JP3068244B2 - 発電所における蒸気を用いて補給水を加熱および多工程脱ガスする方法および装置 - Google Patents
発電所における蒸気を用いて補給水を加熱および多工程脱ガスする方法および装置Info
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- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電所において蒸気を
用いて補給水を加熱および多段脱ガスする方法に関す
る。同様に、本発明は該方法を実施するための装置にも
関する。
用いて補給水を加熱および多段脱ガスする方法に関す
る。同様に、本発明は該方法を実施するための装置にも
関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の発電所においては、極めて大量の
補給水が消費される。既に古典的凝縮装置は、補給水と
して通常、蒸気・凝縮液循環の全質量流量の１〜３％を
必要とする。しかし、蒸気噴射を用いて窒素酸化物の放
散を減少させる組合せ装置においては、この補給水の消
費は２０〜３０％に増加する。この場合、現今の要求の
ため、補給水の酸素含量１００００ｐｐｂ（１０億分の
部）（つまり室温における大気圧の空気による水の飽和
状態）を７ｐｐｂ程度に脱ガスすると同時に２０Ｋ以上
に加熱することが要求される。補給水の凝縮器中への簡
単な直接噴霧（それ自体公知でありかつ水量が少ない場
合は慣用の手段である）は、前記のように大量の補給水
の場合には管巣のあふれを生ずるとみなされる。これ
は、凝縮器の機能の重大な損害をもたらし、このため凝
縮器供給業者によってもまた該凝縮器 のユーザからも許
容されない。さらに、この形式では所望の加熱および脱
ガスは達成されない。
補給水が消費される。既に古典的凝縮装置は、補給水と
して通常、蒸気・凝縮液循環の全質量流量の１〜３％を
必要とする。しかし、蒸気噴射を用いて窒素酸化物の放
散を減少させる組合せ装置においては、この補給水の消
費は２０〜３０％に増加する。この場合、現今の要求の
ため、補給水の酸素含量１００００ｐｐｂ（１０億分の
部）（つまり室温における大気圧の空気による水の飽和
状態）を７ｐｐｂ程度に脱ガスすると同時に２０Ｋ以上
に加熱することが要求される。補給水の凝縮器中への簡
単な直接噴霧（それ自体公知でありかつ水量が少ない場
合は慣用の手段である）は、前記のように大量の補給水
の場合には管巣のあふれを生ずるとみなされる。これ
は、凝縮器の機能の重大な損害をもたらし、このため凝
縮器供給業者によってもまた該凝縮器 のユーザからも許
容されない。さらに、この形式では所望の加熱および脱
ガスは達成されない。
【０００３】一般に公知の、補給水を加熱および脱ガス
する装置の使用は、通常、加熱のために利用される蒸気
が比較的高いエネルギーレベルに存在するという結果を
生じる。従って、そのままターボ群中でなお仕事をする
ことのできる手段が使用される。
する装置の使用は、通常、加熱のために利用される蒸気
が比較的高いエネルギーレベルに存在するという結果を
生じる。従って、そのままターボ群中でなお仕事をする
ことのできる手段が使用される。
【０００４】液体の脱ガスと関連して、混合物の液体と
蒸気を互いに向流、直交流向流、並流で流動させる交換
塔ないしは塔も公知である（Ｌｅｕｇｅｒ，第１６巻，
Ｌｅｘｉｋｏｎ ｄｅｒ Ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｔｅｃ
ｈｎｉｋ，第４版，Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｖｅｒｌａｇｓ
−Ａｎｓｔａｌｔ ストットガルト，第５１頁）。これ
らの塔においては、分離すべき混合物の蒸気と液体は、
双方の相が物質交換および熱交換のためできるだけ密に
接触するように向流または並流で導かれる。所定の塔の
高さにおいて最大の分離効果を得るために、脱ガス塔を
向流配置で使用するのは原則的には正しい。しかし、向
流配置の場合には、大きい過冷却を有する大量の液体流
は、塔の下部で行なわれる物質運動効果に顕著な作用を
及ぼすことなく、蒸気の大部分が塔の下部を通過する
（大きい蒸気負荷のためパッキングがあふれる）ことを
克服しなければならいという問題を伴なう。それという
のも、液体の加熱および飽和過程は上部で行なわれるか
らである。しかし、かかる構造的解決手段は結果的に、
パッキングのあふれを阻止するためには、塔の直径を法
外に大きくしなければならなくなり、ひいては装置のか
なりの追加的費用をもたらす。最後に、少なくとも蒸気
タービン装置の給水管における腐食の問題と関連して、
凝縮液のガス抜きを、温水溜め中で水面下方で蒸気を吹
込むことによって行なうことも公知である。この場合、
蒸気吹込みのためには、十分に大きい凝縮液付着量なら
びに凝縮液中での蒸気の非常に細かい分配が必要であ
る。
蒸気を互いに向流、直交流向流、並流で流動させる交換
塔ないしは塔も公知である（Ｌｅｕｇｅｒ，第１６巻，
Ｌｅｘｉｋｏｎ ｄｅｒ Ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｔｅｃ
ｈｎｉｋ，第４版，Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｖｅｒｌａｇｓ
−Ａｎｓｔａｌｔ ストットガルト，第５１頁）。これ
らの塔においては、分離すべき混合物の蒸気と液体は、
双方の相が物質交換および熱交換のためできるだけ密に
接触するように向流または並流で導かれる。所定の塔の
高さにおいて最大の分離効果を得るために、脱ガス塔を
向流配置で使用するのは原則的には正しい。しかし、向
流配置の場合には、大きい過冷却を有する大量の液体流
は、塔の下部で行なわれる物質運動効果に顕著な作用を
及ぼすことなく、蒸気の大部分が塔の下部を通過する
（大きい蒸気負荷のためパッキングがあふれる）ことを
克服しなければならいという問題を伴なう。それという
のも、液体の加熱および飽和過程は上部で行なわれるか
らである。しかし、かかる構造的解決手段は結果的に、
パッキングのあふれを阻止するためには、塔の直径を法
外に大きくしなければならなくなり、ひいては装置のか
なりの追加的費用をもたらす。最後に、少なくとも蒸気
タービン装置の給水管における腐食の問題と関連して、
凝縮液のガス抜きを、温水溜め中で水面下方で蒸気を吹
込むことによって行なうことも公知である。この場合、
蒸気吹込みのためには、十分に大きい凝縮液付着量なら
びに凝縮液中での蒸気の非常に細かい分配が必要であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発電
所の凝縮器中に生じる廃蒸気の熱は通例不所望の副産物
とみなされるという認識に基づき、この廃熱を利用する
新規方法および大きい加熱効率ならびに大きい脱ガス効
率を有する該方法に所属する新規装置を提供することで
ある。
所の凝縮器中に生じる廃蒸気の熱は通例不所望の副産物
とみなされるという認識に基づき、この廃熱を利用する
新規方法および大きい加熱効率ならびに大きい脱ガス効
率を有する該方法に所属する新規装置を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これは、本発明によれ
ば、多工程において、−第１工程で補給水の加熱および
それに溶解しているガスの追出しを純熱力学的に、過冷
却された補給水を少なくともほぼ凝縮器圧が支配してい
る混合室中へ噴射し、該混合室中へは同様に廃蒸気を導
入することによって行ない、−第２工程で加熱された補
給水をさらに脱ガスするのを純物質動力学的に、補給水
を直立する分離塔を上方から貫流させ、向流で分離塔を
通って導かれる洗浄蒸気と塔内で密に接触させることに
よって行ない、−第３工程で分離塔から流出する補給水
を受水容器中で、受水容器の水面下で蒸気分割手段によ
ってつくられる蒸気気泡で処理し、−その際受水容器か
ら出る蒸気が分離塔用の洗浄蒸気を形成することによっ
て達成される。
ば、多工程において、−第１工程で補給水の加熱および
それに溶解しているガスの追出しを純熱力学的に、過冷
却された補給水を少なくともほぼ凝縮器圧が支配してい
る混合室中へ噴射し、該混合室中へは同様に廃蒸気を導
入することによって行ない、−第２工程で加熱された補
給水をさらに脱ガスするのを純物質動力学的に、補給水
を直立する分離塔を上方から貫流させ、向流で分離塔を
通って導かれる洗浄蒸気と塔内で密に接触させることに
よって行ない、−第３工程で分離塔から流出する補給水
を受水容器中で、受水容器の水面下で蒸気分割手段によ
ってつくられる蒸気気泡で処理し、−その際受水容器か
ら出る蒸気が分離塔用の洗浄蒸気を形成することによっ
て達成される。
【０００７】この方法を実施するための装置は、主とし
て、発電所の凝縮器の外壁に配置され、凝縮器内部と蒸
気入口および蒸気出口を介して連通する混合室を有し、
該室の内部に多数の水噴射手段が配置されており、その
際混合室の蒸気入口は凝縮器頸部に向って開いておりさ
らに混合室の下方でこれと結合している直立配置の分離
塔を有し、該分離塔は上端部に水分配器を備えており、
その際分離塔の壁中の、水分配器と分離塔のエレメント
との間で、凝縮器内部への結合部が分岐しており、かつ
分離塔の下方に配置されてこれと連通している受水容器
を有し、該容器の内部に蒸気細分手段が設けられかつ堰
を介して凝縮器内部と連通していることを特徴とする。
て、発電所の凝縮器の外壁に配置され、凝縮器内部と蒸
気入口および蒸気出口を介して連通する混合室を有し、
該室の内部に多数の水噴射手段が配置されており、その
際混合室の蒸気入口は凝縮器頸部に向って開いておりさ
らに混合室の下方でこれと結合している直立配置の分離
塔を有し、該分離塔は上端部に水分配器を備えており、
その際分離塔の壁中の、水分配器と分離塔のエレメント
との間で、凝縮器内部への結合部が分岐しており、かつ
分離塔の下方に配置されてこれと連通している受水容器
を有し、該容器の内部に蒸気細分手段が設けられかつ堰
を介して凝縮器内部と連通していることを特徴とする。
【０００８】新規方法および新規脱ガス形式は、慣例の
方法および実施例とは異なり、発電所の効率が増加する
ことによってすぐれている。それというのも、加熱およ
び脱ガスのために低価値の廃蒸気の大部分が使用され、
これが凝縮器の負荷を低減するからである。
方法および実施例とは異なり、発電所の効率が増加する
ことによってすぐれている。それというのも、加熱およ
び脱ガスのために低価値の廃蒸気の大部分が使用され、
これが凝縮器の負荷を低減するからである。
【０００９】混合室が凝縮器の管長手方向に延びかつ少
なくともほぼシリンダ状であり、その際凝縮器頸部から
供給されるその蒸気流入口ならびにその蒸気流出口が接
線的に構成されているのがとくに有利である。混合室の
入口および出口の形状大きさを流体力学的に構成するこ
とによって、不活性ガスの濃厚になった混合室からの蒸
気の凝縮器中への返送は絶え間なくかつ外部からの操作
なしに行なわれる。
なくともほぼシリンダ状であり、その際凝縮器頸部から
供給されるその蒸気流入口ならびにその蒸気流出口が接
線的に構成されているのがとくに有利である。混合室の
入口および出口の形状大きさを流体力学的に構成するこ
とによって、不活性ガスの濃厚になった混合室からの蒸
気の凝縮器中への返送は絶え間なくかつ外部からの操作
なしに行なわれる。
【００１０】蒸気細分手段（微細な蒸気気泡を形成及び
分散させる手段）が、とくに酸素の少ない蒸気ならびに
循環凝縮液が供給される二相ノズルであるのが有利であ
る。それと共に、この新規装置は、簡単に二相ノズルの
機能のためにいずれにせよ必要な凝縮液質量流量を増加
することにより、発電所の始動の際または運転の間凝縮
液の浄化のために利用することもできる。
分散させる手段）が、とくに酸素の少ない蒸気ならびに
循環凝縮液が供給される二相ノズルであるのが有利であ
る。それと共に、この新規装置は、簡単に二相ノズルの
機能のためにいずれにせよ必要な凝縮液質量流量を増加
することにより、発電所の始動の際または運転の間凝縮
液の浄化のために利用することもできる。
【００１１】
【実施例】図面には、本発明の１実施例が蒸気タービン
装置の冷却端部が概略図示されている。
装置の冷却端部が概略図示されている。
【００１２】本発明の理解に重要でない装置部分、たと
えば発電所の本来の蒸気循環路および水循環路は図示さ
れていない。関与せる媒体の流れ方向は矢印で示されて
いる。
えば発電所の本来の蒸気循環路および水循環路は図示さ
れていない。関与せる媒体の流れ方向は矢印で示されて
いる。
【００１３】混合予熱器／脱ガス器は構造および機能が
十分に公知であるが、その問題および本発明で見出され
た多工程の解決策を、数値例（但し、該数値は限定的な
ものではない）を挙げて説明する：−発電所において典
型的に現われるような、加熱の際同時に脱ガスするのは
若干の特殊性を有する。差当り、補給水の加熱のため
に、飽和低圧蒸気、通例タービンの廃蒸気が利用され
る。この廃蒸気は１０％より多い湿分を有し、その温度
は通常２０℃〜５０℃の間である。従って、過冷却され
た補給水により吸引される、一般に表面凝縮器（ｓｕｒ
ｆａｃｅ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）中へ流入する蒸気質量
流は、主としてタービン廃蒸気の飽和温度に対する、補
給水の過冷却によって決まる。換言すれば、脱ガス器内
では、収容された流れの状態及び強度のみに左右され、
しかも前記の作用パラメータを制御するための制御ルー
プの影響を受けない自然の定常状態が確立される。
十分に公知であるが、その問題および本発明で見出され
た多工程の解決策を、数値例（但し、該数値は限定的な
ものではない）を挙げて説明する：−発電所において典
型的に現われるような、加熱の際同時に脱ガスするのは
若干の特殊性を有する。差当り、補給水の加熱のため
に、飽和低圧蒸気、通例タービンの廃蒸気が利用され
る。この廃蒸気は１０％より多い湿分を有し、その温度
は通常２０℃〜５０℃の間である。従って、過冷却され
た補給水により吸引される、一般に表面凝縮器（ｓｕｒ
ｆａｃｅ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）中へ流入する蒸気質量
流は、主としてタービン廃蒸気の飽和温度に対する、補
給水の過冷却によって決まる。換言すれば、脱ガス器内
では、収容された流れの状態及び強度のみに左右され、
しかも前記の作用パラメータを制御するための制御ルー
プの影響を受けない自然の定常状態が確立される。
【００１４】液体に溶解しているガスの追出しは、第１
工程で差当り純熱力学的に行なわれる。それというの
も、補給水の噴霧による圧力低下および蒸気での加熱に
よる補給水の温度上昇が溶解しているガスの飽和値の減
少を惹起するからである［バブル効果（ｂｕｂｂｌｅ
ｅｆｆｅｃｔ）］。これにより、溶解しているガスの分
圧は支配する全圧を上廻る。ここで目指す脱ガス期間中
に、方法のこの工程で加熱および脱ガスのために総括的
に、必要な蒸気の大部分が必要とされる。２０℃で１０
０００ｐｐｂのＯ2 の初期濃度に基づき１００ｍｂａｒ
および飽和温度４６℃では、濃度が約１８００ｐｐｂに
減少し、その際補給水１ｋｇにつき飽和温度にまで加熱
するのに既に約０．０５０ｋｇの乾燥飽和蒸気が必要と
される。この第１工程後にガス相中に存在する酸素の除
去は、不活性ガス濃度の増加した残蒸気流を放出するこ
とによって達成される。このために、脱ガス室中へ導入
され、追出されたガス濃度の増加した蒸気の一部が再び
凝縮器空間に返送される。ここから、該蒸気部分は凝縮
器の図示されていない吸込系統により装置から送出され
る。従って大体において、この第１工程において補給水
からガス、つまり酸素、しかしまた窒素および二酸化炭
素の大部分が、補給水を低圧にさらし、相応する飽和条
件にすることによって除去される。
工程で差当り純熱力学的に行なわれる。それというの
も、補給水の噴霧による圧力低下および蒸気での加熱に
よる補給水の温度上昇が溶解しているガスの飽和値の減
少を惹起するからである［バブル効果（ｂｕｂｂｌｅ
ｅｆｆｅｃｔ）］。これにより、溶解しているガスの分
圧は支配する全圧を上廻る。ここで目指す脱ガス期間中
に、方法のこの工程で加熱および脱ガスのために総括的
に、必要な蒸気の大部分が必要とされる。２０℃で１０
０００ｐｐｂのＯ2 の初期濃度に基づき１００ｍｂａｒ
および飽和温度４６℃では、濃度が約１８００ｐｐｂに
減少し、その際補給水１ｋｇにつき飽和温度にまで加熱
するのに既に約０．０５０ｋｇの乾燥飽和蒸気が必要と
される。この第１工程後にガス相中に存在する酸素の除
去は、不活性ガス濃度の増加した残蒸気流を放出するこ
とによって達成される。このために、脱ガス室中へ導入
され、追出されたガス濃度の増加した蒸気の一部が再び
凝縮器空間に返送される。ここから、該蒸気部分は凝縮
器の図示されていない吸込系統により装置から送出され
る。従って大体において、この第１工程において補給水
からガス、つまり酸素、しかしまた窒素および二酸化炭
素の大部分が、補給水を低圧にさらし、相応する飽和条
件にすることによって除去される。
【００１５】この最初の脱ガス工程および加熱工程に必
要な部分装置は、大体において次のようである：水平配
置で凝縮器壁２に沿って延びかつその両端が端板で閉じ
られいるシリンダ１が重要である。シリンダ内部が本来
の混合室３を形成する。この混合室３内に、ノズル４の
多数の噴射手段が並べられている。これらのノズルは、
共通の水道管５によって供給される。ノズルにより、高
いＯ2濃度を有する過冷却された補給水が混合室中へ噴
射される。シリンダは、混合室の長手方向の全長にわた
って延びる２つの開口によって凝縮器内部と連通してい
る。上方の開口は、蒸気入口６を形成し、部分的にしか
図示されていない凝縮器頸部７に向けられている。この
開口の直ぐ上の凝縮器内壁には、トラフ１０の形の壁水
分離器が存在している。このトラフは混合室とほぼ同じ
長さにわたって延びており、両端が開いているので、集
った水はここからトラフの長さ次第で、混合室中へ流出
するかまたは凝縮器内部に残留する。いずれの場合で
も、壁面水は混合室の機能を損なうことはできない。流
れに適合して形成された入口６は、混合室の側面をほぼ
シリンダに対して接線方向に延びている。
要な部分装置は、大体において次のようである：水平配
置で凝縮器壁２に沿って延びかつその両端が端板で閉じ
られいるシリンダ１が重要である。シリンダ内部が本来
の混合室３を形成する。この混合室３内に、ノズル４の
多数の噴射手段が並べられている。これらのノズルは、
共通の水道管５によって供給される。ノズルにより、高
いＯ2濃度を有する過冷却された補給水が混合室中へ噴
射される。シリンダは、混合室の長手方向の全長にわた
って延びる２つの開口によって凝縮器内部と連通してい
る。上方の開口は、蒸気入口６を形成し、部分的にしか
図示されていない凝縮器頸部７に向けられている。この
開口の直ぐ上の凝縮器内壁には、トラフ１０の形の壁水
分離器が存在している。このトラフは混合室とほぼ同じ
長さにわたって延びており、両端が開いているので、集
った水はここからトラフの長さ次第で、混合室中へ流出
するかまたは凝縮器内部に残留する。いずれの場合で
も、壁面水は混合室の機能を損なうことはできない。流
れに適合して形成された入口６は、混合室の側面をほぼ
シリンダに対して接線方向に延びている。
【００１６】補給水を噴射する場合、この補給水は差当
り混合室内を支配する凝縮器圧に放圧される。その際、
上記した約１８００ｐｐｂ（１００ｍｂにおいて）のＯ
2濃度へのこの補給水の衝撃的脱ガスが行なわれる。
り混合室内を支配する凝縮器圧に放圧される。その際、
上記した約１８００ｐｐｂ（１００ｍｂにおいて）のＯ
2濃度へのこの補給水の衝撃的脱ガスが行なわれる。
【００１７】補給水は凝縮器内の飽和温度よりもかなり
冷たいので、補給水は吸引作用する。従って、混合凝縮
器におけるように、タービン廃蒸気は蒸気入口６によっ
て混合室３中へ吸込まれる。この効果は、随伴する２つ
のファクタによってなお増強される： ・第１に、相応に構成された蒸気入口は流入する蒸気を
転向し、引き続きよどませる作用をし、よどみ蒸気が混
合室圧を約１〜１．５ｍｂａｒだけ軽度に高める。
冷たいので、補給水は吸引作用する。従って、混合凝縮
器におけるように、タービン廃蒸気は蒸気入口６によっ
て混合室３中へ吸込まれる。この効果は、随伴する２つ
のファクタによってなお増強される： ・第１に、相応に構成された蒸気入口は流入する蒸気を
転向し、引き続きよどませる作用をし、よどみ蒸気が混
合室圧を約１〜１．５ｍｂａｒだけ軽度に高める。
【００１８】・第２に、補給水噴射の特別な形も、水流
ポンプの形式による蒸気に関し“連行効果（ｅｎｔｒａ
ｉｎｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）”を惹起する。
ポンプの形式による蒸気に関し“連行効果（ｅｎｔｒａ
ｉｎｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）”を惹起する。
【００１９】混合室内に流入する蒸気の大部分は、補給
水との直接接触で凝縮する。過剰の蒸気量は、熱補償過
程の間不活性ガスの割合ないしは濃度が増加する。該蒸
気量は混合室内で転向されて、蒸気出口８を形成する第
２の開口により流出する。この第２の開口８は、凝縮器
壁中で第１の開口６の下方に配置されている。この開口
も、少なくとも凝縮器内部に向けられたその端部が接線
方向に延びている。これによってこの個所でも、この時
点で管巣９の直ぐ上に存在する主流により、混合室から
流出する混合物に対して吸込み作用が及ぼされる。
水との直接接触で凝縮する。過剰の蒸気量は、熱補償過
程の間不活性ガスの割合ないしは濃度が増加する。該蒸
気量は混合室内で転向されて、蒸気出口８を形成する第
２の開口により流出する。この第２の開口８は、凝縮器
壁中で第１の開口６の下方に配置されている。この開口
も、少なくとも凝縮器内部に向けられたその端部が接線
方向に延びている。これによってこの個所でも、この時
点で管巣９の直ぐ上に存在する主流により、混合室から
流出する混合物に対して吸込み作用が及ぼされる。
【００２０】混合室内に残留する、噴射され混合された
補給水は今や、凝縮器圧および凝縮器温度で、飽和さ
れ、部分的に脱ガスされる。
補給水は今や、凝縮器圧および凝縮器温度で、飽和さ
れ、部分的に脱ガスされる。
【００２１】−残脱ガスの困難なかなりの部分は、第２
工程で、純物質動力学的に、溶解しているガスをガス／
液体境界層を介して細分運搬することによって行なわれ
る。この運搬過程は、熱平衡が達成された後にはじめて
行なうことができる。この第２工程の作業方法は、第１
工程の作業方法よりも著しく費用がかかる。
工程で、純物質動力学的に、溶解しているガスをガス／
液体境界層を介して細分運搬することによって行なわれ
る。この運搬過程は、熱平衡が達成された後にはじめて
行なうことができる。この第２工程の作業方法は、第１
工程の作業方法よりも著しく費用がかかる。
【００２２】飽和された補給水から出発して、最大の分
離効果を得るためには、向流配置のガス・液体接触装置
の作用が有意である。とくに、分離塔が利用され、その
運転には少量の高価な蒸気が必要である。このいわゆる
洗浄蒸気量は、加熱に必要な全蒸気量の≦５％に達す
る。
離効果を得るためには、向流配置のガス・液体接触装置
の作用が有意である。とくに、分離塔が利用され、その
運転には少量の高価な蒸気が必要である。このいわゆる
洗浄蒸気量は、加熱に必要な全蒸気量の≦５％に達す
る。
【００２３】泡鐘、ジェットプレートまたは目皿板のよ
うな、それ自体公知の慣例の分離段の使用は、各分離段
あたり約１．５ｍｂａｒの圧損失と結合していることが
指摘される。これは、飽和温度の上昇、その結果高価値
の蒸気の多量消費を生じる。殊に低真空度では、パッキ
ングの高さ１ｍあたりほぼ１〜１．５ｍｂａｒの圧損失
だけを有する、圧損失の少ないパッキングが望まれる。
うな、それ自体公知の慣例の分離段の使用は、各分離段
あたり約１．５ｍｂａｒの圧損失と結合していることが
指摘される。これは、飽和温度の上昇、その結果高価値
の蒸気の多量消費を生じる。殊に低真空度では、パッキ
ングの高さ１ｍあたりほぼ１〜１．５ｍｂａｒの圧損失
だけを有する、圧損失の少ないパッキングが望まれる。
【００２４】本例では、直立配列された分離塔１１は、
図示の場合積層された充填体（下記にパッキング１２と
呼称）を含有するいわゆる円筒形塔である。これは、堆
積、つまりいわゆる無秩序な充填（ｒａｎｄｏｍ ｐａ
ｃｋｉｎｇ）であってもよい。秩序ある、規則的な充填
（ｒｅｇｕｌａｒ ｐａｃｋｉｎｇ）が好適であり、こ
のものは均一に得られる分配により僅かな圧損失で分離
効率が高い利点を与える。かかる自体公知のパッキング
の材料としては、特殊鋼、セラミックまたはプラスチッ
ク織物を使用することができ、これらはいずれも水性系
における良好な濡れ性によってすぐれている。このパッ
キングはその最下端がパッキング支持格子１３によって
塔内に保持されている。
図示の場合積層された充填体（下記にパッキング１２と
呼称）を含有するいわゆる円筒形塔である。これは、堆
積、つまりいわゆる無秩序な充填（ｒａｎｄｏｍ ｐａ
ｃｋｉｎｇ）であってもよい。秩序ある、規則的な充填
（ｒｅｇｕｌａｒ ｐａｃｋｉｎｇ）が好適であり、こ
のものは均一に得られる分配により僅かな圧損失で分離
効率が高い利点を与える。かかる自体公知のパッキング
の材料としては、特殊鋼、セラミックまたはプラスチッ
ク織物を使用することができ、これらはいずれも水性系
における良好な濡れ性によってすぐれている。このパッ
キングはその最下端がパッキング支持格子１３によって
塔内に保持されている。
【００２５】混合室３の先細の出口１４から下方へ分離
塔中へ流入する部分的に脱ガスされた補給水は、差当り
図示されていない全周にわたるカラー部に集められ、次
いで分配器１５に導かれる。この分配器１５はパッキン
グ１２の上方に設けられている。これは通常、流下する
加熱された水が集められ、塔の円筒形全横断面に分配さ
れる水路網であるか、または最も簡単な場合には目皿板
である。最後の場合には、分配器上方にある、水準三角
形１６と呼称されている水位計が、同時にパッキング１
２から上方へ流出する洗浄蒸気用の水力ロックとして使
用される。
塔中へ流入する部分的に脱ガスされた補給水は、差当り
図示されていない全周にわたるカラー部に集められ、次
いで分配器１５に導かれる。この分配器１５はパッキン
グ１２の上方に設けられている。これは通常、流下する
加熱された水が集められ、塔の円筒形全横断面に分配さ
れる水路網であるか、または最も簡単な場合には目皿板
である。最後の場合には、分配器上方にある、水準三角
形１６と呼称されている水位計が、同時にパッキング１
２から上方へ流出する洗浄蒸気用の水力ロックとして使
用される。
【００２６】塔は向流装置として構成されている、つま
り予備加熱され、既に部分的に脱ガスされた水は塔内を
下方へ流れ、洗浄蒸気は向流で上方へ流れる。この塔内
で、残存ガス量が水から大部分除去される。水は、塔の
幾つかの層を通って下方へ流れる。パッキング内で、同
様に水の残余の過冷却が排除される。この目的のために
は、パッキングの高さの小部分だけが必要とされる。熱
平衡、つまり飽和温度が達成された後、塔内での脱ガス
工程は、既に上述したように純物質動力学的に行なわれ
る。
り予備加熱され、既に部分的に脱ガスされた水は塔内を
下方へ流れ、洗浄蒸気は向流で上方へ流れる。この塔内
で、残存ガス量が水から大部分除去される。水は、塔の
幾つかの層を通って下方へ流れる。パッキング内で、同
様に水の残余の過冷却が排除される。この目的のために
は、パッキングの高さの小部分だけが必要とされる。熱
平衡、つまり飽和温度が達成された後、塔内での脱ガス
工程は、既に上述したように純物質動力学的に行なわれ
る。
【００２７】向流塔の必要な高さは、水の入口濃度なら
びに所望の出口濃度に依存する。流下する水に対して少
量の洗浄蒸気質量流が向流塔を上方へ向かって流れるの
で、分離塔内であふれの危険は存在しない。
びに所望の出口濃度に依存する。流下する水に対して少
量の洗浄蒸気質量流が向流塔を上方へ向かって流れるの
で、分離塔内であふれの危険は存在しない。
【００２８】この洗浄蒸気を除去するのは、パッキング
１２の直ぐ上で行なわれる。このためには、分離塔の壁
１７中に、直立する水柱で充填された分配器１５とパッ
キング１２との間に開口１８が設けられていて、この開
口から凝縮器内部への排気管１９が分岐する。
１２の直ぐ上で行なわれる。このためには、分離塔の壁
１７中に、直立する水柱で充填された分配器１５とパッ
キング１２との間に開口１８が設けられていて、この開
口から凝縮器内部への排気管１９が分岐する。
【００２９】従って、この第２工程における脱ガスは、
１８００ｐｐｂとたとえば８０ｐｐｂの間の平均濃度範
囲内で実施され、このためには必要な全蒸気の数分の１
が利用されるに過ぎない。それにも拘らず、この蒸気
は、所属する凝縮器内を支配する圧力レベルより高い循
環路の圧力レベルから取り出さなければならない。
１８００ｐｐｂとたとえば８０ｐｐｂの間の平均濃度範
囲内で実施され、このためには必要な全蒸気の数分の１
が利用されるに過ぎない。それにも拘らず、この蒸気
は、所属する凝縮器内を支配する圧力レベルより高い循
環路の圧力レベルから取り出さなければならない。
【００３０】この洗浄蒸気がどのようにして準備される
かは、第３の脱ガス工程の説明により記載する。通常の
向流脱ガス装置とは異なり、即ちこの洗浄蒸気はパッキ
ング１２の直接下方に供給されるのではない。
かは、第３の脱ガス工程の説明により記載する。通常の
向流脱ガス装置とは異なり、即ちこの洗浄蒸気はパッキ
ング１２の直接下方に供給されるのではない。
【００３１】−分離塔１１から流下する補給水は、円筒
形のケーシング２０を経て、分離塔の下方に配置されて
これと結合している受水容器２１に流入し、該容器はそ
の中に蒸気細分手段２２を備えており、かつ堰２３を介
して凝縮器内部と連通している。
形のケーシング２０を経て、分離塔の下方に配置されて
これと結合している受水容器２１に流入し、該容器はそ
の中に蒸気細分手段２２を備えており、かつ堰２３を介
して凝縮器内部と連通している。
【００３２】図３によれば、補給水はこの受水容器中の
強制通路を流動する。このために、そらせ板２７，２８
および２９で一種のメアンダー状流路が形成されてい
て、該流路は堰２３に終る。この堰は、系内での十分に
規定された流動状態を保証する。この流路中で、補給水
の残脱ガスが行なわれる。これは、蒸気細分手段２２で
発生した蒸気気泡により行なわれる。この手段はとく
に、液体ならびに蒸気が供給される市販の二相ノズルで
ある。該ノズルは、出口孔で約１ｍｍの直径を有する蒸
気気泡が形成されるにように設計されている。原則とし
て、０．５〜２ｍｍの直径を有する蒸気気泡が適当であ
る。流路中で中央の２つのメアンダー状通路内には、こ
のような蒸気細分手段２２が設けられている。ノズル自
体は特定の深さ、たとえば水面下０．５ｍに配置されて
いる。その出口孔はなかんずく液体を通って上昇する場
合の滞留時間を延長するために、それぞれ水平に向けら
れている。
強制通路を流動する。このために、そらせ板２７，２８
および２９で一種のメアンダー状流路が形成されてい
て、該流路は堰２３に終る。この堰は、系内での十分に
規定された流動状態を保証する。この流路中で、補給水
の残脱ガスが行なわれる。これは、蒸気細分手段２２で
発生した蒸気気泡により行なわれる。この手段はとく
に、液体ならびに蒸気が供給される市販の二相ノズルで
ある。該ノズルは、出口孔で約１ｍｍの直径を有する蒸
気気泡が形成されるにように設計されている。原則とし
て、０．５〜２ｍｍの直径を有する蒸気気泡が適当であ
る。流路中で中央の２つのメアンダー状通路内には、こ
のような蒸気細分手段２２が設けられている。ノズル自
体は特定の深さ、たとえば水面下０．５ｍに配置されて
いる。その出口孔はなかんずく液体を通って上昇する場
合の滞留時間を延長するために、それぞれ水平に向けら
れている。
【００３３】双方のノズルの供給は、一方では、凝縮器
の底部から分岐しかつポンプ２５が配置されている水道
管２４により行なわれる。しかし、これとは異なり、該
水管は全く同様に、図示されてない給水路から、しかも
有利には通常の凝縮液ポンプの後方で分岐することもで
きる。さらに、この水管内に、支配する水圧をノズル前
方で気泡形成に必要な圧力に低下させる絞り機構が設け
られていてもよい。他方では、双方のノズルの供給は、
同様にたいてい適正圧力を準備するための圧力低下装置
を有する蒸気導管２６によって行なわれる。蒸気源自体
は種々のものであってよい。たとえば本来の蒸気発生装
置の前で既に、貯蔵蒸気および／またはパッキン箱蒸気
を準備するのに必要な活性の補助蒸気系をバイパスする
こともできる。他の可能な蒸気源は、フレッシュ蒸気ま
たはタービン装置からの抽気蒸気であり、その際たん
に、そのつど酸素濃度の小さい蒸気が噴射されることに
注意すればよい。
の底部から分岐しかつポンプ２５が配置されている水道
管２４により行なわれる。しかし、これとは異なり、該
水管は全く同様に、図示されてない給水路から、しかも
有利には通常の凝縮液ポンプの後方で分岐することもで
きる。さらに、この水管内に、支配する水圧をノズル前
方で気泡形成に必要な圧力に低下させる絞り機構が設け
られていてもよい。他方では、双方のノズルの供給は、
同様にたいてい適正圧力を準備するための圧力低下装置
を有する蒸気導管２６によって行なわれる。蒸気源自体
は種々のものであってよい。たとえば本来の蒸気発生装
置の前で既に、貯蔵蒸気および／またはパッキン箱蒸気
を準備するのに必要な活性の補助蒸気系をバイパスする
こともできる。他の可能な蒸気源は、フレッシュ蒸気ま
たはタービン装置からの抽気蒸気であり、その際たん
に、そのつど酸素濃度の小さい蒸気が噴射されることに
注意すればよい。
【００３４】受水容器内を徐々に堰の方へ流れる補給水
へのエネルギー供給によって惹起される本来の熱による
脱ガスは、双方のノズルに凝縮液および蒸気を同時に供
給することによってっ行なわれる。噴霧ノズル内で行な
われる圧力減少によって、導入された凝縮液の一部が蒸
発し、導入される蒸気と一緒に所望の直径の蒸気気泡を
形成し、該気泡は均一に補給水を通って上昇する。水の
深さおよび気泡の直径は、気泡の滞留時間に関して、一
方では気泡が補給水と共に堰を越えて凝縮器内部へ入ら
ず、他方では必要な酸素放散を実施することができるよ
うに互いに同調させねばならない。この放散の動力学は
十分に公知であり、ここでこれにつき詳述する必要はな
い。
へのエネルギー供給によって惹起される本来の熱による
脱ガスは、双方のノズルに凝縮液および蒸気を同時に供
給することによってっ行なわれる。噴霧ノズル内で行な
われる圧力減少によって、導入された凝縮液の一部が蒸
発し、導入される蒸気と一緒に所望の直径の蒸気気泡を
形成し、該気泡は均一に補給水を通って上昇する。水の
深さおよび気泡の直径は、気泡の滞留時間に関して、一
方では気泡が補給水と共に堰を越えて凝縮器内部へ入ら
ず、他方では必要な酸素放散を実施することができるよ
うに互いに同調させねばならない。この放散の動力学は
十分に公知であり、ここでこれにつき詳述する必要はな
い。
【００３５】気泡形成のための蒸気消費は比較的僅かで
あり、脱ガスすべき補給水の約１‰である。二相ノズル
の機能発揮のために必要な液体の質量流量は、噴射され
る蒸気質量流の約１００倍である。気泡が５〜１０秒の
滞留時間後に水面に達すると、この水面の上方で、他は
全面が閉じている受水容器２内に蒸気クッションがつく
られ、これが水の流動方向と逆にケーシング部分２０の
方へ動き、次いで下方から洗浄蒸気として第２の脱ガス
工程のパッキング１２に流入する。
あり、脱ガスすべき補給水の約１‰である。二相ノズル
の機能発揮のために必要な液体の質量流量は、噴射され
る蒸気質量流の約１００倍である。気泡が５〜１０秒の
滞留時間後に水面に達すると、この水面の上方で、他は
全面が閉じている受水容器２内に蒸気クッションがつく
られ、これが水の流動方向と逆にケーシング部分２０の
方へ動き、次いで下方から洗浄蒸気として第２の脱ガス
工程のパッキング１２に流入する。
【００３６】蒸気気泡は、補給水との直交流で、たとえ
ば８０ｐｐｂの溶解している不活性ガス含有量をたとえ
ば７ｐｐｂの所望の値に低下することにより最終的脱ガ
スを惹起する。最終工程における気泡脱ガスは、たんに
蒸気細分手段の数および噴射される蒸気流だけに依存す
る。こうして濃縮された洗浄蒸気は、パッキング１２の
分離効果に対して不利な作用を有しない。
ば８０ｐｐｂの溶解している不活性ガス含有量をたとえ
ば７ｐｐｂの所望の値に低下することにより最終的脱ガ
スを惹起する。最終工程における気泡脱ガスは、たんに
蒸気細分手段の数および噴射される蒸気流だけに依存す
る。こうして濃縮された洗浄蒸気は、パッキング１２の
分離効果に対して不利な作用を有しない。
【図１】凝縮器管の長手方向の延長に対して横方向に一
体化された脱ガス装置を有する凝縮器の部分断面図。
体化された脱ガス装置を有する凝縮器の部分断面図。
【図２】凝縮器管の長手方向における脱ガス装置の部分
断面図。
断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による部分断面図。
１ シリンダ、 ２ 凝縮器壁、 ３ 混合室、 ４
ノズル、 ５ 水道管、 ６ 蒸気入口、 ７ 凝縮器
頸部、 ８ 蒸気出口、 ９ 管群、 １０トラフ、
１１ 分離塔、 １２ パッキング、 １３ パッキン
グ支持格子、１４ 混合室の出口、 １５ 分配器、
１６ 水準三角形、 １７ 分離塔の壁、 １８ 分離
塔壁の開口、 １９ 排気管、 ２０ ケーシング部
分、２１ 受水容器、 ２２ 蒸気細分手段、 ２３
堰、 ２４ 水道管、 ２５ポンプ、 ２６ 蒸気導
管、 ２７，２８，２９ そらせ板
ノズル、 ５ 水道管、 ６ 蒸気入口、 ７ 凝縮器
頸部、 ８ 蒸気出口、 ９ 管群、 １０トラフ、
１１ 分離塔、 １２ パッキング、 １３ パッキン
グ支持格子、１４ 混合室の出口、 １５ 分配器、
１６ 水準三角形、 １７ 分離塔の壁、 １８ 分離
塔壁の開口、 １９ 排気管、 ２０ ケーシング部
分、２１ 受水容器、 ２２ 蒸気細分手段、 ２３
堰、 ２４ 水道管、 ２５ポンプ、 ２６ 蒸気導
管、 ２７，２８，２９ そらせ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ムスタファ ヨウセフ スイス国 チューリヒ エルヒェンビュ ールシュトラーセ 34 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 9/00 F22D 1/28 F22D 1/50
Claims (6)
- 【請求項１】 発電所における蒸気を用いて補給水を加
熱および多工程脱ガスする方法において、 第１工程で補給水の加熱およびそれに溶解しているガス
の追出しを純熱力学的に、過冷却された補給水を少なく
ともほぼ凝縮器圧が支配している混合室中へ噴射し、該
混合室中へは同様に低圧廃蒸気を導入することによって
行ない、 第２工程で加熱された補給水をさらに脱ガスするのを純
物質動力学的に、補給水を直立する分離塔を上方から貫
流させ、該塔内で向流で分離塔を通って導かれる洗浄蒸
気と密に接触させることによって行ない、 第３工程で分離塔から流出する補給水を受水容器内で、
受水容器の水面下で蒸気細分手段によってつくられる蒸
気気泡で処理し、 その際受水容器から出る蒸気が分離塔用の洗浄蒸気を形
成することを特徴とする、発電所における蒸気を用いて
補給水を加熱および多工程脱ガスする方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法を実施するための、
発電所における蒸気を用いて補給水を加熱しかつ多工程
脱ガスする装置において、 発電所の凝縮器の外壁（２）に配置され、凝縮器内部と
蒸気入口（６）および蒸気出口（８）を介して連通する
混合室（３）を有し、該室の内部に多数の水噴射手段
（４）が配置されており、その際混合室の蒸気入口は凝
縮器頸部（７）に向って開いており、 さらに混合室（３）の下方でこれと結合している直立配
置の分離塔（１１）を有し、該分離塔は上端部に水分配
器（１５）を備えており、その際分離塔（１１）の壁
（１７）中の、水分配器（１５）と分離塔（１１）のエ
レメント（１２）との間で、凝縮器内部への結合部（１
８，１９）が分岐しており、かつ分離塔（１１）の下方
に配置されてこれと連通している受水容器（２１）を有
し、該容器の内部に蒸気細分手段が設けられかつ堰（２
３）を介して凝縮器内部と連通していることを特徴とす
る、発電所における蒸気を用いて補給水を加熱および多
工程脱ガスする装置。 - 【請求項３】 混合室（３）が凝縮器の管長手方向に延
びていることを特徴とする、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 混合室（３）がとくにシリンダ状であ
り、その際その蒸気流入口（６）ならびに流出口（８）
が接線的に構成されていることを特徴とする、請求項２
記載の装置。 - 【請求項５】 受水容器（２１）がメアンダー状流路と
して構成され、その中に蒸気細分手段（２２）が互いに
距離を置いて配置されていることを特徴とする、請求項
２記載の装置。 - 【請求項６】 蒸気細分手段が、とくに酸素の少ない蒸
気ならびに再循環される凝縮液が送入されかつ水平方向
の出口孔が整列されている二相ノズルであることを特徴
とする、請求項２記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH216290 | 1990-06-28 | ||
| CH2162/90-0 | 1990-06-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232310A JPH04232310A (ja) | 1992-08-20 |
| JP3068244B2 true JP3068244B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=4227324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156378A Expired - Lifetime JP3068244B2 (ja) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | 発電所における蒸気を用いて補給水を加熱および多工程脱ガスする方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5201366A (ja) |
| EP (1) | EP0463448B1 (ja) |
| JP (1) | JP3068244B2 (ja) |
| AU (1) | AU640014B2 (ja) |
| DE (1) | DE59101263D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19712993A1 (de) * | 1997-03-27 | 1998-10-01 | Asea Brown Boveri | Apparat zum Aufwärmen und Entgasen von Wasser |
| FI106296B (fi) | 1998-11-09 | 2001-01-15 | Amsco Europ Inc Suomen Sivulii | Menetelmä ja laite haihdutettavan veden käsittelemiseksi |
| WO2003024559A1 (de) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | Alstom Technology Ltd | Verfahren und vorrichtung zur thermischen entgasung |
| WO2006063026A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-15 | Westlake Petrochemicals L.P. | Boiler feed water deaerator method and apparatus |
| DE102005023549A1 (de) * | 2005-05-21 | 2006-11-23 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Verfahren zur Oligomerisierung von Butenen |
| CN115518406B (zh) * | 2022-08-11 | 2024-05-03 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 烟气提水系统调试方法和装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663547A (en) * | 1949-05-25 | 1953-12-22 | Lummus Co | Condenser deaerator |
| FR1040311A (fr) * | 1950-11-15 | 1953-10-14 | Procédé et installation, particulièrement applicables au dégazage de l'eau d'alimentation des chaudières | |
| GB802149A (en) * | 1954-12-03 | 1958-10-01 | Hick Hargreaves & Company Ltd | Improvements in and relating to deaerators and deaerating plant |
| DE1097449B (de) * | 1956-03-03 | 1961-01-19 | C Aug Schmidt Soehne | Thermischer Entgaser mit Wrasenkondensator fuer Fluessigkeiten, insbesondere fuer Kesselspeisewasser |
| DE1151518B (de) * | 1960-12-09 | 1963-07-18 | Forschungsgesellschaft Der Iaw | Einrichtung zur Entgasung von Kesselspeisewasser |
| FR2229031B1 (ja) * | 1973-05-07 | 1975-12-26 | Cem Comp Electro Mec | |
| JPS5852982A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 復水装置 |
| JPS59145484A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-20 | Hitachi Ltd | 復水器 |
-
1991
- 1991-06-10 DE DE91109461T patent/DE59101263D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-10 EP EP91109461A patent/EP0463448B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-18 AU AU78495/91A patent/AU640014B2/en not_active Ceased
- 1991-06-26 US US07/721,305 patent/US5201366A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-27 JP JP3156378A patent/JP3068244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5201366A (en) | 1993-04-13 |
| JPH04232310A (ja) | 1992-08-20 |
| EP0463448A1 (de) | 1992-01-02 |
| AU640014B2 (en) | 1993-08-12 |
| AU7849591A (en) | 1992-01-02 |
| EP0463448B1 (de) | 1994-03-30 |
| DE59101263D1 (de) | 1994-05-05 |
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