JPH11101403A - 発電プラントの給水加熱システム - Google Patents
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Abstract
インジェクタを接続する新給水加熱システム。 【解決手段】蒸気タービンから抽出された複数の抽気蒸
気120、121、122、123が入力され又復水器
からの流出水109が入力され、流出水を抽気蒸気と混
合して昇温・昇圧し、脱気して流出する蒸気インジェク
タ装置125を備え、蒸気インジェクタ装置は、筒状の
ケーシング容器130とケーシング容器内に配列された
複数の蒸気インジェクタユニット装置に供給するための
ケーシング容器内に設けられた抽気蒸気供給配管180
とを備え、各々の蒸気インジェクタユニット装置は、多
段式蒸気インジェクタ132と、多段式蒸気インジェク
タが収納される円筒状容器135と、遠心力を作用させ
て、脱気された給水を流出するジェット遠心脱気器13
3とを備える。
Description
加熱システムに係り、特に、原子力発電所の原子炉や火
力発電所のボイラーなどへ供給される給水を加熱するた
めの蒸気インジェクタを有する発電プラントの給水加熱
システムに関する。
いて説明する。図11は、発電プラントにおける発電プ
ラントタービン系システムの概略図である。
13を介して高圧側蒸気タービン2Aに導かれ高圧側蒸
気タービン2Aを駆動する。
ビン2Bは連絡管14によって連絡されており、連絡管
14の途中に蒸気タービン2Aで仕事をした蒸気を蒸気
発生器1による発生蒸気又はタービン抽気蒸気で加熱す
る加熱器11が設置されている。
気は復水器3において凝縮され、凝縮水は、給水とし
て、昇圧ポンプ15群と給水加熱器群6a,6bと給水
ポンプ5とにより昇温昇圧されて蒸気発生器1へ戻され
る。
ムにおける給水系設備は、多段、多系列の昇圧ポンプ1
5や給水ポンプ5等の大型回転機器と、給水加熱器群6
a,6bから構成されている。
いて説明する。現行の新型沸騰水型原子炉(以下ABW
Rと記す)の給水加熱システム300を図30に示す。
蒸気により高圧蒸気タービン102と低圧蒸気タービン
103が駆動され、これによって、高圧蒸気タービン1
02と低圧蒸気タービン103とに連結された発電機1
04が駆動される。低圧蒸気タービン103で仕事をし
た蒸気は復水器105で凝縮され、復水器105中の復
水は低圧復水ポンプ106によって空気抽出機107と
復水ろ過脱塩装置108を経て給水109として給水加
熱システム300へ供給される。
温昇圧されて、高圧給水加熱部111へ送られ、高圧給
水加熱部111から原子炉101へ高温高圧の給水が供
給される。符号310はドレインタンクを示し、符号3
11は低圧ドレインポンプを示し、符号110は高圧復
水ポンプを示す。
系、C系の3系統に並列に配設された熱交換器方式の加
熱器を備えている。A系、B系、C系統の各系は熱交換
器方式の低圧給水加熱器301が4段直列に接続されて
構成されている。給水加熱システム300には、低圧給
水加熱器301は全部で12基設置されている。
01、301、301、301には低圧タービン103
の抽気蒸気303,304,305,306が供給され
る。定格運転時には、初段の抽気蒸気303の抽気蒸気
圧力は0.05MPa、2段目の抽気蒸気304の抽気
蒸気圧力は0.1MPaであり,3段目の抽気蒸気30
5の抽気蒸気圧力は0.21MPaであり,4段目の抽
気蒸気306の抽気蒸気圧力は0.4MPaである。こ
の低圧給水加熱器301の1基の大きさは、直径約2
m、長さは約14mある。低圧給水加熱器301は、図
31に示すようにネックヒータ307として用いられ、
復水器105の上部には4基ずつのネックヒータ307
が設置されている。ネックヒータ307として用いられ
る低圧給水加熱器301は、図32に示す如く、1基あ
たり数万本のステンレス製の伝熱管で構成されている。
このため、ステンレス鋼の成分であるクロムがイオンと
なって給水に溶出して原子炉101内に流入し、炉内機
器に付着する原因となる他、伝熱管自身も劣化し、約2
0年程で交換する必要が出てくる。この交換工事はネッ
クヒータ307を復水器105上部から引き抜いて熱交
換器を交換するため、この工事に約半年の期間を必要と
する。ABWRでは半年間の発電電気量に相当する電気
代は約300億円に達する。従って、プラントを長期に
わたり停止することはプラントの生涯コストの面からも
不利である。また、ネックヒータ307の採用により復
水器105の高さにネックヒータ307の据え付け高さ
が加わるため、その上に乗るタービン103の据え付け
高さおよびタービン建屋309(図29(a)参照)の
高さを高くしている。
ンシステムにおける給水系設備は、多段、多系列の昇圧
ポンプや給水ポンプ等の大型回転機器と給水加熱器群に
より構成されており、個々の機器の信頼性を向上しても
多数の機器を有しているために全体としては、必然的に
不具合発生率が高くなる問題点があった。
する問題を解消し、比較的構造が簡単で蒸気を駆動源と
して給水の昇温と昇圧とを一度に行ない得る蒸気インジ
ェクタを発電プラントのタービンシステムの給水加熱シ
ステムにおいて使用することで、給水系設備の簡素化を
図ることができ、保守性を改善でき、機械的要因に基づ
くトラブルの可能性低減と電力の安定供給に対する信頼
性を向上させる発電プラントの給水加熱システムを供給
することである。
化して設置スペースを削減することにより、タービン建
屋を小型化するとともに、給水がステンレス壁と接する
接液面積の大幅に低減させることによるクロムイオン溶
出の防止と給水加熱器の劣化防止を図り長期の停止工事
を回避することである。
に、本発明による発電プラントの給水加熱システムは、
蒸気タービンと復水器と蒸気発生器とを備えた発電プラ
ントの給水を加熱するための発電プラントの給水加熱シ
ステムであって、前記復水器から流出する流出水を加熱
して前記蒸気発生器へ供給する給水手段を備え、前記給
水手段は、駆動用蒸気が入力されるとともに前記流出水
が入力され、前記流出水を前記駆動用蒸気と混合して昇
温かつ昇圧する蒸気インジェクタを有することを特徴と
する。
抽出される抽気蒸気であることを特徴とする。
配管から分岐する分岐配管と、この分岐配管によって導
かれた給水を減圧沸騰させる減圧手段と、この減圧手段
によって減圧沸騰された給水を気水分離するフラッシュ
タンクとを有し、前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタ
ンクで生成された蒸気であることを特徴とする。
と前記蒸気インジェクタとの間に配設された給水加熱器
と、この給水加熱器のドレンを減圧沸騰させる減圧手段
と、この減圧手段によって減圧沸騰された給水を気水分
離するフラッシュタンクとを有し、前記駆動用蒸気は、
前記フラッシュタンクで生成された蒸気であることを特
徴とする。
高圧側タービンの下流側にある低圧側タービンとを有
し、前記高圧タービンと前記低圧タービンとの間に湿分
分離器または加熱器からなる湿分分離加熱器を備え、前
記給水手段は、前記湿分分離加熱器のドレンを減圧沸騰
させる減圧手段と、この減圧手段によって減圧沸騰され
た給水を気水分離するフラッシュタンクとを有し、前記
駆動用蒸気は、前記フラッシュタンクで生成された蒸気
であることを特徴とする。
を分岐供給する分岐配管と、この分岐配管によって導か
れた器内水を減圧沸騰させる減圧手段と、この減圧手段
によって減圧沸騰された給水を気水分離するフラッシュ
タンクとを有し、前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタ
ンクで生成された蒸気であることを特徴とする。
クタと並列に配設された給水ポンプと、前記蒸気インジ
ェクタ及び前記給水ポンプの下流側に配設された給水加
熱器とを備えることを特徴とする。
入力される前記流出水の圧力あるいは温度を調整する調
整手段を有することを特徴とする。
整用給水加熱器と、前記蒸気タービンから抽出される抽
気蒸気が駆動用蒸気として入力される調整用蒸気インジ
ェクタとを有し、前記調整用給水加熱器で加熱された給
水は調整用蒸気インジェクタへ入力され、前記調整用蒸
気インジェクタから出力される給水は前記調整用給水加
熱器で加熱された後に前記蒸気インジェクタへ前記流出
水として入力されることを特徴とする。
えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラント
の給水加熱システムであって、前記蒸気タービンから抽
出された互いに異なる圧力を有する複数の抽気蒸気が入
力されるとともに前記復水器から流出する流出水が入力
され、前記流出水を前記複数の抽気蒸気と混合して昇温
かつ昇圧し、さらに脱気して流出する蒸気インジェクタ
ユニット装置を備え、前記蒸気インジェクタユニット装
置は、前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されるとと
もに給水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混合
して昇温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台直
列的に配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、前記
多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器と、前
記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記多
段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸気
とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と蒸
気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジェ
ット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする。
の抽気蒸気のうちの圧力が最も低い抽気蒸気が供給され
初段に配設される初段蒸気インジェクタと、前記複数の
抽気蒸気のうちの圧力が最も高い抽気蒸気が供給され終
段に配設される終段蒸気インジェクタと、を備え、前記
初段蒸気インジェクタは、前記流出水が入力され、前記
流出水を噴出させるための初段用水噴流ノズルと、圧力
が最も低い前記抽気蒸気が、前記初段用水噴流ノズルか
ら噴出する前記流出水の外側から入力される初段用蒸気
ノズルと、前記初段用水噴流ノズルから噴出する前記流
出水と前記初段用蒸気ノズルから入力された圧力が最も
低い前記抽気蒸気とを混合し昇温昇圧された給水を噴出
する初段用混合ノズルと、を備え、前記終段蒸気インジ
ェクタは、昇温昇圧された給水が入力され、前記給水を
噴出させるための終段用水噴流ノズルと、圧力が最も高
い前記抽気蒸気が、前記終段用水噴流ノズルから噴出す
る前記給水の内側から入力される終段用蒸気ノズルと、
前記終段用水噴流ノズルから噴出する前記給水と前記終
段用蒸気ノズルから入力された圧力が最も高い前記抽気
蒸気とを混合し昇温昇圧された給水を噴出する終段用混
合ノズルと、を備えることを特徴とする。
蒸気インジェクタと前記終段蒸気インジェクタとの間に
配設され、前記複数の抽気蒸気のうちの圧力が中間の抽
気蒸気が供給される少なくとも1段の中段蒸気インジェ
クタを備えることを特徴とする。
噴流ノズルは、前記円筒容器に収納された前記多段式蒸
気インジェクタの他の部分に対し、軸線方向に移動自在
に配設されていることを特徴とする。
力は、熱交換器方式の給水加熱器を有する従来の給水加
熱システムに供給される複数の抽気蒸気の各々の抽気蒸
気の圧力とそれぞれ等しい値を有することを特徴とす
る。
気インジェクタから流出する給水が入力され、その給水
を水滴の集団である水滴流体にするための脱気用噴射ノ
ズルと、前記水滴流体と前記抽気蒸気とを通過させ前記
抽気蒸気を介して前記水滴流体を脱気させるとともに、
昇圧して流出させるディフューザと、前記ディフューザ
から流出する前記水滴流体と前記抽気蒸気とからなる水
と蒸気に、遠心力を作用させ水と蒸気とに互いに空間的
に分離する遠心力分離手段と、を備えることを特徴とす
る。
先端部に突出して設けられていることを特徴とする。
の先端部の中心において前記円筒状容器の軸線方向に突
出した中心ノズルと、前記中心ノズルの回りに分布し前
記円筒状容器の軸線方向に対し傾斜して突出した外周ノ
ズルと、を備えることを特徴とする。
ルに近い側に円筒管状の直管を有し、前記直管の入口部
にベルマウスが形成されていることを特徴とする。
し、前記曲管は、前記水滴流体と前記抽気蒸気からなる
水と蒸気が前記曲管の内壁面に沿って流れるように形成
されていることを特徴とする。
離手段で空間的に分離した蒸気を前記ディフューザの入
口側へ戻すための再循環蒸気配管を備えていることを特
徴とする。
抽気蒸気は、前記複数の抽気蒸気のうちの圧力が最も高
い抽気蒸気であることを特徴とする。
を前記ディフューザ内に入力させるための蒸気インジェ
クタを有し、前記蒸気インジェクタは前記ディフューザ
の側壁に取り付けられており、前記蒸気インジェクタの
出口方向は前記ディフューザの軸線方向に向いているこ
とを特徴とする。
えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラント
の給水加熱システムであって、前記蒸気タービンから抽
出された互いに異なる圧力を有する複数の抽気蒸気が入
力されるとともに前記復水器から流出する流出水が入力
され、前記流出水を前記複数の抽気蒸気と混合して昇温
かつ昇圧し、さらに脱気して流出する蒸気インジェクタ
装置を備え、前記蒸気インジェクタ装置は、筒状のケー
シング容器と、前記ケーシング容器内に互いに並列に配
設された複数の蒸気インジェクタユニット装置と、前記
蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有する
複数の抽気蒸気を前記複数の蒸気インジェクタユニット
装置の各々の蒸気インジェクタユニット装置に供給する
ための前記ケーシング容器内に設けられた抽気蒸気供給
配管と、を備え、各々の前記蒸気インジェクタユニット
装置は、前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されると
ともに給水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混
合して昇温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台
直列的に配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、前
記多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器と、
前記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記
多段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸
気とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と
蒸気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジ
ェット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする。
平にし、固定支持用金具を介して建て屋の床にアンカー
ボルトにより直接固定されることが可能であることを特
徴とする。
口側蓋体を有し、前記入口側蓋体には、前記流出水を前
記蒸気インジェクタユニット装置へ供給するための給水
ノズルと、前記初段蒸気インジェクタの前記初段用水噴
流ノズルを前記円筒容器に収納された前記初段蒸気イン
ジェクタの前記初段用混合ノズルに対し軸線方向に移動
調整するためのノズル駆動用アクチュエータと、が取り
付けられていることを特徴とする。
側蓋体を有し、前記出口側蓋体には前記ジェット遠心脱
気器の前記ディフューザが取り付けられており、前記デ
ィフューザの出口側の部分は、前記出口側蓋体から突出
していることを特徴とする。
口側蓋体を有し、前記円筒状容器に収容された状態の前
記多段式蒸気インジェクタは、前記出口側蓋体を取り外
した状態で、前記ケーシング容器から外部へ引き出し可
能であることを特徴とする。
をなす密閉した容器部分を有し、前記脱気用噴射ノズル
は前記容器部分内にあり、前記ディフューザの入口側の
部分は、前記容器部分内に、前記脱気用噴射ノズルの先
端部から間隔をおいて配設されており、前記ジェット遠
心脱気器は、前記遠心力分離手段で空間的に分離された
蒸気を前記容器部分内へ戻すための再循環蒸気配管を備
えていることを特徴とする。
から脱気されて流出する給水を蓄積するバッファタンク
を備え、前記バッファタンク内に蓄積された給水は、高
圧復水ポンプを介して前記蒸気発生器へ供給されること
を特徴とする。
から脱気されて流出する給水を蓄積するバッファタンク
を備え、前記遠心力分離手段は、前記バッファタンクの
内壁面に形成されていることを特徴とする。
合に、前記蒸気発生器へ給水を供給するためのバイパス
給水手段を備えることを特徴とする。
荷に到達した時に前記蒸気インジェクタ装置を給水系統
に併入させる併入制御手段を備えることを特徴とする。
として高圧タービンの抽気蒸気を流量調節弁を介して前
記蒸気インジェクタ装置に導入する手段を有し、これに
よって、前記所定値%の負荷よりも低い負荷時に前記蒸
気インジェクタ装置を給水系統に併入させることを可能
にすることを特徴とする。
給水の給水流量と供給される前記抽気蒸気の蒸気流量と
の和と、吐出水の吐出流量との差に相当するオーバーフ
ロー水流量を最小にするためのオーバーフロー水流量制
御手段を備えることを特徴とする。
記給水流量を測定する手段と、前記蒸気流量を測定する
手段と、前記吐出流量を測定する手段と、これらの手段
で求めた結果を基に前記オーバーフロー水流量を演算す
るオーバーフロー水流量演算手段と、前記オーバーフロ
ー水流量演算手段の結果を基に、前記給水流量と前記蒸
気流量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とす
る。
給水の給水流量を調節する給水流量調節手段を備え、前
記給水流量調節手段は、前記蒸気インジェクタ装置の上
流側に配設される低圧復水ポンプの回転数を制御する手
段を備えることを特徴とする。
給水の給水流量を調節する給水流量調節手段を備え、前
記給水流量調節手段は、前記蒸気インジェクタ装置の上
流側に配設される前記流出水の流量を調節する流量調節
弁を備えることを特徴とする。
給水の給水流量を調節する給水流量調節手段を備え、前
記給水流量調節手段は、前記初段蒸気インジェクタの前
記初段用水噴流ノズル内を軸線方向に移動自在であり前
記初段用水噴流ノズルの出口不の開口大きさを調節する
とともに、内部に前記流出水が供給される中空調節管
と、前記中空調節管を軸線方向に移動調整するためのノ
ズル駆動用アクチュエータと、を備えることを特徴とす
る。
流出させるためのドレイン孔が形成されており、前記ド
レイン孔を介して流出するオーバーフロー水をオリフィ
スまたは逆止弁を介して前記復水器または前記蒸気ター
ビンの低圧段へ戻すとともにオーバーフロー水を脱気さ
せるための脱気用配管を備えることを特徴とする。
の一部をオリフィスまたは逆止弁を介して前記復水器へ
戻すとともに脱気させるための脱気用配管を備えること
を特徴とする。
流出させるためのドレイン孔が形成されており、前記ド
レイン孔を介して流出するオーバーフロー水をオリフィ
スまたは逆止弁を介して前記復水器または復水貯蔵タン
クへ戻すための戻し用配管を備えることを特徴とする。
から脱気されて流出する給水を蓄積するバッファタンク
を備え、前記多段式蒸気インジェクタに供給される給水
の給水流量を調節する給水流量調節手段を備え、前記バ
ッファタンクの内部に蓄積された給水の蓄積容量を測定
する蓄積容量測定手段を有し、前記給水流量調節手段
は、前記蓄積容量測定手段で測定した結果を基に、前記
蓄積容量が所定容量になるように、前記蒸気インジェク
タ装置の上流側に配設される低圧復水ポンプの回転数ま
たは前記蒸気インジェクタ装置の上流側に配設される前
記流出水の流量を調節する流量調節弁を制御することを
特徴とする。
気蒸気を供給する蒸気供給配管にオリフィスまたは逆止
弁を介して接続されており、タービントリップのときに
主蒸気を前記蒸気インジェクタ装置へ供給するための補
助蒸気配管を備えることを特徴とする。
たは吸音材からなる保護部材が巻かれていることを特徴
とする。
えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラント
の給水加熱システムであって、前記蒸気タービンから抽
出された互いに異なる圧力を有する複数の抽気蒸気が入
力されるとともに前記復水器から流出する流出水が入力
され、前記流出水を前記複数の抽気蒸気と混合して昇温
かつ昇圧し、さらに脱気して流出する互いに並列に配設
される複数の蒸気インジェクタ装置と、各々の前記蒸気
インジェクタ装置の下流側に配設され、前記蒸気インジ
ェクタ装置から流出する脱気された給水を蓄積する複数
のバッファタンクと、を備え、各々の前記蒸気インジェ
クタ装置は、筒状のケーシング容器と、前記ケーシング
容器内に互いに並列に配設された複数の蒸気インジェク
タユニット装置と、前記蒸気タービンから抽出された互
いに異なる圧力を有する複数の抽気蒸気を前記複数の蒸
気インジェクタユニット装置の各々の蒸気インジェクタ
ユニット装置に供給するための前記ケーシング容器内に
設けられた抽気蒸気供給配管と、を備え、各々の前記蒸
気インジェクタユニット装置は、前記抽気蒸気供給配管
から前記複数の抽気蒸気が入力されるとともに前記復水
器から流出する流出水が入力され、前記流出水を前記複
数の抽気蒸気と混合して昇温かつ昇圧し、さらに脱気し
て流出するものであり、前記蒸気インジェクタユニット
装置は、前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されると
ともに給水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混
合して昇温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台
直列的に配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、前
記多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器と、
前記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記
多段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸
気とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と
蒸気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジ
ェット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする。
蒸気を駆動源とし蒸気タービンから排出される流出水を
蒸気インジェクタを用いて昇温かつ昇圧するようにした
ので、構造が比較的簡単で、蒸気発生器への給水の昇温
と昇圧とを一度に行なうことができ、給水系設備の簡素
化を図ることができ、保守性を改善でき、機械的要因に
基づくトラブルの可能性を低減でき、電力の安定供給に
対する信頼性を向上させることができる。
トの給水加熱システム内で生成される種々の形で生成さ
れる蒸気を用いることが可能である。
としての駆動用蒸気に用いることができる。
減圧沸騰させる減圧手段と、減圧沸騰した流体を気水分
離するフラッシュタンクとを有し、駆動源の駆動用蒸気
として、気水分離されたフラッシュタンク発生蒸気を用
いることができる。この場合、高いエンタルピーを有す
る給水を減圧沸騰させることで発生する蒸気を用い蒸気
インジェクタを駆動することで、蒸気タービンの抽気蒸
気を駆動源とする場合と同様の効果が得られる。
したドレンを減圧沸騰させる減圧手段と、減圧沸騰した
流体を気水分離するフラッシュタンクと、気水分離され
たフラッシュタンクの発生蒸気を駆動源として給水の昇
温昇圧を行う蒸気インジェクタを備え、発電プラントの
給水を昇温する給水加熱器にて発生するドレンを用い、
このドレンを減圧沸騰させることで発生する蒸気を蒸気
タービンの抽気蒸気の代わりに用いて蒸気インジェクタ
を駆動することで、蒸気タービンの抽気蒸気を駆動源と
する場合と同様の効果が得られる。
減圧手段と、減圧沸騰した流体を気水分離するフラッシ
ュタンクと、気水分離されたフラッシュタンク発生蒸気
を駆動源として給水の昇温昇圧を行う蒸気インジェクタ
を設け、加熱器にて発生するドレンを用いることで同様
の効果を得ることができる。
る減圧手段と、減圧沸騰した給水を気水分離するフラッ
シュタンクと、気水分離されたフラッシュタンク発生蒸
気を駆動源として給水の昇温昇圧を行う蒸気インジェク
タを備え、蒸気発生器の器内水を給水の代わりに用いる
ことで同様の効果を得ることができる。なお器内水は蒸
気発生器から直接又は給水循環設備など蒸気発生器内水
が供給される設備から分岐する配管によって前記減圧装
置に供給することができる。
列に設置することにより、蒸気インジェクタを駆動する
蒸気条件が十分ではない運転段階では、給水ポンプによ
り送水し、その後、駆動蒸気としての蒸気条件が確立し
た段階で蒸気インジェクタを運転することで、トラブル
発生の可能性低減と、プラントの起動停止時の蒸気圧力
が低い場合に対応できる。
設置し、給水の昇温昇圧を行うことにより蒸気インジェ
クタの小型化と送水圧力の確保を両立させることができ
る。
は冷却器を設け、蒸気インジェクタ入口部における駆動
蒸気のエンタルピーを上げるかまたは、給水の入口温度
を下げるかすることで蒸気インジェクタでの昇温昇圧量
を向上させることができる。
の給水加熱器を備えた従来の給水加熱システムに代え
て、蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気が多段式に供給される多段式蒸気イ
ンジェクタと、脱気機能を有するジェット遠心脱気器と
を備えた新しい型の給水加熱システムを提供するもので
ある。
を図面を参照して説明する。本願の第1の発明につい
て、図1乃至図10を参照して説明する。まず、図2を
参照して本発明に使用する蒸気インジェクタの作動原理
について説明する。
動源としての駆動用蒸気を導き、この蒸気を混合室17
内に噴出させる。混合室17内では、蒸気タービン2か
らの流出水が供給されており、噴出された蒸気は管18
内で急激に凝縮されながら、運動エネルギーを入力され
た水に伝え、この水は高速流となって弁19を押し開い
て流れ出る。また、この時の高速水流は、蒸気の凝縮水
を含んでいるため、給水の温度よりも高温となって流出
する。このようにして、復水器3からの流出水は、蒸気
インジェクタを通る間に昇温かつ昇圧される。
9による蒸気発生手段について説明する。分岐配管20
によって導かれる流体は減圧装置8において減圧されて
二相流となりフラッシュタンク9内に導入される。フラ
ッシュタンク9内では上記二相流の気相部と液相部とに
分離される。
態について説明する。図1は本発明の第1の実施の形態
の発電プラントのタービンシステム概略図である。
蒸気発生器1により発生した蒸気により駆動する蒸気タ
ービン2と、蒸気タービン2で仕事をした蒸気を凝縮す
る復水器3と、凝縮した給水を昇温昇圧させる蒸気イン
ジェクタ4と、給水ポンプ5と給水加熱器6と、蒸気イ
ンジェクタ4に蒸気タービン抽気を供給する駆動蒸気供
給配管7とから構成される発電プラントのタービンシス
テムである。ここで、蒸気発生器1としては、原子炉、
原子炉と熱交換器の複合体、あるいはボイラー等が想定
される。
ビン2で仕事をした蒸気は、復水器3で凝縮され、凝縮
水は給水として蒸気インジェクタ4と、給水ポンプ5
と、給水加熱器6により昇温昇圧されて蒸気発生器1に
戻される。
3で凝縮された凝縮水を昇温かつ昇圧させることができ
る。このため、給水ポンプ5と給水加熱器6について
は、図11に示す場合に比べて段数を減らすことが可能
になる。また、給水ポンプ5と給水加熱器6を全く設け
ないようにすることも可能になる。
4を使用することで、給水設備を簡素化することができ
るので保守性を改善し機械的要因に基づくトラブルの可
能性を低減させ電力の安定供給に対する信頼性を向上さ
せることが出来る。
説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態の発電プ
ラントのタービンシステムの概略図である。
蒸気により駆動する蒸気タービン2と、蒸気タービン2
で仕事をした蒸気を凝縮する復水器3と、復水器3で凝
縮させた給水を昇温昇圧させる蒸気インジェクタ4と、
給水ポンプ5と、給水ポンプ5と蒸気発生器1の入口側
との間に配設された給水加熱器6と、蒸気発生器入口側
から分岐し給水の一部を抽出して減圧沸騰させる減圧装
置8と、減圧沸騰した流体を気水分離するフラッシュタ
ンク9と、フラッシュタンク9で発生した気水分離され
た蒸気を駆動源として蒸気インジェクタ4に供給する駆
動蒸気供給配管7と、気水分離されたフラッシュタンク
発生ドレンを回収するドレン配管10と、から構成され
た発電プラントのタービンシステムである。
4の駆動源である駆動用蒸気として蒸気発生器1の入口
側に供給される給水の一部を用いるようにしたので、駆
動用蒸気を生成するために復水器3等の内部にそのため
の配管を設ける必要がなくなり、蒸気タービン2や復水
器3等の構成の簡素化を図ることができる。
説明する。図5は本発明の第3の実施の形態を示すもの
であり、蒸気インジェクタ4を駆動用蒸気として、給水
加熱器6にて発生したドレンを減圧装置8で減圧沸騰さ
せ、フラッシュタンク9にて気水分離させたものを使用
した発電プラントのタービンシステムである。
気発生器1の入口側との間に配設された給水加熱器6で
発生したドレンを流用して駆動用蒸気を発生することが
できるので、システムの簡素化を図ることができる。
明する。図6は本発明の第4の実施の形態を示すもので
あり、蒸気発生器1と、蒸気発生器1で発生した蒸気に
より駆動する高圧蒸気タービン2Aと、高圧蒸気タービ
ン2Aで仕事をした蒸気を湿分分離または加熱する加熱
器11と、加熱器11を通過した蒸気により駆動する低
圧蒸気タービン2Bと、低圧蒸気タービン2Bで仕事を
した蒸気を凝縮する復水器3と、復水器3で生成された
凝縮水を給水として昇温昇圧する蒸気インジェクタ4
と、給水加熱器6と、給水ポンプ5と、加熱器11にて
発生したドレンを減圧沸騰させる減圧装置8と、減圧沸
騰した流体を気水分離するフラッシュタンク9と、気水
分離されたフラッシュタンク9で発生した蒸気を駆動源
としての駆動用蒸気として蒸気インジェクタ4に供給す
る駆動蒸気供給配管7と、気水分離されたフラッシュタ
ンク発生ドレンを回収するドレン配管10とから構成さ
れた発電プラントのタービンシステムである。
に、蒸気インジェクタ4により給水を昇温かつ昇圧する
ことができるので、給水ポンプ5や給水加熱器6の必要
台数を最小限にすることができる。
駆動用蒸気として、高圧蒸気タービン2Aと低圧蒸気タ
ービン2Bとの間に配設される加熱器11のドレンを流
用し蒸気を生成するようにしたので、復水器3等の内部
に新たに配管等を設ける必要がなくなり、システムの簡
素化を図ることができ、トラブルの可能性を低減できプ
ラントの起動停止を含む電力の安定供給への信頼性を向
上させることができる。
説明する。図7は、本発明の第5の実施の形態を示すも
のであり、図6に示した場合と異なり、蒸気発生器1の
入口側へ供給される給水の一部と蒸気発生器1の器内水
を給水循環設備12や分岐配管20によって減圧装置8
及びフラッシュタンク9へ導き、蒸気インジェクタ4の
駆動用蒸気が生成される。
発生器1の器内水等を流用して生成するようにしたの
で、システムの簡素化を図ることができ、トラブルの可
能性を低減できプラントの起動停止を含む電力の安定供
給への信頼性を向上させることができる。
説明する。図8は、本発明の第6の実施の形態を示すも
のであり、図1に示した第1の実施の形態における蒸気
インジェクタ4に対して並列に給水ポンプ25に設置し
た場合の発電プラントのタービンシステムである。
4を駆動する駆動用蒸気の蒸気条件が十分ではない段
階、例えばプラントの運転段階では、給水ポンプ25に
より送水し、その後、駆動用蒸気としての蒸気条件が確
立した段階で昇温昇圧の役割を蒸気インジェクタ4に切
替えることができるので、トラブルの可能性を低減でき
プラントの起動停止を含む電力の安定供給への信頼性を
向上させることができる。
説明する。図9は、本発明の第7の実施の形態を示すも
のであり、図1に示した第1の実施の形態における蒸気
インジェクタ4を複数個、例えば2個、直列に設置した
場合の発電プラントのタービンシステムである。
クタ4を直列につなぐことにより、蒸気インジェクタ4
の小型化を図ることができるとともに送水圧力を確保す
ることができる。また、複数の蒸気インジェクタ4がポ
ンプ5等の回転機器や給水加熱器6の代用することで、
機械的要因に基づくトラブルの可能性低減と電力の安定
供給に対する信頼性を向上させることができる。
説明する。図10は、本発明の第8の実施の形態を示す
ものであり、蒸気インジェクタ4の入力側には、蒸気イ
ンジェクタ4へ入力される給水の温度あるいは圧力を調
整する調整手段30が配設されている。
水は、温度が低い状態で入力されるほど、より効率的に
昇圧されて蒸気インジェクタ4から出力される。
力される流体が最も効率的に昇温昇圧されて出力される
ように、入力される給水の温度あるいは温度条件を調整
する。
インジェクタ4aと調整用給水加熱器6aとを備えてい
る。図10に示す調整手段30は、いわばインナークー
ラを設けた構成をとっている。
された給水を加熱し、調整用インジェクタ4aへ送る。
調整用インジェクタ4aは、蒸気タービン2から抽出さ
れる抽気蒸気を駆動用蒸気として駆動される。調整用イ
ンジェクタ4aで昇温昇圧された給水は、図1に示した
実施の形態におけるものと同様の蒸気インジェクタ4へ
供給される。
けたので、蒸気インジェクタ4へ、最適の条件で流体を
入力させることができる。
乃至図32を参照して説明する。図12は、本願の第2
の発明に係る新型沸騰水型原子炉の給水加熱システム1
00を示す。
蒸気により高圧蒸気タービン102と低圧蒸気タービン
103が駆動され、これによって、高圧蒸気タービン1
02と低圧蒸気タービン103とに連結された発電機1
04が運転される。低圧蒸気タービン103で仕事をし
た蒸気は復水器105で凝縮され、復水器105中の復
水は低圧復水ポンプ106によって空気抽出機107と
復水ろ過脱塩装置108を経て給水109として給水加
熱システム100へ供給される。
温昇圧されて、高圧復水ポンプ110によって高圧給水
加熱部111へ送られ、高圧給水加熱部111から原子
炉101へ高温高圧の給水が供給される。符号116は
湿分分離加熱器であり、符号117はリアクタフィード
ポンプ115等を駆動するためのタービンである。
112と、ドレインタンク113と、高圧ドレインポン
プ114と、リアクタフィードポンプ115を備えてい
る。高圧給水加熱器112には、高圧蒸気タービン10
2から蒸気が供給され、その蒸気は高圧給水加熱器11
2において熱交換して液化してドレインタンク113へ
集められ、ドレインタンク113の液体は高圧ドレイン
ポンプ114によってリアクタフィードポンプ115へ
送られ、リアクタフィードポンプ115に送られた液体
は、高圧復水ポンプ110を介して供給される給水とと
もに混合され高圧給水加熱器112へ供給される。
詳細に説明する。図12に示すように、給水加熱システ
ム100は、互いに並列接続された3基の蒸気インジェ
クタ装置125と各々の蒸気インジェクタ装置125の
下流側に直列接続された3基のバッファータンク126
とを備えている。図13(b)に示すように、蒸気イン
ジェクタ装置125は、後で詳述する多段式蒸気インジ
ェクタ装置127と、後で詳述するジェット遠心脱気器
装置128とから構成されている。
ジェクタ装置125を備えた給水加熱システム100が
従来の熱交換器方式の給水加熱器301を備えた給水加
熱システム300に容易に置換可能であることを示す図
である。
蒸気インジェクタ装置125には、低圧タービン103
の抽気蒸気120,121,122,123が供給され
る。
定格運転時には、初段の抽気蒸気120の抽気蒸気圧力
は抽気蒸気303と同じく0.05MPaであり、2段
目の抽気蒸気121の抽気蒸気圧力は抽気蒸気304と
同じく0.1MPaであり,3段目の抽気蒸気122の
抽気蒸気圧力は抽気蒸気305と同じく0.21MPa
であり,4段目の抽気蒸気123の抽気蒸気圧力は抽気
蒸気306と同じく0.4MPaである。
置125では、42℃の給水109は65℃、90℃、
115℃に加熱されて噴出され、蒸気インジェクタ装置
125の下流側にあるバッファタンク126からは13
9℃の給水として排出される。また、従来の熱交換器方
式の給水加熱器301を用いた場合は、42℃の給水1
09は75℃、97℃、117℃、139℃に加熱され
て排出される。従って、42℃の給水109が供給され
139℃の給水が排出されるという点で、温度に関して
も、給水加熱システム100が給水加熱システム300
に置換可能であるのである。
ンジェクタ部125に供給する抽気蒸気120,12
1,122,123の抽気蒸気圧力を、図30または図
13(a)に示す従来の熱交換器方式の給水加熱器30
1、301、301、301に供給する抽気蒸気30
3、304、305、306の抽気蒸気圧力と同じにし
たので、また、給水の入力温度と出力温度とに関して同
じにしたので、給水加熱システム100と従来の給水加
熱システム300との間で容易に互換性を維持すること
が可能になる。
方式の給水加熱器301、301、301、301は、
図13(b)に示す蒸気インジェクタ装置125とバッ
ファータンク126とに置換されるのであり、これによ
って後述するように、装置の小型化を図り装置の設置ス
ペースを削減することにより、タービン建屋を小型化す
ることが可能になるのである。
装置125について詳細に説明する。蒸気インジェクタ
装置125は8基の蒸気インジェクタユニット装置13
1から構成されており、8基の蒸気インジェクタユニッ
ト装置131は、円筒状ケーシング容器130内に図1
5に示すようにほぼ均等間隔をおいて平行状に配列され
ている。円筒状ケーシング容器130の側部には、上流
側から下流側に向かって間隔をおいて、抽気蒸気12
0,121,122,123が供給される入口部181
が形成されている。円筒状ケーシング容器130内に供
給される抽気蒸気120,121,122,123は、
円筒状ケーシング容器130の円周方向に形成された配
管180(抽気蒸気供給配管)によって8基の蒸気イン
ジェクタユニット装置131の各々に供給される。ま
た、円筒状ケーシング容器130の一端側から給水10
9(図12参照)が給水ノズル183を介して供給され
るようになっている。
多段式蒸気インジェクタ132と多段式蒸気インジェク
タ132の下流部に接続されたジェット遠心脱気器13
3とから構成されている。
装置125は多段式蒸気インジェクタ装置127とジェ
ット遠心脱気器装置128とから構成されている。従っ
て、多段式蒸気インジェクタ装置127は8基の多段式
蒸気インジェクタ132からなり、ジェット遠心脱気器
装置128は8基のジェット遠心脱気器133から構成
されている。
ジェクタ132について詳細に説明する。多段式蒸気イ
ンジェクタ132は、細長い円筒容器135内に直列状
に接続されて配列された4個の蒸気インジェクタ13
6、137、138、139から構成されている。
83を介して供給される給水109を噴出させるための
水噴流ノズル140と、水噴流ノズル140の先端部近
傍に形成され抽気蒸気120が噴入される蒸気ノズル1
41と、水噴流ノズル140から噴出される水と蒸気ノ
ズル141を介して噴入される抽気蒸気120とを混合
し噴出する混合ノズル142とから構成されている。蒸
気ノズル141は水噴流ノズル140の出口側端部の外
表面と混合ノズル142の入口側端部の内表面とによっ
て形成されている。ここで、水噴流ノズル140から噴
出される給水109の外側から抽気蒸気120を噴入さ
せる理由は、水噴流ノズル140から噴出する給水10
9の圧力が抽気蒸気120の圧力よりも高いからであ
り、より圧力の高い流体を中心部に位置させることによ
り、より圧力の低い抽気蒸気120が管壁に押し付けら
れ、安定した流体が得られるからである。
41は水噴流ノズル140から噴出した液体(給水10
9)に抽気蒸気120が噴入し、抽気蒸気120によっ
て給水109が加速されるとともに加熱される。この結
果、混合ノズル142から昇温昇圧された液体が噴出さ
れる。この昇温昇圧された液体は、次段の蒸気インジェ
クタ137へ送られる。
用アクチュエータ176が接続されている。水噴流ノズ
ル140はノズル駆動用アクチュエータ176によって
軸方向に前進後退される。水噴流ノズル140が前進後
退することによって、水噴流ノズル140の出口側端部
の外表面と混合ノズル142の入口側端部の内表面との
隙間間隔が変化し、蒸気ノズル141に供給される抽気
蒸気120の流量が調整される。
ついて説明する。蒸気インジェクタ139は、混合ノズ
ル148の出口側と同じ形状の水噴流ノズル149と、
水噴流ノズル149の内側に形成され中心部へ抽気蒸気
123を噴出するための中心噴流蒸気ノズル150と、
水噴流ノズル148から噴出される水と中心噴流蒸気ノ
ズル150を介して噴入される抽気蒸気123とを混合
し噴出する混合ノズル151とから構成されている。蒸
気インジェクタ139の前段にある蒸気インジェクタ1
38の混合ノズル148を経て、蒸気インジェクタ13
9の水噴流ノズル149から噴出される水の圧力は、抽
気蒸気123の圧力よりも低い。このため、蒸気インジ
ェクタ139では、中心部へ抽気蒸気123を噴出する
ための中心噴流蒸気ノズル150が用いられている。
は水噴流ノズル140から噴出される給水109の外側
から抽気蒸気120を噴入させていたのに対し、蒸気イ
ンジェクタ139では、水噴流ノズル148から噴出さ
れる給水の内側から抽気蒸気123を噴入させている。
流ノズル143、146から噴出される給水の外側から
抽気蒸気121、122を噴入させているという点で、
蒸気インジェクタ136と同じに構成されている。な
お、多段的に給水を昇温昇圧できるようにするために、
蒸気インジェクタ136、137、138を構成するノ
ズルの長さや太さは、最も効率的に昇温昇圧されるよう
に選択されている。
32は直列状に接続されて配列された4個の蒸気インジ
ェクタ136、137、138、139を備えているの
で、給水ノズル163を介して水噴流ノズル140に供
給される給水109は、効率的に昇温昇圧された水とし
て、最終段の蒸気インジェクタ139から排出される。
ンジェクタ136と次段の蒸気インジェクタ137に
は、供給された給水のうち余分のオーバーフロー水を吐
出するためのドレイン孔210が形成されている。ドレ
イン孔210から吐出されるオーバーフロー水は復水器
105へ送られる。
説明する。前述したように、本願発明では、多段式蒸気
インジェクタ132へ抽気蒸気120等を直接的に導入
し、原子炉101へ供給する給水を生成する。そこで、
多段式蒸気インジェクタ132から出力される水を脱気
処理する必要があり、これを行うのがジェット遠心脱気
器133である。
法則」を基本原理とするものである。「ヘンリーの法
則」は、 (液相の平衡溶解度)=(液相に接する気相の不凝縮性
ガスの分圧)/(ヘンリー定数) という関係式で表される。低圧タービン103の抽気蒸
気120、121、122、123に含まれる不凝縮性
ガスのうち、給水系や原子炉の炉内機器に影響を与える
のは、腐食やSCC(応力腐食割れ)の原因となる酸素
ガスである。抽気蒸気120、121、122、123
中の酸素ガスの分圧は沸騰水型原子炉の場合、炉心での
水のγ線分解によるもので、約16ppmのオーダであ
る。脱気により不凝縮性ガスが気相に放出され不凝縮性
ガスの濃度が20倍の320ppmになっても、ヘンリ
ー定数は約7000という大きな値であるため、液相の
溶解度は320ppm/7000=46ppbと極めて
小さい値となる。従来のブラントの運転経験や研究によ
ると、溶存酸素濃度は25ppbから200ppbの範
囲にあるのが良いとされ、25ppb以下では鉄がイオ
ンとなって給水に溶け出し、500ppbを超えると流
速が低い箇所で腐食(いわゆる赤錆)が発生する。脱気
は、以上の「ヘンリーの法則」に基づき、液相から気相
へ酸素を移行させることが基本原理である。
う、無限の時間をかけて達せられる平衡状態を前提にす
るものであり、大型の装置を用いることなく実用的な時
間内で「平衡溶解度」を達成することは極めて困難であ
るのである。
の試行錯誤のなかから、従来のタンク内でのスプレイや
脱気素子と呼ばれる多孔版や多段V字形状トレイを用い
る方式に代わり、小さな空間体積で非常に高い脱気性能
を有するジェット遠心脱気器133を開発するに至った
のである。
せるためには、水を微細な液滴にして気液の界面積を大
きくとることが必要であり、また、液滴内に対流渦を発
生させて液滴の中心部の溶存酸素濃度の高い水を表面に
移動させることが必要であり、また、減圧沸騰による二
相流により液滴を微細化することも有効である。
では、脱気用噴射ノズル152から給水を噴射させるこ
とにより給水を微細な液滴にするとともに、抽気蒸気1
23を導入し、給水を液滴にすることにより抽気蒸気1
23に接する給水の界面積を大きくしている。また、液
滴化した給水に抽気蒸気123を噴射させることによ
り、液滴内に対流渦を発生させて液滴の中心部の溶存酸
素濃度の高い部分を表面に移動させ、効率的に溶存酸素
を摘出している。また、脱気用噴射ノズル152から噴
射される給水は、減圧沸騰され水と蒸気の二相流流体と
なるので、給水の液滴はさらに微細化される。これらに
よって、ジェット遠心脱気器133では、効率的な脱気
作用を行うことができる。
脱気器133の主要構造について説明する。ジェット遠
心脱気器133は、蒸気インジェクタ139の混合ノズ
ル151の出口端に取り付けられた少なくとも1個の脱
気用噴射ノズル152と、ベルマウス153を有する直
管154と、直管154に接続されたディフューザ15
6と、抽気蒸気123を直管154またはディフューザ
156の下流方向に向かって注入させるための複数の蒸
気噴射ノズル169と、蒸気と液体とを遠心力により分
離するための曲管状に形成されたエルボ157と、エル
ボ157で分離された蒸気をベルマウス153ヘ再循環
させる再循環蒸気配管159と、脱気した不凝縮性ガス
をオリフィス160を介して復水器105または低圧タ
ービン103へ排出するベント配管157とを備えてい
る。
によってバッファータンク126へ送られる。
2とベルマウス153を含む直管154の部分は、円筒
状ケーシング容器130の後端部である容器部分170
内に配設されている。混合ノズル151とディフューザ
156には、溶存酸素濃度を測定するための溶存酸素濃
度計171が取り付けられている。
ついて説明する。脱気用噴射ノズル152は、混合ノズ
ル151から噴出する昇温昇圧された給水を水滴の集合
に変換し、直管168及びディフューザ156中へ噴出
する。
形成されているため、再循環蒸気配管159によって容
器部分170へもどされた蒸気は、ベルマウス153の
作用によって、脱気用噴射ノズル152から噴出する水
とともに、低い流体抵抗で集められ直管168内へ送ら
れる。
を有し、図示しない分岐管によって蒸気噴射ノズル16
9から、混合ノズル151から噴出する水とほぼ同じ圧
力を有する抽気蒸気123が噴射される。
の圧力が混合ノズル151から噴出する水より高い場合
は、ヘンリーの法則に従い脱気効率が低下し、蒸気噴射
ノズル169から噴射される蒸気の圧力が混合ノズル1
51から噴出する水より低い場合は抽気蒸気が水滴中に
混入することが妨げられ脱気効率が低下する。
み口168は、ディフューザ156の周面に形成されて
いる例を示したが、直管154の周面に形成されていて
もよい。また、直管154は、ディフューザ156の一
部を形成していてもよい。
水滴群と抽気蒸気123とは加圧されるので、エルボ1
57で分離された蒸気を再循環蒸気配管159を介して
容器部分170へ戻すことが可能になり、抽気蒸気12
3の有効利用が図られる。また、ディフューザ156に
よって内部を流れる水滴群と抽気蒸気123とは加圧さ
れるので、エルボ157で分離された水を配管158を
介してバッファータンク126へ送ることができる。
気からなる噴霧流は、曲管状に形成されたエルボ157
の壁面に沿って流れる間に各々の質量の差に基づき異な
る遠心力を受け層状流に変換され、この結果、エルボ1
57の外径側に水滴群が集まり内径側に蒸気が集まり互
いに分離される。また、水滴群はエルボ157によって
分離されることによって、互いに結合し水流体が形成さ
れバッファータンク126へ供給される。再循環蒸気配
管159はエルボ157の内径側において配管158か
ら分岐して形成されているので、分離された蒸気を効率
的に容器部分170へ戻すことができる。
ベント配管157を介して排出するようにしているの
で、再循環蒸気配管159を介して戻される蒸気との間
で、容器部分170内でマスバランスをとることができ
る。
数本の脱気用噴射ノズル152は、中心部に直管154
の軸方向に平行に立設された中心ノズル152aと中心
ノズル152aを同心状に取り巻き周方向に約0度から
4度の角度傾けた立設された6本の外周ノズル152b
・・152gとから構成される。外周ノズルは1例とし
て6本としたが、3本以上の複数本であればよい。
器133の実際の試験装置の写真から一部描写した図で
ある。
る外周ノズルが6本の場合の脱気用噴射ノズル152か
らの噴流を示す図である。図26における外周ノズル1
52b・・152gは、周方向に4度ほど傾けて立設さ
れ、吸引する蒸気に旋回成分が与えられるように考慮さ
れている。外周ノズル152b等を傾けてベルマウス1
53から吸引される蒸気に旋回成分を与えることによ
り、吸引に伴うエネルギー損失を最小にすることができ
る。
例えば、小さいものでは洗面所のドレン孔に発生する小
さな竜巻状の旋回渦があり、大きいものでは宇宙に存在
するブラックホールが光速で星間物質を吸引する際に発
生する降着円盤の中心部の旋回ジェット流がある。本発
明では、外周ノズル152b等をわずかに傾けることに
より、吸引に伴うエネルギー損失を最小にするために自
然界に見られる流れの基本法則の1つを積極的に適用し
たものである。
器133の変形例であり、バッファータンク一体型のジ
ェット遠心脱気器133を示す。図28に示すジェット
遠心脱気器133では、図25に示すエルボ157の代
わりに、横置きのバッファータンク126の内壁面17
3を使って気液分離する。ディフューザ156の先には
延長配管172が接続されており、延長配管172を介
して水滴及び蒸気がバッファータンク126の内壁面1
73へ送られる。気液分離を、図25に示すエルボ15
7で行うか、バッファータンク126の内壁面173で
行うかは、プラントのレイアウトにより設計上有利な方
を選択すれば良い。
器130は水平に設置され、その下方に固定支持用金具
184を取り付けて、建屋の床185にアンカーボルト
186により直接固定される。
にある円盤状の蓋177には、水噴射ノズル140等を
軸方向に前後移動するためのアクチュエータ176と給
水109を供給するため給水ノズル183とが取り付け
られている。円筒状ケーシング容器130の他方の端面
には、点検用フランジ178が設けられている。
た状態を示しており、各々の多段式蒸気インジェクタ1
32の円筒容器135から蒸気インジェクタ136、1
37、138、139を引き出し、点検および部品交換
が可能であることを示している。
水噴射ノズル140またはアクチュエータ176を取り
外して、水噴射ノズル140またはアクチュエータ17
6を引き抜きして点検保守が可能であることを示す。
系統200について説明する。蒸気インジェクタ装置1
25は、抽気蒸気120等が供給されてはじめて駆動さ
れるものであるから、ブラント起動の直後からいきなり
駆動することはできない。図19は、ブラント起動後約
60%負荷の時に蒸気インジェクタ装置125を給水1
09に併入できるようにするために給水109をバイパ
スするためのバイパス系統200を示す。バイパス系統
200は、給水109のバイパス用の配管201と蒸気
インジェクタ装置125用の配管203とを備えてい
る。配管201にはバイパス弁202が設けられてい
る。配管203には、蒸気インジェクタ装置125の上
流側に隔離弁204と、バッファータンク126の下流
側に隔離弁205とが設けられている。約60%負荷時
に、バイパス弁202を閉じ、隔離弁204と隔離弁2
05を開けることによって、蒸気インジェクタ装置12
5は給水109に併入される。
0、121、122、123はアクチュエータ付逆止弁
207を経て多段式蒸気インジェクタ装置127へ供給
される。また、抽気蒸気123は、アクチュエータ付逆
止弁207を経てジェット遠心脱気器装置128におけ
るジェット遠心脱気器133に供給される。
ンジェクタ136と次段の蒸気インジェクタ137に形
成されたドレイン孔210(図14を参照)から吐出さ
れるオーバーフロー水は、アクチュエータ付オーバーフ
ロー逃がし弁206を経て復水器105へ送られる。
口蒸気222を蒸気インジェクタ装置125への抽気蒸
気として利用することを示す図である。
1、122、123が供給される配管の間には蒸気流量
調節弁220が配設されており、また、アクチュエータ
付逆止弁207の上流側にはアクチュエータ付逆止弁2
20が配設されている。高圧タービン102の出口蒸気
222は、蒸気配管223とアクチュエータ付逆止弁2
21と蒸気流量調節弁220を介して蒸気インジェクタ
装置125へ送られる。高圧タービン102の出口蒸気
222と低圧タービン103の後段の高い抽気蒸気とを
蒸気インジェクタ装置125へ供給することにより、約
60%負荷時よりも低い負荷時に蒸気インジェクタ装置
125を給水109に併入することが可能になる。
と次段の蒸気インジェクタ137のドレイン孔210
(図14を参照)から吐出されるオーバーフロー水の流
量を最小にするための制御装置を示す図である。
25に供給されるを給水109の流量を調節するために
流量調節弁230が設けられいる。給水109の流量は
流量調節弁230の下流側に配設された差圧伝送器23
1によって差圧信号として検出され、検出された差圧信
号は流量演算処理装置236へ送られる。蒸気インジェ
クタ136と蒸気インジェクタ137の各々の混合ノズ
ル142、145から吐出される昇温昇圧された給水の
吐出流量を測定するために、混合ノズル142、145
の出口近傍に各々2個の差圧計測孔233が形成されて
いる。蒸気インジェクタ136、137からの吐出流量
は、差圧計測孔233を介して差圧伝送器234によっ
て差圧信号として検出される。符号232は、抽気蒸気
流量を算出するために各々の場所の温度を測定する温度
検出器である。
31、234、234による差圧信号から給水流量と吐
出流量を算出し、温度検出器232による各々の場所の
測定温度から温度上昇量を求め抽気蒸気流量を算出す
る。さらに、算出した給水流量と抽気蒸気流量と吐出流
量とから、ドレイン孔210から吐出されるオーバーフ
ロー水の流量を演算する。さらに、演算したオーバーフ
ロー水流量を最小にするように所定の演算式を用いて給
水109の流量と抽気蒸気120等や出口蒸気222の
蒸気流量を演算し、この演算結果に基づいて、流量調節
弁230と蒸気流量調節弁220を制御する制御信号を
生成する。
気流量を制御することにより、オーバーフロー水の流量
を最小にすることにより、給水加熱システム100の効
率化を図ることができる。
供給されるを給水109の流量を調節するための他の手
段を示す図である。図22に示す例では、低圧復水ポン
プ106(図12参照)の吐出圧を制御するものであ
り、このために低圧復水ポンプ106の回転数をインバ
ータ238により制御することによって給水109の流
量が調節される。
供給されるを給水109の流量を調節するためのさらに
他の手段を示す図である。図23に示す例では、蒸気イ
ンジェクタ136の水噴流ノズル140の内部に軸方向
に前進後退可能な中空調節管239を配設したものであ
る。中空調節管239の一端はノズル駆動用アクチュエ
ータ176が接続されている。水噴流ノズル140の一
端にはノズル駆動用アクチュエータ176が接続されて
いる。中空調節管239はノズル駆動用アクチュエータ
176によって軸方向に前進後退可能である。中空調節
管239が前進後退することによって、水噴流ノズル1
40の出口側端部の内表面と中空調節管239の出口側
端部の外表面との隙間間隔が変化し、蒸気ノズル141
に供給される給水109の流量が調整される。この場
合、蒸気インジェクタ136の構造が多少複雑になる
が、給水109の水噴流の噴出速度241を高く維持す
ることができる。なお、中空調節管239の内部には抽
気蒸気120の一部が流入しその出口側端部から混合ノ
ズル142へ噴出される。図14に示す場合では、ノズ
ル駆動用アクチュエータ176によって水噴流ノズル1
40を前進後退させて抽気蒸気120の流量が調節され
たが、図23に示す場合ではノズル駆動用アクチュエー
タ176によって中空調節管239を前進後退させて給
水109の流量が調節される。
ついて説明する。給水加熱システム100における脱気
方法としては、蒸気インジェクタ装置125における専
用のジェット遠心脱気器133に加えて、脱気用配管2
53からなる補助脱気手段が設けられている。脱気用配
管253は、図24に示すように、蒸気インジェクタ1
36と蒸気インジェクタ137に形成されたドレイン孔
210から吐出されるオーバーフロー水250を復水器
105またはタービン低圧段へ戻す流路に、オーバーフ
ロー逃がし弁206とオリフィス251を介して配設さ
れている。脱気用配管253によって、脱気を必要とさ
れるオーバーフロー水250が復水器105またはター
ビン低圧段へ戻され、脱気が行われる。このように、脱
気用配管253を設けたので、ジェット遠心脱気器13
3の負担を軽減させることができる。
ム100の起動時および過渡時の対策および運転方法に
ついて説明する。プラントが60%負荷で蒸気インジェ
クタ装置125が併入される。蒸気インジェクタ装置1
25の起動時に、初段の蒸気インジェクタ136と次段
の蒸気インジェクタ137のドレイン孔210から吐出
されるオーバーフロー水250は、図24に示すよう
に、復水器105または復水貯蔵タンク260へ排出さ
れるように配管構成されている。なお、オーバーフロー
水250はオーバーフロー逃がし弁252を介して復水
貯蔵タンク260へ排出される。
は、高圧タービン102の出口蒸気222が供給される
側とは別の分岐部に、主蒸気を蒸気インジェクタ装置1
25へ供給するための補助蒸気配管261が連結されて
いる。補助蒸気配管261には、逆止弁263とオリフ
ィス262が介設されている。タービントリップ時に
は、補助蒸気配管261と蒸気配管223を介して蒸気
インジェクタ装置125へ蒸気を供給することができ
る。これによって、タービントリップ時において、蒸気
流量の急減することを防止することができる。
装置125の下流側にはバッファータンク126が設け
られている。また、高圧復水ポンプ110は、バッファ
ータンク126の下流側に配設されている。
のトリップ時には、蒸気インジェクタ装置125は作動
できないので原子炉101へ給水の供給を確保するため
に、給水加熱システム100のバイパス系統200(図
19参照)を作動させる必要がある。しかし、バイパス
系200への切り替えが完了するまでに多少の時間を要
する。
完了するまでの過渡的な間、原子炉101への加熱され
た給水を確保するために、バッファータンク126の蓄
積された加熱された給水を高圧復水ポンプ110によっ
て高圧給水加熱部111へ送る。これによって、原子炉
101への給水喪失を防止することができる。
テム100には、給水制御手段266が設けられてい
る。また、バッファータンク126には、水位計265
が取り付けられている。給水制御手段266は、水位計
265で検出したバッファータンク126の水位値と所
定の参照値とに基づいて、バッファータンク126の水
位が所定値になるように、流量調節弁230または低圧
復水ポンプ106の回転数を制御する。これによって、
バッファータンク126の水位を一定に保つことが可能
になる。
テム100には、過渡的復水供給ポンプ268が設けら
れている。過渡的復水供給ポンプ268は、バッファー
タンク126からの給水が不足する場合に、復水貯蔵タ
ンク260の加熱された給水を高圧給水加熱部111へ
送ることができる。これによって、原子炉101への給
水喪失を防止することができる。
して、給水加熱システム100を施工するときに関する
ことを説明する。本発明は、従来の伝熱管を採用した熱
交換器型の低圧給水加熱器301に代えて、蒸気インジ
ェクタ装置125を採用した革新的なシステムである。
蒸気インジェクタ装置125の円筒状ケーシング容器1
30の外面を保温材または吸音材覆うことにより、もれ
熱の低減と運転時の騒音発生を防止することができる。
水加熱器301の1基の大きさが直径約2m、長さ約1
4mのもの4基を、直径2m、最さ約7mの1基の蒸気
インジェクタ装置125に置換でき、体積で約1/8と
大幅に小型化でき、物量および設置スペースを大幅に削
減することが可能になる。図29(a)、図29(b)
に示すとおり、本願発明におけるタービン建屋270
は、従来のタービン建屋309の高さに対し、約3.5
m低減化することができる。また、復水器105の上に
配設される重量物としての低圧タービン103の据え付
け高さを低くすることができるので、地震に対して安全
性を確保することができる。
ラントの生涯コストの面からも不利である。これに対
し、低圧給水加熱器301を用いていた場合と比べ、給
水がステンレス壁と接する接液面積を大幅に低減するこ
とができるので、クロムイオン溶出を防止でき、また、
低圧給水加熱器301の劣化による半年以上に亘る長期
の停止工事を回避できるので、プラントの生涯コストを
下げることができる。
噴流ノズル140や混合ノズル142等の円筒状ケーシ
ング容器130内に配設された内部ノズルは、たとえ劣
化したとしても、通常の定検期間内で容易に交換するこ
とが可能であるように配設されているので、長期の停止
工事を回避することができ、プラントの生涯コストを下
げることができる。
ステム100は、高い熱効率を維持しながら、プラント
の物量を大幅に削減することができ、信頼性や保守・点
検性を向上させてブラントの生涯コストを大幅に改善す
ることができ、原子力発電プラントを始め高度の信頼性
が要求される産業用発電プラントに好適であり、また、
コスト的にも優れたシステムを提供することができる。
発電プラントのタービンシステムに蒸気インジェクタを
採用することにより、給水設備の簡素化を図れるため、
保守性が向上し、機械的要因に基づくトラブル発生防止
の信頼性を向上させることができる。
しながら、発電プラントの物量を大幅に削減することが
でき、信頼性や保守・点検性を向上させて発電プラント
の生涯コストを大幅に改善することができ、信頼性の高
くコスト的にも優れた産業用発電プラントを提供するこ
とができる。
図。
水型原子炉システムを示すブロック図。
給水加熱システムを示す図(a)と、従来の給水加熱シ
ステムに置換される本願発明に係る給水加熱システムを
比較して示す図(b)。
て蒸気インジェクタ装置を示す断面図。
て蒸気インジェクタ装置を示す平面図。
す斜視図。
ェクタ装置を示す断面図。
ュエータを取り外して、水噴射ノズルまたはアクチュエ
ータを引き抜きして点検保守が可能であることを示す
図。
装置へ供給可能であることを示す図。
ェクタのドレイン孔から吐出されるオーバーフロー水の
流量を最小にするための制御装置を示す図。
ェクタのドレイン孔から吐出されるオーバーフロー水の
流量を最小にするための他の制御装置を示す図。
流量を調節する手段の一例を示す図。
過渡時の対策および運転方法について説明するための
図。
略構成を示す図。
を写真から一部描写した図である。
からの噴流を写真から描写した図である。
概略構成を示す図。
(a)と本願発明の場合(b)とを比較説明するための
図。
型原子炉システムを示すブロック図。
ムにおいて低圧給水加熱器がネックヒータとして用いら
れるいることを示す図(a)とその一部拡大図(b)。
ムにおいて低圧給水加熱器1基あたり数万本のステンレ
ス製の伝熱管で構成されていることを示す図。
Claims (27)
- 【請求項1】蒸気タービンと復水器と蒸気発生器とを備
えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラント
の給水加熱システムであって、 前記復水器から流出する流出水を加熱して前記蒸気発生
器へ供給する給水手段を備え、 前記給水手段は、 駆動用蒸気が入力されるとともに前記流出水が入力さ
れ、前記流出水を前記駆動用蒸気と混合して昇温かつ昇
圧する蒸気インジェクタを有することを特徴とする発電
プラントの給水加熱システム。 - 【請求項2】前記駆動用蒸気は、前記蒸気タービンから
抽出される抽気蒸気であることを特徴とする請求項1に
記載の発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項3】前記給水手段は、前記蒸気発生器の入力側
配管から分岐する分岐配管と、この分岐配管によって導
かれた給水を減圧沸騰させる減圧手段と、この減圧手段
によって減圧沸騰された給水を気水分離するフラッシュ
タンクとを有し、 前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタンクで生成された
蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の発電プラ
ントの給水加熱システム。 - 【請求項4】前記給水手段は、前記蒸気発生器の入力側
と前記蒸気インジェクタとの間に配設された給水加熱器
と、この給水加熱器のドレンを減圧沸騰させる減圧手段
と、この減圧手段によって減圧沸騰された給水を気水分
離するフラッシュタンクとを有し、 前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタンクで生成された
蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の発電プラ
ントの給水加熱システム。 - 【請求項5】前記蒸気タービンは高圧側タービンとこの
高圧側タービンの下流側にある低圧側タービンとを有
し、 前記高圧タービンと前記低圧タービンとの間に湿分分離
器または加熱器からなる湿分分離加熱器を備え、 前記給水手段は、前記湿分分離加熱器のドレンを減圧沸
騰させる減圧手段と、この減圧手段によって減圧沸騰さ
れた給水を気水分離するフラッシュタンクとを有し、 前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタンクで生成された
蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の発電プラ
ントの給水加熱システム。 - 【請求項6】前記給水手段は、前記蒸気発生器の器内水
を分岐供給する分岐配管と、この分岐配管によって導か
れた器内水を減圧沸騰させる減圧手段と、この減圧手段
によって減圧沸騰された給水を気水分離するフラッシュ
タンクとを有し、 前記駆動用蒸気は、前記フラッシュタンクで生成された
蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の発電プラ
ントの給水加熱システム。 - 【請求項7】前記流出水が入力され、前記蒸気インジェ
クタと並列に配設された給水ポンプと、前記蒸気インジ
ェクタ及び前記給水ポンプの下流側に配設された給水加
熱器とを備えることを特徴とする請求項1に記載の発電
プラントの給水加熱システム。 - 【請求項8】前記給水手段は、前記蒸気インジェクタへ
入力される前記流出水の圧力あるいは温度を調整する調
整手段を有することを特徴とする請求項1に記載の発電
プラントの給水加熱システム。 - 【請求項9】前記調整手段は、前記流出水を加熱する調
整用給水加熱器と、前記蒸気タービンから抽出される抽
気蒸気が駆動用蒸気として入力される調整用蒸気インジ
ェクタとを有し、 前記調整用給水加熱器で加熱された給水は調整用蒸気イ
ンジェクタへ入力され、前記調整用蒸気インジェクタか
ら出力される給水は前記調整用給水加熱器で加熱された
後に前記蒸気インジェクタへ前記流出水として入力され
ることを特徴とする請求項8に記載の発電プラントの給
水加熱システム。 - 【請求項10】蒸気タービンと復水器と蒸気発生器とを
備えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラン
トの給水加熱システムであって、 前記蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気が入力されるとともに前記復水器か
ら流出する流出水が入力され、前記流出水を前記複数の
抽気蒸気と混合して昇温かつ昇圧し、さらに脱気して流
出する蒸気インジェクタユニット装置を備え、 前記蒸気インジェクタユニット装置は、 前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されるとともに給
水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混合して昇
温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台直列的に
配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、 前記多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器
と、 前記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記
多段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸
気とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と
蒸気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジ
ェット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする発電プ
ラントの給水加熱システム。 - 【請求項11】前記多段式蒸気インジェクタは、 前記複数の抽気蒸気のうちの圧力が最も低い抽気蒸気が
供給され初段に配設される初段蒸気インジェクタと、 前記複数の抽気蒸気のうちの圧力が最も高い抽気蒸気が
供給され終段に配設される終段蒸気インジェクタと、を
備え、 前記初段蒸気インジェクタは、 前記流出水が入力され、前記流出水を噴出させるための
初段用水噴流ノズルと、 圧力が最も低い前記抽気蒸気が、前記初段用水噴流ノズ
ルから噴出する前記流出水の外側から入力される初段用
蒸気ノズルと、 前記初段用水噴流ノズルから噴出する前記流出水と前記
初段用蒸気ノズルから入力された圧力が最も低い前記抽
気蒸気とを混合し昇温昇圧された給水を噴出する初段用
混合ノズルと、を備え、 前記終段蒸気インジェクタは、 昇温昇圧された給水が入力され、前記給水を噴出させる
ための終段用水噴流ノズルと、 圧力が最も高い前記抽気蒸気が、前記終段用水噴流ノズ
ルから噴出する前記給水の内側から入力される終段用蒸
気ノズルと、 前記終段用水噴流ノズルから噴出する前記給水と前記終
段用蒸気ノズルから入力された圧力が最も高い前記抽気
蒸気とを混合し昇温昇圧された給水を噴出する終段用混
合ノズルと、を備えることを特徴とする請求項10に記
載の発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項12】前記多段式蒸気インジェクタは、 前記初段蒸気インジェクタと前記終段蒸気インジェクタ
との間に配設され、前記複数の抽気蒸気のうちの圧力が
中間の抽気蒸気が供給される少なくとも1段の中段蒸気
インジェクタを備えることを特徴とする請求項11に記
載の発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項13】前記複数の抽気蒸気の各々の抽気蒸気の
圧力は、熱交換器方式の給水加熱器を有する従来の給水
加熱システムに供給される複数の抽気蒸気の各々の抽気
蒸気の圧力とそれぞれ等しい値を有することを特徴とす
る請求項10に記載の発電プラントの給水加熱システ
ム。 - 【請求項14】前記ジェット遠心脱気器は、 前記多段式蒸気インジェクタから流出する給水が入力さ
れ、その給水を水滴の集団である水滴流体にするための
脱気用噴射ノズルと、 前記水滴流体と前記抽気蒸気とを通過させ前記抽気蒸気
を介して前記水滴流体を脱気させるとともに、昇圧して
流出させるディフューザと、 前記ディフューザから流出する前記水滴流体と前記抽気
蒸気とからなる、水と蒸気に、遠心力を作用させ水と蒸
気とに互いに空間的に分離する遠心力分離手段と、を備
えることを特徴とする請求項10に記載の発電プラント
の給水加熱システム。 - 【請求項15】前記脱気用噴射ノズルは、 前記円筒状容器の先端部の中心において前記円筒状容器
の軸線方向に突出した中心ノズルと、 前記中心ノズルの回りに分布し前記円筒状容器の軸線方
向に対し傾斜して突出した外周ノズルと、を備えること
を特徴とする請求項14に記載の発電プラントの給水加
熱システム。 - 【請求項16】前記ディフューザは、前記脱気用噴射ノ
ズルに近い側に円筒管状の直管を有し、前記直管の入口
部にベルマウスが形成されていることを特徴とする請求
項14に記載の発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項17】前記遠心力分離手段はエルボ状の曲管を
有し、 前記曲管は、前記水滴流体と前記抽気蒸気からなる、水
と蒸気が前記曲管の内壁面に沿って流れるように形成さ
れていることを特徴とする請求項14に記載の発電プラ
ントの給水加熱システム。 - 【請求項18】前記ジェット遠心脱気器は、 前記遠心力分離手段で空間的に分離した蒸気を前記ディ
フューザの入口側へ戻すための再循環蒸気配管を備えて
いることを特徴とする請求項14に記載の発電プラント
の給水加熱システム。 - 【請求項19】前記ジェット遠心脱気器は、前記抽気蒸
気を前記ディフューザ内に入力させるための蒸気インジ
ェクタを有し、前記蒸気インジェクタは前記ディフュー
ザの側壁に取り付けられており、前記蒸気インジェクタ
の出口方向は前記ディフューザの軸線方向に向いている
ことを特徴とする請求項14に記載の発電プラントの給
水加熱システム。 - 【請求項20】蒸気タービンと復水器と蒸気発生器とを
備えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラン
トの給水加熱システムであって、 前記蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気が入力されるとともに前記復水器か
ら流出する流出水が入力され、前記流出水を前記複数の
抽気蒸気と混合して昇温かつ昇圧し、さらに脱気して流
出する蒸気インジェクタ装置を備え、 前記蒸気インジェクタ装置は、 筒状のケーシング容器と、 前記ケーシング容器内に互いに並列に配設された複数の
蒸気インジェクタユニット装置と、 前記蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気を前記複数の蒸気インジェクタユニ
ット装置の各々の蒸気インジェクタユニット装置に供給
するための前記ケーシング容器内に設けられた抽気蒸気
供給配管と、を備え、 各々の前記蒸気インジェクタユニット装置は、 前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されるとともに給
水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混合して昇
温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台直列的に
配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、 前記多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器
と、 前記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記
多段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸
気とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と
蒸気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジ
ェット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする発電プ
ラントの給水加熱システム。 - 【請求項21】前記ケーシング容器は、取り外し可能な
出口側蓋体を有し、 前記円筒状容器に収容された状態の前記多段式蒸気イン
ジェクタは、前記出口側蓋体を取り外した状態で、前記
ケーシング容器から外部へ引き出し可能であることを特
徴とする請求項20に記載の発電プラントの給水加熱シ
ステム。 - 【請求項22】前記複数の蒸気インジェクタユニット装
置から脱気されて流出する給水を蓄積するバッファタン
クを備え、 前記バッファタンク内に蓄積された給水は、高圧復水ポ
ンプを介して前記蒸気発生器へ供給されることを特徴と
する請求項20に記載の発電プラントの給水加熱システ
ム。 - 【請求項23】前記複数の蒸気インジェクタユニット装
置から脱気されて流出する給水を蓄積するバッファタン
クを備え、 前記ジェット遠心脱気器は、 前記多段式蒸気インジェクタから流出する給水が入力さ
れ、その給水を水滴の集団である水滴流体にするための
脱気用噴射ノズルと、 前記水滴流体と前記抽気蒸気とを通過させ前記抽気蒸気
を介して前記水滴流体を脱気させるとともに、昇圧して
流出させるディフューザと、 前記ディフューザから流出する前記水滴流体と前記抽気
蒸気とからなる水と蒸気に、遠心力を作用させ水と蒸気
とに互いに空間的に分離する遠心力分離手段とを備え、 前記遠心力分離手段は、前記バッファタンクの内壁面に
形成されていることを特徴とする請求項20に記載の発
電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項24】前記蒸気インジェクタ装置が駆動不能の
場合に、前記蒸気発生器へ給水を供給するためのバイパ
ス給水手段を備えることを特徴とする請求項20記載の
発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項25】前記多段式蒸気インジェクタに供給され
る給水の給水流量と供給される前記抽気蒸気の蒸気流量
との和と、吐出水の吐出流量との差に相当するオーバー
フロー水流量を最小にするためのオーバーフロー水流量
制御手段を備えることを特徴とする請求項20記載の発
電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項26】前記蒸気インジェクタ装置へ前記複数の
抽気蒸気を供給する蒸気供給配管にオリフィスまたは逆
止弁を介して接続されており、タービントリップのとき
に主蒸気を前記蒸気インジェクタ装置へ供給するための
補助蒸気配管を備えることを特徴とする請求項20記載
の発電プラントの給水加熱システム。 - 【請求項27】蒸気タービンと復水器と蒸気発生器とを
備えた発電プラントの給水を加熱するための発電プラン
トの給水加熱システムであって、 前記蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気が入力されるとともに前記復水器か
ら流出する流出水が入力され、前記流出水を前記複数の
抽気蒸気と混合して昇温かつ昇圧し、さらに脱気して流
出する互いに並列に配設される複数の蒸気インジェクタ
装置と、 各々の前記蒸気インジェクタ装置の下流側に配設され、
前記蒸気インジェクタ装置から流出する脱気された給水
を蓄積する複数のバッファタンクと、を備え、 各々の前記蒸気インジェクタ装置は、 筒状のケーシング容器と、 前記ケーシング容器内に互いに並列に配設された複数の
蒸気インジェクタユニット装置と、 前記蒸気タービンから抽出された互いに異なる圧力を有
する複数の抽気蒸気を前記複数の蒸気インジェクタユニ
ット装置の各々の蒸気インジェクタユニット装置に供給
するための前記ケーシング容器内に設けられた抽気蒸気
供給配管と、を備え、 各々の前記蒸気インジェクタユニット装置は、 前記抽気蒸気供給配管から前記複数の抽気蒸気が入力さ
れるとともに前記復水器から流出する流出水が入力さ
れ、前記流出水を前記複数の抽気蒸気と混合して昇温か
つ昇圧し、さらに脱気して流出するものであり、 前記蒸気インジェクタユニット装置は、 前記複数の抽気蒸気のいずれかが入力されるとともに給
水が入力され、その抽気蒸気とその給水とを混合して昇
温昇圧し流出する蒸気インジェクタが、複数台直列的に
配設されてなる多段式蒸気インジェクタと、 前記多段式蒸気インジェクタが収納される円筒状容器
と、 前記多段式蒸気インジェクタの下流側に配設され、前記
多段式蒸気インジェクタから流出する給水と前記抽気蒸
気とが入力され、遠心力を作用させて脱気された給水と
蒸気とを空間的に分離し、脱気された給水を流出するジ
ェット遠心脱気器と、を備えることを特徴とする発電プ
ラントの給水加熱システム。
Priority Applications (6)
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JP19920298A JP3847962B2 (ja) | 1997-07-30 | 1998-07-14 | 発電プラントの給水加熱システム |
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JP20415897 | 1997-07-30 | ||
JP19920298A JP3847962B2 (ja) | 1997-07-30 | 1998-07-14 | 発電プラントの給水加熱システム |
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JPH11101403A true JPH11101403A (ja) | 1999-04-13 |
JP3847962B2 JP3847962B2 (ja) | 2006-11-22 |
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JP19920298A Expired - Fee Related JP3847962B2 (ja) | 1997-07-30 | 1998-07-14 | 発電プラントの給水加熱システム |
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