特許 6556648 発電プラントの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6556648

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】発電プラントの運転方法

(51)【国際特許分類】

   F22D 1/32 20060101AFI20190729BHJP

   F01K 7/40 20060101ALI20190729BHJP

   F01K 7/38 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F22D1/32 D

   F01K7/40 A

   F01K7/38 102G

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-50151(P2016-50151)

(22)【出願日】2016年3月14日

(65)【公開番号】特開2017-166722(P2017-166722A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年4月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100120385

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 健之

(72)【発明者】

【氏名】内藤 俊介

(72)【発明者】

【氏名】高舘 和真

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 一機

(72)【発明者】

【氏名】西 博之

(72)【発明者】

【氏名】加田 直人

【審査官】 佐々木 訓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７５２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２２１６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−００８００６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｄ １／００ − １１／０６

Ｆ０１Ｋ １／００ − ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボイラへの給水の流路上に配置され、タービンからの抽気蒸気で前記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下流の前記流路上に配置され、タービンから抽気された過熱蒸気で前記給水を加熱する給水過熱低減器と、
前記給水過熱低減器と前記複数の給水加熱器のうち上流端の給水加熱器との間に配置された第１の蒸気流路と、
前記給水の流路上において隣り合う前記給水加熱器同士の間に配置された第１のドレン流路と、
前記第１のドレン流路を開閉する第１の弁と、
復水器と、
前記複数の給水加熱器のうち前記給水の流路上において前記上流端の給水加熱器に直近の給水加熱器と前記復水器との間に配置された第２のドレン流路と、
前記第２のドレン流路を開閉する第２の弁と、を備える発電プラントの運転方法であって、
前記直近の給水加熱器と前記上流端の給水加熱器との間の前記第１の弁を閉め、かつ、前記第２の弁を開け、前記複数の給水加熱器のうち前記直近の給水加熱器に前記抽気蒸気を導入し、前記第２のドレン流路を通して前記直近の給水加熱器から前記復水器に前記給水の加熱で生じたドレンを排出し、
前記直近の給水加熱器への前記抽気蒸気の導入後、前記給水の温度が所定の温度になると判断した場合に、前記給水過熱低減器に前記過熱蒸気を導入し、前記第１の蒸気流路を通して前記給水過熱低減器から前記上流端の給水加熱器に蒸気を導入し、
前記上流端の給水加熱器への蒸気の導入後、前記直近の給水加熱器と前記上流端の給水加熱器との間の前記第１の弁を開け、前記第１のドレン流路を通して前記直近の給水加熱器から前記上流端の給水加熱器に前記給水の加熱で生じたドレンを排出することを具備する、運転方法。

【請求項2】

前記第１のドレン流路を通した前記直近の給水加熱器から前記上流端の給水加熱器へのドレンの排出は、
前記上流端の給水加熱器への蒸気の導入後に、前記第２の弁を閉めることを更に具備する、請求項１に記載の運転方法。

【請求項3】

ボイラへの給水の流路上に配置され、タービンからの抽気蒸気で前記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下流の前記流路上に配置され、タービンから抽気された過熱蒸気で前記給水を加熱する給水過熱低減器と、
前記給水過熱低減器と前記複数の給水加熱器のうち所定の給水加熱器との間に配置された第１の蒸気流路と、を備える発電プラントの運転方法であって、
前記第１の蒸気流路を開閉する第３の弁を閉め、かつ、前記給水過熱低減器の上流の過熱蒸気の流路と前記所定の給水加熱器との間に配置された第２の蒸気流路を開閉する第４の弁を開け、前記第２の蒸気流路を通して前記所定の給水加熱器に過熱蒸気を導入し、
前記過熱蒸気の導入後、前記複数の給水加熱器のうち前記所定の給水加熱器以外の給水加熱器に前記抽気蒸気を導入し、
前記抽気蒸気の導入後、前記第３の弁を開け、かつ、前記第４の弁を閉め、前記第１の蒸気流路を通して前記給水過熱低減器から前記所定の給水加熱器に蒸気を導入することを具備する運転方法。

【請求項4】

前記所定の給水加熱器は、前記複数の給水加熱器のうち上流端の給水加熱器であり、
前記所定の給水加熱器以外の給水加熱器は、前記複数の給水加熱器のうち前記上流端の給水加熱器の下流の給水加熱器である、請求項３に記載の運転方法。

【請求項5】

ボイラへの給水の流路上に配置され、タービンからの抽気蒸気で前記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下流の前記流路上に配置され、タービンから抽気された過熱蒸気で前記給水を加熱する給水過熱低減器と、
前記給水過熱低減器と前記複数の給水加熱器のうち所定の給水加熱器との間に配置された第１の蒸気流路と、を備える発電プラントの運転方法であって、
前記給水過熱低減器に前記過熱蒸気を導入し、前記第１の蒸気流路を通して前記給水過熱低減器から前記所定の給水加熱器に蒸気を導入し、
前記複数の給水加熱器のうち前記所定の給水加熱器以外の給水加熱器に前記抽気蒸気を導入し、
前記給水過熱低減器と前記所定の給水加熱器との間に配置されたドレン流路を通して、前記給水過熱低減器から前記所定の給水加熱器に前記給水の加熱で生じたドレンを排出することを具備する、運転方法。

【請求項6】

前記所定の給水加熱器は、前記複数の給水加熱器のうち上流端の給水加熱器であり、
前記所定の給水加熱器以外の給水加熱器は、前記複数の給水加熱器のうち前記上流端の給水加熱器の下流の給水加熱器である、請求項５に記載の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明による実施形態は、発電プラントの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発電プラントにおいては、熱効率を高めるため、ボイラへの給水の流路上に、タービンからの抽気蒸気で給水を加熱する複数の給水加熱器が設置される。また、発電プラントの熱バランスを改善するため、給水加熱器の下流の給水の流路上には、給水過熱低減器（ＤＳＨ）が設置される。

【0003】

給水過熱低減器は、給水加熱器の一種である。しかし、給水を加熱した後に抽気蒸気がドレンとして凝縮する通常の給水加熱器と異なり、給水過熱低減器では、過熱蒸気の状態で給水過熱低減器に導入され、給水を加熱した後も抽気蒸気が過熱蒸気の状態を維持する。

【0004】

給水の加熱後も過熱蒸気の状態を維持するため、給水を加熱した給水過熱低減器内の抽気蒸気は、他の給水加熱器での給水の加熱に再利用できる。抽気蒸気を給水の加熱に再利用するため、給水過熱低減器は、抽気管を通して複数の給水加熱器のうち例えば給水の上流端の給水加熱器に連通されている。これにより、抽気管を通して給水過熱低減器から上流端の給水加熱器に抽気蒸気を導入し、導入された抽気蒸気を上流端の給水加熱器での給水の加熱に利用できる。

【0005】

また、発電プラントにおいては、給水加熱器内のドレンの水位を安定的に制御するため、プラント起動時に、上流側の給水加熱器から順に、もしくは同時に抽気蒸気を導入してインサービスする。給水過熱低減器は、給水加熱器の下流端に配置されるため、全ての給水加熱器がインサービスされた通常運転時において、給水過熱低減器に導入された抽気蒸気は、給水過熱低減器上流端に設置された給水加熱器による加熱後の給水と熱交換する。給水加熱器による加熱後の給水は、給水過熱低減器内の抽気蒸気の飽和蒸気温度以上の温度を有する。このため、通常運転時において、給水過熱低減器に導入された抽気蒸気は、給水の加熱によって熱を失っても飽和蒸気温度以上の温度を保ち、凝縮せずに過熱蒸気の状態を維持でき、ドレンは発生しない。

【0006】

しかしながら、給水過熱低減器が設置されないプラントにおいては、タービンからの抽気蒸気が直接導入され、複数の給水加熱器のうち上流端の給水加熱器に最初に抽気蒸気が導入されるが、給水過熱低減器が設置されないプラントにおいては、抽気蒸気として、給水過熱低減器からの過熱蒸気が導入される。したがって、プラント起動時においては、各給水加熱器に抽気蒸気が導入されていない状態で給水過熱低減器に抽気蒸気が導入される。このため、プラント起動時において給水過熱低減器に導入された抽気蒸気は、給水加熱器での加熱が不十分な低温の給水と熱交換する。低温の給水と熱交換することで、給水過熱低減器内の抽気蒸気は、飽和蒸気温度以下となって凝縮する。このため、プラント起動時に給水過熱低減器内に大量のドレンが発生する。給水過熱低減器は、通常運転時においてドレンが発生しないため、ドレンを逃がす管の口径が極めて小さく、大量のドレンが給水過熱低減器内で発生すると、そのドレンが貯留し、貯留したドレンがタービンに流入する虞があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６０−２５９８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、給水過熱低減器内へのドレンの貯留を抑制できる発電プラントの運転方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態による発電プラントの運転方法は、
ボイラへの給水の流路上に配置され、タービンからの抽気蒸気で前記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下流の前記流路上に配置され、タービンから抽気された過熱蒸気で前記給水を加熱する給水過熱低減器と、
前記給水過熱低減器と前記複数の給水加熱器のうち所定の給水加熱器との間に配置された第１の蒸気流路と、を備える発電プラントの運転方法であって、
前記複数の給水加熱器のうち前記所定の給水加熱器以外の給水加熱器に前記抽気蒸気を導入し、
前記抽気蒸気の導入後、前記給水過熱低減器に前記過熱蒸気を導入し、前記第１の蒸気流路を通して前記給水過熱低減器から前記所定の給水加熱器に蒸気を導入することを具備する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、給水過熱低減器内へのドレンの貯留を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントの一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントにおいて、給水加熱器周辺の構成を示す図である。

【図3】第１の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントにおいて、給水加熱器周辺の構成を示す図である。

【図5】第２の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。

【図6】第３の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントにおいて、給水加熱器周辺の構成を示す図である。

【図7】第３の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。

【図8】第４の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントにおいて、給水加熱器周辺の構成を示す図である。

【図9】第４の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラント１の一例を模式的に示す図である。第１の実施形態の運転方法は、例えば、図１に示される火力発電用の発電プラント１に適用できる。

【0014】

図１に示すように、発電プラント１は、作動流体が循環する流路上に、下流側に向かって順に、ボイラ２と、高圧タービン３と、中圧タービン５と、低圧タービン７とを備える。また、発電プラント１は、低圧タービン７の下流の流路上に、順に、復水器８と、復水ポンプ１０と、第１ヒータ１１と、第２ヒータ１２とを備える。また、発電プラント１は、第２ヒータ１２の下流の流路上に、順に、第３ヒータ１３と、第４ヒータ１４と、脱気器１７と、給水ポンプ１９とを備える。また、発電プラント１は、給水ポンプ１９の下流の流路上に、順に、第１給水加熱器２１と、第２給水加熱器２２と、第３給水加熱器２３と、給水加熱器の一例である給水過熱低減器２４とを備える。また、発電プラント１は、発電プラント１の運転を制御する制御部２６を備える。

【0015】

ボイラ２には、給水の流路の一例である給水管３０１を通して、給水過熱低減器２４から高温の給水が導入される。ボイラ２は、給水過熱低減器２４から導入された給水を加熱して蒸気を生成する。ボイラ２で生成された蒸気は、主蒸気配管３０２を通して高圧タービン３に導入される。

【0016】

高圧タービン３、中圧タービン５、および低圧タービン７は、不図示の発電機と同軸上に配置されている。高圧タービン３は、ボイラ２から導入された蒸気で高圧タービン内の翼を回転させることで、翼と一体のロータを回転させる。高圧タービン３に導入された蒸気は、高圧タービン３を回転させた後に高圧タービン３から排出される。高圧タービン３から排出された蒸気は、低温再熱蒸気配管３０３を通してボイラ２の再熱器２８に導入される。

【0017】

再熱器２８は、高圧タービン３から導入された蒸気を再度加熱し、蒸気温度を上昇させる。再熱器２８で再熱された蒸気は、高温再熱蒸気配管３０４を通して中圧タービン５に導入される。

【0018】

中圧タービン５は、再熱器２８から導入された蒸気で中圧タービン内の翼を回転させることで翼と一体のロータを回転させる。中圧タービン５に導入された蒸気は、中圧タービン５を回転させた後に、クロスオーバー管３０５を通して低圧タービン７に導入される。

【0019】

低圧タービン７は、中圧タービン５から導入された蒸気で低圧タービン内の翼を回転させることで、翼と一体のロータを回転させる。高圧、中圧、低圧タービンによるロータの回転により、ロータと接続された発電機に電力を発生させる。低圧タービン７に導入された蒸気は、低圧タービン７を回転させた後に、復水器８に導入される。

【0020】

復水器８は、低圧タービン７から導入された蒸気を、不図示の冷却水との熱交換で復水して回収する。

【0021】

復水ポンプ１０は、復水器８に回収された水を昇圧する。復水ポンプ１０での昇圧は、復水器８から脱気器１７まで水（以下、給水ともいう）を輸送する動力となる。復水ポンプ１０で昇圧された給水は、第１ヒータ１１に導入される。

【0022】

第１ヒータ１１は、復水器８の内部に配置されている。第１ヒータ１１は、復水ポンプ１０から導入された給水を、低圧タービン７から導入された蒸気との熱交換で加熱する。第１ヒータ１１で加熱された給水は、第２ヒータ１２に導入される。

【0023】

第２ヒータ１２は、第１ヒータ１１から導入された給水を低圧タービン７から導入された蒸気との熱交換で加熱する。第２ヒータ１２で加熱された給水は、復水管３０６を通して第３ヒータ１３に導入される。

【0024】

第３ヒータ１３には、第１低圧抽気管４０１を通して低圧タービン７から抽気蒸気が導入される。第３ヒータ１３は、第２ヒータ１２から導入された給水を、第１低圧抽気管４０１を通して低圧タービン７から導入された抽気蒸気との熱交換で加熱する。第３ヒータ１３で加熱された給水は、給水管３０６を通して第４ヒータ１４に導入される。

【0025】

第４ヒータ１４には、第２低圧抽気管４０２を通して低圧タービン７から抽気蒸気が導入される。第４ヒータ１４は、第３ヒータ１３から導入された給水を、第２低圧抽気管４０２を通して低圧タービン７から導入された抽気蒸気との熱交換で加熱する。第４ヒータ１４で加熱された給水は、給水管３０６を通して脱気器１７に導入される。

【0026】

脱気器１７には、第１ドレン配管５０１と、第１ドレン配管５０１上の第１水位調整弁６０１（図２参照）とを通して第１給水加熱器２１からドレンが導入される。脱気器１７は、第４ヒータ１４から導入された給水を、中圧タービン５から導入された抽気蒸気との直接熱交換で加熱する。これにより、給水に含まれる酸素および不凝縮性ガスが除去すなわち脱気される。給水に含まれる酸素および不凝縮性ガスを除去することで、ボイラ２や配管の腐食を抑制でき、且つ、給水ポンプでのキャビテーション防止となる。

【0027】

給水ポンプ１９は、脱気器１７から脱気後の給水を昇圧する。給水ポンプ１９での昇圧は、脱気器１７からボイラ２まで給水を輸送する動力となる。給水ポンプ１９で昇圧された給水は、給水管３０１を通して第１給水加熱器２１に導入される。

【0028】

図２は、第１の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラントにおいて、給水加熱器２１〜２３周辺の構成を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態の発電プラント１においては、給水配管上流側から順に、第１給水加熱器２１、第２給水加熱器２２、第３給水加熱器２３および給水過熱低減器２４が配置されている。給水加熱器２１〜２３は、ボイラ２への給水をタービン３、５からの抽気蒸気で加熱することで、発電プラント１の熱効率を高める。

【0029】

（第１給水加熱器２１）
具体的には、図１および図２に示すように、発電プラント１は、第１の蒸気流路の一例として、給水過熱低減器２４と給水加熱器２１〜２３のうち上流端の第１給水加熱器２１との間に配置された給水過熱低減器抽気管４０３を備える。上流端の第１給水加熱器２１は、所定の給水加熱器の一例である。給水過熱低減器抽気管４０３は、給水過熱低減器２４と第１給水加熱器２１とを連通する。第１給水加熱器２１には、給水過熱低減器抽気管４０３を通して給水過熱低減器２４から抽気蒸気が導入される。また、図１および図２に示すように、第１給水加熱器２１には、第２ドレン配管５０２と、第２ドレン配管５０２上の第２水位調整弁６０２とを通して第２給水加熱器２２からドレンが導入される。なお、第２ドレン配管５０２は、流路上において隣り合う給水加熱器２１、２２同士の間に配置された第１のドレン流路の一例である。第２水位調整弁６０２は、第１のドレン流路を開閉する第１の弁の一例である。

【0030】

図２に示すように、第１給水加熱器２１は、水室側入口２１ａにおいて、給水ポンプ１９からの給水を導入する。また、第１給水加熱器２１は、胴側２１ｂの給水加熱器内において、給水過熱低減器２４から導入された抽気蒸気との熱交換で、給水ポンプ１９から導入された給水を加熱する。また、第１給水加熱器２１は、胴側２１ｂの給水加熱器内において、給水ポンプ１９から導入された給水を、第２給水加熱器２２から導入されたドレンとの熱交換で加熱する。第１給水加熱器２１で加熱された給水は、水室側出口２１ｃから、給水管３０１を通して第２給水加熱器２２に導入される。

【0031】

（第２給水加熱器２２）
図１および図２に示すように、第２給水加熱器２２には、低温再熱蒸気抽気管４０４と、低温再熱蒸気抽気管４０４上の低温再熱蒸気抽気弁７０１とを通して、低温再熱蒸気配管３０３からの抽気蒸気が導入される。また、図２に示すように、第２給水加熱器２２には、第３ドレン配管５０３と、第３ドレン配管５０３上の第３水位調整弁６０３とを通して第３給水加熱器２３からドレンが導入される。なお、第３ドレン配管５０３は、隣り合う給水加熱器２２、２３同士の間に配置された第１のドレン流路の一例である。第３水位調整弁６０３は、第１の弁の一例である。

【0032】

図２に示すように、第２給水加熱器２２は、水室側入口２２ａにおいて、第１給水加熱器２１からの給水を導入する。また、第２給水加熱器２２は、胴側２２ｂの給水加熱器内において、低温再熱蒸気配管３０３から導入された抽気蒸気との熱交換で、第１給水加熱器２１から導入された給水を加熱する。また、第２給水加熱器２２は、胴側２２ｂの給水加熱器内において、第１給水加熱器２１から導入された給水を、第３給水加熱器２３から導入されたドレンとの熱交換で加熱する。第２給水加熱器２２で加熱された給水は、水室側出口２２ｃから、給水管３０１を通して第３給水加熱器２３に導入される。

【0033】

（第３給水加熱器２３）
図１および図２に示すように、第３給水加熱器２３には、高圧抽気管４０５と、高圧抽気管４０５上の高圧抽気弁７０２とを通して、高圧タービン３からの抽気蒸気が導入される。第３給水加熱器２３は、水室側入口２３ａにおいて、第２給水加熱器２２からの給水を導入する。また、第３給水加熱器２３は、胴側２３ｂの給水加熱器内において、高圧タービン３から導入された抽気蒸気との熱交換で、第２給水加熱器２２から導入された給水を加熱する。第３給水加熱器２３で加熱された給水は、水室側出口２３ｃから、給水管３０１を通して給水過熱低減器２４に導入される。

【0034】

（給水過熱低減器２４）
給水過熱低減器２４は、給水加熱器２１〜２３の下流においてボイラ２への給水をタービン３、５からの抽気蒸気で加熱することで、発電プラント１の熱効率を高める。

【0035】

具体的には、図１および図２に示すように、給水過熱低減器２４には、中圧抽気管４０６と、中圧抽気管４０６上の中圧抽気弁７０３とを通して、中圧タービン５からの抽気蒸気が導入される。給水過熱低減器２４は、水室側入口２４ａにおいて、第３給水加熱器２３からの給水を導入する。また、給水過熱低減器２４は、胴側２４ｂの給水加熱器内において、中圧タービン５から導入された抽気蒸気との熱交換で、第３給水加熱器２３から導入された給水を加熱する。給水過熱低減器２４で加熱された給水は、水室側出口２４ｃから、給水管３０１を通してボイラ２に導入される。

【0036】

図２に示すように、給水過熱低減器２４は、第４ドレン配管５０４と、第４ドレン配管５０４上の第１ドレン弁６０４とを通して、給水の加熱で給水過熱低減器２４内に生じたドレンを復水器８に排出する。なお、図１では、第４ドレン配管５０４の図示を省略している。給水過熱低減器２４のインサービス時に発生し得る少量のドレンを低コストで排出するため、第４ドレン配管５０４の口径は、小さく抑えられている。第４ドレン配管５０４の口径は、例えば、ＪＩＳ規格における５０Ａすなわち６０．５ｍｍであってもよい。

【0037】

（運転方法）
次に、図１および図２の発電プラント１の運転方法について説明する。図３は、第１の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。以下の説明では、発電プラント１の運転方法のうち、給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４のインサービスの手順を中心に説明する。給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４のインサービスとは抽気弁を開弁し、給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４に抽気蒸気を導入することとする。

【0038】

なお、初期状態において、第２給水加熱器２２、第３給水加熱器２３および給水過熱低減器２４への抽気弁７０１〜７０３はいずれも閉弁されており、給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４には、抽気蒸気が導入されていないものとする。すなわち、初期状態において、給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４はいずれもインサービスされていないものとする。また、初期状態において、給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４の水位調整弁６０１〜６０４は、いずれも開弁されているものとする。また、初期状態において、給水管３０１には給水が通水しているものとする。

【0039】

（第２給水加熱器２２への抽気蒸気の導入：Ｓ１）
そして、初期状態から、先ず、図３に示すように、第２給水加熱器２２に抽気蒸気を導入し、第２給水加熱器２２をインサービスする（ステップＳ１）。具体的には、制御部２６は、低温再熱蒸気抽気弁７０１を開閉するモータ８０１（図２参照）を駆動制御することで、低温再熱蒸気抽気弁７０１を開弁する。

【0040】

低温再熱蒸気抽気弁７０１が開弁されることで、第２給水加熱器２２には、低温再熱蒸気抽気管４０４を通して低温再熱蒸気配管３０３からの抽気蒸気が導入される。第２給水加熱器２２に導入された抽気蒸気は、第２給水加熱器２２内を通る給水を加熱する。第２給水加熱器２２で加熱された給水は、第３給水加熱器２３に導入される。

【0041】

給水を加熱した後に、第２給水加熱器２２内の抽気蒸気は、凝縮してドレンとなる。このドレンは、第２ドレン配管５０２を通して第１給水加熱器２１に導入される。

【0042】

（第３給水加熱器２３への抽気蒸気の導入：Ｓ２）
次いで、図３に示すように、第３給水加熱器２３に抽気蒸気を導入し、第３給水加熱器２３をインサービスする（ステップＳ２）。具体的には、制御部２６は、高圧抽気弁７０２を開閉するモータ８０２（図２参照）を駆動制御することで、高圧抽気弁７０２を開弁する。

【0043】

高圧抽気弁７０２が開弁されることで、第３給水加熱器２３には、高圧抽気管４０５を通して高圧タービン３からの抽気蒸気が導入される。第３給水加熱器２３に導入された抽気蒸気は、第３給水加熱器２３内を通る給水を加熱する。第３給水加熱器２３で加熱された給水は、給水過熱低減器２４に導入される。

【0044】

給水を加熱した後に、第３給水加熱器２３内の抽気蒸気は、凝縮してドレンとなる。このドレンは、第３ドレン配管５０３を通して第２給水加熱器２２に導入される。そして、第２給水加熱器２２に導入されたドレンは、第２給水加熱器２２内を通る給水を加熱する。

【0045】

（給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１への抽気蒸気の導入：Ｓ３）
次いで、図３に示すように、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１に抽気蒸気を導入し、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスする（ステップＳ３）。具体的には、制御部２６は、中圧抽気弁７０３を開閉するモータ８０３（図２参照）を駆動制御することで、中圧抽気弁７０３を開弁する。

【0046】

中圧抽気弁７０３が開弁されることで、給水過熱低減器２４には、中圧抽気管４０６を通して中圧タービン５からの抽気蒸気が導入される。給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、給水過熱低減器２４内を通る給水を加熱する。給水過熱低減器２４で加熱された給水は、ボイラ２に導入される。

【0047】

給水を加熱した後に、給水過熱低減器２４内の抽気蒸気は、過熱蒸気の状態のまま、給水過熱低減器抽気管４０３を通して第１給水加熱器２１に導入される。第１給水加熱器２１に導入された抽気蒸気は、第１給水加熱器２１内を通る給水を加熱する。第１給水加熱器２１で加熱された給水は、第２給水加熱器２２に導入される。

【0048】

給水を加熱した後に、第１給水加熱器２１内の抽気蒸気は、凝縮してドレンとなる。このドレンは、第１ドレン配管５０１を通して脱気器１７に導入される。そして、脱気器１７に導入されたドレンは、第４ヒータ１４から導入された給水を加熱させて脱気する。

【0049】

なお、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１のインサービスは、給水の温度が給水過熱低減器２４に導入すべき抽気蒸気の飽和蒸気温度以上に高まることを待って行う。例えば、制御部２６は、温度検出器（図示せず）による給水管３０１内の給水の温度の検出結果が飽和蒸気温度以上を示した場合に、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスさせてもよい。あるいは、制御部２６は、第３給水加熱器２３のインサービスから給水温度が飽和蒸気温度以上となったとみなされる所定のプラント負荷となるのを待ち給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスさせてもよい。

【0050】

最後に、図３に示すように、制御部２６は、第１ドレン弁６０４を開閉するモータ８０４（図２参照）を駆動制御することで、第１ドレン弁６０４を閉弁する（ステップＳ４）。ステップＳ１〜ステップＳ３の工程により、全ての給水加熱器２１〜２３、および給水過熱低減器２４に抽気蒸気が導入されている。この時、給水過熱低減器２４内のドレンの発生を無視できるので、第１ドレン弁６０４を閉弁する。第１ドレン弁６０４を閉弁することで、給水過熱低減器２４内の抽気蒸気が第４ドレン配管５０４側に漏れることを防止できる。これにより、給水過熱低減器２４内の抽気蒸気を効率的に第１給水加熱器２１に導入できる。

【0051】

なお、給水加熱器の個数は、複数であれば第１〜第３給水加熱器２１〜２３の３つに限定されず、２つまたは４つ以上であってもよい。また、給水過熱低減器と連通する給水過熱器は給水の上流端の給水加熱器に限定されない。

【0052】

もし、第２給水加熱器２２および第３給水加熱器２３をインサービスさせる前に給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスさせた場合、給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、給水加熱器２１〜２３で未加熱の飽和蒸気温度より低温の給水と熱交換する。給水が抽気蒸気の飽和蒸気温度より低温であることで、給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、給水の加熱後に飽和蒸気温度より低温となる。これにより、給水過熱低減器２４内には、抽気蒸気が凝縮した多量のドレンが発生する。第４ドレン配管５０４の口径は小さく抑えられているため、給水過熱低減器２４内の多量のドレンを迅速に排出できず、給水過熱低減器２４内の水位上昇を抑制できない。すなわち、給水過熱低減器２４内に多量のドレンが貯留し、貯留したドレンが中圧タービン５側に流入してしまう虞がある。

【0053】

これに対して、第１の実施形態では、第２給水加熱器２２および第３給水加熱器２３をインサービスさせた後に、給水の温度が給水過熱低減器２４に導入する抽気蒸気の飽和蒸気温度以上に高まる状態を待って、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスさせる。このように給水加熱器２１〜２３および給水過熱低減器２４のインサービス順序を調整することで、給水過熱低減器２４の胴側２４ｂでの給水の温度は、給水過熱低減器２４に導入される抽気蒸気の飽和蒸気温度以上となる。このため、給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、飽和蒸気温度以上の温度を有する給水と熱交換する。給水の温度が飽和蒸気温度以上であることで、給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、給水の加熱後においても飽和蒸気温度以上の温度を維持する。このため、給水の加熱後においても、給水過熱低減器２４内には、ドレンが殆ど発生しない。

【0054】

したがって、第１の実施形態によれば、給水過熱低減器２４内でのドレンの発生を抑制することで、給水過熱低減器２４内へのドレンの貯留を抑制できる。これにより、中圧タービン５へのドレンの流入を防止して、発電プラント１を適正に運転できる。

【0055】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として、第２給水加熱器２２内のドレンの貯留を制御する実施形態について説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。

【0056】

図４は、第２の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラント１において、給水加熱器２１〜２３周辺の構成を示す図である。

【0057】

図４に示すように、第２の実施形態の発電プラント１は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、第２給水加熱器２２と復水器８とを連通する第５ドレン配管５０５と、第５ドレン配管５０５上の第５水位調整弁６０５とを備える。なお、第５ドレン配管５０５は、流路上において上流端の給水加熱器２１に直近の給水加熱器２２と復水器８との間に配置された第２のドレン流路の一例である。また、第５水位調整弁６０５は、第２のドレン流路を開閉する第２の弁の一例である。第５水位調整弁６０５の開閉は、制御部２６で制御してよい。

【0058】

図５は、第２の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。図３の初期状態と異なり、図５の初期状態では、第２水位調整弁６０２を閉弁し、かつ、第５水位調整弁６０５を開弁しておく。

【0059】

第２水位調整弁６０２が閉弁され、かつ、第５水位調整弁６０５が開弁されていることで、第２給水加熱器２２への抽気蒸気の導入（ステップＳ１）の後に第２給水加熱器２２に貯留されたドレンは、先ず、第５ドレン配管５０５を通して復水器８に導入される。

【0060】

また、第２の実施形態では、第２給水加熱器２２への抽気蒸気の導入（ステップＳ１）の後に、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１に抽気蒸気を導入する（ステップＳ３）。

【0061】

また、第２の実施形態では、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１への抽気蒸気の導入（ステップＳ３）の後に、第２水位調整弁６０２を開弁し、かつ、第５水位調整弁６０５を閉弁する（ステップＳ５）。第２水位調整弁６０２が開弁され、かつ、第５水位調整弁６０５が閉弁されることで、第２給水加熱器２２に貯留されたドレンは第１給水加熱器２１に導入される。

【0062】

また、第２の実施形態では、第３給水加熱器２３への抽気蒸気の導入（ステップＳ２）の後に、第１ドレン弁６０４の閉弁（ステップＳ４）を行う。

【0063】

なお、第３給水加熱器２３への抽気蒸気の導入（ステップＳ２）は、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１への抽気蒸気の導入（ステップＳ３）と同時に行ってもよい。

【0064】

既述したように、第１給水加熱器２１は、第１ドレン配管５０１を通して脱気器１７に連通されている。また、脱気後の給水を第１給水加熱器２１に輸送するため、脱気器１７の内部は給水ポンプ１９で昇圧される。

【0065】

もし、第１給水加熱器２１への抽気蒸気の導入前に、第２給水加熱器２２内のドレンを第１給水加熱器２１に導入する場合、導入されたドレンが第１給水加熱器２１内でフラッシュすなわち蒸発して第１給水加熱器２１の内部構造物の破損や第２給水加熱器２２内ドレンが第１給水加熱器２１に排出しきれなくなる虞がある。

【0066】

これに対して、第２の実施形態では、第１給水加熱器２１内への抽気蒸気の導入前は、第２給水加熱器２２内のドレンを復水器８に排出することで、第１給水加熱器２１内でのドレンのフラッシュを防止できる。また、第１給水加熱器２１抽気蒸気の導入後は、第２給水加熱器２２内のドレンを第１給水加熱器２１に導入することで、ドレンの排熱を第１給水加熱器２１での給水の加熱に有効利用できる。

【0067】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として、第１給水加熱器２１を給水過熱低減器２４と独立してインサービスさせる実施形態について説明する。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。

【0068】

図６は、第３の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラント１において、給水加熱器２１〜２３周辺の構成を示す図である。図６に示すように、第３の実施形態の発電プラント１は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、給水過熱低減器抽気管４０３上の給水過熱低減器抽気弁７０７と、給水過熱低減器２４を迂回して中圧抽気管４０６と第１給水加熱器２１とを連通するバイパス管４０８と、バイパス管４０８上のバイパス弁７０９とを備える。なお、給水過熱低減器抽気弁７０７は、第１の蒸気流路４０３を開閉する第３の弁の一例である。また、バイパス管４０８は、給水過熱低減器２４の上流の過熱蒸気の流路４０６と上流端の給水加熱器２１との間に配置された第２の蒸気流路の一例である。また、バイパス弁７０９は、第２の蒸気流路を開閉する第４の弁の一例である。

【0069】

図７は、第３の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。なお、図７の初期状態において、中圧抽気弁７０３、給水過熱低減器抽気弁７０７およびバイパス弁７０９はいずれも閉弁されているものとする。

【0070】

図７に示すように、第３の実施形態では、第２給水加熱器２２への抽気蒸気の導入（ステップＳ１）の前に、給水過熱低減器２４と独立して第１給水加熱器２１に抽気蒸気を導入し、第１給水加熱器２１をインサービスする（ステップＳ１１）。具体的には、制御部２６は、バイパス弁７０９を開閉するモータ８０９（図６参照）を駆動制御することで、バイパス弁７０９を開弁する。バイパス弁７０９が開弁されることで、第１給水加熱器２１には、バイパス管４０８を通して中圧抽気管４０６からの抽気蒸気が導入される。

【0071】

また、図７に示すように、第３の実施形態では、第３給水加熱器２３への抽気蒸気の導入（ステップＳ２）の後に、給水過熱低減器２４に抽気蒸気を導入し、給水過熱低減器２４をインサービスする（ステップＳ１２）。具体的には、制御部２６は、モータ８０９を駆動制御することで、バイパス弁７０９を閉弁する。また、制御部２６は、給水過熱低減器抽気弁７０７を開閉するモータ８０７と中圧抽気弁７０３を開閉するモータ８０３とを駆動制御することで、給水過熱低減器抽気弁７０７と中圧抽気弁７０３とを開弁する（ステップＳ３２）。給水過熱低減器抽気弁７０７と中圧抽気弁７０３とが開弁されることで、給水過熱低減器２４には、中圧抽気管４０６を通して中圧タービン５からの抽気蒸気が導入され、導入された抽気蒸気で給水が加熱される。また、給水過熱低減器抽気弁７０７が開弁されることで、給水過熱低減器抽気管４０３を通して給水過熱低減器２４から第１給水加熱器２１に抽気蒸気が導入され、導入された抽気蒸気で給水が加熱される。

【0072】

第３の実施形態では、第１給水加熱器２１を給水過熱低減器２４と独立してインサービスさせることができ、かつ、給水の上流側から順に給水加熱器２１〜２４をインサービスさせることができる。したがって、給水過熱低減器２４に抽気蒸気を導入したとき、給水過熱低減器２４には、抽気蒸気の飽和蒸気温度以上の温度の給水が導入されている。これにより、給水過熱低減器２４に導入された抽気蒸気は、給水との熱交換後においても殆ど凝縮しない。したがって、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、給水過熱低減器２４内にドレンが発生することを抑制できる。

【0073】

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態として、給水過熱低減器２４のドレンの排出能力を高めた実施形態について説明する。なお、第４の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。

【0074】

図８は、第４の実施形態の運転方法を適用可能な発電プラント１において、給水加熱器２１〜２３周辺の構成を示す図である。図８に示すように、第４の実施形態の発電プラント１は、図２の第４ドレン配管５０４および第１ドレン弁６０４の代わりに、給水過熱低減器２４から第１給水加熱器２１に至る第６ドレン配管５０６と、第６ドレン配管５０６上の第２ドレン弁６０６とを備える。なお、第６ドレン配管５０６は、給水過熱低減器２４と上流端の給水加熱器２１との間に配置されたドレン流路の一例である。

【0075】

第６ドレン配管５０６は、第４ドレン配管５０４より口径が大きい。口径が大きいことで、第６ドレン配管５０６は、給水過熱低減器２４内で大量のドレンが発生したとしても、発生した大量のドレンを給水過熱低減器２４から迅速に排出できる。また、第６ドレン配管５０６が第１給水加熱器２１に繋がっていることで、給水過熱低減器２４で発生したドレンの排熱を第１給水加熱器２１での給水の加熱に有効利用できる。

【0076】

図９は、第４の実施形態の運転方法を示すフローチャートである。なお、図９の初期状態において、第２ドレン弁６０６は開弁されているものとする。

【0077】

図９に示すように、第４の実施形態では、第２給水加熱器２２への抽気蒸気の導入（ステップＳ１）の前に、給水過熱低減器２４と第１給水加熱器２１とに抽気蒸気を導入し、給水過熱低減器２４および第１給水加熱器２１をインサービスする（ステップＳ３）。

【0078】

また、第４の実施形態において、制御部２６は、第３給水加熱器２３への抽気蒸気の導入（ステップＳ２）の後に、第２ドレン弁６０６を開閉するモータ８０５（図８参照）を駆動制御することで第２ドレン弁６０６を閉弁する（ステップＳ２１）。

【0079】

給水加熱器２１〜２３に抽気蒸気が導入される前に給水過熱低減器２４に抽気蒸気が導入されるため、第４の実施形態では、給水過熱低減器２４内に抽気蒸気が凝縮して大量のドレンが発生し得る。そのため、給水過熱低減器２４は小口径の起動用ドレン管を持ち、給水過熱低減器２４内にドレンが発生したとしても、発生したドレンを第１給水加熱器２１に迅速に排出できる。

【0080】

したがって、第４の実施形態によれば、給水過熱低減器２４内に発生したドレンを迅速に排出できるので、第１の実施形態と同様に、給水過熱低減器２４内へのドレンの貯留を抑制できる。

【0081】

上記各実施形態において、給水過熱低減器抽気管４０３は、給水過熱低減器２４と上流端の第１給水加熱器２１との間に配置されていた。給水過熱低減器抽気管４０３は、給水加熱器の設置台数や熱バランスに応じて、給水過熱低減器２４と第１給水加熱器２１以外の所定の給水加熱器との間に配置してもよい。この場合でも、所定の給水加熱器以外の給水加熱器をインサービスさせた後に所定の給水加熱器をインサービスさせることで、第１〜第３実施形態と同様に、給水過熱低減器２４内へのドレンの貯留を抑制できる。

【0082】

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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0083】

１ 発電プラント
２ ボイラ
３ 高圧タービン
５ 中圧タービン
２１ 第１給水加熱器
２２ 第２給水加熱器
２３ 第３給水加熱器
２４ 給水過熱低減器
４０３ 給水過熱低減器抽気管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】