JP5794005B2 - 蒸気タービン用直接接触式復水器 - Google Patents
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Description
従来の軸流排気タービン用復水器としては、例えば、蒸気タービンの開口端と復水器との間を接続する排気ダクトを備え、この排気ダクトで蒸気タービンから略水平方向に排出された排気を、その通流方向を下向きに変更して復水器に上方から流入させる。そして、復水器内に排気の通流方向に沿う撒水部を設けるとともに、排気ダクト内にスプレー水防止体を設けるようにした構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、本発明に係る蒸気タービン用直接接触式復水器の第3の態様は、前記第1の冷却水噴霧機構が、前記タービン排気ガスの通流経路に、隣接する冷却水スプレー管同士を前記タービン排気ガスと平行に連通する連通管を配置し、該連通管の下側に複数のスプレーノズルを形成した構成とされている。
また、本発明に係る蒸気タービン用直接接触式復水器の第5の態様は、前記第2の冷却水噴霧機構が、冷却水給水管に連通されて前記タービン排気ガスの導入方向と交差する方向に延長し、延長方向に複数のスプレーノズルを形成した複数の冷却水スプレー管を備えている。
また、本発明に係る蒸気タービン用直接接触式復水器の第8の態様は、前記蓄水部は、底部に復水ポンプへ接続する接続口が設けられ、前記復水ポンプの連続運転中は、水位を前記接続口が水没状態となる通常運転水位とこれよりは高い最高運転水位との間に制御し、当該復水ポンプの異常停止時における残留冷却水による水位上昇で前記最高運転水位を超えても前記排気ガス導入部の底部より低い異常時最高水位を超えないように蓄水容量が設定されている。
図1は、本発明に係る蒸気タービン用直接接触式復水器を軸流排気型蒸気タービンに適用した場合の第1の実施形態を示す断面図、図2は復水器の天面板を取り外した平面図である。
図中、1は軸流排気型蒸気タービンであって、この軸流排気型蒸気タービン1には、略水平に回転自在に保持されたタービン軸2に固定された複数の動翼3と、この動翼3と対峙し合うようにケーシング4に配設された複数の静翼5とが備えられている。タービン軸2のケーシング4外に突出する端部には発電機6の回転軸7が連結されている。
この蒸気タービン用直接接触式復水器10は、軸流排気型蒸気タービン1のケーシング4から水平方向に排出されるタービン排気ガスを水平方向に導入する排気ガス導入部11と、この排気ガス導入部11の下流側に配置された水平方向に導入されるタービン排気ガスに対して冷却水を噴霧して冷却する蒸気冷却室12と、この蒸気冷却室12の下部に配置されて水蒸気から冷却された凝縮粋を蓄積する蓄水部13と、蒸気冷却室12の下流側にガス冷却室14とが備えられている。
蒸気冷却室12は、図1及び図2に示すように、排気ガス導入部11側に配置された第1の冷却水噴霧機構21と、この第1の冷却水噴霧機構21の下流側に連接する第2の冷却水噴霧機構30とが配置されている。
計12本のスプレー配管31がタービン排気ガスの通流方向と交差して上下方向に延長して配設されている。各列のスプレー配管31は、前述した給水本管22に直接又は分岐管32を介して連結されて冷却水が供給される。これらスプレー配管31には、タービン排気ガスと接触する上部側に所定間隔を保って5段にスプレーノズル33が形成されている。各スプレーノズル33は、図2に示すように、スプレー配管31の円周方向に90°の間隔で4個形成されている。そして、各スプレーノズル33から例えば広角100°の円錐形状の噴霧ゾーンを形成して冷却水が噴霧される。これによって、スプレー配管31の周囲の全方向に冷却水を噴霧することができる。この場合でも、スプレーノズル33の取付角度及び噴霧角度は任意に設定することができる。
この第3の冷却水噴霧機構41は、図1に示すように、中央部に給水本管22に連結されて上方に延長する連結管42が配設され、この連結管42の上端に冷却水貯留部43が連通されている。この冷却水貯留部43には、下面に所定間隔を保って下方に冷却水を噴霧するスプレーノズル44が形成されている。また、冷却水貯留部43には、スプレーノズル44が存在しない位置に、タービン排気ガスを冷却水貯留部43の上方側のガス排出部45に通過させる開口部46が形成されている。ガス排出部45には、前後方向及び右方向にタービン排気ガスを排出する排気口47が形成されている。
軸流排気型蒸気タービン1及び蒸気タービン用直接接触式復水器10がともに稼動状態にある状態では、軸流排気型蒸気タービン1のケーシング4から水平方向に排出される水蒸気と不凝縮ガスとを含むタービン排気ガスが蒸気タービン用直接接触式復水器10に導入される。この蒸気タービン用直接接触式復水器10では、排気ガス導入部11でタービン排気ガスが水平方向の通流方向を保ったまま導入され、このタービン排気ガスを下流側の蒸気冷却室12に供給する。
この第2の冷却水噴霧機構30で水蒸気のほとんどが凝縮水として除去されることにより、タービン排気ガスの残りの不凝縮ガスと随伴蒸気が、仕切板40下方の開口部からガス冷却室14に導入される。このガス冷却室14でも上方に形成された冷却水貯留部43の下面に形成されたスプレーノズル44から冷却水が下方に向けて噴霧されることにより、不凝縮ガスが冷却されて、冷却水貯留部43に形成された開口部46を通じてガス排出部45に導かれ、各排気口47から外部に排出される。
この状態で、停電や故障等によって復水ポンプ50が異常停止したときには、給水本管22に設けられた冷却水供給弁(図示せず)が自動的に閉じられるが、この冷却水供給弁が全閉状態となるまでの閉鎖時間に供給される冷却水と、冷却水供給弁以降の給水本管22、分岐管23、スプレー配管24、連結管26および27、スプレー配管31、連結管42及び冷却水貯水部43に残留する冷却水が蓄水部13に蓄積されることになる。このとき、蓄水部13の蓄水容量が復水ポンプ50の停止時の冷却水の増加分を吸収しても、異常時最高水位が排気ガス導入部11の底部に達しないように蓄水部13の蓄水容量が設定されているので、軸流排気型蒸気タービン1への冷却水の逆流を確実に防止することができる。
この第2の実施形態では、ガス冷却室14を蒸気冷却室12のタービン排気ガスの通流方向の下流側に設ける場合に代えて蒸気冷却室12の側面に設けるようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図4及び図5に示すように、蒸気冷却室12における第2の冷却水噴霧機構30のタービン排気ガスの通流方向の端部が閉塞され、これに代えて、第2の冷却水噴霧機構30の右端側の2列のスプレー配管31に対向する前後両側面に前述した仕切板40を介して、ガス冷却室14が連通されていることを除いては、前述した第1の実施形態と同様の構成を有する。ここで、前後のガス冷却室14には、給水本管22から分岐管60によって冷却水が供給されている。
Claims (8)
- 蒸気タービンの水蒸気と不凝縮ガスとを含むタービン排気ガスを水平方向に導入する排気ガス導入部と、該排気ガス導入部から導入された前記タービン排気ガスに対して冷却水を噴霧して冷却する蒸気冷却室と、該蒸気冷却室の下部に配置されて水蒸気から冷却された凝縮水と冷却水とを蓄積する蓄水部とを備え、
前記蒸気冷却室は、前記排気ガス導入部側に配設された噴霧範囲を側方から前記タービン排気ガスの通流方向の下流側までに制限して前記タービン排気ガスに対して冷却水噴霧を行う第1の冷却水噴霧機構と、
該第1の冷却水噴霧機構の下流側に配設された前記タービン排気ガスに対して全方向に冷却水を噴霧する第2の冷却水噴霧機構とを備えた
ことを特徴とする蒸気タービン用直接接触式復水器。 - 前記第1の冷却水噴霧機構は、冷却水給水管に連通されて前記タービン排気ガスの導入方向と交差する方向に延長し、延長方向に複数のスプレーノズルを形成した複数の冷却水スプレー管を備えていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
- 前記第1の冷却水噴霧機構は、前記タービン排気ガスの通流経路に、隣接する冷却水スプレー管同士を前記タービン排気ガスと平行に連通する連通管を配置し、該連通管の下側に複数のスプレーノズルを形成したことを特徴とする請求項2に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
- 前記連通管に形成した複数のスプレーノズルは、冷却水を下方及び斜め下流側の少なくとも一方に噴射するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
- 前記第2の冷却水噴霧機構は、冷却水給水管に連通されて前記タービン排気ガスの導入方向と交差する方向に延長し、延長方向に複数のスプレーノズルを形成した複数の冷却水スプレー管を備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
- 前記第2の冷却水噴霧機構の下流側及び側方側の少なくとも一方に、前記冷却水が噴霧された前記タービン排気ガスに残留する不凝縮ガスを流入させるガス冷却室を備え、
該ガス冷却室は、前記第2の冷却水噴霧機構の下流側及び側方側の一方に連通して形成され、前記タービン排気ガスに残留する不凝縮ガスに冷却水を噴霧する複数の第3の冷却水噴霧機構を備えている
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。 - 前記第2の冷却水噴霧機構と前記第3の冷却水噴霧機構との間に下側を開口した仕切板が配置されていることを特徴とする請求項2に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
- 前記蓄水部は、底部に復水ポンプへ接続する接続口が設けられ、前記復水ポンプの連続運転中は、水位を前記接続口が水没状態となる通常運転水位とこれよりは高い最高運転水位との間に制御し、当該復水ポンプの異常停止時における残留冷却水による水位上昇で前記最高運転水位を超えても前記排気ガス導入部の底部より低い異常時最高水位を超えないように蓄水容量が設定されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の蒸気タービン用直接接触式復水器。
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