(57)【要約】 【課題】  取水口へのクラゲの襲来等により復水器を冷却する冷却水の取水が阻害されたときに、プラントの運転員の経験や勘に頼ることなく、冷却水の取水量及びプラントの出力を適切に制御することができる復水器の冷却水取水量制御方法及びそのシステムを提供する。【解決手段】  冷却水の取水口１０に設けた除塵機１２の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定装置１４と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御装置７と、該取水量制御装置７に連動して蒸気タービン１の出力を制御する出力制御装置８とからなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御方法であって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定手段と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御手段と、該取水量制御手段に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御手段とからなる復水器の冷却水取水量制御方法。
【請求項２】
前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報手段を備えた請求項１に記載の復水器の冷却水取水量制御方法。
【請求項３】
前記取水量制御手段が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１又は２に記載の復水器の冷却水取水量制御方法。
【請求項４】
前記取水量制御手段が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１乃至３の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御方法。
【請求項５】
前記取水量制御手段が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項１乃至４の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御方法。
【請求項６】
蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御システムであって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定装置と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御装置と、該取水量制御装置に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御装置とからなる復水器の冷却水取水量制御システム。
【請求項７】
前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報装置を備えた請求項６に記載の復水器の冷却水取水量制御システム。
【請求項８】
前記取水量制御装置が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６又は７に記載の復水器の冷却水取水量制御システム。
【請求項９】
前記取水量制御装置が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６乃至８の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御システム。
【請求項１０】
前記取水量制御装置が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項６乃至９の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
海岸に立地した発電所や工場等のプラントでは、蒸気タービンの復水器を冷却する冷却水として海水を取水して使用している。海水中には、クラゲをはじめとする海生物やゴミ等が浮遊しており、これらの浮遊物が取水口に取り込まれると冷却水の取水が阻害され、復水器の真空低下により蒸気タービンに悪影響を及ぼし、最悪の場合にはプラントの運転停止に追い込まれる恐れがある。従来、海水中の浮遊物対策としては、冷却水の取水口に除塵機を設けて海水中の浮遊物を取り除くようにしており、取水口へのクラゲ来襲自動監視装置を設けたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４６４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、クラゲの大量発生等により除塵機の処理能力を超えた浮遊物が取水口に襲来すると、除塵機のスクリーンが目詰まりを起こし、復水器の冷却用の海水を充分に確保することができなくなる場合があるため、運転員がプラントの状態を監視しながら出力を下げる等の対応をする必要があった。この場合、プラント出力の調整は、運転員の経験や勘に頼っているために、無理な運転状態が続くと、除塵機の停止や復水器の真空低下等によりプラントの各機器に悪影響を及ぼす恐れがあるという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、取水口へのクラゲの襲来等により復水器を冷却する冷却水の取水が阻害されたときに、プラントの運転員の経験や勘に頼ることなく、冷却水の取水量及びプラントの出力を適切に制御することができる復水器の冷却水取水量制御方法及びそのシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御方法であって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定手段と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御手段と、該取水量制御手段に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御手段とからなる復水器の冷却水取水量制御方法を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報手段を備えた請求項１に記載の復水器の冷却水取水量制御方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１又は２に記載の復水器の冷却水取水量制御方法を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１乃至３の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項１乃至４の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御システムであって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定装置と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御装置と、該取水量制御装置に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御装置とからなる復水器の冷却水取水量制御システムを提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報装置を備えた請求項６に記載の復水器の冷却水取水量制御システムを提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６又は７に記載の復水器の冷却水取水量制御システムを提供するものである。
【００１４】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６乃至８の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御システムを提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項６乃至９の何れかに記載の復水器の冷却水取水量制御システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る復水器の冷却水取水量制御方法によれば、蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御方法であって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定手段と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御手段と、該取水量制御手段に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御手段とからなる構成を有することにより、水位差測定手段で除塵機の前後における冷却水の水位差を測定してクラゲ等の浮遊物の襲来を検知することができ、冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量と蒸気タービンの出力を連動して抑制することによって、除塵機の処理能力以上の浮遊物が襲来して除塵機の停止等のトラブルを防止することができるのみならず、水位差が更に拡大して冷却水の取水が困難な状況に陥るのを未然に防ぎ、復水器の真空低下等によるトラブルを防止することができる効果がある。
【００１７】
また、本発明は、前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報手段を備えた請求項１に記載の構成を有することにより、クラゲ等の浮遊物の襲来を確実に知ることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１又は２に記載の構成を有することにより、冷却水の取水量を抑制して除塵機に襲来する浮遊物の量を減少させることができるから、除塵機の駆動装置にかかる負荷を軽減し、除塵機の停止等のトラブルを防止することができる効果がある。
【００１９】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項１乃至３の何れかに記載の構成を有することにより、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を蒸気タービンの出力と連動して抑制することによって、更に復水器の真空度が低下するのを防止して蒸気タービンの運転が停止するのを防止することができる効果がある。
【００２０】
また、本発明は、前記取水量制御手段が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項１乃至４の何れかに記載の構成を有することにより、襲来した浮遊物の量に応じて冷却水の取水量と蒸気タービンの出力を適正値に制御することができ、蒸気タービン・除塵機等のプラントに悪影響が及ぶのを防止することができる効果がある。
【００２１】
また、本発明に係る復水器の冷却水取水量制御システムによれば、蒸気タービンの復水器を冷却するための冷却水の取水量を制御する復水器の冷却水取水量制御システムであって、前記冷却水の取水口に設けた除塵機の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定装置と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御装置と、該取水量制御装置に連動して蒸気タービンの出力を制御する出力制御装置とからなる構成を有することにより、水位差測定装置で除塵機の前後における冷却水の水位差を測定してクラゲ等の浮遊物の襲来を検知することができ、冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量と蒸気タービンの出力を連動して抑制することによって、除塵機の処理能力以上の浮遊物が襲来して除塵機の停止等のトラブルを防止することができるのみならず、水位差が更に拡大して冷却水の取水が困難な状況に陥るのを未然に防ぎ、復水器の真空低下等によるトラブルを防止することができる効果がある。
【００２２】
また、本発明は、前記冷却水の水位差が所定値に達したときに警報を発する警報装置を備えた請求項６に記載の構成を有することにより、クラゲ等の浮遊物の襲来を確実に知ることができる効果がある。
【００２３】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、前記除塵機の駆動装置の負荷が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６又は７に記載の構成を有することにより、冷却水の取水量を抑制して除塵機に襲来する浮遊物の量を減少させることができるから、除塵機の駆動装置にかかる負荷を軽減し、除塵機の停止等のトラブルを防止することができる効果がある。
【００２４】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を抑制するようにした請求項６乃至８の何れかに記載の構成を有することにより、復水器の真空度が所定値以下のときに冷却水の取水量を蒸気タービンの出力と連動して抑制することによって、更に復水器の真空度が低下するのを防止して蒸気タービンの運転が停止するのを防止することができる効果がある。
【００２５】
また、本発明は、前記取水量制御装置が、冷却水の取水量を複数段階に制御するようにした請求項６乃至９の何れかに記載の構成を有することにより、襲来した浮遊物の量に応じて冷却水の取水量と蒸気タービンの出力を適正値に制御することができ、蒸気タービン・除塵機等のプラントに悪影響が及ぶのを防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明に係る復水器の冷却水取水量制御システムは、蒸気タービン１の復水器２を冷却するための冷却水の取水量を制御する制御システムであって、前記冷却水の取水口１０に設けた除塵機１２の前後における冷却水の水位差を測定する水位差測定装置１４と、該冷却水の水位差が所定値以上のときに冷却水の取水量を抑制する取水量制御装置７と、該取水量制御装置７に連動して蒸気タービン１の出力を制御する出力制御装置８とから構成してある。
【実施例１】
【００２７】
図１に示す実施例において、４はボイラーであり、重油・軽油・石炭等の燃料を燃やして高温・高圧の蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気配管５ａで蒸気タービン１に送り、発電機３に接続した蒸気タービン１を回転させて発電するようにしている。
【００２８】
復水器２は、蒸気タービン１を回転させた蒸気を冷却水で冷やして水に戻し、蒸気タービン１の復水器２側を真空にして、ボイラー４側と復水器２側の圧力差により蒸気タービン１を効率良く回転させることができるようにしている。復水器２で水に戻されたボイラー水は、給水配管５ｂを通ってボイラー給水ポンプ（ＢＦＰ−Ｔ）でボイラー４に再び送られる。
また、復水器２には、真空度計を設けて復水器２の真空度を測定することができるようにしてあり、復水器２の真空度が所定値以下のときに、取水量制御装置７が冷却水の取水量を抑制することができるように構成してある。
【００２９】
図１に示す実施例において、取水口１０は、海水を取水して復水器２の冷却水に使用することができるように設けてあり、カーテンウォール１１と除塵機１２を備えている。カーテンウォール１１は、取水口１０の周囲に設けて深層の冷たい海水を取水することができるようにしてある。除塵機１２は、カーテンウォール１１と取水口１０の間に設けてあり、スクリーン部で海水中の浮遊物Ｋを捕捉して、駆動装置１３によって浮遊物Ｋを取り除くことができるようにしてある。
【００３０】
除塵機１２の駆動装置１３には、所定の負荷がかかると作動する第一段安全装置と第二段安全装置を設けてあり、駆動装置１３の負荷が所定値以上のときに、取水量制御装置７が冷却水の取水量を抑制することができるように構成してある。図示の実施例において、第一段安全装置は、所定の負荷がかかったときに剪断するシャーピンからなり、第二段安全装置は、更に大きな負荷がかかったときに剪断する非常用シャーピンからなる。なお、駆動装置１３の安全装置は実施例に限定されず、トルクリミッターや電流制限器等を使用することも可能である。
【００３１】
図１に示す実施例において、水位差測定装置１４は、除塵機１２の前後に設けた水位計からなり、両水位計の差から除塵機１２の前後における海水の水位差Δｈを測定することができるようにしてある。水位差測定装置１４は測定した水位差データを取水量制御装置７に伝達することができるようにしてあり、取水量制御装置７は水位差Δｈが所定値以上のときに海水の取水量を抑制することができるように構成してある。
また、水位差測定装置１４には警報装置１６を設けてあり、海水の水位差Δｈが所定値に達したときに警報を発することができるようにしてある。
【００３２】
図１に示す実施例において、１５は循環ポンプであり、取水口１０から海水を取水して冷却水配管６ａを通って復水器２に送水することができるようにしてある。また、循環ポンプ１５は、通常運転時には蒸気タービンの出力や海水の温度に応じて、取水量制御装置７により動翼開度を調整して海水の取水量を適切な量に調整することができるように構成してある。また、復水器２で蒸気を冷却した海水は、排水管６ｂを通って海水中に放水するようにしてある。
【００３３】
図１に示す実施例において、取水量制御装置７と出力制御装置８は中央制御装置に設けてある。図１において、取水口１０にクラゲ等の浮遊物Ｋが大量に襲来すると、取水口１０に設けた除塵機１２のスクリーン部が目詰まりを起こし、除塵機１２の前後の海水面に水位差Δｈが生じる。この水位差Δｈが所定値以上のときに、取水量制御装置７は、循環ポンプ１５の動翼開度を調整して海水の取水量を抑制することができるようにしてある。また、出力制御装置８は、取水量制御装置７による海水の取水量の制御に連動して蒸気タービン１の出力を抑制することができるように構成してある。
【００３４】
次に、本発明に係る復水器の冷却水取水量制御方法を図２乃至図７に基づいて説明する。図示の実施例において、ボイラー４は石炭を燃料とする石炭火力ボイラーである。
図２に示す実施例において、水位差測定装置１４が除塵機１２の前後の海水面の水位差（以下、「除塵機水位差」という）Δｈを測定し、除塵機水位差Δｈが警戒水位（実施例では２５０ｍｍ）以上になると、警報装置１６が警報を発令し、浮遊物Ｋの襲来による水位差の拡大に備えるようにしている。
【００３５】
浮遊物Ｋの襲来により除塵機水位差Δｈが拡大し、第一基準水位差（実施例では３５０ｍｍ）以上になると、取水量制御装置７は第一段取水量調整を行うようにしてある。図３及び図７に示すように、第一段取水量調整は、警報装置１６が警報を発令して海水の取水量を調整することを知らせる。次に、取水量制御装置７が、循環ポンプ１５の動翼開度を例えば８３％に減少させて、海水の取水量を抑制する。また、蒸気タービン１の出力減少に備えて負荷降下の準備をする。
【００３６】
除塵機水位差Δｈが更に拡大し、第ニ基準水位差（実施例では６００ｍｍ）以上になるか、又は、除塵機１２において１台目の駆動装置１３の第一段安全装置であるシャーピンが切断すると、取水量制御装置７は第二段取水量調整を行うようにしてある。
図４及び図７に示すように、第二段取水量調整は、出力制御装置８が発電機３の負荷を例えば５００ＭＷから３７５ＭＷに低減し、蒸気タービン１の出力を抑制すると共に、取水量制御装置７が循環ポンプ１５の動翼開度を８３％から６０％に減少させて、海水の取水量を更に抑制する。このとき、復水器２の出口弁の開度も減少させる。また、ボイラー４に設けた複数台の石炭ミルの内１台の運転を停止し、更なる減負荷に備えておく。
【００３７】
取水口１０に更に浮遊物Ｋが襲来して、除塵機１２の負荷が増大し、１台目の駆動装置１３の第二段安全装置である非常用シャーピンが切断するか、又は、復水器２の真空度が所定値（実施例では９２ＫＰａ）以下になると、取水量制御装置７は第三段取水量調整を行うようにしてある。
図５及び図７に示すように、第三段取水量調整は、出力制御装置８が発電機３の負荷を３７５ＭＷから２５０ＭＷに低減し、蒸気タービン１の出力を抑制すると共に、取水量制御装置７が循環ポンプ１５の動翼開度を６０％から４５％に減少させて、海水の取水量を更に抑制する。また、２台目の石炭ミルの運転を停止すると共に、ボイラー給水ポンプの１台目を停止して、更なる減負荷に備えておく。さらに、重油系統のウォーミングを実施して、解列準備をする。
【００３８】
第三段取水量調整状態において、除塵機１２の運転が不能になるか、又は、復水器２の真空度が所定値（９２ＫＰａ）以下になると、取水量制御装置７は第四段取水量調整を行うようにしてある。
図６及び図７に示すように、第四段取水量調整は、出力制御装置８が発電機３の負荷を２５０ＭＷから１５０ＭＷに低減し、蒸気タービン１の出力を抑制すると共に、取水量制御装置７が循環ポンプ１５の動翼開度を４５％から３０％に減少させて、海水の取水量を更に抑制する。
【００３９】
なお、冷却水の取水量調整は、実施例のように四段階に限られず、二段、三段、又は五段以上にすることも勿論可能である。また、冷却水の取水量調整は、除塵機水位差のみに基づいて行うこともでき、除塵機１２にかかる負荷や復水器２の真空度とそれぞれ組み合わせて調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明復水器の冷却水取水量制御システムの一実施例を示す構成図。
【図２】その一実施例を示すフローチャート。
【図３】その一実施例の細部を示すフローチャート。
【図４】その一実施例の細部を示すフローチャート。
【図５】その一実施例の細部を示すフローチャート。
【図６】その一実施例の細部を示すフローチャート。
【図７】その一実施例の一作動状態を示す表。
【符号の説明】
【００４１】
１  蒸気タービン
２  復水器
３  発電機
４  ボイラー
５ａ  蒸気配管
５ｂ  給水配管
６ａ  冷却水配管
６ｂ  排水管
７  取水量制御装置
８  出力制御装置
１０  取水口
１１  カーテンウォール
１２  除塵機
１３  駆動装置
１４  水位差測定装置
１５  循環ポンプ
１６  警報装置
Ｋ  浮遊物
【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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