特許 6925935 発電プラントの復水器冷却設備及び逆洗運転方法

(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】6925935

(24)【登録日】2021年8月6日

(45)【発行日】2021年8月25日

(54)【発明の名称】発電プラントの復水器冷却設備及び逆洗運転方法

(51)【国際特許分類】

   F28B 9/04 20060101AFI20210812BHJP

   F28B 1/02 20060101ALI20210812BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20210812BHJP

   F28F 9/26 20060101ALI20210812BHJP

   F28G 9/00 20060101ALI20210812BHJP

   F28B 7/00 20060101ALI20210812BHJP

   F01K 9/00 20060101ALI20210812BHJP

【ＦＩ】

   F28B9/04

   F28B1/02

   F28D7/16 A

   F28F9/26

   F28G9/00 B

   F28B7/00

   F01K9/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-208846(P2017-208846)

(22)【出願日】2017年10月30日

(65)【公開番号】特開2019-82270(P2019-82270A)

(43)【公開日】2019年5月30日

【審査請求日】2020年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(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

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮 一郎

(72)【発明者】

【氏名】高橋 玲樹

【審査官】 堀川 泰宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５２９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｂ ９／０４

Ｆ０１Ｋ ９／００

Ｆ２８Ｂ １／０２

Ｆ２８Ｂ ７／００

Ｆ２８Ｄ ７／１６

Ｆ２８Ｆ ９／２６

Ｆ２８Ｇ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

復水器に配置された管束と、その管束の両端に接続される水室とを設ける発電プラントの復水器冷却設備であって、
複数の復水器の各復水器に配置された第１の側の管束及び第２の側の管束と、
前記第１の側の管束及び第２の側の管束のそれぞれに接続される第１の側の水室及び第２の側の水室と、
前記複数の復水器のうち、隣り合う復水器の第１の側の水室同士及び第２の側の水室同士を連結する連結管と、
冷却用の水を供給する供給母管と、
前記複数の復水器のうち、最も供給水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と前記供給母管とをそれぞれ接続する供給分岐管と、
前記水を排出する排出母管と、
前記複数の復水器のうち、最も排出水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と前記排出母管とをそれぞれ接続する排出分岐管と、
前記供給分岐管及び前記排出分岐管にそれぞれ設けられる弁と、
前記複数の復水器の全てにおいて同時期に前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が互いに逆向きに流れるような前記弁の開閉制御と、前記複数の復水器の全てにおいて同時期に前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が同じ向きに流れるような前記弁の開閉制御とを切り替える制御部と、
を備えたことを特徴とする発電プラントの復水器冷却設備。

【請求項2】

前記第１の側の管束は、鉛直方向における上側の管束であり、
前記第２の側の管束は、鉛直方向における下側の管束であり、
前記第１の側の水室は、前記上側の管束の両端に接続される上側の水室であり、
前記第２の側の水室は、前記下側の管束の両端に接続される下側の水室である、
請求項１に記載の復水器冷却設備。

【請求項3】

前記第１の側の管束は、供給水管側の管束であり、
前記第２の側の管束は、排出水管側の管束であり、
前記第１の側の水室は、前記供給水管側の管束の両端に接続される供給水管側の水室であり、
前記第２の側の水室は、前記排出水管側の管束の両端に接続される排出水管側の水室である、
請求項１に記載の復水器冷却設備。

【請求項4】

前記連結管を直管で構成できるように、前記供給水管側の水室と前記排出水管側の水室とを鉛直方向に互い違いに配置した、
請求項３に記載の復水器冷却設備。

【請求項5】

前記連結管を直管で構成できるように、前記供給水管側の水室と前記排出水管側の水室とが連結管の設置領域を確保するように凹みのある形状を有した、
請求項３に記載の復水器冷却設備。

【請求項6】

複数の復水器の各復水器に配置された第１の側の管束及び第２の側の管束と、
前記複数の復水器のうち最も供給水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と冷却用の水を供給する供給母管とをそれぞれ接続する供給分岐管と、
前記複数の復水器のうち最も排出水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と前記水を排出する排出母管とをそれぞれ接続する排出分岐管と、
前記供給分岐管及び前記排出分岐管にそれぞれ設けられる弁と、
を備えた復水器冷却設備における逆洗運転方法であって、
前記複数の復水器の全てにおいて同時期に前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が互いに逆向きに流れるような制御と、前記複数の復水器の全てにおいて同時期に前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が同じ向きに流れるような制御とを前記弁により切り替える、
ことを特徴とする逆洗運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、復水器内の蒸気を冷却する火力又は原子力発電プラントの復水器冷却設備及び逆洗運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

火力又は原子力発電プラントの復水器冷却設備は、蒸気タービンから排出された蒸気を海水等で冷却させる設備である。復水器内には多数の冷却管が冷却管束（以下、単に「管束」と呼ぶ）として収容されており、各冷却管には海水等の水が通水される。復水器内に排出された蒸気は、冷却管において冷やされ復水に戻される。

【0003】

海水を冷却源とする発電プラントでは、運転中に管束を構成する冷却管の上流側の設備や冷却配管の内壁に付着した海生生物が剥離して、水の流れに乗り、冷却管入口端や管内に詰まりを生じさせることがある。この海水生物を除去するために、冷却管内の冷却水を通常運転時とは逆に流す逆洗運転を可能としているプラントが多い。

【0004】

復水器冷却設備の逆洗運転では、冷却管の水の流れを反転させるため、通常運転から逆洗運転への移行時には水の流れが一旦止まることになる。その際、一時的に復水器冷却設備の冷却能力が低下し、復水器の真空が悪化することになる。そこで、逆洗運転を可能とする復水器冷却設備では、冷却能力の低下を極力抑えるために、全ての管束を同時に逆洗せず、順番に逆洗できるように構成が考慮されている。このため、復水器冷却設備は、冷却水の供給配管、排出配管、及び分岐管等の冷却配管や弁等が複雑に組み合わされた構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１５９８８３号公報

【特許文献2】特開平２−１６９８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の復水器冷却設備では、逆洗運転を可能とするため、復水器１台当たり一対の管束を有し、各々の管束の両端に水室を設け、そこに大口径配管の冷却水供給配管及び排出配管が個別に接続される。よって、復水器１台当たり４本の大口径配管が配置されることになるが、通常、この復水器が複数台隣接するため、多数の大口径配管が復水器廻りの限られたスペースに配設されることになる。このため、復水器が設置されるタービン建屋最下部の床面を掘削し、これらの大口径配管を埋設するレイアウトを採用せざるを得ない。

【0007】

このような状況では、配管物量もさることながら、掘削、埋設の土木工事費も多大となり、加えて配管の埋設完了までは、復水器等のタービン建屋最下階機器の据付に取り掛かれないという工事工程上の制約も生じ、建設工期短縮に向けての足かせとなっている。

【0008】

本実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備は、冷却配管の物量低減及び配設作業を効率化することを課題とする。また、本実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備及び逆洗運転方法は、冷却配管の物量低減及び配設作業を効率化しつつ、逆洗運転を可能にすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

復水器に配置された管束と、その管束の両端に接続される水室とを設ける本実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備は、上述した課題を解決するために、複数の復水器の各復水器に配置された第１の側の管束及び第２の側の管束と、前記第１の側の管束及び第２の側の管束のそれぞれに接続される第１の側の水室及び第２の側の水室と、前記複数の復水器のうち、隣り合う復水器の第１の側の水室同士及び第２の側の水室同士を連結する連結管と、冷却用の水を供給する供給母管と、前記複数の復水器のうち、最も供給水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と前記供給母管とをそれぞれ接続する供給分岐管と、前記水を排出する排出母管と、前記複数の復水器のうち、最も排出水管側の復水器に配置された第１の側の水室及び第２の側の水室の側面と前記排出母管とをそれぞれ接続する排出分岐管と、を備えたことを特徴とする。

【0010】

複数の復水器の各復水器に配置された第１の側の管束及び第２の側の管束を備えた復水器冷却設備における本実施形態に係る逆洗運転方法は、上述した課題を解決するために、前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が互いに逆向きに流れるように、又は、前記第１の側の管束と前記第２の側の管束とで水が同じ向きに流れるように、前記水の流れる向きを制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備によると、冷却配管の物量低減及び配設作業を効率化することができる。また、本実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備及び逆洗運転方法によると、冷却配管の物量低減及び配設作業を効率化しつつ、逆洗運転を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図。

【図2】（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＸ−Ｙ側面図、（Ｃ），（Ｄ）は、第１実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＹ−Ｚ側面図。

【図3】第１実施形態に係る復水器冷却設備に備えられる管束及び水室の構成例を示すＸ−Ｙ側面図。

【図4】（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態に係る復水器冷却設備の動作を示す斜視図。

【図5】第２実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図。

【図6】（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＸ−Ｙ側面図、（Ｃ），（Ｄ）は、第２実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＹ−Ｚ側面図。

【図7】（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態に係る復水器冷却設備の動作を示す斜視図。

【図8】第３実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図。

【図9】（Ａ）は、第３実施形態に係る復水器冷却設備に備えられる管束、水室、及び冷却配管の構成例を示すＸ−Ｙ側面図、（Ｂ）は、第３実施形態に係る復水器冷却設備に備えられる管束、水室、及び冷却配管の構成例を示すＹ−Ｚ側面図。

【図10】従来の復水器冷却設備における冷却水配管の構成を示す斜視図。

【図11】（Ａ），（Ｂ）は、従来の復水器における管束配列の構成例を示すＸ−Ｙ側面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本実施形態に係る火力又は原子力発電プラントの復水器冷却設備について、添付図面を参照して説明する。

【0014】

従来の復水器に対する復水器冷却設備は、図１１（Ａ）に示す上下２分割管束配列の復水器冷却設備１１１と、図１１（Ｂ）に示す縦長管束配列の復水器冷却設備１１２に大別される。上下２分割管束配列に実施適用する形態を第１実施形態とし、縦長管束配列に実施適用する形態を第２及び第３実施形態として以下に説明する。

【0015】

１．第１実施形態
１−１．構成
図１は、第１実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＸ−Ｙ側面図である。図２（Ｃ），（Ｄ）は、第１実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＹ−Ｚ側面図である。

【0016】

図１は、ｍ（ｍ＝２，３，…）個のＲｍ、例えば、２個の復水器Ｒ１，Ｒ２に対応する第１実施形態に係る復水器冷却設備１１を示す。復水器冷却設備１１は、復水器Ｒ１，Ｒ２内の管束の両端に設けられる水室３と、水室３同士を接続する連結管４と、冷却水を供給する供給母管５と、供給母管５及び水室３を接続する供給分岐管６と、水室３及び排出母管８を接続する排出分岐管７と、冷却後の温水を排出する排出母管８と、供給分岐管６及び排出分岐管７に設けられる弁９を設ける。以下、特に言及する場合を除き、ｍ＝２の場合について説明するが、その場合に限定されるものではない。また、２個の復水器Ｒ１，Ｒ２の配列方向をＸ軸方向と定義し、鉛直上向きの方向をＹ軸方向と定義し、管束２が延びる方向、つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向と定義する。

【0017】

図２に示すように、復水器冷却設備１１は、２個の復水器Ｒ１，Ｒ２のうち復水器Ｒ１に配置された第１の側の管束２Ａ及び第２の側の管束２Ｂと、復水器Ｒ２に配置された管束である第１の側の管束２Ｃ及び第２の側の管束２Ｄを備える。以下、「第１の側」を、鉛直方向（Ｙ軸方向）における「上側」とし、「第２の側」をＹ軸方向における「下側」とし、復水器冷却設備１１が上側管束（上側の１又は複数の管束）及び下側管束（下側の１又は複数の管束）を備える場合について説明する。しかしながらその場合に限定されるものではない。例えば、図５〜図９を用いて後述するように、「第１の側」を、冷却水の「供給水管側」とし、「第２の側」を、冷却水の「排出水管側」としても良い。

【0018】

管束２は、左右及び上下の８個の管束によって構成される。具体的には、管束２は、復水器Ｒ１内に配置された上側管束（例えば、図２では左右２個の上側管束）２Ａ及び下側管束（例えば、図２では左右２個の下側管束）２Ｂと、復水器Ｒ２内に配置された上側管束（例えば、図２では左右２個の上側管束）２Ｃ及び下側管束（例えば、図２では左右２個の下側管束）２Ｄを備える。

【0019】

図２に示すように、水室３は、４個の水室の対、つまり、８個の水室によって構成され、管束２に接続される。具体的には、図３に示すように、復水器Ｒｍは、上側の左右２個の管束２からなる上側管束２Ａに対して１個の上側水室３Ａを割り当て、下側の左右２個の管束２からなる下側管束２Ｂに対して１個の下側水室３Ｂを割り当てる。

【0020】

なお、復水器冷却設備１１は、上側水室３Ａ及び下側水室３Ｂが割り当てられるように、大水室を仕切板Ｖによって上側及び下側に分離した構成をもつ。これにより、上側管束２Ａ及び下側管束２Ｂに対して、個別に水を流すことを可能とする。なお、上下分割は、大水室を仕切板Ｖによって仕切る構成に限定されるものではなく、個別に上側水室及び下側水室を設置する構成でも良い。

【0021】

図２の説明に戻って、連結管４は、冷却配管であり、ｍ＝２の場合は４本の連結管によって構成される。具体的には、連結管４は、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２の上側水室同士、つまり、上側水室３Ａ及び上側水室３Ｃを連結する連結管４Ｐと、上側水室３Ａ´及び上側水室３Ｃ´を連結する連結管４Ｐ´を備える。同様に、連結管４は、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２の下側水室同士、つまり、下側水室３Ｂ及び下側水室３Ｄを連結する連結管４Ｑと、下側水室３Ｂ´及び下側水室３Ｄ´を連結する連結管４Ｑ´を備える。なお、連結管４は、ｍ≧３の場合、複数の復水器のうち、隣り合う復水器の上側水室同士及び下側水室同士を接続する。

【0022】

供給母管５は、復水器冷却設備１１に冷却水を送水する冷却配管、即ち、供給水管であり、ｍの数に関わらず１本のみ設けられる。

【0023】

供給分岐管６は、供給母管５より分岐した冷却配管であり、ｍの数に関わらず４本設けられる。具体的には、復水器冷却設備１１は、供給分岐管６Ａ，６Ａ´，６Ｂ，６Ｂ´の４本を設け、最も供給水管側の復水器である復水器Ｒ１に配置された上側水室３Ａ，３Ａ´及び下側水室３Ｂ，３Ｂ´に供給母管５をそれぞれ接続する。また、供給分岐管６Ａ，６Ａ´，６Ｂ，６Ｂ´にはそれぞれ、弁９Ａ，９Ａ´，９Ｂ，９Ｂ´が設けられる。

【0024】

排出分岐管７は、冷却後の温水を排出する冷却配管であり、ｍの数に関わらず４本設けられる。具体的には、復水器冷却設備１１は、排出分岐管７Ｃ，７Ｃ´，７Ｄ，７Ｄ´の４本を設け、最も排出水管側の復水器である復水器Ｒ２に配置された上側水室３Ｃ，３Ｃ´及び下側水室３Ｄ，３Ｄ´を排出母管８にそれぞれ接続する。また、排出分岐管７Ｃ，７Ｃ´，７Ｄ，７Ｄ´にはそれぞれ、弁９Ｃ，９Ｃ´，９Ｄ，９Ｄ´が設けられる。

【0025】

排出母管８は、排出分岐管７Ｃ，７Ｃ´，７Ｄ，７Ｄ´から送られる排水を合流排出する冷却配管、即ち、排出水管であり、ｍの数に関わらず１本のみ設置される。

【0026】

なお、図１に示す水室３に接続される供給分岐管６及び排出分岐管７は、冷却配管の埋設を避けるため、水室３の下面以外の面に接続される。より好適には、水室３の側面、即ち、Ｙ−Ｚ面に接続されることが好適である。これにより、水室３の側面に供給分岐管６等の冷却配管が接続されるため、メンテナンスで必要となる冷却管（チューブ）の引抜作業を阻害しないという効果も得られる。冷却管の引抜作業は、管束２を構成する冷却管をＺ軸に沿って引き抜く作業を意味する。

【0027】

１−２．動作
図４（Ａ），（Ｂ）は、復水器冷却設備１１の動作を示す斜視図である。なお、図４（Ａ），（Ｂ）において、上側管束２Ａを構成する左右２個の管束と、下側管束２Ｂを構成する左右２個の管束と、上側管束２Ｃを構成する左右２個の管束と、下側管束２Ｄを構成する左右２個の管束とは、それぞれ１個であるものとして便宜的に表現される。

【0028】

図４（Ａ）は、復水器冷却設備１１において、通常運転時の水の流れを模式的に示したものである。

【0029】

図４（Ａ）に示すように、復水器冷却設備１１の通常運転時には、復水器Ｒ１内に配置された上側管束２Ａと下側管束２Ｂとで、逆向きの流れを形成するよう弁９の開閉が設定される。例えば、弁９のうち、弁９Ａ，９Ｄ，９Ｂ´，９Ｃ´が閉じられる一方で、弁９Ｂ，９Ｃ，９Ａ´，９Ｄ´が開かれる。このような弁９の開閉により、冷却用の水は、供給母管５から分岐して供給分岐管６Ｂ，６Ａ´に供給される。供給分岐管６Ｂに供給された水は、弁９Ｂを通り、分岐して下側管束２Ｂ及び連結管４Ｑ経由で下側管束２Ｄに供給される。つまり、下側管束２Ｂ，２Ｄには同一向き（Ｚ軸方向）で水が流れることになる。

【0030】

続いて、下側管束２Ｂを流れた水は、連結管４Ｑ´を通り、下側管束２Ｄを流れた水と合流し、弁９Ｄ´を通り、排出母管８に排出される。

【0031】

一方で、供給分岐管６Ａ´に供給された水は、弁９Ａ´を通り、分岐して上側管束２Ａ及び上側管束２Ｃに供給される。つまり、上側管束２Ａ，２Ｃには同一向き（Ｚ軸方向の逆方向）で水が流れることになる。

【0032】

続いて、上側管束２Ａ，２Ｃを流れた水は合流し、弁９Ｃを通り、排出母管８に排出される。

【0033】

図４（Ｂ）は、復水器冷却設備１１において、上側管束のみを逆洗運転させたときの水の流れを模式的に示したものである。

【0034】

図４（Ａ）に示す閉状態の弁９Ａ，９Ｃ´が開けられる一方で、開状態の弁９Ｃ，９Ａ´が閉じられると、図４（Ｂ）に示す上側管束２Ａ，２Ｃの逆洗運転となる。ここで、弁の開閉は、操作者による弁の操作により手動的に行われても良いし、操作者による入力に従って制御部（図示省略）が自動的に行うものであっても良い。

【0035】

このような弁９の開閉操作により、冷却用の水は、供給母管５から分岐して供給分岐管６Ａに流れ、弁９Ａを通り、分岐して上側管束２Ａ及び上側管束２Ｃに供給される。

【0036】

続いて、上側管束２Ａを流れた水は、連結管４Ｐ´を通り、上側管束２Ｃを流れた水と
合流し、弁９Ｃ´を通り、排出母管８に排出される。

【0037】

一方で、供給分岐管６Ｂに供給された水は、通常運転時と同様に、弁９Ｂを通り、分岐して下側管束２Ｂ及び下側管束２Ｄに供給される。

【0038】

図４（Ｂ）を用いて説明したように、上側管束２Ａ，２Ｃのみを逆洗運転する場合、上側管束２Ａ，２Ｃと、下側管束２Ｂ，２Ｄとには同一向き（Ｚ軸方向）で水が流れることになる。つまり、下側管束２Ｂ，２Ｄ中の水流を維持したまま、上側管束２Ａ，２Ｃ中の水流の向きを反転させることが可能となる。なお、下側管束２Ｂ，２Ｄを逆洗運転する場合も同様に、弁９の開閉で制御できる。具体的には、図４（Ａ）に示す閉状態の弁９Ｄ，９Ｂ´が開けられる一方で、開状態の弁９Ｂ，９Ｄ´が閉じられると、下側管束２Ｂ，２Ｄの逆洗運転となる。

【0039】

１−３．効果
復水器冷却設備１１によると、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２の両端に冷却用の水の供給母管５を１本、排出母管８を１本のみを設置すれば冷却機能を満足することができる。また、復水器冷却設備１１によると、母管の本数が少ないため、供給母管５、供給分岐管６、排出分岐管７、及び排出母管８等の冷却配管をタービン建屋の床上に敷設することが十分可能となる。その結果、タービン建屋の建屋レイアウト上、地下に埋設、引廻す冷却配管の物量低減、及び工事費の削減が図れる。例えば、３個の復水器を有するプラントの場合、母管を６本から２本に削減することができるが、冷却配管のタービン建屋地下の埋設作業が不要となることにより、冷却配管と復水器の据付を同時に行うことができ、工期の短縮が可能となる。

【0040】

なお、復水器冷却設備１１では、上側管束２Ａ，２Ｃのペアと、下側管束２Ｂ，２Ｄのペアを独立して逆洗運転可能である。そのため、上側管束２Ａ，２Ｃと、下側管束２Ｂ，２Ｄとのうち一方の冷却機能を維持したまま他方の逆洗を実現することができるので、従来の復水器冷却設備の逆洗運転時と同様に、一時的な全ての冷却水流の停止を生じさせることなく、逆洗運転への切り替えが可能となる。

【0041】

２．第２実施形態
２−１．構成
第２実施形態に係る復水器冷却設備は、図１１（Ｂ）に示す縦長管束配列を有する従来の復水器冷却設備１１２に対して適用されるものである。縦長管束配列においては、水室を上下に分割することが構造上困難であるため、従来の復水器冷却設備１１２と同様に、供給水管側の水室と排出水管側の水室とで構成される。第２実施形態に係る復水器冷却設備において特徴的なのは、水室側面に接続する冷却配管を直管（直線的な配管）で構成できるように、Ｘ軸方向における供給水管側の水室と排出水管側の水室とをＹ軸方向に互い違いとなるように配置することで、冷却配管の設置領域（スペース）を確保した点である。

【0042】

図５は、第２実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図である。図６（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＸ−Ｙ側面図である。図６（Ｃ），（Ｄ）は、第２実施形態に係る復水器冷却設備の構成を示すＹ−Ｚ側面図である。

【0043】

図５は、ｍ個、例えば、２個の復水器Ｒ１，Ｒ２に対応する第２実施形態に係る復水器冷却設備１２を示す。復水器冷却設備１２は、復水器Ｒ１，Ｒ２内の縦長管束の両端に設けられる水室３１と、水室３１同士を接続する連結管４１と、冷却水を供給する供給母管５と、供給母管５及び水室３１を接続する供給分岐管６１と、水室３１及び排出母管８を接続する排出分岐管７１と、冷却後の温水を排出する排出母管８と、供給分岐管６１及び排出分岐管７１に設けられる弁９を設ける。以下、特に言及する場合を除き、ｍ＝２の場合について説明するが、その場合に限定されるものではない。

【0044】

図６に示すように、管束２１は、４個の縦長管束によって構成される。具体的には、管束２１は、復水器Ｒ１内に配置された管束２１Ａ及び管束２１Ｂと、復水器Ｒ２に配置された管束２１Ｃ及び管束２１Ｄを備える。

【0045】

図６に示すように、水室３１は、４個の水室の対、つまり、８個の水室によって構成され、管束２１に接続される。具体的には、水室３１は、復水器Ｒ１内の管束２１Ａの両端に接続される水室３１Ａ，３１Ａ´と、同様に管束２１Ｂに接続される水室３１Ｂ，３１Ｂ´と、復水器Ｒ２内の管束２１Ｃに接続される水室３１Ｃ，３１Ｃ´と、同様に管束２１Ｄに接続される水室３１Ｄ，３１Ｄ´を備える。

【0046】

図６において、連結管４１は、冷却配管であり、ｍ＝２の場合は４本の連結管によって構成される。具体的には、連結管４は、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２の片側水室同士、つまり、水室３１Ａと水室３１Ｃを連結する連結管４１Ｐと、復水器の反対側の水室３１Ａ´と水室３１Ｃ´を連結する連結管４１Ｐ´を備える。また、連結管４は、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２のもう片側の水室同士、つまり、水室３１Ｂと水室３１Ｄを連結する連結管４１Ｑと、復水器の反対側の水室３１Ｂ´と水室３１Ｄ´を連結する連結管４１Ｑ´を備える。なお、連結管４１は、ｍ≧３の場合、複数の復水器のうち、隣り合う復水器の左右同一側の水室同士を接続する。

【0047】

また、連結管４１は、上下に互い違いに配置される水室３１によって形成される空きスペースを利用して配置される（図５に図示）。

【0048】

供給分岐管６１は、供給母管５より分岐した冷却配管であり、ｍの数に関わらず４本設けられる。具体的には、復水器冷却設備１２は、供給分岐管６１Ａ，６１Ａ´，６１Ｂ，６１Ｂ´の４本を設け、最も供給水管側の復水器である復水器Ｒ１に配置された水室３１Ａ，３１Ａ´，３１Ｂ，３１Ｂ´に供給母管５をそれぞれ接続する。また、供給分岐管６１Ａ，６１Ａ´，６１Ｂ，６１Ｂ´にはそれぞれ、弁９Ａ，９Ａ´，９Ｂ，９Ｂ´が設けられる。

【0049】

排出分岐管７１は、冷却後の温水を排出する冷却配管であり、ｍの数に関わらず４本設けられる。具体的には、復水器冷却設備１２は、排出分岐管７１Ｃ，７１Ｃ´，７１Ｄ，７１Ｄ´の４本を設け、最も排出水管側の復水器である復水器Ｒ２に配置された水室３１Ｃ，３１Ｃ´，３１Ｄ，３１Ｄ´を排出母管８にそれぞれ接続する。また、排出分岐管７１Ｃ，７１Ｃ´，７１Ｄ，７１Ｄ´にはそれぞれ、弁９Ａ，９Ａ´，９Ｂ，９Ｂ´が設けられる。

【0050】

ここで、図５に示す水室３１に接続される連結管４１、供給分岐管６１、及び排出分岐管７１は、冷却配管の埋設を避けるため、水室３１の下面以外の面に接続される。より好適には、水室３１の側面、即ち、Ｙ−Ｚ面に接続されることが好適である。これにより、水室３１の側面に供給分岐管６１等の冷却配管が接続されるため、メンテナンスで必要となる冷却管の引抜作業を阻害しないという効果も得られる。

【0051】

なお、図５及び図６において、図１及び図２と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

【0052】

２−２．動作
図７（Ａ），（Ｂ）は、復水器冷却設備１２の動作を示す斜視図である。

【0053】

図７（Ａ）は、復水器冷却設備１２において、通常運転時の水の流れを模式的に示したものである。

【0054】

図７（Ａ）に示すように、復水器冷却設備１２の通常運転時には、復水器Ｒ１内に配置された管束２１Ａと管束２１Ｂとで、逆向きの流れを形成するよう弁９の開閉が設定される。例えば、弁９のうち、弁９Ａ，９Ｄ，９Ｂ´，９Ｃ´が閉じられる一方で、弁９Ｂ，９Ｃ，９Ａ´，９Ｄ´が開かれる。このような弁９の開閉により、冷却用の水は、供給母管５から分岐して供給分岐管６１Ｂ，６１Ａ´に供給される。供給分岐管６１Ｂに供給された水は、弁９Ｂを通り、水室３１Ｂで分岐して管束２１Ｂ及び連結管４１Ｑ経由で管束２１Ｄに供給される。つまり、管束２１Ｂ，２１Ｄには同一向き（Ｚ軸方向）で水が流れることになる。

【0055】

続いて、管束２１Ｂを流れた水は、連結管４１Ｑ´を通り、水室３１Ｄ´で管束２１Ｄを流れた水と合流し、弁９Ｄ´を通り、排出母管８に排出される。

【0056】

一方で、供給分岐管６１Ａ´に供給された水は、弁９Ａ´を通り、水室３１Ａ´で分岐して管束２１Ａ及び連結管４１Ｐ´に供給される。連結管４１Ｐ´経由で管束２１Ｃに供給される。つまり、管束２１Ａ，２１Ｃには同一向き（Ｚ軸方向の逆方向）で水が流れることになる。

【0057】

続いて、管束２１Ａを流れた水は連結管４１Ｐを通り、水室３１Ｃで管束２１Ｃを流れた水と合流し、弁９Ｃを通り、排出母管８に排出される。

【0058】

図７（Ｂ）は、復水器冷却設備１２において、片側の管束のみを逆洗運転させたときの水の流れを模式的に示したものである。

【0059】

図７（Ａ）に示す閉状態の弁９Ａ，９Ｃ´が開けられる一方で、開状態の弁９Ｃ，９Ａ´が閉じられると、図７（Ｂ）に示す管束２１Ａ，２１Ｃの逆洗運転となる。ここで、弁の開閉は、操作者による弁の操作により手動的に行われても良いし、操作者による入力に従って制御部（図示省略）が自動的に行うものであっても良い。

【0060】

このような弁９の開閉操作により、冷却用の水は、供給母管５から分岐して供給分岐管６１Ａ，６１Ｂに供給される。供給分岐管６１Ａに供給された水は、弁９Ａを通り、水室３１Ａで分岐して管束２１Ａ及び連結管４１Ｐ経由で管束２１Ｃに供給される。

【0061】

続いて、管束２１Ａを流れた水は、連結管４１Ｐ´を通り、水室３１Ｃ´で管束２１Ｃを流れた水と合流し、弁９Ｃ´を通り、排出母管８に排出される。

【0062】

一方で、供給分岐管６１Ｂに供給された水は、通常運転時と同様に、弁９Ｂを通り、管束２１Ｂ及び管束２１Ｄに供給される。

【0063】

図７（Ｂ）を用いて説明したように、管束２１Ａ，２１Ｃのみを逆洗運転する場合、管束２１Ａ，２１Ｃと、管束２１Ｂ，２１Ｄとには同一向き（Ｚ軸方向）で水が流れることになる。つまり、管束２１Ｂ，２１Ｄ中の水流を維持したまま、管束２１Ａ，２１Ｃ中の水流の向きを反転させることが可能となる。なお、管束２１Ｂ，２１Ｄを逆洗運転する場合も同様に、弁９の開閉で制御できる。具体的には、図７（Ａ）に示す閉状態の弁９Ｄ，９Ｂ´が開けられる一方で、開状態の弁９Ｂ，９Ｄ´が閉じられると、管束２１Ｂ，２１Ｄの逆洗運転となる。

【0064】

２−３．効果
復水器冷却設備１２によると、隣り合う復水器Ｒ１，Ｒ２の両端に冷却用の水の供給母管５を１本、排出母管８を１本のみを設置すれば冷却機能を満足することができる。また、復水器冷却設備１２によると、母管の本数が少ないため、供給母管５、供給分岐管６１、排出分岐管７１、及び排出母管８等の冷却配管をタービン建屋の床上に敷設することが十分可能となる。その結果、タービン建屋の建屋レイアウト上、地下に埋設、引廻す冷却配管の物量低減、及び工事費の削減が図れる。例えば、３個の復水器を有するプラントの場合、母管を６本から２本に削減することができるが、冷却配管のタービン建屋地下の埋設作業が不要となることにより、冷却配管と復水器の据付を同時に行うことができ、工期の短縮が可能となる。

【0065】

なお、復水器冷却設備１２では、管束２１Ａ，２１Ｃと、管束２１Ｂ，２１Ｄを独立して逆洗運転可能である。そのため、管束２１Ａ，２１Ｃのペアと、管束２１Ｂ，２１Ｄのペアとのうち一方の冷却機能を維持したまま他方の逆洗を実現することができるので、従来の復水器冷却設備の逆洗運転時と同様に、一時的な全ての冷却水流の停止を生じさせることなく、逆洗運転への切り替えが可能となる。

【0066】

３．第３実施形態
３−１．構成
第３実施形態に係る復水器冷却設備は、第２実施形態に係る復水器冷却設備と同様に、図１１（Ｂ）に示す縦長管束配列を有する従来の復水器冷却設備１１２に対して適用する。第３実施形態に係る復水器冷却設備は、第２実施形態に係る復水器冷却設備と同様に、Ｘ軸方向における同一側の水室側面同士を冷却配管で接続するものである。第３実施形態に係る復水器冷却設備において特徴的なのは、水室側面に接続する冷却配管を直管で構成できるように凹みのある形状の水室を設置することで、冷却配管の設置領域を確保した点である。

【0067】

図８は、第３実施形態に係る発電プラントの復水器冷却設備の構成を示す斜視図である。

【0068】

図８は、ｍ個、例えば、２個の復水器Ｒ１，Ｒ２に対応する第３実施形態に係る復水器冷却設備１３を示す。復水器冷却設備１３は、復水器Ｒ１，Ｒ２内の縦長管束の両端に設けられる水室３１と、水室３１同士を接続する連結管４１と、冷却水を供給する供給母管５と、供給母管５及び水室３１を接続する供給分岐管６１と、水室３１及び排出母管８を接続する排出分岐管７１と、冷却後の温水を排出する排出母管８と、供給分岐管６１及び排出分岐管７１に設けられる弁９を設ける。以下、特に言及する場合を除き、ｍ＝２の場合について説明するが、その場合に限定されるものではない。

【0069】

復水器冷却設備１３の、図５及び図６に示す復水器冷却設備１２と異なる構成は、水室の形状である。復水器冷却設備１３の水室３１は、冷却配管の設置領域を確保すべく、凹みのある形状を有する。

【0070】

図９（Ａ）は、復水器冷却設備１３に備えられる管束２１、水室３１、及び冷却配管の構成例を示すＸ−Ｙ側面図である。図９（Ｂ）は、復水器冷却設備１３に備えられる管束２１、水室３１、及び冷却配管の構成例を示すＹ−Ｚ側面図である。

【0071】

復水器冷却設備１３は、図９（Ａ）に示すように、復水器Ｒｍの左右に２個の管束２１を備える。そして、復水器冷却設備１３では、片側の管束２１Ａの端に水室３１Ａ，３１Ａ´が割り当てられ、もう片側の管束２１Ｂの端に水室３１Ｂ，３１Ｂ´が割り当てられる。

【0072】

また、図８及び図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、復水器冷却設備１３においては、水室３１Ａ，３１Ｂの側面に接続される冷却配管の設置領域を確保するために、水室３１Ａ，３１Ｂは、凹みのある形状を有する。例えば、水室３１Ａは、水室３１Ｂに接続される供給分岐管６１Ｂの設置領域を確保するために下側が凹みのある形状を有する一方、水室３１Ｂは、水室３１Ａに接続される連結管４１Ｐの設置領域を確保するために上側が凹みのある形状を有する。

【0073】

３−２．動作
復水器冷却設備１３の動作は、図７を用いて説明した復水器冷却設備１２の動作と同様であるので説明を省略する。

【0074】

３−３．効果
復水器冷却設備１３において、復水器冷却設備１２と同様の効果を有する。なお、復水器冷却設備１２においては、管束に対して各水室が上方又は下方に伸長する形状となる。一方で、復水器冷却設備１３においては、従来の復水器冷却設備と比較して水室の高さが変わらないため、上下方向の復水器の設置領域に余裕が無い場合でも適用が可能である。

【0075】

４．従来の復水器冷却設備
図１０は、従来の復水器冷却設備における冷却水配管の構成を示す斜視図である。また、図１１（Ａ），（Ｂ）は、従来の復水器における管束配列の構成例を示すＸ−Ｙ側面図である。図１１（Ａ）は、上下２分割管束の復水器冷却設備１１１を示し、図１１（Ｂ）は、縦長管束配列の復水器冷却設備１１２を示す。

【0076】

図１０は、復水器Ｓｍに対応する従来の復水器冷却設備１１１（復水器冷却設備１１２についも同様）を示す。復水器冷却設備１１１は、管束１０２（図１１（Ａ），（Ｂ）に図示）、水室１０３、水室連結管１０４、供給配管１０５、排出配管１０８、弁１０９、及び水室連絡弁１１０を設ける。

【0077】

図１０に示す復水器冷却設備１１１では、弁１０９，１１０の開閉の組み合わせにより、水室ごとの逆洗運転が可能となる。しかし、復水器１台当たり４本の大口径冷却水配管（供給配管１０５及び排出配管１０８）設置が必要となり、複数台の復水器１１１が隣接する場合、配置上の制約から、これらの大口径配管はタービン建屋の最下部を掘削し、復水器の設置床Ｇの下に埋設するレイアウトを採用することになってしまう。

【0078】

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。

【符号の説明】

【0079】

１１，１２，１３…復水器冷却設備、２，２１…管束、３，３１…水室、４，４１…連結管、５…供給母管、６，６１…供給分岐管、７，７１…排出分岐管、８…排出母管、９…弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】