JPH10274006A - ドレン管システム - Google Patents

ドレン管システム

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JPH10274006A
JPH10274006A JP8048497A JP8048497A JPH10274006A JP H10274006 A JPH10274006 A JP H10274006A JP 8048497 A JP8048497 A JP 8048497A JP 8048497 A JP8048497 A JP 8048497A JP H10274006 A JPH10274006 A JP H10274006A
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drain pipe
condenser
drain
cooler
pipe
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Fusao Murakami
房雄 村上
Yoshihiko Komatsu
良彦 小松
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】経済的に有利なUシール配管を前提として、大
きなサイズのドレン管を採用する必要なく、Uシールを
確保できるとともに、プラント起動時または突発的なク
ーラ内の圧力変動によるUシール切れを防止することが
できるドレン管システムを提供する。 【解決手段】蒸気タービンプラントに設けられる蒸気冷
却用のクーラ11と、このクーラ11よりも内圧が低い
蒸気タービン排気凝縮用の復水器16とを、この復水器
16内の水位よりも低位の管部を有するU字形のドレン
管15で接続する。このドレン管15を介してクーラ1
1からドレンを復水器16に供給する。ドレン管15の
途中に気水分離装置18を設け、気体をドレン管15の
外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば地熱発電プ
ラントのアフタクーラから排出されるドレンを復水器に
供給するドレン管等に適用されるドレン管システムの改
良に係り、特に構成の簡素化、低コスト化、スペースの
有効利用等が図れるドレン管システムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えば地熱発電プラントでは、蒸気やガ
スを冷却して大気に放出するためのアフクーラが設けら
れ、このアフタクーラで回収されたドレンは、熱回収の
目的から蒸気タービン排気凝縮用の復水器にドレン管を
介して供給される。この場合、アフタクーラの器内圧は
復水器の器内圧よりも高いことから、このような圧力の
異なる容器を接続するドレン管を設計する手法として、
各容器の規定圧力や流量を確保するために、ドレン管の
途中に調節弁を介して接続するシステムと、復水器内の
水位よりも低位の管部を有するU字形のドレン管を用い
る、いわゆるUシールを介して接続するシステムとが知
られている。
【0003】図4は、調節弁を介して接続する従来のシ
ステムを示す系統図である。
【0004】この図4に示したシステムでは、アフタク
ーラ1内に蒸気・ガス管2を介して流入する蒸気、ガ
ス、水等が、冷却水管3を介して流入する水によって冷
却され、蒸気等はベントとして大気放出管4から大気へ
放出されるとともに、ドレンはドレン管5を介して復水
器6に供給されるようになっている。ドレン管5には水
位調節計7が設けられ、この水位調節計7はアフタクー
ラ1に設けたクーラ水位計8によって開度を制御され、
アフタクーラ内のドレン9aの水位が復水器6内のドレ
ンの水位よりも高く維持されるようになっている。
【0005】そして、例えばアフタクーラ1の器内圧は
1.08kg/cm2 、復水器6の器内圧は0.136
kg/cm2 に設定され、その圧力差によってアフタク
ーラ1から復水器6側にドレン管5を介してドレン供給
が行われる。また、ドレン管5内では、水位調節弁7に
よってアフタクーラ1の器内圧と復水器6の器内圧とが
分離され、アフタクーラ1内に一定水位が維持されるよ
うに流量が制御される。
【0006】また、図5はUシールを介して接続する従
来のシステムを示す系統図である。
【0007】この図5に示したシステムでは、アフタク
ーラ1と復水器6とを、この復水器6内のドレン9bの
水位よりも低位の管部5bを有するU字形のドレン管5
で接続し、このドレン管5を介してアフタクーラ1から
ドレンを復水器6に供給するようになっており、低位の
管部5bに一定のドレンの水位を常時保持して、ドレン
を貯溜させるようになっている。
【0008】このシステムでは、ドレン管5によるUシ
ール機能によって、上記同様にアフタクーラ1の器内圧
と復水器6の器内圧とを分離して運転を継続することが
でき、その場合、Uシールを得るためにドレン管5では
例えばフルード数が0.3以下に設定される。
【0009】フルード数は、次の数式により決定され
る。
【0010】
【数1】
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、図4の水位調節弁7を設置する場合には、アフ
タクーラ1内にドレンを貯溜させるためにクーラ容積を
大きくせざるを得ず、また水位調節弁7自体の構成が複
雑でコスト高となり、経済的に不利となる。
【0012】また、図5のフルード数が0.3以下のU
シール機能を有するドレン管5を設置する場合には、ド
レン管を大径とし、かつ低位の管部5aのために例えば
10m以上の深さを有するピットを、メンテナンス性も
考慮した大きさで掘らなければならない。このため、土
木作業等についてのコストが高くなり、また発電所内の
点検性およびメンテナンス性が低下したり、クーラ内の
圧力変動によりUシール切れを起こす等の不具合が発生
する場合もある。
【0013】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、経済的に有利なUシール配管を前
提として、大きなサイズのドレン管を採用する必要な
く、Uシールを確保できるとともに、プラント起動時ま
たは突発的なクーラ内の圧力変動によるUシール切れを
防止することができるドレン管システムを提供すること
にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、蒸気タービンプラントに設
けられる蒸気冷却用のクーラと、このクーラよりも内圧
が低い蒸気タービン排気凝縮用の復水器とを、この復水
器内の水位よりも低位の管部を有するU字形のドレン管
で接続し、このドレン管を介して前記クーラからドレン
を前記復水器に供給するドレン管システムであって、前
記ドレン管の途中に気水分離装置を設け、気体を前記ド
レン管の外部に排出することを特徴とするドレン管シス
テムを提供する。
【0015】請求項2の発明では、蒸気タービンプラン
トに設けられる蒸気冷却用のクーラと、このクーラより
も内圧が低い蒸気タービン排気凝縮用の復水器とを、こ
の復水器内の水位よりも低位の管部を有するU字形のド
レン管で接続し、このドレン管を介して前記クーラから
ドレンを前記復水器に供給するドレン管システムであっ
て、前記クーラ内の下部に常時、一定以上の水位を保持
してドレンを貯溜させることを特徴とするドレン管シス
テムを提供する。
【0016】請求項3の発明では、蒸気タービンプラン
トに設けられる蒸気冷却用のクーラと、このクーラより
も内圧が低い蒸気タービン排気凝縮用の復水器とを、こ
の復水器内の水位よりも低位の管部を有するU字形のド
レン管で接続し、このドレン管を介して前記クーラから
ドレンを前記復水器に供給するドレン管システムであっ
て、前記ドレン管の復水器入口部位にオリフィスを設け
たことを特徴とするドレン管システムを提供する。
【0017】請求項4の発明では、請求項1から3まで
のいずれかに記載のドレン管システムにおいて、ドレン
管のフルード数を1.0以上に設定することを特徴とす
るドレン管システムを提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るドレン管シス
テムの実施形態について、図面を参照して説明する。な
お、以下の各実施形態では、地熱発電プラントのアフタ
クーラと復水器とを接続するドレン管に適用した場合に
ついて説明する。
【0019】第1実施形態(図1) 図1は本実施形態によるドレン管システムを示す系統図
である。
【0020】この図1に示したシステムでは、アフタク
ーラ11内に蒸気・ガス管22を介して流入する蒸気、
ガス、水等が、冷却水管13を介して流入する水によっ
て冷却され、蒸気等はベントとして大気放出管14から
大気へ放出されるとともに、ドレンはドレン管15を介
して復水器16に供給されるようになっている。
【0021】すなわち、アフタクーラ11の器内圧は例
えば1.08kg/cm2 に、また復水器16の器内圧
は0.136kg/cm2 にそれぞれ設定され、その圧
力差によってアフタクーラ11から復水器16側にドレ
ン管5を介してドレン供給が行われる。なお、ドレン温
度は68℃、ドレン流量は850Ton/Hrである。
【0022】このような構成のもとで、本実施形態では
図1に示すように、ドレン管15が復水器16内のドレ
ン17の水位よりも低位の管部15aを有するものさ
れ、この管部15aの上流側に気水分離装置18が設け
られている。
【0023】この気水分離装置18は、一定高さを有す
る気水分離管19と、この気水分離管19の上部に連結
されたガス抜き装置管20とを有し、ガス抜き装置管2
0は大気放出管14に接続されている。そして、アフタ
クーラ11から排出されるドレンは、ドレン管15を介
して気水分離管19内に流入し、内部にドレン17を一
定の水位で貯溜されるように設定されるとともに、ドレ
ン17中に含まれた気体は、アフタクーラ11と同圧力
のガス抜き装置管20を介して大気放出管14に放出さ
れるようになっている。これによりUシール部にガスが
巻き込まれず、液体Uシールが形成される。
【0024】本実施形態においては、ドレン管15のサ
イズがフルード数1.0以上に設定され、これにより直
径は例えば400mmに設定されている。また、ガス抜き
装置管20は、ドレン管15内の半分の面積がガスとす
ると、サイズは直径100mm、管内流速は15m/s、
圧力損失は0.01kg/cm2 (ガス抜き装置管20
は直管相当長さを30mとする)となる。
【0025】このような本実施形態のシステムにおいて
は、ドレン管15に設けられた気水分離管19によるU
シール機能によって、アフタクーラ11の器内圧と復水
器16の器内圧とを分離して運転を継続することができ
る。この場合、本実施形態ではUシール機能を得るため
に、ドレン管15のフルード数が1以上に設定されてい
ることにより、従来の設計手法でドレン管のサイズがフ
ルード数0.3以下となって直径600mmを要する場合
に比較して、小径とすることができる。
【0026】よって、本実施形態によれば、経済的に有
利なUシール配管を前提として、大きなサイズのドレン
管を採用する必要なく、Uシールを確保することができ
る。また、ドレン管15の途中に設けた気水分離管19
にドレン17を貯溜することによって、プラント起動時
または突発的なクーラ内の圧力変動によるUシール切れ
を防止することができる。
【0027】第2実施形態(図2) 図2は本実施形態によるシステムを示す系統図である。
【0028】本実施形態では、アフタクーラ11と、こ
のアフタクーラ11よりも内圧が低い蒸気タービン排気
凝縮用の復水器16とを、この復水器16内の水位より
も低位の管部15aを有するU字形のドレン管15で接
続し、このドレン管15を介してアフタクーラ11から
ドレンを復水器16に供給する点では前記第1実施形態
と同様である。
【0029】本実施形態が前記第1実施形態と異なる点
は、アフタクーラ11内の下部に、常時一定以上のドレ
ン17を貯溜し、その水位が保持されるように設定した
点にある。
【0030】本実施形態によれば、ドレン17はアフタ
クーラ11内で水位を保ったままクーラ下部よりドレン
管15を通って復水器16へと導かれる。すなわち、ア
フタクーラ11内に水位を保つことにより、アフタクー
ラ11内のガスをドレン管15へ巻き込まない構造とな
っている。
【0031】本実施形態にいおては、ドレン管15のサ
イズがフルード数1.0以上に設定され、これにより直
径は例えば400mmに設定されている。また、蒸気条件
等は前記第1実施形態と同様である。
【0032】このような本実施形態のシステムにおいて
は、アフタクーラ11内に水位を持ち、アフタクーラ1
1内のガスをドレン管15内に巻き込まないことによっ
て、大きなサイズのドレン管を採用する必要なく液体U
シールを確保することができる。
【0033】第3実施形態(図3) 図3は本実施形態によるシステムを示す系統図である。
【0034】本実施形態では、アフタクーラ11と、こ
のアフタクーラよりも内圧が低い蒸気タービン排気凝縮
用の復水器16とを、この復水器16内の水位よりも低
位の管部15aを有するU字形のドレン管15で接続
し、このドレン管15を介してアフタクーラ11からド
レンを復水器16に供給する点では前記第1実施形態と
同様である。
【0035】本実施形態が前記第1実施形態と異なる点
は、ドレン管15の復水器入口部位にオリフィス21を
設けた点にある。
【0036】このような構成の本実施形態においては、
復水器16の入口部にオリフィス21が設けられている
ので、アフタクーラ11からドレンがドレン管15を通
り、復水器16へと導かれ際に、アフタクーラ11の器
内圧力の変動時、またはプラント起動時の圧力不安定状
態における圧力緩衝部材として機能する。したがって、
このようなプラント起動時または突発的なクーラ内の脈
動等の圧力変動によりUシール水位が下がらないように
制御されることにより、ドレン流の抵抗が増大し、液体
Uシールが切れないように保持される。
【0037】よって、本実施形態によっても、経済的に
有利なUシール配管を前提として、大きなサイズのドレ
ン管を採用する必要なく、Uシールを確保することがで
き、特にプラント起動時または突発的なクーラ内の圧力
変動によるUシール切れを防止できるという大きい利点
が得られる。
【0038】
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、複雑な装置または機器を必要とせずに、コスト的に
も機器配置上のスペース的にも、有利な装置および系統
を提供することができる。
【0039】すなわち、請求項1の発明によれば、クー
ラドレン管内にクーラより巻き込まれたガスを気水分離
器でドレンとガスとに分離し、ドレンは圧力差により復
水器へ流し、ガスは気水分離管の上部より抜き出し、ク
ーラ内と同圧力の放出管またはクーラ本体に接続するこ
とによりUシール部にガスを巻き込まず、液体Uシール
を形成することができる。
【0040】請求項2の発明によれば、クーラ本体内に
水位を持ち、クーラ内のガスをドレン管内に巻き込ま
ず、液体Uシールを確保することができる。
【0041】請求項3の発明では、Uシール二次側の復
水器入口部にオリフィスを挿入してドレンの抵抗を増大
したので、プラント起動時または突発的なクーラ内の脈
動等の圧力変動によりUシール水位が下がらず、液体U
シールが切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドレン管システムの第1実施形態
の構成を示す系統図。
【図2】本発明に係るドレン管システムの第2実施形態
の構成を示す系統図。
【図3】本発明に係るドレン管システムの第3実施形態
の構成を示す系統図。
【図4】従来のドレン管システムの一例による構成を示
す系統図。
【図5】従来のドレン管システムの他の例による構成を
示す系統図。
【符号の説明】
11 アフタクーラ 12 蒸気・ガス管 13 冷却水管 14 大気放出管 15 ドレン管 16 復水器 17 ドレン 18 気水分離装置 19 気水分離管 20 ガス抜き装置管 21 オリフィス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気タービンプラントに設けられる蒸気
    冷却用のクーラと、このクーラよりも内圧が低い蒸気タ
    ービン排気凝縮用の復水器とを、この復水器内の水位よ
    りも低位の管部を有するU字形のドレン管で接続し、こ
    のドレン管を介して前記クーラからドレンを前記復水器
    に供給するドレン管システムであって、前記ドレン管の
    途中に気水分離装置を設け、気体を前記ドレン管の外部
    に排出することを特徴とするドレン管システム。
  2. 【請求項2】 蒸気タービンプラントに設けられる蒸気
    冷却用のクーラと、このクーラよりも内圧が低い蒸気タ
    ービン排気凝縮用の復水器とを、この復水器内の水位よ
    りも低位の管部を有するU字形のドレン管で接続し、こ
    のドレン管を介して前記クーラからドレンを前記復水器
    に供給するドレン管システムであって、前記クーラ内の
    下部に常時、一定以上の水位を保持してドレンを貯溜さ
    せることを特徴とするドレン管システム。
  3. 【請求項3】 蒸気タービンプラントに設けられる蒸気
    冷却用のクーラと、このクーラよりも内圧が低い蒸気タ
    ービン排気凝縮用の復水器とを、この復水器内の水位よ
    りも低位の管部を有するU字形のドレン管で接続し、こ
    のドレン管を介して前記クーラからドレンを前記復水器
    に供給するドレン管システムであって、前記ドレン管の
    復水器入口部位にオリフィスを設けたことを特徴とする
    ドレン管システム。
  4. 【請求項4】 請求項1から3までのいずれかに記載の
    ドレン管システムにおいて、ドレン管のフルード数を
    1.0以上に設定することを特徴とするドレン管システ
    ム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162172A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Toshiba Corp 復水回収装置
CN102812211A (zh) * 2010-03-25 2012-12-05 丰田自动车株式会社 朗肯循环系统
CN115234307A (zh) * 2022-06-28 2022-10-25 中国联合工程有限公司 一种可动态调节水封高度的多级水封装置及其运行方法

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CN115234307A (zh) * 2022-06-28 2022-10-25 中国联合工程有限公司 一种可动态调节水封高度的多级水封装置及其运行方法

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