JPS62166206A - 給水加熱器の水位制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給水加熱器の水位制御装置に係り。

特に給水加熱器内の伝熱管が破損して器内液位が超異常
上昇した場合に、この超異常上昇の液位を好適かつ迅速
に処理して通常の液位に戻すようにする給水加熱器の水
位制御装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に発電設備、とりわけ蒸気タービン設備は。

復水・給水をボイラ等蒸気発生器に送るに先立ち、予熱
または加熱するいわゆる再生サイクルを使用しており、
この再生サイクルの使用に当って、加熱源として蒸気タ
ービンから引き抜いた高圧、高温の蒸気が使用されてい
る。また、復水、給水を予熱または加熱する装置として
は、給水加熱器が使用されており、この給水加熱器は伝
熱管内を復水・給水が通り、管外は蒸気が通る熱交換器
である。

しかして、この種の給水加熱器は第２図に示す如く、直
列的に配置されており、復水・給水は第３の給水加熱器
（３）、第２の給水加熱器■、第１の給水加熱器■を通
過する間に予熱・加熱されて昇温しでおり、その昇温に
要する加熱源は、各給水加熱器■〜（３）の個々にター
ビンの抽気蒸気が使用されている。そして油気蒸気は熱
交換後、ドレン水となるも、それでもまた保有熱を有し
ている関係上１次の給水加熱器に送られ、加熱源の一部
として供している。

ところで、給水加熱器は前述の如く、油気蒸気とドレン
水が送られてくる関係上、その器内の液位をコントロー
ルしておかないと、効率の良い熱の授受がなされず、こ
のため、各給水加熱器には水位制御装置が設けられてい
る。すなわち、例えば、第１の給水加熱器（１）と第２
の給水加熱器■とは導管Ｇ）を介して結ばれ、導管０）
を通るドレン水が第１の調整弁０によって流量コントロ
ールがなされ、過分なドレン水が第２の給水加熱器■に
流れないようにしである。また、万一、第２の給水加熱
器■にドレン水が異常に増すと、給水加熱器から復水器
０に至るバイパス導管■に介装する第２の調整弁（８）
の開口によってドレン水の処理がなされるようになって
おり、これら第１の調整弁０、第２の調整弁（８）の開
閉制御信号は、レベルトランスミッタ■からの水位信号
を演算する第１の調節計（１０）、第２の調節計（１１
）によって作り出されて実水位信号との偏差分が、第１
の調整弁■の開閉制御信号として使われる。また、第２
の調節計（１１）には予じめ高位水位設定信号が（ＨＩ
−ＮＷＬ−３ＥＴ）入力されており、実水位信号との偏
差分が、第２の調整弁（８）の開閉制御信号として使わ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、給水加熱器内には多くの伝熱管を有しており
、長年の使用の結果、一部の伝熱管が破損することが往
々にしである。この場合、例えば第２の給水加熱器■の
伝熱管が破損すると、その器内の水位は超異常に上昇し
、放置しておくと、超異常水位が抽気蒸気を送っている
導管を経てタービンに逆流し、過冷却用＊（ウォータイ
ンダッジョン）を呈する等の不都合がある。このため、
超異常水位を迅速に処理するに当り、第１の調整弁０を
全開させるとともに、第２の調整弁（８）をも開口させ
るようにしているが、何分にも器内にはタービンから油
気蒸気、前後の給水加熱器からのドレン水、伝熱管破損
による復水・給水の混入があって、これら合流水があま
りにも過分であるため、第１の調整弁■の全開度合、第
２の調整弁（へ）の開口度合だけでは迅速、かつ良好に
処理できないばかりか１次々に直列的に配置された第３
、第４の給水加熱器に合流水が流れ込み、事故が発生し
ていない第３、第４の給水加熱器の熱授受に極めて悪影
響を与えることはもとより、前述過冷却現象が増々大き
くなり、タービンは壊滅的被害をする給水加熱器には前
段からの給水加熱器からのドレン水が流れ込まないよう
にし、また、後段の給水加熱器には事故が発生した給水
加熱器のドレン水が過分に流れ込まないようにする給水
加熱器の水位１ネリ御装置を提供することを目的とする
。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、−上記目的を達成するために、給水加熱器群
のうちの一つに事故が発生した場合、その事故発生の器
内超異常水位信号、非常用調整弁の調度信号、および事
故発生の給水加熱器出口側の常用調整弁の全開信号を受
けて演Ｊ’Ｗ号を作り出す信号演算器と１作り出された
演算信号を事故発生の給水加熱器入口側の常用調整弁に
送り、この弁に閉じ信号を与える第１の制御手段と、さ
らには作り出された演算信号を事故発生の給水加熱器出
口側の常用調整弁に送り、この弁に通常運転時の開度に
まで絞る信号を与える第２の制御手段とを具備すること
を特徴としている。

〔作　　用〕

給水加熱器群のうちの一つに事故が発生すると、その事
故が発生する給水加熱器内は高位設定水位以上の超高水
位になる。このように、事故が発生した給水加熱器の水
位が異常になると、その超異常水位のドレン水は次々の
後段給水加熱器に流れ込み、次段以後の給水加熱器にド
レン水を送っている調整弁の制御はもはや不能になる。

そこで、信号演算器は、事故発生の給水加熱器出口側の
常用調整弁の全開信号、非常用調整弁の開度信号、およ
び事故発生の給水加熱器の器内用異常水位信号を受けて
演算信号を作り出す。作り出された演算信号は第２の制
御手段を経て、事故発生の給水加熱器出口側の第１の常
用調整弁に与えられ、この弁を通常運転時の開度にまで
絞る。

また、上記信号演算器によって作り出された演算信号は
、第１の制御手段を経て、事故発生の給水加熱量人口側
の第１の常用調整弁に与えられ、この弁を閉じる。

このようにして、事故発生給水加熱器出口側の第１の常
用調整弁が運転時の開度まで絞られ、その入口側の第１
の常用調整弁が閉じられると、ＪＪｌ故発生の給水加熱
器以後の次段の給水加熱器には過分のドレン水が流れな
くなる。

しかし、事故が復旧すると、第１の制御手段、第２の制
御手段からの信号はすべてカットされ、以後、給水加熱
器の入口側、出口側のそれぞれに設けられている調整弁
は前段およびそれ自身の給水加熱器の器内水位信号によ
って開閉制御される。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による給水加熱器の水位制御装置の概略
制御ブロックを示し、第１の給水加熱器（１００）　、
第２の給水加熱器（１０１）、第３の給水加熱器（１０
２）が順次直列に結ばれている。各給水加熱器（［００
）、　（１０１）・・・には、レベルトランスミッタ（
１０３）、（１０３）・・・が取付けられており、その
器内の標準水位設定値（ＮＷＬ）、品位水位設定値（Ｈ
Ｉ、ＮＷＬ）が常時検出されるようになっている。

一方、第１の給水加熱器（１００）と第２の給水加熱器
（１０１）とは第１の常用調整弁（１０４）を介装して
導管（１０５）によって結ばれており、その導管（１０
５）を分岐し、途中に第２の非常用調整弁（１０６）を
介装して復水器（１０７）に結ぶバイパス（１０８）が
設けられている。

上記第１の給水加熱器（１００）に取付けられたレベル
トランスミッタ（１０３）は、第１の調節計（１０９）
を経て第１の常用調整弁（１０４）に結ばれており。

この第１の常用調整弁（１０４）は通常運転時、レベル
トランスミッタ（１０３）から受けた実信号を標準水位
設定値（ＮＷＬ−８ＥＴ）と比較し、その偏差にＰ、１
．Ｄ、を行い、弁開閉信号を作り出す第１の調節計（１
０９）からの演算信号で開閉するようになっている。ま
た、第１の調節計（１０９）には第１のゲート回路（１
１０）が組み込まれており、第１のゲート回路（１１０
）は第１の切換装置（１１１）に接続されている。

第１の切換装置（１１１）は基点Ｃと接点ａまたは接点
すに結ぶ構成を有し、接点ａには第１の上限セットリミ
ッタ（１１２）が、また接点すには第１の下限セットリ
ミッタ（１１３）がそれぞれ接続されている。

次に、バイパス導管（１０８）に介装する第２の非常用
調整弁（１０６）にも第２の調節計（１１４）を介して
上記レベルトランスミッタ（１０３）の信号を受けてお
り、レベルトランスミッタ（１０３）の実水位信号が高
位設定水位（ＨＩ　−ＮＷＬ　−Ｓ　ＥＴ）を越えると
、その偏差にＰ、Ｄ、１．を行い、弁開口信号を作り出
す第２の調節計（１１４）の出力信号によって第２の非
常用調整弁（１０６）は開口するようになっている。

また、第２の給水加熱器（１０１）と第３の給水加熱器
（１０２）とは上述と同じように第１の常用調整弁（１
０４）を介装して導管（１０５）によって結ばれており
、その導管（１０５）を分岐し、途中に第２の非常用調
整弁（１０６）を介装して復水器（１０７）に結ぶバイ
パス導管（１０ｇ）が設けられている。

上記第２の給水加熱器（１０１）に取付けられているレ
ベルトランスミッタ（１０３）は、第１の調節計（１０
９）を経て第１の常用調整弁（１０４）に、また第２の
調節計（１１４）を経て第２の非常用調整弁（１０６）
にそれぞれ接続されるとともに、信号演算器（１１５）
にも接続されている。信号演算器（１１５）はレベルト
ランスミッタ（１０３）からの超異常水位信号（ＨＩ−
ＮＷＬ設定値以上）を、第１の常用調整弁（１０４）か
らの全開信号と、第２の非常用調整弁（１０６）からの
開度信号を受けて演算信号を作り出すようになっており
、その演算信号は第１の切換装置（１１１）と第２の切
換装置（１１６）とにそれぞれ送られている。すなわち
、第２の切換装置（１１６）は基点Ｃと接点ａまたは接
点すに結ぶ構成を有し、基点Ｃは第１の調節計（１０９
）に組み込む第２のゲート回路（１１７）に接続され、
接点ａは第２の上限セットリミッタ（１１８）に接続さ
れ、さらに接点すは第２の下限セットリミッタ（１１９
）にそれぞれ接続されている。

しかして、今、第２の給水加熱器（１０１）に組み入れ
られた伝熱管が破損したと仮定して話を進めると、この
場合、器内水位が高位水位設定値（ＨＩ・ＮＷＬ）より
もわずかに越えているならばレベルトランスミッタ（１
０３）がらの信号は第１の調節計（１０９）に送られ、
ここで標準水位設定値（ＮＷＬ　　５ＥＴ）との偏差分
を演算して第１の常用調整弁（１０４）に送り出し、第
１の常用調整弁（１０４）の弁開度を全開位置にすると
ともに、第２の調節計（１１４）にも送られ、ここで高
位水位設定値（ＨＬ・常用調整弁（１０６）に送り出し
、第２の非常用調整弁（１０Ｇ）の弁開度を開口させ、
第２の給水加熱器（１０１）の異常水位上昇を防止して
いる。

ところが、このようなドレン処理手段を用いても、到底
処理することができない場合がある。というのは、事故
が発生した給水加熱器には、前段給水加熱器からのドレ
ン水、図示しないタービンから引き抜いた抽気蒸気、破
断した伝熱管からの漏水が常時連続的器内に混入し、こ
の合流水を次段の給水加熱器に次々に流すと、事故が発
生していない給水加熱器も超異常高位水位となる。そこ
で、このようなことがないように、事故が発生した給水
加熱器の前段の給水加熱器からのドレン水はカットする
とともに、事故が発生した給水加熱器のドレン水は、次
段の給水加熱器に流すときには一定基にして流すことが
必要である。

このため、信号演算器（１１５）には、事故発生の給水
加熱器（１０１）の出口側の第１の常用調整弁（１０４
）の全開信号、バイパス導管（１０８）に設けた第２の
非常用調整弁（１０６）のｍ１１信号、およびレベルト
ランスミッタ（１０３）から送られてくる器内超異常水
位信号が入力され、これら三つの条件がそろったことで
、その演算信号は第１の切換装置（１１１）、第２の切
換装置（１１６）＃そ九ぞれ送られている。

第１の切換装置（１１１）に入力する演算信号は。

ここで接点ｃ、ｂをＯＮする。すると、下限セットリミ
ッタ（１１３）の出力は第１のゲート回路（１１０）を
優先的に通り、第２の給水加熱器（１０１）の入口側に
設けた第１の常用調整弁（１０４）を閉じる。その結果
、第１の給水加熱器（１００）のドレン水は第２の非常
用調整弁（１０６）を経て復水器（１０７）に流れる。

他方、第２の切換装置（１０９）に入力する演算信号は
、ここで接点ｃ、ｂをＯＮする。すると、第２の下限セ
ットリミッタ（１１９）の出力は第２のゲート回路（１
１７）を優先的に通り、今迄、全開していた第１の常用
調整弁（１０４）を通常運転時における弁開度まで絞る
。

このように第１の常用調整弁（１０４）の弁開度を絞る
ようにすると、第２の給水加熱器（１０１）からのドレ
ン水は通常運転時の量として第３の給水加熱器（１０２
）に流れるので、以後のドレン水の制御は良好になされ
る。そして第２の給水加熱器（１０１）の過分のドレン
水の一部は第２の非常用調整弁（１０６）を経て復水器
（１０７）に流れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、給水加熱器群の
一つに伝熱管等の破損事故が発生し、超異常な高位水位
になった場合、事故発生の給水加熱器入口側の第１の常
用調整弁を閉じ、また事故発生の給水加熱器出口側の第
１の常用調整弁を通常運転時の弁開度に絞り込むように
制御装置を設けたから、事故発生以後の次段の給水加熱
器には異常な量のドレン水がその給水加熱器には流れな
くなり、その結果、事故発生以外の給水加熱器は異常事
態が発生しなくなる。また、事故発生の給水加熱器の超
異常な高位水位を迅速に処理しているので、タービンの
過冷却現象等の事故も未然に防止できる等のすぐれた利
点を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略制御系統図、第２
図は従来の実施例を示す概略制御系統図である。 ｔｏｏ、　１０１　、１０２・・・第１．第２．第３の
給水加熱器１０３・・・レベルトランスミッタ １０４・・・第１の常用調整弁 １０６・・第２の非常用調整弁 １０７・・・復水器 １０９・・・第１の調節計 １１０・・・第１のゲート回路 １１１・・・第１の切換装置 １１２・・・第１の上限セットリミッタ１１３・・・第
１の下限セットリミッタ１１４・・・第２の調節計 １１５・・・信号演算器 １１６・・・第２の切換装置 １１７・・・第２のゲート回路 １１８・・・第２の上限セラ１−リミッタ１１９・・・
第２の下限セットリミッタ代理人　弁理士　則　近　憲
　佑 同　　三俣弘文

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）順次直列に配設された複数の給水加熱器には、個
   々に第１の調節計、第２の調節計を有し、通常運転時、
   前段の給水加熱器内のドレン水位信号を受けた第１の調
   節計が、次段の給水加熱器に上記前段の給水加熱器から
   のドレン水を送り込む第１の常用調整弁に開閉信号を与
   えて器内ドレン水を連続的に制御し、また前段の給水加
   熱器内のドレン水が異常上昇した時、第２の調節計が第
   ２の非常用調整弁に開口信号を与えて前段の給水加熱器
   のドレン水の一部を復水器に流すようにする給水加熱器
   の水位制御装置において、上記給水加熱器のうちの一つ
   に事故が発生すると、その器内超異常水位信号、第２の
   非常調整弁の開度信号、および事故発生の給水加熱器出
   口側の第１の常用調整弁の全開信号を受けて演算信号を
   作り出す信号演算器と、作り出された演算信号を事故発
   生の給水加熱器出口側の第１の通常調整弁に送り、この
   弁に通常運転時の開度にまで絞る信号を与える第１の手
   段と、さらには作り出された演算信号を事故発生の給水
   加熱器入口側の第１の常用調整弁に送り、この弁に閉じ
   信号を与える第２の制御手段とを具備することを特徴と
   する給水加熱器の水位制御装置。
2. （２）第１の制御手段は第１の切換装置を有し、この第
   １の切換装置の一の接点には事故発生の給水加熱器入口
   側の第１の常用調整弁に閉じ信号を送り出す第１の下限
   セットリミッタが接続され、また第１の切換装置の他の
   一の接点には復旧後、上記第１の常用調整弁に開口信号
   を送り出す第１の上限セットリミッタが接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の給水加熱
   器の水位制御装置。
3. （３）第１の調節計には第１のゲート回路を具備し、こ
   の第１のゲート回路は、給水加熱器の事故復旧後、その
   給水加熱器入口側の第１の常用調整弁に第１の上限セッ
   トリミッタからの開口信号を通し、以後は前段の給水加
   熱器の水位信号のみを通すようにすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の給水加熱器の水位制御装置
   。
4. （４）第２の制御手段は第２の切換装置を有し、この第
   ２の切換装置の一の接点には事故発生の給水加熱器出口
   側の第１の常用調整弁に絞り込み開度信号を送り出す第
   ２の下限セットリミッタが接続され、また第２の切換装
   置の他の一の接点には復旧後、上記第１の常用調整弁に
   全開信号を送り出す第２の上限セットリミッタが接続さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   給水加熱器の水位制御装置。
5. （５）第２の調節計には第２のゲート回路を具備し、こ
   の第２のゲート回路は、給水加熱器の事故復旧後、その
   出口側の第１の常用調整弁に第２の上限セットリミッタ
   からの全開信号を通し、以後は復旧後の給水加熱器の水
   位信号のみを通すようにすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の給水加熱器の水位制御装置。