JPS6152503A - 変圧貫流ボイラとその運転方法 - 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、変圧貫流プラントでボイラ最低水量循環設備
であるアディショナルヒータを高圧給水加ｎ器の上流側
（入口側ンに設置し、ボイラ最低圧力の低減及び、高圧
給水加熱器のウオーミングをする系統に関する。

〔発明の背景〕

最近の火力Ｑ電プラントは、ミドル運用化の傾向が著し
く、毎日起動停止する等、起動停止の回数が急増してお
り、起動時間の短縮、起動損失の低減が強く要望されて
いる６ しかし、火力原子力発電　Ｊｕｎ、１９８０　Ｖｏ℃、
３１Ｎα６に示すように、ボイラ最低氷量Ｗｉ環設（Ｆ
ｉ＋であるアディショナルヒータが、高圧拾水加熱器群
の下流側（出口側）にｍ５’ｔ、されており、アディシ
ョナルヒータによる加熱により即決Ω入口給水温度上昇
に伴う給水スチーミング防止の観点から、ボイラ最低圧
力の低減に制約が加えられ、起動時間の短縮及び、起動
損失の低減、ひいてはプラント９ＪＪ率の向上まで影響
を与えている。

又、高圧給水加熱器のウオーミングがなされないため、
高圧給水加熱器氷室等の厚肉部は、起動時に要求される
急激な温度上昇により局部的なｑ５応力を発生し、過大
な熱応力による給水加熱器の損侶が怨念されるため熱応
力の緩和を目的として。

ミドル運用プラントの一つの所要である起動時間短縮と
いう課題を情牲にせざるを得ない状況にある。

ボイラ最低氷量ｆ？環設備が、ボイラ循環ポンプ方式の
場合、高圧給水加熱器のウオーミングには特開昭５８−
３５３０／Ｉ号公報があるがこれは１本発明の対象とし
たアディショナルヒータ方式には適用できない。

第８図に、従来技術の概念系ＰＡ栂成図を示す。

最低貫流負荷以下では、ボイラ最低水量を確保するため
、ブースタポンプ３及び、ボイラ給水ポンプ４を運転し
、給水管５及び高圧拾水加熱器群６゜７．８を経て、節
炭器９、ボイラ１０に送水され、飽和ドレンがウォータ
セパレータ１１．ウォータセパレータドレン管１９、ア
ディショナルヒータ１２を介して、アディショナルヒー
タ出口管２０により脱気器２に循環される。

第９図、第１０図に節炭器スチーミング＠討図を示す。

第９図は、ボイラ最低圧力が５０ａｔ、ｇの場合の検討
例を示す。節炭器入口給水温度（最終給水温度）は、ア
ディショナルヒータが高圧給水加熱器の下流側（出口側
）に説口される場合、最低質流負荷以下では、ウォータ
セパレータの飽和ドレンによりアディショナルヒータで
加熱されるため、Ａ点からＢ点の様に上昇する。一方、
節炭器スチーミング防止上からは、給水温度を、節炭器
入口給水圧力の飽和温度に２０〜３０’Ｃの余裕を考慮
して設計さ九るのが一般的であり、ボイラ最低圧力５０
ａ七ｇでは！９図の０点で設計所要をカバーできず、最
低負荷運転できなくなり所要のプラント機能を満足する
事はできない。

第１０図は、ボイラ最低圧力が８５ａｔｇの場合の検討
例を示す。

このように、給水がアディショナルヒータで金利蒸気ド
レンで加熱され、■；点がら■）点の様に温度上昇して
も、最低負荷Ｎ転戦まで、節炭器スチーミング防止上の
設計許容温度をカバーできるように計画する必要があり
、ボイラの最低圧力は必然的に高くなり、ミドル運用プ
ラントに必要な起動時間短縮、最低負荷低減等に制約を
与えていた。

又、従来、高圧給水加熱器のウオーミングを実施してい
ないため、以下の不具合があった。

第４図に、従来の高圧給水加熱器温度状態図を示す。タ
ービン通気まで、高圧拾水加熱器群の入口給水温度は、
脱気器が真空説気中のため約６０℃で保持され、この状
態（温度）から、高圧給水加熱器インサービス時の所要
温度（高圧給水加熱器６；約１３０’Ｃ，高圧給水加熱
器７；約１４８℃、高圧給水加熱器８；約１８７°Ｃ）
まで、温度上昇することになり、高圧給水加ｆｆ＋９６
では約り１０℃／Ｈ，高圧給水加熱器７では約２３０°
Ｃ／Ｈ，高圧給水加黙器８では約２９３°Ｃ／Ｈで急激
に温度変化し、高圧給水加熱器氷室部では、局部的な熱
応力を発生することになる。

尚、一般に、高圧給水加熱器の温度変化率は、３００℃
／Ｔイ以下となるよう１；、設計されている。

第６図に、従来の高圧給水加ｎ器得命消負串状怨図を示
す。前述の温度変化亭（高圧給水加熱器６；約２１０℃
／Ｈ，高圧給水加熱器７；約２３０’Ｃ／Ｈ，高圧給水
加π冗■；約２９３°Ｃ／　Ｈ）によると、プラント起
動停止−サイクル当たりの高圧拾水加熱器群命？ＩＴ　
’；”を牢は本図のように、高圧給水加熱器６；約０．
０１１％、高圧給水加熱器７；約０．０１３　％、高圧
給水加ｉ？？＋器８　；　０．０１８　％　トｔ　ル。

このように、従来の高圧給水加熱器は、ｈ部的な熱応力
に対処すべく、球形水室のＲ部を大きな寸法で設計、原
作する必要があり、高圧給水加熱器は大形化すると共に
、毎日の起動停止で、プラントの起ＷＪＪ停止回数が増
加することにより、高圧給水加熱器の得命が短くなり、
プラント全体の信顆性低下にも大きな影響を与える。

さらに、現在実用化が検討・計画されている超々臨界圧
プラントでは、相対的に所要給水温度が高くなり、前述
の様な熱応力への対処は、ますます１７．、ｌ＜なり、
実現性に向けて大きなネックとなっている。

〔発明の目的〕

本発明は、ボイラ最低圧力低減を図り、ミドル運用プラ
ントに必要な起動時間短縮、最低負荷低減を可能とし、
同時に、高圧給水加熱器インサービス前のウオーミング
を可能とし信頼性の向上を図る変圧貫流ボイラを提供す
るにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は変圧貫流プラントのボイラ最低水量循環
設備であるアディショナルヒータを高圧拾水加熱器群の
上流側（入口側）に恰成することにより、節炭器スチー
ミングの制約を緩和し、ボイラ最低圧力の低減を可能と
し、あわせて、高圧給水加熱器のインサービス前のウオ
ーミングが実施できる様にミドル運用プラントに必要な
起動時間短縮、最低負荷低減及び高圧給水加熱器の信頼
性向上を図るものである。

〔発明の実施例〕

第１図に、本発明実施例の概念系統［相］成図を示す。

本実施例は、従来技術に対し、アディショナルヒータ１
２を高圧拾水加熱器群６，７．８の上流側に設置した事
に特徴がある。

従来技術と同様に、最低貫流負荷以下では、ボイラ最低
水量を確派するため、ブースタポンプ３、ボイラ給水ポ
ンプ４を運転し、給水管５及び高圧拾水加熱器群６，７
．８を経て、即成Ｗ９、ボイラ１０へと送水され、飽和
ドレンがウォータセパレータ１１からウォータセパレー
タドレン管１９、アディショナルヒータ１２を介して、
アディショナルヒータ出口管２０により脱気器２へ透口
される。

このように、アディショナルヒータ１２が高圧給水加ご
５器群６，７．８の上流側（入口側）に設置される場合
にも、最低貫流負荷以下で、アディショナルヒータ１２
でウォータセパレータの飽和温度ドレンで高圧給水加熱
器６の入口給水が加熱される事になり、入口温度が上昇
し高圧給水加熱器６を加熱するタービン油気からの蒸気
量が減少する。一方、高圧給水加熱器６の出口給水温度
は、給水加Ｑｈ器の性能上、加熱蒸気量（タービン油気
飛）が減少するのみで入口給水温度にほとんど影響を与
えず同一負荷では略一定となる。同様に即決４ｒ：ｒ９
人ロ給水温度（高圧給水加熱器８の出口給水温度）もタ
ービン油気の加熱蒸気管２１から供給される蒸気圧力温
度と高圧給水加６３器８の性能上、必然的に各負荷枚に
決定される事になる。従って、従来技ｔｆ？のように、
節炭器９の入口で給水が温度上昇する事がなくなり、最
低貫流負荷以下でも、第９図に示すように、Ａ点からＤ
点の様に最終給水温度は負荷により変化し、節炭器スチ
ーミング防止上の制約が大きく緩和される。よって、ボ
イラ最低圧力を制限していた節炭器スチーミングの問題
を解決する事ができ、ミドル運用プラントの所要である
起動時間短縮、最低負荷低減が可能となる。

又、第３図に示すように、ウォータセパレータドレンが
、ボイラ点人後、早期に高温となる事を利用して、高圧
拾水加熱器群インサービス前のウオーミングも本発明で
可能となる。

第１図で、ボイラ１０で発生した蒸気はウオータセバレ
ータ１１で云相部と液相部（ドレン部）に分口され、気
４目部はタービン通気までは、通常、７ｍＱＪバイパス
系により復水器へＭ１ｆ出される。一方。

波相部は高温ドレンとなり、前述の系統と同様に、ウォ
ータセパレータ１１から、ウォータセパレータドレン管
１９、アディショナルヒータ１２を介して、アディショ
ナルヒータ出口管２０により脱気器２△循口される。こ
の時、高圧拾水加熱器群６．７．８の上流側に設計され
たアディショナルヒータ１２をウォータセパレータから
の高温ドレンが流九るため、低温側（脱気器真空脱気中
で約６０℃）の給水とｎ交換し、給水温度が上昇する。

このように、アディショナルヒータ１２を高圧拾水加熱
器群６，７．８の上流側に設置することにより、ボイラ
点火からすでに高圧拾水加熱器群６゜７．８．の入口給
水温度をある程度高く維持できるので、高圧給水加熱器
インサービスに先立ち。

あらかじめウオーミングを実施する事ができる。

第２図にも１本発明実施例の概念系航窃成図を示す。

本実施例は、第１図の実施例に対し、ウォータセパレー
タ１１に、６缶又は細膜召から加熱用蒸気を導入できる
ように蒸気供給管１６を接続し、その蒸気供給管１６に
は給水温度により蒸／Ａ景を調整する絞り機購（本実施
例では温度調節弁１７とした）を設置した事を特徴とす
る。

本実施例によれば、ボイラ側発生蒸気のないボイラ点人
前にも、高圧拾水加熱器群Ｇ、７．８のウオーミングに
必要な所定の温度を満足する様に、蒸気供給管１６及び
絞り機惜（温度調節弁１７）により必要量の加熱機恰を
供給する事ができ、高圧拾水加熱器群６，７．８のウオ
ーミングを促進することができる。

第５図は、本発明実施例の高圧給水加熱器温度状態図を
示す。

本図に示すように、高圧拾水加熱器群のウオーミング温
度（給水温度）が約１６０℃となるように、アディショ
ナルヒータでの熱交換量を１ｉｌｌｌ　ｆ［ｌｌすると
した場合、タービン通気時には、すでに高圧給水加熱器
温度は約１６０℃に達しており、タービン併入後、ター
ビン負荷が約１５〜２０％で、高圧給水加熱器をインサ
ービスすると、高圧給水加熱器６では約９０°Ｃ／Ｈ１
高圧給水加熱器７では約３２’Ｃ／Ｈ，高圧給水加熱器
８では約６３°Ｃ／Ｈで温度変化することになり、第４
図に示す従来技術の温度変化率に比べ、かなり温ｒｔ変
化率を低減する事ができ、高圧給水加熱ａ群の氷室部熱
応力を押える事ができる。

第７図に、本発明の一実施例の高圧給水加熱器温度消ｎ
状態図を示す。第５図の温度変化率（高圧給水加熱器６
；約り０℃／Ｈ，高圧給水加熱器７；約３２°Ｃ／Ｈ，
高圧給水加熱器８；約６３°Ｃ／Ｉ（）によると、プラ
ン１〜Ｂ動停止−サイクル当たりの高圧給水加熱器寿命
消費率は、本図に示すように、いず九の高圧給水加熱器
でも、第６図に示す従来技術の寿命消費率に対し、５０
％以下の得命：Ｉｌ’ｊ負率となり、高圧給水加熱器の
寿命は大幅に増加する。又、現在の許容熱応力で高圧給
水加熱器を設′：ｉ１．・顕作するとすれば、高圧給水
加熱器球形氷室部のＲ部が小さくでき、高圧給水加熱器
も小形化さ九、大幅な原価低減が可能である。

なお、図中１３は過熱器、１４は補助蒸気ヘッダ、１５
は所内ボイラ、１６は蒸気供給管、１７は温度調節弁、
１８は温度検出器、２１は加熱蒸気管である。

〔発明の効果〕

本発明によれば （１）最低圧力低下による起動時間短縮及びそれに伴う
、起動損失（電力及び燃料量）の低減（２）　！低圧力
低下による最低運転負荷の低減（′Ｍ転範囲の拡大） （３）　！低圧力低下によるプラント効率上昇（４）＃
水加熱器の寿命増加による信頼性向上および許容熱応力
を低減し、大幅な原価低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び、第２図は、本発明実施例の概念系統溝成
図、第３回は、一般火力発電プラントの起動待状態図、
第４図は、従来の高圧給水加熱器温度状態図、第５図は
、本発明実施例の高圧給水加熱器温度状態図、第６図は
、従来の高圧給水加熱器寿命消費率状態図、第７図は、
本発明実施例の高圧給水加熱器寿命消工１乏率状態図、
第８１２１は、従来の概念系統溝成図、第９回は、節炭
器スチーミング検討図、第１０図は、即決スチーミング
検討図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変圧貫流プラントの、ボイラの最低水量を循環させ
   る設備でウオータセパレータからのドレンをアデイシヨ
   ナルヒータに通水し、前記ウオータセパレータのドレン
   管で、前記ウオータセパレータと前記アデイシヨナルヒ
   ータを接続し、さらに、そのドレンを脱気器に循環する
   前記アデイシヨナルヒータの出口管で、前記アデイシヨ
   ナルヒータと前記脱気器を接続したものにおいて、 ボイラ節炭器のスチーミングを緩和するために前記アデ
   イシヨナルヒータを高圧拾水加熱器群の上流側に設置す
   る事を特徴とする変圧貫流ボイラ。 ２、特許請求の範囲第１項において、 自缶及び他設備から、蒸気を供給しえる蒸気供給管をウ
   オータセパレータに接続し、さらに蒸気供給管には、蒸
   気量を調節しえる絞り機構を設置した事を特徴とする変
   圧貫流ボイラとその運転方法。 ３、変圧貫流ボイラの起動時のボイラ最低水量循環運転
   で、すでに高温に上昇しているウオータセパレータドレ
   ンをウオータセパレータドレン管を介して、アデイシヨ
   ナルヒータに通水し、前記アデイシヨナルヒータ内に、
   低温の給水側と熱交換させ、前記アデイシヨナルヒータ
   の出口管を介して、脱気器に循環させ、ドレン側、給水
   側の熱交換により給水側温度が上昇し、高圧給水加熱器
   のインサービスまでにウオーミングをする事を特徴とす
   る変圧貫流ボイラの運転方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、 前記ボイラの点火前に前記高圧給水加熱器のウオーミン
   グに必要な所定の温度を満足する様に、自缶及び他設備
   から蒸気供給管を介してウオータセパレータに加熱蒸気
   を導入し、ウオーミング温度により蒸気量を温度調節装
   置で制御し、前記高圧給水加熱器をウオーミングする事
   を特徴とする変圧貫流ボイラの運転方法。