JPH03241206A - 給水制御装置 - Google Patents

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、例えば、発電プラントのボイラ・原子炉ある
いは脱気器等の給水する給水システムに係り、特に、低
流量域での給水制御を安定に行ない得るようにした給水
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に１例えば、発電プラントの蒸気発生装置であるボ
イラ・原子炉、あるいは、特定のタンク（熱交換器等）
である脱気器では、水を供給するための給水システムが
設けられていて、この給水システムは、ポンプ本体と、
このポンプを駆動するためのモータ、あるいは、ポンプ
駆動用タービン、および給水制御装置から構成されてい
る６第１図は、従来の給水制御装置の一例をブロック図
に示したものである。図において、１はボイラ給水ポン
プ駆動用タービンを速度制御するための蒸気加減弁、２
はポンプ駆動用タービン、３は回転速度検出器、４は給
水ポンプであり、ポンプの回転速度に応じて、ポンプの
吐出量および吐出圧が決まる。又、５Ｂ＄逆止弁であり
、ポンプ吐出圧が給水圧力より低い時に、給水がボイラ
からポンプ側に逆流するのを防ぐためのものである。６
は給水調節弁であり、後述する給水調節弁制御部１６に
より開度制御される。第一の弁６は、低流量域の制御に
使用されるため計画流量はプラント定格給水流量に比べ
て小さい。そして７は全開又は全開に制御される第二の
給水調節弁である。第一、第二の給水調節弁６，７の機
械的、又は、電気的インターロックにより相互関連をも
って動作し第一の弁６が全開の時は第二の弁７は全開、
第一の弁６が全開以外の時は、第二の弁７は全開となる
ように開閉制御している。

又、８は再＠環弁で、逆止弁５、第一、第二の弁６，７
を通過する給水量が少ない時に給水ポンプ４自身の安全
運転に必要な最小吸込流量を確保するための弁であり、
給水が極端に少ない時はこの弁８を開いて再循環系へ吸
込量と給水の差分を流すためのものである。

さらに９は給水量検出器、１０は目標給水量指令と実給
水量信号との偏差を演算する加算器であり、１工は加算
器１０の出力を受けて、給水ポンプ駆動用タービン２の
目標速度指令信号を発する演算部である。そして↓３は
制御器１４から与えられる回転速度指令信号と回転数検
出器３の出力である実回転数信号を比較する加算器、工
４はポンプ速度制御部、１２は目標速度指令信号を安全
運転領域内に制限するための制限器であり、通常、第２
図に示すように入出力は直線関係とし、かつ、安全運転
領域の下限では所定の制限値を維持する入出力特性を持
たせである。そして、１５は加算器であり制限器↓２の
入出力信号を比較すると共に、第一、第二の給水調節弁
６，７を全開するためにバイアス信号を加算する。また
、↓６は加算器１５の出力により第一、第二の給水調節
弁開度を制御するための給水調節弁制御部である。

以下、第上図に示す給水制御装置の動作について説明す
る。まず、目標速度指令信号が制限器１４に制限されな
い安全運転領域の場合加算器上５の出力は全開バイアス
信号に等しくなり、給水調節弁制御部↓６は第一の給水
調節弁６を全開にすると同時に、これにインタロックさ
れている第二の給水調節弁も全開となり、給水量は完全
に給水ポンプ４により制御されている。

実給水量が目標給水量よりも少ない時は加算器１０の出
力は正となり、演算部１１は目標速度指令信号を増加す
る。すると、制限器１２の出力である回転速度指令が増
加して加算農工３の出力は正となり、ポンプ速度制御部
１４を介して加減弁ｌを開方向に制御する。従って、タ
ービン２及び給水ポンプ４の回転速度は上昇し、回転速
度検出器３の出力が上昇する。この回転速度検出器３の
出力の上昇は、加算器１３の出力が零となる迄、即ち、
回転速度指令信号に実回転数が等しくなる迄継続する。

そして、給水ポンプ４の回転速度が上昇すると給水ポン
プ給水量が増加し、給水量検出器９の出力、すなわち、
実給水量が目標給水量に等しくなる。

また、実給水量が目標給水量より多い時は、前述と逆の
過程を経て両者が等しくなるように制御される。従って
１通常は目標給水量指令と実給水量信号が等しくなるよ
うに制御されている事になる。

次に、目標給水量指令が低く目標速度指令信号が制限値
以下となった場合は、制限器１２の出力である回転速度
指令信号はこれよりも高い制限値になるため、加算器１
５の出力は全開バイアスからこの差を減じた値となる。

この出力信号の低下は、給水調節弁制御部１６により演
算増幅されて第一の給水調節弁６を閉方向に操作すると
共に、これにインタロックされた第二の給水調節弁７を
全閉する。この際、第一の給水調節弁６の容量を、この
制限速度における給水ポンプ４の吐出給水流量以上に選
定しておけば、第二の給水調節弁７の開閉による給水流
量の変動は皆無に近く、この第二の給水調節弁７閉以後
の給水量は、第一の給水調節弁６により制御される事に
なる。そして、第一の給水調節弁６はさらに閉方向に制
御され、目標給水量指令と実給水量とが等しくなった開
度に制御される。そして、これ以後目標速度指令信号が
制限値以下の場合は、制限器１４の出力である回転速度
指令信号は下限制限値となるため、給水タービンの回転
速度は一定に保持され、給水量は加算器↓Ｏ２演算部１
１．加算器１５．給水ＷＲＳ弁制御部１６．第一の給水
調節弁６．給水量検出器９および加算器１０からなる閉
ループの給水調節弁制御に移行することになる。また、
目標速度指令信号が制限値以上に復帰すると加算器↓５
の出力は全開バイアスと等しくなり、第一、第二の給水
調節弁６，７は再び全開となり、以後は加算器１０．制
限器１２．加算器１３．ポンプ速度制御部１４．蒸気加
減弁↓および給水量検出器９からなる閉グループの給水
ポンプ速度制御に移行することにある。この場合、制御
モードの移行に際して何ら不連続な制御系、制御定数等
の切換を含まないので、切換は極めて円滑に行なわれる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の給水制御装置には以下のような欠点がある。すな
わち、給水調節弁制御領域において、第一の給水調節弁
６の開度が全開に近づくにつれて、この給水調節弁６の
出入口の圧力差が減少して零に近づくために、同一の給
水調節弁開度変化に対する流量の変化率が少なくなる。

（一般に水調節弁の開度が６０〜７０％以上になると、
弁開度変化に対し給水量はあまり変化しなくなってくる
。）つまり、給水制御システムとして、制御ゲインが非
常に低下し、給水調節弁制御領域の状態から給水量をラ
ンプ状に増加する場合、従来のような制御装置では第一
の給水調節弁６の開度が６０〜７０％以上になると給水
量が給水指令に追従できなくなり、給水偏差量の増大を
招いてプラント運転継続が難しくなる。

本発明の目的は給水調節弁による制御から回転数制御に
移行する過程、すなわち、給水調節弁の開度が６０〜７
０％以上で運転する場合にも、給水指令に追従して安定
な運転を行なうことができる給水制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するために、本発明では、給水調節弁の
開度が６０〜７０％程度まで開き、給水調節弁による給
水量の制御が効果なくなった時点で前述した回転数制御
による給水量制御を併用するようにしているに れは、従来技術にある演算部１１の出力ラインのポンプ
速度制御部１４側および給水調節弁制御部１６側に各々
関数発生器を追加し、一方で制限器１２および加算器１
５を削除して、各々の関数発生器を第３図のように設定
することで行なっている。

〔作用〕

演算部１１の出力ラインのポンプ速度制御部１４側、お
よび、給水調節弁制御部１６側に各々設置する関数発生
器は、第３図のように（図中の数値は一例）設定される
ことで次の様に動作する。

すなわち、第３図に於いてポンプ速度制御部上４側の関
数発生器はグラフＢの・設定であり、給水調節弁制御部
１６側の関数発生器はグラフＡの設定であって、演算部
１１の出力に対し、各々図のように速度設定、開度設定
が行なわれる。

こうすることで、給水調節弁の開度が６０〜７０％程度
以上（給水調節弁による給水量の制御が効果なくなる点
）で、回転数制御による給水量の制御が併用できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、本発明になる給水制御ブロック図であり５図中の
符号は、従来技術の第４図と同一部分について、同一符
号で示している。

ここで、従来技術の第４図と異なる点は、関数発生器１
７と、関数発生器１８が設置されている点であって、関
数発生器１３の設定は第３図のグラフＡ、関数発生器１
８の設定は第３図のグラフＢの様に各々設定されている
。

関数発生器１３は、従来技術の第４図に示す制限器↓２
と基本的に同一目的で設置されて居り２０００ｒｐｍ〜
５０００ｒｐｍが、従来技術の第２図に示す給水ポンプ
、安全運転領域に相当する。

この様な構成により、目標速度指令信号が安全運転領域
の下限値（図の例では２０００ｒｐｍ）以下の場合、給
水ポンプタービン２の目標速度指令は関数発生器（Ａ）
１７で下限値（図の例では２０００ｒｐｍ　）に制御さ
れ、第一の給水調節弁６で給水量の制御が行なわれる。

又、目標速度指令信号が高く、第一の給水調節弁６の全
開相当以上の場合には、第一の給水調節弁６及び第二の
給水調節弁７を全開とし、タービンの回転数制御により
給水量の制御が行なわれる。

次に、目標速度指令信号が上記の中間域にある場合は、
給水調節弁６とタービン回転数の併用で給水量の制御が
行なわれる。この場合、この中間域での給水調節弁開度
は６０〜７０％（図の例では６０％）から全開の間であ
り、調節弁開度変化に対し給水量はあまり変化しない域
にあることから、給水調節弁による給水量制御から、タ
ービン回転数による給水量制御に安定した形で切り替え
が行なわれる。

このように１本給水制御装置によれば、安全運転速度領
域の制限ある給水ポンプによる蒸気発生装置、又は、脱
気器等特定のタンクへ給水する場合、安全運転領域と危
険速度領域とのモードを自動的に判別し、給水ポンプ回
転数制御と給水調節弁制御を一部併用することによって
、自動的、かつ、円滑に切り替え、低流量制御を行なう
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低流量域においても給水指令に追従し
て、高効率で安定した運転を行うことができる極めて信
頼性の高い給水制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第王図は本発明の一実施例を示す給水制御装置のブロッ
ク図、第２図は制限器の特性図、第３図は本発明で使用
する関数発生器の特性図、第４図は従来の給水制御装置
の一例を示すブロック図である。 ４　給水ポンプ、６．７・・・給水調節弁、１１・・演
算部、１４・ポンプ速度制御部、】６・・・給水調節第
１図 第３図 →演算器出力 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、規定安全運転領域の回転速度で運転すべき給水ポン
   プとこのポンプの吐出ラインに設置した給水調節弁によ
   り、蒸気発生装置又は脱気器等特定のタンクに給水する
   給水システムにおいて、給水量を目標給水量に制御する
   制御出力信号の演算部と前記演算部からの信号を規定安
   全運転領域の速度指令信号に変換する第一の関数発生器
   と前記第一の関数発生器の出力により前記給水ポンプの
   回転速度を制御するポンプ速度制御部と、前記演算部か
   らの信号を給水調節弁の開度指令信号に変換する第二の
   関数発生器と前記第二の関数発生器の出力により前記給
   水調節弁の開度を制御する給水調節弁制御部とを具備す
   ることを特徴とする給水制御装置。