JPS6111590A

JPS6111590A - 再熱式復水器

Info

Publication number: JPS6111590A
Application number: JP13226684A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Masuda; 豊彦増田; Hirotsugu Nagai; 永井　洋次; Yoshun Horibe; 堀部　羊春
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1986-01-18

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、発電プラントの再熱ホットウェル型復水器に
係シ、特にホットウェル再熱部の圧力制御手段を備えだ
再熱式復水器に関する。

〔発明の背景〕

火力発電プラントでは、プラント全体の熱効率を向上さ
せるだめに、主タービンの駆動蒸気の一部を利用して給
水ポンプを１・駆動する給水ポンプタービンを備え、給
水ポンプタービンの排気蒸気を主タービンの凝縮水を再
熱するいわゆる再熱ホットウェル型復水器が実用化され
ている。

再熱ホットウェル型偵水器は、特公昭５８−５６０７８
号公報に晃られる如く、主タービンの排気蒸気を冷却す
る冷却部と、この冷却部の下方にあって、凝縮水を給水
ポンプタービンの排気蒸気で再熱するだめの再熱部とを
備え、再熱部から冷肺部へ加熱蒸気が流出するためのベ
ント部に積極的に抵抗を与えることにより、再熱部の温
度を高めている。一般に再熱部の圧力は、冷却部の圧力
よりも４０〜６０　ｔｒｔｍＨｇ程度高くすることが必
要である。

しかしながら、従来の復水器におけるベント部は、固定
しまた構１告、つまり、流通面積が一定であるだめに次
に述べる問題があった。

（１）ベント部の製作誤差により、ベント部の流通抵抗
がばらつき、冷却部と再熱部との差圧を最適値に保ち得
ない。

（２）復水器管巣を冷却する海水温度が変化した場合、
冷却部と再熱部の差圧を計画値に保ち得ない。

（３）　　プラント出力が低下し、部分負荷になったと
き、給水ポンプタービンの排気量が減少し、冷却部と再
熱部との差圧が所定値から小さくなり、効率の改善効果
が小さくなる。

（４）復水器が２胴以上から構成される場合、給水ボン
フリービンの排気が不均一に分散し、再熱部の圧力およ
び温度が胴間で異るためプラント効率の改善効果が小さ
くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した再熱ホットウェル型復水器の
欠点をなくシ、プラント効率の改善効果が優れた再熱復
水器を提供することにある。

すなわち、冷却海水温度やプラント負荷などのプラント
の外的な条件変化に対して、再熱部と冷却部との圧力差
を所望の値に保ち得る再熱復水器を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、復水器の再熱部から冷却
部へ蒸気を導くベント部の流通抵抗を制御する手段を設
けたことにある。

本発明によれば、ベント部の流通抵抗を変えることがで
きるので、プラントの外的条件の変化に応じてベント部
抵抗を変えることにより、再熱部と冷却部の差圧を常に
所望の値に維持することができる。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明を実施した再熱復水器２を火力プラン
トに組み込んだ系統図を示している。

ボイラからの主蒸気は、その大部分が主タービン１に供
給され、タービン１により発電機５を駆動する。主ター
ビン１の排気蒸気は復水器２に導かれ、復水器内の冷却
部１５で冷却管巣１０によって冷却され復水と々る。復
水は仕切壁１２により上部トレイ１１に集められ、トレ
イ１１の底部に設けた多数の小孔から、滴状となって下
方の再熱部１６に流下し、ホットウェル１３内にたまる
。

一方、主蒸気の一部は、分岐管６を介して給水ポンプ８
を駆動するだめのタービン７に導かれ、その排気は、排
気管９を介して、再熱部１６に供給され、上部トレイ１
１から流下する液滴と直接熱交換を行い、凝縮してホッ
トウェル１３内にたまる。再熱部１６で凝縮しなかった
蒸気は、仕切壁１２と上部トレイ１１との間に構成され
たベント部１４を通り、冷却部１５に至シ、ここで冷却
され凝縮する。

ホットウェル１３内の復水は、復水ポンプ３で加圧され
て低圧給水加熱器４を経てボイラ側に送られる。低圧給
水加熱器４には、主タービン１の抽気蒸気が加熱蒸気と
して導かれている。

復水器２の冷却部１５と再熱部１６を連通するベント管
１７に制御弁１８が設けられている。

再熱部１６で凝縮しなかった蒸気は、ベント部１４とベ
ント管１７の両方から冷却部１５に流入する構成となっ
ている。

本発明の要旨とするところは、再熱部１６から冷却部１
５へ至るベント蒸気量を制御弁１８によって制御するこ
とにより、再熱部１６と冷却部１５の差圧を所望の値に
保持し、もって各運転状態において、プラント効率の改
善をはかることにある。

本発明の原理を第２図及び第３図により説明する。一般
に、復水器冷却部１５の圧力（絶対圧力）は、復水器管
巣１０の冷却海水温度により、第２図３０の如く変化す
る。つ−！υ、冷却海水が低い程圧力が低く、海水温度
の上昇につれて、圧力も上昇する。一方、再熱部１６の
圧力は、冷却部１５の圧力とベント部の流通抵抗によっ
て変化する。

従来の固定ベント部の再熱復水器では、設計点３３の海
水温度で所望の差圧ΔＰＩが得られる如くベント部の寸
法を決定していた。固定ベント部の場合、冷却海水温度
が上昇すると、第２図に破線３１で示す特性を示す。こ
れは、冷却部１５の圧力が上昇すると、固定ベント部を
通るベント蒸気の比容積（単位重駄当りの容積）が小さ
くなるために、ベント部を流通するときの圧力降下が小
さくなるためである。それ故、冷却海水温度が上昇して
３４０点になると特性３０と３１の差圧はΔＰ２となり
、設計点３３の差圧ΔＰＩ　よりも小さくなる。この場
合のホットウェル再熱による出力向上は、第３図の破線
の特性３７の如く、出力向上効果は、非常に小さくなる
。これは、再熱部１６と冷却部１５の差圧ΔＰ２が小さ
いと、ホットウェル１３内の復水の温度上昇が小さくな
るためである。設計点３３について、予め温度上昇を考
慮して、ΔＰＩが所望の値になるよう、固定ベントの抵
抗を大きく設計することも考えられるが、その場合には
、冷却海水温度が低い運転時には、再熱部１６と冷却部
１５の差圧が大きくなりすぎて、ベント蒸気が上部トレ
イ１１の底部の小孔から、冷却部１５へ向けて流れ、凝
縮水を一緒に巻き上げ、復水器の性能を阻害する恐れが
ある。

それ故、固定ベント部を有する削水心では、冷却海水が
一番低くなる冬期において、着圧Δ１．Ｊ　＋が許容さ
れうる最大値となるよう設計していたので海水温度が上
昇すれば、差圧は設計値よりも小さくなっていた。

また、固定ベント部を構成する仕切壁１２、上部トレイ
１１は、通常鋼板を曲げ加工して作られるが、面積が非
常に大きなため寸法精度が、それ程良いとは言えず、ベ
ント部の寸法がばらつき、結果として、差圧ΔＰ１がば
らつくといった問題がある。

そこで、第２図に一点鎖線３２で示すように再熱部１６
の圧力を保つことができれば、温度上昇点３４の差圧Δ
Ｐ３を設計点３３の差圧とほぼ同じ値に保つことができ
るなら、第３図に実線３６で示す如く、出力向上は、設
計点と同等か、それよりも高くすることができる。

第２図の３２の特性を得るだめに、第１図の実施例では
、制御弁１８をほぼ全開した状態で、設計点３３の温度
で、所定の差圧ΔＰ１が生ずるように、ベント部１４と
ベント管１７の大きさを設計する。ベント部１４の寸法
精度のばらつきがある場合には、そのばらつきは、制御
弁１８の開度を調整して、所望の差圧に設定する。

次に、冷却海水温度が変化して、３４点に運転状態が移
ったときには、制御弁１８を閉じ方向に操作し、ベント
管１７を通る蒸気量を制限することにより、差圧がΔＰ
３になるよう調整する。

冷却海水温度の変化は季節的なものであるためオペレー
タが制御弁１８を手動にて操作するようにしても良い。

一般に、発電プラントでは、冷却海水温度をプラントの
制御のための情報として監視しているから、この情報に
基づいて、制御弁１８の開度を制御すれば、差圧を常に
所望の値に保つことができる。

尚、設計点が、例えば３４点の如く、高い温度領域にあ
るときは、制御弁１８を閉じた状態で所望の差圧が得ら
れるようにベント部１４の寸法を決定すれば良い。

第１図の実施例によれば、冷却水温度が変化しても、再
熱部１６と冷却部１５との差圧は、所望値に保ち得るの
で、再熱部１６では、冷却部１５で凝縮した水を再熱部
の圧力のほぼ飽和温度まで再熱することができ、プラン
ト出力を向上させることができる。

第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、ベント管
１７及び、制御弁１８を復水器内に設置したものである
。この実施例では、制御弁１８、ベント管１７か、仕切
壁１２に設けられるので、復水器の外観がすっきりとし
たものになる反面、制御弁アクチェータ１９が復水器外
にあり、両者を連結する弁ロンドが復水器外壁を貫通す
るのでこの部分のシールが必要となる。

この実施例の作用効果は、第１図の実施例とまつだく同
一である。

第５図の実施例は、第４図の実施例と同様に、復水器内
にベント管１７及び制御弁２０を設けたものであるが、
制御弁２０がフラッパー弁となっている点が異り、アク
チェータ２１は、フラッパー弁体２０を上下に移動させ
るタイプのものを使用している。この実施例では、差圧
の制御精度はいくぶんラフになるが、構造は著しく簡単
になる。

第６図は、更に他の実施例を示すものであυ、この実施
例では制御弁１８ａ〜１８ｃは、冷却部１５ａ〜１５Ｃ
と再熱部１６ａ〜１６Ｃの差圧が常に所望の差圧となる
よう自動的に調整される。

つまシ、冷却部と再熱部の差圧を差圧、検出器２３ａ〜
２３ｃで検出し、その検出信号を制御器２４ａ〜２４Ｃ
に入力し、検出値が設定値に一致するように制御弁１８
ａ〜１８Ｃに制御信号を与えるようになっている。との
実施例によれば、冷却部と再熱部の差圧が、設定値にな
るようフィードバック制御１することになるので、差圧
は常に所望の設定値に保つことができる。

まだ、この実施例に示した如く、復水器の胴が２個以上
並設されている場合、給水ポンプタービンの排気蒸気は
再熱部連絡ダク）２５ａ、　２５ｂを通って、全部の胴
に導かれるが、この時缶胴のベント蒸気量をそれぞれ制
御することにより、均一な再熱圧力を確保することがで
きる。

更に、給水ボンゲタ−ビンが何らかの原因でトリップし
た場合、再熱蒸気が急激に減少するので再熱部圧力が急
減し、ホットウェル１３ａ〜１３Ｃの復水は自己蒸発を
起し、水面下に気泡を生じる。

これは、復水ポンプ３の吸込みにおいてキャビテーショ
ン発生の原因となるので、トリップ時には、トリップ信
号発生器４０から制御器２４ａ〜２４Ｃにトリップ信号
を与えて、これにより制御弁１８ａ〜１８Ｃを緊急閉止
すれば、再熱部の圧力が急激に減少するのを防止するこ
とができる。

まだ、第６図の実施例の如く、再熱部と冷却部の差圧を
常時フィードバック制御すれば、主タービン１の負荷が
急減して復水器へ流入する排気蒸気が急減して冷却部の
圧力が低下しても、それに伴って再熱部の圧力も低下し
、差圧は、はぼ一定に保たれるので、所望の出力向上が
得られるという利点がある。主タービン１の負荷が急増
した場合においても差圧は、変らないので同様の効果が
得られる。

尚、本発明は、火力プラントに適用した例について説明
したが、原子力発電プラントにも適用し得るものであり
、その場合は第１図の系統のボイラが原子炉を含む蒸気
発生装置に置き換るのみで、他はそのまま適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、再熱式復水器にお
いて、プラントの運転状態が変化した場合においても、
所望の出力向上が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した再熱式復水器を備えたプラ
ントの系統図、第２図は、冷却水温と復水器各部の圧力
との関係を示す特性図、第３図は再熱式復水器における
冷却水温と出力向上値との関係を示す特性図、第４図な
いし第６図は、キれぞれ、本発明の異った実施例を示す
再熱式復水器の断面図である。１・・・主タービン、２．２ａ〜２Ｃ・・・再熱ホット
ウェル式復水器、７・・・給水ポンプタービン、１１・
・・上部トレイ、１２・・・仕切壁、１３，１３ａ〜１
３Ｃ・・・ホットウェル、１４・・・固定ベント部、１
５゜１５　ａ〜１５　Ｃ・・・冷却部、１６．１６ａ　
〜１６ｃ・・・再熱部、１７・・・ベント管、１８．１
８ａ〜１８Ｃ９２０・・・制御弁、２３ａ〜２３Ｃ・・
・差圧検出器、２４８〜２４ｃ・・・制御器、４０・・
・トリップ信号発生器。第４図！５図

Claims

【特許請求の範囲】１、発電プラントの主タービン排気蒸気を凝縮する冷却
部と、給水ポンプタービンの排気蒸気により前記凝縮し
た復水を加熱する再熱部と、前記凝縮部と再熱部とを仕
切る仕切壁とを有する再熱式復水器において、前記冷却
部と再熱部の圧力差を制御する手段を設けたことを特徴
とする再熱式復水器。２、特許請求の範囲第１項において、前記圧力差を制御
する手段は、前記冷却部と、再熱部とを連通する蒸気流
路面積を可変とする弁により構成されたことを特徴とす
る再熱式復水器。３、特許請求の範囲第２項において、更に前記冷却部と
再熱部との差圧を検出する差圧検出装置を備え、前記差
圧検出装置からの信号により前記弁を制御することを特
徴とする再熱式復水器。４、特許請求の範囲第２項において、更に主タービント
リップ時の信号を発生するトリップ信号発生器を備え、
前記弁は、トリップ信号発生器からのトリップ信号によ
り急閉するようにしたことを特徴とする再熱式復水器。