JP2010024871A - Generator output limit management method using intake-drain water temperature difference in condenser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電所の復水器で利用する海水等の取排水の温度管理技術に係り、特に取排水温度差により発電機の出力を制限管理する復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法に関する。 The present invention relates to temperature management technology for intake and drainage of seawater and the like used in a condenser at a power plant, and in particular, power generation by the temperature difference of intake and discharge in a condenser that limits and controls the output of a generator due to the difference in intake and discharge temperature. It is related with the management method of the output restriction of a machine.
発電所においてタービンで利用した蒸気は、復水器で復水に替える。この復水器を冷却する際に海水、河川水等を利用している。この冷却に利用する海水は取水口から取水し、循環ポンプで復水器に供給する。この海水は復水器で熱交換され、排水口から海域のような公共水域に排出している。このときの取水口から取水したときの温度と、排水口から排水したときの温度とでは温度差が生じ、これを取排水の温度差という。 Steam used in the turbine at the power plant is converted to condensate by a condenser. When cooling this condenser, seawater, river water, etc. are used. Seawater used for this cooling is taken from the intake and supplied to the condenser by a circulation pump. This seawater is heat-exchanged by a condenser and discharged from a drain outlet to a public water area such as a sea area. There is a temperature difference between the temperature when the water is taken from the water intake and the temperature when the water is discharged from the drain, and this is called the temperature difference of the drainage.
このように発電プラントの運転に際しては、大量の海水を取水し、利用した後排水している。公共水域に放流される排水は、水温上昇により海生生物に悪影響を与えることがある。そこで、この排水については、海生生物の保護のためにその取排水温度差に制約がある。例えば、発電所では、取排水温度差が1日平均値で7℃以下、また瞬時値では10℃以下になるように地方自治体と協定を結んでいる。 Thus, when operating a power plant, a large amount of seawater is taken and drained after being used. Drainage discharged into public water bodies can adversely affect marine life due to rising water temperatures. For this reason, there is a restriction on the temperature difference between the intake and drainage for the protection of marine organisms. For example, power plants have agreements with local governments so that the daily temperature difference is 7 ° C or less on average and 10 ° C or less on an instantaneous value.
例えば、夏季では海水温度の上昇や海水中の藻類、貝類の繁殖の影響で復水器の冷却能力が低下する傾向がある。復水の飽和温度が上昇するため、その熱を奪った後の海水温度も上昇し、取排水温度差が上昇する。このため、最大負荷で運転すると協定値を守ることが厳しい状況にある。このとき、オペレータは環境監視装置の取排水温度差に基づき発電機の出力を調整していた。 For example, in summer, the cooling capacity of the condenser tends to decrease due to the rise in seawater temperature and the influence of algae and shellfish in the seawater. Since the saturation temperature of the condensate rises, the seawater temperature after depriving of the heat also rises, and the temperature difference between intake and drainage rises. For this reason, when operating at the maximum load, it is difficult to maintain the agreed value. At this time, the operator adjusted the output of the generator based on the temperature difference between the intake and drainage of the environmental monitoring device.
従来の環境監視装置では、オペレータは現時点から0時にさかのぼった取排水温度差の累積平均は確認できる。またその時点の出力を継続した場合の24時までの予測平均温度差も確認できる。しかし、環境監視装置は、協定値内に収まる範囲内で発生できる発電機出力を演算する機能は無かった。そこで、取排水温度差と発電機出力の実績から協定値内に収まるようにオペレータが出力調整を行っていた。オペレータの人的な判断に基づくため、その人的ミスにより協定値を超過するおそれがあった。そのために、オペレータに過度の操作負担を強いるという問題を有していた。 In the conventional environmental monitoring device, the operator can confirm the cumulative average of the temperature difference of intake and drainage dates back to 0:00 from the present time. Also, the predicted average temperature difference up to 24:00 when the output at that time is continued can be confirmed. However, the environmental monitoring device has no function to calculate the generator output that can be generated within a range that falls within the agreed value. Therefore, the operator has adjusted the output so that it is within the agreed value based on the temperature difference between intake and drainage and the output of the generator. Since it is based on the operator's personal judgment, there is a risk of exceeding the agreed value due to the human error. For this reason, there is a problem that an excessive operation burden is imposed on the operator.
因みに温排水の排出量を低減でき、かつ発電プラントの電気出力を増大する技術は種々提案されている。例えば、特許文献1の特開2001−194488公報「発電プラントの復水器冷却装置」に示すように、河川もしくは海洋に開口する取水口を有し、タービンから排出される蒸気が供給される復水器内に設けられた伝熱管に連絡された取水通路と、前記取水通路に設置され、前記取水口から取り入れられた冷却水を前記取水通路を通して前記伝熱管に供給するポンプと、前記伝熱管に連絡されて、河川もしくは海洋に開口する排水通路と、前記排水通路に連絡されて、前記取水口と前記ポンプとの間で前記取水通路に連絡される戻り通路と、前記戻り通路に設けられた冷却装置とを備えた発電プラントの復水器冷却装置が提案されている。
一方、取排水の温度差が協定値を超過しないように、発電機の出力の設定値を低めにする傾向がある。しかし、これでは発電機の出力を最大限に利用できないという問題を有していた。 On the other hand, there is a tendency to lower the set value of the output of the generator so that the temperature difference between intake and drainage does not exceed the agreed value. However, this has a problem that the output of the generator cannot be utilized to the maximum extent.
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、取排水温度差と発電機出力の相関関係に着目し、取排水温度差から出力を演算することで、人的ミスによる協定値の超過を防止し、オペレータの負担を軽減し、協定値内で運転できる最大の発電機出力を出せるように発電機の出力を円滑かつ容易に管理することができる復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve such problems. That is, the object of the present invention is to pay attention to the correlation between intake / drain temperature difference and generator output, and to calculate the output from the intake / drain temperature difference, thereby preventing the agreement value from being exceeded due to human error and The output of the generator can be managed smoothly and easily so that the maximum generator output that can be operated within the agreed value is reduced. It is to provide a method.
本発明によれば、発電プラントを運転する際に、復水器に供給するために取水した海水と、熱交換した後に排水する海水との取排水温度差が1日平均値では7℃以下、瞬時値では10℃以下になるように発電機(1)の出力を制限する、復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法であって、前記発電プラントにおける取排水温度差、平均取排水温度差、累積平均取排水温度差及び発電機の出力に関する種々の情報を記憶し、前記復水器の取排水温度差に関する情報のデータと、発電機(1)の出力に関する情報のデータを常時採取し、この採取した温度差と発電機(1)の出力の変化に従い、記憶された前記データに基づいて前記取排水温度差の制限値を遵守できる発電機(1)の設定出力について、取排水温度差が7℃以下であって、その計測時の温度差が以前の計測時より低くなる傾向のときは、前記発電機(1)の出力を現状より高い設定にし、低くなる傾向でないときは現状維持にし、逆に、取排水温度差が7℃以上であって、その計測時の温度差が以前の計測時より高くなる傾向のときは、前記発電機(1)の出力を現状より低い設定にし、高くなる傾向でないときは現状維持にすると、それぞれについて判定し、その設定出力に切り替える、ことを特徴とする復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法が提供される。 According to the present invention, when operating the power plant, the difference in intake and discharge temperature between the seawater taken to supply the condenser and the seawater drained after heat exchange is 7 ° C. or less in daily average value, A method for managing the output limit of a generator due to a temperature difference between intake and drainage in a condenser, wherein the output of the generator (1) is limited so that the instantaneous value is 10 ° C. or less, and the intake and discharge temperature in the power plant Stores various information related to the difference, average intake / discharge temperature difference, cumulative average intake / discharge temperature difference and generator output, and information on the intake / discharge temperature difference of the condenser and the output of the generator (1) The data of the generator (1) that always collects the data of the information and can comply with the limit value of the temperature difference of the intake and discharge water based on the stored data according to the collected temperature difference and the change of the output of the generator (1) Regarding the set output, the difference in intake and discharge temperature is When the temperature difference during the measurement tends to be lower than in the previous measurement, the output of the generator (1) is set higher than the current value, and when it does not tend to be lower, the current value is maintained. Conversely, when the temperature difference between intake and drainage is 7 ° C. or more and the temperature difference at the time of measurement tends to be higher than at the time of the previous measurement, the output of the generator (1) is set lower than the current value and higher. When the current situation is not maintained, a method for managing the output limit of the generator due to the temperature difference of the intake and drainage in the condenser is provided.
例えば、前記取排水温度差の制限値を遵守できる発電機(1)の設定出力について判定する際に、前記累積平均取排水温度差は、下記[数1]の数式により計算する。 For example, when determining the set output of the generator (1) that can comply with the limit value of the intake / drain temperature difference, the cumulative average intake / discharge temperature difference is calculated by the following equation (1).
前記取排水温度差の制限値を遵守できる発電機(1)の設定出力について判定する際に、前記発電機(1)を運転しているときは、前日、2日、3日以内に採取した取排水温度差と発電機(1)の出力に関するデータを使用する。
また、前記取排水温度差の制限値を遵守できる発電機(1)の設定出力について判定する際に、前記発電機(1)を停止していたときは、その発電機(1)を運転していた末日運転していたときに採取した取排水温度差と発電機(1)の出力に関するデータを使用する。
When determining the set output of the generator (1) capable of complying with the limit value of the temperature difference between intake and drainage, when operating the generator (1), it was collected within the previous day, the second day, the third day Use data on intake / drain temperature difference and generator (1) output.
Further, when determining the set output of the generator (1) capable of complying with the limit value of the temperature difference between intake and drainage, when the generator (1) is stopped, the generator (1) is operated. The data on the temperature difference between the intake and drainage and the output of the generator (1) collected during the last day driving were used.
上記構成の発明では、発電プラントにおける海水等の取水温度と排水温度とを採取し、その取排水温度差、平均取排水温度差、累積平均取排水温度差及び発電機(1)の出力に関するデータに基づき、その取排水温度差の変化に応じて、その発電機(1)の最適な出力について判定し、その発電機(1)の出力を自動的に設定する。そこで、発電機(1)の出力を的確に設定をすることができ、協定値内で運転できる最大の発電機出力で運転することができる。 In the invention of the above configuration, water intake temperature such as seawater and drainage temperature in the power plant are collected, the data regarding the temperature difference of intake and discharge, the difference in average intake and discharge temperature, the cumulative average intake and discharge temperature difference and the output of the generator (1). Based on the above, the optimum output of the generator (1) is determined according to the change in the temperature difference between the intake and drainage, and the output of the generator (1) is automatically set. Therefore, the output of the generator (1) can be set accurately and can be operated at the maximum generator output that can be operated within the agreed value.
また、発電機(1)出力設定器の上限コントロールを制御し、この発電機(1)出力以上に設定されないよう制限することで協定値を遵守することができる。そこで、オペレータによる人的ミスによる協定値の超過を防止し、オペレータの負担を軽減することができる。 Further, the agreed value can be observed by controlling the upper limit control of the generator (1) output setting device so as not to set the output of the generator (1) or more. Therefore, it is possible to prevent the agreement value from being exceeded due to human error by the operator, and to reduce the burden on the operator.
本発明の復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法は、発電プラントを運転する際に、復水器に供給するために取水した海水と、熱交換した後に排水する海水との取排水温度差が1日平均値では7℃以下、瞬時値では10℃以下になるように発電機の出力の制限を管理する方法である。 The method of managing the output limit of the generator due to the temperature difference between the intake and drainage of the condenser according to the present invention is to drain water after exchanging heat with the seawater taken to supply the condenser when operating the power plant. In this method, the output limit of the generator is managed so that the temperature difference between intake and drainage with seawater is 7 ° C. or less for the daily average value and 10 ° C. or less for the instantaneous value.
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法を示す系統図である。
本発明の発電機の出力制限の管理方法を実施する発電プラントは、基本的に発電機1とこれを回転させるタービン2とから成る。このタービン2において利用した蒸気は復水器(図示していない。)で復水に変える。この復水器を冷却する際に、海水を取水口から取水し、循環ポンプで復水器に供給し、熱交換され温度上昇した海水は排水口から海域のような公共水域に排出している。この取水口から取水したときの温度と、排水口から排水したときの温度とは、環境監視装置3で監視している。なお、海水に限定されず、河川水、湖水等を利用することもできる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing a management method of output limit of a generator due to a temperature difference of intake water in the condenser of the present invention.
A power plant that implements the power output limit management method of the present invention basically comprises a
本発明の発電機の出力制限の管理方法では、この環境監視装置3と、プラントデータ管理システム4とプラント自動制御装置(APC)5を用いることにより、取排水温度差の変化に応じて、発電機1の最適な出力について判定し、その発電機1の出力を自動的に設定する。この環境監視装置3では、この取排水の温度差について、現時点の取排水温度差、平均取排水温度差及び累積平均取排水温度差に関する種々のデータを採取する。プラントデータ管理システム4では主に取排水温度差と発電機出力の相関関係から発電機1の最適な出力を演算する。例えば代表ポイント間をリニアカーブで結ぶモジュールを作成する。プラント自動制御装置(APC)5では、採取した温度差と発電機1の出力の変化に従い、プラントデータ管理システム4に記憶されたデータに基づいて、上述した取排水温度差の制限値を遵守できる発電機1の設定出力について判定する。この取排水温度差の状況に応じて、発電機1の出力を現状より高い設定、又は低い設定あるいは現状維持にすると判定し、その設定出力に切り替える。
In the generator output limit management method according to the present invention, the
図2は本発明の発電機の出力制限の管理方法を実施するプラントデータ管理システムのブロック図である。
本発明の発電機の出力制限の管理方法を実施するためのプラントデータ管理システム4は、演算処理装置11、データベース12、入力装置13、入力処理部14、判定処理部15、出力処理部16とから構成されたものである。データベース12は、取水口から取水したときの海水の温度(水温)に関する取水温度データ17、排水口から排水したときの温度(水温)に関する排水温度データ18、その取水温度と排水温度との差に関する取排水温度差データ19及び発電機1の設定出力に関する発電機出力データ20等のデータとから成る。
FIG. 2 is a block diagram of a plant data management system for implementing the generator output limit management method of the present invention.
The plant
演算処理装置11は、入力装置13から入力された環境監視装置3に採取した種々のデータ、手入力したその他の条件等に基づき各種の演算処理を実行するものであり、入力処理を行う入力処理部14、取水温度データ17、排水温度データ18、取排水温度差データ19及び発電機出力データ20に基づいて判定する判定処理部15、その判定の結果、最適な発電機1の設定出力について、上述したプラント自動制御装置(APC)5に出力し、発電機1の出力設定を切り替えるための制御処理を行う出力処理部16を備える。
The arithmetic processing device 11 executes various arithmetic processing based on various data collected by the
図3は本発明の発電機の出力の制限を管理する方法のフローチャートである。
本発明の発電機の出力制限の管理方法による処理の一例を説明する。
この採取した温度差と発電機1の出力の変化に従い、データベース12に記憶されたデータに基づいて取排水温度差の制限値を遵守できる発電機1の設定出力について、取排水温度差が7℃以下であって、その計測時の温度差が以前の計測時より低くなる傾向にあると判定したときは、発電機1の出力を現状より高い設定に切り替える。これは、冬季のように海水温度が下降し、復水器の冷却能力に影響がないときは発電機1の出力を現状より高い設定に切り替える。
また、低くなる傾向にないと判定したときは、発電機1の出力は現状維持にし、設定を切り替えない。
FIG. 3 is a flowchart of a method for managing the output limit of the generator of the present invention.
An example of processing by the generator output restriction management method of the present invention will be described.
In accordance with the collected temperature difference and the change in the output of the
Moreover, when it determines with it not tending to become low, the output of the
逆に、夏季は海水温度の上昇や海水中の藻類、貝類の繁殖の影響で復水器の冷却能力が低下し、復水の飽和温度が上昇するため、その熱を奪った後の海水温度も上昇し、取排水温度差が上昇する。そこで、取排水温度差が7℃以上であって、その計測時の温度差が以前の計測時より高くなる傾向にあると判定したときは、発電機1の出力を現状より低い設定に切り替える。
また、高くなる傾向にないと判定したときは、発電機1の出力は現状維持にし、設定を切り替えない。
On the contrary, in the summer, the cooling capacity of the condenser decreases due to the rise of seawater temperature and the growth of algae and shellfish in the seawater, and the saturation temperature of the condensate rises. Rises and the temperature difference between intake and drainage rises. Therefore, when it is determined that the temperature difference between intake and drainage is 7 ° C. or more and the temperature difference at the time of measurement tends to be higher than at the time of previous measurement, the output of the
Further, when it is determined that there is no tendency to increase, the output of the
但し、取排水温度差は発電機1の出力以外に取水温度と藻類・貝類の付着による冷却器の伝熱面積の滅少にも影響を受けるため、その不確定要素を極力排除する必要がある。そこで累積平均取排水温度差は環境監視装置3からリアルタイムで伝送させ、次のような演算を行い、この取排水温度差から可能な範囲の発電機1の設定出力について判定する。このときの累積平均取排水温度差は、下記[数1]の数式により計算する。
However, since the temperature difference between intake and discharge is affected by the intake temperature and the reduction of the heat transfer area of the cooler due to adhesion of algae and shellfish in addition to the output of the
前記数式により計算するときは、次のようなデータを用いる。取排水温度差の制限値を遵守できる発電機1の設定出力について判定する際に、発電機1を運転しているときは、前日、2日、3日以内に採取した取排水温度差と発電機1の出力に関するデータを使用する。
When calculating with the above formula, the following data is used. When determining the set output of the
また、発電機1を停止していたときは、その発電機1を運転していた末日運転していたときに採取した取排水温度差、発電機1の出力に関するデータを使用する。
In addition, when the
なお、本発明は、取排水温度差と発電機1の出力の相関関係に着目し、取排水温度差から出力を演算することで、人的ミスによる協定値の超過を防止し、オペレータの負担を軽減し、協定値内で運転できる最大の発電機1の出力を出せるように発電機の出力を円滑かつ容易に管理することができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
Note that the present invention pays attention to the correlation between the intake / drain temperature difference and the output of the
本発明の復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法は、発電所以外にも海水、河川水を取水し、それを熱交換に利用するプラント設備における温度管理にも利用することができる。 The method of managing the output limit of the generator due to the temperature difference between the intake and drainage in the condenser of the present invention is also used for temperature management in plant facilities that take seawater and river water in addition to the power plant and use it for heat exchange. Can be used.
1 発電機
2 タービン
3 環境監視装置
4 プラントデータ管理システム
5 プラント自動制御装置(APC)
11 演算処理装置
12 データベース
13 入力装置
14 入力処理部
15 判定処理部
16 出力処理部
17 取水温度データ
18 排水温度データ
19 取排水温度差データ
20 発電機出力データ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Arithmetic processor 12
Claims (4)
前記発電プラントにおける取排水温度差、平均取排水温度差、累積平均取排水温度差及び発電機の出力に関する種々の情報を記憶し、
前記復水器の取排水温度差に関する情報のデータと、発電機(1)の出力に関する情報のデータを常時採取し、
この採取した温度差と発電機(1)の出力の変化に従い、記憶された前記データに基づいて前記取排水温度差の制限値を遵守できる発電機(1)の設定出力について、
取排水温度差が7℃以下であって、その計測時の温度差が以前の計測時より低くなる傾向のときは、前記発電機(1)の出力を現状より高い設定にし、低くなる傾向でないときは現状維持にし、
逆に、取排水温度差が7℃以上であって、その計測時の温度差が以前の計測時より高くなる傾向のときは、前記発電機(1)の出力を現状より低い設定にし、高くなる傾向でないときは現状維持にすると、それぞれについて判定し、その設定出力に切り替える、ことを特徴とする復水器における取排水の温度差による発電機の出力制限の管理方法。 When operating the power plant, the difference in intake and discharge temperatures between the seawater taken to supply the condenser and the seawater drained after heat exchange is 7 ° C or less for the daily average, and 10 ° C or less for the instantaneous value. A method for managing the output limit of the generator by limiting the output of the generator (1) so that
Stores various information regarding intake and discharge temperature difference in the power plant, average intake and discharge temperature difference, cumulative average intake and discharge temperature difference and generator output,
Always collect information data on the intake and drain temperature difference of the condenser and information on the output of the generator (1),
According to the collected temperature difference and the change in the output of the generator (1), the set output of the generator (1) that can comply with the limit value of the intake water temperature difference based on the stored data,
When the temperature difference between intake and drainage is 7 ° C or less and the temperature difference at the time of measurement tends to be lower than at the time of the previous measurement, the output of the generator (1) is set higher than the current value and does not tend to be lower. Sometimes keep the status quo,
Conversely, when the temperature difference between intake and drainage is 7 ° C. or more and the temperature difference at the time of measurement tends to be higher than at the time of the previous measurement, the output of the generator (1) is set lower than the current value and higher. When it is not the tendency to become, the management method of the output limitation of the generator by the temperature difference of the intake / drainage in the condenser characterized by determining each and switching to the set output when the current state is maintained.
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