JPS61108811A - 発電所の給水ポンプ制御システム - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はＲ電断の給水ポンプ制御システムに係り特に、
発電機を駆動する主蒸気タービンの駆動源となる蒸気を
発生する蒸気発生装置に給水する給水ポンプを発電所の
運転状態に応じて効率良く制御するのに好適な発電所の
給水ポンプ制御システムに関する。

〔発明の背景〕

火力発電設備におけるボイラ給水、あるいは原子力発ｆ
ｆｌ設備における原子炉給水ポンプは、発電機を駆動す
る主蒸気タービンの駆動源となる蒸気が供給され、この
蒸気圧に応じて作動する給水ポンプタービンによって駆
動されることが多い。この給水ポンプタービンを用いて
給水ポンプを作動するシステムとしては、例えば、給水
ポンプタービンの回転速度を検出し、この検出値と蒸気
発生装置に対する給水流量の要求値に対応づけられた給
水ポンプタービン回転速度についての設定値とを比較し
てその偏差を求め、この偏差を抑制する蒸気圧制御信号
を出力する制御部と、給水ポンプタービンに供給される
蒸気の圧力を、蒸気圧制御信号により可変する蒸気圧調
整部と、を備え、給水ポンプの作動に応じた流量の水を
蒸気発生装置に給水するように構成されたものが提案さ
れている。このシステムは、給水ポンプタービンの回転
速度を設定値に維持することにより所望の給水流量を得
ることが出来る。

又、このシステムにおいては、給水ポンプタービンが蒸
気圧に応じて給水ポンプを作動するように構成されてい
るので、抽気供給系と主蒸気供給系の２系統の蒸気を給
水ポンプタービンに供給すると共に、これらの２系統に
配設された加減弁の開度を、給水流量の要求値に応じて
調整して給水ポンプタービンの回転速度を設定値に維持
するように構成されている。従来、この２つのエネルギ
ー量の異る蒸気系統に配設された加減弁の制御法として
、比例積分演算器を抽気供給系と主蒸気供給系用の各々
１つずつ持ち、給水ポンプタービンの速度と、給水流量
の要求値に対応づけられた速度設定値との偏差信号を各
々の比例積分演算器に入力し、その演算結果の信号を切
替えて使用することにより蒸気条件にかかわらず給水ポ
ンプを安定に制御する方法が知られている。（特開昭５
９−２９７０４号）。

ところで、発電所においては、送電線系統などに事故が
生じた場合には１発電ユニットを系統から切り離し、瞬
時に発電出力を通常運転時の数％に相当する所内用補機
電力まで低下させるいわゆるＦａｓｔ　Ｃｕｔ　Ｂａｃ
ｋ　　（以下ＰＣＢと称する）運転が行なわれている０
発電所の運転がＰＣＢ運転に移行すると、主蒸気タービ
ンも短時間無負荷運転状態となるので、ボイラに対する
給水９ｍ料、空気などのボイラ入力をボイラ最低負荷ま
で急速に絞り込んだ設定を行ない、ユニットを所内単独
負荷運転に移行させることが行なわれる。このＰＣＢ運
転に移行すると、主蒸圧タービンを駆動する駆動源とな
る蒸気の圧力も急激に低下する。そのため、通常抽気を
駆動源としている給水ポンプタービンは、ＰＣＢ運転時
には、主蒸気を駆動源とする必要がある。即ち、給水ポ
ンプタービンは通常低圧の抽気によって駆動することが
できるが、ＰＣＢ運転時には、高圧蒸気が供給される主
蒸気供給系から蒸気によって駆動しなければ、給水ポン
プタービンの回転速度が低下し、所望の給水流量を得る
ことができる。

しかし、前記システムにおいては、制御部で演算された
蒸気圧制御信号を例え２種の演算器を有していたとして
も比例積分演算器を通して蒸気圧調整部に供給し、給水
ポンプタービンに供給される蒸気の圧力を調整するよう
に構成されていたので、発電所の運転がＰＣＢ運転に移
行したとき、このＰＣＢ運転に対応した蒸気圧制御信号
を演算するのに時間がかかり、かつ、本体加減弁が抽気
系から主蒸気系へ切換えるまでの遅れ時間と、蒸気エネ
ルギー特性の異る２種の加減弁制御による蒸気変動が発
生し、給水流量が要求値に即応することが困難であった
。

〔発明の目的〕

本発明は、前記課題に鑑みて為されたものであり、その
目的は、給水流量の要求値に即応した給水流量の制御が
行なえる発電所の給水ポンプ制御システムを提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために、本発明は１発電機を駆動す
る主蒸気タービンの駆動源となる蒸気が蒸気発生装置か
ら供給され、この蒸気圧に応じて給水ポンプを作動する
給水ポンプタービンの回転速度を検出し、この検出値と
蒸気発生装置に対する。給水流量の要求値に対応づけら
れた給水ポンプタービン回転速度についての設定値とを
比較してその偏差を求め、この偏差を抑制する蒸気圧制
御信号を出力する制御部と、給水ポンプタービンに供給
される蒸気の圧力を、蒸気圧制御信号により可変する蒸
気圧調整部とを備え、給水ポンプの作動に応じた流量の
水を蒸気発生装置に給水する発電所の給水ポンプ制御シ
ステムにおいて、発電所の発電出力急落時の、給水ポン
プタービンへの供給抽気の不足を抽気と圧力差のない主
蒸気圧に連続的に切替え、又その為に、主蒸気圧減圧の
減圧弁等の本体系統と、主蒸気圧力を減圧制御する為の
高圧蒸気制御演算器を追加することにより、安定した蒸
気を給水ポンプタービンに供給し、制御加減弁も抽気用
１つに削減し、１弁制御にするようにしたことを特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第３図には、本発明を説明する為の従来のシステム構成
図が示されている。又、本実施例における発明の詳細図
として第３図のＡＡ部を第２図に示す。

本実施例における従来システムは、第３図に示されるよ
うに、蒸気発生装置（図示省略）から供給される蒸気圧
に応じて給水ポンプ１０を作動する給水ポンプタービン
１２の回転速度を検出し、この検出値と蒸気発生装置に
対する給水流量の要求値に対応づけられた給水ポンプタ
ービン回転速度についての設定値とを比較してその偏差
を求め、この偏差を抑制する蒸気圧制御信号を出力する
制御部１と、給水ポンプタービン１２に供給される蒸気
の圧力を、蒸気圧制御信号により可変する蒸気圧調整部
２を備え、給水ポンプ１０の作動に応じた流量の水を蒸
気発生装置に給水することができる。

即ち、制御部１は、速度検出器１８．２０を有し、給水
ポンプ１０、給水ポンプタービン１２の駆動軸に連結さ
れた歯車２２の回転数を、速度検出器１８．２０で検出
し、この検出値を給水ポンプタービン１２の回転速度信
号として検出するように構成されている。速度検出器１
８．２０による検出信号はそれぞれ速度信号変換器２４
．２６を介して真値選択器２８に供給される。真値選択
器２８は、２つの回転速度信号のうち真値とされる値を
選択する。即ち、２信号の差が許容値以内であれば高値
を真値とし、差が許容値以上であれば変化率の小さい方
を真値とする処理を行ない、真値を偏差演算器３０、給
水制御装置３２に供給する。

給水制御装置３２は、真値選択器２８からの信号を、蒸
気発生装置に対する給水流量の要求値に対応づけられた
給水ポンプタービン回転速度についての設定値に変換し
、この信号を偏差演算器３０に供給する。偏差演算器３
０は、真値選択器２８と給水制御装置３２からの出力信
号とを比較してその偏差を求め、比例積分演算器３４に
供給する。比例積分演算器３４は、偏差演算器３０から
の偏差を抑制する演算を行ない、この演算値に従った蒸
気圧制御信号を蒸気圧調整部２に供給する。

蒸気圧調整部２は、増幅器３８、電気−油圧変換器４０
．油圧サーボ４２．リンク機構４４．低圧加減弁４６．
高圧加減弁４８から構成されている。蒸気圧制御信号が
増幅器３８に供給されると、この信号は、増幅器３８で
増幅されたあと電気−油圧変換器４０に供給され油圧サ
ーボレベルに変換される。そして、油圧サーボ４２が、
油圧サーボレベルに従ってリンク機構４４を作動するこ
とにより低圧加減弁４６．高圧加減弁４８の開度が制御
され、抽気供給系５０、主蒸気供給系５２から給水ポン
プタービン１２に供給される蒸気の圧力が可変される。

高圧加減弁４８は、低圧加減弁４６の弁が全開となった
あと開くように構成されているので、給水ポンプタービ
ン１２に供°給される蒸気量は、油圧サーボレベルに応
じて第４図に示されるような関係となる。

即ち、油圧サーボレベルがＯ％〜ａ％の範囲では低圧加
減弁４６の開度が０％〜１００％の開度となり、そのと
きの蒸気量が特性Ａに従って変化する。又、油圧サーボ
レベルがａ％を越えると高圧加減弁４８の弁が開き始め
、油圧サーボレベルが８％〜１００％の範囲で高圧加減
弁４８の開度が、０％〜１００％となり、蒸気量が特性
已に従って変化する。そして、油圧サーボレベルが１０
０％のときには、蒸気量Ｃ十蒸気量りの蒸気量が給水ポ
ンプタービン１２に供給される。

ここまでが従来のシステムとなるが、ここで。

本発明は、発電所の運転がＰＣＢ運転に移行した時の給
水流量の要求値に即応した制御が行なえ。

又、制御加減弁を１弁とすることを特徴とすることから
、第３図のＡＡ部を第２図の本発明ケ所の詳細図に置き
換え第２図を用い以後本発明の実施例を示す。

第２図より、給水ポンプタービン１２への蒸気量を制御
する加減弁は、低圧加減弁４６のみとし油圧サーボ４２
は、リンク機構４４を作動させ低圧加減弁４６のみの開
度を制御する。ここで第２図の特性Ｅで示されるように
ＦＣＢ時には抽気供給系５０の低圧蒸気量が低下する。

この抽気供給−系５０の低圧蒸気（抽気）の蒸気量の不
足分は、主蒸気供給系５２の高圧蒸気（主蒸気）を減圧
弁である高圧蒸気調節弁６８で減圧し、高圧蒸気元弁６
７を通し抽気供給系に加圧することによりおぎなう。

高圧蒸気調節弁６８、と託圧鼻気元弁６７の制御は高圧
蒸気制御演算器６４で行なう。

抽気供給系５０の圧力を低圧蒸気圧力検出器６０で検出
し低圧蒸気圧力６３として高圧蒸気制御演算器６４に入
力し、この圧力と高圧蒸気調節弁６８出口にある高圧蒸
気圧力検出器７２で検出した高圧蒸気圧力６６が同じ圧
力になる様に高圧蒸気調節弁制御信号６９により高圧蒸
気調節弁６８を制御する。そして、第１図に示す様に通
常の運転時には、高圧蒸気元弁制御信号６５により高圧
蒸気元弁６７は全閉しておき、主蒸気供給系５２からの
蒸気を流さず、抽気供給系５０からの蒸気のみを給水ポ
ンプタービン１２に供給させる。

またびＰＣＢ信号７０が高圧蒸気制御演算器６４、こ入
力されると高圧蒸気制御演算器６４は、高圧蒸気圧力６
６がＰＣＢ運転直前の低圧蒸気圧力６３に等しくなる様
に高圧蒸気調節弁６８を開度固定し、すかさず、高圧蒸
気元弁６７を全開させる高圧蒸気元弁制御信号６５を出
力する。

また、ＰＣＢ運転が完了すると抽気供給系５０の低圧蒸
気が増加してくるので高圧蒸気元弁６７は徐々に閉め高
圧蒸気調節弁６８は再び、低圧蒸気圧力６３と高圧蒸気
圧力６６が等しくなる様な制御にもどすこととする。

このことにより、ＰＣＢ運転に移行しても減少する低圧
蒸気（抽気）量に代り、減圧された高圧蒸気（主蒸気）
が抽気供給系５０に流入する為。

給水ポンプタービン１２には、流入蒸気が急変すること
な（供給出来る。

又、起動時にも低圧蒸気（抽気）が不足しており、高圧
蒸気制御演算器６４に起動信号７１が入力されると低圧
蒸気が増加するまでの数分間一定の高圧蒸気圧力６６の
蒸気が給水ポンプタービン１２に供給される様に制御す
る機能も有しているこれらのことより、ＰＣＢ運転に移
行しても給水ポンプタービン１２に供給される蒸気の圧
力が急激に低下することはなく、ＰＣＢ運転時に必要と
される給水流量を確保することができ、低圧加減弁１弁
のみの制御可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば発電出力が急落し
て給水流量の要求値が急変した時でも、不足する低圧蒸
気に代り減圧弁で減圧された高圧の蒸気が給水ポンプタ
ービンに連続的に流入されるので、給水流量の要求値に
即応した制御が行なえ、又、給水ポンプタービンの回転
数制御も低圧加減弁１つで行なえるという優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る作用を説明する
ためのタイムチャート、第２図は第３図のＡＡ部を示す
本発明の一実施例の詳細図、第３図は従来のシステム構
成図、第４図は油圧サーボレベルと蒸気量との関係図で
ある。 １０・・・給水ポンプ、１２・・・給水ポンプタービン
、１８・・・速度検出器、２０・・・速度検出器、２４
・・・速度信号変換値、２６・・・速度信号変換器、２
８・・・真値選択器、３０・・・偏差演算器、３２・・
・給水制御装置、３４・・・比例積分演算器、３８・・
・増幅器、４０・・・電気−油圧変換器、４４・・・リ
ンク機構、４６・・・低圧加減弁、４８・・・高圧加減
弁、６７・・・高圧蒸気元弁、６８・・・高圧蒸気調節
弁、６９・・・高圧蒸気調節弁制御信号、７０・・・Ｆ
ＣＢ信号、７１・・・起動信号、７２・・・高圧蒸気圧
力検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発電機を駆動する主蒸気タービンの駆動源となる蒸
   気が蒸気発生装置から供給され、この蒸気圧に応じて給
   水ポンプを作動する給水ポンプタービンの回転速度を検
   出し、この検出値と蒸気発生装置に対する給水流量の要
   求値に対応づけられた給水ポンプタービン回転速度につ
   いての設定値とを比較してその偏差を求め、この偏差を
   抑制する蒸気圧制御信号を出力する制御部と、給水ポン
   プタービンに供給される蒸気の圧力を、蒸気圧制御信号
   により可変する蒸気圧調整部とを備え、給水ポンプの作
   動に応じた流量の水を蒸気発生装置に給水する発電所の
   給水ポンプ制御システムにおいて、発電所の発電出力急
   落時の、給水ポンプタービンへの供給抽気の不足を抽気
   と圧力差のない主蒸気圧に連続的に切替え、又その為に
   、主蒸気圧減圧の減圧弁等の本体系統と主蒸気圧力を減
   圧制御する為の高圧蒸気制御演算器を追加することによ
   り、安定した蒸気を給水ポンプタービンに供給し、制御
   加減弁も抽出用１つに削減したことを特徴とする発電所
   の給水ポンプ制御システム。