(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気中に水をスプレして蒸気温度を調整する減温器と、蒸気管内から蒸気圧力信号を取り出す手段とを備えたボイラ装置における蒸気管の損傷防止方法であって、該ボイラ装置の停止時、前記蒸気管内から蒸気圧力信号を取り出す手段により取り出された蒸気圧力信号がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前の所定値になったときに、スプレ水供給管のスプレ流量調節弁よりも後流側と復水器又は系外とをつなぐ滞留水排出管に設けられた滞留水排出弁を開状態に切り換えて、前記スプレ水供給管内に滞留しているスプレ水を前記復水器又は系外に排出することを特徴とするボイラ装置蒸気管の損傷防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、減温器を備えたボイラ装置に係り、特に、スプレ水供給管内に滞留したスプレ水の排出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来より知られているこの種のボイラ装置を動力源とする発電プラントの一例を示す。この図において、１はボイラ装置であり、過熱器２と、連絡管３を介して連結された再熱器４と、再熱器連絡管３に設けられた減温器５とを含んで構成されている。６はボイラ給水ポンプであり、ボイラ水を配管７及び高圧給水ヒータ８を経て前記過熱器２に供給すると共に、スプレ水をスプレ水供給管９を経て前記減温器５に供給する。スプレ水供給管９には、遮断弁１０と、流量計１１と、温度計１２と、スプレ流量調節弁１３と、止弁１４とが設けられ、所定温度及び流量のスプレ水を所定のタイミングで減温器５に供給できるようになっている。１５は発電機であり、高圧タービン１６、中圧タービン１７及び低圧タービン１８によって駆動される。高圧タービン１６には、過熱器２で発生した高温・高圧の蒸気を高圧タービン１６に供給する蒸気管１９と、タービン駆動後、低温・低圧となった蒸気を前記再熱器４に戻す蒸気管２０とが設けられ、この蒸気管２０には、圧力計２１が設定されている。中圧タービン１７と低圧タービン１８とは、蒸気管２２で連結され、低圧タービン１８には、復水器２３が設けられている。
【０００３】
上例のボイラ装置において、ボイラ給水ポンプ６から高圧給水ヒータ８を経てボイラ１に流れるボイラ水は、ボイラ１にて蒸気となり、過熱器２を通過後、高圧タービン１６を駆動する。高圧タービン１６を駆動した後の低温・低圧の蒸気は、ボイラ１の再熱器４に流れ、高圧の再熱蒸気となって中圧タービン１７及び低圧タービン１８を駆動する。中圧タービン１７及び低圧タービン１８を駆動した後の蒸気は、復水器２３によって水に戻される。
【０００４】
再熱蒸気温度の調節は、減温器５にて、ボイラ給水ポンプ６からの給水を再熱蒸気中にスプレすることによって行われる。減温器５のスプレ水は、一般にボイラ給水ポンプ６の中間段から抽水され、流量計１１及び温度計１２を監視しつつ遮断弁１０とスプレ流量調節弁１３と止弁１４を操作することによって、所定温度及び所定流量のスプレ水が所定のタイミングで噴霧される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、再熱蒸気中へのスプレ水の噴霧は、ボイラ起動時や負荷上昇時のごく限られた場合にのみ行われ、その他のいわゆる通常時には、スプレ流量調節弁１３が全閉状態に切り換えられる。したがって、スプレ流量調節弁１３が減温器用ノズル２４の下方に設置されている場合（これが一般的な型式である）、スプレ水の噴霧後、スプレ流量調節弁１３が全閉状態に切り換えられると、図４に示すようにこれらスプレ流量調節弁１３とノズル２４との間の配管内にスプレ水２５が滞留する。
【０００６】
プラントを停止すると、各管路内の蒸気圧力が時間の経過と共に低下するが、再熱器連結管３内の蒸気圧力が滞留水２５の飽和圧力以下に低下すると、滞留水２５から蒸気が発生（フラッシュ）し、図５に示すように蒸気の気泡によって滞留水２５がスプレ水供給管９から押し出され、ノズル２４を介して再熱器連絡管３内に低温の滞留水２５が流れ込む。再熱器連絡管３は、このとき、未だ高温の状態にあるので、低温の滞留水２５が流れ込むと熱衝撃が発生する。しかも、これがプラントの起動・停止ごとに繰り返されるので、従来のボイラ装置は、再熱器連絡管３に疲労破壊等を生じやすいという不都合がある。
【０００７】
なお、前記においては、再熱器連絡管３に減温器５を備えた場合を例にとって説明したが、減温器５が過熱蒸気管に備えられたボイラ装置においては、過熱蒸気管内に低温の滞留水が流れ込むことによって、過熱蒸気管が破損するという不都合を生じる。
【０００８】
したがって、これらの不都合を解消するためには、スプレ水供給管９から高温の蒸気管内への滞留水の流れ込みを防止する技術の開発が不可欠である。
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蒸気管に損傷を生じにくく、耐久性に優れたボイラ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を達成するため、蒸気中に水をスプレして蒸気温度を調整する減温器と、蒸気管内から蒸気圧力信号を取り出す手段とを備えたボイラ装置における蒸気管の損傷防止方法であって、該ボイラ装置の停止時、前記蒸気管内から蒸気圧力信号を取り出す手段により取り出された蒸気圧力信号がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前の所定値になったときに、スプレ水供給管のスプレ流量調節弁よりも後流側と復水器又は系外とをつなぐ滞留水排出管に設けられた滞留水排出弁を開状態に切り換えて、前記スプレ水供給管内に滞留しているスプレ水を前記復水器又は系外に排出することを特徴とする。
【００１１】
前記滞留水排出装置は、スプレ水供給管のスプレ流量調節弁設定部よりも後流側と復水器とをつなぐ滞留水排出管、又はスプレ水供給管のスプレ流量調節弁設定部よりも後流側と系外とをつなぐ滞留水排出管と、該排出管に設けられ、蒸気管内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前に作動して該排出管を開放する滞留水排出弁とから構成できる。
【００１２】
【作用】
蒸気管内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前に滞留水排出管に設けられた滞留水排出弁を開放すると、その蒸気圧力によって、スプレ水供給管内に滞留したスプレ水を自動的に復水器又は系外に排出できる。よって、蒸気管内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下になった場合にも、スプレ水供給管内に滞留したスプレ水がフラッシュするということがなく、再熱蒸気管又は過熱蒸気管の熱衝撃による破損を防止できる。
【００１３】
【実施例】
〈第１実施例〉
図１に、第１実施例に係る滞留水排出装置を備えたボイラ装置を示す。この図において、３１は滞留水排出管、３２は滞留水排出弁を示し、その他、前出の図３と対応する部分には、それと同一の符号が表示されている。
【００１４】
この図から明らかなように、本例のボイラ装置は、図３に示した従来のボイラ装置に、スプレ水供給管９内に滞留したスプレ水を排出するための滞留水排出管３１と、滞留水排出弁３２とを付加したことを特徴とする。滞留水排出管３１は、スプレ水供給管９のスプレ流量調節弁１３の設定部よりも後流側と復水器２３とをつないでおり、該滞留水排出管３１の一部には、滞留水排出弁３２が設けられている。この滞留水排出弁３２には、再熱器連絡管３から取り出された蒸気圧力信号ｐが供給されており、該蒸気圧力信号ｐがスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前の所定値になったとき、開状態に切り換えられる。
【００１５】
滞留水排出弁３２が閉状態に切り換えられているときには、従来例に係るボイラ装置と同様に、スプレ水供給管９から供給されたスプレ水を、適宜減温器５より再熱器連結管３内にスプレし、再熱蒸気温度を調整できる。ボイラ装置１が停止されると、再熱器連絡管３内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前に、蒸気圧力信号ｐによって滞留水排出弁３２が開状態に切り換えられる。よって、スプレ水供給管９内に滞留したスプレ水は、再熱器連絡管３内の蒸気圧力によって自動的に滞留水排出管３１を経て復水器２３に排出され、スプレ水供給管９内にスプレ水が滞留しないので、再熱器連結管３内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下になった場合にも、滞留水がフラッシュするという現象を生じない。したがって、再熱器連絡管３の熱衝撃が防止され、再熱器連絡管３の損傷が防止できる。
【００１６】
なお、再熱器連結管３から蒸気圧力信号ｐを取り出す構成に代えて、他の蒸気管１９，２０，２２等から蒸気圧力信号ｐを取り出すこともできる。
【００１７】
〈第２実施例〉
図２に、第２実施例に係る滞留水排出装置を備えたボイラ装置を示す。この図において、３３はブローダウンタンクを示し、その他、前出の図１と対応する部分には、それと同一の符号が表示されている。
【００１８】
この図から明らかなように、本例のボイラ装置は、スプレ水供給管９内の滞留水を復水器２３に排出する構成に代えて、系外に排出するようにしたことを特徴とする。滞留水排出管３１は、一端がスプレ水供給管９のスプレ流量調節弁１３の設定部よりも後流側に接続され、多端が系外に配設されている。この滞留水排出管３１の一部には、ブローダウンタンク３３が設けられ、滞留水排出管３１を通って排出された滞留水が一時貯溜される。ブローダウンタンク３３から出た滞留水は、滞留水排出管３１を通って系外に排出される。滞留水排出弁３２の構成及び動作については、第１実施例と同じであるので、説明を省略する。
本例のボイラ装置も、第１実施例のボイラ装置と同様の効果がある。
【００１９】
なお、前記各実施例においては、再熱器連結管３に減温器５を備えた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、過熱蒸気管に減温器５を備えた場合にも、同様に実施できる。この場合には、過熱蒸気管の熱衝撃による破損を防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸気管内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下となる以前に、その蒸気圧力を利用して、スプレ水供給管内に滞留したスプレ水を自動的に復水器又は系外に排出するようにしたので、蒸気管内の蒸気圧力がスプレ水温度の飽和圧力以下になった場合にも、スプレ水供給管内に滞留したスプレ水がフラッシュするということがなく、蒸気管の熱衝撃による損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るボイラ装置を動力源とする発電プラントの構成図である。
【図２】第２実施例に係るボイラ装置を動力源とする発電プラントの構成図である。
【図３】従来例に係るボイラ装置を動力源とする発電プラントの構成図である。
【図４】スプレ注水配管におけるスプレ水の滞留状態を示す説明図である。
【図５】再熱器連結管へのスプレ水の流入状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ボイラ装置
２  過熱器
３  再熱器連絡管
４  再熱器
５  減温器
９  スプレ注水配管
１３  スプレ流量調節弁
２３  復水器
３１  滞留水排出管
３２  滞留水排出弁
３３  ブローダウンタンク
【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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