JPH03291402A - ボイラ給水ポンプ封水流量測定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は発電プラントにおけるボイラ給水ポンプ（以下
ＢＦＰと略す）のグランド封水戻り量の計測を改良した
ボイラ給水ポンプ封水流量測定装置に関する。

（従来の技術） 発電プラントのボイラへの給水はＢＦＰによって送水さ
れるが、ボイラ給水として３ｏｏｋｇ／ｃ！ｌ１−ｇ近
い圧力水を得るため、ＲＦＰは高速回転となりかつ、高
温高圧水にさらされる。

ＢＦＰの回転体と静止部の各部間隙は微少であり、とり
わけＢＦＰ内部の高温高圧水と回転体貫通部の大気側と
のグランドシール構造は、複雑で間隙も微少なものとな
る。これらのグランドシール方式には５回転体と接触さ
せる方式と非接触型があるが、ＢＦＰの如く高速回転機
には回転機の信頼性の観点から非接触型を採用する場合
が一般的である。

本発明はＢＦＰのグランドシール方式として非接触型の
スロットルブツシュによるグランド封水方式を採用する
ものにおいて、このグランド封水量の戻り量を計測可能
とする装置を提供するものである。従来戻り水の処理シ
ステムの制約から直接その量を計測することは困難とさ
れておりその量を精度良く知る試みは行なわれていなか
ったものである。

発電プラントにおけるボイラへの給水流量を計測するに
は、第２図に示すプラントサイクル中のボイラ１人口の
給水流量計２にてボイラ１へ流入する給水流量を知る方
式が最も直接的なものである。

しかしながらこの計測点においては取扱う流量が大きく
給水流量計２の実使用点における流量係数を検証する設
備がないことから外挿によることとなりその外挿量も大
となる。又、この計測点における流体の温度的にも流体
内に溶解するスケール類が腐着し易く経年的に流量指示
値の誤差を大きくする要因となっており流量計測精度上
の問題がある。

これに対しＡＳＭＥ等が推奨している比較的流体温度が
低くスケール腐着のない脱気器３の入口の復水流量計４
を基準にボイラ１の入口の給水流量を知る方法が計測誤
差が少なく経年的変化が少ない点で受は入れられつつあ
る。この復水流量計４を基準とした給水流量算出方法の
詳細はＡＳＭＥ等に詳しいが以下に概説する。

すなわち脱気器３に流入する復水流量を復水流量計４に
て直接計測し、その他説気器３に流入する脱気器加熱用
タービン油気流量（図示せず）および高圧給水加熱器５
からのヒータドレンの脱気器流人量（図示せず）を各部
の圧力温度から熱的なバランス計算により求め先の復水
流量計４にて計測された流量に加算して脱気器３の出口
流量を求める。

基本的には、この脱気器３の出口流量がボイラ１への給
水流量となるが、現実にはＢＦＰ６のグランド封水によ
る流出入が微少ながら存在する為、このＢＦＰ６で封水
注入量ならびに封水戻り量を補正する必要がある。封水
注入系７は復水器８の出口より復水ポンプ９にて昇圧さ
れた復水を使用しており低圧給水加熱器１０の上流より
分岐されておりＢＦＰ６のスロットルブツシュ部に注入
されている。

一方封水戻り系１１はＢＦＰ６のスロットルブツシュ部
より復水回収タンク１２に静水頭差で導びかれており復
水回収ポンプバイパス管１３を経路して復水器８の真空
差圧によりタンク水位検出器１４からの信号に応じて動
作するタンク水位調節弁１５を介して復水器８に回収さ
れている。

復水回収ポンプ１６は復水器８が復水回収タンク１２と
同様に大気圧状態で復水器８との間で送水するのに有効
な真空による差圧がない場合に稼動させ復水器８への回
収を可能としている。

以上からなるＢＦＰ６のグランド封水システムにて封水
注入量ならびに封水戻り量を計測することによって前記
の復水流量計４を基準としだ脱気器３出口の給水流量に
加算もしくは減算することで真のボイラ給水流量を求め
ることができる。

ＢＦＰ６への封水注入系７を通過する封水注入量は復水
ポンプ９にて昇圧された圧力水であり、封水注入系７の
管内は満管状態の流れであることから流量計測は可能で
あるが、封水戻り系１１の管内の流体流れは第３図に示
す如く管の導水勾配のみで静圧により復水回収タンク１
２に導かれている為、封水注入系７と同じように管路内
で流量を計測することができない。

従って従来は最終的なボイラ１の給水流量を脱気器３の
入口の復水流量計４を基準として求める場合のＢＦＰ６
におけるグランド封水流量による補正すべき流量は、設
計計画値を使用するかもしくは封水注入系７の実流量を
計測し、この値を基に封水戻り量を計算にて算出し求め
ており、最終的なボイラ給水流量を求める上で仮定が存
在することになり誤差精度上の問題とされていた。

第４図及び第５図はＢＦＰ６のスロットルブツシュ封水
注入と封水戻りが脱気器３の出口水流量とボイラ１の給
水流量との関係において関与する状況をさらに詳述した
ものである。

第４図は脱気器３の出口水の下流に設置されるＢＦＰ６
のスロットルブツシュ部構造を示す説明図で、羽根車１
７をもつ回転車軸１８はＢＦＰケーシング１９に組み込
まれており、車軸１８とＢＦＰケシング１９の貫通部は
高温高圧水の通路部であるケーシング内と外気をスロッ
トルブツシュ２１にてシール可能な構造となっている。

第５図は第４図の構造からなるＢＦＰ６のスロットルブ
ツシュ２１部における封水の注入とグランド部漏洩と封
水戻すシステムを示す。すなわち第５図に示される如く
脱気器３の出口での給水流量は、ＢＦＰ６内部のスロッ
トルブツシュ２１にてシール水として供給される封水注
入系７からの注入水とＢＦＰ６内部漏洩水が流入し、復
水回収タンク１２に封水戻り系１１で導びかれる為、封
水注入系７での流量測定を封水流量計２２で測定したと
しても、封水戻り系１１を経て復水回収タンク１２に回
収される量との差分を知るには充分ではない。

従って脱気器３での給水流量を精度良く把握したとして
もボイラ１の入口給水量を精度良く知るにはＢＦＰ６で
の封水の出入の差分を精度良く計測することが重要とな
る。封水注入系７からの注入量と注水戻り系１１の戻り
量の差は発電プラントの運転負荷やＢＦＰ６の運転回転
数の状況で変動があり、常に一定ではなく、又、ＢＦＰ
６のスロットルブツシュ２１の経年的摩耗による微少ク
リアランスの増大によっても変化するものであり、これ
らの経年的劣化状況を把握する上でもＢＦＰ６での封水
の注入量と戻り量の差を知り得ることは意味をもってく
る。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように発電プラントの重要な管理指標の一
つであるボイラ１の給水流量を精度良く知る優れた方法
であるにもかかわらず復水流量計４を基準とした給水流
量の算出上ＢＦＰ６における封水の注入量と戻り量の差
を直接計測することができないことから誤差精度上の欠
点とされていた。とりわけＢＦＰ６における封水戻り系
１１の流量を計測できないことが課題となっていた。

本発明の目的は、復水回収タンク１２を流量計測用の計
量槽として付価機能をもたせることによりＢＦＰ６での
従来の封水戻り量測定を可能とし、給水流量の計測精度
をより向上させるとともに付随的な効果としてＢＦＰ６
でのスロットルブツシュの経年的摩耗状況を把握可能と
したボイラ給水ポンプ封水流量測定装置に関するもので
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のボイラ給水ポンプ封水流量測定装置は、発電プ
ラントのボイラ入口給水流量測定方法である給水ポンプ
より上流の復水流量計を基準として求めるボイラ給水流
量測定装置において、ボイラ給水ポンプの封水注入流量
計と、復水回収タンクの水位を調整するタンク水位検出
器およびタンク水位調節弁と、タンク水位を変化させる
ための制御水位切替電磁弁と、計量開始点と計量終了点
の規定水位を検品する二つのレベルスイッチと、二九ら
の両レベルスイッチの信号を受けて戻り流量とシール水
注入量との差を演算する演算装置部とを備えたことを特
徴とするものである。

（作用） 本発明においては、ボイラ給水流量を脱気器入口の復水
流量計を基準として算出する場合、従来実計測困難であ
ったＢＦＰでの封水流量を注入水戻り水とも計測が可能
となり、ＢＦＰの経年的な変化があっても精度よく計測
できることから、復水流量計を用いたボイラ給水流量の
計測精度はより向上し、ひいては発電プラントの運用管
理が適切でより充実したものとなる。

（実施例） 以下本発明を第１図に示す実施例を参照して説明する。

なお図中において前記説明第２図、第３図、第４図と同
一部品は同一符号を付して示し重複説明は省略する。

第１図においてＢＦＰ６へのグランド封水を供給する封
水注入系７．ＢＦＰ６からの封水戻り系１１、さらに封
水戻り系１１からの戻り水を貯水して復水器８へ回収す
るための復水回収タンク１２や復水回収ポンプ１６．復
水回収ポンプバイパス管１３゜さらに復水回収タンク１
２の水位を一定に保ち、常に大気開放タンクである復水
回収タンク１２の貯水によってシールさせることによっ
て復水器８の真空を破壊せず維持するためのタンク水位
検出器１４やタンク水位検出器１４からの出力信号によ
って復水回収タンク１２からの排出量を調整するタンク
水位調節弁１５は従来発電プラントにおける必要システ
ムとして確立しているものである。

本発明はこれらの構成システムにおいて復水回収タンク
１２をＢＦＰ６の封水戻り量測定装置として計量槽の役
割を付加させる為に、復水回収タンク１２のシール部下
限水位より上部に位置する低警報レベル以上に第ルベル
スイッチ２３を設け、又、復水回収ンク１２のオーバフ
ロー水位より下部に位置する高警報レベル以下でかつ第
ルベルスイッチ２３より高い水位に位置した第２レベル
スイツチ２４を設け、さらにタンク水位調節弁１５を強
制間させる為の制御水位切替電磁弁２２をタンク水位検
出器１４の出力制御信号系に設けている。さらに第ルベ
ルスイッチ２３および第２レベルスイツチ２４さらに封
水注入系７の管路中具備したＢＦＰ６の封水注入流量計
２６からの信号ＢＦＰ６の封水戻り量を復水回収タンク
１２の凶事面積と第ルベルスイッチ２３および第２レベ
ルスイツチ２４の作動時間差から求めて封水注入量２６
の流量と比較し、その差を出力する演算装置部２５を設
けたことを特徴とするものである。

次にこのように構成した本発明のボイラ給水ポンプ封水
流量測定装置の作動を第１図および第６図を用いて説明
する。通常は復水器８は高真空に維持されており、復水
回収タンク１２は大気圧となっているので、この圧力差
によって復水回収ポンプ１６を稼動することなく、復水
回収ポンプバイパス管１３を経路して復水器８へ、また
ＢＦＰ６の戻り水は復水回収タンク■２を介して導ひか
れている。

今、ボイラ１の給水流量を知る為、第２図で説明した復
水流量計４を基準として各種データの採取が開始される
とする。

計測のスタート前においては、復水回収ポンプ１６は停
止しており、復水回収タンク１２の水位（第６図中の符
号Ｌ）は制御水位切替電磁弁２２（第６図中符号ＳＶ）
が励磁されており、タンク水位検出器１４からの制御信
号を受けてタンク水位調節弁１５（第６図中符号ＣＶ）
がＮＷＬを維持するようコントロールしており、タンク
内水位（第６図中符号Ｌ）は標準水位にある。

ＢＦＰ６の封水戻り量の計測がスタートされると、制御
水位切替電磁弁２２が無励磁となり、タンク水位調節弁
１５は第６図符号Ｃ■の如く全開となる。

ＢＦＰ６からは封水戻り系１１より復水回収タンク１２
に以前と変わらず流入し続けるが復水回収タンク１２か
ら排水する経路である復水回収ポンプバイパス管１３の
経路は断たれている故、復水回収タンク１２の水位りは
標準水位から除々に上昇し、°Ｌ工のレベルに達すると
第１のレベルスイッチ２３が第６図中ＬＳ、のタイミン
グで動作する。第ルベルスイッチ２３（ＬＳ、）の作動
信号は演算装置部２５に伝送され時間計測を開始する。

計測開始後時間経過とともに復水回収タンク１２の水位
はさらに上昇し、Ｌ２のレベルに達すると第２レベルス
イツチ２４が作動し、第ルベルスイッチ２３と同様、演
算装置部２５に第２レベルスイツチ２４の作動信号を出
力する。

復水回収タンク１２の水位がＬＳ、に達し第２レベルス
イツチ２４が作動した点ですでに本来の目的は達せられ
ているが、計測データは１回のデータサンプルでは信頼
性に欠は充分でないことから、数回のデータを得る為初
期状態に戻すことが必要である。

以下は初期状態に戻す過程の作用を時間経過に沿って説
明する。第２レベルスイツチ２４の作動信号は、演算装
置部２５に伝えられると同時にシーケンシャルにより制
御水位切替電磁弁２２の復帰励磁信号としても使用され
、タンク水位調節弁１５の強制間が解除される。

この結果タンク水位５１節弁１５は開弁し、復水回収タ
ンク１ｚの水位を低下せしめ、第２レベルスイツチ２４
（第６図中ＬＳ、０ＦＦ）ならびに第ルベルスイッチ２
３（第６図中ＬＳｉＯＦＦ）をリセットさせ、さらには
水位りを初期の標準水位状態に戻す。

以上の一連の作用の中から第ルベルスイッチ２３および
２レベルスイツチ２４の作動信号を受けた演算装置は、
ＢＦＰ６の封水戻り量を下記関係がら求め、封水注入系
７に具備された封水注入流量計２６との差を算出し、Ｂ
ＦＰ６における封水流量の復水流量計４を基準としだ脱
気器３出口の給水流量に補正すべき値を実測データから
求める。

封水戻り流量 「　Ａ　：タンク内平面積 ΔＨ：第ルベルスイッチ作動水位と 第２レベルスイッチ作動水位の差 （ Δｔ＝第ルベルスイッチ作動時間と 第２レベルスイッチ作動時間の差 ［ｎ　：データサンプル回数 なお状態を初期状態に回復する為に第６図の符号Ｐのハ
ツチングで示す範囲の如く回復を早める為復水回収ポン
プ１６を稼動させることも考えられるがデータサンプル
を複数回に渡って採取することも考え合わせれば本実施
例が適当である。

このようにに本発明においては、ボイラ１給水流量を脱
気器３人口の復水流量計４を基準として算出する場合、
従来実計測困難であったＢＦＰ６での封水流量を注入水
戻り水とも計測が可能となり、ＢＦＰ６の経年的な変化
があっても精度よく計測しうろことから、復水流量計４
を用いたボイラ給水流量の計測精度はより向上し、ひい
ては発電プラントの運用管理が適切でより充実したもの
となる。

又、付随的にはＢＦＰ６のスロットルブツシュ２１の摩
耗状態は封水流量との関係で表われることからこの封水
戻り量測定能力から経時的な履歴データよりＢＦＰ６の
スロットルブッシュ２１摩耗進行状態を管理するセンサ
ーとしても活用することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、ボイラ入口部にてボイ
ラ給水流量を計測するものに対し比較的計測流量レベル
も少なく温度圧力レベルも低く又、スケール付着等によ
る経年的な誤差発生要因の少ない脱気器入口の復水流量
計を基準として、ボイラ入口給水流量を計測する方法に
おいて、従来実測することが困難であったために計測精
度上の課題となっていたが、ＢＦＰの封水戻り水流量を
復水回収タンクによって廉価な設備で計測可能となるこ
とがらボイラ入口給水流量の計測精度を向上させ、発電
プラントの運用管理が適切でより充実したもとなる。又
、付随的にはＢＦＰのスロットルブツシュ摩耗状態を把
握するに有効なセンサーとしても活用が期待できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボイラ給水ポンプ封水流量測定装置の
一実施例を示す系統構成図、第２図は本発明を使用する
発電プラントを示す系統図、第３図はＢＦＰ封水封水管
内の流れを示す状態図。 第４図はＢＦＰスロットルブツシュによるシール構造を
示す断面図、第５図は第４図のシール構造内の流れを示
す系統図、第６図は本発明の詳細な説明するためのタイ
ミングチャート図である。 １・・ボイラ　　　　　２・・・給水流量計３・・・脱
気器　　　　　４・・・復水流量計５・・高圧給水加熱
器 ６・・ボイラ給水ポンプ（ＢＦＰ） ７・・・封水注入系　　　８・・・復水器９・・復水ポ
ンプ　　　１０・・・低圧給水加熱器１１・・・封水戻
り系　　　１２・・・復水回収タンク１３・・・復水回
収ポンプバイパス管 １４・・タンク水位検出器　１５・・・タンク水位調節
弁１６・・復水回収ポンプ　２２・・・制御水位切替電
磁弁２３・第２レベルスイツチ ２４・第２レベルスイツチ　２５・・・演算装置部２６
−・封水注入流量計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電プラントのボイラ入口給水流量測定方法である給水
   ポンプより上流の復水流量計を基準として求めるボイラ
   給水流量測定装置において、ボイラ給水ポンプの封水注
   入流量計と、復水回収タンクの水位を調整するタンク水
   位検出器およびタンク水位調節弁と、タンク水位を変化
   させるための制御水位切替電磁弁と、計量開始点と計量
   終了点の規定水位を検出する二つのレベルスイッチと、
   これらの両レベルスイッチの信号を受けて戻り流量とシ
   ール水注入量との差を演算する演算装置部とを備えたこ
   とを特徴とするボイラ給水ポンプ封水流量測定装置。