JP2003343211A - 復水器システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】復水器６に冷却水を送る循環水ポンプ１を制御
して、循環水ポンプの消費動力を低減する。 【解決手段】復水器６と、空気抽出器１６と、復水器冷
却器７２と、復水器冷却器に冷却水を送る循環水ポンプ
１と、循環水ポンプ用電動機２と、復水器冷却器の冷却
能力を調整するべく循環水ポンプの回転数を制御する制
御手段２０と、を有する復水器システムである。制御手
段は、実測データに基いて、復水器真空度、発電出力、
復水器冷却器導入前の冷却水温度、復水器冷却器導入前
後の冷却水温度差、復水器冷却器冷却水の流量、復水器
冷却器内の冷却水流速、復水器冷却器内差圧などの値が
所定の範囲にはいるように制御する。制御手段は、例え
ば電動機供給電力の周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン発電
プラントの蒸気タービン排気を冷却して復水にする復水
器などを含む復水器システムに係り、特に、復水器を冷
却する冷却水の循環量の制御を伴う復水器システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸気タービン発電プラントの復水
器廻りの循環水系統系統などにつき、図１５を参照して
説明する。循環水（復水器冷却水）ラインでは、取水口
８から取水した海水が循環水ポンプ１にて汲み上げら
れ、循環水ポンプ出口弁７０、復水器水室入口弁７１を
経て、循環水配管５を通って復水器冷却器７２に冷却水
として流入する。さらに、復水器水室出口弁５７を経て
放水口９で海に排出される。復水器冷却器７２は、復水
器６を冷却するものであって、復水器水室７４と、伝熱
管である復水器冷却水管７とを有する。循環水ポンプ１
は、母線３から遮断器４を介して一定周波数の交流電源
を供給された循環水ポンプ用電動機２により駆動され
る。遮断器４は通常は閉している。

【０００３】タービン１０は蒸気により回転し、このタ
ービン１０の軸に直結された発電機１１により発電され
プラントの出力を得る。通常運転中は、発電機１１の電
力を検出する発電機電力検出器１５により発電機電力を
監視し、プラント定格出力を確保するように運転する。
この際、復水器６はタービン１０の排気のうちの蒸気を
凝縮させて水に戻し復水とする。この凝縮を効果的に行
なうのために、空気抽出器空気入口弁１７を介して空気
抽出器１６により、非凝縮性ガスを復水器６外に排出
し、復水器６の真空度を維持する復水器空気抽出ライン
を持っている。空気抽出器１６は蒸気流によって駆動さ
れる。

【０００４】一般的にプラントの安定運転のためには、
この復水器６の真空度をある範囲に制限する必要があ
る。そのため、循環水ポンプ１と復水器冷却水管７との
間に設けた復水器入口冷却水温度検出器１２からの復水
器入口冷却水温度信号と復水器冷却水管出口に設けた復
水器出口冷却水温度検出器１３からの復水器出口冷却水
温度信号の差を復水器冷却水出入口温度差として監視す
る。

【０００５】そして、復水器冷却水出入口温度差が制限
値を超えない範囲で、復水器冷却水管７の逆洗・ボール
洗浄により変化する復水器６の清浄度を洗浄能力の高い
ボール洗浄を実施するかどうか判断して運用を行なうと
ともに、空気抽出器空気入口弁１７の開度の手動による
制御で復水器６の真空度を制限内に収める。

【０００６】空気抽出器空気入口弁１７は通常運転中は
全開としているが、復水器６が過真空状態になった場合
には、弁開度を絞って真空度を下げる。また、洗浄を行
なわないと、海水に含まれる貝などの海生生物が復水器
冷却水管７に付着し、清浄度が低下、すなわち冷却水に
よる熱交換性能が低下する。このため、通常は定期的に
復水器冷却水管７の逆洗・ボール洗浄を実施し、清浄度
の維持を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の復水器真空度制御系統においては、復水器６の真空度
に余裕がある場合に空気抽出器空気入口弁１７の開度を
絞って真空度を調整したとしても、循環水配管５や復水
器冷却水管７の流路抵抗が一定、すなわち復水器６の清
浄度が一定の場合、循環水ポンプ１の消費する動力はほ
とんど変化しない。

【０００８】復水器６の真空度は、冷却水量が多ければ
上昇するが、逆に真空度に余裕があれば、冷却水量を低
下させることで、循環水ポンプの消費動力を低下させる
ことができる。それにもかかわらず一定の回転数で運転
し、一定の流量を流し続ける循環水ポンプは無駄な動力
を消費していることになる。

【０００９】また、これとは別の運用で、発電機出力を
増加させたい場合に、一定の回転数で運転する循環水ポ
ンプではその流量を増加させることで復水器熱交換量を
増加させることができない。

【００１０】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたものであり、復水器真空度を制御し、循環水ポンプ
の消費動力を低減することができる復水器システムを提
供することを目的とする。

【００１１】また、これ以外に循環水ポンプの回転数を
上昇側に変化させ循環水ポンプの流量を増加させること
により復水器真空度を制御し、発電機出力を増加させる
ことができる復水器システムを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的の少な
くとも一部を達成するものであって、請求項１に記載の
発明は、蒸気タービン発電プラントの蒸気タービン排気
を冷却して復水にするための復水器と、前記復水器内の
非凝縮性ガスを排出する空気抽出器と、冷却水を導入し
て前記復水器を冷却する復水器冷却器と、前記復水器冷
却器に前記冷却水を送るための循環水ポンプと、前記循
環水ポンプを駆動する電動機と、前記復水器冷却器の冷
却能力を調整するべく前記循環水ポンプの回転数を制御
する制御手段と、を有すること、を特徴とする。

【００１３】請求項１に記載の発明によれば、循環水ポ
ンプの回転数を変化させることによって流量を変化さ
せ、復水器冷却器の冷却能力を調整し、循環水ポンプの
消費動力の無駄を削減することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の復水器システムにおいて、前記制御手段は、実
測データに基いて、前記復水器の真空度、前記発電プラ
ントの発電出力、前記復水器冷却器に導入される前の前
記冷却水の温度、前記復水器冷却器に導入される前と復
水器冷却器を出た後の前記冷却水の温度差、前記復水器
冷却器に導入される前記冷却水の流量、前記復水器冷却
器内の前記冷却水の流速、前記復水器冷却器内の差圧、
のうちの少なくとも一つが所定の範囲にはいることを目
標として制御するものであること、を特徴とする。請求
項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明によ
る作用・効果が得られるほか、実測データに基く制御を
実現できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の復水器システムにおいて、前記制御手
段は、前記電動機に供給する電力の周波数を制御するも
のであること、を特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の発明による作用・効果が得られるほ
か、循環水ポンプを駆動する電動機の省電力を具体的に
実現できる。

【００１７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記循環水ポンプおよび電動機は複数組あって、前記制
御手段は、前記複数組のうちの一部の組のみの回転数を
制御するものであること、を特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
ないし３のいずれかに記載の発明による作用・効果が得
られるほか、制御手段の設備費用を必要最小限に抑える
ことができる。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし４のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記制御手段は、前記プラントの発電電力が通常運転中
にそのプラントの定格出力を下回らないように、前記循
環水ポンプの回転数を制御するものであること、を特徴
とする。請求項５に記載の発明によれば、請求項１ない
し４のいずれかに記載の発明による作用・効果が得られ
るほか、プラント定格出力を維持することができる。

【００２０】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
ないし５のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記制御手段は、前記復水器冷却水入口と復水器冷却水
出口での冷却水の温度差が所定の制限値を超えないよう
に前記循環水ポンプの回転数を制御するものであるこ
と、を特徴とする。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
ないし５のいずれかに記載の発明による作用・効果が得
られるほか、復水器冷却水出入口温度差制限を維持する
ことができる。

【００２２】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
ないし６のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記制御手段は、前記復水器冷却器内の前記冷却水の平
均流速が、海棲生物付着防止または配管浸食防止のため
の制限幅を逸脱しないように前記循環水ポンプの回転数
を制御するものであること、を特徴とする。

【００２３】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
ないし６のいずれかに記載の発明による作用・効果が得
られるほか、海棲生物付着防止または配管浸食防止の機
能を維持することができる。

【００２４】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
ないし７のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記制御手段は、前記復水器冷却器内の冷却水管内差圧
が、冷却水管洗浄のためのボールが当該冷却水管を通過
するための必要最低限以上の差圧を維持するように、前
記循環水ポンプの回転数を制御するものであること、を
特徴とする。

【００２５】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
ないし７のいずれかに記載の発明による作用・効果が得
られるほか、復水器の冷却水管の洗浄機能を保持するこ
とができる。

【００２６】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
ないし８のいずれかに記載の復水器システムにおいて、
前記制御手段は、前記復水器内の真空度が、タービン振
動の恐れのある過真空域下限以下で、かつ、タービント
リップの恐れのある注意域上限以上の安定運転範囲内に
維持されるように、前記循環水ポンプの回転数を制御す
るものであること、を特徴とする。請求項９に記載の発
明によれば、請求項１ないし８のいずれかに記載の発明
による作用・効果が得られるほか、復水器の安定運転を
維持することができる。

【００２７】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１ないし９のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、選択的に、前記循環水ポンプの回転数を制御するこ
となしに前記循環水ポンプを駆動するための直接駆動手
段をさらに有すること、を特徴とする。

【００２８】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
１ないし９のいずれかに記載の発明による作用・効果が
得られるほか、循環水ポンプの回転数を変化させる制御
手段などに不適合が発生した場合やメンテナンス時に
も、プラントの運転を継続することが可能となる。ま
た、循環水ポンプ制御手段を追設したことによりかえっ
て循環水ポンプへの供給電力が増加してしまうような事
態を回避することができる。

【００２９】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１ないし１０のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、前記空気抽出器は蒸気で駆動されるものであって、
前記空気抽出器に供給する蒸気流量を制御する手段とを
さらに有すること、を特徴とする。

【００３０】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１ないし１０のいずれかに記載の発明による作用・効果
が得られるほか、タービンに悪影響を与える過真空状態
となった場合にも、真空度を安定運転範囲内に収めるこ
とができる。

【００３１】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１ないし１１のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、前記復水器と前記空気抽出器の間に空気抽出器入口
弁が配置され、この空気抽出器入口弁の開度を制御する
手段をさらに有すること、を特徴とする。

【００３２】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１ないし１１のいずれかに記載の発明による作用・効果
が得られるほか、空気抽出器から抽出される空気の量を
直接的に制御できる。

【００３３】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１ないし１２のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、前記循環水ポンプは複数あって、前記循環水ポンプ
の一部がトリップした場合に、トリップした循環水ポン
プが供給していた前記復水器冷却器の部分の少なくとも
一部に、運転を継続している残りの循環水ポンプからの
冷却水の少なくとも一部を供給できるように前記冷却水
の流路を切り替える手段をさらに有すること、を特徴と
する。

【００３４】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１ないし１２のいずれかに記載の発明による作用・効果
が得られるほか、複数の循環水ポンプのうちの一部がト
リップした場合に、流路切換えによって、運転を継続し
ている残りの循環水ポンプを利用し、復水器の真空度
を、タービンが運転継続可能な許容範囲内に収め、かつ
運転を継続している残りの循環水ポンプの運転継続可能
な許容範囲内に収めることができる。

【００３５】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
１ないし１３のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、前記循環水ポンプは複数あって、前記循環水ポンプ
の一部がトリップした場合に、運転を継続している残り
の循環水ポンプの回転数を制御する手段を有すること
を、特徴とする。

【００３６】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１ないし１３のいずれかに記載の発明による作用・効果
が得られるほか、複数の循環水ポンプのうちの一部がト
リップした場合に、運転を継続している循環水ポンプの
回転数を増大させることによって、循環水ポンプのトリ
ップによる全体冷却水流量の減少分をある程度補うこと
もでき、また、運転を継続している循環水ポンプの流量
が過大になることを防止することもできる。また、適正
なプラントの発電機出力に低下させて、プラントの運転
を継続することもできる。

【００３７】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
１ないし１４のいずれかに記載の復水器システムにおい
て、前記電動機の定格動力および周波数制限、並びに前
記循環水ポンプの流量制限を超えないように前記循環水
ポンプの回転数を制御する手段を有することを、特徴と
する。

【００３８】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
１ないし１４のいずれかに記載の発明による作用・効果
が得られるほか、循環水ポンプの回転数を上昇させてプ
ラントの発電機出力を増加させる運転を行なった場合に
も安定にプラントの運転を継続させることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１４を参照して本
発明の種々の実施の形態について説明する。ここで、従
来技術と、または相互に、同一もしくは類似の部分には
共通の符号を付して、重複説明は省略する。

【００４０】［第１の実施の形態］図１は、本発明に係
る復水器システムの第１の実施の形態を示す系統構成図
である。この第１の実施の形態は、図１５に示した従来
例に対し、循環水ポンプ用電動機２の回転数を制御する
循環水ポンプ制御装置２０が設けられている点が異な
る。循環水ポンプ制御装置２０には、可変周波数電源装
置１８と、復水器真空度制御器１９と、２個の遮断器４
が含まれている。復水器真空度制御器１９は、図示の例
では、復水器入口冷却水温度検出器１２、復水器出口冷
却水温度検出器１３、復水器真空度検出器１４から信号
を入力でき、可変周波数電源装置１８を制御するように
なっている。

【００４１】可変周波数電源装置１８は、母線３からの
電力を受けて循環水ポンプ用電動機２に供給する電力の
周波数を制御でき、それによって電動機２および循環水
ポンプ１の回転数を制御できるようになっている。この
構成で、復水器真空度制御器１９により循環水ポンプ１
の回転数を変化させ、復水器真空度を制御して、循環水
ポンプ１に供給する電力を低減できる。なお、母線３と
可変周波数電源装置１８の間、および可変周波数電源装
置１８と電動機２の間のそれぞれに、遮断器４が接続さ
れている。

【００４２】図１では、可変周波数電源装置１８を利用
する場合を記載しているが、循環水ポンプ１の回転数を
変化させる装置としては、他に、流体継手や可変速電動
機や遊星歯車などを利用することも可能である。

【００４３】図２は、本発明の第１の実施の形態の復水
器真空度制御器１９を示す。ここでは、電源周波数演算
器３１を設けており、復水器真空度検出器１４からの復
水器真空度信号２３が電源周波数演算器３１により演算
された電源周波数制御信号３２を循環水ポンプ１の駆動
部に出力し、循環水ポンプ１の回転数を変化させること
により、循環水ポンプ１への供給電力を低減できる。

【００４４】図３は、図１の実施の形態の作用効果を説
明するための循環水ポンプ特性図である。従来は、循環
水ポンプ１は一定回転数で運転しているため、図３
（ａ）に示すように、通常運転中は循環水ポンプ流量は
変化せず、運転点３６は固定されており、軸動力は一定
である。循環水ポンプ流量が変化した場合も、循環水ポ
ンプ軸動力は３５の曲線状でほぼ変化なく必要となる。
ここで、運転点３６は循環水系流路抵抗３３および循環
水ポンプ全揚程３４の交点として決まる。

【００４５】これに対し、本実施の形態によると、電源
周波数制御信号３２を可変周波数電源装置１８に出力し
た場合に循環水ポンプ全揚程は循環水ポンプ回転数の２
乗に比例することから、図３（ｂ）に示すように、回転
数低減後循環水ポンプ全揚程は３４の曲線から３７の曲
線に低下する。これにより循環水ポンプ運転点も３６か
ら回転数低減後運転点３９に移動し、循環水ポンプ流量
が低下する。また、循環水ポンプ軸動力は循環水ポンプ
回転数の３乗に比例することから、回転数低減後循環水
ポンプ軸動力は３５の曲線から３８の曲線に低下し、循
環水ポンプ軸動力、すなわち循環水ポンプへの供給電力
が低下することになる。

【００４６】［第２の実施の形態］第２の実施の形態
は、図２に示した第１の実施の形態において、復水器真
空度検出器１４に代えて、発電機１１からの出力を検出
する発電機出力検出器１５（図１）を設け、復水器真空
度信号２３に代えてプラントの発電機出力信号にて構成
したものである（図示せず）。プラントの発電機出力信
号が電源周波数演算器３１により演算された電源周波数
制御信号３２を循環水ポンプ１の駆動部に出力し、循環
水ポンプ１の回転数を変化させることにより、循環水ポ
ンプ１への供給電力を低減できる。

【００４７】［第３の実施の形態］第３の実施の形態
は、図２に示した第１の実施の形態において、復水器真
空度検出器１４に代えて復水器入口冷却水温度検出器１
２（図１）を設け、復水器真空度信号２３に代えて復水
器入口冷却水温度信号にて構成したものである（図示せ
ず）。復水器入口冷却水温度信号が電源周波数演算器３
１により演算された電源周波数制御信号３２を循環水ポ
ンプ１の駆動部に出力し、循環水ポンプ１の回転数を変
化させることにより、循環水ポンプ１への供給電力を低
減できる。

【００４８】さらに、変形例として、復水器入口冷却水
温度検出器１２からの復水器入口冷却水温度信号に代え
て海水温度検出器からの海水温度信号を用いることも可
能である。

【００４９】［第４の実施の形態］図４は、本発明の第
４の実施の形態の復水器真空度制御器１９を示す。この
第４の実施の形態は、図２に示した第１の実施の形態に
対し、復水器真空度検出器１４に代えて復水器入口冷却
水温度検出器１２と、復水器出口冷却水温度検出器１３
を利用することとし、復水器真空度制御器１９に温度偏
差演算器２４を設けたものである。

【００５０】復水器真空度信号２３に代えて、復水器入
口冷却水温度信号２１と復水器出口冷却水温度検出器１
３からの復水器出口冷却水温度信号２２が入力され、こ
れらの信号の差が温度偏差演算器２４にて演算され、復
水器冷却水出入口温度差信号２５が出力される。復水器
冷却水出入口温度差信号２５が電源周波数演算器３１に
より演算された電源周波数制御信号３２を循環水ポンプ
１の駆動部に出力し、循環水ポンプ１の回転数を変化さ
せることにより、循環水ポンプ１への供給電力を低減で
きる。

【００５１】［第５の実施の形態］第５の実施の形態
は、図２に示した第１の実施の形態において、復水器真
空度検出器１４に代えて循環水ポンプ流量検出器を設
け、復水器真空度信号２３に代えて、循環水ポンプ流量
信号を利用するものである（図示せず）。循環水ポンプ
流量信号が電源周波数演算器３１により演算された電源
周波数制御信号３２を循環水ポンプ１の駆動部に出力
し、循環水ポンプ１の回転数を変化させることにより、
循環水ポンプ１への供給電力を低減できる。

【００５２】図５は、本発明の第５の実施の形態の変形
例を示す。この図では、循環水ポンプ流量検出器を設け
ず、これに代えて循環水ポンプ流量は、復水器入口冷却
水温度検出器１２からの復水器入口冷却水温度信号２１
および復水器出口冷却水温度検出器１３からの復水器出
口冷却水温度信号２２を温度偏差演算器２４により演算
した偏差である復水器冷却水出入口温度差信号２５およ
び復水器の熱交換量を表す図示しない熱負荷信号より間
接的に算出する構成としている。本構成のように、第１
から第５の実施の形態全てについて、演算または変換な
どを行ない、間接的に制御用の信号を入力することも可
能である。

【００５３】なお、本構成にみられる制御用の信号の変
換の仕方は実施の形態の一例であり、温度から流量への
変換で構成したが、変換前および変換後の信号とも回転
数、真空度、発電機出力、熱負荷、温度、温度差、流
量、流速、差圧またはその他の制御量に変換して制御さ
せる構成とすることもできる。

【００５４】［第６の実施の形態］第６の実施の形態で
は、図１に示した第１の実施の形態において、循環水ポ
ンプの回転数を変化させるために可変周波数電源装置１
８に与える信号を生成する構成を具体的に記載する。

【００５５】図６は、本発明の第６の実施の形態を示
す。復水器真空度制御器１９内において、温度偏差演算
器２４と、第１の循環水ポンプ流量演算器２６と、第１
の循環水ポンプ流量設定器２７と、第１の低値選択器２
８と、復水器真空度設定器２９と、第２の低値選択器３
０と、電源周波数演算器３１とを設けている。

【００５６】第１の循環水ポンプ流量演算器２６と第１
の循環水ポンプ流量設定器２７からの流量信号とを第１
の低値選択器２８で比較し選択された低値の信号と、復
水器入口冷却水温度信号２１を復水器真空度設定器２９
に入力する。

【００５７】この復水器真空度設定器２９の中で復水器
特性関数により演算された設定値と復水器真空度検出器
１４からの復水器真空度信号２３とを第２の低値選択器
３０で比較し、選択された低値の信号である復水器真空
度制御信号を電源周波数演算器３１により、復水器入口
冷却水温度信号２１の補正も行ない演算された電源周波
数制御信号３２を循環水ポンプ１の駆動部に出力する。
これにより、循環水ポンプ１への供給電力を低減でき
る。

【００５８】第６の実施の形態は、図１５に示した従来
の実施の形態に対して、可変周波数電源装置１８と、遮
断器４とを追加して設けており、可変周波数電源装置１
８により循環水ポンプ用電動機２に供給する電力の周波
数および電圧を変化させることで電動機２および循環水
ポンプ１の回転数を変化させ、電源の母線３と循環水ポ
ンプ用電動機２との間に循環水ポンプ用電動機２への供
給電力を制御でき、復水器真空度制御器１９により復水
器真空度を制御しつつ、循環水ポンプ１に供給する電力
が低減できる。

【００５９】［第７の実施の形態］図７は、本発明の第
７の実施の形態を示す系統図である。この第７の実施の
形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、循環水
ポンプ１および循環水ポンプ用電動機２を複数組有する
循環水系において、循環水ポンプ制御装置２０を各々の
循環水ポンプ１ごとに設けたものである。なお、図７で
は、復水器６に設置される復水器冷却器７２の図を省略
している。この構成により、全ての循環水ポンプ１につ
いて動力を低減することが可能となり、大きな省電力効
果を生むことができる。

【００６０】［第８の実施の形態］図８は、本発明の第
８の実施の形態を示す系統図である。この第８の実施の
形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、循環水
ポンプ１および循環水ポンプ用電動機２を複数組有する
循環水系において、循環水ポンプ制御装置２０を一部の
循環水ポンプのみに設けたものである。この場合、循環
水ポンプ吐出連絡弁４０は全て開した状態で運用し、各
ポンプ１間での流量の不均一をなくして各復水器６に送
水してもよいし、閉した状態で運用することもできる。

【００６１】本実施の形態によれば、循環水ポンプ制御
装置２０の追設は一部のみとなるため初期の設備投資費
用を低く抑えることが可能となり、本制御装置を導入し
やすくすることができる。

【００６２】［第９の実施の形態］図９は、本発明の第
９の実施の形態を示す。この第９の実施の形態は、図６
に示した第６の実施の形態において、第１の循環水ポン
プ流量設定器２７に代えて循環水ポンプ流量制限器（定
格出力）４２を設けたものである。

【００６３】本実施の形態によれば、循環水ポンプ流量
制限器（定格出力）４２によりプラントの定格出力を維
持しながら、循環水ポンプ１への供給電力を低減するこ
とが可能となる。

【００６４】なお、本構成は復水器真空度制御器１９の
実施の形態の一例であり、第１の循環水ポンプ流量設定
器２７で設定される、循環水ポンプ１の回転数を制限す
る制限値を流量で構成したが、変形例として、回転数、
発電機出力、熱負荷、温度、温度差、真空度、流速、差
圧またはその他の制御量相当の設定値で電源周波数制御
信号を演算させる構成とすることもできる。

【００６５】［第１０の実施の形態］図９は、本発明の
第１０の実施の形態を示す。この第１０の実施の形態
は、図６に示した第６の実施の形態において、第１の循
環水ポンプ流量設定器２７に代えて循環水ポンプ流量制
限器（Δｔ）４１を設けたものである。

【００６６】本実施の形態によれば、復水器冷却水出入
口温度差制限値を流量相当に変換した値を出力する循環
水ポンプ流量制限器（Δｔ）４１により、復水器冷却水
出入口温度差をプラントの制限値内に保持しながら、循
環水ポンプ１への供給電力を低減することが可能とな
る。

【００６７】なお、図９では第９の実施の形態および第
１０の実施の形態を組み合わせた構成としており、両方
の制限値を使用して循環水ポンプ流量制限器（定格出
力）４２と循環水ポンプ流量制限器（Δｔ）４１の信号
を高値選択器４３により、厳しい方の制限値を採用して
制御する構成とすることができる。上述のように、循環
水ポンプ流量制限器（定格出力）４２または循環水ポン
プ流量制限器（Δｔ）４１の一方のみとする構成も可能
である。

【００６８】［第１１の実施の形態］第１１の実施の形
態は、図６に示した第６の実施の形態において、第１の
循環水ポンプ流量設定器２７に代えて復水器冷却水管７
（図１）内の平均流速制限による循環水ポンプ流量制限
器を設けたものである（図示せず）。

【００６９】本実施の形態によれば、復水器冷却水管内
の平均流速制限値を流量相当に変換した値を出力する循
環水ポンプ流量制限器により、海棲生物付着防止または
配管浸食防止の機能を損なわずに、循環水ポンプ１への
供給電力を低減することが可能となる。

【００７０】［第１２の実施の形態］第１２の実施の形
態は、図６に示した第６の実施の形態において、第１の
循環水ポンプ流量設定器２７に代えて、復水器洗浄のた
めのボールが復水器冷却水管７（図１）を通過するため
の管内差圧制限による循環水ポンプ流量制限器を設けた
ものである（図示せず）。

【００７１】本実施の形態によれば、復水器洗浄用ボー
ルが復水器冷却水管を通過するための必要最低限の管内
差圧を流量相当に変換した値を出力する循環水ポンプ流
量制限器により、復水器の洗浄機能は保持したままで、
循環水ポンプ１への供給電力を低減することが可能とな
る。

【００７２】［第１３の実施の形態］第１３の実施の形
態は、図６に示した第６の実施の形態において、第１の
循環水ポンプ流量設定器２７に代えて復水器真空度制限
器を設けたものである（図示せず）。

【００７３】本実施の形態によれば、タービン振動の恐
れのある過真空域下限以下で、かつタービントリップの
恐れのある注意域上限以上の復水器真空度制限幅を流量
相当に変換した制限幅を出力する復水器真空度制限器に
より、復水器真空度をタービン振動の恐れのある過真空
域下限以下で、タービントリップの恐れのある注意域上
限以上の安定運転範囲内に維持しつつ、循環水ポンプ１
への供給電力を低減することが可能となる。

【００７４】［第１４の実施の形態］図１０は、本発明
の第１４の実施の形態を示す系統図である。この第１４
の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態におい
て、可変周波数電源装置１８をバイパスする可変周波数
電源装置バイパスライン４４と、本ライン４４の上の遮
断器４ａを追設したものである。

【００７５】また、図１１は、本発明の第１４の実施の
形態の復水器真空度制御器１９を示す。ここでは、復水
器真空度制御器１９は、可変周波数電源装置１８の故障
を検出する可変周波数電源故障検出手段４５と、復水器
真空度制御器１９の故障を検出する復水器真空度制御器
故障検出手段４６と、供給電力低減量０以下検出手段４
７と、論理和回路５１とを備えている。

【００７６】可変周波数電源故障検出手段４５、復水器
真空度制御器故障検出手段４６、供給電力低減量０以下
検出手段４７はそれぞれ、可変周波数電源故障信号４
８、復水器真空度制御器故障信号４９、供給電力低減量
０以下信号５０を論理和回路５１に出力する。供給電力
低減量０以下信号５０は、循環水ポンプ用電動機２の定
格回転数での供給電力と電源周波数制御信号３２を入力
した場合の可変周波数電源装置１８の供給電力の比較を
行なった上で、供給電力低減量が０以下であることを検
出する信号である。論理和回路５１の出力信号として、
可変周波数電源ライン切替信号５２が出力される。

【００７７】本実施の形態によれば、可変周波数電源故
障検出手段４５、復水器真空度制御器故障検出手段４６
または供給電力低減量０以下検出手段４７の信号成立に
より、可変周波数電源装置バイパスライン４４に切り替
えて、可変周波数電源装置１８をバイパスすることがで
きる。これにより、可変周波数電源１８や復水器真空度
制御器１９の故障が発生した場合や、図示はしていない
が循環水ポンプ制御装置のメンテナンスを行なう場合な
どにも、プラントの運転を継続することが可能となり、
プラントの稼働率の低下を防止できる。また、循環水ポ
ンプ制御装置２０を追設したことによりかえって循環水
ポンプ１への供給電力が増加してしまうような事態を回
避することが可能となる。

【００７８】［第１５の実施の形態］図１２は、本発明
の第１５の実施の形態を示す。この第１５の実施の形態
は、図６に示した第６の実施の形態において、復水器真
空度上限設定器５３と、真空度偏差演算器５４と、真空
度／蒸気量制御量変換器５５とを追設したものである。

【００７９】本実施の形態によれば、第２の低値選択器
３０から出力される復水器真空度制御信号と復水器真空
度上限設定器５３からの信号から真空度偏差演算器５４
により演算された偏差信号を、真空度／蒸気量制御量変
換器５５により信号変換し、復水器６の空気抽出器１６
（図１）の駆動蒸気を制御する空気抽出器駆動蒸気量制
御信号５６を空気抽出器駆動蒸気制御器（図示せず）に
出力する。これにより、タービンに悪影響を与える過真
空状態となった場合にも、真空度を安定運転範囲内に収
めることが可能となる。

【００８０】［第１６の実施の形態］第１６の実施の形
態は、図１２に示した第１５の実施の形態において、真
空度／蒸気量制御量変換器５５を真空度／弁開度蒸気量
制御量変換器に置き換えたものである（図示せず）。

【００８１】本実施の形態によれば、復水器の空気抽出
器空気入口弁１７（図１）の開度を制御する空気抽出器
空気入口弁制御信号を空気抽出器空気入口弁１７に出力
し、復水器６の空気抽出量を制御することにより、ター
ビンに悪影響を与える過真空状態となった場合にも、真
空度を安定運転範囲内に収めることができる。

【００８２】［第１７の実施の形態］図１３は、本発明
の第１７の実施の形態を示す。この第１７の実施の形態
は、図２に示した第１の実施の形態において、復水器入
口冷却水温度検出器１２と、循環水ポンプトリップ対象
検出手段５８と、循環水ポンプ吐出連絡弁開閉検出手段
５９と、第２の循環水ポンプ流量演算器６０と、第２の
循環水ポンプ流量設定器６１と、流量偏差演算器６２
と、流量／弁開度制御量変換器６３と、循環水ポンプ運
転状態切替器６５とを追設したものである。

【００８３】本実施の形態によれば、復水器入口冷却水
温度検出器１２からの復水器入口冷却水温度信号２１と
復水器真空度検出器１４からの復水器真空度信号２３を
入力して現状の循環水ポンプ流量を演算する第２の循環
水ポンプ流量演算器６０に対し、循環水ポンプトリップ
対象検出手段５８からの循環水ポンプトリップ状態信号
と、循環水ポンプ吐出連絡弁開閉検出手段５９からの循
環水ポンプ吐出連絡弁開閉状態信号を循環水ポンプ運転
状態切替器６５に入力して得られた循環水ポンプ運転状
態切替信号を入力し、循環水ポンプトリップ状態に基づ
いた循環水ポンプ流量の補正をかける。

【００８４】これにより、正確な運転状態を把握できる
とともに、本流量信号と第２の循環水ポンプ流量設定器
６１とを流量偏差演算器６２に入力して得られた偏差を
流量／弁開度制御量変換器６３で弁開度制御量に変換
し、復水器水室出口弁制御信号６４として復水器水室出
口弁５７（図１）の開度を制御することができる。ま
た、複数の循環水ポンプ１のうちの一部がトリップした
場合に、運転を継続している残りの復水器水室出口弁５
７の開度を制御することで、真空度をタービンが運転継
続可能な許容範囲内に収め、かつ運転を継続している残
りの循環水ポンプ１の運転継続可能な許容範囲内に収め
ることが可能となる。

【００８５】［第１８の実施の形態］図１４は、本発明
の第１８の実施の形態を示す。この第１８の実施の形態
は、図６に示した第６の実施の形態において、循環水ポ
ンプトリップ対象検出手段５８と、循環水ポンプ吐出連
絡弁開閉検出手段５９と、循環水ポンプ運転状態切替器
６５とを追設したものである。

【００８６】本実施の形態によれば、循環水ポンプトリ
ップ対象検出手段５８からの循環水ポンプトリップ状態
信号と、循環水ポンプ吐出連絡弁開閉検出手段５９から
の循環水ポンプ吐出連絡弁開閉状態信号を循環水ポンプ
運転状態切替器６５に入力する。循環水ポンプ運転状態
切替器６５で得られた循環水ポンプ運転状態切替信号を
それぞれ第１の循環水ポンプ流量演算器２６、第１の循
環水ポンプ流量設定器２７、復水器真空度設定器２９、
電源周波数演算器３１に入力する。

【００８７】第１の循環水ポンプ流量演算器２６、復水
器真空度設定器２９、電源周波数演算器３１では流量状
態の補正をかけ、第１の循環水ポンプ流量設定器２７で
は、循環水ポンプ１の運転状態に応じたプラントの発電
機出力相当の流量設定値に変更を行なうことができる。

【００８８】例えば、複数の循環水ポンプ１のうちの一
部がトリップした場合に、運転を継続している循環水ポ
ンプ１の流量を増やして、一部の循環水ポンプ１がトリ
ップしたことによる全体の冷却水流量をある程度補うこ
とができる。また、運転を継続している循環水ポンプ１
の流量が過大になるのを防ぐように制御することも可能
である。このようにして、プラントの運転を継続するこ
とができる。

【００８９】［第１９の実施の形態］第１９の実施の形
態は、図６に示した第６の実施の形態において、第１の
循環水ポンプ流量設定器２７に代えて循環水ポンプ用電
動機２の定格動力、周波数制限および循環水ポンプ１の
流量制限を満足する流量制限値を設定する流量設定器を
設け、また第１の低値選択器２８に代えて高値選択器を
設けたものである（図示せず）。

【００９０】本実施の形態によれば、循環水ポンプの回
転数を上昇させてプラントの発電機出力を増加させる運
転を行なった場合にも安定にプラントの運転を継続させ
ることができる。なお、以上第１から第１９の実施の形
態の各特徴を種々に組み合わせた構成とすることもでき
る。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の循環水ポ
ンプ制御装置においては、循環水ポンプの回転数を低下
させることにより、プラントの所内動力を低減すること
が可能となる。また、循環水ポンプの回転数を上昇させ
ることにより、プラントの出力を上昇させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る復水器システムの第１の実施の形
態を示す系統図。

【図２】図１の復水器真空度制御器の一例を示すブロッ
ク構成図。

【図３】図１の復水器システムの作用効果を説明するた
めの循環水ポンプ特性図であって、（ａ）は従来の技術
の場合を示し、（ｂ）は図１の復水器システムの場合と
従来の技術の場合とを比較して示す。

【図４】本発明に係る復水器システムの第４の実施の形
態における復水器真空度制御器の一例を示すブロック構
成図。

【図５】本発明に係る復水器システムの第５の実施の形
態における復水器真空度制御器の一例を示すブロック構
成図。

【図６】本発明に係る復水器システムの第６の実施の形
態における復水器真空度制御器の一例を示すブロック構
成図。

【図７】本発明に係る復水器システムの第７の実施の形
態を示す概略系統図。

【図８】本発明に係る復水器システムの第８の実施の形
態を示す概略系統図。

【図９】本発明に係る復水器システムの第９および第１
０の実施の形態における復水器真空度制御器の一例を示
すブロック構成図。

【図１０】本発明に係る復水器システムの第１４の実施
の形態を示す系統図。

【図１１】図１０の復水器真空度制御器の一例を示すブ
ロック構成図。

【図１２】本発明に係る復水器システムの第１５の実施
の形態における復水器真空度制御器の一例を示すブロッ
ク構成図。

【図１３】本発明に係る復水器システムの第１７の実施
の形態における復水器真空度制御器の一例を示すブロッ
ク構成図。

【図１４】本発明に係る復水器システムの第１８の実施
の形態における復水器真空度制御器の一例を示すブロッ
ク構成図。

【図１５】従来の復水器システムの系統図。

【符号の説明】

１…循環水ポンプ、２…循環水ポンプ用電動機、３…母
線、４…遮断器、４ａ…遮断器、５…循環水ポンプ配
管、６…復水器、７…復水器冷却水管、８…取水口、９
…放水口、１０…タービン、１１…発電機、１２…復水
器入口冷却水温度検出器、１３…復水器出口冷却水温度
検出器、１４…復水器真空度検出器、１５…発電機電力
検出器、１６…空気抽出器、１７…空気抽出器空気入口
弁、１８…可変周波数電源装置、１９…復水器真空度制
御器、２０…循環水ポンプ制御装置、２１…復水器入口
冷却水温度信号、２２…復水器出口冷却水温度信号、２
３…復水器真空度信号、２４…温度偏差演算器、２５…
復水器冷却水出入口温度差信号、２６…第１の循環水ポ
ンプ流量演算器、２７…第１の循環水ポンプ流量設定
器、２８…第１の低値選択器、２９…復水器真空度設定
器、３０…第２の低値選択器、３１…電源周波数演算
器、３２…電源周波数制御信号、３３…循環水系流路抵
抗、３４…循環水ポンプ全揚程、３５…循環水ポンプ軸
動力、３６…運転点、３７…回転数低減後循環水ポンプ
全揚程、３８…回転数低減後循環水ポンプ軸動力、３９
…回転数低減後運転点、４０…循環水ポンプ吐出連絡
弁、４１…循環水ポンプ流量制限器（Δｔ）、４２…循
環水ポンプ流量制限器（定格出力）、４３…高値選択
器、４４…可変周波数電源装置バイパスライン、４５…
可変周波数電源故障検出手段、４６…復水器真空度制御
器故障検出手段、４７…供給電力低減量０以下検出手
段、４８…可変周波数電源故障信号、４９…復水器真空
度制御器故障信号、５０…供給電力低減量０以下信号、
５１…論理和回路、５２…可変周波数電源ライン切替信
号、５３…復水器真空度上限設定器、５４…真空度偏差
演算器、５５…真空度／蒸気量制御量変換器、５６…空
気抽出器駆動蒸気量制御信号、５７…復水器水室出口
弁、５８…循環水ポンプトリップ対象検出手段、５９…
循環水ポンプ吐出連絡弁開閉検出手段、６０…第２の循
環水ポンプ流量演算器、６１…第２の循環水ポンプ流量
設定器、６２…流量偏差演算器、６３…流量／弁開度制
御量変換器、６４…復水器水室出口弁制御信号、６５…
循環水ポンプ運転状態切替器、６６…循環水ポンプ流量
信号、７０…循環水ポンプ出口弁、７１…復水器入口
弁、７２…復水器冷却器、７４…復水器水室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保坂 一志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービン発電プラントの蒸気タービ
   ン排気を冷却して復水にするための復水器と、 前記復水器内の非凝縮性ガスを排出する空気抽出器と、 冷却水を導入して前記復水器を冷却する復水器冷却器
   と、 前記復水器冷却器に前記冷却水を送るための循環水ポン
   プと、 前記循環水ポンプを駆動する電動機と、 前記復水器冷却器の冷却能力を調整するべく前記循環水
   ポンプの回転数を制御する制御手段と、 を有すること、を特徴とする復水器システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の復水器システムにおい
   て、前記制御手段は、実測データに基いて、前記復水器
   の真空度、前記発電プラントの発電出力、前記復水器冷
   却器に導入される前の前記冷却水の温度、前記復水器冷
   却器に導入される前と復水器冷却器を出た後の前記冷却
   水の温度差、前記復水器冷却器に導入される前記冷却水
   の流量、前記復水器冷却器内の前記冷却水の流速、前記
   復水器冷却器内の差圧、のうちの少なくとも一つが所定
   の範囲にはいることを目標として制御するものであるこ
   と、を特徴とする復水器システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の復水器システ
   ムにおいて、前記制御手段は、前記電動機に供給する電
   力の周波数を制御するものであること、を特徴とする復
   水器システム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記循環水ポンプおよび電動機
   は複数組あって、前記制御手段は、前記複数組のうちの
   一部の組のみの回転数を制御するものであること、を特
   徴とする復水器システム。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記制御手段は、前記プラント
   の発電電力が通常運転中にそのプラントの定格出力を下
   回らないように、前記循環水ポンプの回転数を制御する
   ものであること、を特徴とする復水器システム。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記制御手段は、前記復水器冷
   却水入口と復水器冷却水出口での冷却水の温度差が所定
   の制限値を超えないように前記循環水ポンプの回転数を
   制御するものであること、を特徴とする復水器システ
   ム。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記制御手段は、前記復水器冷
   却器内の前記冷却水の平均流速が、海棲生物付着防止ま
   たは配管浸食防止のための制限幅を逸脱しないように前
   記循環水ポンプの回転数を制御するものであること、を
   特徴とする復水器システム。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記制御手段は、前記復水器冷
   却器内の冷却水管内差圧が、冷却水管洗浄のためのボー
   ルが当該冷却水管を通過するための必要最低限以上の差
   圧を維持するように、前記循環水ポンプの回転数を制御
   するものであること、を特徴とする復水器システム。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の復
   水器システムにおいて、前記制御手段は、前記復水器内
   の真空度が、タービン振動の恐れのある過真空域下限以
   下で、かつ、タービントリップの恐れのある注意域上限
   以上の安定運転範囲内に維持されるように、前記循環水
   ポンプの回転数を制御するものであること、を特徴とす
   る復水器システム。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    復水器システムにおいて、選択的に、前記循環水ポンプ
    の回転数を制御することなしに前記循環水ポンプを駆動
    するための直接駆動手段をさらに有すること、を特徴と
    する復水器システム。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の復水器システムにおいて、前記空気抽出器は蒸気で駆
    動されるものであって、前記空気抽出器に供給する蒸気
    流量を制御する手段とをさらに有すること、を特徴とす
    る復水器システム。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    の復水器システムにおいて、前記復水器と前記空気抽出
    器の間に空気抽出器入口弁が配置され、この空気抽出器
    入口弁の開度を制御する手段をさらに有すること、を特
    徴とする復水器システム。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれかに記載
    の復水器システムにおいて、前記循環水ポンプは複数あ
    って、前記循環水ポンプの一部がトリップした場合に、
    トリップした循環水ポンプが供給していた前記復水器冷
    却器の部分の少なくとも一部に、運転を継続している残
    りの循環水ポンプからの冷却水の少なくとも一部を供給
    できるように前記冷却水の流路を切り替える手段をさら
    に有すること、を特徴とする復水器システム。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれかに記載
    の復水器システムにおいて、前記循環水ポンプは複数あ
    って、前記循環水ポンプの一部がトリップした場合に、
    運転を継続している残りの循環水ポンプの回転数を制御
    する手段を有することを、特徴とする復水器システム。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４のいずれかに記載
    の復水器システムにおいて、前記電動機の定格動力およ
    び周波数制限、並びに前記循環水ポンプの流量制限を超
    えないように前記循環水ポンプの回転数を制御する手段
    を有することを、特徴とする復水器システム。