专利名称：蒸汽涡轮、发电厂及蒸汽涡轮的运转方法
技术领域：
本发明涉及例如在原子力发电厂等中使用的蒸汽涡轮、及具备该蒸汽涡轮的发电厂、以及蒸汽涡轮的运转方法，尤其是涉及使原子炉产生的高压及大流量的蒸汽流入的蒸汽涡轮、及具备该蒸汽涡轮的发电厂、以及蒸汽涡轮的运转方法。
背景技术：
在原子力发电厂中，将原子炉产生的蒸汽向蒸汽涡轮引导，使蒸汽涡轮的转子旋转，从与该转子连结的发电机得到电力。在原子力发电厂中使用的蒸汽涡轮通常由原子炉产生的高压的蒸汽所流入的双流方式的高压涡轮与设置在其后段的低压涡轮的组合、或者单流方式的高压涡轮及中压涡轮与设置在其后段的低压涡轮的组合构成。需要说明的是,单流方式(single flow)是指蒸汽在蒸汽润轮内沿着一方向流动 的方式，双流方式(double flow)是指蒸汽从蒸汽润轮的中央流入而向左右分流的方式。例如，在专利文献I中记载有一种原子力发电设备，其具备由双流方式的高压涡轮和设置在其后段的低压涡轮的组合构成的蒸汽涡轮。在该原子力发电设备中，原子炉产生的蒸汽首先向双流方式的高压涡轮流入并进行作功，然后，由湿分分离加热器进行湿分除去及加热而向低压涡轮流入。另外，在专利文献2中记载有一种原子力发电系统，具备由单流方式的高压涡轮及中压涡轮与设置在其后段的低压涡轮的组合构成的蒸汽涡轮。在该原子力发电系统中，原子炉产生的蒸汽首先向单流方式的高压涡轮流入而作功，由湿分分离器进行湿分分离及加热。然后，蒸汽流入单流方式的中压涡轮而作功，再次由湿分分离器进行湿分分离及加热，最后流入低压涡轮。另外，在专利文献3 6中公开了一种并非面向原子力发电设备，但由单流方式的高压涡轮及双流方式的中压涡轮与设置在其后段的低压涡轮的组合构成的蒸汽涡轮。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开平7-332018号公报专利文献2日本特开昭62-218606号公报专利文献3日本特开平7-233704号公报专利文献4日本特开平10-266811号公报专利文献5日本特表2002-508044号公报专利文献6国际公开第97/30272号发明的概要发明要解决的课题然而，近年来，从发电效率向上的观点出发，处于由原子炉产生的蒸汽的大容量化及更严峻的蒸汽的高压化不断发展的倾向。如此，当高压化产生的比容积减少为大容量化产生的蒸汽的质量流量的增加量以上时，高压涡轮的入口处的蒸汽的体积流量减少。如此，在专利文献I记载的双流方式的高压涡轮的情况下，本来就少的体积流量的蒸汽被分流，对应于减少的蒸汽流量而设计高压涡轮入口的涡轮叶片的结果是，高压涡轮的入口处的叶片高度极端降低。因此，在涡轮壁面(机室内壁面及转子外表面)的附近形成的边界层内的蒸汽占据蒸汽整体的比例增大，边界层的损失比较显眼，蒸汽涡轮的性能有时会下降。另一方面，在专利文献2记载的单流方式的高压涡轮及中压涡轮中，由于蒸汽在高压涡轮的入口处未分流，因此不会产生蒸汽的比容积的减少引起的高压涡轮入口的叶片高度的极端下降。因此，不会发生边界层的损失引起的涡轮性能的显著下降。然而，当将专利文献2记载的单流方式的中压涡轮的出口的蒸汽压力(即低压涡轮的入口压力)设计成与以往的蒸汽涡轮为相同程度时，由于蒸汽的大容量化，而中压涡轮的出口处的蒸汽的体积流量增大，因此作用在中压涡轮上的由蒸汽产生的弯曲力增大。而且，当中压涡轮的出口处的蒸汽的体积流量增大时，相应地需要增加叶片高度，从而作用在中压涡轮的动叶片及转子上的离心力增大。因此，由于作用在中压涡轮上的离心力及由蒸汽产生的弯曲力的增大，而难以充分确保中压涡轮的强度。当然，若提升中压涡轮的出口处的蒸汽压力，则能够抑制蒸汽的体积流量的增加，但低压涡轮的入口压力会上升，而需要在低压涡轮中进一步降低蒸汽压力，从而低压涡轮的轴向长度(级数)增大。因此，在提高中压涡轮的出口处的蒸汽压力方面存在极限。如此，若考虑原子炉产生的蒸汽的大容量化和更严峻的蒸汽的高压化不断发展的倾向，则预想到将来在专利文献I及2记载的蒸汽涡轮中可能无法应对上述的问题。因此，本申请发明者为了实现能够应对原子炉产生的蒸汽的大容量化和更严峻的蒸汽的高压化的蒸汽涡轮，而进行了仔细研究。本申请发明者想到了首先将专利文献3 6公开的蒸汽涡轮适用于原子力发电设备，并将单流方式的高压涡轮与双流方式的中压涡轮组合的情况。图6是表示单流方式的高压涡轮与双流方式的中压涡轮组合的蒸汽涡轮的图。如该图所示，蒸汽涡轮100具有单流方式的高压涡轮102和双流方式的中压涡轮104。由原子炉(未图示)产生的蒸汽在高压涡轮102中进行了作功之后，在中压涡轮104中再作功，而向低压涡轮(未图示)流入。在蒸汽涡轮100中，高压涡轮102为单流方式，蒸汽在高压涡轮102的入口处未分流，因此无需使高压涡轮102的入口处的叶片高度极端降低。因此，几乎不会发生边界层的损失引起的涡轮性能的下降。另外，由于中压涡轮104为双流方式且流入到中压涡轮104中的蒸汽不分流，因此中压涡轮104的出口处的蒸汽的体积流量不怎么多。因此，几乎不会发生作用在中压涡轮104的转子上的离心力及蒸汽的弯曲力的增大引起的中压涡轮104的强度的问题。然而，在蒸汽涡轮100的情况下，为了高压涡轮102的排气区域(图6中，A所示的部位)而需要腾出大的空间，因此转子整体的轴向长度变长。而且，全量的蒸汽在再热生产线106中从高压涡轮102朝向中压涡轮104流动，因此再热生产线106必须使用大径管，结果是再热生产线106的向中压涡轮104的入口的连接部位(图6中，B所示的部位)需要大的空间，这也会导致转子整体的轴向长度的增大。
发明内容
本发明鉴于上述的情况而作出，目的在于提供一种能够应对蒸汽的大容量化和更严峻的蒸汽的高压化，且能实现紧凑化的蒸汽涡轮及具备该蒸汽涡轮的发电厂、以及蒸汽涡轮的运转方法。用于解决课题的手段本发明的蒸汽涡轮的特征在于，具备单流方式的高中压涡轮，其使从蒸汽入口导入的蒸汽经由高压部及该高压部的后流侧的中压部而向蒸汽出口流动；单流方式的中压涡轮；以及蒸汽通路，其将所述高中压涡轮的所述高压部与所述中压部之间的位置连通于所述中压涡轮的入口，其中，通过了所述高中压涡轮的所述高压部的蒸汽的一部分经由所述蒸汽通路而被导向所述中压涡轮。在此,单流方式(single flow)是指蒸汽在蒸汽润轮内沿着一方向流动的方式,双流方式(double flow)是指蒸汽从蒸汽润轮的中央流入而向左右分流的方式。·在上述蒸汽涡轮中，设置单流方式的高中压涡轮及中压涡轮，并在高中压涡轮的高压部与中压部之间的位置上连接蒸汽通路，通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽的一部分经由蒸汽通路而被导向中压涡轮，该蒸汽的其余部分直接流过高中压涡轮的中压部。在此，由于高中压涡轮为单流方式，因此蒸汽在高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)不分流。由此，即使发生了比蒸汽的大容量化更严峻的蒸汽的高压化，也无需使高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)的叶片高度极端降低。因此，能够抑制边界层的损失引起的涡轮性能的下降。另外，虽然高中压涡轮及中压涡轮为单流方式，但向高中压涡轮的高压部流入的蒸汽的一部分在中途被分流而流过中压涡轮，因此能抑制高中压涡轮的中压部及中压涡轮的出口处的蒸汽的体积流量。由此，能够抑制作用在高中压涡轮及中压涡轮上的离心力及蒸汽的弯曲力。而且，通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽中的未导向中压涡轮的部分不是暂时向外部排气，而是直接流过中压部，因此在高中压涡轮的高压部无需设置独自的排气区域，相应地转子整体的轴向长度变短。而且，经由蒸汽通路而导向中压涡轮的是蒸汽的一部分，蒸汽通路不需要太大径，因此蒸汽通路的向中压涡轮的入口连接的连接部位比较紧凑，相应地转子整体的轴向长度缩短。在上述蒸汽涡轮中，所述高中压涡轮和所述中压涡轮优选收纳在同一机室内。在蒸汽涡轮100 (参照图6)中，由于在高压涡轮102的排气区域A及再热生产线106的连接部位B处需要大空间，因此包括高压涡轮102及中压涡轮104在内的转子整体的轴向长度变长。因此，当将高压涡轮102及中压涡轮104收纳在同一机室内并利用两个轴承来支承高压涡轮102及中压涡轮104的转子整体时，会发生轴振动。由此，蒸汽涡轮100必须将机室结构分离成收纳高压涡轮102的高压机室与收纳中压涡轮104的中压机室，为此，需要在各个机室的转子贯通部分设置轴承108及填料110。因此，轴承的摩擦损失、从填料的蒸汽泄漏成为问题。相对于此，在上述蒸汽涡轮中，如上所述，在高中压涡轮的高压部无需设置独自的排气区域，而且蒸汽通路的向中压涡轮的入口连接的连接部位比较紧凑。因此，转子整体的轴向长度缩短，轴振动几乎不会成为问题，因此能够将高中压涡轮及中压涡轮收纳在同一机室内，结果是能够减少轴承及填料的数目。因此，能够抑制轴承引起的摩擦损失和从填料的蒸汽泄漏。上述蒸汽涡轮优选还具备湿分分离机构，该湿分分离机构设置于所述蒸汽通路并将在该蒸汽通路中流动的蒸汽的湿分分离。通过设置所述抽气通路，而能够在此具备湿分分离机构。通过该湿分分离机构，将在高中压涡轮的中途被分流而导向中压涡轮的蒸汽的湿分除去，由此能够防止蒸汽中含有的水滴引起的中压涡轮的酸蚀或性能下降。需要说明的是，湿分分离机构可以使用例如人字纹型或金属丝网型的除雾器。另外，上述蒸汽涡轮优选还具备加热机构，该加热机构设置于所述蒸汽通路并对在该蒸汽通路中流动的蒸汽进行加热。通过设置所述抽气通路，而能够在此具备加热机构。通过该加热机构，对在高中压涡轮的中途被分流而导向中压涡轮的蒸汽进行加热，由此能够提高蒸汽涡轮的循环热效率。在上述蒸汽涡轮中，在所述高中压涡轮的所述中压部中流动的蒸汽的流量与在所述中压涡轮中流动的蒸汽的流量优选大致相等。如此，通过向高中压涡轮的中压部和中压涡轮大致均等地分配蒸汽，而能够均等地抑制作用在高中压涡轮及中压涡轮上的离心力及蒸汽的弯曲力。在上述蒸汽涡轮中，优选的是，所述高中压涡轮与所述中压涡轮配置在同一轴上，所述高中压涡轮中的蒸汽流动的方向与所述中压涡轮中的蒸汽流动的方向彼此为相反方向。由此，作用在高中压涡轮上的推力与作用在中压涡轮上的推力的一部分相抵，因此能够实现为了消除推力而设置的虚设物的小型化。本发明的发电厂的特征在于，具备上述蒸汽涡轮。由此，能够以紧凑的结构来实现应对蒸汽的大容量化和更严峻的蒸汽的高压化的、大输出且高效率的发电厂。由此，发电厂的建设成本也减少。另外，本发明的蒸汽涡轮的运转方法中，所述蒸汽涡轮具有单流方式的高中压涡轮，其在蒸汽入口与蒸汽出口之间设有高压部及该高压部的后流侧的中压部；单流方式的中压涡轮，所述蒸汽涡轮的运转方法的特征在于，具备使从所述高中压涡轮的蒸汽入口导入的蒸汽在所述高压部膨胀的步骤；使通过了所述高中压涡轮的所述高压部的蒸汽分流成第一蒸汽和第二蒸汽的步骤；使所述第一蒸汽在所述高中压涡轮的所述中压部膨胀，并将所述第二蒸汽导入所述中压涡轮而使其在该中压涡轮膨胀的步骤。在该蒸汽涡轮的运转方法中，通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽分流成第一蒸汽和第二蒸汽，第一蒸汽直接流过高中压涡轮的中压部，而第二蒸汽被导向中压涡轮。需要说明的是，也可以设置将高中压涡轮的高压部与中压部之间的位置连通于中压涡轮的入口的蒸汽通路，并经由该蒸汽通路而将第二蒸汽导向中压涡轮。在此，由于高中压涡轮为单流方式，因此蒸汽在高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)不分流。由此，即使发生了比蒸汽的大容量化更严峻的蒸汽的高压化，也无需使高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)的叶片高度极端降低。因此，能够抑制边界层的损失引起的涡轮性能的下降。
另外，虽然高中压涡轮及中压涡轮为单流方式，但向高中压涡轮的高压部流入的蒸汽的一部分在中途被分流而流过中压涡轮，因此能抑制高中压涡轮的中压部及中压涡轮的出口处的蒸汽的体积流量。由此，能够抑制作用在高中压涡轮及中压涡轮上的离心力及蒸汽的弯曲力。而且，通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽中的未导向中压涡轮的部分不是暂时向外部排气，而是直接流过中压部，因此在高中压涡轮的高压部无需设置独自的排气区域，相应地转子整体的轴向长度变短。发明效果根据本发明，由于设置单流方式的高中压涡轮及中压涡轮，并在高中压涡轮的高压部与中压部之间的位置上连接蒸汽通路，因此通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽中，一部分直接流过高中压涡轮的中压部，其余部分经由蒸汽通路而流入中压涡轮。 在此，由于高中压涡轮为单流方式，因此蒸汽在高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)不分流。由此，即使发生了比蒸汽的大容量化更严峻的蒸汽的高压化，也无需使高中压涡轮的蒸汽入口侧(高压部)的叶片高度极端降低。因此，能够抑制边界层的损失引起的涡轮性能的下降。另外，虽然高中压涡轮及中压涡轮为单流方式，但向高中压涡轮的高压部流入的蒸汽的一部分在中途被分流而流过中压涡轮，因此能抑制高中压涡轮的中压部及中压涡轮的出口处的蒸汽的体积流量。由此，能够抑制作用在高中压涡轮及中压涡轮上的离心力及蒸汽的弯曲力。而且，通过了高中压涡轮的高压部的蒸汽中的未导向中压涡轮的部分不是暂时向外部排气，而是直接流过中压部，因此在高中压涡轮的高压部无需设置独自的排气区域，相应地转子整体的轴向长度变短。而且，经由蒸汽通路而导向中压涡轮的是蒸汽的一部分，蒸汽通路不需要太大径，因此蒸汽通路的向中压涡轮的入口连接的连接部位比较紧凑，相应地转子整体的轴向长度缩短。
图I是表示第一实施方式的蒸汽涡轮的结构例的图。图2是表示第二实施方式的蒸汽涡轮的结构例的图。图3是表示具备图2所示的蒸汽涡轮的原子力发电设备的结构例的图。图4是表示湿分分离加热器的结构例的剖视图。图5是表示人字纹型的除雾器的结构例的立体图。图6是表示将单流方式的高压涡轮与双流方式的中压涡轮组合而成的蒸汽涡轮的图。
具体实施例方式以下，按照附图，说明本发明的实施方式。其中，本实施方式记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。需要说明的是，以下说明的蒸汽涡轮特别优选使用于蒸汽的体积流量大的原子力发电设备，但在包含火力发电设备的其他的设备中当然也可以适用本发明的蒸汽涡轮。[第一实施方式]以下，说明使用于原子力发电设备的第一实施方式的蒸汽涡轮。图I是表示第一实施方式的蒸汽涡轮的图。如该图所示，蒸汽涡轮I包括单流方式的高中压涡轮2、单流方式的中压涡轮4、及设置在高中压涡轮2与中压涡轮4之间的蒸汽通路6。高中压涡轮2具有蒸汽入口侧的高压部2A和蒸汽出口侧的中压部2B。原子炉产生的高压的蒸汽流过高压部2A。另一方面，通过了高压部2A的蒸汽的一部分(未经由蒸汽通路6而导向中压涡轮4的部分)流过中压部2B。高中压涡轮2的中压部2B与未图示的低压涡轮连接，从该中压部2B流出的蒸汽由湿分分离加热器再次加热之后，被导向低压涡轮。中压涡轮4优选收纳在与高中压涡轮2同一机室(高中压机室)内。由此，能够使设置在高中压机室的转子贯通部分上的轴承8及填料10的数目为最小限度(各2个)，从而能够抑制轴承8产生的摩擦损失和从填料10的蒸汽泄漏。需要说明的是，在本实施方式中，能够将高中压涡轮2和中压涡轮4收纳在同一机室内的原因是，如后所述，与图6所示的蒸汽涡轮100相比，转子整体的轴向长度缩短，难以引起轴振动。经由蒸汽通路6而在高中压涡轮2的中途(高压部2A与低压部2B之间)被分流的蒸汽流过中压涡轮4。而且，中压涡轮4与未图示的低压涡轮连接，从中压涡轮4流出的蒸汽由湿分分离加热器再次加热之后，被导向低压涡轮。需要说明的是，中压涡轮4的出口处的蒸汽的压力并未特别限定，但可以设定为与高中压涡轮2的出口(中压部2B的出口)处的蒸汽的压力同等。从高中压涡轮2和中压涡轮4流出的蒸汽在一次合流之后向低压涡轮流入，或不合流而向同一规格的低压涡轮流入。另外，中压涡轮4以高中压涡轮2中的蒸汽流动方向与中压涡轮4中的蒸汽流动方向成为反方向的方式配置。由此，作用在高中压涡轮2上的推力Fl与作用在中压涡轮4上的推力F2 —部分相抵，因此能够实现为了消除推力而设置的虚设物12的小型化。蒸汽通路6的一端连接在高中压涡轮2的高压部2A及中压部2B之间，另一端连接在中压涡轮4的入口。蒸汽通路6的直径优选根据在蒸汽通路6中流动的蒸汽量，考虑压力损失来决定。需要说明的是，蒸汽通路6既可以仅形成在收纳高中压涡轮2及中压涡轮4的高中压机室的内部，也可以一部分形成在高中压机室的外部。若蒸汽通路6仅形成在高中压机室的内部，则能够实现包括辅机在内的涡轮整体的紧凑化。而且，若蒸汽流路6的一部分形成在高中压机室的外部，则后述的湿分分离机构或加热机构的附加变得容易。可以将在蒸汽通路6中流动的蒸汽量设定为通过了高中压涡轮2的高压部2A的蒸汽的大致一半，并使在高中压涡轮2的中压部2B中流动的蒸汽量与在中压涡轮4中流动的蒸汽量大致相等。由此，能够向高中压涡轮2的中压部2A和中压涡轮4分配大致均等的蒸汽，从而能够均等地抑制作用在高中压涡轮2及中压涡轮4上的离心力及蒸汽的弯曲力。如以上说明所示，本实施方式的蒸汽涡轮I具备从蒸汽入口导入的蒸汽经由高压部2A及该高压部2A的后流侧的中压部2B而向蒸汽出口流动的单流方式的高中压涡轮2、单流方式的中压涡轮4、将高中压涡轮2的高压部2A与中压部2B之间的位置连通在中压涡轮4的入口的蒸汽通路6，通过了高中压涡轮2的高压部2A的蒸汽的一部分经由蒸汽通路6而被导向中压涡轮4。并且，从高中压涡轮2的蒸汽入口导入的蒸汽在高压部2A中膨胀了之后，直接分流成流过中压部2B的蒸汽(第一蒸汽)和被导向中压涡轮4的蒸汽(第二蒸汽)。然后，第一蒸汽在高中压涡轮2的中压部2A膨胀，被导向低压涡轮(未图示)。另一方面，第二蒸汽在中压涡轮4中膨胀，被导向低压涡轮(未图示)。根据本实施方式的蒸汽涡轮1，由于设置单流方式的高中压涡轮2及中压涡轮4，并配设将高中压涡轮2的高压部2A与中压部2B之间的位置与中压涡轮4连通的蒸汽通路6，因此通过了高中压涡轮2的高压部2A的蒸汽中，一部分直接流过高中压涡轮2的中压部2B,其余部分经由蒸汽通路6而流入中压涡轮4。在此，由于高中压涡轮2为单流方式，蒸汽在高中压涡轮2的蒸汽入口侧(高压部 2A)不分流。由此，即使发生比蒸汽的大容量化更严峻的蒸汽的高压化，也无需使高中压涡轮2的蒸汽入口侧(高压部2A)的叶片高度极端降低。因此，能够抑制边界层的损失引起的涡轮性能的下降。另外，高中压涡轮2及中压涡轮4为单流方式，但流入高中压涡轮2的高压部2A的蒸汽的一部分在中途被分流而流过中压涡轮4 (换言之，高中压涡轮2的中压部2B及中压涡轮4实现模拟性的双流方式)，因此能抑制高中压涡轮2的中压部2B和中压涡轮4的出口处的蒸汽的体积流量。由此，能够抑制作用在高中压涡轮2及中压涡轮4上的离心力及蒸汽的弯曲力的增大。而且，通过了高中压涡轮2的高压部2A的蒸汽中的未导向中压涡轮4的部分不是暂时向外部排气，而是直接流过中压部2B，因此无需设置与图6所示的高压涡轮102的排气区域A相当的部分。S卩，如图I所示，蒸汽涡轮I中的排气区域仅为高中压涡轮2的中压部2B的出口部分(图I中，C所示的部位)和中压涡轮4的出口部分(图I中，D所示的部位)，无需对于高中压涡轮2的高压部2A而设置独自的排气区域。另外，由蒸汽通路6分流的是蒸汽的一部分，能够使蒸汽通路6比图6所示的再热生产线106的直径小，因此蒸汽通路6的向中压涡轮4的入口连接的连接部位(图I中，E所示的部位)不那么需要空间。由此，蒸汽涡轮I比蒸汽涡轮100的转子整体的轴向长度缩短，因此轴振动几乎不会成为问题，能够将高中压涡轮2和中压涡轮4收纳在同一机室(高中压机室)内。由此，能够使设置在高中压机室的转子贯通部分上的轴承8及填料10的数目为最小限度(各2个)而抑制轴承8产生的摩擦损失和从填料10的蒸汽泄漏。[第二实施方式]图2是表示第二实施方式的蒸汽涡轮的图。图3是表示具备图2所示的蒸汽涡轮的原子力发电设备的结构例的图。需要说明的是，图2所示的蒸汽涡轮20除了在蒸汽通路6上设有湿分分离加热器22的点之外，与第一实施方式的蒸汽涡轮I共通。因此，在此，对于与第一实施方式的蒸汽涡轮I共通的部分，标注与图I相同的符号而省略其说明。如图2所示，蒸汽涡轮20的湿分分离加热器22设置在蒸汽通路6上，将从高中压涡轮2分流的蒸汽的湿分除去，并对该蒸汽进行加热。
如此，利用湿分分离加热器22将在高中压涡轮2的中途被分流的蒸汽的湿分除去，然后对蒸汽进行加热，由此防止蒸汽中含有的水滴引起的中压涡轮4的酸蚀或性能下降，并能够提高蒸汽涡轮20的循环热效率。如图3所示，原子力发电设备30具有高中压涡轮2及中压涡轮4和设置在它们的后段的低压涡轮32。在高中压涡轮2及中压涡轮4与低压涡轮32之间设有湿分分离加热器34。通过了高中压涡轮2的中压部2B及中压涡轮4的蒸汽由湿分分离加热器34将湿分除去并加热。而且，通过了双流方式的低压涡轮32的蒸汽由凝汽器36凝汽，向原子炉传送。如此，在高中压涡轮2的中途被分流的蒸汽由湿分分离加热器22再次加热，并且从高中压涡轮2及中压涡轮4朝向低压涡轮32的蒸汽由湿分分离加热器34再次加热，由此能够大幅提闻循环热效率。需要说明的是，上述的湿分分离加热器22及34只要将蒸汽含有的湿分除去，并能够将该蒸汽加热即可，可以使用任意的结构，但也可以使用例如以下的结构。图4是表示湿分分离加热器的结构例的剖视图。该图所示的湿分分离加热器在圆筒状的主体40内收纳有加热器管42、除雾器44及整流多孔板46。湿分分离及加热的对象的蒸汽(循环蒸汽)从循环蒸汽入口 50流入到主体40内，暂时向下方流动之后，向上方流动，最终从循环蒸汽出口 52排出。循环蒸汽在主体40内朝向循环蒸汽出口 52流动的中途，由整流多孔板46整流，由除雾器44将湿分分离之后，由加热器管42加热。需要说明的是，由除雾器44分离后的湿分经由泄放排出口 58从主体40排出。加热器管42由例如U字形的带翅片的管构成。并且，从加热蒸汽入口 54导入的加热蒸汽在加热器管42的内侧流动，通过了除雾器44的循环蒸汽在加热器管42的外侧流动。由此，在加热蒸汽与循环蒸汽之间进行热交换，而将循环蒸汽加热。需要说明的是，将循环蒸汽加热后的加热蒸汽经由加热蒸汽出口 56从加热器管42排出。除雾器44能够使用人字纹型的除雾器。图5是表示人字纹型的除雾器的结构例的立体图。该图所示的除雾器44在上部和下部的框60、62上安装有多个曲板64。在曲板64上，按照弯曲部位安装有捕集板66。沿着曲板64的壁面流动的循环蒸汽中的湿分与曲板3碰撞而顺着捕集板66流向下方，流落到下部的槽68内。由此，循环蒸汽中的湿分被分离。或者除雾器44也可以取代图5所示的人字纹型的结构而使用金属丝网型的结构。在金属丝网型的除雾器44中，当循环蒸汽与除雾器44碰撞时，湿分作为水滴而附着在金属丝的表面，因重力而落下，由此，循环蒸汽中的湿分被分离。如以上说明那样，根据本实施方式的蒸汽涡轮20，由于在蒸汽通路6上设置了湿分分离加热器22，因此除了关于蒸汽涡轮I说明的作用效果之外，还能得到防止蒸汽中含有的水滴引起的中压涡轮4的酸蚀或性能下降并提高蒸汽涡轮20的循环热效率这样有利的效果。而且，在高中压涡轮2及中压涡轮4与低压涡轮32之间设置湿分分离加热器34，作为循环整体而进行基于湿分分离加热器22及34的2阶段的再热，由此能够大幅提高循环热效率。需要说明的是，在图2及3所示的例子中，使用包括将蒸汽的湿分除去的湿分分离器和将蒸汽加热的加热器在内的湿分分离加热器22及34，但也可以取代湿分分离加热器22及34而单独使用湿分分离机构。这种情况下，例如，蒸汽通路6仅形成在高中压机室的内部的情况下，能够将人字纹型的除雾器、金属丝网型等的湿分分离机构装入高中压机室内部的蒸汽通路6。而且，若蒸汽流路6的一部分形成在高中压机室的外部，则能够将具有人字纹型或金属丝网型等的结构的湿分分离器设置在涡轮的附近。以上，详细说明了本发明的实施方式，但本发明并未限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种改良和变形。例如，在上述的实施方式中，说明了将高中压涡轮2和中压涡轮4收纳在同一机室(高中压机室)内的例子，但当然也可以将高中压涡轮2和中压涡轮4收纳在不同的机室内。
权利要求
1.一种蒸汽涡轮，其特征在于， 具备 单流方式的高中压涡轮，其使从蒸汽入口导入的蒸汽经由高压部及该高压部的后流侧的中压部而向蒸汽出口流动； 单流方式的中压涡轮；以及 蒸汽通路，其将所述高中压涡轮的所述高压部与所述中压部之间的位置连通于所述中压涡轮的入口， 通过了所述高中压涡轮的所述高压部的蒸汽的一部分经由所述蒸汽通路而被导向所述中压涡轮。
2.根据权利要求I所述的蒸汽涡轮，其特征在于， 所述高中压涡轮和所述中压涡轮收纳在同一机室内。
3.根据权利要求I或2所述的蒸汽涡轮，其特征在于， 还具备湿分分离机构，该湿分分离机构设置于所述蒸汽通路并将在该蒸汽通路中流动的蒸汽的湿分分离。
4.根据权利要求3所述的蒸汽涡轮，其特征在于， 还具备加热机构，该加热机构设置于所述蒸汽通路并对在该蒸汽通路中流动的蒸汽进行加热。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的蒸汽涡轮，其特征在于， 在所述高中压涡轮的所述中压部中流动的蒸汽的流量与在所述中压涡轮中流动的蒸汽的流量大致相等。
6.根据权利要求I 4中任一项所述的蒸汽涡轮，其特征在于， 所述高中压涡轮与所述中压涡轮配置在同一轴上， 所述高中压涡轮中的蒸汽流动的方向与所述中压涡轮中的蒸汽流动的方向彼此为相反方向。
7.一种发电厂，其具备权利要求I 6中任一项所述的蒸汽涡轮。
8.一种蒸汽涡轮的运转方法，所述蒸汽涡轮具有单流方式的高中压涡轮，其在蒸汽入口与蒸汽出口之间设有高压部及该高压部的后流侧的中压部；单流方式的中压涡轮，所述蒸汽涡轮的运转方法的特征在于，具备 使从所述高中压涡轮的蒸汽入口导入的蒸汽在所述高压部膨胀的步骤； 使通过了所述高中压涡轮的所述高压部的蒸汽分流成第一蒸汽和第二蒸汽的步骤； 使所述第一蒸汽在所述高中压涡轮的所述中压部膨胀，并将所述第二蒸汽导入所述中压涡轮而使其在该中压涡轮膨胀的步骤。
全文摘要
蒸汽涡轮(1)具备单流方式的高中压涡轮(2)及中压涡轮(4)、在高中压涡轮(2)的中途将一部分蒸汽导向中压涡轮(4)的蒸汽通路(6)。高中压涡轮(2)具有蒸汽入口侧的高压部(2A)及蒸汽出口侧的中压部(2B)。蒸汽通路(6)从高中压涡轮(2)的高压部(2A)与中压部(2B)之间的位置将通过了高压部(2A)的蒸汽的一部分导向中压涡轮(4)。
文档编号F01D25/24GK102985642SQ201180031768
公开日2013年3月20日 申请日期2011年5月13日 优先权日2010年12月6日
发明者丸山隆 申请人:三菱重工业株式会社