專利名稱：蒸汽輪機(jī)及其冷卻方法以及蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在使蒸汽溫度高溫化并提高發(fā)電廠熱效率的同時，對蒸汽的高溫化作相應(yīng)處理，供給冷卻蒸汽來提高構(gòu)成部件強(qiáng)度保證的蒸汽輪機(jī)及其冷卻方法以及蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠。
已有技術(shù)在最近的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠中，作為加強(qiáng)重新強(qiáng)化發(fā)電廠熱效率提高的一環(huán)，研究蒸汽的高溫化。
蒸汽高溫化是蘭肯循環(huán)的特性，越提高蒸汽溫度，越能提高發(fā)電廠熱效率。
因此，蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠從曾經(jīng)比較低溫、低壓的蒸汽條件，大致固定在蒸汽溫度538℃/566℃或538℃/538℃的一級再加熱中。
然而，如最近那樣，在全球變暖或環(huán)境破壞等密切相關(guān)的今天，在蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠的領(lǐng)域，也進(jìn)行更進(jìn)一步減少燃料的浪費并增加單機(jī)容量的研究開發(fā)，其中之一是提出了將再加熱蒸汽溫度提高到700℃以上并將該超高溫再加熱蒸汽供給到中壓汽輪機(jī)的方案。
對于將600℃左右的高溫蒸汽導(dǎo)入到中壓汽輪機(jī)的技術(shù)，也提出了將中壓汽輪機(jī)的主蒸汽輸入管作為雙重構(gòu)造進(jìn)行蒸汽冷卻的方案等(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平11-350911號公報發(fā)明內(nèi)容但是，對于將再加熱蒸汽溫度提高到700℃以上的情況，還留有很多要解決的許多問題，尤其對于如何保證蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件的強(qiáng)度，現(xiàn)在正模索中。以前，在火力發(fā)電發(fā)電廠中，在蒸汽輪機(jī)使用的渦輪轉(zhuǎn)子、渦輪噴嘴、渦輪葉片、噴嘴箱(蒸汽室)、蒸汽供給管等的蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件中使用改良的耐熱銅，但若再加熱蒸汽溫度變?yōu)?00℃以上，則難以較好地維持蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件的強(qiáng)度保證。
因此，對于蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠，即使在蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件就那樣使用以前改良的耐熱銅，也希望實現(xiàn)能較好維護(hù)強(qiáng)度保證的新技術(shù)，作為其手段研究采用蒸汽冷卻。
然而，雖然說采用蒸汽冷卻，但由于該技術(shù)領(lǐng)域是未開發(fā)的領(lǐng)域，要反復(fù)進(jìn)行嘗試法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)這些已有技術(shù)而研制的，其目的在于提供一種對再熱蒸汽進(jìn)行超高溫化從而更進(jìn)一步提高熱效率，同時對再熱蒸汽高溫化作相應(yīng)處理，使蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件能維持高強(qiáng)度保證的蒸汽輪機(jī)和其冷卻方法以及蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠，如技術(shù)方案1所示，其特征是包括蒸汽發(fā)生器；利用由該蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽被驅(qū)動的高壓汽輪機(jī)；具有引導(dǎo)用所述蒸汽發(fā)生器對來自所述高壓汽輪機(jī)的排氣進(jìn)行再熱的再熱蒸汽的噴嘴箱、和將來自所述高壓汽輪機(jī)的抽氣蒸汽作為冷卻蒸汽進(jìn)行引導(dǎo)的冷卻蒸汽導(dǎo)入部、并由該再熱蒸汽驅(qū)動的中壓汽輪機(jī)；由來自該中壓汽輪機(jī)的排氣蒸汽驅(qū)動的低壓汽輪機(jī)；使來自該低壓汽輪機(jī)的排氣蒸汽凝縮的冷凝器；以及將由該冷凝器凝縮的凝縮水作為供水進(jìn)行加熱的多個供水加熱器。
本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)，如技術(shù)方案2至8所示，其特征是包括機(jī)殼；在所述機(jī)殼內(nèi)被收納并旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；配置多個由固定在所述機(jī)殼側(cè)并配置在相對所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向的噴嘴和一對在與該噴嘴鄰接的位置植設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上并與所述轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動葉片組成的汽輪機(jī)級而構(gòu)成的通路部；在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼的間隙與所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸同心狀配置并與所述通路部連通的噴嘴箱；以及在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼之間的空間引導(dǎo)冷卻用蒸汽的冷卻蒸汽導(dǎo)入部。
本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)的冷卻方法，如技術(shù)方案9所示，其特征是，所述蒸汽輪機(jī)包括由外側(cè)機(jī)殼和內(nèi)側(cè)機(jī)殼組成的機(jī)殼；在所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼內(nèi)被收納并旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；配置多個由固定于所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼側(cè)并在相對所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向配置的噴嘴和在與該渦輪噴嘴鄰接的位置植設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上并與所述轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的1對轉(zhuǎn)動葉片組成的汽輪機(jī)級而構(gòu)成的通路部；在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼的間隙中與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸同心狀配置并與所述通路部連通的噴嘴箱；以及嵌合在所述噴嘴箱上的蒸汽供給管，在蒸汽輪機(jī)的冷卻方法中，在所述轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼之間的空間、及所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼和外側(cè)機(jī)殼之間的空間分別導(dǎo)入冷卻蒸汽，用該冷卻蒸汽冷卻所述噴嘴箱、所述蒸汽供給管和所述蒸汽輪機(jī)級中的至少位于最上游的級。
若使用本發(fā)明，用冷卻蒸汽能充分冷卻中壓汽輪機(jī)的各構(gòu)成高溫部件，所以可對再熱蒸汽的高溫化作相應(yīng)處理并對蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件維持高強(qiáng)度保證，能提供更高效率的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠和蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠冷卻方法的實施形態(tài)圖。
圖2是本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠中表示中壓汽輪機(jī)實施形態(tài)的局部剖開縱剖面圖。
圖3是本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠中表示再熱蒸汽管的實施形態(tài)的局部剖開剖面圖。
圖4是本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠中表示蒸汽輪機(jī)初級、汽輪機(jī)級的實施形態(tài)的局部剖開剖面圖。
具體實施例方式
以下，引用附圖和附圖給予的符號，說明本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠和蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠冷卻方法的實施形態(tài)。
實施例1圖1是表示本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠和蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠冷卻方法的第1實施例的系統(tǒng)圖。
本實施例的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠由蒸汽輪機(jī)1、作為蒸汽發(fā)生器的鍋爐9、冷凝水系統(tǒng)13和供水系統(tǒng)14構(gòu)成。
蒸汽輪機(jī)1將中壓汽輪機(jī)2、高壓汽輪機(jī)3、雙流型低壓汽輪機(jī)7和發(fā)電機(jī)8相互軸結(jié)合，作為單軸來構(gòu)成。作為蒸汽發(fā)生器鍋爐9產(chǎn)生主蒸汽，該主蒸汽通過被引導(dǎo)到高壓汽輪機(jī)3后在高壓汽輪機(jī)3內(nèi)邊膨脹邊流動，進(jìn)行膨脹作功來驅(qū)動高壓汽輪機(jī)。高壓汽輪機(jī)3設(shè)置著從其中間級抽取蒸汽的高壓汽輪機(jī)抽氣系統(tǒng)5。
在高壓汽輪機(jī)3內(nèi)結(jié)束膨脹作功的高壓汽輪機(jī)排氣由低溫再熱系統(tǒng)10再次引導(dǎo)到鍋爐9中，供給于鍋爐9的再熱器11，這里變成溫度700℃以上的再熱蒸汽。該再熱蒸汽向中壓汽輪機(jī)2供給，進(jìn)行膨脹作功來驅(qū)動中壓汽輪機(jī)2。進(jìn)一步，中壓汽輪機(jī)2還將來自中壓汽輪機(jī)3的一部分抽汽蒸汽從高壓汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)5分支，使作為冷卻蒸汽引導(dǎo)的蒸汽冷卻系統(tǒng)4與該中壓汽輪機(jī)的上游部連接。連接著從中壓汽輪機(jī)2的中間級抽取蒸汽的抽氣配管。
而且，在中壓汽輪機(jī)2內(nèi)結(jié)束膨脹作功的中壓汽輪機(jī)排氣被引導(dǎo)到低壓汽輪機(jī)7，在這里也進(jìn)行膨脹作功來驅(qū)動低壓汽輪機(jī)7。這樣，分別驅(qū)動高壓汽輪機(jī)3、中壓汽輪機(jī)2、低壓汽輪機(jī)7，由此驅(qū)動發(fā)動機(jī)8。在低壓汽輪機(jī)7也連接著從其中間級抽取蒸汽的抽氣配管。
冷凝水系統(tǒng)13沿著冷凝水的流動設(shè)有冷凝器15、冷凝水泵16、第1低壓供水加熱器17、第2低壓供水加熱器18、第3低壓供水加熱器19、第4低壓供水加熱器20。用冷凝器15使自低壓汽輪機(jī)7來的低壓汽輪機(jī)排氣凝縮形成冷凝水，用冷凝水泵16將該冷凝水升壓，在第1至第4低壓供水加熱器17、18、19、20將從低壓汽輪機(jī)7通過抽氣配管供給的低壓抽取蒸汽作為熱源，依次進(jìn)行預(yù)熱(再生)。
另一方面，供水系統(tǒng)14沿供水的流動設(shè)有脫氣器21、供水泵22、第1高壓供水加熱器23、第2高壓供水加熱器24、第3高壓供水加熱器25、過熱器6。脫氣器21對從冷凝水系統(tǒng)13的第4低壓供水加熱器20供給的冷凝水，進(jìn)行將從蒸汽輪機(jī)1的中壓汽輪機(jī)2的下游部來的抽取蒸汽作為熱源的加熱脫氣，形成供水。過熱器6根據(jù)從連接在蒸汽輪機(jī)1的中壓汽輪機(jī)2的比較上游側(cè)的抽氣配管供給的過熱度高的過熱蒸汽的顯熱加熱供水，并且設(shè)置在供水系統(tǒng)14的最下游部。
由脫氣器21得到的供水用給升泵22升壓，用第1至第3高壓供水加熱器23、24、25依次預(yù)熱，最后引導(dǎo)到過熱調(diào)節(jié)器6再進(jìn)行預(yù)熱。這里，第1高壓供水加熱器的供水加熱源由過熱器6大致奪取顯熱是接近飽和蒸汽的蒸汽，第2高壓供水加熱器、第3高壓供水加熱器的供水加熱源分別是高壓汽輪機(jī)3來的高壓汽輪機(jī)排汽、高壓汽輪機(jī)3來的高壓抽取蒸汽。通過這些的第1至第3高壓供水加熱器23～25和過熱器6將依次預(yù)熱的供水返回鍋爐9。
在本實施例中，在蒸汽輪機(jī)1通過高壓抽氣系統(tǒng)5、蒸汽冷卻系統(tǒng)4供給到中壓汽輪機(jī)2a的冷卻蒸汽，冷卻中壓汽輪機(jī)2的渦輪轉(zhuǎn)子、噴嘴箱、機(jī)殼、密封壓蓋部、再熱蒸汽管等的蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件，能較高地維持材料的強(qiáng)度保證。
在蒸汽輪機(jī)1使溫度700℃以上的再熱蒸汽在中壓汽輪機(jī)2進(jìn)行膨脹作功是由于，中壓汽輪機(jī)2和高壓汽輪機(jī)3比較，容量(汽輪機(jī)級數(shù))多，其多的部分是因為能通過蒸汽進(jìn)行較多的膨脹作功，與其提高高壓汽輪機(jī)3的入口溫度不如提高中壓汽輪機(jī)2的入口溫度，作為結(jié)果是為了能提高發(fā)電廠熱效率。
這樣，本實施例的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠，在第1中壓汽輪機(jī)2設(shè)置將蒸汽輪機(jī)1的高壓汽輪機(jī)3來的高壓汽輪機(jī)抽氣作為冷卻蒸汽供給的蒸汽冷卻系統(tǒng)4，能較高地維持中壓汽輪機(jī)2構(gòu)成部件的材料強(qiáng)度保證。
在本實施例中，為了在供水系統(tǒng)14的供水預(yù)熱(再生)中能有效利用中壓汽輪機(jī)2中間級來的過熱度高的抽取蒸汽，設(shè)置了使用過熱器6僅對中壓汽輪機(jī)抽取蒸汽具有熱量中的顯熱進(jìn)行熱交換的過熱器6。因此，更進(jìn)一步能提高發(fā)電廠的熱效率，就連700℃左右的高溫再熱蒸汽都能因蒸汽冷卻而維持高的材料強(qiáng)度，且進(jìn)行高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2是對由本實施例的鍋爐9的再熱器11供給的溫度700℃以上的再熱蒸汽進(jìn)行膨脹作功的中壓汽輪機(jī)2的局部剖視縱剖面圖。
中壓汽輪機(jī)2構(gòu)成外部機(jī)殼27和內(nèi)部機(jī)殼28的雙層機(jī)殼構(gòu)造的軸流型，同時在內(nèi)部機(jī)殼28收容著具有汽輪機(jī)級(タ一ビン段落)29的渦輪轉(zhuǎn)子30。
渦輪轉(zhuǎn)子30的構(gòu)成是，由軸承(未圖示)支承兩端，同時在再熱蒸汽上游側(cè)的外部機(jī)殼27、內(nèi)部機(jī)殼28的各自之間分別設(shè)置外部機(jī)殼用密封壓蓋部(外部ケ一シング用グラント部)31、內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32，同時從再熱蒸汽管35側(cè)的蒸汽輪機(jī)初級到蒸汽輪機(jī)排汽室36側(cè)的蒸汽輪機(jī)最后級遍及多個級地設(shè)有將渦輪噴嘴33和渦輪葉片34組合的汽輪機(jī)級29，將這部分作為蒸汽的通路部。
在構(gòu)成汽輪機(jī)級29的渦輪噴嘴33和渦輪葉片34中，通過在用隔板外環(huán)(ダイアフラム外輪)36和隔板內(nèi)環(huán)37支承兩端的同時使隔板外環(huán)36與內(nèi)部機(jī)殼28配合，沿渦輪轉(zhuǎn)子30的圓周方向配置渦輪噴嘴33。渦輪葉片34植設(shè)在與渦輪轉(zhuǎn)子30整體切削出的渦輪圓盤38上，并在與渦輪噴嘴33鄰接的位置沿渦輪轉(zhuǎn)子30的圓周方向配置。
中壓汽輪機(jī)2具有作為蒸汽供給管的再熱蒸汽管35，能將由鍋爐9的再熱器11供給的再熱蒸汽通過噴嘴箱(蒸汽室)4供給到蒸汽輪機(jī)初級的渦輪噴嘴33。
噴嘴箱45與渦輪轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)軸同心狀地配置在渦輪轉(zhuǎn)子30和內(nèi)部機(jī)殼28的間隙中，是將由再熱蒸汽管35供給的約700℃的高溫蒸汽導(dǎo)入作為蒸汽通路部的汽輪機(jī)級29的構(gòu)件，能防止高溫蒸汽直接觸及中壓汽輪機(jī)的構(gòu)成部件，通過將蒸汽引導(dǎo)到照舊保持蒸汽溫度的蒸汽輪機(jī)通路部29來防止效率下降。
再熱蒸汽管35的構(gòu)成如圖3所示，構(gòu)成外管39和內(nèi)管40的雙層管構(gòu)造，在同心形配置的外管39和內(nèi)管40之間形成冷卻蒸汽通路41，使冷卻蒸汽可流通，同時在外管39和外部機(jī)殼27的法蘭盤42之間安裝著外部機(jī)殼用密封裝置43。
該外部機(jī)殼用密封裝置43在和外部機(jī)殼27的法蘭盤42之間，沿外管39的管軸層狀地安裝著環(huán)形片44，從環(huán)形片44漏出的冷卻蒸汽通過流出口46，例如被熱交換器回收。
再熱蒸汽管35如圖4所示，在和內(nèi)部機(jī)殼28的插通部分安裝著內(nèi)部機(jī)殼用密封裝置47。再熱蒸汽管35考慮由再熱蒸汽的熱引起的延伸，將另一端形成無拘束的自由端。
該內(nèi)部機(jī)殼用密封裝置47沿再熱蒸汽管35的管軸層狀地安裝環(huán)形片48，使由環(huán)形片48漏出的冷卻蒸汽向汽輪機(jī)級29的下游側(cè)、外部機(jī)殼和再熱蒸汽管35流出。
一方面，內(nèi)部機(jī)殼28在和汽輪機(jī)級之間形成空間室49，在這里使被引導(dǎo)的冷卻蒸汽分別通過蒸汽輪機(jī)2級的隔板外環(huán)36的側(cè)面?zhèn)群皖^部側(cè)后，從流出口50向外部機(jī)殼側(cè)流出。
另一方面，由渦輪轉(zhuǎn)子30切削出的渦輪圓盤38，在蒸汽輪機(jī)初級和蒸汽輪機(jī)2級分別形成平衡孔51，使冷卻噴嘴箱45的冷卻蒸汽通過平衡孔51依次供給到蒸汽輪機(jī)下級，同時在該蒸汽輪機(jī)前級和蒸汽輪機(jī)后級之間設(shè)有例如鉤形狀的密封片52。
下面，說明蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠的冷卻方法。
配置在蒸汽輪機(jī)的中壓汽輪機(jī)2，為了更進(jìn)一步提高發(fā)電廠的熱效率，供給700℃以上的超高溫再熱蒸汽。
因此，中壓汽輪機(jī)2如圖1所示，將由蒸汽輪機(jī)部1的高壓汽輪機(jī)3中間級抽取的高壓汽輪機(jī)抽氣作為冷卻蒸汽，通過由高壓汽輪機(jī)抽氣系統(tǒng)5分支的蒸汽冷卻系統(tǒng)4供給到各構(gòu)成高溫部件。在本實施例中，冷卻蒸汽從在內(nèi)部機(jī)殼內(nèi)的內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32附近設(shè)置的冷卻蒸汽導(dǎo)入部100導(dǎo)入，引導(dǎo)到渦輪轉(zhuǎn)子30和內(nèi)部機(jī)殼28之間的空間。與此同時，冷卻蒸汽的一部分從冷卻蒸汽導(dǎo)入部100通過內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32而減壓，也被引導(dǎo)到內(nèi)部機(jī)殼28和外部機(jī)殼27之間的空間。
從冷卻蒸汽導(dǎo)入部100供給中壓汽輪機(jī)2的冷卻蒸汽中的引導(dǎo)到渦輪轉(zhuǎn)子30和內(nèi)部機(jī)殼28之間空間的冷卻蒸汽，如圖2所示，冷卻噴嘴箱45的引周面、再熱蒸汽管35、內(nèi)部機(jī)殼28、外部機(jī)殼27、渦輪圓盤38、支撐渦輪噴嘴33的隔板外環(huán)36、隔板內(nèi)環(huán)37等。從冷卻蒸汽導(dǎo)入部100通過內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32供給到內(nèi)部機(jī)殼28和外部機(jī)殼27之間空間的冷卻蒸汽，冷卻內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32、外部機(jī)殼用密封壓蓋部31、再熱蒸汽管35、內(nèi)部機(jī)殼28、外部機(jī)殼27等。由此，進(jìn)行中壓汽輪機(jī)2各構(gòu)成部件的強(qiáng)度保證。
首先，與從再熱蒸汽管35供給噴嘴箱45的再熱蒸汽為700℃以上溫度相以，從蒸汽冷卻系統(tǒng)4供給的冷卻蒸汽，其溫度為500℃以下。關(guān)于壓力，從蒸汽冷卻系統(tǒng)供給的冷卻蒸汽是從高壓汽輪機(jī)3來的抽氣蒸汽，也有80氣壓程度的壓力。供給到中壓汽輪機(jī)2的再熱蒸汽是50氣度程度的壓力，冷卻蒸汽與其相比也有數(shù)十氣壓高的壓力。因此，用從蒸汽冷卻系統(tǒng)4供給的這些冷卻蒸汽能充分冷卻噴嘴箱45，進(jìn)行強(qiáng)度保證。
冷卻噴嘴箱45外表面的冷卻蒸汽冷卻插通內(nèi)部機(jī)殼28和外部機(jī)殼27的再熱蒸汽管35、內(nèi)部機(jī)殼28、外部機(jī)殼27、渦輪圓盤38，冷卻各構(gòu)成部件的高溫部同時，通過內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32供給到內(nèi)部機(jī)殼28和外部機(jī)殼27之間的空間，冷卻外部機(jī)殼用密封壓蓋部31、再熱蒸汽管35。
供給到插通內(nèi)部機(jī)殼28的再熱蒸汽管35的冷卻蒸汽，如圖4所示，一部分通過在再熱蒸汽管35和內(nèi)部機(jī)殼28之間安裝的內(nèi)部機(jī)殼用密封裝置47的環(huán)形片48，冷卻再熱蒸汽管35，同時將殘余的冷卻蒸汽供給到蒸汽輪機(jī)初級和內(nèi)部機(jī)殼28之間所形成的空間室49。供給到空間室49的蒸汽在支撐汽輪機(jī)級29的渦輪噴嘴33的隔板外環(huán)36的側(cè)面和頭部側(cè)與內(nèi)部機(jī)殼28的間隙流動，通過該部分從內(nèi)部機(jī)殼28上所形成的流出口50流出到外部機(jī)殼側(cè)，冷卻隔板外環(huán)36和內(nèi)部機(jī)殼28的內(nèi)徑側(cè)。
在本實施例，在內(nèi)部機(jī)殼28上所形成的流出口50被設(shè)置在支撐中壓汽輪機(jī)2的2級渦輪噴嘴的隔板外環(huán)36的頭部側(cè)附近，這是因為在中壓汽輪機(jī)2內(nèi)，再熱蒸汽進(jìn)行膨脹作功，蒸汽溫度下降到與以前的蒸汽輪機(jī)相同程度，即，僅能有效地冷卻中壓汽輪機(jī)2構(gòu)成部分中的高溫部分。
并且，冷卻噴嘴箱45外表面的冷卻蒸汽，由隨著渦輪圓盤38、38的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生的抽取力引誘到分別設(shè)置在蒸汽輪機(jī)初級和蒸汽輪機(jī)2級的渦輪圓盤38、38的平衡孔51、51中。
由抽取力引誘的冷卻蒸汽通過平衡孔51、51后，向半徑方向(外側(cè))流動，但由鉤狀密封片52、52密封，這期間冷卻支撐暴露在高溫再熱蒸汽的渦輪圓盤38和渦輪噴嘴33的隔板內(nèi)環(huán)37。
另一方面，分別冷卻插通內(nèi)部機(jī)殼28的再熱蒸汽管35、內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32、外部機(jī)殼用密封壓蓋部31的冷卻蒸汽，如圖3所示，供給到安裝著插通外部機(jī)殼27的再熱蒸汽管35的外管39上的外部機(jī)殼用密封裝置43、及由再熱蒸汽管35的外管39和內(nèi)管40形成的冷卻蒸汽通路41中。
供給到外部機(jī)殼用密封裝置43的冷卻蒸汽，冷卻再熱蒸汽管35的外管39。這期間，從外部機(jī)殼用密封裝置43漏出的冷卻蒸汽，從形成于法蘭盤42的流出口46，例如作為熱源供給到熱交換器。
供給到冷卻通路41的冷卻蒸汽冷卻外管39、內(nèi)管40后，從噴出口53供給到其他機(jī)器。
這樣，本實施例的蒸汽輪機(jī)冷卻方法，從冷卻蒸汽導(dǎo)入部100將高壓汽輪機(jī)3來的高壓汽輪機(jī)抽氣作為冷卻蒸汽供給到蒸汽輪機(jī)1的中壓汽輪機(jī)2中，將供給的冷卻蒸汽分別導(dǎo)入渦輪轉(zhuǎn)子30和內(nèi)部機(jī)殼28之間的空間、及內(nèi)部機(jī)殼28和外部機(jī)殼27之間的空間，冷卻噴嘴箱45、渦輪圓盤38、支撐渦輪噴嘴33的隔板外環(huán)36、隔板外環(huán)37、內(nèi)部機(jī)殼用密封壓蓋部32、外部機(jī)殼用密封壓蓋部31、再熱蒸汽管35、內(nèi)部機(jī)殼28、外部機(jī)殼27等的各構(gòu)成高溫部件，所以即使是供給到再熱蒸汽管35的溫度700℃以上的高溫再熱蒸汽，也能充分維持各構(gòu)成高溫部件的強(qiáng)度保證。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠，其特征是包括蒸汽發(fā)生器；利用由該蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽被驅(qū)動的高壓汽輪機(jī)；具有引導(dǎo)用所述蒸汽發(fā)生器對來自所述高壓汽輪機(jī)的排氣進(jìn)行再熱的再熱蒸汽的噴嘴箱、和將來自所述高壓汽輪機(jī)的抽氣蒸汽作為冷卻蒸汽進(jìn)行引導(dǎo)的冷卻蒸汽導(dǎo)入部、并由該再熱蒸汽驅(qū)動的中壓汽輪機(jī)；由來自該中壓汽輪機(jī)的排氣蒸汽驅(qū)動的低壓汽輪機(jī)；使來自該低壓汽輪機(jī)的排氣蒸汽凝縮的冷凝器；以及將由該冷凝器凝縮的凝縮水作為供水進(jìn)行加熱的多個供水加熱器。
2.一種蒸汽輪機(jī)，其特征是包括機(jī)殼；在所述機(jī)殼內(nèi)被收納并旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；配置多個由固定在所述機(jī)殼側(cè)并配置在相對所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向的噴嘴和一對在與該噴嘴鄰接的位置植設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上并與所述轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動葉片組成的汽輪機(jī)級而構(gòu)成的通路部；在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼的間隙與所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸同心狀配置并與所述通路部連通的噴嘴箱；以及在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼之間的空間引導(dǎo)冷卻用蒸汽的冷卻蒸汽導(dǎo)入部。
3.如權(quán)利要求2記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，還具有從機(jī)殼的外部導(dǎo)入蒸汽的同時由將端部嵌合在噴嘴箱的內(nèi)管和與該內(nèi)管同軸地配置的外管構(gòu)成、且在所述內(nèi)管和外管的間隙使從冷卻蒸汽導(dǎo)入部來的冷卻蒸汽可流通的蒸汽供給管。
4.如權(quán)利要求3記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，機(jī)殼由外側(cè)機(jī)殼和內(nèi)側(cè)機(jī)殼構(gòu)成，來自冷卻蒸汽導(dǎo)入部的蒸汽能在轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼之間以及所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼和外側(cè)機(jī)殼之間分別流通。
5.如權(quán)利要求4記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，還包括從機(jī)殼的外部導(dǎo)入蒸汽的同時由將端部嵌合在噴嘴箱的內(nèi)管和與該內(nèi)管同軸配置的外管組成、并在所述內(nèi)管和外管的間隙使來自冷卻蒸汽導(dǎo)入部的冷卻蒸汽可流通的蒸汽供給管；以及在該蒸汽供給管的所述外管與外部機(jī)殼之間和所述蒸汽供給管的內(nèi)管與內(nèi)部機(jī)殼之間分別設(shè)置的密封裝置。
6.如權(quán)利要求5記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，還設(shè)置有回收從蒸汽供給管的外管和外部機(jī)殼之間所設(shè)置的密封部泄漏的蒸汽用的流出口。
7.如權(quán)利要求4記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，還包括在內(nèi)側(cè)機(jī)殼上安裝的同時保持噴嘴外周側(cè)的環(huán)狀隔板外環(huán)和保持噴嘴內(nèi)周側(cè)的環(huán)狀隔板內(nèi)環(huán)，在和所述隔板外環(huán)以及所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼的至少一個的間隙流通冷卻蒸汽。
8.如權(quán)利要求7記載的蒸汽輪機(jī)，其特征是，內(nèi)側(cè)機(jī)殼具有將在該內(nèi)側(cè)機(jī)殼和隔板外環(huán)的間隙流通的冷卻蒸汽引導(dǎo)到所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼和外側(cè)機(jī)殼之間的空間的流出口。
9.一種蒸汽輪機(jī)的冷卻方法，其特征是，所述蒸汽輪機(jī)包括由外側(cè)機(jī)殼和內(nèi)側(cè)機(jī)殼組成的機(jī)殼；在所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼內(nèi)被收納并旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；配置多個由固定于所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼側(cè)并在相對所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向配置的噴嘴和在與該渦輪噴嘴鄰接的位置植設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上并與所述轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的1對轉(zhuǎn)動葉片組成的汽輪機(jī)級而構(gòu)成的通路部；在所述轉(zhuǎn)子和所述機(jī)殼的間隙中與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸同心狀配置并與所述通路部連通的噴嘴箱；以及嵌合在所述噴嘴箱上的蒸汽供給管，在蒸汽輪機(jī)的冷卻方法中，在所述轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼之間的空間、及所述內(nèi)側(cè)機(jī)殼和外側(cè)機(jī)殼之間的空間分別導(dǎo)入冷卻蒸汽，用該冷卻蒸汽冷卻所述噴嘴箱、所述蒸汽供給管和所述蒸汽輪機(jī)級中的至少位于最上游的級。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠和蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠的冷卻方法，能使再熱蒸汽的溫度超高溫化并更進(jìn)一步提高熱效率，同時對再熱蒸汽的高溫化作相應(yīng)處理，對蒸汽輪機(jī)構(gòu)成部件能維持高的強(qiáng)度保證。本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠(1)，在蒸汽發(fā)生器(9)上組合蒸汽輪機(jī)(1)、冷凝器(13)、供水系統(tǒng)(14)，在蒸汽輪機(jī)部(1)的中壓汽輪機(jī)(2)上設(shè)置噴嘴箱并通過該噴嘴箱供給來自蒸汽發(fā)生器(9)的再熱蒸汽，同時在供水系統(tǒng)(14)中具有用來自中壓汽輪機(jī)(2)的抽氣蒸汽的顯熱加熱供水的過熱器(6)。
文檔編號F01D25/12GK1550644SQ20041005950
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者山下勝也, 平, 永根浩平, 筱崎幸雄, 雄 申請人:株式會社東芝