KR20180127512A - 증기 터빈 플랜트 - Google Patents

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미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

증기 터빈 플랜트에 있어서, 축심 방향의 일단부에 고압 터빈부(25)가 마련되고 타단부에 중압 터빈부(26)가 마련되는 고중압 터빈(21)과, 고중압 터빈(21)과 동축 상에 배치되는 저압 터빈(22, 23)과, 저압 터빈(22, 23)에서 사용된 증기를 냉각하여 응축함으로써 복수로 하는 복수기(33, 34)와, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 제2 고압 급수 가열기(50)를 마련한다.

Description

증기 터빈 플랜트
본 발명은, 원자력 발전 플랜트나 화력 발전 플랜트 등에 이용되는 증기 터빈 플랜트에 관한 것이다.
예를 들면, 원자력 발전 플랜트는, 증기 발생기에서 생성된 증기를 증기 터빈으로 보내어, 접속된 발전기를 구동하여 발전을 행하는 것이다. 일반적으로, 증기 터빈은, 고압 터빈과 중압 터빈과 저압 터빈으로 구성되고, 고압 터빈에서 사용된 증기는, 고압 습분(濕分) 분리 가열기에 의하여 습분이 제거되고 가열된 후 중압 터빈으로 보내지며, 중압 터빈에서 사용된 증기는, 저압 습분 분리 가열기에 의하여 습분이 제거되어 가열된 후 저압 터빈으로 보내진다. 그리고, 증기 터빈에서 사용된 증기는, 복수기(復水器)에서 냉각되어 복수가 되고, 이 복수는, 저압 급수 가열기나 고압 급수 가열기 등에서 가열된 후에 증기 발생기로 되돌아간다.
이와 같은 원자력 발전 플랜트로서는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.
선행기술문헌
특허문헌
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 소62-218606호
종래의 원자력 발전 플랜트에서는, 고압 급수 가열기는, 고압 습분 분리 가열기에 의하여 습분이 제거되고 가열된 증기나 중압 터빈으로부터 추기(抽氣)된 증기에 의하여, 복수기로부터 배출된 복수를 가열하고 있다. 이로 인하여, 고압 습분 분리 가열기로부터의 증기를 사용하는 경우에는, 고압 습분 분리 가열기에서의 압력 손실이 커져, 결과적으로 복수를 가열하기 위한 증기의 유효 이용이 이루어져 있지 않다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것이고, 열손실을 저감하여 성능의 향상을 도모하는 증기 터빈 플랜트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기 터빈 플랜트는, 축심 방향의 일단부에 고압 터빈부가 마련되고 타단부에 중압 터빈부가 마련되는 고중압 터빈과, 상기 고중압 터빈과 동축 상에 배치되는 저압 터빈과, 상기 저압 터빈에서 사용된 증기를 냉각하여 응축함으로써 복수로 하는 복수기와, 상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 상기 복수를 가열하는 급수 가열기를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 증기가 고압 터빈부, 중압 터빈부, 저압 터빈의 순서대로 공급되어 각 터빈을 구동하고, 저압 터빈에서 사용된 증기가 복수기에서 냉각되어 응축됨으로써 복수가 되며, 급수 가열기에서 가열되어 증기가 된다. 이때, 급수 가열기는, 고압 터빈부로부터 배출된 증기가 직접 공급되어 복수를 가열하는 점에서, 증기의 유효 이용을 도모할 수 있고, 열손실을 저감하여 성능의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 증기 터빈 플랜트에서는, 상기 급수 가열기는, 복수의 흐름 방향을 따라 직렬로 복수 배치되고, 복수의 흐름 방향의 최하류 측에 배치되는 상기 급수 가열기는, 상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 고압 터빈부로부터의 증기를 최하류 측의 급수 가열기로 보내어, 이 급수 가열기가 고압 터빈부로부터의 증기에 의하여 복수를 가열하는 점에서, 급수 가열기에서 증기에 의하여 가열되는 복수를 양호한 효율로 원하는 온도까지 가열할 수 있다.
본 발명의 증기 터빈 플랜트에서는, 상기 급수 가열기는, 저압 급수 가열기와 고압 급수 가열기가 복수의 흐름 방향을 따라 직렬로 배치되고, 상기 고압 급수 가열기는, 상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 고압 터빈부로부터의 증기를 하류 측의 고압 급수 가열기로 보내어, 이 고압 급수 가열기가 고압 터빈부로부터의 증기에 의하여 복수를 가열하는 점에서, 고압 급수 가열기에서 증기에 의하여 가열되는 복수를 양호한 효율로 원하는 온도까지 가열할 수 있다.
본 발명의 증기 터빈 플랜트에서는, 상기 중압 터빈부로부터 배출된 증기의 습분을 제거함과 함께, 상기 고압 터빈으로부터 배출된 증기에 의하여 가열하는 저압 습분 분리 가열기가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 저압 습분 분리 가열기는, 중압 터빈부로부터 배출된 증기의 습분을 제거하고 고압 터빈으로부터 배출된 증기에 의하여 가열하는 점에서, 추가적인 증기의 유효 이용을 도모함으로써, 열손실을 저감할 수 있다.
본 발명의 증기 터빈 플랜트에 의하면, 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 급수 가열기를 마련하므로, 증기의 유효 이용을 도모할 수 있고, 열손실을 저감하여 성능의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은, 제1 실시형태의 원자력 발전 플랜트를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서의 복수와 증기의 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 3은, 제2 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서의 복수와 증기의 흐름을 나타내는 개략도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 증기 터빈 플랜트의 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.
[제1 실시형태]
도 1은, 제1 실시형태의 원자력 발전 플랜트를 나타내는 개략 구성도이다.
제1 실시형태의 원자로는, 경수(輕水)를 원자로 냉각재 및 중성자 감속재로서 사용하여, 노심 전체에 걸쳐 비등하지 않는 고온 고압수로 하고, 이 고온 고압수를 증기 발생기로 보내어 열교환에 의하여 증기를 발생시키며, 이 증기를 터빈 발전기로 보내어 발전하는 가압수형 원자로(PWR: Pressurized Water Reactor)이다.
제1 실시형태의 가압수형 원자로를 갖는 원자력 발전 플랜트에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 원자로 격납 용기(11)는, 내부에 가압수형 원자로(12) 및 증기 발생기(13)가 격납되어 있고, 이 가압수형 원자로(12)와 증기 발생기(13)는 배관(14, 15)을 통하여 연결되어 있으며, 배관(14)에 가압기(16)가 마련되고, 배관(15)에 1차 냉각수 펌프(17)가 마련되어 있다. 이 경우, 감속재 및 1차 냉각수(냉각재)로서 경수를 이용하고, 노심부에 있어서의 1차 냉각수의 비등을 억제하기 위하여, 일차 냉각 계통은 가압기(16)에 의하여 150~160기압 정도의 고압 상태를 유지하도록 제어하고 있다. 따라서, 가압수형 원자로(12)에서, 연료(원자 연료)로서 저농축 우라늄 또는 MOX에 의하여 1차 냉각수로서 경수가 가열되고, 고온의 1차 냉각수가 가압기(16)에 의하여 소정의 고압으로 유지된 상태에서 배관(14)을 통하여 증기 발생기(13)로 보내진다. 이 증기 발생기(13)에서는, 고온 고압의 1차 냉각수와 2차 냉각수의 사이에서 열교환이 행해지고, 냉각된 1차 냉각수는 배관(15)을 통하여 가압수형 원자로(12)로 되돌아간다.
증기 발생기(13)는, 증기 배관(18)을 통하여 증기 터빈(19)과 연결되어 있고, 이 증기 배관(18)에 메인 증기 격리 밸브(20)가 마련되어 있다. 증기 터빈(19)은, 고중압 터빈(21)과 2개의 저압 터빈(22, 23)을 갖고 있고, 동축 상에 발전기(24)가 접속되어 있다. 그리고, 고중압 터빈(21)은, 고압 터빈부(25)와 중압 터빈부(26)를 갖고, 고압 터빈부(25)와 중압 터빈부(26)는, 그 사이에 고압 습분 분리 가열기(27)가 마련되어 있다. 또, 고중압 터빈(21)(중압 터빈부(26))과 저압 터빈(22, 23)은, 그 사이에 저압 습분 분리 가열기(28)가 마련되어 있다. 즉, 증기 발생기(13)로부터의 증기 배관(18)은, 고압 터빈부(25)의 입구부에 접속되고, 고압 터빈부(25)의 출구부로부터 고압 습분 분리 가열기(27)의 입구부까지 증기 배관(29)이 접속되며, 고압 습분 분리 가열기(27)의 출구부로부터 중압 터빈부(26)의 입구부까지 증기 배관(30)이 접속되어 있다. 또, 중압 터빈부(26)의 출구부로부터 저압 습분 분리 가열기(28)의 입구부까지 증기 배관(31)이 접속되고, 저압 습분 분리 가열기(28)의 출구부로부터 저압 터빈(22, 23)의 각 입구부까지 증기 배관(32)이 접속되어 있다.
증기 터빈(19)은, 저압 터빈(22, 23)의 하방에 복수기(33, 34)가 마련되어 있다. 이 복수기(33, 34)는, 저압 터빈(22, 23)에서 사용된 증기를 냉각수에 의하여 냉각하여 응축함으로써 복수로 한다. 이 냉각수로서는 해수(海水)가 적용되고, 복수기(33, 34)는, 냉각수를 급배하는 취수관(取水管)(35) 및 배수관(36)이 연결되어 있다. 이 취수관(35)은, 순환수 펌프(37)를 갖고, 배수관(36)과 함께 타단부가 바다 속에 배치되어 있다.
그리고, 이 복수기(33, 34)는, 급수 배관(38)이 접속되어 있고, 이 급수 배관(38)에 복수 펌프(39), 글랜드 콘덴서(40), 복수 탈염 장치(41), 복수 부스터 펌프(42), 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46)가 복수의 흐름 방향을 따라 순서대로 마련되어 있다. 여기에서, 제1 저압 급수 가열기(43)와 제2 저압 급수 가열기(44)는, 복수기(33, 34) 내에 마련되고, 복수가 저압 터빈(22, 23)에서 사용된 증기에 의하여 가열된다. 또, 제3 저압 급수 가열기(45)와 제4 저압 급수 가열기(46)는, 복수기(33, 34) 외에 마련되고, 제3 저압 급수 가열기(45)와 제4 저압 급수 가열기(46)는, 복수가 저압 터빈(22, 23)으로부터 추기된 증기에 의하여 가열된다.
또, 급수 배관(38)은, 제4 저압 급수 가열기(46)보다 하류 측에 탈기기(47), 메인 급수 펌프(48), 고압 급수 가열기(49, 50), 메인 급수 제어 밸브(51)가 복수의 흐름 방향을 따라 순서대로 마련되어 있다.
이로 인하여, 증기 발생기(13)에 의하여 고온 고압의 1차 냉각수와 열교환을 행하여 생성된 증기는, 증기 배관(18)을 통하여 증기 터빈(19)로 보내져, 고중압 터빈(21)과 각 저압 터빈(22, 23)이 가동됨으로써 회전력을 얻고, 이 회전력에 의하여 발전기(24)를 구동하여 발전을 행한다. 이때, 증기 발생기(13)로부터의 증기는, 고압 터빈부(25)를 구동한 후, 고압 습분 분리 가열기(27)에 의하여 증기에 포함되는 습분이 제거됨과 함께 가열된 후 중압 터빈부(26)를 구동한다. 또, 중압 터빈부(26)를 구동한 증기는, 저압 습분 분리 가열기(28)에 의하여 증기에 포함되는 습분이 제거됨과 함께 가열된 후 각 저압 터빈(22, 23)을 구동한다. 그리고, 저압 터빈(22, 23)을 구동한 증기는, 복수기(33, 34)에서 해수를 이용하여 냉각되어 복수가 되고, 복수 펌프(39)에 의하여 급수 배관(38)을 흘러, 글랜드 콘덴서(40), 복수 탈염 장치(41), 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46), 탈기기(47), 고압 급수 가열기(49, 50) 등을 통하여 증기 발생기(13)로 되돌아간다.
여기에서, 고중압 터빈(21), 저압 터빈(22, 23), 고압 습분 분리 가열기(27), 저압 습분 분리 가열기(28), 고압 급수 가열기(49, 50) 등에 있어서의 복수와 증기의 흐름에 대하여 설명한다. 도 2는, 제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서의 복수와 증기의 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 증기 배관(18)은, 기단부가 증기 발생기(13)에 접속되고, 선단부가 고중압 터빈(21)에 있어서의 고압 터빈부(25)의 입구부에 접속되어 있다. 증기 배관(제1 증기 라인)(29)은, 기단부가 고압 터빈부(25)의 출구부에 접속되고, 선단부가 고압 습분 분리 가열기(27)의 입구부에 접속되어 있다. 증기 배관(30)은, 기단부가 고압 습분 분리 가열기(27)의 출구부에 접속되고, 선단부가 중압 터빈부(26)의 입구부에 접속되어 있다. 증기 배관(31)은, 기단부가 중압 터빈부(26)의 출구부에 접속되고, 선단부가 저압 습분 분리 가열기(28)의 입구부에 접속되어 있다. 증기 배관(32)은, 기단부가 저압 습분 분리 가열기(28)의 출구부에 접속되고, 선단부가 저압 터빈(22, 23)의 각 입구부에 접속되어 있다.
또, 급수 배관(38)은, 기단부가 복수기(33, 34)의 출구부에 접속되고, 선단부가 증기 발생기(13)에 접속되어 있다. 이 급수 배관(38)은, 급수(복수)의 흐름 방향을 따라 복수 펌프(39), 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46), 탈기기(47), 메인 급수 펌프(48), 고압 급수 가열기(49, 50)가 배치되어 있다.
증기 배관(18)은, 증기 배관(61, 62)이 분기되어, 증기 배관(61)은, 고압 습분 분리 가열기(27)에 접속되고, 증기 배관(62)은, 저압 습분 분리 가열기(28)에 접속되어 있다. 고압 습분 분리 가열기(27)는, 증기 발생기(13)로부터 증기 배관(61)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 고압 터빈부(25)로부터 배출되어 증기 배관(29)에 의하여 보내진 증기를 가열한다. 또, 저압 습분 분리 가열기(28)는, 증기 발생기(13)로부터 증기 배관(62)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 중압 터빈부(26)로부터 배출되어 증기 배관(31)에 의하여 보내진 증기를 가열한다.
증기 배관(29)은, 2개의 증기 배관(제2 증기 라인, 제3 증기 라인)(63, 64)이 분기되어 있다. 증기 배관(63)은, 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되고, 증기 배관(64)은, 저압 습분 분리 가열기(28)에 접속되어 있다. 제2 고압 급수 가열기(50)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출되어 증기 배관(63)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 급수 배관(38)에 의하여 증기 발생기(13)로 보내는 급수를 가열한다. 또, 저압 습분 분리 가열기(28)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출되어 증기 배관(64)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 중압 터빈부(26)로부터 배출되어 증기 배관(31)에 의하여 보내진 증기를 가열한다.
중압 터빈부(26)는, 증기 배관(65)의 기단부가 접속되고, 이 증기 배관(65)은, 선단부가 제1 고압 급수 가열기(49)에 접속되어 있다. 제1 고압 급수 가열기(49)는, 중압 터빈부(26)로부터 추기되어 증기 배관(65)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 급수 배관(38)에 의하여 증기 발생기(13)로 보내는 급수를 가열한다. 증기 배관(31)은, 증기 배관(66)이 분기되고, 이 증기 배관(66)은, 탈기기(47)에 접속되어 있다. 탈기기(47)는, 중압 터빈부(26)로부터 배출되어 증기 배관(66)에 의하여 보내진 증기를 가열원으로 하여, 급수 배관(38)을 흐르는 급수를 가열한다. 즉, 탈기기(47)는, 중압 터빈부(26)로부터 배출된 증기에 의하여 이 복수를 가열하면서, 복수로부터 용존 산소나 불응결 가스(암모니아 가스) 등의 불순물을 제거한다.
또, 각 습분 분리 가열기(27, 28)는, 증기가 냉각되어 응축하는 점에서 드레인(물)이 발생한다. 이로 인하여, 고압 습분 분리 가열기(27)는, 드레인 배관(71, 72)이 접속되고, 각 드레인 배관(71, 72)이 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되어 있다. 저압 습분 분리 가열기(28)는, 드레인 배관(73, 74, 75)이 접속되고, 드레인 배관(73)이 탈기기(47)에 접속되며, 드레인 배관(74)이 제1 고압 급수 가열기(49)에 접속되고, 드레인 배관(75)이 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되어 있다.
또한, 각 고압 급수 가열기(49, 50)는, 증기가 복수를 가열하여 응축하는 점에서 드레인(물)이 발생한다. 이로 인하여, 제2 고압 급수 가열기(50)로부터 제1 고압 급수 가열기(49)까지 드레인 배관(76)이 접속되고, 제1 고압 급수 가열기(49)로부터 탈기기(47)까지 드레인 배관(77)이 접속되어 있다.
또한, 도시하지 않지만, 각 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46)는, 저압 터빈(22, 23)으로부터 추기된 증기를 가열원으로 하여, 급수 배관(38)을 흐르는 급수를 가열한다. 또, 각 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46)는, 증기가 복수를 가열하여 응축하는 점에서 드레인(물)이 발생하기 때문에, 도시하지 않은 드레인 배관이 마련되어 있고, 회수된 드레인은, 드레인 펌프에 의하여 급수 배관(38)으로 보내진다.
이로 인하여, 증기 발생기(13)로부터 증기 배관(18)을 통하여 보내지는 증기는, 고중압 터빈(21)으로 보내져 고압 터빈부(25)를 구동한 후, 증기 배관(29)에 의하여 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내진다. 고압 습분 분리 가열기(27)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기로부터 습분을 제거한 후, 이 증기를 증기 배관(61)으로부터 보내진 증기에 의하여 가열한다. 고압 습분 분리 가열기(27)로 처리된 증기는, 증기 배관(30)에 의하여 중압 터빈부(26)로 보내져 구동한 후, 증기 배관(31)에 의하여 저압 습분 분리 가열기(28)로 보내진다. 저압 습분 분리 가열기(28)는, 중압 터빈부(26)로부터 배출된 증기로부터 습분을 제거한 후, 이 증기를 증기 배관(62, 64)으로부터 보내진 증기에 의하여 가열한다. 저압 습분 분리 가열기(28)에서 처리된 증기는, 증기 배관(32)에 의하여 저압 터빈(22, 23)으로 보내져 구동한다.
이때, 중압 터빈부(26)로부터 추기된 증기는, 증기 배관(65)에 의하여 제1 고압 급수 가열기(49)로 보내져, 급수 배관(38)을 흐르는 급수를 가열한다. 또, 고압 터빈부(25)로부터 배기된 증기는, 증기 배관(63)에 의하여 제2 고압 급수 가열기(50)로 보내져, 급수 배관(38)을 흐르는 급수를 가열한다. 즉, 고압 터빈부(25)로부터 배기된 증기는, 그 대부분(약 90%)이 증기 배관(29)에 의하여 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내지고, 일부(약 5%)가 증기 배관(64)에 의하여 저압 습분 분리 가열기(28)로 보내지며, 일부(약 5%)가 증기 배관(63)에 의하여 제2 고압 습분 분리 가열기(50)로 보내진다. 이로 인하여, 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내지는 증기량이 감소하여, 고압 습분 분리 가열기(27)에서의 압력 손실이 저감됨과 함께, 고압 습분 분리 가열기(27)의 소형화가 가능해진다. 또, 고압 터빈부(25)에 증기를 추기하기 위한 구조를 확보할 필요가 없어, 구성의 복잡화를 방지할 수 있다.
이와 같이 제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서는, 축심 방향의 일단부에 고압 터빈부(25)가 마련되고 타단부에 중압 터빈부(26)가 마련되는 고중압 터빈(21)과, 고중압 터빈(21)과 동축 상에 배치되는 저압 터빈(22, 23)과, 저압 터빈(22, 23)에서 사용된 증기를 냉각하여 응축함으로써 복수로 하는 복수기(33, 34)와, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 제2 고압 급수 가열기(50)를 마련하고 있다.
따라서, 증기 발생기(13)로부터의 증기가 고중압 터빈(21)의 고압 터빈부(25) 및 중압 터빈부(26)로부터 저압 터빈(22, 23)으로 보내져 구동하고, 저압 터빈(22, 23)에서 사용된 증기가 복수기(33, 34)에서 냉각되어 응축함으로써 복수가 되며, 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46) 및 고압 급수 가열기(49, 50)에서 가열되어 증기가 되고, 증기 발생기(13)로 되돌아간다. 이때, 제2 고압 급수 가열기(50)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 고온에서 고압의 증기가 직접 공급되어 복수를 가열하는 점에서, 증기 발생기(13)로 되돌아가는 증기를 원하는 온도까지 가열할 수 있어, 증기의 유효 이용을 도모할 수 있으며, 열손실을 저감하여 성능의 향상을 도모할 수 있다.
제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에서는, 복수의 흐름 방향의 최하류 측에 배치되는 제2 고압 급수 가열기(50)에서, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하고 있다. 따라서, 제2 고압 급수 가열기(50)에서 증기에 의하여 가열되는 급수(복수)를 양호한 효율로 원하는 온도까지 가열할 수 있다.
제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에서는, 복수의 흐름 방향의 최하류 측에 배치되는 제2 고압 급수 가열기(50)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하고, 복수의 흐름 방향의 최하류부의 바로 앞쪽에 배치되는 제1 고압 급수 가열기(49)는, 중압 터빈부(26)로부터 추기된 증기에 의하여 복수를 가열한다. 따라서, 각 고압 급수 가열기(49, 50)에서 증기에 의하여 가열되는 복수를 양호한 효율로 원하는 온도까지 가열할 수 있다.
제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에서는, 제4 저압 급수 가열기(46)와 제1 고압 급수 가열기(49)의 사이에 복수로부터 불순물을 제거하는 탈기기(47)를 배치하고, 탈기기(47)는, 중압 터빈부(26)로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열한다. 따라서, 탈기기(47)에서 증기에 의하여 가열되는 복수를 양호한 효율로 원하는 온도까지 가열할 수 있다.
제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에서는, 고압 터빈부(25)로부터의 증기의 습분을 제거하는 고압 습분 분리 가열기(27)와, 고압 터빈부(25)로부터의 증기를 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내는 증기 배관(제1 증기 라인)(29)과, 증기 배관(29)으로부터 분기하여 증기를 가열원으로 하여 제2 고압 급수 가열기(50)로 송급하는 증기 배관(제2 증기 라인)(63)을 마련하고 있다. 따라서, 고압 터빈부(25)로부터의 증기를 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내는 증기 배관(29)으로부터 분기하여 증기를 제2 고압 급수 가열기(50)에 송급하는 증기 배관(63)을 마련하는 점에서, 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내는 증기량이 감소하여, 고압 습분 분리 가열기(27)에서의 압력 손실이 저감되어, 고압 습분 분리 가열기(27)의 성능의 향상을 도모할 수 있음과 함께, 소형화를 도모할 수 있다.
제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트에서는, 중압 터빈부(26)로부터의 증기의 습분을 제거하는 저압 습분 분리 가열기(28)와, 증기 배관(29)으로부터 분기하여 증기를 가열원으로 하여 저압 습분 분리 가열기(28)로 보내는 증기 배관(제3 증기 라인)(64)을 마련하고 있다. 따라서, 증기 배관(29)으로부터 분기하여 증기 배관(64)을 마련하는 점에서, 고압 습분 분리 가열기(27)로 보내는 증기량이 추가로 감소하여, 고압 습분 분리 가열기(27)에서의 압력 손실이 저감되어, 고압 습분 분리 가열기(27)의 성능의 향상을 도모할 수 있음과 함께, 추가적인 소형화를 도모할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 3은, 제2 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서의 복수와 증기의 흐름을 나타내는 개략도이다.
제2 실시형태에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 급수 배관(38)은, 기단부가 복수기(33, 34)의 출구부에 접속되고, 선단부가 증기 발생기(13)에 접속되어 있다. 이 급수 배관(38)은, 급수(복수)의 흐름 방향을 따라 복수 펌프(39), 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46), 탈기기(47), 메인 급수 펌프(48), 고압 급수 가열기(52, 49, 50)가 배치되어 있다.
증기 배관(18)으로부터 분기한 증기 배관(61)은, 고압 습분 분리 가열기(27)에 접속되고, 증기 배관(62)은, 저압 습분 분리 가열기(28)에 접속되어 있다. 증기 배관(29)으로부터 분기한 증기 배관(63)은, 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되고, 증기 배관(64)은, 저압 습분 분리 가열기(28)에 접속되어 있다. 중압 터빈부(26)로부터 증기를 추기하는 증기 배관(65)은, 제3 고압 급수 가열기(52)에 접속되어 있다. 증기 배관(31)으로부터 분기한 증기 배관(66)은, 탈기기(47)에 접속되어 있다. 또, 중압 터빈부(26)로부터 증기를 추기하는 증기 배관(67)은, 제1 고압 급수 가열기(49)에 접속되어 있다. 이 경우, 증기 배관(67)은, 증기 배관(65)보다 고압 고온의 증기를 추기한다.
고압 습분 분리 가열기(27)는, 드레인 배관(71, 72)이 접속되고, 각 드레인 배관(71, 72)이 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되어 있다. 저압 습분 분리 가열기(28)는, 드레인 배관(73, 74, 75)이 접속되고, 드레인 배관(73)이 탈기기(47)에 접속되며, 드레인 배관(74)이 제1 고압 급수 가열기(49)에 접속되고, 드레인 배관(75)이 제2 고압 급수 가열기(50)에 접속되어 있다. 또, 제2 고압 급수 가열기(50)로부터 제1 고압 급수 가열기(49)까지 드레인 배관(76)이 접속되고, 제1 고압 급수 가열기(49)로부터 제3 고압 급수 가열기(52)까지 드레인 배관(77)이 접속되며, 제3 고압 급수 가열기(52)로부터 탈기기(47)까지 드레인 배관(78)이 접속되어 있다.
또한, 본 실시형태의 증기 터빈 플랜트의 작동은, 상술한 제1 실시형태의 증기 터빈 플랜트와 대략 동일한 점에서, 설명은 생략한다.
이와 같이 제2 실시형태의 증기 터빈 플랜트에 있어서는, 증기에 의하여 급수(복수)를 가열하는 복수의 고압 급수 가열기(49, 50, 52)를 마련하여, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 증기를 최하류 측의 제2 고압 급수 가열기(50)에 공급하고 있다.
따라서, 제2 고압 급수 가열기(50)는, 고압 터빈부(25)로부터 배출된 고온에서 고압의 증기가 직접 공급되어 복수를 가열하기 때문에, 증기 발생기(13)로 되돌아가는 증기를 원하는 온도까지 가열할 수 있고, 증기의 유효 이용을 도모할 수 있으며, 열손실을 저감하여 성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 2개 또는 3개의 고압 급수 가열기(49, 50, 52)를 마련했지만, 그 배치나 개수는 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 증기 터빈 플랜트의 규모 등에 따라 적절히 설정하면 되는 것이다.
또, 상술한 실시형태에서는, 4개의 저압 급수 가열기(43, 44, 45, 46)를 마련하여, 2개의 저압 급수 가열기(43, 44)를 복수기(33, 34) 내에 배치하고, 2개의 저압 급수 가열기(45, 46)를 복수기(33, 34)의 밖에 배치했지만, 그 배치나 수는 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 증기 터빈 플랜트의 규모 등에 따라 적절히 설정하면 되는 것이다.
또, 상술한 실시형태에서는, 고압 습분 분리 가열기(27)를 이용하여 고압 터빈으로부터의 배출 증기의 습분을 제거하고 있지만, 가열 기능이 없는 습분 분리기여도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 본 발명의 증기 터빈 플랜트를 원자력 발전 플랜트에 적용하여 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 화력 발전 플랜트 등에 적용할 수도 있다.
12 가압수형 원자로
13 증기 발생기
18, 61, 62, 63, 64, 65, 66 증기 배관
19 증기 터빈
21 고중압 터빈
22, 23 저압 터빈
24 발전기
25 고압 터빈부
26 중압 터빈부
27 고압 습분 분리 가열기
28 저압 습분 분리 가열기
29, 30, 31, 32 증기 배관
33, 34 복수기
38 급수 배관
43 제1 저압 급수 가열기
44 제2 저압 급수 가열기
45 제3 저압 급수 가열기
46 제4 저압 급수 가열기
47 탈기기
49 제1 고압 급수 가열기
50 제2 고압 급수 가열기
52 제3 고압 급수 가열기
71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 드레인 배관

Claims (4)

  1. 축심 방향의 일단부에 고압 터빈부가 마련되고 타단부에 중압 터빈부가 마련되는 고중압 터빈과,
    상기 고중압 터빈과 동축 상에 배치되는 저압 터빈과,
    상기 저압 터빈에서 사용된 증기를 냉각하여 응축함으로써 복수로 하는 복수기와,
    상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 상기 복수를 가열하는 급수 가열기를 구비하고,
    상기 중압 터빈부로부터 배출된 증기의 습분을 제거함과 함께, 상기 고압 터빈부의 입구부로 보내지는 증기의 일부와 상기 고압 터빈부의 출구부로부터 상기 중압 터빈부의 입구부로 보내지는 증기의 일부에 의하여 증기를 가열하는 저압 습분 분리 가열기가 마련되는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 플랜트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 급수 가열기는, 복수의 흐름 방향을 따라 직렬로 복수 배치되고, 복수의 흐름 방향의 최하류 측에 배치되는 상기 급수 가열기는, 상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 플랜트.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 급수 가열기는, 저압 급수 가열기와 고압 급수 가열기가 복수의 흐름 방향을 따라 직렬로 배치되고, 상기 고압 급수 가열기는, 상기 고압 터빈부로부터 배출된 증기에 의하여 복수를 가열하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 플랜트.
  4. (삭제)
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