JPH03267690A - 復水器の真空調整装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気発生装置、タービン、復水器等から構成さ
れる火力プラント、及び、原子カプラントに係り、特に
、復水器の真空度を監視、規定する調整装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は例えば、特開平１−９８８９５号公報に記載さ
れている従来技術の系統図を示す。

蒸気発生装置！（図示せず）で発生した蒸気により駆動
されたタービン１の排気蒸気は復水器胴２に回収され、
循環水ポンプ４により冷却水供給管５を通じて復水器水
室３へ送られた冷却水と熱交換し復水後、プラント内を
循環して、再度、蒸気発生装置に戻る閉回路殻形成して
いる。

この冷却水により復水器胴２内の真空度も確保される。

この冷却水は冷却水出口弁６を経由し、冷却水排出管７
により排出される。

一方、復水器胴２内の不凝縮性ガスは空気抽出器１１に
より空気抽出管９より吸引され、原子カプラントの場合
、排出ガス処理装置１２を経由し、排気筒１３へ排出す
る。火力プラントの場合、排出ガス処理装置１２．排気
筒１３は設置せず、直接、大気へ排出する。

この不凝縮性ガスの抽出と冷却水による冷却作用により
、復水器の真空度は維持される。

復水器の真空度変化の特性を第３図ないし第６図に示す
。

第３図は復水器への冷却水量が一定の時の冷却水温度を
パラメータにしたプラント負荷に対する復水器真空度の
変化を示す。冷却水温度が高温Ｔ１より低温Ｔ２になる
程、復水器の真空度は高真空度となり、同一冷却水温度
の場合、プラント負荷を下げる程、高真空度となる。

第４図は冷却水量、及び、プラント負荷が一定の場合の
冷却水入口温度に対する復水器真空度の変化を示す。第
５図は冷却水量に対する復水器真空度の変化を示す。第
６図は抽出不凝縮性ガス量に対する復水器真空度の変化
を示す。

復水器の真空度の変化要因は第３図ないし第６図より外
的要因である外気温度に左右される冷却水温度とプラン
トの運用に支配され、人的に制御可能なプラント負荷、
冷却水量、抽出不凝縮性ガス量の二種類に区別される。

真空度による問題点として高真空度（７４０ｍｎＨｇ以
上）はタービン１内のロータ（図示せず）の不安定現象
により振動が発生すること、及び、復水器氷室３内のチ
ューブ（図示せず）外を流れる蒸気の高流速化によるチ
ューブ振動があり規定真空度まで調整する運転を行う必
要がある。

従来、この真空度の調整法は復水器の特性を利用し下記
で実施している。

（１）　ｌｉ環水ポンプ４の翼角度変更、又は、冷却水
出口弁６を絞り復水器への冷却水量を減少させ真空度を
悪くする。

（２）空気吸込弁８を微開し大気中の空気を復水器胴２
内に注入し不凝縮性ガス量を増加させ真空度を悪くする
。

（３）空気抽出器入口弁１０を絞り、空気抽出器１１へ
の抽出不凝縮ガス量を制限し、これにより不凝縮ガス量
を増加させて真空度を悪くする。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の調整法には下記欠点がある。

（１）冷却水量を減少させると復水器での冷却水温度上
昇値が設計値をオーバーし環境への影響炭火、及び、規
制値を守れぬ。

（２）空気注入により特に原子カプラントの場合大気中
の放呂放射能の増加となる。

（３）空気抽出器入口弁１０が大口径であり弁開度が数
％と運用上非常に困難。

又、高真空度対策の他の真空度の変化率（約１０＋ｕｍ
Ｈｇ／Ｈ）が大きい場合、タービン振動が誘発される新
知見が判明し従来の調整法（手動操作）では対応する事
がより困難となった。

振動現象は軽微でも一度発生すると加速度的に増長され
タービン停止へ波及する。

本発明の目的は、真空度に起因する振動発生防止とする
ためにプラントの運転状態を常時監視の上、運転状態変
化を事前に検出し、先行的に真空度変化を防止する対応
を自動的に可能とする復水器真空調整装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、本発明のタービン振動発生の要因である復
水器の高真空度及び真空度変化率を各運転パラメータを
検出し、真空度変化を事前に予測し、運転状態変化のパ
ターンに合せ、真空度を規定値以内に保持する先行制御
型の制御装置により達成される。

〔作用〕

復水器の真空度変化要因である第３図ないし第６図のパ
ラメータを制御装置からタイムリーに指令することによ
り可能である。

〔実施例〕

第１図は本発明の系統図を示す。

空気抽出管９より小容量の空気抽出バイパス管２１を分
岐し、その配管の途中に空気抽出器入口バイパス弁２２
を設置する。

又、空気抽出器１１と排ガス処理装置１２をバイパスす
る排ガス再循環配管２３とその配管の途中に排ガス量を
調整する排ガス再循環弁２４を設置する。プラント運転
状態は起動時、負荷上昇時。

負荷変動時、負荷一定運転時、負荷降下時、負荷遮断時
等の緊急時と種々の運転ケースがあり、この状態変化の
他の外的要因である冷却水温度の変化がおのおのの運転
ケースに左右され、これら全てが復水器真空度変化に影
響する。これらのプラントの状態変化を、常時、監視す
ると共に、その状態変化を検出し、復水器真空度変化を
予測、制御信号を指令する制御装置３１を設置する。こ
の制御装置３１にはプラント負荷、冷却水出／入口温度
、復水器真空度、冷却水量、負荷遮断等を時間函数で取
り込み状態変化から復水器特性を計算し、復水器真空度
の変化する前に、真空度変化後を予測し、状態変化のパ
ターンに合せ空気抽出器入ロ弁講整、Ｗ環水流量調整、
排ガス再循環弁調整等の信号を指令し、単独調整、並用
調整を行う。

タービン初負荷前、又は、極低負荷時は高真空度運転と
なるので制御装置３１ヘプラント負荷が取り込まれ、復
水器真空度調整に最適な排ガス再循環弁調整が選択され
、原子カプラントの場合は排ガス再循環弁２４を開き、
空気抽出器１１の高真空能力を殺し、再循環させながら
高真空度制限値以下に自動調整する。火力プラントの場
合は、同様な理由で空気吸込バイパス弁１４を微開する
事により同様の運転が可能となる。

プラント負荷が低負荷、又は、°定格負荷で連続運転さ
れる場合は、負荷変化率を制御装置３１で判断し高真空
度制限値以下になるよう、空気抽出器入口弁１０及び空
気抽出器バイパス弁２２を開閉することにより調整する
。この状態は外的要因である冷却水入口温度変化に起因
し、真空度変化幅が、一般に、ゆるやかとなるため、高
真空度制限運転すれば良い。従って、第７図の実線の運
転軌跡となる。

負荷一定運転時から給電指令、又は、日負荷追従運転の
ため、負荷を急激に降下、又は、上昇操作をする場合は
、第３図復水器特性に示すように負荷にリンクして急激
に真空度が上昇、又は降下し、タービン振動発生の要因
である真空度変化幅の規定値をオーバーし振動発生、タ
ービン停止に波及する。この問題を解決するため、プラ
ント負荷の変化率より復水器特性、真空度の変化率を制
御装置３１で計算し、空気抽出器入口弁１０及び空気抽
出器入口バイパス弁２２を先行的に絞り操作を行う。

この先行的な絞り操作により、負荷降下時の真空度変化
幅を規定値以下とし、従来技術の手動操作による対応遅
れ、及び、操作不良によるタービン振動発生を未然に防
ぐことが出来る。又、この場合、バックアップ及び真空
度の微調整のため、循環水ポンプ４の翼角度を調整し循
環水流量を調整する指令を二次信号として制御装置３１
より発信する。循環水流量の調整として冷却水出口弁６
の開度を調整しても良い。この循環水流量調整を行う場
合、冷却水入口温度検出器２７、冷却水出口温度検出器
２８より復水器冷却水温度上昇値が規定値以下になる様
なインターロック、及び、冷却水出口弁６の絞りによる
キャビティージョン発生防止のインターロックも制御装
置３１の機能に準備する。

従って、負荷変化途中の初期負荷をベースに規定真空度
変化幅の範囲内で第８図の実線の運転軌跡を保持する。

以上の運転の他に負荷遮断、蒸気発生装置不調によりプ
ラント負荷を緊急停止する非常時でもタービンを安全に
運転し、プラントを停止操作に移行する必要性がある。

この現象の場合、復水器真空度の変化率が大きく、ター
ビン振動へ波及する可能性が高いため、この事象発生時
は空気抽出器入口弁１０全閉、空気抽出器入口バイパス
弁２２の蔑定開度までの絞り込み操作を制御装置３１よ
り指令する。

又、他の実施例としてタービンの振動変化、又は、復水
器内の蒸気流速を検出し、振動変化が極端に変化した場
合、蒸気流速が極端に変化した場合はその変化前の真空
度状態変化を追跡し、真空度変化率を最小とし、振動、
蒸気流速の変動の要因を解消するため真空調整を行う。

その他の実施例として冷却水温度の変化幅が大きい場合
、冷却水温度の上昇、降下により復水器真空度が変化し
、それに追随する形でプラント全体の状態が変化し、安
定運転を阻害される場合がある。この様に、冷却水温度
の変化幅が大きいプラントの場合、真空一定運転をする
ことによりプラント運用の安定維持が図れる。

又、運用上、復水器の真空度を大幅に変更する運転要求
があった場合、タービンの振動変化を監視しながら、規
定の真空度変化率内を保持しながら真空調整運転も可能
である。

これらの真空調整運転は制御装置３１に状態値として入
力することにより可能である。

〔発明の効果〕 本発明によれば下記効果がある。

（１）プラント起動時、負荷上昇、一定連続運転、降下
、非常時のプラント全般にわたり、高真空度制限以内、
真空度許容変化率以内運転が確保され、タービンの振動
、復水器チューブ振動発生の防止が図れる。

（２）真空度調整用の制御装置で各プラントの状態値を
取込み、復水器真空度変化の予測計算をし。

自動的に先行制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は従来技術
の系統図、第３図ないし第６図は復水器の特性図、第７
図、第８図は負荷運転中の真空度の変化例を示す特性図
である。 トタービン、２・・・復水器胴、３・復水器氷室、４・
循環水ポンプ、５・・・冷却水供給管、６・・冷却水出
口弁、７・・・冷却水排出管、８・・・空気吸込弁、９
・・・空気抽出管、１０・・・空気抽出器人口弁、１１
・・・空気抽出器、１２・・・排出ガス処理装置、１３
・・・排気筒、１４・・・空気吸込バイパス弁、２１・
・・空気抽出バイパス管、２２・・・空気抽畠器入ロバ
イパス弁、２３・・・排ガス再循環配管、２４・・・排
ガス再循環弁、２５・・・復水器真空検出器、２６・・
・プラント負荷検出器、２７・・・冷却水入口温度検出
器、２８第１図 α馳 第 ２ 図 第５ 図 〉令ｑ永ｌ （Ｚン 狛１つらモ　ン知し羊帛　すＬｙス」」（ｚ） 第３図 θ ！；０　　　　　　　　　　　／ｌ）ρフ０う：ＪＩｔ
叫）−（名ン ｙ＋却水邊度 （’ｃ〕 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発電プラントの蒸気発生装置から発生する蒸気で駆
   動されるタービンの排気を冷却して真空度を維持する復
   水器において、 プラント負荷、冷却水の入口温度、前記冷却水の出口温
   度、前記復水器の真空度、負荷遮断等のプラント運転状
   態を制御装置で検出し、状態変化の内容を評価の上、復
   水器真空度の予測計算をし、真空度の基準値、真空度変
   化率を規定値以内にするため、空気抽出器の入口弁の調
   整、循環水流量調整、排ガス再循環弁調整等を先行制御
   することを特徴とする復水器の真空調整装置。 ２、請求項１に於いて、タービンの振動変化が極端に表
   われたことを監視し、振動を抑制する方向に制御してな
   る復水器の真空調整装置。 ３、請求項１に於いて、前記復水器内の蒸気流速の変化
   状況を監視し、前記復水器のチューブの保護の目的で制
   御する復水器の真空調整装置。 ４、請求項１に於いて、前記復水器の真空度を、常時、
   一定運転に保持することによりプラント全体の状態変化
   を押え、安定した運転を維持する復水器の真空調整装置
   。 ５、請求項１に於いて、前記復水器の真空度を大幅に変
   更する運転要求があつた場合でも、タービンの振動変化
   を監視しながら制御する復水器の真空調整装置。