JPH0539902A - 熱交換器の異常監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換器において、スケール皮膜がどの部位
に過大に生成したかを監視でき、また必要に応じてドレ
ン水位調節弁へのスケール付着の有無、熱交換用チュー
ブの漏洩の有無、その他の異常を判定できる異常監視装
置を提供する。 【構成】 各種のプロセス計測部と、差圧算出部と、性
能演算部と、判定部とを備え、熱交換器の入口と出口に
おける給水圧力の差圧及び熱交換器の熱交換性能の両者
を監視すると共に、必要に応じてドレン水位調節弁の開
度を同時に監視することにより、スケール皮膜生成その
他の異常を監視できるよう構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントの復水又
は給水系統等に設置される給水加熱器等の熱交換器にお
いて、熱交換用チューブの内面、外面あるいは整流筒内
等へのスケール付着の有無、並びに必要に応じて、その
他の異常をも監視できる熱交換器の異常監視装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、発電プラントの復水又は給水系統
には、蒸気タービンの抽気蒸気等により復水又は給水を
加熱するための熱交換器すなわち給水加熱器が設置され
ている。

【０００３】この給水加熱器の概要を、図３１に示す火
力発電プラントを参照して説明する。 ボイラ１で発生
した蒸気は蒸気止弁及び加減弁２を介して高圧タービン
３に導かれ、その駆動源として仕事をした後、低圧ター
ビン４に導かれ、再び仕事をした後、復水器５にて、冷
却水により冷却されて復水となる。蒸気で駆動された高
圧タービン３及び低圧タービン４は、発電機１５等の負
荷を駆動する。

【０００４】また、復水器５に貯えられた復水は復水ポ
ンプ６により圧送され、給水加熱器７を介して脱気器８
に供給される。脱気器８に供給された復水（これ以降、
「給水」と呼び名が変る）は、給水ポンプ１０により圧
送され、給水加熱器９を介してボイラ１に供給され、こ
こで加熱されて再び蒸気になる。

【０００５】一方、高圧タービン３および低圧タービン
４の途中段落から抽気蒸気管１１，１２を介して導かれ
た抽気蒸気は前述の給水加熱器７，９に導かれ、抽気蒸
気によって復水および給水が加熱され、更に温度の高い
復水および給水となってボイラ１に供給される。

【０００６】なお、復水および給水を加熱した後の抽気
蒸気はドレン化し、給水加熱器９内のドレンはドレン管
１３を介して脱気器８へ、また給水加熱器７内のドレン
はドレン管１４を介して復水器５内に流入し、復水と合
流する。

【０００７】このような構成の火力発電プラントにおい
て用いられる給水加熱器の一例を図３２に示す。なお、
前記においては復水または給水を加熱すると説明した
が、いずれの給水加熱器においても、発電プラント内の
プロセス流体は一般的には水であり、しかもこのプロセ
ス流体および加熱用の抽気蒸気は、圧力と温度が異なる
だけであるので、図３２においては給水用の給水加熱器
９を例にとって構造を説明する。

【０００８】給水加熱器９は、大きくは水室部２１およ
び給水加熱器胴２２の二つの部分から構成されている。

【０００９】水室部２１は、水室仕切板３０により入口
側水室２５と出口側水室２６に分けられている。これら
の入口側水室２５と出口側水室２６の間は、給水加熱器
胴２２内に配設された多数本の熱交換用チューブ３１に
より連絡されている。給水入口部２３には入口側水室２
５へ流入する給水の流れを整流するために、多数の給水
流路用の小孔を設けた整流筒２４が取付けられている。
また、水室部２１には、発電プラントの停止中に、水室
部の内部を保守点検するためのマンホール３２が取付け
られている。

【００１０】このような給水加熱器９において、給水ポ
ンプ１０により圧送された給水は、水室部２１の給水入
口部２３から整流筒２４を通った後、入口側水室２５に
流入する。入口側水室２５に流入した給水は、給水加熱
器胴２２内に配設された多数の熱交換用チューブ３１内
を流れて出口側水室２６に流出した後、給水出口部２７
を通ってボイラ１に送り出される。

【００１１】給水加熱器胴２２は抽気蒸気が流入する近
傍を過熱低減部３３、ドレンが給水加熱器胴から流出す
る近傍をドレン冷却部３５、その他の部分を凝縮部３４
と呼ばれるが、抽気蒸気は抽気入口部２８から過熱低減
部３３に流入し、熱交換用チューブ３１内を流れる給水
と熱交換する事により冷却されて飽和蒸気となり、その
後、凝縮部３４において凝縮し、高温の水すなわちドレ
ンになる。

【００１２】その後、このドレンは、ドレン冷却部３５
にて熱交換用チューブ３１内を流れる給水と熱交換する
事により更に冷却され、低温のドレンとなって給水加熱
器胴２２のドレン出口部２９から流出し、ドレン管１３
を介して脱気器８に流入する。一方、熱交換用チューブ
３１内の給水は入口側水室２５から出口側水室２６の方
に流れてゆくに従い、徐々に過熱されてゆく。

【００１３】なお、発電プラントによっては、復水用又
は給水用にそれぞれ複数台の給水加熱器が直列に配設さ
れている場合もあるが、このような場合は、よりボイラ
側に近い給水加熱器のドレン出口部２９から流出したド
レンを複水器に１番近い給水加熱器のドレン冷却部近傍
の凝縮部に設けたドレン入口部３６に供給する構成とす
ることが多い。この様な給水加熱器においては、ドレン
冷却部近傍以降は該当給水加熱器に流入して抽気蒸気が
冷却した結果のドレンと、ボイラ側の給水加熱器から流
入したドレンによって熱交換用チューブ内を流れる給水
は加熱されることになる。

【００１４】ところで、給水加熱器の整流筒２４や熱交
換用チューブ３１等としては、一般に炭素鋼が使われる
事が多い。この様な給水加熱器を長時間運転すると、給
水に接する炭素鋼製の鋼管チューブの内面や整流筒等に
は、給水中の鉄分が付着し、マグネタイトと呼ばれる酸
化鉄のスケール皮膜が生成されてゆく。

【００１５】この強固で緻密な密着性のあるマグネタイ
トのスケール皮膜が鋼管チューブ等の内面の全面にわた
り薄く生成している間は、鋼管チューブの腐蝕を防止
し、保護する作用があるため有効である。その反面、ス
ケール皮膜が鋼管チューブ内面や整流筒２４に設けた多
数の小孔の内面、すなわち給水流路に厚く付着してしま
うと、給水流路断面積が減少するため、スケール皮膜が
薄い時に比較して同一給水流量が流れた場合には、整流
筒２４、鋼管チューブ等における給水の圧力損失が増大
する。即ち、整流筒２４の入口側と出口側における給水
圧力の差圧、および鋼管チューブの入口側と出口側にお
ける給水圧力の差圧等が増加する。このスケール皮膜の
厚さが過大になり、整流筒２４の出入口の差圧が過大に
なってしまうと整流筒２４が破壊してしまう恐れがあ
り、また鋼管チューブの出入口すなわち入口側水室２５
と出口水室２６の差圧が過大になってしまうと、水室仕
切板３０が破壊してしまうおそれがある。

【００１６】また、ボイラ１への給水流量は、発電機等
のタービン負荷の増減により決まるが、発電機等の負荷
に応じた給水流量を給水ポンプ１０により、給水加熱器
９を介してボイラ１に圧送しようとした場合、スケール
皮膜が厚い時の方が薄い時に比較して整流筒や鋼管チュ
ーブ等における給水圧力損失分に見合った分だけ、給水
ポンプの回転数を上昇させて同ポンプの吐出圧力を上昇
させねばならず、給水ポンプの負荷が上昇してしまう不
具合がある。

【００１７】また前述のように、熱交換用チューブ３１
においては、それらのチューブ壁を介して給水と抽気蒸
気及びドレンとの間で熱交換が行われるが、熱交換用チ
ューブ内面にスケール皮膜が厚く生成すればするほど、
厚いスケール皮膜を介して熱交換しなければならなくな
るので、給水加熱器における給水と抽気蒸気及びドレン
との熱交換効率も低下するという不都合もあった。

【００１８】また更に、給水の温度が比較的低温の給水
加熱器においては、生成するマグネタイトのスケール皮
膜は比較的脆弱なため、割れや剥離を生じやすい。一
方、給水の温度が二百数十℃以上の比較的高温の給水加
熱器の場合には、生成するマグネタイトのスケール皮膜
は比較的強固で緻密な密着性の高いものではあるが、こ
の様な場合であっても発電プラントの起動・停止や負荷
変動時等の温度変化による鋼管チューブや整流筒本体と
スケール皮膜との熱伝導率・熱膨脹係数の差等のため、
熱的ショック、あるいは給水加熱器内を流れる給水の乱
流・渦流あるいは流速等の急激な変化等の機械的なショ
ック等により、マグネタイトのスケール皮膜に局部的に
割れや剥離が発生することがあり、剥離したスケール皮
膜が給水の流れにより下流側に移動したり、また給水流
路部に引掛かったりして、さらに給水圧力損失が増長さ
れるという不具合が発生することがあり、またスケール
皮膜の局部的な剥離により、鋼管チューブに孔状又は溝
状の腐蝕が発生するという不都合が起こる事もあった。

【００１９】このように、マグネタイトのスケール皮膜
は、鋼管チューブ等の内面の全面にわたり薄く生成して
いる間は有効であるが、過大に厚くなってきた場合は、
上述のような種々の不具合が発生するので、スケール皮
膜を取除く作業が必要である。 このスケール皮膜を取
除く作業は、整流筒に生成したスケール皮膜について
は、発電プラント停止中に水室部２１のマンホール３２
を開け、整流筒２４を取外して清掃作業を行えば良く、
比較的簡単であるが、鋼管チューブ内面に生成したスケ
ール皮膜については、発電プラント停止中に水室部２１
のマンホール３２を開けるだけではなく、水室仕切板３
０を取り外し、高圧力の水流等を鋼管チューブ内に注入
して洗浄等を行い、洗浄後水室仕切板３０を溶接等によ
り再度取り付ける等、非常に多くの関連作業が必要であ
る。

【００２０】そこで、スケール皮膜がどの程度生成して
いるか、また可能であればスケール皮膜がどの部位に特
に過大に付いているかまで監視できれば非常に効果があ
る。

【００２１】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、発電プラントの運転中に、鋼管チューブや整流筒へ
付着したマグネタイトのスケール皮膜の生成状態を監視
する有効な装置は存在しなかった。

【００２２】そこで、発電プラントによっては、差圧計
により給水加熱器の給水入口部２３と給水出口部２７に
おける給水圧力の差圧を定期的に計測し、その絶対値
が、万一、前回の計測値よりある値以上増加した場合に
は、スケール皮膜が過大な厚さに生成してきたものとし
て、スケール皮膜の取除き作業を実施していた。

【００２３】ところが、差圧計を用いて監視する場合、
計測が難しく、信頼できないものと見なされていた。す
なわち、発電プラント用給水加熱器の具体例を示すと、
給水ポンプとボイラの間に設置される給水加熱器の給水
入口部圧力は約３００Kgf/cm² であり、給水出口部圧力
はスケール皮膜が薄い（適度な）場合には約２９８．５
Kgf/cm² （差圧計は約１．５Kgf/cm² ）、またスケール
皮膜が過大に厚くなってきた場合には約２９７Kgf/cm²
であり、給水の圧力が非常に高いにもかかわらず、計測
しなければならない給水圧力の差圧は０．５〜１．０％
程度と僅かである。しかも、給水入口部２３と給水出口
部２７のそれぞれにおける給水圧力は、常に小刻みに複
雑に変動（これを一般に脈動と言う）しており、本来、
給水圧力は、給水入口部圧力＞給水出口部圧力であるに
もかかわらず、極めて短時間的には、給水入口部圧力＜
給水出口部圧力のように、差圧計による給水圧力の差圧
が負の値を示す事もある。

【００２４】しかも、スケール皮膜の厚さがたとえ同一
であっても、発電プラントの負荷の増減（すなわち、給
水量の増減）によって、これらの差圧値は大きく変化す
るので、給水流量を同一値において差圧の比較を行わな
いと、スケール皮膜が過大な厚さになったかどうかの判
断はできなかった。従って、過去のスケール皮膜が薄い
（正常な）時の差圧計測時の負荷（給水流量）値と同一
のタイミングにおいて、差圧を計測して比較せざるを得
なかった。

【００２５】また一般に、給水加熱器の構造上、水室仕
切板の方が、整流筒よりも差圧に対する強度が弱く、小
さな差圧でも破壊しやすいので、できれば整流筒および
鋼管チューブのそれぞれについて差圧を監視すべきであ
るが、これを行うには入口側水室と給水入口部における
給水圧力の差圧及び出口側水室又は給水出口部と入口側
水室における給水圧力の差圧を監視しなければらない。
すなわち、給水出口部、給水入口部の他、入口側水室に
おける給水圧力を計測しなければならないが、一般に入
口側水室部の構造が複雑なため、この部分の圧力計測用
配管を設置することは容易ではなく、しかも入口側水室
部、出口側水室部における内部構造も複雑なため、これ
らの内部における給水の流れも乱れがちであり、流れが
乱れれば乱れるほど脈動も大きくなる。また、監視しな
ければならない給水圧力の差圧も、前述の給水入口部圧
力と給水出口部圧力の差圧より小さいため、前述の例よ
りも、更に信頼できる監視結果は得られず、スケール皮
膜が過大に生成した部位を特定することもできなかっ
た。

【００２６】一方、発電プラントによっては、給水加熱
器の抽気蒸気及びドレンと給水との、鋼管チューブを介
した、熱交換の程度を監視し、この熱交換の程度が低下
してきた事により、鋼管チューブ内にスケール皮膜が過
大な厚さに生成してきたものと判断し、スケール皮膜の
取除き作業を実施していることもあった。

【００２７】ところが、熱交換の程度を監視する場合、
一般に給水加熱器の抽気蒸気飽和温度と給水出口部の給
水温度との差、又は給水加熱器出口のドレン温度と給水
出口部の給水温度との差を計測して行う訳であるが、こ
れらの温度差は鋼管チューブの内面にスケール皮膜が薄
く生成した場合に比較して、過大に厚く生成した場合は
約３℃程度しか変化しない。しかも、これらの温度を計
測するための温度検出器は発電プラントにおいては、一
般に熱電対又は測温抵抗体等を用いるが、これらの温度
検出器は計測方法、設置からの時間的経過等によって、
計測誤差が数℃になることもあり、信頼できないものと
見なされていた。

【００２８】なお、以上の説明では給水加熱器の給水側
におけるスケール皮膜の生成のみを述べてきたが、現実
には発電プラントを長時間運転するうちに抽気蒸気に含
まれる微少な異物が鋼管チューブの外面に付着し、その
結果、熱交換性能が低下してくる（すなわち、給水加熱
器の抽気蒸気飽和温度と給水出口部の給水温度との差、
又は給水加熱器出口のドレン温度と給水入口部の給水温
度との差が、正常時に比較して数℃程度変化してくる）
こともあった。

【００２９】この様に、鋼管チューブ外面に異物が付着
した場合、差圧により給水加熱器の部品が破壊すると言
う事はないが、あまり過大な厚さになると給水加熱器の
熱交換の程度が低下してくるので異物の除去を行う事が
望ましい。

【００３０】しかしながら、この様な場合、熱交換の程
度が低下してきたといっても鋼管チューブの内面又は外
面のいずれにスケール皮膜等が付着した事によるものか
不明なため、整流筒、鋼管チューブ内面のスケール皮膜
の取除き作業を行おうとして水室部のマンホールを開け
た結果、給水側ではなく抽気蒸気側の異物の取除き作業
が必要だったというようなこともある。また、差圧計測
による方法と同様に、スケール皮膜の厚さがたとえ同一
であっても発電プラントの負荷の増減（即ち給水流量の
増減）によって、これらの熱交換器の程度は大きく変化
するので、負荷（給水流量）を同一値において熱交換の
程度の比較を行わなければならない。従って、過去のス
ケール皮膜が薄い時の熱交換の程度の計測時の負荷（給
水流量）値と、同一のタイミングにおいて熱交換の程度
を計測して、比較する必要があった。

【００３１】また、鋼管チューブ内面又は外面へのスケ
ール皮膜等の生成が無い限り、整流筒部にスケール皮膜
がいくら過大な厚さに生成しても熱交換の程度は変化し
ない為、この方法によって整流筒部に対するスケール皮
膜の生成の監視はできないという不具合があった。従っ
て、この方法によっても信頼できる監視結果が得られ
ず、しかもスケール皮膜が過大に生成した部位を特定す
る事が不可能であった。

【００３２】そこで、前述のような計測は行わないで、
発電プラントを一定時間運転する毎に、スケール皮膜を
取除く作業を定期的に行っている場合が大多数であっ
た。

【００３３】しかしながら、この場合は水室部のマンホ
ールを開け、整流筒を取外し、また水室仕切り板を取外
し、高圧力の水流等を鋼管チューブ内に注入し洗浄等を
行った結果、スケール皮膜が過大には生成していなかっ
た事が分ると言うような不具合も時折生じていた。

【００３４】ところで、給水加熱器廻りにおいて、スケ
ールが付着しうる主要な部位としては、熱交換用チュー
ブ内面、外面または整流筒の他に、給水加熱器のドレン
水位調節弁も考えられる。

【００３５】この給水加熱器のドレン水位調節弁は給水
加熱器ドレン出口部に接続されたドレン管に設置されて
いるもので、給水加熱器のドレン冷却部のドレン水位を
一定値に制御する目的で設置されており、ドレン冷却部
のドレン水位を検出し、この水位をあらかじめ決められ
た値に制御するため、給水加熱器のドレン水位調節計の
出力信号を受けて開閉制御する事により、給水加熱器か
ら流出するドレン流量容量を制御し、その結果給水加熱
器内のドレン冷却部にたまっているドレンの水位を一定
に制御する。

【００３６】このドレン水位調節弁にもスケール皮膜が
付着する事があり、これが過大に付着すると次のような
不具合が発生する。（１）ドレン流路部にスケール皮膜
が付着し、ドレン流路面積が減少すると、ドレン水位調
節弁の開度が同一であっても、ドレンが付着していない
時に比較して、流し得るドレン量が減少する。（２）ド
レン流路部にスケール皮膜が付着すると、ドレン水位調
節弁の流量特性が変化してしまい、制御性が悪化する。
（３）スケール皮膜が過大に付着し、ドレン水位調節弁
の各部のクリアランスが減少すると、この調節弁の動き
が悪くなり、場合によってはスティックする。

【００３７】そこで、ドレン水位調節弁にスケール皮膜
が過大に付着した場合には、できるかぎり早急にこれを
検知し、必要に応じてドレン水位調節弁を分解し、付着
したスケール皮膜を除去する事が望まれる。

【００３８】しかしながら、従来技術においてはドレン
調節弁にスケール皮膜が付着したかどうかを発電プラン
ト運転中に検知することはできなかった。

【００３９】そのため従来は、発電プラントが停止した
定期検査等の際にドレン水位調節弁を分解して初めてス
ケール皮膜が過大に付着している事が判りドレン水位調
節弁のスケール除去作業を追加しなければならなくなっ
たり、または該当定期検査期間中にスケール除去作業を
完了させることができない場合、スケール除去作業は次
回の定期検査の際に行う事にし、それまでの間はスケー
ル皮膜が付着したままで、発電プラントを運転せざるを
得ないという状況が発生する事も多く、定期検査工程や
費用の変更を強いられるという不具合もたびたび発生し
た。

【００４０】給水加熱器に発生する不具合には、以上の
様に給水加熱器の各部位に対する過度なスケール皮膜の
付着のほかに、熱交換用チューブに漏洩が発生してしま
う不具合、または給水の入口側水室と出口側水室を仕切
るための水室仕切板が破壊してしまう様な不具合、また
は給水加熱器ドレン冷却部囲い板破損によるドレンのシ
ョートパスまたはドレン冷却部へ抽気蒸気を巻込む様な
不具合もあった。

【００４１】給水加熱器の熱交換用チューブに漏洩が発
生する不具合とは、具体的には熱交換用チューブの一部
にピンホール等の孔があく事により、または給水加熱器
の水室の構成材と熱交換用チューブとの継ぎ目等から圧
力の高い給水が圧力の低い給水加熱器胴内部すなわち加
熱用の抽気蒸気またはドレン側に漏洩するという不具合
で、漏洩が始まった当初はたとえ僅かな量であっも、漏
洩物が高圧のため極めて短時間の内に漏洩箇所が拡大し
ていく。なお、この漏洩した給水はドレンと一緒にな
り、ドレン水位調節弁を介して給水加熱器ドレン出口部
から排出される訳であるが、漏洩する給水量が増加する
に従い、給水加熱器から排出しなければならないドレン
量が増加するので、ドレン水位調節弁の開度を増大させ
ざるを得ない。この場合、ドレン水位調節弁が全開時に
おいて排出できるドレン量以上になってしまう程に漏洩
給水量が増加してしまうと、該当給水加熱器からドレン
を排出しきれず、給水加熱器胴内がドレンで満杯にな
り、ついにはドレンは抽気入口部から抽気蒸気管を介し
て高圧タービンまたは低圧タービン等に流入してしま
う。 この様な状況は一般にウオーターインダクション
と呼ばれており、高温蒸気により駆動されている高圧ま
たは低圧タービン等にウオーターインダクションが発生
すると、高温になっている高圧または低圧タービン等の
構成材が比較的低温のドレンにより急冷される結果、熱
応力によるクラック等が発生し、重大事故につながる恐
がある。

【００４２】従って、熱交換用チューブの漏洩をできる
だけ早い時期に発見し、速やかに該当給水加熱器の運転
を一旦停止し、水室の構成材と熱交換用チユーブとの継
ぎ目の修理を行なったり、またはピンホール等の孔があ
いた熱交換用チューブの入口部及び出口部に栓をして給
水が漏洩しないように修理した後、再度該当給水加熱器
を運転するようにしなければならない。

【００４３】ところで、熱交換用チューブに漏洩が発生
したかどうかの検出は、従来は、高圧の給水が漏洩した
際の漏洩音を検査員が耳で聴いて判断していたが、給水
加熱器には本来、給水が流入・流出する音、加熱用の抽
気蒸気が流入する音等が伝播してきている。しかも、こ
れらの音は発電プラントの負荷変化と共に音質が変化す
る。この他にも給水加熱器廻りの多数の発電プラント用
機器からの騒音も伝播してきており、これらの音の中か
ら所定の漏洩音を聴き分けるには多くの経験を必要と
し、かつ難しい作業であった。

【００４４】そこで、最近では人間の耳で聴いて判断す
る代わりに、給水加熱器に伝播してくる音を加速度形音
響センサまたはＡＥ（アコースティック・エミッショ
ン）センサ等の音響センサで検出し、この検出音を周波
数分析等の信号処理を行う事により、給水加熱器内伝播
音の等から給水の漏洩音と考えられるものだけを取出し
て検知する装置も考え出されている。

【００４５】ところが、熱交換器用チューブに漏洩が発
生した箇所が、水室との継ぎ目か、または過熱低減部
か、凝縮部ドレン冷却部かによって、また孔のあき方に
よっても給水の漏洩音の音質が変化する。しかも漏洩音
以外の伝播音についても、給水または抽気蒸気の流入音
等は発電プラントの負荷条件等によっても複雑に変化す
るので、上記の装置を用いても、信頼性高く検知するこ
とは難しかった。また、漏洩箇所がどこを判定する事も
難しかった。

【００４６】また、給水の水室仕切板の破壊、またはド
レン冷却部囲い板の破損によるドレンのショートパスま
たはドレン冷却部へ抽気を巻込むような具合を運転中に
検知できる適切な方法は、従来存在しなかった。

【００４７】そこで、従来は給水加熱器の出入口給水温
度、ドレン出口温度等の監視を継続し、万一各部の温度
が異常値を示した場合に、試行錯誤で各部を点検して行
くことによって不具合箇所を発見するようにしていた。
また、給水加熱器の熱交換性能を監視して上記の不具合
の有無を判断する方法もあるが、熱交換性能の監視のみ
では、例えば水室仕切り板が破壊した場合と、熱交換用
チューブの内面にスケールが付着した場合との区別がで
きなかった。

【００４８】またさらに、発電プラントによっては給水
ポンプ１０の吐出側が２または３（複数）に分岐されて
２または３台（複数台）の給水加熱器が並列に設置さ
れ、それらの出口側で給水が再び合流され、ボイラ１に
圧送されるような配管系統のものもある。この様な配管
系統の場合、例えば、並列に設置された給水加熱器の構
造、性能等が全く同一であり、かつ配管系統を流体が流
れる際の流路抵抗もそれぞれが全く同一であれば、並列
に設置された給水加熱器に流入する給水流量は全く同一
値（１／２または １／３×全給水流量）となり、従っ
て各給水加熱器に流入する抽気蒸気量や流出するドレン
量も同一値となる筈である。

【００４９】しかしながら、並列に設置された給水加熱
器に対し、これらの熱交換用チューブまたは整流筒等に
全く異なる量のスケール皮膜が付着している場合には、
それぞれの給水加熱器の給水に対する流路抵抗に差が生
じ、それぞれの給水加熱器に流入する給水流量は同一で
なくなる。この際には、たとえ給水加熱器の熱交換性能
が同一であっても、給水出口温度、ドレン出口温度等が
変化してしまうので、熱交換用チューブ内面、外面また
は整流筒、ドレン水位調節弁等へのスケール付着の有
無、給水加熱器の異常の有無の判定は難しい。

【００５０】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たもので、任意の発電プラント負荷において、給水加熱
器の熱交換性能及び給水入口部圧力と給水出口部圧力と
の差圧の両者を同時に監視すると共に、必要に応じてド
レン水位調節弁の開度を同時に監視することにより、ス
ケール皮膜がどの部位に過大な厚さに生成したかを高い
信頼性のもとで監視でき、またドレン水位調節弁へのス
ケール付着の有無、熱交換用チューブの漏洩の有無、水
室仕切板や熱交換器ドレン冷却部囲い板の破損によるド
レンのショートパス又はドレン冷却部への抽気蒸気の巻
き込みの有無等をも判定できる熱交換器の異常監視装置
を提供することを目的とするものである

【００５１】。

【発明の構成】

【００５２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の第１の発明の熱交換器の異常監視装置は、各
種のプロセス計測部と、差圧算出部と、性能演算部と、
判定部とを備え、熱交換器の入口と出口における給水圧
力の差圧及び熱交換器の熱交換性能の両者を監視するこ
とにより、スケール付着の有無のみならず、スケール付
着箇所が熱交換用チューブの内面か、外面か、又は前記
熱交換用チューブ以外の給水流路部かの判定をも行なえ
るようにしたものである。

【００５３】本願の第２の発明の熱交換器の異常監視装
置は、第１の発明において、ドレン水位調節弁の開度を
同時に監視することにより、ドレン水位調節弁へのスケ
ール付着の有無、熱交換用チューブの漏洩の有無、水室
仕切板や熱交換器ドレン冷却部囲い板の破損によるドレ
ンのショートパス又はドレン冷却部への抽気蒸気の巻き
込みの有無等をも判定できるようにしたものである。

【００５４】なお、上記構成のうち、望ましい実施態様
は次の通りである。

【００５５】給水入口圧力計測部及び給水出口圧力計測
部は、熱交換器の給水入口と給水出口の脈動がなるべく
小さな場所に設置して給水圧力を計測する熱交換器の異
常監視装置である。

【００５６】熱交換器として給水加熱器を対象とし、
「抽気蒸気入口における給水加熱器器内圧力の飽和温度
と給水出口温度との差」及び「ドレン出口温度と給水入
口温度との差」の両者を監視する熱交換器の異常監視装
置である。

【００５７】熱交換性能を監視する手法としては、例え
ば過熱低減部、凝縮部、ドレン冷却部の各部毎に、少な
くともここを出入する給水及び抽気蒸気とドレンの温度
を得て、これらの値からそれぞれの部位毎に熱交換用チ
ューブ壁を介して熱交換するし易さ（例えば熱貫流率）
を計算し、この結果により熱交換性能を監視する熱交換
器の異常監視装置である。

【００５８】少なくともドレン冷却部及び凝縮部出口に
おける熱交換用チューブ内の給水温度及び圧力は実測す
ること無く、その他のプロセス値の実測値を用いて、上
記給水温度を計算により算出することにより、この結果
により熱交換性能を監視する熱交換器の異常監視装置で
ある。

【００５９】熱交換器の入口・出口間における給水圧力
の差圧及び熱交換器の熱交換性能を監視するのに、熱交
換器の各部にスケール皮膜が正常な状態に付着している
際における値を基準値とし、その値と実測値とを比較
し、両者が相対的に変化した場合に異常と判定する熱交
換器の異常監視装置である。

【００６０】基準値を発電プラントの各付加（又は各給
水流量）毎に得て、その関係式を記憶させておく事によ
り、負荷（又は各給水流量）が変化した場合に、その値
から該当負荷（又は各給水流量）に対応した基準値を得
て、これとの相対的変化により判定する熱交換器の異常
監視装置である。

【００６１】ドレン水位調節弁開度又はその相当量を監
視する事により、ドレン水位調節弁の動作異常やドレン
水位調節弁スティックをも判定できる熱交換器の異常監
視装置である。

【００６２】給水加熱器の入口給水流量と、入口・出口
間の給水差圧又はその開平演算結果との比を監視して給
水流量の異常を測定し、その結果を判定ロジックの一部
に用いる熱交換器の異常監視装置である。

【００６３】並列に設置された複数の給水加熱器におい
て、それぞれの給水入口側に設置された給水入口弁、フ
ローノズル又はオリフィスプレートの出口側同志の差圧
を監視し、この差圧の変化の状況から、それぞれの給水
加熱器への入口給水流量のアンバランスを監視する熱交
換器の異常監視装置である。

【００６４】

【作用】上述のように構成した本発明の熱交換器スケー
ル付着監視装置によれば、鋼管チューブ、整流筒又はド
レン水位調節弁へのスケール被膜の付着の有無や付着の
部位、その他の各種の異常を確実に監視することができ
る。

【００６５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、図３１及び図３２におけると同一の構成要
素については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

【００６６】先ず、図１に示す第１の発明の実施例にお
いて、給水加熱器の給水入口と出口との差圧を監視する
ために、給水入口部２３には給水入口圧力計測部４１
が、また給水出口部２７には給水出口圧力計測部４２が
それぞれ取付けられており、これらの計測部４１，４２
の出力信号は差圧算出部４３に導かれる。

【００６７】なお、入口側水室２５及び出口側水室２６
に近いところでは給水の流れに乱れがあるため、入口側
水室及び出口側水室に近ければ近いほど給水入口圧力計
測部４１及び給水出口圧力計測部４２の圧力は脈動が大
きくなる。そこで、給水入口圧力計測部４１及び給水出
口圧力計測部４２は脈動を小さく計測できるように、入
口側水室２５及び出口側水室２６から十分離れた位置に
設置される。

【００６８】一方、給水加熱器の熱交換性能を監視する
為に、給水入口部２３には給水入口プロセス計測部４４
が、給水出口部２７には給水出口プロセス計測部４５
が、抽気入口部２８には抽気蒸気入口プロセス計測部４
６が、ドレン出口部２９にはドレン出口プロセス計測部
４７が、またドレン入口部３６にはドレン入口プロセス
計測部４８がそれぞれ取付けられている。これらのプロ
セス計測部４４〜４８の出力信号は性能演算部４９に入
力され、性能演算部４９の出力信号は判定部５１に入力
される。判定部５１には、差圧演算部４３の出力信号
と、発電プラント等の負荷信号５０も入力され、判定部
５１からはスケール皮膜生成判定結果５２が出力され
る。

【００６９】上記構成の本発明の実施例において、給水
加熱器へ流入し、又はこれから流出する給水の給水入口
部２３および給水出口部２７における圧力は、脈動の少
ない状態で給水入口圧力計測部４１および給水出口圧力
計測部４２により計測され、それぞれの出力信号は差圧
算出部４３に入力され、ここで給水入口部と給水出口部
における給水の差圧値が脈動の少ない状態で算出され、
その結果は判定部５１に入力される。

【００７０】一般に熱交換器（この実施例では給水加熱
器）の熱交換性能は、給水加熱器に入ってくる熱量と出
てゆく熱量を用いて評価できる。

【００７１】ここで、給水加熱器に入ってくる熱量は、
給水入口部から入ってくる給水が持つ熱量と、抽気入口
部から入ってくる抽気蒸気が持つ熱量と、ドレン入口部
から入ってくるドレンが持つ熱量の合計値であり、入っ
てくる給水が持つ熱量を算出する為の諸量は給水入口プ
ロセス計測部４４を用いて、抽気蒸気が持つ熱量を算出
する為の諸量は抽気蒸気入口プロセス計測部４６を用い
て、また入ってくるドレンが持つ熱量を算出するための
諸量はドレン入口プロセス計測部４８を用いてそれぞれ
計測される。また給水加熱器から出てゆく熱量は給水出
口部から出てゆく給水が持つ熱量と、ドレン出口部から
出てゆくドレンが持つ熱量の合計値であり、出てゆく給
水が持つ熱量を算出するための諸量は給水出口プロセス
計測部４５を用いて、また出てゆくドレンが持つ熱量を
算出するための諸量はドレン出口プロセス計測部４７を
用いて計測される。

【００７２】これらのプロセス計測部４４〜４８の出力
信号は性能演算部４９に入力され、ここで給水加熱器の
熱交換性能を評価する為の演算が行われ、その結果は判
定部５１に入力される。

【００７３】判定部５１には、前述の給水差圧値算出結
果および給水加熱器の熱交換性能評価演算結果の他、発
電プラント等の負荷信号５０が入力され、ここで給水差
圧値および熱交換性能評価演算結果にその時の負荷の値
による補正を加えた後、これらの同一時点における両者
の値を用いて図２による判定ロジックにより、スケール
皮膜が給水加熱器のどの部分に過大な厚さに生成したか
を判定し、その結果を判定部５１から出力する。

【００７４】次に、図２を参照して判定ロジックの概要
を説明する。

【００７５】鋼管チューブ内面に、過大な厚さのスケー
ル皮膜が生成した場合には、比較的小さな差圧により水
室仕切板が破壊する危険性がある。このような場合に
は、それと同時に入口側水室と出口側水室との圧力の差
が増加するので、給水入口と出口差圧は当然増加すると
ともに、熱交換性能も低下する。

【００７６】また、鋼管チューブ外面に過大な厚さのス
ケール皮膜が付着した場合には、給水入口と出口差圧の
増加はないので給水加熱器の部品が破壊するという心配
はないが、熱交換性能は低下する。このような場合は、
熱交換性能が信頼出来る程度に低下が確認されて初めて
これが判定されれば良い。また万一、整流筒のみに過大
な厚さのスケール皮膜が生成した場合には、これと共に
整流筒前後の差圧が増加するので、給水入口と出口差圧
は当然増加するが、熱交換性能は低下しない。

【００７７】なお、整流筒の機械的強度は水室仕切板に
比較して大きいので、その分大きな差圧になるまで破壊
するような事はない。従って、整流筒が破壊しない程度
で、かつ信頼できる程度に差圧が大きくなってはじめ
て、これが判定されれば良い。

【００７８】判定ロジックは以上の状況を考慮して作っ
てある。

【００７９】次に、上述した本発明の第１実施例の、よ
り具体的な構成例と作動を図３〜図８を参照して説明す
る。

【００８０】図３は、図１に示した構成ブロック図の詳
細図であって、給水入口圧力計測部４１の出力信号Ｐ1
および給水出口圧力計測部４２の出力信号Ｐ2 は減算部
５５によって構成される差圧算出部４３に入力され、そ
の出力信号△Ｐは判定部５１の減算部５９-3に入力され
る。給水入口プロセス計測部４４として給水入口温度検
出部４４-1を、また、ドレン出口プロセス計測部４７と
してドレン出口温度検出部４７-1を用い、これらの出力
信号ｔ4 ，ｔ3 を減算部５７-2に入力し、出力信号ΔＴ
2 を演算する。この△Ｔ2 は判定部５１の減算部５９-2
に入力される。抽気蒸気入口プロセス計測部４６とし
て、抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力検出部４６-2を用
い、その出力信号Ｐ3 が性能演算部４９の飽和温度（ｔ
１）算出部５６に入力され、その出力信号ｔ1 が減算部
５７-1に入力される。

【００８１】給水出口プロセス計測部４５として、給水
出口温度検出部４５-1を用い、その出力信号ｔ2 も減算
部５７-1に入力される。この減算部５７-1の出力信号△
Ｔ1は判定部５１の減算部５９-1に入力される。発電プ
ラントの負荷信号５０（Ｌ）は判定部５１の△Ｔ1L規準
算出部５８-1、△Ｔ2L規準算出部５８-2及び差圧規準算
出部５８-3に入力され、これらの出力信号△Ｔ1L、△Ｔ
2Lおよび△ＰL も減算部５９-1、５９-2及び５９-3にそ
れぞれ入力される。

【００８２】また、減算部５９-1の出力信号Ａ1 は警報
設定部６９-1，６９-2及び６９-3に入力され、その結
果、ON-OFFの出力信号ａ1 ，ａ2 及びａ3 が判定ロジッ
ク部７０に入力される。減算部５９-2の出力信号Ａ2 は
警報設定部６９−4,６９-5及び６９-6に入力され、その
結果、ON-OFFの出力信号ｂ1 ，ｂ2 およびｂ3 が判定ロ
ジック部７０に入力される。また減算部５９-3の出力信
号Ａ3 は警報設定部６９-7，６９-8及び６９-9に入力さ
れ、その結果、ON-OFFの出力信号ｃ1 ，ｃ2およびｃ3
が判定ロジック部７０に入力される。

【００８３】判定ロジック部７０では、図４のような判
定ロジックにより、スケール皮膜がどの部位に過大な厚
さに生成したかを判定し、その判定結果５２を判定部５
１の出力信号として出力する。

【００８４】次に、上記実施例の作用を説明する。

【００８５】給水加熱器へ流入および流出する給水の給
水入口部及び給水出口部における圧力は、脈動の少ない
所に設置された給水入口圧力計測部４１及び給水出口圧
力計測部４２により計測され、それぞれの出口信号Ｐ1
およびＰ2 は差圧算出部４３を構成する減算部５５に入
力され、△Ｐ＝（Ｐ1 −Ｐ2 ）の演算が行われ、その結
果、出力信号△Ｐが減算部５９-3に入力される。一方、
その時点における発電プラントの負荷信号５０が差圧規
準値算出部５８−3 に入力されている。

【００８６】ところで、マグネタイトのスケール皮膜が
鋼管チューブ、整流筒等の内面の全面にわたり薄く（正
常な状態に）生成しており、その生成量に増減がない場
合においても、発電プラントの負荷の増減すなわち給水
加熱器へ流入する給水流量の増減により、給水入口部と
給水出口部との圧力の差圧は増減する。この一例を６０
０ＭＷ級の発電プラント用の最もボイラに近い側の給水
加熱器の場合を例に示すと、図５の通りである。このよ
うに各給水加熱器毎にマグネタイトのスケール皮膜が正
常な状態に生成した場合における発電プラントの負荷Ｌ
と、給水加熱器の給水入口部と出口部との圧力の差圧△
ＰL との関係はあらかじめ判っているので、この関係式
を差圧基準値算出部５８-3に記憶させておき、前述のよ
うにこれに負荷信号５０を入力する事により、その負荷
の値、即ちその時の給水流量における差圧基準値△ＰL
が得られる。この差圧基準値△ＰL も減算部５９-3に入
力され、ここでＡ3 ＝（△Ｐ−△ＰL ）すなわち、ある
時点、ある負荷における給水入口部と出口部との差圧の
実測値と正常時のあるべき差圧値（基準値）との差が計
算され、その出力信号Ａ3 が警報設定部６９-7，６９-
8，６９-9に入力される。

【００８７】一方、給水加熱器の熱交換性能を監視する
一方法として「抽気蒸気入口における給水加熱器器内圧
力の飽和温度と給水入口温度との差」及び「ドレン出口
温度と給水入口温度との差」の両者を監視し、これが規
定値以上変化した場合に、熱交換性能が低下したものと
見なす方法がある。なお、この方法の場合はドレン入口
プロセス計測部４８は不要である。

【００８８】本実施例ではこの方法を採用している。す
なわち、「ドレン出口温度と給水入口温度との差」につ
いては、ドレン出口温度検出部４７-1による出力信号ｔ
３と、給水入口温度検出部４４-1による出力信号ｔ4 を
性能演算部４９を構成する減算部５７-2に入力し、ここ
で、ΔＴ2 ＝ｔ3 −ｔ4なる演算を行うことによって求
められる。その出力信号ΔＴ2 を、判定部５１を構成す
る減算部５９-2に入力する。

【００８９】また、「抽気蒸気入口における給水加熱器
器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」について
は、まず抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力検出部４６-2
の出力信号Ｐ３を性能演算部４９を構成する飽和温度
（ｔ１）算出部５６に入力する。

【００９０】ところで、発電プラントに用いられるプロ
セス流体は一般に水の場合が多いが、この場合の飽和蒸
気圧力と飽和蒸気温度の関係は、図６に示す通りであ
り、飽和温度（ｔ１）算出部５６にこの関係式を記憶さ
せておき、出力信号Ｐ３を入力することにより、出力信
号Ｐ３に対する飽和温度ｔ１が算出される。この出力信
号ｔ１は減算部５７-1に入力される。

【００９１】一方、給水出口温度検出部４５-1による出
力信号ｔ２も減算部５７-1に入力され、ここでΔＴ＝ｔ
１−ｔ２なる演算が行われ、その出力信号ΔＴ１は判定
部５１を構成する減算部５９-2に入力される。またその
時点における発電プラントの負荷信号５０がΔＴ1L規準
値算出部５８-1およびΔＴ2L規準値算出部５８-2に入力
されている。

【００９２】ところで、マグネタイトのスケール皮膜が
鋼管チューブの内面の全面にわたって薄く生成している
場合において、「抽気蒸気入口における給水加熱器器内
圧力の飽和温度と給水温度との差」（これをΔＴ1Lとす
る）及び「ドレン出口温度と給水入口温度との差」（こ
れをΔＴ2Lとする）は、発電プラントの負荷の増減すな
わち給水加熱器へ流入する給水流量の増減により変化す
る。この一例を６００ＭＷ級の発電プラント用の最もボ
イラに近い側の給水加熱器の場合を例に示すと、図７及
び図８の通りである。

【００９３】この様に、マグネタイトのスケール皮膜が
正常な状態に生成した場合における発電プラントの負荷
と給水加熱器のΔＴ1L、ΔＴ2Lとの関係は給水加熱器ご
とに予め分っているので、この関係式をΔＴ1L規準値算
出部５８-1およびΔＴ2L規準値算出部５８-2に記憶させ
ておき、前述のようにこれに負荷信号５０を入力する事
により、その負荷におけるΔＴ1L、ΔＴ2Lが得られる。

【００９４】このΔＴ1Lは減算部５９-1に、またΔＴ2L
は減算部５９-2に入力され、それぞれの減算部において
Ａ１＝ΔＴ1L−ΔＴ1Ａ２＝ΔＴ2 −ΔＴ2Lなる演算が
行われる。これらのＡ1 およびＡ2 はある時点、ある負
荷状態における「抽気蒸気入口における給水加熱器器内
圧力の飽和温度と給水出口温度との差」及び「ドレン出
口温度と給水入口温度との差」の実測値と正常時のある
べき値（規準値）との差であり、この出力信号Ａ1 およ
びＡ2 はそれぞれ警報設定部６９-1，６９-2，６９-3及
び６８-4，６９-5，６９-6に入力される。

【００９５】各警報設定部６９-1〜６９-9により各入力
信号Ａ１，Ａ２，Ａ３の大きさを監視し、図４の判定ロ
ジックのように、各入力信号が万一、各設定値以上にな
れば、接点信号ａ1 〜ａ3,ｂ1 〜ｂ3，ｃ1 〜ｃ3 のい
ずれかを判定ロジック部７０に出力する。判定ロジック
部７０では、図４の判定ロジックを用いて、給水加熱器
へのスケール皮膜の過大な厚さの付着の有無ばかりでな
く、スケール皮膜付着部位の判定も行い、その結果を出
力する。

【００９６】以上述べた本実施例によれば、給水の入口
部と出口部との圧力はそれぞれ脈動の小さい場所で計測
できるので、その両者の差圧もより高い信頼性で監視す
ることができる。しかも、より小さな差圧によっても破
壊しやすい水室仕切板３０へ影響を及ぼす差圧は鋼管チ
ューブ内面にスケール皮膜が生成する事によるが、鋼管
チューブ内面へのスケール皮膜の生成は「給水加熱器の
給水入口と出口の差圧が、やや異常値になった事」及び
「給水加熱器の熱交換性能が、やや異常値になった事」
の両者のAND 条件により判定するため、信頼性が高い。

【００９７】また、比較的大きな差圧にも破壊すること
の無い整流筒２４へ影響を及ぼす差圧は整流筒にスケー
ル皮膜が生成することによるが、この生成は「給水加熱
器の給水入口と出口の差圧が異常値になった事」（すな
わち、これの検出は鋼管チューブ内面へのスケール皮膜
生成の判定時の差圧監視の設定値ｕ1 より大きな値ｕ2
を用いる）により判定するため、差圧監視の信頼性が高
い。

【００９８】一方、鋼管チューブ外面にスケールが付着
した場合には、特に差圧等により給水加熱器の部品が破
壊する様な不具合の発生は無いが、給水加熱器の熱交換
性能が低下するので、なるべく早い時期にスケール除去
を行った方が良い。この様な鋼管チューブ外面のスケー
ル付着は「給水加熱器の熱交換性能が、異常値になった
事」（すなわち、これの検出は鋼管チューブ内面へのス
ケール皮膜生成の判定時の熱交換性能監視の設定値ｓ1
，ｔ1 より大きな値ｓ2 ，ｔ2 を用いる）により判定
するため、熱交換性能の信頼性が高い。

【００９９】以上のように給水加熱器の各部へスケール
皮膜が過大な厚さに生成したかどうかの監視を信頼性高
く監視でき、効果的である。

【０１００】また更に、給水入口及び出口の差圧監視の
みでは、スケール皮膜付着が整流筒又は鋼管チューブ内
面のいずれかが判定できず、これの判定を行うために給
水入口と入口側水室との差圧及び入口側水室と出口側水
室又は給水出口との差圧の両者を監視するには、脈動が
非常に大きい入口側水室の圧力を計測せざるを得ず、信
頼性の低い監視結果にならざるを得なかった。また、給
水加熱器の熱交換性能監視のみの場合には、スケール皮
膜付着が鋼管チューブ内面又は外面のいずれかが判定で
きず、しかも整流筒のみへのスケール皮膜付着は監視不
可能であったが、本発明を用いれば、入口側水室の圧力
の計測を行うことなしに、スケール皮膜付着が整流筒
か、鋼管チューブ内面か、外面かの部位まで判定するこ
とができる。しかも、以上の監視は発電プラントの任意
の負荷において行う事ができるので、効果が大きい。

【０１０１】次に第２の実施例を説明する。

【０１０２】第１の実施例では、給水加熱器の熱交換性
能を監視するにあたり「抽気蒸気入口における給水加熱
器器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」及び「ド
レン出口温度と給水入口温度との差」を監視するもので
あるが、本実施例においては、鋼管チューブの熱貫流率
に基づき監視するものである。図９（Ａ），（Ｂ）は、
その場合のブロック図を示す。

【０１０３】この第２の実施例は、給水加熱器内を流れ
る給水と抽気蒸気及びドレンのそれぞれについて、給水
加熱器胴の各部（過熱低減部，凝縮部、ドレン冷却部）
における温度を計測し、その結果を用いて各部毎におけ
る鋼管チューブの熱貫流率を計算し、その結果を用いて
熱交換性能を監視するものである。

【０１０４】図１０は、鋼管チューブ内面に薄くスケー
ル皮膜が生成した場合に給水加熱器内を流れる給水と、
抽気蒸気及びドレンの給水加熱器胴の各部における温度
の関係の概略を示すもので、鋼管チューブ内面又は外面
にスケールがより厚く付着すればするほど給水加熱器胴
内における抽気蒸気及びドレンの温度ｔ84，ｔ85等は高
くなり、一方、鋼管チューブ内の給水の温度ｔ87，ｔ8
8，ｔ89は低くなる。

【０１０５】図１０を参照しながら、図９の各部の作用
を説明すると、抽気蒸気入口プロセス計測部として温度
検出部８１により給水加熱器への抽気蒸気入口温度ｔ81
を得る。給水出口プロセス計測部として温度検出部８９
により給水出口温度ｔ89を得る。ドレン出口プロセス計
測部として温度検出部８５により給水加熱器からのドレ
ン出口温度ｔ85を得る。給水入口プロセス計測部とし
て、温度検出部８６により給水加熱器への給水入口温度
ｔ86を得る。

【０１０６】また流量検出部９０により給水加熱器への
給水入口流量Ｗf を得、給水入口圧11検出部４４-2によ
り給水圧力Ｐを得る。さらに、温度検出部８２により過
熱低減部蒸気出口温度ｔ82を得、また温度検出部８３に
より、凝縮部における飽和蒸気温度（すなわち、抽気蒸
気入口における給水加熱器器内圧力の飽和温度に相当）
ｔ83を得る。また温度検出部８４によりドレン冷却部入
口ドレン温度ｔ４を得、温度検出部８７により、ドレン
冷却部出口における鋼管チューブ内の給水温度ｔ87を、
更に温度検出部８８により凝縮部出口における鋼管チュ
ーブ内の給水温度ｔ88を得る。

【０１０７】この様にして得た前述の各温度の値ｔ81〜
ｔ89は性能演算部４９に入力される。この場合、性能演
算部を構成する演算部９５-1には温度信号ｔ81及びｔ89
が入力され、それらの減算結果△Ｔ81が出力される。減
算部９５-2には温度信号ｔ82及びｔ88が入力され、それ
らの減算結果△Ｔ82が出力される。減算部９５-3には温
度信号ｔ83及びｔ87が入力され、それらの減算結果△Ｔ
83が出力される。減算部９５-4には温度信号ｔ84及びｔ
87が入力され、それらの減算結果△Ｔ84が出力される。
演算部９５-5には温度信号ｔ85及びｔ86が入力され、そ
れらの減算結果△Ｔ85が出力される。

【０１０８】以上の出力の内、△Ｔ81及び△Ｔ82は過熱
低減部における対数平均温度差演算部９６-1に入力さ
れ、その演算結果△Ｔm1が出力される。△Ｔ82および△
Ｔ83は、凝縮部における対数平均温度差演算部９６-2に
入力され、その演算結果△Ｔm2が出力される。△Ｔ84及
び△Ｔ85は、ドレン冷却部における対数平均温度差演算
部９６-3に入力され、その演算結果△Ｔm3が出力され
る。

【０１０９】一方、前述の給水圧力Ｐ及び温度信号ｔ89
は性能演算部４９を構成する給水出口のエンタルピ演算
部９７-1に入力され、その演算結果ｈ89が出力される。
同様に、給水圧力Ｐおよび温度信号ｔ88は凝縮部出口給
水のエンタルピ演算譜９７-2に入力され、その演算結果
ｈ88が出力される。給水圧力Ｐ及び温度信号ｔ87はドレ
ン冷却部出口給水のエンタルピ演算部９７-3に入力さ
れ、その演算結果ｈ87が出力される。また、給水圧力Ｐ
及び温度信号ｔ86は給水入口のエンタルピ演算部９７-4
に入力され、その演算結果ｈ86が出力される。

【０１１０】前述の給水入口流量Ｗf と演算結果ｈ89，
ｈ88及び△Ｔm1は、過熱低減部における貫流率演算部９
８−１に入力され、その演算決Ｋ1 が出力される。ま
た、給水入口流量Ｗf と演算結果ｈ88、ｈ87および△Ｔ
m2は、凝縮部における熱貫流率演算部９８-2に入力さ
れ、その演算結果Ｋ2 が出力される。また、Ｗf ，ｈ8
7，ｈ86および△Ｔm3はドレン冷却部における熱貫流率
演算部９８-3に入力され、その演算結果Ｋ3 が力され
る。

【０１１１】これらの演算結果Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 は判定
部５１を構成する減算部１００-1，１００-2，１００-3
のそれぞれに入力される。

【０１１２】一方、発電プラントの負荷信号５０が判定
部５１のＫ1L規準値算出部９９-1，Ｋ2L規準値算出部９
９-2、Ｋ3L規準値算出部９９-3に入力され、これらの出
力信号Ｋ1L，Ｋ2L，Ｋ3Lも前述の減算部１００-1，１０
０-2及び１００-3に入力される。これらの減算結果Ｂ1,
Ｂ2,Ｂ3 のそれぞれは警報設定部１０１-1〜１０１-9に
入力され、その結果、ON-OFFの出力信号ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ
3 ，ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3，ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 が得られる。
これらのON-OFF信号は判定ロジロック部１０２に入力さ
れ、ここで図１１の判定ロジックによりスケール皮膜が
どの部位に過大な厚さに生成したかを判定し、その判定
結果５２を判定部５１の出力信号として出力する。

【０１１３】次に、これらの作用を説明する。

【０１１４】先ず、該当給水加熱器について、各温度検
出部８１〜８９により、図１０の各点に対応する実際の
温度ｔ81〜ｔ89を計測する。これらの計測結果を用いて
減算部９５-1により△Ｔ81＝ｔ81−ｔ89を、減算部９５
-2により△Ｔ82＝ｔ82−ｔ88を、減算部９５-3により△
Ｔ83＝ｔ83−ｔ87を、減算部９５-4により△Ｔ84＝ｔ84
−ｔ87を、また減算部９５-5により△Ｔ85＝ｔ85−ｔ86
をそれぞれ計算する。

【０１１５】次に、これらの結果を用いて対数平均温度
差演算部９６-1により、過熱低減部における対数平均温
度差 △Ｔm1=(△Ｔ81−△Ｔ82) ÷log(△Ｔ81／△Ｔ82) を計算し、また、９６-2により、凝縮部における対数平
均温度差 △Ｔm2=(△Ｔ82−△Ｔ83) ÷log(△Ｔ82／Ｔ83) を計算し、更に、96-3により、ドレ冷却部における対数
平均温度差△Ｔm3=(△Ｔ84−△Ｔ85) ÷log(△Ｔ84／△
Ｔ85)を計算する。

【０１１６】一方、各エンタルピ演算部９７-1〜９７-4
により、給水出口、凝縮出口給水、ドレン冷却部出口給
水及び給水入口の各エンタルピｈ89〜ｈ86を算出する。
この場合、水又は蒸気エンタルピとその圧力、温度の関
係は図１２ に示す通りであるので、これらの関係式を
各エンタルピ演算部９７-1〜９７-4に記憶させておき、
エンタルピ演算部９７-1に給水圧力Ｐおよびｔ89を入力
して給水出口のエンタルピｈ89を算出する。同様に、９
７-2にＰおよびｔ88を入力して凝縮部出口給水のエンタ
ルピｈ88を算出し、９７-3にＰおよびｔ87を入力してド
レン冷却部出口給水のエンタルピｈ87を算出する。ま
た、９７-4にＰおよびｔ86を入力して給水入口のエンタ
ルピｈ86を算出する。

【０１１７】ここで、熱交換器（この例では給水加熱
器）の交換熱量Ｑ(KCal/h)は一般に、次式で与えられ
る。

【０１１８】 Ｑ＝Ｗf ×（h out-h in) …………………………………………… （１） ここで、Ｗf ：給水入口流量 （Kg/h） h out ：出口側給水のエンタルピ (KCal/kg) h in ：入口側給水のエンタルピ (KCal/Kg) 一方、給水加熱器においては、抽気蒸気又はドレンから
給水に対し、熱交換用チューブ壁を介して熱量が移動し
て行く訳であるが、この各部毎の交換熱量Ｑ(KCal/h)
は、次式を用いて計算できる。

【０１１９】 Ｑ＝Ａ×Ｋ×△Ｔm ………………………………………………… （２） ここで、△Ｔm ：各部における対数平均温度差（℃） 2Ｋ ：各部における熱貫流率（Kcal/ m ・h ・℃） 2Ａ ：各部における伝熱面積（m ） 従って、（１），（２）式より Ｋ＝Ｗf ×（h out-h in)/（Ａ×△Ｔm ） ………………………… （３） ここで、Ａは各部における伝熱面責であり、発電プラン
トの運転時間によっては変化せず、各部毎に一定値と考
えてよい。

【０１２０】一方、熱貫流率Ｋ（Kcal/m² ・h ・℃）は
次式で求まる。

【０１２１】 １／Ｋ＝１／ho＋（δ／λ）×Ao/Am ＋（１／hi）×Ao／Ai＋ro ＋ri×Ao/Ai …………………………………………………… （４） ここで、ho: 熱交換用チューブの外境膜伝熱係数（Kcal
/m² ・h ・℃） hi: 熱交換用チューブの内境膜伝熱係数（Kcal/m² ・h
・℃） λ：熱交換用チューブの熱伝導率（Kcal/m² ・h ・℃） δ：熱交換用チューブの肉厚（ｍ） ro：熱交換用チューブ外面の熱抵抗（ m² ・h ・℃／Kc
al） ri：熱交換用チューブ内面の熱抵抗（ m² ・h ・℃／Kc
al） Ao：熱交換用チューブ外表面積（ m² ） Ai：熱交換用チューブ内表面積（ m² ） Am：熱交換用チューブ内外表面積の平均（ m² ） すなわち、熱交換用チューブの内面又は外面に付着する
スケール皮膜の厚さが厚くなればなる程、ro又はriすな
わち熱抵抗が増加し、その結果、熱貫流率Ｋは減少す
る。熱貫流率Ｋが減少すればするほど、熱交換器のその
部分における熱交換性能が低下することになる。

【０１２２】従って、給水加熱器の各部毎の熱貫流率の
値を監視していれば、熱交換性能ばかりでなく、熱交換
用チューブの内面又は外面に付着するスケール皮膜の厚
さも判定することができる訳である。

【０１２３】そこで、（３）式に従って給水加熱器の各
部における熱貫流率Ｋを求めるため、熱貫流率演算部９
８-1に前述の給水口流量Ｗf と、ｈ89，ｈ88，△Ｔm1を
入力して、 Ｋ1 ＝｛Ｗf ×( ｈ89-h88)}/(A1×△Ｔm1) ここで、A1：過熱低減部の伝熱面積（定数）なる計算を
行えば、過熱低減部における熱貫流率Ｋ1 が得られる。
また熱貫流率演算部９８-2に前述のＷｆとｈ88，ｈ87，
△Ｔm2を入力し、 Ｋ2 ＝｛Ｗf ×(h88-h87)}/(A2×△Tm2 ） ここで、A2：凝縮部の伝熱面積（定数）なる計算を行え
ば、凝縮部における熱貫流率Ｋ2 が得られる。同様に、
熱貫流率演算部９８-3に前述のＷf とｈ87，ｈ86，△Ｔ
m3を入力し、 Ｋ3 ={Ｗf ×（ｈ87−ｈ86)}/(A3×△Ｔm3） ここで、Ａ3 ：ドレン冷却部の伝熱面積（定数）なる計
算を行えば、ドレン冷却部における熱貫流率Ｋ3 が得ら
れる。

【０１２４】ところで、マグネタイトのスケール皮膜が
鋼管チューブ等の内面の全面にわたり薄く生成してお
り、その生成量に増減が無い場合においても、発電プラ
ントの負荷の増減、すなわち給水加熱器へ流入する給水
流量の増減により、過熱低減部、凝縮部、ドレン冷却部
のそれぞれの熱貫流率Ｋ1 ，ｋ2 ，Ｋ3 は増減する。そ
こで、正常な状態において、発電プラントの負荷が変化
した時の各負荷に対するＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 の値を実測し
ておき、これらのそれぞれを判定部５１を構成するＫ1L
規準値算出部９９-1、Ｋ2L規準値算出部９９-2、Ｋ3L規
準値算出部９９-3に記憶させておく。ここで、発電プラ
ントの負荷信号５０を各規準値算出部９９-1，９９-2，
９９-3に入力することにより、該当負荷に対するＫ1 ，
Ｋ2，Ｋ3 の規準値Ｋ1L，Ｋ2L，Ｋ3Lが出力される。

【０１２５】減算部１００-1，１００-2及び１００-3に
は、前述のＫ1L，Ｋ2L，Ｋ3Lおよび９８-1，９８-2，９
８-3の演算結果であるＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 を入力し、各演
算部にて Ｂ1 ＝（Ｋ1L−Ｋ1 ） Ｂ2 ＝（Ｋ2L−Ｋ2 ） Ｂ3 ＝（Ｋ3L−Ｋ3 ）なる計算を行う。これらのＢ1 ，
Ｂ2 ，Ｂ3 は、任意の負荷においてスケール皮膜が鋼管
チューブの内面の全面に均一に薄く生成した場合におけ
る過熱低減部、凝縮部、ドレン冷却部のそれぞれの熱貫
流率の規準値（Ｋ1L，Ｋ2L，Ｋ3L）と、それぞれの熱貫
流率の実測値（Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ）との差である。

【０１２６】これらの減算結果の内、Ｂ1 は警報設定部
１０１-1，１０１-2，１０１-3へ、またＢ2 は １
０１-4，１０１-5，１０１-6へ、またＢ3 は １０１-
7，１０１-8，１０１-9へ入力される。これによりそれ
ぞれの警報設定部からON-OFFの出力信号ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ
3 ，ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 ，ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 が得られ、こ
れを用いて図１１の判定ロジックにより、給水加熱器の
熱交換性能の低下状況を判定し、これと別途方法により
得た給水加熱器の給水入口と出口の差圧の監視結果の両
者を用い更に図２による判定ロジックにより、図３、図
４の実施例と同様の判定結果が得られる。

【０１２７】従って、図３及び図４の実施例と同一の効
果が得られる。しかも本実施例では、過熱低減部、凝縮
部、ドレン冷却部の個々に熱貫流率を算出して監視して
いるので、スケール皮膜が過大な厚さに生成した部位
が、鋼管チューブの過熱低減部か、凝縮部か、ドレン冷
却部かまで判定できる。また、生成したスケール皮膜の
厚さの増加により前述の（４）式のro，riは増加し、従
って熱貫流率Ｋは減少するという関係式があるので、熱
貫流率の増加量を監視する事により、スケール皮膜の厚
さ（量）の概略値も知ることができる。

【０１２８】なお、本実施例では凝縮部における飽和蒸
気温度ｔ83は、温度検出器８３を用いて計測したが、こ
れの代わりに圧力検出器を用いて凝縮部における飽和蒸
気圧力を計測し、その結果から飽和蒸気温度ｔ83を求め
ても同一の効果が得られる。

【０１２９】また、本実施例では、給水流量を給水入口
側で計測したが、これは給水出口側で計測するようにし
ても良い。また、給水の各点におけるエンタルピを算出
するのに、各点の温度の他、給水入口圧力検出部４４-2
により給水入口圧力を計測して用いたが、給水出口圧力
を計測し、これを用いてエンタルピを求めるようにして
も良い。また、水のエンタルピとその圧力・温度の関係
は図１２の通りであり、水のエンタルピは圧力には殆ど
関係なく、その温度とほぼ同一の値であるため、必ずし
も圧力を計測する必要はない。なお、より正確にエンタ
ルピを算出するには、給水入口圧力及び給水出口圧力を
計測し、両者の値を用いて給水各部の圧力を補正し、こ
の補正後の圧力を用いてエンタルピを算出しても良い。

【０１３０】次に、本発明の第３の実施例につき説明す
る。

【０１３１】前述の第２の実施例においては、図９のよ
うに、給水加熱器の各部毎における鋼管チューブの熱貫
流率を計算するために、給水加熱器内を流れる給水と抽
気蒸気及びドレンの夫々について、給水加熱器胴の各部
における温度を計測しなければならないが、給水加熱器
によっては構造上等の理由から熱交換用チューブ内の給
水温度を計測することが難しい場合もある。この様な場
合で、しかも給水加熱器胴から周囲の外気に放熱する熱
量（損失）分が、抽気蒸気やドレンと給水との間の交換
熱量に比較して無視できる程度に小さいか、又は常時ほ
ぼ一定値と見なし得る場合は、図１３（Ａ），（Ｂ）に
示す実施例を用いることもできる。

【０１３２】なお、この場合においても、図１０と同様
の給水加熱器の抽気蒸気とドレン及び給水の各部の温度
カーブ、すなわち図１４におけるｔ88' 、ｔ87' は温度
検出部により直接計測するのではなく、他の給水加熱器
まわりのプロセス計測値から計算により求め、図１４、
すなわち図１０を完成させ、この結果から第２の実施
例、即ち、図９〜図１１の装置を用いてスケール皮膜の
生成の有無を判定することができる。

【０１３３】以下、この実施例の構成及び作用を説明す
る。なお、図１３（Ａ），（Ｂ）において、図９〜図１
１と同一の構成要素については同一の番号を付し、詳細
な説明は省略する。

【０１３４】先ず、プロセス計測点は図９に示した温度
検出部８８および８７以外は全て計測するほか、さらに
抽気蒸気入口プロセス計測部４６として、圧力検出部１
１１及び流量検出部１１０を追設し、抽気蒸気圧力Ｐ11
1 及び抽気蒸気入口流量ＷSを得る。また、ドレン出口
プロセス計測部４８として、流量検出部１１４を追設
し、ドレン出口流量Ｗd を得る。温度検出器８２と同一
箇所に圧力検出部１１２を追設して、過熱低減部蒸気出
口圧力Ｐ112を得る。さらに、温度検出部８４と同一箇
所に圧力検出部１１３を追設し、ドレン冷却部入口ドレ
ン圧力Ｐ113 を得る。

【０１３５】ところで一般に、給水加熱器胴から周囲の
外気に放熱する熱量（損失）分は抽気蒸気、ドレンと給
水との間の交換熱量に比較して無視出来る程度に小さい
ので、給水加熱器胴の各部毎に「抽気蒸気とドレンが放
出した熱量」と「給水が得た熱量」は等しい。

【０１３６】そこで、過熱低減部については次式が成立
する。

【０１３７】 Ｗs (h81-h82)=Ｗf (h89-h88') ……………………………………… （５） ここで、Ｗf ：給水入口流量（Kg/h) Ｗs ：抽気蒸気入口流量(Kg/h) h81 ：抽気蒸気入口部における抽気蒸気のエンタルピ(k
cal/kg) h82 ：過熱低減部蒸気出口の蒸気エンタルピ(kcal/kg) h89 ：給水出口のエンタルピ(kcal/kg) h88'：凝縮部出口給水のエンタルピ(kcal/kg) （５）式より ｈ88' ＝ｈ89−（Ｗs/Ｗf)×(h81-h82) ………………………… （５´） よって、凝縮部出口給水温度ｔ88' は図１２を用いて求
まる。

【０１３８】また、ドレン冷却部については次式が成立
する。

【０１３９】 Ｗd (h84-h85）＝Ｗf (h87'-h86) …………………………………… （６） ここで、Ｗd ：ドレン出口流量(Kg/h) h84 ：ドレン冷却部入口のドレンエンタルピ(kcal/kg) h85 ：ドレン出口のドレンエンタルピ(kcal/kg) h87'：ドレン冷却部出口給水のエンタルピ(kcal/kg) h86 ：給水入口のエンタルピ(kcal/kg) （６）式より h87'＝ｈ86＋ (Ｗd/Ｗf)×（ｈ84−ｈ85） ……（６´） よって、ドレン冷却部出口給水温度ｔ87' は図１２を用
いて求まる。

【０１４０】そこで、前述の計算結果は、ｔ87' ，ｔ88
' 温度算出部１２０を構成する各エンタルピ演算部１２
１-1〜１２１-6に入力する。ところで、各エンタルピ演
算部には、図１２の関係式が記憶されているので、また
水は蒸気の各圧力、温度に対するエンタルピｈ81，ｈ8
2，ｈ84，ｈ85，ｈ86，ｈ89が算出され、この結果が出
力される。

【０１４１】ｈ88' 算出部１２２-1には、これらｈ81，
ｈ82，ｈ89の他、前述のＷs,Ｗf も入力され、ここで前
述の（５´）式の計算が行われ、ｈ88' が算出され、そ
の結果がｔ88' 温度演算部１２３-1に出力される。ま
た、ｈ87' 算出部１２２-2には、上記ｈ84、ｈ85, h86
の他、前述ののＷd,Ｗf も入力されて前述の（６´）式
の計算が行われ、ｈ87' が算出され、その結果がｔ87´
温度演算部１２３-2に出力される。ｔ88´及びｔ87' 温
度演算部には図１２の関係式が記憶されており、ここに
前述のｈ88' ，ｈ87' の他、Ｐも入力され、演算の結
果、凝縮部出口給水温度ｔ88' およびドレン冷却部出口
給水温度ｔ87' が求まる。

【０１４２】この様にして、算出したｔ88' ，ｔ87' 及
び前述の計測結果を図９の性能演算部４９に入力すれ
ば、第２の実施例と同様の結果が得られる。

【０１４３】なお、温度検出部８３により、凝縮部にお
ける飽和蒸気温度を直接計測する代わりに、凝縮部にお
ける蒸気圧力を計測し、この値から飽和蒸気温度を算出
しても良い。また本実施例ではドレン出口流量Ｗｄと抽
気蒸気入口流量Ｗｓを計測するようにしたが、必ずしも
この２プロセス計測値でなくても良く、例えば、ドレン
出口流量（Ｗd ）＝抽気蒸気入口流量（Ｗs ）＋ドレン
入口からのドレン流入量の関係式を用い、これらの内の
２つのプロセス計測値を実測し、これから算出しても良
い。

【０１４４】また、これらの流量を計測するのに流量検
出部を用いたが、ドレン出口部には該当給水加熱器のド
レン水位を一定値に保つためのドレン水位調節弁１１７
があり、またドレン入口部には、該当給水加熱器の１台
ボイラ側の給水加熱器のドレン水位を一定に保つための
ドレン水位調節弁１１６が設置されており、発電プラン
トが一定負荷で安定に運転中には、それぞれのドレン水
位調節弁１１６，１１７は一定開度になっているので、
それぞれのドレン水位調節弁を流れるドレン流量が分
る。そこで、該当給水加熱器のドレン流入量と流出量を
ドレン水位調節弁開度から求め、これを用いるようにし
ても良い。

【０１４５】なお、図１３（Ａ），（Ｂ）を用いる場
合、ｔ87' ，ｔ88' 温度算出部１２０からのｔ87' ，ｔ
88' 温度算出結果を図９の性能演算部４９に入力するよ
うにしたが、図９で使用する給水の各点におけるエンタ
ルピｈ89，ｈ86，ｈ88，ｈ87は図１３におけるエンタル
ピ演算部１２１-6，１２１-5及びｈ88' 算出部１２２-
1，ｈ87' 算出部１２２-2の結果をそのまま用いても良
い。又さらに、給水加熱器には非常に多数の熱交換用チ
ューブが用いられており、第２の実施例で示した方法で
は、鋼管チューブ内を分流する給水温度を計測するため
の温度検出器87，88は、実験によりなるべく平均的な温
度を計測できる鋼管チューブに取付けたが、本実施例の
方法によれば、すべての鋼管チューブ内を分流する給水
と熱交換を行った結果の抽気蒸気又はドレンの温度およ
び圧力を実測し、これを用いて鋼管チューブ内を流れる
給水温度ｔ87' ，ｔ88' を算出しているため、当然のこ
とながらこの値はすべての鋼管チューブ内を分流する給
水の平均温度になっているので、先の実施例のように実
験を行わずとも平均温度が得られる。しかも、計測しに
くい鋼管チューブ内の給水温度を計測する必要がない。

【０１４６】また、第２の実施例によれば、たまたま温
度検出器８７，８８を取付けた鋼管チューブ内のみにス
ケール皮膜が生成しなかった場合には、ここを流れる給
水は抽気蒸気又はドレンと正常に熱交換するので、ｔ8
7，ｔ88は正常時の温度変化と変化がなく、スケール皮
膜生成部が加熱低減部、又はドレン冷却部のいずれかの
場所かの判定ができない事があるが、本実施例によれ
ば、ｔ87' ，ｔ88' は平均的温度のためこの様な不具合
は発生せず、効果はさらに大きい。

【０１４７】なお、たとえ上記の第２の実施例の不具合
の場合であっても、他の鋼管チューブにスケール皮膜が
生成すれば、全体として熱交換性能が低下するので、給
水出口温度ｔ89は正常値より低下し、一方、抽気蒸気、
ドレンの温度、例えばｔ83，ｔ84，ｔ85等は正常値より
上昇するので、いずれかの場所の熱交換性能は低下す
る。従って、スケール皮膜の生成検出は可能であり、効
果がある。

【０１４８】また、第２の実施例では、鋼管チューブ内
を分流する給水温度を計測する為の温度検出器８７，８
８を実験により、なるべく平均的な温度を計測できる鋼
管チューブに取付けたが、上記と同様の理由だけでなく
下記理由からも必ずしもこの様な箇所に取付ける必要は
ない。

【０１４９】すなわち、本実施例はもちろん、第１及び
第２の実施例共に、実測値からの算出部と△Ｔ1L及び△
Ｔ2L規準値、差圧規準値、Ｋ1L、Ｋ2L及びＫ3L等とを比
較するいわゆる、相対的変化の有無を監視しているの
で、いずれの実施例を採用する場合であっても、マグネ
タイトのスケール皮膜が鋼管チューブ、整流筒の内面の
全面にわたり薄く生成している状態において、発電プラ
ントの各負荷毎に計測しなければならないプロセス計測
値を実測し、△Ｔ1 、△Ｔ2 ，差圧、又はＫ1 、Ｋ2 、
Ｋ3 を演算し、これらの値を規準値として、△Ｔ1L，△
Ｔ2L，差圧、又はＫ1L，Ｋ2L，Ｋ3Lの各規準値算出部に
記憶させておけば、前述のような不具合は発生しない。

【０１５０】例えば、たまたま温度検出器８７，８８か
他の鋼管チューブに比較して高め、又は低めの給水温度
の鋼管チューブに取付けられていたとすると、この場
合、図１０のｔ87，ｔ88のみは、高め又は低めの値とな
るが、t81,ｔ85、ｔ86、ｔ89等は正常値であるので、高
めの場合には過熱低減部の熱貫流率Ｋ１は実際より低く
算出され、一方その分、他の部分の熱貫流率は実際より
高く算出される。逆に低めの場合には、実際より高く算
出され、一方その分、他の部分の熱貫流率は実際より低
く算出される。これを規準値として規準値算出部に記憶
させておき、相対的変化の有無を監視するのて何等問題
ない訳である。また例えば、給水加熱器によっては、運
転中に鋼管チューブに孔があくなどして、ここから給水
が給水加熱器胴側に漏れることがあり、この場合は発電
プラントを停止した際に、孔の開いた鋼管チューブの入
口、出口に栓をして給水が流れ込まない様にする必要が
ある。ところが、この様な場合は、たとえスケール皮膜
の生成が正常であっても、給水入口・出口の差圧はこの
分増加し、かつ熱交換性能もこの分低下する。

【０１５１】ところが、栓をした状態における規準値を
新たに記憶させれば、栓をした状態での監視も正確に実
行することができ、効果が大きい。

【０１５２】一方、もし給水加熱器への給水流量が発電
プラント等の負荷に無関係に一定値の場合、又は一定値
でなくても、発電プラント等の負荷が予め決められた値
に到達した時点で、スケール皮膜生成の有無を監視すれ
ばよい場合には、△Ｔ1L，△Ｔ2L，差圧、又はＫ1L，Ｋ
2L，Ｋ3Lの各規準値算出部には、負荷（または給水流
量）には無関係な一定値を記憶させておいても良い。

【０１５３】次に、その他の実施例について説明する。

【０１５４】先の実施例においては、抽気蒸気入口プロ
セス計測部４６として、抽気蒸気入口給水加熱器器内圧
力検出器４６-2を用い、この計測結果から、その圧力に
おける飽和温度を算出し、これを用いて熱交換性能を演
算したが、本実施例においては、これの代わりに温度検
出器を用いて抽気蒸気の飽和温度を計測し、この計測結
果により熱交換性能を演算する。

【０１５５】また本実施例および他の実施例共に、抽気
蒸気入口給水加熱器器内圧力検出部４６-2を用いる代わ
りに、高圧タービン又は低圧タービン側における抽気蒸
気圧力を計測し、この値から抽気蒸気入口給水加熱器器
内までの抽気蒸気の圧力損失計算値又は経験値）を減算
した結果を用いて熱交換性能を演算しても良い。

【０１５６】また、発電プラントの負荷信号５０の代わ
りに発電プラントへの主蒸気流量、又はボイラへの給水
流量、あるいはタービンからの抽気圧力等、発電プラン
トの負荷と一定関係にあるプロセス状態値の信号を用い
ても同様の効果が得られる。

【０１５７】また、これらの実施例では、熱交換用チュ
ーブの材質が鋼管チューブの場合で説明したが、例え
ば、モネル製チューブの場合であっても、スケール付着
はあるので、鋼管チューブに限らず他の材質の熱交換用
チューブであっても同様の効果が得られる。また、熱交
換用チューブ部以外のスケール皮膜生成の箇所として整
流筒の場合を説明したが、必ずしも整流筒のみに限ら
ず、スケール皮膜生成により給水流路面積が減少するよ
うな箇所がある場合には、これらの実施例を採用する事
により、スケール皮膜の過大な厚さの生成が熱交換用チ
ューブ部か、その他の箇所かの判定ができ効果的であ
る。

【０１５８】また、以上の実施例では、本発明のスケー
ル付着監視装置を給水加熱器の場合について説明した
が、本発明はこれに限らず、排熱回収ボイラ、復水器
等、熱交換用チューブ内の水を圧送して熱交換する方式
の熱交換器に採用しても同様の効果が得られる。

【０１５９】次に、図１５〜図３０を参照して、本出願
の第２の発明の実施例ｓ変形例について説明する。

【０１６０】図１５において、ドレン出口部２９にはド
レン水位調節弁１１７が取付けられている。このドレン
水位調節弁には、その開度を監視するために、ドレン水
位調節弁開度計２０１が取付けられており、その出力信
号は判定部５１に入力される。発電プラント等の負荷信
号５０も判定部５１に入力され、給水加熱器の各部にお
けるスケール付着の有無、その他の給水加熱器の異常の
判定結果５２' が判定部５１から出力される。上記以外
の構成は図１と同じである。

【０１６１】このような構成の熱交換器の異常監視装置
において、給水加熱器へ流入・流出する給水の給水入口
部及び給水出口部における圧力は、図１の場合と同様
に、脈動の少ない状態で給水入口圧力計測部４１及び給
水出口圧力計測部４２により計測され、それぞれの出力
信号は差圧算出部４３に入力され、ここで給水入口部と
給水出口部における給水の差圧値が算出され、その結果
は判定部５１に入力される。

【０１６２】給水加熱器の熱交換性能は、給水加熱器に
入ってくる熱量と、出てゆく熱量を用いて評価できる。

【０１６３】給水加熱器に入ってくる熱量は、給水入口
部から入ってくる給水が持つ熱量と、抽気入口部から入
ってくる抽気蒸気が持つ熱量と、ドレン入口部から入っ
てくるドレンが持つ熱量の合計値であり、これらの熱量
を算出するための諸量は、給水入口プロセス計測部４
４、抽気蒸気入口プロセス計測部４６及びドレン入口プ
ロセス計測部４８を用いて計測される。一方、給水加熱
器から出てゆく熱量は給水出口部から出てゆく給水が持
つ熱量と、ドレン出口部から出てゆくドレンが持つ熱量
の合計値であり、これらの熱量を算出するための諸量
は、給水出口プロセス計測部４５と、ドレン出口プロセ
ス計測部４７を用いて計測される。

【０１６４】これらの出力信号は性能演算部４９に入力
され、ここで給水加熱器の熱交換性能を評価するための
演算が行われ、その結果は判定部５１に入力される。

【０１６５】給水加熱器のドレン水位調節弁１１７に
は、給水加熱器ドレン冷却部の水位を検出するドレン水
位計２０３からの出力信号を受け、このドレン水位を目
標値に制御する為の水位調節信号を出力するドレン水位
調節計（図示せず）を設けてある。このドレン水位調節
計からの水位調節信号２０２に応じてドレン水位調節弁
を開閉する事により、給水加熱器のドレン出口部から流
出するドレン流量を制御し、給水加熱器内のドレン冷却
部のドレン水位を目標値（一定）に制御している。従っ
て、発電プラントの負荷が同一で、給水加熱器とドレン
水位調節弁の各部が正常であり、かつドレン水位が目標
値（一定）にある場合には、ドレン水位調節弁の開度は
発電プラントの負荷に応じて一定値を示す筈である。

【０１６６】ドレン水位調節弁１１７の開度はドレン水
位調節弁開度計２０１により計測され、その計測結果は
判定部５１に入力される。また前述のドレン水位計２０
３の出力信号も判定部５１に入力される。

【０１６７】判定部５１には、前述の計測結果または演
算結果の他、発電プラント等の負荷信号５０が入力さ
れ、ここで、給水差圧値、熱交換性能評価演算結果、ド
レン水位調節弁開度値に、その時の負荷、ドレン水位の
値による補正を加えた後、これらの同一時点における値
を用いて図１６に示す判定ロジックにより、スケール皮
膜が給水加熱器のどの部位に過大な厚さに生成したか、
および給水加熱器のその他の異常の有無を判定し、その
結果５２' を判定部５１から出力する。

【０１６８】次に、図１６の判定ロジックの概要を説明
する。なお、図１６中、２点鎖線枠Ｆ2 内の構成は図２
と同一のため、説明は省略する。

【０１６９】前述のように、ドレン水位調節計の働きに
より、ドレン冷却部のドレン水位を一定値にするように
ドレン水位調節弁は開閉制御されているため、発電プラ
ント等の負荷がほぼ一定値を保っていれば、給水加熱器
に流入または流出する給水、抽気蒸気、ドレンの各プロ
セス量も、発電プラント等のその時の負荷に応じたほぼ
一定値である。この場合、給水加熱器から流出するドレ
ン量も当然ほぼ一定値を保っているので、ドレン水位調
節弁開度は発電プラント等のその時の負荷に応じた開度
を示していなければならない。ところが、ドレン水位調
節弁内に過大な厚さのスール皮膜が生成して付着した場
合には、ドレン水位調節弁内をドレンが流れ得る流路面
積が減少してしまうので、発電プラント等のその時の負
荷に応じたドレン量を流出させるためには、ドレン水位
調節弁の開度をさらに大きくしなければならない。すな
わち発電プラントが同一負荷時であってもドレン水位調
節弁にスケール皮膜が付着すればする程、同一負荷にお
けるスケール皮膜が付着していない場合のドレン水位調
節弁の開度より大きくなる。従って、発電プラント等の
各負荷におけるドレン水位調節弁の開度を監視し、該当
負荷におけるスケール皮膜が付着していない場合の開度
よりも増加して設定値を超えた場合には、ドレン水位調
節弁に過度にスケール皮膜が付着したものと判定する事
ができる。

【０１７０】ところが、ドレン水位調節弁に過度にスケ
ール皮膜が付着していなくとも、給水加熱器の熱交換用
チューブに孔があくなどして、チューブ内を流れる給水
が給水加熱器胴２２内、すなわち抽気蒸気またはドレン
側に漏洩した場合においても、給水が漏洩した分だけド
レン流量が増加するので、ドレン冷却部のドレン水位を
一定値にするため、ドレン水位調節弁の開度は正常時よ
りも増加する。従って、ドレン水位調節弁の開度だけを
監視して判定しても、ドレン水位調節弁の開度の増加が
スケール皮膜付着によるものか、チューブ内を流れる給
水の漏洩によるものかの区別ができない。

【０１７１】そこで、「熱交換用チューブに漏洩が発
生」しておらず、かつ「ドレン水位調節弁開度＞正常値
＋ｑ（ただし、ｑは余裕値で、小さな正の値）」の場合
には、「ドレン水位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さ
に生成」と判定できる。また、図１６の右辺に示した状
況の内、給水加熱器の給水入口と出口の差圧が正常値以
下になり得るのは、水室仕切板が破壊した場合と、熱交
換用チューブに漏洩が発生した場合のみである（熱交換
用チューブに漏洩が発生しても給水入口と出口の差圧計
測値には変化はないが、入口給水流量が増加するので、
後述するように、負荷信号（入口給水流量）Ｌによって
補正した△ＰL との差Ａ3 は符号が逆転する）。

【０１７２】熱交換用チューブに孔があく等して給水が
漏洩した場合には、ドレン水位調節弁の開度が大きくな
るばかりでなく、給水の一部がドレン側に流出してしま
うため、給水加熱器の熱交換性能は、給水加熱器本体が
破損しない限り、理論的にありえない様な異常値を示
す。従って、「給水加熱器熱交換性能＝論理的異常値」
で、「ドレン水位調節弁開度＞正常値＋ｑ」、かつ「給
水加熱器給水入口と出口差圧＝正常値以下」の場合に
は、「熱交換用チューブに漏洩が発生（給水が抽気蒸気
またはドレン側に漏洩）」と判定する。

【０１７３】給水加熱器の水室仕切板３０が破壊した場
合には、入口側水室２５内の給水の一部は、熱交換用チ
ューブ３１を通過しないで、直接出口側水室２６に流出
してしまう。従って、この流出した給水と抽気蒸気及び
ドレンとの熱交換は行われず、給水加熱器の熱交換性能
は低下する。しかも、この場合には、熱交換用チューブ
３１にスケールが付着した場合とは逆に、給水入口と出
口差圧は、正常値より小さくなる。そこで「給水加熱器
熱交換性能＜α３」、かつ「給水加熱器給水入口と出口
差圧＝正常値以下」の場合には、「水室仕切板破壊」と
判定する。

【０１７４】また、給水加熱器胴２２内のドレン冷却部
３５の囲い板が破損して、ドレンの一部が正規な流路で
なく、この破損箇所を通過（これを「冷却部囲い板破損
によるドレンのショートパス」と言う）している場合、
又はドレン冷却部に抽気蒸気すなわち加熱蒸気が巻き込
まれている場合には、「熱交換用チューブに漏洩が発
生」した場合と同様に、給水加熱器の熱交換性能は論理
的異常値を示す。ただし、この場合は「熱交換用チュー
ブに漏洩が発生」している場合とは異なり、ドレン水位
調節弁開度はほぼ正常値を示す。そこで、「ドレン水位
調節弁開度がほぼ正常値」で、かつ『給水加熱器熱交換
性能＝論理的異常値」の場合には、「給水加熱器ドレン
冷却部囲い板破損によるドレンのショートパス又はドレ
ン冷却部への抽気蒸気の巻込み」と判定する。

【０１７５】図１６の判定ロジックは、以上のような機
能を持つよう、各種の論理回路によって構成されてい
る。

【０１７６】次に、本実施例のより詳細な構成と機能を
図１７〜図１９を参照して説明する。なお、これらの図
において、図１〜図１４と同一の構成要素については同
一番号を付し、説明を省略する。

【０１７７】図１７は、図１５のより詳細を示す構成ブ
ロック図である。同図において、給水入口圧力計測部４
１の出力信号Ｐ1 および給水出口圧力計測部４２の出力
信号Ｐ2 は減算部５５により構成される差圧算出部４３
に入力され、その出力信号△Ｐは判定部５１の減算部５
９-3に入力される。給水入力プロセス計測部として給水
入口温度検出部４４-1を、またドレン出口プロセス計測
部としてドレン出口温度検出部４７-1を用い、これらの
出力信号ｔ4 ，ｔ13が性能演算部４９の減算部５７-2に
入力されて演算される。その出力信号△Ｔ2 は判定部５
１の減算部５９-2に入力される。また、抽気蒸気入口プ
ロセス計測部として、抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力
検出部４６-2を用い、この出力信号Ｐ3 が性能演算部４
９の飽和温度（ｔ１）算出部５６に入力される。その出
力信号ｔ1 は減算部５７-1に入力される。一方、給水出
口プロセス計測部として給水出口温検出部45-1を用い、
その出力信号ｔ2 も減算部５７-1に入力される。減算部
５７-1の出力信号△Ｔ1 は判定部５１の減算部５９-1に
入力される。

【０１７８】一方、ドレン水位調節弁１１７に取付けた
ドレン水位調節弁開度計２０１を用いて同調節弁の開度
を計測し、この出力信号０1 （ドレン水位調節弁開度信
号）が判定部５１の減算部５９-4に入力される。

【０１７９】発電プラントの負荷信号（Ｌ）５０として
は、発電プラントの負荷又はこれとほぼ比例関係にある
給水流量もしくは主蒸気流量のいずれかを用いればよい
が、本実施例では、給水加熱器が並列に２台（３台でも
よい）設置されている場合において、たとえ並列設置さ
れた給水加熱器に給水が同一流量ずつ流入していない場
合でも、スケール付着の有無、給水加熱器の異常の有無
の判定を正確にできるようにするため、給水加熱器入口
給水流量計測用流量検出器９０からの出力信号を用いて
いる。

【０１８０】この負荷信号５０を判定部５１の△Ｔ1L規
準値算出部５８-1、△Ｔ2L規準値算出部５８-2、差圧規
準値算出部５８-3及びＯL （ドレン水位調節弁開度）規
準値算出部５８-4に入力する。また、これらの出力信号
△Ｔ1L，△Ｔ2L，△ＰL 及びＯL も前述の減算部５９-
1、５９-2，５９-3，５９-4にそれぞれ入力される。

【０１８１】減算部５９-1の出力信号Ａ1 は警報設定部
６９-1，６９-2，６９-3に入力され、その結果、ON-OFF
の出力信号ａ1 ，ａ2 ，ａ3 が判定ロジック部７０' に
入力される。減算部５９-2の出力信号Ａ2 は警報設定部
６９-4，６９-5，６９-6に入力され、その結果、ON-OFF
の出力信号ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 が判定ロジック部７０'に
入力される。また、減算部５９-3の出力信号Ａ3 は警報
設定部６９-7，６９-8，６９-9，６９-10 に入力され、
その結果、ON-OFFの出力信号ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3，ｃ4 が
判定ロジック部７０' に入力される。減算部５９-4の出
力信号Ａ4は警報設定部６９-11 ，６９-12 に入力さ
れ、その結果、ON-OFFの出力信号ｄ1 ，ｄ2 が判定ロジ
ック部７０' に入力される。

【０１８２】ドレン水位計２０３の出力信号ｌ1 と流量
検出器９０による給水加熱器入口給水流量信号、すなわ
ち負荷信号５０（Ｌ）は、判定部５１の判定タイミング
検出部２０４に入力される。この判定タイミング検出部
２０４では判定開始指令信号ｍ1 ，ｍ2 を演算し、減算
部５９-1〜５９-4に入力する。減算部５９-1〜５９-4
は、判定開始指令信号ｍ1 ，ｍ2 が入力された時のみ減
算演算を行つてその結果を出力し、その他の場合は０を
出力する。

【０１８３】判定ロジック７０' では、図１８の様な判
定ロジックにより、スケール皮膜がどの部位に過大な厚
さに生成したか、又は給水加熱器の異常の有無について
判定し、その判定結果５２を判定部５１の出力信号とし
て出力する。

【０１８４】次に、上記実施例の作用を説明する。

【０１８５】給水加熱器へ流入・流出する給水の給水入
口部および給水出口部における圧力は、脈動の少ない所
に設置された給水入口圧力計測部４１および給水出口圧
力計測部４２により計測され、それぞれの出力信号Ｐ1
，Ｐ2 は差圧算出部４３を構成する減算部５５に入力
され、 △Ｐ＝（Ｐ1 −Ｐ2 ） の演算が行われ、その結果、出力信号△Ｐが減算部５９
-3に入力される。一方、その時点における該当給水加熱
器へ流入する給水流量信号が発電プラントの負荷信号
（Ｌ）５０として差圧算出部５８−３に入力されてい
る。

【０１８６】ところで、マグネタイトのスケール皮膜が
鋼管チューブ、整流筒等の内面にわたり薄く（正常な状
態）生成しており、その生成量に増減がない場合におい
ても発電プラントの負荷の増減、すなわち給水加熱器へ
流入する給水流量の増減により、給水入口部と出口部と
の差圧は増減する。

【０１８７】マグネタイトのスケール皮膜が正常な状態
に生成した場合における給水加熱器へ流入する給水流量
と、給水加熱器の給水入口部と出口部との圧力の差圧△
ＰLとの関係は図５に例示（６００ＭＷ級発電プラント
の最もボイラに近い側の給水加熱器の場合）したよう
に、各給水加熱器ごとにあらかじめ判っているので、こ
の関係式を差圧規準値算出部５８-3に記憶させておき、
これに給水量（Ｌ）５０を入力する事により、その給水
流量における差圧規準値△ＰL が得られる。この差圧規
準値△ＰL も減算部５９-3に入力される。

【０１８８】この減算部５９-3では、後述のように判定
開始指令信号ｍ2 が入力されている間のみ、Ａ3 ＝（△
Ｐ−△ＰL ）、すなわちある時点、ある給水流量値にお
ける給水入口部と出口部の圧力の差圧の実測値と、正常
時のあるべき差圧値（規準値）との差が計算され、その
出力信号Ａ3が警報設定部６９-7，６９-8，６９-9，６
９-10 に入力される。

【０１８９】なお、給水熱器の熱交換性能を監視する一
方法として、「抽気蒸気入口における給水加熱器器内圧
力の飽和温度と給水出口温度との差」と、「ドレン出口
温度と給水入口温度との差」の両者を監視し、これが規
定値以上変化した場合に熱交換性能が低下したものと見
なす方法があるが、この方法の場合は、ドレン入口プロ
セス計測部４８（図１）は不要である。本実施例ではこ
の方法を採用している。 すなわち、「ドレン出口温度
と給水入口温度との差」については、ドレン出口温度検
出部４７-1による出力信号ｔ3 と、給水入口温度検出部
４４-1による出力信号ｔ4 を、性能演算部４９を構成す
る減算部５７-2に入力し、 ここで、△Ｔ2 ＝（Ｔ3 −Ｔ4 ） なる演算を行うことによって求めることができる。この
出力信号△Ｔ2 は、判定部５１を構成する減算部５９-2
に入力される。

【０１９０】一方、「抽気蒸気入口における給水加熱器
器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」について
は、抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力検出部４６-2の出
力信号Ｐ3 を、性能演算部４９を構成する飽和温度（ｔ
１）算出部５６に入力する。発電プラントに用いられる
プロセス流体は水の場合が多いが、この場合の蒸気圧力
とその飽和温度の関係は図６に示す通りであり、飽和温
度（ｔ１）算出部５６にこの関係式を記憶させておき、
抽気蒸気入口給水加熱器器内圧力Ｐ3 を入力することに
より、この器内圧力Ｐ3 に対する飽和温度ｔ1 が算出さ
れる。この出力信号ｔ1 は減算部５７−１に入力され
る。

【０１９１】また、給水出口温度検出４５-1による出力
信号ｔ2 も減算部５７-1に入力され、ここでΔＴ1 ＝
（ｔ1 −ｔ2 ）なる演算が行われる。この出力信号ΔＴ
1 を判定部５１を構成する減算部５９-2に入力する。一
方、その時点において給水加熱器へ流入する給水流量値
がΔＴ1L規準値算出部５８-1とΔＴ2L規準値算出部５８
-2に入力されている。

【０１９２】ところで、マグネタイトのスケール皮膜付
着が鋼管チューブの内面にわたり薄く（正常な状態に）
生成している場合において、「抽気蒸気入口における給
水加熱器器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」
（ΔＴ1L）および「ドレン出口温度と給水入口温度との
差」（ΔＴ2L）は、図７および図８のように、負荷（即
ち給水加熱器へ流入する給水量）の増減により変化す
る。このように各給水加熱器ごとにマグネタイトのスケ
ール皮膜が正常な状態に生成した場合における給水加熱
器へ流入する給水流量値と、給水加熱器のΔＴ1L、ΔＴ
2Lとの関係はあらかじめ判っているので、これらの関係
式をΔＴ1L規準値算出部５８-1およびΔＴ2L規準値算出
部５８-2に記憶させておき、これに給水流量値を入力す
ることより、その給水流量におけるΔＴ1L、ΔＴ2Lが得
られる。このΔＴ1Lは減算部５９-1に、またΔＴ2Lは減
算部５９-2に入力される。

【０１９３】減算部５９-1，５９-2では、後述のように
判定開始信号ｍ2 が入力されている間のみ、Ａ1 ＝（Δ
Ｔ1L−ΔＴ1）及びＡ2 ＝（△Ｔ2 −ΔＴ2L）なる演算
が行われる。これらのＡ1 及びＡ2 は、ある時点、ある
給水流量値における「抽気蒸気入口における「抽気蒸気
入口における給水加熱器器内圧力の飽和温度と給水出口
温度との差」及び「ドレン出口温度と給水入口温度との
差」の実測値と正常時のあるべき値（規準値）との差で
あり、この出力信号Ａ1 及びＡ2 は警報設定部６９-1，
６９-2，６９-3及び６９-4，６９-5，６９-6に入力され
る。また、ドレン水位調節弁１１７に取付けたドレン水
位調節弁開度計２０１により計測したドレン水位調節弁
開度信号Ｏ1 は判定部５１を構成する減算部５９−４に
入力される。

【０１９４】ところで、給水加熱器に異常が無く、かつ
発電プラントの負荷が一定の場合には、該当給水加熱器
から流出するドレン流量はほぼ一定値であり、発電プラ
ントの負荷が増加するとともに増加する。また、給水加
熱器が正常な状態においては、発電プラントの負荷と給
水加熱器へ流入する給水流量はほぼ比例する。この一例
を６００ＭＷ級の発電プラント用の最もボイラに近い側
の給水加熱器場合を例に示すと図１９の通りである。

【０１９５】従って、このドレンを流出させるためのド
レン水位調節弁についても、これにスケール皮膜の付着
もなく、正常な状態においては、給水加熱器へ流入する
給水流量と、ドレン水位調節弁開度との間にはほぼ比例
した一定の関係式が成立する（これらの関係は、給水加
熱器やドレン水位調節弁等が正常な状態においてのみ成
立するので、正常とみなした状態における給水流量と、
ドレン水位調節弁開度、△ＯL 差圧、ΔＴ1L、ΔＴ2L等
の計測値とを規準値として記憶させておき、実測値と、
これらの値とを比較することによって判定することがで
きる訳である）。 このように、ドレン水位調節弁にス
ケール皮膜の付着がなく、正常な状態における流入給水
流量とドレン水位調節弁開度ＤL との関係は各給水加熱
毎に予め判っている（これらの関係は必ずしも論理的又
は計算によって算出できなくてもよく、給水加熱器、ド
レン水位調節弁等が正常であると見なした状態における
流入給水流量と、ドレン水位調節弁開度ＯL との関係を
発電プラントの運転中に予め実測し、これを関係式とし
て用いても良い）ので、この関係式をａL （ドレン水位
調節弁開度）規準値算出部５８-4に記憶させておき、こ
れに給水流量値を入力すれば、その給水流量に対するド
レン水位調節弁開度ＯL を得ることができる。 このド
レン水位調節弁開度ＯL は減算部５９-4に入力され、後
述のように、判定開始指令信号ｍ1 が入力されている間
のみ、Ａ4 ＝（ＯL −Ｏ1 ）なる演算が行われる。この
出力信号Ａ4 は、ある時点、ある給水流量値における
「ドレン水位調節弁開度」の実測値と正常時のあるべき
値（規準値）との差であり、警報設定部６９-11 ，６９
-12 に入力される。

【０１９６】ここで、減算部５９-1〜５９-4に対する判
定開始指令信号ｍ1 ，ｍ2 の作用について説明する。発
電プラントの負荷が変化している際（又は給水流量が変
化している際）における各部のプロセス状態値に着目す
ると、圧力値等は比較的すみやかに変化してゆくが、温
度値などは比較的遅れて変化してゆくので、このように
負荷（または給水流量）が変化している時点において
は、特に△Ｔ1 ，Ｔ2 等は正確に監視きない。

【０１９７】また、ドレン水位調節弁開度は、たとえ負
荷（または給水流量）が一定であっても、ドレン冷却部
のドレン水位が目標値より高いか低い場合には、前述の
ように開度が大きく又は小さくなるので、ドレン水位が
目標値近傍で安定している場合でなければ、正確に監視
できない。そこで、正確に監視できるタイミングを把握
し、そのタイミングにおいてのみ減算部５９-1〜５９-4
から出力信号として減算結果を出力させ、その他のタイ
ミングにおいては、出力信号を０にしておく為に、判定
タイミング検出部２０４に発電プラントの負荷信号（こ
れは給水流量等、発電プラントの負荷相当信号でも良
い。本実施例では給水流量を用いた。）およびドレン水
位計２０３の出力信号であるドレン水位信号ｌ1 を入力
し、これらの入力信号がある一定時間以上、一定値で継
続している場合には、ドレン水位が安定しているものと
見なし、判定開始指令信号ｍ1 ，ｍ2 を減算部５９-1〜
５９-4に出力し、監視を行う訳である。

【０１９８】なお、本実施例で用いる判定タイミング検
出部２０４の具体例を図２０に示す。 上述のように、
各警報設定部６９-1〜６９-12 により各入力信号Ａ1 ，
Ａ2，Ａ3 ，Ａ4 の大きさを監視し、各入力信号が各設
定値以上になれば、接点信号ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，ｂ1 ，
ｂ2 ，ｂ3 ，ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，ｇ1 またはｇ2
を判定ロジック部７０'に出力する。この判定ロジック
部では、図１８の判定ロジックを用いて、給水加熱器の
熱交換用チュ−ブの内外面または整流筒へのスケール皮
膜付着の有無と付着部位の判定ばかりでなく、ドレン水
位調節弁へのスケール付着の有無と、「熱交換チューブ
に漏洩が発生」、「水室仕切板破壊」、「給水加熱器ド
レン冷却部囲い板破損によるドレンのショートパスまた
はドレン冷却部への抽気蒸気の巻込み」の有無等、いわ
ゆる給水加熱器の異常の有無の判定を行い、その結果を
出力する。

【０１９９】以上の構成の装置によれば、給水加熱器熱
交換用チユーブの内面、外面または整流筒へのスケール
皮膜付着の有無ばかりでなく、ドレン水位調節弁へのス
ケール皮膜付着の有無を、発電プラント運転中の早期の
時点に発見することができる。それ故、発電プラントの
停止時にドレン水位調節弁を分解すると言うような事を
しなくて済み、また熱交換用チューブの漏洩を早期の時
点に発見できる。

【０２００】従って、漏洩したチューブの給水の入口部
および出口部に栓をして給水が漏洩しないよう（このよ
うにすると給水がこのチューブには流れないため、給水
加熱器の熱交換性能および給水出入口差圧も変化する）
に修理でき、しかもこの場合においても、この時点にお
ける発電プラント運転時の各負荷に対するΔＴ1L、ΔＴ
2L，△ＰL ，ＯL を計測し、これらを正常値（規準値）
として記憶させておく事により、本装置を有効に機能さ
せる事もできる。

【０２０１】また、給水の水室仕切板の破壊、またはド
レン冷却部囲い板破損によるドレンのショートパスまた
はドレン冷却部へ抽気蒸気を巻込むような不具合の発生
も発電プラントの運転中に発見でき、効果的である。

【０２０２】さらに、以上の監視は発電プラントの任意
の負荷において行う事ができる。またさらに、たとえ給
水加熱器が並列に複数台設置されている場合で、それぞ
れの給水加熱器への給水流量が同一値でない場合におい
ても、正確に監視することができる。

【０２０３】次に、本出願の第２の発明の変形例を幾つ
か説明する。 （例１） 上述の実施例においては、「水室仕切板破
壊」を判定するロジックとして図１６のように、「給水
加熱器熱交換性能＜α１」と「給水加熱器給水入口出口
差圧＝正常値」のＡＮＤ（論理積）としたが、給水加熱
器の構造によっては、この２条件のみでは判定精度が悪
い場合がある。水室仕切板が破壊した場合には、該当給
水加熱器の給水出口温度が急激に数℃程度低下する（破
壊の仕方によっても異なるが、本変形例による場合には
３℃〜１０数℃変化した。）ので、これを併用して判定
してもよい。

【０２０４】その一例として、図２１に示すように、
「給水加熱器熱交換性能＜α１」、「給水加熱器の給水
入口出口差圧＝正常値以下」及び「給水加熱器の給水出
口温度＝急激低下」の３条件の内、２つまたは３つのＡ
ＮＤ条件（論理積）で「水室仕切板破壊」と判定しても
よい。

【０２０５】なお、「給水出口温度＝急激低下」の判定
には、本変形例では試験結果から給水出口温度変化率＜
−３℃／分と設定したが、この値は給水出口温度検出方
法や給水加熱器本体の構造等によっても変化するので、
必ずしもこの値にはこだわらない。また、「給水加熱器
の熱交換性能＜α1 」の様に、熱交換チューブ内面のス
ケール皮膜判定時に用いた値α1 と同一値を用いたが、
これらは必ずしも同一でなくてもよい。 （例２） 上記実施例においては、「熱交換用チューブ
に漏洩が発生」を判定するロジックとして、図１６のよ
うに、「ドレン水位調節弁開度＞大」と、「給水加熱器
給水入口と出口差圧＝正常値以下」と、「給水加熱器熱
交換性能＝論理的異常値」の３条件のＡＮＤ（論理積）
を用いたが、必ずしもこの３条件すべてを用いる必要は
なく、簡易的にこの内の２または１条件のみを用いても
よい。また、この３条件の他に音響または給水加熱器の
給水入口と出口の流量差による熱交換用チューブ漏洩検
出方法を等を併用してさらに判定精度を向上させるよう
にしてもよい。

【０２０６】また、チューブ漏洩が生じた場合にはドレ
ン流量が増加するので、上記実施例では、これを検知す
る為に「ドレン水位調節弁開度＞大」を監視するように
したが、この「ドレン水位調節弁開度＞大」はチューブ
漏洩時の他に、「ドレン水位調節弁にスケール皮膜が過
大な厚さに生成」した場合にも起こるので、これらの区
別がつき難く、判定誤差が発生する場合もあるので、例
えば図１３に示したように、ドレン出口流量を計測して
いるような発電プラントにおいては、図１７のドレン水
位調節弁開度信号Ｏ1 の代わりに、ドレン出口流量信号
を入力し、一方、ＯL （ドレン水位調節弁開度）規準値
算出部５８-4には、発電プラントの正常時における負荷
信号（本実施例では給水入口流量を使用）に対するドレ
ン出口流量を規準値として記憶させておき、判定するよ
うにしてもよい。

【０２０７】これらの構成ブロックおよび判定ブロック
の一例を図２２に示す。同図中、５８-4''はＷdL( ドレ
ン出口流量）規準値算出部、５９-4''は減算部であり、
また、６９-11'' は警報設定部である。この警報設定部
の出力ｇ1'' は、「給水加熱器出口ドレン流量＞正常値
＋余裕値」のとき、ＡＮＤ回路に入力される。

【０２０８】一方、音響検出部２１０は給水加熱器本体
に取付けられ、給水加熱器内に伝播してくる音を検出す
るもので、その出力信号は増幅部２１１で信号増幅され
た後、周波数分析部２１２で周波分析される。また、給
水加熱器の熱交換用チューブに漏洩が発生していない正
常時における給水加熱器内伝播音の周波数分析結果を規
準パターンとして規準パターン記憶部２１３に記憶させ
ておく。周波数分析部２１２からの周波数分析結果と、
規準パターン記憶部２１３に記憶されたパターンを比較
部２１４で比較し、周波数分析結果にチューブ漏洩と思
われる異常が発見された場合に、「給水加熱器に漏洩の
可能性あり」の信号ｒを出力する。この信号を判定ブロ
ックに導入し、「熱交換用チューブに漏洩が発生」して
いるかどうかを判定する。 （例３） 前述のように、図１６の実施例では、「ドレ
ン水位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さに生成」を判
定するロジックとして、発電プラントの負荷または給水
加熱器の給水入口流量に応じた規準値としてのドレン水
位調節弁開度により補正した「ドレン水位調節弁開度＞
大」と、「熱交換用チューブに漏洩が発生していない」
とのＡＮＤ条件（論理積）を用いた。これは、ドレン水
位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さに付着すると、発
電プラントの負荷に応じたドレン出口流量を流そうとし
て、スケール皮膜が付着していない時と同一の開度にド
レン水位調節弁を開いても、そのドレン出口流量を流出
させる事ができないので、さらに大きな開度に開さなけ
ればならないため、これを利用して判定している訳であ
る。しかしながら『ドレン水位調節弁開＞大」になるの
は前述の（例２）と同様に、「ドレン水位調節弁にスケ
ール皮膜が過大な厚さに生成」と、「熱交換用チューブ
に漏洩が発生」の両者が考えられるので、これ等を区別
するため、他の状況も考慮して総合的に判定しなければ
ならない。

【０２０９】この場合、例えば図１３に示したように、
ドレン出口流量も計測している発電プラントにおいて
は、図２３に示す様な構成ブロックおよび判定ロジック
を用いてもよい。同図中のＯL'（ドレン水位調節弁開
度）規定値算出部５８-4' には、ドレン水位調節弁は当
然の事ながら、発電プラントが正常な状態での運転中の
各負荷におけるドレン出口流量と、ドレン水位調節弁開
度の関係を規定値として記憶させておく。この規定値算
出部５８-4' に、発電プラントの任意の負荷におけるド
レン出口流量信号Ｗd が入力されると、これに応じてド
レン水位調節弁開度規定値ＯL'が出力される。このＯL'
はドレン水位調節弁にスケール皮膜が付着していない正
常な状態において、ドレン出口流量Ｗd を流出させるの
に必要なドレン水位調節弁の開度を意味する。

【０２１０】このＯL'と、該当負荷におけるドレン水位
調節弁の現状における開度信号Ｏ1とを減算部５９-4'
に入力し、ここで（Ｏ1 −ＯL'）なる減算を行い、この
減算結果を警報設定部６９-11 に入力する。そして、
（Ｏ1 −ＯL'）≧ｑ（余裕値）になった場合に、警報設
定部６９-11'から接点信号ｇ1'を出力する。

【０２１１】この接点信号ｇ1'は「ドレン水位調節弁開
度＞大（正常値＋ｑ（余裕値）」になった事を意味する
ものであり、従って、この信号ｇ1'が出力されるという
事は「ドレン水位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さに
生成」した事を表示することになる。

【０２１２】ところで図１６の場合には、発電プラント
の負荷又は給水入口流量に対して本来あるべきドレン水
位調節弁開度を規定値とし、これとの差を監視して判定
しているが、この方法では、例えば「ドレン水位調節弁
開度＞大」となったとしても、これだけでは、「ドレン
水位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さに生成」した場
合と、「熱交換用チューブに漏洩が発生」した場合の区
別がつかない。この両者の区別の精度をより向上させる
ためには、比較的計測精度の悪い各部の温度値を用いて
演算を行った結果である「給水加熱器熱交換性能＝論理
的異常値」等、他の状況も監視し、総合的に判定しなけ
ればならない。

【０２１３】一方、図２２および図２３の判定ロジック
部は、比較的計測精度の高い「出口ドレン流量」、「給
水入口と出口差圧」及び「ドレン水位調節弁開度」等の
計測結果をそのまま用いているので、例えばドレン水位
調節弁開度が該当ドレン出口流量に対して本来あるべき
（正常状態における）開度より大きくなった場合、「ド
レン水位調節弁にスケール皮膜が過大な厚さに生成」し
たと言うように、より直接的な判定ロジックを構成して
いる。

【０２１４】また仮に、正常状態の発電プラントの該当
負荷におけるドレン出口流量（規準値）に比較して、実
際のドレン出口流量が多くなった場合には、この状態値
は図２３の「ドレン水位調節弁にスケール皮膜が過大な
厚さに生成」の判定ロジックには使用されず、図２２の
「熱交換用チューブに漏洩か発生」の判定ロジックの一
条件として使用されるので、判定精度はより高く、効果
的である。 （例４） 前記実施例において、図２０に示した判定タ
イミング検出部２０４では、負荷が安定している事を検
出して判定開始指令信号ｍ2 を出力するのに給水流量信
号を用いているが、これは発電プラントの負荷信号また
は主蒸気流量信号等でもよい。

【０２１５】また前記実施例においては、給水流量の
０．５秒前の値と現在値との差が５０Ｔ／Ｈ以内で、か
つこれが６０秒以上継続した時を負荷安定と見なしてい
るが、これらの値はプラントによっても、また計測方法
によっても異なるものであり、必ずしもこだわる必要は
ない。すなわち、給水加熱器の各部の温度等の計測結果
が定常値（過渡的な値ではない）に落着く程度まで負荷
が安定になったタイミングを判定して判定開始指令信号
ｍ2 を出力できれはばよい。

【０２１６】同様に、前記実施例においては、判定開始
指令信号ｍ1 を出力するのに、ドレン水位信号の現在値
と１秒前の値との差が５ｍｍ以内で、１０秒以上継続す
る事を判定条件としたが、必ずしもこれらの値でなくて
もよい。

【０２１７】また、ドレン水位信号の代わりにドレン水
位調節弁開度信号又はドレン水位調節計出力信号を用い
てもよく、また数秒前と現在値との差の代わりに、ドレ
ン水位信号の現在値とドレン水位調節の目標値との差が
規定値以内であり、かつこの状態が規定時間以上継続す
る事により判定してもよい。

【０２１８】また更に、「熱交換用チューブに漏洩が発
生した」場合に、その漏洩量が比較的少なく、ドレン水
位調節弁により十分流出させる事が可能な間は、上述の
ような判定タイミング検出部のロジックでよいが、漏洩
量が増加してゆき、ドレン水位調節弁から流出しきれな
くなると、ドレン水位調節弁は全開になってしまい、そ
れでもドレンを排出できないためドレン水位信号は上昇
し続け、上限値に達してしまう。このような場合には、
判定開始指令信号ｍ1 の出力の有無にかかわらず、「熱
交換用チューブに漏洩が発生」と判定する必要がある。

【０２１９】また、上述のような異常を監視する為にド
レン水位調節弁開度信号、ドレン水位調節計出力信号等
を用いている場合には、更にこれら両者の信号を監視
し、比較しておけば、ドレン水位調節弁へのスケール付
着が過大になったりして動かなくなる「ドレン水位調節
弁スティック」状態も判定することができる。また、そ
の他の「ドレン水位調節弁動作異常」も監視できるの
で、効果的である。

【０２２０】これらの機能を実現するための判定ロジッ
クの一例を図２４に示す。 （例５） 図１７の実施例では、給水加熱器入口流量計
測用流量検出器９０による計測値を負荷信号（Ｌ）５０
の代わりに用いたが、負荷信号５０としては、発電プラ
ントの負荷信号そのものを用い、これを入力して各規定
値算出部を演算させると共に、給水加熱器入口給水流量
計測用検出器９０の出力信号Ｗf を図２５の減算部５９
-5に入力し、この計測値と、ＷｆL （入口給水流量）規
定値算出部５８-5から出力されたその時点での発電プラ
ントの負荷信号に応じた本来あるべき入口給水流量Ｗｆ
L とを減算部５９-5にて減算した後、警報設定部６９-1
3 に入力する事により比較してよい。

【０２２１】この様にして入口給水流量値を監視する
と、その値は、給水加熱器を含む発電プラントが正常な
状態であれば、その時の負荷信号に応じた本来あるべき
入口給水流量値とほぼ一致した値を示す筈である。そこ
で、本来あるべき入口給水流量より増加してきた場合に
は、「水室仕切り板破壊」又は「熱交換用チューブに漏
洩が発生」したためと考えられる。

【０２２２】また、もう一つの原因としては、例えば図
２６の様に、給水加熱器がＡ系列と、Ｂ系列の２系列に
並列設置され、給水ポンプ１０から圧送された給水の約
半分は給水加熱器９-1A ，９-2A ，９-3A を通り、残り
の給水は給水加熱器９-1B ，９-2B ，９-3B を通り、そ
の後合流してボイラに送られるような場合において、例
えば、Ａ系列の給水加熱器の給水流路部にはスケール皮
膜の付着が少なく、一方、Ｂ系列の給水加熱器の給水流
路にはスケール皮膜が過大に付着した様な場合には、Ｂ
系列側の流路抵抗が増加するため、こちらを流れる入口
給水流量は減少し、その分、Ａ系列側を流れる入口給水
流量は増加する。これからも判る様に、並列設置された
給水加熱器の片方の系統の入口給水流量が増してきた場
合には、「他方の系列の給水加熱器の熱交換用チューブ
内面または整流筒にスケール皮膜が過大に生成」した可
能性も考えられる。

【０２２３】従って、図２６の例において、入口給水流
量をＡ系列給水加熱器９-1A の入口側に取付けた入口給
水流量用流量検出器９０で計測していた場合に、この入
口給水流量が増加してきたとすると、この場合には、Ａ
系列の給水加熱器のいずれかに「水室仕切板が破壊」ま
たは「熱交換用チューブに漏洩が発生」したか、又はＢ
系列のいずれかの給水加熱器の「熱交換用チューブ内面
または整流筒の給水流路部にスケール皮膜が過大に付
着」し、そのために流路抵抗が増加したこと（すなわ
ち、Ｂ系列のいずれかの給水加熱器の給水入口と出口差
圧が増加したがためにＢ系列側の入口給水流量が減少し
てきた）ことが原因とも考えられる。

【０２２４】それ故、図２５に示すように、「Ａ系列給
水加熱器入口給水流量＞規定値」をＡ系列給水加熱器お
よびＢ系列給水加熱器の判定ロジックの判定条件に加え
て総合的な判定を行うと、入口給水流量の増加が少なく
とも、並列に設置された他方の給水加熱器の給水流路部
へのスケール皮膜が原因か、又は該当給水加熱器側の
「水室仕切板が破壊」もしくは「熱交換用チューブに漏
洩が発生」した事によるものかの区別もでき、効果的で
ある。

【０２２５】同様に、図２５に示す「Ａ系列給水加熱器
入口給水流量＞規定値」を、図２１または図２２の判定
ロジックの判定条件（ＡＮＤ回路の入口）に追加すれ
ば、これらの判定精度が更に向上する。また、図２５に
示す「Ａ系列給水加熱器入口給水流量＞規定値」を、図
１６の該当給水加熱器と並列に設置された他方のドレン
水位調節弁に関する「熱交換用チューブ内面にスケール
皮膜が過大な厚さに生成」または「整流筒にスケール皮
膜が過大な厚さに生成」を判定する為の判定条件（ＡＮ
Ｄ部の入力）に追加した場合にも同様に、これらの判定
精度が更に向上する。 （例６） なお、図１６，図２１，図２２，図２５等の
各例では、「給水入口と出口差圧」△Ｐおよび「入口給
水流量」Ｗf をそれぞれ別々に計測し、監視していた
が、本来両者は密接な関連がある。すなわち、近似的に
は次式の関係が成立する。

【０２２６】

【数１】 ここで、Ａは給水流路抵抗等により決まる定数であり、
従って、熱交換用チューブ内面や整流筒等の給水流路部
にスケール皮膜が過大な厚さに生成すればする程、減少
してゆく。

【０２２７】一方、前記（例５）で説明した様に、自系
列の給水加熱器の給水流路部におけるスケール皮膜の付
着が元のまま（この場合、Ａは一定）であるにも拘ら
ず、他系列の給水加熱器の給水流路部へのスケール皮膜
の付着が過大になって入口給水流量が減少し、その結
果、自系列の入口給水流量が増加した場合には、該当給
水加熱器の給水入口差圧はそれ相応に増加し、Ｗf ／△
Ｐ^1/2 （＝Ａ）はほぼ一定値である。

【０２２８】ところが、他系列のスケール皮膜の付着が
大になった給水加熱器については、給水入口出口差圧が
大幅に増加し、Ｗf ／△Ｐ^1/2 は減少する。また、「水
室仕切板が破壊」した場合には、給水入口出口差圧は減
少し、その結果、入口給水流量が増加している訳で、こ
の場合にはＷf ／△Ｐ^1/2 は増加する。一方、「熱交換
用チューブに漏洩が発生」した場合には、給水加熱器の
入口側から流入した給水の一部は出口に達しないで、給
水加熱器の加熱蒸気またはドレン側に流出してしまう訳
で、この場合も見かけ上、Ｗf ／△Ｐ^1/2 は増加する。

【０２２９】従って、Ａの値、すなわちＷf ／△Ｐ^1/2
の値の経年的な変化を監視する事により、「給水加熱器
の入口給水流量が変化」した場合、その原因をより正確
に判定できる。これを実現する構成ブロックの一例を図
２７に示す。

【０２３０】図２７において、「給水入口と出口差圧」
△Ｐは開平演算部２２０を経て開平演算された後、「入
口給水流量」Ｗf と共に割算演算部２２１に導かれ、割
算演算される。一方、負荷信号（Ｌ）５０はＡL 規定値
算出部５８-6に入力され、得られたＡL 規定値は割算演
算部２２１の出力と共に減算部５９-6に導かれる。減算
部５９-6の出力は警報設定部６９-21 〜６９-23 に入力
される。

【０２３１】このように、割算演算部２２１から出力さ
れるＷf ／△Ｐ^1/2 （＝Ａ）を減算部５９-6においてＡ
L 規定値と比較し、ほぼ一定値か、増加したか、あるい
は減少したかを監視し、監視結果すなわち警報設定部６
９-21 〜６９-23 からの接点信号を図１６、図２１、図
２２、図２５等の判定条件である「給水入口と出口差
圧」と「入口給水流量」の代わりに入力する事により、
より正確な判定を行うことができるので、効果が大き
い。

【０２３２】なお、図２７の例では、各負荷に対するＷ
f ／△Ｐ^1/2 （＝Ａ）を実測し、これを規準値としてＡ
L 規準値算出部５８-6に記憶させておき、この規準値Ａ
L と計測値Ｗf および△Ｐからの演算結果と比較する方
法を採用したが、発電プラントによっては、給水加熱器
等が正常な状態においては、Ｗf ／△Ｐ^1/2 （＝Ａ）は
各負荷に無関係に、ほぼ一定と見なされる場合もあるの
で、ＡL 規準値算出部５８-6は常に必要ではなく、省略
できる場合もある。また、（例６）での説明及び図２７
においては、入口給水流量と給水入口出口差圧の関係式
として、簡易的に

【０２３３】

【数２】 を用いたが、より正確には

【０２３４】

【数３】 である。従って、より正確に監視する場合には、この後
者の関係式を用いるのがよい。 （例７） 上述の実施例および変形例においては、給水
加熱器の入口給水流量計測用流量検出器９０により入口
給水流量を計測していた。

【０２３５】ところで、給水加熱器が図３１のように一
系列の場合は、入口給水流量（これは給水流量に等し
い）を計測しやすい箇所に流量検出器を設置すればよ
い。しかしながら、図２６の様に給水加熱器が並列して
複数系列（図３６ではＡ，Ｂの２系列）ある場合には、
入口給水流量はそれぞれの系列の給水加熱器へ流入する
給水流量を計測しなければならないので、給水配管が分
岐した後の部分に流量検出器９０を取付けなければなら
ない。ところが発電プラントによっては、給水配管の構
造上、この流量検出器を設置するのが困難な場合があ
る。

【０２３６】このような場合は、上述の（例５）で説明
した様に、流量検出器９０をそれぞれの系列の給水加熱
器入口側に設ける代わりに、給水加熱器出口側に設ける
ようにしてもよいが、場合によっては流量検出器９０を
設ける代わりに、図２８に示す例のようにしてもよい。
これを先ず図２６を参照しながら説明する。

【０２３７】図２６において、給水加熱器バイパス弁２
２６は通常は全閉しており、給水ポンプ１０からの給水
の内、Ａ系列へはＡ系列給水入口弁２２２を通り、Ａ系
列の各給水加熱器９-1A 〜９-3A 内を流れた後、Ａ系列
給水出口弁２２４を通り、ボイラへ圧送されてゆく。一
方、Ｂ系列へはＢ系列給水入口弁２２３を通り、Ｂ系列
の各給水加熱器９-1B 〜９-3B 内を流れた後、Ｂ系列給
水出口弁２２５を通り、その後Ａ系統の給水に合流して
ボイラへ圧送されてゆく。同図中、１２-1A 〜１２-3A
，１２-1B 〜１２-3B は抽気蒸気管を示し、また１３-
1A 〜１３-3A，１３-1B 〜１３-3B はドレン管を示す。

【０２３８】発電プラントにおいては、Ａ系列とＢ系列
のそれぞれの給水加熱器、給水入口弁、給水出口弁等
は、一般に、同一仕様、同一構造で作られているので、
給水加熱器を含む発電プラントが正常な状態において
は、Ａ，Ｂ両系列へ流入する入口給水流量は殆ど同一値
となっている。この様な状況において、Ａ，Ｂ両系統の
給水加熱器の給水流路部にスケール皮膜がほぼ同一に付
着していった場合には、それぞれへの入口給水流量も殆
ど同一値であるが、Ａ，Ｂのいずか一方の系統のみにス
ケール皮膜が過大に付着していった場合には、その給水
流路部の流路抵抗が大きくなるので、その系列へ流入す
る入口給水流量は減少し、他方の系列へ流入する入口給
水流路はその分増加し、トータルとしてのボイラの給水
流量は一定値に保たれる。この場合、ボイラへのトータ
ルの給水流量は、発電プラントの負荷に応じた給水流量
を要求されるので、これに応じた流量がボイラへ圧送さ
れる。また、ボイラへのトータルの給水流量は、発電プ
ラントにおいては必ず計測されている。

【０２３９】一方、Ａ，Ｂ系列のいずれかの給水加熱器
に、「水室仕切板が破壊」または「熱交換用チューブに
漏洩が発生」した場合には、その系列への入口給水流量
は大幅に増加する。

【０２４０】ところで発電プラントにおいては、Ａ，Ｂ
両系列の給水入口弁２２２，２２４は、通常、ほぼ全開
の状態に開度を固定して使用されており、いずれかの給
水加熱器に「熱交換用チューブに漏洩が発生」という様
な重大な故障が発生し、その系列の給水加熱器を除外
（運転停止）する場合にのみ、給水加熱器バイイパス弁
２２６を適度な開度に開すると共に、その系列の給水入
口弁および給水出口弁を全開にするようにいている。こ
のように、給水入口弁は殆ど全開状態で使用されるの
で、スケール皮膜の付着等もほとんど無い。

【０２４１】そこで、図２８に示すように、Ａ系列給水
入口弁２２２の出口側と、Ｂ系列給水入口弁２２３の出
口側の圧力を給水入口弁出口圧力検出部２２７，２２８
によって検出し、これらの差圧を減算部２２９によって
算出し、これと差圧規準値算出部５８-7からの出力値と
を減算部５９-7にて比較して、それらの偏差を警報設定
部６９-24 〜６９-26 に入力し、それらの出力を図２８
の下半部に示すような判定ロジックにて処理するように
しておけば、Ａ系列およびＢ系列のそれぞれに流入する
入口給水流量にアンバランが出てきた場合には、それを
判別でき、またどちらの系列に給水が多く流れているか
の相対的なバランス量も判別することができる。

【０２４２】なお、図２８においては、判定ロジックの
右側最下部に示すように、「Ａ，Ｂ両系列ともに同程度
に給水流路部にスケール皮膜が生成」と判定している
が、これはＡ，Ｂ両系列ともに「水室仕切板破壊」と
「熱交換用チューブに漏洩発生」が同時に発生すること
は一般に考えられないからである。

【０２４３】また、図２９の例の様に、両系統の給水入
口弁２２２，２２３の入口側圧力が同一であり、各給水
入口弁の入口・出口差圧△Ｐと各給水入口弁を流れる給
水流量Ｆとの間には、

【０２４４】

【数４】 の関係が成立しており、かつボイラへ流入するトータル
給水流量が計測されている場合には、Ａ系列及びＢ系列
の給水入口弁の出口側どうしの差圧の大きさと、それぞ
れの給水入口弁２２２，２２３へ流入する入口給水流量
の差の量との関係を、各トータル給水流量毎に予め求め
ておき、これをアンバランス流量算出部２３０に記憶さ
せておけば、Ａ系列とＢ系列への入口給水流量のアンバ
ランス量の絶対値を算出することもできる。

【０２４５】この様にしてＡ系列とＢ系列への入口給水
流量の差が規定値以上になったことを検出した場合、図
２８の下半部に示した様な判定ロジックで処理すること
が考えられる。従って、これを図１６、図２１、図２
２、図２４または図２５の判定ロジックのＡＮＤ条件に
追加すれば、判定精度は更に向上し、効果的である。

【０２４６】なお、本変形例では、各系列の給水入口弁
の出口側どうしの差圧を計測するようにしたが、各給水
入口弁の代わりに流量計測用のオリフィスプレートまた
はフローノズル等を各系列の給水入口部に設け、それら
の二次側（出口側）どうしの差圧を計測するようにして
も同様の効果が得られる。 （例８） 上述の実施例または変形例では、入口給水流
量を用いて給水加熱器の異常を判定しているが、給水加
熱器を含む発電プラントが正常な状態においては、給水
加熱器の入口給水流量と、そのドレン出口流量との間に
一定の相関関係がある（図１９参照）ので、該当給水加
熱器の入口給水流量の代わりにドレン出口流量を用いて
も同一の効果が得られる。

【０２４７】ところで、図２６の例では、複数台の給水
加熱器が直列に設置され、かつそれらが並列に複数系列
設置されているが、機器の配置上の理由等から、これら
の直列設置された各給水加熱器毎にドレン出口流量を計
測できない様な発電プラントもある。しかしながら、こ
の様な構成の発電プラントにおいても、一般にドレン管
１３-1A ，１３-1B におけるドレン出口流量の計測は可
能である。

【０２４８】そのような発電プラントにおいては、この
ドレン出口流量を各系列への入口給水流量値の代わりに
用い、図３０に例示するような判定ロジックを、図１
６、図２１、図２２、図２４または図２５の判定ロジッ
クのＡＮＤ条件に追加すれば、判定精度が更に向上し、
効果的である。

【０２４９】次に、図２６を参照しながら、図３０の判
定ロジックの作用を説明する。

【０２５０】図２６において、抽気蒸気管１２-3A を介
して給水加熱器９-3A へ供給された抽気蒸気は、給水に
よって冷却され、ドレンとなってドレン管１３-3A を通
り、給水加熱器９-2A に流入する。一方、抽気管１２-2
A を介して給水加熱器９-2Aへ供給された抽気蒸気も給
水により冷却されてドレンになり、前述のドレンと合流
し、ドレン管１３-2A を介して給水加熱器９-1A に流入
する。以下同様して、Ａ系列の給水加熱器９-1A 〜９-3
A に対して供給された抽気蒸気はすべてドレン化して、
ドレン管１２-1A から脱気器へ流出する。これは、Ｂ系
列の給水加熱器９-1B 〜９-3B においても同様である。

【０２５１】ところで、「Ａ系列及びＢ系列ともに、給
水加熱器を含めた発電プラントが正常な状態」または
「熱交換用チューブ内面および整流筒へのスケール皮膜
の付着が同程度（すなわち、両系列共に同程度に給水流
路部にスケール皮膜が生成）」した場合には、両系列へ
の入口給水流量はほぼ同一であるため、Ａ系列出口ドレ
ン流量とＢ系列出口ドレン流量はほぼ同一である。ま
た、Ａ系列給水加熱器の熱交換用チューブに漏洩が発生
した場合には、当然、「Ａ系列出口ドレン流量＞Ｂ系列
出口ドレン流量」となる。

【０２５２】また、給水加熱器を含む発電プラントの本
体構造にもよるが、一般に、Ｂ系列の給水加熱器の熱交
換用チューブ内面または整流筒等給水流路に「スケール
皮膜が過大な厚さに生成」した場合にも、Ｂ系列への入
口給水流量が減少するので、上記実施例で用いた判定ロ
ジックにおいては、「Ａ系列出口ドレン流量＞Ｂ系列出
口ドレン流量」になる。なお、この関係は上記のＡ，Ｂ
を読みかえても成立する。 （例９） 上記実施例では、給水加熱器の熱交換性能を
算出する方法として、「抽気蒸気入口における給水加熱
器器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」および
「ドレン出口温度と給水入口温度との差」を監視する方
法を採用したが、この方法の代わりに、図９または図１
３で説明した方法を用いても良い。なお、この方法によ
る場合には、給水加熱器の熱交換性能を算出する様なΔ
Ｔ1 ．ΔＴ2のみで熱交換性能を簡易的に評価する方法
とは異なり、給水加熱器の熱交換性能を算出するのに、
各給水加熱器への給水入口流量Ｗf 、抽気蒸気入口流量
Ｗs またはドレン出口流量Ｗd を計測し、給水加熱器内
の過熱低減部、凝縮部およびドレン冷却部の各部の熱貫
流率を算出している。

【０２５３】この方法は、給水加熱器内の各部の熱交換
性能そのものを算出して評価する方法であるため、上記
実施例や変形例（１）〜（８）と同様の効果がある他、
給水加熱器内のどの部分で熱交換性能が低下しているか
の結果を用いて、「熱交換用チューブの漏洩箇所が給水
加熱器内のドレン冷却部、凝縮部または過熱低減部のい
ずれ出あるかまでを判定することができる。また、ドレ
ン冷却部囲い板の破損によるドレンのショートパス又は
ドレン冷却部への抽気蒸気の巻込み等、給水加熱器内の
不具合の有無の判定もでき、更に効果的である。

【０２５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明装置を用い
れば、給水加熱器等の熱交換器の給水通路部の差圧につ
いては、脈動の少ない給水入口部および給水出口部にお
ける圧力の差圧を計測するだけで、スケール皮膜の生成
箇所が熱交換用チューブの内面か、又はそれ以外の整流
筒給水通路部か、又は熱交換用チューブ外面か等の判定
ができる。また更に、給水加熱器の場合、熱交換用チュ
ーブへのスケール皮膜の生成が過熱低減部か、ドレン冷
却部かの判定もでき、しかもスケール皮膜の生成量も判
定できるので、効果的である。

【０２５５】しかも、発電プラント等の負荷（給水流
量）が変化する場合でも、その変化に応じた規準値との
相対的変化の有無で判定できる。

【０２５６】また、本発明によれば、熱交換用チューブ
内面へのスケール皮膜の生成等、比較的小さな差圧によ
り破壊しやすい箇所の場合には、給水入口出口の差圧及
び熱交換性能の両者の「やや異常」により判定し、熱交
換用チューブ外面へのスケール皮膜の生成等、差圧によ
る不具合が生じない箇所の場合には、熱交換性能の「異
常」により判定でき、また、整流筒等へのスケール皮膜
生成等、比較的大きな差圧に対しても破壊しにくい箇所
の場合には、給水入口・出口の差圧の「異常」により判
定できるので、信頼性のある判定結果を得ることができ
る。

【０２５７】従って、スケール皮膜除去のための清掃作
業も適格にできるので効果的である。また、この様に適
格にスケール皮膜除去ができるので、熱交換用チューブ
や整流筒が差圧により破壊する等の不具合を防ぐ事がで
きる上、熱交換器の熱交換性能の低下を防ぐ事ができ
る。更には、給水流路部に対するスケール皮膜の過大な
厚さの生成による給水ポンプの負荷の上昇という不具合
を防ぐ事が出来る等、効果も大きい。

【０２５８】特に本出願の第２の発明においては、上記
の効果の他、発電プラントの運転中に、給水加熱器各部
への過度なスケール皮膜の有無の他、ドレン水位調節弁
へのスケール皮膜の有無、ドレン水位調節弁の動作不良
やスティックをも、各部を分解する事なく、適格に判定
する事ができる。従って、ドレン水位調節弁は適切な時
点ごとに保守点検すればよく、効率的である。

【０２５９】また、熱交換用チューブに漏洩が発生した
場合、それを早期に発見できる上、漏洩箇所の判定を行
う事もできる。更には、水室仕切板の破壊やドレン冷却
部囲い板破損によるドレンのショートパス又はドレン冷
却部への抽気蒸気の巻き込み等の不具合が生じた場合、
これを直ちに検出する事ができる。また、本発明は複数
の熱交換器が並列設置されている場合においても、同様
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱交換器の異常監視装置の第１の
実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の第１の実施例におけるスケール皮膜生
成の有無及びその部位を判定するための判定ロジック
図。

【図３】本発明の第１実施例におけるより詳細を示す構
成ブロック図。

【図４】本発明の第１実施例で用いたスケール皮膜生成
の有無及びその部位を判定するための判定ロジック図。

【図５】スケール皮膜の生成が正常な場合における発電
プラントの負荷と給水入口、出口部の差圧の関係を示す
グラフ。

【図６】飽和蒸気の圧力とその温度との関係を示すグラ
フ。

【図７】スケール皮膜の生成が正常な場合における発電
プラントの負荷と、「抽気蒸気入口における給水加熱器
器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」及び「ドレ
ン出口温度と給水入口温度との差」の関係を示すグラ
フ。

【図８】スケール皮膜の生成が正常な場合における発電
プラントの負荷と、「抽気蒸気入口における給水加熱器
器内圧力の飽和温度と給水出口温度との差」及び「ドレ
ン出口温度と給水入口温度との差」の関係を示すグラ
フ。

【図９】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２の実施例におけ
る構成ブロック図。

【図１０】熱交換用チューブ内面に薄くスケール皮膜が
生成した場合における給水加熱器の給水と、抽気蒸気及
びドレンの各部における温度の関係を示すグラフ。

【図１１】図９の実施例において用いる判定ロジック
図。

【図１２】図９の実施例で用いる水又は蒸気のエンタル
ピとその圧力、温度の関係を示すグラフ。

【図１３】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施例を
示す構成ブロック図。

【図１４】図１３の実施例において、熱交換用チューブ
内面に薄くスケール皮膜が生成した場合の給水加熱器器
内の給水と抽気蒸気及びドレンの各部における温度のカ
ーブを示すグラフ。

【図１５】第２の本発明の実施例を示すブロック図。

【図１６】図１５の実施例における判定ロジック図。

【図１７】第２の本発明の実施例のより詳細を示す構成
ブロック図

【図１８】図１７の実施例における判定ロジックの詳細
図。

【図１９】給水加熱器の給水流量とドレン流量の関係を
例示するグラフ。

【図２０】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２１】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２２】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２３】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２４】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２５】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２６】本発明が適用される複数の給水加熱器の並列
構成例を示す系統図。

【図２７】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２８】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図２９】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図３０】第２の本発明の変形例における判定ロジック
の説明図。

【図３１】火力発電プラントと給水加熱器の関係を示す
系統図。

【図３２】図３１における給水加熱器の構造図。

【符号の説明】

１ ボイラ ３ 高圧タービン ４ 低圧タービン ５ 復水器 ７，９ 給水加熱器 ２１ 水室部 ２２ 給水加熱器胴 ２３，２５ 給水入口部 ２４ 整流筒 ２６，２７ 給水出口部 ２８ 抽気入口部 ２９，３６ ドレン出口部 ３０ 水室仕切板 ３１ 熱交換用チューブ ３２ マンホール ４１ 給水入口圧力計測部 ４２ 給水出口圧力計測部 ４４ 給水入口プロセス計測部 ４５ 給水出口プロセス計測部 ４６ 抽気蒸気入口プロセス計測部 ４７ ドレン出口プロセス計測部 ４８ ドレン入口プロセス計測部 ５０ 負荷信号 ５２ スケール皮膜生成判定結果 ５２´ 給水加熱器の異常の判定結果 １１７ ドレン水位調節弁 ２０１ ドレン水位調節弁開度計 ２０２ 水位調節信号 ２０３ ドレン水位計

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】本発明の第２の実施例における構成ブロック
図。

フロントページの続き (72)発明者 室之園 裕 二 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器の異常を監視する装置において、
   各種のプロセス入力部と、差圧算出部と、性能演算部
   と、判定部とを備え、熱交換器の入口と出口における給
   水圧力の差圧及び熱交換器の熱交換性能の両者を監視す
   ることにより、スケール付着の有無のみならず、スケー
   ル付着箇所が熱交換用チューブ内面か、外面か、又は熱
   交換用チューブ以外の給水流路部かの判定をも行なえる
   ようにした事を特徴とする熱交換器の異常監視装置。
2. 【請求項２】熱交換器への入口給水流量又はドレン出口
   流量若しくはそれらの相当量を監視する事により、ドレ
   ン水位調節弁へのスケール付着の有無、熱交換用チュー
   ブの漏洩の有無、水室仕切板や熱交換器ドレン冷却部囲
   い板の破損によるドレンのショートパス又はドレン冷却
   部への抽気蒸気の巻き込みの有無をも判定できる様にし
   たことを特徴とする請求項１の熱交換器の異常監視装
   置。