JPS6154121B2 - - Google Patents

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JPS6154121B2
JPS6154121B2 JP38079A JP38079A JPS6154121B2 JP S6154121 B2 JPS6154121 B2 JP S6154121B2 JP 38079 A JP38079 A JP 38079A JP 38079 A JP38079 A JP 38079A JP S6154121 B2 JPS6154121 B2 JP S6154121B2
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JP
Japan
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pressure
deaerator
flow rate
condensate
steam
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JP38079A
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JPS5593912A (en
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Tatsuo Imaizumi
Setsuo Nonaka
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火力および原子力発電プラントにおけ
る脱気器圧力制御装置に係り、特に脱気器内の急
激な圧力減少を最小限に抑えて脱気器内のフラツ
シング現象を防止できる脱気器圧力制御装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a deaerator pressure control device in thermal and nuclear power plants, and in particular, to minimize rapid pressure decrease in the deaerator to prevent flushing phenomenon in the deaerator. The present invention relates to a deaerator pressure control device that can be used.

一般に火力および原子力発電プラントにおいて
は、給水系統の途中に脱気器を備えて溶存酸素濃
度の低い給水を得ている。第1図はその脱気器を
備えた従来の火力発電プラントを示す系統図であ
る。この発電プラントにおいて、通常運転時は蒸
気発生用ボイラ1からの蒸気により蒸気タービン
2が駆動されて発電機3を回転させる。蒸気ター
ビン2で仕事を終えた蒸気は復水器4にて復水に
された後、復水ポンプ5により低圧ヒータ16を
介して脱気器6に送られる。次いで給水ポンプ7
により高圧ヒータ12を介して前記ボイラ1に給
水される。前記の通常運転時において、脱気器6
の脱気室6aには熱源としてタービン2からの抽
気蒸気が抽気管8を通して導入されて復水の脱気
を行なつている。そして脱気後の復水を貯える貯
水タンク6bの水位は、貯水タンク6bに設けた
水位調節計9と、復水ポンプ5の出口側に設けた
脱気器水位調節弁10とからなる水位制御装置に
よつて一定に保たれて、常に所要のボイラ給水量
を確保できるようになつている。また発電プラン
トの停止時においては、復水器4が大気に開放さ
れるので、脱気器6には補助蒸気管13を介して
他缶補助蒸気が供給され、器内圧力が大気圧以上
に保持されている。この脱気器6内の圧力を大気
圧以上に保持するための圧力制御装置は、補助蒸
気管13に設けた脱気器圧力調節弁14と、その
圧力調節弁14の開度を調節する脱気器圧力調節
計15とから成つており、その圧力調節計15が
脱気器6内の実圧力と設定圧力との比較結果に応
じて、前記圧力調節弁14の開度を調節して圧力
制御を行なうようになつている。
Generally, in thermal and nuclear power plants, a deaerator is provided in the middle of the water supply system to obtain water with a low concentration of dissolved oxygen. FIG. 1 is a system diagram showing a conventional thermal power plant equipped with the deaerator. In this power generation plant, during normal operation, a steam turbine 2 is driven by steam from a steam generation boiler 1 to rotate a generator 3. The steam that has completed its work in the steam turbine 2 is condensed in a condenser 4, and then sent to a deaerator 6 via a low pressure heater 16 by a condensate pump 5. Next, water supply pump 7
Water is supplied to the boiler 1 via the high pressure heater 12. During the normal operation described above, the deaerator 6
Bleed steam from the turbine 2 is introduced as a heat source into the degassing chamber 6a through a bleed pipe 8 to degas the condensate. The water level of the water storage tank 6b that stores the condensate after deaeration is controlled by a water level controller 9 provided in the water storage tank 6b and a deaerator water level control valve 10 provided on the outlet side of the condensate pump 5. The system maintains a constant amount of water, ensuring the required boiler water supply at all times. In addition, when the power plant is stopped, the condenser 4 is opened to the atmosphere, so auxiliary steam from another tank is supplied to the deaerator 6 via the auxiliary steam pipe 13, and the pressure inside the vessel rises to above atmospheric pressure. Retained. The pressure control device for maintaining the pressure inside the deaerator 6 above atmospheric pressure includes a deaerator pressure control valve 14 provided in the auxiliary steam pipe 13 and a deaerator pressure control valve 14 that adjusts the opening degree of the pressure control valve 14. The pressure regulator 15 adjusts the opening degree of the pressure regulating valve 14 according to the comparison result between the actual pressure in the deaerator 6 and the set pressure, thereby adjusting the pressure. It's starting to take control.

ところで、この発電プラントの通常運転中にお
いて、一時的に負荷を大きく低下させる目的でタ
ービン2の出力を急減させたとき、あるいは何ら
かの原因でタービントリツプが発生した場合には
次のような問題が生ずる。即ち、タービン抽気が
急減あるいは遮断されて脱気器6内の圧力が急激
に低下して脱気器6内の水がフラツシユを起こし
てしまう。この原因は従来の脱気器圧力制御装置
に応答遅れがあるからである。即ち従来の脱気器
圧力制御装置は、通常運転時で設定される設定圧
力、および停止時で設定される設定圧力は固定さ
れた状態にあるので、急激な圧力降下に追随でき
ないからである。そしてフラツシユが発生する
と、脱気器貯水タンク6b内の水位制御が正常に
行なわれなくなつて、給水ポンプ7の正味押込み
圧力が不足する、いわゆるキヤビテーシヨンを引
き起こし、ボイラー1への所要給水量を確保する
ことができない。その結果、タービン2の出力を
元の出力まで高めたい時や、タービントリツプが
治まつた時に、プラント運転を直ちに継続して行
なうことができない。
By the way, during normal operation of this power plant, when the output of the turbine 2 is suddenly reduced for the purpose of temporarily greatly reducing the load, or when a turbine trip occurs for some reason, the following problems occur. arise. That is, the turbine bleed air is suddenly reduced or shut off, and the pressure inside the deaerator 6 is suddenly reduced, causing the water in the deaerator 6 to flash. This is because the conventional deaerator pressure control device has a response delay. That is, in the conventional deaerator pressure control device, the set pressure set during normal operation and the set pressure set during stoppage are fixed, and therefore cannot follow sudden pressure drops. When a flash occurs, the water level in the deaerator water storage tank 6b is not properly controlled, causing so-called cavitation, where the net pumping pressure of the water supply pump 7 is insufficient, and the required amount of water to be supplied to the boiler 1 is ensured. Can not do it. As a result, when it is desired to increase the output of the turbine 2 to the original output or when the turbine trip subsides, plant operation cannot be continued immediately.

本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解
消し、脱気器内圧力の急激な低下を抑えてフラツ
シユ現象を最小限に防止することができる脱気器
圧力制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a deaerator pressure control device that can eliminate the drawbacks of the prior art described above, suppress a sudden drop in the pressure inside the deaerator, and prevent the flash phenomenon to a minimum. be.

本発明は、タービンからの抽気が急減あるいは
遮断された場合、復水系統から脱気器に流入する
復水量がそれに比例して減少することに着目して
補助蒸気を脱気器に供給するための配管に設けた
脱気器圧力調節弁と、その脱気器圧力調節弁の開
度を脱気器の実圧力と設定圧力との比較結果に応
じて調節する脱気器圧力調節計と、復水系統に設
けた復水流量検出手段と、その検出手段からの出
力信号に対応して前記脱気器圧力調節計に与える
設定圧力を演算する圧力設定装置とから成り、前
記設定圧力は、復水流量が所定の流量(ただし、
所定の流量とは前記脱気器内の圧力が大気圧と等
しくなつたときの復水流量よりも若干大きい一定
の流量をあらかじめ設定した流量値をいるものと
する)以下の範囲では大気圧よりも若干高い一定
値に、かつ前記所定の流量以上の範囲では復水流
量の変化に伴なつて、タービンからの抽気蒸気の
圧力よりも常に低いところで増減するように制御
されることを特徴としている。
The present invention aims to supply auxiliary steam to the deaerator by focusing on the fact that when the extraction air from the turbine is suddenly reduced or shut off, the amount of condensate flowing into the deaerator from the condensate system decreases in proportion to the amount of condensate flowing into the deaerator. a deaerator pressure control valve provided in the piping, and a deaerator pressure regulator that adjusts the opening degree of the deaerator pressure control valve in accordance with the comparison result between the actual pressure of the deaerator and the set pressure; It consists of a condensate flow rate detection means provided in the condensate system, and a pressure setting device that calculates a set pressure to be applied to the deaerator pressure regulator in response to an output signal from the detection means, and the set pressure is: If the condensate flow rate is the specified flow rate (however,
The predetermined flow rate is a preset flow rate that is slightly larger than the condensate flow rate when the pressure inside the deaerator becomes equal to atmospheric pressure. is controlled to a constant value that is slightly higher than the predetermined flow rate, and to increase or decrease at a point that is always lower than the pressure of the steam extracted from the turbine as the condensate flow rate changes in the range above the predetermined flow rate. .

以下、本発明の一実施例を第2図および第3図
に基づいて詳細に説明する。図において第1図と
同一符号のものは同一のもの、もしくは相当する
ものを示している。補助蒸気管13には脱気器圧
力調節弁140が具えられており、その圧力調節
弁140の開度は脱気器圧力調節計150によつ
て調節される。即ち、脱気器6の実圧力と設定圧
力との比較結果に応じて調節される。前記脱気器
圧力調節計150に設定圧力を与える圧力設定装
置は、復水ポンプ5の出口側に設けた復水流量計
200からの出力信号、即ち流路前後の差圧信号
を増幅して出力する復水流量伝送器210と、復
水流量伝送器210の出力を入力とし、かつ差圧
信号を流量信号に変換すると共に、その流量信号
に対応して脱気器の設定圧力を演算する演算器2
20とから成つている。前記の構成から成る圧力
設定装置230は、脱気器圧力調節計150に与
える設定圧力を、復水流量が所定の量以下の範囲
では大気圧よりも若干高い一定値に、かつ所定の
量以上の範囲ではその流量変化に判なつて抽気圧
よりも常に低いところで増減するように制御する
ものである。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail based on FIGS. 2 and 3. In the drawings, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts. The auxiliary steam pipe 13 is equipped with a deaerator pressure regulating valve 140, and the opening degree of the pressure regulating valve 140 is adjusted by a deaerator pressure regulator 150. That is, it is adjusted according to the comparison result between the actual pressure of the deaerator 6 and the set pressure. The pressure setting device that applies a set pressure to the deaerator pressure regulator 150 amplifies the output signal from the condensate flow meter 200 provided on the outlet side of the condensate pump 5, that is, the differential pressure signal before and after the flow path. The output condensate flow rate transmitter 210 and the output of the condensate flow rate transmitter 210 are input, and the differential pressure signal is converted to a flow rate signal, and the set pressure of the deaerator is calculated in accordance with the flow rate signal. Arithmetic unit 2
It consists of 20. The pressure setting device 230 configured as described above sets the set pressure applied to the deaerator pressure regulator 150 to a constant value slightly higher than atmospheric pressure when the condensate flow rate is below a predetermined amount, and when the condensate flow rate is below a predetermined amount. In the range of , the flow rate changes are recognized and the control is performed so that the flow rate is always increased or decreased at a level lower than the extraction pressure.

前述の圧力設定を第3図を参照して説明する。
この図は、縦軸に脱気器内の圧力を、横軸に復水
流量(負荷)を示している。aは抽気時の圧力特
性を、bは設定圧力特性を示している。即ち、抽
気圧がP1の点までは、常に抽気圧よりも低いとこ
ろで復水流量の変化に伴なつて増減し、かつP1
では大気圧より若干高いところで固定される。
The aforementioned pressure settings will be explained with reference to FIG.
In this figure, the vertical axis shows the pressure inside the deaerator, and the horizontal axis shows the condensate flow rate (load). a indicates the pressure characteristic during extraction, and b indicates the set pressure characteristic. That is, up to the point P1 , the bleed pressure is always lower than the bleed pressure and increases or decreases as the condensate flow rate changes, and at the P1 point it is fixed at a point slightly higher than atmospheric pressure.

次に本発明の脱気器圧力制御装置の作用につい
て説明する。この発電プラントが例えば100%負
荷運転されている時に、タービントリツプが発生
すると抽気蒸気が遮断される。これによつて脱気
器内の圧力が第3図の特性aの如く急降下する。
この時、脱気器内圧力の降下に比例して復水流量
も減少する。しかるに本発明による制御装置で
は、復水流量が所定の量x1(低負荷時に相当す
る)以上では特性aの減少に応じて、これより若
干低いところで設定圧力を降下させるように制御
するので、脱気器6内の圧力がその設定圧力より
も小さくなれば、その差に応じて脱気器圧力調節
弁140の開度が調節され、脱気器6に補助蒸気
が供給(バツクアツプ)される。そして復水流量
が所定の量x1以下に減少すると、設定圧力は大気
圧P0よりも若干高い一定値P1に固定されているの
で、脱気器内圧力がP1よりも小さくなれば、前記
と同様にただちに脱気室6aに補助蒸気が供給さ
れ、脱気器内圧力を大気圧以上に保持するように
制御される。
Next, the operation of the deaerator pressure control device of the present invention will be explained. If a turbine trip occurs when the power plant is operated at 100% load, for example, the extracted steam is shut off. As a result, the pressure within the deaerator drops rapidly as shown by characteristic a in FIG.
At this time, the condensate flow rate also decreases in proportion to the decrease in the pressure inside the deaerator. However, in the control device according to the present invention, when the condensate flow rate exceeds a predetermined amount x 1 (corresponding to a low load), the set pressure is controlled to decrease at a point slightly lower than this in accordance with the decrease in characteristic a. When the pressure inside the deaerator 6 becomes lower than the set pressure, the opening degree of the deaerator pressure control valve 140 is adjusted according to the difference, and auxiliary steam is supplied (backed up) to the deaerator 6. . When the condensate flow rate decreases below a predetermined amount Similarly to the above, auxiliary steam is immediately supplied to the deaerator chamber 6a, and the pressure inside the deaerator is controlled to be maintained at or above atmospheric pressure.

またタービンの負荷を例えば100%から50%に
減少させる時には、脱気室6aに供給される抽気
蒸気が急激に減少する。その時もタービントリツ
プ時と同様に、設定圧力は抽気圧よりも若干低い
ところで変化するので、脱気室6a内の圧力が設
定圧力以下に降下すれば、補助蒸気が供給されて
設定圧力に保持するように制御される。
Further, when the load on the turbine is reduced from 100% to 50%, for example, the extracted steam supplied to the deaeration chamber 6a is rapidly reduced. At that time, as in the case of turbine tripping, the set pressure changes at a point slightly lower than the extraction pressure, so if the pressure in the degassing chamber 6a drops below the set pressure, auxiliary steam is supplied to maintain the set pressure. controlled to do so.

従つて、タービントリツプ時および急激な負荷
変動時において、脱気器内圧力の急激な降下を抑
えることができ、脱気器貯水タンク6b内におけ
るフラツシユ現象を最小限に防止することができ
る。それゆえ、脱気器貯水タンク6b内の飽和水
の水位変動を少なくすることができるので、脱気
器水位制御を正常に行なうことができ、給水ポン
プ7のキヤビテーシヨンを回避することができ
る。また脱気器内圧力が最も低下した状態でも大
気圧P0以上に保持されるので、復水器4が大気に
解放された場合でも大気が逆流することはなく、
貯水タンク6b内の飽和水に酸素が混入すること
はない。その結果、タービントリツプあるいは急
激な負荷変動が治つた後に、即座にプラントを継
続して運転することができる。
Therefore, at the time of a turbine trip or a sudden load change, a sudden drop in the pressure inside the deaerator can be suppressed, and a flash phenomenon in the deaerator water storage tank 6b can be prevented to a minimum. Therefore, fluctuations in the level of saturated water in the deaerator water storage tank 6b can be reduced, so that the deaerator water level can be controlled normally and cavitation of the water supply pump 7 can be avoided. In addition, even when the deaerator internal pressure is at its lowest level, it is maintained above the atmospheric pressure P0 , so even if the condenser 4 is released to the atmosphere, the atmosphere will not flow back.
Oxygen is not mixed into the saturated water in the water storage tank 6b. As a result, the plant can immediately continue operating after a turbine trip or rapid load fluctuation has subsided.

ところで、前述したタービントリツプが発生し
た場合、復水流量は蒸気発生用ボイラ1の特性お
よびタービンバイパス系(図示せず)の有無等の
プラント諸特性に基づいて過渡的に増減した後、
徐々に減少していくのが一般的であるが、その過
程において復水流量が急激に減少する場合があ
る。その時には第3図の特性bで示すような設定
圧力は急減してしまうので、実質的には補助蒸気
によるバツクアツプは行なわれない。このような
ケースを回避するために、前記圧力設定装置23
0の演算器220に、復水流量が急減しても設定
圧力が徐々に降下するような一次遅れ機能を付与
しておけば、前述したような作用、効果を達成す
ることができる。
By the way, when the above-mentioned turbine trip occurs, the condensate flow rate increases or decreases transiently based on the characteristics of the steam generation boiler 1 and various plant characteristics such as the presence or absence of a turbine bypass system (not shown), and then
Generally, the condensate flow rate decreases gradually, but there are cases where the condensate flow rate decreases rapidly during this process. At that time, the set pressure as shown by characteristic b in FIG. 3 decreases rapidly, so that backup by auxiliary steam is not substantially performed. In order to avoid such a case, the pressure setting device 23
If the 0 calculation unit 220 is provided with a first-order delay function so that the set pressure gradually decreases even if the condensate flow rate suddenly decreases, the above-mentioned functions and effects can be achieved.

以上説明したように、本発明の脱気器圧力制御
装置によれば、タービントリツプあるいは負荷変
動があつた場合、脱気器内圧力の急激な降下を最
小限に止めることができるので、脱気器貯水タン
ク内でのフラツシユ現象の発生を防ぐことができ
る。また特にタービントリツプ時において、脱気
器内圧力を大気圧以上に保持することができるの
で、復水器からの大気の逆流を防ぐことができ、
貯水タンク内の飽和水に酸素が混入することはな
い。その結果、タービントリツプあるいは急激な
負荷変動が治まつた後に、即座にプラントを継続
して運転することができる。
As explained above, according to the deaerator pressure control device of the present invention, when a turbine trip or load fluctuation occurs, a sudden drop in the pressure inside the deaerator can be minimized. It is possible to prevent the occurrence of a flash phenomenon in the air water storage tank. In addition, since the pressure inside the deaerator can be maintained above atmospheric pressure, especially during turbine trips, it is possible to prevent atmospheric backflow from the condenser.
Oxygen is not mixed into the saturated water in the water storage tank. As a result, the plant can immediately continue operating after the turbine trip or sudden load fluctuation subsides.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の脱気器圧力制御装置を備える火
力発電プラントの系統図、第2図は本発明の一実
施例を備えた火力発電プラントの系統図、第3図
は本発明の一実施例における設定圧力特性図であ
る。 1……蒸気発生用ボイラ、2……蒸気タービ
ン、4……復水器、6……脱気器、6a……脱気
室、6b……脱気器貯水タンク、8……抽気器、
13……補助蒸気管、140……脱気器圧力調節
弁、150……脱気器圧力調節計、200……復
水流量計、210……復水流量伝送器、220…
…演算器、230……圧力設定装置。
Figure 1 is a system diagram of a thermal power plant equipped with a conventional deaerator pressure control device, Figure 2 is a system diagram of a thermal power plant equipped with an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. It is a set pressure characteristic diagram in an example. 1... Boiler for steam generation, 2... Steam turbine, 4... Condenser, 6... Deaerator, 6a... Deaerator chamber, 6b... Deaerator water storage tank, 8... Air extractor,
13... Auxiliary steam pipe, 140... Deaerator pressure control valve, 150... Deaerator pressure regulator, 200... Condensate flow meter, 210... Condensate flow rate transmitter, 220...
...Arithmetic unit, 230...Pressure setting device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 蒸気発生器と、その蒸気を作動流体とするタ
ービンと、復水器と、その復水器からの復水を前
記タービンからの抽気蒸気および他缶補助蒸気を
熱源として脱気する脱気器と、復水器から復水を
取出して脱気器に供給する復水系統と、脱気器で
脱気された復水を蒸気発生器に供給する給水系統
とを備える発電プラントにおいて、前記脱気器内
の圧力が大気圧と等しくなつたときの復水流量よ
りも若干大きい一定の流量をあらかじめ設定して
これを所定の流量と定義し、前記補助蒸気を脱気
器に供給する配管に設けた脱気器圧力調節弁と、
その脱気器圧力調節弁の開度を脱気器の実圧力と
設定圧力との比較結果に応じて調節する脱気器圧
力調節計と、前記復水系統に設けた復水流量検出
手段と、その検出手段からの出力信号に対応して
前記脱気器圧力調節計に与える設定圧力を演算す
る圧力設定装置とからなり、かつ、前記の設定圧
力は、 (a) 復水流量が前記所定の流量以下である場合に
は大気圧よりも高い一定値に制御され、 (b) 復水流量が前記所定の流量以上である場合
は、該復水流量の変化に伴つて、前記抽気蒸気
の圧力よりも常に低い範囲内で増減するように
制御されるものであること、 を特徴とする脱気器圧力制御装置。 2 前記圧力設定装置は、復水流量の急激な減少
があつた場合、設定圧力を徐々に減少させていく
ような一次遅れ機能を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の脱気器圧力制御装置。
[Claims] 1. A steam generator, a turbine that uses the steam as a working fluid, a condenser, and a condensate from the condenser that uses extracted steam from the turbine and auxiliary steam as a heat source. It is equipped with a deaerator for deaeration, a condensation system that takes out condensate from the condenser and supplies it to the deaerator, and a water supply system that supplies the condensate deaerated by the deaerator to the steam generator. In a power generation plant, a constant flow rate is set in advance that is slightly larger than the condensate flow rate when the pressure inside the deaerator becomes equal to atmospheric pressure, and this is defined as a predetermined flow rate, and the auxiliary steam is deaerated. A deaerator pressure control valve installed in the pipe supplying the container,
a deaerator pressure regulator that adjusts the opening degree of the deaerator pressure control valve according to a comparison result between the actual pressure of the deaerator and a set pressure; and a condensate flow rate detection means provided in the condensate system. , a pressure setting device that calculates a set pressure to be applied to the deaerator pressure regulator in response to an output signal from the detection means, and the set pressure is determined by: (a) when the condensate flow rate is at the predetermined level; (b) If the condensate flow rate is above the predetermined flow rate, the extracted steam is controlled to a constant value higher than the atmospheric pressure as the condensate flow rate changes. 1. A deaerator pressure control device characterized in that the pressure is controlled to increase or decrease within a range that is always lower than the pressure. 2. The pressure setting device according to claim 1, wherein the pressure setting device has a first-order delay function that gradually reduces the set pressure when there is a sudden decrease in the condensate flow rate. Air pressure control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4555906A (en) * 1984-10-25 1985-12-03 Westinghouse Electric Corp. Deaerator pressure control system for a combined cycle steam generator power plant

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