JPS627363B2

JPS627363B2 -

Info

Publication number: JPS627363B2
Application number: JP54034999A
Authority: JP
Inventors: Hooru Sutaan Ruisu; Jeimuzu Jonson Suteiibun; Haabei Binsutotsuku Mooton
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1979-03-24
Publication date: 1987-02-17
Also published as: BR7901734A; AU4505279A; EP0004415B1; DE2962665D1; MX145586A; JPS54133244A; ES478921A1; EP0004415A1; AU524994B2

Description

【発明の詳細な説明】本発明はボイラー・タービン制御運転の分野に
関し、特に複数の所定の弁位置状態から選択され
た絞り損失を最少限にする弁作動点に相当する一
の弁位置に蒸気タービン導入弁を位置させるよう
にボイラー絞り圧力の調整を制御するための効率
的な弁位置制御装置に関するものである。

蒸気タービン原動所の効率は、蒸気タービンの
蒸気供給弁が部分的に開いた状態で蒸気流量を制
御している時に発生する絞り損失により低下する
ことが知られている。このような絞り損失を減少
させて発電所効率を改善すれば、燃料消費量を実
質的に減少させ、エネルギー発生過程に於る経済
的節約を相当に大きくできる。例えば(1)定絞り圧
力順次（シーケンシヤル）弁操作法、(2)絞り制御
単一弁操作法、(3)スライデイング圧力法、および
(4)バイパス法等の様々な方法が弁絞り損失を減少
させるために幾つかの事業体で使用されている。
これらの方法のより詳細な説明および相互間の相
違については、1972年４月18日乃至20日に開かれ
た米国電力会議（American Power
Conference）に提出されたG.S.Silvestri他著にな
る「化石燃料蒸気タービン発電機用スライデイン
グ絞り圧力の再検討」「Ａ Review of Sliding
Throttle Pressure for Fossile Fueled Steam―
Turbine Generators）という題名の論文に記載
されている。この論文の結論には、順次弁操作と
スライデイング絞り圧力操作とを組合わせた「複
合」型タービン設計、特に50％導入「複合」型の
ものが全体としてより効率の良い性能特性を示す
ことが記載されている。この論文では「複合」の
語は、例えば50％導入等の或る弁位置に下がるま
では定絞り圧力順次弁操作を用い、この時弁位置
（弁開放円弧）を定位置に保持し、絞り圧力を減
少させて流量を少なくするボイラー・タービン装
置を説明するのに用いられている。この論文では
プラント効率を更に増大させるための「複合」法
以外の方法は考慮されていない。

同様の「複合」型ボイラー・タービンプラント
運転は米国特許第3262431号にも記載されてい
る。この特許は特定のボイラー制御パターンを用
いる順次弁操作およびスライデイングボイラ圧力
操作に係るものである。この運転法は、タービン
起動および初期負荷中はボイラー圧力をスライド
させてボイラー内に最適温度および圧力条件が得
られる値にし、その後タービン蒸気流量の増大は
他の最適ボイラー条件が望まれるまでボイラー圧
力を一定にして通常の順次弁操作により制御され
る。上述の論文にも又上述の特許にも、順次弁モ
ード蒸気流量調節操作期間中の絞り損失を減少さ
せることによりプラント効率を改善する制御装置
あるいは方法は記載されても示唆されてもいな
い。

最近は、絞り損失を最少限とし、発電所操作者
に順次弁位置範囲のうちの一つに蒸気供給弁が順
次位置された時を表示する一組の順次弁位置範囲
を計算することによりタービン発電所の順次弁制
御操作を改良しようとしている。この詳細は米国
特許第4088875号を参照されたい。勿論、この改
良により、発電所操作者が絞り損失を最少としプ
ラント運転効率をより高くする蒸気タービン運転
点を選択することができるようになる。一方、こ
の改良は、夫々蒸気流量の約３％以下の約５つあ
るいは６つの順次弁位置範囲を有するのが普通で
あり、従つて大部分の順次弁位置設定は、絞り損
失に対するこの最少限化効果のない運転点で行な
われる。

一般に「スライデイング圧力」プラント運転法
と呼ばれる、タービン蒸気供給弁を大きく開いて
ボイラー絞り圧力を制御して負荷を調整する方法
は応答性が悪いことが一般に認められているが、
制御システム設計者の或る者はその応答性に改良
を加えることによりこのスライデイング圧力運転
態様を更に改善しようとしている。このような制
御システムの一例は、米国特許第3802189号明細
書に記載されている。この特許のシステムは、全
開に近い弁位置に対応するのが望ましい値でター
ビン制御弁用の単一点の所望設定点を提供するも
のと考えられる。電力発生需要の増加に急速に応
答することは、従来型のタービン調整器によりタ
ービン制御弁を制御して定常状態所望設定点から
全開により近い新たな位置に移動させることによ
り行なわれる。実際の弁位置が所望設定値から変
化すると、ボイラー絞り圧力設定点は位置変位の
関数として調整されてボイラー絞り圧力を増大さ
せ、発電量が需要より大きくなるように発電量を
増大させる。同時に、従来型のタービン調速機が
制御弁を再設定して、発電量が需要量と等しくか
つ弁位置が所望の設定値とするという条件を満足
する状態が得られるようにする。この特許のシス
テムは、ボイラー追従動作態様に於けるスライデ
イング圧力により発電を制御ており、タービン追
従動作態様に比較して発電需要変動に対する応答
がより速いようである。しかしながら、このよう
に応答性を改良するために、この特許のものに於
ては制御弁を全開位置から変位した位置に定常状
態位置させて、ボイラー絞り圧力が再調節される
ようになるまで制御弁を一時的に全開位置に近づ
けるよう変位させてタービン調速機が発電需要の
増加に急速に応答できるようにして、効率を幾分
犠牲にしている。このように、この特許のものに
於ては、大部分のプラント運転期間中は制御弁が
非効率的な位置に在ると認められる。

上述のことから、発電需要の変動に対する蒸気
タービン調速機の応答性を許容できる程度に維持
しつつ、同時に調節負荷範囲の大部分に亘つて蒸
気供給弁の絞り損失を最少にする点について、ボ
イラー・タービン負荷制御運転を更に改良するこ
とが可能であると考えられる。

従つて本発明の目的は、従来技術の欠点を克服
するために、蒸気流量調節弁の絞りによる発電所
エネルギー損失を最少限にする改良された装置を
得ることである。

本発明は圧力設定値により定められるボイラー
絞り圧力で蒸気を発生するボイラーと、発生した
蒸気の流量を調節する複数の蒸気流量調節弁を有
する蒸気タービンと、所望の発電レベルに対応す
る基準信号により制御されて上記複数の蒸気流量
調節弁を上記基準信号の値に基づく所定の弁位置
決めパターンに従つた状態に位置させる弁制御装
置と、上記蒸気タービンにより駆動されて電気エ
ネルギーを発生する発電機とを有する発電所の所
望の発電レベルを維持しつつ実質的に蒸気流量調
節弁の絞りにより生ずる発電所エネルギー損失を
最少限にする装置に於て、最小弁絞り損失に実質
的に対応する上記基準信号の複数の所定値のうち
の選択された一の所定値の関数に基づいて上記圧
力設定値を調節する第１装置と、上記圧力設定値
の上記調節により調整されて上記基準信号を実質
的に上記選択された所定値に変調する第２装置と
を備え、もつて弁絞り損失を最少限にしつつ所望
の発電レベルに対応するように蒸気流量を調節す
るように上記蒸気流量調節弁を位置させるように
したことを特徴とする発電所エネルギー損失を最
少限にする装置に関するものである。

本発明の望ましい実施例によれば、効率の良い
弁位置制御器は蒸気タービン発電所に用いるよう
にされており、発電所の所望発電レベルを実質的
に得るように蒸気タービンの複数の蒸気供給弁を
効率的に位置させる。発電所は、圧力設定点によ
り調整されるボイラー絞り圧力で蒸気タービン用
の蒸気を発生するボイラーと、所望発電レベルに
相当する基準信号により制御されて、複数の蒸気
供給弁を基準信号の値に基づく所定の弁位置決め
パターンに従う状態に位置させる弁制御装置と、
蒸気タービンにより駆動されて電気エネルギーを
発生する発電機とを備えている。詳しく説明すれ
ば、複数の基準信号値はタービンへの蒸気供給を
制御するための高効率の弁位置状態に関連するも
のとして所定の値である。従つて、制御器は、基
準信号の複数の所定値から選択した一の所定値の
関数に基づいて圧力設定点を調節し、かつ圧力設
定点の調節により調整されて基準信号を略々選択
値に変調する。第１および第２の所定値が、基準
信号の現在値に対する関係に基づいて、複数の所
定値から分離され、これら第１および第２の所定
値の一方が、現在値から実質的にこの一方の所定
値への基準信号の変調を調整するのに必要な圧力
設定点調節量に基づいて選択される。圧力設定点
は、選択された所定値により定められる方向に調
整され、この調整は基準信号が選択された所定値
の予じめ設定された値内に変調されるまで行なわ
れる。又、制御器は、基準信号が蒸気供給弁が実
質的に全開であることを表わす値となつたときに
作動して絞り圧力設定点を所定値に調整する。

次に添附図面に示す本発明の実施例に沿つて本
発明を説明する。

第１図にはシステム負荷１２に或る所定のレベ
ルで電気エネルギーを発生する蒸気タービン発電
所１０を示す。発電所１０の運転の一部として従
来型の蒸気ボイラー１４が制御されたボイラー絞
り圧力Ｐ_THの蒸気を従来型の蒸気タービン１６に
供給する。蒸気タービン１６は発電機１８を駆動
するように機械的に結合されている。蒸気タービ
ン１６を通して導入される蒸気の量は、単一弁あ
るいは順次弁アーク導入運転を可能にするように
任意の数で従来型の構成で配置することのできる
複数の調速弁GV１……GV８により時に制御され
る。発電所１０が通常運転されているときは、従
来型のタービン制御器２０が複数の調速弁GV１
乃至GV８を位置決めして蒸気タービン１６に蒸
気を導入するようにし、標準速度変換器２２から
タービン制御器２０に供給される実速度測定信号
を用いて蒸気タービン１６の速度をシステム負荷
１２と同期した速度にまで歯車を回転させて増加
させる。調速弁GV１乃至GV８は一般に調整され
ていて、電力線２４に発生した電気信号と電気的
システム負荷１２との間に同期状態を生ずるよう
にしてある。

同期時には、一組の主断路器２６が発電機１８
の出力を電力線２４を用いるシステム負荷１２に
接続するように閉じている。その後タービン制御
器２０が望ましくは電力線２４から測定され従来
型のメガワツト変換器２８によりタービン制御器
に供給される実際の発電レベルを表わす信号およ
び所望発電値の関数に従つて複数の調速弁GV１
乃至GV８を位置決めすることにより発電機１８
の発電を制御する。この具体例のためには、調速
弁GV１乃至GV８の位置決めは、例えば37％とい
う所定の所望発電レベルを越えたとき順次弁動作
態様に移され、全ての蒸気供給弁が部分的に開い
た状態となることのある単一の弁動作態様により
発生する絞り損失を減少するようにするのが望ま
しい。上に説明したタービン速度および負荷制御
と並行して、ボイラー絞り圧力Ｐ_THが従来型のボ
イラー圧力制御器３０によりボイラー追従態様あ
るいは協調プラント制御態様で制御される。圧力
Ｐ_THの測定値は、典型的な圧力変換器３２から制
御器２０および３０の両方に供給され、後に詳述
するトリム補正およびフイードバツク制御用に用
いられる。

順次的弁態様に於ける慣用の負荷制御運転によ
り、単一弁態様運転よりも絞り損失を減少させる
ことができるが、順次弁パターンの分離された各
弁群が専ら部分的に開いた状態で作動されるとき
の負荷制御運転期間中の絞り損失を更に減少させ
て最少限にする余地がまだ残されている。順次弁
パターン期間中に発生する熱消費率損失の典型例
を第２図のグラフに示すが、これは８つの制御弁
と各々負荷基準の37.5％、50％、62.5％、75％お
よび100％に設定された５つの順次値点とを有す
る490MWタービン発電機（2400PSIG／1000〓／
1000〓／2.5in水銀柱）についてのものである。
順次態様に於ける第１図の発電所１０等の発電所
の運転の詳細は米国特許第3878401号明細書に記
載されている。第１図に示す望ましい具体例の一
態様に於ては、効率的弁位置決め装置３４が、タ
ービン制御装置２０およびボイラー圧力制御装置
３０の両方に結合され、順次弁動作態様と一般に
関連する典型的熱消費率損失を実質的に減少させ
るように動作する。

一具体例によれば、弁位置決め装置３４を信号
線３３によりタービン制御装置２０に接続して、
順次弁態様の従来の負荷制御運転での絞り損失を
最少限にするように定められた一組の所定の順次
弁位置範囲に関する情報にアクセスできるように
することができる。これらの弁位置範囲は、特開
昭52―57405号公報に記載されたシステムにより
決定された最適順次弁位置範囲と同様で良い。更
に、ボイラー圧力制御装置３０およびタービン制
御装置２０の両者は高効率弁位置決め装置３４を
夫々信号線３５および３３によりその時の最適状
態にする。

この運転状態に応じて、高効率弁位置決め装置
３４は、複数の所定の順次弁位置範囲からその範
囲内で順次弁位置動作を行なわせようとする一の
範囲を選択し、ボイラー圧力制御装置３０内での
ボイラー絞り圧力制御を調整するボイラー絞り圧
力設定点３６を調節し、調速弁GV１乃至GV８が
選択された所定の順次弁位置範囲内に位置するよ
うにする。このプロセスは高効率弁位置決め装置
３４により機能的に行なわれ、発電所運転員によ
り現地であるいは自動指令システムにより遠隔操
作で与えられる所望発電運転点毎に繰返えすこと
ができる。負荷基準に対して得られるボイラー絞
り圧力曲線の一例が第３図のグラフに示されてい
る。第３図のグラフを得るのに用いたタービンシ
ステムの容量および運転条件は、第２図に示した
ものに用いたものと同様であり、従つて一例とし
て第２図に示す熱消費率損失をボイラー圧力制御
装置３０およびタービン制御装置２０の両方の制
御を協調させるのに高効率弁位置決め装置３４を
作動させることにより実質的に無くすことができ
る。高効率弁位置決め装置３４のより詳細な説明
は以下に行なう。

或る場合には、第１図に関連して説明した具体
例の従来型タービン制御装置２０は、タービン発
電所の負荷を順次弁態様で制御するためのデイジ
タル・エレクトロ・ハイドローリツク（以下
DEHと呼称する）タービン制御システムを備え
ることができる。DEHシステムの運転は、プロ
グラムされたデイジタル計算機内の実時間優先構
造に従つて作業向きのサブルーチンを実行して蒸
気タービン１６および蒸気ボイラー１４の状態を
監視し、蒸気タービン１６を監視した状態の関数
として制御することを含む。従つて、この具体例
には、典型的なDEHと同様のプログラムされた
デイジタル計算機に、DEH型制御装置の実時間
動作システムにより指示された他の基本的サブル
ーチンと協調して実行されるプログラムされたサ
ブルーチンとして高効率弁位置決め装置３４（第
１図）を組入れることが適当であることが判つ
た。第４図には、DEH型タービン制御装置２０
の概略ブロツク図を示し、この制御装置は、従来
型のデイジタル―アナログ（Ｄ／Ａ）およびアナ
ログ／デイジタル（Ａ／Ｄ）入出力（Ｉ／Ｏ）装
置を用いてタービン制御用調速弁GV１乃至GV８
蒸気ボイラー１４およびボイラー制御装置３０と
インターフエイスされている。

第４図に於て、複数の調速弁GV１乃至GV８は
夫々のデイジタル―アナログ出力装置４０から供
給されるアナログ信号により制御される。米国特
許第3878401号に記載されている型のDEHタービ
ン制御装置は符号４２で示してある。DEHター
ビン制御装置４２は望ましい態様に於ては従来型
のアナログ入力装置４４および４５等を有するプ
ログラムされたデイジタル計算機を含んでおり、
絞り圧力Ｐ_THおよびメガワツトMW等のシステム
アナログ信号を計算機にその入力でインターフエ
イスするようにしてある。計算機出力信号は夫々
デイジタル―アナログ出力装置４０および４７を
用いて調速弁GV１乃至GV８およびボイラー圧力
制御装置３０等の外部制御装置にインターフエイ
スされている。DEHタービン制御装置４２は
又、従来型も割り込み装置を備え、計算機入力が
実行されるべきときあるいは計算機出力の実行が
終つたときに計算機に信号を送るようにしてあ
る。操作盤４３は操作者によりタービン発電シス
テムの制御、監視、試験および保守ができるよう
にする。操作パネル４３からの信号はCCI装置
（閉接点入力装置）を介して計算機に加えられ、
計算機表示出力はCCO装置（閉接点出力装置）
および直接デイジタル出力装置を介してDEHタ
ービン制御装置４２に供給される。計算機の入力
信号はCCI装置を介してタービン発電システム中
の種々のリレー接点から供給される。更に、
DEHタービン制御装置４２は電力検出器、蒸気
圧力検出器および速度検出器から信号を受けるだ
けでなく、計算機にインターフエイスされた種々
の検出器および弁位置検出器からも信号を受ける
（第１図）。DEHタービン制御装置４２の計算機
からの閉接点出力は、種々のシステム接点、電動
タイプライター等のデータ・ロガーおよび操作盤
４３に組合わされた他の様々な装置を作動させ
る。

計算機のプログラム・システムは、望ましくは
DEHタービン制御装置４２をタービンおよびプ
ラント監視ならびにタービンおよびプラントの連
続監視をさせるサンプル・データ・システムとし
て作動させるように構成される。プログラム・シ
ステムは又標準実行あるいは監視プログラムを含
み、計算機内でのプログラムの実行を計画制御す
ると共に前述の入出力装置を通る計算機入出力の
流れを制御できるようにしてある。一般に、各プ
ログラムは優先装置の作業レベルに割当てられ、
命令は命令プログラムを最優先で実行するように
処理される。割り込みはプログラムを命令するこ
とができ、全ての割り込みは他の作業レベルより
も高い優先順位で処理される。プログラム・シス
テムおよびDEHタービン制御装置のより詳細な
説明は米国特許第3878401号に記載されている。

このシステムは一般に次のように機能する。即
ち、操作盤信号が発生したとき、外部回路が操作
盤入力を復号化（デコード）し、割り込みが発生
して操作盤割り込みプログラムが操作盤の要求に
応答する操作盤プログラムの実行を命令する。操
作盤プログラム自体必要な応答をすることもでき
るし、あるいは操作盤プログラムが論理作業プロ
グラムに命令を与えて応答させることもできる。
あるいは操作盤プログラムはデイスプレイ・プロ
グラムに命令して応答させることもできる。上述
のいずれのプログラムも、閉接点出力を作動させ
て最適弁位置プログラム５６の表示等の応答パネ
ル表示を行なわせることができる。周期的プログ
ラムは、実行プログラムにより周期的に命令され
る補助シンクロナイザー・プログラムによりスケ
ジユールされる。アナログ再生プログラムは周期
的に命令されて実行アナログ入力処理器により最
新のものとするためにアナログ入力を選択する。
再生後、アナログ再生プログラムは入力をエンジ
ニアリング単位に変換し、リミツト検査を行ない
論理判断を行なう。

DEHタービン制御装置４２は一般に制御プロ
グラムを含み（その一部は符号４６で示されてい
る）、この制御プログラムは調速弁GV１乃至GV
８の位置を計算して、操作者による操作あるいは
遠隔自動操作（ADS）中は負荷需要を満足さ
せ、手動操作中は追従弁位置を満足させるように
機能する。一般に、制御プログラム４６は順次実
行される一連の比較的短いサブプログラムとして
構成されている。

負荷基準４８はDEHタービン制御装置４２内
で所定の負荷需要を満足させるべく制御された即
ち選択された割合で発生させる。符号４６で示さ
れる制御関数は、実質的に最適の動的および定常
状態応答をもつて現在の負荷基準を満足させるよ
うに調速弁GV１乃至GV８を位置決めできるよう
にする。例えば運転モード選択関数により計算さ
れた負荷基準値は、図示してない比例フイードバ
ツク・トリム係数により周波数について、また符
号４６で示す別のフイードバツク・トリム係数に
よりメガワツト誤差について補償される。周波数
補正およびメガワツト補正された負荷基準は、弁
制御プログラム５２への流量デマンド５０として
作用する。速さ補正およびメガワツト補正された
負荷基準の出力即ち流量デマンド５０は、弁制御
プログラム５２に加えられる前に％流量に変換さ
れて調速弁設定点として機能する。

米国特許第3878401号明細書に記載された弁制
御装置を用いれば、調速弁制御機能により、ター
ビン・トリツプ中は調速弁を閉に保持すること、
始動中および絞り弁制御中（図示してない）には
調速弁を全開に保持すること、始動中の絞りから
調速弁操作への遷移中には調速弁を閉に駆動する
こと、ならびに絞り―調速弁遷移中の短期間の閉
塞後およびその後の負荷制御期間中には位置決め
制御により調速弁を再び開くことが可能となる。

計算機による自動制御中は、弁制御プログラム
５２が、蒸気流量デマンド従つて終局的には負荷
基準を満足するのに必要な調速弁位置デマンドを
発生するが、これは調速弁の単一動作態様あるい
は順次動作態様に於てあるいはこれら動作態様間
の遷移期間中に発生される。ボイラー絞り圧力Ｐ
_THの変化は任意のタービン入口弁位置での実際の
蒸気流量変化を起し得るので、調速弁位置デマン
ドをボイラー絞り圧力Ｐ_THの変化の関数として補
正することができる。調速弁位置は蒸気流量対弁
位置（リフト）の曲線として線型化特徴付けして
計算される。定格圧力運転に有効な曲線は弁制御
プログラム５２により用いるために記憶され、制
御計算に用いられる曲線は負荷あるいは流量デマ
ンドの変化、望ましくは実際の絞り圧力の変化に
ついて記憶された曲線を修正することにより得ら
れる。蒸気流量デマンド対流量係数の記憶された
曲線は、負荷変動あるいは流量変化について記憶
された低負荷位置デマンド曲線を修正するのに用
いるべき適用できる流量係数を決定するのに用い
られる。望ましくは、弁位置デマンド曲線も各調
速弁の下流のノズル数について修正する。このよ
うな蒸気流量対弁位置および流量係数曲線のより
詳細な説明は米国特許第3878401号明細書に記載
されている。

第４図のブロツク５４で示す順次（シーケンシ
ヤル）弁態様に於ては、調速弁シーケンスが修正
された流量デマンド５０即ち位置デマンドから決
定するのに用いられ、この調速弁あるいは調速弁
群は全開され、またこの調速弁あるいは調速弁群
は負荷基準変化に適合するように位置制御される
べきものである。位置デマンドは個々の調速弁に
ついて定められ、個々の順次弁アナログ電圧が計
算された弁位置デマンドに対応するように出力装
置４０から発生される。

第５図に於て、流量係数を表わすデータは、デ
ジタルDEH制御装置により計算された流量デマ
ンド５０に基づいてDEHタービン制御装置４２
の計算機記憶装置内に貯えられている。流量デマ
ンド値は曲線の横軸に示され、流量係数は縦軸に
沿つて計算されている。流量係数は、オリフイス
係数が１である場合の或る流量デマンドでの実際
の流量の理論的流量に対する比である。計算機記
憶装置内のデータを用いて或る流量デマンドに対
する縦軸値が計算されると、ステージ流量係数も
計算され、この係数は第６図の曲線を計算するの
に用いられる。

第６図に於て、各弁に対する流量デマンドは横
軸上に全流量のパーセントとして表わされ、蒸気
入口弁即ち調速弁のリフトは縦軸に示されてお
り、これから所定の流量デマンドに対する弁リク
トが計算できる。曲線６０は、制御弁即ち調速弁
の動作の動的特性を閉位置から全蒸気流量の約64
％でその比例した割当分を流す全開位置までに亘
つて示す。臨界流量（第５図参照）に対する修正
されたステージ流量係数は、デマンドが全流量の
64％より少ない場合であるここに説明する典型的
設備に対しては１に略々等しい。正確な遷移点
は、例えば60％と70％との間で調速弁の設計によ
り設備毎に異なることがある。全流量デマンドが
１の修正流量係数を有するものよりも大きいと、
90％の全蒸気流量についての曲線６１で示す如き
別の曲線、および100％全蒸気流量デマンドにつ
いての曲線６２で示す曲線が計算される。曲線６
０，６１あるいは６２等の各曲線は、計算を容易
にしかつ計算機内の記憶スペースを節約するため
に５本の直線区分で構成するのが望ましい。これ
ら曲線は、第５図のステージ流量係数を各曲線の
横軸および縦軸に掛算して得られる。曲線６０，
６１および６２等は全蒸気流量デマンドに従つて
計算機により計算されるか、あるいは計算機内に
このような曲線を複数本設けて特定の蒸気流量に
対して適当な曲線を選択するようにしても良い。
曲線６０，６１および６２は又、米国特許第
3878401号明細書に記載されている如く、各弁の
関連するノズル数変化について、また絞り圧力変
化について動的に変更しても良い。各曲線につい
てFC流量点を計算するが、この点より上では制
御弁のアクチユエーターの動作を維持しつ線型化
するために非常に大きな組合わされた利得が必要
である。FC点と全開位置との間では、その弁の
流量の約５％乃至約10％だけが制御する。FC点
と全閉位置との間では、絞りによる蒸気損失のた
めにプラント効率が低下する。FC点を計算する
に当つては、弁の流し得る最大蒸気流量を全蒸気
流量デマンドに従つて計算する。例えば92％とい
うこの最大流量の所定の％がFC点である。

DEHタービン制御装置４２は更に、最少絞り
損失となる弁位置設定点を決定するために、ター
ビン発電所の順次弁動作態様期間中の順次弁位置
範囲の最適の一組を表示する最適弁位置装置５６
を備えている。最適弁位置装置５６は、タービン
に様々なレベルの蒸気流量を導入するように蒸気
入口弁即ち調速弁GV１乃至GV８が制御される順
番でこれら弁の各々を検査することにより作動す
る。各弁の全開位置および全閉位置を決定するた
めには、最適弁位置装置５６は位置デマンド５０
を、或る場合には小許容誤差あるいは不感帯と共
に、用いる。全開位置と全閉位置との間の弁位置
を決定するには、最適弁位置装置５６は蒸気流量
対弁リフト曲線（第６図参照）に従つて計算され
た各弁の流量デマンドＱを用いる。これは各弁の
FC点を表わす計算された電気信号と比較され、
FC点は弁が制御の比較的不安定な謂る大傾斜領
域に入る前の線型範囲の終りに近い最大流量の％
を表わす。FC点は弁の最大流量のパーセントGC
１により計算される。各弁の最大流量は蒸気流量
対弁リフト曲線（第６図参照）に従つて決定され
る。FC点も又許容誤差あるいは不感帯を有す
る。

最適弁位置装置５６が作動する毎に、この装置
は第１に弁が最適位置に在つたことを表わす全て
のフラツグを効果的に消去する。次にこの装置は
動作態様を検査して順次弁動作態様で運転されて
いることを判断する。次に弁が全開不感帯範囲内
に在るか否かについて各弁を検査し、この範囲に
在るならば「弁開」フラツグが表示されプログラ
ムは順に次の弁に移行する。全開されていないな
らば、この装置は弁の蒸気流量デマンドが計算さ
れたFC点よりも大きいか否かを判断する検査を
する。大きいならば最適弁位置装置５６のプログ
ラムが出口に達して弁の全順序を検査するために
最初からスタートする。流量デマンドがFC点よ
りも大きくない場合には、弁がFC点不感帯範囲
内に在るか否か検査する。この範囲内ならば「弁
開」フラツグが表示され、次の弁の検査に移行す
る。弁がこの範囲内になければ、全閉位置に関連
する不感帯範囲内の全閉位置に在るか否かを検査
する。この範囲内ならばプログラムが先の弁によ
り「全開」フラツグが表示されているかどうかを
検査し、次に順に次の弁の検査を続ける。しかし
ながら、弁が閉位置でもなく、「弁開」フラツグ
も表示されていないならば、プログラムは出口に
達する。このように、弁が最適位置の一つにない
ことが判断される都度、プログラムが再スタート
し、いずれかの弁がその最適位置に在ることを示
す全ての表示を消去する。DEHタービン制御装
置で機能する典型的最適弁位置装置のより詳細な
説明については特願昭51―131319号明細書に記載
されている。

DEHタービン制御装置の例に従つて上に示し
た如き高効率弁位置決め装置３４は、DEHター
ビン制御装置４２内のプログラム・サブルーチン
としてインプリメントされている。高効率弁位置
決め装置３４は、制御プログラム４６、弁制御プ
ログラム５２および最適弁位置プログラム５６の
作用を、ボイラー圧力制御装置３０と協調させる
よう作用してその間の一体の制御態様を構成させ
る。通常運転時には、弁制御プログラム５２が例
えば絞り圧力修正係数、弁流量特性および流量デ
マンド等の形態で高効率弁位置決め装置３４に情
報を与える。更に、最適弁位置検出装置５２が、
最適弁位置状態に関連する条件を高効率弁位置決
め装置３４に供給しても良い。単一／順次弁動作
態様状態、メガワツト制御装置状態および暫時負
荷変動状態等の幾つかのプラント状態も又、
DEHタービン制御装置４２内のロジツク・プロ
グラムを通常の周期的実行をすることにより、高
効率弁位置決め装置３４で利用することができ
る。高効率弁位置決め装置３４のイン・サービス
状態をもたらすために、操作盤４３上の押ボタン
５９を押すことができる。押ボタン５９の状態
は、標準型操作盤インターフエイスおよび供給さ
れるプログラムを用いてDEHタービン制御装置
４２により検出され、また高効率弁位置決め装置
３４で利用できるようにされる。

高効率弁位置決め装置３４の構成および動作
は、最近行なわれた所望負荷変化の結果として調
速弁GV１乃至GV８の群の順次位置を表わす蒸気
タービン・プラント１の典型的初期運転状態を仮
定すると充分に説明される。第７図のグラフに於
て、符号６９で示す点は、蒸気流量がF₃で示さ
れ、ボイラー絞り圧力がP₃で示されるタービンの
初期運転状態を示す。制御装置４６（第４図参
照）は、高効率弁位置決め装置３４の機能中作動
しているために、制御弁はボイラー絞り圧力の変
化中にも蒸気流量を略々一定に保つように位置さ
れる。するとこの場合には、発電所１０の運転は
横軸と蒸気流量F₃で交差する第７図のグラフの
垂直線に略々沿つて維持される。従つてボイラー
絞り圧力を調節すると、不変の蒸気流量F₃で表
わされる垂直線に沿つた新たなプラント運転点と
なる。

第８図のグラフに於て、上に説明した如く弁制
御プログラム５２により遂行された計算を例示す
る所定の順次弁位置開放パターンで示されてい
る。グラフの丸印部分７０乃至７５は、最適弁位
置検出装置５６の動作により予じめ定めることの
できる順次最適弁位置範囲の組の例である。上の
説明から、全ての弁がこれら所定範囲の一に位置
されているとき、最少絞り損失の状態が予見され
ることがわかる。この仮想の運転状態P₃，F₃に
於ては、対応する順次弁位置は、流量線F₃が所
定順次弁位置開放パターンと交差することにより
固定され、夫々調速弁GV１，GV２およびGV３
が全開の場合、調速弁GV４およびGV５が部分的
に開の場合、ならびに調速弁GV６，GV７および
GV８が全閉の場合である点即ち位置７６，７７
および７８により示されている。位置７６，７７
および７８で示す現在の弁位置は所定の最適弁位
置範囲にはない。最も近い最適弁位置範囲は丸印
部分７１および７２の範囲にある。

高効率弁位置決め装置３４の目的の一つは、ボ
イラー圧力制御装置３０内に設けられた従来型の
蒸気圧力設定点制御装置８０（第４図参照）にイ
ンターフエイス装置４７を介して線路３６で出力
されるDEHタービン制御装置４２の出力である
ボイラー絞り圧力設定点を調整することにより、
最適弁位置範囲のうち選択された一つの範囲内に
弁を位置させ直すことである。制御装置８０は従
来型のボイラー点火制御装置８２を調節して蒸気
ボイラー１４の状態を変化させ、変換器３２で測
定した実際のボイラー絞り圧力Ｐ_THがボイラー絞
り圧力設定点３６の調節された値に収束するよう
にする。従つて、ボイラー絞り圧力のどのような
変化もプラントの電力出力に影響し、これはメガ
ワツト変換器２８およびＡ／Ｄインターフエイス
４５（第４図参照）を介してDEHタービン制御
装置４２の負荷制御装置４６に反映される。従つ
て調速弁GV１乃至GV８は不変の負荷を維持する
ように制御装置４６により制御される。制御装置
４６は、順次弁位置決めパターンが最適弁位置範
囲のうちの一つの範囲内に在ることが検出されて
高効率弁位置決め装置３４がボイラー絞り圧力設
定点３６の調節を終了するまで、弁制御プログラ
ム５２の順次弁パターンに従つて制御弁を再位置
決めする。

高効率弁位置決め装置３４のより詳細な理解の
ために、その運転順次実行のフローチヤートが第
９図に示してある。以下の第９図のフローチヤー
トの説明は、例として初期プラント運転状態P₃，
F₃を用いて第７図および第８図のグラフに関連
して行なう。第９図のフローチヤートに於て、高
効率弁位置決めプログラムは適切な運転のための
有効な許容条件の組が満足されているかどうかを
判断するために複数の論理判断ブロツク１００，
１０２…１１２，１１４から始まる。これらの条
件には、論理判断ブロツク１００乃至１１４に
夫々対応して、次のものが含まれる。

(a) 最適弁位置状態 (b) 順次弁動作態様にないこと (c) 高効率弁位置決め装置がサービス中でないこ
と (d) メガワツト制御装置がサービス中でないこと (e) Ｐ_TH修正サービス中 (f) 負荷変化中 (g) 現在の実際の絞り圧力値設定値が限度を越え
ていることこれらの条件のいずれかが理論的に真であつて
無効状態の存在を示している場合には、高効率弁
位置決めプログラム３４は現在の実行期間中実行
を禁止されて良い。他方、上述の条件の全てが論
理的に偽であつて許容条件が存在することを示し
ている場合には、ブロツク１１６に進むようにプ
ログラムの実行が許される。

上述の例では第８図の範囲７１あるいは７２で
あり得る最適弁位置範囲のうち一範囲を選択する
計算はブロツク１１６で始まる。ブロツク１１６
は弁制御プログラム５２と共働して仮想流量値
F₄を計算するが、この仮想流量値F₄は、現在の
流量デマンドよりも大きな仮想流量を与える最適
弁位置範囲（この例では範囲７２）に対応するも
のである。この計算のためには、弁制御プログラ
ム５２が実際の蒸気流量F₃および範囲７２の弁
位置設定値に基づいて絞り圧力P₄（第７図参照）
を決定することが要求される。絞り圧力P₄が決定
されると、弁制御プログラム５２の圧力修正部分
は圧力値P₄と所定定格絞り圧力値との比を用いて
実行されて、仮想流量値F₄として用いられる新
たな流量デマンド値を計算する。次のブロツク１
１８では、弁制御プログラム５２は同様に先ず現
在の流量デマンドより小さい仮想流量を与える最
適弁位置範囲（例えば範囲７１）に対応する圧力
値P₂を計算し、次に圧力修正プロセス中に運転点
P₂，F₃を用いて仮想流量F₂を計算する。

更に説明を続ける前に、ボイラー絞り圧力設定
点の調節は高圧力設定点値P₁を低圧力設定点値P₅
とにより制限されていることを明確にして置く。
これら圧力設定点値は操作盤４３（第４図参照）
を介してDEHタービン制御装置４２に導入でき
る。これら圧力設定点値P₁およびP₅は要求により
DEHタービン制御装置４２から高効率弁位置決
めプログラム３４に供給できるようにしてある。
従つて、次のプログラム実行ブロツク１２０で
は、上限の運転点P₁，F₃に基づいて弁制御プロ
グラム５２の圧力修正部分を用いて最少仮想流量
F₁が計算される。次のブロツク１２２は下限運
転点P₅，F₃を与えられ弁制御プログラム５２を
同様に用いて最大仮想流量F₅を計算する。

プログラムの実行は、仮想流量値F₁，F₂，
F₃，F₄およびF₅の補数を与えられ、ブロツク１
２４で続けられて最適弁位置範囲の一つの選択を
開始する。ブロツク１２４では仮想流量値F₂お
よびF₄のいずれがF₃に近いかを判断する。F₄の
方がF₃に近いならば、ブロツク１２６でF₄が上
限流量値F₅よりも大きいかあるいは小さいかを
判断する。F₄がF₅より小ならばブロツク１２８
が絞り圧力設定点値を所定量△Ｐ_Dだけ減少させ
る。絞り圧力が減少する割合は略々プログラム３
４が実行される周期と所定量△Ｐ_Dとにより定ま
る。ブロツク１２４，１２６および１２８の実行
により、プログラム３４は最適範囲７２を選択
し、各プログラム実行毎にボイラー絞り圧力設定
点を減少させてボイラー圧力制御装置３０により
絞り圧力を変化させ、負荷制御装置４６が応答し
て弁を例えば最適弁位置範囲７２内に位置させ
る。プログラムはブロツク１２４，１２６および
１２８を実行し続けて弁位置が範囲７２内になる
までボイラー絞り設定点を所望の速さで減少させ
る。この範囲内の状態は、プログラムの最初のブ
ロツク１００で検出され、DEHタービン制御装
置４２によるプログラム３４の実行を終了させ、
設定点３６のそれ以上の減少を防ぐが、これは弁
を最適弁位置範囲外に出てしまうような次の所望
の負荷変化が行なわれるまで続く。

F₄が上限値F₅よりも大きく許容され得ぬ無効
状態に在る場合、あるいはF₂がブロツク１２６
あるいは１２４で検出された現在の流量値F₃の
方により近い場合には、プログラムの実行はブロ
ツク１３０で続行され、そこでF₂が下限F₁より
も大きいか小さいかが判断される。F₂の値がF₁
の値よりも大きい場合、プログラム３４はブロツ
ク１３２を用いて別の所定量△Ｐ_Uだけ絞り圧力
設定点を増大させる。絞り圧力設定点の増大速度
は、△Ｐ_Uの値とブロツク１３２の実行周期とに
より定まる。ブロツク１２４，１３０および１３
２の実行により、プログラム３４は例えば最適弁
位置範囲７１を選択し、プログラム実行毎に所望
の割合でボイラー絞り圧力設定点を増大させて、
弁を同様に最適弁位置範囲７１内に位置させる。
この状態はブロツク１００で検出され、プログラ
ム実行を指示して絞り圧力設定点のそれ以上の調
節をバイパスさせ、この設定点は、別の望ましい
負荷変動が行なわれて弁位置が最適弁位置範囲外
に出るまで、直前に増大した値に維持される。

F₂の値が現在の流量値F₃の方により近いが１
２４、更にF₂の値が下限流量値F₁よりも小さ
く、許容し得ぬ無効状態１３０に在る場合には、
プログラムの実行はブロツク１３４で続行されて
F₄が上限流量値F₅よりも小さいか大きいかが判
断される。F₄がF₅より小さい場合には絞り圧力
設定点は所望の割合で先と同様に減少されて弁を
最適弁位置範囲７２内に位置させる。そうでなけ
ればプログラム３４は出口に達し、圧力設定点は
変化しない。

第４図乃至第９図に示す具体例を説明するのに
使用した例としての初期運転点P₃，F₃は、所望
の負荷変動後に存在する発電所１０の運転限度内
のどのような実際的値であつても良く、かつ高効
率弁位置決め装置３４は上述の如く自動的に動作
して、絞り損失を最小にする所定の最適弁位置範
囲の一つを選択し、かつ順次弁位置設定値を選択
された最適弁位置範囲内にするように絞り圧力設
定点を調節する。第９図のフローチヤートは、高
効率弁位置決め装置３４をDEHシステムの具体
例にプログラムする一方法を説明するためだけの
ものである。

他の発電設備に於ては、従来型のタービン制御
装置２０（第１図参照）がプログラムされたデイ
ジタル計算機の代りにアナログ電子装置で具体化
される。第１０図にはこのような設備で用いる別
の具体例が示されている。一般にこのようなアナ
ログ型タービン弁制御装置は、負荷デマンド計算
機あるいはプラント・マスターから発生される全
蒸気流量デマンド信号２０２を通常受信する従来
型のタービン・マスター手動／自動局（Ｍ／Ａ
局）２００を備えている。自動モードでは、Ｍ／
Ａ局２００は、蒸気流量デマンド信号２０２の値
に応じて一組の増大信号２０６および減少信号２
０８を用いて従来型のタービン負荷基準電動機２
０４の動作を制御する。手動モードでは、Ｍ／Ａ
局２００により例えば制御盤（図示してない）上
の押しボタンを用いて増大信号２０６および減少
信号２０８を操作者が手動で操作できるようにさ
れる。負荷基準電動機２０４は、電動機駆動ポテ
ンシオメーター等のアナログ信号発生装置２１０
に機械的に結合され、蒸気タービン１６（第１図
参照）からの全蒸気流量基準を表わす信号２１２
を発生させる。従来型のサーボ増幅器２１４を各
調速弁GV１乃至GV８に結合してその位置を制御
する。サーボ増幅器２１４はオフセツト調節して
所望の順次弁制御パターンが得られるようにさ
れ、また所望の順次弁制御パターンに従つて弁位
置を制御するのに必要な蒸気流量対弁位置変換を
もたらすように自動的に調整される所定の利得の
組により特徴付けられる。サーボ増幅器２１４の
開ループ特性に於いてあり得る不正確さを修正す
るために、或る場合にはメガワツト・フイードバ
ツク・トリム修正器２１５を設け、例えば負荷デ
マンド計算機あるいはプラント・マスターから発
生されるタービン負荷デマンド信号２１６を補償
する。メガワツト・フイードバツク・トリム修正
器２１５は、普通、メガワツト変換器２８で測定
された実際の負荷信号およびタービン負荷デマン
ド信号２１６を入力とする比例および積分制御器
である。トリム修正器２１５は加算回路２２０を
用いてプラント負荷デマンド信号２１６を増大あ
るいは減少させるトリム信号２１８を発生する。

この具体例に関連して、高効率弁位置決め装置
３４（第１図参照）は複数の変動検出器を備えて
おり、そのうちの３つが２２４，２２６および２
２８で示されている。これら変動検出器は各々そ
の一入力として所定の高効率弁位置設定値２３
０，２３２および２３４を関連して有している。
全蒸気流量基準信号２１２は各変動検出器２２
４，２２６および２２８の他の入力に結合され、
夫々の出力信号２３６，２３８および２４０は、
蒸気タービン流量基準信号２１２の現在値より大
きい最も近い高効率弁設定点を決定する回路２４
２と、蒸気タービン流量信号２１２の現在値より
小さい最も近い高効率弁設定点を決定する回路２
４４との両者に結合されている。回路２４２の出
力信号２４６は差回路２４８に一入力として接続
され、また弁が所定の高効率弁位置設定値の一つ
に位置されていることを検出するように動作する
比較器回路２５０にも接続されている。回路２４
４の出力信号２５２は別の差回路２５４に一入力
として接続され、また調速弁GV１乃至GV８が所
定の高効率弁位置設定値の一つに位置されている
ことを検出するように動作する比較器回路２５６
にも接続されている。比較器回路２５０から供給
されるデイジタル出力信号２５８はOR関数２６
０の一入力に供給され、デイジタル出力信号２５
８の反転状態はAND回路２６２の一入力に供給
されている。同様に、比較器回路２５６のデイジ
タル出力信号２６４はOR回路２６０の他方の入
力に供給され、出力信号２６４の反転状態は
AND回路２６６の一入力に接続されている。

高効率弁位置決め装置３４内には、タービン制
御装置２０の状態を表わす論理変数３３に基づい
て許容運転状態を判断するために論理ゲート回路
の構成が含まれている。ANDゲート回路２６８
へのデイジタル入力には次のものが含まれる。

(a) 負荷フイードバツクサービス中（２６９） (b) MW制御装置サービス中（２７０） (c) 圧力勾配無し（２７１） (d) タービン制御自動モード（２７２）ゲート２６８の出力は、ANDゲート回路２７
４の一入力として用いられ、また反転されてOR
ゲート回路２７６の一入力として用いられる。
ANDゲート回路２７４の他の入力２７８は通常
操作盤（図示してない）上に設けられる押しボタ
ン（操作者セツト）から供給される。同様に、他
の入力２８０は同様に操作盤上に設けられる他の
押しボタン（操作者リセツト）から供給される。
ゲート２７４および２７６の出力は従来型のフリ
ツプ・フロツプ２８２のセツト入力およびリセツ
ト入力となり、フリツプ・フロツプ２８２の出力
はANDゲート回路２８４の一入力に接続されて
いる。ANDゲート２８４への他の入力は、プラ
ント負荷デマンド発電機から供給することがで
き、進行中の負荷変動状態を表わすものである。
出力信号２８８はANDゲート２６２および２６
６の両者の他の入力にサービス中の許容信号を供
給する。

蒸気流量範囲の大部分の期間中、ANDゲート
回路２６２および２６６の出力が、ORゲート２
９０および２９２を介してかつ信号線出力２９４
および２９６でボイラー絞り圧力設定点の増大お
よび減少を制御する。信号２９４および２９６
は、望ましい具体例に於ては選択し得るレイトを
有する積分型回路である圧力設定点調節器２９８
に入力される。調節器２９８からの圧力設定点調
節信号３００は窓比較器回路３０２に供給されて
所定の最大および最小圧力設定点値Ｐ_MAXおよび
Ｐ_MINと比較される。信号３０４および３０６は
上限および下限条件を表わし、調節器２９８に供
給されてボイラー絞り圧力設定点をそれ以上に調
節することを禁止する。最大設定点値Ｐ_MAXおよ
び最小設定点値Ｐ_MINは差回路３０８および３０
９の一入力に更に供給される。差回路３０８およ
び３０９への他の入力は発生された圧力設定点３
００である。差回路３０８および３０９の出力信
号３１０および３１２は、上限および下限条件に
達する前に残つている圧力設定点信号の量に対応
する。これら信号３１０および３１２は差回路２
４８および２５４への他の入力に接続されてい
る。調節可能の不感帯範囲を有する窓比較器３１
４は差回路２４８および２５４からの出力を受
け、ゲート２６２真の一入力に信号を与えるかあ
るいはゲート２６６真の一入力に信号を与えるか
することにより圧力設定点の増大あるいは減少が
必要であるかどうかを判断する。

この具体例に於ては、所定の通常のボイラー絞
り圧力設定点値が線号線路３５から合算器３１６
の一入力に供給される。調節器２９８からの圧力
設定点調節値３００は合算器３１６内でプラント
通常圧力設定点値３５に加算されて第１図に示す
如き従来型ボイラー圧力制御装置３０に供給され
る複合ボイラー絞り圧力設定点３６を発生する。
更に、設定点調節値３００は関数回路３１８によ
り演算されるが、この関数回路３１８は少なくと
も一つの利得で構成されまたプラント動特性に関
連した位相補償を含んでいても良い。関数回路３
１８は信号３２０を発生し、この信号は、所定プ
ラント通常圧力設定点３５からの圧力設定点３６
の変動３００について修正されたタービン蒸気流
量需要信号２０２を発生するように、補償された
プラント負荷需要信号３２２を掛算３２４するの
に用いられる。

上に説明した構成の他に、この具体例は更に全
負荷検出器回路を備え、この回路は全蒸気流量基
準信号２１２を例えば95％の所定の閾値３２７と
比較する比較器回路３２６を持つている。比較器
出力信号３２８は一組のANDゲート回路３３０
および３３２の一入力に供給され、反転された信
号が第４の入力としてANDゲート回路２６２お
よび２６６に供給される。ANDゲート３３０お
よび３３２の第２の入力は、ボイラー圧力調節設
定信号３００を望ましくは０％に近い別の所定値
３３５と比較する窓比較器回路３３４から与えら
れる。

この具体例の動作の説明に当つて、プラント運
転点が初めに存在し、この運転点は少なくとも３
つの高効率弁位置設定値２３０，２３２および２
３４のうちの一つではない全蒸気基準値２１２を
暗示するものであると仮定する。従来型の差動増
幅器で良い変動検出器２２４，２２６および２２
８が、現在の弁位置設定点を表わす全蒸気基準の
現在値２１２と各高効率弁設定点との間の差を計
算する。これらの計算した差２３６，２３８およ
び２４０は、弁を対応する夫々の高効率弁設定値
に動かすのに必要な圧力設定値調節を表わすよう
な仕方でスケールされる。正の差信号の最小振幅
は、現在の弁設定値より大きい最も近い高効率弁
位置に達するのに必要なボイラー絞り圧力設定点
の調節を表わすが、これは回路２４２を用いて選
択され、また負の差信号の最小振幅は、現在の弁
設定点より小さい最も近い高効率弁位置に到達す
るのに必要な絞り圧力設定点の調節を表わすもの
であり、回路２４４により選択される。回路２４
２および２４４は、従来型設計のリミタ、絶対お
よび低選択回路の構成で共通にインプリメントで
きる。正の最小差振幅２４６は回路２４８で予じ
め設定された最大限Ｐ_MAXに達する前に許容され
た圧力設定点の調節増大量を表わす信号３１０か
ら減算される。負の最小差振幅２５２は回路２５
４で予じめ設定された最小限Ｐ_MINに達する前に
許容された圧力設定点の調節減少量を表わす信号
３１２から減算される。窓比較器３１４が２つの
差回路２４８および２５４のいずれが正の最小振
幅を計算したのかを判断し、対応するANDゲー
ト２６２あるいは２６６がそれに応じて圧力設定
点調節信号３００を増減できるようにする。例え
ば、サービス中の運転が許容され２８８、かつ弁
高効率点にまだ達しておらず（２５８および２６
４）、かつ蒸気流量基準信号が全負荷に近くない
ような運転状態が存在した場合に、差回路２４８
の出力信号が差回路２５４の出力信号よりも小さ
な正の振幅を有すると、圧力設定点調節信号３０
０を増大する要求がANDゲート２６２、ORゲー
ト２９０および信号線２９４を介して積分回路２
９８に導びかれる。同様に、回路２５４の出力が
より小さい正の差を有すると、上述のものと同じ
許容条件が存在すると仮定すればANDゲート２
６６、ORゲート２９２および信号線２９６を通
して導びかれた圧力設定点調節信号３００を減少
させることを比較器３１４が要求する。

差回路２４８および２５４は、基本的には許容
圧力設定点状態について残つた圧力設定点調節量
を、最も近い所定の高効率弁設定点を達成するの
に必要な量に対して比較し、最も近い高効率弁設
定点に達するための圧力設定点調節を行なうこと
を、この調節が許容限度内（正の信号振幅）であ
るならば、可能にする。もし、両差回路２４８お
よび２５４からの正の振幅の信号により示される
如くいずれの圧力設定点調節も許されるならば、
窓比較器３１４が最も低い正の振幅の信号を選択
して圧力設定点を調節する方向を決定する。さも
なければ窓比較器３１４は単に正の振幅の信号を
受入れてそれに応じた方向に圧力設定点の調節を
行なう。

圧力設定点調節器２９８は、信号線２９４およ
び２９６の増大あるいは減少状態により指令され
た通り圧力設定点調節信号３００を変調する。信
号３００の変化は、変換器３２で測定したボイラ
ー圧力Ｐ_THを設定点３６に収束させるようにボイ
ラー１４の燃焼状態を変化させるべく、ボイラー
制御装置３０を指令する複合絞り圧力設定点３６
に反映する（第１図および第４図参照）。更に、
プラント通常圧力設定点３５の変動を表わす設定
点調節信号３００の変化は、関数回路３１８およ
び回路３２４での乗算に従つて、補償された負荷
需要信号３２２の変調を支配し、高効率弁位置設
定を行なうに必要なタービン制御弁の新しい位置
設定を計算する。このフイード・フオワード型制
御は、制御弁を動かすのにボイラー・タービン発
電機プロセスの相互作用に依存していないと考え
られ、従つてメガワツト発電のプロセス誤差が最
小になり、また蒸気ボイラー１４の貯蔵エネルギ
ーを変化させるために燃料を一時的に過燃焼ある
いは不足燃焼させてボイラーを乱さねばならぬ場
合が最小限になると考えられる。この具体例に於
ては、掛算器３２４は補償されたプラント負荷需
要信号３２２と基準信号２１２との間の比例関係
を圧力設定点の通常のプラント圧力設定点３５か
らの変動に従つて変化させるように動作する。こ
の制御運転の一例として、掛算器３２４の利得が
通常プラント圧力設定点３５からの圧力設定点変
動が無い場合に１に設定してあると仮定し、圧力
設定点３６が通常値より大きく調節されると、掛
算器３２４による利得は通常のプラント設定点よ
り大きい圧力設定点の変動の関数を表わす信号３
２０に基づいて減少する。従つて、上に説明した
如く圧力設定点を大きくするように調節すると、
全蒸気流量需要２０２と対応して基準信号２１２
とが同時に修正され、タービン調速弁GV１乃至
GV８が選択された高効率弁位置設定点の方向に
比例した量だけ閉じるようにする。

蒸気流量基準信号２１２により調速弁が高効率
弁位置設定点に位置させられると、比較器２５０
および２５６が回路２４６および２５２で実質的
零差信号を検出する。比較器の出力信号２５８お
よび２６４は高効率弁位置設定点に位置している
弁を表わし、ORゲート２６０の出力に影響して
操作盤上に設けることのできるランプ４００を点
灯してプラント運転員が状態を見視できるように
することもできる。更に、反転された信号２５８
および２６４が、増大および減少調節信号を
ANDゲート２６２および２６６から圧力設定点
調節器２９８に供給できないようにする。圧力設
定点調節３００は現在値に保持され、この状態は
他の所望の負荷変化が行なわれて調速弁が高効率
弁位置設定点外に出るまで続く。

この具体例は更に別の特徴を持つているが、こ
れはタービン蒸気流量基準２１２が全ての調速弁
が全開状態に近いことを示す略々100％に近い値
に達したとき、高効率弁位置決め制御を不能にす
ることである。即ち、基準信号２１２が比較器３
２６内で所定の設定点３２７と比較される。基準
信号２１２が設定点３２７よりも大きくなると、
信号３２８がANDゲート３３０および３３２を
駆動しANDゲート２６２および２６６を不能に
する。この状態では、絞り圧力設定点の調節は窓
比較器３１４ではなく窓比較器３３４により制御
される。圧力設定点３６は、圧力設定点調節信号
３３０を略々零（即ち設定点３３５）に減少させ
ることによりプラント通常圧力設定点３５に向つ
て調節される。従つて、調速弁が全開状態に近い
位置になると、ボイラー絞り圧力がプラント通常
運転状態に制御されて全プラント性能を最適化す
る。

第１０図の概略ブロツク図は、増幅器、リミタ
ー、絶対および低限度選択および論理回路等の電
子回路に関連して説明したが、これら回路機能は
プログラムされたマイクロプロセツサーあるいは
両者の組合せによつても同様に達成できる。

以上この発明によれば、上記絞り損失を最小に
するタービン位置に見合つてボイラ圧力を設定
し、かつその圧力でタービン負荷に見合つたター
ビン弁位置を設定するように構成したので、これ
ら総合作用により、タービン負荷に見合つて蒸気
絞り損失を最小にするボイラ圧力及びタービン弁
位置の両者を設定することが可能となり、従つて
蒸気流量調節弁の絞りによる発電所エネルギー損
失を最小にすることが可能となるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置が組合わされた蒸気ター
ビン発電所の概略ブロツク図、第２図は蒸気導入
弁の所定の弁群順次位置決めパターンによる弁絞
り損失に略々基づいた発電レベルMWに対する熱
消費率損失の例を示すグラフ、第３図は複数の所
定の弁位置状態により定められた発電レベルに対
する典型的なボイラー絞り圧力調節曲線を示すグ
ラフ、第４図は第１図の発電所に使用するのに適
当なプログラムされたデイジタル計算機の具体例
を示すブロツク図、第５図は第４図のプログラム
されたデイジタル計算機の具体例で用いられる
様々な流量％に対する流量係数を示すグラフ、第
６図は第４図のプログラムされたデイジタル計算
機の具体例に用いられる様々な全蒸気流量要求の
関数として弁リフトを示すグラフ、第７図は所望
発電レベルに対応する蒸気流量に対するボイラー
絞り圧力調節に係るグラフ、第８図は第４図の具
体例に用いるのに適当な複数の所定の弁位置状態
に基づく典型的な所定の弁群順次位置決めパター
ンを概略的に示すグラフ、第９図は本発明の一具
体例によるプログラムされたデイジタル計算機の
動作を示すフローチヤート、第１０図は第１図に
示す発電所に用いるのに適当な本発明の別の具体
例の機能ブロツク図である。１４……ボイラー、６……蒸気タービン、１８
……発電機、２０……弁制御装置、GV１〜GV８
……調節弁（調速弁）、３０……ボイラー圧力制
御装置、３４……高効率弁位置決め装置。

Claims

【特許請求の範囲】１圧力設定値により定められるボイラー絞り圧
力で蒸気を発生するボイラー１４と、発生した蒸
気の流量を調節する複数の蒸気流量調節弁GVを
有する蒸気タービン１６と、所望の発電レベルに
対応する基準信号により制御されて上記複数の蒸
気流量調節弁を上記基準信号の値に基づく所定の
弁位置決めパターンに従つた状態に位置させる弁
制御装置２０と、上記蒸気タービンにより駆動さ
れて電気エネルギーを発生する発電機１８とを有
する発電所の所望の発電レベルを維持しつつ、ボ
イラーの蒸気圧力および蒸気流量調節弁の絞りに
より実質的に生ずる発電所エネルギー損失を最少
限にする装置に於て、最小弁絞り損失に実質的に対応する、上記基準
信号の複数の所定値７１，７２のうちの選択され
た一の所定値の関数に基づいて上記圧力設定値を
調節する第１装置３４と、上記圧力設定値の上記
調節により調整されて上記基準信号を実質的に上
記選択された所定値に変調する第２装置４６とを
備え、もつて弁絞り損失を最少限にしつつ所望の
発電レベルに対応するように蒸気流量を調節する
ように上記蒸気流量調節弁を位置させるようにし
たことを特徴とする発電所エネルギー損失を最少
限にする装置。２上記第１装置が、第１所定値および第２所定
値を上記一の所定値とは別の上記基準信号の現在
値７７に対する上記第１所定値および上記第２所
定値の関係に基づいて上記複数の所定値から分離
する装置１１６，１１８，１２０，１２２と、上
記基準信号の上記現在値から上記一の所定値への
変調を制御するのに実質的に充分に上記圧力設定
値の上記調節の量に基づいて上記第１所定値およ
び上記第２所定値の一つを選択する装置１２４，
１２６，１３０とを備えたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の発電所エネルギー損失を
最少限にする装置。３上記第１所定値および上記第２所定値７２，
７１が上記基準信号の上記現在値の上下の上記複
数の所定値のうち最も近いものであることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の発電所エネル
ギー損失を最少限にする装置。４上記基準信号の上記現在値から上記第１所定
値および上記第２所定値のうちの一方への上記変
調を制御するのに実質的に充分な近い圧力設定値
調節量を有する上記第１所定値および上記第２所
定値のうちの一方が、選択された値と関連する圧
力設定調節が所定の圧力設定値調節限度内である
ときに上記選択された値となり、他の場合には上
記第１所定値および上記第２所定値の他方が上記
選択された値となることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の発電所エネルギー損失を最少限
にする装置。５上記基準信号が発電所の所望発電レベルに対
して比例関係にあり、上記比例関係が上記圧力設
定値の上記調節により制御され、上記圧力設定値
の上記調節が予じめ設定された圧力設定値からの
値の偏移を起こさせ、かつ上記圧力設定値からの
値の偏移が上記基準信号と上記所望発電レベルと
の間の上記比例関係を支配することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の発電所エネルギー損
失を最少限にする装置。