JPH041270B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１管束２パス復水器における冷却水系
統に関する。

〔従来の技術〕

発電プラントにおいて、タービンで仕事を終え
たタービン排気は復水器へ導かれ、冷却されて凝
縮し、復水となつて再びボイラや熱交換器に導入
される。

復水器は、タービン排気量が少ない場合には１
復水器当り１管束構成とされ、また必要冷却水量
が少ない場合には、復水器の復水冷却管本数は少
なく、かつ冷却管長が長いことが必要とされるの
で、１管束を２区画に区分し、冷却水が管束内を
往復するようにした１管束２パス型の復水器が使
用される。

復水器の冷却水としては、通常、海水が使用さ
れるが、海水中には貝類や木片等の異物が含まれ
ているので、これらの異物が冷却管内に詰つた
り、冷却管の入口側を閉塞したりするおそれがあ
る。

そのため、発電プラントでは、異物を除去する
目的で、冷却水を冷却管の逆方向から流す、いわ
ゆる逆洗運転が行なわれる。この逆洗運転の回数
は、異物の量によつても異なるが、多い場合には
１日１回の割合で行なわれる。

逆洗運転を行なう系統では、４個のポートを備
え、内蔵された弁体の切換えによつて水流方向を
変化させる逆洗弁が使用されている。

第１図は、この逆洗弁を備えた１管束２パス型
の復水器冷却水系統を示す。同図において、復水
器１は水室２と中間水室３を備えており、前記水
室２は仕切板４によつて入口水室２ａと出口水室
２ｂとに区画されている。また、復水器１内に配
置された複数本の冷却管は入口水室２ａと中間水
室３を連結する入口管束５ａと、中間水室３と出
口水室２ｂを連結する出口管束５ｂに区分されて
いる。

正洗運転時において、取水ポンプ６によつて取
水管７に導入された冷却水は止弁８、逆洗弁９、
給水管１０を経て入口水室２ａに流入し、更に復
水器１内の入口束５ａ、中間水室３、出口管束５
ｂ内を流れてタービン排気と熱交換を行なつた
後、出口水室２ｂ、排水管１１、逆洗弁９、放水
管１２および第１の弁１３を経て排出される。

逆洗運転時には、第２図に示すように、逆洗弁
９の弁体９ａを90゜回転させることにより冷却水
の流れの方向を逆転させる。すなわち、取水ポン
プ６によつて逆洗弁９に送込まれた冷却水は排水
管１１から導入され、出口水室２ｂ、出口管束５
ｂ、中間水室３、入口管束５ａの順に流れて熱交
換を行なつた後、入口水室２ａ、給水管１０、逆
洗弁９、放水管１２、第１の弁１３を流れて排水
される。

ところで、逆洗弁９が正洗状態から逆洗状態に
移行する際には、第３図に示すように、取水管７
から流入した冷却水が、抵抗の多い給水管１０、
排水管１１へは流入せずに直接、放水管１２から
排水される状態を通過する。

第４図は復水器１へ流入する冷却水流量が弁９
の弁体９ａの変位に応じて変化する様子を示して
いる。この図から明らかなように、弁体９ａが正
洗側に向いている時に100％正流として流れてい
た冷却水は弁体の変化に応じて徐々に減少し、一
旦流量零となつた後、逆洗側に流れ始め、100％
まで増加して行く。

〔発明が解決しようとする課題〕

復水器はタービン排気を凝縮させる目的で設置
されているものであるから、前述のように冷却水
流量零の状態が短時間でも発生すると100％の負
荷を負担することができなくなり、真空度が低下
して発電プラントはトリツプすることになる。

この状態を避けるため、従来は、逆洗運転の開
始に先立つて発電プラントの設定負荷を30％程度
まで低下させた後、逆洗運転へ移行させるように
している。これは逆洗運転から正洗運転への移行
に際しても同様である。

しかしながら、逆洗運転や正洗運転への移行の
度毎に負荷を増加させることは発電プラントの運
転操作を複雑化する上、負荷操作は短時間では行
なえないため、年間を通しての発電プラントの熱
効率が低下し、プラント熱効率の向上を図る上で
の隘路となる。また、正、逆洗運転切換えのため
のプラント負荷操作は他の理由による負荷操作に
比較して回数が非常に多くなるため、発電プラン
トの信頼性を低下させる一因となる。

本発明は上述した従来技術の欠点を除去すべく
なされたもので、逆洗運転および正洗運転への移
行時にプラント負荷を低下させる必要をなくした
復水器冷却水系統を提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、互いに
区画された入口水室と出口水室とを中間水室を介
して管束で結んだ１管束２パス型の復水器への冷
却水系統に、弁体の位置によつて上記復水器へ供
給する冷却水の流れ方向の正逆の切換えをするた
めの逆洗弁を備え、冷却水を取水ポンプによつて
取り込む取水管の放出端と、上記入口水室に冷却
水を導入する給水管の吸込端と、上記出口水室か
ら冷却水を導出する排出管の放出端と、冷却水を
放水側に導く放水管の吸込端とを夫々上記逆洗弁
の４つの各ポートに接続した復水器冷却水系統に
おいて、上記放水管の途中に第１の弁を設けると
ともに、復水器の上記中間水室から引き出したバ
イパス配管の終端を第２の弁を介して上記放水管
の第１弁の下流側に接続したことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

本発明によれば、第１弁、第２弁の開閉操作に
よつて、冷却水の流れ方向の正逆の中立位置に逆
洗弁の弁体があるときでも、給水管、排水管を分
流して復水器に導入された冷却水がバイパス配管
から放出管に導出されることによつて、少なくと
も冷却水の正規の流量の半分は確保され、他方、
弁体が中立位置にあるとき以外は、正規の全流量
が復水器内を流れる。

〔実施例〕

以下、第５図乃至第１１図を参照して本発明の
実施例とその作用を説明する。なお、これらの図
において、白抜きの弁は開状態を示し、黒塗りの
弁は閉状態を示すものとする。

第５図において、復水器１は１管束２パス型復
水器を示し、この復水器１は水室２と中間水室３
とを備えており、水室２は仕切板４によつて入口
水室２ａと出口水室２ｂとに区画されている。ま
た復水器１内に配置された複数本の冷却管の管束
によつて上記入口水室２ａと出口水室２ｂとは中
間水室３を介して連通し、この管束は入口水室２
ａと中間水室３とを連絡する入口管束５ａと、中
間水室３と出口水室２ｂを連結する出口管束５ｂ
とから成り立つている。

次に、このような復水器１に冷却水を供給、排
出する冷却系統について説明する。取水ポンプ６
の吐出側には取水管７が接続され、その放出端
は、途中に止弁８を介して４つのポートを有する
逆洗弁９の一のポートに接続されている。この逆
洗弁９の他の２のポートは夫々上記入口水室２ａ
と吸水管１０で接続されると共に、出口水室２ｂ
と排水管１１で接続されている。さらに、逆洗弁
９の残りのポートには放水管１２が接続され、出
口端が放出側に導かれる一方、管路上には第１の
弁１３が組込まれている。なお、逆洗弁９は、弁
体９ａの回転位置によつて上記流路の切換を行う
ことによつて、復水器１内を循環する冷却水の流
れ方向の正逆を選択的に切換えることができる。

しかして、本発明によれば、上記復水器１の中
間水室３よりバイパス配管１５が導出され、その
管路の終端は、上記第１の弁１３の下流側の放水
管１２に接続され、このバイパス配管１５上には
第２の弁１６が組み込まれている。

次に正洗より逆洗に至る操作手順を第５図乃至
第１１図を参照して説明するが、第５図は正洗時
の状態を示し、第１１図が逆洗時の状態を示し、
第６図乃至第１０図は通渡時の状態を示してい
る。

(1) 正洗時（第５図参照） この状態では、止弁８および第１の弁１３が
開かれ、第２の弁１６は閉じられている。した
がつて、取水ポンプ６から取水管７内に導入さ
れた冷却水は、止弁８、逆洗弁９、給水管１
０、入口水室２ａを通して復水器１内に導入さ
れ、入口管束５ａでその外側を流れるタービン
排気から吸熱し、中間水室３を経て出口管束５
ｂを流れる際、再びタービン排気から吸熱した
後、排水管１１、逆洗弁９、放水管１２、第１
の弁１３を経由して海中に排出される。

(2) 通渡時（第６図乃至第１０図に示した状態） 先ず第５図に示した状態から第２の弁１６を
全開する。すると、入口管束５ａより中間水室
３内に導入された冷却水は２分され、その一部
は出口管束５ｂを通して排水管１１、逆洗弁
９、第１の弁１３を経由して放水管１２内を流
れ、残りの一部は中間水室３よりバイパス配管
１５内を流れ、第２の弁１６を通して放水管１
２内の流れに合流する。この出口管束５ｂには
冷却水の一部が流れるが入口管束５ａには冷却
水の全量が流れる（第６図参照）。

次に逆洗弁９の弁体９ａをそのままにして第１
の弁１３を全閉する。すると、入口管束５ａより
中間水室３内に導入された冷却水の全量がバイパ
ス配管１５より流出し第２の弁１６を通つて放水
管１２内に排出され、この間出口管束５ｂを流れ
る冷却水の流量は零となる（第７図参照）。

次いで逆洗弁９の弁体９ａを第８図に示したよ
うに中立位置に切換えると、取水ポンプ６より止
弁８を通して逆洗弁９に流れ込んだ冷却水は、弁
体９ａの両側を分流し、給水管１０、および排水
管１１内を平行して流れ、入口水室２ａと出口水
室２ｂに流入し、入口管束５ａと出口管束５ｂ内
を矢視方向へ流れ、中間水室３内で合流し、バイ
パス配管１５および第２の弁１６を経由して放水
管１２内へ流出する（第８図参照）。この状態で
は入口管束５ａと出口管束５ｂ内を冷却水の全流
量の50％ずつが流れ、出口管束５ｂ内の逆洗が開
始される。

次いで逆洗弁９の弁体９ａを時計方向に45゜回
動させ第９図に示した位置におくと、取水ポンプ
６から吐出される冷却水の全量が、止弁８、逆洗
弁９、排水管１１を通して出口水室２ｂ内に導入
され、その全量が出口管束５ｂ内を逆洗方向に流
れ、中間水室３、バイパス配管１５、第２の弁１
６を経由して放水管１２より排出される（第９図
参照）。

さらに第９図に示した状態から第１の弁１３の
みを全開すると、出口管束５ｂを通して中間水室
３内に導入された冷却水の一部が、入口管束５ａ
内を逆洗方向に流れ、入口水室２ａ、給水管１
０、逆水弁９、第１の弁１３および放水管１２を
通して排出される。なお、この状態では、流量は
減少するが、残りの冷却水がバイパス配管１５内
を流れ第２の弁１６を経由して放水管１２より排
出される（第１０図参照）。

最後に第１０図に示した状態から第２の弁１６
のみを全閉すると、バイパス配管１５を経由した
排出が停止されるから、中間水室３内に導かれた
冷却水の全量が入口管束５ａ内を逆洗方向に流
れ、給水管１０、逆洗弁９、第１の弁１３、放水
管１２を通して排出される。この状態では入口管
束５ａと出口管束５ｂ内を冷却水の全量がそれぞ
れ逆洗方向に流れる（第１１図参照）。

なお、逆洗より正逆に至る弁操作は上述の操作
を逆に行えばよく、冷却水の流れも全く同様とな
る。

このように第８図に示す通渡時以外において
は、いずれも冷却水の全量が入口管束５ａ又は出
口管束５ｂのいずれか又は両方を常に流れること
になり、結果として復水器管束の半分以上は常に
正規の凝縮性能を発揮することになる。

ところで、発電プラントにおける復水器の真空
度は、一般に定格運転時において、 約720mmHgに設定されて運転されている。一
方、復水器の真空度以下による発電プラントのト
リツプ信号は、一般に600mmHg前後に設定されて
おり、定格運転時に対し100mmHg以上の余裕を有
している。したがつて、復水器の凝縮性能が一時
的に減少、復水器の真空度が低下してもトリツプ
信号発生迄に至らなければ特に大きな問題とはな
らない。性能検討によれば、逆洗通渡時の短時間
であれば復水器管束の半分が正規の凝縮性能を発
揮していれば、トリツプ信号発生迄の余裕のため
発電プラントの正規の運転が可能である。実際に
２管束を有し、逆洗弁を設置した復水器冷却水系
統を有する多くの発電プラントにおいては、逆洗
運転の過渡時に一方の管束には復水器への冷却水
供給が過渡時的に停止することになるが、他方の
一方が正規の凝縮性能を発揮するため、発電プラ
ントの負荷を低下させずに運転されている。

本発明においても、正洗から逆洗、または逆洗
から正洗においても、常に半分の管束は正規の凝
縮性能を発揮するため、発電プラントの負荷を低
下させることなく移行することが可能となる。

また、第８図に示す状態においても、復水器全
体の冷却水量は規定量確保されている。この時の
冷却管内流速は規定値の約半分である。一般に、
復水器の凝縮性能は、冷却面積に比例し、冷却管
内流速の１／２乗に比例することが知られてい
る。したがつて、第８図の状態は管束の半分が正
規の凝縮性能を発揮している状態（例えば第９図
の状態）と比較して約1.4倍の凝縮性能を有して
いることが解る。このことから、第８図に示す状
態においても過渡時の負荷変化は不要となる。

なお上述した実施例においては、バイパス配管
１５の出口側を放水管１２に合流接続したが、バ
イパス配管１５を単独で直接放水側へ導いてその
管路上に第２の弁１６を設けても良い。また、止
弁８、第１の弁１３、第２の弁１６をそれぞれソ
レノイド弁で構成し、シーケンシヤル制御によつ
て全自動的に操作することもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、正洗状態から逆洗状態へまたは逆洗状態から
正洗状態へ移行する過渡時に発電プラントの負荷
を低下させる必要がないので、負荷変化回数が少
なくなり、プラントの運転操作が容易となる。ま
た、年間を通じての発電プラントの熱効率は増加
し、かつ発電プラントの信頼性が向上しプラント
寿命を延長できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の復水器冷却系統を示した系統
図、第２図はその逆洗時における作動説明図、第
３図は従来の復水器冷却系統における逆洗弁の弁
体の中立位置を示した説明図、第４図は逆洗弁の
弁位置と冷却水流量の関係を示した線図、第５図
は本発明による復水器冷却系統の正洗時の状態を
示した系統図、第６図乃至第１０図は正洗時から
逆洗時に移行する途中の状態を示した過渡時にお
ける系統図、第１１図は本発明による復水器冷却
系統の逆洗時の状態を示した系統図である。 １……復水器、２ａ……入口水室、２ｂ……出
口水室、３……中間水室、５ａ……入口管束、５
ｂ……出口管束、６……取水ポンプ、７……取水
管、９……逆洗弁、１０……給水管、１１……排
水管、１２……放水管、１３……第１の弁、１５
……バイパス配管、１６……第２の弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに区画された入口水室と出口水室とを中
   間水室を介して管束で結んだ１管束２パス型の復
   水器への冷却水系統に、弁体の位置によつて上記
   復水器へ供給する冷却水の流れ方向の正逆の切換
   えをするための逆洗弁を備え、冷却水を取水ポン
   プによつて取り込む取水管の放出端と、上記入口
   水室に冷却水を導入する給水管の吸込端と、上記
   出口水室から冷却水を導出する排水管の放出端
   と、冷却水を放水側に導く放水管の吸込端とを
   夫々上記逆洗弁の４つの各ポートに接続した複水
   器冷却水系統において、 上記放水管の途中に第１の弁を設けるととも
   に、復水器の上記中間水室から引き出したバイパ
   ス配管の終端を第２の弁を介して上記放水管の第
   １の弁の下流側に接続したことを特徴とする複水
   器冷却水系統。