JP4095837B2

JP4095837B2 - Power plant

Info

Publication number: JP4095837B2
Application number: JP2002176565A
Authority: JP
Inventors: カルロス田島; 哲也迫田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004020069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原子力発電プラントや火力発電プラントの復水給水系統における、脱気器水位制御弁の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば原子力発電プラントや火力発電プラントにおいては、復水給水系統が採用されている。図２は、このような従来の発電プラントにおける復水給水系統の一例を模式的に示す図であり、原子力発電プラントの場合を例示している。同図において、図示しない原子炉からの熱により蒸気発生器１で発生した蒸気は、高圧蒸気タービン２さらには低圧蒸気タービン３を駆動し、これにより発電機４にて発電が行われる。なお、火力発電の場合は原子炉の代わりにボイラーが採用される。
【０００３】
これら蒸気タービンにて発電に寄与した蒸気は、復水器５にて図示しない海水と熱交換され、凝縮し復水となって復水器５内に一時貯蔵される。復水器５内に一時貯蔵された復水は、互いに並列に配設された２台の復水ポンプ６により昇圧され、さらに、前記復水ポンプ６と直列に接続され互いに並列に配設された２台の復水ブースターポンプ７によりさらに昇圧される。なお、このような復水ポンプ或いは復水ブースターポンプを総称して復水系ポンプと呼ぶ。また、これらポンプの台数は、２台に限らず３台以上としても良い。
【０００４】
そして、脱気器水位制御弁１０を介して加熱器１１で加熱された後、脱気器１２へと流入する。脱気器１２へ流入した復水は、給水ポンプ１３により昇圧され、加熱器１４で加熱された後、蒸気発生器１へ給水される。また図示しないが、給水ポンプ１３に給水ブースターポンプを直列に接続しても良い。
【０００５】
また、何らかの理由で電力負荷を降下させるいわゆる負荷ランバックを行う時には、原子炉（或いはボイラー）からの余分な熱を逃がすため、蒸気発生器１からの蒸気の一部を、蒸気タービンを介さずに弁１５を介して復水器５へ排出する。このとき、復水器５の温度が急激に上昇しないように、復水器５からの復水で蒸気を冷やしつつ行う。具体的には、復水系ポンプ直後の復水の一部を、弁１６およびスプレーノズル（図示省略）を介して減温器１７へ供給し、ここで弁１５を経てきた蒸気と混合して、タービンバイパスとして復水器５に排出する。
【０００６】
ところで、同図に示したように、復水ポンプ６及び復水ブースターポンプ７は、それぞれ２台ずつ互いに並列に配設されている。そして、それぞれ２台のポンプが所定の流量を５０％ずつ受け持ち、予備機を持たない構成となっている。このとき、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の２台のポンプの内、いずれか１台がトリップすると、２台分の流量を１台で賄うことになるため、そのままでは運転を継続しているポンプは過流量状態となる。
【０００７】
そこで従来、電力負荷を降下させて、運転を継続しているポンプの流量を減少させる制御を行うが、それだけでは、電力負荷が降下する途中に、運転を継続しているポンプは過流量となる恐れが高く、これを防止するために、脱気器水位制御弁１０を、トリップと同時に所定の弁開度まで絞る制御方法が採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の構成において、脱気器水位制御弁１０の弁開度の設定値は、タービンバイパススプレーした際や、復水器スピルオーバー弁（不図示）を開いた際等のポンプ過流量を考慮して、安全側に設定する必要があった。ところが、このように、脱気器水位制御弁１０の弁開度を安全側に取ると、それに合わせて負荷ランバック時の負荷減少幅を大きくしなければならなくなる。
【０００９】
具体的には、電力負荷を例えば３０％程度になるまで降下させるといったことになる。これについては、電力負荷減少に対しての原子炉やボイラーの追従性が悪いことや、電力系統全体への悪影響（例えば電圧変動や周波数変動等）が大きくなること等があり、問題となっていた。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑み、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバックでは、残留ポンプを保護しながら最大限の復水量を脱気器に送ることができ、電力負荷の減少幅を少なくすることが可能な脱気器水位制御弁の制御方法、及びそれを用いた発電プラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、複数台で構成された復水系ポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバックでは、まず脱気器水位制御弁を絞り込んで脱気器の圧力低下を抑制し、しかる後に、前記復水系ポンプの残留ポンプが過流量とならないように、開度に制限をかけつつ前記脱気器水位制御弁を再び開き、前記脱気器内の水位を回復させる制御方法を採用する。
【００１２】
また、前記復水系ポンプは、複数台で構成された復水ポンプ及びこれに直列に接続され複数台で構成された復水ブースターポンプより成り、前記復水ポンプ及び復水ブースターポンプ各々の出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかける制御方法を採用する。
【００１３】
また、前記復水系ポンプ直後の復水の一部を用いてタービンバイパススプレーする際に、前記復水系ポンプの出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかける制御方法を採用する。
【００１４】
また、前記いずれかに記載の脱気器水位制御弁の制御方法を採用する復水給水系統を備えた発電プラントとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る発電プラントにおける復水給水系統の一実施形態を模式的に示す図であり、原子力発電プラントの場合を例示している。同図においては、前記従来例と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。同図に示すように、本実施形態では、脱気器１２にその内部の水位を検知する水位センサー１８を設けている。また、復水ブースターポンプ７の出口には流量計１９を設けており、復水ポンプ６の出口には流量計２０を設けている。
【００１６】
さて、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の２台のポンプの内、いずれか１台がトリップすると、電力負荷を急減させる負荷ランバックが実行される。このとき、いわゆるＮＰＳＨ（Net Positive Suction Head：正味有効吸込水頭）制御が働く。ここではまず、脱気器１２に冷たい復水があまり入らないように、脱気器水位制御弁１０を絞り込む。これにより、脱気器１２内の圧力をできるだけゆっくりと降下させ、脱気器１２から給水ポンプへの押込圧力の低下を抑制する。ちなみに、通常この給水ポンプへの押込圧力は、タービンの抽気によって１２気圧程度に保たれているものである。
【００１７】
ところが、脱気器水位制御弁１０を絞ると、脱気器１２内の水位が低下するので、この水位が許容限界を下回らないように、水位センサー１８からの信号に基づいて、脱気器水位制御弁１０を再び開けるが、このとき、脱気器１２内の水位を上げることを優先させてしまうと、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の残る１台が過流量となるので、これを防止するため、流量計１９からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度に制限をかけ、徐々に水位が回復するようにする。
【００１８】
また、特に復水ポンプ６の１台がトリップした際には、流量計２０からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度に制限をかけることにより、上述したタービンバイパススプレーした際や、図示しない復水器スピルオーバー弁を開いた際においても、復水ポンプ６の過流量を防止することができる。このように、流量計１９からの信号に基づく制御及び流量計２０からの信号に基づく制御を併用することにより、脱気器水位制御弁１０の開度制御をより正確に行うことができる。
【００１９】
なお、図示しないが、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７からのトリップ信号を受けて、負荷ランバックを行い、流量計１９及び２０並びに水位センサー１８からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度制御を行う制御部が設けられている。
【００２０】
以上述べたように、本実施形態におけるような脱気器水位制御弁の制御方法を採用することにより、タービンバイパススプレーした場合でも復水流量を調節することができるため、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプの過流量を防止することができる。加えて、常にポンプ性能上の最大流量（例えば定格の１２０％、実用的には１１５％）まで流すことが可能となるため、タービンバイパススプレーしないとき等には、従来の制御システムと比較して、脱気器への送水量を増やすことが出来るので、結果として電力負荷を多くとることが可能となる。
【００２１】
具体的には、上記ポンプ１台トリップでの負荷ランバック時でも、電力負荷を通常時の５０〜６０％程度までとることができる。ちなみに、本実施形態における復水ポンプは定格の流量が３２５０ｍ³ ／ｈのものが採用され、復水ブースターポンプは定格の流量が２８００ｍ³ ／ｈのものが採用される。そして、復水ブースターポンプ直後の流量は、通常５０４０ｔ／ｈ（比重０．９９１で換算）程度となっている。また、脱気器は貯水量が通常５００〜６００ｍ³と比較的小型のものが採用される。勿論、これら具体的な数値には限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバック時に、残留ポンプを保護しながら最大限の復水量を脱気器に送ることができ、電力負荷の減少幅を少なくすることが可能な脱気器水位制御弁の制御方法、及びそれを用いた発電プラントを提供することができる。
【００２３】
またこれにより、負荷ランバック時に原子炉やボイラーにかかる負担を低減することや、電力系統全体への悪影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電プラントにおける復水給水系統の一実施形態を模式的に示す図。
【図２】従来の発電プラントにおける復水給水系統の一例を模式的に示す図。
【符号の説明】
１蒸気発生器
２高圧蒸気タービン
３低圧蒸気タービン
４発電機
５復水器
６復水ポンプ
７復水ブースターポンプ
１０脱気器水位制御弁
１１加熱器
１２脱気器
１３給水ポンプ
１４加熱器
１５，１６弁
１７減温器（スプレーノズル内蔵）
１８水位センサー
１９，２０流量計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling a deaerator water level control valve in, for example, a condensate water supply system of a nuclear power plant or a thermal power plant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in a nuclear power plant or a thermal power plant, a condensate water supply system has been adopted. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the condensate water supply system in such a conventional power plant, and illustrates the case of a nuclear power plant. In the figure, the steam generated in the steam generator 1 by heat from a reactor (not shown) drives the high-pressure steam turbine 2 and further the low-pressure steam turbine 3, whereby the generator 4 generates power. In the case of thermal power generation, a boiler is used instead of a nuclear reactor.
[0003]
The steam that has contributed to power generation in these steam turbines is heat-exchanged with seawater (not shown) in the condenser 5, condensed, condensed into condensate, and temporarily stored in the condenser 5. The condensate temporarily stored in the condenser 5 is boosted by two condensate pumps 6 arranged in parallel with each other, and further connected in series with the condensate pump 6 and arranged in parallel with each other. The pressure is further increased by two condensate booster pumps 7. Such a condensate pump or a condensate booster pump is collectively referred to as a condensate pump. The number of these pumps is not limited to two, and may be three or more.
[0004]
Then, after being heated by the heater 11 through the deaerator water level control valve 10, it flows into the deaerator 12. The condensate that has flowed into the deaerator 12 is increased in pressure by the water supply pump 13, heated by the heater 14, and then supplied to the steam generator 1. Although not shown, a water supply booster pump may be connected in series to the water supply pump 13.
[0005]
In addition, when performing so-called load runback that lowers the power load for some reason, excess heat from the reactor (or boiler) is released, so that a part of the steam from the steam generator 1 is not passed through the steam turbine. The water is discharged to the condenser 5 through the valve 15. At this time, the steam is cooled by the condensate from the condenser 5 so that the temperature of the condenser 5 does not rise rapidly. Specifically, a part of the condensate immediately after the condensate system pump is supplied to the temperature reducer 17 via the valve 16 and the spray nozzle (not shown), where it is mixed with the steam that has passed through the valve 15, It discharges to the condenser 5 as a turbine bypass.
[0006]
By the way, as shown in the figure, two each of the condensate pump 6 and the condensate booster pump 7 are arranged in parallel with each other. Each of the two pumps takes a predetermined flow rate of 50% and does not have a spare machine. At this time, if one of the two pumps of the condensate pump 6 or the condensate booster pump 7 trips, the flow of the two will be covered by one, so the operation will continue as it is. The pump is overflowing.
[0007]
Therefore, conventionally, control is performed to reduce the flow rate of the pump that continues to operate by lowering the power load, but only by that, the pump that continues operation becomes overflowed while the power load is decreasing. In order to prevent this, a control method is adopted in which the deaerator water level control valve 10 is throttled to a predetermined valve opening simultaneously with a trip.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration as described above, the set value of the opening degree of the deaerator water level control valve 10 is a pump when turbine bypass spraying or when a condenser spillover valve (not shown) is opened. It was necessary to set it on the safe side in consideration of the excessive flow rate. However, when the valve opening of the deaerator water level control valve 10 is taken to the safe side as described above, the load reduction width at the time of load runback must be increased accordingly.
[0009]
Specifically, the power load is lowered to, for example, about 30%. This is a problem because the followability of nuclear reactors and boilers to the decrease in power load is poor, and adverse effects on the entire power system (for example, voltage fluctuations and frequency fluctuations) increase. It was.
[0010]
In view of such problems, the present invention is designed to deaerate the maximum amount of condensate while protecting the residual pump in the load runback performed when either one of the condensate pump or the condensate booster pump trips. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a deaerator water level control valve that can be sent to a generator and can reduce a reduction range of an electric power load, and a power plant using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a load runback performed when any one of a plurality of condensate pumps trips, the deaerator water level control valve is first throttled. After that, the deaerator water level control valve is opened again while limiting the opening so that the residual pump of the condensate pump does not become an excessive flow rate, and the water level in the deaerator is reduced. Adopt control method to recover.
[0012]
The condensate system pump is composed of a condensate pump composed of a plurality of units and a condensate booster pump composed of a plurality of units connected in series to the condensate pump. A control method for limiting the opening of the deaerator water level control valve based on the flow rate is adopted.
[0013]
Further, when turbine bypass spraying is performed using a part of the condensate immediately after the condensate system pump, a control method for limiting the opening of the deaerator water level control valve based on the flow rate at the outlet of the condensate system pump Is adopted.
[0014]
Moreover, it is set as the power plant provided with the condensate water supply system which employ | adopts the control method of the deaerator water level control valve in any one of the said.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a condensate water supply system in a power plant according to the present invention, and illustrates a case of a nuclear power plant. In the figure, parts common to those in the conventional example are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate. As shown in the figure, in this embodiment, the deaerator 12 is provided with a water level sensor 18 for detecting the water level inside. A flow meter 19 is provided at the outlet of the condensate booster pump 7, and a flow meter 20 is provided at the outlet of the condensate pump 6.
[0016]
Now, when either one of the two pumps of the condensate pump 6 or the condensate booster pump 7 trips, a load runback is executed to rapidly reduce the power load. At this time, so-called NPSH (Net Positive Suction Head) control works. Here, first, the deaerator water level control valve 10 is narrowed so that cold condensate does not enter the deaerator 12 much. Thereby, the pressure in the deaerator 12 is lowered as slowly as possible, and a decrease in the pushing pressure from the deaerator 12 to the water supply pump is suppressed. Incidentally, the pushing pressure into the feed water pump is normally maintained at about 12 atm by the extraction of the turbine.
[0017]
However, when the deaerator water level control valve 10 is throttled, the water level in the deaerator 12 decreases, so the deaerator water level is determined based on the signal from the water level sensor 18 so that the water level does not fall below the allowable limit. The control valve 10 is opened again. If priority is given to raising the water level in the deaerator 12 at this time, the remaining one of the condensate pump 6 or the condensate booster pump 7 will be overflowed. In order to prevent this, the opening of the deaerator water level control valve 10 is limited based on the signal from the flow meter 19 so that the water level gradually recovers.
[0018]
In particular, when one of the condensate pumps 6 is tripped, the above-described turbine bypass spraying is performed by limiting the opening of the deaerator water level control valve 10 based on the signal from the flow meter 20. Even when a condenser spillover valve (not shown) is opened, an excessive flow rate of the condenser pump 6 can be prevented. As described above, by using the control based on the signal from the flow meter 19 and the control based on the signal from the flow meter 20 together, the opening degree control of the deaerator water level control valve 10 can be performed more accurately.
[0019]
In addition, although not shown in figure, it receives the trip signal from the condensate pump 6 or the condensate booster pump 7, performs load runback, and controls the deaerator water level based on the signals from the flow meters 19 and 20 and the water level sensor 18. A control unit that controls the opening degree of the valve 10 is provided.
[0020]
As described above, by adopting the control method of the deaerator water level control valve as in the present embodiment, the condensate flow rate can be adjusted even when turbine bypass spraying is performed. Overflow of the booster pump can be prevented. In addition, it is always possible to flow up to the maximum flow rate in terms of pump performance (for example, 120% of the rating, and practically 115%). Since the amount of water supplied to the deaerator can be increased, it is possible to increase the power load as a result.
[0021]
Specifically, even at the time of load runback with one pump trip, the power load can be about 50 to 60% of the normal time. Incidentally, condensate pump in the present embodiment is employed as the flow rate of the rating of 3250m ³ / h, condensate booster pump is employed as the flow rate of the rating of 2800 m ³ / h. The flow rate immediately after the condensate booster pump is normally about 5040 t / h (converted with a specific gravity of 0.991). A deaerator having a relatively small water storage amount of usually 500 to 600 m ³ is employed. Of course, it is not limited to these specific numerical values.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the maximum amount of condensate can be deaerated while protecting the residual pump at the time of load runback when either one of the condensate pump or the condensate booster pump trips. It is possible to provide a control method for a deaerator water level control valve that can be sent to a generator and can reduce the reduction range of the power load, and a power plant using the same.
[0023]
In addition, this makes it possible to reduce the burden on the nuclear reactor and the boiler during load runback, and to reduce adverse effects on the entire power system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of a condensate water supply system in a power plant according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a condensate water supply system in a conventional power plant.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steam generator 2 High pressure steam turbine 3 Low pressure steam turbine 4 Generator 5 Condenser 6 Condensate pump 7 Condensate booster pump 10 Deaerator water level control valve 11 Heater 12 Deaerator 13 Feed water pump 14 Heater 15, 16 Valve 17 Reducer (built-in spray nozzle)
18 Water level sensor 19, 20 Flow meter

Claims

During load runback to one any of the condensate system pumps the condensate pump and this constituted consisting condensate booster pump composed of a plurality of connected in series performed when tripped by a plurality, wherein the condensate system When performing turbine bypass spraying using a portion of the condensate immediately after the pump , the deaerator water level control valve is first throttled to suppress the pressure drop of the deaerator , and then the deaerator water level and the condensate are reduced. Based on the outlet flow rates of the pump and the condensate booster pump , while restricting the opening degree so that the water level of the deaerator does not become too low and the residual pump of the condensate pump does not become an excessive flow rate. the open deaerator water level control valve again, power plant, characterized in that it comprises a condensate water system employing the control method of the deaerator water level control valve that restored the water level in the deaerator.