JP2016521814A - フィードフォワード弁試験補償用ためのシステム - Google Patents

Abstract

システム（１０）は、コントローラ（１８）を含み、コントローラ（１８）は、コントローラのメモリに記憶されたプログラムを実行して、総流量要求値（３０）を含む第１の出力（６８）を生成し、コントローラに通信可能に結合された複数の弁（２６，２７，２８，２９）に送信するように構成されるプロセッサ（２４）を含む。複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれは、総流量要求値（３０）のそれぞれの部分を受信するように構成される。プロセッサ（２４）は、複数の弁の第１の弁（２７）の切離しを示す入力を受信し、第１の出力（６８）及び第１の弁（２７）の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力（６９）を生成するように構成される。第２の出力（６９）は、総流量要求値（３０）を維持するため複数の弁の第２の弁（２６，２８，２９）の第２の運転特性を変えるように構成される。【選択図】図３

Description

本明細書で開示される主題は、蒸気タービンシステムに関し、より具体的には、蒸気タービンシステム用の弁試験補償に関する。

ある種の蒸気タービンシステム及び関連する構成要素は、定期的に、何らかの試験にかけられるか又は何らかの試験を受ける場合がある。例えば、運転試験は、蒸気タービンシステム内で使用される入口流量制御弁に対して直列に実施することができる。しかし、蒸気タービンの圧力等の運転パラメータは、試験下のタービン弁の頻繁な閉鎖、開口、及び／又は再開口によってオンライン弁試験が実施されるときに増加する場合がある。更に、制御弁用のある種の制御スキームは、弁及びタービン配置の構成に基づいて支障をきたす場合がある。蒸気タービンシステムにおけるオンライン弁試験を改善する方法を提供することが望ましい。

米国特許第４００２０６５号明細書

オリジナルに特許請求された本発明と範囲が一致するいくつかの実施形態が以下で要約される。これらの実施形態は、特許請求される本発明の範囲を制限することを意図されるのではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明の考えられる形態の簡潔な要約を提供することを意図されるだけである。実際には、本発明は、以下で述べる実施形態と同様であり得る又はそれと異なり得る種々の形態を包含することができる。

第１の実施形態によれば、システムは、コントローラを含み、コントローラは、コントローラのメモリに記憶されたプログラムを実行して、総流量要求値を含む第１の出力を生成し、コントローラに通信可能に結合された複数の弁に送信するように構成されるプロセッサを含む。複数の弁のそれぞれは、総流量要求値のそれぞれの部分を受信するように構成される。プロセッサは、複数の弁の第１の弁の切離しを示す入力を受信し、第１の出力及び第１の弁の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力を生成するように構成される。第２の出力は、総流量要求値を維持するため複数の弁の第２の弁の第２の運転特性を変えるように構成される。

第２の実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体上に記憶されたコードを有し、コードは、総流量要求値を含む第１の出力を生成し、複数の弁に送信する命令を含む。複数の弁のそれぞれは総流量要求値のそれぞれの部分を受信するように構成される。コードは、複数の弁の第１の弁の切離しを示す入力を受信し、第１の出力及び第１の弁の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力を生成する命令を含む。第２の出力は、総流量要求値を維持するため複数の弁の第２の弁の第２の運転特性を変えるように構成される。

第３の実施形態によれば、システムは、コントローラを含み、コントローラは、タービンシステムの１つ又は複数の運転パラメータを制御するように構成され、また、総流量要求値を含む第１の出力を生成し、コントローラに通信可能に結合された複数の弁に送信するように構成される。複数の弁のそれぞれは、複数の弁を含むタービンシステムに対する流体の流量を調節するため総流量要求値のそれぞれの部分を受信するように構成される。コントローラは、複数の弁の第１の弁の切離しを示す入力を受信し、第１の出力及び第１の弁の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力を生成するように構成される。第２の出力は、総流量要求値を維持するため複数の弁の第２の弁の第２の運転特性を変えるように構成される。

本発明のこれらのまた他の特徴、態様、及び利点は、添付図面であって、図面全体にわたって同じ記号が同じ部分を示す、添付図面を参照して以下の詳細な説明が読まれるときによりよく理解されるであろう。

本実施形態によるいくつかの弁を含むタービン発電機システムの一実施形態のブロック図である。 本実施形態による図１のシステム内に含まれる弁を制御するコントローラの一実施形態のブロック図である。 本実施形態による図２のコントローラとしてのフィードフォワード弁流量補償コントローラの一実施形態のブロック図である。 本実施形態による図２のコントローラとしてのフィードフォワード弁流量補償コントローラの別の実施形態のブロック図である。 本実施形態による図１の弁のフィードフォワード弁流量補償制御を実装するのに適したプロセスの一実施形態のフローチャートである。 本実施形態による図１の弁のフィードフォワード弁流量補償制御を実装するのに適した代替のプロセスのフローチャートである。

本発明の１つ又は複数の特定の実施形態が以下で説明される。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようとして、本明細書において、実際の実装形態の全ての特徴が述べられない場合がある。こうしたいかなる実際の実装形態の開発においても、いずれの工学的プロジェクト又は設計プロジェクトでもそうであるように、実装形態ごとに異なる場合があるシステム関連制約及びビジネス関連制約の順守等の、開発者の特定の目標を達成するための多数の実装態様固有の意思決定が行われなければならないことが認識されるべきである。更に、こうした開発努力は、複雑で時間がかかるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとって、設計、製作、製造の日常的な仕事であることが認識されるべきである。

本発明の種々の実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ある（ａ）」、「ある（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素の１つ又は複数が存在することを意味することを意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包含的であることを意図され、挙げた要素以外の更なる要素が存在する場合があることを意味する。

本実施形態は、全周噴射（ｆｕｌｌ ａｒｃ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ）（例えば、全周噴射において、弁作動が同時であるか及び／又は同期されて、タービンに対して個々の弁のそれぞれを通して同じ流量の流体を可能にすることができる）又は部分噴射（ｐａｒｔｉａｌ ａｒｃ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ）（例えば、部分噴射において、弁作動が実質的に独立であるか及び／又は非同期にされて、タービンに対して個々の弁のそれぞれを通して流体の流量を独立して調節することができる）の一方又は両方に従って構成される、タービンに対して流体流量を制御するフィードフォワード弁流量補償技法を利用することに関する。いくつかの実施形態において、コントローラは、流量補償制御ループに入るフィードバックとして弁ストローク及び／又は弁棒（ｖａｌｖｅ ｓｔｅｍ）位置情報を使用して、タービンに結合したいくつかの弁の少なくとも１つの弁の運転試験（例えば、弁の開口、閉鎖、及び／又は再開口による試験）中にタービンの総流量要求（例えば、１つ又は複数の種々の運転を実施するためにタービンによって要求される流体移動及び／又は流れの総量）を維持することができる。

具体的には、オペレータは、例えば、運転試験を受ける弁を選択することができる。選択されると、コントローラは、試験を受ける弁を閉ループ制御及び／又は自動制御から取外し、試験を受ける弁を開ループ及び／又は手動制御下に置くことを決定することができる。残りの弁は、その後、再較正されて、試験を受ける弁の流量要求寄与分（ｆｌｏｗ ｄｅｍａｎｄ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の喪失による総流量要求の残部を制御し、それにより、試験を受ける弁の閉鎖、開口、及び／又は再開口による場合があるタービンに対する流れの乱れ（ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）を最小にすることができる。一実施形態において、試験を受ける弁の試験前の流量要求寄与分を総流量要求に加算することができる。別の実施形態において、試験を受ける弁の流量要求寄与分を総流量要求から直接減算することができる。いずれの場合も、コントローラは、閉ループ制御（例えば弁は、現在のところ試験を受けていない）下で残りの弁のそれぞれについて新しい弁ストローク及び／又は弁棒位置を確定して、タービンの総流量要求を維持することができる。実際には、本実施形態は、弁及びタービンの部分噴射構成並びに全周噴射構成についてフィードフォワード流量補償を可能にすることができる。

上記を念頭に置けば、図１に示す例示的なタービン発電機システム１０等のタービン発電機システムを述べることが有用である場合がある。示すように、システム１０は、蒸気タービン１２（又はガスタービン１２）、負荷１６に結合された発電機１４、及びコントローラ１８を含むことができる。蒸気タービン１２は、蒸気タービン１２への蒸気取込み２２を制御することができる１つ又は複数の弁２０に更に結合することができる。蒸気タービン１２は、蒸気取込み２２を使用して、出力（例えば、機械的動力出力）を、シャフト２３を介して発電機１４に送出することができる。

いくつかの実施形態において、弁２０は、いくつかの並列弁（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ以上の弁）を含むことができ、全周噴射、部分噴射、又は他の同様な流体噴射技法に従って蒸気タービン１２の蒸気取込み２２を調節することができる。例えば、全周噴射を使用して、１つ又は複数の弁２０は、同時に作動及び／又は位置決めされ（例えば、コントローラ１８によって制御され）、蒸気タービン１２に対する均等の蒸気取込み２２を可能にすることができる。同様な例において、部分噴射を使用して、弁２０は、例えば、弁２０のサブセット（例えば、４つの弁のうちの３つの弁、又は同様な配置構成）が同時に作動及び／又は位置決めされ（例えば、コントローラ１８によって制御され）、一方、そのセットの残りの弁（複数可）２０がある期間後に作動及び／又は位置決めされることができることによって蒸気タービン１２の蒸気取込み２２を調節することができる。そのため、部分噴射を使用して、蒸気タービン１２に対する蒸気取込み２２は、異なる弁２０に関して別々に及び／又は独立して調節することができる。

先に述べたように、システム１０はまた、コントローラ１８を含むことができる。コントローラ１８は、弁２０、拡大解釈すれば蒸気タービン１２に対する蒸気取込み２２を制御する種々の制御アルゴリズム及び技法を生成し実装するのに適する場合がある。コントローラ１８はまた、オペレータインタフェースを提供することができ、オペレータインタフェースを通して、エンジニア又は技術者は、蒸気タービンシステム１２及び発電機１４の構成要素（例えば、センサ）等のタービン発電機システム１０の構成要素をモニターすることができる。したがって、コントローラ１８は、可読でかつ実行可能なコンピュータ命令を処理するときに使用できるプロセッサ２４、及び、可読でかつ実行可能なコンピュータ命令及び他のデータを記憶するために使用できるメモリ２５を含むことができる。これらの命令は、コントローラ１８のメモリ２５及び／又は他のストレージ等の有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたプログラムにエンコードすることができる。更に、プロセッサ２４及びメモリ２５は、例えば、更なるハードウェア構成要素を含む必要無しで、コントローラ１８が、現在開示される技法を実施する命令によってプログラム的に改造されることを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、コントローラ１８はまた、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ：ｈｕｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ソフトウェア、製造実行システム（ＭＥＳ：製造実行システム）、分散制御システム（ＤＣＳ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）、及び／又は監視制御及びデータ採取（ＳＣＡＤＡ：ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）システム等の種々の産業用制御ソフトウェアをホストすることができる。コントローラ１８は、１つ又は複数の産業用通信（例えば、有線又は無線）プロトコルを更に支持することができる。例えば、コントローラ１８は、ニューヨーク州シェネクタディ（Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｉｃ Ｃｏ．から入手可能なＧＥ ＣｏｎｔｒｏｌＳＴ（登録商標）を支持することができる。

ここで図２を考えると、コントローラ１８の一実施形態のブロック図が示される。示すように、コントローラ１８は、１つ又は複数の弁２０、又は、一連の４つの弁２６（例えば、弁１）、２７（例えば、弁２）、２８（例えば、弁３）、及び２９（例えば、弁４）を制御するときに有用である場合がある。実際には、コントローラ１８は、弁位置をフィードバックとして制御するフィードフォワード制御を使用して、定期的な運転試験中に弁２６、２７、２８、及び２９の運転（例えば、閉鎖、開口、及び／又は再開口）によって生じる流れの乱れを減少させることができる。例えば、図２に示すように、弁２６、２７、２８、及び２９の全てについての総流量要求入力３０は、制御弁位置（弁２６、２７、２８、及び２９の棒の位置又はストローク）の関数として生成することができる。具体的には、総流量要求入力３０は、パーセンテージ値として要求される質量流量（例えば、より効率的に使用するため蒸気タービン１２によって要求される場合がある蒸気取込み２２の量）を示すことができる。総流量要求入力３０は、流量分割器３２、３４、３６、及び３８によって分割され（例えば、均等に分割されかつ／又は不均等に分割され）、それぞれの弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれについて、それぞれの弁流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６に入力されることができる。

いくつかの実施形態において、弁流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６は、それぞれの流量−ストローク曲線で示すように、弁２６、２７、２８、及び２９の間で異なる流量特性を示すことができる。例えば、流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６の流量−ストローク曲線の水平軸は、弁ストローク（例えば、弁棒位置決め）をインチ単位で示すことができる。同様に、垂直軸は、ポンド質量／時間（ｌｂｍ／時間）単位で流量を示すことができる。実際には、流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６はそれぞれ、（例えば、流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６のそれぞれの流量−ストローク曲線で示すように）例えば、個々の流量要求値（例えば、総流量要求入力３０のパーセンテージ又は部分）を個々の弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれについての対応するストローク又は弁棒位置にマッピングすることができる１つ又は複数のデータアレイ（例えば、２次元ルックアップテーブル）を含むことができる。先に述べたように、いくつかの実施形態において、コントローラ１８は、蒸気取込み２２が、例えば、部分噴射に従って蒸気タービン１２に対して許容されるように、弁２６、２７、２８、及び２９の１つ又は複数を作動させる信号を生成することができる。例えば、図２に更に示すように、弁２６、２７、及び２８のストローク（例えば、流量−ストローク変換器４０、４２、及び４４によって示される）は、実質的に同時に生成することができ、一方、弁２９のストローク（例えば、流量−ストローク変換器４６によって示される）は、後の時点で変化することができる。更に認識されるように、部分噴射構成であるため、コントローラ１８は、総流量要求入力３０を弁２６、２７、２８、及び２９の間で均等に分割するときに支障をきたす場合がある。

図３は、コントローラ１８の一実施形態を示すブロック図であり、部分噴射構成で弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれを通る質量流量が、弁２６、２７、２８、及び２９の少なくとも１つの運転試験中に制御される。示すように、弁２８の弁運転試験中に、例えば、弁２８を、制御ループ３１（例えば、閉ループ制御）から取外し、試験制御入力４５による開ループ及び／又は手動制御下に置くことができる。図２に関して先に述べたように、総流量要求入力３０（例えば、蒸気タービン１２の最大流量定格の７０、８０、９０％）は、弁２６、２７、２８、及び２９にわたって（例えば、総流量要求の近似のパーセンテージ）共有される場合がある。しかし、弁２６、２７、２８、及び２９の１つ（例えば、弁２８）が、運転試験を受けるために（例えば、オペレータによって）選択されると、総流量要求入力３０に基づく入力流量要求を、弁２８の試験による流量の喪失を補償するよう再調整することができる。具体的には、一実施形態において、試験中の被試験弁（例えば、弁２８）の流量の変化が、計算され、総流量要求入力３０に加算される場合がある。別の実施形態において、被試験弁（例えば、弁２８）の流量は、総流量要求入力３０から減算される場合がある。いずれの実施形態でも、新しいストロークコマンドが、運転試験を受けない弁（例えば、弁２６、２７、及び２９）のそれぞれについて生成されて、例えば、蒸気タービン１２の初期総流量要求を維持することができる。

例えば、コントローラ１８はまた、並列制御弁２６、２７、及び２９を通る流量を調整することによって弁ストローク及び／又は弁棒位置を制御し、したがって、運転試験中の弁２８の閉鎖、開口、及び／又は再開口によって生じる場合がある蒸気タービン１２の流れの乱れを最小にする流量補償制御ループ３３を含むことができる。コントローラ１８は、１つ又は複数のセンサ５６によって弁２６、２７、２８、及び２９のストローク及び／又は弁棒位置データを受信することができる。いくつかの実施形態において、センサ５６は、例えば、リニア可変差動変圧器（ＬＶＤＴ：ｌｉｎｅａｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、リニア可変差動リアクタ（ＬＶＤＲ：ｌｉｎｅａｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ ｒｅａｃｔｏｒ）、又は、弁２６、２７、２８、及び２９の棒の直線位置及び／又は変位を測定するときに有用な任意のデバイスを含むことができる。コントローラ１８は、センサ５６によって収集される弁ストローク及び／又は弁棒位置を使用して、弁２６、２７、２８、及び２９のストロークに基づいてストローク−流量変換器５８、６０、６２、及び６４によって対応する流量値を生成することができる。

いくつかの実施形態において、ストローク−流量変換器５８、６０、６２、及び６４は、対応する流量−ストローク変換器４０、４２、４４、及び４６の曲線及び／又はデータアレイの反転を含むことができる。例えば、弁２６及び２７がそれぞれ、１つ又は複数のラッチ６６によって総流量要求入力３０のあるパーセンテージ（例えば、２０〜２５％）に制御及び／又はクランプされ、弁２９が、ラッチ６６によってより小さいあるパーセンテージ（例えば、１０〜１５％）に制御及び／又はクランプされる場合、流量の変化を、弁２６、２７、及び２９並びに試験を受ける弁２８のそれぞれについて計算することができる。具体的には、弁２８を試験する前の弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれについての試験前流量寄与分（例えば、総流量要求入力３０の試験前パーセンテージ）とセンサ５６を介して受信されるストロークデータに基づいて導出される運転試験中の流量との差を計算することができる。いくつかの実施形態において、試験を受けない弁２６、２７、及び２９の間の差は、実質的にゼロである場合があり、一方、運転試験を受ける弁２８についての流量寄与分とストロークデータに基づいて導出される流量との差は、弁２８の試験全体にわたって変動する場合がある。

それぞれの差出力を、選択器６８に入力することができ、選択器６８は、信号出力６９を生成して、試験前総流量要求入力３０に加算し、それにより、弁２６、２７、及び２９（例えば、弁２８の試験中に閉ループ制御及び／又は自動制御下にある弁）を通る流量、拡大解釈すれば、タービン１２に入る質量流量蒸気取込み２２を制御することができる。特に、信号出力６９は、弁２８（例えば、試験を受ける弁）の試験前流量要求寄与分と試験中の弁２８の流量要求寄与分との差を含むことができる。その理由は、弁２８の試験が進行するにつれて、弁２８の流量要求寄与分が例えば、１％、５％、１０％、１５％、２０％、又はそれより大きい％で変動する場合があるからである。したがって、信号出力６９は、総流量要求入力３０に加算することができる試験を受ける弁（例えば、弁２８）の流量補償（例えば、パーセンテージ値）であるとすることができ、それにより、弁２６、２７、及び２９（例えば、弁２８の試験中に閉ループ制御及び／又は自動制御下にある弁）のそれぞれの流量要求寄与分は、選択器６８の信号出力６９及び総流量要求入力３０の和に基づいて弁２６、２７、及び２９のそれぞれについての新しいストロークコマンドを導出することによって調整することができる。こうして、コントローラ１８は、総流量要求（例えば、総流量要求入力３０）を維持するため、試験を受けない弁２６、２７、及び２９を通る流量を調整する信号を生成することによって流量寄与分の喪失を補償し、運転試験中に弁２８の減少した流量のどんな容量をも補償することができる。こうして、弁２８の試験（例えば、閉鎖、開口、及び／又は再開口）による蒸気タービン１２に対する流れの乱れの可能性が最小にされる場合がある。

図４は、コントローラ１８の別の実施形態を示し、部分噴射構成で弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれを通る質量流量が、弁２６、２７、２８、及び２９の少なくとも１つの運転試験中に制御される。示す実施形態において、弁２７を、試験を受けるために選択することができる。しかし、弁２６、２７、２８、及び２９のうちの１つ、２つ、又は３つ以上の弁が、弁試験を直列に又は並列に受けるために選択される場合があることが認識されるべきである。図３に関して先に述べたことと同様に、試験を受ける弁（例えば、弁２７）は、閉ループ制御から取外され、試験制御入力４５による開ループ及び／又は手動制御下に置かれることができる。更に、先に述べたように、総流量要求入力３０（例えば、７０、８０、９０％）は、それぞれの弁２６、２７、２８、及び２９にわたって共有（例えば、分散）される場合がある。しかし、本実施形態において、試験制御４５下で、弁２７が運転試験のために閉ループ制御から取外されると、コントローラ１８は、センサ５６を介して収集される弁ストロークデータを使用して、弁２７（例えば、運転試験を受ける弁）のストロークに基づいてストローク−流量変換器６０によって流量コマンドを生成することができる。具体的には、弁２７の流量要求寄与分（例えば、総流量要求入力３０の共有されるパーセンテージ）を、総流量要求入力３０から減算することができる。計算されるこの差に基づいて、新しいストロークコマンドが、弁２６、２７、及び２９のそれぞれについてそれぞれの流量−ストローク変換器４０、４４、及び４６によって生成されて、弁２７の失われた流量要求寄与分を補償することができる。すなわち、並列弁２６、２７、及び２９を通る流量は、例えば、総流量要求（例えば、総流量要求入力３０）を維持するため、したがって、蒸気タービン１２の流れの乱れを最小にするために調整することができる。

ここで図５を考えると、フロー図が提示され、フロー図は、例えば、図１に示すシステム１０に含まれるコントローラ１８を使用することによって、運転試験中に部分噴射構成でいくつかの弁のそれぞれを通る質量流量を制御するときに有用なプロセス７０の一実施形態を示す。プロセス７０は、非一時的機械可読媒体（例えば、メモリ２５）に記憶され、例えば、コントローラ１８に含まれる１つ又は複数のプロセッサ（例えば、プロセッサ２４）によって実行されるコード又は命令を含むことができる。プロセス７０は、運転試験を受ける弁の選択に対応する指示をコントローラ１８が受信する（ブロック７２）ことで始まることができる。例えば、弁２６、２７、２８、及び２９の１つ又は複数が、運転中でかつタービン１２に結合されている間に、運転試験を受けるために選択されることができる。プロセス７０は、継続して、コントローラ１８が、運転（例えば、閉鎖、開口、及び／又は再開口）試験を受けるため選択済みの弁を閉ループ制御（例えば、自動制御）から取外す（ブロック７４）ことを決定することに進むことができる。具体的には、試験を受ける弁を、手動及び／又は開ループ制御下に置くことができる。

プロセス７０は、その後、継続して、試験を受ける弁（例えば、図３に示す弁２８）がストローク及び／又は弁棒位置を変える間に、コントローラ１８が流量の変化（例えば、試験を受ける弁の流量寄与分の変化）を計算する（ブロック７６）ことに進むことができる。具体的には、弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれについての試験前流量寄与分とセンサ５６を介して受信されるストロークデータに基づいて導出される流量との差を計算することができる。プロセス７０は、その後、継続して、コントローラ１８が、総流量要求（例えば、蒸気タービン１２に全体として送出するための弁２６、２７、２８、及び２９の全てについての流量要求のパーセンテージ値）に流量の変化（例えば、パーセンテージ値）を加算する（ブロック７８）ことに進むことができる。プロセス７０は、その後、コントローラ１８が、個々の流量要求寄与分の変化と総流量要求の和に基づいて弁２６、２７、及び２９のそれぞれについて新しいストロークコマンドを導出することによって、試験を受けない弁２６、２７、及び２９のそれぞれの流量要求寄与分を調整する（ブロック７９）制御信号を生成することで終了することができる。

同様に、図６は、フロー図を示し、フロー図は、例えば、図１に示すシステム１０に含まれるコントローラ１８を使用することによって、運転試験中に部分噴射構成でいくつかの弁のそれぞれを通る質量流量を制御するときに有用なプロセス８０の一実施形態を示す。いくつかの実施形態において、プロセス８０は、プロセス７０に対する代替法として実装することができる。プロセス７０と同様に、プロセス８０は、非一時的機械可読媒体（例えば、メモリ２５）に記憶され、例えば、コントローラ１８に含まれる１つ又は複数のプロセッサ（例えば、プロセッサ２４）によって実行されるコード又は命令を含むことができる。プロセス８０は、運転試験を受ける弁の選択に対応する指示をコントローラ１８が受信する（ブロック８２）ことで始まることができる。先に述べたように、弁２６、２７、２８、及び２９の１つ又は複数が、運転中でかつタービン１２に結合されている間に、運転試験を受けるために選択されることができる。

プロセス８０は、継続して、コントローラ１８が、運転（例えば、閉鎖、開口、及び／又は再開口）試験を受けるため選択済みの弁を閉ループ制御（例えば、自動制御）から取外す（ブロック８４）ことを決定することに進むことができる。プロセス８０は、継続して、コントローラ１８が、試験を受ける弁（例えば、図４に示す弁２７）の流量の喪失を補償するため、試験を受けない弁（例えば、弁２６、２８、及び２９）の流量データのスケーリングを（例えば、図４に示す流量−ストローク変換器４０、４４、及び４６によって）調整する（ブロック８５）ことに進むことができる。具体的には、試験を受ける弁（例えば、弁２７）の流量の喪失を補償するため、流量データは、減少した流量値が、試験を受けない弁（例えば、弁２６、２８、及び２９）について以前と同じストローク位置をもたらすように、流量−ストローク変換器４０、４４、及び４６によってスケーリングすることができる。

プロセス８０は、その後、コントローラ１８が、総流量要求（例えば、弁２６、２７、２８、及び２９の全てについての流量要求のパーセンテージ値）から試験を受ける弁（例えば、図４に示す弁２７）の流量要求寄与分を減算する（ブロック８６）ことに進むことができる。実際には、試験を受ける弁（例えば、弁２７）が（例えば、試験の一部として）閉鎖するとき、試験を受ける弁の減算された流量要求寄与分は減少し、一方、総流量要求は増加する。同様に、試験を受ける弁（例えば、弁２７）が（例えば、試験の一部として）開口するとき、試験を受ける弁の減算された流量要求寄与分は増加し、一方、総流量要求は減少する。こうして、プロセス８０は、コントローラ１８が、試験を受ける弁（例えば、弁２７）の流量要求寄与分とタービン１２に全体として送出するための弁２６、２７、２８、及び２９のそれぞれについての総流量要求との差に基づいてそれぞれの弁２６、２７、及び２９のそれぞれに送信する新しいストロークコマンドを導出することによって、試験を受けない弁２６、２７、及び２９のそれぞれの流量要求寄与分を調整する（ブロック８８）制御信号を生成することに進むことができる。

本実施形態の技術的効果は、部分噴射又は全周噴射の一方又は両方に従って構成される、タービンに対して流体流量を制御するフィードフォワード弁流量補償技法を利用することに関する。いくつかの実施形態において、コントローラは、流量補償制御ループに入るフィードバックとして弁ストローク及び／又は弁棒位置情報を使用して、タービンに結合したいくつかの弁の少なくとも１つの弁の運転試験（例えば、弁の開口、閉鎖、及び／又は再開口による試験）中にタービンの総流量要求を維持することができる。具体的には、オペレータは、例えば、運転試験を受ける弁を選択することができる。選択されると、コントローラは、試験を受ける弁を閉ループ制御及び／又は自動制御から取外し、その弁を開ループ及び／又は手動制御下に置くことを決定することができる。残りの弁は、その後、再較正されて、試験を受ける弁の流量要求寄与分の喪失による総流量要求の残部を制御することができる。一実施形態において、試験を受ける弁の試験前の流量要求寄与分を総流量要求に加算することができる。別の実施形態において、試験を受ける弁の流量要求寄与分を総流量要求から直接減算することができる。いずれの場合も、コントローラは、閉ループ制御（例えば、弁は、現在のところ試験を受けていない）下で残りの弁のそれぞれについて新しい弁ストローク及び／又は弁棒位置を確定して、タービンの総流量要求を維持することができる。実際には、本実施形態は、弁及びタービンの部分噴射構成並びに全周噴射構成についてフィードフォワード流量補償を可能にすることができる。

この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。

１０ システム
１２ 蒸気タービン
１４ 発電機
１６ 負荷
１８ コントローラ
２０ 弁（複数可）
２２ 蒸気
２４ プロセッサ
２６ 弁１
２７ 弁２
２８ 弁３
２９ 弁４
３０ 総流量要求
３２、３４、３６、３８ 弁流量分割器
３１ 制御ループ
３３ 流量補償制御ループ
４０、４２、４４、４６ 弁流量−ストローク変換器
４５ 試験制御
５６ センサ
５８、６０、６２、６４ ストローク−流量変換器
６６ ラッチ
６８ 選択器
６９ 信号出力

Claims (20)

1. システム（１０）であって、
   コントローラ（１８）を備え、前記コントローラ（１８）は、前記コントローラ（１８）のメモリに記憶されたプログラムを実行して、
   総流量要求値を含む第１の出力（６８）を生成し、前記コントローラ（１８）に通信可能に結合された複数の弁（２６，２７，２８，２９）であって、それぞれが前記総流量要求値（３０）のそれぞれの部分を受信するように構成される、複数の弁（２６，２７，２８，２９）に前記第１の出力（６８）を送信し、
   前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第１の弁（２７）の切離しを示す入力を受信し、
   前記第１の出力（６８）及び前記第１の弁（２７）の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力（６９）を生成する
   ように構成されるプロセッサ（２４）を備え、前記第２の出力（６９）は、前記総流量要求値（３０）を維持するため前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第２の弁（２６，２８，２９）の第２の運転特性を変えるように構成される、システム（１０）。
2. 前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）は、タービンに対する流体の流量を並列に調節するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
3. 前記プロセッサ（２４）は、前記第１の出力（６８）を生成し送信して、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを作動させ、それにより、前記プロセッサ（２４）が前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを実質的に独立に作動させるように構成される部分噴射技法に従って前記流体の流量を調節するように構成される、請求項２記載のシステム（１０）。
4. 前記プロセッサ（２４）は、前記第１の出力（６８）を生成し送信して、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを作動させ、それにより、前記プロセッサ（２４）が前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを実質的に同時に作動させるように構成される全周噴射技法に従って前記流体の流量を調節するように構成される、請求項２記載のシステム（１０）。
5. 前記プロセッサ（２４）は、
   前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性の尺度を示す入力を受信し、
   前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性の前記尺度に少なくとも部分的に基づいて前記第１の弁（２７）の第３の運転特性を確定する
   ように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
6. 前記プロセッサ（２４）は、前記第１の弁（２７）のストロークを含む前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて前記第１の弁（２７）の流量を含む第３の運転特性値を導出することによって前記第２の出力（６９）を生成するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
7. 前記プロセッサ（２４）は、前記第１の弁（２７）の切離しとして運転試験を受ける前記第１の弁（２７）の選択の指示を受信するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
8. 前記プロセッサ（２４）は、前記第２の出力（６９）を、
   前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第３の運転特性値を導出すること、及び、
   前記第３の運転特性値と、前記第１の弁（２７）によって受信される前記総流量要求値（３０）の前記それぞれの部分との間の差を、前記総流量要求値（３０）に加算すること
   によって生成するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
9. 前記プロセッサ（２４）は、前記第２の出力（６９）を、
   前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第３の運転特性値を導出すること、及び、
   前記総流量要求値（３０）から前記第３の運転特性値を減算すること
   によって生成するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
10. 前記コントローラ（１８）は、第２の出力（６９）を生成し、前記総流量要求値（３０）を維持するため前記第２の弁（２６，２８，２９）の前記第２の運転特性を変える命令によって、プログラム的に改造されるように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
11. 非一時的コンピュータ可読媒体であって、非一時的なコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能コードを有し、前記コードは、
    総流量要求値を含む第１の出力（６８）を生成し、複数の弁（２６，２７，２８，２９）であって、それぞれが前記総流量要求値（３０）のそれぞれの部分を受信するように構成される、複数の弁（２６，２７，２８，２９）に前記第１の出力（６８）を送信し、
    前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第１の弁（２７）の切離しを示す入力を受信し、
    前記第１の出力（６８）及び前記第１の弁（２７）の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力（６９）を生成する
    命令を含み、前記第２の出力（６９）は、前記総流量要求値（３０）を維持するため前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第２の弁（２６，２８，２９）の第２の運転特性を変えるように構成される、非一時的コンピュータ可読媒体。
12. 前記コードは、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを実質的に独立して作動させるため前記第１の出力（６８）を生成し送信する命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
13. 前記コードは、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれを実質的に同時に作動させるため前記第１の出力（６８）を生成し送信する命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
14. 前記コードは、前記第１の弁（２７）のストロークを含む前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて前記第１の弁（２７）の流量を含む第３の運転特性値を導出することによって前記第２の出力（６９）を生成する命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
15. 前記コードは、前記第１の弁（２７）の切離しとして運転試験を受ける前記第１の弁（２７）の選択の指示を受信する命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
16. 前記コードは、
    前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第３の運転特性値を導出し、
    前記第３の運転特性値と、前記第１の弁（２７）によって受信される前記総流量要求値（３０）の前記それぞれの部分との間の差を、前記総流量要求値（３０）に加算する
    命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
17. 前記コードは、
    前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第３の運転特性値を導出し、
    前記総流量要求値（３０）から前記第３の運転特性値を減算する
    命令を含む、請求項１１記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
18. システム（１０）であって、
    コントローラ（１８）を備え、前記コントローラ（１８）は、タービンシステムの１つ又は複数の運転パラメータを制御するように構成され、また、
    総流量要求値（３０）を含む第１の出力（６８）を生成し、前記コントローラ（１８）に通信可能に結合された複数の弁（２６，２７，２８，２９）であって、それぞれが、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）を備える前記タービンシステムに対する流体の流量を調節するため前記総流量要求値（３０）のそれぞれの部分を受信するように構成される、複数の弁（２６，２７，２８，２９）に前記第１の出力（６８）を送信し、
    前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第１の弁（２７）の切離しを示す入力を受信し、
    前記第１の出力（６８）及び前記第１の弁（２７）の第１の運転特性に少なくとも部分的に基づいて第２の出力（６９）を生成する
    ように構成され、前記第２の出力（６９）は、前記総流量要求値（３０）を維持するため前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）の第２の弁（２６，２８，２９）の第２の運転特性を変えるように構成される、システム（１０）。
19. 前記タービンシステムは、蒸気タービンシステム、ガスタービンシステム、又はその組合せを備え、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）は、前記複数の弁（２６，２７，２８，２９）のそれぞれが前記流体の流量を独立して調節するように構成される部分噴射に従って前記流体の流量を調節するように構成される、請求項１８記載のシステム（１０）。
20. 前記コントローラ（１８）は、前記第２の出力（６９）を、
    前記第１の弁（２７）の前記第１の運転特性に基づいて前記第１の弁（２７）の流量を含む第３の運転特性値を導出すること、及び、
    前記第１の弁（２７）の前記第３の運転特性と、前記第１の弁（２７）によって受信される前記総流量要求値（３０）の前記それぞれの部分との間の差を、前記総流量要求値（３０）に加算すること
    によって生成するように構成され、前記第１の弁（２７）は運転試験を受ける弁を備え、前記第２の弁（２６，２８，２９）は運転試験を受けない弁を備える、請求項１８記載のシステム（１０）。