JPS61180812A - 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、発電所の給水ポンプ制御システムに係シ、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
電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
システムには、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
信号により変え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、このシステムでは、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二系統の蒸気を給水ポン
プタービンに供給すると共に、これらの二系統に配設さ
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、この二りのエネルギ量の異
な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一つず
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５９−２
９７０４号公報。） ところで、発電所で、送電線系統などに事故が生じた場
合には、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、ｐａｓｔ　Ｃｕｔ　１３ａｃｋ
　（以下ＦＣＢと称する）運転が行なわれている。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
、燃料、空気などのボイラ入力をボイラ最低負荷まで急
速に絞シ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、主蒸気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
主蒸気供給系からの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
得ることができない。

しかし、前述のシステムでは、制御部で演算された蒸気
圧制御信号をたとえ二種の演算器をもっていたとしても
比例積分演算器を通して、一つの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がシ、かつ、本体加減弁
が抽気供給系用低圧加減弁から主蒸気供給系用高圧加減
弁へ切換わるまでの遅れ時間があシ、給水流量が要求値
に即応することは困難であった。

第２図に、従来のシステム構成図を示す。

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変える蒸気圧調整部２を
備え、給水ポンプｌＯ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をもち、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、二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、二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４Ｂ、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変えられ
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３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Ｉとなシ、その
ときの蒸気量が特性人に従って変化する。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３％〜１００％の範囲で高圧加
減弁４８の開度が、０％〜１００％となシ、蒸気量が特
性Ｂに従って変化する。そして、油圧サーボレベルが１
００％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。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、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〕

本発明は、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
御信号により変え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で、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量の不足を、即
時に、主蒸気系統に切替えることによりおぎない、又、
そのための、二種の本体加減弁構造と、この加減弁を別
々に制御する二種の蒸気圧調整部をもち、安定した蒸気
を給水ポンプタービンに供給するようにしたことを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。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から構成されていた蒸気
圧調整部２を、低圧加減弁４６専用と高圧加減弁４８専
用の二種の構成とし、各々に関数発生器を設けた。即ち
、蒸気圧調整部２は低圧加減弁４６の制御用としてＬＰ
関数発生器５５、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で構
成される部分と、高圧加減弁４８の制御用として、ＨＰ
関数発生器５６、増幅器６８、電気−油圧変換器７０、
油圧サーボ７２、リンク機構７４、高圧加減弁４８から
構成される部分とから構成される。当然、加減弁は、従
来、機械リンク機構により低圧加減弁４６が全開してか
ら高圧加減弁４８へ切換る構造であったものが、電気信
号により各々の加減弁制御を行なうことになる。又、こ
れらの他に高圧加減弁４８の開き始め位置を通常位置か
ら、ＦＣ几運転用位置に再セットするための加減弁切替
位置演算器６４、及び、抽気供給系５０の低圧蒸気圧力
検出のための低圧蒸気圧力検出器６０を追加する。

又、ＬＰ関数発生器５６、ＨＰ関数発生器５６は、比例
積分演算器３４からの蒸気圧制御信号を、低圧加減弁４
６専用と、高圧加減弁４８制御専用の信号とするための
機能をもち、特に、後者は加減弁切替位置を変えること
が出来るようになっている。

さて、第３図の特性Ｅで示されるように、Ｆｅ２時には
抽気供給系５０の低圧蒸気量が低下する。

そのため、高圧加減弁４８を油圧サーボレベルａ％の通
常位置より、弁が早めに開くｂ％位置にセットし、抽気
供給系５０％の低圧蒸気（抽気）の蒸気量の不足分を、
主蒸気供給系５２の高圧蒸気（主蒸気）によりおぎなう
ことにする。つまり、この特性を１（Ｐ関数発生器５６
に持たせる。

加減弁の切替については、加減弁切替位置演算器６４で
演算した信号をＨＰ関数発生器５６に入力し、定格Ｎ位
置と再設定位置りを変えるようにする。加減弁切替位置
の設定は、抽気供給系５０に付けた低圧蒸気圧力検出器
６０で検出されたＦＯＲ直前の低圧蒸気圧力を加減弁切
替位置演算器６４に入力することにより、発電所運転状
態に合わせて設定される。

そして、第４図に示す様に、通常の運転時には、ＨＰ関
数発生器５６の加減弁切替位置は、通常定格位置Ｎにセ
ットしておく。一度ＰＣＢ信号７１が加減弁切替位置演
算器６４に入力されると、加減弁切替位置演算器６４は
ＨＰ関数発生器５６に対し、加減弁切替位置をＮからＬ
に変える信号を出力する。

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、ＨＰ関数発生器５６の加減弁
切替位置はＬから定格Ｎ位置まで徐々にもどす信号を出
力する。

このことによ、０、ＰＣＢ運転に移行しても減少する低
圧蒸気（抽気）量に代わり、早く切替えられた高圧加減
弁４８からの高圧蒸気（主蒸気）が給水ポンプタービン
に流入することになる。

本実施例によれば、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
保することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発電所の発電出力が急落して給水流量
の要求値が急変したときでも、高圧加減弁の開き始め位
置を変えることにより、直ちに、給水ポンプタービンに
は高圧の蒸気が供給されるので、給水流量の要求値に即
応した制御が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は従来のシ
ステム構成図、第３図は油圧サーボレベルと蒸気量との
関係図、第４図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は本発明の
詳細な説明するためのタイムチャートである。 ５５・・・ＬＰ関数発生器、５６・・・ＨＰ関数発生器
、６０・・・低圧蒸気圧力検出器、６４・・・加減弁切
替位置演算器、６８・・・増幅器、７０・・・電気−油
圧変換千３図 来ム図 手続補正書（方式） 昭和５へ　６．、　２．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、この検出値と前記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前記給水ポンプタービンの回
   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
   、前記給水ポンプタービンに供給される蒸気の圧力を、
   前記蒸気圧制御信号により変える蒸気圧調整部とを備え
   、前記給水ポンプの作動に応じた流量の水を前記蒸気発
   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、 前記発電所の発電出力急落時の、前記給水ポンプタービ
   ンへの供給抽気量の不足を、即時に、主蒸気系統に切替
   えることによりおぎない、又、そのための、二種の本体
   加減弁構造と、この加減弁を別々に制御する二種の蒸気
   圧調整部を設けたことを特徴とする発電所の給水ポンプ
   制御システム。