JP2014016080A

JP2014016080A - 復水系の損傷防止装置および損傷防止方法

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Publication number: JP2014016080A
Application number: JP2012152953A
Authority: JP
Inventors: Hideki Shirakawa; 英輝白川; Takayuki Niina; 孝行新名; Masato Murakami; 正人村上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: JP6013054B2

Abstract

【課題】復水系水張り停止後に低圧復水ポンプを起動する際において、大きなウォーターハンマーの発生を防ぎ、復水系の機器および配管の損傷を防止する。
【解決手段】第１の復水系損傷防止装置２０Ａは、復水系１の復水戻りライン２１の復水が復水器３へ落水するのを防止する落水防止手段を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、復水系の損傷防止装置および損傷防止方法に関する。

復水系は、復水器で凝縮された復水を給水ポンプへ供給する復水供給ラインと、復水供給ラインから分岐して復水器へ戻る復水戻りラインとを備える。復水供給ラインは、復水器と、低圧復水ポンプと、復水濾過装置と、復水脱塩装置と、高圧復水ポンプとを接続する水が通水可能なラインであり、復水戻りラインは、高圧復水ポンプの入口管と復水器とを接続する復水供給ラインとは別の水が通水可能なラインである。

復水供給ラインでは、復水器で凝縮されたタービン排気が復水となり、低圧復水ポンプで昇圧され、復水濾過装置、復水脱塩装置を通って高圧復水ポンプに供給される。高圧復水ポンプに供給された復水は、復水供給ラインから給水ポンプ側へ送られる。

復水戻りラインでは、高圧復水ポンプへ送られる復水の一部が高圧復水ポンプの入口管から分岐して復水器に戻る。また、復水戻りラインには調節弁が設けられており、この調節弁によって、低圧復水ポンプの最低流量を確保する。

また、復水濾過装置および復水脱塩装置は、配置上、タービン建屋の各階に設置され、復水系の配管頂部と復水戻りラインの調節弁とのレベル差は１０ｍ以上あることが通常である。上述した復水系の一例は、例えば、特公平０４−００９９９５号公報（特許文献１）に記載される。

特公平０４−００９９９５号公報

復水系の配管は、復水系の水張り後、ポンプ停止して復水系を満水保管する場合がある。この場合、復水戻りラインの調節弁は閉止される。

しかしながら、上述した特許文献１に記載されるような従来の復水系では、復水戻りラインの調節弁が一般的にタイトシャットではない。そのため、復水戻りラインの調節弁のシートリークおよび水頭差によって、復水系から復水器に水が戻る。

復水系の水が復水器に戻ると、復水系の配管頂部に気水分離が発生し、復水系の配管頂部が真空となる。復水系の配管頂部が真空となっている状態で低圧復水ポンプを起動した場合、復水系の配管頂部の真空域は瞬時に消滅し、水が激しく衝突して大きなウォーターハンマーが発生する。大きなウォーターハンマーの発生は、復水系の機器および配管を損傷させる可能性があるため、回避したい要請がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、復水系水張り停止後に低圧復水ポンプを起動する際において、大きなウォーターハンマーの発生を防ぎ、復水系の機器および配管の損傷を防止する復水系の損傷防止装置および損傷防止方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る復水系の損傷防止装置は、上述した課題を解決するため、復水系の復水戻りラインの復水が復水器へ落水するのを防止する落水防止手段を具備することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る復水系の損傷防止方法は、上述した課題を解決するため、復水系の復水戻りラインと復水器との接続位置を前記復水系の復水供給配管頂部よりも高い位置に設定することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る復水系の損傷防止方法は、上述した課題を解決するため、復水系の復水供給配管頂部の圧力を計測する圧力計から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて前記復水系の復水水張りラインに設置される調節弁の開度を制御する開度制御手段が、前記計測結果が負圧である場合に前記復水水張りラインに設置される調節弁を微開に制御することを特徴とする。

本発明によれば、復水系水張り停止後に低圧復水ポンプを起動する際においても、大きなウォーターハンマーを発生させないので、復水系の機器および配管が損傷することを防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態に係る復水系の損傷防止装置を適用した復水系を示した概略図。本発明の第１の実施形態に係る復水系の損傷防止装置（変形例）を適用した復水系を示した概略図。本発明の第２の実施形態に係る復水系の損傷防止装置を適用した復水系を示した概略図。本発明の第３の実施形態に係る復水系の損傷防止装置を適用した復水系を示した概略図。

以下に、本発明の実施形態に係る復水系の損傷防止装置および損傷防止方法について、添付の図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る復水系の損傷防止装置の一例である第１の復水系損傷防止装置２０Ａを適用した復水系１を示した概略図である。なお、図中に示される１階、２階および３階の表記は、タービン建屋２の階数を示している。

復水系１は、例えば、タービン建屋２の内部に設置される復水器３で凝縮された復水を給水ポンプ（図１および図２において省略）へ供給する復水供給ライン４と、復水供給ライン４から分岐して復水器３へ戻る復水戻りライン２１とを備える。復水供給ライン４は、復水器３と、低圧復水ポンプ５と、復水濾過装置６と、復水脱塩装置７と、高圧復水ポンプ８とを接続する水が通水可能なラインであり、復水戻りライン２１は、高圧復水ポンプ８の入口管と復水器３とを接続する水が通水可能なラインであって、復水供給ライン４とは異なる経路である。

復水供給ライン４では、復水器３で凝縮されたタービン排気が復水となり、低圧復水ポンプ５で昇圧され、復水濾過装置６、復水脱塩装置７を通って高圧復水ポンプ８に供給される。高圧復水ポンプ８に供給された復水は、復水供給ライン４から給水ポンプ側へ送られる。

復水戻りライン２１では、高圧復水ポンプ８へ送られる復水の一部が高圧復水ポンプ８の入口管から分岐して復水器３に戻る。また、復水戻りライン２１には調節弁９が設けられており、この調節弁９によって、低圧復水ポンプ５の最低流量を確保する。

また、第１の復水系損傷防止装置２０Ａは、復水戻りライン２１の復水が復水器３へ落水するのを防止する落水防止手段を具備する。第１の復水系損傷防止装置２０Ａが具備する落水防止手段は、復水戻りライン２１における復水器３との接続点Ｐ、すなわち、復水器３への戻り位置を、復水供給ライン４の頂部（以下、「復水供給ライン頂部」と称する。）１１よりも高い位置に設けたものであり、当該構成によって復水系１の復水が復水器３へ落水するのを防止する。

このような落水防止手段を具備する第１の復水系損傷防止装置２０Ａを適用することによって、復水系１では、復水供給ライン頂部１１よりも高い位置で復水器３に戻すことができるので、復水戻りライン２１の調節弁９にシートリークがあっても、復水系供給ライン頂部１１の水が落水することを防止することができるので、復水戻りライン２１の調節弁９のシートリーク等に起因する復水供給ライン頂部１１での気水分離の発生、ひいては、大きなウォーターハンマーの発生を防止し、復水系１の機器および配管が損傷するのを防止することができる。

すなわち、第１の復水系損傷防止装置２０Ａを適用する復水系１では、復水戻りライン２１と復水器３との接続点Ｐを復水供給ライン頂部１１よりも高い位置に設定する復水系損傷防止方法を行うことができる。

なお、図１に示される第１の復水系損傷防止装置２０Ａでは、調節弁９が３階に設置されていたが、復水器３との接続点Ｐが復水供給ライン頂部１１よりも高い位置にありさえすれば、調節弁９が設置されるフロア（階）は任意である。すなわち、図２に示される第１の復水系損傷防止装置２０Ａのように、復水器３との接続点Ｐ（３階）が復水供給ライン頂部１１（２階）よりも高い位置にあれば、調節弁９自体は復水供給ライン頂部１１よりも低い位置となる１階等に設置されていても良い。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る復水系の損傷防止装置の一例である第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用した復水系１を示した概略図である。

第２の復水系損傷防止装置２０Ｂは、第１の復水系損傷防止装置２０Ａに対して、落水防止手段の構成が相違する。以下、第１の復水系損傷防止装置２０Ａに対して相違する落水防止手段を中心に説明し、実質的に相違しない構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１では、復水戻りライン２１の復水器３の前段（上流の位置）に、例えば、電動グローブ弁２５等のタイトシャット可能な開閉弁が設置される。電動グローブ弁２５は、例えば、図３に示されるように、復水戻りライン２１の調節弁９の前段（上流の位置）に設置される。第２の復水系損傷防止装置２０Ｂでは、タイトシャット可能な開閉弁の一例である電動グローブ弁２５が復水戻りライン２１の復水が復水器３へ落水するのを防止する落水防止手段となる。すなわち、第２の復水系損傷防止装置２０Ｂは、復水戻りライン２１の復水を復水器３の前段でタイトシャットして落水を防止する開閉弁を備える落水防止手段を具備する。

このような落水防止手段を具備する第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用することによって、復水系１では、復水戻りライン２１の復水が復水器３へ落水するのを防止する落水防止手段としての電動グローブ弁２５が復水をタイトシャットするので、復水系供給ライン頂部１１の水が落水することを防止することができ、復水供給ライン頂部１１での気水分離の発生、ひいては、大きなウォーターハンマーの発生を防止し、復水系１の機器および配管が損傷するのを防止することができる。

すなわち、第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１では、復水戻りライン２１の復水器３の前段に落水防止手段として設置される電動グローブ弁２５が復水器３の前段で復水をタイトシャットする可能な復水系損傷防止方法を行うことができる。

また、第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１では、第１の復水系損傷防止装置２０Ａを適用する復水系１のように復水戻りライン２１の調節弁９を復水供給ライン頂部１１よりも高い位置に設置していない場合であっても、落水防止手段として設置される電動グローブ弁２５が復水器３の前段で復水をタイトシャットすることができるので、復水供給ライン頂部１１の水が落水することはなく、大きなウォーターハンマーの発生を防止し、復水系１の機器および配管が損傷するのを防止することができる。

なお、図３に示される第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１では、復水戻りライン２１の調節弁９が復水供給ライン頂部１１よりも低い位置に設置されているが、復水戻りライン２１の調節弁９の設置位置は、必ずしも、復水供給ライン頂部１１よりも低い必要はない。すなわち、第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１における復水戻りライン２１の調節弁９の設置位置は、復水供給ライン頂部１１の高さに依存しない。例えば、第１の復水系損傷防止装置２０Ａを適用する復水系１における復水戻りライン２１の復水器３の前段に電動グローブ弁２５がさらに設置してされていても良い。

また、図３に示される第２の復水系損傷防止装置２０Ｂを適用する復水系１では、復水戻りライン２１の復水器３の前段（上流の位置）に設置するタイトシャット可能な開閉弁の例として、電動グローブ弁２５を設置した例を説明したが、タイトシャット可能な弁であれば、電動グローブ弁２５には限定されない。例えば、タイトシャット可能な電動ボール弁等を採用することもできる。

［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る復水系の損傷防止装置の一例である第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを適用した復水系１を示した概略図である。

第３の復水系損傷防止装置２０Ｃは、第１の復水系損傷防止装置２０Ａに対して、落水防止手段の代わりに、復水水張りライン１３（図１〜３に示される復水系１では図を省略）に設置される調節弁１４の開度を制御する開度制御手段を具備する点で相違する。以下、第１の復水系損傷防止装置２０Ａに対して相違する開度制御手段を中心に説明し、実質的に相違しない構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

第３の復水系損傷防止装置２０Ｃは、圧力計２７から圧力情報を取得し、取得した圧力情報に基づいて、通常プラントに設置されている復水水張りライン１３（図１〜３に示される復水系１では図を省略）に設置される調節弁１４の開度を制御する開度制御手段としての開度制御部２８を備える。

開度制御部２８は、圧力計２７が検知する圧力が負圧になると、復水水張りライン１３の調節弁１４を微開し、徐々に復水系１に水張りを行うように制御する。徐々に復水系１に水張りを行うのは、大きなウォーターハンマーの発生を回避するためである。ここで、微開とは、復水系１の水張りを徐々に行える程度の量の水が調節弁１４を通る程度に弁が開いている状態、すなわち、大きなウォーターハンマーの発生させない程度に開いている状態である。微開の目安としては、弁開度約５％以下の状態である。

このように構成される第３の復水系損傷防止装置２０Ｃでは、復水系１の損傷防止方法として、復水系１の復水供給ライン頂部１１の圧力を計測する圧力計２７から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて復水水張りライン１３に設置される調節弁１４の開度を制御する開度制御部２８が、前記計測結果が負圧である場合に復水水張りライン１３に設置される調節弁１４を微開に制御する。

第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを適用する復水系１では、圧力計２７の計測結果が負圧である場合、すなわち、復水供給ライン頂部１１で落水が生じたことに起因して圧力が負圧となった場合、復水水張りライン１３に設置される調節弁１４を微開にして復水系１に水張りを徐々に行うようにすることで、復水供給ライン頂部１１が真空になることを防ぎつつ復水系１を満水にできる。従って、第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを適用する復水系１では、復水系１の水張り停止後に低圧復水ポンプ５を起動する際において、大きなウォーターハンマーの発生を防ぎ、復水系１の機器および配管の損傷を防止することができる。

また、第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを適用する復水系１では、復水供給ライン頂部１１の圧力を計測する圧力計２７から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて復水水張りライン２１に設置される調節弁９の開度を制御する開度制御手段としての開度制御部２８が、前記計測結果が負圧である場合に復水水張りライン１３に設置される調節弁１４を微開に制御する復水系損傷防止方法を行うことができる。

なお、図４に示される第３の復水系損傷防止装置２０Ｃは、従来の復水系に適用した例であるが、復水系損傷防止装置２０Ａ，２０Ｂを適用した復水系１に第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを適用しても良い。すなわち、開度制御手段に加えて上述した落水防止手段を具備する第３の復水系損傷防止装置２０Ｃを構成することもできる。

以上、復水系損傷防止装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃおよび復水系損傷防止方法によれば、復水系水張り停止後に低圧復水ポンプを起動する際においても、大きなウォーターハンマーを発生させないので、復水系の機器および配管が損傷することを防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…復水系、２…タービン建屋、３…復水器、４…復水供給ライン、５…低圧復水ポンプ、６…復水濾過装置、７…復水脱塩装置、８…高圧復水ポンプ、９…調節弁、１１…復水供給ライン頂部、１３…復水水張りライン、１４…調節弁、２０Ａ…第１の復水系損傷防止装置、２０Ｂ…第２の復水系損傷防止装置、２０Ｃ…第３の復水系損傷防止装置、２１…復水戻りライン、２５…電動グローブ弁（落水防止手段）、２７…圧力計、２８…開度制御部（開度制御手段）。

Claims

復水系の復水戻りラインの復水が復水器へ落水するのを防止する落水防止手段を具備することを特徴とする復水系の損傷防止装置。
前記落水防止手段は、前記復水戻りラインと前記復水器との接続位置を前記復水系の復水供給配管頂部よりも高い位置とすることを特徴とする請求項１に記載の復水系の損傷防止装置。
前記落水防止手段は、前記復水戻りラインの前記復水器よりも上流の位置に設置されるタイトシャット可能な開閉弁を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の復水系の損傷防止装置。
前記復水系の復水供給配管頂部の圧力を計測する圧力計から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて前記復水系の復水水張りラインに設置される調節弁の開度を制御する開度制御手段をさらに具備し、前記開度制御手段は、前記計測結果が負圧である場合に前記復水水張りラインに設置される調節弁を微開に制御するように構成されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の復水系の損傷防止装置。
復水系の復水供給配管頂部の圧力を計測する圧力計から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて前記復水系の復水水張りラインに設置される調節弁の開度を制御する開度制御手段を具備し、前記開度制御手段は、前記計測結果が負圧である場合に前記復水水張りラインに設置される調節弁を微開に制御するように構成されることを特徴とする復水系の損傷防止装置。
復水系の復水戻りラインと復水器との接続位置を前記復水系の復水供給配管頂部よりも高い位置に設定することを特徴とする復水系の損傷防止方法。
復水系の復水供給配管頂部の圧力を計測する圧力計から計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて前記復水系の復水水張りラインに設置される調節弁の開度を制御する開度制御手段が、前記計測結果が負圧である場合に前記復水水張りラインに設置される調節弁を微開に制御することを特徴とする復水系の損傷防止方法。