JP6514030B2 - Condensed water heating system and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明の一態様としての本実施形態は、復水加熱システム及びその制御方法に関する。 The present embodiment as one aspect of the present invention relates to a condensate heating system and a control method thereof.
発電プラントにおいて、蒸気タービンを流れる蒸気の一部である抽気蒸気によって、復水又は給水を加熱する給水加熱器が設置されている。抽気蒸気は給水加熱器内の伝熱管を通じて復水又は給水と熱交換を行ない、熱量を復水又は給水に奪われた抽気蒸気は凝縮する。抽気蒸気には非凝縮ガス（窒素、酸素、水素及びアンモニアなど）が含まれており、非凝縮ガスが給水加熱器内に滞留してしまう。給水加熱器内への非凝縮ガスの滞留により、抽気蒸気と復水又は給水との熱交換が阻害されてしまう。 In a power plant, a feed water heater is installed which heats condensed water or feed water by extracted steam which is a part of steam flowing through a steam turbine. Bleed steam exchanges heat with condensed water or feed water through a heat transfer pipe in the feed water heater, and the extracted steam that has been deprived of heat by the condensed water or feed water condenses. The extracted steam contains non-condensed gas (such as nitrogen, oxygen, hydrogen, and ammonia), and the non-condensed gas remains in the feed water heater. The retention of non-condensed gas in the feed water heater impedes the heat exchange between the extracted steam and the condensed water or the feed water.
そこで、給水加熱器と復水器とを接続するベント配管を設置し、給水加熱器と復水器との圧力差を利用して、給水加熱器内の非凝縮ガスが含まれたベント蒸気を復水器に排出する構成が開示されている。ベント蒸気は、非凝縮ガスと共に給水加熱器内で凝縮に至らなかった抽気蒸気も随伴して復水器に排出される。その結果、ベント蒸気の持つ熱量は、復水器を通じて発電サイクル系外へ放熱される。 Therefore, install a vent pipe that connects the feed water heater and the condenser, and make use of the pressure difference between the feed water heater and the condenser to make the vent steam containing noncondensed gas in the feed water heater An arrangement for discharging to a condenser is disclosed. The vented steam is discharged to the condenser along with the non-condensed gas and also the extracted steam which has not been condensed in the feed water heater. As a result, the heat quantity of the vented steam is dissipated to the outside of the power generation cycle system through the condenser.
また、復水器に排出されるベント蒸気の持つ熱量を回収する技術が開示される。この技術は、ベント蒸気を復水系統に接続されている熱交換器の一つであるグランド蒸気復水器に接続し、ベント蒸気を復水と熱交換させたのち、グランド蒸気復水器に滞留した非凝縮ガスを、グランド蒸気復水器に接続された排気ファンより発電サイクル系外に排出するものである。 Also disclosed is a technique for recovering the amount of heat possessed by the vented steam discharged to the condenser. In this technology, vented steam is connected to a grand steam condenser, which is one of the heat exchangers connected to the condensate system, and the vented steam is heat-exchanged with condensed water, and then the grand steam condenser is used. The accumulated non-condensed gas is discharged out of the power generation cycle system from an exhaust fan connected to a grand steam condenser.
ベント蒸気を給水加熱器から復水器に排出する従来の系統では、前述したように非凝縮ガスと共に熱量を有した抽気蒸気も復水器に排出しており、ベント蒸気の持つ熱量は発電プラント効率に寄与することなく、発電サイクル系外に放熱されている。発電プラントに設置される全ての給水加熱器はベント蒸気を抽出する機能を有しているが、給水加熱器の器内圧力が高いものほど、ベント蒸気の持つ熱量は大きい。特に沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービン発電プラントは、原子炉で発生した蒸気を蒸気タービンの駆動力として使用するため、加圧水型原子炉のものに比べて蒸気に含まれる非凝縮ガスが多い。 In the conventional system for discharging the vented steam from the feed water heater to the condenser, as described above, the extracted steam having heat as well as the noncondensed gas is also discharged to the condenser, and the heat of the vented steam is the power plant The heat is dissipated outside the power generation cycle system without contributing to the efficiency. Although all the feed water heaters installed in the power plant have a function of extracting the vented steam, the higher the internal pressure of the feed water heater, the larger the amount of heat the vented steam has. In particular, a steam turbine power plant installed in a boiling water reactor uses non-condensed gas contained in the steam as compared to that of a pressurized water reactor because steam generated in the reactor is used as a driving force of the steam turbine. There are many.
そのため、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービン発電プラントにおいては、復水又は給水を加熱するための蒸気の流量とベント蒸気の流量の比率として用いられるベント比は、加圧水型のものに比べて大きく設定されていることから、給水加熱器から復水器に排出されるベント蒸気の流量が多くなり、発電サイクル系外に排熱される熱量も大きい。従来の発電プラントでは、給水加熱器内のベント蒸気の持つ熱量は、プラント効率に寄与することなく、発電サイクル系外に捨てられており、有効利用が図られていない。 Therefore, in a steam turbine power plant installed in a boiling water reactor, the vent ratio used as a ratio of the flow rate of steam for heating condensate or feed water to the flow rate of vented steam is higher than that of the pressurized water type. Because the flow rate of the vented steam discharged from the feed water heater to the condenser increases, the amount of heat discharged outside the power generation cycle system is also large. In the conventional power plant, the amount of heat of the vented vapor in the feed water heater is discarded outside the power generation cycle system without contributing to the plant efficiency, and effective utilization can not be achieved.
また、給水加熱器から排出されたベント蒸気が復水器に排出されると、ベント蒸気の蒸気分は復水器内に設置された伝熱管と熱交換することによって凝縮されるが、復水器内に残存する非凝縮ガスは、蒸気式空気抽出器や真空ポンプによって復水器外に排出される。復水器内の非凝縮ガスの量が多ければ多いほど、復水器内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を阻害するため、復水器性能の面から非凝縮ガスの復水器への流入はできる限り低減しなければならない。 Also, when the vented steam discharged from the feed water heater is discharged to the condenser, the steamed portion of the vented steam is condensed by heat exchange with the heat transfer pipe installed in the condenser, but the condensed water Non-condensed gas remaining in the vessel is discharged to the outside of the condenser by a steam-type air extractor or a vacuum pump. As the amount of non-condensed gas in the condenser increases, the heat exchange between the heat transfer pipe installed in the condenser and the steam is impeded, so the condenser performance of the non-condensed gas from the viewpoint of condenser performance Inflow should be reduced as much as possible.
特許文献２では、前述したように、ベント蒸気をグランド蒸気復水器に排出しており、排気ファンからは直接大気へ放出されている。沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントではベント蒸気に放射性物質を含んでおり、特許文献２のシステムを用いた場合、放射性物質が大気放出されてしまうため、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいては特許文献２を適用できない。 In Patent Document 2, as described above, the vented steam is discharged to the ground steam condenser, and is discharged directly from the exhaust fan to the atmosphere. A steam turbine plant installed in a boiling water reactor contains radioactive material in vented steam, and when the system of Patent Document 2 is used, the radioactive material is released to the atmosphere, so it is installed in the boiling water reactor Patent Document 2 can not be applied to a steam turbine plant that is used.
また、ベント蒸気は圧力差を利用して給水加熱器から抽出されるが、特許文献２は、発電プラントが部分負荷状態のように、給水加熱器とグランド蒸気復水器の圧力差が小さくなることによりベント蒸気の抽出流量が減少する場合のことが想定されていないため、発電プラントの負荷によっては給水加熱器内の非凝縮ガスの量が増加し、給水加熱器内での熱交換を阻害する。 Also, vented steam is extracted from the feed water heater using a pressure difference, but in Patent Document 2, the pressure difference between the feed water heater and the ground steam condenser decreases as the power plant is in a partial load state. Since it is not assumed that the extraction flow rate of the vented steam decreases, the load of the power plant may increase the amount of non-condensed gas in the feed water heater, which inhibits heat exchange in the feed water heater. Do.
本実施形態に係る復水加熱システムは、上述した課題を解決するために、蒸気タービンの蒸気を復水とする復水器と、前段の空気抽出器によって抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器と、前記蒸気タービンからの抽気でボイラ給水を加熱する複数の給水加熱器と、前記複数の給水加熱器の各給水加熱器と前記復水器とを接続するとともに、前記各給水加熱器と前記中間冷却器とを接続し、前記各給水加熱器内のベント蒸気を排出するベント配管と、を備えた。前記ベント配管は、前記複数の給水加熱器にそれぞれ接続された複数の主要ベント配管と、前記複数の主要ベント配管を前記復水器にそれぞれ接続する複数の第１分岐ベント配管と、前記複数の主要ベント配管を前記中間冷却器にそれぞれ接続する複数の第２分岐ベント配管と、によって構成された。また、前記復水加熱システムは、前記複数の第１分岐ベント配管にそれぞれ設けられる複数の第１開閉弁と、前記複数の第２分岐ベント配管にそれぞれ設けられる複数の第２開閉弁と、をさらに備えた。 In order to solve the above-mentioned problem, the condensate heating system according to the present embodiment cools and cools the mixed gas extracted by the condenser that uses the steam of the steam turbine as the condensate, and the air extractor at the previous stage. an intermediate cooler for condensing, with connecting a plurality of feedwater heaters for heating boiler feedwater with extraction from the steam turbine, each feed water heater of the plurality of feedwater heaters and the condenser, the Each feed water heater and the said intercooler were connected, and the vent piping which discharges the vented steam in each said feed water heater was provided. The vent pipe includes a plurality of main vent pipes respectively connected to the plurality of water supply heaters, a plurality of first branch vent pipes each connecting the plurality of main vent pipes to the condenser, and the plurality of plurality of branch pipes. It comprised by the some 2nd branch vent piping which respectively connects main vent piping to the said intercooler. Further, the condensate heating system includes: a plurality of first on-off valves provided to the plurality of first branch vent pipes, and a plurality of second on-off valves provided to the plurality of second branch vent pipes. Further equipped.
本実施形態に係る復水加熱システムの制御方法は、上述した課題を解決するために、蒸気タービンの蒸気を復水とする復水器と、前段の空気抽出器によって抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器と、前記蒸気タービンからの抽気でボイラ給水を加熱する給水加熱器と、を備える復水加熱システムの制御方法において、前記給水加熱器内のベント蒸気の前記復水器への排出と、前記給水加熱器内の前記ベント蒸気の前記中間冷却器への排出とを切り替える。 In the control method of the condensate heating system according to the present embodiment, in order to solve the problems described above, the condenser that uses the steam of the steam turbine as a condensate, and the mixed gas extracted by the air extractor in the previous stage are cooled A control method of a condensate heating system comprising: an intercooler for condensing steam and a feed water heater for heating boiler feed water with bleed air from the steam turbine, the recovery of the vent steam in the feed water heater The discharge to the water tank and the discharge to the intercooler of the vented steam in the feed water heater are switched.
本実施形態に係る復水加熱システム及びその制御方法によると、給水加熱器内のベント蒸気を中間冷却器に排出する構成を備えることで、給水加熱器内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。 According to the condensate heating system and the control method thereof according to the present embodiment, by providing the configuration for discharging the vented vapor in the feedwater heater to the intercooler, the heat of the vented vapor in the feedwater heater can be made plant efficiency It can be made to contribute and effective utilization of heat can be aimed at.
加えて、本実施形態に係る復水加熱システム及びその制御方法によると、復水器への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。 In addition, according to the condensate heating system and its control method according to the present embodiment, the amount of non-condensed gas to the condenser can be reduced, so that heat exchange between the heat transfer pipe installed in the condenser and the steam is realized. It can be done efficiently.
また、本実施形態に係る復水加熱システム及びその制御方法によると、給水加熱器内のベント蒸気をグランド蒸気復水器に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。 Further, according to the condensate heating system and the control method thereof according to the present embodiment, the vented steam in the feed water heater is not discharged to the ground steam condenser, so that the steam turbine plant installed in the boiling water reactor is also It can prevent the release of radioactive materials into the atmosphere.
さらに、本実施形態に係る復水加熱システム及びその制御方法によると、発電プラントの負荷状態や圧力差に応じて給水加熱器内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器内の熱交換を効率的に行なうことができる。 Furthermore, according to the condensate heating system and the control method thereof according to the present embodiment, since the discharge destination of the vented vapor in the feed water heater is determined according to the load condition and the pressure difference of the power generation plant, the heat exchange in the feed water heater Can be done efficiently.
本実施形態に係る復水加熱システム及びその制御方法について、添付図面を参照して説明する。 A condensate heating system and a control method thereof according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings.
（第１実施形態）
図１及び図２を用いて、第１実施形態に係る復水加熱システムを説明する。
First Embodiment
The condensate heating system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図１及び図２は、第１実施形態に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。図１は、発電プラントの定格運転状態における復水加熱システムの構成を示す。図２は、発電プラントの低負荷状態における復水加熱システムの構成を示す。 FIG.1 and FIG.2 is schematic which shows the structure of the condensate heating system which concerns on 1st Embodiment. FIG. 1 shows the configuration of a condensate heating system in a rated operation state of a power plant. FIG. 2 shows the configuration of a condensate heating system in a low load state of a power plant.
図１及び図２は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）や加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）等の発電プラントに設置された、第１実施形態に係る復水加熱システム１を示す。 1 and 2 show the condensate heating system according to the first embodiment installed in a power plant such as a boiling water reactor (BWR) or a pressurized water reactor (PWR). 1 is shown.
復水加熱システム１は、大きくは、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、制御部１５、給水加熱器、ベント配管、開閉弁（ベント止め弁）、及び絞り機構を備える。なお、復水加熱システム１は、図示しないグランド蒸気復水器などの一般的な構成要素をさらに含むことが可能である。
The condensate heating system 1 mainly includes a
蒸気タービン１１は、蒸気を連続的に膨張させることによって、蒸気がもつ熱エネルギを速度エネルギに変え、タービンロータを介して機械的エネルギとして取り出す原動機である。
The
復水器１２は、蒸気タービン１１の排気蒸気を凝縮及び冷却して復水とする。
The
復水ポンプ１３は、復水器１２からの復水を昇圧する。
The
蒸気式空気抽出器１４は、復水器１２の真空度を維持するために内部に溜まった空気などの不凝縮ガスを抽出する複数段の空気抽出器、例えば２段の空気抽出器１４ａ，１４ｂと、空気抽出器１４ａ，１４ｂの間に設置され前段の空気抽出器１４ａで抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器１４ｃとを備える。
The steam-
制御部１５は、制御回路としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成される。制御部１５は、復水加熱システム１の構成要素の処理動作を統括的に制御する。制御部１５は、負荷信号を受信して、発電プラント出力に応じた負荷状態を判断する。そして、制御部１５は、負荷状態に応じて開閉弁の開閉を制御する。
The
給水加熱器は、蒸気タービン１１からの抽気でボイラ給水を加熱する熱交換器である。復水加熱システム１は、１又は複数（ｍ（ｍ＝１，２，…）個）の給水加熱器１６１〜１６ｍを備える。ｍが「３」の場合、図１及び図２に示すように、復水加熱システム１は、３個の給水加熱器１６１〜１６３を備える。
The feed water heater is a heat exchanger that heats the boiler feed water with the bleed air from the
ベント配管は、給水加熱器内の非凝縮ガスを抽出するために給水加熱器内のベント蒸気を排出する。ベント配管は、非凝縮ガスと共に給水加熱器内で凝縮に至らなかった抽気蒸気も随伴してベント蒸気を排出する。復水加熱システム１は、給水加熱器１６１〜１６ｍにそれぞれ接続されるｍ個の主要ベント配管１７１〜１７ｍと、主要ベント配管１７１〜１７ｍと復水器１２とをそれぞれ接続するｍ個の第１分岐ベント配管１８１〜１８ｍと、主要ベント配管１７１〜１７ｍと蒸気式空気抽出器１４の中間冷却器１４ｃとをそれぞれ接続するｍ個の第２分岐ベント配管１９１〜１９ｍとを備える。
The vent pipe discharges the vented vapor in the feedwater heater to extract non-condensed gas in the feedwater heater. The vent pipe discharges the vent vapor along with the non-condensed gas as well as the extracted steam that has not been condensed in the feed water heater. The condensate heating system 1 includes m
すなわち、ベント配管１７１〜１７ｍ，１８１〜１８ｍ，１９１〜１９ｍは、各給水加熱器と復水器１２とを接続するとともに、各給水加熱器と中間冷却器１４ｃとを接続する。
That is, the
ｍが「３」の場合、図１及び図２に示すように、復水加熱システム１は、３個の主要ベント配管１７１〜１７３と、３個の第１分岐ベント配管１８１〜１８３と、３個の第２分岐ベント配管１９１〜１９３とを備える。
When m is “3”, as shown in FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1 includes three
開閉弁は、ベント配管に設けられ、給水加熱器内のベント蒸気の排出流路を開閉する弁である。復水加熱システム１は、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｍにそれぞれ設けられるｍ個の第１開閉弁２０１〜２０ｍと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｍにそれぞれ設けられるｍ個の第２開閉弁２１１〜２１ｍとを備える。
The on-off valve is provided in the vent pipe and is a valve that opens and closes the discharge flow path of the vent vapor in the feed water heater. The condensate heating system 1 includes m first on-off
ｍが「３」の場合、図１及び図２に示すように、復水加熱システム１は、３個の第１開閉弁２０１〜２０３と、３個の第２開閉弁２１１〜２１３とを備える。
When m is “3”, as shown in FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1 includes three first on-off
絞り機構は、ベント配管に流れるベント蒸気の流量をそれぞれ制限する機構である。絞り機構としてオリフィスを用いる場合を図示するが、絞り機構として同様の機能を有するものであればオリフィスを用いる限定されるものではない。復水加熱システム１は、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｍにそれぞれ設けられるｍ個の第１絞り機構２２１〜２２ｍと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｍにそれぞれ設けられるｍ個の第２絞り機構２３１〜２３ｍとを備える。
The throttling mechanism is a mechanism that limits the flow rate of the vented vapor flowing to the vent pipe. Although the case where an orifice is used as the throttling mechanism is illustrated, it is not limited to use the orifice as long as it has the same function as the throttling mechanism. The condensate heating system 1 includes m
ｍが「３」の場合、図１及び図２に示すように、復水加熱システム１は、３個の第１絞り機構２２１〜２２３と、３個の第２絞り機構２３１〜２３３とを備える。
When m is “3”, as shown in FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1 includes three
図１及び図２に示す系統構成により、全ての給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気は、復水器１２又は中間冷却器１４ｃに排出される流路を持つことになる。
According to the system configuration shown in FIGS. 1 and 2, the vented steam in all the
なお、図１及び図２においては、ｍが「３」、すなわち、復水加熱システム１が３個の給水加熱器１６１〜１６３と、３個の主要ベント配管１７１〜１７３と、３個の第１分岐ベント配管１８１〜１８３と、３個の第２分岐ベント配管１９１〜１９３と、３個の第１開閉弁２０１〜２０３と、３個の第２開閉弁２１１〜２１３と、３個の第１絞り機構２２１〜２２３と、３個の第２絞り機構２３１〜２３３とを備える場合について説明する。しかしながら、ｍは「３」の場合に限定されるものではない。
In FIGS. 1 and 2, m is “3”, that is, the condensate heating system 1 includes three
ここで、従来技術に係る復水加熱システムについて説明する。 Here, a condensate heating system according to the prior art will be described.
図３は、従来技術に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of a condensate heating system according to the prior art.
図３は、従来技術に係る復水加熱システム１０１を示す。復水加熱システム１０１は、大きくは、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、３個の給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３、３個のベント配管Ｆ１〜Ｆ３、３個の絞り機構Ｇ１〜Ｇ３を備える。
FIG. 3 shows a
３個の給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３は、蒸気タービン１１からの抽気でボイラ給水を加熱する熱交換器である。給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３内のベント蒸気を排出するため、給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３には、３個のベント配管Ｆ１〜Ｆ３がそれぞれ接続される。
The three feed water heaters E1 to E3 are heat exchangers that heat the boiler feed water with the bleed air from the
３個のベント配管Ｆ１〜Ｆ３は、中間冷却器１４ｃと、３個の給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３とをそれぞれ接続し、給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３内の非凝縮ガスを抽出するために給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３内のベント蒸気をそれぞれ排出する。
Three vent pipes F1 to F3 connect the
３個の絞り機構Ｇ１〜Ｇ３は、ベント配管Ｆ１〜Ｆ３にそれぞれ設けられる。絞り機構Ｇ１〜Ｇ３は、ベント配管Ｆ１〜Ｆ３に流れるベント蒸気の流量をそれぞれ制限する機構である。 Three throttling mechanisms G1 to G3 are respectively provided to the vent pipes F1 to F3. The throttling mechanisms G1 to G3 are mechanisms that respectively limit the flow rate of the vent steam flowing through the vent pipes F1 to F3.
図３の構成に示すように、復水加熱システム１０１において、給水加熱器Ｅ１〜Ｅ３からのベント蒸気は、ベント配管Ｆ１〜Ｆ３を介して常に復水器１２に排出されることになる。
As shown in the configuration of FIG. 3, in the
図１及び図２の説明に戻って、復水加熱システム１は、第１開閉弁２０１〜２０３を閉止とし第２開閉弁２１１〜２１３を開放とする状態（図１に図示）と、第１開閉弁２０１〜２０３を開放とし第２開閉弁２１１〜２１３を閉止とする状態（図２に図示）とを切り替えることができる。つまり、復水加熱システム１は、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を、中間冷却器１４ｃ又は復水器１２に切り替えることができる。
Referring back to the description of FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1 closes the first on-off
給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先の切り替えは、発電プラントの運転状態に従えばよい。制御部１５は、発電プラントの負荷がある閾値以上であることを検知すると、図１に示すように、第１開閉弁２０１〜２０３を閉止とし第２開閉弁２１１〜２１３を開放とするように開閉弁をそれぞれ制御する。この場合、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気は、主要ベント配管１７１〜１７３から第２分岐ベント配管１９１〜１９３を介して中間冷却器１４ｃにそれぞれ排出される。
The switching of the discharge destination of the vented steam in the
一方で、図１に示す復水加熱システム１では、第２開閉弁２１１〜２１３のみが解放されているので、中間冷却器１４ｃには、給水加熱器１６１〜１６３から主要ベント配管１７１〜１７３と、第２分岐ベント配管１９１〜１９３とを介してベント蒸気が導入される。同時に、図１に示す復水加熱システム１では、中間冷却器１４ｃには、空気抽出器１４ａを介して復水器１２内の非凝縮ガスや、復水器１２で抽気凝縮に至らなかった蒸気や、空気抽出器１４ａの作動蒸気が導入される。また、中間冷却器１４ｃは、中間冷却器１４ｃに流入する抽気蒸気を、中間冷却器１４ｃ内に設置された伝熱管を介して復水と熱交換する。中間冷却器１４ｃ内に残存した非凝縮ガスや凝縮に至らなかった抽気蒸気は、空気抽出器１５ｂを介して発電サイクル系外に排出される。
On the other hand, in the condensate heating system 1 shown in FIG. 1, only the second on-off
続いて、発電プラントの負荷が下がってくると、給水加熱器１６１〜１６３と中間冷却器１４ｃとの圧力差が小さくなるため、給水加熱器１６１〜１６３からのベント蒸気の流量が減少する。そして、発電プラントの負荷が給水加熱器１６１〜１６３内の非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量が不十分となる時の負荷以下の低負荷状態となると、給水加熱器１６１〜１６３内の非凝縮ガスの量が増加する。給水加熱器１６１〜１６３の非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量を維持するためには、中間冷却器１４ｃよりも圧力の低い復水器１２にベント蒸気を排出する必要がある。
Subsequently, when the load of the power generation plant decreases, the pressure difference between the
そこで、制御部１５は、発電プラントの負荷が閾値以下となる状態を検知すると、図２に示すように、第１開閉弁２０１〜２０３を開放とし第２開閉弁２１１〜２１３を閉止とするように開閉弁をそれぞれ制御する。この場合、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気は、主要ベント配管１７１〜１７３から第１分岐ベント配管１８１〜１８３を介して復水器１２にそれぞれ排出される。
Therefore, when the
このように、制御部１５は、発電プラントが低負荷状態に移行したことを検知すると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を図１に示す中間冷却器１４ｃから図２に示す復水器１２に切り替える。一方で、制御部１５は、発電プラントが低負荷状態からある閾値以上の負荷へ上昇したことを検知すると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を図２に示す復水器１２から図１に示す中間冷却器１４ｃに切り替える。ここで、ベント蒸気の排出先の切り替えは、給水加熱器１６１〜１６３で段階的に行なわれてもよいし、また、同時に行なわれてもよい。どちらの場合でも、同等の作用及び効果が得られる。
As described above, when the
なお、給水加熱器１６１〜１６３のうち、ボイラ給水流れ方向の下流側に備えられた給水加熱器であるほど加熱蒸気の圧力が高くベント蒸気の持つ熱量は大きいため、発電プラント効率に寄与する割合は大きい。加熱蒸気の圧力は、給水加熱器１６１より給水加熱器１６２の方が高く、給水加熱器１６２より給水加熱器１６３の方が高い。
Of the
また、図１及び図２に示す復水加熱システム１において、給水加熱器は１系列（直列の給水加熱器１６１〜１６３を一列）として示しているが、複数系列（直列の給水加熱器１６１〜１６３を複数列）であってもよい。その場合、各系列を図１に示す構成とすることができる。
Moreover, in the condensate heating system 1 shown in FIGS. 1 and 2, the feed water heaters are shown as one series (one series of
第１実施形態に係る復水加熱システム１によると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気を中間冷却器１４ｃに排出する構成を備えることで、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。
According to the condensate heating system 1 according to the first embodiment, the vented steam in the
加えて、第１実施形態に係る復水加熱システム１によると、復水器１２への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器１２内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。
In addition, according to the condensate heating system 1 according to the first embodiment, the amount of non-condensed gas to the
また、第１実施形態に係る復水加熱システム１によると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気をグランド蒸気復水器（図示しない）に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。
Further, according to the condensate heating system 1 according to the first embodiment, the vented steam in the
さらに、第１実施形態に係る復水加熱システム１によると、発電プラントの負荷状態に応じて給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器１６１〜１６３内の熱交換を効率的に行なうことができる。
Furthermore, according to the condensate heating system 1 according to the first embodiment, since the discharge destination of the vented steam in the
（第２実施形態）
図４を用いて、第２実施形態に係る復水加熱システムを説明する。なお、図４において、図１、図２、及び図３に示す復水加熱システムと同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略する。
Second Embodiment
The condensate heating system according to the second embodiment will be described using FIG. 4. In addition, in FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the condensate heating system shown to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図４は、第２実施形態に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic view showing a configuration of a condensate heating system according to a second embodiment.
図４は、沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉等の発電プラントに設置された、第２実施形態に係る復水加熱システム１Ａを示す。復水加熱システム１Ａは、大きくは、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、制御部１５、給水加熱器、ベント配管、開閉弁、及び絞り機構を備える。なお、復水加熱システム１Ａは、図示しないグランド蒸気復水器などの一般的な構成要素をさらに含むことが可能である。
FIG. 4 shows a
給水加熱器は、蒸気タービン１１からの抽気でボイラ給水を加熱する熱交換器である。復水加熱システム１Ａは、複数の給水加熱器（ボイラ給水流れ方向の上流側のｐ（ｐ＝１，２，…）個の給水加熱器Ｅ１〜Ｅｐと、ボイラ給水流れ方向の下流側のｑ（ｑ＝１，２，…）個の給水加熱器１６１〜１６ｑ）とを備える。ｐが「１」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、上流側の１個の給水加熱器Ｅ１を備える。ｑが「２」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、下流側の２個の給水加熱器１６１，１６２を備える。ここで、給水加熱器の上流及び下流とは、ボイラ給水流れ方向から見たものであり、以降の説明においても同様の定義として用いる。
The feed water heater is a heat exchanger that heats the boiler feed water with the bleed air from the
ベント配管は、給水加熱器内の非凝縮ガスを抽出するために給水加熱器内のベント蒸気を排出する。ベント配管は、非凝縮ガスと共に給水加熱器内で凝縮に至らなかった抽気蒸気も随伴してベント蒸気を排出する。復水加熱システム１Ａは、給水加熱器Ｅ１〜Ｅｐと復水器１２とをそれぞれ接続するｐ個のベント配管Ｆ１〜Ｆｐと、給水加熱器１６１〜１６ｑにそれぞれ接続されるｑ個の主要ベント配管１７１〜１７ｑと、主要ベント配管１７１〜１７ｑと復水器１２とをそれぞれ接続するｑ個の第１分岐ベント配管１８１〜１８ｑと、主要ベント配管１７１〜１７ｑと蒸気式空気抽出器１４の中間冷却器１４ｃとをそれぞれ接続するｑ個の第２分岐ベント配管１９１〜１９ｑとを備える。
The vent pipe discharges the vented vapor in the feedwater heater to extract non-condensed gas in the feedwater heater. The vent pipe discharges the vent vapor along with the non-condensed gas as well as the extracted steam that has not been condensed in the feed water heater. Condensed
すなわち、ベント配管１７１〜１７ｑ，１８１〜１８ｑ，１９１〜１９ｑは、下流側の各給水加熱器と復水器１２とを接続するとともに、下流側の各給水加熱器と中間冷却器１４ｃとを接続する。
That is, the
ｐが「１」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、１個のベント配管Ｆ１を備える。ｑが「２」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、２個の主要ベント配管１７１，１７２と、２個の第１分岐ベント配管１８１，１８２と、２個の第２分岐ベント配管１９１，１９２とを備える。
When p is “1”, as shown in FIG. 4, the
開閉弁は、ベント配管に設けられ、給水加熱器内のベント蒸気の流路を開閉する弁である。復水加熱システム１Ａは、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｑにそれぞれ設けられるｑ個の第１開閉弁２０１〜２０ｑと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｑにそれぞれ設けられるｑ個の第２開閉弁２１１〜２１ｑとを備える。
The on-off valve is provided in the vent pipe and is a valve that opens and closes the flow path of the vented vapor in the feed water heater. The
ｑが「２」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、２個の第１開閉弁２０１，２０２と、２個の第２開閉弁２１１，２１２とを備える。
When q is "2", as shown in FIG. 4, the
絞り機構は、ベント配管に流れるベント蒸気の流量をそれぞれ制限する機構である。復水加熱システム１Ａは、ベント配管Ｆ１〜Ｆｐにそれぞれ設けられるｐ個の絞り機構Ｇ１〜Ｇｐと、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｑにそれぞれ設けられるｑ個の第１絞り機構２２１〜２２ｑと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｑにそれぞれ設けられるｑ個の第２絞り機構２３１〜２３ｑとを備える。
The throttling mechanism is a mechanism that limits the flow rate of the vented vapor flowing to the vent pipe. The
ｐが「１」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、１個の絞り機構Ｇ１を備える。ｑが「２」の場合、図４に示すように、復水加熱システム１Ａは、２個の第１絞り機構２２１，２２２と、２個の第２絞り機構２３１，２３２とを備える。
When p is “1”, as shown in FIG. 4, the
図４に示す系統構成により、上流側の給水加熱器Ｅ１内のベント蒸気は、復水器１２に排出される流路を持つことになり、下流側の給水加熱器１６１，１６２内のベント蒸気は、中間冷却器１４ｃ又は復水器１２に排出される流路を持つことになる。給水加熱器１６１，１６２内のベント蒸気の排出先は、中間冷却器１４ｃ又は復水器１２に切り替えられる。
According to the system configuration shown in FIG. 4, the vented steam in the feedwater heater E1 on the upstream side has a flow path discharged to the
なお、図４においては、ｐが「１」、すなわち、復水加熱システム１Ａの上流側の１個の給水加熱器Ｅ１と、１個の主要ベント配管Ｆ１と、１個の絞り機構Ｇ１とを備える。しかしながら、ｐは「１」の場合に限定されるものではない。
In FIG. 4, p is “1”, that is, one feed water heater E1 on the upstream side of the
また、図４においては、ｑが「２」、すなわち、復水加熱システム１Ａの下流側の２個の給水加熱器１６１，１６２と、２個の主要ベント配管１７１，１７２と、２個の第１分岐ベント配管１８１，１８２と、２個の第２分岐ベント配管１９１，１９２と、２個の第１開閉弁２０１，２０２と、２個の第２開閉弁２１１，２１２と、２個の第１絞り機構２２１，２２２と、２個の第２絞り機構２３１，２３２とを備える。しかしながら、ｑは「２」の場合に限定されるものではない。
Further, in FIG. 4, q is “2”, that is, the two
図４に示す復水加熱システム１Ａにおいて、図１及び図２に示す復水加熱システム１と異なる構成は、給水加熱器のうち、圧力が比較的低い上流側の給水加熱器Ｅ１のベント蒸気の排出先を、従来技術のように復水器１２のみとしていることである。発電プラントの定格運転状態において、相対的に圧力が低い給水加熱器Ｅ１と中間冷却器１４ｃとの圧力差では、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量を達成できない場合、低圧力の給水加熱器Ｅ１のベント蒸気は常に復水器１２に排出することが好適である。
In the
一方で、上流側の給水加熱器Ｅ１と比較して下流側の給水加熱器１６１，１６２の方がベント蒸気の持つ熱量が大きい。そのため、給水加熱器のうち、圧力が比較的高い下流側の給水加熱器１６１，１６２のベント上記の排出先を、復水器１２又は中間冷却器１４ｃに切り替える構成とする。
On the other hand, compared with the feedwater heater E1 on the upstream side, the amount of heat that the vent steam has is larger in the
第２実施形態に係る復水加熱システム１Ａによると、下流側の給水加熱器１６１，１６２内のベント蒸気を中間冷却器１４ｃに排出する構成を備えることで、給水加熱器１６１，１６２内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。
According to the
加えて、第２実施形態に係る復水加熱システム１Ａによると、復水器１２への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器１２内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。
In addition, according to the
また、第２実施形態に係る復水加熱システム１Ａによると、給水加熱器Ｅ１，１６１，１６２内のベント蒸気をグランド蒸気復水器（図示しない）に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。
Further, according to the
さらに、第２実施形態に係る復水加熱システム１Ａによると、発電プラントの負荷状態に応じて給水加熱器１６１，１６２内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器１６１，１６２内の熱交換を効率的に行なうことができる。
Furthermore, according to the
（第３実施形態）
図５を用いて、第３実施形態に係る復水加熱システムを説明する。なお、図５において、図１、図２、及び図３に示す復水加熱システムと同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略する。
Third Embodiment
The condensate heating system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same members as those of the condensate heating system shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
図５は、第３実施形態に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。 FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a condensate heating system according to a third embodiment.
図５は、沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉等の発電プラントに設置された、第３実施形態に係る復水加熱システム１Ｂを示す。復水加熱システム１Ｂは、大きくは、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、制御部１５、給水加熱器、ベント配管、開閉弁、及び絞り機構を備える。なお、復水加熱システム１Ｂは、図示しないグランド蒸気復水器などの一般的な構成要素をさらに含むことが可能である。
FIG. 5 shows a condensate heating system 1B according to a third embodiment installed in a power plant such as a boiling water reactor or a pressurized water reactor. The condensate heating system 1B roughly includes a
給水加熱器は、蒸気タービン１１からの抽気でボイラ給水を加熱する熱交換器である。復水加熱システム１Ｂは、複数の給水加熱器（ボイラ給水流れ方向の上流側のｓ（ｓ＝１，２，…）個の給水加熱器１６１〜１６ｓと、ボイラ給水流れ方向の下流側のｔ（ｔ＝１，２，…）個の給水加熱器２６１〜２６ｔ）とを備える。ｓが「１」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、上流側の１個の給水加熱器１６１を備える。ｔが「２」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、下流側の２個の給水加熱器２６１，２６２を備える。
The feed water heater is a heat exchanger that heats the boiler feed water with the bleed air from the
ベント配管は、給水加熱器内の非凝縮ガスを抽出するために給水加熱器内のベント蒸気を排出する。ベント配管は、非凝縮ガスと共に給水加熱器内で凝縮に至らなかった抽気蒸気も随伴してベント蒸気を排出する。復水加熱システム１Ｂは、給水加熱器１６１〜１６ｓにそれぞれ接続されるｓ個の主要ベント配管１７１〜１７ｓと、主要ベント配管１７１〜１７ｓと復水器１２とをそれぞれ接続するｓ個の第１分岐ベント配管１８１〜１８ｓと、主要ベント配管１７１〜１７ｓと蒸気式空気抽出器１４の中間冷却器１４ｃとをそれぞれ接続するｓ個の第２分岐ベント配管１９１〜１９ｓとを備える。
The vent pipe discharges the vented vapor in the feedwater heater to extract non-condensed gas in the feedwater heater. The vent pipe discharges the vent vapor along with the non-condensed gas as well as the extracted steam that has not been condensed in the feed water heater. Condensed water heating system 1B includes s
すなわち、ベント配管１７１〜１７ｓ，１８１〜１８ｓ，１９１〜１９ｓは、上流側の各給水加熱器と復水器１２とを接続するとともに、上流側の各給水加熱器と中間冷却器１４ｃとを接続する。
That is, the
また、復水加熱システム１Ｂは、給水加熱器２６１〜２６ｔにそれぞれ接続されるｔ個の主要ベント配管２７１〜２７ｔと、主要ベント配管２７１〜２７ｔと復水器１２とをそれぞれ接続するｔ個の第１分岐ベント配管２８１〜２８ｔと、主要ベント配管１７１〜１７ｔと前段の給水加熱器とをそれぞれ接続するｔ個の第２分岐ベント配管２９１〜２９ｔとを備える。
In addition, the condensate heating system 1B includes t
すなわち、ベント配管２７１〜２７ｔ，２８１〜２８ｔ，２９１〜２９ｔは、下流側の各給水加熱器と復水器１２とを接続するとともに、下流側の各給水加熱器と前段の給水加熱器とを接続する。
That is, the
ｓが「１」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、１個の主要ベント配管１７１と、１個の第１分岐ベント配管１８１と、１個の第２分岐ベント配管１９１とを備える。ｔが「２」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、２個の主要ベント配管２７１，２７２と、２個の第１分岐ベント配管２８１，２８２と、２個の第２分岐ベント配管２９１，２９２とを備える。
When s is "1", as shown in FIG. 5, the condensate heating system 1B includes one
開閉弁は、ベント配管に設けられ、給水加熱器内のベント蒸気の流路を開閉する弁である。復水加熱システム１Ｂは、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｓにそれぞれ設けられるｓ個の第１開閉弁２０１〜２０ｓと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｓにそれぞれ設けられるｓ個の第２開閉弁２１１〜２１ｓとを備える。
The on-off valve is provided in the vent pipe and is a valve that opens and closes the flow path of the vented vapor in the feed water heater. The condensate heating system 1B includes s first on-off
また、復水加熱システム１Ｂは、第１分岐ベント配管２８１〜２８ｔにそれぞれ設けられるｔ個の第１開閉弁３０１〜３０ｔと、第２分岐ベント配管２９１〜２９ｔにそれぞれ設けられるｔ個の第２開閉弁３１１〜３１ｔとを備える。
In addition, the condensate heating system 1B includes t first on-off
ｓが「１」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、１個の第１開閉弁２０１と、１個の第２開閉弁２１１とを備える。ｔが「２」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、２個の第１開閉弁３０１，３０２と、２個の第２開閉弁３１１，３１２とを備える。
When s is "1", as shown in FIG. 5, the condensate heating system 1B includes one first on-off
絞り機構は、ベント配管に流れるベント蒸気の流量をそれぞれ制限する機構である。復水加熱システム１Ｂは、第１分岐ベント配管１８１〜１８ｓにそれぞれ設けられるｓ個の第１絞り機構２２１〜２２ｓと、第２分岐ベント配管１９１〜１９ｓにそれぞれ設けられるｓ個の第２絞り機構２３１〜２３ｓとを備える。
The throttling mechanism is a mechanism that limits the flow rate of the vented vapor flowing to the vent pipe. The condensate heating system 1B includes s
また、復水加熱システム１Ｂは、第１分岐ベント配管２８１〜２８ｓにそれぞれ設けられるｔ個の第１絞り機構３２１〜３２ｔと、第２分岐ベント配管２９１〜２９ｔにそれぞれ設けられるｔ個の第２絞り機構３３１〜３３ｔとを備える。
In addition, the condensate heating system 1B includes t
ｓが「１」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、１個の第１絞り機構２２１と、１個の第２絞り機構２３１とを備える。ｔが「２」の場合、図５に示すように、復水加熱システム１Ｂは、２個の第１絞り機構３２１，３２２と、２個の第２絞り機構３３１，３３２とを備える。
When s is “1”, as shown in FIG. 5, the condensate heating system 1B includes one
図５に示す系統構成により、上流側の給水加熱器１６１内のベント蒸気は、中間冷却器１４ｃ又は復水器１２に排出される流路を持つことになり、下流側の給水加熱器２６１，２６２内のベント蒸気は、前段の給水加熱器又は復水器１２に排出される流路を持つことになる。給水加熱器１６１内のベント蒸気の排出先は、中間冷却器１４ｃ又は復水器１２に切り替えられ、給水加熱器２６１，２６２内のベント蒸気の排出先は、前段の給水加熱器又は復水器１２に切り替えられる。
According to the system configuration shown in FIG. 5, the vented steam in the
なお、図５においては、ｓが「１」、すなわち、復水加熱システム１Ｂの上流側の１個の給水加熱器１６１と、１個の主要ベント配管１７１と、１個の第１分岐ベント配管１８１と、１個の第２分岐ベント配管１９１と、１個の第１開閉弁２０１と、１個の第２開閉弁２１１と、１個の第１絞り機構２２１と、１個の第２絞り機構２３１とを備える。しかしながら、ｓは「１」の場合に限定されるものではない。
In FIG. 5, s is "1", that is, one
また、図５においては、ｔが「２」、すなわち、復水加熱システム１Ｂの下流側の２個の給水加熱器２６１，２６２と、２個の主要ベント配管２７１，２７２と、２個の第１分岐ベント配管２８１，２８２と、２個の第２分岐ベント配管２９１，２９２と、２個の第１開閉弁３０１，３０２と、２個の第２開閉弁３１１，３１２と、２個の第１絞り機構３２１，３２２と、２個の第２絞り機構３３１，３３２とを備える。しかしながら、ｔは「２」の場合に限定されるものではない。
Further, in FIG. 5, t is “2”, that is, the two
復水加熱システム１Ｂにおいて、図１及び図２に示す復水加熱システム１と異なる構成は、下流側の給水加熱器２６１，２６２のベント蒸気が前段の給水加熱器に段階的に排出され、排出先の給水加熱器にてベント蒸気の持つ熱量を回収されていることである。図５の構成とすることにより、給水加熱器から中間冷却器１４ｃに至る配管が給水加熱器１６１〜１６ｓからのｓ本（図５では１本）になるため、配管物量が低減できる。
In the condensate heating system 1B, the configuration different from the condensate heating system 1 shown in FIGS. 1 and 2 is that the vented steam of the
なお、復水加熱システム１Ｂを、図４に示す復水加熱システム１Ａに適用してみても、復水加熱システム１Ｂと同等の効果が得られる。
In addition, even if it applies the condensate heating system 1B to the
第３実施形態に係る復水加熱システム１Ｂによると、上流側の給水加熱器１６１内のベント蒸気を中間冷却器１４ｃに排出する構成を備え、ボイラ給水流れ方向の下流側の給水加熱器２６１，２６２内のベント蒸気を前段の給水加熱器に排出する構成を備えることで、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。
According to the condensate heating system 1B according to the third embodiment, the vented steam in the
加えて、第３実施形態に係る復水加熱システム１Ｂによると、復水器１２への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器１２内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。
In addition, according to the condensate heating system 1B according to the third embodiment, the amount of non-condensed gas to the
また、第３実施形態に係る復水加熱システム１Ｂによると、給水加熱器１６１，２６１，２６２内のベント蒸気をグランド蒸気復水器（図示しない）に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。
Further, according to the condensate heating system 1B according to the third embodiment, the vented steam in the
さらに、第３実施形態に係る復水加熱システム１Ｂによると、発電プラントの負荷状態に応じて給水加熱器１６１，２６１，２６２内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器１６１，２６１，２６２内の熱交換を効率的に行なうことができる。
Furthermore, according to the condensate heating system 1B according to the third embodiment, since the discharge destination of the vented steam in the
（第４実施形態）
図６を用いて、第４実施形態に係る復水加熱システムを説明する。なお、図６において、図１及び図２に示す復水加熱システム１と同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略する。
Fourth Embodiment
The condensate heating system according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the condensate heating system 1 shown to FIG.1 and FIG.2, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図６は、第４実施形態に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。 FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of a condensate heating system according to a fourth embodiment.
図６は、沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉等の発電プラントに設置された、第４実施形態に係る復水加熱システム１Ｃを示す。復水加熱システム１Ｃは、図１及び図２に示す復水加熱システム１と同様に、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、制御部１５、給水加熱器、ベント配管、開閉弁、及び絞り機構を備える。なお、復水加熱システム１Ｃは、図示しないグランド蒸気復水器などの一般的な構成要素をさらに含むことが可能である。
FIG. 6 shows a condensate heating system 1C according to a fourth embodiment installed in a power plant such as a boiling water reactor or a pressurized water reactor. Similar to the condensate heating system 1 shown in FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1C includes a
また、復水加熱システム１Ｃは、第１圧力検出器３５と、第２圧力検出器３６とを備える。第１圧力検出器３５は、第２絞り機構２３１における流れ方向の上流圧力を検出するために、第２絞り機構２３１の上流側、例えば給水加熱器１６１に設置される。なお、図６では、第１圧力検出器３５が給水加熱器１６１に設置される場合を例示するが、給水加熱器１６１の器内圧力の検出に限定するものではなく、第２絞り機構２３１よりも上流側の配管に設置されてもよい。
Further, the condensate heating system 1 </ b> C includes a
第２圧力検出器３６は、第２絞り機構２３１における流れ方向の下流圧力を検出するために、第２絞り機構２３１の下流側、例えば中間冷却器１４ｃに設置される。なお、図６では、第２圧力検出器３６は中間冷却器１４ｃに設置される場合を例示するが、中間冷却器１４ｃの器内圧力の検出に限定するものではなく、第２絞り機構２３１よりも下流側の配管に設置されてもよい。
The
復水加熱システム１Ｃにおいて、図１及び図２に示す復水加熱システム１と異なる構成は、第２絞り機構２３１における流れ方向の上流圧力を検出するために、圧力検出器３５，３６が設置される点である。第１圧力検出器３５で検出された圧力値と、第２圧力検出器３６で検出された圧力値とはそれぞれ制御部１５に出力される。
In the condensate heating system 1C, different from the condensate heating system 1 shown in FIGS. 1 and 2, in order to detect the upstream pressure in the flow direction in the
制御部１５は、発電プラントの負荷ではなく、検出された圧力値の圧力差により、第１開閉弁２０１〜２０３と、第２開閉弁２１１〜２１３の開閉を制御する。具体的には、制御部１５は、圧力差に基づいて、第２絞り機構２３１に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量以上となる場合、図６に示すように、第１開閉弁２０１〜２０３を閉止とし、第２開閉弁２１１〜２１３を開放となるように制御する。
The
一方で、制御部１５は、圧力差に基づいて、第２絞り機構２３１に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量未満となる場合、第１開閉弁２０１〜２０３を開放とし、第２開閉弁２１１〜２１３を閉止となるように制御する。このように、復水加熱システム１Ｃでは、圧力差によって、ベント蒸気の排出先を復水器１２又は中間冷却器１４ｃに自動で切り替える作用を有し、発電プラントの負荷状態に係らず、給水加熱器１６１〜１６３からベント蒸気を安定的に抽出することが可能となる。
On the other hand, the
なお、復水加熱システム１Ｃを、図４に示す復水加熱システム１Ａや、図５に示す復水加熱システム１Ｂに適用してみても、復水加熱システム１Ｃと同等の効果が得られる。
Even when the condensate heating system 1C is applied to the
第４実施形態に係る復水加熱システム１Ｃによると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気を中間冷却器１４ｃに排出する構成を備えることで、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。
According to the condensate heating system 1C according to the fourth embodiment, the vented steam in the
加えて、第４実施形態に係る復水加熱システム１Ｃによると、復水器１２への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器１２内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。
In addition, according to the condensate heating system 1C according to the fourth embodiment, the amount of non-condensed gas to the
また、第４実施形態に係る復水加熱システム１Ｃによると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気をグランド蒸気復水器（図示しない）に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。
Further, according to the condensate heating system 1C according to the fourth embodiment, the vented steam in the
さらに、第４実施形態に係る復水加熱システム１Ｃによると、圧力差に応じて給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器１６１〜１６３内の熱交換を効率的に行なうことができる。
Furthermore, according to the condensate heating system 1C according to the fourth embodiment, since the discharge destination of the vented vapor in the
（第５実施形態）
図７を用いて、第５実施形態に係る復水加熱システムを説明する。なお、図７において、図１及び図２に示す復水加熱システム１、又は、図６に示す復水加熱システム１Ｃと同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略する。
Fifth Embodiment
The condensate heating system according to the fifth embodiment will be described using FIG. 7. 7, the same members as the condensate heating system 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 or the condensate heating system 1C shown in FIG.
図７は、第５実施形態に係る復水加熱システムの構成を示す概略図である。 FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of a condensate heating system according to a fifth embodiment.
図７は、沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉等の発電プラントに設置された、第５実施形態に係る復水加熱システム１Ｄを示す。復水加熱システム１Ｄは、図１及び図２に示す復水加熱システム１と同様に、蒸気タービン１１、復水器１２、復水ポンプ１３、蒸気式空気抽出器１４、制御部１５、給水加熱器、ベント配管、開閉弁、及び絞り機構を備える。なお、復水加熱システム１Ｄは、図示しないグランド蒸気復水器などの一般的な構成要素をさらに含むことが可能である。
FIG. 7 shows a condensate heating system 1D according to a fifth embodiment installed in a power plant such as a boiling water reactor or a pressurized water reactor. Similar to the condensate heating system 1 shown in FIGS. 1 and 2, the condensate heating system 1D includes a
また、復水加熱システム１Ｄは、ｍ個の第１圧力検出器３５１〜３５ｍと、第２圧力検出器３６とを備える。ｍが「３」の場合、図７に示すように、復水加熱システム１Ｄは、３個の第１圧力検出器３５１〜３５３を備える。
Further, the condensate heating system 1D includes m
第１圧力検出器３５１〜３５３は、第２絞り機構２３１〜２３３における流れ方向の上流圧力をそれぞれ検出するために、第２絞り機構２３１〜２３３の上流側、例えば給水加熱器１６１〜１６３に設置される。なお、図７では、第１圧力検出器３５１〜３５３が給水加熱器１６１〜１６３にそれぞれ設置される場合を例示するが、給水加熱器１６１〜１６３の器内圧力の検出に限定するものではなく、第２絞り機構２３１〜２３３よりも上流側の配管にそれぞれ設置されてもよい。
The
第２圧力検出器３６は、第２絞り機構２３１〜２３３における流れ方向の下流圧力をそれぞれ検出するために、第２絞り機構２３１〜２３３の下流側、例えば中間冷却器１４ｃに設置される。なお、図７では、第２圧力検出器３６は中間冷却器１４ｃに設置される場合を例示するが、中間冷却器１４ｃの器内圧力の検出に限定するものではなく、第２絞り機構２３１〜２３３よりも下流側の配管にそれぞれ設置されてもよい。
The
復水加熱システム１Ｄにおいて、図６に示す復水加熱システム１Ｃと異なる構成は、第２絞り機構２３１〜２３３に、上流圧力値を検出するための第１圧力検出器３５１〜３５３がそれぞれ設けられていることである。第１圧力検出器３５１〜３５３でそれぞれ検出された圧力値と、第２圧力検出器３６で検出された圧力値とはそれぞれ制御部１５に出力される。
In the condensate heating system 1D, configurations different from the condensate heating system 1C shown in FIG. 6 are provided in the
第１圧力検出器３５１で検出された圧力値をＰ１とし、第１圧力検出器３５２で検出される圧力値をＰ２、第１圧力検出器３５３で検出される圧力値をＰ３とし、第２圧力検出器３６で検出される圧力値をＰ０とする。圧力値Ｐ１〜Ｐ３は、第２絞り機構２３１〜２３３における流れ方向の上流圧力の検出値である。
The pressure value detected by the
制御部１５は、発電プラントの負荷ではなく、検出された圧力値の圧力差により、第１開閉弁２０１〜２０３と、第２開閉弁２１１〜２１３の開閉を制御する。具体的には、制御部１５は、圧力差（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３１に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量以上となる場合、図７に示すように、第１開閉弁２０１を閉止とし、第２開閉弁２１１を開放となるように制御する。
The
同様に、制御部１５は、圧力差（Ｐ２−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３２に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量以上となる場合、図７に示すように、第１開閉弁２０２を閉止とし、第２開閉弁２１２を開放となるように制御する。同様に、制御部１５は、圧力差（Ｐ３−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３３に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量以上となる場合、図７に示すように、第１開閉弁２０３を閉止とし、第２開閉弁２１３を開放となるように制御する。
Similarly, the
一方で、制御部１５は、圧力差（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３１に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量未満となる場合、第１開閉弁２０１を開放とし、第２開閉弁２１１を閉止となるように制御する。同様に、制御部１５は、圧力差（Ｐ２−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３２に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量未満となる場合、第１開閉弁２０２を開放とし、第２開閉弁２１２を閉止となるように制御する。同様に、制御部１５は、圧力差（Ｐ３−Ｐ０）に基づいて、第２絞り機構２３３に流れるベント蒸気の流量を判断し、非凝縮ガスの抽出に必要なベント蒸気の流量未満となる場合、第１開閉弁２０３を開放とし、第２開閉弁２１３を閉止となるように制御する。
On the other hand, the
このように、復水加熱システム１Ｄでは、圧力差によって、ベント蒸気の排出先を復水器１２又は中間冷却器１４ｃに自動で切り替える作用を有し、発電プラントの負荷状態に係らず、給水加熱器１６１〜１６３からベント蒸気を安定的に抽出することが可能となる。
As described above, the condensate heating system 1D has an operation of automatically switching the discharge destination of the vent steam to the
なお、復水加熱システム１Ｄを、図４に示す復水加熱システム１Ａや、図５に示す復水加熱システム１Ｂに適用してみても、復水加熱システム１Ｄと同等の効果が得られる。
Even when the condensate heating system 1D is applied to the
第５実施形態に係る復水加熱システム１Ｄによると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気を中間冷却器１４ｃに排出する構成を備えることで、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の持つ熱量をプラント効率に寄与させることができ熱の有効利用を図ることができる。
According to the condensate heating system 1D according to the fifth embodiment, the vented vapor in the
加えて、第５実施形態に係る復水加熱システム１Ｄによると、復水器１２への非凝縮ガスの量を低減できるので、復水器１２内に設置された伝熱管と蒸気の熱交換を効率的に行なうことができる。
In addition, according to the condensed water heating system 1D according to the fifth embodiment, the amount of non-condensed gas to the
また、第５実施形態に係る復水加熱システム１Ｄによると、給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気をグランド蒸気復水器（図示しない）に排出しないので、沸騰水型原子炉に設置される蒸気タービンプラントにおいても放射性物質の大気放出を防止できる。
Further, according to the condensate heating system 1D according to the fifth embodiment, the vented steam in the
さらに、第５実施形態に係る復水加熱システム１Ｄによると、圧力差に応じて給水加熱器１６１〜１６３内のベント蒸気の排出先を決めるので、給水加熱器１６１〜１６３内の熱交換を効率的に行なうことができる。
Furthermore, according to the condensate heating system 1D according to the fifth embodiment, since the discharge destination of the vented vapor in the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１〜１Ｄ 復水加熱システム
１１ 蒸気タービン
１２ 復水器
１４ｃ 中間冷却器
１５ 制御部
１６１〜１６３，２６１，２６２ 給水加熱器
１７１〜１７３，２７１，２７２ 主要ベント配管
１８１〜１８３，２８１，２８２ 第１分岐ベント配管
１９１〜１９３，２９１，２９２ 第２分岐ベント配管
２０１〜２０３，２０１，２０２ 第１開閉弁
２１１〜２１３，２１１，２１２ 第２開閉弁
３５，３５１〜３５３ 第１圧力検出器
３６ 第２圧力検出器
1 to 1 D
Claims (8)
前段の空気抽出器によって抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器と、
前記蒸気タービンからの抽気でボイラ給水を加熱する複数の給水加熱器と、
前記複数の給水加熱器の各給水加熱器と前記復水器とを接続するとともに、前記各給水加熱器と前記中間冷却器とを接続し、前記各給水加熱器内のベント蒸気を排出するベント配管と、
を備え、
前記ベント配管は、
前記複数の給水加熱器にそれぞれ接続された複数の主要ベント配管と、
前記複数の主要ベント配管を前記復水器にそれぞれ接続する複数の第１分岐ベント配管と、
前記複数の主要ベント配管を前記中間冷却器にそれぞれ接続する複数の第２分岐ベント配管と、
によって構成され、
前記複数の第１分岐ベント配管にそれぞれ設けられる複数の第１開閉弁と、
前記複数の第２分岐ベント配管にそれぞれ設けられる複数の第２開閉弁と、
をさらに備えた復水加熱システム。 A condenser that condenses steam from the steam turbine,
An intercooler that cools the mixed gas extracted by the air extractor in the previous stage to condense the vapor;
A plurality of feed water heaters which heat boiler feed water by the bleed air from the steam turbine;
With connecting the condenser and the feedwater heater of the plurality of feedwater heaters, it connects the each feed water heater and the intermediate cooler, discharging vent steam in said each feed water heater vent With piping
Equipped with
The vent pipe is
A plurality of main vent pipes respectively connected to the plurality of feed water heaters;
A plurality of first branch vent pipes respectively connecting the plurality of main vent pipes to the condenser;
A plurality of second branch vent pipes respectively connecting the plurality of main vent pipes to the intercooler;
Configured by
A plurality of first on-off valves respectively provided to the plurality of first branch vent pipes;
A plurality of second on-off valves respectively provided to the plurality of second branch vent pipes;
Condenser heating system further equipped with.
前段の空気抽出器によって抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器と、
前記蒸気タービンからの抽気でボイラ給水を加熱する複数の給水加熱器と、
前記複数の給水加熱器のうちの一部であるボイラ給水流れ方向の下流側の給水加熱器と前記復水器とを接続するとともに、前記下流側の給水加熱器と前記中間冷却器とを接続し、前記下流側の給水加熱器内のベント蒸気を排出するベント配管と、
を備え、
前記ベント配管は、
前記下流側の給水加熱器に接続された主要ベント配管と、
前記主要ベント配管を前記復水器に接続する第１分岐ベント配管と、
前記主要ベント配管を前記中間冷却器に接続する第２分岐ベント配管と、
によって構成され、
前記第１分岐ベント配管に設けられる第１開閉弁と、
前記第２分岐ベント配管に設けられる第２開閉弁と、
をさらに備えた復水加熱システム。 A condenser that condenses steam from the steam turbine,
An intercooler that cools the mixed gas extracted by the air extractor in the previous stage to condense the vapor;
A plurality of feed water heaters which heat boiler feed water by the bleed air from the steam turbine;
The downstream side feed water heater of the flow direction of the boiler feed water, which is a part of the plurality of feed water heaters, and the condenser are connected, and the downstream water feed heater and the intercooler are connected And vent piping for discharging vent steam in the downstream feedwater heater;
Equipped with
The vent pipe is
A main vent pipe connected to the downstream feed water heater;
A first branch vent pipe connecting the main vent pipe to the condenser;
A second branch vent pipe connecting the main vent pipe to the intercooler;
Configured by
A first on-off valve provided in the first branch vent pipe;
A second on-off valve provided in the second branch vent pipe;
Condenser heating system further equipped with.
前段の空気抽出器によって抽出された混合気体を冷却して蒸気を凝縮させる中間冷却器と、
前記蒸気タービンからの抽気でボイラ給水を加熱する複数の給水加熱器と、
前記複数の給水加熱器のうちの一部であるボイラ給水流れ方向の上流側の給水加熱器と前記復水器とを接続するとともに前記上流側の給水加熱器と前記中間冷却器とを接続し、前記複数の給水加熱器のうちの一部であるボイラ給水流れ方向の下流側の給水加熱器と前記復水器とを接続するとともに前記下流側の給水加熱器と前段の給水加熱器とを接続し、前記上流側及び下流側の給水加熱器内のベント蒸気を排出するベント配管と、
を備え、
前記ベント配管は、
前記上流側の給水加熱器に接続された上流側の主要ベント配管と、
前記上流側の主要ベント配管を前記復水器に接続する上流側の第１分岐ベント配管と、
前記上流側の主要ベント配管を前記中間冷却器に接続する上流側の第２分岐ベント配管と、
前記下流側の給水加熱器に接続された下流側の主要ベント配管と、
前記下流側の主要ベント配管を前記復水器に接続する下流側の第１分岐ベント配管と、
前記下流側の主要ベント配管を前記前段の給水加熱器に接続する下流側の第２分岐ベント配管と、
によって構成され、
前記上流側及び下流側の第１分岐ベント配管に設けられる第１開閉弁と、
前記上流側及び下流側の第２分岐ベント配管に設けられる第２開閉弁と、
をさらに備えた復水加熱システム。 A condenser that condenses steam from the steam turbine,
An intercooler that cools the mixed gas extracted by the air extractor in the previous stage to condense the vapor;
A plurality of feed water heaters which heat boiler feed water by the bleed air from the steam turbine;
Connecting said intercooler and said upstream side of the feed water heater to together when connecting the plurality of upstream feed heater of the boiler feedwater flow direction which is part of the feed water heater and the condenser And the feedwater heater downstream of the flow direction of the boiler feedwater, which is a part of the plurality of feedwater heaters, and the condenser are connected to each other and the feedwater heater downstream and the feedwater heater upstream. connect, a vent pipe for discharging vent steam in the feed water heater of the upstream and downstream,
Equipped with
The vent pipe is
An upstream main vent pipe connected to the upstream feed water heater;
An upstream first branch vent pipe connecting the upstream main vent pipe to the condenser;
An upstream second branch vent pipe connecting the upstream main vent pipe to the intercooler;
Downstream main vent piping connected to the downstream feed water heater;
A downstream first branch vent pipe connecting the downstream main vent pipe to the condenser;
A downstream second branch vent pipe that connects the downstream main vent pipe to the feed water heater at the previous stage;
Configured by
A first on-off valve provided to the upstream and downstream first branch vent pipes;
A second on-off valve provided to the upstream and downstream second branch vent pipes;
Condenser heating system further equipped with.
をさらに備えた請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の復水加熱システム。 A control unit that switches the opening and closing of the first on-off valve and the second on-off valve according to the load of the power generation plant
The condensate heating system according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
前記第２分岐ベント配管に、前記第２分岐ベント配管に流れる前記ベント蒸気の流量を制限する第２絞り機構と、
をさらに備えた請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の復水加熱システム。 A first throttling mechanism that restricts the flow rate of the vent steam flowing to the first branch vent pipe to the first branch vent pipe;
A second throttling mechanism that restricts the flow rate of the vent vapor flowing to the second branch vent pipe to the second branch vent pipe;
The condensate heating system according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
前記圧力値に基づいて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉を切り替える制御部と、
をさらに備えた請求項５に記載の復水加熱システム。 A pressure detector that detects pressure values on the upstream side and the downstream side of the second throttle mechanism;
A control unit that switches the opening and closing of the first on-off valve and the second on-off valve based on the pressure value;
Further condensate heating system of claim 5 with a.
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の復水加熱システム。 Installed in a boiling water reactor power plant
Condensate heating system as claimed in any one of 請 Motomeko 1 to 6.
前記給水加熱器内のベント蒸気の前記復水器への排出と、前記給水加熱器内の前記ベント蒸気の前記中間冷却器への排出とを切り替える復水加熱システムの制御方法。 A condenser that uses steam from the steam turbine as a condensate, an intercooler that cools the mixed gas extracted by the air extractor at the previous stage to condense the steam, and heats the boiler feed water with the bleed air from the steam turbine A control method of a condensate heating system comprising a feed water heater,
Control method for condensate heating system for switching the discharge into the condenser vent vapor in said feed water heater, and a discharge to the intercooler of the vent vapor in said feed water heater.
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