JPH09145004A

JPH09145004A - 加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装置

Info

Publication number: JPH09145004A
Application number: JP30262195A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tanji; 順一丹治; Yasushi Iwai; 康岩井; Katsuya Oki; 勝弥大木
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧流動層ボイラの緊急停止時において、使用
可能な冷却蒸気流量に余裕が少ない場合に、伝熱管温度
が制限値を超過しないように冷却蒸気流量を制御する。【解決手段】層からの伝熱量に比例する蒸気発生量に見
合った冷却蒸気流量を得るように、ボイラ蒸気圧力３２
の変化率（減圧率）目標値を設定して目標値に等しく制
御する制御器３３を設置し、更に、蒸気温度予測モデル
によりＳＨ／ＲＨ出口蒸気温度の変化を予測し、システ
ム動特性の非線形特性による蒸気温度の変動外乱を補償
するように、減圧率目標値および温水タンクから伝熱管
へ注水する注水流量の目標値を修正する補償制御器を設
置する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動層ボイラ
の緊急停止時に層内伝熱管の冷却を確保するための制御
装置に係り、特に使用可能な冷却蒸気流量に余裕が少な
い場合に、伝熱管温度が制限値を超過しないように伝熱
管保護システム動作を制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧流動層ボイラの緊急停止時におい
て、層内伝熱管の冷却を確保することを主要な課題とし
たものには、例えば米国特許4911107号公報が知られて
いる。この例では、プラント緊急停止時に給水の代わり
に温水を層内伝熱管に注入するためのガスで加圧された
非常用温水タンク、および過熱器（以下ＳＨと略す）、
再熱器（以下、ＲＨと略す）の冷却蒸気流量を確保する
ための大気放出弁等からなる伝熱管保護システムの構成
が示されている。この構成例によれば、緊急停止の初期
時に非常用給水ポンプに代えて非常用温水タンクから水
壁、蒸発器の伝熱管に注水し、同時にＳＨ／ＲＨ出口の
大気放出弁を開放して、層内伝熱管の冷却を確保してい
る。この構成によれば、非常用温水タンクから飽和水に
近い温水が注水されるので、非常用給水ポンプで温度の
低い給水を注水する場合に比べて、水壁、蒸発器で発生
する蒸気流量がより増大し、熱的に最も厳しいＳＨおよ
びＲＨの伝熱管冷却を改善する効果がある。しかしなが
ら、水壁、蒸発器で発生する蒸気流量は層からの伝熱量
によって限定され、かつ水壁、蒸発器での伝熱量は時間
の経過と共に減少するので、ボイラ緊急停止時の伝熱管
保護システムが適切に動作しなければＳＨおよびＲＨの
伝熱管冷却に必要な蒸気流量を長時間に亘って十分余裕
をもって確保することが困難な場合も考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する第１の課題は、ＳＨおよびＲＨの伝熱管冷却に使用
可能な蒸気流量に十分な余裕がない場合にも、伝熱管温
度が制限値を超過しないように伝熱管保護システムの動
作を適切に制御する方法を提供することである。すなわ
ち、大気放出弁またはタービンバイパス弁開度の調節に
よる伝熱管冷却蒸気流量の制御あるいはボイラ蒸気圧力
の減圧制御、および非常用温水タンク出口弁開度の調節
による伝熱管への注水流量の制御に関して、適切な制御
方式を提供する。第２の課題は、炉停止後の時間と共に
変化する層からの伝熱量変動やＳＨ蒸気温度とＲＨ蒸気
温度の変化特性の相違、および応答遅れ等、システム動
特性の非線形特性による蒸気温度の変動外乱を補償し、
伝熱管温度を制限値以下に安定に保つ制御性能をさらに
向上させることである。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決するよう
な加圧流動層ボイラの緊急停止時の制御装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、まず第１の
課題に対して、過熱器および再熱器の蒸気流量を調節す
ることの可能な弁を備えてなる加圧流動層ボイラの緊急
停止時に層内伝熱管の冷却を確保するように動作する緊
急停止時制御装置において、ボイラ蒸気圧力とその変化
率目標値とを取り込み、該ボイラ蒸気圧力の変化率と該
圧力変化率目標値との偏差の絶対値が減少するように、
前記過熱器および再熱器の蒸気流量を調節することの可
能な弁の開度を制御する開度要求信号を出力する制御器
を設けることにより達成される。過熱器および再熱器の
蒸気流量を調節することの可能な弁としては、過熱器出
口及び再熱器出口に設けられた主蒸気大気放出弁、再熱
蒸気大気放出弁や、再熱器出口を復水器に連通するバイ
パス管に介装されたバイパス弁もしくは過熱器出口を再
熱器入り口に連通するバイパス弁などを用いることがで
きる。

【０００６】また第２の課題に対しては、上記制御器に
加えて、蒸気温度予測モデルによりＳＨ／ＲＨ出口蒸気
温度の変化を予測し、システム動特性の非線形特性によ
る蒸気温度の変動外乱を補償するように、減圧率目標値
および温水タンクから伝熱管へ注水する注水流量の目標
値を修正する補償制御器を設置する構成とすることによ
り達成される。

【０００７】ＳＨ，ＲＨの層内伝熱管出口の蒸気温度
は、ほぼ層からの伝熱量に比例し冷却蒸気流量に反比例
すると考えられるので、冷却蒸気流量を多くとると伝熱
管出口蒸気温度の上昇は少ない。しかし、時間の経過と
共に層温度が低下し蒸発器伝熱管より発生する蒸気流量
は減少していくので、炉停止の初期時から大気放出弁開
度を100％とした場合、当初は大きな冷却蒸気流量が得
られるが、その後は減圧が速く大気放出弁からの放出蒸
気量も減少するので、冷却蒸気流量が減少してＳＨ，Ｒ
Ｈの伝熱管温度の上昇が激しくなる。したがって、Ｓ
Ｈ，ＲＨの冷却蒸気流量を層からの伝熱量に見合う適切
な量に制御して、システムが初期時に保有している限ら
れた蒸気量を有効に使用する必要がある。

【０００８】本発明は、この様な知見にもとづくもの
で、層から蒸発器への伝熱量に比例する発生蒸気流量よ
り一定量だけ多い冷却蒸気流量を得るように大気放出弁
開度、もしくは復水器使用可能な場合には再熱器出口を
復水器に連通するバイパス管に介装されたバイパス弁も
しくは過熱器出口を再熱器入り口に連通するバイパス弁
の開度を調節してシステムの減圧率を一定に制御する。
システムの減圧率は冷却蒸気流量と発生蒸気流量の差で
定まるので、シミュレーション解析結果にもとづき減圧
率を適切に設定することにより、伝熱管温度の制限値に
対する余裕を長時間に亘って必要かつ適切な値に保つこ
とができる。

【０００９】一方、システム動特性の非線形特性による
蒸気温度の変動外乱に対しては、蒸気温度をフィードバ
ックする制御系構成が考えられるが、制御装置の応答遅
れが無視できない程大きいので、制御安定性が悪くなり
蒸気温度変動が大きくなる恐れがある。これに対して
は、非常用温水タンク出口流量とボイラ蒸気圧力とＳＨ
蒸気流量およびＲＨ蒸気流量を取り込み蒸気温度予測モ
デルを用いて、ＳＨ／ＲＨ出口蒸気温度の変動外乱を予
測することが可能であるので、制御装置の応答遅れを考
慮して外乱を補償するように減圧率目標値を修正すれ
ば、蒸気温度の変動を少なくすることができる。また、
発生蒸気流量は温水タンクから伝熱管へ注水する注水流
量にも依存して変化するので、蒸気温度予測モデルを用
いて伝熱管出口蒸気温度の変動外乱を予測し、必要な冷
却蒸気流量が得られるように注水流量目標値を修正すれ
ば、伝熱管温度の制限値に対して余裕を保つように蒸気
温度を制御することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。まず図１により大気放出弁使用による加圧流動層ボ
イラの緊急停止制御装置の基本的な構成について説明す
る。この図は、緊急停止時の伝熱管保護システムにおけ
る水・蒸気系を示すもので、太い線が大気放出弁開時の
水蒸気の流れを示し、蒸発器４や過熱器１０を加熱する
火炉流動層は図示していない。

【００１１】図１は、加圧流動層ボイラを蒸気源とする
発電プラントに本発明の実施例である緊急停止時制御装
置を付加して示したものである。図示の発電プラント
は、加圧流動層ボイラと、該ボイラに高圧タービン加減
弁１５及び中低圧タービン加減弁１６を介して接続され
た蒸気タービン１４と、該蒸気タービン１４に駆動され
る発電機１７と、前記蒸気タービン１４を構成する低圧
タービンに結合された復水器１８と、該復水器１８に接
続された復水ポンプ１９と、を含んで構成されている。

【００１２】加圧流動層ボイラは、水冷壁３と、この水
冷壁３の出口側に接続された蒸発器４と、蒸発器４の出
側に接続された汽水分離器５と、汽水分離器５の出側に
接続された過熱器１０と、蒸気タービン１４の高圧蒸気
排気側に高圧蒸気排気管９７で接続された再熱器１１
と、前記過熱器１０の出側と前記高圧タービン加減弁１
５を結ぶ主蒸気管９４に分岐して設けられた主蒸気大気
放出弁１２Ａと、再熱器１１の出側と前記中低圧タービ
ン加減弁１６を結ぶ再熱蒸気管９５に分岐して設けられ
た再熱蒸気大気放出弁１２Ｂと、高圧蒸気排気管９７と
前記汽水分離器５の出側をＲＨクーリング弁９を介して
接続するＲＨクーリングライン７４と、前記主蒸気管９
４と前記高圧蒸気排気管９７とをバイパス弁３８及びス
プレイ４０を介して接続する主蒸気バイパス管９８と、
前記復水ポンプ１８の出側に接続されたボイラ給水ポン
プ２１と、ボイラ給水ポンプ２１と前記水冷壁３の入り
側を接続する給水管７８と、ボイラ給水ポンプ２１の入
り側に吸い込み側を出側に吐出側をそれぞれ接続させて
設置された非常用給水ポンプ２０と、底部を温水タンク
出口弁２を介装した温水タンク出口配管７６で給水管７
８に連通させた非常用温水タンク１と、この非常用温水
タンク１の気相部を温水タンク均圧ライン流量調節弁７
を介して前記ＲＨクーリング弁９の汽水分離器５側のＲ
Ｈクーリングライン７４に連通する非常用温水タンク均
圧ライン７９と、前記汽水分離器５の液相部と前記給水
管７８を接続する再循環配管７７に介装されたボイラ循
環ポンプ８と、このボイラ循環ポンプ８の入り側と出側
をバイパス弁６を介して連通するバイパス管６７と、前
記給水管７８と前記スプレイ４０をスプレイ給水弁７５
を介して連通するスプレイ給水管９９と、前記中低圧タ
ービン加減弁１６の上流側の再熱蒸気管９５と前記復水
器１８をタービンバイパス弁３９を介して接続するター
ビンバイパス管９６と、を含んで構成されている。前記
過熱器１０、再熱器１１はいずれも流動層内に配置され
ている。また、主蒸気大気放出弁１２、再熱蒸気大気放
出弁１２Ｂ、温水タンク均圧ライン流量調節弁７、温水
タンク出口弁２はいずれも遠隔制御による開度制御可能
な弁としてある。

【００１３】加圧流動層ボイラには、さらに、前記温水
タンク出口弁２下流側で温水タンク出口配管７６の流量
を検出し、温水タンク出口流量３１として出力する流量
検出器６８と、前記汽水分離器５の蒸気出口での蒸気圧
力を検出して蒸気圧力３２として出力する蒸気圧力検出
器６９が設けられている。また、図示されていないが、
水冷壁３に供給される給水の量及び温度を検出して注水
流量４６、注水温度４７として出力するセンサ、過熱器
１０及び再熱器１１を流れる蒸気流量を検知して過熱器
蒸気流量４８、再熱器蒸気流量４９として出力するセン
サが設けられている。

【００１４】緊急停止時制御装置３０は、蒸気圧力３２
と温水タンク出口流量３１を入力とし、再熱蒸気大気放
出弁開度要求３４、主蒸気大気放出弁開度要求３５、温
水タンク均圧ライン流量調節弁開度要求３６、温水タン
ク出口弁開度要求３７をそれぞれ出力するボイラ流量・
圧力制御器３３を含んで構成されている。

【００１５】通常運転時には、給水は復水ポンプ１９お
よびボイラ給水ポンプ２１により定格圧力まで昇圧さ
れ、給水加熱器（図示省略）で加熱されて最初のボイラ
伝熱管である水冷壁３に入る。給水は蒸発器４を通って
蒸気となり、過熱器１０を通って過熱蒸気となり、主蒸
気管９４、高圧タービン加減弁１５を経て蒸気タービン
１４の高圧側に入る。高圧タービンの排気は、高圧蒸気
排気管９７を経て再びボイラに導かれ、再熱器１１で過
熱されて再熱蒸気管９５、中低圧タービン加減弁１６を
経て蒸気タービン１４の中低圧側に入る。通常運転時に
は、ＲＨクーリング弁９、温水タンク出口弁２、タービ
ンバイパス弁３９、主蒸気バイパス弁３８、スプレイ給
水弁７５、バイパス弁６、主蒸気大気放出弁１２Ａ、再
熱蒸気大気放出弁１２Ｂ、はいずれも閉じられており、
温水タンク均圧ライン流量調節弁７は開かれていて非常
用温水タンク１の気相部には汽水分離器５とほぼ同じ圧
力、温度の蒸気が満たされている。したがって非常用温
水タンク１内の水は、ボイラ運転中、飽和水に近い状態
に保持されるとともに、加圧されている。

【００１６】このプラントで所内全停や給水系トリップ
等の緊急事象が発生すると、まず燃料系がトリップして
火炉流動層の燃焼停止となり、同時に非常用温水タンク
１の出口弁２開、過熱器１０出口にある主蒸気の大気放
出弁１２Ａ開、再熱器１１出口にある再熱蒸気の大気放
出弁１２Ｂ開、ＲＨクーリング弁９開となる。伝熱管保
護システムの動作目的は、水冷壁３および蒸発器４への
給水流量確保と、過熱器１０および再熱器１１の冷却蒸
気流量の確保である。まず、水冷壁３および蒸発器４へ
の給水流量確保は、緊急停止の初期時（約１０分間程
度）に非常用温水タンク１から飽和水に近い温水の注水
で行われ、その後は非常用給水ポンプ２１の起動、又は
バイパス弁６の開により汽水分離器５が保有する温水を
自然循環させることにより行われる。初期時に、非常用
給水ポンプ２１に代わり非常用温水タンク１から温水を
注水することにより、蒸発器４からの蒸気発生量が増加
し、過熱器１０および再熱器１１の冷却蒸気流量を増加
させている。過熱器１０および再熱器１１の冷却蒸気流
量確保は、緊急停止時には蒸気タービン１４の高圧ター
ビン加減弁１５および中低圧タービン加減弁１６が急閉
して蒸気の流れが遮断されるので、主蒸気大気放出弁１
２Ａおよび再熱蒸気大気放出弁１２Ｂの開により行われ
る。

【００１７】さて、本実施例の緊急停止時制御装置３０
の基本構成は図１に示すように、ボイラの蒸気圧力３２
と温水タンク出口流量３１を取り込み、主蒸気大気放出
弁開度要求３５および再熱蒸気大気放出弁開度要求３
４、温水タンク出口弁開度要求３７および温水タンク均
圧ライン流量調節弁開度要求３６を出力するボイラ流量
・圧力制御器３３である。

【００１８】ボイラ流量・圧力制御器３３は、ボイラの
蒸気圧力３２（ここでは、プラントシステムの代表的蒸
気圧力として汽水分離器５出口の蒸気圧力をとる）と温
水タンク出口流量３１を取り込む。ボイラの蒸気圧力３
２と温水タンク出口流量３１を取り込んだボイラ流量・
圧力制御器３３は、蒸気圧力３２の変化率、すなわち減
圧率が、あらかじめ経験的知見やシミュレーション解析
等で定めた目標値との差（の絶対値）が減少するように
主蒸気大気放出弁開度要求３５および再熱蒸気大気放出
弁開度要求３４を決定し、温水タンク出口流量３１が同
様に定めた目標値との差（の絶対値）が減少するように
温水タンク出口弁開度要求３７および温水タンク均圧ラ
イン流量調節弁開度要求３６を決定し、それぞれ出力す
る。なお、本図で取り込んでいる変数は、温水タンク出
口流量３１、及び蒸気圧力３２を目標値に等しく制御す
るための制御変数を示すもので、過熱器出口および再熱
器出口の蒸気温度予測のために取り込む変数については
先に述べたように図示していない。以下に、流量・圧力
制御器３３の幾つかの実施例を示し、それぞれ具体的な
制御演算の内容を述べる。

【００１９】流量・圧力制御器３３の、ボイラ蒸気圧力
制御に関する第１の実施態様での制御ブロック構成を図
２に示す。図２に示す構成は、蒸気圧力３２が入力され
る変化率演算部４２と、この変化率演算部４２の出力側
に接続された減算器９０と、この減算器９０の他方の入
力側に接続された目標値設定器４３と、前記減算器９０
の出力側に接続されたコントローラ４５と、このコント
ローラ４５の他方の入力側に接続されたゲイン設定器４
４と、を含んで成っている。

【００２０】変化率計算部４２は蒸気圧力３２を取り込
み、その時間的な変化率すなわちこの場合は減圧率Ｐ
B’を計算し、出力する。コントローラ４５は、減圧率
ＰB’と目標値設定器４３により設定した減圧率ＰB’の
目標値ＰB’＊との偏差と、ゲイン設定器４４により設
定されゲインθを取り込み、まず、減圧率の目標値との
偏差の絶対値を減少させるような制御演算、例えば比例
・積分演算を行ない大気放出弁開度要求総量を決定す
る。なお、制御演算のアルゴリズムとしては、特にこれ
に限定されるものではなく、運転員の制御ノウハウの活
用が容易なファジィ制御等のアドバンスト制御も使用可
能であることは言うまでもない。次に、以下に示す式
（1-a）,（1-b）に従ってゲインθにより大気放出弁開
度要求総量を分配し、主蒸気大気放出弁開度要求３５と
再熱蒸気大気放出弁開度要求３４を決定して出力する。

【００２１】ＡSH＊＝ θ・ＡTD ・・・（1-a）ＡRH＊＝（１−θ）・ＡTD ・・・（1-b）ただし、ＡSH＊：主蒸気大気放出弁開度要求、ＡRH＊：再熱蒸気大気放出弁開度要求、ＡTD：大気放出弁開度要求総量、である。

【００２２】ここで、減圧率を制御することの物理的意
味、利点を以下に述べる。伝熱管出口の蒸気温度を制限
値より一定温度以下に制御するには、層からの伝熱量に
比例させて冷却蒸気流量をとればよいが、層からの伝熱
量を精度良く測定する方法はない。システムの減圧率は
冷却蒸気流量と発生蒸気流量の差で定まるので、停止後
の初期の減圧率を一定に制御することは、層からの伝熱
量に比例する発生蒸気流量より一定量だけ多い冷却蒸気
流量を得るように制御することと等しい意味を持つ。炉
停止の初期時から大気放出弁開度を100％とした場合、
当初は大きな冷却蒸気流量が得られれるが、その後は減
圧により冷却蒸気流量が速く減少して伝熱管温度の上昇
が激しくなる。したがって、本制御方式により、冷却蒸
気流量を層からの伝熱量プラス一定熱量を奪うに足る適
切な量に制御すれば、システムが初期時に保有している
限られた蒸気量を有効に使用可能である。ここでいう一
定熱量は、プラントごとにシュミレーションなどにより
選定されるべきで、一律に設定されるものではない。ま
た、過熱器と再熱器の蒸気流量配分がゲインθにより適
切に制御され、限られた量の冷却蒸気流量を有効に使用
できる。

【００２３】図３は本発明による緊急停止時制御装置３
０の主要部分をなす流量・圧力制御器３３の、ボイラ蒸
気圧力制御に関する第２の実施態様での制御ブロック構
成を示す。この実施態様が先に述べた第１のそれに相違
するところは、注水流量４０，注水温度４７，過熱器蒸
気流量４８，再値付蒸気流量４９，蒸気圧力３２を入力
とし過熱器出口蒸気温度予測値５１と再熱器出口蒸気温
度予測値５２を出力とする蒸気温度予測部５０と、この
蒸気温度予測部５０の出力を入力とし減圧率目標値の修
正量５４とゲインの修正量５５を出力する設定値修正部
５３を新たに付加し、減圧率目標値の修正量５４を目標
値設定器４３に、ゲインの修正量５５をゲイン設定器４
４に、それぞれ入力して減圧率目標値とゲインθを修正
することにより、システム動特性の非線形特性による蒸
気温度の変動外乱を補償する機能を持たせたことであ
る。

【００２４】層からの伝熱量は、伝熱管内外の温度差や
熱伝達率の変動により炉停止後の時間と共に変化し、か
つ過熱器出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化特性
は異なる。したがって、それらの変動に適応させて発生
蒸気流量に対する冷却蒸気流量の増加分を調節し、すな
わち減圧率目標値をリアルタイムで修正し、伝熱管温度
を制限値以下に保つ制御性能をさらに安定化向上させる
必要がある。蒸気温度の変動外乱に対しては、蒸気温度
をフィードバックする制御系構成が考えられるが、制御
装置の応答遅れが無視できない程大きいので、制御安定
性が悪くなり蒸気温度変動が大きくなる恐れがある。

【００２５】蒸気温度予測部５０は、蒸気圧力３２とボ
イラへの注水流量４６と同注水温度４７と過熱器蒸気流
量４８および再熱器蒸気流量４９を取り込み、蒸気温度
予測モデルを用いて過熱器および再熱器の伝熱管出口蒸
気温度の変化を予測し、過熱器出口蒸気温度予測値５１
と再熱器出口蒸気温度予測値５２を出力する。蒸気温度
予測モデルとしては、伝熱管内を多ノード分割し質量収
支とエネルギ収支式を用いた物理モデル、又は実測値の
時系列を用いた統計的モデルが使用できるが、ここでは
以下に物理モデルの例を示す。まず、蒸気圧力３２の時
間的変化率を求め、ボイラの減圧率ＰB’を得る。減圧
率は、汽水分離器５の質量収支とエネルギ収支から定ま
るので、式（2）により蒸発器４の出口エンタルピが推
定でき、式（3）により水冷壁３および蒸発器４の層か
らの伝熱量が推定できる。

【００２６】

【数１】

【００２７】但し、＊ＨEV：蒸発器の出口エンタルピ推
定値、Ｈg：飽和蒸気エンタルピ、Ｇin：注水流量、ＧSH：過熱器蒸気流量、ＧRH：再熱器蒸気流量、ＶSEP：汽水分離器容積、＊ＱWEV：水冷壁および蒸発器の層からの伝熱量推定
値、Ｈin：注水エンタルピ、ＶWE：水冷壁および蒸発器容積、である。

【００２８】さらに、水冷壁３および蒸発器４の層から
の伝熱量推定値を用いて、伝熱管システム設計仕様の知
見から、過熱器１０および再熱器１１の層からの伝熱量
が推定出来るので、式（4）により過熱器および再熱器
の伝熱管出口蒸気温度の変化を予測できる。

【００２９】＊Ｔoi（t+τ）＝＊Ｔoi（t）＋τ・Ｔ’oi ・・・（4-a）Ｔ’oi＝ｆ（Ｈ’oi、ＰB）・・・（4-b）但し、＊Ｔoi（t+τ）：伝熱管ｉの時間t+τにおける出
口蒸気温度予測値、＊Ｔoi（t）：伝熱管ｉの時間tにおける出口蒸気温度推
定値、Ｔ’oi：伝熱管ｉの時間tにおける出口蒸気温度変化率
推定値、Ｈ’oi：伝熱管ｉの時間tにおける出口エンタルピ変化
率推定値、伝熱管ｉ：ＳＨ、ＲＨの伝熱管、である。

【００３０】なお、伝熱管ｉの時間tにおける出口エン
タルピ変化率推定値は、過熱器１０および再熱器１１の
層からの伝熱量推定値を用いて、数式（3）と同様な過
熱器１０および再熱器１１のエネルギ保存式から求め
る。

【００３１】設定値修正部５３は、過熱器出口蒸気温度
予測値５１と再熱器出口蒸気温度予測値５２を取り込
み、過熱器出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度それぞれ
の制限値に対する余裕に応じて、減圧率目標値の修正量
５４とゲインの修正量５５を出力する。修正量決定のア
ルゴリズムの例を以下説明する。過熱器出口蒸気温度と
再熱器出口蒸気温度それぞれの制限値に対する余裕の平
均値を求め、その値があらかじめ定めておく設定値より
も小さい場合には、減圧率目標値を高くし（冷却蒸気流
量を増す）、また逆の場合は目標値を低くするように減
圧率目標値の修正量５４が決定される。ゲインの修正量
５５は、過熱器出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度それ
ぞれの制限値に対する余裕の値を比較し、過熱器出口蒸
気温度の余裕が大きい場合にはゲインθを小さくする、
また逆の場合はゲインθを大きくするようにゲインの修
正量５５を決定する。目標値設定器４３とゲイン設定器
４４は、減圧率目標値の修正量５４とゲインの修正量５
５をとりこみ、それぞれ減圧率目標値とゲインを修正し
て出力する。変化率計算部４２およびコントローラ４５
の演算内容は、既に説明した図２のボイラ蒸気圧力制御
に関する第１の実施態様での制御ブロック構成の場合と
同様である。

【００３２】図４は流量・圧力制御器３３の、伝熱管の
冷却蒸気流量制御に関する第３の実施態様での制御ブロ
ック構成を示す。本実施例のボイラ流量圧力制御器３３
は、注水流量４０，注水温度４７，過熱器蒸気流量４
８，再熱器蒸気流量４９，蒸気圧力３２を入力とし過熱
器出口蒸気温度予測値５１と再熱器出口蒸気温度予測値
５２を出力とする蒸気温度予測部５０と、この蒸気温度
予測部５０の出力を入力とし過熱器蒸気流量目標値６１
と再熱器蒸気流量目標値６２を出力する蒸気流量目標値
設定部６０と、過熱器蒸気流量目標値６１を入力とし目
標値を設定する目標値設定器６３と、再熱器蒸気流量目
標値６２を入力とし目標値を設定する目標値設定器６５
と、過熱器蒸気流量４８と目標値設定器６３の出力を入
力とし両者の偏差を出力する減算器９１と、再熱器蒸気
流量４９と目標値設定器６５の出力を入力とし両者の偏
差を出力する減算器９２と、減算器９１の出力を入力と
して主蒸気大気放出弁開度要求３５を出力するコントロ
ーラ６４と、減算器９２の出力を入力として再熱蒸気大
気放出弁開度要求３４を出力するコントローラ６６と、
を含んで構成されている。なお、目標値設定器６３、６
５は、オペレータが手動で蒸気流量目標値を設定するこ
とも可能であるが、蒸気流量目標値設定部６０から過熱
器蒸気流量目標値６１、再熱器蒸気流量目標値６２が入
力された場合は、その目標値に相当する信号を自動的に
出力する。

【００３３】この実施態様が先に述べた第１および第２
のそれに相違するところは、各伝熱管（過熱器、再熱
器）の蒸気流量を取り込み、それらの値が、設定した蒸
気流量目標値に等しくなるように制御することである。
すなわち、減圧率に代えて各伝熱管の蒸気流量を直接制
御することにより、それぞれ各伝熱管の出口蒸気温度予
測値にもとづいて決定した必要冷却蒸気流量を正確に得
ることができる。蒸気流量目標値設定部６０は、過熱器
出口蒸気温度予測値５１と再熱器出口蒸気温度予測値５
２を取り込み、過熱器出口蒸気と再熱器出口蒸気それぞ
れの制限値に対する余裕に応じて、過熱器蒸気流量目標
値６１と再熱器蒸気流量目標値６２を出力する。コント
ローラ６４は、過熱器蒸気流量４８と過熱器蒸気流量目
標値６１を受けて目標値設定器６３が出力した目標値と
の偏差を取り込み、偏差の絶対値が減少するように主蒸
気大気放出弁開度要求３５を決定し、出力する。同様
に、コントローラ６６は、再熱器蒸気流量４９と同目標
値との偏差を取り込み、偏差の絶対値が減少するように
再熱蒸気大気放出弁開度要求３４を決定し、出力する。

【００３４】図５は流量・圧力制御器３３の、非常用温
水タンク（以下単に温水タンクという場合も同じ）１か
らのボイラ注水流量制御に関する第４の実施態様での制
御ブロック構成を示す。非常用温水タンク１から伝熱管
へ注水される注水流量が増加すると、水冷壁３および蒸
発器４での発生蒸気流量も増加するので、蒸気温度予測
モデルを用いて伝熱管出口蒸気温度の変動外乱を予測
し、必要な冷却蒸気流量が得られるように注水流量目標
値を修正すれば、制限値に対して余裕を保つように伝熱
管出口の蒸気温度を制御することができる。

【００３５】本実施例は、前記図４に示した蒸気温度予
測部５０と、この蒸気温度予測部５０の出力（過熱器出
口蒸気温度予測値５１と再熱器出口蒸気温度予測値５
２）を入力として温水タンク出口流量目標値７１を出力
する温水タンク出口流量目標値設定部７０と、温水タン
ク出口流量目標値７１を入力として温水タンク出口流量
目標値を設定する目標設定器７２と、目標設定器７２の
出力と実測された温水タンク出口流量３１の偏差を演算
し出力する減算器９２と、減算器９２の出力を入力とし
温水タンク出口弁開度要求３７と温水タンク均圧ライン
流量調節弁開度要求３６を出力するコントローラ７３
と、を含んで構成されている。目標設定器７２は、先に
述べた目標値設定器６３、６５と同様、オペレータが手
動で温水タンク出口流量目標値を設定、出力することも
可能であるが、温水タンク出口流量目標値設定部７０か
ら温水タンク出口流量目標値７１が入力された場合は、
その目標値に相当する信号を自動的に出力する。

【００３６】温水タンク出口流量目標値設定部７０は、
蒸気温度予測部５０から過熱器出口蒸気温度予測値５１
と再熱器出口蒸気温度予測値５２を取り込み、各伝熱管
出口蒸気温度の制限値に対する余裕を評価し、余裕が設
定した値より少ないと温水タンク出口流量の目標値を増
加させ、逆にその余裕が多いと同目標値を減少させるよ
うに、温水タンク出口流量目標値７１を決定し、出力す
る。コントローラ７３は、目標設定器７２により出力さ
れた温水タンク出口流量目標値から実測値である温水タ
ンク出口流量３１を差し引いた残りの値（偏差）を取り
込み、この偏差の絶対値が減少するように温水タンク出
口弁開度要求３７と温水タンク均圧ライン流量調節弁開
度要求３６を決定し、出力する。

【００３７】コントローラ７３の具体的な制御演算アル
ゴリズムは、以下のようである。まず、減算器９２から
入力される偏差を比例・積分演算して温水タンク出口弁
開度要求３７とし、温水タンク出口弁開度要求３７に逆
比例させ、すなわち温水タンク出口弁開度要求３７が10
0％の場合は温水タンク均圧ライン流量調節弁開度要求
３６を０％、逆に温水タンク出口弁開度要求３７が０％
の場合は温水タンク均圧ライン流量調節弁開度要求３６
を100％とする。

【００３８】このような制御演算アルゴリズムを採用す
る理由は、以下による。システム減圧時には、温水タン
ク均圧ラインより蒸気が流出して温水タンクも減圧され
るので、温水タンク均圧ライン流量調節弁開度を減少さ
せると温水タンクが高い圧力を保ち、温水タンク出口弁
開度が変化しない場合でもボイラへの注水流量は増加す
る。したがって、水冷壁３と蒸発器４や温水タンク注水
ラインの流体密度変化により温水タンクとの重力水頭差
が変化して、温水タンク出口弁２の開度調節による流量
制御能力が減少するような制御特性の変化を補償するよ
うに、温水タンク均圧ライン流量調節弁７の開度を調整
すればよい。

【００３９】図６は、加圧流動層ボイラプラントの動特
性シミュレータを用い、ボイラ緊急停止時に本発明の緊
急停止時制御装置を用いて減圧率制御を行った場合と、
大気放出弁開度を初期時から全開とする減圧率制御無の
場合の、シミュレーション結果を示している。なお、こ
の例では温水タンクの出口流量制御は行っていない。図
示のごとく、減圧率制御無の場合には、初期時には過熱
器（ＳＨ）蒸気流量および再熱器（ＲＨ）出口蒸気流量
が多くなるので、ＳＨ出口蒸気温度、ＲＨ出口蒸気温度
は共に上昇が小さいが、減圧が完了した約600ｓ以降
は、特に冷却蒸気流量が少ないＲＨ伝熱管の出口蒸気温
度の上昇が大きくなり、制限値（ここでは650℃）を超
過している。しかし、減圧率が一定に制御されている場
合、初期時の蒸気温度上昇は比較的大きいが制限値以内
に収まっており、ＳＨ／ＲＨ出口の大気放出弁開度の調
整による流量配分最適化の効果もあるので、600秒を過
ぎても必要な冷却蒸気流量が確保されて出口蒸気温度は
ＳＨ／ＲＨ共に低下に向かっている。

【００４０】図７は本発明による緊急停止時制御装置
の、流量・圧力制御器についての第２および第４の実施
態様を組み合わせて用いた制御構成に係る、ボイラ緊急
停止時のシミュレーション結果を示したものである。注
水流量制御無の場合は、出口弁開度は全開としている
が、初期時には温水タンク出口流量が少なく、水冷壁お
よび蒸発器の流体密度が減少して重力水頭差が上昇する
と共に増加している。これに対して、注水流量制御有の
場合は、温水タンク出口流量がほぼ目標値に等しく一定
に制御されており、初期時およびその後の注水流量増加
により水冷壁および蒸発器での発生蒸気流量が増加する
ので、ＳＨ／ＲＨでの冷却蒸気流量も多くとることが可
能となっている。その結果、蒸気温度予測モデルを用い
たＳＨ／ＲＨの出口蒸気温度予測値が制限値に対する余
裕を増したことを評価して、減圧率目標値が修正されて
下げられたので、システム圧力を代表する汽水分離器圧
力の減圧が遅くなっている。

【００４１】上記の結果からしても、本発明による加圧
流動層ボイラの緊急停止時制御装置によれば、制御がな
い場合よりも、伝熱管出口の蒸気温度を長時間に亘って
制限値以内に制御することが可能となることが明らかと
なった。

【００４２】以上の説明では、伝熱管を流れる冷却蒸気
流量を調節する弁として過熱器や再熱器の出口に設けら
れた大気放出弁を使用する場合を基礎にした実施例につ
いて述べたが、復水器が使用可能な場合には、大気放出
弁の代りにタービンバイパス弁を使用することも可能で
ある。図８に、タービンバイパス弁使用による加圧流動
層ボイラの緊急停止時制御装置の基本的構成を示す。図
示の発電プラントは図１に示したものと同じであるが、
さらに、主蒸気バイパス弁３８、タービンバイパス弁３
９をいずれも遠隔操作による開度制御可能な弁とした
点、及びボイラ流量・圧力制御器８３が、主蒸気バイパ
ス弁開度要求８１、タービンバイパス弁開度要求８２を
出力するように構成されている点が異なる。

【００４３】タービンバイパス弁使用時には、主蒸気大
気放出弁１２Ａ、再熱蒸気大気放出弁１２Ｂを用いる場
合と異なり、ＲＨクーリング弁９、主蒸気大気放出弁１
２Ａ、再熱蒸気大気放出弁１２Ｂは閉じられたままとな
り、汽水分離器５を出た蒸気は、過熱器１０を通過した
後主蒸気バイパス弁３８、スプレイ４０を経て再熱器１
１に流入する。再熱器１１に流入した蒸気は再熱器１１
の熱を受け取ったあと、タービンバイパス弁３９を経て
復水器１８に導かれ、凝縮されて復水となる。この場
合、温水タンク出口弁２、温水タンク均圧ライン流量調
整弁７に加え、主蒸気バイパス弁３８、タービンバイパ
ス弁３９を開度制御する。主蒸気バイパス弁３８の出口
に設置されたスプレイ４０によりＳＨで加熱された蒸気
が冷却されるので、結果としてＲＨ入口の蒸気温度は、
大気放出弁使用時と大差がないことになる。この実施例
ではＳＨとＲＨの蒸気流量が等しいという条件のもとで
制御演算を行うが、ボイラ減圧率制御の基本的な考え方
は既に述べた大気放出弁使用の場合と共通であるので、
制御動作の説明は省略する。

【００４４】この方式によれば、ボイラ水を無駄に放出
せずにすみ、また、蒸気放出時の騒音を無くすことがで
きる。ただ、この方式は復水器が使用可能であるときに
利用できるものであるから、緊急停止時制御装置の構成
としては、大気放出弁を使用する方式と併用可能な構成
としておくのが好ましい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、減
圧率目標値にもとづき、伝熱管出口の大気放出弁開度ま
たはタービンバイパス弁開度を調節し、ボイラ減圧率を
制御する機能を有していることから、層からの伝熱量変
化に応じて伝熱管の冷却蒸気流量をとることが可能であ
るので、緊急停止後の長時間に亘って安定して伝熱管出
口蒸気温度を制限値以下に保つことができる。また、温
水タンクからボイラへ注水される流量の目標値（温水タ
ンク出口流量目標値）にもとづき、温水タンク出口弁開
度と温水タンク均圧ライン流量調節弁の開度を調整し、
ボイラ注水流量を一定に制御する機能を有していること
から、発生蒸気流量を調節して伝熱管冷却に必要な蒸気
流量の増減要求に柔軟に対応することが可能となる。さ
らに、システム動特性の非線形特性に起因する蒸気温度
の変動外乱に対しても、蒸気温度予測モデルを用いて蒸
気温度の変化を予測し、減圧率目標値又は伝熱管蒸気流
量目標値、およびボイラ注水流量目標値をリアルタイム
で修正する機能を有するので、伝熱管出口蒸気温度の制
限値に対する余裕を安定に保つ適応制御性能を高めてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的実施例で、大気放出弁使用によ
る加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装置を加圧流動層
ボイラに適用した場合の基本構成を示す系統図である。

【図２】本発明の第１の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の第２の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第３の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第４の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】本発明の第１の実施例を用いた場合のボイラ緊
急停止のシミュレーション結果の例を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の第２および第４の実施例を結合した制
御ブロック構成を用いた場合のボイラ緊急停止のシミュ
レーション結果の例を示すグラフである。

【図８】本発明のタービンバイパス弁使用による加圧流
動層ボイラの緊急停止時制御装置を加圧流動層ボイラに
適用した場合の基本構成の例を示す系統図である。

【符号の説明】

１非常用温水タンク２温水タン
ク出口弁３水冷壁４蒸発器５汽水分離器６バイパス
弁７非常用温水タンク均圧ライン流量調節弁８ボイラ循環ポンプ９ＲＨクー
リング弁１０過熱器１１再熱器１２Ａ主蒸気大気放出弁１２Ｂ再熱
蒸気大気放出弁１４蒸気タービン１５高圧タ
ービン加減弁１６中低圧タービン加減弁１７発電機１８復水器１９復水ポ
ンプ２０非常用給水ポンプ２１ボイラ
給水ポンプ３０緊急停止時制御装置３１温水タ
ンク出口流量３２蒸気圧力３３ボイラ
流量・圧力制御器３４再熱蒸気大気放出弁開度要求３５主蒸気
大気放出弁開度要求３６温水タンク均圧ライン流量調節弁開度要求３７温水タンク出口弁開度要求３８主蒸気
バイパス弁３９タービンバイパス弁４０スプレ
イ４２変化率計算部４３目標値
設定器４４ゲイン設定器４５コント
ローラ４６注水流量４７注水温
度４８過熱器蒸気流量４９再熱器
蒸気流量５０蒸気温度予測部５１過熱器
出口蒸気温度予測値５２再熱器出口蒸気温度予測値５３設定値
修正部５４減圧率目標値修正量５５ゲイン
修正量６０蒸気流量目標値設定部６１過熱器
蒸気流量目標値６２再熱器蒸気流量目標値６３目標値
設定器６４コントローラ６５目標値
設定器６６コントローラ６７バイパ
ス管６８流量検出器６９蒸気圧
力検出器７０温水タンク出口流量目標値設定部７１温水タ
ンク出口流量目標値７２目標値設定器７３コント
ローラ７４ＲＨクーリングライン７５スプレ
イ給水弁７６温水タンク出口配管７７再循環
配管７８給水管７９非常用
温水タンク均圧ライン８０緊急停止時制御装置８１主蒸気
バイパス弁開度要求８２タービンバイパス弁開度要求８３ボイラ
流量・圧力制御器９４主蒸気管９５再熱蒸
気管９６タービンバイパス管９７高圧蒸
気排気管９８主蒸気バイパス管９９スプレ
イ給水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大木勝弥広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過熱器および再熱器の蒸気流量を調節す
ることの可能な弁を備えてなる加圧流動層ボイラの緊急
停止時に層内伝熱管の冷却を確保するように動作する緊
急停止時制御装置において、ボイラ蒸気圧力とその変化
率目標値とを取り込み、該ボイラ蒸気圧力の変化率と該
圧力変化率目標値との偏差の絶対値が減少するように、
前記過熱器および再熱器の蒸気流量を調節することの可
能な弁の開度を制御する開度要求信号を出力する制御器
を有することを特徴とする加圧流動層ボイラの緊急停止
時制御装置。
【請求項２】制御器が、ボイラ蒸気圧力とボイラ注水
流量とボイラ注水温度と過熱器蒸気流量および再熱器蒸
気流量を取り込み、蒸気温度予測モデルを用いて過熱器
出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を予測し、そ
れぞれの予測値が制限値を超えないように該圧力変化率
目標値を修正する手段を併せ備えていることを特徴とす
る請求項１記載の加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装
置。
【請求項３】過熱器および再熱器の蒸気流量を調節す
ることの可能な弁を備えてなる加圧流動層ボイラの緊急
停止時に層内伝熱管の冷却を確保するように動作する緊
急停止時制御装置において、ボイラ蒸気圧力とボイラ注
水流量とボイラ注水温度と過熱器蒸気流量および再熱器
蒸気流量を取り込み、蒸気温度予測モデルを用いて過熱
器出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を予測し、
該予測値が制限値を超えないように過熱器蒸気流量およ
び再熱器蒸気流量の目標値を設定し、該過熱器蒸気流量
とその目標値との偏差および該再熱器蒸気流量とその目
標値との偏差の絶対値がそれぞれ減少するように、前記
過熱器および再熱器の蒸気流量を調節することの可能な
弁の開度を制御する開度要求信号を出力する制御器を有
することを特徴とする加圧流動層ボイラの緊急停止時制
御装置。
【請求項４】過熱器および再熱器の蒸気流量を調節す
ることの可能な弁が、過熱器および再熱器の出口にそれ
ぞれ設けられた主蒸気大気放出弁及び再熱蒸気大気放出
弁であることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいず
れかに記載の加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装置。
【請求項５】過熱器および再熱器の蒸気流量を調節す
ることの可能な弁が、再熱器出口を復水器に連通するバ
イパス管に介装されたバイパス弁もしくは過熱器出口を
再熱器入り口に連通するバイパス弁であることを特徴と
する請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の加圧流動
層ボイラの緊急停止時制御装置。
【請求項６】流動層内に配置され給水管により給水さ
れる蒸発器と、該蒸発器に接続して設けられた汽水分離
器と、該汽水分離器に接続して流動層内に設けられた過
熱器と、同じく流動層内に設けられた再熱器と、前記給
水管に開度調整可能な温水タンク出口弁を介して接続さ
れた非常用温水タンクを備えてなり、該非常用温水タン
クの気相部が流量調節弁を介して汽水分離器出口に接続
されている加圧流動層ボイラの緊急停止時に層内伝熱管
の冷却を確保するように動作する緊急停止時制御装置に
おいて、非常用温水タンク出口流量とボイラ蒸気圧力と
ボイラ注水温度と過熱器蒸気流量および再熱器蒸気流量
を取り込み、蒸気温度予測モデルを用いて過熱器出口蒸
気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を予測し、該予測値
が制限値を超えないように非常用温水タンク出口流量の
目標値を設定し、該非常用温水タンク出口流量とその目
標値との偏差の絶対値が減少するように、温水タンク出
口弁の開度要求信号および前記流量調節弁の開度要求信
号を出力する制御器を有することを特徴とする加圧流動
層ボイラの緊急停止時制御装置。
【請求項７】過熱器出口に設けられ開度要求信号によ
り開度が調節される主蒸気大気放出弁および再熱器出口
に設けられ同じく開度要求信号により開度が調節される
再熱蒸気大気放出弁を備えてなる加圧流動層ボイラの緊
急停止時に層内伝熱管の冷却を確保するように動作する
緊急停止時制御装置において、ボイラ蒸気圧力を取り込
んでその変化率を算出、出力する変化率計算部と、ボイ
ラ蒸気圧力変化率目標値を出力する目標値設定器と、前
記ボイラ蒸気圧力変化率と前記ボイラ蒸気圧力変化率目
標値との偏差を算出する減算器と、前記主蒸気大気放出
弁および再熱蒸気大気放出弁の開度の比率を出力するゲ
イン設定器と、該ゲイン設定器の出力及び前記偏差を入
力として該偏差の絶対値が減少するように前記主蒸気大
気放出弁および再熱蒸気大気放出弁それぞれの必要開度
を算出し、前記主蒸気大気放出弁および再熱蒸気大気放
出弁それぞれに対する開度要求信号を出力するコントロ
ーラと、を含んでなるボイラ流量・圧力制御器を有する
ことを特徴とする加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装
置。
【請求項８】ボイラへの注水流量とボイラへの注水の
温度と過熱器蒸気流量と再熱器蒸気流量とボイラ蒸気圧
力とを入力とし蒸気温度予測モデルを用いて過熱器出口
蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を予測し出力する
蒸気温度予測部と、該蒸気温度予測部の出力を入力とし
て層内伝熱管の冷却を確保できるようなボイラ蒸気圧力
変化率目標値修正量を出力する設定値修正部とを有し、
目標値設定部及びゲイン設定部は前記設定値修正部の出
力に基づいてボイラ蒸気圧力変化率目標値及び主蒸気大
気放出弁および再熱蒸気大気放出弁の開度の比率を修正
出力するものであることを特徴とする請求項７に記載の
加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装置。
【請求項９】過熱器出口に設けられ開度要求信号によ
り開度が調節される主蒸気大気放出弁および再熱器出口
に設けられ同じく開度要求信号により開度が調節される
再熱蒸気大気放出弁を備えてなる加圧流動層ボイラの緊
急停止時に層内伝熱管の冷却を確保するように動作する
緊急停止時制御装置において、ボイラへの注水流量とボ
イラへの注水の温度と過熱器蒸気流量と再熱器蒸気流量
とボイラ蒸気圧力とを入力とし蒸気温度予測モデルを用
いて過熱器出口蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を
予測し出力する蒸気温度予測部と、該蒸気温度予測部の
出力を入力として層内伝熱管の冷却を確保できるような
蒸気流量目標値を過熱器、再熱器それぞれについて算出
出力する蒸気流量目標値設定部と、該蒸気流量目標値設
定部の出力と測定された蒸気流量の偏差を過熱器、再熱
器それぞれについて算出出力する減算器と、該減算器が
出力する偏差の絶対値が減少するように前記主蒸気大気
放出弁および再熱蒸気大気放出弁それぞれの必要開度を
算出し、前記主蒸気大気放出弁および再熱蒸気大気放出
弁それぞれに対する開度要求信号を出力するコントロー
ラと、を含んでなるボイラ流量・圧力制御器を有するこ
とを特徴とする加圧流動層ボイラの緊急停止時制御装
置。
【請求項１０】流動層内に配置され給水管により給水
される蒸発器と、該蒸発器に接続して設けられた汽水分
離器と、該汽水分離器に接続して流動層内に設けられた
過熱器と、同じく流動層内に設けられた再熱器と、前記
給水管に開度要求信号による開度調整可能な温水タンク
出口弁を介して接続された非常用温水タンクを備えてな
り、該非常用温水タンクの気相部が開度要求信号による
開度調整可能な流量調節弁を介して汽水分離器出口に接
続されている加圧流動層ボイラの緊急停止時に層内伝熱
管の冷却を確保するように動作する緊急停止時制御装置
において、非常用温水タンク出口流量とボイラ蒸気圧力
とボイラ注水温度と過熱器蒸気流量および再熱器蒸気流
量を取り込み、蒸気温度予測モデルを用いて過熱器出口
蒸気温度と再熱器出口蒸気温度の変化を予測し出力する
蒸気温度予測部と、該予測値が制限値を超えないように
非常用温水タンク出口流量の目標値を設定し出力する温
水タンク出口流量目標値設定部と、該非常用温水タンク
出口流量目標値とその測定された非常用温水タンク出口
流量との偏差を演算出力する減算器と、該偏差の絶対値
が減少するように温水タンク出口弁の開度および前記流
量調節弁の開度を調整する温水タンク出口弁の開度要求
信号および前記流量調節弁の開度要求信号を演算出力す
るコントローラとをを含んでなるボイラ流量・圧力制御
器を有することを特徴とする加圧流動層ボイラの緊急停
止時制御装置。