(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体内の頭部側に脱気トレイを設け、その底部側に貯水部を形成し、上記脱気トレイの入口側に設けたスプレー弁に復水器から低圧給水加熱器を介して接続された復水管と、上記胴体に接続するタービン抽気系と、上記貯水部に設けた吸込口に接続され貯水部の給水をボイラに導く給水系の降水管とを備えた脱気装置において、上記復水管の低圧給水加熱器の入口側からバイパスし、上記貯水部に形成するポケット状の貯水出口部に収容する冷却部に接続する冷却水系と、上記貯水部に貯えられた給水を減温させて上記復水管の低圧給水加熱器の出口側に接続する冷却水戻り部とを設けたことを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
冷却部は蛇行状の配管で形成したことを特徴とする請求項１記載の脱気装置。
【請求項３】
胴体内の頭部側に脱気トレイを設け、その底部側に貯水部を形成し、上記脱気トレイの入口側に設けたスプレー弁に復水器から低圧給水加熱器を介して接続された復水管と、上記胴体に接続するタービン抽気系と、上記貯水部に設けた吸込口に接続され貯水部の給水をボイラに導く給水系の降水管とを備えた脱気装置において、上記復水管の低圧給水加熱器の入口側からバイパスし、上記貯水部に形成するポケット状の貯水出口部に収容するスプレー部に接続する冷却系を設けたことを特徴とする脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷の急激変動時、脱気水のフラッシュ（蒸発）発生を防止する脱気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、脱気装置は、給水中に含まれている酸素や炭酸ガス等の非凝縮性ガスを取り除き、給水を純化してボイラ等の蒸気発生器に供給するもので、発電プラントの出力の大小に応じて双胴タイプのものと、単胴タイプのものとが使い分けられており、単胴タイプの例示として図８に示す構成のものがある。
【０００３】
単胴タイプの脱気器は、横長の胴体１で構成し、胴体１内の頭部側に脱気トレイ２を収容し、底部側に貯水部３を形成している。脱気トレイ２は、平板を棚状に配置し、胴体１の縦軸方向に延びており、入口側にベント系４とスプレー弁５を設けている。
【０００４】
スプレー弁５は、給水を微粒化し、微粒化した給水に熱を加えて給水に含まれている溶存酸素等の非凝縮性ガスを分離する、いわゆるヘンリーの法則を利用したもので、給水を供給する復水管６の端部と接続されている。この復水管６の端部は、復水器（図示せず）に接続されており、その途中に、給水の流れに沿って上流から順に、復水ブースタポンプ７、調整弁８、第１〜第４低圧給水加熱器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを備えている。そして、各低圧給水加熱器９ａ，９ｂ，…は熱源として蒸気タービン（図示せず）からのタービン抽気が供給され、給水をタービン抽気の熱によって予熱再生させてスプレー弁５に供給するようになっている。
【０００５】
また、胴体１には、その一側に給水中の溶存酸素等を加熱脱気させる加熱源としてのタービン抽気系１０が抽気弁１１を介装させて設けられている。このタービン抽気系１０は、蒸気タービン（図示せず）に接続し、加熱脱気用の加熱源としてタービン抽気を胴体１に供給するもので、途中に、圧力調整弁１２を備えた補助蒸気系１３が接続されている。そして、起動時、例えばハウスラボイラ等から補助蒸気系１３を介して供給される補助蒸気で加熱脱気をバックアップするようになっている。
【０００６】
一方、貯水部３に貯留された給水は、胴体１の底部に傘上げした吸込口１４を介して給水系の降水管６ａに導かれ、この降水管６ａにはブースタポンプ１５、給水ポンプ１６等が介装されており、給水系はその他端を蒸気発生器（図示せず）に接続している。
【０００７】
このような構成を備えた脱気装置は、復水管６から供給された給水を、スプレー弁５で微粒化させ、その微粒化した給水を器内飽和温度まで昇温させ、昇温した給水を脱気トレイ２で自然落下させ、その際、補助蒸気系１３からの補助蒸気またはタービン抽気系１０からのタービン抽気を加え、給水から溶存酸素等の非凝縮性ガスを分離させている。
【０００８】
また、脱気装置は、給水から分離した非凝縮性ガスをベント系４を介して大気に放出するとともに、脱気した給水を、一旦、貯水部３に貯えた後、吸込口１４、ブースタポンプ１５、給水ポンプ１６等を介して降水管６ａから給水系を介して蒸気発生器に供給している。
【０００９】
このように、従来の脱気装置では、ヘンリーの法則を巧みに利用して給水中の溶存酸素等を脱気させ、溶存酸素等に基づく給水系や各機器の腐食や損傷の発生を防止していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図８で示した従来の脱気装置では、微粒化した給水に加熱源としてタービン抽気を加えて加熱脱気させているが、定格運転中に、例えば系統事故等があって所内単独運転（ＦＣＢ運転）、ランバック運転あるいは負荷降下率の高い運転等に切り替える場合、タービン抽気系１０からのタービン抽気量や復水管６からの給水量が減少する。
【００１１】
しかし、タービン抽気量や給水量が減少し、脱気装置内の器内圧力が低下する割合には、貯水部３に貯えられている給水の温度は下がらない。このため、脱気装置は、このことが原因で、給水がフラッシュ（蒸発）し、これに伴って給水中に気泡が発生することがある。
【００１２】
気泡の発生が軽微の場合、脱気器は、給水系の静水頭圧力を高く採っているので気泡を消滅させることができる。しかしながら、気泡が大きいと、ときとしてこの気泡が給水系６中に柱状に大きく成長することがある。このため、給水ポンプ１６は、給水の流れの悪さも手伝って給水量が益々減少し、ポンプ押込み圧力を不足させたり、気泡によりポンプインペラにキャビテーションを発生させたり、給水量の減少に伴う蒸気発生器の伝熱管を過加熱させる等の可能性があった。
【００１３】
このように、従来の脱気装置では、定格負荷運転中、何らかの事情で、例えばランバック運転に移行させる場合でも、貯水部３の給水のフラッシュに伴う気泡の発生を低く抑えることのできる新たな技術の改善が求められていた。
【００１４】
本発明は、このような要望に基づいてなされたもので、発電プラントの定格運転中に所内単独運転（ＦＣＢ運転）、ランバック運転等の特殊運転に移行させる場合でもフラッシュに伴う気泡の発生を低く抑える脱気装置およびその運転方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る脱気装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載したように、胴体内の頭部側に脱気トレイを設け、その底部側に貯水部を形成し、上記脱気トレイの入口側に設けたスプレー弁に復水器から低圧給水加熱器を介して接続された復水管と、上記胴体に接続するタービン抽気系と、上記貯水部に設けた吸込口に接続され貯水部の給水をボイラに導く給水系の降水管とを備えた脱気装置において、上記復水管の低圧給水加熱器の入口側からバイパスし、上記貯水部に形成するポケット状の貯水出口部に収容する冷却部に接続する冷却水系と、上記貯水部に貯えられた給水を減温させて上記復水管の低圧給水加熱器の出口側に接続する冷却水戻り部とを設けたものである。
【００１８】
本発明に係る脱気装置は、上記目的を達成するために、請求項２に記載したように、冷却部は蛇行状の配管で形成したものである。
【００１９】
本発明に係る脱気装置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載したように、胴体内の頭部側に脱気トレイを設け、その底部側に貯水部を形成し、上記脱気トレイの入口側に設けたスプレー弁に復水器から低圧給水加熱器を介して接続された復水管と、上記胴体に接続するタービン抽気系と、上記貯水部に設けた吸込口に接続され貯水部の給水をボイラに導く給水系の降水管とを備えた脱気装置において、上記復水管の低圧給水加熱器の入口側からバイパスし、上記貯水部に形成するポケット状の貯水出口部に収容するスプレー部に接続する冷却系を設けたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る脱気装置およびその運転方法の実施形態を図面および図中に付した符号を引用して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る脱気装置の第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２６】
本実施形態に係る脱気装置は、横長筒状の胴体１７内に、頭部側に脱気トレイ１８を収容し、底部側に貯水部１９を形成している。脱気トレイ１８は、棚状に配置した平板が胴軸に沿って長く延びており、入口側にベント系２０とスプレー弁２１を設けている。
【００２７】
スプレー弁５は、給水を微粒化し、微粒化した給水に熱を加えて給水に含まれている溶存酸素等の非凝縮性ガスを分離するように構成されており、復水管２２の端部と接続されている。
【００２８】
また、脱気装置は、胴体１７の一側に給水に含まれる溶存酸素等の非凝縮性ガスに加熱脱気させる加熱源としてのタービン抽気系２３が抽気弁２６を介して接続されており、その他端は蒸気タービン（図示せず）に接続されている。このタービン抽気系２３には、途中に圧力調整弁２４を備えた補助蒸気系２５が接続されている。
【００２９】
一方、貯水部１９に貯留された給水は、胴体１７の底部に傘上げした吸込口２７を介して給水系の降水管２２ａに導かれ、この降水管２２ａにはブースタポンプ２８、給水ポンプ２９等が介装されており、給水系はその他端を蒸気発生器（図示せず）に接続している。
【００３０】
また、上述した復水管２２は、その他端を復水器（図示せず）に接続しており、その途中に流れに沿っての上流側から順に、復水ブースタポンプ３０、調整弁３１、第１〜第４低圧給水加熱器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えている。そして、各低圧給水加熱器３１ａ，３１ｂ，…は熱源として蒸気タービン（図示せず）からのタービン抽気が供給され、給水をタービン抽気の熱によって予熱・再生させてスプレー弁２１に供給するようになっている。
【００３１】
また、復水管２２は、復水ブースタポンプ３０の出口側からバイパスさせた冷却水系３２を設けている。
【００３２】
この冷却水系３２は、給水の一部を冷却水として利用しており、冷却水の流れに沿って順に、冷却水供給弁３３、貯水部１９に収納され蛇行状の配管で形成した冷却部３４、冷却水戻り部３５、逆止弁３６を介装させて第４低圧給水加熱器３１ｄの出口側の復水管２２に接続している。
【００３３】
次に、本実施形態に係る脱気装置の作用を説明する。
【００３４】
発電プラントは、定格負荷運転中、例えば、系統等に事故が発生すると、所内単独運転（ＦＣＢ運転）、ランバック運転、負荷降下運転等の特殊運転に移行する。このため、脱気装置は、復水管２２から供給されていた給水量やタービン抽気系２３から供給されているタービン抽気量が少なくなり、その器内圧力が下がる。しかし、器内圧力が下がる割合には、貯水部１９に貯えられている給水の温度が下がらず、給水はフラッシュ（蒸発）し、これに伴って気泡が発生する。
【００３５】
本実施形態は、発電プラントの特殊運転への移行時、冷却水供給弁３３を開弁させ、復水ブースタポンプ３０からの給水の一部をバイパスさせて冷却水として冷却水系３２から冷却部３４に供給し、蛇行させる間に、貯水部１９に貯えられている給水を器内圧力の飽和温度以下までに減温させる。給水を器内圧力の飽和温度以下までに減温させた冷却水は、冷却水戻り部３５、逆止弁３６を介して第４低圧給水加熱器３１ｄからの給水と合流した後、スプレー弁２１に供給される。
【００３６】
このように、本実施形態では、発電プラントの特殊運転の移行時、冷却水供給弁３３を開弁させ、復水ブースタポンプ３０からの給水の一部を冷却水として冷却水系３２を介して冷却部３４に供給し、器内圧力の飽和温度以下に貯水部１９に貯えられている給水を減温させたので、給水のフラッシュを低く抑えることができ、気泡の発生を少なくさせることができる。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、貯水部１９に貯えられている給水のフラッュを低く抑え、気泡の発生を少なくさせたので、その給水を安定した状態で吸込口２７、ブースタポンプ２８、給水ポンプ２９から給水系の降水管２２ａを介して蒸気発生器に供給することができ、給水ポンプ２９等の事故の発生を防止することができる。なお、本実施形態では、貯水部１９に供給する冷却水を復水管２２からバイパスさせているが、軸受冷却水等の別の系統でもよく、また、冷却水戻り部３５の冷却水を復水管２２からの給水と合流させているが、別の系統でもよい。
【００３８】
図２は、本発明に係る脱気装置の第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には、同一符号を付す。
【００３９】
本実施形態は、図１で示した貯水部１９に設けた蛇行状の冷却部３４と異なり、貯水部１９に給水スプレー部３７を設けたものである。この給水スプレー部３７は、復水ブースタポンプ３０の出口側からバイパスした冷却水系３２に接続し、冷却水系３２から供給された給水を貯水部１９に噴流させるように構成されている。
【００４０】
このように、本実施形態では、貯水部１９の給水に、スプレー部３７からの冷却水を噴流させ、発電プラントの特殊運転時、器内圧力の飽和温度以下に給水を減温させたので、給水のフラッシュを低く抑えて、気泡の発生を少なくすることかでき、給水ポンプ２９等に安定運転を行わせることができる。
【００４１】
図３は、本発明に係る脱気装置の第３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００４２】
本実施形態は、貯水部１９にポケット上に形成した貯水出口部３８を設け、この貯水出口部３８に蛇行状の配管で形成した冷却部３４を収容させたものである。
【００４３】
このように、本実施形態では、ポケット状に形成した貯水出口部３８に冷却部３４を収容させ、発電プラントの特殊運転の移行時、冷却水系３２から冷却部３４に供給される冷却水で貯水部１９内の給水を器内圧力の飽和温度以下までに減温させたので、給水のフラッシュを低く抑えることができ、気泡の発生を少なくすることができる。特に、本実施形態の場合、ポケット状の貯水出口部３８に冷却部３４を収容させたので、貯水部１９の空間横断面積を広く採ることができ、給水を充分に貯えることができる点で有利である。
【００４４】
図４は、本発明に係る脱気装置の第４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態および第２実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００４５】
本実施形態は、ポケット状に形成した貯水出口部３８にスプレー部３７を収容させ、発電プラントの特殊運転の移行時、冷却系３２から供給される冷却水をスプレー部３７で噴流させ、貯水部１９内の給水を減温させたものである。
【００４６】
したがって、本実施形態では、発電プラントの特殊運転の移行時、冷却水系３２から供給される冷却水をスプレー部３７で噴流させ、貯水部１９内の給水を器内圧力の飽和温度以下までに減温させたので、給水のフラッシュを低く抑えることができ、気泡の発生を少なくさせることができる。
【００４７】
図５は、本発明に係る脱気装置の第５実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００４８】
本実施形態は、貯水部１９の吸込口２７とブースタポンプ２８とを接続させる給水系の降水管２２ａに、蛇行状の配管で形成した冷却部３４を収容する冷却器３９を設置したものである。
【００４９】
このように、本実施形態では、貯水部１９の吸込口２７とブースタポンプ２８とを接続させる給水系の降水管２２ａに、冷却器３９を設け、発電プラントの特殊運転移行時、冷却水系３２から冷却器３９に供給される冷却水で、貯水部１９の吸込口２７からブースタポンプ２８、給水ポンプ２９に流れる給水を器内圧力の飽和温度以下までに減温させたので、給水のフラッシュを低く抑えることができ、気泡の発生を少なくすることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、貯水部１９の吸込口２７とブースタポンプ２８とを接続させる給水系の降水管２２ａに冷却器３９を設けたが、この冷却器３９に代えて、図６に示すように、スプレー部３７を収容するスプレー室４０にしてもよい。この場合においても図５に示す実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、図１から図６に示す実施形態においては、複数設けられている低圧給水加熱器３１の最上流部から冷却水系３２を分岐させているが、貯水部１９内の貯水の貯水の温度、胴体１７内の圧力に応じて低圧給水加熱器３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの上流部の水温・圧力に応じて冷却水系を分岐させることもできる。この場合は所望の必要な温度の冷却水を導くことができるので、その冷却量の制御を容易にかつ効率的に行うことができる。
【００５２】
図７は、本発明に係る脱気装置の運転方法の実施形態を説明する概略シーケンス回路図である。
【００５３】
発電プラントが定格負荷運転中、例えば系統に事故が発生し、所内単独運転（ＦＣＢ運転）、負荷ランバック運転、負荷降下率規定値以上運転のいずれかに移行させる場合、脱気装置は、その器内圧力が低下する割には貯水部１９に貯えられている給水の温度か下がらないため、給水がフラッシュし、給水に気泡が発生することがある。
【００５４】
本実施形態は、制御回路４１が所内単独運転、負荷ランバック運転、負荷降下率規定以上運転のいずれかの指令信号を受けた場合、その指令信号をＯＲ回路４２を介して図１〜図４で示した冷却水系３２の冷却水供給弁３３を開弁させ、復水管２２からの給水の一部を貯水部１９等に供給し、貯水部１９等に貯えられている給水を器内圧力の飽和温度以下に減温させて給水のフラッシュを低くさせ、給水の気泡の発生を少なくさせたものである。なお、冷却水供給弁３３の開弁中、外乱が入り、所内単独運転、負荷ランバック運転、負荷降下率規定値以上運転のいずれかの指令信号が消滅しても、その指令信号を常に自己保持させ冷却水供給弁３３を開弁させるホールド回路４３が制御回路４１に設けられている。
【００５５】
また、本実施形態は、制御回路４１に蒸気発生器消火運転または併入運転のいずれかの指令信号があった場合、その指令信号をＯＲ回路４４、ワイプアウト回路４５、ＮＯＴ回路４６を介して冷却水供給弁３３を閉弁させるようになっている。なお、冷却水供給弁３３の開弁中、誤って蒸気発生器消火運転または併入運転のいずれか一つの指令信号が制御回路４１に入力されてもタイマ回路４７があるので、制御回路４１はその御指令信号により冷却水供給弁３３を閉弁させることがない。
【００５６】
このように、本実施形態では、定格負荷運転から所内単独運転、負荷ランバック運転、負荷ランバック運転、負荷降下率規定値以上運転のうち、いずれか一つの指令信号で冷却水供給弁３３を開弁させるので、貯水部１９に復水管２２から給水の一部を冷却水として自動的に、かつ確実に供給することができ、貯水部１９に貯えられている給水を、器内圧力の飽和温度以下に減温させ、その給水のフラッシュおよび気泡の発生を少なくさせることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明に係る脱気装置は、定格負荷運転から所内単独運転等の特殊運転に移行させる際、貯水部に貯えられている給水（貯水）を冷却する手段を設け、その給水を器内圧力の飽和温度以下に減温させるので、その給水のフラッシュの発生を低くさせて、気泡の発生を少なくさせることができ、給水ポンプに安定運転を維持させて蒸気発生器に給水を安定状態で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱気装置の第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る脱気装置の第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る脱気装置の第３実施形態を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る脱気装置の第４実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る脱気装置の第５実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る脱気装置の第６実施形態を示す概略系統図。
【図７】本発明に係る脱気装置の運転方法の実施形態を示す概略シーケンス図。
【図８】従来の脱気装置を示す概略系統図。
【符号の説明】
１  胴体
２  脱気トレイ
３  貯水部
４  ベント系
５  スプレー弁
６  復水管
６ａ  降水管
７  復水ブースタポンプ
８  調整弁
９ａ  第１低圧給水加熱器
９ｂ  第２低圧給水加熱器
９ｃ  第３低圧給水加熱器
９ｄ  第４低圧給水加熱器
１０  タービン抽気系
１１  抽気弁
１２  圧力調整弁
１３  補助蒸気系
１４  吸込口
１５  ブースタポンプ
１６  給水ポンプ
２７  胴体
１８  脱気トレイ
１９  貯水部
２０  ベント系
２１  スプレー弁
２２  復水管
２２ａ  降水管
２３  タービン抽気系
２４  圧力調整弁
２５  補助蒸気系
２６  抽気弁
２７  吸込口
２８  ブースタポンプ
２９  給水ポンプ
３０  復水ブースタポンプ
３１  調整弁
３１ａ  第１低圧給水加熱器
３１ｂ  第２低圧給水加熱器
３１ｃ  第３低圧給水加熱器
３１ｄ  第４低圧給水加熱器
３２  冷却水系
３３  冷却水供給弁
３４  冷却部
３５  冷却水戻り部
３６  逆止弁
３７  給水スプレー部
３８  貯水出口部
３９  冷却器
４０  スプレー室
４１  制御回路
４２  ＯＲ回路
４３  ホールド回路
４４  ＯＲ回路
４５  ワイプアウト回路
４６  ＮＯＴ回路
４７  タイマ回路
【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】
0003874523.tif 000008
【図８】
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