JPS5877105A - 火力プラントのヒ−タドレン回収装置 - 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】 本発明は火力プラントの給水加熱系における低圧給水ヒ
ータに付属するドレンタンク内で発生した自己蒸発蒸気
をタービンに逆流せしめることなく復水器に回収する装
置に関するものである。

第１図は低圧ヒータドレン系の全体的構成を示す。

タービンＴ１．Ｔ、、Ｔ、は同一軸心に連結され、これ
に接続された発電機Ｇを回転駆動する。

ｐ−ピ／Ｔ１の抽気１８は第４ヒータ１７によって復水
１と熱交換し、冷却・凝縮して生じたドレンは第３ヒー
タ２に導入されて更に復水１によって冷却され、抽気１
９の凝縮ドレンと合流して第３水位調整弁３を経て第２
ヒータ４に回収される。

第２ヒータ４のドレ／は上記と同様にしてドレンタンク
６に導入され、第１ヒータ８のドレン及ヒホイラ側熱回
収ドレン１１と合流してドレンポンプ１２により加圧さ
れ、ドレンタンク水位調整弁１３を経て復水ＩＫ合流す
る。

前記のドレンタ／り６は均圧管７によって第１ヒータ８
に接続されていて、両者の内圧は等しくされている。こ
のため、ドレンタンク６に流入する第２ヒータ４のドレ
ン、およびボイラ側熱回収ドレン１１はドレンタンク６
内で減圧される。減圧されたドレンの一部は自己蒸発を
起こし、その蒸気は均圧管７を経て第１ヒータ８に流入
して回収され、復水１を加熱する。

５は第２ヒータ水位調整弁、９は第１抽気管。

１０は第１ヒータのドレン管、１４はドレンタンク高水
位調整弁、１５は第３−ヒータ高水位調整弁、１６は復
水器である。

第２図は低圧ヒータドレン系の内で最低圧のヒータ回シ
のドレン系統の詳細を示す。

本図において２２は最低圧の第１ヒータ、２３は第２ヒ
ータである。高圧側のヒータから順次に低圧側のヒータ
にカスケードされたドレンは、最低圧の第１ヒータ２２
から第１ヒータドレン管３６　ヲｉテドレンタンク３１
に流入し、ドレンポンプ３７で加圧されてドレンタンク
水位調整弁３８を介して第１ヒータ２２に送られ、第１
ヒータ入口復水管２ｌ−ｄ−ら供給されている復水と合
流する。

タービンＴ、、Ｔ、の第１抽気管２８．２８’は第１ヒ
ータ２２に、第２抽気管２７．２７’は第２ヒータ２３
に、それぞれ接続されている。

タービンの抽気圧力はほぼタービンの負荷に比例して増
減するので、第１ヒニタ２２の出口復水温度はほぼター
ビン負荷に比例して変化する。また、上段ヒータからの
流入ドレン量、およびボイラ側熱回収ドレン量もタービ
ン負荷にほぼ比例して変化する。

一方、第１ヒータ入口復水温度は復水器４０の内圧に対
応する卿和蒸気温度に等しいが、復水器４０の内圧はタ
ービン負荷に比例して変化せず、タービン負荷の変化よ
りも緩慢に変化する。

上記の事情により、第１ヒータ２２の復水入口温度と復
水出口温度との差はタービン負荷の変動に伴って著しく
変化し、このため、第１ヒータ２２における加熱所要熱
量はタービン負荷の変動に伴って著しく変化する。

第３図は第１ヒータの熱バランスを示す図表である。

本図表において、横軸はタービン負荷を表わし。

第３図（４）および第３図（Ｂ）に共通の図表軸である
。

第３図（４）は縦軸に第１抽気管２８及び同２８／の抽
気ｉを表わし、縦座標原点よりもマイナス側はヒータか
らタービンへの逆流を意味している。第３図（２）は縦
軸が熱量を表わす。カーブ■、同■、同■、同■はそれ
ぞれ欠配の熱量を示す。

カーブ■はボイラ側熱交換器ドレン熱量、即ち第２図に
おいてボイラ側熱回収ドレ／弁３２、ドレンタンク人口
弁３３、ドレンタンク３１およびドレンタンク均圧管３
５を介して第１ヒータ２２に供給されるドレン熱量であ
る。

カーブ■は上流ヒータドレン熱量、即ち第２図における
第２ヒータ２３から第２ヒータドレン管２９、第２ヒー
タ水位調整弁３０．ドレンタンク３１およびドレンタ／
り均圧管３５を介して第１ヒータ２２に供給されるドレ
ン熱量である。

カーブ■はカーブ＠とカーブ■との合計、即ち第１ヒー
タ２２が供給される全ドレン熱量である。

カーブ＠は第１ヒータ２２の所要熱量で、Ｍ１ヒータを
流通する復水の流量と、入口温度並びに出口温度に基づ
いて算出したものである。

カーブＯとカーブ■との交点をｅとし、交点ｅに相当す
るタービン負荷をＥとする。

Ｅよりも高負荷側において第１ヒータ２２の所要熱量（
カーブ■）は供給されるドレン熱量（カーブ■）よりも
上回っている。その差（図示斜線部）の熱量はタービン
抽気によって補われる。

負荷がＥのとき、上記の所要熱量とドレン熱量とがパラ
ーンスし、タービン抽気が不要になる。

Ｅよシも低負荷側においては第１ヒータ２２が供給を受
けるドレン熱量は所要熱量を上回る。このため、図示斑
点部の熱量が余剰になり、ドレンタンク３１で発生した
自己蒸発蒸気が第１ヒータ２２および第１抽気管２８．
２８’を介してタービンＴ４．Ｔ６に逆流する。

タービンの第１抽気量（カーブ■）は、負荷がＥよりも
低いときマイナスになっている。これは上記のように蒸
気が逆流することを表わしている。

前述の自己蒸発によって発生した蒸気には水滴が含まれ
ており、これがタービンに逆流すると高速回転している
動翼に衝突して振動、エロージョン等の不具合を誘発す
る虞れが萎る。従って、ターピ／の信頼性保持のために
前記の蒸気の逆流を、防止しなければならない。

蒸気の逆流は低負荷の際に発生する現象であるから、こ
れを防止するため、従来一般に、蒸気タービンの起動操
作、停止操作、及び低負荷運転の際欠配のようにして第
１ヒータのサービスアウト運転が行われる。

上記のサービスアウトは、第２図において低圧ヒータの
復水入口弁６１と同出口弁６２とを全閉するとともに、
低圧ヒータバイパス弁６３を全開し、かつ、高圧側の第
３ヒータ（図示せず）から第３ヒータドレン管２６を介
して供給されるドレン、及び、ボイラ（図示せず）から
ボイラ側熱回収ドレン弁３２を介して供給されるドレン
を直接復水器４０に流入せしめて行われる。

ところが、第１ヒータ２２は、経済性に関する観点およ
び設計技術上の事情により、通常、復水器４０の上胴部
に第２ヒータ２３と共に設置され、復水器の氷室胴体と
一体構造になっている。その上、第１抽気管２８．２８
’、及び第２抽気管２７゜２７′が復水器４０内を通っ
ているため、これらの抽気管２８．２８’　、２７．２
７’に止弁を設けることが困難である。このため、前述
のようにして第１ヒータ２２をサービスアウトして第１
ヒータ２２の熱流経路をバイパスすると、第２ヒータ２
３の熱流経路も同時にバイパスすることになる。

上記の事情によ９５次のような技術的問題がある。

（イ）サービスアウト時、第２ヒータ及び第１ヒータを
バイパスさせて、第３ヒータドレン及びボイラ側熱交換
ドレンを直接的に復水器に流入させることはエネルギー
経済上甚だ好ましくない。

（ロ）起動及び停止の操作に伴ってその都度前述のサー
ビスアウト操作を行うことは非常に煩雑である上に、サ
イクルの主要弁の開閉頻度が多くなってプラントの信頼
性に悪影響を及ぼす虞れがある。

本発明は上述の技術的問題を解消すべく為され。

起動時及び停止時のサービスアウト運転を行わなくても
タービンに蒸気を逆流させる虞れが無く、しかも熱効率
を向上せしめ得る火力プラントのヒータドレン回収装置
を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、ドレンタンク内
で発生した自己蒸発蒸気を復水器にダンプするためにド
レンタンクと復水器との間にドレンダンプ管路を介装接
続し、かつ、ドレンタ／り内で発生した自己蒸発蒸気が
低圧ヒータを介してタービンに逆流することを阻止する
ため、ドレンタンクと低圧ヒータとを接続している蒸気
管路若しくはドレン管路の途中に遮断弁を介装接続して
、蒸気タービンの起動操作、停止操作、又は低負荷運転
の際にドレンタンク内の自己蒸発で発生した蒸気がター
ビンに逆流することを防止し得るようにすることを特徴
とする。

次に本発明の一実施例を第４図について説明する。

従来装置を示した第２図と同一の図面参照番号を附した
第１ヒータ２２．第２ヒータ２３．第３ヒータドレン管
２６．第２抽気管２７．２７’　、第１抽気管２８．２
８’　、第２ヒータドレン管２９、ドレンタンク３１．
ボイラ側熱回収ドレン弁３２．ドレンタンク人口弁３３
．復水器人口弁３４、ドレンタンク均圧管３５．第１ヒ
ータドレノ管３６．ドレンポンプ３７．ドレンタンク高
水位調整弁３９．及び復水器４０は従来技術におけると
同様、乃至は類似の構成部材である。

ドレンタンク３１と復水器４０との間にドレンをダンプ
するためのドレンタンクダンプ管５５を介装接続し、そ
の途中に圧力調整弁５４を設ける。

上記の圧力調整弁５４は、ドレンタンク３１に連通され
たドレン圧力調整器５３によって制御され、ドレンタン
ク３１内の圧力が予め設定した圧力よりも上昇すると開
弁し、設定圧力以下では閉弁する構造のものである。

そして１本発明は低圧ヒータとドレンタンクとの間を接
続する蒸気管路と同ドレン管路との内、少なくとも何れ
か一方に遮断弁を介装接続する。

本実施例においては、第１ヒータ２２とドレンタンク３
１とを接続する蒸気管路であるドレンタンク内・圧管３
５に均圧管止弁５２を設け、第１ヒータ２２とドレンタ
ンク３１とを接続するドレン管路である第１ヒータドレ
ン管３６に逆止弁５７を設ける。

上記の均圧管止弁５２は平常運転状態で開弁し、起動・
停止時及び低負荷時に閉弁するような自動制御手段（図
示せず）を備えたものとする。

また、前記の逆止弁５７は第１ヒータ２２からドレンタ
ンク３１に向かうドレンの流通を妨げずその逆方向の流
動を阻止するように接続する。

本発明は以上のように構成しであるので、タービンの起
動・停止時その他の事由で負荷率が低下して、第３図に
ついて説明したＥ以下になったとき、均圧管止弁５２が
閉弁してドレンタンク３１内で発生した自己蒸発蒸気が
第１ヒータ２２を介してタービン’ｒ、　、　Ｔ、に逆
流することを阻止する。そしてドレンタンク３１内の自
己蒸発によって同タンクの内圧が上昇しようとすると、
ドレンタンク圧力調整器５３が作動して圧力調整弁５４
を開弁させ、ドレンタンク３１の内圧の過昇を防止し、
自己蒸発した蒸気を復水器４０に排出せしめる。この際
、ドレンタンク３１の内圧が第１ヒータ２２の内圧より
も高くなることがあっても。

逆止弁５７の作用によりドレンタ／り３１内の復水が第
１ヒータ２２に逆流する虞れが無い。

以上のようにして、起動・停止時若しくは低負荷運転の
際、ドレンタンク３１内で発生した蒸気が第１ヒータ２
２を介してタービンに逆流することが防止されるから、
従来行っていたサービスアウト操作による低圧ヒータの
バイパス運転は不要となる。このため、起動・停止操作
が著しく簡単かつ容易になり、起動・停止操作機構も著
しく簡単になって製造コストが低減され、日常の保守管
理も容易となシ、火カブ２ントの信頼性が向上する。

その上、前述したようにサービスアウト運転をしている
期間は高圧側ヒータのドレン及びボイラ側熱回収ドレン
を直接的に復水器に流入させてその熱エネルギーを無駄
にしていたが、本発明装置によれば上述のようにサービ
スアウト運転が不要であるため、起動・停止時、および
低負荷運転時においても平常運転と同じサイクルで熱回
収をすることができ、火力プラントの熱効率が改善され
る。

以上説明したように５本発明は、ドレンタンクと復水器
との間に蒸気をダンプする管路を設け、かつ、低圧ヒー
タとドレンタ／りどの間に設けられた蒸気管路又はドレ
ン管路に遮断弁を介装することによってドレンタンク内
で発生した自己蒸発蒸気がタービンに逆流することを防
止し、起動操作、停止操作、又は低負荷運転の際にサー
ビスアウト運転を不要ならしめ、しかも熱効率を向上せ
しめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来一般に用いられている火力プラントのヒー
タドレン系め全体的系統図、第２図は上記ヒータドレン
系の最低圧のヒータ回シの詳細な系統図、第３図は第１
ヒータにおける熱バランスを示す図表、第４図は本発明
の一実施例に係るヒータドレン回収装置を設けた最低圧
ヒータ回りの系統図である。 ８．２２・・・最低ヒータとしての第１ヒータ％４１２
３・・・第１ヒータに次ぐ低圧ヒータとしての第２ヒ−
ｐ、６．３１・・・ドレンタンク、１６．４０・・・復
水器、３５・・・低圧ヒータとドレンタンクとを接続す
る蒸気管路としてのドレンタンク均圧管。 ３６・・・低圧ヒータとドレンタンクとを接続するドレ
ン管路としての第１ヒータドレン管、５２・・・均圧管
止弁、５４・・・蒸気管路に設けた遮断弁としての圧力
調整弁、５７・・・ドレン管路に設けた遮断弁３２　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４
０イ　、３　固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、火力プラントの低圧給水加熱系において、低圧ヒー
   タに接続されたドレンタｙりと復水器との間に蒸気をダ
   ンプする管路を設け、かつ、上記の低圧ヒータとドレン
   タンクとの間を接続する蒸気管路若しくはドレン管路に
   フラッシュ蒸気がタービンに逆流することを防ぐ遮断弁
   を設けたことを特徴とする火力プラントのヒータドレン
   回収装置。