(57)【要約】【課題】発電プラントの循環水設備において、復水器の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管を流用する。【解決手段】蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備１は、水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプ２４と、循環水ポンプ２４により汲み上げられた冷却水と蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器２と、循環水設備１の運転状態を検出する状態検出装置１５と、状態検出装置１５により検出された循環水設備１の運転状態に基づいて、循環水ポンプ２４を制御する制御装置１６と、を備える。【選択図】図２
2012057532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記循環水設備の運転状態を検出する状態検出装置と、
前記状態検出装置により検出された前記循環水設備の運転状態に基づいて、前記循環水ポンプを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする循環水設備。
【請求項２】
前記循環水ポンプと前記復水器とを接続する第１配管と、
前記第１配管上に設けられる循環水ポンプの出口弁と、をさらに備え
前記状態検出装置は、前記第１配管に接続され、前記循環水ポンプの吐出圧力が所定の設定値に達したときに検出信号を生成する圧力検出装置であり、
前記制御装置は、前記圧力検出装置により生成された前記検出信号に基づいて、前記循環水ポンプの出口弁の開度を制御する、
請求項１記載の循環水設備。
【請求項３】
前記循環水ポンプと、前記循環水ポンプと前記復水器とを接続する第１配管と、前記第１配管上に設けられる循環水ポンプの出口弁及び複数の復水器の入口弁と、前記復水器と、前記復水器により熱交換が行われた後に前記冷却水を水源へ放水する放水庭と、前記復水器と前記放水庭とを接続する第２配管と、前記第２配管上に設けられる複数の復水器の出口弁と、前記複数の復水器の入口弁の間に設けられる入口連絡弁と、前記複数の復水器の出口弁の間に設けられる出口連絡弁と、を備える循環水系が複数個設けられ、
前記状態検出装置は、各循環水系の前記循環水ポンプの出口弁、前記複数の復水器の入口弁及び出口弁、前記入口連絡弁、並びに前記出口連絡弁の開度を示す開度信号を生成する開度発信装置であり、
前記制御装置は、前記開度発信装置により生成された前記開度信号に基づいて、各循環水系の前記循環水ポンプの出口弁、前記複数の復水器の入口弁及び出口弁、前記入口連絡弁、並びに前記出口連絡弁の開度を制御する、
請求項１記載の循環水設備。
【請求項４】
前記循環水ポンプと前記復水器とを接続する第１配管と、
前記第１配管上に設けられる循環水ポンプの出口弁と、をさらに備え
前記状態検出装置は、前記第１配管に接続され、前記循環水ポンプの吐出圧力が所定の設定値を超えたときに検出信号を生成する圧力検出装置であり、
前記制御装置は、
循環水ポンプを駆動する電動機と、
前記圧力検出装置により生成された前記検出信号に基づいて、前記電動機の回転数を制御するための回転制御信号を生成する回転制御装置と、
前記回転制御装置により生成された回転制御信号に基づいて、前記電動機の回転数を制御するインバータと、を備える、
請求項１記載の循環水設備。
【請求項５】
蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器により熱交換が行われた後に、前記冷却水を前記水源へ放水する放水庭と、
前記放水庭から冷却水を汲み上げ、前記水源へ放水する放水ポンプと、
を備えることを特徴とする循環水設備。
【請求項６】
前記放水ポンプにより汲み上げられた冷却水を前記水源まで運ぶ放水用配管をさらに備え、
前記放水ポンプは、前記冷却水を、前記放水用配管を介して前記水源へ放水する、
請求項５記載の循環水設備。
【請求項７】
蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記プールの冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器により熱交換が行われた後に、前記冷却水を前記水源へ放水する放水庭と、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水を貯め、前記冷却水を前記復水器へ供給するプールと、
を備えることを特徴とする循環水設備。
【請求項８】
前記プールは、前記冷却水が前記復水器へ供給されたときに生ずる圧力損失の分だけ、その水面が前記放水庭の水面より高くなるような位置に設けられる、
請求項７記載の循環水設備。
【請求項９】
前記プールの冷却水を汲み上げ、前記復水器２へ送水するプールポンプをさらに備える、請求項７記載の循環水設備。
【請求項１０】
蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記プールの冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器と前記循環水ポンプとを接続する配管と、
前記配管の途中に設けられ、大気中に開放される分岐配管と、
を備えることを特徴とする循環水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備に関し、より具体的には、原子力発電所、火力発電所等の発電プラントの循環水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電所や火力発電所等の蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備では、循環水ポンプが海水や河川水等の水源から冷却水を汲み上げ、復水器へ送水する。そして、復水器が蒸気タービンの排気と冷却水との間で熱交換を行い、熱交換が行われた後の冷却水を放水庭を介して水源に戻す。
【０００３】
近年、既設の発電プラントの増出力が増加傾向にある。その結果、復水器の出入口の温度が上昇し、制限温度を超える可能性がある。例えば、原子力発電所において、原子炉の定格熱出力を増やすと、蒸気タービンの排気量が増える。蒸気タービンの排気量が増えると、復水器の出入口の温度が上昇し、制限温度を超える。
【０００４】
これに対して、復水器の出入口の温度を制限温度より低く抑えるための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。それらの方法の１つは、復水器の冷却水の流量を増やす方法である。
【０００５】
復水器の冷却水の流量を増やすためには、既設の循環水ポンプを大容量の循環水ポンプに取り替えること（以下、「循環水ポンプの大容量化」という）が考えられる。循環水ポンプの大容量化を行うと、循環水ポンプの締切圧力が増加する。その結果、循環水ポンプの締切圧力が、既設の配管の設計圧力を超える可能性がある。既設の配管の設計圧力は、既設の循環水ポンプの締切圧力に耐えられるように決められているからである。
【０００６】
これに対して、循環水ポンプの大容量化とともに、既設の配管を、大容量の循環水ポンプの締切圧力に耐えられるように決められた設計圧力を有する新しい配管に取り替えることが考えられる。しかしながら、既設の配管は地中に埋設されているので、既設の配管を新しい配管に取り替えることは困難である。
【０００７】
以上より、発電プラントの循環水設備において、復水器の冷却水の流量を増やすときには、既設の配管を流用することが望ましい。しかしながら、従来は、そのような提案がなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１９４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、発電プラントの循環水設備において、復水器の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管を流用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様によれば、蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記循環水設備の運転状態を検出する状態検出装置と、
前記状態検出装置により検出された前記循環水設備の運転状態に基づいて、前記循環水ポンプを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする循環水設備が提供される。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器により熱交換が行われた後に、前記冷却水を前記水源へ放水する放水庭と、
前記放水庭から冷却水を汲み上げ、前記水源へ放水する放水ポンプと、
を備えることを特徴とする循環水設備が提供される。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記プールの冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器により熱交換が行われた後に、前記冷却水を前記水源へ放水する放水庭と、
前記循環水ポンプにより汲み上げられた冷却水を貯め、前記冷却水を前記復水器へ供給するプールと、
を備えることを特徴とする循環水設備が提供される。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、蒸気タービンを備える発電プラントの循環水設備であって、
水源から冷却水を汲み上げる循環水ポンプと、
前記プールの冷却水と前記蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する復水器と、
前記復水器と前記循環水ポンプとを接続する配管と、
前記配管の途中に設けられ、大気中に開放される分岐配管と、
を備えることを特徴とする循環水設備が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発電プラントの循環水設備において、復水器の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管を流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の基本概念を説明するためのグラフ。
【図２】第１実施形態に係る循環水設備１を含むシステム構成図。
【図３】第１実施形態の第１例に係る図２の循環水設備１を示す構成図。
【図４】図４は、第１実施形態の第２例に係る図２の循環水設備１を示す構成図。
【図５】図４の循環水設備１の運転状態を示す概念図。
【図６】第１実施形態の第３例に係る図２の循環水設備１を示す構成図。
【図７】図６の循環水設備１を用いたときの復水器２の冷却水の流量と循環水設備１の揚程との関係を示すグラフ。
【図８】第２実施形態に係る循環水設備１を示す構成図。
【図９】第３実施形態の第１例に係る循環水設備１を示す構成図。
【図１０】第３実施形態の第２例に係る循環水設備１を示す構成図。
【図１１】第４実施形態に係る循環水設備１を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態の基本概念について説明する。図１は、本実施形態の基本概念を説明するためのグラフである。
【００１８】
図１は、冷却水の流量（横軸）と循環水設備の揚程（縦軸）との関係を示す。循環水ポンプの性能曲線Ｓ０，Ｓ１は、循環水設備の揚程が減るにつれて冷却水の流量が増える、という特性を示す。循環水設備の系統圧損曲線Ｌ０，Ｌ１は、循環水設備の揚程が増えるにつれて冷却水の流量も増える、という特性を示す。循環水設備の運転点Ｄ０〜Ｄ２は、それぞれ、性能曲線Ｓ０，Ｓ１と系統損失曲線Ｌ０，Ｌ１との交点に設定される。運転点Ｄ０は、既設の循環水ポンプの性能曲線Ｓ０と既設の循環水設備の系統損失曲線Ｌ０との交点（Ｑ０，Ｈ０）に設定される。運転点Ｄ１は、大容量の循環水ポンプの性能曲線Ｓ１と循環水設備の系統損失曲線Ｌ１との交点（Ｑ１，Ｈ１）に設定される。運転点Ｄ２は、既設の循環水ポンプの性能曲線Ｓ０と循環水設備の系統損失曲線Ｌ１との交点（Ｑ１，Ｈ２）に設定される。
【００１９】
循環水ポンプの締切圧力が配管の設計圧力を超えないようにするためには、循環水設備の揚程が制限揚程ＨＴＨを超えない範囲で運転点を設定する必要がある。制限揚程ＨＴＨは、既設の配管の設計圧力に相当する循環水ポンプの締切圧力ＰＴＨに対応する。
【００２０】
本実施形態の第１概念では、既設の循環水ポンプを大容量の循環水ポンプに取り替え、循環水設備の揚程が制限揚程ＨＴＨより小さい（すなわち、冷却水の流量が、制限揚程ＨＴＨに対応する制限流量ＱＴＨより大きい）範囲で図１の運転点Ｄ１を設定する。その結果、循環水ポンプの締切圧力が既設の配管の設計圧力より低く抑えられたまま、復水器の冷却水の流量が増える。例えば、運転点Ｄ１が、領域Ａ以外の領域に設定される。これにより、復水器の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管を流用することができる。
【００２１】
本実施形態の第２概念では、既設の循環水ポンプを流用し、循環水設備の実揚程を下げる。その結果、循環水ポンプの締切圧力を既設の配管の設計圧力より低く抑えたまま、復水器の冷却水の流量が増える。例えば、図１の系統損失曲線Ｌ０が、縦軸方向（揚程が減る方向）にシフトし、系統損失曲線Ｌ１になる。この場合には、運転点Ｄ１（Ｑ１、Ｈ１）は、運転点Ｄ２（Ｑ１，Ｈ２）にシフトする（すなわち、運転点Ｄ２が、冷却水の流量が増え、循環水設備の揚程が減るように設定される）。これにより、復水器の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管を流用することができる。
【００２２】
第１概念及び第２概念の何れにおいても、循環水設備の揚程が制限揚程ＨＴＨより小さい範囲で復水器の冷却水の流量が増えるように、運転点が設定される。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、既存の循環水ポンプを大容量の循環水ポンプに取り替え、循環水設備の運転状態に基づいて循環水設備を制御する例である。すなわち、第１実施形態は、図１の第１概念に対応する。図２は、第１実施形態に係る循環水設備１を含むシステム構成図である。
【００２４】
図２に示すように、第１実施形態に係る循環水設備１は、原子力発電所や火力発電所等の蒸気タービンを備える発電プラント９０とともに用いられる。循環水設備１は、復水器２と、循環水ポンプ２４と、状態検出装置１５と、制御装置１６と、を備える。循環水ポンプ２４は、水源から冷却水を汲み上げ、復水器２へ送水する。復水器２は、循環水ポンプ２４により汲み上げられた冷却水と発電プラント９０の蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する。状態検出装置１５は、循環水設備１の運転状態を検出する。制御装置１６は、状態検出装置１５により検出された循環水設備１の運転状態に基づいて、循環水設備１を制御する。
【００２５】
（第１実施形態の第１例）
第１実施形態の第１例について説明する。第１実施形態の第１例は、循環水ポンプの吐出圧力に基づいて、循環水ポンプの出口弁の開度を制御する例である。図３は、第１実施形態の第１例に係る図２の循環水設備１を示す構成図である。
【００２６】
図３の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、第１配管１８と、復水器２と、第２配管１９と、放水庭４と、圧力検出装置１５ａと、制御装置１６と、を備える。第１配管１８上には、循環水ポンプの出口弁１２及び復水器の入口弁１３が設けられる。第２配管１９上には、復水器の出口弁１４が設けられる。放水庭４には、放水路２０が設けられる。
【００２７】
図３の循環水ポンプ２４は、水源３から冷却水を汲み上げ、第１配管１８を介して復水器２へ送水する。循環水ポンプ２４は、既設の循環水ポンプから取り替えられたものである。循環水ポンプ２４の容量は、既設の循環水ポンプの容量より大きい。すなわち、循環水ポンプ２４により復水器２へ送水される冷却水の流量は、既設の循環水ポンプにより復水器２へ送水されていた冷却水の流量より多い。
【００２８】
図３の復水器２は、循環水ポンプ２４により汲み上げられた冷却水と蒸気タービンの排気との間で熱交換を行うことにより、復水を生成する。復水器２により熱交換が行われると、冷却水は、第２配管１９を介して放水庭４へ送水される。
【００２９】
図３の放水庭４は、復水器２により熱交換が行われた後に、復水器２から送水された冷却水を、放水路２０を介して水源３へ放水する。放水庭４は、大気中に開放されている。
【００３０】
図３の第１配管１８は、循環水ポンプ２４と復水器２とを接続する。図３の第２配管１９は、復水器２と放水庭４とを接続する。第１配管１８及び第２配管１９は、既設の配管である。第１配管１８及び第２配管１９は、それぞれ、既設の循環水ポンプの締切圧力に基づいて決められる設計圧力を有する。
【００３１】
図３の圧力検出装置１５ａは、図２の状態検出装置１５に対応する。圧力検出装置１５ａは、循環水ポンプ２４の吐出圧力が所定の設定値に達したときに検出信号を生成し、制御装置１６に検出信号を送る。検出信号は、循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達したことを示す信号である。圧力検出装置１５ａは、第１配管１８に接続され、循環水ポンプ２４の吐出側（すなわち、循環水ポンプ２４と循環水ポンプの出口弁１２との間）に設けられる。設定値は、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力を超えない範囲で定められる任意の値である。
【００３２】
図３の制御装置１６は、圧力検出装置１５ａから送られる検出信号に基づいて、循環水ポンプの出口弁１２の開度を制御する。循環水ポンプの出口弁１２の開度に応じて、循環水ポンプ２４の締切圧力が変化する。
【００３３】
図３の循環水設備１の作用について説明する。
【００３４】
例えば、図３の復水器の入口弁１３及び出口弁１４が閉じている場合には、循環水ポンプ２４の吐出圧力が上昇する。循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達すると、圧力検出装置１５ａが制御装置１６に検出信号を送る。制御装置１６は、検出信号に基づいて、循環水ポンプの出口弁１２を閉じる。循環水ポンプの出口弁１２が閉まると、循環水ポンプ２４の吐出圧力の上昇が止まる。循環水ポンプの出口弁１２が閉まったときの循環水ポンプ２４の吐出圧力が循環水ポンプ２４の締切圧力である。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００３５】
第１実施形態の第１例によれば、図３の循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達したときに、循環水ポンプの出口弁１２の開度が制御される。このことは、図１の動作点Ｄ１が領域Ａ以外の領域に設定されることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００３６】
（第１実施形態の第２例）
第１実施形態の第２例について説明する。第１実施形態の第２例は、循環水ポンプ２４の出口弁、復水器の入口弁及び出口弁、入口連絡弁、並びに出口連絡弁の開度を制御する例である。図４は、第１実施形態の第２例に係る図２の循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００３７】
図４の循環水設備１は、２つの循環水系（第１循環水系ＣＷＰＡ及び第２循環水系ＣＷＰＢ）と、放水庭４と、開度発信装置１５ｂと、制御装置１６と、を備える。放水庭４には、放水路２０が設けられる。なお、循環水系の数は、幾つでも良い。
【００３８】
図４の第１循環水系ＣＷＰＡ及び第２循環水系ＣＷＰＢは、それぞれ、循環水ポンプ２４と、第１配管１８と、入口連絡弁２５と、復水器２と、出口連絡弁２６と、第２配管１９と、を備える。各循環水系の第１配管１８上には、循環水ポンプの出口弁１２及び１対の復水器の入口弁１３が設けられる。各循環水系の第２配管１９上には、１対の復水器の出口弁１４が設けられる。１対の復水器の入口弁１３の間には、入口連絡弁２５が設けられる。１対の復水器の出口弁１４の間には、出口連絡弁２６が設けられる。入口連絡弁２５及び出口連絡弁２６は、復水器２の伝熱管の洗浄に使用される。第１循環水系ＣＷＰＡの第１配管１８と第２循環水系ＣＷＰＢの第１配管１８との間には、連絡弁２７が設けられる。循環水ポンプ２４、第１配管１８、復水器２、第２配管１９、放水庭４、及び放水路２０は、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。
【００３９】
図４の開度発信装置１５ｂは、図２の状態検出装置１５に対応する。開度発信装置１５ｂは、第１循環水系ＣＷＰＡ及び第２循環水系ＣＷＰＢの循環水ポンプの出口弁１２、復水器の入口弁１３及び出口弁１４、入口連絡弁２５、並びに出口連絡弁２６の開度を示す開度信号を制御装置１６に送る。
【００４０】
図４の制御装置１６は、開度発信装置１５ｂから送られた開度信号に基づいて、第１循環水系ＣＷＰＡ及び第２循環水系ＣＷＰＢの循環水ポンプの出口弁１２、復水器の入口弁１３及び出口弁１４、入口連絡弁２５、並びに出口連絡弁２６の開度を制御する。
【００４１】
図４の循環水設備１の作用について説明する。図５は、図４の循環水設備１の運転状態を示す概念図である。以下、第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力に対応する開度（以下、「設計開度」という）は２０％である例について説明する。
【００４２】
図５が示す運転状態は、図４の第１循環水系ＣＷＰＡが運転中であり、第２循環水系ＣＷＰＢが停止中である。また、第１循環水系ＣＷＰＡにおいて、入口連絡弁２５（ＡＣ１）及び出口連絡弁２６（ＡＣ２）の開度がそれぞれ全開であり、１対の復水器の入口弁１３（ＡＩ１，ＡＩ２）、１対の復水器の出口弁１４（ＡＯ１，ＡＯ２）、及び循環水ポンプの出口弁１２（ＡＰ）の開度がそれぞれ２０％以下である。また、第２循環水系ＣＷＰＢにおいて、１対の復水器の入口弁１３（ＢＩ１，ＢＩ２）及び１対の復水器の出口弁１４（ＢＯ１，ＢＯ２）の開度がそれぞれ全開である。また、連絡弁２７（ＡＢＣ）の開度が全開である。
【００４３】
図５では、図４の第１循環水系ＣＷＰＡの１対の復水器の入口弁１３（ＡＩ１，ＡＩ２）、１対の復水器の出口弁１４（ＡＯ１，ＡＯ２）、及び循環水ポンプの出口弁１２（ＡＰ）の開度がそれぞれ設計開度（２０％）以下である。従って、制御装置１６は、連絡弁２７（ＡＢＣ）の開度を全開にする。その結果、運転中の第１循環水系ＣＷＰＡの冷却水が停止中の第２循環水系ＣＷＰＢに流れ込む。これにより、運転中の第１循環水系ＣＷＰＡの循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００４４】
仮に、図４の第２循環水系ＣＷＰＡの１対の復水器の入口弁１３（ＢＩ１，ＢＩ２）及び１対の復水器の出口弁１４（ＢＯ１，ＢＯ２）の開度もそれぞれ２０％以下である（すなわち、運転中の第１循環水系ＣＷＰＡの冷却水を停止中の第２循環水系ＣＷＰＢに送ることができない）場合には、制御装置１６は、設計開度の範囲内において、第１循環水系ＣＷＰＡの循環水ポンプの出口弁１２（ＡＰ）を閉じる（例えば、開度を２０％にする）。循環水ポンプの出口弁１２が閉まると、第１循環水系ＣＷＰＡの循環水ポンプ２４の吐出圧力の上昇が止まる。循環水ポンプの出口弁１２が閉まったときの循環水ポンプ２４の吐出圧力が循環水ポンプ２４の締切圧力である。これにより、運転中の第１循環水系ＣＷＰＡの循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００４５】
第１実施形態の第２例によれば、図４の循環水ポンプの出口弁１２、復水器の入口弁１３及び出口弁１４、入口連絡弁２５、並びに出口連絡弁２６の開度が設定値に達したときに、連絡弁２７又は循環水ポンプの出口弁１２の開度が制御される。このことは、図１の動作点Ｄ１が領域Ａ以外の領域に設定されることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００４６】
（第１実施形態の第３例）
第１実施形態の第３例について説明する。第１実施形態の第３例は、循環水ポンプの吐出圧力に基づいて、循環水ポンプを駆動する電動機の回転数を制御する例である。図６は、第１実施形態の第３例に係る図２の循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００４７】
図６の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、第１配管１８と、復水器２と、第２配管１９と、放水庭４と、圧力検出装置１５ａと、制御装置１６と、を備える。第１配管１８上には、循環水ポンプの出口弁１２及び復水器の入口弁１３が設けられる。第２配管１９上には、復水器の出口弁１４が設けられる。放水庭４には、放水路２０が設けられる。循環水ポンプ２４、循環水ポンプの出口弁１２、第１配管１８、復水器の入口弁１３及び出口弁１４、復水器２、第２配管１９、放水庭４、放水路２０、並びに圧力検出装置１５ａは、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。
【００４８】
図６の制御装置１６は、電動機２９と、インバータ２８と、回転制御装置３０と、を備える。
【００４９】
図６の電動機２９は、循環水ポンプ２４を駆動する。
【００５０】
図６の回転制御装置３０は、圧力検出装置１５ａから送られる検出信号に基づいて回転制御信号を生成し、その回転制御信号をインバータ２８に送る。回転制御信号は、循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達したときに電動機２９の回転数を制御するためのインバータ２８のパラメータを示す信号である。
【００５１】
図６のインバータ２８は、回転制御装置３０から送られる回転制御信号に基づいて、電動機２９の回転数を制御する。
【００５２】
図６の循環水設備１の作用について説明する。図７は、図６の循環水設備１を用いたときの復水器２の冷却水の流量と循環水設備１の揚程との関係を示すグラフである。
【００５３】
例えば、図６の復水器の入口弁１３及び出口弁１４が閉じている場合には、循環水ポンプ２４の吐出圧力が上昇する。これにより、図７の系統圧力損失が点Ａから点Ｂに遷移する（すなわち、復水器２の冷却水の流量が減り、循環水設備１の揚程が増える）。図６の循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達すると、圧力検出装置１５ａが回転制御装置３０に検出信号を送る。図６の回転制御装置３０は、検出信号に基づいて回転制御信号を生成し、その回転制御信号をインバータ２８に送る。図６のインバータ２８は、回転制御信号に基づいて電動機２９の回転数を下げる。これにより、図７の系統圧力損失が点Ｂから点Ｃに遷移する（すなわち、復水器２の冷却水の流量及び循環水設備１の揚程が減る）。その結果、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００５４】
第１実施形態の第３例によれば、図６の循環水ポンプ２４の吐出圧力が設定値に達したときに、電動機２９の回転数が制御される。このことは、図１の動作点Ｄ１が領域Ａ以外の領域に設定されることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、既存の循環水ポンプを流用し、放水庭の冷却水の放水量を増やす例である。すなわち、第２実施形態は、図１の第２概念に対応する。図８は、第２実施形態に係る循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００５６】
図８の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、第１配管１８と、復水器２と、第２配管１９と、放水庭４と、放水ポンプ１７と、を備える。放水庭４には、放水路２０及び放水用配管２１が設けられる。第１配管１８、復水器２、第２配管１９、放水庭４、及び放水路２０は、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。
【００５７】
図８の循環水ポンプ２４は、水源３から冷却水を汲み上げ、第１配管１８を介して復水器２へ送水する。循環水ポンプ２４は、既設の循環水ポンプである。すなわち、図８の循環水ポンプ２４により復水器２へ送水される冷却水の流量は、図３の循環水ポンプ２４により復水器２へ送水される冷却水の流量より少ない。
【００５８】
図８の放水ポンプ１７は、放水庭４内に設けられる。放水ポンプ１７は、放水庭４の冷却水を汲み上げ、放水用配管２１を介して水源３へ放水する。放水用配管２１は、放水ポンプ１７により汲み上げられた冷却水を水源３まで運ぶ。
【００５９】
なお、図８の放水用配管２１は省略されても良い。この場合には、図８の放水ポンプ１７は、放水庭４の冷却水を汲み上げ、放水路２０を介して水源３へ放水しても良い。また、放水ポンプ１７は、放水庭４内及び放水路２０内の何れに設けられても良い。
【００６０】
図８の循環水設備１の作用について説明する。
【００６１】
例えば、図８の放水庭４は、復水器２により熱交換が行われた後に、復水器２から送水された冷却水を、放水路２０を介して水源３へ放水する。放水ポンプ１７は、放水庭４の冷却水を汲み上げ、放水用配管２１を介して水源３へ放水する。すなわち、放水ポンプ１７が放水庭の冷却水を汲み上げる分だけ、放水庭４から水源３へ放水される冷却水の流量が増える。放水庭４から水源３へ放水される冷却水の流量が増えると、放水庭４の水面が破線Ｓ１から実線Ｓ２へ下がる。その結果、放水庭４の水面Ｓ２と水源３の水面Ｓ０との差（実揚程）が減少する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００６２】
第２実施形態によれば、図８の放水ポンプ１７により、放水庭４から水源３へ放水される冷却水の流量が増える。このことは、図１の系統損失曲線Ｌ０が、縦軸方向（揚程が減る方向）にシフトし、系統損失曲線Ｌ１になることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００６３】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、循環水ポンプと復水器との間にプールを設ける例である。
【００６４】
（第３実施形態の第１例）
第３実施形態の第１例について説明する。第３実施形態の第１例は、既存の循環水ポンプを流用し、放水庭の水面とプールの水面とのヘッド差を利用して冷却水の流量を増やす例である。すなわち、第３実施形態の第１例は、図１の第１概念に対応する。図９は、第３実施形態の第１例に係る循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００６５】
図９の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、冷却水用配管２２と、プール１０と、第１配管１８と、復水器２と、第２配管１９と、放水庭４と、を備える。冷却水用配管２２上には、循環水ポンプの出口弁１２が設けられる。放水庭４には、放水路２０が設けられる。復水器２、第２配管１９、放水庭４、及び放水路２０は、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。
【００６６】
図９の循環水ポンプ２４は、水源３から冷却水を汲み上げ、冷却水用配管２２を介してプール１０へ送水する。循環水ポンプ２４の容量は、既設の循環水ポンプの容量より大きい。すなわち、循環水ポンプ２４によりプール１０へ送水される冷却水の流量は、既設の循環水ポンプにより復水器２へ送水されていた冷却水の流量より多い。
【００６７】
図９の冷却水用配管２２は、循環水ポンプ２４とプール１０とを接続する。図９の第１配管１８は、プール１０と復水器２とを接続する。
【００６８】
図９のプール１０は、循環水ポンプ２４から送水された冷却水を貯める。プール１０は、大気中に開放されている。プール１０は、冷却水が復水器２へ供給されたときに生ずる圧力損失の分だけ、プール１０の水面Ｓ３が放水庭４の水面Ｓ１より高くなるような位置に設けられる。プール１０の内壁の高さは、循環水設備１の最下部からプール１０の水面Ｓ３までの高さにより生ずる静水頭Ｈが第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力を超えない範囲で、決められる。プール１０の冷却水は、放水庭４の水面Ｓ１とプール１０の水面Ｓ３とのヘッド差により、復水器２へ供給される。なお、プール１０は、静水頭Ｈが第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力に達したときに、プール１０に貯められた冷却水を水源３に戻すオーバーフロー機構（図示せず）を備えても良い。
【００６９】
図９の循環水設備１の作用について説明する。
【００７０】
例えば、図９のプール１０は、循環水ポンプ２４から送水された冷却水を貯める。プール１０の水面Ｓ３の高さは循環水ポンプの出口弁１２の開度に依存し、復水器２の冷却水の流量はプール１０の水面Ｓ３の高さに依存する。すなわち、復水器２の冷却水の流量は、循環水ポンプ２４の吐出圧力に依存しない。その結果、第１配管１８及び第２配管１９にかかる圧力は、静水頭Ｈ以下になる。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００７１】
第３実施形態の第１例によれば、図９のプール１０の冷却水が、放水庭４の水面Ｓ１とプール１０の水面Ｓ３とのヘッド差により、復水器２へ供給される。このことは、図１の動作点Ｄ１が領域Ａ以外の領域に設定されることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００７２】
（第３実施形態の第２例）
第３実施形態の第２例について説明する。第３実施形態の第２例は、既存の循環水ポンプを流用し、プールに設けられたプールポンプを利用して冷却水の流量を増やす例である。すなわち、第３実施形態の第２例は、図１の第２概念に対応する。図１０は、第３実施形態の第２例に係る循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００７３】
図１０の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、冷却水用配管２２と、プール１０と、プールポンプ２５と、第１配管１８と、復水器２と、第２配管１９と、放水庭４と、を備える。冷却水用配管２２上には、循環水ポンプの出口弁１２が設けられる。放水庭４には、放水路２０が設けられる。復水器２、第２配管１９、放水庭４、及び放水路２０は、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。循環水ポンプの出口弁１２及び冷却水用配管２２は、第３実施形態の第１例と同様である（図９を参照）。
【００７４】
図１０の循環水ポンプ２４は、水源３から冷却水を汲み上げ、冷却水用配管２２を介してプール１０へ送水する。循環水ポンプ２４は、既設の循環水ポンプである。すなわち、図１０の循環水ポンプ２４によりプール１０へ送水される冷却水の流量は、図３の循環水ポンプ２４により復水器２へ送水される冷却水の流量より少ない。
【００７５】
図１０のプール１０は、循環水ポンプ２４から送水された冷却水を貯める。プール１０は、大気中に開放されている。プール１０は、その水面Ｓ３と放水庭４の水面Ｓ１との位置関係にかかわらず、任意の位置に設けられる。
【００７６】
図１０のプールポンプ２５は、プール１０内に設けられる。プールポンプ２５は、プール１０の冷却水を汲み上げ、第１配管１８を介して復水器２へ送水する。プールポンプ２５の容量は、プール１０の水面Ｓ３が水源３の水面Ｓ２より常に高くなるようにプール１０の冷却水を復水器２へ送水するのに十分な容量であって、循環水ポンプ２４の容量より小さくても良い。また、プールポンプ２５の締切圧力は、既設の第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力を超えない範囲で定められる。
【００７７】
図１０の循環水設備１の作用について説明する。
【００７８】
例えば、図１０のプール１０は、循環水ポンプ２４から送水された冷却水を貯める。復水器２の冷却水の流量は、プールポンプ２５の容量に依存し、循環水ポンプ２４の吐出圧力に依存しない。その結果、第１配管１８及び第２配管１９にかかる圧力は、プールポンプ２５の吐出圧力である。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００７９】
第３実施形態の第２例によれば、図１０のプール１０にプールポンプ２５が設けられ、プールポンプ２５により、冷却水が復水器２へ送水される。すなわち、既設の循環水ポンプ２４及びプールポンプ２５の両方を用いて復水器２の冷却水の流量を増やしている。このことは、図１の系統損失曲線Ｌ０が、縦軸方向（揚程が減る方向）にシフトし、系統損失曲線Ｌ１になることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、第３実施形態の第１例のように、所定の位置（冷却水が復水器２へ供給されたときに生ずる圧力損失の分だけ、プール１０の水面Ｓ３が放水庭４の水面Ｓ１より高くなるような位置）にプール１０を設けることができない場合であっても、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００８０】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、既存の循環水ポンプを大容量の循環水ポンプに取り替え、循環水ポンプと復水器との間の分岐配管を設ける例である。すなわち、第４実施形態は、図１の第１概念に対応する。図１１は、第４実施形態に係る循環水設備１を示す構成図である。なお、上記の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【００８１】
図１１の循環水設備１は、循環水ポンプ２４と、第１配管１８と、分岐配管１１と、復水器２と、第２配管１９と、を備える。循環水ポンプ２４、復水器２、及び第１配管１８は、第１実施形態の第１例と同様である（図３を参照）。
【００８２】
図１１の第２配管１９は、復水器２と水源３とを接続する。
【００８３】
図１１の分岐配管１１は、第１配管１８の途中に設けられる。分岐配管１１は、大気中に開放されている。分岐配管１１の頂部レベルは、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力を超えない範囲で、決められる。すなわち、分岐配管１１の頂部レベルは、循環水設備１の最下部から分岐配管１１の頂部レベルまでの高さにより生ずる静水頭Ｈが第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力を超えない範囲で、決められる。
【００８４】
図１１の循環水設備１の作用について説明する。
【００８５】
例えば、図１１の循環水ポンプ２４が締切運転となった場合には、冷却水が分岐配管１１から大気中に放出される。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。
【００８６】
第４実施形態によれば、図１１の分岐配管１１により、図１１の循環水ポンプ２４が締切運転となった場合に、第１配管１８内の冷却水が大気中に放出される。このことは、図１の動作点Ｄ１が領域Ａ以外の領域に設定されることを意味する。これにより、循環水ポンプ２４の締切圧力が第１配管１８及び第２配管１９の設計圧力より小さい範囲に抑えられる。従って、復水器２の冷却水の流量を増やすときに、既設の配管である第１配管１８及び第２配管１９を流用することができる。
【００８７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化される。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明が形成可能である。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  循環水設備ポンプ
２  復水器
３  水源
４  放水庭
１０  プール
１１  分岐配管
１２  循環水ポンプの出口弁
１３  復水器の入口弁
１４  復水器の出口弁
１５  状態検出装置
１５ａ  圧力検出装置
１５ｂ  開度発信装置
１６  制御装置
１７  放水ポンプ
１８  第１配管
１９  第２配管
２０  放水路
２１  放水用配管
２２  冷却水用配管
２４  循環水ポンプ
２５  入口連絡弁
２６  出口連絡弁
２７  連絡弁
２８  インバータ
２９  電動機
３０  回転数制御装置
９０  発電プラント 
【図１】
2012057532.tif 000003
【図２】
2012057532.tif 000004
【図３】
2012057532.tif 000005
【図４】
2012057532.tif 000006
【図５】
2012057532.tif 000007
【図６】
2012057532.tif 000008
【図７】
2012057532.tif 000009
【図８】
2012057532.tif 000010
【図９】
2012057532.tif 000011
【図１０】
2012057532.tif 000012
【図１１】
2012057532.tif 000013