CN103180666A - 发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法，其能改善相对于频率变动或者请求负载变化的响应性，能可靠抑制频率变动，或者能提高发电输出对请求负载指令的追随性。应用凝结水流量控制装置(36)的发电设备具备：脱气器(32)，其经由脱气器水位调整阀(34)而被提供由凝结器(26)生成的凝结水，并被导入蒸气涡轮(18)的抽气蒸气。凝结水流量控制装置(36)具有执行凝结水流量控制的水位等级调整单元(40)，水位等级调整单元(40)按照抑制所输入的频率变动的方式，或者按照使发电机(12)的输出值追随所输入的请求负载变化的方式，来调整在从脱气器水位调整阀(34)到脱气器(32)间延伸的凝结水流路的压力，从而调整蒸气涡轮(18)的抽气蒸气量。

Description

发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及根据频率变动或者请求负载变化来控制凝结水流量的发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法。

背景技术

以往，大多采用由水蒸气驱动蒸气涡轮发电机，将其变换为电力的发电设备。图29是表示一般的火力发电设备的图。该火力发电设备具有产生蒸气的锅炉10、通过锅炉10的蒸气驱动发电机12的多个涡轮14、16、18。从供水泵20经由高压供水加热器22向锅炉10供水，锅炉10对供水进行加热而产生主蒸气。

主蒸气经由调节阀24被提供给高压涡轮14。高压涡轮14的排气蒸气作为低温再热蒸气被提供给锅炉10内部的再热器。通过再热器而被再加热后的高温再热蒸气被提供给中压涡轮16，中压涡轮16的排气蒸气被提供给低压涡轮18。低压涡轮18的排热蒸气被导入凝结器26。

在凝结器26中排热蒸气被冷却而生成的凝结水通过凝结水泵28，经由低压供水加热器30而被提供给脱气器32。向脱气器32提供中压涡轮16的抽气蒸气，通过抽气蒸气的热将供水中包含的氧除去。从脱气器32排出的供水经由供水泵20以及高压供水加热器22而被提供给锅炉10。

在此，脱气器32具有蓄积脱气后的供水的脱气器蓄水箱，在从凝结器26到脱气器32的凝结水供给线上设有脱气器水位调整阀34。在脱气器蓄水箱中蓄积的供水量通过脱气器水位调整阀34而保持一定。因此，在稳定运转时，在脱气器32中，被提供给该脱气器32的凝结水量、提供给锅炉10的供水量、和来自中压涡轮16的抽气量维持一定的平衡。

在这样的发电设备中，根据来自电力系统侧的请求负载指令来进行输出控制。例如，在专利文献1(日本特开2009-300038号公报)中公开了下述结构：根据对锅炉的请求负载信号来进行调节阀的开度控制、燃料流量控制或者供水流量控制。另外，在电力系统、发电设备中的频率发生了变动的情况下，实施了基于调节器的频率控制。在上述以往的发电设备中，主要通过锅炉的蒸气系统侧的蒸气流量控制、蒸气压力控制、燃料流量控制、空气流量控制或者调节阀开度控制等，来进行与请求负载指令或频率变动对应的输出控制。

另一方面，近年来，除了上述那样的大型的发电设备，风力发电场或大规模太阳能发电站等利用了自然能源的分散型电源向电力系统的导入不断进步。例如在风力的情况下，由于风停止等理由，能利用的自然能源的量发生变动，从而在分散型电源中产生输出变动。由于该输出变动，在电力系统中产生细微的频率变动，对发电设备要求使所提及的频率变动稳定化那样的输出控制。为了使该频率变动稳定化，在发电设备中，以往实施了基于调节阀的开度控制的频率控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-300038号公报

发明内容

(发明所要解决的课题)

然而，在电力系统的频率变动较大的情况下，像以往那样仅进行通过基于调节阀的开度控制的频率控制无法充分地抑制变动，必须通过锅炉的蒸气系统侧的控制来抑制变动。然而，在专利文献1等公开的锅炉的蒸气系统侧的控制中，由于例如对燃料流量指令的浪费时间延迟、锅炉中的作为燃料的煤炭的燃烧延迟等使得控制的响应性不高，难以实现迅速的变动抑制。特别是，由于以短时间周期产生由分散型电源带来的频率变动，所以较高地维持输出控制相对于频率变动的追随性是十分困难的。

另外，即使在针对通常的负载变化的锅炉的蒸气系统侧的控制中，在负载变化率较大的情况下，对指令的延迟变得显著，与频率变动的情况一样，难以提高控制相对于负载变化的追随性。

因此，本发明鉴于上述提到的现有技术的问题，其目的在于提供一种能改善针对频率变动或者请求负载变化的响应性，能可靠地抑制频率变动，或者能提高发电输出相对于请求负载指令的追随性的发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法。

(用于解决课题的手段)

为了解决上述的课题，本发明所涉及的发电设备的凝结水流量控制装置被应用于发电设备，该发电设备包括；锅炉；被导入由上述锅炉产生的蒸气的蒸气涡轮；由上述蒸气涡轮驱动的发电机；被提供来自上述蒸气涡轮的排热蒸气的凝结器；脱气器，其经由脱气器水位调整阀而被提供由上述凝结器生成的凝结水，并被导入上述蒸气涡轮的抽气蒸气；和将由上述脱气器脱气后的供水提供给上述锅炉的供水泵，所述发电设备的凝结水流量控制装置的特征在于，具有执行凝结水流量控制的水位等级调整单元，其被输入频率变动或者请求负载变化，按照抑制所输入的频率变动的方式，或者按照使上述发电机的输出值追随所输入的请求负载变化的方式，来调整在从上述脱气器水位调整阀到上述脱气器之间延伸的凝结水流路的压力，从而调整上述蒸气涡轮的抽气蒸气量。

在本发明所涉及的发电设备的凝结水流量控制装置中，通过根据频率变动或者请求负载变化，调整从脱气器水位调整阀到脱气器为止的凝结水流路的压力，由此控制来自蒸气涡轮的抽气蒸气量。例如，若减少抽气蒸气量，则能增大发电机的输出，若增大抽气蒸气量，则能减少发电机的输出。基于这样使抽气蒸气量变化的输出控制，与锅炉的蒸气系统中的输出控制相比响应性高。因此，通过在锅炉的蒸气系统中的输出控制中添加本构成，从而与以往相比能大幅度改善响应性。

因此，根据该发电设备的凝结水流量控制装置，能提高频率变动的抑制或者发电输出对请求负载指令的追随性。另外，由于不用重新设置抽气蒸气量控制阀就能进行抽气蒸气量的控制，所以能以低成本实现发电设备。此外，锅炉的蒸气系统中的输出控制是指燃料流量控制、供水流量控制、空气流量控制、蒸气流量控制、蒸气压力控制或者调节阀开度控制等。

即，在该发电设备的凝结水流量控制装置中，临时取出蒸气涡轮侧的机器所具有的能量，由此使对目标频率设定或者请求负载设定的追随性提高。因此，能实现频率变动的抑制，或者高负载变化时的输出偏差的降低。特别是，由于高负载变化时的输出偏差的降低，使得控制发电机输出的调节阀开度的上升变小，所以能减小主蒸气压力偏差。

优选上述发电设备具备低压加热器，该低压加热器被配置于上述凝结水流路，并从上述蒸气涡轮被提供抽气蒸气来对上述凝结水进行加热。

根据该构成，通过低压加热器，能高效地提高提供给锅炉的供水的温度。另一方面，在该构成中，提供给低压加热器的抽气蒸气的量通过调整凝结水流路的压力来控制。因此，即使采用低压加热器，也能可靠地抑制频率变动，或者使发电输出对请求负载指令的追随性提高。

优选上述水位等级调整单元基于预先设定的频率变动或者请求负载变化与上述脱气器的水位等级或者保有水量的关系，根据上述频率变动或者上述请求负载变化来算出上述水位等级的设定值或者上述保有水量的设定值，并按照上述脱气器的水位等级或者保有水量成为该水位等级的设定值或者该保有水量的设定值的方式向上述脱气器水位调整阀输出开度指令。

在该构成中，通过变更水位等级的设定值或者保有水量的设定值，由此控制来自蒸气涡轮的抽气蒸气量。根据该构成，能以简单的构成且可靠地调整凝结水流路的压力，控制来自蒸气涡轮的抽气蒸气量。

此外，在该构成中，水位等级的设定值或者保有水量的设定值的计算也可以利用频率变动与请求负载变化双方。进而，脱气器水位调整阀的开度指令可以是开度指令值，也可以是开度上限值以及下限值的组。

优选发电设备的凝结水流量控制装置还具有复原单元，该复原单元在满足了规定的复原条件的情况下，执行复原控制，使上述水位等级的设定值、上述保有水量的设定值或者上述脱气器水位调整阀的开度，返回到由上述水位等级调整单元进行的凝结水流量控制前的设定值。

根据该构成，能以简单的构成且可靠地使水位等级的设定值、保有水量的设定值或者脱气器水位调整阀的开度返回。因此，防止因水位等级调整单元执行凝结水流量控制而使脱气器的水位等级低于下限值。另外，脱气器的水位等级恢复结果是：水位等级调整单元能反复执行凝结水流量控制。

优选上述复原单元以一定的变化率或者阶段性地使上述水位等级的设定值、上述保有水量的设定值或者上述脱气器水位调整阀的开度返回到由上述水位等级调整单元进行的凝结水流量控制前的设定值。

根据该构成，由于能防止由复原控制的执行带来的急剧的输出变化，所以能防止发电设备的运转的不稳定化，能实现稳定的发电设备的运转。

优选上述复原单元算出上述请求负载变化中的请求负载的指令最终值与上述发电机的输出值的偏差，作为上述复原条件，在该偏差成为预先设定的阈值以下的时刻，执行上述复原控制。

在该构成中，预先监视请求负载的指令最终值与发电输出值的偏差，在该偏差成为预先设定的阈值以下的时刻，进行复原控制。因此，在发电输出值达到请求负载的指令最终值前执行复原控制，所以能防止发电输出的过度。

优选上述复原单元算出上述发电机的输出值的变化率，作为上述复原条件，在该变化率成为预先设定的阈值以上的时刻，执行上述复原控制。

在该构成中，预先监视发电输出值的变化率，在该变化率成为预先设定的阈值以上的时刻，进行复原控制。因此，在发电输出值达到请求负载的指令最终值前执行复原控制，所以能防止发电输出的过度。

优选上述复原单元被输入上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值，作为上述复原条件，在上述水位等级或者上述保有水量的检测值达到上述水位等级或者上述保有水量的设定值的时刻，上述复原单元执行上述复原控制。

根据该构成，能以简单的构成且可靠地返回到凝结水流量控制前的设定值。

优选作为上述复原条件，在从上述频率变动或者上述请求负载变化的产生时刻起经过了预先设定的设定时间后，上述复原单元执行上述复原控制。

根据该构成，能以简单的控制且稳定可靠地返回到凝结水流量控制前的设定值。

优选作为上述复原条件，在从频率或者上述发电机的输出值达到目标频率设定或者请求负载设定的时刻起经过了预先设定的设定时间后，上述复原单元执行上述复原控制。

在该构成中，在经过了通过针对上述的频率变动或者请求负载变化的凝结水流量控制而变化的脱气器水位以及输出充分稳定那样的设定时间后，能够将脱气器的水位返回到凝结水流量控制前的设定值。根据该构成，能抑制使脱气器水位返回时的输出变动引起的干扰，能以简易的控制且稳定地、另外输出变动变少地将脱气器的水位返回到凝结水流量控制前的设定值。

优选上述水位等级调整单元基于上述频率变动的幅度的微分值或者上述请求负载变化的微分值，来算出上述水位等级的设定值或者上述保有水量的设定值。

根据该构成，在频率变动或者请求负载变化急剧地变化时，能可靠地防止发电输出的过度。

优选上述水位等级调整单元被输入上述频率变动或者上述请求负载变化的产生时刻的上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值，在该水位等级的检测值或者该保有水量的检测值低于预先设定的阈值的情况下，上述水位等级调整单元将上述凝结水流量控制设为无效，或者调整上述水位等级的设定值或者上述保有水量的设定值来执行上述凝结水流量控制。

根据该构成，能防止脱气器的水位低于下限值，能稳定运转发电设备。

优选发电设备的凝结水流量控制装置还具有：控制允许次数计算单元，其对假定输入的频率变动或者请求负载变化的至少一个预定值进行显示，并且基于该预定值、上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值、以及上述脱气器的水位等级或者保有水量的下限值，来运算上述水位等级调整单元能执行上述凝结水流量控制的剩余次数；和显示单元，其将由控制允许次数计算单元运算出的剩余次数与上述预定值建立对应来进行显不。

根据该构成，发电设备的管理者能立即判断针对频率变动或者请求负载变化，是否通过由水位等级调整单元执行凝结水流量控制来应对。

优选发电设备的凝结水流量控制装置还具有开关，该开关能由管理者进行操作，用于切换由上述水位等级调整单元进行的上述凝结水流量控制的有效与无效。

根据该构成，基于管理者的判断，可以允许或禁止基于水位等级调整单元的凝结水流量控制的执行。因此，管理者能灵活地应对频率变动或者请求负载变化。

优选输入与上述预定值一致的上述频率变动或者请求负载变化，在基于该预定值而运算出的上述剩余次数为0的情况下，不管上述管理者对上述开关的操作如何，都使由上述水位等级调整单元进行的上述凝结水流量控制无效。

根据该构成，不管管理者的判断如何，都能在剩余次数为0的情况下禁止由水位等级调整单元执行凝结水流量控制。因此，能防止错误执行凝结水流量控制，能稳定运转发电设备。

优选发电设备具备根据上述脱气器的水位等级或者保有水量对上述脱气器提供补给水的补给水提供单元，上述补给水提供单元包括：蓄积上述补给水的补给水箱；调整从上述补给水箱提供给上述脱气器的补给水供给量的补给水供给量调整单元；和对上述补给水进行加热的加热单元。

根据该构成，由于发电设备具有补给水提供单元，所以即使在因针对频率变动或者请求负载变化的凝结水流量控制而使脱气器内的水位等级下降的情况下，也能通过补给水提供单元向脱气器提供补给水，由此使水位等级恢复。因此，根据该构成，能实现锅炉的稳定运转。

优选上述加热单元利用上述锅炉的废热或者其他加热源的废热对上述补给水进行加热。

根据该构成，有效地利用了废热，提高了发电设备整体的热效率。

另外，本发明所涉及的发电设备的凝结水流量控制方法被应用于发电设备，该发电设备包括；锅炉；被导入由上述锅炉产生的蒸气的蒸气涡轮；由上述蒸气涡轮驱动的发电机；被提供来自上述蒸气涡轮的排热蒸气的凝结器；脱气器，其经由脱气器水位调整阀而被提供由上述凝结器生成的凝结水，并被导入上述蒸气涡轮的抽气蒸气；和将由上述脱气器脱气后的供水提供给上述锅炉的供水泵，所述发电设备的凝结水流量控制方法的特征在于，执行下述的凝结水流量控制：输入频率变动或者请求负载变化，按照抑制所输入的频率变动的方式，或者按照使上述发电机的输出值追随所输入的请求负载变化的方式，来调整从上述脱气器水位调整阀到上述脱气器之间的凝结水流路的压力，从而调整上述蒸气涡轮的抽气蒸气量。

在本发明所涉及的发电设备的凝结水流控制方法中，通过根据频率变动或者请求负载变化，调整从脱气器水位调整阀到脱气器为止的凝结水流路的压力，由此控制来自蒸气涡轮的抽气蒸气量。基于这样使抽气蒸气量变化的输出控制，与锅炉的蒸气系统中的输出控制相比响应性高。因此，通过在锅炉的蒸气系统中的输出控制中添加本构成，从而与以往相比能大幅度改善响应性。

因此，根据该发电设备的凝结水流控制方法，能提高频率变动的抑制或者发电输出对请求负载指令的追随性。另外，由于不用重新设置抽气蒸气量控制阀就能进行抽气蒸气量的控制，所以能以低成本实现该发电设备的凝结水流量控制装置。

(发明效果)

根据以上记载的本发明，提供了一种能改善针对频率变动或者请求负载变化的响应性，能可靠地抑制频率变动，或者使发电输出对请求负载指令的追随性提高的发电设备的凝结水流量控制装置以及控制方法。

附图说明

图1是具备本发明的第1实施方式所涉及的发电设备的控制装置的发电设备的整体构成图。

图2是本发明的第1实施方式所涉及的控制装置的具体的构成图。

图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元的构成例的图。

图4是说明第1实施方式中的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图。

图5(A)是说明使脱气器水位调整阀的开度阶段性地复原的方法的图，图5(B)是说明使脱气器水位调整阀的开度以一定的变化率复原的方法的图。

图6是说明复原单元的时间设定的图。

图7(A)是说明使脱气器的水位等级的设定值阶段性地复原的方法的图，图7(B)是说明使脱气器的水位等级的设定值以一定的变化率复原的方法的图。

图8是表示发电设备的第1变形例的整体构成图。

图9是表示发电设备的第2变形例的整体构成图。

图10是表示发电设备的第3变形例的整体构成图。

图11是表示发电设备的第4变形例的整体构成图。

图12是说明本发明的第1实施方式中的显示功能的图。

图13是本发明的第2实施方式所涉及的控制装置的具体的构成图。

图14是表示本发明的第2实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元的构成例的图。

图15是本发明的第3实施方式所涉及的控制装置的具体的构成图。

图16是表示本发明的第3实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元的构成例的图。

图17是表示本发明的第4实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元以及复原单元的构成例的图。

图18(A)是说明第4实施方式中的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图，图18(B)是说明第4实施方式中的输出偏差的时间变化的曲线图。

图19是表示本发明的第5实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元以及复原单元的构成例的图。

图20(A)是说明第5实施方式中的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图，图20(B)是说明第5实施方式中的输出变化率的时间变化的曲线图。

图21是表示本发明的第6实施方式所涉及的控制装置中的水位等级调整单元以及复原单元的构成例的图。

图22(A)是说明第6实施方式中的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图，图22(B)是说明第6实施方式中的输出变化率以及第4实施方式中的输出偏差的时间变化的曲线图。

图23是表示本发明的第7实施方式所涉及的控制装置中的显示单元的显示内容的图。

图24是对本发明的第7实施方式所涉及的控制装置所具有的控制允许次数计算单元的构成的一部分进行说明的图。

图25是用于对本发明的第7实施方式所涉及的控制装置所具有的控制允许次数计算单元执行的计算方法进行说明的图。

图26是用于对本发明的第7实施方式所涉及的控制装置具有的凝结水流量控制有效/无效切换单元进行说明的图。

图27是对本发明的第8实施方式所涉及的控制装置具有的控制允许次数计算单元的构成的一部分进行说明的图。

图28是用于对本发明的第8实施方式所涉及的控制装置具有的控制允许次数计算单元执行的计算方法进行说明的图。

图29是以往的发电设备的整体构成图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式例示性地详细进行说明。其中，关于该实施方式中记载的构成元件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，只要没有特别特定的记载，不应理解为将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。

(第1实施方式)

首先，先对应用本发明的实施方式的发电设备的构成进行说明。图1是具备本发明的第1实施方式所涉及的控制装置36的发电设备的整体构成图。发电设备在蒸气系统侧具有锅炉10、高压涡轮14、中压涡轮16以及低压涡轮18。另外，在凝结水系统侧，具有凝结器26、低压供水加热器(低压加热器)30、脱气器32以及高压供水加热器22。

锅炉10对从高压供水加热器22提供的供水进行加热，产生主蒸气。主蒸气经由调节阀24被导入高压涡轮14。调节阀24主要控制发电机12的输出(发电输出)。

驱动高压涡轮14而被排气的排气蒸气作为低温再热蒸气被提供给锅炉10内部的再热器。通过再热器而被再加热了的高温再热蒸气被提供给中压涡轮16，中压涡轮16的排气蒸气被提供给低压涡轮18。低压涡轮18的排热蒸气被导入凝结器26。

在凝结器26中，排热蒸气被冷却而生成的凝结水通过凝结水泵28，经由低压供水加热器30而被提供给脱气器32。被提供给脱气器32的凝结水的流量通过在该脱气器32的上游侧的供水线(凝结水流路)上设置的脱气器水位调整阀34而被调整。

作为一个例子，脱气器水位调整阀34被设置在凝结水泵28与低压供水加热器30之间。向脱气器32提供中压涡轮16的抽气蒸气，通过抽气蒸气的热将供水中所含的氧除去。被除去了氧的供水被蓄积在脱气器32的脱气器蓄水箱中。供水泵20将脱气器蓄水箱中蓄积的供水经由高压供水加热器22提供给锅炉10。

此外，虽未图示，但在脱气器32中设有水位等级检测器，水位等级检测器作为对该脱气蓄水箱中蓄积的供水的水位等级(脱气器32的水位等级)进行检测的水位等级检测单元。通过水位等级检测器检测到的水等级的检测值被输入到控制装置36。

高压供水加热器22以及低压供水加热器30利用蒸气对在内部流动的凝结水或者供水进行加热。被提供给高压供水加热器22的蒸气是从高压涡轮14的中段抽出的抽气蒸气。被提供给低压供水加热器30的蒸气是从低压涡轮18的中段抽出的抽气蒸气。

具有上述结构的发电设备具有控制装置36，控制装置36由计算机构成，该计算机例如由运算处理装置、存储装置以及输入输出装置等构成。控制装置36包括蒸气系统侧控制单元38和凝结水系统侧控制单元39。此外，本实施方式所涉及的控制装置36只要至少包括凝结水系统侧控制单元39即可，也可以是对现有的蒸气系统侧控制单元38附加凝结水系统侧控制单元39的结构。将至少具有凝结水系统侧控制单元39的控制装置36也称作凝结水流量控制装置。

参照图2以及图3，对蒸气系统侧控制单元38以及凝结水系统侧控制单元39的具体的构成进行说明。图2是控制装置36的具体的构成图，图3是表示控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。

在图2中，向蒸气系统侧控制单元38以及凝结水系统侧控制单元39分别输入频率变动或者请求负载变化。其中，频率变动或者请求负载变化是由未图示的变化量计算单元根据系统频率或者请求负载而计算出的。

蒸气系统侧控制单元38通过如燃料流量控制、供水流量控制、空气流量控制、蒸气流量控制、蒸气压力控制或者调节阀开度控制等那样控制蒸气系统侧的参数，由此进行发电机12的输出控制。

在图2所示的一个例子中，蒸气系统侧控制单元38进行燃料流量控制、供水流量控制以及空气流量控制。在图2中，L1表示相对于燃料流量指令的浪费时间，L2表示相对于供水流量指令的浪费时间，L3表示相对于空气流量指令的浪费时间，T1是相对于燃料流量指令的延迟，T2是锅炉中的燃烧延迟，T3是相对于供水流量指令的延迟，T4是相对于空气流量指令的延迟。

首先，蒸气系统侧控制单元38算出抑制频率变动的燃料流量指令、或者与请求负载变化对应的燃料流量指令，并向锅炉10的燃料流量调整单元(未图示)输出。锅炉10的燃料流量调整单元基于该燃料流量指令，例如提供作为燃料的煤炭。

其中，实际上由锅炉10的燃料流量调整单元调整的燃料流量，如附图标记41所示那样相对于燃料流量指令包括浪费时间L1以及时间常数T1。另外，在锅炉10中产生的蒸气流量如附图标记42所示那样相对于上述燃料流量进一步包括时间常数T2。

对于供水流量也一样，蒸气系统侧控制单元38算出抑制频率变动的供水流量指令、或者与请求负载变化对应的供水流量指令，并输出到锅炉10的供水流量调整单元(未图示)。其中，实际上由锅炉10的供水流量调整单元调整的供水流量如附图标记43所示那样相对于供水流量指令包括浪费时间L2以及时间常数T3。

进一步，关于空气流量也一样，蒸气系统侧控制单元38算出抑制频率变动的空气流量指令或者与请求负载变化对应的空气流量指令，并输出到锅炉10的空气流量调整单元(未图示)。其中，实际上由锅炉10的空气流量调整单元调整的空气流量如附图标记44所示那样相对于空气流量指令包括浪费时间L3以及时间常数T4。

这样，在基于蒸气系统侧控制单元38的控制中，由于对控制信号的响应延迟，使得难以高精度地调整蒸气流量、供水流量或者空气流量。

与此相对，在本实施方式中，控制装置36具有下面详细叙述的凝结水系统侧控制单元39，通过该凝结水系统侧控制单元39，能大幅度改善控制的响应性。

凝结水系统侧控制单元39通过控制从脱气器水位调整阀34延伸到脱气器32的凝结水流路的压力，来进行发电机12的输出控制。具体地说，通过对凝结水流路中流过的凝结水流量进行控制的凝结水流量控制(脱气器水位控制)，来进行输出控制。

凝结水系统侧控制单元39具有执行凝结水流量控制的水位等级调整单元40。水位等级调整单元40基于预先设定的频率变动或者请求负载变化、与脱气器32的脱气器蓄水箱的水位等级之间的关系，根据频率变动或者请求负载变化算出水位等级的设定值。然后，水位等级调整单元40按照脱气器蓄水箱的水位等级成为水位等级的设定值的方式向脱气器水位调整阀34输出开度指令。

根据预先设定的频率变动或者请求负载变化、与脱气器32的水位等级之间的关系，在抑制频率变动的方向上使低压涡轮18的抽气蒸气量变化那样的水位等级的设定值与频率变动建立对应，在使发电机12的输出值追随请求负载变化的方向上使低压涡轮18的抽气蒸气量变化那样的水位等级的设定值与请求负载变化建立对应。

此外，脱气器水位调整阀34的开度指令可以是开度指令值，也可以是将脱气器水位调整阀34的开度限制在规定的范围内的开度上限值以及下限值的组。

作为一个例子，如图3所示，凝结水系统侧控制单元39具有表格函数器51、修正函数器52、加法器53、偏差运算器54以及控制器55，来作为水位等级调整单元40。

在表格函数器51中，预先设定了水位等级的变动幅度相对于频率变动幅度的函数。即，在表格函数器51中设定了与频率变动幅度对应的脱气器32的水位等级的变动量，并输出与所输入的频率变动幅度对应的水位等级的变动量。其中，在表格函数器51中，水位等级的变动量被设定为：在抑制对应的频率变动的方向上使蒸气涡轮的抽气蒸气量变化。

修正函数器52根据脱气器32来修正所输入的水位等级的变动幅度。修正函数器52将从表格函数器51输出的水位等级的变动量乘以适当的系数、例如-1，输出所得到的积来作为水位等级的修正量。

在加法器53中，输入修正函数器52所输出的水位等级的修正量的同时，输入频率变动幅度被输入时的水位等级的检测值。加法器53运算水位等级的修正量与水位等级的检测值的和，将得到的和作为新的水位等级的设定值而输出。

此外，在加法器53中，也可以取代水位等级的检测值而输入频率变动产生时的水位等级的设定值。

在偏差运算器54中，输入加法器53所输出的新的水位等级的设定值的同时，输入当前的水位等级的检测值(过程值)。偏差运算器54运算新的水位等级的设定值与过程值的偏差，并输出所得到的偏差。

控制器55基于所输入的偏差，例如执行比例控制。也就是说，按照偏差缩小的方式生成开度指令，并朝向脱气器水位调整阀34输出。

此外，即将输入频率变动幅度之前为止的水位等级的设定值(初始值)例如对应于即将输入频率变动幅度之前的请求负载的静定值，基于规定的函数来设定。因此，到即将输入频率变动幅度之前为止，按照水位等级的过程值接近水位等级的初始值的方式，生成开度指令，并朝向脱气器水位调整阀34输出。

另外，凝结水系统侧控制单元39具有表格函数器56、表格函数器57、乘法器(积算器)58、修正函数器59、加法器60、偏差运算器61以及控制器62，来作为水位等级调整单元40。

在表格函数器56中预先设定了水位等级的变动幅度相对于请求负载变化幅度的函数。即，在表格函数器56中，设定了与请求负载变化幅度对应的脱气器32的水位等级的变动量，表格函数器56输出与所输入的请求负载变化幅度对应的水位等级的变动量。此外，在表格函数器56中，水位等级的变动量被设定为：在发电机12的输出追随对应的负载变化的方向上使蒸气涡轮的抽气蒸气量变化。

在表格函数器57中，预先设定了水位等级的变动量的补增系数相对于请求负载变化率的函数。即，在表格函数器57中设定了与请求负载变化率对应的水位等级的变动量的补增系数，表格函数器57输出与所输入的请求负载变化幅度对应的水位等级的变动量的补增系数。此外，在表格函数器57中，水位等级的变动量的补增系数被设定为：请求负载变化率越超过规定值并变大，则水位等级的变动量的补增系数越变大。补增系数例如在1以上2以下的范围内。

乘法器58将所输入的水位等级的变动量与变动量的补增系数相乘，将所得到的积作为水位等级的变动量而输出。

修正函数器59对应于脱气器32来修正水位等级的变动幅度。修正函数器59将从乘法器58输出的水位等级的变动量乘以适当系数、例如-1，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

在加法器60中，输入修正函数器59输出的水位等级的修正量的同时，输入请求负载变化幅度被输入时的水位等级的检测值。加法器60运算水位等级的修正量与水位等级的检测值的和，将所得到的和作为新的水位等级的设定值而输出。

此外，在加法器60中，也可以取代水位等级的检测值而输入请求负载变化产生时的水位等级的设定值。

在偏差运算器61中，输入加法器60输出的新的水位等级的设定值的同时，输入当前的水位等级的检测值(过程值)。偏差运算器54运算新的水位等级的设定值与过程值的偏差，并输出所得到的偏差。

控制器62基于所输入的偏差，例如执行比例控制。也就是说，按照偏差缩小的方式生成开度指令，并朝向脱气器水位调整阀34输出。

此外，在本实施方式中，在输入了频率变动的情况、和输入了请求负载变化的情况这两个情况下，基于新的水位等级的设定值输入开度指令，但也可以仅在任何一个情况下，基于新的水位等级的设定值输出开度指令。

另外，也可以在输入请求负载变化时仅输入请求负载变化幅度与请求负载变化率中的一方。在该情况下，例如也可以省略表格函数器57，而将表格函数器56输出的水位等级的变动量保持原样地输入到修正控制器59。或者也可以省略表格函数器56，且取代表格函数器57，而使用基于所输入的请求负载变化率输出水位等级的变动量的其它的表格函数器。另外，也可以将该其它的表格函数器输出的水位等级的变动量保持原样地输入到修正控制器59。

这样，在上述的发电设备的控制装置36中，通过根据频率变动或者请求负载变化，变更在从脱气器水位调整阀34到脱气器32之间延伸的凝结水流路中的压力，由此使从低压涡轮18提供给低压供水加热器30的抽气蒸气量变化来控制发电机12的输出。也就是说，通过变更脱气器32的水位等级，从而使从低压涡轮18提供给低压供水加热器30的抽气蒸气量变化来控制发电输出。

通过使抽气蒸气量变化而进行的输出控制与锅炉10的蒸气系统中的输出控制相比响应性高，通过在锅炉10的蒸气系统中的输出控制中添加本构成，与以往相比能大幅度改善响应性。由此能提高发电输出相对于请求负载指令的追随性。

另外，在本构成中，临时取出蒸气涡轮侧的机器具有的能量，并利用该能量来提高对目标频率设定或者请求负载设定的追随性，所以能实现频率变动的抑制、或者高负载变化时的输出偏差的降低。特别是，由于高负载变化率的负载上升时的输出偏差的降低使得控制发电输出的调节阀24的开度的上升变小，因而能减小主蒸气压力偏差。另外，由于不用在低压涡轮18与低压供水加热器30之间，重新设置抽气蒸气量控制阀就能进行抽气蒸气量的控制，所以能以低成本实现发电设备。

图4是说明对目标负载设定的输出追随性的曲线图。

图4中的以往例子的线表示仅在由蒸气系统侧控制单元38进行的输出控制的情况下的发电输出的时间变化，第1实施方式的线表示利用了由蒸气系统侧控制单元38进行的输出控制与由凝结水系统侧控制单元39进行的输出控制这两个控制的情况下的发电输出的时间变化。如图4的曲线图所示，根据本实施方式，能提高对目标负载设定(目标输出)的追随性。

上述的第1实施方式的构成也可以包括以下的构成。

凝结水系统侧控制单元39也可以还具备复原单元63(参照图1)。复原单元63在满足规定的复原条件时，执行复原控制，该复原控制是指使水位等级的设定值或者脱气器水位调整阀34的开度返回到由水位等级调整单元40进行的调整前的设定值(初始值)。复原条件优选是脱气器32的水位等级的检测值达到水位等级的设定值。

另外优选复原单元63在满足了复原条件的时刻(t1)，如图5(A)所示阶段性地、或者如图5(B)所示以一定的变化率将脱气器水位调整阀34的开度返回到初始值。在该情况下，复原单元63是阀开度复原单元。

另外，复原单元63也可以如图6所示，在从频率变动或者请求负载变化的产生时刻t0经过预先设定的设定时间ta后，如图7(A)所示阶段性地，或者如图7(B)所示以一定的变化率，将脱气器32的水位等级的设定值返回到初始值。在该情况下，复原单元63是水位设定复原单元。

进一步，复原单元63也可以如图6所示，在从系统频率或者请求负载达到目标频率设定或者请求负载设定的时刻t1经过预先设定的设定时间tb后，如图7(A)所示阶段性地，或者如图7(B)所示以一定的变化率将脱气器的水位等级的设定值返回到初始值。在该情况下，复原单元63是水位设定复原单元。

再者，发电设备也可以具有补给水提供单元，补给水提供单元在凝结水系统侧控制单元39中，当脱气器32的水位等级降低的情况下，对脱气器32补给供水。此时，优选补给水提供单元补给被加热后的供水。

使用图8至图11对能应用本实施方式的控制装置36的发电设备的变形例进行说明。这些变形例是发电设备具有补给水提供单元的例子。

在图8所示的发电设备的第1变形例中，补给水提供单元具有向脱气器32提供补给水的补给水箱64、补给水泵66、进行补给水的流量控制的补给水流量控制阀68、和对补给水进行加热的补给水加热器70。补给水箱64可以使用已设的装置。另外，也可以取代补给水箱64，使用脱盐装置箱。补给水流量控制阀68也可以是ON/OFF阀。

补给水加热器70被导入从锅炉10的排气出口或对烟突72的排气线抽出的锅炉排气，补给水加热器70通过锅炉排气对补给水进行加热。

作为在补给水加热器70中使用的补给水的加热源，除了锅炉排气之外，也可以如图9所示的第2变形例那样使用站内锅炉74的排气，也可以如图10所示的第3变形例那样，使用辅助蒸气头76等的辅助蒸气系统的蒸气，也可以如图11所示的第4变形例那样使用脱硫系统78内的排气。

在具有上述构成的补给水提供单元中，在脱气器32内的水位等级下降时，通过补给水泵66从补给水箱64向脱气器32提供补给水。此时，补给水被供给脱气器32，其供给量由补给水流量控制阀68预先设定。另外，也可以预先设定针对脱气器32内的水位的阈值，在由脱气器32的水位等级检测单元(省略图示)检测的水位等级的检测值成为该阈值以下时，由补给水提供单元提供补给水。

这样，通过具有根据脱气器32的水位等级向脱气器32提供补给水的补给水提供单元，从而即使在因脱气器32相对于频率变动或者请求负载变化的水位控制导致脱气器32内的水位等级下降的情况下，也能通过补给水提供单元向脱气器32提供补给水，由此能实现锅炉10的稳定运转。

再者，本实施方式中的凝结水系统侧控制单元39除了上述的构成之外还可以具有图12所示的构成。

该凝结水系统侧控制单元39具有控制允许次数计算单元80和显示单元82。首先，控制允许次数计算单元80被输入由水位等级检测单元检测出的水位等级的检测值。控制允许次数计算单元80根据假定输入的频率变动幅度或者请求负载变化的预定值与水位等级的检测值，计算相对于频率变动或者请求负载变化的脱气器水位控制的允许次数(剩余次数)。然后，控制允许次数计算单元80将计算结果输出到显示单元82。

显示单元82例如由液晶监视器或阴极射线管监视器构成，显示控制允许次数计算单元80的计算结果。例如，在显示单元82上显示为“频率变动○.○Hz能应对剩余××次”。

该显示是指，相对于○.○Hz的频率变动，能由脱气器水位控制应对剩余××次。

另外作为其它的例子，在显示单元82上显示为“请求负载变化变化幅度○○MHz变化率△△％/min能应对剩余××次”。该显示是指，相对于变化幅度○○MHz、且变化率(变化rate)△△％/min的请求负载变化，能由脱气器水位控制应对剩余××次。

由此，能对发电设备操作人员(管理者)提供是否实施脱气器水位控制的判断材料。发电设备操作人员根据判断结果，例如手动操作开关，由此能使控制装置36执行脱气器水位控制。

(第2实施方式)

接下来，对本发明的第2实施方式所涉及的控制装置进行说明。

图13是本发明的第2实施方式所涉及的控制装置36的具体的构成图，图14是表示本发明的第2实施方式所涉及的控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。此外，关于第2实施方式，仅说明与上述的第1实施方式不同的构成。

在第2实施方式中，凝结水系统侧控制单元39算出频率变动幅度的微分值或者请求负载变化的微分值，基于频率变动幅度的微分值或者上述请求负载变化的微分值，来算出新的水位等级的设定值。

具体地说，凝结水系统侧控制单元39具有对频率变动幅度进行微分的微分器84、预先设定了水位等级的变动量相对于频率变动幅度的微分值的函数的表格函数器86、和根据脱气器32对水位等级的变动量进行修正的修正函数器88。

此外，在表格函数器86中，水位等级的变动量被设定为：在抑制对应的频率变动的方向上使蒸气涡轮的抽气蒸气量变化。

在该构成中，频率变动幅度被输入到微分器84，微分器84算出频率变动幅度的微分值并输出。该频率变动幅度的微分值被输入到表格函数器86，表格函数器86基于频率变动幅度的微分值算出脱气器32的水位等级的变动量并输出。水位等级的变动量被输入到修正函数器88，修正函数器88将水位等级的变动量乘以适当的系数、例如-1，将所得到的积作为水位等级的修正量输出。

修正函数器88输出水位等级的修正量后，与第1实施方式的情况一样，朝向脱气器水位调整阀34输出开度指令。

另外，凝结水系统侧控制单元39具有对请求负载变化幅度进行微分的微分器90、预先设定了水位等级的变动量相对于请求负载变化幅度的微分值的函数的表格函数器92、对请求负载变化率进行微分的微分器94、预先设定了水位等级的变动量的补增系数相对于请求负载变化率的微分值的函数的表格函数器96、将这些表格函数器92、96的输出相乘的乘法器98、和根据脱气器32对水位等级进行修正的修正函数器100。

此外，在表格函数器92中，水位等级的变动量被设定成：在发电机12的输出追随对应的负载变化的方向上使蒸气涡轮的抽气蒸气量变化。

在该构成中，请求负载变化幅度被输入到微分器90，微分器90算出请求负载变化幅度的微分值并输出。请求负载变化幅度的微分值被输入到表格函数器92，表格函数器92基于请求负载变化幅度的微分值算出脱气器32的水位等级的变动量并输出。

另一方面，请求负载变化率被输入到微分器94，微分器94算出请求负载变化率的微分值并输出。请求负载变化率的微分值被输入到表格函数器96，表格函数器96基于请求负载变化率的微分值算出脱气器32的水位等级的变动量的补增系数并输出。

从表格函数器92以及表格函数器96输出的水位等级的变动量以及变动量的补增系数被输入到乘法器98，乘法器98将水位等级的变动量与补增系数相乘，将所得到的积作为水位等级的变动量而输出。水位等级的变动量被输入到修正函数器100，修正函数器100将水位等级的变动量乘以修正系数，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

修正函数器100输出水位等级的修正量后，与第1实施方式的情况一样，朝向脱气器水位调整阀34输出开度指令。

此外，在本实施方式中，在输入了频率变动的情况和输入了请求负载变化的情况这两个情况下，基于新的水位等级的设定值输出开度指令，但也可以仅在任一个情况下，基于新的水位等级的设定值输出开度指令。

另外，在输入请求负载变化时也可以仅输入请求负载变化幅度与请求负载变化率之中的一方。在该情况下，例如，可以省略表格函数器96，将表格函数器92输出的水位等级的变动量保持原样地输入到修正控制器100。或者也可以省略表格函数器92，且取代表格函数器96，而使用基于所输入的请求负载变化率的微分值输出水位等级的变动量的其它的表格函数器。另外，也可以将该其它的表格函数器输出的水位等级的变动量保持原样地输入到修正控制器100。

根据该第2实施方式，能实现仅在频率变动或者请求负载变化急剧地变化时执行凝结水流量控制的控制装置36。

(第3实施方式)

接下来，对本发明的第3实施方式所涉及的控制装置36进行说明。

图15是本发明的第3实施方式所涉及的控制装置36的具体的构成图，图16是表示本发明的第3实施方式所涉及的控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。此外，在本第3实施方式中，仅对与上述的第1实施方式、第2实施方式不同的构成进行说明。

在第3实施方式中，凝结水系统侧控制单元39被输入产生频率变动或者请求负载变化的时刻t0(参照图6)的脱气器32的水位等级检测值。然后，凝结水系统侧控制单元39在所输入的水位等级检测值低于预先设定的阈值的情况下将凝结水流量控制设为无效而不执行，或者进一步调整水位等级的设定值来执行凝结水流量控制。

作为一个例子，对使用请求负载变化的情况进行说明。

凝结水系统侧控制单元39具有预先设定了水位等级的变动量相对于请求负载变化幅度的函数的表格函数器102、预先设定了水位等级的变动量的补增系数相对于请求负载变化率的函数的表格函数器104、将表格函数器102的输出与表格函数器104的输出相乘的乘法器106、预先设定了与产生负载变化时的脱气器的水位等级的检测值相对的水位等级的变动量的折扣系数的表格函数器108、将乘法器106的输出与表格函数器108的输出相乘的乘法器110、和根据脱气器32将乘法器110的输出与适当的系数相乘的修正函数器112。

在该构成中，请求负载变化被输入到表格函数器102，表格函数器102基于请求负载变化算出脱气器32的水位等级的变动量并输出。另一方面，请求负载变化率被输入到表格函数器104，表格函数器104基于请求负载变化率算出水位等级的变动量的补增系数并输出。

分别从表格函数器102以及表格函数器104输出的水位等级的变动量以及变动量的补增系数被输入到乘法器106，乘法器106将水位等级的变动量与补增系数相乘，将所得到的积作为水位等级的变动量而输出。

另外，产生负载变化时的脱气器32的水位等级的检测值被输入到表格函数器108，表格函数器108基于产生负载变化时的脱气器32的水位等级的检测值，算出水位等级的变动量的折扣系数并输出。

水位等级的变动量的折扣系数例如处在0以上1以下的范围内，相对于阈值以下的检测值分配0作为折扣系数。另外，在水位等级的检测值超过阈值的情况下，折扣系数随着检测值的增大而逐渐增大。

乘法器106输出的水位等级的变动量与表格函数器108输出的水位等级的变动量的折扣系数被输入到乘法器110。乘法器110将水位等级的变动量与折扣系数相乘，将所得到的积作为水位等级的变动量而输出。乘法器110输出的水位等级的变动量被输入到修正函数器112，修正函数器112将所输入的水位等级的变动量与例如系数-1相乘，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

修正函数器112输出水位等级的修正量后，与第1实施方式的情况一样，朝向脱气器水位调整阀34输出开度指令。

根据该第3实施方式，能防止脱气器32的水位等级低于阈值，能使发电设备稳定运转。

此外，水位等级的阈值可以是水位等级的下限值(警告等级)，也可以是使下限值带有某种程度的余量的数值。

(第4实施方式)

接下来，对本发明的第4实施方式所涉及的控制装置36进行说明。

图15是本发明的第4实施方式所涉及的控制装置36的具体的构成图，图16是表示本发明的第4实施方式所涉及的控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。此外，在本第4实施方式中，仅对与上述的第1至第3实施方式不同的构成进行说明。

在第4实施方式中，凝结水系统侧控制单元39算出请求负载变化中的请求负载的指令最终值(发电输出最终目标值)与发电输出值的偏差(输出偏差)，作为复原条件，在该偏差在预先设定的阈值以下的时刻，复原单元63将脱气器水位调整阀34的开度指令以及脱气器32的水位等级的设定值返回到由水位等级调整单元40进行调整前的设定值。

为此，如图17所示，第4实施方式的凝结水系统侧控制单元39与第1实施方式比较，还具有表格函数器114、乘法器116、118，作为复原单元63。

在表格函数器114中预先设定了水位等级复原ON/OFF相对于发电输出偏差的函数。在表格函数器114中，阈值以下的偏差被分配例如0作为OFF，超过阈值的偏差例如被分配1作为ON。

乘法器116被输入表示从表格函数器114输出的水位等级复原ON/OFF的值、和从修正函数器52输出的水位等级的变动量。乘法器116将水位等级的变动量与表示水位等级复原ON/OFF的值相乘，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

另外，乘法器118被输入表示从表格函数器114输出的水位等级复原ON/OFF的值、和从修正函数器59输出的水位等级的变动量。乘法器118将水位等级的变动量与表示水位等级复原ON/OFF的值相乘，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

在第4实施方式中，算出请求负载变化中的请求负载的指令最终值(发电输出最终目标值)与发电输出值的输出偏差，输出偏差被输入到表格函数器114。在所输入的输出偏差在阈值以下的情况下，表格函数器114输出0。因此，水位等级的修正量为0，脱气器水位调整阀34的开度指令以及脱气器32的水位等级的设定值返回到由水位等级调整单元40进行调整前的设定值。

根据第4实施方式的控制装置36，由于采用事先监视请求负载的指令最终值与发电输出值的输出偏差，在该输出偏差在预先设定的阈值以下的时刻将水位等级的设定值返回到调整前的设定值的构成，所以能防止发电输出的过度。

图18是表示使用输出偏差使水位等级复原时的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图。图18(A)表示发电输出的时间变化，(B)表示阈值和输出偏差的时间变化。

图18中的第1实施方式的线表示第1实施方式的控制装置36进行发电输出的时间变化，在该情况下，使用基于经过时间进行复原控制的复原单元63。图18中的第4实施方式的线表示第4实施方式的控制装置36进行发电输出的时间变化，在该情况下，使用基于输出偏差进行复原控制的复原单元63。

由图18可知，根据第4实施方式的控制装置36，通过基于输出偏差使水位等级复原，从而能防止发电输出的过度。

此外，在水位等级的复原过程中，优选使脱气器水位调整阀34的开度指令以及脱气器32的水位等级的设定值如图5(A)以及图7(A)所示阶段性地，或者如图5(B)以及图7(B)所示以一定的变化率，返回到初始值。由此，能防止因急剧的输出变化带来的运转的不稳定化，能实现稳定的发电设备的运转。

(第5实施方式)

接下来，对本发明的第5实施方式所涉及的控制装置36进行说明。

图19是表示本发明的第5实施方式所涉及的控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。此外，在第5实施方式中，仅对与上述的第1至第4实施方式不同的构成进行说明。

在第5实施方式中，凝结水系统侧控制单元39算出发电输出的变化率(输出变化率)，作为复原条件，在发电输出的变化率成为预先设定的阈值以上的时刻，复原单元63将脱气器水位调整阀34的开度指令以及脱气器32的水位等级的设定值返回到由水位等级调整单元40进行调整前的设定值。

为此，在第5实施方式中，凝结水系统侧控制单元39取代第4实施方式的表格函数器114以及乘法器116、118而具有表格函数器120以及乘法器122、124。

在表格函数器120中预先设定了水位等级复原ON/OFF相对于输出变化率的函数。在表格函数器120中，小于阈值的输出变化率被分配例如1作为ON，阈值以上的输出变化率被分配例如0作为OFF。

乘法器122被输入表示从表格函数器120输出的水位等级复原ON/OFF的值、和从修正函数器52输出的水位等级的变动量。乘法器116将水位等级的变动量与表示水位等级复原ON/OFF的值相乘，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

另外，乘法器124被输入表示从表格函数器120输出的水位等级复原ON/OFF的值、和从修正函数器59输出的水位等级的变动量。乘法器124将水位等级的变动量与表示水位等级复原ON/OFF的值相乘，将所得到的积作为水位等级的修正量而输出。

在第5实施方式中，算出输出变化率，输出变化率被输入到表格函数器120。在所输入的输出变化率在阈值以上的情况下，表格函数器120输出0。因此，水位等级的修正量成为0，脱气器水位调整阀34的开度指令以及脱气器32的水位等级的设定值返回到由水位等级调整单元40进行调整前的设定值。

根据第5实施方式的控制装置36，由于采用预先监视输出变化率，在输出变化率成为预先设定的阈值以上的时刻将水位等级的设定值返回到调整前的设定值的构成，所以能防止发电输出的过度。

根据本第2实施方式，能采用仅在频率变动或者请求负载变化急剧地变化时应用凝结水流量控制的构成。

图20是表示使用输出变化率使水位等级复原时的发电输出相对于目标负载设定的追随性的曲线图。图20(A)表示发电输出的时间变化，(B)表示阈值与输出变化率的时间变化。

图20中的第1实施方式的线表示采用了第1实施方式的控制装置36的情况下的发电输出的时间变化，在该情况下，采用了基于经过时间进行复原控制的复原单元63。图20中的第5实施方式的线表示采用了第5实施方式的控制装置36的情况下的发电输出的时间变化，在该情况下，采用了基于输出变化率进行复原控制的复原单元63。

由图20可知，通过基于输出变化率使水位等级复原，从而能防止发电输出的过度。

(第6实施方式)

接下来，对本发明的第6实施方式所涉及的控制装置36进行说明。

图21是表示本发明的第6实施方式所涉及的控制装置36中的凝结水系统侧控制单元39的构成例的图。此外，在第6实施方式中，仅对与上述的第1至第5实施方式不同的构成进行说明。

如图21所示，第6实施方式是组合了上述的第4实施方式与第5实施方式的方式，基于输出偏差以及输出变化率这两者，进行复原控制。为此，在第6实施方式中，乘法器116的输出被输入到乘法器122，乘法器118的输出被输入到乘法器124。

图22是表示使用输出偏差与输出变化率使水位等级复原时的相对于目标负载设定的输出追随性的曲线图。图22(A)表示发电输出的时间变化，(B)表示阈值与输出偏差以及输出变化率的时间变化。

图22中的第4实施方式的线表示由第4实施方式的控制装置36进行发电输出的时间变化，在该情况下，采用了基于输出偏差进行复原控制的复原单元63。图22中的第6实施方式的线表示由第6实施方式的控制装置36进行发电输出的时间变化，在该情况下，采用了基于输出偏差以及输出变化率进行复原控制的复原单元63。

如图22所示，在第6实施方式中，输出变化率比输出偏差先达到阈值。因此，在第6实施方式中，先于第4实施方式执行复原控制，更可靠地防止发电输出的过度。

(第7实施方式)

接下来，对本发明的第7实施方式所涉及的控制装置36进行说明。此外，关于第7实施方式，仅对与上述的第1至第6实施方式不同的构成进行说明。

在第7实施方式中，控制允许次数计算单元80，按假定输入的频率变动或者请求负载变化的多个预定值的每一个，运算能执行凝结水流量控制的剩余次数，显示单元82如图23所示那样显示运算结果。

此外，在图23中，也显示了执行了凝结水流量控制的情况下的脱气器32的水位等级的设定值。其中，在水位等级的设定值的栏中，显示了将水位等级的检测值代入x的计算结果。

图24是表示控制允许次数计算单元80的构成的一部分的图，图25是用于对剩余次数的运算方法进行说明的图。

控制允许次数计算单元80通过与水位等级调整单元40相同的构成，基于频率变动或者请求负载变化的预定值，来运算水位等级的变动量y。另外，控制允许次数计算单元80具有设定了水位等级的变动量的最大值z相对于水位等级的变动量y的函数的表格函数器126，表格函数器126在输入水位等级的变动量y后，输出对应的水位等级的变动量的最大值z。如图24所述，最大值z是通过水位等级的变动量y与由凝结水流量控制产生的过冲相加而得到的值。

进一步，控制允许次数计算单元80具有剩余次数运算器128，剩余次数运算器128被输入表格函数器126输出的变动量的最大值z与当前的水位等级x。剩余次数运算器128运算(x-AL)/z，并将运算得到的结果舍掉小数点以下，作为剩余次数而输出。此外，AL是作为下限值的警告水位，通过剩余次数运算器128，剩余次数被设定成执行了凝结水流量控制时水位等级不低于警告水位。

根据第7实施方式的控制装置36，发电设备的管理者能立即判断针对频率变动或者请求负载变化，是否通过由水位等级调整单元40执行凝结水流量控制来应对。特别是，由于按频率变动或者请求负载变化的多个预定值的每一个来显示剩余次数，所以发电设备的管理者能按频率变动或者请求负载变化的大小，立即判断是否通过执行凝结水流量控制来应对。然后，发电设备的管理者根据判断结果，例如通过手动操作开关，从而能使控制装置36执行与所希望的预定值对应的脱气器水位控制。

另外，根据第7实施方式的控制装置36，即使在控制器55、62进行比例控制的情况下增益大、水位的过冲大，也按照水位等级不低于警告水位的方式运算剩余次数，所以能稳定运转发电设备。

优选第7实施方式的控制装置36如图26所示，还具有使凝结水流量控制有效或者无效的有效/无效切换单元129。有效/无效切换单元129例如由按压按钮等的开关构成，开关由发电设备的管理者操作。管理者通过将开关设定为有效，从而能允许凝结水流量控制的执行，相反，通过将开关设定为无效，从而能禁止凝结水流量控制的执行。

另外优选有效/无效切换单元129在凝结水流量控制的剩余次数为0次的情况下，即使开关被设定为有效，也强制地将开关的设定切换为无效，禁止凝结水流量控制的执行。

根据该构成，在剩余次数为0次的情况下，不管开关的设定如何，都禁止凝结水流量控制的执行。由此，能防止错误执行凝结水流量控制，能稳定地运转发电设备。

(第8实施方式)

接下来，对本发明的第8实施方式所涉及的控制装置36进行说明。此外，关于第8实施方式，仅对与上述的第1至第7实施方式不同的构成进行说明。

第8实施方式与第1至第7实施方式的不同点在于，水位等级调整单元40取代脱气器32的水位等级而将蓄积在脱气器32的脱气器蓄水箱中的供水的水量(保有水量)作为控制对象，来执行凝结水流量控制。由于脱气器32的水位等级与保有水量存在相关性，所以若将第1至第7实施方式中水位等级置换为保有水量，则以保有水量为控制对象能容易地执行凝结水流量控制。

图26是表示以保有水量作为控制对象执行凝结水流量控制的情况下控制允许次数计算单元80的构成的一部分的图，图27是用于说明剩余次数的运算方法的图。

控制允许次数计算单元80通过与水位等级调整单元40相同的构成，基于频率变动或者请求负载变化的预定值，运算保有水量的变动量Y。另外，控制允许次数计算单元80具有设定了保有水量的变动量的最大值Z相对于保有水量的变动量Y的函数的表格函数器130，若被输入保有水量的变动量Y，则表格函数器130输出对应的保有水量的变动量的最大值Z。如图27所述，最大值Z是通过保有水量的变动量Y与由凝结水流量控制而产生的过冲相加而得到的值。

控制允许次数计算单元80还具有剩余次数运算器132，剩余次数运算器132被输入表格函数器130输出的变动量的最大值Z与当前的保有水量X。剩余次数运算器128运算(X-AV)/Z，将运算得到的结果舍掉小数点以下作为剩余次数而输出。此外，AV是警告水量，根据剩余次数运算器132，剩余次数被设定成在执行了凝结水流量控制时保有水量不低于警告水量。

根据第8实施方式的控制装置36，发电设备的管理者能立即判断针对频率变动或者请求负载变化，是否通过由水位等级调整单元40执行凝结水流量控制来应对。特别是，由于按频率变动或者请求负载变化的多个预定值的每一个来显示剩余次数，所以发电设备的管理者能按频率变动或者请求负载变化的大小，立即判断是否通过执行凝结水流量控制来应对。

本发明并不限定于上述的第1至第8实施方式，只要在不脱离发明的主旨的范围内可以进行变更。

例如，本发明还包括对第1至第8实施方式进行变更后的方式、或者对第1至第8实施方式的构成要素进行了适当地组合的方式。

附图标记的说明：

10    锅炉

12    发电机

14    高压涡轮(蒸气涡轮)

16    中压涡轮(蒸气涡轮)

18    低压涡轮(蒸气涡轮)

20    供水泵

22    高压供水加热器

24    调节阀

26    凝结器

28    凝结水泵

30    低压供水加热器(低压加热器)

32    脱气器

34    脱气器水位调整阀

36    控制装置(凝结水流量控制装置)

38    蒸气系统侧控制单元

39    凝结水系统侧控制单元

40    水位等级调整单元

64    补给水箱

Claims (18)

1.一种发电设备的凝结水流量控制装置，被应用于发电设备，该发电设备包括；锅炉；被导入由上述锅炉产生的蒸气的蒸气涡轮；由上述蒸气涡轮驱动的发电机；被提供来自上述蒸气涡轮的排热蒸气的凝结器；脱气器，其经由脱气器水位调整阀而被提供由上述凝结器生成的凝结水，并被导入上述蒸气涡轮的抽气蒸气；和将由上述脱气器脱气后的供水提供给上述锅炉的供水泵，

所述发电设备的凝结水流量控制装置的特征在于，

具有执行凝结水流量控制的水位等级调整单元，该水位等级调整单元被输入频率变动或者请求负载变化，并且按照抑制所输入的频率变动的方式，或者按照使上述发电机的输出值追随所输入的请求负载变化的方式，来调整在从上述脱气器水位调整阀到上述脱气器之间延伸的凝结水流路的压力，从而调整上述蒸气涡轮的抽气蒸气量。

2.根据权利要求1所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述发电设备具备低压加热器，该低压加热器被配置于上述凝结水流路，并从上述蒸气涡轮被提供抽气蒸气来对上述凝结水进行加热。

3.根据权利要求1或2所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述水位等级调整单元基于预先设定的频率变动或者请求负载变化与上述脱气器的水位等级或者保有水量的关系，根据上述频率变动或者上述请求负载变化来算出上述水位等级的设定值或者上述保有水量的设定值，并按照上述脱气器的水位等级或者保有水量成为该水位等级的设定值或者该保有水量的设定值的方式向上述脱气器水位调整阀输出开度指令。

4.根据权利要求3所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

还具有复原单元，该复原单元在满足了规定的复原条件的情况下，执行复原控制，使上述水位等级的设定值、上述保有水量的设定值或者上述脱气器水位调整阀的开度，返回到由上述水位等级调整单元进行的凝结水流量控制前的设定值。

5.根据权利要求4所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述复原单元以一定的变化率或者阶段性地使上述水位等级的设定值、上述保有水量的设定值或者上述脱气器水位调整阀的开度返回到由上述水位等级调整单元进行的凝结水流量控制前的设定值。

6.根据权利要求4或5所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述复原单元算出上述请求负载变化中的请求负载的指令最终值与上述发电机的输出值的偏差，作为上述复原条件，在该偏差成为预先设定的阈值以下的时刻，执行上述复原控制。

7.根据权利要求4～6的任一项所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述复原单元算出上述发电机的输出值的变化率，作为上述复原条件，在该变化率成为预先设定的阈值以上的时刻，执行上述复原控制。

8.根据权利要求4或5所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述复原单元被输入上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值，

作为上述复原条件，在上述水位等级或者上述保有水量的检测值达到上述水位等级或者上述保有水量的设定值的时刻，上述复原单元执行上述复原控制。

9.根据权利要求4或5所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

作为上述复原条件，在从上述频率变动或者上述请求负载变化的产生时刻起经过了预先设定的设定时间后，上述复原单元执行上述复原控制。

10.根据权利要求4或5所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

作为上述复原条件，在从频率或者上述发电机的输出值达到目标频率设定或者请求负载设定的时刻起经过了预先设定的设定时间后，上述复原单元执行上述复原控制。

11.根据权利要求3～10的任一项所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述水位等级调整单元基于上述频率变动的幅度的微分值或者上述请求负载变化的微分值，来算出上述水位等级的设定值或者上述保有水量的设定值。

12.根据权利要求3～11的任一项所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述水位等级调整单元被输入上述频率变动或者上述请求负载变化的产生时刻的上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值，在该水位等级的检测值或者该保有水量的检测值低于预先设定的阈值的情况下，上述水位等级调整单元将上述凝结水流量控制设为无效，或者调整上述水位等级的设定值或上述保有水量的设定值来执行上述凝结水流量控制。

13.根据权利要求3～12的任一项所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，还具有：

控制允许次数计算单元，其对假定输入的频率变动或者请求负载变化的至少一个预定值进行显示，并且基于该预定值、上述脱气器的水位等级或者保有水量的检测值、以及上述脱气器的水位等级或者保有水量的下限值，来运算上述水位等级调整单元能执行上述凝结水流量控制的剩余次数；和

显示单元，其将由控制允许次数计算单元运算出的剩余次数与上述预定值建立对应来进行显示。

14.根据权利要求13所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

还具有开关，该开关能由管理者进行操作，用于切换由上述水位等级调整单元进行的上述凝结水流量控制的有效与无效。

15.根据权利要求14所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

输入与上述预定值一致的上述频率变动或者请求负载变化，在基于该预定值而运算出的上述剩余次数为0的情况下，不管上述管理者对上述开关的操作如何，都使由上述水位等级调整单元进行的上述凝结水流量控制无效。

16.根据权利要求1～15的任一项所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述发电设备具备根据上述脱气器的水位等级或者保有水量对上述脱气器提供补给水的补给水提供单元，

上述补给水提供单元包括：蓄积上述补给水的补给水箱；调整从上述补给水箱提供给上述脱气器的补给水供给量的补给水供给量调整单元；和对上述补给水进行加热的加热单元。

17.根据权利要求16所述的发电设备的凝结水流量控制装置，其特征在于，

上述加热单元利用上述锅炉的废热或者其他加热源的废热对上述补给水进行加热。

18.一种发电设备的凝结水流量控制方法，被应用于发电设备，该发电设备包括；锅炉；被导入由上述锅炉产生的蒸气的蒸气涡轮；由上述蒸气涡轮驱动的发电机；被提供来自上述蒸气涡轮的排热蒸气的凝结器；脱气器，其经由脱气器水位调整阀而被提供由上述凝结器生成的凝结水，并被导入上述蒸气涡轮的抽气蒸气；和将由上述脱气器脱气后的供水提供给上述锅炉的供水泵，

所述发电设备的凝结水流量控制方法的特征在于，

执行下述的凝结水流量控制：输入频率变动或者请求负载变化，按照抑制所输入的频率变动的方式，或者按照使上述发电机的输出值追随所输入的请求负载变化的方式，来调整从上述脱气器水位调整阀到上述脱气器之间的凝结水流路的压力，从而调整上述蒸气涡轮的抽气蒸气量。

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