JPH0820045B2 - 給水加熱器ドレン回収制御装置 - Google Patents

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係り、特に再生サイ
クル方式を採用したプラントにおいて、給水加熱器ドレ
ンが系統を構成する機器の故障により設計値を越えて増
加した場合に系統外の機器に給水加熱器ドレンを逃が
し、運転停止等の事態を未然に回避するようにした給水
加熱器ドレン回収制御装置に関する。

（従来の技術） 再生サイクル方式を採用した蒸気タービンプラントに
はボイラ給水あるいは原子炉給水を加熱するために給水
加熱器が用いられ、蒸気タービンの抽気が給水加熱器に
導かれてそこでの熱交換に供される。この熱交換の際に
蒸気が凝縮してドレンが生じるが、このドレン（以下、
給水加熱器ドレンと称する）は熱交換後も高い温度を保
っており、再度給水との熱交換を行なわせるために順次
低圧側の給水加熱器への給水加熱器ドレン系統を通して
供給される。この高圧側より低圧側への給水加熱器ドレ
ンの給水はある決められた順序によるもので、カスケー
ド方式と呼ばれる。第３図は原子力タービンプラントに
おけるカスケード方式の一例を示すもので、給水加熱器
ドレンは原子炉１側に近い高圧段の給水加熱器2a、2bさ
らに次位段の給水加熱器3a、3bそして低圧段の給水加熱
器4a、4bでそれぞれ生じ、各々調節弁５を備えたドレン
管6a、6b、7a、7bを通して順次低圧側に供給されて最後
にドレン管8a、8bを通して復水器９に回収される。さら
に、給水加熱器ドレン以外の熱回収を図り、湿分分離器
10のドレンが調節弁11を有する湿分分離器ドレン管12を
通して給水加熱器3a、3bに回収され、そこでの給水との
熱交換に供される。

また、図中符号13a、13bは給復水入口弁、符号14a、1
4bは給復水出口弁をそれぞれ示しており、次のような使
われ方をする。すなわち、一般に、蒸気タービンプラン
トはサイクルを構成する機器の軽微な事故ではプラント
を停止せず、プラント出力を落して運転が続けられる。
たとえば、給水加熱器2bの伝熱管で水漏れ等の事故が発
生した場合、当該給水加熱器2bのある系列（以下、Ｂ系
列と称する）は給復水入口弁13bおよび給復水出口弁14b
を全閉として給復水系から切離し、残った系列（以下Ａ
系列と称する）のみを生かして運転を続けるなどの方法
が採られる。

なお、図中符号15は分岐ドレン管、16は調節弁をそれ
ぞれ示している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述のカスケード方式による給水加熱器ド
レン回収系統において、Ｂ系列を給復水系から切離して
運転を続けようとすると、残されたＡ系列の各給水加熱
器2a、3a、4aにはＢ系列切離し前のプラント出力にほぼ
見合う量の抽気が導かれ、一方、湿分分離器10からのド
レン量も変わらないためにＡ系列の各給水加熱器2a、3
a、4aに流れる給水加熱器ドレン量が増加し、設計上系
列の切離しを前提とせずに計画されている系統内の機器
に悪影響が生じる。

とりわけ、給水加熱器ドレンが流入する給水加熱器2
a、3a、4aは給水加熱器ドレンが流動するとき、給水加
熱器ドレンの増加した分だけ伝熱管の流体加振力が増大
し、振動振幅が大きくなって破損等を引き起こす危険性
がある。このため、従来、上記１系列の切離しを図る場
合にはプラント出力を大幅に引き下げることが行なわれ
ているが、このプラント出力の引き下げにおいては給水
流量の制限を初めとしてプラント全体に影響を及ぼす面
倒な運転操作が必要であり、運転員の負担が大きくなっ
ている。

したがって、本発明の目的は複数系列の給水加熱器で
構成される給復水系において、そのうちの一つを切離し
を図る場合に大幅なプラント出力の低下を伴なわずに速
やかに切離しを完了させ、もって運転操作上の負担が少
なくなるようにした給水加熱器ドレン回収制御装置を提
供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための第１の発明は湿分分離器
と、この湿分分離器から複数の給水加熱器ドレン回収系
統にそれぞれ抽出されるドレン量を調節する調節弁と、
検出された湿分分離器のドレン水位と、設定された値と
を比較し、偏差に応じて調節弁に対し各々制御信号を出
力する水位調節手段とを備え、水位調節手段は複数の給
水加熱器ドレン回収系統内に設けられた給水加熱器を系
列単位で給復水系から切離すにあたり、切離される系列
の給復水入口弁および出口弁の双方が閉じられたとき、
調節弁への制御信号を水位調節手段からの偏差に基づく
制御信号から弁開度を零とする制御信号に切換えるよう
に信号切換手段を備えることを特徴とするものである。

また、第２の発明は湿分分離器と、この湿分分離器か
ら複数の給水加熱器ドレン回収系統にそれぞれ抽出され
るドレン量を調節する一の調節弁と、湿分分離器から給
水加熱ドレン回収系統外に抽出されるドレン量を調節す
る他の調節弁と、検出された湿分分離器のドレン水位
と、非常用として設定された値とを比較し、偏差に応じ
て他の調節弁に対し制御信号を出力する水位調節手段と
を備え、水位調節手段は複数の給水加熱器ドレン回収系
統内に設けられた給水加熱器を系列単位で給復水系から
切離すにあたり、切離される系列の給復水入口弁および
出口弁の双方が閉じられたとき、他の調節弁への制御信
号を水位調節手段からの偏差に基づく制御信号から弁開
度を上限とする制御信号に切換えるように信号切換手段
を備えることを特徴とするものである。

（作用） 通常運転中、湿分分離器のドレン水位は調節弁により
抽出ドレン量が制御され、一定に保たれている。この水
位調節のために湿分分離には、たとえば水位検出器、偏
差演算器、および水位演算器からなる水位調節手段が備
えられ、調節弁に対して制御信号が送られる。ここで、
給水加熱器の故障が発見されると、その系列全体は健全
な系列を残して給復水系から切離されるが、このとき切
離される系列の給復水入口弁および出口弁は全閉される
ため、この全閉位置をたとえば位置検出器で検出し、こ
の信号で湿分分離器の水位を調節する調節弁の働きを停
止させる。すなわち、水位調節手段に備えられる信号切
換手段に働きかけ、調節弁の弁開度を零として湿分分離
器と給水加熱器ドレン回収系統との連絡を断つようにす
る。この後、湿分分離器からのドレンを給水加熱器ドレ
ン回収系統外に導くことで給水加熱器ドレン回収系統を
流れる給水加熱器ドレン量を減少させることができる。

（実施例） 以下、第１の発明に係る実施例を第１図を参照して説
明する。

なお、本実施例は第３図におけるＢ系列の切離しを図
る場合について説明するものであるが、Ａ系列の切離し
が想定されていることは勿論であり、全く同様の構成が
Ａ系列の各機器にも備えられる。

第１図において、湿分分離器10のドレン水位を一定さ
せるために水位検出器17からの水位信号と、常用水位設
定値信号とが偏差演算器18において比較され、水位偏差
信号として水位演算器19に出力される。水位演算器19で
は偏差を零とする制御信号がつくられ、信号切換器20の
一の接点ａを介して調節弁11に出力されてその弁開度が
調節される。

一方、Ｂ系列の切離しを図る前に湿分分離器10からの
ドレンを復水器９に逃がすために給復水入口弁13bおよ
び給復水出口弁14bに各々設けられた位置検出器21、22
の出力である給復水入口弁および出口弁全閉信号が信号
切換器20に出力され、水位演算器19から送られる偏差を
零とする制御信号に換えて調節弁11の弁開度を零とする
開度信号を出力するように信号切換器20の接点が他の接
点ｂへ切換えられる。なお、図中符号23はアンド回路を
示している。

次に、上記制御要素の作用について給水加熱器ドレン
回収系統の働きと共に説明する。

通常運転中、給復水入口弁13bおよび給復水出口弁14b
は共に全開となっており、給水が給水加熱器4b、給水加
熱器3b、給水加熱器2bを順次流れ、蒸気タービンからの
抽気で加熱されて温度上昇する。このとき、給水加熱器
ドレンは給水の流れと反対に各給水加熱器2b、3b、4bの
順に流れ、最後に復水器９に回収されている。ここで、
給水加熱器2bの伝熱管で水漏れ事故が発生し、修理のた
めにＢ系列の切離しを迫られたとすると、給復水入口弁
13bおよび給復水出口弁14bが閉じられ、弁開度が零にな
ると位置検出器21、22がこれを検出する。この検出信号
は給復水入口弁および出口弁全閉信号として信号切換器
20に伝えられ、接点を切換える。すなわち、通常運転
中、接点ａは「閉」に保持され、水位演算器19からの水
位偏差を零とする制御信号を調節弁11に出力している
が、接点ｂが「閉」に切換えられると、接点ａは「開」
となり、調節弁11に向かって弁開度を零とする信号が発
せられる。これにより、調節弁11は全閉となり、湿分分
離器10から給水加熱器3a（第３図参照）に流れるドレン
を調節弁16を開くことによって復水器９に導びくことが
できる。これ以後、湿分分離器10のドレン水位はこの調
節弁16の弁開度を調節することにより行なわれる。

かくして、Ａ系列の各給水加熱器2a、3a、4aに流れる
給水加熱器ドレン量は湿分分離器10からのドレン量が減
少した分だけ少なくなり、その伝熱管に対して流体加振
力を加えず、振動振幅が小さくなって破損等を引き起こ
さなくなる。したがって、プラント出力を大幅に落とす
必要がなく、運転員が出力調節のために無益な運転操作
を強いられることもない。

次に、第２の発明に係る実施例を第２図を参照して説
明する。上記第１の発明では調節弁11が全閉とされ、こ
れによって湿分分離器10からのドレンが復水器９に回収
されるようになっている。しかし、かかる第１の発明の
実施例のように必ずしも調節弁11は全閉としなくてもよ
い。すなわち、第２図に示されるように位置検出器21、
22からの給復水入口弁および出口弁全閉信号により調節
弁16を全開とし、湿分分離器10から給水加熱器3aに流れ
るドレンを復水器９に回収する方法がある。これは、復
水器９の器内圧力と給水加熱器3aのそれとの間には大き
な圧力差があり、調節弁11の解放にもかかわらず圧力の
低い復水器９の方へ大部分のドレンが流れるために実現
可能である。本実施例においては水位検出器24からの水
位信号と、非常用水位設定値信号とが偏差演算器18にお
いて比較されるため、常用水位設定値信号と比較される
水位検出器17の出力信号は水位偏差を零とする制御信号
をつくる演算器25に導かれる。また、信号切換器20の接
点ｂには上限開度信号が導かれる。

本実施例においても湿分分離器10からのドレン量が減
少した分給水加熱器ドレン量が減少し、上記第１の発明
同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は複数系列の給水加熱器で
構成される給復水系において、そのうちの一つの切離し
を図る場合に給水加熱器ドレン回収系統を流れる給水加
熱器ドレン量の増加が抑制され、プラント出力を低下さ
せずに済むものである。したがって、運転操作上におい
て運転員の負担が大幅に軽減されるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る給水加熱器ドレン回
収制御装置の実施例を示す構成図、第３図は従来技術に
よる原子力タービンプラントの給水加熱器ドレン回収系
統を示す系統図である。 2a、3a、4a……Ａ系列給水加熱器 2b、3b、4b……Ｂ系列給水加熱器 ５、11、16……調節弁 6a、7a、8a……Ａ系列ドレン管 6b、7b、8b……Ｂ系列ドレン管 ９……復水器 10……湿分分離器 12……湿分分離器ドレン管 13a、13b……給復水入口弁 14a、14b……給復水出口弁 17、24……水位検出器 18……偏差演算器 19……水位演算器 20……信号切換器 21、22……位置検出器 25……演算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湿分分離器と、この湿分分離器から複数の
   給水加熱器ドレン回収系統にそれぞれ抽出されるドレン
   量を調節する調節弁と、検出された前記湿分分離器のド
   レン水位と、設定された値とを比較し、偏差に応じて前
   記調節弁に対し各々制御信号を出力する水位調節手段と
   を備え、前記水位調節手段は前記複数の給水加熱器ドレ
   ン回収系統内に設けられた給水加熱器を系列単位で給復
   水系から切離すにあたり、切離される系列の給復水入口
   弁および出口弁の双方が閉じられたとき、前記調節弁へ
   の制御信号を前記水位調節手段からの偏差に基づく制御
   信号から弁開度を零とする制御信号に切換えるように信
   号切換手段を備えることを特徴とする給水加熱器ドレン
   回収制御装置。
2. 【請求項２】湿分分離器と、この湿分分離器から複数の
   給水加熱器ドレン回収系統にそれぞれ抽出されるドレン
   量を調節する一の調節弁と、前記湿分分離器から給水加
   熱器ドレン回収系統外に抽出されるドレン量を調節する
   他の調節弁と、検出された前記湿分分離器のドレン水位
   と非常用として設定された値とを比較し、偏差に応じて
   前記他の調節弁に対し制御信号を出力する水位調節手段
   とを備え、前記水位調節手段は前記複数の給水加熱器ド
   レン回収系統内に設けられた給水加熱器を系列単位で給
   復水系から切離すにあたり、切離される系列の給復水入
   口弁および出口弁の双方が閉じられたとき、前記他の調
   節弁への制御信号を前記水位調節手段からの偏差に基づ
   く制御信号から弁開度を上限とする制御信号に切換える
   ように信号切換手段を備えることを特徴とする給水加熱
   器ドレン回収制御装置。