JP2019158313A - Thermal power plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、火力発電プラントに関する。 Embodiments described herein relate generally to a thermal power plant.
既設の火力発電プラントにおいては、発電コストを低減するために、石油から石炭または液化天然ガス（ＬＮＧ）に燃料を転換する場合がある。燃料の転換を行う場合には、ボイラについて改造または更新することが必要になる。燃料の転換を行う際に蒸気タービン設備に関しては既に設置されたものを使用する場合には、その既存の蒸気タービン設備を停止する期間を短くする目的で、既存のボイラが設置された場所とは異なる場所に、新規のボイラを建設する場合がある。 In existing thermal power plants, fuel may be converted from petroleum to coal or liquefied natural gas (LNG) in order to reduce power generation costs. When changing fuel, it is necessary to modify or update the boiler. When using steam turbine equipment that has already been installed at the time of fuel conversion, what is the location where the existing boiler is installed for the purpose of shortening the period of shutdown of the existing steam turbine equipment? New boilers may be built at different locations.
ボイラの改造または更新を行ったときには、ボイラ本体において圧力損失が増加すると共に、配管において圧力損失が増加する場合がある。この対策として、高圧給水加熱器を介してボイラに給水を供給する給水ポンプ（ボイラ給水ポンプ）について、既設のポンプよりも吐出圧力が高いポンプに更新することが考えられる。 When the boiler is remodeled or updated, the pressure loss may increase in the boiler body and the pressure loss may increase in the piping. As a countermeasure, it is conceivable to replace the feed water pump (boiler feed pump) for supplying feed water to the boiler via the high-pressure feed water heater to a pump having a higher discharge pressure than the existing pump.
しかし、給水ポンプの更新の際には、給水ポンプを駆動させる駆動タービン機器や基礎台についても更新する必要が生ずる。 However, when the feed water pump is updated, it is necessary to update the drive turbine device and the base stand that drive the feed water pump.
また、給水ポンプの吐出圧力を高くした場合には、ボイラと給水ポンプとの間に設けられた高圧給水加熱器および給水配管系統に、設計圧力よりも圧力が高い給水が流れる場合がある。このため、高圧給水加熱器や給水配管系統についても設計圧力が高いものに更新する必要が生ずる。 Further, when the discharge pressure of the feed water pump is increased, feed water having a pressure higher than the design pressure may flow through the high-pressure feed water heater and feed water piping system provided between the boiler and the feed water pump. For this reason, it is necessary to update the high-pressure feed water heater and the feed water piping system to one having a high design pressure.
このように、火力発電プラントにおいて燃料の転換を行う際には、ボイラの更新に伴って、火力発電プラントを構成する他の構成部材の多くについても更新等が必要になる場合がある。その結果、多くの費用が必要になる等、経済面においてデメリットが生ずる。 As described above, when the fuel is converted in the thermal power plant, it may be necessary to update many of the other components constituting the thermal power plant as the boiler is updated. As a result, there are disadvantages in terms of economy, such as requiring a lot of costs.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ボイラの更新に伴う費用を低減可能な火力発電プラントを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a thermal power plant that can reduce the cost associated with boiler renewal.
実施形態の火力発電プラントは、新設ボイラ、蒸気タービン、復水器、給水加熱部、および、補助給水ポンプを備える。新設ボイラは、既設ボイラが設置された場所とは異なる場所に新たに設置されている。蒸気タービンは、既設ボイラで生成された蒸気が供給される状態から、新設ボイラで生成された蒸気が供給される状態に変更されている。復水器は、蒸気タービンから排気された蒸気を冷却して凝縮させる。給水加熱部は、復水器で凝縮された水を加熱すると共に給水ポンプで移送する。火力発電プラントは、給水加熱部で加熱された水が既設ボイラに移送される状態から、給水加熱部で加熱された水が新設ボイラに移送される状態に変更されている。また、火力発電プラントは、給水加熱部で加熱された水が既設ボイラに流れた後に既設ボイラで生成された蒸気が蒸気タービンに流れる流路の長さよりも、給水加熱部で加熱された水が新設ボイラに流れた後に新設ボイラで生成された蒸気が蒸気タービンに流れる流路の長さの方が長い。補助給水ポンプは、給水加熱部の下流に設けられており、給水加熱部で加熱された水を加圧して新設ボイラに移送する。補助給水ポンプで加圧された水を新設ボイラが加熱することによって、蒸気タービンに供給する蒸気の生成が行われる。 The thermal power plant according to the embodiment includes a new boiler, a steam turbine, a condenser, a feed water heating unit, and an auxiliary feed water pump. The new boiler is newly installed in a place different from the place where the existing boiler is installed. The steam turbine is changed from a state where steam generated by an existing boiler is supplied to a state where steam generated by a new boiler is supplied. The condenser cools and condenses the steam exhausted from the steam turbine. The feed water heating unit heats the water condensed by the condenser and transfers it by a feed water pump. The thermal power plant has been changed from a state in which the water heated in the feed water heating unit is transferred to the existing boiler to a state in which the water heated in the feed water heating unit is transferred to the new boiler. In addition, the thermal power plant is configured such that the water heated in the feed water heating unit is longer than the length of the flow path in which steam generated in the existing boiler flows to the steam turbine after the water heated in the feed water heating unit flows into the existing boiler. The length of the channel through which the steam generated in the new boiler flows to the steam turbine after flowing into the new boiler is longer. The auxiliary feed water pump is provided downstream of the feed water heating unit, pressurizes the water heated by the feed water heating unit, and transfers it to the new boiler. Steam that is supplied to the steam turbine is generated when the new boiler heats the water pressurized by the auxiliary feed water pump.
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る火力発電プラントの要部について、図１を用いて説明する。図１では、火力発電プラントを循環する流体の流路に関して、改造後の状態を太い実線で示しており、改造前の状態を太い破線で併記している。
<First Embodiment>
The principal part of the thermal power plant according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, with respect to the flow path of the fluid circulating through the thermal power plant, the state after modification is shown by a thick solid line, and the state before modification is also shown by a thick broken line.
図１に示すように、本実施形態の火力発電プラントは、改造前、既設ボイラ４Ａ、蒸気タービン１、復水器２、および、給水加熱部３を備えていた。改造前の火力発電プラントは、既設ボイラ４Ａで生成された蒸気Ｆ４が蒸気タービン１に供給され、蒸気タービン１から排気された蒸気Ｆ１（排気蒸気）を復水器２が冷却して凝縮させる。そして、給水加熱部３において、その復水器２で凝縮された水Ｆ２（復水）が加熱されると共に、給水ポンプＰ３２で移送される。そして、その給水加熱部３で加熱された水Ｆ３（給水）が既設ボイラ４Ａにおいて加熱されて蒸気Ｆ４が生成される。
As shown in FIG. 1, the thermal power plant of this embodiment was provided with an existing boiler 4 </ b> A, a
改造後の火力発電プラントは、燃料の転換を行うために、既設ボイラ４Ａが設置された場所とは異なる場所に新設ボイラ４Ｂが新規に建設されている。これに伴い、蒸気タービン１は、既設ボイラ４Ａで生成された蒸気Ｆ４が供給される状態から、新設ボイラ４Ｂで生成された蒸気Ｆ４が供給される状態に変更されている。また、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が既設ボイラ４Ａに移送される状態から、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が新設ボイラ４Ｂに移送される状態に変更されている。更に、本実施形態では、補助給水ポンプＰ３３、および、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が新規に設置されている。
In the modified thermal power plant, a
本実施形態の火力発電プラントを構成する機器のうち、蒸気タービン１、復水器２、および、給水加熱部３は、改造前に既に設置されていた機器が用いられている。つまり、本実施形態の火力発電プラントは、新設ボイラ４Ｂ、補助給水ポンプＰ３３、および、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３以外の機器について更新されていない。
Among the devices constituting the thermal power plant of the present embodiment, the
図１に示すように、改造後の火力発電プラントでは、蒸気タービン１から排気された蒸気Ｆ１（排気蒸気）が、復水器２で冷却されて凝縮する。復水器２において凝縮した水Ｆ２（復水）は、給水加熱部３で加熱される。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３（給水）は、新設ボイラ４Ｂが建設される改造前においては、既設ボイラ４Ａに供給されていた。そして、既設ボイラ４Ａで生成された蒸気Ｆ４が作動媒体として蒸気タービン１へ供給されていた。しかし、新設ボイラ４Ｂを新規に建設された改造後には、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３（給水）は、既設ボイラ４Ａでなく、新設ボイラ４Ｂに供給される。ここでは、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３（給水）は、補助給水ポンプＰ３３と補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３とを順次介して、新設ボイラ４Ｂに供給される。そして、その新設ボイラ４Ｂに供給された水Ｆ３（給水）は、新設ボイラ４Ｂで加熱され、新設ボイラ４Ｂにおいて蒸気Ｆ４（主蒸気，過熱蒸気）が生成される。その後、その新設ボイラ４Ｂで生成された蒸気Ｆ４が、蒸気タービン１に作動媒体として供給される。
As shown in FIG. 1, in the thermal power plant after the modification, the steam F1 (exhaust steam) exhausted from the
以下より、火力発電プラントを構成する各部について順次説明する。詳細については後述するが、本実施形態の火力発電プラントは、再生サイクルおよび再熱サイクルを構成するように各部が構成されている。 Below, each part which comprises a thermal power plant is demonstrated sequentially. Although details will be described later, each part of the thermal power plant of the present embodiment is configured to constitute a regeneration cycle and a reheat cycle.
蒸気タービン１は、高圧タービン部１１、中圧タービン部１２、および、低圧タービン部１３により構成されており、各部においてタービンロータ（図示省略）が回転することによって、発電機（図示省略）を駆動させる。発電機の駆動によって生じた電力は、発電系統（図示省略）に出力される。
The
具体的には、蒸気タービン１のうち、高圧タービン部１１は、単流式であって、新設ボイラ４Ｂから蒸気Ｆ４が作動媒体として流入し、仕事を行う。ここでは、新設ボイラ４Ｂで生成された蒸気Ｆ４は、蒸気止め弁（図示省略）および蒸気加減弁（図示省略）を経由して、高圧タービン部１１に導入される。そして、高圧タービン部１１から排気された蒸気Ｆ１１が新設ボイラ４Ｂに流れ、新設ボイラ４Ｂで再び加熱される。
Specifically, the high-
蒸気タービン１のうち、中圧タービン部１２は、単流式であって、新設ボイラ４Ｂにおいて再度加熱された蒸気Ｆ４ｂ（再熱蒸気）が作動媒体として流入し、仕事を行う。ここでは、新設ボイラ４Ｂにおいて再度加熱された蒸気Ｆ４ｂが、インターセプト弁（図示省略）を経由して、中圧タービン部１２に導入される。そして、中圧タービン部１２から排気された蒸気Ｆ１２が低圧タービン部１３へ流れる。
Among the
蒸気タービン１のうち、低圧タービン部１３は、複流型であり、作動流体として流入した蒸気Ｆ１２が内部で分岐して流れ、仕事を行う。そして、低圧タービン部１３から排気された蒸気Ｆ１が復水器２へ流れる。
Among the
復水器２は、低圧タービン部１３から排気された蒸気Ｆ１を冷却して凝縮させるために設置されている。復水器２は、たとえば、海水や大気を冷却媒体として用いて、蒸気Ｆ１の冷却を行う。復水器２での凝縮で得られた水Ｆ２（復水）は、復水ポンプＰ２によって加圧され、復水ポンプ出口弁Ｖ２を介して、給水加熱部３に移送される。
The condenser 2 is installed to cool and condense the steam F <b> 1 exhausted from the low-
給水加熱部３は、復水器２から流入する水Ｆ２を加熱し、その加熱した水Ｆ３を新設ボイラ４Ｂに供給するように構成されている。図示を省略しているが、給水加熱部３では、蒸気タービン１から抽気された蒸気（抽気蒸気）を加熱媒体として用いて、復水器２で凝縮した水Ｆ２の加熱を行うように構成されている。つまり、本実施形態の火力発電プラントは、再生サイクルを構成している。
The feed
具体的には、給水加熱部３においては、まず、復水器２から流入した水Ｆ２が、低圧給水加熱部３１で加熱される。低圧給水加熱部３１は、第１低圧給水加熱器３１１、第２低圧給水加熱器３１２、第３低圧給水加熱器３１３、および、第４低圧給水加熱器３１４が、低圧給水加熱器として設置されている。各低圧給水加熱器３１１〜３１４においては、たとえば、低圧タービン部１３で抽気された蒸気（抽気蒸気）を加熱媒体として用いて、水Ｆ２の加熱が順次行われる。
Specifically, in the feed
低圧給水加熱部３１で加熱された水Ｆ３１は、脱気器３２において脱気される。そして、脱気器３２で脱気された水Ｆ３２は、給水ポンプＰ３２によって加圧されて、給水ポンプ出口弁Ｖ３２を介して、高圧給水加熱部３３に移送される。
The water F31 heated by the low-pressure feed
高圧給水加熱部３３においては、脱気器３２で脱気された水Ｆ３２が加熱される。高圧給水加熱部３３は、第１高圧給水加熱器３３１、第２高圧給水加熱器３３２、および、第３高圧給水加熱器３３３が、高圧給水加熱器として設置されている。各高圧給水加熱器３３１〜３３３においては、高圧タービン部１１および中圧タービン部１２で抽気された蒸気（抽気蒸気）を加熱媒体として用いて、水Ｆ３２の加熱が順次行われる。
In the high-pressure feed
各低圧給水加熱器３１１〜３１４および各高圧給水加熱器３３１〜３３３は、たとえば、シェル＆チューブ式の熱交換器である。これに対して、脱気器３２は、たとえば、直接接触式の熱交換器である。
Each low-pressure
新設ボイラ４Ｂは、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が流入する。ここでは、給水加熱部３の高圧給水加熱部３３で加熱された水Ｆ３が被加熱媒体として供給される。そして、新設ボイラ４Ｂは、たとえば、燃焼により発生する燃焼排ガスを加熱媒体として用いて、その高圧給水加熱部３３から供給された水Ｆ３を加熱し、蒸発させる。新設ボイラ４Ｂで生じた蒸気Ｆ４は、高圧タービン部１１に作動媒体として供給される。
Water F3 heated by the feed
この他に、新設ボイラ４Ｂは、高圧タービン部１１から排気された蒸気Ｆ１１が流入し、その蒸気Ｆ１１を再度加熱する。新設ボイラ４Ｂで再度加熱された蒸気Ｆ４ｂは、中圧タービン部１２に作動媒体として供給される。このように、本実施形態の火力発電プラントは、新設ボイラ４Ｂで蒸気を再熱する再熱サイクルで構成されている。
In addition, the steam F11 exhausted from the high-
本実施形態において、新設ボイラ４Ｂは、上述したように、火力発電プラントについて燃料の転換を行うために、既設ボイラ４Ａが設置された場所とは異なる場所に新規に設置されている。これに伴って、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が新設ボイラ４Ｂに流れた後に新設ボイラ４Ｂで生成された蒸気Ｆ４が蒸気タービン１に流れる流路の長さ（改造後の流路の長さ）は、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が既設ボイラ４Ａに流れた後に既設ボイラ４Ａで生成された蒸気Ｆ４が蒸気タービン１に流れる流路の長さ（改造前の流路の長さ）よりも長い。
In the present embodiment, as described above, the
このため、既設ボイラ４Ａから新設ボイラ４Ｂに変更されたことに伴って、圧力損失が増加する。これと共に、給水加熱部３と蒸気タービン１との間の流路（配管）が変更されたことに伴って、圧力損失が増加する。
For this reason, pressure loss increases with having changed from the existing
しかし、本実施形態では、補助給水ポンプＰ３３が給水加熱部３の下流に設けられている。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、補助給水ポンプＰ３３によって加圧された後に、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を介して、新設ボイラ４Ｂに移送される。ここでは、補助給水ポンプＰ３３は、既設ボイラ４Ａから新設ボイラ４Ｂに更新する改造に起因して生じた圧力損失の増加を相殺するように、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３を昇圧させる。
However, in the present embodiment, the auxiliary feed water pump P <b> 33 is provided downstream of the feed
したがって、本実施形態では、既設の給水ポンプＰ３２について吐出圧力が高いポンプに更新する必要がない。その結果、既設の給水ポンプＰ３２を駆動させる駆動タービン機器（図示省略）や基礎台（図示省略）についても更新する必要がない。さらに、既設の給水ポンプＰ３２について吐出圧力を高いものに更新した場合には、高圧給水加熱部３３などについても設計圧力が高い機器に更新する必要が生ずるが、本実施形態では、高圧給水加熱部３３などの更新は不要である。
Therefore, in this embodiment, it is not necessary to update the existing water supply pump P32 to a pump having a high discharge pressure. As a result, it is not necessary to update the driving turbine equipment (not shown) and the base (not shown) that drive the existing water supply pump P32. Furthermore, when the existing feed pump P32 is updated to a higher discharge pressure, the high pressure feed
このように、本実施形態では、新設ボイラ４Ｂへの更新に伴って、火力発電プラントを構成する他の構成部材の多くについては、更新する必要がない。したがって、本実施形態においては、既設ボイラ４Ａから新設ボイラ４Ｂに更新することに伴う費用を低減可能である。
Thus, in this embodiment, it is not necessary to update about many other structural members which comprise a thermal power plant with the update to the
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る火力発電プラントの要部について、図２を用いて説明する。図２では、火力発電プラントのうち、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が設けられた部分を示している。
Second Embodiment
The principal part of the thermal power plant according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the part in which the auxiliary feed water pump P33 and the auxiliary feed water pump outlet valve V33 were provided among thermal power plants is shown.
図２に示すように、本実施形態の火力発電プラントは、第１実施形態の場合（図１参照）と同様に、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が新設ボイラ４Ｂへ流れる流路に、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が設けられている。これと共に、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、バイパス流路ＢＰが設けられている。
As shown in FIG. 2, the thermal power plant of the present embodiment has a flow path in which water F3 heated by the feed
バイパス流路ＢＰは、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を迂回して新設ボイラ４Ｂへ流れるように構成されている。具体的には、バイパス流路ＢＰは、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３が流れる流路において、補助給水ポンプＰ３３よりも上流側に位置する分岐部Ｊ３ａと、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３よりも下流側に位置する合流部Ｊ３ｂとの間を連結するように設けられている。
The bypass flow path BP is configured such that the water F3 heated by the feed
バイパス流路ＢＰには、バイパス弁Ｖ３３ｂが設けられている。バイパス弁Ｖ３３ｂは、バイパス流路ＢＰにおいて分岐部Ｊ３ａから合流部Ｊ３ｂへ流れる水Ｆ３ｂの流量を調整する。 A bypass valve V33b is provided in the bypass flow path BP. The bypass valve V33b adjusts the flow rate of the water F3b flowing from the branch part J3a to the junction part J3b in the bypass flow path BP.
上記の他に、本実施形態の火力発電プラントは、第１実施形態の場合と異なり、制御装置８００を更に備えている。
In addition to the above, the thermal power plant of the present embodiment further includes a
制御装置８００は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行うように構成されている。ここでは、制御装置８００は、操作指令や検出データなどが入力信号として入力される。そして、制御装置８００は、その入力された入力信号に基づいて演算処理を行い、制御信号を出力信号として各部に出力することで、各部の動作を制御する。
The
本実施形態では、制御装置８００は、負荷（プラント負荷）に基づいて、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３およびバイパス弁Ｖ３３ｂを制御するように構成されている。
In the present embodiment, the
ここでは、制御装置８００は、負荷に関する負荷信号Ｄ１を入力信号として受信する。そして、制御装置８００は、その受信した負荷信号Ｄ１に基づいて、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３に制御信号ＣＬ１１を送信すると共に、バイパス弁Ｖ３３ｂに制御信号ＣＬ１２を送信する。これにより、制御信号ＣＬ１１に応じて油圧駆動部（図示省略）が補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３の開閉動作を行う。また、制御信号ＣＬ１１に応じて油圧駆動部（図示省略）がバイパス弁Ｖ３３ｂの開閉動作を行う。
Here,
具体的には、負荷が予め定めた閾値以下である場合には、制御装置８００は、バイパス弁Ｖ３３ｂを全開状態にすると共に、補助給水ポンプＰ３３の運転が停止状態であって補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が全閉状態になるように制御を行う。すなわち、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、バイパス弁Ｖ３３ｂを介してバイパス流路ＢＰを流れる。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、第１実施形態の場合と異なり、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を迂回して新設ボイラ４Ｂへ流れる。要求される負荷が小さい場合には圧力損失の影響が小さいため、本実施形態では、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３について、補助給水ポンプＰ３３を用いた加圧を実行しない。
Specifically, when the load is equal to or less than a predetermined threshold value,
これに対して、負荷が閾値を超える場合には、制御装置８００は、補助給水ポンプＰ３３の運転が実行状態であって補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が全開状態であると共に、バイパス弁Ｖ３３ｂが全閉状態になるように制御を行う。すなわち、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、バイパス流路ＢＰを流れない。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、第１実施形態の場合と同様に、補助給水ポンプＰ３３で加圧された後に、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を介して、新設ボイラ４Ｂへ流れる。要求される負荷が大きい場合には圧力損失の影響が大きいため、本実施形態では、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３について、補助給水ポンプＰ３３を用いた加圧を実行する。
On the other hand, when the load exceeds the threshold value, the
したがって、本実施形態では、第１実施形態で示した作用および効果（費用低減など）と共に、下記の作用および効果を奏することができる。つまり、必要なときに、補助給水ポンプＰ３３を自動的に制御するために、火力発電プラントについて安定的かつ効率的な運転を容易に実現可能である。 Therefore, in the present embodiment, the following operations and effects can be obtained in addition to the operations and effects (cost reduction, etc.) shown in the first embodiment. That is, in order to automatically control the auxiliary feed water pump P33 when necessary, stable and efficient operation of the thermal power plant can be easily realized.
なお、負荷が閾値を超える状態から閾値以下の状態になったときには、制御装置８００は、バイパス弁Ｖ３３ｂを全閉状態から開ける動作を開始した後に、補助給水ポンプＰ３３の運転を停止する動作と共に補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を全開状態から閉める動作を開始することが好ましい。
When the load is changed from the state exceeding the threshold to the state below the threshold, the
また、負荷が閾値以下の状態から閾値を超える状態になったときには、制御装置８００は、補助給水ポンプＰ３３の運転を実行する動作と共に補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を全閉状態から開ける動作を開始した後に、バイパス弁Ｖ３３ｂを全開状態から閉める動作を開始することが好ましい。
Further, when the load is changed from the state below the threshold value to the state exceeding the threshold value, the
これにより、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３の流れが補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３とバイパス弁Ｖ３３ｂとの両者で遮断された状態が無くなる。その結果、火力発電プラントの運転を安定的に実行することができる。
Thereby, the state where the flow of the water F3 heated by the feed
第２実施形態の変形例について図３を用いて説明する。図３では、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が設けられた部分を示している。 A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a portion where the auxiliary water supply pump P33 and the auxiliary water supply pump outlet valve V33 are provided.
図３に示すように、バイパス流路ＢＰにおいてバイパス弁Ｖ３３ｂよりも上流側に逆止弁Ｖ３３１を設けてもよい。バイパス流路ＢＰにおいて逆流が生ずることが、逆止弁Ｖ３３１によって防止される。その結果、補助給水ポンプＰ３３が破損することを効果的に防止可能である。 As shown in FIG. 3, a check valve V331 may be provided upstream of the bypass valve V33b in the bypass flow path BP. The check valve V331 prevents backflow from occurring in the bypass flow path BP. As a result, it is possible to effectively prevent the auxiliary water supply pump P33 from being damaged.
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る火力発電プラントの要部について、図４を用いて説明する。図４では、図２と同様に、火力発電プラントのうち、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が設けられた部分を示している。
<Third Embodiment>
The principal part of the thermal power plant according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, as in FIG. 2, a portion of the thermal power plant where the auxiliary feed water pump P <b> 33 and the auxiliary feed water pump outlet valve V <b> 33 are provided is shown.
本実施形態の火力発電プラントは、図４に示すように、第２実施形態の場合（図２参照）と同様に、制御装置８００を備えている。本実施形態において、制御装置８００は、第２実施形態の場合（図２参照）と異なり、給水ポンプＰ３２の状態に基づいて制御を行う。
As shown in FIG. 4, the thermal power plant of this embodiment includes a
具体的には、本実施形態では、制御装置８００は、給水ポンプＰ３２を駆動させる給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数に基づいて、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３およびバイパス弁Ｖ３３ｂを制御するように構成されている。
Specifically, in the present embodiment, the
ここでは、給水ポンプＰ３２を駆動させる給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数を検出器（図示省略）が検出し、その検出した回転数に関する回転数信号Ｄ２を制御装置８００が受信する。そして、制御装置８００は、その受信した回転数信号Ｄ２に基づいて、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３に制御信号ＣＬ２１を送信すると共に、バイパス弁Ｖ３３ｂに制御信号ＣＬ２２を送信する。これにより、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３の開閉動作、およびバイパス弁Ｖ３３ｂの開閉動作が制御される。
Here, the detector (not shown) detects the rotational speed of the feed water pump driving turbine T32 that drives the feed water pump P32, and the
図示を省略しているが、給水ポンプ駆動用タービンＴ３２は、要求される負荷に合わせて回転数が変動するように制御される。このため、負荷に応じて給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が予め定めた閾値以下になった場合には、制御装置８００は、バイパス弁Ｖ３３ｂを全開状態にすると共に、補助給水ポンプＰ３３の運転が停止状態であって補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が全閉状態になるように制御を行う。すなわち、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、バイパス弁Ｖ３３ｂを介してバイパス流路ＢＰを流れる。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、補助給水ポンプＰ３３および補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を迂回して新設ボイラ４Ｂへ流れる。給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が小さい場合には圧力損失の影響が小さいため、本実施形態では、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３について、補助給水ポンプＰ３３を用いた加圧を実行しない。
Although not shown, the feed water pump driving turbine T32 is controlled such that the rotational speed varies according to the required load. For this reason, when the rotation speed of the feed water pump driving turbine T32 is equal to or less than a predetermined threshold value according to the load, the
これに対して、負荷に応じて給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が閾値を超えた場合には、制御装置８００は、補助給水ポンプＰ３３の運転が実行状態であって補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３が全開状態であると共に、バイパス弁Ｖ３３ｂが全閉状態になるように制御を行う。すなわち、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、バイパス流路ＢＰを流れない。給水加熱部３で加熱された水Ｆ３は、補助給水ポンプＰ３３で加圧された後に、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を介して、新設ボイラ４Ｂへ流れる。給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が大きい場合には圧力損失の影響が大きいため、本実施形態では、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３について、補助給水ポンプＰ３３を用いた加圧を実行する。
On the other hand, when the rotation speed of the feed water pump driving turbine T32 exceeds the threshold value according to the load, the
したがって、本実施形態では、第１実施形態で示した作用および効果と共に、第２実施形態で示した作用および効果を奏することができる。 Therefore, in this embodiment, the operation and effect shown in the second embodiment can be exhibited together with the operation and effect shown in the first embodiment.
なお、給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が閾値を超える状態から閾値以下の状態になったときには、制御装置８００は、バイパス弁Ｖ３３ｂを全閉状態から開ける動作を開始した後に、補助給水ポンプＰ３３の運転を停止する動作と共に補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を全開状態から閉める動作を開始することが好ましい。
When the rotation speed of the feed water pump driving turbine T32 changes from a state exceeding the threshold to a state below the threshold, the
また、給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数が閾値以下の状態から閾値を超える状態になったときには、制御装置８００は、補助給水ポンプＰ３３の運転を実行する動作と共に補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３を全閉状態から開ける動作を開始した後に、バイパス弁Ｖ３３ｂを全開状態から閉める動作を開始することが好ましい。
Further, when the rotation speed of the feed water pump driving turbine T32 is changed from the state below the threshold value to the state exceeding the threshold value, the
これにより、給水加熱部３で加熱された水Ｆ３の流れが補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３とバイパス弁Ｖ３３ｂとの両者で遮断された状態で無くなる。その結果、火力発電プラントの運転を安定的に実行することができる。
Thereby, the flow of the water F3 heated by the feed
上記実施形態では、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３およびバイパス弁Ｖ３３ｂが給水ポンプ駆動用タービンＴ３２の回転数に応じて制御される場合について説明したが、これに限らない。給水ポンプＰ３２を流れる水Ｆ３２の流量を流量計で計測した流量データや、給水ポンプＰ３２を流れた水Ｆ３２の圧力を圧力計で計測した圧力データなどに基づいて、補助給水ポンプ出口弁Ｖ３３の制御およびバイパス弁Ｖ３３ｂの制御を行ってもよい。
In the above embodiment, the case where the auxiliary feed water pump outlet valve V33 and the bypass valve V33b are controlled according to the rotational speed of the feed water pump driving turbine T32 is described, but the present invention is not limited to this. Control of the auxiliary feed water pump outlet valve V33 based on flow rate data obtained by measuring the flow rate of the water F32 flowing through the feed water pump P32 with a flow meter, pressure data obtained by measuring the pressure of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…蒸気タービン、２…復水器、３…給水加熱部、４Ａ…既設ボイラ、４Ｂ…新設ボイラ、１１…高圧タービン部、１２…中圧タービン部、１３…低圧タービン部、３１…低圧給水加熱部、３２…脱気器、３３…高圧給水加熱部、３１１…第１低圧給水加熱器、３１２…第２低圧給水加熱器、３１３…第３低圧給水加熱器、３１４…第４低圧給水加熱器、３３１…第１高圧給水加熱器、３３２…第２高圧給水加熱器、３３３…第３高圧給水加熱器、８００…制御装置、ＢＰ…バイパス流路、ＣＬ１１…制御信号、ＣＬ１２…制御信号、ＣＬ２１…制御信号、ＣＬ２２…制御信号、Ｄ１…負荷信号、Ｄ２…回転数信号、Ｆ１…蒸気、Ｆ１１…蒸気、Ｆ１２…蒸気、Ｆ２…水、Ｆ３…水、Ｆ３１…水、Ｆ３２…水、Ｆ３ｂ…水、Ｆ４…蒸気、Ｆ４ｂ…蒸気、Ｊ３ａ…分岐部、Ｊ３ｂ…合流部、Ｐ２…復水ポンプ、Ｐ３２…給水ポンプ、Ｐ３３…補助給水ポンプ、Ｔ３２…給水ポンプ駆動用タービン、Ｖ２…復水ポンプ出口弁、Ｖ３２…給水ポンプ出口弁、Ｖ３３…補助給水ポンプ出口弁、Ｖ３３１…逆止弁、Ｖ３３ｂ…バイパス弁
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記既設ボイラで生成された蒸気が供給される状態から、前記新設ボイラで生成された蒸気が供給される状態に変更された蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから排気された蒸気を冷却して凝縮させる復水器と、
前記復水器で凝縮された水を加熱すると共に給水ポンプで移送する給水加熱部と
を備え、
前記給水加熱部で加熱された水が前記既設ボイラに移送される状態から、前記給水加熱部で加熱された水が前記新設ボイラに移送される状態に変更されており、
前記給水加熱部で加熱された水が前記既設ボイラに流れた後に前記既設ボイラで生成された蒸気が前記蒸気タービンに流れる流路の長さよりも、前記給水加熱部で加熱された水が前記新設ボイラに流れた後に前記新設ボイラで生成された蒸気が前記蒸気タービンに流れる流路の長さの方が長い、火力発電プラントであって、
前記給水加熱部の下流に設けられており、前記給水加熱部で加熱された水を加圧して前記新設ボイラに移送する補助給水ポンプ
を備え、前記補助給水ポンプで加圧された水を前記新設ボイラが加熱することによって、前記蒸気タービンに供給する蒸気の生成が行われる、
火力発電プラント。 A new boiler newly installed in a location different from the location where the existing boiler was installed;
A steam turbine that is changed from a state in which steam generated in the existing boiler is supplied to a state in which steam generated in the new boiler is supplied;
A condenser that cools and condenses the steam exhausted from the steam turbine;
A water heating unit that heats the water condensed by the condenser and transfers the water by a water supply pump,
From the state where the water heated by the feed water heating unit is transferred to the existing boiler, the water heated by the feed water heating unit is changed to a state where the water is transferred to the new boiler,
After the water heated in the feed water heating section flows into the existing boiler, the water heated in the feed water heating section is longer than the length of the flow path in which the steam generated in the existing boiler flows into the steam turbine. A thermal power plant in which the steam generated in the new boiler after flowing into the boiler has a longer flow path length to the steam turbine,
An auxiliary feed water pump that is provided downstream of the feed water heating unit, pressurizes the water heated by the feed water heating unit and transfers the pressurized water to the new boiler, and supplies the pressurized water by the auxiliary feed pump When the boiler is heated, steam to be supplied to the steam turbine is generated.
Thermal power plant.
前記復水器から流入した水を加熱する低圧給水加熱部と
前記低圧給水加熱部で加熱された水を脱気する脱気器と、
前記脱気器で脱気された水を加熱する高圧給水加熱部と
を含み、
前記給水ポンプは、前記脱気器で脱気された水を前記高圧給水加熱部に移送し、
前記補助給水ポンプは、前記高圧給水加熱部で加熱された水を前記新設ボイラに移送する、
請求項１に記載の火力発電プラント。 The water heating unit is
A low-pressure feed water heating unit that heats the water flowing in from the condenser, and a deaerator that degass the water heated by the low-pressure feed water heating unit;
A high-pressure feed water heating unit that heats water deaerated by the deaerator,
The water supply pump transfers water deaerated by the deaerator to the high-pressure water supply heating unit,
The auxiliary feed water pump transfers the water heated by the high pressure feed water heating unit to the new boiler.
The thermal power plant according to claim 1.
前記給水加熱部で加熱された水が前記補助給水ポンプおよび補助給水ポンプ出口弁を迂回して前記新設ボイラへ流れるバイパス流路を備え、前記バイパス流路にバイパス弁が設けられている、
請求項１または２に記載の火力発電プラント。 The water pressurized by the auxiliary feed pump is configured to be transferred to the new boiler via the auxiliary feed pump outlet valve,
The water heated by the feed water heating unit includes a bypass flow path that bypasses the auxiliary feed water pump and the auxiliary feed water pump outlet valve and flows to the new boiler, and the bypass flow path is provided with a bypass valve.
The thermal power plant according to claim 1 or 2.
を備える、
請求項３に記載の火力発電プラント。 A control device for controlling the auxiliary feed pump outlet valve and the bypass valve based on a load;
The thermal power plant according to claim 3.
前記負荷が予め定めた閾値以下である場合には、前記バイパス弁を全開状態にすると共に、前記補助給水ポンプの運転が停止状態であって前記補助給水ポンプ出口弁が全閉状態になるように制御を行い、
前記負荷が前記閾値を超える場合には、前記補助給水ポンプの運転が実行状態であって前記補助給水ポンプ出口弁が全開状態であると共に、前記バイパス弁が全閉状態になるように制御を行う、
請求項４に記載の火力発電プラント。 The control device includes:
When the load is equal to or less than a predetermined threshold, the bypass valve is fully opened, and the operation of the auxiliary water pump is stopped and the auxiliary water pump outlet valve is fully closed. Control
When the load exceeds the threshold value, control is performed so that the operation of the auxiliary feedwater pump is in an execution state, the auxiliary feedwater pump outlet valve is fully open, and the bypass valve is fully closed. ,
The thermal power plant according to claim 4.
を備える、
請求項３に記載の火力発電プラント。 A control device for controlling the auxiliary feed water pump outlet valve and the bypass valve based on the state of the feed pump;
The thermal power plant according to claim 3.
前記回転数が予め定めた閾値以下である場合には、前記バイパス弁が全開状態であると共に、前記補助給水ポンプの運転が停止状態であって前記補助給水ポンプ出口弁が全閉状態になるように制御を行い、
前記回転数が前記閾値を超える場合には、前記補助給水ポンプの運転が実行状態であって前記補助給水ポンプ出口弁が全開状態であると共に、前記バイパス弁が全閉状態になるように制御を行う、
請求項６に記載の火力発電プラント。 The control device is configured to control the auxiliary feed water pump outlet valve and the bypass valve based on the rotational speed of a feed water pump driving turbine that drives the feed water pump,
When the rotational speed is equal to or less than a predetermined threshold, the bypass valve is fully open, the operation of the auxiliary water pump is stopped, and the auxiliary water pump outlet valve is fully closed. Control
When the rotation speed exceeds the threshold value, control is performed so that the operation of the auxiliary feedwater pump is in an execution state, the auxiliary feedwater pump outlet valve is fully open, and the bypass valve is fully closed. Do,
The thermal power plant according to claim 6.
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