JP2015017588A - Protection device of steam turbine system - Google Patents

Protection device of steam turbine system Download PDF

Info

Publication number
JP2015017588A
JP2015017588A JP2013146543A JP2013146543A JP2015017588A JP 2015017588 A JP2015017588 A JP 2015017588A JP 2013146543 A JP2013146543 A JP 2013146543A JP 2013146543 A JP2013146543 A JP 2013146543A JP 2015017588 A JP2015017588 A JP 2015017588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
steam turbine
communication pipe
steam
connection part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013146543A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
桂史 南
Keishi Minami
桂史 南
沖原 達也
Tatsuya Okihara
達也 沖原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013146543A priority Critical patent/JP2015017588A/en
Publication of JP2015017588A publication Critical patent/JP2015017588A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a flashback phenomenon and a water induction without requiring various valves, such as a check valve, a gate valve, and a control valve, and a control unit.SOLUTION: A protection device of a steam turbine system includes a steam turbine 1, a steam condenser 2, a feed water heater 3, and an extraction steam pipe 4. A communication tube 5 with a U-shaped tube is connected to the steam condenser 2 and the extraction steam pipe 4. In the communication pipe 5, a free water surface is formed which has a water head a corresponding to the pressure in the steam condenser 2 and the pressure in the extraction steam pipe 4.

Description

本発明は、フラッシュバック現象やウォーターインダクション等を防止する装置を備えた蒸気タービンシステムの保護装置に関する。   The present invention relates to a protection device for a steam turbine system including a device for preventing a flashback phenomenon, water induction, and the like.

原子力または火力発電プラントでは、蒸気タービンで膨張仕事の終わった排気蒸気を冷却によって凝縮させるために復水器が設置されており、この復水器内には排気蒸気を冷却するために水冷型の伝熱管が設置されている。また、図10のように蒸気タービン1を流れる蒸気の一部を抽気し、この抽気蒸気Sを発電プラントの配置上の観点より復水器2内に設置された給水加熱器3に加熱源として抽気管4を介して供給するようにしたものがある。この給水加熱器3では、抽気蒸気Sが給水加熱器3内の伝熱管3を通じて復水または給水と熱交換を行い、復水または給水によって熱量を奪われた抽気蒸気は凝縮し、ドレン(保有水)3となって給水加熱器3内に溜められる。通常運転時には給水加熱器3内の水位をある所定の位置で保つように、図示しないドレン弁によってドレンの排出が制御されている。 In a nuclear power plant or a thermal power plant, a condenser is installed to condense exhaust steam, which has been expanded by a steam turbine, by cooling, and a water-cooled type is used in the condenser to cool the exhaust steam. Heat transfer tubes are installed. Further, as shown in FIG. 10, a part of the steam flowing through the steam turbine 1 is extracted, and this extracted steam S is used as a heating source for the feed water heater 3 installed in the condenser 2 from the viewpoint of the arrangement of the power plant. There are some which are supplied through the extraction pipe 4. In the feed water heater 3 performs condensate or feedwater heat exchange extraction steam S is through heat transfer tubes 3 1 in the feed water heater 3, extraction steam deprived of heat by the condensate or feedwater condenses and drain ( Retained water) 3 2 is stored in the feed water heater 3. During normal operation, drain discharge is controlled by a drain valve (not shown) so that the water level in the feed water heater 3 is maintained at a predetermined position.

原子力または火力発電プラントにおいて、通常運転中に負荷遮断や、原子炉あるいはボイラー等の蒸気発生器が停止したときには蒸気タービン1へ導入される蒸気量が急激に減少するため、復水器2と連結されている蒸気タービン1の内部圧力が低下する。このため、抽気管4内部の圧力および抽気管4に接続されている給水加熱器3内部の圧力が低下する場合がある。   In a nuclear power plant or thermal power plant, when the load is shut off during normal operation, or when a steam generator such as a nuclear reactor or a boiler is stopped, the amount of steam introduced into the steam turbine 1 is drastically reduced. The internal pressure of the steam turbine 1 is reduced. For this reason, the pressure inside the extraction pipe 4 and the pressure inside the feed water heater 3 connected to the extraction pipe 4 may decrease.

給水加熱器3内のドレン3は、通常運転時の給水加熱器3内部圧力に相当する飽和水のため、圧力低下が起こるとドレンは減圧沸騰(フラッシュ)し、発生したフラッシュ蒸気が抽気管4内を逆流して蒸気タービン1内に流入し、蒸気タービン1の回転数を上昇させるフラッシュバック現象が起こることがある。
フラッシュバック現象が発生すると、蒸気タービン1の動翼および静翼へ過度な力が加わり、これらタービン翼の損傷や破損の原因となる。
Drain 3 2 in the feed water heater 3 because of saturated water corresponding to the feed water heater 3 inside pressure during normal operation, the pressure drop occurs drain is flash boiled (flash), flash steam generated is the extraction pipe A flashback phenomenon may occur where the steam flows back into the steam turbine 1 and flows into the steam turbine 1 to increase the rotational speed of the steam turbine 1.
When the flashback phenomenon occurs, an excessive force is applied to the moving blades and stationary blades of the steam turbine 1, causing damage and breakage of these turbine blades.

従来、フラッシュバック現象を防止するため、抽気管4に逆流蒸気を防止する目的で逆止弁を設置するとか、蒸気タービン1と給水加熱器3とを接続する抽気管4の中間部を開閉弁を備えた連通配管を介して復水器2に接続し、蒸気タービン1の内部圧力が給水加熱器3内部のドレンの蒸気圧よりも低下したことを検知すると、閉状態にあった開閉弁を開状態に切替えてドレン蒸気を復水器2に逃がして蒸気タービン1内部へ侵入するのを防止するようにした発明等がある。   Conventionally, in order to prevent a flashback phenomenon, a check valve is installed in the extraction pipe 4 for the purpose of preventing backflow steam, or an intermediate part of the extraction pipe 4 connecting the steam turbine 1 and the feed water heater 3 is opened and closed. Is connected to the condenser 2 through a communication pipe having a flow rate, and when it is detected that the internal pressure of the steam turbine 1 is lower than the steam pressure of the drain inside the feed water heater 3, the open / close valve in the closed state is opened. There are inventions that switch to the open state to prevent drain steam from escaping into the condenser 2 and entering the steam turbine 1.

また、発電プラント運転中に給水加熱器3内の伝熱管3が損傷した場合などの異常が生じたとき、給水加熱器3内のドレン3が所定の水位よりも上昇する場合がある。給水加熱器3内のドレン3が増加すると、給水加熱器3のドレン3が抽気管4を逆流し、最悪の場合蒸気タービン1内へ流入するウォーターインダクションが起こることがある。ウォーターインダクションによって、回転している蒸気タービン1内に水が流入すると、タービン内構造物の破壊や損傷の原因となる。 Further, when an abnormality such as a case where heat transfer tubes 3 1 in the feed water heater 3 has been damaged during power plant operation occurs, there is a case where drainage 3 2 in the feed water heater 3 rises above a predetermined level. Condensate 3 2 in the feed water heater 3 is increased, the drain 3 2 feed heaters 3 flows back to the extraction pipe 4, may be water induction occurs flowing into the worst case the steam turbine 1. If water flows into the rotating steam turbine 1 by water induction, it causes destruction and damage of the turbine internal structure.

ウォーターインダクションの発生を防止するため、上昇したドレン3水位を低下させる方法として通常運転時に使用するドレン排出ラインに加えて、非常用ドレン排出ラインを設けた発明や、蒸気タービン1と給水加熱器3とを接続する抽気管4の途中に遮断弁を設けるとともに、この遮断弁の下流にドレンポットを設け、このドレンポットの水位が一定値を超えた場合、遮断弁を閉止してドレン3が蒸気タービン1内に流入するのを防止するとともにドレンポット下流のドレン排出弁を閉状態から開状態に切り換えるようにした発明、更には、ドレン3が給水加熱器3内の所定水位を超えるとU字管を通じてオーバーフローして復水器2へ排出されるようにした発明等がある。 To prevent the occurrence of the water induction, in addition to the drain discharge line to be used as a method of lowering elevated drain 3 2 level during normal operation, providing the emergency drain discharge line invention and, feedwater heaters and steam turbine 1 A shutoff valve is provided in the middle of the bleed pipe 4 that connects to the drainage pipe 3, and a drain pot is provided downstream of the shutoff valve. When the water level of the drain pot exceeds a certain value, the shutoff valve is closed and the drain 3 2 There invention the drainage valve of the downstream drain pot is prevented from flowing into the steam turbine 1 and to switch from a closed state to an open state, and further, the drain 3 2 exceeds a predetermined water level in the feed water heater 3 And the like that overflow through the U-shaped tube and are discharged to the condenser 2.

特開2001−193416号公報JP 2001-193416 A 特開2003−184511号公報JP 2003-184511 A 特開2010−223105号公報JP 2010-223105 A 特開平7−174304号公報JP 7-174304 A 特開2003−193807号公報JP 2003-193807 A 特公昭63−24206号公報Japanese Examined Patent Publication No. 63-24206

発電プラントの配置上の観点から、図10のように蒸気タービン1の低圧段落に接続した抽気管4の途中には抽気逆止弁を設けずに抽気管4を直接復水器2内で給水加熱器3に接続するようにした構成の場合、給水加熱器3内のドレン3のエネルギーが低く、フラッシュバックによって逆流する蒸気エネルギーが小さい発電プラントには適しているが、発電プラントの大容量化に伴い、給水加熱器3内のドレン3が増加すると、フラッシュバック時に逆流する蒸気量が増加して蒸気タービン1に悪影響を与える可能性がある。このため、図10の構成は大容量の発電プラントには不向きといえる。 From the viewpoint of the arrangement of the power plant, as shown in FIG. 10, the extraction pipe 4 is directly fed into the condenser 2 without providing an extraction check valve in the middle of the extraction pipe 4 connected to the low pressure stage of the steam turbine 1. for the to be connected to a heater 3 arrangement, a drain 3 2 energy in the feed water heater 3 is low, it is suitable for power plant steam energy backflow small Flashback, large power plants with the reduction, the drain 3 2 in the feed water heater 3 is increased, which may adversely affect the steam turbine 1 steam amount of backflow during flashback is increased. For this reason, it can be said that the configuration of FIG. 10 is not suitable for a large-capacity power plant.

また、図10のように抽気管4を復水器2内で給水加熱器3に接続する構成の場合、抽気管4に抽気逆止弁や仕切弁を設置しようとすると、それらの弁の保守や点検のために、抽気管4の弁との接続部分を復水器2の外に引き出すように配管する必要がある。このため、抽気管4の配管経路が図10のように直線状にはならず、配管工事が複雑になる可能性がある。   In addition, in the case where the extraction pipe 4 is connected to the feed water heater 3 in the condenser 2 as shown in FIG. 10, if an extraction check valve or a gate valve is to be installed in the extraction pipe 4, maintenance of those valves is performed. For inspection and inspection, it is necessary to perform piping so that the connection portion of the extraction pipe 4 with the valve is pulled out of the condenser 2. For this reason, the piping path of the extraction pipe 4 is not linear as shown in FIG. 10, and piping work may be complicated.

また、給水加熱器3には、通常ドレン水位が異常に高くなった場合に備えてドレンを直接復水器2に逃がすための非常用ドレン管(図示せず)を設けている。この非常用ドレン管は、給水加熱器3の伝熱管3が破断した場合に漏出される復水流量を想定して設計されているものの、想定量以上の復水が給水加熱器3内部に漏出したときには抽気管4にドレンが逆流する可能性がある。勿論、漏出される復水量を多く見積もって設計することも可能ではあるが、その場合ドレン管の口径を太くする必要があり、ドレン管に設置される調節弁もその配管口径、流量に合わせたものを選定する必要があり、発電プラント機器のレイアウト上および設備費が嵩む等の理由で好ましくない。 Further, the feed water heater 3 is provided with an emergency drain pipe (not shown) for allowing the drain to escape directly to the condenser 2 in case the drain water level becomes abnormally high. The emergency drain pipe, though the heat transfer tubes 3 1 feed heater 3 is designed for condensate flow rate of the leak when broken, the interior assumed amount or more of condensate feedwater heater 3 When it leaks, there is a possibility that the drain flows back to the extraction pipe 4. Of course, it is possible to design by estimating the amount of condensate to be leaked, but in that case, it is necessary to increase the diameter of the drain pipe, and the control valve installed in the drain pipe also matches the pipe diameter and flow rate. It is necessary to select one, which is not preferable because of the layout of the power plant equipment and the increased equipment cost.

また、ドレンが給水加熱器内の所定水位を超えるとU字管を通じてオーバーフローして復水器へ排出されるようにした発明の場合、ウォーターインダクションを防止することはできるが、負荷遮断時のフラッシュバックには対応できないという欠点がある。   In addition, in the case of the invention in which when the drain exceeds the predetermined water level in the feed water heater, it overflows through the U-shaped pipe and is discharged to the condenser, water induction can be prevented, but the flash when the load is interrupted There is a disadvantage that it can not cope with the back.

そこで本発明は、逆止弁、仕切弁、調節弁等の各種弁および制御装置を必要とせずにフラッシュバック現象およびウォーターインダクションを防止することができ、しかも、整備保守が不要、あるいは整備や保守を極めて簡潔に行うことができる信頼性の高い蒸気タービンシステムの保護装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can prevent flashback phenomenon and water induction without requiring various valves and control devices such as a check valve, a gate valve, and a control valve, and does not require maintenance or maintenance or maintenance. An object of the present invention is to provide a highly reliable protection device for a steam turbine system that can be performed in a very simple manner.

上記の目的を達成するため、本発明の実施形態は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮する復水器と、前記蒸気タービンからの抽気蒸気で給水または復水を加熱する給水加熱器と、前記蒸気タービンと前記給水加熱器を接続する抽気管とを備えた蒸気タービンシステムの保護装置において、中間部にU字管を備えた連通配管により前記抽気管および前記復水器間を接続するとともに、当該連通配管の一端部と前記抽気管とが接続される第1接続部を、当該連通配管の他端部と前記復水器とが接続される第2接続部の位置よりも下位に設置することにより、前記第1接続部に作用する圧力と前記第2接続部に作用する復水器内圧力との差圧に基づいた水頭分の自由水面を前記連通配管内に形成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes a steam turbine, a condenser that condenses exhaust steam from the steam turbine, and feed water that heats feed water or condensate with extracted steam from the steam turbine. In a protection device for a steam turbine system including a heater, and a bleed pipe connecting the steam turbine and the feed water heater, a communication pipe having a U-shaped pipe at an intermediate portion between the bleed pipe and the condenser And connecting the one end portion of the communication pipe to the extraction pipe from the position of the second connection portion to which the other end portion of the communication pipe and the condenser are connected. Is also provided at a lower position to form a free water surface in the communication pipe for the head of water based on the differential pressure between the pressure acting on the first connection portion and the pressure in the condenser acting on the second connection portion It is characterized by doing.

また、本発明の他の実施形態は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮する復水器と、前記蒸気タービンからの抽気蒸気で給水または復水を加熱する給水加熱器と、前記蒸気タービンと前記給水加熱器を接続する抽気管とを備えた蒸気タービンシステムの保護装置において、中間部にU字管を備えた連通配管により前記給水加熱器および前記復水器間を接続するとともに、当該連通配管の一端部と前記給水加熱器とが接続される第3接続部を、当該連通配管の他端部と前記復水器とが接続される第2接続部の位置よりも下位に設置することにより、前記第3接続部に作用する圧力と前記第2接続部に作用する復水器内圧力との差圧に基づいた水頭分の自由水面を前記連通配管内に形成することを特徴とする。   Another embodiment of the present invention is a steam turbine, a condenser that condenses exhaust steam from the steam turbine, a feed water heater that heats feed water or condensate with extracted steam from the steam turbine, In a protection apparatus for a steam turbine system including the steam turbine and a bleed pipe for connecting the feed water heater, the feed water heater and the condenser are connected by a communication pipe having a U-shaped tube at an intermediate portion. In addition, the third connection portion where the one end portion of the communication pipe is connected to the feed water heater is lower than the position of the second connection portion where the other end portion of the communication pipe is connected to the condenser. A free water surface for the head of water based on the differential pressure between the pressure acting on the third connection portion and the pressure in the condenser acting on the second connection portion is formed in the communication pipe. It is characterized by.

本発明によれば、逆止弁、仕切弁、調節弁等の各種弁および制御装置を必要とせずにフラッシュバック現象およびウォーターインダクションを防止することができ、しかも、整備保守が不要、あるいは整備や保守を極めて簡潔に行うことができる信頼性の高い蒸気タービンシステムの保護装置を提供することができる。   According to the present invention, flashback phenomenon and water induction can be prevented without requiring various valves and control devices such as a check valve, a gate valve, and a control valve, and maintenance and maintenance are unnecessary or It is possible to provide a highly reliable protection device for a steam turbine system that can perform maintenance extremely simply.

本発明の実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of normal operation of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の抽気管内の圧力低下時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of the pressure fall in the extraction pipe | tube of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の伝熱管破断時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of the heat exchanger tube fracture | rupture of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係る蒸気タービンシステムの保護装置の一部分の概略構成図。The schematic block diagram of a part of protection device of the steam turbine system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of normal operation of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of normal operation of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る蒸気タービンシステムの保護装置の一部分の概略構成図。The schematic block diagram of a part of protection device of the steam turbine system which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示す概略図。Schematic which shows the state at the time of normal operation of the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7に係る蒸気タービンシステムの保護装置の一部分の概略構成図。The schematic block diagram of a part of protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 7 of this invention. 従来の蒸気タービンと給水加熱器の接続状態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the connection state of the conventional steam turbine and a feed water heater.

以下、本発明に係る蒸気タービンシステムの保護装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
(実施形態1)
図1乃至図3を参照して本発明の実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a protection device for a steam turbine system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
A protection device for a steam turbine system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1は本発明の実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示す概略図であり、図2は実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の抽気管内の圧力低下時の状態を示す概略図であり、さらに、図3は実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置の伝熱管破断時の状態を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a state during normal operation of the protection device for the steam turbine system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a pressure drop in the extraction pipe of the protection device for the steam turbine system according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state when the heat transfer tube of the protection device of the steam turbine system according to the first embodiment is broken.

図1乃至図3において、本実施形態1に係る蒸気タービンシステムの保護装置は、主な構成要素として、蒸気タービン1と、復水器2と、給水加熱器3と、抽気管4と、連通配管5とを備えている。   1 to 3, the protection device for a steam turbine system according to the first embodiment includes, as main components, a steam turbine 1, a condenser 2, a feed water heater 3, a bleed pipe 4, and a communication device. And a pipe 5.

蒸気タービン1は途中のタービン段落で蒸気を抽気できるように構成され、抽出された抽気蒸気Sは、抽気管4を介して復水器2内に設置されている給水加熱器3に供給されるように構成されている。給水加熱器3内部に供給された抽気蒸気Sは、伝熱管3内を流れる給水または復水と熱交換することにより冷却され、凝縮してドレン3として給水加熱器3内に保有される。以下、給水加熱器3内に保有されるドレン3を保有水3と呼称する。 The steam turbine 1 is configured so that steam can be extracted at a turbine stage on the way, and the extracted extracted steam S is supplied to a feed water heater 3 installed in the condenser 2 via an extraction pipe 4. It is configured as follows. Feed water heater 3 extraction steam S supplied to the inside is cooled by water or condensate heat exchange through heat transfer tubes 3 1, it is retained in the feed water heater 3 as a drain 3 2 condenses . Hereinafter referred to as held water 3 2 drain 3 2 which is retained in the feed water heater 3.

一方、復水器2の内部は、蒸気タービン1で膨張仕事の終わった排気蒸気を凝縮して復水させるために、器内に設置した伝熱管(図示せず)内を流れる海水等の冷却水によって冷却されており、器内で凝縮したタービン排気蒸気は飽和圧力および飽和温度になっている。以上の構成は、抽気蒸気を給水加熱器に導入する蒸気タービンシステムに通常採用されている構成である。   On the other hand, in the condenser 2, in order to condense and condense exhaust steam, which has been expanded by the steam turbine 1, to cool the seawater flowing in a heat transfer pipe (not shown) installed in the container. Turbine exhaust steam that has been cooled by water and condensed in the vessel is at saturation pressure and temperature. The above configuration is a configuration that is normally employed in a steam turbine system that introduces extracted steam into a feed water heater.

実施形態1は、以上の蒸気タービンシステムに対して、抽気管4と復水器2との間を、中間部にU字管(Uシール部とも呼称される)を有する連通配管5によって連通させるように構成したことを特徴とするものである。   In the first embodiment, the above-described steam turbine system is communicated between the extraction pipe 4 and the condenser 2 by a communication pipe 5 having a U-shaped pipe (also referred to as a U seal part) in the middle part. It is configured as described above.

この連通配管5は、U字管5の両端部のうちの一端部は水平状に形成された下部接続管5を経て抽気管4の下方の部位に接続されて、抽気管4内部と連通している。また、U字管5の他端部は垂直状に上方に伸びて配管口径拡大部5およびL字状に形成された上部接続管5を経て復水器2の上方の部位に接続されて、復水器2内部と連通している。ここで、下部接続管5と抽気管4との接続部を第1接続部6と呼称し、上部接続管5と復水器2との接続部を第2接続部7と呼称する。なお、第1接続部6の位置は、第2接続部7の位置よりも下位に設置するようにしてある。 The communication pipe 5 has one end of the two ends of the U-shaped tube 5 1 is connected to a site below the extraction pipe 4 through the lower connection tube 5 2 formed horizontally, the extraction pipe 4 inside and Communicate. The other end of the U-shaped tube 5 1 connected via the upper connecting pipe 5 4 formed in the pipe diameter enlarged portion 5 3 and L-shaped upwardly extending perpendicularly form the upper portion of the condenser 2 And communicated with the interior of the condenser 2. Here, the connection portion of the lower connecting tube 5 2 and the extraction pipe 4 is referred to as a first connection part 6, it referred the connection portion between the upper connecting pipe 5 4 and the condenser 2 and the second connection 7. Note that the position of the first connection portion 6 is set lower than the position of the second connection portion 7.

そして、U字管5の上部に位置する配管口径拡大部5は、抽気管4内の圧力低下事象が発生したときに、配管口径拡大部5内で水頭の変化が現れるようにして連通配管5から復水器2内に多量の貯水8が放出されるように設けたものである。 The pipe size enlargement unit 3 located at the top of the U-shaped tube 5 1, when the pressure drop event extraction pipe 4 occurs, as a change in water head appears in the pipe diameter enlarged portion 5 3 It is provided so that a large amount of water 8 is discharged from the communication pipe 5 into the condenser 2.

そして、このように構成された連通配管5の内部に図示しない注水口から初期水張りを行なう。すると、第1接続部6に作用する抽気管4内部の圧力Pと、第2接続部7に作用する復水器2内部の圧力Pとの差圧(P−P)分の水頭“a”に対応した貯水8の自由水面が、配管口径拡大部5内に現れる。この自由水面の位置は、U字管5によって安定して保持される。 Then, initial water filling is performed from a water inlet (not shown) inside the communication pipe 5 configured as described above. Then, the extraction pipe 4 inside the pressure P 1 acting on the first connecting portion 6, the differential pressure between the condenser 2 the pressure P 2 acting on the second connecting part 7 (P 1 -P 2) content of the free water surface of the water 8 corresponding to water head "a" appears at the pipe size enlargement unit 5 3. The position of the free water surface is stably held by the U-shaped tube 5 1.

以下、本実施形態1による蒸気タービンシステムの保護装置の応動を幾つかのケースに分けて説明する。
(i)通常運転時
図1は、蒸気タービンシステムの保護装置の通常運転時の状態を示している。
図中、“a”、“b”、“c”は何れも第1接続部6を基準水位(L)としたときの水頭を表わしており、このうち、“a”は前述したように蒸気タービン1の通常運転時の水頭であり、第1接続部6に作用する抽気管4内部の圧力Pと第2接続部7に作用する復水器2内部の圧力Pとの差圧(P−P)に対応して、第1接続部6の基準水位(L)から配管口径拡大部5内に形成された自由水面の位置(L)までの高さ(L−L)を維持している。また、“b”は第1接続部6の基準水位(L)から連通配管5の最も高い位置(この場合、配管口径拡大部5内の頂部位置;L)までの高さ(L−L)に対応し、さらに“c”は第1接続部6の基準水位(L)から蒸気タービン1および抽気管4の接続部の位置(L)までの高さ(L−L)に対応している。
Hereinafter, the response of the protection device for the steam turbine system according to the first embodiment will be described in several cases.
(I) During Normal Operation FIG. 1 shows a state during normal operation of the protection device for the steam turbine system.
In the figure, “a”, “b”, and “c” all represent the head when the first connecting portion 6 is set to the reference water level (L 1 ), among which “a” is as described above. a water head during normal operation of the steam turbine 1, the pressure difference between the condenser 2 the pressure P 2 acting extraction pipe 4 inside the pressure P 1 and the second connecting portion 7 that acts on the first connection part 6 corresponds to (P 1 -P 2), the reference water level (L 1) from the formed pipe diameter enlarged portion 5 within 3 the free water surface position of the first connection part 6 (L 2) to the height (L It has maintained a 2 -L 1). Further, "b" is the highest position (in this case, the top position in the pipe diameter enlarged portion 5 3; L 3) of the communicating pipe 5 from the reference water level (L 1) of the first connecting portion 6 to the height (L 3 -L 1 ), and “c” is a height (L 4 ) from the reference water level (L 1 ) of the first connection portion 6 to the position (L 4 ) of the connection portion of the steam turbine 1 and the extraction pipe 4. It corresponds to the -L 1).

ここで、連通配管5内の貯水8は復水器2内の圧力Pに晒されていることにより、復水器2内圧力の飽和温度以下に低下するため、常に給水加熱器3の保有水3よりもエネルギーが低い状態に保たれている。 Here, by water 8 communicating pipe 5 is exposed to the pressure P 2 in the condenser 2, for drops below the saturation temperature of the condenser 2 in the pressure, constantly held by the feed water heater 3 energy than water 3 2 is maintained at a low state.

(ii)抽気管4内の圧力低下時
図2は、抽気管4内の圧力低下時の状態を示している。
抽気管4内の圧力低下の原因としては、蒸気タービンシステムの運転中に負荷遮断が発生したときとか、蒸気発生部に停止事象が発生して蒸気タービン1に流れる蒸気が減少したときに復水器2と連結されている蒸気タービン1内の圧力も低下することで起こる。
(Ii) When the pressure in the bleed pipe 4 is lowered FIG. 2 shows the state when the pressure in the bleed pipe 4 is lowered.
The cause of the pressure drop in the bleed pipe 4 is condensate when a load interruption occurs during the operation of the steam turbine system, or when the steam flowing into the steam turbine 1 decreases due to a stop event occurring in the steam generating section. This occurs when the pressure in the steam turbine 1 connected to the vessel 2 also decreases.

蒸気タービン1と抽気管4によって接続される給水加熱器3内の圧力が低下すると、給水加熱器3の保有水3は通常運転時の給水加熱器3内圧力の飽和水となっているため、当該保有水3がフラッシュし、フラッシュバック現象が発生する。そして、抽気管4内の圧力低下によって、第1接続部6に作用する圧力Pと、第2接続部7に作用する圧力Pとの差圧(P−P)が蒸気タービン1の通常運転時よりも減少する。この通常運転時よりも差圧が減少したことによって自由水面の水位はLまで下がり、このときの水頭は“a´”となる。この結果、配管口径拡大部5内から水頭差(a−a´)言い換えれば水位差(L−L)分の貯水8が矢印のように連通配管5のU字管5および下部接続管5を通って第1接続部6から抽気管4内に放出され、給水加熱器3内に至る。 When the pressure in the feed water heater 3 which is connected by a steam turbine 1 and the extraction pipe 4 is reduced, since the held water 3 2 feed heater 3 has a feed water heater 3 in a saturated water pressure during normal operation , the Retained water 3 2 flushed, flashback phenomenon. Then, due to the pressure drop in the extraction pipe 4, the differential pressure (P 1 -P 2 ) between the pressure P 1 acting on the first connection portion 6 and the pressure P 2 acting on the second connection portion 7 is the steam turbine 1. It will be less than during normal operation. Level of free water surface by the normal pressure differential than when the operation is decreased down to L 5, hydrocephalus at this time is "a'". As a result, the pipe diameter enlarged portion 5 water head difference from the inside 3 (a-a') level differences in other words (L 2 -L 5) content of the water storage 8 communicating pipe 5 of the U-shaped tube 5 1 and the lower as indicated by the arrow It is released from the first connecting portion 6 through the connecting pipe 5 2 extraction pipe 4 leading to the feed water heater 3.

このとき放出された貯水8は、給水加熱器3内のフラッシュ蒸気と熱交換してフラッシュ蒸気を凝縮させて飽和水にし、給水加熱器3に落下させる。給水加熱器3内では保有水3と放出された貯水とが混合することによって、保有水3の温度を低下させ、保有水3のフラッシュを抑える。このようにして、蒸気タービン1へのフラッシュ蒸気の流入を防ぎ、フラッシュバック現象を防止することが可能となる。 The stored water 8 released at this time exchanges heat with the flash steam in the feed water heater 3 to condense the flash steam into saturated water and drop it into the feed water heater 3. By and is in the feedwater heater 3 is released held water 3 2 water are mixed, the temperature was reduced holdings water 3 2, suppress the holdings water 3 2 flash. In this way, it is possible to prevent the flash steam from flowing into the steam turbine 1 and to prevent the flashback phenomenon.

抽気管4の圧力低下時に、蒸気タービン1に影響のない程度までフラッシュ蒸気を凝縮させるためには、十分な量の貯水を放出する必要があり、このため本実施形態1では水頭差(a−a´)の変化が起こる高さの位置に、連通配管5の口径を大きくした配管口径拡大部5を設置して連通配管5の口径の断面積が増加する分、放出可能な貯水8の量を増加させるようにしている。 In order to condense the flash steam to a level that does not affect the steam turbine 1 when the pressure of the extraction pipe 4 is reduced, it is necessary to discharge a sufficient amount of stored water. Therefore, in the first embodiment, the water head difference (a− to change the height position occurring in a'), amount that the cross-sectional area of the bore of the communicating pipe 5 increases by installing a pipe diameter enlarged portion 5 3 in which the increased diameter of the communication pipe 5, the releasable reservoir 8 Try to increase the amount.

なお、本実施形態1では抽気管4内の圧力低下に基づいて、貯水8の水頭差(a−a´)が連通配管5の配管口径拡大部5内で発生させるようにして大量の貯水8を放出させるようにしたが、配管口径拡大部5を設けなくても、連通配管5全体を大口径とする等により、フラッシュ蒸気と熱交換する十分な貯水を放出できるようにすれば、必ずしも配管口径拡大部5を設置する必要はない。 Incidentally, on the basis of the pressure drop of the embodiment 1, the extraction pipe 4, the water head difference between the water storage 8 (a-a') a large amount of water so as to generate in the piping diameter enlarged portion 5 3 of the communication pipe 5 8 was as to release, without providing a pipe diameter enlarged portion 5 3, such as by the entire communication pipe 5 and a large diameter, if so capable of releasing sufficient water to flush steam heat exchanger, it is not always necessary to install a pipe diameter enlarged portion 5 3.

(iii)伝熱管の破断時
図3は、給水加熱器3内の伝熱管3の破断等によって、給水加熱器3内の保有水3が増加し、抽気管4まで逆流した状態を示している。
給水加熱器3内の保有水3の水位が上昇し、抽気管4内を逆流して第1接続部6の水位を超えて抽気管4内を高さdの水位まで上昇したとする。このとき、連通配管5内はこの水位の高さd分だけ貯水8の水位も上昇するため、貯水8は水位が配管口径拡大部5内の頂部高さLよりも上昇すると、復水器2へオーバーフローし始め、連通配管5のL字状の上部接続管5から第2接続部7を通って復水器2内に放出される。
(Iii) at break Figure of the heat transfer tube 3, the feed water by the heater breakage of the heat transfer tubes 3 1 3 holding water 3 2 in the feed water heater 3 is increased, showing a state in which flow back up to the extraction pipe 4 ing.
Water supply level of holdings Water 3 2 in the heater 3 is increased, and increased to the level of the height d of the extraction pipe 4 exceeds the level of the first connecting portion 6 to flow back to the extraction pipe 4. At this time, since the communicating pipe 5 for water level rise in the height d minutes only reservoir 8 of the water level, water 8 when also higher than the top height L 3 of the water level pipe size larger unit 5 3, condensate begins to overflow into the vessel 2, is released from L-shaped upper connecting pipe 5 4 communicating pipe 5 through the second connecting part 7 in the condenser 2.

このように、水位上昇分に相当する量の保有水3を抽気管4から連通配管5を通して復水器2に放出させることにより、蒸気タービン1へのウォーターインダクションを防止することが可能となる。 Thus, by releasing the amount of held water 3 2 corresponding to the water level rise in the condenser 2 through the communicating pipe 5 from the extraction pipe 4, it is possible to prevent water induction to the steam turbine 1 .

なお、給水加熱器3の保有水3の水位上昇時に、ウォーターインダクションを防止するためには、貯水8がオーバーフローするときの水頭“b”が、定常時の水頭“a”と、第1接続部6の高さから蒸気タービン1と抽気管4との接続部までの水頭“c”の和よりも小さくなるような構成にする、すなわち(b<a+c)という条件式が成立しなければならない。 Incidentally, when the water level rise in the holdings Water 3 2 feed heater 3, in order to prevent water induction is water head "b" when the reservoir 8 overflows, the water head "a" steady-state, the first connection It should be configured to be smaller than the sum of the water head “c” from the height of the portion 6 to the connection portion between the steam turbine 1 and the extraction pipe 4, that is, the conditional expression (b <a + c) must be satisfied. .

仮に、オーバーフローするときの水頭“b”が、定常時の水頭“a”と、第1接続部6の高さから蒸気タービン1と抽気管4との接続部までの水頭“c”の和以上となるような構成にする(b≧a+c)と、給水加熱器3から上昇した保有水3の水位が蒸気タービン1と抽気管4との接続部までの高さc(L)に達しても、頂部高さb(L)を超えて復水器2へ保有水を放出できないため、蒸気タービン1へのウォーターインダクションを防止することはできない。 If the overflow head “b” exceeds the sum of the steady head “a” and the head “c” from the height of the first connection 6 to the connection between the steam turbine 1 and the extraction pipe 4. to become such a structure and (b ≧ a + c), reached a feed water heater 3 level holdings water 3 2 rose from the up connection between the steam turbine 1 and the extraction pipe 4 height c (L 4) However, since the retained water cannot be discharged to the condenser 2 beyond the top height b (L 3 ), water induction to the steam turbine 1 cannot be prevented.

なお、図3では、給水加熱器3内の伝熱管3が破断した状態を模擬して示しているが、給水加熱器3内の保有水3が増加する原因は、給水加熱器3内の伝熱管3の破断だけに限定されるものではない。 In FIG. 3, although the heat transfer tubes 3 1 in the feed water heater 3 indicates to simulate the state of broken, why the held water 3 2 increases in the feed water heater 3, feed water heater 3 It is not limited only to break the heat transfer tubes 3 1.

以上述べたように、本実施形態1によれば従来の技術に用いられていた逆止弁、仕切弁、調節弁等の各種弁や制御装置を一切設けずに、フラッシュバック現象とウォーターインダクションとを防止する信頼性の高い蒸気タービンシステムの保護装置を提供することができる。しかも、逆止弁、仕切弁、調節弁等の各種弁や制御装置を必要としない分、整備や保守が不要、あるいは整備や保守を極めて簡潔に行うことができる。   As described above, according to the first embodiment, the flashback phenomenon, the water induction, the control valve, the check valve, the various valves such as the check valve, and the control valve that are used in the prior art are not provided. A highly reliable protection device for a steam turbine system can be provided. Moreover, since various valves such as a check valve, a gate valve, and a control valve and a control device are not required, maintenance and maintenance are unnecessary, or maintenance and maintenance can be performed very simply.

(実施形態2)
図4を参照して、本発明の実施形態2に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、実施形態1と同一構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 4, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

図4において、本実施形態2が実施形態1と異なる点は、連通配管5の下部接続管5の開口端面に「蓮口」のように、多数の小孔を開けた散水装置9を設置した点である。この散水装置9は、抽気管4の圧力低下時に貯水8を抽気管4内でシャワー状に均一に放出することを目的としたものである。 4, the embodiment 2 embodiment differs from the first, such as "lotus port" to the lower connecting pipe 5 second open end of the communication pipe 5, installed sprinkler device 9 open a large number of small holes This is the point. This water sprinkling device 9 is intended to discharge the water storage 8 uniformly in the form of a shower in the extraction pipe 4 when the pressure of the extraction pipe 4 decreases.

本実施形態2によれば、実施形態1の効果に加え、連通配管5の下部接続管5の開口端面に散水装置9を設置することによって、放出される貯水8とフラッシュ蒸気が熱交換する表面積が増加するため、効率良くフラッシュ蒸気と熱交換することができるという特長がある。 According to the second embodiment, in addition to the effects of Embodiment 1, by placing the sprinkler system 9 to the opening end face of the lower connecting tube 5 2 communicating pipe 5, the water storage 8 and the flash vapor released is heat exchange Since the surface area is increased, the heat exchange with the flash vapor can be efficiently performed.

(実施形態3)
図5を参照して、本発明の実施形態3に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、実施形態1と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 5, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 3 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

図5は、発電プラントの通常運転時における実施形態3の状態を示している。図5において、実施形態1と異なる点は、連通配管5の下部接続管5が図1のように水平形状ではなく、U字管5の端部から上部に緩く傾斜し、先端部の第1接続部6が抽気管4の内部に突出するように形成されている点と、第1接続部6の開口端面が抽気管4を流れる抽気蒸気Sの下流方向に向くように設置されている点と、抽気管4内を流れる抽気蒸気ドレンを回収して連通配管5内に補給するドレン回収配管10を設置した点と、さらに、連通配管5の下部接続管5の開口端面に実施形態2(図4)と同様の散水装置9を設置した点である。ここで、抽気蒸気ドレンとは、蒸気タービン1内での蒸気の膨張過程で発生する液相の水が抽気管4に流入するものと、抽気蒸気Sが抽気管4を流れるときに凝縮するものを指す。 FIG. 5 shows the state of the third embodiment during normal operation of the power plant. 5, differs from the embodiment 1, the lower connecting pipe 5 2 communicating pipe 5 is not a horizontal shape as shown in FIG. 1, loosely inclined upper from the end of the U-shaped tube 5 1, the distal portion The point where the first connection part 6 is formed so as to protrude into the extraction pipe 4 and the opening end surface of the first connection part 6 are installed so as to face the downstream direction of the extraction steam S flowing through the extraction pipe 4. and that are, a point that was installed drain recovery pipe 10 for supplying to and collecting the extraction steam drain communicating pipe 5 through the extraction pipe 4, further carried into the open end face of the lower connecting tube 5 2 communicating pipe 5 It is the point which installed the watering apparatus 9 similar to the form 2 (FIG. 4). Here, the extraction steam drain means that liquid phase water generated during the expansion process of the steam in the steam turbine 1 flows into the extraction pipe 4 and that which condenses when the extraction steam S flows through the extraction pipe 4. Point to.

ドレン回収配管10は、抽気管4に流れる抽気蒸気ドレンを取り入れる部位を第1接続部6よりも上位の適宜な部位に定め、この取り入れる部位と下部接続管5の中間部との間に接続されている。ここで、下部接続管5の中間部とは、U字管5に接続される端部と第1接続部6との間という意味である。 Drain recovery pipe 10 is set at an appropriate site of higher than site first connecting portion 6 to incorporate the bleed steam drain flowing through the extraction pipe 4, connected between the intermediate portion of the part and the lower connecting tube 5 2 The incorporation Has been. Here, the middle portion of the lower connecting tube 5 2, it is meant that between the end portion and the first connecting portion 6 which is connected to the U-shaped tube 5 1.

本実施形態3は、ドレン回収配管10を設置することにより、前述した実施形態1における連通配管5への初期水張りを不要にすることができるほか、連通配管5の貯水8が何らかの理由で減少した場合でも、ドレン回収配管10から常に抽気管4から抽気蒸気ドレンとして液相の水を供給することができるため、連通配管5に液相の水を供給する必要が無いといった特長を有している。   In the third embodiment, by installing the drain recovery pipe 10, it is possible to eliminate the need for initial water filling to the communication pipe 5 in the above-described first embodiment, and the water storage 8 of the communication pipe 5 is reduced for some reason. Even in this case, liquid phase water can always be supplied from the drain recovery pipe 10 as the extraction steam drain from the extraction pipe 4, so that it is not necessary to supply liquid phase water to the communication pipe 5. .

なお、連通配管5内に貯水8が水頭“a”まで満たされているときは、ドレン回収配管10から液相の水が供給されても、供給された水と等量の水が下部接続管5からオーバーフローして抽気管4に戻されて給水加熱器3に落下するので、配管口径拡大部5の水位は上昇することなくLが維持される。 When the water storage 8 is filled up to the head “a” in the communication pipe 5, even if liquid phase water is supplied from the drain recovery pipe 10, the same amount of water as the supplied water is supplied to the lower connection pipe. since 5 2 back overflowed into the extraction pipe 4 from falling into the feed water heater 3, the water level of the pipe diameter enlarged portion 5 3 L 2 is maintained without increase.

本実施形態3によれば、実施形態1の効果に加えて、連通配管5への初期水張りを含め、連通配管5に液相の水を供給する必要が無いため、整備保守がより一層簡潔になるという効果を得ることができる。   According to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is not necessary to supply liquid water to the communication pipe 5 including initial water filling to the communication pipe 5, so that maintenance and maintenance can be further simplified. The effect of becoming can be obtained.

(実施形態4)
図6を参照して、本発明の実施形態4に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、実施形態1と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 6, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 4 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図6は、発電プラントの通常運転時における実施形態4の状態を示している。本実施形態4が実施形態1と異なる点は、下部接続管5の水平形状部分を抽気管4まで伸ばす代わりに、途中で下側に曲げて給水加熱器3内部に接続するように構成した点である。ここで、給水加熱器3と連通配管5の下部接続管5の接続部を第3接続部11と呼称する。
本実施形態4は、基本的には実施形態1と同等の効果を奏するが、連通配管5が給水加熱器3に接続されることによって、実施形態1では得られない特徴を備えている。
FIG. 6 shows a state of the fourth embodiment during normal operation of the power plant. The present embodiment 4 differs from the embodiment 1, instead of extending the horizontal shaped portion of the lower connecting tube 5 2 until the extraction pipe 4, and configured to connect to the internal feed water heater 3 is bent to the lower side in the middle Is a point. Here, it referred to connection portions of the lower connecting tube 5 2 feed heaters 3 and the communication pipe 5 and the third connecting portion 11.
Although this Embodiment 4 has an effect equivalent to Embodiment 1 fundamentally, when the communication piping 5 is connected to the feed water heater 3, it has the characteristic which cannot be obtained in Embodiment 1. FIG.

すなわち、蒸気タービンシステムの通常運転時において、連通配管5内に貯水8の自由水面を形成させるために、第3接続部11に作用する圧力(P)と、復水器2の圧力(P)との圧力差(P−P)に基づく水頭“a”分、貯水8が連通配管5内に満たされている。このとき、第3接続部11に作用する圧力(P)は給水加熱器3内の圧力と同等である。 That is, during normal operation of the steam turbine system, in order to form the free water surface of the water storage 8 in the communication pipe 5, the pressure (P 3 ) acting on the third connection portion 11 and the pressure of the condenser 2 (P The water storage 8 is filled in the communication pipe 5 by the amount “a” of the water head based on the pressure difference (P 3 −P 2 ) from 2 ). At this time, the pressure (P 3 ) acting on the third connection portion 11 is equivalent to the pressure in the feed water heater 3.

本実施形態4の場合も、蒸気タービンシステムの運転中に負荷遮断等により、給水加熱器3の圧力(P)が低下すると、実施形態1の場合と同様、給水加熱器3内の保有水3がフラッシュし、フラッシュバック現象が発生するが、給水加熱器3内の圧力低下によって、貯水の水頭が“a´”まで下がり、定常時との間の水頭差“a−a´”分の貯水8が連通配管5の下部接続管5を通って第3接続部11より給水加熱器3内に放出される。第3接続部11から圧力低下に相当する水頭“a−a´”分の貯水8が給水加熱器3に放出されるため、給水加熱器3内の保有水3と貯水8が混合して保有水温度が低下する。この結果、保有水3のフラッシュが抑えられ、フラッシュバック現象を防止することが可能となる。 Also in the case of the fourth embodiment, when the pressure (P 3 ) of the feed water heater 3 decreases due to load interruption or the like during operation of the steam turbine system, the retained water in the feed water heater 3 is the same as in the first embodiment. 3 2 flashes and a flashback phenomenon occurs, but the water head drops to “a ′” due to the pressure drop in the feed water heater 3, and the water head difference “a−a ′” from the steady state reservoir 8 is released to the feed water heater 3 from the third connecting portion 11 through the lower connection tube 5 2 communicating pipe 5. Since the water storage 8 hydrocephalus "a-a'" fraction which corresponds to the pressure drop from the third connecting portion 11 is discharged to the feed water heater 3, holding water 3 2 and reservoir 8 in the feed water heater 3 is mixed Retained water temperature decreases. As a result, the flash can be suppressed held water 3 2, it is possible to prevent the flashback phenomenon.

本実施形態4では、給水加熱器3内に直接貯水8を放出するため、給水加熱器3内の圧力低下によるフラッシュ蒸気との熱交換よりも、保有水の飽和温度を減じることが主目的となる。蒸気タービン1に影響のない程度までフラッシュ蒸気を抑制するためには、保有水3の冷却に十分な量の貯水を放出する必要がある。 In the fourth embodiment, since the stored water 8 is directly discharged into the feed water heater 3, the main purpose is to reduce the saturation temperature of the retained water rather than the heat exchange with the flash steam due to the pressure drop in the feed water heater 3. Become. In order to suppress the flash vapor to the extent not affecting the steam turbine 1, it is necessary to release the water in an amount sufficient to cool the held water 3 2.

一方、蒸気タービンシステムの運転中に伝熱管3の破断等により給水加熱器3内の保有水3の水位が上昇すると、連通配管5内の水位も上昇する。連通配管5内の貯水8の水位が頂部の高さ“b”を超えれば、貯水8は連通配管5からオーバーフローし、第2接続部7を通って、復水器2内に放出される。この結果、実施形態1と同様にウォーターインダクションを防止することができる。 On the other hand, when the water level of the held water 3 2 feed heater 3 by heat transfer tubes 3 1 of breakage or the like during operation of the steam turbine system rises, also rises the water level of the communication pipe 5. If the water level of the water storage 8 in the communication pipe 5 exceeds the height “b” at the top, the water storage 8 overflows from the communication pipe 5 and is discharged into the condenser 2 through the second connection part 7. As a result, water induction can be prevented as in the first embodiment.

以上述べたように、本実施形態4によれば、基本的には実施形態1と同等の効果を奏するが、連通配管5の一端部を抽気管4に替えて給水加熱器3に接続することによって、実施形態1よりも一層フラッシュバック現象を防止することが可能となる。   As described above, according to the fourth embodiment, basically the same effect as in the first embodiment is obtained, but one end of the communication pipe 5 is replaced with the extraction pipe 4 and connected to the feed water heater 3. As a result, the flashback phenomenon can be prevented more than in the first embodiment.

図7を参照して、本発明の実施形態5に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、実施形態4と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   With reference to FIG. 7, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 5 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 4, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態5は、実施形態4で説明した下部接続管5と給水加熱器3との第3接続部11の先端開口端面に、図4と同様の多数の小孔を開けた散水装置9を設置したことを特長とするものである。第3接続部11の先端開口端面に散水装置9を取り付けることにより、給水加熱器3内の圧力低下時に、給水加熱器3内の広範囲に貯水を放出することができ、保有水3を冷却することに加えて、発生したフラッシュ蒸気とも熱交換する効果が得られる。
本実施形態5によれば、実施形態2の場合と同様に放出される貯水とフラッシュ蒸気が熱交換する表面積が増加するため、効率良く熱交換することが可能となる。
The fifth embodiment, the tip opening end surface of the third connecting portion 11 of the lower connecting tube 5 2 and feed water heater 3 described in Embodiment 4, sprinkler system opened the large number of small holes, similar to FIG. 4 9 It is characterized by having installed. By attaching the third connecting portion 11 of the front end opening end face to the nozzle 9, at the time of pressure drop in the feed water heater 3, it is possible to release a wide range water in the feed water heater 3, cooling the held water 3 2 In addition, the effect of exchanging heat with the generated flash vapor can be obtained.
According to the fifth embodiment, since the surface area of heat exchange between the stored water and the flash steam that is released is increased as in the case of the second embodiment, heat exchange can be performed efficiently.

(実施形態6)
図8を参照して、本発明の実施形態6に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、前述した実施形態4と同一構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
(Embodiment 6)
With reference to FIG. 8, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 6 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as Embodiment 4 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

図8は、本実施形態6における発電プラントの通常運転時の状態を示している。図8において、本実施形態6が実施形態4(図6)と異なる点は、U字管5の一端部に連通する下部接続管5を水平形状とする代わりに、上部に緩く傾斜させてその中間部から下側に曲げて給水加熱器3内部に接続するように構成した点と、抽気管4内を流れる抽気ドレンを回収して連通配管5内の貯水8を補給するためのドレン回収配管10を設置していることである。 FIG. 8 shows a state during normal operation of the power plant according to the sixth embodiment. 8, the present embodiment 6 is the embodiment 4 (FIG. 6) differs from that, instead of the lower connection tube 5 2 communicating with one end of the U-shaped tube 5 1 a horizontal shape, is inclined loosely on top A point that is bent downward from the intermediate portion and connected to the inside of the feed water heater 3, and a drain for collecting the bleed drain flowing in the bleed pipe 4 and replenishing the water storage 8 in the communication pipe 5 The recovery pipe 10 is installed.

ドレン回収配管10は、抽気管4に流れる抽気蒸気ドレンを取り入れる部位を、下部接続管5の最高位置よりも上位の適宜な部位に定め、この取り入れる部位と下部接続管5の中間部との間に接続されている。ここで、中間部とは、下側に曲がる頂部よりも若干低い傾斜部分を指す。 Drain recovery pipe 10, a part incorporating the bleed steam drain flowing through the extraction pipe 4, set at an appropriate site of higher than the highest position of the lower connection tube 5 2, and an intermediate portion of the part and the lower connecting tube 5 2 The incorporation Connected between. Here, the intermediate portion refers to an inclined portion that is slightly lower than the top portion that bends downward.

本実施形態6では蒸気タービンシステムの通常運転時、ドレン回収配管10から連通配管5に抽気管4内を流れる液相の水が供給されるが、連通配管5内に貯水8が水位L(水頭“a”に対応)まで満たされているときは、供給された水と等量の水が下部接続管5からオーバーフローして抽気管4に戻され、給水加熱器3に供給される。この結果、配管口径拡大部5の水位は上昇することなくLが維持される。
以上述べたように本実施形態6によれば、実施形態4の有する効果に加え、実施形態3の発明の効果を得ることができる。
In the sixth embodiment, during normal operation of the steam turbine system, liquid-phase water flowing in the extraction pipe 4 is supplied from the drain recovery pipe 10 to the communication pipe 5, but the water storage 8 is stored in the communication pipe 5 at the water level L 2 ( when it is filled to correspond) to the hydraulic head "a" is supplied water and an equal volume of water is returned to the extraction pipe 4 overflows from the lower connection tube 5 2, it is supplied to the feed water heater 3. As a result, the water level of the pipe diameter enlarged portion 5 3 L 2 is maintained without increase.
As described above, according to the sixth embodiment, the effects of the invention of the third embodiment can be obtained in addition to the effects of the fourth embodiment.

(実施形態7)
図9を参照して、本発明の実施形態7に係る蒸気タービンシステムの保護装置について説明する。なお、実施形態1と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
(Embodiment 7)
With reference to FIG. 9, the protection apparatus of the steam turbine system which concerns on Embodiment 7 of this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

本実施形態7は、連通配管5上の配管口径拡大部5に貯水8を冷却する冷却装置12を設置したことを特徴とするものである。冷却装置12によって配管口径拡大部5に満たされている貯水8はフラッシュ蒸気を凝縮させるために必要十分な温度まで冷却される。 This embodiment 7 is characterized in that it has installed a cooling device 12 for cooling the water 8 to the pipe diameter enlarged portion 5 3 of the communicating pipe 5. Reservoir 8 by the cooling device 12 is filled in the pipe diameter enlarged portion 5 3 is cooled to the necessary temperature sufficient to condense the flash steam.

実施形態1および実施形態4で述べたように、抽気管4や給水加熱器3内の圧力が低下したとき、貯水8が抽気管4または給水加熱器3に放出されるが、放出される貯水8の温度が低いほどフラッシュ蒸気を凝縮させる効果が高いため、放出させる貯水8の量を減らすことができる。   As described in the first embodiment and the fourth embodiment, when the pressure in the extraction pipe 4 or the feed water heater 3 decreases, the stored water 8 is discharged to the extraction pipe 4 or the feed water heater 3. Since the effect of condensing flash vapor is higher as the temperature of 8 is lower, the amount of stored water 8 to be released can be reduced.

なお、図9に示した例では、配管口径拡大部5内に冷却装置12を設置しているが、本実施形態7はこれに限定されるものではなく、連通配管5の配管口径拡大部5以外の部分に冷却装置12を設置して貯水8を冷却するように構成しても良い。さらに、連通配管5に対して並列に新たな配管を接続して貯水8を連通配管5と新たな配管との間を循環するように構成したうえで、新たな配管に冷却装置12を設置することにより貯水8を冷却させるようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 9, although installed a cooling device 12 to the pipe diameter enlarged portion 5 within 3, the present embodiment 7 is not limited to this, the pipe diameter enlarged portion of the communication pipe 5 5 3 other than the portion to be installed a cooling device 12 of the water storage 8 may be configured to cool. Further, a new pipe is connected in parallel to the communication pipe 5 so that the water storage 8 is circulated between the communication pipe 5 and the new pipe, and the cooling device 12 is installed in the new pipe. Thus, the water storage 8 may be cooled.

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施され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、置き換え、変更を行うことができる。これらの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ものである。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…蒸気タービン、2…復水器、3…給水加熱器、3…伝熱管、3…保有水(ドレン)、4…抽気管、5…連通配管、5…U字管、5…下部接続管、5…配管口径拡大部、5…上部接続管、6…第1接続部、7…第2接続部、8…貯水、9…散水装置、10…ドレン回収配管、11…第3接続部、12…冷却装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steam turbine, 2 ... Condenser, 3 ... Feed water heater, 3 1 ... Heat transfer pipe, 3 2 ... Retained water (drain), 4 ... Extraction pipe, 5 ... Communication pipe, 5 1 ... U-shaped pipe, 5 2 ... Lower connection pipe, 5 3 ... Pipe diameter enlarged part, 5 4 ... Upper connection pipe, 6 ... First connection part, 7 ... Second connection part, 8 ... Water storage, 9 ... Sprinkling device, 10 ... Drain recovery pipe, 11 ... 3rd connection part, 12 ... Cooling device.

Claims (7)

蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮する復水器と、前記蒸気タービンからの抽気蒸気で給水または復水を加熱する給水加熱器と、前記蒸気タービンと前記給水加熱器を接続する抽気管とを備えた蒸気タービンシステムの保護装置において、
中間部にU字管を備えた連通配管により前記抽気管および前記復水器間を接続するとともに、当該連通配管の一端部と前記抽気管とが接続される第1接続部を、当該連通配管の他端部と前記復水器とが接続される第2接続部の位置よりも下位に設置することにより、前記第1接続部に作用する圧力と前記第2接続部に作用する復水器内圧力との差圧に基づいた水頭分の自由水面を前記連通配管内に形成することを特徴とする蒸気タービンシステムの保護装置。
A steam turbine, a condenser that condenses exhaust steam from the steam turbine, a feed water heater that heats feed water or condensate with extracted steam from the steam turbine, and connects the steam turbine and the feed water heater In a protection device for a steam turbine system comprising a bleed pipe,
The extraction pipe and the condenser are connected by a communication pipe having a U-shaped pipe at an intermediate portion, and a first connection part where one end of the communication pipe is connected to the extraction pipe is connected to the communication pipe. The pressure acting on the first connection part and the condenser acting on the second connection part are installed at a position lower than the position of the second connection part where the other end of the condenser and the condenser are connected. A protection device for a steam turbine system, wherein a free water surface corresponding to a water head based on a pressure difference from an internal pressure is formed in the communication pipe.
蒸気タービンと、前記蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮する復水器と、前記蒸気タービンからの抽気蒸気で給水または復水を加熱する給水加熱器と、前記蒸気タービンと前記給水加熱器を接続する抽気管とを備えた蒸気タービンシステムの保護装置において、
中間部にU字管を備えた連通配管により前記給水加熱器および前記復水器間を接続するとともに、当該連通配管の一端部と前記給水加熱器とが接続される第3接続部を、当該連通配管の他端部と前記復水器とが接続される第2接続部の位置よりも下位に設置することにより、前記第3接続部に作用する圧力と前記第2接続部に作用する復水器内圧力との差圧に基づいた水頭分の自由水面を前記連通配管内に形成することを特徴とする蒸気タービンシステムの保護装置。
A steam turbine, a condenser that condenses exhaust steam from the steam turbine, a feed water heater that heats feed water or condensate with extracted steam from the steam turbine, and connects the steam turbine and the feed water heater In a protection device for a steam turbine system comprising a bleed pipe,
The feed water heater and the condenser are connected by a communication pipe having a U-shaped tube in the middle part, and a third connection part to which one end of the communication pipe and the feed water heater are connected is By installing it at a position lower than the position of the second connection part where the other end of the communication pipe and the condenser are connected, the pressure acting on the third connection part and the pressure acting on the second connection part A protection device for a steam turbine system, wherein a free water surface corresponding to a water head based on a pressure difference from a water tank internal pressure is formed in the communication pipe.
前記連通配管内の最も高い部位をbとし、前記第1接続部または前記第3接続部に作用する圧力と前記第2接続部に作用する圧力との差圧に相当する前記連通配管内の水頭をaとし、前記第1接続部または前記第3接続部から前記蒸気タービンと前記抽気管の接続部までの高さをcとしたとき、b>a+cの条件式が成立することを特徴とする請求項1または2記載の蒸気タービンシステムの保護装置。   The highest part in the communication pipe is b, and the water head in the communication pipe corresponds to the differential pressure between the pressure acting on the first connection part or the third connection part and the pressure acting on the second connection part. Is a, and the height from the first connection part or the third connection part to the connection part of the steam turbine and the extraction pipe is c, the conditional expression of b> a + c is satisfied. The protection device for a steam turbine system according to claim 1 or 2. 前記連通配管と前記抽気管との第1の接続部または前記連通配管と前記給水加熱器との第2接続部の開口端面に複数の小孔を有する散水装置を取り付けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の蒸気タービンシステムの保護装置。   A watering device having a plurality of small holes is attached to an opening end face of a first connection part between the communication pipe and the extraction pipe or a second connection part between the communication pipe and the feed water heater. Item 4. The steam turbine system protection device according to any one of Items 1 to 3. 前記連通配管の一端部を前記抽気管内に突出させて、その先端の開口端面が前記抽気管を流れる抽気蒸気の下流方向を向くように設置し、かつ、前記連通配管の中間部と前記抽気管の任意の部位との間を接続するドレン回収配管を設け、当該ドレン回収配管により前記抽気管内を流れる液相の水を前記連通配管に導くようにしたことを特徴とする請求項1、3、4のいずれか1項記載の蒸気タービンシステムの保護装置。   One end portion of the communication pipe is protruded into the extraction pipe, and an opening end surface at the tip thereof is installed so as to face a downstream direction of the extraction steam flowing through the extraction pipe, and an intermediate portion of the communication pipe and the extraction pipe A drain recovery pipe is provided for connecting between any part of the liquid pipe, and liquid water flowing in the extraction pipe is guided to the communication pipe by the drain recovery pipe. The protection device for a steam turbine system according to any one of claims 4 to 5. 前記連通配管の一端部を前記給水加熱器に接続し、かつ、前記連通配管の中間部と前記抽気管の任意の部位との間を接続するドレン回収配管を設け、当該ドレン回収配管により前記抽気管内を流れる液相の水を前記連通配管に導くようにしたことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の蒸気タービンシステムの保護装置。   One end portion of the communication pipe is connected to the feed water heater, and a drain recovery pipe is provided to connect between an intermediate portion of the communication pipe and an arbitrary portion of the extraction pipe, and the extraction pipe is used to extract the extraction air. 5. The protection device for a steam turbine system according to claim 2, wherein liquid phase water flowing in the pipe is guided to the communication pipe. 前記連通配管に満たされている液相の貯水を冷却する冷却装置を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の蒸気タービンシステムの保護装置。   The protection device for a steam turbine system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a cooling device that cools the liquid-phase stored water filled in the communication pipe.
JP2013146543A 2013-07-12 2013-07-12 Protection device of steam turbine system Pending JP2015017588A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013146543A JP2015017588A (en) 2013-07-12 2013-07-12 Protection device of steam turbine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013146543A JP2015017588A (en) 2013-07-12 2013-07-12 Protection device of steam turbine system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015017588A true JP2015017588A (en) 2015-01-29

Family

ID=52438790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013146543A Pending JP2015017588A (en) 2013-07-12 2013-07-12 Protection device of steam turbine system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015017588A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459784A (en) * 2021-08-30 2022-05-10 中电华创电力技术研究有限公司 Method and device for detecting gas holding fault of steam turbine combined low-pressure heater

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459784A (en) * 2021-08-30 2022-05-10 中电华创电力技术研究有限公司 Method and device for detecting gas holding fault of steam turbine combined low-pressure heater
CN114459784B (en) * 2021-08-30 2023-08-29 中电华创电力技术研究有限公司 Method and device for detecting breath holding fault of combined low-pressure heater of steam turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5916584B2 (en) Static decay heat removal system and nuclear power plant equipment
JP6368617B2 (en) Power plant
JP5230683B2 (en) High temperature drain recovery system
JP5904859B2 (en) Emergency core cooling device and nuclear reactor facility equipped with the same
US10734123B2 (en) Passive system for evacuating the residual heat from a nuclear reactor
JP2013238228A (en) System and method for active temperature control in steam turbine
CN104916334A (en) Separated heat pipe type passive residual heat removal system for pressurized water reactor nuclear power plant
JP2010112772A (en) Nuclear power plant and control method
CN210837199U (en) Waste heat discharge system and nuclear power system
JP2013057559A (en) Water cooling type nuclear power generation facility and emergency stop method for the same
JP2015017588A (en) Protection device of steam turbine system
JP2017062180A (en) Test facility of passive containment cooling system, test method thereof, nuclear power plant construction method and renovation method
CN108447570B (en) Marine reactor and secondary side passive waste heat discharging system thereof
JP2018189074A (en) Power generator
CN112700893A (en) Waste heat discharge system and method and nuclear power system
US20170211804A1 (en) Deaerator (options)
KR101224026B1 (en) Passive residual heat removal system using passive auxiliary feed-water system for pressurized water reactor
JP2017072101A (en) Steam turbine system and its control method
JP2015158348A (en) Deaeration system and steam turbine plant
CN206724137U (en) A kind of system for preventing economizer exit working medium from vaporizing
JP2009127952A (en) Drain control device of low pressure water supply heater and steam turbine plant
JP5613092B2 (en) Gas heating system
KR20140144573A (en) Gas removal system of a passive residual heat removal system
JP2013200275A (en) Nuclear reactor facility and electric interconnection penetration mechanism
JP4848386B2 (en) Power plant condensate system