JPH04369387A - 復水器の真空度自動調整装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントのタービ
ン復水器に係り、特にタービン復水器内部の真空度を自
動的に調整することのできる復水器の真空度自動調整装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に火力発電、原子力発電、地熱発電
などの発電プラントは、原子炉やボイラ等の熱源で発生
した熱エネルギーを熱輸送媒体としての蒸気を介してタ
ービンに伝達し、タービンにより発電機を駆動して発電
を行っている。

【０００３】タービンで仕事を終えた蒸気は、復水器に
導かれる。蒸気は、復水器内で復水管内を通る冷却水に
より冷却されて復水となる。この復水は、給水ポンプお
よび加熱器を経て再び原子炉やボイラ等の熱源に戻され
、この熱源で再び加熱されるようになっている。

【０００４】ところで、タービンで仕事を終えた蒸気に
、空気が漏れ込む恐れがある。蒸気に侵入する空気の大
部分は、タービン低圧部から復水器にかけての低圧部分
で発生する。蒸気中に空気が多量に含まれていると、復
水器内で蒸気が凝縮して復水となる際、空気だけが復水
器内に取り残されて復水管の回りに滞留し、著しく伝熱
（熱交換機能）を阻害する。

【０００５】このため、復水器には、復水器内の空気を
抽出して復水器内を真空に保つために空気抽出器が設け
られる。復水器はタービン排気室と連通しており、復水
器の真空度はタービン排気室の真空度にほぼ一致する。

【０００６】復水器の真空度は、タービンの回転効率に
大きな影響を及ぼす。復水器の冷却水温度が低温の時あ
るいは低負荷運転時等では、過度の真空上昇を招き、ト
ラブルが発生する恐れがある。

【０００７】このため、復水器には真空破壊弁等が設け
られ、現場での操作或いは遠隔操作により真空破壊弁を
手動で適当な開度に調整し、復水器内部の真空度を調節
するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の発電プラントで
は、タービンの作動状態に応じて復水器内部の真空度を
調整するには、手動により真空破壊弁の弁開度を調整し
なければならず、弁開度の微調整が極めて難しく、また
調整期間中は弁操作と監視に長時間を要するという問題
がある。また、復水器を大気と連通させると、外部の塵
埃等を機器内部に吸い込み、トラブルを発生させる恐れ
がある。さらに、真空破壊弁の調整が正確に行われない
場合、過度の真空低下や真空上昇を招き、思わぬ二次的
トラブルが発生する可能性がある。

【０００９】例えば、復水器内部で過度の真空上昇が発
生した場合、多軸で構成されるタービン軸の軸受は復水
器のケーシング内に入り込んでいるため、タービン軸受
アライメントの変化による振動の発生や、真空アタック
によりタービン羽根にアンモニアや水滴が当たりタービ
ン羽根のエロージョンの原因となる。

【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、復水器の真空度の調整を自動化して安全かつ正
確に行うことができる復水器の真空度自動調整装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る復水器の真
空度自動調整装置は、上述した課題を解決するために、
復水器とこの復水器内の空気を抽出する空気抽出器とを
連通可能に接続し、調節弁を有する通路と、前記復水器
内の真空度を検出する検知部と、前記検知部からの検知
信号に基づいて前記調節弁の開度を調整可能に制御する
制御部とを備えるようにしたものである。

【００１２】

【作用】本発明に係る復水器の真空度自動調整装置は、
復水器とこの復水器内の空気を抽出する空気抽出器とを
調節弁を有する通路により連通可能に接続し、復水器に
検知部を設けて復水器内の真空度を検出し、制御部によ
り前記検知部からの検知信号に基づいて前記調節弁の開
度を調整可能に制御することにより、運転状態に応じて
復水器内部の真空度が変化しても、自動的に所定の真空
度を確保することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明に係る復水器の真空度自動調整装
置の第１の実施例について添付図面を参照して説明する
。

【００１４】図１は本発明の復水器の真空度自動調整装
置を備えた原子力発電プラントのタービン系統のシステ
ム全体を示す概略構成図、図２は本発明に係る復水器の
真空度自動調整装置のシステムを示す構成図である。

【００１５】原子力発電プラントのタービン系統１は、
熱源２を有する原子炉（蒸気発生器）３から順に、高圧
タービン４、湿分分離加熱器５、低圧タービン６，７，
８、タービン復水器９、復水ポンプ１０、第１の空気抽
出器１１、低圧給水加熱器１２、給水ポンプ１３および
高圧給水加熱器１４により構成され、タービン系統１内
を熱輸送媒体としての作動流体Ａが蒸気Ａｖｐ或いは復
水Ａｆｌとして循環している。符号１５，１６，１７は
それぞれグランド蒸気復水器、中空糸膜復水ろ過器、復
水脱塩器である。

【００１６】作動流体Ａは、蒸気発生器３内で熱源２か
ら熱エネルギーが伝達されて高圧蒸気Ａｖｐとなる。高
圧蒸気Ａｖｐは高圧タービン４に導入されてタービンロ
ータ１８を駆動し、発電機１９を回転させる。

【００１７】高圧タービン４で仕事を終えた蒸気Ａｖｐ
は、湿分分離加熱器５を通過し湿分が取り除かれて低圧
タービン６，７，８に導入され、タービンロータ１８を
駆動し、発電機１９を回転させる。低圧タービン６，７
，８で仕事を終えた蒸気Ａｖｐは、図示しないタービン
排気室からタービン復水器９へ導かれる。

【００１８】タービン復水器９は、内部に図示しない復
水管が設けられ、復水管には外部から冷却水として河湖
水又は海水が流通している。タービン復水器９に導入さ
れた蒸気Ａｖｐは、復水管表面に触れると復水管との伝
熱によって冷却されて凝縮し、復水Ａｆｌとなる。

【００１９】タービン復水器９で復水Ａｆｌとなった作
動流体Ａは、復水ポンプ１０により圧送され、第１の空
気抽出器１１、グランド蒸気復水器１５、中空糸膜復水
ろ過器１６、復水脱塩器１７、低圧給水加熱器１２、給
水ポンプ１３および高圧給水加熱器１４を経て蒸気発生
器３に戻される。

【００２０】第１の空気抽出器１１は、連通管２０を介
してタービン復水器９に連通している。第１の空気抽出
器１１は、図２に示すように第１段エジェクタ部１１ａ
と第２段エジェクタ部１１ｂとの２段エジェクタ構成に
され、これらエジェクタ部１１ａ，１１ｂとの間に中間
冷却部として形成されたエジェクタコンデンサ１１ｃを
備える。

【００２１】第１の空気抽出器１１は蒸気作動によりポ
ンピング作用を行う。第１の空気抽出器１１の作動蒸気
は、タービン系統１の一部から供給される生蒸気を用い
てもよく、或いは図示しない補助ユニットから供給され
る蒸気を用いてもよい。

【００２２】第１の空気抽出器１１は、低圧タービン６
，７，８からタービン復水器９および復水ポンプ１０に
いたる低圧部からタービン復水器９内部に漏れ込んだ空
気を抽出して真空を確保し、タービン復水器９での伝熱
効率を上げる。

【００２３】ところで、図２に示すように、本発明に係
る復水器の真空度自動調整装置は、タービン復水器９と
第１の空気抽出器１１とを連通可能に接続し、調節弁３
０を有する第１の通路３１と、タービン復水器９内部の
真空度を検出する検知部としての真空検出器３２と、真
空検出器３２からの検知信号に基づいて調節弁３０の開
度を調整可能に制御する制御部としての調節器３３とを
備えて構成される。

【００２４】第１の通路３１は、第１の空気抽出器１１
のエジェクタコンデンサ１１ｃとタービン復水器９とを
連通可能に接続する。第１の通路３１は一部が分岐通路
３１ａとして分岐し、第２段エジェクタ部１１ｂに連通
する。

【００２５】第１の通路３１には、分岐通路３１ａが分
岐する分岐部より下流側（タービン復水器９側）に調節
弁３０が設けられる。調節弁３０は、調節器３３と電気
的に接続され、調節器３３からの制御信号に基づいて第
１の通路３１の流路面積を可変に調節に開閉する。

【００２６】真空検出器３２は、タービン復水器９の近
傍に設けられ、調節器３３と電気的に接続される。真空
検出器３２は、タービン復水器９の真空度を検出し、検
出信号を調節器３３に送出する。

【００２７】調節器３３は、予めタービン復水器９の所
定の真空度に応じて調節弁３０の開度が記憶され、この
記憶されたデータと真空検出器３２からの検出信号に基
づいて調節弁３０に開度を指令する制御信号を送出する
。調節弁３０は、調節器３３から指令信号が入力される
と、指令信号に基づき弁開度が調整される。

【００２８】調節弁３０が開くと、第１の通路３１はエ
ジェクタコンデンサ１１ｃとタービン復水器９とを連通
し、タービン復水器９と第１の空気抽出器１１との循環
経路が形成される。タービン復水器９は、調節弁３０の
弁開度に応じてエジェクタコンデンサ１１ｃから空気が
導入され、所定の真空度が確保される。次に、上記第１
の実施例の作用について説明する。

【００２９】タービン復水器９内の真空度が所定の真空
度より下がり、過度の真空上昇を招くと、真空検出器３
２がタービン復水器９内の真空度を検知して検出信号を
調節器３３に送出する。

【００３０】調節器３３は、真空検出器３２からの検出
信号を予め記憶されたデータに基づき演算処理して、調
節弁３０の開度を決定し、演算結果を調節弁３０に指令
信号として送出する。調節弁３０は、調節器３３から指
令信号が入力されると、指令信号に基づき所定の開度で
開弁する。

【００３１】調節弁３０が開くと、タービン復水器９と
第１の空気抽出器１１との間に循環経路が形成され、エ
ジェクタコンデンサ１１ｃ内の空気圧が調節弁３０を介
してタービン復水器９に導入され、タービン復水器９を
所定の真空度に確保する。従って、タービン復水器９を
大気に開放しなくても、正確に所定の真空度が得られる
。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例に係る復水器
の真空度自動調整装置について、図３を参照して説明す
る。なお、図１および図２と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略する。

【００３３】図３に示すように、第２の実施例に係る復
水器の真空度自動調整装置は、タービン復水器９と空気
抽出部４０とを連通可能に接続し、調節弁３０を有する
通路４１と、タービン復水器９内部の真空度を検出する
検知部としての真空検出器３２と、真空検出器３２から
の検知信号に基づいて調節弁３０の開度を調整可能に制
御する制御部としての調節器３３とを備えて構成される
。

【００３４】タービン復水器９で復水Ａｆｌとなった作
動流体Ａは、復水ポンプ１０により圧送され、空気抽出
部４０、グランド蒸気復水器１５、中空糸膜復水ろ過器
１６、復水脱塩器１７、低圧給水加熱器１２、給水ポン
プ１３および高圧給水加熱器１４を経て蒸気発生器３に
戻される（図１参照）。空気抽出部４０は、図３に示す
ように第２の空気抽出器４２と真空ポンプ４３とセパレ
ータ４４とシール水ポンプ４５とを備えて構成される。 第２の空気抽出器４２は、空気吸込管４６を介してター
ビン復水器９と連通可能に接続される。

【００３５】第２の空気抽出器４２は、空気作動により
ポンピング作用を行う。第２の空気抽出器４２の作動空
気は、後述するセパレータ４４から供給される作動空気
を用いる。

【００３６】空気吸込管４６は一部が分岐して分岐管４
７が形成される。分岐管４７の他端は真空ポンプ４３の
吸込側に連通して接続される。また、分岐管４７には、
第２の空気抽出器４２の排気側が連通して接続される。 空気吸込管４６には、分岐管４７との接続部より上流側
（タービン復水器９側）に開閉制御弁４８が設けられる
。分岐管４７には、第２の空気抽出器４２との接続部よ
り上流側に開閉制御弁４９が設けられる。

【００３７】真空ポンプ４３の吐出側はセパレータ４４
に連通して接続される。セパレータ４４は、真空ポンプ
４３から排気された蒸気を空気と水に分離し、分離され
た水をシール水ポンプ４５を介して真空ポンプ４３に戻
す。

【００３８】セパレータ４４は、分離された空気を外部
の大気中に放出する放出管５０を有する。放出管５０に
は、調節弁５１が設けられ、調節弁５１により、外部に
放出する空気の量を調整する。ところで、セパレータ４
４には、分離した空気をタービン復水器９に供給可能な
第２の通路４１が設けられる。

【００３９】第２の通路４１は、調節弁３０を介してタ
ービン復水器９と連通可能に接続される。第２の通路４
１は、調節弁３０の上流側で一部が分岐通路４１ａとし
て分岐し、第２の空気抽出器４２に開閉制御弁５２を介
して連通する。第２の空気抽出器４２は、セパレータ４
４から第２の通路４１を介して供給される空気を作動空
気として用いる。

【００４０】空気抽出部４２は、開閉制御弁４８，４９
，５２が開くと、空気吸込管４６を介してタービン復水
器９から空気を含む蒸気Ａｖｐを吸込んで空気を排気し
、タービン復水器９の真空を確保する。

【００４１】調節弁３０は、調節器３３からの制御信号
に基づいて第２の通路４１の流路面積を可変に調整し、
セパレータ４４からタービン復水器９に導入される空気
の量を制御する。

【００４２】調節弁３０が開き、両開閉制御弁４８、４
９が開くと、空気吸込管４６、真空ポンプ４３、セパレ
ータ４４および第２の通路４１により、タービン復水器
９と空気抽出部４０との循環経路が形成される。従って
、タービン復水器９は、調節弁３０の弁開度に応じて所
定の真空度が確保される。次に、第２の実施例の作用に
ついて説明する。

【００４３】タービン復水器９内の真空度が所定の真空
度より下がり、過度の真空上昇を招くと、真空検出器３
２がタービン復水器９内の真空度を検知して検出信号を
調節器３３に送出する。

【００４４】調節器３３は、真空検出器３２からの検出
信号を予め記憶されたデータに基づき演算処理して、調
節弁３０の開度を決定し、演算結果を調節弁３０に指令
信号として送出する。調節弁３０は、調節器３３から指
令信号が入力されると、指令信号に基づき所定の開度で
開弁する。

【００４５】調節弁３０が開くと、タービン復水器９と
空気抽出部４０との間に循環経路が形成され、セパレー
タ４４内の空気圧が調節弁３０を介してタービン復水器
９に導入され、タービン復水器９を所定の真空度に確保
する。

【００４６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る復水
器の真空度自動調整装置によれば、復水器とこの復水器
内の空気を抽出する空気抽出器とを調節弁を有する通路
により連通可能に接続し、復水器に検知部を設けて復水
器内の真空度を検出し、制御部により前記検知部からの
検知信号に基づいて前記調節弁の開度を調整可能に制御
することにより、復水器内部の真空度が変化しても、自
動的にかつ正確に所定の真空度を確保することができる
。

【００４７】さらに、復水器を大気に開放することなく
、閉ループとして形成された循環経路により復水器の真
空度を確保することができるので、異物がタービン系統
内に侵入するのを防止することができ、しかも復水器の
真空度が急激に降下することによるトラブルの発生を未
然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発電プラントのタービン系統のシステム全体を
示す概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施例に係る復水器の真空度自
動調整装置のシステムを示す構成図。

【図３】本発明の第２の実施例に係る復水器の真空度自
動調整装置のシステムを示す構成図。

【符号の説明】

９　　復水器 １１　　第１の空気抽出器 ３０　　調節弁 ３１　　第１の通路 ３２　　真空検出器（検知部） ３３　　調節器（制御部） ４０　　空気抽出部 ４１　　第２の通路 ４２　　第２の空気抽出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　復水器とこの復水器内の空気を抽出す
   る空気抽出器とを連通可能に接続し、調節弁を有する通
   路と、前記復水器内の真空度を検出する検知部と、前記
   検知部からの検知信号に基づいて前記調節弁の開度を調
   整可能に制御する制御部とを備えたことを特徴とする復
   水器の真空度自動調整装置。