(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所の復水を浄化する、複数台Ｎに並列に接続された復水脱塩装置のうち１台を停止させて、他の復水脱塩装置へ復水を通水させる制御機能を含む制御装置であって、
複数台Ｎの内の１台を停止する際に、現在の合計復水流量Ｗを算出する手段と、
１台を停止した場合の残りの台数Ｎ−１を算出する手段と、
前記現在の合計復水流量Ｗを、前記残りの台数（Ｎ−１）で除算する割り算手段と、
前記割り算手段で得られた商Ｗ／（Ｎ−１）である、残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量と、予め定めた許容値とを比較して該許容値を越える場合にはその停止を不許可とする手段とを備える、復水脱塩装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記制御装置は、前記復水脱塩装置に付設された専用制御装置である、復水脱塩装置の制御装置。
【請求項３】
発電所の復水を浄化する、複数台Ｎに並列に接続された復水脱塩装置のうち１台を停止させて、他の復水脱塩装置へ復水を通水させる制御ステップを含む制御方法であって、
複数台Ｎの内の１台を停止する際に、現在の合計復水流量Ｗを算出するステップと、
１台を停止した場合の残りの台数Ｎ−１を算出するステップと、
前記現在の合計復水流量Ｗを、前記残りの台数（Ｎ−１）で除算するステップと、
前記割り算手段で得られた商Ｗ／（Ｎ−１）である、残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量と、予め定めた許容値とを比較するステップと、
残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量が前記許容値を越える場合にはその停止を不許可とするステップとを含む、復水脱塩装置の制御方法。
【請求項４】
コンピュータに対して、
請求項３に記載の復水脱塩装置の制御方法の各ステップを実行させるコンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のコンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復水脱塩装置の制御装置及び制御方法に関し、更に具体的には火力発電所等で使用される、復水器から排出される給水を処理する復水脱塩装置の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所では、石炭・油・ガスなどの燃料のもつ熱エネルギーを機械的エネルギーに変え、更に電気エネルギーに変えている。
【０００３】
図１に示すように、例えば石炭を燃料とする火力発電所では、石炭をボイラ１５で燃焼して給水１０を蒸気１１に変えて、高圧タービン１７，中圧タービン１８及び低圧タービン１９に送っている。蒸気の熱エネルギーは、これらタービンで機械エネルギーに変換されタービン翼を回転し、夫々のタービンに連結された発電機２０，２１を回転し、電気エネルギーを生成している。
【０００４】
タービン１７，１８，１９から排気された蒸気は、復水器５に送られる。復水器５は、タービンの排気（蒸気）を冷却凝縮し、真空をつくるとともに復水として回収する装置である。即ち、タービンからの蒸気と冷却水としての海水を取り込み、非接触の熱交換を行って蒸気を冷却して復水（給水）１０として回収し、再び給水ポンプ２２によりボイラ１５へと送られる。
【０００５】
この給水１０が、復水器５からボイラ１５に送られる給水管の途中に復水脱塩装置（「デミネ」と通称される。）（図１では図示せず。）が配置され、ボイラ１５に送られる給水を浄化している。復水脱塩装置はイオン交換樹脂を備え、給水を通過させることにより給水の純度を上げるものである。従って、一定量の給水を通過させると、イオン交換樹脂は汚れて浄化作用を果たさなくなるため、再生又は交換することが必要となる。
【０００６】
大規模な火力発電所では給水浄化の要求量も大きいため、一般に、複数の復水脱塩装置（各復水脱塩装置と「塔」とも言う。）を並列接続して、その要求量に対応している。また、複数塔の復水脱塩装置を並列接続していることにより、火力発電所を運転しながら、汚れた復水脱塩装置のみ停止して取り出して再生又は交換している。
【特許文献１】特開平6-43289「発電プラントの給水装置」（公開日：平成６年２月１８日）  特開平6-43289に開示された発明は、復水ポンプが停止した場合においても復水脱塩装置の機能を維持して樹脂の劣化を起こさないようにするため、復水ポンプが停止したとき低圧ドレインポンプを停止させる技術であり、本発明とは関係ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、火力発電所を運転しながら、汚れた復水脱塩装置を停止するには、復水水量（負荷）と（復水脱塩装置１台当たりの）通水可能量とをバランスを監視しながら、停止する必要がある。負荷が通水可能量を越える事態が発生すると、復水脱塩装置の後段の復水ブースタポンプの入口圧力が低下して、安全装置が働いて複数台が並列接続された復水ブースタポンプ（図２の３７参照）の何台かが停止（ポンプトリップ）して、ランバック（給水を復水器に強制的に戻すこと。）の事故が発生するおそれがある。従って、負荷と通水可能量との監視は極めて重要である。
【０００８】
一方、大規模な火力発電所の運転を制御する手段としては、上位の制御手段から下位の制御手段が階層的に構築されて、全体として運転制御を担当している。例えば、本出願人の所有する三隅火力発電所では、図示していないが、発電プラント起動停止過程時は，CPTR（ユニット計算機のAPS（起動停止）プログラム）からTSQ（タービンシーケンス制御装置）を介して現地シーケンサ（復水脱塩装置用SQ）へ起動停止を出力し，信号を受けた現地シーケンサが復水脱塩装置の起動停止プログラムに沿って，実際にバルブ他を駆動し復水脱塩塔を通水状態又は停止状態へ移行させる。
発電プラントが通常運転状態となると，ユニット計算機のAPSプログラムは制御していないため，オペレータが復水脱塩装置の各塔通水量を確認し停止できると判断した場合に，CRT（オペレータ操作盤）から停止／起動を出力させると，TSQを介して現地シーケンサへ停止／起動指令を出力する。つまり，発電プラントの起動／停止過程の復水脱塩装置の起動停止はCPTRが指令を出し，発電プラントが通常の運転状態となると起動停止はオペレータが指令を出すということである。CPTR又はCRTから出力された起動／停止指令は，いずれもTSQを通り現地シーケンサへ出力される（入力信号はこの逆のラインを通る）。
なお、発電プラントが通常運転状態になると，復水脱塩装置の起動／停止の保護インターロックは、現地シーケンサにプログラムされているインターロックだけとなるが，停止指令をキャンセルする条件は“２塔以下の通水状態”のみである。発電プラントが通常運転状態において２塔通水以下となると，復水流量（負荷）と復水脱塩装置の通水可能量のバランスを保つことはできないため，実際には機能しないインターロックである。
【０００９】
従って、複数塔の停止が発生した場合でも、復水脱塩装置の負荷と通水可能量とを監視して制御する復水脱塩装置の制御装置及び制御方法の開発が望まれていた。
【００１０】
そして、開発される復水脱塩装置の制御装置及び制御方法は、現在ある階層的に構築された火力発電所の制御手段に大幅な変更を加えることなく、実現可能なシステムであることも望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明は、新規な復水脱塩装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
更に、本発明は、新規な復水脱塩装置の制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
更に、本発明は、現在ある火力発電所の制御手段に大幅な変更を加えることなく実現可能な新規な復水脱塩装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
更に、本発明は、現在ある火力発電所の制御手段に大幅な変更を加えることなく実現可能な新規な復水脱塩装置の制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
上記目的に鑑みて、本発明に係る復水脱塩装置の制御装置は、発電所の復水を浄化する、複数台に並列に接続された復水脱塩装置の制御装置であって、複数台の内の１台を停止する際に、予め停止後の各復水脱塩装置の通水量が予め定めた許容値を越える場合にはその停止を不許可とする手段を備える。
【００１６】
更に、本発明に係る復水脱塩装置の制御装置は、発電所の復水を浄化する、複数台Ｎに並列に接続された復水脱塩装置の制御装置であって、複数台Ｎの内の１台を停止する際に、現在の合計復水流量Ｗを算出する手段と、前記合計復水流量Ｗを、１台を停止した場合の残りの台数Ｎ−１を算出する手段と、前記現在の合計復水流量Ｗを、前記残りの台数（Ｎ−１）で除算する割り算手段と、前記割り算手段で得られた商Ｗ／（Ｎ−１）である、残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量と、予め定めた許容値とを比較して該許容値を越える場合にはその停止を不許可とする手段とを備える。
【００１７】
更に、上記復水脱塩装置の制御装置では、前記制御装置は、前記復水脱塩装置に付設された専用制御装置とすることができる。
【００１８】
更に、本発明に係る復水脱塩装置の制御方法は、発電所の復水を浄化する、複数台に並列に接続された復水脱塩装置の制御方法であって、複数台の内の１台を停止する際に、予め停止後の各復水脱塩装置の通水量が予め定めた許容値を越える場合にはその停止を不許可とするステップを含む。
【００１９】
更に、本発明に係る復水脱塩装置の制御方法は、発電所の復水を浄化する、複数台Ｎに並列に接続された復水脱塩装置の制御方法であって、複数台Ｎの内の１台を停止する際に
、現在の合計復水流量Ｗを算出するステップと、前記合計復水流量Ｗを、１台を停止した場合の残りの台数Ｎ−１を算出するステップと、前記現在の合計復水流量Ｗを、前記残りの台数（Ｎ−１）で除算するステップと、前記割り算手段で得られた商Ｗ／（Ｎ−１）である、残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量と、予め定めた許容値とを比較するステップと、残りの復水脱塩装置１台当たりの復水流量が前記許容値を越える場合にはその停止を不許可とするステップとを含む。
【００２０】
更に、本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに対して、上記復水脱塩装置の制御方法の各ステップを実行させるコンピュータプログラムである。
【００２１】
更に、本発明に係る記録媒体は、上記のコンピュータプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、新規な復水脱塩装置の制御装置を提供することができる。
【００２３】
更に、本発明によれば、新規な復水脱塩装置の制御方法を提供することができる。
【００２４】
更に、本発明によれば、現在ある火力発電所の制御手段に大幅な変更を加えることなく実現可能な、新規な復水脱塩装置の制御装置を提供することができる。
【００２５】
更に、本発明によれば、現在ある火力発電所の制御手段に大幅な変更を加えることなく実現可能な、新規な復水脱塩装置の制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る復水脱塩装置の制御装置及び制御方法の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面に描かれた同じ要素に対しては同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００２７】
本発明は、基本的には、従来使用していた復水脱塩装置の制御装置に対して、新たな機能を追加したものである。従って、本発明の理解を容易にするため、最初に従来使用していた復水脱塩装置の制御装置及び制御方法を簡単に説明し、次に本実施形態に係る復水脱塩装置の制御装置及び制御方法の実施形態を、従来のそれとの相違を明確にしながら説明する。なお、従来の復水脱塩装置の制御装置及び制御方法といえども、本出願人の所有する火力発電所内部で採用されている技術であって、一般に公表された公知技術ではないことを承知されたい。
【００２８】
［従来の復水脱塩装置の制御装置及び制御方法］
図２は、図１の復水器５の後段にある復水脱塩装置及び関連装置を中心にした復水系統の一部を説明する図である。この復水系統は、三隅火力発電所で実用されているものである。
【００２９】
図２に示すように、復水器５を通過した凝縮水（復水）はホットウェル（温水だめ）３０で一定量に貯えられて、復水ポンプＡ，Ｂ３１のポンプ作用により、グランドコンデンサ３４へ送られる。グランドコンデンサでタービングランド蒸気を回収し、この熱交換機で復水へ熱回収を行って復水温度の上昇を図り、復水脱塩装置３５へ送られる。復水脱塩装置３５は、復水中の不純物を取り除く装置であり、Ａ塔、Ｂ塔、Ｃ塔及びＤ塔の４塔が並列接続されている。復水脱塩装置３５を通った復水は、復水ブースタポンプ３７により昇圧されて脱気器（図示せず。）を通って、ボイラ１５へと送られる。
【００３０】
図には示していないが、この復水脱塩装置３５に付設されてこれを監視し制御する専用制御装置として、復水脱塩装置用ＳＱがある。
【００３１】
図３は、復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置（復水脱塩装置用ＳＱ実行装置）５０をインターロック状況の観点から説明する図である。即ち、復水脱塩装置Ａ塔の停止を許可する条件を明示する。他の復水脱塩装置Ｂ，Ｃ，Ｄ塔に対しても、同じ復水脱塩装置の制御装置が夫々設けられている。
【００３２】
図３では、表記○はＯＲ条件であり、表記□はＡＮＤ条件を示している。図に示すように、復水脱塩装置Ａ塔を停止の条件（Ａ塔脱塩装置停止許可条件（５５））は、先ず、復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置５０では、復水脱塩装置ＢＰ弁が全開（５３）又は他の復水脱塩装置（Ｂ〜Ｄ塔）の内の２塔が通水中（５４）であることを必要とする。
【００３３】
更に、復水脱塩装置Ａ塔の採水系ＳＷが自動モードになっており（５２）、復水脱塩装置Ａ塔に対する起動指令が既にあってこれを保持していること（５１）が、必要条件である。
【００３４】
図３の復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置５０では、他の復水脱塩装置（Ｂ〜Ｄ塔）の内の２塔が通水中（５４）であれば、他の条件が揃うと、復水脱塩装置Ａ塔の停止許可条件（５５）が成立することになる。本発明者は、制御装置５０には、復水水量（負荷）と（復水脱塩装置１台当たりの）通水可能量とのバランスを監視して制御する手段は設けられていないことを発見した。即ち、４塔通水を１塔減らし、更に１塔減らす場合、２塔停止までは保護となるインターロックが無く、誤った操作により無条件で停止が可能となっている。
【００３５】
このため、復水水量（負荷）が（復水脱塩装置１塔当たりの）通水可能量を越える事態が発生する可能性が存在する。このような事態が発生すると、復水脱塩装置の後段の復水ブースタポンプの入口圧力が低下し、復水ブースタポンプの１台がポンプトリップして、ランバックの事故が発生するおそれがあることを認識したのである。
【００３６】
［本発明に係る復水脱塩装置の制御装置及び制御方法の実施形態］
そこで、本発明者は、復水水量と通水可能量とのバランスを監視して制御する手段を開発したのである。この監視・制御手段は、現在ある火力発電所の階層的な多重に組み合わさった制御手段に大幅な変更を加えることなく実現可能な手段であることが望ましい。
【００３７】
図４は、新たに開発した復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置（復水脱塩装置用ＳＱ実行装置）５１をインターロック状況の観点から説明する図である。即ち、復水脱塩装置Ａ塔の停止を許可する条件を明示する。他の復水脱塩装置Ｂ，Ｃ，Ｄ塔に対しても、同じ復水脱塩装置の制御装置が夫々設けられている。制御装置５１は、通常の制御用コンピュータで構成できる。
【００３８】
この復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置５１は、上述した現状の復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置５０（図中、破線で囲む部分）の前段に、復水水量と通水可能量とのバランスを監視して制御する手段を負荷して構成されている。
【００３９】
制御装置５１は、復水脱塩装置３５に付設されてこれを監視し制御する専用制御装置の復水脱塩装置用ＳＱに対して、復水水量と通水可能量とのバランスを監視して制御する手段を付加するだけあり、現在ある火力発電所の階層的で多重に組み合わさった制御手段に何等変更を加えることなく実現することが出来る。
【００４０】
本発明に直接関係する図中の太線ルートを中心に説明すると、復水脱塩装置Ａ塔の流量（流量計で実測した流量データ。以下同じ。）６１，復水脱塩装置Ｂ塔の流量６２，復水脱塩装置Ｃ塔の流量６３及び復水脱塩装置Ｄ塔の流量６４が、加算手段６９に入力され、模擬復水流量（復水水量、即ち負荷）Ｗが算出され、ＳＷ７２を通って、割り算手段７６に送られる。
【００４１】
一方、復水脱塩装置Ａ起動指令（即ち、Ａ塔の採水確認。以下同じ。）６５（図３の５１に同じ），復水脱塩装置Ｂ起動指令６６，復水脱塩装置Ｃ起動指令６７及び復水脱塩装置Ｄ起動指令６８が、加算手段７０に送られ、合計採水塔数Ｎが算出され、減算手段７３に送られ、ここで−１の減算が行われる。（採水塔数Ｎ−１）のデータは、ＳＷ８０を通って、割り算手段７６に送られる。
【００４２】
割り算手段７６では、復水流量／（Ｎ−１）の除算が行われ、商として、仮に１塔停止した場合の１塔当たりの復水流量が算出される。この「１塔停止した場合の１塔当たりの復水流量」は、最大／最小判定手段（Ｈ／Ｌ）７８に送られ、基準値（許容値）と比較され、基準値以下であれば、「１」が出力される。基準値は、各塔当たり最大流量以下の任意に定められた値でよく、三隅発電所では最大流量７３７トン／時であるので、余裕をもたして基準値７３０トン／時と設定している。
【００４３】
仮に１塔停止した場合であっても各塔は最大流量を超えない場合、出力「１」がＡＮＤ条件８６に送られる。ＡＮＤ条件８６の他の入力は、インターロック使用／不使用ソフトのスイッチが「使用」に設定されていることで、これはプログラムが使用中であることを示す条件である。ＡＮＤ条件８６の出力が、現状の復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置５０（図中、破線で囲む部分）に送られる。
【００４４】
他の要素ＳＷ７２，８０等は、安全確保のためのルートであり、本発明に直接関係がないので、説明を省略する。
【００４５】
この復水脱塩装置の制御装置５１では、Ａ塔を停止する際に、予め、実際の復水流量を他のＢ，Ｃ，Ｄ塔で処理した場合の各塔の流量Ｗ／（Ｎ−１）を算出し、その流量が許容値（基準値）を超えているか否かを判定している。そして、許容値を超えている場合には、Ａ塔の停止は許可されない構成となっている。勿論、他の塔Ｂ，Ｃ，Ｄに対しても、同じ制御装置５１が付設されている。
【００４６】
この復水脱塩装置の制御装置５１によれば、予め、停止後の各塔の流量を算出し、その流量が許容値（基準値）を超えているか否かを判定し、各塔が許容値を超えている場合には停止は許可されない。このため、負荷が通水可能量を越える事態が発生する可能性は無くなる。従って、復水脱塩装置の後段の復水ブースタポンプ３１の入口圧力が低下したり、復水ブースタポンプ３１の１台がポンプトリップして、ランバックの事故が発生する可能性は無くなる。
【００４７】
更に、制御装置５１は、現在ある火力発電所の階層的で多重に組み合わさった制御手段に何等変更を加えることなく実現することが出来る。
【００４８】
［変形例等］
以上、本発明の実施形態に関して説明したが、これらは例示であることを承知されたい。本発明は、これら実施形態になされる種々の変更も包含する。
【００４９】
例えば、実施形態では復水脱塩装置が４塔並列接続されているが、これに限定されるも
のではない。
【００５０】
また、復水脱塩装置の制御方法について説明したが、これを実行するコンピュータプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体も本発明の対象である。
本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明が適用される火力発電所の一例を示した図である。
【図２】図２は、図１の復水器の後段にある復水脱塩装置及び関連装置を中心にした復水系統の一部を説明する図である。
【図３】図３は、復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置（復水脱塩装置用ＳＱ実行装置）をインターロック状況の観点から説明する図である。
【図４】図４は、新たに開発した復水脱塩装置Ａ塔に対する復水脱塩装置の制御装置（復水脱塩装置用ＳＱ実行装置）をインターロック状況の観点から説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
５：復水器、  １０:給水、  １１:蒸気、  １５：ボイラ、  １７：高圧タービン、  １８：中圧タービン、  １９：低圧タービン、  ２０：発電機、  ２１：発電機、  ３０：ホットウェル、  ３１：復水ポンプ、  ３４：グランドコンデンサ、  ３５：復水脱塩装置、  ３７：復水ブースタポンプ、  ５０：復水脱塩装置の制御装置、  ５１：復水脱塩装置の制御装置、  ５１，６５：復水脱塩装置Ａ「起動指令」（自己保持）、  ５２：復水脱塩装置Ａ採水系ＳＷ「自動」、  ５３：復水脱塩装置ＢＰ弁「全開」、  ５４：他の復水脱塩装置（Ｂ〜Ｄ）２塔通水中、  ５５：Ａ塔脱塩装置停止許可条件、  ６１：復水脱塩装置Ａ流量、  ６２：復水脱塩装置Ｂ流量、  ６３：復水脱塩装置Ｃ流量、  ６４：復水脱塩装置Ｄ流量、  ６６：復水脱塩装置Ｂ「起動指令」（自己保持）、  ６７：復水脱塩装置Ｃ「起動指令」（自己保持）、
６８：復水脱塩装置Ｄ「起動指令」（自己保持）、  ７０：加算手段、  ７３：減算手段、  ７６：割り算手段、  ７８：Ｈ／Ｌ判定手段
【図１】
0004832049.tif 000002
【図２】
0004832049.tif 000003
【図３】
0004832049.tif 000004
【図４】
0004832049.tif 000005