JPH0672751B2 - 復水器運転監視方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は火力又は原子力等による蒸気動力発生プラント
において使用される復水器の運転監視方法に関する。

〔発明の背景〕

従来の復水器の運転監視方法は、特開昭56-80692号公報
に記載のように、冷却水出入口温度、冷却水量及び復水
器内温度を検知して管清浄度の演算を行ない、性能の低
下を監視するものとなつていた。しかし、器内温度から
管清浄度を求めることは、復水器の伝熱性能を妨げる不
凝縮気体の影響が考慮されないことになる。すなわち、
万一、通常より多量の不凝縮気体が流入し、冷却管表面
近くに滞留した場合は、不凝縮気体の分圧分だけ器内圧
力が高くなり（真空度が低下）、所定の伝熱量を保つた
ところでつり合うことになる。この場合は、器内真空度
相当の飽和温度より器内温度は低くなり、器内温度を使
用して管清浄度を算定すると、器内真空度から求めた飽
和温度を使用して求めた場合よりも、高く評価すること
になる。

復水器の性能を表わす指標として管清浄度が一般に用い
られているが、これは算定式の性格上、復水器細管の汚
れ以外にも種々影響を受けて変化するものであり、従つ
て、真の復水器性能の良否を判定するには管内汚れ以外
の要因も含めて分析することが必要となる。この観点か
らも、器内温度ではなく、器内真空度相当の飽和温度を
使用して管清浄度を算定し、不凝縮気体の影響を考慮す
る必要がある。

また、従来の性能監視方法では、熱貫流率、又は、管清
浄度の低下を監視するが運用上、復水器の真空度が期待
値を下回ることが問題であり、その原因がプラント運転
条件によるものなのか、細管内の汚れによるものなの
か、或いは、また、真空漏洩等によるものなのかを判断
し、対策することが必要となつてくる。これらの判断
は、通常、空気抽出器の性能、冷却水出入口圧力差、冷
却水出入口温度差、或いは冷却水流量等を現場付計器や
検出器によつて測定されたデータを集めて分析して行な
われ、多大の時間を要している。

また、従来技術では、性能監視のためのデータ検出、演
算及び結果の出力はマイクロコンピユータ制御で行なわ
れているが、プログラム言語はアセンブラ言語であり、
設定値の変更や復水器仕様変更に伴う定数変更等の際は
集積回路或いは基板の交換となるため容易に変更できな
いという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、常時、復水器が最適な運転状態に維持
されているかどうかを自動的に監視し、異常が発生した
場合、その原因の詳細分析を行ない、異常対策を早期に
行なうことを可能とする復水器運転監視方法を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明は、検出手段によって復水器の冷却水出入口温
度、冷却水量、器内真空度、冷却水出入口差圧、空気抽
出量を検出し、前記冷却水出入口温度、冷却水量及び器
内真空度の検出値に基づいて復水器の管清浄度を算出す
るとともに、前記検出された器内真空度と予め設定され
た設定器内真空度とを比較して復水器の器内真空度の異
常の有無を判定し、次いで、前記算出された管清浄度と
予め設定された設定管清浄度を比較して復水器の管清浄
度の異常の有無を判定し、前記復水器の管清浄度の異常
有無判定結果に基づいて、前記検出された冷却水出入口
差圧と予め設定された設定冷却水出入口差圧とを比較し
て復水器の冷却水出入口差圧の異常の有無を判定し、次
いで、前記復水器の冷却水出入口差圧の異常有無判定結
果に基づいて、前記検出された空気抽出量と予め設定さ
れた設定空気抽出量とを比較して前記復水器の異常の第
１の原因を判定し、前記復水器の冷却水出入口差圧の異
常有無判定結果に基づいて、前記検出された冷却水量と
予め設定された設定冷却水量とを比較して前記復水器の
異常の第２の原因を判定し、前記復水器の管清浄度の異
常有無判定結果に基づいて、前記検出された冷却水出入
口温度と予め設定された設定冷却水出入口温度とを比較
して前記復水器の異常の第３の原因を判定し、前記第１
乃至第３の異常原因判定結果に基づいて、前記復水器の
該異常原因を除去する処理操作を実行せしめるようにし
上記目的を達成するようになしたものである。

以下、上記設定値については、場合に応じて、計画値、
期待値あるいは具体的に下限値という表現で説明する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の基本系統例を示すもので、蒸気動力発生
プラントは蒸気タービン１、発電機２及び復水器３を備
えている。復水器３には入口循環水配管７、及び、出口
循環水配管８に接続された複数本の冷却管９が設けられ
ており、さらに、復水器３には復水器連続洗浄装置が設
置されている。

復水器連続洗浄装置は、ボール捕集器４、ボール循環ポ
ンプ30、ボール回収器５、ボール循環出口配管31、入口
循環水配管７、冷却管９、出口循環水配管８を経てボー
ル捕集器４に洗浄ボール32を循環させ、必要時に各冷却
管９の内部を洗浄しうるようになつている。

そして、第１図に示されるように、入口循環水配管７及
び出口循環水配管８には、それぞれ、入口温度センサ10
及び出口温度センサ11が設けられ、さらに、循環水配管
出入口の圧力差を検知する差圧センサ12が設けられてい
る。復水器３の上部には器内圧力、及び、温度を検知す
る圧力センサ33、及び、温度センサ16が設けられてい
る。また、復水器３の下部には復水の温度及び、電導度
を検知する温度センサ13及び電導度センサ17が設けられ
ている。さらに、発電機２には発電端出力を検知するセ
ンサ20が設けられている。流量を検知するものは循環水
母管６に超音波式流量センサ18が、また、空気抽出装置
15の排出配管と復水配管34とにオリフイス式の流量セン
サ14及び19が設置されている。

各検出値は中継ボツクス21内の各変換器を介して、信号
入力装置22へ入力される。この信号入力装置22とマイク
ロコンピユータ23とは通信回線を介して接続されてい
る。また、マイクロコンピユータ23へは各スイツチ類24
からのオン、オフの制御用信号も入力される。

出力用装置は第１図に示すアラームランプ25、デジタル
パネルメータ26、打点レコーダ27、印字プリンタ28、及
び、制御用出力装置35が設けられている。これらの信号
入力装置22、マイクロコンピユータ23、アラームランプ
25、デジタルパネルメータ26、打点レコーダ27、印字プ
リンタ28及び制御用出力装置は、マイクロコンピユータ
23との対話に使用されるキーボード36、及び、キヤラク
タデイスプレイ37とともに、第２図に示す運転監視盤38
内に装備される。運転監視盤38は設置される蒸気動力発
生プラントの設備条件によつて、復水器近傍の現場、或
いは、中央操作室内に設置され、復水器３の運転状態が
集中管理される。

運転監視盤には第３図に示すグラフイツクパネル39が設
けられており、本グラフイツクパネル39にはモデル化さ
れた復水器廻りの系統図の各々の部位に対応する検出
値、又は、演算値を表示するデジタルパネルメータ26と
アラームランプ25が設けられている。アラームランプは
第４図に示すように各々のアラーム内容が図柄によつて
分類されており、橙色、赤色、緑色の三色の点灯がそれ
ぞれのアラームランプで行なわれる。

第５図は第１図に示される装置に基づく本発明方法の運
転前準備過程を示すもので、マイクロコンピユータ23へ
キヤラクタデイスプレイ37、及び、キーボード36を使用
して復水器の仕様、例えば、冷却管寸法、本数、材質、
計画状態の圧力、温度、流量等を対話式で入力する（過
程40）。これらの値は再入力があるまでマイクロコンピ
ユータ23に記憶される。次に、復水器の実運転の記録を
行ない（過程41）、蒸気動力発生プラントの種々の運転
モードと、これに対する検出値特性を把握し、適正な設
定値を設計基準値と同様にマイクロコンピユータ23へ入
力する。（過程42） 次に、本装置の本起動を行なう（過程43）。プログラム
が実行されると第６図に示す過程44でデータの取り込み
を行なう。このデータは、温度センサ10,11による循環
水出入口温度の検出値、差圧センサ12による循環水配管
出入口差圧の検出値、圧力センサ33、及び、温度センサ
16による器内圧力、及び、温度の検出値、温度センサ13
及び電導度センサ17による復水温度及び電導度の検出
値、センサ20による発電端出力の検出値、超音波流量セ
ンサ18による循環水量の検出値流量センサ14、及び、19
による空気抽出量、及び、復水流量の検出値であり、こ
れらのデータは信号入力装置22を介し、マイクロコンピ
ユータ23へ入力される。

ついで、過程45では、取込データのハードチエツクが行
なわれる。検出値の変動、及び、信号レベルより断線等
のハード異常がチエツクされる。その後、取込データと
過程42で設定されている設定値を比較し、取込データの
アラーム要否の判定を行なう（過程46）。次に、検出し
平均化処理された、循環水出入口温度、器内圧力相当の
飽和温度、及び、循環水流量のデータによつて実測管清
浄度を算出する（過程47）。さらに、過程40で入力され
た計画管清浄度を用いて、実測運転条件における期待真
空度を求め、実測真空度との差をもつて真空度偏差とす
る（過程48）。また、実測循環水流量と過程40で設定さ
れた復水器仕様によつて循環水の入口から出口の間の圧
力損失を算出し、期待循環水差圧とする（過程49）。

以上のデータ処理を終えると、次に、状態出力が行なわ
れる（過程50）。

まず、器内圧力、すなわち、復水器真空度の検出値が設
定された下限値を下回る場合には、アラームランプ25-b
が赤色点灯される。次に、算出された管清浄度が設定さ
れた下限値を下回る場合には、アラームランプ25-cが赤
色点灯される。同様にして、第４図に示した各アラーム
ランプは検出値と設定値とが比較され、赤色又は緑色が
点灯される。ハード異常の場合は、該当するアラームラ
ンプが橙色点灯となる。

さらに、第３図に示されるデジタルパネルメータに諸値
が表示され、また、第２図に示される打点レコーダに諸
値が打点記録される。以上のルーチンを繰り返し、常
時、復水器運転状態が監視される。但し、監視状態中は
スイツチ類24の中の一つであるリクエストスイツチを押
すことにより、その時の全検出値のリストが印字プリン
タ28より出力される。

実際に本実施例で復水器の運転監視を行なう場合の方法
を以下に述べる。復水器に異常が発生し蒸気動力発生プ
ラントに悪影響を及ぼす事象の大きなものは、第一に、
急激或いは経年時に熱交換性能が低下し、器内真空度が
期待値を下廻りプラント全体効率を低下させること。第
二に急激或いは経年時な材料の損傷が発生し、循環水で
ある海水又は薬品注入された工業用水等が冷却管或いは
冷却管と管板との間隙から復水内へ漏洩し、ボイラ、タ
ービン等へ損傷を与えることである。

器内真空度低下の原因は種々あるが、本実施例の場合の
原因分析方法を第７図で以下に説明する。器内真空度の
アラームランプ25-bが赤色点灯となつた場合（過程5
1）、これは器内真空度異常低を示しており、次に、管
清浄度のアラームランプ25-cを検定する（過程54）。ア
ラームランプ25-cが赤色の場合は、管清浄度異常低を示
しており、さらに、循環水出入口圧力差のアラームラン
プ25-i,jを検定する（過程55）。アラームランプ25-i,j
が赤色の場合は圧力差の異常を示しており、また、さら
に循環水量のアラームランプ25-fを検定する（過程5
7）。アラームランプ25-fも赤色を示している場合は、
性能低下の主因が循環水流量不足であることが判明する
（過程61）。ここで、アラームランプ25-fが緑色の場合
は、性能低下の主因が冷却管内の異物による閉塞である
ことが判明する（過程62）。過程55の循環水出入口圧力
差のアラームランプ25-i,jが緑色の場合は、次に空気抽
出流量のアラームランプ25-aを検定する（過程56）。ア
ラームランプ25-aが赤色の場合は、性能低下の主因が復
水器内への空気漏洩量の増加、又は、空気抽出系統の異
常であることが判明する（過程60）。ここでアラームラ
ンプ25-aが緑色の場合は、性能低下の主因が冷却管内の
付着物増加による伝熱性能低下にあることが判明する
（過程59）。また、過程54の管清浄度のアラームランプ
25-cが緑色の場合は、次に循環水出入口温度差のアラー
ムランプ25-g,hを検定する（過程58）。アラームランプ
25-g,hが赤色の場合は、性能低下の主因がタービン排気
熱量過大であることが判明する（過程63）。ここで、ア
ラームランプ25-g,hが緑色の場合は、性能低下の主因が
循環水入口温度異常高であることが判明する（過程6
4）。最初の過程51で器内真空度のアラームランプ25-b
が緑色の場合も、管清浄度のアラームランプが赤色の場
合は、過程55以降の検定を同様に行なうことにより性能
低下の主因が判明する。

循環水の復水への漏洩は本実施例によると第４図に示し
た復水電導度のアラームランプ25-dを検定することによ
り監視される。アラームランプ25dが赤色の場合は、循
環水の漏洩発生を示すことになる。

こうして、復水器に異常が発生した場合には、異常内容
とその主因の分析が可能となる。さらに、第３図に示す
デジタルパネルメータ26によつて主要値が即座に確認さ
れ、また、スイツチ類24の中の一つのリクエストスイツ
チを押すことにより、全検出値がプリンタ28から出力さ
れるため、データの値により異常の程度が確認される。

本実施例の応用例は、復水器異常に対する対策も監視盤
38で行なう機能を付加した集中管理度を高くしたものが
ある。すなわち、前述のアラームランプ25によつて分析
された異常の主因に従つて自動或は手動によつて対策処
理を行なう。例えば、性能低下の主因が冷却管内の付着
物増加と判明した時は、連続運転装置の運転を開始する
スイツチが自動或いは手動で入力され性能回復を行なう
機能、或いは、冷却管内の異物による閉塞が判明した時
は、逆流運転を開始するスイツチが自動或いは手動で入
力されるような機能を制御用出力装置35を介し、外部制
御装置へ信号出力することによつて、付加したものがあ
る。また、他の応用例として、マイクロコンピユータ23
では逐次運転データを検出しているため、一定時間毎の
データをストアしておき、定刻毎にプリンタ28よりスト
アデータを自動出力することによつて、プラントの運転
記録、或いは、経年的変化の把握のための、日報、月報
等の管理記録作成が容易としたものがある。

また、マイコン制御に会話型言語を使用しているため、
復水器の実運転状態に合わせた設定値の変更、或いは、
復水器改造等による仕様データの変更がキーボードとキ
ヤラクタデイスプレイで容易に行なうことができ、より
実状に則した監視が実現する効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、復水器の運転状態が即座に把握され、
好適な運転状態であるか否かを容易に判断するととも
に、復水器に異常が発生したならば、その異常原因を即
座に探索し、その探索結果に基づいて早急な異常対策が
可能となるので、重大事故の未然防止、異常の早期復旧
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明による実施例についての説明用
図面である。第１図は本発明の一実施例の系統図、第２
図は本発明の運転監視盤の概略図、第３図は本発明のグ
ライツクパネル図、第４図は本発明のアラームランプ
図、第５図は運転準備過程図、第６図は基本処理過程
図、第７図は異常原因分析過程図である。 １……蒸気タービン、２……発電機、３……復水器、４
……ボール捕集器、６……循環水母管、９……冷却管、
10……循環水入口温度センサ、11……循環水出口温度セ
ンサ、12……循環水出入口差圧センサ、13……復水温度
センサ、14……空気流量センサ、15……空気抽出装置、
16……復水器々内温度センサ、17……復水電導度セン
サ、18……超音波式循環水流量センサ、19……復水流量
センサ、20……発電端出力センサ、21……中継ボツク
ス、22……信号入力装置、23……マイクロコンピユー
タ、24……スイツチ類、25……アラームランプ類、26…
…デジタルパネルメータ類、27……打点レコーダ、28…
…印字プリンタ、30……ボール循環ポンプ、31……ボー
ル投入配管、32……ボール、33……器内圧力センサ、34
……復水配管、35……制御用出力装置、36……キーボー
ド、37……キヤラクタデイスプレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出手段によって復水器の冷却水出入口温
   度、冷却水量、器内真空度、冷却水出入口差圧、空気抽
   出量を検出し、 前記冷却水出入口温度、冷却水量及び器内真空度の検出
   値に基づいて復水器の管清浄度を算出するとともに、 前記検出された器内真空度と予め設定された設定器内真
   空度とを比較して復水器の器内真空度の異常の有無を判
   定し、次いで、前記算出された管清浄度と予め設定され
   た設定管清浄度を比較して復水器の管清浄度の異常の有
   無を判定し、 前記復水器の管清浄度の異常有無判定結果に基づいて、
   前記検出された冷却水出入口差圧と予め設定された設定
   冷却水出入口差圧とを比較して復水器の冷却水出入口差
   圧の異常の有無を判定し、次いで、前記復水器の冷却水
   出入口差圧の異常有無判定結果に基づいて、前記検出さ
   れた空気抽出量と予め設定された設定空気抽出量とを比
   較して前記復水器の異常の第１の原因を判定し、 前記復水器の冷却水出入口差圧の異常有無判定結果に基
   づいて、前記検出された冷却水量と予め設定された設定
   冷却水量とを比較して前記復水器の異常の第２の原因を
   判定し、 前記復水器の管清浄度の異常有無判定結果に基づいて、
   前記検出された冷却水出入口温度と予め設定された設定
   冷却水出入口温度とを比較して前記復水器の異常の第３
   の原因を判定し、 前記第１乃至第３の異常原因判定結果に基づいて、前記
   復水器の該異常原因を除去する処理操作を実行せしめる
   ようにしたことを特徴とする復水器運転監視方法。