JPH10122505A - 給水加熱器のベント管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給水加熱器のベント管のエロージョン、コロ
ージョンによる急激な減肉を防止し、配管の健全性を向
上すること。 【解決手段】 蒸気タービンプラントの給水加熱器２０
におけるベント出口部に、給水加熱器２０から流出する
ベントを冷却する熱交換部２５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン発電
プラント等に設置される給水加熱器におけるベント管装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、火力或は原子力発電プラントに
おいては、プラント全体の熱効率を上げるためにボイラ
又は原子炉に供給する給水をタービン抽気等によって加
熱する給水加熱器が設置されている。

【０００３】すなわち、図７は一般的な火力発電プラン
トの系統図であって、ボイラ１で発生した蒸気が高圧タ
ービン２に供給され、さらにボイラ１の再熱器３を経て
中・低圧タービン４に供給され、上記高圧タービン２及
び中・低圧タービン４で仕事を行い、高圧タービン２及
び中・低圧タービン４に連結された発電機５を駆動す
る。中・低圧タービン４で仕事を行った蒸気は復水器６
に入りそこで復水せしめられ、その復水が復水ポンプ７
によって低圧給水加熱器８に送られ、そこで予熱された
後、脱気器９を経て給水ポンプ１０により高圧給水加熱
器１１に送られ、そこで加熱された後再びボイラ１に還
流される。

【０００４】図８は、上記給水加熱器廻りの一般的な配
管系統を示す図であり、給水加熱器２０には給水管２１
ａを介して給水が導入され、そこで抽気管２２によって
導かれたタービン抽気と熱交換して加熱された後給水管
２１ｂを経て図示しないボイラ等に供給される。

【０００５】一方、上記給水加熱器２０には、ベント管
２３が接続されており、給水加熱器２０において給水と
の熱交換を行った後のベントが復水器に回収されるよう
にしてある。

【０００６】ところで、上記ベント管２３には、給水加
熱器２０の近傍に熱効率を考慮して給水加熱器２０から
排出される給水加熱器ベントの流量を制限するオリフィ
ス２４が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記給水加
熱器２０からベント管２３を経て排出される給水加熱器
ベントは、オリフィス２４を通過することによりオリフ
ィス２４の下流では流体が高速になる。しかも、上記ベ
ント管２３内には給水加熱器２０からの非凝縮ガスとと
もに湿り蒸気が流れるため、オリフィス２４の下流側で
はベント管にエロージョン、コロージョンが発生し、減
肉が発生する可能性がある。

【０００８】そこで、従来は炭素鋼等の材質に比べ耐エ
ロージョン、コロージョン性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼等に
よってベント管を形成し、オリフィス下流側の配管の減
肉を防止することが行われている。

【０００９】しかしながら、給水加熱器ベントがオリフ
ィス２４を通過し高速流となることによる給水加熱器ベ
ント管２３の減肉は上記ベント管をＣｒ−Ｍｏ鋼材とす
ることにより大きな効果を得ることはできるけれども、
プラントの健全性の確保という点では完全とは言い切れ
ない等の問題がある。

【００１０】本発明は、このような点に鑑み、上記エロ
ージョン、コロージョンによる配管の急激な減肉に対し
てより大きな効果を得て、配管の健全性を一層向上し得
るようにした給水加熱器のベント管装置を得ることを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、給水加熱
器におけるベント出口部に、上記給水加熱器から流出す
るベントを冷却する熱交換部を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】第２の発明は、給水加熱器におけるベント
出口部に、上記給水加熱器から流出するベント加熱装置
を設けたことを特徴とする。

【００１３】第３の発明は、給水加熱器におけるベント
出口部に、上記給水加熱器から流出するベント中の湿分
を除去する湿分分離器を設けたことを特徴とする。

【００１４】また、第４の発明は、給水加熱器に接続さ
れたベント管におけるオリフイスの下流側に、着脱可能
な内管を挿入装着したことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して本
発明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１において、給水加熱器２０からのベン
トを排出するベント管２３には、上記給水加熱器２０の
近傍位置に上記ベントを冷却する熱交換部２５が設けら
れている。上記熱交換部２５にはベント管２３が貫挿さ
れており、熱交換部２５内におけるベント管の外周には
熱伝導度をよくするためにリング状のフィン２６が数
枚、溶接により取付けられている。また、熱交換部２５
には、給水加熱器２０から離れた位置すなわちベント管
２３の下流側に対応する位置に、一端が給水加熱器２０
の上流側の給水管２１ａに接続された冷却水管２７の他
端が接続されており、また熱交換部２５の給水加熱器２
０に近い位置が冷却水戻り管２８を介して下流側の給水
管２１ｂに連通されている。

【００１７】しかして、上記熱交換部２５には、冷却水
管２７を介して給水加熱器２０に流入する給水の一部が
導入され、ベント管２３に沿い下流側から上流側へと流
れ、ベント管２３内のベントと熱交換してベントの冷却
を行う。そして、上記ベントとの熱交換を行った冷却水
は冷却水戻り管２８を介して給水加熱器２０の給水出口
へ送られ再び給水管２１ｂ内の給水と合流する。

【００１８】一方、ベント管２３には熱交換部２５の下
流にドレンヘッダ２９が設けられており、給水加熱器２
０で凝縮しきれなかった湿り蒸気が上記熱交換部２５等
で冷却されることによって発生したドレンが上記ドレン
ヘッダ２９に集められ、ドレン管３０によって給水加熱
器２０に回収される。

【００１９】ところで、給水加熱器ベントの温度は、お
おむね１２０℃〜２００℃であるが、図６に示すように
エロージョン、コロージョンによる減肉速度と流体温度
の関係は流体温度１５０℃前後で減肉速度がピークとな
る山なりの曲線を描くことが知られている。

【００２０】しかして、１５０℃前後の給水加熱器ベン
トを熱交換部２５により約１５０℃から１３０℃以下に
冷却することにより、エロージョン、コロージョンによ
る給水加熱器ベント管２３の減肉速度を約１／２〜１／
１０とすることができ、配管の減肉を防止することがで
きる。

【００２１】図２は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、熱交換部２５には図示しない高温高圧の蒸気源か
ら蒸気管３１を介して蒸気が供給されるようにしてあ
る。

【００２２】しかして、給水加熱器２０から流出するベ
ントは上記蒸気管３１から導入される蒸気によって加熱
され、一方給水加熱器ベントと熱交換した蒸気はドレン
管３２により復水器（図示せず）に送られる。

【００２３】したがって、給水加熱器ベントを高温高圧
の蒸気源から導いた蒸気によって加熱し、蒸気給水加熱
器ベントの温度を約１５０℃から２００℃前後に加熱す
ることによって、エロージョン、コロージョンによる給
水加熱器のベント管２３の減肉速度を約１／３とするこ
とができ、配管の減肉を防止することができる。またこ
の場合には、給水加熱器のベントを加熱することでベン
ト管２３内の湿分も合わせて除去することができ、一層
ベント管２３の減肉を防止することができる。また、図
２の実施の形態においては高温高圧の蒸気を加熱源とし
たものを示したが、図３に示すように、ベント管２３の
外面を電気式ヒータ３３によって覆い、その電気式ヒー
タ３３の温度を約２５０℃前後に保ち、給水加熱器のベ
ントを加熱するようにしてもよい。

【００２４】また、図４は本発明のさらに他の実施の形
態を示す図であり、給水加熱器２０のベント出口部に遠
心式湿分分離器３４が設けられている。そして、上記遠
心式湿分分離器３４の底部がドレン管３５を介して給水
加熱器２０に接続されている。

【００２５】したがって、給水加熱器２０から流出した
ベントは上記遠心式湿分分離器３４に導入され、そこで
ベント内の湿分が除去される。そして、上記遠心式湿分
分離器３４で分離されたドレンはドレン管３５を介して
給水加熱器２０に回収される。

【００２６】このようにして、給水加熱器のベント管２
３内の湿分が遠心式湿分分離器３４で除去されるため、
エロージョン、コロージョンによる減肉の要因が取り除
かれ、エロージョン、コロージョンによる給水加熱器の
ベント管２３の減肉を防止することができる。

【００２７】さらに、図５も本発明の他の実施の形態を
示す図であり、ベント管２３に設けられたオリフィス２
４の下流側の配管に、Ｔ字管３６が連結されている。上
記Ｔ字管３６における前記ベント管２３と同一線上に延
びる管端にはフランジ３７が設けられており、またベン
ト管２３の軸線と直交する方向に延びる管部にベント排
出管３８が連結されている。

【００２８】上記Ｔ字管３６内には、フランジ３７部か
らベント管２３のオリフィス２４の直下流部までの範囲
にわたって延びる内管３９が挿入されており、内管３９
の端部に設けられた閉止フランジ４０を前記Ｔ字管３６
のフランジ３７にボルト等によって着脱可能に装着して
ある。また、上記内管３９にはベント管２３の軸線に直
交する方向に延びる管部と対応する位置にその管部の内
径と同径の開口部４１が形成されている。

【００２９】しかして、給水加熱器２０から流出し、オ
リフィス２４を通った給水加熱器２０のベントは、内管
３９の中を通り、開口部４１からベント排出管側に排出
される。したがって、オリフィス２４を通過することに
よって高速となった給水加熱器のベントは内管３９にの
み接触することとなり、外管を構成するベント管２３が
エロージョン、コロージョンによる減肉の影響を受ける
ことがなく、上記ベント管２３の健全性を確保すること
ができる。

【００３０】さらに、内管３９は閉止フランジ４０とフ
ランジ３７との連結を解放することによって、内管３９
を取り出すことができ、プラント停止時に内管３９の減
肉状態を確保することができ、また内管３９の取替も容
易に行うことができ、一層高い健全性を確保することが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、給水加熱器におけ
るベント出口部に給水加熱器から流出するベントを冷却
する熱交換部或は上記ベントを加熱するベント加熱装置
を設けたものにおいては、給水加熱器のベントの温度を
エロージョン、コロージョンによる減肉速度が最大とな
る流体の温度域から外すことができ、給水加熱器のベン
ト管の減肉を効果的に防止することができる。また、ベ
ント管に遠心式分離装置を設けたものにおいては、エロ
ージョン、コロージョンによる減肉の要因となる湿分を
効果的に除去することができ、ベント管の減肉を防止す
ることができる。さらに、ベント管内に内管を着脱可能
に装着したものにおいては、上記内管によってベント管
を保護することができるとともに、内管の目視点検も容
易となり配管の健全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給水加熱器のベント管装置の概略
構成図。

【図２】本発明に係る給水加熱器のベント管装置の他の
実施の形態を示す図。

【図３】本発明に係る給水加熱器のベント管装置のさら
に他の実施の形態を示す図。

【図４】本発明に係る給水加熱器のベント管装置の他の
実施の形態を示す図。

【図５】本発明に係る給水加熱器のベント管装置のさら
に他の実施の形態を示す図。

【図６】配管の減肉速度と流体温度との関係を示す図。

【図７】一般的な蒸気タービンプラントの概略系統図。

【図８】従来の給水加熱器ベント管の構成図。

【符号の説明】

８ 低圧給水加熱器 １１ 高圧給水加熱器 ２０ 給水加熱器 ２１ａ、２１ｂ 給水管 ２２ 抽気管 ２３ ベント管 ２４ オリフィス ２５ 熱交換部 ２６ フィン ２７ 冷却水管 ２８ 冷却水戻り管 ２９ ドレンヘッダ ３０、３２、３５ ドレン管 ３１ 蒸気管 ３３ 電気式ヒータ ３４ 遠心式湿分分離器 ３６ Ｔ字管 ３９ 内管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村 上 正 孝 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水加熱器におけるベント出口部に、上記
   給水加熱器から流出するベントを冷却する熱交換部を設
   けたことを特徴とする、給水加熱器のベント管装置。
2. 【請求項２】熱交換部には、給水加熱器に流入する給水
   の一部が冷却媒体として導入されることを特徴とする、
   請求項１記載の給水加熱器のベント管装置。
3. 【請求項３】給水加熱器におけるベント出口部に、上記
   給水加熱器から流出するベントを加熱するベント加熱装
   置を設けたことを特徴とする、給水加熱器のベント管装
   置。
4. 【請求項４】ベント加熱装置は、高温高圧の蒸気を加熱
   媒体とする熱交換器であることを特徴とする、請求項３
   記載の給水加熱器のベント管装置。
5. 【請求項５】ベント加熱装置は、電気式ヒータであるこ
   とを特徴とする請求項３記載のベント管装置。
6. 【請求項６】給水加熱器におけるベント出口部に、上記
   給水加熱器から流出するベント中の湿分を除去する湿分
   分離器を設けたことを特徴とする、給水加熱器のベント
   管装置。
7. 【請求項７】給水加熱器に接続されたベント管における
   オリフイスの下流側に、着脱可能な内管を挿入装着した
   ことを特徴とする、給水加熱器のベント管装置。