JPH03275903A - 蒸気タービンプラントの起動方法およびその方法に使用する復水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービンプラントに係り、さらに詳しくは
プラントの起動操作におい−Ｃ１復水器内に導入された
復水を短時間のうちに脱気し５てボイラに供給すること
のできる起動方法およびそ０方法に用いる復水装置に関
する。

（従来の技術） 近年、コンバインドサイクル発電プラントは卓越した負
荷追隨性と、高（ｖ熱効率の獲得とを併せ実現し得る発
電方式との評価が定着し、これらの特性に一層のみがき
をかけるブランＩ・の運用力法あるいは機器の改良に不
断の努力が傾けられている。連用方法の面で目立つ動き
はベースロードのための運用から栂６の起動停止操作を
想定する運用、つまりデイリースター＝トストップのた
めの運用（以下ＤＳＳ運用という）への動きであり、蒸
気タービン系の機器の改良もこの動きに沿・）たものと
なる。

第５図を参照［、で従来の：、Ｉンバインドサイクル発
電プラントの一例を説明すると、圧縮機１で加汗された
空気は燃焼器２に導かれ、ここで燃焼系統藍図１ｉりせ
゛す゛）から供給される燃料と混合されて高温の燃焼ガ
スとなる。この燃焼ガスはガスタービン系の作動媒体と
してガスタービン３に導かれ、そこで膨張を遂げて仕事
を行なう。燃焼ガスは膨張後も高温（４約５５０℃）で
あり、ガスタービンうから排熱回収ボイラ４に送られて
蒸気タービン系の熱源媒体εしての役割を果たし１、そ
の後排気と（，２て人気中に放出される。

一方、蒸気タービン系に１１を転じると、給水ポンプ５
ａ、５ｂ、５ｅで昇圧された給水はそれぞれ異なる圧力
に保たれる蒸気ドラム６　ａ　−６ｂ　−。

６Ｃに図示しない節炭器を経で供給される。蒸気ドラム
６ａ、６ｂ、５ｃから抽出される給水はそれぞれ蒸発器
７　ａ　ｓ　７　ｂ　％　７　ｃに導かれ、排熱回収ボ
イラ４内に流れているガスタービン３の排ガスによって
加熱されて蒸気となる。この蒸気はそれぞれ蒸気タービ
ン８ａ、　８ｂ、８ｃに導入され、そこで膨張を遂げて
仕事を行なう。この蒸気タービン８ａ、８ｂ、８ｃの仕
事と、先のガスタービン３の仕事とはこれらの原動機に
泊結された発電機９において電気出力に変換される。

蒸気タービニ／８ａ、８ｂ、８Ｃの排気は復水器１０に
導かれ、そこで管束］］を構成する伝熱管内を通る冷却
水によって冷却され、凝縮し５て水に還る。この凝縮し
た水は復水器１０のポットウェル１２に落ドしで復水と
１．てそこに溜められる。

この後、復水は復水ポンプ１３によっで抽出さね、グラ
ンド蒸気復水器１４を通して各給水ポンプ５ａ、５　ｂ
　％　５　ｅまで送られる。

ちなみに、グランド蒸気復水器コ、４は各蒸気タービン
８ａ、８ｂ、８ｅのグランドから漏れて外に流れ出る蒸
気をグランド蒸気管１５により集め、複水との熱交換に
より凝縮させて熱回収を果たすように設けられる。また
、復水器〕０内で凝縮するεきに放出される酸素などの
不凝縮性ガスを抽出する空気抽出機］６が設けられ、プ
ラント運転中復水器１０の真空か維持される。さらに、
ブラント運転中、復水の溶存酸素濃度を下げるために復
水の一部か復水再環系統コ−７を通して復水器１〔１に
戻され、蒸気タービン８ｃの排気で加熱−つつ、脱気す
ることか行なわれる。４、た、復水が減少し、たときに
純水を補給（２て不足分を補なう補給水管１８か設けら
れる。らお、符号１９は復水再循環弁、１．９　ａは補
給水弁、２０はポンプ人ｒコ弁をそれぞれ示している。

（発明か解決しようとする課題・） ところで、プラントの停止中、復水器〕０のホットウェ
ル１２には多量の復水が次の起動へ備六るために保管さ
れているが、このとき復水器１０の内部には人気が進入
し、復水と大気とが接触し５たまま、起動までの長い待
機時間が経過することになる。このため、多量の酸素が
複水中に溶解し、溶存酸素濃度がプラントの運転中に維
持される７ｐｐｂから非常に大きな値へと変化してしま
う。

この値が大きくなると、例えば排熱回収ボイラ４の蒸発
器７ａ、７ｂ、７ｃで伝熱管の腐食が激しくなるなどの
不部会が生じるため、溶存酸素濃度は起動時に５ｏｐｐ
ｂ以下に抑えておかねばならない。

しかるに、上記のように復水器１０の内部に大気が進入
して多量の酸素が溶解するのを阻むものがないとすれば
、その値は１００００ｐｐｂという大きな値になってし
まう。仮に、この１００００ｐｐｂまで上昇してしまっ
た溶存酸素濃度を復水再循環系統１７を使用する脱気方
法で８０ｐｐｂまで下げようとすれば、大量の復水を長
い時間掛けて復水再循環系統１７を循環させて処理する
ことになり、ＤＳＳ運用の都度脱気に費やす時間が長引
き、電力需要側の要求に素早く対応できない可能性があ
る。

本発明の目的は復水器のホットウェルに溜められる復水
を脱気してプラントの起動時に要求される溶存酸素濃度
を保つときに所要時間を最小に短縮することのできる蒸
気タービンプラントの起動方法ならびにその方法に用い
る復水装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る蒸気タービンプラントの起動方法は、復水
器の内部を蒸気タービンの排気を凝縮させる管束を収容
する上部空間と、凝縮した復水を受け入れて溜めておく
ホットウェルを収容する下部空間とに気密を保持して区
画し、上部空間と下部空間との間に開閉自在な隔離弁を
有する連絡管を接続して復水のための連絡通路として構
成すると共に、脱気装置をホットウェルの上方に臨ませ
た復水再循環系統の出口の下方に配置し、さらに空気抽
出装置を上部および下部空間の双方と連絡可能に設け、
プラントの起動にあたり、隔離弁を閉じて上部空間と下
部空間との連絡を遮断し、空気抽出装置により下部空間
の真空を維持しながら、ホットウェルから抽出される復
水を復水再循環系統を通して脱気装置に導いて脱気せし
め、次に空気抽出装置により上部空間の真空を上昇させ
て下部空間とほぼ同等に維持しつつ、隔離弁を開けて双
方の空間を連通させ、しかる後復水を前記ホットウェル
からボイラに供給するようにしたことを特徴とするもの
である。

また、他の発明の復水装置は復水器の内部を蒸気タービ
ンの排気を凝縮させる管束を収容する上部空間と、凝縮
した復水を受け入れて溜めておくホットウェルを収容す
る下部空間とに気密を保持して区画し、上部空間と下部
空間との間に開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続し
て復水のための連絡通路として構成すると共に、脱気装
置をホットウェルの上方に臨ませた復水再循環系統の出
口の下方に配置し、さらに空気抽出装置を上部および下
部空間の双方と連絡可能に設けたことを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明の起動手順によれば、初めに隔離弁が閉じられて
復水器の下部空間が大気環境から隔離される。このため
空気抽出装置により下部空間のみ真空を維持しながら、
復水を復水再循環系統を通して脱気装置に導いて脱気す
ることができ、早期に復水の溶存酸素濃度が起動時の制
限値である８０ｐｐｂ以内まで容易に下げられる。これ
と同時に上部空間も空気抽出装置により真空度が上昇さ
せられ、短時間のうちに下部空間の真空レベルに合わせ
られ、これにより長時間の停止後も短時間のうちに起動
立ち上げを終了、させることができる。

（実施例） 以下、本発明に係る起動方法に使用する復水装置を示す
第１図ないし第３図を参照して本発明の一実施例を説明
する。なお、第１図中、第５図に示される従来例と同一
の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

第１図において、復水器１０の内部は管束１１の下方と
、その側面近傍とにそれぞれ配置される後に詳細に述べ
る傾斜板および垂直板と、垂直板の上端で水平に延びて
復水器１０の本体胴に連結される天井板等からなる仕切
部材２１により上部空間Ａと下部空間Ｂとに気密を保持
して区画されている。この上部空間Ａと下部空間Ｂとの
間には唯一の復水のための連絡通路となる連絡管２２が
接続され、この経路内には開閉自在な隔離弁２３が設け
られる。

また、区画された上部および下部空間ＡＳＢには管束１
１およびホットウェル〕２がそれぞれ収容される。さら
に、上部および下部空間Ａ、、Ｂにそれぞれ吸込側を臨
ませ、−万態目側を全抽出機］６に各々結ぶように第１
−および第２の空気抽出管２４．２５が空気抽出弁２６
を介して設けられる。

−・方、ホットウェル１２の上方に臨ませた復水再循環
系統１７の出目には脱気装置２７が備えられ、ホットウ
ェル１２から抽出される復水が脱気装置２７を通ってホ
ットウェル〕２に還るように構成されている。さらに、
脱気装置２７下部には脱気装置２７で液滴にされた復水
に向かつ゛Ｃ加熱用蒸気を噴出きせる加熱蒸気管２８が
加熱蒸気弁２９を介して設けられる。

第２図および第３図は本発明に係る復水装置の詳細な構
成を示している。第２図において、符号３１は本体胴を
示しており、この本体胴３１０両方側部に人口水室３２
と、出口水室３３とが設けられる。管束１］を構成する
個々の伝熱管はこの入目水室３２と出［］水室３３とを
結んで設けられ、内部を冷却水が流動する。この管束１
］の下方および側面には、第３図に示されるように、傾
斜板２１ａおよび垂直板２］ｂを配置し、さらに垂直板
２１．　ｂの上端から本体胴３１の内面にかけて延びる
天井板２１Ｃ１垂直板２　］、　ｂと天井板２１ｅとで
囲われた領域の左右（第２図参照）の端部を囲む囲い板
２１ｄ、２１ｅを設けて上部空間ＡＬＦ部空同空間か気
密を保って区画されている。

また、双方の空間Ａ、Ｂは復水のための連絡通路となる
２本の連絡管２２により亙いに結ばれ、この経路内に隔
離弁２３それぞれが設けられる。

この隔離弁２３は弁体密閉位置で気密を保つここのでき
るちょう形弁により構成される。復水の流動は隔離弁２
３の弁体が開放位置にあるとき、唯一の通路となる連絡
管２２により保たれる。

さらに、脱気袋２２７は上部空間Ａ内の管束１】の近く
に特別に囲われた下部空間Ｂの上部に設ｉ−ｔられる。

この脱気装置２７は複数枚の脱気ドレイ２７ａを有する
トレイ形脱気器により構成される。復水はスプレィ装置
で液滴となり、上から下に脱気トレイ２７ａを蛇行しな
がら通過し、撹拌されながら、加熱蒸気と直接接触して
加熱される。

また、上部空間Ａと下部空間Ｂとは止め弁３４を有する
バランス管３５により互いに連通され、運転中、止め弁
３４が全開されて双方の空間Ａ、Ｂの真空度は同等に保
たれる。

次に、上記構成によるところの起動手順を説明する。起
動に先立って行なわれる停止操作では、初めに、連絡管
２２に備えられる隔離弁２３が全閉され、これと同時に
ポンプ人口弁２０も閉じられる。この停止操作の前まで
、上部空間Ａに通じている第１空気抽出管２４の空気抽
出弁２６および下部空間Ｂに通じている第２空気抽出管
２５の空気抽出弁２６は何れも開かれて双方の空間Ａ１
Ｂの真空度は同等に保たれている。次に、双方の空気抽
出弁２６は閉じられ、空気抽出機１６の運転が停止され
、上部空間Ａの真空が破壊されて大気が上部空間Ａに流
れ込んでくる。しかし、下部空間Ｂは隔離弁２３とポン
プ人目弁２０との協働作用により外部環境εの隔離が完
全に果たされ、依然として真空状態に保たれる。し７た
がって、ホットウェル１２に溜められた復水に酸素か溶
は込むｉｉＪ能性は殆どなく、停止時間が短い時間であ
れば、運転中の溶存酸素濃度の制限値である７ｐｐｂが
引続き維持される。

この後、停止時間かＤＳＳ運用のときのように短かい場
８・と、長時間にイ〕たる停止を経てプラントの起動立
上げを図る基音とて起動操作手順が異なってくる。

Ｉ−停止時間が短かい場合 この起動操作は下部空間８の真空が保たれ、か一つポッ
トウェル１２に溶存酸素濃度の低い復水が保管されてい
ることから、第２空気抽出管２５の空気抽出弁２６を開
けて空気抽出機］６を起動し、さらにポンプ人口弁２０
を開きながら復水ポンプ］３を起動し、グランド蒸気復
水器１４に復水を供給しつつ、各蒸気タービン８ａ、８
ｂ、８ｃからのグランドシール蒸気をグランド蒸気管１
５を通して回収し、各蒸気タービン８　ａ　−、８ｂ、
８Ｃのグランド部から流入する空気の流れを断つことか
ら始まる。このとき、グランド蒸気復水器１４に供給さ
れた復水は復水再循環系統１７を通して復水器１０に回
収されるが、溶存酸素濃度が低いために特に脱気する必
要はない。次に、上部空間Ａに接続されている第１空気
抽出管２４の空気抽出弁２６を開けて上部空間Ａの真空
度を上昇させ、下部空間Ｂのレベルと同じレベルの真空
度に到達したならば、隔離弁２３を開けて双方の空間Ａ
１Ｂを連通させる。この後、給水ポンプ５　ａ　ｓ　５
　ｂ　１５Ｃによって蒸気ドラム６　ａ　ｓ　６　ｂ　
ｓ　６　ｃまでホットウェル１２から抽出される復水を
供給する。

この起動過程で、補給水をホットウェル１２に供給する
場合には、補給水管１８に備えられる補給水弁１９ａを
開け、補給水管１８を通してホットウェル１２に導くこ
とになるが、補給水の容存酸素濃度が高くても、後記の
方法により補給水を脱気して導けば、起動時の制限値で
ある８０ｐｐｂ以内は容易に維持することができる。

かくして、上記手順で起動操作を進めるならば、隔離弁
２３の働きにより下部空間Ｂの真空が維持されることか
ら、復水に溶は込む酸素は仮にあるとしても極く微量に
留まり、起動立ち上げは従来の脱気のために費やされた
所要時間（１〜２時間）を−切なくすことができる。

■−停止時間か長い場合 一方、プラントが長期にわたり停止したときの起動手順
は、初めに、隔離弁２３とポンプ人口弁２０とを全閉し
、下部空間Ｂに滞留している空気を空気抽出機１６によ
って抽出し、真空度のレベルが設定値に到達したところ
で加熱蒸気弁２９を開けて加熱蒸気を下部空間Ｂに導入
する。次に、復水貯蔵タンク（図示せず）に回収されて
いた復水を補給水管１８を通して脱気装置２７の上方に
導き、スプレィ装置により液滴とし、加熱蒸気管２８を
通して導かれる加熱蒸気より脱気しつつ、ホットウェル
１２内の水張りを完了させる。次に、復水ポンプ１３を
起動してグランド蒸気復水器１４に復水を流しながら、
各蒸気タービン８　ａ　ｓ８ｂ、８ｃからのグランドシ
ール蒸気を回収して各蒸気タービンｇ　ａ　−、８ｂ　
ｓ　８　Ｃのグランド部から復水器１０に流入してくる
空気の流れを遮断する。次に、上部空間Ａの真空を第１
空気抽出管２４の空気抽出弁２６を開けて上昇させる。

この間、ホットウェル１２からグランド蒸気復水器１４
、復水再循環系統１７、脱気装置２７を通ってホットウ
ェル１２に還るように復水を脱気しながら循環させ、溶
存酸素濃度を起動時の制限値である８０１）ｐｂまで下
げる。この後、上部空間Ａの空気が排出され、下部空間
Ｂと同じレベルに真空度が上昇したところで隔離弁２３
を開けて双方の空間Ａ１Ｂを連通させる。そして、復水
再循環系統１７から給水ポンプ５ａ、５ｂｓ５ｃを経て
蒸気ドラム６　ａ　’−６ｂ　％　６　ｃに至る経路に
対する純水を用いる水張りの完了を待って、ホットウェ
ル１２から蒸気ドラム６ａ、６ｂ、６ｃにかけて復水（
給水）を供給する。この復水は脱気装置２７の働きによ
り起動時の溶存酸素濃度の制限値であるｇｏｐｐｂ以内
を容易に満たすことが可能である。したがって、長期間
にわたりプラントが停止した後も短時間のうちに起動立
ち上げを終了させることができる。

本発明は上記実施例に限られず、次の態様においても実
施することができる。すなわち、第４図は空気抽出機を
上部空間Ａ用の空気抽出機３６ａと、下部空間Ｂ用の空
気抽出機３６ｂとに各々独立させたものを示している。

ここで使用する復水装置は上記実施例の復水装置と同じ
もので上記実施例と同一の手順で起動操作が進められる
から、同様の効果を得ることができる。

なお、以上の説明はコンバインドサイクル発電プラント
についてのものであるが、本発明の適用はこれに限られ
ない。すなわち、蒸気を生成するボイラ、ボイラからの
蒸気によって駆動される蒸気タービンおよび蒸気タービ
ンの排気を受け入れて凝縮する復水器、復水（給水）を
昇圧してボイラに送る給水ポンプを組合わせて構成され
る蒸気タービンプラントに適用するならば、同様の効果
を得ることが可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明は復水器の内部を
管束を収容する上部空間と、ボットγう、１ルを収容す
るＦ同意間とに気密を保持【、“Ｃ゛区画ｊ５、上部空
回、ｌ−ド部て”」１（１との間に開閉自在な隔離弁を
もする連絡管を接続（７，こ復水のノニめの連絡通路と
しで構成すると共に、脱気装置をボットウ、ルの上方に
臨ませた復水用循環系統０）出目ｃＤ十力に配置し５、
さらに空気抽出装置を上部およびＦ同意間の双方よ連絡
ｉ７能に設置ノ、プラントの起動にあ！す、隔離弁によ
り上部空間とＦ同意間との連絡を遮断し２、空気抽出装
置により下部空間の真空を維持しなから、ボットウニル
から抽出される復水を脱気装置に導いて脱気じ、空気抽
出装置により１同意間の真空を維持【７なから、隔離弁
を開！−ｊて双方の空間を連通さ封るようにし７ている
ので、早期に復水の溶存酸素濃度が起動時の制限値の８
０ｐｐｂまで下げられ、起動立上げに要する時間を短縮
することができ、電力需要側の要求に素早く対応し５て
電力の供給か可能になるなど、優れて有用なものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸気ターヒ゛シブラントの起動方
法のための製錠の要部をンＴりず系統図、第２図は本発
明に係る複床装置の断面間、第３図は禎２図０）　ＩＩ
Ｉ−ｍ線に沿６ｔｌＴ面図、第４間は本発明の他の実施
例を示す系統間、第５図は従来０）起動力法（１）ため
の装置の一例を示４−系統図である。 １０・・・・・・・・復水器 １１・・・・・・・管束 １２・・・・・・・・ホットウェル ］６．３６ａ、３６１）、、、空気抽出機１７・・・・
・・・・復水再循環系統 ］８・・・・・・・・補給永存 ２１・・・・・・・・・仕切部材 ２２・・・・・・・・・連絡管 ２３・・・・・・・・・隔離弁 ２４．２５・・空気抽出前 ２７・・・・・・・・脱気装置 ２８・・・・・・・加熱蒸気管 ３１・・・・・・・・・本体胴 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気タービンの排気を凝縮させて復水として回収
   する復水器を備えてなる蒸気タービンプラントの起動方
   法において、前記復水器の内部を前記蒸気タービンの排
   気を凝縮させる管束を収容する上部空間と、凝縮した復
   水を受け入れて溜めておくホットウェルを収容する下部
   空間とに気密を保持して区画し、前記上部空間と前記下
   部空間との間に開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続
   して復水のための連絡通路として構成すると共に、脱気
   装置を前記ホットウェルの上方に臨ませた復水再循環系
   統の出口の下方に配置し、さらに空気抽出装置を前記上
   部および下部空間の双方と連絡可能に設け、プラントの
   起動にあたり、前記隔離弁を閉じて前記上部空間と前記
   下部空間との連絡を遮断し、前記空気抽出装置により前
   記下部空間の真空を維持しながら、前記ホットウェルか
   ら抽出される復水を前記復水再循環系統を通して前記脱
   気装置に導いて脱気せしめ、次に前記空気抽出装置によ
   り前記上部空間の真空を上昇させて前記下部空間とほぼ
   同等に維持しつつ、前記隔離弁を開けて双方の空間を連
   通させ、しかる後復水を前記ホットウェルからボイラに
   供給するようにしたことを特徴とする蒸気タービンプラ
   ントの起動方法。
2. （２）復水器の内部を蒸気タービンの排気を凝縮させる
   管束を収容する上部空間と、凝縮した復水を受け入れて
   溜めておくホットウェルを収容する下部空間とに気密を
   保持して区画し、前記上部空間と前記下部空間との間に
   開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続して復水のため
   の連絡通路として構成すると共に、脱気装置を前記ホッ
   トウェルの上方に臨ませた復水再循環系統の出口の下方
   に配置し、さらに空気抽出装置を前記上部および下部空
   間の双方と連絡可能に設けてなる復水装置。