JPH07502803A - 強制貫流蒸気発生器 - 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】 強制貫流蒸気発生器 本発明は、蒸発器伝熱面と、蒸発器伝熱面の前に接続されており蕉発器伝熱面内 の供給水質量流量Ｍを設定するための装置と、この装置に付設されている調節装 置とを有し、調節装置の制御量が供給水質！流量ｉであり、またその供給水質！ 流量に対する目１値向、が蒸気発生器出力に対応付けられている目標値しに関係 して導かれる強制貫流蒸気発生器に関する。

このような強制貫流蒸気発生器はｒＶＧＢ発電所技術６５」第１号、１９８５年 １月、第２９頁、第６図から公知である。この公知の強制貫流蒸気発生器では、 蒸発器伝熱面内の熱流を供給水買置流量と同期化させるために供給水ｔ！流量に 対する目標値が蒸気発生器出力の目標値から、または蒸気発生器出力に対応付け られている目標値から遅延要素を介して導かれる。他の措置はこの同期に対して 講しられていない。

この公知の強制貫流蒸気発生器では蒸発器伝熱面の出口における固有エンタルピ の過振動が負荷変化の結果として蒸気発生器出力の変化の際に避けられないこと が判明している。このような過振動は強制貫’Ｉｆ、７ｇ気発生器の寿命を減す るだけてなく、強制貫流蒸気発生器から発生される生痕気の温度の調節を困難に する。

未発明の課題は、蒸発器伝熱面の出口における固有エンタルピのこの有害な過振 動を大幅に減少し、または完全に避けることにある。

この課題は、未発明によれば、冒頭に記載した種類の強制貫流蒸気発生器におを 形成するための装置が付設されており、またこの装置に入力量として蒸発器伝熱 面の入口における固有エンタルピの実際値ｈ；ｔ、Ｈよび蒸気発生品出ノＪに対 応付けられている目標値が供給可能であり、そのｗＱｕ−＋）は第１の出力値Ｌ １により関数発生器から固定的に予め定め得る関数に従って取り出される、仄発 器＋７．熱面内の熱流に対する値であり、？．Ａ（Ｌ２）は第１の出力値Ｌｌに より関数発生器から固定的に予め定め得るｒｌ＋ｍ数に従って取り出される、蒸 発器伝熱面の出口における固脊エンタルビに対する目標｛直であり、 第」の出力値Ｌｌは第１の遅延要素を介して蒸気発生器出力に対応付けられてい る目標値しにくらべて遅らされている出力値であり、また第２の出力値Ｌ２は第 １の出力値Ｌ１にくらべて第２の遅延要素により遅らされている出力値であるこ とを特徴とする強制ｘ？ＪＬ蒸気発生器により解決される．展発器伝熱面の出口 における固有エンタルピの実際値の処理は、蒸発器伝熱面に供姶される供給水質 量ｄＬＩが蒸発器伝熱面に供給される熱流に広範囲に適合され得るように、供給 水質量流量に対する目標値の決定のために蒸発器伝熱面内を流れる熱流の利用を 可能にする．それによって蒸発器伝熱面の出口における固有エンタルビの所望の コマンドが可能となる。

仔利な実施態様は、量 Ｑ（ｌ■Ｉ）　／　（ｈ．Ａ　（Ｌ２）　一ｈ；ｔ）一献を形成するための装置 が微分要素を有し、この微分要素がその入力端で第２の遅延要素の出力端におけ る第２の出力値Ｌ２または蒸発器伝熱面の後で測定された圧力の実際値に接続さ れており、また微分要素力泪標値冑，として形成された量の値を第２の遅延要素 の出力端における第２の出力値Ｌ２または蒸発器伝熱面の後で測定された圧力の 実際値の上昇の際に補正値だけ一時的に滅じ、またこの第２の出力値Ｌ２または 蒸発器伝坊面の後で測定された圧力の実ａｌｌの低下の際に補正値だけ一時的に 高めることを特徴とする。それにょり痕発器伝熱面に供給される熱量への，二の 芸発器伝熱面に供給される供給水質量流量の一層良好な適合が行われるように、 茎発器伝熱面の金属質量内のエネルギー蓄積が特に顧慮される。

他の有利な実施態様は、置 Ｑ　（Ｌ　１　）　／　（ｈ．．ａ　（Ｌ２）　ｈａｔ）　＝弟を形成するため の装置が微分特性を有する関数要素を存し、この関数要素がその入力端で蒸発器 伝熱面の入口における固存エンタルピの実際値ｈａｔに接続されており、また関 数要素が目欅値Ｍ，として形成された量の値を蒸発器伝熱面の入口における固有 エンタルビの実際値ｈａｔの上昇の際に補正値だけ一時的に滅し、またこの実際 値ｈｔｉの低下の際に補正値だけ一時的に高めることを特徴とする．それにより 、仄発器伝熱面内に入る供給水の質置流量および温度の変化の作用が蒸発器伝熱 面内で同期して経過しないことが顧慮されている６他の実施態様は従属請求項に 記載されている．本発明およびその利点を図面により実施例について一層詳細に 説明する．第１図は本発明による強制貫流蒸気発生器の概要ブロック図である． 第２図および第３図は第１図による強制ｖｉ流蒸気発生器の蒸発器伝熱面の出口 における固有エンクルピの時間的経過を示す図である．第１図中には供給水調節 系が示されている。付設の燃焼Ｕｊ４ｌｌＩＩ系は冒頭に記載した文献ｒＶＧＥ 発電所技術６５」の第６図に示されている．第１図による強制貫流蒸気発生器は 、図示されていないガス通路に位置している供給水予熱面（節炭器伝熱面）２を 有する．この供給水予熱面２の前に供給水ボンブ３が、才たこの供給水予熱面２ の後に蒸発器伝熱面４が接続されている．供給水ポンプ３から供給水予熱面２へ 導かれている供給水管のなかに、供給水管が配置されている．さらに芸発器伝熱 面４の入口には供給水予熱面２と蒸発器伝熱面４との間の接続管内に蕉発器伝熱 面４の入口における供給水の固有エンタルピの実際値ｈｌＥを測定するための測 定装ｉ］！９が設けられている．供給水ポンプの駆動電動機にはｌ１常に速い調 節器、詳細にはＰＩ調節器６が付設されており、その入力端に調節量として測定 装置５により測定された供給水質して一方では目標値発生器７がら発せられた強 制貫流蒸気発生器の出カに対する目標値Ｌを有し、また他方では洞定装置９によ り決定された芸発器伝熱面４の入口における固存エンタルピの実際値＋１ｉＥを 有する。

作動中に常に再び時間的に変化し、また（図示されていない）燃焼調節ループ内 で直接にｔＭ．０調節器に与えられる強制貫２ｉｔ蒸気発生器の出カの目欅値Ｌ は装置８の第１の遅延要素１３の人カ・瑞にも供給される．より高い次数、たと えば２次のこの遅延要素１３は第１の信号または遅らされた第１の出カＩａＬＩ を発する。

この第１の出力値Ｌ１はｚ置８の関数発生器のユニット１０および１１の入力端 に供給される．関数発生器二二，ト１０の出力端には哄給水質！流量に対する値 Ｍ（＋、ｌ）が現れ、また関数発生器ユニット】１の出力端には原発器伝熱面４ の出口における固有エンタルビの実際値ｈ８Ａと芸発器伝軌面４の人口における 固有エンタルビの実際値ｈａｔとの間の差に対する値Δｈ（Ｌｌ）が現れる。Ｌ １の関数としての値ＭおよびΔｈは関数発生器ユニット１０またはｌｌ内に格納 されている．それらは、それぞれ強制貫流広気発生器の定常的作動の際に測定さ れ関数発生器ユニットｌＯおよび１１に人力され自およびΔｈに対する定常的な 値からめられている．可能な関数はユニット１０および１ｌのプロ，ク中に記入 されている．それによればそれぞれｆ！．荷値Ｌの３５％ないし１００％（一全 負荷）の範囲内でほぼ比例的に上昇才たは下陪する関数経過が用いられている． Ｌｌ）は分子として除算要素ｌ５に入力される。

分母としては除算要素１５に、茎発器伝熱面４の出口における固有エンタルピの 目標値ｈよＡ（Ｌ２）と測定装置９により測定される原発器伝坊面４の入口にお ける固有エンタルピの実際値ｈａｔとの間の、加算要素１９により形成された差 が入力される． 目＃５値ｈ．，ｌ（Ｌ２）は装置８の関数発生器の第３の関数発生器ユニット１ ２から取り出される。関数発生器ユニットｌ２の入力値は第２の遅延要素ｌ６、 特に１次のＩｉ延要素の出力端に生し、その入力量は第１の遅延要素１３の出力 端におけろ第１の出力値Ｌ１である。従って、第３の関数発生器ユニット１２の 入力値は、第１の出力値Ｌｌにくらべて遅らされている第２の出力値Ｌ２である 。Ｌ２の関数としての値ｈ．Ａ（Ｌ２）は第３の閏数発生器ユニット１２に格納 される。

それらは、それぞれ強制貫流蒸気発生器の定常的作動の際に測定され関数発生器 ユニノｉ・１２に入力されたｈｔＡに対する値からめられている．可能な関数は ユニ／｝１２のブロノク中に記入されている．それによればそれぞれ負荷値Ｌの ３５％ないし，１００％（一全負荷）の範囲内でほぼ直線的に上昇または下降す る関数経過が用いられている。

除算器ｌ５の出力端から、装置５により測定された供給水予熱面２内の供給水れ る． 有利には、第２の遅延要素ｌ６の出力端に微分要素１７の入力端が接続されてお り、その出力端が加算要素１８の差し引き入力端に接続されていてよい．この加 算要素１８は芸発器伝軌面４内の熱流δ（Ｌｌ）に対する値を微分要素１７の出 力信号だけ補正する．微分要素１７の入力端は、第１図中に破線で示されている ように、蕉発器伝熱面４の後（たとえばこの芸発器伝熱面４の後に接続されてい る強制貫流遺気発生器の過熱器伝熱面４の後）の圧力Ｐ．の実際埴を測定するた めの装置３０に接続されていてもよい．ｖ８分要素Ｉ７の入力端と圧力Ｐ、の実 際値を測定するためのこのような装置３０との間に、たとえば出力信号として測 定された圧力Ｐ．に相応する飽和蒸気温度を微分要素ｌ７に発する別の関数発生 器が接続されていてもよい． 有利には、微分特性を有する関数要素として別の微分要素２４が設けられていて よい．この微分要素２４は入力量として測定装置９により決定された蒸発器伝熱 面４の人口における固有エンタルピの実際値ｈｌｌを有する．微分要素２４の出 力端は同しく加算要素１８の差し引き入力端に接続されている．正常な定常的な 負荷作動中は強制貫流茎気発生器は惰性状態にあり、また廖気発生器出力に対す る目欅値Ｌは一定プある。従って、遅延要素１３の出力端における出力値し１お よび遅延要素ｌ６の出力端における出力値Ｌ２も一定である．それらは目標値Ｌ と等しい値を有する。

強制！流痕気発生器の惰性状態でのこの定常的な作動中、ｈ，，は蕩発器伝熱面 ４の入口における固存エンタルビに対する定常値に相当し、また装置８から発せ られる値自，は供給水予熱面２内、従ってまた蒸発器伝熱面４内の供給水流に対 する定常的な目標値に相当する． ！Ｔ！算要素１４内で形成される積Δｈ（Ｌｌ）Ｘ貧（Ｌｌ）一Δｈ　（Ｌ）Ｘ 商（Ｌ）は蒸発器伝熱面４内の熱流に対する定常値に相当する。

目標値発生器７における芸気発生器出力に対する目標値りの変化の際に、蒸発品 位か面４内の熱流に対する新しい定常値Ｑ　（Ｌ）は遅らされて生ずる。なぜな らば、強制貫流蒸気発生器の燃焼は蒸気発生器出力の目標値りの変化に遅らされ て追随するからである。このことは装置８の第１の遅延要素１３により顧慮され ている（同期化）。

既に譬ｌ流量が蒸発器伝熱面４を通過するために有限な時間を必要とするので、 蒸発器伝熱面４の出口における固有エンタルピｈ、Ａはこの蒸発器伝熱面４内の 熱流の変化の際に別の遅延をもって変化し、このことは装置８の第２の遅延要素 １６により顧慮されている。

供給水質量流量に対する目標値Ｍ、の形成の際の、γ発器伝熱面４の入口におい て測定された固有エンタルピｈ＋ｉの顧慮は、特に強制貫流蒸気発生器の外側の 供給水の加熱の時間的挙動を顧慮する。

微分要素１７は一方では供給水流量に対する目標値Ｍ、を、出力値Ｌ２が時間的 に上昇し、また蒸発器伝熱面４の金属質量の加熱が質量流量内で蒸発器伝熱面４ に到達する熱流を滅する間、相応の補正値だけ減する。微分要素１７は他方では 目標値向、を、出力値Ｌ２が時間的に下降し、また蒸発器伝熱面４の金属質量の 冷却が質Ｉ流置内で蒸発器伝熱面４に到達する熱流を増大させる間、相応の補正 値だけ増大さセる。

奇分要素１７の出力端は他の加算要素１９の加算入力端に、場合によっては正規 化要素を介して、接続されていてよい。

微分要素２４は一方では強制Ｐｔ流蒸気発生器内の供給水質量流量に対する目標 量的に下陵する間、相応の補正値だけ増大させる。微分要素２４の出力端は他の 加算要素１９の加算入力端に、場合によっては正規化要素を介して、接続されて いてよい。

僧分要素２４は微分特性を有する純粋な関数要素であってよい、しかし、それは 微分特性を変性させる追加的な計算要素を含んでいてもよい。

時間ｔに関係しての蒸発器伝熱面４の出口における４つの固有エンタルピｈ＋ａ （１１位：ｋＪ／ｋｇ）の第２図中に示されている経過（曲線Ｉないし■）は強 制貫流蒸気発生器に対してこの蒸気発生器の出力に対する目標値りの、２００秒 以内で５０％から１００％へのランプ状の変化の際にめられた。相応のことが強 制貫流蒸気発生器の出力しの２００秒以内で１００％から５０％へのランプ状の 変化の際にめられた４つの固をエンタルピｂｌＡ（単位：　ｋＪ／ｋｇ）（Ｄ第 ３ＵｊＪ中に示されている時間的経過（曲線Ｉないし■）に対して当てはまる。

線■は、微分要素１７および２４が第１図による回路内に存在していない場合に 対して当てはまり、他方において曲線■は、第１図に相応し、ただし微分要素２ ４なしの回路に対して当てはまる０曲線■は、第１図に相応する回路に対して当 てはまる。第２図および第３図のグラフは、蒸発器伝熱面４の出口における固有 エンタルピｈ、Ａの過振動が可能なかぎり完全に回避すべきであることが価値を 有するならば、曲線■を有する第１図による完全な回路が最も望ましいことを示 す。

第１図中には、入力端で加算要素２１の出力端と接続されているもう１つのエン タルピ補正調節Ｈ２０が破線で記入されている。この加算要素２１の加算入力端 には第３の関数発生器ユニット１２の出力端から与えられる目標値り、Ａ（Ｌ２ ）が、またその差し引き入力端には蒸発器伝熱面４の出口における固有エンタル ピの実際値ｈｉ１１が供給されている。この実際値ｈｌＡは蒸発器伝熱面４の出 口管内に位置している測定装置２２により測定される。調節器出力端における補 正信号は装置８の加算要素１９の加算入力端に供給されている。

このエンタルピ補正調節器２０は、存利には、蒸発器伝熱面４の出口における固 有エンタルピの測定された実際値り１．がたとえば強制貫流蒸気発生器に供給さ れる燃料の加熱値の変動または強制貫流蒸気発生器内の燃焼器位置の変化のよう な外部擾乱の影響の結果として、第３の関数発生器ユニノｌ−１２から与えられ る蒸発器伝熱面４の出口における固有エンタルピに対する目標値ｈｌＡ（Ｌ２） から偏差するときに、強制貫流蒸気発生器内の供給水流量の目標値凱を補正する 。

Ｉ６２ ＩＧ　３ 国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＪＰ、ＫＲ，ＵＳ（７２）発明者　フランテ、ヨアヒム ドイツ連邦共和国　デー−８５０３アルトドルフ　ハーゲンハウゼン　１１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．蒸発器伝熱面（４）と、蒸発器伝熱面（４）の前に接続されており蒸発器伝 熱面（４）内の給水質量流量■を設定するための装置（３）と、この装置（３） に付設されている調節装置（６）とを有し、調節装置（６）の制御量が供給水質 量流量■であり、またその供給水質量流量に対する目標値■ｓが蒸気発生器出力 に対応付けられている目標値しに関係して導かれている強制貫流蒸気発生器にお いて、 調節装置（６）に供給水質量流量に対する目標植■ｓとして量▲数式、化学式、 表等があります▼ を形成するための装置（８）が付設されており、またこの装置（８）に入力量と して蒸発器伝熱面（４）の人口における固有エンタルピの実際値ｈｉＥおよび蒸 気発生器出力に対応付けられている目標値が供給可能であり、その際■（Ｌ１） は第１の出力値Ｌ１により関数発生器（１０、１１、１２、１４）から固定的に 予め定め得る関数に従って取り出される、蒸発器伝熱面（４）内の熱流に対する 値であり、 その際ｈｓＡ（Ｌ２）は第１の出力値Ｌ１により関数発生器（１０、１１、１２ 、１４）から固定的に予め定め得る関数に従って取り出される、蒸発器伝，熱面 （４）の出口における固有エンタルピに対する目標値であり、その際第１の出力 値Ｌ１は第１の遅延要素（１３）を介して蒸気発生器出力に対応付けられている 目標値Ｌにくらべて遅らされている出力値であり、またその際第２の出力値Ｌ２ は第１の出力値Ｌ１にくらべて第２の遅延要素（１６）により遅らされている出 力値である ことを特徴とする強制貫流蒸気発生器。 ２．量 ▲数式、化学式、表等があります▼ を形成するための装置（８）が微分要素（１７）を有し、微分要素（１７）がそ の入力端で第２の遅延要素（１６）の出力端における第２の出力値Ｌ２または蒸 発器伝熱面（４）の後で測定された圧力の実際値に接続されており、また微分要 素（１７）が目標値■ｓとして形成された量の値を第２の遅延要素（１６）の出 力端における第２の出力値Ｌ２または蒸発器伝熱面（４）の後で測定された圧力 の実際値の上昇の際に補正値だけ一時的に減少し、またこの第２の出力値Ｌ２ま たは蒸発器伝熱面（４）の後で測定された圧力の実際値の低下の際に補正値だけ 一時的に高めることを特徴とする請求項１記載の強制貫流蒸気発生器。 ３．量 ▲数式、化学式、表等があります▼ を形成するための装置（８）が微分特性を有する関数要素（２４）を有し、この 関数要素（２４）がその入力端で蒸発器伝熱面（４）の入口における固有エンタ ルピの実際値ｈｉＥに接続されており、また関数要素（２４）が目標値Ｍ■ｓと して形成された量の値を蒸発器伝熱面（４）の入口における固有エンタルピの実 際値ｈｉＥの上昇の際に補正値だけ一時的に減少し、またこの実際値ｈｉＥ低下 の際に補正値だけ一時的に高めることを特徴とする請求項１または２記載の強制 貫流蒸気発生器。 ４．エンタルピ補正調節器（２０）が設けられており、その調節器入力端に量（ ｈｓＡ（Ｌ２）−ｈｉＡ）が制御偏差として与えられており、またその調節器出 力端に差（ｈｓ■（Ｌ２）−ｈｉＥ）に加算される補正値が出力可能であり、そ の際ｈｉＡは蒸発器伝熱面（４）の出口における固有エンタルピの実際値である ことを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の強制貫流蒸気発生器。 ５．関数発生器（１０、１１、１２、１４）が第２の出力値Ｌ２を与えられる第 １および第２の関数発生器ユニット（１２）を含んでおり、それらの出力信号（ ■（Ｌ１）、Δｈ（Ｌ１））が乗算要素（１４）に供給されていることを特徴と する請求項１ないし４の１つに記載の強制貫流蒸気発生器。 ６．関数発生器（１０、１１、１２、１４）が第２の出力値Ｌ２を与えられる第 ３の関数発生器ユニット（１２）を含んでおり、その出力信号（ｈｓＡ（Ｌ２） ）が加算要素（１２）に供給可能であることを特徴とする請求項１ないし５の１ つに記載の強制貫流蒸気発生器。 ７．装置（８）が量■ｓを形成するための除算器（１５）を含んでいることを特 徴とする請求項１ないし６の１つに記載の強制貫流蒸気発生器。 ８．蒸発器伝熱面（４）の入口および／または出口における固有エンタルピの実 際値を検出するため測定装置（５、９）が設けられていることを特徴とする請求 項１ないし７の１つに記載の強制貫流蒸気発生器。