JPS6064106A - 給水加熱器水位上昇防止方法と装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、脱気器に供給する復水又はボイラに供給する
給水をタービン抽気によ）加熱する給水加熱器内に生ず
る水位の異常上昇を、抽気量を調整して防止する給水加
熱器水位上昇防止方法と装置に関する。

〔発明の背景〕 近年、発電プラントは起動停止時の省力化を計るためそ
の自動化が増加してきている。給水加熱器を加熱するタ
ービン抽気系に設けられる抽気弁も電動弁として自動化
され、プラント起動時タービン抽気１０ないし２０％に
て自動的に開かれ、またプラント停止時２０ないし１０
％負荷にて自動的に閉止されるように形成されている。

この場合、従来の抽気弁開操作方法では抽気弁開時に給
水が熱器内の圧力が急上昇し、給水加熱器に設置されて
いる水位検出配管内の圧力応答の遅れにより、水位検出
器内の水位が一時的に異常上昇し、給水加熱器内の実水
位が上昇していないにもかかわらず、高水位警報を発す
る欠点が生じる。又、給水加熱器の水位が特高水位にな
った場合に、タービンへの逆流防止のため抽気弁を閉止
するインターロックが設けられているが、上記の異常上
昇によりこれが動作し、開き始めた抽気弁を再閉止して
しまう欠点が生じる。

すなわち、第１図には、タービン油気によシボイラ給水
を加熱する従来の一般的な給水加熱器まわりの系統を示
す。

給水ボ／プよシの給水は給水加熱器５によシ加熱されボ
イラに供給される。一方、給水加熱器５の加熱蒸気は、
タービンｌよシ抽気管２、電動式抽気弁３、空気作動式
抽気逆止弁４を経て給水加熱器５に供給される。加熱蒸
気は給水と熱交換しドレンとなシドレン管６、水位調節
弁７を経て次の低圧段給水加熱器に排出される。給水加
熱器５には水位調節弁７を制御し給水加熱器の水位を一
定に保つ水位調整器８、水位監視のための水面計９、水
位異常上昇時の警報および電磁弁１２を介して空気作動
式逆止弁を強制閉止する高レベルスイッチ１０％更に水
位が異常上昇しタービンへのドレンの逆流を防止するた
め電動式抽気弁を閉止する時高レベルスイッチ１１が設
置されている。

また、加熱蒸気が凝縮しドレンとなる時抽出される空気
を脱気器または復水器へ排出する空気管１３およびオリ
フィス１４が設けられている。ま介、ブラント起動時タ
ービン負荷の低い起動初Ｍはタービン抽気圧力も低いた
め、給水加熱器５のドレン排出が困難であることから電
動式抽気弁３は閉止されておりタービン負荷がＩＯない
し２０チの抽気圧力が上昇した時点で開かれる様になっ
ている。

この系統において、プラント起動時の電動式抽気弁３が
開かれるまでは給水加熱器５の圧力は空気管１３が接続
されている脱気器または復水仝と同じ低い圧力となって
おシ、抽気圧力が上昇したタービン負荷１０ないし２０
チで電動式抽気弁３を開く為給水加熱器５の内圧が急激
に上昇し、水位検出器８，９，１０．１１内の水位が一
時的に異常上昇する現象が発生する。この水位異常上昇
現象を第２図ないし第４図により説明する。

第３図の横軸は電気式抽気弁３（以下抽気弁３と称呼す
る）の経過時間を示し、縦軸は抽気弁３の開度（％）を
示している。又、第４図の横軸は同じく経過時間を示し
、縦軸は水位検出器８ないし１１内の水位を示している
。

プラント起動時、抽気弁３を開操作すると、給水加熱器
５内の圧力が急上昇するが、この時水位検出器８ないし
１１の検出配管にてドレン側検出配管１５と蒸気側検出
配管１６内の圧力伝達に応答差が生じる。すなわち水位
検出器８ないし１１までのドレン側の圧力応答は液体の
ため早く蒸気側の圧力応答は気体のため遅く、水位検出
器８ないし１１内部では気体側圧力は液体側圧力よル一
時的に低くなシ水位検出器８ないしｌｌ内の水位が抽気
弁３開と同時に一時的に第４図のごとく異常上昇する。

従来の抽気弁は、第３図実線ａのごとく全閉から全開ま
で電動機と弁駆動部減速機で定まる開閉速度で直線的に
開く方法、もしくは給水加熱器５および抽気管２のウオ
ーミングのため約１０−開度まで開いた後一定時間保持
して後全開まで開く実線すの方法が採用されているが、
この方法であると抽気弁３開直後またはウオーミング開
度よシ更に開度を増加する時、給水加熱器内の圧力が急
上昇し水位検出器８ないし１１内の水位が第４図実線Ａ
または点線Ｂのごとく一時的に異常上昇することが実機
でのオッシロ測定によシ確認されている。

なお、上記の欠点は抽気弁３開時の水位検出器８等内の
一時的な異常水位上昇であシ、給水加熱器５そのものの
異常水位上昇ではないため、上記の高水位警報、抽気逆
止弁４の閉止および抽気弁３の再閉止をタイマによるイ
ンターロック除外回路を設けて逃れることも可能である
が、この手段は水位検出器８等内の異常水位上昇を防止
する本質的な方法でなく、又、水位検出配管の口径を太
くシ、かつ水位検出配管を極端に短かくする方法も考え
られるが、配置的制限から実施が困難とされる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の欠点等を解決すべく創案されたもので
あシ、その目的は、プラント起動時の抽気弁開操作によ
る給水加熱器に係合する水位検出器内の一時的な異常水
位上昇を防止し、タービン抽気の不必要は閉止を有効に
解消する給水加熱器水位上昇防止方法と装置とを提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、給水加熱器内の
圧力の急上昇を防止すべく、タービンから該給水加熱器
内に送気されるタービン抽気量を調整する給水加熱器水
位上昇防止方法を特徴とすると共に、タービンと上記給
水加熱器間に介設される抽気弁を通過するタービン抽気
量の時間当シの変化を所定値以下に保持する抽気量制御
手段を設けた給水加熱器水位上昇防止装置を特徴とした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の方法の実施に好適な水位上昇防止装置の
実施例を図面に基づいて説明する。

まず、本実施例の概要を第８図および第５図（ｂ）によ
シ説明する。

第８図において、第１図と同一符号のものは同−物又は
同一機能の物を示す。抽気弁３には抽気量制御手段とし
てのバイパス小弁１７が並設されている。タービン１か
らの抽気は抽気弁３およびバイパス小弁１７の双方から
給水加熱器５側に送気される。バイパス小弁１７は抽気
弁３に較べ小形に形成され、これを通過する抽気量は弁
全開変時においても抽気弁３の全開度時の数分の−に形
成される。今、第５図（ｂ）に示す如く、タービン抽気
の初期においてはバイパス弁１７のみを開操作し、ある
時間経過してバイパス小弁１７の全開近傍にて抽気弁３
を全開とする。上記操作によシ、抽気弁３およびバイパ
ス小弁１７を通過する抽気量の時間的変化は図のＣに示
す如く緩やかな直線となる。

今、抽気弁３の４０％開度をバイパス小弁１７の全開度
とすると、抽気弁３がその４０％開度に到るまで緩やか
に開操作されたと同様になシ、抽気弁３からの抽気量は
一定値以下となシ給水加熱器５内の圧力の異常上昇が防
止される。

次に、本実施例を更に詳しく説明する。

第５図（ａ）に示す実施例では、上記の油気量制御手段
として、抽気弁３の時間当りの開度を弁中間開度（約３
０ないし４０チ弁全開聞度）に到るまで階段的に変化せ
しめる制御手段を採用し、これを電動銚の抽気弁３に係
合せしめたものである。

すなわち、抽気弁３の弁開度開始後、例えば弁全開塵の
２％開度だけ抽気弁３を単位時間に回動した後、約２５
秒間その状態を保持し、次に同様に２チ開度し、その後
、２５秒間保持する。これを繰返し階段状に抽気弁３を
開操作する。弁開度が３０ないし４０チ開度に到達した
時点で抽気弁３を全開する。以上の弁開度操作により、
弁中間開度３０ないし４０％まではタービン抽気量の時
間当シの変化は極めて緩慢のものとなり、給水加熱器５
内の圧力の急上昇は防止される。すなわち、水位検出器
８ないし１１内のドレン側と蒸気側との圧力差は小さく
、水位検出器８等内の水位が一時的に異常上昇すること
はない。第６０は実線による確認試験の結果を示すもの
で、横軸に時間、縦軸に水位検出器内の水位を表示して
いる。曲線ｄに示す如く水位検出器８等内の水位上昇が
極めて小さくなることが確認された。

抽気弁３を３０ないし４０％開度まで階段状に変化せし
めたのは、抽気弁はゲート弁であり３０ないし４０％開
度でタービン側抽気圧力と給水加熱器側圧力がほぼ近い
圧力になること、また１００チ開度まで階段状に開くと
抽気弁３の開時間に時間がかがシすぎるためである。上
記方法によシ水位検出器８ないし１１内の水位は高水位
（）ｉＷＬ）または特高水位（Ｈｆ１ＷＬ　）に達する
ことはなく、抽気弁３開時の高水位訃報、空気作動式抽
気逆止弁４の閉あるいは抽気弁３の閉となる不具合を防
止することができる。

次に第７図により第５図（ａ）の如く抽気弁３を自動的
に開操作する制御手段をブロック線図により説明する。

発πＬプラントの給水加熱器５は、５ないし７段設置さ
れているのが一般的でありプラント起動待抽気弁３は低
圧段給水加熱器から高圧段給水加熱器への抽気弁へと順
次閉いて行く。第７図は該給水加熱器５の前後に給水加
熱器が設置されておシ、抽気弁の開閉速度が５０秒であ
る場合の本発明の一実施例によるブロック線図を示すも
ので抽気系マスタ起動指令５０と前段（低圧段）給水加
熱器の電動式抽気弁規定開度以上５１のＡＮＤ回路５２
により開操作が開始される。開信号によシ抽気弁が開き
始めるがタイマ５３によシ、１秒後開信号がワイプアウ
ト５４され、１秒後の開度（１１５０Ｘ１００＝２チ開
度）にてタイマ５５によ９２５秒間保持される。開信号
開始２６秒後またタイマ５３によ９１秒間開き（（ｔ＋
１）１５０Ｘ１００＝４チ開度）タイマ５５にて２５秒
間４％開度にて開度保持される。この階段状による開、
保持、開操作をくりかえし開信号開始後タイマ５６によ
り５２０秒経過すると抽気弁は階段状に開度保持される
ことなく全開まで直線状に開かれる。また該抽気弁規定
開度以上にて後段（高圧段）給水加熱器の抽気弁の開指
令が出される。

従って第５図のごとく１秒間（２チ開度）開後２５秒間
一定開度保持を２０回（５２０秒÷２６秒−２０回）く
りかえし、４０％開度（２％開度×２０回＝４０％）か
ら１００チ開度までは直線状に開かれる。尚、上記説明
はタイマ５３，５５゜５６をそれぞれ１秒、２５秒、５
２０秒に設定した一実施例を示すものでタイマの設定値
を変えることにより、階段状に開く開度、保持時間およ
び階段状開操作終了開度を変えることが可能となってい
る。給水加熱器５の水位検出器８ないし１１内の異常水
位上昇を防止するためには、抽気弁３の開閉速度、水位
検出配管１５．１６の口径、長さ等により異なるが、タ
イマ５３は１ないし２秒、タイマ５５は２０ないし３０
秒、タイマ５６は４００ないし６００秒程度が効果的で
ある。

第８図は本発明の他の実施例を示すもので、上記した如
く、抽気量制御手段としてバイパス小弁１７を抽気弁３
に並設せしめたものである。バイパス小弁１７は、その
口径断面積が抽気弁３の２０ないし４０％に形成され、
抽気弁３の開閉速度を上記の如く５０秒とすれば、バイ
パス小弁１７の開閉速度は２００ないし３００秒と遅い
。

従って、全開時にバイパス小弁エフを通過する抽気量は
抽気弁３の１１５ないし２１５と極めて少量となる。タ
ービン抽気の初期においては第５図（ｂ）に示す如く、
抽気弁３は閉止され、バイパス小弁１７のみが開操作さ
れる。バイパス小弁１７は少量ずつ開口され、所定時間
経過後全開となる。

全開時の抽気弁３に換算した開度は約４０チ開度となる
。この時期に抽気弁３が全開する。以上により抽気弁３
があたかも直線Ｃの如く変化したと同様の効果が上けら
れる。なお直、１ｇ１ｃの傾斜は、前記実施例の階段状
の変化とほぼ一致するもので前記実施例ど同様に水位検
出器８等内の異常水位上昇を防止することができる。

第９図は本発明の更に別の実施例を示している。

図において、第１図と同一符号のものは同−物又は同一
機能のものを示す。本実施例において、抽気量制御手段
は圧力検出器１８、ラング関数器１９および圧力調節器
２０から形成されている。

圧力検出器１８は給水加熱器５に係合し、給水加熱器５
内の圧力を検出し、この信号を圧力調節器２０に送る。

ランプ関数器工９は給水加熱器５内の圧力Ｐの単位時間
を当シの変化ｄｐ／ｄｔを演算し、この情報を圧力調節
器２０に送る。圧力調節器２０は回転数可変の送動機を
有する抽気弁３に係合し、上記ｄｐ／ｄｉの値によシ、
抽気弁３の抽気量を調節する。以上の構成を有する抽気
量制御手段によシ、前記実施例と同じく給水加熱器５内
の圧力は急上昇することなく、水位検出器８等内の異常
水位上昇が防止される。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかの如く、本発明によれば給水
加熱器の水位検出器内の異常水位上昇を確実に防止し、
抽気弁の閉止や高水位管層の発生を有効に防止する効果
が上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な給水加熱器まわシの系統図、第
２図は水位検出器内の異常水位上昇現象を説明する説明
図、第３図は従来の抽気弁開操作を示す線図、第４図は
第３図の開操作に基づく水位検出器内の水位変化を示す
線図、第５図（ａ）は本発明一実施例の抽気弁開操作方
法を示す線図、第５図（ｂ）は本発明の他の実施例の抽
気弁開操作方法を示す線図、第６図は第５図（ａ）（ｂ
）の場合の水位検出器内の水位変化を示す線図、第７図
は第５図（ａ）に示す実施例を実施するための制御方法
を示すブロック線図、第８図は第５図（ｂ）の場合の実
施例の＄Ｚ図 茅　夕　目 （久２ 茅　６　固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脱気器に供給する復水又はボイラに供給する給水を
   タービン抽気によシ加熱する給水加熱器内に生ずる水位
   の異常上昇を防止する給水加熱器水位上昇防止方法にお
   いて上記給水加熱器とタービン間に介設される抽気弁を
   通過する抽気量の時間当シの変化を所定値以下に保持し
   、上記給水加熱器内の圧力の異常上昇を防止することを
   特徴とする給水加熱器水位上昇防止方法。 ２　脱気器に供給する復水又はボイラに供給する給水を
   タービン抽気によシ加熱する給水加熱器と、該給水加熱
   器とタービン間に設けられる抽気弁と、上記給水加熱器
   内の水位を検出し、上記抽気弁を制御する水位検出器と
   から構成されるタービンの給水加熱器系統内の上記給水
   加熱器内に生ずる水位の異常上外を防止する給水加熱器
   水位上昇防止装置シの変化を所定値以下に保持する抽気
   量制御手段を設けたことを特徴とする給水加熱器水位上
   昇防止装置。 ３、上記抽気量制御手段が、電動式の上記抽気弁の時間
   おたシの開度を弁中間開度に到るまで、階段状に変化す
   べく上記抽気弁を回動および一時停止制御すると共に、
   弁中間開度後、上記抽気弁を全開とする制御手段である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の給水加
   熱器水位上昇防止装置。 ４、上記弁中間開度を弁全開度の３０ないし４０饅に設
   定すると共に、該弁中間開度に到るまで、上記抽気弁を
   、学位時間当り全開度の′ｐＬチ開度ずつ回動すると共
   に上記回動毎に一定時間その状態を保持し、上記抽気弁
   を階段状に変化するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の給水加熱器水位上昇防止装置。 ５、上記抽気量制御手段が、上記抽気弁に並設するバイ
   パス小弁から形成されたものであり、該バ量が上記抽気
   弁の弁全開変時における通過抽気量の数分の−に相当す
   べく形成されたものであり、かつ該バイパス小弁は上記
   抽気弁が全開される弁中間開度時に到るまでに順次回動
   して全開すべく形成されるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の給水加熱器水位上昇防止
   装置。 ６、上記抽気量制御手段が、上記給水加熱器内の蒸気側
   圧力を検出する圧力検出器と、該蒸気側圧力の単位時間
   当シの変化を検知し、電動式の上記抽気弁の開度を調節
   する圧力調節器から構成されるものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の給水加熱器水位上昇
   防止装置。