(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記加熱器用ドレンタンク内のドレンを上記復水器に排水するドレン排水手段と、
このドレン排水後、上記加熱蒸気弁の開度制御により上記加熱器へ流入する加熱蒸気流入量を一定に制御して上記加熱器の器内圧力を所定値以下に低下せしめる加熱蒸気流入量一定制御手段と、
この加熱蒸気流入量一定制御後、上記湿分分離加熱器の出口の蒸気温度低下率が所定値以内になるように上記加熱蒸気弁を徐々に閉めて全閉する制御手段と、
を有することを特徴とする湿分分離加熱器装置の隔離システム。
【請求項２】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記加熱器用ドレンタンク内のドレンを上記復水器に排水し、このドレン排水後、上記加熱蒸気弁の開度制御により上記加熱器へ流入する加熱蒸気流入量を一定に制御して上記加熱器の器内圧力を所定値以下に低下せしめ、この加熱蒸気流入量一定制御後、上記湿分分離加熱器の出口の蒸気温度低下率が所定値以内になるように上記加熱蒸気弁を徐々に閉めて全閉することにより上記湿分分離加熱器を隔離することを特徴とする湿分分離加熱器装置の隔離方法。
【請求項３】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの圧力を、上記給水加熱器の器内圧力と均圧させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする湿分分離加熱器装置の再起動システム。
【請求項４】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記湿分分離加熱器の隔離後、上記ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの圧力を、上記復水器の器内圧力と均圧させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする湿分分離加熱器装置の再起動システム。
【請求項５】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンを、このドレン流路中に所定時間閉じ込めて放熱させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする湿分分離加熱器装置の再起動システム。
【請求項６】
高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、
上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、
上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、
を有する湿分分離加熱器装置において、
上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの温度を低下させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめることを特徴とする湿分分離加熱器装置の再起動方法。
【請求項７】
請求項１記載の隔離システムと、請求項２〜５のいずれか１項に記載の再起動システムとを有することを特徴とする湿分分離加熱器装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は蒸気タービンプラントにおける湿分分離加熱器装置の隔離システムおよび再起動システム，ならびにその方法に係り、特に、湿分分離加熱器の運転を停止させる隔離時のドレンフラッシュの防止等と、再起動時のウォータハンマーの防止等を図った湿分分離加熱器装置の隔離システムおよび再起動システム，ならびにその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、火力や原子力発電所等の蒸気タービンプラントでは例えば図３で示す湿分分離加熱器装置１を備えている。この装置１は発電機２等を駆動せしめる蒸気タービンの高圧タービン３と低圧タービン４との間に湿分分離加熱器５を設けている。
【０００３】
この湿分分離加熱器５は高圧タービン３からの蒸気の湿分を分離する湿分分離器６と、その蒸気を加熱蒸気により加熱して低圧タービン４へ供給せしめる第１，第２の加熱器７，８とを有する。これら湿分分離器６と第１，第２の加熱器７，８でそれぞれ生じたドレンを、別置の湿分分離器用，第１，第２加熱器用のドレンタンク９，１０，１１に一定量貯水しつつ、これらの各常用ドレンタンク水位調節弁１２，１３，１４を介して給水加熱器１５へ排水する。また、各ドレンタンク９，１０，１１内のドレン水位の異常上昇時には、これらのドレンを復水器１６へ排水する非常用ドレンタンク水位調節弁１７，１８，１９を有する。
【０００４】
そして、プラント運転中に、使用中の湿分分離加熱器５の運転を停止させて隔離する場合は、まず第１，第２加熱器７，８の加熱蒸気弁２０，２１を低圧タービン４に流入する蒸気温度の低下率が規定値以下となるように手動で徐々に閉止して行き、やがて全閉し、加熱蒸気の供給を停止させる。その後、第１，第２加熱器用のドレンタンク１０，１１内のドレンを非常用ドレンタンク水位調節弁１８，１９を介して復水器１６へ排水する方法が採られている。
【０００５】
一方、こうして装置１から隔離された湿分分離加熱器５を再起動する場合は、機器の急激な温度変化を避けるため、プラントの負荷を、例えば１０％程度まで下げてから、第１，第２常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を次第に開動作させて行く。但し、一般的に隔離操作は１００％負荷に近い状態で実施されているのに対し、１０％負荷程度までプラント負荷を下げた場合、給水加熱器１５の内圧，タービン抽気圧力等は大きく低下してしまうので、隔離操作開始から再起動するにあたり、第１，第２非常用ドレンタンク水位調節弁１８，１９を開弁することにより第１，第２加熱器７，８と第１，第２ドレンタンク１０，１１内の凝縮ドレンを復水器１６へ排出している。
【０００６】
この場合、各ドレンタンク７，８内の凝縮ドレンが復水器１６へ排水された時点で第１，第２非常用ドレンタンク水位調節弁１８，１９が全閉となるので、第１，第２ドレンタンク出口逆止弁２５，２６の前後で圧力差が逆転し、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６が全閉となるため、凝縮ドレンはドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１８，１９との間のドレン配管に高温，高圧状態のまま密閉されて滞留される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の湿分分離加熱器５の隔離方法では、加熱蒸気の停止操作に伴う加熱蒸気量の減少で、各加熱器７，８の器内圧力は速かに低下を始める一方、ドレンタンク１０，１１内に保有されている飽和ドレンが隔離操作前の熱量を保有しており、加熱器７，８の器内圧力低下に伴い保有しているドレンはフラッシュを始める。
【０００８】
このフラッシュ蒸気は加熱器７，８に向って逆流し、ドレン配管２２，２３や加熱器７，８でウォータハンマー現象を発生させ、機器に損傷を与えるおそれがある。このため、従来はドレンが急激にフラッシュしないように手動により加熱蒸気の停止に例えば３〜４時間をかけ徐々に行なってきた。本来、低圧タービン４に流入する蒸気温度の低下率を規定値以下に保ち湿分分離加熱器５を隔離するのに必要な時間は例えば約３０分程度であるが、このような長時間にわたる従来の手動隔離操作は運転員に大きな負担を強いるばかりか、操作ミスに伴う機器損傷の危険をはらんだ方法であった。
【０００９】
また、従来の再起動方法では、第１，第２加熱蒸気弁２０，２１の開により、加熱蒸気が第１，第２加熱器７，８に流入し、ドレンタンク１０，１１に水面が形成され、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４が開弁した時に、ドレンタンク１０，１１内の流体温度の方が、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６から常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４までの間の中間ドレン配管２７，２８内に滞留している流体温度よりも低いためにドレンタンク出口逆止弁２５，２６付近でウォータハンマーが発生し、配管系等の機器に過大な荷重が負荷される。
【００１０】
また、給水加熱器１５の器内圧がドレンタンク出口逆止弁２５，２６から常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４までの中間ドレン配管２７，２８内に滞留している流体温度に比べて低いため、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を開弁した際に、これら弁１３，１４付近でもウォータハンマーが発生し、配管系に過大な荷重が負荷されるという課題がある。
【００１１】
そこで本発明はこれらの事情を考慮してなされたもので、その目的は、まず、ドレンタンク内の飽和ドレンのフラッシュの発生を防止しつつ、運転中の湿分分離加熱器を安全かつ速かに自動的に隔離させると共に、低圧タービンに流入する蒸気温度の低下を、タービンの損傷を伴わない変化率に制御することができる湿分分離加熱器装置の隔離システムおよびその方法を提供することにある。
【００１２】
また、他の目的は、湿分分離加熱器の隔離後の再起動を、ドレンのウォータハンマーが配管系等に生ずるのを有効に防止して安全かつ速かに自動的に行なうことができる湿分分離加熱器装置の再起動システム，ならびにその方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために次のように構成される。
【００１４】
本願の請求項１に記載の発明（以下、第１の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記加熱器用ドレンタンク内のドレンを上記復水器に排水するドレン排水手段と、このドレン排水後、上記加熱蒸気弁の開度制御により上記加熱器へ流入する加熱蒸気流入量を一定に制御して上記加熱器の器内圧力を所定値以下に低下せしめる加熱蒸気流入量一定制御手段と、この加熱蒸気流入量一定制御後、上記湿分分離加熱器の出口の蒸気温度低下率が所定値以内になるように上記加熱蒸気弁を徐々に閉めて全閉する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記加熱器用ドレンタンク内のドレンを上記復水器に排水し、このドレン排水後、上記加熱蒸気弁の開度制御により上記加熱器へ流入する加熱蒸気流入量を一定に制御して上記加熱器の器内圧力を所定値以下に低下せしめ、この加熱蒸気流入量一定制御後、上記湿分分離加熱器の出口の蒸気温度低下率が所定値以内になるように上記加熱蒸気弁を徐々に閉めて全閉することにより上記湿分分離加熱器を隔離することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの圧力を、上記給水加熱器の器内圧力と均圧させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、本願の請求項４に記載の発明（以下、第４の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記湿分分離加熱器の隔離後、上記ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの圧力を、上記復水器の器内圧力と均圧させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本願の請求項５に記載の発明（以下、第５の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンを、このドレン流路中に所定時間閉じ込めて放熱させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめる手段を有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本願の請求項６に記載の発明（以下、第６の発明という）は、高圧タービンからの排出蒸気を、湿分分離器によりその湿分を除去すると共に、加熱蒸気を通す加熱器により加熱して低圧タービンへ供給せしめる湿分分離加熱器と、上記加熱器へ供給される上記加熱蒸気の流入量を制御する加熱蒸気弁と、上記加熱器と上記湿分分離器からのドレンをそれぞれ貯留する一方、給水加熱器または復水器へ選択的にそれぞれ排水するドレンタンクと、を有する湿分分離加熱器装置において、上記湿分分離加熱器の隔離後、上記加熱器用ドレンタンクから上記給水加熱器までのドレン流路に滞留しているドレンの温度を低下させてから上記湿分分離加熱器を運転せしめることを特徴とする。
【００２０】
さらにまた、本願の請求項７に記載の発明（以下、第７の発明という）は、請求項１記載の隔離システムと、請求項２〜５のいずれか１項に記載の再起動システムとを有することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
〈第１，第２の発明〉
本発明は、湿分分離加熱器装置から湿分分離加熱器を隔離するために、その加熱器へ加熱蒸気の供給を停止する前に、まず、その加熱器用のドレンタンク内のドレンを復水器へ排出する。したがって、このドレン排出時にはまだ加熱蒸気が加熱器へ供給されているので、この加熱器内圧力が高いためにドレンフラッシュを未然にかつ有効に防止することができる。
【００２２】
しかし、このドレン排水によりドレンタンクが空になると、ドレンにより圧力分離されていた加熱器が復水器とドレン管を介して均圧されるので、加熱器の器内圧が急激に低下する。
【００２３】
このために、加熱器へ流入する加熱蒸気量の増加をもたらし、配管や加熱器器内の蒸気流速を増大させ、これら機器等を振動させ、機器を損傷させる虞が発生するが、加熱蒸気弁の開度制御により、加熱器へ流入する加熱蒸気流量を所定値以下に抑制するので、これらの虞を未然にかつ有効に防止することができる。
【００２４】
また、加熱器の出口側の蒸気温度の低下を低圧タービンの損傷を発生させない変化率に制御することができるので、低圧タービンの損傷を未然かつ有効に防止することができる。つまり、運転中の湿分分離加熱器を安全かつ可及的速かに自動的に隔離することができる。
【００２５】
〈第３〜第６の発明〉
本発明は、上記隔離方法等により、一旦、隔離された湿分分離加熱器を再起動する場合は、その隔離後、加熱器用ドレンタンクから給水加熱器までの間のドレン流路に滞留しているドレンを、給水加熱器または復水器の器内圧力と均圧させ、あるいはこのドレン流路内に所定時間閉じ込めて放熱させることによりドレン温度を低下させるので、ウォータハンマーを未然かつ有効に防止することができる。したがって、隔離後の湿分分離加熱器を安全かつ可及的速かに自動的に再起動することができる。
【００２６】
〈第７の発明〉
本発明は、上記第１の発明に係る隔離システムと、上記第３〜第６のいずれかに係る再起動システムとを有するので、湿分分離加熱器の隔離と再起動とを安全かつ迅速に自動的に行なうことができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図１０に基づいて説明する。図１〜図１０中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００２８】
図１は本発明に係る湿分分離加熱器装置の隔離システムの一実施例の制御ブロック図であり、この自動隔離システム３１は、図３で示す湿分分離加熱器装置１において運転中の湿分分離加熱器５を自動的に停止させて安全かつ迅速に隔離させるものであり、大別して隔離信号スイッチ部，第１加熱器隔離制御部，第２加熱器隔離制御部から構成されており、これらの各加熱器隔離制御部は、ドレン自動排出制御部，加熱蒸気量一定制御部，湿分分離加熱器出口蒸気温度自動制御部から成っている。
【００２９】
（１）隔離信号スイッチ部
これは、「第１加熱器隔離」，「第２加熱器隔離」，「第１，第２加熱器連動隔離」の３つのスイッチを有し、「第１加熱器隔離」のスイッチＯＮ信号で、第１加熱器７のみが隔離される。また、「第２加熱器隔離」のスイッチＯＮ信号では、第１加熱器７の隔離完了を条件に、第２加熱器８が隔離される。「第１，第２加熱器連動隔離」スイッチＯＮ信号では、第１加熱器７の隔離完了後、引続き第２加熱器８が隔離される。
【００３０】
（２）第１加熱器隔離制御部
ａ．ドレン自動排出制御部
一般に、湿分分離加熱器装置１としては、各ドレンタンク９〜１１内のドレン水を一定水位に保持するために各常用ドレンタンク水位調節弁１２〜１４の開度を適宜制御してドレンを給水加熱器１５に排水する第１，第２常用ドレンタンク水位調節器３２ａ，３２ｂと、各ドレンタンク９〜１１内のドレン水位の異常上昇のときに各非常用ドレンタンク水位調節弁１２〜１４の開度を適宜制御してドレンを復水器１６へ排水する第１，第２非常用ドレンタンク水位調節器３２ａ，３２ｂを有する。
【００３１】
そして、ドレン自動排出制御部としては第１加熱器ドレンタンクドレン排出制御器３４ａを有する。これ３４ａは、「第１加熱器隔離」または「第１，第２加熱器連動隔離」の隔離信号スイッチのＯＮ信号で、第１非常用ドレン水位調節弁１８に一定割合開制御信号を与えて、この弁１８を開弁させる一方、第１常用ドレンタンク水位調節弁１３が全閉した信号で、第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８の一定割合開制御信号を第１ドレンタンク１０の水位、一定割合低下制御信号に切り換え、第１ドレンタンク１０のドレンを復水器１６へ自動的に排出する制御を行なうものである。
【００３２】
したがって、隔離信号が発せられると、第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８は、第１加熱器ドレンタンクドレン排出制御器３４ａからの非常用水位調節弁定率開信号Ｓ１により開動作し、第１ドレンタンク１０のドレンは、復水器１６へ排出され、第１常用ドレンタンク水位調節弁１３は全閉する。
【００３３】
第１常用ドレンタンク水位調節弁１３の全閉信号Ｓ２により、第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８の制御信号は、水位定率低下制御信号Ｓ３に切り換わり、ドレン排出を継続し、第１ドレンタンク１０を空にする。
【００３４】
ｂ．加熱蒸気量一定制御部
加熱蒸気量一定制御部は第１加熱器７用の加熱蒸気弁２０の差圧を、第１加熱器７の器内圧力変化から求め、この加熱蒸気弁２０の差圧の上昇に伴う加熱蒸気量の増加を補正し、加熱蒸気量を一定に保つ制御を行なう。
【００３５】
ところで、一般に弁を通過する流体の流量は、弁の開口面積と弁差圧により決まる弁容量係数Ｃｇとして表すことができる。次の数１に示すように弁容量係数Ｃｇの数値が大きいほど弁を通過する流体の流量は多くなり、弁の開口面積や弁差圧が変化しても弁容量係数Ｃｇの数値が同じであれば、弁を通過する流体の流量は一定である。
【００３６】
【数１】
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また、弁の開口面積と弁開度の関係は弁の型式により異なるが、弁開度，弁差圧と弁容量係数：Ｃｇ値との関係を示す代表例のグラフを図３に示す。そこで、流量一定制御を行なう加熱蒸気弁２０のグラフを予め求め、第１加熱蒸気定流量制御器３５ａに関数として入力し、Ｃｇ値を制御定数とすることで、Ｃｇ値一定制御、つまり第１加熱器７へ供給する加熱蒸気の流量一定制御を行なうことができる。
【００３７】
すなわち、第１ドレンタンク１０が空になり、水位低々信号Ｓ４が出力され、さらに、第１加熱器７の器内圧力の低下信号により、第１加熱蒸気定流量制御器３５ａからの加熱蒸気定流量制御信号Ｓ５が第１加熱蒸気弁２０に与えられ、加熱蒸気流量を一定に制御する。
【００３８】
ｃ．湿分分離加熱器出口蒸気温度自動制御部
湿分分離加熱器出口蒸気温度自動制御部は、第１加熱器７の器内圧力が一定または、ある変化率以下の条件が成立すると、湿分分離加熱器５の出口蒸気温度の変化率を監視し、蒸気温度低下率が規定値以内になるよう第１加熱蒸気弁２０に対して閉信号を印加し、この第１加熱蒸気弁２０を信号に従って徐々に閉じて全閉させる制御を行う湿分分離加熱器出口蒸気温度制御器３６を有する。
【００３９】
つまり、第１加熱器７の器内圧力が０Ｋｐａ  以下、圧力変化率が１０Ｋｐａ／ｍｉｎ  以下になると、湿分分離加熱器出口蒸気温度制御器３６からの蒸気温度定率低下制御信号Ｓ６の信号により加熱蒸気弁２０が閉動作される。第１加熱蒸気弁２０は全閉信号Ｓ７で第１加熱器７の隔離が完了し、その完了信号Ｓ８が出力される。
【００４０】
（３）第２加熱器隔離制御部
第２加熱器隔離制御部は、上記第１加熱器隔離制御部と同様、ドレン自動排出制御部，加熱蒸気量一定制御部，湿分分離加熱器出口蒸気温度自動制御部から成り、第２加熱器８のドレンタンク１１，第２常用ドレンタンク水位調節弁１４，第２非常用ドレン水位調節弁１９，第２加熱蒸気弁２１を対象に第１加熱器隔離制御部と同じ制御を行なう。
【００４１】
つまり、第１加熱器隔離完了信号Ｓ８により第２加熱器８の隔離が開始されるが、この第２加熱器８の隔離動作は、第１加熱器７の隔離とほぼ同様であり、第２加熱器ドレンタンクドレン排出制御器３４ｂ，第２加熱蒸気定流量制御器３５ｂを有する。
【００４２】
次に本実施例の作用を説明する。
【００４３】
通常運転の状態では、湿分分離加熱器５の加熱蒸気弁２０，２１は全開であり、第１，第２加熱器７，８で発生するドレンは第１，第２ドレンタンク１０，１１へ導かれ、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を介して給水加熱器１５へ排出されている。ドレン水位が一定水位以上に上昇すると、非常用のドレン水位調節弁１８，１９が開き、ドレンは復水器１６へ排出される。
【００４４】
ここで、湿分分離加熱器５の隔離信号を動作させると、第１加熱器７の第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８に対し一定割合開制御信号を与え、この第１非常用ドレン水位調節弁１８を徐々に開く。
【００４５】
この第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８の開に伴い、第１ドレンタンク１０の水位が低下すると、第１常用ドレンタンク水位調節弁１３が第１ドレンタンク１０の水位を一定に保つべく閉動作を繰り返し、やがて全閉し、全閉信号が出力される。
【００４６】
この第１常用ドレン水位調節弁１３の全閉信号により第１非常用ドレン水位調節弁１８には第１ドレンタンク１０のドレン水位が予め決められた所定の低下率で低下せしめる水位一定割合低下制御信号が印加され、第１ドレンタンク１０の水位は低下を続ける。
【００４７】
第１ドレンタンク１０の水位が第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８の制御範囲を逸脱する値まで低下すると、制御範囲の逸脱直前の信号が第１非常用ドレンタンク水位調節弁１８に印加され続ける。
【００４８】
第１ドレンタンク１０の水位がさらに低下し、空になると、これまでドレンにより圧力的に分離されていた第１加熱器７と復水器１６間の圧力分離が壊れ、第１加熱器７の器内圧力が低下を始める。
【００４９】
第１加熱器７の器内圧力の低下に伴って、第１加熱蒸気弁２０の弁差圧が増え、弁容量係数Ｃｇ値も増大すると、第１加熱蒸気弁２０を通過する蒸気量が増加する。この加熱蒸気量の増加を加熱蒸気定流量制御器３５ａが検出し、第１加熱蒸気弁２０に閉信号を印加し、加熱蒸気流量を一定に保つ制御を行なう。この加熱蒸気流量が一定に保たれることで、湿分分離加熱器５の出口の蒸気温度の変化が規制される。
【００５０】
そして、復水器１６と均圧され第１加熱器７の器内圧力の低下が止まり、また、予め決められた所定の圧力低下率以下になった状態で、第１加熱蒸気弁２０は加熱蒸気流量一定制御による制御を終了する。
【００５１】
この後、湿分分離加熱器５の出口の蒸気温度制御に移行する。この制御は、湿分分離加熱器５の出口の蒸気温度を、予め決められた所定の温度降下率以内で下げるものであり、湿分分離加熱器出口蒸気温度変化率の信号で第１加熱蒸気弁２０を徐々に閉める動作を行なう。第１加熱蒸気弁２０は信号に従って徐々に閉まり、やがて全閉する。第１加熱蒸気弁２０の全閉で第１加熱器７の隔離が完了する。
【００５２】
この第１加熱器７の隔離完了後、第２加熱器８の隔離操作に入る。第２加熱器８の隔離は第１加熱器７の停止と同様な制御であるが、第１加熱器７が隔離完了していることを条件に隔離制御が可能となり、第２非常用ドレンタンク水位調節弁１９および第２加熱蒸気弁２１が制御される弁となる。
【００５３】
したがって、本実施例によれば、湿分分離加熱器５の隔離を手動操作を全く必要としない完全自動操作により安全かつ迅速に行なうことができ、運転員の負担を軽減することができる。また、ドレンタンク１０，１１内のドレンを排出してから、加熱蒸気弁２０，２１を閉じるので、ドレンフラッシュに起因する、サージング現象による機器の損傷を防止することができ、隔離操作の安全性を向上させることができる。
【００５４】
さらにまた、各ドレンタンク１０，１１に滞留するドレンの排出を非常用ドレン水位調節弁１８，１９を、一定割合開制御とドレン水位定割合低下制御により開度制御することにより水位制御の外乱を抑制すると共に、ドレンタンク水位調節の制御範囲を逸脱する空の状態まで、確実にドレンを排出できる。
【００５５】
さらに、このドレン排出後の第１，第２加熱器７，８の器内圧力低下に伴う、加熱蒸気量の増加事象に対し、加熱蒸気弁２０，２１の弁容量係数Ｃｇ値を一定に保つことで、加熱蒸気量を一定に制御する方法を採用したので、加熱蒸気流量をオリフィスまたはフローノズル等で流量を直接計測し、流量信号をもって制御する一般的方法に比して流量計測設備無しに流量一定制御が可能である。
【００５６】
さらにまた、加熱蒸気弁２０，２１の上流の蒸気条件が一定であることから、これら加熱蒸気弁２０，２１の下流に位置する第１，第２加熱器７，８の器内圧力を検出し、加熱蒸気量一定制御の信号とすることができる。
【００５７】
また、ドレンタンク１０，１１の滞留ドレンを排出した後、第１，第２加熱器７，８への加熱蒸気の供給を停止するので、ドレンフラッシュの虞無しに加熱蒸気弁２０，２１を湿分分離加熱器５の出口の蒸気温度降下率に従って閉じる制御が可能となる。
【００５８】
次に、上記隔離システム３１または他の隔離方法により湿分分離加熱器５を一旦隔離した後、この湿分分離加熱器５を再起動する場合の再起動システムおよびその方法の各実施例について説明する。
【００５９】
まず、その第１実施例は、図４に示すように第１，第２加熱蒸気弁２０，２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）を開弁して湿分分離加熱器５の再起動する前に、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を強制的に所定時間全開せしめる制御装置４１を有する。なお、図４および図７，図８は第２加熱器８の再起動のみを図示しているが、第１加熱器７の再起動についても同様とする。
【００６０】
つまり、この制御装置４１は湿分分離加熱器５の隔離により第２加熱蒸気弁２１の元弁２１ａおよびその調節弁２１ｂ，２１ｃが全閉している場合に、再起動信号が入力されたときに、これら加熱蒸気弁２１ａ〜２１ｃを開く前に、常用ドレンタンク水位調節弁１４を所定時間強制的に全開させるものである。
【００６１】
したがって、再起動の際には、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４の強制全開により、加熱器７，８とドレンタンク１０，１１は既に開弁している非常用ドレンタンク水位調節弁１８，１９を通して復水器１６の内圧と等しいため、圧力的にはドレンタンク出口逆止弁２５，２６の前後で圧力が区切れ、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６の下流側圧力Ｐａの方が上流側の圧力Ｐｂよりも高いためドレンタンク出口逆止弁２５，２６は閉弁状態である。
【００６２】
しかし、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４との間の中間ドレン配管２７，２８内に滞留している凝縮ドレンは給水加熱器１５と均圧しているので、この凝縮ドレンは、高圧の飽和ドレン状態から給水加熱器１５の内圧と同一の圧力の飽和ドレンまでに圧力が下がり、温度，圧力共に給水加熱器１５の器内状態と等しくなる。
【００６３】
このために、再起動時、加熱蒸気弁２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）が開弁して、ドレンタンク１０，１１の器内圧が上昇し、その前後の圧力がＰｂ＞Ｐａとなってドレンタンク出口逆止弁２５，２６が開となったとき、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６の入口前は飽和ドレンであり、圧力的にも逆止弁２５，２６前後でドレンの状態が等しいためウォータハンマーの発生を有効に防止することができる。
【００６４】
図５はこのような本実施例による弁操作のタイミングチャートであり、これは図６の従来の弁操作タイミングチャートに示すように、従来は、常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を再起動前に全閉せしめるのに対し、全開させている点を示している。
【００６５】
図７は本発明の第２実施例の再起動システムを示しており、これはドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４との間の各中間ドレン配管２７，２８の途中に、復水器１６に接続されたバイパスライン５１を接続し、これらバイパスライン５１にドレン弁５２を介装すると共に、このドレン弁５２を、再起動のために加熱蒸気弁２０，２１を開弁する前に所定時間強制的に開弁する制御装置５３を設けた点に特徴がある。
【００６６】
したがって、再起動の際には制御装置５３により、まずドレン弁５２が開弁されるので、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４間の中間ドレン配管２７，２８内に滞留する凝縮ドレンは復水器１６へ排出される。このドレンの圧力は高い状態の飽和ドレン状態から復水器１６の内圧までが低下するので、圧力と温度と共に低下する。
【００６７】
そして、その状態で加熱蒸気弁２０，２１を開弁して湿分分離加熱器５を起動した場合、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４との間の中間ドレン配管２７，２８に流入する凝縮ドレンの方が常に温度的に高いので、ウォータハンマーの発生を有効に防止することができる。
【００６８】
図８は本発明の第３実施例の再起動システムを示しており、これは再起動のために加熱蒸気弁２０，２１を開弁する前に、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４間の中間ドレン配管２７，２８内に滞留する凝縮ドレンの温度がその前後の配管内の流体温度よりも低下するまで常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を所定時間強制的に閉じる制御装置６１を設けた点に特徴がある。
【００６９】
したがって、制御装置６１は常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４を所定時間強制的に閉じた後、加熱蒸気弁２０，２１を開弁して湿分分離加熱器５を起動するので、ドレンタンク出口逆止弁２５，２６と常用ドレンタンク水位調節弁１３，１４との間の中間ドレン配管２７，２８に流入する駆動ドレンの方が温度的に高くなるためウォータハンマーの発生を有効に防止することができる。
【００７０】
つまり、従来の起動方法では図９に示すように、ドレンタンク１０，１１の温度Ｔ１  よりも中間ドレン配管２７，２８の温度Ｔ２  の方が高いためウォータハンマーが発生しているが、本実施例では図１０に示すように、、再起動前にドレンタンク１０，１１の温度Ｔ１ａが中間ドレン配管２７，２８の温度Ｔ２ａとほぼ等しくなるので、ウォータハンマを防止することができる。
【００７１】
なお、図９，１０中、Ｔ３  とＴ３ａは従来例と本実施例とにおける給水加熱器１５の温度、Ｔ４  とＴ４ａは同、非常用ドレンタンク水位弁１８，１９の上流側の配管温度をそれぞれ示す。また、図４，７，８では第２の加熱器ラインのみを示し、第１加熱器ラインを図示省略している。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本願第１，第２の発明は、湿分分離加熱器装置から湿分分離加熱器を隔離するときに、その加熱器への加熱蒸気の供給を停止する前に、まずドレンタンク内のドレンを復水器へ排出する。したがって、このドレン排出時にはまだ加熱蒸気が加熱器へ供給されているので、この加熱器内圧力が高いためにドレンフラッシュを未然にかつ有効に防止することができる。
【００７３】
しかし、このドレン排水によりドレンタンクが空になると、ドレンにより圧力分離されていた加熱器と復水器とがドレン管を介して均圧されるので、加熱器器内圧が急激に低下する。
【００７４】
このために、加熱器へ流入する加熱蒸気量の増加をもたらし、配管や加熱器器内の蒸気流速を増大させ、これら機器等を振動させ、機器を損傷させる虞が発生するが、加熱蒸気弁の加熱器へ流入する加熱蒸気流量を所定値以下に制御するので、これらの虞を未然にかつ有効に防止することができる。
【００７５】
また、加熱器の出口側の蒸気温度の低下を、低圧タービンの損傷を発生させない変化率に制御することができるので、低圧タービンの損傷を未然かつ有効に防止することができる。つまり、運転中の湿分分離加熱器を安全かつ可及的速かに自動的に隔離することができる。
【００７６】
また、本願の第３〜第６の発明は、上記隔離方法または他の方法等により、一旦、隔離された湿分分離加熱器を再起動する場合は、その隔離後、ドレンタンクから給水加熱器までの間のドレン流路に滞留しているドレンを、給水加熱器または復水器の器内圧力に均圧させ、あるいはこのドレン流路内に所定時間閉じ込めて放熱させることによりドレン温度を低下させるので、再起動時のウォータハンマーを未然かつ有効に防止することができる。したがって、隔離後の湿分分離加熱器を安全かつ可及的速かに自動的に再起動することができる。
【００７７】
さらに、本願第７の発明は、上記第１の発明に係る隔離システムと、上記第３〜第６のいずれかに係る再起動システムとを有するので、湿分分離加熱器の隔離と再起動とを安全かつ迅速に自動的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る湿分分離加熱器装置の隔離システムおよびその方法の一実施例の制御を示すブロック図。
【図２】図３で示す加熱蒸気弁の弁容量係数を示すグラフ。
【図３】本発明が適用される湿分分離加熱器装置の一例の系統構成図。
【図４】本発明に係る湿分分離加熱器装置の再起動システムおよびその方法の一実施例の構成と作用を示す要部拡大図。
【図５】図４で示す本発明の一実施例に係る再起動システムの弁操作タイミングチャート。
【図６】従来の再起動方法の弁操作タイミングチャート。
【図７】本発明に係る再起動システムの他の実施例の構成等を示す要部拡大図。
【図８】本発明に係る再起動システムのさらに他の実施例の構成等を示す要部拡大図。
【図９】従来の再起動方法により再起動されたときの各所の温度分布を示す図。
【図１０】図８で示す再起動システムにより再起動されたときの各所の温度分布を示す図。
【符号の説明】
１  湿分分離加熱器装置
３  蒸気タービンの高圧タービン
４  低圧タービン
５  湿分分離加熱器
６  湿分加熱器
７  第１加熱器
８  第２加熱器
９，１０，１１  ドレンタンク
１２，１３，１４  常用ドレンタンク水位調節弁
１５  給水加熱器
１６  復水器
１７，１８，１９  非常用ドレンタンク水位調節弁
２０，２１  加熱蒸気弁
２２，２３  ドレン配管
２４，２５，２６  ドレンタンク出口逆止弁
２７，２８  中間ドレン配管
３４ａ，３４ｂ  第１，第２加熱器ドレンタンクドレン排出制御器
３５ａ，３５ｂ  第１，第２加熱蒸気定流量制御器
３６  湿分分離加熱器出口蒸気温度制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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