JP2007040603A

JP2007040603A - 給水加熱器ドレンタンクシステム

Info

Publication number: JP2007040603A
Application number: JP2005225128A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ikeda; 晴彦池田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2025-08-03
Also published as: JP4719526B2

Abstract

【課題】給水を停止された給水加熱器への蒸気が、ドレンタンクを介して給水を継続している給水加熱器へ逆流し、ドレン流れが阻害されたり、ドレンタンク水位が不安定となったりするのを回避する。
【解決手段】個別に接続された蒸気管で供給される蒸気を熱源とする複数の給水加熱器と、この複数の給水加熱器に、重力流下方式のドレン配管で共通に接続されたドレンタンクと、前記複数の給水加熱器それぞれに接続された給水管と、前記給水管に介装された給水弁とを備えてなる給水加熱器ドレンタンクシステムに、いずれかの給水加熱器につながる前記蒸気管に流入した蒸気が前記ドレンタンクを経て他の給水加熱器に流入するのを防ぐ遮断手段を備える。遮断手段としては、例えば、前記蒸気管それぞれに介装された止め弁で形成し、この止め弁を、前記給水弁の閉動作に連動して閉じられるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラあるいは発電用原子炉の給水加熱器ドレンタンクシステムに係り、特に、蒸気を加熱源とする複数の給水加熱器が共通のドレンタンクに接続された給水加熱器ドレンタンクシステムに関する。

非特許文献１では、タービンへのウォーターインダクションを防ぐための対策を冗長的に講じるよう推奨しており、その具体的な推奨案の一つとして、給水加熱器にタービンの抽気を加熱源として供給する抽気蒸気管に自動止め弁を設置することが記載されている。但し、当該止め弁の設置目的は、給水加熱器からタービンへ水が流入するのを防止することであり、給水加熱器への給水をカットした際に不要となる、タービンから給水加熱器への蒸気の遮断を目的としたものではない。

ＡＳＭＥＴＷＤＰＳ−１（１９７３年度版）第３頁 Recommended Practices for the Prevention of Water damage to Steam Turbines Used for Electric Power Generation

蒸気を加熱源とする給水加熱器が複数基設けられている場合、各給水加熱器で蒸気の凝縮により生成される凝縮水（ドレン）は、通常、共通のドレンタンクに集められる。つまり、各給水加熱器の加熱蒸気流路は、ドレンタンクを介してつながっている。したがって、複数の給水加熱器のうちの一つ（例えば給水加熱器Ａ）への給水が停止された場合、その給水加熱器Ａに不要な加熱蒸気が流れ込み、この蒸気がドレンタンクを介して給水が継続されている給水加熱器Ｂへ逆流する恐れがある。

このような事象が生じると、給水加熱器Ｂからドレンタンクへのドレン流れが阻害され、ドレンタンク内の水位が不安定となる恐れがある。

本発明の課題は、給水が継続されている給水加熱器からドレンタンクへのドレン流れが阻害され、ドレンタンク内の水位が不安定となるのを防ぐことである。

上記課題は、個別に接続された蒸気管で供給される蒸気を熱源とする複数の給水加熱器と、この複数の給水加熱器に、重力流下方式のドレン配管で共通に接続されたドレンタンクと、前記複数の給水加熱器それぞれに接続された給水管と、前記給水管に介装された給水弁と、いずれかの給水加熱器につながる前記蒸気管に流入した蒸気が前記ドレンタンクを経て他の給水加熱器に流入するのを防ぐ遮断手段とを備えてなる給水加熱器ドレンタンクシステムにより、解決される。

このような遮断手段を設けることにより、給水が停止された給水加熱器につながる蒸気管に流入した蒸気が前記ドレンタンクを経て他の給水が継続されている給水加熱器に流入するのが防止され、給水が継続されている給水加熱器からドレンタンクへのドレン流れが阻害されたり、ドレンタンク内の水位が不安定になったりするのが避けられる。

前記遮断手段は、前記蒸気管それぞれに介装された止め弁で形成し、この止め弁を前記給水弁の閉動作に連動して閉じられるものとしてもよいし、前記蒸気管それぞれに介装された逆止弁で形成し、この逆止弁を、前記給水弁の閉動作に連動して強制的に閉じられるものとしてもよい。

前記遮断手段はまた、前記ドレン配管それぞれにＵシールを形成して構成してもよいし、前記ドレン配管それぞれに介装された逆止弁で構成してもよい。前記ドレン配管の下流端をドレンタンクの水面下になる位置に接続し、前記ドレン配管のドレンタンクの水面下になる部分で前記遮断手段を構成してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、給水が継続されている給水加熱器へ蒸気が逆流するのを防止することができ、ドレンタンクへのドレン流れが阻害されてドレンタンク内の水位が不安定となるのを防ぐことができる。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。図示の給水加熱器ドレンタンクシステムは、蒸気管１，２にそれぞれ分岐して接続された蒸気管３，４と、蒸気管３，４の下流端にそれぞれ加熱蒸気入口を接続して設けられた給水加熱器５，６と、給水加熱器５，６のドレン出側にそれぞれ上流端を接続されたドレン配管７，８と、ドレン配管７，８の下流端が気相部に接続されて設けられたドレンタンク９と、ドレンタンク９の底部外面に接続されたドレンタンクドレン管１０と、蒸気管３に上流側から順に介装された逆止弁１３、止め弁１５と、蒸気管４に上流側から順に介装された逆止弁１４、止め弁１６と、給水加熱器５，６それぞれの給水入口に接続された給水管２５，２６と、給水管２５，２６にそれぞれ介装された給水弁１９，２０と、給水加熱器５，６それぞれの加熱蒸気流路最高部とドレンタンク９の気相部を接続するベント管１１，１２と、を含んで構成されている。

給水管２５，２６から給水加熱器５，６それぞれに給水が供給され、蒸気管１、２から給水加熱器５、６へ、蒸気管３、４を介して蒸気が供給されて、各給水加熱器にて給水が加熱される。蒸気管１，２は図示されていない蒸気タービンに接続されており、蒸気管３，４には、蒸気管１，２の圧力が急激に減少した場合にタービンへの蒸気逆流を防止するため、逆止弁１３、１４が設置されている。また、ドレン配管７，８及びドレンタンクドレン管１０は、いずれも水平あるいは下流側が低くなる傾斜で配管されている。

給水加熱器５，６の加熱蒸気流路内で生成されたドレンは、グラビティー流れでドレン配管７，８を通り、ドレンタンク９へ流れる。ドレンタンク９に集められたドレンは、ドレンタンクドレン管１０を通って排出される。給水加熱器５，６への給水は、給水弁１９、２０を閉止することにより供給停止することができる。

上記構成において、給水弁２０を閉止することで給水加熱器６への給水が停止された場合、止め弁１６が閉止されて不要となる蒸気管２からの蒸気が遮断される。給水弁１９、２０は、閉止されたとき、それぞれ閉信号を図示されていない制御装置に出力するように構成され、止め弁１５、１６は、前記図示されていない制御装置からの閉信号で遠隔操作されて閉止される。制御装置は、給水弁１９あるいは給水弁２０からの閉信号を受信したとき、止め弁１５あるいは止め弁１６に対して閉信号を出力する。

本実施の形態によれば、給水弁２０の閉止により給水加熱器６への給水が停止されても、止め弁１６が閉止されるので蒸気管２からの蒸気が遮断され、給水加熱器６を通過した蒸気がドレン配管８、ドレンタンク９の気相部を経てドレン配管７に流入することがなくなり、給水加熱器５からドレンタンク９へのドレンの流入を阻害する恐れがなく、ドレンタンク９の水位が不安定になる恐れもなくなる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る給水加熱器ドレンタンクシステムを、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本実施の形態が前記実施の形態１と異なるのは、蒸気管３，４には止め弁が介装されておらず、逆止弁１３、１４に代えて強制閉機能付逆止弁２３、２４が設けられている点である。他の構成は同じなので、同一の符号を付して説明を省略する。強制閉機能付逆止弁２３、２４は、制御装置から出力される閉信号により、強制閉止されるようになっている。

本実施の形態において、給水加熱器６へ供給される給水が給水弁２０の閉止により停止された場合、強制閉機能付逆止弁２４が強制閉止され、不要となる蒸気管２からの蒸気が遮断される。本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、給水加熱器６を通過した蒸気がドレン配管８、ドレンタンク９の気相部を経てドレン配管７に流入することがなくなり、給水加熱器５からドレンタンク９へのドレンの流入を阻害する恐れがなく、ドレンタンク９の水位が不安定になる恐れもなくなる。

＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３に係る給水加熱器ドレンタンクシステムを、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態３に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本実施の形態が前記実施の形態１と異なるのは、蒸気管３，４には止め弁が介装されておらず、給水加熱器５、６とドレンタンク９を接続するドレン配管７，８にＵシール１７、１８が形成されている点である。他の構成は同じなので、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態ではＵシール１７、１８の高さは５ｍとしてある。この場合、Ｕシール１７、１８に要求される高さは、流入する蒸気の圧力で決まるのではなく、蒸気源から給水加熱器までの圧力損失の大きさで決まるが、蒸気源から給水加熱器までの設計圧力損失は、発電用蒸気タービンプラントの場合、火力、原子力ともに大きな差はない。

本実施の形態においても、給水加熱器６へ供給される給水が給水弁２０の閉止により停止された場合、Ｕシール１７、１８によりドレンタンク９から給水加熱器５への蒸気逆流を防止することができ、給水加熱器５からドレンタンク９へのドレンの流入を阻害する恐れがなく、ドレンタンク９の水位が不安定になる恐れもなくなる。

＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４に係る給水加熱器ドレンタンクシステムを、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態４に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本実施の形態が前記実施の形態１と異なるのは、蒸気管３，４には止め弁が介装されておらず、給水加熱器５、６とドレンタンク９を接続するドレン配管７，８の下流端が、ドレンタンクの水面下になる位置に接続されている点である。他の構成は同じなので、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態においても、給水加熱器６へ供給される給水が給水弁２０の閉止により停止された場合、ドレンタンク９から給水加熱器５への蒸気逆流を防止することができ、給水加熱器５からドレンタンク９へのドレンの流入を阻害する恐れがなく、ドレンタンク９の水位が不安定になる恐れもなくなる。

＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５に係る給水加熱器ドレンタンクシステムを、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態５に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本実施の形態が前記実施の形態１と異なるのは、蒸気管３，４には止め弁が介装されておらず、ドレン配管７，８に、ドレン逆止弁２１、２２が介装されている点である。他の構成は同じなので、同一の符号を付して説明を省略する。なお、ドレン逆止弁の代わりに止め弁を採用することも可能である。

本発明の実施の形態１に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本発明の実施の形態２に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本発明の実施の形態３に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本発明の実施の形態４に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。本発明の実施の形態５に係る給水加熱器ドレンタンクシステムの概略構成を示す系統図である。

符号の説明

１，２，３，４蒸気管
５，６給水加熱器
７，８ドレン配管
９ドレンタンク
１０ドレンタンクドレン管
１１，１２ベント管
１３，１４逆止弁
１５，１６止め弁
１７，１８Ｕシール
１９，２０給水弁
２１，２２ドレン逆止弁
２３，２４強制閉機能付逆止弁

Claims

個別に接続された蒸気管で供給される蒸気を熱源とする複数の給水加熱器と、この複数の給水加熱器に、重力流下方式のドレン配管で共通に接続されたドレンタンクと、前記複数の給水加熱器それぞれに接続された給水管と、前記給水管に介装された給水弁と、いずれかの給水加熱器につながる前記蒸気管に流入した蒸気が前記ドレンタンクを経て他の給水加熱器に流入するのを防ぐ遮断手段とを備えてなる給水加熱器ドレンタンクシステム。
請求項１記載の給水加熱器ドレンタンクシステムにおいて、前記遮断手段は、前記蒸気管それぞれに介装された止め弁で形成され、この止め弁は、前記給水弁の閉動作に連動して閉じられるものであることを特徴とする給水加熱器ドレンタンクシステム。
請求項１記載の給水加熱器ドレンタンクシステムにおいて、前記遮断手段は、前記蒸気管それぞれに介装された逆止弁で形成され、この逆止弁は、前記給水弁の閉動作に連動して強制的に閉じられるものであることを特徴とする給水加熱器ドレンタンクシステム。
請求項１記載の給水加熱器ドレンタンクシステムにおいて、前記遮断手段は、前記ドレン配管それぞれに形成されたＵシールで構成されていることを特徴とする給水加熱器ドレンタンクシステム。
請求項１記載の給水加熱器ドレンタンクシステムにおいて、前記遮断手段は、前記ドレン配管それぞれに介装された逆止弁で形成されていることを特徴とする給水加熱器ドレンタンクシステム。
請求項１記載の給水加熱器ドレンタンクシステムにおいて、前記ドレン配管の下流端はドレンタンクの水面下になる位置に接続され、前記遮断手段は、前記ドレン配管のドレンタンクの水面下になる部分で構成されていることを特徴とする給水加熱器ドレンタンクシステム。