JPS6217082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は蒸気タービンプラントに係り、特に脱
気器排気中より蒸気ドレン等に含まれている熱エ
ネルギを効果的に回収することのできる蒸気ター
ビンプラントに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、蒸気タービンプラントにおいては、復
水器中の復水を脱気器に導びき、復水中の溶存ガ
スを脱気するともに、脱気器で生成排出される蒸
気・空気の混合ガス中より蒸気ドレンを回収し、
プラントの節水を図ることが広く行われている。

この脱気器排気中より蒸気ドレンを回収する方
法としては、第１図に示すように、脱気器排気を
直接復水器に回収する方法が開発されている。こ
の方法について、第１図を参照して説明する。

発電ユニツトの通常運転時には、復水器１内は
真空状態となつており、低圧タービン２にて仕事
をした後の蒸気は復水器１に導びかれ、復水器１
内の冷却水細管に通水されている冷却水との熱交
換により凝縮して復水となる。復水ポンプ３によ
り吸引された復水は、グランド蒸気復水器４、低
圧給水加熱器５，６等を経由する過程でグランド
蒸気あるいはタービン抽気等により予熱され、復
水管７を介して脱気器８に導びかれる。脱気器８
に導びかれた復水は、タービン抽気管９あるいは
補助蒸気管１０から供給される加熱蒸気１１によ
つて加熱され、かつ復水中に溶存している酸素等
の脱気が行なわれ、ボイラチユーブ、給水配管、
給水加熱器等の構成主材料である鉄の酸化促進が
抑制される。脱気された復水は、一旦脱気器貯水
タング１２に貯められた後、脱気器降水管１３を
介して図示しないボイラ給水ポンプに供給され
る。

一方、脱気された酸素等の不凝縮ガスは、加熱
蒸気量の約１％前後の蒸気とともに脱気器排気と
して脱気器排気オリフイス１４を通つて脱気器８
より排出される。この脱気器排気は、通常運転状
態にあつては、脱気器排気大気放出弁１５および
脱気器真空引弁１６を閉とするとともに脱気器排
気回収弁１７を開として復水器１に連通する脱気
器真空引管１８を介して復水器１に導びかれる。
この脱気器真空引管１８は発電ユニツトの起動時
にも使用される。すなわち、発電ユニツトの起動
時には、脱気器８に充分な加熱蒸気１１（タービ
ン起動前は補助蒸気）を供給することができない
ことがあり、この場合には加熱蒸気１１を供給し
ながら脱気器真空引弁１６を開き、脱気器８に供
給される復水の加熱・真空脱気を行なう。そして
発電ユニツトの起動が進行して脱気器８に充分な
加熱蒸気１１が供給されるようになつた後、脱気
器真空引弁１６を閉じて前記する加熱脱気を行な
う。

通常運転中、脱気器真空引管１８により復水器
１に導びかれた脱気器排気は、低圧タービン２の
排蒸気とともに、冷却水と熱交換しながら復水器
１内の管束中央部に設けられたガス溜室に集めら
れ、ここから空気抽出装置を通して外部に排出さ
れる。

なお、脱気器排気大気放出弁１５は、通常運転
状態では閉じられているが、例えば脱気器８の脱
気器貯水タンク１２の水張、水抜き時には開かれ
て大気吸引が行なわれる。また、発電ユニツトが
停止した状態で脱気器８に加熱蒸気が供給されて
いる時に復水器１内に作業員が入つて点検を行な
いたい場合にも、脱気器排気回収弁１７を閉じる
とともに脱気器排気大気放出弁１５を開き、脱気
器排気を大気放出させる。さらに、特殊なケース
ではあるが、発電ユニツトが運転中、所内電源の
全停電が発生して復水器１に冷却水が送られない
時には、脱気器８を経由して脱気器８の加熱蒸気
（主として補助蒸気管１０からの補助蒸気）が無
制限に復水器１に供給されることになり、これに
より復水器１の器内圧力が上昇してタービン大気
放出板作動等の不具合がある。このため、この場
合には脱気器排気回収弁１７を閉じるととも脱気
器排気大気放出弁１５を開き、脱気器排気を大気
放出させる使われ方もある。

しかしながらこのような従来の方法によれば、
脱気器排気中の蒸気ドレンは復水器１に直接回収
されるため、脱気器排気中の蒸気ドレン等に含ま
れている熱エネルギはサイクル内へ回収されず、
熱エネルギの有効利用が図れないとともに、脱気
器排気中のアンモニア濃度が比較的高いため、復
水器の冷却管に黄銅管を採用する場合には、アン
モニアアタツクを考慮して復水器内に導入する脱
気器排気を均等分散するよう配管しなければなら
ない。

このため、第２図に示すように、脱気器排気を
グランド蒸気復水器に回収し、熱エネルギの有効
利用を図る方法が開発されている。

第２図において符号４はグランド蒸気復水器で
あり、このグランド蒸気復水器４で、高圧タンビ
ン２０、中圧タービン２１および低圧タービン２
のグランド部よりグランド蒸気管（ベント部）２
２によつて導びかれたグランド蒸気、および脱気
器８より脱気器排気グランド蒸気復水器回収管２
３によつて導びかれた脱気器排気中の蒸気が復水
との熱交換により凝縮してドレンとされる。他
方、酸素等の不凝縮ガスは、グランド蒸気復水器
４に連通するグランド蒸気排風機２４により吸引
されて大気放出される。

グランド蒸気復水器４で発生した凝縮水（ドレ
ン）は、Ｕシールを有するグランド蒸気復水器ド
レン管２５によつて復水回収タンク２６に導びか
れて貯えられた後、復水回収管２７によつて復水
器１に回収される。

なお、この方法により脱気器排気回収を行なう
場合には、主として発電ユニツトの起動時に脱気
器８へ供給される復水の真空脱気を行なう真空脱
気系統、すなわち脱気器真空引弁１６および脱気
器真空引管１８は、脱気器排気回収弁１７および
脱気器排気グランド蒸気復水器回収管２３からな
る脱気器排気回収系統と併設されることになる。
この場合の脱気器排気大気放出弁１５は、発電ユ
ニツトの起動時、通常運転時は閉とし、主として
脱気器１の水張、水抜き時の脱気器８内の空気放
出あるいは空気吸込用として使用される。脱気器
真空引弁１６および脱気器排気回収弁１７の運用
方法は第１図にて説明した方法と同様である。す
なわち、脱気器１の真空脱気時は、脱気器真空引
弁１６を開、脱気器排気回収弁１７を閉（勿論脱
気器排気大気放出弁１５も閉）とし、また脱気器
８の真空・加熱脱気時は、両弁１６，１７ともに
開（脱気器排気大気放出弁１５は閉）とし、さら
に脱気器８の加熱脱気状態では、脱気器真空引弁
１６を閉、脱気器排気回収弁１７は開（脱気器排
気大気放出弁は閉）とするのが通例である。

以上説明した方法では、グランド蒸気復水器４
に脱気器排気を回収するので、熱エネルギの有効
利用を図ることはできるが、その分だけグランド
蒸気復水器４が処理しなければならない量が増加
し、このためグランド蒸気排風機２４の容量を大
きくしなければならないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたもの
であり、復水器冷却器のアンモニアアタツクを配
慮したり、グランド蒸気排風機の容量を増大させ
ることなく、脱気器排気中の蒸気の熱エネルギの
回収を図るとともに、サイクル内へ蒸気ドレンの
回収を図つて発電プラントの節水を可能とするこ
とのできる蒸気タービンプラントを提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は脱気器の排気側をグランド蒸気系統を
経由して給水加熱器に連通し、脱気器排気を蒸気
タービンのグランド蒸気とともに給水加熱器に導
いて、脱気器排気中の蒸気ドレンの回収を行うと
ともに、熱エネルギのサイクル内への回収を行う
ようにしたことを特徴としたものである。

〔発明の実施例〕

以下第３図を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。

図において符号１は復水器であり、この復水器
１には、低圧タービン２にて仕事をした後の蒸気
が導びかれ、復水器１内の冷却水細管に通水され
る冷却水との熱交換により凝縮して復水となるよ
うになつている。また復水ポンプ３により吸引さ
れた復水は、グランド蒸気復水器４、低圧給水加
熱器（ネツクヒータ）５および低圧給水加熱器６
を経由する過程でグランド蒸気あるいはタービン
抽気等により予熱され、復水管７を介して脱気器
８に導びかれるようになつている。脱気器８に導
びかれた復水は、タービン抽気管９あるいは補助
蒸気管１０から供給さる加熱蒸気１１によつて加
熱され、つ復水中に溶存している酸素等の脱気が
行なわれ、その後一旦脱気器貯水タンク１２に貯
められた後脱気器降水管１３を介して図示しない
ボイラ給水ポンプに供給されるようになつてい
る。また脱気された酸素等の不凝縮ガスは、加熱
蒸気量の約１％前後の蒸気とともに脱気器排気と
して脱気器排気オリフイス１４を通り脱気器８よ
り排出されるようになつている。

グランド蒸気系統は、高圧タービン２０、中圧
タービン２１、低圧タービン２の各々のグランド
部に接続されたグランド蒸気管ヘツダ３１と、主
蒸気系３３および補助蒸気系３４とグランド蒸気
管ヘツダ３１との間に配設され、グランド蒸気量
ヘツダ３１内の蒸気圧を所定圧に調整するグンド
蒸気調整器３２と、グランド蒸気管ヘツダ３１あ
るいはグランド蒸気調整器３２からの余剰のグラ
ンド蒸気を復水器１あるいは低圧給水加熱器（ネ
ツクヒータ）５に導くグランド蒸気切換弁２９と
を備え、グランド蒸気調整器３２とグランド蒸気
切換弁２９とは蒸気逃し管３５により接続され、
また、グランド蒸気切換弁２９と復水器１および
低圧給水加熱器５とはそれぞれ復水器行配管３７
および低圧給水加熱器行配管３６により接続され
ている。

脱気器８の排気側に取付けられた脱気器排気オ
リフイス１４は、脱気器排気グランド蒸気系統回
収管２８により、脱気器８の器内圧力よりも低圧
となつているグランド蒸気切換弁２９の入口側に
接続されている。また回収管２８の途中には、通
常運転状態で開とされる脱気器排気回収弁１７が
配設され、大気放出弁１５を介して分岐した管の
先端にはサイレンサ３０が取付けられている。

また、蒸気タービンのグランド部の外側にはベ
ント部が設けられていて、グランド蒸気管２２に
連通している。このグランド蒸気管２２は、グラ
ンド蒸気復水器４およびグランド蒸気排風機２４
にそれぞれ連通しており、グランド蒸気排風機２
４の運転によつてベント部の圧力を弱負圧に保つ
ことにより、グランド部からの漏洩蒸気および大
気から引込んだ空気はグランド蒸気復水器４に導
びかれ、蒸気は凝縮してドレン化し復水回収タン
ク２６に導びかれるとともに、不凝縮ガスはグラ
ンド蒸気排風機２４により大気放出されるように
なつている。

次にこのような構成からなる本実施例の作用に
ついて説明する。

脱気器８内で脱気された復水は、一旦脱気器貯
水タンク１２に貯えられた後、脱気器降水管１３
を介してボイラ給水ポプ（図示せず）に供給され
る。一方、脱気された酸素等の不凝縮ガスは、加
熱蒸気量の約１％前後の蒸気とともに脱気器排気
として脱気器排気オリフイス１４を通つて脱気器
８から排出される。

一方、発電プラントの低負荷運転時において
は、グランド蒸気管ヘツダ３１に主蒸気３３また
は補助蒸気３４をグランド蒸気調整器３２を介し
て供給する。約1/2以上の高負荷運転になると、
低圧タービン２の真空パツキングに必要とされる
シール蒸気量よりも高圧タービン２０、中圧ター
ビン２１の圧力パツキングからの漏洩空気量が多
くなるのが通例であるため、余剰の蒸気はグラン
ド蒸気管ヘツダ３１から、これより低圧の低圧給
水加熱器（ネツクヒータ）５へグランド蒸気調整
器３２のアンローダ弁、グランド蒸気調整器蒸気
逃し管３５、グランド蒸気切換弁２９、グランド
蒸気切換弁低圧給水加熱器行配管３６を介して抽
気される。

通常運転状態においては、脱気器排気大気放出
弁１５および脱気器真空引弁１６が閉、脱気器排
気回収弁１７が開となつている。したがつて、前
記脱気器排気は、脱気器排気グランド蒸気系統回
収管２８を介してグランド蒸気切換弁２９の入口
側に供給され、グランド蒸気とともに配管３６を
介して低圧給水加熱器５に回収される。

一方、グランド蒸気綻整器３２の蒸気供給弁が
開いた状態でステイツクしてグランド蒸気管ヘツ
ダ３１の圧力が上昇したりあるいは低圧給水加熱
器５の細管リークが発生して通常運転系統から除
外され、抽気温度が上昇する等の不測の事態が発
生した場合には、脱気器排気はグランド蒸気切換
弁復水器行配管３７を介して復水器１に回収され
る。

低圧給水加熱器５に回収された脱気器排気中の
蒸気の持つ熱エネルギは、低圧給水加熱器５に通
水されている復水との熱交換によつてサイクル内
に回収され、凝縮したドレンは低圧給水加熱器５
のドレンとともに低圧給水加熱器ドレンタンク
（図示せず）または復水器１０に回収されてサイ
クルの節水が図られる。一方、脱気器排気中の不
凝縮ガスは、低圧給水加熱器５の排気とともに復
水器１内に排出され、復水器真空ポンプ等の空気
抽出装置によつて大気放出される。

ところで、低圧給水加熱器５およびその他の発
電プラントを構成する給水加熱器の排気管の復水
器１への接続方法は、復水器１内に導びかれる低
圧タービン２の排気蒸気によつて給水加熱器排気
が復水器１内で充分拡散されるように、復水器管
束（冷却水細管）上部位置に設定されている。こ
のため、脱気器排気を低圧給水加熱器５を介して
復水器１に回収するようにすれば、復水器１内に
直接回収する従来の方法（第１図参照）と異な
り、復水器内配管についてアンモニアアタツクを
考慮する必要は全くない。

なお前記実施例においては、脱気器排気をグラ
ンド蒸気切換弁２９入口側に供給するものについ
て説明したが、脱気器排気をグランド蒸気切換弁
低圧給水加熱器行配管３６または低圧給水加熱器
５に導びくようにしても、また低圧給水加熱器５
とバランスするドレンタンクに導びくようにして
も同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、アンモニ
アアタツクを考慮して復水器内配管を設計した
り、グランド蒸気排風機の容量を増大させること
なく、脱気器排気中の蒸気の熱エネルギを回収し
てサイクル内の熱損失の低減を図り、かつ蒸気ド
レンをサイクル内に回収して発電プラントの節水
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は脱気器排気を復水器に直接回収する従
来の脱気器排気回収方法を示す系統図、第２図は
脱気器排気をグランド蒸気復水器を介して回収す
る従来の脱気器排気回収方法を示す系統図、第３
図は本発明による蒸気タービンプラントの一例を
示す系統図である。 １…復水器、２…低圧タービン、４…グランド
蒸気復水器、５，６…低圧給水加熱器、８…脱気
器、１４…脱気器排気オリフイス、１７…脱気器
排気回収弁、１８…脱気器真空引管、２０…高圧
タービン、２１…中圧タービン、２２…グランド
蒸気管、２４…排風機、２８…回収管、２９…グ
ランド蒸気切換弁、３１…グランド蒸気管ヘツ
ダ、３２…グランド蒸気調整器、３６…配管、３
７…配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 復水器から給水加熱器を経由して導入された
   復水中の溶存ガスの脱気を行う脱気器と、前記復
   水器および給水加熱器と蒸気タービンのグランド
   部とを接続するよう配置され前記蒸気タービンの
   グランド部に所定圧のグランド蒸気を供給するグ
   ランド蒸気系統とを備えた蒸気タービンプラント
   において、前記脱気器の排気側は前記グランド蒸
   気系統を経由して前記給水加熱器に連通されてい
   ることを特徴とする蒸気タービンプラント。 ２ グランド蒸気系統は、蒸気タービンのグラン
   ド部に接続された蒸気管ヘツダと、主蒸気系およ
   び補助蒸気系と前記グランド蒸気管ヘツダとの間
   に配設され前記グランド蒸気管ヘツダ内の蒸気圧
   を所定圧に調整するグランド蒸気調整器と、前記
   グランド蒸気管ヘツダおよびグランド蒸気調整器
   に接続されるとともに、復水器および給水加熱器
   に接続され、グランド蒸気管ヘツダあるいはグラ
   ンド蒸気調整器からの余剰のグランド蒸気を復水
   器あるいは給水加熱器に導くグランド蒸気切換弁
   とを備え、前記脱気器の排気側は前記グランド蒸
   気切換弁を経由して前記給水加熱器に連通されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の蒸気タービンプラント。