[发明专利]蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有两个驱动轴的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置。

背景技术

作为使船舶的螺旋桨旋转的蒸汽涡轮，已知有具备被供给从锅炉引导的过热蒸汽而旋转的高压涡轮和被供给从高压涡轮排出的过热蒸汽而旋转的低压涡轮的蒸汽涡轮（例如参照专利文献1）。该船舶用蒸汽涡轮将高压涡轮和低压涡轮沿着船宽方向排列配置，通过减速器将从这些涡轮得到的各自的旋转输出结合，使一个螺旋桨旋转。

由于船舶的大型化等，在要求了使螺旋桨旋转的输出轴的双轴化的情况下，若应用专利文献1记载的蒸汽涡轮，则每个输出轴都需要高压涡轮及低压涡轮。然而，发动机室中的设置空间（尤其是船宽方向）存在限制，难以进行设置。

因此，在要求了船舶的双轴化时，主要采用低速柴油机主机直接连结方式或电动马达推进方式。

为了解决这种蒸汽涡轮的设置空间的问题，提出了下述专利文献2记载的蒸汽涡轮。在该蒸汽涡轮中，将高压涡轮及低压涡轮沿着船宽方向排列配置，利用高压涡轮驱动一个输出轴，并且利用低压涡轮驱动另一个输出轴，由此避免了设置空间的增大。

然而，由于采用通过从高压涡轮排出的过热蒸汽来驱动低压涡轮的过热蒸汽的单流形式，因此不可避免地产生高压涡轮输出与低压涡轮输出的不均衡。为了将解决该问题，该文献记载的蒸汽涡轮在各输出轴上设置轴发电机或电动机并将它们相互电连接，由此消除了各自的输出的不均衡。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-17007号公报（[0027]、图1）

专利文献2：日本特开2009-56868号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献2记载的蒸汽涡轮在能够消除各输出轴的输出不平衡的点上优异，但是需要设置轴发电机或电动机，会导致设施的复杂化或成本的增大。

本发明鉴于这种情况而完成，目的在于提供一种在不导致设置空间的增大而实现双轴化的基础上，通过简易的结构就能够独立地驱动两个输出轴的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置采用以下的手段。

即，本发明的第一形态的蒸汽涡轮驱动机具备：被供给蒸汽而被驱动的高压侧涡轮；由该高压侧涡轮驱动的第一驱动轴；被供给从所述高压涡轮排出的蒸汽而被驱动的低压侧涡轮；以及由该低压侧涡轮驱动的第二驱动轴，所述蒸汽涡轮驱动机具备压力控制单元，该压力控制单元控制从所述高压侧涡轮排出而向所述低压侧涡轮供给的蒸汽的压力。

蒸汽涡轮驱动机采用由高压侧涡轮驱动的第一驱动轴、由被供给从高压侧涡轮排出的蒸汽而被驱动的低压侧涡轮来驱动的第二驱动轴，通过蒸汽的单流来实现双轴化，由此不导致设置空间的增大而实现双轴化。

并且，具备对从高压侧涡轮排出而向低压侧涡轮供给的蒸汽的压力进行控制的压力控制单元，能够不受高压侧涡轮的运转条件的影响地设定向低压侧涡轮流入的蒸汽的压力。由此，能够独立地控制高压侧涡轮的输出和低压侧涡轮的输出。如此，通过追加压力控制单元这样的简易结构就能够实现双轴的独立控制。

需要说明的是，作为高压侧涡轮，包括具备一个从锅炉引导高压过热蒸汽而被驱动的高压涡轮的结构或除了该高压涡轮之外还具备由利用锅炉对来自高压涡轮的排出蒸汽进行再热而得到的过热蒸汽驱动的中压涡轮的结构。

另外，蒸汽涡轮驱动机的各驱动轴的输出例如可以使用于船舶的螺旋桨驱动用，也可以使用作为用于使气体液化的压缩机的动力，或者还可以使用作为发电机的驱动用。

而且，在所述第一形态的蒸汽涡轮驱动机中，所述压力控制单元具备：使从所述高压侧涡轮排出的蒸汽的一部分分支而向凝汽器引导的蒸汽排放路径；对在该蒸汽排放路径中流动的蒸汽进行减压的减压阀；以及以使向所述低压侧涡轮流动的蒸汽成为规定压力的方式对所述减压阀进行控制的控制部。

通过将从高压侧涡轮排出的蒸汽的一部分经由蒸汽排放路径向凝汽器引导，来减少导向低压侧涡轮的蒸汽的压力。此时，通过控制部来控制对在蒸汽排放路径流动的蒸汽进行减压的减压阀，使向低压侧涡轮流动的蒸汽的压力成为规定值。由此，能够与高压侧涡轮的排气压力无关地、独立地控制低压侧涡轮的入口蒸汽压力。

此外，所述第一形态的蒸汽涡轮驱动机也可以是向所述低压侧涡轮供给从与所述高压侧涡轮的排气系统不同的另一系统引导的蒸汽的结构。