KR940001312B1 - 급수가열기의 운전보호장치 및 그 방법 - Google Patents

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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

급수가열기의 운전보호장치 및 그 방법
제1도는 본원 발명의 일실시예인 증기추기배관이 배설된 급수가열기를 적용한 재열증기터어빈플랜트를 나타낸 계통도.
제2도는 제1도의 나타낸 증기터어빈플랜트의 급수가열기에 대한 연산제어장치의 구체적인 구성을 나타낸 제어 블록도.
제3도는 제1도에 나타낸 증기터어빈플랜트의 급수가열기의 사이클당 수명소비율과 급수온도변화와의 관계를 나타낸 설명도.
제4도(a), (b)는 제1도에 나타낸 터어빈플랜트의 기동, 정지시의 증기추기배관의 추기밸브의 개폐조작상황을 나타낸 블록도.
제5도(a), (b)는 제1도에 나타낸 터어빈프랜트의 기동, 정지시의 증기추기밸브의 개도와 조작시간과의 관계를 나타낸 밸브 개도 상태도.
제6도는 제1도에 나타낸 터어빈플랜트의 정지시 또는 플랜트의 심야정지후 운전을 재개할때의 터어빈플랜프의 부하와 급수온도와의 관계를 나타낸 설명도.
제7도는 제1도에 나타낸 플랜트의 기동시의 각 고압급수가열기의 입구와 출구에 있어서의 급수온도변화관계를 나타낸 설명도.
제8도 및 제9도는 본원 발명에 있어서의 증기추기배관이 배설된 급수가열기를 적용한 재열증기터어빈플랜트의 다른 실시에를 나타낸 플랜트 계통도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 보일러 33-35 : 터어빈
7 : 급수배관 6 : 급수펌프
8 : 제3고압급수가열기 9 : 제2고압급수가열기
10 : 제1고압급수가열기 11-13 : 추기관
14-16 : 추기밸브 18-21 : 온도검출기
61-63 : 온도 및 압력검출기 22,22' : 연산제어장치
22a : 수명소비율연산기 22b : 허용열응력설정연산기
22c : 급수온도변화율설정연 22d : 급수온도변화율연산기
22e : 급수온도율편차연산기 51 : 플랜트운전상태표시장치
52 : 허용열응력설정기
본원 발명은 증기터어빈플랜트의 급수가열기의 운전보호기술에 관한 것이며, 특히 플랜트의 기동, 정지시에 있어서의 급수가열기의 수명소비량을 억제하는 것을 가능하게 한 증기터어빈플랜트의 급수가열기의 운전보호방법 및 장치에 관한 것이다. 최근의 화력터어빈플랜트는 미들부하운용화의 경향이 현저하여, 매일 기동정지운용 등 기동정지회수가급증하고 있다. 이와 같은 운용상황하에 있어서 급수가열기중에서도 특히 고압급수가열기의 수실(水室)의 뚜꺼운 부분은 증기터어빈플랜트의 기동 또는 정지시에 요구되는 대폭적인 부하변화 때문에 급격한 온도상승 또는 온도하강을 수반하며, 따라서 급수가열기의 수실의 벽부분에 극부적으로 커다란 열응력이 발생하고, 이 벽부분에 반복해서 생기는 과대한 열응력에 의해 급수가열기의 수실을 형성하는 벽부분 금속의 수명소비량이 조기에 허용치에 도달해 버려 급수가 열기에 손상을 주는 일이 염려된다.
특히 초초임계압(超超臨界壓)의 증기터어빈플랜트의 경우에는, 수실의 벽은 그것에 비례해서 두꺼워지므로써, 증기터어빈플랜트의 기동, 정지시에 발생하는 열응력은 더욱 과대해지기 쉬워서 고압급수가열기에 손상이 생길 가능성이 커진다.
예를들면 일본국 특허공보공개소 59-195007호에 개시된 바와 같이, 증기터어빈플랜트의 기동·정지시에 앞서 미리 고압급수가열기의 워어밍을 하기 위하여, 증기발생기와 고압급수가열기를 연결하는 가열파이프수단을 구비한 장치가 제안되어 있어, 고압급수가열기에 발생하는 열응력치를 저감시켜 급수가열기의 수명을 증가시키는 기술은 이미 공지되어 있다.
그런데, 상기 공지예의 기술에 있어서는 고압급수가열기의 워어밍을 플랜트 기동 또는 정지시마다 고압급수가열기를 워어밍하기 위하여 고온증기발생장치 및 워어밍 증기배관을 별도로 터어빈플랜트에 배설할 필요가 있어, 이 때문에 상기 증기터플랜트의 구성이 대형화, 복잡화한다고 하는 문제점이 있다.
본원 발명의 목적은 별도의 증기발생기 및 워어밍 배관없이, 급수가열기의 온도를 제어하는 장치를 구비하여, 급수가열기의 수명을 증가시키며 신뢰성의 향상을 도모한 급수가열기의 운전보호장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본원 발명의 이점인 특징에 의하면, 증기터어빈플랜트의 기동 또는 정지시에 급수가열기의 열응력이 적절한 범위에서 감소되므로 급수가열기의 손상 또는 소모를 방지하여 그 수명을 증가시킨다.
그 외에, 본원 발명에 의하면, 증기터어빈플랜트의 급수가열기의 신뢰성이 현저하게 향상된다.
본원 발명의 특징에 의하면, 증기터어빈플랜트는 보일러, 증기터어빈을 구비하고, 최소한 하나의 증기추기배관수단과, 이 증기추기배관수단에 연결되어 증기터어빈플랜트의 급수계통에 배치되어 있는 급수가열기 수단을 가지고 있다. 증기터어빈플랜트가 기동 또는 정지할 때 적절한 증기상태로 급수가열기에 유입되는 증기를 조정 또는 제어하는 수단이 추기증기의 유속을 조정하도록 설치되어 있다.
본원 발명의 특징에 의하여, 급수가열기의 수명소비량을 억제할 수 있으며, 또한 증기터어빈플랜트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음에 본원 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다. 다음의 도면에 있어서 동일한 부분에는 전 도면에 동일한 번호를 사용한다. 제1도에 있어서, 재열증기화력플랜트는 과열기(31)와 재열기(32)가 설치된 보일러(30)로 이루어져 있다. 제어밸브가 배설되어 있는 주증기배관(131)은 과열기(31)의 출구를 고압터어빈(33)의 입구와 연결한다. 과열기(31)에서 발생하는 주증기는 발전기(36)를 구동시키기 위하여 주증기배관(131)을 통하여 고압터이빈(33)으로 흐른다. 체크밸브(143)가 배설되어 있는 저온재열배관(133)은 고압터어빈(33)의 출구와 제1재열기(32)의 입구를 연결한다. 재열제어밸브(142)가 배설되어 있는 고온재열배관(132)은 재열기(32)의 출구와 중압터어빈(34)의 입구를 연결한다. 재열기(32)에서 발생한 재열증기는 발전기(36)를 구동시키기 위하여 고온재열배관(132)을 통하여 중압터어빈(34)안으로 흐른다. 중압터어빈(34)을 거친 증기는 발전기(36)를 구동시키기 위하여 배관(144)을 통하여 저압터어빈(35)안으로 흐른다. 저압터어빈(35)을 거친 증기는 복수기(37)에 배출 또는 공급되어 증기는 응고하여 복수로 된다. 복수기(37)에 저장된 복수는 저압급수가열기가 있는 저압복수배관(2)을 통해서 복수펌프(38)에 의해 탈기기(1)에 공급된다.
탈기기(1)에서 탈기된 복수는 급수펌프(6)의 펌프 작용으로 보일러(30)에 도입되며, 고압복수배관(7)에는 제3고압급수가열기(8), 제2고압급수가열기(9) 및 제1고압급수가열기(10)가 배설되어 있다. 제1고압증기추기배관(13)은 제1고압급수가열기(10)와 고압증기터어빈(33)을 연결하며, 고압증기추기배관(13)에 배열된 제1추기제어밸브(16)는 제1고압급수가열기(10)를 가열 또는 냉각시키기 위하여 고압증기터어빈(33)으로부터의 추기증기의 유속을 제어한다.
마찬가지로, 제2추기제어밸브(15)가 배설되어 있는 제2고압증기추기배관(12)은 저온재열배관(133)과 제2고압급수가열기(9)를 연결시킨다. 제3추기제어밸브(14)가 배설되어 있는 중압증기추기배관(11)은 주압증기터어빈(34)과 제3고압급수가열기(8)를 연결한다. 제어밸브(44)가 배설되어 있는 저압증기추기배관(4)은 중압증기터어빈(34)과 복수를 탈기하는 탈기기(1)를 연결한다. 보조증기배관(3)이 탈기기(1)에 연결되어 탈기기(1)에 보조증기를 공급한다. 온도검출기(18), (19)는 고압급수배관(7)에 배설되며, 제3고압급수가열기(8)의 입구수실측 및 출구수실측에 각각 위치하여 입구급수온도(T2) 및 출구급수온도(T3)를 각각 검출한다.
온도검출기(20), (21)는 고압급수배관(7)에 배설되며, 제2고압급수가열기 및 제1고압급수가열기의 출구 수실측에 배설되며, 출구급수온도(T4) 및 (T5)를 각각 검출한다. 그리고 상기 온도검출기(19), (20)는 각기 제2고압급수가열기(9) 및 제1고압급수가열기(10)의 입구급수온도의 검출기로도 각각 작동한다. 온도 및 압력검출기(62), (61)는 각각 고압증기추기배관(13)과 중압증기추기배관(11)에 배설되며, 고압증기터어빈(33)과 중압증기터어빈(34)으로부터 추기된 증기상태를 검출한다. 추기배관(11), (12) 및 (13)에 배설된 추기제어밸브(14), (15) 및 (16)는 증기터어빈플랜트가 기동상태모우드와 정지상태모우드시, 연산제어장치(22)에 의하여 조작되며, 제2도에 도시되어 있다.
제2도에 나타낸 바와 같이, 연산제어장치(22)는 증기터어빈플랜트의 기동으로부터 정지작동모우드에 이르기까지의 사이클당 각 급수가열기의 수명소비율을 연산하는 수명소비율연산기(22a)를 포함한다. 허용열응력설정연산기(22b)는 수명소비율연산기(22a)와 급수가열기의 수실부에 있는 허용열응력설정기(52)의 출력에 의거한 특정 수명소비율에 의하여 허용열응력치를 연산하며, 급수온도변화율설정연산기
(22c)는 온도변화율을 설정하여 플랜트운전상태표시장치(51)로부터의 플랜트운전신호에 따라 수명소비율을 억제치 보다 낮은 수준으로 수명소비율을 유지한다.
또한, 연산제어장치(22)는 급수온도변화율연산기(22d)를 구비하고 있으며, 급수온도검출기(18), (19), (20) 및 (21)로부터의 검출신호에 따라 각 고압급수가열기의 출기급수온도와 입구급수온도간의 실제급수온도변화율을 연산한다. 급수온도율편차연산기(22e)는 연산기(22c)가 연산한 급수온도변화율의 설정치와 연산기(22d)가 연산한 급수온도변화율의 실제치 사이의 편차를 연산한다. 각 증기추기배관(11), (12) 및 (13)에 배설된 온도 및 압력검출기(61), (62), (63)가 검출한 급수온도변화와 온도 및 압력치의 편차에 따라,가열증기연산기(22f)는 고압급수가열기에도입된 가열증기량 또는 가열증기의 유속을 연산한다. 밸브 개도연산기(22g)는 연산기(22f)의 출력에 따라 각 추기제어밸브(14), (15) 및 (16)의 개도(開度)를 연산한다. 즉, 연산 제어장치(22)는 각 고압급수가열기(8), (9) 및 (10)의 입구와 출구에서 급수온도를 검출하는 온도검출기(18), (19), (20) 및 (21)로부터 입력신호와, 플랜트운전상태표시장치(51)로부터의 플랜트 기동 또는 정지에 관한 입력신호를 받고, 또한 허용열응력설정기(52)로부터의 각 고압급수가열기의 수실부의 허용열응력설정치의 입력신호를 받는다. 상기 입력신호에 따라 플랜트의 기동 또는 정지시에, 급수가열기에서 발생하는 열응력의 제한을 가능하게 하는 급수온도변화율을 즉시로 연산하며,추기배관을 통하여 가열된 증기로서 공급된 소정의 온도와 압력을 가진 추기증기량을 연산된 급수온도변화율의 실제 급수온도에 일치하도록 연산한다. 그리고 추기제어밸브(14), (15) 및 (16)의 개도를 제어하는 출력신호를 추기증기의 연산된 값에 대응하도록 연산한다.
다음에 재열증기터어빈화력플랜트의 급수가열기는 다음과 같이 작동한다.
보일러(30)의 점화후, 보일러 최소방출량에 해당하는 급수량을 급수펌프(6)를 구동함으로써 급수관(7)을 통해 탈기기(1)로부터 보일러(30)내의 과열기(31)에 공급한다. 이때, 탈지기(1)내는 진공상태이거나 약 0.3atm 정도의 저압상태에 있으며, 그 저수온도는 60-107℃ 정도로 되어 있다. 즉, 탈기기(1)에 복수기(37)에서 복수관(2)을 통해서 공급되는 복수는 보조증기관(3)에서 도입되는 가열증기에 의해 107℃ 정도로 가열된다. 그리고 급수펌프(6)로 승압된 급수는 고압급수관(7)에 배설된 제3고압급수가열기(8), 제2고압급수가열기(9), 제1고압급수가열기(10)를 순차적으로 거쳐 보일러(30)에 급수되지만, 플랜트 기동 당초의 보일러기동단계에서는 터어빈(33), (34), (35)이 기동되어 있지 않으므로, 제1 내지 제3고압급수가열기(8)-(10)의 가열증기가 없고, 각 추기배관(11)-(13)에 설치한 추기제어밸브(14)-(16)는 모두 닫혀 있다.
제4도(a)에 나타낸 순서에 의해, 터어빈 기동후 터이빈부하가 약 5% 정도에 도달한 다음에 제3추기밸브(14)를 일정개도까지 서서히 열어 제3고압급수가열기(8)를 인서어비스하고, 다음에 제2추기밸브(15)를 일정개도까지 서서히 열어 제2고압급수가열기(9)를인서어비스하며, 마지막으로 제1추기밸브(16)를 일정개도까지 서서히 열어 제1고압급수가열기(10)르 인서어비스한다. 본원 발명의 상술한 작동과정에서 살펴본바와 같이 가열기는 순차적으로 저압축에서 고압축으로 인서어비스를 한다.
그리고, 제5도(a)에 나타낸 바와 같이 제2추기밸브(15)의 여는 조작동안은 제3추기밸브(14)의 개도는 소정시간 유지되며, 제1추기밸브(16)의 개조작 동안은 제3 및 제2추기밸브(14), (15)의 개도는 모두 소정시간 유지된다. 한편, 플랜트정지시는 제4도(b) 및 제5도(b)에 나타낸 바와 같이, 그 순서는 반대로 약20% 정도까지, 부하강하후 제1추기밸브(16)를 일정개도까지 닫아 제1고압급수가열기(10)를 정지하고, 다음에 제2추기밸브(15)를 일정개도까지 닫아 제2고압급수가열기(9)를 정지하고, 마지막으로 제3추기밸브(14)를 일정개도까지 닫아 제3고압급수가열기(8)를 정지한다. 제4도(b) 및 제5도(b)에 나타낸 바와 같이 이 순서에 의하여 가열기는 순차적으로 고압측으로부터 정지된다.
고압급수가열기의 제어계통은 다음과 같이 작동한다. 제2도는 설명의 편의상, 제3고압급수가열기(8)에 대한 제억계통만을 나타낸다. 즉, 제2도에 있어서, 연산제어장치(22)에는 제3도에 나타낸 바와 같이 급수온도변화폭과 급수온도변화율과의 관계로부터 대상으로 되는 고압급수가열기(8)의 수실부의 플랜트 기동에서 정지까지의 1사이클당 장치의 수명소비율을 산출하여 데이터를 기억해 두는 수명소비율연산기(22a)와, 상기 연산기(22a) 및 급수가열기(8)의 수실부의 허용열응력설정기(52)로부터의 신호에 의거하여 수명소비율을 연산하는 장치에 의하여 허용열응력치를 산출하는 허용열응력설정연산기(22b)가 구비되어 있다. 또한 연산제어장치(22)에는, 허용열응력치를 급수온도변화율설정연산기(22c)에 제공할 수 있는 배열로 되어 있는 상기 허용열응력설정연산기(22b)로부터의 허용열응력치에 의거하여 수명소비율을 낮게 억제할 수 있는 급수온도변화율, 즉 300℃/시간보다 낮은 값으로 설정하는 동시에, 플랜트운전상태표시장치(51)로부터의 플랜트 기동, 정지신호에 의해 운전한다. 급수온도변화율연산기(22d)는 고압급수배관(7)에 배설된 제3급수가 열기(8)의 입구급수온도(T2) 및 출구급수온도(T3)를 각기 검지하는 온도검출기(18), (19)로부터의 검지신호에 의하여 실제의 급수온도변화율을 산출한다.
급수온도율편차연산기(22e)는 급수온도변화율설정연산기(22c)로 산출된 급수온도변화율의 설정치와 급수오노변화율연산기(22d)로 산출된 급수온도변화율의 실제치와의 편차를 연산한다. 연산제어장치(22)의 가열증기연산기(22f)는 추기배관(11)에 배설된 온도·압력검출기(61)로부터의 입력신호에 의하여 급수온도율편차연산기(22e)로부터의 급수온도변화율 출력의 편차에 상응하는 가열증기의 유속 또는 가열증기량을 연산한다. 밸브 개도연산기(22g)는 가열증기연산기(22f)의 출력에 대응한 추기밸브(14)의 개도를 제어하는 제어신호를 출력한다. 증기터어빈플랜트의 기동, 정지시 각 고압급수가열기(8)-(10)의 운전을 할 경우에, 연산제어장치(22)는 이 급수가열기의 수실부에 작용하는 열응력이 항상 허용열응력 값 이하로 억제할 수 있도록 급수온도변화율을 소정치 이하로 유지해서 급수가열기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
따라서, 제5도(a)에 나타낸 바와 같이 증기터어빈플랜트의 기동시에는 상기 연산제어장치(22)의 작용에 의해(터어빈기동, 병입후의) 일정터어빈부하(예를들면 5% 부하)로 제3추기밸브(14)를 먼저 일정개도까지 서서히 열어 제3고압급수가열기(8)에 가열증기를 공급하고, 다음에 이 제3고압급수가열기(8)를 인서어비스해서 다음에 제2추기밸브(15)를 일정개도까지 서서히 열어 제2고압급수가열기(9)에 가열증기를 공급하며, 이 제2고악급수가열기(9)를 인서어비스한 다음, 마지막으로 제1추기밸브(16)를 일정개도까지 서서히 열어 제1고압급수가열기(10)에 가열증기를 공급해서 이 제1고압급수가열기(10)를 인서어비스하게 된다. 이 단계에서는 각 추기밸브(14)-(16)는 모두 조금 열린 상태이지만 각 급수가열기(8)-(10)에 가열증기가 도입됨으로써 각 급수가열기(8)-(10)을흘러내리는 급수는 약간 가열되므로 급수온도가 상승한다.
그후, 각 급수가열기(8)-(10)의 출입구에 설치된 온도검출기(18)-(21)에 의해 각각의 급수온도(T2)-(T5)를 상기 추기밸브(14)-(16)가 춘차적으로 열려가는 시간에 따라 검출하고, 그 검출치에 의거하여 연산제어장치(22)의 급수온도변화율연산기(22d)에 의해 실제의 급수온도상승율이 연산되며, 급수온도율편차연산기(22e)는 설정연산기(22c)에서 연산된 것을 허용열응력에서 정해진 설정치와 비교한다.
이 결과, 실측에 의거한 급수온도변화율이 설정치보다 낮은 경우는 각각의 추기밸브(14)-(16)의 여는 조작 조건으로 연산제어장치(22)의 밸브개도연산기(22g)에서 추기밸브(14)-(16)에 밸브여는 조작신호가 출력되어 이들 밸브(14)-(16)는 더욱 개도가 증가되는 방향으로 조작된다. 한편, 어느 하나의 고압급수가 열기의 수실에 있어서의 실제의 급수온도변화율이 설정치를 초가했을 경우는, 해당하는 급수가열기에 추기증기를 공급하는 추기밸브(14)-(16)의 여는 조건이 성립되지 않게 되며, 추기밸브(14)-(16)는 그 현재위치(개도)에서 유지된다.
이와같은 제어를 각 급수가열기에 대해 급수온도가 소정치로 승온하기까지, 즉 히이터기동완료까지 계속함으로써, 각 급수가열기의 수실부에 있어서의 온도변화율, 결과적으로 열응력을 설정치 이하로 제어되게 되어, 급수가열기의 수명소비율을 낮게 억제할 수 있는 것이다.
본 방식에 의한, 심야정지후의 터어빈플랜트 재기동시에 있어서의 터어빈부하와 급수온도의 관련을 제6도에 나타내며, 대표예로서 급수펌프의 출구온도(T2)는 제3고압급수가열기입구온도를 나타내며, 제2고압급수가열기출구온도(T4)는 제1고압급수가열기입구온도를 나타낸다. 제6도에 표시된 바와 같이 상기 연산 제어장치(22)에 의해 각 추기밸브(14)-(16)를 제어함으로서, 각 고압급수가열기(8)-(10)에 있어서의 급수온도변화율은 정지시 277℃/시간, 재기동시 166℃/시간으로 허용치인 300℃/시간 이하로 확실하게 저감된다.
다음에 상술한 본원 발명의 일실시예인 플랜드기동시의 각 고입급수가열기의 출입구급수온보변화의 상황을 제7도에 나타낸다. 제7도에서 이해할 수 있듯이, 제2고압급수가열기입구에서 최대 168℃/시간, 제1고압급수가열기입구에서 최대 240℃/시간으로 급수온도변화율이 허용치인 300℃/시간 이하로 저감되는 것이다.
상술한 본원 발명의 실시에에 의하면, 다음의 여러가지 효과가 달성된다. 특히 플랜트 기동정지시에 있어서의 고압급수가열기의 수실에서 발생된 열응력의 양을 저감시킴으로써, 급수가열기의 손상을 방지하여, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있으며, 그결과 보수점검비를 절감할 수 있다. 또한, 상기 급수가열기의 수명소비량은 용량 1000MW급, 초초임계압화력플랜트의 검토예에서는 표 1과 같이 대폭 삭감된다.
[표 1]
Figure kpo00001
그 외에, 본원 발명의 특징에 의하면, 급수가열기의 수실열응력 저감을 위해 필요한 플랜트 기동 정지시의 터어빈부하유지조작 등인 급수가열기워어밍조작이 불필요해지므로, 플랜트의 기동정지시간이 단축되며, 기동에너지가 대단히 저감된다. 또한 플랜트의 운전조작이 단순화되고, 운용성능이 향상된다.
또한, 본원 발명에 의하면, 워어밍증기를 발생시키는 증기발생기와 같은 급수가열기를 증기화력플랜트의 구조가 매우 간단하게 된다.
제8도 및 제9도에는 제1도의 실시예와는 다른 급수가열기의 제어장치를가진 재열증기터어빈 화력플랜트를 나타낸다. 그러나 제8도 및 제9도에 나타낸 양 실시예는 원리적으로나 운용상 기본적으로는 제1도에 나타낸 실시예와 동일하지만, 제8도 및 제9도에 있어서 플랜트 기동 정지시의 급수가열기의 입구에서의 급수온도 변화폭은 급수게통 최하류측의 제1고압급수가열기가 가장 크며, 그만큼 급수온도변화율도 커지므로, 제1실시에와의 상이한 부분은 제1고압급수가열기(10)의 급수온도변화율만을 제어하는 점이 특징이다(제2 및 제3고압급수가열기의 급수온도변화율은 제1고압급수가열기의 그것보다 작다).
따라서 증기터어빈플랜트의 급수가열기의 상기 제어장치는 급수가열기의수명소비량을 감소시키는데 효력이 있으므로, 증기화력 플랜트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예에는 제어장치의 구성을 간략화 할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또, 제9도에 나타낸 실시예는 연산제어장치(22)의 연산부에, 미리 각 기동모우드에 있어서의 급수온도변화율을 계산 또는 시운전시의 실측데이터에 의거하여 프로그램으로서 설정하고, 그 신호에 의해 각 추기밸브를 제어하는 구성으로 한 것이다. 이와같이 증기 터어빈플랜트의 급수가열기의 상기 제어장치는 또한 급수가열기의 수명소비량을 감소시키는 효과가 있으므로 증기화력플랜트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이외에 본 실시예에 있어서도 제어장치의 구성이 간소화된다고 하는 효과가 얻어진다.
상기 설명에서 명백한 바와 같이, 본원 발명에 의하 증기터어빈 화력프랜트는 플랜트기동, 정지시에 급수가열기의 워밍조작을 필요로 하지 않고 급수가열기의 급수온도의 승온, 강온을 가능하게 하므로, 수명소비가 억제되고, 증기터어빈플랜트의 신뢰성이 향상되며 또한 유지비를 저감시킨다.
본원 발명에 의한 몇가지 실시예를 도시하여 설명했지만, 본원 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람이 실시할 수 있는 것과 같은 많은 변경과 변형을 할 수 있으므로 여기에 나타내고 설명한 것에 한정되지 않으며, 특허청구의 범위에 의한 것임을 이해하여야 한다.

Claims (16)

  1. 최소한 하나의 급수가열기수단을 포함하는 증기터어빈 플랜트에 있어서, 보일러수단과, 보일러수단에서 생성하여 주증기배관수단을 통해서 공급되는 증기에 의하여 구동되는 증기터어빈수단과, 증기터어빈수단에서 배기된 증기를 응축하는 복수기 수단과, 보일러수단의 상류와 복수기수단을 연결하는 급수배관수단과, 급수배관수단에 배설된 상기 최소한 하나의 급수가열기수단과, 추기증기(抽氣蒸氣)를 도입하기 위하여 증기터어빈수단과 급수가열기수단과의 사이에 배설된 추기배관수단과, 추기증기의 양을 제어하기 위하여 추기배관수단에 배설된 제어밸브수단과, 급수가열기수단의 소정 허용열응력에 따라 급수온도변화율을 연산하는 연산수단과, 연산수단의 출력에 따라 밸브수단을 제어하는 연산제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급수가열기의 운전보호장치.
  2. 제1항에 있어서, 연산제어장치는 최소한 하나의 급수가열기수단의 입구 및 출구 측에 설치된 급수온도검출수단과, 이 온도검출수단의 출구측에 따라 실제의 급수온도변화율을 연산하는 제1연산수단과, 급수가열기수단의 소정허용열응력에 의거하여 허용급수온도변화율을 연산하는 제2연산수단과, 밸브수단을 제어하기 위한 수단에 대한 작동신호로서 제1연산수단과 제2연산수단의 출력 사이의 편차를 연산하는 제3연산수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 제2항에 있어서, 밸브제어장치는 추기배관수단을 통해 흐르는 추기증기의 온도 및 압력중 최소한 하나를 거출하기 위하여 추기배관수단에 배설된 온도 및 압력검출수단과, 제3연산수단과 온도 및 압력검출수단의 출력에 따라 금수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 양을 연산하기 위한 제4연산수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 제2항에 있어서 제2연산수단은 급수가열기수단의 허용열응력을 설정하는 제1허용열응력 설정수단과, 증기터어빈 플랜트의 기동에서 정지작동으로의 사이클당 급수가열기수단의 수명소비량(壽命消費量)을 연산하는 수명소비율 연산수단과, 제1허용열응력설정수단과 수명소비율 연산수단의 출력에 의하여 급수가 열기수단의 특정 수명소비율하에 허용열응력을 연산하는 제2허용열응력설정수단과, 제2허용열응력설정수단의 출력에 따라서 허용급수온도변화율을 연산하는 급수온도변화율연산수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 최소한 하나의 급수가열기수단을 포함하는 증기터어빈 플랜트에 있어서, 증기터어빈플랜트는 과열기와 재열기를 수납하고 있는 보일러수단과, 과열기에서 생성하여 주증기배관수단을 통해서 공급되는 증기에 의해 구동되는 고압증기터어빈수단과, 재열기수단에서 가열되어 고온재열증기배관수단을 통해 유도되는 재열증기에 의하여 구동되는 중압증기터어빈수단과, 중압증기터어빈수단에서 배기된 증기를 응축시키는 복수기수단과, 고압증기터어빈수단의 출구와 재열기의 입구를 연결시키는 저온재열증기배관수단과, 복수기수단과 과열기의 상류측을 연결시키는 급수배관수단으로 이루어지며, 최소한 하나의 급수가열기수단은 급수가열기수단에 배설되며, 증기추기배관수단은 급수가열기수단에 추기증기를 도입시키기 위하여 고압증기터어빈수단 및 급수가열기수단의 사이에 배설되고, 제어밸브수단은 추기증기의 양을 제어하기 위하여 추기배관수단에 배설되며, 소정열응력에 따라서 허용열응력을 연산하는 수단과, 허용열응력연산수단의 출력에 따라 허용급수온도변화율을 연산하는 수단과, 급수가열기수단으로 도입되는 추기중기의 양을 연산하는 수단과, 추기증기연산수단의 양의 출력에 따라서 추기값을 제어하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급수가열기의 운전보호장치.
  6. 제5항에 있어서, 허용열응력연산수단은 급수가열기수단의 허용열응력 값을 설정하는 수단과, 허용열응력설정수단의 출력에 의해서 증기터어빈플랜트의 기동에서 정지작동으로의 사이클당 급수가열기수단의 수명소비율을 연산하는 수단과, 수명소비율 연산수단의 출력에 따라 급수가열기수단의 특정 수명소비율하에 허용열응력 값을 연산하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 제6항에 있어서, 허용급수온도변화율 연산수단은 급수가열기수단의 입구측 및 출구측에서 급수온도를 검출하는 수단과, 급수온도검출수단의 출력에 의하여 실제급수온도변화율을 연산하는 수단과, 허용열응력 연산수단의 출력에 의하여 허용급수온도 변화율을 설정하는 수단과, 허용급수온도변화율 설정수단과 실제 급수온도변화율 연산수단의 출력에 따라서 가열증기 연산수단에 대한 입력신호로서 급수온도율 편차를 연산하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  8. 제7항에 있어서, 가열증기의 양을 연산하는 수단은 급수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 온도 및 압력을 검출하는 수단과, 추기증기검출수단의 온도와 압력 및 급수온도변화율 편차연산수단의 출력에 따라서 추기증기의 유속을 연산하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  9. 증기터어빈 플랜트의 기동 및 정지시 증기터어빈 플랜트에 배설되어 있는 최소한 하나의 급수가열기수단을 제어하는 방법에 있어서, 급수가열기수단의허용열응력을 연산하는 단계와, 허용열응력의 연산된 값에 따라 급수의 급수온도변화율을 연산하는 단계와, 급수온도변화율의 연산된 값에 따라서 증기터어빈에서 급수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 양을 일정하게 하기 위하여 증기추기밸브를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급수가열기의 운전보호방법.
  10. 제9항에 있어서, 급수가열기수단의 허용열응력을 연산하는 단계는 급수가열기수단의 수실부의 허용열응력 값을 설정하고, 열응력의 설정값에 의거하여 증기터어빈플랜트의 기동에서 정지작동으로의 사이클당 급수가열기수단의 수명소비율을 연산하고, 수명소비율의 연산된 값에 따라서 급수가열수단의 특정수명소비율하에 허용열응력 값을 연산하는 순서의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제9항에 있어서, 급수온도변화율을 연산하는 단계는 급수가열기수단의 입구측 및 출구측에서 급수온도를 검출하고, 검출된 급수온도 값에 의거하여 실제급수온도변화율을 연산하고, 허용열응력 값에 의거하여 허용급수도변화율을 연산하는 순서의 단계와, 연산된 급수온도변화율의 두 값에 의하여 급수온도편차를 연산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제9항에 있어서, 추기밸브수단을 제어하는 단계는 추기증기의 온도 및 압력을 검출하고,추기증기의 검출된 값에 의하여 급수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 양을 연산하고, 추기증기의 양의 연산된 값에 따라서 추기밸브수단을 일정하게 하기위한 작동신호를 연산하는 순서의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 증기터어빈플랜트의 기동 및 정지시 증기터어빈플랜트에 배설되어 있는 최소한 하나의 급수가열기수단을 제어하는 방법에 있어서, 급수가열기수단의 허용열응력 값을 설정하는 단계와, 소정열응력의 조건하에 급수가열기수단의 수명소비율을 연산하는 단계와, 연산된 수명소비율과 설정허용열응력의 출력에 의거하여 급수가열기수단의 특정 수명소비율하에 허용열응력 값을 연산하는 단계와, 소정의 특정 수명소비율하에 허용열응력 값에 의하여 허용급수온도변화율을 연산하는 단계와, 급수가열기수단의 실제급수온도변화율을 연산하는 단계와, 급수온도변화율의 연산된 값에 따라서 급수온도율 편차를 연산하는 단계와, 급수온도를 편차의 연산된 값과 추기증기의 조건에 의거하여 급수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 양을 연산하는 단계와, 추기증기의 연산량의 출력에 따라서 추기밸브를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급수가열기의 운전보호방법.
  14. 제13항에 있어서, 급수가열기수단의 수명소비율을 연산하는 단계는 터어빈플랜트의 기동에서 정지작동으로의 사이클당 소정열응력에 의거하여 수명소비율을 연산하는 단게로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제14항에 있어서, 급수가열기수단의 실제 급수온도 변화율을 연산하는 단계는 최소한 하나의 급수가 열기수단의 입구 및 출구측에서 급수온도를 검출하고 급수온도의 검출된 값에 따라 실제 급수온도변화율을 연산하는 단게로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제15항에 있어서, 추기증기의 양을 연산하는 단계는 추기증기의 온도 및 압력을 검출하고, 급수온도율 편차의 연산된 값과 추기증기의 온도 및 압력의 검출된 값에 따라 급수가열기수단으로 도입되는 추기증기의 양을 연산하는 순서의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
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