JPS6016203A - 脱気器 - 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】 本発明は蒸気発電プラント等に使用する脱気器の改良に
関するものである。

従来の脱気器を第１図により説明すると、（１）は復水
供給管、（２）は脱気器、（２′）は貯水タンク、（３
）は給水ポンプ、（４）は蒸気発生設備、（５）はター
ビン、（６）は脱気器用加熱蒸気流量制御弁で、脱気器
（２）は復水供給管（１）から流入する復水なタービン
（５）の抽気蒸気により飽和温度まで加熱して脱気する
。また給水ポンプ（３）は脱気した水を蒸気発生設備（
４）へ送るよう罠なっている。

前記脱気器（２）を含む系において、タービン（５）を
通過するタービン通過蒸気流量が急激に減少すると、加
熱蒸気源であるタービン（５）の抽気点圧力（７）が急
激に減少するため、チェック弁（８）が閉じて、抽気蒸
気が流れなくなる。このとき、脱気器（２）では加熱が
行なわれないため、脱気器（２）および貯水タンク（２
５の圧力も低下する。脱気器圧力が急速に低下すると、
給水ポンプ（３）に有効圧吸込水頭（ＮＰＳＨ）の不足
が生じる。次に有効圧吸込水頭が低下する理由を説明す
る。前記脱気器（２）を含む系において、貯水タンク（
２′）の水は、飽和状態にあるので、貯水タンクｅ′）
の出口温度はタンク圧力Ｐに対応する飽和温度になって
おり、タンク圧力が一定値で安定しているときは、タン
ク出口とポンプ入口との高低差Ｈ分に相当する温度だけ
ポンプ入口はサブクール状態になっている。タンク圧力
が変化するときは、水がタンクからポンプまでの配管を
流れる流動遅れにより、タンク温度とポンプ入口温度と
の間に温度差が生ずる。

即ち、貯水タンク（２′）の圧力が第２図（Ａ）に示す
ように減少したときには、タンク出口温度とポンプ入口
温度との変化が第２図の）のようになる。配管容積をＶ
（ｍ”）とし、ポンプ流量をＱ　（７１１”／７１ｃ）
とすると、配管での遅れ時間τは、（１）式により表わ
される。

τ＝Ｖ／Ｑ（ｙｇＣ）　・−・・−・・・−（１）によ
り表わされる。

ｄ７’ なお（１Ｆ）は水の物性値として決まる定数である。

タンク出口温度が以【の速度で変化した場合、ｔ この変化がτだけ遅れてポンプ入口に到達するので、タ
ンク出口温度とポンプ入口温度との温度差ΔＴは、（３
）式により得られる。

第２図β）に示したように、温度差が生じたときのポン
プ入ロサブクール度、すなわち、ポンプ入口圧力の飽和
温度−ポンプ入口温度は第２図（Ｃｊｌに示すように変
化する。圧力変化がないときは、貯水タンク（２′）か
らポンプ（３）入口までの静水頭による加圧が行なわれ
るので、加圧量は、（４）式により表わされる。

Δ７’＝＃／ｖｘ１０　（ｍ／ｃＩＩＬ”）　・・・・
・”＝”’−’（’）ただし、Ｈ：高さく籾、シ：水の
比容積（♂／ユ）。

ポンプ入口圧力Ｐ、はΔＰであり、ポンプ入口圧力の飽
和温度Ｔｓａｔは（５）式により得られる。

ただし、ＴＴ：タンクの温度、ｆＴ（Ｐ）：圧力から飽
和温度をめる関数。

圧力変化がない場合、ポンプ入口温度はタンク温度に等
しいからポンプ入ロサブクール度Ｔｓｕｂは、（６）式
になる。

圧力変化がある場合は、タンク出口温度とポンプ入口温
度との間に（３）式の温度差が生じるので、ポンプ入ロ
サブクール度Ｔｓｕｂは（６）式に（３）式の温度差Δ
Ｔを加えたものＫなる。

ＮＰＳＨはポンプ入口圧力とポンプ入口温度の飽和圧力
との差を水頭に換算したもので、（８）式により与えら
れる。

ＮＰＳＨ＝　（Ｐ　−Ｐｓａｔ）　１１　Ｘ　１０　−
−−・・・（８）（９）式のＴｓｕｂ　に（７）式を代
入し、さらＫ　（８）式に（９）式を代入すると、有効
圧吸込水頭（ＮＰＳＨ）は、（１０）式に近似すること
になる。

第２図（ＤＪは、有効圧吸込水頭の変化の様子を示して
いる。（１０）式であきらかなよ５にＮＰＳＨは、減圧
速度にほぼ比例して低下する。が、従来は、脱気器（２
）の急激な圧力低下を防止するために、タービン蒸気流
量が大巾に減少するときにだけ、蒸気流量制御弁（６）
を自動的に全開にして加熱蒸気を送るように、また運転
員が運転状態を監視しながら蒸気流量制御弁（６）を閉
じるようにしている。

しかし前記蒸気流量制御弁（６）のＯＮ・ＯＦＦ制御で
は、同蒸気流量制御弁（６）を経て脱気器（２）へ導く
加熱蒸気の導入量を脱気器圧力の変動に応じて変えると
いう制御が不可能で、加熱蒸気導入量が多すぎたり、少
なすぎたりする。また蒸気流量制御弁（６）を急速に閉
じると、脱気圧力が再び急激に低下するので、運転員は
運転状態を監視しながら蒸気流量制御弁（６）を慎重に
操作して閉じる必要があり、運転員に大きな負担をかけ
るという問題があった。

本発明は前記の問題点に対処するもので、流入する復水
なタービン通過蒸気により飽和温度まで加熱して脱気す
る脱気器において、前記タービン通過蒸気の流量が急減
するときにタービンな経ずに脱気器へ導く加熱蒸気の導
入量を脱気器圧力が高ければ増加するように加熱蒸気流
量制御弁を介して制御する加熱蒸気制御装置を具えてい
ることを特徴とした脱気器に係り、その目的とする処は
、加熱蒸気を運転員の操作を必要とせずに蒸気流量制御
弁を経て脱気器へ脱気器圧力の変動に対応するように導
入できる改良された脱気器を供する点にある。

次に本発明の脱気器を第３．４図に示す一実施例により
説明すると、第６図の（２）は脱気器、（２′）は貯水
タンク、（５）はタービン、（６）は加熱蒸気流量制御
弁、（１０）は脱気器圧力検出器、（１１）は加熱蒸気
制御装置である。また同加熱蒸気制御装置（１１）の詳
細を示す第４図において、　（２０）はタービン通過蒸
気急減信号（２０’）を発信する装置、（２１）は同信
号（２０’）が論理“１”　罠なるとそのときの圧力検
出器（１０）の値を記憶する回路、（２２）は同回路（
２１）Ｏ。

出力値に一定の係数を乗じる係数器、　（２３）は上記
信号（２０’）が論！“１”になるとあらかじめ設定さ
れた時間関数をｉ生ずる回路、（２Ａ）は同回路（２３
）の出力と回路（２２）の出力とを乗じる乗算器で、加
熱蒸気制御装置（１１）が上記機器（２０）〜（２４）
により構成され【いる。

次に前記脱気器の作用を説明する。タービン通過蒸気流
量急減信号（２０’）が論理“１”になると、回路（２
１）はそのときの脱気器圧力を記憶する。また記憶され
た圧力値は係数器ｃ２２）により定数倍される。係数器
（２ｚ）の係数の決定は、例えば脱気器圧力が使用最高
圧力のとき、係数器（２幻からの出力が１となるように
決める。同時に信号（２０’）により、時間関数発生器
（２３）があらかじめ設定された関数に従い出力を変化
させる。時間関数発生器（２３）の設定の例を第５図に
示した。急減信号が発信された時刻なＯとすると、時刻
Ｏでは出力が０であり、時刻ｔ０までは出力が直線的に
上昇して１となり、ｔｏからｔ２までは１を保持し、ｔ
２からｔ３の間に出力が直線的に下って０となるように
設定されている。時間関数発生器（２３）の出力と係数
器（２２）の出力とが乗算器（２４）により乗じられ、
乗算器（２４）の出力信号が弁（６）の開度設定信号と
なる。脱気器圧力が高い状態でタービン通過蒸気の急減
が発生した場合、係数器（２２）からは１に近い値が出
力されているので、弁（６）は全開近くまで開く。一方
、脱気器圧力が低い場合には弁（６）の開度が小さく、
したがって加熱蒸気流量が少なく制御される。

次に本発明の脱気器の効果を説明する。第６図の（３１
）は、加熱蒸気を導入しない、ときの脱気器圧力の代表
的な経時変化を示し【いる。脱気器圧力の変化の特徴は
、タービン通過蒸気流量急減の直後は比較的減圧が遅く
、一定時間後に減圧が速くなり、その後、減圧が再び遅
くなって、一定圧力に整定する。すでに述べたよ５にＮ
ＰＳＨは、減圧速度と密接な関係にあり、減圧速度を小
さくすればＮＰＳＨは大きくなり、　ポンプの必要なＮ
ＦＳＨを確保できる。第７図は加熱蒸気流量制御弁（６
）を単にＯＮ・ＯＦＦ制御する場合のパターンを示して
いる。このときは、第６図の（３２）のように圧力を一
定量だけもち上げるのみであり、最大圧力降下速度はほ
とんど変わらない。したがって、ＮＰＳＨが最小になる
時刻が遅れるのみであり、ＮＦＳＨの最小値はほとんど
変わらない。　ところが本発明の場合、減圧速度が最大
となると予想される時刻付近で加熱蒸気量が最大となる
ように第５図のｔ４を設定すると、第６図の（３３）に
示す圧力変化が得られる。この場合は、最大圧力降下速
度を小さくすることができ、したがってＮＦ２）１の最
小値を大きくすることができる。さらに第５図のｔ２　
を脱気器圧力がほば整定する時刻に設定すること和より
、脱気器圧力を自動的に低圧の状態へ移行させることが
可能となる。

脱気器の初期圧力が低い場合、（２１）（２２）（２４
）の作用により加熱蒸気流量制御弁の最大開度が小さく
なるので、過剰な蒸気が入ることはない。以上　−より
、従来の欠陥が解消される。

以上本発明を実施例について説誠したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の脱気器を示す系統図、第２図体）（Ｂ）
（Ｃ１■）は給水ポンプの有効圧吸込水頭が低下する理
由の説明図、第６図は本発明に係る脱気器の一実施例を
示す系統図、第４図は加熱蒸気制御装置の系統図、第５
．６．７図はその作用説明図である。 （１）・・・復水供給管、（２）・・・脱気器、（５）
・・・タービン、（６）・・・加熱蒸気流量制御弁、（
１１）・・・加熱蒸気制御装置。 復代理人　弁理士　岡　本　重　文 外３名 第１図 叡子も・）心ばＲ叫趣 ””　Ｆ”　ＤＰ　”’−”　Ｗ　Ｍ　：　’Ｓ　（Ｊ
　’Ｙ　’ｊｆａで論３図 第５図　第７図 第６図 時間 第１頁の続き ■発　明　者　山本栄− 高砂市荒井町新浜二丁目１番１ 号三菱重工業株式会社高砂製作 所内 ■出　願　人　関西電力株式会社 大阪市北区中之島３丁目３番２２ 号 ■出　願　人　四国電力株式会社 高松市丸の内２番５号 ■出　願　人　九州電力株式会社 福岡市中央区渡辺通２丁目１番 ８２号 ■出　願　人　日本原子力発電株式会社東京都千代田区
大手町１丁目６ 番１号 ■出　願　人　三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５ 番１号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流入する復水なタービン通過蒸気により飽和温度まで加
   熱して脱気する脱気器において、前記タービン通過蒸気
   の流量が急減するときにタービンを経ずに脱気器へ導く
   加熱蒸気の導入量を脱気器圧力が高ければ増加するよう
   に加熱蒸気流量制御弁を介し【制御する加熱蒸気制御装
   置を具えていることを特徴としだ脱気器。