JPS6191402A - 復水昇圧装置 - 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、復水タービンを備えた発電プラントの復水昇
圧装置に係り、特に、昇圧装置の動力損失防止及び脱気
器水位の変動低減を図れるように改良した復水昇圧装置
に関する。

〔発明の背景〕

可変回転形復水昇圧ポンプの回転数制御は特開昭５８−
１８４８０７号公報に開示されるように、低復水流量域
、すなわち、復水昇圧ポンプの低回転数域で、回転数を
一定に保持し、脱気器水位調節弁により、脱気器の水位
を制御する技術が開示されている。しかし、この技術で
は脱気器の水位調節弁の差圧が大きく、復水昇圧ポンプ
の動力を低減出来る余地を残している。

従来の発電プラントにおける復水昇圧装置の一例を第１
０図に示す。蒸気発生装置（図示せず）で発生した蒸気
は管路１により蒸気タービン２に導入され、このタービ
ンの中で膨張し、その熱工ネルギはタービンにより回転
運動エネルギに変換され、タービン連結された発電機３
により電力となる。タービン内で膨張した蒸気は復水器
４で、海水、河川水又は大気により冷却凝縮され復水と
なる。復水は電動機６により駆動される復水ポンプ５に
より昇圧され、腹水脱塩装置７を経て、電動機９により
駆動される復水昇圧ポンプ８により、更に、昇圧される
。再昇圧された復水は管路１０を通って復水流量検出器
１１により流量を計測されたのち、脱気器水位調節弁１
２、低圧給水加熱器１３を介して脱水器１４に送水され
る。脱気器に一旦貯水された復水は、給水流量検出器１
５を介して給水ポンプ１６に送水され、給水ポンプによ
り加圧され、管路により、蒸気発生装置（図示せず）に
送水される。

復水昇圧ポンプ８と電動機９は、復水昇圧ポンプ８の回
転数を可変とする機能をもつ流体継手１７を介して連結
されている。この様な構成を持つ復水昇圧装置の運転方
法と特性を第１１図に示す。

第１１図は発電量りに対する、圧力Ｐを表わす図であり
、Ｈｃｌは復水ポンプ５が一台運転されている時の復水
ポンプ出口圧力を示し、Ｈｃ２は復水ポンプが２台運転
されている場合のポンプ出口圧力を示す。Ｈ，１からＨ
Ｇ　ＩＩは、復水ポンプ５が二台運転されており、回転
数を変えた場合の復水昇圧ポンプ８のポンプ出口圧力を
示す。また、ＨｇＩからＨ６Ｂは復水ポンプ５が一台運
転中の場合の復水昇圧ポンプの出口圧力を示す。図中Ｎ
、からＮｓは復水昇圧ポンプの回転数を示し、曲線Ｐｒ
、は第１図の脱気器水位調節弁１２の出口の必要圧力で
あるシステムヘッドを表わしている。

復水昇圧ポンプ８は高発電量Ｌ１では、回転数Ｎ、で運
転され、発電量が小さくなるにつれ、システムヘッドＰ
８と発電量から決定される回転数まで回転数が落ちる様
に制御される。

しかし、第１１図の曲線ＱＬは復水昇圧ポンプ８の各回
転数における最大可能流量を示す曲線であり、曲線ＱＬ
より左側の扇形の内側が運転可能領域であることを示し
ており、発電量Ｌ２とＬ３の発電量域では、システムヘ
ッドＰ、が扇形から逸脱してしまうため、発電プラント
の運転が不可能となる。これを防止するには、前述の引
用された公知技術が使用できる。すなわち、発電量Ｌ２
で、曲線ＱＬとシステムヘッドＰｓが交わる点を通過す
る回転数Ｎ、、を、発電量り、以下の発電量でも保持す
る制御方法である。

この時の脱気器水位調節弁の差圧は第１２図の斜線で示
されるが、例えば、低発電量Ｌ４では、回転数がＮ６よ
り低いＮ７であれば、斜線部の面積が減少し調節弁の差
圧が減少する余地があることを示唆している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、消費動力を可能な限り低減させる復水
昇圧装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の復水昇圧装置は、蒸気発生装置と、復水器を備
えた蒸気タービンと、復水器内の復水を加圧して脱気器
に送水する可変回転速度形の復水昇圧ポンプと、脱気器
と復水昇圧ポンプを接続する管路に脱気器水位調節弁と
、復水昇圧ポンプの上流に復水ポンプを備えた汽水発電
プラントにおいて、低復水流量域において、復水昇圧ポ
ンプの回転数−を予め、連続的に設定した値と等しくす
るように制御する手段を設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を詳述する。第１回は、復水昇
圧装置として、復水ポンプと復水昇圧ポンプと脱気器水
位調節手段をもち、復水昇圧ポンプが、一定回転数電動
機と復水昇圧ポンプを接続する流体継手により、回転数
制御される場合についての実施例を示す。回転数制御手
段として１回転数可変電動機を用いた場合でも、本発明
が適用できることは自明である。

蒸気発生器（図示せず）からの蒸気は蒸気ター４ン２に
入り、発電機３で発電を行なう。タービンで仕事をした
蒸気は、復水器４で凝縮したのち。

管路により、復水ポンプ５．腹水脱塩装置７、復水昇圧
ポンプ８、管路１０．復水流量検出器１１゜脱気器水位
調節弁１２、低圧給水加熱器１３を経て、脱水器１４に
一旦貯水されたのち、給水流量検出器１５を介して給水
ポンプ１６に送水され、給水ポンプ１６で加圧されたの
ち、蒸気発生装に（図示せず）に還流する。復水昇圧ポ
ンプ８と電動機９は、回転数を可変とする機能をもつ流
体継手１７を介して連結されており脱気器水位検出器３
１の復水流量検出器１１及び給水流量検出器１５からの
信号により流体継手１７を制御し、復水昇圧ポンプ８の
回転数を調整する。

第２図は本実施例における復水昇圧装置の制御法の概念
図である１図中ＰＤは、復水昇圧ポンプ出口圧力を示し
、本発明による制御手段によって回転数を制御された復
水昇圧ポンプによって実現できる圧力となっている。第
２図で、斜線部（■領域）は脱気器水位調節弁の差圧を
示し、第１２図に比較し、調節弁の差圧が減少している
ことは明らかである。この結果、復水昇圧ポンプの消費
動力を低減できるのは無論のこと、差圧減少により、調
節弁の騒音防止及び二ローション防止にも効果がある。

第３図は本発明の、低発電量、すなわち、低復水流量域
において１発電量又は発電量に比例した特性値により、
流体継手に与える回転数信号を示している。Ｆ、は復水
ポンプが一台運転時に選択される回転数の設定値を示し
、一方、Ｆ、は復水ポンプが二台運転中に選択される設
定値である。

この様に連続的に設定された信号により、低復水流量で
得られる回転数は以下に述べる。復水ポンプが二台運転
中である場合を例にとると、第３図において、設定値Ｆ
、が先ず、選択される０発電量がり、である場合には、
回転数Ｎ７が得られる。

これにより、第２図において、発電量Ｌ３の時。

回転数Ｎ７が得られることになる。各発電量で同様に、
回転数が得られる結果、第２図における復水昇圧ポンプ
出口圧力ＰＤが得られることになる。

第１図で、従来の構成と異なる点は１回転数制御装［２
０の回転数信号を復水昇圧ポンプ許容圧力設定器２１及
び２２に取り込み復水昇圧ポンプが各回転数でオーバー
ロードとならない圧力設定信号を作り、この信号を切替
えスイッチ２３（切替えスイッチ２３は復水ポンプが一
台運転か二台運転かによって許容圧力設定器２１又は２
２の信号を切替える）を介して圧力演算器２−４に送り
込み、脱気水位調節弁１２の入口側に設けた圧力検出器
２６で測定した復水昇圧ポンプの吐出圧力との偏差演算
を行ない、その演算結果を切替えスイッチ４５、及び電
・空変換器２５を介して、復水昇圧ポンプ８の各回転数
における必要吐出圧力にするよう、脱気器水位調節弁１
２を制御する制御系及びこれらの装置を設けたことにあ
る。さらに、復水低流量域で復水昇圧ポンプ８を停止し
復水ポンプ５のみの運転となった場合に脱気器水位調節
弁１２の入口圧力減少に伴う弁容量不足分をおぎなうた
めに、弁入口圧力減少にみあった弁開炭分を復水昇圧ポ
ンプ停止前の弁開度に加算し、最適な弁開度まで強制的
に開く弁開度設定器４０゜４１、切替えスイッチ４７、
ホールドアンプ４２及び加算器４３および、ある程度の
時間後切替えスイッチ４４にて強制開信号より脱気水位
制御演算器３０の信号による脱気器水位調節弁１２の制
御へ移行させる制御系およびこれらの装置を設けたこと
である。

それら切替えスイッチのインターロックを第５図に、ホ
ールドアンプ４２のインターロックを第６図に示す、ま
た、許容圧力設定器２１．２２の設定法を第７図に示す
。さらに制御動作の説明用として復水昇圧ポンプ出口圧
力と復水流量の関係を第２図に示す。

次に制御系の動作を説明する。

脱気器水位制御演算器３０は、給水流量検出器１５脱気
器水位検出器３１及び復水流量検出器１１からの信号が
送り込まれ、給水と復水および脱気器水位の三要素演算
を行ない、その演算信号を回転数制御装置ｉ！２０に送
る。回転数制御装置２０は復水ポンプ一台運転か二台運
転かにより第３、図に示すように脱気器水位制御演算器
３０からの信号（第３図中では発電量Ｌ）によって最適
な回転数Ｆ、又はＦ２を選択し、復水昇圧ポンプ８の流
体継手１７にその回転数信号を送り復水昇圧ポンプ８の
回転数を調整する。

一方、許容圧力設定器２１及び２２は回転数制御装置２
０からの回転数信号を受け、第２図に示す復水ポンプ一
台運転及び二台運転時曲線の各回転数における最大可能
流量ＱＬ縞線上復水昇圧ポンプ吐出圧力（但し説明上最
大可能流量ＱＬ綿線上圧力としたがこれに限ったもので
はなく任意の圧力も可能である）が設定される。これら
許容圧力設定器２１及び２２の信号は第５図に示すよう
に復水ポンプ運転台数信号によって切替えスイッチ２３
でいずれか選択され圧力演算器２４に送られる。復水ポ
ンプが２台運転の場合には圧力演算器２４は許容圧力設
定器２２からの信号と脱気器水位調節弁１２の入口側に
設けられた圧力検出器２６からの弁入口圧力信号との偏
差演算を行なう。

その演算信号は切替えスイッチ４５及び電・空変換器２
５を介して脱気器水位調節弁１２に送り込まれ弁の開度
を制御する。圧力演算器２４の弁制御信号は、第２図の
復水昇圧ポンプ最大可能流量ＱＬと脱気器水位調節弁１
２が全開である時の弁入口側のシステムヘッドＰ５との
交点Ｌ２　　（第２図中（居、領域）ではシステムヘッ
ドＰ８が最大可能流量ＱＬ内にあるため全開信号となる
。また、Ｌ２以下（第２図中η１．領域）では脱気器水
位調節弁全開時の弁入口側システムヘッドＰ６は最大可
能流量ＱＬを逸脱しており、復水昇圧ポンプ８の運転は
不可能であるため、復水昇圧ポンプ８の出口圧力、すな
わち、脱気器水位調節弁１２の入口圧力を各回数の最大
可能流量ＱＬ縞線上圧力（許容設定圧力器２２の信号）
まで上昇させるよう圧力演算器２４信号によって、脱気
器水位調節弁は絞り込まれる。

復水ポンプが一台運転の場合には、圧力演算２４は許容
圧力設定器２１がらの信号を取り込み、前述のように圧
力検出器２６との偏差演算によって脱気器水位調節弁１
２を制御する。但し、システムヘッドＰ、と最大可能流
量ＱＬとの交点し２以上でも脱気器水位調節弁１２は絞
り込むように制御される。（これにより、ポンプのオー
バーロードを防止できる。） このように、許容圧力設定器２１，２２、圧力演算器２
４、切替えスイッチ２３．及び圧力検出器２６を設け、
復水の低流量域での脱気器水位調節弁１２の絞り込み制
御をすることによって、復水昇圧ポンプ８は、最大可能
流量（又はそれ以下の流量域）で運転を継続可能となり
、復水昇圧ポンプ８の消費電力を低減できるのは熱論の
こと、脱気器水位調節弁の差圧を従来よりも減少でき、
騒音防止及びエロージョン防止、さらには、ポンプのオ
ーバーロード防止にも効果がある。

第２図で、Ｌ、より低い発電量では、システムヘッドＰ
８は復水ポンプ出口圧力Ｈｃ、よりも小さい。また、Ｌ
４より低いＪ！電量では、システムヘッドＰ８は復水ポ
ンプ出口圧力Ｈｃ１より小さい、このことは、復水昇圧
ポンプの回転数を零とするか、ポンプの電動機９の電源
が遮断可能なことを示している。すなわち、復水ポンプ
のみの運転により、システムヘッド２８以上の圧力を具
現可能なためである。この理由により、図に示した回転
数設定値を第４図に示すように、復水ポンプ一台運転時
の設定値Ｆ１は発電量Ｌ４で回転数を零とすることが考
えられる。同様に設定値Ｆ２は発電量Ｌ３で回転数を零
とすることができる。このように、復水流量の低流量域
で復水ポンプ運転が可能となった域で第４図のり、及び
Ｌ４のように復水昇圧ポンプ８を停止する場合、復水ポ
ンプ一台運転時及び二台運転時の場合として弁開度設定
器４０及び４１にあらがじめ設定しておいた復水昇圧ポ
゛ンプ８の最大可能流量を示す曲１ｓＱＬ上の低復水流
量域における任意の圧力（但し説明上最大可能流量ＱＬ
綿線上圧力としたがこれに限ったものでなく任意の圧力
も可能である）と復水ポンプ吐出圧力Ｈｃ１及びＨｃ２
との圧力差分に相当した弁開度信号は切替えスイッチ４
７を介して加算器４３へ送られる。加算器４３では復水
昇圧ポンプ８の停止によって、ポンプ停止前の脱気器水
位調節弁絞り込み開度信号が保持されたホールドアンプ
４２の信号から（第５図のタイマー４８により一定時間
のみ示−ルドされる。）弁開度設定器４０又は４１の信
号を減じ、切替えスイッチ４４及び４５を介して、さら
に、電・空変換器２５を介して脱気器水位調節弁１２を
開く。（例えば、第９図のし、の点では脱気器水位調節
弁開度は１００％となる。）その際、加算器４３の信号
は切替えスイッチ４４の後よりタイバツクライン４６に
よって脱気器水位制御演算器３０に送られ脱気器水位制
御演算器３ｏ出力信号が加算器４３の信号と同一の値と
なるように演算される。（この作用をタイバツクという
）ある一定時間抜切替えスイッチ４４によって加算器４
３信号より脱気器水位制御演算器３０の出力信号に切替
えられ、脱気器水位調節弁１２はこの信号によって制御
される。（この時の切替えは前述のように加算器４３信
号が脱気器水位制御演算器３゜にタイバツクされている
ため滑らかなものとなる、）これと同時にホールドアン
プ４２のホールド状態も解除される。

このような弁開度設定器４０，４１．ホールドアンプ４
２、加算器４３、切替えスイッチ４４゜４５．４７、タ
イマー４８及びタイバツクライン４６を設は低復水流量
域で復水昇圧ポンプ８を停止し、復水ポンプによっての
みで運転することにより、ポンプの消費電力を低減でき
、且つ、復水昇圧ポンプ８の停止により脱気器水位調節
弁を適当な開度とし、脱気器水位制御演算器３０への滑
らかな切替えにより脱水器水位への外乱を軽減できる。

第８図は、本発明の他の実施例を示すもので、第１図と
異なるのは復水流量検出器１１の信号を取り込んで復水
昇圧ポンプ８の停止時の流量で弁開度信号を算出する弁
開度演算器５０及び５１を設けたことである。この装置
により、復水ポンプのみによる運転可能域ならばどの点
で復水昇圧ポンプ８を停止しても適当な脱気器水位弁開
度を得られる。

第９図は、本発明の他の実施例を示す。

第１図と異なるのは復水流量の低流量域での弁絞り込み
信号を与える弁開度設定演算器５５及び５６（それぞれ
は復水ポンプ−金運転用及び二台運転用である。）のみ
で行なうこと、また、復水昇圧ポンプ８が停止する場合
に、弁開度設定器４０及び４１のみで行なうことである
。この装置によってほぼ第１図と同じ効果を得ることが
できるｂ 以上は電気式の場合について述べたが、空気式の場合に
ついても利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図にあける脱気器水位調節弁が復水を絞る状態、並びに
高流量域でのシステムヘッドと復水昇圧ポンプとの余裕
関係を説明するグラフ、第３図及び第４図は本発明の一
実施例による復水昇圧ポンプの作動状態を示す説明図、
第５図は第１図における各機器のインターロック図、第
６図は第１図におけるホールドアンプ４２のインターロ
ック図、第７図は第１図における許容圧力設定器２１．
２２の設定を示すグラフ第８図及び第９図は本発明の他
の実施例を示す系統図、第１０図は従来の系統図、第１
１図は第１０図における復水昇圧ポンプの各回転数の吐
出圧力及び復水ポンプ吐出圧力及びシステムヘッドのグ
ラフ、第１２図は従来の復水昇圧ポンプの低流量域での
脱気器水位調節弁が復水を絞る状態説明するグラフであ
る。 ８・・・復水昇圧ポンプ、９・・・モータ、１１・・・
復水流量検出器、１５・・・給水流量検出器、２０・・
・回転数制御装置、２１．２２・・・許容圧力設定器。 ヌハ １２にヲを量 第３図 発電量Ｌ 第４図 Ｌ４　　ＬａＬ（、ＩＪ　　　　　　Ｌｚ発電１ｍ 第Ｓ図 Ｃｂ） ４４と止　　　　　　　デＥｆＬ云 第ｑ図 名士宕１之定几力 イ隻・ｋ≧九ｉ 又ハ イ７７ｋ、〕九！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気発生装置と、復水器を備えた蒸気タービンと、
   前記復水器内の復水を加圧する復水ポンプと、この復水
   ポンプの下流に接続された可変回転速度形の復水昇圧ポ
   ンプと、この復水昇圧ポンプと脱気器を接続する管路に
   設けられ、前記脱気器の水位を調節する調節弁とからな
   る汽力発電プラントにおいて、 低復水流量域で発電量及び／またはこの発電量に比例す
   る特性値により、前記復水昇圧ポンプの回転数を、予め
   、連続的に設定した値と等しくするように制御する手段
   を設けたことを特徴とする復水昇圧装置。 ２、前記復水昇圧ポンプを停止させる制御信号および／
   又は前記復水昇圧ポンプが停止したことにより生じる特
   性値により、前記脱気器の水位を調節する調節弁をあら
   かじめ設定された開度にする手段を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の復水昇圧装置。