JPH08261665A - 復水器用冷却水ポンプの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却水ポンプの無駄な電力消費を抑えながら復
水器の真空度を適正な値に抑える復水器用冷却水ポンプ
の運転方法を提供することを目的としている。 【構成】コントローラ６は、温度計７からの温度信号と
流量計１１からの流量信号に基づき必要冷却水量を算出
して、各開度指令を調節弁９に供給すると共に、必要な
冷却水量を供給可能な台数のポンプ１に駆動指令を供給
する。また、コントローラ６では、真空計１０からの真
空度が規定値以下となり且つ調節弁９の開度が上限とな
っていると判断した場合には、運転されるポンプ１の組
合せを補正して、各復水器２の真空度を適正な値に補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの復水器
に冷却水を供給する復水器用冷却水ポンプの運転方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷却水ポンプによって蒸気タービンの復
水器に供給する冷却水量を調整する従来の方法として
は、例えば、特開平２−３０５３０２号公報（第１従来
例と呼ぶ）、特開昭６１−１９７９９２号公報（第２従
来例と呼ぶ）、及び特開昭６１−３９９２号公報（第３
従来例と呼ぶ）に記載されているものがある。

【０００３】上記第１従来例では、復水器への蒸気流量
及び冷却水の温度に基づいて供給する冷却水量を算出
し、さらに、復水器への蒸気流量、冷却水量、及び冷却
水の温度に基づいて現在の発電出力を算出すると共に復
水器に冷却水を供給している冷却水ポンプの動力を算出
し、続いて、上記冷却水量を増減させた場合における上
記発電出力の偏差及び蒸気冷却水ポンプの動力の偏差を
算出して、上記発電出力の偏差から冷却水ポンプの動力
の偏差を差し引いた値が最大となる冷却水量を算出し、
その冷却水量となるように冷却水ポンプの回転数を制御
して、上記求めた冷却水量を復水器に供給している。

【０００４】これによって、発電プラントの補機である
冷却水ポンプの電力消費による損失を含めた、発電プラ
ント全体としての有効発電量が最も効率よくなるよう
に、復水器に供給される上記冷却水量を制御する。ま
た、上記第２従来例では、蒸気タービンの復水器に冷却
水を供給する冷却水ポンプとして、回転数制御がなされ
る主ポンプと、回転数制御がなされない副ポンプとを設
けると共に、復水器の真空度に基づき該復水器に供給す
る冷却水量を算出し、その冷却水量が低流量の場合に
は、主ポンプの回転数制御によって水量制御を行い、高
流量では上記主ポンプと共に副ポンプも駆動するように
している。

【０００５】これによって、必要な冷却水量を確保する
と共に、冷却水ポンプに使用される消費電力を抑えてい
る。また、上記第３従来例では、復水器から排出される
復水の温度に応じて復水器に供給する冷却水量を求め、
その冷却水量となるように冷却水ポンプからの吐出流量
を調整することで、上記復水の温度を一定に維持しよう
としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記第１従来例におい
ては、復水器への蒸気流量と該復水器に供給する冷却水
の温度とから決定された冷却水量となるように、一台の
冷却水ポンプの回転数を制御している。この結果、上記
冷却水を高流量で供給するためにポンプの回転数を上げ
ると、ポンプの消費電力がほぼ回転数の３乗に比例して
増大するために、復水器に冷却水を供給する冷却水量が
増加するほど冷却水ポンプの消費電力が大幅に増大して
しまうという問題がある。

【０００７】さらに、復水器の効率が悪化する等の予期
しない理由によって、予め計算した蒸気流量に対する冷
却水量だけでは復水器中の蒸気を十分に冷却することが
できなった場合に、復水器の真空度が規定値以下に低下
して発電量に悪影響が生じるおそれがある。このとき、
蒸気流量の変動から真空度の低下を予測するように構成
していたとしても、当該蒸気流量は、上記真空度以外の
要因によっても変化し、また、該蒸気流量により真空度
が所定基準値以下になったと検出した時点では該真空度
は既に大幅に低下しているおそれがある。

【０００８】また、上記第２従来例にあっては、復水器
の真空度のみによって供給する冷却水量を調整している
ので、真空度が規定値以下に低下することは回避できる
ものの、冷却水の温度が低い場合には復水が過度に冷却
されてしまう。このことは、ポンプを必要以上に駆動し
て無駄な電力消費が発生すると共に、過度に冷却された
復水を再び規定温度まで蒸気加熱しなければならないた
めに、燃料消費の増大に繋がり、省エネルギーの観点か
ら好ましくない。

【０００９】また、上記第３従来例では、復水器から排
出される復水の温度にのみ基づいて供給する冷却水量を
調整して、復水の温度が適正な温度となるように、ひい
ては復水器の真空度が適正な範囲となるように制御して
いる。従って、冷却する蒸気流量の増減や冷却効率に影
響を及ぼす冷却水の温度の変化を検出してないために、
該蒸気流量の増減や冷却水の温度変化によって真空度が
所定値以上に低下しても、その真空度の低下に対する冷
却水量の適正な調整が遅れるおそれがある。つまり、真
空度が大幅に低下する事態が生じた場合、該真空度が実
際に規定値以下に低下した状態となるまで何ら冷却水量
の調整が実施されずに、真空度の変化の幅が適正範囲を
越える恐れがある。このことは、発電量の不要な変動に
繋がり好ましくない。

【００１０】また、この第３従来例では、一台の冷却水
ポンプの吐出流量を調整することで供給する冷却水量を
調整しているので、冷却水量が増大するほどポンプの消
費電力がほぼポンプの回転数の３乗に比例して増大し、
復水器に冷却水を供給する冷却水量が増大するほど冷却
水ポンプの消費電力が大幅に増大してしまうという問題
もある。

【００１１】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、冷却水ポンプの無駄な電力消費を抑え
ながら復水器の真空度を適正な値に抑える復水器用冷却
水ポンプの運転方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の復水器用冷却水ポンプの運転方法は、複数
台の冷却水ポンプによって復水器に冷却水を供給する復
水器冷却装置において、上記復水器に送られる蒸気流量
及び該復水器に供給される冷却水の温度に基づいて上記
復水器に供給する冷却水量を求めて、その求めた冷却水
量を供給するのに必要な台数の上記冷却水ポンプを駆動
し、さらに、上記復水器の真空度に基づいて上記駆動す
る冷却水ポンプの台数を補正することを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】本発明の復水器用冷却水ポンプの運転方法で
は、冷却すべき蒸気流量に応じて供給する冷却水量が算
出されると共に、冷却効率に影響を及ぼす冷却水の温度
によって上記冷却水量が補正されるため、適正な冷却水
量が算出されて、復水を過度に冷却することが防止され
る。

【００１４】そして、上記要求される冷却水量に応じた
台数の冷却水ポンプだけを運転するので、ポンプは最小
限の台数だけしか運転されない。このとき、複数のポン
プを駆動して冷却水を供給するので、ポンプ一台当たり
の負荷は低減される。また、蒸気流量や冷却水温度が変
化して真空度、即ち発電量に変化が生じるおそれのある
場合にも、真空度や発電量が所定以上に変化してしまう
以前に速やかにポンプの駆動台数を変化対応させて未然
に防ぐこともできる。

【００１５】さらに、上記蒸気流量や冷却水の温度とは
別の要因で、復水器の真空度に変化が生じても、該真空
度の変化に基づいて上記運転される冷却水ポンプの台数
が補正されて、復水器の真空度が所定の適正な範囲に抑
えられる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、復水器冷却装置の構成について説明すると、本実
施例は、復水器冷却水系統図である図１に示すように、
複数台の冷却水ポンプ１によって複数の復水器２に冷却
水を供給する構成となっている。なお、３は、各復水器
２に対応するタービンを示している。

【００１７】上記複数台のポンプ１は並列に配置され
て、その吐出口側は、共有する一本の連絡配管４に接続
されている。その連絡配管４は、各復水器２に個々の供
給配管５を介して接続されて、全ての復水器２に冷却水
を供給可能となっている。なお、上記ポンプ１は、冷却
水として使用される海水や湖水を吸入可能となっている
と共に、コントローラ６からの指令によって個々に駆動
が制御される。また、各ポンプ１の性能は同一でない。

【００１８】また、上記連絡配管４には温度計７が接続
され、温度計７で測定された冷却水の温度に基づく温度
信号がコントローラ６に供給可能となっている。また、
上記各復水器２には、使用した冷却水を排出する排出用
配管８がそれぞれ接続されている。各排出用配管８に
は、それぞれ冷却水調節弁９が介挿されて、各復水器２
に供給される冷却水量が調整可能となっている。各調節
弁９は、コントローラ６からの指令によってその開度が
制御されるようになっている。なお、９ａは、各調整弁
９の弁を作動するモータである。

【００１９】また、上記各復水器２には真空計１０がそ
れぞれ接続され、各真空計１０で測定した圧力値が真空
度信号としてコントローラ６に供給可能となっている。
また、各復水器２に蒸気を送るタービン３の入口側には
蒸気流量を測定する流量計１１が接続され、該流量計１
１によって、タービン３に送られる即ち復水器２に送ら
れる蒸気流量が測定可能となっている。各流量計１１
は、測定した流量信号をコントローラ６に供給可能とな
っている。

【００２０】コントローラ６は、上記温度計７、流量計
１１、及び真空計１０からの各信号に基づいて各復水器
２に供給する冷却水量、及び系全体としての冷却水量を
算出し、その算出値に基づいて各調節弁９に開度指令を
供給すると共に必要な台数のポンプ１に駆動指令を供給
可能となっている。このコントローラ６は、図２に示す
ように、必要冷却水決定部１２、補正部１３、運転可能
パターンテーブル作成部１４、及び運転パターン決定部
１５を主な構成要素として構成されている。

【００２１】また、このコントローラ６には、複数の冷
却水ポンプ１の全ての組合せパターンと、その各組合せ
パターンを構成するポンプ１の組合せによる給水能力
と、からなる全運転パターンテーブル１６を有してい
る。上記組合せパターンは、上記給水能力によって優先
順位が付けられている。同一の給水能力の場合には、ポ
ンプ１の効率等によって優先順位を決定する。

【００２２】そして、各ポンプ１の使用可否の情報１７
がオペレータによって入力される度に、運転可能パター
ン作成部１４が作動し、上記全運転可能パターンテーブ
ル１６に基づき、運転可能なポンプ１の組合わせパター
ンである運転可能パターンテーブル１８が作成可能とな
っている。また、上記必要冷却水決定部１２は、各復水
器２単位に、温度計７や流量計１１から入力した温度信
号や流量信号に基づき、必要な冷却水量Ａを下記の式に
よって算出可能となっている。

【００２３】Ａ ＝ Ｑ × Ｋ（Ｔ） ここで、Ｑは各流量計１１で測定された蒸気流量を示
し、Ｋ（Ｔ）は、冷却水換算係数を示している。上記冷
却水換算係数Ｋ（Ｔ）は、復水器２の入口と出口での単
位蒸気量当たりの保有熱量差から予め求められた値を、
温度計７によって測定された温度Ｔによって図３に示す
ようなグラフに基づいて自動補正した値であり、温度Ｔ
に比例して増減する。

【００２４】なお、図３では、冷却水の温度Ｔと冷却水
換算係数Ｋとが線型に比例するようなグラフを例示して
いるが、実際には、試運転にてデータを採取してグラフ
の曲線を決定する。さらに、上記必要冷却水決定部１２
は、上記各算出した冷却水量Ａに基づく開度指令を各調
節弁９及び補正部１３に供給すると共に、上記各算出し
た冷却水量Ａを合計した全冷却水量に応じた信号を運転
パターン決定部１５に供給可能となっている。

【００２５】運転パターン決定部１５は、運転可能パタ
ーンテーブル１８に基づいて、供給された全冷却水量が
供給可能な組合せの内の給水能力の一番低い組合せパタ
ーンを選択し、選択したパターンのポンプ１をポンプ運
転指令出力部１９に通知可能となっている。ポンプ運転
指令出力部１９は、対応するポンプ１に駆動信号を供給
すると共にその他のポンプ１に停止信号を供給可能とな
っている。

【００２６】また、補正部１３は、真空計１０からの各
復水器２の真空度の変動に基づいて各復水器２の調節弁
９の開度の開度補正信号を上記必要冷却水決定部１２に
供給可能となっている。さらに、上記復水器２の真空度
が規定値以下となり且つ調節弁９の開度が上限であるこ
とを検知したら、一つ上の給水能力の組合せパターンで
運転する指令を、必要冷却水決定部１２を介して運転パ
ターン決定部１５に供給可能となっている。

【００２７】次に、上記装置を使用した冷却水ポンプ１
の運転について説明する。上記装置では、コントローラ
６は、オペレータによる各ポンプ１の使用可否情報１７
の入力がある度に運転可能パターンテーブル１８を更新
する。また、上記コントローラ６の必要冷却水決定部１
２では、温度計７からの温度信号によって冷却水換算係
数Ｋ（Ｔ）を補正しながら、各流量計１１からの流量信
号に基づいて復水器２に供給する必要冷却水量を算出し
て運転パターン決定部１５に供給すると共に、各復水器
２に供給する冷却水量に応じた開度指令を各調節弁９に
供給する。

【００２８】必要冷却水量に応じた信号を入力した運転
パターン決定部１５は、運転可能テーブル１８に基づい
て、必要な冷却水量を供給可能な組合せパターンの内の
一番給水能力に低いパターンを選択し、そのパターンに
対応するポンプ１に、ポンプ運転指令出力部１９を介し
て駆動指令を供給する。これによって、必要最小限のポ
ンプ１のみが駆動され、該ポンプ１によって供給される
適正な量の冷却水が各復水器２に供給される。

【００２９】上記処理と並行して、コントローラ６の補
正部１３では、真空計１０から供給される各復水器２の
真空度信号によって各真空度の変動を検出し、その検出
した変動に基づいて各調節弁９の開度の補正指令を上記
必要冷却水決定部１２を介して各調節弁９に供給する。
これによって、各復水器２への冷却水量の調整を行い、
各復水器２の真空度が適正な範囲にあるように制御され
る。

【００３０】また、上記補正部１３では、真空度が規定
値以下となり且つ対応する調節弁９の開度が上限となっ
ていると判断した場合には、調節弁９の開度調整だけで
は真空度を調整することができないので、一つ上の給水
能力の組合せパターンで運転する指令を、必要冷却水決
定部１２を介して運転パターン決定部１５に供給する。
これによって、運転されるポンプ１の組合せが補正され
て、供給される冷却水量が増加し各復水器２の真空度が
適正な値に補正される。

【００３１】このように、本実施例では、冷却すべき蒸
気流量に応じて供給する冷却水量が算出されると共に、
冷却効率に影響を及ぼす冷却水の温度によって上記冷却
水量が補正される。この結果、適正な冷却水量が算出さ
れて、復水を過度に冷却することが防止されるので、復
水を再度加熱器で蒸気加熱する際の無駄な燃料消費が抑
えられる。

【００３２】また、上記要求される冷却水量に応じた台
数の冷却水ポンプ１だけしか運転されないので、ポンプ
１を駆動する際の無駄な電力消費の発生も抑えることが
できる。このとき、複数のポンプ１を駆動して冷却水を
供給するので、ポンプ１一台当たりの負荷は低減され
る。また、復水器２の効率の悪化等、上記蒸気流量や冷
却水の温度とは別の要因で復水器２の真空度が低下して
も、該真空度の変化に基づいて上記運転される冷却水ポ
ンプ１の台数が補正されて、復水器２の真空度が所定の
適正な範囲に抑えられる。

【００３３】なお、上記実施例では、複数の冷却水ポン
プ１で複数の復水器２に冷却水を供給する構成を例示し
ているが、複数の冷却水ポンプ１で一台の復水器２に冷
却水を供給する系統の構成であってもよい。また、上記
実施例では、各冷却水ポンプ１の性能が相違する場合を
例示しているが、全冷却水ポンプ１の性能が同一であれ
ば、ポンプ１の組合せパターンを持つことなく、運転可
能なポンプ１の内から必要な台数の任意のポンプ１を駆
動するように制御すればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の復水
器用冷却水ポンプの運転方法では、復水を過度に冷却す
ることのない必要最小限の冷却水量が算出され、その算
出した冷却水量を供給可能な最小限のポンプのみが運転
されるので、ポンプを駆動する際の無駄な電力消費の発
生を抑えることができるという効果がある。

【００３５】また、復水が過度に冷却されないので、復
水を再度、蒸気加熱する燃料消費を増やすこともない。
また、通常運転状態では、冷却水の温度及び蒸気流量に
基づく適正な冷却水量が復水器に供給されて復水器の真
空度が適正な範囲に調整されると共に、何らかのトラブ
ルによって真空度が低下してもその真空度に基づいて運
転するポンプ台数が補正されることで、真空度が適正な
範囲に抑えられて、安定した発電量を得ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の復水器冷却水系統図を示
す。

【図２】本発明に係る実施例のコントローラを示すブロ
ック図である。

【図３】本発明に係る実施例の冷却水変換係数と温度と
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 冷却水ポンプ ２ 復水器 ３ タービン ４ 連絡配管 ６ コントローラ ７ 温度計 ９ 調節弁 １０ 真空計 １１ 流量計 １２ 必要冷却水決定部 １３ 補正部 １５ 運転パターン決定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台の冷却水ポンプによって復水器に
   冷却水を供給する復水器冷却装置において、上記復水器
   に送られる蒸気流量及び該復水器に供給される冷却水の
   温度に基づいて上記復水器に供給する冷却水量を求め
   て、その求めた冷却水量を供給するのに必要な台数の上
   記冷却水ポンプを駆動し、さらに、上記復水器の真空度
   に基づいて上記駆動する冷却水ポンプの台数を補正する
   ことを特徴とする復水器用冷却水ポンプの運転方法。