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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks und einen Betrieb desselben, insbesondere ein Kondensat- und Speisewassersystem mit einem Entgaserumwälzsystem und einem Betrieb desselben.
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2. Erläuterung der verwandten Technik
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Ein Dampfkraftwerk treibt eine Dampfturbine mit Hochtemperatur-Hochdruckdampf an, der von einer Dampferzeugungsquelle wie einem Kessel und einem Kernreaktor erzeugt wird; und erzeugt infolgedessen Strom. Der Dampf, der die Dampfturbine angetrieben hat, wird in einem Kondensator zu Kondensatwasser kondensiert, das der Dampferzeugungsquelle zugeführt wird, um wieder zu Dampf zu werden, und der Dampf wird der Dampfturbine zugeführt. Im Kondensatwassersystem und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks wird das im Kondensator erzeugte Kondensatwasser im Allgemeinen von einer Kondensatwasserpumpe abgegeben, von einem Niederdruck-Speisewassererhitzer erwärmt und anschließend in einem Entgaser erwärmt und entgast. Danach wird das im Entgaser entgaste Kondensatwasser, d.h. das Speisewasser, von einer Kesselspeisewasserpumpe unter Druck gesetzt, von einem Hochdruck-Speisewassererhitzer weiter erwärmt und anschließend wieder der Dampferzeugungsquelle zugeführt. Das entgaste Speisewasser wird im Entgaser gespeichert, und das Speisewasser im Entgaser wird durch ein Entgaser-Wasserstandsregelventil auf einem vorgegebenen Wasserstand gehalten. Der Entnahmedampf aus der Dampfturbine wird zur Erwärmung im Niederdruck-Speisewassererhitzer, im Hochdruck-Speisewassererhitzer und im Entgaser verwendet.
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Ein Dampfkraftwerk beinhaltet im Allgemeinen ein Entgaserumwälzsystem, in dem eine Entgaserumwälzpumpe das Speisewasser von einer stromabwärts gelegenen Seite des Entgasers zu einer stromaufwärts gelegenen Seite über eine Entgaserumwälzleitung umwälzt. Siehe z.B.
1 von
JP S60- 219 404 A Im Dampfkraftwerk wird bei der Inbetriebnahme der Anlage das im Entgaser befindliche Speisewasser durch die Entgaserumwälzpumpe in der Entgaserumwälzleitung umgewälzt, wodurch das Speisewasser schnell entgast wird. Darüber hinaus wird bei einem Lastabfall oder einer schnellen Lastreduzierung in der Anlage das Speisewasser im Entgaser über die Entgaserumwälzpumpe in der Entgaserleitung umgewälzt, wodurch das Gleichgewicht zwischen Temperatur und Druck des Speisewassers im Entgaser und stromaufwärts der Kesselspeisewasserpumpe aufrechterhalten wird, wodurch ein schlagartiges Verdampfen gemildert wird. Das Entgaserumwälzsystem wird normalerweise nicht in anderen als den oben genannten Situationen, z.B. im Normalbetrieb, betrieben.
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Einige Dampfkraftwerke trennen einen Teil des Kondensatwassers, das in Richtung Entgaser strömt, ab und liefern das abgetrennte Wasser an eine Vorrichtung. In einem Kondensatwassersystem und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks, das eine solche Vorrichtung umfasst, wie beispielsweise in 10, ist eine erste Zuleitung SL1, die von einem Teil einer Kondensatleitung CL zwischen einem Niederdruck-Speisewassererhitzer LH und einem Entgaser D abgezweigt ist, mit einer Einlassseite der Vorrichtung H verbunden. Die erste Zuleitung SL1 führt einen Teil des Kondensatwassers, das vom Niederdruck-Speisewassererhitzer LH zum Entgaser D zu der Vorrichtung H fließt. Ein erstes Zuleitungs-Absperrventil VS1 und eine Förderpumpe PS sind in dieser Reihenfolge in der ersten Zuleitung SL1 von der stromaufwärts gelegenen Seite aus vorgesehen. Eine zweite Zuleitung SL2, die sich von der ersten Zuleitung SL1 unterscheidet, ist an die Einlassseite der Vorrichtung H angeschlossen. Die zweite Zuleitung SL2 versorgt die Vorrichtung H mit Wasser aus einer anderen Versorgungsquelle als der des Kondensatwassers, das durch die Kondensatleitung CL strömt. An der zweiten Zuleitung SL2 wird ein zweites Zuleitungs-Absperrventil VS2 bereitgestellt.
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Im Dampfkraftwerk, dargestellt in 10, wird im Normalbetrieb ein Teil des in der Kondensatleitung CL vom Niederdruck-Speisewassererhitzer LH zum Entgaser D strömenden Kondensatwassers von der Förderpumpe PS in die erste Zuleitung SL1 abgezweigt, über das erste Zuleitungs-Absperrventil VS1 durch die Vorrichtung H geleitet und dann in den Entgaser D eingeleitet. Andererseits strömt der verbleibende Teil des Kondensatwassers durch die Kondensatleitung CL und wird direkt in den Entgaser D eingeleitet. Im Normalbetrieb ist das zweite Zuleitungs-Absperrventil VS2 geschlossen und damit ist die Wasserzufuhr zur Vorrichtung H über die zweite Zuleitung SL2 unterbrochen.
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JP S60-219 404 A betrifft eine Steuerung eines Regelventils in einer Dampfturbinenanlage, wobei das Regelventil in einer Nachlaufleitung zwischen einer Hochdruckwasserleitung und einem Kondensator angeordnet ist. Die Hochdruckwasserleitung ist einerseits an einen Heizkessel angeschlossen und andererseits mit einem am Ausgang eines Entgasers vorgesehenen Fallrohr verbunden. Das Regelventil wird in Abhängigkeit von Druck und Temperatur in dem Fallrohr am Ausgang des Entgasers geöffnet und geschlossen.
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DE 31 05 355 A1 offenbart ein Verfahren zur Druckregelung in einem in der Speisewasserleitung eines Dampfkraftwerks angeordneten Entgaser, wobei bei einem plötzlichen Anstieg der die Dampfturbine beaufschlagenden Last mit hoher Geschwindigkeit ein Teil des im Entgaser befindlichen Fluids zu einer Einheit abgeführt wird, die mit niedrigerem Druck als der Entgaser arbeitet, so dass der Druck im Entgaser auf einem niedrigeren Pegel als der Entnahmedampfdruck gehalten wird.
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DE 22 07 227 A zeigt ein Verfahren zum Wiederanfahren der Speisepumpe eines Dampfkraftwerks, welches einen Dampfkessel, einen Kondensator und einen Entgaser sowie Speisepumpen aufweist, wobei beim Wiederanfahren des Dampfkraftwerkes das Wasser, das in einem vom Entgaser zu den Speisepumpen führenden Kreislaufteil ist, in den Kondensator oder in eine mit dem Entgaser verbundene Leitung abgeführt wird.
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EP 2 348 196 B1 beschreibt eine Turbinenschutzvorrichtung in einer Dampfturbinenanlage, die eine Steuereinheit aufweist, welche Befehle an eine Abschaltventileinrichtung sendet, um die Abschaltventileinrichtung zu schließen, wenn ein Differenzdruck, der sich aus der Subtraktion eines Drucks eines Entnahmedampfs von einem Druck innerhalb eines Entgasers ergibt, gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im Übrigen gibt es in einem Dampfkraftwerk neben dem Normalbetrieb einen Betrieb namens Kondensatdrosselung, der zur Bewältigung einer schnellen Laststeigerung dient. Die Kondensatdrosselung ist ein Vorgang, bei dem der Durchfluss des dem Niederdruck-Speisewassererhitzer und dem Entgaser zugeführten Kondensatwassers schnell reduziert wird, wodurch die Zufuhr von Entnahmedampf aus einer Dampfturbine, die zum Heizen im Niederdruck-Speisewassererhitzer und im Entgaser verwendet wird, reduziert und eine Abgabeleistung der Dampfturbine entsprechend erhöht wird. Bei der Kondensatdrosselung wird ein Entgaser-Wasserstandsregelventil schnell geschlossen, wodurch der Durchfluss von Kondensatwasser schnell reduziert wird.
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Im Dampfkraftwerk, in dem Kondensatwasser in der Kondensatleitung CL über die erste Zuleitung SL1 wie vorstehend beschrieben der Vorrichtung zugeführt wird, ist während der Kondensatdrosselung, wie in 11 dargestellt, das erste Zuleitungs-Absperrventil VS1 geschlossen, um die Kondensatzufuhr aus der Kondensatleitung CL zur Vorrichtung H zu unterbrechen, und andererseits ist das zweite Zuleitungs-Absperrventil VS2 geöffnet, um der Vorrichtung H Wasser aus einer anderen Versorgungsquelle zuzuführen. Im Allgemeinen ist das Entgaser-Wasserstandsregelventil VD ein druckluftbetriebenes Ventil, während das erste Zuleitungs-Absperrventil VS1 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil VS2 motorbetriebene Ventile sind. Während das druckluftbetriebene Ventil schnell von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt werden kann, benötigt das motorbetriebene Ventil mehr Zeit, um einen geschlossenen Zustand zu erreichen als das druckluftbetriebene Ventil. Daher kommuniziert zum Zeitpunkt der Umschaltung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung auch nach schnellem Schließen des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD, bei dem es sich um ein druckluftbetriebenes Ventil handelt, die erste Zuleitung SL1 ohne Unterbrechung mit der Kondensatleitung CL, bis das erste Zuleitungs-Absperrventil VS1, bei dem es sich um ein motorbetriebenes Ventil handelt, vollständig geschlossen ist; beispielsweise mehrere Minuten. Dadurch entsteht auch nach Unterbrechung der Kondensatleitung CL durch das schnelle Schließen des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD eine Zeitspanne, in der das Kondensatwasser auf der stromabwärts gelegenen Seite des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD über die erste Zuleitung SL1 der Vorrichtung H zugeführt wird. Aus diesem Grund wird befürchtet, dass ein Teil der Kondensatleitung CL auf der stromabwärts gelegenen Seite des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD, d.h. der Teil der Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen in 11, möglicherweise nicht mit Wasser aufgefüllt wird und hier ein Hohlraum entstehen kann.
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In einem Fall, in dem in der Kondensatleitung (Rohrleitung) CL auf der stromabwärts gelegenen Seite des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD ein Hohlraum entsteht, strömt das Kondensatwasser schnell in den Hohlraumteil der Kondensatleitung CL, wenn das Entgaser-Wasserstandsregelventil VD in einem geschlossenen Zustand geöffnet wird, um von der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb zurückzukehren. Dementsprechend besteht die Möglichkeit der Entstehung eines Phänomens namens Wasserschlag, bei dem die Rohrleitung einen Stoß erhält und stark in Schwingungen versetzt wird.
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Daher ist ein Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks und ein Betriebsverfahren erforderlich, das die Erzeugung von Wasserschlägen beim Übergang von der Kondensatdrosselung zum Normalbetrieb verhindern kann, ohne eine Konfiguration der Vorrichtung des Dampfkraftwerks zu ändern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks bereitgestellt, umfassend: einen Entgaser, der Kondensatwasser, das in einem Kondensator durch Entnahmedampf einer Dampfturbine erzeugt wird, erwärmt und entgast und das erwärmte und entgaste Kondensatwasser zwischenspeichert; einen Erhitzer, der in einer Kondensatleitung zwischen dem Kondensator und dem Entgaser angeordnet ist, wobei der Erhitzer konfiguriert ist, um das im Kondensator erzeugte Kondensatwasser durch Entnahmedampf der Dampfturbine zu erwärmen; ein Entgaser-Wasserstandsregelventil, das auf einer stromaufwärts gelegenen Seite des Erhitzers in der Kondensatleitung angeordnet ist, wobei das Entgaser-Wasserstandsregelventil in der Lage ist, den Wasserstand des Kondensatwassers im Entgaser zu steuern; eine Entgaserumwälzpumpe, die aus dem Entgaser ausströmendes Kondensatwasser zu einem Teil der Kondensatleitung zwischen dem Erhitzer und dem Entgaser zurückführt; eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um mit einem Teil des Kondensatwassers versorgt zu werden, das aus dem Erhitzer in Richtung des Entgasers über eine von der Kondensatleitung abgezweigte Zuleitung fließt; ein in der Zuleitung angeordnetes Zuleitungs-Absperrventil, wobei das Zuleitungs-Absperrventil konfiguriert ist, um zwischen Kommunikation und Unterbrechung der Zuleitung zu wechseln; und eine Steuerung, die das Öffnen/Schließen des Zuleitungs-Absperrventils steuert und das Antreiben/Anhalten der Entgaserumwälzpumpe steuert. Im Normalbetrieb versetzt die Steuerung das Zuleitungs-Absperrventil in einen geöffneten Zustand und die Entgaserumwälzpumpe in einen angehaltenen Zustand und schließt andererseits während der Kondensatdrosselung das Zuleitungs-Absperrventil, das im Normalbetrieb im geöffneten Zustand vorliegt, und treibt die Entgaserumwälzpumpe, die im Normalbetrieb im angehaltenen Zustand vorliegt, während der Kondensatdrosselung, bei der die Zufuhr des Entnahmedampfes der Dampfturbine zum Erhitzer und zum Entgaser gegenüber dem Normalbetrieb reduziert ist und das Entgaser-Wasserstandsregelventil geschlossen ist, zumindest vorübergehend an.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Entgaserumwälzpumpe in konventioneller Konfiguration zumindest vorübergehend während der Kondensatdrosselung angetrieben. Selbst wenn also die Kondensatleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Entgaser-Wasserstandsregelventils durch die Umschaltung vom Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung aus dem Zustand der Wasserbefüllung heraus gebracht wird, ermöglicht die Rückführung des aus dem Entgaser austretenden Kondensatwassers in die Kondensatleitung auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Entgasers, dass die Kondensatleitung während der Kondensatdrosselung in den Zustand der Wasserbefüllung versetzt wird. Dadurch kann die Bildung von Wasserschlägen zum Zeitpunkt der Rückkehr aus der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb verhindert werden, ohne die Anlagenkonfiguration zu verändern.
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Die anderen Probleme, Konfigurationen und Auswirkungen auf die vorliegende Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen verdeutlicht.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Systemdiagramm, das eine Konfiguration eines Dampfkraftwerks mit einem Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Hardware einer Steuerung darstellt, die einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 3 ist eine Abbildung, die ein Betriebsverfahren bei Inbetriebnahme der Anlage im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 4 ist eine Abbildung, die ein Betriebsverfahren bei Normalbetrieb, d.h. Nennlastbetrieb, der Anlage im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 5 ist eine Abbildung, die ein Betriebsverfahren während der Kondensatdrosselung der Anlage im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Steuerverfahren mithilfe der Steuerung, von der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb, darstellt, wobei die Steuerung einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel für das Steuerverfahren mithilfe der Steuerung von der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb darstellt, wobei die Steuerung einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 8 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Hardware einer Steuerung darstellt, die einen Teil eines Kondensat- und Speisewassersystems eines Dampfkraftwerks gemäß einer Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Steuerverfahren mithilfe der Steuerung von der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb darstellt, wobei die Steuerung einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks bildet, entsprechend der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 10 ist eine schematische Darstellung, die einen Teil einer konventionellen Konfiguration eines Kondensat- und Speisewassersystems eines Dampfkraftwerks darstellt; und
- 11 ist eine Abbildung, die einen Zustand zum Zeitpunkt der Umschaltung vom Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung im Kondensat- und Speisewassersystem darstellt, wie in 10 veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen ein Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks und ein Betriebsverfahren dafür gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Eine Ausführungsform
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Die Konfiguration eines Dampfkraftwerks mit einem Kondensat- und Speisewassersystem eines Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand von 1 und 2 dargestellt. 1 ist ein Systemdiagramm, das die Konfiguration des Dampfkraftwerks, umfassend das Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Hardware einer Steuerung darstellt, die einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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In 1 beinhaltet das Dampfkraftwerk einen Kessel 1 als Dampferzeugungsquelle, der Dampf erzeugt, eine Dampfturbine 2, die durch im Kessel 1 erzeugten Dampf angetrieben wird, und einen Generator 3, der mit der Dampfturbine 2 verbunden ist und elektrischen Strom erzeugt. Der Kessel 1 beinhaltet einen Ofen 11, in dem ein Brennstoff verbrannt wird, einen Dampferzeuger 12, der Dampf durch Verbrennungsenergie erzeugt, die im Ofen 11 erzeugt wird, und einen Zwischenüberhitzer 13, der den Dampf erwärmt, nachdem er eine Hochdruckturbine 21 angetrieben hat, die später beschrieben wird, durch die im Ofen 11 erzeugte Verbrennungsenergie. Die Dampfturbine 2 beinhaltet beispielsweise die Hochdruckturbine 21, eine Mitteldruckturbine 22 und eine Niederdruckturbine 23.
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Der Dampferzeuger 12 des Kessels 1 und eine Einlassseite der Hochdruckturbine 21 sind über eine Hauptdampfleitung 25 verbunden. Eine Auslassseite der Hochdruckturbine 21 und des Zwischenüberhitzers 13 sind über eine kalte Zwischenüberhitzungsleitung 26 verbunden. Der Zwischenüberhitzer 13 des Kessels 1 und eine Einlassseite der Mitteldruckturbine 22 sind über eine heiße Zwischenüberhitzungsleitung 27 verbunden. Eine Auslassseite der Mitteldruckturbine 22 und eine Einlassseite der Niederdruckturbine 23 sind über eine verbindende Dampfleitung 28 verbunden.
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Das Dampfkraftwerk beinhaltet außerdem ein Kondensat- und Speisewassersystem 4, das den Kessel 1 mit Kondensatwasser versorgt, das durch Kondensation von Dampf des aus der Dampfturbine 2 (Niederdruckturbine 23) abgeleiteten Speisewassers entsteht. Das Kondensat- und Speisewassersystem 4 beinhaltet einen Kondensator 41, der den aus der Dampfturbine 2 (Niederdruckturbine 23) abgeleiteten Dampf zur Erzeugung von Kondensatwasser kühlt, und einen Entgaser 42, der das Kondensatwasser durch Erwärmen entgast. Der Entgaser 42 dient auch zum Zwischenspeichern des entgasten Kondensatwassers. Der Entgaser 42 wird mit Dampf versorgt, der aus der Mitteldruckturbine 22 über eine Entgaser-EntnahmedampfLeitung 60 als Heizmedium für das Kondensatwasser entnommen wird.
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Eine Kondensatwasserpumpe 45, ein Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 und ein Niederdruck-Erhitzer 47 sind in dieser Reihenfolge in einer Kondensatleitung 43 zwischen dem Kondensator 41 und dem Entgaser 42 von der stromaufwärts gelegenen Seite aus angeordnet. Die Kondensatwasserpumpe 45 erhöht den Druck des Kondensatwassers aus dem Kondensator 41 und fördert das druckbeaufschlagte Kondensatwasser zum Niederdruck-Erhitzer 47. Das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 steuert den Wasserstand des im Entgaser 42 gespeicherten Kondensatwassers. Als Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 wird z.B. ein druckluftbetriebenes Ventil verwendet. Der Niederdruck-Erhitzer 47 ist ein Erhitzer, der das Kondensatwasser durch den aus der Dampfturbine 2 als Heizmedium entnommenen Dampf erwärmt, um den thermischen Wirkungsgrad des Kraftwerks zu erhöhen. Der Niederdruck-Erhitzer 47 beinhaltet beispielsweise von der stromaufwärts gelegenen Seite aus einen ersten Niederdruck-Erhitzer 47a, einen zweiten Niederdruck-Erhitzer 47b, einen dritten Niederdruck-Erhitzer 47c und einen vierten Niederdruck-Erhitzer47d, in dieser Reihenfolge. Der erste Niederdruck-Erhitzer 47a, der zweite Niederdruck-Erhitzer 47b, der dritte Niederdruck-Erhitzer 47c und der vierte Niederdruck-Erhitzer 47d werden mit Dampf versorgt, der aus der Niederdruckturbine 23 über eine erste Entnahmedampfleitung 61, eine zweite Entnahmedampfleitung 62, eine dritte Entnahmedampfleitung 63 bzw. eine vierte Entnahmedampfleitung 64 abgeleitet wird.
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Eine Speisewasserpumpe 52 und ein Hochdruck-Erhitzer 53 sind in einer Speisewasserleitung 51 zwischen dem Entgaser 42 und dem Kessel 1 von der stromaufwärts gelegenen Seite aus in dieser Reihenfolge angeordnet. Die Speisewasserpumpe 52 erhöht den Druck des Speisewassers aus dem Entgaser 42 und befördert das druckbeaufschlagte Speisewasser über den Hochdruck-Erhitzer 53 an den Kessel 1. Der Hochdruck-Erhitzer 53 erwärmt Kondensatwasser durch den aus der Dampfturbine 2 als Heizmedium entnommenen Dampf, um den thermischen Wirkungsgrad des Kraftwerks zu erhöhen. Der Hochdruck-Erhitzer 53 beinhaltet beispielsweise von der stromaufwärts gelegenen Seite aus einen ersten Hochdruck-Erhitzer 53a, einen zweiten Hochdruck-Erhitzer 53b und einen dritten Hochdruck-Erhitzer 53c, in dieser Reihenfolge. Der erste Hochdruck-Erhitzer 53a wird mit dem aus der Mitteldruckturbine 22 über eine fünfte Entnahmedampfleitung 65 entnommenen Dampf versorgt. Der zweite Hochdruck-Erhitzer 53b und der dritte Hochdruck-Erhitzer 53c werden mit dem aus der Hochdruckturbine 21 über eine sechste Entnahmedampfleitung 66 bzw. eine siebte Entnahmedampfleitung 67 entnommenen Dampf versorgt.
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Ein Ende einer Entgaserumwälzleitung 71 ist mit einem Teil 51a zwischen dem Entgaser 42 und der Speisewasserpumpe 52 der Speisewasserleitung 51 verbunden, während das andere Ende der Entgaserumwälzleitung 71 mit einem Teil 43a zwischen dem Niederdruck-Erhitzer 47 (dem vierten Niederdruck-Erhitzer 47d, der am äußersten Ende der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet ist) und dem Entgaser 42 der Kondensatleitung 43 verbunden ist. Eine Entgaserumwälzpumpe 72 ist in der Entgaserumwälzleitung 71 angeordnet. Die Entgaserumwälzpumpe 72 führt das aus dem Entgaser 42 ausströmende Kondensatwasser über die Entgaserumwälzleitung zu einer Einlassseite (stromaufwärts) des Entgasers 42 zurück 71. Das heißt, das Kondensat- und Speisewassersystem 4 beinhaltet ein Entgaserumwälzsystem, das aus der Entgaserumwälzleitung 71 und der Entgaserumwälzpumpe 72 besteht.
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Das Kondensat- und Speisewassersystem 4 beinhaltet außerdem einen Kondensatwärmetauscher 81, der eine Vorrichtung ist, die mit einem Teil des Kondensatwassers versorgt wird, das vom Niederdruck-Erhitzer 47 zum Entgaser 42 strömt. Der Kondensatwärmetauscher 81 erwärmt mithilfe eines Abgases aus dem Kessel 1 einen Teil des Kondensatwassers, das aus dem Niederdruck-Erhitzer 47 in Richtung Entgaser 42 strömt. Der Kondensatwärmetauscher 81 ist in einem Abgassystem 15 angeordnet, durch welches das Abgas des Kessels 1 strömt.
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Eine erste Zuleitung 82, die vom Teil 43a zwischen dem vierten Niederdruck-Erhitzer 47d und dem Entgaser 42 der Kondensatleitung 43 abgezweigt ist, ist mit einer Einlassseite des Kondensatwärmetauschers 81 verbunden. Eine Auslassseite des Kondensatwärmetauschers 81 ist über eine Auslassleitung 83 mit dem Entgaser 42 verbunden. In der ersten Zuleitung 82 sind ein erstes Zuleitungs-Absperrventil 84 und eine Förderpumpe 85 angeordnet, von der stromaufwärts gelegenen Seite in dieser Reihenfolge. Das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 schaltet zwischen Kommunikation und Unterbrechung der ersten Zuleitung 82 um. Als erstes Zuleitungs-Absperrventil 84 wird z.B. ein motorbetriebenes Ventil verwendet. Die Förderpumpe 85 fördert einen Teil des durch die Kondensatleitung 43 strömenden Kondensatwassers in den Kondensatwärmetauscher 81.
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Eine zweite Zuleitung 86, die sich von der ersten Zuleitung 82 unterscheidet, ist mit einem Teil auf der stromabwärts gelegenen Seite der Förderpumpe 85 der ersten Zuleitung 82 verbunden. Die zweite Zuleitung 86 versorgt den Kondensatwärmetauscher 81 mit Wasser aus einer anderen Versorgungsquelle als dem durch die Kondensatleitung 43a fließenden Kondensatwasser. Ein zweites Zuleitungs-Absperrventil 87 ist in der zweiten Zuleitung 86 angeordnet. Das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 schaltet zwischen Kommunikation und Unterbrechung der zweiten Zuleitung 86 um. Als zweites Zuleitungs-Absperrventil 87 wird z.B. ein motorbetriebenes Ventil verwendet.
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Durch das Öffnen/Schließen des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 und des zweiten Zuleitungs-Absperrventils 87 wird entweder ein Teil des durch die Kondensatleitung 43a strömenden Kondensatwassers oder das aus einer anderen Versorgungsquelle, sich vom durch die Kondensatleitung 43a strömenden Kondensatwassers unterscheidenden Wassers, dem Kondensatwärmetauscher 81 zugeführt.
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Darüber hinaus beinhaltet das Kondensat- und Speisewassersystem 4 außerdem einen Speisewasserwärmetauscher 89, der parallelgeschaltet ist zum Hochdruck-Erhitzer 53. Der Speisewasserwärmetauscher 89 erwärmt mithilfe des Abwassers aus Kessel 1 einen Teil des Speisewassers, das von der Speisewasserpumpe 52 zum Hochdruck-Erhitzer 53 geleitet wird. Der Speisewasserwärmetauscher 89 ist auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Kondensatwärmetauschers 81 des Abgassystems 15 angeordnet.
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Jedes der Entgaser-Wasserstandsregelventile 46, das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 des Kondensat- und Speisewassersystems 4 ist elektrisch mit einer Steuerung 100 verbunden. Nach Abschluss der Überführung von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand durch Steuern mithilfe der Steuerung 100 erkennt das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 den geschlossenen Zustand und gibt ein Schließungserkennungssignal an die Steuerung 100 aus. Die Entgaserumwälzpumpe 72 und die Förderpumpe 85 des Kondensat- und Speisewassersystems 4 sind elektrisch mit der Steuerung 100 verbunden.
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Die Steuerung 100 steuert zumindest das Öffnen/Schließen des Entgaser-Wasserstandsregelventils 46, des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 und des zweiten Zuleitungs-Absperrventils 87 und steuert den Antrieb/das Anhalten der Entgaserumwälzpumpe 72 und der Förderpumpe 85. Die Steuerung 100 kann auch konfiguriert werden, um den Antrieb/das Anhalten der Kondensatwasserpumpe 45 und der Speisewasserpumpe 52 zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform entfällt jedoch die Beschreibung zur Steuerung der Kondensatwasserpumpe 45 und der Speisewasserpumpe 52 durch die Steuerung 100. Beispielsweise, dargestellt in 2, beinhaltet die Steuerung 100 eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 101, einen Hauptprozessor (CPU) 102 und eine Speichervorrichtung 103, wie beispielsweise einen Festwertspeicher (Read Only Memory, ROM) und einen Arbeitsspeicher (Random Access Memory, RAM).
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Befehle für Betriebsarten wie Inbetriebnahme, Normalbetrieb (Nennlastbetrieb) und Kondensatdrosselung des Dampfkraftwerks werden an der Ein-/Ausgabeschnittstelle 101 eingegeben. Zusätzlich wird das Schließungserkennungssignal des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 an die Ein-/Ausgabeschnittstelle 101 gesendet. Ein Steuerprogramm mit Verarbeitungsschritten gemäß dem später beschriebenen Flussdiagramm und verschiedenen Arten von Informationen, die für die Ausführung des Steuerprogramms erforderlich sind, werden in der Speichervorrichtung 103 gespeichert. Der Hauptprozessor 102 führt eine vorbestimmte arithmetische Verarbeitung gemäß dem in der Speichervorrichtung 103 gespeicherten Steuerprogramm auf der Grundlage der von der Ein-/Ausgabeschnittstelle 101 und der Speichervorrichtung 103 aufgenommenen Informationen durch. Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 101 erzeugt Befehlssignale entsprechend den Ergebnissen der arithmetischen Verarbeitung durch den Hauptprozessor 102 und gibt die Befehlssignale an verschiedene Vorrichtungen aus. So können beispielsweise ein Öffnungsbefehlssignal zum Öffnen eines Ventils und ein Schließungsbefehlssignal zum Schließen eines Ventils jeweils an das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46, das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 ausgegeben werden. Darüber hinaus kann jeweils ein Antriebsbefehlssignal zum Antreiben einer Pumpe und ein Haltebefehlssignal zum Anhalten einer Pumpe an die Entgaserumwälzpumpe 72 und die Förderpumpe 85 ausgegeben werden.
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Anschließend wird im Folgenden ein Betriebsverfahren für das Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird ein Betrieb des Kondensat- und Speisewassersystems bei Inbetriebnahme des Dampfkraftwerks anhand von 1 und 3 beschrieben. 3 ist eine Abbildung bei Inbetriebnahme des Kraftwerks eines Betriebsverfahrens im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bei der Inbetriebnahme des Kraftwerks ist zunächst ein Reinigungsschritt zur Senkung der Wasserqualität (gelöster Sauerstoff) des Speisewassers für den Kessel 1, wie in 1 dargestellt, auf oder unter einen Referenzwert erforderlich. Diesbezüglich wird Kondensatwasser durch den Entgaser 42 umgewälzt, um eine schnelle Entgasung durchzuführen und damit die Anlaufzeit des Kraftwerks zu verkürzen.
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Insbesondere gibt die in 3 dargestellte Steuerung 100 ein Öffnungsbefehlssignal an das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 aus und gibt Schließungsbefehlssignale an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 aus. Das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 wird als Reaktion auf das Öffnungsbefehlssignal der Steuerung 100 in einen geöffneten Zustand versetzt und die Kondensatleitung 43 wird in einen kommunizierenden Zustand versetzt. Andererseits werden das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 als Reaktion auf die Schließungsbefehlssignale der Steuerung 100 in einen geschlossenen Zustand versetzt, wobei die erste Zuleitung 82 und die zweite Zuleitung 86 in einen unterbrochenen Zustand versetzt werden.
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Darüber hinaus gibt die Steuerung 100 ein Antriebsbefehlssignal an die Entgaserumwälzpumpe 72 aus und gibt andererseits ein Anhaltebefehlssignal an die Förderpumpe 85 aus. Die Entgaserumwälzpumpe 72 wird als Reaktion auf das Antriebsbefehlssignal der Steuerung 100 in einen Antriebszustand versetzt, während die Förderpumpe 85 als Reaktion auf das Anhaltebefehlssignal der Steuerung 100 in einen Anhaltezustand versetzt wird. Es ist zu beachten, dass sich die Kondensatwasserpumpe 45 und die Speisewasserpumpe 52 in einem angetriebenen Zustand befinden.
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Dadurch wird im Kondensat- und Speisewassersystem 4 das Kondensatwasser im Kondensator 41 (dargestellt in 1) mit der Kondensatpumpe 45 durch die Kondensatleitung 43 geleitet und strömt nach dem Durchlaufen des Niederdruck-Erhitzers 47 in den Entgaser 42. Das in den Entgaser 42 eingeleitete Kondensatwasser wird durch Fremddampf aus einer von der Dampfturbine 2 und dem Kessel 1 verschiedenen Dampferzeugungsquelle entgast und strömt dann aus dem Entgaser 42. Ein Teil des aus dem Entgaser 42 ausgetretenen Kondensatwassers wird durch den Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 zusammen mit dem durch die Kondensatleitung 43a strömenden Kondensatwasser wieder über die Entgaserumwälzleitung 71 in den Entgaser 42 geleitet. Der verbleibende Teil des Kondensatwassers durchläuft den Hochdruck-Erhitzer 53 und kehrt danach über eine nicht veranschaulichte Leitung von der Speisewasserpumpe 52 zum Kondensator 41 zurück. Es ist zu beachten, dass der Kondensatwärmetauscher 81 nicht mit Wasser versorgt wird, da die erste Zuleitung 82 und die zweite Zuleitung 86 unterbrochen sind.
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Auf diese Weise wird im Reinigungsschritt des Kondensatwassers (Speisewassers) beim Anfahren des Kraftwerks das Kondensatwasser durch den Entgaser 42 über die Entgaserumwälzleitung 71 durch Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 umgewälzt. Dadurch wird der Durchfluss des durch den Entgaser 42 umgewälzten Kondensatwassers erhöht, so dass die Entgasungsdauer für das Kondensatwasser verkürzt und das Anfahren des Kraftwerks verkürzt werden kann.
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Anschließend wird ein Betriebsverfahren im Normalbetrieb (Nennlastbetrieb) des Dampfkraftwerks und ein Betriebsverfahren im Normalbetrieb des Kondensat- und Speisewassersystems anhand von 1 und 4 beschrieben. 4 ist eine Abbildung eines Betriebsverfahrens bei Normalbetrieb (Nennlastbetrieb) des Kraftwerks im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Hochtemperatur-Hochdruckdampf wird durch den Dampferzeuger 12 des Kessels 1 erzeugt, veranschaulicht in 1. Der im Kessel 1 erzeugte Dampf wird über die Hauptdampfleitung 25 der Hochdruckturbine 21 zugeführt, um die Hochdruckturbine 21 drehend anzutreiben. Der aus der Hochdruckturbine 21 abgeführte Niedertemperaturdampf wird über die kalte Zwischenüberhitzungsleitung 26 wieder in den Kessel 1 eingeleitet und vom Zwischenerhitzer 13 wieder erwärmt. Der vom Zwischenüberhitzer 13 erwärmte Dampf wird über die heiße Zwischenüberhitzungsleitung 27 der Mitteldruckturbine 22 zugeführt, um die Mitteldruckturbine 22 drehend anzutreiben. Der aus der Mitteldruckturbine 22 abgeführte Dampf wird über die Verbindungsdampfleitung 28 der Niederdruckturbine 23 zugeführt, um die Niederdruckturbine 23 rotierend anzutreiben, und wird anschließend in den Kondensator 41 eingeleitet. Mit der Hochdruckturbine 21, der Mitteldruckturbine 22 und der Niederdruckturbine 23, d.h. den rotierend angetriebenen Dampfturbinen 2, erzeugt der mit den Dampfturbinen 2 verbundene Generator 3 elektrischen Strom. Die vom Kessel 1 erzeugte Dampfmenge wird entsprechend der Belastung des Generators 3 gesteuert.
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Im Kondensat- und Speisewassersystem 4 wird der Dampf aus der Niederdruckturbine 23 im Kondensator 41 zu Kondensatwasser kondensiert. Das Kondensatwasser im Kondensator 41 wird mithilfe der Kondensatwasserpumpe 45 nacheinander dem ersten Niederdruck-Erhitzer 47a, dem zweiten Niederdruck-Erhitzer 47b, dem dritten Niederdruck-Erhitzer 47c und dem vierten Niederdruck-Erhitzer 47d zugeführt. Im ersten bis vierten Niederdruck-Erhitzer 47a, 47b, 47c und 47d wird das Kondensatwasser durch Entnahmedampf erwärmt, der von der Niederdruck-Turbine 23 über die erste bis vierte Entnahmedampfleitung 61, 62, 63 und 64 zugeführt wird. Das durch den Niederdruck-Erhitzer 47 erwärmte Kondensatwasser wird in den Entgaser 42 eingeleitet, wo es durch Entnahmedampf, der von der Mitteldruckturbine 22 über die Entgaser-EntnahmedampfLeitung 60 zugeführt wird, erwärmt und entgast wird. Das so entgaste Kondensatwasser wird im Entgaser 42 zwischengespeichert. Der Wasserstand des im Entgaser 42 gespeicherten Kondensatwassers wird durch Einstellen des Öffnungsgrades des Entgaser-Wasserstandsregelventils 46 auf ein vorgegebenes Niveau geregelt.
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Das im Entgaser 42 gespeicherte Kondensatwasser wird mit Druck beaufschlagt und mithilfe der Speisewasserpumpe 52 nacheinander an den ersten Hochdruck-Erhitzer 53a, den zweiten Hochdruck-Erhitzer 53b und den dritten Hochdruck-Erhitzer 53c abgegeben. Im ersten Hochdruck-Erhitzer 53a wird das Kondensatwasser (Speisewasser) durch den von der Mitteldruckturbine 22 über die fünfte Entnahmedampfleitung 65 zugeführten Entnahmedampf erwärmt. Im zweiten und dritten Hochdruck-Erhitzer 53b und 53c wird das Kondensatwasser (Speisewasser) durch den Entnahmedampf erwärmt, der von der Hochdruckturbine 21 über die sechste bzw. siebte Entnahmedampfleitung 66 und 67 zugeführt wird. Das durch den Hochdruck-Erhitzer 53 erwärmte Speisewasser wird dem Kessel 1 zugeführt, um wieder zu Dampf zu werden. Im Dampfkraftwerk wird der Normalbetrieb mithilfe einer solchen Reihe von Umwälzzyklen durchgeführt.
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Im Normalbetrieb des Kraftwerks gibt die Steuerung 100, dargestellt in 4, das Öffnungsbefehlssignal an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 aus, während das Schließungsbefehlssignal an das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 ausgegeben wird. Das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 befindet sich als Reaktion auf das Öffnungsbefehlssignal der Steuerung 100 in einem geöffneten Zustand und die erste Zuleitung 82 befindet sich in einem kommunizierenden Zustand, während das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 als Reaktion auf das Schließungsbefehlssignal der Steuerung 100 in einem geschlossenen Zustand ist und die zweite Zuleitung 86 in einem unterbrochenen Zustand ist.
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Darüber hinaus gibt die Steuerung 100 das Antriebsbefehlssignal an die Förderpumpe 85 aus, während sie das Anhaltebefehlssignal an die Entgaserpumpe 72 ausgibt. Die Förderpumpe 85 befindet sich als Reaktion auf das Antriebsbefehlssignal der Steuerung 100 in einem angetriebenen Zustand, während sich die Entgaserumwälzpumpe 72 als Reaktion auf das Anhaltebefehlssignal der Steuerung 100 in einem angehaltenen Zustand befindet.
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Dadurch wird im Kondensat- und Speisewassersystem 4 ein Teil des Kondensatwassers, das in der Kondensatleitung 43 vom Niederdruck-Erhitzer 47 zum Entgaser 42 strömt, in die erste Zuleitung 82 abgezweigt und über die Förderpumpe 85 über das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 dem Kondensatwärmetauscher 81 zugeführt. Im Kondensatwärmetauscher 81 wird das Kondensatwasser mithilfe eines vom Kessel 1 über das Abgassystem 15 zugeführte Abgas erwärmt (dargestellt in 1). Dadurch wird die thermische Energie des Abgases aus dem Kessel 1 in das Kondensatwasser zurückgeführt, so dass der thermische Wirkungsgrad des gesamten Kraftwerks verbessert wird. Das im Kondensatwärmetauscher 81 erwärmte Kondensatwasser wird über die Auslassleitung 83 in den Entgaser 42 eingeleitet, um sich mit dem durch die Kondensatleitung 43 in den Entgaser 42 eingeleiteten Kondensatwasser zu vereinen. Es ist zu beachten, dass der Kondensatwärmetauscher 81 nicht über die zweite Zuleitung 86 mit Wasser versorgt wird, da die zweite Zuleitung 86 unterbrochen ist.
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Als nächstes wird ein Beispiel für eine Reihe von Betriebsabläufen ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb des Dampfkraftwerks im Kondensat- und Speisewassersystem anhand von 1 und 4 bis 6 beschrieben. 5 ist eine Abbildung eines Betriebsverfahrens während der Kondensatdrosselung des Kraftwerks im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Steuerverfahren ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb durch die Steuerung darstellt, die einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Im Dampfkraftwerk, dargestellt in 1, gibt es neben dem Normalbetrieb einen Vorgang namens Kondensatdrosselung, der zur Bewältigung einer schnellen Erhöhung der Last des Generators 3 dient. Bei einem schnellen Anstieg der Last des Generators 3 kann es unter Umständen nicht möglich sein, die Dampfmenge zu erhöhen, die vom Kessel 1 nach dem schnellen Anstieg der Last erzeugt werden muss. In Anbetracht dessen wird bei der Kondensatdrosselung der Durchfluss des dem Niederdruck-Erhitzer 47 und dem Entgaser 42 zuzuführenden Kondensatwassers schnell reduziert, wodurch der Durchfluss des Entnahmedampfs aus der Dampfturbine 2, die zum Heizen im Niederdruck-Erhitzer 47 und im Entgaser 42 verwendet wird, reduziert und die Abgabeleistung der Dampfturbine 2 entsprechend erhöht wird.
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Beim Umschalten der Betriebsart des Dampfkraftwerks von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung wird eine Betriebsart der Kondensatdrosselung an die Steuerung 100 gesendet. Infolgedessen beginnt die Steuerung 100 mit der Steuerung verschiedener Vorrichtungen des Kondensat- und Speisewassersystems 4 entsprechend der Kondensatdrosselung.
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Insbesondere gibt die in 5 dargestellte Steuerung 100 ein Schließungsbefehlssignal an das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 aus (Schritt S10 in 6). Außerdem gibt die Steuerung 100 ein Schließungsbefehlssignal an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 aus (Schritt S20 in 6) und gibt ein Öffnungsbefehlssignal an das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 aus (Schritt S30 in 6). Zusätzlich gibt die Steuerung 100 ein Anhaltebefehlssignal an die Förderpumpe 85 aus (Schritt S40 in 6). Diese vier Schritte S10 bis S40 können gleichzeitig ausgeführt werden, und die Reihenfolge der Schritte S10 bis S40 kann beliebig geändert werden.
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Das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 und das erste Zuleitungs-Absperrventil 84, die sich im Normalbetrieb in einem geöffneten Zustand befinden (siehe 4) beginnen als Reaktion auf die Ausgabe des Schließungsbefehlssignals von der Steuerung 100 mit dem Schließen. Andererseits beginnt das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87, das sich im Normalbetrieb in einem geschlossenen Zustand befindet (siehe 4) als Reaktion auf die Eingabe des Öffnungsbefehlssignals von der Steuerung 100 mit dem Öffnen. Darüber hinaus senkt die Förderpumpe 85 als Reaktion auf die Eingabe eines Anhaltebefehlssignals von der Steuerung 100 die Pumpenabgabeleistung allmählich ab und hält danach an.
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Bei Unterbrechung der Kondensatleitung 43 infolge des schnellen Schließens des Entgaser-Wasserstandsregelventils 46 wird der Durchfluss des Kondensatwassers durch die Kondensatleitung 43, umfassend den ersten bis vierten Niederdruck-Erhitzer 47a, 47b, 47c und 47d, strömenden Kondensats, wie in 1 dargestellt, schnell reduziert. Gemäß dieser schnellen Reduzierung des Durchflusses des Kondensatwassers wird der von der Niederdruckturbine 23 über den ersten bis vierten Niederdruck-Erhitzer 47a, 47b, 47c und 47d über die erste bis vierte Entnahmedampfleitungen 61, 62, 63 und 64 zugeführte Entnahmedampf gedrosselt. Da der Durchfluss des Dampfes zum Antreiben der Niederdruckturbine 23 entsprechend der Abnahme der Zufuhr des Entnahmedampfes aus der Niederdruckturbine 23 erhöht wird, wird die Abgabeleistung der Dampfturbine 2 erhöht, und es ist möglich, eine vorübergehende schnelle Zunahme der Last am Generator 3 zu bewältigen.
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Darüber hinaus wird die erste Zuleitung 82 durch das Schließen des ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 unterbrochen, wie in 5 dargestellt, und die Förderpumpe 85 angehalten, wodurch die Zufuhr des Kondensatwassers zum Kondensatwärmetauscher 81 über die erste Zuleitung 82 unterbrochen wird. Andererseits wird die zweite Zuleitung 86 durch das Öffnen des zweiten Zuleitungs-Absperrventils 87 in einen kommunizierenden Zustand versetzt, wodurch dem Kondensatwärmetauscher 81 über die zweite Zuleitung 86 Wasser zugeführt wird. Das über die zweite Zuleitung 86 dem Kondensatwärmetauscher 81 zugeführte Wasser wird über die Auslassleitung 83 in den Entgaser 42 eingeleitet.
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Auf diese Weise wird selbst dann, wenn die Zufuhr von Kondensatwasser zum Kondensatwärmetauscher 81 über die erste Zuleitung 82 entsprechend einer Reduzierung des Durchflusses des Kondensatwassers durch die Umschaltung auf Kondensatdrosselung unterbrochen wird, dem Kondensatwärmetauscher 81 Wasser aus einer anderen Versorgungsquelle über die zweite Zuleitung 86 zugeführt. Dadurch kann verhindert werden, dass der Kondensatwärmetauscher 81 durch die Wärme des Abgases aus dem Kessel 1 beschädigt wird (dargestellt in 1).
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Im Übrigen ist das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 ein druckluftbetriebenes Ventil, während das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 motorbetriebene Ventile sind. Während das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46, das ein druckluftbetriebenes Ventil ist, den Übergang von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand in kurzer Zeit, d.h. schnell schließend, vollendet, benötigt das erste Zuleitungs-Absperrventil 84, das ein motorbetriebenes Ventil ist, mehr Zeit, um den Übergang in einen geschlossenen Zustand abzuschließen, als das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46. Daher befindet sich zum Zeitpunkt der Umschaltung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung auch nach Abschluss der Umschaltung des Entgaser-Wasserstandsregelventils 46 in den geschlossenen Zustand und Unterbrechung der Kondensatleitung 43 die erste Zuleitung 82 vorübergehend in einem kommunizierenden Zustand, bis die Umschaltung des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 in den geschlossenen Zustand abgeschlossen ist; beispielsweise mehrere Minuten.
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Daher hat das konventionelle Betriebsverfahren zum Zeitpunkt der Umstellung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung folgendes Problem. Wie in 11 dargestellt, wird das Kondensatwasser in der Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das erste Zuleitungs-Absperrventil VS1 mit dem Schließen beginnt, und dem Zeitpunkt, zu dem es das Schließen beendet (Übergang von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand) in der Kondensatleitung CL auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil VD gelegenen Seite über die erste Zuleitung SL1 über die Förderpumpe PS dem Kondensatwärmetauscher H zugeführt. Daher besteht die Befürchtung, dass ein Teil der Kondensatleitung CL auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil VD gelegenen Seite (der in 11 als abwechselnd lange und zwei kurze Striche dargestellt wird) möglicherweise nicht mit Wasser gefüllt ist und geleert sein könnte. Wird in einem solchen Zustand die Rückkehr von der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb durchgeführt, verursacht eine Öffnung des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD, dass das Kondensatwasser schnell in den Hohlraumteil der Kondensatleitung CL auf der stromabwärts gelegenen Seite des Entgaser-Wasserstandsregelventils VD strömt. Infolgedessen besteht die Möglichkeit der Entstehung eines Phänomens namens Wasserschlag, bei dem eine Rohrleitung einen Stoß erhält und stark in Schwingungen versetzt wird.
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In Anbetracht dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform das Entgaserumwälzsystem angetrieben, das während der Kondensatdrosselung in der konventionellen Technik nicht arbeitet, wodurch der beim Umschalten von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung entstehende Hohlraumanteil (Nicht-Vollwasserzustand) der Kondensatleitung 43 beseitigt wird.
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Im Besonderen legt die Steuerung 100, die in 5 dargestellt ist, nach den Schritten S10 bis S40 die Startzeit des Entgaserumwälzsystems fest. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Entgaserumwälzpumpe 72 gestartet, nachdem das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 in einen geschlossenen Zustand versetzt wurde und die erste Zuleitung 82 unterbrochen wurde. Die Steuerung 100 bestimmt beispielsweise das Vorhandensein oder Fehlen eines Eingangs eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 (Schritt S50). Das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 erkennt bei Erreichen eines geschlossenen Zustands gemäß dem Schließungsbefehlssignal der Steuerung 100 (Schritt S20) den geschlossenen Zustand mithilfe eines Schalters oder dergleichen und gibt ein Schließungserkennungssignal an die Steuerung 100 aus.
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Für den Fall, dass in Schritt S50 bestimmt wird, dass ein Eingang eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 fehlt, d.h. NEIN, kehrt die Steuerung 100 wieder zu Schritt S50 zurück und bestimmt das Vorhandensein oder Fehlen eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84. Dieser Schritt (Schritt S50) wird wiederholt, bis bestimmt wird, dass ein Einganag des Schließungserkennungssignals vom ersten Absperrventil der Zuleitung 84 vorhanden ist, d.h. JA. Für den Fall, dass die Bestimmung in Schritt S50 JA ist, fährt die Steuerung 100 mit Schritt S60 fort und gibt ein Antriebsbefehlssignal an die Entgaserumwälzpumpe 72 aus.
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Die Entgaserumwälzpumpe 72 wird als Reaktion auf das Antriebsbefehlssignal der Steuerung 100 angetrieben. Durch den Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 wird ein Teil des aus dem Entgaser 42 an den Hochdruck-Erhitzer 53 (dargestellt in 1) abgegebenen Kondensatwassers über die Entgaserumwälzleitung 71 in die Kondensatleitung 43a zwischen dem Hochdruck-Erhitzer 47 und dem Entgaser 42 geleitet. Da die erste Zuleitung 82 durch das Schließen des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 unterbrochen wird, strömt das in die Kondensatleitung 43a eingeleitete Kondensatwasser in den auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregler 46 gelegenen Seite des in der Kondensatleitung 43 erzeugten Hohlraumteil und die Kondensatleitung 43 wird mit Wasser gefüllt. Beim Befüllen der Kondensatleitung 43 mit Wasser wird das Kondensatwasser, das mithilfe der Entgaserumwälzpumpe 72 über die Entgaserumwälzleitung 71 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Entgasers in die Kondensatleitung 43a eingeflossen ist, wieder in den Entgaser 42 eingeleitet und umgewälzt.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Entgaserumwälzpumpe 72 weiterhin angetrieben wird, bis die Kondensatdrosselung abgeschlossen ist.
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Danach, wenn die Umschaltung von Kondensatdrosselung auf Normalbetrieb erfolgt, wird eine Betriebsart des Normalbetriebs an die Steuerung 100 gesendet. Infolgedessen führt die Steuerung 100 Steuerungen an verschiedenen Vorrichtungen des Kondensat- und Speisewassersystems 4 gemäß Normalbetrieb durch.
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Insbesondere gibt die in 4 dargestellte Steuerung 100 ein Öffnungsbefehlssignal an das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 aus (Schritt S110 in 6). Außerdem gibt die Steuerung 100 ein Öffnungsbefehlssignal an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 aus (Schritt S120 in 6) und gibt ein Schließungsbefehlssignal an das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87 aus (Schritt S130 in 6). Zusätzlich gibt die Steuerung 100 ein Antriebsbefehlssignal an die Förderpumpe 85 aus (Schritt S140 in 6) und gibt ein Anhaltebefehlssignal an die Entgaserumwälzpumpe 72 aus (Schritt S150 in 6). Diese fünf Schritte S110 bis S150 können gleichzeitig ausgeführt werden, und die Reihenfolge der Schritte S110 bis S150 kann beliebig geändert werden.
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Das Entgaser-Wasserstandsregelventil 46, das sich während der Kondensatdrosselung im geschlossenen Zustand befindet (dargestellt in 5) wird als Reaktion auf ein Öffnungsbefehlssignal von der Steuerung 100 geöffnet. Dadurch strömt das Kondensatwasser auf der stromaufwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite in die stromabwärts gelegene Seite der Kondensatleitung 43. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite durch den Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung mit Wasser gefüllt, so dass ein Wasserschlagphänomen nicht auftreten würde, wenn das Kondensatwasser in die Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite strömt.
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Darüber hinaus hält die Entgaserumwälzpumpe 72 ihren Antrieb als Reaktion auf ein Anhaltebefehlssignal der Steuerung 100 an. Dadurch wird das aus dem Entgaser 42 austretende Kondensatwasser nicht über die Entgaserumwälzleitung 71 durch den Entgaser 42 geleitet, sondern mit der Speisewasserpumpe 52 über den Hochdruck-Erhitzer 53 dem Kessel 1 zugeführt.
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Zusätzlich wird das erste Zuleitungs-Absperrventil 84, das während der Kondensatdrosselung in einem geschlossenen Zustand befindet (dargestellt in 5) als Reaktion auf ein Öffnungsbefehlssignal der Steuerung 100 geöffnet, während das zweite Zuleitungs-Absperrventil 87, das sich während der Kondensatdrosselung in einem offenen Zustand befindet (siehe 5) als Reaktion auf ein Schließungsbefehlssignal von der Steuerung 100 geschlossen wird. Außerdem wird die Förderpumpe 85 als Reaktion auf ein Antriebsbefehlssignal von der Steuerung 100 angetrieben. Dadurch wird ein Teil des in der Kondensatleitung 43a vom Niederdruck-Erhitzer 47 zum Entgaser 42 strömenden Kondensatwassers mithilfe der Förderpumpe 85 über die erste Zuleitung 82 dem Kondensatwärmetauscher 81 zugeführt. Andererseits wird durch das Schließen des zweiten Zuleitungs-Absperrventils 87 die Wasserzufuhr zum Kondensatwärmetauscher 81 über die zweite Zuleitung 86 unterbrochen.
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Auf diese Weise ist es beim vorliegenden Betriebsverfahren auch dann, wenn die Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite durch die Umschaltung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung in den Zustand der Nichtbefüllung mit Wasser versetzt wird, möglich, die Kondensatleitung 43 während der Kondensatdrosselung in den Zustand der Wasserbefüllung zurückzuführen, indem das Entgaserumwälzsystem während der Kondensatdrosselung kontinuierlich angetrieben wird, um das aus dem Entgaser 42 austretende Kondensatwasser wieder in die Kondensatleitung 43a auf die stromaufwärts vom Entgaser 42 gelegene Seite zurückzuführen.
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Darüber hinaus wird beim vorliegenden Betriebsverfahren das Entgaserumwälzsystem nach Senden eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 gestartet, d.h. nach Abschluss der Überführung vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84. Daher kann das Kondensatwasser, das über die Entgaserumwälzleitung 71 durch die Entgaserumwälzpumpe 72 in die Kondensatleitung 43a geflossen ist, in den Hohlraumteil der Kondensatleitung 43 strömen, ohne über das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 zur ersten Seite der Zuleitung 82 verzweigt zu werden.
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Als nächstes wird ein weiteres Beispiel für die Betriebsreihen ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb des Dampfkraftwerks im Kondensat- und Speisewassersystem anhand von 5 und 7 beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel für das Steuerverfahren mithilfe der Steuerung ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb darstellt, wobei die Steuerung einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Ein weiteres Beispiel für das Betriebsverfahren, das in 7 dargestellt wird, unterscheidet sich von einem Beispiel für ein Betriebsverfahren, das in 6 veranschaulicht und vorstehend beschrieben ist, in dem sich der Zeitpunkt des Starts der Entgaserumwälzpumpe 72 bei der Umstellung vom Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung unterscheidet. In dem einen Beispiel eines Betriebsverfahrens, das in 6 veranschaulicht und vorstehend beschrieben wird, wird die Entgaserumwälzpumpe 72 gestartet, nachdem die Überführung in den geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 abgeschlossen ist. Beim vorliegenden Betriebsverfahren hingegen wird die Entgaserumwälzpumpe 72 gleichzeitig mit dem Beginn des Schließens des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 gestartet. Andere Verfahren (Schritte) des vorliegenden Betriebsverfahrens sind ähnlich den in 6 dargestellten und vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren.
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Insbesondere überspringt die Steuerung 100 Schritt S50 in 6 zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Fehlens des Eingangs eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 und beginnt mit der Ausgabe eines Antriebsbefehlssignals an die Entgaserumwälzpumpe 72 (Schritt S60A in 7) nach Durchführung der Schritte S10 bis S40 in 7 (Schritte gemeinsam mit den Schritten S10 bis S40 in 6). Dieser Schritt S60A wird gleichzeitig mit den vier Schritten S10 bis S40 durchgeführt. Mit anderen Worten, die Reihenfolge der Schritte S10 bis S40 und Schritt S60A kann beliebig geändert werden.
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Bei dem vorliegenden Betriebsverfahren fließt durch den Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 ein Teil des vom Entgaser 42 zum Hochdruck-Erhitzer 53 abgegebenen Kondensatwassers über die Entgaserumwälzleitung 71 in die Kondensatleitung 43a zwischen dem Niederdruck-Erhitzer 47 und dem Entgaser 42. Dieser Teil des Kondensatwassers strömt in einer Situation, in der sich das erste Absperrventil der Zuleitung 84 im Schließvorgang befindet und die erste Zuleitung 82 in einem kommunizierenden Zustand bleibt, über die erste Zuleitung 82 zusammen mit dem Kondensatwasser in der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite zum Kondensatwärmetauscher 81. Daher wird der Durchfluss des aus der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite in die erste Zuleitung 82 strömenden Kondensatwassers reduziert und der nicht mit Wasser gefüllte Teil der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite wird kleiner als bei dem in 6 dargestellten und vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren. Außerdem liegt beim vorliegenden Betriebsverfahren die Startzeit der Entgaserumwälzpumpe 72 vor derjenigen im Betriebsverfahrens, das in 6 dargestellt und vorstehend beschrieben wird, und somit kann die Kondensatleitung 43 im Vergleich zum in 6 dargestellten und vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren früher in den Zustand der Wasserbefüllung versetzt werden.
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Wie vorstehend erwähnt, wird daher gemäß dem Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks und dem Betriebsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während der Kondensatdrosselung das Entgaserumwälzsystem in der herkömmlichen Konfiguration betrieben. Selbst wenn die Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite durch die Umschaltung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung nicht mit Wasser gefüllt wird, ist es daher möglich, die Kondensatleitung 43 während der Kondensatdrosselung in den Zustand der Wasserbefüllung zurückzubringen, indem das aus dem Entgaser 42 austretende Kondensatwasser in die Kondensatleitung 43a auf der stromaufwärts vom Entgaser 42 gelegene Seite zurückgeführt wird. Dadurch kann die Bildung von Wasserschlägen zum Zeitpunkt der Rückkehr von der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb verhindert werden, ohne die Anlagenkonfiguration zu verändern.
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Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Entgaserumwälzsystem während der Kondensatdrosselung kontinuierlich angetrieben, so dass der in der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite erzeugte Hohlraumanteil sicher in den Zustand der Wasserfüllung versetzt werden kann.
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Modifikation einer Ausführungsform
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Anschließend wird eine Konfiguration eines Kondensat- und Speisewassersystems eines Dampfkraftwerks gemäß einer Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Hardware einer Steuerung darstellt, die einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks darstellt, entsprechend der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch, dass eine Steuerung 100A zusätzlich zu einer Ein-/Ausgabeschnittstelle 101, einer CPU 102 und einer Speichervorrichtung 103 als Hardwarekomponenten außerdem einen Timer 105 beinhaltet. Der Timer 105 misst die Ablaufzeit T1 seit Beginn der Ausgabe eines Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 und die Ablaufzeit T2 seit Beginn der Ausgabe eines Antriebsbefehlssignals an die Entgaserpumpe 72. Die voreingestellten Zeiten t1 und t2 werden zum Vergleich mit den Ablaufzeiten T1 und T2 in der Speichervorrichtung 103 zwischengespeichert. Die voreingestellte Zeit t1 dient zum Bestimmen eines Startzeitpunktes der Entgaserumwälzpumpe 72. Die voreingestellte Zeit t1 ist beispielsweise ein Istwert, der durch vorherige Messung der Überführungszeit von einem vollständig geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 erhalten wird, und eine Zeit, die ausreicht, um zu prüfen, dass die Überführung in den geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 durch eine Öffnungs-/Schließungssteuerung der Steuerung 100A abgeschlossen wird. Die voreingestellte Zeit t2 dient zum Bestimmen eines Zeitpunkts zum Anhalten des Antriebs der Entgaserumwälzpumpe 72. Die voreingestellte Zeit t2 wird z.B. als Zeit angegeben, die benötigt wird, um den in der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 erzeugten Hohlraumanteil durch die Entgaserumwälzpumpe 72 in den Zustand der Wasserbefüllung zu versetzen. Die voreingestellte Zeit t2 kann unter Berücksichtigung des Volumens der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregler 46 gelegenen Seite und der Fördermenge der Entgaserumwälzpumpe 72 eingestellt werden.
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Als nächstes wird ein Beispiel für eine Reihe von Betrieben ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb des Dampfkraftwerks im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks gemäß der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der 5 und 9 beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Steuerverfahren mithilfe der Steuerung ab der Umschaltung auf Kondensatdrosselung bis zur Rückkehr zum Normalbetrieb darstellt, wobei die Steuerung einen Teil des Kondensat- und Speisewassersystems des Dampfkraftwerks darstellt, entsprechend der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das Betriebsverfahren der Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das in 9 dargestellt ist, unterscheidet sich vom Betriebsverfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 6 veranschaulicht ist, indem das Bestimmungsverfahren eines Zeitpunkts für das Starten der Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung unterschiedlich ist und indem die Antriebs-Weiterlaufzeit der Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung unterschiedlich ist. Beim Betriebsverfahren, das in 6 dargestellt und vorstehend beschrieben ist, wird der Zeitpunkt des Starts der Entgaserumwälzpumpe 72 durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Eingangs eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 bestimmt (Schritt S50 in 6). Andererseits wird beim vorliegenden Betriebsverfahren der Zeitpunkt des Starts der Entgaserumwälzpumpe 72 basierend auf der Ablaufzeit T1 seit Beginn der Ausgabe des Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 bestimmt (Schritt S50A in 9). Außerdem wird im in 6 dargestellten und vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren die Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung kontinuierlich angetrieben. Andererseits wird beim vorliegenden Betriebsverfahren die Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung nur für eine vorbestimmte Zeitdauer angetrieben. Dementsprechend entfällt beim vorliegenden Betriebsverfahren der Vorgang zum Anhalten des Antriebs der Entgaserumwälzpumpe 72 zum Zeitpunkt der Rückkehr von der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb (Schritt S150 in 6). Die anderen Vorgänge (Schritte) des vorliegenden Betriebsverfahrens sind ähnlich dem vorstehend in 6 beschriebenen Betriebsverfahren.
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Insbesondere startet die Steuerung 100A nach der Ausgabe eines Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 (gemeinsamer Schritt S20 für 6 und 9) die Messung der Ablaufzeit T1 ab Beginn der Ausgabe des Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 (Schritt S21 in 9). Danach, nach Durchführung der gemeinsamen Schritte S30 bis S40 in 6 und 9 bestimmt die Steuerung 100A, ob, oder ob nicht, die gemessene Ablaufzeit T1 eine voreingestellte Zeit t1 überschreitet, die in der Speichervorrichtung 103 zwischengespeichert wird (Schritt S50A in 9). Dieser Schritt (Schritt S50A) prüft, ob die Überführung von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 abgeschlossen ist, basierend auf der Ablaufzeit T1 seit Beginn eines Schließungsvorgangs des Zuleitungs-Absperrventils 84, infolgedessen ein Zeitpunkt für das Starten der Entgaserpumpe 72 festgelegt wird.
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Wenn die Ablaufzeit T1 kleiner als die voreingestellte Zeit t1 in Schritt S50A ist, d.h. im Falle von NEIN, kehrt die Steuerung 100A wieder zu Schritt S50A zurück und bestimmt, ob die Ablaufzeit T1 die voreingestellte Zeit t1 überschreitet oder nicht. Dieser Schritt (Schritt S50A) wird wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Ablaufzeit T1 größer als die voreingestellte Zeit t1 (JA) ist. Wenn die Bestimmung in Schritt S50A JA ist, d.h. es wurde festgestellt, dass die Überführung vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand des ersten Zuleitungs-Absperrventils 84 abgeschlossen ist, fährt die Steuerung 100A mit Schritt S60 fort, was in 6 üblich ist, und beginnt mit der Ausgabe eines Antriebsbefehlssignals an die Entgaserumwälzpumpe 72.
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Anschließend startet die Steuerung 100A die Messung der Ablaufzeit T2 seit Beginn der Ausgabe des Antriebsbefehlssignals an die Entgaserpumpe 72 (Schritt S70 in 9). Dann bestimmt die Steuerung 100A, ob, oder ob nicht, die gemessene Ablaufzeit T2 eine voreingestellte Zeit t2 überschreitet, die in der Speichervorrichtung 103 zwischengespeichert wird (Schritt S80 in 9). Dieser Schritt (Schritt S80) prüft, ob der Hohlraumteil der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite in den Zustand der Wasserbefüllung übergegangen ist, basierend auf der Ablaufzeit T2 seit dem Start der Entgaserumwälzpumpe 72, wodurch ein Zeitpunkt für das Anhalten des Antriebs der Entgaserumwälzpumpe 72 festgelegt wird.
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Wenn die Ablaufzeit T2 kleiner als die voreingestellte Zeit t2 in Schritt S80 (NEIN) ist, kehrt die Steuerung 100A wieder zu Schritt S80 zurück und bestimmt, ob die Ablaufzeit T2 die voreingestellte Zeit t2 überschreitet oder nicht. Dieser Schritt (Schritt S80) wird wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Ablaufzeit T2 größer als die voreingestellte Zeit t2 (JA) ist. Wenn die Bestimmung in Schritt S80 JA ist, d.h. es wurde geprüft, dass der Hohlraumteil der Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite in den Zustand der Wasserbefüllung übergegangen ist, fährt die Steuerung 100A mit Schritt S90 fort und gibt ein Anhaltebefehlssignal an die Entgaserumwälzpumpe 72 aus. Dadurch wird die Entgaserumwälzpumpe 72 während der Kondensatdrosselung in den Stillstand versetzt.
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Beim vorliegenden Betriebsverfahren wird der Zeitpunkt des Starts der Entgaserumwälzsystem basierend auf der Ablaufzeit T1 seit Beginn der Ausgabe des Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 bestimmt. Daher benötigt die Steuerung 100A keinen Eingang eines Schließungserkennungssignals vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84, wie es im Betriebsverfahren in 6 vorstehend beschrieben ist, und dementsprechend ist eine Eingangssignalleitung vom ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 nicht erforderlich.
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Außerdem wird beim vorliegenden Betriebsverfahren das Entgaserumwälzsystem während der Kondensatdrosselung nur für eine vorbestimmte Zeitdauer angetrieben. Dadurch kann der Stromverbrauch von Zubehörteilen im Vergleich zum vorstehend in 6 beschriebenen Betriebsverfahren reduziert werden, bei dem das Entgaserumwälzsystem während der Kondensatdrosselung kontinuierlich angetrieben wird. Insbesondere ist die Kondensatdrosselung ein Betrieb, bei dem die Ausgabeleistung der Dampfturbine 2 (dargestellt in 1) entsprechend einer Erhöhung der Last am Generator erhöht wird, und es besteht die Forderung, den Verbrauch der Ausgabeleistung der Dampfturbine 2 durch Zubehörteile so weit wie möglich zu reduzieren.
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Wie vorstehend erwähnt, wird daher gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Kondensat- und Speisewassersystem des Dampfkraftwerks und im Betriebsverfahren das Entgaserumwälzsystem während der Kondensatdrosselung in der herkömmlichen Konfiguration angetrieben. Selbst wenn also die Kondensatleitung 43 auf der stromabwärts vom Entgaser-Wasserstandsregelventil 46 gelegenen Seite durch die Umschaltung von Normalbetrieb auf Kondensatdrosselung aus dem Zustand der Wasserbefüllung herausgenommen wurde, ist es möglich, durch Rückführung des aus dem Entgaser 42 austretenden Kondensatwassers in die Kondensatleitung 43a auf der stromaufwärts vom Entgaser 42 gelegenen Seite die Kondensatleitung 43 während der Kondensatdrosselung in den Zustand der Wasserbefüllung zurückzubringen. Dadurch kann die Bildung von Wasserschlägen zum Zeitpunkt der Rückkehr aus der Kondensatdrosselung in den Normalbetrieb verhindert werden, ohne die Anlagenkonfiguration zu verändern.
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Andere Ausführungsformen
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Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Modifikationen beinhaltet. Die vorstehende Ausführungsform wurde ausführlich beschrieben, um die vorliegende Erfindung leicht verständlich zu erklären, und ist nicht unbedingt auf eine Ausführungsform mit allen beschriebenen Komponenten beschränkt. So kann beispielsweise ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform kann der Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann in Bezug auf einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform das Hinzufügen, Löschen und Ersetzen einer anderen Konfiguration vorgenommen werden. Es ist zu beachten, dass von Kontrolllinien und dergleichen diejenigen veranschaulicht werden, die für die Erklärung als notwendig erachtet werden, und dass nicht unbedingt alle Kontrolllinien und Informationslinien auf Produktbasis dargestellt werden. In der Praxis können im Wesentlichen alle Komponenten als miteinander verbunden betrachtet werden.
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Darüber hinaus wurde in einer Ausführungsform und ihrer vorstehend beschriebenen Modifikation exemplarisch die Konfiguration genannt, bei der der Kondensatwärmetauscher 81 als Vorrichtung verwendet wird, die über die erste Zuleitung 82 mit einem Teil des Kondensatwassers versorgt wird, das vom Niederdruck-Erhitzer 47 zum Entgaser 42 fließt. Die Vorrichtung kann jedoch jede Vorrichtung sein, die mit einem Teil des Kondensatwassers versorgt wird, das vom Niederdruck-Erhitzer 47 über die erste Zuleitung 82, die von der Kondensatleitung 43a abgezweigt ist, zum Entgaser 42 strömt, mit Ausnahme des Kondensatwärmetauschers 81.
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Darüber hinaus wurden in einer Ausführungsform und ihrer vorstehend beschriebenen Modifikation die Konfigurationen der Steuerungen 100 und 100A, die Anhaltebefehlssignale zur Befehlsausgabe an die Entgaserumwälzpumpe 72 und Förderpumpe 85 zum Anhalten des Antriebs ausgeben, als Beispiel genannt. Die Steuerung kann jedoch so konfiguriert werden, dass sie den Antrieb der Entgaserumwälzpumpe 72 und der Förderpumpe 85 anhält, indem sie die Ausgabe der Antriebsbefehlssignale anhält.
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Darüber hinaus wurde bei der Modifikation einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Konfiguration der Steuerung 100A, die den Startzeitpunkt der Entgaserumwälzpumpe 72 basierend auf der Ablaufzeit T1 seit Beginn der Ausgabe des Schließungsbefehlssignals an das erste Zuleitungs-Absperrventil 84 bestimmt, als Beispiel genannt. Die Steuerung 100A kann jedoch so konfiguriert werden, dass sie die Entgaserumwälzpumpe 72 gleichzeitig mit Beginn des Schließens des ersten Zuleitungs-Absperrventil 84 startet. Mit anderen Worten, bei dem in 9 dargestellten Betriebsverfahren kann die Messung der Ablaufzeit T1 in Schritt S21 und die Bestimmung der Ablaufzeit T1 in Schritt S50A entfallen.
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Außerdem wurde bei der Modifikation einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Konfiguration der Steuerung 100A, die einen Zeitpunkt für das Anhalten des Antriebs der Entgaserumwälzpumpe 72 basierend auf der Ablaufzeit T2 seit Beginn der Ausgabe des Antriebsbefehlssignals an die Entgaserumwälzpumpe 72 bestimmt, als Beispiel genannt. Die Steuerung 100A kann jedoch so konfiguriert werden, dass sie die Entgaserumwälzpumpe 72 während der gesamten Kondensatdrosselung kontinuierlich antreibt. Mit anderen Worten, bei dem in 9 dargestellten Betriebsverfahren kann die Messung der Ablaufzeit T2 in Schritt S70, die Bestimmung der Ablaufzeit T2 in Schritt S80 und die Ausgabe des Anhaltebefehlssignals an die Entgaserpumpe 72 in Schritt S90 entfallen.
