JPH03253703A - タービンバイパス蒸気の冷却水圧力保持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、給水系に可変速復水ブースタポンプを有する
火力タービンプラットにおいて、タービン非常停止や負
荷遮断時にタービンをバイパスして復水器に流入する高
温蒸気を有効に冷却する技術に関する。

従来の技術 蒸気タービンの非常停止や負荷遮断時又はＰＣＢと略称
される発電所内電力のみを供給する所内単独運転移行時
には、第１図に示す蒸気止め弁１を閉塞したり、蒸気加
減弁２の開度を急速に減少したりする。同時にボイラに
連通ずる主蒸気配管３のタービン近傍に設けられたター
ビンバイパス配管４を介して、主蒸気配管３中の高温蒸
気をバイパス蒸気弁５及び減温器６を経て、直接に復水
器７へ流入させる。

減温器６には、一般に、給水及び蒸気の直触式熱交換器
が採用される。すなわち、第１図に示すボイラへの給水
系において、図に示されていない復水ポンプで加圧され
た復水器７からの復水はグランド蒸気復水器から２系統
のオリフィス流量計８、電動復水ブースタポンプ９、逆
止弁１０．仕切弁１１を経て合流し、仕切弁１２、空気
式スプレー水調節弁１３を経て、減温器６へ導入され、
スプレーされる。

通常運転時にあっては、空気式スプレー水調節弁１３は
閉塞し、復水はエアモータ弁１４、脱気器水位調節弁１
５、電動弁１６、低圧給水加熱器１７、電動弁１８、逆
止弁１９及びフローノズル２０を経て、脱気器２１へ流
入する。脱気器で脱気された給水は、電動弁２２、単式
ストレーナ２３、電動給水ブースタポンプ２４及びター
ビン動給水ポンプ２５を経て、図に示されていない高圧
給水加熱器へ送られる。

脱気器２１の下部には貯水タンク２６が一体に形成され
、その水位は水位検出器２７と水位制御器２８とにより
、脱気器水位調節弁１５の開度を調節することによって
所定の水位に調節される。

蒸気タービンの非常停止、負荷遮断及び所内単独運転移
行（ＰＣＢ）時には給水量が減少し、そのままでは貯水
タンク２６の水位が上昇するので、脱気器水位調節弁１
５が絞られる。

発明が解決しようとする課題 従来の復水ブースタポンプは定速電動機によって駆動さ
れ、ポンプの回転速度は一定である。この場合の蒸気タ
ービンが非常停止、負荷遮断又は所内単独運転移行時の
復水ブースタポンプの定性的な挙動を第４図に示す。Ａ
点で稼働していたポンプは、スプレー水調節弁１３が開
くと過渡的にポンプのシステム抵抗が減少し、０点へ移
行する。

その後、脱気器水位調節弁１５が絞られ、システム抵抗
が増加して抵抗カーブＢ上のＢ点に移行する。この過程
でのポンプの全揚程ＨＡ、　ＨＢＸＨｏは、常にタービ
ンバイパススプレー必要全揚程よりも高く、減温器６へ
は適正なスプレー水が供給される。

システム抵抗カーブＡは、脱気器水位調節弁全開、空気
式スプレー水調節弁全閉時のポンプの抵抗曲線で、ポン
プの必要ＮＰＳＨ（有効吸込みヘッド）がＮ　Ｐ　Ｓ　
Ｈに等しくなり、キャビテーションが発生する限界域又
はキャビデージョンを考慮して、ある程度余裕を持たせ
た過流量限界域内にある。

第４図において、回転数一定でポンプを運転するとき、
ポンプの効率は設計点から遠さかると急激に低下する。

又、流量に対して全揚程が過大に過ぎるとポンプの動力
は必要以上に大きくなる。

この発電所所内動力を減少させるため、最近の復水ブー
スタポンプは定速ポンプから可変速ポンプに逐次移行し
ている。第２図はその可変速ブースタポンプの定性的特
性を示す。

第２図において、６０％回転数のＡ点で稼働していたポ
ンプは上述のように過渡的に０点へ移行し、その後り点
へ移行する。この場合の全揚程ＨＡ、　Ｈｏ。

Ｈ，、はいずれもタービンバイパススプレー必要全揚程
よりも低く、減温器へはスプレー水が供給されない。

このため復水器へは高温のタービンバイパス蒸気が流入
し、不規則な熱膨張が復水器胴や管板や冷却水管に発生
する。プラットがＤＳＳ　（毎日起動停止）又はＷＳＳ
（毎週起動停止）運用されるときには、この現象に低ザ
イクル熱疲労が伴い、局部熱応力による塑性変形やクラ
ック発生の原因となる。

課題を解決するための手段 本発明によれば、可変速ブースタポンプを使用した火力
発電プラットにてタービンバイパス蒸気減温器へのスプ
レー冷却水圧力を保持する方法において、蒸気タービン
非常停止、負荷遮断又は所内単独運転移行時に、可変速
ブースタポンプの回転数を定格回転数又は設定回転数ま
で昇速し、かつ脱気器水位調節弁の開度を全開又は設定
開度まで閉じることを特徴とするタービンバイパス蒸気
の冷却水圧力保持方法が提供される。

作用 蒸気タービンが非常停止、負荷遮断又は所内単独運転移
行運転状態になると、復水ブースタポンプの全揚程が自
動的に高くなり、タービンバイパススプレー必要全揚程
を」二回る。

従って、タービンバイパス蒸気減温器には所定量の冷却
水がスプレーされ、高温のタービンバイパス蒸気は適正
な温度に減温されて復水器へ流入する。

実施例 本発明の一実施例を第１．２．３図に基づいて詳細に説
明する。第１図は本発明の構成を示す系統図、第２図は
その作用を示す可変速復水ブースタポンブの性能曲線で
あり、第３図は復水ブースタポンプの速度制御と脱気器
水位調節弁の開度制御に関連したブロック回路図である
。

第１図において、蒸気タービンが非常停止、負荷遮断又
は所内単独運転移行（Ｐ　ＣＢ）運転状態になると、主
蒸気止め弁１が閉塞したり、蒸気加減弁２が絞られたり
すると同時に、水位制御器２８又は別に設けられたスプ
レー水圧力調整器から、可変速電動復水ブースタポンプ
９の回転数を所定の回転数又は定格回転数まで昇速し、
かつ、脱気器水位調節弁１５の開度を所定の開度まで絞
り込むか又は全閉とする信号が発信される、この２動作
にインターロックして、バイパス蒸気弁５と空気式スプ
レー水調節弁１３とが開かれる。

第２図において、復水ブースタポンプの回転数６０％、
流量ＱＡ　ｍ３／ｈ　％全揚程ＨＡｍに相当するＡ点か
ら、前記インターロックに係る２動作によって、その作
用点は回転数１００％、流量Ｑ、　ｍ３／ｈ　、全揚程
ＨＲｍに相当するＢ点へ自動的に移行する。全揚程Ｈｕ
ｍはタービンバイパススプレー必要全揚程を十分に上回
り、又、移行時過流量限界域に接近することもない。

第３図は可変速ブースタポンプの速度と脱気器水位調節
弁の開度とをそれぞれ制御する一実施例のブロック回路
図である。

通常時とは、プラットが系統へ送電している場合を言い
、その他は電力の併入は行われていない場合である。従
って、送電系統に配設された電力計３０によって送電の
有無を検出し、検出器３１ではその値がプラスのときは
通常時が、ゼロのときは非常停止時、負荷遮断時及び所
内単独運転時がそれぞれ自動的に検出される。

通常時は信号伝送距離に制限がない特徴を生かして、電
子式比例微分積分（Ｐ　Ｉ　Ｄ）回路と増幅器とを備え
た調節器３２から操作器３３を介して、復水ブースタポ
ンプを駆動する三相誘導電動機の電源周波数変換器３４
によって調節されて、ポンプの速度制御が行われる。同
じように併設された調節器３５と操作器３６とを経て、
脱気器水位調節弁の弁リフＩ・アクチュエータ３７が調
節されて、弁の開度制御が行われる。

次に検出器が電流上口を検出したときには、対の設定器
３８．３９を経て、周波数変換器３４と弁リフトアク゛
チュエータ３７とがそれぞれ調節される。

この場合、一般に復水ブースタポンプの速度は定格速度
へ、脱気器水位調節弁は全閉へそれぞれ移行する。しか
し、タービンバイパス蒸気量、復水ブースタポンプと脱
気器貯水タンクの容量及び脱気器水位調節弁の仕様によ
って、減温器へ噴射される凰が過大になるときには、冷
却水が蒸発せずに復水器へ流入して復水器を浸食する。

この現象を防止するために周波数変換器３４の設定周波
数と弁リフトアクチュエータ３７の設定開度のいずれか
又は両方に設定器によって予め所定の値に設定される場
合もある。

なお、非常停止時、負荷遮断時及び所内単独運転時でタ
ービンバイパスして復水器へ流入する蒸気量は変るが、
その偏差はきわめて少なく、これらに応じて復水ブース
タポンプの速度や脱気器水位調節弁の開度を調節する必
要はない。

発明の効果 本発明によれば、所内動力を低減させるために可変速復
水ブースタポンプを使用した火力発電プラットにおいて
、蒸気タービンが非常停止、負荷遮断又は所内単独運転
に移行したとき、復水器に流入するタービンバイパス温
度を適正な温度に冷却することができる。又、このとき
復水ブースタポンプのキャビテーションも完全に防止す
ることができる。

従って、復水器及び復水ブースタポンプの信頼性の向上
とその保守費の低減において顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する構成を示す系統図、第２
図は本発明方法が適用された可変速復水ブースタポンプ
の作用を示す性能図、第３図は本発明方法による制御ブ
ロック回路図、第４図は従来の定速復水ブースタポンプ
の作用を示す性能図である。 ６・・タービンバイパス蒸気減温器、９・・可変速復水
ブースタポンプ、 １５　・ ・脱気器水位調 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変速ブースタポンプを使用した火力発電プラットにて
   タービンバイパス蒸気減温器へのスプレー冷却水圧力を
   保持する方法において、蒸気タービン非常停止、負荷遮
   断又は所内単独運転移行時に、可変速ブースタポンプの
   回転数を定格回転数又は設定回転数まで昇速し、かつ脱
   気器水位調節弁の開度を全開又は設定開度まで閉じるこ
   とを特徴とするタービンバイパス蒸気の冷却水圧力保持
   方法。