JP4251247B2 - 復水装置 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービンの排気を空冷式復水器で冷却する復水装置に関し、詳しくは外気温度の上昇に伴う空冷式復水器の真空度低下を防止する復水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンにより発電機を駆動して発電する火力発電設備において、蒸気タービンの出力は入口側蒸気圧力と排気圧力の差に比例する。そこで通常蒸気タービンの排気は復水器により凝縮して圧力降下させる。
臨海地域や大きな河川近くに設置される火力発電所では大量の冷却水が得られるので水冷式の復水器が多く設置される。ところがそのように冷却水を豊富に得られない地域に設置される火力発電所では空冷式復水器が使用される。この空冷式復水器は、排気が流通する多数のチューブとその外面に固定された多数のフィンとによりコアを構成し、そのコアに冷却風を送るファンが設けられたものである。図２は従来の空冷式復水器を使用した復水装置による火力発電装置を示すプロセスフロー図である。ボイラ１で発生した高圧蒸気は高圧蒸気管２により高圧タービン３に導入され、そこから排出される低圧蒸気は低圧蒸気管４により低圧タービン５に導入される。低圧タービン５からの排気は排気管６を経て空冷式復水器７に導入され、そこで外気により冷却されて凝縮し、復水となって給水管８から再びボイラ１に戻される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に水冷式の復水器は冷却水温度が安定しているので、季節変化や天気の変動により外気温度が変化しても冷却能力には殆ど影響を与えない。しかし空冷式復水器は放熱管と外気の接触による熱交換作用を利用するので、外気温度の変化により冷却能力が変動し、特に外気温度の高い夏期などは冷却能力が大幅に下がり、空冷式復水器における真空度の低下という現象が起こる。夏期は発電需要が多いにも拘わらず、このように空冷式復水器の真空度が低下すると、蒸気タ−ビン（図２の例では低圧タービン５）における蒸気の膨張仕事量が減少して出力低下を招く。蒸気タ−ビンの定格出力を維持するにはボイラからの蒸気量を増加する必要があるが、その場合には発電プラントの総合効率が低下する。
そこで本発明は、空冷式復水器を備えた復水装置におけるこのような問題を解決することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、蒸気タービンの排気を空冷式復水器で冷却する復水装置において、冷却水をスプレーする散水手段９により、蒸気タービンから空冷式復水器７への排気管６を冷却するようにしたことを特徴とするものである。
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の復水装置の好ましい実施の形態であって、外気温度の上昇に比例して散水手段９による冷却量を増加させるか、または外気温度が設定値を越えたときに散水手段９による冷却を開始もしくは冷却量を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の復水装置を使用した火力発電装置を示すプロセスフロー図であり、図２と同じ部分には同一符号が付されている。本発明では低圧タービン５から排出される排気を空冷式復水器７に導入するための排気管６に散水手段９が設けられる。この散水手段９は所定長の排気管６の外周部に冷却水をスプレーする散水ノズル１０と、散水ノズル１０に冷却水を供給する冷却水管１１と、冷却水管１１に設けた供給ポンプ１２および調節弁１３と、冷却水を貯蔵する水槽１４を有している。なお、排気管６は一例として、その直径が１ｍ６０ｃｍ程で、全長が１６ｍ〜２０ｍ程のものである。そこで、好ましくは、散水ノズル１０はその大きな排気管６の全周に可能な限り均一に散水ができるように設置する。
さらには、排気管６の下方に冷却水回収設備を設け、そこで回収した冷却水を比較的小容量のクーリングタワー等の冷却装置で冷却してから水槽１４に戻すことにより、冷却水を循環使用するようにしてもよい。
【０００６】
調節弁１３は外気温度を検出する温度検出器１５からの温度信号に応じた制御信号を出力する温度制御器１６により制御される。すなわち外気温度が設定された値より上昇するとそれに比例して温度制御器１６の出力が増加し、調節弁１３の開度が大きくなって冷却量が増加し、逆に外気温度が設定された値より低下すると温度制御器１６の出力がそれに比例して減少し、調節弁１３の開度が小さくなって冷却量が減少するようになっている。
また別の方法として、外気温度が設定温度を越えたときに作動する温度スイッチを設け、その作動時に調整弁１３を開けて散水手段９による冷却を開始させるか、または該温度スイッチの作動時に低開度から高開度に切り換えて散水手段９による冷却を増加させるような２段階制御方式を採用することもできる。
【０００７】
上記のように温度制御器１６を使用する代わりに、真空度制御器を使用することもできる。すなわち真空検出器により空冷式復水器７内の真空度を検出し、その検出値が予め設定された真空度になるように真空度制御器が調整弁１３を制御するように構成する。なお真空度の代わりに排気管６の圧力を検出して同様な制御をさせてもよい。
さらに別の方法として、調節弁１３を手動操作弁とし、外気温度の値に応じて随時散水手段９による冷却量を変化させることもできる。このような構成は外気温度が比較的緩やかにしか変動しないような場合に適しており、装置が簡便になるという利点がある。
【０００８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の復水装置は、冷却水をスプレーする散水手段により蒸気タービンから空冷式復水器への排気管を冷却するようにしたことを特徴とするものである。それによって外気温度が上昇し空冷式復水器の冷却能力が低下したとき、その低下を散水手段の冷却作用によって補償することができる。そのため、外気温度が上昇しても空冷式復水器の真空度低下を防止して蒸気タービンの出力低下を回避することができる。また水の冷却効果に加えて水の一部が蒸発する際の蒸発潜熱も利用できるので、より少ない冷却水で効率よく排気を冷却することができる。
さらに、散水手段に使用される冷却水は水冷式復水器における冷却水に比較して極めて少量でよく、冷却水を大量に得られない地域でも簡単に設置できる。しかも冷却水量が少ないので、比較的小容量のクーリングタワーなどの冷却装置で冷却して、その冷却水を循環使用することもできる。
【０００９】
また請求項２に記載の復水装置は、外気温度の上昇に比例して散水手段９による冷却量を増加させるか、または外気温度が設定値を越えたときに散水手段９による冷却を開始もしくは冷却量を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。それによって空冷式復水器の真空度を安定化し、蒸気タービンの出力変動をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の復水装置を使用した火力発電装置を示すプロセスフロー図。
【図２】従来の空冷式復水器を使用した復水装置による火力発電装置を示すプロセスフロー図。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 高圧蒸気管
３ 高圧タービン
４ 低圧蒸気管
５ 低圧タービン
６ 排気管
７ 空冷式復水器
８ 給水管
９ 散水手段
１０ 散水ノズル
１１ 冷却水管
１２ 供給ポンプ
１３ 調節弁
１４ 水槽
１５ 温度検出器
１６ 温度制御器
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービンの排気を空冷式復水器で冷却する復水装置に関し、詳しくは外気温度の上昇に伴う空冷式復水器の真空度低下を防止する復水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンにより発電機を駆動して発電する火力発電設備において、蒸気タービンの出力は入口側蒸気圧力と排気圧力の差に比例する。そこで通常蒸気タービンの排気は復水器により凝縮して圧力降下させる。
臨海地域や大きな河川近くに設置される火力発電所では大量の冷却水が得られるので水冷式の復水器が多く設置される。ところがそのように冷却水を豊富に得られない地域に設置される火力発電所では空冷式復水器が使用される。この空冷式復水器は、排気が流通する多数のチューブとその外面に固定された多数のフィンとによりコアを構成し、そのコアに冷却風を送るファンが設けられたものである。図２は従来の空冷式復水器を使用した復水装置による火力発電装置を示すプロセスフロー図である。ボイラ１で発生した高圧蒸気は高圧蒸気管２により高圧タービン３に導入され、そこから排出される低圧蒸気は低圧蒸気管４により低圧タービン５に導入される。低圧タービン５からの排気は排気管６を経て空冷式復水器７に導入され、そこで外気により冷却されて凝縮し、復水となって給水管８から再びボイラ１に戻される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に水冷式の復水器は冷却水温度が安定しているので、季節変化や天気の変動により外気温度が変化しても冷却能力には殆ど影響を与えない。しかし空冷式復水器は放熱管と外気の接触による熱交換作用を利用するので、外気温度の変化により冷却能力が変動し、特に外気温度の高い夏期などは冷却能力が大幅に下がり、空冷式復水器における真空度の低下という現象が起こる。夏期は発電需要が多いにも拘わらず、このように空冷式復水器の真空度が低下すると、蒸気タ−ビン（図２の例では低圧タービン５）における蒸気の膨張仕事量が減少して出力低下を招く。蒸気タ−ビンの定格出力を維持するにはボイラからの蒸気量を増加する必要があるが、その場合には発電プラントの総合効率が低下する。
そこで本発明は、空冷式復水器を備えた復水装置におけるこのような問題を解決することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、蒸気タービンの排気を空冷式復水器で冷却する復水装置において、冷却水をスプレーする散水手段９により、蒸気タービンから空冷式復水器７への排気管６を冷却するようにしたことを特徴とするものである。
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の復水装置の好ましい実施の形態であって、外気温度の上昇に比例して散水手段９による冷却量を増加させるか、または外気温度が設定値を越えたときに散水手段９による冷却を開始もしくは冷却量を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の復水装置を使用した火力発電装置を示すプロセスフロー図であり、図２と同じ部分には同一符号が付されている。本発明では低圧タービン５から排出される排気を空冷式復水器７に導入するための排気管６に散水手段９が設けられる。この散水手段９は所定長の排気管６の外周部に冷却水をスプレーする散水ノズル１０と、散水ノズル１０に冷却水を供給する冷却水管１１と、冷却水管１１に設けた供給ポンプ１２および調節弁１３と、冷却水を貯蔵する水槽１４を有している。なお、排気管６は一例として、その直径が１ｍ６０ｃｍ程で、全長が１６ｍ〜２０ｍ程のものである。そこで、好ましくは、散水ノズル１０はその大きな排気管６の全周に可能な限り均一に散水ができるように設置する。
さらには、排気管６の下方に冷却水回収設備を設け、そこで回収した冷却水を比較的小容量のクーリングタワー等の冷却装置で冷却してから水槽１４に戻すことにより、冷却水を循環使用するようにしてもよい。
【０００６】
調節弁１３は外気温度を検出する温度検出器１５からの温度信号に応じた制御信号を出力する温度制御器１６により制御される。すなわち外気温度が設定された値より上昇するとそれに比例して温度制御器１６の出力が増加し、調節弁１３の開度が大きくなって冷却量が増加し、逆に外気温度が設定された値より低下すると温度制御器１６の出力がそれに比例して減少し、調節弁１３の開度が小さくなって冷却量が減少するようになっている。
また別の方法として、外気温度が設定温度を越えたときに作動する温度スイッチを設け、その作動時に調整弁１３を開けて散水手段９による冷却を開始させるか、または該温度スイッチの作動時に低開度から高開度に切り換えて散水手段９による冷却を増加させるような２段階制御方式を採用することもできる。
【０００７】
上記のように温度制御器１６を使用する代わりに、真空度制御器を使用することもできる。すなわち真空検出器により空冷式復水器７内の真空度を検出し、その検出値が予め設定された真空度になるように真空度制御器が調整弁１３を制御するように構成する。なお真空度の代わりに排気管６の圧力を検出して同様な制御をさせてもよい。
さらに別の方法として、調節弁１３を手動操作弁とし、外気温度の値に応じて随時散水手段９による冷却量を変化させることもできる。このような構成は外気温度が比較的緩やかにしか変動しないような場合に適しており、装置が簡便になるという利点がある。
【０００８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の復水装置は、冷却水をスプレーする散水手段により蒸気タービンから空冷式復水器への排気管を冷却するようにしたことを特徴とするものである。それによって外気温度が上昇し空冷式復水器の冷却能力が低下したとき、その低下を散水手段の冷却作用によって補償することができる。そのため、外気温度が上昇しても空冷式復水器の真空度低下を防止して蒸気タービンの出力低下を回避することができる。また水の冷却効果に加えて水の一部が蒸発する際の蒸発潜熱も利用できるので、より少ない冷却水で効率よく排気を冷却することができる。
さらに、散水手段に使用される冷却水は水冷式復水器における冷却水に比較して極めて少量でよく、冷却水を大量に得られない地域でも簡単に設置できる。しかも冷却水量が少ないので、比較的小容量のクーリングタワーなどの冷却装置で冷却して、その冷却水を循環使用することもできる。
【０００９】
また請求項２に記載の復水装置は、外気温度の上昇に比例して散水手段９による冷却量を増加させるか、または外気温度が設定値を越えたときに散水手段９による冷却を開始もしくは冷却量を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。それによって空冷式復水器の真空度を安定化し、蒸気タービンの出力変動をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の復水装置を使用した火力発電装置を示すプロセスフロー図。
【図２】従来の空冷式復水器を使用した復水装置による火力発電装置を示すプロセスフロー図。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ 高圧蒸気管
３ 高圧タービン
４ 低圧蒸気管
５ 低圧タービン
６ 排気管
７ 空冷式復水器
８ 給水管
９ 散水手段
１０ 散水ノズル
１１ 冷却水管
１２ 供給ポンプ
１３ 調節弁
１４ 水槽
１５ 温度検出器
１６ 温度制御器
Claims (2)
- 蒸気タービンの排気を空冷式復水器７で冷却する復水装置において、冷却水をスプレーする散水手段９により、蒸気タービンから空冷式復水器７への排気管６を冷却するようにしたことを特徴とする復水装置。
- 外気温度の上昇に比例して散水手段９による冷却量を増加させるか、または外気温度が設定値を越えたときに散水手段９による冷却を開始もしくは冷却量を増加させるようにした請求項１に記載の復水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14534599A JP4251247B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 復水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14534599A JP4251247B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 復水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337106A JP2000337106A (ja) | 2000-12-05 |
| JP4251247B2 true JP4251247B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
ID=15383044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14534599A Expired - Fee Related JP4251247B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 復水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4251247B2 (ja) |
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| KR101547064B1 (ko) * | 2014-06-23 | 2015-08-26 | 이중용 | 복합형 공정 냉각수 냉각장치 및 이를 포함하는 공정 시스템 |
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| WO2017078146A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 株式会社 東芝 | 発電排ガス中水蒸気回収システム、火力発電システム、および発電排ガス中水蒸気回収方法 |
| CN108106449A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 神华集团有限责任公司 | 空冷岛冷却装置及方法 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14534599A patent/JP4251247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000337106A (ja) | 2000-12-05 |
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