JPH11248372A - 空冷式蒸気復水器における過冷却防止方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電用タービン６等からの蒸気を、多数本の
各伝熱管２内に導入して、この伝熱管２の外側を流れる
大気空気にて冷却・凝縮するようにした空冷式蒸気復水
器において、前記蒸気量が減少したときに発生する過冷
却を、耐久性の低下を招来することなく、防止する。 【手段】 前記各伝熱管２から排出される不凝縮性ガス
を再び各伝熱管内に戻すように不凝縮性ガス循環管路１
３にて循環して伝熱係数を低下する一方、前記各伝熱管
２内に窒素ガス等の不活性ガスを不活性ガス供給制御弁
１７から供給して酸素濃度を下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電用蒸気タービ
ンから排出される蒸気を、大気空気によって凝縮するよ
うにした空冷式蒸気復水器において、夜間等において過
冷却を発生することを防止するようにした方法、及びそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の空冷式蒸気復水器は、
多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に、大気空気を
送風用フアンにて強制通風する一方、発電用蒸気タービ
ンから排出される蒸気を、前記各伝熱管内にその一端部
から導入することによって凝縮し、前記各伝熱管内にお
ける空気等の不凝縮性ガスを各伝熱管の他端部から真空
発生源にて抽出するようにしたものである。

【０００３】つまり、この種の空冷式蒸気復水器は、発
電用蒸気タービンから排出される蒸気を大気空気によっ
て冷却・凝縮するもので、夜間等において、需要電力量
が低下することに伴って発電用蒸気タービンからの排出
蒸気の量が少なくなる一方、大気空気の温度が下がった
場合に過冷却になるから、各伝熱管内においてドレンの
凍結によって閉塞が発生するばかりか、前記蒸気タービ
ンの排圧が低くなり、蒸気タービンの損傷事故につなが
るおそれがある。

【０００４】そこで、先行技術としての特開昭５４−４
９４０３号公報は、夜間等において発電用蒸気タービン
からの排出蒸気の量が少なくなる一方、大気空気の温度
が下がったときにおける過冷却を防止することのため
に、前記伝熱管群を内蔵した強制通風路に、その大気空
気の入口側の出口側とを前記伝熱管群を迂回して連通す
るバイパス風路を設けて、前記伝熱管群を通過したあと
の空気の一部を、前記伝熱管群への空気用空気に混合す
ることによって過冷却を防止すること、及び、前記伝熱
管群を内蔵した強制通風路にの入口側に加熱ヒータを設
けて、伝熱管群への空気を温めることによって過冷却を
防止することを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は、強制通風路が必要であることに加えて、バイパス風
路又は加熱ヒータが必要であるから、装置の全体を著し
く大型化するばかりか、設備費が大幅に嵩むのであり、
しかも、これらの方法は、例え、送風用フアンの運転を
停止したとしても、大気空気による冷却が継続して行わ
れるものであるから、厳冬季における過冷却を防止する
ことができないのであった。

【０００６】本発明は、これらの問題を、空冷式蒸気復
水器の耐久性を損なうことなく解消できるようにした過
冷却防止方法と、その装置とを提供することを技術的課
題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の方法は、「多数本の伝熱管を束ねた伝熱
管群の外側に大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内
に蒸気を導入し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空
発生源にて排気するようにした空冷式蒸気復水器におい
て、前記伝熱管群における各伝熱管から排出される不凝
縮性ガスを再び各伝熱管内に戻すように循環すると共
に、前記伝熱管群における各伝熱管内に窒素ガス等の不
活性ガスを供給することを特徴とする。」ものである。

【０００８】また、本発明の装置は、「多数本の伝熱管
を束ねた伝熱管群の外側に大気空気を通風する一方、前
記各伝熱管内に蒸気を導入し、前記各伝熱管内の不凝縮
性ガスを真空発生源にて排気するようにした空冷式蒸気
復水器において、前記伝熱管群における各伝熱管からの
不凝縮性ガスを各伝熱管内に再び戻すようにした循環管
路と、前記伝熱管群における各伝熱管内への窒素ガス等
の不活性ガスの供給管路とを設けたことを特徴とす
る。」ものである。

【０００９】

【発明の作用・効果】このように、伝熱管群における各
伝熱管から排出される不凝縮性ガスを再び各伝熱管内に
戻すように循環することにより、前記各伝熱管における
伝熱係数が、蒸気の凝縮する場合よりも著しく低くなる
から、過冷却を、送風用フアンの運転を停止するか、そ
の回転を減速した状態においても確実に防止することが
できる。

【００１０】しかし、前記各伝熱管内における不凝縮性
ガスには、大気中の空気を可成り含んでいるから、この
不凝縮性ガスを循環することは、この不凝縮性ガス中に
おける酸素のために、各伝熱管の内面に腐食が発生する
ことになる。これに対して、本発明は、伝熱管群におけ
る各伝熱管内に窒素ガス等の不活性ガスを供給するもの
であり、この窒素ガス等の不活性ガスの供給により、過
冷却を防止することのために各伝熱管内を循環する不凝
縮性ガス中における酸素濃度を下げることができるか
ら、前記各伝熱管の内面に、各伝熱管内を循環する不凝
縮性ガス中における酸素のために腐食が発生することを
確実に回避できる。

【００１１】つまり、本発明は、各伝熱管内における不
凝縮性ガスを利用すること、及び窒素ガス等の不活性ガ
スを供給することによって過冷却を防止するものである
から、過冷却の発生を、従来のように設備の大型化、及
び、設備費の大幅なアップを招来することがなく、且
つ、各伝熱管の腐食による耐久性の低下を招来すること
なく、しかも、厳冬季においても確実に抑制することが
できると言う効果を有する。

【００１２】また、前記各伝熱管内における酸素濃度が
増加したとき、各伝熱管内における不凝縮性ガスの循環
量を低減する一方、各伝熱管内への不活性ガスの供給量
を増加するように構成することにより、該伝熱管内にお
ける酸素濃度が或る値を越えることがないように制御で
きるから、各伝熱管の内面における腐食防止の効果を更
に助長できる効果を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１の図面について説明する。この図１において、符号１
は、外側に放熱用フィンを備えた伝熱管２の複数本を束
ねた伝熱管群を示し、この一端部には、上部ヘッダー３
が、他端部には、下部ヘッダー４が各々取付けられ、且
つ、この伝熱管群１の下部には、大気空気を各伝熱管２
の外側を下から上向きに通風するようにした送風用フア
ン５が配設されている。

【００１４】この送風用フアン５は、発電用タービン６
の排出側における圧力、つまり排圧等に関連し、排圧が
下がるとこれに比例して回転数が減速され、排圧が更に
下がると停止するように構成されている。また、前記上
部ヘッダー３における一方のヘッダー室３ａには、前記
発電用タービン６から排出される蒸気の導入口７を備
え、この蒸気導入口７から上部ヘッダー３内に導入した
蒸気が、前記伝熱管群１における各伝熱管２のうち下側
の各伝熱管内を下部ヘッダー４に向かって流れ、次い
で、下部ヘッダー４から各伝熱管２のうち上側の各伝熱
管２内を上部ヘッダー３における他方のヘッダー室３ｂ
に向かって流れるように構成することにより、前記発電
用タービン６から排出される蒸気を、各伝熱管２内にお
いて、その管外を流れる大気空気にて冷却・凝縮し、こ
の凝縮水である復水を、前記下部ヘッダー４に集めるよ
うにする。

【００１５】更にまた、前記上部ヘッダー３における他
方のヘッダー室３ｂには、このヘッダー室３ｂ内におけ
る不凝縮性ガスを抽出するための蒸気エゼクター８が不
凝縮性ガス抽出管路９を介して接続され、この蒸気エゼ
クター８の吐出側に、前記下部ヘッダー４内から復水タ
ンク１０及び復水ポンプ１１にて抽出した復水を冷却源
とする凝縮器１２を接続して、前記蒸気エゼクター８の
吐出から排出される蒸気を、この凝縮器１２にて凝縮す
るように構成する。

【００１６】前記凝縮器１２と、前記上部ヘッダー３に
おける一方のヘッダー室３ａとの間を、当該凝縮器１２
内における不凝縮性ガスを一方のヘッダー室３ａに戻す
ための不凝縮性ガス循環管路１３にて接続して、この不
凝縮性ガス循環管路１３の途中に、大気への放出管路１
４を備えた三方式の循環制御弁１５を設け、また、前記
不凝縮性ガス循環管路１３には、前記三方式循環制御弁
１５の下流側の部位に、窒素ガスの不活性ガスタンク１
６からの不活性ガス供給制御弁１７付き供給管路１８を
接続する。

【００１７】そして、前記三方式循環制御弁１５と、前
記不活性ガス供給制御弁１７とを、前記発電用タービン
６の排出側に設けた排圧センサー１８及び前記不凝縮性
ガス循環管路１３に設けた酸素濃度センサー１９からの
信号を入力とする制御回路２０により、以下に述べるよ
うに開閉作動する。すなわち、前記三方式循環制御弁１
５は、通常の運転状態において、不凝縮性ガス循環管路
１３の一方のヘッダー室３ａへの連通を遮断し、凝縮器
１２内における不凝縮性ガスの全てを放出管路１４から
大気中に放出しているが、前記発電用タービン６におけ
る排圧が前記送風用フアン５が停止するか、その回転を
減速するような状態にまで下がると、前記三方式循環制
御弁１５は、不凝縮性ガス循環管路１３を一方のヘッダ
ー室３ａに連通して凝縮器１２内における不凝縮性ガス
を一方のヘッダー室３ａに戻すことを開始する一方、大
気中への放出量を停止するか又は減少する如く作動し、
且つ、前記不活性ガス供給制御弁１７が開き作動して前
記不凝縮性ガス循環管路１３への窒素ガス等の不活性ガ
スの供給を開始する如く作動するように構成する。

【００１８】また、前記のような状態において、前記凝
縮器１２からの不凝縮性ガスにおける酸素濃度が高くな
ると、これに比例して、前記三方式循環制御弁１５が一
方のヘッダー室３ａへの不凝縮性ガスの戻し量を減少す
る一方、大気中への不凝縮性ガスの放出を開始するか又
は放出量を多くする如く作動し、前記不活性ガス供給制
御弁１７が不凝縮性ガス循環管路１３への窒素ガス等の
不活性ガスの供給量を増大する如く作動するように構成
する。

【００１９】このように構成することにより、発電用タ
ービン６における排圧が送風用フアン５が停止するか、
その回転を減速するような状態にまで下がると、伝熱管
群１における各伝熱管２から排出される不凝縮性ガスを
再び各伝熱管２内に戻すように循環することが開始され
ると同時に、伝熱管群１における各伝熱管２内に窒素ガ
ス等の不活性ガスが供給される。

【００２０】前記したように、各伝熱管２内に不凝縮性
ガスが循環することにより、前記各伝熱管２における伝
熱係数が、蒸気を凝縮する場合よりも著しく低くなるか
ら、過冷却を、送風用フアン５の運転を停止するか、そ
の回転を減速した状態においても確実に防止することが
できる一方、前記各伝熱管２内への窒素ガス等の不活性
ガスの供給により、過冷却を防止することのために各伝
熱管２内を循環する不凝縮性ガス中における酸素濃度を
下げることができるから、前記各伝熱管２の内面に、当
該各伝熱管２内を循環する不凝縮性ガス中における酸素
のために腐食が発生することを確実に回避できるのであ
る。

【００２１】また、各伝熱管２内における酸素濃度が増
加すると、各伝熱管２内における不凝縮性ガスの循環量
が低減する一方、各伝熱管２内への不活性ガスの供給量
が増加することになって、前記各伝熱管２内における酸
素濃度が或る値を越えることがないように制御できるか
ら、各伝熱管２の内面における腐食防止の効果を更に助
長できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 伝熱管群 ２ 伝熱管 ３ 上部ヘッダー ４ 下部ヘッダー ５ 送風用フアン ６ 発電用タービン ８ 不凝縮性ガス抽出管路 ９ 蒸気エゼクター １０ 復水タンク １２ 凝縮器 １３ 不凝縮性ガス循環管路 １５ 循環制御弁 １７ 不活性ガス供給制御弁 １８ 排圧センサー １９ 酸素濃度センサー ２０ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に
   大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内に蒸気を導入
   し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空発生源にて排
   気するようにした空冷式蒸気復水器において、 前記伝熱管群における各伝熱管から排出される不凝縮性
   ガスを再び各伝熱管内に戻すように循環すると共に、前
   記伝熱管群における各伝熱管内に窒素ガス等の不活性ガ
   スを供給することを特徴とする空冷式蒸気復水器におけ
   る過冷却防止方法。
2. 【請求項２】前記請求項１において、各伝熱管内におけ
   る酸素濃度が増加したとき、不凝縮性ガスの循環量を低
   減する一方、不活性ガスの供給量を増加することを特徴
   とする空冷式蒸気復水器における過冷却防止方法。
3. 【請求項３】多数本の伝熱管を束ねた伝熱管群の外側に
   大気空気を通風する一方、前記各伝熱管内に蒸気を導入
   し、前記各伝熱管内の不凝縮性ガスを真空発生源にて排
   気するようにした空冷式蒸気復水器において、 前記伝熱管群における各伝熱管からの不凝縮性ガスを各
   伝熱管内に再び戻すようにした循環管路と、前記伝熱管
   群における各伝熱管内への窒素ガス等の不活性ガスの供
   給管路とを設けたことを特徴とする空冷式蒸気復水器に
   おける過冷却防止装置。