JPH1054507A - ボイラ給水設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱気器降水管内と貯水タンク内において、フ
ラッシュおよび水撃の発生を未然に防止する。 【解決手段】 ボイラ給水設備は復水が流入する脱気器
１と、この脱気器１に接続された貯水タンク２とを備え
ている。貯水タンク２に脱気器降水管４を介して給水ブ
ースタポンプ６ａが接続されている。この給水ブースタ
ポンプ６ａの出口側に、貯水タンク２に連通する過熱防
止管１３が接続されている。脱気器降水管４内の給水
は、給水ブースタポンプ６ａによって貯水タンク２内へ
戻される。脱気器降水管４と貯水タンク２内の流体飽和
圧力を接近させ、このことにより脱気器降水管４と貯水
タンク２内においてフラッシュおよび水撃の発生を防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発電用タービンプラ
ントのボイラ給水設備に係り、とりわけ水撃現象を未然
に防止することができるボイラ給水設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は発電用タービンプラントに使用さ
れている従来のボイラ給水設備の説明図である。なお図
４において脱気器降水管が１系統の例を示すが、複数の
給水ポンプの各々に対応して２系統の脱気器降水管を設
置した場合も、同様である。図４に示すように図示しな
い低圧給水加熱器からの復水は脱気器１内に流入し、脱
気器１においてタービン抽気管３からの抽気蒸気によっ
て加熱脱気され、下部の貯水タンク２へ給水となって流
入する。その後給水は脱気器降水管４、入口遮断弁５
ａ、給水ブースタポンプ６ａ、連絡管７ａ、給水ポンプ
８ａおよび出口遮断弁９ａを経て図示しない高圧給水加
熱器に送られ、ボイラに給水される。なお連絡管７ａに
は、バイパス管１０が接続されている。

【０００３】給水ポンプは複数台設けられており、給水
ポンプ８ａの系列（常用系列）の他に入口遮断弁５ｂ、
給水ブースタポンプ６ｂ、連絡管７ｂ、給水ポンプ８
ｂ、出口遮断弁９ｂからなる給水ポンプ８ｂの系列（非
常用系列）が設置されている。また給水ポンプ８ｂの出
口側は脱気器１に接続されている。これらのポンプ６
ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは蒸気タービンや電動機によって
駆動され、常用となるポンプ６ａ，８ａは蒸気タービン
駆動、非常用となるポンプ６ｂ，８ｂは電動機駆動とな
っている。

【０００４】プラントの起動時には、給水中に多量に溶
存している空気を除去するために、脱気器降水管４から
分岐した脱気器循環管１１を用いて脱気器循環ポンプ１
２を稼動させ、このことにより給水が脱気器１内を循環
して空気が除去される。

【０００５】通常、プラント停止操作等で蒸気タービン
負荷が徐々に降下すると、脱気器１内の圧力は蒸気ター
ビン負荷にほぼ比例して降下し、貯水タンク２内の給水
も脱気器１内の圧力の飽和温度に追従する。他方、負荷
遮断・所内単独運転等、蒸気タービン負荷が急激に降下
すると、脱気器１への蒸気タービンからの抽気蒸気量が
急激に減少することから、脱気器１内の温度は低温の復
水流入によって低下し、結果として脱気器１内の圧力も
急激に降下することになる。この場合、貯水タンク２お
よび脱気器降水管４内の給水は負荷変化前の温度で残さ
れることになり、低下前の脱気器１内の圧力（飽和温
度）のままとなり、このため貯水タンク２および脱気器
降水管４内の給水にフラッシュが発生し、このフラッシ
ュ水が給水ブースタポンプ６ａまで到達することがあ
る。このフラッシュ水はそのまま連続して流れ、給水ブ
ースタポンプ６ａに吸込まれて異常は生じないが、非常
用として停止待機中の給水ポンプ８ｂの系列の配管では
水撃現象（ウォータハンマー）が発生し、その振動によ
って配管を損傷したり、停止中の給水ブースタポンプ６
ｂや給水ポンプ８ｂの起動を不能にしたりする。また、
貯水タンク２内のフラッシュは貯水タンク２の水位制御
を不安定にする。

【０００６】このため、従来のボイラ給水系の運転にお
いては、特定の負荷域で脱気器降水管４内の給水を置換
する目的で脱気器循環ポンプ１２を稼動させたり、脱気
器１内の圧力降下率を極力低くするため脱気器補助蒸気
管１５から脱気器１に補助蒸気を投入したりして、給水
ポンプ８ｂ系のトラブルを防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のボイラ給水設備における水撃現象防止方法
では、脱気器循環ポンプ１２が本来起動時の給水中に溶
存する空気を除去することを目的として設置されている
ため、この脱気器循環ポンプ１２の容量が不足すること
がある。特に最近の発電用タービンプラントにおける設
備、システムの簡素化の要求に応えて脱気器循環管１１
および脱気器循環ポンプ１２そのものを設置しないプラ
ントも存在する。更に、脱気器補助蒸気管１５からの流
入する補助蒸気量の制約等からフラッシュ水によるトラ
ブルを完全に防止することはむずかしい。このため非常
用として停止待機中の給水ポンプ８ｂ系の配管に水撃現
象が発生したり、同じく停止待機中の給水ブースタポン
プ６ｂや給水ポンプ８ｂの起動が不能になったり、ま
た、貯水タンク２内の水位制御が不安定になる場合があ
る。

【０００８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、配管内の水撃現象およびフラッシュ水の発
生を未然に防止することができるボイラ給水設備を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
復水が流入して給水となる脱気器と、この脱気器に接続
された貯水タンクと、この貯水タンクに脱気器降水管を
介して接続され給水を給水ポンプ側へ送る給水ブースタ
ポンプと、給水ブースタポンプの出口側と、貯水タンク
とを連結する過熱防止管とを備えたことを特徴とするボ
イラ給水設備である。

【００１０】請求項２記載の発明は、給水ブースタポン
プ出口側と貯水タンクとの間に、過熱防止管以外の循環
管を設けたことを特徴とする請求項１記載のボイラ給水
設備である。

【００１１】請求項３記載の発明は、給水ブースタポン
プは複数台設置され、各給水ブースタポンプの入口側を
入口側連結管で連結したことを特徴とする請求項１また
は２のいずれか記載のボイラ給水設備である。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、給水ブース
タポンプを作動させ、脱気器降水管内の給水を給水ブー
スタポンプから過熱防止管を経て貯水タンクへ戻す。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、給水ブース
タポンプを作動させ、脱気器降水管内の給水を給水ブー
スタポンプから循環管を経て貯水タンクへ戻すことによ
り、給水の循環をよりスムースに行なうことができる。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、複数の給水
ブースタポンプの入口側を入口側連結管を連結すること
により、各給水ブースタポンプの入口側の給水を、確実
に貯水タンクへ戻すことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明によ
るボイラ給水設備の実施の形態を示す図である。

【００１６】図１および図２によりボイラ給水設備の一
実施の形態を示す。図１に示すように、ボイラ給水設備
は低圧給水加熱器（図示せず）からの復水が流入する脱
気器１と、この脱気器１の下部に接続された貯水タンク
２とを備えている。

【００１７】貯水タンク２には脱気器降水管４を介し
て、入口遮断弁５ａ、給水ブースタポンプ６ａ、連絡管
７ａ、給水ポンプ８ａおよび出口遮断弁９ａが順次接続
されており、これら入口遮断弁５ａ、給水ブースタポン
プ６ａ、連絡管７ａ、給水ポンプ８ａおよび出口遮断弁
９ａによって常用系列が構成されている。また貯水タン
ク２には、これらの常用系列とは別に、脱気器降水管４
を介して入口遮断弁５ｂ、給水ブースタポンプ６ｂ、連
絡管７ｂ、給水ポンプ８ｂおよび出口遮断弁９ｂが順次
接続されており、これら入口遮断弁５ｂ、給水ブースタ
ポンプ６ｂ、連絡管７ｂ、給水ポンプ８ｂおよび出口遮
断弁９ｂによって非常用系列が構成されている。また出
口遮断弁９ａ，９ｂは、高圧給水加熱器（図示せず）に
接続されている。

【００１８】なお、常用系のポンプ６ａ，８ａは蒸気タ
ービンによって駆動され、非常用系のポンプ６ｂ，８ｂ
は電動機によって駆動される。

【００１９】また給水ポンプ８ａの出口側には、過熱防
止弁１４が取付けられた過熱防止管１３の一端が接続さ
れ、この過熱防止管１３の他端はフラッシュオリフィス
１８を介して貯水タンク２に接続されている。

【００２０】また給水ブースタポンプ６ａの出口側の連
絡管７ａには、非常用脱気器循環弁１７が取付けられた
非常用脱気器循環管１６の一端が接続され、非常用脱気
器循環管１６の他端はフラッシュオリフィス２１を介し
て貯水タンク２に接続されている。さらに連絡管７ａに
は、出口遮断弁９ａの出口側に連通するバイパス管１０
が接続されている。

【００２１】また脱気器降水管４には、脱気器１の入口
側に連通するとともに脱気器循環ポンプ１２が取付けら
れた脱気器循環管１１が接続されている。さらに脱気器
１には、タービン抽気口（図示せず）にその一端が接続
されたタービン抽気管３の他端が接続され、また補助蒸
気系より補助蒸気が脱気器補助蒸気管１５を経て脱気器
１内に流入するようになっている。

【００２２】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。図１および図２において、通
常運転時、低圧給水加熱器からの復水が脱気器１内に流
入し、この脱気器１においてタービン抽気管３からの抽
気蒸気によって加熱脱気され、給水となって下部の貯水
タンク２へ流入する。その後給水は、脱気器降水管４
ａ、入口遮断弁５ａ、給水ブースタポンプ６ａ、連絡管
７ａ、給水ポンプ８ａおよび出口遮断弁９ａを経て高圧
給水加熱器に送られ、ボイラ（図示せず）に給水され
る。

【００２３】プラントの起動時には、給水中に多量に溶
存している空気を除去するために、脱気器降水管４から
分岐した脱気器循環管１１を用いて脱気器循環ポンプ１
２を稼動させることにより、給水が脱気器１内を循環し
て空気が除去される。

【００２４】ところで負荷遮断・所内単独運転等、蒸気
タービン負荷が急激に降下すると、脱気器１への蒸気タ
ービンからの抽気蒸気量が急激に減少することから、脱
気器１内の温度は低温の復水の流入によって低下し、結
果として脱気器１内の圧力も急激に降下することにな
る。この場合、給水タンク２および脱気器降水管４内の
給水は負荷変化前の温度で残されることになり、低下前
の脱気器１内の圧力（飽和温度）のままとなる。このた
め貯水タンク２および脱気器降水管４内の給水中にフラ
ッシュが発生することも考えられる。

【００２５】本発明においては、過熱防止弁１４を一定
開度開き、過熱防止管１３を用いて貯水タンク２内の給
水を循環させることにより、貯水タンク２および脱気器
降水管４内の給水を貯水タンク２に戻して貯水タンク２
内の水位を制御することができるとともに、貯水タンク
２内のフラッシュ発生を防止することができる。

【００２６】また給水ブースタポンプ６ａ停止時には図
２に示すように、負荷遮断・所内単独運転信号発生と同
時に出口遮断弁９ａを閉とし、給水ブースタポンプ６ａ
を稼動し、過熱防止弁１４をある一定の開度開くことで
貯水タンク２内の給水を循環させる。このことにより貯
水タンク２と脱気器降水管４内の流体飽和圧力が接近
し、貯水タンク２や脱気器降水管４でのフラッシュおよ
び水撃が発生せず、貯水タンク２の水位制御も良好に保
つことができる。ここで、ある一定の開度とは給水ブー
スタポンプ６ａの吐出流量を制限するための開度であ
る。なお給水ブースタポンプ６ａから送られる給水によ
って給水ポンプ８ａが停止空転状態となるが、この空転
運転の許容範囲内で給水を貯水タンク２へ循環させるこ
とが必要となる。

【００２７】また負荷遮断・所内単独運転信号発生時
に、給水ブースタポンプ６ａを稼動させる際、同時に非
常用脱気器循環管１６に設置された非常用脱気器循環弁
１７を開としてもよい。この場合、貯水タンク２内の給
水をよりスムーズに循環させることができ、貯水タンク
２や脱気器降水管４でのフラッシュおよび水撃を確実に
防止して、貯水タンク２の水位制御を良好に保つことが
できる。

【００２８】次に図３により本発明の他の実施の形態に
ついて説明する。図３に示す実施の形態は常用の入口遮
断弁５ａ入口側と非常用の入口遮断弁５ｂ入口側との間
に、入口側連絡管１９を接続するとともに、入口側連絡
管１９に入口側連絡弁２０を取付けたものであり、他は
図１および図２に示す実施の形態と略同一である。

【００２９】図３において、図１および図２に示す実施
の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。

【００３０】図３において、負荷遮断・所内単独運転信
号が発生すると、給水ブースタポンプ６ａが作動し非常
用脱気器循環弁１７が開となる。この場合さらに入口管
連絡弁２０を開くことによって、停止待機中の給水ブー
スタポンプ６ｂ入口管に滞留した高温水が入口側連絡管
１９を通って給水ブースタポンプ６ａにより、貯水タン
ク２へと循環される。

【００３１】これにより、貯水タンク２や脱気器降水管
４でのフラッシュが防止され、貯水タンク２の水位制御
も良好に保つことができる。また停止待機中の給水ブー
スタポンプ６ａの入口側と貯水タンク２の流体飽和圧力
を接近させることが可能となり、停止待機中の給水ブー
スタポンプ６ｂと給水ポンプ８ｂが起動不能となること
はない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、脱気器降
水管内の給水を給水ブースタポンプから過熱防止管を経
て貯水タンクへ戻すことができるので、脱気器降水管内
と貯水タンク内の流体飽和圧力を接近させることができ
る。このため、脱気器降水管と貯水タンク内でのフラッ
シュおよび水撃を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるボイラ給水設備の実施の形態を示
す概略図。

【図２】本発明によるボイラ給水設備の作用を示す図。

【図３】本発明によるボイラ給水設備の他の実施の形態
を示す概略図。

【図４】従来のボイラ給水設備を示す図。

【符号の説明】

１ 脱気器 ２ 貯水タンク ４ 脱気器降水管 ６ａ，６ｂ 給水ブースタポンプ ８ａ，８ｂ 給水ポンプ １１ 脱気器循環管 １２ 脱気器循環ポンプ １３ 過熱防止管 １４ 過熱防止弁 １６ 非常用脱気器循環管 １７ 非常用脱気器循環弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】復水が流入して給水となる脱気器と、 この脱気器に接続された貯水タンクと、 この貯水タンクに脱気器降水管を介して接続され給水を
   給水ポンプ側へ送る給水ブースタポンプと、 給水ブースタポンプの出口側と、貯水タンクとを連結す
   る過熱防止管とを備えたことを特徴とするボイラ給水設
   備。
2. 【請求項２】給水ブースタポンプ出口側と貯水タンクと
   の間に、過熱防止管以外の循環管を設けたことを特徴と
   する請求項１記載のボイラ給水設備。
3. 【請求項３】給水ブースタポンプは複数台設置され、各
   給水ブースタポンプの入口側を入口側連結管で連結した
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか記載のボ
   イラ給水設備。