JP3184016B2 - タ−ビンサイクル設備の長期保管方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タービンサイクル設備
の長期保管方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントが長期間にわたり運転を停
止し、錆などの発生を防止しながら次の運転開始に備え
ることを一般にプラントの長期保管という。発電プラン
トのうち、タービンサイクル機器、すなわち、復水器、
復水ポンプ、給水加熱器、脱気器、給水ポンプ、および
これらの機器をつなぐ配管等を長期保管する従来からの
方法は、（１）窒素シール保管、（２）自然乾燥保管、
（３）満水保管がある。

【０００３】上記の内で（１）窒素シール保管は、ター
ビンサイクルのうち大気との隔離が可能な機器および配
管の内部に窒素を封入することにより長期保管を行うも
のである。そして、機器および配管のいくつかの箇所に
窒素シール配管を止め弁を介して接続しておき、それぞ
れの窒素シール配管は、窒素ガスの供給源に接続されて
いる。

【０００４】プラントの停止後には、タービンサイクル
系統内に残留している給水、復水などの水を排水し、止
め弁を開き窒素ガスをタービンサイクル系統内に充満さ
せる。ただし、給水ポンプ、復水ポンプ等のポンプ類は
グランド部を有し、ここから窒素ガスが大気中に漏れる
ため、各ポンプの前後弁を閉じて、窒素ガスがポンプを
通して大気に漏れるのを防ぐようにしている。

【０００５】また、（２）自然乾燥保管は、大気との隔
離が難しく（１）窒素シール保管を行うことが不可能な
機器および箇所に対して適用される。この場合、機器は
排水を完全に行いそのままの状態で長期保管を行う。ま
た、（３）満水保管は完全なドレンの排水ができない機
器に対して適用される。すなわち、復水ポンプ、復水脱
塩装置等の機器が対象であり、ヒドラジン等の薬品によ
りＰＨ調整された水または防錆剤インヒビターを投入し
た水を満水することにより長期保管を行うものである。

【０００６】実際には、タービンサイクルの長期保管は
（１）窒素シール保管（２）自然乾燥保管および（３）
満水保管の組合せによっておこなわれている。

【０００７】図４は、この種のタービンサイクル機器に
長期保管手段を備えた系統図である。

【０００８】図中、タービンサイクル機器は、高圧ター
ビン１、中圧タービン２、低圧タービン３、復水器４、
復水ポンプ５、グランド蒸気復水器６、低圧給水加熱器
７、脱気器８、脱気器貯水タンク９、給水ポンプ１０、
高圧給水加熱器１１からなっており、これらタービンサ
イクル機器によりタービンサイクル系統を形成してい
る。

【０００９】このタービンサイクル系統内で、図示鎖線
で示すように高圧再熱蒸気管１２の主蒸気止め弁１３の
入口側には、窒素シール配管５１ａが止め弁５２ａを介
して接続され、グランド蒸気復水器６と低圧給水加熱器
７の復水配管１４には、窒素シール配管５１ｂが止め弁
５２ｂを介して接続されている。

【００１０】さらに、給水ポンプ１０と高圧給水加熱器
１１との給水配管１５には、窒素シール配管５１ｃが止
め弁５２ｃを介して接続されている。そして、これらの
窒素シール配管５１ａ，５１ｂ，５１ｃが合流して主窒
素シール配管５１が圧力調整弁５３を介して窒素ガス供
給ボンベ５４に接続されている。

【００１１】プラントの停止後長期保管するとき、ま
ず、タービンサイクル系統内に残留している給水、復水
などの水が排水される。続いて、止め弁２４ａ，２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄが閉とされ、逆止弁１６も閉とされ
る。そして、それぞれの止め弁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ
が開かれ、圧力調整弁５３を徐々に開く。これにより、
高圧タービン１の一部分へ窒素が窒素シール配管５１ａ
によって供給されて窒素が充満されると共に、低圧給水
加熱器７、復水配管１４へ窒素が窒素シール配管５１ｂ
によって供給されて窒素が充満され、さらに、給水配管
１５、高圧給水加熱器１１へ窒素が止め弁５２ｃによっ
て供給され充満される。

【００１２】この場合、窒素ガスの圧力は、圧力調整弁
５３によって適正な値に維持される。なお、復水ポンプ
５、給水ポンプ１０等のポンプ類はグランド部を有し、
ここから窒素ガスが大気中に漏れるため各ポンプの前後
半を閉じて窒素ガスがポンプを介して大気に漏れるのを
防止している。

【００１３】次に、復水器水室４ａと図示省略する復水
ブースタポンプおよび給水ブースタポンプ、給水ポンプ
１０は（２）の自然乾燥保管を行い、機器の排水を完全
にしてそのまま長期保管する。

【００１４】また、復水ポンプ５、図示省略する復水脱
塩装置は（３）の満水保管を行い、ヒドラジン等の薬品
にＰＨ調整された、または、防錆剤インヒビータを投入
した水を満水にする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
らの長期保管の方法、すなわち、窒素シール保管、自然
乾燥保管、満水保管には次のような種々の問題がある。

【００１６】まず、窒素シール保管では、ａ）タービン
サイクルには大気との完全な隔離が可能な機器および配
管はそれほど多くなく、適用範囲が限られる。ｂ）隔離
は弁を閉めることにより行われるため、弁のグランド部
およびシート部からの漏洩により窒素ガスが消費され
る。長期の保管においては、この窒素ガスの消費は無視
出来ない量となる。ｃ）系統および機器内に水分が残留
していた場合、その部分に局部的な発錆がある。

【００１７】また、自然乾燥保管では、ａ）大気温度の
変化により機器の内部に結露を生じる可能性が大きく、
結露部に局部的な発錆がある。ｂ）系統および機器内に
水分が残留していた場合、その部分に局部的な発錆があ
る。ｃ）窒素シール保管より明らかに防錆効果が劣る。

【００１８】満水保管では、ａ）大気温度によって凍結
し、機器の破壊の可能性がある。ｂ）ヒドラジンの濃度
管理が難しい。低濃度では防錆効果が不足し、高濃度で
はアンモニアの発生により、銅合金に腐食が生じる。
ｃ）保管後のヒドラジン水の排水処理が必要であり、か
つ、難しい。

【００１９】以上の問題点により。タービンサイクルを
安価にかつ重大な発錆無く長期保管することは難しい。

【００２０】本発明は、上記問題点を除去して、タービ
ンサイクルを安価に、かつ、発錆無く長期保管が可能な
タービンサイクル設備の長期保管方法を提供するもので
ある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、各種機器に配
管が接続され系統化されたタービンサイクル設備をそれ
ぞれに機器を含む複数の小系統に区分し、区分した各小
系統の一端部には、それぞれ空気乾燥送風機から乾燥空
気を供給する仮設の乾燥空気供給配管を接続する一方、
前記各小系統の他端部には、前記空気乾燥送風機に乾燥
空気を戻す仮設の乾燥空気戻り配管を接続し、前記空気
乾燥送風機から前記小系統に乾燥空気を循環供給させる
と共に、外気湿分に応じて前記空気乾燥送風機を自動的
に運転及び停止させるようにしたことを特徴とする。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【作用】上記構成により、乾燥空気がタービンサイクル
設備を区分けした各小系統内を循環する。このとき、前
記系統内部と外気とに連通する部分があったとしても、
乾燥空気を循環させている間は、乾燥空気が系統外部に
漏れ出すことにより、外気が系統内部に侵入して内部湿
度を上昇させることがない。一方、外気湿度が低い場合
は、空気乾燥送風機を停止することによって外気が系統
内部に侵入しても差し支えない。これにより、系統内部
は常時、乾燥状態に保たれ、発錆が防止されると共に、
空気乾燥送風機を適宜停止させることにより、省エネと
長寿命化を図ることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２６】図１は、本発明の一実施例を示すタービン
サイクル機器の長期保管装置の系統図である。図１が従
来例を示す図４と同一符号は、同一部分または相当部分
を示し、タービンサイクル機器は図４と同様のものであ
る。図において、タービンサイクル機器に対応してそれ
ぞれ第１ブロック長期保管手段６０から第４ブロック長
期保管手段６３まで４個のブロックで区分けした手段を
備えている。

【００２７】第１ブロック長期保管手段６０は、空気乾
燥器と送風機とからなる空気乾燥送風機６０ａを有し、
仮設乾燥空気供給配管６０ｂが高温再熱蒸気管２１に設
けた再熱蒸気弁２２に接続され、仮設乾燥空気戻り配管
６０ｃが低圧給水加熱器７に接続されている。

【００２８】第２ブロック長期保管手段６１は、空気乾
燥送風機６１ａを有し、仮設乾燥空気供給配管６１ｂが
高圧再熱蒸気管１２に設けた主蒸気止め弁１３に接続さ
れ、仮設乾燥空気戻り配管６１ｃが逆止弁１６に接続さ
れている。

【００２９】第３ブロック長期保管手段６２は、空気乾
燥送風機６２ａを有し、仮設乾燥空気供給配管６２ｂが
高圧給水加熱器１１に接続され、仮設乾燥空気戻り配管
６２ｃが脱気器貯水タンク９と給水ポンプ１０との間の
給水配管１５に接続されている。

【００３０】第４ブロック長期保管手段６３は、仮設乾
燥空気供給配管６３ａを有し、仮設乾燥空気供給配管６
３ｂが逆止弁１７に接続され、仮設乾燥空気戻り配管６
３ｃが逆止弁１８に接続されている。

【００３１】なお、６０ｄ，６１ｄ，６２ｄ，６３ｄは
大気吸込弁、６０ｅ，６１ｅ，６２ｅ，６３ｅはオリフ
ィスを示し、９ａは脱気器貯水タンク９の底部の止め
栓、２３は、グランド蒸気調整弁である。

【００３２】第１ブロック長期保管手段６０について図
２を参照して具体的に説明すると、空気乾燥送風機６０
ａの吐出部から仮設乾燥空気供給配管６０ｂを主蒸気止
め弁２と再熱蒸気弁２２に接続する。また、仮設乾燥空
気戻り配管６０ｃは低圧給水加熱器７の水室から空気乾
燥送風機６０ａの吸い込み部に接続する。

【００３３】仮設乾燥空気戻り配管６０ｃには、圧力調
整用のオリフィス６０ｅおよび大気吸込弁６０ｄを設け
る。相対湿度スイッチ６０ｆとは小系統内の適当な位置
に設置し、任意の相対湿度により空気乾燥送風機６０ａ
を自動で運転、停止できるものである。

【００３４】この第１ブロック長期保管手段６０によっ
て乾燥保管される機器は、中圧タービン２、低圧タービ
ン３、低圧給水加熱器７、復水器４の胴体側、復水ポン
プ５等である。他の小系統との間の密閉は、適切な止め
弁の閉止または仮設の治具による遮断等により行う。こ
こでは、再熱蒸気弁２２に仮設治具を設け、また、脱気
器への給水配管上の止め弁２４ａを閉止することによ
り、本小系統を隔離されたものとしている。

【００３５】次に、本実施例の作用を第１ブロック長期
保管手段６０について説明する。

【００３６】まず、空気乾燥送風機６０ａによって空気
が吸引され、空気中の水分が除去され、吐出部において
相対湿度を十分に低下させた空気が仮設乾燥空気供給配
管６０ｂを通して、再熱蒸気弁２２と主蒸気止め弁１３
より系統内へ送り込まれる。

【００３７】この乾燥空気は、中圧タービン２、低圧タ
ービン３、復水器４の胴体側、復水ポンプ５、低圧給水
加熱器７を通り、最終の低圧給水加熱器７の水室から仮
設乾燥空気戻り配管６０ｃへ排出される。この間、乾燥
空気は系統内に残留する水分を吸収し、その相対湿度は
次第に上昇するが、空気乾燥送風機６０ａに戻り吸収し
た水分を系外へ除去する。以降、上記したサイクル保管
期間繰り返される。

【００３８】ここで、空気乾燥送風機６０ａは、常時運
転することができるが、外気の相対湿度が低いときに
は、空気乾燥送風機６０ａを停止しても、小系統内の相
対湿度は３０％以下に保持することができる。従って、
２０％程度の適当な相対湿度値に相対湿度スイッチ６０
ｆを設定し、その設定値を越えて相対湿度が上昇すれ
ば、空気乾燥送風機６０ａが自動的起動し、上昇した相
対湿度を低下させる。同様に、相対湿度が十分に低下す
れば、空気乾燥送風機６０ａを自動停止する。

【００３９】この構成による保管では、タービンサイク
ル系統を構成する材料で最も錆を生じやすいものは、炭
素鋼および銅合金であり、これらの材料は一般に大気中
において、相対湿度が５０％を越えると急激に錆を生じ
やすくなる点に着目して３０％以下に抑えられる。従っ
て、タービンサイクル系統内の空気の相対湿度を３０％
以下に常に保持され、ほとんど錆の発生を見ないで長期
保管することができる。

【００４０】ところで、タービンサイクル系統は完全に
密封されておらず、ポンプ、タービン、弁のグランド部
等を通して外気に通じている。系統内に外気が侵入し系
統内の空気の相対湿度を上昇させないためにも系統内の
圧力はすべての場所において大気圧以上としておく必要
がある。

【００４１】空気乾燥送風機６０ａは、その内部に送風
機を内蔵しており、これにより、乾燥空気を小系統内系
に循環しているため、系統内の圧力分布は図３に示すよ
うになる。

【００４２】すなわち、空気乾燥送風機６０ａの入口側
の大気吸込弁６０ｄの付近が大気圧より低い圧力Ｐ１で
空気を吸引し、空気乾燥送風機６０ａの出口側では、高
圧Ｐ２によって乾燥空気が仮設乾燥空気供給配管６０ｂ
からタービンサイクル機器内に流入し、タービンサイク
ル機器の出口側では、圧力Ｐは低下して圧力Ｐ３となっ
て仮設乾燥空気戻り配管６０ｃによってオリフィス６０
ｅを介して戻る。このとき、空気はオリフィス６０ｅで
絞られるためその上流側で大気圧の高い圧力Ｐ４を保持
し、大気吸込弁６０ｄ付近では、圧力Ｐ５となって空気
乾燥送風機６０ａの圧力Ｐ１に戻る。

【００４３】以上、第１ブロック長期保管手段６０につ
いて説明したが、第２ブロック長期保管手段６１〜第４
ブロック長期保管手段６３についても同様である。

【００４４】このように本実施例は、タービンサイクル
設備の長期保管に対して以下の効果がある。

【００４５】（１）十分に低い相対湿度の乾燥空気が常
にタービンサイクル内を循環するため、長期保管前に系
統内に排出不能のドレン水が残留していても、長期保管
を開始後すみやかにこれら残留ドレン水が蒸発し乾燥さ
れる。

【００４６】（２）グランド部等、外気との間に密閉不
能な箇所があっても、タービンサイクル内を大気圧以上
に保つことにより、乾燥空気が常にタービンサイクル内
から外気側に向かって漏れるため、外気がタービンサイ
クル内に侵入し、タービンサイクル内の空気の相対湿度
を上昇させることはない。また、外気側へ流出するのは
空気であり、窒素ガス等に比べて非常に安価であるた
め、グランド部、弁シート部等の存在の有無にかかわら
ず、タービンサイクルのほとんどの機器に対して適用可
能である。

【００４７】（３）相対湿度を任意の値以下に常に保つ
ような自動運転が可能であり、安価な運用コストでター
ビンサイクルの長期保管ができる。

【００４８】（４）満水保管時のＰＨ等の難しい調整が
不用であり、長期保管時の管理が易しくなる。また、保
管後のドレン水処理等の問題もない。

【００４９】（５）乾燥空気を使用しているため、長期
保管中に機器の内部点検ができ、復旧もきわめて簡単で
ある。また、窒素ガス等を使用していないため点検中の
酸素欠乏等の危険がない。

【００５０】なお、本実施例では、タービンサイクル機
器を４区分したがタービンサイクルを複数の小系統に区
分するやり方は様々に考えられる。なるべく乾燥空気の
流れが滞ることのないように選定すべきである。また、
これら小系統を区分しているのが止め弁等であり、開閉
が簡単であれば、この止め弁を定期的に開閉することに
より乾燥空気の流れのパターンを変えることもできる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ービンサイクル設備を複数の小系統に区分けし、それぞ
れに空気乾燥送風機を設けて乾燥空気を循環させるよう
にしたので、タービンサイクル設備内部で空気の澱むと
ころが無くなり、常に設備内部全体を乾燥状態に保っ
て、発錆を防止し、タービンサイクル設備の長期保管を
経済的に実現することができるようになる。また、外気
湿分が低い場合には、各空気乾燥送風機を自動停止させ
るようにしたので、空気乾燥送風機の省エネと長寿命化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す発電プラントのタービ
ンサイクル設備に長期保管手段を備えた系統図である。

【図２】図１の第１ブロック長期保管手段の系統図であ
る。

【図３】図１の第１ブロック長期保管手段の乾燥空気の
圧力分布を示す説明図である。

【図４】従来例を示す発電プラントのタービンサイクル
機器の長期保管手段を備えた系統図である。

【符号の説明】

１ 高圧タービン ２ 中圧タービン ３ 低圧タービン ４ 復水器 ５ 復水ポンプ ７ 低圧給水加熱器 ８ 脱気器 ９ 脱気器貯水タンク １０ 給水ポンプ １１ 高圧給水加熱器 １２ 高圧再熱蒸気管 １３ 主蒸気止め弁 １４ 復水配管 １５ 給水配管 ２１ 高温再熱蒸気管 ２２ 再熱蒸気弁 ６０ 第１ブロック長期保管手段 ６１ 第２ブロック長期保管手段 ６２ 第３ブロック長期保管手段 ６３ 第４ブロック長期保管手段 ６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ 空気乾燥送風機 ６０ｂ，６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ 仮設乾燥空気供給
配管 ６０ｃ，６１ｃ，６２ｃ，６３ｃ 仮設乾燥空気戻り
配管 ６０ｄ，６１ｄ，６２ｄ，６３ｄ 大気吸込弁 ６０ｅ，６１ｅ，６２ｅ，６３ｅ オリフィス ６０ｆ，６１ｆ，６２ｆ，６３ｆ 相対湿度スイッチ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01K 13/00 F01D 25/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電プラントの運転を停止し、長期間停
   止後の運転再開に備えるタービンサイクル設備の長期保
   管方法において、 各種機器に配管が接続され系統化されたタービンサイク
   ル設備をそれぞれに機器を含む複数の小系統に区分し、
   区分した各小系統の一端部には、それぞれ空気乾燥送風
   機から乾燥空気を供給する仮設の乾燥空気供給配管を接
   続する一方、前記各小系統の他端部には、前記空気乾燥
   送風機に乾燥空気を戻す仮設の乾燥空気戻り配管を接続
   し、前記空気乾燥送風機から前記小系統に乾燥空気を循
   環供給させると共に、外気湿分に応じて前記空気乾燥送
   風機を自動的に運転及び停止させるようにしたことを特
   徴とするタービンサイクル設備の長期保管方法。