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100′000kW蒸気タービンプラント
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Turbine Plant for Manila ElectricCoリTegen
Station,Philippine
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輸出用として国産初の再熱タービンプラントである題記製一筋の主要部が今回好調のうちに￣1二場試運転を完了 し,船杭された｡本文でほ国産火力技術の成果であるこのプラントのサイクル構成,タービンおよびプラント 機器の特長について報告する｡ 27.9【)538)1.緒
ロ フィリッピン･テーゲソ火力 発電所納の100MWタービンプ ラソトの主要執訂lが好調に工場 ;㍉t運転を完了した｡このプラン トは輸軌甘Ⅰとしては国産最大容 量,国産初の再熱タービンプラ ントであってポイラ,タービ ン,発電榛,プラント機器その 他一式をR立製作所が納入する ものである｡今後ますます要求 の高くなる重電機器の海外市場 への進出にとってまさに一眼塚 を築くものである｡ 本報告ではR立製作所の納入 する製品中その基本的要素とな るタービン,プラント機器およ び全体のサイクル構成について 報告する｡2.熱サイクルおよび
全体配置
本プラントの熱サイクルおよ び全体酉己置はアメリカのengi-neering consultant である Gilbert AssociatesInc,で計画 したものであるが,その概要は 次のとおりである｡ 2.1勲サイクルおよび主配 管系統 本プラントの主蒸気条件は高 圧タービン入口で128kg/cm2･ abs,538℃,再熱タービン入口 で27.9kg/cIn2･abs,538℃とな っており,復水器真空ほ2.Oin Hg･absである｡タービンの鼓 大連続負荷は,100,(泊OkWであ 128P538` モ11摘パ1器一￣､琶
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l 廿-i胡iナ汁 二二二二二し丁二土二=亡二二≒ 第2図 全 休 配 置(断面) るが,短時間定格として108,140 kWの発電が可能である｡本プラントの熱平衡緑園を第1図に 示す｡ 給水加熱用抽気段数は,高圧2段,脱気器1段,低圧給水加熱器 日立製作所日立工場 3段の合計6段抽気で,給水加熱器ドレンは脱気器二転よび復水器へ それぞれ制御弁を通して連絡されている｡ このプラントの系統上の特長は低圧段にフラッシュエバボレータ を有することで,復水器冷却水と同一水質の海水または河川水から310 昭利40年2月
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｢ ▼+ 第3し宝Ⅰ全 休11亡 揖(運転1jミヤ｢郎) 補給水を得ることが=柑巨である 2.2 全 体 配 置 第2,3図に示すとおり,タービンほ執ノっ式,ボイラは,ぅーリト式でⅠ 形の細長い配揮となりている 励磁機は_タービン発電機に向縦されで臼り,jl肺励磁機′卜;よび肋 磁用電気矧荘がタービン後部の運転Jイ二面に配子#されている｡タービ ン室1階妹両にはボイラ給水ポンプ,タービン潤滑油タソク,油描 浄磯,循環水ホンプ,純水装置などが配置されている｡ ボイラ室後詔ミの--･階床面には押込通風棟,ガス再循環通風機,空 気圧縮機などが言作かれており,･い二階および運転味而には電気■■,㍉-が 置かれているノ. 中央制御恕よボイラ恍の運転床凧こあり,ポイラ,タービンを一 括して7Fiり御する力式が抹印されている′‥. 給水加熱器ほ供形で,2子-｢の店妊給水加熱器は運転船虫iより一t培 および二階_Lのボイラ横にそれぞれ毘かjlて′臼り,37乙ナの代旺給水 加熱器は発電機供の･-トニ附にi賢かれている｡ 3.仕様タービン 形 式 くし形衝動田熱式2中主2流排気形(タンデ ムコムパウンド)TCDF 定 格 出 力(発ノ毒機端) 100,000kW 回 転 数 3,600rpm 蒸 太 条 件 主菜端正力(主塞1卜弁前) 127kg//cIll-g 主蒸気温度(主塞止弁前) 538℃ 巾熱蒸気温度(再熱塞止弁前) 538℃ 排 克 圧 力 710mmHgabs 抽 気 段 数 6 最終給水温度(定格出力時) 236.8℃ 崩終段翼長 タービン全長 TE 案 止 弁 加 減 弁 再熱塞止弁 中ロi]阻止弁 584.2mm(23in) 9764.5mm 254mm￠×1個 76.2mm申×8胴 356mm￠×2個 356mm￠×2個 主塞1l二弁には全問噴射起動用バイパス弁90mm￠が内蔵されて いる｡ ｢⊃ 珊[=
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1.m川叫+川川山
第47巻 第2号 3,1タービン全体構造 第4図ほタービン断面図,弟5図ミ土 工場試逆転のためl･こ締.二こた･いの本クーーヒ ンの概観写真である(⊃ タービンはこの級の容量の_タwビン として最も実績の多い,経済性,信鮒 性ともに十分なものである｡すなオフ ら,二の形のタービンほみ'〔来75,00〔〉 kW,125,000kWタービンとして｢H′二 丁重豊作所でほ約20台製作しているこその 特長は,高中ロ三を同一一中1ミ蚊対流と し.島中庁三タービン′なコンパクトにま とめ,小口三_タービンからの蒸㌔もをでン ケーナルクロスオーノ㍉こより,什引1三′ニJ -ビンに導き小紙肛川の良さを梯ノー棉;て 山千￣)7･,こ桃道になっているこ【コ【クは3榔 ハ軸受でささえられている. 3.2 高 中 庄車室 ｢舟いは小室ほ主遵1t_わエひ佃熱力買気入l-1を中央にまとめ,中辛こ 1l三する熱LいJを軽減するとともに1勺邦中辛をも含ガ〕て,できる限り 小紙な=仁'?り汐に￣設計することにエり適転中のロータと静1卜体の相対 ト1(揖を￣l卜しrて保ち,〕型転巾の貼軌その他の`女有性を増す脂造とな一, てぃる まノ†∴i虫i中任をノ丈対流とすることに⊂1二り推力を/ミランスさせ,高 .J￣l三【卜宝J勺の混在分布をム三イf対称としているこ, 運転･l￣-の静1卜体と回転体の相対位f言草を1￣仁しく保つための処揖とし ￣￣こ+L上.さJのほかに,センターラインサホートカ式をiたi托_中宝前側に 採叩しているっすな謹)ち,高Ll一三中主の発電機側端風土弟4図に′Jミす ｡こうこ軸受.･てけとの熱膨張諾‡の少ない低圧申室に垂l白ニフランジで支持 さ′=ノているために問題はないが調速機側端部は高庁三排気温度 ∴士受けるたきわ普通用いられるような下部中毒のフランジの下側を支翫
虚 第4図 100,000kWターービン断両国 第5図 工場試験のため組立中の100,000kWタービンフ ィリ ッ
ピン･マニラ電力納100,000kW蒸気タービンプラント
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ノブーォフキ【 二≒∴∵､∵N∵トノ､L ランニングキーJ
スうストキー セーフチーキー 第6図 センタニ･∴fンー1十十一一 =l■一宮jむ図 千＼ト＼､
上部中室 11tこiiLLプノ場で-｢ 】tちi上.しプり易｢丁 ､｢--∠-､___ ･÷二■ _三二⊥⊥ -【ソご1ごFぎ11･n 節7囲 ㌻ト′し卜爪し亡二り綴付朋敏 l l l■ l l l l呈巳
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論
第47巻 第2号 川期我宗 速度 紬l†三 .那き器 1･基J乞 Ilレ k(川√ ミで ノ↓ 社了￣｢非瑞 .滞連環 Fト+ FL】2プ1､ 仲冬 ′々:】】_j｢ Ⅳ托./ 此叩リ ザ牝】拍 八町裳 促γⅣ .1ゝ叱帆 甘】袖+一 第11囲 制御系統ブロック緑園 バイパス弁 甘坦
L 主ゴ =卓 至■立代∼ニー イiJ皇!′-制洲.言リー 0バーOFF†.三け ㊤ すlさ∼ノー斐鵬◎l･∴川帽2芸
1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1,000 900 800 7DO 600 500 400 300 200 100 0 節3介ポケル肘廷/ 範1弁ボウル内鴨 卜部非1tも｢勺l;た 蒸気三三りでM 開始 スタ【ト 主蒸∼〈温度 冊仙州仙州仙州 初段部フランジ夢＼柳川モ
3,600rpm 俳人 全員荷 部分噴射起動 30-20-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90.100110120130 スタート後の時間(分) 上部蒸1(三三｢叫モ 第1弁ホウ･･しJ勺lしモ i三蒸1i温度 手判:豊後仰1声 第3弁ボウルJ小講 初l;文部フランン 仲人 1ざ同噴射起動 ”一ト3･600rpm･′リバス十加抑二切鮒トト 加ir｡k弁にりJ換終了 iナ負荷 第12周 起動用ノニイパス弁付主塞止弁 うに,一時的に応急遮断装瞑の作動を除外するロックアウ ト弁を設けた｡ (4)先行非常調速機を設けてタービンの過速時に中間阻止弁を 早く閉じることによりタービンの過速を最小限に押えた｡ 3.る 全周噴射起動装置 全周噴射起動の目的はタービン起動時の高温部の熱放て力を軽減 し,過渡状態のタービン各部の熱応力発生を防ぐことにある｡舞】2 図に全周噴射起動用バイパス弁付主塞止弁を示す｡ タービンの起動時に最もきびしい条件にさらされているのは加減 弁のボウル(蒸気通路)から初段後の内部申室壁面に至る部分であ る｡この部分の熱応力を軽減するためには起動時および低負荷時に 加減弁を全開して,全周噴射運転を行なうことが有効である｡この ことは舞13図の部分噴射起動と全周噴射起動の例を見ても明らか である｡このような運転を行なえばタービン内部ほ均一な蒸気流で 一様に加熱され,また蒸気は圧力が低く,低速になるため熱伝達率 が小さくなり金属部の温度上昇率も小さくなる｡さらに起動中ター ビン初段出口の温度が部分噴射の場合に比べて高くなるので特にホ ットスタートのときにその効果が顕著になる｡ ￣30￣20-10 010 20 30 40 50 60 70 紬 90100110120130 スタート後グ)時間(min) 第13図 全周噴射と部分噴射の比較(2) (タービン停.‥二後の起動) バイパス弁は工塞止弁の仙抑こ組み込まれており,その容量は定 格蒸気条件でタービン最大蒸気量の約20%を流し得るように設討 されている｡タービンを起動するときほ,最初にガバナモータによ り速度調整装置を高速限にし加減弁を全開とする｡バイパス弁制御 モータによってバイパス弁を徐々に開いていけばタービン凹転数は 次第に上昇する｡発電枚の同期投入時の操作もノミイパス制御モータ によって行なわれる｡同期後さらにバイパス弁の開度を増していけ ばノミイパス弁全開位置で約20%負荷までかけられる｡ これ以上の 負荷をかけるた捌こは主塞止弁を開くため,加減弁を絞って主塞止 弁前後の差圧が定格圧力の10∼15%になれば主寒止弁は全開でき, ここからは普通の加減弁運転にはいる｡ 主塞lヒ弁バイパスは主として起動時に使用されるが,20%以下の 低負荷で長時閃運転する場合にも使用することが非常に有効であ る｡ただし通常のタービン停.Iヒの場合には主塞止弁を使う必要は ない｡4.復水装置および給水加熱装置
4.1復 水 器 復水器はタービンプラント補機の小でも最も重要なものの一つで プラントの性能に大きく影響を与えるものである｡日立式復水器は 与えられた冷却水iこよって最大の真空が得られるように,タービン 排気室および冷却管巣内における圧力損失を可能な限り少なくする ような注意が払われている｡同時に復水の過冷却によるプラント効 率の低下および復水中の溶存酸素の増加を防ぐために角形復水器を 採用し,復水の再熱脱気を因っている｡ 冷却水側には内蔵形逆洗弁を設けており,タービン運転中に,ほ とんど負荷を減ずることなしに冷却水の逆洗を行ない,復水器の洗 浄を行なうことが可能である｡また内蔵形逆洗弁は非常にコンパクフ ィリ ッ ビン･マニ ラ電ノJ納100,000kW
蒸㌔もター
ビンプラ ント 第14[ぎ†拳法什｢11のTl`子j汀三高た水仙安手∼浩三 トに阻√≠卜才￣ることができ･る.二 水‡右は鋼板柄接製でぁるが､海水叫む川にヰ)耐えるLlこうに,il掴j 水にふれる部分にはゴムラrニンブを施している 4.2 給水加熱装置 高口二三給水加熱掛よ高比給水.†∴こびノウl脚力崇㌔iノ)淋ノ⊥いを与亡仝に防+1二 するために全溶接構造としてある:_ す7･て〔わ七〕水1一言石二′管板と一体鍛造 とし,加熱管をこの管軌こ盲糾左にしトー,て似り付けている｡∴り11熱管材 質は高温強度が比較的高∴熱仁て漣ネJll`りりこな70ニニi()キュナドニ∴ソ ケルを一枚川している.-ノ 胴体側も,フランジを他州しない仝J糾￣去甜左道となY′)ており,ハイニ+f 変動時などにおいても赤誠i･■敵い､が絶よ寸に起こらない蔽盲拉とな一-,て いる.第14図にr二場製作中の高し十三毒ごi水リil熱ミキ:主むホr･才】 巻 27弟
[口 目 ･リサ コ ■′ ｢+ L々､ 川 ン 純ダ人一 l ■い 〉￣リj 織に ー■ノト十ノこ凋に ‖一く ･人 形 ′球 ･最■1てJi純l[了l路をユ1kリ †へ巾ソりがて一㌧
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口 立 詳 論 313 供｢輔二言水加熱掛こついてほ粗こ著しい州民ほないが,桁軌件が高 く,保′てIf′削灸が柵単な.ミ昔話卜となってい々ニ.っ 4.3 脱気器およびその他の轢器 火￣プJ発電プラントiこお汁る披FFほ§太東什が｢■.湘ん甜七にノなるにし たがって,ポでラ,タービン,給水加熱装F】て二′1どにおける何食防_1L の問題は,ますますその重要姓を増している.一 本プラントの脱気訪:･き は､口￣iンニ多勺二の経験に加えて,口_占研朱印にお:1￣る実験紙り上をもと にしてそのトレ′l′段数などlノ+∴糾椎道)を′姥ノ心して.｢ゴり,十1ナな件能な 朋侍することができる｡ 以上のほかに独水器の牛ゝtを除ムL, ための空 気仙出汁:壬,タービンのグランド蒸-㌔もを処即するためのグランドコン デンサ,発電機冷却川水素を冷却するための冷却水冷却宕㌫ 潤潤油 冷却耶の油冷却ミキ≡はどの各隣語削よいずれもIi立の多年の に某つ いて.没.汁されたもので,信鮒生のきわめて高い機‡ケ;壬である｡またこ れらの枚器を紙ぷ配管はGilbert Associ呈IteSIncの計榔こ基づい て口￣ご7二製作所で尊川三されたものである5.結
口 以上このプラントの概要を説明した∴.本機才さ壬が円本の巾電機器の 輸出仲良に上主献するとともにフィリッビンの′-･Eル土糾小ブ〕政￣淋こ一大 難プJとなることを期待する｡ t2.) 参 鳶 文 献H.Kl･aft:"Tlle Developelllent Of a Wing′Ⅰ､yl)e
Tur-bineIうuclくet”ZAMP Vol.ⅠⅩb.(1958)p.404･∼420
E.F.Walsh,R.L.Tackson:"The New England Elecト ric System Tests Effectiveness of Stop-ValveBypassin
Reducing Thernlal-Stress Gradientsin SteamTurbines ASME Paper N().6トWA-121
､メ 立 次 + 号 2
