JPH0821604A - 給水加熱系統 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、注入した酸素を有効に活用し、しか
も酸素濃度の安定した給水を供給する給水加熱系統を提
供することにある。 【構成】本発明は、脱気器と，脱気器より低圧のタービ
ン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，脱気器より高
圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器と，ボ
イラと，これら機器を結ぶ給水管からなる給水加熱系統
の給水中に、酸素を注入することによって給水加熱系統
の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を形成させる給水
加熱系統において、脱気器と低圧給水加熱器の間の給水
管の途中に、脱気器の加熱蒸気と同一系統のタービン抽
気を加熱源とするプレヒータを設けると共にこのプレヒ
ータ出口給水を脱気器の貯水タンクに接続しているの
で、酸素濃度の安定した給水加熱系統を実現することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給水加熱系統、特に給水
中に酸素を注入する給水処理を行う発電設備の給水加熱
系統に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電設備の給水加熱系統では給水
中に酸素を注入する給水処理が行われている。このよう
な給水加熱系統を図８を参照して説明する。

【０００３】同図において、ボイラ１１で加熱された蒸
気はタービン１２へ送られ、ここで仕事をした後復水器
１で復水となる。この復水は低圧給水加熱器４の入口の
給水管２に接続したた酸素注入管３から酸素が注入され
る。酸素を含んだ給水は低圧給水加熱器４で加熱された
後、脱気器６で器内圧力の飽和温度まで加熱されてから
貯水タンク５を経て脱気器降水管８に設けた酸素注入管
３から酸素を注入し、高圧給水加熱器９に導かれ、更に
加熱された後、高圧給水管１０を通ってボイラ１１へ導
かれる。

【０００４】また、蒸気の一部はタービン１２からター
ビン抽気管７ａを経て脱気器６内に導かれており、この
脱気器６内には脱気トレイ２０が設けられている。この
脱気トレイ２０は、酸素を溶解した給水を細かな粒とし
て落下させることによって水滴内部に溶解していた酸素
が分離し易いように給水の表面積を大きくして脱気効果
を高める役割を果たしている。さらに、蒸気の一部はタ
ービン１２からタービン抽気管７ｂ，７ｃを経て、それ
ぞれ高圧給水加熱器９，低圧給水加熱器４に導かれてい
る。

【０００５】ここで、脱気器６は直接接触式加熱器であ
り、飽和温度まで加熱することから理論上の出口での溶
存酸素量は図２の如くゼロとなる。この脱気作用によっ
て低圧給水加熱器４入口の給水管２に注入した酸素は脱
気器６で分離し、脱気器出口の給水中の溶存酸素量は理
論上ゼロになるため、脱気器降水管８にも酸素３を注入
する必要があった。また、分離した酸素は脱気器６のベ
ント弁１３から系外に排出されるため酸素の消費量が増
大する原因となっていた。

【０００６】一方、酸素の消費量を少なくするために脱
気器６のベント弁１３を閉止して運用すると、分離した
酸素が脱気器６内部に溜まり、器内圧の低下（負荷の低
下）に伴って蒸気密度が低下すると共に、圧縮性気体で
ある酸素が膨脹して脱気器器内に充満するため、脱気器
６内部の蒸気分圧が下がり、相対的に酸素の分圧が上昇
するので、蒸気の飽和温度が低下し、脱気器６内部を細
かい水滴となって落下する給水中に酸素が溶け込み、脱
気器６出口の給水の酸素濃度が数百ｐｐｍの高濃度に高
まる。

【０００７】このような高濃度では給水加熱系統内の酸
化が進み、酸化保護被膜が破壊されるために、脱気器器
内に溜まった酸素を定期的に排出する必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】脱気器６の内部に溜ま
った酸素を排出するためには、脱気器６のベント弁１３
を開ける必要があるが、常にベント弁１３を開けて運用
すると、酸素の消費量が増大する上に、脱気器６の内面
が酸素処理できなくなる等の問題があった。このため、
脱気器６のベント弁１３を、タービン１２などの負荷や
貯水タンク５出口の酸素濃度によって開閉させる必要が
あるが、その度毎に脱気器６出口の酸素濃度は変化し、
安定した酸素濃度は得られないという問題があった。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は注入した酸素を有効に活用し、しかも酸
素濃度の安定した給水を供給する給水加熱系統を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、脱気器と，前記脱気器より低
圧のタービン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，前
記脱気器より高圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給
水加熱器と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水管からな
る給水加熱系統の給水中に、酸素を注入することによっ
て給水加熱系統の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を
形成させる給水加熱系統において、前記脱気器と前記低
圧給水加熱器の間の給水管の途中に、前記脱気器の加熱
蒸気と同一系統のタービン抽気を加熱源とするプレヒー
タを設けると共にこのプレヒータ出口給水を前記脱気器
の貯水タンクに接続したことを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項２は、脱気器と，前記脱気
器より低圧のタービン抽気を加熱源とする低圧給水加熱
器と，前記脱気器より高圧のタービン抽気を加熱源とす
る高圧給水加熱器と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水
管からなる給水加熱系統の給水中に、酸素を注入するこ
とによって給水加熱系統の機器及び給水管内面に酸化保
護被膜を形成させる給水加熱系統において、前記脱気器
と前記低圧給水加熱器の間の給水管の途中に、前記脱気
器の加熱蒸気と同一系統のタービン抽気を加熱源とする
プレヒータを設けると共にこのプレヒータ出口給水を前
記脱気器の脱気トレイ下部に接続したことを特徴とす
る。

【００１２】本発明の請求項３は、脱気器と，この脱気
器より低圧のタービン抽気を加熱源とする低圧給水加熱
器と，この脱気器より高圧のタービン抽気を加熱源とす
る高圧給水加熱器と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水
管からなる給水加熱系統の給水中に、酸素を注入するこ
とによって給水加熱系統の機器及び給水管内面に酸化保
護被膜を形成させる給水加熱系統において、前記脱気器
と前記低圧給水加熱器の間の給水管の途中に、前記脱気
器の加熱蒸気と同一系統のタービン抽気を加熱源とする
プレヒータを設けると共にこのプレヒータ出口給水を前
記脱気器の降水管に接続したことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４は、請求項１乃至請求項
３記載の給水加熱系統において、前記プレヒータの加熱
源に前記脱気器と同一系統のタービン抽気の代わりに前
記脱気器器内圧力より高圧の蒸気を用い、その出口給水
温度が前記脱気器器内飽和温度以下になるようにしたプ
レヒータ加熱面積を持つことを特徴とする給水加熱系
統。

【００１４】本発明の請求項５は、請求項１乃至請求項
３記載の給水加熱系統において、前記プレヒータの加熱
源に前記脱気器と同一系統のタービン抽気の代わりに前
記脱気器器内圧力より高圧の蒸気を用い、その出口給水
温度が前記脱気器器内飽和温度以下になるように加熱蒸
気圧力を加減したことを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項６は、脱気器と，前記脱気
器より低圧のタービン抽気を加熱源とする低圧給水加熱
器と，前記脱気器より高圧のタービン抽気を加熱源とす
る高圧給水加熱器と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水
管からなる給水加熱系統の給水中に、酸素を注入するこ
とによって給水加熱系統の機器及び給水管内面に酸化保
護被膜を形成させる給水加熱系統において、前記低圧給
水加熱器の上流にだけ酸素を注入したことを特徴とす
る。

【００１６】本発明の請求項７は、請求項１乃至請求項
４記載の給水加熱系統において、前記プレヒータの給水
入口または出口の少なくとも一方に止め弁を設け、前記
プレヒータ入口から当該プレヒータを通さずに前記脱気
器に給水を導く配管を設けると共に、前記プレヒータを
通さず前記脱気器に給水を導く配管の途中と前記プレヒ
ータの加熱蒸気管に止め弁を設けたことを特徴とする給
水加熱系統。

【００１７】本発明の請求項８は、請求項１乃至請求項
４記載の給水加熱系統において、前記プレヒータの給水
出口に分岐管を設け、この分岐管のそれぞれの管路の途
中に止め弁を設け、一方の分岐管を前記脱気器の脱気ト
レイ上部に、もう一方の分岐管を前記脱気器の脱気トレ
イ下部に接続したことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明によれば、給水中に注入した酸素を有効
に使用することができ、しかも酸素濃度の安定した給水
加熱系統を実現することができる。また、水処理方法を
変えた場合も弁操作によって容易に対応できる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。図
１は本発明の第１実施例の給水加熱系統図であり、本実
施例が既に説明した図８の従来例と相違する点は、脱気
器６と低圧給水加熱器４の間の給水管に、脱気器６と同
一のタービン抽気７ａを加熱源としたプレヒータ１８を
設け、このプレヒータ１８の出口の給水管１９を脱気器
６の貯水タンク５に接続した点であり、その他の構成は
同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明す
る。

【００２０】次に、本実施例の作用について説明する。
一般に、給水中に酸素を注入して酸化被膜を形成させる
給水処理では、溶存酸素濃度は５０〜２００ｐｐｂであ
り、水に対する酸素の溶解度は、飽和温度に対して２〜
３℃下げることによって満足できる。通常、水に溶解す
る酸素の溶解濃度は飽和温度に対して水の温度が低いほ
ど高くなり、飽和温度で溶解度はゼロとなる。

【００２１】また、脱気器６は蒸気によって器内温度を
飽和温度まで加熱することによって脱気効果を得てお
り、脱気トレイ２０は、酸素を溶解した給水を細かな粒
として落下させることによって水滴内部に溶解していた
酸素が分離し易いように給水の表面積を大きくして脱気
効果を高める役割を果たしている。

【００２２】本実施例では、給水処理時、酸素は低圧給
水加熱器４上流の酸素注入管３から注入され、この酸素
を含んだ給水は低圧給水加熱器４で加熱された後、プレ
ヒータ１８に導かれ、脱気器６と同一のタービン抽気７
ａにより加熱された後、脱気器貯水タンク５に導入され
る。

【００２３】この時、プレヒータ１８の加熱部は加熱戻
し部を持たない熱交換器とし、出口給水温度が脱気器６
の器内の飽和温度より低く、酸素溶解度が酸素処理時の
溶存酸素量（５０〜２００ｐｐｂ）より大きくなるよう
な出口温度に設計した加熱面積にすると共に、給水を脱
気トレイ２０を通過させることなく、貯水タンク５に導
入することによって内部に溶解している酸素は分離する
ことなく、ボイラ１１へ導くことができる。

【００２４】（他の実施例）図３は本発明の第２実施例
の給水加熱系統図である。本実施例が上記図１の実施例
と相違する点は、低圧給水加熱器４出口に分岐管を設
け、この分岐管の一方の出口を脱気器６の脱気トレイ２
０上部に接続すると共に分岐管から脱気器６に至る間に
仕切弁１４を設け、更に分岐管のもう一方の出口にバイ
パス管１６とバイパス管の途中にプレヒータ１８と仕切
弁１７を設け、プレヒータ１８の出口の給水管１９を脱
気器６の脱気トレイ２０の下部に流入させるようにした
点であり、その他の構成は同一であるので、同一部分に
は同一符号を付して説明する。

【００２５】通常、脱気器６に至る間の仕切弁１４は全
閉し、バイパス管の途中の仕切弁１７を開いておく。低
圧給水加熱器４で加熱された給水は、プレヒータ１８に
導かれ、脱気器６と同じタービン抽気７ａにより加熱さ
れた後、脱気器６の脱気トレイ２０の下部に導入され
る。

【００２６】本実施例によれば、酸素注入により酸化被
膜を形成させて運転する時は、上記の如く実施可能であ
るばかりでなく、揮発性物質により給水中の酸素を極力
取り除き酸化を押さえる給水処理を行う場合は、低圧給
水加熱器４から脱気器６に至る分岐管の仕切弁１４を開
き、バイパス管の途中の仕切弁１７を全閉することによ
って脱気器６の機能をもたせた運転も可能となる。本実
施例によっても図１の実施例と同様な効果を得ることが
できる。

【００２７】図４は本発明の第３実施例の給水加熱系統
図である。本実施例が上記図３の実施例と相違する点
は、プレヒータ１８の加熱蒸気に脱気器加熱蒸気より高
圧のタービン抽気を使用する場合は、高圧のタービン抽
気管７ｂから調節弁１５を介してプレヒータ１８を加熱
し、プレヒータ１８の出口給水管１９を貯水タンク５の
出口側に接続し、温度を制御するようにした点であり、
その他の構成は同一であるので、同一部分には同一符号
を付して説明する。

【００２８】本実施例による給水処理時、低圧給水加熱
器４で加熱された給水は、プレヒータ１８に導かれ、脱
気器６より高圧側のタービン抽気により加熱された後、
脱気器６の降水管８に導入する。この時、調節弁１５に
よってプレヒータ１８の出口給水温度は脱気器６の器内
の飽和温度より低く、酸素溶解度が酸素処理時の溶存酸
素量（５０〜２００ｐｐｂ）より大きくなるような温度
に、高圧のタービン抽気管７ｂの加熱蒸気圧力を脱気器
６の器内圧力以下に制御する。本実施例によっても図１
の実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２９】図５は本発明の第４実施例の給水加熱系統
図であり、本実施例が上記図４の実施例と相違する点
は、調節弁１５の制御を前記のプレヒータ出口温度の代
りにプレヒータ１８の入口蒸気圧力とし、プレヒータ１
８の入口蒸気圧力を脱気器６の器内圧力以下に制御した
点である。本実施例によっても図４の実施例と同様な効
果を得ることができる。

【００３０】図６は本発明の第５実施例の給水加熱系統
図であり、本実施例が上記図５の実施例と相違する点
は、プレヒータ１８の加熱蒸気に脱気器６の加熱蒸気よ
り高圧のタービン抽気を使用する場合、プレヒータ１８
の加熱面積を、プレヒータ出口給水温度が脱気器６の器
内圧力での酸素溶解度を酸素処理時の溶存酸素量（５０
〜２００ｐｐｂ）より大きくなるような面積にすること
によって調節弁を設けなくても図５の実施例と同様な効
果を得ることができる。

【００３１】本実施例による給水処理時、低圧給水加熱
器４で加熱された給水は、プレヒータ１８に導かれ、脱
気器６より高圧側のタービン抽気により加熱された後、
脱気器貯水タンク５に導入する。この時、プレヒータ１
８の出口温度は脱気器６の飽和温度より低くなり、溶存
酸素は分離することなくボイラ１１へ導入される。

【００３２】図７は本発明の第６実施例の給水加熱系統
図であり、本実施例が上記図３の実施例と相違する点
は、プレヒータ１８の出口に分岐管を設け、一方の出口
に仕切弁１４を設け、脱気器６の脱気トレイ２０上部に
接続すると共に、もう一方の出口を脱気器６の脱気トレ
イ２０下部に接続し、その管路途中に仕切弁１７を設け
た点であり、本実施例も図３の実施例と同様な運用方法
及び効果が得られる。

【００３３】本実施例で、酸素注入により酸化被膜を形
成させて運転するときは、プレヒータ１８出口から脱気
トレイ２０下部に接続した管路の仕切弁１７を開け、脱
気トレイ２０上部に接続する管路の仕切弁１４を全閉し
て運用する。低圧給水加熱器４の上流で注入した酸素を
含む給水は、プレヒータ１８で加熱され脱気トレイ２０
下部に流入させることにより、酸素の分離が生じること
なくボイラ１１に導かれる。

【００３４】本実施例で揮発性物質による給水処理を行
う場合は、プレヒータ１８出口から脱気トレイ２０上部
に接続した管路の仕切弁１４を開け、脱気トレイ２０下
部に接続する管路の仕切弁１７を全閉して運用する。給
水中は脱気トレイ２０上部に導かれ、中に含まれる酸素
は脱気器６と脱気トレイ２０の脱気作用によって分離
し、ベント弁１３から放出される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
給水中に注入した酸素を有効に使用すると共に、酸素濃
度の安定した給水加熱系統を実現することができ、また
水処理方法を変えた場合も弁操作によって容易に対応で
きる、というすぐれた効果を槽する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の給水加熱系統図。

【図２】純水に対する酸素の溶解度を示す図。

【図３】本発明の第２実施例の給水加熱系統図。

【図４】本発明の第３実施例の給水加熱系統図。

【図５】本発明の第４実施例の給水加熱系統図。

【図６】本発明の第５実施例の給水加熱系統図。

【図７】本発明の第６実施例の給水加熱系統図。

【図８】従来の給水加熱系統図。

【符号の説明】

１…復水器、２…給水管、３…酸素注入管、４…低圧給
水加熱器、５…貯水タンク、６…脱気器、７ａ，７ｂ，
７ｃ…タービン抽気管、８…脱気器降水管、９…高圧給
水加熱器、１０…高圧給水管、１１…ボイラ、１２…タ
ービン、１３…ベント弁、１４…仕切弁、１５…調節
弁、１６…バイパス管、１７…仕切弁、１８…プレヒー
タ、１９…給水管、２０…脱気トレイ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱気器と，前記脱気器より低圧のタービ
   ン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，前記脱気器よ
   り高圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器
   と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水管からなる給水加
   熱系統の給水中に、酸素を注入することによって給水加
   熱系統の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を形成させ
   る給水加熱系統において、前記脱気器と前記低圧給水加
   熱器の間の給水管の途中に、前記脱気器の加熱蒸気と同
   一系統のタービン抽気を加熱源とするプレヒータを設け
   ると共にこのプレヒータ出口給水を前記脱気器の貯水タ
   ンクに接続したことを特徴とする給水加熱系統。
2. 【請求項２】 脱気器と，前記脱気器より低圧のタービ
   ン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，前記脱気器よ
   り高圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器
   と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水管からなる給水加
   熱系統の給水中に、酸素を注入することによって給水加
   熱系統の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を形成させ
   る給水加熱系統において、前記脱気器と前記低圧給水加
   熱器の間の給水管の途中に、前記脱気器の加熱蒸気と同
   一系統のタービン抽気を加熱源とするプレヒータを設け
   ると共にこのプレヒータ出口給水を前記脱気器の脱気ト
   レイ下部に接続したことを特徴とする給水加熱系統。
3. 【請求項３】 脱気器と，前記脱気器より低圧のタービ
   ン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，前記脱気器よ
   り高圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器
   と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水管からなる給水加
   熱系統の給水中に、酸素を注入することによって給水加
   熱系統の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を形成させ
   る給水加熱系統において、前記脱気器と前記低圧給水加
   熱器の間の給水管の途中に、前記脱気器の加熱蒸気と同
   一系統のタービン抽気を加熱源とするプレヒータを設け
   ると共にこのプレヒータ出口給水を前記脱気器の降水管
   に接続したことを特徴とする給水加熱系統。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の給水加熱系
   統において、前記プレヒータの加熱源に前記脱気器と同
   一系統のタービン抽気の代わりに前記脱気器器内圧力よ
   り高圧の蒸気を用い、その出口給水温度が前記脱気器器
   内飽和温度以下になるようにしたプレヒータ加熱面積を
   持つことを特徴とする給水加熱系統。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３記載の給水加熱系
   統において、前記プレヒータの加熱源に前記脱気器と同
   一系統のタービン抽気の代わりに前記脱気器器内圧力よ
   り高圧の蒸気を用い、その出口給水温度が前記脱気器器
   内飽和温度以下になるように加熱蒸気圧力を加減したこ
   とを特徴とする給水加熱系統。
6. 【請求項６】 脱気器と，前記脱気器より低圧のタービ
   ン抽気を加熱源とする低圧給水加熱器と，前記脱気器よ
   り高圧のタービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器
   と，ボイラと，これら機器を結ぶ給水管からなる給水加
   熱系統の給水中に、酸素を注入することによって給水加
   熱系統の機器及び給水管内面に酸化保護被膜を形成させ
   る給水加熱系統において、前記低圧給水加熱器の上流に
   だけ酸素を注入したことを特徴とする給水加熱系統。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項４記載の給水加熱系
   統において、前記プレヒータの給水入口または出口の少
   なくとも一方に止め弁を設け、前記プレヒータ入口から
   当該プレヒータを通さずに前記脱気器に給水を導く配管
   を設けると共に、前記プレヒータを通さず前記脱気器に
   給水を導く配管の途中と前記プレヒータの加熱蒸気管に
   止め弁を設けたことを特徴とする給水加熱系統。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項４記載の給水加熱系
   統において、前記プレヒータの給水出口に分岐管を設
   け、この分岐管のそれぞれの管路の途中に止め弁を設
   け、一方の分岐管を前記脱気器の脱気トレイ上部に、も
   う一方の分岐管を前記脱気器の脱気トレイ下部に接続し
   たことを特徴とする給水加熱系統。