JPS61211610A - 変圧貫流ボイラ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ水冷壁出口の流体量を制御する機能を
持った変圧貫流ボイラに関する。

〔従来の技術〕

従来、火力発電システムのタービン駆動用ボイラの一つ
として、変圧貫流ボイラが知られている。

このボイラは、ボイラの負荷、つまり発生蒸気量に・対
し、例えば第４図に示す如く発生蒸気圧を変化させるタ
イプのものである。

ところで、一般にこの種のボイラは、運転開始接からボ
イラ水冷壁を流通する流体が略１００％乾燥蒸気になる
までの間、つまりボイラ負荷が２５〜３０％に満１ｃな
い領域ではウェット制御を行ない、一方ボイラ負荷が２
５〜，３０％以上の領域ではドライ制御を行なうように
している。ここで、ウェット制御とはボイラ水冷壁への
給水量を発電量指令に応じて制御するとともに、燃料流
量をタービンへの蒸気圧力〈主蒸気圧）に応じて制御し
、かつ主蒸気温度を減温器へ注水するスプレ轟によって
制御するものである。またドライ制御とは、給水量及び
燃料流量をそれぞれ発電量指令により制御するとともに
、主蒸気圧を燃料ｉ量と給水量との比で制御するもので
ある。尚、この制御での主蒸気温度の制御もスプレ扉を
可変することにより行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがこの様な従来のボイラは、通常起動時には何等
問題ないが、発電機の事故発生時に負荷遮断と同時に燃
料流量や給水量等を急激に絞り込む、いわゆるＰＣＢ（
Ｆａｓｔ　　Ｃｕｔ　　Ｂａｃｋ）を行なったり、また
ボイラの異常発生時に燃料の供給を遮断してボイラを緊
急停止させる、いわゆるＭＦＴ（Ｍａｓｔｅｒ　　Ｆｕ
ｅｌ　　Ｔｒｉｐ）を行なった後の再起動時に、次のよ
うな問題を生じる。すなわち、この再起動時に変圧貫流
ボイラは、節炭器でのスチーミングの発生を防止するた
めに、第５図に示す如く主蒸気圧力を１７０ａｔｇの高
い値に保持したままＸ点から破線の矢印方向に負荷を増
加させるようにしている。このため、先に述べたように
ボイラ負荷が２５〜３０％以上になった時点でウェット
制御からドライ制御に切換わると、このドライ制御時に
は主蒸気圧が通常起動時（８５ａｔａ）よりも高くかつ
節炭器入口の流体温度が低いことから、通常起動時と同
量の給水量及び燃料流量ではボイラ水冷壁出口の流体は
１００％乾燥蒸気にならず湿り蒸気の多いものとなる。

つまりボイラ制御系がドライ制御になっているにも拘ら
ず、ボイラの実際の運転状態はウェット状態となってし
まうことになる。したがって、この様な状態で、例えば
２台目の給水ポンプの投入により給水量が過渡的に増加
すると、ボイラ水冷壁出口の湿り蒸気が増加してドレン
の量が増えるためにタービンへの蒸気供給量が低下し、
この結果給水量及び燃料流量の増加制御が行なわれて給
水量が加速度的に増え、これにより主蒸気圧がさらに低
下して最終的に発電機が運転不可能となり極めて好まし
くない。

そこで、本発明は以上の欠点に看目し、緊急停止後の再
起動時においても、ボイラ水冷壁出口の流体が常に乾き
蒸気の状態になるようにして主蒸気圧の低下を防止し、
これにより安定な再起動を行ない得る変圧貫流ボイラを
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕本発明
は上記目的を達成するために、外部から供給されるボイ
ラ負荷指定信号に応じてボイラ負荷に対する通常起動時
の過熱器減温器の入口蒸気温度と出口温度との設定温度
差の関数を発生する第１の関数発生器と、上記ボイラ負
荷指定信号に応じてボイラ負荷に対するボイラの緊急停
止後の再起動時における過熱器減温器の入口蒸気温度と
出口温度との設定温度差で前記通常運転時の設定温度差
より高い値の関数を発生する第２の関数発生器と、これ
ら第１および第２の関数発生器の出力を切換える関数切
換器とを設け、ボイラの緊急停止後の再起動時に、上記
関数切換器によりボイラ負荷の所定の領域のみ上記第１
の関数発生器から発生される関数に代わって第２の関数
発生器から発生される関数を選択的に出力し、この出力
された関数と、別途検出した過熱器減温器の入口蒸気温
度と出口温度との温度差をとを比較してその偏差を求め
、この偏差に応じて過熱器減温器にスプレを供給するた
めの制御経路の流体層をＩＩＩ　ｍすることにより、再
起動時のボイラ水冷壁に供給される流体層を低減して水
冷壁出口流体を乾き状態に保持するようにしたものであ
る。

〔実施例〕

第１因は、本発明の一実施例における変圧貫流ボイラの
系統を示す図で、１はボイラ本体、２はその制御回路を
示している。

ボイラ本体１は、主経路と制御経路とからなるもので、
主経路は先ず高圧給水ヒータから供給された流体（水）
を節炭器１１で余熱したのちボイラ水冷壁１２を流通さ
せ、その出口流体を気水分離器１３で気水分離する。そ
して、このうちの蒸気を過熱器１４で過熱して減温器１
５で減温したのち最終過熱器１６で再度過熱してタービ
ンへ供給する。また上記気水分離器１３で蒸気から分離
されたドレンは、水位制御弁１８を介してボイラ外の脱
気器又は復水器へ供給される。−力制御経路は、前記ボ
イラ水冷壁１２の入口から流体を一部側流し、この流体
を制御弁１７を介してスプレ水として上記減温器１５へ
供給するもので、これにより前記最終過熱器１６の出口
蒸気温度を過渡的に一定にするとともに、減温器１５の
出口蒸気温度（Ａ点の温度）と入口温度（Ｂ点の温度）
との差が予め設定された所定の値になるように制御して
いる。

さてＩｌｌ　’ｍ回路２は、例えば第２図に示す如く第
１のｐＪＪ数発生器２２と第２の関数発生器２３とを億
えている。これらの関数発生器２２．２３は、外部から
供給されるボイラ負荷指定信号Ｃ８に応じて、各々ボイ
ラ負荷に対する減温器１５の入口蒸気温度と出口温度と
の温度差の設定ＩＩＩＩ　（計画値ＤＳＤ丁）を表わす
関数を発生するもので、第１の関数発生器２２は通常起
動時に使用する関数を発生し、−５第２の関数発生器２
３は上記第１の関数発生器２２から発生される通常起動
時の関数よりも高く設定されたＰＣＢ後の再起動時に使
用する関数を発生する。第３図はこれらの関数発生器２
２．２３が発生する関数の一例を示すもので、イが第１
の関数発生器から発生される関数、口が第２の関数発生
器２３から発生される関数である。

そしてこれらの関数発生器２２．２３から発生された関
数は切換回路（ＳＷ）２４により択一的に選択されて出
力される。尚、この切換回路２４の切換動作は、外部か
ら上記ボイラ負荷指定信号Ｃ８とともに供給される切換
制御信号Ｏ８によって行なわれる。

また制御回路２は、第１の減算器２１と第２の減算器２
５とを有している。第１の減算器２１は、前記減温器１
５の入口Ｂおよび出口Ａにそれぞれ設けた温度センサ（
図示せず）により検出された入口蒸気温度ＢＳと出口蒸
気温度ＡＳとをそれぞれ導入し、これらの検出温度の差
を算出するものである。また第２の減算器２５は、上記
第１の減算器２１で算出された温度差信号と前記切換回
路２４で選択された各関数発生器２２．２３の関数とを
入力して比較しその偏差を求めるもので、この偏差信号
を弁駆動回路２６に出力する。弁駆動回路２６は、上記
偏差信号の大きさに応じて前記制御経路の制−弁１゛７
の開成量を制御するもので、上記偏差が増えるに従って
開成量を大きくしてこれによりスプレ水の流量を増加さ
せる。

このような構成であるから、通常起動時には切換回路２
４により常に第１の関数発生器２２から発生される関数
が選択される。そしてこの関数と、第１の減算器２１で
算出された減温器１５の入口蒸気温度と出口温度との差
とが第２の減算器２５で比較され、その偏差に応じて弁
駆動回路２６から弁制御信号ＥＳが発せられ、これによ
り上記第１の減算器２］で算出される温度差が第１の関
数発生器２２で発生される関数と等しくなるように制御
弁の開成量が制御され、減温器１５へのスプレが行なわ
れる。しかして、例えば第４図に示す如くボイラが起動
される。

一方、例えばＰＣＢが発生してこの状態からボイラを再
起動する場合は、外部から切換制御信号Ｏ８が到来して
切換器が第２の関数発生器２３側に切替わり、これによ
り第２の関数発生器２３ｈ１ら発生される関数が第２の
減算器２５に供給される。したがってこの第２の減算器
２５では、上記第２の関数発生器２３から発生された関
数と、第１の減算器２１で算出された減温器１５の入口
蒸気温度ＢＳと出口蒸気温度Ａｓとの差との偏差が求め
られ、この偏差に従って制御弁１７の開成量が制御され
る。ここで、上記第２の関数発生器２３から発生される
関数は、第３図に示したように通常起動時に使用される
第１の関数発生器２２の関数より高く設定しである。こ
のため、第２の減算器２５で得られる偏差は通常起動時
に比べて大きなものとなり、この結果制御弁１７の開成
壷も大きくなって、減温器１５には通常起動時よりも多
くのスプレ水が供給されることになる。このためボイラ
水冷壁１２の出口流体の温度が上昇して出口流体は安定
な乾き蒸気となる。したがって、例えば２台目の給水ポ
ンプが投入されて給水流量が過渡的に増大したとしても
、ボイラ水冷壁出口の流体温度が低下することはなく、
この結果タービンに供給される主蒸気圧が低下して発電
機の出力低下を沼く不具合は生じない。

このように本実施例であれば、ＦＣＢ後の再起動時に、
スプレ量を設定する関数を通常起動時の関数よりも高い
値に切換え、この関数にしたがってスプレ量を通常起動
時より増加させてボイラ水冷壁への給水母を低減してこ
とによって、ボイラ水冷壁出口の流体を常に乾燥蒸気の
状態に保持させることができ、この結果主蒸気圧を高く
保持して安定な起動を行なうことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば制御回路の構成等については本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、外部から供給され
るボイラ負荷指定信号に応じてボイラ負荷に対する通常
起動時の過熱器減温器の入口蒸気温度と出口温度との設
定温度差の関数を発生する第１の関数発生器と、上記ボ
イラ負荷指定信号に応じてボイラ負荷に対するボイラの
緊急停止後の再起動時における過熱器減温器の入口蒸気
温度と出口温度との設定温度差で前記通常運転時の設定
温度差より高い値の関数を発生する第２の関数発生器と
、これら第１および第２の関数発生器の出力を切換える
関数切換器とを設け、ボイラの緊急停止後の再起動時に
、上記関数切換器によりボイラ負荷の所定の領域のみ上
記第１の関数発生器から発生される関数に代わって第２
の関数発生器から発生される関数を選択的に出力し、こ
の出力された関数と、別途検出した過熱器減温器の入口
蒸気温度と出口温度との温度差をとを比較してその偏差
を求め、この偏差に応じて過熱器減温器にスプレを供給
するための制御経路の流体量を制御することにより、再
起動時のボイラ水冷壁に供給される流体ｌｉ低減して水
冷壁出口流体を乾き状態に保持するようにしたことによ
って、緊急停止後の再起動時においても、ボイラ水冷壁
出口の流体が常に乾き蒸気の状態になるようにし得て主
蒸気圧の低下を防止し、これにより安定な再起動を行な
い得る変圧貫流ボイラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における変圧貫流ボイラの系
統を示す図、第２図は同ボイラの制御回路の構成を示す
回路ブロック図、第３図は第１図のボイラの作用説明に
使用するボイラ負荷に対する減温器の入口蒸気温度と出
口温度との差の設定値を表わす関数を示す図、第４図お
よび第５図はそれぞれ変圧貫流ボイラの負荷特性の一例
を示す図である。 １・・・ボイラ本体、１１・・・節炭器、１２・・・ボ
イラ水冷壁、１３・・・気水分離器、１４・・・過熱器
、１５・・・減温器、１６・・・最終過熱器、１７・・
・制御弁、１８・・・水位−Ｊｔｌｌ弁、２・・・制御
回路、２１・・・第１の減算器、２２・・・第１の関数
発生器、２３・・・第２の関数発生器、２４・・・切換
器、２５・・・第２の減算器、２６・・・弁駆動回路。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 ＯのＯトゼ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラ水冷壁を通過した流体を気水分離器で分離してそ
   の蒸気を過熱器減温器を経たのちタービンに供給する主
   経路と、上記ボイラ水冷壁の入口から流体の一部を側流
   してこの流体をスプレ流体として上記過熱器減温器へ導
   く制御経路とを備えた変圧貫流ボイラにおいて、前記過
   熱器減温器の入口蒸気温度と出口温度との温度差を求め
   る第１の減算器と、ボイラ負荷指定信号を入力しこの信
   号に応じてボイラ負荷に対する通常起動時の過熱器減温
   器の入口蒸気温度と出口温度との設定温度差の関数を発
   生する第１の関数発生器と、前記ボイラ負荷指定信号に
   応じてボイラ負荷に対するボイラの緊急停止後の再起動
   時における過熱器減温器の入口蒸気温度と出口温度との
   設定温度差で前記通常運転時の設定温度差より高い値の
   関数を発生する第２の関数発生器と、ボイラの緊急停止
   後の再起動時に前記第１の関数発生器から発生される関
   数に代わって前記第２の関数発生器から発生される関数
   を選択的に出力する関数切換器と、前記第１の減算器か
   らの温度差信号と前記信号切換器から出力された関数と
   を比較してその偏差を求める第２の減算器と、この第２
   の減算器で得られた偏差に応じて前記制御経路の流体量
   を制御するスプレ流量制御部とを具備したことを特徴と
   する変圧貫流ボイラ。