特許 7104610 ドレン回収システムおよびドレン回収方法

(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】

(24)【登録日】2022-07-12

(45)【発行日】2022-07-21

(54)【発明の名称】ドレン回収システムおよびドレン回収方法

(51)【国際特許分類】

   F22D 11/00 20060101AFI20220713BHJP

【ＦＩ】

F22D11/00 H

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018217447

(22)【出願日】2018-11-20

(65)【公開番号】P2020085287

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-05-21

(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】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤島 英樹

(72)【発明者】

【氏名】深井 忠章

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 貴彦

(72)【発明者】

【氏名】宮木 望

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１５４９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１２０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４８４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１８３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－００９４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３４５５４４５（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｄ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボイラを含む火力発電設備を重油燃料により起動するときに前記ボイラの空気を、加熱した蒸気で予熱することで、発生するドレンを排出する空気予熱器と、
前記空気予熱器から排出されるドレンを貯蔵するドレンタンクと、
前記ドレンタンクの前記ドレンの回収先の一つとされる脱気器と、
前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を検出する第１温度検出器と、
前記脱気器の温度を検出する第２温度検出器と、
前記火力発電設備を起動してから負荷を上昇させてゆく中で、前記第１温度検出器および前記第２温度検出器を監視し、負荷上昇に伴い重油燃料から石炭燃料へ切り替わるときに、前記第１温度検出器により検出された前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を前記第２温度検出器により検出される前記脱気器の温度が超える前に、前記ドレンの回収先を前記脱気器から他の回収先へ切り替えるよう振分部を制御する制御部と、
前記ドレンタンクと前記脱気器との間にドレン回収路として設けられたドレン回収用配管と、
前記ドレン回収用配管の出口と前記脱気器のドレン導入口とを、前記脱気器側に下り勾配で接続する傾斜配管と
を具備するドレン回収システム。

【請求項2】

前記傾斜配管の傾斜角度が、水平方向に対して３０度以上７５度未満の範囲である請求項１記載のドレン回収システム。

【請求項3】

前記ドレン回収用配管または前記ドレン回収用配管から分岐して前記傾斜配管に接続されるバイパス配管に弁を設ける場合、前記弁をボール弁またはゲート弁とする請求項１又は請求項２記載のドレン回収システム。

【請求項4】

ボイラを含む火力発電設備を重油燃料により起動するときに空気予熱器が前記ボイラの空気を、加熱した蒸気で予熱することで発生するドレンを排出し、
前記空気予熱器から排出されるドレンをドレンタンクに貯蔵し、
前記ドレンタンクの前記ドレンの回収先の一つである脱気器へ振り分け、
前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を第１温度検出器で、前記脱気器の温度を第２温度検出器で検出し、
前記火力発電設備の負荷上昇に伴い、重油燃料から石炭燃料に切り替わるときに、前記第１温度検出器により検出された前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を前記第２温度検出器で検出された前記脱気器の温度が超える前に、前記ドレンタンクと前記脱気器との間に設けたドレン回収用配管のドレン回収調節弁を制御して前記ドレンの回収先を前記脱気器から他の回収先へ振り分け、
前記脱気器側の前記ドレン回収用配管に残ったドレンを、前記ドレン回収用配管の出口と前記脱気器のドレン導入口とを前記脱気器側に下り勾配で接続する傾斜配管を通じて前記脱気器へ回収するドレン回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ドレン回収システムおよびドレン回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石炭や重油などの化石燃料を用いる火力発電設備（以下「発電プラント」称す）では、発電プラントの起動過程において、重油にて起動することが多く、ボイラで使用する燃焼用空気の温度を蒸気によって予熱する空気予熱器（スチームエアヒータともいう）が設置されている。

【0003】

空気予熱器で空気の予熱に使った蒸気は、空気温度を上昇させることで熱交換し凝縮水（ドレン）化し、空気予熱器系外に排出する。

【0004】

空気予熱器で発生したドレンは、温度が高く発生量も多いことから、プラント熱サイクルの一つであるボイラ給水系統内ヘ回収するのが効率的である。

【0005】

プラント熱サイクルでは、ドレンを既設のボイラ給水系統内の設備である脱気器ヘ回収することが有効であるが、脱気器は、通常、タービン建屋の最上部（ドレンタンクの上）に設置されるため、以下に示すようなドレン回収を目的とした機器を設置している。

【0006】

すなわち、空気予熱器のドレンを一次回収するドレンタンクと、このドレンタンクのドレンを、配管を通じて脱気器に汲み上げるドレンポンプとを設け、配管内をドレンポンプで昇圧することでドレンタンクのドレンを脱気器ヘ回収するようにしている。

【0007】

石炭火力発電プラントの場合、プラント始動時から中間負荷（石炭燃料ヘの切り換え負荷に達する）までは、重油で運転するプラントが多く、特に石炭燃料ヘ切り替えるときには、必要な空気の流量が減少し、これが蒸気量の減少に繋がり、ドレンの流量が著しく減少する。

【0008】

このように、重油から石炭に燃料が切り替わる中間負荷の状態では、空気予熱器のドレン温度よりも脱気器の器内温度が高くなるという温度の逆転現象が発生し、これが原因で、配管内で回収されるドレンによる水撃現象（ウォータハンマ現象）が起きる。

【0009】

詳細に説明すると、ドレン回収用の配管内をドレン流量が減少することに伴い配管内に空間が発生し、脱気器の蒸気がその空間を埋めるために逆流し始め、空気予熱器ドレンの低温ドレンと脱気器の内部の高温飽和蒸気が直接接触することで、瞬間に凝縮されて、配管内の空間にドレンが急速に移動し、これがウォータハンマ現象の元になる。ウォータハンマ現象が発生すると、配管やその周囲の機器（弁など）がダメージを受けて破損し（例えば配管に亀裂や破断が生じ）、これが蒸気の外部噴出に繋がる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特許第３４５５４４５号公報

【文献】特開２０１０－４８４９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

従来は、プラント始動時から中間負荷に至ったときにドレンの回収先を脱気器から他の回収先に切り替えるが、この際に、脱気器の前段の配管に残ったドレンが脱気器から逆流する蒸気と混じり合い、瞬間に凝縮されたドレンが配管内の空間を急速に移動し、これにより発生したウォータハンマ現象によって、配管やその周囲の機器（弁など）がダメージを受けるため、その部位の劣化状況の確認などのメンテナンス作業が短い周期で必要になるという問題があった。

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、空気予熱器から排出されるドレンの回収先を脱気器からそれ以外の回収先へ切り替えることで生じるウォータハンマ現象を防止し、脱気器へのドレン配管やその周囲の機器に対するメンテナンス周期を長くすることができるドレン回収システムおよびドレン回収方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

実施形態のドレン回収システムは、空気予熱器、ドレンタンク、脱気器、ドレン回収用配管、傾斜配管、第１温度検出器、第２温度検出器、制御部を備える。空気予熱器はボイラを含む火力発電設備を重油燃料により起動するときにボイラの空気を、加熱した蒸気で予熱することで、発生するドレンを排出する。ドレンタンクは空気予熱器から排出されるドレンを貯蔵する。脱気器はドレンタンクのドレンの回収先の一つとされる。第１温度検出器は、空気予熱器またはドレンタンクの温度を検出する。第２温度検出器は、脱気器の温度を検出する。制御部は、火力発電設備を起動してから負荷を上昇させてゆく中で、第１温度検出器および第２温度検出器を監視し、負荷上昇に伴い重油燃料から石炭燃料へ切り替わるときに、第１温度検出器により検出された空気予熱器またはドレンタンクの温度を第２温度検出器により検出される脱気器の温度が超える前に、ドレンの回収先を脱気器から他の回収先へ切り替えるよう振分部を制御する。ドレン回収用配管はドレンタンクと脱気器との間にドレン回収路として設けられる。傾斜配管はドレン回収用配管の出口と脱気器のドレン導入口とを、脱気器側に下り勾配で接続する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の火力発電プラントにおける空気予熱器ドレン回収システムの構成を示す図である。

【図2】各計測ポイントでの計測データによる切り替えタイミングを示すグラフである。

【図3】第２実施形態の火力発電プラントにおける空気予熱器ドレン回収システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１はドレン回収システムを含む一つの実施の形態の火力発電プラントを示す図である。

【0016】

第１実施形態の火力発電プラントは、主要設備として、ボイラ、タービン、発電機などの主要設備の他に、空気予熱器ドレン回収システムを備える。

【0017】

図１に示すように、空気予熱器ドレン回収システムは、例えば蒸気式の空気予熱器１、ドレンタンク９、ドレンポンプ１１、脱気器２０、これら機器を接続する配管（空気予熱器ドレン管８、ドレン管１６、ドレン水張り管２２など）と、各機器に設けられた検出器（空気温度や蒸気温度、水位などの検出器４、１４、２４、２５など）と、これら検出器と信号線で接続された制御装置１５を備える。

【0018】

空気予熱器１は、ボイラへ供給する空気とタービンから抽出した蒸気との間で熱交換を行うことでボイラへ供給する空気を予熱する。

【0019】

空気温度検出器４は、空気予熱器出口空気ダクト３に設置される。空気温度検出器４は空気予熱器１の温度を検出する。水位検出器１４は、ドレンタンク９の水位を検出する。ドレン温度検出器２４は、ドレンタンク９の出口に接続される配管に設けられている。ドレン温度検出器２４は、ドレンタンク９のドレンの温度を検出する。脱気器温度検出器２５は、脱気器の温度を検出する。

【0020】

空気予熱器ドレン管８は、空気予熱器１からドレンタンク９へドレンを送る流路である。ドレンタンク９は、空気予熱器１で発生したドレンを、空気予熱器ドレン管８を通じて回収し一次貯水する。ドレンタンクベント弁１０は、制御によりドレンタンク９内から外部へドレンを放出する。

【0021】

ドレンポンプ１１は、ドレンタンク９に貯水されたドレンをドレンタンク９から排出する。ドレンタンク９から排出されたドレンは、ドレンポンプ１１によりプラント熱サイクルの設備（脱気器２０またはその他の回収先３０など）へ送られ、プラント熱サイクルの設備で利用する水として回収される。つまり脱気器２０またはその他の回収先３０などは、ドレンタンク９のドレンの回収先の一つとされる。

【0022】

ポンプ再循環系統１２は、ドレンポンプ１１から送り出したドレンの一部をドレンタンク９に戻して循環させることでドレンポンプ１１の最低流量を保護する。ポンプ再循環系統１２には配管や弁が含まれる。

【0023】

ドレン逆止弁１３は、ポンプ停止時にドレン管１６の側からドレンポンプ１１へドレンが逆流することを防止するための逆止弁である。復水逆止弁２９は、復水管２１へドレンが逆流することを防止するための逆止弁である。

【0024】

ドレン配管１６は、ドレンタンク９からドレンポンプ１１により送り出されて逆止弁１３を通過したドレンを脱気器２０の側へ導くためのドレンの流路である。
脱気器回収調節弁１７は、制御装置１５から出力される制御信号により、調節弁の流量開度を変化させてドレンタンク９の排出ドレン量を調節する。脱気器回収調整弁前弁１８は、脱気器回収調節弁１７の前段に設けられる電動弁である。

【0025】

ドレン水張り管２２は、脱気器回収調節弁１７および脱気器回収調整弁前弁１８、脱気器直前ドレン配管１９ａおよび復水管２１により脱気器２０付近の流路（ドレン管１６）の水張りを行う。

【0026】

ドレンタンク水位調節弁２３および脱気器回収調節弁１７は、制御装置１５から出力される制御信号により、脱気器２０または脱気器２０以外の回収先である回収先３０へドレンの流れを切り替える。つまりこのドレンタンク水位調節弁２３および脱気器回収調節弁１７などは、ドレンの回収先を、脱気器２０または他の回収先３０に振り分ける振分部として機能する。

【0027】

ドレン水張り管２２と脱気器２０とを繋ぐドレン回収路であるドレン回収用配管１９には、脱気器回収調節弁１７およびその前弁である脱気器回収調整弁前弁１８が設けられている。脱気器直前ドレン配管１９ａは、上記ドレン回収用配管１９の一部であり、脱気器回収調節弁１７以降の脱気器２０に至る配管部分である。脱気器回収調整弁前弁１８は電動弁である。

【0028】

脱気器直前ドレン配管１９ａは、水平管または垂直管ではなく、下り勾配の傾斜角度が例えば水平方向に対して３０°以上７０°未満の範囲で設置される傾斜配管である。なお、ドレン水張り管２２と脱気器２０のドレン導入口２０ａとの位置関係（高低差）によっては、例えば高低差が大きい場合は、脱気器直前ドレン配管１９ａの設置角度を、例えば水平方向に対して４５°以上７５°未満の範囲にしてもよい。設置角度については、水平方向を基準にして説明したが、垂直方向を基準にしてもよい。

【0029】

すなわち、脱気器直前ドレン配管１９ａは、その傾斜角度の範囲が水平方向に対して４５度以上７５度未満または３０度以上７０度未満で設置される。上記２つの傾斜角度の範囲を総合すると、傾斜角度は、脱気器２０側に下り勾配で水平方向に対して３０°以上７５°未満の範囲が好ましいと言える。

【0030】

このような傾斜角度の範囲で脱気器直前ドレン配管１９ａを設置することで、蒸気凝縮現象が発生する前に、脱気器回収調節弁１７以降の配管に残留しているドレンを脱気器２０に流して全量回収できる。

【0031】

この際、配管に残留しているドレンは、配管底部を流れ落ち、脱気器２０から逆流してくる飽和蒸気は、配管上部を伝って上ってゆくため、互いが混合することなく入れ替わるので、ドレン回収用配管１９での蒸気の逆流による蒸気凝縮現象が発生することがなくなる。

【0032】

制御装置１５は、各検出器により検出される検出値に応じて各機器を制御する。具体的には、プラント起動時に、制御装置１５は、空気温度検出器４により検出される空気温度を監視し、空気温度が予め設定されている温度よりも低い場合、空気予熱器１を制御して、蒸気で空気を予熱し空気の温度を上昇させる。この際、空気予熱器１は、蒸気によって発生する凝縮水（ドレン）を、ドレン管８を通じてドレンタンク９へ排出する。

【0033】

また、制御装置１５は、水位検出器１４により検出されるドレンタンク９の水位を監視し、水位の変化（上昇または下降）に応じてドレンポンプ１１を制御してドレンタンク９の排水量を調節する。この際、ドレンタンク９の水位（ドレン貯蔵量）が一定の値を超える場合は、プラント負荷や空気予熱器１、ドレンタンク９、脱気器２０などの温度に応じて、ドレンタンク水位調節弁２３や脱気器回収調節弁１７などを制御して、排出されるドレンを脱気器２０または他の回収先３０へ振り分け、プラント熱サイクルの設備で利用する水として回収する。

【0034】

例えば制御装置１５は、プラント起動後、プラント負荷が上昇する中で、空気予熱器１またはドレンタンク９の温度と脱気器２０の温度を監視し、互いの温度の逆転現象が発生する前に、ドレンタンク水位調節弁２３および脱気器回収調節弁１７を制御して、それまで脱気器２０へ回収していたドレンを他の回収先３０へ振り分ける。この際、制御装置１５は、ドレンタンク水位調節弁２３を開け脱気器回収調節弁１７を閉じる。

【0035】

次に、図２のグラフを参照してこの火力発電プラントの動作を説明する。図２のグラフにおいて、符号３１は空気予熱器１のドレン温度、符号３２は重油使用量、符号３３はプラント負荷、符号３４は脱気器２０の器内温度、符号３５は石炭使用量、符号３６はドレン回収切替点、符号３７はウォータハンマ発生域を示す。
火力発電プラントを起動させるときは、ボイラの燃料に重油を使用するため、蒸気式の空気予熱器１にて空気の温度を大気温度から上昇させるのに重油を使用する。このとき、空気の温度を上昇させるのに使用する熱源が蒸気であるため、火力発電プラントの起動時にはドレンが大量に発生し、空気予熱器１の内部の圧力も上昇することになる。

【0036】

空気予熱器１で発生したドレンは、空気予熱器１の飽和温度となるために高温のドレンがドレンタンク９に流入する。このとき火力発電プラントは、起動を開始したばかりの状熊であるために脱気器２０内部の温度（器内温度）は１００℃以下の状態である。

【0037】

そして、プラント負荷（発電負荷）３３を上昇させると、図２に示すように、重油使用量３２が増加すると共に空気予熱器１で消費される蒸気量も増加し、発生ドレン量も増えることになるが、そのままプラント負荷（発電負荷）３３が上昇し、重油燃料から石炭燃料に切り替わるタイミングになると、重油の使用量３２が減少する。これに伴い蒸気の消費量も低下し、発生するドレンの量が減少すると共に、空気予熱器１のドレン温度３１も低下することになる。

【0038】

ところが、プラント負荷３３の上昇によって、プラント負荷３３が例えば５０％前後の中間負荷の状態では、既に脱気器２０の機内温度３４は２００℃を超えた状態となっているため、通常、重油燃料と石炭燃料との切り替えタイミングで空気予熱器１のドレン温度３１と脱気器２０の器内温度３４との逆転現象が発生する。

【0039】

そこで、この第１実施形態の火力発電プラントでは、制御装置１５が、脱気器温度検出器２５により検出される脱気器２０の器内温度と、ドレン温度検出器２４により検出されるドレンタンク９のドレンの温度を監視する中で、互いの温度が反転（逆転）する前のドレン回収切替点３６（図２参照）になると、制御装置１５は、ドレン回収分岐配管２６に取り付けられているドレンタンク水位調節弁２３および脱気器回収調節弁１７を制御して、ドレンの流れ（ドレン回収先）を、脱気器２０から他の回収先３０（ドレン回収分岐配管２６の側）へ切り替える。

【0040】

詳細に説明すると、制御装置１５は、ドレンタンク水位調節弁２３を開け、脱気器回収調節弁１７を閉じる制御を行う。脱気器２０の温度とドレンタンク９の温度が逆転する前を、例えば反転タイミングに達する直前、または反転タイミングに近づく、などともいう。

【0041】

これにより、脱気器２０ヘのドレンの回収が停止されると共に、ドレンタンク９のドレンは、ドレンポンプ１１、ドレン逆止弁１３、ドレン回収分岐配管２６からドレンタンク水位調節弁２３を通じて他の回収先３０へ回収されるようになる。

【0042】

脱気器２０側では、脱気器回収調節弁１７を閉じられて脱気器２０ヘのドレンの回収が停止されたことで、脱気器回収調節弁１７から脱気器２０に至るまでのドレン回収用配管１９に残留しているドレンが、下り勾配の脱気器直前ドレン配管１９ａを通じて脱気器２０へ流れて、脱気器２０に全量回収される。

【0043】

このため、脱気器２０の飽和蒸気が脱気器直前ドレン配管１９ａへ逆流しても残留ドレンが混ざり合うことがなくなり、蒸気凝縮が起こらず、したがってウォータハンマ発生域３７（図２参照）において、ウォータハンマ現象が発生することがなくなる。なお、脱気器回収調節弁１７の位置から脱気器直前ドレン配管１９ａまでの配管内にドレンが残留しないように、脱気器回収調節弁１７やその前段の脱気器回収調節弁前弁１８などの弁類をボール弁またはゲート弁とすることで、弁の機構的な段差でドレンが残留することがなくなり、その部位での蒸気凝縮をなくすことができる。

【0044】

このようにこの第１実施形態の火力発電プラントによれば、脱気器直前ドレン配管１９ａを下り勾配で配設し、プラント始動以降、制御装置１５が、ドレン温度検出器２４により検出される空気予熱器ドレン温度と脱気器温度検出器２５により検出される脱気器温度とを監視し、負荷上昇により原油燃料から石炭燃料に切り替わる際に脱気器温度検出器２５により検出される脱気器の温度と、ドレン温度検出器２４により検出されるドレンの温度の値が反転する前のドレン回収切替点３６に達すると、ドレン回収分岐配管２６に取り付けられたドレンタンク水位調節弁２３を制御して、ドレン回収先を脱気器２０から他の回収先３０に切り替えることで、脱気器２０ヘのドレンの回収が停止されると共に、回収停止で脱気器２０の前段の流路（ドレン回収用配管１９）に残留しているドレンが下り勾配の脱気器直前ドレン配管１９ａを通じて脱気器２０に全量回収される。このため、脱気器回収調節弁１７以降（脱気器２０の前段）の脱気器直前ドレン配管１９ａに蒸気逆流が発生してもウォータハンマ現象が発生せず、この結果、脱気器直前ドレン配管１９ａやその周囲の機器（弁類など）の劣化を遅らせることができ、メンテナンスの期間を長くすることができる。

【0045】

また、脱気器直前ドレン配管１９ａを、垂直ではなく、脱気器２０側に下り勾配で水平方向に対して傾斜角度が４５°以上７５°未満の範囲、または３０°以上７０°未満の範囲で設置することで、蒸気凝縮現象が発生する前に、脱気器回収調節弁１７以降の配管に残留しているドレンを脱気器２０に流して全量回収し、脱気器２０から逆流してくる飽和蒸気と入れ替るので、ドレン回収用配管１９での蒸気の逆流による蒸気凝縮現象が発生することがなくなる。上記傾斜角度の範囲を総合すると、傾斜角度は脱気器２０側に下り勾配で水平方向に対して３０°以上７５°未満の範囲が好ましいと言える。

【0046】

これにより、脱気器回収調節弁１７以降の脱気器直前ドレン配管１９ａを含むドレン回収用配管１９で発生するウォータハンマ現象の発生を防止することができる。この結果、ドレン回収用配管１９に付設されている脱気器回収調節弁１７などの劣化や破損を防止すると共に、ドレン回収用配管１９の亀裂や破断の発生を防止し、配管の亀裂箇所から蒸気が外部に噴出するといった事態を未然に防止することができる。

【0047】

なお、上記実施形態では、空気予熱器１のドレン温度と脱気器２０の器内温度とを比較したが、空気予熱器１のドレン温度に変えてドレンタンク９のドレン温度を利用してもよい。

【0048】

また、上記実施形態では、ドレン回収用配管１９（水平配管）の脱気器回収調節弁１７の前に設ける脱気器回収調節弁前弁１８などをボール弁またはゲート弁にする例について説明したが、脱気器回収調節弁１７の後ろに後弁を設ける場合も、その後弁をボール弁またはゲート弁にしたほうがよい。

【0049】

（第２実施形態）
図３は第２実施形態の空気予熱器ドレン回収システムの構成を示す図である。この第２実施形態を説明するにあたり、第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。

【0050】

図３に示すように、この第２実施形態の空気予熱器ドレン回収システムは、ドレン水張り管２２と脱気器２０とを繋ぐドレン回収路であるドレン回収用配管１９において、脱気器回収調節弁１７に接続される傾斜配管である脱気器直前ドレン配管１９ａに、脱気器回収調節弁後弁２７を設けると共に、脱気器回収調節弁前弁１８の前段で分岐し脱気器直前ドレン配管１９ａに接続されるバイパス配管３１に脱気器回収調節弁バイパス弁２８を設けて構成される。脱気器回収調節弁前弁１８は電動弁でなくてもよい。

【0051】

この場合、脱気器回収調節弁１７以降の脱気器直前ドレン配管１９ａに設ける弁類（脱気器回収調節弁後弁２７など）の弁をボール弁またはゲート弁にする。このように傾斜配管である脱気器直前ドレン配管１９ａに設ける弁類をボール弁またはゲート弁とすることで、弁の構造によって弁自体にドレンが留まることがなくなり、その部位での蒸気凝縮をなくすことができる。弁類としては、脱気器回収調節弁後弁２７の他に、脱気器回収調節弁バイパス弁２８や脱気器回収調節弁１７の前弁である脱気器回収調節弁前弁１８や止め弁（図示せず）などをボール弁またはゲート弁としてもよい。

【0052】

この第２実施形態の空気予熱器ドレン回収システムによれば、第１実施形態と同様に、空気予熱器１のドレン温度と脱気器２０の器内温度とが逆転するタイミングで（反転ポイントに近づくと）、ドレンタンク水位調節弁２３および脱気器回収調節弁１７を制御して、ドレン回収先を脱気器２０からドレン回収分岐配管２６の側へ切り替えることで、脱気器２０ヘのドレン回収を停止し、ドレンの回収を停止したことで脱気器回収調節弁１７から脱気器２０までの間に残っていたドレンと、脱気器２０より逆流してくる飽和蒸気との入れ替えを、傾斜角度が４５°以上７５°未満の下り勾配の脱気器直前ドレン配管１９ａが行うことで、ドレン回収用配管１９の残留ドレンを、蒸気凝縮現象が発生する前に脱気器２０に全量回収することができる。

【0053】

また、傾斜した脱気器直前ドレン配管１９ａに設置する弁類（脱気器回収調節弁後弁２７など）をボール弁またはゲート弁にすることで、その弁自体にドレンが留まることがなくなる。

【0054】

したがって、脱気器回収調節弁１７以降のドレン回収用配管１９（脱気器直前ドレン配管１９ａを含む）で発生するウォータハンマの発生を防止することができる。これによりドレン回収用配管１９に付設している脱気器回収調節弁１７、脱気器回収調節弁後弁２７の破損、しいてはドレン回収用配管１９の亀裂や破断を防止し、その箇所から蒸気が噴出するといった事態を未然に防止することができる。

【0055】

すなわち、本発明によれば、空気予熱器１から排出されるドレンの回収先を脱気器２０からそれ以外の回収先３０へ切り替えることで生じるウォータハンマ現象を防止してドレン回収用配管１９（脱気器直前ドレン配管１９ａ）やその周囲の機器（弁類など）に対するメンテナンス周期を長くすることができる。

【0056】

なお、第１実施形態において、第２実施形態のように、ドレン回収用配管１９の脱気器回収調節弁１７とその付近の流路に設ける弁類（脱気器回収調節弁前弁１８など）をボール弁またはゲート弁にしてもよい。

【0057】

また、上記第１実施形態では、制御装置１５が、空気予熱器１のドレン温度と脱気器２０の器内温度とを監視し、互いの温度が逆転する前にドレン回収先を切り替えるようにしたが、この他、例えば脱気器２０の他に、復水器またはそれに相当するプラントサイクル内の回収先、またはプラントサイクル系外へと切り替える系統を有する火力発電プラントでは、ドレン回収先の切り替えに、温度差だけに限らず、プラント負荷や蒸気温度や重油量など、ドレン温度差が予測できる代替えの情報を用いてドレン回収先を切り替えてもよい。

【0058】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。

【0059】

また上記実施形態に示した制御装置１５の各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体：electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。

【0060】

電子媒体としては、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア：Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１…空気予熱器、３…空気予熱器出口空気ダクト、４…空気温度検出器、８…空気予熱器ドレン管、９…ドレンタンク、１０…ドレンタンクベント弁、１１…ドレンポンプ、１２…ポンプ再循環系統、１３…ドレン逆止弁、１４…水位検出器、１５…制御装置、１６…ドレン管、１７…脱気器回収調節弁、１７…ドレン回収調節弁、１８…脱気器回収調整弁前弁、１９…ドレン回収用配管、１９ａ…脱気器直前ドレン配管、２０…脱気器、２０ａ…ドレン導入口、２１…復水管、２２…水張り管、２３…ドレンタンク水位調節弁、２４…ドレン温度検出器、２５…脱気器温度検出器、２６…ドレン回収分岐配管、２７…脱気器回収調節弁後弁、２８…脱気器回収調節弁バイパス弁、２９…復水逆止弁、３０…他の回収先、３１…バイパス配管。

【図1】

【図2】

【図3】