JP2799060B2 - 給水加熱器ドレンポンプアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は例えば原子力プラントに適用される蒸気ター
ビンプラントに係り、特にタービン負荷が変動するよう
な場合においても給水系の運転を安定に保つのに好適な
給水加熱器ドレンポンプアップ装置に関する。

（従来の技術） 第５図に蒸気タービンプラントの従来例を示す。原子
炉等の蒸気発生器１で発生した蒸気は主蒸気系２を介し
て蒸気タービン、即ち高圧タービン３および低圧タービ
ン４等に供給され、タービン駆動に供された蒸気ドレン
は復水器５から給水系６を介して蒸気発生器１に還流す
る。主蒸気系２は主蒸気配管７、主蒸気弁８および湿分
分離器９等を含む構成となっている。なお、主蒸気配管
７の主蒸気弁８上流側から、バイパス弁９を含むバイパ
ス配管10が分岐し、このバイパス配管10は復水器５に接
続されている。一方、給水系６は給水配管11に流れ方向
に沿って順次に復水ポンプ12、低圧給水加熱器13、給水
ポンプ14および高圧給水加熱器15等を設置した構成とな
っている。

高圧給水加熱器15は逆止弁16を有する抽気配管17を介
して高圧タービン３からタービン抽気を受け、給水を熱
交換により加熱するようになっている。この高圧給水加
熱器15にドレンタンク18をドレン配管19によって接続
し、ドレンタンク18内には給水加熱に供したタービン抽
気のドレンが貯留される。なお、第５図ではドレンタン
ク18を高圧給水加熱器15よりも高所に示したが、実際は
ドレンタンク18が高圧給水加熱器15よりも低所に配置さ
れる。

この高圧給水加熱器15とドレンタンク18とは均圧管20
を介して接続され、各内部が均等圧に保持される。そし
て、ドレンタンク18はドレンポンプ21、ドレン調節弁22
等を含むドレンポンプ配管であるドレンポンプ吸込配管
23およびドレンポンプ吐出配管24により、給水配管11の
給水ポンプ14吸込み側に接続され、ドレン水が復水に合
流するようになっている。また、ドレンタンク18には逆
止弁25を含むドレン配管26を介して湿分分離器９等が接
続され、高圧タービング排蒸気からのドレン等も受ける
ようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような蒸気タービンプラントにおい
て、従来では蒸気タービンに接続した発電機27の出力が
低下したような場合、制御器28によってバイパス弁９を
開き、タービンへの蒸気供給量を減少させる等の手段が
とられている。しかし、このような構成のもとでは、発
電機出力が急激に低下する過渡変化が生じた場合に、高
圧給水加熱器15の器内圧力が降下するとともに、ドレン
タンク18内の器内圧力も急激に低下する。このため、ド
レンタンク18内のドレンタンクおよびドレンアップ配管
23内のドレンがフラッシュ現象を起こし、ドレンポンプ
21内でキャビテーションが発生する。キャビテーション
発生後も運転を継続すると，ドレンポンプ21自体に損傷
が生じるおそれがあるため、そのような場合はドレンポ
ンプ21を停止させることになる。

ドレンポンプ21を停止させると、給水ポンプ14の吸込
み側にドレンを導入することができなくなり、復水ポン
プ12が過流運転となる一方、給水ポンプ14の吸込み圧力
が停止する。そして、給水ポンプ14の吸込み圧力が規定
値以下になった場合には、ポンプ保護のためその給水ポ
ンプ14も停止せざるを得ず、蒸気発生器１への給水が不
安定となる可能性がある。

そこで、本発明の目的はプラントに過渡状態が発生し
たとき、ドレンポンプ内でのキャビテーションの発生を
防止し給水系の運転を安定に保つことのできる給水加熱
器ドレンポンプアップ装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために復水器からの復水
を蒸気発生器に還流する給水系と、この給水系に設けら
れ、復水を加熱する低圧給水加熱器と、この低圧給水加
熱器の下流側に設けられ、復水を加熱する高圧給水加熱
器と、この高圧給水加熱器で凝縮したドレンを回収する
ドレンタンクと、このドレンタンクからのドレンをドレ
ンポンプで昇圧して前記給水系に注入するドレンポンプ
配管と、前記低圧給水加熱器の下流側の給水系から抽出
される復水をこのドレンポンプ配管に注入する第１の補
助配管と、前記低圧給水加熱器の上流側の給水系から抽
出される復水を前記ドレンポンプ配管に注入する第２の
補助配管と、この第２の補助配管に介在する復水注入弁
とを有することを特徴とするものである。

（作 用） 通常運転中はドレンポンプ吸込配管の垂直部に第１の
補助配管を通して冷却水を注入することにより、高温の
ドレンと低温の冷却水が混合される。温度差のある液体
の混合は、水平部より垂直部の方が一様に行えることが
知られているため、通常運転中のドレンの冷却はドレン
ポンプ吸込配管の垂直部で行なう。

また、通常運転中ドレンタンクの圧力変動が小さいた
めドレン冷却水量は飽和温度を下回る程度でよく、この
ため冷却水量によるドレンポンプの容量増加を最小限に
抑えることができドレンポンプの運転動力の増加を最小
限に抑えることができる。

一方、タービントリップ等プラント過渡状態が発生し
た場合には、ドレンタンク内の圧力低下が大きく、か
つ、時間的にも短かい間に圧力低下が生じるため、ドレ
ンの温度がドレンタンク器内圧力から求まる飽和や温度
より高くなる可能性がある。この対策としては、通常運
転中より多量の冷却水を注入してドレンの温度を更に下
げる場合がある。しかし、通常運転中の冷却水注入点と
したとき、ドレンポンプまでに保有ドレンがあるため、
冷却されたドレンがドレンポンプに流れるまでにある時
間遅れが生じる。この間に、フラッシュしたドレンがド
レンポンプに導入されるため、この時間遅れを最少限に
押える必要がある。

このため、プラントに過渡状態が発生した場合には通
常運転中に冷却水を注入している配管とは別に設置され
た第２の補助配管を通して冷却水を注入する。

この冷却水は通常運転中に注入する冷却水より圧力の
高い給水配管から分岐するため、過渡状態の圧力低下に
おいても十分なドレン冷却が行える冷却水量が確保でき
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照
にして説明する。なお、本実施例に示される一部構成は
第５図に示される構成と同一であり、これらについては
同一の符号を付して説明を省略する。

給水配管11の一部から分岐した第１の補助配管30はド
レンポンプ水込配管23に接続されている。また、復水ポ
ンプ12に近い給水配管11から分岐した第２の補助配管31
には止め弁32が設けられている。第２の補助配管31は第
１の補助配管30よりドレンポンプ21近傍のドレンポンプ
吸込配管23に接続される。

第２図にドレンタンク18からドレンポンプ21に至るド
レンポンプ吸込配管233のレベル関係を示す。

通常運転中、冷却水が注入される第１の補助配管30は
ドレンポンプ吸込配管23の垂直部に接続される。また、
プラント過渡状態が発生した場合に冷却水が注入される
第２の補助配管31はドレンポンプ21の手前のドレンポン
プ吸込配管23に接続される。

次に、上記構成によるところ作用を説明する。

通常運転中ドレンタンク18からドレンポンプ21によっ
て抽出されるドレンはドレンポンプ吸込配管23を通して
ドレン注入管24に導かれ、給水配管11を流れる給水中に
注入される。

このドレンに対し、常時ドレンタンク18内のドレン温
度よりも低温の復水が第１の補助配管30を通して供給さ
れ、双方が混合しながらドレンポンプ吸込配管23内を流
動する。この復水の注入によりドレンは冷却され、ドレ
ンタンク18内のドレンの飽和温度よりも低くなる。この
ドレンの飽和温度レベルに対するドレンの冷却温度レベ
ルは第３図（ａ）に示される。

一方、プラントに過渡状態が発生すると、ドレンタン
ク18の器内圧力は急激に下がるためにドレンの飽和温度
も第３図（ｂ）に示すように低下する。このとき、ドレ
ンの温度は急激には下がらず、ドレンがフラッシュして
多量の気泡が生じるが、この気泡の発生を抑制するため
にドレンを冷却する。すなわち、過渡現象の発生と同時
に第２の補助配管31を通して上記した復水の温度よりも
低温の復水を復水注入弁32を開動作させてドレンポンプ
吸込配管23内を流れるドレンに注入する。これによりド
レンの温度は下がり、第３図（ｂ）に示すようにドレン
の飽和温度以下に下がり、ドレンはフラッシュするまで
に至らず、気泡の発生がくい止められる。

まず、第４図は復水注入弁32を開動作させる幾つかの
条件を示している。このインターロック回路40の動作に
より復水注入弁32が開動作して復水が注入される。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によればタービン負荷が急激に
変動する過渡が発生した場合においても状態変化による
圧力低下に伴なうドレン飽和温度の低下に対してドレン
温度を過渡状態化時の飽和温度以下に冷却することが可
能であり、給水系の運転を安定に保つことができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図はドレ
ンポンプ吸込配管でのレベル関係を示す図、第３図は通
常運転中とプラント過渡状態におけるドレン吸込配管の
位置とドレン温度の関係を示す図、第４図は復水注入弁
のインターロックの一例を示す回路図、第５図は従来の
蒸気タービンプラントの一例を示す系統図である。 ６……給水系、11……給水配管 14……給水ポンプ、18……ドレンタンク 21……ドレンポンプ、23……ドレンポンプ吸込配管 30……第１の補助配管、31……第２の補助配管 32……復水注入弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】復水器からの復水を蒸気発生器に還流する
   給水系と、この給水系に設けられ、復水を加熱する低圧
   給水加熱器と、この低圧給水加熱器の下流側に設けら
   れ、復水を加熱する高圧給水加熱器と、この高圧給水加
   熱器で凝縮したドレンを回収するドレンタンクと、この
   ドレンタンクからのドレンをドレンポンプで昇圧して前
   記給水系に注入するドレンポンプ配管と、前記低圧給水
   加熱器の下流側の給水系から抽出される復水をこのドレ
   ンポンプ配管に注入する第１の補助配管と、前記低圧給
   水加熱器の上流側の給水系から抽出される復水を前記ド
   レンポンプ配管に注入する第２の補助配管と、この第２
   の補助配管に介在する復水注入弁とを有することを特徴
   とする給水加熱器ドレンポンプアップ装置。