JPS61168787A

JPS61168787A - 脱気機能型復水器

Info

Publication number: JPS61168787A
Application number: JP908785A
Authority: JP
Inventors: Isao Okochi; 大河内　功; Kenkichi Izumi; 健吉和泉; Yasuaki Mukai; 康晃向井; Katsumoto Otake; 大嶽　克基
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1986-07-30

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、蒸気タービン用復水器に係り、特に。

コンバインド発電プラントの起動時に排熱回収ボイラへ
給水を供給するためにホットウェルに貯溜する復水を迅
速、且つ、効果的に脱気する手段を備えた復水器に関す
る。

〔発明の背景〕

ガスタービンと蒸気タービンを組み合せたコンバインド
発電プラントにおいて、ガスタービンが起動する前に排
熱ボイラへ脱気水を予め供給しなければならない、これ
まで、脱気水は排熱ボイラ手前の系統中に設けられる脱
気器によって得られていたが、系統が繁雑なこと、及び
、省力化の観点から、従来の脱気器を省略して、比較的
高真空状態となる復水器で脱気処理して排熱ボイラへ脱
気水を供給することが要求されている。

しかし、このプラントの起動時には、ガスタービン側が
蒸気タービンに先行して運転されるから復水器内にター
ビン排気が流入することはなく。

排気との接触による脱気作用を期待できない厳しい条件
下で脱気せねばならない、しかも１年間を通じて起動・
停止を頻繁に繰返すこのプラントでは、ボイラ水管の腐
食を避けるために、起動前のホットウェルに貯溜する大
気圧下、常温で保持される比較的高い溶存酸素濃度（８
０００ｐｐ　ｂ前後）から、一般のボイラ給水の規定濃
度（７ｐｐｂ）近くまで脱気すること、及び、プラント
運転の経済性から脱気所要時間を短縮することが要求さ
れる。

従来、脱気機能をもった復水器は、第４図に示すように
、復水器１内に設けた散水装置８にホットウェル５に貯
溜する復水を復水ポンプ７あるいは別置した液送ポンプ
で系１２を通して単に再循環し、器内の真空上昇に従っ
て散布した液界面から溶存酸素を放出させる。放出ガス
は空気抽出器４から排出する。すなわち、容器内のガス
の分圧の低下によって脱気するものであるが、復水温度
による影響を受は易く、年間を通じて寒冷期には液温度
が下り、脱気時間が延びてしまう上、到達する濃度も高
く不安定となる。この対策として、ホットウェルの復水
温度を高め、脱気を促進するために、補助蒸気等を導い
て付加的手段を講することが知られている０例えば、特
開昭５３−７２９０３号公報に示されるように、器内に
散水機、オーバフロー管等を順次設け、オーバフロー管
に補助蒸気を噴射して、その発生蒸気によって散水機を
流下する復水と接触させ、段階的に加熱する装置を内装
することが示されている。これは、液温を高めるには効
果的であるが、幾重にも設けられる散水棚段前後に圧力
差が生じ、補助蒸気との接触によって放出された酸素が
、その圧力上昇を伴う雰囲気中を拘束されて通過するこ
とにより、散水機における脱気作用を阻害する恐れがあ
る。さらに、復水器のホットウェル内に、棚段等の構造
部材を設置することは、益々狭くなり、作業性を阻害し
。

あるいは、高さが増して大型化する原因になり兼ねない
。

また、復水中に噴射される補助蒸気の圧力及び温度条件
がきびしい場合には、噴射部で激しく凝縮及び蒸発を繰
り返し起こし、ひいては、構造部材の許容値を越える振
動等を招く原因となりかねないから、プラントの大容量
化を考慮しても、少量の補助蒸気で脱気効果を損なうこ
となく、簡素な構造及び手段が望まれる。

さらに、復水中の溶存酸素が問題となるものに前述した
プラント起動時のホットウェル内に貯溜する復水とは別
に、主に蒸気タービンが動作中に復水器内に供給される
補給水がある。一般に、第４図の系１３から散水装置９
によって供給される。

この補給水は外部で、ある程度溶存酸素を除いて導入さ
れるから、タービン排気との接触が期待できる負荷運転
時には、復水出口の溶存酸素は規定濃度以下に抑制され
る。しかし、寒冷期には、補給水の温度も低下しており
、器内に散布した場合、補給水が器内温度になるまでは
脱気しにくくなり、その水量によって濃度を上昇させる
恐れがある。

また、プラント起動時にホットウェル内の復水を脱気処
理し、排熱回収ボイラへ給水するとホットウェル内の復
水量が減少するから過渡的に補給水を導入する必要が生
じる。この場合は、タービン排気が復水器内に流入しな
い状態で低温度の補給水を導入せねばならず、過渡的に
復水出口のかかる濃度を上昇させる恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プラント起動時、復水器に貯溜する復
水を短時間で脱気し得る脱気手段と復水器構造、および
、補助蒸気による有効な液温上昇の手段を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、復水器の真空立上げ過程で、器内圧力の低下
と液温とによって液中の溶存酸素が放出することに基づ
いて、復水器出口、すなわち、ホットウェルから器内へ
再循環する復水系統中に、補助蒸気を熱媒体とする加熱
器を設けて復水温度を高め、加熱器出口で凝縮水と蒸気
とを分離し、一方の減衰した補助蒸気を復水器ホットウ
ェル内を仕切り、器内に貯溜する復水を画一的に流動さ
せる流路中に噴射して液温を高めて、段階的に復水を脱
気し、その所要時間を大巾に短縮するものである。本発
明によれば、圧力及び温度条件の高い、過熱状態の補助
蒸気であっても加熱器で適当に減衰させて後に、ホット
ウェルの復水中に低位の蒸気条件で補助蒸気を導入する
ことによって、過度な液面の変動や前述の振動等を防止
し得る。

さらに１本発明は、プラント起動時におけるホットウェ
ルの復水の脱気のみならず、復水器に供給される補給水
の脱気にも適応し、低温度の補給水も、加熱器を通過さ
せて前述と同様に液温を高めて、脱気を促進し、復水出
口、すなわち、排熱回収ボイラへの給水中の溶存酸素を
規定濃度を越えることのないように抑制するものである
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図において、復水器１の下部のホットウェル５の内
部に、天井板３１及び仕切板３２を設け。

第２図に示すように、ホットウェル５の底部を渦巻状の
流路を形成するように仕切板３２で区割し、天井板３１
でその流路を覆う、そして、天井板３１を流下する復水
が一部を開放した流路に落下し、復水出口６まで流路内
を流動する０次いで。

復水出口６に連結した出口系１１中に設けた復水ポンプ
７により復水を抜出し、出口系１１から分岐した循環系
１２から管巣２の下部に設けた単一、あるいは、複数個
配置したノズル５０によって器内に散水する。すなわち
、ホットウェル５内に貯溜する復水は、復水ポンプ７に
よって器内から抜き出し、循環系１２．ノズル５０を経
て、天井板３１から流路を一巡する経路をたどる。そし
て、まず、仕切板３２で区切った流路中に補助蒸気噴射
管１００を配置する。補助蒸気噴射管１００は、ホット
ウェルの水面下に配置され、多数の小孔等の開けて、そ
の開口部から復水中に補助蒸気を噴出させる０次いで、
循環系１２の途中に伝熱面２０１をもつ加熱器２００を
連結する。すなわち。

前者は復水に対し直接的に、後者は間接的に熱量を供給
するものである。

加熱器２００は、入口蒸気系１０２から補助蒸気を導き
、一部を凝縮させて補助蒸気を減衰させ、循環系１２中
の復水を温める１次に、加熱器２００は１分離器３００
に系１０３で連結され、加熱器２００内の凝縮水と減衰
した補助蒸気とを分離器３００で気水分離する。この場
合、加熱器２００と分離器３００は一体構造であっても
よい０発生した凝縮水は、復水器に設けたフラッシュボ
ックス２５０へ系３０１によって導入する。一方の補助
蒸気は、蒸気系１０４から補助蒸気噴射管１００へと導
入する。ここで１分離器３００からの凝縮水が不純な性
状のものであれば外部に排出してもよい（排出系は省略
）、補助蒸気量は、蒸気系１０２の弁１０１．蒸気系１
０４の弁１０５によって調節する。そして１分離器３０
０の凝縮水は。

分離器２００内に水位が常に保持されるように弁３０２
で調節される。

次に１本発明の動作と脱気作用を説明する。プラントの
起動時に復水器は、冷却管に冷却水を通水し、次いで、
管巣２内に設置される抽気管３から系１０中にある空気
抽出器４によって器内の空気を外部に吸出して器内の真
空度を上げる。この真空立上げ工程前に、ホットウェル
５内の復水をポンプ７によって引出し、弁２１を閉じ、
一方の弁２２を開けた状態で、循環系１２から器内に設
けたノズル５０に供給し、器内に散布し、天井板３１と
仕切板３２で区画した流路を一巡する経路を再循環させ
る。すなわち、真空立上げ工程での器内圧力の低下に従
って、ノズル５０から散布された液滴の界面から復水中
に溶解するガス成分の放出が行なわれる。そして、補助
蒸気を弁１０１の動作によって循環系１２の途中に設け
る加熱器２００に供給して復水温度を高める。従って、
ノズル５０の手前の復水温度は器内圧力の低下と相俟っ
て、その圧力に相当する飽和温度、あるいは、それ以上
になり、ノズル５０から散水される時に復水の一部が自
己蒸発して脱気する１発生した蒸気は、復水器内の空間
部へ拡散して、管巣２の外周で主に凝縮し、いずれは、
ホットウェル内に戻る。一方、加熱器２００で一部を凝
縮することにより減衰した補助蒸気は、分離器３００で
気水分離し、系１０４から弁１０５を介して補助蒸気噴
射管１００に導かれる。補助蒸気噴射管１００から噴出
される補助蒸気は天井板３１と仕切板３２で区画された
流路を流動する復水と直接接触し。

復水温度を高めて流れを撹拌し、蒸発を伴った脱気作用
を促進する。そして、温度を高められた復水は流路を流
下する間に水面から器内圧力の低下。

あるいは、到達した真空度に相当する飽和温度近くまで
自己蒸発して、さらに脱気作用を促進することにより終
末の復水出口６から取出す復水の溶存酸素濃度を低下し
得る。また、分離器３００で分離した凝縮水は、分離器
３００内と復水器内との圧力差によって、フラッシュボ
ックス２５０に導かれ、自己蒸発して、同様に復水器内
の空間部に蒸発蒸気を充満させる。すなわち、本発明は
、プラント起動時に復水を再循環し、その経路の外部の
循環系及びホットウェル内部の循環流路系で復水温度を
高め、それぞれノズル５０及び補助蒸気噴射管１００に
おける自己蒸発による脱気作用と復水器内の空間部に発
生した蒸気を拡散することにより、復水中から放出した
酸素ガスを管巣内から外部に追い出して、結果的に器内
のガス分圧を迅速に下げることにより、液側からのガス
放出を助長し、総じて、脱気所要時間を大巾に達成でき
る。さらに、補助蒸気は、加熱器２００で減衰されて後
に、気水分離されて蒸気を補助蒸気噴射管１００に導く
ので、目的の脱気時間を定めれば。

補助蒸気量が定まり、その補助蒸気量は加熱器２００と
補助蒸気噴射管１００とによって段階的に消費されるか
ら、補助蒸気管１００の蒸気負荷量は少なくなり、噴射
管の規模を小形にすると同時に復水と接触状態を緩和す
る。脱気作用に供する熱量は両者の和で変らずに、より
復水の溶存酸素濃度を迅速に、且つ、安全に下げられる
。

そして、所定濃度に到達したなら、弁２１を開けて、系
１１の後流側に設けられる排熱回収へと給水を開始すれ
ばよい。

本発明による脱気性能に関しては１次の実験例によって
も証明された１本実験では実機の約１／７規模の装置に
より１次の条件で行なった。

（１）冷却水温度範囲ニア〜２８℃でホットウェル内の
初期復水温度もほぼ等しい。

（２）冷却水を通水し、真空立上げ工程に要する時間を
実機相当とした。その到達器内圧力は、約０．０２〜０
．０５ａｔａ程度である。

この条件を基本として、復水の循環流量を同じにして、
補助蒸気を供給せずに、単に第４図に示した経路を循環
させた場合と１本発明による手段を適用した場合とを比
較した。その結果、前者は、水温によって大巾に異なり
、復水出口の溶存酸素が濃度１０ｐｐｂに到達する時間
は、約１２０分に及び、水温が高い場合でも、約６０分
掛る。特に、低温時期では到達する濃度が３０〜１００
ｐｐｂと高くなってしまう、これに対し、本発明によれ
ば、。

同じ濃度１０ＰＰｂを達成する時間は約４０分しか掛ら
ず、さらに、水温によってほとんど変らない性能を発揮
した０本実験で消費した補助蒸気量は、復水の循環量に
対して２〜３％程度で充分に上述の脱気性能を示すもの
であった。

第３図では、復水器内に供給される補給水を系１３から
弁１４に介して加熱器２００の手前の循環系１２に導入
し、加熱器２００の後流で分岐し、弁１６を介して散水
装置９に導く、従って、補給水温度が復水器内の温度条
件より低い場合でも、弁２２及び弁１５を閉じて、弁１
４及び弁１６を開ければ、補給水を前述したと同じく補
助蒸気によって器内温度、あるいは、それ以上に温め得
るから、器内で補給水温度を上昇させるための熱損失も
なく、脱気作用を助長させることができる。

この様に、前述したプラント起動時のホットウェルに貯
溜する復水の脱気とそれに引続いて、タービン排気が無
い場合、あるいは排気が流入している場合に拘らず、復
水器に供給される補給水の脱気とを成就でき、−環して
、復水器出口の溶存酸素濃度を抑制し、排熱回収ボイラ
への給水が可能となる。この時加熱器２００で減衰した
補助蒸気を気水分離した後に、補助蒸気噴射管１００に
導けばよい、特に、タービン排気が器内に流入しなす状
態で補給水を導入する場合に、前述したように功を奏す
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果を奏する。

（１）ホットウェル内の復水循環水流中に補助蒸気を導
入すること、及び復水の循環系中で補助蒸気により間接
的に復水を加熱することにより。

自己蒸発を促進し、脱気作用を促進してプラント起動時
における脱気時間を大巾に短縮できる。

（２）本発明の復水、あるいは、補給水の加熱手段によ
って、寒冷期の水温が低い場合にも液温を効果的に高め
、溶存酸素濃度を迅速に低下させることができ１年間を
通じて、経済的で安定した運転を持続できる。

（３）補助蒸気を順次に減衰して終末の補助蒸気噴射管
に供給し、さらに、その蒸気負荷量を調整できるため安
全な運転を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の脱気機能を備えた復水器構
成図、第２図は、第１図のｎ−ｎ矢視断面におけるホッ
トウェル構造図、第３図は１本発明の補給水系統を含む
復水器構成図、第４図は従来の復水循環系をもつ復水器
の構成図である。１・・・復水器、２・・・管巣、４・・・空気抽出器、
５・・・ホットウェル、７・・・復水ポンプ、８，９・
・・復水及び補給水の散水装置、３１・・・天井板、３
２・・・仕切板、５０・・・ノズル、１００・・・補助
蒸気噴射管、２００・・・加熱器、２５０・・・フラッ
シュボックス、３００・・・分離量、１２・・・循環系
、１３・・・補給水系、１０２゜１０４・・・補助蒸気
系。

Claims

【特許請求の範囲】１、蒸気タービンの排気を冷却凝縮させる復水器と、こ
の復水器内の復水をボイラへ給水する系統とを備え、起
動時にこの系統からの分岐した循環系を介して器内へ再
循環して前記復水を脱気するものにおいて、前記復水器のホットウェル内を仕切板と天井板で前記復
水の流路を区画し、その入口側の前記流路中に補助蒸気
噴射管を設け、前記復水の出口からポンプを介して前記
復水器内の管巣下部、あるいは、器内空間部分に配設し
たノズルに至る前記循環系に間接伝熱面を持つた加熱器
を設けて前記ホットウェルの前記復水を循環し、前記補
助蒸気を前記加熱器に導入して後に分離器で気水分離し
、前記補助蒸気を補助蒸気噴射管に順次に導入して復水
中に噴射することを特徴とする脱気機能型復水器。２、特許請求の範囲第１項において、前記加熱器に導入
した前記補助蒸気を循環する前記復水によつて減衰させ
、凝縮水をフラッシュボックスに導入して蒸発させ、一
方の前記凝縮水を分離した前記補助蒸気を前記補助蒸気
の噴射管に調節して導入することを特徴とする脱気機能
型復水器。３、特許請求の範囲第１項において、前記復水の循環系
の前記加熱器前に補給水系を接続し、前記加熱器の後流
の系統から分岐して前記補給水を前記復水器へ散水する
ことを特徴とする脱気機能型復水器。