JPS6248761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、発電設備に使用される脱気器貯水
タンクの水位制御を、復水ポンプの所定回転数を
境に調節弁の開閉制御と復水ポンプ回転数制御と
で巧みに使い分けられるようにする脱気器水位制
御装置に関する。

従来、脱気器水位制御装置は第１図に見られる
構成のものが採用されている。すなわち、符号１
１は復水器であつて、この復水器１１には図示し
ない蒸気タービンから送られてくる排気蒸気を凝
結させ、その凝結された復水を貯えるよう復水溜
を備えている。復水器１１から出た復水は、復水
ポンプ１２で昇圧され、その昇圧水は復水流量検
出器１３を経て調節弁１４に送られ、ここで流量
制御がなされ、しかる後、低圧給水加熱器１５を
経て脱気器１６に送られるようになつている。

脱気器１６は、送られてきた復水を加熱脱気作
用によつて酸素と給水とに分離させ、給水だけを
貯水タンク１７に貯えるよう送り出す。こうして
貯えられた給水は給水ポンプ１８によつて昇圧さ
れ、昇圧後の給水は給水流量検出器１９を経て図
示しない蒸気発生器に送られるようになつてい
る。

ところで、貯水タンク１７に貯えられる給水に
過不足があると、給水ポンプ１８に焼損事故があ
つたり、図示しない蒸気タービンに、いわゆるウ
オータインダクシヨンと称する過冷却現象を呈す
る等の危険性を帯びており、このため、貯水タン
ク１７の水位は過不足なく保持しておくことが大
切である。

従来の脱気器水位制御装置は、第１図にも見ら
れるように、復水ポンプ１２から復水流量検出器
１３に送り出される実復水流量を計測する復水流
量発信器２３、貯水タンク１７の実水位を計測す
る水位検出器２０、および給水流量検出器１９を
通過する実給水流量を計測する給水流量発信器２
２を備えている。水位検出器２０から送り出され
た実水位信号は第１の調節計２１に与えられ、こ
こで予じめ定められた設定値と突合わされ、誤差
を作り出す。また、第１の調節計２１には、他の
信号として演算器２４からの信号が与えられてお
り、この演算器２４には復水流量発信器２３から
の信号と給水流量発信器２２からの信号が与えら
れている。こうして与えられた信号は第１の調節
計２１の先行要素信号となるものであつて、演算
器２４から出た誤差信号は第１の調節計２１で上
述誤差信号と突合わされ、誤差信号に比例・積分
等の演算がなされる。かくして、第１の調節計２
１は演算後、弁開閉信号を作り出し、その信号を
調節弁１４に与えて調節弁１４を開閉させ、復水
ポンプ１１２から脱気器１６に送られる実復水流
量を制御し、これによつて貯水タンク１７の水位
を一定に保持している。

ところで、脱気器１６に復水を送る復水ポンプ
１２は、従来からモータ駆動であり、その回転数
は一定に保持されている。このため、例えば電力
系統から負荷「減」の指令があつても、復水ポン
プ１２の回転数は減速できず、やもう得ず調節弁
１４の弁開度を絞り込んでおり、弁開度の絞り込
みによつて不必要にモータの動力を消費する不具
合を生じている。

かかる不具合を生じる直接の要因となるポンプ
特性について、第２図を用いて今少し詳く説明す
る。第２図は、縦軸にポンプ吐出圧力を、また横
軸にポンプ吐出流量をそれぞれ示す、いわゆるＰ
―Ｑ線図であつて、図中、特性３１はある任意の
ポンプ回転数で、特性３２は復水ポンプから給水
ポンプに至るまでの全システムロスである。この
図からも容易に理解されるように、特性３１が、
常に特性３２を越えておれば、復水ポンプから脱
気器に復水を送ることができるものである。

しかして、今、必要流量がQ₁のとき、復水ポ
ンプの吐出圧力はP₁であるに対し、システムヘツ
ドはP₂であるから、差分（P₁―P₂）は、結局、ポ
ンプ回転数を一定に保持したまま調節弁の弁開度
を絞り込む損失分として与える。つまり、差分
（P₁―P₂）は、換言すればポンプ回転数を可変でき
ないためのモータ動力消費につながるものであ
る。特に、低流量域では、その差分３３が高く、
モータ動力の消費は倍加する。

この発明は、このような点を考慮してなされた
もので、復水ポンプの所定回転数を境に調節弁に
開閉制御からポンプ回転数制御に移行させること
によつてポンプ動力を少なくして脱気器水位の安
定化を図る脱気器水位制御装置を提供することを
目的とする。

この発明にかかる脱気器水位制御装置では、脱
気器入口側に設けた調節弁と、復水ポンプから脱
気器に送られる実復水流量信号、脱気器の実水位
信号、脱気器から送り出される実給水流量信号の
三要素信号を突合せ、その誤差分を演算して上記
調節弁の弁開閉信号を作り出す第１の調節計とを
備えた脱気器水位制御装置において、第１の調節
計に第２の調節計を並設し、復水ポンプが所定回
転数域以下のとき、上記第１の調節計からの出力
信号によつて調節弁を開閉制御せしめ、復水ポン
プが所定回転数域以上になると、第１の調節計か
らの出力信号をカツトし、調節弁を全開にせしめ
るとともに、上記第２の調節計からの出力信号に
よつて復水ポンプを回転数制御に移行せしめ、そ
の回転数信号に基づいて復水ポンプから脱気器に
送られる実復水流量を調節することを特徴とす
る。

以下、この発明にかかる脱気器水位制御装置の
一実施例を第３図を参照して説明する。なお、第
３図中、第１図の構成部分と同一のものは同一符
号を付してある。

この発明は、復水ポンプが所定回転数域以上に
なると回転数制御に移行せしめる点に特徴を有す
る。すなわち、第３図において、符号１２は復水
ポンプを示し、この復水ポンプ１２の一方には変
速機４２を介装して駆動機４１が直結されてお
り、駆動機４１の回転力を変速機４２によつて任
意に変速させ、その変速回転力をもつて復水ポン
プ１２が回転駆動されるようになつている。

一方、変速機４２には、この発明で新たに設け
た第２の調節計４３からの出力信号が与えられて
いる。第２の調節計４３は、従来から使用されて
いる第１の調節計２１と並設するものであつて、
これら双方の調節計２１，４３には水位検出器２
０からの実水位信号のほかに、先行要素信号、つ
まり実復水流量信号および実給水流量信号に基づ
く演算信号が減算器２４から与えられている。

こうして、双方の調節計２１，４３に与えられ
た信号のうち、第２の調節計４３から送り出され
る演算信号は、高値優先回路４４に与えられる。
高値優先回路４４には他の信号として最低回転数
設定器４５からも加えられており、ここで、いず
れか高値信号を選択して変速機４２に送られるよ
うになつている。

しかして復水ポンプ１２には、昇速過程中に危
険速度回転数域（ポンプ固有振動数とポンプ回転
数とが一致する領域）があり、この領域を越える
までは最低回転数設定器４５からの出力信号が高
値優先回路４４で選択され、この出力信号に基づ
いて復水ポンプ１２が回転駆動されるようになつ
ている。この場合の復水ポンプ１２は、回転数検
出器４８によつて実回転数が検出されており、検
出された回転検出器４８からの出力信号は信号切
換器４９に与えられ、ここから切換スイツチ４７
に切換動作用の信号が与えられている。

かくして復水ポンプ１２が所定回転数域（危険
速度領域）を越えるまでは、切換スイツチ４７は
第３図に見られる状態で保持され、この状態で第
１の調節計２１からの出力信号が調節弁１４に与
えられ、これによつて貯水タンク１７の水位増減
に応じて調節弁１４が開閉制御せしめられてい
る。

他方、復水ポンプ１２が所定回転数域を越える
と、回転数検出器４８はその信号を信号切換器４
９を経て切換スイツチ４７に与え、切換スイツチ
４７の接点を全開設定器４６の接点にONする。
こうして、全開設定器４６の接点がONすると、
全開設定器４６の出力信号は、調節弁１４に与え
られ、これによつて調節弁１４は全開のまま保持
されるとともに、今度は復水ポンプ１２が回転数
制御に移行し、このポンプ回転数制御によつて貯
水タンク１７の水位は調節される。すなわち、ポ
ンプ回転数制御に移行すると、第２の調節計４３
の出力信号が高値優先回路４４を通過する際、最
低回転数設定器４５からの出力信号に優先して選
択され、その選択された信号によつて変速機４２
の回転力は調節されるとともに、復水ポンプ１２
の実回転数に応じて貯水タンク１７の水位は調節
されるようになる。したがつて、貯水タンク１７
は、調節弁１４を全開にしたまま、復水ポンプ１
２の送り出される復水流量によつてその水位調節
がなされるので、無駄のない好適な制御を行うこ
とができる。

第４図は、この種分野において、従来の実施例
による特性と、この発明による特性とを比較した
Ｐ―Ｑ線図である。この図において、符号３１は
復水ポンプの回転数がn₀，n₁，…ｎに変つたとき
のポンプ吐出ヘツドを示し、符号３２はこの系統
全体のシステムロス曲線であり、さらに符号３４
は調節弁が全開のときのシステムロス曲線をそれ
ぞれ示している。また、回転数ｎは、上述、復水
ポンプが危険速度領域に入つているときのもので
ある。この図からも見られるように、復水ポンプ
の吐出流量がQnのときは、ポンプ吐出ヘツドPn
とシステムロス曲線３２との間に吐出ヘツド差分
があらわれ、この時点においては調節弁は絞られ
るため、損失を招いている。ところが、復水ポン
プの回転数が順次n_-1，…n₁，n₀（n_-1＜…＜n₁＜
ｎ）に昇速していくと、今迄と様相を異にする。
すなわち、復水ポンプの吐出流量がQ₁のとき、
ポンプ回転数はn₀であり、吐出ヘツドP₁である。
この状態で、従来のように、ポンプ回転数制御を
行なわない場合は、吐出ヘツドP₁をシステムロス
曲線３２まで下げるために調節弁に絞りを加えて
いた。つまり、（P₁―P₂）差分を調節弁の絞りで補
つていたものであり、この差分が大きな損失にな
つていた。しかしながら、この発明は、この時点
でポンプ回転数制御に移行しており、調節弁は全
開であるから、その全開時はシステムロス曲線３
４を得ている。このため、復水ポンプはシステム
ロス曲線３４に乗るように吐出ヘツドP₃を選べば
よく、結局、従来と同じように調節弁に絞りを与
えたと仮定した場合、その損失は差分（P₃―P₂）
で済むことになる。したがつて、従来の吐出ヘツ
ド差分（P₁―P₃）、つまり、従来の回転数n₀を回
転数n₁に下げることができ、復水ポンプの不必要
な動力消費は節約される。

以上説明したように、この発明では、復水ポン
プの所定回転数を境に、調節弁の開閉制御からポ
ンプ回転数制御に移行させて、貯水タンクの水位
を調節するようにしたので、従来と格段に不必要
動力の消費を削減することができ、この種分野の
技術的向上が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例を示す概略系統図、第２
図は従来のＰ―Ｑ（吐出圧力ヘツド―流量）特性
を示す線図、第３図はこの発明の実施例を示す概
略系統図、第４図は従来のポンプ特性とこの発明
のポンプ特性とを比較する図である。 １２……復水ポンプ、１４……調節弁、１６…
…脱気器、１７……貯水タンク、２０……水位検
出器、２１……第１の調節計、２２……給水流量
発信器、２３……復水流量発信器、４２……変速
機、４３……第２の調節計、４４……高値優先回
路、４５……最低回転数設定器、４６……全開設
定器、４７……切換スイツチ、４８……回転数検
出器、４９……信号切換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脱気器入口側に設けた調節弁と、復水ポンプ
   から脱気器に送られる実復水流量信号、脱気器の
   実水位信号、脱気器から送り出される実給水流量
   信号の三要素信号を突合せ、その誤差分を演算し
   て上記調節弁の弁開閉信号を作り出す第１の調節
   計とを備えた脱気器水位制御装置において、第１
   の調節計に第２の調節計を並設し、復水ポンプが
   所定回転数機以下のとき、上記第１の調節計から
   の出力信号によつて調節弁を開閉制御せしめ、復
   水ポンプが所定回転数域以上になると、第１の調
   節計からの出力信号をカツトし、調節弁を全開に
   せしめるとともに、上記第２の調節計からの出力
   信号によつて復水ポンプを回転数制御に移行せし
   め、その回転数信号に基づいて復水ポンプから脱
   気器に送られる実復水流量を調節することを特徴
   とする脱気器水位制御装置。 ２ 復水ポンプが回転数制御に移行する際、第２
   の調節計からの出力信号と、最低回数設定器から
   の出力信号のうち、いずれか高値信号を選択して
   復水ポンプに回転数制御信号を送る高値優先回路
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の脱気器水位制御装置。 ３ 復水ポンプが回転数制御に移行する際、第１
   の調節計からの出力信号がカツトされ、調節弁が
   全開設定器からの出力信号によつて全開状態に保
   持されるように切換器を備えていることを特徴と
   する特許求の範囲第１項記載の脱気器水位制御装
   置。