(57)【要約】【課題】ＡＶＴ設備が省略できて、コストの低減が図れ、給水処理方法の切替え操作が省略できる給水酸素処理法採用の貫流ボイラを提供する。【解決手段】給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段Ｏ２  と復水器１と給水ポンプ６を少なくとも備えた給水系統と、蒸発部１１と汽水分離器１３とボイラ循環ポンプ１５を少なくとも備えたボイラ再循環系統とを有し、給水系統とボイラ再循環系統が接続された給水酸素処理法採用の貫流ボイラにおいて、そのボイラ停止時でもボイラ循環ポンプ１５の連続運転が可能なように水を補給する補給水系統１８を、ボイラ再循環系統に接続したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段と復水器と給水ポンプを少なくとも備えた給水系統と、蒸発部と汽水分離器とボイラ循環ポンプを少なくとも備えたボイラ再循環系統とを有し、前記給水系統とボイラ再循環系統が接続された給水酸素処理法採用の貫流ボイラにおいて、
そのボイラ停止時でも前記ボイラ循環ポンプの連続運転が可能なように水を補給する補給水系統を、前記ボイラ再循環系統に接続したことを特徴とする貫流ボイラ。
【請求項２】
請求項１記載の貫流ボイラにおいて、前記ボイラ再循環系統の汽水分離器とボイラ循環ポンプの間の系統に前記補給水系統が接続されていることを特徴とする貫流ボイラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の貫流ボイラにおいて、前記給水ポンプから出た水を復水器に戻す系統の途中から前記補給水系統が分岐されて前記ボイラ再循環系統に接続されていることを特徴とする貫流ボイラ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３記載のいずれか１つの貫流ボイラにおいて、前記ボイラ再循環系統の途中に設けたタンクと、そのタンクの缶水レベルを検出する水位計と、その水位計からの検出信号に基づいて前記補給水系統へ補給信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする貫流ボイラ。
【請求項５】
給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段と復水器と給水ポンプを少なくとも備えたループ形の給水系統と、蒸発部と汽水分離器とボイラ循環ポンプを少なくとも備えたボイラ再循環系統とを有する給水酸素処理法採用の貫流ボイラの停止時の運用方法において、
そのボイラ停止時、前記給水系統で給水を循環させるとともに、その循環給水の一部を前記ボイラ循環ポンプの連続運転が可能なように前記ボイラ再循環系統に補給して、前記給水系統とボイラ再循環系統の両方を循環運転させることを特徴とする貫流ボイラの停止時の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事業用或いは独立電力供給者（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｒ  ＩＰＰ）用などの火力発電プラントに於ける貫流ボイラに係り、特に給水酸素処理法（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ＣＷＴ）を採用した貫流ボイラならびにそのボイラ停止時の運用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給水配管の内面に薄い酸化被膜を形成して、管内面の腐食を防止するためにＣＷＴが採用されている。ＣＷＴには、中性水に酸素を注入する中性水処理法や給水のＰＨを８〜８．５に高めて酸素を注入する複合水処理法などがある。
【０００３】
ＣＷＴを採用している発電プラントに於いてボイラを停止する場合、給水処理を揮発性物質処理法（Ａｌｌ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ＡＶＴ）に切り替え後、停止している。これはＣＷＴ環境下での防食効果を発揮するには、管内表面への均一な酸素供給が不可欠であることに起因する。すなわち、管内の流動が停滞する停止時において仮にＣＷＴ環境とした場合、系統内において酸素供給のアンバランスが生じ、供給過多の部位に於いては孔食等の高酸素濃度下での腐食が発生する可能性が高くなるためである。
【０００４】
図２は、従来技術の給水及びボイラ系統を示す図である。図中の１は復水器、２は脱塩装置、３は低圧給水ヒータ、４は脱気器、５はブースタポンプ、６は給水ポンプ、７は高圧給水ヒータ、８は高圧給水ヒータ出口止弁、９は高圧クリーンアップ弁、１０は節炭器、１１は水壁、１２は蒸発器、１３は汽水分離器、１４は汽水分離器ドレンタンク、１５はボイラ循環ポンプである。
【０００５】
またＯ２  は給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段で、この例では脱塩装置２と低圧給水ヒータ３の間、脱気器４とブースタポンプ５の間に酸素供給手段Ｏ２  が設けられ、酸素または含酸素水を注入し、給水中の溶存酸素量は５０〜１００ｐｐｐの範囲にコントロールされている。
【０００６】
復水器１から高圧給水ヒータ出口弁８へ至るプレボイラ系統に於いては、ボイラ停止時に高圧給水ヒータ７の出口より高圧クリーンアップ弁９を介して復水器１へ回収する系統を使用することにより、ボイラ停止時においても循環運転を実施することが可能であり、前述の問題を解消し、ＣＷＴ環境のままで停止することが可能である。
しかしボイラに於いて循環運転を実施する場合にボイラ循環ポンプ１５を使用する必要があるが、停止時間に伴う温度低下、即ち缶水の比容積減少によりドレンタンク１４の水位が除々に下がり、遂にはポンプトリップに至るため、ボイラ停止時における連続的な循環運転が不可能であった。
【０００７】
発電プラントの復水給水系および給水加熱器ドレン系の発明として、例えば下記特許文献１などを挙げることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−３６５０１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に於いては、ボイラ停止時にはボイラ循環運転ができず、下記に示す問題があった。
▲１▼．起動／停止時のみに使用する目的でＡＶＴに対応した設備を設けて維持する必要があり、初期投資額と維持費の増大が生じる。
▲２▼．起動／停止時に必ずＣＷＴ／ＡＶＴ切り替えが必要であり、その切り替え操作など運用性に劣る。
▲３▼．ＡＶＴに必要な薬品を定期的に使用するためランニングコストが増加し、薬品の注入作業などが必要である。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、ＡＶＴ設備が省略できて、コストの低減が図れ、給水処理方法の切替え操作が省略できる給水酸素処理法採用の貫流ボイラならびにそのボイラ停止時の運用方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段と復水器と給水ポンプを少なくとも備えた給水系統と、例えば水壁や蒸発器などの蒸発部と汽水分離器とボイラ循環ポンプを少なくとも備えたボイラ再循環系統とを有し、前記給水系統とボイラ再循環系統が接続されたＣＷＴ採用の貫流ボイラを対象とするものである。
【００１２】
そして本発明の第１の手段は、ボイラ停止時でも前記ボイラ循環ポンプの連続運転が可能なように水を補給する補給水系統を、前記ボイラ再循環系統に接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記ボイラ再循環系統の汽水分離器とボイラ循環ポンプの間の系統に前記補給水系統が接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記給水ポンプから出た水を復水器に戻す系統の途中、例えば高圧給水ヒータと高圧クリーンアップ弁の間の系統から前記補給水系統が分岐されて前記ボイラ再循環系統に接続されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第４の手段は前記第１の手段ないし第３の手段のいずれかにおいて、前記ボイラ再循環系統の途中に設けた例えばドレンタンクや汽水分離器などのタンクと、そのタンクの缶水レベルを検出する水位計と、その水位計からの検出信号に基づいて前記補給水系統へ補給信号を出力する例えばＣＰＵなどの制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第５の手段は、給水中の溶存酸素量を調整するための酸素供給手段と復水器と給水ポンプを少なくとも備えたループ形の給水系統と、蒸発部と汽水分離器とボイラ循環ポンプを少なくとも備えたボイラ再循環系統とを有する給水酸素処理法採用の貫流ボイラの停止時の運用方法において、そのボイラ停止時、前記給水系統で給水を循環させるとともに、その循環給水の一部を前記ボイラ循環ポンプの連続運転が可能なように前記ボイラ再循環系統に補給して、前記給水系統とボイラ再循環系統の両方を循環運転させることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明は前述したような構成になっており、補給水系統を設けることにより給水を補い、ボイラ循環ポンプの連続運転を可能とし、管内流動の確保によりＡＶＴに切替えなくてもＣＷＴ環境でのボイラ停止が可能となる。
【００１８】
また停止時に於いて缶水を流動させることにより、ボイラ内での温度差抑制の効果もある。すなわち、ボイラ停止時に缶水を流動させないと、水壁の上部側は高温、下部側は低温になり、上下の温度差により水壁を構成する伝熱管に熱応力が発生する。この点、缶水を流動させることにより上下の温度差がなくなり、温度差による熱応力の発生が抑制できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は、本発明の実施形態に係る給水及びボイラ系統を示す図である。
【００２０】
基本的な系統は図２に示す従来技術と同じであり、復水器１、脱塩装置２、低圧給水ヒータ３、脱気器４、ブースタポンプ５、給水ポンプ６、高圧給水ヒータ７、高圧クリーンアップ弁９からループ形の給水系統が構成されている。また節炭器１０、水壁１１、蒸発器１２、汽水分離器１３、汽水分離器ドレンタンク１４、ボイラ循環ポンプ１５からボイラ再循環系統が構成されている。そして前記給水系統とボイラ再循環系統が、高圧給水ヒータ出口止弁８を介して接続されている。
【００２１】
図１に示すように従来と相違する点は、高圧給水ヒータ７の出口から汽水分離器ドレンタンク１４の間に、ボイラ循環系統補給水弁１６とボイラ循環系統補給水昇圧ポンプ１７を有する補給水ライン１８と、水位計１９と、ＣＰＵからなる制御部２０を追加した点である。
【００２２】
ボイラ停止時、復水器１から高圧給水ヒータ出口弁８へ至るプレボイラ系統では高圧給水ヒータ出口止弁８を閉止し、代わりに高圧クリーンアップ弁９を開して復水器１へ給水を回収する高圧循環運転を実施する。
【００２３】
そして高圧給水ヒータ７と高圧クリーンアップ弁９の間で給水の一部を取出し、ボイラ循環系統へ必要に応じて補給する。
【００２４】
すなわち汽水分離器ドレンタンク１４の水位（ドレンタンクレベル）を水位計１９で監視し、その水位計１９からの検出信号２１を制御部２０に入力する。制御部２０にはボイラ停止時にボイラ循環ポンプ１５の連続運転が可能な汽水分離器ドレンタンク１４の水位がレベル設定値として予め記憶されており、このレベル設定値と水位計１９からの検出信号２１が比較される。ドレンタンクレベルが設定値より下がると、制御部２０から補給水弁１６に対して弁開き信号２２が、補給水昇圧ポンプ１７の対してポンプ駆動信号２３がそれぞれ出力され、レベル低下分に相当する水量を補給する。汽水分離器ドレンタンク１４の水位が設定値を超えると、水位計１９からの検出信号２１によりボイラ循環系統補給水昇圧ポンプ１７の稼動を停止し、ボイラ循環系統補給水弁１６を閉じる。
【００２５】
従って、プレボイラ及びボイラ共にボイラ停止時の循環運転が行なわれ、管内における流動停滞抑制によりＣＷＴ環境でのボイラ停止が可能となる。
図３は、ボイラ停止後のドレンタンクレベルの経時変化を示す図である。ボイラの停止に伴ってドレンタンクレベルが除々に下がり、予め設定されているレベル設定値よりも下がると、ボイラ循環系統補給水弁１６を開いてボイラ循環系統に補給水を送り（図中の斜線部分）、それによってドレンタンクレベルが上がり、ボイラ停止中ドレンタンクレベルを設定値付近に維持することができる。図に示すように補給水は、ボイラ停止中間欠的に行なわれる。
【００２６】
図中の点線は、従来のドレンタンクレベルの推移を示しており、ドレンタンクレベルの低下によって遂にはポンプトリップに至り、ボイラ循環ポンプ１５の連続運転ができなくなる。
【００２７】
前記実施形態ではタンク内の缶水レベルを検出して、缶水レベルがレベル設定値を超えると給水補給を停止していたが、１回の給水補給量を予め決めておき、制御部から補給信号が出力されると、自動的に一定量の給水補給を行なうこともできる。
【００２８】
前記実施形態では制御部でタンク内の缶水レベルとレベル設定値を比較しているが、水位計にレベル設定値を設けておき、実際の缶水レベルがレベル設定値を超えると水位計から検出信号を出力してもよい。
【００２９】
前記実施形態では補給水を汽水分離器ドレンタンク１４に注入したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば汽水分離器１３など汽水分離器１３からボイラ循環ポンプ１５の間の系統のどこに補給水を注入しても同様の効果がある。
【００３０】
【発明の効果】
上記に示す通り、ＣＷＴ環境に於けるボイラ停止が可能となるため、ＡＶＴ設備の省略による初期投資額及びランニングコストの低減、また給水処理方法の切り替え操作省略により運用性の向上が可能となる。
【００３１】
また停止時に缶水を流動させることにより、水壁上下部での温度差がなくなり、伝熱管の熱応力の発生が抑制できるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給水及びボイラ系統を示す図である。
【図２】従来の手法に係る給水及びボイラ系統を示す図である。
【図３】ボイラ停止後のドレンタンクレベルの経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１  復水器
２  脱塩装置
３  低圧給水ヒータ
４  脱気器、
５  ブースタポンプ
６  給水ポンプ
７  高圧給水ヒータ
８  高圧給水ヒータ出口止弁
９  高圧クリーンアップ弁
１０  節炭器
１１  水壁
１２  蒸発器
１３  汽水分離器
１４  汽水分離器ドレンタンク
１５  ボイラ循環ポンプ
１６  ボイラ循環系統補給水弁
１７  ボイラ循環系統補給水昇圧ポンプ
１８  補給水ライン
１９  水位計
２０  制御部
２１  検出信号
２２  弁開き信号
２３  ポンプ駆動信号
Ｏ２    酸素供給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004263993.tif 000005