JPS6093206A

JPS6093206A - 復水昇圧装置

Info

Publication number: JPS6093206A
Application number: JP20099183A
Authority: JP
Inventors: 阿部　倫夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-05-25
Also published as: JPH0454122B2

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、復水タービンを備えた発電プラントの復水昇
圧装置に係り、特に、該昇圧装置の動力損失防止及び蒸
気発生装置用給水ポンプ封水供給圧力低下防止を図り得
るように改良した偵水昇圧装＠に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の発電プラントにおける復水昇圧装置の１例を第１
図に示す。蒸気発生装置（図示せず）で発生した蒸気は
管路１により蒸気タービン２に導入され、このタービン
の中で膨張し、その熱エネルギーは該タービンにより回
転運動エネルギーに変換され、タービンに連結された発
電機３により電力となる。タービン内で膨張した蒸気は
復水器４において、海水、河川水又は大気により冷却凝
縮し復水となる。（濾水は電動機６により連動される復
水ポンプ５により昇圧され、腹水脱塩装置７を経て、ｉ
Ｅａ機９により１駆動される復水昇圧ポンプ８により、
更に、昇圧される。再昇圧された復水は管路１０を通し
て区水流量検出器１１により流量を首１測されたのち、
脱気器水位調節弁１２、低圧給水加熱器１３を介して脱
気器１４に送水さＪＬる。脱気器に一旦貯水された復水
は連絡管１８を経て、給水昇圧ポンプ１９、給水流量検
出器１６を介して給水ポンプ２４に送水され、給水ポン
プ２４において加圧され、管路２１により、蒸気発生装
置（図示せず）に送水される。給水昇圧ポンプ１９は給
水ポンプ２ｏの所要吸込水頭を給水に付与する目的で設
置され、給水ポンプの軸封部２４は、脱気器１４の器内
圧加、該脱気器の静水頭及び給水昇圧ポンプ１９の揚程
の和に等しい圧力とシ、っている。この軸封部２４には
、復水昇圧ポンプ８の出口の管路ｌＯから分岐した封水
管２２と封水調節弁２３を介して、低幅の市水が封水と
して供給されている。脱気器水位調節弁１２は、前記の
復水流量検出器１１．脱気器水位検出器１５及び給水流
量検出器１６の各信号を加減演算する制御器１７により
調節される。復水脱塩装置７及び復水昇圧ポンプ８が設
置されない場合もあるが、その場合の従来構成はＩＭ水
脱塩装置７と抜水昇圧ポンプ８が無いこと以外は前記と
同様である。

第２図に１従来構成における復水昇圧装置の特性を示す
。復水ポンプの揚程曲線１−１　ｃと復水昇圧ポンプの
揚程曲線Ｈｍは、従来構成においては、定速回転である
ため、発電プラントの発電量りに対し、図示の様に、そ
れぞれ左上りの特性をもつ単一の曲線となる。第１図に
示した様に、復水ポンプ５と復水昇圧ポンプ８とが直列
に管路に連接されているため、復水昇圧ポンプ出口の管
路１０における圧力は揚程曲線Ｈｃと揚程曲線ＨＢとの
合成揚程１−Ｉ　？によりあられされる。システムヘッ
ド曲線Ｐ８は復水昇圧ポンプ８から脱気器１４までの抵
抗曲線を示したものであり、脱気器内圧力。

管路等の圧力損失、及び脱気器の静水頭から成る。

合成揚程ＨＴは発電プラントの最大運転状態である発’
ＣＬ　ｉｔ　Ｌ　ｏにおいて、システムヘッドよりもΔ
Ｐｏの余裕をもち、かつ、第１図に示した給水ポンプの
軸封部２４の封水に要する圧力よυも若干高くなるよう
に設定する。なお、第３図に封水圧力油ＩａＰ　ｍの説
明図を添付した。封水圧力ＰＲは、脱気器器内圧力Ｐｖ
、脱気器の静水頭Ｈ８及び給水昇圧ポンプの揚程曲線Ｊ
（ａ　ｐの合計によりあられされる。

第４図は、従来構成における合成揚程Ｈｔとシステムヘ
ッド曲ＱｊｌＰｇとの差、すなわち、第１図の脱気器水
位調節弁１２の差圧を斜線部で示したものである。シス
テムヘッド曲ａＰ８は発電ｉＬが減少するに従って減少
する。これは発電量にほぼ比例し、脱気器の器内圧力が
低下し、かつ、復水流量も同様に発電量にほぼ比例して
減少するために、１す水昇圧ポンプから脱気器までの管
路の摩擦損失が減少することによるものである。一方、
１ν水ポンプと復水昇圧ポンプとの合成揚程Ｉ（Ｔは発
電量、すなわち、腹水量が減少するのに従って増加する
。この両者の特性の違いにより、＾発電量Ｌｏ時にΔＰ
Ｏであった脱気器水位調節弁の差圧は、発電ｆｉｔ　Ｌ
　ｔにおいてΔＰＩに増大する。従来の構成においては
、この様に、発ａｔが低下するのに従い、脱気器水位調
節弁の差圧が増大し、弁の振動、騒音及びエロージョン
の問題が生じるとともに、低発重量時に復水ポンプや復
水昇圧ポンプの無効な消費動力を生じるという欠点があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為され、その目的とすると
ころは、消費動力を可能な限り低減せしめ得る復水昇圧
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上ｎＣの目的を達成するため、本発明の復水昇圧装置は
、蒸気発生装置と、復水器を備えた蒸気タービンと、上
記虎水器内の復水を加圧して前記蒸気発生装置に還流さ
せる可変回転速度形の復水加圧ポンプと、上記復水加圧
ポンプの下流に接続されて軸封水部を備えた給水ポンプ
と、前記イ衷水加圧ポングの下流側から分岐されて上記
の軸封水部に連通する封水管路とを設けた汽力発電プラ
ントにおいて、前記１す水加圧ポンプ下流側復水管に接
続されノと調節弁の流出、入口間の差圧を予め設定され
た値に等しからしめるように、前記復水加圧ポンプの回
転速度を制御する手段を設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下に、本発明の実施の一例を詳述する。第５図は、復
水昇圧装置として、１す水ポンプと復水昇圧ポンプとを
有し、該復水昇圧ポンプが流体継手により、回転数１１
ｊｌＪ　ｆｆ４１される場合についての実施例を示した
ものである。蒸気発生器（図示せず）からの蒸気は蒸気
タービン２に入り、発電機３にて発電を行う。タービン
で仕事をした蒸気は、復水器４で凝縮したのち、管路に
より、復水ポンプ５゜イ濾水脱塩装随７，１ν水昇圧ポ
ンプ８．管路１０゜復水流＠検出器１１．脱気器水位調
節弁１２．低圧給水加熱器１３を経て、脱気器１４に一
旦貯水されたのち、管路１８．給水昇圧ポンプ１９．給
水ポンプ２０により蒸気発生装置（図示せず）に還流す
ることは従来技術と同一である。脱気器水位調節弁１２
には差圧検出器２５を設置し、該検出器信号２６は演算
器２７に送られる。一方、高発送時の目標調節弁差圧を
発生する関数発生器２８と、低発電時の目標調節弁差圧
を発生する関数発生器２９の信号とは、それぞれ、演算
器３０に入力され、発′心皿又は発電量に比例した信号
３１により、いずれかの関数発生器の信号が前記演算器
２７に送られる。該演算器２７の信号は比例積分演算器
３２により、流体継手３３を制御する信号となり、該流
体継手を介して、電動機９により駆動される復水昇圧ポ
ンプ８の回転数が制御される。尚、従来構成と同一の機
器については同一の番号を伺した。本実施例における、
俟水昇圧装置の運転特性を第６図に示した。回転数制御
された復水昇圧ポンプの揚程曲線は、回転数が低下する
のにしたがって、ぞれぞれ、Ｎｔｌ＋　Ｎ１２　＊Ｎ５
ｌＩ＊　Ｎ１４　、　Ｎ１ｐｓ　＊　Ｎｍａ　＋　Ｎｉ
２で示される様に変化する。このため、一定回転で運転
される復水ポンプの揚程曲線Ｈｃとの合成揚程）ＩＴは
、ＮＴＩ　＋ＮＮ２２１　ＮＴ＊　＊　Ｎｒ４＋　ＮＴ
５　＃　Ｎ丁６．Ｎｒｒで示される様に変化するが、そ
の場合、汲水昇圧ポンプ出口の圧力は封水圧力Ｐ＋＋を
満足する必要力；ある。伊すえば、発電量り、において
、封水圧力は図示ＰＮ７２の値が必要であるため、回転
数はＮＴ２とする様に制御される。すなわち、脱気器水
位調節弁の差圧が、図かのΔＰ１になる様に回転数力；
化１ｊ御さオＬる。

この差圧は、封水圧力Ｐｓとシステムヘッド曲線Ｐａと
、復水ポンプの揚程曲線に１ｃとで囲まれた領域となる
。発電量Ｌ　ｓにおいては、封水圧ノ］ＰＮｓを確保す
る必要がある。第７図に前記関数２に２８の関数の例を
、第８図に関数発生器２９の関数の例をそれぞれした。

本発明によれば、脱気ｇＱ水位調節弁の差は、第９図の
斜線部となり、従来構成に比べ、差圧が大幅に減少し、
弁の振動、騒音及び工ａ−ジョンの防止と復水昇圧ポン
プの消費動力低減に効果がある事は明らかである。また
、第６図で明らかな様に、復水ポンプと復水昇圧ポンプ
を直列に管路で連結した場合、復水ポンプの揚ｌｆＡ　
曲ＨＩＭ　Ｈｃと７ステムヘツド曲線Ｐｓが交わる発電
量Ｌｓよりも低い発電量においては、復水昇圧ポンプを
停止する事が可能である。上述の観点に基づいた実施例
を第１０図に示した。従来構成または前述の発明の機器
と同一の機器については、同一の番号を付した。番号１
〜３３０機器の名称は前述と同一である。復水昇圧ポン
プ８は流体継手３３を介して電動機９により駆動される
。負荷メモリー３４に記憶された復水ポンプ停止可能発
電量（第６図の発電量Ｌ８に相当する。）と実発電量の
信号３５は演算器３６で比較され、電動機９を停止可能
か否かの判定がなされ、可能であれば、圧力３７は、開
閉器３８により遮断され、電動機９は停止する。本発明
によれば、プラントの低発電運転時、復水昇圧ポンプの
消費動力を無くすことが可能となる。

前述の様に、回転数制御を行う復水昇圧装置の回転数は
、脱気器水位調節弁の上流側の圧力が常に封水圧力より
高くなる様に制御する必要があるが、以下に述べる発明
によれば、その必要が無くなる。上述の観点に基づいた
実施例を第１１図に示す。従来構成または前述の発明と
同一の機器については、同一の番号を付した。第１１図
において、番号１〜３８の機器は既に述べた機能を有し
ている。本発明による構成の例を以下に述べる。

回転数制御を行う復水昇圧ポンプ８の出口の圧力は、給
水ポンプ２０の軸封部２４を封水するために必要な圧力
以上である事が必要である。したがって、該復水ポンプ
の回転数は管路１０の圧力が封水を行うために必要な圧
力を確保出来るように行うが、管路１０と軸封部２４を
封水調節弁２３を介して接続する管路２２に、封水昇圧
ポンプ３９を設置する事によシ、前記復水昇圧ポンプの
回転数は更に、低回転数での運転が可能となる。

すなわち、軸封部を封水するために必要な圧力とシステ
ムヘッドとの圧力差を、本発明による封水昇圧ポンプが
まかなうために、復水昇圧ポンプの回転数はシステムヘ
ット−にみあって制御する事が可能になる。第１２図に
本発明の運転特性を示した。復水ポンプの揚程曲線Ｈｃ
と復水昇圧ポンプの揚程曲線）（＋　、　Ｎｓ＋　、　
Ｎ！Ｉｔ　、　Ｎ藤ｓ　ｒ　ＮＨ３＋　Ｎ目５１Ｎｍ６
　、　ＮＨ７との合成揚程８丁、　ＮＴＩ　＊　Ｎｉ２
　＋　Ｎ丁３゜Ｎｉ２１　Ｎｉ５　＠　Ｎｉ６　＊　Ｎ
ｉ７　ｒ封水圧力ＰＲ及びシステムヘッド曲線Ｐｇは前
記第６図と同様である。

回転数制御を行う復水昇圧ポンプ８は発進量り。

以上の運転範囲においては、システムヘッド曲線Ｐｇが
、封水圧力Ｐ１より大きいため、復水昇圧ポンプはシス
テムヘッドに沿って回転数を低下させても封水圧力不足
は生じない。発電量り、における復水昇圧ポンプの回転
数はＮｔａになる。発電量り、においては、封水圧力Ｐ
ｍとシステムヘッド曲線Ｐ１との差ΔＰ８は、本発明に
よる封水昇圧ポンプにより、昇圧されて給水ポンプ軸封
部に送水きれるため、復水昇圧ポンプの回転数はＮ　Ｔ
　ｈまで低下させる事が可能となる。本発明によれば、
復水昇圧ポンプはシステムヘッドに沿った運転が可能と
なるため、脱気器水位調節弁の差圧はほとんど無くなる
ことＫなり、弁の騒音等の防止及び復水昇圧ポンプの消
費動力低減に効果がある事は明らかである。但し、本発
明を実施する場合、第７図及び第８図に示した関μは、
全発電域において、脱気器水位制御上必要とされる弁の
差圧、約０、５　Ｋ９／　ｃａｔ一定となる様にしなけ
ればならない。

本発明を実施した場合の脱気器水位調節弁の差圧を第１
３図に斜線部で示した。本図と前記第４図または第９図
とを比較すれば、弁の絞り（斜線部）の低減に効果の有
ることが現われている。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の復水昇圧装置は、蒸気の
発生装置と、復水器を備えだ蒸気タービンと、上記復水
器内の復水を加圧して前記蒸気発生装置に還流させる可
変回転速度形の親水加圧ポンプと、上記復水加圧ポンプ
の下流に接続されて軸封水部を備えた給水ポンプと、前
記復水加圧ポンプの下流側から分岐されて上記の軸封水
部に連通ずる封水管路とを設けた汽力発電プラントにお
いて、前記復水加圧ポンプ下流側復水管に接続された調
節弁の流出、入口間の差圧を予め設定さｔした値に等し
からしめるように、前記復水加圧Ｓ＜ンプの回転速度を
制御する手段を設けることにより、復水昇圧装置の消費
動力を低減し得るという浸れた実用的効果を奏し、発電
プラント全体としての熱効率の改善、経済性の向上に貢
献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術における復水昇圧系統を示す系統図、
第２図は従来の復水昇圧装置の圧力とプラントの発電量
を示す図表、第３図は給水ポンプの封水圧力を説明する
図表、第４図は従来技術における脱気器水位調節弁の絞
υを示す図表、第５図は本発明の復水昇圧装置の１実施
例における系統図、第６図は上記実施例における復水昇
圧装置の圧力とプラントの発電量とを示す図表、第７図
及び第８図は上記実施例の制御装置の関数を示す図表、
第９図は同じく脱気器水位調節弁の絞りを示す図表、第
１θ図及び第１１図はそれぞれ前記と異なる実施例にお
ける系統図、第１２図は上記実施例における封水昇圧ポ
ンプの昇圧量を説明する図表、第１３図は同じく脱気器
水位調節弁の絞りを示す図表である。１・・・管路、２・・・蒸気タービン、３・・・発電機
、４・・・イ易水器、５・・・腹水ポンプ、６・・・“
電動機、７・・・復水脱塩立置、８・・・鍍水昇圧ポン
プ、９・・・電動機、１０・・・管路、１１・・・後水
流Ｍ検出器、１２・・・脱気ｉ（を水位調節弁、１３・
・・低圧給水加熱器、１４・・・脱気器、１５・・・脱
気器水位検出器、１６・・・給水流量検出器、１７・・
・制御器、１８・・・連絡管、１９・・・給水昇圧ポン
プ、２０・・・給水ポンプ、２１・・・管路、２２・・
・封水管、２３・・・封水調節弁、２４・・・軸封部、
２５・・・差圧検出′ｒ：ハ　２６・・・差圧信号、２
７・・・演算器、２８．２９・・・関数発生器、３０・
・・演ｎ器、３１・・・発ｔ（ｉｊｆ８（−号、３２・
・・比例４′Ｒ分演ｎ器、３３・・・ｖＩＣ体継手、３
４・・・負荷メモリー、３５・・・発「Ｌ址信号、３６
・・・演￥ｉ−器、３７・・・ｉ４ｊツバ　３８・・・
開閉器、Ｐｓ・・・システムヘッド曲線、ＩＬｃ　、　
ｌ−Ｉｎ　、　ＨＴ　。ＮＴ１〜７　、　ＮＢＩ−７−７易程曲線、Ｌ　ｏ　＋
　Ｌ　１　＋　Ｌ　８　＋Ｌ、Ｉ　Ｌａ　１　、Ｌｂ・
・・発電量、Ｐ＋＋・・・封水圧力、ΔＰａ　、　ΔＰ
１＋　ΔＰ、ｌΔＰＩＩ…差圧、Ｎ７ａＩＮｒｂ・・・
１ｙ水昇圧ポンプ回転数。第　１　図１＄２月り、Ｌ。螢雪量乙第３０第４目発電量４′・′。第　５　図！第　６　目発を量り第７　目５発電甲乙＄８　目Ｌβ 発電量り発電量り第　１０　図２５’、　ｄ７茅１２　目 ■１△ＬｂＬＡ茅１３目発電！ム

Claims

【特許請求の範囲】１、蒸気発生装置と、復水器を備えた蒸気タービンと、
上記復水器内の復水を加圧して内口Ｂ己蒸気発生装置に
還流させる可変回転速度形の榎水力ロ圧ポンプと、上記
イＭ水加圧ポンプの下流に接続されて軸封水部を備えた
給水ポンプと、前ｄ己復水カロ圧ポンプの下流側から分
岐されて上記軸封水部に連通ずる封水管路とを設けた汽
力発電プラントにおいて、前記復水加圧ポンプ下流側”
水Ｉ８に接続された調節弁の流出、入口間の差圧を予め
設定された値に等しからしめるように、前記復水カロ圧
ポンプの回転速度を制御する手段を設けたことを特許と
する復水昇圧装置。２、前記の制御手段は、発電量及び発電量に比ψりする
特性値の少なくとも何れかについて予め定めた１直と、
当該発車プラント操条中の−ｉ１量実唄１１イ直及び発
′駐鼠に比例する！ｈ゛性値の実測（直の少なくとも何
れか一方とを比較して前記給水ポンプの運転を制御する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のは水昇圧装置。３、前記の封水管路は、その途中に封水を加圧する手段
を設けたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の復水昇圧装置。