JPH11344595A - 給水加熱器ドレン系統 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ドレン流量計指示値のノズル
部へのスケール付着による差圧の経時変化を抑制するこ
とにある。 【解決手段】ドレン流量計をスケールが付着しにくく、
プラント定期検査時にスケールが除去できるオリフィス
式ドレン流量計とし、又、前記ドレン流量計フランジ部
からのリークに対応するため前記ドレン流量計の前後に
弁を備え、前記ドレン流量計及び流量計前後弁をバイパ
スするための配管を備えたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発電プラントの給水
加熱器ドレン系統に係り、特にドレン流量計指示値の校
正を可能とする給水加熱器ドレン系統に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントにおいて給水流量はプラン
ト性能評価を行う上で重要な因子となっている。これを
測定するために発電プラントの復水給水系統に設置され
ている給水流量計と給水流量計の上流で流量を計測する
復水流量計及び、給水加熱器ドレン系統に設置されてい
るドレン流量計には、一般に差圧式の流量計が使用され
ている。差圧式流量計では、配管内部にノズル，オリフ
ィスといった絞り機構を設置し、これを流体が通過する
際に発生する差圧を測定し、差圧と流速の間に一定の関
係があることを利用して流量を計測している。図５はオ
リフィス式流量計、図６はフローノズル式流量計の構造
図であり、オリフィス流量計では、オリフィス３０は配
管３１にフランジ３２を介して取り付けられており、差
圧の検出部はオリフィスの直前入口圧力取出口３３，直
後出口圧力取出口３４となっている。又、ノズル式流量
計では、ノズル３５は配管に溶接で取り付けられてお
り、差圧の検出部はノズル入口側３６とノズル縮流部３
７となっている。

【０００３】従来、約８ＭＰａ，２２０℃と高温高圧部
に設置される給水流量計については、リークポテンシャ
ルの排除，圧力損失が比較的小さいことからフローノズ
ル式流量計が採用されていた。ドレン流量計において
も、約４ＭＰａ，１９０℃と高温高圧下で使用されるた
め、溶接式のフローノズル式流量計が採用されていた。
これに対し、復水流量計は約１．５ＭＰａ、常温で使用
され、リークポテンシャルが無いことから、製作が容易
で分解点検が可能なオリフィス式流量計が使用されてい
る。給水流量計は約２２０℃の高温下で使用されるた
め、流量計エレメントへのスケールの付着により経時変
化が生じ、流量計指示値が増加して正確な流量が測定で
きなくなる問題があり、これに対して何らかの対応を行
う必要があった。

【０００４】高圧給水加熱器ドレンポンプアップシステ
ムを採用しているプラントにおける給水流量の管理方法
については、公知例（特開平5−341092 号公報）に示す
復水流量計による校正方法が知られている。この方法
は、復水流量計は常温で使用されるためスケール付着に
よる流量計指示値の経時変化が生じにくいことを利用し
て、給水流量計指示値が実給水流量に対して経時的に増
加する現象に対し、プラント定期検査時に２台の給水流
量計のうち片方の給水流量計に通水することで復水流量
計の指示値を基準にして給水流量計を管理するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】給水流量計指示値が経
時的に増加する現象は、ノズル部へのスケール付着によ
り差圧が経時的に増加することによって発生するもので
あり、図６を用いて以下にこれを説明する。フローノズ
ル式流量計では圧力検出部はノズル上流側とノズル縮流
部にあることから、特にノズル縮流部は流れの影響を受
けやすい環境にある。又、流体温度と配管内部のスケー
ル付着の関係として、図７に示すように流体温度が高い
ほどスケール付着量は増加し、特に高温になると急激に
増加する傾向にあり、そして、流速が大きいほど付着量
は増加することが知られている。

【０００６】給水流量計での流体温度は約２２０℃と高
温であるため、ノズル縮流部にスケールが付着し、経時
的にノズル径が小さくなることにより出口側圧力が低下
し、健全なノズル上流部との差圧が増加して流量計指示
値が増加する現象が起こっている。ドレン流量計におい
ても、流体温度が約１９０℃と高温であることから、給
水流量計と同様に経時的な流量計指示値増加現象が考え
られる。

【０００７】しかし、上記従来技術はドレン流量計の指
示値の増加に対応できない問題があった。給水流量計の
上流には復水流量計，ドレン流量計が設置されているこ
とから、給水流量は復水流量計とドレン流量計指示値の
和として表すことができ、経時変化の生じにくい復水流
量計指示値を基準にして給水流量を適正管理するために
は、ドレン流量計指示値の経時変化を抑制することが必
要となる。

【０００８】これらのことから、本発明の目的は、ドレ
ン流量計指示値の経時変化を抑制することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、発電プラント
の復水器から蒸気発生装置へ給水を送水するための復水
給水系統に給水加熱器のドレンを直接回収するための給
水加熱器ドレン配管とドレン流量計から構成される給水
加熱器ドレン系統において、前記ドレン流量計をスケー
ルが付着しにくく、プラント定期検査時にスケールが除
去できるオリフィス式ドレン流量計とし、又、前記ドレ
ン流量計フランジ部からのリークに対応するため前記ド
レン流量計の前後に弁を備え、前記ドレン流量計及び流
量計前後弁をバイパスするための配管を備えたことを特
徴とする。

【００１０】又は、発電プラントの復水器から蒸気発生
装置へ給水を送水するための配管ルート上に、復水器側
から順にオリフィス式復水流量計と高圧復水ポンプと給
水加熱器とフローノズル溶接式給水流量計が設置されて
おり、前記給水加熱器と前記給水流量計の間から分岐し
て復水器へ接続する給水再循環配管と前記給水再循環配
管上に弁が設置された復水給水系統と、給水加熱器のド
レンを復水給水系統に直接回収するための給水加熱器ド
レン配管と、フローノズル溶接式ドレン流量計から構成
される給水加熱器ドレン系統からなる発電プラントにお
いて、前記高圧復水ポンプ出口から分岐して、前記給水
加熱器ドレンポンプ入口に接続する配管を備えたことを
特徴とする。

【００１１】又は、発電プラントの復水器から蒸気発生
装置へ給水を送水するための復水給水系統に給水加熱器
のドレンを直接回収するための給水加熱器ドレン配管と
ドレン流量計から構成される給水加熱器ドレン系統にお
いて、前記ドレン流量計を複数系列備えたことを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示す。蒸
気発生装置１にて発生した蒸気は高圧タービン２、その
後低圧タービン３に供給され、タービンを回転させて発
電を行う。低圧タービン３から排気された蒸気は復水器
４で凝縮され復水となる。この復水は低圧復水ポンプ
５，オリフィスフランジ式復水流量計６，高圧復水ポン
プ７，低圧給水加熱器８，給水ポンプ９，高圧給水加熱
器１０，フローノズル式給水流量計１１を通って蒸気発
生装置１に戻される。一方、タービンから抽気された蒸
気は給水加熱器において給水と熱交換を行い、凝縮し、
ドレンとなる。高圧給水加熱器１０のドレンは高圧ドレ
ンタンク１５に回収され、高圧ドレンポンプ１６により
昇圧される。通常運転時にはバイパス弁１９は閉、高圧
ドレン流量計前後弁１８は開で運用するため、給水加熱
器ドレンはオリフィスフランジ式高圧ドレン流量計１７
を通り、給水ポンプ９の入口側に回収される。

【００１３】高圧ドレン流量計の設置環境は、流体温度
約１９０℃，圧力約４ＭＰａとなり、流量計エレメント
へのスケール付着の可能性があるが、流量計エレメント
をオリフィスとしたことにより、フローノズル式流量計
に比べて構造的に経年変化を小さく抑えることが出来
る。

【００１４】これを図５，図６を用いて説明する。フロ
ーノズル式流量計はノズル表面に沿って流速が高まった
流体が流れるため、ノズル表面にスケールが付着してノ
ズル径が経年変化しやすく、又、圧力検出部がノズル縮
流部にあり、動圧を測定しているため、スケール付着に
よる壁面での流れの乱れによる差圧検出への影響を直接
受けやすい構造となっている。

【００１５】これに対し、オリフィス式流量計ではオリ
フィス孔部にスケールが付着する可能性があるが、板厚
が小さいため、多量のスケールは定着しにくい構造とな
っている。又、圧力検出部はオリフィス直前と直後に設
置され、静圧を測定していることから、オリフィス孔部
へのスケール付着による差圧検出への影響が直接及ばな
いため、スケール付着による影響を小さくできる利点が
ある。

【００１６】又、オリフィス式流量計はフランジによっ
て配管に接続されているため、プラント定期検査時に分
解点検によってスケールを除去し、高圧ドレン流量計１
７を初期化することができる。オリフィス式流量計を使
用することにより、ノズル式流量計に対して流量計エレ
メントでの圧力損失の増加が考えられるが、僅かの差で
あることから実用上問題はない。

【００１７】しかしながら、ドレン流量計は高圧部に設
置されることより、フランジ部からのリークポテンシャ
ルがあることから、その対応として、リーク発生時には
バイパス弁１９を開、高圧ドレン流量計前後弁１８を閉
し、高圧ドレン流量計のリーク部を隔離すると共に流量
計のバイパス運転を行い、高圧ドレンポンプアップシス
テムを継続して運転することができる。

【００１８】図８は高圧給水加熱器ドレンポンプアップ
システムを採用しているプラントの給水流量計指示値及
び、該流量計の上流に設置されている復水流量計指示
値、ドレン流量計指示値とプラント運転時間の関係を模
式的に示した図であり、各流量計の経時変化量と給水流
量計の管理方法について説明する。

【００１９】復水流量計指示値を基準とした給水流量は
復水流量計とドレン流量計指示値の和で表される。オリ
フィス式ドレン流量計を使用する事により、従来のドレ
ン流量計に比べて前記に示すように、ドレン流量計の経
時的な指示値の増加を抑えることができる。また、オリ
フィス式ドレン流量計は復水流量計と同様、プラント定
期検査時の初期化により、より高精度の管理が可能とな
り、この結果給水流量指示値をより適正に管理すること
が可能となる。復水流量計指示値基準の給水流量を目標
値として給水流量を管理する場合、従来のドレン流量計
によると管理後の給水流量はＥ３となるが、オリフィス
式ドレン流量計を採用することにより、管理後の給水流
量はＤ３となり、オリフィス式ドレン流量計を用いるこ
とにより、精度よく給水流量を管理することが可能とな
る。

【００２０】図２に本発明の他の実施例を示す。本実施
例では、高圧ドレン流量計としてフローノズル式流量計
を使用し、これを校正するための配管を設置している。
高圧給水加熱器１０のドレンは高圧ドレンタンク１５に
回収され、高圧ドレンポンプ１６により昇圧される。通
常運転時には弁２２は閉で運用するため、給水加熱器ド
レンはノズル式高圧ドレン流量計２０を通り、給水ポン
プ９入口側に回収される。又、高圧ドレンタンク１５は
高圧ドレンタンク水位調節弁２４により水位を一定に制
御されている。

【００２１】高圧ドレン流量計の設置環境は、流体温度
約１９０℃，圧力約４ＭＰａであり、高温であることに
より高圧ドレン流量計エレメントへのスケール付着によ
る指示値の経時変化が考えられるが、この実施例では、
高圧ドレン流量計２０を校正するために、高圧復水ポン
プ７出口から分岐し、高圧ドレンポンプ１６入口へ合流
する高圧ドレン流量計校正配管２１及び止め弁２２，給
水再循環配管１２及び止め弁１３，１４を設置してお
り、以下の方法によりドレン流量計の校正を行うことに
より指示値を適正に管理できる。プラント定期検査時に
オリフィスフランジ式流量計である復水流量計６を分解
点検し、初期化する。

【００２２】次に原子炉へ送水を行わないプラント起動
前において、止め弁１３を開，止め弁１４を閉，止め弁
２２を開，止め弁２３を閉とすることにより復水器４よ
り低圧復水ポンプ５，オリフィスフランジ式復水流量計
６，高圧復水ポンプ７，高圧ドレン流量計校正配管２
１，フローノズル式高圧ドレン流量計２０，給水ポンプ
９，給水再循環配管１２で構成される循環路に高圧ドレ
ン流量計の定格流量を通水し、高圧ドレンタンク１５は
通常運転時と同様に水位制御を行い、校正ラインを流れ
た水がドレンタンクに流入しないものとすることによ
り、復水流量計６の指示値を基準にして高圧ドレン流量
計２０を適正に校正することができる。

【００２３】図８により各流量計の経時変化量と給水流
量の管理方法について説明する。プラント定期検査時の
ドレン流量計校正により、復水流量計を基準とした給水
流量はＤ２で管理される。復水流量計指示値基準の給水
流量を目標値として給水流量を管理する場合、従来のド
レン流量計によると管理後の給水流量はＥ３となるが、
ドレン流量計の校正を行うと、管理後の給水流量はＦ３
となり、より精度よく給水流量を管理することが可能と
なる。

【００２４】オリフィス式高圧ドレン流量計フランジ部
からのリーク時にもおいても高圧ドレン流量を測定する
方法として、図３に本発明の他の実施例を示す。この実
施例では高圧ドレン流量計を複数系列設置し、これらの
流量計はスケール付着が少なく、プラント定期検査時に
流量計を初期化可能であるオリフィス式流量計としてい
る。通常運転時には高圧ドレン流量計前後弁１８は１系
列のみ開し、他の前後弁１８は閉で運用するため、給水
加熱器ドレンは１系列のオリフィスフランジ式高圧ドレ
ン流量計１７を通り、給水ポンプ９入口側に回収され
る。

【００２５】流量計エレメントへのスケール付着による
指示値の経時変化に対しては、オリフィスフランジ式高
圧ドレン流量計１７をプラント定期検査時に分解点検し
て指示値を初期化する。流量計フランジ部からリークが
起こった場合には、運転中の系列の流量計前後弁１８を
閉してリーク部を隔離すると共に、他の１系列の流量計
前後弁１８を開する。これにより、高圧ドレンポンプア
ップシステムを継続して運転し、初期化されている高圧
ドレン流量計１７により高圧ドレン流量を適正に測定す
ることができる。又、給水流量計の校正方法は実施例１
と同様である。リークポテンシャルを除く方法として図
４に本発明の他の実施例を示す。この実施例では高圧ド
レン流量計を複数系列設置し、このうち１系列はプラン
ト定期検査時に初期化可能とするため、オリフィスフラ
ンジ式流量計としている。通常運転時にはオリフィスフ
ランジ式高圧ドレン流量計前後弁１８は閉で運用し、他
の１系列の高圧ドレン流量計前後弁１８を開として運用
するため、給水加熱器ドレンは１系列のフローノズル式
高圧ドレン流量計２０を通り、給水ポンプ９入口側に回
収される。ノズル溶接式高圧ドレン流量計２０へのスケ
ール付着による指示値の経時変化に対しては、オリフィ
スフランジ式高圧ドレン流量計１７の指示値を基準にし
て、プラント運転中に以下の方法により校正を行う。プ
ラント定期検査時にオリフィスフランジ式高圧ドレン流
量計１７を分解点検し、初期化する。

【００２６】次にプラント通常運転時において、高圧ド
レン流量計指示値２０に経時変化が見られる場合には、
オリフィスフランジ式高圧ドレン流量計前後弁１８を開
すると共に、運転中の系列の高圧ドレン流量計前後弁１
８を閉して流量計の切り替えを行う。オリフィスフラン
ジ式高圧ドレン流量計１７により基準となる高圧ドレン
流量を計測し、再び通常運転状態に戻るためオリフィス
フランジ式高圧ドレン流量計前後弁１８を閉、他の１系
列の高圧ドレン流量計前後弁１８を開として、流量計を
切り替える。その後、流量計１７により計測した高圧ド
レン流量を基準にして、フローノズル式高圧ドレン流量
計２０の指示値を校正する。これにより、プラント運転
中にもドレン流量計の校正を行うことが可能となり、高
圧ドレン流量を適正に管理することができる。又、給水
流量計の管理方法は実施例２と同様である。

【００２７】

【発明の効果】本発明により、高温高圧部に設置されて
いるドレン流量計指示値の経時変化を抑制することがで
きる。

【００２８】又、ドレン流量の適正管理が可能となるこ
と及びオリフィスフランジ式復水流量計は経時変化を初
期化することができるため、これらを組み合わせること
により、給水流量計指示値の適正管理が可能となること
から、プラント性能をより正確に管理することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として示した発電プラントの給
水加熱器ドレンの系統図。

【図２】本発明の他の実施例である発電プラントの給水
加熱器ドレンの系統図。

【図３】本発明の他の実施例である発電プラントの給水
加熱器ドレンの系統図。

【図４】本発明の他の実施例である発電プラントの給水
加熱器ドレンの系統図。

【図５】本発明のオリフィス式流量計の側断面図。

【図６】本発明のフローノズル式流量計の側断面図。

【図７】本発明の流体温度とスケール付着量との関係を
示す特性図。

【図８】本発明の流量計指示値の時間的変化を示す特性
図。

【符号の説明】

１…蒸気発生装置、２…高圧タービン、３…低圧タービ
ン、４…復水器、５…低圧復水ポンプ、６…オリフィス
フランジ式復水流量計、７…高圧復水ポンプ、８…低圧
給水加熱器、９…給水ポンプ、１０…高圧給水加熱器、
１１…ノズル溶接式給水流量計、１２…給水再循環配
管、１３，１４，２２，２３…弁、１５…高圧ドレンタ
ンク、１６…高圧ドレンポンプ、１７…オリフィスフラ
ンジ式高圧ドレン流量計、１８…高圧ドレン流量計前後
弁、１９…バイパス弁、２０…ノズル式高圧ドレン流量
計、２１…高圧ドレン流量計校正配管、２４…高圧ドレ
ンタンク水位調節弁、３０…オリフィス、３１…配管、
３２…フランジ、３３，３６…入口圧力取出口、３４，
３７…出口圧力取出口、３５…ノズル、ＡＣ…給水流量
計指示値（流量計初期状態）、ＡＢ…復水流量計指示値
（流量計初期状態）、ＢＣ…ドレン流量計指示値（流量
計初期状態）、Ａ１Ｃ１…給水流量計指示値(プラント
定期検査前)、Ａ１Ｂ１…復水流量計指示値（プラント
定期検査前）、Ｂ１Ｄ１…オリフィス式ドレン流量計指
示値（プラント定期検査前）、Ｂ１Ｅ１…ノズル式ドレ
ン流量計指示値（プラント定期検査前）、Ａ２Ｃ２…給
水流量計指示値（プラント定期検査後）、Ａ２Ｂ２…復
水流量計指示値（プラント定期検査後）、Ｂ２Ｄ２…オ
リフィス式ドレン流量計指示値(プラント定期検査後)、
Ｂ２Ｅ２…ノズル式ドレン流量計指示値（プラント定期
検査後）、Ａ３Ｃ３…給水流量計指示値（給水流量計校
正時）、Ｂ３Ｄ３…オリフィス式ドレン流量計指示値
（給水流量計校正時）、Ｂ３Ｅ３…ノズル式ドレン流量
計指示値（給水流量計校正時）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発電プラントの復水器から蒸気発生装置へ
   給水を送水する復水給水系統に給水加熱器のドレンを直
   接回収する給水加熱器ドレン配管と、ドレン流量計から
   構成される給水加熱器ドレン系統において、前記ドレン
   流量計をオリフィス式にしたことを特徴とする給水加熱
   器ドレン系統。
2. 【請求項２】請求項２において、前記ドレン流量計に前
   後弁を備えたことを特徴とする給水加熱器ドレン系統。
3. 【請求項３】請求項３において、前記ドレン流量計をバ
   イパスするための配管を備えたことを特徴とする給水加
   熱器ドレン系統。
4. 【請求項４】発電プラントの復水器から蒸気発生装置へ
   給水を送水する配管ルート上に、復水器側から順に復水
   流量計と給水加熱器と給水流量計が設置された復水給水
   系統と、前記給水加熱器のドレンを復水給水系統に直接
   回収する給水加熱器ドレン配管とドレン流量計から構成
   される給水加熱器ドレン系統からなる発電プラントにお
   いて、前記復水給水系統から分岐し、前記ドレン流量計
   に接続する配管を備えたことを特徴とする給水加熱器ド
   レン系統。
5. 【請求項５】発電プラントの復水器から蒸気発生装置へ
   給水を送水する復水給水系統に給水加熱器のドレンを直
   接回収する給水加熱器ドレン配管とドレン流量計から構
   成される給水加熱器ドレン系統において、前記ドレン流
   量計を複数系列設置したことを特徴とする給水加熱器ド
   レン系統。