(57)【要約】【課題】蒸気管内に混入したスケールを、簡便な構造によって分離して、タービンのトラブルやドレンラインのトラブルを防止することができるスケールコレクタおよびこれを備えたボイラを提供することを目的とする。【解決手段】蒸気１７が流通する蒸気配管に設けられ、スケール１６を捕集するスケールコレクタ４であって、水平方向から蒸気１７を導く蒸気入口部１９と、蒸気入口部１９から導かれた蒸気１７の流れ方向の延長線上に設けられて蒸気１７を堰き止めてスケール１６を捕集する捕集部１８と、蒸気入口部１９と捕集部１８との間に設けられ、延長線上に対して転向する方向に蒸気１７を流出させる蒸気出口部１０と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が流通する蒸気配管に設けられ、スケールを捕集するスケールコレクタであって、
水平方向から蒸気を導く蒸気入口部と、
該蒸気入口部から導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に設けられて該蒸気を堰き止めてスケールを捕集する捕集部と、
前記蒸気入口部と前記捕集部との間に設けられ、前記延長線上に対して転向する方向に蒸気を流出させる蒸気出口部と、
を備えていることを特徴とするスケールコレクタ。
【請求項２】
前記蒸気出口部に接続された蒸気出口配管を備え、
該蒸気出口配管には、凝縮水を排出するドレン部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスケールコレクタ。
【請求項３】
前記捕集部には、捕集されたスケールを排出する際に取り外し可能とされ、スケールを捕集する際には密閉可能とされた蓋体が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスケールコレクタ。
【請求項４】
平行に設けられた蒸気配管同士を接続するクロスオーバー管に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスケールコレクタ。
【請求項５】
水平方向に延在する前記蒸気配管を鉛直方向へと立ち上らせる立ち上がり配管の前記蒸気の上流側にあたる下部接合部分付近に接続する請求項１から請求項３のいずれかに記載のスケールコレクタ。
【請求項６】
前記捕集部には、捕集されたスケールの逆流を防止する逆流防止部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のスケールコレクタ。
【請求項７】
前記逆流防止部の下端には、ドレンを抜く貫通部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のスケールコレクタ。
【請求項８】
前記捕集部には、前記蒸気出口部へと前記蒸気を返送する蒸気通路が設けられていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載のスケールコレクタ。
【請求項９】
前記捕集部には、捕集されたスケールを排出する開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２、若しくは請求項５から請求項８のいずれかに記載のスケールコレクタ。
【請求項１０】
ボイラ本体と、
該ボイラ本体にて生成された蒸気をタービンへ導く蒸気配管と、
該蒸気配管に設けられた請求項１から請求項９のいずれかに記載のスケールコレクタと、
を備えていることを特徴とするボイラ。
【請求項１１】
蒸気が流通する蒸気配管に設けられ、スケールを捕集するスケール捕集方法であって、
水平方向から蒸気を蒸気入口部へ導く工程と、
該蒸気入口部から導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に設けられた捕集部で該蒸気を堰き止めて前記スケールを捕集する工程と、
前記延長線上に対して転向する方向に前記蒸気入口部と前記捕集部との間に設けられた蒸気出口部へ蒸気を流出させる工程と、
を備えていることを特徴とするスケール捕集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばボイラ発電プラントに用いられて好適なスケールコレクタおよびこれを備えたボイラおよび、スケール捕集方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラで発生した蒸気をタービンにより発電させるボイラ発電プラントにおいて、ボイラとタービンとの間の過熱器から出た蒸気管や再熱器から出た蒸気管の内部にボイラの管壁等から剥離した酸化鉄等のスケール等が混入した場合、このスケールによりタービン翼が摩耗しタービン性能の低下、ドレンラインの摩耗による配管設備の信頼性低下やその他の機器に影響を及ぼすおそれがある。
【０００３】
蒸気管内のスケールを捕集する従来のスケールコレクタでは、ボイラからの蒸気管の鉛直下降管から水平管を分岐させ、鉛直下降管の最下部にスケール捕集部を設け、その下部のドレンラインからスケールを除去していた。
【０００４】
蒸気へのスケールの混入によるトラブルの対策について開示された文献として、下記特許文献１及び２がある。
【０００５】
特許文献１には、鉛直下降管の水平分岐点を越える延長上に設けた管状のポケット内に邪魔板を設けた構成とすることによってポケット内の旋回流を防ぎ、ポケット内にスケールを効率よく分離する方法が示されている。
【０００６】
特許文献２には、曲がり部に連通する分岐部と、該分岐部の下方に捕集空間を形成するポケット部とを備え、分岐部に連通する蒸気配管の上流側及び下流側の少なくとも一方に、蒸気主流の流路断面積拡大部を設けたので、流路面積の増加分だけ蒸気主流の流速を低下させて遅くすることができるボイラ蒸気管のスケール捕集装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２５７４０３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５０９８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、特許文献１に開示された技術では、スケール堆積部の下部に設けられたスケール排出弁兼ドレン弁が、スケールによって噛み込みをおこすおそれがあった。
【０００９】
また、特許文献２には縦型のスケールコレクタの捕集部に仕切り板を設けることが開示されている。しかし、スケールも同時に排出するためドレン管が詰まる可能性があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、蒸気管内に混入したスケールを、簡便な構造によって分離して、タービンのトラブルを防止することができるスケールコレクタおよびこれを備えたボイラ、およびスケール捕集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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のスケールコレクタおよびこれを備えたボイラ、およびスケール捕集方法は以下の手段を採用する。
本発明にかかるスケールコレクタでは、蒸気が流通する蒸気配管に設けられ、スケールを捕集するスケールコレクタであって、水平方向から蒸気を導く蒸気入口部と、該蒸気入口部から導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に設けられて該蒸気を堰き止めてスケールを捕集する捕集部と、前記蒸気入口部と前記捕集部との間に設けられ、前記延長線上に対して転向する方向に蒸気を流出させる蒸気出口部と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
蒸気入口部から導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に、捕集部が設けられている。蒸気が堰き止められる箇所に捕集部が設けられているため、蒸気に混入したスケールは慣性力によって捕集部にて捕集されることになる。また、従来のように下方に蒸気を導いてスケールを捕集するのではなく、水平方向から蒸気を導いて捕集部でスケールを捕集するので、捕集部にドレン水が溜まることを防止することができる。その一方で、蒸気の流入方向の延長線上に対して転向する方向に蒸気出口部が設けられているので、蒸気に混入されたスケールは蒸気出口部へと流れることなく主として蒸気のみが蒸気出口部から取り出される。このように、蒸気を水平方向に導いて捕集部にてスケールを捕集する一方で、蒸気は蒸気出口部から排出することとしたので、捕集部にドレン水が滞留することがない。したがって、スケールをドレン水と可及的に共存させることなく簡便な構造にてスケールを分離することができる。
【００１３】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記蒸気出口部に接続された蒸気出口配管を備え、該蒸気出口配管には、凝縮水を排出するドレン部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
蒸気出口配管にドレン部を設けることにより、出口配管の上流側でスケールが取り除かれているので、スケールがドレン部に混入するおそれがない。これにより、ドレン部の排水弁にスケールが膠着するおそれがない。また、スケールによってドレンラインが摩耗するおそれがない。
【００１５】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記捕集部には、捕集されたスケールを排出する際に取り外し可能とされ、スケールを捕集する際には密閉可能とされた蓋体が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
捕集部には、スケールを捕集する際には密閉が可能となった蓋体が設けられているので、運転中における蒸気のシール性を維持することができる。また、蓋体は、運転停止時などの蒸気による圧力がない状態で、取り外しが可能となっていることから、捕集したスケールの取り出しを容易に行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、平行に設けられた蒸気配管同士を接続するクロスオーバー管に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
蒸気配管同士を接続するクロスオーバー管と兼用して、スケールコレクタを設けることができる。これにより、蒸気管設備の省スペース化を図ることができる。
【００１９】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、水平方向に延在する前記蒸気配管を鉛直方向へと立ち上らせる立ち上がり配管の前記蒸気の上流側にあたる下部接合部分付近に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
立ち上がり配管との接合部分を利用してスケールコレクタを接続することが可能となるので、取付作業が容易であるとともに、蒸気配管設備の省スペース化を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記捕集部には、捕集されたスケールの逆流を防止する逆流防止部が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
捕集部に逆流防止部を設けることにより、捕集したスケールが蒸気入口部側へと逆流することを防ぐことができる。逆流防止部は、例えば、錐体形状（コーン形状）とされる。
【００２３】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記逆流防止部の下端（蒸気上流側）には、ドレンを抜く貫通部が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
コーン形状とされた逆流防止部の下端には、蒸気のドレンを抜くための貫通部が設けられている。これにより、コーン形状の下端に蓄積するドレンを貫通部から除去することができる。
【００２５】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記捕集部には、前記蒸気出口部へと前記蒸気を返送する蒸気通路が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
捕集部から蒸気出口部へと蒸気を返送する蒸気通路は、ウォーミング用の蒸気通路とされている。蒸気入口部から流入した蒸気が、ウォーミング用蒸気通路内を流れて蒸気出口部へと返送される。これにより、捕集部内に蒸気が流通するので、蒸気の温度を所定値よりも高い温度で保つことができる。したがって、蒸気の温度低下によるドレンの発生を防ぐことができる。
【００２７】
さらに、本発明にかかるスケールコレクタでは、前記捕集部には、捕集されたスケールを排出する開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
捕集部に、捕集されたスケールを排出する開閉弁を設けることにより、開閉弁の開弁操作を行うことでスケールを除去することができる。
【００２９】
さらに、本発明にかかるボイラでは、ボイラ本体と、該ボイラ本体にて生成された蒸気をタービンへ導く蒸気配管と、該蒸気配管に設けられたスケールコレクタと、を備えていることを特徴とする。
【００３０】
蒸気配管にスケールコレクタを設けることにより、配管内を化学薬品で洗浄することや、配管を切断して清掃を行うなどの対策が不要となる。これにより、蒸気管内のスケールの影響によるタービンのトラブルやドレンラインのトラブルを引き起こすおそれがない。
【００３１】
さらに、本発明にかかるスケール捕集方法では、蒸気が流通する蒸気配管に設けられ、スケールを捕集するスケール捕集方法であって、水平方向から蒸気を蒸気入口部へ導く工程と、該蒸気入口部から導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に設けられた捕集部で該蒸気を堰き止めて前記スケールを捕集する工程と、前記延長線上に対して転向する方向に前記蒸気入口部と前記捕集部との間に設けられた蒸気出口部へ蒸気を流出させる工程と、を備えていることを特徴とする。
【００３２】
これらの工程を用いることで、より簡便な構造で蒸気内のスケールを取り除くことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、蒸気入口部から水平方向に導かれた蒸気の流れ方向の延長線上に捕集部を備えたスケールコレクタとしたので、簡便な構造にて、蒸気内に混入したスケールをドレン水と共存させることなく取り除くことができる。
また、スケールコレクタによって蒸気内のスケールが捕集されるので、蒸気へのスケール混入によるタービンのトラブルやドレンラインのトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るスケールコレクタの第１実施形態を示した斜視図である。
【図２】本発明のスケールコレクタの概略構成を示した側断面図である。
【図３】本発明に係るスケールコレクタの第２実施形態を示した斜視図である。
【図４】ボイラ発電プラントの全体図と本発明のスケールコレクタの位置を示した図である。
【図５】本発明に係るスケールコレクタの第３実施形態を示した斜視図である。
【図６】本発明に係るスケールコレクタの第４実施形態を示した側断面図である。
【図７】本発明に係るスケールコレクタの第４実施形態を示した側断面図である。
【図８】本発明に係るスケールコレクタの第５実施形態を示した側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明に係るスケールコレクタおよびこれを備えたボイラ、およびスケール捕集方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
図４には、本発明のスケールコレクタの配置を記載したボイラ発電プラントの一例を示す。
本実施形態のボイラ発電プラント２３は、蒸気を生成するボイラ本体２５と一次過熱器２９ａや最終過熱器２９ｂからなる過熱器２９および再熱器３０を有するボイラ２４と、蒸気タービン２６を組み合わせたものである。蒸気タービン２６は、高圧タービン２６ａ、中圧タービン２６ｂ、および低圧タービン２６ｃとからなり、ボイラ２４で発生した蒸気のエネルギを利用して出力軸２７を介し発電機２８を駆動する。
図４に示すように、高圧タービン２６ａの蒸気入口は、主蒸気管３１を介してボイラ２４の出口側に蒸気が合流する過熱器出口管寄せ３を有する過熱器２９と接続されており、高圧タービン２６ａには過熱器２９で過熱された蒸気が駆動源として供給される。また、高圧タービン２６ａで膨張してエネルギを失った蒸気は、低温再熱蒸気管３２を介して、ボイラ２４の再熱器３０へ返送される。そして、再熱器３０で再加熱された蒸気は、再熱器３０の出口側の蒸気が合流する再熱器出口管寄せ３４から高温再熱蒸気管３３を介して中圧タービン２６ｂに供給され、中圧タービン２６ｂで膨張してエネルギを失った蒸気は、低圧タービン２６ｃに供給される。
また、図４に示すように、本発明のスケールコレクタ４は、主蒸気管３１や高温再熱蒸気管３３に設けられており、蒸気タービン２６に近い下流側に設けるのが蒸気タービンに対してさらに好ましい。
図１には、本発明のスケールコレクタの第１実施形態が示されている。
図１に示されているように、ボイラ本体２５によって生成され、過熱器２９で過熱された蒸気が合流する過熱器出口管寄せ３が設けられている。過熱器出口管寄せ３には、複数の過熱管出口３ａが設けられており、これら過熱管出口３ａから、過熱された蒸気が主蒸気管３１の第１系統蒸気配管１および第２系統蒸気配管２に均一に分かれるようになっている。第１系統蒸気配管１および第２系統蒸気配管２は、それぞれ蒸気タービン２６に接続され、蒸気タービン２６に蒸気を供給している。
【００３６】
第１系統蒸気配管１および第２系統蒸気配管２のそれぞれには、水平方向に延在する水平配管経路が設けられており、この水平配管経路の途中にスケールコレクタ４ａが設けられている。
スケールコレクタ４ａへと向かう蒸気の延長線上に対して転向する方向（本実施形態では直交方向）に、スケールコレクタ４ａから蒸気を流出させる蒸気出口配管２１，２２が接続されている。蒸気出口配管２１，２２のそれぞれには、ドレン部８，９が設けられ、それぞれのドレン部８，９には、ドレン水抜き出し弁８ａ，弁９ａが設けられている。
【００３７】
図２には、スケールコレクタ４ａの概略構成が示されている。
スケールコレクタ４ａの上流側には、水平方向から蒸気を導く蒸気入口部１９が設けられている。蒸気入口部１９から導かれた蒸気１７の流れ方向の延長線上に、捕集部１８が設けられている。捕集部１８は、蒸気１７が堰き止められる箇所に設けられている。捕集部１８の底部に、捕集されたスケール１６が堆積される。
蒸気入口部１９と捕集部１８との間には、蒸気出口部１０が設けられている。蒸気出口部１０は、蒸気入口部１９から流入した蒸気の流れに対して直交する方向に蒸気を導くように開口されている。
【００３８】
捕集部１８の上部には、脱着可能とされた蓋体１２が設けられている。蓋体１２は、捕集されたスケール１６を排出する際に取り外し可能とされ、スケール１６を捕集する際には密閉可能とされている。
【００３９】
蓋体１２の周囲には、ガスケット１３，スペーサーリング１４，割りリング１５が設けられており、これらの構成によって気密にシールされている。運転中の蒸気１７の圧力によって、ガスケット１３，スペーサーリング１４，割りリング１５が付勢されて、シールされる。また、蓋体１２の外面（図３において上面）をカバープレート１１で覆うようにして固定具によって、蓋体１２が固定されている。蓋体１２は、運転停止時などの蒸気１７による圧力がなく、温度が低い状態で、カバープレート１１等を取り外すことによって、取り外しが可能となっている。
【００４０】
次に上記構成のスケールコレクタおよびこれを備えたボイラの動作について説明する。
ボイラ本体２５にて生成され、過熱器２９で過熱された蒸気は、図１に示されているように、過熱器出口管寄せ３の各過熱管出口３ａから、第１系統蒸気配管１と第２系統蒸気配管２に分かれて流れる。
【００４１】
図２に示されているように、各蒸気配管に流れ込んだ蒸気１７は、水平方向から蒸気入口部１９を介してスケールコレクタ４ａの内部へと流れ込む。蒸気入口部１９から水平方向に導かれた蒸気１７は、その流れ方向の延長線上に設けられている捕集部１８へ向けて流れる。捕集部１８では、蒸気１７が堰き止められてスケール１６が捕集される。スケール１６が除去された蒸気１７は、蒸気入口部１９と捕集部１８との間に設けられた蒸気出口部１０から、蒸気流入方向に対して直交方向に転向してスケールコレクタ４ａの外部へと導かれる。
【００４２】
蒸気出口部１０から流出した蒸気は、図１に示すように、蒸気出口部１０に接続された蒸気出口配管２１，２２を流れる。蒸気出口配管２１，２２を流れる蒸気は、蒸気タービン２６に蒸気が供給される手前で各系統ドレン部８，９の上部を通過した後に、蒸気タービン２６へと供給される。蒸気のドレン水は、各系統のドレン部８，９にて回収される。各系統のドレン部８，９へと流れたドレン水は、各ドレン水抜き出し弁８ａ，９ａから排出される。
【００４３】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
図２に示されているように、蒸気１７が堰き止められる箇所に捕集部１８が設けられているため、蒸気１７に混入したスケール１６は慣性力によって捕集部１８にて捕集されることになる。また、水平方向から蒸気１７を導いて捕集部１８でスケール１６を捕集するので、捕集部１８にドレン水が溜まることを防止することができる。
【００４４】
その一方で、蒸気１７の流入方向の延長線上に対して転向する方向に蒸気出口部１０が設けられているので、蒸気１７に混入されたスケールは蒸気出口部１０へと流れることなく主として蒸気１７のみが蒸気出口部１０から取り出される。このように、蒸気１７を水平方向に導いて捕集部１８にてスケール１６を捕集する一方で、蒸気１７は蒸気出口部１０から排出することとしたので、捕集部１８にドレン水が滞留することがない。したがって、スケール１６をドレン水と可及的に共存させることなく簡便な構造にてスケール１６を分離することができる。
【００４５】
蒸気１７のドレン水とスケール１６を分離することができるので、ドレン水抜き出し弁８ａ，９ａにてスケール１６による噛み込みやドレンライン８、９、８ｂ、９ｂの発生を防止することができる。
【００４６】
また、蒸気タービン２６の蒸気供給口付近にスケールコレクタ４ａを設置することにより、配管から生じるスケールを含まない状態の蒸気をタービンに供給することができる。
【００４７】
これにより、蒸気タービン２６とスケールコレクタ４ａとを接続する配管内でスケールが生じるおそれを低減させることができる。また、タービンへの蒸気供給口付近にスケールコレクタ４を設けることで、タービン翼とスケール１６との衝突によって、翼の摩耗が生じる等のタービン性能の低下、ドレンライン摩耗による配管設備の信頼性低下や、その他機器のトラブルに影響を及ぼすおそれがなくなる。
【００４８】
また、図２に示された蓋体１２は、運転停止時などの蒸気１７による圧力がない状態で、取り外しが可能となっている。配管を切断して清掃するなどの作業が不要になり、簡単に配管内部のスケール１６を取り除く清掃を行うことができる。
尚、本実施例は、過熱器２９の主蒸気管３１について記載しているが、例えば再熱器３０の高温再熱蒸気管３３においても同様に適用できる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態のスケールコレクタ４ｂはクロスオーバー管２０との兼用を可能としたものとなっている。また、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付しその説明を省略する。
図３に示されているように、第１系統蒸気配管１に設けられたスケールコレクタ４ｂの下流側に接続された蒸気出口配管２１の中途位置２１ａと、第２系統蒸気配管２に設けられたスケールコレクタ４ｂの下流側に接続された出口配管２２の中途位置２２ａとの間を接続するようにクロスオーバー管２０が設けられている。このクロスオーバー管２０は、出口配管２１と出口配管２２の蒸気圧力を均等にして、タービンへ供給する蒸気圧力を一定とするものである。
第１系統蒸気配管１および第２系統蒸気配管２のそれぞれに設けられたスケールコレクタ４ｂの蒸気出口は、相手側の蒸気配管１，２に向けられている。したがって、第１系統蒸気配管１のスケールコレクタ４ｂの蒸気出口に接続された蒸気出口配管２１は、第２系統蒸気配管２に向けて延在した後に、第２系統蒸気配管２に沿う方向に曲げられる。同様に、第２系統蒸気配管２のスケールコレクタ４ｂの蒸気出口に接続された蒸気出口配管２２は、第１系統蒸気配管１に向けて延在した後に、第１系統蒸気配管１に沿う方向に曲げられる。このように、蒸気出口配管２１，２２同士を近づけることができるので、クロスオーバー管２０を短くすることができるとともに、第１系統蒸気配管１と第２系統蒸気配管２との間でスケールコレクタ４ｂおよびクロスオーバー管をコンパクトに配置することができる。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、クロスオーバー管２０と兼用してスケールコレクタ４ｂを設置することが可能となるので、蒸気配管設備の省スペース化を図ることができる。
【００５１】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態のスケールコレクタ４ｃは、蒸気配管の水平部から鉛直を含む上側方向へ立ち上がる箇所（下部接合部分付近）に設けられている。また、他の実施形態と同様の構成には同一の符号を付しその説明を省略する。
図５に示されているように、第１系統蒸気配管１と第２蒸気配管２には、水平方向に延在する蒸気配管を鉛直を含む上側方向へと立ち上がらせる立ち上がり配管４０が設けられている。立ち上がり配管４０は、水平方向に流れる蒸気を鉛直方向へと流れを転向させている。本実施形態のスケールコレクタ４ｃは、水平方向に延在する蒸気配管と略水平になるように立ち上がり配管４０の蒸気１７の上流側と接続する下部接合部分付近に設けられる。
【００５２】
本実施形態によれば、蒸気の流れを水平方向から転向させる立ち上がり配管４０との接合部分を利用してスケールコレクタ４ｃを設置することが可能となるので、取付作業が容易であるとともに、蒸気配管設備の省スペース化を図ることができる。また、新たな配管を新設する必要がないため、コストを削減することができる。
【００５３】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図６および図７を用いて説明する。
本実施形態のスケールコレクタ４ｄ，４ｅには、スケール１６の逆流を防止するため、コーン形状の逆流防止部４１（逆流防止コーン）が設けられている。また、他の実施形態と同様の構成には同一の符号を付しその説明を省略する。
図６に示されているように、スケールコレクタ４ｄの上流側には、水平方向から蒸気を導く蒸気入口部１９が設けられている。蒸気入口部１９から導かれた蒸気１７の流れ方向の延長線上に、捕集部１８が設けられている。捕集部１８と蒸気入口部１９の接続箇所には、逆流防止コーン４１が設けられている。逆流防止コーン４１の形状は、蒸気入口部１９から捕集部１８に向かって細くなっており、逆流防止コーン４１の開口部の断面積は蒸気入口部１９側の断面積より小さい。捕集部１８を流れる蒸気１７は、逆流防止コーン４１を通り捕集部１８で堰き止められる。堰き止められた蒸気１７に含まれるスケールは、逆流防止コーン４１等に接触して捕集部１８の底部に堆積するが、蒸気１７の流れに再度に浮遊されても逆流防止コーン４１に接触して搬送を妨げられ、捕集部１８から搬出されて蒸気入口部１９側へと逆流しにくくなる。逆流防止コーンはこのように捕集部１８からの再搬出を抑制するための傾斜角度を設定されており、好ましくは水平方向から配管の中心軸に向けて２０°〜６０°傾斜されている。さらに好ましくは水平方向から配管の中心軸に向けて３０°〜４５°傾斜されている。また、逆流防止コーン４１の開口面積と捕集部１８の開口面積の開口面積比は、５０％以上であり、８０％以下である。この傾斜が小さい、もしくは開口面積比が８０％以上では、浮遊したスケールが捕集部１８から再搬出の抑制効果が少なくなる。またこの傾斜が大きい、もしくは開口面積比が大きいと、蒸気１７が逆流防止コーン４１に接触・堰き止められて、捕集部１８の外側でスケールが堆積してしまうので好ましくない。さらに、逆流防止コーン４１の下端（蒸気上流側）には、蒸気１７のドレンを抜く貫通部４１ａが設けられており、蒸気１７のドレンが発生した場合には、逆流防止コーン４１の下端に設けた貫通部４１ａからドレンを捕集部１８側へ排出するようになっている。また、図７に示されているように、水平方向に延在する蒸気配管を鉛直方向へと立ち上らせる立ち上がり配管の蒸気の上流側にあたる下部接合部分付近にスケールコレクタ４ｅを接続するようにしてもよい。
【００５４】
本実施形態によれば、蒸気入口部１９と捕集部１８との接続箇所に逆流防止コーン４１が設けられている。これにより、捕集部１８のスケール１６が蒸気入口部１９側へと逆流するのを防ぐことができる。また、捕集部１８へと流入する蒸気１７が起動時などで捕集部１８内が温度が低い状態でドレンが発生した場合に、逆流防止コーン４１がドレン排出の障害にならない様にすることが好ましい。逆流防止コーン４１の配管接続部付近に貫通部４１ａを設けることで、ドレンを蓄積せずに排出することができる。
【００５５】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態のスケールコレクタ４ｆには、捕集部１８にドレンが発生することを防ぐため、スチームウォームライン４３が設けられている。また、他の実施形態と同様の構成には同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態のスケールコレクタ４ｆは、水平に延在する蒸気配管と水平になるように立ち上がり配管４０の蒸気１７の上流側と接続する下部接合部分付近に設けられる。図８に示されているように、捕集部１８には、蒸気出口部１０となる蒸気配管へと蒸気１７を返送する蒸気通路４３（スチームウォームライン）が設けられている。スチームウォームライン４３は、例えば、蒸気１７を堰き止める箇所の鉛直方向の上部に入口を設け、蒸気出口部１０内へと合流させる箇所が出口とされる。捕集部１８から蒸気出口部１０へと蒸気１７を返送するスチームウォームライン４３は、起動時の配管温度が冷えている時、蒸気タービンへの通気時や、負荷運転時に、捕集部１８を温めるウォーミング用の蒸気通路とされている。蒸気通路４３（スチームウォームライン）は小流量の蒸気が流通するよう配管径が選定されているが、途中に開閉弁を設けて捕集部１８を温める時のみにウォーミング用の蒸気を流通するようにしても良い。
【００５６】
蒸気入口部１９から捕集部１８へ流入した蒸気１７が、スチームウォームライン４３内を流れて蒸気出口部１０へと返送される。また、蒸気１７の停止時に開閉弁４２のハンドル４２ａを回すことで開閉弁４２の開閉操作が行われる。
【００５７】
本実施形態によれば、起動時の配管温度が冷えている時、蒸気タービンへの通気時や、負荷運転時に、捕集部１８内に蒸気１７が流通するので、捕集部１８の温度を所定値よりも高い温度で保つことができる。したがって、捕集部１８内での蒸気１７の温度低下により発生したドレンに起因するドレンアタック等による管の損傷を防ぐことができる。また、開閉弁４２の開閉操作を行うことでスケール１６を排出することができる。これにより、より簡便な構造でスケール１６を除去することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  第１系統蒸気配管
２  第２系統蒸気配管
３  過熱器出口管寄せ
３ａ  過熱管出口
４  スケールコレクタ
４ａ  スケールコレクタ（第１実施形態）
４ｂ  スケールコレクタ（第２実施形態）
４ｃ  スケールコレクタ（第３実施形態）
４ｄ  スケールコレクタ（第４実施形態）
４ｅ  スケールコレクタ（第４実施形態）
４ｆ  スケールコレクタ（第５実施形態）
８  第１系統ドレン部
８ａ  第１系統ドレン水抜き出し弁
９  第２系統ドレン部
９ａ  第２系統ドレン水抜き出し弁
１０  蒸気出口部
１１  カバープレート
１２  蓋体
１３  ガスケット
１４  スペーサーリング
１５  割りリング
１６  スケール
１７  蒸気
１８  捕集部
１９  蒸気入口部
２０  クロスオーバー管
２１，２２  蒸気出口配管
２１ａ，２２ａ  中途位置
２３  ボイラ発電プラント
２４  ボイラ
２５  ボイラ本体
２６  蒸気タービン
２８  発電機
２９  過熱器
３０  再熱器
３１  主蒸気管
３３  高温再熱蒸気管
３４  再熱器出口管寄せ
４０  立ち上がり配管
４１  逆流防止部（逆流防止コーン）
４１ａ  貫通部
４２  開閉弁
４２ａ  ハンドル
４３  蒸気通路（スチームウォームライン）
【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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