JPH09158706A - 冷却器ドレン回収系統 - Google Patents
冷却器ドレン回収系統Info
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- JPH09158706A JPH09158706A JP31781695A JP31781695A JPH09158706A JP H09158706 A JPH09158706 A JP H09158706A JP 31781695 A JP31781695 A JP 31781695A JP 31781695 A JP31781695 A JP 31781695A JP H09158706 A JPH09158706 A JP H09158706A
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
レン管のUシール部で不凝縮ガスの巻き込みが起こるの
を防止すること。 【解決手段】冷却器4から復水器1にかけてドレンを導
くドレン管7a、7bの経路に気水分離管11が設けら
れる。この気水分離管11はフルード数が0.6以下に
なるように内径を決めている。さらに、気水分離管11
は定常運転時、器内に冷却器4と復水器1との圧力差に
より生じる水面Hを形成するように配置される。
Description
復水器に係り、特にエジェクタの排気を冷却する冷却器
に付設される冷却器ドレン回収系統に関する。
ンの排気を凝縮させて復水として回収し、あるいは地熱
蒸気動力プラントにおいては蒸気タービンの排気を凝縮
させ、冷却塔への循環水として利用するために蒸気ター
ビンにとって重要な補機である。また、この復水器は、
通常、蒸気タービンの排気口と連通しており、蒸気ター
ビン運転中、背圧を可能な限り下げ(真空度722mmH
g)、タービン入口と排気口との間の圧力差を大きくし
て蒸気タービンの出力を増加させる働きがある。
不凝縮ガスおよび空気が含まれていることから、復水器
からこうした不凝縮ガス等を排出しなければ、器内にこ
れらのガス等が溜まり、復水器の真空度が低下する。こ
のため、復水器には器内の不凝縮ガス等を抽出して器外
に排出する空気抽出装置が付設されている。
を参照して説明する。復水器1内とエジェクタ2とが空
気抽出管3により連通しており、また、エジェクタ2と
冷却器4とが作動蒸気管5により連通している。エジェ
クタ2の入口側から供給される作動蒸気がエジェクタ2
内に高速で吹き出し、このとき空気抽出管3と連通して
いる復水器1から不凝縮ガス等が抽出されて冷却器4に
排出されるようになっている。
スは外部から供給される冷却水によって冷却され、冷却
器4の上部から器外に放出される。随伴蒸気は冷却水に
よって凝縮し、冷却水と共に冷却器4の底部に落下す
る。以下、この随伴蒸気の凝縮水と冷却水とをドレンと
呼ぶものとする。このドレンは冷却器4のドレン出口6
からドレン管7によって復水器1に回収される。復水器
1には蒸気タービン(図示せず)の排気が冷却水によっ
て冷却されて生じる凝縮水、この排気の冷却水、冷却器
4からのドレンおよびその他の各種冷却器からの冷却水
等が集まる。これらの水はすべて復水ポンプ(図示せ
ず)によって抽出され、冷却された後、再び冷却水とし
て復水器1に導かれる。
および冷却器4の内部と共に大気のもとにあり、両者の
間に圧力差がないことから、冷却器4のドレン出口部6
よりも復水器1のドレン入口8を低い位置に設けて冷却
器4から復水器1にかけてドレンが落差で流れるように
している。
水器1内が真空に保たれることで、ほぼ大気圧の冷却器
4との圧力差が大きくなり、冷却器4の不凝縮ガス等が
ドレンと共に復水器1に流入するのを防ぐためにドレン
管7はU字状に構成され、そこにUシール部が保持され
るようになっている。なお、図中、符号9は不凝縮ガス
を大気中に排出するベント管を示している。
ドレンの排出系統においてはプラントの定常運転時にU
字状のドレン管7の底部近くに冷却器側の水位が形成さ
れるために冷却器4から落下してきたドレンが水面より
も下方に不凝縮ガスを巻き込む可能性がある。このた
め、ドレン内に滞留する不凝縮ガスがドレンと共にUシ
ール部を通過し、復水器1に運ばれてしまい、結果的に
Uシール部が十分に機能しない状況を呈する。 この状
況下においては復水器1は高い真空度を維持できず、タ
ービン出力が低下してしまう可能性がある。
ドレンを回収するドレン管のUシール部で不凝縮ガスの
巻き込みが生じるのを効果的に防止するようにした冷却
ドレン回収系統を提供することにある。
水器で生じた不凝縮ガスをエジェクタにより抽出してエ
ジェクタ駆動蒸気と共に冷却器に導き、冷却水によって
エジェクタ駆動蒸気を凝縮させ、ここで分離された不凝
縮ガスを系外に放出する一方、得られた凝縮水をドレン
として集合し、このドレンをドレン系統を通して復水器
に回収するようにしたものにおいて、ドレン系統が復水
器にかけてUシール部を介してドレンを導くように構成
され、Uシール部を含むようにドレン系統に次のフルー
ド数に従い決められる内径を有する気水分離管を設けた
ことを特徴とするものである。
が0.6以下であることを特徴とするものである。
分離管とを結ぶドレン系統の出口を定常運転時の気水分
離管内水位よりも高く、かつ気水分離管の接線方向に一
致させて接続すると共に、整流板を定常運転時の気水分
離管内水位に対し、少なくとも一部が水面下に没するよ
うに配置したことを特徴とするものである。
内に分離された不凝縮ガスを冷却器、または冷却器のベ
ント管に導くガス放出管を設けたことを特徴とするもの
である。 また、請求項5に係る発明は冷却器から復水
器にかけて流れるドレンの流量を開度を変化させて調節
する調節弁と、検出された気水分離器内の水位と、設定
値との間で偏差を求め、偏差に応じて調節弁に開度信号
を出力する水位調節計とを備えることを特徴とするもの
である。
レン管内を落下するドレンの流速がドレン管内を上昇す
るガスの流速よりも速いことから生じるものも考えられ
る。このドレンの流速を抑えるために本発明においては
フルード数に従い、気水分離管の内径を決定する。フル
ード数は次の式によって求めることができる。
分離管の内径を定める。このフルード数としたとき、ド
レンの流速がガスの流速以下に遅くなることが確かめら
れている。
数に従い内径を決めると、内径が従来のものよりも大き
くなり、ドレン管の引き回しのための設置スペースが必
要となる。また、内径が増すことは配管重量の増加につ
ながり、従来よりも製造コストがかさみ、ドレン管用ピ
ット(一般に、ドレン管は10m程度の高さが必要とさ
れている。)を掘削するための建設コストも増加させる
ことになる。
ルード数から決められた内径の気水分離管を設けている
ので、不凝縮ガスを巻き込んで流入してきたドレンが気
水分離管内を通り抜けるとき、不凝縮ガスだけを分離す
ることができる。
水分離管内水位よりも高く、かつ気水分離管の接線方向
に一致させて接続する。このように構成することで気水
分離管内に流入するドレンが旋回流として流れ、ドレン
中の不凝縮ガスを効果的に分離することができる。
の気水分離管内水位に対し一部が水面下に没するように
配置する。このように構成することにより、気水分離管
内に流入したドレンの旋回流に起因する水面下でのドレ
ンの旋回および渦の発生を防止することが可能になる。
スを冷却器または冷却器のベント管に導くガス放出管を
設ける。たとえば、地熱蒸気中には硫化水素ガス等の生
物等に有毒なガスが含まれており、これらのガスが復水
器、エジェクタおよび冷却器を通ってドレン系統に流入
する。このガスをそのまま大気中に放出することは環境
の汚染につながり、好ましくない。こうした有毒ガスは
冷却器または冷却器のベント管に導き、その先の冷却塔
において十分に希釈した後に大気中に放出する。勿論、
有毒なガスを含まないときはこうした希釈は不要であ
り、そのまま大気中に放出することも可能である。
レン系統にドレンの流量を調節する調節弁を設け、水位
調節計からの信号で調節弁を制御するように構成する。
このように構成するならば、プラントの起動時から定常
運転時までを通じて気水分離管内水位を一定に保つこと
ができる。
を参照して説明する。
同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図
1において、冷却器4から復水器1にかけてドレンを導
く経路がドレン管によって形成されるから、このドレン
管の経路の途中に気水分離管11が設けられる。ドレン
管は気水分離管11までのドレン管7aと、気水分離管
11から復水器1にかけてのドレン管7bとからなる。
この気水分離管11の上部にはガス放出管12が接続さ
れている。
0.6以下になるようにその内径を決めている。また、
気水分離管11は定常運転時、器内に冷却器4と復水器
1との圧力差により生じる水面Hを形成するように配置
している。
は気水分離管11の接線方向と一致する方向に接続され
ている。気水分離管11には図3に示すように内部にそ
の一部が水面下に没した十字状の整流板13が備えられ
る。
ラントの起動にあたり、エジェクタ2に作動蒸気が供給
されると、復水器1内の不凝縮ガスおよび蒸気がエジェ
クタ2内のノズルで発生した高速蒸気の動圧と、復水器
1の器内圧力との圧力差により空気抽出管3を通してエ
ジェクタ2内に吸い込まれる。この不凝縮ガスおよび蒸
気は作動蒸気と混合して作動蒸気管5を経て冷却器4に
流入し、そこに導かれる冷却水と直接接触し、蒸気だけ
が凝縮する。
底部に落下してドレンとなる。このドレンはドレン出口
6からドレン管7aにかけて流動するが、プラント起動
時には復水器1と冷却器4との間の圧力差はあまり大き
くなく、Uシール部の水面Hがドレン管7a内に形成さ
れる。
ガスを巻き込みながら、ドレン管7a内を流れて気水分
離管11に流入する。気水分離管11に流れたドレンは
その内径が決められたフルード数であることから、流速
が低下し、ドレン中に滞留している不凝縮ガスが再びド
レンから分離される。このドレンから分離された不凝縮
ガスはガス放出管12を通って大気中に放出される。一
方、不凝縮ガスが除かれたドレンは気水分離管11から
ドレン管7bを通って復水器1に回収される。エジェク
タ2の作動により復水器1の器内圧力は次第に下がり、
冷却器4と復水器1との圧力差によりドレン管7a内に
形成された水面Hは低下し、復水器1が所定の圧力にな
ったとき、ドレン管7a内に保たれた水面が気水分離管
11内に形成される。ここで、ドレン管7aは水面Hよ
りも高い位置に、かつ気分離管11の接線方向に一致さ
せて接続されているので、ドレンは気水分離管11内を
旋回しつつ落下し、遠心力により不凝縮ガスが分離さ
れ、ガス放出管12を通して大気中に放出される。
11の底部に集まったドレンは整流板13により流入す
るドレンの旋回力の影響を受けることなく、つまり、渦
を発生し、再びガスを巻き込むことなく、ドレン管7b
を通って復水器1に回収される。
ト起動時、ならびに定常運転時に冷却器4からドレン管
7a内に運ばれた不凝縮ガスを気水分離管11において
ほぼ完全に分離することができ、不凝縮ガスがUシール
部を通過して復水器1に運ばれるのを確実に防止するこ
とが可能である。
参照して説明する。
却器4のベント管9に接続されている。たとえば、地熱
蒸気動力プラントに本実施の形態のようなガス放出管1
2を用いる場合、不凝縮ガス中に含まれる硫化水素ガス
等が直接大気中に放出されず、ベント管9を通って冷却
塔(図示せず)により希釈されることで、万一多量の硫
化水素ガスが含まれるような場合も環境への悪影響が少
なく、より望ましい。また、ガス放出管12をベント管
9に接続しない場合、冷却器4または冷却塔に接続して
もよい。これらのやり方も本実施の形態と同様の効果を
得ることが可能である。
説明する。気水分離管11には水位調節計14が設置さ
れる。また、ドレン管7bの経路には調節弁15が介装
されており、水位調節計14からの開度信号を受けてそ
の開度を変えられるようになっている。本実施の形態
は、何らかの理由によりUシール部高さが冷却器4と復
水器1との間の圧力差まで取れないような場合に有効で
ある。
れる水位と設定値との間で偏差が求められ、その値に応
じて調節弁15に開度信号が出力される。水位が上昇
し、水位調節計14の水位信号が設定値を超えたとき、
調節弁15は開度が開かれる。逆に検出された水位が設
定値を下まわったとき、調節弁15は開度が絞られて復
水器1に回収されるドレンが減少する。これにより、気
水分離管11内の水位を一定した水位に保つことができ
る。
常運転時まで水位が一定に保たれるが、他の実施の形態
と同様に気水分離管11にてドレン中の不凝縮ガスを効
果的に分離することができ、不凝縮ガスがUシール部を
通過して復水器1に運ばれるのを確実に防止することが
可能である。
参照して説明する。
11の定常運転時の水面Hよりも下方の側壁に接続され
ている。また、ガス放出管12は水面よりも上方の側壁
に接続されている。
12を気水分離管11の底部以外の箇所に接続しても不
凝縮ガスの分離機能については図1の実施の形態におけ
るものと何ら変わることがなく、同様の効果を得ること
ができる。
している。本実施の形態においてはエジェクタおよび冷
却器が2基ずつ備えられる。1段目はエジェクタ2Aお
よび冷却器4Aからなり、2段目はエジェクタ2Bおよ
び冷却器4Bからなる。冷却器4Bから復水器1にかけ
てのドレン排出経路に図1ないし図3に示した実施の形
態と同様な気水分離管11が設置される。1段目の冷却
器4Aから復水器1にかけてのドレン排出経路はドレン
管7により構成される。
が多量であり、しかも冷却器4Bと復水器1との器内圧
力差が大きいためにドレン中に不凝縮ガスが巻き込まれ
やすい2段目のドレン排出経路に気水分離管11を設け
るのが望ましい。勿論、さらに、ドレン量が多くなれば
1段目のドレン排出経路に同様な気水分離管を設けても
よい。
項2に係る発明はドレン系統にフルード数に従い決めら
れる内径を有する気水分離管を設けているので、不凝縮
ガスを巻き込んで流れるドレンが気水分離管内を通過す
るとき、不凝縮ガスだけを分離することができ、復水器
にかけて不凝縮ガスが運ばれるのを防ぐことが可能であ
る。
水分離管に結ぶドレン系統の出口を定常運転時の気水分
離管内水位よりも高く、かつ気水分離管の接線方向に一
致させて接続し、また、整流板を定常運転時の気水分離
管内水位に対し、一部が水面下に没するように配置した
ので、気水分離管内に流入するドレン中に巻き込まれた
不凝縮ガスを効果的に分離することができ、また、水面
下でのドレンの旋回および渦の発生を防止することがで
き、ドレンの流動を安定に保つことが可能である。
不凝縮ガスを冷却器または冷却器のベント管に導くガス
放出管を設けているので、有害な硫化水素ガス等を冷却
塔に導き、十分に希釈して大気中に放出することがで
き、環境への悪影響をなくすことが可能である。
けてのドレン系統にドレンの流量を調節する調節弁を設
け、水位調節計からの信号で調節弁を制御するようにし
たので、気水分離管内水位を一定に保持することがで
き、プラントの起動時から定常運転時を通してより効果
的に不凝縮ガスを分離することが可能である。
態を示す系統図。
部分を示す断面図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 復水器で生じた不凝縮ガスをエジェクタ
により抽出してエジェクタ駆動蒸気と共に冷却器に導
き、冷却水によってエジェクタ駆動蒸気を凝縮させ、こ
こで分離された不凝縮ガスを系外に放出する一方、得ら
れた凝縮水をドレンとして集合し、このドレンをドレン
系統を通して前記復水器に回収するようにしたものにお
いて、前記ドレン系統が前記復水器にかけてUシール部
を介してドレンを導くように構成され、前記Uシール部
を含むように該ドレン系統に次のフルード数に従い決め
られる内径を有する気水分離管を設けたことを特徴とす
る冷却器ドレン回収系統。 【数1】 ここで、Fr=フルード数 u=管内のドレン流速(m/s2 ) g=重力加速度(m/s2 ) d=ドレン管内径(m) - 【請求項2】 前記気水分離管のフルード数が0.6以
下であることを特徴とする請求項1記載の冷却器ドレン
回収系統。 - 【請求項3】 前記冷却器と前記気水分離管とを結ぶ該
ドレン系統の出口を定常運転時の気水分離管内水位より
も高く、かつ該気水分離管の接線方向に一致させて接続
すると共に、整流板を定常運転時の気水分離管内水位に
対し、少なくとも一部が水面下に没するように配置した
ことを特徴とする請求項1記載の冷却器ドレン回収系
統。 - 【請求項4】 前記気水分離管内に分離された不凝縮ガ
スを前記冷却器または該冷却器のベント管に導くガス放
出管を設けたことを特徴とする請求項1記載の冷却器ド
レン回収系統。 - 【請求項5】 前記冷却器から前記復水器にかけて流れ
るドレンの流量を開度を変化させて調節する調節弁と、
検出された前記気水分離器内の水位と、設定値との間で
偏差を求め、偏差に応じて前記調節弁に開度信号を出力
する水位調節計とを備えることを特徴とする請求項1記
載の冷却器ドレン回収系統。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31781695A JP3593398B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 冷却器ドレン回収系統 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31781695A JP3593398B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 冷却器ドレン回収系統 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09158706A true JPH09158706A (ja) | 1997-06-17 |
| JP3593398B2 JP3593398B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=18092372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31781695A Expired - Fee Related JP3593398B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 冷却器ドレン回収系統 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3593398B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6237341B1 (en) | 1999-03-09 | 2001-05-29 | Kyushu Electric Power Company | Boiler scale collecting device before steam turbine |
| JP2006162172A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | 復水回収装置 |
| CN110374700A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组疏水回收系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO346293B1 (en) * | 2019-04-03 | 2022-05-23 | Knutsen Tech As | AN ARRANGEMENT AND A METHOD FOR REDUCING A CONTENT OF DISSOLVED GAS FROM A GAS-CONTAINING LIQUID |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP31781695A patent/JP3593398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6237341B1 (en) | 1999-03-09 | 2001-05-29 | Kyushu Electric Power Company | Boiler scale collecting device before steam turbine |
| JP2006162172A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | 復水回収装置 |
| CN110374700A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组疏水回收系统 |
| CN110374700B (zh) * | 2019-07-18 | 2024-05-03 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 | 一种燃气-蒸汽联合循环机组疏水回收系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3593398B2 (ja) | 2004-11-24 |
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