特開 2024-82878 給水ポンプ制御装置及び給水ポンプ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082878

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【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

(51)【国際特許分類】

   F22D 5/34 20060101AFI20240613BHJP

   F01D 15/08 20060101ALI20240613BHJP

   F22D 5/32 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

F22D5/34 A

F01D15/08 A

F22D5/32 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197062

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山川 裕久

(57)【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。

【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。

【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】

吸込流量設定信号生成手段２７は、回転数検出信号Ｎに応じて予め設定された第１の関数Ｆ(ｘ)に基づいて吸込流量設定信号ＱＴを出力する。この吸込流量設定信号ＱＴと吸込流量検出信号ＱＲは偏差演算手段２８により偏差が演算され、この偏差が比例演算手段２９に入力される。比例演算手段２９は、偏差演算手段２８から入力された偏差に基づき比例演算して、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを第１の変化率制限手段３０に出力する。

【0012】

第１の変化率制限手段３０は、再循環弁４を閉弁方向とする第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを制限して再循環弁４を低速で閉弁させる一方、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが開弁方向のときには、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡに制限をかけないで出力する。つまり、第１の変化率制限手段３０は、上述の如く、再循環弁４を開弁方向とする第１の再循環弁開度指令信号ＶＡに対しては、再循環弁４を開弁速度に制限なく開弁させて給水ポンプ１の加熱を防止する。また、第１の変化率制限手段３０は、再循環弁４を閉弁方向とする第１の再循環弁開度指令信号ＶＡに対しては、再循環弁４を低速で閉弁させてボイラの給水流量制御への外乱を小さくする。

【0013】

ここで、吸込流量設定信号生成手段２７にて設定される吸込流量設定信号ＱＴと回転数検出信号Ｎとの関係について、図５を参照して説明する。まず、吸込流量設定信号ＱＴは、回転数検出信号Ｎに応じて設定され、回転数検出信号ＮがＮ１～Ｎ２の範囲において回転数検出信号Ｎに応じて増加するようになっている。吸込流量設定信号ＱＴは、回転数検出信号ＮがＮ２以上のときには一定値に保持され、回転数検出信号ＮがＮ１以下でも一定値に保持される。また、図５における最小吸込流量設定信号ＱＳは、再循環弁４を全開とする吸込流量設定値を示す。吸込流量設定信号ＱＴは、最小吸込流量設定信号ＱＳよりαだけ上側(流量が大)に設定されている。

【0014】

上述の図４に示す比例演算手段２９は、吸込流量検出信号ＱＲの変化に対して、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを全閉と全開との間で変化させるようにしている。即ち、吸込流量検出信号ＱＲが最小吸込流量設定信号ＱＳと一致するとき、比例演算手段２９の出力は１００％｛＝Ｋ×（ＱＴ－ＱＳ）｝となって、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを全開とする。また、吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴと一致したとき、比例演算手段２９の出力は０％｛＝Ｋ×（ＱＴ－ＱＴ）｝となって、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを全閉とする。

【0015】

ここで、図５を参照して、発電プラントの高負荷時及び低負荷時の吸込流量検出信号ＱＲ（１点鎖線）と、ボイラへの給水流量信号ＱＦ（２点鎖線）とを説明する。発電プラントが高負荷にあるとき、給水ポンプ１の回転数検出信号ＮはＮ２にある。このとき、吸込流量検出信号ＱＲは吸込流量設定信号ＱＴよりも大きく、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡは全閉となり、吸込流量検出信号ＱＲと給水流量信号ＱＦとが一致する。

【0016】

この状態から、発電プラントの負荷を徐々に下げると、給水流量信号ＱＦが減少し、回転数検出信号Ｎも降下すると共に、吸込流量検出信号ＱＲも減少する。発電プラントが低負荷(Ｎ＝Ｎ１)にあるとき、給水流量信号ＱＦが吸込流量設定信号ＱＴよりも下回る。このような場合には、吸込流量検出信号ＱＲが最小吸込流量設定信号ＱＳよりも下回らないようにする必要がある。そこで、回転数検出信号ＮがＮ２側からＮ１になる前に、給水ポンプ１による給水が全て再循環弁４へ流れるようにして、吸込流量検出信号ＱＲを最小吸込流量設定信号ＱＳ以上に確保する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】特開平８－２１０６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

しかしながら、図４に示す背景技術の給水ポンプ制御装置２０では、次のような課題がある。まず、一例として、図６を参照して発電プラントの低負荷時にボイラへ供給する給水量を徐々に減少させていく場合について説明する。ここで、図６(Ａ)は、吸込流量検出信号ＱＲとボイラへの給水流量信号ＱＦと吸込流量設定信号ＱＴとの関係を示し、図６(Ｂ)は第１の再循環弁開度指令信号ＶＡの変化を示している。

【0019】

図６において、発電プラントの発電量が時刻ｔ１から低下してプラントの負荷が低下すると、給水ポンプ制御装置２０では、給水流量指令信号ＱＣの減少に伴って、図４の給水流量制御部２１からの蒸気加減弁開度指令信号Ｚが減少する。これにより、給水ポンプ１の回転数が減少して、ボイラへの給水流量信号ＱＦが徐々に減少する。このときには、吸込流量設定信号ＱＴと吸込流量検出信号ＱＲとの偏差はα以上ある。従って、給水ポンプ制御装置２０は、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを全閉として出力する。このため、再循環弁４に給水が流れず、吸込流量検出信号ＱＲは給水流量信号ＱＦと同一の値となって徐々に減少する。

【0020】

その後、時刻ｔ２になると、発電量の急減により給水流量指令信号ＱＣが減少して、給水流量信号ＱＦが急減する。更に、時刻ｔ３では吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴ以下になる。この状態では、図４に示す再循環弁開度制御部２２が第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを全閉から急開させる。これにより、再循環弁４に流れる流量が増加して吸込流量検出信号ＱＲが増加するが、ボイラへの給水流量信号ＱＦは更に急減する。

【0021】

即ち、給水ポンプ制御装置２０は、給水ポンプ１の加熱防止のために第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを高速に増加させる。しかも、給水系統１１より再循環系統１２の方が給水流量の吸込力が大きい。これらの結果、再循環系統１２への流量が増加し、これに対応してボイラへの給水流量信号ＱＦは、時刻ｔ３から時刻ｔ４に亘って必要以上に急減する。

【0022】

一方、図４に示す給水流量制御部２１では、給水ポンプ１の給水流量信号ＱＦの急減に伴って、開度を大きくする蒸気加減弁開度指令信号Ｚを出力して、ボイラへ必要流量を送給するように制御する。これにより、給水流量信号ＱＦは、時刻ｔ４から時刻ｔ５に亘り増加する。このとき、再循環弁４は閉弁方向に動作する。その後、吸込流量検出信号ＱＲは、吸込流量設定信号ＱＴよりも大きく増加した後、再循環弁４が閉弁方向にあるので降下する。そして、時刻ｔ６において、吸込流量検出信号ＱＲは吸込流量設定信号ＱＴとほぼ一致し、その後に吸込流量設定信号ＱＴよりも減少する。

【0023】

このため、時刻ｔ７になると、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが開弁方向となる。これに伴って、再び吸込流量検出信号ＱＲが増加するが、時刻ｔ３から時刻ｔ４の場合と同様に、時刻ｔ７以降で給水流量信号ＱＦが再び急減する。これにより、前述したように給水流量制御部２１によって蒸気加減弁９が開弁し、時刻ｔ８で再び給水流量信号ＱＦが増加して復帰する。このとき、再循環弁４は閉弁方向に動作する。このように給水流量信号ＱＦの急減と復帰(急増)との変動が繰り返されるので、給水流量の制御が不安定となって、ボイラに外乱を与えるという課題がある。

【0024】

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、給水先への給水流量を安定して制御でき、給水先に与える外乱を確実の防止できる給水ポンプ制御装置及び給水ポンプ制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本発明の実施形態における給水ポンプ制御装置は、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ものである。

【0026】

また、本発明の実施形態における給水ポンプ制御方法は、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ものである。

【発明の効果】

【0027】

本発明の実施形態によれば、給水先への給水流量を安定して制御でき、給水先に与える外乱を確実の防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一実施形態に係る給水ポンプ制御装置の構成を示すブロック図。

【図2】図１の給水ポンプ制御装置の作用を示し、（Ａ）が給水流量指令信号のグラフ、（Ｂ）が給水流量信号及び吸込流量検出信号等を示すグラフ、（Ｃ）が再循環弁開度指令信号を示すグラフ。

【図3】給水ポンプを備えた給水系統と再循環弁を備えた再循環系統を示す系統図。

【図4】従来の給水ポンプ制御装置の構成を示すブロック図。

【図5】給水ポンプの回転数検出信号と吸込流量設定信号等との関係を示すグラフ。

【図6】図４の給水ポンプ制御装置の作用を示し、（Ａ）が給水流量信号及び吸込流量検出信号等を示すグラフ、（Ｂ）が第１の再循環弁開度指令信号を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、一実施形態に係る給水ポンプ制御装置の構成を示すブロック図である。この一実施形態において背景技術(図３～図５)と同様な部分については、背景技術と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0030】

本実施形態の給水ポンプ制御装置４０が背景技術の給水ポンプ制御装置２０と異なる点は、再循環弁開度制御部４１が、給水ポンプ制御装置２０の再循環弁開度制御部２２の構成に加え、演算手段としての加算演算手段４２、定数発生手段４３及び偏差演算手段４４と、第２の制御演算手段としての第２の再循環弁開度指令信号生成手段４５と、第２の変化率制限手段４６と、高値選択手段４７と、を有して構成された点である。

【0031】

加算演算手段４２は、最小吸込流量設定信号ＱＳに相当する吸込流量低警報設定信号Ｍに、定数発生手段４３から出力される予め設定された所定流量βを加算して加算流量値を演算する。偏差演算手段４４は、加算演算手段４２からの加算流量値と給水流量指令信号ＱＣとの偏差に基づき最低再循環流量ＱＷを演算する。ここで、最低再循環流量ＱＷは、再循環系統１２に流すことが必要な最小の再循環流量である。また、所定流量βは、吸込流量設定信号ＱＴと最小吸込流量設定信号ＱＳとの流量差α（図５）よりも小さな値に設定される。

【0032】

第２の再循環弁開度指令信号生成手段４５は、偏差演算手段４４から出力される最低再循環流量ＱＷに応じて予め設定された第２の関数Ｇ（Ｘ）に基づき第２の再循環弁開度指令信号ＶＢを演算する。第２の関数Ｇ（Ｘ）は、例えば、発電量の急変（例えば急減）による急変（例えば急減）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ＱＣ（図２（Ａ）の２点鎖線を含む表示）を表す関数である。第２の再循環弁開度指令信号ＶＢは、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡと共に図２（Ｃ）に示され、プラントの低負荷時に再循環弁４の開度を穏やかに徐々に開弁させるよう設定する。

【0033】

第２の変化率制限手段４６は、第２の再循環弁開度指令信号生成手段４５と高値選択手段４７との間に設置される。ところで、前述の第１の変化率制限手段３０は、比例演算手段２９と高値選択手段４７との間に設置される。第２の変化率制限手段４６は、第２の再循環弁開度指令信号生成手段４５からの第２の再循環弁開度指令信号ＶＢが再循環弁４を閉弁させる際には、再循環弁４を低速で閉弁させるように第２の再循環弁開度指令信号ＶＢを制限し、また、第２の再循環弁開度指令信号ＶＢが再循環弁４を開弁させる際には、再循環弁４を開弁速度に制限を与えずに開弁させる。

【0034】

高値選択手段４７は、第１の変化率制限手段３０からの第１の再循環弁開度指令信号ＶＡと第２の変化率制限手段４６からの第２の再循環弁開度指令信号ＶＢとを入力し、これらのいずれかの高値信号を再循環弁開度指令信号Ｖとして再循環弁４へ出力する。後に詳説するが、図２（Ｃ）に示すように、高値選択手段４７は、時刻ｔ１～ｔ４及び時刻ｔ５以降において第２の再循環弁開度指令信号ＶＢを選択し、時刻ｔ４～ｔ５において第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを選択して、それぞれ再循環弁開度指令信号Ｖとする。

【0035】

次に、本実施形態の作用を、図２を参照して説明する。この一例は、発電プラントの低負荷時(ユニット起動時)において、ボイラへ供給する給水流量を徐々に減少させていく場合の作用である。

【0036】

時刻ｔ１において、発電プラントが低負荷に移行して給水流量が減少し始める際には、給水流量指令信号ＱＣが減少して、給水流量信号ＱＦが減少する。これに応じて、吸込流量検出信号ＱＲも徐々に減少する。このとき、第２の変化率制限手段４６からの第２の再循環弁開度指令信号ＶＢは、給水流量指令信号ＱＣの減少により全閉から開方向に徐々に増加する。この状態では、第１の変化率制限手段３０からの第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが全閉状態にあるので、高値選択手段４７は第２の再循環弁開度指令信号ＶＢを選択して、再循環弁開度指令信号Ｖとする。この場合、給水流量指令信号ＱＣの減少速度が遅く徐々に減少するので、この給水流量指令信号ＱＣに基づく第２の再循環弁開度指令信号生成手段４５による第２の再循環弁開度指令信号ＶＢの増加速度も遅く、給水流量信号ＱＦの外乱にならないように推移する。

【0037】

時刻ｔ２において、給水流量指令信号ＱＣの急減により給水流量信号ＱＦが急減したときでも、再循環弁開度指令信号Ｖ(第２の再循環弁開度指令信号ＶＢ)により再循環弁４が開いている。従って、吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴ以下になることがない。このため、高値選択手段４７では、吸込流量検出信号ＱＲの急減による第１の再循環弁開度指令信号ＶＡの増加がなく、そのまま第２の再循環弁開度指令信号ＶＢが選択され、再循環弁開度指令信号Ｖは急増することなく推移する。

【0038】

このように、給水流量指令信号ＱＣの急減に対して再循環弁開度指令信号Ｖを第２の再循環弁開度指令信号ＶＢにより定めると、給水流量信号ＱＦの急減があっても、吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴ以下となることがなく、背景技術のような再循環弁４の急閉に伴う給水流量信号ＱＦの急増が生じることが防止される。また、吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴから大きく低下することがなく、従って、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが急上昇することがないことから、再循環弁４の急開による給水流量の急減状態が生じることが防止される。

【0039】

その後、図２のように、プラントが更に低負荷となり、時刻ｔ３で給水流量信号ＱＦが急減され、吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴ以下となった場合について説明する。この場合、第１の変化率制限手段３０からの第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが急開指令となり、時刻ｔ４で第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが、第２の変化率制限手段４６からの第２の再循環弁開度指令信号ＶＢよりも大きくなる。すると、高値選択手段４７は、第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを選択して、再循環弁開度指令信号Ｖを出力する。これによって、吸込流量検出信号ＱＲが上昇し、やがてピークに達した後に徐々に降下する。

【0040】

吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴよりも上昇すると、吸込流量検出信号ＱＲと吸込流量設定信号ＱＴとの偏差が減少して、第１の変化率制限手段３０からの第１の再循環弁開度指令信号ＶＡも減少する。そして、時刻ｔ５で第２の変化率制限手段４６からの第２の再循環弁開度指令信号ＶＢの方が高値となる。このため、高値選択手段４７は、第２の再循環弁開度指令信号ＶＢを選択し、再循環弁開度指令信号Ｖとして再循環弁４へ出力する。

【0041】

上述のように、プラントの更なる低負荷時に給水流量制御部２１の制御により給水流量信号ＱＦが急減され、時刻ｔ３以降のように吸込流量検出信号ＱＲが吸込流量設定信号ＱＴ以下に低下した場合でも、吸込流量検出信号ＱＲの減少に対応する第１の再循環弁開度指令信号ＶＡの急増により、高値選択手段４７は、この第１の再循環弁開度指令信号ＶＡを選択して再循環弁開度指令信号Ｖとする。このため、吸込流量検出信号ＱＲが最小吸込流量設定信号ＱＳ以下となることが防止される。

【0042】

この結果、給水ポンプ１の吸込流量の急減による過熱防止を図ると共に、発電プラントの低負荷時に再循環弁４が急開、急閉することによるボイラへの給水流量の急減、急増の繰り返しが防止されて、ボイラへの給水流量を安定して制御することができ、ボイラへの外乱を確実に防止することが可能になる。

【0043】

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果を奏する。
給水ポンプ制御装置４０の再循環弁開度制御部４１によれば、プラント低負荷時には、吸込流量設定信号ＱＴと吸込流量検出信号ＱＲとの偏差に基づく第１の再循環弁開度指令信号ＶＡと、吸込流量低警報設定信号Ｍ（最小吸込流量設定信号ＱＳ）に所定流量βを加算した値と給水流量指令信号ＱＣとの偏差から演算される最低再循環流量ＱＷに基づく第２の再循環弁開度指令信号ＶＢとのいずれかの高値信号が、再循環弁開度指令信号Ｖとして選択されて再循環弁４が開閉動作される。

【0044】

このため、プラント低負荷時に、再循環弁開度指令信号Ｖとして第２の再循環弁開度指令信号ＶＢが選択されたときには、再循環系統１２に最低再循環流量ＱＷが確保されることで、また、再循環弁開度指令信号Ｖとして第１の再循環弁開度指令信号ＶＡが選択されたときには、吸込流量として最小吸込流量が確保される。従って、従来のようなプラント低負荷時における再循環弁４の急開、急閉による給水流量の急減、急増の繰り返しを回避することができる。この結果、給水先であるボイラへの給水流量を安定して制御することができ、給水先（ボイラ）に与える外乱を確実に防止することができる。

【0045】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができ、また、それらの置き換えや変更、組み合わせは、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0046】

１…給水ポンプ、４…再循環弁、７…蒸気タービン、１１…給水系統、１２…再循環系統、２１…給水流量制御部、２７…吸込流量設定信号生成手段、２８…偏差演算手段（第１の制御演算手段）、２９…比例演算手段（第１の制御演算手段）、３０…第１の変化率制限手段、４０…給水ポンプ制御装置、４１…再循環弁開度制御部、４２…加算演算手段（演算手段）、４３…定数発生手段（演算手段）、４４…偏差演算手段（演算手段）、４５…第２の再循環弁開度指令信号生成手段（第２の制御演算手段）、４６…第２の変化率制限手段、４７…高値選択手段、Ｍ…吸込流量低警報設定信号、Ｎ…回転数検出信号、ＱＣ…給水流量指令信号、ＱＦ…給水流量信号、ＱＲ…吸込流量検出信号、ＱＴ…吸込流量設定信号、ＱＳ…最小吸込流量設定信号、ＱＷ…最低再循環流量、Ｖ…再循環弁開度指令信号、ＶＡ…第１の再循環弁開度指令信号、ＶＢ…第２の再循環弁開度指令信号、Ｚ…蒸気加減弁開度指令信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】