JP6139443B2 - 火力発電プラント - Google Patents

Description

火力発電プラントでは、図１に示すように、タービン２３で仕事を終えた排気蒸気は、復
水器２５で凝縮され水になり、その水が給水として給水ラインに供給される。給水は、複
数段の給水加熱器２，３，４にて加熱されたのち、ボイラ２２へと流入する。

各給水加熱器にて給水を加熱する熱源はタービン２３からの抽気蒸気であり、抽気蒸気が
各給水加熱器内で給水と熱交換することで発生するヒータドレン４０は、次下段の給水加
熱器もしくは脱気器へと流入する。

給水加熱器に接続される給水配管およびヒータドレン配管４０は、前後段の給水加熱器に
接続されるため、給水加熱器は経済的な配管ルートを実現させるためにその前後の給水加
熱器の近傍に配置されることが多い。

ところで、給水加熱用として給水加熱器を使う代わりに、デスーパーヒータ（蒸気減温器
）を利用する場合がある。これは、抽気蒸気の熱をデスーパーヒータに供給して給水との
熱交換を行い、熱交換を終え減温された蒸気を、もう一度、別の給水との熱交換に利用す
ることで、２回の給水加熱を行うことができる。

図１で説明すると、タービン２３からの抽気蒸気は、デスーパーヒータ１に供給され、一
段前の給水加熱器３からの給水と熱交換を行う。熱交換を終えた抽気蒸気は、蒸気のまま
減温された蒸気の状態（つまりドレン化されず）で、複数段前の給水加熱器２に供給され
、そこでさらに給水との熱交換に供されたのちドレン化される。

ここで、デスーパーヒータ１の抽気蒸気出口から複数段前の給水加熱器２に接続される蒸
気配管５にドレンが発生した場合、デスーパーヒータ１の蒸気を出入りさせる胴側はドレ
ン用の液面レベルをもたないため、ドレンがデスーパーヒータ１に逆流させないよう、配
置に工夫を要する。

また、デスーパーヒータの抽気系統、給水系統の接続は、一般の給水加熱器と異なるため
、デスーパーヒータとこれと接続関係をもつ給水加熱器とを最適に配置しないと、抽気配
管、給水配管の物量が大きくなり、配管のルーティングも不経済、スペースも占有してし
まう。

特開２０１０−１２１６３２号公報

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、火力発電プラントのタービン
システムにおいて、給水を加熱するために設けられるデスーパーヒータで熱交換を終えた
抽気蒸気を給水加熱器に流す蒸気配管でドレンが発生した場合、ドレンがデスーパーヒー
タに逆流しないようにし、かつ、デスーパーヒータ周辺の配管を最適配置することを目的
とする。

上記目的を達成するために本発明は、タービンからの排気蒸気が凝縮されて生成される給
水を加熱するための給水加熱器と、加熱された給水を前記タービンからの抽気蒸気との熱
交換によりさらに加熱するデスーパーヒータとを有する火力発電プラントにおいて、前記
デスーパーヒータの鉛直下方に、このデスーパーヒータにて給水との熱交換を終えた蒸気
が供給される給水加熱器を配置し、かつ前記デスーパーヒータの水室部が給水系統におけ
る前段給水加熱器の水室部と同一平面内で向かい合って配置することを特徴とする。

発電プラントの概略構成を表す系統図 本発明の第１の実施形態を示す構成配置図 本発明の第２の実施形態を示す構成配置図 本発明の第３の実施形態の第１の例を示す構成配置図 本発明の第３の実施形態の第２の例を示す構成配置図 本発明の第３の実施形態の第３の例を示す構成配置図

以下、本発明に係る起動方法の実施例について説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すとおり、復水器２５からの給水９は給水加熱器２，４，３の順で加熱され、さ
らにデスーパーヒータ１で加熱される。それぞれの加熱のために、タービン２３からの抽
気蒸気３２は給水加熱器３に供給され，抽気蒸気３３は給水加熱器４に，抽気蒸気３４は
デスーパーヒータ１に供給され、加熱された給水はボイラ２２に供給される。ボイラ２２
では給水をさらに加熱して蒸気を発生して発生した蒸気をタービン２３に供給してタービ
ンを駆動し、回転動力を発電機２４に伝えて発電が行われる。

図２に、デスーパーヒータ廻りの配置実施例について示す。

デスーパーヒータ１と給水加熱器２との構成を比較すると、水室部１Ａ、２Ａと胴部１Ｂ
、２Ｂを有する点は同じだが、給水加熱器２はドレン用の液面レベルと常用ドレン座を持
っているのに対し、デスーパーヒータ１はドレン用の液面レベルも常用ドレン座も持って
いない点が異なる。

デスーパーヒータ１は、給水加熱器３とともにフロア７に設置される。給水加熱器３に供
給される給水はタービン抽気蒸気３２により加熱され、デスーパーヒータ１の水室部１Ａ
に供給される。給水加熱器３で給水に供した蒸気はドレンとして給水加熱器４に供給され
る。

フロア７の階下８には、デスーパーヒータ１からの抽気蒸気が流入して復水器２５からの
給水を加熱する給水加熱器２と、デスーパーヒータ１からの給水をタービン抽気蒸気３３
により加熱する給水加熱器４が設置される。

デスーパーヒータ１の胴部１Ａから給水加熱器２の胴部２Ａへの蒸気配管５は、フロア７
からフロア８に向かって配置されるため、同蒸気配管の蒸気がドレン化して水が発生して
も、液面レベルをもたないデスーパーヒータ１の胴部１Ａへの逆流を生じさせない。さら
には、デスーパーヒータ１からの抽気配管を階下にまっすぐ配置させることにより、最短
でルート計画が可能となる。

またデスーパーヒータの前段給水加熱器４をデスーパーヒータ１の向かい側に隣接させて
配置することで、両者をつなぐ給水配管についても経済的なルート計画が実現可能となる
。

（第２の実施形態）
図３にデスーパーヒータ廻りの配置実施例について示す。

デスーパーヒータ１、デスーパーヒータ１からの蒸気が流入する給水加熱器２、デスーパ
ーヒータ前段給水加熱器３の位置関係は第１の実施形態と同様とし、デスーパーヒータ１
からの蒸気が流入する給水加熱器２の次段給水加熱器４をデスーパーヒータと同じフロア
（平面）かつデスーパーヒータからの蒸気が流入する給水加熱器２の上に配置する。

これにより、デスーパーヒータ１の胴部１Ａから給水加熱器２の胴部２Ａへの蒸気配管５
は、鉛直方向に伸びているので蒸気配管５内にドレンが発生しても、デスーパーヒータ１
の胴部１Ａへの逆流が生じないという効果に加えて、給水加熱器２から給水加熱器４に伸
びる給水管を、フロア８からそのまま鉛直上方向に伸ばすことにより最短ルートが実現可
能である。

（第３の実施形態）
本実施形態を図４により説明するが、他の実施形態との違いがわかりやすいように、要部
のみを示してある。

図４に示すように、デスーパーヒータ１、給水加熱器２，３，４を同一平面上に配置し、
かつ給水ラインの段数の順に円周上に配置している。給水配管が接続する給水加熱器はそ
れぞれ隣り合うため、最短ルートでの給水配管設計が可能となる。またデスーパーヒータ
とデスーパーヒータからの蒸気が流入する給水加熱器を接続する蒸気配管についても、そ
れぞれが近接しているため経済的なルートが実現可能となる。

また、デスーパーヒータ１の胴部１Ａから給水加熱器２の胴部２Ａへの蒸気配管５は、水
平面に対して、デスーパーヒータ１の胴部１Ａから給水加熱器２の胴部２Ａへ向かって傾
斜させて設ける。これにより、デスーパーヒータ１の胴部１Ａへの逆流が生じない。

なお、給水加熱器が２系列ある場合は、鏡面配置（図５）もしくは平行配置（図６）にて
デスーパーヒータ、給水加熱器を円周上に配置することで、給水加熱器のメンテナンスス
ペースの一部を共有することができ、省スペース化に貢献可能となる。

１・・・ デスーパーヒータ
２・・・デスーパーヒータから抽気蒸気が流入する給水加熱器
３・・・給水加熱器（デスーパーヒータ前段）
４・・・デスーパーヒータから抽気蒸気が流入する給水加熱器の次段給水加熱器
６・・・給水系統
７・・・デスーパーヒータ設置フロアの上側フロア
８・・・デスーパーヒータ設置フロアの下側フロア
９・・・ 復水系統
２２・・・ ボイラ
２３・・・ タービン
２４・・・ 発電機
２５・・・ 復水器
２８・・・ 主蒸気系統
３２,３３,３４・・・ 抽気系
４０・・・ ヒータドレン系統
５０・・・ 火力発電プラント

Claims (4)

1. タービンからの排気蒸気が凝縮されて生成される給水を加熱するための給水加熱器と、加
   熱された給水を前記タービンからの抽気蒸気との熱交換によりさらに加熱するデスーパー
   ヒータとを有する火力発電プラントにおいて、
   前記デスーパーヒータの鉛直下方に、このデスーパーヒータにて給水との熱交換を終えた
   蒸気が供給される給水加熱器を配置し、かつ前記デスーパーヒータの水室部が給水系統に
   おける前段給水加熱器の水室部と同一平面内で向かい合って配置されたことを特徴とする
   火力発電プラント。
2. 前記デスーパーヒータにて給水との熱交換を終えた蒸気が流入する給水加熱器の給水系統
   における次段給水加熱器を、前記蒸気が流入する給水加熱器の上方に配置したことを特徴
   とする請求項１記載の火力発電プラント。
3. 前記デスーパーヒータにて給水との熱交換を終えた蒸気が流入する給水加熱器の次段給水
   加熱器を、デスーパーヒータから蒸気が流入する給水加熱器の向かいに配置したことを特
   徴とする請求項１記載の火力発電プラント。
4. 給水加熱器２系列をそれぞれ並行に配置したことを特徴とする請求項１、２、３記載の火
   力発電プラント。

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