JPS62248805A - 火力発電プラントの再熱装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電機を駆動する高圧タービンが排出した蒸
気を加熱して、中圧タービンに供給する火力発電プラン
トの再熱装置に関する。

〔従来の技術〕

火力発電プラントの運転費を低減するために、高圧ター
ビンが排出した蒸気を再熱器により加熱し、再熱器が加
熱した蒸気により中圧タービンを駆動する、いわゆる再
熱式タービンプラントが存在する。第３図は、この再熱
式タービンプラントの一例を示す蒸気系統図である。

第３図において、ボイラ１０には、主蒸気配管１２の一
端が接続しである。主蒸気配管１２の他端は、主蒸気遮
断弁（ＭＳＶ）１４を介して高圧タービン１６の入口側
に接続しである。高圧タービン１６の出口側には、低温
再熱蒸気配管１８の一端が接続しである。この低温再熱
蒸気配管１８は、逆止弁２０を介して、高圧タービン１
６が排゛出した蒸気を再熱器２２に導く。また、低温再
熱蒸気配管１８の逆止弁２０出側と主蒸気配管１２との
間には、高圧タービンバイパスシステムを構成している
高圧バイパス弁２４を備えた主蒸気バイバス管２６が設
けられている。

一方、再熱器２２の出側には、＋’：ｂ　’１１２　Ｆ
す熱蒸気配管２８の一端が接続しである。高温＋１熱恭
気配管２８の他端は、再蒸気遮断弁（Ｒ８Ｖ）：Ｉｎを
介して中圧・低圧タービン３２に接続しである。また、
高温再熱蒸気配管２８には、低圧タービンバイパスシス
テムを構成している高温再熱蒸気バイパス管３４が接続
され、高温再熱蒸気を低圧バイパス弁３６を介して復水
器３８に導くことができるようになっている。復水器３
８は、中圧・低圧タービン３２が排出した蒸気と、高温
再熱蒸気バイパス管３４を介して流入した蒸気とを復水
し、破線で示した復水・給水系４０を介してボイラ１０
に供給する。

上記の如く構成しである再熱式タービンプラント（火力
発電プラント）においては、タービンの起動時に、ボイ
ラ（過熱器）１０が発生した主蒸気をタービンへ通気す
る前に再熱系へ流すようにしている。即ち、第４図に示
すように、主蒸気遮断弁１４と高温再熱蒸気遮断弁３０
とを閉弁するとともに、高圧バイパス弁２４と低圧バイ
パス弁３６とを開弁じ、ボイラ１０が発生した蒸気を主
蒸気バイパス管２６に流して減圧減温し、低温再熱蒸気
配管１８に導いて再熱器２２により加熱した後、高温再
熱蒸気配管２８、高温再熱蒸気バイパス管３４を介して
減圧減温して復水器３８に流入させ、プラントのウオー
ミングアツプを行い、その後、タービンを起動するよう
にしている。このタービンの起動は、プラントにより高
圧タービン１６と中圧・低圧タービン３２とを同時に起
動するものと、中圧・低圧タービン３２を起動した後、
高圧タービン１６を起動するものとがある。

しかし、いずれの場合においても、高圧タービン１６の
排気圧力と主蒸気バイパス管２６から低温再熱蒸気配管
１８に流入する蒸気圧力との関係で、低温再熱蒸気配管
１８側から高圧タービン１６側に蒸気が逆流するのを防
止するため、低温再熱蒸気配管１８に逆止弁２０を設け
ている。

一方、定常運転時には、第５図に示すように高圧バイパ
ス弁２４と低圧バイパス弁３６とを閉弁し、主蒸気遮断
弁１４と高温再熱蒸気遮断弁：３０とを開弁する。従っ
て、ボイラ１０が発生した主蒸気は、主蒸気配管１２を
介して高圧タービン１．６に導かれ、高圧タービン１６
を駆動した後、低温再熱蒸気配管１８に排出される。低
温再熱蒸気配管１８に排出された蒸気は、ボイラ１０か
ら給熱されている再熱器２２により加熱され、高温再熱
蒸気配管２８を介して中圧・低圧タービン３２に供給さ
れ、中圧・低圧タービン３２を駆動する。中圧・低圧タ
ービン３２を駆り１した蒸気は、復水器３８に吐出され
、凝縮させられて水となる。

復水器３８で凝縮した水、即ち復水は、復水・給水系に
おいて図示しないポンプにより圧送され。

図示しない加熱器により加熱された後、ボイラ１０に戻
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記の如く構成しである火旬発電プラントに
おいては、高圧タービン１〔３への蒸気の逆流防止を中
心に考え、高圧タービン１６の排気ラインである低温再
熱蒸気配管１８に逆止弁２０のみを設け、定常運転時に
おける逆止弁２０による圧力損失の影響を考慮していな
かった。

即ち、逆止弁２０は、低温再熱蒸気配管１８と略同径で
あり、逆止弁２０による圧力損失は、高圧々−ビン１６
の排気圧と中圧・低圧タービン３２の入口圧との差（即
ち、再熱装置系の損失）の略１０％を占めていた。そし
て、再熱装置（再熱システム）の損失は、高圧タービン
１６の排気圧力の約１０％である。従って、低温再熱蒸
気配管１８に設けた逆止弁２０のみで、高圧タービン排
気圧力の１％に相当する損失を生じていた。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、高圧タービンの定常運転時における圧力損失
の低減を図ることができる火力発電プラントの再熱装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕　　　　　。

ボイラが発生した主蒸気により駆動される高圧タービン
が排出した蒸気を再熱器に導く低温再熱蒸気配管と、前
記再熱器が加熱した蒸気を中圧り−ビンに導く高温再蒸
気熱配管と、髪備えた火力発電プラントの再熱装置にお
いて、前記低ｎ１に再熱蒸気配管に設けられて前記高圧
タービンの定常運転時に開弁され、前記火力発電プラン
トの起動時と緊急時とには閉弁される仕切弁と、この仕
切弁と並列に設けた逆止弁と、を有することを特徴とす
る火力発電プラントの再熱装置である。

〔作用〕

例えば、火力原子力発電技術技術協会が昭和６０年に発
行した火力原子力発電必携第４版第９５頁の［弁その他
の圧力損失の直管相当長さ」によると、管内径が５００
ｍｍの場合、パラレルスライド弁による圧力損失は、長
さ１０ｍの直管における損失に相当し、スイング逆止弁
による圧力損失は長さ５９ｍの直管における損失に相当
する。

この比をそのまま前記した）φ止弁圧損に適用すると、
逆止弁を同径のパラレルスライド弁に代えれば、高圧タ
ービンの排気圧力の０．１７％に相当することになり、
再熱装置系の損失が高圧タービン排気圧の１０％から９
．１７％へ減じ、タービン熱消費率が０．０８３％良く
なることを意味する。

従って、上記の如く構成した本発明においては、高圧タ
ービンの定常運転時における高圧タービンからの排出蒸
気を、逆止弁より圧力損失の小さい仕切弁を通過させ、
再熱装置の圧力損失を従来より低減することができる。

一方、火力発電プラントの起動時または緊急時には、仕
切弁が閉じられているため、高圧タービン側への蒸気の
逆流を防止でき、高圧タービンに主蒸気を供給して起動
する場合には、高圧タービンの排出蒸気が逆止弁を介し
て低温再熱配管に流れる。

〔実施例〕

本発明に係る火力発電プラントの再熱装置の好ましい実
施例を、添付図面に従って詳説する。なお、従来技術に
おいて説明した部分に対応する部分については、同一の
符号を付し、その説明を省略する。

第１図は、本発明の実施例に係る再熱装置を有する火力
発電プラントの蒸気系統説明図である。

第１図において、低温再熱蒸気配管１８には、仕切弁４
２が設けである。この仕切弁４２は、極力圧力損失を小
さくするため、全開時の流路径が低温再熱蒸気配管と同
径であって、ウェッジゲート弁またはパラレルスライド
弁等の蒸気流路に変更がない型式のものが望ましい。そ
して、仕切弁４２は、関連信号により作動する電気式、
油圧式または空気式アクチュエータを具備している。

また、低温再熱蒸気配管１８には、逆止弁４４を有する
バイパス管４６が、仕切弁４２と並列に設けである。逆
止弁４４は、高圧タービン１６側から再熱器２２側に向
けて蒸気が流れるように設けられる。この逆止弁４４の
容量は、低温再熱蒸気配管１８の容量以下でよく、低温
再熱蒸気配管１８の５０％程度の容量でも充分である。

これは、逆流防止機能を必要とする時期が、起動時など
の低流量域の場合のみであることによる。そして、逆止
弁４４は、従来通りタービントリップ等の信号によって
も機能し得る電気式または空気式アクチュエータを具備
した強制逆止弁が望ましい。

上記の如く構成した発電プラントの運転は、次のように
して行う。

タービンを起動する場合、まず仕切弁４２を閉弁し、従
来と同様に主蒸気遮断弁１４、高温再熱蒸気遮断弁３０
を閉じ、高圧バイパス弁２４、低圧バイパス弁３６を開
弁し、ボイラ１０が発生した主蒸気を主蒸気配管１２、
主蒸気バイパス管２６を介して低温再熱蒸気配管１８に
導き、ウオーミングアツプを行う。そして、高圧タービ
ン１６に主蒸気を供給して起動する場合、極く短時間で
あるが高圧タービン１６の排出蒸気と主蒸気バイパス管
２６を流れる蒸気とが同時に再熱器２２に流入する。こ
の場合には、高圧タービン１６の排出蒸気がバイパス管
４６の逆止弁４４を介して再熱器２２に流れ、完全に主
ラインに切り替るまでのマツチングと逆流防止が図られ
る。

一方、高圧タービン１６の定常運転時には、仕切弁４２
が全開される。従って、定常運転時には、高圧タービン
１６の排出蒸気が仕切弁４２の圧損と小容量の逆止弁４
４の圧損とのバランスにより、ほとんどが仕切弁４２側
を流れる。このため、従来の逆止弁のみを設けた場合と
比較すると、例えば低温再熱蒸気配管１８の内径が５０
０　ｍｍのとき、タービン熱消費率に多大な影響を及ぼ
す再熱装置系の損失が、絶対値として８．３％低減し、
タービン熱消費率がおよそ０．１％向−１−する。これ
は、６００ＭＷ石炭焚プラントの評価金額を例にとると
、再熱装置系の損失は、１　ｐｓ３当り約１億円となっ
ており、１．ｋｇ／−当りに換算すると１４億円に相当
する。そして、この発電プラントにおける高圧タービン
の排気圧が４０ｋｇ／ｌｎ、従来システムにおける再熱
装置系の損失が高圧タービン排気圧の１０％の場合、本
実施例による８、３％の損失低減は、０．３３ｋｇ／ｒ
＋＃、即ち４，６億円の運転費の低減を図れ、経済的に
大きな効果を得ることができる。

第２図は、本発明の実施例に係る再熱装置を備えた、他
の火力発電プラントの蒸気系統図である。

第２図に示した火力発電プラントは、高圧タービンバイ
パスシステムと低圧タービンバイパスシステムとを有し
ていない再熱式タービンプラントである。従来、このよ
うなプラントにおいても、低温再熱蒸気配管１８に逆止
弁を設ける場合があり、その逆止弁の代りに、前記実施
例と同様な仕切弁４２と逆止弁とを並列に配設したもの
である。本実施例においても、前記実施例と同様の効果
を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く、本発明によれば、高圧タービンの
排気ラインである低温再熱蒸気配管に仕切弁と逆止弁と
を並列に設け、定常運転時の高圧タービンの排出蒸気を
仕切弁を介して再熱器に導くようにしたため、発電プラ
ントの圧力損失の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る再熱装置を備えた火力発
電プラントの一例を示す蒸気系統図、第２図は本発明の
実施例に係る再熱装置を備えた火力発電プラントの他の
例を示す蒸気系統図、第３図は従来の火力発電プラント
の蒸気系統図、第４図は第３図に示した火力発電プラン
１−のＮ動時における蒸気の流れの説明図、第５図は第
３図に示した火力発電プラントの定常運転時における蒸
気の流れの説明図である。 １０・・・ボイラ、１６・・・高圧タービン、１８・・
・低温再熱蒸気配管、２０．４４・・・逆止弁、２２・
・・再熱器、２８・・・高温再熱蒸気配管、３２・・・
中圧・低圧タービン、３８・・・復水器、４２・・・仕
切弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ボイラが発生した主蒸気により駆動される高圧タービン
   が排出した蒸気を再熱器に導く低温再熱蒸気配管と； 前記再熱器が加熱した蒸気を中圧タービンに導く高温再
   熱蒸気配管と； を備えた火力発電プラントの再熱装置において；前記低
   温再熱蒸気配管に設けられて、前記高圧タービンの定常
   運転時に開弁され、前記火力発電プラントの起動時と緊
   急時とには閉弁される仕切弁と； この仕切弁と並列に設けた逆止弁と； を有することを特徴とする火力発電プラントの再熱装置
   。