[发明专利]汽轮机装置及其运转方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及一种汽轮机装置及其运转方法。

背景技术

近年来，在火力发电厂所使用的汽轮机装置中，多数采用涡轮旁路系统。通过该涡轮旁路系统的设置，即使汽轮机在低负载区和停止中时，也不需要降低来自锅炉的产生蒸汽量。因此，可以实现锅炉的燃烧稳定化。尤其，作为用于改善每天的起动停止运行功能的一个对应方案是有效的系统。

设置有涡轮旁路系统的汽轮机装置，伴随着中间负载火力装置的增加而增加。这种涡轮旁路系统由高压以及低压的2级旁路系统构成。

图6和图7是具备以往的涡轮旁路系统的汽轮机装置的系统图。

图6所示的汽轮机装置的系统中，采用了同时向高压涡轮和中压涡轮通气的起动法。图7所示的汽轮机装置的系统中，采用了仅向中压涡轮通气的起动法。两者的系统上的区别在于，是否设置有从高压涡轮的排气室到冷凝器的通风阀（ventilator valve）。

如图6所示，锅炉410的过热器411中产生的蒸汽经过主蒸汽截止阀420、蒸汽调节阀421而流入高压涡轮500。从高压涡轮500排气的蒸汽通过止回阀422，被引导到锅炉410的再热器412并被再次加热。

通过了再热器412的蒸汽经过再热蒸汽截止阀423、截流阀（intercept valve）424而被导入中压涡轮510。从中压涡轮510排气的蒸汽被引导到低压涡轮520。在低压涡轮520的轴端连结发电机530，发电机530由低压涡轮520驱动。

从低压涡轮520排气的蒸汽被引导到冷凝器540，凝结而成为冷凝水。该冷凝水通过凝泵550而被引导到低压给水加热器561、脱气器562。而且，通过了脱气器562的给水通过给水泵551而被升压，通过高压给水加热器563并再次流入过热器411。

在从过热器411和主蒸汽截止阀420的配管的中途分支的配管上配设有高压旁通阀425以及降温装置570。该配管连接在止回阀422和锅炉的中途。此外，设置有用于对到降温装置570的冷却水进行供给调节的冷却水调节阀426。

在从再热器412和再热蒸汽截止阀423的配管的中途分支的配管上配设有低压旁通阀427以及降温装置571。此外，设置有用于对到降温装置571的冷却水进行供给调节的冷却水调节阀428。

与以上的图6所示的系统相比，在图7所示的系统中，设置有从高压涡轮500和止回阀422之间的配管分支、隔着通风阀580而连接到冷凝器540的配管。由此，在涡轮起动时进行动作以使高压涡轮500的内部成为真空。

专利文献1：日本特开昭54-77803号公报

专利文献2：日本特开昭61-65003号公报

在以往的、例如图6所示的系统中，同时向高压涡轮500、中压涡轮510通气。但是，止回阀422由于高压旁通阀425的出口压力而强制地成为全闭状态时，在通过基于主蒸汽截止阀420的全周喷射起动而微开并向高压涡轮500通气的情况下，由于主蒸汽截止阀420的节流损失而使高压涡轮500的初级喷嘴的前压力降低。因此，不产生高压涡轮500的动叶片上的有效功。

并且，与主蒸汽截止阀420同时使截流阀424开阀，从而由低压旁通阀427进行压力控制的蒸汽被通气到中压涡轮510，涡轮转速上升。因此，在叶片长度变长的高压涡轮500的排气部附近，产生涡流损失。由此，排气室的温度急剧上升，并且由于该温度变化而使高压涡轮500的涡轮转子的表面的热应力增加，产生过度的寿命消耗。

为了解决该问题，使流入中压涡轮510的蒸汽量的数倍的蒸汽流入高压涡轮500使流入，来进行高压涡轮500的内部的冷却，但是在物理上以及起动蒸汽条件上并非充分的对策。

另一方面，在以往的、例如图7所示的系统中，在起动前使通风阀580开阀，从而使高压涡轮500的内部与冷凝器540直接连结而成为真空。而且，使蒸汽调节阀421为全闭状态，通过截流阀424而仅向中压涡轮510通气，从而使涡轮转速上升。

但是，高压涡轮500的排气部在成为真空的期间，没有由涡流损失引起的温度上升，但在截流阀424成为全开后，由高压涡轮500得到负载，因此使蒸汽调节阀421急速开阀，同时关闭通风阀580。即，在使该蒸汽调节阀421急速开阀时，在比高压涡轮500的初级更靠下游的金属部件上，产生与流入蒸汽温度的温度差（温度变化），而产生大的热应力。