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公開番号2024122463
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030016
出願日2023-02-28
発明の名称蒸気タービン設備および蒸気タービン設備の制御方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F01D 17/00 20060101AFI20240902BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】蒸気中に含まれるドレンによるエロージョンによってバイパス弁が損傷することを防止する。
【解決手段】高圧タービンと、バイパスラインと、高圧タービンバイパス弁131と、制御部と、を備え、高圧タービンバイパス弁131は、本体部131aと、軸線X1に沿った方向に沿って進退するプラグ部131bと、シート接触面131c1が形成されたシート部131cと、を有し、制御部は、発電プラントの起動時に、高圧タービンに導かれる主蒸気の温度が第1過熱度以上となったことに応じて、主蒸気に対してプラグ接触面131b3が退避した第1退避位置から第1退避位置よりもプラグ接触面131b3がシート接触面131c1に近接した第1近接位置までプラグ部131bを移動させて第1開度を減少させる発電プラントを提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気を生成するボイラから第１蒸気管を介して供給される蒸気によって駆動されるとともに第２蒸気管へ蒸気を排出する第１蒸気タービンと、
前記第１蒸気管から前記第２蒸気管へ蒸気を導く第１バイパス管と、
前記第１バイパス管に配置される第１バイパス弁と、
前記第１バイパス弁の第１開度を制御する制御部と、を備え、
前記第１バイパス弁は、
前記第１バイパス管から蒸気が流入する第１流入口と、前記第１バイパス管へ蒸気を流出させる第１流出口とを有する第１本体部と、
前記第１本体部に配置されるとともに第１所定方向に沿って進退する第１プラグ部と、
前記第１プラグ部の第１プラグ接触面と接触することにより前記第１流入口から流入した蒸気が前記第１流出口へ流出しない閉状態となる第１シート接触面が形成された第１シート部と、を有し、
前記制御部は、前記第１蒸気タービンへの蒸気の供給を開始する起動時に、前記第１蒸気タービンに導かれる蒸気の温度が第１過熱度以上となったことに応じて、前記第１流入口から前記第１本体部に流入する蒸気に対して前記第１プラグ接触面が退避した第１退避位置から前記第１退避位置よりも前記第１プラグ接触面が前記第１シート接触面に近接した第１近接位置まで前記第１プラグ部を移動させて前記第１開度を減少させる蒸気タービン設備。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第２蒸気管を介して供給される蒸気によって駆動される第２蒸気タービンと、
前記第２蒸気管から前記第２蒸気タービンとは異なる他の機器へ蒸気を導く第２バイパス管と、
前記第２バイパス管に配置される第２バイパス弁と、を備え、
前記第２バイパス弁は、
前記第２バイパス管から蒸気が流入する第２流入口と、前記第２バイパス管へ蒸気を流出させる第２流出口とを有する第２本体部と、
前記第２本体部に配置されるとともに第２所定方向に沿って進退する第２プラグ部と、
前記第２プラグ部の第２プラグ接触面と接触することにより前記第２流入口から流入した蒸気が前記第２流出口へ流出しない閉状態となる第２シート接触面が形成された第２シート部と、を有し、
前記制御部は、前記起動時に、前記第２蒸気タービンに導かれる蒸気の温度が第２過熱度以上となったことに応じて、前記第２流入口から前記第２本体部に流入する蒸気に対して前記第２プラグ接触面が退避した第２退避位置から前記第２退避位置よりも前記第２プラグ接触面が前記第２シート接触面に近接した第２近接位置まで前記第２プラグ部を移動させて前記第２バイパス弁の第２開度を減少させる請求項１に記載の蒸気タービン設備。
【請求項３】
前記制御部は、前記起動時に、前記第１蒸気タービンに導かれる蒸気の圧力が第１所定圧力以上となったことに応じて、前記第１プラグ部の前記第１プラグ接触面を前記第１シート部の前記第１シート接触面に接触させた第１全閉位置から前記第１退避位置まで前記第１プラグ部を移動させて前記第１開度を増加させ、前記第２蒸気タービンに導かれる蒸気の圧力が第２所定圧力以上となったことに応じて、前記第２プラグ部の前記第２プラグ接触面を前記第２シート部の前記第２シート接触面に接触させた第２全閉位置から前記第２退避位置まで前記第２プラグ部を移動させて前記第２開度を増加させる請求項２に記載の蒸気タービン設備。
【請求項４】
前記第１所定圧力は０．３ＭＰａである請求項３に記載の蒸気タービン設備。
【請求項５】
前記第２所定圧力は０．０５ＭＰａである請求項３に記載の蒸気タービン設備。
【請求項６】
前記制御部は、前記起動時に、前記第２プラグ部を前記第２退避位置から前記第２近接位置へ移動させた後に、前記第１プラグ部を前記第１退避位置から前記第１近接位置へ移動させるよう制御する請求項２に記載の蒸気タービン設備。
【請求項７】
前記第１過熱度は１００℃である請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項８】
前記第２過熱度は１００℃である請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項９】
蒸気タービン設備の制御方法であって、
前記蒸気タービン設備は、
蒸気を生成するボイラから第１蒸気管を介して供給される蒸気によって駆動されるとともに第２蒸気管へ蒸気を排出する第１蒸気タービンと、
前記第１蒸気管から前記第２蒸気管へ蒸気をバイパスさせる第１バイパス管と、
前記第１バイパス管に配置される第１バイパス弁と、を備え、
前記第１バイパス弁は、
前記第１バイパス管から蒸気が流入する第１流入口と、前記第１バイパス管へ蒸気を流出させる第１流出口とを有する第１本体部と、
前記第１本体部に配置されるとともに第１所定方向に沿って進退する第１プラグ部と、
前記第１プラグ部の第１プラグ接触面と接触することにより前記第１流入口から流入した蒸気が前記第１流出口へ流出しない閉状態となる第１シート接触面が形成された第１シート部と、を有し、
前記第１蒸気タービンへの蒸気の供給を開始する起動時に、前記第１蒸気タービンに導かれる蒸気の温度が第１過熱度以上となったことに応じて、前記第１流入口から前記第１本体部に流入する蒸気に対して前記第１プラグ接触面が退避した第１退避位置から前記第１退避位置よりも前記第１プラグ接触面が前記第１シート接触面に近接した第１近接位置まで前記第１プラグ部を移動させて前記第１バイパス弁の第１開度を減少させる制御工程を備える蒸気タービン設備の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸気中に含まれるエロージョンによってバイパス弁が損傷することを防止することが可能な蒸気タービン設備および蒸気タービン設備の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントなどの蒸気タービンを含むプラントにおいて、タービンへ供給される蒸気量を調整するバイパス弁が、蒸気中に含まれるエロ―ジョンによって損傷を受けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、バイパス弁のシート部から蒸気出口方向に沿ってコバルト基硬質合金からなる硬質合金層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平６－２３５３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、硬質合金層を形成することにより耐エロ―ジョン性を付与してバイパス弁の寿命を延ばすことができるものの、蒸気中に含まれるドレンによるエロ―ジョンによってバイパス弁が損傷することを避けることはできない。バイパス弁が損傷してしまうと、バイパス弁を補修するためにプラントを停止するなどプラントの運用に支障が生じる。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、蒸気中に含まれるドレンによるエロージョンによってバイパス弁が損傷することを防止することが可能な蒸気タービン設備および蒸気タービン設備の制御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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示に係る蒸気タービン設備は、蒸気を生成するボイラから第１蒸気管を介して供給される蒸気によって駆動されるとともに第２蒸気管へ蒸気を排出する第１蒸気タービンと、前記第１蒸気管から前記第２蒸気管へ蒸気を導く第１バイパス管と、前記第１バイパス管に配置される第１バイパス弁と、前記第１バイパス弁の第１開度を制御する制御部と、を備え、前記第１バイパス弁は、前記第１バイパス管から蒸気が流入する第１流入口と、前記第１バイパス管へ蒸気を流出させる第１流出口とを有する第１本体部と、前記第１本体部に配置されるとともに第１所定方向に沿って進退する第１プラグ部と、前記第１プラグ部の第１プラグ接触面と接触することにより前記第１流入口から流入した蒸気が前記第１流出口へ流出しない閉状態となる第１シート接触面が形成された第１シート部と、を有し、前記制御部は、前記第１蒸気タービンへの蒸気の供給を開始する起動時に、前記第１蒸気タービンに導かれる蒸気の温度が第１過熱度以上となったことに応じて、前記第１流入口から前記第１本体部に流入する蒸気に対して前記第１プラグ接触面が退避した第１退避位置から前記第１退避位置よりも前記第１プラグ接触面が前記第１シート接触面に近接した第１近接位置まで前記第１プラグ部を移動させて前記第１開度を減少させる。
【０００７】
本開示に係る蒸気タービン設備の制御方法は、蒸気タービン設備の制御方法であって、前記蒸気タービン設備は、蒸気を生成するボイラから第１蒸気管を介して供給される蒸気によって駆動されるとともに第２蒸気管へ蒸気を排出する第１蒸気タービンと、前記第１蒸気管から前記第２蒸気管へ蒸気をバイパスさせる第１バイパス管と、前記第１バイパス管に配置される第１バイパス弁と、を備え、前記第１バイパス弁は、前記第１バイパス管から蒸気が流入する第１流入口と、前記第１バイパス管へ蒸気を流出させる第１流出口とを有する第１本体部と、前記第１本体部に配置されるとともに第１所定方向に沿って進退する第１プラグ部と、前記第１プラグ部の第１プラグ接触面と接触することにより前記第１流入口から流入した蒸気が前記第１流出口へ流出しない閉状態となる第１シート接触面が形成された第１シート部と、を有し、前記第１蒸気タービンへの蒸気の供給を開始する起動時に、前記第１蒸気タービンに導かれる蒸気の温度が第１過熱度以上となったことに応じて、前記第１流入口から前記第１本体部に流入する蒸気に対して前記第１プラグ接触面が退避した第１退避位置から前記第１退避位置よりも前記第１プラグ接触面が前記第１シート接触面に近接した第１近接位置まで前記第１プラグ部を移動させて前記第１開度を減少させる制御工程を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、蒸気中に含まれるエロージョンによってバイパス弁が損傷することを防止することが可能な蒸気タービン設備および蒸気タービン設備の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態にかかる発電プラントを示す概略構成図である。
高圧タービンバイパス弁の端面図であり、全閉状態を示す。
高圧タービンバイパス弁の端面図であり、全開状態を示す。
高圧タービンバイパス弁の端面図であり、規定開度とした状態を示す。
低圧タービンバイパス弁の端面図であり、全閉状態を示す。
低圧タービンバイパス弁の端面図であり、全開状態を示す。
低圧タービンバイパス弁の端面図であり、規定開度とした状態を示す。
本実施形態の発電プラントの起動時に実行する高圧タービンバイパス弁および低圧タービンバイパス弁の制御方法を示すフローチャートである。
高圧タービンバイパス弁の開度の変化の一例を示すタイミングチャートである。
低圧タービンバイパス弁の開度の変化の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示の一実施形態にかかる発電プラント（蒸気タービン設備）１について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態にかかる発電プラント１を示す概略構成図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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