KR100223080B1 - 탈기장치 내장형복수기 및 그 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저산소농도의 물의 수요처로의 공급개시까지의 소요시간이 짧고 구조가 간단하여 공간부를 많이 필요로 하지 않고 컴팩트하게 경제적인 탈기장치 내장형복수기를 제공한다. 히터로부터의 수증기를 응축하는 관군부와 이 관군부에 의해서 생성된 응축수를 저수하는 온수저수조부와 상기 온수저수조로부터 응축수를 취출하여 재차 온수저수조를 귀환시키는 환류수단을 구비하고 있다. 그리고 온수저수조내의 응축수중에 기포상태의 불활성 가스를 주입하는 가스주입수단을 설비한다. 또 가스주입수단의 가스출구부 근방의 응축수를 온도를 상승시키는 가열수단을 설비한다.

Description

탈기장치 내장형 복수기 및 그 운전방법

제1도는 본 발명에 의한 탈기장치내장형 복수기의 1실시예의 개략구성을 나타낸 종단면도

제2도는 제1도의 A부 상세를 나타낸 사시도

제3도는 상기 실시예의 탈기장치 내장형 복수기의 하부를 나타낸 횡단면도

제도는 제1도의 B부 상세를 나타낸 사시도

제5도는 종래의 복수기 개략구성을 나타낸 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 복수기 벽면 2 : 관군부

3 : 온수저수조(hot well) 4 : 배관계통

5 : 진공펌프 11 : 중공사상체

12 : 증기분사관 21,24,43 : 배관

22 : 히터 23 : 보일러

31 : 칸막이판 32,52 : 절결부

33 : 취출구 34 : 수중증기분사형 물 가열기

35 : 노즐 41 : 천정판

42 : 凸부 51 : 평판

53 : 유로

본 발명은 탈기장치 내장형 복수기에 관한 것으로 특히 가스터빈복합(gas turbine combined cycle)용 탈기장치 내장형 복수기에 관한 것이다.

최근 가스터빈복합사이클발전플랜트에서는 매일 전력수요의 변화에 맞추어 플랜트의 운전·정지를 반복하는 데일리 스타트스톱(daily start stop)(DSS)운전이 행해지고 있다. 이러한 DSS운전에서는 기동이 필요한 시간을 단축하는 일이 필연적인 과제이고, 이 과제를 해결하기 위해서 여러가지 기술이 개발되어 왔다.

가스터빈복합사이클발전플랜트의 기동시간을 좌우하는 요인중 한가지는 증기터빈사이클측의 보일러급수의 용존산소농도의 기준치를 달성하기 위한 시간을 들 수 있다. 즉 급수는 주로 복수기에 저수되어 있지만, 복수기는 플랜트 정지중에 대기개방상태로 되는 일이 많다. 이것은 정지기간 중 진공을 유지하는 것보다는 대기개방상태로 한쪽이 경제적이기 때문이지만, 이와 같이 대기개방상태로 하면 복수기내의 저수와 대기가 접촉하여 대기중의 산소가 저수 중에 녹아 들어가고 저수의 용존산소농도가 포화상태에 가까운 상태로 된다.

이와 같이 다량의 산소를 포함한 급수를 보일러에 공급하면 발전플랜트구성기기가 전기화학반응 등에 의해서 부식된다.

따라서 보일러에 공급하기 전에 탈기장치로서 급수중의 산소를 제거하여 용존산소농도를 될 수 있는 한 낮은 값으로 관리한다. 현재 대용량의 발전플랜트에서는 보일러 급수 중 용존 산소농도의 기준치는 7ppb이하로 설정되어 있다.

여기서 탈기장치란 급수중의 용존산소를 산소이외의 가스와의 직접 접촉에 의한 용해도비평형반응을 이용하여 탈기하도록 한 장치이다. 그리고 상기 산소 이외의 가스로서는 수증기가 사용되고 있다.

복합사이클플랜트의 탈기수단에 대해서는 복수기내에 탈기장치를 설비하여 탈기하는 수단이 제안되어 있다. 예를들어 특개평 3-275903호 공보에 이러한 종류의 복수기가 기재되어 있고, 제5도에 개략을 나타냈다. 제5도에 있어서 부호1은 복수기를 외계로부터 차단하는 벽면을 나타내고 이 벽면(1)으로 둘러싸인 내부공간에는 관군부(2)가 설비되어 있다. 이 관군부(2)에는 배관을 거쳐서 진공펌프(5)가 접속되어 있다. 또한 관군부(2)는 배관(101)을 거쳐 격리된 온수저수조(3)와 연통하고 있고 배관(101)도중에는 연통을 차단하는 격리밸브(102)가 장착되어 있다. 온수저수조(3)의 상부에는 온수저수조의 저수를 탈기하는 탈기수단(103)이 설비되어 있고 온수저수조(3)의 하부에는 온수저수조의 저수를 수요처에 보내기 위한 급수펌프(104)가 배관을 거쳐서 접속되어 있다. 또 급수펌프(104)의 하류 측의 배관으로부터 배관(105)이 분기하고 있고, 이 배관(105)은 탈기수단(103)의 윗쪽에 접속되어 온수저수조의 저수를 탈기수단(103)으로 순환시키는 계통을 구성하고 있다. 또 탈기수단(103)의 아래쪽으로는 탈기수간(103)으로 수증기를 공급하기 위한 배관(106)이 접속되어 있다.

이러한 구성을 구비한 종래의 복수기에서는 온수저수조(3)를 격리밸브(102)에 의해서 관군부(2)로부터 완전히 차단할 수 있다. 그리고 복수기의 내부에 있어서 대부분의 저수를 축적하는 부분인 온수저수조(3)를 플랜트 정지시에 대기 개방하는 부분인 관군부(2)로부터 격리하여 진공상태를 유지하고, 저산소농도상태 그대로 저수를 보존해 놓아 다음 플랜트기동때에는 신속히 보일러로 급수하고자 하는 것이다.

또 특개평5-79776호, 특개평5-296007호 공보 등에는 온수저수조부에 급수의 유로를 설비함과 동시에 관군부에 탈기장치를 설비하여 온수저수조부의 물을 관군부의 사이에서 순환시켜 탈기하도록 한 복수기가 기재되어 있다.

그러나 상술한 종래의 복수기에서는 온수저수조측을 격리하여 진공상태를 유지한 경우에도 대기 개방되는 측에 일부의 물이 남고 이 물은 대기와 접촉하여 산소를 용해해 버린다.

또, 플랜트정지중일지라도 플랜트의 각부에서 복수기로 각종드레인 수가 유입한다. 그 수량은 수 톤에 달하여 온수저수조측에 저수되는 량의 20내지 30%정도를 차지하게 된다. 이물을 탈기하기 위해서는 온수저수조의 물과 혼합하여 탈기장치와 저수 사이를 순환시키는 방법밖에 없다. 또, 이 물을 계통밖으로 버리는 것은 동량의 물을 외부에서 보급해야 하므로 전혀 의미가 없다.

상술한 종래의 복수기에 내장된 탈기장치의 문제점을 이하에 정리하여 열거한다.

진공을 유지할 수 있는 온수저수조부를 갖지 않는 복수기에서는 플랜트 정지 중 대기개방조작에 의해서 산소가 수중에 포화농도 가까이 까지 용해되어 이것을 기준 농도까지 탈기하는데는 많은 수증기와 긴 시간이 필요하다.

진공을 유지할 수 있는 온수저수조부를 갖고 관군부 저수중에 수증기를 분산시켜 탈기하는 장치를 갖는 복수기에서도 기동개시 직후에 진공펌프를 운전하기 시작한지 얼마 지나지 않아 아직 압력이 높은 시점에서는 저수 중에 수증기를 도입해도 순간적으로 응축하여 탈기는 거의 행해지지 않고 물만을 가열할 뿐이다. 또 기포에 의한 물의 교반효과가 거의 없으므로 가열되는 물의 영역이 증기 취출 위치보다도 윗쪽에 한정된다. 한편 수증기 중에 물을 분산시키는 형식의 탈기장치는 큰 공간을 필요로 하고 더구나 진공펌프의 운전개시직후에는 아직 증기공간의 공기(산소)의 분압이 높아 거의 탈기 능력은 없다.

종래의 탈기장치에서는 복수기의 진공도가 상승하여 저수의 온도가 포화온도를 초과하여 과열수가 되어 플래시증발을 개시하고 나서 탈기가 진행되지만 이 경우 저수표층의 온도가 높은 부분만이 프래시되어 저수가 깊은 부분의 물은 가열되지 않고 차가운 상태이므로 플래시 증발하지 않고 따라서 탈기도 진행되지 않는다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해소하고 저산소농도 물의 수요처로 공급개시까지의 소요시간이 짧고 구조가 간단하고 공간부를 많이 필요로 하지 않고 컴팩트하고 경제적인 탈기장치 내장형 복수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구범위 제1항에 기재된 발명에 의한 탈기장치 내장형 복수기는 터빈으로부터의 수증기를 응축하는 관군부와 이 관군부에 의해서 생성된 응축수를 저수하는 온수저수조부와 이 온수저수조부에서 응축수를 취출하여 재차 온수저수조부로 귀환시키는 환류수단과 상기 온수저수조내의 응축수 중에 기포상태의 불활성인 가스를 주입하는 가스주입수단과 이 가스주입수단의 가스출구부 근처 응축수를 온도를 상승시키는 가열수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서 불활성인 가스로서는 질소가 적당하지만, 아르곤이나 그 밖의 불활성가스를 사용할 수 도 있다.

이하 불활성가스라고만 하여 설명한다.

청구범위 제2항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 가스주입수단이 상기 온수저수조내의 응축수 온도보다도 높은 온도의 불활성가스를 주입하도록 한 것을 특징으로 한다.

청구범위 제3항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 가스주입수단이 주입하는 불활성가스의 온도에 대응하는 포화압력에 대략 상당하는 분압을 갖는 수증기를 함유한 불활성가스를 주입하도록 한 것을 특징으로 한다.

청구범위 제4항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 가스주입수단이 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 대략 평판형상이 되도록 나란하게 형성된 중공사상체의 집합체를 구비하고, 이 중공사상체의 집합체는 상기 온수저수조의 저면에 대해서 대략 평행하게 배치되고, 상기 가열수단은 상기 중공사상체의 집합체 바로 위에 설비된 수증기 분사관을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제5항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 가스주입수단이 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 가늘고 긴 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체를 구비하고 이 중공사상체의 집합체는 저수수위보다도 높은 벽면으로 구획된 온수저수조내의 가늘고 긴 공간에 상기 온수저수조의 저면에 ㄷ하여 대략 평행하게 배치되고, 상기 가열수단은 상기 환류수단의 유로 도중에 설비된 수증증기분사형 물 가열기를 구비하고 상기 환류수단은 응축수를 상기 온수저수조내의 가늘고 긴 공간의 일단에 환류시키도록 한 것을 특징으로 한다.

청구범위 제6항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 온수저수조내의 응축수를 윗쪽에 존재하는 기체공간의 일부를 상기 관군부에서 격리하는 격리수단을 갖고, 이 격리수단에 의해서 격리된 기체공간내를 물로 충전하는 물 충전수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제7항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 상기 격리수단은 상기 관군부의 아래쪽으로 상기 온수저수조의 저면으로부터 이간하여 설비된 청정판을 구비하고 이 천정판은 상기 온수저수조의 저면에 세워설치되어 응축수의 유로를 형성하는 평판으로 지지되고 상기 응축수의 유로 일단에 상기 환류수단의 응축수를 취출부를 설비하고 상기 응축수의 유로 타단에는 상기 환류수단의 응축수 귀환부를 설비하고 상기 응축수의 유로의 도중에 상기 가스발생수단의 가스출구부를 설비한 것을 특징으로 한다.

청구범위 제8항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 청구범위 제6항 또는 청구범위 제7항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기를 기동하는 방법으로서, 관군부에 냉각수가 유통되기 시작한 후 복수기 내의 기체 배출을 개시하기 전에 온수저수조내의 응축수중으로의 불활성가스의 주입을 개시하고 가스주입개시와 동시 또는 소정시간 경과 후에 응축수의 가열을 개시하고, 복수기내의 기체를 배출하여 복수기내의 압력을 소정치까지 감압하는 과정에서 응축수가 소정의 용존산소농도에 도달할 때까지 연속적 또는 단속적으로 가스주입 및 응축수가열을 계속하는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제9항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기는 청구범위 제6항 또는 청구범위 제7항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기를 정지하는 방법으로서 복수기내에 외부의 공기가 도입되기 전에 격리수단에 의해서 격리된 기체공간으로부터 기체를 배출하여 기체가 배출된 부분에 물 청전수단에 의해서 물을 충전하는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제1항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 가스주입수단이 응축수중의 용존산소를 탈기하기 위해서 기포상태의 불활성가스를 응축수중에 주입한다. 주입된 불활성가스는 수중에서 응축하여 소멸하지 않고 응축수와의 사이에서 유효하게 접촉면적을 유지하여 탈기작용을 효과적으로 달성한다. 또 응축수중에 기포상태로 주입된 불활성가스는 응축수와의 사이에서 큰 접촉면적을 갖고 용존산소를 효율적으로 기포내에 도입한다. 또 가열수간은 가스주입수단의 가스출구부 근처의 응축수의 온도를 상승시킨다. 응축수의 온도가 상승하면, 불활성가스의 기포내의 수증기 분압이 상승하여 기포직경을 크게 성장시켜 기포의 표면적을 확대시키는 동시에 기포내에 도입된 산소의 분압을 낮추고 더 많은 산소를 기포내에 도입할 수 있게 된다.

청구범위 제2항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 가스주입수단이 온수저수조내의 응축수 온도보다 높은 온도의 불활성가스를 응축수중에 주입한다. 이와같이 불활성 가스의 온도가 응축수보다도 높은 경우에는 기포주위의 응축수가 기포내에 증발하기 쉽게 된다. 그리고 기포주위의 응축수가 수증기의 형으로 기포에 도이되어 기포가 성장하면 기포에 의한 용존산소의 탈기작용이 촉진된다.

청구범위 제3항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 가스주입수단이 주입하는 불활성가스의 온도에 대응하는 포화압력에 대략 상당하는 분압을 갖는 수증기를 함유한 불활성가스를 주입한다. 이와같이 수증기를 함유한 불활성가스는 수중에서 발생하는 기포의 직경을 주입 당초부터 성장이 용이한 직경이 되게 하여 응축수내에서의 기포의 성장을 촉진하고, 용존산소의 탈기작용이 촉진된다.

청구범위 제4항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 가스주입수단이 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 대략 평판형상이 되도록 나란하게 형성된 중공사상체의 집합체로부터 응축수중에 불활성가스를 주입한다.

중공사상체의 집합체로부터 주입되는 불활성가스는 응축수중에서 미소한 기포를 형성하여 기포끼리 합체하기 어렵고 방대한 수의 미소한 기포가 응축수중에 효율적으로 형성된다. 이때문에 기포전체의 표면적이 커져 용존산소의 탈기작용이 촉진된다. 또 가열수단은 중공사상체의 집합체의 바로위에 설비된 수증기분사관으로부터 응축수중으로 수중기를 분사한다. 분사된 수증기는 응축수를 가열하여 이 응축수의 속에 주입된 불활성가스의 기포성장이 촉진되어 용존산소의 탈기작용이 촉진된다.

청구범위 제5항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 가스주입수단이 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 가늘고 긴 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체로부터 응축수중에 불활성가스를 주입한다. 중공사상체의 집합체로부터 주입되는 불활성가스는 응축수중에서 미소한 기포를 형성하여 기포끼리 합체하기 어렵고 방대한 수의 미소한 기포가 응축수중에 효율적으로 형성된다. 이때문에 기포전체의 표면적이 커져 용존산소의 탈기작용이 촉진된다. 또 중공사상체의 집합체는 저수수위보다도 높은 벽면에서 구획된 온수저수조내의 가늘고 긴 공간에 배치되어 있고 이 가늘고 긴 공간에 의해서 응축수의 유동방향이 정해진다. 또 가열수단은 환류수단의 유로 도중에 설비된 수중수기분사형 물 가열기에 의해서 환류수단의 유로내를 흐르는 응축수를 가열한다. 그리고 환류수단은 가열된 응축수를 중공사상체의 집합체가 배치된 가늘고 긴 공간의 일단으로 환류시킨다. 이와같이 응축수를 화류수단의 유로내에서 가열함으로서 응축수 전체가 골고루 가열되는 동시에 불활성가스의 기포를 응축수내에 널리 분포시킬 수 있어 용존산소의 탈기작용이 촉진된다.

청구범위 제6항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 격리수단이 온수저수조내의 응축수의 윗쪽에 존재하는 기체공간의 일부를 관군부에서 격리하고 물 충전수단은 격리수단에 의해서 격리된 공간내를 물로 충전한다. 이와같이 공간의 격리 및 물의 충전이 행해지면 복수기내에 공기가 도입된 경우에도 격리공간내에 있는 물이 공기에 접촉되는 일이 없어, 공기중의 산소가 격리공간내의 물에 녹아들어 가는 일이 없다.

청구범위 제7항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 있어서는 평판에 의해서 형성된 응축수의 유로가 온수저수조내의 응축수의 유동방향을 정한다. 그리고 응축수의 유로 일단에 설비된 환류수단의 응축수 취출부에서 온수저수조내의 응축수가 취출되고 취출된 응축수는 응축수 유로의 타단에 설비된 응축수 귀환부에서 온수저수조내로 복귀한다. 이때문에 온수저수조내에서 응축수의 피스톤흐름 상태가 형성된다. 이와 같이 피스톤흐름상태가 형성되면 응축수 전체를 가스주입수단의 가스출구부 부근으로 유동시킬 수 있기 때문에 불활성가스의 기포를 응축수 전체에 골고루 분포시키는 것이 가능하고, 용존산소의 탈기작용이 촉진된다. 또 천정판은 평판으로 지지되어 있기 때문에 천정판 위에 관군 구성물을 재치하더라도 강도적 측면에서는 문제없다.

청구범위 제8항기재의 탈기장치 내장형 복수기의 기동방법에 있어서는 관군부에 냉각수가 유통하기 시작한 후 복수기내 기체의 배출을 개시하기 전에 온수저수조내의 응축수 중에 불활성가스의 주입을 개시하여 기포가 응축수 전체에 골고루 분포하기 위한 시간을 충분히 확보한다. 그리고 가스주입개시와 동시 또는 소정시간 경과후에 응축수의 가열을 개시하고 응축수 중 기포의 성장개시를 제어하여 용존산소의 탈기작용을 제어한다. 또 복수기내의 기체를 배출하여 복수기내의 압력을 소정치까지 감압하는 과정에서 응축수가 소정 용존산소농도에 도달할때까지 연속적 또는 단속적으로 가스주입 및 응축수가열을 계속하여 용존산소를 효율적으로 탈기 한다.

청구범위 제9항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기의 정지방법에 있어서는 복수기내에 외부의 공기가 도입되기 전에 격리수단에 의해서 격리된 기체공간에서 기체를 배출하여 기체가 배출된 부분에 물 충전수단에 의해서 물을 충전한다. 이 때문에 격리공간으로의 공기의 침입이 방지되고 공기중의 산소가 격리공간내의 물에 녹아 들어가는 일이 없다.

[실시예]

이하, 본 발명에의한 탈기장치 내장형 복수기의 1실시예에 관해서 제1도 내지 제4도를 참조하여 설명한다. 또 제5도에 나타낸 종래의 복수기와 동일한 구성부재에는 동일부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 탈기장치 내장형 복수기는 온수저수조(3)의 일변에 불활성가스의 기포를 수중에 발생시키기위한 다공질의 중공사상체(11)가 평판상으로 형성되고 복수기체의 저면판에 평행하게 부설되어 있다. 여기서, 다공질중공사상체로서는 폴리에틸렌등의 고분자소재 또는 세라믹이 바람직하다.

또 다공질중공사상체(11)의 윗쪽에는 증기를 수중에 분사하기 위한 증기분사관(노즐관)(12)이 부설되어 있다. 또, 다공질중공사상체(11)에는 불활성가스를 공급하기위한 배관(21)이 접속되어 있고, 이 배관(21)의 도중에는 상기 가열식 히터(22)가 장착되어 있다. 이 히터(22)는 불활성가스의 온도를 복수기내의 저수의 온도보다도 높은 온도까지 가열할 수 있다. 또한 배관(21)으로부터 분기한 배관(24)에는 보일러(23)가 접속되어 있고, 배관(24)을 거쳐 수증기를 공급하여 불활성가스와 혼합시킬 수 있다. 여기서 보일러(23)는 불활성가스의 그 온도에서의 포화압력에 상당하는 분압의 수증기를 불활성가스에 혼입시킬 수 있다. 또, 히터(22)는 전기 가열식에 한정되지 않고 증기가열식, 온수가열식, 가스가열식등의 각종 형식의 것을 사용할 수 있다.

다공질중공사상체(11)는 복수기본체의 측면판과 통상의 저수수위 보다도 높은 칸막이판(31)에 의해서 형성되는 가늘고 긴 유로내에 배치되어 있다. 칸막이판(31)은 그 일단에 온수저수조저면판과의 사이에 개구부를 형성하는 절결부(32)를 갖고 있다. 또 온수저수조물을 환류시키는 배관계통(4)은 온수저수조의 저면의 귀퉁이부(33)로부터 저수를 취출하고 배관계통(4)의 도중에는 증기를 물과 혼합하여 물을 가열하는 형식의 수중증기분사형 물 가열기(인라인히터)(34)가 장착되어 있다.

그리고 온수저수조(3)로의 복귀부는 저수를 취출하는 귀퉁이부(33)에 대하여 온수저수조저면판의 대각위치이고 또 다공질 중공사상체를 배치한 유로에 설비되고 이 복귀부에는 수류를 가속하기 위한 끝이가는 노즐(35)이 설치되어 있다.

온수저수조(3)에 있어서 다공질중공사상체(11)를 배치한 부분이외의 부분에는 공간부를 관군부(2)로부터 격리하는 천정판(41)이 배치되어 있고, 이 천정판(41)의 상부에는 관군부(2)가 휨을방지하는 지지판(6)이 재치되어 있다. 천정판(41)의 일부에는 다른 부분보다도 높은 凸부(42)가 설비되어 있다. 이 凸부(42)에는 배관(43)이 접속되어 있고, 이 배관(43)은 복수기내의 기체를 배기하기위한 진공펌프(도시를 생략)에 접속되어 있다.

온수저수조저면판과 천정판(41)사이에는 복수의 평판(51)이 세워설치되어 있고 이들 평판(51)은 천정판(41)을 지지하는 동시에 제3도에 나타낸 바와 같이 유로(53)를 형성하고 있다.

평판(51)의 상변에는 복수의 절결부(52)가 형성되어 있고 천정판(41)과의 접합부의 유로(53)사이는 연통로가 형성되어 있다.

절결부(52)중 하나는 천정판(41)의 凸부(42)와 같은 위치에 형성되어 있고 이 절결부(52)에 의해서 유로(53)사이를 연락하는 통로가 형성되어 있다. 또 평판(51)에 의해서 구성되는 유로(53)는 온수저수조내에서 일순하는 유로를 형성하고 그 중도에 온수저수조물의 취출구(33)와 온수저수조의 물의 복귀구 및 불활성가스기포의 발생장소가 설치되어 있다.

다음에 본 실시예의 작용에 관해서 설명한다. 다공질중공사상체(11)는 불활성가스를 저수중에 기포로서 주입하여 수중의 용존산소가 탈기될 이동처로서의 기포를 수중에 다수형성시킨다. 불활성가스로서는 질소, 아르곤등이 바람직하고 불활성가스는 물에 녹아들어 가기 때문에 유효하게 저수와의 접촉면을 유지하면서 산소를 도입한다. 다공질중공사상체(11)는 평판상으로 형성하여 온수저수조(3)의 저면에 평행히 배치되어 있기 때문에 불활성가스의 기포를 1마이크로미터 정도의 미소한 직경으로 형성시킨 경우 이들의 미소한 기포가 서로 접촉, 합체하여 큰 기포가 되는 것이 어렵다. 이때문에 매우 미소한 기포를 방대한 수만큼 형성할 수 있어 불활성가스의 주입략에 대하여 발생기포의 표면적을 효과적으로 크게 할 수 있다. 또 저수중에 기포를 형성하여 저수중의 용존산소를 탈기하는 형식이므로 탈기장치를 위한 큰 공간이 필요없고 복수기의 대형화를 막을 수 있다.

불활성가스기포발생부의 바로위에 배치된 증기분사관(12)은 증기를 수중에 분사하여 불활성가스의 기포발생부근처의 저수온도를 상승시킨다. 이것에 의해서 불활성가스의 주위의 수온이 높아져 기포내의 수증기분압이 상승하여 기포가 크게 성장하고 기포의 표면적이 확대하여 주위의 물로부터 산소를 도입하는 면적을 증대시키는 동시에 기포내에 도입한 산소의 분압을 저하시켜 더 많은 산소를 기포내에 도입할 수 있게 된다.

불활성가스를 가열하는 히터(22)는 저수중에 주입되는 불활성가스의 온도를 저수의 온도보다도 높은 온도까지 가열한다. 그러면 불활성가스기포중에 주위의 저수가 증발하기 쉬운 상태로 되어, 기포내에 저수의 도입되어 기포가 성장한다. 또 보일러(23)는 주수중에 주입되는 불활성가스에 그온도에 대한 포화압력에 상당하는 분압의 수증기를 함유시킨다. 이렇게 하여 수중에서 발생하는 기포는 처음부터 성장이 용이한 직경으로 형성되므로 기포의 성장이 한층더 촉진된다.

불활성가스발생부를 가늘고 길게 구획하는 칸막이판(31)은 그 부분의 저수에 방향성을 갖는 유동을 부여한다. 또 칸막이판(31)의 일부에 설비된 절결부(32)는 물의 잠입둑을 형성하여 물의 흐름을 확보하면서 기체가 잠입되지 않도록 한다.

또 온수저수조물을 환류시키는 배관계통(4)의 도중에 설치된 수중증기분사형 물 가열기(인라인히터)(34)는 온수저수조물을 가열하여 온도상승시킨 후에 온수저수조(3)의 불활성가스발생부의 유로구획으로 환류시킨다. 이때문에 온수저수조(3)의 다른 부분의 아직 불활성가스기포를 포함하지 않는 부분의 물을 승온시킨후에 불활성가스기포를 함유시킬 수 있기 때문에, 온수저수조 저수전체를 골고루 승온하고 또한 불활성가스기포를 함유시킬 수 있다.

한편 천정판(41)은 온수저수조(3)의 일부의 기체공간을 관군부공간으로부터 격리한다. 또 천정판(41)의 일부에 형성된 부(42)는 온수저수조(3)내의 수면이 상승하더라도 최후에 남는 기체공간을 형성하고 거기에 온수저수조(3)내의 기체를 집적시킨다. 집적된 기체는 배관(43)을 거쳐 진공펌프(5)에 의해서 배기되어, 격리내부의 기체는 전부 제거된다. 또 이에 의해서 복수기내에 공기가 도입된 경우에 온수저수조격리내의 물이 공기와 접촉되는 것을 방지하여 공기중의 산소가 쉽게 저수중에 칩투하지 못하게 된다.

평판(51)은 천정판(41)을 온수저수조(3)의 바닥부에서 지지하고 있기 때문에 천정판(41)의 상부에 관군부(2)가 휘는 것을 방지하는 지지판(6)을 재치한 경우에도 지지판(6)을 복수기저면판으로부터 지지하기 위한 추가의 지지구조물이 불필요하여 구조상 간소화를 도모할 수 있게 된다. 또 평판(51)은 온수저수조부의 유로형성의 안내판으로서 겸용되고 있고 온수저수조내의 물의 유동방향을 정한다. 따라서 이 유로의 중도에 온수저수조물의 환류유로의 물 취출구(33)와 끝이가는 노즐(35)이 설비된 물 복귀구와 불활성가스기포의 발생장소를 설비함으로서, 온수저수조물 전체가 거의 혼합되지 않게 흐르는 소위 피스톤흐름상태를 만들어 낼 수 있다. 또 물복귀구에 끝이가는 노즐(35)을 설비함으로서 환류 유로인 배관계통(4)의 내부의 유량보다도 큰 유량을 유로(53)로 순환시킬 수 있다.

이것에의해서 대량의 온수저수조물을 불활성가스 기포발생부에 효율적으로 유통시킬수 있어 온수저수조물 전체에 불활성 가스기포를 신속히 또한 골고루 함유시킬 수 있다.

이상 기술한 바와 같이 본 실시예에 의하면 불활성가스의 기포를 미세한 직경으로 대단히 많이 발생시켜 저수중에 골고루 함유시키고 또 그 기포가 성장하기 쉽게 온도를 상승시키고 또 미리 수증기를 함유시켜 기포를 형성시키도록 했기때문에 진공펌프에 의한 감압에 의해서 빠르게 기포가 성장하고 아울러 그 주위 저수중의 용존산소를 신속하게 도입하고, 저수중의 용존산소농도를 매우 짧은 시간에 저하시킬 수 있다.

또 온수저수조(3)대부분의 저수를 천정판에 의해서 일부의 수밀봉부를 제외하고 관군부(2)로부터 격리할 수 있도록 했기 때문에 수시간 정도의 플랜트정지시간이면 외부에서 공기가 도입되더라고 저수로의 산소 용해를 효과적으로 방지할 수 있어 매우 짧은 시간에 저수를 수요처로 보낼 수 있다.

상술한 효과에 의해서 복수기가 속한 플랜트전체의 기동소요시간을 대폭 단축하여 그 사이에 필요한 동력·증기등에 대한 경제적 부담도 경감할 수 있다.

다음에 상기 실시예의 탈기장치 내장형 복수기의 기동방법의 1실시예에 관해서 설명한다.

이 탈기장치 내장형 복수기를 기동하는 데 있어서, 우선, 냉각수를 관군부(2)에 통수한다. 그리고 냉각수계통이 안정된 후에 진공펌프(5)을 기동하여 복수기내의 기체를 배기하여 압력을 낮춘다. 여기서 냉각수 통수개시로부터 진공펌프기동까지의 시간은 시스템에 따라 다르지만, 진공펌프(5)가 기동하기전에 불활성가스의 주입을 개시한다. 또 저수의 가열개시를 불활성가스기포의 발생과 동시 또는 기포발생으로부터 임의시간 경과한 후로 할지 여부를 선택한다.

이와 같이 본 실시예에 있어서는 진공펌프(5)가 기동하기 전에 불활성가스의 주입을 개시하도록 했으므로 기포가 저수중에 골고루 분포하기위한 시간을 충분히 길게 잡을 수 있다.

또 저수의 가열개시를 불활성가스기포의 발생과 동시 또는 기포발생으로부터 임의시간 경과한 후로 할지 여부를 선택하도록 했기 때문에 수중의 불활성가스기포의 성장개시를 제어하여 수중의 용존산소를 불활성가스기포에 도입하여 탈기작용을 제어할 수 있다.

다음에 상기 실시예의 탈기장치 내장형 복수기의 정지방법의 1실시예에 관해서 설명한다.

이 탈기장치 내장형 복수기를 정지하는 때에는 우선 외부의 공기가 복수기내에 도입되기 전에 관군부(2)로부터 격리된 온수저수조(3)의 공간에 존재하는 기체를 凸부(42)로부터 배관(43)을 거쳐 진공펌프(5)에 의해서 배기하고 그 부분을 물로 채움으로서 그 공간으로의 공기의 침입을 방지한다. 이때 불활성가스발생부의 유로를 형성하는 칸막이판(31)의 일부의 절결부(32)의 개구부보다도 그 유로부의 수위가 낮게 될때에는 보급수를 유입시켜 항상 수위를 절결부 개구부보다도 높게 유지한다.

이와 같이 본 실시예에 있어서는 외부의 공기가 복수기내에 도입되기 전에 온수저수조(3)의 격리공간에 존재하는 기체를 배기하여 그 부분을 물로 채우도록 했기 때문에 이 부분으로 공기 침입이 방지되어 공기중의 산소가 물에 용해하는 것을 방지할 수 있다. 또 절결 개구부보다도 항상 수위를 높게 유지하도록 했기 때문에 공기가 온수저수조격리부의 내부로 침입하는 일이 없다.

청구범위 제1항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 의하면 가스주입수단은 온수저수조내의 응축수 속에 기포상태의 불활성가스를 주입하고 가열수단은 가스주입수단의 가스출구부 부근의 응축수의 온도를 상승시키도록 했으므로 온수저수조내의 응축수중의 용존산소를 매우 신속히 제거할 수 있고 탈기에 필요한 동력등의 경제적부담이 경감될 뿐만 아니라 저산소농도의 물을 단시간에서 수요처에 공급하여 발전플랜트의 이용효율을 향상시킬 수 있다. 또 기포상태의 불활성가스에 의해서 지극히 효율적이고 또한 신속히 응축수중의 용존산소를 탈기할 수 있으므로 종래의 복수기의 온수저수조의 공간을 확장할 필요가 없고 복수기의 대형화를 방지하면서 용존산소를 적절히 탈기할 수 있다.

청구범위 제2항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기에 의하면 가스주입수단이 온수저수조내의 응축수의 온도보다도 높은 온도의 불활성가스를 응축수중에 주입하도록 했기 때문에 응축수중의 용존산소의 탈기를 더 효율적이고 또한 신속히 행할 수 있다.

청구범위 제3항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 의하면 가스주입수단이 주입하는 불활성가스의 온도에 대응하는 포화압력에 대략 상당하는 분압을 갖는 수증기를 함유한 불활성가스를 주입하도록 했으므로 응축수중의 용존산소의 탈기를 더 효율적이고 또한 신속히 행할 수 있다.

청구범위 제4항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 의하면, 가스주입수단은 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체로부터 응축수중으로 불활성가스를 주입하여 가열수단이 중공사상체의 집합체의 바로 위에 설비된 수증기분사관으로부터 응축수중에 수증기를 분사하도록 했으므로 응축수중의 용존산소의 탈기를 더 효율적이고 또한 신속히 행할 수 있다.

청구범위 제5항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 의하면 가스주입수단은 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체적으로 가늘고 긴 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체로부터 응축수중에 불활성가스를 주입하고 중공사상체의 집합체는 저수수위 보다도 높은 벽면으로 구획된 온수저수조내의 가늘고 긴 공간에 배치되어 가열수단이 환류수단의 유로의 도중에 설비된 수중수기분사형 물 가열기에 의해서 환류수단의 유로내를 흐르는 응축수를 가열하고, 환류수단은 가열된 응축수를 중공사상체의 집합체가 배치된 가늘고 긴 공간의 일단에 환류시키도록 했기 때문에 응축수중의 용존산소의 탈기를 더 효율적이고 또한 신속히 행할 수 있다.

청구범위 제6항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 의하면, 격리수단은 온수저수조내의 응축수의 윗쪽에 존재하는 기체공간의 일부를 관군부에서 격리하고 물 충전수단은 격리수단에 의해서 격리된 공간내를 물로 충전하도록 했기 때문에 복수기 내에 공기가 도입된 경우라도 공기중의 산소가 격리공간내의 물에 녹아 들어가는 일이 없이 발전플랜트를 기동할 때에 지극히 단시간에 응축수중의 용존산소를 탈기할 수 있다.

청구범위 제7항기재의 탈기장치 내장형 복수기에 의하면 평판에 의해서 응축수의 유로를 형성하고 이 응축수의 유로의 일단에 설비된 환류수단의 응축수 취출부에서 온수저수조내의 응축수를 취출하여 응축수의 유로의 타단에 설비된 응축수 귀환부에서 응축수를 온수저수조내로 복귀하도록 했기 때문에 불활성가스의 기포를 응축수 전체에 골고루 분포시켜 용존산소의 탈기작용을 촉진시키고 응축수중의 용존산소를 매우 효율적이고 또한 신속히 탈기할 수 있다. 또한, 천정판은 평판으로 지지되어 있기 때문에 천정판 위에 관군구성물을 재치할 수 있어 복수기내부의 구조를 간소화할 수 있다.

청구범위 제8항기재의 탈기장치 내장형 복수기의 기동방법에 의하면 관군부에 냉각수가 유통하기 시작한 후에 복수기내의 기체의 배출을 개시하기 전에 온수저수조내의 응축수중에의 불활성가스의 주입을 개시하여 가스주입개시와 동시 또는 소정시간경과 후에 응축수의 가열을 개시하여 복수기내의 기체를 배출하고 복수기내의 압력을 소정치까지 감압하는 과정에서 응축수가 소정의 용존산소농도에 도달할때까지 연속적 또는 단속적으로 가스주입 및 응축수가열을 계속하도록 했기 때문에 복수기를 기동할때에 응축수중의 용존산소를 신속하고 또한 적절히 탈기할 수 있다.

청구범위 제9항에 기재의 탈기장치 내장형 복수기의 정지방법에 의하면 복수기내에 외부의 공기가 도입되기 전에 격리수단에 의해서 격리된 기체공간에서 기체를 배출하여 기체가 배출된 부분에 물 충전수단에 의해서 물을 충전하도록 했기 때문에 복수기내에 공기가 도입된 경우에도 공기중의 산소가 격리공간내의 물에 녹아 들어가는 일이 없고 발전플랜트의 운전을 재개할때에 응축수중의 용존산소를 신속히 제거할 수 있다.

Claims (9)

1. 터빈으로부터의 수증기를 응축하는 관군부와, 상기 관군부에 의해서 생성된 응축수를 저수하는 온수저수조부와, 상기 온수저수조부에서 응축수를 취출하고 재차 온수저수조부로 귀환시키는 환류수단과, 상기 온수저수조내의 응축수 중에 기포상태의 불활성인 가스를 주입하는 가스주입수단과, 상기 가스주입수단의 가스출구부 근방의 응축수의 온도를 상승시키는 가열수단을 구비한 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가스주입수단은 상기 온수저수조내의 응축수의 온도보다 높은 온도의 불활성인 가스를 주입하도록 한 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
3. 상기 가스주입수단은 주입하는 불활성인 가스의 온도에 대응하는 포화압력에 대략 상당하는 부압을 갖는 수증기를 함유한 불활성인 가스를 주입하도록 한 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
4. 상기 가스주입수단은 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체로서 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체를 구비하고 상기 중공사상체의 집합체는 상기 온수저수조의 저면에 대하여 대략 평행하게 배치되고, 상기 가열수단은 상기 중공사상체의 집합체 바로위에 설비된 수증기분사관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 가스주입수단은 다공질의 벽면을 갖는 복수의 중공사상체를 전체로서 가늘고 긴 대략 평판형상이 되도록 나란히 형성된 중공사상체의 집합체를 구비하고 상기 중공사상체의 집합체는 저수수위보다도 높은 벽면으로 구획된 온수저수조내의 가늘고 긴 공간에 상기 온수저수조의 저면에 대하여 대략 평행히 배치되고 상기 가열수단은 상기 환류수단의 유로 도중에 설비된 수중증기분사형 물 가열기를 구비하고 상기 환류수단은 응축수를 상기 온수저수조내의 가늘고 긴 공간의 일단에 환류시키도록 한 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 온수저수조내의 응축수 윗쪽에 존재하는 기체공간의 일부를 상기 관군부로부터 격리하는 격리수단을 갖고 상기 격리수단에 의해서 격리된 기체공간내를 물로 충전하는 물 충전수단을 갖는 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
7. 상기 격리수단은 상기 관군부의 아래쪽으로 상기 온수저수조의 저면으로부터 이간하여 설비된 천정판을 구비하고 상기 천정판은 상기 온수저수조의 저면에 세워설치되어 응축수의 유로를 형성하는 평판으로 지지되고 상기 응축수 유로의 일단에 상기 환류수단의 응축수 취출부를 설비하고 상기 응축수 유로의 타단에 상기 환류수단의 응축수 귀환부를 설비하고 상기 응축수의 유로 도중에 상기 가스주입수단의 가스출구부를 설비한 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기.
8. 제1항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기를 기동하는 방법으로서 관군부에 냉각수가 유통하기 시작한 후에 복수기내 기체의 배출을 개시하기 전에 온수저수조내의 응축수중에 불활성인 가스의 주입을 개시하고 가스주입개시와 동시 또는 소정시간경과 후에 응축수의 가열을 개시하고 복수기내의 기체를 배출하여 복수기내의 압력을 소정치까지 감압하는 과정에서 응축수가 소정의 용존산소농도에 도달할 때까지 연속적 또는 단속적으로 가스주입 및 응축수가열을 계속하는 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기의 기동방법.
9. 제6항에 기재된 탈기장치 내장형 복수기를 정지하는 방법으로서 복수기내에 외부의 공기가 도입되기 전에 격리수단에 의해서 격리된 기체공간으로부터 기체를 배출하고, 기체가 배출된 부분에 물 충전수단에 의해서 물을 충전하는 것을 특징으로 하는 탈기장치 내장형 복수기의 정지방법.