JPS6336004A

JPS6336004A - 高圧タービン起動による蒸気タービンプラントの起動方法

Info

Publication number: JPS6336004A
Application number: JP17856086A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Tada; 多田　良介
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-16
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2523518B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は蒸気タービンプラントの起動方法に係り、特に
高Ｆ［、（Ｉ（圧バイパスラインを（ｊ５えた高圧、中
圧タービン起動方式の蒸気タービンプラン］−の起動方
法に関する。

（従来の技術） −１２に、第３図にその系統図を示したような、高圧、
低圧バイパスラインを備えたタービンバイパスプラント
は知られている。

先づ、この種のタービンバイパスプラントの構成を、蒸
気の流れに沿って説明する。

ボイラ１で発生した主蒸気は、主蒸気管２を経て主蒸気
止め弁３を通過し、蒸気加減弁４で流量を制御され高圧
タービン５に流入する。流入した蒸気は、高圧タービン
５で仕事をし高圧タービン排気逆止弁６及び低温再熱蒸
気管７を通って再熱器８へ橡かれる。ここで蒸気は再熱
され高温再熱蒸気管９を通り、再熱蒸気止め弁１０及び
インターセプト弁１１を通過後、中圧タービン１２に流
入Ｊる。流入した蒸気は中圧タービン１２で仕事をした
１す、排気としてフロスオーバー管１３により低圧ター
ビン１４に導びかれ、さらに仕事をして復水器１５へ排
出される。低圧タービン１４のＩＪＩ気はこの復水器１
５で冷却され復水となり、復水ポンプ１７により抽出、
昇圧され、復水管１８及び低１［ヒータ１９を経て脱気
器２０に送られる。

脱気器２０で脱気された復水は、給水ポンプ２２にＪ：
り昇圧され高圧ヒータ２４を経てボイラ１に戻る。

次に、この秤の従来のタービンプラントの起動方法を説
明する。起り」に際して、主蒸気止め弁３の上流側主蒸
気管２より分岐して高圧バイパス管２５、高圧バイパス
弁２６及び減温器２７を介して低温再熱蒸気管７に接続
する高圧タービンバイパスラインＨ−Ｌと、高温再熱蒸
気＠９より分岐し、低圧バイパス管２９、低圧バイパス
弁３０及び減温器３１を介して復水器１５に接続する低
圧タービンバイパスラインＬ−Ｌとを作動させる。

主蒸気圧力がある規定圧力に達したら高圧バイパス弁２
６に開信号を送り、タービンバイパス運転を開始する。

減１？ｌｕ器２７には、給水ポンプ２２の出口高圧給水
管２３から分岐した高圧バイパススプレー管３５により
高圧バイパススプレー弁３６を介して給水が導かれ減温
器２７の出口温度が制御される。無負荷運転時に高圧バ
イパス弁２６の開信号が出た場合は、高圧タービン刊気
逆止弁６が同時に強制閉塞される。低温再熱二へ気管７
へ流入した蒸気は再熱器８で再熱され高温再熱蒸気管９
を満していく。この際、再熱蒸気止め弁１０及び低圧バ
イパス弁３０は全開状態にあり徐々に低温再熱蒸気管７
及び高温再熱蒸気管９の圧力（再熱圧力）が上界してい
く。再熱圧力がある圧力以上になると低圧バイパス弁３
０は前圧制御しているため開き始め、低圧バイパス弁３
０と低圧バイパススプレー弁３８はインターロックされ
ているから同時に間となる。これによって、減温器３１
には復水ポンプ１７の出口復水管１８から分岐した復水
が低圧バイパススプレー管３７によって導入され、ここ
で減温された復水は復水器１５へ流入する。以上の流れ
を続けながらボイラ１は胃１モ・貸温を行なう。なお、
この間に高圧タービン５はウオーミングされ、低速回転
でターニング運転されている。

ボイラ１の出口主蒸気条件が１１圧タービン５への流入
条件を満したら高圧タービン５への通気を開始しタービ
ン回転数の昇速を始める。この際、蒸気加減弁４および
インターセプト弁１１を全開にし、主蒸気止め弁バイパ
ス弁３ａと再熱蒸気止め弁バイパス弁ｉＱａとを介して
徐々に蒸気を高圧タービン５と中圧タービン１２に流入
させ全周噴射運転を行なう。各タービンに流入する蒸気
量は、この主蒸気止め弁バイパス弁３ａと再熱蒸気止め
弁バイパス弁１０ａで完全に制御される。

第１図はタービンの負荷、回転数及び圧力、温度を示し
たグラフであり、図中線１０９は低温再熱蒸気を、線１
１０は高圧タービンバイパスを、線１１１は再熱蒸気を
示している。

タービンバイパス運転開始後、低温再熱蒸気１０９の温
度が設定値まで上界してくる。この時、同時に再熱圧力
１１１も上冒し設定値に落ら着く。

タービン通気開始後タービンの回転数をＷ速しでいくと
高圧タービン刊気１１０のバカが上背していき温度が急
激に上テ１する。この高温状態は無＜′Ｉ荷運転中継続
している。負４Ｘｌ（）１人後、高１１タービン排気１
１０の４葭は急激に低下し、ある点から負荷に比例して
再び上界する。タービンバイパス運転完了時、高圧ター
ビン排気１１０の温度は低温再熱蒸気１０９の温度と一
致しその後は負荷に比例してト芦していく。

第４図で明らかな事は、高圧タービン羽根気１１０の温
度がタービン回転数Ｗ速から定格回転数における無負荷
運転時に過変に上昇していることである。これは、再熱
蒸気１１１の圧力がある高い圧力に保持されているため
高圧タービン排気逆比弁６が全閉し、高圧タービン５に
流入した蒸気が高圧タービン５内で密閉されることによ
るものである。ところで、高圧タービン排気逆止弁６に
は、強制閑の力がかかっているが、ある差圧が発生する
とリークが起る。この理由から＾圧タービン排気１１０
圧力は再熱蒸気１１１ｆｆ力より少し畠い圧力に維持さ
れる。再熱蒸気１１１圧力は、この時期においてタービ
ンバイパス容量のタービン負荷になり得る圧力、例えば
タービンバイパス容量が３０％容Ｅｄの場合、タービン
負ｖ１３０％時の再熱蒸気圧力に設定されるのが一般的
である。

”史だ、この圧力は低圧バイパスラインの容量を小さく
するため可能な限り高い圧力の方が右利である。

以上のことから高圧タービン排気１１０の圧力はＩαい
圧力となるから、高圧タービン５に流入１゜た蒸気は充
分む膨張が出来ずタービン羽根とのＩ’１ｉｔ１（１に
より高圧タービン排気１１０の温度は急激に−Ｆシフし
てしまう。このことは高圧タービン５の各部の伸び差の
増大及び熱応力の増大をしたらす。

そして、表面熱応力にＪ：る高圧排気部ローターの身命
消費が最も重要な問題となる。

（発明が解決しようとＪる問題点）これらの欠点を改善するための方法および装置として持
ｆｉｆｌ　１眉５３−１０２４０１号公報が提案されて
いる。これは、中低圧タービン起動方式によってなされ
、タービンの昇速は中低圧タービンで行なわれる。この
際、高圧タービンは完全に蒸気の流れから遮断され、か
つ、高圧タービンの排気側から１ｕ水器に至る蒸気ダン
プラインは間さ、真空状態にされている。これにより、
ｉ′ＩＪ′Ｅタービンのｆｆｌ　Ｊｉｌを防止し、排気
温度の上昇を防止寸ろ方法である。しかし、この方法で
は高圧タービン排気温度の−Ｌ胃は防［ヒできるが、高
圧タービンのウオーミングができないこと、さらに、こ
の中低圧タービン起動方式で（よ起動操作が煩雑となり
制叩がむずかしくなるなどの問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が４−Ｔ
する問題点を解消し、起動操作が容易な、かつ、制御２
１１のし易い高圧・中圧タービン起動方式の蒸気タービ
ンプランｉ〜の起動方法を提供することにある。

〔発明の尚成〕

〈問題点を解決するための手段）上記目的を）室成するために、本発明は、高・中圧起動
方式の蒸気タービンプラン１〜の起動方法であって、高
圧タービンへの主蒸気の供給に先立ち高圧バイパスライ
ンへ蒸気を供給し、高圧バイパスラインを絆で流入げる
中圧タービン入口側の蒸気圧力を低圧バイパスラインぐ
設定されるに５い圧力に維持し、高圧タービンへの主蒸
気の供給を開始すると同時に蒸気ダンプラインを開き高
圧タービンの背圧を真空近くの圧力にまで下げ、タービ
ン負荷併入後、前記蒸気ダンプラインを開じて高圧ター
ビンの′ｆＹ圧を徐々に上昇さ（ｌ−るＪ：うにしたこ
とを１、”ｉｎとづるｂのである。

（作　用）Ｆ記構成に基づいて本発明の詳細な説明づ−ろと、高圧
タービンへの主蒸気の供給に尤立って、高圧バイパス弁
を聞いて高圧バイパスライン側へｊ気を流づ−０これに
より、タービンバイパス運転が開始する。、主、４気圧
力が設定圧力にｊヱしたのちｔｉｔ　ｉ！Ｉ斤タービン
へ徐々に通気を開始するｔ）　ｌぐあるが、この通気と
同時に蒸気ダンブ弁を聞く。これ「より、高圧タービン
のつＡ−ミンクができるととしに、その↑ノを気が復水
器へ逃げ、高Ｌ［／）−ビン］ＪＩ気圧力１よ真空近い
圧力にまで下がり、（の温度上背を防止することができ
る。この際、低ＦａＦｒ熱蒸気管内の圧力と高圧タービ
ン排気圧力との差圧ににり高圧タービンＩｊ［気逆止弁
は強制閉塞され、中圧タービン入口側の高温再熱蒸気の
圧力は低圧バイパスラーインて゛設定されろ高圧のまま
保持される。

（実施＋９９　＞以下、本発明による高圧・中圧タービン起動方式の蒸気
タービンプラントの起動方法の一実施例を第１図及び第
２図を参照して説明する。

第１図は本発明である制御方法を実施する上で最適なプ
ラントの概略系統図である。＜＝お、第３図と同一部分
については同一符号を付して示しており、その説明は省
略する。

このタービンバイパスプラントは、第３図に示したもの
と同様に主蒸気止め弁３の上流側の主蒸気管２より分岐
して高圧バイパス管２５、高圧バイパス弁２６及び減温
器２７を介して低温再熱蒸気管７に接続覆る高圧タービ
ンバイパスライン１１・Ｌと、高温再熱蒸気管９より分
岐し、低圧バイパス管２９、低圧バイパス弁３０及び減
温器３１を介して復水器１５に接続する低圧タービンバ
イパスラインＬ−１とを備え、さらに、高圧タービン排
気逆止弁６の上流から分岐して蒸気ダンプ管３３及び蒸
気ダンプ弁３４を介して復水器１５に接続する蒸気ダン
プラインＤ−Ｌを備えている。

タービンへの通気を開始するに先だち、ボイラ１の百火
後、主蒸気圧力がある圧力に達したら、高圧バイパス弁
２６を聞く。高圧バイパス弁２６と高圧バイパススプレ
ー弁３６はインターロックされており同一１１３号によ
り開となる。減温器２７で冷７ＪＩされた蒸気は低温再
熱蒸気管７を通り再熱器８へ導かれる。再熱器８で蒸気
は再熱され、高温再熱蒸気管９に流入づる。この段階で
は、再熱蒸気止め弁１０及び低圧バイパス弁３０が閉塞
されているため再熱蒸気圧力はしだいに−［５′７する
。

再熱蒸気圧力が規定圧力以上となると、ぞの規定圧力を
維持しようとする低圧バイパス弁３０が間となり、蒸気
は減温器３１で減温され復水器１５へ流入する。低１Ｆ
バイパススプレー弁３８は低圧バイパス弁３０とインタ
ーロックされており同じ（１”ｉ号により開となる。こ
の状態でボイラ１の燃料を増加していき１蒸気圧力及び
温度を上背していく。

この時点では、主蒸気止め弁３及び再熱蒸気止め弁１０
が全閉しているため高圧タービン５には蒸気は流入して
いない。但し、ターニング運転し−Ｃいる場合は低速で
回転していることになる。また、高圧タービン５にウオ
ーミングウィンを持つプラントでは、この時期に高圧タ
ービン５内を４〜５ａｔｇに保つことが望ましい。

主蒸気圧力及びＷ＋ｉが高圧タービン５への流入条件を
満したら通気を開始してタービン回転数の昇速を始める
。この際、通気に先立って蒸気加減弁４が全開され、イ
ンターセブｈ弁１１も蒸気加減弁４に連動して全開とな
る。次に主蒸気止め弁バイパス弁３ａと再熱蒸気止め弁
バイパス弁１０　ａが同時に開き始める。

しかして、本発明によれば、高圧タービン５への通気と
同時に蒸気ダンプ弁３／Ｉも全開にされ高圧タービン５
で仕事をした蒸気は復水器１５へ逃される。この時、高
圧タービン排気逆止弁６はタービンバイパス運転開始後
から差圧により強制的に閉塞されており、その結果、そ
の上流側である高圧タービン５の排気室は復水器１５と
同じ真空状態となる。但し、高圧タービン排気逆止弁６
の下流である低温再熱蒸気管７及び高温再熱蒸気管９内
の圧力（再熱蒸気圧力）はタービン側の状態に関係なく
、低１Ｆバイパス弁３０の調節によっである設定圧力を
維持し続ける。ぞして、徐々に高圧タービン５への蒸気
量を増すことに」：リタービンの７１速を進める。この
過程に、１５いて蒸気ダンプ弁３４は全開状態をＩｆｆ
持する。高１［タービン５に流入した蒸気は排気室圧力
が真空に近い低い圧力のため十分膨張し仕事を１−る。

このことにより風損を防止づることが出来排気温ｊαが
巽常にＬ冒づることは４１い。尚、蒸気ダンプ弁３１１
が仝聞で維持されていることから蒸気流量の増加は蒸気
ダンプ管３３及び蒸気ダンプ弁３４のライン損失を増大
していくことになる。このことト１高圧タービン５の１
気圧力が徐々に上背する原因と／するが、この上？１が
排気温度の異常な上Ｗに′）ながら／；い様にづるため
には蒸気ダンプ管３３の口径を適宜選定すればよい。

一方、タービン負荷（７１人後、本５Ｎ明Ｃは二へ気ダ
ンプ弁３４に閉信弓を与えて徐々１ニ閉゛、ｆ＋；さ１
！る。

この理由は、負荷併入後は、高圧／７−ビン５うの排気
圧力が上昇しても、高圧タービン５内で十分な仕事をづ
ることがら排気温度の異常な上Ｍ−１こつながらないか
らである。

以−Ｆのことから、この蒸気ダンプ弁３４の容量は高圧
タービン５の回転上品に必要な蒸気１ｎを流せる容励で
あればＪ：＜、蒸気量としては少なく蒸気ダンプライン
の大口径化を防止できる。

また、蒸気ダンプラインを流れる蒸気′ａ１４をタービ
ンの出力に関係なく低流量にできること、ざらに再熱に
気圧力をタービンに関係なく高い圧力に設定出来ること
から低圧バイパスラインのコンバク１〜化を図ることが
できる。

第２図は運転過程での各主要弁の弁開度及び再熱蒸気ラ
インの圧力及びと１２度とタービンの負荷及び回転数と
の関係を示している。なお、第４図と同一部分には同一
符号を付して示し、弁開度の経時的変化を示すそれぞれ
の線には第１図に示したそれぞれの弁に対応する符号を
付して示している。

第２図に示したように、高圧タービン５への通気量始点
に上記ダンプ弁３４が仝聞となる。この時、高圧タービ
ン回転数１１０の圧力（，１一時的に真空となり、主蒸
気圧め弁バイパス弁３２１で制御された流入に気は徐々
に増加１）でい、ｙタービン回転数が’Ｆｌ速しでいく
。このｆｆ！ｌ１ｌｆ熱蒸′八１１１の圧力に関係なく
高圧タービン排気１１０の圧力は真空から徐々にト界し
ていく。（［１し、この１１力上）Ｖｆｔ主ｉ／Ｓ気止
め弁バイパス弁３ｉ＋の弁開度に比例しており、十分低
い月旦カに１１３さえることが出来る。

しかして、本発明によれば、従に技術で問題になってい
た高圧タービン排気１１０の調度に５聞畠なト冒が起ら
ず、この温度（１上蒸気止め弁バイパスｉｔ　３　ａに
比例づる形で上Ｕｆ？、　Ｌでいく。そして、タービン
（１荷Ｕｔ入後蒸気ダンプ弁、′３４の弁開度４−下げ
ていくとｉ！′！ｉＬ［タービン枡気１１０の圧力は一
口急激に上冒し始めるが高圧タービン（井気１１０の温
度はそれ稈急激な上品を示さ／τい。これは、上述した
様にタービン内で十分な仕事が行われるからである。

〔発明の効果〕

以上説明から明らかなように、本発明によれば、高圧タ
ービンへの主蒸気の供給に先立ち高圧バイパスラインへ
蒸気を供給し、高圧バイパスラインを経て流入する中圧
タービン入口側の蒸気圧力を低圧バイパスラインで設定
される高い圧力に維持し、高圧タービンへの主蒸気の供
給を開始すると同時に蒸気ダンプラインを開き高圧ター
ビンの背圧を真空近くの圧力にまで下げ、タービンΩ荷
併入後、前記蒸気ダンプラインを閉じて高圧タービンの
背圧を徐々に上ＴさぜるＪ：うにしたから、極めて簡１
１１な構成で、高圧タービンの風ｎを防止し、その排気
Ｗｉａ麻のＬ　’？？を防止することができる。

また、；−斤・中圧タービン起動方式の蒸気タービンプ
ラントの起動操作を極めて容易に、かつ、制御のし易い
ものとすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタービンバイパスプラントの系統図、
第２図は、本発明の制御方法による各主要弁の動き、及
び１■熱蒸気系と１１圧タービン排気の圧力及び温度と
タービン回転数、０荷との関係を示づ図、第３図は従来
タービンプランＩ−の系統図、第４図は従来の制粗方法
にＪ、つた場合のタービン回転数及び０夕ｉと１５熱蒸
気ライン及び高Ｌ［タービン回転数の圧力及び渇ｔｎど
の関係を示づ図である。１・・・ボイラ、２・・・主蒸気管、３３・・・主蒸気
止め弁、３ン〕・・・」二蒸気上め弁バイパス弁、４・
・・蒸気加減弁、５・・・高圧タービン、６・・・高圧
タービン１１１気逆（！二弁、７・・・低温再熱蒸気管
、８・・・再熱器、９・・・高温再熱蒸気管、１０・・
・Ｉｑ熱蒸気止め弁、１０ａ・・・再熱蒸気止め弁バイ
パス弁、１１・・・インターセブ１〜弁、１２・・・ｒ
ｌ、ｔ　ｒ＋−タービン、１３・・・）１」スＡ−バ管
、１／Ｉ・・・低圧タービン、１５・・・復水器、１６
・・復水ポンプ吸込管、１７・・・復水ポンプ、１９・
・・低圧ヒータ、２０・・・脱気器、２１・・・降水管
、２２・・・給水ポンプ、２３・・・高圧給水管、２４
・・・高［１ヒータ、２５・・・高圧バイパス管、２６
・・・高圧バイパス弁、２７・・・減温器、２８・・・
高圧バイパス管、２９・・・（Ｉｔ圧バイパス管、３０
・・・低圧バイパスｊｔ、３１・・・減温器、３２・・
・低圧バイパス管、３３・・・、４気ダンブ管、３１１
・・・蒸気ダンプ弁、３５・・・高圧バイパススプレー
管、３６・・・高圧バイパススプレー弁、３７・・・低
圧バイパススプレー管、３８・・・低圧バイパススグレ
ー弁。出願人代理人　　佐　　蒔　　−雄躬２図

Claims

【特許請求の範囲】

ボイラから主蒸気管を通して導かれる主蒸気により駆動
される高圧タービンと、この高圧タービンから高圧ター
ビン排気逆止弁、低温再熱蒸気管、再熱器および高温再
熱蒸気管を順次通して導かれる高温再熱蒸気により駆動
される中圧、低圧タービンと、前記主蒸気管から分岐し
高圧タービンをバイパスして前記低温再熱蒸気管に至る
高圧バイパスラインと、前記高温再熱蒸気管から分岐し
中圧、低圧タービンをバイパスして復水器に至る低圧バ
イパスラインと、前記高圧タービン排気逆止弁の上流側
から分岐し蒸気ダンプ弁を介して復水器に至る蒸気ダン
プラインとを備えた蒸気タービンプラントの起動方法で
あつて、高圧タービンへの主蒸気の供給に先立ち高圧バ
イパスラインへ蒸気を供給し、高圧バイパスラインを経
て流入する中圧タービン入口側の蒸気圧力を低圧バイパ
スラインで設定される高い圧力に維持し、高圧タービン
への主蒸気の供給を開始すると同時に蒸気ダンプライン
を開き高圧タービンの背圧を真空近くの圧力にまで下げ
、タービン負荷併入後、前記蒸気ダンプラインを閉じて
高圧タービンの背圧を徐々に上昇させるようにしたこと
を特徴とする蒸気タービンプラントの起動方法。