JPH02130294A

JPH02130294A - 複数台ポンプの流量制御系

Info

Publication number: JPH02130294A
Application number: JP28366488A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sano; 佐野　建治; Ryuhei Kawabe; 隆平川部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1990-05-18

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数台ポンプの並列運転時の流量制御に係り
、特に、ポンプ全数より少ない速度制御装置を、順次、
切り替える方法と、電動機の極数切り替えの方法とを組
み合わせ、流量の連続制御性、及び、経済向上を図った
流量制御系に関する。

〔従来の技術〕

本発明をタンク型高速増殖炉に適用した場合について説
明する。

従来の高速増殖炉の流量制御系の構成図を第２図に、流
量制御に係る特性を第３図に示す、従来の制御系は、ポ
ンプ駆動用電動機の回転速度を制御する速度制御装置が
全ポンプ数の半分以上となっており、速度制御装置が接
続されていない電動機の起動・停止と速度制御装置が接
続されている電動機の運転を組み合わせて流量を制御す
る。

第２図、第３図は、全ポンプ数を四台、速度制御装置を
二台とする高速炉に係る流量制御系を示している。電動
機５ａ、５ｂは、運転スイッチ１１ａ、ｌｌｂを介して
駆動電源１に接続されており、起動後は定格速度Ｎ。で
運転される。電動機５ｃ、５ｄは、速度制御装置２ａ、
２ｂに接続され、速度制御される。ポンプ６ａ、６ｂ、
６ｃ。

６ｄは、冷却材を高圧ブレナム８から炉心７、中間熱交
換器９を通して循環させる。この構成の従来制御系によ
る定格流量から低流量へと向う運転について、第３図の
制御特性で説明する０曲線ＡＢは、ポンプ６ａ、６ｂ、
６ｃ、６ｄが全て定格速度Ｎ。で運転されている時の揚
程曲線である。

曲線ＡＣは、ポンプ６ａ、６ｂが停止され、ポンプ６ｃ
、６ｄの二台が定格速度Ｎｏで運転され、しかも、停止
ポンプ６ａ、６ｂを介して冷却材の逆流がない場合の揚
程曲線である１曲線ＢＯＧは、抵抗曲線であり、揚程曲
線との交点が運転点となる。しかし、点Ｂはポンプ６ａ
、６ｂ、６ｃ。

６ｄ定格運転時の運転点であり、この時の流量をＱｏと
する。この状態から、電動機５ｃ、５ｄの回転速度を低
下すると、ポンプ二台運転時の運転点Ｃ相当の流量Ｑ１
に向って流量が低下する６運転点Ｃの揚程Ｈ１を締切り
揚程（流量０時の揚程）とする電動機５ｃ、５ｄの速度
がＮ１時の揚程曲線をＦＥとすると、電動機５ｃ、５ｄ
の速度をＮｌより低下して揚程曲線をＦＥ以下にしても
、流量はＱｚ以下とはならない。この時点で運転スイッ
チｌｌａ、ｌｌｂを開き、電動機５ａ、５ｂを停止し、
電動機５ｃ、５ｄを定格速度に戻す。揚程曲線は、ＡＣ
となるはずであるが、停止ポンプ６ａ、６ｂを通して逆
流が生じるため、実際の揚程曲線はＧＤとなり、運転点
はＤ点になる。運転点りの流量は、Ｑｌであり、流量は
ＱｌからＱｌに急減するという不具合が生じることにな
る。

さらに、流量の急減を避けるためには、逆流分を少なく
する必要があり、その分だけ速度制御される電動機の台
数が増加、すなわち、速度制御装置が増加することにな
る。速度制御装置は、高価であるため、速度制御装置の
増加は設備の経済性を低下させることになる。

〔発明が解決しようとするａ題〕

上記従来技術は、速度制御装置の台数を減じれば、制御
過程における流量の急変という過渡変化を避けることが
できず、流量急変を避けるためには速度制御装置の台数
を増加せざるを得なくなりコスト高になる。

本発明の目的は、流量制御の過程における流量の急変を
生じさせず、速度制御装置の台数を増加させないことに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電動機と削減した速度制御装置の接続を、
順次、切り替える方法と、回転速度を段階的に変えるた
め極数の種類が複数となるような巻線をもち、その極数
を変える方法と組み合わせることにより達成される。

〔作用〕

電動機は、全ポンプ台数の半分以下の台数の速度制御装
置により制御されるものと、直接駆動電源より給電され
駆動される他の電動機に分れる。

速度制御装置により制御される電動機の回転速度をＮｏ
からＮ１まで連続可変制御する。その後、速度制御装置
を他の電動機の切り替え、回転速度をＮｏとする。回転
速度Ｎ１に達した電動機は、直接駆動電源より給電され
るように切り替えられるが。

極数を変えないようにすると回転速度はＮｏに戻ってし
まう。このため、巻線の接続を切り替えて、回転速度Ｎ
１が得られる極数を選択する。それによって、切り替え
時に流量の急変を生じることがない、電動機の回転速度
Ｎと極数Ｐとの関係は、回転速度Ｎｏが得られる極数を
Ｐｏとすると、Ｎ　ｚＮｏ　（Ｐ　ｏ／　Ｐ　）そこで、極数Ｐ（正の整数）が決まれば、上記切り替え
時の回転速度Ｎ１が必然的に求まる。

以下、速度制御装置による回転速度制御、速度制御装置
と電動機の接続切り替え、電動機の極数変更を繰り返す
ことにより、必要な流量制御範囲において、連続的に流
量を制御することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を高速炉における流量制御を例
にして説明する。本実施例では、四台のポンプ、二台の
速度制御装置をもつ制御系であり、定格流量から減少し
ていく場合を例にして説明するー。第１図、第４図ない
し第６図は、原子炉に係る機器と制御系の構成を示す。

図中、原子炉容器１０内には炉心７、高圧プレナム８、
中間熱交換器９が設けられている。また、原子炉容器１
０内にポンプ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが設けられている
。中間熱交換器９よりポンプ６ａ、６ｂ、６ｃ。

６ｄに至る冷却材は、高圧プレナム８に送出され、炉心
７を上昇し、中間熱交換器９に至る。ポンプ６ａ、６ｂ
、６ｃ、６ｄは、電動係５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄにより駆動される。電動機５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄには、極数変更のための複数の巻線接続端子
が設けられ、極数切替スイッチ４ａ、４ｂ。

４ｃ、４ｄに接続される。本実施例では、極数の種類を
二つとした場合を例にしている。極数切替スイッチ４ａ
、４ｂ、４ｃ、４ｄは、駆動電源１゜あるいは、速度制
御装置１１２ａ、２ｂと接続するための切替＄３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄに接続される。

第１図は、電動機５ａ、５ｂが、直接、駆動電源１より
給電されて定格回転速度Ｎｏ、極数Ｐａで運転されてお
り５電動機５ｃ、５ｄが５ａ、５ｂと同じ極数Ｐｏで速
度制御装置２ａ、２ｂにより制御されている状態を示す
、この状態における流量制御の様子を、第７図のポンプ
特性で説明する。

図中１曲＄１ＡＢは、ポンプ６ａ、６ｂ、６ｃ。

６ｄが全て定格速度Ｎｏで運転される時の揚程曲線を示
し１曲線ＯＢは抵抗曲線を示す。運転点は、揚程曲線Ａ
Ｂと抵抗曲線ＯＢの交点Ｂであり、流量はＱｏである。

速度制御装置２ａ、２ｂによりポンプ６ｃ、６ｄの回転
速度を低下すると、曲線ＦＨで示すように、下方向に揚
程曲線が移動する。

揚程曲線ＦＨが得られるポンプ６ｃ、６ｄの回転速度を
Ｎ１とする。この時のポンプ６ａ、６ｂ。

６ｃ、６ｄに係る全体の揚程曲線は、ポンプ６ａ。

６ｂ二台運転時の揚程曲線ＡＥとポンプ６ｃ。

６ｄの揚程曲線ＦＨを横軸に加算したＡＣＤとなり、運
転点はＤとなる。運転点りの流量は、Ｑｉであり、本制
御状態の制御範囲はＱｏからＱｌとなる。ポンプ６ｃ、
６ｄの回転速度Ｎ１は、ポンプ６ｃ、６ｄの締切り揚程
Ｈｔが、ポンプ６ａ。

６ｂのみ運転時の運転点Ｅにおける揚程Ｈ１に等しいか
、これよりわずかに高くなるように選ばれる。さらに、
この回転速度Ｎ１は、電動機５ｃ。

５ｄにつき、第４図に示す制御系の構成のように、直接
、駆動電源１より給電され、極数をＰｏからＰｌに変更
した後の極数Ｐ１に相当する回転速度に等しくなるよう
に選ばれる。

次に、第４図に示す制御系の構成に切り替える。

第４図は、切替器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び、極数
切替スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの切り替えにより
、電動機５ｃ、５ｄが直接駆動電源１より給電されて回
転速度Ｎ１．極数がＰＩ　（ＰＯ〈Ｐｌ）で運転されて
おり、電動機５ａ、５ｂが極数が変更なしのＰｏで速度
制御装置２ａ、２ｂにより制御されている状態を示す。

第７図において、ポンプ６ａ、６ｂにつき、回転速度を
Ｎｏから低下させ、図中の曲線ＦＨに示す揚程曲線に相
当する回転速度Ｎ１とする。回転速度Ｎ１は、前述と同
様、電動機５ａ、５ｂにつき、第５図に示す制御系構成
のように、直接駆動電源１より給電され、極数をＰｏか
らＰｚ（Ｐｏ＜Ｐｉ）に変更した後の極数Ｐ１に相当す
る回転速度に等しくなるように選ばれる。ポンプ６ａ、
６ｂ、６ｃ、６ｄ全体の揚程曲線は、ポンプ６ａ、６ｂ
の揚程曲線とポンプ６ｃ、６ｄの揚程曲線が第７図のＦ
Ｈであるので、ＦＨを横軸に二倍したＦＧとなる。運転
点は、Ｇであり、この時の流量はＱｚとなる。従って、
本制御状態における流量制御範囲は、ＱｌからＱｚとな
る。

次に、切替器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び、極数切替
スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの切り替えにより、第
５図に示す制御系構成とする。第５図は、電動機５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄが、直接、駆動電源１より給電されて
回転速度Ｎ１、極数Ｐ１で運転されている状態を示す。

つづいて、切替器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの切り替えに
より、第６図に示す制御系構成とする。

第６図は、電動機５ａ、５ｃが速度制御装置２ａの一台
により制御され、電動機５ｂ、５ｄが速度制御装置２ｂ
の一台により制御されている状態を示す。第７図におい
て、速度制御装置２ａ、２ｂにより電動機５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄの回転速度をＮ１からＮ２・（Ｎｌ＞ＮＺ）
まで低下させると、ポンプ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ全体
の揚程曲線はＩＪとなる。回転速度Ｎ２は、全流量制御
範囲の最低流量に相当する回転速度から決められ任意で
ある。回転速度Ｎ２における揚程曲線ＩＪから、運転点
はＪとなり、この時の流量はＱ３となる。

従って、本制御状態における流量制御範囲は、Ｑ２から
Ｑ３となる。なお１本制御状態では一台の速度制御装置
で二台の電動機を同時に制御しているが、一台の速度制
御装置で同時に制御できる電動機の台数は、以下のよう
にして決まる。速度制御装置の供給電力は、ポンプ動力
（＝定数・揚程・流量／効率）に比例する。ポンプ動力
の最大における速度制御装置の供給電力をＷｍａｘ　、
低流量域におけるポンプ一台相当の速度制御装置供給電
力をＷｌ、制御される電動機の台数をＭとすると、Ｗｍａｘ≧Ｗ１参Ｍの関係でＭが決まる。

このように、流量ＱｏからＱ３の広い範囲にわたって流
量を連続的に制御でき、しかも、制御過程において流量
の過渡変化を生じることがない。

なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

速度制御装置の台数は、一台から全ポンプ台数の半数の
範囲内なら任意でよく、電動機の極数の種類は任意の複
数でよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、広い範囲にわたって流量を連続的に制
御でき、複数台ポンプによる並列運転時の流量制御に有
効である。

また、速度制御装置を削減することができるので、コス
ト低減の効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第５図、第６図は本発明の一実施例の
系統図、第２図は従来技術の制御系統図。第３図は従来技術の制御系のポンプ特性図、第７図は本
発明の制御系のポンプ特性図である。１・・・駆動電源、２ａ〜２ｂ・・・速度制御装置、３
ａ〜３ｄ・・・切替器、４ａ〜４ｄ・・・極数切替スイ
ッチ、５　ａ　”　５　ｄ・・・電動機、６８〜６ｄ・
・・ポンプ、７・・・炉心、８・・・高圧プレナム、９
・・・中間熱交換器、１０・・・原子炉容器。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数台のポンプの並列運転により流量を得る系にお
いて、回転速度を段階的に変えるための極数の種類が複数とな
るような巻線、及び、その接続端子をもつ前記ポンプの
駆動用の電動機と、前記電動機の巻線接続端子の接続を
切り替える極数切替スイッチと、全ポンプ台数より少な
い台数であつて前記電動機の回転速度を連続的に変える
ための速度制御装置と、前記電動機と前記速度制御装置
との接続組み合わせを変える切替器を具備し、流量を連
続可変制御させることを特徴とする複数台ポンプの流量
制御系。２、前記速度制御装置の台数を一台から全ポンプ台数の
半数の範囲とする特許請求の範囲第１項記載の複数台ポ
ンプの流量制御系。３、低流量域の電動機回転速度制御に際し、一台の前記
速度制御装置により複数の前記電動機を同時に制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、または第２項
記載の複数台ポンプの流量制御系。