JPH07190305A - 脱気器水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】比例積分器１６は脱気器水位信号と脱気器水位
設定器１５からの脱気器水位設定信号との偏差を演算
し、この偏差信号に所定の比例積分処理演算をして、得
られる出力信号を加算器１８へ入力し、給水流量信号と
復水流量信号とが減算器１７へ入力して偏差を演算し
て、偏差信号を加算器１８へ入力する。加算器１８は、
加算信号を低値選択回路１９へ出力し、低値選択回路１
９は、前記加算信号と信号発生器２０からの発電機出力
に対して必要給水流量を設定した出力信号とを入力し
て、いずれか低値を選択して操作信号を脱気器水位制御
弁４へ出力する。 【効果】復水圧力の安定確保および安定な脱気器水位制
御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汽力発電所の復水系統
に設置される脱気器の水位制御を最適に行う脱気器水位
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来の脱気器水位制御系統を示
す。

【０００３】蒸気タービン１から排出された蒸気は、復
水器２にて凝縮されて復水となり、復水ポンプ３により
昇圧されて脱気器水位制御弁４を経由して低圧給水加熱
器５へ導かれる。

【０００４】復水は、この低圧給水加熱器５で加熱され
て脱気器６へ送水される。この復水は、脱気器６内で蒸
気タービン１からの抽気蒸気によって加熱され、高温水
となって貯水槽８に流入し貯水される。前記脱気器６に
て加熱され脱気された復水を一般に給水と称する。

【０００５】給水は、脱気器６の貯水槽８から給水ポン
プ９を経て高圧給水加熱器１０へ導かれ、この高圧給水
加熱器１０によって、さらに、加熱されボイラ１１へ送
られる。

【０００６】このような汽力発電所の脱気器６の水位制
御は、脱気器６の貯水槽８における水位を一定に制御す
るものであり、この制御は脱気器水位検出器１２が検出
する脱気器水位信号、給水流量検出器１３が検出する給
水流量信号と復水流量検出器１４が検出する復水流量信
号の三要素を脱気器水位制御装置７へ入力して演算し、
脱気器水位制御弁４の弁開度を調節することによりなさ
れる。

【０００７】この三要素制御は、図９に示すように、脱
気器水位信号と脱気器水位設定器１５からの脱気器水位
設定信号との偏差信号を比例積分器１６に入力して演算
し、この比例積分器１６の出力に先行要素として給水流
量信号と復水流量信号の偏差信号を加算器１８によって
加算し、その加算信号を開度指令信号として脱気器水位
制御弁４へ出力する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
９で説明した脱気器水位制御装置では、急激な負荷変動
時に不安定な制御となって復水供給が不可能となる等の
おそれがある。

【０００９】まず、通常運転時、急激な負荷変動等によ
り給水流量が急増したとき、給水流量信号が急増すると
共に、脱気器水位信号が瞬時低下するため脱気器水位制
御装置７としては、脱気器水位を正常に確保すべく脱気
器水位制御弁４を急開させる。このため、復水流量が急
増し、その結果、復水系統の圧力が不安定となるばかり
でなく、脱気器水位もハンチングする可能性がある。

【００１０】特に、ユニット停止過程や低負荷運転時に
は、ボイラ１１への給水流量が少ないので、蒸気タービ
ン１から脱気器６へ供給される抽気蒸気が減少するので
脱気器６の器内圧力が低下し貯水槽８内の圧力より低く
なる。そのため、脱気器６から貯水槽８へ復水が落下し
ない、いわゆる、フラッディング現象が発生し、貯水槽
８の水位が急低下する。このようなフラッディング現象
が発生すると、脱気器水位制御弁４が、さらに、急開す
るため復水系統から供給されている復水器スプレー流量
の低下による復水器保護動作等の発生等の重大な事故に
至る可能性がある。

【００１１】また、通常運転中に負荷を遮断すると、蒸
気タービン１から脱気器６へ供給される抽気蒸気が供給
されなくなるため、上記フラッディング現象が発生しや
すく上記と同様、復水器保護動作等の重大な事故に至る
可能性がある。

【００１２】また、プラントの事故等によるユニット停
止後の緊急再起動したとき、貯水槽８内の復水温度が残
圧により高いのでタービン再起動時にこの高温の復水に
冷たい復水が多量に流入すると、熱アンバランスによる
フラッディング現象が発生し、脱気器水位が低下するた
め脱気器水位制御弁４が、必要以上に開する。これに伴
って、復水系統から供給されている復水器スプレー流量
の低下による復水器保護動作等の発生によって重大な事
故に至る可能性がある。

【００１３】そこで、本発明は、通常の起動や運転中お
よびプラント緊急起動時や特殊運転時に復水圧力の安定
保護および安定な脱気器への復水供給を可能とすること
ができる脱気器水位制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、脱気器水位検
出信号と脱気器水位設定信号との偏差信号に所定の制御
演算処理を施し得られる制御演算信号を出力する制御演
算手段と、給水流量検出信号と復水流量検出信号との偏
差信号と制御演算信号とを加算して得られる加算信号を
出力する加算手段と、給水流量の急激な変動に伴う復水
圧力変動を抑制するように加算信号または所定の開度信
号を脱気器水位制御弁へ出力する切替手段とを設けるよ
うにしたものである。

【００１５】

【作用】上記構成により、発電機出力に応じた給水流量
または給水要求量以下に復水流量を抑制すると共に、復
水流量の急増に伴う復水圧力の異常低下時に復水流量を
抑制する。しかも、通常負荷運転時、低負荷運転時およ
びユニット停止過程時等においても必要以上に脱気器水
位制御弁を開させないための復水圧力の安定確保および
安定な脱気器水位制御を行うことができる。

【００１６】また、ＦＣＢ（ファーストカットバーナ
ー）発生等の負荷急変時、復水流量を一定以下に抑制す
ると共に、脱気器フラッディング現象発生時においても
必要以上に脱気器水位制御弁を開させないため復水圧力
の安定確保および安定な脱気器水位制御を行うことがで
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施例を示す脱気器
水位制御装置のブロック構成図であり、従来例を示す図
９と同一符号は、同一部分または相当部分を示してい
る。

【００１９】図１において、図９と異なる主な点は、低
値選択回路１９と信号発生器２０とを追設したことであ
る。

【００２０】ここで、低値選択回路１９は、加算器１８
からの加算信号と信号発生器２０からの所定開度信号と
を入力して、いずれか低値となる信号を選択して出力す
るものである。信号発生器２０は、プラント総統括制御
装置などで、給水デマンド量が設定され、所定開度信号
を上記低値選択回路１９へ入力させるものである。

【００２１】以上の構成で、脱気器水位検出器１２から
の脱気器水位信号と脱気器水位設定器１５からの脱気器
水位設定信号とが比例積分器１６へ入力され、偏差信号
が演算され、この偏差信号に所定の比例積分処理演算が
され、得られる出力信号が加算器１８へ入力される。

【００２２】一方、給水流量検出器１３からの給水流量
信号と復水流量検出器１４からの復水流量信号とが減算
器１７へ入力され偏差が演算され、偏差信号が加算器１
８へ入力される。

【００２３】この減算器１７からの偏差信号は加算器１
８によって比例積分器１６からの出力信号と加算され、
この加算信号が低値選択回路１９へ入力される。

【００２４】低値選択回路１９では、前記加算信号と信
号発生器２０からの出力信号とが入力され、いずれか低
値が選択され操作信号が脱気器水位制御弁４へ出力され
る。信号発生器２０では、発電機出力に対して必要給水
流量が設定されて、この出力信号が低値選択回路１９へ
入力される。

【００２５】例えば、急激な負荷変動が発生すると、発
電機出力に応じて図２に示すように給水流量が増加し、
これに伴って加算器１８からの加算信号も増加して低値
選択回路１９へ入力される。これによって、信号発生器
２０からの所定開度信号が低値となって選択され、操作
信号が脱気器水位制御弁４を開閉する。

【００２６】従って、従来のように給水流量検出器１３
の増加によって加算器１８からの加算信号が増加して急
に脱気器水位制御弁４を全開方向としたことを抑制す
る。

【００２７】このように、急激な負荷変動等による給水
流量の急増時に必要量を設定する所定の開度信号が選択
され脱気器水位制御弁４の急閉を抑制する。従って、復
水流量が急増することがなく、復水圧力が安定し脱気器
の水位がハンチングすることを防止することができる。

【００２８】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。

【００２９】図３において、従来例を示す図９と異なる
主な点は、開度設定器２１と信号切替器２２とを追設し
たことである。

【００３０】ここで、開度設定器２１は最低給水量とし
て所定開度設定信号を出力するものである。信号切替器
２２は、復水圧力が所定値以下となると開度設定器２１
からの所定開度設定信号を出力する一方、脱気器水位検
出器１２の水位信号所定値以下となると加算器１８から
の加算信号を出力するものである。

【００３１】以上の構成で、脱気器水位検出器１２から
の脱気器水位信号と脱気器水位設定器１５からの脱気器
水位設定信号とが比例積分器１６へ入力され、偏差信号
が演算され、この偏差信号に所定の比例積分処理演算が
され、得られる出力信号が加算器１８へ入力される。

【００３２】一方、給水流量検出器１３からの給水流量
信号と復水流量検出器１４からの復水流量信号とが減算
器１７へ入力され偏差が演算され、偏差信号が加算器１
８へ入力される。

【００３３】この場合に、復水圧力が急に所定値以下に
低下すると、図４に示すようにＯＮ信号が自己保持され
て信号切替器２２がａーｃ側からｂーｃ側へ切替わる。
この結果、信号切替器２２から開度設定器２１の所定開
度設定信号が脱気器水位制御弁４へ出力されて復水流量
の増大が抑制される。

【００３４】その後、脱気器水位検出器１２の水位信号
が低下すると、前記自己保持が解除されてＯＦＦとな
り、ＮＯＴ介してｂーｃ側からａーｃ側へ切替わる。こ
の結果、通常の制御へ戻る。

【００３５】また、図５に示すように、ＦＣＢ（ファー
ストカットバーナー）発生時にＯＮ信号を信号切替器２
２Ａへ入力して自己保持し、ａーｃ側からｂーｃ側へ切
替え、脱気器水位検出器１２の水位信号が低下すると、
前記自己保持が解除されてａーｃ側へ切替えることがで
きる。

【００３６】このように、復水圧力が低下したとき、信
号切替器２２を切替え必要最小限の所定開度信号によっ
て脱気器水位制御弁４の開度制御して復水流量を抑制
し、復水圧力を安定させ、安定な水位制御を図る。ま
た、ＦＣＢ（ファーストカットバーナー）発生時には、
信号切替器２２を切替え所定開度信号によって復水流量
を抑制することができ、安定な水位制御ができる。

【００３７】次に、本発明の第３実施例を図６を参照し
て説明する。

【００３８】図６において、従来例を示す図９と同一符
号は、同一部分または相当部分を示し、両者が異なる主
な点は、信号切替器２４を追設したことである。

【００３９】ここで、信号切替器２４は、通常時ａーｃ
側へ切替えて加算器１８からの加算信号を出力し、所定
の条件のとき、ｂーｃ側へ切替えて減算器１７からの偏
差信号を出力するものである。

【００４０】以上の構成で、脱気器水位検出器１２から
の脱気器水位信号と脱気器水位設定器１５からの脱気器
水位設定信号とが比例積分器１６へ入力され、偏差信号
が演算され、この偏差信号に所定の比例積分処理演算が
され、得られる出力信号が加算器１８へ入力される。

【００４１】一方、給水流量検出器１３からの給水流量
信号と復水流量検出器１４からの復水流量信号とが減算
器１７へ入力され偏差が演算され、偏差信号が加算器１
８へ入力される。

【００４２】この場合、切替信号発生器２５は、図７に
示すように、脱気器圧力検出信号と脱気器温度検出信号
とを演算器２８へ入力して脱気器のエンタルピを演算し
て得られる信号を関数発生器２９へ出力する。

【００４３】また、復水流量検出器１４からの復水流量
信号と復水温度信号とを演算器３１へ入力してエンタル
ピを演算して得られる信号を関数発生器２９へ出力す
る。関数発生器２９では脱気器における熱平衡状態を信
号としてモニタスイッチ３２へ出力する。

【００４４】モニタスイッチ３２は、所定のフラッディ
ング状態を設定信号として予め設定しており、熱平衡状
態の信号とフラッディング状態の設定信号とからフラッ
ディングを検出してＯＮ信号を信号切替器２４へ出力し
てａーｃ側からｂーｃ側へ切替える。これによって、減
算器１７からの偏差信号が開度設定器２１へ入力され、
給水流量の不足を補充するように脱気器水位制御弁４の
開度を増大させる。

【００４５】このように、フラッディングによって脱気
器の水位の見かけ上の低下に影響されずに給水流量信号
と復水流量信号との偏差に応じて脱気器水位制御弁４が
動作するために給水流量の不足分を補充することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
電機出力に応じた給水流量または給水要求量以下に復水
流量を抑制すると共に、復水流量の急増に伴う復水圧力
の異常低下時に復水流量を抑制し、また、必要以上に脱
気器水位制御弁を開させないための復水圧力の安定確保
および安定な脱気器水位制御を行うことができる。

【００４７】また、ＦＣＢ（ファーストカットバーナ
ー）発生等の負荷急変時、復水流量を一定以下に抑制す
ると共に、脱気器フラッディング現象発生時においても
必要以上に脱気器水位制御弁を開させないため復水圧力
の安定確保および安定な脱気器水位制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す脱気器水位制御装置
のブロック構成図である。

【図２】発電機出力と給水流量との関係を示す説明図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す脱気器水位制御装置
のブロック構成図である。

【図４】図３に示す信号切替器を切替えるための切替信
号発生器の一例を示す説明図である。

【図５】図３に示す信号切替器を切替えるための切替信
号発生器の他の例を示す説明図である。

【図６】本発明の第３実施例を示す脱気器水位制御装置
のブロック構成図である。

【図７】図６の信号切替器を切替える切替信号発生器の
一例を示すブロック構成図である。

【図８】従来の脱気器水位制御装置の周辺を示す系統図
である。

【図９】従来例を示す脱気器水位制御装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

４ 脱気器水位制御弁 ６ 脱気器 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 脱気器水位制御装置 ８ 貯水槽 １２ 脱気器水位検出器 １３ 給水流量検出器 １４ 復水流量検出器 １５ 脱気器水位設定器 １６ 比例積分器 １７ 減算器 １８ 加算器 １９ 低値選択回路 ２０ 信号発生器 ２１ 開度設定器 ２２Ａ 信号切替器 ２３Ａ，２３Ｂ 切替信号発生器 ２４ 信号切替器 ２５ 切替信号発生器 ２８ 演算器 ２９ 関数発生器 ３１ 演算器 ３２ モニタスイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱気器水位検出信号と脱気器水位設定信
   号との偏差信号に所定の制御演算処理を施し得られる制
   御演算信号を出力する制御演算手段と、 給水流量検出信号と復水流量検出信号との偏差信号と前
   記制御演算信号とを加算して得られる加算信号を出力す
   る加算手段と、 給水流量の急激な変動に伴う復水圧力変動を抑制するよ
   うに前記加算信号または所定の開度信号を脱気器水位制
   御弁へ出力する切替手段とを備えることを特徴とする脱
   気器水位制御装置。
2. 【請求項２】 前記切替手段は、発電機出力に応じた必
   要給水流量または給水要求量に応じた所定の開度信号を
   出力する信号発生器と、前記加算信号または前記所定開
   度信号とのいずれかが低値を選択して脱気器水位制御弁
   へ出力する低値選択器とを備えることを特徴とする請求
   項１記載の脱気器水位制御装置。
3. 【請求項３】 前記切替手段は、所定の開度設定信号を
   出力する開度設定器と、前記加算信号を前記脱気器水位
   制御弁へ出力する一方、切替信号によって前記所定の開
   度設定信号を前記脱気器水位制御弁へ出力する信号切替
   器と、復水器の圧力が所定値以下となったとき前記切替
   信号を前記切替器へ出力する切替信号発生器とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の脱気器水位制御装置。
4. 【請求項４】 前記切替手段は、所定の開度設定信号を
   出力する開度設定器と、前記加算信号を前記脱気器水位
   制御弁へ出力する一方、切替信号によって前記所定の開
   度設定信号を前記脱気器水位制御弁へ出力する信号切替
   器と、ファーストカットバーナー発生時に前記切替信号
   を前記切替器へ出力する切替信号発生器とを備えること
   を特徴とする請求項１記載の脱気器水位制御装置。
5. 【請求項５】 前記切替手段は、前記加算信号を前記脱
   気器水位制御弁へ出力する一方、切替信号によって前記
   偏差信号を前記脱気器水位制御弁へ出力する信号切替器
   と、脱気器圧力検出信号と脱気器温度検出信号とから演
   算して得られる脱気器のエンタルピと復水流量検出信号
   と復水温度検出信号とから演算して得られるエンタルピ
   とによって脱気器内のフラッディング現象を判定して前
   記切替信号を出力する切替信号発生器とを備えることを
   特徴とする請求項１記載の脱気器水位制御装置。