JPS60218585A - 復水器脱気蒸気系統の制御装置 - Google Patents

復水器脱気蒸気系統の制御装置

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JPS60218585A
JPS60218585A JP7274084A JP7274084A JPS60218585A JP S60218585 A JPS60218585 A JP S60218585A JP 7274084 A JP7274084 A JP 7274084A JP 7274084 A JP7274084 A JP 7274084A JP S60218585 A JPS60218585 A JP S60218585A
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JP
Japan
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condenser
steam
deaeration
signal
amount
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Application number
JP7274084A
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English (en)
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Tatsuo Imaizumi
今泉 辰雄
Akihiro Kawauchi
川内 章弘
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60218585A publication Critical patent/JPS60218585A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/042Prevention of deposits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B11/00Controlling arrangements with features specially adapted for condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/10Auxiliary systems, arrangements, or devices for extracting, cooling, and removing non-condensable gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は・復水の過冷却対策に係り1%に、起動停止の
頻度が激しく、復水溶存酸素濃度基準(許容値)が厳し
く、かつ、補給水量の多い発電プラントに適する復水器
脱気蒸気系統の制御装置に関する。
〔発明の背景〕
復水器脱気蒸葉系統は復水器の過冷却対策として設置さ
れるもので、復水器の熱負荷が減少する部分負荷時に、
空気抽出器の性能以上に復水が冷却され(すなわち・復
水がり水器の真空に対し過冷却の状態になる)、復水中
の溶存酸素が増加した時・この過冷却復水を復水器真空
度の飽和温度せで加温し、溶存酸素の低減を図る。
復水器脱気蒸気系統は、ボイラへの給水中の溶存酸素を
低減するために、給水系統中に脱気器を設置したプラン
ト(例えば、火力発電プラント及びPWR型原子力発電
プラント)ではこれを設置する必要はなく、このため、
従来のプラントでは脱気器をもたないBWR型原子力発
電プラントで一部設置されたに留捷っている。しかし、
BWR型原子力発電プラントでは給水として高純度の純
水を使用しているため・炉側の防錆対策として酸素(0
2)を復水に注入しているため、前述の復水器脱気蒸気
系統は実際にはほとんど運用されていなかった。
しかし、脱気器を設置しないコンバインド発電プラント
では、毎日起動停止を行なうプラント運用を行なう場合
、特に、この復水器脱気蒸気系統は重要な系統となって
来る。
最近計画されている大容量コンバインド発電プラントで
は、六〜七台のガスタービンを設置し、各ガスタービン
に対し、排カスボイラを設置し、それぞれに蒸気タービ
ンを設ける方式2すなわち六〜七台のカスタービン・蒸
気タービンコンバインドユニットヲ組合せ、一つの大容
量コンバイン)” 発成プラントとする方式がとられて
いる。この場合・夜間低負荷運転時には、一台のガスタ
ービン・蒸気タービンコンバインドユニットのみを運転
し・他ユニットは停止する運転方式が採用される0この
ため・夜間停止ユニットでは、実質上・毎日起動停止が
行なわれることになる。脱気器を設置しないプラントで
は、ボイラ(又は排ガスボイラ〕への給水は復水器ホッ
トウェルの貯水を送水するため、プラント起動時には、
ホットウェルの貯水の溶存酸素濃度を規定値以下に下げ
る必要がある。夜間停止時には復水器の真空は破壊され
るので、復水器内は大気圧となり、ホットウェルの貯水
には空気中の酸素が溶は込み溶存酸素濃度は高くなり、
当然この1まボイラへ給水として送水することは許され
ない。このため、プラント起動時には・ホットウェルの
貯水を給水再循環系統を用いて再循環し、復水器脱気蒸
気系統によって。
過冷却状態の復水を加熱し、脱気する。先に、復水器脱
気蒸気系統は復水器の過冷却対策として設置されるもの
で、部分負荷時に過冷却の復水の溶存酸素を低減するが
、毎日起動停止プラントでは部分負荷時よシ、むしろ、
この起動前の溶存酸素低減が重要な機能となっている。
特願昭58−123363号では「海水温度とプラント
負荷信号を用いて脱気蒸気量ヲ変化させる」事を主眼と
したが、プラント起動前の給水再循環系統との組合せに
よる復水器脱気蒸気系統の運用に対しては・その制御方
式は十分な制御性をもつには到っていなかった。
一万・復水器脱気蒸葉を必要量を超えて過度に多量に注
入すると・牟に蒸気の無駄(熱の浪費)のみでなく、復
水器の構造によっては、部分的に過飽和の熱水が給水ポ
ンプ側に流れ込み、キャビテーションを発生し、この意
味でも、復水器脱気蒸気量を最適値に制御するのが望ま
しい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、脱気器を設置しない発電プラントで、
起動停止の頻度が高く、起動時及び部分負荷時の復水溶
存酸素基準(許容匝)が厳しく・補給水量の多い場合に
、投入する脱気蒸気量全復水器の圧力(真空度)信号と
ホットウェルの温度信号と給水流量信月とによシ演算し
2最適扇ヲ求めて制御し・経済性を高め・復水器脱気の
機能を最善にする制御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
脱気蒸気量の算出は、復水の過冷却分を復水器の圧力(
真空度)の飽和温度まで加温するに必要な蒸気量をめる
ことが必要である。
Pc:復水器の圧力 (ata) Tsc : P c’ VC対する飽和温度 (′C)
T、、:復水器ホットウェルの加温前の復水温度(′C
) 里、l二TW1時の復水のエンタルピー(kc at/
′に9 )1w2:復水器ホットウェルの加温後の復水
温度(”C) 1 g 2 a T v 2時の復水のエンタルピー(
kca、4/4)GW:復水流暢−(給水流量) (K
7/H)(加温後の値) is e復水器脱気用蒸気のエンタルピー(kca)l
Kq) G8:復水器脱気用蒸気の必要蒸気量[K9/H)とす
ると、復水器脱気用蒸気の必要蒸気量Gsは加温前後の
熱量バランスによシ、 ここで、復水器ホットウェルの加温前後の復水温度は一
般に5〜40 ’c程度であるため、数値的にはそのエ
ンタルピー1直とはy等しくなり・! wl!;Twl
 ・・・・・・・旧・・・・・・・・・旧・・ (2+
1.2−Tw□ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・印・ +31また、復水器脱気の目的より、加温
後の復水温度Tw2は復水器の圧力Pc1C対する飽和
温度’1’ s cまで加温され、 Tw2=Tsc ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ (4)尚・飽和温度’I’scは直接
計測できないので、復水器の圧力PCを計測し、演算に
よりこれをめる。関数をfl(X)で表示すれば・ Tsc”= fr (Pc ) ・・・・・・・・・・
・・・・・・旧・・・・・ (5)(2)〜(5)式の
関係によシ、(1)式は、(6)式よりわかるように、
復水器脱気用蒸気の必要蒸気量Gqは復水器の圧力Pc
よ請求めた飽和温度(Tsc = f s (Pc) 
)とホットウェルの温度(加温前)T−1と給水流量G
wによ請求められる。
尚・復水器脱気用蒸気のエンタルピー18は補助蒸気系
よシ蒸気が供給されるものとし、その値は既知数として
いる。
本発明は(6)弐によシ、復水器脱気蒸気量を演算し、
その加熱蒸気量全最適に制御しようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。第1
図はカスタービン1、排ガスボイラ2゜蒸気タービン3
・復水器4・発電機5、給水ポンプ6より構成されるコ
ンバインドプラントの概略系統を示す。
本コンバインドプラントではカスタービン1の排ガスI
Aを排ガスボイラ2に送シ、給水8と熱交換し、蒸気7
を発生し・熱交換後の排カス2Aは大気に放出する。蒸
気7は蒸気タービン3で仕事をしたのち・復水器4で凝
縮し、復水となシ給水ポング6によシ昇圧され・給水8
として排カスボイラ2へ供給される閉サイクルを構成す
る。
第1図は1台のコンバインドユニット分を示すが・大容
量コンバインドプラントではこれが六〜七ユニット組合
わされて一つのプラントとして運用されることが多い。
この場合、?PJ1図に示すように補助蒸気ヘッダ23
は各ユニット共通として設置されることが多い。各ユニ
ットより補助蒸気供給系統21を共通の補助蒸気ヘッダ
23に接続し、必要蒸気量全調整弁22で制御して供給
するようにしている。第1図では、復水中の溶存酸素を
低減するため、補助蒸気ヘッダ23よシ復水器脱気蒸気
系統9を取出し、復水器4に導いtいる。
本発明は、復水器脱気蒸気系統9に調整弁10を設置し
、復水器の圧力をイ灸出する圧力発信器31の信号と復
水器ホットウェルの温度を検出する温度発信器32の信
号と給水流量を検出する流量発信器33の信号を制御装
置34にとりこみ、復水器脱気に必要な蒸気量を演算し
、それに−&づいて・脱気蒸気量を調整弁10で制御し
・復水器4に供給する。
本実施例によれば、プラント起動待復水器ホットウェル
の貯水の溶存酸素濃度を低減するため、給水再循環系統
24を用いて、貯水を循環しく給水再循環の流量は再循
環系統24に設置された調整弁25によって制御される
)・復水器脱気蒸気系統9によって加熱し脱気運転を行
なう場合にも、常に最適(必要最小限)の脱気蒸気量を
供給できる。脱気運転中に復水器の圧力(真空度〕、ポ
ットウェルの復水温度・給水流量が変化した場合。
常に、最適な脱気蒸気量に制衡することは前述の通シで
ある。
第1図の制御装置34は必要蒸気量に相当する弁開度信
号’lt算でめ・フィードフォワード制御を行なう・そ
の詳細は第2崗のように表わされる。圧力発信号31で
検出した圧力信号Pcは関数演算器34.1(折れ線近
似、または、直線近似で代行することもあるンで飽和温
度Tscの信号に変換される。減算器34.2ではこの
Tsc信号よシ、温度発信器32(温度エレメントと信
号変換器に怨 よって構成されることが寿いンで検出した温度信号T−
+に減算し、(Tsc −T−+ )の信号を得る。
一方・減算器34.4では・脱気蒸気エンタルピー信号
(Is)34.3よシ、T911信号を減算し。
I’s Twr)の信号を得る。isに比べT w 1
は十分率さいので、減算器34.4を省略し、単に18
信号34.3を用いる場合もある・除算器34.5では
減算器34.2よりの信号へを減算器34.4よシの信
号Bで除算する。これによって 得られる。流量発信器33の信号は流量オリフィスの差
圧信号ΔPとして検出されるので、開平演算器34.6
1Cよシ開平演算し、給水流量相当信号G、”k得る。
乗算器34.7で除算器34.5の出力信号と開平演算
器34.6の出力信号を乗算し・復水器脱気蒸気の必要
蒸気量相当信号Gs’ を得る。すなわち、34.1〜
34.7の各演算器(全体音34′とする)により(6
)式の脱気用の必要蒸気量の演算を行なっている。関数
演算器34.8はこの必要蒸気掛金流すに必要な調整弁
10の弁制御信号(弁開度信号)を得る。
本発明の他の実施例を第3図及び第4図に示す・第3図
は・補給水量の多い/ラントの場合、第1図に示す復水
器への補給水15全流量発信器16で検出し、制御装置
34にとりこみ、第2図でめた鋭気用必要蒸気量金、補
給水が増加した時に補正項を加え、これを若干大きめの
値で制御しようとするものである。復水器脱気は本来、
復水器での過冷却による溶存酸素増加を・再加熱し脱気
するものであるが、補給水が多い場合・補給水中の溶存
酸素量が多いため、復水器ホットウェル部の復水の溶存
酸素が増加する傾向を生じるので、これ全補償するため
、前述のように・補給水増加によシ、脱気蒸気量を増加
するものである0第3図では制御装置fl−35として
いるが・第2図の制御装置に35.1〜35.3を追加
したものである。流量発信器16の差圧信号ΔPMを開
平演算器35.11Cよυ開平演算し、補給水率相当信
号GM”k得る。このGM’ と給水流量相当信号Gy
’ を除算器35.2にとシこみ、補給水率相当信号R
(’=GM’/G−’ 請求める・第2図と同一回路で
ある34′によシ復水器脱気蒸気の必要蒸気量相当信号
Ga’にめ、几と共に関数演算器35.3によシ、装置
補正した必要蒸気量相当信号GSR’をめる。
GsR’=Gs’X(1+KIR) −−−−(力ここ
で−Ks:脱気用蒸気量増加補正係数であり、補給水率
相当信号Rが最大の時に復水會数度加熱するに必要な蒸
気量を得るようにに1の値を定めることが多い。Gsn
’に関数演算器34.8にとりこみ、必要弁開度を演算
し、第2図と同様に調整弁10の制御信号を出力する。
第2図及び第3図はフィードフォワード制御の例である
が、第4図はこれ全フィードバック制御で行なう場合の
例であシ、復水器脱気蒸気系統9に脱気用蒸気量を検出
す゛るための流量発信器36を設置し、カスケード型調
節計の機能をもつ制御装置37にその信号をと9こみ、
制御演■、をして調整弁10を制御する。流量発信器3
6の差圧信号ΔPgvを開平演算器37.1で開平演算
し、脱気用蒸気量相当信号Gsv’を得るO第2図と同
様に34′の回路で必要蒸気量相当信号Gs”e得る。
これを比例演算器37.2で補正係数に2をかけ。
Gsv’の信号レベルに補正した必要蒸気量相当信号G
ss”iff得・これを調節計(37,3と37.4の
組合せ)への設定値として与える。減算器37.3で設
定値Gs4’に対する入力信号Gsv’の偏差をめ、こ
れによってPI演算器(比例・積分演算6)37.4で
制御演算し、これを手動・自動切替器37.5を介して
調整弁10に与え、設定流量に等しくなるように制御す
る。第4図全適用すれば・第1図の補助蒸気へラダ23
の圧力が変動しても・復水器脱気に必要な蒸気量を投入
できる利点がある。第4図は第2図の制御方式をフィー
ドバック制御に変更した例であるが、第3図のもの全フ
ィードバック制御に変更できる事は明白である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、給水流量(復水流量)と復水器ホント
ウェル部の過冷却度が変化した場合にも。
常に・最適な脱気用蒸気量を投入することができ7プラ
ント起動時のホットウェル貯水の脱気運転時に、その効
果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のカスタービン・蒸気タービ
ンコンバインドプラントの概略系統図。 第2図は本発明に関する復水器脱気蒸気系統の制御系統
図2第3図及び第4図は本発明の他の実施例の制御系統
図である。 31・・・圧力発信器、32・・・温度発信器・16.
33・・・流量発信器、34,35.37・・・制御装
置。 代理人 弁理士 筐橋明夫 第3霞

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、蒸気タービン発電プラントのボイラへの給水の溶存
    酸素を低減するために復水器の脱気蒸気系統を備えたも
    のにおいて・ 前記復水器の圧力信号とホットウェルの温度信号と給水
    流量信号とにより復水器の脱気に必要な蒸気量を演算す
    る手段と・それに基づいて脱気蒸気量を制御する手段と
    からなること番特徴とする復水器脱気蒸気系統の制御装
    置。 2、特許請求の範囲第1項において・ 補給水の流量信号により前記必要蒸気t=li=補正し
    ・前記補給水が増加した時に前記必要蒸気量を多くする
    ように制御する手段を設けたことを特徴 ′とする復水
    器脱気蒸気系統の制御装置。
JP7274084A 1984-04-13 1984-04-13 復水器脱気蒸気系統の制御装置 Pending JPS60218585A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0444892A3 (en) * 1990-02-26 1992-03-11 Westinghouse Electric Corporation Power plant condenser control system
EP1162425A4 (en) * 2000-01-14 2006-05-10 Tlv Co Ltd steam heater
EP1386057A4 (en) * 2001-05-07 2009-12-16 Joseph W C Harpster CAPACITORS AND THEIR MONITORING

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