an integrated air cooler having different internal pressures. 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013073475A JP2014196727A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013073475A JP2014196727A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014196727A true JP2014196727A (en) | 2014-10-16 |
Family
ID=52357668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013073475A Pending JP2014196727A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014196727A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106523042A (en) * | 2016-12-20 | 2017-03-22 | 阳江核电有限公司 | Quick shut-down cooling system and method for steam turbine |
| CN113914944A (en) * | 2021-10-15 | 2022-01-11 | 西安热工研究院有限公司 | RB control method for direct air cooling system of full-load subcritical unit |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013073475A patent/JP2014196727A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106523042A (en) * | 2016-12-20 | 2017-03-22 | 阳江核电有限公司 | Quick shut-down cooling system and method for steam turbine |
| CN113914944A (en) * | 2021-10-15 | 2022-01-11 | 西安热工研究院有限公司 | RB control method for direct air cooling system of full-load subcritical unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2954797B2 (en) | Forced cooling system for steam turbine | |
| US8210801B2 (en) | Systems and methods of reducing heat loss from a gas turbine during shutdown | |
| US9810094B2 (en) | Steam turbine forced air cooling system, equipment, and steam turbine equipped with it | |
| KR102101460B1 (en) | Method for operating a power plant | |
| EP2812543B1 (en) | Water/steam cycle and method for operating the same | |
| CN107013262B (en) | Heating system and method for cutting off steam inlet of low-pressure cylinder | |
| JP2017522483A (en) | Method for warming up or keeping warm of steam turbine | |
| JP6203600B2 (en) | Combined cycle plant | |
| JPWO2019220786A1 (en) | Steam turbine plant and its cooling method | |
| JP5969110B2 (en) | Steam turbine system and steam turbine start-up method | |
| JP2014196727A (en) | Steam turbine cooling system and steam turbine cooling method | |
| RU2735461C1 (en) | Steam turbine and operation method thereof | |
| US11346245B2 (en) | Method for cooling down a steam turbine | |
| WO2007066569A1 (en) | Mechanism and method for removing steam remaining in steam cooling piping of gas turbine | |
| US20150121871A1 (en) | Forced cooling in steam turbine plants | |
| US11187103B2 (en) | System configuration and operation method for improving steam turbine power generation efficiency | |
| US8888444B2 (en) | Steam seal system | |
| JPS58220907A (en) | Cooling of steam turbine and apparatus therefor | |
| JP2017072101A (en) | Steam turbine system and its control method | |
| JP2013249745A (en) | Gas turbine cooling system, coal gasification hybrid power system, and gas turbine cooling method | |
| JP2013204532A (en) | Thermal power generation system, and steam turbine facility | |
| JP2001090507A (en) | Electric power plant | |
| CN206158804U (en) | Combustion engine turbine cooling blower | |
| JP5921905B2 (en) | Steam turbine, steam exhaust adjustment system and thermal power generation system | |
| JPS61201802A (en) | Turbine forced cooling method and its device |