JPS6136125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火力発電プラント及び原子力発電プラ
ントにおける蒸気発生装置の給水供給用ポンプ
（以下ボイラ給水ポンプと称する）のウオーミン
グ装置に関するものである。

一般に、大容量・高圧のボイラ給水ポンプのケ
ーシングは、これに加わる高差圧に耐え得るよう
に肉厚になつている。そして大容量・高圧のボイ
ラ給水ポンプのロータは高差圧と遠心力に耐え得
るように大径になつている。このため、ボイラ給
水ポンプの起動時に給水温度とポンプ温度との間
に大きい差があると、ケーシング、ロータ等のメ
タルには熱応力が発生し、そのためにメタル等の
寿命を縮めることがある。従つてこの熱応力を許
容値以下にするため、起動時においてボイラ給水
ポンプ各部のウオーミングを行いボイラ給水ポン
プ各部メタルと給水温度との差を一定値以下に制
限する手段が講じられている。なお上記の一定値
は一般的に約40℃とされている。

先ず従来のウオーミング装置の概略を第１図に
ついて説明する。脱気器１に連なる脱気器貯水槽
２には、それぞれボイラ給水ポンプ３Ａ，３Ｂ，
３Ｃを含む３つの並列したボイラ給水回路Ａ，
Ｂ，Ｃが設けられている。脱気器１には復水器
（図示せず）からの復水管４が接続されている。
脱気器貯水槽２は脱気器降水管５，５，５を介し
て各ボイラ給水回路Ａ，Ｂ，Ｃに接続されてお
り、各ボイラ給水回路Ａ，Ｂ，Ｃにはそれぞれ入
口止め弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃがボイラ給水ポンプ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃと直列に接続されている。そして
上記３箇のボイラ給水ポンプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの
吐出口とボイラ給水回路出口給水管６との間にそ
れぞれ出口逆止弁８，８，８、および、出口止め
弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃが直列に設けられている。

高圧ウオーミング水供給管１０は３本の枝管１
０ａ，１０ｂ，１０ｃを有する多岐管で、その一
端をボイラ給水回路出口給水管６に接続され、前
記各枝管の先端はそれぞれボイラ給水ポンプ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃのウオーミング水入口に接続され
ている。前記３本の枝管１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
には、それぞれウオーミング弁１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃ、および、流量調整用のオリフイス１２，
１２，１２が直列に設けられている。

脱気器循環ポンプ１３は吸入口は脱気器貯水槽
２に接続配管され、同ポンプ１３の吐出口は止め
弁１５を有する循環管１４によつて復水管４に接
続されると共に、逆止弁１７を有する低圧ウオー
ミング水供給管１８によつてボイラ給水ポンプ３
Ｃのウオーミング水入口に接続されている。

前記３箇のボイラ給水ポンプの内、３Ａと３Ｂ
とはタービンによつて駆動されるようになつてい
る。２箇に区分して設けたのは、全負荷時には両
方を運転し、1/2負荷以下の軽負荷時には何れか
一方を休止させるようにしたものである。またボ
イラ給水ポンプ３Ｃは電動機によつて駆動される
ようになつていて、起動時の使用を主目的とする
ものである。１９は脱気器１に加熱用蒸気を供給
する管路である。

以上説明した従来の装置の起動時におけるボイ
ラ給水ポンプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのウオーミング方
法は、先ず電動機によつて駆動されるボイラ給水
ポンプ３Ｃのウオーミングから開始する。

この時、３箇の出口止め弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃは
閉じておく。

３箇の入口止め弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃの内、７Ａ
と７Ｂとを閉じ、７Ｃは開いておく。

止め弁１５は閉じておく。

そして脱気器循環ポンプ１３を運転すると、脱
気器貯水槽２内の復水が低圧ウオーミング水供給
管１８を経てボイラ給水ポンプ３Ｃに流入し、入
口止め弁７Ｃおよび脱気器降水管５を経て脱気器
貯水槽２に還流する。このようにして脱気器貯水
槽２内の復水器を循環させることにより、ボイラ
給水ポンプ３Ｃのウオーミングが行われる。

上記ボイラ給水ポンプ３Ｃのウオーミングを終
つたならば次記のようにしてボイラ給水ポンプ３
Ａおよび同３Ｂのウオーミングを行う。

この時、３箇の入口止め弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃは
全部開いておく。

３箇の出口止め弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内、ボイ
ラ給水回路Ｃの出口止め弁９Ｃだけ開き、他は閉
じたままにしておく。

ウオーミングを完了したボイラ給水ポンプ３Ｃ
を運転すると脱気器貯水槽２内の復水はボイラ給
水管６に圧送される。そしてウオーミング弁１１
Ａおよび同１１Ｂを開くとボイラ給水管６内の復
水は高圧ウオーミング水供給管１０を介してボイ
ラ給水ポンプ３Ａおよび同３Ｂのウオーミング水
入口に流入し、脱気器降水管５，５を通つて脱気
器貯水槽２に還流する。このようにして脱気器貯
水槽２内の復水を循環させることにより、ボイラ
給水ポンプ３Ａ，および同３Ｂのウオーミングが
行われ、その後に平常の運転に入る。

しかし上述の如き従来のウオーミング方法にお
いては、脱気器貯水槽２内の復水が充分に高温で
ないためにウオーミング所要時間が長いという欠
点が有つた。その理由を第２図について説明す
る。これはウオーミングの際にボイラ給水ポンプ
のメタル温度Ｔが時間（横軸）経過と共に上昇す
る状態を示す図表である。温度Ｆは脱水器貯水槽
２内復水温度で、時間の経過に対してほとんど一
定であり、これを１点鎖線で示している。ウオー
ミングに於けるボイラ給水ポンプのメタルの昇温
目標温度を破線Ｇで表わす。この破線Ｇは、前記
の温度Ｆを表わす一点鎖線よりも一定の許容値
（通常40℃）だけ低い直線である。前記のメタル
温度Ｔを表わす曲線がこの破線Ｇと交わる点がウ
オーミング操作の完了を意味する。

温度T₀まで冷却していたメタルの温度は、ウ
オーミングによつて当初比較的急速に上昇する
が、温度Ｆに近づくに従つて昇温速度が遅くな
り、曲線Ｔは温度Ｆを表わす１点鎖線の漸近線の
形になる。このため破線Ｇと交るまでに比較的長
時間（図示ｔ）を要する。従来の実情においてこ
のウオーミング操作に４時間乃至５時間を要して
いた。

従来においては発電プラントは年に１回乃至数
回、定期点検のために休止する以外は連続運転し
ていたので、起動に際してウオーミング操作のた
めに長時間を要することが余り問題とされなかつ
た。しかし最近に於いて省エネルギーが社会的要
請となり、電力需要に見合つた運転の必要に迫ら
れた結果、起動・停止の頻度が激増した。即ち、
複数基の発電プラントの運営について、週末や夜
間の電力不需要期には発電プラントの一部を休止
し、週日における電力需要ピーク時には全基を運
転するようになつた。この為、現在ではほとんど
毎日、発電プラントの起動・停止を行わねばなら
なくなつてきており、前述の如く起動に伴うウオ
ーミング操作に４乃至５時間を要することが重大
な欠点とされるに至つた。

本発明は上述の事情に鑑し、かつ複数基の発電
プラント中の一部が運転を休止していても、運転
を継続している一部の発電プラントには常に高温
の蒸気があるということに着目し、ボイラ給水ポ
ンプのウオーミング水として循環させる復水の供
給管路に前記高温の蒸気を熱源とする熱交換器を
設けることにより、従来よりも高温のウオーミン
グ水をボイラ給水ポンプに循環させてウオーミン
グ所要時間を格段に短縮することを目的とする。
次に本発明の一実施例を第３図について説明す
る。第１図の従来装置と同一の図面参照番号１乃
至１９を付した構成は第１図と同様であるから説
明を省略し、異る所について述べる。

本実施例においては脱気器循環ポンプ１３の吐
出口からボイラ給水ポンプ３Ｃのウオーミング水
入口に至る低圧ウオーミング水供給管１８の途中
に、ウオーミング水加熱用の熱交換器２０が設け
られている。この熱交換器２０の加熱媒体流入口
はウオーミング用蒸気供給管２１を介して脱気器
加熱用の蒸気供給管１９に連通され、前記脱気器
加熱用の高温蒸気が加熱源として熱交換器２０に
流入するように構成されている。この熱交換器２
０でウオーミング水を加熱した蒸気のドレンを復
水管４に送入するため、同熱交換器２０の加熱媒
体流出口はドレン戻り管２２によつて復水管４に
接続されている。

第３図に実施例におけるウオーミング操作は、
第１図の従来装置と同様の手順で行われる。即ち
最初に脱気器循環ポンプ１３によつて脱気器貯水
槽２内の復水をボイラ給水ポンプ３Ｃに循環させ
て同ポンプ３Ｃのウオーミングを行い、次にこの
ボイラ給水ポンプ３Ｃを運転して爾余のボイラ給
水ポンプ３Ａ，３Ｂをウオーミングする。

最初に脱気器循環ポンプ１３によつて圧送され
る復水をボイラ給水ポンプ３Ｃに循環させる際、
ウオーミング用の復水が熱交換器２０を流通する
とき高温蒸気で加熱さるので、従来装置（第１
図）に於けるよりも高温の復水がボイラ給水ポン
プ３Ｃに送入される。このため同ポンプ３Ｃは従
来装置におけるよりも速やかに昇温し、短時間で
ウオーミングを終了する。その情況を第４図につ
いて説明する。

復水温度Ｆを表わす１点鎖線、ウオーミング完
了温度Ｇを表わす破線および温度Ｆの復水によつ
てウオーミングされる場合のボイラ給水ポンプの
メタル温度を表わす曲線Ｔは第２図と同様であ
る。点線で示した温度Ｈの線は熱交換器２０によ
つて加温された後にウオーミング水としてボイラ
給水ポンプ３Ｃに送入される復水の温度を表わし
ている。２点鎖線の曲線T′は温度Ｈのウオーミ
ング水でウオーミングされる際のボイラ給水ポン
プのメタル温度の変化を示している。この曲線
T′はウオーミング開始当初は比較的速やかに昇
温し、温度Ｈに近づくにつれて昇温速度が遅くな
り、点線Ｈに対する漸近線の形となる。しかし曲
線Ｔに比して最初の立ち上がりも早く、曲線Ｔが
１点鎖線Ｆ（熱交換器が無い場合の復水の温度）
に漸近したのに比し、本実施例における曲線
T′は点線Ｈ（熱交換器で加熱された復水の温
度）に漸近するので、温度Ｇ近辺までは比較的速
やかに昇温し、図示の時間t′でウオーミング完了
温度Ｇに達する。

第３図の実施例によれば上述の如く従前よりも
格段に早くボイラ給水ポンプ３Ｃのウオーミング
を完了することができる。その後このボイラ給水
ポンプ３Ｃを運転して他の２箇のボイラ給水ポン
プ３Ａ，３Ｂをウオーミングする操作方法と、ウ
オーミングの作用とは従来装置（第１図）と同様
である。本実施例によれば、ウオーミング操作の
全所要時間は、ボイラ給水ポンプ３Ｃのウオーミ
ング所要時間が短縮された分だけ早くなる。

第５図は前述の第３図の実施例を更に改良した
実施例で、図面参照番号１乃至２２を付した構成
は第３図と同様であるから省略し、異る点につい
て述べる。

本実施例においては高圧ウオーミング水供給管
１０の、ボイラ給水ポンプ３Ａに接続される枝管
１０ａの途中にウオーミング水加熱用の熱交換器
２３が設けられている。同様にボイラ給水ポンプ
３Ｂに接続される枝管１０ｂの途中に熱交換器２
３が設けられている。脱気器加熱用蒸気供給管１
９から分岐されたウオーミング用蒸気供給量２４
の先端は二又に分かれて、それぞれ熱交換器２
３，２３の加熱媒体流入口に接続されている。上
記の熱交換器２３，２３の加熱媒体流出口はドレ
ン戻り管２５及び２２を介して復水管４に接続さ
れている。

この実施例によつてウオーミング操作を行う手
順は第３図の実施例の場合と同様である。先ず脱
気器循環ポンプ１３を運転して第３図の実施例と
同様にボイラ給水ポンプ３Ｃのウオーミングを行
い、その後このボイラ給水ポンプ３Ｃを運転して
脱気器貯水槽２内の復水を高圧ウオーミング給水
管１０を介してボイラ給水ポンプ３Ａおよび同３
Ｂに循環させる。このときボイラ給水ポンプ３Ｃ
から圧送されたウオーミング用の復水は熱交換器
２３，２３によつて加熱されてからボイラ給水ポ
ンプ３Ａ，３Ｂに送入される。従つて第１図の従
来装置による場合や、第３図の実施例による場合
に比してボイラ給水ポンプ３Ａおよび同３Ｂのウ
オーミング所要時間が短縮される。

第６図は他の実施例を示し、第３図の実施例を
更に改良したものである。図面参照番号１乃至２
２を付した構成は３図と同様であるから説明を省
略し、異る個所について述べる。

本実施例において三叉状の低圧ウオーミング水
供給管２６が設けられ、その一端は低圧ウオーミ
ング水供給管１８の、ボイラ給水ポンプ３Ｃとの
接続部近傍に接続されている。前記低圧ウオーミ
ング水供給管２６の他端はそれぞれボイラ給水ポ
ンプ３Ａおよび同３Ｂのウオーミング水入口に接
続されている。

この実施例を用いてウオーミング操作を行うに
は、３箇の入口止め弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃを開き３
箇の出口止め弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃを閉じて、脱気
器循環ポンプ１３を運転する。すると脱気器貯水
槽２内の復水は脱気器循環ポンプ１３に吸入さ
れ、加圧・吐出され、燈交換器２０で加熱された
後に３箇のボイラ給水３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、それぞ
れのウオーミング水入口に流入し、脱気器降水管
５，５，５を経て脱気器貯水槽２に還流する。本
実施例を適用すると、上述の如く熱交換器２０で
加熱されたウオーミング水が３箇のボイラ給水ポ
ンプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに同時に循環するので、上
記３箇のボイラ給水ポンプはほぼ同時にウオーミ
ングを完了し、ウオーミング操作所要時間が著し
く短縮され、而もウオーミング操作手順が非常に
簡単である。

以上各実施例について説明したように、本発明
はボイラ給水ポンプに供給されるウオーミング水
の供給管路中に熱交換器を設け、ウオーミング水
を加熱することにより、ウオーミング操作所要時
間を格段に短縮し得るので作業員の肉体的負荷を
軽減し得るのみでなく、電力需要の急激な増加に
対して発電プラントの起動を即応させることがで
き、エネルギー節減に貢献し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボイラ給水ポンプウオーミング
装置の蒸気系統図、第２図は従来のボイラ給水ポ
ンプウオーミング装置におけるウオーミングの進
行状況を示す図表、第３図は本発明の一実施例の
蒸気系統図、第４図は本発明の実施例におけるウ
オーミングの進行状況を示す図表、第５図および
第６図はそれぞれ本発明の他の実施例の蒸気系統
図である。 １……脱気器、２……脱気器貯水槽、３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ……ボイラ給水ポンプ、５……脱気器降
水管、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ……入口止め弁、９Ａ，
９Ｂ，９Ｃ……出口止め弁、１０……高圧ウオー
ミング水供給管、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ……ウ
オーミング弁、１２……オリフイス、１３……脱
気器循環ポンプ、１８，２６……低圧ウオーミン
グ水供給管、１９……脱気器加熱用蒸気供給管、
２０，２３……熱交換器、２１，２４……ウオー
ミング用蒸気供給管、２２，２５……ドレン戻り
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発電プラントに設けられたボイラ給水ポンプ
   のウオーミング装置において、上記ボイラ給水ポ
   ンプにウオーミング水を供給する管路中に、その
   ウオーミング水を加熱するための熱交換器を設け
   たことを特徴とするボイラ給水ポンプのウオーミ
   ング装置。