JPH06146810A - 復水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラント起動時、溶存酸素濃度の高い復水ある
いは補給水を脱気する脱気装置に供給して効果的に凝縮
させ、復水器の器内圧力が上昇するのを防止すること。 【構成】復水器１の内部は管束２を収容する上部空間Ａ
と、復水を溜めておく下部空間Ｂとに区画する。双方の
空間は開閉自在な隔離弁４を有する連絡管５により連通
可能に構成する。空気抽出機１１は双方の空間と各々接
続する。管束２を収めた上部空間内に脱気装置８を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、さらに詳しくは復水器に導入される復水および補
給水から溶存酸素を取除く脱気装置を備えた復水装置に
関する。

【０００２】

【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従性と、高い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プラントの運用方法あるいは機器
の改良に不断の努力が傾けられている。運用方法の面で
目立つ動きはベースロードのための運用から毎日の起動
停止を想定する運用、つまりディ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ったも
のとなる。

【０００３】このＤＳＳ運用を可能にした復水器は、た
とえば特開平３−２７５９０３号公報に記載のものがあ
る。以下、図面を参照してこの復水装置および最も効果
的な運転方法を説明する。

【０００４】図４において、復水器１の内部は蒸気を凝
縮する管束２を収容する上部空間Ａと、凝縮した復水を
貯蔵する下部空間Ｂとに仕切り部材３により気密を保持
して区画され、この両空間部を隔離弁４を有する連絡管
５により接続すると共に、前記下部空間Ｂの上方に臨ま
せた復水再循環系統６の復水戻り口７の下方には脱気装
置８が備えられ、かつ脱気装置８の下部には脱気装置８
を落下してくる復水を加熱脱気するための加熱蒸気を噴
出させる加熱蒸気管９が設けられている。

【０００５】このように構成された復水器を使用してプ
ラントをＤＳＳ運用する場合、プラント停止時には、ま
ず隔離弁４およびポンプ入口弁１０を全閉にした後に空
気抽出機１１の運転を停止し、空気抽出弁１２ａ、１２
ｂを全閉にした後、上部空間Ａの真空を破壊する。こう
して上部空間Ａには大気が流れ込み、上部空間Ａは次の
起動まで大気圧のもとにある。しかし、下部空間Ｂは外
部環境と完全に隔離されており、依然として真空が保持
されたままであり、下部空間Ｂに溜められた復水に酸素
が溶け込まないようになっている。

【０００６】一方、プラント再起動時には隔離弁４を全
閉にしたまま、ポンプ入口弁１０を開きながら復水ポン
プ１３を起動してグランド蒸気復水器１４に復水を供給
する。このとき、復水は再循環入口弁１５を開くことに
より復水再循環系統６を通して復水器１に回収される。
この起動過程で補給水を供給する場合には、補給水管１
６を通して下部空間Ｂに導入する。この復水再循環系統
６を循環する復水、または補給水の溶存酸素濃度が規定
値より高い場合には、加熱蒸気管９を介して加熱蒸気を
脱気装置８に導入することにより復水を脱気することが
できるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、ＤＳ
Ｓ運用を目的とした上記復水器１は、特に復水および補
給水の溶存酸素濃度が規定値よりも高い場合、下部空間
Ｂの真空を維持しながら、脱気用加熱蒸気を脱気装置８
に導入して復水および補給水を脱気するようにしている
が、この加熱蒸気を導入する際に下部空間Ｂの器内圧力
が想定される圧力を超えて上昇する可能性がある。すな
わち、空気抽出機１１の故障や性能低下などにより脱気
装置８に導く加熱蒸気量が空気抽出機１１の抽出ガス量
を超えた場合、圧力の高い加熱蒸気が下部空間Ｂに残
り、次第に下部空間Ｂの器内圧力を上昇させ、ある時点
で大気圧を大きく超えてしまう可能性がある。

【０００８】一般に、復水器１は器内圧力が大気圧より
も低い真空容器として外部圧力に抗するだけの強度は保
たれている。しかし、器内圧力が外部圧力より高くな
る、つまり逆方向に圧力が作用する事態は想定してな
く、復水器１の保護が充分に図れない。通常、加熱蒸気
の圧力は１０kg／cm² ｇであり、復水器１の保護にはこ
れを考慮して堅牢な補強を設ければよいが、これは機器
の故障等に対する備えとしては現実的な対策でなく、採
用できない。

【０００９】また、復水器１の保護のために考えられる
のは圧力の上昇した時点で開く逃がし弁をに接続してお
くやり方である。しかし、この方法は下部空間Ｂの真空
を保つうえで気密性を損なう虞れがあり、ＤＳＳ運用の
ための復水器１には必ずしも適切でない。

【００１０】さらに、別の方法は予備の空気抽出機を設
けたり、空気抽出機１１の容量を従来よりも大きくして
性能低下に備えることである。しかし、こうした冗長な
機器構成は万一の場合の備えとして無駄が多く、やはり
採用し難い。

【００１１】本発明の目的は、プラント起動時、溶存酸
素濃度の高い復水あるいは補給水を脱気するとき、脱気
装置に供給した加熱蒸気を効果的に凝縮させ、復水器の
器内圧力が上昇するのを防止するようにした復水装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、タービン排気を凝縮させる管束を収容する
上部空間と、凝縮した復水を溜めておく下部空間とを有
する復水器と、復水器の双方の空間を連通して設けら
れ、開閉自在な隔離弁を有する連絡管と、双方の空間と
各々接続して設けられ、空間内に滞留するガスを抽出す
る空気抽出機とを具備してなる復水装置において、上部
空間に管束と開放部を通して連絡する脱気室を形成し、
この脱気室内に脱気装置を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１３】

【作用】ＤＳＳ運用のために構成される復水器はタービ
ン排気を凝縮させる管束を収容する上部空間と、凝縮し
た復水を溜めておく下部空間とを有する。この上部空間
の管束と開放部を通して連絡する脱気室内に配置される
脱気装置に下部空間から抽出した溶存酸素濃度の高い復
水を供給し、脱気室内に供給される高温の加熱蒸気と直
接接触させる。この加熱により不凝縮性ガスが分離させ
られ、脱気することができる。不凝縮性ガスを含む加熱
蒸気は脱気室の開放した上部から管束の方向に流れてそ
こに吸い込まれ、管内を流れる冷却水によって冷却され
て凝縮する。不凝縮性ガスは上部空間に接続している空
気抽出機によって抽出される。

【００１４】また、上記の下部空間から導かれる復水の
ほか、復水に加える補給水も上記と同じ操作によって脱
気することができる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る復水装置を図１を参照して説明
する。なお、図４に示される構成と同一のものには同一
の符号を付して説明を省略する。図１において、復水器
１の内部は管束を収容する上部空間Ａと、復水を貯蔵す
る下部空間Ｂとに仕切り部材３により気密を保って区画
している。復水再循環系統６は経路を２つに構成してお
り、１つは上部空間Ａに連絡する復水戻り口７ａに結
び、他方は下部空間Ｂに連絡する復水戻り口７ｂに接続
している。また、それぞれ経路には再循環入口弁１５
ａ、１５ｂを介装している。

【００１６】さらに、上部空間Ａに臨ませた復水戻り口
７ａの下方に脱気装置８を設けており、この脱気装置８
の脱気室１７に図示しない加熱蒸気源と結ばれる加熱蒸
気管９を引き込んでいる。

【００１７】また、脱気室１７を囲う仕切り板１９は復
水戻り口７ｂ側を開放し、仕切り部材３の上面近くに復
水通路となる開口１８を穿つように構成される。この開
口１８と対面する位置に仕切板１９との間に一定の距離
を保って堰板２０を設けている。

【００１８】次に、上記実施例による作用を説明する。
たとえば、ＤＳＳ運用時のようにプラントの停止時間の
短いときは、下部空間Ｂの真空度が高く、かつ復水中の
溶存酸素濃度が低いことから、ポンプ入口弁１０を開き
ながら復水ポンプ１３を起動し、グランド蒸気復水器１
４にかけて復水器１内の復水を送る。再循環入口弁は下
部空間Ｂに連絡している再循環入口弁１５ｂを開けてお
き、復水を復水再循環系統６を通して復水器１にそのま
ま回収する。すなわち、溶存酸素濃度が制限値の８０pp
b 以内にあるとき、復水は脱気する必要がない。

【００１９】次に、上部空間Ａに接続されている空気抽
出弁１２ａを開けて上部空間Ａの真空度を上昇させ、下
部空間Ｂと同等の真空度にした後、隔離弁４を開けて双
方の空間Ａ、Ｂを連通させる。

【００２０】この後、給水ポンプ（図示せず）によって
ボイラ（図示せず）に復水を供給する。この起動操作
中、補給水を下部空間に送るには双方の空間Ａ、Ｂを連
通させた後に、補給水を補給水管１６を通して脱気装置
８の上部に導き、同時に加熱蒸気を加熱蒸気管９を通し
て脱気室１７に導入する。補給水は脱気装置８の上部か
ら下方に向かって蛇行しつつ流れ、攪拌されながら加熱
蒸気と直接接触し、脱気されて行く。脱気された補給水
は仕切り部材３の上面で堰板２０の高さに等しい水シー
ルを構成する。堰板２０から溢れた補給水は連絡管５を
通って下部空間Ｂに流入する。

【００２１】一方、加熱蒸気は脱気室１７で補給水を加
熱した後、水シールにより開口１８を通過することな
く、脱気装置８を上方に流れて上部空間Ａに達し、管束
２の内部に吸い込まれて管内を通る冷却水によって凝縮
し、復水となって仕切り部材３の上に落ちる。この復水
は連絡管５を通って下部空間Ｂに入り、そこにある復水
と混ざり合う。

【００２２】上記操作により脱気が必要な補給水も起動
時の制限値である８０ppb 以内にすることができる。

【００２３】一方、プラントの停止時間が長く、下部空
間Ｂに大気が侵入している場合の起動操作は次のように
なる。まず、隔離弁４を開けたままポンプ入口弁１０を
全閉にし、上部空間Ａと下部空間Ｂに滞留している空気
を空気抽出機１１によって抽出し、真空度が設定値に到
達したところで、加熱蒸気を脱機室１７に供給する。同
時にポンプ入口弁１０、上部空間Ａに接続する再循環入
口弁１５ａを開け、復水ポンプ１３を起動して、下部空
間Ｂ、グランド蒸気復水器１４、復水再循環系統６、脱
機室１７を通って下部空間Ｂに還るように復水を循環さ
せ、溶存酸素濃度を起動時の制限値である８０ppb まで
下げる。この後、下部空間Ｂに回収された復水を給水ポ
ンプ（図示せず）によってボイラ（図示せず）に供給す
る。

【００２４】このように、脱気装置８に供給される加熱
蒸気は上部空間Ａにおいて管束２の内部で冷却水によっ
て残らず凝縮するので、上部空間Ａの器内圧力を上昇さ
せることがない。この加熱蒸気が凝縮するとき、不凝縮
性ガスが放出されるが、これも残らず運転中の空気抽出
機１１によって抽出されるので、上部空間Ａ内に滞留せ
ず、圧力の上昇を抑えることができる。

【００２５】一方、空気抽出機１１の故障ないし性能低
下によって不凝縮ガスの抽出量が減少したとき、上部空
間Ａの器内圧力が次第に上昇する。上部空間Ａは器内圧
力の上昇に備えて蒸気を大気中に逃がす大気放出装置Ｃ
と通じており、器内圧力が上昇して復水器１を保護する
ために決められたある圧力を超えると、この大気放出装
置Ｃが働いて加熱蒸気が大気中に逃がされる。これによ
り、万一のときも、器内圧力が外側よりも高くなるのを
免れることができ、構成部材が圧力に押されて変形し、
あるいは破断するなど、致命的な事故を起こすことな
く、復水器１を保護することができる。

【００２６】また、図２および図３は本発明の他の実施
例を示している。補給水管１６は図２に示すように、復
水再循環系統６から独立させて単独の補給水管１６とし
て構成することができる。さらに、脱気装置８は図３に
示すように復水器１の胴から外に大きく突出させるもの
の、管束２との間を空けず配置することができる。

【００２７】図２および図４のいずれの実施例において
も、脱気室１７の構成は上記の実施例と同一であり、同
様の効果が得られることは明らかである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は管束を収容
する上部空間と、復水を溜めておく下部空間とに区画し
て構成した復水器の上部空間内に管束と連絡可能に脱気
装置を設けているので、脱気装置から管束内に流れる加
熱蒸気を管内を通る冷却水によって凝縮することがで
き、上部空間に加熱蒸気が残ることがない。

【００２９】したがって、本発明によれば、復水器の器
内圧力を上昇させることがなく、復水器の構成部材が損
傷を受けるのを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による復水装置の一実施例を示す構成
図。

【図２】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図３】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図４】従来の復水器の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１………復水器 ２………管束 ４………隔離弁 ５………連絡管 ８………脱気装置 １１………空気抽出機 １６………補給水管 １７………脱気室 １８………開口 １９………仕切板 ２０………堰板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン排気を凝縮させる管束を収容す
   る上部空間と、凝縮した復水を溜めておく下部空間とを
   有する復水器と、前記復水器の双方の空間を連通して設
   けられ、開閉自在な隔離弁を有する連絡管と、前記双方
   の空間と各々接続して設けられ、該空間内に滞留するガ
   スを抽出する空気抽出機とを具備してなる復水装置にお
   いて、前記上部空間に該管束と開放部を通して連絡する
   脱気室を形成し、この脱気室内に脱気装置を設けたこと
   を特徴とする復水装置。
2. 【請求項２】 前記脱気室を上部を開放した仕切板によ
   り区画して設け、この脱気室内に前記脱気装置を収める
   と共に、前記仕切板の下部に復水通路として働く開口を
   穿ち、この開口を囲うように堰板を配置し、運転時、復
   水による水シールが該開口部に形成されるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の復水装置。