JPS5949388A

JPS5949388A - 水封式真空ポンプの運転方法および運転装置

Info

Publication number: JPS5949388A
Application number: JP15822682A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Honma; 義朗本間; Kenji Urai; 浦井　研二
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-09-13
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1984-03-21

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】本発明は例えば火力、原子力発電プラントにおける復水
器の空気抽出系に使用されろ水封式真空ポンプの改良し
た運転方法およびその装置（二関する。

水封式真空ポンプの使用側の一つとして、火力、原子力
発電プラントにおける復水器の空気抽出系に用いられ、
復水器に洩れこんだ空気を排出する役目を課されている
。一般に復水器の設計にあたつては、冷却水の年間平均
温度を考慮して設計冷却水温度を決められ、冷却水量も
その設計流量に相応した量が流されるよう決められてい
る。したがって各期に冷却水温度が低くなり、かつ処理
容量が設計値より低くなった場合は、当然復水器内の保
持真空度も設計値より高い値となる。しかし、このよう
に保持真空度が高くなるということは、蒸気タービンに
とって、（１）低圧車室の変形、（２）真空荷重の増大
による軸振動の増加、（３）排気流の湿り度増加による
羽根の侵食などの悪影響をおよぼすことになる。

この対策としては、冷却水流を絞る、バイパスするなど
の復水器への冷却水量を減少させたり、復水器に空気を
注入することにより、復水器の真空度を調整して管理し
ているが未だ次のような問題が内在している。すなわち
、（１）冷却水量の減少による排水温度の上昇とその放
水口附近の生成物への影響、（２）冷却水量を絞りで減
少させた場合の絞り弁下流側でのキャビテーション発生
、（３）冷却水バイパスによる場合はその設備の設置と
その設備費の増加、（４）空気注入による場合は復水器
内における不凝結ガスの増加およびこれによる復水中の
溶存酸素の増加などである。

しかしながら、これらの従来の対応等に対してなおこれ
らの問題が内在することは、復水器の圧力管理であるの
に、その空気抽出系統の改善策を施こさずに、復水器な
らび空気抽出系統に附加した設備に頼っているととに起
因する。元来、空気抽出系統に設けて復水器に洩れこん
だ空気を抽出する水封式真空ポンプは、負荷変動にかか
わらず羽根の回転を一定の回転数で使用するのが定格仕
様になっているためである。もしとの水封式真空ポンプ
（二おいて、復水器の圧力変動すなわち負荷である吸込
側条件の要求に応じて適正な圧縮比で運転できるとすれ
ば、復水器の圧力管理に役立つであろう。

［発明の目的〕本発明の目的は吸込側圧力の変動に応じ所望な吸込圧力
が得られるような圧縮比で運転できろ水封式真空ポンプ
の運転方法およびその装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は吸込側圧力の変動に応じて、封水量を増減する
ことにより所望な吸込圧力が得られる圧縮比で運転する
ことを特徴とする水封式真空ポンプの運転方法に関する
ものである。

さらに本発明は水封式真空ポンプをタービンプラントの
復水器の空気抽出系統に設けたものにおいて、水封式真
空ポンプの封水系に流量調節弁と復水器の圧力変動を検
出する検出装置とを具備し、その流量調節弁の開度を圧
力検出装置で検出した復水器の圧力変動に応じて制御す
ることにより、封水量を増減して所望の吸込圧力が得ら
れるような圧縮比で運転するように構成した水封式真空
ポンプの運転装置に関するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例について説明する。まず
本発明に使用する水封式真空ポンプは、第１図に示すよ
うにケーシング１１インペラ２、軸３およびポートプレ
ート４より構成されている。

ポートプレート４には、吸気口５および排気口６が開け
られており、それぞれ吸込フランジ７および排気フラン
ジ８に通じている。また軸３およびインペラの中心φは
、ケーシングの中心φ′と異なった位置になっている。

したがって、ケーシングｌに封水を入れ、インペラ２を
回転させると、ケーシングｌ内の封水は、エネルギーが
与えられて遠心力によってケーシングｌの内壁にそうて
中心φ′を中心とする封水リング９を形成する。一方イ
ンペラ２は中心φを軸として回転しているため、封水リ
ング９の内側とインペラ２との間にインペラの枚数に等
しい数の小空間Ｇができる。この小空間Ｇは、回転位置
によってその体積を変えるもので、図示の場合は中心φ
と中心φ′とが鉛直方向に並んでいるため、最上部でそ
の体積が最小となり、最下部で最大となる。

したがって、吸気口５および排気口６が開けられている
仁とにより、小空間Ｇは位置θ１〜θ、にあるとき吸気
口５より吸気フランジ７の側の圧力Ｐｉにある空気を吸
いこみ、位置θ、〜θ、の間でこの空気を閉じこめて圧
縮し、位置θ３〜θ１の間で排気６より排気フランジ８
を通して一般には大気圧ＰＯで排出することになる。

以上が水封式真空ポンプの作動原理であるが、従来この
封水リング９の厚さを制御してポンプの負荷を変えるこ
とはなかった。ただしこの種のポンプは、　ＯＮ、ＯＦ
Ｆ制御で使用され、運転中は一定の定格回転数で回転さ
せて仕事をさせるものとされてきたためであろう。しか
し発明者らは、封水リング９の厚さＨを変えることによ
り、水封式真空ポンプの圧縮比、すなわち吸込側の絶対
圧力ｐｔと排出側の絶対圧力ＰＯの比Ｐｉ／Ｐｏは、第
３図に示す曲線ＬＯに示すように変化することを確認し
た。すなわち、排出側の絶対圧力Ｐｏは大気圧で一定で
あり、インペラ２の軸３のボス半径ｒも一定であるので
、封水リング９の内半径Ｒを大きく、すなわちケーシン
グｌ内の封水量を減らして封水リング９の厚さを小さく
すれば、吸込側の絶対圧力Ｐｉ　は高くなる。

以上のように本発明においては水封式真空ポンプを使用
し、ケーシングｌ内の封水量を増減することにより、真
空ポンプの吸込側の圧力を所望の大きさにするととがで
きる原理を利用し、負荷である吸込側条件の要求に応じ
、ケーシング内への封水量を増減することにより適正な
圧縮比で運転することを特徴とする水封式真空ポンプの
運転方法を提供するにある。

次に本発明による水封式真空ポンプの運転方法を採用し
た第４図に示す蒸気タービンの復水器の空気抽出系統に
適用した運転装置について説明する。第４図において、
復水器２１内に洩れこんだ空気、不凝結ガスは、空気抽
出管２２がら空気エゼクタ２３および水封式真空ポンプ
２４を介して抽出され、さらに真空ポンプ２４の吐出側
の配管２５から汽水分離タンク２６を通り放出管２７が
ら大気へ放出される。汽水分離タンク２６がら空気管２
８を介して空気エゼクタ２３に作動空気を供給している
。また水封式真空ポンプ２４の封水は、汽水分離タンク
２６から配管２９により封水循環ポンプ３ｏおよび冷却
器３１を経て封水管２９′から真空ポンプ２４のケーシ
ング内に循環供給される。

本発明による運転装置においては、水封式真空ポンプ２
４の吐出側の配管２５に流量調節弁３２を設け、この調
節弁３２を復水器２１に設けた圧力発信器３３および圧
力コントローラ３４からの信号で開度制御するように構
成している。

すなわち、いま復水器２１の圧力が所望の圧力より低く
高真空状態であるとき、流量調節弁３２は、圧力発振器
３３および圧力コントローラ３４の信号により開方向に
調整される。真空ポンプ２４の吐出側の配管２５を流れ
る流体は、復水器２１からの抽出空気、水蒸気および封
水の気液二相流となっているので、流量調節弁３２が開
度を増せば、真空ポンプ２４内の封水量は減り、第１図
および第２図における封水リング９の厚みＨが少なくな
る。これは前述したように真空ポンプ２４の吸込み側の
圧力Ｐｉ　　、　ｌ、いては復水器２１の圧力が高くな
ることになる。この逆（二復水器２１の圧力が所望の圧
力より高い場合も、圧力発振器３３および圧力コントロ
ーラ３４で圧力検出を行ない、調節弁３２の開度を減じ
ることにより、真空ポンプ２４の封水量を増し、真空ポ
ンプ２４の吸込圧力Ｐｉ　　、　ｌ、いては復水器２１
の圧力を低くして所望の圧力に近づけさせる。

なお、第４図において、真空ポンプ２４の封水量を調節
するのに、流量調節弁３２を除去し、図示のように汽水
分離タンク２６の補給水管３５に調節弁３６を設け、ま
た封水のドレン管３７に調節弁３８を設け、この両調節
弁３６．３８を復水器２１（＝設けた圧力発振器３３お
よび圧力コントローラ３４からの信号によって制御する
こともできる。

すなわち、いま復水器２Ｉの圧力が所望の圧力より低い
すなわち高真空状態であるとき、圧力コントローラ３４
の信号で封水ドレン管３７の調節弁３８を開にして封水
量を減らす。これにより回転水封式真空ポンプ２４の封
水量も減り、復水器２１の圧力は高くなる。また復水器
２１の圧力が所望の圧力より高い場合は、圧力コントロ
ーラ３４の信号で封水補給水管３５の調節弁３６を開し
て封水量を増やすことにより、同様な作用で復水器２１
の圧力は所望の圧力に近づくこととなる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれは、吸込側の圧力変動に応じ
て封水量を増減することにより、所望の吸込圧力が得ら
れるような圧縮比で運転を行なうことができる。またこ
の水封式真空ポンプを復水器の空気抽出装置に用いた場
合は、復水器の真空度の変動に応じて封水量を増減する
ことにより、その真空度を所望値内に保持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する水封式真空ポンプを示す断面
図、第２図に水封真空ポンプの水封リングの厚さと圧縮
比との関係を示す説明図、第３図はその特性図、第４図
は本発明における水封式真空ポンプの運転方法を施行す
る復水器の空気抽出装置を示す系統図である。ｌ・・・ケーシング　　　２・・・インペラ３・・・イ
ンペラ軸　　　　４・・・ポートプレート５・・・吸気
口　　　　　６・・・排気ロア・・・吸込フランジ　　
８・・・排気フシンジ９・・・封水リング　　　Ｇ・・
・小空間φ・・・インペラ中心　　φ′・・・ケーシン
グ中心２Ｉ・・・復水器　　　　　２２・・・空気抽出
配管２３・・・空気エゼクタ　　２４・・・水封式真空
ポンプ２５・・・吐出側配管　　　２６・・・汽水分離
タンク２７・・・放出管　　　　　２８・・・作動空気
管２９・・・封水配管　　　　３０・・・封水循環ポン
プ３１・・・封水冷却器　　　３５・・・封水配管３２
・・・流量調節弁　　　３３・・・圧力発振器３４・・
・圧力コン）ｏ−ラ　３５・・・補給水管３７・・・ド
レン管　　　　３６．３７・・・流量調節弁（８７３３
）　　代理人弁理士　猪　股　祥　晃　（はが１名）第
１図第２図 “□ ／　　　　　　−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸込側の応力変動（二応じて封水量を増減するこ
とにより、所望の吸込圧力が得られるような圧縮比で運
転することを特徴とする水封式真空ポンプの運転方法。
（２）封水量の増減は、封水吐出側に設けた流量調節弁
の開度を吸込側の圧力変動（二応じて制御することによ
って行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の水封式真空ポンプの運転方法。
（３）封水量の増減は、封水系統の封水注入側および封
水排水側に設けた流量調節弁の開度を吸込側の圧力変動
に応じて制御することによって行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の水封式真空ポンプの運転方
法。
（４）水封式真空ポンプをタービンプラントの復水器の
空気抽出系統に設けたもの１−おいて、前記水封式真空
ポンプの封水系統に設けた流量調節弁と、前記復水器の
圧力変動を検出する圧力検出装置とを具備し、流量調節
弁の開度を圧力検出装置で検出した復水器の圧力変動に
応じて制御するようＣ二構成したことを特徴とする水封
式真空ポンプの運転装置。
（５）流量調節弁は水封式真空ポンプの吐出側配管に設
けた特許請求の範囲第４項記載の水封式真空ポンプの運
転装置。
（６）流量調節弁は封水の注水配管および排水配管に設
けた特許請求の範囲第４項記載の水封式真空ポンプの運
転装置。