JPS61101609A - 複合サイクル蒸気発電プラント - 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、複合サイクル蒸気発電プラント（（係わり、
特に、このような複合サイクル蒸気発電プラントと関連
した熱回収蒸気発生器に対する改良された圧力および流
体制御に関するものである。

熱回収蒸気発生器は、典型的に、脱気器を備えており、
この脱気器には、該脱気器の脱気部分に給水ポンプから
差し向けられる復水器の復水から給水が供給される。脱
気された流体は次いで、熱回収蒸気発生器の熱交換器に
供給される。このような熱交換器を、部分的に、（１）
脱気器に給入された流体を加熱し、そして（２）脱気を
許容するのに適当な圧力および温度を脱気器内に設定す
るのに使用することは既に知られてぃる。これらは、一
般に知られているように脱気器の運転の２つの尤本的な
条件である。しかしながら、蒸気発電プラントの蒸気発
生器ユニソ）Ｉｃ結合されている熱回収蒸気発生器は脱
気器の上に述べた２つの本質的な条件を曖昧にする１頃
向がある錯綜要素を相当程度導入する、本発明の目的は
、複合サイクル蒸気発電プラントにおいて、熱交換器お
よび給水管路の運転もしくは動作の他の条件を満足しつ
つ、脱気器の圧力および温度パラメータを維持し且つ高
揚もしくは明確にすることにある。

米国特許第３．９６５．６７５号明細書から、熱回収蒸
気発生器から選択された少なくとも２つの熱源、特にエ
コノマイザおよび高圧蒸発器管から脱気器への流体の流
量を制御することが知られている。また、高負荷時に、
脱気器に対する主熱源としてタービンからの抽気を使用
することも知られている。しかしながら、従来技術の関
心は、脱気１て対して加熱をとのよ５ＩＣすれば最善に
実現できるかに限られていた。例えば、脱気器の上述の
２つの動作条件のうちの第１番目の条件ＶＣ限られてい
た。本発明は、少なくとも２つの熱源を用い、予め定め
られた熱源のうちの１つまたは２つ以上のものを選択し
ながら。

脱気器に動作もしくは運転圧力を維持することを主たる
目的とするものである。

本発明の説明に当り、米国特許第５．９５５ｊ５８号お
よび第？ｉ、９６５．６７５号各明細書を参考のために
ここに援用する。

従来においては、復水器からの給水は、脱気器を通され
て該脱気器により脱気されており。

該脱気器は、脱気部に加えて累積される液体のための貯
蔵タンクを備えており、この貯蔵タンクからエコノマイ
ザ熱交換器に給水がポンプ送りされ、次いで、高圧蒸発
器、そして最終的には過熱器管にポンプ送りされている
。その結果。

水は加熱され、最後の段階では、蒸気タービンに過熱蒸
気を供給するのに充分な温度および圧力条件下で蒸気に
変換される。これらの熱源は、水系統が低温である場合
には、−次的に重要であるが、タービンが、全負荷もし
くはその８０％ｔＣ達すると直ちに、タービンから抽出
された蒸気は脱気器を加熱し、脱気動作を維持するため
に最も経済的に使用することかできるようになっている
。複合サイクル７ステムにおいては、ガスタービン（燃
焼タービンとも称する）は、発生されたキロワット熱量
で、蒸気を発生するのに必要な熱を発生するために熱回
収蒸気発生器に接続されている。また、熱回収蒸気発生
器における温度および圧力の選択的制御の目的で空気お
よび燃料の注入が行われるアフターバーナーも設けられ
ている。

蒸気タービンの運転の種々な段階において脱気器に熱を
供給する熱源の選択における最適化には、異なった温度
および圧力レベルにある幾つかの熱源が要求されるので
、脱気動作を損なうことなく、特定の熱源をどのように
してまたどの時点で結合もしくは接続するかに関し問題
が生じている。詳言すると、脱気部自体ならびに関連の
低圧貯蔵タンクは、飽和圧力を越える圧力を蒸気相１ｃ
要求する相対相関係で気相オ６よび液相を保持している
。さもなければ、タンクを介しボイラ給水ポンプまで下
方に延びる液体柱が非常に低くなって、気泡の発生なら
びにポンプの作用表面にキャビテーション作用を生せし
めるほどとなる。この現象は、ポンプの羽根に損傷作用
をもたらし、ポンプの使用寿命を損なうことが知られて
いる。他方、熱交換器を介して脱気器に結合された熱源
の圧力が過度に低くなると、必要な時に他の熱源を接続
することが不可能になり、このような他の熱源の動作圧
力が、用いられている熱源のものよりも高くなった場合
にはガス化が生じ得る。これが、タービンから派生され
る抽出蒸気と関連して生ずる問題である。抽出された蒸
気もしくは抽気を脱気のための熱源として使用すること
を可能にする全負荷状聾にタービンが達するのには、そ
の前に非常に長い時間がかかるので、この時点以前では
他のエネルギ源を使用しなければならない。早期の段階
においては、熱回収蒸気発生器において成る１つの熱源
がｌ特に有利である〜即ち、この成る熱源とは低圧蒸発
器である。何故ならば、この低圧蒸発器は、常に存在し
ており、排出側で消費される熱にほぼ相当する熱を捕集
するのに自動循環により利用可能であるからである。起
動時においては、殆んどの利用可能な熱は、低圧蒸発器
によって捕集される熱である一起動過程の後期には、シ
ステムに注入される低温給水からは蒸気は未だ発生され
ておらず、エコノマイザが、熱回収蒸気発生器から吹き
出される高温ガスを、徐々に増加する割合で負担してい
る。高圧蒸気ドラムが蒸気を発生し始めると、高圧蒸発
器が、脱気器に対する付加熱源または代替熱源として用
いられる。このことは、ペギング（ｐｅｇｇｉｎｇ）と
して知られている。最終的に、過熱器が多量蒸気を蒸気
タービンに供給できるようになると、抽気が脱気器に対
する唯一の主たる熱源となる。それにも拘らず、抽気は
、比較的遅い確定された時点で、しかもエコノマイザお
よび（または）高圧蒸発器熱源を接続するだめの判定と
は無関係に行なわれろ。他方また、脱気器に動作もしく
は運転圧力をｊｆｌ持することは望ましいことであり、
そしてこのような動作もしくは運転圧力は少なくとも、
次続の熱源を接続しなければならない時に要求される圧
力でなければならない。これが、本発明による脱気器圧
力制御装置で解決しようとする問題である。

本発明によれば、工業プロセスからの給水に対して作用
可能な脱気器を備えた脱気器系統を有し、作用圧力で該
脱気器に流体流量を供給するために該脱気器に流体的に
接続された上記工業プロセスからの第１の熱源を備え、
上記流体流量は、高狗荷状態の発生に際して負荷の関数
として動作上制御され、上記脱気器に対して自動循環に
より、流体流量を供給するように該脱気器に流体的に接
続された第２の熱源を備え。

該第２の熱源からの流体流量は上記工業プロセスに依存
する温度および圧力条件下に在り、さらに、上記高負荷
状態の発生前に上記脱気器に流体流量を供給するために
上記脱気器に流体的に接続された少なくとも１つの付加
熱源と、上記脱気器内の圧力を検知するための圧力検出
手段と、上記圧力検知手段に応答して上記付加熱源から
の流体流量に作用し、上記高負荷状態が発生する前に最
小脱気器圧力を維持するための第１の制御手段とを備え
、該第１の制御手段は、脱気器圧力が上記最小値以下に
降下する傾向を示す時には常に動作する複合サイクル蒸
気発電プラントが提案される。

脱気器制御装置には、複合サイクル蒸気発電プラントの
熱回収蒸気発生器の脱気器を組合せるのが有利である。

本発明による脱気器制御装置は１次のような優先順序に
従って最適熱源を選択する。即ち、低圧蒸発器、蒸気タ
ービンからの抽気、エコノマイザ再循環、高圧蒸発器ド
ラム蒸気の順序であり、これはコストおよび利用可能性
に基ずく順序である。このようにして、本発明による脱
気器制御装置は、脱気器内の実際の圧力ならびにエコノ
マイザおよびドラム蒸気循環流体のいずれかに対する予
め定められた圧力設定点に関連して脱気器内の圧力の適
応制御を行ない、それにより、脱気器内に、蒸気タービ
ンから抽出される蒸気の予測飽和圧力に匹敵する最小レ
ベルを維持する。したがって、タービン制御系は、本発
明による脱気器制御装置により脱気器に設定される上記
のような第１の圧力条件下で脱気器に対する蒸気の給入
を制御することができる。

以下、単なる例として添付図面を参照し本発明の詳細な
説明する。

第１図は、典型例として、２つのガスタービンおよび熱
回収蒸気発生器を備えた複合サイクル蒸気発電プラント
の機能ブロック図を示す。

なお図示を明瞭にし簡略にするために、関連の発電機１
６を有する唯一のガスタービン１２と１つの熱回収蒸気
発生器（ＨＲ８（）とも略称する）１８だけを示すに留
めた。ガスタービンは、アフターバーナー＋６１Ｃ連結
されており、燃焼から生ずる加熱ガスはＨＲ３Ｃ）　＋
８を通流し、然る後に排出される。ＨＲ３Ｏ１８によっ
て発生されろ蒸気は、管路３７、弁５８、管路５９およ
び３４、弁６５ならびに蒸気供給管路ＳＴＳを介して、
発電機４４を駆動する蒸気タービン５６に供給されろ。

該蒸気タービン３６はまた、復水器６１Ｖこ流体的に結
合されている。蒸気の別の経路として、管路ＢＰＬおよ
びバイパス弁４５を介し過熱低減器４６に至るバイパス
路がある。なオ６該過熱低減器４６は管路４７を介して
復水器３１に接続されている。ガスタービンに燃料を供
給するための弁１４、アフターバーナー１６に燃料を供
給するための弁１９、蒸気供給管路ＳＴＳに設けられて
いる弁Ｓ５およびバイパス管路ＢＰＬ　Ｋ設けられてい
る弁４５を含む全ての弁は、制御装置５０からライン５
１を介して制御される。なおこれらのライン５１は、一
般に知られているように、電力の発生、蒸気の発生、起
動および停止、給水渡世の制御等々プラント運転におけ
る他の制御シーケンスにも用いられる。

本発明によれば、熱回収蒸気発生器１８の一部分である
脱気器ＤＡ（第１図に気相部をブロック６８で示しであ
る）は、通常、復水器３１から復水ポンプ５０によって
ポンプ送りされ供給管路ＦＷＬを介して供給される復水
を受ける。脱気器の貯蔵タンク（図示せず）に蓄積され
ている脱気された液体は、一般に知られているように、
管路ＦＶ／Ｓを介してＨＲ３ｒ；　＋８内に設けられて
いるエコノマイザに供給される。ＨＲ８Ｇ＋８の給水ポ
ンプ（図示せず）は、弁ＶＶ２を介し、（ＨＲ８Ｇｊ８
内の）エコノマイザから管路７を経て加熱された給水を
脱気器６８の気相部に循環し、そして高圧蒸気ドラムか
らの飽和蒸気はポンプ（図示せず）Ｉｃよりペギング（
ｐｅｇｇｉｎｇ）として知られている仕方で、弁ＶＶ３
を介し管路８を経て脱気路ＤＡの気相部に循環される。

制御装置５０内でまたは該制御装置５０と関連して、ラ
イン３を介し弁ＶＶ２に対する制御が行われ、ライン４
を介し弁■■３Ｖｃ対する制御が行われる。

弁ＶＶ４は、抽出蒸気用の管路６における蒸気の流れを
許容する。脱気器内の実際の圧力ｐＤｉ、が検知され、
該圧力を表す信号はライン１を介して制御装置５０に供
給される。圧力設定信号ｐ８Ｔは、ライン２を介して制
御装置５０に供給される。

第２図を参照するに、熱回収′蒸気発生器１８は、図示
のように、エコノマイザＥＫ（参考のために援用した上
記米国特許明細書では２６２で示されている）と、高圧
蒸発器ＨＰＥＶ（同上特許明細書では２６１で示されて
いる）および過熱器ＳＨ（同上特許明細書では２６０で
示されてし・ろ）を備えている。脱気器は、図示のよう
に、脱気もしくはガス抜ぎが行われる気相のための気相
部６８と、凝縮した蒸気が脱気された復水として蓄積す
る低圧貯蔵タンク６９とを備えている。ボイラ給水ポン
プ５２４はタンク６９から給水を取出してエコノマイザ
ＥＫに供給する。

ボイラ給水は管路５４０を介してエコノマイザＩＥＫか
ら取出されて、弁ＶＶ２を通流した後に管路５４７を介
して気相部６８に流入する。エコノマイザＥＫかものボ
イラ給水の主たる流れは、管路５４０に沿い弁５４２を
介して、蒸気ドラム７０の飽和蒸気部７０」に至る。高
圧蒸発器（単にＨＰＥＶ　　とも略称する）部は、飽和
蒸気部７０ａから、ポンプ５５４により　ＨＰＥＶ　１
７）熱交換管内に循環される飽和蒸気を受け、そして蒸
ヨ覧 気は蒸気ドラム７０の過゛分分離部７０ｂ内へと管路５
５８を介して送られる。蒸気ドラム７０から、蒸気は管
路５７２を介して過熱器ＳＴ（（同上米国特許明細書で
は２６０で示されている）に送られ、そこで過熱された
蒸気となる。なおそれぞれ流量計５４５および５４８を
用いて、エコノマイザから脱気器への流量ならびに蒸気
ドラム内の液位をそれぞれ制御する流量コントローラｊ
ＯＬおよび７夜位コントローラＩＬＬに関しては上述の
米国特許明細書を参照され度い。

これら要素は本発明を構成するものではないが、第１図
の制御装置５０により種々な箇所で液体に対して行われ
るシーケンスのステップの任意のステップとして、本発
明と関連して使用可能である。

第３Ａ図および第３Ｂ図を参照するに、ガスタービン、
蒸気タービン）６よび熱回収蒸気発生器間の液体相互の
接続は、ポンプ、弁、流量送信器、流量計、温度検知器
、ノくイブ、冷却器またはヒーターのような特殊なデノ
くイスで表されている。これらデバイスは、例えば、米
国特許第５．９６５．６７５号明細書に蒸気発電／ステ
ム全体の構成部分として詳細に記述されている。なおこ
の米国特許明細書をもｐ考のために援用する。

本発明に関係のある事項は次のものである。

管路４３４（第４図ではＦＷＬで示されており後の説明
ではこの記号を用いる）シてより制御弁■■１およびス
トップ弁５０２を介して脱気器の気相部６８に到る復水
の流量。

管路４２４（第４図では管路６で示されている）により
ストップ弁５１１、弁ＶＶ４および管路５１３を経て脱
気器の気相部６８に至る抽気流量。

脱気器の一部分である低圧貯蔵タンク６９から管路５０
４を介して低圧蒸発器２６６（第４図ではＬＰＥＶ　　
で示されている）に供給され管路５０７（第４図では１
．、ＰＬで示されている）を介して脱気器の気相部６８
＆こ戻されろ流体の自動循環。

低圧貯蔵タック６９から、管路５２５、ストップ弁５２
６，５３５、制御弁５２７，５３４および管路５２Ｂを
介してエコノマイザ２６２（第４図ではＥにで示しであ
る）Ｋ対してポンプ５２４゜５６２（第４図ではＢＦＰ
で示しである）によって行われる水の循環。この場合、
エコノマイザＨＫは管路ＥＫＬ（引用の米国特許明細書
では５４０で示しである）に給水し、そしてこの給水は
、流量計５４１（それに関連して該流量計５４１を通る
給水流量を表す電気信号を発生する流量送信器５４８お
よび温度検知器５４９が設けられている）、給水制御弁
５４２およびストップ弁５４５を介して蒸気ドラム７０
の給水貯蔵器（飽和蒸気部）７０ａへと流れる。管路５
４０かも給水の一部分は、循環制御弁５４６（第４図に
はｌ／Ｖ２で示しである）を介して取出されて、管路５
４７（第４図ではＤＡＬで示しである）を介し脱気器Ｄ
Ａに供給される。

蒸気ドラム７０の湿分分離部７０ｂから、管路５７２（
この管路は通常過熱器ＳＨに至っている）から分岐して
制御弁Ｖ■６．５７６を介し脱気器ＤＡの対応の蒸気入
口に接続されている管路５７５（第４図にはＰＧＬで示
しである）を介して行なわれるペギング（ｐｅｇｇｉｎ
ｇ　）。

第４図において、抽気の流れは、管路６、逆止め弁ＢＶ
４、弁ＶＶ４および管路５１３を介して脱気器ＤＡの気
相部６８の気相ｖｐに至る経路で略示しである。低圧蒸
発器ＬＰＥＶ　　かもの自動循環は、脱気器ＤＡの低圧
貯蔵タンク６９内の気相の出口からの管路５０４および
脱気器の気相部６８の入口に到る管路５０７を含むルー
プＬＰＬにより略示しである。エコノマイザ再循環ルー
プは、第４図において、給水供給源ＦＷＳ　。

管路５２７および脱気器ＤＡの低圧貯蔵タンク６９の底
部から脱気された水を取出すボイラ給水ポンプＢＦＰに
より略示されている。脱気器内に圧力を形成するための
熱の入力は、管路ＥＫＬを介し逆止め弁ＢＶ２、制御弁
ＶＶ２および管路［：□ＡＬを経て脱気器ＤＡの気相部
６８の入１−１に至る経路で行われる。

湿分分離部７０ｂから管路５７２　、５７５　　を介し
て行われる第５Ｂ図に示したペギングは、ポンプＨＰＰ
の吸込作用下でドラムＤＲＭの給水貯蔵部７０ａから流
体を取出して、高圧蒸発器ＨＰＥＶ　　およびそこから
管路ＨＰＬを介して湿分分離部７０１：＋＆τ至る管路
５５５で略示したループを介して行われる。第４図にお
いて、このペギングは管路ｖｐ３　、　ｐＧＬおよび弁
■■３Ｖｃより象徴的に示されている。

第４図にはまた、簡略な形態で、タービンゴＢおよび関
連の復水温水溜めＣＤが示されている。蒸気は、過熱器
ＳＨから、管路ｓ’ｒｉ３、上側の逆止め弁Ｖｔ＋Ｖお
よび制御弁ＵＶならびに下側の逆止め弁ＢＶＬおよび制
御弁ＬＶを介してタービンに供給されている。一般に知
られているように、運転中は、蒸気を管路ＳＴＳ　、管
路ＢＰＬおよび過熱低減器ＤＳＨを介して復水器ＣＤに
直接バイパスすることができる。また、エコノマイザか
ら管路ＥＫＬに排出される流体は、通常は、一般にそう
であるよウテ、過熱低減器部分ＡＴＶＣを介して過熱器
へと流れる。

さらに第４図を参照して説明するに、本発明によれば、
脱気器内の圧力ｐｐＡ（圧力検知手段である第３Ａ図の
圧力検知トランスジューサ５２０Ｖｃよって検知される
）は、ライン２に発生される圧力設定点信号と共にライ
ン１を介して圧力コントローラＦＣＴに入力されて、（
１）ライン３を介し、エコノマイザから脱気器への流体
の流量を制御するために管路ＤＡＬ　Ｉｃ挿入されてい
る弁ＶＶ２、または（２）ライン３を介し、ペギングに
より蒸気ドラムから脱気器への流体の流れを制御するた
めに管路ＰＧＬに挿入されている弁■■３を適応制御す
るのに用いられる。一旦、タービンに適正量の蒸気が供
給されるようになったならば脱気器に対し抽出蒸気の蒸
気流を許容するために、弁Ｗ４が設けられている。制御
装置（第１図Ｖｃ５０で示しである）は一般に、プラン
ドの全体的蒸気発生複合サイクル運転に対し弁動作およ
び蒸気？Ｉｊ　（もしくは流量）の制御を行う。圧力コ
ントローラＰＣＴならびに関連の制御ラインからなる回
路は、第６図にブロック図で示しである。

第５図には、本発明に従い時間の関数として制菌弁ＶＶ
２およびＶｖ３の動作を図解する曲線が示しである。弁
ＶＶ２　、　Ｖｖ３は、脱気器内に適正な圧力なＩｆ１
＋’！Ｉ’　してタービン抽気が行われる時に弁ＶＶ４
で適正な運１云を可能にするように適応制御′ｎされる
。

次に、本発明による脱気器圧力制御について、第５図の
曲線ならびに第６図の回路を参照し説明することにする
。

脱気器の；表化は、低圧貯蔵タンク６９の出口に、所要
の温度を有し、然も低圧貯蔵夕／り６９の液相内に水滴
として落下する前に気相ｖｐを通る間に噴ｉＮされて脱
気もしくはガス抜きされた水を発生することにある。復
水器からの給水のガス抜きもしくは脱気を達成するため
（Ｃは、脱気器の２つの柑（気相および液相）を充分に
高い偏度に維持し、他方これら２つの…・ｄｌの圧力を
上記温度における水の抱卵圧力よりも高く維持すること
が必要である。このためには、熱を供給して適正な圧力
を維持することが要求される。米国特許第５，９６５，
６７５号明細書から、複合サイクル発電プラントのボイ
ラ、即ち熱回収蒸気発生器内の４つの熱び、即ち低圧蒸
発器（自動循環モードにある）、エコノマイザ、高圧Ｍ
発器およびタービンから抽気される蒸気（後者は強制循
環される）の４つの熱源のうちの１つまたは２つ以上の
ものから脱気器を力旧哄することが知られている。

通常は、低圧蒸発器は、ボイラの下端部近傍の残留エネ
ルギだけを取上げる。しかしながら、ボイラが低い入口
ガス温度で運ｌ云している時（蒸気発生が未だ行われて
いない起動時）または高い過熱器出口蒸気圧力で運転し
ている時（蒸気の殆どがタービンを通らず過熱器から復
水器にバイパスされている時）には、低圧蒸発器内に高
い４．Ｘ気発生が生ずる。この状況で、脱気２逢内には
過圧が起り得る。１ａつて説明するように、本発明によ
る１ｉｉｌｌ　１１１１は、（１）自動的に、脱気器圧
力を所要のレベルに維持し、（２）脱気器圧力を復水ヘ
ッド、即ち水頭曲線以下に維持し、それにより脱気器内
に適ｉｌＥなレベル（もしくは水位）を維持し、（３）
急敞な圧力変動を阻止するために、調整された仕方で過
熱器タービンからバイパス路に通気を行うヒータを制御
することにより、望ましくない作用を回避するものであ
る。

上述のような例外的状況に８口えて、複合ナイクル蒸気
発電プラントの通常の運転においても、例えば、起動か
ら全蒸気発生に至る過程で、脱気器内の圧力は、仮数の
エネルギ〃を選択的に使用することにより山々しい影響
を受は得る。

β１Ｊえば、高負荷（８０チまたはそれ以上）時には、
タービン内の蒸気が脱気器に対して無限のエネルギ源と
なることが知られている。負荷が高い範囲内で変動する
と、適正な脱気器の動作を可能にするため負荷の関数と
して抽気流段制御により脱気器内の圧力を１す４箔する
ことが必要となってくる。これとは対照的に、脱気器に
、低圧蒸発器または抽気以外の熱源からエネルギがｌＩ
−、ｊ合されている場ａには、該脱気器は有限のエネル
ギ源に１吉合されることになり、この有限のエネルギ源
は、ボイラ運転過程中に広σＬに変動し得る。これが間
】となる期間である。と言うのは、この期間中に、脱気
器内の圧力は所要レベル以下に瞬時に降下し得るからで
ある。このような降下が生ずると、低圧貯蔵タンク内の
Ｃ，注が瞬時に減少して気泡発生を生じ、’（ｆｌ環ポ
ンプの作用表面にガスのフラツ／ングが生じて、ポンプ
は永久的ｌ損１易を受り得る。このような＄態を回従す
るためには、エコノマイザを使用している間、脱気器内
の圧力降下を必ず阻市する必要がある。

第５図を参照し、複合サイクル蒸気発電プラントが起動
中であると仮定すると、熱回収蒸気発生器の、諸熱源の
中で、［氏圧：（Ｓ発器ＬｐＨｕＶによる自動循環だけ
が行われる。ボイラの端部における強い熱の作用下で、
この時点における脱気器の気相部６８内の実際の圧力を
表す第５１゛４０曲Ｋｌ（Ｃｌの立上り部分に示すよう
に、圧力は迅速に上昇する。この圧力富からの急峻な増
加で、典型的には時点箱で６０　ｐｓｉａの最尺値Ｍ　
（Ｃ達する。起動がノエＬむに連れて、よシ多くの熱が
、エコノマイザＥＫ、高圧蒸発器ＨＰＥＶならびにター
ビンの負荷が相当になった時点で、過熱Ｓ　Ｓ　Ｈのよ
うなボイラ内の飴の熱交換器に伝達される。

したがって、ＬＰＥＶ領賊における熱（資）自体は小さ
く、自動藺し】５ルーズの入口における圧力は、ピーク
Ｍを越えた後の曲線（Ｃ１の立下り線分で示すように比
咬的高速に減少する。

第５１図の曲、諜（Ｄ）を参照するに、プラントの制御
装置５０（第１図）が逆止め弁ｓ＋＋（ｊｌｒ３図）を
し”；１き、そして弁ＶＶ４（第３図の５１２）が管路
４２４から管路５１３を介して脱気器へと抽気の給入を
行っている時には、脱気器内の悦気圧カニま、実際の油
気圧力（典型的には、曲π’ｊ！　（Ｄｌ上の点Ｑにお
けるＳ　２　ｐｓｉ　）から復水器からのポンプ供給が
阻害される可能性のある限界ＩＩＩＩ（典型的には＋ｊ
Ｏｐｓｉ）の間の任意のレベルにあり得る。これに対し
抽気を行っていない場合には、脱気器内の実際の圧力は
、例えば＋Ｏｐθ１程に低くなり、この圧力は、脱気ａ
３内で噴霧された流体から空気を追い出すのに充分であ
る。しかしながら、エコノマイザでは、加−各水をポン
プ送シするために、点Ｑに達する前にポンプ機能限界を
考慮して、例えば３２ｐθ１よりも低いが少なくとも２
５　ｐｓｉである運転圧力が要求される。ペギング（ｐ
ｅｇｇｉｎｇ　ｌで、ｊｔｔ（氏運伝王力はほぼ３ｐ６
１または４　ｐｓｉ程（氏くなる。

即ち運転圧力は、し１ｊえば２ｊｐθ１となる。したが
って、第５図に示すように、エコノマイザが加−５・１
シ水を脱気器にポンプ送シする時には、このポンプ送シ
は、第５図の縦軸に例として示す２５　ｐｓｉの初期レ
ベルから行われることになろう。曲線（Ａ＋は、エコノ
マイザが、脱気器に対する話源として低圧蒸発器に代り
関与する前の該エコノマイザに対するｉ：ｉｌｌ　ｊＪ
ｌ設定点を図Ｊ督する。

本発明によれば、エコノマイザから脱気器への流体の流
Ｊ７１ｙは、曲ｓ；　（Ａ＋が曲線（Ｃ１のピーク１直
Ｍと交差する点Ｔ　ｆ、−よび時点ｔ、となるまで、圧
力発生が曲線（Ｃ＋の下方に離間して留まるように、図
示の設定点曲線（Ａ＋によって制御され；ｂｏこのよう
に、初期の拾入圧力間に差関係を設けることにより、起
動後の第１の用において低圧力蒸発器からの熱の使用を
最大にすることができ、その間、１ｌｌＩ線（Ｃ）およ
び（Ａ）が交差する時点ｔ３でエコノマイザに対する最
初の熱源として切換えるためのｔ￥（１１が行われる。

また本発明によれば、曲線（ｃ）の比・蚊的色峻は減少
で示すように、低圧蒸発器は迅速にエネルギを獲得する
が：σぐにエネルギ（ＢＴＵ／ボンド）が小さくなる間
、エコノマイザによって提供されるけ加１典源からの流
体の流ｑは、優勢な因子となるべき設定点曲線によって
制御され、この制御でエコノマイザは（ピー２１表）第
５図に包路線（Ｉｕｌで示すように、非常に低い変化率
で圧力減少をｄｌＬｈすることができる状態に設定され
る。この市は重要である。と口うのは、既に述べたよう
に、このような圧力降下で、ボイラ給水ポンプ入口の圧
力が、脱気器内に存在する蒸気ンよび′ｔＬ体のＪαα
正圧力気泡が形成されキャビデー／コン効慴が生じ、そ
れによりポンプに永久的な損１ｒ、５を生ぜしめるよう
な８度にまで減少する可能性がろるからである。本ｘＡ
明によれば、このような状況は阻止される。何故ならば
、低い圧力変化率で、脱気？！３ならびにポンプ入口双
方において本質的に等しい温度が、１１［待されるから
である。

また、曲線（Ｋ）で示す減速で上記のような問題は回避
され、曲万、時点ｔ、においで抽気が行わｈる時には、
ビークＭから点Ｑにおける２５ｐｓｉの初期レベルへの
円滑なｉ！移が保証される。

５１５図には、起動中、ボイラ項１戎における高品人ロ
ガスに起因する低圧ｉ〜〜器エネルギの急峻な上昇の生
起に続いて、エコノマイザの関与もしくは介入を要求す
る圧力の急激な降下は示されているが、このようなエコ
ノマイザの関与はまた、通常の運転過程中にも要求され
ｆりる。例えば１．ｊ〜気メタ−ビントリップが原因で
高い過嗅器出口、−（ＪＮ気ｌＩ情変で蒸気を過熟器か
ら腹水器へとバイパスする場合には、曲ｉｔｌ！１　（
Ｄｉ　ｌｄ、、時点ｔ５を越えた後に降下するであろう
。本発明によれば、このようなル象が生じた場合、弁ｖ
ｖ２が開かれて、エコノマイザから脱気器へ熱が戻され
る。その詰果として、脱気器内の圧力は増加せしめられ
る。エコノマイザループが故障したような場合、本発明
に従ってバックアップ系として動作する「ペギング」ル
ープ（曲線ｇ＋＋についても同じことが言えよう。設定
点による適応制、卸により、低圧蒸発器の制御が行われ
ない喝訃、見！１トけの圧力が発生されて、然もなけれ
は復水のニーρυｏ　ｉＲｉまたはＬＰＥＶの減少出力
が原因で急激な圧力減少となり得る状態が阻止される。

言い換えるならば、適応１ｌＩｌ制御により、曲、腺（
１の圧力１５す１卸設定点は、第５図に示したのと類似
の仕方で、曲、？ス（Ｃｌの立上りに整合する急峻な立
とりで曲線（Ｃ１を強１ｌｔｌｌ的に追跡止しめられる
。

二りだ、７！ｊ〜源としての低圧ｌＪ鳶発器に起因する
このような圧力増加が、第５図に実ｔ：１１で示す減少
に伯１以ｌ仕方で、急激に減少する」７３合には、第５
図に包絡ｑ１ｇ）で示したのと頌似な仕方で、１１１１
　ｉ冴（Ｃ）の制御を追跡する回路によって、エコノマ
イザからこのような温度減少に対する援７［０作用が導
入される。

また、エコノマイザが１鴨源として用いられている間に
圧力の急激す降下が起り１）ることが１察される。脱気
器ならびにボイラ給水ポンプに対するこのような圧力減
少の効果もしくは作用を阻止するために、曲線（Ｂ）で
示すように、バックアップ熱州としてペギ／グが用いら
れる。

このペギングが用いられる場合の脱気器における給気圧
力制御は、弁ＶＶ３をｉｔｔ制御することにより行われ
る。本発明によれば、曲１＆’ＨＡｌに時間的に若干・
座れて、例えばピークＭｉＣ達する１では高１塁で、そ
して曲線の勾配が負になったら低速で曲線（Ｂｌを追従
するように弁Ｖｉを副１卸するための麻２の設定点曲線
が設けられ、それにより、Ｔ’１（ｊａ−げる曲、椋（
Ｃ）との交差後に、曲線（Ｉｌｌに一１’行ム包、賂腺
（Ｅ　ｌンが０従される。、・巾１・ニジの運転中、任
意の時点で、曲Ｗ　（Ａ＋に市う圧力が曲線（Ｂ＋以下
に降下した場合には、直ちにペギングが行われて、少な
くとも、曲＞Ｍ（Ｂ）により規定される圧力が、推持さ
れる。例えば、第５図に示すように、点Ｒで曲Ｗ　（Ａ
＋が曲線（Ｅ’　ｌより下方に落ちて曲線（Ａ′）に追
従するようになったとすると、時点ｔ４でペギングが関
与し、弁ＶＶ５ば、曲線（Ｆ２’ｌに倣い割当てられて
いる圧力を、Ｆａ　＋寺するようにｉｉ＋１１１ｉｉ１
１される。本発明による適応；１ｉｌｌ　＋卸は、ｔ５
とｔ５の間のような任意の期間中、即ち弁ＶＶ４を用い
て抽気を行うのが許される壕で、（Ｅ）またけその代り
として（Ｅｌ）のような特性を設定するものであること
がＦＪ、　＋’＋”Ｆされる。曲線（ｔｅｌは、エコノ
マイザが筺用されている時の時点ｔ、後の弁ｖｖ２の位
ｉｆ（決めを表す曲線であり、他方曲線＜Ｃｌは、工・
コノフイザの圧力が曲８（Ｅ）ではなく曲線（Ａ１）に
追従し点Ｒで曲線（Ｅ’ｌ上のペギングの設定点以下に
落ちた陽陰に、時点ｔ４後の井ＶＶ３の位置決めもしく
は位置付けを表す。この場合時点ｔ４で弁ＶＶ２は閉塞
され、ｖ■３は開かれる。曲線（ｄ）は、油気の給入後
の弁ＶＶ４の弁立ｉδを表し、そして時点ｔ５を越えた
後のこの弁の（ｌ面付けもしくは位［設定は、曲線（Ｄ
＋で示すようにタービン負荷の関数として行われる。

第５図に示した＋ｕ制御方法を実施するための回路が第
６図にし１ｊ示しである。本発明によれば、弁ＶＶ２ま
たは弁ｖｖ３またはその両者に対する適応制御は、圧カ
ドランスジューサ５２０（第３Ａ図）により検知されて
ライン１に発生される実際の圧力ｐ。Ａならびにライン
２に設定点によって設定される割当て圧力に暴づいて行
なわれる。

圧力コントローラ（第４図にＰＣＴで示す）によって行
なわれる適応圧力１１ｔｌｌ　７＋１１で、エコノマイ
ザによって発生される実際の圧力は、高車（高い変化率
）で、但し起動中はｐＤＡの上向きの軌跡輸ｔｌ＋　ｌ
）ｊ＋　ｃ　）より若干低い変化する基準値（曲線Ａ）
に従ってｐユの増加に追従せしめられる（しかしながら
、上記圧力増加はプラント運転中に生起する任意の圧力
増加であっても良い）。

しかしながら、割当て圧力は、少なくとも’９Ｊ　：ｌ
ｌｌ設定点眼界１直（第５図の２５　ｐｓｉ）にある。

池方ｐＤＡが減少する時には、コントローラＰＣＴによ
って設定される制呻力の減少速度が低減され、その結果
、実際の圧力ｐＤＡは弁ＶＶ２の上記のような適応制御
（曲線Ｃ）が行なわれない場合よて′ りも低い速度もしくは低度比率が減少する（曲３　ｚ参
照ン。バックアップ熱ｒ１．（このし１ｊではペギング
）に１５“」して述べると、この熱源も、第５図にし１
１示した事例において曲線（Ａ）およびＣＢ）間の変換
により定められる遅延、例えば、エコノマイザに対する
設定点よりも４　ｐｅｉＰ、たけ小さい遅延で、高圧蒸
発器（ｑ循環弁ＶＶ５による同じ適応性ｉｊ制御効果を
有する。

ライン１に発生される脱気器に対する険知された圧力は
号ｐ。Ａは次の様に印加される。ｔ１１弁ＶＶ２に対し
ては、ライン５９を介し、後述するように５３から派生
されるライン８３上の信号　　　　　′から減算後、比
例、Ｆ！を分コントローラ８４に印加される。（２）弁
ＶＶ３の場合には、ライン６０を介　　　　　　ｉして
微分器６６に印加され、該微分器は検知された圧力の変
化率を表わす信号をライン６５に発生する。さらに、ラ
イン６５および６１の信号は加算器７１に印加され、こ
の加算器は、ペギング弁コントローラ８７にライ／７２
を介して出力信号を供給する。

ライ／１の信号はまたライン４０を介して減算器４２に
印加され、該減算器において、図示の伊ｊの場合、第５
図の曲線（Ｃ）に対する曲線（Ａ）のオフセットａに相
当する５　ｐｓｉ　（ｉたは６ｐｅｉｇ）のライン４１
に設定された量だけ減少される。したがって、出力ライ
ン４６には、（ｐＤＡ−５ｐｅｉ　）を表わす信号が発
生される。この信号は、立上る時には変化率が大きく、
立下る時には変１ヒ率が小さいことを特徴とするランプ
回路４６に印加され、それにより、該ランプ回路の出力
ライン４７には、点Ｔまで曲線（Ａ）で表わすような変
化が、そして第５図の点Ｔ以後は曲Ｈ’Ｒ（Ｅｌで示す
ような１３号が発生する。ライン４７の１δ号は、高レ
ベル選択回゛ｌ′８４９に印加される。この回路４９は
−また、第５図に示すように、点Ｐ以後は（Ａ１）に旧
って減少することができない曲ａ（ｍｌの水平レベルに
よって示すように、２５　ｐｓｉ　（または１２　ｐｓ
ｉｇ　）になるライ１５２の最小信号を受ける。ライ１
５５の信号は、エコノマイザ弁ｖｖ２のだめのコントロ
ーラ８４に対しライン８３を介して第２の入力として供
給され、ライン１および５９の信号を加えられる。出力
ライン９６に現われる制１ｉ１１信号は、ライン１の実
際の信号と、ライン８３に印加される目標１直もしくは
設定点値との間の誤差に応答し、その１情果、弁ｖｖ２
はまた該誤差に関連して開位置を取るように制御される
。したがって、ライン９６の信号は、２つの介在直列ス
イッチ１０４および１０６が当該信号に対して導通位１
１τにある場合に、弁ＶＶ２０制御装置に至るライン６
上の信号となる。スイッチ＋０４は、プロセスにおいて
要求される場合、弁ＶＶ２の開成を指令する位置Ｙに切
換わるように制御することができる。またスイッチ１０
６は、手動位置に切換わることができ、手動位置にセい
ては、第６図に示すように、フィードバックループが旧
跡を行なう。

次に、弁Ｖｉの脱気器に対するベギング熱源側について
考察すると、ライ／１の圧力信号は、ライン６０を介し
て徹分器６３に印加され、後者はライン６５に信号の変
化率を発生する。また、ライン６０からの圧力信号は、
ライン６１を介して加算器７１に供給され、そこで、ラ
イン６５の圧力変ｆヒ率信号に加算されて、それにより
出力信号は、ベギ／グ弁コントローラ８７に至るライン
７２に発生される。ライ１５３からの設定Ｉｆｆは、ラ
イン８２を介して減算器９２に印加される。該減３＄器
９２はライン９１を介して約５ｐθ１値の減数が入力さ
れ、それにより、ライン９０筆には、第５図に示すよう
に曲線（Ａ＋または（Ｅ）に対し当該量だけオフセット
している曲線（Ｂｌまたは（ｍ’ｌに対する設定点信号
が発生される。ライン９０の信号は、保護の目的で、ボ
イラ給水ポンプのＮＰＤＨにおける増加を特徴的に表わ
すライン９６上の１．−１号と構成される、即ち、ライ
フ　９０　：Ｉ’、・よび９６のに５号は加シｌ七：￥
９４に印加されて、該別４’７：６９４はライン９５上
に有効設定点信号を出力する。ライ／７２の実際の圧力
信号およびライン９５の設定点信号は、ベギング弁コ／
トローラ８７０減算器により比校される。該コントロー
ラ８７の比レリ）！（分部分はライン１１１および４上
に、ベギンダ弁ＶＶ３　（７）　：ｌ＋ＩＩ御姿置９装
ｆ　Ｋ　２’ｆ　Ｌ　暖弁ＶＶ３ヲＩＪｒ４　＜　比例
（３号を発生する。このようにして、スイッチ１１２が
、弁に１４鎖指令に対する位置Ｙを取るように指令され
ない１収りにおいて、ライン４の信号が有効になる。／
ステムが手動モードにある時に関与するスイッチ１１６
について考察してみる。この手動モードになると、追跡
は、第６図に示すように、フィードバックループを用い
て行なわれる。

再び第５１四を参照するに、圧力が点Ｔを降下する傾向
となった峰、熱回収蒸気発生器がＥ　＋１１１の段階を
社ｊυした時、例えば、低圧蒸発器が最早や’１１３で
はなくなると、エコノマイザが関与して、曲＠（Ｅ）に
従い脱気器を加熱し、次いで点Ｑに達し、この段階で、
タービンからの油気が行なわれる。しかしながら、点Ｒ
で曲線（Ａ’）に示すようにエコノマイザの圧力が降下
すると、ペギング弁が追従することになり（ｚ’）、そ
して再び（この場合にはＱｌ）で抽気が行なわれる。

運転曲線（Ｄ）の後期に、圧力の降下が生じた場合には
エコノマイザまたはベギングによる熱で、脱気器は全運
転状態に維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脱気器圧力制御１ｔＩＩ装置を備えたり（↓
置市な複合サイクル蒸気発電プラントの構成を略示する
図、第２図は、圧力制御下で脱気器と結合された７１　
Ｊおよび抽気を含む、第１図に示した発電プラントと関
連の熱回収蒸気発生器系統の１７．４Ｊ成を略示する図
、第３Ａ図および第３Ｂ図は、腹合サイクル蒸気発電プ
ラントにおける典型列としてガスタービン、蒸気タービ
ンおよび熱回収蒸気発生器間におけ７）種々な流体接続
な詳訓に示す図、第４図は、脱気＝圧力１ｉｉ１１迎畏
置の制御下で脱気器と結合されるもしくは結合すること
ができる４つの熱源を重点的に示す第３Ａ図および第３
Ｂ図の回路のブロック図、＠５図は、時間の関数として
、第４図に示した３つの制御可能な熱源の関与する仕方
および時点を図解するｉ線図、第６図は、脱気器に対す
る熱弾として油気に対し切換可能となる前に適正な圧力
を設定するためにエコノマイザおよびペギ／グ熱源のう
ちのいずれかまたは双方を副１＃するための本発明の好
ましい実ｒ４例で用いることができる電気回路を示す回
路図である。 ＋ＯＬ・　・流量コントローラ、１１　ＩＪ・　・液位
コントローラ、１２・・ガスタービン、１Ｓ。 ４４・・発電機、＋４．１９，３５．３８．４５　　・
・弁、１６・・アフターバーナー、１８・・熱回収；Ａ
気発生器（ＨＲ８ＧＩ　、３Ｑ・・復水ポンプ、３１・
・復水器、３６・・２・に気タービン、４６・・過熱低
減器、５０・・制、篩装置、６９・・低圧貯蔵タンク、
７０・・蒸気ドラム、２６２・・エコノマイザ（ＩＫ）
、２６３・・［氏圧ス（発器（ＬＰＥＶ）、５１１．５
２６，５５３−−　　ストップ弁、５２０・・圧力検知
トランスジューサ（圧力険升手段１．５２４，５３２・
・ボイラ給水ポンプ（ＢＦ現、５４１・・流量計、５４
５，５４８・・流■計、５４９・・温度検知器、５５４
・・ポンプ（ＨＰＰ）　、ＡＴＶＯ・・過熱低減器弁コ
ントローラ、ＢＰＬ・・バイパス管路、Ｂｖ・・逆とめ
弁、ＣＤ・・復水温水溜め、ＤＡ・・脱気器、ＦＷＬ・
・供給管路、ＦＷＳ・・給水供給源、ＬＰＬ・・低圧ル
ーフ、ＰＣＴ・・圧力コントローラ、ＳＨ・・過鴻器、
ＳＴＳ・・蒸気供給系、ＴＢ・・タービン、ｖｐ・・蒸
気相、ＶＶ・・ｔＩＩｌｌＩＩ１１弁、４２．９２・・
減０器、４６・・ランプ回路、４９・・高レベル席次回
路、６５・・微分器、７１．９４・・加算器、８４・・
比例積分コ／ドローニア、８７・・ベギング弁コントロ
ーラ、９１　・　・制＃装置、１１２，１１３　　・　
・スイッチ、１０６，１１４・ｅスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工業プロセスの給水に対して作用可能な脱気器を備えた
   脱気器系統を有し、作用圧力で該脱気器に流体流量を供
   給するために該脱気器に流体的に接続された前記工業プ
   ロセスからの第１の熱源を備え、前記流体流量は、高負
   荷状態の発生に際して負荷の関数として動作上制御され
   、前記脱気器に対して自動循環により流体流量を供給す
   るように該脱気器に流体的に接続された第２の熱源を備
   え、該第２の熱源からの流体流量は前記工業プロセスに
   依存する温度および圧力条件下に在り、さらに、前記高
   負荷状態の発生前に前記脱気器に流体流量を供給するた
   めに前記脱気器に流体的に接続された少なくとも１つの
   付加熱源と、前記脱気器内の圧力を検知するための圧力
   検知手段と、前記圧力検知手段に応答して前記付加熱源
   からの流体流量に作用し、前記高負荷状態が発生する前
   に最小脱気器圧力を維持するための第１の制御手段とを
   備え、該第１の制御手段は、脱気器圧力が前記最小値以
   下に降下する傾向を示す時には常に動作する複合サイク
   ル蒸気発電プラント。