JP3217746B2 - 空冷式蒸気復水器における過冷却防止方法及びその装置 - Google Patents

空冷式蒸気復水器における過冷却防止方法及びその装置

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JP3217746B2 JP04777098A JP4777098A JP3217746B2 JP 3217746 B2 JP3217746 B2 JP 3217746B2 JP 04777098 A JP04777098 A JP 04777098A JP 4777098 A JP4777098 A JP 4777098A JP 3217746 B2 JP3217746 B2 JP 3217746B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電用蒸気タービ
ンから排出される蒸気を、大気空気によって凝縮するよ
うにした空冷式蒸気復水器において、夜間等において過
冷却を発生することを防止するようにした方法、及びそ
の装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の空冷式蒸気復水器は、
多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に、大気空気を
送風用フアンにて強制通風する一方、発電用蒸気タービ
ンから排出される蒸気を、前記各伝熱管内にその一端部
から導入することによって凝縮し、前記各伝熱管内にお
ける空気等の不凝縮性ガスを各伝熱管の他端部から真空
発生源にて抽出するようにしたものである。
【0003】つまり、この種の空冷式蒸気復水器は、発
電用蒸気タービンから排出される蒸気を大気空気によっ
て冷却・凝縮するもので、夜間等において、需要電力量
が低下することに伴って発電用蒸気タービンからの排出
蒸気の量が少なくなる一方、大気空気の温度が下がった
場合に過冷却になるから、各伝熱管内においてドレンの
凍結によって閉塞が発生するばかりか、前記蒸気タービ
ンの排圧が低くなり、蒸気タービンの損傷事故につなが
るおそれがある。
【0004】そこで、先行技術としての特開昭54−4
9403号公報は、夜間等において発電用蒸気タービン
からの排出蒸気の量が少なくなる一方、大気空気の温度
が下がったときにおける過冷却を防止することのため
に、前記伝熱管群を内蔵した強制通風路に、その大気空
気の入口側の出口側とを前記伝熱管群を迂回して連通す
るバイパス風路を設けて、前記伝熱管群を通過したあと
の空気の一部を、前記伝熱管群への空気用空気に混合す
ることによって過冷却を防止すること、及び、前記伝熱
管群を内蔵した強制通風路にの入口側に加熱ヒータを設
けて、伝熱管群への空気を温めることによって過冷却を
防止することを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は、強制通風路が必要であることに加えて、バイパス風
路又は加熱ヒータが必要であるから、装置の全体を著し
く大型化するばかりか、設備費が大幅に嵩むのであり、
しかも、これらの方法は、例え、送風用フアンの運転を
停止したとしても、大気空気による冷却が継続して行わ
れるものであるから、厳冬季における過冷却を防止する
ことができないのであった。
【0006】本発明は、これらの問題を、空冷式蒸気復
水器の耐久性を損なうことなく解消できるようにした過
冷却防止方法と、その装置とを提供することを技術的課
題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の方法は、「多数本の伝熱管を束ねた伝熱
管群の外側に大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内
に蒸気を導入し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空
発生源にて排気するようにした空冷式蒸気復水器におい
て、前記伝熱管群における各伝熱管から排出される不凝
縮性ガスを再び各伝熱管内に戻すように循環すると共
に、前記伝熱管群における各伝熱管内に窒素ガス等の不
活性ガスを供給することを特徴とする。」ものである。
【0008】また、本発明の装置は、「多数本の伝熱管
を束ねた伝熱管群の外側に大気空気を通風する一方、前
記各伝熱管内に蒸気を導入し、前記各伝熱管内の不凝縮
性ガスを真空発生源にて排気するようにした空冷式蒸気
復水器において、前記伝熱管群における各伝熱管からの
不凝縮性ガスを各伝熱管内に再び戻すようにした循環管
路と、前記伝熱管群における各伝熱管内への窒素ガス等
の不活性ガスの供給管路とを設けたことを特徴とす
る。」ものである。
【0009】
【発明の作用・効果】このように、伝熱管群における各
伝熱管から排出される不凝縮性ガスを再び各伝熱管内に
戻すように循環することにより、前記各伝熱管における
伝熱係数が、蒸気の凝縮する場合よりも著しく低くなる
から、過冷却を、送風用フアンの運転を停止するか、そ
の回転を減速した状態においても確実に防止することが
できる。
【0010】しかし、前記各伝熱管内における不凝縮性
ガスには、大気中の空気を可成り含んでいるから、この
不凝縮性ガスを循環することは、この不凝縮性ガス中に
おける酸素のために、各伝熱管の内面に腐食が発生する
ことになる。これに対して、本発明は、伝熱管群におけ
る各伝熱管内に窒素ガス等の不活性ガスを供給するもの
であり、この窒素ガス等の不活性ガスの供給により、過
冷却を防止することのために各伝熱管内を循環する不凝
縮性ガス中における酸素濃度を下げることができるか
ら、前記各伝熱管の内面に、各伝熱管内を循環する不凝
縮性ガス中における酸素のために腐食が発生することを
確実に回避できる。
【0011】つまり、本発明は、各伝熱管内における不
凝縮性ガスを利用すること、及び窒素ガス等の不活性ガ
スを供給することによって過冷却を防止するものである
から、過冷却の発生を、従来のように設備の大型化、及
び、設備費の大幅なアップを招来することがなく、且
つ、各伝熱管の腐食による耐久性の低下を招来すること
なく、しかも、厳冬季においても確実に抑制することが
できると言う効果を有する。
【0012】また、前記各伝熱管内における酸素濃度が
増加したとき、各伝熱管内における不凝縮性ガスの循環
量を低減する一方、各伝熱管内への不活性ガスの供給量
を増加するように構成することにより、該伝熱管内にお
ける酸素濃度が或る値を越えることがないように制御で
きるから、各伝熱管の内面における腐食防止の効果を更
に助長できる効果を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1の図面について説明する。この図1において、符号1
は、外側に放熱用フィンを備えた伝熱管2の複数本を束
ねた伝熱管群を示し、この一端部には、上部ヘッダー3
が、他端部には、下部ヘッダー4が各々取付けられ、且
つ、この伝熱管群1の下部には、大気空気を各伝熱管2
の外側を下から上向きに通風するようにした送風用フア
ン5が配設されている。
【0014】この送風用フアン5は、発電用タービン6
の排出側における圧力、つまり排圧等に関連し、排圧が
下がるとこれに比例して回転数が減速され、排圧が更に
下がると停止するように構成されている。また、前記上
部ヘッダー3における一方のヘッダー室3aには、前記
発電用タービン6から排出される蒸気の導入口7を備
え、この蒸気導入口7から上部ヘッダー3内に導入した
蒸気が、前記伝熱管群1における各伝熱管2のうち下側
の各伝熱管内を下部ヘッダー4に向かって流れ、次い
で、下部ヘッダー4から各伝熱管2のうち上側の各伝熱
管2内を上部ヘッダー3における他方のヘッダー室3b
に向かって流れるように構成することにより、前記発電
用タービン6から排出される蒸気を、各伝熱管2内にお
いて、その管外を流れる大気空気にて冷却・凝縮し、こ
の凝縮水である復水を、前記下部ヘッダー4に集めるよ
うにする。
【0015】更にまた、前記上部ヘッダー3における他
方のヘッダー室3bには、このヘッダー室3b内におけ
る不凝縮性ガスを抽出するための蒸気エゼクター8が不
凝縮性ガス抽出管路9を介して接続され、この蒸気エゼ
クター8の吐出側に、前記下部ヘッダー4内から復水タ
ンク10及び復水ポンプ11にて抽出した復水を冷却源
とする凝縮器12を接続して、前記蒸気エゼクター8の
吐出から排出される蒸気を、この凝縮器12にて凝縮す
るように構成する。
【0016】前記凝縮器12と、前記上部ヘッダー3に
おける一方のヘッダー室3aとの間を、当該凝縮器12
内における不凝縮性ガスを一方のヘッダー室3aに戻す
ための不凝縮性ガス循環管路13にて接続して、この不
凝縮性ガス循環管路13の途中に、大気への放出管路1
4を備えた三方式の循環制御弁15を設け、また、前記
不凝縮性ガス循環管路13には、前記三方式循環制御弁
15の下流側の部位に、窒素ガスの不活性ガスタンク1
6からの不活性ガス供給制御弁17付き供給管路18を
接続する。
【0017】そして、前記三方式循環制御弁15と、前
記不活性ガス供給制御弁17とを、前記発電用タービン
6の排出側に設けた排圧センサー18及び前記不凝縮性
ガス循環管路13に設けた酸素濃度センサー19からの
信号を入力とする制御回路20により、以下に述べるよ
うに開閉作動する。すなわち、前記三方式循環制御弁1
5は、通常の運転状態において、不凝縮性ガス循環管路
13の一方のヘッダー室3aへの連通を遮断し、凝縮器
12内における不凝縮性ガスの全てを放出管路14から
大気中に放出しているが、前記発電用タービン6におけ
る排圧が前記送風用フアン5が停止するか、その回転を
減速するような状態にまで下がると、前記三方式循環制
御弁15は、不凝縮性ガス循環管路13を一方のヘッダ
ー室3aに連通して凝縮器12内における不凝縮性ガス
を一方のヘッダー室3aに戻すことを開始する一方、大
気中への放出量を停止するか又は減少する如く作動し、
且つ、前記不活性ガス供給制御弁17が開き作動して前
記不凝縮性ガス循環管路13への窒素ガス等の不活性ガ
スの供給を開始する如く作動するように構成する。
【0018】また、前記のような状態において、前記凝
縮器12からの不凝縮性ガスにおける酸素濃度が高くな
ると、これに比例して、前記三方式循環制御弁15が一
方のヘッダー室3aへの不凝縮性ガスの戻し量を減少す
る一方、大気中への不凝縮性ガスの放出を開始するか又
は放出量を多くする如く作動し、前記不活性ガス供給制
御弁17が不凝縮性ガス循環管路13への窒素ガス等の
不活性ガスの供給量を増大する如く作動するように構成
する。
【0019】このように構成することにより、発電用タ
ービン6における排圧が送風用フアン5が停止するか、
その回転を減速するような状態にまで下がると、伝熱管
群1における各伝熱管2から排出される不凝縮性ガスを
再び各伝熱管2内に戻すように循環することが開始され
ると同時に、伝熱管群1における各伝熱管2内に窒素ガ
ス等の不活性ガスが供給される。
【0020】前記したように、各伝熱管2内に不凝縮性
ガスが循環することにより、前記各伝熱管2における伝
熱係数が、蒸気を凝縮する場合よりも著しく低くなるか
ら、過冷却を、送風用フアン5の運転を停止するか、そ
の回転を減速した状態においても確実に防止することが
できる一方、前記各伝熱管2内への窒素ガス等の不活性
ガスの供給により、過冷却を防止することのために各伝
熱管2内を循環する不凝縮性ガス中における酸素濃度を
下げることができるから、前記各伝熱管2の内面に、当
該各伝熱管2内を循環する不凝縮性ガス中における酸素
のために腐食が発生することを確実に回避できるのであ
る。
【0021】また、各伝熱管2内における酸素濃度が増
加すると、各伝熱管2内における不凝縮性ガスの循環量
が低減する一方、各伝熱管2内への不活性ガスの供給量
が増加することになって、前記各伝熱管2内における酸
素濃度が或る値を越えることがないように制御できるか
ら、各伝熱管2の内面における腐食防止の効果を更に助
長できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1 伝熱管群 2 伝熱管 3 上部ヘッダー 4 下部ヘッダー 5 送風用フアン 6 発電用タービン 8 不凝縮性ガス抽出管路 9 蒸気エゼクター 10 復水タンク 12 凝縮器 13 不凝縮性ガス循環管路 15 循環制御弁 17 不活性ガス供給制御弁 18 排圧センサー 19 酸素濃度センサー 20 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28B 1/00 - 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に
    大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内に蒸気を導入
    し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空発生源にて排
    気するようにした空冷式蒸気復水器において、 前記伝熱管群における各伝熱管から排出される不凝縮性
    ガスを再び各伝熱管内に戻すように循環すると共に、前
    記伝熱管群における各伝熱管内に窒素ガス等の不活性ガ
    スを供給することを特徴とする空冷式蒸気復水器におけ
    る過冷却防止方法。
  2. 【請求項2】前記請求項1において、各伝熱管内におけ
    る酸素濃度が増加したとき、不凝縮性ガスの循環量を低
    減する一方、不活性ガスの供給量を増加することを特徴
    とする空冷式蒸気復水器における過冷却防止方法。
  3. 【請求項3】多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に
    大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内に蒸気を導入
    し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空発生源にて排
    気するようにした空冷式蒸気復水器において、 前記伝熱管群における各伝熱管からの不凝縮性ガスを各
    伝熱管内に再び戻すようにした循環管路と、前記伝熱管
    群における各伝熱管内への窒素ガス等の不活性ガスの供
    給管路とを設けたことを特徴とする空冷式蒸気復水器に
    おける過冷却防止装置。
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