JPH051505A - 給水ポンプ駆動タービン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラントの低負荷運転時における給水流量制
御の不安定現象を解消し、プラントの広範囲に亘る安定
運用を図る。 【構成】 給水ポンプ駆動タービンに対し、停止状態か
ら給水開始までの昇速を行なう起動制御系と、ボイラマ
スタ等からの給水流量設定信号に対応して動作する給水
制御系とから構成される給水ポンプ駆動タービン制御装
置において、給水制御用弁開度演算部７にゲイン修正回
路１４を付加し、給水制御用弁開度演算部７におけるＰ
Ｉコントローラの比例ゲインＰに修正値αを乗じ、給水
ポンプ２の特性に合わせて全運転範囲で制御ゲイン（吐
出流量変化ΔＷ／回転数変化ΔＮ）が一定となるように
定数の比例ゲインＰを修正するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力及び原子力発電プ
ラント等に適用される給水ポンプ駆動タービン制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の給水ポンプ駆動タービン制御装置
の系統図を図４に示す。

【０００３】図４において１はタービンで、給水ポンプ
２を駆動する。上記タービン１に供給される高圧蒸気
は、蒸気止め弁３及び蒸気加減弁４により制御される。
また、５は給水制御装置で、この給水制御装置５から出
力される制御信号は給水制御回転数設定部６を介して給
水制御用弁開度演算部７に送られ、この演算部７により
演算された弁開度指令信号が低値優先回路１０に入力さ
れる。また、この低値優先回路１０には、起動制御装置
８から起動用弁開度演算部９を介して弁開度指令信号が
与えられる。低値優先回路１０は、給水制御用弁開度演
算部７及び起動用弁開度演算部９から与えられる弁開度
指令信号のうち、低い方の信号を優先して選択し、電油
変換器１１を介してサーボモータ１２へ送出する。この
サーボモータ１２は、電油変換器１１からの信号に応じ
て動作し、上記蒸気加減弁４の弁開度を調整する。ま
た、タービン１の回転数は、回転数検出センサ１３によ
って検出される。この回転数検出センサ１３により検出
された回転数信号Ｎは、給水制御用弁開度演算部７及び
起動用弁開度演算部９に送られる。

【０００４】上記の構成において、基本的な給水流量制
御は、タービンの回転数制御によって行なわれる。給水
ポンプ駆動タービン１の制御系は、停止状態から給水開
始までの昇速を行なう起動制御部（起動制御装置８及び
起動用弁開度演算部９からなる）と、ボイラマスタ等か
らの給水流量設定信号に対応して動作する給水制御部
（給水制御装置５、給水制御回転数設定部６及び給水制
御用弁開度演算部７からなる）とにより構成される。

【０００５】起動時は起動制御装置８よりタービンの回
転数設定信号が出力され、この回転数設定信号が起動用
弁開度演算部９においてその時のタービン回転数と比較
され、その差がＰＩコントローラで弁開度指令信号に変
換され、電油変換器１１に送られる。電油変換器１１
は、弁開度指令信号を油圧信号に変換し、サーボモータ
１２を介して蒸気加減弁４の弁開度を調整し、給水ポン
プ２の回転数を制御する。

【０００６】給水ポンプの回転数が給水制御範囲（例え
ば４２００〜５２００ｒｐｍ程度）に到達すると、起動
制御装置８から目標回転数がランアップして蒸気加減弁
４を制御する信号は起動制御側より給水制御側の弁開度
指令信号に切換わり、給水制御運転となる。

【０００７】給水制御運転では、給水制御装置５からの
給水制御信号が給水制御回転数設定部６に送られて給水
ポンプタービンの回転数設定信号に変換され、給水制御
用弁開度演算部７において実回転数と比較され、その差
がＰＩコントローラで弁開度指令信号に変換される。こ
の弁開度指令信号により電油変換器１１を介してサーボ
モータ１２を駆動し、蒸気加減弁４の弁開度を調整し、
給水ポンプ駆動タービン１の回転数を制御する。このタ
ービン１の回転数制御により、給水ポンプ２からの給水
流量が制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の給水ポンプ
駆動タービンの制御装置に用いられる弁開度演算部７
は、目標設定回転数と実回転数の差をとり、その差を定
数の比例ゲイン並びに積分値を有するＰＩコントローラ
で弁開度指令信号に変換している。もし、給水ポンプ２
の特性上、回転数と給水流量（吐出流量）の関係が比例
していれば、定数の比例ゲインを使用しても広い範囲で
安定した制御ができる。

【０００９】しかしながら、給水ポンプ２の回転数と給
水流量（吐出流量）の関係は、図２に示すように通常使
用される定格点近傍では比例と見なすことができるが、
低流領域では回転数変化に対応する吐出流量変化の割合
が大きくなっている。

【００１０】弁開度演算部７のＰＩコントローラの比例
ゲインの値は、通常使用される範囲の特性で決められる
ため、プラントの低負荷運転時の給水ポンプ２が低流量
域での運転の場合、上述のポンプ特性に対して設定して
いる比例ゲインが相対的に大きい値、つまり、感度が高
すぎる状態となり、給水制御が不安定となる。給水制御
が不安定となると、ボイラのレベルの大きな変動を引き
起こし、発電プラントの安定した運転ができない状態と
なる。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、プラントの低負荷運転時における給水流量制御の不
安定現象を解消し、プラントの広範囲に亘る安定運用を
図り得る給水ポンプ駆動タービン制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、起動制御装置
及び起動用弁開度演算部からなりタービン回転数設定信
号と実回転数信号との比較に基づいて弁開度指令信号を
出力する起動制御部と、給水制御装置、給水制御回転数
設定部及び給水制御用弁開度演算部からなりタービン回
転数設定信号と実回転数信号との比較に基づいて弁開度
指令信号を出力する給水制御部と、上記起動制御部及び
給水制御部から出力される弁開度指令信号により低値優
先回路を経て蒸気加減弁を駆動させる手段を備えた給水
ポンプ駆動タービン制御装置において、上記給水制御用
弁開度演算部で使用しているＰＩコントローラの比較ゲ
インを給水ポンプの特性に合せて全運転範囲で制御ゲイ
ンが一定となるように定数の比例ゲインを修正するゲイ
ン修正回路を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】ゲイン修正回路は、タービン（給水ポンプ）が
定格点付近で運転している状態（タービンの回転数が定
格値付近）では、修正値αとして「１．０」の値を選択
する。従って、この場合には、定格点の所で調整された
比例ゲインがそのまま蒸気加減弁の弁開度制御信号とし
て使用される。

【００１４】また、ゲイン修正回路は、給水ポンプの特
性が回転数変化に対して大きく給水流量が変化する低負
荷時（タービンの回転数が低い時）は、修正値αとして
「１．０」より小さい値を選択し、定格点で調整された
比例ゲインＰを小さい側に修正する。従って、低負荷時
は、給水ポンプの過敏な特性にマッチした比例ゲインで
制御することになり、安定した給水制御が行なわれる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例に係る給水ポンプ
駆動タービン制御装置の構成を示すブロック図で、図４
に示した従来装置と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明は省略する。本発明は、図１に示すように給水制
御用弁開度演算部７にゲイン修正回路１４を付加し、給
水制御用弁開度演算部７におけるＰＩコントローラの比
例ゲインＰに修正値αを乗じ、給水ポンプ２の特性に合
わせて全運転範囲で制御ゲイン（吐出流量変化ΔＷ／回
転数変化ΔＮ）が一定となるように定数の比例ゲインＰ
を修正するようにしたものである。

【００１７】上記ゲイン修正回路１４は、図３に示すよ
うなゲイン修正ファンクションＦｘを有しており、回転
数検出センサ１３から送られてくるタービン１（給水ポ
ンプ２）の回転数に対して制御ゲイン（吐出流量変化Δ
Ｗ／回転数変化ΔＮ）が一定となるような修正値α（α
＝ΔＮ／ΔＷ）を出力する。このゲイン修正ファンクシ
ョンＦｘは、各給水ポンプ２の特性に合わせて個々に設
定するものである。

【００１８】ゲイン修正回路１４を設けることにより、
タービン１（給水ポンプ２）が定格点付近で運転してい
る時（タービンの回転数が定格値付近）は、修正値αは
ほぼ「１．０」の値が選択され、定格点の所で調整され
た比例ゲインＰがそのまま蒸気加減弁４の弁開度制御信
号として使用される。

【００１９】給水ポンプ２の特性が回転数変化に対して
大きく給水流量が変化する低負荷時（タービン１の回転
数が低い時）は、修正値αとして「１．０」より小さい
値が選択され、定格点で調整された比例ゲインＰは小さ
い側に修正される。これにより給水ポンプ２の過敏な特
性にマッチした比例ゲインで制御することになり、安定
した給水制御が行なわれる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、給
水制御用弁開度演算部にゲイン修正回路を付加し、給水
制御用弁開度演算部におけるＰＩコントローラの比例ゲ
インＰに修正値αを乗じ、給水ポンプの特性に合わせて
全運転範囲で制御ゲインが一定となるように定数の比例
ゲインＰを修正するようにしたので、低負荷域でも安定
した給水制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る給水ポンプ駆動タービ
ン制御装置の構成を示すブロック図。

【図２】給水ポンプ特性を示す図。

【図３】図１におけるゲイン修正回路のゲイン修正ファ
ンクションを示す図。

【図４】従来の給水ポンプ駆動タービン制御装置を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１…タービン、２…給水ポンプ、３…蒸気止め弁、４…
蒸気加減弁、５…給水制御装置、６…給水制御回転数設
定部、７…給水制御用弁開度演算部、８…起動制御装
置、９…起動用弁開度演算部、１０…低値優先回路、１
１…電油変換器、１２…サーボモータ、１３…回転数検
出センサ、１４…ゲイン修正回路、Ｆｘ…ゲイン修正フ
ァンクション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 起動制御装置及び起動用弁開度演算部か
   らなりタービン回転数設定信号と実回転数信号との比較
   に基づいて弁開度指令信号を出力する起動制御部と、給
   水制御装置、給水制御回転数設定部及び給水制御用弁開
   度演算部からなりタービン回転数設定信号と実回転数信
   号との比較に基づいて弁開度指令信号を出力する給水制
   御部と、上記起動制御部及び給水制御部から出力される
   弁開度指令信号により低値優先回路を経て蒸気加減弁を
   駆動させる手段を備えた給水ポンプ駆動タービン制御装
   置において、上記給水制御用弁開度演算部で使用してい
   るＰＩコントローラの比較ゲインを給水ポンプの特性に
   合せて全運転範囲で制御ゲインが一定となるように定数
   の比例ゲインを修正するゲイン修正回路を備えたことを
   特徴とする給水ポンプ駆動タービン制御装置。