JPS6317304A - 発電プラントの復水制御方法及び復水制御装置 - 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、復水タービンを備えた発電プラントの復水系
統に係り、特に、復水ポンプ又は復水ブースタポンプの
動力損失を防止し、かつ、ボイラ給水ポンプへの安定し
た封水圧力を常に確保できるように改良した復水系統制
御方法、及び復水系統制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

蒸気タービンプラントの復水系に関する最近の技術とし
ては、特開昭５７−１６１４０６号がある。この公知技
術は、復水ポンプに流体継手を設置し復水ポンプを回転
数制御することによって、脱気器水位調整弁の絞り差圧
を低減し、復水ポンプの消費動力低減と脱気器水位調整
弁の二ローション防止を目的としたものであった。

第４図は、復水ポンプ３を流体継手１４を介してモータ
１３で駆動し、該復水ポンプ３を回転数制御するように
構成した従来例であり、これは復水脱塩装置を設けてい
ない発電プラントの例である。蒸気タービン１１から出
た排気蒸気は復水器１にて復水に戻る。さらにこの復水
を復水ポンプ３にて復水器１から抽出し、グランド蒸気
復水器４を通過した後、脱気器水位調整弁５を経て低圧
ヒータ６を通って脱気器７へ送水される。ざらに脱気器
７の貯水はボイラ給水ポンプ用ブースタポンプ９にて昇
圧された後、ボイラ給水ポンプ１０を通じてボイラへ送
水される。

復水ポンプ駆動用の流体継手１４には、脱気器水位調整
弁の前後差圧発信器３５と差圧設定器３６との偏差信号
が、減算器３７から比例積分演算器３８を介して伝達さ
れる。また、復水ポンプ用モータ１３の回転数は復水ポ
ンプ用流体継手１４によって復水ポンプ３へ伝達されて
いる。すなわち、復水ポンプ３は脱気器水位調整弁５の
前後差圧が一定になる様に回転数制御される。また、脱
気器水位調整弁５は、脱気器７の水位発信器３１と設定
器３３との偏差がなくなる様に脱気器の水位一定制御を
行なう。

第５図はボイラ給水ポンプ１０の特性を示す図表である
。

第６図は、縦軸に圧力をとり、横軸に復水量＜ｔＸ水流
量）をとった性能図であって、Ｎは復水ポンプ３の各回
転数における吐出圧力を示し、Ｎｉは定格回転数を表わ
している。それぞれのカーすが対応する回転数は （Ｎｌ）　＞（Ｎｚ）　＞　（Ｎ３）・＝　（Ｎ７）＞
　（ＮＩＬ）である。

上記のカーブＮ１〜Ｎ８は、復水ポンプ３を復水ブース
タポンプ（図示せず）で代替したときも同様である。

〔発明が解決しようとする間頭点〕

本第６図に示したカーブＡのように、脱気器送水必要圧
力は復水量の減少に伴って大きく低下するが、ボイラ給
水ポンプの封水必要圧力は、復水量が減少しても、カー
ブＢの如く、それほど低下せずに、脱気器送水必要圧力
よりも高くなりこのため１回転数制御を行なう復水ポン
プまたは復水ブースタポンプの吐出圧力を下げられない
という問題があった。

すなわち、第６図において、復水量Ｑｌに対応する脱気
器送水必要圧力はａ点で十分であり、この点のみに着目
すると復水ポンプ（または復水ブースタポンプ）の回転
数をＮ８まで下げられ、定格回転数Ｎ１に対応するＣ点
との差分の圧力、Ｃ−ａに相当するポンプの消費動力を
低減することができる様に見えるが、ボイラ給水ポンプ
封水必要圧力はこの復水量Ｑｌに対応して第５図のｂ点
の位置にあり、前記Ｃ点及びａ点の中間に位置する。し
たがってポンプの動力低減効果は減少し、ｃ−ｂの圧力
に相当する動力低減効果しか得られないという問題があ
った。

さらに、第６図に示す如く、脱気器送水必要圧力とボイ
ラ給水ポンプ封水必要圧力が復水量０３点で交わる形状
の特性を有している場合には、復水量Ｑ３よりも大きな
流量１例えば０４点においては、第７図により明らかな
如くボイラ給水ポンプへの封水必要圧力Ｐ４１よりも脱
気器送水必要圧力Ｐ４ｔが上回り、ポンプの回転数はＮ
２で運転され、ボイラ給水ポンプへの封水必要圧力が不
足する問題は生じない。しかし、復水量Ｑａよりも小さ
な流量、例えば０２点においては、第７図に示したボイ
ラ給水ポンプへの封水必要圧力Ｐｚｚが脱気器送水必要
圧力Ｐｘ１よりも高くなるのでポンプの回転数はＮ１１
まで下げられず、Ｎ４まで上げて運転しなければならな
いという不具合が生じていた。すなわち、差圧Ｐｘ２−
Ｐｘ１相当のポンプ消費動力が節減できないという問題
があった。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、回転数制
御される復水ポンプ又は回転数制御される復水ブースタ
ポンプを備えた復水系統において該ポンプが定格回転数
未満で運転される場合、所要動力を最大限に節約し得る
（第６図について言えばｒｅ−ａＪの差圧に相当する動
力損失を防止し得る）復水制御方法及び制御装置を提供
しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために創作した本発明の方法及び
装置について、先ず、本発明を完成するに至った研究の
過程を略述する。

前記の目的は、ボイラ給水ポンプの封水ポンプを独立せ
しめて（即ち、復水ポンプ又は復水ブースタポンプと別
体に）設置することを構成要件の一つとして達成される
。

すなわち、復水脱塩装置等が復水系統に設置されない（
自然循環ボイラを有する）発電プラントでは、（第８図
参照）復水ブースタポンプが設置されず復水ポンプ３の
みにて復水器から抽出した復水を途中、脱気器水位調整
弁５を通過させて脱気器７まで送水するシステムとなっ
ている。このとき、復水ポンプに流体継手１４（または
可変速電動機）を用いて、復水ポンプを回転数制御させ
た場合に、ボイラ給水ポンプ用の封水ポンプを単独に設
置することによって復水゛ポンプを回転数制御した場合
に得られる「ポンプの消費動力減少効果」が、ボイラ給
水ポンプの封水必要圧力とは無関係に、最大限得られる
。

さらに、復水脱塩装置等が復水系統に設置される（貫流
ボイラを有する）発電プラントでは（第９図参照）復水
ポンプ３のほかに、復水脱塩装置１９の下流側に復水ブ
ースタポンプ２２が設置される。復水ポンプ３によって
復水器から抽出された復水は復水脱塩袋Ｗ１１９を通過
して復水ブースタポンプに送水され、さらにこの復水ブ
ースタポンプによって脱気器水位調整弁５を通過して脱
気器７まで復水が送水される。このときに復水ブースタ
ポンプ２２を回転数制御とした場合に、ボイラ給水ポン
プ用の単独の射水ポンプ１５を設けることにより、復水
ブースタポンプ２２の吐出水を使用しなくても復水ブー
スタポンプの運転に関係なく常にボイラ給水ポンプｌｏ
用の封水は確保される。かつ、復水ブースタポンプの回
転数も、脱気器送水必要圧力まで大幅に下げられ、ポン
プの動力節減に役立つ。

さらに、復水ポンプ３または復水ブースタポンプ２２の
吐出水を、ボイラ給水ポンプの封水に用いている系統に
並列にボイラ給水ポンプ用の封水ポンプを設置して、ボ
イラ給水ポンプ封水圧力が不足となった場合に上記封水
ポンプで昇圧することによって、ボイラ給水ポンプの封
水を確保することが出来る。

上述の考察に基づいて前記の目的を達成する為、本発明
に係る復水制御方法は、 ａ、前記可変速度形のポンプと別体に、前記ボイラ給水
ポンプ用の封水ポンプを設け、 を、前記ボイラ給水ポンプの入口圧力Ｐ　Ｘ　１　と、
ボイラ封水圧力ＰＸ２とを常時検出し、ｃ、ＰＸｌ＜Ｐ
Ｘｘであるときは前記封水ポンプを停止し、ＰＸｌ＞Ｐ
Ｘｚ及至ＰＸｓ″：ＰＸｘのときに封水ポンプを運転し
て、ＰＸｌ＜ＰＸｔの状態を維持することを特徴とする
。

また、上記の方法を容易に実施して、その効果を充分に
発揮せしめるため、本発明の制御装置は。

ａ、前記可変速度形のポンプと別体に、前記ボイラ給水
ポンプ用の封水ポンプを設け。

を、面記ボイラ給水ポンプの入口圧力ＰＸｌを検出する
手段、及び、ボイラ封水圧力ＰＸｚを検出する手段を設
け、 ｃ、ＰＸｌとＰＸｚとを比較する自動演算手段を設け、
かつ。

ｄ、ＰＸ１＜ＰＸ２であるときは前記封水ポンプを停止
させ、ＰＸｘ＞ＰＸｚ及至Ｐ　Ｘ　１　’９　Ｐ　Ｘ　
ｚのときに射水ポンプを作動せしめる自動制御手段を設
けたことを特徴とする。

〔作用〕

上記の構成によれば、可変速度形のポンプ（給水ポンプ
又は給水ブースタポンプ）と独立に封水ポンプを運転・
停止できるので、封水ポンプを運転しなくても可変速度
形ポンプによって封水圧が得られるときは封水ポンプを
停止し、また、封水ポンプを運転しないと封水圧力を維
持できない場合にのみ封水ポンプを運転して封水圧を補
うことにより、動力の損失を防止できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の方法を実施するために構成した本発明
装置の１実施例である。

復水ブースタポンプ２２は、脱気器水位調整弁５の前後
差圧を一定に保つ様、差圧検出器３５の信号によって流
体継手２１により回転数制御される。この時、ボイラ給
水ポンプ１０の入口圧力ＰＸｉとボイラ封水圧力ＰＸｚ
を常時検出しＰＸｓ＞ＰＸｚとなった場合にボイラ給水
ポンプ用封水ポンプ１５を起動する。すなわち、ボイラ
給水ポンプ１０の入口圧力ＰＸ！は、ボイラ給水ポンプ
１０の封水必要圧力であり、封水供給圧力ＰＸ２がＰＸ
ｓよりも低下しようとする時、復水ブースタポンプ２２
の吐出水を昇圧して封水管１７へ送水し、常にＰＸＩよ
りもＰＸｚの圧力が高くなる様にする。又ＰＸＩの圧力
がＰＸＩよりも格段に高い運転状態の場合はボイラ給水
ポンプ用封水ポンプ１５を停止し１本ポンプのバイパス
系統２４及び逆止弁２５を通じて封水は確保される。第
２図は、ボイラ給水ポンプ用封水ポンプ１５の起動。

停止タイミングを上記に従ってブロック図化したもので
ある。

上述の実施例においてはボイラ給水ポンプ１０の必要封
水圧力に無関係に復水ブースタポンプ２２の吐出圧力を
脱気器７の送水必要圧力まで下げることができるので、
復水ブースタポンプ２２を回転数制御することによるポ
ンプの消費動力節減効果が約５０％向上する。すなわち
、単独に設けるボイラ給水ポンプ用封水ポンプ１５の容
量は。

復水ポンプ又は復水ブースタポンプ容量の約５％であり
、本封水ポンプ１５の追設によるポンプ消費動力増加分
は、復水ポンプ又は復水ブースタポンプの消費動力低減
効果に比較し非常に小さい値である。総合的に見て、復
水ポンプまたは復水ブースタポンプを回転数制御する時
、ボイラ給水ポンプへの安定した封水の供給を重視する
場合、単独のボイラ給水ポンプ用封水ポンプを設置した
方が信頼性もはるかに増加する。すなわち、ボイラ給水
ポンプ用封水ポンプの消費動力は微少に付、第３図に示
す如く、本例においては、最大可能動力低減効果曲線に
近くなり、従来方式に比較して優れている０本第３図に
示した復水器Ｑ３は第７図に示した復水！Ｌ　Ｑ　ａに
対応する６〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の制御方法によれば、回転
数制御される復水ポンプ又は回転数制御される復水ブー
スタポンプを備えた復水系統において、該ポンプが定格
回転数未満で運転される場合、所要動力を最大限に（理
論的に節約可能な限度近くまで）節約することができ、
発電プラント全体の熱効率向上に貢献するところ多大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す系統図。 第２図は上記実施例における封水ポンプの起動・停止ブ
ロック図、第３図は同じく消費動力の低減効果を説明す
るための図表である。第４図は従来例の系統図、第５図
は封水ポンプの性能特性を示す図表、第６図及び第７図
はポンプの圧力特性を示す図表である。第８図及び第９
図は本発明を完成するに至る経過を説明するための系統
図である。 １・・・復水器、３・・・復水ポンプ、５・・・脱気器
水位調整弁、７・・・脱気器、１０・・・ボイラ給水ポ
ンプ。 １４・・・復水ポンプ、１５・・・ボイラ給水ポンプ用
封水ポンプ、２１・・・復水ブースタポンプ用流体継手
、２２・・・復水ブースタポンプ、２４・・・ボイラ給
水ポンプ用封水ポンプバイパス系統。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）蒸気発生装置及び復水器を備えた蒸気タービ
   ンと、（ロ）復水器で凝縮された復水を加圧して脱気器
   に送水する可変回転速度形のポンプと、（ハ）脱気器出
   口水を蒸気発生装置に送水するボイラ給水ポンプとを備
   えた発電プラントにおいて、 ａ、前記可変速度形のポンプと別体に、前記ボイラ給水
   ポンプ用の封水ポンプを設け、 ｂ、前記ボイラ給水ポンプの入口圧力ＰＸ＿１と、ボイ
   ラ封水圧力ＰＸ＿２とを常時検出し、 ｃ、ＰＸ＿１（ＰＸ＿２であるときは前記封水ポンプを
   停止し、ＰＸ＿１＞ＰＸ＿２及至ＰＸ＿１≒ＰＸ＿２の
   ときに封水ポンプを運転して、ＰＸ＿１＜ＰＸ＿２の状
   態を維持することを特徴とする、発電プラントの復水制
   御方法。 ２、（イ）蒸気発生装置及び復水器を備えた蒸気タービ
   ンと、（ロ）復水器で凝縮された復水を加圧して脱気器
   に送水する可変回転速度形のポンプと、（ニ）脱気器出
   口水を蒸気発生装置に送水するボイラ給水ポンプとを備
   えた発電プラントにおいて、 ａ、前記可変速度形のポンプと別体に、前記ボイラ給水
   ポンプ用の封水ポンプを設け、 を、前記ボイラ給水ポンプの入口圧力ＰＸ＿１を検出す
   る手段、及び、ボイラ封水圧力ＰＸ＿２を検出する手段
   を設け、 ｃ、ＰＸ＿１とＰＸ＿２とを比較する自動演算手段、を
   設け、かつ、 ｄ、ＰＸ＿１＜＜ＰＸ＿２であるときは前記封水ポンプ
   を停止させ、ＰＸ＿１＞ＰＸ＿２及至ＰＸ＿１≒ＰＸ＿
   ２のときに封水ポンプを作動せしめる自動制御手段を設
   けたことを特徴とする、発電プラントの復水制御装置。 ３、前記発電プラントは復水脱塩装置を備えたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の発電
   プラントの復水制御装置。 ４、前記の脱気器は水位調節弁を備えたものであり、か
   つ、前記の封水ポンプの吸入口は前記可変速度形ポンプ
   の吐出口側に接続配管されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の発電プラントの復水制
   御装置。