JPS61138007A - 脱気器水位・圧力制御装置 - 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〕 本発明は火力・原子力発電プラントのタービン負荷急減
又は負荷遮断後も脱気器での急激なフラッシュを抑制し
ながら、脱気器の圧力をその時のタービン出力に見合っ
た圧力迄低下させ、タービン負荷の急減時や低負荷時に
脱気器の水位・圧力を安定制御する脱気器水・位・圧力
制御装置に関する。

〔発明の背景〕

・　　　従来、脱気器に流入する復水とタービン抽気及
び脱気器での復水と蒸気の特性については、Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｐｏｗ
ｅｒ　１９７３年７月号におけるＡｎａｌｙｓｉｓ　ｏ
ｆ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔＤｅａｅｒａｔｏｒ　Ｕｎ
ｄｅｒ　’ｌ’ｒａｎｓｌｅｎｔＴｕｒｂｉｎｅ　Ｌｏ
ａｄｓと題する文献において論じられており、従来の装
置は特開昭４７−２０５０２号公報に記載のようにター
ビン負荷遮断時にボイラ給水ポンプＣ以下ＲＦＰ）吸込
管に分岐管を設畔、ＢＦＰ吸込管中の熱水を復水器、又
は、脱気器に循環し、冷水と置換するようｋなってい虎
。しかし、給水ポンプ吸込管の水を復水器に循環する結
果、脱気器貯水タンクのレベルが低下し、このレベル低
下を補うために脱気器に復水を導入するが、タービン抽
気が停止しているため、低温の復水が脱気器く流入する
ことになる。脱気器の圧力低下割合は流入する復水流量
の二乗に比例し、復水の温度に逆比例する特性があり、
このため、脱気器圧力は急速に低下し脱気器貯水タンク
への自己フラッシュが激しくな９、貯水タンク圧力より
脱気室の圧力が大巾に低下す、るため、脱気室゛より貯
水夕／りへの落水が困難となり、やがて脱竺器貯水タン
クの貯水が脱気室に逆流現象を生じることがあったが、
これを防止する配慮がなされていなかった。又、ＢＦＰ
吸込管の熱水を復水器に回収せず、循環ポンプにより脱
気器に回収する方法においては、タービン負荷遮断とと
もにボイラトリップとなった場合、脱気器よりの流出水
がな゛いため、脱気器水位が低下せず、このため、復水
の流入がないため脱気器の圧力は低下せず、反対に高圧
ヒータに滞留し九高温・高圧のドレンが流入し、脱気器
圧力が上昇することもあり、脱気器圧力上昇防止に対す
る配慮がなされていなかつ九。

？ｉ 〔発明の目的〕 本発明の目的は負荷急減時に脱気器貯水タンク貯水の自
己フラッシュによる減圧降温を最少に抑制しなから脱気
器貯水タンクの貯水及びＢＦＰ吸込管の熱水をこれよ）
低温の熱水で徐々に置換し、脱気器廻シの圧力をその時
のタービン出力に見合った脱気器圧力迄徐々に低下させ
ることによシ、ＢＦＦ吸込管でのフラッシュ防止と脱気
器の貯水タンクよシ脱気宣へ貯水が逆流するのを防止し
ながら脱気器の水位と圧力を規定範囲に制御することＫ
Ｔｏる。

〔発明の概要〕

タービン負荷急減時に脱気器及び給水加熱器用の抽気が
急減、又は、ゼロに、なった場合でも脱気器に流入する
復水のＩＩＩ！ＩＬｔ−脱気室の飽和温度近く迄加熱昇
温するため、ＢＦ・Ｐ吸込管よ〕配管を分岐し脱気器入
口の復水配管系統に設けたチューブ式の低圧給水加熱器
に復水加熱調節２ｔ−経由して接続しておき、タービン
負荷急減又は負荷遮断とともＫこの復水加熱ｉ！１ｉｊ
ｉｉ弁を開いてＲＦＰ吸込管の熱水を低圧給水加熱器に
、、導入し、脱気器への補給用復水を加熱する。加熱さ
れ熱水となった復水は脱気器の脱気室に流入し、脱気室
の滞留蒸気と混合加熱されるが復水の温度はＲＦＰ吸込
管よ〕の抽水温度よプ若干低温迄昇温されているため脱
気室圧力の飽和温度とめまり差はなく脱気室を急激に冷
却し減圧することがない。従って、貯水タンク圧力よυ
脱気室の圧力が大巾に低下することがない、このため、
脱気室に流入した復水は、容易に貯水タンクに落水し、
ＢＦＰ吸込管よル抽水したことくよって低下した貯水タ
ンクのレベルを回復させる。このように、ＢＦＰ吸込管
及び脱気器貯水タンクＯ抽水の熱エネルギのみ低圧給水
加熱器で回収しなから抽水自身は復水器に排出し復水ポ
ンプ、低圧給水加熱器を経て脱気器に循環することＫよ
シ、負荷急減時も脱気器の圧力を徐々に下げ、脱気器水
位を安定して制御する。復水加熱系統を設けることによ
ｐ脱気器出口側の抽水の熱エネルギを、復水系統に回収
することが可能となるため、通常の負荷運転中でも、脱
気器よプの流出水量制御による脱気器水位制御が可能と
次）、このため、ボイラへの給水流量が復水ポンプの最
少許容吐出流量よプ少量の場合でも復水系統には脱気器
水位調節弁を設けることなく脱気器の水位制御を行なう
ことも可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示す。

通常の負荷運転中には復水器１に貯められた復水は、約
３３Ｃとなっており、復水ポンプ２によって加圧され、
復水管３ａｓ脱気器水位調節弁４を通ってチェーブ式の
低圧給水加熱器５に送られる。低圧給水加熱器５には、
タービン１３より抽気管１６、逆止弁１７を通って、抽
気が導かれているため、復水ポンプより送られた復水は
加熱され、約９７Ｃ昇温の上、復水管３ｂを通って脱気
器６の脱気室６ａＫ送られる。低圧給水加熱器５で復水
を加熱した抽気はドレンとな）、低圧給水加熱器ドレン
管２５ｂ、低圧給水加熱器水位弁２５ａｉ通って復水器
１に回収される。

脱気器６にはタービン１３より逆上弁１４、抽気管１５
を通って油気が導かれ、脱気室６ａで復水と混合加熱さ
れ、さらに約３０Ｃ昇温の上、約１６Ｏｒの熱水となり
、連絡管６Ｃを通って貯水タンク６ｂＫ貯水される。

貯水タンク６ｂの熱水はＢＦＰ吸込管７を通つて、ＢＦ
ＰＩＩに送られて加圧され、主給水管９を通って高圧給
水加熱器８に送られる。高圧給水加熱器８にはタービン
１３の抽気が逆止弁１０ａ１抽気管１０ｂを経て導入さ
れており、給水を加熱した後の抽気はドレンとなってド
レン管１０Ｃ１高圧給水加熱器の水位調節弁１０ｄを経
て脱気器６に回収される。

高圧給水加熱器８ｔ−出た給水は給水管９を経てボイラ
１２へ送られ、ボイラ１２で発生し九蒸気は蒸気管１８
ｔ−経てタービン１３に送られ、タービンで仕事をした
後、復水器１に復水となって貯水される。

通常の負荷運転中は、脱気室６ａＫタービン抽気を導入
し、脱気室６ａ及び貯水タンク６ｂｔ−加圧しているた
め、貯水タンク６ｂの貯水はフラッシュスルことなく約
１６０Ｃの飽和水となって安定している。

タービン負荷が遮断されると、タービン１３の抽気圧力
が急低下し、すぐに、真空となるが、逆止弁１４によっ
て脱気器６よジタービン１３への蒸気の逆流は防止され
る。同様に１低圧給水加熱器５よ）タービン１３への逆
流も逆上弁１７によって防止され、タービン１３は保護
される。タービン１３の負荷遮断を検出し復水加熱調節
弁２１を開き、ＢＦＰ吸込管７の熱水を低圧給水加熱器
５に導入し、復水を加熱昇温するとともに、抽水によっ
てレベルの低下した脱気器６に復−水を送水し、貯水タ
ンク６ｂのレベル回復を図る。一方、低圧給水加熱器５
を加熱したＢＦＰ吸込管７よりの抽水は温度が低下し、
冷水となって復水器ＩＫ：回収され、復水ポンプによっ
て加圧され、低圧給水加熱器５で加熱の上脱気器６に循
環される。

第２図は、本発明になる脱気器水位・圧力制御系統図を
示す。

脱気器レベル発信器４８によって貯水タンク６ｂのレベ
ルを検出し、脱気器常用水位調節計４４と非常用水位調
節計４７に伝達し、通常は脱気器常用水位調節計４４の
出力信号により、脱気器水位調部弁４を制御し、脱気器
貯水タンク水位が規定値になるよう常に制御している。

一方、脱気器非常用水位調節計４７には脱気器常用水位
調節計４４より高レベルの高水位設定器４９ｉ！１と脱
気器常用水位調節計より低レベルの低水位設定器４９ｂ
があり、通常運転中は切換スイッチ４９Ｃによシ、高水
位設定器４９ａが選択され、非常用水位調節計４７は高
水位に設定されている。通常運転中の貯水タンク水位は
、常用水位に制御されているため、非常用調節計４７の
出力は復水加熱調節弁２１を全閉としている。タービン
負荷遮断に上シ切換スイッチ４９Ｇが低水位設定器４９
ｂ側選択に切換９、−次おくれ器４９ｄを経て脱気器非
常用水位調節計４７に伝えられると、その出力は脱気器
圧力低減調節計出力信号と乗算し、脱気器圧力低下目標
く合せながら復水加熱調節弁２１を開く方向に動作する
。

脱気室の圧力は脱気器圧力発信器４５ａで検出し測定信
号４５ｂとして脱気器圧力低減調節計４６に伝達する。

タービンの出力はタービン出力発信器４１で検出し、関
数演算器４２に伝え、ここでタービン出力に見合った脱
気器圧力信号を算出し、−次おくれ演算器４３８′ｆ：
経てバイアス加算器４３ｂＫ伝達し、約１０１のバイア
ス信号を加算の上、脱気器圧力低減調節計４６にの設定
信号４３ｄとしている。通常運転中は脱気器圧力測定信
号４５ｂよりも設定信号４３ｄの方が高圧側にあるため
、脱気器圧力低減調節計４６の出力は復水加熱調節弁２
１を閉じる方向の信号を出力している。タービンの負荷
が遮断されると、タービン出力発信器４１の出力は０憾
となり、関数演算器４２の出力も急減する。この結果、
−次おくれ演算器４３ａの出力は、設定された時、定数
に従って低下し、脱気器圧力低減調節計４６の設定圧力
を下げる。脱気器圧力低減調節計４６は、脱気器圧力発
信器４５ａの測定信、号４５ｂと設定圧力信号４３１の
偏差演算を行ない、測定圧力の方が設定圧力よりも高い
場合は復水加熱調節弁２１の開度を増加させる方向の制
御信号を一算器５０に：伝達し、脱気器非常用水位調節
計４７の出力信号と乗算の上、復水加熱調節弁２１の開
度を加減−し、脱気器圧力が目標圧力に沿って脱気器の
圧力が低下するよう脱気器の圧力を制御する。

第３図は本発明の第二の実施例を示す配管系統図で、第
４図はその制御系統図である。第３図は脱気器水位調節
弁４及び復水加熱調節弁２１廻シの配管系統は第１図と
同一であるが、脱気器圧力の降下率を早くすることが可
能なよう復水加熱調節弁２１の他に脱気器圧力低減弁２
３を追加し、ＲＦＰ吸込管の熱水を直接復水器１に回収
する。

第４図は、脱気器常用水位調節弁４４０制御系統の全て
及び脱気器非常用水位調節計４７と脱気器圧力低減調節
計４６の測定信号及び設定信号の計装系統はｆｌＥ２図
と同一であるが、脱気器圧力測定信号第を追加し木もの
である。

タービン負荷遮断時において、脱気器圧力発信器４５ｍ
の測定信号４５ｂが設定信号４３ｄよりも高い場合は、
脱気器圧力低減調節計４６の出力信号は減少し、復水加
熱調節弁２１の開度を減少させ、代って脱気器圧力低減
弁２３の開度を増加させるよう比率設定器５０と５１を
セットし、脱気シロの圧力を目標圧力に従って制御しな
がら圧力を下げるように制御する。この実施例では脱気
器圧力低減弁があるため、第１図、第２図の方法よシも
容易に脱気器の圧力低下率を制御することが可能アある
。

第５図は本発明の第三の実施例を示す配管系統図で、第
６図はその制御系統図である。第５図は第３図に低圧給
水加熱器出口復水温度計３Ｃを追加したものである。

第６図は第４図に復水の温度計５３８，５３ｂと復水温
度調節計５２ａと信号選択器５２ｂを追脱気器圧力調節
弁２３ｔ−開き、ＢＦＰ吸込管７の熱水を低圧給水加熱
器５犀び復水器ＩＫ導入するが、低圧給水加熱器５にお
いて復水の温、度を約１００Ｃ以上昇温すると低圧給水
加熱器の水室に過剰な熱応力が発生することが予想され
る。このため、低圧給水加熱器入口復水温度計５３ａと
低圧給水加熱器出口復水温度計５３ｂの信号を減算器５
３ｃＫ伝達し、ここで低圧給水加熱器５の上昇温度を算
出し復水温度調節計５２ａに伝達する。

低圧給水加熱器５での復水上、昇温度が１００Ｃ以上の
場合は復水温度調節計５２１の出力は復水加熱調節弁２
１の開度を減少させる方向の出力信号を信号遺°択器５
２ｂＫ：伝達し、比率設定器５０よりの信号と比較し、
復水加熱調節弁２１の開度を減少させる側の信号を復−
水加熱調節弁２１に伝達し、低圧給水加熱器水室の過剰
な熱硲力発生を防止する。

本実施例では低圧給水加熱器水室に過剰な熱応力を発生
させることなく脱気器の圧力を目標圧力に沿って低下さ
せる効果がある。

第７図は本発明の第四の実施例を示す配管系統図で、第
８図はその制御系統図である。第５図では復水ポンプ出
口の、復水管に設置していた脱気器水位調節弁を削除し
、代って復水ポンプの回転数制御器２ａを追加したもの
である。又、ＲＦＰにはＲＦＰブースターポンプ１９を
設け、復水加熱系統はＲＦＰブースターポンプ１９の吐
出側上り止弁２０を経て油水するものである。

第６図では、脱気器水位調節計４４で脱気器水位調節弁
４を制御していたが、第８図に示す本実施例では脱気器
水位調節計４４で復水ポンプ２の回転数制御器６０を制
御し、復水ポンプ２の吐出流量を加減し復水流量を調節
して脱気器６の水位を規定範囲に制御するものである。

復水ポンプの回転数＊：Ｊ御では回転数制御器の特性上
、復水流量ｔ−ｏにすることは不可能のため、ボイラへ
の給水が００場合には、脱気器の水位が上昇するが、脱
気器非常用水位調節計４７の高水位調定器４９８以上に
はレベルが上昇しないよう制御される。このよう罠、復
水系統に脱気器水位調節弁を設けなくても、脱気器の水
位を規定範囲に制御することができる。

第９図は本発明の第第五の実施例を示す配管系統図で、
第１０図はその制御系統図である。

第７因、第８図では復水加熱調節弁２１と脱気器圧力低
減調節弁２３は各々一台であったが、第９図と第１０図
は、ＢＦＰＩＩの台数と同じ台数の復水加熱調節弁２１
ａ、２１ｂ、２１Ｃと脱気器圧力低減調節弁２３ａ、２
３ｂ、２３Ｃを設けたものである。本実施例によれば、
王台のＢＦＰｌｌのうちいずれが運転中であっても又、
停止中であってもＢＦＰ吸込管７ａ、７ｂ、７ｃより個
別に抽水することが可能となり脱気器の圧力低減過糧で
もＢＦＰ吸込管７ａ、７ｂ、７ｃの温度が均一になる効
果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷急減時において、脱気器に流入す
る復水の温度は徐々に低下する為、脱気器の急激な圧力
低下は発生せず、脱気器貯水の自己フラッシュを抑制制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の配管系統図、第２図は第１
図の制御系統図、第３図は本発明の第二の実施例の配管
系統図、第４図は第３図の実施例へ制御系統図、第５図
は本発明の第三の実施例のｆｆｉ管系統図、第６図は第
５因の制御系統図、第７図は本発明の第四の実施例の配
管系統図、第８図は第７図に示す実施例の制御系統図、
第９図は本発明の第五の実施例を示す配管系統図、第１
０図は第９図の制御系統図である。 １・・・復水器、２・・・復水ポンプ、５・・・低圧給
水加熱器、６・・・脱気器、１１・・・給水ポンプ、１
２・・・蒸気発生器、１３・・・タービン、２１・・・
復水加熱調節弁、２３・・・脱気器圧力低減調節弁、４
４・・・脱気器常用水位調節計、４７・・・脱気器非常
用水位調節計、４６・・・脱気器圧力低減調節計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンと、復水器と、復水ポンプと、低圧給水加
   熱器と、脱気器及び蒸気発生器への給水ポンプとより構
   成される復水・給水系統において、前記脱気器より前記
   蒸気発生器に至る給水系統の途中から前記低圧給水加熱
   器に至る復水加熱系統を設け、前記タービンの負荷急減
   又は負荷遮断時に前記復水加熱系統に設けた復水加熱調
   整弁を開いて前記脱気器の出口側の水を前記低圧給水加
   熱器に導入し、復水を加熱昇温して前記脱気器に補給し
   、前記脱気器器内圧力の降下率を低下させることを特徴
   とする脱気器水位・圧力制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記復水加熱調整弁の上流側より分岐し復水器に至る脱
   気器圧力低減系統を設け、前記タービンの負荷急減又は
   負荷遮断時に、脱気器非常用水位調節計と脱気器圧力低
   減調節計によつて前記復水加熱調節弁と脱気器圧力低減
   調節弁の開度を調節することを特徴とする脱気器水位・
   圧力制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記復水器の出口
   に吐出流量可調節形の復水ポンプを設け、通常は脱気器
   常用水位調節計によつて前記復水ポンプの吐出流量を制
   御し、前記蒸気発生器への給水流量が前記復水ポンプの
   最少許容吐出流量より少量となつて補給過剰により前記
   脱気器の水位が上昇した場合は、前記脱気器非常用水位
   調節計によつて前記復水加熱調節弁を開き余剰水を前記
   低圧給水加熱器に導入して熱回収を図りながら前記脱気
   器の水位を規定値に制御することを特徴とする脱気器水
   位・圧力制御装置。