【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明が属する技術分野】本発明の主題は、蒸気タービンの制御段をチョークするための装置である。 【０００２】さらなる見地によると、本発明の主題は、
特に地熱用の蒸気タービンである。 【０００３】 【従来の技術】知られているように、直接または間接的に蒸気タービンに供給する蒸気を発生させるため、地熱発電所は地球の内部から発生する熱を利用する。 【０００４】特に、上述の蒸気を使用するために様々なサイクルを使用することができ、この場合、該サイクルは次のように要約することができる。 すなわち熱交換器によって生成される間接蒸気を供給されるタービン、地熱井から直接生じた蒸気を供給されるタービン、および最後に、「フラッシュ」蒸気として知られるものを供給されるタービン、すなわち地熱井から生じる蒸気が水タンク内に導入され、そこからタービンに供給するための蒸気が取り出されるタービンがある。 【０００５】さらに詳しくは、本発明は、第２の型のサイクル、すなわち地熱井から直接生じた蒸気が供給されるタービンに関する。 そのような場合、タービンへの供給と地熱井の「耕作」という矛盾する要件の間で常に均衡を保ちながら、地熱井に水を供給して必要な蒸気の生成を達成する。 そのような状態で、心土からの蒸気の生成が経時的に一定した流量および圧力を保証しないことは明らかである。 特に、例えば流量が一定に維持される場合、圧力は数か月のうちに実質的に変動することがあり、その結果として、圧力の変化後に、タービンのノズルへの蒸気入口の部分も変更しなければならなくなる。 【０００６】したがって、入口部分を適切に寸法決定する目的のために、タービンに流入する蒸気の圧力および流量条件を予測することしかできず、その後に、最適な性能を得るために、上述の入口部分を適合させることが必要になる。 【０００７】蒸気発生システム自体に内在する流量および／または圧力の上述の変動に加えて、直接蒸気の使用も前記の値に影響し、したがってタービンの入口部分を設計するためのデータにさらなる不確実度が導入される。 【０００８】地熱井から直接生じる蒸気は、例えば硫黄化合物または珪酸塩などの不純物を含み、それはタービンの内壁に形成されるスケーリングの原因となり、かつ／または蒸気通過部分の摩耗および腐食を引き起こることがある。 この現象はタービンの内部の形状を変化させ、その結果として圧力および流量の値を変化させる。 【０００９】したがって、入口の流量および／または圧力の可変性から生じる要件にタービンの入口部分を適合させることができるようにするためには、蒸気が通過する第１段のノズルの数を変化させ、圧力が低下したときにはそれを増加させ、上昇した場合には減少させる、非常に明白な必要性がある。 【００１０】この目的のために、タービンを停止し、内部空間にアクセスし、ノズルの入口部分を直接修正し、
必要な数を閉塞することが知られている。 【００１１】しかし、そのような解決策には多数の欠点があることは明らかであり、第一に、ノズルを閉塞する作業に要する時間のためだけはなく、タービンを冷却しかつ再始動するために必要な時間のためにも、機械の運転停止は受け入れられないほどである。 【００１２】また、タービンの作動中に作業し、したがって上述の欠点を排除することを可能にする異なる方法で、そのような調整を行なうことも知られている。 この構成は、吸込管に装着された弁を使用して蒸気をタービンに流入させるようにしている。 【００１３】この解決策もまた、ノズル群へと給送する個々の管に弁を装着しなければならないという事実のために、欠点を免れない。 この場合、特に、管の生産が複雑かつ高価であり、かつ吸込管の最適形状に悪影響があり、必然的に追加損失を生じる。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の基になっている問題は、蒸気タービンの制御段をチョークするための装置、および上述の要件を満たし、かつ同時に、既知の技術に関連して挙げた欠点を克服するような構造上および機能上の特徴を有する蒸気タービンを提供することである。 【００１５】 【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１および請求項１７にそれぞれ記載する、蒸気タービンの制御段をチョークするための装置および蒸気タービンによって達成される。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明による装置およびタービンのさらなる特徴および利点は、添付の図面に関連して、
いかなる制限も暗示せず、適応例として挙げるその実施形態の好ましい例についての以下の説明から明らかになるであろう。 【００１７】上述の図面に関連して、符号１０は、特に地熱に適用される蒸気タービンを示すために用いられており、そのより一般的な構造において当業界で実質的に知られた技術的特徴を有しているので、簡単にのみ触れる。 【００１８】図１は、直接蒸気サイクルとして知られるものに対応する、タービン１０が装備された発電所を図式的に示す。 符号１２は、タービン１０に直接送られる蒸気を得るように供給される地熱井を示すために用いられている。 【００１９】タービンは従来、シェル１６内に取り付けられる回転子またはインペラ１４によって形成され、図１に１８で示された発電機と関連付けられる。 【００２０】符号２０は、そこから前記タービンの供給管２２が延びる蒸気入口部分を示すのに用いられている。 後者を通過した後、蒸気の流れは、回転子と同軸の円環の形に構成された、前記管の最終部分２４を通過する。 【００２１】上述の入口部分２０から上述の最終部分２
４まで伸長する供給管２２は、蒸気入口ゾーンのタービンの内部形状を画定する。 【００２２】この最終部分２４に面して、タービンの動作の第１段を画定するノズル２６がある。 したがって、
この最終部分２４は、上述のノズル２６に給送するための供給部分に相当する。 【００２３】インペラ１４は従来、ブレードのリングとして半径方向に伸長し、タービンの第１段のブレードは符号２８によって示される。 【００２４】全体として符号３０で示される、前記タービンの制御段をチョークするための装置は、第１段のノズル２６と位置を合わせて設けることが有利である。 【００２５】この装置は、タービンの第１段のノズルの少なくとも１つを閉止するための閉止手段３２を含み、
その実施形態の一例を図４に示す。 【００２６】特に、この図は供給管の高さで切ったタービンの横断面を示し、上述の閉止手段の一部を形成する３つの移動壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃが示されている。 【００２７】図４に示された面で、前記壁は、予め定められた数のノズル２６の角範囲に等しい角セクタにわたって伸長する円環のセクタの形に構成される。 図示した例のように、２つのノズル２６の角範囲に等しい角セクタＹ２にわたって伸長する第１壁３４ａ、４つのノズル２６の角範囲に等しい角セクタＸにわたって伸長する第２壁３４ｂ、および最後に８つのノズル２６の角範囲に等しい角セクタＹ１にわたって伸長する第３壁３４ｃを提供することが特に有利である。 ノズルの上述した個々のセクタは、供給管の最終部分２４に対して半径方向に配置された小さいコラムまたはセクタの形の画成要素３
６によって画定される。 これらの小さいコラムはさらに、上述の壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃ用の滑動トラックを画定する。 【００２８】異なる大きさの前記セクタＹ１、Ｙ２およびＸの存在は、下記に示すように調整の可能性の最適な適応を得ることを可能にする。 【００２９】３つの上述したセクタＹ１、Ｙ２およびＸ
の分布に関しては、後者は隣接することもでき、図示する場合のようにそうしないこともできる。 この分布は、
例えばＡ１で示されたセクタのように、例えばタービン内部でチョークされたより大きいノズルのセクタまたは円弧の有無による。 図示した例では、このセクタＡ１は２２個のノズル２６に対応するセクタに等しい。 【００３０】そうすると、第１段のノズル２６に対応する円環の伸長に沿って、ノズルの円弧または角セクタが画定され、それに対して、蒸気圧および流量条件に対するタービンの形状のよりよい適応を可能にするチョークを得るため、様々に措置を講じることができる。 【００３１】具体的には、図３は、ノズル２６の線形展開、および上に挙げた符号（Ｘ、Ｙ１、Ｙ２、Ａ１）だけでなくさらなる符号Ａ２、Ｂ１、Ｂ２によっても画定されるセクタへのそれらの分割の線形展開を示す。 図３
の上部はノズル２６の上半分の展開を示し、下部はノズル２６の下半分の展開を示す。 下半分と上半分で分割した場合、円弧Ａ２は部分的に上半分に、部分的に下半分に示される。 【００３２】円弧またはセクタＡ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２は、機械が運転を停止しているときに、意図された形状の関数または吸込口における予測圧力の関数として固定され予め定められた閉止要素によって閉止することができる、同等の数の蒸気吸込セクタを表わす。 図示する例では、円弧Ａ２は２２個のノズル２６に等しいセクタに対応する一方、円弧Ｂ１および円弧Ｂ２の合計に対応する円弧は２８個のノズル２６に等しい。 【００３３】対照的に、円弧またはセクタＸ、Ｙ１およびＹ２は、機械の作動中に制御手段３８によって始動される上述の移動壁３４ａ、３４ｂおよび４３ｃが占める位置の関数として開閉することができる、同等の数の蒸気吸込セクタを表わす。 上述の壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃの漸次の複合閉止は、最小値の２つのノズルから、壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃが全部閉止されたときに得られる最大値の１４個のノズルまでに及ぶ、広範囲の可能性を含む。 【００３４】図示した例では、Ａ１と指定されたセクタは常に開いており、セクタＹ２、Ｙ１、Ｘを順に開くと、連続吸込円弧を維持することが可能になる。 【００３５】また、図示した例には、４つの閉止したノズルの円弧に対応するセクタＣ、および円弧Ｘと円弧Ｂ
１＋Ｂ２との間に挿置された、４つのノズル２６の円弧に対応する、約１５°のセクタＤが存在する。 【００３６】上述の制御手段３８は、閉止手段３２、そして特に壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃに少なくとも１
つの休止位置および１つの作動位置を占めるようにさせるよう構成される。 【００３７】休止位置では、壁３４ａ、３４ｂおよび３
４ｃは、円環のノズル２６に対応する部分よりもずっと外側に配置され、供給管内の蒸気の流れを妨げず、後者の最適形状に影響を及ぼさない（図４）。 【００３８】作業位置では、壁は、供給管２２の最終部分２４の近傍のノズルのそれぞれのセクタを閉止するように配置される。 この位置では、壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃの各々が、供給管２２の最終部分２４に対して接線状に配置されたストップ４０または下部ガイドによって画成され、また、ノズルのそれぞれのセクタの入口部分の画成要素３６とも接触する。 したがって壁３４
ａ、３４ｂおよび３４ｃの各々は、供給管２２の最終部分２４の背後に、かつノズル２６の対応する入口部分に対応して配置される閉止表面４２を構成する。 【００３９】したがって上述の壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃは、作業位置で、供給管と対応するノズルとの間に挿置される連続性の遮断を画定する。 この連続性の遮断は、ノズルの対応するセクタの入口部分に直面している。 【００４０】制御手段３８は、壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃの各々を前記壁の閉止表面４２に平行に変位方向に移動させるように構成される。 図４に示した例では、
各変位方向は供給管２２の最終部分２４に対する半径方向に対応する。 【００４１】図５に示す通り、制御手段３８は、壁３４
ａ、３４ｂおよび３４ｃの各々について、閉止手段３２
と連動しかつタービンの外部に伸長する端部を備えた接続要素４４を含む。 この接続要素は、対応する壁にしっかりと固定された一端を有し、それ自体の軸に沿って移動可能であり、かつリングの形に作成されたシール４６
を備えたロッドの形で作成される。 この接続要素４４
は、機械の作動中に始動が可能であるように、タービンの外部の手動ホイールに関連付けることができる。 【００４２】閉止手段３２を作業位置に維持するためにブロック手段４８も設けられているので、ホイール制御システムは取り外すことができる。 これらのブロック手段は、ロッド４４と同軸的に挿入されるフレーム５４の基部を画定するプレート５２に渡されたロッド４４にねじ込まれるナット／カウンタナットシステム５０を含む。 【００４３】止めピン５６をロッド４４の溝５８内に挿入して、後者がその軸を中心に回転するのを防止する。 【００４４】上述した閉止手段および上述した制御手段の使用方法について、以下に説明する。 【００４５】タービンの入口における希望の圧力／流量値の関数として、蒸気の通過が可能なノズルの数が調整される。 特に、圧力を低下（し、かつ流量を増加）するために、特定のセクタのノズルが漸次開かれ、対応する壁が作業位置から休止位置へ移動する。 図４では、例えば全ての壁３４ａ、３４ｂおよび３４ｃが休止位置に示される。 【００４６】この目的のためにホイール制御が始動され、高い精度および目盛定めを達成するため、利用可能なセクタが順番に順次開かれる。 【００４７】逆に、圧力を増加（し、かつ流量を低下）
するために、ホイール制御が始動され、それぞれの壁が休止位置から作業位置へ移動する。 例えば、図５は、対応するノズルが閉止され、作業位置に配置された壁３４
ａ、３４ｂおよび３４ｃの１つを示す。 【００４８】この位置はブロック手段４８によって確保される。 特に、フレーム５４が挿入され、ナット／カウンタナットシステム５０が固定される。 止めピン５６の挿入はロッド４４が回転するのを防止する。 【００４９】以上から、作業位置で供給管の最終部分を直接閉止するように作動する可動壁の提供が、上述の要件を満たすことを可能にすることが理解されるであろう。 特に、本発明によるチョーク装置の有利な構成は、
固定閉止体を取り付けたり取り外すために必要な、受け入れられない機械の運転停止を排除することを可能にし、タービンが作動しているときにタービンの外部から操作することを可能にする。 【００５０】さらに、この構成は供給管の最適形状を変えずに維持することを可能にし、構造上の複雑さが回避され、したがってサイズおよびコストが制限範囲内に維持される。 【００５１】上述しかつ図示したものに対する代替実施形態および／または追加が可能であることは明らかである。 【００５２】代替例として、かつ図に示す通り、装備される壁の数、形状、寸法または構成は、例えば隣接するノズルセクタ次第で異なってもよい。 【００５３】制御手段もまた異なるものであってもよく、例えば、図示した例に提示するように直線的、あるいは曲線的のいずれであってもよい壁の変位方向を提供するものであってもよい。 【００５４】手動ホイールに取って代わって、例えば電気的、空気圧式、または油圧式のアクチュエータを含む代替実施形態を設けてもよい。 これらのシステムは、本発明のチョーク装置の遠隔または自動操縦を可能にする。 【００５５】上述した装置及びタービンの実施形態の好適な形に基づいて、当業者は起こり得るおよび特定の要求を満たすために、多数の変形、調整、または機能的に同等の他のものとの要素の置換を、請求の範囲から逸脱することなく、行なうことができるであろう。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は本発明によるタービンを含む地熱発電所の機能図を示す。 【図２】図２は前記タービンの長手方向の展開を横切る面内で取った、タービンの入口ゾーンの断面を示す。 【図３】図３は図２の細部の直線的展開図を示す。 【図４】図４は前記タービンの長手方向の展開を横切る面内で取った、タービンの入口ゾーンのさらなる断面を示す。 【図５】図５は図４の細部を示す。 【図６】図６は線ＶＩ−ＶＩに沿った図５の細部の断面を示す。 【図７】図７は図５に示した細部を上から見た図を示す。 【図８】図８は前記タービンに対して長手方向の面内で取った、タービンの細部の部分断面を示す。 【符号の説明】 １０ 蒸気タービン２０ 蒸気入口部分２２ 供給管２４ 最終部分２６ ノズル３０ 蒸気タービンの制御段をチョークする装置３２ 閉止手段３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 壁３６ 画成要素３８ 制御手段４０ ストップ

フロントページの続き (72)発明者 ロリス ファラヴィーニャ イタリア国 イー−16143 ジェノヴァ ヴィア トセッリ 11／10 エッセチー. デーＦターム(参考） 3G071 BA09 DA00 HA03 HA04 JA02