JPS5930993B2 - 復水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービン発電プラントに用いられる表面接
触式の復水器に関するものである。

発電プラント用蒸気タービンの表面接触式復水器には、
従来から通常運転時にタービンから排出される蒸気の他
に、ボイラ起動時にタービンをバイパスした蒸気も導入
して冷却し凝縮させる手段が設けられている。

近年、石炭専焼ボイラの採用、及び、変圧運転や特殊運
転の適用などにより、復水器に導入されるタービンバイ
パス蒸気の量が大幅に増加しつつあり、時には通常運転
時のタービン排気量の２倍を越える量のタービンバイパ
ス蒸気が導入される。

このため、多量のバイパス蒸気をいかに効果的に処理し
得る構造にするかということが復水器に関する重要な技
術的課題になっている。

第１図は従来一般に用いられている復水器を断面した正
面図、第２図は同側面図である。

復水器の外殻は上部胴１１と下部胴１０とによって形成
され、下部胴１０内には多数の冷却管１２．１２よりな
る冷却管群１３が設けられている。

第１図においては冷却管１２を３本のみ例示し、第２図
においては多数の冷却管１２をダブルハツチングで表わ
しである。

１８．１８は氷室である。タービンからの排気流１，１
は第１図に示すように上部胴１１を経て下部胴１０内を
流下し、冷却水管１２内の冷却水と熱交換して凝縮し、
復水となって下部胴１０内のホットウニ／Ｌ／１４に溜
まる。

ホットウェル１４内の復水はホットウェル出口１５から
排出され、上部胴１１内に設げられた低圧ヒータ１６を
経てボイラに給水されて再使用される。

一方、ボイラ起動系統からのタービンバイパス蒸気３は
バイパス蒸気導入管２０から導入され、第２図に示すよ
うに噴射蒸気流４として上部胴１１内に噴出し、冷却管
１２内の冷却水と熱交換して凝縮する。

上記のバイパス蒸気導入管の斜視図を第３図に示し、そ
の横断面図を第４図に示す。

バイパス蒸気導入管２０の上面および下面に多数のオリ
フィス孔２２が穿たれ、これらのオリフィス孔２２に対
向離間して、導入管２０の外周に近接した位置に衝撃板
２１．２１が設置されている。

これは、オリフィス孔２２から噴出した蒸気が直接的に
隣接部材に衝突してこれを損傷せしめることを防止する
ためのプロテクタである。

第１図及び第２図に示されているように、上部胴１１の
内部には、通常、低圧ヒータ１６及び抽気管１７．１７
’が配置されており、その上、前述の導入管２０及び衝
撃板２１を設けるので上部胴１１の内部にはスペースの
余裕が無い。

従って、たとえば第１図の従来装置のように上部層１１
の左端部に導入管２０を設けてバイパス蒸気を導入した
際、バイパス蒸気量が多い場合は上部胴１１の左端部に
噴出したバイパス蒸気が復水器内全体に均一に分散せず
、噴出個所付近の圧力が局部的に上昇してタービン発電
プラントの緊急停止を必要とする状態を誘発したり、噴
出個所近傍の部材を損傷させたりする虞れがある。

上述のような従来形復水器の不具合を解消し、多量のバ
イパス蒸気の導入を可能ならしめるため種々の改善対策
が考えられているが、それぞれ次に述べるような欠点を
有している。

復水器内全体にバイパス蒸気を均一に分布させるため、
第５図及び第６図に示すように多数の導入管２０．２０
を配設することが考えられる。

この場合の導入管２０．２０も第３図、第４図に示した
導入管２０と同様に、噴出蒸気の邪魔板として該導入管
の外周に近接した位置に衝撃板２１゜２１を設置し、冷
却管群１３、低圧ヒータ１６及び抽気管１７等の隣接部
材を保護する必要がある。

その結果、復水器の内部構造や配管系統が複雑になるの
みでなく、タービン排気１の流路の障害となって通常運
転時における復水器性能の低下な招くという欠点がある
ので実用性に乏しい。

また、実用面において復水器は通常タービン架台の柱脚
間に設置されるので、多数のバイパス蒸気導入管２０．
２０を設けるのに必要な外部配管をする空間的余裕が無
いという点でも実用化が困難である。

第１図及び第８図は上記と異る改良形復水器を示す。

これは冷却管１２．１２によって形成される冷却管群１
３の下方、ホットウェル１４の上部にタービンバイパス
蒸気導入管２０．２０が配設されている。

２５は上記の導入管２０の母管である。

このような復水器は多量のバイパス蒸気の処理を必要と
するタービン発電プラントで実用されているが、 １、冷却管群１３の損傷を防止するため冷却管保護装置
２３を設けねばならない。

上記の保護装置２３は、通常、多数の邪魔板を組合わせ
て構成される。

ｉｉ、上記の保護装置２３を設げること等の影響により
復水器が大形となる。

実際問題としてこの形式の復水器は導入管２０Ω管径の
約３倍に相当する寸法だけ全高寸法が増加する。

１１１、ホットウェル１４の復水面にバイパス蒸気が吹
きつげられると激しく波立つので、これを防止する手段
を付加しなげればならない。

１ｖ、冷却管群１３は、本来下降蒸気流を冷却して凝縮
させるように設計されているので、この冷却管群１３に
下方からバイパス蒸気吹き上げても高い効率で熱交換を
行わせることが困難である。

以上のような欠点がある。本発明は以上の事情に鑑みて
為され、復水器本来の目的である通常運転時のタービン
排気の冷却フ凝縮性能を阻害する虞れなく、復水器の全
体的寸法の増加を最少限に抑え、その上外部配管を複雑
化させる虞れ無しに、簡単な構成で多量のバイパス蒸気
を冷却凝縮せしめ得る復水器を提供しようとするもので
ある。

、 上記の目的を達成するため、本発明は、表面接触
式復水器において、冷却管群ごとに、その上方に、該冷
却管群と平行にタービンバイパス蒸気導入管を配設し、
かつ上記バイパス蒸気導入管の管壁にはホ水平方向のオ
リフィス孔を穿つことによン り上記のバイパス蒸気導
入管の外周に近接した衝撃板の設置を省略し得べくなし
たることを特徴とする。

次に、本発明の一実施例を第９図および第１０図につい
て説明する。

； 第１図に示した従来形の復水器と同一の図面参照
番号を付した下部胴１０、冷却管１２、冷却管群１３、
ホットウェル１４、低圧ヒータ１６、及び抽気管１７，
１γは従来形復水器におけると同様の構成部材である。

７ 本発明に係る復水器においては、冷却管群１３゜
１３の上方にバイパス蒸気導入管４０．４０を設ける。

本例においては２組の冷却管群１３．１３が設けられて
いるので、バイパス蒸気導入管４０の本数も２本とし、
それぞれ冷却管群１３，１３の上方に、冷却管群１３．
１３と平行をなすように上部胴１１に固定する。

上述のごとく、本発明に係るバイパス蒸気導入管は、冷
却管群に対応させて冷却管群ごとに、その上方に、その
長手方向に配設する。

その長さは任意に設定し得るが、本例のように復水器の
ほぼ全長にわたって設けることが望ましい。

前記のバイパス蒸気導入管４０の管壁に、はぼ水平方向
の多数のオリフィス孔４２．４２を穿つ。

これにより、バイパス蒸気は矢印Ａ、ＢノＪ：’５に側
方に向けて噴出する。

矢印Ａ、 Ａのように隣接するバイパス蒸恭導入管に向
けて噴出した蒸気流は双方の管の中央部で互いに衝突し
てスピードを失い、中央流路３０を流下しつつ冷却管群
１３．１３によって冷却され、凝縮する。

矢印Ｂ、Ｂのように上部胴１１の側壁に向けて噴出した
蒸気流は該側壁に衝突してスピードを失い、両側流路３
１．３１を流下しつつ冷却管群１３．１３によって冷却
されて凝縮する。

上記の上部胴１１の側壁は板厚の厚い丈夫な部材である
から蒸気流の衝突を受けることによって別段の問題を生
じる虞れが無い。

上述の構成から容易に理解できるように、はぼ水平に穿
たれたオリフィス孔４２から噴出する蒸気流は、その下
方にある冷却管群１３．１３に向けて直接的に吹きつげ
られないので、衝撃板などのプロテクタを設けなくても
冷却管群１３に損傷を生じさせる虞れが無い。

同じ理由で、バイパス蒸気導入管４０の上方に位置する
低圧ヒータ１６や抽気管１７も、衝撃板などのプロテク
タを必要としない。

前記のバイパス蒸気導入管４０は復水器の長手方向にほ
ぼ全長にわたって設けであるので、バイパス蒸気の導入
による局部的昇圧のために上部胴１１内の復水器部材を
破損せしめる虞れが無い。

第９図に示すように、バイパス蒸気導入管４０が低圧ヒ
ータ１６等に接近している区域Ｃ２Ｃにはオリフィス孔
４２を穿たないようにすれば、低圧ヒータ等の隣接部材
の保護はいっそう完全となる。

上述のように、本発明に係るバイパス蒸気導入管４０に
は衝撃板などの隣接部材保護手段を備える必要が無いの
で、構成が簡単で製造コストが安い上に、復水器の全体
的な寸法を殊更に大きくする必要を生じない。

出願人が実機について試験した結果、本発明の適用によ
る復水器の高さの増加は上記のバイパス蒸気導入管の外
径寸法とほぼ同寸に抑え得ることが確認された。

また、第９図から容易に理解されるように、本実施例に
おけるバイパス蒸気導入管４０は上部胴１１の端面の片
側に突出しているだけであるから、これに接続すべき外
部配管を設けるために大きい周辺空間を必要とすること
が無い。

更に、前述の構造機能から明らかなように、本発明に係
るバイパス蒸気導入管４０から噴出したバイパス蒸気は
下降流動しつつ冷却管群１３によって冷却される。

即ち、導入されたバイパス蒸気は通常作動時におけるタ
ービン排気１と同じ方向（下降方向）に流動しつつ冷却
管群１３によって冷却される構成である。

このため冷却管群１３は２通常作動時のタービン排気も
、バイパス蒸気導入時ノバイパス蒸気も、共に効率よく
冷却し得るように設計製作することによって矛盾を生じ
ない。

そして、本発明に係るバイパス蒸気導入管は衝撃板を併
設していないので、これを冷却管群の上り方の空間に設
けてもタービン排気の流動に別段の障害を及ぼす虞れが
無い。

以上説明したように、本発明は、タービンバイパス蒸気
が導入される表面接触式の復水器において、冷却管群ご
とに、その上方に、該冷却管群と・ 平行にタービンバ
イパス蒸気導入管を配設し、かつ、上記タービンバイパ
ス蒸気導入管の管壁にほぼ水平方向のオリフィス孔を穿
つことにより、上記のバイパス蒸気導入管の外周に近接
した衝撃板の設置を省略し得るようにして、復水器の通
常速１転時のタービン排気の冷却凝縮性態を阻害する虞
れ無く、復水器の全体的寸法の増加を最少限に抑え、そ
の上復水器の周辺に大きい余裕空間を必要とせず、簡単
な構成で多量のバイパス蒸気を効率よく冷却し凝縮させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は従来形の復水器を示し、第１図は概
要的な断面正面図、第２図は同側面図、第３図はバイパ
ス蒸気導入管の斜視図、第４図は同横断面図、第５図は
前記と異る復水器の概要的な断面正面図、第６図は同側
面図、第７図は更に異る復水器の概要的な断面正面図、
第８図は同側面図である。 第９図及び第１０図は本発明の一実施例に係る復水器を
示し、第９図は概要的な断面正面図、第１０図は同側面
図である。 １０・・・・・・復水器下部胴、１１・・・・・・同上
部胴、１２・・・・・・冷却管、１３・・・・・・冷却
管群、２０，４０・・・・・・バイパス蒸気導入管、２
１・・・・・・衝撃板、２２゜４２・・・・−・オリフ
ィス孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タービンバイパス蒸気が導入される表面接触式の復
   水器において、冷却管群ごとにその上方に、該冷却管群
   と平行にタービンバイパス蒸気導入管を配設し、かつ、
   上記タービンバイパス蒸気導入管の管壁にほぼ水平方向
   のオリフィス孔を穿つことを特徴とする復水器。