(57)【要約】【課題】  発電設備内に搬入する熱交換器部品を最少な限に抑え、組立方法を単純化することで、工事費及び工事期間を大幅に低減・短縮させることができる復水器及びその組立方法を提供する。【解決手段】  蒸気タービンからの排気蒸気を冷却し凝縮させる復水器１において、蒸気タービンからの排気蒸気を受け入れる復水器本体部１０と、この復水器本体部に組み入れられる熱交換器ユニット１１とを有する。熱交換器ユニット１１は、交換に際して、複数枚の分割構造の中間支持板１２ｂを復水器本体部の既設の非分割支持板１２ａ間に順次組み入れる。また、非分割支持板１２ａ及び分割構造の支持板１２ｂに挿通される複数の冷却管１３を備え。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンからの排気蒸気を受け入れる復水器本体部と、この復水器本体部に組み入れられる熱交換器ユニットとを有し、前記蒸気タービンからの排気蒸気を冷却し凝縮させる復水器において、
冷却管支持用の非分割支持板と、
この非分割支持板の間に組み込まれ、組み込み前に分割構造をなす冷却管支持用の中間支持板と、
これらの非分割支持板及び中間支持板に挿通される複数の冷却管と、
を備えることを特徴とする復水器。
【請求項２】
蒸気タービンからの排気蒸気を受け入れる復水器本体部と、この復水器本体部に組み入れられる熱交換器ユニットとを有し、前記蒸気タービンからの排気蒸気を冷却し凝縮させる復水器の組立方法において、
前記復水器本体部の熱交換器ユニットにおける冷却管支持用の既設の支持板の間に複数に分割された中間支持板を組み入れる工程と、
前記既設の支持板及び中間支持板に複数の冷却管を挿通する工程と、
を有することを特徴とする復水器の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮させる復水器及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備等に用いられる復水器は、蒸気タービンで仕事をした排気蒸気を復水してボイラ等の蒸気発生器に戻すことを目的とし、通常、蒸気タービンからの排気蒸気が導かれるその本体部に排気蒸気を冷却する熱交換器ユニットを内蔵している。熱交換器ユニットは、複数の冷却管に流通する冷却水と排気蒸気を熱交換させることで、排気蒸気を冷却し凝縮させる。熱交換器ユニットを構成する冷却管は、一般に冷却管の長手方向に所定間隔に配設された支持板に挿通され支持される。
【０００３】
発電設備等に用いられる復水器は、蒸気タービンからの膨大な排気蒸気を冷却し凝縮するために寸法・質量とも極めて大きな設備の１つに数えられる。したがって、組み立てた状態での輸送は一般道路などの輸送制限により困難であり、据付の際には上記の支持板や冷却管等といった部品の状態で出荷され、それらが発電所で組み立てられる方法が採用されるようになった。
【０００４】
しかしながら、このいわゆるパネル工法では、支持板や冷却管等がばらばらの状態で数多く発電所に搬入され、現地での組立工数が膨大となる結果、工期が長くなる。
【０００５】
それに対し、支持板や冷却管をばらばらに出荷し組み立てるのではなく、支持板及び冷却管を組み上げた状態のもの（管巣）を複数に分割して小管巣の状態で出荷し、それらを発電所内で組み立てて復水器本体部に組み入れる方法が知られている（特許文献１等参照）。
【０００６】
しかし、この方法もそれぞれの冷却管が長手方向に分割されることから短管を数多く製作しなければならない。さらに小管巣同士を連結する際に各冷却管を接続しなければならず、結果的に組立工数が増加するおそれがある。
【０００７】
これに対し、さらに搬入効率及び組立容易性を向上させるため、複数枚の支持板をユニット化した複数の支持板ブロックと、これらの支持板ブロックを復水器本体部に順次組み入れた後、支持板に複数の冷却管を挿通する方法が知られている。（特許文献２等参照）
【特許文献１】特開２００２−２５７４９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１９４４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年では、性能向上や経年的な劣化の回復を図り、既設の発電設備をより長期間運用するために、復水器の熱交換器ユニットを交換するケースが増加しつつある。しかしながら、既設の発電設備には各機器やその配管、構造材等が複雑に配設され、復水器までの冷却管の搬入経路も狭隘である場合が多い。このような場合、上記従来技術のように、支持板と冷却管とを組み立てた状態のものでは狭隘な搬入経路を運搬するのも困難である。また、上記支持板ブロックによる搬入工法でも復水器本体部の支持板を全て取り去ってから、順次組み入れる必要があり、搬入効率及び組立容易性がよいものの、更なる工事期間の短縮及び工事費低減が求められている。
【０００９】
本発明の目的は、発電設備内に搬入する熱交換器部品数を抑え、組立方法を単純化することで、工事費及び工事期間を大幅に低減・短縮させることができる復水器及びその組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、蒸気タービンからの排気蒸気を受け入れる復水器本体部と、この復水器本体部に組み入れられる熱交換器ユニットとを有し、前記蒸気タービンからの排気蒸気を冷却し凝縮させる復水器において、非分割の冷却用の支持板と、この支持間に追設される組み込み前に分割構造をなす中間支持板と、これらの非分割支持板及び中間支持板に挿通される複数の冷却管とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、熱交換ユニットの交換（再組立）に際して、中間支持板を追設する場合に、発電設備内での熱交換ユニット交換の工事費の低減及び工事期間を短縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態に係る復水器の全体構造を表す一部透視正面図、図２は図１中の右側から見た一部透視側面図、図３は本発明の一実施の形態に係る復水器における分割支持板及び設定の方法の一例を表す図である。
【００１４】
図１及び図２に示したような発電設備等に適用する復水器１は、蒸気タービンで仕事を終えたタービン排気蒸気を冷却水と熱交換させて凝縮させ、凝縮後の復水をボイラ等の蒸気発生器に戻すことを目的とし、蒸気タービンからの排気蒸気を受け入れる復水器本体部１０と、この復水器本体部に組み入れられる熱交換器ユニット１１とを有している。
【００１５】
熱交換器ユニット１１は、複数の冷却管支持用の支持板１２と、支持板１２に設けた多数の冷却管挿通用孔（図示省略）に挿通される多数の冷却管１３よりなる。冷却管１３は、図１では、省略されているが、図３（ｃ）に例示されている。
【００１６】
本実施例における熱交換器ユニット１１は、冷却管の交換などに際して支持板１２の一部が追設（追加設置）されている。すなわち、図４に示すように、支持板１２は、当初から既設の複数の非分割構造の支持板（非分割支持板）１２ａとそれらの支持板１２ａ間に追設により組み込まれる分割構造の複数の中間支持板１２ｂとからなる。分割構造の中間支持板１２ｂを復水器本体部に既設の非分割支持板１２ａ間に順次組み入れて接合した後、これらの支持板１２（１２ａ，１２ｂ）に設けた多数の冷却管挿通用穴のそれぞれに冷却管１３（図３参照）を挿入することで熱交換ユニット１１が構成される。１つの熱交換器ユニット毎に、複数の冷却管は一群をなす管巣を形成する。支持板１２に多数配設される冷却管挿通用穴は、正確に図示することが困難なため、図４では、便宜上、メッシュの領域がその穴を配設した領域であることを簡略的に示している。
【００１７】
本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、１４枚の分割支持板１２ｂ´で１枚分の中間支持板１２ｂを構成している。図３（ａ）においても、作図の煩雑化を避けるために、各分割支持板１２ｂ´に配設される冷却管挿通用穴は省略してある。なお、図４では、作図の便宜上、分割支持板１２ｂ´を１０枚で図示している。分割支持板１２ｂ´の数は、これに限らず、さらに多数の分割支持板により構成する場合もあり、逆に少ない分割数の分割支持板で構成する場合もある。
【００１８】
また、本実施の形態では、熱交換器ユニットに配置される管巣領域のうち、その外側領域だけに限定して、分割支持板１２ｂ´（すなわち分割構造の中間支持板１２ｂ）を配置している。その理由は、冷却管付近の蒸気が高流速となる外側の冷却管を支持することができれば、蒸気による振動発生を十分に抑えることができるためである。分割数は搬入経路と組立工数を考慮して決定する必要がある。例えば、分割数が多ければ、どんな狭隘な搬入経路でも搬入が容易だが、組立工数が増えてしまう。これに対し、分割数を少なくすれば、組立工数を減らすことができるが、搬入経路上で干渉するなどして、経路の確保という追加作業が発生してしまう。したがって、狭隘経路に適した最大寸法として、最小限の分割数を採用するべきである。狭隘経路は特に復水器内のサポート材２０，２１や胴体壁、配管等の隙間やマンホールが主な対象となる。
【００１９】
復水器本体１０は、蒸気タービン排気口に接続する連結胴１４、熱交換器ユニット１１を収容する下部胴１５、連結胴１４から下部胴１５へ蒸気を案内する上部胴１６から構成される。下部胴１５の図１中の左右両側には、各冷却管１３の両端部を支持する管板１７を介して区画された入口側及び出口側の水室１８が備えられている。また、下部胴１５の底部には凝縮後の復水を溜めるホットウェル１９が設けられている。
【００２０】
上部胴１６は、内部が真空になり外圧荷重が加わるため、外圧荷重を支えるためのサポート材２０を内部に備え十分な剛性を確保している。また下部胴１５には、復水器内の非凝縮性ガスを抽出するための空気集合管（又は空気集合ダクト）２１が冷却管１３と平行に備えられている。空気集合管２１により集められた非凝縮性ガスは、空気集合管２１に接続された空気抜ダクト２２を通って復水器外の空気抽出装置（図示せず）へ導かれる。
【００２１】
図３及び図４は、中間支持板１２ｂ（分割支持板１２ｂ´）及びその追設方法の概略構成図である。既述したように、図の煩雑防止のため冷却管を挿通する貫通穴を図示省略しているが、実際には各支持板の管巣挿通の対応領域には、管巣を構成する多数の冷却管を挿通するための貫通穴が、挿通する冷却管の本数分だけ穿設されている。
【００２２】
上記構成の本発明の復水器において熱交換器ユニット１１を交換する場合、まず既設の冷却管を取り出す。この際、前記冷却管を支持していた既設の非分割支持板１２ａはそのまま復水器内に残存している。冷却管１３を交換する際、通常既設のアルミニウム黄銅管やアドミラルティ管からチタン管に変更されるのが一般的である。チタン管を採用する際、冷却管の肉厚を薄くすることで熱貫流率を確保するため、冷却管の単位質量が小さくなる。したがって、交換前に冷却管を支えていた支持板１２ａの間隔のまま、新しい冷却管１３を支えてしまうとタービンからの排気蒸気による振動の発生確率が大幅に高くなる。
【００２３】
これを回避するために復水器本体部１０に新たに冷却管１３を挿入する際には、既存の支持板１２ａと支持板１２ａの間に、新しい支持板１２ｂ、すなわち中間支持板１２ｂを追設する必要がある。本発明では追設する中間支持板１２ｂを分割して設置するため、狭隘な場所であっても追設用の支持板１２ｂを、交換前までに使用していた支持板１２ａや空気集合管などをそのままにして組み込むことができる。したがって、既設支持板や空気集合管の取り外し作業、追設作業及び追設支持板数を削除あるいは削減することができるため、工程・工費を大幅に短縮できる。
【００２４】
支持板の追設工法は、第１工程として、分割支持板１２ｂ´を復水器本体部１０に順次組み入れて既設支持板（非分割支持板）１２ａ間に組み込んでいく。なお、図３（ｂ）及び（ｃ）では、作図の便宜上、２枚の既設支持板１２ａと１枚の追設支持板（中間支持板）１２ｂとを例示しているが、実際には、これらの支持板が多数配置されることは、図４に示す通りである。
【００２５】
分割支持板１２ｂ´の仮設定は冷却管を挿入する支持板の穴部を用いてディスタントピース２３及びディスタントボルト２４により行う。これにより、既設支持板１２ａと追設支持板１２ｂの間隔を所定の寸法に設定することが出来るとともに、芯だし前の仮固定も出来る。
【００２６】
仮固定の後、前記支持板穴に長棒や長管（取り外した冷却管を使用すれば合理的である）を挿入し、全ての支持板１２（１２ａ，１２ｂ）と管板１７を繋ぐことで芯だしを行う。支持板１２の冷却管穴を芯だしに使用することで、芯だし用及びディスタントボルト用の専用穴を設ける必要がなくなる。次に支持板設定ロッド２５により既設支持板１２ａと追設分割支持板１２ｂ´とを結合し（この場合、分割支持板１２ｂ´の外縁及び内縁の複数箇所にロッド２５を嵌め込むための切り欠き部２６が図３に示すように設けられ、これにロッド２５が嵌り込む）、固定する。支持板設定ロッド２５による固定が完了した後、ディスタントピース２３及びディスタントボルト２４は取り外す。
【００２７】
本実施例では支持板設定ロッド２５は既設支持板１２ａ間毎に実施しているが、既存の支持板穴を使用して管板１７から管板１７まで挿通する一本の設定ロッドを用いてもよい。熱交換器ユニット交換の際、冷却管の仕様変更が発生するのが一般的だが、冷却管の仕様変更に起因して冷却管本数が少なくなる場合があるが、特にこういった場合において、改めて支持板に穴をあける必要がなくなるので有効である。
【００２８】
中間支持板１２ｂ及び管板１７を設置した後、第２工程として、一列に並設された各支持板１２ａ，１２ｂの図示しない多数の貫通穴にそれぞれ冷却管を挿通していく。その後、管板に冷却管を固定（拡管や溶接）し、水室１８等を取り付けて復水器を組み上げる。
【００２９】
このように、本実施の形態によって、発電設備内での熱交換ユニット交換の際の工事費及び工事期間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る復水器の全体構造を表す一部透視正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る復水器の全体構造を表す図１中の右側から見た一部透視側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る復水器における分割支持板及び設定の方法の一例を表す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る復水器における分割支持板追設の設定方法の一例を表すアイソメ図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…復水器、１０…復水器本体部、１１…熱交換器ユニット、１２ａ…非分割支持板、１２ｂ…分割構造の中間支持板、１３…冷却管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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