(57)【要約】【課題】通常運転時には蒸気のショートパスを防止しながら不凝縮ガス抽出管内のドレンをホットウェル６内の貯留水として戻し、真空上昇時には貯留水を吸上げを抑制して短時間で復水器内を所望の真空度にできるようにする。【解決手段】不凝縮ガス抽出管９に、開口がホットウェル６内の貯留水内に没水した直管のドレン管２０が接続し、このドレン管２０がホットウェル６内の貯留水に没水している開口部分に微少穴の貫通穴であるオリフェス穴２２を形成した蓋２１を設ける。これにより、通常運転時には蒸気のショートパスを防止しながら不凝縮ガス抽出管９内のドレンをホットウェル６内の貯留水として戻し、真空上昇時にはドレン管２０を介して不凝縮ガス抽出管９に流動するホットウェル６内の貯留水を規制して、短時間で復水器内が所望の真空度に達するようにする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を冷却する多数の冷却管と、前記多数の冷却管を格納する本体胴と、前記本体胴の下部に設けられ、前記冷却管にて冷却された蒸気が凝縮した復水が貯留されるホットウェルと、前記冷却管にて凝縮しない不凝縮ガスを抽出するための不凝縮ガス抽出管と、一端を前記不凝縮抽出管に接続されると共に他端を前記ホットウェル内に開口され、前記不凝縮抽出管の内部で発生したドレンを前記ホットウェルに導くためのドレン管を備える復水器において、
前記ドレン管に、前記ホットウェルから前記ドレン管への流動を抑制する流動抵抗手段を設けたことを特徴とする復水器。
【請求項２】
請求項１に記載の復水器において、ドレン管のホットウェル側はＵ字管として形成されていることを特徴とする復水器。
【請求項３】
請求項２に記載の復水器において、ドレン管のホットウェル側端部の開口面積が、不凝縮ガス抽出管への接続側端部の開口面積よりも大きく形成されていることを特徴とする復水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電プラントや原子力発電プラント等の蒸気タービンプラントにおける蒸気タービンからの排出蒸気を凝縮させて再利用できるようにする復水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に蒸気タービンプラントにおいては、蒸気タービンで膨張仕事をした蒸気を表面接触式の復水器で凝縮させて回収することにより再利用可能にしている。
【０００３】
このとき、蒸気には当該復水器では凝縮させることができない不凝縮ガスが含まれている場合があり、かかる不凝縮ガスは少量の蒸気と共に復水器外に排出している。
【０００４】
このような従来の復水器の概略構成として、特許文献１に記載の復水器について図６〜図８を参照して説明する（特許文献１参照）。なお、図６は復水器の正面図、図７は側面図、図８は後述するドレン管部分の拡大図を示している。
【０００５】
復水器は本体胴１を有し、この本体胴１の上部に図示しない蒸気タービンが設置されて、当該蒸気タービンで膨張仕事をした蒸気が流入するようになっている。
【０００６】
この本体胴１の内部には、多数の冷却管２が収められて大きな管束を構成し、これらは複数の支板３で支持され、また冷却管２の長手方向（図７において左右方向）の両端部には管板４が立設されて、当該管板４に冷却水が出入する部屋となる水室５が連設されている。
【０００７】
このような構成で、通常運転時においては蒸気タービンから本体胴１に流入した蒸気は、水室５を経て冷却管２内を流動する海水や河川水等の冷却水と熱交換する。
【０００８】
この熱交換により蒸気は、その潜熱を奪われて凝縮し、本体胴１の底部にあるホットウェル６（復水溜め）に集められて貯留し、また熱を吸収した冷却水は冷却管２の水室５を経て海洋等に戻される。
【０００９】
このように蒸気は、冷却管２の周囲を流動する間に当該冷却管２を流れる冷却水と熱交換して潜熱を奪われて次第に凝縮する。
【００１０】
しかし、このような蒸気には当該熱交換により凝縮しないガス（以下、不凝縮ガスと記載する）が含まれ、運転時間が継続するに従い、この不凝縮ガス濃度が次第に上昇する。
【００１１】
そこで、不凝縮ガス濃度が上昇した蒸気を囲板７に囲まれた不凝縮ガス冷却部８に導き、当該不凝縮ガス冷却部８でさらに蒸気を凝縮させて不凝縮ガス濃度をできるだけ高めた後に不凝縮ガス抽出管９を介して図示しない不凝縮ガス抽出装置（例えば、エゼクター、排風機）によって復水器外に排出されるようになっている。
【００１２】
なお、不凝縮ガス抽出管９を流動する不凝縮ガスは蒸気を伴っているため、当該不凝縮ガス抽出管９内で凝縮することがある（以下、この不凝縮ガス抽出管９内で凝縮した蒸気をドレンと記載する）。
【００１３】
そこで、このドレンをホットウェル６に戻すために不凝縮ガス抽出管９にドレン管１０が接続されている。
【００１４】
このドレン管１０の開口は、ホットウェル６内の貯留水内に位置するように設けられて、通常運転時には本体胴１内の蒸気が該ドレン管１０から不凝縮ガス抽出管９に流動してショートパスを起すのを防止するようになっている。
【００１５】
一方、タービン出力を高めるため蒸気タービンから蒸気が流入していない通常運転前に復水器内の空気を排出し、当該復水器内の真空度を高める真空上昇運転が行われる。
【００１６】
この真空上昇運転では、本体胴１内の空気は冷却管２の周囲を流動して不凝縮ガス冷却管８に流入し、この不凝縮ガス冷却管８から不凝縮ガス抽出管９を経て不凝縮ガス抽出装置により復水器外へと排気される。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１０−１７０１６９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようにドレン管１０の開口はホットウェル６内の貯留水内に位置するように設けられているため、後述する理由から真空上昇運転時に多量のホットウェル６内の貯留水が不凝縮ガス抽出管９に流れ込んでしまい、真空度の上昇に長時間を要してしまう問題があった。
【００１９】
即ち、真空上昇運転時には、本体胴１内の空気は冷却管２の周囲から不凝縮ガス冷却管８、不凝縮抽出管９を順次流動して排気されるが、この流動路の流動抵抗が大きいために、不凝縮ガス抽出管９の内圧と本体胴１の内圧とに大きな差圧が発生してしまう。
【００２０】
この差圧のためホットウェル６内の貯留水がドレン管１０を介して不凝縮抽出管９に吸上げられて、不凝縮ガス抽出装置に多量のホットウェル６内の貯留水が流れ込んでしまい本体胴１内の真空度を所望の真空度まで上昇させるための真空排気時間が長くなってしまう不都合が生じる。
【００２１】
そこで、本発明は、通常運転時には蒸気のショートパスを防止しながら不凝縮ガス抽出管内のドレンをホットウェルに戻し、真空上昇時にはホットウェル水の吸上げを抑制して短時間で復水器内を所望の真空度にすることができるようにした復水器を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、蒸気を冷却する多数の冷却管と、多数の冷却管を格納する本体胴と、本体胴の下部に設けられ、冷却管にて冷却された蒸気が凝縮した復水が貯留されるホットウェルと、冷却管にて凝縮しない不凝縮ガスを抽出するための不凝縮ガス抽出管と、一端を不凝縮抽出管に接続されると共に他端をホットウェル内に開口され、不凝縮抽出管の内部で発生したドレンをホットウェルに導くためのドレン管を備える復水器において、ドレン管に、ホットウェルからドレン管への流動を抑制する流動抵抗手段を設けて、通常運転時には蒸気のショートパスを防止しながら不凝縮ガス抽出管内のドレンをホットウェルに戻し、真空上昇時にはホットウェル水の吸上げを抑制して短時間で復水器内を所望の真空度にすることができるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の復水器において、ドレン管のホットウェル側はＵ字管として形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の復水器において、ドレン管のホットウェル側端部の開口面積が、不凝縮ガス抽出管への接続側端部の開口面積よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００２６】
図１〜図３は第１の実施の形態の説明に適用される復水器の概略構成を示す図で図１は正面図、図２は側面図、図３はドレン管部分の詳細断面図である。
【００２７】
復水器の本体胴１内には、水平方向に延設された複数の冷却管２からなる管束が設置され、その冷却管２の下方にはホットウェル６が形成されている。
【００２８】
冷却管２の一部は囲板７により囲まれて、不凝縮ガス冷却管８が形成されている。この不凝縮ガス冷却管８を囲む囲板７の一部は開放されており、また囲板７の一部に不凝縮ガス抽出装置に至る不凝縮ガス抽出管９が接続されている。
【００２９】
この不凝縮ガス抽出管９には、開口がホットウェル６内の貯留水に没水した直管のドレン管２０が接続され、このドレン管２０の開口には微少穴の貫通穴であるオリフェス穴２２が形成された蓋２１が設けられて流動抵抗手段が構成されている。
【００３０】
このように構成で、通常運転時には蒸気タービンより排出され本体胴１に流入した蒸気は冷却管２の周囲を流動して殆どが凝縮してホットウェル６に貯留されるが、一部は不凝縮ガスを含んで不凝縮ガス冷却管８に流入する。
【００３１】
不凝縮ガス冷却管８に流入した不凝縮ガス濃度の高い蒸気は、不凝縮ガス抽出管９を介して不凝縮ガス抽出装置により復水器外に排出されるが、その際に不凝縮ガス抽出管９でさらに凝縮してドレンが発生する。
【００３２】
このドレンは、ドレン管２０に流入して、オリフェス穴２２からホットウェル６内の貯留水として貯留される。
【００３３】
一方、真空上昇運転時には、本体胴１内の空気が冷却管２の周囲から不凝縮ガス抽出管９まで流動する際の流動抵抗が大きいので、不凝縮ガス抽出管９の内圧と本体胴１の内圧との差圧によりホットウェル６内の貯留水がドレン管２０から不凝縮ガス抽出管９に吸込まれてるようになる（逆流するようになる）。
【００３４】
しかし、ドレン管２０にはオリフェス穴２２が形成された蓋２１が設けられているので、ホットウェル６内の貯留水がドレン管２０から不凝縮ガス抽出管９に流動しようとしても当該オリフェス穴２２がこれを規制するため、ホットウェル６からドレン管２０への流動量は大幅に抑制される。
【００３５】
従って、不凝縮ガス抽出管９に吸込まれるホットウェル６内の貯留水が少なくなって、復水器を所望の真空度まで排気するのに要する排気時間が短縮できるようになる。
【００３６】
次に、本発明に係る復水器の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００３７】
上述した第１の実施の形態では、ドレン管２０は直管であり、その一端にオリフェス穴２２が形成された蓋２１を設けて、真空上昇運転時にホットウェル６内の貯留水がドレン管２０を介して吸込まれるのを抑制した。
【００３８】
しかし、この構成では真空上昇運転時においてホットウェル６内の貯留水がドレン管２０を介して吸込まれることによる排気時間の長時間化を抑制できるものの、排気パスは冷却管２の周囲から不凝縮ガス抽出管９を介して機外に排気されるパスがメインとなるので、大幅な時間短縮ができなかった。以下、この排気パスをメイン排気パスと記載する。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、かかるホットウェル６内の貯留水がドレン管２０を介して吸込まれることによる排気時間の長時間化を抑制すると共に、さらなる排気時間の短縮を可能にしたものである。
【００４０】
図４は、本実施の形態にかかる復水器におけるドレン管部分の詳細断面図で、ドレン管２５はＵ字管により形成され、その開口２７はホットウェル６内の貯留水の水面より高い位置に設定されると共にホットウェル６内の貯留水に没水した領域部分に流動抵抗手段としてオリフェス穴２６が形成されている。
【００４１】
このような構成にすることで、通常運転時にはドレン管２５に貯留しているホットウェル６内の貯留水により蒸気のショートパスを防止しながら、不凝縮ガス抽出管９で凝縮したドレンは、オリフェス穴２６からホットウェル６内の貯留水として貯留するようになる。
【００４２】
また、真空上昇運転時には、メイン排気パスにみならず、開口２７から当該ドレン管２５、不凝縮ガス抽出管９を介して機外に排気される排気パスが形成されるので、この２つのパスにより真空排気が行われるようになり所望の真空度までの排気時間が短縮できるようになる。以下、ドレン管２５を介しての排気パスをドレン排気パスと記載する。
【００４３】
このときドレン排気パスによる排気に際して、オリフェス穴２６を介してホットウェル６内の貯留水が不凝縮ガス抽出管９に吸込まれることが危惧されるが、先にも述べたようにオリフェス穴２６は微少穴であるので当該オリフェス穴２６での圧力降下が大きい上に、ドレン管２５の開口２７がこのオリフェス穴２６より大きいため当該開口２７を介して本体胴１内の空気が吸引されるようになる。
【００４４】
従って、ホットウェル６内の貯留水の吸込みを防止しながら排気時間を短縮することが可能となる。
【００４５】
なお、ドレン管２５内に貯留しているホットウェル６内の貯留水が不凝縮ガス抽出管９に吸込まれる場合があるが、この場合に吸込まれるホットウェル６内の貯留水の水量はドレン管２５内に貯留している量だけで非常に少ないので排気時間はそれほど長くならない。
【００４６】
しかし、当該ドレン管２５の管径を相応な太さに設定するならば、排気される空気は当該ドレン管２５に貯留しているホットウェル６内の貯留水の中を通過して不凝縮ガス抽出管９に流入するようになるので、当該ドレン管２５に貯留したいたホットウェル６内の貯留水が吸込まれることが無くなり、さらなる排気時間の短縮が可能となる。
【００４７】
次に、本発明に係る復水器の第３の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上記第２の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００４８】
上述した第２の実施の形態においては、オリフェス穴２６は微少穴なので、真空上昇運転時に当該オリフェス穴２６を介して流入するホットウェル６内の貯留水は微少であることを述べた。しかし、オリフェス穴２６は微少穴といえども貫通穴であり、その前後に圧力差があるため完全に無くすることはできない。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、ドレン排気パスを介して排気される空気量に対して、オリフェス穴２６を介してドレン管２５に流入するホットウェル６内の貯留水の量を相対的に少なくすることにより、排気時間のより短時間化を可能にしたものである。
【００５０】
即ち、図５に示すドレン管２５は、Ｕ次管部２８とこれに連通する吸気管部２９とにより形成されて、吸気管部２９の開口２７はホットウェル６内の貯留水の水面より高い位置に設定されると共に、Ｕ次管部２８との接続部分３０はホットウェル６内の貯留水の水面より低い位置に設定されている。なお、吸気管部２９の断面積は、Ｕ次管部２８の断面積より大きい面積に設定されている。
【００５１】
そして、オリフェス穴２６は、ホットウェル６内の貯留水の水面より低い位置の吸気管部２９の側壁に形成された構成となっている。
【００５２】
このような構成で、通常運転時にはドレン管２５に貯留しているホットウェル６内の貯留水により蒸気のショートパスを防止しながら、不凝縮ガス抽出管９で凝縮したドレンは、オリフェス穴２６からホットウェル６内の貯留水として貯留するようになる。
【００５３】
また、真空上昇運転時には、メイン排気パス及びドレン排気パスを介しての排気が行われる。
【００５４】
このとき、本体胴１内の空気は大きな断面できの開口２７から吸気されるので、その側壁に形成されたオリフェス穴２６からホットウェル６内の貯留水が流入しても、この吸気管部２９はホットウェル６内の貯留水により満たされず、吸入される空気量に対する相対量が少なくなって短時間の排気が可能となる。
【００５５】
すなわち、本実施の形態は、真空上昇運転時にドレン排気パスが有効に作用するように、ドレン管２５のホットウェル６側端部の開口面積を大きくとることで、ドレン排気パスの流動抵抗を低減するものである。つまり、本実施の形態の作用効果を得るためには、蒸気のような吸気管部２９を設けずとも、ドレン管２５のホットウェル６側端部の開口面積が、他側、すなわちドレン管２５の不凝縮ガス抽出管への接続端部の開口面積よりも大きく形成されていれば十分である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空上昇運転を行った際に、ホットウェル水がドレン管の開口から不凝縮ガス冷却管内に吸引されるのを抑制する流動抵抗手段をドレン管に設けたので、通常運転時には蒸気のショートパスを防止しながら不凝縮ガス抽出管内のドレンをホットウェル水として戻し、真空上昇時にはホットウェル水を吸上げを抑制して短時間で復水器内を所望の真空度にすることができるようになる。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明に適用される復水器の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す復水器の側面図である。
【図３】図１に示す復水器のドレン管部分の詳細断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の説明に適用される復水器におけるドレン管部分の詳細断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の説明に適用される復水器におけるドレン管部分の詳細断面図である。
【図６】従来の技術の説明に適用される復水器の概略構成を示す正面図である。
【図７】図６に示す復水器の側面図である。
【図８】図６に示す復水器のドレン管部分の詳細断面図である。
【符号の説明】
１  本体胴
２  冷却管
６  ホットウェル水
８  不凝縮ガス冷却管
９  不凝縮ガス抽出管
２１  蓋
２０，２５  ドレン管
２２，２６  オリフェス穴
２７  開口
２８  Ｕ字管部
２９  吸気管部
【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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【図７】
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【図８】
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