JP2004108186A - 発電プラントの冷却塔システム - Google Patents

Abstract

【課題】発電プラントの蒸気タービンからの蒸気を復水する空冷式復水器や、補機類の冷却水を冷却する空冷式冷却塔では、ブロー水による充分な熱処理効率を有せず、大型でかつ複数台設置されており、また循環水の蒸発、飛散ロスが大きく、冷却水補給量増加に伴うランニングコスト、発電コストの上昇等の問題点があるのを、ブロー水を回収して飛散ロスを少なくし、かつ熱処理効率を上昇させ小型、省電力の冷却塔システムを提供する。
【解決手段】空冷式復水器に設けた第１の冷却塔散水管と第１のブロー水回収タンク、および空冷式冷却塔に設けた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクを備え、回収された冷却水が、第１、第２の冷却塔散水管から散水される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電プラントのタービンや発電機、ポンプ、モータ等の補機類に使用する潤滑油、蒸気、空気等を冷却する冷却水設備のうちの冷却塔システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の発電プラントの補機設備類を冷却する空気冷却式冷却装置２００と、蒸気タービンで使用した蒸気を復水するための空気冷却式復水器を用いた復水冷却装置１００を示した系統図である。
図において、１は前記補機系の冷却を行う元となる原水を貯留する原水タンク、２は原水タンク１の原水を下部冷却水槽３に送り込む原水ポンプ、４は冷却水槽内の冷却水を発電プラントの各クーラに送り出すためのポンプ、５はタービンや発電機および各種ポンプやモータ等の補機類の潤滑油他を冷却するための補機クーラ、６は補機クーラ５を冷却して暖められた冷却水を冷却する空冷式冷却塔、１４ｂは冷却塔６に冷風を送りこむ冷却ファンである。７は前記冷却水系統の中に薬剤を注入する薬注装置、１５は排水弁、８は冷却水として使用する原水（工業用水）を補給する原水補給管である。また同様に１６はタービン系復水冷却装置１００の排熱回収ボイラー、１７は発電機３０と直結された蒸気タービン、１８は蒸気タービンで使用した蒸気を復水（給水）に戻す空冷式復水器、１４ａは復水器１８に冷風を送る冷却ファン、１９は蒸気から戻された給水を貯蔵する復水タンク、２０は復水（給水）を排熱回収ボイラーに送るための復水ポンプである。
【０００３】
次に動作について説明する。
発電プラントで使用される補機系の冷却水は原水補給管８から工業用水を原水タンク１に供給して貯蔵され、原水ポンプ２により空冷式冷却塔６の下に設けた下部冷却水槽３に送られる。下部冷却水槽３内に貯蔵された冷却水はポンプ４で補機クーラ５に供給され、タービンや発電機および各種ポンプやモータ等の補機類の潤滑油他を冷却する。補機クーラ５で熱処理されて暖められた冷却水は空冷式冷却塔６に送られ、冷却ファン１４ｂで冷風を供給し空冷式冷却塔６内の冷却水の冷却を行う。冷却された冷却水は下部水槽３に戻され再び発電プラントを構成する各機器のクーラを冷却するために循環する。
そして冷却水系統中の腐食及びスケールの生成などを防止するため、原水に薬注装置７で薬品注入を行い処理すると共にブロー排水弁１５を定期的に開いて排水し、系統内の水質を維持する。
また、排熱回収ボイラー１６で発生した蒸気は蒸気タービン１７に供給され、発電機３０で電力発生に使用され、その後空冷式復水器１８に導かれて冷却ファン１４ｂの冷風により蒸気から復水（給水）に戻され、復水タンク１９に回収された後、復水ポンプ２０により排熱回収ボイラー１６に送られて再び蒸気となり主蒸気・復水の循環系統を構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空冷式冷却塔及び空冷式復水器では充分な熱処理効率を有しているものでなく、体格の大きな冷却塔並びに復水器を複数台（セル）設置することになり、広い据え付け面積と大きな所内電力を必要とし不経済な設備となっていた。また、従来の空冷式では、循環水量の約３．５％が冷却塔および復水器から蒸発または飛散により損失してしまうため、原水（工業用水）の補給量が増加しランニングコストならびに発電コストの上昇に繋がる等の問題点があった。これは、近年の電力の自由化に伴う電力会社以外の各企業に設置される発電プラントにおいては、工業用水費用が発電プラントのランニングコスト上昇の大きな要因を占め、その低減と、さらに水資源の有効活用化を含めた対策が急務であった。
【０００５】
この発明は前記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却水系のブロー排水を冷却塔および復水器を冷却するための冷却水として回収再利用した冷却塔システムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管および第２のブロー水回収タンクとを備え、
前記第１のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却され、前記第２のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されるものである。
【０００７】
また、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクおよび下部冷却水槽とを備え、
前記第１、第２のブロー水回収タンクにはそれぞれ第１、第２の冷却水分離槽が設けられており、前記下部冷却水槽からの冷却水は前記第１、第２の冷却水分離槽に送水されて浄化され、回収タンクで回収された冷却水と合わせられた前記第１のブロー水回収タンクの冷却水が、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却され、前記第２のブロー水回収タンクの冷却水が前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されるものである。
【０００８】
また、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクと下部冷却水槽と、前記下部冷却水槽につながって設けられたブロータンクとを備え、
前記ブロータンクには冷温ガス気化装置ラインの冷温配管と分離槽とが設けられており、前記下部冷却水槽からの冷却水は前記ブロータンク内の分離槽に送水されて浄化され、前記第１、第２のブロー水回収タンクで回収され前記ブロータンクに送水された冷却水と合わせられて冷却された後、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却されるとともに、前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１において、１００は発電用タービン系、２００は補機系である。１は原水タンクで冷却水系統に使用する工業用水を受け入れるものである。２は原水ポンプで原水を下部冷却槽３に送る。４は発電プラント内の冷却水系統に送り出すためのポンプ、５は補機系クーラであり、タービンや発電機および各種ポンプやモータの軸受け潤滑油等を冷却する。６は空冷式冷却塔であり、前記補機系クーラで熱交換した冷却水を冷却する。７は原水に薬品を注入する薬注装置、８は冷却水を補給するための原水補給管、９は冷却水のブロー弁、１０は空冷式復水器１８の下部に設けられた第１のブロー水回収タンク、１０ａは前記第１のブロー水回収タンク１０に設けた第１の冷却水分離槽、１１は前記空冷式冷却塔６の下部に設けられた第２のブロー水回収タンク、１１ａは前記第２のブロー水回収タンク１１に設けた第２の冷却水分離槽である。１２ａ、１２ｂは循環ポンプで前記第１、第２のブロー水回収タンク１０、１１内の冷却水を前記空冷式復水器１８、空冷式冷却塔６の上部に設けた第１、第２の冷却塔散水管１３ａ、１３ｂから散水するためのものである。１４ａ、１４ｂは冷却ファン、１５ａ、１５ｂは排水弁である。１６は排熱回収ボイラ、１７は蒸気タービン、１９は復水タンク、２０は復水ポンプである。２１はブロー配管で前記第１、第２のブロー水回収タンク１０、１１を接続する。２２は第１の冷却水配管であり、前記下部冷却水槽３から前記ブロー配管２１につながっている。２３は第２の冷却水配管であり、前記第１の冷却水配管２２から分岐して前記補機系クーラ５、空冷式冷却塔６につながる。
【００１０】
次に動作について説明する。発電プラントの軸受け系統等の冷却水は、原水補給管８からの工業用水を原水タンク１に給水した後、原水ポンプ２で下部冷却水槽３に送水される途中、薬注装置７により腐食・スケール防止用の薬剤を注入して薬品処理され、ポンプ４で発電プラントを構成しているタービン、発電機をはじめポンプ、モータ等の補機系クーラ５に第２の冷却水配管２３を通って供給され、潤滑油等の冷却を行う。補機系クーラ５で熱交換され暖められた冷却水は、同じく第２の冷却水配管２３を通って空冷式冷却塔６に運ばれ、ここで冷却されて冷水となり下部冷却水槽３に戻り、下記する第２の冷却水経路を循環する。ここで前記第２の冷却水経路は、下部冷却水槽３から補機系クーラ５を経て第２の冷却水配管２３を通り、空冷式冷却塔６に到る経路で形成される。
一方、前記下部冷却水槽３から前記ポンプ４につながって設けられた第１の冷却水配管２２を通るブロー水はブロー弁９、ブロー配管２１を経て、このブロー配管２１につながる前記第１、第２の冷却水分離槽１０ａ、１１ａに供給される。前記第１、第２の冷却水分離槽１０ａ、１１ａで分離されたスケール等の異物は、第１、第２のブロー水回収タンク１０、１１の下部に沈殿して排水弁１５ａ、１５ｂを介して排水溝に排出される。ここで下部冷却水槽３から第１の冷却水配管２２を経てブロー配管２１につながり第１、第２のブロー水回収タンク１０、１１内の第１、第２の冷却水分離槽１０ａ、１１ａに到る経路で形成される送水路を第１の冷却水経路とする。
前記第１の冷却水経路を経て前記第１、第２の冷却水分離槽１０ａ、１１ａで異物を除去されたブロー水は、循環ポンプ１２ａ、１２ｂを通り前記空冷式復水器１８の上部に設けた第１の冷却塔散水槽１３ａ、および前記空冷式冷却塔６の上部に設けた第２の冷却塔散水槽１３ｂの上部から散水され、冷却ファン１４ａ、１４ｂの送風で冷却を行う。
また、従来例で示したように排熱回収ボイラ１６で発生した蒸気は、蒸気タービン１７に供給され、発電機３０で電力発生に使用され、その後、空冷式復水器１８に導かれて冷却ファン１４ａの送風で冷却されて蒸気から復水（給水）となり、復水タンク１９に回収された後復水ポンプ２０により、排熱回収ボイラ１６に送られて再び蒸気となり、蒸気、復水の循環系等を循環する。
【００１１】
このようにこの実施の形態１では、第１、第２のブロー水回収タンク１０、１１を設けてブロー排水を分離槽１０ａ、１１ａにて分離、回収後、前記第１の冷却水経路を経た冷却水と合わせて前記第１、第２の冷却塔散水管１３ａ、１３ｂから散水して、空冷式復水器１８および空冷式冷却塔６の冷却に供しているので、熱処理効率を向上させて冷却塔システムの縮小化、冷却水の有効活用化、ランニングコストの低減をはかることができるという効果を奏する。
【００１２】
実施の形態２．
前記実施の形態１では空冷式冷却塔６と、空冷式復水器１７の下部に冷却水分離槽１０ａ、１１ａを有したブロー水回収タンク１０、１１をそれぞれ設置して冷却塔毎にブロー水を循環させて冷却する場合について述べたが、この実施の形態２では図２に示すように、空冷式冷却塔６と空冷式復水器１７で共用するブロータンク２５を設け、このブロータンク２５には冷却水分離槽２５ａと冷温ガス気化装置ラインからの低温配管２６が組み込まれていて、より供給温度の低いブロー水を空冷式冷却塔６および空冷式復水器１８に供給している。
【００１３】
この図２による構成の詳細および動作を以下に説明する。
実施の形態１と同様に、発電プラントの軸受け系統等の冷却水は、原水補給管８からの工業用水を原水タンク１に給水した後、原水ポンプ２で下部冷却水槽３に送水される途中、薬注装置７により腐食・スケール防止用の薬剤を注入して薬品処理され、ポンプ４で発電プラントを構成しているタービン、発電機をはじめポンプ、モータ等の補機系クーラ５に第２の冷却水配管２３を通って供給され、潤滑油等の冷却を行う。補機系クーラ５で熱交換され暖められた冷却水は、同じく第２の冷却水配管２３を通って空冷式冷却塔６に運ばれ、ここで冷却されて冷水となり下部冷却水槽３に戻り、下記する第２の冷却水経路を循環する。ここで前記第２の冷却水経路は、下部冷却水槽３から補機系クーラ５を経て第２の冷却水配管２３を通り、空冷式冷却塔６に到る経路で形成される。
一方、前記下部冷却水槽３から前記ポンプ４につながって設けられた第２のブロー配管２１ｃを通るブロー水は、ブロータンク２５に設けられた冷却水分離槽２５ａに供給され、分離されたスケール等の異物はブロータンク２５の下部に沈澱して排水弁１５を介して排水溝に排出される。一方、前記ブロータンク２５に設けられた冷温ガス気化装置ラインからの低温配管２６によって熱交換されたブロー水は、さらに低温度の冷却水となり循環ポンプ１２ｃによって第１の冷却水配管２２ａを通り、冷却塔配管１３ｃに送水され、この冷却塔配管１３ｃの両端に設けられかつ、前記空冷式復水器１８の上部に設けた第１の冷却塔散水槽１３ａ、および前記空冷式冷却塔６の上部に設けた第２の冷却塔散水槽１３ｂの上部から散水され、冷却ファン１４ａ、１４ｂの送風で冷却を行う。
【００１４】
ここで下部冷却水槽３からブロータンク２５を経て第１の冷却水配管２２ａを通り、冷却塔配管１３ｃ、第１、第２の冷却塔散水管１３ａ、１３ｂに到る経路を第１の冷却水経路とする。
前記第１、第２の冷却塔散水管１３ａ、１３ｂから散水され、前記空冷式復水器１８、空冷式冷却器６を冷却した冷却水は、第１、第２のブロー水回収タンク１０ｃ、１１ｃで回収され両者をつなぐ第１のブロー配管２１ｂ、第３のブロー配管２１ｄを経て前記ブロータンク２５に供給される。この系統を第３の冷却水経路とする。
また、従来例で示したように排熱回収ボイラ１６で発生した蒸気は、蒸気タービン１７に供給され、発電機３０で電力発生に使用され、その後、空冷式復水器１８に導かれて冷却ファン１４ａの送風で冷却されて蒸気から復水（給水）となり、復水タンク１９に回収された後復水ポンプ２０により、排熱回収ボイラ１６に送られて再び蒸気となり、蒸気、復水の循環系等を循環する。
【００１５】
このようにこの実施の形態２では、第３の冷却水経路の第１、第２のブロー水回収タンクでブロー排水を回収してブロータンク２５に供給し、第１の冷却水経路の冷却水と合わせてより低温の冷却水として第１、第２の冷却塔散水管１３ａ、１３ｂから散水して空冷式復水器１８、空冷式冷却塔６の冷却に供しているので、さらに一段と熱処理効率を向上できる。
【００１６】
なお、前記ブロータンク２５には冷温ガス気化装置ラインからの配管を設ける例を示したが、この冷温ガスとしては、発電プラント内で燃料として使用している、例えばＬＮＧやＬＰＧ等があり、これらは発電プラント内においては容易に入手可能なものである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は、以上述べたような構成の発電プラントの冷却塔システムであるので、以下に示すような効果を奏する。
【００１８】
空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管および第２のブロー水回収タンクとを備え、
第１のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、第１の冷却塔散水管から散水されることによって空冷式復水器が冷却され、第２のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、第２の冷却塔散水管から散水されることによって空冷式冷却塔が冷却される構成であるので、冷却水の補給量を低減することができ、ランニングコストの上昇を防ぐことができるとともに、熱処理効率が上昇して冷却塔システム小型化が可能となり、消費電力も少なくてすむという優れた効果を奏する。
【００１９】
また、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクおよび下部冷却水槽とを備え、
第１、第２のブロー水回収タンクにはそれぞれ第１、第２の冷却水分離槽が設けられており、下部冷却水槽からの冷却水は第１、第２の冷却水分離槽に送水されて浄化され、回収タンクで回収された冷却水と合わせられた第１のブロー水回収タンクの冷却水が、第１の冷却塔散水管から散水されることによって空冷式復水器が冷却され、第２のブロー水回収タンクの冷却水が第２の冷却塔散水管から散水されることによって空冷式冷却塔が冷却される構成であるので、前記に加え、さらに熱処理効率が上昇するという効果を奏する。
【００２０】
またさらに、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクと下部冷却水槽と、前記下部冷却水槽につながって設けられたブロータンクとを備え、
前記ブロータンクには冷温ガス気化装置ラインの冷温配管と分離槽とが設けられており、前記下部冷却水槽からの冷却水は前記ブロータンク内の分離槽に送水されて浄化され、前記第１、第２のブロー水回収タンクで回収され前記ブロータンクに送水された冷却水と合わせられて冷却された後、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却されるとともに、前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却される構成であるので、供給する冷却水の温度がより低くなり、熱処理効率がさらに上昇することにより前記に加えて冷却塔システムのさらなる小型化や省電力を達成できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による発電プラント冷却システムの系統図である。
【図２】この発明の実施の形態２による発電プラント冷却システムの系統図である。
【図３】従来の発電プラント冷却システムの系統図である。
【符号の説明】
３　下部冷却水槽、６　空冷式冷却塔、１０　第１のブロー水回収タンク、
１０ａ　第１の冷却水分離槽、１１　第２のブロー水回収タンク、
１１ａ　第２の冷却水分離槽、１３ａ　第１の冷却塔散水管、
１３ｂ　第２の冷却塔散水管、１８　空冷式復水器、２１　ブロー配管、
２２　第１の冷却水配管、２３　第２の冷却水配管。

Claims (3)

1. 発電プラントの冷却塔システムであって、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管および第２のブロー水回収タンクとを備え、
   前記第１のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却され、前記第２のブロー水回収タンクで回収された冷却水が、前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されることを特徴とする発電プラントの冷却塔システム。
2. 発電プラントの冷却塔システムであって、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクおよび下部冷却水槽とを備え、
   前記第１、第２のブロー水回収タンクにはそれぞれ第１、第２の冷却水分離槽が設けられており、前記下部冷却水槽からの冷却水は前記第１、第２の冷却水分離槽に送水されて浄化され、回収タンクで回収された冷却水と合わせられた前記第１のブロー水回収タンクの冷却水が、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却され、前記第２のブロー水回収タンクの冷却水が前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されることを特徴とする発電プラントの冷却塔システム。
3. 発電プラントの冷却塔システムであって、空冷式復水器に設けられた第１の冷却塔散水管および第１のブロー水回収タンクと、空冷式冷却塔に設けられた第２の冷却塔散水管と第２のブロー水回収タンクと下部冷却水槽と、前記下部冷却水槽につながって設けられたブロータンクとを備え、
   前記ブロータンクには冷温ガス気化装置ラインの冷温配管と分離槽とが設けられており、前記下部冷却水槽からの冷却水は前記ブロータンク内の分離槽に送水されて浄化され、前記第１、第２のブロー水回収タンクで回収され前記ブロータンクに送水された冷却水と合わせられて冷却された後、前記第１の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式復水器が冷却されるとともに、前記第２の冷却塔散水管から散水されることによって前記空冷式冷却塔が冷却されることを特徴とする発電プラントの冷却塔システム。

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