JPH03260503A

JPH03260503A - 給水加熱器のドレン水位制御装置

Info

Publication number: JPH03260503A
Application number: JP5821190A
Authority: JP
Inventors: Akira Takahashi; 晃高橋; Hiromitsu Sato; 博光佐藤
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1991-11-20
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2758245B2

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）本発明は火力又は原子力発電プラント等の熱交換器とし
て使用される給水加熱器のドレン水位制御装置に係わり
、特にプラント発電負荷が急変時にドレン流量や抽気蒸
気流量が同時に急変化しても、ドレン水位を通常の水位
に保つよう制御した給水加熱器のドレン水位制御装置の
改良に関する。

（従来の技術）一般に発電設備、とりわけ蒸気タービン設備は、複水・
給水をボイラ等の蒸気発生器に送るに先立ち、予熱また
は加熱するいわゆる再生サイクルを使用しており、この
再生サイクルの使用に当たって、加熱源として蒸気ター
ビンから引抜いた高圧、高温の蒸気が使用されている。

また、復水・給水を予熱または加熱する装置として、給
水加熱器が使用されており、この給水加熱器としては、
伝熱管内を復水・給水が通り、管外を蒸気が通る熱交換
器が一般に使用されている。

しかして、この種の給水加熱器は第２図に示す如く、直
列的に多段配置されており、復水・給水は第３の給水加
熱器３、第２の給水加熱器２、第１の給水加熱器１を通
過する間に予熱・加熱されて昇温しでおり、その昇温に
要する加熱源は、各給水加熱器１〜３の個々にタービン
の抽気蒸気が使用されている。モして抽気蒸気は熱交換
後、ドレン水となるも、それでもまだ保有熱を有してい
る関係で、下段の給水加熱器に送られ、加熱源の一部と
して使用されている。

ところで、給水加熱器には前述の如く、抽気蒸気とドレ
ン水が送られてくる関係上、その器内のドレン水位をコ
ントロールしておかないと、効率の良い熱の授受がなさ
れず、このため、各給水加熱器にはドレン水位制御装置
が設けられているのが普通である。

このドレン水位制御装置を第１給水加熱器１について説
明すると（なお、他の給水加熱器も同様である）、この
第１給水加熱器１と第２給水加熱器２との間はドレン配
管４で結ばれているとともに、このドレン配管４には水
位調節弁５が介装され、更に給水加熱器４には水位検出
器６が設置され、この水位検出器６と上記調節弁５は水
位調節計７に夫々接続されている。

そして、この水位調節計７には、予め標準水位設定信号
が入力されて標準水位（Ｎ　Ｗ　Ｌ　ｍｍ　）が設定値
として設定され、水位検出器６の出力はこの水位調節計
７に伝えられ、この水位検出器６の水位信号と、水位調
節計７の持つ設定値（Ｎ　Ｗ　Ｌ　ｍｍ　）との偏差に
基づく水位調節計７での制御演算（ＰＩＤ演算）による
出力信号によって、第１給水加熱器１と第２給水加熱器
２との間のドレン配管４に介装した水位調節弁５の開度
を制御するよう構成されていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、プラントの事情により、運転負荷を急上
昇または急降下させる場合があり、この場合には、給水
加熱器への抽気蒸気流量が急変し、またこれらの抽気蒸
気流量がドレン水となることにより、下段の給水加熱器
に流入するドレン流量も急変することになる。この結果
、上記従来例のように水位検出器６の水位信号と水位調
節計７の持つ水位設定値との偏差による水位調節弁５の
開度の制御のみでは、流入ドレン量の変化が大きいため
、水位制御の追随性が悪く、水位のオーバーシュートや
アンダーシュートが発生してしまうことがあるといった
問題点があった。

そして、場合によっては、水位のハンチングとなり、最
悪の場合には水位が発散的となって、抽気蒸気を送って
いるドレン配管を経てタービンに逆流し、過冷却現象（
ウォータインダクション）を呈する等、タービンの破壊
的な被害に繋がってしまうおそれがある。

本発明は上記に鑑み、プラントの運転負荷が急変しても
、ドレン水位にオーバーシュートやアンダーシュートが
発生してしまうことがないようにしたものを提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明に係る給水加熱器のド
レン水位制御装置は、給水加熱器に標準水位を設定する
水位調節計を設置し、この水位調節計からの信号に基づ
き下段に位置する給水加熱器との間を連結するドレン配
管に介装した水位調節弁の開度を制御するようにした給
水加熱器のドレン水位制御装置において、給水加熱器内
へのドレン流量及び抽気蒸気流量を検知し、この合計の
流量の増減分に相当する水位調節弁の弁開度を演算し、
この演算値を基に水位調節弁の開度の制御を先行して補
正するドレン水位制御器を設けたものである。

（作用）上記ように構成した本発明によれば、プラント運転の負
荷の変化によって給水加熱管内に流入するドレン流量や
抽気蒸気流量が変化しても、ドレン水位制御器により、
これらの流量の増減分に相当する水位調節弁の弁開度が
先行して通常の水位調節計による水位調節弁の弁開度に
加えられて補正される。すなわち水位調節弁はこの増減
分に合わせた弁開度の分だけ開閉動作を先行して行うこ
とになり、これによってドレン流量や抽気蒸気流量が変
化に拘ることなく、ドレン水位を常に一定に保つように
することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

同図は、本発明に係るドレン水位制御装置を備えた給水
加熱器の概略制御ブロック図を示すもので、第１給水加
熱器１、第２給水加熱器２及び第３給水加熱器３が順次
直列に連結されて多段構造に構成されるとともに、第１
給水加熱器ｌと第２給水加熱器２および第２給水加熱器
２と第３給水加熱器３を夫々連結する各ドレン配管４に
は、水位調節弁５が夫々介装されている。

以下、第２給水加熱器２のドレン水位を制御するドレン
水位制御装置について説明する（なお、他の給水加熱器
についても同様である）。

第２給水加熱器２には、この内部のドレン水位を検出す
る水位検出器６が設置され、この水位検出器６は、第２
給水加熱器２と第３給水加熱器３との間のドレン配管４
に介装した水位調節弁５の開度を制御する水位調節計７
に接続されている。

そして、この調節計７には、標準水位（Ｎ　Ｗ　Ｌ　＋
ｎｍ　）が設定値として予め入力されて常時設定されて
おり、プラント運転時に水位検出器６から受けた信号と
この水位設定値（Ｎ　Ｗ　Ｌ　ｍｍ　）と比較し、その
偏差により上記水位調節弁５の開度を制御する信号を発
するよう構成されている。

第１給水加熱器１と第２給水加熱器２とを連結するドレ
ン配管４には、ドレン流量検出器８が設けられ、また第
２給水加熱器２内への抽気蒸気流量は抽気蒸気流量検出
器９で検出されるようなされている。更に、第２給水加
熱器２と第３給水加熱器３とを結ぶドレン配管４には、
ここに介装した水位調節弁５を挾んで弁部圧力検出器１
０及び弁後圧力検出器１１が夫々設置されるとともに、
ドレン配管４を流れるドレン水の温度を検出する温度検
出器１２が備えられている。

そして、上記ドレン流量検出器８及び抽気蒸気流量検出
器９からの雨検出信号は、夫々第１加算器１３に入力さ
れてここで加算される。この第１加算器１３からの出力
信号が、第２給水加熱器２内へ流入するドレン水量及び
抽気蒸気流量の合計量となり、バルブ容量計数演算器（
以下、ＣＶ演算器という。）１４に人力される。

一方、上記弁部圧力検出器１０及び弁後圧力検出器１１
の両画力信号は、夫々減算器１５に入力されここで差圧
が求められてＣｖ演算器１４に、また温度検出器１２か
らの出力信号もこのＣＶ演算器１４に夫々人力される。

そして、このＣＶ演算器１４ては、水位調節弁の弁容量
係数を求める式として一般に使用されているバルブ容量
計数計算式（Ｃｖ計算式）、ｖｆ（流量、弁前後ドレン圧力、ドレン温度）に従って計
算が行われて弁容量係数であるＣＶ値が求められて、開
度・バルブ容量計数器（以下、開度ＣＶ器という。）１
６に人力される。

この間度Ｃｖ器１６には、水位調節弁５の口径、流量特
性によって定まる弁開度（弁リフト）−バルブ容量計数
曲線（ＣＶ凸曲線が予め入力されており、上記Ｃｖ演算
器１４からのＣ７値の入力により、水位調節弁５の必要
開度信号が得られるようなされている。

この水位調節弁５からの必要開度信号は、進み遅れ補償
器１７に入力され、これによって系統的な流体の流れや
抽気蒸気の凝縮時間、及びドレン排出のための水位調節
弁５の動作遅れを補正して、水位制御の安定性を図るよ
うなされている。

そして、この進み遅れ補償器１７からの出力信号は、第
２加算器１８に入力され、一方上記水位調節計７からの
出力信号も、この第２加算器１８に入力されてここで加
算され、この第２加算器１８からの出力信号が水位調節
弁５に人力され、この人力信号に基すいて水位調節弁５
を動作させてこの開度を制御するようなされている。

しかして、前記第１加算器１３、ＣＶ演算器１４、減算
器■５、開度Ｃｖ器１６、進み遅れ補償器１７および第
２加算器１８により水位調節弁５の作動を制御するドレ
ン水位制御器２０が構成される。

このようなドレン水位制御装置によれば、第２給水加熱
器２内へ流入する第１給水加熱器１からのドレン流量や
第２給水加熱器２への抽気蒸気流量が急変しても、ドレ
ン水位制御器２０によりこの第２給水加熱器２内へのド
レン流量または抽気蒸気流量の増減分に相当した水位調
節弁５の弁開度を演算し、この演算値で通常の水位検出
器６からの出力信号に先行して補正し、これによって水
位調節弁５の開閉制御を行うことにより、第２給水加熱
器２内のドレン水位の変動を防止して安定したドレン水
位制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成であるので、プラント運転事
情等によって負荷が急変化し、給水加熱器内への流入ド
レン量または抽気蒸気流量が急変化しても、水位調節弁
はこの増減分に合わせた弁開度の分だけ開閉動作をドレ
ン水位制御器で先行して行うことにより、水位のオーバ
ショートやアンダーシュートを防止して安定した給水加
熱管の水位制御を行うことができ、その結果、タービン
の過冷却現象等の事故も未然に防止できるといった効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略制御系統図、第２
図は従来例の概略制御系統図である。１〜３・・・給水加熱器、４・・・ドレン配管、５・・
・水位調節弁、６・・・水位検出器、７・・・水位調節
計、８・・・ドレン水量検出器、９・・・抽気蒸気流量
検出器、１０．１１・・・圧力検出器、１２・・・温度
検出器、工３・・・第１加算器、１４・・・Ｃ演算器、
１６・・・開度Ｃ器、１７・・・進み遅れ補償器、１８
・・・第２加算マ器、２０・・・ドレン水位制御器。

Claims

【特許請求の範囲】

給水加熱器に標準水位を設定する水位調節計を設置し、
この水位調節計からの信号に基づき下段に位置する給水
加熱器との間を連結するドレン配管に介装した水位調節
弁の開度を制御するようにした給水加熱器のドレン水位
制御装置において、給水加熱器内へのドレン流量及び抽
気蒸気流量を検知し、この合計の流量の増減分に相当す
る水位調節弁の弁開度を演算し、この演算値を基に水位
調節弁の開度の制御を先行して補正するドレン水位制御
器を設けたことを特徴とする給水加熱器のドレン水位制
御装置。