(57)【要約】【課題】  コストを低減する。【解決手段】  ボイラユニット４の起動時及び停止動作時には、蒸気は、補助蒸気ヘッダ８から、タービンに供給され、タービン駆動ポンプが駆動され、ボイラユニット４へ給水される。また、ボイラユニット４の定常運転時には、蒸気は、タービン部５から、タービンに供給され、タービン駆動ポンプが駆動され、ボイラユニット４へ給水される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動する第１の蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットに給水するためのボイラ給水方法であって、
前記ボイラユニットに給水する給水ポンプを、第２の蒸気タービンによって駆動し、
前記ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、前記ボイラユニット及び前記第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動され、
前記ボイラユニットの定常運転時には、前記第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、前記第２のタービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動される
ことを特徴とするボイラ給水方法。
【請求項２】
前記蒸気供給源は、別の第１の蒸気タービンに蒸気を供給する別のボイラユニット、又は所定の機器若しくは装置に蒸気を供給するボイラユニットからなり、前記蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ給水方法。
【請求項３】
発電機を駆動する第１の蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットに給水するためのボイラ給水システムであって、
前記ボイラユニットに給水する給水ポンプと、前記給水ポンプを駆動する第２の蒸気タービンとを備え、
前記ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、前記ボイラユニット及び前記第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動され、
前記ボイラユニットの定常運転時には、前記第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、前記第２のタービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動される
ことを特徴とするボイラ給水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、汽力発電設備等の火力発電設備において、発電機を駆動する蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットに給水するためのボイラ給水方法及びボイラ給水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、汽力発電設備等の火力発電設備においては、発電機を駆動する蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットの定常運転時には、ボイラユニットへ給水を行う給水ポンプとして、タービン駆動ポンプを用い、このタービン駆動ポンプを駆動するタービンに、蒸気タービンから抽気した蒸気を供給して、タービン駆動ポンプを運転している。また、ボイラユニットの起動時及び停止動作時には、給水ポンプとして電動ポンプを使用している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、ボイラユニット起動時には、ボイラユニットへの水張りを行う際に、電動ポンプを起動し、定常運転移行後、電動ポンプからタービン駆動ポンプに切換えを行って、電動ポンプを停止する。また、ボイラユニット停止動作時には、電動ポンプを起動して、タービン駆動ポンプから電動ポンプへ切り換えた後に、ボイラユニットの火炉を消火し、その後に、電動ポンプを停止している。
【特許文献１】特開平８−２９６８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術においては、ボイラ給水用の電動ポンプは、大型補機であることから、コストが嵩むという問題がある。すなわち、こうした電動ポンプは、メタルクラッドスイッチギアから電力供給される大容量電動機によって駆動され、使用時の電流値が大きい（例えば略３００Ａ）ために、使用時間が長くなると、多大な電力を消費し、コスト損失が増大してしまう。例えば、週末起動停止（土曜日停止、月曜日起動）の場合、ボイラユニット起動時に略６時間、停止動作時に略１時間を要する。
【０００５】
この発明は、前記の課題を解決し、コストを低減することができるボイラ給水方法及びボイラ給水システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、発電機を駆動する第１の蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットに給水するためのボイラ給水方法であって、前記ボイラユニットに給水する給水ポンプを、第２の蒸気タービンによって駆動し、前記ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、前記ボイラユニット及び前記第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動され、前記ボイラユニットの定常運転時には、前記第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、前記第２のタービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動されることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明では、ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、ボイラユニット及び第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が第２の蒸気タービンに供給されて、給水ポンプが駆動され、ボイラユニットの定常運転時には、第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、第２のタービンに供給されて、給水ポンプが駆動される。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のボイラ給水方法であって、前記蒸気供給源は、別の第１の蒸気タービンに蒸気を供給する別のボイラユニット、又は所定の機器若しくは装置に蒸気を供給するボイラユニットからなり、前記蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、発電機を駆動する第１の蒸気タービンに蒸気を供給するボイラユニットに給水するためのボイラ給水システムであって、前記ボイラユニットに給水する給水ポンプと、前記給水ポンプを駆動する第２の蒸気タービンとを備え、前記ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、前記ボイラユニット及び前記第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が前記第２の蒸気タービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動され、前記ボイラユニットの定常運転時には、前記第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、前記第２のタービンに供給されて、前記給水ポンプが駆動されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、ボイラユニット及び第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が第２の蒸気タービンに供給されて、給水ポンプが駆動され、ボイラユニットの定常運転時には、第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、第２のタービンに供給されて、給水ポンプが駆動されるため、起動時又は／及び停止動作時に、電動ポンプを用いる必要がないので、電力の消費を抑制することができ、コストを低減することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、例えば、所内用のボイラユニット等の他のボイラユニットで生成された蒸気を有効利用することができ、新たに設備を設ける必要がない。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ボイラユニットの起動時又は／及び停止動作時には、ボイラユニット及び第１の蒸気タービンとは別の蒸気供給源から、蒸気が第２の蒸気タービンに供給されて、給水ポンプが駆動され、ボイラユニットの定常運転時には、第１の蒸気タービンから抽気された蒸気が、第２のタービンに供給されて、給水ポンプが駆動されるため、起動時又は／及び停止動作時に、電動ポンプを用いる必要がないので、電力の消費を抑制することができ、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、この発明の一実施の形態に係る火力発電設備の構成を示す図、図２及び図３は、同火力発電設備の給水ユニットの構成を説明するための説明図である。図１に示すように、火力発電設備１は、例えば、汽力発電所であり、発電機２と、給水ユニット３と、給水ユニット３から圧縮水が供給され過熱蒸気を生成するボイラユニット４と、蒸気タービンからなり、ボイラユニット４から蒸気が供給され、発電機２を駆動するためのタービン部５と、タービン部５からの排気を凝縮復水させ給水ユニット３側へ送る復水部６とを備えている。この実施の形態では、給水ユニット３へは、補助蒸気ヘッダ８を介した蒸気の供給が可能とされている。この実施の形態のボイラ給水システム７は、給水ユニット３及び補助蒸気ヘッダ８を含み、補助蒸気ヘッダ８を介して、又はタービン部５からの抽気によって、蒸気の供給を受けて、後述するタービン１５（１６）によって駆動されるタービン駆動ポンプ１７，１８がボイラユニット４へ給水可能なように構成されている。
【００１５】
補助蒸気ヘッダ８には、ボイラユニット４のほか、例えば、発電所内の機器や装置等に蒸気を供給する所内用のボイラユニット９や、他の発電用の蒸気タービン駆動のためのボイラユニット１１，１２からも蒸気が供給される。ボイラユニット１１，１２は、補助蒸気ヘッダ１３に接続され、この補助蒸気ヘッダ１３も、補助蒸気ヘッダ８に接続されている。すなわち、給水ユニット３へは、補助蒸気ヘッダ８を介して、ボイラユニット９，１１，１２からの蒸気の供給が可能とされている。したがって、ボイラ給水システム７において、給水ユニット３への蒸気の供給は、ボイラユニット４の起動時及び停止動作時には、補助蒸気ヘッダ８を介してなされ、定常運転時には、タービン部５からの抽気によってなされることが可能とされている。
【００１６】
給水ユニット３は、図２に示すように、それぞれ、タービン１５，１６によって駆動されるタービン駆動ポンプ１７，１８と、モータ１９によって駆動される電動ポンプ２１とを有し、ボイラユニット４へ給水する。ここで、タービン駆動ポンプ１７，１８、電動ポンプ２１は、並列に配置されている。
【００１７】
タービン駆動ポンプ１７（１８）を駆動するタービン１５（１６）へは、図３に示すように、タービン部５から、比較的低圧の蒸気が低圧塞止弁２３（２５）を介して供給され、比較的高圧の蒸気が高圧塞止弁２４（２６）を介して供給されることが可能とされている。また、タービン１５（１６）へは、補助蒸気ヘッダ８から、蒸気が低圧塞止弁２３（２５）を介して供給されることが可能とされている。なお、タービン部５からは、例えば、略０．１５５ＭＰａ（略１０５ＭＷ時）の蒸気が供給されるのに対し、補助蒸気ヘッダ８からは、例えば、１．５ＭＰａの蒸気が供給される。
【００１８】
ボイラユニット４の起動時及び停止動作時には、蒸気は、補助蒸気ヘッダ８から、タービン１５（１６）に供給され、定常運転時には、蒸気は、タービン部５から、タービン１５（１６）に供給される。タービン駆動ポンプ１７，１８は、いずれか一方が、又は両方が同時に運転される。また、タービン１５（１６）への補助蒸気ヘッダ８を介した、又はタービン部５からの抽気による蒸気の供給は、図示せぬ制御装置の制御によって、低圧塞止弁２３（２５）や高圧塞止弁２４（２６）等の弁装置が操作されて行われる。なお、電動ポンプ２１は、例えば、補助蒸気ヘッダ８を介して供給される蒸気の圧力が所定値以下に低下した場合等の非常時に用いられる。
【００１９】
図４は、この発明の一実施の形態に係る火力発電設備のタービン部の構成を示す図である。この実施の形態のタービン部５は、図４に示すように、高圧タービン２８と、中圧タービン２９と、低圧タービン３１とが直列に接続されて構成されている。
【００２０】
次に、上記構成の給水ユニットの動作について説明する。図５は、この発明の一実施の形態に係る火力発電設備の給水ユニットの動作を説明するための説明図である。ボイラユニット４の起動時には、図５（ａ）に示すように、蒸気は、補助蒸気ヘッダ８から、開放状態とされた低圧塞止弁２３（２５）を介して、経路Ｌ０に沿って、タービン１５（１６）に供給され、タービン駆動ポンプ１７（１８）が駆動され、ボイラユニット４へ給水される。
【００２１】
ボイラユニット４が定常運転に移行すると、図５（ｂ）に示すように、蒸気は、タービン部５から、開放状態とされた低圧塞止弁２３（２５）又は高圧塞止弁２４（２６）を介して、経路Ｌａ又は経路Ｌｂに沿って、タービン１５（１６）に供給され、タービン駆動ポンプ１７（１８）が駆動され、ボイラユニット４へ給水される。
【００２２】
ボイラユニット４の停止動作時には、図５（ａ）に示すように、蒸気は、補助蒸気ヘッダ８から、開放状態とされた低圧塞止弁２３（２５）を介して、経路Ｌ０に沿って、タービン１５（１６）に供給され、タービン駆動ポンプ１７（１８）が駆動され、ボイラユニット４へ給水される。
【００２３】
発明者が試算したところによると、蒸気１ｔあたり、１５００円として、使用量を７ｔとすると、タービン駆動ポンプ１７（１８）を１時間使用すると、略１万円となり、これに対して、電動ポンプ２１を使用すると、１時間で略３万円となる。したがって、週末起動停止１回あたり、１１万円程度のコスト削減量となる。月４回の起動停止があると、年間のコスト低減額は、５３０万円程度となり、著しいコスト削減効果が見込まれる。
【００２４】
こうして、この実施の形態の構成によれば、ボイラユニット４の起動時及び停止動作時に、電動ポンプ２１を用いる必要がないので、電力の消費を抑制することができ、コストを低減することができる。また、例えば、所内用のボイラユニット等の他のボイラユニット９，１１，１２で生成された蒸気を有効利用することができ、新たに設備を設ける必要がない。
【００２５】
以上、この発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、タービン駆動ポンプを、起動時及び停止動作時に、運転する場合について述べたが、起動時及び停止動作時のうち、一方に用いて、他方で、電動ポンプを用いるようにしても良い。
【００２６】
また、ボイラユニット４に接続した補助蒸気ヘッダ８に代えて又は加えて、補助蒸気ヘッダ１３に、給水ユニット３を接続して、蒸気の供給を受けるようにしても良い。また、給水ユニット３に、例えば、複数の補助蒸気ヘッダを接続して、起動時及び停止動作時に蒸気を供給する複数の経路を確保した上で、最も圧力が高い蒸気が得られる補助蒸気ヘッダ等を選択しても良いし、他の蒸気供給源が停止状態の場合や、圧力が全て所定値以下の場合は、電動ポンプに切り換えるようにしても良い。また、タービン駆動ポンプ１７，１８，電動ポンプ２１の前段に、給水ブースタポンプを配置しても良い。また、低圧塞止弁２３（２５）等のタービン１５（１６）側に圧力調整弁を配置しても良い。また、電動ポンプを廃しても良い。また、給水ユニットのタービン駆動ポンプは、３台以上としても良いし、単数台としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
汽力発電設備のほか、コンバインドサイクル発電設備においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施の形態に係る火力発電設備の構成を示す図である。
【図２】同火力発電設備の給水ユニットの構成を説明するための説明図である。
【図３】同火力発電設備の給水ユニットの構成を説明するための説明図である。
【図４】同火力発電設備のタービン部の構成を示す図である。
【図５】同火力発電設備の給水ユニットの動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  火力発電設備
２  発電機
３  給水ユニット（ボイラ給水システムの一部）
４  ボイラユニット
５  タービン部（第１の蒸気タービン）
７  ボイラ給水システム
８  補助蒸気ヘッダ（ボイラ給水システムの一部）
９，１１，１２  ボイラユニット（蒸気供給源）
１５，１６  タービン（第２の蒸気タービン）
１７，１８  タービン駆動ポンプ（給水ポンプ）
２１  電動ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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