JP5872821B2

JP5872821B2 - Steam reheating system for power plant

Info

Publication number: JP5872821B2
Application number: JP2011184368A
Authority: JP
Inventors: 文彰金子; 小嶋　俊樹; 俊樹小嶋; 健太郎田中; 一作藤田; 勝彦長井; 大冶佐藤
Original assignee: Mitsubishi FBR Systems Inc
Current assignee: Mitsubishi FBR Systems Inc
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: JP2013044310A

Description

本発明は原子力発電プラントや火力発電プラント等の発電プラントに装備される蒸気再加熱システムに関するものである。 The present invention relates to a steam reheating system installed in a power plant such as a nuclear power plant or a thermal power plant.

新型の原子力発電プラントとして、現在、ＦＢＲ（Fast Breeder Reactor：高速増殖炉）の実用化に向けて、ＦＢＲ実用炉及びＦＢＲ実証施設の開発が進められている。 As a new type of nuclear power plant, FBR (Fast Breeder Reactor: Fast Breeder Reactor) is currently being developed for practical use of FBR and FBR demonstration facility.

そして、本願の発明者等はＦＢＲ発電プラントのＦＢＲ実用炉とＦＢＲ実証施設における水・蒸気系統の開発を行なっている。図３には参考例として、ＦＢＲ発電プラントの実証施設において従来計画されていた水・蒸気系統の構成概念を示す。また、図４には従来計画の水・蒸気系統におけるタービン膨張線図（概念図）を示す。 And the inventors of this application are developing the water / steam system in the FBR practical furnace and FBR demonstration facility of an FBR power generation plant. As a reference example, FIG. 3 shows a configuration concept of a water / steam system that has been conventionally planned in a demonstration facility of an FBR power plant. FIG. 4 shows a turbine expansion diagram (conceptual diagram) in a conventional water / steam system.

図３に示すとおり、従来計画の水・蒸気系統２１における蒸気再加熱システムは、湿分分離加熱器２において、中圧蒸気タービン１の排気（湿り蒸気）を、高圧蒸気タービンからの抽気等により、再加熱して乾き蒸気（過熱蒸気）とした後、低圧蒸気タービン４へ供給する構成のものであった。 As shown in FIG. 3, the steam reheating system in the water / steam system 21 of the conventional plan is such that in the moisture separation heater 2, the exhaust (wet steam) of the intermediate pressure steam turbine 1 is extracted by extraction from the high pressure steam turbine. Then, after being reheated to dry steam (superheated steam), the steam was supplied to the low-pressure steam turbine 4.

詳述すると、図３に示すように、ＦＢＲ発電プラントは、ナトリウムループである１次ナトリウム系統５と２次ナトリウム系統６を有している。１次ナトリウム系統５では、中間熱交換器７に内蔵されている１次系ポンプ（図示省略）の作動により、冷却材である液体金属ナトリウムが、炉心８が収容されている原子炉容器９と中間熱交換器７との間で循環する。２次ナトリウム系統６では、２次系ポンプ１０の作動により、冷却材である液体金属ナトリウムが、中間熱交換器７と蒸気発生器１１との間で循環する。 Specifically, as shown in FIG. 3, the FBR power plant has a primary sodium system 5 and a secondary sodium system 6 that are sodium loops. In the primary sodium system 5, the operation of a primary pump (not shown) built in the intermediate heat exchanger 7 causes liquid metal sodium, which is a coolant, to react with the reactor vessel 9 in which the core 8 is accommodated. It circulates between the intermediate heat exchangers 7. In the secondary sodium system 6, liquid metal sodium as a coolant circulates between the intermediate heat exchanger 7 and the steam generator 11 by the operation of the secondary pump 10.

このとき中間熱交換器７では、炉心８を冷却して高温になった１次ナトリウム系統５の液体金属ナトリウムと、２次ナトリウム系統６の液体金属ナトリウムとの熱交換が行われる。そして、蒸気発生器１１では、水・蒸気系統２１から供給される給水を、２次ナトリウム系統６の液体金属ナトリウムによって加熱することにより、高温・高圧の水蒸気である乾き蒸気（過熱蒸気）を生成する。 At this time, in the intermediate heat exchanger 7, heat exchange is performed between the liquid metal sodium of the primary sodium system 5 and the liquid metal sodium of the secondary sodium system 6 that have cooled the core 8 and become high temperature. The steam generator 11 generates dry steam (superheated steam) that is high-temperature and high-pressure steam by heating the water supplied from the water / steam system 21 with liquid metal sodium in the secondary sodium system 6. To do.

水・蒸気系統２１に配設されているタービン設備２２は、高圧蒸気タービン３と中圧蒸気タービン１と低圧蒸気タービン４と発電機２３とを有しており、これらの蒸気タービン１，３，４及び発電機２３が共通の回転軸１２によって結合されている。また、低圧蒸気タービン４の下側には復水器２８が配設されている。 The turbine equipment 22 disposed in the water / steam system 21 includes a high-pressure steam turbine 3, an intermediate-pressure steam turbine 1, a low-pressure steam turbine 4, and a generator 23. 4 and the generator 23 are coupled by a common rotating shaft 12. Further, a condenser 28 is disposed below the low-pressure steam turbine 4.

水・蒸気系統２１の構成について更に詳述すると、蒸気発生器１１の蒸気出口１１ａは、主蒸気配管２４を介して高圧蒸気タービン３の蒸気入口３ａに接続されている。主蒸気配管２４には上流側から順に蒸気発生器出口弁７０、主蒸気止め弁２５、蒸気加減弁２６などが設けられている。主蒸気止め弁２５の上流側では、タービンバイパス配管２７が主蒸気配管２４から分岐されている。タービンバイパス配管２７は、タービン設備２２（蒸気タービン１，３，４）をバイパスして復水器２８の蒸気入口２８ａに接続されている。タービンバイパス配管２７にはタービンバイパス弁２９などが設けられている。 The configuration of the water / steam system 21 will be described in further detail. The steam outlet 11 a of the steam generator 11 is connected to the steam inlet 3 a of the high-pressure steam turbine 3 via the main steam pipe 24. The main steam pipe 24 is provided with a steam generator outlet valve 70, a main steam stop valve 25, a steam control valve 26, and the like in order from the upstream side. A turbine bypass pipe 27 is branched from the main steam pipe 24 on the upstream side of the main steam stop valve 25. The turbine bypass pipe 27 bypasses the turbine equipment 22 (steam turbines 1, 3, 4) and is connected to the steam inlet 28 a of the condenser 28. The turbine bypass pipe 27 is provided with a turbine bypass valve 29 and the like.

復水器２８の復水出口２８ｂには、復水配管５１の一端側が接続され、復水配管５１の他端側には、脱気器４１の一端側が接続されている。脱気器４１の脱気器タンク４１Ｂには、給水配管５２の一端側が接続され、給水配管５２の他端側は、蒸気発生器１１の給水入口１１ｂに接続されている。復水配管５１には、上流側から順に復水ポンプ５３、グランド蒸気復水器５４、復水ブースタポンプ５５、第１低圧給水加熱器５６、第２低圧給水加熱器５７、第３低圧給水加熱器５８、第４低圧給水加熱器５９、脱気器４１が設けられている。給水配管５２には、上流側から順に給水ブースタポンプ６０、主給水ポンプ６１、第１高圧給水加熱器４４、第２高圧給水加熱器４５、蒸気発生器入口弁７１が設けられている。 One end side of the condensate pipe 51 is connected to the condensate outlet 28 b of the condenser 28, and one end side of the deaerator 41 is connected to the other end side of the condensate pipe 51. One end side of the water supply pipe 52 is connected to the deaerator tank 41 </ b> B of the deaerator 41, and the other end side of the water supply pipe 52 is connected to the water supply inlet 11 b of the steam generator 11. In the condensate pipe 51, a condensate pump 53, a ground steam condenser 54, a condensate booster pump 55, a first low-pressure feed water heater 56, a second low-pressure feed water heater 57, and a third low-pressure feed water heating are sequentially provided from the upstream side. A vessel 58, a fourth low-pressure feed water heater 59, and a deaerator 41 are provided. A feed water booster pump 60, a main feed water pump 61, a first high pressure feed water heater 44, a second high pressure feed water heater 45, and a steam generator inlet valve 71 are provided in the feed water pipe 52 in order from the upstream side.

復水器２８の下部のホットウエル２８ｃに貯留されている復水（凝縮水）は、復水ポンプ５３及び復水ブースタポンプ５５の作動により、復水配管５１を介して脱気器４１へ送られ、更に給水ブースタポンプ６０及び主給水ポンプ６１の作動により、給水配管５２を介して蒸気発生器１１へ送られる。 Condensate (condensed water) stored in the hot well 28 c below the condenser 28 is sent to the deaerator 41 through the condensate pipe 51 by the operation of the condensate pump 53 and the condensate booster pump 55. Further, the feed water booster pump 60 and the main feed water pump 61 are actuated to be sent to the steam generator 11 through the feed water pipe 52.

第１〜第４の低圧給水加熱器５６，５７，５８，５９は、復水器２８内に配設されている。脱気器４１は脱気部４１Ａと、脱気器タンク４１Ｂとを有している。 The first to fourth low-pressure feed water heaters 56, 57, 58, 59 are disposed in the condenser 28. The deaerator 41 has a deaerator 41A and a deaerator tank 41B.

高圧蒸気タービン３の蒸気出口３ｂは、配管３０を介して中圧蒸気タービン１の蒸気入口１ａに接続され、中圧蒸気タービン１の蒸気出口１ｂは、配管３１を介して低圧蒸気タービン４の蒸気入口４ａに接続されている。そして、配管３１には上流側から順に湿分分離加熱器２、再加熱蒸気止め弁３２、インターセプト弁３３が設けられている。 The steam outlet 3 b of the high pressure steam turbine 3 is connected to the steam inlet 1 a of the intermediate pressure steam turbine 1 via a pipe 30, and the steam outlet 1 b of the intermediate pressure steam turbine 1 is connected to the steam of the low pressure steam turbine 4 via a pipe 31. It is connected to the inlet 4a. The pipe 31 is provided with a moisture separation heater 2, a reheat steam stop valve 32, and an intercept valve 33 in order from the upstream side.

湿分分離加熱器２の抽気入口２ａ，２ｂは、高圧蒸気タービン３の抽気口３ｃより取り出される抽気配管３４から分岐された抽気配管３４ａ，３４ｂに接続され、湿分分離加熱器２の抽気入口２ｃ，２ｄは、配管３０より取り出された抽気配管３５から分岐された抽気配管３５ａ，３５ｂに接続されている。また、湿分分離加熱器２のドレン出口２ｇ，２ｈは、ドレン配管３７ａ，３７ｂから配管３７を介して第２高圧給水加熱器４５のドレン入口４５ａに接続され、湿分分離加熱器２のドレン出口２ｅ，２ｆは、ドレン配管３６ａ，３６ｂから、ドレン配管３６を介して第１高圧給水加熱器４４のドレン入口４４ａに接続されている。 The extraction inlets 2 a and 2 b of the moisture separation heater 2 are connected to extraction piping 34 a and 34 b branched from the extraction piping 34 taken out from the extraction port 3 c of the high-pressure steam turbine 3, and the extraction inlet of the moisture separation heater 2 2c and 2d are connected to the extraction pipes 35a and 35b branched from the extraction pipe 35 taken out from the pipe 30. The drain outlets 2g and 2h of the moisture separation heater 2 are connected from the drain pipes 37a and 37b to the drain inlet 45a of the second high-pressure feed water heater 45 through the pipe 37, and the drain of the moisture separation heater 2 is connected. The outlets 2e and 2f are connected from the drain pipes 36a and 36b to the drain inlet 44a of the first high-pressure feed water heater 44 via the drain pipe 36.

ドレン配管３６には第１段ドレンタンク３９が設けられ、ドレン配管３７には第２段ドレンタンク４０が設けられている。また、湿分分離加熱器２のドレン出口２ｉは、ドレン配管３８を介して脱気器タンク４１Ｂのドレン入口４１Ｂ−１に接続されている。ドレン配管３８には上流側から順に湿分分離器ドレンタンク４２、湿分分離器ドレンポンプ４３が設けられている。 The drain pipe 36 is provided with a first stage drain tank 39, and the drain pipe 37 is provided with a second stage drain tank 40. Further, the drain outlet 2i of the moisture separator / heater 2 is connected to a drain inlet 41B-1 of the deaerator tank 41B via a drain pipe 38. The drain pipe 38 is provided with a moisture separator drain tank 42 and a moisture separator drain pump 43 in order from the upstream side.

第２高圧給水加熱器４５のドレン出口４５ｂは、ドレン配管６２を介して第１高圧給水加熱器４４のドレン入口４４ｂに接続され、第１高圧給水加熱器４４のドレン出口４４ｃは、ドレン配管６３を介して脱気部４１Ａのドレン入口４１Ａ−１に接続されている。また、中圧蒸気タービン１の抽気口１ｃは、抽気配管８０を介して第１高圧給水加熱器４４の抽気入口４４ｄに接続されている。中圧蒸気タービン１の蒸気出口１ｂは、配管３１及び配管３１から分岐された抽気配管８１を介して脱気部４１Ａの抽気入口４１Ａ−２にも接続されている。 The drain outlet 45b of the second high-pressure feed water heater 45 is connected to the drain inlet 44b of the first high-pressure feed water heater 44 via the drain pipe 62, and the drain outlet 44c of the first high-pressure feed water heater 44 is connected to the drain pipe 63. Is connected to the drain inlet 41A-1 of the deaerator 41A. Further, the extraction port 1 c of the intermediate pressure steam turbine 1 is connected to the extraction inlet 44 d of the first high-pressure feed water heater 44 through the extraction pipe 80. The steam outlet 1b of the intermediate pressure steam turbine 1 is also connected to the extraction inlet 41A-2 of the deaeration unit 41A via the piping 31 and the extraction piping 81 branched from the piping 31.

低圧蒸気タービン４の抽気口４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、抽気配管６４，６５，６６，６７を介して第１〜第４の低圧給水加熱器５６，５７，５８，５９の抽気入口５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａにそれぞれ接続されている。第４低圧給水加熱器５９のドレン出口５９ｂは、ドレン配管６８を介して第３低圧給水加熱器５８のドレン入口５８ｂに接続され、第３低圧給水加熱器５８のドレン出口５８ｃは、ドレン配管６９を介して第２低圧給水加熱器５７のドレン入口５７ｂに接続されている。 The extraction ports 4b, 4c, 4d and 4e of the low-pressure steam turbine 4 are connected to the extraction ports 56a of the first to fourth low-pressure feed water heaters 56, 57, 58 and 59 through the extraction pipes 64, 65, 66 and 67, respectively. 57a, 58a and 59a are respectively connected. The drain outlet 59b of the fourth low-pressure feed water heater 59 is connected to the drain inlet 58b of the third low-pressure feed water heater 58 via the drain pipe 68, and the drain outlet 58c of the third low-pressure feed water heater 58 is connected to the drain pipe 69. Is connected to the drain inlet 57b of the second low-pressure feed water heater 57.

第１低圧給水加熱器５６のドレン出口５６ｂと第２低圧給水加熱器５７のドレン出口５７ｃは、それぞれドレン配管７２，７３を介して低圧給水加熱器ドレンタンク７４のドレン入口７４ｂ，７４ａにそれぞれ接続されている。低圧給水加熱器ドレンタンク７４のドレン出口７４ｃは、ドレン供給管７５を介して第１低圧給水加熱器５６と第２低圧給水加熱器５７の間の復水配管５１に接続されている。ドレン供給管７５には低圧給水加熱器ドレンポンプ７６が設けられている。また、ドレン供給管７５から分岐されて復水器２８に接続された配管７７には、ドレン弁７８が設けられている。低圧給水加熱器ドレンタンク７４、低圧給水加熱器ドレンポンプ７６などによって、ヒータドレンアップシステム７９が構成されている。 The drain outlet 56b of the first low-pressure feed water heater 56 and the drain outlet 57c of the second low-pressure feed water heater 57 are connected to drain inlets 74b and 74a of the low-pressure feed water heater drain tank 74 via drain pipes 72 and 73, respectively. Has been. A drain outlet 74 c of the low-pressure feed water heater drain tank 74 is connected to a condensate pipe 51 between the first low-pressure feed water heater 56 and the second low-pressure feed water heater 57 via a drain feed pipe 75. The drain supply pipe 75 is provided with a low-pressure feed water heater drain pump 76. Further, a drain valve 78 is provided in the pipe 77 branched from the drain supply pipe 75 and connected to the condenser 28. The low pressure feed water heater drain tank 74, the low pressure feed water heater drain pump 76, and the like constitute a heater drain up system 79.

このような構成の水・蒸気系統２１において、蒸気発生器１１で生成された乾き蒸気（過熱蒸気）である主蒸気は、主蒸気配管２４を介して高圧蒸気タービン３へ供給されることにより、高圧蒸気タービン３を回転させる。図４のタービン膨張線図におけるａ１部が、このときの高圧蒸気タービン３における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。高圧蒸気タービン３から排気された乾き蒸気は、配管３０を介して中圧蒸気タービン１へ供給され、中圧蒸気タービン１を回転させる。図４のタービン膨張線図におけるａ２部が、このときの中圧蒸気タービン１における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。このときに蒸気は飽和蒸気線よりも上側の乾き蒸気状態から、飽和蒸気線よりも下側の湿り蒸気状態へ変化する。 In the water / steam system 21 having such a configuration, main steam that is dry steam (superheated steam) generated by the steam generator 11 is supplied to the high-pressure steam turbine 3 via the main steam pipe 24. The high-pressure steam turbine 3 is rotated. Part a1 in the turbine expansion diagram of FIG. 4 is an expansion diagram showing a change in the state of steam in the high-pressure steam turbine 3 at this time. Dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine 3 is supplied to the intermediate-pressure steam turbine 1 through the pipe 30 to rotate the intermediate-pressure steam turbine 1. Part a2 in the turbine expansion diagram of FIG. 4 is an expansion diagram showing the state change of steam in the intermediate-pressure steam turbine 1 at this time. At this time, the steam changes from a dry steam state above the saturated steam line to a wet steam state below the saturated steam line.

そして、中圧蒸気タービン１から排気された湿り蒸気は、配管３１を介して湿分分離加熱器２に流入し、この湿分分離加熱器２で再加熱されて再び乾き蒸気になる。図４のタービン膨張線図におけるａ３部が、このときの湿分分離加熱器２における蒸気の状態変化を示す膨張線図であり、蒸気は飽和蒸気線よりも下側の湿り蒸気状態から、飽和蒸気線よりも上側の乾き蒸気状態へ変化する。湿分分離加熱器２で生成された乾き蒸気は、配管３１を介して低圧蒸気タービン４へ供給されることにより、低圧蒸気タービン４を回転させる。図４のタービン膨張線図におけるａ４部が、このときの低圧蒸気タービン４における蒸気の状態変化を示す膨張線図であり、このときに蒸気は飽和蒸気線よりも上側の乾き蒸気状態から、飽和蒸気線よりも下側の湿り蒸気状態へ変化する。発電機２３は、蒸気タービン１，３，４によって回転駆動されることにより、発電する。 Then, the wet steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine 1 flows into the moisture separation heater 2 through the pipe 31 and is reheated by the moisture separation heater 2 to become dry steam again. Part a3 in the turbine expansion diagram of FIG. 4 is an expansion diagram showing the change in the state of steam in the moisture separation heater 2 at this time, and the steam is saturated from the wet steam state below the saturated steam line. It changes to a dry steam state above the steam line. The dry steam generated by the moisture separator / heater 2 is supplied to the low-pressure steam turbine 4 via the pipe 31 to rotate the low-pressure steam turbine 4. Part a4 in the turbine expansion diagram of FIG. 4 is an expansion diagram showing the state change of the steam in the low-pressure steam turbine 4 at this time, and the steam is saturated from the dry steam state above the saturated steam line at this time. It changes to a wet steam state below the steam line. The generator 23 generates electric power by being rotationally driven by the steam turbines 1, 3, and 4.

低圧蒸気タービン４から排気された湿り蒸気は、海水系統（図示省略）から供給され、復水器２８内の冷却管（図示省略）内に通水される海水によって冷却されることにより、凝縮水（復水）となって、復水器２８のホットウエル２８ｃに貯留される。 The wet steam exhausted from the low-pressure steam turbine 4 is supplied from a seawater system (not shown) and is cooled by seawater passed through a cooling pipe (not shown) in the condenser 28, so that condensed water is obtained. (Condensate) and stored in the hot well 28 c of the condenser 28.

第１〜第４の低圧給水加熱器５６，５７，５８，５９では、復水配管５１を介して供給される復水を、低圧蒸気タービン４から抽気配管６４，６５，６６，６７を介してそれぞれに供給される抽気により、加熱する。第４低圧給水加熱器５９において前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管６８を介して第３低圧給水加熱器５８へ供給される。第３低圧給水加熱器５８では、第４低圧給水加熱器５９から供給される前記ドレンによっても、前記給水を加熱する。更に、この給水加熱後のドレン、及び第３低圧給水加熱器５８において前記抽気の凝縮により生じたドレン（凝縮水）は、ドレン配管６９を介して第２低圧給水加熱器５７へ供給される。 In the first to fourth low-pressure feed water heaters 56, 57, 58, 59, the condensate supplied via the condensate pipe 51 is supplied from the low-pressure steam turbine 4 via the extraction pipes 64, 65, 66, 67. It heats with the bleed air supplied to each. The drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air in the fourth low-pressure feed water heater 59 is supplied to the third low-pressure feed water heater 58 via the drain pipe 68. In the third low-pressure feed water heater 58, the feed water is also heated by the drain supplied from the fourth low-pressure feed water heater 59. Further, the drain after the feed water heating and the drain (condensate water) generated by the condensation of the extracted air in the third low pressure feed water heater 58 are supplied to the second low pressure feed water heater 57 through the drain pipe 69.

第２低圧給水加熱器５７では、第３低圧給水加熱器５８から供給される前記ドレンによっても、前記給水を加熱する。この給水加熱後のドレンは、ドレン配管７３を介して低圧給水加熱器ドレンタンク７４へ供給され、貯留される。また、第１低圧給水加熱器５６において前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）も、ドレン配管７２を介して低圧給水加熱器ドレンタンク７４へ供給され、貯留される。低圧給水加熱器ドレンタンク７４の貯留水は、低圧給水加熱器ドレンポンプ７６の作動により、第１低圧給水加熱器５６と第２低圧給水加熱器５７の間で復水配管５１に供給されることにより、復水配管５１を流れる復水に混合される。 In the second low-pressure feed water heater 57, the feed water is also heated by the drain supplied from the third low-pressure feed water heater 58. The drain after the feed water heating is supplied to the low pressure feed water heater drain tank 74 via the drain pipe 73 and stored. Further, the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air in the first low-pressure feed water heater 56 is also supplied to the low-pressure feed water heater drain tank 74 via the drain pipe 72 and stored. The stored water in the low pressure feed water heater drain tank 74 is supplied to the condensate pipe 51 between the first low pressure feed water heater 56 and the second low pressure feed water heater 57 by the operation of the low pressure feed water heater drain pump 76. Thus, it is mixed with the condensate flowing through the condensate pipe 51.

一方、湿分分離加熱器２では、中圧蒸気タービン１から排気された湿り蒸気から湿分を分離し、この湿分分離後の蒸気を、湿分分離加熱器２に内蔵されている第１段加熱器と第２段加熱器（図示省略）において、高圧蒸気タービン３から抽気配管３４，３４ａ，３４ｂを介して供給される抽気と、配管３０から抽気配管３５，３５ａ，３５ｂを介して供給される抽気とにより、再加熱することによって乾き蒸気（過熱蒸気）を生成する。このときに湿分分離加熱器２において前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管３６ａ，３６ｂ，３６及び第１段ドレンタンク３９を介して第１高圧給水加熱器４４へ供給され、且つ、ドレン配管３７ａ，３７ｂ，３７及び第２段ドレンタンク４０を介して第２高圧給水加熱器４５へも供給される。 On the other hand, the moisture separator / heater 2 separates moisture from the wet steam exhausted from the intermediate-pressure steam turbine 1, and the moisture after the moisture separation is stored in the moisture separator / heater 2. In the stage heater and the second stage heater (not shown), the bleed gas supplied from the high-pressure steam turbine 3 via the bleed pipes 34, 34a, 34b and supplied from the pipe 30 via the bleed pipes 35, 35a, 35b. With the extracted air, dry steam (superheated steam) is generated by reheating. At this time, the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air in the moisture separation heater 2 is supplied to the first high-pressure feed water heater 44 via the drain pipes 36a, 36b, 36 and the first-stage drain tank 39. The second high-pressure feed water heater 45 is also supplied via the drain pipes 37 a, 37 b, 37 and the second-stage drain tank 40.

また、湿分分離加熱器２で前記湿り蒸気から分離された湿分（ドレン）は、湿分分離器ドレンポンプ４３の作動により、ドレン配管３８及び湿分分離器ドレンタンク４２を介して脱気器タンク４１Ｂへ供給され、貯留される。 Further, the moisture (drain) separated from the wet steam by the moisture separator / heater 2 is deaerated through the drain pipe 38 and the moisture separator drain tank 42 by the operation of the moisture separator drain pump 43. Is supplied to the storage tank 41B and stored.

第２高圧給水加熱器４５では、給水配管５２を介して供給される給水を、配管３０から抽気配管３５を介して供給される抽気と、湿分分離加熱器２からドレン配管３７ａ，３７ｂ，３７及び第２段ドレンタンク４０を介して供給される前記ドレンによって、加熱する。その後、前記抽気及び前記ドレンの凝縮によって生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管６２を介して第１高圧給水加熱器４４へ供給される。第１高圧給水加熱器４４では、給水配管５２を介して供給される給水を、中圧蒸気タービン１から抽気配管８０を介して供給される抽気と、第２高圧給水加熱器４５から供給される前記ドレンと、湿分分離加熱器２からドレン配管３６ａ，３６ｂ，３６及び第１段ドレンタンク３９を介して供給される前記ドレンによって、加熱する。その後、前記抽気及び前記ドレンの凝縮によって生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管６３を介して脱気部４１Ａへ供給される。 In the second high-pressure feed water heater 45, the feed water supplied via the feed water pipe 52 is extracted from the pipe 30 via the extraction pipe 35 and the moisture separation heater 2 is connected to the drain pipes 37 a, 37 b, 37. And it heats with the said drain supplied via the 2nd stage drain tank 40. FIG. Thereafter, the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air and the drain is supplied to the first high-pressure feed water heater 44 via the drain pipe 62. In the first high-pressure feed water heater 44, the feed water supplied via the feed water pipe 52 is supplied from the extraction air supplied from the intermediate pressure steam turbine 1 via the extraction pipe 80 and the second high-pressure feed water heater 45. Heating is performed by the drain and the drain supplied from the moisture separation heater 2 through the drain pipes 36a, 36b, 36 and the first-stage drain tank 39. Thereafter, the drain (condensed water) generated by the extraction and condensation of the drain is supplied to the deaeration unit 41 </ b> A via the drain pipe 63.

脱気部４１Ａでは、復水配管５１を介して供給される復水を、中圧蒸気タービン１の配管３１から抽気配管８１を介して供給される抽気と、第１高圧給水加熱器４４から供給される前記ドレンで加熱することにより、脱気する。脱気部４１Ａで脱気された前記復水と、加熱脱気後の前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）及び前記ドレンは、脱気器タンク４１Ｂに貯留される。脱気器タンク４１Ｂの貯留水は、給水ブースタポンプ６０及び主給水ポンプ６１の作動により、給水配管５２を介して蒸気発生器１１に供給される。 In the deaeration unit 41 </ b> A, the condensate supplied via the condensate pipe 51 is supplied from the pipe 31 of the intermediate pressure steam turbine 1 via the bleed pipe 81 and the first high-pressure feed water heater 44. By deaeration by heating with the drain. The condensate deaerated in the deaeration unit 41A, the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air after heat deaeration, and the drain are stored in a deaerator tank 41B. The stored water in the deaerator tank 41 </ b> B is supplied to the steam generator 11 through the water supply pipe 52 by the operation of the water supply booster pump 60 and the main water supply pump 61.

次に、図５及び図６に基づいて、従来の蒸気再加熱システムを備えた一般的な火力発電プラントの系統概要を説明する。図５には従来の蒸気再加熱システムを備えた一般的な火力発電プラントの系統構成の概要を示し、図６には前記火力発電プラントの系統構成におけるタービン膨張線図（概念図）を示す。 Next, the system outline | summary of the general thermal power plant provided with the conventional steam reheating system is demonstrated based on FIG.5 and FIG.6. FIG. 5 shows an outline of a system configuration of a general thermal power plant equipped with a conventional steam reheating system, and FIG. 6 shows a turbine expansion diagram (conceptual diagram) in the system configuration of the thermal power plant.

図５に示すように、ボイラ９１内には蒸気発生器９２と再加熱器９３が設けられている。復水ポンプ及び給水ポンプ（図示省略）の作動により、復水器９４のホットウエル９４ａに貯留されている復水が、復水配管９５及び給水配管９６を介して蒸気発生器９２に供給される。蒸気発生器９２では、この供給された復水（給水）を、ボイラ９１のバーナ（図示省略）の燃焼ガスで加熱することにより、高温・高圧の水蒸気である乾き蒸気（過熱蒸気）を生成する。 As shown in FIG. 5, a steam generator 92 and a reheater 93 are provided in the boiler 91. The condensate stored in the hot well 94a of the condenser 94 is supplied to the steam generator 92 through the condensate pipe 95 and the feed water pipe 96 by the operation of the condensate pump and the feed water pump (not shown). . In the steam generator 92, the supplied condensate (water supply) is heated with the combustion gas of the burner (not shown) of the boiler 91, thereby generating dry steam (superheated steam) that is high-temperature and high-pressure steam. .

蒸気発生器９２で生成された乾き蒸気である主蒸気は、主蒸気配管９７を介して高圧蒸気タービン９８へ供給されることにより、高圧蒸気タービン９８を回転させる。図６のタービン膨張線図におけるｂ１部が、このときの高圧蒸気タービン９８における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。そして、高圧蒸気タービン９８から排気された乾き蒸気は、配管９９を介してボイラ９１内へ導かれ、再加熱器９３に供給される。再加熱器９３では、この供給された乾き蒸気を、ボイラ９１のバーナの燃焼ガスで再加熱する。図６のタービン膨張線図におけるｂ２部が、このときの再加熱器９３における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。 The main steam, which is dry steam generated by the steam generator 92, is supplied to the high-pressure steam turbine 98 through the main steam pipe 97, thereby rotating the high-pressure steam turbine 98. Part b1 in the turbine expansion diagram of FIG. 6 is an expansion diagram showing a change in the state of steam in the high-pressure steam turbine 98 at this time. The dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine 98 is guided into the boiler 91 through the pipe 99 and supplied to the reheater 93. In the reheater 93, the supplied dry steam is reheated with the combustion gas of the burner of the boiler 91. Part b2 in the turbine expansion diagram of FIG. 6 is an expansion diagram showing a change in the state of steam in the reheater 93 at this time.

再加熱器９３で再加熱された乾き蒸気は、配管９９を介して中圧蒸気タービン１００へ供給されることにより、中圧蒸気タービン１００を回転させる。図６のタービン膨張線図におけるｂ３部が、このときの中圧蒸気タービン１００における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。即ち、中圧蒸気タービン１００は乾き蒸気域での運転となる。 The dry steam reheated by the reheater 93 is supplied to the intermediate pressure steam turbine 100 through the pipe 99 to rotate the intermediate pressure steam turbine 100. Part b3 in the turbine expansion diagram of FIG. 6 is an expansion diagram showing a change in the state of steam in the intermediate-pressure steam turbine 100 at this time. That is, the intermediate pressure steam turbine 100 operates in a dry steam region.

中圧蒸気タービン１００から排気された乾き蒸気は、配管１０１を介して低圧蒸気タービン１０２へ供給されることにより、低圧蒸気タービン１０２を回転させる。図６のタービン膨張線図におけるｂ４部が、このときの低圧蒸気タービン１０２における蒸気の状態変化を示す膨張線図であり、このときに蒸気は飽和蒸気線よりも上側の乾き蒸気状態から、飽和蒸気線よりも下側の湿り蒸気状態へ変化する。発電機１０３は、蒸気タービン９８，１００，１０２によって回転駆動されることにより、発電する。 The dry steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine 100 is supplied to the low pressure steam turbine 102 via the pipe 101, thereby rotating the low pressure steam turbine 102. Part b4 in the turbine expansion diagram of FIG. 6 is an expansion diagram showing the state change of the steam in the low-pressure steam turbine 102 at this time, and the steam is saturated from the dry steam state above the saturated steam line at this time. It changes to a wet steam state below the steam line. The generator 103 is driven to rotate by the steam turbines 98, 100, and 102 to generate power.

低圧蒸気タービン１０２から排気された湿り蒸気は、海水系統（図示省略）から復水器９４内の冷却管（図示省略）に通水される海水によって冷却されることにより、凝縮水（復水）となって復水器９４のホットウエル９４ａに貯留される。 The wet steam exhausted from the low-pressure steam turbine 102 is cooled by seawater that is passed from a seawater system (not shown) to a cooling pipe (not shown) in the condenser 94, thereby condensate (condensate). And stored in the hot well 94a of the condenser 94.

なお、原子力発電プラントの水・蒸気系統が開示されている先行技術文献としては、例えば次のものがある。 Examples of prior art documents disclosing water / steam systems for nuclear power plants include the following.

特開２００９−２４３９２４号公報JP 2009-243924 A

上記の如く、従来計画の水・蒸気系統２１における蒸気再加熱システムは、湿分分離加熱器２において、中圧蒸気タービン１の排気（湿り蒸気）を、高圧蒸気タービンからの抽気等により、再加熱して乾き蒸気（過熱蒸気）とした後、低圧蒸気タービン４へ供給する構成のものであった。また、プラント熱効率を向上させるため、従来計画の水・蒸気系統２１には、低圧給水加熱器ドレンタンク７４や低圧給水加熱器ドレンポンプ７６などによって構成されたヒータドレンアップシステム７９も、装備されている。 As described above, the steam reheating system in the water / steam system 21 of the conventional plan recycles the exhaust (wet steam) of the intermediate pressure steam turbine 1 by extraction or the like from the high pressure steam turbine in the moisture separation heater 2. After being heated to dry steam (superheated steam), the steam was supplied to the low-pressure steam turbine 4. In addition, in order to improve the thermal efficiency of the plant, the water / steam system 21 of the conventional plan is equipped with a heater drain up system 79 constituted by a low pressure feed water heater drain tank 74, a low pressure feed water heater drain pump 76, and the like. Yes.

一方、ＦＢＲ発電プラントの主蒸気条件は、亜臨界火力発電プラントの主蒸気条件と同等である。従って、ＦＢＲ発電プラントの蒸気タービンには、プラント熱効率や機器の信頼性などの観点から、できるだけ、実績のある火力発電プラントの蒸気タービンを採用することが望ましい。また、この火力発電プラントの蒸気タービンの採用は、現在計画されているＦＢＲ発電プラントの実証施設の竣工時期が比較的早いことからも、望ましい。 On the other hand, the main steam condition of the FBR power plant is equivalent to the main steam condition of the subcritical thermal power plant. Therefore, it is desirable to employ a steam turbine of a thermal power plant with a proven record as much as possible from the viewpoint of plant thermal efficiency, equipment reliability, and the like, as the steam turbine of the FBR power plant. The adoption of the steam turbine of this thermal power plant is also desirable because the completion time of the currently planned FBR power plant demonstration facility is relatively early.

しかしながら、上記の如く、火力発電プラントの蒸気再加熱システムは、高圧蒸気タービン９８から排気された乾き蒸気を、ボイラ９１内へ導き、再加熱器９３において、ボイラ９１のバーナの燃焼ガスにより再加熱した後、中圧蒸気タービン１００へ供給する方式のものが一般的であり、蒸気の再加熱ポイントが、ＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統２１における蒸気再加熱システムとは異なっている。即ち、火力発電プラントの蒸気再加熱システムでは高圧蒸気タービン９８の排気（乾き蒸気）を再加熱するのに対して、ＦＢＲ発電プラントの蒸気再加熱システムでは中圧蒸気タービン１の排気（湿り蒸気）を再加熱する。 However, as described above, the steam reheating system of the thermal power plant introduces the dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine 98 into the boiler 91 and reheats it with the combustion gas of the burner of the boiler 91 in the reheater 93. After that, the system of supplying to the intermediate pressure steam turbine 100 is generally used, and the steam reheating point is different from the steam reheating system in the water / steam system 21 of the FBR power plant. That is, in the steam reheating system of the thermal power plant, the exhaust (dry steam) of the high pressure steam turbine 98 is reheated, whereas in the steam reheating system of the FBR power plant, the exhaust of the intermediate pressure steam turbine 1 (wet steam). Reheat.

このような蒸気再加熱ポイントの相違により、ＦＢＲ発電プラントの中圧蒸気タービン１の蒸気条件（主として蒸気の温度及び湿り度）は、火力発電プラントの中圧蒸気タービン１００の蒸気条件と異なる。従って、火力発電プラントの中圧蒸気タービン１００を単にＦＢＲ発電プラントの中圧蒸気タービン１に適用することはできず、湿り蒸気領域に適した中圧蒸気タービン１の詳細検討が必要である。 Due to the difference in the steam reheating points, the steam conditions (mainly steam temperature and wetness) of the medium-pressure steam turbine 1 of the FBR power plant differ from the steam conditions of the medium-pressure steam turbine 100 of the thermal power plant. Therefore, the intermediate pressure steam turbine 100 of the thermal power plant cannot be simply applied to the intermediate pressure steam turbine 1 of the FBR power plant, and detailed examination of the intermediate pressure steam turbine 1 suitable for the wet steam region is necessary.

このため、ＦＢＲ発電プラントにおける蒸気再加熱ポイントを、中圧蒸気タービン１の排気から高圧蒸気タービン３の排気に変更することにより、中圧蒸気タービン１を、火力発電プラントの中圧蒸気タービン１００と同様の乾き蒸気領域（図６のタービン膨張線図におけるｂ３部参照）で運転することができるようにすること望ましい。 For this reason, by changing the steam reheating point in the FBR power plant from the exhaust of the intermediate pressure steam turbine 1 to the exhaust of the high pressure steam turbine 3, the intermediate pressure steam turbine 1 is changed to the intermediate pressure steam turbine 100 of the thermal power plant. It is desirable to be able to operate in a similar dry steam region (see part b3 in the turbine expansion diagram of FIG. 6).

しかし、火力発電プラントでは蒸気の熱源が燃焼ガスであるのに対して、ＦＢＲ発電プラントでは蒸気の熱源が液体金属ナトリウムである。従って、火力発電プラントと同等の蒸気再加熱システムをＦＢＲ発電プラントで実現するには、液体金属ナトリウムによって蒸気を再加熱する再加熱器を、蒸気発生器１１の部分に設けることが必要であるため、蒸気発生器１１の大幅な設計変更が必要になる。このため、火力発電プラントと同等の蒸気再加熱システムをＦＢＲ実証施設に採用することは非常に困難であり、現実的ではない。 However, in the thermal power plant, the heat source of steam is combustion gas, whereas in the FBR power plant, the heat source of steam is liquid metal sodium. Therefore, in order to realize a steam reheating system equivalent to a thermal power plant in an FBR power plant, it is necessary to provide a reheater for reheating steam with liquid metal sodium in the steam generator 11 portion. A significant design change of the steam generator 11 is required. For this reason, it is very difficult and unrealistic to adopt a steam reheating system equivalent to a thermal power plant in the FBR demonstration facility.

また、従来計画の水・蒸気系統２１は、抽気配管３４，３４ａ，３４ｂ，３５，３５ａ，３５ｂやドレン配管３６，３６ａ，３６ｂ，３７，３７ａ，３７ｂ，３８などを要する複雑な構成の湿分分離加熱器２や、ヒータドレンアップシステム７９などを備えているため、系統全体の構成も複雑なものなっている。 Further, the water / steam system 21 of the conventional plan is a moisture having a complicated configuration that requires the extraction pipes 34, 34a, 34b, 35, 35a, 35b and the drain pipes 36, 36a, 36b, 37, 37a, 37b, 38, etc. Since the separation heater 2 and the heater drain up system 79 are provided, the configuration of the entire system is complicated.

従って本発明は上記の事情に鑑み、蒸気の再加熱を蒸気発生器又はボイラなどで行うことが困難なプラントにおいて、中圧蒸気タービンの運転を乾き蒸気領域で実現し、且つ、できるだけ簡素な系統構成とすることができる発電プラントの蒸気再加熱システムを提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention realizes operation of an intermediate pressure steam turbine in a dry steam region in a plant where it is difficult to perform reheating of steam with a steam generator or a boiler, and the system is as simple as possible. It is an object of the present invention to provide a steam reheating system for a power plant that can be configured.

上記課題を解決する本発明の発電プラントの蒸気再加熱システムは、蒸気発生器で発生した高温かつ高圧の過熱蒸気である主蒸気を高圧蒸気タービンに供給し、この高圧蒸気タービンの排気を中圧蒸気タービンに供給し、この中圧蒸気タービンの排気を低圧蒸気タービンに供給するように構成された発電プラントに装備されている蒸気再加熱システムであって、
湿分分離機能を備えない蒸気再加熱手段を有し、蒸気の再加熱を蒸気発生器又はボイラで行うことなく、この蒸気再加熱手段において、前記高圧蒸気タービンから排気された乾き蒸気を、前記蒸気発生器で発生した前記主蒸気の一部によって加熱した後、前記中圧蒸気タービンに供給することにより、前記中圧蒸気タービンが乾き蒸気領域での運転となるようにするとともに、
前記蒸気再加熱手段によって発生した高圧のドレンを熱回収するためのシステムを有することを特徴とする。 The steam reheating system for a power plant according to the present invention that solves the above problems supplies main steam, which is high-temperature and high-pressure superheated steam generated by a steam generator, to a high- pressure steam turbine, and exhausts the high-pressure steam turbine to medium pressure. A steam reheating system installed in a power plant configured to supply a steam turbine and supply the exhaust of the intermediate pressure steam turbine to a low pressure steam turbine,
It has a steam reheating means without a moisture separation function , and in this steam reheating means, the dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine is not re-heated by a steam generator or a boiler. After being heated by a part of the main steam generated by the steam generator, the intermediate pressure steam turbine is operated in a dry steam region by supplying to the intermediate pressure steam turbine ,
It has a system for recovering heat of the high-pressure drain generated by the steam reheating means .

本発明の発電プラントの蒸気再加熱システムによれば、蒸気発生器で発生した高温かつ高圧の過熱蒸気である主蒸気を高圧蒸気タービンに供給し、この高圧蒸気タービンの排気を中圧蒸気タービンに供給し、この中圧蒸気タービンの排気を低圧蒸気タービンに供給するように構成された発電プラントに装備されている蒸気再加熱システムであって、湿分分離機能を備えない蒸気再加熱手段を有し、蒸気の再加熱を蒸気発生器又はボイラで行うことなく、この蒸気再加熱手段において、前記高圧蒸気タービンから排気された乾き蒸気を、前記蒸気発生器で発生した前記主蒸気の一部によって加熱した後、前記中圧蒸気タービンに供給することにより、前記中圧蒸気タービンが乾き蒸気領域での運転となるようにするとともに、前記蒸気再加熱手段によって発生した高圧のドレンを熱回収するためのシステムを有することを特徴としているため、ＦＢＲ発電プラントで課題としていた乾き蒸気領域での中圧蒸気タービンの運転を実現することができる。このため、蒸気発生器の設計変更などを要することなく、実績のある火力発電プラントの蒸気タービンの適用が可能になる。
また、乾き蒸気領域で中圧蒸気タービンの運転を行うことによって、プラント熱効率が改善される。このため、発電プラントの発電電力を増加させることができる。或いは、発電電力を増加させる必要がない場合には、原子炉やボイラの熱出力を低減することができる。
また、従来計画の水・蒸気系統が有していた複雑な抽気配管やドレン配管などを要する湿分分離加熱器やヒータドレンアップシステムを削減し、抽気系統やドレン系統の合理化を図ることができるため、従来計画の水・蒸気系統に比べて、水・蒸気系統の構成を簡素化することができる。 According to the steam reheating system for a power plant of the present invention, main steam, which is high-temperature and high-pressure superheated steam generated by a steam generator , is supplied to a high-pressure steam turbine, and the exhaust from the high-pressure steam turbine is supplied to an intermediate-pressure steam turbine. A steam reheating system provided in a power plant configured to supply and supply the exhaust of the intermediate pressure steam turbine to the low pressure steam turbine, and has a steam reheating means without a moisture separation function. In this steam reheating means, the dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine is converted by the part of the main steam generated by the steam generator without reheating the steam by a steam generator or a boiler . after heating, by supplying to the medium-pressure steam turbine, as well as to the medium-pressure steam turbine is operated in the vapor area dry, the steam reheating hand The high pressure of the drain generated by because it is characterized by having a system for heat recovery, it is possible to realize the operation of the steam turbine in the in the dry steam region which has been a problem in FBR power plant. For this reason, it is possible to apply a steam turbine of a thermal power plant that has a proven record without requiring a design change of the steam generator.
Also, the plant thermal efficiency is improved by operating the medium pressure steam turbine in the dry steam region. For this reason, the electric power generated by the power plant can be increased. Or when it is not necessary to increase generated electric power, the thermal output of a nuclear reactor or a boiler can be reduced.
In addition, it is possible to streamline the bleed system and drain system by reducing the moisture separation heater and heater drain up system that require complicated bleed piping and drain piping that the previously planned water / steam system had. Therefore, the configuration of the water / steam system can be simplified as compared with the conventional water / steam system.

本発明の実施の形態例に係る蒸気再加熱システムを備えたＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the water / steam system | strain of the FBR power generation plant provided with the steam reheating system which concerns on the embodiment of this invention. 本発明の実施の形態例に係る蒸気再加熱システムを備えたＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統におけるタービン膨張線図（概念図）と、従来の蒸気再加熱システムを備えたＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統におけるタービン膨張線図（概念図）とを比較して示すグラフである。The turbine expansion diagram (conceptual diagram) in the water / steam system of the FBR power plant having the steam reheating system according to the embodiment of the present invention, and the water / steam of the FBR power plant having the conventional steam reheating system. It is a graph which compares and shows the turbine expansion diagram (schematic diagram) in a steam system. 従来の蒸気再加熱システムを備えたＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the water / steam system | strain of the FBR power generation plant provided with the conventional steam reheating system. 従来の蒸気再加熱システムを備えたＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統におけるタービン膨張線図（概念図）を示すグラフである。It is a graph which shows the turbine expansion diagram (conceptual figure) in the water / steam system | strain of the FBR power plant provided with the conventional steam reheating system. 従来の蒸気再加熱システムを備えた一般的な火力発電プラントの系統構成の概要を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the outline | summary of the system | strain structure of the general thermal power plant provided with the conventional steam reheating system. 従来の蒸気再加熱システムを備えた一般的な火力発電プラントの系統構成におけるタービン膨張線図（概念図）を示すグラフである。It is a graph which shows the turbine expansion diagram (conceptual diagram) in the system configuration | structure of the general thermal power plant provided with the conventional steam reheating system.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図１に示すとおり、本発明の実施の形態例に係るＦＢＲ発電プラントの水・蒸気系統１１１における蒸気再加熱システムは、蒸気再加熱手段としての高圧蒸気加熱器１１３を有し、この高圧蒸気加熱器１１３において、高圧蒸気タービン１１２の排気（乾き蒸気）を、蒸気発生器１１５で生成した乾き蒸気（過熱蒸気）である主蒸気の一部によって加熱した後、中圧蒸気タービン１１４に供給することにより、中圧蒸気タービン１１４が乾き蒸気領域での運転となるようにしたこと特徴とするものである。 As shown in FIG. 1, the steam reheating system in the water / steam system 111 of the FBR power plant according to the embodiment of the present invention has a high pressure steam heater 113 as steam reheating means, and this high pressure steam heating. In the vessel 113, the exhaust gas (dry steam) of the high-pressure steam turbine 112 is heated by a part of main steam that is dry steam (superheated steam) generated by the steam generator 115, and then supplied to the intermediate-pressure steam turbine 114. Thus, the intermediate pressure steam turbine 114 is operated in a dry steam region.

また、本実施の形態例の水・蒸気系統１１１は、給水加熱手段である第１高圧給水加熱器１３６及び第２高圧給水加熱器１３７において、蒸気発生器１１５へ供給する給水を、高圧蒸気加熱器１１３で前記乾き蒸気の再加熱に使用した前記主蒸気のドレン（凝縮水）により、加熱することによって、このドレンの熱を回収する熱回収システムも有している。 Further, the water / steam system 111 according to the present embodiment uses high pressure steam heating to supply water to the steam generator 115 in the first high pressure feed water heater 136 and the second high pressure feed water heater 137 which are feed water heating means. There is also a heat recovery system that recovers the heat of the drain by heating with the drain (condensed water) of the main steam used for reheating the dry steam in the vessel 113.

詳述すると、図１に示すように、本実施の形態例のＦＢＲ発電プラントは、ナトリウムループである１次ナトリウム系統１２１と２次ナトリウム系統１２２を有している。１次ナトリウム系統１２１では、中間熱交換器１２３に内蔵されている１次系ポンプ（図示省略）の作動により、冷却材である液体金属ナトリウムが、炉心１２４が収容されている原子炉容器１２５と中間熱交換器１２３との間で循環する。２次ナトリウム系統１２２では、２次系ポンプ１２６の作動により、冷却材である液体金属ナトリウムが、中間熱交換器１２３と蒸気発生器１１５との間で循環する。 Specifically, as shown in FIG. 1, the FBR power generation plant of the present embodiment has a primary sodium system 121 and a secondary sodium system 122 that are sodium loops. In the primary sodium system 121, liquid metal sodium as a coolant is converted into a reactor vessel 125 in which the core 124 is accommodated by the operation of a primary system pump (not shown) built in the intermediate heat exchanger 123. Circulate with the intermediate heat exchanger 123. In the secondary sodium system 122, the liquid metallic sodium as a coolant circulates between the intermediate heat exchanger 123 and the steam generator 115 by the operation of the secondary system pump 126.

このときに中間熱交換器１２３では、炉心１２４を冷却して高温になった１次ナトリウム系統１２１の液体金属ナトリウムと、２次ナトリウム系統１２２の液体金属ナトリウムとの熱交換が行われる。そして、蒸気発生器１１５では、水・蒸気系統１１１から供給される給水を、２次ナトリウム系統１２２の液体金属ナトリウムによって加熱することにより、高温・高圧の水蒸気である乾き蒸気（過熱蒸気）を生成する。 At this time, in the intermediate heat exchanger 123, heat exchange is performed between the liquid metal sodium of the primary sodium system 121 and the liquid metal sodium of the secondary sodium system 122, which have been cooled to a high temperature. The steam generator 115 generates dry steam (superheated steam) that is high-temperature / high-pressure steam by heating the water supplied from the water / steam system 111 with liquid metal sodium in the secondary sodium system 122. To do.

水・蒸気系統１１１に配設されているタービン設備１３１は高圧蒸気タービン１１２と中圧蒸気タービン１１４と低圧蒸気タービン１３２と発電機１３３とを有しており、これらの蒸気タービン１１２，１１４，１３２及び発電機１３３が共通の回転軸１３４によって結合されている。また、低圧蒸気タービン１３２の下側には復水器１３５が配設されている。 The turbine equipment 131 disposed in the water / steam system 111 includes a high-pressure steam turbine 112, an intermediate-pressure steam turbine 114, a low-pressure steam turbine 132, and a generator 133. These steam turbines 112, 114, 132 are provided. And the generator 133 are coupled by a common rotating shaft 134. A condenser 135 is disposed below the low-pressure steam turbine 132.

水・蒸気系統１１１の構成について更に詳述すると、蒸気発生器１１５の蒸気出口１１５ａは、主蒸気配管１３８を介して高圧蒸気タービン１１２の蒸気入口１１２ａに接続されている。主蒸気配管１３８には上流側から順に蒸気発生器出口弁１３９、主蒸気止め弁１４０、蒸気加減弁１４１が設けられている。主蒸気止め弁１４０の上流側では、タービンバイパス配管１４２が主蒸気配管１３８から分岐されている。タービンバイパス配管１４２は、タービン設備１３１（蒸気タービン１１２，１１４，１３２）をバイパスして復水器１３５の蒸気入口１３５ａに接続されている。タービンバイパス配管１４２にはタービンバイパス弁１４３が設けられている。 The configuration of the water / steam system 111 will be described in further detail. The steam outlet 115 a of the steam generator 115 is connected to the steam inlet 112 a of the high-pressure steam turbine 112 via the main steam pipe 138. The main steam pipe 138 is provided with a steam generator outlet valve 139, a main steam stop valve 140, and a steam control valve 141 in order from the upstream side. On the upstream side of the main steam stop valve 140, a turbine bypass pipe 142 is branched from the main steam pipe 138. The turbine bypass pipe 142 bypasses the turbine equipment 131 (steam turbines 112, 114, 132) and is connected to the steam inlet 135a of the condenser 135. A turbine bypass valve 143 is provided in the turbine bypass pipe 142.

復水器１３５の復水出口１３５ｂには、復水配管１４４の一端側が接続され、復水配管１４４の他端側には、脱気器１５３の一端側が接続されている。脱気器１５３の脱気器タンク１５３Ｂには給水配管１４５の一端側が接続され、給水配管１４５の他端側は、蒸気発生器１１５の給水入口１１５ｂに接続されている。復水配管１４４には、上流側から順に復水ポンプ１４６、グランド蒸気復水器１４７、復水ブースタポンプ１４８、第１低圧給水加熱器１４９、第２低圧給水加熱器１５０、第３低圧給水加熱器１５１、第４低圧給水加熱器１５２、脱気器１５３が設けられている。給水配管１４５には、上流側から順に給水ブースタポンプ１５４、主給水ポンプ１５５、第１高圧給水加熱器１３６、第２高圧給水加熱器１３７、蒸気発生器入口弁１５６が設けられている。 One end side of the condensate pipe 144 is connected to the condensate outlet 135 b of the condenser 135, and one end side of the deaerator 153 is connected to the other end side of the condensate pipe 144. One end side of the water supply pipe 145 is connected to the deaerator tank 153B of the deaerator 153, and the other end side of the water supply pipe 145 is connected to the water supply inlet 115b of the steam generator 115. The condensate pipe 144 has a condensate pump 146, a ground steam condenser 147, a condensate booster pump 148, a first low-pressure feed water heater 149, a second low-pressure feed water heater 150, and a third low-pressure feed water heater in order from the upstream side. 151, a fourth low-pressure feed water heater 152, and a deaerator 153 are provided. A feed water booster pump 154, a main feed water pump 155, a first high pressure feed water heater 136, a second high pressure feed water heater 137, and a steam generator inlet valve 156 are provided in the feed water pipe 145 in order from the upstream side.

復水器１３５の下部のホットウエル１３５ｃに貯留されている復水（凝縮水）は、復水ポンプ１４６及び復水ブースタポンプ１４８の作動により、復水配管１４４を介して脱気器１５３へ送られ、更に給水ブースタポンプ１５４及び主給水ポンプ１５５の作動により、給水配管１４５を介して蒸気発生器１１５へ送られる。 Condensate (condensed water) stored in the hot well 135 c below the condenser 135 is sent to the deaerator 153 via the condensate pipe 144 by the operation of the condensate pump 146 and the condensate booster pump 148. Further, the feed water booster pump 154 and the main feed water pump 155 are operated, and the feed water is sent to the steam generator 115 via the feed water pipe 145.

第１〜第４の低圧給水加熱器１４９，１５０，１５１，１５２は、復水器１３５内に配設されている。脱気器１５３は脱気部１５３Ａと、脱気器タンク１５３Ｂとを有している。 The first to fourth low-pressure feed water heaters 149, 150, 151, and 152 are disposed in the condenser 135. The deaerator 153 includes a deaerator 153A and a deaerator tank 153B.

高圧蒸気タービン１１２の蒸気出口１１２ｂは、配管１５７を介して中圧蒸気タービン１１４の蒸気入口１１４ａに接続され、中圧蒸気タービン１１４の蒸気出口１１４ｂは、配管１５８を介して低圧蒸気タービン１３２の蒸気入口１３２ａに接続されている。そして、配管１５７には上流側から順に高圧蒸気加熱器１１３、再加熱蒸気止め弁１５９、インターセプト弁１６０が設けられている。 The steam outlet 112b of the high pressure steam turbine 112 is connected to the steam inlet 114a of the intermediate pressure steam turbine 114 via a pipe 157, and the steam outlet 114b of the intermediate pressure steam turbine 114 is connected to the steam of the low pressure steam turbine 132 via a pipe 158. It is connected to the inlet 132a. The pipe 157 is provided with a high-pressure steam heater 113, a reheat steam stop valve 159, and an intercept valve 160 in order from the upstream side.

また、タービンバイパス配管１４２の分岐部の上流側では、主蒸気分流配管１６１が主蒸気配管１３８から分岐されている。主蒸気分流配管１６１の下流側端部は、高圧蒸気加熱器１１３内に設けられている加熱管１１３ａの入口側端部１１３ａ−１に接続されている。加熱管１１３ａの出口側端部１１３ａ−２は、ドレン配管１６２を介して第２高圧給水加熱器１３７のドレン入口１３７ａに接続されている。ドレン配管１６２には高圧蒸気加熱器ドレンタンク１７５が設けられている。 Further, on the upstream side of the branch portion of the turbine bypass pipe 142, the main steam branch pipe 161 is branched from the main steam pipe 138. The downstream end of the main steam branch pipe 161 is connected to the inlet end 113a-1 of the heating pipe 113a provided in the high-pressure steam heater 113. The outlet side end 113a-2 of the heating pipe 113a is connected to the drain inlet 137a of the second high-pressure feed water heater 137 via the drain pipe 162. The drain pipe 162 is provided with a high-pressure steam heater drain tank 175.

第２高圧給水加熱器１３７のドレン出口１３７ｂは、ドレン配管１６５を介して第１高圧給水加熱器１３６のドレン入口１３６ｂに接続され、第１高圧給水加熱器１３６のドレン出口１３６ｃは、ドレン配管１６６を介して脱気部１５３Ａのドレン入口１５３Ａ−２に接続されている。また、中圧蒸気タービン１１４の抽気口１１４ｃは、抽気配管１６３を介して第１高圧給水加熱器１３６の抽気入口１３６ａに接続されている。中圧蒸気タービン１１４の蒸気出口１１４ｄは、抽気配管１６４を介して脱気部１５３Ａの抽気入口１５３Ａ−１に接続されている。 The drain outlet 137b of the second high-pressure feed water heater 137 is connected to the drain inlet 136b of the first high-pressure feed water heater 136 via the drain pipe 165, and the drain outlet 136c of the first high-pressure feed water heater 136 is drain pipe 166. Is connected to the drain inlet 153A-2 of the deaeration unit 153A. Further, the extraction port 114 c of the intermediate pressure steam turbine 114 is connected to the extraction inlet 136 a of the first high-pressure feed water heater 136 via the extraction pipe 163. The steam outlet 114d of the intermediate pressure steam turbine 114 is connected to the extraction inlet 153A-1 of the deaeration unit 153A via the extraction pipe 164.

低圧蒸気タービン１３２の抽気口１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ，１３２ｅは、抽気配管１６７，１６８，１６９，１７０を介して第１〜第４の低圧給水加熱器１４９，１５０，１５１，１５２の抽気入口１４９ａ，１５０ａ，１５１ａ，１５２ａにそれぞれ接続されている。第４低圧給水加熱器１５２のドレン出口１５２ｂは、ドレン配管１７１を介して第３低圧給水加熱器１５１のドレン入口１５１ｂに接続され、第３低圧給水加熱器１５１のドレン出口１５１ｃは、ドレン配管１７２を介して第２低圧給水加熱器１５０のドレン入口１５０ｂに接続され、第２低圧給水加熱器１５０のドレン出口１５０ｃは、ドレン配管１７３を介して第１低圧給水加熱器１４９のドレン入口１４９ｂに接続されている。第１低圧給水加熱器１４９のドレン出口１４９ｃは、ドレン配管１７４を介して復水器１３５のホットウエル１３５ｃに通じている。 The extraction ports 132b, 132c, 132d, and 132e of the low-pressure steam turbine 132 are connected to the extraction inlets 149a of the first to fourth low-pressure feed water heaters 149, 150, 151, and 152 through the extraction pipes 167, 168, 169, and 170, respectively. 150a, 151a and 152a are respectively connected. The drain outlet 152b of the fourth low-pressure feed water heater 152 is connected to the drain inlet 151b of the third low-pressure feed water heater 151 via the drain pipe 171. The drain outlet 151c of the third low-pressure feed water heater 151 is connected to the drain pipe 172. Is connected to the drain inlet 150b of the second low-pressure feed water heater 150, and the drain outlet 150c of the second low-pressure feed water heater 150 is connected to the drain inlet 149b of the first low-pressure feed water heater 149 via the drain pipe 173. Has been. The drain outlet 149 c of the first low-pressure feed water heater 149 communicates with the hot well 135 c of the condenser 135 via the drain pipe 174.

このような構成の水・蒸気系統１１１において、蒸気発生器１１５で生成された乾き蒸気（過熱蒸気）である主蒸気は、主蒸気配管１３８を介して高圧蒸気タービン１１２へ供給されることにより、高圧蒸気タービン１１２を回転させる。図２の太い実線で示したタービン膨張線図におけるｃ１部が、このときの高圧蒸気タービン１１２における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。なお、図２には太い実線で本実施の形態例の水・蒸気系統１１１におけるタービン膨張線図（概念図）を示し、細い実線で従来の水・蒸気系統２１（図３）におけるタービン膨張線図（概念図）を示している。 In the water / steam system 111 having such a configuration, the main steam, which is dry steam (superheated steam) generated by the steam generator 115, is supplied to the high-pressure steam turbine 112 via the main steam pipe 138. The high-pressure steam turbine 112 is rotated. Part c1 in the turbine expansion diagram shown by the thick solid line in FIG. 2 is an expansion diagram showing the state change of steam in the high-pressure steam turbine 112 at this time. FIG. 2 shows a turbine expansion diagram (conceptual diagram) in the water / steam system 111 of the present embodiment with a thick solid line, and a turbine expansion line in the conventional water / steam system 21 (FIG. 3) with a thin solid line. A diagram (conceptual diagram) is shown.

そして、高圧蒸気タービン１１２から排気された乾き蒸気は、配管１５７を介して高圧蒸気加熱器１１３へ送られる。一方、蒸気発生器１１５で生成された主蒸気（乾き蒸気）の一部が、主蒸気配管１３８から主蒸気分流配管１６１へ分流され、主蒸気分流配管１６１を介して高圧蒸気加熱器１１３へ供給される。高圧蒸気加熱器１１３内では、主蒸気分流配管１６１を介して供給される主蒸気が加熱管１１３ａ内を流れる一方、高圧蒸気タービン１１２の排気（乾き蒸気）が加熱管１１３ａの外側を流れる。その結果、前記主蒸気によって前記排気（乾き蒸気）が加熱される。図２の太い実線で示したタービン膨張線図におけるｃ２部が、このときの高圧蒸気加熱器１１３における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。 The dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine 112 is sent to the high-pressure steam heater 113 via the pipe 157. On the other hand, a part of the main steam (dry steam) generated by the steam generator 115 is branched from the main steam pipe 138 to the main steam branch pipe 161 and supplied to the high-pressure steam heater 113 via the main steam branch pipe 161. Is done. In the high-pressure steam heater 113, main steam supplied via the main steam branch pipe 161 flows in the heating pipe 113a, while exhaust (dry steam) of the high-pressure steam turbine 112 flows outside the heating pipe 113a. As a result, the exhaust (dry steam) is heated by the main steam. Part c2 in the turbine expansion diagram shown by the thick solid line in FIG. 2 is an expansion diagram showing the steam state change in the high-pressure steam heater 113 at this time.

本発明の蒸気再加熱システムでは、高圧蒸気タービン１１２から排気される乾き蒸気を再加熱するため、湿分分離機能は不要である。即ち、本発明の蒸気再加熱システムにおける蒸気再加熱手段（高圧蒸気加熱器１１３）は、湿分分離機能を介さない（高圧蒸気タービン１１２の排気に対して湿分分離を実施する必要のない）ものである。高圧蒸気タービン１１２の排気（乾き蒸気）は、湿分分離機能を介さずに直接、蒸気再加熱手段（高圧蒸気加熱器１１３）において加熱される。 In the steam reheating system of the present invention, the dry steam exhausted from the high pressure steam turbine 112 is reheated, so that the moisture separation function is unnecessary. In other words, the steam reheating means (high pressure steam heater 113) in the steam reheating system of the present invention does not go through the moisture separation function (it is not necessary to perform moisture separation on the exhaust of the high pressure steam turbine 112). Is. The exhaust (dry steam) of the high-pressure steam turbine 112 is directly heated by the steam reheating means (high-pressure steam heater 113) without going through the moisture separation function.

高圧蒸気加熱器１１３で再加熱された乾き蒸気は、配管１５７を介して中圧蒸気タービン１１４へ供給され、中圧蒸気タービン１１４を回転させる。図２の太い実線で示したタービン膨張線図におけるｃ３部が、このときの中圧蒸気タービン１１４における蒸気の状態変化を示す膨張線図である。即ち、中圧蒸気タービン１１４は乾き蒸気領域での運転となる。 The dry steam reheated by the high pressure steam heater 113 is supplied to the intermediate pressure steam turbine 114 via the pipe 157 to rotate the intermediate pressure steam turbine 114. Part c3 in the turbine expansion diagram shown by the thick solid line in FIG. 2 is an expansion diagram showing the state change of steam in the intermediate pressure steam turbine 114 at this time. That is, the intermediate pressure steam turbine 114 operates in a dry steam region.

中圧蒸気タービン１１４から排気された乾き蒸気は、配管１５８を介して低圧蒸気タービン１３２へ供給されることにより、低圧蒸気タービン１３２を回転させる。図２の太い実線で示したタービン膨張線図におけるｃ４部が、このときの低圧蒸気タービン１３２おける蒸気の状態変化を示す膨張線図であり、このときに蒸気は飽和蒸気線よりも上側の乾き蒸気状態から、飽和蒸気線よりも下側の湿り蒸気状態へ変化する。発電機１３３は、蒸気タービン１１２，１１４，１３２によって回転駆動されることにより、発電する。 The dry steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine 114 is supplied to the low pressure steam turbine 132 through the pipe 158, thereby rotating the low pressure steam turbine 132. A portion c4 in the turbine expansion diagram shown by a thick solid line in FIG. 2 is an expansion diagram showing a change in the state of the steam in the low-pressure steam turbine 132 at this time. At this time, the steam is dry above the saturated steam line. It changes from a vapor state to a wet vapor state below the saturated vapor line. The generator 133 generates electric power by being rotationally driven by the steam turbines 112, 114, and 132.

低圧蒸気タービン１３２から排気された湿り蒸気は、海水系統（図示省略）から復水器１３５内の冷却管（図示省略）に通水される海水によって冷却されることにより、凝縮水（復水）となって、復水器１３５のホットウエル１３５ｃに貯留される。 The wet steam exhausted from the low-pressure steam turbine 132 is cooled by seawater that is passed from a seawater system (not shown) to a cooling pipe (not shown) in the condenser 135, thereby condensed water (condensate). And stored in the hot well 135c of the condenser 135.

第１〜第４の低圧給水加熱器１４９，１５０，１５１，１５２では、復水配管１４４を介して供給される復水を、低圧蒸気タービン１３２からの抽気配管１６７，１６８，１６９，１７０を介してそれぞれに供給される抽気により、加熱する。第４低圧給水加熱器１５２において前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管１７１を介して第３低圧給水加熱器１５１へ供給される。第３低圧給水加熱器１５１では、第４低圧給水加熱器１５２から供給される前記ドレンによっても、前記給水を加熱する。更に、この給水加熱後のドレン、及び第３低圧給水加熱器１５１において前記抽気の凝縮により生じるドレン（凝縮水）は、ドレン配管１７２を介して第２低圧給水加熱器１５０へ供給される。 In the first to fourth low-pressure feed water heaters 149, 150, 151, 152, the condensate supplied via the condensate pipe 144 is extracted via the extraction pipes 167, 168, 169, 170 from the low-pressure steam turbine 132. And heated by the bleed air supplied to each. Drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air in the fourth low-pressure feed water heater 152 is supplied to the third low-pressure feed water heater 151 via the drain pipe 171. In the third low-pressure feed water heater 151, the feed water is also heated by the drain supplied from the fourth low-pressure feed water heater 152. Further, the drain after the feed water heating and the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air in the third low pressure feed water heater 151 are supplied to the second low pressure feed water heater 150 via the drain pipe 172.

第２低圧給水加熱器１５０では、第３低圧給水加熱器１５１から供給される前記ドレンによっても、前記給水を加熱する。この給水加熱後のドレンは、ドレン配管１７３を介して第１低圧給水加熱器１４９へ供給される。第１低圧給水加熱器１４９では、第２低圧給水加熱器１５０から供給される前記ドレンによっても、前記給水を加熱する。この給水加熱後のドレンは、ドレン配管１７４を介して復水器１３５のホットウエル１３５ｃに排出される。 In the second low-pressure feed water heater 150, the feed water is also heated by the drain supplied from the third low-pressure feed water heater 151. The drain after the feed water heating is supplied to the first low-pressure feed water heater 149 via the drain pipe 173. In the first low-pressure feed water heater 149, the feed water is also heated by the drain supplied from the second low-pressure feed water heater 150. The drain after the feed water heating is discharged to the hot well 135 c of the condenser 135 through the drain pipe 174.

一方、高圧蒸気加熱器１１３では主蒸気が、高圧蒸気タービン１１２の排気（乾き蒸気）との熱交換により、凝縮してドレン（凝縮水）となる。このドレンは、ドレン配管１６２を介して高圧蒸気加熱器ドレンタンク１７５へ送られて、一旦、高圧蒸気加熱器ドレンタンク１７５に貯留された後、ドレン配管１６２を介して第２高圧給水加熱器１３７へ供給される。 On the other hand, in the high-pressure steam heater 113, the main steam is condensed into drain (condensed water) by heat exchange with the exhaust (dry steam) of the high-pressure steam turbine 112. This drain is sent to the high-pressure steam heater drain tank 175 via the drain pipe 162, temporarily stored in the high-pressure steam heater drain tank 175, and then the second high-pressure feed water heater 137 via the drain pipe 162. Supplied to.

第２高圧給水加熱器１３７では、給水配管１４５を介して供給される給水を、高圧蒸気加熱器１１３から供給される前記ドレンにより、加熱する。その後、このドレンは、ドレン配管１６５を介して第１高圧給水加熱器１３６へ供給される。第１高圧給水加熱器１３６では、給水配管１４５を介して供給される給水を、中圧蒸気タービン１１４から抽気配管１６３を介して供給される抽気と、第２高圧給水加熱器１３７から供給される前記ドレンとによって、加熱する。その後、前記抽気の凝縮によって生じるドレン（凝縮水）及び前記ドレンは、ドレン配管１６６を介して脱気部１５３Ａへ供給される。 In the second high-pressure feed water heater 137, feed water supplied via the feed water pipe 145 is heated by the drain supplied from the high-pressure steam heater 113. Thereafter, the drain is supplied to the first high-pressure feed water heater 136 via the drain pipe 165. In the first high-pressure feed water heater 136, the feed water supplied via the feed water pipe 145 is supplied from the extraction air supplied from the intermediate pressure steam turbine 114 via the extraction pipe 163 and from the second high-pressure feed water heater 137. Heat with the drain. Thereafter, the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air and the drain are supplied to the deaeration unit 153A via the drain pipe 166.

脱気部１５３Ａでは、復水配管１４４を介して供給される復水を、中圧蒸気タービン１１４から抽気配管１６４を介して供給される抽気と、第１高圧給水加熱器１３６から供給される前記ドレンとで加熱することにより、脱気する。脱気部１５３Ａで脱気された前記復水及び加熱脱気後に前記抽気の凝縮によって生じるドレン（凝縮水）と、前記ドレンは、脱気器タンク１５３Ｂに貯留される。脱気器タンク１５３Ｂの貯留水は、給水ブースタポンプ１５４及び主給水ポンプ１５５の作動により、給水配管１４５を介して蒸気発生器１１５に供給される。 In the deaeration unit 153A, the condensate supplied via the condensate pipe 144 is extracted from the intermediate pressure steam turbine 114 via the extraction pipe 164 and the first high-pressure feed water heater 136. Degas by heating with drain. The condensate degassed by the degassing unit 153A and the drain (condensed water) generated by the condensation of the extracted air after heating and deaeration and the drain are stored in the deaerator tank 153B. The stored water in the deaerator tank 153B is supplied to the steam generator 115 via the water supply pipe 145 by the operation of the water supply booster pump 154 and the main water supply pump 155.

以上のことから、本実施の形態例のＦＢＲ発電プラントの蒸気再加熱システムによれば、蒸気発生器１１５で発生した乾き蒸気である主蒸気を高圧蒸気タービン１１２に供給し、この高圧蒸気タービン１１２の排気を中圧蒸気タービン１１４に供給し、この中圧蒸気タービン１１４の排気を低圧蒸気タービン１３２に供給するように構成されたＦＢＲ発電プラントに装備されている蒸気再加熱システムであって、蒸気再加熱手段として高圧蒸気加熱器１１３を有し、この高圧蒸気加熱器１１３において、高圧蒸気タービン１１２から排気された乾き蒸気を、蒸気発生器１１５で発生した主蒸気の一部によって加熱した後、中圧蒸気タービン１１４に供給することにより、中圧蒸気タービン１１４が乾き蒸気領域での運転となるようにしたことを特徴としているため、ＦＢＲ発電プラントで課題としていた乾き蒸気領域での中圧蒸気タービンの運転を実現することができる。このため、蒸気発生器１１５の設計変更などを要することなく、実績のある火力発電プラントの蒸気タービンの適用が可能になる。
また、乾き蒸気領域で中圧蒸気タービン１１４の運転を行うことによって、プラント熱効率が改善される。このため、ＦＢＲ発電プラントの発電電力を増加させることができる。或いは、発電電力を増加させる必要がない場合には、原子炉の熱出力を低減することができる。
また、従来計画（図３）の水・蒸気系統２１が有していた複雑な抽気配管３４ａ，３４ｂ，３４，３５ａ，３５ｂ，３５やドレン配管３６ａ，３６ｂ，３６，３７ａ，３７ｂ，３７，３８などを要する湿分分離加熱器２や、ヒータドレンアップシステム７９などを削減し、抽気系統やドレン系統の合理化を図ることができるため、従来計画の水・蒸気系統２１に比べて、水・蒸気系統１１１の構成を簡素化することができる。なお、図３に示す湿分分離加熱器２では高圧蒸気タービン３の抽気と排気の２段で蒸気再加熱を行うのに対して、本実施の形態例では主蒸気の１段で蒸気再加熱を行うため、１段分の抽気系統やドレン系統が削減されることになる。 From the above, according to the steam reheating system of the FBR power plant of the present embodiment, the main steam that is the dry steam generated by the steam generator 115 is supplied to the high-pressure steam turbine 112, and the high-pressure steam turbine 112 A steam reheating system equipped in an FBR power plant configured to supply the exhaust of the medium pressure to the intermediate pressure steam turbine 114 and to supply the exhaust of the intermediate pressure steam turbine 114 to the low pressure steam turbine 132, A high-pressure steam heater 113 is provided as a reheating means, and in this high-pressure steam heater 113, the dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine 112 is heated by a part of the main steam generated by the steam generator 115; by supplying the intermediate pressure steam turbines 114, that the intermediate-pressure steam turbine 114 was set to be operated in the vapor region dry Due to the features, it is possible to realize the operation of the steam turbine in the in the dry steam region which has been a problem in FBR power plant. Therefore, it is possible to apply a steam turbine of a thermal power plant that has a proven record without requiring a design change of the steam generator 115.
Further, by operating the intermediate pressure steam turbine 114 in the dry steam region, the plant thermal efficiency is improved. For this reason, the electric power generated by the FBR power plant can be increased. Alternatively, when there is no need to increase the generated power, the thermal output of the reactor can be reduced.
Moreover, the complicated extraction piping 34a, 34b, 34, 35a, 35b, 35 and drain piping 36a, 36b, 36, 37a, 37b, 37, 38 which the water / steam system 21 of the conventional plan (FIG. 3) had. Since the moisture separation heater 2 and the heater drain up system 79 that require heat generation can be reduced and the extraction system and drain system can be rationalized, the water / steam system can be compared to the conventional water / steam system 21. The configuration of the system 111 can be simplified. In the moisture separation heater 2 shown in FIG. 3, steam reheating is performed in two stages of extraction and exhaust of the high-pressure steam turbine 3, whereas in this embodiment, steam reheating is performed in one stage of the main steam. Therefore, the extraction system or drain system for one stage is reduced.

また、本実施の形態例のＦＢＲ発電プラントの蒸気再加熱システムによれば、給水加熱手段である第１高圧給水加熱器１３６及び第２高圧給水加熱器１３７において、蒸気発生器１１５へ供給する給水を、高圧蒸気加熱器１１３で乾き蒸気（高圧蒸気タービン１１２の排気）の再加熱に使用した主蒸気のドレンにより、加熱することによって、このドレンの熱を回収する熱回収システムを有しているため、主蒸気が保有している高エネルギーを、蒸気の再加熱に用いるだけでなく、給水加熱手段である第１高圧給水加熱器１３６及び第２高圧給水加熱器１３７において給水へ熱回収することができる。 Further, according to the steam reheating system of the FBR power plant of the present embodiment, the feed water supplied to the steam generator 115 in the first high-pressure feed water heater 136 and the second high-pressure feed water heater 137 which are feed water heating means. Has a heat recovery system that recovers the heat of this drain by heating with the drain of the main steam used for reheating dry steam (exhaust of the high-pressure steam turbine 112) with the high-pressure steam heater 113. Therefore, not only the high energy possessed by the main steam is used for reheating the steam, but also heat recovery to the feed water in the first high-pressure feed water heater 136 and the second high-pressure feed water heater 137 as feed water heating means. Can do.

なお、本発明の蒸気再加熱システムは、必ずしもＦＢＲ発電プラントに限定するものではなく、ＦＢＲ以外の原子力発電プラントにおいても、蒸気発生器で発生する主蒸気が乾き蒸気となるプラントであれば、適用することができる。例えば、新型の原子力発電プラントとして、現在、研究・開発が進められている高温ガス炉の発電プラントなどにも、本発明の蒸気再加熱システムを適用することができる。高温ガス炉発電プラントはヘリウムを冷却材として用いており、蒸気発生器において給水をヘリウムで加熱することにより、高温・高圧の乾き蒸気（過熱蒸気）を発生する。
更に、本発明の蒸気再加熱システムは、必ずしも原子力発電プラントに限定するものではなく、ボイラを用いた発電プラントにも適用することができる。例えば、火力発電プラントなどのボイラを用いた発電プラントにおいて、前記ボイラで蒸気の再加熱を行うことが困難な場合には、蒸気発生器ではボイラのバーナの燃焼ガスにより乾き蒸気（主蒸気）を生成する一方、蒸気（高圧蒸気タービンの排気）の再加熱については本発明の蒸気再加熱システムを適用すればよい。このことによって、ボイラでの蒸気再加熱が困難な発電プラントにおいても、中圧蒸気タービンを乾き蒸気領域で運転することができる。 The steam reheating system of the present invention is not necessarily limited to the FBR power plant, and can be applied to nuclear power plants other than the FBR as long as the main steam generated by the steam generator is a dry steam plant. can do. For example, the steam reheating system of the present invention can be applied to a high-temperature gas reactor power plant that is currently being researched and developed as a new nuclear power plant. The HTGR power plant uses helium as a coolant, and heats feed water with helium in a steam generator to generate high-temperature and high-pressure dry steam (superheated steam).
Furthermore, the steam reheating system of the present invention is not necessarily limited to a nuclear power plant, and can also be applied to a power plant using a boiler. For example, in a power plant using a boiler such as a thermal power plant, when it is difficult to reheat steam with the boiler, the steam generator generates dry steam (main steam) with the combustion gas of the boiler burner. On the other hand, the steam reheating system of the present invention may be applied to the reheating of the steam (exhaust of the high pressure steam turbine). This makes it possible to operate the intermediate pressure steam turbine in a dry steam region even in a power plant in which steam reheating in a boiler is difficult.

また、図示例の蒸気発生器１１５は、給水を加熱して飽和蒸気を生成する蒸発器の部分と、前記蒸発器の部分で生成した飽和蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器の部分とが一体になったものであるが、これに限定するものではなく、本発明の水・蒸気系統は、前記蒸発器の部分と前記加熱器の部分が分離しているタイプの蒸気発生器を備えた発電プラントにも、適用することができる。 Further, the steam generator 115 in the illustrated example includes an evaporator portion that heats feed water to generate saturated steam, and a superheater that further heats saturated steam generated in the evaporator portion to generate superheated steam. However, the present invention is not limited to this, and the water / steam system of the present invention is a steam generator of a type in which the evaporator part and the heater part are separated. It is applicable also to the power plant provided with.

また、低圧給水加熱器のドレンを、復水系統に回収するドレンアップシステムを設けることも可能であり、このドレンアップシステムによる低圧給水加熱器のドレン回収先は、復水配管又は復水器でもよい。 It is also possible to provide a drain up system for collecting the drain of the low pressure feed water heater in the condensate system, and the drain collection destination of the low pressure feed water heater by this drain up system can be a condensate pipe or a condenser. Good.

本発明は発電プラントの蒸気再加熱システムに関するものであり、ＦＢＲ発電プラントなどの原子力発電プラントや火力発電プラントにおいて、中圧蒸気タービンを乾き蒸気領域で運転する場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to a steam reheating system of a power plant, and is useful when applied to a case where an intermediate pressure steam turbine is operated in a dry steam region in a nuclear power plant such as an FBR power plant or a thermal power plant. .

１１１水・蒸気系統
１１２高圧蒸気タービン
１１２ａ高圧蒸気タービンの蒸気入口
１１２ｂ高圧蒸気タービンの蒸気出口
１１３高圧蒸気加熱器
１１３ａ高圧蒸気加熱器の加熱管
１１３ａ−１加熱管の入口側端部
１１３ａ−２加熱管の出口側端部
１１４中圧蒸気タービン
１１４ａ中圧蒸気タービンの蒸気入口
１１４ｂ中圧蒸気タービンの蒸気出口
１１４ｃ中圧蒸気タービンの抽気口
１１４ｄ中圧蒸気タービンの蒸気出口
１１５蒸気発生器
１１５ａ蒸気発生器の蒸気出口
１１５ｂ蒸気発生器の給水入口
１２１１次ナトリウム系統
１２２２次ナトリウム系統
１２３中間熱交換器
１２４炉心
１２５原子炉容器
１２６２次系ポンプ
１３１タービン設備
１３２低圧蒸気タービン
１３２ａ低圧蒸気タービンの蒸気入口
１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ，１３２ｅ低圧蒸気タービンの抽気口
１３３発電機
１３４回転軸
１３５復水器
１３５ａタービンバイパスラインの復水器蒸気入口
１３５ｂ復水器の復水出口
１３５ｃ復水器のホットウエル
１３６第１高圧給水加熱器
１３６ａ第１高圧給水加熱器の抽気入口
１３６ｂ第１高圧給水加熱器のドレン入口
１３６ｃ第１高圧給水加熱器のドレン出口
１３７第２高圧給水加熱器
１３７ａ第２高圧給水加熱器のドレン入口
１３７ｂ第２高圧給水加熱器のドレン出口
１３８主蒸気配管
１３９蒸気発生器出口弁
１４０主蒸気止め弁
１４１蒸気加減弁
１４２タービンバイパス配管
１４３タービンバイパス弁
１４４復水配管
１４５給水配管
１４６復水ポンプ
１４７グランド蒸気復水器
１４８復水ブースタポンプ
１４９第１低圧給水加熱器
１４９ａ第１低圧給水加熱器の抽気入口
１４９ｂ第１低圧給水加熱器のドレン入口
１４９ｃ第１低圧給水加熱器のドレン出口
１５０第２低圧給水加熱器
１５０ａ第２低圧給水加熱器の抽気入口
１５０ｂ第２低圧給水加熱器のドレン入口
１５０ｃ第２低圧給水加熱器のドレン出口
１５１第３低圧給水加熱器
１５１ａ第３低圧給水加熱器の抽気入口
１５１ｂ第３低圧給水加熱器のドレン入口
１５１ｃ第３低圧給水加熱器のドレン出口
１５２第４低圧給水加熱器
１５２ａ第４低圧給水加熱器の抽気入口
１５２ｂ第４低圧給水加熱器のドレン出口
１５３脱気器
１５３Ａ脱気器の脱気部
１５３Ａ−１脱気部の抽気入口
１５３Ａ−２脱気部のドレン入口
１５３Ｂ脱気器の脱気器タンク
１５４給水ブースタポンプ
１５５主給水ポンプ
１５６蒸気発生器入口弁
１５７高圧蒸気タービンと中圧蒸気タービンを繋ぐ配管
１５８中圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンを繋ぐ配管
１５９再加熱蒸気止め弁
１６０インターセプト弁
１６１主蒸気分流配管
１６２ドレン配管
１６３，１６４抽気配管
１６５，１６６ドレン配管
１６７，１６８，１６９，１７０抽気配管
１７１，１７２，１７３，１７４ドレン配管
１７５高圧蒸気加熱器ドレンタンク 111 Water / Steam System 112 High Pressure Steam Turbine 112a Steam Inlet of High Pressure Steam Turbine 112b Steam Outlet of High Pressure Steam Turbine 113 High Pressure Steam Heater 113a Heating Pipe of High Pressure Steam Heater 113a-1 Inlet Side End 113a-2 Heating Pipe Pipe outlet side end 114 Medium pressure steam turbine 114a Medium pressure steam turbine steam inlet 114b Medium pressure steam turbine steam outlet 114c Medium pressure steam turbine bleed port 114d Medium pressure steam turbine steam outlet 115 Steam generator 115a Steam generation Steam outlet of steam generator 115b Feed water inlet of steam generator 121 Primary sodium system 122 Secondary sodium system 123 Intermediate heat exchanger 124 Core 125 Reactor vessel 126 Secondary system pump 131 Turbine equipment 132 Low pressure steam turbine 132a Steam of low pressure steam turbine Entrance 1 2b, 132c, 132d, 132e Low-pressure steam turbine bleed port 133 Generator 134 Rotating shaft 135 Condenser 135a Turbine bypass line condenser steam inlet 135b Condenser condenser outlet 135c Condenser hot well 136 1 High pressure feed water heater 136a Extraction inlet 136b of the first high pressure feed water heater 136b Drain entrance 136c of the first high pressure feed water heater Drain outlet 136c of the first high pressure feed water heater 137 Second high pressure feed water heater 137a of the second high pressure feed water heater Drain inlet 137b Drain outlet of the second high pressure feed water heater 138 Main steam pipe 139 Steam generator outlet valve 140 Main steam stop valve 141 Steam control valve 142 Turbine bypass pipe 143 Turbine bypass valve 144 Condensate pipe 145 Feed water pipe 146 Condensate pump 147 Grand Steam Condenser 148 Condensate Boo Tap pump 149 First low pressure feed water heater 149a Extraction inlet 149b of first low pressure feed water heater Drain inlet 149c First low pressure feed water heater drain outlet 150 Second low pressure feed water heater 150a Second low pressure feed water Drain inlet 150b of the second low-pressure feed water heater 150c Drain outlet 150c of the second low-pressure feed water heater 151 Third low-pressure feed water heater 151a Extraction inlet 151b of the third low-pressure feed water heater 151b of the third low-pressure feed water heater Drain inlet 151c Drain outlet of the third low-pressure feed water heater 152 Fourth low-pressure feed water heater 152a Bleed inlet of the fourth low-pressure feed water heater 152b Drain outlet of the fourth low-pressure feed water heater 153 Deaerator 153A Deaerator Part 153A-1 Degassing part extraction inlet 153A-2 Deaeration part drain inlet 153B Deaerator deaerator tank 15 Feed water booster pump 155 Main feed water pump 156 Steam generator inlet valve 157 Pipe connecting high pressure steam turbine and medium pressure steam turbine 158 Pipe connecting medium pressure steam turbine and low pressure steam turbine 159 Reheating steam stop valve 160 Intercept valve 161 Main steam split flow Piping 162 Drain piping 163,164 Extraction piping 165,166 Drain piping 167,168,169,170 Extraction piping 171,172,173,174 Drain piping 175 High pressure steam heater drain tank

Claims

蒸気発生器で発生した高温かつ高圧の過熱蒸気である主蒸気を高圧蒸気タービンに供給し、この高圧蒸気タービンの排気を中圧蒸気タービンに供給し、この中圧蒸気タービンの排気を低圧蒸気タービンに供給するように構成された発電プラントに装備されている蒸気再加熱システムであって、
湿分分離機能を備えない蒸気再加熱手段を有し、蒸気の再加熱を蒸気発生器又はボイラで行うことなく、この蒸気再加熱手段において、前記高圧蒸気タービンから排気された乾き蒸気を、前記蒸気発生器で発生した前記主蒸気の一部によって加熱した後、前記中圧蒸気タービンに供給することにより、前記中圧蒸気タービンが乾き蒸気領域での運転となるようにするとともに、
前記蒸気再加熱手段によって発生した高圧のドレンを熱回収するためのシステムを有することを特徴とする発電プラントの蒸気再加熱システム。 The main steam, which is high-temperature and high-pressure superheated steam generated by the steam generator , is supplied to the high-pressure steam turbine, the exhaust from the high-pressure steam turbine is supplied to the intermediate-pressure steam turbine, and the exhaust from the intermediate-pressure steam turbine is supplied to the low-pressure steam turbine. A steam reheating system installed in a power plant configured to supply
It has a steam reheating means without a moisture separation function , and in this steam reheating means, the dry steam exhausted from the high-pressure steam turbine is not re-heated by a steam generator or a boiler. After being heated by a part of the main steam generated by the steam generator, the intermediate pressure steam turbine is operated in a dry steam region by supplying to the intermediate pressure steam turbine ,
A steam reheating system for a power plant, comprising a system for recovering heat of the high-pressure drain generated by the steam reheating means .