JPH0230403B2 - - 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おける給水加
熱器ドレンの復水器への還流を行なう給水加熱器
ドレン還流装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、蒸気タービンプラントにおいては、給
水加熱器で生じたドレンはドレンクーラ等を介し
て復水器に設けられたドレンフラツシユ装置に導
入され、この後復水器内に還流されている。

第１図は、蒸気タービンプラントにおける復水
器への還流系の概略系統図であつて、蒸気タービ
ン１から排出された蒸気は復水器２の管束部３で
海水等の冷却水により冷却されて凝縮し、復水と
なつて上記管束部３の下方に形成されたホツトウ
エル４に一時的に貯溜される。このホツトウエル
４に貯溜された復水は、復水ポンプ５によつて昇
圧され、復水管６を通つてドレンクーラ７に導入
され、さらに第１給水加熱器８、第２給水加熱器
９および図示しない第３給水加熱器等を経てボイ
ラ（図示せず）に供給され、そこで蒸気となつて
再びタービン１に供給される。

一方、上記第１給水加熱器８、第２給水加熱器
９および第３給水加熱器には、蒸気タービン１の
途中段落から抽出された抽気が抽気管１０，１
１，１２をそれぞれ経て加熱蒸気として供給さ
れ、そこでそれぞれ復水を加熱した後自らは凝縮
してドレンとなる。

ところで、前記第２給水加熱器９で生じたドレ
ンは調整弁１３を有するドレン管１４を経てドレ
ンタンク１５に導入され、さらにドレン管１６を
経てドレンクーラ７に導入される。一方、第１給
水加熱器８で生じたドレンはドレン管１７によつ
て上記ドレン管１６に導かれ、ドレンタンク１５
からのドレンと合流したドレンクーラ７に供給さ
れ、そこで冷却された後ドレン管１８を通つて、
復水器２の一側に設けられたドレン受入箱１９に
導入される。

ドレン受入箱１９は、特に第２図に拡大して示
すように、底壁から垂直に所定高さまで延びる仕
切壁２０によつてドレン導入室２１とドレン落下
室２２に区画形成されており、ドレン落下室２２
内には数段の多孔板からなる棚板２３が設けら
れ、下端部にはホツトウエル４に連通する開口部
２４が設けられている。また、前記ドレン導入室
２１とドレン落下室２２の上部を互いに連通する
空間部２５はバランスダクト２６を介して復水器
２内上部に連通せしめられている。

したがつて、ドレン導入室２１に流入したドレ
ンは、ドレン導入室２１内を上方に流れ、仕切壁
２０の頂端縁から溢流してドレン落下室２２内に
落下し、順次棚板２３を経て開口部２４から復水
器２のホツトウエル４に回収される。

なお、上記ドレン導入室２１の断面積は、ドレ
ン管１８の断面積に比べて十分大きく、またドレ
ン導入室２１の自由表面すなわち仕切壁２０の頂
端までの高さは、ドレンクーラ７の出口温度の飽
和圧力と復水器２の器内圧力との差に相当する水
頭以上の高さとなるように構成され、さらにドレ
ンタンク１５は、ドレン受入箱１９の仕切壁２０
の頂点すなわちドレンの自由表面の水位に関連し
て、ドレンタンク１５内のドレン水位が平衡しか
つ安定した状態で表われるような高さに設置され
ている。

しかして、ドレン導入室２１内を上昇するドレ
ンは、ドレン温度の飽和圧力と復水器２内の圧力
との差に相当する水深に達した水位から、フラツ
シユが発生し始め、自由表面で最も活発になる。
そして、上記フラツシユにより生じた蒸気は気液
二相流の状態で上昇し、自由表面でドレンと分離
して放出され、バランスダクト２６を通つて復水
器２内に流入する。

〔背景技術の問題点〕

ところが、このような装置においては、復水器
２内の圧力が約0.05ataであり、この状態におけ
る蒸気の比容積が水の比容積の約30000倍となる
ため、ドレン導入室２１の上部でドレンの一部が
フラツシユして蒸気となつた場合に、気液の平均
比容積が急激に増大する。したがつて、フラツシ
ユした蒸気は自由表面に向つて高速で上昇してド
レン中から抜けてバランスダクト２６から復水器
２内に排出されるが、このフラツシユした蒸気が
ドレン中から抜ける際の速度が極端に高速の場
合、二相状態のドレンとフラツシユした蒸気が完
全に分離することができず、ドレンが水滴となつ
てフラツシユした蒸気に随伴してバランスダクト
２６を経て復水器２内に流入して、管束部３やそ
の他の内部構造物に高速で衝突し、侵食を生じ、
著しい場合には破損に至らしめる危険性がある。

また、フラツシユした蒸気がドレンを随伴して
高速で吹き上げた場合、ドレン導入室２１内を上
向きに流れるドレンに対する抵抗となる他、液面
が動揺して仕切壁２０から溢流するドレンが著し
く不安定となり、このドレン流量の変動がドレン
クーラ７を介してドレンタンク１５に伝達されて
水面の異常な変動となつて現われるとともに、系
統内に騒音が発生する等の不都合がある。

ところで、このような問題を解決するために
は、ドレン受入箱１９のドレンの自由表面で発生
するフラツシユ現象が緩やかにかつ安定的に生じ
せしめるような構造、すなわちドレン表面の単位
面積当りの蒸気発生量を極力低減させるため、ド
レン導入室２１の横断面積が十分に広いものとす
る必要がある。しかしながら、ドレン導入室２１
を広くすると、ドレン受入箱全体が非常に大きく
なつて復水器２から突出した構造となるため、プ
ラント建屋の制限や耐震設計上の問題から実施が
困難である等の不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み、ドレンの流動を
安定させ、ドレンタンクの水位変動、侵食および
騒音の発生を防止し、信頼性が高い給水加熱器ド
レン還流装置を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、給水加熱器ドレンを復水器に還流さ
せる経路を構成するドレン導入室を有し、そのド
レン導入室の底部に導かれた給水加熱器ドレンが
途中から気液二相流となつて上部に向つて流れ、
分離され蒸気を前記復水器に回収するようにした
給水加熱器ドレン還流装置において、上記ドレン
導入室上部に上方に向つて横断面積が徐々に拡大
する部分を形成し、その最大面積部に水平方向に
充分な拡がりを保持するドレン貯水部を連接した
ことを特徴とするものであつて上記横断面積が
除々に拡大する部分によつて気液二相流となつた
流れの平均比容積の急激な増大を吸収し、ドレン
の上昇速度が急激に増大することを防止し、ドレ
ン貯水部表面の単位面積当りのフラツシユ蒸気量
を減じて水面の動揺を押えるようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、第３図乃至第５図を参照して本発明をそ
の実施例について説明する。なお、図中第１図お
よび第２図と同一部分には同一符号を附しその説
明は省略する。

第３図および第４図において、符号２１は復水
器２の外壁部に設けられたドレン導入室であつ
て、その下部に接続されているドレン管１８の断
面積に比しやゝ大きな断面積を有しており、その
ドレン導入室２１の頂部には、上記ドレン導入室
２１の横断面積より十分広い横断面積を有し左右
方向に延びるドレン貯水部３０が接続されてい
る。

すなわち、上記ドレン貯水部３０の底板３１
は、左右上方に拡開する斜面部３１ａとその斜面
部３１ａの頂端からそれぞれ外側方に延びる水平
部３１ｂとから構成され、上記斜面部３１ａの下
端部がドレン導入室２１を形成する囲い板３２の
頂端に接続されており、また上記底板３１の水平
部３１ｂの外端部には堰板３３が立設されてい
る。

すなわち、ドレン導入室２１の上部が上方に向
つて横断面積が徐々に拡大する部分を介して、水
平方向に十分な拡がりを有するドレン貯水部３０
内に連通されている。

また、上記ドレン導入室２１の両側には、内部
に多孔板からなる棚板２３を複数段設けたドレン
落下室２２が配設されており、前記ドレン貯水部
３０の堰板３３を溢流したドレンがそのドレン落
下室２２に上方から流入するようにしてあり、ま
た上記ドレン落下室２２の下端部は開口２４を介
して復水器２のホツトウエル４に連通せしめられ
ている。さらに、前記ドレン貯水部３０の上方空
間はバランスダクト２６を介して復水器２内に連
通されている。

しかして、復水器２の器内圧力の飽和温度より
も数度温度が高いドレンが、ドレンクーラからド
レン管１８を経てドレン導入室２１内に流入する
と、こゝでドレンは速度を落しながら上方に流れ
ドレン温度の飽和圧力と復水器内の圧力との差に
相当する水位位置からフラツシユが発生し始め、
気液二相流の状態で上昇する。そして、ドレン導
入室２１の上端に達したドレンは、ドレン貯水部
３０における底板３１の斜面部３１ａに沿つて左
右に分流してさらに速度を低下させながらドレン
貯水部３０内に流入する。そして上記ドレンは水
平部３１ｂ上を非常に遅い速度で堰板３３に向つ
て流れる。

ところで、上述のようにドレン導入室２１の上
部においてフラツシユ現象の発生によつて、ドレ
ン導入室内での流れが気液二相流となつて平均比
容積が増加するが、ドレン貯水部の底板３１の斜
面部３１ａにより形成された横断面積が徐々に拡
大する部分によつて、上記比容積の増大が順次吸
収され、ドレンの流速が加速されるようなことが
なく、しかもドレン貯水部３０の表面積が十分広
く形成されていることから、ドレン表面単位面積
当たりのフラツシユ蒸気量が少なく、堰板３３に
達するまでに完全にフラツシユ現象は終了する。

したがつて、ドレン貯水部表面でのドレンのフ
ラツシユ現象は非常に緩かに、かつ安定的に発生
し、フラツシユした蒸気がドレン中から抜ける際
にドレンを随伴することがなく、蒸気とドレンは
完全に分離される。そのためドレン貯水部３０の
液面はほとんど動揺せず、ほぼ一定の水位が保た
れ、堰板３３から溢流するドレンも安定した流れ
となる。また、同様にドレン管１８内の流動状態
も常に安定したものとなり、ドレンタンクの水面
に異常な変動を来すこともない。

第５図は本発明の他の実施例であつて、ドレン
流量が少ない場合には、ドレン落下室２２をドレ
ン導入室２１の一側部のみに設けてもよく、また
斜面部３１ａをドレンの流れを滑かにするために
曲板状としてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、ドレ
ン導入室上部に上方に向つて横断面積が徐々に拡
大する部分を形成し、その最大面積部の上部に水
平方向に充分な拡がりを保持するドレン貯水部を
連接したので、上記横断面積が徐々に拡大する部
分によつてフラツシユ発生による気液二相流の平
均比容積の増加が吸収され、ドレンの上昇温度が
速くなることがなく、しかも底板上を低速で流動
し、堰板に達するまでの時間が十分長くなり、ド
レン貯水部表面の単位面積当りのフラツシユ蒸気
量が減少する。したがつて、水面の動揺が押えら
れ、フラツシユ蒸気に随伴してドレンが復水器内
に流入することがなく、復水器内部の侵食や騒音
等の発生が防止される。またドレン貯水部の水面
の動揺がなくなることから、ドレン管内の流動状
態も安定し、ドレンタンク等に流量の変動が伝達
され異常騒音等を発生するようなこともなく、給
水加熱器ドレン還流系全体の安定した運転を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給水加熱器ドレン還流系の概略
系統図、第２図は従来のドレン導入室部の縦断側
面図、第３図は本発明におけるドレン導入室部の
縦断面図、第４図は同上斜視図、第５図は本発明
の他の実施例を示す縦断面図である。 ２……復水器、４……ホツトウエル、２１……
ドレン導入室、２２……ドレン落下室、３０……
ドレン貯水部、３１……底板、３１ａ……斜面
部、３１ｂ……水平部、３３……堰板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給水加熱器ドレンを復水器に還流させる経路
   を構成するドレン導入室を有し、そのドレン導入
   室の底部に導かれた給水加熱器ドレンが途中から
   気液二相流となつて上部に向つて流れ、上部空間
   で分離された蒸気を前記復水器に回収するように
   した給水加熱器ドレン還流装置において、上記ド
   レン導入室上部に上方に向つて横断面積が徐々に
   拡大する部分を形成し、その最大面積部の上部に
   水平方向に充分な拡がりを保持するドレン貯水部
   を連接したことを特徴とする、給水加熱器ドレン
   還流装置。