JP2796201B2

JP2796201B2 - 発電プラントにおけるドレンポンプウォーミング装置

Info

Publication number: JP2796201B2
Application number: JP11303291A
Authority: JP
Inventors: 純一赤津; 豊彦増田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH04342802A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントに使用さ
れるドレンポンプウォーミング装置に係り、とくに、高
圧ドレンポンプを運転停止した状態で効率良く発電プラ
ントを運転するのに好適な発電プラントにおけるドレン
ポンプウォーミング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発電プラントにおいては、たとえ
ば図４に示すように、発電系統Ａと、復水給水系統Ｂ
と、ドレンアップ系統Ｃと、ドレンダンプ系統Ｄと、過
熱防止装置Ｅと、ポンプウォーミング装置Ｆと高圧ドレ
ンタンク１９とを設けている。

【０００３】つぎに、前記各系統および前記各装置につ
いて説明する。

【０００４】前記発電系統Ａは、蒸気発生器１１で発生
した蒸気を高圧タービン１２に導入して高圧タービン１
２を駆動したのち、湿分分離器８で蒸気中の水を除去す
る。ついで、蒸気を低圧タービン１３に導入して該低圧
タービン１３を駆動したのち、復水器１４に送り、該復
水器１４で凝縮して復水化する。

【０００５】前記復水給水系統Ｂは、前記復水器１４で
蓄えられた復水を復水ポンプ１５で加圧し、低圧加熱器
１６で前記低圧タービン１３から抽気管２１を通って導
入された抽気により加熱したのち、復水を給水ポンプ７
で加圧する。つてい、復水を高圧加熱器１８、３１で、
前記高圧タービン１２から抽気管２１を通って導された
抽気によって加熱したのち、前記蒸気発生器１１に戻
し、以下、前記発電系統Ａに連なる。一方、前記低圧加
熱器１６で、復水の加熱に利用された抽気を凝縮してド
レン化したのち前記復水器１４に回収する。また、前記
高圧加熱器１８、３１で復水の加熱に利用された抽気を
凝縮してドレン化し、高圧ドレンタンク１９に回収す
る。前記高圧ドレンタンク１９は、回収したドレンの水
位を水位検出器７で検出されるとともに、検出結果に基
づいて、プラント負荷５０％以上のときは、検出配管６
を介して前記ドレンアップ系統Ｃに設けられた常用水位
調整弁５の開閉量を調節し、プラント負荷５０％未満の
ときには、前記ドレンダンプ系統Ｄに設けられた非常用
ドレン水位調整弁２４を開いて、ドレンの水位を制御し
ている。

【０００６】前記ドレンアップ系統Ｃは、前記高圧ドレ
ンタンク１９のドレンをドレンポンプ吸い込み配管２６
の分岐部を介して接続する高圧ドレンポンプ２０で加圧
したのち、逆止弁２５および常用水位調整弁５を備えた
ドレン配管２０ａを通って前記復水給水系統Ｂの前記給
水ポンプ１７入口側給水ポンプ吸い込み配管２２に回収
する。

【０００７】前記ドレンダンプ系統Ｄは、プラント負荷
５０％未満のとき、前記高圧ドレンポンプ２０の出口側
圧力が前記復水給水系統Ｂの前記給水ポンプ吸い込み配
管２２の圧力よりも低いため、前記ドレンアップ系統Ｃ
で前記高圧ドレンタンク１９のドレンを前記給水ポンプ
吸い込み配管２２に戻すことができないので使用される
ものである。そこで前記ドレンダンプ系統Ｄは、前記水
位検出器７からの検出信号に基づいて非常用水位調整弁
２４が開くと、前記高圧ドレンタンク１９のドレンが、
前記ドレンポンプ吸い込み配管２６および、該ドレンポ
ンプ吸い込み配管２６の分岐部に接続するドレン配管２
３を通って前記復水器１４に回収される。なお、前記給
水ポンプ吸い込み配管２２内の圧力が前記高圧ドレンポ
ンプ２０の出口側圧力よりも高い場合には、前記給水ポ
ンプ吸い込み配管２２内の給水が前記ドレン配管２０ａ
内に逆流するので、これを防止するため、前記ドレンア
ップ系統Ｃには、前記高圧ドレンポンプ２０の出口側
と、前記常用水位調整弁５との間に逆止弁２５を備えて
いる。

【０００８】前記過熱防止装置Ｅは、前記高圧ドレンポ
ンプ２０の出口側のドレン流量が減少したとき、これを
流量検出器２が検出し、該検出結果に基づいて過熱防止
弁４を開き前記高圧ドレンポンプ２０からのドレンをバ
イパス配管３ａを通って前記高圧ドレンタンク７に戻し
ている。なお、図示の１は流量計である。

【０００９】前記高圧ドレンポンプ２０は、故障時のバ
ックアップとして１台予備を設置するため、２台または
３台設けている。そして該予備のポンプの自動起動を考
慮して起動時、内部の温度を、高圧ドレンの温度と同一
にするため、前記ポンプウォーミング装置Ｆが設けられ
ている。該ポンプウォーミング装置Ｆは、前記ドレン配
管２０ａの前記常用水位調整弁５出口側に一端部が接続
するウォーミング配管９の他端部が前記高圧ドレンポン
プ２０に接続しており、該ウォーミング配管９にはウォ
ーミングオリフィス１０ａを設けている。そのため、該
ポンプウォーミング装置Ｆは、プラント負荷５０％以上
で、前記高圧ドレンポンプ２０運転中、前記給水ポンプ
吸い込み配管２２から前記ドレン配管２０ａに逆流した
給水がウォーミング配管９を通って前記ウォーミングオ
リフィス１０ａで制御された流量だけ前記高圧ドレンポ
ンプ２０内に導入されるので、前記高圧ドレンポンプ２
０は、その内部が高圧ドレンとほぼ同一温度に加熱され
る。またプラント負荷５０％未満のときには、既に説明
したように、前記高圧ドレンタンク１９に回収されたド
レンは、前記給水ポンプ吸い込み配管２２に回収するこ
とができないので、この場合には、前記非常用水位調整
弁２４を通って前記復水器１４に回収される。そのた
め、前記高圧ポンプ２０が停止中は、前記ドレンポンプ
吸い込み配管２６の前記ドレン配管２３取り出し下流か
ら、前記高圧ドレンポンプ２０および前記ドレン配管２
０ａを通って前記給水ポンプ吸い込み配管２２に達する
までの間、冷温状態（約４０℃）の水が滞留している。
一方、前記給水ポンプ吸い込み配管２２内の比較的温度
の高い給水（約１２０℃）は、逆流し、前記ウォーミン
グ配管９を通って前記高圧ドレンポンプ２０に導入し、
該高圧ドレンポンプ２０を暖機する。そのため、プラン
ト負荷が５０％に到達し、該高圧ドレンポンプ２０が起
動して、前記高圧ドレンタンク１９内の高温のドレン
（約１６０℃）が該高圧ドレンポンプ２０に流入しても
該高圧ポンプ２０のケーシングが熱変形するのを防止し
ようとするものである。なお、本装置に関連するもの
は、従来たとえば実開昭６２・１６０１１２号公報が挙
げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ウ
ォーミング配管９に設置されたウォーミングオリフィス
１０ａで前記高圧ドレンポンプ２０への給水量を制御し
ている。しかるに、前記ウォーミングオリフィス１０ａ
により制御される流量は、前記高圧ドレンポンプ２０の
出口側ドレン配管２０ａを流れる流量の約０．５％と非
常に少なく、前記高圧ドレンポンプ２０には、前記ウォ
ーミング配管９からの高温水と、前記ドレンポンプ吸い
込み配管２６からの滞留給水との二相流動状態で流れ
る。そのため、前記ウォーミング配管９からの高温水は
滞留冷水により冷却されてウォーミング効果がほとんど
なく、前記高圧ドレンポンプ２０は、ウォーミングされ
ずに冷温状態（約４０℃）になっている。故に、プラン
ト負荷５０％に到達時、前記高圧ドレンポンプ２０が起
動すると、前記高圧ドレンタンク１９内の高温ドレンが
急激に前記高圧ドレンポンプ２０に流入し、該高圧ドレ
ンポンプ２０のケーシングが熱変形してポンプインペラ
にカジリが発生してポンプが損傷するという問題があっ
た。また前記高圧ドレンポンプ２０を高温ドレンと同一
温度にするためには、前記過熱防止弁４を開き、前記高
圧ドレンポンプ２０をプラント起動時からプラント負荷
５０％まで連続的に運転して、前記高圧ドレンタンク１
９からの高温ドレンを前記ドレンポンプ吸い込み配管２
６、該高圧ドレンポンプ２０、ドレンバイパス管３ａを
通って再び前記高圧ドレンタンク１９に再循環運転をす
る必要がある。しかるに、前記の方法は、本来プラント
負荷５０％未満時、停止中の前記高圧ドレンポンプ２０
のウォーミング必要量を、前記ドレン配管２０ａを流れ
る流量の約０．５％流せばよいのに、前記高圧ドレンポ
ンプ２０を運転し、前記過熱防止手段の過熱防止弁４を
開いて約１４％の流量を流さざるを得なくなってプラン
トの熱効率が低下するという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、プラント負荷５０％以下
のとき、高圧ドレンポンプを運転することなく効率良く
プラントを運転可能とする発電プラントにおけるドレン
ポンプウォーミング装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の発電プラントにおけるドレンポンプウ
ォーミング装置は、復水器からの給水を給水ポンプにて
加圧したのち、給水加熱器でタービンからの抽気によっ
て加熱して蒸気発生器に戻す復水給水系統と、前記給水
加熱器で給水の加熱に利用され凝縮したドレンを集める
ドレンタンクと、該ドレンタンクからのドレンをドレン
ポンプにて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側に
戻すドレンアップ系統と、前記ドレンタンクからのドレ
ンを前記復水器に回収するドレンダンプ系統を備えた発
電プラントにおいて、前記ドレンアップ系の前記ドレン
ポンプ出口側と、前記ドレンダンプ系統の途中とを接続
するウォーミング配管を設けたものである。

【００１３】上記目的を達成するために、第２の発明の
発電プラントにおけるドレンポンプウォーミング装置
は、復水器からの給水を給水ポンプにて加圧したのち、
給水加熱器でタービンからの抽気により加熱して蒸気発
生器に戻す復水給水系統と、前記給水加熱器で給水の加
熱に利用され、凝縮したドレンを集めるドレンタンク
と、該ドレンタンクからの高温のドレンをドレンポンプ
にて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側に戻すド
レンアップ系統と、前記ドレンタンクからの高温のドレ
ンを前記復水器に回収するドレンダンプ系統とを備えた
発電プラントにおいて、前記復水給水系統の前記給水加
熱器出口側と、前記ドレンアップ系統の前記ドレンポン
プまたは出口側とを接続するウォーミング配管を設けた
ものである。上記目的を達成するために、第３の発明の
発電プラントにおけるドレンポンプウォーミング装置
は、復水器からの給水を給水ポンプにて加圧したのち、
給水加熱器でタービンからの抽気により加熱して蒸気発
生器に戻す復水給水系統と、前記給水加熱器で給水の加
熱に利用され、凝縮したドレンを集めるドレンタンク
と、該ドレンダンプからの高温のドレンをドレンポンプ
にて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側に戻すド
レンアップ系統と、前記ドレンタンクからの高温のドレ
ンを前記復水器に回収するドレンダンプ系統とを備えた
発電プラントにおいて、前記給水加熱器と、前記ドレン
タンクとを接続するドレン配管の途中に一端部を接続す
るとともに、他端が前記ドレンアップ系統の前記ドレン
ポンプまたは出口側に接続するウォーミング配管を設け
たものである。

【００１４】上記目的を達成するために、第４の発明の
発電プラントにおけるドレンポンプウォーミング装置
は、前記ウォーミング配管にウォーミングオリフィスを
設けたものである。

【００１５】

【作用】本発明は、前記のように構成されているので、
プラント負荷５０％未満のとき、ドレンポンプを休止し
た状態で、ドレンタンクあるいは給水加熱器からのドレ
ンタンク内とほぼ同一の高温のドレンを前記ドレンポン
プに供給することができ、これによって、前記ドレンポ
ンプの熱変形を一様にし、水漏れや摺動部分のかじりな
どを防止することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１について
説明する。なお、図１と前記図４との相違点は、ドレン
アップ系統Ｃに設けられたドレン配管２０ａの逆止弁２
５入口側と、ドレンダンプ系統Ｄに設けられたドレン配
管２３の非常用水位調整弁２４出口側とを接続する起動
用ウォーミング装置Ｇを設けた点であり、それ以外は同
一であるから、同一部分は前記図４と同一符号をもって
示すとともに、主として起動用ウォーミング装置Ｇにつ
いて説明する。

【００１７】前記起動用ウォーミング装置Ｇは、ドレン
アップ系統Ｃに設置されたドレン配管２０ａの逆止弁２
５入口側と、ドレンダンプ系統Ｄに設けられたドレン配
管２３の非常用水位調整弁２４出口側とを接続する起動
用ウォーミング配管３４と、起動用ウォーミング配管３
４に設置された止め弁３５と、起動用ウォーミング流量
制御用の起動用ウォーミングオリフィス３６を設けてい
る。

【００１８】つぎに動作について説明する。タービン１
２、１３起動前に前記止め弁３５を開いておく、そうす
ることにより、プラント負荷５０％未満のときには、高
圧ドレンタンク１９に回収された高温ドレンが前記図４
の場合と同様に非常用水位調整弁２４を通って復水器１
４に回収されるとともに、一部の高温ドレンが起動用ウ
ォーミング配管３４およびドレン配管２０ａを通って高
圧ドレンポンプ２０内に導入して該高圧ドレンポンプ２
０内を暖機したのち、ドレンポンプ吸い込み配管２６お
よびドレン配管２３を通って復水器１４に回収される。
この場合、前記起動用ウォーミング配管３４を通過する
ドレン量は起動用ウォーミングオリフィス３６により制
御されており、その量は、少ないので、前記高温ドレン
タンク１９の水位制御を外乱することはない。したがっ
て、本実施例によれば、プラント負荷５０％未満のと
き、前記高温ドレンタンク１９からの高温ドレン（約４
０℃〜約１６０℃）が前記高圧ドレンポンプ２０内に流
入してその内部を高温ドレンと同一温度にすることがで
きるので、プラント負荷５０％に達して前記高圧ドレン
ポンプ２０を起動しても、カジリによるポンプ損傷の問
題を防止することができる。また、前記高圧ドレンポン
プ２０を通る高温ドレンは、前記復水器１４に回収する
ドレンを利用するので、熱損失がなく、かつ従来のウォ
ーミング必要量よりも流量が増加しているので、確実に
温度を確保することができる。なお、プラント負荷５０
％以上のときには、前記高圧ドレンポンプ２０を起動し
たのち、前記止め弁３５を閉じて前記図４に示す従来の
ウォーミング配管９より前記高圧ドレンポンプ２０内に
前記ドレン配管２０ａから分岐した高温のドレンを供給
してウォーミングを行う。

【００１９】つぎに本発明の他の一実施例を示す図２に
ついて説明する。図２に示す実施例は、起動用ウォーミ
ング装置Ｇは、前記図４に示す従来のポンプウォーミン
グ装置Ｆの代りに、復水給水系統Ｂに設けられた２個の
高圧加熱器１８、３２間からの給水をウォーミングオリ
フィス１０ｃを備えたウォーミング配管９ａを通って高
圧ドレンポンプ２０に供給している。この場合、前記２
個の高圧給水加熱器１８、３２間を接続する給水管３２
内は、一方の高圧給水加熱器１８で昇温された給水が常
時流れており、前記高圧ドレンポンプ２０の運転に関係
なく供給可能である。また、前記給水管３２の出口の給
水温度は、前記高温ドレンタンク１９内の高温ドレンの
温度とほぼ同一であるので、前記高圧ドレンポンプ２０
の温度は確保されており、プラント負荷５０％に到達し
たときに該高圧ドレンポンプ２０を起動しても、カジリ
によるポンプの損失を防止することができる。ただし、
本実施例では、前記給水管３２からの給水が前記高圧ド
レンポンプ２０内を暖機したのち、ドレンダンプ系統Ｄ
を通って復水器１４に排出されるので、無視可能である
が熱損失がある。また、本実施例は、前記図１に示す実
施例のように手動で止め弁３５を操作する必要がない。

【００２０】つぎに本発明のさらに他の一実施例を示す
図３について説明する。図３に示す実施例は、蒸気発生
器１１側の高圧給水加熱器３１と、前記高温ドレンタン
ク１９とを接続するドレン管３３の途中から分岐して前
記高圧ドレンポンプ２０内に接続し、ウオーミングオリ
フィス１０ｄを備えたウォーミング配管９ｂを設けてい
る。前記ドレン管３３内は、常時、前記高圧給水加熱器
３１から流れており、前記高圧ドレンポンプ２０の運転
に関係なくウォーミング高温水を常時供給可能である。
また前記ドレン管３３内のドレンの温度は、前記高温ド
レンタンク１９内の高温ドレンとほぼ同一であるので、
前記高圧ドレンポンプ２０内は、高温に確保され、プラ
ント負荷５０％に到達したときに、該高圧ドレンポンプ
２０が起動しても、カジリによるポンプの損傷を防止す
ることができる。ただし、前記ドレン管３３内のドレン
が、前記高圧ドレンポンプ２０を暖機したのち、ドレン
ダンプ系統Ｄを通って、復水器１４に排出されるので、
無視可能であるが、熱損失がある。また、本実施例は、
前記図１に示すように手動で止め弁３５を操作する必要
がない。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、プラント負
荷５０％未満のとき、高圧ドレンポンプを運転停止した
状態でウォーミングを行うことができるので、従来の方
式に比較して補機動力が約４５００ｋｗ／ｈ、約２〜３
日利得となる。また、高圧ポンプの運転中の点検の削減
および小流量運転での長時間運転によるポンプ寿命の低
下、不具合発生ポテンシャルの増大の回避にも効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す発電プラントの概略系
統図

【図２】本発明の他の一実施例を示す発電プラントの概
略系統図

【図３】本発明のさらに他の一実施例を示す発電プラン
トの概略系統図

【図４】従来の発電プラントの概略系統図。

【符号の説明】

Ａ…発電系統、Ｂ…復水給水系統、Ｃ…ドレンアップ系
統、Ｄ…ドレンダンプ系統、Ｅ…加熱防止系統、Ｆ…ポ
ンプウォーミング系統、Ｇ…起動用ウォーミング系統、
９，９ａ，９ｂ…ウォーミング配管、１０ａ〜１０ｄ…
ウォーミングオリフィス、３４…起動用ウォーミング配
管、３５…止め弁、３６…起動用ウォーミングオリフィ
ス。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】復水器からの給水を給水ポンプにて加圧
したのち、給水加熱器でタービンからの抽気によって加
熱して蒸気発生器に戻す復水給水系統と、前記給水加熱
器で給水の加熱に利用され凝縮したドレンを集めるドレ
ンタンクと、該ドレンタンクからのドレンをドレンポン
プにて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側に戻す
ドレンアップ系統と、前記ドレンタンクからのドレンを
前記復水器に回収するドレンダンプ系統を備えた発電プ
ラントにおいて、前記ドレンアップ系統の前記ドレンポ
ンプ出口側と、前記ドレンダンプ系統の途中とを接続す
るウォーミング配管を設けたことを特徴とする発電プラ
ントにおけるドレンポンプウォーミング装置。
【請求項２】復水器からの給水を給水ポンプにて加圧
したのち、給水加熱器でタービンからの抽気によって加
熱して蒸気発生器に戻す復水給水系統と、前記給水加熱
器で給水の加熱に利用され凝縮したドレンを集めるドレ
ンタンクと、該ドレンタンクからのドレンをドレンポン
プにて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側に戻す
ドレンアップ系統と、前記ドレンタンクからのドレンを
前記復水器に回収するドレンダンプ系統を備えた発電プ
ラントにおいて、前記復水給水系統の前記給水加熱器出
口側と、前記ドレンアップ系統の前記ドレンポンプもし
くはその出口のいずれか一方とを接続するウォーミング
配管を設けたことを特徴とする発電プラントにおけるド
レンポンプウォーミング装置
【請求項３】復水器からの給水を給水ポンプにて加圧
したのち、給水加熱器でタービンからの抽気によって加
熱して蒸気発生器に戻す復水給水系統と、前記給水加熱
器で給水の加熱に利用され凝縮したドレンを集めるドレ
ンタンクと、該ドレンタンクからの高温のドレンをドレ
ンポンプにて前記復水給水系統の前記給水ポンプ入口側
に戻すドレンアップ系統と、前記ドレンタンクからの高
温のドレンを前記復水器に回収するドレンダンプ系統と
を備えた発電プラントにおいて、前記給水加熱器と、前
記ドレンタンクとを接続するドレン配管の途中に一端部
を接続するとともに、他端部が前記ドレンアップ系統の
前記ドレンポンプもしくはその出口のいずれか一方に接
続するウォーミング配管を設けたことを特徴とする発電
プラントにおけるドレンポンプウォーミング装置。
【請求項４】前記ウォーミング配管にウォーミングオ
リフィスを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の発電プラントにおけるドレンポンプウォー
ミング装置。