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公開番号2024082878
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022197062
出願日2022-12-09
発明の名称給水ポンプ制御装置及び給水ポンプ制御方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類F22D 5/34 20060101AFI20240613BHJP(蒸気発生)
要約【課題】給水先への給水流量を安定して、給水先への外乱を防止できる。
【解決手段】再循環弁を再循環弁開度指令信号Vにより開閉して再循環系統の再循環流量を制御する再循環弁開度制御部41は、給水ポンプの回転数検出信号Nに応じて設定された第1の関数に基づき吸込流量設定信号QTを出力する吸込流量設定信号生成手段27と、吸込流量設定信号と吸込流量検出信号QRとの偏差に基づき演算して第1の再循環弁開度指令信号VAを出力する第1の制御演算手段28、29と、吸込流量低警報設定信号Mに所定流量を加算した値と給水流量指令信号QCとの偏差に基づく最低再循環流量QWに応じて設定された第2の関数に基づき第2の再循環弁開度指令信号VBを出力する第2の制御演算手段45と、第1の再循環弁開度指令信号と第2の再循環弁開度指令信号とのいずれか高値信号を再循環弁開度指令信号Vとして再循環弁へ出力する高値選択手段47と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気タービンの回転を駆動源とする給水ポンプにより給水元から給水先へ給水を行う給水系統と、前記給水ポンプからの給水を、再循環弁を介して前記給水元へ再循環させる再循環系統とが設けられ、
前記給水系統の給水流量信号が給水流量指令信号と一致するように、蒸気加減弁開度指令信号によって前記蒸気タービンに供給する蒸気流量を制御する給水流量制御部と、
前記再循環弁を再循環弁開度指令信号により開閉して前記再循環系統の再循環流量を制御する再循環弁開度制御部と、を有する給水ポンプ制御装置において、
前記再循環弁開度制御部は、前記給水ポンプの回転数検出信号に応じて予め設定された第１の関数に基づき吸込流量設定信号を出力する吸込流量設定信号生成手段と、
前記吸込流量設定信号と前記給水ポンプの吸込流量検出信号との偏差に基づき制御演算して第１の再循環弁開度指令信号を出力する第1の制御演算手段と、
吸込流量低警報設定信号に所定流量を加算した値と前記給水流量指令信号との偏差に基づき最低再循環流量を演算する演算手段と、
前記最低再循環流量に応じて予め設定された第２の関数に基づき第２の再循環弁開度指令信号を出力する第２の制御演算手段と、
前記第１の再循環弁開度指令信号と前記第２の再循環弁開度指令信号とを入力して、いずれかの高値信号を前記再循環弁開度指令信号として前記再循環弁へ出力する高値選択手段と、を有して構成されたことを特徴とする給水ポンプ制御装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記第１の制御演算手段と前記高値選択手段との間には、第１の再循環弁開度指令信号が再循環弁を閉弁させる際に、前記再循環弁を低速で閉弁させるよう前記第１の再循環弁開度指令信号を制限する第1の変化率制限手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の給水ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記第２の制御演算手段と前記高値選択手段との間には、第２の再循環弁開度指令信号が再循環弁を閉弁させる際に、前記再循環弁を低速で閉弁させるよう前記第２の再循環弁開度指令信号を制限する第２の変化率制限手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の給水ポンプ制御装置。
【請求項４】
前記第２の制御演算手段における予め設定された第２の関数は、発電量の急変による急変が発生しない状態の穏やかに徐々に変化する給水流量指令信号を表す関数であることを特徴とする請求項１に記載の給水ポンプ制御装置。
【請求項５】
蒸気タービンの回転を駆動源とする給水ポンプにより給水元から給水先へ給水を行う給水系統と、前記給水ポンプからの給水を、再循環弁を介して前記給水元へ再循環させる再循環系統とが設けられた状態で、
前記給水系統の給水流量信号が給水流量指令信号と一致するように、蒸気加減弁開度指令信号によって前記蒸気タービンに供給する蒸気流量を制御すると共に、前記再循環弁を再循環弁開度指令信号により開閉して前記再循環系統の再循環流量を制御する給水ポンプ制御方法において、
前記給水ポンプの回転数検出信号に応じて予め設定された第１の関数に基づき吸込流量設定信号を出力し、この吸込流量設定信号と前記給水ポンプの吸込流量検出信号との偏差に基づき制御演算して第１の再循環弁開度指令信号を出力し、
吸込流量低警報設定信号に所定流量を加算した値と前記給水流量指令信号との偏差に基づき最低再循環流量を演算し、この最低再循環流量に応じて予め設定した第２の関数に基づき第２の再循環弁開度指令信号を出力し、
前記第１の再循環弁開度指令信号と前記第２の再循環弁開度指令信号とを入力して、いずれかの高値信号を前記再循環弁開度指令信号として前記再循環弁へ出力することを特徴とする給水ポンプ制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラントにおける給水ポンプ制御装置及び給水ポンプ制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
発電プラントにおける給水ポンプは、発電量の増加に伴ってボイラ(給水先)の要求する給水流量を脱気器(給水元)からボイラへ供給するために、給水ポンプの回転数を増加させる構成となっている。一方、給水ポンプは、ポンプの加熱を防止するために最小吸込流量以上の吸込流量を確保する必要がある。この最小吸込流量は、給水ポンプの回転数に応じて変化する値である。
【０００３】
仮に、給水ポンプの吸込流量が最小吸込流量以下になった場合には、警報を出力したり、給水ポンプを強制停止しなければならない。そこで、ボイラへの給水流量が減少して吸込流量が減少した場合には、給水ポンプの下流側から脱気器に接続される再循環系統の再循環弁の開度を調節して、脱気器に戻す再循環流量を増加させることにより、給水ポンプの吸込流量を最小吸込流量以上に確保している。
【０００４】
図３は、上述の給水ポンプ１を備えた給水系統１１と再循環弁４を備えた再循環系統１２とを示す系統図である。給水系統１１における給水ポンプ１は、給水元である脱気器から給水先であるボイラに接続される給水配管２に配置されており、この給水配管２によりボイラへ給水を行う。また、給水配管２には、給水ポンプ1の下流側に給水流量検出器５が設けられ、給水ポンプ１の上流側に吸込流量検出器６が設けられている。
【０００５】
給水配管２における給水ポンプ１の出口側からは、給水を脱気器へ再循環するための再循環配管３が分岐されている。再循環配管３には再循環弁４が配置され、これらの再循環配管３及び再循環弁４を有して再循環系統１２が構成される。給水ポンプ１は、蒸気タービン７と回転軸によって連結されて蒸気タービン７により駆動される。蒸気タービン７には、蒸気加減弁９から蒸気が供給され、この蒸気タービン７に回転数検出器８が設置されている。
【０００６】
給水ポンプ制御装置２０は、給水配管２に設置された給水流量検出器５により得られる給水流量信号ＱＦを入力し、図示しないボイラ制御装置から入力する給水流量指令信号ＱＣに基づき回転数指令信号ＮＳ(図４)を算出する。また、給水ポンプ制御装置２０は、給水ポンプ１の回転数検出器８から回転数検出信号Ｎを入力し、回転数指令信号ＮＳに基づき蒸気加減弁開度指令信号Ｚを算出して蒸気加減弁９へ出力する。
【０００７】
更に、給水ポンプ制御装置２０は、給水配管２に設置された吸込流量検出器６から吸込流量検出信号ＱＲを入力し、給水ポンプ１の回転数検出器８により得られる回転数検出信号Ｎに基づき、第1の再循環弁開度指令信号ＶＡを算出して再循環弁４へ出力する。このようにして、ボイラへの給水流量が減少した場合には、再循環弁４の開度を調節して脱気器に戻す再循環流量を増加することにより、給水ポンプ１の吸込流量を最小吸込流量以上に確保している。
【０００８】
給水ポンプ制御装置２０は、図４に示すように、給水流量制御部２１及び再循環弁開度制御部２２を有して構成される。給水流量制御部２１は、給水流量検出器５により得られる給水流量信号ＱＦと給水流量指令信号ＱＣとを偏差演算手段２３に入力し、この偏差演算手段２３にて得られる偏差を比例積分演算手段２４に入力し、この比例積分演算手段２４が回転数指令信号ＮＳを出力する。
【０００９】
また、回転数検出器８により得られる回転数検出信号Ｎが、回転数指令信号ＮＳと共に偏差演算手段２５に入力され、その出力が比例演算手段２６に入力される。これにより、給水流量制御部２１は、給水流量信号ＱＦが給水流量指令信号ＱＣと一致するような蒸気加減弁開度指令信号Ｚを蒸気加減弁９へ出力して、蒸気タービン７へ供給する蒸気流量を制御する。
【００１０】
一方、給水ポンプ制御装置２０の再循環弁開度制御部２２は、再循環弁４を第１の再循環弁開度指令信号ＶＡにより開閉して再循環系統１２の再循環流量を制御するものであり、吸込流量設定信号生成手段２７、偏差演算手段２８、比例演算手段２９及び第１の変化率制限手段３０を有して構成される。偏差演算手段２８及び比例演算手段２９が第１の制御演算手段を構成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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