JPH02169807A - 発電プラントおよびその起動方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合発電プラントに係り、特にプラント起動時
間を短縮するのに好適なプラント系統に関する。

〔従来の技術〕

複合サイクル発電プラントは、ガスタービンの高温化に
伴ないプラント効率が良い（ガスタービン入口ガス温度
が１３００℃級でプラント効率は４６〜４７％程度）こ
と。また起動停止操作が容易かつ起動時間も早いことか
ら、ＤＳＳ　（毎日起動停止）あるいは中間負荷運用に
適したプラントである。

特に原子力発電設備の発を量に占める割合いが増大する
につれて、増々その設備計画が増える傾向にある。

従来の蒸気サイクルプラントの系統の概要を第３図に示
すが、給水中の溶存酸素（Ｄｏｔ）１１度を可能な限り
低く抑え、系内の腐食による事故防止のための脱気器１
２を設置している。

なお、図中の１は廃熱回収ボイラ、２は高圧主蒸気、３
は低圧主蒸気、４は蒸気タービン、５は発電機、６は復
水器、７は復水ポンプ、８はグランドコンデンサ、９は
復水再循環系、１０は加熱用蒸気、１１は給水止弁、１
２は脱気器、１３は給水ポンプである。

複合発電プラントの場合、単位ユニットの出力が小さい
故に通常、複数ユニ・ントより１プラントを構成し６０
あるいは１００万ＫＷの発電を行なう。

従ってプラント敷地の有効活用を図る目的から、第４図
に示す如く脱気器をボイラに組込む方法も採られている
。（特開昭５７−８４９０３号公轢参照） この方法はボイラのガス最下流域に脱気ボイラ３５を設
置し、自ら発生した脱気用加熱蒸気４０で給水の脱気を
行なうものである。

なお、図中の３０は高圧過熱器、３１は高圧蒸発器、３
２は高圧節炭器、３３は低圧蒸発器、３４は低圧節炭器
、３５は脱気ボイラ、３６は給水予熱器、３７は低圧給
水ポンプ、３８は高圧給水ポンプ、４０は脱気用加熱蒸
気である。

−ｇに蒸気タービン４の復水器６は、それ自体で脱気す
る機能があり、−度負荷が上昇すれば、給水中のＤＯ□
濃度は１０ｐｐｂ以下に保持され、給水基１＃値を満足
することが出来る。

但し、起動時のＤｏｚｔｎ度を制？１１する場合には別
の機能の追加が必要となり、第５図に示すような復水再
ｖｆｉ環系統９によって復水を再循環しつつ、加温用蒸
気１０を復水器６に導入することにより、給水の脱気の
目的が達せられる。

その実施効果は既に実機にて確認されており、該方式を
復水器脱気方式と称している。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図に示す従来の脱気ボイラ３５の場合は、熱効率の
問題より脱気ボイラ３５のガス後流側に給水予熱器３６
を設置する必要があり、従って脱気前の給水を通水する
為、ＤＳＳ運用プラントの場合毎起動時ＤＯ２が高く管
内腐蝕が生じ易い。

更に、第７図に示す如くガスタービンのガスＭＷｇ、ガ
ス温度Ｔｇ特性から（ａ）の範囲では脱気蒸気が不足し
、（ｂ）の範囲では脱気ボイラ３５からの蒸気が余る為
過不足分の蒸気の導入、排気用の系統を必要とし複雑な
系統制御構成を余儀なくされるという問題がある。

また後者の復水器脱気方式の場合、設備としては面素化
されるが起動前の前準備に要する時間がかかるという問
題があった。即ち、ＤＳＳプラントでの夜間の所内動力
の低減を目的として復水器の真空を破壊し、翌朝の起動
を待つが、このため復水は空気中の０□を吸収し、起動
時のＤＯ□は約１０，０００ｐｐｂにも達する。

第６図は第５図の復水再循環系９及び加熱１気１０によ
るＤＯ□濃度の時間的変化を示すが、目標値１ｏｐｐｂ
に達するには約１時間の起動前操作時間を必要とする。

本発明の目的は、複雑な系統を要せず、起動操作時間を
短縮できる複合発電プラントを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述の目的を達成するため、本発明（第１の発明）は、
第５図の復水器脱気方式において、ユニット停止時で真
空破壊前に復水器内の復水を大気と遮断した貯水タンク
に移送すると共に停止中Ｄｏｔ濃度を上げないように保
持し、起動前の復器内真空上昇した時点で復水器に戻す
ように構成されていることを特徴とするものである。

前述の目的を達成するため、さらに本発明（第２の発明
）は、ユニット運転中でも前記復水器で脱気した給水を
大気から遮断するための貯水タンクを設け、必要時に復
水をその貯水タンクに移送し、また貯水タンクより前記
ボイラに給水できるように構成されていることを特徴と
するものである。

〔作用〕

前記第１の発明では、復水は復水器が真空破壊されてい
る期間中大気と隔離されるため酸素が復水中に溶は込む
ことが無く、かつ復水器真空上昇後に戻すため、復水へ
のｏ２溶は込みが無い。

前記第２の発明では、復水は復水器内復水のＤＯｚ濃度
いかんにかかわらず隔離された貯水タンクに必要量保持
され、復水再循環系により復水器での脱気完了までの間
にその貯水タンク内低ＤＯ□給水をＨＲ３Ｇに送給可能
であるから、脱気待ち時間が不要となり、短時間起動が
できる。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例を示す系統図である。

排熱回収ボイラ（ＨＲ３Ｇ）１で発生した高圧主蒸気２
、低圧主蒸気３は蒸気タービン４に導入され。回転動力
を発電機５に与えて電気に置換される。

仕事を終えた蒸気は復水器６で復水され、再び復水ポン
プ７にてＨＲ３Ｇ１に給水として送られる。

ユニット停止時には所内動力低減を目的とし、復水器６
の真空を破壊するのが通例で、この場合復水器６に大気
が充満し復水の中にＯ！が溶は込み、翌朝起動時には飽
和点の９０００〜１００００ｐｐｂまでＤｏｇ濃度が上
昇する。この場合）ＩＲ３ＧＩに通水可能なりＯ２？Ｉ
４度ｔｏｐｐｂまで脱気することが必要で、復水を復水
再循環系９にて再循環すると共に復水器６の中で加温蒸
気１０を吹き込むことにより、約１時間の後に通水可能
な基準値に至達することができる。

通常、発電所では朝５〜６時頃負荷立上げを必要とする
が、従来法では更に１時間前より起動操作に入る必要が
あった。

本発明に依れば、停止時復水ポンプ７の真空破壊前に該
ポンプ７の稼働中に貯水タンク５１に復水器６中の復水
を送水し、その後復水ポンプ７を停止して、真空破壊を
実施する。起動時には復水器６の真空度を上昇させて規
定の真空度に達した後、止弁５２．５３を開くことによ
り自動的に他の駆動ポンプを介することなく復水器６に
水張りを可能とする。

かくして復水は、プラントの停止時に大気に触れること
が無い状態で貯水タンク５１で貯蔵されるので、前記再
循環による脱気操作無しで即起動開始が可能である。復
水器６内の復水を貯水タンク５１に移し替えても配雀内
の給水ＤＯｔｆｌＡ度が上昇する可能性があるが、系内
残留給水容積は移し替えた復水の１／２０程度の微量で
あり、また弁により遮断することも可能なので、高ＤＯ
７の滞留水はごく少量である。従って貯水タンク５１内
の給水と混合した後では、はとんど問題視する程のＤｏ
、では無くなり脱気操作を必要としても短時間で済むこ
とになる。

尚、貯水タンク５１は密封型とし浮き型タンク方式でも
良く、また図示の如く、圧力制御方式で常に例えばＮ、
供給段（ｌ？ｔｉ５４からのＮｆｆ１ガスの供給によっ
て圧力制御する型式でもよい。なお図中の５５は圧力調
整弁、５６は検知装置である。

本実施例によれば次のような効果をあげることが出来る
。

り移動時間を約１時間短縮出来る。

少なくとも運転員の労働時間は１時間低減出来、経費節
減を可能とする。

２）脱気の為のポンプ動力、加温用蒸気の節約で１ユニ
ット当り毎起動時の１熱量換算２Ｘ１０ｂＫｃａｌ相当
であり、年間の石油換算で約５０）ン／ユニットである
。

３）高Ｄｏｔｒｕ度の給水を系内に廻さなくとも済む為
、低級材料を使用することが可能である。

４）従来、緊急にプラント立上げを要する場合、復水器
内の高ＤＯｔ’１Ｍ度復水を放出し、低ＤＯ！濃度の補
給水を入れ替えており、給水の無駄があったが節水をも
可能とする。

本発明の他の実施例としては、前述の如く貯水タンク５
１の代りに補給水タンクを使用しても機能上は同様であ
る。また第８図に本発明の第２実施例を示すが復水再循
環系９内に脱気器１２を設けた例である。

本実施例の効果は、 １）主系統とは別の為、１／１０〜１／２ｏの容量で済
み、この場合復水の１５〜２０）ンを対象にすれば良い
、従って設備費も安価となる。

２）復水脱気の併用であり、脱気完了まで従来の１／６
〜１１５程度まで短縮が可能である。

第２図は本発明の第３実施例を示すもので、この実施例
の場合、復水器６内の空間を利用してその空間に貯水タ
ンク５１を設けている。

第９図は、本発明の第４実施例を説明するための系統図
である。

この実施例によれば、貯水タンク６０へ復水を供給する
復水供給系統６１を、復水ポンプ７出口より）（Ｒ３Ｇ
１入口の主給水系より分岐する。そして復水戻り系統６
２を復水ポンプ７とポンプ入口止弁６４との間に接続し
、また貯水タンク６０の空洞部（汽胴部）と復水器６の
空洞部との間を復水器連絡管６３で接続したものである
。

プラント運転中、復水器６内の復水は十分低いＤ　Ｏｔ
となっており、この復水は７ｋｇ／ａｍ”から６０ｋｇ
／ｃｍ”程度にポンプアップできるから、止め弁ａを開
くことにより貯水タンク６０への給水が容易に行なわれ
る。

プラント停止時は、止め弁ａ、ｂ、ｃを閉じれば、給水
器６を真空破壊したとしても完全に大気と遮断され、貯
水タンク６０中のＤｏ、？！１度を上昇させることはな
い。

さらに起動時は再循環系統９の起動により復水器脱気が
開始されるが、ＨＲ３ＧＩも同様に起動させ、復水器脱
気が完了し復水器６からの給水が可能になるまでの間は
貯水タンク６０より復水戻り系統６２より給水する。こ
の時止め弁ａを開いてもすでに真空が立っており復水器
６からの空気が貯水タンク６０に入り込むことはなく、
貯水タンク６０中の低Ｄ　Ｏｚ水のみがボイラに送り込
まれることになり、そのため復水器脱気完了までの時間
待ちがなく、短時間起動が可能となる。

第１０図は、本発明の第５実施例を説明するための系統
図である。

この実施例の場合、給水ポンプの予備機あるいは５０％
容量のポンプ２台？Ａ、７Ｂを利用し、再循環系統９と
貯水タンク６０からの給水系を併動運転させている。

また、複合発電プラントは複数のユニットより構成され
ているため、貯水タンク６０を共用することができ、こ
の場合は貯水タンク６０からの給水を専用のポンプ１台
別置して、各ユニット毎には予備ポンプを削除すること
も可能である。

このように本実施例では、ポンプの共用化、台数の削減
ならびに系統の簡素化を図ることができる。

前記第４実施例ならびに第５実施例のように、復水器６
と貯水タンク６０とを連絡管６３で接続することにより
、送、抽水時の容易性、空気の洩れ込み防止のための例
えば窒素ガスなどのガスボンベも不要であり、かつ圧力
制御装置なども不要となる。

窒素ガスを使用する場合、毎起動時約３０〜４ＯＮｍ３
を捨て去ることになるため、１０１００Ｏ級のプラント
では５０１Ｘ１３０ａｔｇボンベで年間約１万本程度の
消費となるから、ボンベの取替え、充填作業なども含め
て考慮すると大幅な省力化となる。

〔発明の効果〕

前記第１の発明によれば、ユニット停止時復水器中の復
水を貯水タンクに移し替え、再起動時に大気に曝すこと
なく低ＤＯ□濃度の状態で復水器に戻すことが出来るの
で、脱気操作を不要として短時間で再起動を可能とする
。

前記第２の発明によれば、復水は復水器内復水のＤＯ２
ｔ１１度いかんにかかわらず隔離された貯水タンクに必
要量保持され、再循環系により復水器での脱気完了まで
の間にその貯水タンク内低Ｄ　Ｏｚ給水をＨＲ３Ｇに送
給可能であるから、脱気待ち時間が不要となり、さらに
短時間起動ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る複合発電プラントの
系統図、第２図は他の実施例に係る一部拡大図、第３図
、第４図、第５図は従来例の系統図、第６図は復水器の
脱気特性図、第７図は脱気ボイラの負荷特性図、第８図
、第９図、第１０図はさらに他の実施例に係る複合発電
プラントの系統図である。 １・・・・・・・・・ＨＲ３Ｇ、４・・・・・・・・・
蒸気タービン、５・・・・・・・・・発電機、６・・・
・・・・・・復水器、７・・・・・・・・・復水ポンプ
、５１．６０・・・・・・・・・貯水タンク、６１・・
・・旧・・復水供給系統、６２・・・・・・・・・復水
戻り系統、６３・・・・・・・・・復水器連絡管、６４
・・・・・・・・・ポンプ入口止弁。 第３図 第４図 第２図 第５図 第６図 ｔｏ　ｔｓａ　ｔｓＡ 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラと、蒸気タービンと、発電機と、復水器と
   を備えた複合発電プラントにおいて、ユニット停止時に
   前記復水器内の復水を大気から遮断するための貯水タン
   クを設け、ユニット停止時に復水をその貯水タンクに移
   送し、ユニット起動時に貯水タンクの復水を復水器に戻
   すように構成されていることを特徴とする複合発電プラ
   ント。
2. （２）ボイラと、蒸気タービンと、発電機と、復水器と
   を備えた複合発電プラントにおいて、ユニット運転中に
   前記復水器で脱気した給水を大気から遮断するための貯
   水タンクを設け、必要時に復水をその貯水タンクに移送
   し、また貯水タンクより前記ボイラに給水できるように
   構成されていることを特徴とする複合発電プラント。
3. （３）請求項（２）記載において、前記貯水タンクへの
   復水供給系統を復水ポンプ出口よりボイラ入口間の主給
   水系統より分岐し、貯水タンクからの戻り系統を復水ポ
   ンプ入口止弁の後流側に接続し、かつ貯水タンクと復水
   器の空洞とを接続する連絡管を設けたことを特徴とする
   複合発電プラント。