CH632050A5

CH632050A5 - Control device for a power station block operated in sliding pressure mode

Info

Publication number: CH632050A5
Application number: CH179578A
Authority: CH
Inventors: Yoshio Sato; Akira Nishimura; Jubei Matsumura; Akira Sakai; Satoshi Ninomiya
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-02-21
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1982-09-15
Also published as: DE2806647A1; JPS6039842B2; JPS53104005A; FR2381172B1; FR2381172A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung für einen im Gleitdruck betriebenen Kraftwerkblock, mit mindestens einem Turbinensteuerventil, mit Kesselsteuerventilen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines dem augenblicklichen Lastbedarf entsprechenden Dampfdruck-Bezugswertes, mit einem Regler zur Regelung des Turbinensteuerventils entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf, und mit zweiten einer Einrichtung zur Erzeugung eines dem augenblicklichen Lastbedarf entsprechenden Bezugs wertes für die Öffnung des Turbinensteuerventils. The invention relates to a control arrangement for a power plant block operated in sliding pressure, with at least one turbine control valve, with boiler control valves, with a device for generating a steam pressure reference value corresponding to the current load requirement, with a controller for regulating the turbine control valve according to the current load requirement, and with second a device for generating a reference value corresponding to the current load requirement for the opening of the turbine control valve.

Es besteht die Tendenz, dass thermische Kraftwerke, die herkömmlicherweise mit Grundlast gefahren werden, bei mittlerer Last arbeiten müssen, weil die Netzkapazität und die Leistung der nuklearen Krafterzeugung immer stärker ansteigen. There is a tendency that thermal power plants, which are traditionally operated with base load, have to work at medium load because the network capacity and the power of nuclear power generation are increasing more and more.

Der Wirkungsgrad der thermischen Leistungserzeugung bei mittleren Lasten sowie die Verbesserung der Lastnachführung wird daher immer bedeutungsvoller. In dieser Hinsicht treten bei herkömmlichen Regelanordnungen für Wärmekraftwerke Schwierigkeiten auf. The efficiency of thermal power generation at medium loads and the improvement of load tracking is therefore becoming increasingly important. In this regard, difficulties arise with conventional control arrangements for thermal power plants.

Eine dieser Schwierigkeiten besteht darin, dass die Regelanordnungen zur Aufrechterhaltung eines konstanten Haupt-Dampfdrucks ausgelegt sind, um den Wirkungsgrad von Wärmekraftwerken zu erhöhen, die zur Aufbringung der Grundlast bestimmt sind. Daher ist es bei herkömmlichen Wärmekraftwerken notwendig, den Hauptdampfdruck auch im Teillastbereich auf einem konstanten Wert zu halten, was erhöhte Kosten für die Leistungsverluste der Speisewasserpumpen bedeutet, so dass der Wirkungsgrad der Kraftwerke verschlechtert wird. One of these difficulties is that the control arrangements are designed to maintain a constant main vapor pressure in order to increase the efficiency of thermal power plants which are designed to apply the base load. Therefore, in conventional thermal power plants, it is necessary to keep the main steam pressure at a constant value even in the partial load range, which means increased costs for the power losses of the feed water pumps, so that the efficiency of the power plants is impaired.

Die zweite Schwierigkeit ist auf die grosse Nichtlinearität der Kraftwerkskennwerte infolge eines zu kleinen Hauptdampfdurchsatzes im Teillastbereich zurückzuführen, weil der Hauptdampfdruck auf einem konstanten Wert gehalten wird. Infolgedessen arbeitet das Kraftwerk insbesondere im Teillastbereich instabil, und das Kraftwerk kann nur schlechte Last-Nachlaufeigenschaften haben. The second difficulty is due to the great non-linearity of the power plant parameters as a result of an insufficient main steam throughput in the partial load range, because the main steam pressure is kept at a constant value. As a result, the power plant operates unstably, particularly in the partial load range, and the power plant can only have poor load tracking properties.

Unter diesen Umständen wurde ein Betrieb mit variablem oder gleitendem Druck vorgeschlagen, wobei der Hauptdampfdruck entsprechend den Laständerungen variiert wird, um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden. Under these circumstances, variable or sliding pressure operation has been proposed in which the main vapor pressure is varied in accordance with the load changes to overcome the difficulties described above.

Dieser Betrieb bei variablem Dampfdruck hat folgende Vorteile: This operation with variable steam pressure has the following advantages:

1. Der Wirkungsgrad des Kraftwerks wird insbesondere im Teillastbereich erhöht. Dies liegt daran, dass der Hauptdampfdruck bei Teillast abgesenkt wird, so dass auch die zum Antrieb der Speisewasserpumpen erforderliche Leistung vermindert und somit der Wirkungsgrad erhöht wird. 1. The efficiency of the power plant is increased especially in the partial load range. This is due to the fact that the main steam pressure is reduced at partial load, so that the power required to drive the feed water pumps is also reduced and the efficiency is thus increased.

2. Die Last-Nachlaufeigenschaften des Kraftwerks werden verbessert, die Höhe der möglichen Minimallast wird abgesenkt, und die zum Anfahren und Stillsetzen des Kraftwerks erforderliche Zeit wird verkürzt. Da nämlich der Hauptdampfdruck im Teillastbereich abgesenkt wird, ist die Verminderung des Hauptdampfdurchsatzes nicht so gross. Daher werden die Arbeitskennlinien des Kraftwerks linearer als bei dem herkömmlichen Betrieb mit konstantem Dampfdruck. 2. The load-after-running properties of the power plant are improved, the level of the possible minimum load is reduced, and the time required for starting and stopping the power plant is reduced. Because the main steam pressure is reduced in the partial load range, the reduction in the main steam throughput is not so great. As a result, the operating characteristics of the power plant become more linear than in conventional operation with constant steam pressure.

3. Die thermischen Beanspruchungen und Spannungen in den Metallen der Turbinenteile werden vermindert. Da sich bei Betrieb mit variablem Druck die Änderung des Hauptdampfdurchsatzes zwischen Schwer- und Teillastbetrieb vermindert, wird auch die Änderung der Dampftemperatur hinter der ersten Turbinenstufe verringert, so dass die thermischen Spannungen in den Turbinenteilen entsprechend abgesenkt werden. 3. The thermal stresses and tensions in the metals of the turbine parts are reduced. Since the change in the main steam throughput between heavy and part-load operation is reduced during operation with variable pressure, the change in steam temperature behind the first turbine stage is also reduced, so that the thermal stresses in the turbine parts are reduced accordingly.

In einem Artikel «Variable Pressure Boilers - an Operating Experience», veröffentlicht im Papier Nr. 75 466 der Instrument Society of America während des Industry Instrumentation Symposium im Mai 1975 ist eine zusammenwirkende Regelanordnung dieser Art vorgeschlagen worden, bei der entsprechend der End-Sollast des Kraftwerks ein Druck-Bezugswert für den Hauptdampf der Kesselregelung erzeugt wird, so dass der Kessel so geregelt werden kann, dass der Hauptdampfdruck mit dem erzeugten Bezugs- oder Solldruck übereinstimmt. Dabei wird das Regelventil auf eine Öffnungsweite geregelt, bei der die augenblickliche Sollast bei dem Hauptdampfdruck erreicht wird. In an article entitled "Variable Pressure Boilers - an Operating Experience", published in paper No. 75 466 of the Instrument Society of America during the Industry Instrumentation Symposium in May 1975, a cooperative control arrangement of this type was proposed, in which the final target load of the Power plant generates a pressure reference value for the main steam of the boiler control, so that the boiler can be controlled so that the main steam pressure matches the generated reference or target pressure. The control valve is regulated to an opening width at which the instantaneous target load is reached at the main steam pressure.

Ein anderes Beispiel der zusammenwirkenden Regelung ist in einem Artikel «Operation Results of Sliding Pressure Thermal Power Plant OHI Nr. 2» in «THERMAL AND NUCLEAR POWER GENERATION», Seiten 11 bis 18, Another example of the interacting regulation is in an article “Operation Results of Sliding Pressure Thermal Power Plant OHI No. 2” in “THERMAL AND NUCLEAR POWER GENERATION”, pages 11 to 18,

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April 1976, Japan, gezeigt und beschrieben. April 1976, Japan, shown and described.

Bei dieser Anordnung werden die Bezugswerte der Ventilöffnungsweite der Turbinen-Regelventile unabhängig von der augenblicklich geforderten Last derart erzeugt, dass nur die erforderlichen Regelventile voll geöffnet zu werden brauchen, während die anderen Regelsysteme vollständig geschlossen bleiben. Inzwischen wird der Druck-Bezugswert des Hauptdampfes für die Kesselregelung entsprechend der endgültig geforderten Last bestimmt. Infolgedessen kann die Ausgangsleistung des Kraftwerks von der endgültig erforderlichen Last abweichen. Die Ventilöffnung wird dann so geregelt, dass diese Abweichung ausgeglichen wird. Bei dieser Regelung der Ventilöffnung weicht die tatsächliche Öffnungsweite der Ventile vom Sollwert ab. Die Regelanordnung korrigiert dann den Druck-Bezugswert des Hauptdampfes proportional zu dieser Abweichung. With this arrangement, the reference values of the valve opening width of the turbine control valves are generated in such a way that the only required control valves need to be fully opened, while the other control systems remain completely closed, regardless of the load currently required. In the meantime, the pressure reference value of the main steam for the boiler control is determined according to the final required load. As a result, the power plant's output power may differ from the final required load. The valve opening is then regulated so that this deviation is compensated for. With this regulation of the valve opening, the actual opening width of the valves deviates from the setpoint. The control arrangement then corrects the pressure reference value of the main steam in proportion to this deviation.

Bei der zuerst erwähnten zusammenwirkenden Regelanordnung wird die Ventilöffnung so geregelt, dass dem Hauptdampfdruck gefolgt wird, der dem augenblicklichen Lastbedarf entspricht. Wenn sich daher der optimale Wert des Hauptdampfdrucks für den endgültigen Lastbedarf geändert hat, beispielsweise wegen einer nach langer Betriebszeit eingetretenen Alterung, ist die Öffnung der Turbinen-Regelventile nicht mehr optimal. In the first-mentioned cooperative control arrangement, the valve opening is controlled so that the main steam pressure is followed, which corresponds to the current load requirement. Therefore, if the optimal value of the main vapor pressure for the final load requirement has changed, for example due to aging after a long period of operation, the opening of the turbine control valves is no longer optimal.

Andererseits wird bei der an zweiter Stelle erwähnten zusammenwirkenden Anordnung so geregelt, dass die Regelventilöffnung von einem festen Bezugswert korrigiert und so dem augenblicklichen Lastbedarf entsprochen wird. Die Ventilöffnung ist bei dieser Anordnung daher nicht optimal. On the other hand, in the cooperating arrangement mentioned in the second place, control is carried out in such a way that the control valve opening is corrected by a fixed reference value and thus the current load requirement is met. The valve opening is therefore not optimal in this arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zusammenwirkende Kessel-Turbinen-Regelanlage zu schaffen, bei der mit variablem Druck gearbeitet wird, und mit der das aus Kessel und Turbine bestehende Kraftwerk stets mit maximalem Wirkungsgrad betrieben werden kann. Dabei sollen die beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. The invention has for its object to provide a cooperating boiler-turbine control system, in which work is carried out with variable pressure, and with which the power plant consisting of boiler and turbine can always be operated with maximum efficiency. The difficulties and disadvantages of the prior art described should be avoided.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Massnahmen gelöst. This object is achieved in particular by the measures described in claim 1.

Es sei angenommen, dass eine Turbine vier Regelventile hat, deren Öffnungsweite üblicherweise zwischen den Stellungen alle vier Ventile völlig geöffnet und alle vier Ventile völlig geschlossen geändert wird, und zwar über die Stellungen drei Ventile völlig geöffnet, zwei Ventile völlig geöffnet usw., wenn die Last allmählich von 100% auf 0% abnimmt. Im Hinblick hierauf wird in einer Ausführungsform der Bezugswert für die Regelventilöffnung als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs bestimmt. Gleichzeitig wird, wenn die tatsächliche Ventilöffnung von diesem Bezugswert für die Öffnung abweicht, der Hauptdampfdruck-Bezugswert geändert und so korrigiert, dass diese Abweichung ausgeglichen wird und das Kraftwerk mit einer tatsächlichen Ventilöffnungsweite betrieben werden kann, die genau dem Bezugswert für die Regelventilöffnung entspricht. It is assumed that a turbine has four control valves, the opening width of which is usually changed completely between the positions every four valves and changed all four valves completely closed, namely through the positions three valves fully open, two valves fully open etc., if the Load gradually decreases from 100% to 0%. In view of this, in one embodiment the reference value for the control valve opening is determined as a function of the current load requirement. At the same time, if the actual valve opening deviates from this reference value for the opening, the main vapor pressure reference value is changed and corrected so that this deviation is compensated for and the power plant can be operated with an actual valve opening width which corresponds exactly to the reference value for the control valve opening.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen: Further objectives and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 das schematische Schaltbild einer erfindungsge-mässen automatischen Kesselregelanordnung; 1 shows the schematic circuit diagram of an automatic boiler control arrangement according to the invention;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Bestimmung des augenblicklichen Lastbedarfs; 2 shows a block diagram for determining the instantaneous load requirement;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Hauptdampfdruck-Bezugs- oder Sollwertes; Fig. 3 is a diagram for explaining the setting of the main vapor pressure reference or setpoint;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes der Regelventilöffnung; Fig. 4 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the control valve opening;

Fig. 5 in einem Diagramm die Beziehung zwischen Last und Wirkungsgrad eines Kraftwerks; 5 shows the relationship between load and efficiency of a power plant in a diagram;

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Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes des Speisewasserdurchsatzes; 6 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the feed water throughput;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes des Brennstoffdurchsatzes; 7 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the fuel throughput;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes des Luftdurchsatzes; 8 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the air flow;

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes der Temperatur am Einlass des dritten Überhitzers; 9 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the temperature at the inlet of the third superheater;

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung der Öffnungsweite des zweiten Sprühventils; 10 is a diagram for explaining the setting of the opening width of the second spray valve;

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes der Auslasstemperatur des zweiten Überhitzers; 11 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the outlet temperature of the second superheater;

Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung der Einlasstemperatur des zweiten Überhitzers; 12 is a diagram for explaining the setting of the inlet temperature of the second superheater;

Fig. 13 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes der Öffnungsweite des ersten Sprühventils; 13 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the opening width of the first spray valve;

Fig. 14 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswertes der Auslasstemperatur des Nach- oder Zwischenüberhitzers; 14 is a diagram for explaining the setting of the reference value of the outlet temperature of the reheater or reheater;

Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung der Einstellung des Öffnungs-Bezugswertes des Schiebers zur Regelung des Durchsatzes an rezirkuliertem Gas; und 15 is a diagram for explaining the setting of the opening reference value of the slide for regulating the throughput of recirculated gas; and

Fig. 16 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines geregelten Kraftwerks. 16 shows the block diagram of an exemplary embodiment of a regulated power plant.

Zunächst sei die Dampfströmung näher beschrieben. Das Speisewasser wird mittels einer Speisewasserpumpe unter Druck gesetzt, die von einem geeigneten Motor angetrieben wird, und dann mittels eines Vorerhitzers erhitzt. Das vorerhitzte Speisewasser wird dann über einen Rauchgasvorwärmer in eine beheizte Wand geleitet und in Dampf verwandelt. Der erzeugte Dampf wird dann in einen Wasserabscheider geleitet, in dem das im erzeugten Dampf enthaltene Wasser entfernt wird. Der nun wasserfreie oder trockene Dampf wird darauf überhitzt, während er durch einen ersten Überhitzer strömt. Darauf wird die Überhitzung durch Einsprühen von Wasser durch einen ersten Sprühstrahl aufgehoben. Der Dampf wird mittels eines zweiten Überhitzers wieder überhitzt, die Überhitzung wird durch nochmaliges Einsprühen von Wasser wieder entfernt. Schliesslich wird mittels eines dritten Überhitzers überhitzt. Der hierbei entstehende Dampf wird der Haupt-Ausgangsdampf des Kessels. Aus dem Kessel wird der Hauptdampf über Regelventile in eine Hochdruckturbine geleitet, er expandiert in der Turbine und treibt dieselbe an. Der aus der Hochdruckturbine abgesaugte Dampf wird mittels eines geteilten Erhitzers rückerhitzt und in eine Niederdruckturbine eingeleitet. Der in der Niederdruckturbine expandierte Dampf wird mittels eines Dampfkondensators zu Wasser kondensiert. Der durch den Dampf auf die Turbine ausgeübte Druck treibt einen Generator, der in ein elektrisches Netz einspeist. The steam flow is first described in more detail. The feed water is pressurized by a feed water pump driven by a suitable motor and then heated by a preheater. The preheated feed water is then fed into a heated wall via a flue gas preheater and converted into steam. The generated steam is then passed into a water separator, in which the water contained in the generated steam is removed. The now anhydrous or dry steam is overheated as it flows through a first superheater. The superheat is then eliminated by spraying water with a first spray jet. The steam is superheated again using a second superheater, the superheating is removed by spraying water again. Finally, a third superheater is used to overheat. The resulting steam becomes the main output steam from the boiler. The main steam is fed from the boiler via control valves into a high-pressure turbine, it expands in the turbine and drives it. The steam drawn off from the high-pressure turbine is reheated by means of a divided heater and introduced into a low-pressure turbine. The steam expanded in the low pressure turbine is condensed to water by means of a steam condenser. The pressure exerted on the turbine by the steam drives a generator which feeds into an electrical network.

In dem vom Verdampfer oder der Wasserwand begrenzten Raum sind mehrere Brenner angeordnet. Diesen Brennern wird der Brennstoff über ein Brennstoff-Regelventil mit Hilfe einer Brennstoff-Speisepumpe zugeführt, so dass eine Energie erzeugt werden kann, die gross genug ist, das Wasser im Verdampfer in Dampf zu verwandeln. Several burners are arranged in the space delimited by the evaporator or the water wall. The fuel is fed to these burners via a fuel control valve with the aid of a fuel feed pump, so that an energy can be generated which is large enough to convert the water in the evaporator into steam.

Die Luftzufuhr zum Ofen in dem vom Verdampfer begrenzten Raum wird mittels eines Ventilators und eines Schiebers geregelt, dessen Öffnungsweite variabel ist. The air supply to the furnace in the space delimited by the evaporator is regulated by means of a fan and a slide, the opening width of which is variable.

Inzwischen wird ein Teil des Verbrennungsgases durch die Öffnung eines Schiebers und einen Ventilator geregelt, wodurch der NOx-Gehalt und die Dampftemperatur am Rückerhitzerauslass geregelt werden. In the meantime, part of the combustion gas is regulated by opening a slide valve and a fan, which regulates the NOx content and the steam temperature at the reheater outlet.

Das in Fig. 16 gezeigte Kraftwerk ist herkömmlicher Art. Fig. 16 zeigt insbesondere die Punkte, an denen die verschiedenen Daten erfasst werden, die zur Durchführung der Erfin3 The power plant shown in FIG. 16 is of a conventional type. FIG. 16 shows in particular the points at which the various data are recorded, which are used to carry out the inventions

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dung notwendig sind, sowie zur Darstellung der Positionen der verschiedenen im Kraftwerk zu regelnden Einrichtungen. are necessary, as well as to represent the positions of the various devices to be controlled in the power plant.

Die in Fig. 16 gezeigte Anlage enthält Durchsatzdetektoren Fx, Temperaturdetektoren Tx, Druckdetektoren Px, Öff-nungs- und Lastdetektoren Ox bzw. Lx. Im übrigen entsprechen die in Fig. 16 erscheinenden Bezugszeichen denen der Fig. 1, in der ein im folgenden beschriebenes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist. The system shown in FIG. 16 contains throughput detectors Fx, temperature detectors Tx, pressure detectors Px, opening and load detectors Ox and Lx. Otherwise, the reference symbols appearing in FIG. 16 correspond to those of FIG. 1, in which a preferred exemplary embodiment of the invention described below is shown.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen automatischen Kesselregelanordnung. Die Regelanordnung besteht insgesamt aus elf Untersystemen, nämlich 1 shows the block diagram of an automatic boiler control arrangement according to the invention. The control arrangement consists of a total of eleven subsystems, namely

1. einem Lastbedarfs-Einstellsystem 200, 1. a load demand adjustment system 200,

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2. einem Lastregelsystem, 2. a load control system,

3. einem Druckbedarfs-Bestimmungssystem, 3. a pressure requirement determination system,

4. einem Hauptdampftemperatur-Kompensationssystem, 4. a main steam temperature compensation system,

5. einem Hauptdampftemperatur-Kompensations-system, 5. a main steam temperature compensation system,

6. einem Speisewasserdurchsatz-Regelsystem, 6. a feed water flow control system,

7. einem Brennstoffdurchsatz-Regelsystem, 7. a fuel flow control system,

8. einem Luftdurchsatz-Regelsystem, 8. an air flow control system,

9. einem Regelsystem für den zweiten Sprühstrahl, 9. a control system for the second spray jet,

10. einem Regelsystem für den ersten Sprühstrahl und 10. a control system for the first spray and

11. einem Regelsystem für den Durchsatz an rezirku-liertem Gas. 11. A control system for the throughput of recirculated gas.

Aufbau und Arbeitsweise der oben aufgeführten Untersysteme werden im folgenden einzeln beschrieben: The structure and operation of the subsystems listed above are described individually below:

System 200 zur Einstellung des Lastbedarfs System 200 for setting the load requirement

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Form ein System zur Einstellung des augenblicklichen Lastbedarfs. Der endgültige Lastbedarf ELD, der von einer zentralen Leistungszufuhr-Regel-station geliefert wird, wird einer Subtraktionseinheit 500 zugeführt. Das Signal Ld über den augenblicklichen Lastbedarf wird dem Kesselregelsystem und der Subtraktionseinrichtung 500 zugeführt. Somit vergleicht die Subtraktionseinrichtung 500 den endgültigen Lastbedarf ELD mit dem augenblicklichen Lastbedarf Ld und gibt die Abweichung aus. Fig. 2 shows in simplified form a system for setting the current load requirement. The final load requirement ELD, which is supplied by a central power supply control station, is supplied to a subtraction unit 500. The signal Ld about the current load requirement is fed to the boiler control system and the subtraction device 500. Thus, the subtraction device 500 compares the final load requirement ELD with the current load requirement Ld and outputs the deviation.

Die Signalabweichung wird dann einem Laständerungsgeschwindigkeitsbegrenzer 501 zugeführt und in diesem mit einem oberen und unteren Bezugsgrenzwert der Laständerungsgeschwindigkeit verglichen, die durch einen oberen bzw. unteren Grenzeinsteller 502 bzw. 503 eingestellt werden. Der Begrenzer 501 gibt das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 500 an einen Integrator 504 weiter, wenn die Laständerungsgeschwindigkeit zwischen der oberen und unteren Grenze liegt. Wenn jedoch das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 500 höher oder niedriger ist als die obere bzw. untere Grenze, so wird von der Subtraktionseinrichtung 500 dem Integrator 504 der obere oder untere Grenz-Bezugswert zugeführt. The signal deviation is then fed to a load change speed limiter 501 and compared therein with an upper and lower reference limit value of the load change speed, which are set by an upper and lower limit adjuster 502 and 503, respectively. Limiter 501 passes the output of subtractor 500 to an integrator 504 when the rate of load change is between the upper and lower limits. However, if the output signal of the subtraction device 500 is higher or lower than the upper or lower limit, the upper or lower limit reference value is supplied by the subtraction device 500 to the integrator 504.

Der Integrator 504 integriert das Eingangssignal und bestimmt den Wert des augenblicklichen Lastbedarfs Ld. The integrator 504 integrates the input signal and determines the value of the current load requirement Ld.

Bei der praktischen Anwendung dieser Regelanordnung bei einem tatsächlich ausgeführten Kraftwerk werden verschiedene zusätzliche Funktionen erfüllt, beispielsweise eine Frequenzkompensation, Notlauf usw. Diese zusätzlichen Funktionen werden hier jedoch nicht beschrieben, weil sie keinen unmittelbaren Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Regelanordnung haben. In the practical application of this control arrangement in a power plant that is actually being carried out, various additional functions are fulfilled, for example frequency compensation, emergency operation, etc. These additional functions are not described here, however, because they have no direct connection with the control arrangement according to the invention.

Lastregelsystem Load control system

Der durch das Lastbedarf-Einstellsystem 200 bestimmte augenblickliche Lastbedarf Ld und das Ausgangssignal eines Lastdetektors 100 werden einer Subtraktionseinrichtung 300 zugeführt (Fig. 1). Das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 300, d.h. die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert des augenblicklichen Lastbedarfs Ld, wird einem Regler 301 zur Verstellung des Ventils zugeführt. Der Regler 301 ist ein PI (proportional plus integral) -Regler; sein Ausgangssignal dient zur Verstellung des Regelventils 400. The instantaneous load requirement Ld determined by the load requirement setting system 200 and the output signal of a load detector 100 are fed to a subtraction device 300 (FIG. 1). The output of subtractor 300, i.e. the deviation between the actual and target value of the current load requirement Ld is fed to a controller 301 for adjusting the valve. Controller 301 is a PI (proportional plus integral) controller; its output signal is used to adjust the control valve 400.

System zur Bestimmung des Druckbedarfs System for determining the pressure requirement

Dieses System enthält einen Hauptdampfdruck-Bezugswertgenerator 207, der den Bezugswert aus dem vom Lastbedarf-Einstellsystem bestimmten Lastbedarf Ld bestimmt. Wie in Fig. 3 an einem Beispiel gezeigt, ist dieser Hauptdampfdruck-Bezugswert als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs Ld gegeben. Der Öffnungs-Bezugswert des Regelventils, der eine Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs Ld ist (Fig. 4), wird durch den Regelventil-Öffnungs-Bezugs-signalgenerator 201 gegeben. Dieser Bezugswert wird zusammen mit dem von einem Detektor 101 zur Feststellung der Öffnungsweite des Regelventils gelieferten Signal einer Subtraktionseinrichtung 202 geführt, die die beiden Werte miteinander vergleicht. Die sich ergebende Abweichung wird einem PI-Regler 203 zugeführt, so dass die Abweichung auf Null gebracht werden kann. Darauf multipliziert eine Multiplizierstufe 204 das Ausgangssignal des Reglers 203 mit einem bestimmten Faktor, der entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf festgelegt wird, so dass das Ausgangssignal korrigiert wird. Darauf korrigiert eine Addiereinrichtung 205 das Hauptdampfdruck-Bezugssignal, das durch den Hauptdampfdruck-Bezugssignal-Generator 207 bestimmt wurde, durch das korrigierte Ausgangssignal vom Regler 203, und gibt das korrigierte Hauptdampfdruck-Bezugssignal als Hauptdampfdruck-Bedarfssignal PD aus. This system includes a main vapor pressure reference value generator 207 which determines the reference value from the load demand Ld determined by the load demand setting system. As shown in an example in FIG. 3, this main vapor pressure reference value is given as a function of the current load requirement Ld. The control valve opening reference value, which is a function of the current load demand Ld (FIG. 4), is given by the control valve opening reference signal generator 201. This reference value, together with the signal supplied by a detector 101 for determining the opening width of the control valve, is passed to a subtraction device 202 which compares the two values with one another. The resulting deviation is fed to a PI controller 203 so that the deviation can be brought to zero. A multiplier 204 then multiplies the output signal of the controller 203 by a certain factor, which is determined in accordance with the current load requirement, so that the output signal is corrected. Then, an adder 205 corrects the main steam pressure reference signal determined by the main steam pressure reference signal generator 207 by the corrected output signal from the controller 203, and outputs the corrected main steam pressure reference signal as the main steam pressure demand signal PD.

Das charakteristische Merkmal der Erzeugung und Bestimmung des Hauptdampfdruck-Bedarfssignals PD besteht darin, dass das augenblickliche Lastbedarfssignal LD dem Generator 201 zur Erzeugung des Bezugssignals über die Öffnung des Regelventils zugeführt wird, so dass der Öffnungsweiten-Regelbezugswert entsprechend der Laständerung gemäss Fig. 4 geändert werden kann, während der Generator zur Erzeugung des Bezugssignals über die Öffnungsweite des Regelventils des herkömmlichen Systems (der herkömmliche Generator entspricht der Einrichtung 201 in Fig. 1) ein solches konstantes Ausgangssignal liefern kann, dass zwei, drei usw. Ventile vollständig geöffnet werden. The characteristic feature of the generation and determination of the main vapor pressure demand signal PD is that the current load demand signal LD is fed to the generator 201 for generating the reference signal via the opening of the control valve, so that the opening width control reference value is changed in accordance with the load change according to FIG. 4 can, while the generator for generating the reference signal via the opening width of the control valve of the conventional system (the conventional generator corresponds to device 201 in Fig. 1) can provide such a constant output signal that two, three, etc. valves are fully opened.

Dieses charakteristische Merkmal der Erfindung dient dazu, den Ventilöffnungs-Bezugswert auf den maximalen Wirkungsgrad des Kraftwerks bzw. Kraftwerkblocks im jeweiligen Lastbereich einzustellen, da gemäss Fig. 5 der maximale Wirkungsgrad unterschiedliche Regelventilöff-nungsweiten je nach der Höhe der Belastung erfordert. This characteristic feature of the invention serves to set the valve opening reference value to the maximum efficiency of the power plant or power plant block in the respective load range, since, according to FIG. 5, the maximum efficiency requires different control valve opening widths depending on the level of the load.

Die Kuren 1 und 2 im Diagramm der Fig. 5 zeigen, wie der Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Last gegenüber herkömmlichem Betrieb bei konstantem Druck durch Betrieb bei variablem Druck mit drei bzw. zwei vollständig geöffneten Ventilen verbessert wird. Curves 1 and 2 in the diagram in FIG. 5 show how the efficiency as a function of the load is improved compared to conventional operation at constant pressure by operation at variable pressure with three or two fully open valves.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen Anordnung ist, dass die Funktion des integralen Vergleichs dem Regler 203 hinzugefügt werden kann, weil der Another essential feature of the arrangement according to the invention is that the function of the integral comparison can be added to the controller 203 because of the

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Bezugswert über die Öffnungsweite des Regel ventils entsprechend der Belastungsänderung variabel ist, während bei den herkömmlichen Regelanordnungen der Regler nur eine Proportionalkompensation ausführen kann, weil bei hoher Last sämltiche vier Ventile geöffnet werden müssen, da der Bezugswert über die Öffnungsweite des Regelventils bei der herkömmlichen Anordnung konstant ist. The reference value over the opening width of the control valve is variable in accordance with the change in load, while in the conventional control arrangements the controller can only carry out proportional compensation because all four valves have to be opened under high load since the reference value over the opening width of the control valve in the conventional arrangement is constant is.

Durch diese zusätzliche Funktion der Integralkompensation wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass die endgültige Ventilöffnungsweite fehlerlos für den maximalen Wirkungsgrad des Kraftwerks eingestellt wird. This additional function of integral compensation achieves the main advantage that the final valve opening width is set without errors for the maximum efficiency of the power plant.

Da ferner bei dieser Ausführungsform das Ausgangssignal des Reglers 203 zur Korrektur des Hauptdampfdruck-Bezugswertes nach Korrektur des Ausgangssignals mit dem augenblicklichen Lastbedarfssignal Ld durch die Multiplizierstufe 204 verwendet wird, wird es möglich, das Regelventil mit verhältnismässig grosser Geschwindigkeit bei Vollast, bei der die Regelung verhältnismässig stabil ist, einzustellen, jedoch mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit bei Teillast und geringer Belastung, bei der die Regelung im allgemeinen instabil ist. Further, in this embodiment, since the output signal of the controller 203 is used to correct the main vapor pressure reference value after correcting the output signal with the instantaneous load demand signal Ld by the multiplier 204, it becomes possible to operate the control valve at a relatively high speed at full load, at which the control is proportional is stable, but at a relatively low speed at partial load and low load, at which the control is generally unstable.

System zur Kompensation des Hauptdampfdruckes Main vapor pressure compensation system

Das Hauptdampfdruck-Bedarfssignal Pd wird zusammen mit dem Ausgangssignal vom Hauptdampfdruckdetektor 102 einer Subtraktionsstufe 206 zugeführt. Die Subtraktionsstufe 206 gibt ein Ausgangssignal entsprechend der Differentialabweichung des tatsächlichen Hauptdampfdruckes vom Hauptdampfdruckbedarf Pd ab, und ein PI-Regler 208 verarbeitet das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 206. Das Ausgangssignal Pc vom PI-Regler 208 wird zur Korrektur des Bedarfs der im folgenden noch zu erwähnenden Systeme zur Speisewasser-Durchflussregelung, Brennstoff-Durchflussregelung und Luft-Durchflussregelung verwendet. The main steam pressure demand signal Pd is fed to a subtraction stage 206 together with the output signal from the main steam pressure detector 102. The subtraction stage 206 outputs an output signal corresponding to the differential deviation of the actual main vapor pressure from the main vapor pressure requirement Pd, and a PI controller 208 processes the output signal of the subtraction stage 206. The output signal Pc from the PI controller 208 is used to correct the needs of the systems to be mentioned below used for feed water flow control, fuel flow control and air flow control.

System zur Kompensation der Hauptdampftemperatur Main steam temperature compensation system

Das Ausgangssignal eines Hauptdampf-Temperaturbe-zugssignal-Generators 209 und das Ausgangssignal des Hauptdampf-Temperaturdetektors 103 werden einer Subtraktionsstufe 210 zugeführt und in dieser miteinander verglichen. Die Abweichung der tatsächlichen Hauptdampftemperatur vom Bezugswert, d.h. das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 210, wird einem Hauptdampf-Tempera-turregler 211 zugeführt, der als PI-Regler arbeitet. Das Ausgangssignal der Hauptdampf-Temperatur-Subtraktionsstufe 210 wird zur Korrektur des Bedarfs der ersten und zweiten Sprühregelanordnung verwendet, während das Ausgangssignal Tc des Hauptdampf-Temperaturreglers 211 zur Korrektur des Bedarfs des Regelsystems für den Speisewasserdurchsatz verwendet wird. The output signal of a main steam temperature reference signal generator 209 and the output signal of the main steam temperature detector 103 are fed to a subtraction stage 210 and compared with one another there. The deviation of the actual main steam temperature from the reference value, i.e. the output signal of the subtraction device 210 is fed to a main steam temperature controller 211, which works as a PI controller. The output of the main steam temperature subtraction stage 210 is used to correct the needs of the first and second spray control devices, while the output signal Tc of the main steam temperature controller 211 is used to correct the needs of the control system for the feed water flow rate.

Speisewasser-Durchsatz-Regelsystem Feed water flow control system

Zunächst wird der Speisewasser-Durchsatz-Bezugswert entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld bestimmt, und zwar mittels eines Speisewasser-Durchsatz-Bezugssignalgenerators 302, der die in Fig. 6 dargestellte Funktion hat. Das Ausgangssignal Pc des Hauptdampfdruckreglers 208 und das Ausgangssignal Tc des Hauptdampftemperaturreglers 211 werden mittels einer Addierstufe 303 zueinander addiert. Der Speisewasser-Durchsatzbedarf Fd wird durch eine Addierstufe 303' bestimmt, der das Ausgangssignal des Addierers 303 und das Speisewasser-Durchsatz-Bezugssignal zugeführt werden, das vom Speisewasser-Durchsatz-Bezugssignalgenerator 302 erzeugt wird. First, the feed water throughput reference value is determined according to the current load requirement Ld by means of a feed water throughput reference signal generator 302 which has the function shown in FIG. 6. The output signal Pc of the main steam pressure regulator 208 and the output signal Tc of the main steam temperature regulator 211 are added to one another by means of an adder 303. The feed water throughput requirement Fd is determined by an adder 303 'to which the output signal of the adder 303 and the feed water throughput reference signal generated by the feed water throughput reference signal generator 302 are supplied.

Bei der herkömmlichen Regelanordnung ist kein Speisewasser-Durchsatz-Bezugssignalgenerator 302 vorgesehen, und das Ausgangssignal Pc des Hauptdampfdruckreglers 208 dient zur Bestimmung des Speisewasserdurchsatz-Bezugs632050 In the conventional control arrangement, no feed water flow reference signal generator 302 is provided, and the output signal Pc of the main steam pressure regulator 208 is used to determine the feed water flow reference 632050

wertes. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Regelanordnung ist bei der erfindungsgemässen zusätzlich der Speise-wasser-Durchsatz-Bezugssignalgenerator 302 vorgesehen, und die Regelanordnung ist so aufgebaut, dass das Ausgangssignal Pc des Hauptdampfdruckreglers 208 und das Ausgangssignal Tc des Hauptdampftemperaturreglers 211 auf Null reduziert werden, wenn die Last schliesslich eingestellt ist. worth it. In contrast to the conventional control arrangement, the feed water throughput reference signal generator 302 is additionally provided in the inventive arrangement, and the control arrangement is constructed such that the output signal Pc of the main steam pressure regulator 208 and the output signal Tc of the main steam temperature regulator 211 are reduced to zero when the Load is finally set.

Diese Anordnung ermöglicht es, den Lastwert des Kraftwerkblocks ausschliesslich durch das Ausgangssignal des Speisewasserdurchsatz-Bezugssignalgenerators 302 aufrechtzuerhalten, selbst wenn im Hauptdampfdruck- oder -tempe-raturkompensationssystem Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise der Hauptdampfdruckdetektor ausfällt oder falsch arbeitet. This arrangement enables the load value of the power plant block to be maintained solely by the output of the feed water flow reference signal generator 302, even if difficulties arise in the main steam pressure or temperature compensation system, for example the main steam pressure detector fails or malfunctions.

Der so bestimmte Speisewasser-Durchsatzbedard Fd wird zusammen mit dem Ausgangssignal eines Speisewasser-Durchsatzdetektors 104 einer Subtraktionsstufe 304 zugeführt. Die Abweichung des tatsächlichen Durchsatzes vom Durchsatzbedarf Fd, d.h. das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 304, wird einem Speisewasserdurchsatz-PI-Regler 305 zugeführt, der Speisewasserdurchsatz-Bedarfssignale zur Betätigung der zugehörigen Speisewasserpumpen abgibt, wenn mehrere Speisewasserpumpen verwendet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden zwei Speisewasserpumpen verwendet. Diese Speisewasserdurchsatz-Bedarfssignale werden mit den Ausgangssignalen der Speisewasser-Durchsatzdetektoren 111 und 112 mittels Subtraktionseinrichtungen 306 bzw. 308 verglichen, deren Ausgangssignale den zugehörigen Speisewasser-Stellventilreglern 307 bzw. 309 zugeführt werden, die als PI-Regler arbeiten. Sie geben ein Ausgangssignal zur Betätigung der Speisewasser-Stellventile 401 und 402 der zugehörigen Speisewasserpumpen ab, so dass der Speisewasserdurchsatz geregelt wird. The feed water throughput requirement Fd determined in this way is fed to a subtraction stage 304 together with the output signal of a feed water throughput detector 104. The deviation of the actual throughput from the throughput requirement Fd, i.e. the output signal of the subtraction stage 304 is fed to a feed water flow PI controller 305 which outputs feed water flow demand signals for actuating the associated feed water pumps when a plurality of feed water pumps are used. In the exemplary embodiment shown, two feed water pumps are used. These feed water throughput demand signals are compared with the output signals of the feed water throughput detectors 111 and 112 by means of subtraction devices 306 and 308, the output signals of which are fed to the associated feed water control valve regulators 307 and 309, respectively, which operate as PI controllers. They emit an output signal for actuating the feed water control valves 401 and 402 of the associated feed water pumps, so that the feed water throughput is regulated.

Brennstoffdurchsatz-Regelsystem Fuel flow control system

Zunächst wird entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld ein Brennstoffdurchsatz-Bezugssignal erzeugt, und zwar mittels eines Brennstoffdurchsatz-Bezugssignalgenera-tors 212, der die in Fig. 7 gezeigte Funktion hat; dieses Signal Ld wird mit dem Ausgangssignal eines Brennstoffdurchsatz-Detektors 105 verglichen. Die sich ergebende Abweichung wird dann in einer Addierstufe 310 korrigiert, der von einem Skalenfaktorelement 225 ein Ausgangssignal zugeführt wird, in dem das Ausgangssignal Pc des Hauptdampfdruckreglers 208 mit einem bestimmten Faktor multipliziert wird. Die korrigierte Abweichung wird dann dem Brennstoffdurchsatz-Stellventilregler 311 zugeführt, der als PI-Regler arbeitet und ein Ausgangssignal zur Betätigung eines Brennstoffdurchsatz-Regelventils 403 liefert. Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung besteht wie im Fall des Speisewasser-Durchsatz-regelsystems darin, dass der Brennstoffdurchsatz-Bezugswert als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs gegeben wird und somit das Kraftwerk einzig durch den Brennstoffdurchsatz-Bezugssignalgenerator weitergefahren werden kann, selbst wenn eine Fehlfunktion im Hauptdampfdruck-Kompensationssystem auftritt. First, a fuel flow reference signal is generated in accordance with the current load demand Ld by a fuel flow reference signal generator 212 having the function shown in FIG. 7; this signal Ld is compared with the output signal of a fuel throughput detector 105. The resulting deviation is then corrected in an adder 310, to which an output signal is supplied by a scale factor element 225, in which the output signal Pc of the main vapor pressure regulator 208 is multiplied by a specific factor. The corrected deviation is then fed to the fuel flow control valve controller 311, which works as a PI controller and provides an output signal for actuating a fuel flow control valve 403. The main advantage of this arrangement, as in the case of the feed water throughput control system, is that the fuel throughput reference value is given as a function of the instantaneous load requirement and the power plant can therefore only be operated by the fuel throughput reference signal generator, even if a malfunction in the main steam pressure Compensation system occurs.

Luftdurchsatz-Regelsystem Air flow control system

Ein Luftdurchsatz-Bezugswert entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarfssignal Ld wird mittels eines Luftdurchsatz-Bezugssignalgenerators 214 erzeugt, dessen Funktion in Fig. 8 gezeigt ist, und in einer Subtrahierstufe 215 mit dem Ausgangssignal eines Luftdurchsatzdetektors 106 verglichen wird. Die sich ergebende Abweichung wird dann in einer Addierstufe 312 korrigiert, der ein Ausgangssignal von einem Skalenfaktorelement 226 zugeführt wird, in dem das Ausgangssignal des Hauptdampfdruckreglers 208 mit einem An air flow reference value corresponding to the instantaneous load demand signal Ld is generated by means of an air flow reference signal generator 214, the function of which is shown in FIG. 8, and is compared in a subtraction stage 215 with the output signal of an air flow detector 106. The resulting deviation is then corrected in an adder 312, to which an output signal from a scale factor element 226 is supplied, in which the output signal of the main vapor pressure regulator 208 with a

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10 10th

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bestimmten Faktor multipliziert wird. Die korrigierte Abweichung wird dann einem Luftdurchsatz-Stellschieberregler 313 zugeführt, der als PI-Regler arbeitet und ein Ausgangssignal zur Betätigung eines Schiebers 404 liefert. Der charakteristische Vorteil dieser Anordnung besteht wie im Fall des Speisewasser- und des Brennstoffdurchsatz-Regelsystems darin, dass der Luftdurchsatz-Bezugswert als Funktion des augenblicklichen Belastungsbedarfs gegeben ist, so dass das Kraftwerk nur mit dem Luftdurchsatz-Bezugssignalgene-rator weiterarbeiten kann, selbst wenn das Hauptdampf-druck-Kompensationssystem ausfällt oder fehlerhaft arbeitet. certain factor is multiplied. The corrected deviation is then fed to an air flow control slide valve controller 313, which works as a PI controller and supplies an output signal for actuating a slide valve 404. The characteristic advantage of this arrangement, as in the case of the feed water and fuel flow control system, is that the air flow reference value is given as a function of the current load requirement, so that the power plant can only continue to work with the air flow reference signal generator, even if that Main steam pressure compensation system fails or works incorrectly.

Regelsystem der zweiten Einsprühung Second spray control system

Zunächst wird ein Dampftemperatur-Bezugswert für den Einlass des dritten Überhitzers entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld bestimmt, und zwar mittels eines Generators 216 zur Erzeugung eines Bezugssignals der Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers. Dieses Bezugssignal wird mittels einer Subtraktionsstufe 217 mit dem Ausgangssignal eines Dampftemperaturdetektors 107 am Einlass des dritten Überhitzers verglichen. Die Abweichung der tatsächlichen Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers vom Bezugswert wird in einem Addierer 315 korrigiert, dem ein Ausgangssignal von einem Skalenfaktorelement 224 zugeführt wird, in dem das Hauptdampf-Temperatur-Abweichungssignal, das von der Subtraktionsstufe 210 geliefert wird, mit einem bestimmten Faktor multipliziert wird. Das korrigierte Abweichungssignal wird dann einem P-Regler 316 zugeführt, der die Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers regelt. First, a steam temperature reference value for the inlet of the third superheater is determined in accordance with the instantaneous load requirement Ld by means of a generator 216 for generating a reference signal of the steam temperature at the inlet of the third superheater. This reference signal is compared by means of a subtraction stage 217 with the output signal of a steam temperature detector 107 at the inlet of the third superheater. The deviation of the actual steam temperature at the inlet of the third superheater from the reference value is corrected in an adder 315, to which an output signal from a scale factor element 224 is supplied, in which the main steam temperature deviation signal, which is supplied by the subtraction stage 210, by a certain factor is multiplied. The corrected deviation signal is then fed to a P-controller 316 which controls the steam temperature at the inlet of the third superheater.

Inzwischen wird mittels eines Bezugssignalgenerators 314 für die Öffnungsweite des zweiten Sprühventils, der die in Fig. 10 gezeigte Funktion hat, als Funktion des augenblicklichen Belastungsbedarfs Ld ein Bezugssignal für die Öffnungsweite des zweiten Sprühventils erzeugt und zusammen mit dem Ausgangssignal vom Regler 316 für die Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers einer Addierstufe 317 zugeführt, die ein Signal zur Betätigung des zweiten Sprühventils 405 abgibt. Meanwhile, by means of a reference signal generator 314 for the opening width of the second spray valve, which has the function shown in FIG. 10, a reference signal for the opening width of the second spray valve is generated as a function of the instantaneous load requirement Ld and together with the output signal from the controller 316 for the steam temperature on The inlet of the third superheater is fed to an adder stage 317, which emits a signal for actuating the second spray valve 405.

Das wesentliche Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass der Bezugswert für die Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs Ld gegeben wird, so dass der Lastbetrieb des Kraftwerks selbst dann aufrechterhalten werden kann, wenn das Hauptdampfdruck-Kompensationssystem aus irgendeinem Grunde fehlerhaft arbeitet. Da der Bezugswert für die Öffnung des Sprühventils als Funktion vom Lastbedarf erhalten wird, arbeitet gleichzeitig der Regler 316 für die Dampftemperatur am Einlass des dritten Überhitzers lediglich einen Wert korrigierend, so dass der Lastbetrieb des Kraftwerks selbst bei Ausfall des gleichen Reglers aufrechterhalten werden kann. The essential feature of this arrangement is that the reference value for the steam temperature at the inlet of the third superheater is given as a function of the instantaneous load requirement Ld, so that the load operation of the power plant can be maintained even if the main steam pressure compensation system malfunctions for some reason . Since the reference value for the opening of the spray valve is obtained as a function of the load requirement, the controller 316 for the steam temperature at the inlet of the third superheater works at the same time only to correct a value, so that the load operation of the power plant can be maintained even if the same controller fails.

Erstes Sprühregelsystem First spray control system

Entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld wird mittels eines Bezugssignalgenerators 218 für die Dampftemperatur am Auslass des zweiten Überhitzers, der gemäss Fig. 11 arbeitet, ein Dampftemperatur-Bezugssignal für den Auslass des zweiten Überhitzers erhalten. Das erhaltene Bezugssignal wird mit dem Ausgangssignal eines Detektors 108 für die Dampftemperatur am Auslass des zweiten Überhitzers mittels einer Subtraktionsstufe 219 verglichen. Das sich ergebende Fehlersignal wird einer Addierstufe 319 zugeführt und dem Ausgangssignal des Skalenfaktorelements hinzuaddiert, in dem die Temperaturabweichung Tc des Hauptdampfes korrigiert wird. Das Ausgangssignal der Addierstufe 319 wird einem P-Regler 320 für die Regelung der Dampftemperatur am Auslass des zweiten Überhitzers zugeführt. In accordance with the instantaneous load requirement Ld, a reference signal generator 218 for the steam temperature at the outlet of the second superheater, which operates according to FIG. 11, obtains a reference steam temperature signal for the outlet of the second superheater. The reference signal obtained is compared with the output signal of a detector 108 for the steam temperature at the outlet of the second superheater by means of a subtraction stage 219. The resulting error signal is supplied to an adder 319 and added to the output of the scale factor element by correcting the temperature deviation Tc of the main steam. The output signal of the adder 319 is fed to a P controller 320 for regulating the steam temperature at the outlet of the second superheater.

Darauf wird ein Dampftemperatur-Bezugswert für den Einlass des zweiten Überhitzers entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld mittels eines Bezugssignalgenerators 220 für die Dampftemperatur am Einlass des zweiten Überhitzers bestimmt, der die in Fig. 12 gezeigte Funktion hat, und mit dem Ausgangssignal des Detektors 109 für die Dampftemperatur am Einlass des zweiten Überhitzers verglichen, und zwar mittels einer Subtraktionsstufe 221. Das sich ergebende Fehlersignal wird dem Ausgangssignal des Reglers 320 für die Dampftemperatur am Einlass des zweiten Überhitzers mittels einer Addierstufe 321 hinzuaddiert, deren Ausgangssignal einem P-Regler 322 zur Regelung der Dampftemperatur am Einlass des zweiten Überhitzers zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Reglers 322 wird einem Bezugssignal hinzuaddiert, das von einem Bezugssignal-Generator 318 für die Öffnung des ersten Sprühventils erzeugt wird, der die in Fig. 13 gezeigte Funktion hat, und zwar mittels einer Addierstufe 323, deren Ausgangssignal zu dessen Steuerung einem ersten Sprühventil 406 zugeführt wird. Then, a steam temperature reference value for the inlet of the second superheater is determined in accordance with the instantaneous load requirement Ld by means of a reference signal generator 220 for the steam temperature at the inlet of the second superheater, which has the function shown in FIG. 12, and with the output signal of the detector 109 for the The steam temperature at the inlet of the second superheater is compared by means of a subtraction stage 221. The resulting error signal is added to the output signal of the controller 320 for the steam temperature at the inlet of the second superheater by means of an adder stage 321, the output signal of which is sent to a P controller 322 for regulating the steam temperature is supplied at the inlet of the second superheater. The output signal of the controller 322 is added to a reference signal which is generated by a reference signal generator 318 for opening the first spray valve, which has the function shown in FIG. 13, by means of an adder 323, the output signal of which to control a first Spray valve 406 is supplied.

Das charakteristische Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass der Bezugswert für die Öffnung des ersten Sprühventils als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs gegeben wird, so dass, selbst wenn das Hauptdampftemperatur-Regelsystem, das Regelsystem für die Dampftemperatur am Auslass des zweiten Überhitzers oder das Regelsystem für die Dampftemperatur am Einlass des zweiten Überhitzers fehlerhaft arbeiten, das Kraftwerk weiterarbeiten kann, wenn lediglich das fehlerhafte Regelsystem getrennt wird. The characteristic feature of this arrangement is that the reference value for the opening of the first spray valve is given as a function of the instantaneous load requirement, so that even if the main steam temperature control system, the steam temperature control system at the outlet of the second superheater or the control system for the The steam temperature at the inlet of the second superheater is working incorrectly; the power plant can continue to work if only the faulty control system is disconnected.

Ein weiteres charakteristisches Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass die Bezugswerte für die Dampftemperaturen am Ein- und Auslass des zweiten Überhitzers als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs gegeben sind, so dass der Prozess korrigiert wird, der sonst in Abhängigkeit von der Laständerung nichtlinear verlaufen würde, so dass die Regelcharakteristik über einen weiten Bereich von Laständerungen stabilisiert und optimiert wird. Another characteristic feature of this arrangement is that the reference values for the steam temperatures at the inlet and outlet of the second superheater are given as a function of the instantaneous load requirement, so that the process is corrected, which would otherwise be non-linear depending on the load change, so that the control characteristics are stabilized and optimized over a wide range of load changes.

Regelsystem für den Durchsatz an rezirkuliertem Gas Control system for the throughput of recirculated gas

Zunächst wird ein Bezugssignal für die Dampftemperatur am Auslass des Rückerhitzers entsprechend dem augenblicklichen Lastbedarf Ld mittels eines Bezugssignalgenerators 222 für die Dampftemperatur am Rückerhitzerauslass, der die in Fig. 14 gezeigte Funktion hat, bestimmt und mit dem Ausgangssignal eines Detektors 110 für die Dampftemperatur am Auslass des Rückerhitzers mittels einer Subtraktionsstufe 223 verglichen. Die sich ergebende Abweichung wird einem PI-Regler 325 zur Regelung der Dampftemperatur am Auslass des Rückerhitzers zugeführt. Das Ausgangssignal des Reglers 325 wird mittels einer Addierstufe 326 einem Bezugssignal für die Schieberöffnung hinzuaddiert, das als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs Ld erhalten wird, und zwar mittels eines Bezugssignalgenerators 324 für die Öffnung des Schiebers, der die in Fig. 15 gezeigte Funktion hat. Der Schieber 407 zur Regelung des Durchsatzes an rezirkuliertem Gas wird durch das Ausgangssignal der Addierstufe 326 geregelt. First, a reference signal for the steam temperature at the outlet of the reheater is determined in accordance with the current load requirement Ld by means of a reference signal generator 222 for the steam temperature at the reheater outlet, which has the function shown in FIG. 14, and with the output signal of a detector 110 for the steam temperature at the outlet of the Reheater compared by means of a subtraction 223. The resulting deviation is fed to a PI controller 325 for regulating the steam temperature at the outlet of the reheater. The output of the controller 325 is added by means of an adder 326 to a reference signal for the slide opening, which is obtained as a function of the instantaneous load requirement Ld, by means of a reference signal generator 324 for the opening of the slide, which has the function shown in FIG. 15. The slider 407 for regulating the throughput of recirculated gas is regulated by the output signal of the adder 326.

Wesentliches Merkmal dieser Anordnung ist, dass das Bezugssignal für die Öffnung des Regulierschiebers für den Durchsatz von rezirkuliertem Gas als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs gegeben ist, so dass der Lastbetrieb des Kraftwerkblocks selbst dann aufrechterhalten werden kann, wenn das Regelsystem für die Dampftemperatur am Auslass des Rückerhitzers fehlerhaft arbeitet. An essential feature of this arrangement is that the reference signal for the opening of the regulating slide for the throughput of recirculated gas is given as a function of the instantaneous load requirement, so that the load operation of the power plant block can be maintained even if the control system for the steam temperature at the outlet of the reheater works incorrectly.

Ein weiteres wesentliches Merkmal besteht darin, dass der Bezugswert für die Dampftemperatur am Auslass des Rück6 Another essential feature is that the reference value for the steam temperature at the outlet of the return6

s s

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erhitzers als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs Ld gegeben ist, so dass die Nichtlinearität des Prozesses im Betrieb mit variablem Druck kompensiert werden kann und eine stabile und optimierte Regelcharakteristik über einen weiten Bereich von Laständerungen gewährleistet ist. is given as a function of the instantaneous load requirement Ld, so that the non-linearity of the process in operation with variable pressure can be compensated for and a stable and optimized control characteristic is ensured over a wide range of load changes.

Erfindungsgemäss wird also der Bezugswert für die Öffnung der Regelventile als Funktion des augenblicklichen Lastbedarfs ermittelt. Gleichzeitig wird der Hauptdampfdruckbedarf durch Integration korrigiert, so dass die schliess- According to the invention, the reference value for the opening of the control valves is determined as a function of the instantaneous load requirement. At the same time, the main steam pressure requirement is corrected by integration so that the closing

7 632050 7 632050

liehe Regelventilöffnung einem Bezugswert entsprechen kann, der einen maximalen Wirkungsgrad bei der augenblicklichen Last gewährleistet. Infolgedessen kann der Kraftwerkblock bei jeder Last mit maximalem Wirkungsgrad s arbeiten, obwohl sich die augenblickliche Last ändert. The control valve opening can correspond to a reference value which ensures maximum efficiency at the instantaneous load. As a result, the power plant block can operate at any load with maximum efficiency s, even though the instantaneous load changes.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde analog geregelt; statt einer Analogregelung ist jedoch auch eine Digitalregelung möglich. In the exemplary embodiment described, control was analogous; instead of analog control, digital control is also possible.

B B

9 Blatt Zeichnungen 9 sheets of drawings

Claims

632050 PATENT CLAIMS

1. Control arrangement for a power plant block operated in sliding pressure, with at least one turbine control valve (400), with boiler control valves (401, 402, 403, 404), with a first device (207) for generating a steam pressure reference value corresponding to the current load requirement, with a controller (301) for control of the turbine control valve (400) corresponding to the current load requirement, and with a second device (201) for generating a reference value corresponding to the current load requirement for the opening of the turbine control valve (400), characterized in that the second device (201) for generating a The reference value provided for the opening of the turbine control valve (400) corresponding to the current load requirement maximizes the efficiency of the power plant block, and furthermore by a third device (202) for generating a deviation between the target and the actual value of the opening width of the turbine control rvalve corresponding signal and by a fourth device (205) for correcting the output signal of the first device (207) for generating the vapor pressure reference value by the output signal of a fifth device (203) working according to an integral function, which to the third device (202) for Generation of a signal corresponding to the deviation between the setpoint and the actual value of the opening width of the turbine control valve is connected and contains an integration element which carries out successive corrections of the main steam pressure reference value until the difference between the setpoint and actual value of the opening width of the turbine control valve becomes zero.

2. Arrangement according to claim 1 with a plurality of turbine control valves, characterized in that the second device (201) generates a reference signal in such a way that a selected number of turbine control valves are completely closed in predetermined load ranges and the other control valves are fully open, while in the load range between the predetermined load ranges, the valve opening widths are changed linearly according to the load.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the fifth device (203) operating according to an integral function is a PI controller.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the output signal of the PI controller (203) can be corrected by means of a multiplier stage (204) by the value of the current load requirement.