JPH11324616A - 蒸気タービンへのボイラスケール捕集装置 - Google Patents

蒸気タービンへのボイラスケール捕集装置

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JPH11324616A
JPH11324616A JP13181298A JP13181298A JPH11324616A JP H11324616 A JPH11324616 A JP H11324616A JP 13181298 A JP13181298 A JP 13181298A JP 13181298 A JP13181298 A JP 13181298A JP H11324616 A JPH11324616 A JP H11324616A
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JP
Japan
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scale
steam
boiler
vertical
steam turbine
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JP13181298A
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English (en)
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Eisaku Nakajima
英作 中島
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Kyushu Electric Power Co Inc
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Kyushu Electric Power Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は発電用の蒸気ボイラから発電用蒸気
タービン1の入口1’に至る蒸気管2のフローラインに
おいてボイラスケール粒子pを殆ど捕集及び回収し得る
ボイラスケール捕集装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 ボイラ側から蒸気タービン1の入口1’
に至る同一内径dの蒸気管2であって、該蒸気管2を蒸
気タービン1の入口1’の近くで垂直から横向に方向変
換し、方向変換部eから垂直蒸気管2’を下方に延長
し、延長部2’aの下端2”aにホッパー3を介してス
ケール排出弁4を設けてスケール捕集部5を形成してな
り、上記垂直及び横向を含む方向変換部e及び上記延長
部2aが一体に鍛造された鋼によって形成されたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発電所のボイラから
発電用蒸気タービンに至る主蒸気管内の固体粒子(ボイ
ラスケール)を捕集して蒸気タービン翼の侵食損傷を防
止するボイラスケール捕集装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電所等では、急速起動や急激な負
荷変化によってボイラ管材に生成した水蒸気酸化スケー
ル剥離物により発生する蒸気タービン翼の侵食損傷防止
対策が望まれている。
【0003】従来の対策として次の方法が用いられた。 1.蒸気タービン側からの対策 翼の表面硬化処理によって耐食性を高めているが、寿命
が短く高価であり、かつ対処療法なため、定期修理毎に
取り替える必要がある。翼の表面硬化処理の工期が数カ
月を要し、定期修理の工期が大幅に長くなる。スケール
搬入量が多い場合、短期間に損傷が発生することがあ
り、保守管理が難しい面がある。表面硬化処理層の現場
での計測ができないので、余寿命評価が難しい。
【0004】2.ボイラ側からの対策 ボイラ水蒸気酸化スケールが発生しにくい高級管材の使
用やボイラ管切断による堆積スケールの除去があるが、
コスト面、工期の面及び根本的な対策でないことから採
用が難しい。主蒸気管内面のスケールを化学薬品で除去
する化学洗浄が行われているが、洗浄工事が高価なこと
と、作業性が悪く、本洗浄単独での効果が不明である。
又同洗浄も対処療法であるために、定期的な実施が必要
となる。
【0005】3.蒸気タービンに至る地熱蒸気管の蒸気
タービン入口付近に水平部から垂直部へのベンド部を設
け、水平部の延長部にボルトによるフランジ継手を介し
てスケール捕集部本体を設け、本体内にスケール捕集メ
ッシュスクリーンを設けたものが知られている(実開昭
61−22517号)。
【0006】この装置は (1) 地熱蒸気を対象としており、蒸気管内の蒸気圧力は
10kg/cm2 前後と低いため、水平部に設けたスケ
ール捕集部を取外して、捕集スケールを排出する構造の
ため、火力発電所ボイラのような高温・高圧蒸気管では
強度面や気密性の面で適合しない。 (2) スケール捕集部前面に格子スクリーンがあり、これ
にスケールが衝突し、再飛散する恐れがある。 (3) スケール捕集部が水平方向に配置されており、高温
・高圧蒸気(地熱蒸気と比べ)では、蒸気密度が高くな
り、スケールとの密度差が小さくなり、慣性力だけでの
捕集性能が低下する。
【0007】4.又蒸気管の水平方向の一端に案内板と
マグネットを内蔵したスケール捕集器が知られている
(特開昭60−169100号)。しかしこの装置では (1) 案内板のために慣性力でスケール捕集部に流入しよ
うとするスケールを阻止し、再飛散させる恐れがある。 (2) 案内板やマグネットを高流速の秒速50m以上にも
なる蒸気管内に内蔵することは、共振の問題から避ける
必要がある。 (3) 捕集したスケールを取除くために、マグネットを取
付けた平板フランジ継手を取外す構造となっており、同
構造は強度面や気密性の面で適合しない。
【0008】5.ボイラから蒸気タービンの入口に至る
蒸気管内の蒸気圧は40〜246kg/cm2 と高い。
蒸気管の垂直部側面と横向部とを溶接によって接続する
ことはできるが、熟練を要し必ずしも完全均等溶接は困
難であることと、強度面が劣るため実用には供し難いと
いう問題があった。又垂直部から横向部への蒸気の方向
変換に際しボイラスケール粒子は垂直方向への慣性力及
び重力の加速度によってスケール捕集部に下降しようと
するが、蒸気の方向変換によるスケール捕集部内の上昇
流や渦流等によってボイラスケール粒子が飛散し横向部
への方向変換流に連行され、さらに蒸気タービン内に流
入する傾向がある。方向変換流への連行は蒸気内のボイ
ラスケール粒子の量、粒径及びスケール捕集部の深さに
よるものである。上記連行は例えば蒸気ボイラの一定の
法定定期点検期間(通常2年)内では粒子の量、粒径に
拘わらず、上記捕集部の深さを管内径に対しほぼ一定値
以上にすることによって阻止し得ることが実状シミュレ
ーション実験により判明した。
【0009】6.特開平8−28208号では、蒸気タ
ービンの入口に接続するボイラ側からの主蒸気管をその
入口近くで、方向変換させ、方向変換部の直下にスケー
ル収集部を設け、同収集部の下端にスケール排出弁を設
けた固体粒子による蒸気タービン翼浸食防止装置があ
る。しかしながら、同装置では、ポケット深さによって
はポケット内で発生する蒸気の旋回流で収集されたスケ
ールが再飛散と旋回流でポケット内が浸食するおそれが
ある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明はボイラーから
発電用蒸気タービンの入口に至る高圧蒸気管に設けたボ
イラスケール捕集部にボイラスケール粒子を一定期間充
分捕集し、蒸気タービン側への飛散連行を阻止し、かつ
安全性の高いボイラスケール捕集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】上記の目的を達成するた
め本発明はボイラ側から蒸気タービンの入口に至る同一
内径の蒸気管であって、該蒸気管を蒸気タービンの入口
の近くで垂直から横向に方向変換し、方向変換部から垂
直蒸気管を下方に延長し、延長部下端にホッパーを介し
てスケール排出弁を設けてスケール捕集部を形成してな
り、上記垂直及び横向を含む方向変換部及び上記延長部
が一体に鍛造された鋼によって形成された蒸気タービン
へのボイラスケール捕集装置 上記延長部の長さが上記内径の約4倍以上である上記第
1発明記載の蒸気タービンへのボイラスケール捕集装置 横向に方向変換した横向蒸気管をさらに下向に垂直に方
向変換し、スケール捕集部を複数段に形成した上記第1
発明記載のボイラスケール捕集装置 上記垂直及び横向蒸気管を含む方向変換部に垂直及び横
向蒸気管を接続し、延長部下端にホッパーを接続し、こ
れらの接続部を溶接により一体に形成した上記第1〜第
3発明のいずれかに記載の蒸気タービンへのボイラスケ
ール捕集装置 によって構成される。
【0012】
【発明の実施の形態】発電用ボイラ側から発電用蒸気タ
ービン1の入口1’に至る同一内径dの主たる蒸気管2
によるフローラインfにおいて、蒸気タービン1の入口
1’の近くに蒸気管2を垂直に配設する。
【0013】この垂直蒸気管2’の中程側部に同一内径
dの横向蒸気管2”を設けて、フローラインfを垂直か
ら横向に方向変換eさせる。そして方向変換部eから垂
直蒸気管2’を下方に垂直に延長し、延長部2’aの下
端に内径を次第に減少させたコニカルホッパー3を溶接
6により接続し、その下端開口部にスケール排出弁4を
設けて上記方向変換部eの下方にスケール捕集部5を形
成する。
【0014】上記垂直及び横向蒸気管2’、2”を含む
方向変換部e及び上記延長部2’aは一体の鍛造鋼によ
って形成され、鍛造鋼垂直蒸気管2’の上端には鋼製垂
直蒸気管2’を一体に溶接6し、鍛造鋼横向蒸気管2”
の先端には鋼製横向蒸気管2”を一体に溶接6し、該鋼
製横向蒸気管2”を開閉弁7を介して蒸気タービン1の
入口1’に接続する。
【0015】又上記延長部2’aの下端2”aと鋼製コ
ニカルホッパー3とは溶接6によって一体に接続され
る。しかし図3に示す垂直蒸気管2’と、その中程側面
にT形に連接する横向蒸気管2”とは少なくとも一体に
鍛造された鋼によるものである。
【0016】上記垂直及び横向蒸気管2’、2”の内径
dは同一であり、方向変換部eの下部境界即ち横向蒸気
管2”の内周底面水準から上記延長部2’aの下端2”
aまでの長さL(深さ)を上記内径dのほぼ4倍以上即
ち L>ほぼ4d とするものであり、それによってボイラスケール粒子p
の粒子径に拘わらず、ボイラスケール粒子pを垂直方向
への慣性力と重力の加速度との合計力によってスケール
粒子径の大小及び実状における該粒子pの量の変化に拘
わらずスケール捕集部5内に殆ど収容し、蒸気ボイラの
法定定期点検期間(2年毎)の開閉弁4の閉鎖時におけ
る延長部2’aの内部の旋回流と再飛散によるスケール
粒子pの方向変換部eへの連行を抑制し、かつ旋回流と
再飛散に伴うスケール粒子pによる方向変換部e及び上
記延長部2’aの浸食が抑制されることが実状シミュレ
ーション実験によって認めることができた。従って上記
点検期間以内に排出弁4を開いて捕集されたボイラスケ
ール粒子p’を系外に排出する。
【0017】上記方向変換部eから横に延びる横向蒸気
管2”をさらに下向に垂直に再度方向変換して垂直蒸気
管2’を配設し、該垂直蒸気管2’に第2の上記スケー
ル捕集部5を上述同様に設けることが可能であり、該捕
集部5を複数段に設けることが可能である(図示してい
ない)。
【0018】尚図中8で示すものは排出弁4の開閉動作
用電動機、p’は捕集されたボイラスケール粒子であ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明は上述のように発電用ボイラから
発電用蒸気タービンに至る蒸気管に垂直部とこれにT形
に連通する横向部によるフローの方向変換部と垂直部の
下方への延長部に上述のようにスケール捕集部を設け、
上記T形方向変換部を一体の鍛造鋼によったので高圧蒸
気のフローに支障がなく気密性に優れ安全にボイラスケ
ール粒子を捕集し得る効果がある。
【0020】又上記垂直蒸気管の延長部の長さを蒸気管
の内径の約4倍以上に形成したので実状のボイラスケー
ル粒子の量及び粒径に拘わらず一定期間は上記延長部に
捕集されたボイラスケール粒子が方向変換部を経て横向
蒸気管内に飛散連行されるおそれがなく蒸気タービンへ
のボイラスケール粒子の進入を阻止し得るばかりでなく
方向変換部及び上記延長部がスケール粒子により浸食さ
れるおそれが少ない。
【0021】又上記ボイラスケール捕集部を複数段に設
けることによって捕集率を上昇し得る。
【0022】又鍛造によるT形方向変換部に鋼製蒸気管
を溶接によって一体に接続し、かつ延長部下端までの鍛
造鋼に鋼製ホッパーを溶接で一体に接続するので一定期
間置きの蒸気ボイラ定期検査期間に十分耐えられる安全
なボイラスケール捕集装置が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気タービンへのボイラスケール捕集
装置を示す切欠説明側面図である。
【図2】図1の一部縦断側面図である。
【図3】垂直蒸気管と横向蒸気管との連通部の拡大縦断
面図である。
【符号の説明】
1 蒸気タービン 1’ 入口 2 蒸気管 d 内径 2’ 垂直蒸気管 2” 横向蒸気管 e 方向変換部 2’a 延長部 2”a 下端 3 ホッパー 4 排出弁 5 スケール捕集部 L 延長部長さ 6 溶接部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】 横向に方向変換した横向蒸気管をさらに
下向に垂直に方向変換し、スケール捕集部を複数段に形
成した請求項1記載のボイラスケール捕集装置。
【請求項】 上記垂直及び横向蒸気管を含む方向変換
部に垂直及び横向蒸気管を接続し、延長部下端にホッパ
ーを接続し、これらの接続部を溶接により一体に形成し
た請求項1又は2に記載の蒸気タービンへのボイラスケ
ール捕集装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明はボイラ側から蒸気タービンの入口に至る同一
内径の蒸気管であって、該蒸気管を蒸気タービンの入口
の近くで垂直から横向に方向変換し、方向変換部の下部
境界から垂直蒸気管を下方に延長し、延長部下端にホッ
パーを介してスケール排出弁を設けてスケール捕集部を
形成してなり、上記垂直及び横向を含む方向変換部及び
上記延長部が一体に鍛造された鋼によって形成され、か
つ上記延長部の長さが上記内径の約4倍以上である蒸気
タービンへのボイラスケール捕集装置横向に方向変換し
た横向蒸気管をさらに下向に垂直に方向変換し、スケー
ル捕集部を複数段に形成した上記第1発明記載のボイラ
スケール捕集装置上記垂直及び横向蒸気管を含む方向変
換部に垂直及び横向蒸気管を接続し、延長部下端にホッ
パーを接続し、これらの接続部を溶接により一体に形成
した上記第1又は第2発明に記載の蒸気タービンへのボ
イラスケール捕集装置によって構成される。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ側から蒸気タービンの入口に至る
    同一内径の蒸気管であって、該蒸気管を蒸気タービンの
    入口の近くで垂直から横向に方向変換し、方向変換部か
    ら垂直蒸気管を下方に延長し、延長部下端にホッパーを
    介してスケール排出弁を設けてスケール捕集部を形成し
    てなり、上記垂直及び横向を含む方向変換部及び上記延
    長部が一体に鍛造された鋼によって形成された蒸気ター
    ビンへのボイラスケール捕集装置。
  2. 【請求項2】 上記延長部の長さが上記内径の約4倍以
    上である請求項1記載の蒸気タービンへのボイラスケー
    ル捕集装置。
  3. 【請求項3】 横向に方向変換した横向蒸気管をさらに
    下向に垂直に方向変換し、スケール捕集部を複数段に形
    成した請求項1記載のボイラスケール捕集装置。
  4. 【請求項4】 上記垂直及び横向蒸気管を含む方向変換
    部に垂直及び横向蒸気管を接続し、延長部下端にホッパ
    ーを接続し、これらの接続部を溶接により一体に形成し
    た請求項1〜3のいずれかに記載の蒸気タービンへのボ
    イラスケール捕集装置。
JP13181298A 1998-05-14 1998-05-14 蒸気タービンへのボイラスケール捕集装置 Pending JPH11324616A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014041855A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 三菱重工業株式会社 捕集装置及びこれを備えるガスタービンプラント
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