JPS6225921B2

JPS6225921B2 -

Info

Publication number: JPS6225921B2
Application number: JP7930481A
Authority: JP
Inventors: Tokunori Matsushima; Shozo Nakamura; Tatsuo Imaizumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1987-06-05
Also published as: JPS57196006A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、火力または原子力発電プラントにお
ける給水加熱器のドレン水位制御方法及び装置に
関する。

一般に、火力または原子力発電プラントにおい
ては、プラントの熱効率を高めるために複数個の
給水加熱器を配し、この給水加熱器をもつて蒸気
発生装置に送られる給水を予熱するようにしてい
る。給水加熱器はその熱源をタービンからの抽気
蒸気としており、この抽気蒸気は給水との熱交換
により凝縮してドレンとなり、高圧給水加熱器側
から脱気器あるいは低圧給水加熱器へ排出されて
いる。この高圧給水加熱器では、ドレン逆流など
によるタービン損傷を防止するためや熱交換率低
下を防止するためなどの理由によつて、ドレン水
位を一定とするような制御が行なわれている。

現在考えられている給水加熱器のドレン水位制
御装置を第１図に示す。この図に示されるよう
に、加熱されるべき給水は、給水配管１内を給水
ポンプ２によつて送られるものであるが、この給
水配管１は上流側から順次第１高圧給水加熱器
３、第２高圧給水加熱器４に接続されている。こ
の第１，第２高圧給水加熱器３，４にはそれぞれ
蒸気タービン（図示せず）から蒸気を抽出するた
めの第１，第２抽気管５，６が接続され、給水と
熱交換するための蒸気を第１，第２高圧給水加熱
器３，４に供給するようにしている。この抽気管
５，６はタービンとの位置関係において、給水下
流側に至るにしたがつて高圧蒸気を抽気するよう
にされているため、第１高圧給水加熱器３よりも
その給水上流側の第２高圧給水加熱器４の方が高
圧となつている。このような高圧給水加熱器３，
４では、抽出蒸気は給水との熱交換によつて凝縮
してドレンとなるため、各給水加熱器３，４には
ドレン配管が設けられている。給水下流側の第２
高圧給水加熱器４には、更にその前段高圧給水加
熱器（図示せず）からのドレン配管７が接続さ
れ、前段高圧給水加熱器のドレンと当該第２高圧
給水加熱器４において発生したドレンとが合流し
て、第１高圧給水加熱器３に排出するための主ド
レン配管８が接続されている。一方、最終段の第
１高圧給水加熱器３には前記主ドレン配管８が接
続されるとともに、この第１高圧給水加熱器３で
発生したドレンと前段の第２高圧給水加熱器４で
発生したドレンとの合流ドレンを排出するための
第１ドレン配管９が接続されている。この第１ド
レン配管９は第１高圧給水加熱器３よりも数10ｍ
高位置に配設された脱気器１０に接続され、脱気
器１０を経てドレンは再度給水用に供されるよう
になつている。

このような系統において、運転が定常の高圧負
荷状態下でなされず、タービン負荷が著しく変動
して低負荷となつた場合には、第１高圧給水加熱
器３から脱気器１０にドレン排出ができなくな
り、この結果、第１，第２高圧給水加熱器３，４
でドレン水位が上昇し、前述したような問題が生
じる。したがつて、斯かる装置にはドレン水位を
制御する手段が講じられている。即ち、第１高圧
給水加熱器３のドレン排出能力が低下した場合に
当該給水加熱器３より低位に位置する低圧給水加
熱器１１にドレンを排出できるように第１ドレン
配管９から分岐する第２ドレン配管１２を設け、
第１，第２ドレン配管９，１２にはそれぞれ第
１，第２水位制御弁１３，１４が配設されてい
る。一方、第２高圧給水加熱器４の主ドレン配管
８には直接脱気器１０に接続される副ドレン配管
１５が分岐され、主，副ドレン配管８，１５には
それぞれ、主水位制御弁１６，副水位制御弁１７
が配設されている。これらの水位制御弁１３，１
４，１６，１７によつて、低負荷時に第１高圧給
水加熱器３の水位上昇が生じた場合、第２高圧給
水加熱器４の排出ドレンを脱気器１０に、また、
第１高圧給水加熱器３の排出ドレンを低圧給水加
熱器１１に流出されるようにして、水位の制御を
行なわせている。具体的には、第１高圧給水加熱
器３の水位制御は、この第１高圧給水加熱器３に
設けられた水位検出器１８の信号と標準水位
（NWL）の偏差信号を出力する第１水位設定器１
９及びこの偏差信号によつて作動される第１水位
調節器２０により第１水位制御弁１３を操作し、
あるいは、水位検出器１８の信号と高位水位
（HNWL）の偏差信号を出力する第２水位設定器
２１及びこの偏差信号によつて作動される第２水
位調節器２２により第２水位制御弁１４を操作す
ることによつて行なわれる。一方、第２高圧給水
加熱器４の水位制御は、この第２高圧給水加熱器
４に設けられた水位検出器２３の信号と標準水位
（NWL）の偏差信号を出力する主水位設定器２４
及びこの偏差信号によつて作動される主水位調節
器２５により主水位制御弁１６を操作し、あるい
は、水位検出器２３の信号と高位水位
（HNWL）の偏差信号を出力する副水位設定器２
６及びこの偏差信号によつて作動される副水位調
節器２７により副水位制御弁１７を操作すること
により行なわれる。

したがつて、タービンの負荷が定格負荷（高負
荷）である場合には、第２高圧給水加熱器４のド
レンG₂は、主ドレン配管８を経て第１高圧給水
加熱器３に至り、更に、合流された第１高圧給水
加熱器３からのドレンG₁は第１ドレン配管９を
経て脱気器１０に至るドレン流路にしたがつて流
出され、各水位は主水位制御弁１６及び第１水位
制御弁１３によつて標準水位（NWL）となるよ
うに制御される。この際、副水位制御弁１７，第
２水位制御弁１４は全閉とされている。

他方、低負荷の場合には、第２図に示されるよ
うに、第１高圧給水加熱器３の内部圧力と脱気器
１０との差圧Ｅがこれらの機器の静水頭Ｆよりも
小さいかまたは略等しくなるため、排出能力が失
なわれる。この場合には、第２高圧給水加熱器４
からの排出ドレンG₂は副ドレン配管１５を経て
直接脱気器１０に流出され、第１高圧給水加熱器
３からの排出ドレンG₁は第２ドレン配管１２を
経て独立に低位の低圧給水加熱器１１に流出され
る。この際の水位は副水位制御弁１７，第２水位
制御弁１４によつて高位水位（HNWL）を維持
するように制御される。この際には他の水位制御
弁１６，１３は全閉とされている。

このようなドレン流路の切り替えは、第２図に
示したように、予め定められた一定の負荷Ｘを境
にして行なわれる。即ち、低負荷から高負荷に移
行するときは、このドレン切替点Ｘで、主水位調
節器２５及び第１水位調節器２０からの制御弁強
制閉止信号を過除させ、各水位制御弁１６，１３
による水位制御操作が行なわれるようにし、他
方、高負荷から低負荷に移行するときは、逆に、
水位調節器２５，２０から制御弁閉止信号を送
り、各高圧給水加熱器４，３の水位を副水位制御
弁１７，第２水位制御弁１４により制御されるも
のである。

次に、上記水位制御装置による水位制御特性に
ついて、第３図を用い詳細に説明する。

定格負荷（高負荷）においては、第１高圧給水
加熱器３のドレン水位（曲線Ｂ）は第１水位制御
弁１３により標準水位（NWL）に制御され、高
位水位（HNWL）に設定された第２水位制御弁
１４はその第２水位設定器２１と水位検出器１８
による実水位検出信号との偏差信号によつて全閉
されている。斯かる状況下から、負荷を徐々に低
下させると（曲線Ａ）、各給水加熱器３，４のド
レン流量が減少するため、第１水位制御弁１３の
開度（曲線Ｃ）は小さくなるように制御される。
更に、負荷を減少させると、第１水位制御弁１３
の前圧がドレンの蒸気圧力より低くなり、第１ド
レン配管９内でドレンが減圧沸騰して弁前フラツ
シユが発生する。この現象により、ドレンは気液
二相流となり、容積流量が増大してしまう。つま
り、同じ弁開度であれば実重量流量が減少する。
この結果、第１高圧給水加熱器３のドレン水位
（曲線Ｂ）を標準水位（NWL）に保持するように
開くが（t₁）、弁制御用空気信号の遅れや、制御
弁ダイヤフラムの応答遅れのためにドレン水位検
出信号に基づくフイードバツク制御信号のみでは
その水位の上昇を十分に抑えることはできない。
また負荷降下率が大きくなると、この第１水位制
御弁１３が全開してもこのドレン水位を標準水位
（NWL）に保持することができずこのドレン水位
は異常上昇する。ところで、このドレン水位が高
位水位（HNWL）を超えると、前記第２ドレン
配管１２に設けられた第２水位制御弁１４は曲線
Ｄの如く開き始め、ドレン水位の異常上昇を抑制
する働きをする（t₂）。しかしながら、先に述べ
た如く、制御用空気信号及び制御弁ダイヤフラム
の応答遅れや第４図に示すような制御弁操作空気
圧力と弁開度との特性に不感帯領域Ｈがあるた
め、第２水位制御弁１４の応答が悪く、第３図に
おけるt₂の時点で大きな水位上昇が生じる。この
現象は負荷降下率が大きい程著しい。このような
状態で、各水位制御弁操作によるドレン切り替え
が開始されると、前記水位制御弁１６からのドレ
ン流入量が少なくなるので、前記第１高圧給水加
熱器３のドレン水位は下がつてくるのに加えて、
過渡的に前記第１水位制御弁１３の前圧力がその
点のドレンの蒸気圧力よりも高くなり、単相流と
なる。その結果、急激に重量流量が増大するた
め、ドレン排出能力がよくなり、前記ドレン水位
が急激に低下し、従来のフイードバツク水位制御
系のみでは制御できない状態となる。

しかし、各制御弁が全閉の状態がしばらく続く
と、水位は回復し、ドレン切替完了の時点では前
記第２水位制御弁１４によつて高位水位
（HNWL）に制御されるが、第３図に示した特性
曲線からも分かるように、前記弁前フラツシユ及
びドレン切替時における制御弁の応答を早くする
ために各調節器の比例ゲインが上げたり、積分時
間を短かくしたりすると、低流量で不安定とな
る。

一般の各給水加熱器においては、ドレン水位が
標準水位（NWL）から数百mm上下すると警報を
発するが、上昇側に変化した場合は、警報水位を
越えてある水位に到達すると、抽気管５，６に設
置されている電動弁２８，２９をも強制的に全閉
してしまう。これは、各給水加熱器ドレンが逆流
し、蒸気タービンに重大事故が起きるのを防止す
るためである。したがつて、第１高圧給水加熱器
３のドレン水位が異常に上昇すると、電動弁２８
が全閉し、熱源が供給されないため、器内圧力は
低下し、益益ドレンの流出ができなくなる。加え
て、第２高圧給水加熱器４のドレンも第１高圧給
水加熱器３へ流入できなくなるので、連鎖的に高
圧給水加熱器のドレン水位は異常上昇することに
なる。

本発明は、上記従来のドレン水位制御技術の問
題点に着目し、ドレン切り替え及び急速負荷変化
の場合においても、高圧給水加熱器のドレン水位
が異常に変動しないように、適格に水位制御弁を
動作させて安定した水位制御を行なうことを目的
とする。

上記目的を達成する本発明の特徴は、タービン
からの抽気蒸気で給水を加熱し、この加熱で凝縮
した抽気蒸気のドレン水位を制御弁で制御する給
水加熱器の水位制御方法において、この制御弁の
弁前部におけるドレンのボイド率とこの制御弁の
弁開度によつて求められる弁前フラツシユによる
不足分弁開度指令を先行信号とし、この先行信号
を前記ドレン水位の検出信号と水位設定値との偏
差信号に基づくフイードバツク制御信号へ付加せ
しめ、この付加された信号で前記制御弁を制御す
る給水加熱器のドレン水位制御方法及びその装置
にある。

以下に本発明に係る給水加熱器のドレン水位制
御方法及び装置につき、第５図以下の図面を参照
して詳細に説明する。なお、前記従来装置と同一
構成部材には同一番号を付して説明を省略する。

第５図に本実施例に係る給水加熱器のドレン水
位制御装置を示す。この図に示されるように、加
熱されるべき給水は、給水配管１内を給水ポンプ
２によつて蒸気発生装置（図示せず）に送られる
が、斯かる給水はまず第１高圧給水加熱器３に供
給されるように構成されている。この第１高圧給
水加熱器３にはタービンから蒸気を抽出する第１
抽気管５が電動弁２８を介して接続されるととも
に、前段の第２高圧給水加熱器（図示せず）から
の排出ドレンを流入させる主ドレン配管８が主水
位制御弁１６を介して接続されている。また、こ
の第１高圧給水加熱器３には、主ドレン配管８か
ら流入するドレンと、第１抽気管５から流入する
蒸気が第１高圧給水加熱器３内で熱交換により凝
縮して発生したドレンとの合流ドレンを排出する
ための第１ドレン配管９が接続されている。この
第１ドレン配管９は第１高圧給水加熱器３より高
位の脱気器１０に第１水位制御弁１３（以下Ｎ弁
という）を介して接続され、定常状態で排出ドレ
ンを脱気器１０に流出し得るものとしている。第
１ドレン配管９には、分岐管としての第２ドレン
配管１２が設けられ、この第２ドレン配管１２は
第１高圧給水加熱器３より低位の低圧給水加熱器
１１に第２水位制御弁（以下Ｘ弁という）１４を
介して接続されている。

このような装置において、第１高圧給水加熱器
３には水位検出器１８が取り付けられている。こ
の水位検出器１８は第１高圧給水加熱器３の現水
位を検出してその検出信号を出力するものであ
る。また、第１高圧給水加熱器３のドレン出口部
における第１ドレン配管９にはドレン温度検出器
３０，ドレン圧力検出器３１が取り付けられてい
る。他方、この第１ドレン配管９のＮ弁１３の弁
前部には、この弁前部におけるドレン圧力を検出
する弁前圧力検出器３２が取り付けられている。
また、第１ドレン配管９に配設されたＮ弁１３に
は弁開度検出器３３が取り付けられている。斯か
る各検出器１８，３０〜３３はフイードフオワー
ド水位調節器３６（以下Ｆ・Ｆ水位調節器とい
う）に接続され、このＦ・Ｆ水位調節器３６は、
各検出器１８，３０〜３３からの検出信号に基づ
き演算された適格な制御信号３７及び３８を前記
Ｎ弁１３及び前記Ｘ弁１４へ電空交換器３４及び
３５を介して出力するものである。このＦ・Ｆ水
位調節器３６の全体構成を第６図に示す。

不足分弁開度演算機構は、前記ドレン温度検出
器３０，ドレン圧力検出器３１及び弁前圧力検出
器３２からの信号により、Ｎ弁１３の弁前部にお
けるエンタルピを予測演算し、この弁前エンタル
ピと弁前圧力信号に基づくドレン物性質とによつ
て弁前フラツシユ時のボイド率を演算するボイド
率演算器３９と、このボイド率演算器３９からの
信号Ｖ_rによつて制御弁Ｃ_v値（弁形状と弁開度か
ら求まる弁流量係数）修正係数Ｆ_nを演算する関
数近似演算器４０、該関数近似演算器４０からの
出力信号Ｆ_nと前記弁開度検出器３３からのＮ弁
開度信号４１とにより弁前フラツシユによる実流
量低下をおぎなつた必要弁開度を演算する必要弁
開度演算器４２と、この必要弁開度演算器４２か
らの必要弁開度信号５３と、前記Ｎ弁制御信号３
７とにより弁前フラツシユに対応し得る不足分弁
開度信号を演算する不足分弁開度先行制御器４３
とを有している。

フイードバツク制御信号演算機構は、前記水位
検出器１８からの信号と水位設定器４４からの信
号との偏差信号を比例，積分し、その出力を前記
Ｘ弁１４へ制御信号３８として伝達するＸ弁フイ
ードバツク制御器４５と、前記水位検出器１８か
らの信号と水位設定器４６からの信号との偏差信
号を比例，積分演算するＮ弁フイードバツク制御
器４７と、その出力信号に、不足分弁開度先行制
御器４３からの信号を加算器４８で加算し、前記
Ｎ弁１３へ制御信号３７として伝達する機構とを
有している。

次に、各演算器の構成及び動作を第７図〜第９
図を用いて詳細に説明する。

前記ボイド率演算器３９は、第７図に示す如
く、前記ドレン温度検出器３０からの温度信号Ｔ
_Hと前記ドレン圧力検出器３１からの圧力信号Ｐ_H
とによつて、この圧力信号Ｐ_Hをパラメータとす
る温度―エンタルピ線図（Ｔ_H〜ｉ_H線図）から算
出する関数近似法によつて求めるエンタルピ演算
器４９と、前記エンタルピ演算器４９からの信号
ｉ_Hと流動遅れ演算器５２からのドレン流動遅れ
時間Ｔ_Dとによつて前記Ｎ弁１３の弁前エンタル
ピを予測演算するエンタルピ予測演算器５０と、
このエンタルピ予測演算器５０からの信号H₁と
弁前圧力検出器３２からの圧力信号P₁によつて前
記Ｎ弁前のボイド率を演算するボイド率演算器５
１とにより構成されている。すなわち前記エンタ
ルピ予測演算器５０は、前記圧力信号Ｐ_Hが負荷
にほぼ比例することに着目し、さらに、この負荷
が定常状態における前記第１ドレン配管９内のド
レン流速とほぼ比例するものとして取り扱い、前
記ドレン配管９の長さとこのドレン予測流速とに
よつてドレン流動遅れ時間を流動遅れ演算器５２
で演算し、このドレン流動遅れ時間ｔ_Dと前記エ
ンタルピ演算器４９から次式を用いて算出するよ
うになつている。

H₁＝Ｈ_H・ｅ―^tDx ここに、ｔ_Dはドレン流動遅れ時間である。

前記ボイド率演算器５１は、第８図に示す計算
フローに従つて演算するデイジタル演算器から構
成され、ｙ＝ｆ（ｘ）の関係が成り立つ各関数近
似計算は曲線近似法によつて求める関数近似演算
器より成る。つまり、第８図において、弁入口エ
ンタルピH₁からそのエンタルピに相当する飽和
圧力Ｐ_1vを求め、この飽和圧力P_1vが前記弁前圧
力検出器３２による弁前圧力P₁よりも小であれば
弁前フラツシユ状態であるため以下の演算を行な
い、そうでなければ、単相流であるためボイド率
Ｖ_r＝０とし以下に述べる演算は省略される。弁
前フラツシユ状態と判別されると、検出した弁前
圧力P₁に対する飽和水のエンタルピi₁と比容積
v_1eをそれぞれデータが格納されている関数近似
演算器４０によつて求め、これらの値と前記弁入
口エンタルピH₁より次の(2)式よりボイド率Ｖ_rを
演算する。

ここに、フラツシユ率ｘは次の(3)式によつて求
める。

ｘ＝Ｈ_１−ｉ_１ｅ／ｉ_１ｇ−ｉ_１ｅ ……(3) 前記必要弁開度演算器４２は、前記Ｎ弁開度信
号４１からこの開度に相当する弁Ｃ_V値Ｃ_VNを算
出する制御弁Ｃ_V値演算器５４と、この演算器５
４で得られた弁Ｃ_V値信号５５と前記ボイド率Ｖ_r
に基づき求められた制御弁Ｃ_V値修正係数Ｆ_nとに
よつて次の(4)式からフラツシユが発生した時の必
要Ｃ_V値Ｃ_Vrを演算する必要Ｃ_V値演算器５６と、
この必要Ｃ_V値演算器５６からの必要Ｃ_V値信号５
７によつて前記制御弁Ｃ_V値演算器５４とは逆の
演算を行ない必要弁開度信号を算出する逆Ｃ_V値
演算器５８とによつて構成されている。

Ｃ_Vr＝Ｃ_VN・（１＋２Ｆ_ｎ／１＋Ｆ_ｎ） ……(4) 前記不足分弁開度先行制御器４３は、前記Ｎ弁
制御信号３７から実弁開度の応答より早いか又は
遅い信号を作り出す１次遅れ演算器５９と、この
演算器５９から出力される予測弁開度信号６０と
前記必要弁開度演算器４２からの出力信号５３と
を減算してフラツシユ発生による不足分弁開度を
演算する減算器６１と、この減算器６１からの出
力信号を調整して最適な先行信号を前記加算器４
８へ出力する先行値ゲイン設定器６２とによつて
構成される。

このような本実施例によれば、ドレン水位に基
づく水位制御指令がＮ弁１３及びＸ弁１４へ常に
伝達されて制御作動がなされ、かつ、このフイー
ドバツク制御指令が出力されている制御弁には、
第１高圧給水加熱器３の出口部においてある一定
のエンタルピを有するドレンが、流動遅れをもつ
てＮ弁１３の弁前部に到達しフラツシユ開始又は
フラツシユ開始後のボイド率が増加する以前に、
検出されたボイド率に対応させ容量不足を生じな
いように更に加算制御指令が伝達される。即ち、
負荷減少又はＮ弁１３前の減圧に伴つて発生する
フラツシユ現象を予め第１高圧給水加熱器３の出
口部でとらえ、この出口部でとらえたエンタルピ
とＮ弁１３前で検出した圧力信号によつて演算さ
れたボイド率に対応して制御弁容量不足が生じな
いようにＮ弁１３を流動遅れを加味して先行的に
開き、水位検出遅れ及び制御弁の制御用空気信号
の遅れなどに起因する応答性の悪化を吸収し、弁
前フラツシユが生じても水位を安定に制御し得
る。

さらに、本発明を実施するのに最適な給水加熱
器の水位制御装置の他の実施例について第１０図
〜第１２図を用いて詳細に説明する。なお、第１
０図〜第１２図において、第５図に示した本発明
に係る他の装置と同一構成部材には同一番号を付
して説明をその省略する。第１０図において、７
０は水位検出器１８及びドレン温度検出器３０並
びに弁前圧力検出器３２と接続されたフイードフ
オワード水位調節器（以下Ｆ・Ｆ水位調節器とい
う）で、このＦ・Ｆ水位調節器７０は、各検出器
１８，３０，３２からの検出信号に基づき演算さ
れた適格な制御信号７１及び７２を前記Ｎ弁１３
及び前記Ｘ弁１４へ電空変換器３４及び３５を介
して出力するものである。

このＦ・Ｆ水位調節器７０は、第１１図に示す
如く、不足分弁開度演算機構を前記ドレン温度検
出器３０及び弁前圧力検出器３２からの信号によ
り弁前フラツシユ時のボイド率を演算するボイド
率演算器７３と、このボイド率演算器７３からの
信号Ｖ_rによつて制御弁Ｃ_V値修正係数Ｆ_nを演算
する関数近似演算器４０と、前記制御信号７１か
らＮ弁１３の実開度を模擬する弁開度演算器７４
と、前記必要弁開度演算器４２と、前記不足分弁
開度先行制御器４３とによつて構成した点が第５
図に示した本発明の実施例との相違点である。ま
たこのＦ・Ｆ水位調節器７０の構成要素であるフ
イードバツク制御信号演算機構及び先行信号加算
器４４は構成動作とも同一であるので説明を省
く。

本実施例は前記ボイド率演算器７３において、
前記エンタルピ演算器４９における圧力パラメー
タ及びドレン流動遅れ時間をプラントの特性によ
つて予め決定し、その値を固定データとして与え
ることによつて第１０図〜第１２図に示す如く、
ドレン圧力検出器３１及び流動遅れ演算器５２を
減らしても前記ボイド率演算器３９と同様の動作
及び効果を得ることができる。

さらに、本発明を第１３図に示すような制御弁
のバイパス弁８０を有する給水加熱器の水位制御
装置に適用した場合の実施例について第１３図〜
第１５図を用いて説明する。なお、第１０図に示
した本発明に係る装置と同一構成部材には同一番
号を付してその説明を省略する。８０は水位制御
特性を改善するため第１ドレン配管９にＮ弁１３
をバイパスして設けたバイパス弁であり、このバ
イパス弁８０には弁開度検出器８１が取り付けら
れている。水位検出器１８、ドレン温度検出器３
０、弁前圧力検出器３２、弁開度検出器８１はフ
イードフオワード水位調節器（以下Ｆ・Ｆ水位調
節器という）８２に接続され、このＦ・Ｆ水位調
節器８２は、各検出器１８，３０，３２，８１か
らの検出信号に基づき演算された適格な制御信号
８３及び８４を前記Ｎ弁１３及びＸ弁１４へ電位
変換器３４及び３５を介して出力するものであ
る。

このＦ・Ｆ水位調節器８２は、第１４図に示す
如く、不足分弁開度演算機構を前記ボイド率演算
器７３と、前記関数近似演算器４０と、前記弁開
度演算器７４と、前記不足分弁開度先行制御器４
３と、前記バイパス弁８０の弁開度検出器８１か
らの信号８５によつてこのバイパス弁８０の弁Ｃ
_V値を演算するＣ_V値演算器８６と、この演算器８
６からの信号８７と前記関数近似演算器４０によ
り演算された弁Ｃ_V値修正係数Ｆ_n及び前記弁開度
演算器７４からの信号４１とにより弁前フラツシ
ユによるＮ弁１３とバイパス弁８０を通過する実
重量流量低下を補つた必要弁開度を演算する必要
弁開度演算器８８とによつて構成した点が第１１
図に示した本発明の実施例との相違点である。こ
のＦ・Ｆ水位調節器８２の構成要素であるフイー
ドバツク制御信号演算機構及び先行信号加算器４
４は構成，動作とも同一であるので説明を省く。

前記必要弁開度演算器８８は、第１５図に示す
如く、前記弁開度演算器７４からの信号４１によ
りＮ弁開度に相当する弁Ｃ_V値Ｃ_VNを算出する制
御弁Ｃ_V値演算器５４と、この演算器５４で得ら
れた弁Ｃ_V値信号９０と前記バイパス弁８０のＣ_V
値演算器８６からの出力信号８７との信号を加算
する加算器９１と、この加算器９１からの信号９
２（Ｃ_VO）と前記ボイド率Ｖ_rに基づき求められ
た制御弁Ｃ_V値修正係数Ｆ_nとによつて次の(5)式か
らフラツシユが発生した時の不足分Ｃ_V値DC_Vを
演算する不足分Ｃ_V値演算器９３と、この演算器
９３からの出力信号DC_Vと前記制御弁Ｃ_V値信号
９０とを加算する加算器９４と、この加算器９４
からの出力信号９５によつて前記制御弁Ｃ_V値演
算器５４とは逆の演算を行ない、バイパス弁８１
の影響をも考慮した必要弁開度信号９６を算出す
る逆Ｃ_V値演算器９７とによつて構成されてい
る。

DC_V＝Ｃ_VO・（Ｆ_ｎ／１＋Ｆ_ｎ） ……(5) このような本実施例によれば、バイパス弁８０
に対する弁前フラツシユの影響をも考慮してＮ弁
１３を先行制御できるのでバイパス弁８０を有す
る給水加熱器水位制御装置にも適用可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、ドレン
切り替えや負荷の急速変化に対しても、各水位制
御弁で適格に制御動作され、ドレン水位が異常変
動することなく、安定した水位制御を行なうこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給水加熱器のドレン水位制御装
置の系統図、第２図は同装置の負荷特性曲線図、
第３図は同装置のドレン水位制御特性図、第４図
は制御弁特性図、第５図は本発明に係る給水加熱
器のドレン水位制御装置の一実施例を示す系統
図、第６図は同装置のフイードフオワード水位調
節器の構成で示すブロツク図、第７図はフイード
フオワード水位調節器におけるボイド率演算器の
構成で示すブロツク線図、第８図はボイド率演算
器におけるボイド率演算内容を示すフローチヤー
ト図、第９図はフイードフオワード水位調節器に
おける必要弁開度演算器及び不足分弁開度先行制
御器の構成で示すブロツク線図、第１０図は本発
明の他の実施例に係る給水加熱器のドレン水位制
御装置の系統図、第１１図は同装置のフイードフ
オワード水位調節器の構成で示すブロツク線図、
第１２図は第１１図のフイードフオワード水位調
節器におけるボイド率演算の構成で示すブロツク
線図、第１３図は本発明の更に他の実施例に係る
給水加熱器のドレン水位制御装置の系統図、第１
４図は同装置のフイードフオワード水位調節器の
構成で示すブロツク線図、第１５図は第１４図の
フイードフオワード水位調節器における必要弁開
度演算器の構成で示すブロツク線図である。１…給水配管、３…第１高圧給水加熱器、５…
抽気管、９…第１ドレン配管、１０…脱気器、１
１…低圧給水加熱器、１３…第１水位制御弁（Ｎ
弁）、１４…第２水位制御弁（Ｘ弁）、１８…ドレ
ン水位検出器、３０…ドレン温度検出器、３１…
ドレン圧力検出器、３２…弁前圧力検出器、３
３，８１…弁開度検出器、３４，３５…電空変換
器、３６，７０，８２…フイードフオワード水位
調節器、３９，７３…ボイド率演算器、４２…必
要弁開度演算器、４３…不足分弁開度先行制御
器、４５，４７…フイードバツク制御器、４９…
エンタルピ演算器、５２…流動遅れ演算器、５
４，８６…弁Ｃ_V値演算器、５６…必要Ｃ_D値演算
器、５８，９７…逆Ｃ_V値演算器、９３…不足分
Ｃ_V値演算器。

Claims

【特許請求の範囲】１タービンからの抽気蒸気で給水を加熱し、こ
の加熱で凝縮した抽気蒸気のドレン水位を制御弁
で制御する給水加熱器の水位制御方法において、
この制御弁の弁前部におけるドレンのボイド率と
この制御弁の弁開度によつて求められる弁前フラ
ツシユによる不足分弁開度指令を先行信号とし、
この先行信号を前記ドレン水位の検出信号と水位
設定値との偏差信号に基づくフイードバツク制御
信号へ付加せしめ、この付加された信号で前記制
御弁を制御することを特徴とする給水加熱器のド
レン水位制御方法。２タービンからの抽気蒸気で給水を加熱する給
水加熱器と、この給水加熱器内で凝縮した抽気蒸
気のドレン水位を制御する制御弁とよりなる給水
加熱器の水位制御装置において、制御弁前部にお
けるドレンの温度と圧力の検出値によつてドレン
フラツシユ状態を求めるボイド率演算器と、この
フラツシユ状態から制御弁流量修正係数を求める
手段と、この制御弁流量修正係数と制御弁の弁開
度信号とによつて上記フラツシユによる流量低下
をおぎなつた必要弁開度を求める手段と、この求
めた必要弁開度信号と制御弁の制御信号とにより
弁前フラツシユによる不足分弁開度を求める不足
分弁開度先行制御器と、給水加熱器の水位検出信
号とあらかじめ設定した水位信号との偏差を演算
するフイードバツク制御器と、この出力信号に上
記不足分弁開度先行制御器からの信号を加算する
加算器と、加算器からの信号を制御信号として上
記制御弁を制御する手段とより構成したことを特
徴とする給水加熱器のドレン水位制御装置。