JPS59203812A - 脱気器への補給水システム - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービンバイパスシステムをもつ火力発電プラ
ントに係り、特に、過渡的なプラント運転時に脱気器の
水位を保持するに好適な脱気器への補給水システムに関
する。

〔発明の背景〕

従来の火力発電プラントでは、タービンバイパスシステ
ムを設けなくても、ボイラ燃料が石油又はガスのため、
送電系統の事故時等に、プラント運転負荷を急激に絞シ
込み、所内単独運転に移行するファストカットバックの
場合や、プラント補機の故障によシ、負荷を所定の負荷
まで絞り込む負荷ランバックの場合に、急激な燃料の絞
シ込みが可能なため、ボイラ火炉内の熱容敞を急激に小
さくすることにより、プラントの安全運転を継続するこ
とが可能でらった。近年、ボイラ火炉容量が増々大きく
なシ、使用燃料に石炭が用いられるようにな９、急激な
燃料の絞シ込み、急激なボイラ火炉内の熱容量の減少が
不可能となった１、このため、ファストカットバックや
負荷ランバックの様な、急激な負荷絞シ込みを成功させ
るためのボイラ負荷とタービン負荷との協調システムと
してタービンバイパスシステムが不可欠となった。又、
プラントの起動特性の向上の面からも、タービンバイパ
スシステムを設置する傾向となっている。

しかし、タービンバイパスを設置することにより、高温
蒸気を復水器へ導入することになるが、復水器や復水器
上部の低圧タービン等の耐熱との兼ね合いよυ、所定の
温度（約８０Ｃ程度）以下に復水器内を減温する必要が
ある。このため、減温水として、一般的に、復水を使用
するが、復水ポンプ（復水ブースタポンプが設置される
場合もある。）の容量は、プラントの経済運用及び経済
的設備として、プラント通常運転時に最高ポンプ効率と
なるように、必要以上に大きくしないのが通例でおる。

この復水ポンプ容量及び多量の必要減温水等の復水から
の抽出により、結果的に脱気器への供給水量が減少し、
脱気器の水位が低下することになる。この場合、プラン
トの安全運転継続のためのボイラへの水の供給が不可能
となり、プラント停止となり、場合によっては、大事故
にも結びつきかねない。又、脱気器への供給水の温度は
、脱気器の内圧変動との関連があ遵、ボイラ給水ポンプ
の運転上必要なＮＰＳＨ（正味吸込水頭）の確保上重要
な要因であるので、出来るだけ熱水を供給する必要があ
る。

例えば、１００％タービンバイパスをもつ火力発電プラ
ントで、定格運転時ファストカットバックが発生すると
、復水ポンプの容量は定格運転時の容量の約１５０％程
度が必要となｐ、従来プラントの復水ポンプの仕様点容
量から言えば、約１３０％程度のポンプ容量が必要とな
る。この場合、復水ポンプの容量を大きくすることも考
えられるが、容量を大きくすることは、大型化に伴う機
器コストの増大と同時に、通常運転中のポンプ効率の低
下に伴う消費動力の増大となり、火力発電プラントの経
済性評価から言えば、消費動力の増加は巨大な損失とな
る。そのため、復水ポンプの大容量化は避けなければい
けないが、この場合、前述のように、復水ポンプから脱
気器への供給水の不足をまねき、脱気器の最低限必要な
水位確保の問題が生じる。しかし、プラント負荷の急激
な降下であるファストカットノくツクやロードランノく
ツクは、火力発電プラントの寿命期間の２０〜３０年内
に、数回から士数回程度であり、頻度としては非常に少
ない。故に、プラント負荷急変時のみに対処する方法が
あれば、プラント安全運転、信頼性、経済性は確保され
て問題はない。本発明はこの点に着目して、脱気器への
補給水系統及び制御系統を提供することにある。プラン
ト負荷の急激な絞り込み要求に対して、ボイラへの燃料
の絞シ込みによるボイラ蒸発量の低減に時間がかかれば
かかる程、脱気器の水位が下がるわけで１、例えば、復
水ポンプ仕様点相当のボイラ蒸発量に絞り込むまでＴ分
かかったとすると、脱気器の水量低下量ＦＣｍ３は、 ＦＣ＝（ＧＲ−ＧＡ）’ＸＴ／２　　　　　　・・・（
１）こ＼に、ＦＣ：脱気器の水量低下量（ｍ３）Ｔ　：
復水ポンプ仕様点相当のボイラ 蒸発量に絞り込むまでの時間 （分） ＧＲニブラント負荷急変直後の脱気器 水位ヲ一定に保つために必要な 水量（ｍ３／分） ＧＡニブラント負荷急変直後の復水ポ ンプの吐出可能量（ｍ３／分） 一方、脱気器の保有水量ＦＤＩη３は ＦＤ＞ＦＣ・・・・・・・・・・・・・・・（２）ＦＤ
：脱気器保有水量（ｍ３） である必要がちシ、式（１）及び式（２）から、ＦＤ＞
　（ＧＲ−ＧＡ）ｘＴ／２　　　　　　・・・（３）故
に、復水器ポンプの消費動力の経済性からポンプを小さ
くした場合、脱気器へ補給水を供給しないと、脱気器容
量は式（３）を満足きせるため、大容量化が必要となシ
、機器コストの増大及び脱気器はボイラ給水ポンプのＮ
ＰＳＨ確保のため、高位に設置されるので、それに伴う
建設コストの増大につながる。

以上よｐ、従来の火力発電プラントと同様なプラント系
統及び制御系統で安全運転を行なおうとする場合、機器
の大型化が必要であり、経済性に乏しいため、本発明に
よる脱気器への補給水システムの追加は避けられない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、脱気器の水位を常にある現定水位以上
に保持する脱気器への補給水システムを提供するにある
。

〔発明の概要〕

本発明の要点は脱気器へ水を供給する系統及び脱気器の
水位によシ補給水を供給する制御系統を設置することに
ある。

〔発明の実施例〕

第１図は、脱気器への補給水として復水を利用する場合
の本発明の一実施例を示す。

第１図で、送電系統の事故等による７アストカツトバツ
クやプラント補機の故障によるロードランバックが起こ
ると、タービン６の負荷を急激に絞る必要が生じ、高圧
タービン人口弁３あるいは中圧タービン人口弁４を急激
に絞り込むため、ボイラ１より発生していた高温蒸気の
一部又は全量が高圧タービンバイパスライン２を経由し
て、低圧タービンバイパスライン７を通して復水器１０
に流入する。この場合、高圧タービンバイパスライン２
を通過する蒸気は高温であるため、高圧タービンバイパ
ス弁５で高圧タービンバイパススプレー水ライン９の水
で減温される７ヒめ、高圧タービンバイパスライン弁５
出口流量は入口蒸気量にスプレー水量が加算きれた形に
なシ、再び、ボイラで高温化されて、その全量又は一部
が低圧タービンバイパスライン７に流入する。低圧ター
ビンバイパスラインに流入した高温蒸気は、低圧タービ
ンバイパス弁８を通過後、復水器１０に流入するが、復
水器や復水器上部の低圧タービン等の耐熱との兼ね合い
よシ、所定の温度（約８０Ｃ程度）以下に復水器１０の
内部を減温する必要があるため、低圧タービンバイパス
ライン２５の多量のスプレー水で、低圧タービンバイパ
ス蒸気を減温する必要がある。このように、ンアストカ
ットバックやロードランバックが発生すると、復水器１
０に多量に蒸気が流入する一方、復水ポンプ１１の吐出
水は、低圧タービンバイパスライン２５、復水器ウォー
タカーテンスプレー水ライン、低圧タービン車室スプレ
ーやボイラ給水ポンプの封水のための、雑復水供給ライ
ン２７に水の供給を行なうだめ、復水ポンプ１１は、通
常運転以上の多量の流量の吐出を要求される。しかし、
復水ポンプ１１の容量との兼ねらいよシ、運転上要求さ
れる全量を吐出出来ない場合がある。この場合、復水容
重０の水位は上昇し、脱気器（復水器）水位制御弁は全
開方向に移行するが、脱気器１３の水位は低下すること
になる。このため、ボイラ１よ多発生する蒸気量の絞シ
込みに時間がかかればかかる程、脱気器１３の水位が低
下し、最後にはボイラ１への水の供給が出来なくなり、
プラント停止や大事故に結びつく原因となる。本発明で
は、脱気器１３の水位を規定値以上に保持するための補
給水源として、復水ポンプ１１から脱気器１３までの復
水ラインよシ分岐した補給水タンク１６を設置し、補給
水タンク１６よシ脱気器１３に水を供給する脱気器への
補給水ライン２０を設け、脱気器水位レベルトランスミ
ツメ−２２の信号によｐ１補給水ポンプ１８の起動及び
脱気器入口補給水人口弁２３の開操作を行なう制御系統
の構成により、プラントの安全運転上必要な脱気器水位
を確保するにある。補給水タンク１６は、プラント通常
運転中、補給水タンクへの補給水ライン１７よシ熱水で
ある復水を溜めておくタンクでるる。

補給水タンク１６への水の供給は、補給水タンクへの補
給水ライン１７に設置されｆＣ調整弁２１によシ行なう
が、調整弁２１の制御は補給水タンク１６の水位、ある
いは、脱気器１３や復水器１０の水位信号で行なう。補
給水タンク１６に溜められた熱水は、脱気器１３の水位
低下信号による補給水ポンプ１８の起動及び脱気器入口
弁２３の開操作により、脱気器１３に供給され、脱気器
１３の水位がある水位以上になると、この信号にょシ補
給水ポンプ１８停止及び脱気器入口弁２３の閉操作によ
シ、水の供給を停止する。尚、脱気器入口弁２３の脱気
器１３の水位信号による開閉操作は、脱気器１３の設置
レベル、補給水タンクの内圧及び設置レベルとの兼ね合
いにょシ、必ずしも必要としない場合もある。

第２図は、脱気器への補給水として復水を利用すると同
時に、補給水タンク内の水の加熱にボイラ又はタービン
からの蒸気を利用した場合の一実施例を示す。補給水タ
ンク１６内の水の加熱のため、タービン６のタービン抽
気ライン２８よＣ分岐した補給水加熱用蒸気ライン２９
よシ、高温の蒸気を導入し、補給水タンク１６内の水が
適切な温度になるように、補給水タンク水加熱用蒸気量
調整弁３０で蒸気量を調整し、過渡的運転状態で、前述
のように、熱水を脱気器へ供給出来るようにする。

第３図は、脱気器への補給水として、外部供給水を利用
する場合の本発明の一実施例を示す。

従来、火力発電プラントでは、プラントへの水湿及び補
給水供給のため、純水装置で製造された水を補給水ライ
ン１７を経て補給水タンク１６へ供給している。補給水
タンク１５の水は、ボイラ水湿、脱気器水温、復水器へ
の補給水として利用される本発明では、従来、火力発電
プラントに設置される脱気田水法ライン２０を利用し、
脱気器水位信号によシ補給水ポンプ１８を起動すること
により、脱気器へ水を供給する。この場合、冷水が脱気
器１３に供給されることになるので、ボイラ給水ポンプ
のＮＰＳＨ上問題がある場合には、第２図に示すような
補給水タンク水加熱蒸気ラインを併用することにより、
より信頼性のある脱気器補給水システムを提供すること
ができる。

第４図、第５図は、脱気器の補給水として復水を利用す
る場合の本発明の他の実施例を示す。

第４図は、第１図に示す補給タンクへの補給水ライン１
７上の調整弁２１（第１図、第２図）を削除するため、
補給水タンク１６を加圧容器とし、補給水タンクへの水
の要求は復水ポンプ１１の揚程とのバランスのみで行な
う方式である。この場合、脱気器水位制御弁は、補給水
タンクへの補給水ライン１７の分岐点より下流側の復水
ライン上に設置する必要がある。脱気器への補給水の供
給は第１図の方式と同様である。

第５図は、第４図に示す脱気器への補給水ライン２０を
削除し、復水ラインを利用して水を供給する方式である
。復水器１０からの復水を脱気器１３へ送り込むだめの
ポンプ揚程を、復水ポンプ１１と復水ブースタポンプ３
１に適切に分割し、復水ブースタポンプ３１に、第４図
に示す補給水ポンプ１８（第４図）の機能を持たせる。

なお、図中、１２は低圧給水加熱器、１４はボイラ給水
ポンプ、１５は高圧給水加熱器、１９は補給水ライン、
２４は復水器水位制御弁、２６は復水器ウォーターカー
テンスプレー水ライン、２９は補給水タンク水加熱用蒸
気ライン、３１は復水ブースターポンプである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、脱気器の水位を常にある規定水位以上
に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の系統図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す系統図、第３図は本発明の第３
の実施例の系統図、第４図および第５図は本発明のそれ
ぞれ第４．第５の実施例を示す系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボイラ過熱器を通過した主蒸気の全量又は一部をタ
   ービンをバイパスして復水器へ排出するたメツタービン
   バイパスシステムを有する火力発電プラントにおいて、 過渡的なプラント運転時の脱気器の水位を規定値以上に
   保持するために、補給水源から前記脱気器へ水を補給す
   る系統及び前記脱気器の水位によシ水を補給する制御系
   統から構成されたことを特徴とする脱気器への補給水シ
   ステム。 ２、特許請求の範囲第１項において、ボイラ給水ポンプ
   の正味吸込水頭を確保するため、補給水を熱水としたこ
   とを特徴とする脱気器への補給水システム。 ３、％許請求の範囲第１項において、補給水を熱水とす
   るため、補給水源を前記ボイラ又は前記タービンからの
   蒸気で加熱することを特徴とする脱気器への補給水シス
   テム。 ４、特許請求の範囲第１項において、補給水を熱水とす
   るため復水ポンプから前記脱気器への復水ラインの水を
   利用することを特徴とする脱気器への補給水システム。