JPS6086307A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば、発電所の蒸気発生装置であるボイラ
あるいは原子炉等へ給水する給水システムＣ二おいて、
特に比較的低流量域で、経済運転を行ない得るようにし
た給水制御装置Ｉ：関する。

〔発明の技術的背景〕

例えば火力、原子力発電所においては、ボイラあるいは
原子炉等の主タービン発電機を駆動するための蒸気発生
装置に対して、この蒸気のもととなる水をボイラあるい
は原子炉へ供給するために、給水システムを設けている
。この給水システムはポンプ本体とこのポンプ本体を駆
動するためのモータあるいは給水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。

第１図は、従来のかかる給水システムの一例をブロック
的に示したものである。図において、ｌは給水ポンプ駆
動用タービンの速度制御をするための蒸気加減弁、２は
給水ポンプ駆動用タービン。

３は回転速度検出器、４は駆動用タービン２に連結した
給水ポンプで、回転速度に応じて吐出量ぶよび吐出圧が
決まる。また、５は逆止弁でありポンプ吐出圧が給水圧
力より低い時に、給水がボイラまたは原子炉側からポン
プ側へ逆流するのを防止するためのものである。６１は
第１の給水調節弁であり、後述する給水調節弁制御部１
５により開度制御される。この第１の給水調節弁６１は
、低流量域の制御に使用されるために通過容量は、定格
容量に比し、小さい。

そして、６２は全開又は、全閉にて制御される第２の給
水調速弁である。この第１．＠２の給水調節弁６１　、
６２は、機械的または電気的インタロックにより相互関
連をもって動作し、第１の給水調節弁６１が全開の時は
第２の給水調節弁は全開、第１の給水調節弁が全開未満
の時は、第２の給水調節弁６２は全閉となるように開閉
制御している。

一方、７は再循環弁で、逆上弁５、第１．第２の給水調
節弁６１　、６２を通過する給水量が少ない時に、給水
ポンプ４自身の安定または、安全運転Ｉ：必要な最低吸
込量を確保するための弁であり、給水が極端に少ない時
は、この再循環弁７を開いて再循環系へ吸込量と給水の
差分な流すためのものである。さらに８は給水量検出器
、９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、１０は加算器９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。

さらにまた、１１は後述する制限器１３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、１２はポンプ速度制御部、１
３は演算部１０より与えられる目標速度指令信号を安全
運転領域内（二制限して、給水ポンプ駆動タービン２０
回転速度指令信号として出力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１６を維持する
入出力特性を持たせである。

１４は加算器であり、演算部１０より与えられる目標速
度指令信号と制限器１３からの下限制限値１６とを比較
すると共に、第１の給水調整弁６１の任意の開度である
６５％開度に相当するバイアス信号を加算する。才た１
５は、加算器１４の出力により第１゜第２の給水調節弁
６１　、６２の開度な制御するための給水調節弁制御部
である。

以下、かかる給水制御装置の動作Ｉ：ついて説明する。

まず、目標速度指令信号が高く制限器１３の下限制限値
１６との偏差が３５％開度相当以上の場合は、加算器１
４でこれに６５チ開度相当のバイアス信号が加算される
ため、加算器１４の出力は、１００％開度相当以上の信
号となるため給水調節弁制御部１５は、第１の給水調節
弁６１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２の給水調節弁６２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９の出力は正となり、
演算部１０は、目標速度指令信号を増加する。すると。

制限器１３の出力である回転速度指令が増加して。

加算器１１の出力は正となり、ポンプ速度制御部１２を
介して加減弁ｌを開方向Ｉ：制御する。

したがって、タービン２及び給水ポンプ４０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１１の出力が零と
なるまで、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８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（二制御される。従って通常
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（＝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１３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１４の出力は６５　’１６開度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１５１：より演算増幅されて第１の給水調節弁６
１を閉方向に操作すると共Ｉ：、これにインタロックさ
れた第２の給水調節弁６２を全閉する。この際、第１の
給水調節弁６１の容量を。

この制限速度における給水ポンプ４の給水流量以上（：
選定しておけば、第２の給水調節弁６２の開閉１：よる
給水流量の変動は皆無に近く、この第２の給水調節弁６
２閉以後の給水量は、第１の給水調節弁６１により制御
されることになる。そして、第１の給水調節弁６１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１３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２０回転速度は一定に保持され、給水量は
、加算器９、演算部１０、加算器１４、給水調節弁制御
部１５、第１の給水調節弁６１．給水量検出器８および
加算器９からなる閉ループの給水調節弁制御だけの制御
！＝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Ｉ：復帰すると、回転速度指令信号と等しくな
り、第２の給水調節弁は、６５％相当の開度となり、以
後は後述の給水調節弁制御と給水ポンプ速度制御の併用
へと移行することになる。

次に目標速度指令信号が、第１の給水調節弁６１の開度
で６５％から１００％相当の範囲６二ある場合について
説明する。実給水量が目標給水量よりも少ない時は、加
算器９の出力が正となり演算部１０は、目標速度指令信
号を増加する。また、制限器１３の出力である回転速度
指令信号も増加して、加算器１１の出力は正となり、ポ
ンプ速度制御部１２を介して加減弁１が開方向１：制御
される。したがって、タービン２および給水ポンプ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。そして、この回転速度検出器３の出力の上昇は、加
算器１１の出力が零となる迄続く。また上記演算部１０
の目標速度指令の増加は、同時に加算器１４の出力も増
加させ、給水調節弁制御部１５を介して第１の給水調節
弁６１が開方向に制御される。この時、目標速度指令信
号は、制限器１３の下限制限信号１６よりも大きいため
、加算器１４の出力は、設定された任意のバイアス信号
にこの差を加えた値となる。

そして給水ポンプ４の回転速度が上昇し％第１の給水調
節弁６１の開度が増加する。この両者の効果によりポン
プ給水量が増加して給水量検出器８の出力、すなわち実
給水量が目標給水量に等しくなるよう制御される。一方
実給水量が目標給水量よりも多い時は、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こととなる
。

以上の場合、加算器１４に付加されるバイアス信号は、
第１の給水調節弁６１の流量特性が、システムに悪影響
を及ぼさない範囲で最も全開に近い開度、例えば、６５
チ開度を選択すれば、目標給水流量が変化して、第１の
給水調節弁６１の開度がバイアス開度以上、さらに１０
０　％開度の場合にも、連続的で安定した切替が行なわ
れる。即ち制御モードの移行に際して何ら不連続な制御
系制御定数等の切替を含まないので、切替は極めて円滑
（二行なわれる。

〔背景技術の問題点〕

熱学らかかる従来の給水制御装置には１次のような欠点
がある。目標速度指令信号が第１の給水調節弁６１の開
度でバイアス値相当（６５％　）から１００−相当の範
囲内にある場合を考えよう。任意のバイアス値６５９＆
は通常は第１の調節弁６１の開度がそれ以上Ｉ：なると
給水量の変化が少くなる点を選ぶ。

このように設定されたバイアス値を採用するとポンプ回
転数制御と給水調節弁制御の併用領域では。

回転数制御の方がより効果的で、調節弁制御の効果は少
ない。従って第１の給水調節弁６１Ｆｉ、６５％から１
００饅のどの位置にあっても、さして影響はない。一方
、給水ポンプ４の駆動力は、給水ポンプ４の一般的特性
、および第１の給水調節弁６１の一般的特性から給水流
量が一定であれば、第１の給水調節弁６１の開度が大き
い方が給水ポンプ４の回転数が小さくてすむため、その
駆動力も小さくてすむ。すなわち第１の給水ｗ４節弁６
１の開度の大きい方が、給水ポンプ４の駆動ロスが小さ
い。従って、目標速度指令信号が第１の給水調節弁６１
の開度で６５％から１００％の間では、給水ポンプ２０
回転数も最低設定回転数より高くなるため、給水ポンプ
２の除去可能な駆動ロスが存在するとと≦：なる。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は、給水調節弁制御と給水ポンプ回転数制御を併
用する領域で、給水ポンプ４の動力ロスの少ガい給水制
御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明では、第１の給水調節
弁６１の開度がバイアス相当開度以上で、ゲインを高く
して、給水ポンプ４の動力ロスを少くするととを特徴と
する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について、図面を参照して説明
する。第３図は、本発明Ｃ二よる給水制御装置の構成例
をブロック的に示したもので、第１図と同一部分には、
同一符号を付して示す。第３図に於いて、第１図と異な
る点は、加算器１４への一つの入力である目標速度指令
信号が区数発生器１７により変換されて調整弁開度指令
となっていることと、加算器１４への他の一つの入力で
ある制限器】３の下限制限値１６がないことである。尚
関数発生器１７は、目標速度指令信号が下限制限値より
大きい時は、ゲインが高く又下限制限値より小さい時は
、ゲインが低い事を特徴とする。かかる構成の給水制御
装置とすれば給水調節弁制御と給水ポンプ回転数制御を
併用する領域で、従来のものと比較すると次のように彦
る。同一給水流量であれば回転数は、本発明の方が低く
、第１の給水調節弁６１の開度は、本発明の方が大きく
なる。したがって、給水ポンプ４の動力ロスが小さい給
水制御　・装置を提供できる。

第４図１ｌ−ｔ１本発明をアナログ回路で実現した場合
の他の実施例である。第１図と異なる点は、制限器１３
の出力である回転速度指令信号と下限値１６の差をとる
加算器１８、加算器１８の出力に正の値Ｋを乗する比例
ブロック加、比例ブロック加の出力と、加算器１４の出
力とを加え合わせる加算器１９が追加されており、加算
器１９の出力は、給水調節弁制御部１５に入力される点
である。このような構成であっても目標回転数指令信号
が下限制限値を超えるとゲインが（Ｋ＋１）倍と彦るた
め、第３図と同様の効果が得られる。

又、第５図は、別の実施例である。第３図と異なる点は
区数発生器Ｊ７の画数が入力が正の時はゲインが高く、
入力が負の時は、ゲインが低くなっている事と、区数発
生器１７の入力が後述の加算器２１の出力となっている
事と、目標速度指令信号と制限器１３の下限制限値１６
との差をとる加算器２１が追加されていることである。

このような構成であっても、第３図のものと同様の効果
が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、低流ｉ域において
も給水指令に追従し然も、給水ポンプ４の駆動ロスが少
なく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１図は、従来の給水システムの一例を示すブロック図
、第２図は、制限器の特性を示す特性図、である。 ４・・・給水ポンプ、　１０・・・演算部、１２・・・
ポンプ速度制御部、１３・・・制限器、１５・・・給水
調節弁制御部。 １６・・・制限器下限制限値信号。 ６１．６２・・・給水調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の安全運転領域内の回転速度で運転すべき給水ポン
   プＣ：より蒸気発生装置へ給水する給水システムにおい
   て、所要給水量に対応した運転速度指令信号を出力する
   演算部と、この演算部からの運転速度指令信号を所定の
   安全運転領域内に制限する制限器と、この制限器の出力
   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、前記運転速度指令信号に応じて、前記給水ポ
   ンプの吐出側に設けた給水調節弁の開度な制御する給水
   調節弁の開度な制御する給水調節弁制御部とを具備し、
   前記運転指令信号が前記制＠器の制限値より大きいとき
   は、前記調節弁の開度変化を大きくし、前記調節弁が全
   開時の前記給水ポンプの回転数を低くすることを特徴と
   する給水制御装置。