JPH06207704A - 給水装置のウォータハンマー防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給水装置におけるウォータハンマーを効果的
に抑制すること。 【構成】 脱気器循環ポンプ12の吐出側の脱気器再循環
管11から給水装置連絡管16を分岐し、他端を給水装置連
絡弁17を介して給水ブースタポンプ６の入口管18に接続
する。

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の
給水装置に係り、特にその再起動時に発生するウォータ
ハンマーを防止し、プラントの安定した運転を可能にす
る給水装置のハンマー防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、脱気器から給水加熱器に至る給
水装置は図４に示すように構成されている。すなわち、
脱気器１に復水器２により導入された復水は蒸気タービ
ンの抽気あるいは補助蒸気により加温、脱気される。脱
気器貯水タンク３内に貯えられた脱気後の温水は脱気器
降水管４により給水ブースタポンプ５に入り、さらに昇
圧された温水（以下給水と呼ぶ）となって給水ポンプ連
絡管６を介して給水ポンプ７に導入される。給水ポンプ
７によりさらに昇圧された給水は給水管８により給水加
熱器９を通り、図示しないボイラー（又はリアクター）
に供給される。

【０００３】給水ポンプ７の出口には給水ポンプ７の最
低通過給水量を確保するためのミニマムフロー管10が給
水管８から分岐しており、その他端は脱気器貯水タンク
３に接続されている。脱気器降水管４からは管内の温水
を置換するために脱気器循環管11が分岐しており、脱気
器循環ポンプ12を介して接続されている。

【０００４】ちなみにこの給水装置のプラントあたりの
設置台数は、プラントにより様々であるが、蒸気タービ
ン駆動の給水ポンプ２台（２台常用）、電動機駆動の給
水ポンプ１台（１台予備）の合計３台の給水ポンプを設
けるのが一般的である。なお、図中符号13は降水管連絡
管、符号14は給水ブースタポンプ入口弁、符号15は循環
ポンプ出口弁をそれぞれ示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この給水装
置において、プラント負荷降下あるいは負荷遮断（プラ
ント通常停止を含む）に伴い給水装置が停止した場合、
停止した給水装置の系内には停止時の脱気器器内圧力に
相当する飽和温度の飽和水（脱気器貯水タンク３内の水
は飽和水であるが給水装置系内にはレべル差に相当する
水頭圧が作用しているために加圧水となる。）が充満
し、平衡が保たれるが、その後、脱気器器内圧が低下す
ることにより給水装置系内の圧力が低下し、やがて飽和
圧力を下回ると飽和水がフラッシュし、系内が飽和水−
飽和蒸気の二相状態となることが知られている。

【０００６】これを詳しく説明すると、負荷遮断が発生
し、蒸気タービンに入る主蒸気が遮断されると、運転中
の給水装置も停止される。このとき、脱気器は流入する
復水、抽気、ならびに流出する給水量が零となり、脱気
器器内圧力は維持されるが、その後、ボイラー起動系の
ドレンの流入に伴う脱気器ブローやボイラーの残燃料の
パージ運転に伴う給水再開があるため、冷たい復水が脱
気器１に流入してくる。しかし、復水を加熱する蒸気が
確保できないために脱気器貯水温度が低下し、同時に脱
気器器内圧力が低下してしまう。こうして給水装置系内
の飽和水がフラッシュし、飽和水−飽和蒸気の二相状態
となる。

【０００７】この負荷遮断以外にもかかる給水装置が停
止することがある。これは発電所所内単独負荷運転（以
下ＦＣＢと呼ぶ）に移行させる場合である。この場合も
蒸気タービンの負荷の急減により脱気器１に流入する復
水を加熱する抽気の圧力が急激に低下し、脱気器器内圧
力が低下することになる。一般に、ＦＣＢ発生と同時に
給水量も急減することから、給水装置も１台は残し、他
は停止する。これにより前述の通り、停止した給水装置
系内で飽和水がフラッシュし、飽和水−飽和蒸気の二相
状態となる。

【０００８】こうして負荷降下、負荷遮断あるいはＦＣ
Ｂ運転により飽和水がフラッシュし、飽和水−飽和蒸気
の二相状態となった後に、時間を経ないで給水装置を再
起動すると、給水ブースタポンプ５、給水ポンプ連絡管
６、給水ポンプ７および給水管８に滞留している飽和蒸
気が加圧され、急激な凝縮が起こりその結果、ウォータ
ハンマーが発生し、機器に損傷が生じる可能性がある。
本発明の目的は給水装置におけるウォータハンマーを効
果的に抑制し得るウォータハンマー防止装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【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、脱気器循環ポンプから吐出される温水を給
水ブースタポンプの入口管に導く給水装置連絡管を設け
たことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】脱気器循環ポンプは、低負荷時、すなわち脱気
器降水管内の流速が遅く、その結果脱気器降水管内の流
体が入れ換わるのに比較的長時間を要すること、さらに
負荷降下中に脱気器貯水タンク内の圧力が脱気器降水管
内の流体の飽和圧力を下回ることによる過渡的な不安定
現象を防止するために、脱気器降水管内の流体の置換時
間を短縮することを目的で設けられており、低負荷時あ
る一定の負荷以下の条件で運転されている。本発明での
脱気器循環ポンプの吐出側の脱気器循環管から分岐して
給水ブースタポンプの入口管に接続し給水装置連絡管を
用いて、従来の運転条件に加えて、給水装置停止条件に
より脱気器循環ポンプを運転する。このとき、温水は分
岐管給水ブースタポンプ、給水ポンプ連絡管、給水ポン
プ、給水管およびミニマムフロー管を介して脱気器貯水
タンクに還ることになり、脱気器降水管内ばかりでなく
給水装置内の脱気器降水管、給水ブースタポンプ、給水
ポンプ連絡管、給水ポンプおよび給水管の全ての置換が
可能となる。

【００１１】このような構成の本発明の給水装置のウォ
ータハンマー防止装置においては、停止した給水装置に
ついても、脱気器器内圧力が低下する前から給水が脱気
器循環ポンプによりミニマムフロー管を介して脱気器に
循環している。このため給水装置系内の流体が常に脱気
器貯水タンク内の飽和水と置換されることから、脱気器
器内圧力が降下しても給水装置系内でフラッシュが発生
しない。したがって、給水装置の再起動時にウォータハ
ンマーを防止することができる。

【００１２】さらに本発明によれば、給水装置系内で飽
和水のフラッシュが発生しないので従来のように負荷降
下、負荷遮断あるいはＦＣＢ運転により飽和水−飽和蒸
気の二相状態となった停止状態の給水装置を再起動する
場合、自然放熱によって系内の二相流体が冷えて徐々に
凝縮するのを待つか、または別の給水装置（例えば二相
状態となっていない予備の電動機駆動の給水ポンプ）を
使ってプラント負荷を上昇し脱気器器内圧力が上昇する
ことにより系内の二相流体を加圧し、徐々に凝縮するの
を待つ方法と比較し、より確実にウォータハンマーを防
止することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図１および図２を参照して本発明の実
施例を説明する。なお、図１においては図４と同一部分
には同一符号を付し、重複する部分の説明は必要な場合
を除き省略する。

【００１４】図１において、脱気器循環ポンプ12の吐出
側の脱気器循環管11から給水装置連絡管16を分岐し、他
端を給水装置連絡弁17を介して給水ブースタポンプ５の
入口管18に接続している。

【００１５】このように構成したものにおいては、通常
負荷運転中は循環ポンプ出口弁15を開け、給水装置連絡
弁17を閉じて脱気器循環ポンプ12は停止状態にある。次
に、負荷降下しある一定負荷以下になると脱気器循環ポ
ンプ12は自動起動する。この状態では、脱気器循環ポン
プ12で昇圧された脱気器降水管４内の温水は、従来通り
復水管２を介して脱気器１に流入している。

【００１６】次に、さらに負荷が低下して給水装置の１
台を停止すると、直ちに、停止した給水ブースタポンプ
入口弁14を閉止した後、給水装置連絡弁17を開き、循環
ポンプ出口弁15を閉じることにより停止した給水装置の
給水ブースタポンプ５、給水ポンプ連絡管６、給水ポン
プ７および給水管８に脱気器循環ポンプ12で昇圧した給
水が流入する。これにより給水装置系内の流体が常に脱
気器貯水タンク３内の飽和水と置換される。負荷遮断
時、およびＦＣＢ運転時についても基本的に同様の操作
となる。すなわち、負荷遮断が発生すると、瞬時に蒸気
タービンに入る主蒸気は遮断されると同時に、運転中の
給水装置は停止され、脱気器循環ポンプ12が自動起動す
る。すると、直ちに、停止した給水ブースタポンプ入口
弁14を閉止した後、給水装置連絡弁17を開け、循環ポン
プ出口弁15を閉じることにより停止した給水装置の給水
ブースタポンプ５、給水ポンプ連絡管６、給水ポンプ７
および給水管８に脱気器循環ポンプ12で昇圧した給水が
流入する。一方、ＦＣＢ発生時についても、ＦＣＢ発生
と同時に給水量も急減するため、給水装置も１台だけ残
し、他は停止し、脱気器循環ポンプ12が自動起動する
が、直ちに、停止した給水ブースタポンプ入口弁14を閉
止した後、給水装置連絡弁17を開き、循環ポンプ出口弁
15を閉じることにより停止した給水装置の給水ブースタ
ポンプ５、給水ポンプ連絡管６、給水ポンプ７および給
水管８に脱気器循環ポンプ12で昇圧した給水が流入す
る。

【００１７】上記装置の操作に用いる機能ブロック図を
図２に示す。給水ブースタポンプ５、給水ポンプ７が停
止し、脱気器循環ポンプ12が運転中のＡＮＤ条件で、給
水ブースタポンプ入口弁14を閉止すると共に、給水装置
連絡弁17を開き、循環ポンプ出口弁15を閉じるようにし
ている。かくして、ハンマー防止装置を確実に機能させ
ると同時に、運転中の給水装置に無用に脱気器循環ポン
プ12の吐出水の導入を防止することができる。次に、図
３を参照して本発明の他の実施例を説明する。

【００１８】本実施例は前述の実施例が既設の脱気器循
環ポンプ12を使用するのに対し、脱気器降水管４のみな
らず、給水装置内を置換する機能を持つ専用の給水装置
循環ポンプ19を追設してウォータハンマー防止装置を構
成するものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
停止した給水装置においても脱気器器内圧力が低下する
前に脱気器循環ポンプで昇圧した給水をミニマムフロー
管を介して脱気器に循環させることができ、給水装置内
の流体を常に脱気器貯水タンク内の飽和水と置換するこ
とが可能で、脱気器器内圧力が低下しても給水装置内の
フラッシュを防止することができる。したがって、本発
明によれば、給水装置の再起動時のウォータハンマーを
防止して機器の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウォータハンマー防止装置の一実
施例を示す系統図。

【図２】本発明によるウォータハンマー防止装置を操作
するための機能ブロック図。

【図３】本発明の他の実施例を示す系統図。

【図４】従来の給水装置の一例を示す系統図。

【符号の説明】

１…脱気器 ３…脱気器貯水タンク ４…脱気器降水管 ５…給水ブースタポン
プ ６…給水ポンプ連絡管 ７…給水ポンプ 10…ミニマムフロー管 11…脱気器循環管 12…脱気器循環ポンプ 14…給水ブースタポン
プ入口弁 16…給水装置連絡管 17…給水装置連絡弁 19…給水装置循環ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱気器から蒸気発生装置に至る経路に給
   水ブースタポンプおよび給水ポンプを備え、脱気器貯水
   タンクから脱気器降水管を通して抽出される給水を前記
   給水ブースタポンプおよび前記給水ポンプを順次通して
   昇圧し、所定の圧力を保って前記蒸気発生装置に送るよ
   うにした給水装置において、前記給水ポンプの最低通過
   給水量を保つミニマムフロー管と、前記脱気器降水管内
   の温水を置換する脱気器循環ポンプを有する脱気器循環
   管と、前記脱気器循環ポンプから吐出される温水を前記
   給水ブースタポンプの入口管に導く給水装置連絡管とを
   設けたことを特徴とする給水装置のウォータハンマー防
   止装置。