JP2001349443A - メカニカルシールとそのフラッシング水供給システム - Google Patents

メカニカルシールとそのフラッシング水供給システム

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JP2001349443A
JP2001349443A JP2000170551A JP2000170551A JP2001349443A JP 2001349443 A JP2001349443 A JP 2001349443A JP 2000170551 A JP2000170551 A JP 2000170551A JP 2000170551 A JP2000170551 A JP 2000170551A JP 2001349443 A JP2001349443 A JP 2001349443A
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JP
Japan
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water
pump
mechanical seal
pressure
water supply
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JP2000170551A
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English (en)
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Joji Fujie
譲二 藤江
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な別設置の封水ポンプ、電気設備を追加
すること無しに低圧給水ポンプ出口水を中、高圧給水ポ
ンプのメカニカルシールのフラッシング水として使用可
能なシステムを提供すること。 【解決手段】 メカニカルシールの回転環(シールリン
グ12とホルダー13の組合体)の外周に設置された軸
流型のポンプインペラ14により封水に軸方向の流れを
形成させることができる。メカニカルシール室16にお
いて、ポンプ内部に通じる側とは反対側に外部からの封
水取り入れ口を設けることにより外部封水はメカニカル
シール室16の摺動面を経由して流水としてポンプ内部
に通水される。軸流型のインペラ14による昇圧は小さ
な値で済むため、ほとんど余分の動力を消費すること無
く、ポンプ入口圧力と同等の圧力しか持たない外部封水
をメカニカルシールフラッシング水として利用可能にな
る。このことにより別設置のフラッシング水昇圧ポンプ
を設置すること無く、低圧給水ポンプの出口給水をメカ
ニカルシール軸封水部6のフラッシング水として利用可
能なシステムを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメカニカルシールの
フラッシング水供給システムに係わり、別設置の昇圧ポ
ンプ、電気設備等を追加すること無く、最小の動力で外
部封水を強制供給することが可能な給水ポンプのメカニ
カルシールシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のコンバインドサイクルの廃
熱回収ボイラ(HRSG)のボイラ給水ポンプ及び外部
封水システムの全体系統図の一例を示す。コンバインド
サイクルにおける蒸気タービン1で仕事をした蒸気は復
水器2で凝縮され、ボイラ給水として再び利用するため
に低圧給水ポンプ3により昇圧される。昇圧されたボイ
ラ給水は低圧節炭器4を経て給水温度が約150℃前後
に加温されて低圧ボイラ給水系9及び中、高圧給水ポン
プ5にそれぞれ導かれる。中、高圧給水ポンプ5を出た
給水は高圧ボイラ給水系8へと導かれる。
【0003】現在の多くのコンバインドサイクル発電プ
ラントにおける廃熱回収ボイラは低圧系、中圧系及び高
圧系を有する3重圧系の装置が主流であるが、中、高圧
給水ポンプ5には低圧給水ポンプ3の出口側の給水を導
入している。中、高圧給水ポンプ5用のメカニカルシー
ルの軸封水部6に外部封水を使用する場合は、その供給
源として純水又は冷水が用いられ、これらは封水に使用
された後はボイラ給水にそのまま回収可能であることか
ら、低圧給水ポンプ3の出口水から分岐使用することが
考えられている。この場合、軸封水配管7が低圧給水ポ
ンプ3出口から分岐して設けられ、該軸封水配管7に昇
圧用封水ポンプ22を設置する必要がある。
【0004】上記の理由から従来のHRSG給水ポンプ
軸封システムとして、図4の方式以外に、主に図5ある
いは図6に示すようなセルフフラッシング方式も採用さ
れている。図5は中、高圧給水ポンプ5のメカニカルシ
ールの軸封水部6に取り付けたポンピングリングにより
フラッシング水を循環使用する。すなわちフラッシング
水を一旦外部に取り出し、冷却器23により冷却した
後、軸封水部6に再導入するシステムとなっている。図
6に示す例は、中、高圧給水ポンプ5の出口あるいはポ
ンプ5の中間段から抽水した高圧水を分岐し、減圧オリ
フィス24により減圧し、さらに冷却器23により冷却
後、軸封水部6に注入するシステムである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記図4に示す従来技
術は中、高圧ポンプ5の全運用範囲にわたり十分な封水
量を確保するためには、軸封水部6の通水抵抗と封水配
管系の流路抵抗以上の圧力が必要になることから別置の
封水ポンプ22を設置する必要がある。この場合、別設
置の封水ポンプ22及び図示しないモータ以外にこれら
の動力、制御のための電気、制御設備が必要となる。
【0006】図5に示す従来技術の構成の場合は、大き
な動力は必要としないが、中、高圧給水ポンプ5の軸径
が小さく、回転数の小さい小型ポンプでは必要とする給
水圧力を確保できないため、採用できないケースがあ
る。また、フラッシング水系統は閉回路を形成してお
り、系外に漏れ出たフラッシング水は中、高圧給水ポン
プ5内の給水から補充されるため、給水中の異物などが
濃縮される可能性がある。さらに中、高圧給水ポンプ5
の入口の給水は廃熱回収ボイラの低圧節炭器4を経由し
て導入されるケースが多く、この場合には途中の配管、
伝熱部等に滞留した微少な粒子等の異物が給水とともに
シール部に侵入することがあり、また約150℃前後の
高温水を取り扱うため、鉄系の析出物がメカニカルシー
ルの摺動面に付着することがある。これらの異物、析出
物を原因としてメカニカルシール摺動材を異常な早さで
摩耗させ、寿命を極端に縮める事例が最近発生してきて
いる。
【0007】図6に示す従来技術の構成では、一旦中、
高圧給水ポンプ5で昇圧した水を減圧使用するため、昇
圧に要した動力を無駄に捨てることになる。例えば中、
高圧給水ポンプ5の1台当たり50リットル/分の封水
を50kg/cm昇圧したものを封水として使用する
場合、約6kWの動力を余分に消費することになる。ま
た中高圧給水ポンプ5の入口水温度を150℃ とした
場合、約50℃ まで冷却するため3×10kcal
/hの熱量を無駄に捨てることになる。更に中、高圧給
水ポンプ5で取り扱う給水をそのまま封水とするため、
前述の図5で説明した問題と同じ問題が生じる可能性が
ある。
【0008】上記したように、中、高圧給水ポンプ5の
メカニカルシールのフラッシング水は低圧給水ポンプ3
の出口の冷水を使用することが好ましいが、本発明の課
題は特別な別設置の封水ポンプ、電気設備を追加するこ
と無しに低圧給水ポンプ出口水を中、高圧給水ポンプの
メカニカルシールのフラッシング水として使用可能なシ
ステムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は回転
軸が挿通された機体のメカケーシング側に固定された固
定環(図2、図3で例示する静止環11、メカケーシン
グ20及びメカケーシングカバー21の組合せ体)と、
前記回転軸に装着された回転環(図2、図3で例示する
シールリング12とメカニカルシールホルダー13との
組合せ体)と、該回転環と前記固定環を互いに摺動可能
に押圧させ、前記回転環と固定環の間のメカニカルシー
ル室内に外部封水を導入するメカニカルシールにおい
て、回転環のメカニカルシール室内側に外部封水をフラ
ッシング水として強制通水するための軸流ポンプ羽根を
設置したメカニカルシールにより解決される。
【0010】また本発明には蒸気タービンで仕事をした
蒸気を復水器で凝縮させ、ボイラ給水として再び利用す
るために低圧給水ポンプ及び中、高圧給水ポンプにそれ
ぞれ供給する給水系を備え、少なくとも中、高圧給水ポ
ンプのメカニカルシールに前記給水系の水を供給するメ
カニカルシールフラッシング水供給システムにおいて、
上記構成からなるメカニカルシールを少なくとも中、高
圧給水ポンプのメカニカルシールとして用いるメカニカ
ルシールフラッシング水供給システムも含まれる。
【0011】
【作用】図2、図3に例示するように、本発明のメカニ
カルシールの回転環(シールリング12とメカニカルシ
ールホルダー13との組合せ体)外周に設置された軸流
型のポンプインペラ14により封水に軸方向の流れを形
成させることができる。メカニカルシール室16内にお
いて、ポンプ内部に通じる側とは反対側に外部からの封
水取り入れ口を設けることにより外部封水はメカニカル
シール摺動面を経由して流水としてポンプ内部に通水さ
れる。軸流型のインペラ14、15による昇圧は図5で
示した従来技術のポンピングリングより更に小さな値で
済むため、ほとんど余分の動力を消費すること無く、ポ
ンプ入口圧力と同等の圧力しか持たない外部封水をメカ
ニカルシールフラッシング水として利用可能になる。こ
のことにより別設置のフラッシング水昇圧ポンプを設置
すること無く、低圧給水ポンプ4の出口給水をメカニカ
ルシール軸封水部6のフラッシング水として利用可能な
システムを提供できる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に
説明する。図1にコンバインドサイクルの廃熱回収ボイ
ラ(HRSG)のボイラ給水ポンプ及び外部封水システ
ムの全体系統図を示す。図2に、図1に示す中、高圧給
水ポンプ5のメカニカルシールの軸封水部6の詳細を示
す。
【0013】コンバインドサイクルにおける蒸気タービ
ン1で仕事をした蒸気は復水器2で凝縮され、ボイラ給
水として再び利用するため低圧給水ポンプ3により昇圧
され、昇圧されたボイラ給水は低圧節炭器4を経て給水
温度が約150℃前後に加温されて低圧ボイラ給水系9
及び中、高圧給水ポンプ5にそれぞれ導かれる。中、高
圧給水ポンプ5を出た給水は高圧ボイラ給水系8へと導
かれる。
【0014】本発明の一部を構成する軸封水配管7は低
圧給水ポンプ3出口から分岐して設けられ、途中ポンプ
等の昇圧機構を設けないで、直接中、高圧給水ポンプ5
の軸封部6に接続される。
【0015】軸封水流量を50リットル/分とした場合
に、この配管径は呼径25A(外径34mm)あるいは
呼径32A(外径42.7mm)で十分であり、コスト
への影響は非常に小さくてすむ。中、高圧給水ポンプ5
のポンプ吐出側、即ち高圧側の軸封水部6に供給された
封水はバランス装置を成すバランス配管19を通じてポ
ンプ吸い込み側へと流入する。
【0016】図2は軸封水部6付近の詳細を示してお
り、軸封水配管7内の軸封水は軸封水部6内のメカニカ
ルシール室16へと導入される。メカニカルシール室1
6内には静止環11、シールリング12及びメカニカル
シールホルダ13が上流側から順に配置されており、ポ
ンプ軸10と接するように静止環11及びシールリング
12の摺動部でポンプ軸10をシールしており、シール
リング12はポンプ軸10及びメカニカルシールホルダ
13とともに回転する構造となっている。
【0017】また、メカニカルシール室16はポンプケ
ーシング(図示せず)と一体となっているメカケーシン
グ20とその側面部に設けられたメカケーシングカバー
21に収納されている。また、メカニカルシールホルダ
13とメカケーシング20のメカニカルシール室16内
に向いた側面にはそれぞれ軸流ポンプ羽根14と整流羽
根15が必要枚数分設けられている。ポンプ羽根14の
前後にある整流羽根15は封水流れを整流するためのも
のである。
【0018】ポンプ軸10が回転すると、それに伴って
軸流ポンプ羽根14が回転し、封水を導入口からポンプ
内部流路17へと強制水流として導く推力を発生する役
目を果たす。この水流により封水は常にメカニカルシー
ル室16内を通過し、摺動熱を除去し、封水としての役
目を果たして連続的にポンプ内部側17へと流入する。
【0019】本発明の上記実施の形態による軸封水流量
を50リットル/分、必要昇圧を0.5kg/cm
すると軸封水用の軸封水の昇圧に要する消費電力は約
0.1kW程度であり、中、高圧給水ポンプ5本体の消
費動力と比べてほとんど無視できる程度の動力の追加で
目的を達成することができる。
【0020】本発明の他の実施の形態を図3に示す。図
3に示すメカニカルシールの軸封水部6にはその後流側
に軸封水配管7を接続し、軸封水配管7からの軸封水を
軸封水部6内のメカニカルシール室16へと導入させ、
軸封水部6の上流部から外部配管18に排出させ、ポン
プ内部流路17へと強制水流として導く。
【0021】図3に示す軸封水部6はメカニカルシール
摺動部に対するフラッシング水の効果を十分発揮させる
ために軸封水の流れの方向を図2に示す場合とは逆方向
とする必要がある場合の例であり、逆流れを構成するた
め外部配管18を介してポンプ内部流路17への導入口
へフラッシング水を流入させる。
【0022】メカニカルシール室16内には図2に示す
軸封水部6と同様に静止環11、シールリング12及び
メカニカルシールホルダ13が上流側から順に配置され
ており、ポンプ軸10と接するように静止環11及びシ
ールリング12の摺動部でポンプ軸10をシールしてお
り、シールリング12はポンプ軸10及びメカニカルシ
ールホルダ13とともに回転する構造となっている。シ
ールリング12と共に回転するメカニカルシールホルダ
13には軸流ポンプ羽根14が設けられている。また、
図示していないがメカケーシング20には整流羽根15
を設けても良い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、別設置の封水昇圧ポン
プを追加すること無く、ほとんど無視できるほどの消費
動力の追加のみで低圧給水ポンプ出口の冷水をメカニカ
ルシールフラッシング水として利用できる効果がある。
この消費動力の追加分は従来の技術における消費動力追
加分より小さいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態のメカニカルシールフラ
ッシング水供給システムの全体構成図を示す。
【図2】 図1のメカニカルシール部の軸封水部の断面
図を示す。
【図3】 本発明になる他の実施の形態のメカニカルシ
ール部の軸封水部の断面図を示す。
【図4】 従来技術のメカニカルシールフラッシング水
供給システムの全体構成図を示す。
【図5】 従来技術のメカニカルシールフラッシング水
系統図を示す。
【図6】 従来技術のメカニカルシールフラッシング水
系統図を示す。
【符号の説明】
1 蒸気タービン 2 復水器 3 低圧給水ポンプ 4 低圧節炭器 5 中、高圧給水ポンプ 6 軸封水部 7 軸封水配管 8 高圧ボイラ給水系 9 低圧ボイラ給水系 10 ポンプ軸 11 静止環 12 シールリング 13 メカニカルシールホルダ 14 軸流ポンプ羽根 15 整流羽根 16 メカニカルシール室 17 ポンプ内部流路 18 軸封水外部配管 19 バランス水配管 20 メカケーシング 21 メカケーシング
カバー 22 軸封水昇圧ポンプ 23 メカニカルシー
ルクーラ 24 減圧オリフィス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸が挿通された機体のメカケーシン
    グ側に固定された固定環と、前記回転軸に装着された回
    転環と、該回転環と前記固定環を互いに摺動可能に押圧
    させ、前記回転環と固定環の間のメカニカルシール室内
    に外部封水を導入するメカニカルシールにおいて、 回転環のメカニカルシール室内側に外部封水をフラッシ
    ング水として強制通水するための軸流ポンプ羽根を設置
    したことを特徴とするメカニカルシール。
  2. 【請求項2】 固定環のメカニカルシール室内側に整流
    羽根を設けることを特徴とするメカニカルシール。
  3. 【請求項3】 蒸気タービンで仕事をした蒸気を復水器
    で凝縮させ、ボイラ給水として再び利用するために低圧
    給水ポンプ及び中、高圧給水ポンプにそれぞれ供給する
    給水系を備え、少なくとも中、高圧給水ポンプのメカニ
    カルシールに前記給水系の水を供給するメカニカルシー
    ルフラッシング水供給システムにおいて、 請求項1又は2記載のメカニカルシールを少なくとも
    中、高圧給水ポンプのメカニカルシールとして用いるこ
    とを特徴とするメカニカルシールフラッシング水供給シ
    ステム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541106A1 (en) 2011-06-27 2013-01-02 Hitachi Plant Technologies, Ltd. Shaft-seal device for high-temperature fluid
CN110479672A (zh) * 2019-08-07 2019-11-22 河钢股份有限公司承德分公司 化工反应釜浆液泵机械密封冲洗装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541106A1 (en) 2011-06-27 2013-01-02 Hitachi Plant Technologies, Ltd. Shaft-seal device for high-temperature fluid
US8770589B2 (en) 2011-06-27 2014-07-08 Nippon Pillar Packaging Co., Ltd. Shaft-seal device for high-temperature fluid
CN110479672A (zh) * 2019-08-07 2019-11-22 河钢股份有限公司承德分公司 化工反应釜浆液泵机械密封冲洗装置
CN110479672B (zh) * 2019-08-07 2024-04-26 河钢股份有限公司承德分公司 化工反应釜浆液泵机械密封冲洗装置

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