(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンに付随する補助装置と、
前記蒸気タービンと前記補助装置の少なくとも１つにタービン系統水を供給するタービン系統水供給手段と、
当該タービン系統水供給手段から供給された前記タービン系統水に含まれている汚染物質を浄化する浄化システムと、
を具備し、
前記タービン系統水供給手段から前記タービン系統水をスプレー水として前記蒸気タービンに供給するスプレー水供給系統をさらに備え、
前記浄化システムは、前記スプレー水供給系統を流れる前記タービン系統水を浄化可能に設置され、
前記スプレー水は、前記蒸気タービンを洗浄することを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項２】
前記浄化システムを作動させる制御手段と、
前記タービン系統水に含まれる前記汚染物質を検知し、前記制御手段に通知する汚染物質検知手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項３】
前記蒸気タービンの回転を支えるタービン軸受と、
当該タービン軸受に供給される気密シール用のグランド蒸気に前記タービン系統水を混合して前記グランド蒸気の温度をコントロールするグランド蒸気減温器と、
前記タービン系統水供給手段から前記タービン系統水を減温水として前記グランド蒸気減温器に供給する減温水供給系統と、をさらに備え、
前記補助装置は前記グランド蒸気減温器であることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項４】
前記スプレー水供給系統および前記減温水供給系統の少なくとも一方に設けられる前記浄化システムは、前記各水供給系統が分岐している場合に、その分岐先に分散させて設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蒸気タービンプラント。
【請求項５】
前記浄化システムは、イオン交換樹脂に前記タービン系統水を通水させて前記汚染物質を浄化するイオン交換フィルターを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気タービンプラント。
【請求項６】
前記浄化システムは、交互に配置された陽イオン交換膜および陰イオン交換膜と、その両側に配置された正負の電極とを具備してなる電気再生式純水製造装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気タービンプラント。
【請求項７】
前記電気再生式純水製造装置は、前記タービン系統水が常時通水されるように、前記タービン系統水の流路に直列的に接続され、前記タービン系統水の浄化時にのみ通電されて作動するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項８】
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンに付随する補助装置と、
前記蒸気タービンと前記補助装置の少なくとも１つにタービン系統水を供給するタービン系統水供給手段と、
当該タービン系統水供給手段から供給された前記タービン系統水に含まれている汚染物質を浄化する浄化システムと、
を具備し、
前記浄化システムは、交互に配置された陽イオン交換膜および陰イオン交換膜と、その両側に配置された正負の電極とを具備してなる電気再生式純水製造装置を備え、
前記電気再生式純水製造装置は、前記タービン系統水が常時通水されるように、前記タービン系統水の流路に直列的に接続され、前記タービン系統水の浄化時にのみ通電されて作動するように構成されていることを特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項９】
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンに付随する補助装置と、
の少なくとも１つに供給されるタービン系統水に汚染物質が含まれていることが検知された場合に、前記タービン系統水の流路に設けられた浄化システムを直ちに作動させて前記汚染物質を浄化し、前記汚染物質が検知されない場合でも、前記蒸気タービンプラントの運転停止時には、前記蒸気タービンに前記タービン系統水をスプレー水として供給するスプレー水供給系統に設けられた前記浄化システムを作動させるとともに、該浄化システムを通して前記蒸気タービンにスプレー水を供給することを特徴とする蒸気タービンプラントの運転方法。
【請求項１０】
前記タービン系統水に前記汚染物質が含まれていることが検知された場合には、前記蒸気タービンに前記タービン系統水をスプレー水として供給するスプレー水供給系統に設けられた前記浄化システムを直ちに作動させるとともに、該浄化システムを通して前記蒸気タービンにスプレー水を供給することを特徴とする請求項９に記載の蒸気タービンプラントの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンで発電機等を駆動する蒸気タービンプラントおよびその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば火力発電プラントのように、蒸気タービンで発電機を駆動して発電を行なう蒸気タービンプラントでは、ボイラで発生させた高温、高圧の蒸気を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを高速回転させ、その回転力で発電機を駆動して発電を行っている。蒸気タービンから排出された排気蒸気は復水器に流れ、復水器の内部で海水と熱交換することにより冷却されて復水（凝縮）し、昇圧ポンプにより昇圧されてボイラに供給され、再び蒸気になって蒸気タービンに供給される。
【０００３】
復水器の内部には復水室があり、その内部に海水が通る冷却管が多数配設されている。蒸気タービンを駆動し終えて温度と圧力が低下した排気蒸気は復水室に流入し、内部に海水が通る多数の冷却管の外面と接触して熱交換することにより冷却されて凝縮し、タービン系統水として復水室から流れ出て復水ポンプによりボイラの給水系統に戻される。
【０００４】
前記のように復水器には海水が通る冷却管が多数配設されているが、これらの冷却管に損傷が起きると冷却管の内部の海水がボイラの給水系統側にリークする場合があり、所謂海水リークと呼ばれる事象が発生することがある。給水系統側にリークした海水は、ボイラや蒸気タービンを始めとするプラント構成機器に重大な損傷を与える可能性がある。特にタービンのローターが塩分によって腐食した場合には、ローターを取り出して完全に分解し、洗浄および研磨作業等を行なわなければならないため、復旧までに多大な時間と費用が掛かる。しかも、その間は発電プラントを稼働させることができないため、早急な対処が必須となる。
【０００５】
一方、蒸気タービンプラントには、ボイラへの給水系統に補給する純水を製造する純水製造装置が併設されている。この純水製造装置は、塩酸や水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）等の薬品を用いて原水を純水にする装置である。ここでいう純水とは導電率を１μＳ／ｃｍ程度以下までに下げた水のことであり、例えばイオン交換水や脱イオン水等が含まれる。この純水製造装置において、上記の薬品を供給する配管およびバルブ類が損傷し、薬品が漏洩してしまうと、上記の海水リークの場合と同様に、タービンのローターが腐食するといった弊害が発生する。
【０００６】
従来では、特許文献１に開示されているように、復水器に水質検出器を設け、この水質検出器により検出される水質検出値を監視し、復水への海水の漏洩が示唆および確認された場合に、この漏洩が大規模と判定された場合には、プラント運転を停止、または安全と判断される負荷まで負荷降下させ、海水が混入した復水がボイラや蒸気タービン側に流入しないよう系統を隔離するようになっている。また、漏洩が小規模と判定された場合には、海水を中和するためのリン酸ソーダ等の薬品希釈水や純水を注入して汚染の拡大を防止し、その間に復水器の漏洩部分の修理を行なうようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７５８４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の発電プラントでは、海水リークや薬品リークが発生した場合に、海水や薬品により汚染されたタービン系統水が少なからず蒸気タービン側に供給されてしまい、蒸気タービンに悪影響をもたらす懸念があった。
特に、蒸気タービンの排気蒸気の温度調整のために、復水器の下流側からタービン系統水の一部がスプレー水として蒸気タービンに供給されるが、このスプレー水が汚染されていると、蒸気タービンへの悪影響が顕著になる。スプレー水は、運転負荷の降下時および停止操作時に多く供給されるが、汚染されたスプレー水が蒸気タービンに供給された後でプラント運転が停止されてしまうと、蒸気タービンの内部に空気が入ることと相俟って、タービンローターの腐食が激しくなる虞がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、簡素な構成により、タービン系統水の給水系統に海水や薬品等の汚染物質が混入した場合に、その悪影響から蒸気タービンを保護することのできる蒸気タービンプラントおよびその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る蒸気タービンプラントおよびその運転方法は、以下の構成を備えている。
即ち、本発明に係る蒸気タービンプラントは、蒸気タービンと、前記蒸気タービンに付随する補助装置と、前記蒸気タービンと前記補助装置の少なくとも１つにタービン系統水を供給するタービン系統水供給手段と、当該タービン系統水供給手段から供給された前記タービン系統水に含まれている汚染物質を浄化する浄化システムと、を具備し、前記タービン系統水供給手段から前記タービン系統水をスプレー水として前記蒸気タービンに供給するスプレー水供給系統をさらに備え、前記浄化システムは、前記スプレー水供給系統を流れる前記タービン系統水を浄化可能に設置され、前記スプレー水は、前記蒸気タービンを洗浄することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、タービン系統水供給手段から供給されたタービン系統水に汚染物質が含まれていても、このタービン系統水が浄化システムによって浄化されるため、簡素な構成により、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
しかも、汚染の度合が小規模な場合には、プラント運転を停止させることなく、運転負荷を降下させて運転を続行し、蒸気タービンやその関連設備を浄化されたタービン系統水によって洗浄しながら汚染物質の漏洩部分の修理を行なうことができ、経済的な損失を最小限に抑えることができる。
また、タービン系統水供給手段から蒸気タービンにタービン系統水（スプレー水）を供給するスプレー水供給系統に浄化システムが設置されているため、浄化システムによって浄化されたタービン系統水を蒸気タービンに最短距離でダイレクトに供給することができる。このため、仮にタービン系統水の給水系統に塩分や薬品等の汚染物質が回ってしまった後でも、その後で浄化されたスプレー水を蒸気タービンに供給することによって早急に蒸気タービンを洗浄し、汚染物質による悪影響から保護することができる。
【００１２】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記浄化システムを作動させる制御手段と、前記タービン系統水に含まれる前記汚染物質を検知し、前記制御手段に通知する汚染物質検知手段と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、タービン系統水に汚染物質が含まれている場合には汚染物質検知手段がこれを検知し、浄化システムを作動させる制御手段に通知がなされる。例えば、浄化システムが自動制御される場合は制御装置が制御手段に該当し、浄化システムが手動操作される場合は操作員が制御手段に該当する。このため、浄化システムを迅速に起動させて、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【００１６】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記蒸気タービンの回転を支えるタービン軸受と、当該タービン軸受に供給される気密シール用のグランド蒸気に前記タービン系統水を混合して前記グランド蒸気の温度をコントロールするグランド蒸気減温器と、前記タービン系統水供給手段から前記タービン系統水を減温水として前記グランド蒸気減温器に供給する減温水供給系統とをさらに備え、前記補助装置は前記グランド蒸気減温器であることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、タービン系統水が浄化システムにより浄化されてからグランド蒸気減温器に供給されるため、汚染物質が蒸気タービンまたはサブ蒸気タービンのタービン軸受に浸入して腐食等の弊害を起こすことが防止され、タービン軸受を保護することができる。
【００１８】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記スプレー水供給系統および前記減温水供給系統の少なくとも一方に設けられる前記浄化システムは、前記各水供給系統が分岐している場合に、その分岐先に分散させて設置されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、各水供給系統の分岐先に浄化システムを設けることによって浄化システムを複数化し、より信頼性を高めるとともに、各浄化システムを小形化してランニングコストを低減させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記浄化システムは、イオン交換樹脂に前記タービン系統水を通水させて前記汚染物質を浄化するイオン交換フィルターを備えていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、イオン交換フィルターは比較的安価に市販されているため、浄化システムの構成を簡素かつ安価なものにするとともに、従来からある既設の蒸気タービンプラントに後付けして改良することができる。
【００２２】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記浄化システムは、交互に配置された陽イオン交換膜および陰イオン交換膜と、その両側に配置された正負の電極とを具備してなる電気再生式純水製造装置を備えていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、電気再生式純水製造装置に通電するだけでタービン系統水を浄化することができるため、浄化システムの構成を簡素にして整備性を向上させ、信頼性と経済性を高めることができる。
【００２４】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、上記構成において、前記電気再生式純水製造装置は、前記タービン系統水が常時通水されるように、前記タービン系統水の流路に直列的に接続され、前記タービン系統水の浄化時にのみ通電されて作動するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、タービン系統水を電気再生式純水製造装置に常時通水させておき、必要に応じて電気再生式純水製造装置に通電して浄化機能を発揮させればよいため、仕切弁等によりタービン系統水の流路配管を切り替える必要がない。したがって、浄化システムの構成を非常に簡素化して信頼性を高めることができる。
【００２６】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントの運転方法は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンに付随する補助装置と、の少なくとも１つに供給されるタービン系統水に汚染物質が含まれていることが検知された場合に、前記タービン系統水の流路に設けられた浄化システムを直ちに作動させて前記汚染物質を浄化し、前記汚染物質が検知されない場合でも、前記蒸気タービンプラントの運転停止時には、前記蒸気タービンに前記タービン系統水をスプレー水として供給するスプレー水供給系統に設けられた前記浄化システムを作動させるとともに、該浄化システムを通して前記蒸気タービンにスプレー水を供給することを特徴とする。
【００２７】
上記運転方法によれば、タービン系統水に汚染物質が含まれていても、このタービン系統水が浄化システムによって浄化されるため、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
また、上記運転方法によれば、タービン系統水の水質が低下するプラント運転の停止時において、浄化システムにより浄化されたタービン系統水がスプレー水として蒸気タービンに供給されるため、水質の良いタービン系統水を供給した状態で蒸気タービンを停止させることができ、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【００２８】
また、本発明に係る蒸気タービンプラントの運転方法は、上記構成において、前記タービン系統水に前記汚染物質が含まれていることが検知された場合には、前記蒸気タービンに前記タービン系統水をスプレー水として供給するスプレー水供給系統に設けられた前記浄化システムを直ちに作動させるとともに、該浄化システムを通して前記蒸気タービンにスプレー水を供給することを特徴とする。
【００２９】
上記運転方法によれば、仮にタービン系統水の給水系統に塩分や薬品等の汚染物質が回ってしまった後でも、浄化システムによって浄化されたタービン系統水をスプレー水として蒸気タービンに供給することにより、早急に蒸気タービンを洗浄し、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明に係る蒸気タービンプラントおよびその運転方法によれば、簡素な構成により、タービン系統水の給水系統に海水や薬品等の汚染物質が混入した場合に、その悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図２】浄化システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
【図３】イオン交換フィルターの内部構造を示す縦断面図である。
【図４】浄化システムの第２実施形態を示す概略構成図である。
【図５】電気再生式純水製造装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図６】浄化システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る発電プラント（蒸気タービンプラント）の概略構成図である。
【００３５】
この発電プラント１は、蒸気を発生させるボイラ２と、このボイラ２の蒸気によって駆動される高圧タービンＨＰ、中圧タービンＩＰ、低圧タービンＬＰ（蒸気タービン）と、これらの蒸気タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰによって駆動される発電機４と、低圧タービンＬＰから排出された排気蒸気を海水と熱交換させて冷却し、復水させる復水器５（タービン系統水供給手段）と、復水器５で凝縮された復水をタービン系統水としてボイラ２に送給する給水系統６を備えている。中圧タービンＩＰと低圧タービンＬＰとの間は蒸気分配管３で連結されている。
【００３６】
高圧タービンＨＰと中圧タービンＩＰと低圧タービンＬＰと発電機４は回転軸７によって同軸的に連結されているが、別軸に配置してもよい。給水系統６は、復水器５から延びる主給水配管８と、この主給水配管８に復水器５側から順に接続されているグランドコンデンサ１０、低圧ヒータ１１、脱気器１２、高圧ヒータ１３、エコノマイザ１４等の機器類から構成されている。グランドコンデンサ１０は、後述するタービン軸受５６，５７，５８に供給されたグランド蒸気や、その他の作動用蒸気を復水させて主給水配管８に還流させるものである。なお、ボイラ２にはエバポレータ１５が付設されている。
【００３７】
また、給水系統６（主給水配管８）には、復水器５の下流側において復水ポンプ１７が並列に接続され、グランドコンデンサ１０の下流側において昇圧ポンプ１８が接続され、脱気器１２と高圧ヒータ１３の間においてボイラ給水ポンプ１９が接続されている。さらに、ボイラ２から延出している主蒸気供給管２２が高圧タービンＨＰに繋がり、その途中、且つボイラ２の排熱を受けられる位置に過熱器２３が接続されている。さらに、高圧タービンＨＰの低圧側から延出して過熱器２３の近傍に設けられた再熱器２４を回り、再び高圧タービンＨＰの高圧側に繋がる過熱蒸気管２５が設けられている。
【００３８】
この発電プラント１において、ボイラ２で発生させた高温、高圧の蒸気は過熱器２３で過熱されて過熱蒸気となり、主蒸気供給管２２を通って高圧タービンＨＰ→中圧タービンＩＰ→低圧タービンＬＰの順に供給され、これにより発電機４が駆動されて発電が行われる。低圧タービンＬＰから排出された排気蒸気は復水器５に流れ、復水器５の内部で海水と熱交換することにより冷却されて復水（凝縮）し、タービン系統水として復水ポンプ１７に送られ、グランドコンデンサ１０、低圧ヒータ１１、脱気器１２、高圧ヒータ１３、エコノマイザ１４を経て再びボイラ２に供給される。また、高圧タービンＨＰに供給された蒸気の一部は過熱蒸気管２５により再熱器２４に送られ、再加熱されて再び高圧タービンＨＰに供給される。
【００３９】
ところで、この発電プラント１には、給水系統６に補給する純水を製造する純水製造装置３０（タービン系統水供給手段）が併設されている。この純水製造装置３０は、塩酸（ＨＣＬ）や水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等の薬品を用いて原水を純水にする装置である。この純水製造装置３０にて製造された純水は、純水供給管３１を経て復水器５に供給される。
【００４０】
純水供給管３１には浄化システム３４が接続されている。この浄化システム３４の内部構成は後に詳述する。浄化システム３４は、純水製造装置３０において純水を製造する際に使用される上記の薬品類が、万一、純水供給管３１側に漏洩した時に、この漏洩した薬品類（汚染物質）に汚染された水が復水器５側に供給されないように、汚染された水を浄化するために設置されている。浄化システム３４は制御装置３５（制御手段）によって自動制御されるが、制御装置３５を設けずに、操作員の手動操作により浄化システム３４を作動させるようにしてもよい。
【００４１】
さらに、純水供給管３１には、純水製造装置３０と浄化システム３４との間の位置に酸電気伝導率計３６（汚染物質検知手段）が接続されている。つまり、酸電気伝導率計３６は純水製造装置３０の下流側に設置され、浄化システム３４は酸電気伝導率計３６のさらに下流側に設置されている。
【００４２】
酸電気伝導率計３６は制御装置３５に接続されており、純水供給管３１を流れるタービン系統水に薬品類が混入すると、タービン系統水の電気伝導率が高まる性質を利用して薬品類の混入を検知するものである。薬品類の混入が検知されると、酸電気伝導率計３６は制御装置３５に汚染物質検知信号３６ａを発信して通知し、浄化システム３４を作動させる。なお、浄化システム３４が手動操作される場合には、汚染物質検知信号３６ａの代わりに音声および視覚的な報知手段（警報ランプ、電光文字盤等）によって操作員に通知がなされる。これにより、薬品類の成分が復水器５側に流れてしまうことが防止される。
【００４３】
また、この発電プラント１には、スプレー水供給系統４０が設けられている。このスプレー水供給系統４０は、給水系統６の、例えば復水ポンプ１７とグランドコンデンサ１０との間に設けられた分岐点４１から分岐して低圧タービンＬＰに接続されるように配設されている。給水系統６を流れるタービン系統水の一部がスプレー水供給系統４０から低圧タービンＬＰにスプレー水として供給されることにより、低圧タービンＬＰの排気蒸気の温度調整が行われる。これにより、例えば低圧タービンＬＰからの排気蒸気の温度を降下させて、復水器５を始めとする給水系統６の各機器類を熱害から保護することができる。
【００４４】
そして、スプレー水供給系統４０には、前述の浄化システム３４と同様な浄化システム４２が接続されている。浄化システム４２は、復水器５において海水リークが発生した時や、純水製造装置３０において薬品リークが発生した時に、海水や薬品（汚染物質）によって汚染されたタービン系統水が低圧タービンＬＰ側に供給されないように、汚染されたタービン系統水を浄化するために設置されている。この浄化システム４２は、浄化システム３４と同様に制御装置３５によって自動制御されるが、操作員の手動操作により作動させるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、給水系統６（主給水配管８）には、復水器５と、スプレー水供給系統４０の分岐点４１との間の位置に酸電気伝導率計４５（汚染物質検知手段）が接続されている。したがって、復水器５から分岐点４１を経てスプレー水供給系統４０を通る経路において、酸電気伝導率計４５は復水器５の下流側に設置され、浄化システム４２は酸電気伝導率計４５のさらに下流側に設置されている。
【００４６】
酸電気伝導率計４５は制御装置３５に接続されており、主給水配管８を流れるタービン系統水に海水が混入すると、その塩分によってタービン系統水の電気伝導率が高まる性質を利用して海水の混入を検知する。海水の混入が検知されると、酸電気伝導率計４５は制御装置３５に汚染物質検知信号４５ａを発信して通知し、浄化システム４２を作動させる。浄化システム４２が手動操作される場合には、汚染物質検知信号４５ａの代わりに音声および視覚的な報知手段によって操作員に通知がなされる。これにより、海水の塩分が復水器５側に流れてしまうことが防止される。
【００４７】
なお、酸電気伝導率計３６，４５と同様な酸電気伝導率計５０，５１，５２が、主給水配管８のグランドコンデンサ１０と昇圧ポンプ１８との間と、高圧ヒータ１３とエコノマイザ１４の間と、ボイラ２と過熱器２３との間に、それぞれ設けられている。これらの酸電気伝導率計５０，５１，５２も制御装置３５に接続されており、各々の設置場所において主給水配管８を流れるタービン系統水に薬品や塩分等の汚染物質が検出された際に、汚染物質検知信号５０ａ，５１ａ，５２ａを制御装置３５に発信するようになっている。
【００４８】
一方、主蒸気供給管２２からグランド蒸気供給管５３が分岐している。このグランド蒸気供給管５３は、分岐管５３ａと５３ｂとに分岐し、高圧タービンＨＰ、中圧タービンＩＰ、低圧タービンＬＰと、ボイラ給水ポンプ１９（補機類）を駆動するサブ蒸気タービン５５の、各タービン軸受５６，５７，５８に、それぞれ気密シール用のグランド蒸気を供給する管路である。このグランド蒸気は、各タービン軸受５６，５７，５８に供給される前に、グランド蒸気減温器５９，６０，６１（蒸気タービンに付随する補助装置）においてタービン系統水を減温水として混合されることにより温度をコントロールされる。
【００４９】
給水系統６からは、例えば分岐点４１の位置から減温水供給系統６２が分岐している。この減温水供給系統６２は、途中で三方に分岐し、それぞれ仕切弁６４，６５，６６を介してグランド蒸気減温器５９，６０，６１に接続されている。そして、この減温水供給系統６２の三方分岐前の区間に、前述の浄化システム３４，４２と同様な浄化システム６８が接続されている。この浄化システム６８は、復水器５から分岐点４１を経て減温水供給系統６２を通る経路において、復水器５の下流側に設置された酸電気伝導率計４５のさらに下流側に位置している。
【００５０】
浄化システム６８は、復水器５において海水リークが発生した時や、純水製造装置３０において薬品リークが発生した時に、海水や薬品（汚染物質）によって汚染されたタービン系統水がグランド蒸気減温器５９，６０，６１側に供給されないように、汚染されたタービン系統水を浄化するために設置されている。浄化システム６８は制御装置３５によって自動制御されるが、操作員の手動操作により作動させるようにしてもよい。
【００５１】
［浄化システムの第１実施形態］
図２は、浄化システム３４，４２，６８の第１実施形態を示す概略構成図である。浄化システム３４，４２，６８の位置において、純水供給管３１、スプレー水供給系統４０、減温水供給系統６２には仕切弁７１が設けられるとともに、この仕切弁７１の前後から支流管７２，７３が分岐し、これらの支流管７２，７３にそれぞれ仕切弁７４，７５が設けられている。そして、仕切弁７４，７５の間にイオン交換フィルター７６が接続されている。
【００５２】
仕切弁７１，７４，７５は図１に示す制御装置３５によって自動開閉されるか、もしくは操作員によって手動開閉される。海水リークや薬品リークによるタービン系統水の汚染が発生していない場合には、仕切弁７１が開かれ、仕切弁７４，７５が閉じられる。このため、純水供給管３１、スプレー水供給系統４０、減温水供給系統６２を流れるタービン系統水がイオン交換フィルター７６を通過しない。
【００５３】
また、タービン系統水の汚染が発生した場合には、酸電気伝導率計３６，４５，５０，５１，５２の少なくとも一つが制御装置３５に汚染物質検知信号３６ａ，４５ａ，５０ａ，５１ａ，５２ａを発信するため、制御装置３５または操作員によって仕切弁７１が閉じられ、仕切弁７４，７５が開かれる（図２の状態となる）。これにより、純水供給管３１、スプレー水供給系統４０、減温水供給系統６２を流れるタービン系統水が、イオン交換フィルター７６の内部を、仕切弁７４側から仕切弁７５側に向かって通過する。
【００５４】
図３は、イオン交換フィルター７６の内部構造を示す縦断面図である。
イオン交換フィルター７６は、フィルター容器７８の内部に粒状のイオン交換樹脂Ｒが充填された構造である。フィルター容器７８内に流入した、例えば海水の塩分により汚染されたタービン系統水は、イオン交換樹脂Ｒの間を通過する際に、汚染物質である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を構成するナトリウム（Ｎａ）と塩素（Ｃｌ）とが、それぞれ水素イオン（Ｈ＋）と水酸化物イオン（ＯＨ−）に置き換えられる。即ち、
Ｒ−Ｈ＋Ｎａ＋  ⇒Ｒ−Ｎａ＋Ｈ＋  （陽イオン交換）
Ｒ−ＯＨ＋ＣＬ−⇒Ｒ−Ｃｌ＋ＯＨ−（陰イオン交換）
となり、高純度な水（Ｈ２Ｏ）に浄化される。
【００５５】
このようなイオン交換フィルター７６は、交換可能なカートリッジ式であることが望ましい。イオン交換フィルター７６に充填されているイオン交換樹脂Ｒは、その耐熱性が５０℃程度であるが、この発電プラント１において、イオン交換フィルター７６が設置される各場所におけるタービン系統水の温度は概ね４０℃程度であるため、一般に市販されているイオン交換フィルターを問題なく使用することができる。
【００５６】
イオン交換フィルター７６は比較的安価に市販されているため、イオン交換フィルター７６を浄化システム３４，４２，６８に適用することにより、浄化システム３４，４２，６８の構成を簡素かつ安価なものにするとともに、従来からある既設の蒸気タービンプラントにも浄化システムを後付けして改良することができる。しかも、イオン交換フィルター７６をカートリッジ式のものにすることによってイオン交換フィルター７６のメンテナンス性および経済性を向上させ、浄化システム３４，４２，６８の信頼性を高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、減温水供給系統６２が３方向に分岐しているが、その分岐先にそれぞれ浄化システム１０１，１０２，１０３を分散させて設置してもよい。このように、分岐した水供給系統の分岐先にそれぞれ浄化システムを分散させて設置することにより、浄化システム１０１，１０２，１０３を複数化し、より信頼性を高めるとともに、各浄化システム１０１，１０２，１０３を小形化してランニングコストを低減させることができる。
【００５８】
［浄化システムの第２実施形態］
図４は、浄化システム３４，４２，６８の第２実施形態を示す概略構成図である。図２に示す構成との違いは、イオン交換フィルター７６の代わりに電気再生式純水製造装置８０（EDI：Electro DeionIzation）が設けられている点と、その上流側に、濁質を嫌う電気再生式純水製造装置８０を保護するための濁質除去用膜８１が設けられている点のみであり、その他の構成および作用は図２のものと同一構成であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５は、電気再生式純水製造装置８０の内部構造を示す縦断面図である。
電気再生式純水製造装置８０は、平行かつ交互に配置された陽イオン交換膜８２および陰イオン交換膜８３と、その外側を挟むように設置された陽極電極板８４（電極）および陰極電極板８５（電極）とを備えている。また、陽イオン交換膜８２と陰イオン交換膜８３との間にはイオン交換樹脂層８６が挟装されている。例えば、陽イオン交換膜８２はカチオン交換膜であり、陰イオン交換膜８３はアニオン交換膜である。また、イオン交換樹脂層８６は、粒状のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが混合されたものである。
【００６０】
このように構成された電気再生式純水製造装置８０に、例えば海水の塩分により汚染されたタービン系統水を流入させ、陽極電極板８４と陰極電極板８５との間に電流を流すと、水中で電離しているイオンが両側の電極版８４，８５側に移動する。このように移動するイオンは、陽イオン交換膜８２と陰イオン交換膜８３を選択的に透過するため、イオン交換水（純水）と、イオン濃縮水（高濃度汚染水）に分離される。したがって、イオン交換水のみを必要個所（低圧タービンＬＰ等）に流し、イオン濃縮水は排水してしまえば、タービン系統水を浄化することができる。
【００６１】
上記の構成によれば、電気再生式純水製造装置８０に通電するだけでタービン系統水を浄化することができるため、浄化システムの構成を簡素にして整備性を向上させ、信頼性と経済性を高めることができる。しかも、イオン濃縮水を排水する必要はあるものの、非常に純度の高いタービン系統水が生成されるため、高い浄化性能を発揮することができる。
【００６２】
［浄化システムの第３実施形態］
図６は、浄化システム３４，４２，６８の第３実施形態を示す概略構成図である。図４に示す構成との違いは、電気再生式純水製造装置８０が、純水供給管３１とスプレー水供給系統４０と減温水供給系統６２に対して直列的に接続され、タービン系統水が常時通水されるようになっている点である。そして、タービン系統水の浄化時にのみ電気再生式純水製造装置８０に通電がなされ、タービン系統水の浄化が行われる。
なお、電気再生式純水製造装置８０をバイパスするパイパス流路９０と仕切弁９１が設けられているが、これは電気再生式純水製造装置８０のメンテナンス等を行なう時のみに使用されるものであり、場合によっては省略してもよい。
【００６３】
上記構成によれば、タービン系統水を電気再生式純水製造装置８０に常時通水させておき、必要に応じて電気再生式純水製造装置８０に通電して浄化機能を発揮させればよいため、操作方法としては電流のＯＮ／ＯＦＦ操作を行なうのみでよく、仕切弁等によりタービン系統水の流路配管を切り替える必要がない。したがって、浄化システム３４，４２，６８の構成を非常に簡素化して信頼性を高めることができる。
【００６４】
以上のように構成された発電プラント１の運転時において、給水系統６（主給水配管８）を流れるタービン系統水に塩分や薬品分等の汚染物質が含まれていることが酸電気伝導率計３６，４５，５０，５１，５２により検知された場合には、制御装置３５による自動制御、もしくは操作員による手動操作により、浄化システム３４，４２，６８を直ちに作動させて汚染物質を浄化する。
【００６５】
これにより、復水器５や純水製造装置３０から供給されるタービン系統水に汚染物質が含まれていても、このタービン系統水が浄化システム３４，４２，６８によって迅速に浄化されるため、汚染物質による悪影響から高圧タービンＨＰ、中圧タービンＩＰ、低圧タービンＬＰおよび他のプラント構成機器類を保護することができる。
【００６６】
特に、上記のようにタービン系統水に汚染物質が含まれていることが検知された場合には、スプレー水供給系統４０に設けられた浄化システム４２を直ちに作動させるとともに、このスプレー水供給系統４０から低圧タービンＬＰに浄化されたスプレー水を大量に供給する。
【００６７】
こうすることにより、仮に給水系統６に塩分や薬品等の汚染物質が回ってしまった後でも、浄化システム４２によって浄化されたタービン系統水をスプレー水として低圧タービンＬＰに供給することにより、早急に低圧タービンＬＰを洗浄し、汚染物質による悪影響から低圧タービンＬＰを保護することができる。
【００６８】
さらに、汚染物質が検知されない場合であっても、発電プラント１の運転停止時には、浄化システム４２を作動させながら、スプレー水供給系統４０から低圧タービンＬＰにスプレー水を供給する（必要により高圧タービンＨＰ、中圧タービンＩＰにも供給する）。
【００６９】
こうすれば、タービン系統水の水質が低下するプラント運転の停止時において、浄化システム４２により浄化されたタービン系統水がスプレー水として各タービンＬＰ，ＨＰ，ＩＰに供給されるため、水質の良いタービン系統水を供給した状態で各タービンを停止させることができ、汚染物質による悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る発電プラント１は、復水器５や純水製造装置３０から供給されるタービン系統水に含まれている汚染物質を浄化する浄化システム３４，４２，６８を備えているため、簡素な構成により、汚染物質による悪影響から蒸気タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰ，５５等を保護することができる。
【００７１】
しかも、汚染の度合が小規模な場合には、プラント運転を停止させることなく、運転負荷を降下させて運転を続行し、蒸気タービンや、蒸気タービンに付随する補助装置を、浄化されたタービン系統水によって洗浄しながら汚染物質の漏洩部分の修理を行なうことができるので、経済的な損失を最小限に抑えることができる。
【００７２】
また、この発電プラント１は、タービン系統水に含まれる汚染物質を検知し、浄化システム３４，４２，６８を作動させる制御装置３５（あるいは操作員）に通知する酸電気伝導率計３６，４５，５０，５１，５２を備えているため、浄化システム３４，４２，６８を迅速に起動させて、汚染物質による悪影響から蒸気タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰ，５５等を保護することができる。
【００７３】
さらに、純水製造装置３０から復水器５に繋がる純水供給管３１においては、純水製造装置３０の下流側に酸電気伝導率計３６が設置され、この酸電気伝導率計３６のさらに下流側に浄化システム３４が設置されている。このため、純水製造装置３０から供給されたタービン系統水に汚染物質が含まれていた場合には、酸電気伝導率計３６がこれを検知してから浄化システム３４を起動させる。この時、汚染物質が酸電気伝導率計３６の位置から浄化システム３４の位置に流れ着くまでには時間差があるため、汚染物質が浄化システム３４を通り過ぎて復水器５側に流れてしまうことを防止でき、汚染物質による悪影響から蒸気タービン等を保護することができる。
【００７４】
一方、復水器５から分岐点４１を経てスプレー水供給系統４０を通る経路においては、酸電気伝導率計４５が復水器５の下流側に設置され、浄化システム４２が酸電気伝導率計４５のさらに下流側に設置されている。このため、復水器５から供給されるタービン系統水に汚染物質が含まれていた場合には、前記と同様に、酸電気伝導率計４５が汚染物質を検知してから浄化システム４２を起動させても、汚染物質が酸電気伝導率計４５の位置から浄化システム４２の位置に流れ着くまでに時間差が生じる。このため、汚染物質が浄化システム４２を通り過ぎて低圧タービンＬＰ側に流れてしまうことを防止でき、汚染物質による悪影響から低圧タービンＬＰを保護することができる。
【００７５】
他方、復水器５から分岐点４１を経て減温水供給系統６２を通る経路においては、浄化システム６８が酸電気伝導率計４５の下流側に位置している。このため、復水器５から供給されるタービン系統水に汚染物質が含まれていた場合には、上記と同じく、酸電気伝導率計４５が汚染物質を検知してから浄化システム６８を起動させても、汚染物質が酸電気伝導率計４５の位置から浄化システム６８の位置に流れ着くまでに時間差が生じる。このため、汚染物質が浄化システム６８を通り過ぎてグランド蒸気減温器５９，６０，６１側に流れてしまうことを防止でき、汚染物質による悪影響から各タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰ，５５の各タービン軸受５６，５７，５８を保護することができる。
【００７６】
この発電プラント１では、海水リークが発生する原点となる復水器５の下流側に浄化システム４２，６８が設けられ、薬品リークが発生する原点となる純水製造装置３０の下流側に浄化システム３４が設けられているため、蒸気タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰ，５５を腐食させる虞のある塩分や薬品を含んだタービン系統水がそのまま蒸気タービン側に供給されることを防止して、蒸気タービンを効果的に保護することができる。
【００７７】
特に、低圧タービンＬＰにスプレー水を供給するスプレー水供給系統４０に浄化システム４２が設けられているため、この浄化システム４２によって浄化されたスプレー水を低圧タービンＬＰに最短距離でダイレクトに供給することができる。このため、仮にタービン系統水の給水系統６に塩分や薬品等の汚染物質が回ってしまった後でも、その後で浄化システム４２により浄化されたスプレー水を低圧タービンＬＰに供給して洗浄運転を行なうことができ、これによって低圧タービンＬＰを汚染物質による悪影響から保護することができる。
【００７８】
また、グランド蒸気供給管５３から各タービンＨＰ，ＩＰ，ＬＰ，５５のタービン軸受５６，５７，５８に供給されるグランド蒸気にタービン系統水を混合させるための減温水供給系統６２に浄化システム６８が設けられているため、仮にタービン系統水の給水系統６に塩分や薬品等の汚染物質が回ってしまった後でも、タービン系統水が浄化システム６８によって浄化されてから各グランド蒸気減温器５９，６０，６１に供給される。したがって、汚染物質が各タービン軸受５６，５７，５８に浸入して腐食等の弊害を起こすことが防止され、タービン軸受５６，５７，５８を保護することができる。
【００７９】
こうして、本発明の実施形態に係る発電プラント１およびその運転方法によれば、簡素な構成により、タービン系統水の給水系統６に海水や薬品等の汚染物質が混入した場合に、その悪影響から蒸気タービンを保護することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
【００８１】
例えば、上記実施形態では本発明に係る蒸気タービンプラントを発電プラント１として説明したが、発電プラントに限らず、船舶等に適用される蒸気タービンプラントとしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  発電プラント（蒸気タービンプラント）
２  ボイラ
４  発電機
５  復水器（タービン系統水供給手段）
６  給水系統
１９  ボイラ給水ポンプ（補機類）
３０  純水製造装置（タービン系統水供給手段）
３４，４２，６８  浄化システム
３５  制御装置（制御手段）
３６，４５，５０，５１，５２  酸電気伝導率計（汚染物質検知手段）
４０  スプレー水供給系統
５５  サブ蒸気タービン
５６，５７，５８  タービン軸受
５９，６０，６１  グランド蒸気減温器（蒸気タービンに付随する補助装置）
７６  イオン交換フィルター
８０  電気再生式純水製造装置
８２  陽イオン交換膜
８３  陰イオン交換膜
８４  陽極電極板（電極）
８５  陰極電極板（電極）
ＨＰ  高圧タービン（蒸気タービン）
ＩＰ  中圧タービン（蒸気タービン）
ＬＰ  低圧タービン（蒸気タービン）
Ｒ  イオン交換樹脂
【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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【図６】
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