JP2013064568A

JP2013064568A - 脱気器

Info

Publication number: JP2013064568A
Application number: JP2011204149A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tamura; 広行田村; Shuichi Imazu; 秀一今津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP5744687B2

Abstract

【課題】
脱気トイレがなくても十分な脱気性能を発揮することが可能な脱気器を提供する。
【解決手段】
復水器で凝縮された復水を、復水入口１を通してスプレイバルブ２によって脱気器胴体３内に噴霧粒４として導入し、スプレイバルブ２の後方に設置された高速蒸気噴出部１０から高速蒸気９をスプレイバルブ２の出口付近に吹き付けることで、噴霧粒４をより微細化して、脱気器胴体内に散布させ、蒸気入口管台５から脱気器胴体３に導入されたタービン抽気蒸気６との直接接触により加熱して脱気する。
【選択図】図１

Description

本発明は脱気器に係り、特に発電プラント用の脱気器に関する。

発電プラント用の脱気器は、タービン抽気蒸気による復水の脱気と熱交換を行う。発電プラント用の脱気器として、スプレイトレイ式脱気器が用いられている。スプレイトレイ式脱気器は、復水（給水）を脱気室上部のスプレイバルブから噴射し、復水の噴霧粒と蒸気との直接接触で熱交換を行い、復水の噴霧粒を運転圧力に相当する飽和温度まで上昇させて溶存酸素を脱気させる。さらに、飽和温度まで上昇された復水の噴霧粒を、スプレイバルブの下方に設けた脱気トレイで蛇行流下させ、脱気器トレイ内を上昇する蒸気との接触でさらに脱気させる。このような脱気器としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。

特開2000-262809号公報

スプレイトレイ式脱気器では、試運転時など特殊な運転環境において脱気器内の圧力が降下したとき、脱気器下部の給水出口管内部のフラッシュにより貯水が一気に噴き上げられ、貯水部の上部に設置された脱気トレイを損傷する可能性がある。特許文献１では、脱気トレイ損傷に対しては、保護部材等を設置することで対策している。しかしながら、保護部材を設けた場合、そのメンテナンスや交換等が必要となる。脱気トレイそのものを削除することが出来れば、フラッシュによる損傷のポテンシャルをなくし、かつ、メンテナンスフリーを実現出来る。

本発明の目的は、脱気トイレがなくても十分な脱気性能を発揮することが可能な脱気器を提供することにある。

本発明は、スプレイバルブからの噴霧粒をスプレイバルブ出口付近において微細化する機構を設けたことを特徴とする。

スプレイバルブ出口付近の噴霧粒を微細化する機構としては、例えば、スプレイバルブ出口後方より高速蒸気を吹きつけ、スプレイバルブからの噴霧粒をより微細化し、脱気器胴体内に散布させる構成が用いられる。

本発明によれば、噴霧粒をスプレイバルブ出口付近でより細かくして比表面積を大きくしているので、抽気蒸気による脱気を効率良く行うことができ、脱気トイレがなくても十分な脱気性能を発揮することができる。

本発明の一実施例である脱気器の構造を示す図。本発明による効果を示す噴霧粒径と温度の関係を示す図。スプレイバルブ出口付近の噴霧状況を示す図。本発明の一実施例であるスプレイバルブ出口形状を波形状にした場合のスプレイバルブ出口付近の噴霧状況を示す図。スプレイバルブ周りの覆い板が設けられていない場合の脱気器胴体内の状況を示す図。本発明の一実施例であるスプレイバルブ周りに覆い板を設けた場合の脱気器胴体内の状況を示す図。

以下、図を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する。

本発明の一実施例である脱気器の構造を図１に示す。復水器で凝縮された復水は復水入口１を通り脱気器に導かれる（必要に応じて復水は低圧給水加熱器で加熱されてから脱気器に導かれる。）。復水入口１からの復水は、スプレイバルブ２によって脱気器胴体３内に噴霧粒４となり導入される。

従来の脱気器では、噴霧粒４は蒸気入口管台５から脱気器胴体３に導入されたタービン抽気蒸気６により、直接接触により加熱され、非凝縮ガス（溶存酸素）が脱気される。噴霧粒４はさらに脱気トレイを蛇行流下することで、第２の脱気が促進されている。

脱気器では、脱気の大半は抽気蒸気中での加熱で行われるとされ、噴霧粒をスプレイバルブ出口付近でより細かく出来れば比表面積は大きくなりトレイが無くても十分な脱気が可能になると考えられる。現在のスプレイバルブは、バルブ内部の復水の圧力で、スプリングで閉じられている弁体を押すことにより出来る隙間から、図３Ａに示すように円周方向に復水が噴出する構造となっている。このような構造のスプレイバルブからの噴霧では噴霧粒が大きく、脱気器性能を確保するためには、脱気トレイが必要となる。

本実施例では、スプレイバルブ出口付近の噴霧粒を微細化する機構として、スプレイバルブ２の後方に設置した高速蒸気９をつくり出す高速蒸気噴出部１０を用いている。スプレイバルブ２からの噴霧粒４に高速蒸気９を吹き付けることで、噴霧粒４をより微細化し、脱気器胴体内に散布させるようにしている。

図２に噴霧粒径と温度の関係を示す。噴霧粒４の径が小さいほど外表面から加熱されやすく脱気効率が増す。噴霧粒４とタービン抽気蒸気６との直接接触により加熱脱気されることから、噴霧粒４をさらに微細化し比表面積を大きくすることで脱気効率が増し、脱気トレイが無くても十分な脱気性能を持つ脱気器が可能となる。

また、本実施例では、図１に示すように、スプレイバルブ２からの噴霧粒４に高速蒸気８を吹き付けることで、脱気器胴体内の噴霧粒４とタービン抽気蒸気６の攪拌１１により脱気と熱交換がさらに促進される。

本実施例によれば、従来のスプレイトイレ型脱気器に比べ、噴霧粒が微細化されることで、抽気蒸気との接触面積が大きくなり脱気性能を向上することができる。その結果、脱気トレイを取り除いても十分な脱気ができることから、試運転等の特殊運転環境における脱気器損傷のポテンシャル（脱気器下部の給水出口管８内部のフラッシュにより貯水が一気に噴き上げられ、貯水部の上部に設置された脱気トレイを損傷するなどのポテンシャル）が低減される。

本実施例は、スプレイバルブ出口付近の噴霧粒を微細化する機構として、スプレイバルブの出口構造を工夫することにより、スプレイバルブ出口付近の噴霧粒をより微細化するものを用いている。

従来のスプレイバルブ２の出口形状は、図３Ａに示すように、直線形状であるため、同図の下方に示すように出口付近では復水がシート状となっている。シート状復水１２は拡散後に粒化している。

本実施例では、図３Ｂに示すように、スプレイバルブ２の出口形状を波状の出口形状１３にすることで、噴出口を長く薄くしスプレイバルブからの噴霧粒径を小さくするようにしている。この波状の復水出口構造により、噴出水を薄くでき、スプレイバルブ出口付近における噴霧粒の微細化が可能とり、抽気蒸気との熱交換が促進される。

さらに、上述の実施例１（スプレイバルブ２後方から高速蒸気８を吹き付け）と組み合わせることで、噴霧粒４のさらなる微細化と、脱気器胴体内の噴霧粒４とタービン抽気蒸気６の攪拌が促進され、脱気と熱交換がさらに促進される。

本実施例によれば実施例１と同様に脱気性能を向上することができ、試運転等の特殊運転環境における脱気器損傷のポテンシャルが低減される。

本実施例はスプレイバルブ出口付近に覆い板を設けることで脱気効率を向上させるものである。

図４Ａに示すように、覆い板が設けられていない場合、スプレイバルブ２から噴出され、高速蒸気噴出部１０からの高速蒸気によりさらに微細化された噴霧粒４はタービン抽気蒸気と熱交換される。しかし、脱気器胴体３に付着し液滴１５になると抽気蒸気との熱交換が十分行われず、脱気されずにそのまま胴体内面に沿って貯水部に滴る。

本実施例では、図４Ｂに示すように、スプレイバルブ２の復水出口部周囲に覆い板１４を設けている。本来なら胴体内面を滴る未脱気水を、覆い板１４の内面に捕捉し、スプレイバルブ２の後方に位置する高速蒸気噴出部１０から覆い板内に高速蒸気を吹きつけ攪拌することで、再度微細化に導くことが可能となり、再度加熱脱気させることが可能となる。

尚、本実施例の覆い板１４は脱気器下部の給水出口管の上部に位置しないように開口部が設けられているので、給水出口管内部のフラッシュによる損傷の可能性は低い。

本実施例によれば実施例１と同様の効果を奏することができ、特に、脱気性能をより向上することができる。また、本実施例は上述の実施例２との組み合わせることも可能であり、この場合さらに脱気性能を向上することができる。

１・・・復水入口、２・・・スプレイバルブ、３・・・脱気器胴体、４・・・噴霧粒、５・・・蒸気入口管台、６・・・タービン抽気蒸気、８・・・給水出口管、９・・・高速蒸気、１０・・・高速蒸気噴出部、１１・・・噴霧粒と蒸気の攪拌の様子、１２・・・シート状復水、１３・・・波状の出口形状、１４・・・覆い板、１５・・・液滴。

Claims

復水をスプレイバルブによって脱気器胴体内に噴霧粒として導入し、前記噴霧粒を前記脱気器胴体に導入されたタービン抽気蒸気との直接接触により加熱して脱気する脱気器であって、
前記スプレイバルブ出口付近における噴霧粒を微細化する機構を設けたことを特徴とする脱気器。
請求項１において、前記スプレイバルブ出口付近における噴霧粒を微細化する機構として、前記スプレイバルブの出口付近に高速蒸気を吹き付ける高速蒸気噴出部を前記脱気器胴体内に設けたことを特徴とする脱気器。
請求項１又は２において、前記スプレイバルブ出口付近における噴霧粒を微細化する機構として、前記スプレイバルブの出口形状を波状としたことを特徴とする脱気器。
請求項２又は３において、前記スプレイバルブ出口付近に、脱気器下部に向けて開口部を有する覆い板を設けたことを特徴とする脱気器。