JPH03275904A - 蒸気タービンプラントの起動方法およびその方法に使用する復水装置 - 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】 ［発明の０的］ （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービンプラントに係り、さらに詳しくは
プラントの起動操作において、復水器内に導入された復
水を短時間のうちに脱気し、てボイラに供給することの
できる起動方法およびその方法に用いる復水装置に関す
る。

（従来の技術） 近年、コンバインドサイクル発電プラントは卓越した負
荷追随性と、高い熱効率の猥得とを併せ実現し得る発電
方式との評価が定着し、これらの特性に一層のみがきを
かけるプラントの運用力法あるいは機器の改良に不断の
努力が傾けられている。運用方法の面で目立つ動きはベ
ースロードのための運用から毎日の起動停止操作を想定
する運用、つまりデイリースター鷹ストップのための運
用（以下ＤＳＳ連用という）への動きであり、蒸気ター
ビン系の機器の改良もこの動きに沿ったものとなる。

第２図を参照し２て従来のコンバインドサイクル発電プ
ラントぬ一例を説明する乏、圧縮機１で加圧された空気
は燃焼器２に導かれ、ここで燃焼系統（図）ｊ＜せず）
から供給される燃料と混含されて高温の燃焼ガスとなる
。この燃焼ガスはガスタービン系の作動媒体としてガス
タービン３に導かれ、そこで膨張を遂げて仕事を４−Ｊ
な・）。燃焼ガスは膨張後も高み（約５５０℃）であり
、ガスタービン３から排熱回収ボイラ４に送られて蒸気
ターじン系の熱源媒体としての役割を果たし、その後排
気として大気１１１に放出される。

−・方、蒸気タービン系に目を転じると、給水ポンプ５
ａ、５ｂ、５ｅで昇圧された給水はそれぞれ異なる仕方
に保たれる蒸気ドラム６ａ、６ｂ、６Ｃに図示しない節
炭器を経て供給される。蒸気ドラム６　ａ　ｓ　６　ｂ
　ｓ　６　ｃから抽出される給水はそれぞれ蒸発器７　
ａ　ｓ　７　ｂ　ｓ　７　ｅに導かれ、排熱回収ボイラ
４内に流れているガスタービン３の排ガスによって加熱
されて蒸気となる。この蒸気はそれぞれ蒸気タービン８
ａ、８ｂ、８ｅに導入され、そこで膨張を遂げて仕事を
行・なう。この蒸気タービン８ａ、８ｂ、８ｅの仕事と
、先のガスタービン３の仕事とはこれらの原動機に直結
された発電機９において電気出力に変換される。

蒸気タービン８ａ、８ｂ、８ｃの排気は復水器１０に導
かれ、そこで管束］１を構成する伝熱管内を通る冷却水
によって冷却され、凝縮して水に還る。この凝縮した水
は復水器］０のホットウェル１２に落下して復水として
そこに溜められる。

この後、復水は復水ポンプ１３によって抽出され、グラ
ンド蒸気復水器１４を通して各給水ポンプ５ａ、５ｂ、
５ｅまで送られる。

ちなみに、グランド蒸気復水器１４は各蒸気タービン８
ａ、８ｂ、８ｅのグランドから漏れて外に流れ出る蒸気
をグランド蒸気管１５により集め、復水との熱交換によ
り凝縮させて熱回収を果たすように設けられる。また、
復水器１０内で凝縮するときに放出される酸素などの不
凝縮性ガスを抽出する空気抽出機１６が設けられ、プラ
ント運転中復水器１０の真空が維持される。さらに、プ
ラント運転中、復水の溶存酸素濃度を下げるために復水
の一部が復水再環系統１７を通（７て復水器１０に戻さ
れ、蒸気タービン８Ｃの排気で加熱しつつ、脱気するこ
とが行なわれる。また、復水か減少し５たときに純水を
補給し、て不足分を補なう補給水管１８が設けられる。

なお、符号１９は復水再循環弁、符号２０はポンプ人口
弁をそれぞれ示している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、プラントの停止中、復水器１０のホットウェ
ル〕２には多量の復水が次の起動へ備えるために保管さ
れているか、このとき復水器］０の内部には大気が進入
し、復水と大気とか接触したまま、起動までの長い待機
時間か経過することになる。このため、多量の酸素が復
水中に溶解し、溶存酸素濃度がプラントの運転中に維持
される７ｐｐｂから非常に大きな値へと変化してしまう
。

この値が大きくなると、例えば排熱回収ボイラ４の蒸発
器７ａ、７ｂ、７Ｃで仏熱管の腐食が激しくなるなどの
不都合が生じるため、溶存酸素濃度は起動時にｇｏｐｐ
ｂ以内に抑えておかねばならない。

しかるに、上記のように復水器１０の内部に大気が進入
して多量の酸素が溶解するのを阻むものがないとすれば
、その値は１００００ｐｐｂという大きな値になってし
まう。仮に、この１００００ｐｐｂまで上昇してしまっ
た溶存酸素濃度を復水再循環系統１７を使用する脱気方
法で８０ｐｐｂまで下げようとすれば、大量の復水を長
い時間掛けて復水再循環系統１７を循環させて処理する
ことになり、ＤＳＳ運用の都度脱気に費やす時間が長引
き、電力需要側の要求に素早く対応できない可能性があ
る。

本発明の目的は復水器のホットウェルに溜められる復水
を脱気してプラントの起動時に要求される溶存酸素濃度
を保つときに所要時間を最小に短縮することのできる蒸
気タービンプラントの起動方法ならびにその方法に用い
る復水装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る蒸気タービンプラントの起動方法は、復水
器の内部を蒸気タービンの排気を凝縮させる管束を収容
する上部空間と、凝縮した復水を受け入れて溜めておく
ホットウェルを収容する下部空間とに気密を保持して区
画し、上部空間と下部空間との間には開閉自在な隔離弁
を有する連絡管を接続して復水のための連絡通路として
構成すると共に、脱気装置を備えた純水処理装置とホッ
トウェルの上方にて連絡せしめ、さらに空気抽出装置を
上部および下部空間の双方と連絡可能に設け、プラント
の起動にあたり、隔離弁を閉じて上部空間と下部空間と
の連絡を遮断し、空気抽出装置により下部空間の真空を
維持しながら、純水処理装置から予め脱気された純水を
ホットウェルに供給し、さらに復水再循環系統を通して
循環せしめ、次に上部空間の真空を上昇させて下部空間
とほぼ同等に維持しつつ、隔離弁を開けて双方の空間を
連通させ、しかる後後水をホットウェルからボイラに供
給するようにしたことを特徴とするものである。

また、他の発明の復水装置は復水器の内部を蒸気タービ
ンの排気を凝縮させる管束を収容する上部空間と、凝縮
した復水を受け入れて溜めておくホットウェルを収容す
る下部空間とに気密を保持して区画し、上部空間と下部
空間との間には開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続
して復水のための連絡通路として構成すると共に、脱気
装置を備えた純水処理装置とホットウェルの上方にて連
絡せしめ、さらに空気抽出装置を上部および下部空間の
双方と連絡可能に設けたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の起動手順によれば、初めに隔離弁が閉じられて
復水器の下部空間が大気環境から隔離される。このため
空気抽出装置により下部空間のみ真空を維持しながら、
純水処理装置から予め脱気はされた純水をホットウェル
に供給することができ、脱気された復水の溶存酸素濃度
は起動時の制限値であるｇｏｐｐｂ以内にまで容易に下
げられる。

これと同時に上部空間も空気抽出装置により真空度が上
昇させられ、短時間のうちに下部空間の真空レベルに合
わせられ、これにより長時間の停止後も短時間のうちに
起動立ち上げを終了させることかできる。

（実施例） 以下、本発明に係る起動方法に使用する復水装置を示す
第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。なお、
本図中、第２図に示される従来例と同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。

第１図において、復水器１０の内部は仕切部材２１によ
り上部空間Ａと下部空間Ｂとに気密を保持して区画され
ている。この上部空間Ａと下部空間Ｂとの間には唯一の
復水のための連絡通路となる連絡管２２が接続され、こ
の経路内には開閉自在な隔離弁２３が設けられる。また
、区画された上部および下部空間ＡＳＢには管束１１お
よびホットウェル１２がそれぞれ収容される。さらに、
上部および下部空間ＡＳＢにそれぞれ吸込側を臨ませ、
−万態口側を空気抽出機１６に各々結ぶように第１およ
び第２空気抽出管２４．２５が空気抽出弁２６を介して
設けられる。

また、復水器〕０の周辺装置とし゛Ｃ構成される脱気装
置を錫えた純水処理装置２７が備えられる。

この純水処理装置２７を供給源としてホットウェル〕２
に純水を供給する補給水管２８と、復水器１０から給水
ポンプ５ａ、５ｂ、５ｃにかけての経路に純水を送る純
水注入管２９とが補給水弁３０および注入弁３１を介し
てそれぞれ設けられる。

きらに、下部空間Ｂに導入される純水に対して加熱用蒸
気を供給する加熱蒸気管３２が加熱蒸気弁３３を介して
設けられる。

次に、上記＃Ｉ威によるところの起動手順を説明する。

起動に先立って行なわれる停止操作では、初めに、連絡
管２２に備えられる隔離弁２３が全閉され、これと同時
にポンプ人目弁２０も閉じられる。この停止操作の前ま
で、止部空間Ａに通じている第１空気抽出管２４の空気
抽出弁２６および下部空間Ｂに通じている第２空気抽出
管２５の空気抽出弁２６は何れも開かれて双方の空間Ａ
。

Ｂの真空度は同等に保たれている。次に、双方の空気抽
出弁２６は閉じられ、空気抽出ａ！１６の運転か停」ｊ
−９され、上部空間Ａの真空が破壊されて大気が上部空
間Ａに流れ込んでくる。しかし２、下部空間Ｂは隔離弁
２３εポンプ人口弁２０との協働作用により外部環境と
の隔離が完全に果たされ、依然として真空状態に保たれ
る。したがって、ホットウェル１２に溜められた復水に
酸素か溶は込む６Ｊ能性は殆どなく、停止時間が短い時
間であれば、運転中の溶存酸素濃度の制限値である７ｐ
ｐｂが引続き維持される。

この後、停止時間がＤＳＳ運用のときのように短かい場
合と、長時間にわたる停止を経てプラントの起動立上げ
を図る場合とで起動操作手動が異なってくる。

Ｉ−停止時間が短かい場合 この起動操作は下部空間Ｂの真空が保たれ、かつホット
ウェル１２に溶存酸素濃度の低い復水が保管されている
ことから第２空気抽出管２５の空気抽出弁２６を開けて
空気抽出機１６を起動し、さらにポンプ人口弁２０を開
きながら復水ポンプ１３を起動してグランド蒸気復水器
１４に復水を供給しながら、各蒸気タービン８ａ、８ｂ
、８Ｃからのグランドシール蒸気をグランド蒸気管］５
を通して回収し、各蒸気タービン８ａ、８ｂ、８Ｃのグ
ランド部から流入する空気の流れを断つことから始まる
。このとき、グランド蒸気復水器１４に供給された復水
は復水再循環系統１７を通して復水器１０に回収される
が、溶存酸素濃度が低いために特に脱気する必要はない
。次に、上部空間Ａに接続されている第１空気抽出管２
４の空気抽出弁２６を開けて上部空間Ａの真空度を上昇
させながら補給水弁３０を開けて純水処理装置２７から
ホットウェル１２にかけて一定量の純水を導（。このと
き、ホットウェル１２に導かれる純水は予め純水処理装
置２７に付属する脱気装置で充分に脱気しておき、７ｐ
ｐｂで保たれる復水の溶存酸素濃度を大きく上昇させな
いようにする。ちなみに、このとき補給水として導かれ
る純水はプラントの停止時蒸気ドラム６　ａ　、６　ｂ
、６Ｃ内の水位が色水温度の低下に伴って低下し、次の
起動において所定の水位が保てないことから、補給され
るものて、これによりホットウェル１２の水位は一時的
に通常運転時の水位より高い水位となる。この後、上部
空間Ａの空気か除かれ、下部空間Ｂと間しレヘルに真空
度が上昇したならば、隔離弁２３を開けて双方の空間Ａ
ＳＢを連通させる。

ところで、排熱回収ボイラ４への通水においては復水再
循環系統１７よりもｒ流側の経路に予め純水を張ってお
く必要がある。そこで、純水処理装置２７で脱気された
こ水を注入弁３１を開けて導き、それから復水再循環系
統１７の分岐部から蒸気ドラム６ａｓ　６ｂ、６ｃにか
けて復水を流すようにする。かくして、プラントの起動
時の溶存酸素濃度は８０ｐｐｂ以内に保たれ、短時間の
うちにプラントの起動立ち上げを完了させることができ
る。

■−停止時間が長い場合 一方、プラントが長期にわたり停止したときの起動手順
は、初めに、隔離弁２３とポンプ人目弁２０とを全閉し
、下部空間Ｂに滞留している空気を空気抽出機１６によ
って抽出し、真空度のレベルが設定値に到達したところ
で加熱蒸気弁３３を開けて加熱蒸気を下部空間Ｂに導入
する。次に、純水処理袋Ｍ２７で予め脱気された純水を
補給水管２８を通してホットウェル１２の上方に導き、
加熱蒸気管３２を通して導かれる加熱蒸気により脱気し
つつ、ホットウェル１２内の水張りを完了させる。次に
、復水ポンプ１３を起動してグランド蒸気復水器１４に
純水（復水）を流しながら、各蒸気タービン８ａ１８ｂ
１８ｃからのグランドシール蒸気を回収して各蒸気ター
ビン８ａ、８ｂ。

８ｃのグランド部から復水器１０に流入してくる空気の
流れを遮断する。次に、上部空間Ａの真空を第１空気抽
出管２４の空気抽出弁２６を開けて上昇させながら、補
給水弁３０を開けて純水処理装置２７で予め脱気された
純水をホットウェル１２に導く。この後、上部空間Ａの
空気が排出され、下部空間Ｂと同じレベルに真空度が上
昇したところで隔離弁２３を開けて双方の空間Ａ、Ｂを
連通させる。そして、上記工程と共に進められる復水再
循環系統１７から給水ポンプ５ａ、５ｂ、５ｃを経て蒸
気ドラム６ａｓ　６ｂ、　６ｃに至る経路に対する純水
処理装置２７で脱気された純水を用いる水張りの完了を
待って、ホットウェル１２から蒸気ドラム６ａ、６ｂ、
６ｃにかけて復水（給水）を供給する。この復水はプラ
ント起動時の溶存酸素濃度の制限値８０ｐｐｂ以内を満
たすことが可能であり、長期間にわたりプラントが停止
した後も短時間のうちに起動立ち上げを終了させること
ができる。

なお、以上の説明はコンバインドサイクル発電プラント
についてのものであるが、本発明の適用はこれに限られ
ない。すなわち、蒸気を生成するボイラ、ボイラからの
蒸気・によって駆動される蒸気タービンおよび蒸気ター
ビンの排気を受け入れて凝縮する復水器、復水（給水）
を昇圧してボイラに送る給水ポンプを組合わせて構成さ
れる蒸気タービンプラントに適用するならば、同様の効
果を得ることが可能である。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明は復水器の内部を
管束を収容する上部空間と、ホットウェルを収容する下
部空間とに気密を保持して区画し、上部空間と下部空間
との間には開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続して
復水のための連絡通路として構成すると共に、脱気装置
を供えた純水処理装置をホットウェルの上方にて連絡せ
しめ、さらに空気抽出装置を上部および下部空間の双方
と連絡可能に設け、プラントの起動にあたり、隔離弁に
より上部空間と下部空間との連絡を遮断し、空気抽出装
置により下部空間の真空を維持しながら、純水処理装置
から予め脱気された純水をホットウェルに供給し、さら
に再循環系統を通して循環せしめ、空気抽出装置により
上部空間の真空を維持しながら、隔離弁を開けて双方の
空間を連通させるようにしているので、早期に復水の溶
存酸素濃度が起動時の制限時である８０ｐｐｂまで下げ
られ、起動立上げに要する時間を短縮することができ、
電力需要側の要求に素早く対応して電力の供給が可能に
なるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸気タービンプラントの起動方法
に使用する復水装置の一実施例を示す系統図、第２図は
従来の起動方法に使用する復水装置の一例を示す系統図
である。 １０・・・・・−・・・復水器 １１・・・・・・・・・管束 １２・・・・・・・・・ホットウェル １６・・・・・・・・・空気抽出機 １７・・・・・・・・・復水再循環系統２１・・・・・
・・・・仕切部材 ２２・・・・・・・・・連絡管 ２３・・・・・・・・・隔離弁 ２４．２５・・・空気抽出管 ２７・・・・・・・・・純水処理装置 ２８・・・・・・・・・補給水管 ２９・・・・・・・・・純水注入管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気タービンの排気を凝縮させて復水として回収
   する復水器を備えてなる蒸気タービンプラントの起動方
   法において、前記復水器の内部を前記蒸気タービンの排
   気を凝縮させる管束を収容する上部空間と、凝縮した復
   水を受け入れて溜めておくホットウェルを収容する下部
   空間とに気密を保持して区画し、前記上部空間と前記下
   部空間との間には開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接
   続して復水のための連絡通路として構成すると共に、脱
   気装置を備えた純水処理装置と前記ホットウェルの上方
   にて連絡せしめ、さらに空気抽出装置を前記上部および
   下部空間の双方と連絡可能に設け、プラントの起動にあ
   たり、前記隔離弁を閉じて前記上部空間と前記下部空間
   との連絡を遮断し、前記空気抽出装置により前記下部空
   間の真空を維持しながら、前記純水処理装置から予め脱 気された純水を前記ホットウェルに供給し、さらに復水
   再循環系統を通して循環せしめ、次に前記空気抽出装置
   により前記上部空間の真空を上昇させて前記下部空間と
   ほぼ同等に維持しつつ、前記隔離弁を開けて双方の空間
   を連通させ、しかる後復水を前記ホットウェルからボイ
   ラに供給するようにしたことを特徴とする蒸気タービン
   プラントの起動方法。
2. （２）復水器の内部を蒸気タービンの排気を凝縮させる
   管束を収容する上部空間と、凝縮した復水を受け入れて
   溜めておくホットウェルを収容する下部空間とに気密を
   保持して区画し、前記上部空間と前記下部空間との間に
   は開閉自在な隔離弁を有する連絡管を接続して復水のた
   めの連絡通路として構成すると共に、脱気装置を備えた
   純水処理装置と前記ホットウェルの上方にて連絡せしめ
   、さらに空気抽出装置を前記上部および下部空間の双方
   と連絡可能に設けてなる復水装置。