JPH0261402A - 脱気器水位制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、蒸気タービンプラントにおける脱気器水位制
御装置に係り、特にタービンバイパス管路を有する蒸気
タービンプラントの脱気器水位制御装置に関する。

（従来の技術） 最近の火力、原子力等の蒸気タービンプラントにおいて
は、系統の事故、その他の原因により、−時的に系統に
電力が供給されなくなった場合には、ボイラ等の熱源を
安定燃焼を維持するためそのまま運転し、主蒸気をター
ビンをバイパスさせる運転（以下ＰＣＢ運転と言う）を
行うようにしたものがある。そして、所定時間後、系統
が電力の供給をすることができるようになった場合即ち
系統が復帰したときは、ＰＣＢ運転が解かれ、直にター
ビンを駆動し、系統に電力の供給ができるようにされる
。

そのため、発電プラント全体としての起動時間の短縮が
図られるとともにタービンの急速起動が行われる。

このような蒸気タービンプラントの一般的な構成および
その制御回路は第３図および第４図に示すようなもので
以下これについて説明する。

復水器１０．１０において復水された復水は復水ポンプ
１２により昇圧され、詳細を第４図に示すような脱気器
水位制御回路により制御される脱気器水位調整弁１１を
経て低圧ヒータ１３に供給され、そこで加熱される。こ
の低圧ヒータ１３により加熱された復水は脱気器１４に
送られ、復水中に含まれている亜硫酸ソーダ、ヒドラジ
ン等が脱気される。脱気された復水は、給水として給水
ポンプ１５を介して高圧ヒータ１６に送られ、タービン
油気により加熱された後、ボイラ１７に送られる。上記
ボイラ１７で発生した主蒸気は、主蒸気止め弁１８、蒸
気加減弁１９を介して高圧タービン２０に送られ、この
高圧タービン２０で仕事を行い図示しない発電機が回転
駆動され系統に電力の供給が行われる。前記高圧タービ
ン２０で仕事を行なった主蒸気は、再熱器２１に送られ
再び加熱された後インターセプト弁２２．２２を介して
中圧タービン２３および低圧タービン２４に順次送給さ
れ、そこでそれぞれ仕事を行い発電機が回転駆動される
。この低圧タービン２４で仕事を行った蒸気は、前記復
水器１０に排気され、海水等により冷却され復水にされ
る。

上記脱気器水位調整弁１１は、ボイラ１７の入口側に設
けられ給水流量を検出す給水流量発信器２５、同様に復
水ポンプ１２の吐出口側に設けられ復水流量を検出する
復水流量発信器２６および脱気器１５に取付けられ脱気
器１４の水位を検出する脱気器水位検出発信器２７の各
発信器の信号により制御される。即ち、第４図に示す脱
気器水位制御回路において給水流量発信器２５の出力信
号は、関数発生器２８に送られる。この関数発生器２８
は、給水に対し復水がやや少ない量で流れるので、給水
流量発信器２５の出力信号を復水流量発信器２６の出力
信号に一致するようにレベル合せかされるものである。

この関数発生器２８の出力信号は復水流量発信器２６の
出力信号とともに減算器２９に送られ、その偏差信号が
切替器３０を経て加算器３１に送られる。

また、脱気器水位検出発信器２７の出力信号は、脱気器
１４の水位を設定する水位設定器３２の設定信号ととも
にＰＩＤ演算器３３に送られ、出力信号と設定信号とが
比較演算されその偏差信号が前記加算器３１に送られ、
前記給水、復水の偏差信号と水位とその設定信号との偏
差信号とが加算されて、この加算出力信号が脱気器水位
調整弁１１に出力され、脱気器水位調整弁１１の開度が
制御される。

そのため、給水流量と復水流量の流量バランスが常時監
視され、バランスがくずれた場合には直に脱気器水位調
整弁１１が自動的に操作され、給水流量と復水流量の流
量バランスがくずれないようにされている。さらにまた
、この給水流量と復水流量は、脱気器１４の水位偏差信
号により修正され、脱気器１４の水位が一定値を維持さ
れるようにしている。このように脱気器水位は一般的に
は３要素制御により制御されている。

また、このような制御において起動時あるいはクリーン
アップ時には、給水流量、復水流量が喪失し、給水流量
発信器２５および復水流量発信器２６の各出力信号が得
られないので、前記切替器３０を切替え脱気器水位検出
発信器２７の偏差信号のみを脱気器水位調整弁１１に送
り、この偏差信号により脱気器水位調整弁１１を制御す
る即ち１要素制御が行われる。

そこで系統に例えば事故等が発生した場合には、高圧タ
ービン２０、中圧タービン２３および低圧タービン２４
を夫々バイパスするバイパス管路３５．３６に設けられ
たバイパス弁３７．３８が開かれるとともに前記主蒸気
止め弁１８、インク−セブト弁２２．２２が閉じられ、
主蒸気が高圧タービン２０をバイパスし、再熱蒸気が中
圧タービン２３および低圧タービン２４を夫々バイパス
して減温器３９を介して復水器１０．１０に排気される
バイパス運転即ちＰＣＢ運転が行われる。

この場合、減温器３９に排気される排気は相当に高温で
あるから、この排気を前記復水器１０．１０にそのまま
排気したのでは復水を得ることができない。そのため、
このＰＣＢ運転がされるときには、復水ポンプ１２の吐
出側に設けられている冷却水管路４０の冷却水止め弁４
１が開かれ、復水の一部が強制的に減温器３９に送られ
、減温器３９に排気される排気が冷却され復水器１０．
１０で容易に復水にされるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 系統に事故等が発生し電力の供給ができないときには、
上述のように主蒸気および再熱蒸気がタービンをバイパ
スされ、減温器を介して復水器に排気され、この場合減
温器には復水ポンプからの復水の一部が強制的に送られ
、前記蒸気が冷却される。

ところがかかるＰＣＢ運転には、通常の蒸気タービンサ
イクルに対する送水とともに冷却用の復水とが必要にな
り復水ポンプによる復水移送量が多くなり、脱気器水位
調整弁に送られる復水は勿論のこと減温器に送られる冷
却用の復水の圧力が低下し、脱気器に供給される水量が
不足し脱気器の水位が低下してしまうばかりか排気蒸気
の冷却が不十分となり復水化が十分に行われない恐れが
ある。そのため蒸気タービンサイクルを運転することが
できなくなる等の問題が生じる。

本発明は、これ等の問題を解決するために蒸気タービン
サイクルがＰＣＢ運転されるとともに復水ポンプによる
復水の一部を強制的に減温器に送る場合、この減温器に
送る復水の水圧を低下させないようにするとともに脱気
器の水位が予定以下には低下しないようにした脱気器水
位調整装置を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発朋は、タービンをバイパスする主蒸気を減温器を介
して復水器に排気するようにしたバイパス管路と、復水
ポンプの吐出口側に接続され、バイパス運転時に復水の
一部を強制的に前記減温器に送る冷却水管路と、復水流
量、給水流量および脱気器の水位を検出°し脱気器水位
調整弁の開度を調整し前記脱気器の水位を制御する脱気
器水位制御回路と、この脱気器水位制御回路に設けられ
上記バイパス運転時に脱気器水位調整弁の開度制御信号
の制限をする開度制限器とを備えたものであり、また前
記開度制限器は脱気器水位調整弁の開度制限を時限的に
解放する時限設定器を設けたものであり、また、前記開
度制限器は脱気器の異常水位低下により脱気器水位調整
弁の開度制限を解放させる切替制御回路を設けたもので
ある。

（作　用） 蒸気タービンサイクルがＰＣＢ運転されるとき復水の一
部が冷却水として強制的に減温器に送られ、バイパスさ
れる蒸気が復水の一部により冷却される。このとき脱気
器水位調整弁はＰＣＢ運転信号を受けてその開度が制限
され蒸気タービンサイクルに送る復水とともに減温器に
送る復水の圧力の低下が防止される。所定時間の経過後
例えばＰＣＢ運転が解かれると、このＰＣＢ運転停止信
号を受けて脱気器水位調整弁の開度制限が時限的にある
いは脱気器の水位等により解かれ脱気器の水位が予定値
より低下しないようにされる。

（実施例） 以下本発明脱気器水位制御装置を第１図および第２図に
ついて説明する。なお、同図において第３図および第４
図の従来の脱気器水位制御装置と同一部分は同一符号を
以て説明し、その詳細な説明は省略する。

第１図において、加算器３１には、制限器４６が接続さ
れており、上記加算器３１からの出力信号が上記制限器
４６を介して脱気器水位調整弁１１に加えられるように
しである。また、脱気器水位制御回路には、通常開度制
限器４２とＦＣＢ運転時のバイパス開度制限器４３が設
けられており、これ等両開度制限器４２．４３のいずれ
か一方の制御信号が切替器４４を介して変化率制限器４
５に入力され、その変化率制限器４５からの出力信号が
前記制限器４６に出力される。

ところで通常時においては、切替器４４によって、通常
開度制限器４２からの制限信号が変化率制限器４５を介
して制限器４６に加えられ、加算器３１からの制御信号
が例えば１００％脱気器水位調整弁１１に加えられる。

そのため、上記脱気器水位調整弁１１が前記給水流量発
信器２５、復水流量発信器２６および脱気器１５の水位
を検出する脱気器水位発信器２７の各出力信号を受け、
これ等の各出力信号により脱気器水位調整弁１１が制御
される。

一方、切替器４４が切替えられると、バイパス開度制限
器４３からの制限信号が変化率制限器４５に加えられと
、その制限信号が前記変化率制限器４５を介して制限器
４６に加えられ、前記加算器３１からの制御信号が制限
され、例えば５０％開度制限が行われるようになる。そ
のため、前記脱気器水位調整弁１１の開度が前記給水流
量発信器２５等の各出力信号により５０％の以下の限定
した開度に制限されて制御される。

前記変化率制限器４５は通常開度制限器４２あるいはバ
イパス開度制限器４３の信号が制限器４６に送られた場
合、この制限器４６の作動が急激に行われないように暫
減的あるいは暫増的に行われるようにしたものであって
、前記脱気器水位調整弁１１の制御、即ち復水の急薦な
変化を防止するものである。

前記切替器４４の切替えは第２図に示す切替制御回路で
行われる。即ち、ＰＣＢ信号発生器４７から切替器４４
にＰＣＢ信号が入力すると、その切替器４４は、ｂ−ｃ
回路に切替えられる。また、上記ＰＣＢ信号は、ＮＯＴ
回路４８、時限設定器４つを介して前記ＯＲ回路５０に
送られており、このＯＲ回路５０には脱気器水位が標準
水位より所定以下Ｊこなったとき低水位信号も入力され
、このＯＲ回路５０からの出力信号が切替器４４に入力
されると、この切替器４４がａ−ｃ回路に切替る。

しかして、前記切替器４４は、通常運転時には、ＰＣＢ
信号発信器４７がＰＣＢ信号を発生していないのでこの
切替器４４がａ−Ｃ回路に切替えられている。そのため
、通常開度制限器４２の制限信号が切替器４４のａ−ｃ
回路、変化率制限器４５を介して制限器４６に加えられ
、給水流量発信器２５、復水流量発信器２６および脱気
器１５の水位を検出する脱気器水位発信器２７の各出力
信号を受け、これ等の各出力信号により脱気器水位調整
弁１１が１００％の範囲で制御される。

またＰＣＢ信号を受けると前記切替器４４が、ＰＣＢ信
号発信器４７の出力信号を受けてｂ−ｃ回路に切替えら
れる。そのためバイパス開度制限器４３の制限信号が切
替器４４のｂ−ｃ回路、変化率制限器４５を介して制限
器４６に加えられ、給水流量発信器２５、復水流量発信
器２６および脱気器１５の水位を検出する脱気器水位発
信器２７の各出力信号による脱気器水位調整弁１１の開
度制御信号が５０％の開度に制限され、脱気器水位調整
弁１１が５０％の開度に制限される。そのため、復水ポ
ンプ１２から吐出され、蒸気タービンサイクルに供給さ
れる復水が制限され、前記減温器３９に送られる冷却水
の圧力低下が防止される。

ＰＣＢ信号が無くなり、所定時間経過すると、ＮＯＴ回
路４８からの出力信号が時限設定器４９およびＯＲ回路
５０を介して前記切替器４４に入力され、その切替器４
４が前記のようにａ−Ｃ回路に切替えられる。そのため
通常開度制限器４２の出力信号が前記制限器４６に送ら
れ、この脱気器水位調整弁１１は給水流量発信器２５等
の信号を受けて通常通りの制御が行われるようになる。

また、脱気器１４の水位が予定値より低下したときは、
前記脱気器発信器２７からの低下信号をＯＲ回路５０が
受け、この低下信号により切替器４４がａ−ｃ回路に切
替えられ、前記と同様に通常開度制限器４２゛の出力信
号が前記制限器４６に送られ、この脱気器水位調整弁１
１は給水流量発信器２５等の信号を受けて通常通りの制
御が行われ、脱気器１４の異常水位低下が防止される。

この動作は通常ＰＣＢ信号が停止する少し前に発生する
場合が多いので、蒸気タービンサイクルの運転には殆ど
差支えがない。

これらの動作において脱気器水位調整弁１１は変化率制
限器４５により、漸減的あるいは漸増的に開閉されるの
で蒸気タービンサイクルの複水が急激に変えられるよう
なことがないので、蒸気タービンサイクルの運転を円滑
に行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので蒸気タービンプラン
トにおいて、系統の事故等が発生したときに蒸気タービ
ンサイクルがＰＣＢ運転される場合に、脱気器水位調整
弁を制限的に制御し、復水ポンプから吐出される復水圧
を所定値に維持したまま減温器に送ることができ、バイ
パス蒸気の冷却を十分に行い蒸気を早期に復水とするこ
とができ、また、ＰＣＢ運転が終了すると脱気器水位調
整弁は通常状態に時限的に復帰されるから脱気器の水位
は殆ど通常状態を維持したまま運転させることができる
。

さらに、ＰＣＢ運転時において、脱気器の水位状態によ
っても脱気器水位調整弁が制御されるので脱気器の水位
を予定値以下に低下させることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の脱気器水位制御装置の脱気器水位制
御回路を示すブロック線図、第２図は、第１図における
切替器の切替制御回路を示すブロック線図、第３図は、
従来一般に用いられている蒸気タービンサイクルのブロ
ック線図、第４図は、従来の脱気器水位制御装置の脱気
器水位制御回路を示すブロック線図である。 １０・・・複水器、１１・・・脱気器水位調整弁、１２
・・・復水ポンプ、１３・・・低圧ヒータ、１４・・・
脱気器、１５・・・給水ポンプ、１６・・・高圧ヒータ
、１７・・・ボイラ、１８・・・主蒸気止め弁、１９・
・・蒸気加減弁、２０・・・高圧タービン、２１・・・
再熱器、２２・・・インターセプト弁、２３・・・中圧
タービン、２４・・・低圧タービン、２５・・・給水流
量発信器、２６・・・復水流量発信器、２７・・・脱気
水位発信器、２８・・・関数発生器、２９・・・減算器
、３０．４４・・・切替器、４６・・・制限器、３１・
・・加算器、３２・・・脱気水位設定器、３３・・・Ｐ
ＩＤ演算器、３５．　３６・・・バイパス管路、３７．
３８・・・バイパス弁、３９・・・減温器、４０・・・
冷却管路、４１・・・冷却水止め弁、４２・・・通常開
度制限器、４３・・・バイパス開度制限器、４５・・・
変化率制限器、４７・・・ＦＣＢ発信器、４８・・・Ｎ
ＯＴ回路、４９・・・時限設定器、５０・・・ＯＲ回路
。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンをバイパスする蒸気を減温器を介して復水
   器に排気するバイパス管路と、復水ポンプの吐出口側に
   接続され、バイパス運転時に復水の一部を強制的に前記
   減温器に送る冷却水管路と、復水流量、給水流量および
   脱気器の水位を検出し脱気器水位調整弁の開度を調整し
   前記脱気器の水位を制御する脱気器水位制御回路と、こ
   の脱気器水位制御回路に設けられ上記バイパス運転時に
   脱気器水位調整弁の開度制御信号の制限を行なう開度制
   限器とを有することを特徴とする脱気器水位制御装置。 ２、前記開度制限器は、前記脱気器水位調整弁の開度制
   限を時限的に解放する時限設定器を有することを特徴と
   する請求項１記載の脱気器水位制御装置。 ３、前記開度制限器は、前記脱気器の異常水位低下によ
   り前記脱気器水位調整弁の開度制限を解放させる切替制
   御回路を有することを特徴とする請求項１記載の脱気器
   水位制御装置。