JP2010127224A - 蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気発生器からの蒸気を止める蒸気止め弁において水圧試験及びブローアウトの準備を集約し、プラント建設の工期を短縮する。
【解決手段】蒸気発生器から蒸気止め弁を介して蒸気タービンへ蒸気を供給する蒸気タービン設備の蒸気発生器とその配管系の水圧試験・ブローアウト方法において、蒸気止め弁に、閉止装置を備えた仮設配管１２_１，１２_２を接続する第１の工程と、閉止装置を閉じた状態で蒸気発生器から水を注入し水圧試験を行う第２の工程と、閉止装置を開いた状態で蒸気発生器から蒸気を導入しブローアウトを行う第３の工程と、仮設配管１２_１，１２_２を取り外す第４の工程とを、実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラなど蒸気発生器と蒸気タービンを組み合わせた蒸気タービン設備にあって、蒸気発生器とその配管系の水圧試験及び蒸気による清掃（以下、「ブローアウト」）方法に関する。

一般に、汽力発電所のようなボイラなど蒸気発生器と蒸気タービンを組み合わせた蒸気タービン設備にあっては、プラント建設時に蒸気発生器とその配管系水圧試験及び蒸気発生器とその配管系の蒸気によるブローアウトを行っている。そのために配管系の蒸気止め弁に仮設の閉止装置を取付けたり或いは蒸気止め弁に仮設配管を接続するのが一般的である（特許文献１，２）。ブローアウトに先立って蒸気発生器とその配管系水圧試験を行うこともあるが、各作業に合わせて蒸気止め弁の準備替えをその都度行っている。

以下、図２−７を参照して、汽力発電所のような蒸気タービン設備において、蒸気発生器とその配管系水圧試験及び蒸気発生器とその配管系の蒸気によるブローアウトについて説明する。なお、本明細書でいう蒸気発生器は、ボイラに設けられる蒸気過熱器や蒸気再熱器も含むものとする。

図２は、従来の蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱蒸気配管の水圧試験系統の一例を示す図である。図３は、従来の蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱蒸気配管のブローアウト系統の一例を示す図である。図４は、主蒸気止め弁における水圧試験の準備の状態を示す断面図である。図５は、再熱蒸気止め弁における水圧試験の準備の状態を示す断面図である。図６は、主蒸気止め弁におけるブローアウトの準備の状態を示す断面図である。図７は、再熱蒸気止め弁におけるブローアウトの準備の状態を示す断面図である。

図２において、蒸気タービンは、高圧タービン５、中圧タービン６、低圧タービン７を備え、これらが一軸に連結された構成となっている。ボイラの蒸気過熱器１からの蒸気は、主蒸気配管３、主蒸気止め弁４、主蒸気リード配管９を介して高圧タービン５に供給される。図示しないが、高圧タービン５から排出された蒸気は蒸気再熱器２に導かれる。蒸気再熱器２からの蒸気は、再熱蒸気配管１０、再熱蒸気止め弁８、再熱蒸気リード配管１１を介して中圧タービン６に供給される。中圧タービン６内を通流して排出された蒸気は低圧タービン７に供給される。

最初に、水圧試験を実施する。蒸気発生器１から高圧タービン５までの主蒸気配管３の水圧試験は主蒸気止め弁４を閉止して行う。また、蒸気再熱器２から中圧タービン６までの再熱蒸気配管１０の水圧試験は再熱蒸気止め弁８を閉止して行う。水圧試験対象は、蒸気発生器１、蒸気再熱器２及び図２に太線で示される主蒸気配管３、再熱蒸気配管１０の範囲である。
その際、各蒸気止め弁について以下のような水圧試験のための準備を行う。

主蒸気止め弁４は図４に示すように弁シート面に仮設閉止ディスク２６を取り付ける。弁棒/弁体２３については、弁棒吊上げ装置２５で吊上げた状態にしたうえで弁ケーシング２１と弁蓋２２をボルト２４により焼締めすることで水圧試験のための準備を行う。弁棒吊上げ装置２５と仮設閉止ディスク２６は水圧試験の準備のための治具である。主蒸気止め弁４の、図４に示した弁ケーシング２１の左方には主蒸気配管３が接続されたままとなっており、蒸気タービン側に接続されていた主蒸気リード配管９は仮設閉止ディスク２６により閉止される。これにより、主蒸気止め弁４と高圧タービン５との通気が閉止される。

再熱蒸気止め弁８は、図５に示すように２つの弁棒/弁体３２_１，３２_２を組み合わせた構造である。通常運転時には、蒸気タービン側の制御弁（加減弁）である弁棒/弁体３２_２により蒸気の流量を制御するとともに、蒸気再熱器２側、すなわち弁棒/弁体３２_２よりも上流側に設置された止め弁である弁棒/弁体３２_１を開閉することで蒸気の通流／遮断を行う。水圧試験の準備の際は、弁棒/弁体３２_１，３２_２で弁を閉止した状態で弁ケーシング３１と弁蓋３３をボルト３４により焼締めする。再熱蒸気止め弁８の、図４に示した弁ケーシング３１の左方は再熱蒸気配管１０が接続されたままであり、弁棒/弁体３２_１，３２_２による再熱蒸気止め弁８の閉止によって、蒸気タービン側に接続されている再熱蒸気リード配管１１への通気が閉止される。

このように主蒸気止め弁４、再熱蒸気止め弁８の各蒸気止め弁に対する準備を行った後に、蒸気発生器１及び蒸気再熱器２から水を注入し、目視又は計測器により対象部分の漏洩を監視することにより水圧試験を実施する。

水圧試験の終了後、ブローアウトを行うが、その前に以下のようなブローアウトのための準備を行う。

図３の蒸気過熱器１から高圧タービン５までの主蒸気配管３において、主蒸気止め弁４については、図６に示すように弁棒/弁体２３を取り除き、仮設配管接続用座２９を取り付けた仮設弁蓋２７をボルト２４の焼締めで弁ケーシング２１に取り付ける。カラー２８は仮設弁蓋２７とボルト２４の高さ調整に用いる。仮設配管接続用座２９、仮設弁蓋２７、カラー２８は治具である。その際、仮設閉止ディスク２６は水圧試験時に取り付けたままの状態とし、主蒸気止め弁４から高圧タービン５への通気を引き続き閉止しておく。そして、仮設配管接続用座２９に仮設配管１２_１を溶接にて接続する。

また、蒸気再熱器２から中圧タービン６までの再熱蒸気配管１０において、再熱蒸気止め弁８については、蒸気再熱器２側の弁棒/弁体３２_１を取り除き、図７に示すように仮設配管接続用座３７を取り付けた仮設弁蓋３５をボルト３４の焼締めで弁ケーシング３１に取り付ける。カラー３６は仮設弁蓋３５とボルト３４の高さ調整に用いる。仮設配管接続用座３７、仮設弁蓋３５、カラー３５は治具である。その際、蒸気タービン側の弁棒/弁体３２_２は水圧試験時に取り付けたままの状態とし、弁棒/弁体３２_２により再熱蒸気止め弁８を閉止させることで、再熱蒸気止め弁８から蒸気タービン（中圧タービン６）側に接続されている再熱蒸気リード配管１１への蒸気の通気を引き続き閉止しておく。そして、この仮設配管接続用座３７に仮設配管１２_２を溶接にて接続する。

このようにブローアウトのための準備を行った後、蒸気発生器１及び蒸気再熱器２から蒸気を導入しブローアウトを行い、ブローアウト蒸気は仮設配管１２_１，１２_２の端部の消音器１３から大気に放出する。

ブローアウト終了後は、仮設配管１２_１，１２_２を取り外し、主蒸気止め弁４及び再熱蒸気止め弁８を通常の使用状態である元の構造に復旧させる。

以上の説明のように、従来は、主蒸気止め弁４又は再熱蒸気止め弁８である蒸気止め弁は水圧試験とブローアウトで各々異なった準備を行うため、水圧試験完了後に焼締めしたボルトを緩めてブローアウト用の準備を行った後に再度ボルトの焼締めを行っている。
特開平６−２２９２０８号公報 特開平１０−１９６３１０号公報

汽力発電所などボイラなど蒸気発生器と蒸気タービンを組み合わせた蒸気タービン設備にあっては、先ず蒸気発生器とその配管系の水圧試験を実施し、水圧試験完了の後に蒸気発生器とその配管系の蒸気によるブローアウトを実施する手順となる。この水圧試験では高圧力、ブローアウトでは高温蒸気を使用するため蒸気止め弁の本体と仮設弁蓋は正規のボルトで焼締めする。上述の従来の方法においては蒸気止め弁を蒸気発生器とその配管系水圧試験の際は水圧試験用の準備を行い、水圧試験が終了すれば次のブローアウト用の準備へと準備替えを行っている。蒸気止め弁の本体と仮設弁蓋は正規のボルトで焼締めされているため、この準備替えに日数を要しているという課題がある。

また、市場ニーズとして汽力発電所などのプラント建設工期の短縮が求められており、その観点からもプラント建設工期短縮につながる方法の開発が課題である。

本発明の目的は、蒸気発生器からの蒸気を止める蒸気止め弁において水圧試験及びブローアウトの準備を集約し、プラント建設の工期を短縮することにある。

上記課題を解決するため、本発明の蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法は、蒸気発生器から蒸気止め弁を介して蒸気タービンへ蒸気を供給する蒸気タービン設備の蒸気発生器とその配管系の水圧試験・ブローアウト方法において、
前記蒸気止め弁に、閉止装置を備えた仮設配管を接続する第１の工程と、
前記閉止装置を閉じた状態で前記蒸気発生器から水を注入し水圧試験を行う第２の工程と、
前記閉止装置を開いた状態で前記蒸気発生器から蒸気を導入しブローアウトを行う第３の工程と、
前記仮設配管を取り外す第４の工程とを、
実施することを特徴とする。

本発明により、蒸気発生器とその配管系の水圧試験・ブローアウトを行う前の準備が集約される。したがって準備工程の回数が削減され、プラント建設の工期を短縮することが可能となる。

以下、ボイラなど蒸気発生器と蒸気タービンを組み合わせた蒸気タービン設備にあって、本発明に係る蒸気発生器とその配管系の水圧試験及び蒸気によるブローアウト方法の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係る蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱配管の水圧試験及びブローアウト兼用系統の一例を示す図である。従来の蒸気タービン設備と共通の点については説明を省略する。

図１において、従来の図３のブローアウト系統に示す仮設配管１２_１，１２_２の途中に閉止装置である閉止弁１４_１，１４_２を設ける。これにより蒸気発生器とその配管系水圧試験において従来主蒸気止め弁４と再熱蒸気止め弁８で閉止していた水圧試験範囲は、主蒸気止め弁４と再熱蒸気止め弁８までではなく、仮設配管１２_１，１２_２に設けた水圧試験用の閉止装置である閉止弁１４_１，１４_２までである。仮設配管１２_１の主蒸気止め弁４から閉止弁１４_１までと仮設配管１２_２の再熱蒸気止め弁８から閉止弁１４_２までの部分は、水圧試験とブローアウトの兼用部である。

以下、この際の工程（ステップ）を説明する。
水圧試験とブローアウトを続けて行うが、そのための各蒸気止め弁の準備を一度に行う。主蒸気止め弁４に仮設配管１２_１，を、再熱蒸気止め弁８に仮設配管１２_２を設け、各配管に閉止弁１４_１，１４_２を設ける。主蒸気止め弁４は、図６に示したブローアウトのための準備と同じ準備を行う。再熱蒸気止め弁８も図７に示したブローアウトの準備と同じ準備を行う。

そして、閉止弁１４_１，１４_２を閉じ、蒸気発生器１及び蒸気再熱器２から水を注入し、水圧試験を行う。水圧試験が終了すると、閉止弁１４_１，１４_２を開け、蒸気発生器１及び蒸気再熱器２から蒸気を導入し、ブローアウトを行う。ブローアウトが終了すると、復旧を行う。復旧は、閉止弁１４_１，１４_２を含む仮設配管１２_１，１２_２を取り除き、主蒸気止め弁４と再熱蒸気止め弁８を元の構造に戻すことにより行われる。このように、水圧試験・ブローアウトの準備を行う工程と、水圧試験を行う工程と、ブローアウトを行う工程と、水圧試験・ブローアウトの準備を復旧する工程が順次実施される。

従来の方法では、図２−７において説明したように、「水圧試験の準備」→「水圧試験」→「水圧試験復旧」→「ブローアウトの準備」→「ブローアウト」→「ブローアウト復旧」の６ステップ必用であったが、本発明では、「水圧試験、ブローアウト準備」→「水圧試験」→「ブローアウト」→「復旧」の４ステップで済む。このため蒸気止め弁において水圧試験及びブローアウトの準備が集約され、工程短縮が可能となる。

本実施形態において、仮設配管１２_１，１２_２に備える閉止装置である閉止弁１４_１，１４_２の取り付け方法は、溶接でもフランジなどの継ぎ手によるものでもどちらでもよい。また、閉止装置は、電動機付の弁である電動弁でも手動弁のどちらでも構わない。或いは閉止板などの取り付けでも構わない。電動弁の場合は、水圧試験時及びブローアウト時の閉止装置の操作が自動で行えるため安全性を確保することができる。

本発明に係る蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱配管の水圧試験及びブローアウト兼用系統の一例を示す図。 従来の蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱蒸気配管の水圧試験系統の一例を示す図。 従来の蒸気タービン設備の主蒸気配管、再熱蒸気配管のブローアウト系統の一例を示す図。 主蒸気止め弁における水圧試験の準備の状態を示す断面図。 再熱蒸気止め弁における水圧試験の準備の状態を示す断面図。 主蒸気止め弁におけるブローアウトの準備の状態を示す断面図。 再熱蒸気止め弁におけるブローアウトの準備の状態を示す断面図。

符号の説明

１…蒸気過熱器、２…蒸気再熱器、３…主蒸気配管、４…主蒸気止め弁、５…高圧タービン、６…中圧タービン、７…低圧タービン、８…再熱蒸気止め弁、９…主蒸気リード配管、１０…再熱蒸気配管、１１…再熱蒸気リード配管、１２_１，１２_２…仮設配管、１３…消音器、１４_１，１４_２…閉止弁。

Claims (4)

1. 蒸気発生器から蒸気止め弁を介して蒸気タービンへ蒸気を供給する蒸気タービン設備の蒸気発生器とその配管系の水圧試験・ブローアウト方法において、
   前記蒸気止め弁に、閉止装置を備えた仮設配管を接続する第１の工程と、
   前記閉止装置を閉じた状態で前記蒸気発生器から水を注入し水圧試験を行う第２の工程と、
   前記閉止装置を開いた状態で前記蒸気発生器から蒸気を導入しブローアウトを行う第３の工程と、
   前記仮設配管を取り外す第４の工程とを、
   実施することを特徴とする蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法。
2. 前記蒸気止め弁は、主蒸気止め弁であって、前記第１の工程において、前記主蒸気止め弁から前記蒸気タービンへの通気を仮設閉止ディスクにより閉止し、弁棒及び弁体を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法。
3. 前記蒸気止め弁は、再熱蒸気止め弁であって、前記第１の工程において、前記再熱蒸気止め弁から前記蒸気タービンへの通気を前記蒸気タービン側の弁棒及び弁体により閉止し、蒸気発生器側の弁棒及び弁体を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法。
4. 前記仮設配管の端部に、消音器を接続したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸気タービン設備における水圧試験・ブローアウト方法。

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