JP3095734B2 - ボイラ蒸気管のスケール捕集装置 - Google Patents
ボイラ蒸気管のスケール捕集装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/06—Treating live steam, other than thermodynamically, e.g. for fighting deposits in engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラからの蒸気
をタービンへ導く蒸気配管内で、蒸気主流に彎曲経路又
は分岐・転向経路を与えて混入スケールを分離するスケ
ール捕集装置に関する。
をタービンへ導く蒸気配管内で、蒸気主流に彎曲経路又
は分岐・転向経路を与えて混入スケールを分離するスケ
ール捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸気タービンに導入される蒸気にはボイ
ラの管壁等から剥離した酸化鉄等のスケールが混入して
おり、このスケールがノズル翼や動翼等の壁面に衝突す
ることによって侵食を生じ、タービン性能が低下するば
かりではなく、機器のトラブルの原因となる。
ラの管壁等から剥離した酸化鉄等のスケールが混入して
おり、このスケールがノズル翼や動翼等の壁面に衝突す
ることによって侵食を生じ、タービン性能が低下するば
かりではなく、機器のトラブルの原因となる。
【０００３】したがって、蒸気中に混在するスケールの
除去は、蒸気タービンプラントの重要課題である。稼働
中の蒸気タービンプラントにおけるスケール除去装置の
一つとして、蒸気タービン入口側の蒸気管内にスケール
捕捉スクリーンを設けたものがある。
除去は、蒸気タービンプラントの重要課題である。稼働
中の蒸気タービンプラントにおけるスケール除去装置の
一つとして、蒸気タービン入口側の蒸気管内にスケール
捕捉スクリーンを設けたものがある。
【０００４】また、他の従来の装置として、図９に示す
ように、蒸気主流０４が垂直下降管０１から水平分岐管
０２に急転向するよう屈折部を形成して配置した管路に
おいて、垂直下降管下方にスケール溜まりの管状のポケ
ット０３を設け、蒸気中のスケール０５をその慣性力と
蒸気の主流０４が急転向時に生じる遠心力によって分離
するようにしたボイラの蒸気配管のスケール捕集装置が
用いられている。
ように、蒸気主流０４が垂直下降管０１から水平分岐管
０２に急転向するよう屈折部を形成して配置した管路に
おいて、垂直下降管下方にスケール溜まりの管状のポケ
ット０３を設け、蒸気中のスケール０５をその慣性力と
蒸気の主流０４が急転向時に生じる遠心力によって分離
するようにしたボイラの蒸気配管のスケール捕集装置が
用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記したようにスケー
ル捕捉スクリーンを用いた装置では、捕捉スクリーンの
表面積を大きく設定しても稼働中の目詰りが問題であ
り、稼働時間に比例する圧力損失の増加は避けられな
い。
ル捕捉スクリーンを用いた装置では、捕捉スクリーンの
表面積を大きく設定しても稼働中の目詰りが問題であ
り、稼働時間に比例する圧力損失の増加は避けられな
い。
【０００６】また図９に示した蒸気配管のスケール捕集
装置では、垂直下向管０１から水平分岐管０２へ向かう
蒸気主流０４の乱れによって、ポケット０３の内部の非
定常な流れ０４′はポケット０３の中心軸まわりに旋回
し、一旦分離されたスケール０５がポケット０３の内部
で激しく動き、再び主流に混入してしまい捕集効率が低
下するばかりではなく、ポケット０３の底部に断続的に
衝突するためポケット０３の底部でのエロージョンの原
因となっていた。
装置では、垂直下向管０１から水平分岐管０２へ向かう
蒸気主流０４の乱れによって、ポケット０３の内部の非
定常な流れ０４′はポケット０３の中心軸まわりに旋回
し、一旦分離されたスケール０５がポケット０３の内部
で激しく動き、再び主流に混入してしまい捕集効率が低
下するばかりではなく、ポケット０３の底部に断続的に
衝突するためポケット０３の底部でのエロージョンの原
因となっていた。
【０００７】本発明は、ボイラからの蒸気をタービンへ
導く蒸気配管内で、蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向
経路を与えて混入スケールを分離するスケール捕集装置
において、スケール捕集効率が高く、しかも圧力損失の
小さいスケール捕集装置を提供することを課題としてい
る。
導く蒸気配管内で、蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向
経路を与えて混入スケールを分離するスケール捕集装置
において、スケール捕集効率が高く、しかも圧力損失の
小さいスケール捕集装置を提供することを課題としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、蒸気主流が鉛直下降管から水平分岐管へ急
転向するよう配管され、その鉛直下降管の水平分岐点を
こえる延長上に設けた深さ２．５ｄを有する管状のポケ
ット内に、底部から管軸に平行な１．５ｄの高さをもつ
互いに直交する２枚の邪魔板を装着した構造のスケール
捕集装置を提供する（ｄは配管直径）。
決するため、蒸気主流が鉛直下降管から水平分岐管へ急
転向するよう配管され、その鉛直下降管の水平分岐点を
こえる延長上に設けた深さ２．５ｄを有する管状のポケ
ット内に、底部から管軸に平行な１．５ｄの高さをもつ
互いに直交する２枚の邪魔板を装着した構造のスケール
捕集装置を提供する（ｄは配管直径）。
【０００９】このように本発明によるスケール捕集装置
では、深さ２．５ｄをもつ管状のポケット内をポケット
底部から鉛直管軸方向に仕切る１．５ｄの高さをもつ互
いに直交する２枚の邪魔板を設置することにより、管状
のポケット内での中心軸まわりに旋回する流れが生じな
いため、分離したスケールの激しい動きがなくなり、再
び蒸気主流に混入することもなく、また、ポケット内で
の流速が遅くなり、ポケットの底部でのエロージョンを
防止することができる。
では、深さ２．５ｄをもつ管状のポケット内をポケット
底部から鉛直管軸方向に仕切る１．５ｄの高さをもつ互
いに直交する２枚の邪魔板を設置することにより、管状
のポケット内での中心軸まわりに旋回する流れが生じな
いため、分離したスケールの激しい動きがなくなり、再
び蒸気主流に混入することもなく、また、ポケット内で
の流速が遅くなり、ポケットの底部でのエロージョンを
防止することができる。
【００１０】また、本発明は、前記課題を解決するた
め、ボイラからの蒸気をタービンへ導く蒸気配管内で、
蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を与えて混入ス
ケールを分離するスケール捕集装置において、蒸気主流
が鉛直下降管から水平分岐管へ急転向するよう配管さ
れ、前記鉛直下降管の水平分岐点をこえる延長上に設け
た管状のポケットがスケール堆積部を構成しており、更
に、前記スケール堆積部はスケール回収器に接続されて
いるとともに、前記スケール堆積部の始端および終端に
それぞれ開閉弁が設けられているとともに、前記スケー
ル堆積部の上部に開閉弁を介して補助蒸気管が接続され
ている構成のボイラ蒸気管のスケール捕集装置を提供す
る。
め、ボイラからの蒸気をタービンへ導く蒸気配管内で、
蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を与えて混入ス
ケールを分離するスケール捕集装置において、蒸気主流
が鉛直下降管から水平分岐管へ急転向するよう配管さ
れ、前記鉛直下降管の水平分岐点をこえる延長上に設け
た管状のポケットがスケール堆積部を構成しており、更
に、前記スケール堆積部はスケール回収器に接続されて
いるとともに、前記スケール堆積部の始端および終端に
それぞれ開閉弁が設けられているとともに、前記スケー
ル堆積部の上部に開閉弁を介して補助蒸気管が接続され
ている構成のボイラ蒸気管のスケール捕集装置を提供す
る。
【００１１】このように、始端および終端に開閉弁を設
けたスケール堆積部を設けたものとすることによって、
捕集されたスケールをこのスケール堆積部に溜め、始端
および終端の開閉弁を操作することにより、機器の運転
を停止することなく、スケール堆積部に溜まったスケー
ルをスケール回収器に回収することができる。また、ス
ケール堆積部に集められたスケールをスケール回収器に
回収する際、補助蒸気管から補助蒸気をスケール堆積部
に導いてパージし、スケールの詰まりを防止することが
できる。
けたスケール堆積部を設けたものとすることによって、
捕集されたスケールをこのスケール堆積部に溜め、始端
および終端の開閉弁を操作することにより、機器の運転
を停止することなく、スケール堆積部に溜まったスケー
ルをスケール回収器に回収することができる。また、ス
ケール堆積部に集められたスケールをスケール回収器に
回収する際、補助蒸気管から補助蒸気をスケール堆積部
に導いてパージし、スケールの詰まりを防止することが
できる。
【００１２】また、本発明は、前記課題を解決するため
次の構成をもつボイラ蒸気管のスケール捕集装置を提供
する。すなわち、ほぼ水平な直線上に配管した蒸気管の
中間に、曲率半径Ｒ1 ，曲り角度θ1 の第１の曲管と、
これと連結する下向直管と、続いて連結する曲率半径Ｒ
2 ，曲り角度θ2 の第２の曲管によって、前記水平配管
の下方に設けた水平管路とを接続する。
次の構成をもつボイラ蒸気管のスケール捕集装置を提供
する。すなわち、ほぼ水平な直線上に配管した蒸気管の
中間に、曲率半径Ｒ1 ，曲り角度θ1 の第１の曲管と、
これと連結する下向直管と、続いて連結する曲率半径Ｒ
2 ，曲り角度θ2 の第２の曲管によって、前記水平配管
の下方に設けた水平管路とを接続する。
【００１３】この水平管路は直管部と上向角度γの上向
分岐管を有しており、その直管部は続いて曲率半径
Ｒ4 ，曲り角度９０°の第４の曲管から垂直に下降した
管状のポケットに連結し、他方、前記上向分岐管は曲率
半径Ｒ3 ，曲り角度θ3 の第３の曲管によって前記蒸気
管に接続する。
分岐管を有しており、その直管部は続いて曲率半径
Ｒ4 ，曲り角度９０°の第４の曲管から垂直に下降した
管状のポケットに連結し、他方、前記上向分岐管は曲率
半径Ｒ3 ，曲り角度θ3 の第３の曲管によって前記蒸気
管に接続する。
【００１４】なお、前記した曲率半径、曲り角度につい
ては、１．５ｄ＜Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3，Ｒ4 ＜２．５ｄで
あり、６０°＜θ1 ，θ2 ，θ3 ＜９０°とし、γ＝６
０°とする（但し、ｄは配管直径）とともに、前記上向
分岐管の分岐点後流側から前記第４の曲管の中間位置ま
での管路内に仕切板を装着する。
ては、１．５ｄ＜Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3，Ｒ4 ＜２．５ｄで
あり、６０°＜θ1 ，θ2 ，θ3 ＜９０°とし、γ＝６
０°とする（但し、ｄは配管直径）とともに、前記上向
分岐管の分岐点後流側から前記第４の曲管の中間位置ま
での管路内に仕切板を装着する。
【００１５】このスケール捕集装置においては、鉛直方
向に距離を置く２本の水平配管の間に、まず下向直管か
ら水平管路へ急転向する第２の曲管によって、蒸気主流
に混入したスケールは曲管の外周側へ寄せられ、そのま
ま水平管路へ入る。水平管路では直管部の先は、第４の
９０°曲管を経て末端を閉鎖したポケットへ入るため、
蒸気の流れはほとんど無く、蒸気の主流は、急転向して
上向分岐管へ向うが、ここでも蒸気中に残っていたスケ
ールは慣性力によってポケットの方向へ向う。
向に距離を置く２本の水平配管の間に、まず下向直管か
ら水平管路へ急転向する第２の曲管によって、蒸気主流
に混入したスケールは曲管の外周側へ寄せられ、そのま
ま水平管路へ入る。水平管路では直管部の先は、第４の
９０°曲管を経て末端を閉鎖したポケットへ入るため、
蒸気の流れはほとんど無く、蒸気の主流は、急転向して
上向分岐管へ向うが、ここでも蒸気中に残っていたスケ
ールは慣性力によってポケットの方向へ向う。
【００１６】スケール捕集装置とタービンとの距離が長
ければ長いほど、その間でスケールが発生するが、以上
説明したスケール捕集装置は、タービンに近い位置に設
置できるため、スケールの少ない蒸気をタービンに導く
ことができる。
ければ長いほど、その間でスケールが発生するが、以上
説明したスケール捕集装置は、タービンに近い位置に設
置できるため、スケールの少ない蒸気をタービンに導く
ことができる。
【００１７】蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を
与えて混入スケールを分離・捕集する装置における重要
な課題は、捕集効率と圧力損失の兼合いである。図６は
曲管の曲率半径を（１．５〜２．５）ｄとしたときの曲
り角度θと圧力損失ＰL の関係を示しており、設計上許
容される圧力損失は曲り角度θが９０°以下であること
が判る。また、図７は、曲り角度θとスケールの捕集効
率ηS の関係を示しており、蒸気流が急転向するほど効
率が良いことが判るが、最低許容値は曲り角度θが６０
°にあることを示している。
与えて混入スケールを分離・捕集する装置における重要
な課題は、捕集効率と圧力損失の兼合いである。図６は
曲管の曲率半径を（１．５〜２．５）ｄとしたときの曲
り角度θと圧力損失ＰL の関係を示しており、設計上許
容される圧力損失は曲り角度θが９０°以下であること
が判る。また、図７は、曲り角度θとスケールの捕集効
率ηS の関係を示しており、蒸気流が急転向するほど効
率が良いことが判るが、最低許容値は曲り角度θが６０
°にあることを示している。
【００１８】この図６，図７から、蒸気主流が流れる蒸
気管の直径をｄとし、スケール捕集装置を構成する曲管
の曲率半径Ｒを１．５ｄ＜Ｒ＜２．５ｄとしたとき、圧
力損失ＰL とスケール捕集効率ηS を実用範囲内に設定
するには曲り角度θを６０°＜θ＜９０°とすればよい
ことが判る。
気管の直径をｄとし、スケール捕集装置を構成する曲管
の曲率半径Ｒを１．５ｄ＜Ｒ＜２．５ｄとしたとき、圧
力損失ＰL とスケール捕集効率ηS を実用範囲内に設定
するには曲り角度θを６０°＜θ＜９０°とすればよい
ことが判る。
【００１９】なお、このスケール捕集装置において、前
記上向分岐管の直前の水平管路の内壁上部に、前記水平
管路の頂部から中心部に向かって膨らんでいる突起物を
設けた構成を採用すると、下向直管より流れて来た蒸気
主流がこの突起物に衝突して蒸気主流に含まれているス
ケールは上向分岐管に流れる蒸気から効率よく分離でき
るものとなって好ましい。
記上向分岐管の直前の水平管路の内壁上部に、前記水平
管路の頂部から中心部に向かって膨らんでいる突起物を
設けた構成を採用すると、下向直管より流れて来た蒸気
主流がこの突起物に衝突して蒸気主流に含まれているス
ケールは上向分岐管に流れる蒸気から効率よく分離でき
るものとなって好ましい。
【００２０】また、このスケール捕集装置においては、
その上向分岐管の分岐点の後流側から第４の９０°曲管
の中間点近辺までの管内に、同管路の底部からｄ／３の
高さの位置に仕切板を装着するのが好ましい。すなわ
ち、このスケール捕集装置では、その第２の曲管によっ
て分離されたスケールは、前記した水平管路の下側を流
れるが、上向分岐管の入口近辺で再び舞上る恐れがあ
り、この舞上りをその仕切板で抑えてポケットへ導くこ
とができて好ましいのである。
その上向分岐管の分岐点の後流側から第４の９０°曲管
の中間点近辺までの管内に、同管路の底部からｄ／３の
高さの位置に仕切板を装着するのが好ましい。すなわ
ち、このスケール捕集装置では、その第２の曲管によっ
て分離されたスケールは、前記した水平管路の下側を流
れるが、上向分岐管の入口近辺で再び舞上る恐れがあ
り、この舞上りをその仕切板で抑えてポケットへ導くこ
とができて好ましいのである。
【００２１】更にまた、このスケール捕集装置において
も、前記したように始端および終端に開閉弁を設けると
ともにスケール堆積部に開閉弁を介して補助蒸気管を接
続することによって、捕集されたスケールをこのスケー
ル堆積部に溜め、始端および終端の開閉弁を操作するこ
とにより、機器の運転を停止することなく、スケール堆
積部に溜まったスケールをスケール回収器に回収するこ
とができるものとなって好ましい。また、スケール堆積
部に集められたスケールをスケール回収器に回収する際
に、補助蒸気管から補助蒸気をスケール堆積部に導いて
パージすると、スケールの詰まりを防止することができ
る。また、スケール堆積部をスケール回収器に接続する
とともにスケール堆積部の始端と終端にそれぞれ開閉弁
を設けた構成にすると、これらの開閉弁を操作して機器
の運転中もスケールをスケール回収器に回収することが
できて好ましい。
も、前記したように始端および終端に開閉弁を設けると
ともにスケール堆積部に開閉弁を介して補助蒸気管を接
続することによって、捕集されたスケールをこのスケー
ル堆積部に溜め、始端および終端の開閉弁を操作するこ
とにより、機器の運転を停止することなく、スケール堆
積部に溜まったスケールをスケール回収器に回収するこ
とができるものとなって好ましい。また、スケール堆積
部に集められたスケールをスケール回収器に回収する際
に、補助蒸気管から補助蒸気をスケール堆積部に導いて
パージすると、スケールの詰まりを防止することができ
る。また、スケール堆積部をスケール回収器に接続する
とともにスケール堆積部の始端と終端にそれぞれ開閉弁
を設けた構成にすると、これらの開閉弁を操作して機器
の運転中もスケールをスケール回収器に回収することが
できて好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるスケール捕集
装置を図１〜図８に示した実施の形態に基づいて具体的
に説明する。
装置を図１〜図８に示した実施の形態に基づいて具体的
に説明する。
【００２３】（第１実施形態）まず、図１，図２に示し
た第１実施形態によるスケール捕集装置について説明す
る。この第１実施形態によるスケール捕集装置では、そ
の鉛直下降管１，水平分岐管２及び管状のポケット３に
ついては図８に示した従来技術によるスケール捕集装置
と同様に構成しているが、管状のポケット３内に管軸に
平行な邪魔板６を取付けている。
た第１実施形態によるスケール捕集装置について説明す
る。この第１実施形態によるスケール捕集装置では、そ
の鉛直下降管１，水平分岐管２及び管状のポケット３に
ついては図８に示した従来技術によるスケール捕集装置
と同様に構成しているが、管状のポケット３内に管軸に
平行な邪魔板６を取付けている。
【００２４】管状のポケット３は水平分岐管２の下方、
管径Ｄの約２．５倍の深さがあり、邪魔板６はその底部
から管径Ｄの１．５倍の高さとし、図２のように直交す
る２枚の板としている。
管径Ｄの約２．５倍の深さがあり、邪魔板６はその底部
から管径Ｄの１．５倍の高さとし、図２のように直交す
る２枚の板としている。
【００２５】この第１実施形態によるスケール捕集装置
では、ポケット３内に設けた２枚の邪魔板６のためポケ
ット３内で中心軸まわりの旋回流を生じないため、分離
したポケット内のスケールが激しい動きをすることがな
く、従って蒸気主流に再混入することがない。
では、ポケット３内に設けた２枚の邪魔板６のためポケ
ット３内で中心軸まわりの旋回流を生じないため、分離
したポケット内のスケールが激しい動きをすることがな
く、従って蒸気主流に再混入することがない。
【００２６】（第２実施形態）次に、図３，図４に示し
た第２実施形態によるスケール捕集装置について説明す
る。図１、図２に示した第１実施形態によるスケール捕
集装置では一カ所の屈折部で蒸気主流を鉛直下降流から
水平流に急転向させているのに対して、図３に示した第
２実施形態の装置では、複数個所の急転向部で構成して
いる。
た第２実施形態によるスケール捕集装置について説明す
る。図１、図２に示した第１実施形態によるスケール捕
集装置では一カ所の屈折部で蒸気主流を鉛直下降流から
水平流に急転向させているのに対して、図３に示した第
２実施形態の装置では、複数個所の急転向部で構成して
いる。
【００２７】図３は、ほぼ水平な軸線８上にある第１の
水平管１０と第２の水平管１１の間に設けたスケール捕
集装置を示すものであり、曲率半径Ｒ1 を管径ｄに対し
てＲ 1 ≒１．５ｄとし、曲り角度をθ1 ＝６０°とした
第１の曲管１２に連結した下向直管１３とその端縁から
第１の水平軸線８の下方にある第２の水平軸線９を管軸
とする水平管路１５へ接続するＲ2 ＝Ｒ1 ，θ2 ＝θ1
の第２の曲管１４を連結している。
水平管１０と第２の水平管１１の間に設けたスケール捕
集装置を示すものであり、曲率半径Ｒ1 を管径ｄに対し
てＲ 1 ≒１．５ｄとし、曲り角度をθ1 ＝６０°とした
第１の曲管１２に連結した下向直管１３とその端縁から
第１の水平軸線８の下方にある第２の水平軸線９を管軸
とする水平管路１５へ接続するＲ2 ＝Ｒ1 ，θ2 ＝θ1
の第２の曲管１４を連結している。
【００２８】前記水平管路１５には、そのほぼ中間から
上向角度γの上向分岐管１６があり、この上向分岐管１
６と前記の第２の水平管１１とをつなぐ第３の曲管１７
は、Ｒ3 ＝Ｒ2 ＝Ｒ1 であり、θ3 ＝θ2 ＝θ1 として
おり、したがって、前記上向角度γはγ＝θ3 である。
上向角度γの上向分岐管１６があり、この上向分岐管１
６と前記の第２の水平管１１とをつなぐ第３の曲管１７
は、Ｒ3 ＝Ｒ2 ＝Ｒ1 であり、θ3 ＝θ2 ＝θ1 として
おり、したがって、前記上向角度γはγ＝θ3 である。
【００２９】この分岐点７以後の水平管路１５の末端に
は、曲率半径Ｒ4 ，曲り角ψ＝９０°の第４の曲管１８
を連結し、続いて鉛直下降する管状のポケット３を取付
けている。また、前記分岐点７以後の水平管路１５と直
角曲管１８の内部には第２の水平管軸９よりやや下側に
仕切板１９を取付けており、図４は、そのIV−IV矢視図
である。
は、曲率半径Ｒ4 ，曲り角ψ＝９０°の第４の曲管１８
を連結し、続いて鉛直下降する管状のポケット３を取付
けている。また、前記分岐点７以後の水平管路１５と直
角曲管１８の内部には第２の水平管軸９よりやや下側に
仕切板１９を取付けており、図４は、そのIV−IV矢視図
である。
【００３０】図中、３０は突起物で、上向分岐管１６の
直前の水平管路１５の内壁上部に設けられ、水平管路１
５の中心部に向かって膨らんでいる。下向直管１３より
流れてきた蒸気主流４がこの突起物３０に衝突すると、
蒸気主流４中のスケールを効率良く分離できる。蒸気Ｐ
は突起物３０の表面に沿って上向分岐管１６へ導かれ、
スケールＳはそのまま直角曲管１８を経て鉛直に下降し
てポケット３に導かれる。或いは、下向直管１３より流
れてきた蒸気主流４が突起物３０に衝突し、更にその勢
いで水平管路１５の下部に衝突して蒸気Ｐははね返り上
向分岐管１６へ導かれ、スケールＳはそのまま直角曲管
１８を経て鉛直に下降してポケット３に導かれる。
直前の水平管路１５の内壁上部に設けられ、水平管路１
５の中心部に向かって膨らんでいる。下向直管１３より
流れてきた蒸気主流４がこの突起物３０に衝突すると、
蒸気主流４中のスケールを効率良く分離できる。蒸気Ｐ
は突起物３０の表面に沿って上向分岐管１６へ導かれ、
スケールＳはそのまま直角曲管１８を経て鉛直に下降し
てポケット３に導かれる。或いは、下向直管１３より流
れてきた蒸気主流４が突起物３０に衝突し、更にその勢
いで水平管路１５の下部に衝突して蒸気Ｐははね返り上
向分岐管１６へ導かれ、スケールＳはそのまま直角曲管
１８を経て鉛直に下降してポケット３に導かれる。
【００３１】なお、突起物３０は、中空材、中実材、板
材などで形成され、また、１個だけでなく流れ方向に複
数個配設することもできる。このスケール捕集装置によ
れば、先に図６及び図７を参照して説明したようにスケ
ールは慣性力により効率的に管状のポケット３へ分離さ
れる。
材などで形成され、また、１個だけでなく流れ方向に複
数個配設することもできる。このスケール捕集装置によ
れば、先に図６及び図７を参照して説明したようにスケ
ールは慣性力により効率的に管状のポケット３へ分離さ
れる。
【００３２】（第３実施形態）次に、図５に示した第３
実施形態によるスケール捕集装置について説明する。こ
の実施形態では、本発明によるスケール捕集装置におけ
る管状のポケットに対し、捕集されたスケール等を排出
する機構を設けたものである。
実施形態によるスケール捕集装置について説明する。こ
の実施形態では、本発明によるスケール捕集装置におけ
る管状のポケットに対し、捕集されたスケール等を排出
する機構を設けたものである。
【００３３】図５において、２０はパラレルスライド弁
等の開閉弁、２１はスケール排出弁兼ドレン弁、２２は
開閉弁２０とスケール排出弁兼ドレン弁２１との間に設
けられたスケール堆積部であって、パイプによって構成
されている。スケール排出弁兼ドレン弁２１はドレン弁
とスケール排出弁の両方の役割をするので、エロージョ
ンとスケールの噛み込み防止のため、、スケールの溜ま
るポケット部が無く、かつ、開弁時にスケールがストレ
ートに排出されるステライト盛加工したＹ形玉形弁など
を採用するのが好ましい。
等の開閉弁、２１はスケール排出弁兼ドレン弁、２２は
開閉弁２０とスケール排出弁兼ドレン弁２１との間に設
けられたスケール堆積部であって、パイプによって構成
されている。スケール排出弁兼ドレン弁２１はドレン弁
とスケール排出弁の両方の役割をするので、エロージョ
ンとスケールの噛み込み防止のため、、スケールの溜ま
るポケット部が無く、かつ、開弁時にスケールがストレ
ートに排出されるステライト盛加工したＹ形玉形弁など
を採用するのが好ましい。
【００３４】２３は接続部で、スケール捕集装置におけ
る管状のポケット３とスケール堆積部２２との間を接続
する。開閉弁２０は、この接続部２３とスケール堆積部
２２との間に介在されている。水平分岐管２と接続部２
３の間にはウオーミングライン２４が接続されている。
また、スケール堆積部２２の上部には補助蒸気母管（図
示していない）に接続された補助蒸気管２５が開閉弁２
６を介して接続されている。スケール堆積部２２の下部
に設けられたスケール排出弁兼ドレン弁２１はスケール
回収器２７へ接続されている。
る管状のポケット３とスケール堆積部２２との間を接続
する。開閉弁２０は、この接続部２３とスケール堆積部
２２との間に介在されている。水平分岐管２と接続部２
３の間にはウオーミングライン２４が接続されている。
また、スケール堆積部２２の上部には補助蒸気母管（図
示していない）に接続された補助蒸気管２５が開閉弁２
６を介して接続されている。スケール堆積部２２の下部
に設けられたスケール排出弁兼ドレン弁２１はスケール
回収器２７へ接続されている。
【００３５】図５の装置は以上のように構成されてお
り、この装置によるスケール捕集操作は次のように行な
われる。プラント運転時は、開閉弁２０は開、スケール
排出弁兼ドレン弁２１は閉としてスケール捕集装置を働
かせ、鉛直下降管１を流れて来た蒸気主流中のスケール
は、管状のポケット部３に捕集され、開閉弁２０を通っ
てスケール堆積部２２に堆積される。スケール堆積部２
２に集められたスケールは、開閉弁２０を閉、スケール
排出弁兼ドレン弁２１を開として、スケール回収器２７
に回収される。
り、この装置によるスケール捕集操作は次のように行な
われる。プラント運転時は、開閉弁２０は開、スケール
排出弁兼ドレン弁２１は閉としてスケール捕集装置を働
かせ、鉛直下降管１を流れて来た蒸気主流中のスケール
は、管状のポケット部３に捕集され、開閉弁２０を通っ
てスケール堆積部２２に堆積される。スケール堆積部２
２に集められたスケールは、開閉弁２０を閉、スケール
排出弁兼ドレン弁２１を開として、スケール回収器２７
に回収される。
【００３６】このとき、スケールの詰まり等が生じない
よう、補助蒸気管２５の開閉弁２６を開けて補助蒸気を
スケール堆積部２２へ導いてパージする。スケール排出
弁兼ドレン弁２１はこのようにスケール排出弁として働
くが、ドレン弁の役割も果たすものであって、ユニット
の起動、停止時にはスケール排出弁兼ドレン弁２１を開
とする。
よう、補助蒸気管２５の開閉弁２６を開けて補助蒸気を
スケール堆積部２２へ導いてパージする。スケール排出
弁兼ドレン弁２１はこのようにスケール排出弁として働
くが、ドレン弁の役割も果たすものであって、ユニット
の起動、停止時にはスケール排出弁兼ドレン弁２１を開
とする。
【００３７】ユニットがＤＳＳ運用を行なうものの場合
は、スケール排出弁兼ドレン弁２１を毎日開閉してスケ
ールを毎日排出するが、ＤＳＳ運用を行なわないユニッ
トの場合は、３日に１回程度の間隔でスケールの排出を
行なう。図５に示した第３実施形態の装置におけるスケ
ール排出操作の手順を、まとめると次のとうりとなる。
は、スケール排出弁兼ドレン弁２１を毎日開閉してスケ
ールを毎日排出するが、ＤＳＳ運用を行なわないユニッ
トの場合は、３日に１回程度の間隔でスケールの排出を
行なう。図５に示した第３実施形態の装置におけるスケ
ール排出操作の手順を、まとめると次のとうりとなる。
【００３８】１）開閉弁２０を閉め、スケール排出装置
を系統から隔離する。
を系統から隔離する。
【００３９】２）スケール排出弁兼ドレン弁２１を開
き、スケール堆積部２２に堆積したスケールを内圧によ
り排出する。
き、スケール堆積部２２に堆積したスケールを内圧によ
り排出する。
【００４０】３）開閉弁２６を開き、スケール堆積部２
２に残ったスケールを補助蒸気により排出する。
２に残ったスケールを補助蒸気により排出する。
【００４１】４）スケールの排出後、更に数分間は補助
蒸気を流してポケット部等にスケールが残留しないよう
にするとともに、スケール排出装置内に流入した空気を
排出する。
蒸気を流してポケット部等にスケールが残留しないよう
にするとともに、スケール排出装置内に流入した空気を
排出する。
【００４２】５）スケール排出弁兼ドレン弁２１を閉
め、スケール堆積部２２に内圧を保持させる。
め、スケール堆積部２２に内圧を保持させる。
【００４３】６）開閉弁２６を閉め、補助蒸気の供給を
停止する。
停止する。
【００４４】７）開閉弁２０を開き、スケール排出装置
を系統に復帰させる。
を系統に復帰させる。
【００４５】以上の手順によって、ユニット運転中にス
ケールを排出できるが、この排出間隔は、当初は３日に
１回程度とし、回収されるスケールの量を見ながら、除
々に長くしてゆく。
ケールを排出できるが、この排出間隔は、当初は３日に
１回程度とし、回収されるスケールの量を見ながら、除
々に長くしてゆく。
【００４６】（第４実施形態）図５に示したものは、図
１、図２に示した第１実施形態によるスケール捕集装置
における管状のポケット３に対して捕集スケール等を排
出する機構を設けたものであるが、図３、図４に示した
第２実施形態によるスケール捕集装置における管状のポ
ケット３に対して同様の排出機構を設けたものを第４実
施形態として図８に示してある。
１、図２に示した第１実施形態によるスケール捕集装置
における管状のポケット３に対して捕集スケール等を排
出する機構を設けたものであるが、図３、図４に示した
第２実施形態によるスケール捕集装置における管状のポ
ケット３に対して同様の排出機構を設けたものを第４実
施形態として図８に示してある。
【００４７】図８に見られるように、図３、図４に示し
た第２実施形態によるスケール捕集装置が接続部２３を
介して、始端と終端にそれぞれ開閉弁２０とスケール排
出弁兼ドレン弁２１を設けたスケール堆積部２２に接続
されている。スケール堆積部２２はスケール回収器２７
に接続されている。図８において、既に説明した構成部
分については、同じ符号を付してあり、それらについて
の説明は省略する。
た第２実施形態によるスケール捕集装置が接続部２３を
介して、始端と終端にそれぞれ開閉弁２０とスケール排
出弁兼ドレン弁２１を設けたスケール堆積部２２に接続
されている。スケール堆積部２２はスケール回収器２７
に接続されている。図８において、既に説明した構成部
分については、同じ符号を付してあり、それらについて
の説明は省略する。
【００４８】このように、本第４実施形態によるスケー
ル捕集装置においても、捕集されたスケールをスケール
堆積部２２に溜め、始端及び終端の開閉弁２０およびス
ケール排出弁兼ドレン弁２１を操作することにより、機
器の運転を停止することなく、スケール堆積部２２に溜
まったスケールをスケール回収器２７に回収することが
できる。
ル捕集装置においても、捕集されたスケールをスケール
堆積部２２に溜め、始端及び終端の開閉弁２０およびス
ケール排出弁兼ドレン弁２１を操作することにより、機
器の運転を停止することなく、スケール堆積部２２に溜
まったスケールをスケール回収器２７に回収することが
できる。
【００４９】なお、スケール捕集装置は主蒸気管に設置
するため、通常運転中は超臨界圧となりドレン発生の懸
念はないが、スケール堆積部２２は基本的には殆ど流れ
の無いデッドゾーンとなるため、熱放散による温度分布
が発生する。この温度差を極力少なくするため、図５に
示すようにウオーミングライン２４を設置している。ス
ケール排出弁兼ドレン弁２１は、起動、停止時には他の
ドレン弁と同様に運用し、主蒸気管のドレンを排出す
る。
するため、通常運転中は超臨界圧となりドレン発生の懸
念はないが、スケール堆積部２２は基本的には殆ど流れ
の無いデッドゾーンとなるため、熱放散による温度分布
が発生する。この温度差を極力少なくするため、図５に
示すようにウオーミングライン２４を設置している。ス
ケール排出弁兼ドレン弁２１は、起動、停止時には他の
ドレン弁と同様に運用し、主蒸気管のドレンを排出す
る。
【００５０】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず、特許請求の範囲に示す本発明の範囲で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず、特許請求の範囲に示す本発明の範囲で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
【００５１】例えば、図５に示す第３実施形態、及び図
８に示す第４実施形態では、スケール堆積部２２に残っ
たスケールを補助蒸気により排出するために補助蒸気母
管からの補助蒸気を利用しているが、これは補助空気に
変えてもよい。
８に示す第４実施形態では、スケール堆積部２２に残っ
たスケールを補助蒸気により排出するために補助蒸気母
管からの補助蒸気を利用しているが、これは補助空気に
変えてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスケ
ール捕集装置では鉛直下降管の水平分岐点を越える延長
上に設けた管状のポケット内に邪魔板を設けた構成とす
ることによってポケット内の旋回流を防ぎ、ポケット内
にスケールを効率よく分離することができる。
ール捕集装置では鉛直下降管の水平分岐点を越える延長
上に設けた管状のポケット内に邪魔板を設けた構成とす
ることによってポケット内の旋回流を防ぎ、ポケット内
にスケールを効率よく分離することができる。
【００５３】また、他の本発明によるスケール捕集装置
は、特定形状の第１，第２、第３の曲管および上向分岐
管等によって構成することにより蒸気中のスケールを慣
性力によって管状のポケットへ効果的に分離することが
できる。
は、特定形状の第１，第２、第３の曲管および上向分岐
管等によって構成することにより蒸気中のスケールを慣
性力によって管状のポケットへ効果的に分離することが
できる。
【００５４】蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を
与えてボイラから混入したスケールを分離するスケール
捕集装置の課題は、スケール捕集効率の向上であり、圧
力損失の低減であったが、本発明によって、その両立す
ることが確認された。
与えてボイラから混入したスケールを分離するスケール
捕集装置の課題は、スケール捕集効率の向上であり、圧
力損失の低減であったが、本発明によって、その両立す
ることが確認された。
【図１】本発明の第１実施形態に係るスケール捕集装置
の縦断面図。
の縦断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るスケール捕集装置
の縦断面図。
の縦断面図。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るスケール捕集装置
の縦断面図。
の縦断面図。
【図６】曲管の曲り角度と圧力損失の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図７】曲管の曲り角度とスケールの捕集効率を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図８】本発明の第４実施形態に係るスケール捕集装置
の縦断面図。
の縦断面図。
【図９】従来のスケール捕集装置を概念的に示す縦断面
図。
図。
１ 鉛直下降管 ２ 水平分岐管 ３ 管状のポケット ４ 蒸気主流 ５ 捕集したスケール ６ 邪魔板 ７ 分岐点 ８ 第１の水平な軸線 ９ 第２の水平な軸線 １０ 第１の水平管 １１ 第２の水平管 １２ 第１の曲管 １３ 下向直管 １４ 第２の曲管 １５ 水平管路 １６ 上向分岐管 １７ 第３の曲管 １８ 直角曲管 １９ 仕切板 ２０ 開閉弁 ２１ スケール排出弁兼ドレン弁 ２２ スケール堆積部 ２３ 接続部 ２４ ウオーミングライン ２５ 補助蒸気管 ２６ 開閉弁 ２７ スケール回収器 ３０ 突起物 Ｐ 蒸気 Ｓ スケール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 昭広 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82 号 九州電力株式会社内 (72)発明者 中島 英作 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82 号 九州電力株式会社内 (72)発明者 佐藤 敏浩 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 菅 啓史 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 高田 政治 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (72)発明者 倉ケ崎 六夫 長崎市飽の浦町１番１号 株式会社菱研 テック内 (56)参考文献 特開 平８−28208（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−158706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−202312（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−320055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288800（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 25/00 F01K 21/06
Claims (7)
- 【請求項１】 ボイラからの蒸気をタービンへ導く蒸気
配管内で、蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を与
えて混入スケールを分離するスケール捕集装置におい
て、蒸気主流が鉛直下降管から水平分岐管へ急転向する
よう配管され、前記鉛直下降管の水平分岐点をこえる延
長上に深さ２．５ｄを有する管状のポケットを具備し、
同ポケットの底部から管軸に平行な１．５ｄの高さを有
する互いに直交する２枚の邪魔板を装着したことを特徴
とするボイラ蒸気管のスケール捕集装置（但しｄ：配管
直径）。 - 【請求項２】 ボイラからの蒸気をタービンへ導く蒸気
配管内で、蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を与
えて混入スケールを分離するスケール捕集装置におい
て、蒸気主流が鉛直下降管から水平分岐管へ急転向する
よう配管され、前記鉛直下降管の水平分岐点をこえる延
長上に設けた管状のポケットがスケール堆積部を構成
し、前記スケール堆積部はスケール回収器に接続されて
おり、更に、前記スケール堆積部の始端および終端にそ
れぞれ開閉弁が設けられているとともに、前記スケール
堆積部の上部に開閉弁を介して補助蒸気管が接続されて
いることを特徴とするボイラ蒸気管のスケール捕集装
置。 - 【請求項３】 ボイラからの蒸気をタービンへ導く蒸気
配管内で、蒸気主流に彎曲経路又は分岐・転向経路を与
えて混入スケールを分離するスケール捕集装置におい
て、ほぼ水平に配管した蒸気管の中間に、曲率半径
Ｒ1 ，曲り角度θ1の第１の曲管と、これと連結する下
向直管と、次に連結する曲率半径Ｒ2 ，曲り角度θ2 の
第２の曲管によって、前記水平配管の下方に設けた水平
管路に接続し、この水平管路には直管部と上向角度γの
上向分岐管があり、その直管部は続いて曲率半径Ｒ4 ，
曲り角度９０°の第４の曲管から鉛直に下降した管状の
ポケットに連結し、他方前記上向分岐管は、曲率半径Ｒ
3 ，曲り角度θ3 の第３の曲管によって、前記蒸気管に
接続してなるスケール捕集装置を設け、ここに、１．５
ｄ＜Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ＜２．５ｄであり６０°＜
θ1 ，θ2 ，θ3 ＜９０°とし、γ＝６０°とするとと
もに、前記上向分岐管の分岐点後流側から前記曲り角度
９０°の第４の曲管の中間点付近までの管路内に仕切板
を装着したことを特徴とするボイラ蒸気管のスケール捕
集装置（但しｄ：配管直径）。 - 【請求項４】 請求項３のボイラ蒸気管のスケール捕集
装置において、前記上向分岐管の直前の前記水平管路の
内壁上部に、前記水平管路の頂部から中心部に向かって
膨らんでいる突起物を設けたボイラ蒸気管のスケール捕
集装置。 - 【請求項５】 請求項３のボイラ蒸気管のスケール捕集
装置において、前記上向分岐管の分岐点後流側から前記
曲り角度９０°の第４の曲管の中間点近辺までの管路内
に、同管路の底部からｄ／３の高さの位置に仕切板を装
着したボイラ蒸気管のスケール捕集装置。 - 【請求項６】 請求項３のボイラ蒸気管のスケール捕集
装置において、鉛直に下降したポケットが前記スケール
堆積部を構成しており、更に前記スケール堆積部の始端
および終端にそれぞれ開閉弁が設けられるとともに、前
記スケール堆積部に開閉弁を介して補助蒸気管が接続さ
れていることを特徴とするボイラ蒸気管のスケール捕集
装置。 - 【請求項７】 請求項４のボイラ蒸気管のスケール捕集
装置において、鉛直に下降したポケットが前記スケール
堆積部を構成しており、更に前記スケール堆積部はスケ
ール回収器に接続されているとともに、前記スケール堆
積部の始端および終端にそれぞれ開閉弁が設けられてい
ることを特徴とするボイラ蒸気管のスケール捕集装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11062405A JP3095734B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ボイラ蒸気管のスケール捕集装置 |
| US09/354,564 US6237341B1 (en) | 1999-03-09 | 1999-07-16 | Boiler scale collecting device before steam turbine |
| CNB991105311A CN1247879C (zh) | 1999-03-09 | 1999-07-23 | 捕集流向蒸气轮机的锅炉水垢的锅炉水垢捕集装置 |
| SA99200502A SA99200502B1 (ar) | 1999-03-09 | 1999-08-22 | جهاز تجميع قشور غلاية أمام توربين بخار |
| HK01100271A HK1029614A1 (en) | 1999-03-09 | 2001-01-11 | Boiler scale collecting device before steam turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11062405A JP3095734B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ボイラ蒸気管のスケール捕集装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2000257403A JP2000257403A (ja) | 2000-09-19 |
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Family
ID=13199210
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|---|---|---|---|
| JP11062405A Expired - Fee Related JP3095734B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | ボイラ蒸気管のスケール捕集装置 |
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| CN (1) | CN1247879C (ja) |
| HK (1) | HK1029614A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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