JPS6045762B2 - 発電プラントにおける給水加熱器ドレン還流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発電プラントにおける給水加熱器ドレン復
水器への還流装置に関する。

第１図は従来のこの種装置の概略系統図てあつて、蒸
気タービンから排出されたタービン排気は、復水器２の
管束部３て例えは海水等の冷却水により冷却され、凝縮
され復水となりホットウェル４に貯水される。

上記ホットウェル４に貯えられた復水は、復水ポンプ５
によつて昇圧され復水管６を通りさらにドレンクーラ７
を経て第１給水加熱器８に供給され、さらに順次第２給
水加熱器９、第３給水加熱器１０等を経て蒸気発生器（
図示せず）に流入せしめられ、ここで蒸気となり再び前
記蒸気タービン１に供給される。 一方、上記各給水加
熱器８、９、１０への加熱蒸気は、蒸気タービン１の途
中段落から抽出された抽気がそれぞれ抽気管１１、１２
、１３を経て″供給され、そこて復水を加熱した後自ら
は凝縮してドレンとなる。

ところで、前記第３給水加熱器１０のドレンは調整弁
１４を有するドレン管１５を経て第２給水加熱器９に導
入され、さらに上記第２給水加熱器門９で生じたドレン
とともに、調整弁１６を有するドレン管１７を経てドレ
ンタンク１８に導入され、一方第１給水加熱器８のドレ
ンはドレン管１９によつてドレンタンク１８の下流側の
ドレン管２０に導入され、上記ドレンタンク１８内のド
レンと合流してドレンクーラ７に供給され、その後ドレ
ン管２１を通つて復水器２内の管束３とホットウェル４
間のスペースに還流されるように構成されている。

さらに、ドレンタンク１８の頂部はバランス管２２によ
つて第１給水加熱器８に連通せしめられており、上記ド
レンタンク１８内でドレンの一部がフラッシュする際に
生ずる蒸気を第１給水加熱器８に逃すとともに、両者の
圧力バランスを得るようにしてある。また、前記調整弁
１４および１６はそれぞれの上流側の給水加熱器１０、
および９内のドレン水位によつて制御される。しかして
、このように構成された各機器の蒸気の存在する部分の
圧力関係は、第３給水加熱器１０、第２給水加熱器９お
よび第１給水加熱器８の順で低くなり、ドレンタンク１
８と第１給水加熱器８内とは等しく、復水器２内が最低
圧力となる。

一方、ドレンが存在する部分の温度関係も圧力と同様に
、第３給水加熱器１０、第２給水加熱器９および第１給
水加熱器８の順に低温となり、ドレンタンク１８内の温
度は第１給水加熱器８と等しく、ドレンクーラ７では復
水によつて冷却されるため低温となるが復水器内圧力の
飽和温度よりは高温となる。ところで、前記ドレンタン
ク１８は、ドレンクーラよりも高くかつ第１給水加熱器
８より低い位置に配置されるとともに、そのドレンタン
ク１８一内の水位が、ドレン管２１の復水器２への導入
点の高さを基準として、ドレンタンク１８と復水器２と
の器内圧力の差とドレン管２０，２１およびドレンクー
ラ７内をドレンが流れる際に生ずる圧力損失により平衡
するような高さに設置する必要．があり、一方ドレン管
２１の復水器２への導入点の高さは、復水器２と胴体と
管束３との間がドレンを受け入れて落下するのに十分な
スペースがないことから、自ずから管束より下に限定さ
れるため、ドレンタンク１８を２階床面２３に設置する
・ことは不可能であり、一般に上記ドレンタンク１８は
１階床面２４に設置された架台２５上に設置されている
。

ところが、このような装置においては、ドレン管２１内
のドレン温度が復水器２内圧力の飽和温度よりも高温で
あるため、ドレンの一部が上記ドレン管２１内でフラッ
シュして蒸気となり、ドレン管２１内部は液体と気体の
２相流となる。

一方、復水器２内の圧力は約０．０５ａｔａであり、こ
の状態における蒸気の比容積は水の比容積の約３０００
皓となるため、ドレン管２１内のドレンの一部がフラシ
ユして蒸気となつた場合、ドレン管２１内の気液の平均
比容積が極端に増大し、ドレｌン管２１内を閉塞し、当
該部の圧力損失が急激に増加し、これに伴つてドレンタ
ンク１８内の水位も急上昇する。しかも、このような気
液２相流の配管内圧力損失値を正確に求めることは非常
に困難であり、ドレンタンク１８内の水位上昇値も予想
することはきわめて困難である。しかして、上述のよう
にドレンタンク１８内の水位がドレン管７からの導入部
以上になると、第２給水加熱器９のドレン温度がドレン
タンク１８内圧力の飽和温度よりも高温であることから
、ドレンタンク１８入口部においてはドレンがフラッシ
ュし気液２相流となり、非常に速い速度で上記ドレンタ
ンク１８に流入しているので、高速の２相流がドレンタ
ンク１８内の水と衝突することとなる。

またフラッシュした蒸気がドレンタンク１８内の水によ
つて冷却され凝縮してスチームハンマー作用を引き起す
ことがある。したがつて、上記高速２相流のドレンタン
ク内の水との衝突およびスチームハンマー作用によつて
、ドレンタンク１８に振動が生じたり、水面の異常な変
動、タンク内壁の浸食等を生じ、また騒音を発生する等
の問題点がある。また、前述のようにドレンタンク１８
内の水位を所定値に維持するため、ドレンタンク１８は
架台２５によつて支承する必要があるが、この架台は大
容量発電所では相当大きな形状となり、特に耐震設計を
考慮すると飛躍的に大きな構造物となり、発電所建屋の
増大をきたし、しかも保守および運転に必要なスペース
が低減せしめられる等の不都合がある。

本発明はこのような点に鑑み、ドレンタンクから復水器
までのドレン系統の圧力損失値を安定的に少なくし、ド
レンタンク内水位を安定させ、ドレンタンクに生ずる振
動、浸食および騒音等の問題の発生を防止し、信頼性の
高い給水加熱器ドレン還流装置を提供することを目的と
する。

以下、第２図および第３図を参照して本発明の一実施例
について説明する。

なお、図中第１図と同一部分については同一符号を付し
その説明を省略する。第２図において、符号３０は復水
器２の外壁部に設けたドレン受入箱であつて、そのドレ
ン受入箱３０には、その底壁から所定高さまで延び堰を
構成する仕切板３１によつて、ドレン管２１の一端が接
続されたドレン貯水部３２と、上記堰を構成する仕切板
３１から溢流するドレンが流下するドレン下降部３３と
が区劃形成されている。

上記ドレン貯水部３２の断面積は、そのドレン貯水部３
２に接続開口されたドレン管２１の断面積に比し十分大
きく、ドレン貯水部３２の最頂端の自由表面積が十分広
くなるように形成され、またドレン管２１のドレン受入
箱３０への接合点から自由表面すなわち仕切板３１の頂
端での高さは、ドレンクーラ７の出口温度の飽和圧力と
復水器２の器内圧力との差に相当する水頭以上の高さと
なるように構成されている。一方、ドレン下降部３３内
には、例えば多孔板のような棚板３４が複数段にわたつ
て設けられており、そのドレン下降部３３の下端部は開
口３５を介して復水器２内に連通せしめられ、さらにド
レン受入箱３０内の上部空間はバランスダクト３６を介
して復水器２の上部空所内に連通されている。

また、ドレンタンク１８は２階床面２３に吊設されてお
り、前記ドレン受入箱３０の仕切板３１の頂点すなわち
ドレンの自由表面の水位は、上記ドレンタンク１８の設
置位置に関連して、ドレンタンク１８内に所定水位が平
衡した状態て表われるような高さに設定されている。

しかして、従来装置と同様にしてドレンタンク１８に流
入した第２給水加熱器９および第３給水加熱器１０から
のドレンは、第１給水加熱器８から流出したドレンとと
もにドレン管２０を経てドレンクーラ７に流入し、さら
にドレン管２１を経てドレン貯水部３２内に流入する。

この場合、ドレン貯水部３２は堰を構成する仕切板３１
の高さがドレンクーラ７の出口温度の飽和圧力と復水器
の器内圧力との差に相当する水頭以上の高さとなるよう
にしてあるため、ドレン管２１内のドレンの圧力はドレ
ン貯水部３２内の水により背圧を加えられてドレンクー
ラ７出口温度の飽和圧力以上となり、ドレン管２１内で
フラッシュ現象が生じることはない。ところで、上記ド
レン貯水部３２に流入したドレンは仕切板３１の頂端部
から溢流し、ドレン降下部３３内を降下し、開口３５を
通つて復水器２内に還流せしめられる。一方、上記ドレ
ン貯水部３２内では、ドレンクーラ７出口温度の飽和圧
力と復水器２内の圧力との差に相当する水深に達した水
位からフラッシュが発生し始め、自由表面にて最も活発
になり、フラッシュにより生じた蒸気はドレン中を上昇
し自由表面でドレン中から放出され、バランスダクト３
６を経て復水器２内に流入する。また、上記ドレン貯水
部３２内でのフラッシュ発生によつて、その内部での流
れは気相２相流となり平均比容積は増加するが、ドレン
貯水部３２の断面積はドレン管２１の断面積より十分大
きいことと、フラッシュによつて生じた蒸気が自由表面
に向つて垂直に最短距離を通つてドレン中から抜け、比
容積の大きい蒸気がドレン中に存在する時間が短かいこ
ととのために、ドレンのフラッシュによる圧力損失はき
わめて小さいものとなる。

したがつて、上記ドレン貯水部３２内でのフラッシュの
発生によつて、ドレンタンク１８内の水面の大きな変動
が生ずるようなことがなく、ドレンタンクの振動等が生
ずるようなことが確実に防止される。なお、上記実施例
においては、ドレン受入箱３０を復水器２の器外に設け
たものを示したが、ドレン受入箱３０を復水器２内に配
設しても同様な効果を奏することができ、この場合には
バランスダクトの代りにバランスホールを設けることが
できる。

第３図は本発明の他の実施例を示す図であつて、２階床
２３下面に前記ドレン管２１からのドレンを流入せしめ
るドレン受入タンク４０が吊設されている。

上記ドレン受入タンク４０は堰を構成する仕切板４１に
よつてドレン貯水部４２とドレ７下降部４３とに区劃さ
れており、上記ドレン下降部４３には一端を復水器２の
ドライウェル４の上部に開口するドレン管４４が接続さ
れ、またドレン貯水部４２の上方空間には復水器２内と
連通するバランス管４５が開口せしめられている。

その他の点は第２図のものと同一である。しかして、ド
レンクーラ７で冷却されたドレンは、ドレン管２１を経
てドレン貯水部４２に流入し、さらに仕切板４２の頂端
から溢流し、ドレン降下部４３、ドレン管４４を経て復
水器２に還流される。

この場合、ドレン受入タンク４０が復水器２に対して比
較的高い位置に設けられているため、ドレンのフラッシ
ュはドレン貯水部４２内で発生する。

したがつて、当該ドレン貯水部４２の断面積および自由
表面が広いことにより、当該部分での圧力損失は第１実
施例と同様にきわめて少なくなり、さらに仕切板４１に
よつてドレンの自由表面の水位が一定に保たれるため、
ドレンタンク１８内の水位も安定的に保たれる。以上説
明したように、本発明においてはフラッシュする性質の
ある給水加熱器のドレン系統において、ドレンクーラと
復水器との間に、十分大きな断面積と自由表面を有する
ドレン貯水部を設け−たので、ドレン系統の圧力損失の
変動が少なくなり、また自由表面の水位をドレンタンク
が据付容易な位置になるような高さに構成することがで
き、ドレンタンク内の水位を安定せしめることができる
。

したがつて、ドレンタンク内においてドレンとドレン管
でフラッシュした蒸気とが衝突することによるドレンタ
ンクの振動、浸食および騒音等の発生を確実に防止する
ことがてきる。しかも、上記ドレン貯水部の設置位置に
応じてドレンタンクの設置位置を高い位置することが可
能で、２階床面等を設置位置として利用でき、１階床面
に大きな架台を設ける必要がなく、有効スペース”を十
分確保することができる等の効果をも奏する。図面の簡
単な説明第１図は従来の発電プラントにおける給水加熱
器ドレン還流装置の系統図、第２図および第３図はそれ
ぞれ本発明の給水加熱器ドレン還流装置の実施例を示す
系統図である。

１・・・・・・蒸気タービン、２・・・・・・復水器、
７・・・・・・ドレンクーラ、８・・・・・・第１給水
加熱器、９・・・・・・第２給水加熱器、１０・・・・
・・第３給水加熱器、１８・・ドレンタンク、３０・・
・・・・ドレン受入箱、３１・・・仕切板、３２・・・
・・・ドレン貯水部、３３・・・・・・ドレン降下部、
４０・・・・・・ドレン受入タンク、４２・・・・・・
ドレン貯水部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドレンタンク内に貯溜された給水加熱器からのドレ
   ンをドレンクーラを介して復水器に還流せしめるように
   した、発電プラントにおける給水加熱器ドレン還流装置
   において、上記ドレンクーラと復水器との間に、ドレン
   温度の飽和圧力と復水器器内圧力との差圧に相当する水
   頭以上の水深と充分大きな断面積とを有し、所定水位の
   自由表面を保持し得るようにしたドレン貯水部を介装す
   るとともに、上記ドレン貯水部の上部空間を復水器内に
   バランス管或はバランス口を介して連通せしめたことを
   特徴とする、発電プラントにおける給水加熱器ドレン還
   流装置。 ２ ドレン貯水部は、復水器の一側部に設けられたドレ
   ン受入箱内に堰を形成する仕切板によつて区劃形成され
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   発電プラントにおける給水加熱器ドレン還流装置。 ３ 堰を形成する仕切板によつてドレン貯水部およびド
   レン下降部とが区劃形成されたドレン受入タンクが、復
   水器に対して独立に設置されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の発電プラントにおける給水
   加熱器ドレン還流装置。 ４ ドレンタンクは２階床面に設置されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の発電プラントにおける給水加熱器ドレン還流装
   置。