JP3452927B2 - 火力発電所の水／蒸気サイクルを運転する方法およびその装置 - Google Patents

火力発電所の水／蒸気サイクルを運転する方法およびその装置

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JP3452927B2 JP51666494A JP51666494A JP3452927B2 JP 3452927 B2 JP3452927 B2 JP 3452927B2 JP 51666494 A JP51666494 A JP 51666494A JP 51666494 A JP51666494 A JP 51666494A JP 3452927 B2 JP3452927 B2 JP 3452927B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、復水のための給水加熱セクション、蒸気
発生器、及び復水器、復水器の下流に復水ポンプおよび
復水処理を順次備えた蒸気タービンを有し、処理された
復水は、給水加熱セクションにて、タービンから、及び
／又は蒸気再加熱システムから抽気された蒸気を受け、
蒸気発生器に供給される前に加熱される火力発電所、例
えば、汽力発電所、熱及び発電所、あるいはサイクル発
電所を結合させた汽力発電所の水／蒸気サイクルを運転
する方法に関する。また、この発明は、この方法を達成
するための装置にも関する。
【０００２】 火力発電所では、一般に、蒸気発生のために供給され
た水を処理し、給水加熱セクションにて、蒸気発生器、
及びその下流に接続された蒸気タービンを基礎として用
いられる火力発電所の設計データに適合させるために、
それを給水加熱することが知られている。これは、復水
と称され、蒸発作用のために準備された処理された水
を、蒸気発生器の入口で必要な圧力及び温度レベルまで
上昇させることを意味する。
【０００３】 さらに、一般に火力発電所では、給水加熱セクション
は、少なくとも一つの低圧（LP）給水加熱器、脱気器を
備えた給水タンク、及び高圧（HP）給水加熱器を有す
る。タービン復水器から発生する復水は、復水処理シス
テム、例えば復水浄化プラントにて最初に処理され、復
水ポンプによって低圧給水加熱器を経由して給水タンク
まで移送される。ここで、例えば復水から酸素及び不活
性ガスを除去するために、復水のガス抜きが噴霧脱気に
よって生じる。このガス抜きに伴う相互作用として、ま
た、復水が受けかつ蒸気タービンから抽気された蒸気に
よって供給される熱のために、給水タンクでは沸騰状態
にある。
【０００４】 復水を必要な圧力、及び温度レベルまで上昇させる目
的のために、給水加熱セクション内の複数の位置で復水
の加熱が生じ、蒸気タービン内の抽気位置は、圧力及び
温度に関して給水加熱セクション内の給水位置に一致さ
れている。
【０００５】 給水タンクは、給水ポンプによって高圧給水加熱器を
経由して蒸気発生器まで供給される供給水のための貯蔵
タンクとして使われる。さらに、一般には、給水加熱セ
クションの高圧領域に復水タンクが配設されている。こ
の復水タンクは、復水の損失を埋め合わせようとするも
のである。
【０００６】 給水タンク、給水加熱器、及び接続されたパイプ機構
は、それぞれの負荷に対して十分な強度を有するよう設
計されなければならず、また、これは、部材選択の必要
と製造に関連した必要部材のために、給水加熱セクショ
ンの製造コストに当然影響を及ぼす。そのため、発電所
の製造業者、および経営者にとって、一般的に要望され
ることは、火力発電所の建設コストを抑える可能性を見
出だし、あるいは創作することである。
【０００７】 そのため、本発明の目的は、この従来技術からスター
トしたもので、火力発電所を運転するための単純化され
た方法を提供することにあり、この方法は、火力発電所
の建設および運転コストを減少させることにある。さら
に、本発明の目的は、この方法を実行するために適当な
装置を創作することにある。
【０００８】 本発明によれば、その目的は、請求項１の記載に特徴
付けられる方法によって達成される。これは、給水加熱
セクションに達する前に前処理が施され、脱気処理を不
要とし、脱気手段が実行されること無く蒸気発生器に供
給される復水を提供するものである。前処理として、復
水をアルカリ塩及び酸素で処理し、給水加熱セクション
に接続された復水タンクに貯蔵することが利点である。
【０００９】 その上、特に本発明による方法の特徴によれば、冷復
水を加熱して蒸気抽出するために、（タービンが最大蒸
気許容、即ち全付加出力で運転される）“周波数安定
化”即ち、“周波数調整”と称される火力発電所の運転
状態において、従来のように、タービンからの抽気パイ
プ機構にバルブなどの遮断要素を必要としないものを提
供することも可能である。この運転状態で必要な蒸気量
を発生させるために、復水は、最終的に空になるまで復
水タンクから供給される。
【００１０】 本発明による方法を実行するための装置は、給水加熱
セクション、蒸気発生器、及び復水器、および復水器の
下流に上述した復水前処理も施される復水処理を伴う蒸
気タービンを備えている。
【００１１】 請求項４の特徴は、基本的な目的を達成するために利
用される。これによれば、火力発電所の水／蒸気サイク
ルは、その給水加熱セクションにて少なくとも１つの給
水加熱器、及び蒸気発生器に復水を供給するための、少
なくとも１つの給水ポンプを備えている。
【００１２】 本発明をさらに発展させた利点は、空間的な可能性に
依存して給水ポンプが配設でき、２つの給水加熱系統に
細分化された場合、給水加熱器の前後、あるいはそれら
の間に配設できることである。しかし、給水ポンプにつ
いて、２段階、即ち給水貯蔵タンクから給水加熱セクシ
ョンへ復水を供給するバッキングポンプ（backing pum
p）と、給水加熱された復水を蒸気発生器に供給する主
ポンプとが空間的に給水加熱器の前後に分割され、かつ
互いに共通の駆動モータに連結されている。特に、これ
は、給水加熱器が低圧用に設計され、そのため低コスト
で製造される一方、給水加熱器の後方で流れ方向を考慮
して、蒸気発生器に供給するために、高温で高供給圧が
発生される利点を有する。
【００１３】 その上、本発明をさらに適切に発展させて、復水タン
クは、給水加熱セクションにて貯蔵タンクとして含ま
れ、この貯蔵タンクは、給水ポンプへの貯蔵用として作
用する。
【００１４】 本発明による装置をさらに発展させた利点は、圧力、
及び温度に関する要求がこの点で比較的低く、それゆえ
より安価な必要部材を考慮すると、その製造コストが低
く抑えられるため、復水タンクは、後者の先端で給水加
熱セクションに接続されることである。
【００１５】 本発明の有利な実施例によれば、復水タンクは、任意
に蒸気、あるいは窒素によって形成される圧力緩衝剤を
備えている。
【００１６】 本発明による方法、及びそれを実行するために準備さ
れた装置の本質的な利点は、給水加熱セクションの構成
要素すべてが従来より低い負荷を受け、そのためより低
コストで製造されるという事実からなる。
【００１７】 さらに本発明による方法の結果として、給水加熱セク
ションの一部として数えられない復水浄化プラントは、
隣接する給水加熱セクションにおける圧力が同様に低い
ため、低圧用に設計される。給水加熱セクションの先端
に配設された復水貯蔵タンクは、主復水ポンプの補助
で、処理された復水を供給する。ここでは従来と同様
に、復水があらかじめ復水浄化プラントにて浄化され、
次いで、遮断されない抽気された蒸気位置を経由して、
低圧タービンから抽気された蒸気でチャージされた低圧
給水加熱器にて加熱される。復水タンクは、未沸騰状態
の復水を受容し、給水ポンプへの貯蔵タンクとして利用
される。上述したように、それぞれの給水ポンプは、バ
ッキングポンプと主ポンプからなり、従来と比較してよ
り簡単な方法でバッキングポンプを設計することが可能
である。これは、未沸騰の水がそこを流れ、それゆえ、
減圧された場合に、沸騰水に対してポンプを保護する必
要がなくなるからである。蒸気発生器への入口温度に相
当する最終的な必要温度まで復水を加熱することが、蒸
気タービンから抽気された蒸気によって供給パイプを経
由して生じる。
【００１８】 バッキングポンプの最終的な圧力は、給水加熱ライン
の圧力損失、及び主給水ポンプの許容入口圧力には依存
しない。この圧力比は、水に対して給水加熱器ごとにそ
れぞれの抽気圧力より低い圧力にあるような方法ででき
るだけ利用される。これはタービン保護装置を単純化す
ることを可能とする。さらに、バイパスが利用可能な理
由から必要であれば、それ自身、媒体によって制御され
る高圧給水加熱器の急速に作用するバイパスバルブは、
通常電気的に駆動されるバルブによって置換できる。さ
らにその利点は、蒸気発生器の上流に位置する給水加熱
器も同様に、低圧用、例えば200乃至300バール（bar）
程度の圧力の代わりに、16乃至25バール用に設計できる
という事実に従う。
【００１９】 本発明による装置が使用され、さらに給水加熱セクシ
ョンにおける給水加熱段階の数に依存してより大きな制
御領域を備えた場合でも、抽気を制御することによる供
給網の周波数安定化のための運転状態も、より容易に設
計される。
【００２０】 最後の利点として、高温復水がタービン復水器まで翼
列され、含まれるため、発電所プロセスの熱力学的に好
適な利用が可能である。さらに、この方法で達成される
復水温度の減少のための、復水浄化プラントにて100％
の給水脱塩が可能となる。蒸気緩衝剤は、復水タンク内
に制御されない酸素が侵入することを防止するのに利用
される。補助蒸気が外部源から利用できない装置の場合
には、この蒸気緩衝剤は、スタート前、あるいは再スタ
ートするまでに窒素緩衝剤に置換される。
【００２１】 本発明のこれらのさらに有効的な実施例は、サブクレ
ームの要旨をなす。
【００２２】 本発明、及び本発明の有効的な実施例と特別な利点
は、図面を参照しながら、本発明による装置の実施例を
用いてより詳細に説明される。
【００２３】 図１に、本発明によって構成される火力発電所の水／
蒸気サイクルの系統図がある。本発明に関して重要でな
い構成要素は、詳細には記載されていない。
【００２４】 その復水が浄化され、下流の復水処理プラント14にて
前処理される復水器12は、通常の蒸気タービン10の出口
に隣接している。復水処理プラントへの供給は、二つの
ラインがあり、それぞれのラインは、主復水ポンプ16、
遮断バルブ15、及び逆流防止バルブ17を備えている。
【００２５】 出口端では、復水処理プラント14は、タービン10から
抽気部19を経た蒸気を受ける第一給水加熱器18に接続さ
れる。その入口端では、復水処理プラント14は、バイパ
スパイプ13を経て、直接、復水器12に接続される。
【００２６】 いわゆる給水加熱セクション20は、第一給水加熱器18
に始まり、給水ポンプ24、第二給水加熱器26、及び第三
給水加熱器28も含む。復水貯蔵タンク22は、その名の通
り、復水を受容し、給水ポンプ24への貯蔵用として使用
され、この給水ポンプ24は、系統図に示されるように、
互いに平行に接続され、下流の第二及び第三給水加熱器
に供給する。ここから、加熱された復水は、蒸気発生器
30、次いで過熱器32に導かれる。
【００２７】 従来の発電所と対比して、本発明による系統図の顕著
な特徴は、給水タンク、及び一般に給水タンクに統合さ
れる脱気器が、共に給水加熱セクション20の全体には備
えられていない。この理由は、復水が復水処理プラント
14にて前処理を受けるため、加熱された復水の脱気が不
要となることにある。
【００２８】 さらに、従来の発電所との差異は、復水タンク22が、
従来のように、復水処理には関連しないが、図のように
給水加熱セクションに統合されているという事実からな
る。
【００２９】 復水タンク22の接続位置の後方で、流れ方向を考慮し
て、給水加熱セクション20は、二つの平行するラインに
分割され、このラインは、それぞれ二段階設計給水ポン
プ24の第一段階を備えている。給水ポンプ24の第一段階
の後方にて、二つのラインが再結合され、第二給水加熱
器26に導かれ、この下流は第三給水加熱器28に接続され
ている。この点において、給水加熱セクションの全圧力
レベルが極めて低く設定されるということが指摘され
る。この主な目的は、この低圧力に適した上流の復水処
理プラント14と給水加熱セクション20の構成要素を設計
すること、及びこの結果として、材料選択と材料断面積
を適切にすることによって低コストで給水加熱セクショ
ン20の構成要素を製造することにある。これは、第一、
及び第二給水加熱器18、26と共に、第三給水加熱器28に
も適用される。従来の火力発電所における給水圧力に相
当する、給水加熱セクションの圧力は、給水ポンプ24の
第二段階によってのみ発生され、この給水ポンプ24は、
第三給水加熱器28の後方で再び平行な配置に接続され、
共に蒸気発生器30に導く最小量パイプ11にそれぞれ接続
される。
【００３０】 慎重に選択された低温度レベル、及び低圧力レベル
は、復水タンクにある水が沸騰状態ではないことをもた
らす。その結果、給水ポンプ24の第一段階、いわゆるバ
ッキングポンプを設計する際に、減圧された場合に沸騰
水を処理するための特別な手段が不要となる。バッキン
グポンプの最終的な圧力は、給水加熱ラインの圧力損
失、及び給水ポンプの第二段階までの許容入口圧力に依
存する。
【００３１】 図示された発電所の系統の特徴は、復水処理プラント
から給水加熱セクション20への供給が、運転状態を“周
波数安定化”するために中断され、供給された冷復水を
給水加熱するためのタービンからの蒸気抽出は起こらな
い。そのため、蒸気タービン10は、復水タンク22が空に
なるまで復水を補充することなく、最大の熱出力で運転
される。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 図１は、火力発電所における水／蒸気サイクルの系統
図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−157503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−17015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253105（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】復水のための給水加熱セクション20と、蒸
    気発生器30と、復水器12と、復水器の下流に復水ポンプ
    16および復水処理14を順次有する蒸気タービン10とを備
    え、処理された復水が、給水加熱セクション20にて、蒸
    気タービン10及び／又は蒸気再加熱システム32からの抽
    気された蒸気を受け、蒸気発生器30に供給される前に復
    水が加熱される火力発電所の水／蒸気サイクルを運転す
    る方法において、復水が給水加熱セクション20に達する
    前に前処理され、かつ復水の圧力が給水加熱セクション
    20を通過した後に少なくとも１つの給水ポンプ24により
    蒸気発生器30の圧力に上昇されるように構成され、復水
    のガス抜きが不要となり、復水は脱気手段が実行される
    こと無く蒸気発生器30に供給されることを特徴とする火
    力発電所の水／蒸気サイクルを運転する方法。
  2. 【請求項２】復水が給水加熱セクション20に接続された
    復水貯蔵タンクに貯蔵されることを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】“周波数調整”運転状態において、給水加
    熱セクション20への復水が復水貯蔵タンク22から分配さ
    れることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】給水加熱セクション20と、蒸気発生器30
    と、復水器12を伴った蒸気タービン10と、復水処理シス
    テム14とを備えた火力発電所の水／蒸気サイクルにおい
    て、給水加熱セクション20は、少なくとも１つの低圧給
    水加熱器18、及び／又は給水加熱器28、及び給水加熱セ
    クション20から蒸気発生器30に供給するための少なくと
    も１つの給水ポンプ24を備え、復水の圧力が給水加熱セ
    クション20を通過した後に少なくとも１つの給水ポンプ
    24により蒸気発生器30の圧力に上昇されることを特徴と
    する火力発電所の水／蒸気サイクル。
  5. 【請求項５】給水ポンプ24が、復水を給水加熱セクショ
    ンへ供給するバッキングポンプと、給水加熱された復水
    を蒸気発生器に供給する主ポンプとを備えたことを特徴
    とする請求項４に記載の水／蒸気サイクル。
  6. 【請求項６】バッキングポンプ及び主ポンプは、互いに
    空間的に分割され、通常の駆動モータを備えたことを特
    徴とする請求項５に記載の水／蒸気サイクル。
  7. 【請求項７】復水貯蔵タンク22が給水加熱セクション20
    に接続されたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれ
    かに記載の水／蒸気サイクル。
  8. 【請求項８】復水貯蔵タンク22が給水ポンプ24への貯蔵
    用として使用されることを特徴とする請求項７に記載の
    水／蒸気サイクル。
  9. 【請求項９】復水貯蔵タンクは圧力緩衝剤を備えている
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の水／蒸気サイ
    クル。
  10. 【請求項１０】圧力緩衝剤は蒸気緩衝剤であることを特
    徴とする請求項９に記載の水／蒸気サイクル。
  11. 【請求項１１】圧力緩衝剤は窒素緩衝剤であることを特
    徴とする請求項９に記載の水／蒸気サイクル。
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