(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が流入し流出するフィルタ本体と、
前記フィルタ本体に設けられ冷却水中の異物を捕獲するフィルタ要素と、
前記フィルタ本体の流入側と流出側とをバイパスするバイパス管と、
前記バイパス管に設けられ前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、
前記フィルタ要素の流入側と流出側との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記フィルタ要素に捕獲された異物を除去する異物除去手段と、
前記バイパス弁の開閉を制御するとともに前記異物除去手段の作動及び停止を制御するフィルタ制御手段と、
を備え、
前記フィルタ制御手段は、前記差圧検出手段で検出した差圧検出値が予め設定した第１差圧値以上のとき前記バイパス弁を開き前記第１差圧値より低いとき前記バイパス弁を閉じ、前記差圧検出値が前記第１差圧値より高い予め設定した第２差圧値以上のとき前記異物除去手段を作動させ前記第２差圧値より低いとき前記異物除去手段を停止させるように制御する
ことを特徴とする異物除去フィルタ装置。
【請求項２】
前記フィルタ制御手段は、前記差圧検出値が前記第１差圧値より低い場合に、前記バイパス弁を定期的に所定時間の間開くように指示するタイマを有することを特徴とする請求項１に記載の異物除去フィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタ制御手段は、前記タイマによる指示を無効にすることを指示する無効指示手段を有することを特徴とする請求項２に記載の異物除去フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気タービンプラントの復水器フィルタの安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンプラントの復水器においては、蒸気タービンの排気蒸気を凝縮し、復水としてタービンサイクルに戻すことが行われている。排気蒸気を凝縮させるには冷却水と熱交換することが必要であるため、一般的に海水や河川水を流体とする復水器循環水系統が設置される。
【０００３】
復水器循環水系統の構成においては、図３に示すように、取水口７を起点に循環水ポンプ８で冷却水が汲み上げられ、復水器９において熱交換され，放水口10に至る。
【０００４】
冷却水として海水が用いられることが多いため、復水器細管に海水に含まれる貝殻等の異物が付着し、細管内の流速が低下し復水器の出口海水温度が異常上昇する等の不具合が発生する。これを防止するため復水器へ流入する異物除去を目的として、フィルター１が循環水ポンプ８と復水器９との間に設置されている。
【０００５】
フィルター１の一例として、その構造図を図４に示す。本装置の作動原理は次のようなものである。まず、フィルタ入口部に位置する特殊フラップ12の操作により強い逆洗流を発生させ、この逆先流により、フィルタエレメント５に堆積した海水中の異物をエレメント５より浮上させ、これと同時に異物排出管13を通じて異物を逆洗流と共に排出する。
【０００６】
またフィルタ１に大量の異物が流入した場合、フィルタエレメント５の目詰まりによりフィルタ前後差圧が上昇し、この差圧がフィルタエレメント５の耐圧範囲を越えると、破損を招くことがある。これを防止するため、差圧を差圧検出器４で検出し、検出された差圧の異常上昇とともにエレメント５に規定以上の力がかかると、止めピン11が破断してエレメント５自体が後方へ移動するようにし、これにより冷却水をエレメント５からバイパスさせエレメント５の破損を防止していた。
【０００７】
また他のフィルタ１の例として、その構造図を図５に示す。本装置に於いてはフィルタエレメント５に堆積した異物が回転軸１５によりフィルタエレメント５自体を回転させ、異物は異物排出エリアにおいて逆洗されることにより異物排出管１３を通じて排出される。このフィルタ１では、空気作動によるバイパス機能として空気作動弁ダイヤフラム１６と空気作動弁１７とをフィルタ本体に有しており、差圧検出器４でフィルタエレメント５の上部空間と下部空間との間の差圧を検出し、検出された差圧値が異常値のときに空気作動弁１７を作動させてダイヤフラム１６を収縮させてフィルタエレメント５の側面との間でバイパスを形成し、差圧の異常上昇時にこれを開することによりフィルタエレメント５への流れをバイパスさせ、エレメント５の破損を防止することを特徴としている。
【０００８】
さらに他のフィルタ１の例として、図６では、フィルタ本体にバイパス管２を設置し、差圧が異常であると判断された時にバイパス弁３を手動で開けることによってバイパス管２に海水が流れ、フィルタ１本体の海水流量が減少し、差圧を低下させることを特徴としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のフィルタの安全装置では、まず図４の例では大量の異物が流入し止めピンが破断する都度、その交換等の復旧のため、循環水系統を停止させる必要であり、ユニット負荷制限を実施せねばならなかった。
【００１０】
また図５の例に於いても、空気作動の緊急バイパス弁は殆ど閉止しているため、貝殻等の異物の付着を招き、いざ必要とされる時にその機能が満足に果たされない恐れがある。
【００１１】
さらに図６の例でも、手動による弁の開閉を必要とするため、操作性の点で問題があり、差圧上昇時においても自動復帰できるような運用方法が望まれていた。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、大量の異物が流入しフィルタ要素の流入側と流出側との差圧が異常に上昇したときにおいても、蒸気タービンプラントの出力制限を行う等のように運用性を損ねることなく、所定量の冷却水を確実に確保でき、なおかつ異物付着等に伴いフィルタ要素の破損等の不良を防止できる異物除去フィルタ装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の異物除去フィルタ装置は、冷却水が流入し流出するフィルタ本体と、前記フィルタ本体に設けられ冷却水中の異物を捕獲するフィルタ要素と、前記フィルタ本体の流入側と流出側とをバイパスするバイパス管と、前記バイパス管に設けられ前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、前記フィルタ要素の流入側と流出側との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記フィルタ要素に捕獲された異物を除去する異物除去手段と、前記バイパス弁の開閉を制御するとともに前記異物除去手段の作動及び停止を制御するフィルタ制御手段と、を備え、前記フィルタ制御手段は、前記差圧検出手段で検出した差圧検出値が予め設定した第１差圧値以上のとき前記バイパス弁を開き前記第１差圧値より低いとき前記バイパス弁を閉じ、前記差圧検出値が前記第１差圧値より高い予め設定した第２差圧値以上のとき前記異物除去手段を作動させ前記第２差圧値より低いとき前記異物除去手段を停止させるように制御することを特徴とする。
【００１５】
前記フィルタ制御手段は、前記差圧検出値が前記第１差圧値より低い場合に、前記バイパス弁を定期的に所定時間の間開くように指示するタイマを有することを特徴とする。
【００１６】
前記フィルタ制御手段は、前記タイマによる指示を無効にすることを指示する無効指示手段を有することを特徴とする。
【００１７】
上述の発明において、差圧検出手段を第１差圧値と比較することにより、フィルタ要素に過度な差圧が負荷されないようにでき、また、差圧検出手段を第２差圧値と比較することにより、フィルタ要素に付着した異物を自動的に確実に除去することができる。
【００１８】
また、バイパス弁を定期的に開閉することにより、バイパス管内に異物が滞留することを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本願発明に係る異物除去フィルタ装置１００の概略構成を示し、異物除去フィルタ装置１００は、図３におけるフィルタ１と同様に循環水ポンプ８と復水器９との間に配設される。
【００２０】
異物除去フィルタ装置１００は、冷却水が流入し流出するフィルタ本体１０１と、フィルタ本体１０１に設けられ冷却水中の異物を捕獲する２つのフィルタ要素１０２と、フィルタ本体１０１の流入側と流出側とをバイパスする２つのバイパス管１０３と、バイパス管１０３に設けられバイパス管１０３を開閉するバイパス弁１０４とフィルタ要素１０２の流入側と流出側との間の差圧を検出する差圧検出手段１０５と、フィルタ要素１０２に捕獲された異物を除去する異物除去手段１０６と、バイパス弁１０４の開閉を制御するとともに異物除去手段１０６の作動及び停止を制御するフィルタ制御手段１０７と、を備えている。ここで、異物除去手段１０６として、図４に示した特殊フラップ１２等を用いることができる。
図２（ａ）に示すように、フィルタ制御手段１０７は差圧検出手段１５で検出した差圧検出値が予め設定した第１差圧値ａ以上のときバイパス弁１０４を開き第１差圧値ａより低いときバイパス弁１０４を閉じ差圧検出値が第１差圧値ａより高い予め設定した第２差圧値ｂ以上のとき異物除去手段１０６を作動させ差圧検出値が第２差圧値ｂより低いとき異物除去手段１０６を停止させるように制御する。
【００２１】
第１差圧値ａは、フィルタ要素１０２が破壊を受けず耐え得る差圧の値範囲内で設定される。
【００２２】
また、第１差圧値ａは次のようにも設定されている。すなわち、フィルタ要素１０２が異物等で目詰まりするにつれ、フィルタ本体１０１を通過する冷却水の流量が減少する。第１差圧値ａを高い値に設定しすぎると、冷却水の流量が減少し過ぎ、復水器を備える蒸気タービンプラントの出力制限をする必要も生じ得る。そこで、蒸気タービンプラントの出力制限を必要としないように、第１差圧値ａは、フィルタ要素１０２の耐差圧範囲の適当な値に設定されている。
【００２３】
第１差圧値ａを境界にしてバイパス弁１０４が開閉されることにより、フィルタ要素１０２に過度の差圧がかかることが防止され、フィルタ要素１０２が破壊されないようにでき、フィルタ要素１０２が破壊された場合の煩雑のフィルタ交換を省くことができる。
【００２４】
また、第１差圧値ａを境界にしてバイパス弁１０４が開閉されることにより、バイパス管１０３が開閉され、フィルタ本体１０１を通過する冷却水の流量が減少する分をバイパス管１０３を介して補給することが可能になり、蒸気タービンプラントの出力制限を回避することができる。
【００２５】
第２差圧値ｂは次のようにして設定されている。差圧検出値が第１差圧値ａ以上となりバイパス弁１０４が開になると、フィルタ本体１０１を通過する流量が減少し差圧が低下し、時間の経過とともに差圧検出値が増加しにくくなると予測される。差圧検出値が第１差圧値ａ以上となりバイパス弁１０４が開になっても、予測に反し差圧検出値がどんどん増加する場合には、バイパス弁１０４が開になった効果が相殺されるほどに大量の貝殻等の異物がフィルタ要素１２に付着している、と推定される。そこで、フィルタ制御手段１０７は、差圧検出値が第２差圧値ｂ以上のときに異物除去手段１０６を作動させるように制御する。これによって、フィルタ要素１０２は、洗浄を必要とするときに確実に洗浄される。
【００２６】
次に、図２（ｂ）を参照して、本願発明の他の実施の形態について説明する。
【００２７】
フィルタ制御手段１０７は、差圧検出値が第１差圧値ａより低い場合に、バイパス弁１０４を定期的に、例えば１日３回、所定時間、例えば３０分の間開くように指示するタイマ１０７ａと、タイマ１０７ａによる指示を無効にすることを指示する無効指示手段１０７ｂとを有する。
【００２８】
差圧検出値が第１差圧値ａより低い場合には、フィルタ要素１０２には大量の異物は付着していないにしても多少の異物が付着する。そこで、本実施の形態では、積極的にバイパス弁１０４を定期的に開閉することによって、復水器へ所定量の冷却水を確実に供給することが可能になる。
【００２９】
タイマ１０７ａのＯＮ信号と無効指示手段１０７ｂのＯＦＦ信号とによって点Ａにおいてバイパス弁１０４が開けられる。また、タイマ１０７ａのＯＮ信号は、リレー１０８によって例えば３０分間遅延されるとともに反転されて、点Ｂにおいてバイパス弁１０４が閉じられる。これによって、３０分間の間バイパス弁１０４が開けられる。
【００３０】
さらに、無効指示手段１０７ｂはタイマ無効ＯＮ信号によってタイマ１０７ａによる指示を無効にするように点Ｃおいて指示することができる。これによって、循環水系に異物が大量に流入するような場合にはバイパス弁１０４を定期的に開閉することを停止でき、バイパス管１０３を通って異物がフィルタ本体１０１の流出側に至ることを防止でき、復水器へ異物が流入することを防止することができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、第１差圧値ａを境界にしてバイパス弁１０４が開閉されるようにしたので、フィルタ要素１０２が破壊されないようにできる。
【００３２】
また、第１差圧値ａを境界にしてバイパス弁１０４が開閉されることにより、蒸気タービンプラントの出力制限を回避することができる。
【００３３】
また、差圧検出値が第２差圧値ｂ以上のときに異物除去手段１０６を作動させることにより、フィルタ要素１０２の洗浄を必要とするときに確実に行うことができる。
【００３４】
また、差圧検出値が第１差圧値ａより低い場合に、バイパス弁１０４を定期的に開くように指示することができるので、復水器へ所定量の冷却水を確実に供給することが可能になる。
【００３５】
また、バイパス弁１０４を定期的に開くように指示することができるので、バイパス管１０３内の海水の滞留や貝殻等の付着防止を図ることができる。
【００３６】
また、無効指示手段１０７ｂを備えているので、循環水系に異物が大量に流入するような場合にはバイパス弁１０４を定期的に開閉することを停止でき、バイパス管１０３を通って異物がフィルタ本体１０１の流出側に至ることを防止でき、復水器へ異物が流入することを防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、バイパス弁を自動的に開閉できフィルタ要素の破損を確実に防止することができ、所定量の冷却水を確実に供給することが可能になり蒸気タービンプラント等の出力制限を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異物除去フィルタ装置の一つの実施の形態を示す概略構成図。
【図２】本発明の異物除去フィルタ装置の一つの動作実施例を示す図（ａ）と、他の動作実施例を示す図（ｂ）。
【図３】従来の異物除去フィルタ装置を示す断面図。
【図４】従来の他の異物除去フィルタ装置を示す断面図。
【図５】従来のさらに他の異物除去フィルタ装置を示す断面図。
【図６】従来の他の異物除去フィルタ装置を示す断面図。
【符号の説明】
１００  異物除去フィルタ装置
１０１  フィルタ本体
１０２  フィルタ要素
１０３  バイパス管
１０４  バイパス弁
１０５  差圧検出手段
１０６  異物除去手段
１０７  フィルタ制御手段
１０７ａ  タイマ
１０７ｂ  無効指示手段１
【図１】
0003732000.tif 000002
【図２】
0003732000.tif 000003
【図３】
0003732000.tif 000004
【図４】
0003732000.tif 000005
【図５】
0003732000.tif 000006
【図６】
0003732000.tif 000007