JP2685472B2 - 復水系統の制御方法と装置 - Google Patents

復水系統の制御方法と装置

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電プラントの復水給水の系統に係り、特に
蒸気発生器に安定した給水を供給するための復水制御方
法及びその装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の蒸気発生器への給水系統については公知例(特
開昭61−105495号)があるが、従来の問題点について第
5図により説明する。
蒸気発生器1にて発生した蒸気は、高圧タービン3に
入り仕事を行ない、湿分分離器4を介し低圧タービン5
供給されタービン回転させる。タービンから排気された
蒸気は復水器7で凝縮され復水となる。その復水は復水
ポンプ8,復水ろ過装置9,復水脱塩装置10,高圧復水ポン
プ11,低圧給水加熱器12,給水ポンプ、高圧給水加熱器14
を通って蒸気発生器1に戻される。一方、タービンの途
中から抽気された蒸気は給水加熱器12,14にて給水と熱
交換してドレン(凝縮水)となる。高圧ドレンは高圧ド
レンタンク18に集められ高圧ドレンポンプ19により昇圧
し、高圧ドレンタンク水位調整弁20を介し給水ポンプ13
の入口に直接回収される。また低圧ドレンは、低圧ドレ
ンタンク15に集められ低圧ドレンポンプ16により昇圧
し、低圧ドレンタンク水位調整弁17を介し、復水脱塩装
置10の上流側に直接回収される。
ここで蒸気発生器1への給水流量は、蒸気発生器1内
の給水水位が一定となる様に、主蒸気流量相当の給水
を、給水ポンプ13の回転数を調節することによって送水
する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術の復水系統およびヒータドレン系統にお
いて、発電機の送電系統の系統周波数が過渡的に上昇し
た場合、タービンの過速を防止するためにタービン入口
加減弁2が絞り込まれ、タービンへの蒸気流入量が低下
するため、その余剰の主蒸気はタービンバイパス管22を
通って直接復水器に流入する。この場合にタービンへの
流入蒸気は約60%程度に低下するため、ヒータへの抽気
量もほぼ比例して降下する。一方、蒸気発生器への給水
量は一定(100%流量)が要求されるため復水器7から
の送水量が通常運転中よりも増加することになる。
しかし、ドレンポンプを設置した復水系統において
は、一般に復水浄化装置9,10、復水ポンプ8の処理能力
は通常運転流量(約55%)で設計されるため復水器7か
らの流量が通常運転流量以上になると復水浄化装置9,10
の破損及び高圧復水ポンプ11や給水ポンプ13の入口圧力
が低下するため、給水ポンプが停止(トリップ)し給水
能力がなくなりプラントスクラムに至るという問題があ
った。
本発明の目的は、上記した送電系統の周波数上昇時に
タービンバイパス弁21が開した場合に、復水浄化装置9,
10を通る復水量をバイパスして流すことにより、過大流
量を防止し、安定した連続給水を確保し、安定した送電
を図ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、近年の発電プラントの送電系統運用性向上
のために、復水制御方法を詳細検討することによってな
されたものであり、系統周波数上昇時にタービンバイパ
ス弁が開しタービン出力に対応した復水流量以上の流量
を蒸気発生器に送水する必要がある場合に、復水浄化装
置等の処理復水量を低減し、復水浄化装置を通過する復
水の一部をバイパスすることにより達成される。
〔作用〕
発電プラントの通常運転中にタービンバイパス弁が開
した場合には、復水器からの復水流量が通常運転中より
も増加する。この状態が発生した場合に、復水系統の圧
力損失の最も大きい復水浄化装置を通過する復水の一部
をバイパスして流すことにより、復水浄化装置の過大流
量による損傷を防止することが出来、また下流側の高圧
復水ポンプ及び給水ポンプの入口圧力も低下することが
ないため、安定した給水を確保出来ることになる。
その他の発明としては、タービンバイパス弁が開した
場合に蒸気発生器の出力を低減してやることにより蒸気
発生器から要求される復水流量が復水浄化系の処理能力
以下になるため、安定した給水を確保出来る。
〔実施例〕
本発明は、給水加熱器ドレンを直接給水系に回収する
装置には、一般的に応用可能である。
第1図にその一実施例を示す。蒸気発生器1にて発生
した蒸気は、タービン高圧加減2を介し高圧タービン5
に入り仕事を行ない、湿分分離器4を介し低圧タービン
5供給されタービン回転させる。タービンから排気され
た蒸気は復水器7で凝縮され復水となる。その復水は復
水ポンプ8、復水ろ過装置9、復水脱塩装置10、高圧復
水ポンプ11、低圧給水加熱器12、給水ポンプ13、高圧給
水加熱器14を通って蒸気発生器1に戻される。一方、タ
ービンの途中から抽気された蒸気は給水加熱器12,14に
て給水と熱交換してドレン(凝縮水)となる。高気ドレ
ンは高圧ドレンタンク18に集められ高圧ドレンポンプ19
により昇圧し、高圧ドレンタンク水位調整弁20を介し給
水ポンプ13の入口に直接回収される。また低圧ドレン
は、低圧ドレンタンク15に集められ低位ドレンポンプ16
により昇圧し、低圧ドレンタンク水位調節弁17を介し、
復水脱塩装置10上流に直接回収される。
また、通常運転中に送電系統の周波数が上昇した場合
には、タービン加減弁2が絞り込まれ、余剰の主蒸気を
直接復水器に排出するために、タービンバイパス弁21が
設けられている。
第1図と従来の技術と異なる点は、復水ろ過装置にバ
イパス管23及びバイパス弁22を設け、また低圧ドレンポ
ンプ16の出口管に逆止弁24を設け、その上流から復水脱
塩装置10の下流復水管に接続する第2の低圧ドレンアッ
プ管26と第2のドレン弁25を設けたものである。
ここで、定格運転中にタービンバイパス弁が開した場
合は、第2図に示すインターロックによりろ過装置バイ
パス弁22及び第2の低圧ドレン弁25を開する。本発明を
採用した場合の系統内の流量変化を第1図中のワク内に
{(通常時)→(タービンバイパス弁開時)}の如く給
水流量に対する比率で示す。本図からも明らかな様に、
復水ろ過装置9および脱塩装置10の処理水量は通常の定
格運転流量を上廻ることなく運転出来る。また、復水浄
化装置9,10、に過大流量を流さないため復水系統の圧力
損失も大きくならず、高圧復水ポンプ11及び給水ポンプ
13の入口圧力も確保出来、ポンプ損傷やポンプトリップ
による蒸気発生器への給水喪失も防止することが出来
る。
第3図に本発明の他の実施例を示す。復水系統におい
て復水流量計30、低圧復水ポンプ8の出口から高圧ドレ
ンタンク18に復水を送水する高圧ドレンタンクへの復水
入口弁32,および低圧ドレンタンク15に復水を送水する
低圧ドレンタンクへの復水入口弁31とその接続配管34を
設け、復水流量計30の流量が復水ろ過装置9の処理能力
(例えば55%給水量)以上になった場合は、第4図のイ
ンターロック図に示す如く、高圧および低圧ドレンタン
クへの復水入口弁31,32を開する。この様にすれば、ヒ
ータ14,12からのドレン量が低下する分を復水浄化装置
9,10を通さずにドレンポンプ16,19にて送水することに
なり,復水浄化装置9,10に過大な流量が流れないことに
なる。
第6図の実施例は、蒸気発生器1からの主蒸気を高圧
ヒータ14,低圧ヒータ12に導く主蒸気導入管37,38および
止め弁35,36を設けたもので、第7図のインターロック
図に示す様に、タービンバイパス弁21の開信号にて主蒸
気からの止め弁35,36を開するものである。本実施例に
よれば、タービン3,5からヒータ14,12に流れる抽気量の
減少分をタービンバイパス弁21から復水器7へ流入する
余剰の主蒸気で補充してやることになり、ドレン量が通
常運転と同等となり、一方タービンバイパス量を減少す
るため復水量も通常運転と同等となり、復水浄化装置9,
10に過大な流量が流れることはない。第8図の実施例
は、復水流量計41,復水浄化装置入口流量計40,バイパス
流量計42,および復水浄化装置をバイパスするバイパス
弁43を設け、復水浄化装置への通水流量が能力以上にな
らない様にバイパス弁43を開度制御するものである。ま
た復水ポンプ8の容量が不足する場合には、待機中の復
水ポンプを起動させることにより送水量を確保するもの
である。
第9図の実施例は、タービンバイパス弁開時に蒸気発
生器1の発生蒸気量を低減するため、蒸気発生器1の出
力を降下させる方式である。この場合は、周波数が通常
条件に戻った場合にも電気出力は回復しないことになる
が、周波数上昇が長時間続く場合には、熱効率及び安定
給水の観点から有利である。
上記した実施例は、発明の一実施例であるが、それぞ
れの要素発明を組合せることにより信頼性の高い最適な
復水系統が得られる。
また、送電系統の周波数上昇により以上の実施例の如
く復水系統の運転条件が通常運転と異なった状態となる
が、周波数が正常に戻りタービンバイパス弁が閉しても
連続運転上は特に支しつかえない。このため、周波数が
安定した時点で開動作した復水浄化装置のバイパス弁開
を閉動作させる。
〔発明の効果〕
本発明は、原子力および水力発電プラントのヒータド
レンを直接復水系に回収するドレンアップシステムを採
用した復水系統に適用することが可能であり下記の効果
がある。
1.送電系統の周波数が上昇した場合に、復水浄化装置お
よび復水ポンプ、給水ポンプの損傷を回避することが出
来、蒸気発生器に安定した給水が可能である。
2.本発明によれば、過渡的に周波数が上昇した場合にお
いても、蒸気発生器の出力を低下させる必要はなく、周
波数が正常になった場合は再び元の電気出力を確保出来
るため、運用性が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図は本発明の説明図、第3図,第4図は本
発明の他の実施例の説明図、第5図は従来の復水給水系
及びヒータドレン系の説明図、第6図から第9図までは
本発明の他の実施例の説明図を示す。 1……蒸気発生器、2……タービン加減弁、3……高圧
タービン、4……湿分分離器、5……低圧タービン、6
……発電機、7……復水器、8……低圧復水ポンプ、9
……復水ろ過装置、10……復水脱塩装置、11……高圧復
水ポンプ、12……低圧給水加熱器、13……給水ポンプ、
14……高圧給水加熱器、15……低圧ドレンタンク、16…
…低圧ドレンポンプ、17……低圧ドレンタンク水位調節
弁、18……高圧ドレンタンク、19……高圧ドレンポン
プ、20……高圧ドレンタンク水位調節弁、21……低圧ド
レンポンプ出口管、22……復水ろ過装置バイパス弁、23
……復水ろ過装置バイパス管、24……低圧ドレンポンプ
出口逆止弁、25……低圧ドレンポンプ出口バイパス弁、
26……低圧ドレンポンプ出口バイパス管、27……バイパ
ス弁制御装置、30……流量検出器、31……低圧ドレンタ
ンク復水入口弁、32……高圧ドレンタンク復水入口弁、
33……復水入口弁制御装置、35,36……主蒸気導入弁、3
7,38……主蒸気導入管、41,42,42……流量検出器、43…
…復水浄化装置バイパス弁、44……バイパス弁制御装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−119302(JP,A) 特開 昭61−262509(JP,A) 特開 昭49−117804(JP,A) 実開 昭60−143110(JP,U)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電プラントの蒸気発生器からの蒸気を主
    タービンに送る主蒸気管と主蒸気管から分岐して復水器
    へ至るタービンバイパス配管及びバイパス弁と、復水器
    から蒸気発生器へ復水を送水する2台以上の復水ポンプ
    と、復水ポンプの下流に設置する復水浄化装置と、給水
    を加熱する給水加熱器と、給水加熱器のドレンを復水系
    統に直接回収するドレンポンプと、それらを接続する配
    管で構成される復水系及びヒータドレン系統において、
    プラント出力運転中にタービンバイパス弁が開した場
    合、前記復水浄化装置を通過する復水の一部をバイパス
    することを特徴とする復水流量制御方法。
  2. 【請求項2】発電プラントの蒸気発生器からの蒸気を主
    タービンに送る主蒸気管と主蒸気管から分岐して復水器
    へ至るタービンバイパス配管及びバイパス弁と、復水器
    から蒸気発生器へ復水を送水する2台以上の復水ポンプ
    と、復水ポンプの下流に設置する復水ろ過装置と復水脱
    塩装置と、給水を加熱する給水加熱器と、給水加熱器の
    ドレンを復水脱塩装置の上流側復水系に直接回収するド
    レンポンプと、それらを接続する配管で構成される復水
    給水系及びヒータドレン系統において、復水ろ過装置を
    バイパスする復水バイパス管及び弁を設け、また、前記
    ドレンポンプ出口配管に逆止弁を設け、その上流から分
    岐して復水脱塩装置の下流側に接続する配管及び弁を設
    け、タービンバイパス弁の開信号によって、当該復水ろ
    過装置バイパス弁及び追設したドレンポンプ出口側バイ
    パス弁を開することを特徴とする復水流量制御装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載の復水給水系及
    びヒータドレン系統において、復水ろ過装置をバイパス
    する復水バイパス管及び弁とドレンポンプ出口配管から
    分岐して復水脱塩装置の下流側に接続するバイパス管及
    び弁を設け、また復水ポンプの出口側に流量計を設け、
    復水流量が規定値以上となった場合に、前記、復水ろ過
    装置バイパス弁及びドレンポンプ出口側バイパス弁を開
    することを特徴とする復水流量制御装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第2項記載の復水給水系及
    びヒータドレン系統において、復水ポンプの出口管から
    前記ドレンポンプ入口側に復水を送水する復水流入管及
    び弁を設け、タービンバイパス弁開信号により、前記復
    水流入弁を開することを特徴とする復水流量制御装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第2項記載の復水流量制御
    装置において、復水ろ過装置の入口管に流量計を設け、
    該当流量計の信号によって、復水ろ過装置バイパス管に
    設けたバイパス弁開度を制御し、復水ろ過装置に流れる
    流量を規定値以上流れない様にしたことを特徴とする復
    水流量制御装置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第2項記載の復水流量制御
    装置において、タービンバイパス弁開信号または復水流
    量が規定値以上となった場合待機中の復水ポンプを起動
    させることを特徴とする復水流量制御装置
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第2項記載の復水給水系及
    びヒータドレン系統において、蒸気発生器からの主蒸気
    を前記給水加熱器に直接導入する主蒸気導入管及び止め
    弁を設け、タービンバイパス弁開信号により、当該主蒸
    気導入管の止め弁を開することを特徴とする復水流量及
    び主蒸気制御装置。
  8. 【請求項8】発電プラントの蒸気発生器から主タービン
    をバイパスして復水器へ至るタービンバイパス配管及び
    バイパス弁と、復水器から蒸気発生器へ給水を送水する
    2台以上の給水ポンプと、給水を加熱する給水加熱器
    と、給水加熱器のドレンを復水脱塩装置の上流側復水系
    に直接回収するドレンポンプと、それらを接続する配管
    で構成される復水給水系及びヒータドレン系統におい
    て、プラント出力運転中のタービンバイパス弁の開信号
    によって、前記給水ポンプのうち1台を停止させるか、
    または、給水ポンプの送水流量を低減することを特徴と
    する給水制御装置。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項記載の復水給水系及
    びヒータドレン系統において、タービンバイパス弁が開
    し、主タービン出力が低下した場合は、主タービン出力
    に応じて蒸気発生器の発生蒸気流量を低減させたことを
    特徴とする蒸気発生器制御装置。
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