JPH0336407A - 再熱系、及びその熱消費率の改善方法 - Google Patents
再熱系、及びその熱消費率の改善方法Info
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- JPH0336407A JPH0336407A JP2124313A JP12431390A JPH0336407A JP H0336407 A JPH0336407 A JP H0336407A JP 2124313 A JP2124313 A JP 2124313A JP 12431390 A JP12431390 A JP 12431390A JP H0336407 A JPH0336407 A JP H0336407A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G5/00—Controlling superheat temperature
- F22G5/12—Controlling superheat temperature by attemperating the superheated steam, e.g. by injected water sprays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
- F01K7/40—Use of two or more feed-water heaters in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
- F01K3/26—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by steam
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
免ｉ乱毘艷
１、発明の分野
本発明は、蒸気タービン装置に関し、特に、蒸気により
蒸気を再熱するドレン系においてドレン冷却器を用いる
改良装置及び方法に関するものである。
蒸気を再熱するドレン系においてドレン冷却器を用いる
改良装置及び方法に関するものである。
２、先行技術の説明
殆ど全ての原子力蒸気タービン発電機は、若干湿った即
ち低過熱度の初期蒸気状態の下で運転し、熱効率の改善
と羽根の腐食低減のために、蒸気により蒸気を再熱して
いる。最近における燃料コストの上昇のため、より高い
初期運転圧力及び温度を用いたり、タービンサイクルに
おいて使用すべき加熱器もしくはヒータの数を増加する
というような付加的な再熱特徴を用いるに至っている。
ち低過熱度の初期蒸気状態の下で運転し、熱効率の改善
と羽根の腐食低減のために、蒸気により蒸気を再熱して
いる。最近における燃料コストの上昇のため、より高い
初期運転圧力及び温度を用いたり、タービンサイクルに
おいて使用すべき加熱器もしくはヒータの数を増加する
というような付加的な再熱特徴を用いるに至っている。
また、より高い初期運転圧力及び温度を用いることは、
蒸気の過熱を用いることによるより高い出口水温度のた
めの設備や、復水をサブクールする加熱器のドレン冷却
部を含む、他の構造の開発になっている。
蒸気の過熱を用いることによるより高い出口水温度のた
めの設備や、復水をサブクールする加熱器のドレン冷却
部を含む、他の構造の開発になっている。
蒸気対蒸気式の再熱器のドレンに関する現在の慣行では
、湿分分離器付き再熱器（ＭＳＲと言うこともある）に
おける高圧再熱器からのドレン流体、即ち復水された蒸
気と掃気蒸気との混合物を最高圧の給水加熱器に放出し
、そこでこのドレン流体を最初のタービン抽気点からの
復水蒸気と混合させている。“掃気蒸気”とは、特に、
温度が最も低くて再熱すべき流入蒸気にさらされる再熱
管束の最外側のＵ形管もしくは再熱管束の下方部位にあ
る管において、復水が過冷却し溜まることを防止するた
めに、主蒸気供給管から放出されて同再熱管束の管を流
通する少量の乾き蒸気のことを指している。覆水が溜ま
ることは結果的に過冷却になり、そして、この復水が圧
力の上昇により最終的に配管から放出される時に、過冷
却に関連した急激な温度変化で配管が損傷することがあ
る。蒸気対蒸気式の再熱構造では、再熱管内の湿分の増
加を防ぐために、通常、定格負荷における全再熱蒸気供
給量の約２％を掃気蒸気として用いている。
、湿分分離器付き再熱器（ＭＳＲと言うこともある）に
おける高圧再熱器からのドレン流体、即ち復水された蒸
気と掃気蒸気との混合物を最高圧の給水加熱器に放出し
、そこでこのドレン流体を最初のタービン抽気点からの
復水蒸気と混合させている。“掃気蒸気”とは、特に、
温度が最も低くて再熱すべき流入蒸気にさらされる再熱
管束の最外側のＵ形管もしくは再熱管束の下方部位にあ
る管において、復水が過冷却し溜まることを防止するた
めに、主蒸気供給管から放出されて同再熱管束の管を流
通する少量の乾き蒸気のことを指している。覆水が溜ま
ることは結果的に過冷却になり、そして、この復水が圧
力の上昇により最終的に配管から放出される時に、過冷
却に関連した急激な温度変化で配管が損傷することがあ
る。蒸気対蒸気式の再熱構造では、再熱管内の湿分の増
加を防ぐために、通常、定格負荷における全再熱蒸気供
給量の約２％を掃気蒸気として用いている。
最高圧の給水加熱器からは、復水蒸気と他のドレン流と
がより低圧の給水加熱器へ順次放出され、即ちカスケー
ドされ、サイクルのある箇所で、流れは主給水流の一部
になる。
がより低圧の給水加熱器へ順次放出され、即ちカスケー
ドされ、サイクルのある箇所で、流れは主給水流の一部
になる。
米国特許第４，８２５，６５７号明細書に開示されてい
るように、高圧再熱器を、出るドレンは、定格負荷テハ
５５℃（１００＠Ｆ）程度、２５１負荷では１４０℃（
２５Ｇ”Ｆ）を越えるほど、最高圧の給水加熱器を出る
給水よりも相当に温度が高い、従って、ドレンは熱交換
の前に給水圧力まで絞り落とさねばならない、これは熱
効率の損失もしくは低下になる。
るように、高圧再熱器を、出るドレンは、定格負荷テハ
５５℃（１００＠Ｆ）程度、２５１負荷では１４０℃（
２５Ｇ”Ｆ）を越えるほど、最高圧の給水加熱器を出る
給水よりも相当に温度が高い、従って、ドレンは熱交換
の前に給水圧力まで絞り落とさねばならない、これは熱
効率の損失もしくは低下になる。
この損失を最小にすべく提案された方法の１つは高圧再
熱器ドレン流体を最高圧の給水加熱器の出口側内に圧送
することである。しかし、この方法には、ａ）ポンプの
追加を必要とする、ｂ）定常状態における不十分な正味
吸込みヘッドか、又は過渡状態中のフラッシングに由来
するキャビテーションを回避することが難しい、Ｃ〉
再熱器管束の信頼性を増すために用いられた掃気蒸気を
処理する、という大きな欠点がある。
熱器ドレン流体を最高圧の給水加熱器の出口側内に圧送
することである。しかし、この方法には、ａ）ポンプの
追加を必要とする、ｂ）定常状態における不十分な正味
吸込みヘッドか、又は過渡状態中のフラッシングに由来
するキャビテーションを回避することが難しい、Ｃ〉
再熱器管束の信頼性を増すために用いられた掃気蒸気を
処理する、という大きな欠点がある。
上述の米国特許は、蒸気タービン発電機系内の蒸気対蒸
気式再熱系の熱効率を改善するための方法及び装置を提
供している。この米国特許によると、高圧再熱器ドレン
流体を受けて、このドレン流体を最高圧の給水加熱器の
排出口からの復水との熱交換関係で流通させるドレン冷
却器を使用することにより、付加的なポンプの圧送を必
要することなく再熱器のドレン流体を給水の流れに直接
合流させる。これにより、再熱器ドレン圧力の絞りに起
因する熱効率の損失を回避している。系が１００％以下
の負荷で作動している時には熱消費率の改善は大きい、
同米国特許の発明は、単段及び多段の湿分分離器付き再
熱器に対して後から現場で実施するように設計されてい
た。これ等の既存の系は、水位制御装置を有するドレン
受けを含んでいる。高圧再熱器ドレン管の流体は、ドレ
ン受けに集められてから、高圧給水加熱器からの復水と
の熱交換関係にある熱交換器（ドレン冷却器）に案内さ
れる。ドレン冷却器の使用により、再熱器ドレン圧力の
絞りによる熱効率の損失を回避する。
気式再熱系の熱効率を改善するための方法及び装置を提
供している。この米国特許によると、高圧再熱器ドレン
流体を受けて、このドレン流体を最高圧の給水加熱器の
排出口からの復水との熱交換関係で流通させるドレン冷
却器を使用することにより、付加的なポンプの圧送を必
要することなく再熱器のドレン流体を給水の流れに直接
合流させる。これにより、再熱器ドレン圧力の絞りに起
因する熱効率の損失を回避している。系が１００％以下
の負荷で作動している時には熱消費率の改善は大きい、
同米国特許の発明は、単段及び多段の湿分分離器付き再
熱器に対して後から現場で実施するように設計されてい
た。これ等の既存の系は、水位制御装置を有するドレン
受けを含んでいる。高圧再熱器ドレン管の流体は、ドレ
ン受けに集められてから、高圧給水加熱器からの復水と
の熱交換関係にある熱交換器（ドレン冷却器）に案内さ
れる。ドレン冷却器の使用により、再熱器ドレン圧力の
絞りによる熱効率の損失を回避する。
ドレン冷却器の概念を新しい設備と同様に補修設備に適
用する必要が存在する。更に、運転上及び保守上の問題
を避けなから蒸気発生系の熱効率を付加的に改善する必
要性が常に存在する。従って、本発明の主な目的は、ド
レン冷却器の概念を改善し推進することである。
用する必要が存在する。更に、運転上及び保守上の問題
を避けなから蒸気発生系の熱効率を付加的に改善する必
要性が常に存在する。従って、本発明の主な目的は、ド
レン冷却器の概念を改善し推進することである。
従来の再熱器ドレン系は、ＭＳＲの再熱器ドレン管接続
部とドレン流体を受ける給水加熱器との間にある圧力減
衰（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）部と、復水された加熱蒸気を
受は入れる水位制御されたドレン受けとを習慣的に用い
ている。高圧ＭＳＲからのドレン管束における内部フラ
ッディングを頻繁に生じさせるドレン受けには明らかに
信頼性の問題がある。
部とドレン流体を受ける給水加熱器との間にある圧力減
衰（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）部と、復水された加熱蒸気を
受は入れる水位制御されたドレン受けとを習慣的に用い
ている。高圧ＭＳＲからのドレン管束における内部フラ
ッディングを頻繁に生じさせるドレン受けには明らかに
信頼性の問題がある。
このフラッディングにより多数の管束が損傷を受けてお
り、低いプラント効率で低負荷運転する必要がある。
り、低いプラント効率で低負荷運転する必要がある。
更に、多くの事例で再熱器供給圧力の上昇に伴う低負荷
での加熱器圧力の低下のために、掃気蒸気の割合は負荷
の低下に伴って増加する。以下に示す米国特許第４，８
２５，６５７号明細書の第１表及び第２表に見られるよ
うに、掃気蒸気の増加はドレン受けを用いる系の熱消費
率に少々影響を与える。
での加熱器圧力の低下のために、掃気蒸気の割合は負荷
の低下に伴って増加する。以下に示す米国特許第４，８
２５，６５７号明細書の第１表及び第２表に見られるよ
うに、掃気蒸気の増加はドレン受けを用いる系の熱消費
率に少々影響を与える。
他の制御手段が無い場合、掃気蒸気の皿は、ドレン冷却
器の復水能力により制御される。ドレン冷却器の概念を
用いる２つのサンプルプラント即ち単段及び２段再熱構
造についての計算によると、ドレン冷却器が５０％負荷
で２％の掃気蒸気を受は入れるような大きさであれば、
定格負荷における掃気蒸気は単段構造（第１表）につい
ては４．２％の範囲に入り、２段構造（第２表）につい
ては５．４％の範囲に入ることを示している。掃気蒸気
の割合は負荷が減少すると低下し、５０％負荷以下で運
転している時には約２％に留どまっているであろう。
器の復水能力により制御される。ドレン冷却器の概念を
用いる２つのサンプルプラント即ち単段及び２段再熱構
造についての計算によると、ドレン冷却器が５０％負荷
で２％の掃気蒸気を受は入れるような大きさであれば、
定格負荷における掃気蒸気は単段構造（第１表）につい
ては４．２％の範囲に入り、２段構造（第２表）につい
ては５．４％の範囲に入ることを示している。掃気蒸気
の割合は負荷が減少すると低下し、５０％負荷以下で運
転している時には約２％に留どまっているであろう。
上記の第１表及び第２表の各々の３番目及び４番目の数
列から分かるように、定格負荷で掃気蒸気流量が２％以
上であると、単段の再熱ｆＡ造ではＩ ＢＴＵ／ＫＷＨ
（１，０５５ＫＪ／にＷＨ）、２ｆｉノ再熱構造では２
ＢＴｔｌ／ＫＨＨ（２，１１０ＫＪ／に阿Ｈ）の熱消費
率改善の低下がある。従って、本発明の目的は、低負荷
についての掃気蒸気の量を最適化する手段を設けること
により、低負荷における熱消費率を改善すること、即ち
、上述した熱消費率の改善の低下を回避することである
。この目的は、全負荷で掃気蒸気を２％に保持するよう
にドレン冷却器熱伝達能力を調整する装置によって達成
される。
列から分かるように、定格負荷で掃気蒸気流量が２％以
上であると、単段の再熱ｆＡ造ではＩ ＢＴＵ／ＫＷＨ
（１，０５５ＫＪ／にＷＨ）、２ｆｉノ再熱構造では２
ＢＴｔｌ／ＫＨＨ（２，１１０ＫＪ／に阿Ｈ）の熱消費
率改善の低下がある。従って、本発明の目的は、低負荷
についての掃気蒸気の量を最適化する手段を設けること
により、低負荷における熱消費率を改善すること、即ち
、上述した熱消費率の改善の低下を回避することである
。この目的は、全負荷で掃気蒸気を２％に保持するよう
にドレン冷却器熱伝達能力を調整する装置によって達成
される。
東上量
基底
負荷 可変掃気蒸気
ｌ１１
９３９１０１２１（１０８７８，４１３）７０３１０２
２８（１０７９１，３０６）６６４１０２８０（１０８
４６，１７）４６９１０９２６（１１５２７，７４８）
３７７１１４０１（１２０２８，９０９）３５５１１５
４７（１２１８２，９４９）ＥＸ ２％掃気蒸気 １０１０４（１０６６０，４７６＞ １０１９０（１０７５１，２１３） １０２３２（１０７９５，５２６） １０８１８（１１４１３，８） １１３２２（１１９４５，５５８） １１３９０（１２０１７，３０３） ＥＸ 可変掃気蒸気 ※ １０１０５（１０６６１，５３１） １０１９１（１０７５２，２６８） １０２３３（１０７９６，５８１） １０８１８（１１４１３，８） １１３２３（１１９４６，６１３） １１３９１（１２０１８，３５８） ※ ９３９Ｍ−での４．２％掃気蒸気は４６９聞での２％ま
で線形に減少。
２８（１０７９１，３０６）６６４１０２８０（１０８
４６，１７）４６９１０９２６（１１５２７，７４８）
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で線形に減少。
基底
負荷 可変掃気蒸気
Ｗ
１２６０ ９６５０（１０１８１，４７２）９４５ ９
５３６（１００８１，１９４）６３０１００２７（１１
８９５，９６９）３２０１１２７５（１１８９５，９６
９）ＥＸ ２％掃気蒸気 ９６３７（１０１６７，７５６） ９５０８（１００３１，６５２） ９９６２（１０５１０，６５６） １１１２５（１１７３７，７０８） １（ＥＸ 可変掃気蒸気 ※ ９６３９（１０１６９，９６７） ９５１・１（１００３４，８１７） ９９６２（１０５１０，６５６） １１１２５（１１７３７，７０８） ※ １２６ＯＮＭでの５．４％掃気蒸気は６３０聞での２％
まで線形に減少。
５３６（１００８１，１９４）６３０１００２７（１１
８９５，９６９）３２０１１２７５（１１８９５，９６
９）ＥＸ ２％掃気蒸気 ９６３７（１０１６７，７５６） ９５０８（１００３１，６５２） ９９６２（１０５１０，６５６） １１１２５（１１７３７，７０８） １（ＥＸ 可変掃気蒸気 ※ ９６３９（１０１６９，９６７） ９５１・１（１００３４，８１７） ９９６２（１０５１０，６５６） １１１２５（１１７３７，７０８） ※ １２６ＯＮＭでの５．４％掃気蒸気は６３０聞での２％
まで線形に減少。
本発明の別の目的は、高圧再熱器ドレン管接続部とドレ
ン冷却器の胴側入口における端末点との間のドレン管に
おける圧力降下を低減するために、同時にドレン冷却器
の概念を用いなからドレン管の内部フラッディングの可
能性を排除することである。
ン冷却器の胴側入口における端末点との間のドレン管に
おける圧力降下を低減するために、同時にドレン冷却器
の概念を用いなからドレン管の内部フラッディングの可
能性を排除することである。
及」１４社り
本発明によると、ドレン冷却器の概念を用いる蒸気ター
ビン装置における蒸気対蒸気式再熱系を改良する装置及
び方法が開示されている。先行技術の大形で複雑なドレ
ン受けを用いていないため、ＮＳＲ管束ドレンの内部フ
ラッディングの源がない。
ビン装置における蒸気対蒸気式再熱系を改良する装置及
び方法が開示されている。先行技術の大形で複雑なドレ
ン受けを用いていないため、ＮＳＲ管束ドレンの内部フ
ラッディングの源がない。
上述した米国特許第４．８２５．６５７号明細書に開示
されたようなドレン冷却器の有用性は、負荷状態に応じ
て掃気蒸気の量を最適化して同ドレン冷却器の復水能力
の調節を可能として熱消費率の低減を達成するよう、制
御弁を備えた覆水バイパス管を設けることにより増大す
る。
されたようなドレン冷却器の有用性は、負荷状態に応じ
て掃気蒸気の量を最適化して同ドレン冷却器の復水能力
の調節を可能として熱消費率の低減を達成するよう、制
御弁を備えた覆水バイパス管を設けることにより増大す
る。
本発明の一形態では、再熱器管束の最下方部における湿
分の増加を防ぐために小皿の掃気蒸気を用いる蒸気対蒸
気式再熱系を採用した蒸気タービン発電機が提供されて
いる。この再熱系は、再熱器ドレンのある高圧湿分分離
器付き再熱器と、圧力が徐々に増大する給水を加熱する
ために直列に接続された幾つかの給水加熱器とを有する
。各給水加熱器は、給水の入口及び出口を有する。給水
を蒸気対蒸気式で再熱する改良型の再熱系は、再熱器ド
レンから流体を受けて最も高い圧力を有する給水加熱器
から出る給水との熱交換関係で通流させ、その後再熱器
ドレンからの流体を給水加熱器に送るドレン冷却器を備
えている。また、同再熱系は、掃気蒸気の皿を制御する
ための制御装置も備えている。更に、ドレン冷却器であ
る熱交換器には流木レベル制御装置が設けられていて、
同ドレン冷却器の熱容量を制御できるようになっており
、ドレン受けの水位制御装置の必要性を無くしている。
分の増加を防ぐために小皿の掃気蒸気を用いる蒸気対蒸
気式再熱系を採用した蒸気タービン発電機が提供されて
いる。この再熱系は、再熱器ドレンのある高圧湿分分離
器付き再熱器と、圧力が徐々に増大する給水を加熱する
ために直列に接続された幾つかの給水加熱器とを有する
。各給水加熱器は、給水の入口及び出口を有する。給水
を蒸気対蒸気式で再熱する改良型の再熱系は、再熱器ド
レンから流体を受けて最も高い圧力を有する給水加熱器
から出る給水との熱交換関係で通流させ、その後再熱器
ドレンからの流体を給水加熱器に送るドレン冷却器を備
えている。また、同再熱系は、掃気蒸気の皿を制御する
ための制御装置も備えている。更に、ドレン冷却器であ
る熱交換器には流木レベル制御装置が設けられていて、
同ドレン冷却器の熱容量を制御できるようになっており
、ドレン受けの水位制御装置の必要性を無くしている。
魚ｍ緻な」じＬ
先ず、図面において、同一の符号は同一の部材を示し、
矢印を有する点線は蒸気の流れを表し、矢印を有する実
線は水を含む流体の流れを表している。第１図は、蒸気
により蒸気を再熱する従来の単段式再熱系の代表的な設
備を示している。蒸気及び水の混合物即ち低過熱蒸気は
、高圧タービン要素８に流入する前に蒸気発生器６から
出た蒸気から取り出される。高圧タービン要素８からの
高圧排出蒸気１２は分岐して、主蒸気部分１４が蒸気再
熱器１８内の湿分分離３１６に送られ、残部は線２２で
示すように給水加熱器２０に送られる。湿分分離器１６
に送られた高圧排出蒸気１２の主蒸気部分１４は、実質
的に分離されて、同主蒸気部分１４内に液体がドレンタ
ンク２４に集められ、同ドレンタンク２４から配管２６
を経由して給水加熱器２０に送られる。液体が分離され
た主蒸気部分１４に含まれていた蒸気は、蒸気再熱器１
８の上方部分において、配管ｌＯ内を流れる蒸気及び水
の混合物と熱交換関係で通過することにより、再熱され
る０次いで、再熱蒸気２８は低圧タービン要素ＬＰに送
られる。配管１０からの蒸気及び水の混合物のうち復水
された液体を含む再熱器ドレン管３０は、水位、制御さ
れているドレン受け３１に接続されるのが典型的である
。しかし、ある既存のユニットにおいては、ドレン受け
３１の代わりに、小径管を使用して捕集蒸気流量を制御
することも屡々ある。ドレン受け３１からの流れは最高
圧の給水加熱器３２に送られる。この給水加熱器３２の
加熱側には、高圧タービン要素からの半膨張した抽気蒸
気３４が供給される。給水加熱器３２から出るドレン流
体は、配管３６を経由して次の低圧給水加熱器５４にカ
スケードされるのが典型的である０次いで、給水加熱器
５４からのドレン流体は、配管５８を経由して次の低圧
給水加熱器２０にカスケードされる。配管３７を経由し
てかかる低圧給水加熱器２０から放出されたドレン流体
は、小型ポンプ４２を使用して配管３８経由で給水管４
０内に直接圧送される。また、配管４０内の給水は、給
水加熱器５４及び最終の給水加熱器３２に入る前に、ポ
ンプ４４により高圧にされて圧送され、高圧高温の給水
として配管４６を流れる。
矢印を有する点線は蒸気の流れを表し、矢印を有する実
線は水を含む流体の流れを表している。第１図は、蒸気
により蒸気を再熱する従来の単段式再熱系の代表的な設
備を示している。蒸気及び水の混合物即ち低過熱蒸気は
、高圧タービン要素８に流入する前に蒸気発生器６から
出た蒸気から取り出される。高圧タービン要素８からの
高圧排出蒸気１２は分岐して、主蒸気部分１４が蒸気再
熱器１８内の湿分分離３１６に送られ、残部は線２２で
示すように給水加熱器２０に送られる。湿分分離器１６
に送られた高圧排出蒸気１２の主蒸気部分１４は、実質
的に分離されて、同主蒸気部分１４内に液体がドレンタ
ンク２４に集められ、同ドレンタンク２４から配管２６
を経由して給水加熱器２０に送られる。液体が分離され
た主蒸気部分１４に含まれていた蒸気は、蒸気再熱器１
８の上方部分において、配管ｌＯ内を流れる蒸気及び水
の混合物と熱交換関係で通過することにより、再熱され
る０次いで、再熱蒸気２８は低圧タービン要素ＬＰに送
られる。配管１０からの蒸気及び水の混合物のうち復水
された液体を含む再熱器ドレン管３０は、水位、制御さ
れているドレン受け３１に接続されるのが典型的である
。しかし、ある既存のユニットにおいては、ドレン受け
３１の代わりに、小径管を使用して捕集蒸気流量を制御
することも屡々ある。ドレン受け３１からの流れは最高
圧の給水加熱器３２に送られる。この給水加熱器３２の
加熱側には、高圧タービン要素からの半膨張した抽気蒸
気３４が供給される。給水加熱器３２から出るドレン流
体は、配管３６を経由して次の低圧給水加熱器５４にカ
スケードされるのが典型的である０次いで、給水加熱器
５４からのドレン流体は、配管５８を経由して次の低圧
給水加熱器２０にカスケードされる。配管３７を経由し
てかかる低圧給水加熱器２０から放出されたドレン流体
は、小型ポンプ４２を使用して配管３８経由で給水管４
０内に直接圧送される。また、配管４０内の給水は、給
水加熱器５４及び最終の給水加熱器３２に入る前に、ポ
ンプ４４により高圧にされて圧送され、高圧高温の給水
として配管４６を流れる。
第２図は、単段の再熱器構造についての本発明の一形態
を図示している。上述した単段再熱系の主な要素はその
まま残っている。改良点の１つは、水位制御されるドレ
ン受け３１をその制御弁及び水位制御回路（図示せず）
と共に除去したことである。
を図示している。上述した単段再熱系の主な要素はその
まま残っている。改良点の１つは、水位制御されるドレ
ン受け３１をその制御弁及び水位制御回路（図示せず）
と共に除去したことである。
米国特許第４，８２５，６５７号明細書に開示されたよ
うなドレン冷却器（熱交換器）６６が設けられていて、
再熱器ドレン管３０からの蒸気及び復水の混合物を受は
取っている。ドレン冷却器６６からのドレン流体は、配
管６８を経由して最高圧の給水加熱器３２にカスケード
されている。復水バイパス管（調節装置）７０は、給水
加熱器３２から出た配管４０内の給水がドレン冷却器６
６を迂回するように、主給水管４６に流している。復水
バイパス管７０は、間管７０内の流量を調節するために
弁（ｖ４節装置〉７４を備えている。この復水バイパス
管７０及び弁７４は、再熱器の動作により要求される時
に掃気蒸気の増量の必要性を満たすために掃気蒸気の独
立制御を可能とする。更に、流体のレベル制御は、ドレ
ン冷却器６６と給水加熱器３２との間でドレン配管６８
に接続された弁７２により行われる。弁７２で流体レベ
ルを制御することにより、ドレン冷却器の熱容量が制御
される、また、弁７２はドレン受け３１に関連して用い
られていた水位制御回路の必要性も無くすことができる
。
うなドレン冷却器（熱交換器）６６が設けられていて、
再熱器ドレン管３０からの蒸気及び復水の混合物を受は
取っている。ドレン冷却器６６からのドレン流体は、配
管６８を経由して最高圧の給水加熱器３２にカスケード
されている。復水バイパス管（調節装置）７０は、給水
加熱器３２から出た配管４０内の給水がドレン冷却器６
６を迂回するように、主給水管４６に流している。復水
バイパス管７０は、間管７０内の流量を調節するために
弁（ｖ４節装置〉７４を備えている。この復水バイパス
管７０及び弁７４は、再熱器の動作により要求される時
に掃気蒸気の増量の必要性を満たすために掃気蒸気の独
立制御を可能とする。更に、流体のレベル制御は、ドレ
ン冷却器６６と給水加熱器３２との間でドレン配管６８
に接続された弁７２により行われる。弁７２で流体レベ
ルを制御することにより、ドレン冷却器の熱容量が制御
される、また、弁７２はドレン受け３１に関連して用い
られていた水位制御回路の必要性も無くすことができる
。
第３図には、２段再黙過程が採用されている点を除いて
同様の再熱系が示されている。この実施例においては、
単段構造における給水加熱器３２に供給するために専ら
使用されていた半ｌＩ張の抽気蒸気３４が２つの部分に
分割され、それぞれ配管４８及び５０を経由して再熱器
１８と給水加熱器３２とに送られている。再熱器１８に
送られた抽気蒸気３４の部分は、配管ｌｏ内の蒸気及び
水の混合物よりも低い箇所で流入する。第２の再熱器ド
レン管５２は、再熱のため配管４８内の蒸気を使用する
ことにより得られた最もよく復水された蒸気を、第２の
最高圧給水加熱器５４へ運ぶ、この給水加熱器５４には
、高圧タービン要素（蒸気タービン装置）８からの別の
半膨張した抽気蒸気５６が供給される。
同様の再熱系が示されている。この実施例においては、
単段構造における給水加熱器３２に供給するために専ら
使用されていた半ｌＩ張の抽気蒸気３４が２つの部分に
分割され、それぞれ配管４８及び５０を経由して再熱器
１８と給水加熱器３２とに送られている。再熱器１８に
送られた抽気蒸気３４の部分は、配管ｌｏ内の蒸気及び
水の混合物よりも低い箇所で流入する。第２の再熱器ド
レン管５２は、再熱のため配管４８内の蒸気を使用する
ことにより得られた最もよく復水された蒸気を、第２の
最高圧給水加熱器５４へ運ぶ、この給水加熱器５４には
、高圧タービン要素（蒸気タービン装置）８からの別の
半膨張した抽気蒸気５６が供給される。
２段再熱構造についての最高圧の給水加熱器３２からの
ドレン復水は、配管３６を経由して第２の最高圧給水加
熱器５４にカスケードされる。給水加熱器５４からのド
レン復水は配管５８を経てタンク６０に送られる。同タ
ンク６０は、このドレン復水に加えて、再熱器１８の湿
分分離器１６からのドレン復水と、第３の最高圧給水加
熱器２０のドレン管３８からのドレン復水を受ける。こ
のタンク６０は、ドレン系内のフラッシングの問題を回
避するために有効であると共に、流れのサージ現象に起
因する問題を簡単にする。タンク６０にＳ、まった復水
は、小型ポンプ５２により圧送されて配管６４を経由し
給水配管４０内に流入する。この２段再熱系において、
ポンプ４４は、給水が第２の最高圧給水加熱器５４に送
られる前に、給水配管４０内の給水の圧力を上昇させる
ために使用されるのが典型的である。
ドレン復水は、配管３６を経由して第２の最高圧給水加
熱器５４にカスケードされる。給水加熱器５４からのド
レン復水は配管５８を経てタンク６０に送られる。同タ
ンク６０は、このドレン復水に加えて、再熱器１８の湿
分分離器１６からのドレン復水と、第３の最高圧給水加
熱器２０のドレン管３８からのドレン復水を受ける。こ
のタンク６０は、ドレン系内のフラッシングの問題を回
避するために有効であると共に、流れのサージ現象に起
因する問題を簡単にする。タンク６０にＳ、まった復水
は、小型ポンプ５２により圧送されて配管６４を経由し
給水配管４０内に流入する。この２段再熱系において、
ポンプ４４は、給水が第２の最高圧給水加熱器５４に送
られる前に、給水配管４０内の給水の圧力を上昇させる
ために使用されるのが典型的である。
本発明の単段再熱構造の実施例のように、２段再熱構造
も、水位制御されるドレン受け３１の必要性を無くすと
共に、ドレン冷却器６６を使用している。また、２段再
熱構造は、制御弁７４を備えたは水バイパス管７０を含
んでいて、給水加熱器３２からの給水を、ドレン冷却器
６６を迂回して給水配管４０に流している。
も、水位制御されるドレン受け３１の必要性を無くすと
共に、ドレン冷却器６６を使用している。また、２段再
熱構造は、制御弁７４を備えたは水バイパス管７０を含
んでいて、給水加熱器３２からの給水を、ドレン冷却器
６６を迂回して給水配管４０に流している。
上述した米国特許第４，８２５，６５７号明細書はかか
るドレン冷却器６６を使用することによる利点について
述べている。即ち、再熱器ドレン管３０は給水加熱器３
２の圧力まで絞る必要が無くなる。このようにして、結
果的に冷却を伴うドレン管３０内のフラッシングの問題
は、解消される。ドレン管３０の高圧作用により再熱系
の熱力学的効率が実質的に高くなると共に、フラッシン
グにより生ずるキャビテーション侵食と熱勾配とによる
設備問題を回避する。また、上述の米国特許は、湿分分
離器付き再熱器のドレン管３０の温度が給水加熱器３２
を出る給水よりも高いので、熱勘定の計算に基づくと、
ドレン冷却器６６として非常に小型の熱交換器を使用で
きることを教示している。
るドレン冷却器６６を使用することによる利点について
述べている。即ち、再熱器ドレン管３０は給水加熱器３
２の圧力まで絞る必要が無くなる。このようにして、結
果的に冷却を伴うドレン管３０内のフラッシングの問題
は、解消される。ドレン管３０の高圧作用により再熱系
の熱力学的効率が実質的に高くなると共に、フラッシン
グにより生ずるキャビテーション侵食と熱勾配とによる
設備問題を回避する。また、上述の米国特許は、湿分分
離器付き再熱器のドレン管３０の温度が給水加熱器３２
を出る給水よりも高いので、熱勘定の計算に基づくと、
ドレン冷却器６６として非常に小型の熱交換器を使用で
きることを教示している。
水位制御されるドレン受け３１を、同ドレン受け３１に
関連した複雑な複数の制御弁及び水位制御回路と共に排
除することにより、蒸気による蒸気の再熱系の構造が簡
単になるばかりか、湿分分離器付き再熱器へのドレン管
３０の配管接続部とドレン冷却器６６のＷ４側入口部と
の間のドレン管における圧力降下が減少することになる
。また、非常に大形のドレン受け３１を無くすことによ
り、諸部品やドレン管の配列が有利になる。即ち、上述
のように、ドレン冷却器６６は占めるスペースがもっと
小さいので、ドレン管の敷設を最適の態様で行うことが
容易になる。最後に、復水バイパス管７０と制御弁７４
とを付設したことにより、ドレン冷却器６６の熱交換能
力のｍ調整が可能となり、変化する運転上の要求に合致
するように湿分分離器付き再熱器のドレン系内のｔ＋１
気蒸気の量を別個に制御することができる。
関連した複雑な複数の制御弁及び水位制御回路と共に排
除することにより、蒸気による蒸気の再熱系の構造が簡
単になるばかりか、湿分分離器付き再熱器へのドレン管
３０の配管接続部とドレン冷却器６６のＷ４側入口部と
の間のドレン管における圧力降下が減少することになる
。また、非常に大形のドレン受け３１を無くすことによ
り、諸部品やドレン管の配列が有利になる。即ち、上述
のように、ドレン冷却器６６は占めるスペースがもっと
小さいので、ドレン管の敷設を最適の態様で行うことが
容易になる。最後に、復水バイパス管７０と制御弁７４
とを付設したことにより、ドレン冷却器６６の熱交換能
力のｍ調整が可能となり、変化する運転上の要求に合致
するように湿分分離器付き再熱器のドレン系内のｔ＋１
気蒸気の量を別個に制御することができる。
本発明について上に説明したが、本発明は、これ等の実
施例に限定されるものではなく、均等物の全てを含む特
許請求の範囲により限定されるものであると理解された
い。
施例に限定されるものではなく、均等物の全てを含む特
許請求の範囲により限定されるものであると理解された
い。
第１図は、従来の単段再熱器プラントの一部を示す概要
図、第２図は、本発明の方法及び装置を含む単段再熱器
プラントの一部を示す概要図、第３図は、本発明の装置
を含む２段再熱器プラントの一部を示す概要図である。 ８・・・高圧タービン要素（蒸気タービン装置）ＬＰ・
・・低圧タービン要素（蒸気タービン装置）１８・・・
湿分分離器付き再熱器 ２０．３２．５４・・・複数の給水加熱器３０・・・再
熱器ドレン管 ６６・・・ドレン冷却器（熱交換器） ７０・・・復水バイパス管（調節装置）７４・・・弁（
調節装置）
図、第２図は、本発明の方法及び装置を含む単段再熱器
プラントの一部を示す概要図、第３図は、本発明の装置
を含む２段再熱器プラントの一部を示す概要図である。 ８・・・高圧タービン要素（蒸気タービン装置）ＬＰ・
・・低圧タービン要素（蒸気タービン装置）１８・・・
湿分分離器付き再熱器 ２０．３２．５４・・・複数の給水加熱器３０・・・再
熱器ドレン管 ６６・・・ドレン冷却器（熱交換器） ７０・・・復水バイパス管（調節装置）７４・・・弁（
調節装置）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）流体のための再熱器ドレン管を有する高圧湿分分離
器付き再熱器と、給水の入口及び出口を有して相互に直
列に接続され、給水を徐々に高い圧力において加熱する
複数の給水加熱器と、最高圧の該給水加熱器を出た給水
に対して熱交換関係で接続する熱交換器とを有し、湿分
の増加を防止するために掃気蒸気を用いる、蒸気対蒸気
の再熱系を使用した蒸気タービン熱サイクルにおける熱
消費率の改善方法であって、 前記湿分分離器付き再熱器のドレン管を前記熱交換器に
直接接続して、ドレン流体を最高圧の前記給水加熱器か
ら出る給水と熱交換関係で流通させ、 前記熱交換器からのドレン流体を導出して、同ドレン流
体を最高圧の前記給水加熱器に流入させる、 再熱系熱消費率の改善方法。 ２）再熱器ドレン管を有する高圧湿分分離器付き再熱器
と、給水の入口及び出口を有して相互に直列に接続され
、給水を徐々に高い圧力において加熱する複数の給水加
熱器とを有し、湿分の増加を防止するために掃気蒸気を
用いる、蒸気対蒸気の再熱系を備えた蒸気タービン装置
において、前記湿分分離器付き再熱器のドレン管から流
体を受け、同流体を最高圧の給水加熱器から出た給水に
対して熱交換関係で流通させてから、最高圧の前記給水
加熱器に送る熱交換器と、 該熱交換器に接続されて、前記蒸気タービン装置の負荷
の関数として前記再熱系内の掃気蒸気の量を調節する調
節装置と、 を備える蒸気タービン装置における再熱系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/353,364 US4955200A (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | Reheater piping and drain cooler system |
| US353,364 | 1989-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336407A true JPH0336407A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=23388793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124313A Pending JPH0336407A (ja) | 1989-05-17 | 1990-05-16 | 再熱系、及びその熱消費率の改善方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4955200A (ja) |
| JP (1) | JPH0336407A (ja) |
| KR (1) | KR900018499A (ja) |
| CN (1) | CN1047363A (ja) |
| CA (1) | CA2016929A1 (ja) |
| ES (1) | ES2024262A6 (ja) |
| IT (1) | IT1240037B (ja) |
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| CN101886804B (zh) * | 2010-05-26 | 2011-07-20 | 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 | 超临界直流锅炉热电厂热网加热器全回热疏水系统 |
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- 1990-05-16 ES ES909001364A patent/ES2024262A6/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-16 JP JP2124313A patent/JPH0336407A/ja active Pending
- 1990-05-16 KR KR1019900006991A patent/KR900018499A/ko active IP Right Grant
- 1990-05-16 CN CN90103569A patent/CN1047363A/zh active Pending
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