JPS6045799A - 冷，暖機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は火力発電所におけるボイラ給水ポンプなどに使
用される冷、暖機装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来のこの種ボイラ給水ポンプでは、給水温度の急変に
伴うバレルケーシングの熱変形に対する対策として、前
記ポンプのウオーミング（暖機）は第１図のポンプ系統
図に示すように、運転中のポンプ２，３の吐出ラインか
らの高温高圧水を減圧オリフィス５を介して減圧し、停
止中の予備ポンプ４のバレルケーシング下部からボング
内へ注入して行われている。なお、同図において、１は
脱気器、６はボイラである。

ところが、上記ボイラ給水′ポンプでは、給水急冷時の
熱変形に対する対気は全然施されていない。

このため熱衝撃試験を実施した場合、上記ボイラ給水ポ
ンプでは、バレルケーシングとケーシングカバーとの間
のシール部から内部流体が漏洩する恐れがあった。

一方、第２図に示す従来のボイラ給水ポンプとはｙ同一
構造の超臨界圧用超高圧ボイラ給水ポンプでは、高圧仕
様のために従来のボイラ給水ポンプに比べて、バレルケ
ーシング７およヒケーシ／グカバー８の肉厚は格別に厚
く形成されている。

これを肉厚円筒としてモデル化し、諸定数および境界条
件を与えて熱衝撃試験を想定した有限要素法による解析
を行った。

上記超高圧ボイラ給水ポンプ（第２図）における熱衝撃
試験時の給水温度の時間的変化は第３図に示すとおシで
オシ、また前記解析結果の一例すなわち第４図（イ）に
示す厚肉円筒のａ、ｌ）点における温度変化は、同図（
ロ）に示す破緋Ａおよび実線Ｂのようになる。さらに厚
内円筒の温度分布および急冷時の応力変化をめ、その円
筒の変形を算出スルト、バレルケーシング７とカバー８
との間のガスケットのシール効果に影響する恐れのめる
変形を生ずる結果かえられた。

上記のような理由によシ、ボイラ給水ポンプの超高圧化
に伴う肉厚の増大は、給水温度の急変時の熱変形による
漏洩、あるいは摺動部のかじシ付きの問題を招く恐れが
あると予想される。また高温高圧の条件のもとて肉厚を
厚くせずに使用可能な材料を選定すると、必然的に高級
材料を使用しなければならないので、コストが大幅にア
ップするから好ましくない。

〔％明の目的〕

本発明は上記にかんがみ、給水温度の急冷時にケーシン
グおよびケーシングカバーの熱応力によ　゛る変形をき
わめて簡単な手段で抑制することによ′シ、ポンプの事
故を防止すると共に、ポンプの暖　゛機時間を短縮する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、ケーシングの外側を
包囲するように設けたジャケット、またはケーシングの
外周部に設けた空室、またはケーシングカバーに設けた
空室と、前記ケーシングおよびケーシングカバーを貫通
する回転軸の軸封部とを適宜手段によシ連通させ、その
軸封部から抽出されたブリードオフ液を前記ジャケット
または空至内へ導入するようにしたことを特徴とするも
のである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第５図は本実施例を適用した超高圧ボイラ給水ポンプの
冷、暖機系統図で、吸込ノズル１８ａおよび吐出ノズル
１８ｂを有するバレルケーシング７の外側には、これを
包囲するジャケット９が蓼設けられ、このジャケット９
はバレルケーシング７を貫通する回転軸１０の軸封部１
１と減圧オリフィス１３を有する配管１２によシ連通さ
れている。前記軸封部１１から抽出されたブリードオフ
液は、配管１２．オリフィス１３を経てジャケット９内
へ導入され、ついでドレン配管１４を経てＬ／Ｐヒータ
ドレン１５へ排出される。一方、暖機用温水は注入口１
６からポンプ内部へ注入され、−！た軸封水は注入管１
７ａから注入されると共に、排出管１７ｂから排出され
る。

上記軸封部１１は第６図に示すような構造からなり、ポ
ンプ内の流体は回転軸１０と固定ブツシュ１９との隙間
を流通し、固定ブツシュ１９に設けた複数個の穴２０か
らポンプ外部へブリードオフ液２２として抽出される。

一方、固定ブツシュ１９には、嶋温のポンプ内部液がポ
ンプ外へ排出された際の７ラツシングを防止するため、
固定ブツシュ１９に設けた穴２１よシ復水ポンプ（図示
せず）からの低温水を導入し、前記ポンプ内部液と混合
させてドレン２４として排出する。

前記ジャケット９は第７図に示すように、輪切シ状の薄
板９ａをバレルケーシング７の外周面上にらせん状に巻
回し、この外周部を薄板９ｂによシ円筒状につ＼み込ん
でブリードオフ液の流路９Ｃ′ｔ−形成させた簡単な構
造のものである。

次に上述した構成からなる本実施例（第１芙施例）の冷
機、・暖機作用について説明する。

（Ａ）ポンプ冷壁作用 定常の高温水で運転されているボイラ給水ポンプでは、
プラント・トリップなどによシ給水温度が急降下した場
合、ポンプ内に流入した給水となるため、バレルケーシ
ング７は内面から冷却を開始する。同時にポンプ内部か
ら抽出されるブリードオフ液も冷水となシ、第５図の系
統図で示したように配管１２、オリフィス１３を経てジ
ャケット９内へ導入されるので、バレルケーシング７の
外表面からも冷却が始まる。ジャケット９を流通したブ
リードオフ液は排出後に、Ｌ／Ｐヒータドレン１５まで
導かれてドレンされる。

（Ｂ）ポ／プ暖機作用 予備機として待機中の場合には、他の運転中のポンプ吐
出ラインからの高温水を減圧してポンプ内部に注入する
従来の暖機方式を併用し、待機中でも常時流出している
ブリードオフ液を前記ポンプ冷機作用の場合と全く同一
ラインを使用してジャケット９内へ注入することによシ
、バレルケーシング７を外周部からも暖機する。

上記のように本実施例によれば、給水温度の急冷時には
、ケーシングは内部からだけでなく、外周部からも同時
に冷却されるため、温度分布の急勾配によシ生ずるケー
シングの熱変形を防止することができる。一方、暖機の
際には従来の暖機方式を併用することによシ、暖時完了
時間を大幅に短縮することができる。

第８図および第９図は本発明を超高温・高圧ボイラ給水
ポンプに適用した第２実施例を示すもので、バレルケー
シング７Ａの半径方向および軸方向には、軸制部１１か
らのブリードオフ液が流通する流路３０，３２がそれぞ
れ設けられておシ、その両流路３０，３２はケーシング
７Ａの外周部に設けた環状室３１ａ、ａｉｂを介して連
通され、かつ環状室３１ｂには外部に連通ずるパイプ３
３が取付けられている。

このような構成からなる第２実施例によれば、ポンプ暖
機時に注入口３５よシボンプ内に注入された暖機用高温
水は、ケーシング７Ａをポンプ内部から暖機すると同時
に、軸封部１１の細隙部１１ａから流路３０，３１ａを
経て流路３２に導入されて、ケーシング７Ａを外周部か
ら暖機することができる。

一方、ポンプ運転中には、取扱液とはｙ同温朋のブリー
ドオフ液が、常時流路ｄＯ＋ｄｌａ＋３２を流通してい
るため、水温急冷時にはケーシング７Ａをポンプの内・
外部の双方から冷機することができる。

第１０図は本発明の第３実施例を示すもので、この第３
実施例は高温・同圧の内部流体を収納するバレルケーシ
ング４４と、このケーシング４４にガスケット４５を介
して締付ボルト４６によシ密封されたケーシングカバー
４３と、このカバー４３内に組込まれ、回転軸４１と共
に軸封部を構成する固定ブツシュ４２と、回転軸４１に
取付けられた円筒スリーブ４７と共に、回転体を平衡さ
せるバランス装置を構成する減圧ケース４８とからなシ
、前記部品４２，４３，４７．４８によシ圧力室４９が
形成されている。この圧力室４９はケーシングカバー４
３に設けた流路５０を介してケーシングカバー４３に設
けたポケット５１に連通されている。

上記のような構造からなる第３実施例によれば、ケーシ
ング４４内の圧力を有する内部流体は、円筒スリーブ４
７と減圧ケース４８との隙間５２を流通して圧力室４９
内に流入する。ついで圧力室４９よシ抽出された内部流
体（ブリードオフ液）は、流路５０を流通してケーシン
グカバー４３に設けたポケット５１に流入し、このポケ
ット５１内を循環した後に、流出口５３よシ外部へ流出
して回収される。

上記第３実施例では、圧力室４９とポケット５１とを流
路５０に−よシ連通したが、これに代シ第１１図に示す
第４実施例では、回転軸４１と固定ブツシュ４２との間
の隙間５２ｂとポケット５１とを流路５０ａ、５０ｂに
よシ連通したもので、その他の構造は第３実施例（第１
０図）と同一であるから説明を省略する。

このような構造からなる第４実施例によれば、ケーシン
グ４４内の圧力を有する内部流体は、円筒スリーブ４７
と減圧ケース４８との隙間５２ａを流通して圧力室４９
に流入する。ついで圧力室４９内の流体の一部（ブリー
ドオフ液）は、回転＠１４１と固定ブツシュ４２との間
の隙間５２ｂおよび流路５０ａ、５０ｂを流通してポケ
ット５１に流入し、このポケット５１内を循環した後に
、流出口５３よシ外部へ流出して回収される。

上述した第３実施例および第４実施例によれば、ポンプ
内部温度の急変時でも、ケーシングカバー内外の温度差
を僅小に制御して、不均一な熱変形および過大な熱応力
の発生を防止すると共に、ガスケットのシール性能の保
持および軸封摺動部のρ為じシ付きを防止することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、給水温度の急冷時
にケーシングおよびケーシングカバーの熱応力による変
形をきわめて簡単な手段によシ抑制できるので、ポンプ
内流体の漏洩および軸封摺動部のかじシ付きなどの事故
を防止し、ポンプの信頼性を向上させることができる。

また暖機の際には、暖戦時間を大幅に短縮できるので、
ポンプの急速起動が可能である利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボイラ給水ポンプの系統図、第２図は従
来の超高圧ボイラ給水ポンプの断面図、第３図および第
４図は第２図のポンプにおける熱衝撃試験時の給水温度
変化図および厚内円筒（ケシング）の各部の温度変化図
、第５図は本発明の冷、暖機装置の一実施例を示す系統
図、第６図は同実施例の軸封部の詳細断面図、第７図は
同実施例のジャケットの構成図、第８図および第９図は
本発明の冷、暖機装置の第２実施例を一部切開して示す
概略図および断面図、第１０図および第１１図は本発明
に係わる第３実施例および第４実施例を示す断面図であ
る。 ７・・・ケーシング、９・・・ジャケット、１０・・・
回転軸、１１・・・軸封部、３２，５１・・・空室、４
３・・・ケーシングカバー。 不　１　図 君　Ｚ　囲 ■　３　図 第　４　図 （イジ （ロ） ９＝！Ｆ閂（分り 第　５　図 宥５　乙　図 第　７　図 ■　３　図 第　ｑ　図 第　ｌθ　図 ξθ ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングの外側を包囲するように設けたジャケット、
   またはケーシングの外周部に設けた空室、またはケーシ
   ングカバーに設けた空室と、前記ケーシングおよびケー
   シングカバーを貫通する回転軸の軸封部とを適宜手段に
   よシ連通させ、その軸封部から抽出されたブリードオフ
   液を前記ジャケットまたは空室内へ導入するようにした
   ことを特徴とする冷、暖機装置。