JPH01118004A

JPH01118004A - 脱気器水位制御装置

Info

Publication number: JPH01118004A
Application number: JP27346587A
Authority: JP
Inventors: Nobuichi Okamoto; 岡本　展一; Hidenori Hori; 堀　英教
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、火力または原子力発電プラント等のランキン
サイクルにおげろ脱気器の貯水器水位制御装置に適用さ
れる。

〔従来の技術〕

第２図は、ランキンサイクル発電プラントにおける脱気
器の周辺の機器配置と従来の脱気器水位制御装置の構成
を示す図である。図中、１はガバナ弁、２はタービン、
３は抽気管、４は脱気器加熱部、５は脱気器貯水部、６
は復水ポンプ、７は復水流量調節弁、９は給水ポンプ、
１１は抽気圧力検出変換器、１２は脱気器圧力検出変換
器、１３は脱気器水位検出変換器、１４は復水流量検出
変換器。

１５は給水流量検出変換器、　１６，２０．２１はフィ
ルタ。

１７は水位設定器、１８．２２は偏差器、１９は比例積
分制御器、２３は倍率器、２４は減算器をそれぞれ示す
。

ここでまず、制御の対象となる脱気器を中心とした機器
構成相互の動作と脱気器の作用の関連について説明する
。ガバナ弁１は２図示しないボイラが発生する主蒸気を
電力負荷にほぼ比例する流量でタービン２０入口に送出
する。タービン２は。

電力負荷に見合った蒸気エネルギーを吸収したのち、排
気を図示しない復水器に排出する。また同時に膨張の過
程にある蒸気の一部を脱気器加熱部４における復水加熱
用として抽気管３に放出する。

タービン排気は前記図示しない復水器で凝縮されて復水
となり、復水ポンプ６から復水流量調節弁７、管路８を
経て、脱気器加熱部４のスプレィ水となる。脱気器加熱
部４内では、抽気管３から送入される加熱蒸気と前記ス
プレィ水が混合熱交換し、器内はほぼ飽和状態となり、
スプレィ水と加熱蒸気の一部との和の流量が、器内のト
レイを介して脱気器貯水部５に滴下、流下し蓄積される
。

同脱気器貯水部５に蓄積された水は、給水ポンプ９によ
り管路１０を通じて前記ボイラへ送出、再循環される。

ここで、脱気器貯水部の蓄積水の水位は、一定の目標値
で以て、復水流量調節弁７の開度を加減することにより
、制御される。なお、脱気器加熱部４は、加熱によって
分離される復水（スプレィ水）中の空気を放出する機能
を有するが、その詳細は説明を省略する。

次に、脱気器水位制御装置に関して説明する。

脱気器水位検出変換器１３は、脱気器貯水部５内の水位
を検出し、制御用の信号に変換し、出力をフィルタ１６
の入力として送出する。フィルタ１６は入力に含まれる
ノイズを除去し、出力りを偏差器１８のＨ個入力として
送出する。水位設定器１７は水位設定値を発生し、出力
ＬＯを偏差器１８の（出側入力として送出する。偏差器
１８は水位設定値ＬＯと水位測定値りとの偏差を演算し
、出方を比例積分制御器１９の入力として送出する。比
例積分制御器１９は式（１３に示す周知のＰＩ動作を実
行し、出方信号ｈ工を減算６冴の（ト）個入力とじて送
出する。

ｌｐｘ　＝Ｋｘ、（１＋Ｍ重）・（”ｏ−Ｌ）　　　　
（１）ここに、Ｄ：微分演算子ＫＬ：比例ゲインＴＬ：積分時間（８１一般に２式（１）のみによる制御の質を改良するために
、復水流量ＦＣと給水流量Ｆ、の差ΔＦが水位の時間に
関する微分値に相当することに着目し。

以下に記すとおり、ΔＦを用いてＰより制御系を構成す
る方法が、従来から行なわれている。復水流量検出変換
器１４は、管路８を流れる復水流量を検出し、制御用信
号に変換して出力をフィルタ加の入力として送出する。

フィルタ加は入力に含むノ。

イズを除去し、出力ＦＯを偏差６四の（出側入力とじて
送出する。給水流量検出変換器１５は、管路１゜を流れ
る給水流量を検出し、制御用信号に変換して出力をフィ
ルタ２１の入力として送出する。フィルタ２１は入力に
含まれるノイズを除去し、出力Ｆ。

を偏差器ｎの（ハ）個入力として送出する。偏差器ｎは
前記内入力の偏差を演算し、出方ΔＦを倍率６乙の入力
として送出する。倍率器るは入力に比例ゲインに、を乗
じ、　出方を減算６冴の（ハ）個入力とじて送出する。

減算６冴は比例積分制御器１９の出力から倍率器ｎの出
力を減じ、その結果を復水流量調節弁７に開度指令信号
として送出する。

上述の脱気器水位制御装置の構成は、従来より「三要素
制御」と称される方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の「三要素制御」は、プラントの負荷遮断時を除く
通常運転には十分に適応できるとされていた。

しかしながら、プラント負荷を連続的に減少する運転に
おいて２次の因果関係に誘起される不具合があった。

（１）脱気器の圧力が高い状態から低い方へと変化を続
けるため、貯水タンクに凝縮滴下する飽和水の温度が、
既貯水の温度よりも低い状態で推移する。（圧力が既貯
水温度の飽和圧力よりも低い。）（２］　　このため既貯水は、若干７ラツシンメしなが
ら、脱気器圧力に相応する飽和温度に接近する。

（３）　　この場合、負荷減少率が増加すると、圧力低
下率が増加し顕著なフラッシング現象に成長して貯水が
大量に再蒸発し、貯水タンクの水位低下が太き（なる。

したがって、フラッシングによって貯水が膨張し、水位
が上昇して検出されている間は、水位制御は復水流量を
減じるように作用し、フラッシング発生を自から抑制す
る効果を果すが、７ラツシンダが急成長して水位が一旦
低下する状態になると、水位制御系はポジティブフィー
ドバック動作に陥いって、ハンチングないしは発散の現
象を発生し、これによって復水流量が大幅に増減すると
。

徒らに複数台の復水ポンプの起動と停止を頻繁に繰返さ
せたり、給水制御系を乱したりする不具合があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決するために、ランキンサイク
ルの復水なタービン抽気で加熱し脱気する脱気器の貯水
水位制御において、上記脱気器の圧力と上記脱気器の貯
水温度とを検出し、上記貯水温度に相当する飽和圧力と
上記脱気器の圧力との差に基づいて、上記復水の流量調
節弁の開度指令信号を修正することを特徴とする脱気器
水位制御装置を提案するものである。

すなわち、従来は周知の「三要素制御」の出力信号１３
により、加熱器内に噴射流入させる復水の流量を加減し
ていたのに対し９本発明では、既に負荷急減時の圧力低
下による７ラツシングを防止する制御のために検出変換
されている信号「脱気器圧力ＰＤＪおよび監視の目的で
検出変換されていた「脱気器貯水温度Ｔｗ　Ｊとを流用
し。

（１）　　貯水温度Ｔｗに対応する飽和圧力に相当する
信号Ｐ８Ａ丁を発生させる関数発生器を設け。

（２）　　Δ＝Ｐ８ＡＴ−ＰＤを演算する偏差器と、偏
差Δに適当なゲイン定数ＫＦを乗じる倍率器と、更に倍
率器の出力の正の範囲のみを選択出力する正値選択器と
を設げ。

（３）上記正値選択器の出方信号ΔｌＰを従来の制御出
力信号１３より減じて、その差ｌ。を求める減算器を設
け、この１０を従来の１３に代わる改良された水位制御
出力信号として、復水流量調節弁の操作部に送出するの
である。

〔作用〕

フラッシングは、脱気器の圧力ＰＤが、貯水温度に対応
する飽和圧力ＰＢＡＴより小さ（なることによって生じ
るので、この時の圧力差Ｐ８ＡＴ−ＰＤＫ比例して復水
流量調節弁を従来の水位制御信号によるよりも十分速く
絞り込むことにより、水位制御系がポジティブフィート
９バツク領域に陥いることを未然に防止することができ
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。前記第２図と比較す
ると、第１図においては１貯水温度検出変換器５．関数
発生器が、フィルタ！、偏差器列。

倍率器四、正値選択器園、減算器３１が新たに加えられ
ている。

脱気器圧力検出変換器１２は脱気器加熱部４の圧力を検
出し、制御用信号に変換して、出力を従来も他の制御用
に送出しているが２本発明ではこれを分岐してフィルタ
ｎの入力として送出する。フィルタｎは入力に含まれる
ノイズを除去し、出力ＰＤを偏差器部の（ハ）個入力と
して送出する。脱気器貯水温度検出変換器５は、脱気器
貯水部の比較的高温部の水温を検出し、監視または制御
用の信号に変換して、出力を監視設備に送出するととも
に９本発明のため分岐して関数発生器がの入力として送
出する。関数発生器かは入力となる貯水温度に対する飽
和圧力ＰＥＩＡＴに相当する信号を発生する機能を有し
、出力を偏差器部の（ト）個入力として送出する。偏差
器部は前記両入力の偏差を演算し。

出力を倍率６四の入力として送出する。倍率６四は入力
に対して適当に選定されるゲイン定数を乗じる機能を有
し、出力を正値選択器Ｉの入力として送出する。正値選
択器（９）は入力の負の範囲を零とし、正の範囲の信号
のみを導通して出力し、出力ΔｌＰを減算器３１の（ハ
）個入力として送出する。

減算器スは従来も設けられており（第２図参照）。

「三要素制御」の出力信号１３を発生して、　この１３
でもって復水流量調節弁７の開度信号としていたが９本
実施例ではこの出力信号１３の送出先を新たに設ゆられ
た上記減算器３１の（ト）個入力とする。

減算器３１は、脱気器貯水水位制御のための復水流量調
節弁の従来の開度指令信号を出力する要素。

即ち減算６冴の出力１３から正値選択器Ｉより送入され
る信号ΔＪＰを減算し、その出力を、従来に代えて改良
された復水流量調節弁７の開度指令信号！。とじて、　
当該弁の操作器の入力として送出する。

〔発明の効果〕

ランキンサイクルの特に負荷減少運転時において、圧力
が高い状態で貯水部に凝縮滴下して蓄積された飽和水が
、加熱蒸気の不足または復水流量の過大に起因する順当
でない圧力低下により急激にフラッシン〆して水位低下
を招き、復水流量をさらに過大にするポジティブフィー
ドバックとなるという水位制御系の乱調が１本発明によ
れば未然に防止または緩和される。

第３図は、タービン負荷を１００俤から２５９６に連続
的に減少させた場合の脱気器に関係する物理量の挙動を
示す。第３図（ａ）は、従来の水位制御装置による場合
で、負荷６０Ｌｉ６附近において、貯水温度に対する圧
力の下がり過ぎによって、水位が一旦膨張して上昇した
直後、フラッシング発生によって水位が急に低下し始め
、その後ポジティブフィードバック状態に陥り、復水流
量が一度発散した後に大振幅のハンチングを生じている
。これに対し第３図（６）は本発明の場合であって、ポ
ジティブフィードバック効果を打消し、安定な制御がな
されていることを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は従
来の脱気器水位制御装置の一例の構成を示す図、第３図
は本発明の詳細な説明するための図である。１・・・ガバナ弁；２・・・タービン；３・・・抽気管
；４・・・脱気器加熱部；　　　５・・・脱気器貯水部
；６・・・復水ポンプ；　　　７・・・復水流量調節弁
；９・・・給水ポンプ；１１・・・抽気圧力検出変換器
；１２・・・脱気器圧力検出変換器；１３・・・脱気器水位検出変換器；１４・・・復水流量検出変換器：１５・・・給水流量検出変換器；１６・・・フィルタ；１７・・・水位設定器；１８・・
・偏差器；１９・・・比例積分制御器；　　　加、２１
・・・フィルタ；ｎ・・・偏差器：２３・・・倍率器；
　冴・・・減算器；５・・・貯水温度検出変換器；　加
・・・関数発生器；υ・・・フィルタ；　困・・・偏差
器；　四・・・倍率器；Ｉ・・・正値選択器；３１・・
・減算器。

Claims

【特許請求の範囲】

ランキンサイクルの復水をタービン抽気で加熱し脱気す
る脱気器の貯水水位制御において、上記脱気器の圧力と
上記脱気器の貯水温度とを検出し、上記貯水温度に相当
する飽和圧力と上記脱気器の圧力との差に基づいて、上
記復水の流量調節弁の開度指令信号を修正することを特
徴とする脱気器水位制御装置。