蒸氣輪機及蒸氣輪機的推力調整方法技術

一種蒸氣輪機，至少將高壓葉片列、中壓葉片列及多個虛設部安裝在共用的旋轉軸上，其具備：檢測機構，其檢測有無蒸氣向中壓室流入；減壓機構，其在蒸氣向所述中壓室的流入停止時，使所述多個虛設部中的、一側與所述中壓室的一部分連通的調壓對象虛設部的兩側的壓力差減少；控制機構，其根據所述檢測機構的檢測結果來控制所述減壓機構。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，尤其涉及能夠使至少將高壓室葉片列、中壓室葉片列及多個虛設部安裝在共用的旋轉軸上的蒸氣輪機的旋轉軸上所產生的推力平衡的。
技術介紹
在蒸氣輪機中，為了承受旋轉軸產生的推力而設置有推力軸承。由于推力軸承的負載能力存在界限，因此，為了在無論何種運轉狀態下都使旋轉軸產生的推力不超過軸承的負載能力，而需要進行考慮了推力平衡的設計。因此，在與葉片列相同的旋轉軸上安裝虛設部(虛設活塞)，借助該虛設部來產生沿著推力相反方向作用的力，作為旋轉軸整體，使沿著軸向作用的力平衡，由此，無論為何 種運轉狀態，都能夠將推力軸承收納在軸承的負載能力范圍內。圖13是表示現有的設有推力調整用虛設部的蒸氣輪機的通常運轉狀態的簡圖。圖13所示的蒸氣輪機I以包圍旋轉軸10的方式形成有機室(未圖示)，在該機室具備高壓主蒸氣22、再熱蒸氣24及低壓主蒸氣26各自的導入部(未圖示)。另外，在旋轉軸10上依次設有供給高壓主蒸氣22的高壓葉片列2、供給再熱蒸氣24的中壓葉片列4、供給低壓主蒸氣26的低壓葉片列6，中壓葉片列4和低壓葉片列6以蒸氣的入口側為同方向且與高壓葉片列2的蒸氣入口側對置的方式配置。而且，在高壓葉片列2的蒸氣入口側與中壓葉片列4的蒸氣入口側之間設有高壓虛設部12，在高壓葉片列2的蒸氣出口側依次設有中壓虛設部14和低壓虛設部16。而且，設有將中壓虛設部14的出口側與中壓葉片列4的后半部連通的推力平衡管30。在以上結構的蒸氣輪機I中，來自未圖示的鍋爐等的高壓主蒸氣22進入高壓葉片列2，對旋轉軸I賦予旋轉力，且溫度、壓力逐漸下降。并且，在高壓葉片列2完成了作功的蒸氣成為低溫再熱蒸氣28而向蒸氣輪機I外排出。從蒸氣輪機I排出的低溫再熱蒸氣在蒸氣輪機外部由再熱鍋爐(未圖示)再次加熱而成為再熱蒸氣24。由所述再熱鍋爐加熱后的中壓的再熱蒸氣24通過中壓葉片列4而對旋轉軸10賦予旋轉力，且溫度、壓力逐漸下降。而且，低壓主蒸氣26通過低壓葉片列6而對旋轉軸10賦予旋轉力，且使溫度、壓力逐漸下降。另外，高壓主蒸氣22的一部分流過高壓(HP)虛設部12，在高壓葉片列2進行作功而溫度、壓力下降后的低溫再熱蒸氣28的一部分流過中壓(IP)虛設部14及低壓(LP)虛設部16。此時，在各個葉片列及虛設部中，旋轉軸I產生的推力由帶〇的數字I 6表示，并且各葉片列(虛設部)之間的壓力值的一例如圖13所示。帶〇的數字I 6分別表示低壓虛設部16、中壓虛設部14、高壓葉片列2、高壓虛設部12、中壓葉片列4、低壓葉片列6產生的推力。葉片列產生的推力可以根據設置在旋轉軸上的葉片列上作用的氣體力來算出。而且，虛設部產生的推力可以通過虛設部前后的壓差和截面積來算出。如圖13所示，通過設置各虛設部12、14、16及推力平衡管30，能夠取得蒸氣壓力產生的推力的平衡。即，高壓室葉片列2的推力與高壓虛設部12平衡，中壓室葉片列4的推力與中壓虛設部14平衡，低壓室葉片列6的推力與低壓虛設部16平衡，作為蒸氣輪機I整體，取得了推力的平衡。另外，在蒸氣輪機中，為了防止推力軸承的損傷，除了通常運轉時之外，在高壓主蒸氣停止的情況及再熱蒸氣停止的情況的任意情況下，也需要取得推力的平衡。首先，在圖13所示的蒸氣輪機I中，考慮了由于故障或運轉調整等而使高壓主蒸氣22停止的情況。圖14是表示現有的設有推力調整用虛設部的蒸氣輪機的高壓主蒸氣停止狀態的簡圖。在圖14中，當高壓主蒸氣22停止時，向高壓葉片列2導入的蒸氣消失，高壓葉片列2的壓差成為O。因此，如圖14所示，帶〇的數字3表示的推力也成為O。而且高壓虛設部12的壓差也非常小，帶〇的數字4表示的推力也成為接近于O的值。因此，如圖14所示，即使在高壓主蒸氣22停止的狀態下，作為蒸氣輪機I整體，也能取得推力平衡。 接下來，在圖13所示的蒸氣輪機I中，考慮因故障或運轉調整等而使再熱蒸氣24及低壓主蒸氣26停止的情況。圖15是表示現有的設有推力調整用虛設部的蒸氣輪機的再熱蒸氣及低壓主蒸氣停止狀態的簡圖。在圖15中，當再熱蒸氣24及低壓蒸氣26停止時，向中壓葉片列4及低壓葉片列6導入的蒸氣消失，中壓葉片列4及低壓葉片列6的前后的壓力均大致成為真空。并且，通過中壓葉片列4的后半部和推力平衡管30而連通的中壓虛設部14與低壓虛設部16之間的壓力也大致成為真空。這種情況下，關于LP系(低壓部分)，由于低壓葉片列6、低壓虛設部16均是前后壓差大致成為0，因此產生的推力大致成為O。關于IP系(中壓部分)，在中壓虛設部14產生的推力(帶〇的數字2)增加了出口部的壓力大致成為真空的量，由于中壓葉片列4的前后的壓差大致成為0，所以中壓葉片列4產生的推力(帶〇的數字5)大致成為0，因此，向中壓虛設部側方向(圖15中的左側方向)作用的推力增大。另外，關于HP系(高壓部分)，雖然高壓葉片列2產生的推力(帶〇的數字3)與通常運轉時大致相同，但高壓虛設部12產生的推力(帶〇的數字2)增加了高壓虛設部12出口部的壓力大致成為真空的量，因此向高壓虛設部方向(圖15中的右側方向)作用的推力增大。在此，由IP系增大的推力大于由HP系增大的推力，因此作為蒸氣輪機I整體，圖15中的左側方向的推力增大，無法取得推力的平衡。為了在再熱蒸氣停止的情況下也取得推力的平衡，考慮了增大高壓虛設部12而使圖15中的右側方向的推力增大來取得平衡的情況，但這種情況下，在通常運轉時無法取得推力的平衡，因此不合適。因此，在圖13 圖15中，通過減小中壓虛設部14并增大低壓虛設部16，在通常運轉時、高壓主蒸氣停止時及再熱蒸氣停止時的任意情況下都能夠取得推力的平衡。另外，作為其他的技術，在專利文獻I中公開了如下的技術根據軸瓦溫度等來計測蒸氣輪機產生的推力，根據其結果，使用電力控制來調整作用于虛設部的推力，取得蒸氣輪機整體的推力的平衡。在先技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開平8-189302號公報
技術實現思路
然而，在使用圖13 圖15說明 的現有技術中，除了通常運轉時、高壓主蒸氣停止時之外，為了在再熱蒸氣停止時也取得推力的平衡，如上述那樣需要減小中壓虛設部14并增大低壓虛設部16。在增大低壓虛設部16時，位于其外周部的殼體增大，因此必然地蒸氣輪機I整體變得大型化而成為成本上升的原因，而且，當低壓虛設部16的直徑變大時，從此處向地面漏出的蒸氣量增加，蒸氣輪機I的性能可能會下降。尤其是近年來，隨著低壓室葉片列的長大化的進展，低壓虛設部處于增大的傾向，為了取得推力的平衡而增大低壓虛設部的情況并不合適。另外，在如專利文獻I公開的技術那樣，使用電力控制來取得推力的平衡的技術中，有時電力系統的可靠性也會成為問題。因此，本專利技術鑒于現有技術的問題點，目的在于提供一種不使低壓虛設部變得大型化，而且不使用復雜的電力控制，就能夠在蒸氣輪機的運轉范圍整個區域內，取得作用于輪機的旋轉軸的推力的平衡的。作為用于解決上述的課題的蒸氣輪機的專利技術，涉及一種蒸氣輪機，至少將高壓葉片列、中壓葉片列及多個虛設部安裝在共用的旋轉軸上，其特征在于，具備檢測機構，其檢測有無蒸氣向中壓室流入；減壓機構，其在蒸氣向所述中壓室的流入停止時，使所述多個虛設部中的、一側與所述中壓室的一部分連通的調壓對象虛設部的兩側的壓力差減少；控制機構，其根據所述檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.30 JP 2010-1486241.一種蒸氣輪機，其至少將高壓葉片列、中壓葉片列及多個虛設部安裝在共用的旋轉軸上，其特征在于，具備 檢測機構，其檢測有無蒸氣向中壓室流入； 減壓機構，其在蒸氣向所述中壓室的流入停止時，使所述多個虛設部中的、一側與所述中壓室的一部分連通的調壓對象虛設部的兩側的壓力差減少； 控制機構，其根據所述檢測機構的檢測結果來控制所述減壓機構。2.根據權利要求I所述的蒸氣輪機，其特征在于， 所述減壓機構包括對所述調壓對象虛設部的兩側進行連結的第一管路；配設在該第一管路上且調節所述調壓對象虛設部的兩側的壓力差的第一閥。3.根據權利要求2所述的蒸氣輪機，其特征在于， 還具備 第三管路，其對所述減壓機構的所述一側及所述中壓室的出口進行連結； 第三閥，其配設在所述第三管路上； 所述控制機構在盡管蒸氣向所述中壓室的流入未停止但所述第一閥打開的情況下，將所述第三閥打開，以使所述調壓對象虛設部的兩側產生壓力差。4.根據權利要求I 3中任一項所述的蒸氣輪機，其特征在于， 所述減壓機構包括對所述中壓室的所述一部分及所述調壓對象虛設部的所述一側進行連結的第二管路、配設在該第二管路上且調節所述調壓對象虛設部兩側的壓力差的第二閥，在蒸氣向所述中壓室的流入停止時，將所述第二閥關閉。5.根據權利要求4所述的蒸氣輪機，其特征在于， 配設有繞過所述第二閥的旁通管路，并且在該旁通管路上設置有節流部。6.根據權利要求4所述的蒸氣輪機，其特征在于， 還具備 第三管路，其對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丸山隆，松尾朝春，
申請(專利權)人：三菱重工業株式會社，
類型：
國別省市：