JPS6179905A

JPS6179905A - ドレン回収システム

Info

Publication number: JPS6179905A
Application number: JP59201479A
Authority: JP
Inventors: 堀部　羊春; 大島　義邦; 豊彦増田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-23
Also published as: KR860002686A; CA1267819A; US4637350A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、発電プラントの給水加熱器ドレン回収システ
ムに関する。特に、給水（例えば原子炉への給水）中の
溶存酸素の量を、定められた範囲に制御して用いるのに
好適なドレン回収システムに関する。

〔発明の背景〕

従来の発電プラント、例えばＢＷＲ原子カプラントの復
水系統では、給水加熱装置でのカスケードドレンは、全
て復水器に回収する方式が採用されている。この方式に
おいては、原子炉への給水は全′て復水器を介し、復水
器で脱気の上、更に復水処理装置を通して供給される。

このため、水質の向上からは有利なシステムであるが、
低圧復水ポンプ容量の増加、また復水処理装置の容量の
アップと言った問題がある。

そこで、従来の火力およびＰＷＲ原子カプラントで採用
されている、給水加熱装置のカスケードドレンを、製水
系にドレンポンプにより回収する新しいシステム構成か
ら成る、ＢＷＲ形原子カプラントが計画されている。こ
れによれば、低圧復水ポンプの容量および復水処理装置
中の復水脱塩装置の容量を約４０チ低減することができ
る。しかしながら、この新システム構成の採用に当たっ
ては、ＢＷ几形原子カプラントには脱気器がないために
１カスケードドレンの脱気に特別な対応が必要になる。

このためにドレン回収タンクが設置され、このドレンタ
ンクでの効率の良い脱気システムおよび構造の対応が必
要となっている。

従来形プラントの一般的な復水系系統構成は第２図のよ
うになっている。即ち、原子炉１で発生した蒸気はター
ビン２に流入し仕事をした後、復水器４に流入する。復
水器から流出する復水は、復水ポンプ５を介して復水処
理装置６に送られる。

復水処理装置は、復水中の異物除去を行ない常に復水の
水質を原子炉の安全運転に必要な条件に維持するために
設けられている。復水処理装置からの復水は更に、［水
ブースタボ／プによう低圧給水加熱装置８に圧送され、
タービンからの抽気による加熱蒸気１２により加熱され
、給水ポンプ９により高圧給水加熱装置１０に圧送され
、低圧給水加熱装置と同様に加熱蒸気１２により加熱さ
れ原子炉に送られる。

一方、高圧・低圧給水加熱装置１０．８のドレン１３は
順次低圧側（第２図で順次右側）の給水加熱器にカスケ
ードされ、最終的には低圧給水加熱器８ａに全て集めら
れドレン配管１４により復水器４に回収される。この従
来構成では、復水中の溶存酸素制御のための調整につい
ては、特別な考慮は払われていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、給水加熱装置からのカスケードドレン
を、ドレンタンクで脱気する機能以外に復水中の溶存酸
素を腐食防止等の理由によりシステム上京められる溶存
酸素（通常２０〜５ｏｐｐｂ）の範囲を越える場合は脱
気能力を調整し、脱気のしすぎによシ溶存酸素が低くな
りすぎない様にも制御の可能なドレン回収システムを提
供することにある。

〔発明の概要〕

回収ドレン中の溶存酸素の量を減少させる方法には大き
く第３図に示す如く３つの機構がある。

即ち、■加熱による脱気、■機械的攪拌分離、■べ／テ
ンプでありこのうち■■の機構は制御が比較的容易に行
なえる。また溶存酸素が極端に少なくても却って耐腐食
性などにおいて問題があることが解明されているので、
このように回収ドレン中の溶存酸素の量が少なすぎる場
合には、その増加方法として、直接に酸素ガスを注入し
たシ空気をリークインさせる方法がある。これも上述の
■■と同様に制御が容易で、これらの組合せにより溶存
酸素濃度を自由に調整可能なシステム構成が考えられる
。

本発明は上記のような背景に立ってなされたもので、前
述した目的を達成すべく、給水加熱器を有し、この給水
加熱器のドレンを復水器下流側の復水系統にドレンタン
クを介してドレンポンプにより回収する構成の発電プラ
ントにおいて、温度の異なる二以上の流入ドレンを回収
する構造として、温度が高く７ラツシユ蒸気が多い高温
側回収ドレンの導入位置を下部に配置し、低温側ドレン
をこれの上部に配置して構成する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について説明する。この実施例は
本発明を、第１図のようなプラントの復水系系統構成に
適用したものである。本復水系系統が第２図の従来形と
違う点は、次の通りである。

ドレンタンク１５を設けこのドレンタンクに低圧給水加
熱器８ａ、および８ｂのドレンを回収し、ドレンポンプ
１６を介し、ドレン専用の水質処理装置６ｂにより、復
水器からのり水と同等な水質とし復水ブースタポンプの
上流側にポンプアップする。この基本系統構成自体は知
られたもので、実用化の検討が行なわれている。しかし
ながら、ドレンタンクの構造およびシステム全体の溶存
酸素制御方式の具体化については、未だ技術開発の途上
にあるわけであシ、よって本発明をこのような構成に適
用して、所期の目的を達成せんとするのである。

即ち、 ■　カスケードドレンの量は、原子炉への給水量の約４
０１あシ、これにより復水ポンプ５および復水処理装置
６の容量が小さくできる。

■　復水器へドレ／を回収した場合は、ドレンの保有す
る熱量は冷却水によシ無効エネルギーとしてシステム外
に放出されるが、ドレン回収システムの場合にはそれが
なく熱効率の向上ができる。

第４図は、本実施例を示すものであシ、以下第４図に基
づいてその詳細な説明を行なう。

本例のドレンタ／り１５は第４図の如くたて置構造であ
シ、タンクのほぼ中央部に水位が保たれている。

低圧給水加熱器８ａおよび８ｂのドレンはこのドレンタ
／り１５に回収され、このドレンの導入位置は上段には
温度が低く、溶存酸素含有量の多い低圧給水加熱器８ａ
のドレン１３ａの導入口が配置され、その下段には、１
里度が高く溶存酸素含有量が１３８より少ない低圧給水
加熱器８ｂのドレン１３ｂの導入口が配置されている。

通常、第４図に示したように２０Ｃ位の差がある。また
タンクの圧力は低圧給水加熱器８ａと同一圧力に設定さ
れており、低圧給水加熱器８ｂのドレン１３ｂはタンク
内の温度より高いので、タンクに導入された後でフラッ
シュ蒸気が発生する。

一方、低圧給水加熱器８ａのドレン１３ａはタンク内の
温度とほぼ同一であり、フラッシュ蒸気の発生はほとん
どない。また、タンク１５の下部には、ドレン出口１７
および低圧給水加熱器８ａと接続されるベント出口１８
が設けられている。

第５図は第４図におけるへ〜Ａ断面図であり、導入ドレ
ン１３ａおよび１３ｂはバッフル付のスプレィ装置１９
ａ、１９ｂＫよって導入されたドレンがよく混合ｔ′ｊ
ｔ拌されるように本図の実施例ではドレンは３系列に分
岐されており、しかも、これらのスプレィ装置が平面上
から見た場合第５図の如く井桁形状に構成されており、
ドレンタンク内の限られ念スペースで互いのドレンが効
率よく混合、攪拌されるよう考慮されている。

第６図は、本発明によるドレンタンク廻シの、復水およ
びドレンの流量および溶存酸素含有量の状態量の一例を
示したものである。原子炉入口において必要な溶存酸素
含有量（以下ＤＯと称す）は２０〜５０　ｐＩ）ｂであ
る。また、復水器からの復水中のＤＯは過去の実績では
７〜４２　ｐｐｂ程度である。

即ち、以上の条件よシ、復水ブースタポンプの上流側に
ドレンアップされるド／ン（ドレンタンク出口）の許容
されるＤＯはＧＯ〜１０７１）Ｉ）ｂである。

従って、ドレンタンクでは、５００〜１０００ｐｐｂお
よび２００〜３００　ｐｐｂで導入するドレンを６０〜
１０７１）Ｉ）ｂ以内とすることが必要であり、第４図
、および第５図に示す本発明の実施例は、この必要機能
を満たす様な構成となっている。

本実施例によれば、低圧給水加熱器からの高溶存酸素含
有のドレンを効率よく脱気することができる。即ち、ド
レンタンクでの脱気効果が全くない場合のドレン中のＤ
Ｏは下記により＝９８〜１５９　ｐｐｂとなるが、第６図に示すｒ゛レンタンク出口の必要なり
０６０〜ｉ　０７　ｐｐｂとすることができる。

また、カスケードドレンをドレンタンクを介して復水系
統にポンプアップすることにより、回収出来る熱量は１
３００ＭＷＢＷＲをベースに試算すると約１５ＭＷに相
当する。

第７図は、第４図に示した本発明の一例の変形応用例で
ある。これは、低圧給水加熱器ドレン１３ａ、１３ｂの
スプレィ装置１９の中間部に更に脱気効果を高めるため
の脱気トレイ２０を設けたことを特徴とするドレン回収
７ステムである。

第４図の例では自然落下の時間のみであったが、本例で
は脱気トレイ２０の間で十分な時間がとれるので、十分
に接触攪拌ができ、脱気効率が犬きくなる。このように
脱気効果を高めるために、機械的攪拌分離を目的とし脱
気トレイを設ける技術は、従来の脱気装置で確立された
技術であり、これを組合せることにより、単純な構造で
よシ確実な脱気効果を得ることが出来る。従って、第４
図の実施例よシ更に脱気効果を高める場合に有効な手段
とすることができる。

第８図は、第７図の例の変形応用例で、外部よシ脱気用
の蒸気を導入して更に脱気効果を高くすることを目的と
したものである。即ち、低圧給水加熱器ドレンのスプレ
ィ装置１９の下部にドレンタンク外の系統を供給源とす
る脱気用の蒸気を導入する、脱気蒸気供給管２１を設け
たものである。

脱気蒸気供給管２１は、管を並べるような形で構成でき
、上方ヘスプレイする如き形で配置してよい。脱気蒸気
供給管２１への蒸気の供給源は、タービン２の抽気ある
いは、所内蒸気発生器２２となってお）、それぞれの運
転条件に合せて、蒸気供給弁２３ａおよび２３ｂの切替
操作により選択可能となっている。

脱気蒸気の供給は経済的には、タービン抽気を夏用した
方が燃料コスト上有利であるが、逆にタービン抽気はＢ
ＷＲ形原子カプラントにおいては原子炉での水の分解に
よる酸素を含むため、化石燃料で発生される所内蒸気発
生器からの蒸気よ）酸素含有量が高いと言う問題がある
。従って、ドレン回収システムでの溶存酸素含有量との
バランスを考慮しながら選択をすれば効率よく脱気が出
来、しかも経済的なプラントの運転が可能となる。

第９図は、第８図の実施例を更に変形応用例としたもの
である。即ち、ドレンタンク１５からのベント出口１８
の接続先を、低圧給水加熱器８ａおよび復水器４とし、
更にそれぞれの接続系統にベント切替弁２４ａおよび２
４ｂを設ける。

ドレンタンク１５からのベントは、低圧給水加熱器８ａ
よシは、復水器４の方が運転圧力が低いので、復水器と
接続した場合の方がベント効果が高く、脱気効果が良く
なる。しかしながら、プラントの熱効率は、低圧給水加
熱器８ａにベントを行なった方がよくなるので、ドレン
タンク出口の溶存酸素含有量との・くランスで選択可能
となる。

更に本例では、ドレンタンク出口溶存酸素検出器２５、
復水処理装置出口溶存酸素検出器２６および給水加熱器
出口溶存酸素検出器２７からのデータをマイコン演算機
２８にインプットし、ここで所定のプログラムにより、
原子炉への給水の溶存酸素量をシステム土足められた値
に制御するために、脱気蒸気供給弁２３ａ、２３ｂ訃よ
びドレンタンクベント切替弁２４ａ、２４ｂの選択指令
を行なう。

尚、マイコン演算機には、復水中への酸素注入装置２９
からの酸素注入元弁への指令も出来るようになっており
、復水中の溶存酸素がシステム規定値以下となり、脱気
蒸気の供給源の切替あるいはドレンタンクベント接続先
の切替では調整不可となり復水中の酸素が少なすぎる場
合には、酸素注入装置からの注入量も制御、出来るもの
となっている。即ち、本発明では、システム上要求され
る原子炉への給水中の溶存酸素含有量を、極めて正確に
、出力変化、あるいは水質の変化に追従して最適な条件
に設定することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、給水加熱器からの高溶存酸素含有のド
レンを効率良く脱気でき、溶存酸素制御を効率良く行な
うことができるという効果がちる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するプラントの復水系系゛　　統
の構成図、第２図は従来形プラントの復水系系統の構成
図である。第３図は溶存酸素制御の手法の種類を示す説
明図である。ｌＸ４図は本発明の構造を有するドレン回
収装置の一実施例の構造図、第５図は第４図の横断面図
、第６図はドレン回収装置廻りの状態線図である。第７
図乃至第９図は上記例の変形実施例を示すものである。１・・・原子炉、２・・・タービン、３・・・発電機、
４・・・復水器、５・・・復水ポンプ、６・・・復水処
理装置、７・・・復水ブースタポンプ、８・・・低圧給
水加熱装置、９・・・給水ポンプ、１０・・・高圧給水
加熱装置、１１・・・冷却水、１２・・・加熱蒸気、１
３・・・給水加熱器ドレン、１４・・・ドレン配ｙ、ｉ
ｓ・・・ドレンク／り、１６・・・ドレンポンプ、１７
・・・ドレン出口、１８・・・ベント出口、１９・・・
スブＶイ装置、２０・・・脱気トノイ、２１・・・脱気
蒸気供給管、２２・・・所内蒸気発生器、２３・・・蒸
気供給弁、２４・・・ベント切替弁、２５・・・ドレン
タンク出口（溶存酸素検出器）、２６・・・復水処理装
置出口（溶存酸素量０）、２７・・・給水加熱器出口（
溶存酸素出口）、２８・・・マイコン演算機、２９・・
・酸素注入装置、３０・・・酸素注入元弁。

Claims

【特許請求の範囲】１、給水加熱器を有し、この給水加熱器のドレンを復水
器下流側の復水系統にドレンタンクを介してドレンポン
プにより回収する構成の発電プラントにおいて、温度の
異なる二以上の流入ドレンを回収する構造として、温度
が高くフラッシュ蒸気が多い高温側回収ドレン導入位置
を下部に配置し、低温側ドレンをこれの上部に配置した
ことを特徴とするドレン回収システム。２、特許請求の範囲第１項記載のドレン回収システムに
おいて、高温側ドレン回収部と低温側ドレンの間に、ま
たは高温側および低温側の下部に、ドレン中の溶存酸素
含有量を低減させるための脱気装置を設けたことを特徴
とするドレン回収システム。３、特許請求の範囲第２項記載のドレン回収システムに
おいて、ドレンタンクへの回収ドレン以外に、ドレンタ
ンク内に回収ドレンの脱気を目的としドレンタンクに外
部より蒸気を供給することを特徴としたドレン回収シス
テム。４、特許請求の範囲第３項記載のドレン回収システムに
おいて導入蒸気として、発電プラントの主蒸気を供給す
ることを特徴としたドレン回収システム。５、特許請求の範囲第３項記載のドレン回収システムに
おいて、所内蒸気を導入蒸気として供給することを特徴
としたドレン回収システム。６、特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれか記載の
ドレン回収システムにおいて、外部よりの蒸気の供給源
を任意に切替を可能としたことを特徴としたドレン回収
システム。７、特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか記載の
ドレン回収システムにおいて、ドレンタンクからのベン
ト接続先を、最低圧給水加熱器または復水器とするか、
あるいは双方に接続してこれを任意に切替を可能とした
ことを特徴としたドレン回収システム。８、特許請求の範囲第３項乃至第７項のいずれか記載の
ドレン回収システムにおいて、更にこれに演算装置を加
えることによつて給水中の溶存酸素含有量を所定の値に
制御することを特徴としたドレン回収システム。