JPH08334211A - 蒸気発生プラントの給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、より短時間で蒸気発生プラン
トへの複数の給水制御系統の切替等が可能な蒸気発生プ
ラントの給水制御装置を提供するにある。 【構成】モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の給水系統
を用いて、蒸気発生プラントのプラント負荷であるボイ
ラ２０の水位ｙに基づいて、一定になるように水位制御
器２３によりフィ−ドバック制御する。制御信号変化率
設定部１０は、蒸気発生プラントの状態を表すシステム
状態値ｄ１を用いて、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）の給水系統を手動モ−ドで制御するための制御信号
の第１の信号変化率及びこの信号変化率よりも絶対値が
小さく、しかも、逆極性の第２の信号変化率を出力す
る。制御信号生成部１１は、第１及び第２の信号変化率
をそれぞれ積分して制御信号を出力する。制御信号生成
部１２が出力する制御信号に基づいて、タ−ビン駆動ポ
ンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の給水系統を制御する。モ−タ駆
動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の給水系統は、第２の信号変
化率に基づいても制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の給水ポンプを有
する蒸気発生プラントの給水制御装置に係り、特に、複
数の給水ポンプの制御系統を蒸気発生プラントの運転稼
働状態に関連して切替える方式に好適な蒸気発生プラン
トの給水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の給水ポンプを用いる蒸気発生プラ
ントとしては、原子力プラントや火力プラントがある
が、これらの蒸気発生プラントにおいては、例えば，タ
−ビン駆動ポンプ（以下ＴＤ−ＲＦＰと称する）や、モ
−タ駆動ポンプ（以下ＭＤ−ＲＦＰと称する）のような
複数の給水ポンプを使用している。これらの給水ポンプ
は、その給水能力や給水特性が異なるので、プラントの
出力に対応した給水性能を得るために、複数の給水ポン
プを順次切替えて使用している。モ−タ駆動ポンプ（Ｍ
Ｄ−ＲＦＰ）は、モ−タの回転数は一定として、給水量
は一定のまま、その後段の給水系に配置した給水調節弁
の開度を制御して給水量を制御するものであるため、原
子力プラントや火力プラント等の蒸気発生プラントの低
出力時の給水に使用される。また、タ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）は、蒸気発生プラントから発生した蒸
気を利用するものであり、タ−ビンの回転数を制御し
て、給水量を制御するものであるため、蒸気発生プラン
トの高出力時の給水に使用される。

【０００３】したがって、蒸気発生プラントの出力の上
昇に伴って、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）により
給水する制御状態から、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）による給水の制御状態への切替が行われる。この
切替は、第１には、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）を起動し、それに伴って、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ
−ＲＦＰ）からの給水量を減少する切替起動制御と、第
２には、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）とタ−ビン
駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）のそれぞれの給水制御状態
が所定の状態になった段階で、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ
−ＲＦＰ）を停止するように給水量を減少制御し、最終
的にはモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）を停止するよ
うに制御し、一方では、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）からの給水量を増加する切替停止制御がある。

【０００４】また、１台のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−
ＲＦＰ）によって給水している状態から、２台目のタ−
ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）による給水を開始し、
１台目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の給水量
を減少することにより、２台のタ−ビン駆動ポンプ（Ｔ
Ｄ−ＲＦＰ）を並列運転する追加起動制御がある。さら
には、上述の制御とは逆に、蒸気発生プラントの出力の
減少に伴って、２台用いていたタ−ビン駆動ポンプ（Ｔ
Ｄ−ＲＦＰ）の内の１台を停止する停止制御、及びタ−
ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）からモ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）への切替制御がある。

【０００５】なお、これらの切替制御，追加制御や停止
制御にあっては、蒸気発生プラントの出力は一定に保た
れた状態で給水系の制御が行われる。

【０００６】そこで、従来の給水制御系では、最初に、
タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）をオープンループ
制御の手動モード運転とし、給水制御装置よりポンプ流
量増加信号を出力し、給水ポンプタービンの回転数を増
加させる。このタービン回転数の増加に伴い、タ−ビン
駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の回転数が増加し、その結
果、給水流量が増加する。この時、モ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）は水位や水蒸気流量等のプラントの負
荷が一定となるようにフィードバック制御される自動モ
ード運転となっている。タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）の手動起動により、給水流量が増加し、原子炉の
水位や火力プラントのボイラーの水位や水蒸気流量等の
プラント負荷が上昇するが、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−
ＲＦＰ）の給水制御装置は、自動運転モードにより、主
水位制御器の制御演算によって給水量を減少させる制御
信号を出力し、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）から
の給水量を減少させ、水位や水蒸気流量等のプラント負
荷を減少させ、水位や水蒸気流量等のプラント負荷を一
定にするようにフィードバック制御を行っている。

【０００７】以上の操作の場合には、手動操作、自動制
御に係わらず、操作対象となる制御系統は手動運転モー
ドとよび、一方、システムの運転状態を保つため制御装
置によりフィードバック制御により自動制御されている
制御系統は自動運転モードとよぶ。一般に、システムの
運転稼働状態における安全上の観点から、制御系統の切
替起動，切替停止，追加起動，停止等の各制御モードに
おいても自動運転モードは機能させている。そのため、
前述した操作信号あるいは制御信号は、手動運転モード
の制御系統にのみ入力され、その他の制御系統は通常運
転時と同様に、システムの運転状態の変動を抑制するこ
とを目的として自動制御されている。

【０００８】蒸気発生プラントにおいて、モ−タ駆動ポ
ンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）により給水を行っている状態か
ら、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を起動して給
水ポンプ切替を行う場合、自動モード運転中のモ−タ駆
動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）は、原子炉の水位等のプラン
ト負荷の変動が生じてから、主水位制御器より出力され
る制御信号により、水位変動を抑えるようにポンプ流量
を調節するため、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）
の流量変化に対して、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦ
Ｐ）の流量変化に遅れが発生する。この遅れ（ミスマッ
チ）により、給水流量が変動する。給水流量が大幅に変
動して警戒水位等のプラント負荷の許容値をオーバーす
ると、切替操作の一時中断等を行う必要が発生するため
に、給水系統の切替に時間を要する。また、大幅な水位
変動を発生させないようにするには、タ−ビン駆動ポン
プ（ＴＤ−ＲＦＰ）に与える給水流量増加のための制御
信号の変化率を低めに設定すればよいが、このように変
化率を低くした場合も切替に時間を要することになる。
いづれにしても、従来の方法にあっては、給水系統の切
替等に時間を要し、一例を上げるならば、タ−ビン駆動
ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を起動し、モ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）を停止するまでの、切替起動制御及び
切替停止制御に約１時間を要していた。

【０００９】そこで、これらに要する時間を短縮する方
法として、例えば、特開平４−１９４５０３号公報や特
開平１−２６３５９８号公報に記載のように、手動運転
モードの制御系統への増加の制御信号の出力に合わせ
て、自動運転モードの制御系統の自動制御を行なう制御
装置の出力信号に、この増加の制御信号と絶対値が等し
く逆極性の減少のバイアス信号を加算して補正する方法
が知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らがかかる切替方法等について実証した結果、上述の
絶対値が等しく逆極性のバイアス信号を用いる方法を利
用しても、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を起動
し、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）を停止するまで
の、切替起動制御及び切替停止制御に約３０分間を要す
ることが判明した。

【００１１】本発明の目的は、より短時間で蒸気発生プ
ラントへの複数の給水制御系統の切替等が可能な蒸気発
生プラントの給水制御装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の給水系統から蒸気発生プラントに
給水する給水系統を切替えて制御する蒸気発生プラント
の給水制御装置において、第１の給水系統を用いて、上
記蒸気発生プラントのプラント負荷に基づいて、このプ
ラント負荷が一定になるようにフィ−ドバック制御する
第１の制御手段と、上記蒸気発生プラントの状態を表す
システム状態値を用いて、第２の給水系統を手動モ−ド
で制御するための制御信号の第１の信号変化率を出力
し、この信号変化率を用いて、第２の給水系統を制御す
るとともに、さらに、上記信号変化率よりも絶対値が小
さく、しかも、逆極性の第２の信号変化率を出力する第
２の制御手段とを備え、上記第１の制御手段は、上記第
２の信号変化率に基づいて上記第１の給水系統を制御す
るようにしたものである。

【００１３】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第２の制御手段は、上記蒸気発
生プラントの状態を表すシステム状態値を用いて、第２
の給水系統を手動モ−ドで制御するための制御信号の第
１の信号変化率を出力する制御信号変化率設定手段と、
この制御信号変化率設定手段が出力する第１及び第２の
信号変化率をそれぞれ積分して制御信号を出力する制御
信号生成手段から構成され、この制御信号生成手段が出
力する制御信号に基づいて、第２の給水系統を制御する
ようにしたものである。

【００１４】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第１の給水系統は、第１のタ−
ビン駆動ポンプを用いる給水系統であり、上記第２の給
水系統は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統
であり、上記第１の制御手段により、上記第１の給水系
統が自動制御モ−ドで制御されている状態において、上
記第２の制御手段により、上記第２の給水系統を手動制
御モ−ドで起動するようにしたものである。

【００１５】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第１の給水系統は、第１のタ−
ビン駆動ポンプを用いる給水系統であり、上記第２の給
水系統は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統
であり、上記第１の給水系統及び上記第２の給水系統に
より上記蒸気発生プラントへの給水が行われている状態
において、上記第１の制御手段により、上記第１の給水
系統が自動制御モ−ドで制御し、上記第２の制御手段に
より、上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停止する
ようにしたものである。

【００１６】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、さらに、上記第２の制御手段は、上
記制御信号生成手段が出力する第１及び第２の制御信号
を切替える制御モ−ド切替手段と、上記第１及び第２の
制御信号に基づいて、制御モ−ドを切替えるタイミング
を判定するモ−ド切替判定手段を備えるようにしたもの
である。

【００１７】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第１の給水系統は、モ−タ駆動
ポンプを用いる給水系統であり、上記第２の給水系統
は、第１のタ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統であ
り、上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が
自動制御モ−ドで制御されている状態において、上記第
２の制御手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ
−ドで起動し、さらに、上記モ−ド切替判定手段が出力
するタイミング信号により、上記制御モ−ド切替手段の
切替動作を行い、上記第１の制御手段により、上記第２
の給水系統を自動制御モ−ドで制御し、上記第１の制御
手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停
止制御するようにしたものである。

【００１８】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第２の制御手段により、上記第
２の給水系統を手動制御モ−ドで起動する時の制御信号
変化率の絶対値は、上記第１の制御手段により、上記第
２の給水系統を手動制御モ−ドで停止制御する時の制御
信号変化率の絶対値よりも小さいものとするものであ
る。

【００１９】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第１の給水系統は、第１のタ−
ビン駆動ポンプを用いる給水系統であり、上記第２の給
水系統は、モ−タ駆動ポンプを用いる給水系統であり、
上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が自動
制御モ−ドで制御されている状態において、上記第２の
制御手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ド
で起動し、さらに、上記モ−ド切替判定手段が出力する
タイミング信号により、上記制御モ−ド切替手段の切替
動作を行い、上記第１の制御手段により、上記第２の給
水系統を自動制御モ−ドで制御し、上記第１の制御手段
により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停止制
御するようにしたものである。

【００２０】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記第１の制御手段により、上記第
１の給水系統が自動制御モ−ドで制御する時の制御信号
変化率の絶対値は、上記第１の制御手段により、上記第
２の給水系統を手動制御モ−ドで停止制御する時の制御
信号変化率の絶対値よりも大きいようにしたものであ
る。

【００２１】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記プラント負荷は、ボイラの水位
としたものである。

【００２２】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記プラント負荷は、ボイラが発生
する水蒸気流量としたものである。

【００２３】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記プラント負荷は、上記ボイラの
水位の計測値と目標水位の偏差としたものである。

【００２４】上記蒸気発生プラントの給水制御装置にお
いて、好ましくは、上記制御信号生成手段は、さらに、
制御信号変化率として零を記憶する記憶手段を備え、上
記蒸気発生プラントの異常発生時には、この記憶手段に
記憶された制御信号変化率に基づいて制御信号を生成す
るようにしたものである。

【００２５】

【作用】本発明では、第１の給水系統を用いて、蒸気発
生プラントのプラント負荷に基づいて、このプラント負
荷が一定になるようにフィ−ドバック制御する第１の制
御手段と、蒸気発生プラントの状態を表すシステム状態
値を用いて、第２の給水系統を手動モ−ドで制御するた
めの制御信号の第１の信号変化率を出力し、この信号変
化率を用いて、第２の給水系統を制御するとともに、さ
らに、信号変化率よりも絶対値が小さく、しかも、逆極
性の第２の信号変化率を出力する第２の制御手段とを備
え、第１の制御手段は、第２の信号変化率に基づいて第
１の給水系統を制御することにより、給水制御系統の切
替を短時間で行い得るものとなる。

【００２６】また、第２の制御手段は、蒸気発生プラン
トの状態を表すシステム状態値を用いて、第２の給水系
統を手動モ−ドで制御するための制御信号の第１の信号
変化率を出力する制御信号変化率設定手段と、この制御
信号変化率設定手段が出力する第１及び第２の信号変化
率をそれぞれ積分して制御信号を出力する制御信号生成
手段から構成され、この制御信号生成手段が出力する制
御信号に基づいて、第２の給水系統を制御することによ
り、連続的に切替を行い得るものとなる。

【００２７】また、さらに、第１の給水系統は、第１の
タ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統であり、第２の給
水系統は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統
であり、第１の制御手段により、第１の給水系統が自動
制御モ−ドで制御されている状態において、第２の制御
手段により、記第２の給水系統を手動制御モ−ドで起動
することにより、タ−ビン駆動ポンプの給水系統を短時
間で追加起動し得るものとなる。

【００２８】また、第１の給水系統は、第１のタ−ビン
駆動ポンプを用いる給水系統であり、第２の給水系統
は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統であ
り、第１の給水系統及び第２の給水系統により蒸気発生
プラントへの給水が行われている状態において、第１の
制御手段により、第１の給水系統が自動制御モ−ドで制
御し、第２の制御手段により、第２の給水系統を手動制
御モ−ドで停止することにより、タ−ビン駆動ポンプの
給水系統の停止を短時間で行い得るものとなる。

【００２９】また、さらに、第２の制御手段は、制御信
号生成手段が出力する第１及び第２の制御信号を切替え
る制御モ−ド切替手段と、第１及び第２の制御信号に基
づいて、制御モ−ドを切替えるタイミングを判定するモ
−ド切替判定手段を備えることにより、制御モ−ドの切
替えを含む給水系統の切替えを短時間で行い得るものと
なる。

【００３０】また、第１の給水系統は、モ−タ駆動ポン
プを用いる給水系統であり、第２の給水系統は、第１の
タ−ビン駆動ポンプを用いる給水系統であり、第１の制
御手段により、第１の給水系統が自動制御モ−ドで制御
されている状態において、第２の制御手段により、第２
の給水系統を手動制御モ−ドで起動し、さらに、モ−ド
切替判定手段が出力するタイミング信号により、制御モ
−ド切替手段の切替動作を行い、第１の制御手段によ
り、第２の給水系統を自動制御モ−ドで制御し、記第１
の制御手段により、第２の給水系統を手動制御モ−ドで
停止制御することにより、モ−タ駆動ポンプからタ−ビ
ン駆動ポンプへの切替えを短時間で行い得るものとな
る。

【００３１】また、さらに、第２の制御手段により、第
２の給水系統を手動制御モ−ドで起動する時の制御信号
変化率の絶対値は、第１の制御手段により、第２の給水
系統を手動制御モ−ドで停止制御する時の制御信号変化
率の絶対値よりも小さいものとすることにより、モ−タ
駆動ポンプの切替停止を速やかに行い得るものとなる。

【００３２】また、第１の給水系統は、第１のタ−ビン
駆動ポンプを用いる給水系統であり、第２の給水系統
は、モ−タ駆動ポンプを用いる給水系統であり、第１の
制御手段により、第１の給水系統が自動制御モ−ドで制
御されている状態において、第２の制御手段により、第
２の給水系統を手動制御モ−ドで起動し、さらに、モ−
ド切替判定手段が出力するタイミング信号により、制御
モ−ド切替手段の切替動作を行い、第１の制御手段によ
り、第２の給水系統を自動制御モ−ドで制御し、第１の
制御手段により、第２の給水系統を手動制御モ−ドで停
止制御することにより、タ−ビン駆動ポンプからモ−タ
駆動ポンプへの切替えを短時間で行い得るものとなる。

【００３３】また、さらに、第１の制御手段により、第
１の給水系統が自動制御モ−ドで制御する時の制御信号
変化率の絶対値は、第１の制御手段により、第２の給水
系統を手動制御モ−ドで停止制御する時の制御信号変化
率の絶対値よりも大きくすることにより、タ−ビン駆動
ポンプの切替え停止を速やかに行い得るものとなる。ま
た、上記プラント負荷は、ボイラの水位とすることによ
り、原子力プラントの給水系統の切替えを短時間で行い
得るものとなる。

【００３４】また、さらに、プラント負荷は、ボイラが
発生する水蒸気流量とすることにより、火力プラントの
給水系統の切替えを短時間で行い得るものとなる。

【００３５】また、プラント負荷は、ボイラの水位の計
測値と目標水位の偏差とすることにより、新たな検出手
段を設けることなく、プラント負荷を検出し得るものと
なる。

【００３６】また、さらに、制御信号生成手段は、さら
に、制御信号変化率として零を記憶する記憶手段を備
え、蒸気発生プラントの異常発生時には、この記憶手段
に記憶された制御信号変化率に基づいて制御信号を生成
することにより、蒸気発生プラントの異常発生時にも自
動制御し得るものとなる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。

【００３８】図１は、本発明の一実施例による蒸気発生
プラントとして原子力プラントの給水制御装置のブロッ
ク図である。

【００３９】ボイラ２０では、蒸気発生プラントで使用
する水を３系統の給水系から供給されている。第１は、
ポンプｐＢ及び流量調節弁（バルブ）ｖＢから構成され
るモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）である。このモ−
タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の給水能力は、２０００
ｔ／時である。流量調節弁ｖＢの開度を変えることによ
り、給水量を可変できる。第２は、ポンプｐＡ，タービ
ンｔＡ及び蒸気加減弁（バルブ）ｖＡから構成されるタ
−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）である。このタ−ビ
ン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の給水能力は、４０００
ｔ／時である。蒸気加減弁ｖＡの開度を変えることによ
り、タービンｔＡの回転数を変えて給水量を可変でき
る。第３は、ポンプｐＣ，タービンｔＣ及び蒸気加減弁
（バルブ）ｖＣから構成される第２のタ−ビン駆動ポン
プ（ＴＤ−ＲＦＰ）である。このタ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）の給水能力は、同じく４０００ｔ／時
である。蒸気加減弁ｖＣの開度を変えることにより、タ
ービンｔＣの回転数を変えて給水量を可変できる。な
お、これらの給水系以外に、一般には、バックアップ用
の給水系を備えているが、この図では図示を省略してい
る。

【００４０】給水系の切替は、原子力プラントの出力が
２５％の段階で、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）か
らタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）への切替が行わ
れ、この時の給水量は、１８００ｔ／時である。また、
出力が５０％の段階で、第２のタ−ビン駆動ポンプ（Ｔ
Ｄ−ＲＦＰ）の追加が行われるが、この時の給水量は、
３３００ｔ／時である。また、出力が１００％の段階で
は、第１及び第２のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）から給水が行われ、この時の給水量は、６６００ｔ
／時である。

【００４１】ボイラ２０の水位レベルｙは、検出器２１
により検出される。減算器２２は、検出器２１の検出し
た水位検出値ｚと、水位設定値ｒとの差を計算し、水位
偏差ｅを出力する。水位制御器２３は、水位偏差ｅに応
じてポンプ操作信号ｕを生成し、水位偏差ｅがゼロとな
るように、ポンプｐＡまたはポンプｐＢのポンプ流量を
調節する。この制御は、自動運転モードによるフィード
バック制御を行っている。

【００４２】次に、本実施例の切替制御装置について説
明する。切替制御装置は、制御信号変化率設定部１０，
制御信号生成部１１，自動制御信号補正部１２，制御モ
ード切替部１３及びモード切替判定部１４から構成され
ている。

【００４３】切替制御装置は、運転稼働状態において、
検出器により収集されるボイラの水位レベルなどのシス
テム状態値ｄ１と、システムの設計仕様などで設定する
システムの構成要素である各ポンプやバルブなどの応答
特性データｄ２に基づき、制御信号変化率設定部１０に
より、各ポンプに対する切替制御信号変化率ｓ１Ａ、お
よびｓ１Ｂを設定する。システム状態値ｄ１としては、
水位レベルに関連する減算器２２の出力である水位偏差
ｅや、蒸気加減弁ｖＡ，ｖＣの開度やボイラ２０への総
給水量が上げられる。また、応答特性データｄ２は、各
切替モード毎にマップ形式で記憶されており、その内容
については、図３を用いて後述する。

【００４４】切替制御信号変化率ｓ１Ａおよびｓ１Ｂ
は、切替信号生成部１１により、手動運転モードのポン
プあるいは自動運転モードのポンプのいずれの切替制御
信号として用いるかを決定し、それぞれ切替制御信号ｓ
２，自動制御補正信号ｓ３を出力する。自動制御信号補
正部１２は、自動制御補正信号ｓ３と、水位制御器２３
の生成する自動制御信号ｕを入力とし、これら２つの信
号を加算演算して、自動制御信号ｕの補正を実行し、自
動制御信号補正部１２の出力信号ｓ４として出力する。
制御モード切替部１３では、切替制御信号ｓ２と、自動
制御信号補正部の出力信号ｓ４を、それぞれポンプｐＡ
の制御信号ｕＡ、ポンプｐＢの制御信号ｕＢに対応さ
せ、これらの制御信号により、ポンプｐＡとポンプｐＢ
との切替制御を実行する。モード切替判定部１４は、制
御信号ｕＡおよびｕＢを入力し、例えば、切替制御の場
合には、切替起動制御から切替停止制御へと制御モード
を切り替えるタイミングを判定し、制御モード切替信号
を制御信号変化率設定部１０，切替信号生成部１１及び
制御モード切替部１３に出力して、制御モードの切替を
行う。

【００４５】次に、図２を用いて、制御信号変化率設定
部１０，切替信号生成部１１及び制御モード切替部１３
の内部構成について説明する。

【００４６】図２は、本発明の一実施例による蒸気発生
プラントの給水制御装置の要部のブロック図である。

【００４７】制御信号変化率設定部１０は、制御演算周
期毎に、システム運転状態値ｄ１を入力し、この値ｄ１
に対応する切替操作の対象となるポンプ、弁などの応答
特性データｄ２をマップから呼び出して、各々切替制御
信号変化率ｓ１Ａ、ｓ１Ｂを出力する。応答特性データ
ｄ２がマップ形式でない場合には、制御信号変化率演算
部１０は、システム運転状態値ｄ１と応答特性データｄ
２を引数とする非線形関数制御信号の変化率を演算す
る。演算部における演算式をそれぞれｆＡ、ｆＢとする
ならば、 ｓ１Ａ ＝ ｆＡ（ｄ１，ｄ２） ｓ１Ａ ＝ ｆＢ（ｄ１，ｄ２） という式に基づいて、それぞれ、切替制御信号変化率ｓ
１Ａ、ｓ１Ｂを演算するようにしてもよい。

【００４８】一般に、ポンプを追加起動する場合は、ポ
ンプの制御信号は増加信号で、停止する場合の制御信号
は減少信号である。切替制御の場合は、２台目のポンプ
の追加起動と１台目のポンプの停止の両方の制御を行な
う。そのため、応答特性データｄ２のマップとしては、
一方が正の値を出力するテーブル、もう一方が負の値を
出力するテーブルの２種類を設定する。

【００４９】次に、制御信号生成部１１は、積分演算器
１１２Ａ，１１２Ｂ及び切替スイッチ１１０，１１１か
ら構成されている。ここでは、切替制御信号変化率ｓ１
Ａは増加信号生成のため、正の値をとり、切替制御信号
変化率ｓ１Ｂは減少信号生成のため、負の値をとるもの
とする。

【００５０】ポンプの切替制御は、第１に、タ−ビン駆
動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の追加起動から開始する。こ
のとき、手動運転モードのタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−
ＲＦＰ）の制御信号は、増加信号になり、一方、自動運
転モードのモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の制御信
号は、減少信号になる。これを実現するためには、切替
制御信号変化率ｓ１Ａの信号を、積分演算器１１２Ａに
入力し、また切替制御信号変化率ｓ１Ｂの信号を、積分
演算器１１２Ｂに入力する必要がある。この場合、制御
信号変化率の選択手段のスイッチ１１０，１１１におい
ては、端子１１０Ａと１１０Ｃを接続し、端子１１１Ｂ
と１１１Ｃを接続する。切替制御が進行し、ポンプ制御
信号同士がバランスしたら、次にポンプの停止に移行す
る。このバランスの状態は、モード切替判定装置１４に
よって判定される。モード切替判定装置１４によって、
ポンプ制御信号同士がバランスしたことが判定される
と、手動運転モードのタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）は、自動運転モードとなり、しかも、制御信号は減
少信号になり、一方、自動運転モードのモ−タ駆動ポン
プ（ＭＤ−ＲＦＰ）の制御信号は増加信号になる。これ
を実現するためには、切替制御信号変化率ｓ１Ａを、積
分演算器１１２Ｂに入力し、また切替制御信号変化率ｓ
１Ｂを、積分演算器１１２Ａに入力する必要がある。こ
の場合、切替制御信号変化率の選択手段１１０，１１１
では、端子１１０Ｂと１１０Ｃが接続し、端子１１１Ｃ
と１１１Ｃが接続することになる。選択手段１１０，１
１１のスイッチの切替は、モード切替判定部１４からの
信号によって行われる。

【００５１】次に、制御モード切替部１３によるポンプ
制御信号の詳細な切替手段を説明する。切替制御信号ｓ
２は、手動運転モードのタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）への制御信号に対応し、一方、自動制御信号補正
部の出力信号ｓ４は、自動運転モードのモ−タ駆動ポン
プ（ＭＤ−ＲＦＰ）への制御信号に対応する。図２に
は、ポンプｐＡが手動運転モードで、ポンプｐＢが自動
運転モードの場合を示している。運転モードが切り替わ
る場合は、それに応じて、切替手段１３０，１３１にお
いて、ポンプ制御信号ｕＡでは端子１３０Ｂと１３０Ｃ
が接続し、一方、ポンプ制御信号ｕＢでは端子１３１Ａ
と１３１Ｃが接続する。切替手段１３０，１３１のスイ
ッチの切替は、モード切替判定部１４からの信号によっ
て行われる。

【００５２】次に、ボイラへの給水を制御系統の一つで
あるポンプｐＢ（ＭＤ−ＲＦＰ）が行なっているとし
て、システムの運転状態であるボイラの水位を一定に保
ちながら、ポンプｐＢからもう一方の制御系統のポンプ
ｐＡ（ＴＤ−ＲＦＰ）に切り替える場合について説明す
る。

【００５３】まずポンプの応答特性データｄ２について
説明すると、ポンプｐＡ（ＴＤ−ＲＦＰ）においては、
ポンプｐＡの回転数を変えることで流量を調節する。一
方ポンプｐＢ（ＭＤ−ＲＦＰ）は、ポンプｐＢ出口側の
流量調節弁ｖＢの開度で流量を調節する。また、この実
施例においては、ポンプｐＡの容量は、ポンプｐＢの２
倍であるとする。これらの相違点をポンプの応答特性デ
ータｄ２とする。

【００５４】この応答特性データｄ２のマップは、図３
（Ａ−１），（Ａ−２）に示すとおりである。

【００５５】図３において、（Ａ−１）は、モ−タ駆動
ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）からタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ
−ＲＦＰ）への切替時の切替起動モードにおいて、タ−
ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を手動運転モードで制
御する場合のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に対
する切替制御信号変化率ｓ１Ａのマップを示している。
このマップにおいて、横軸は、ボイラ２０の水位偏差、
即ち、システム状態値ｄ１を表しており、水位偏差値が
０ｃｍの時の信号変化率は、０．０９％／ｓとしてあ
る。そして、水位が増加し、水位偏差値が正の値になる
か、若しくは、水位が減少し、水位偏差値が負の値とな
ると、信号変化率は、０．０９％／ｓより減少する。し
かも、信号変化率の減少割合は、水位偏差値が正の場合
の方が大きくしてある。即ち、水位偏差値が正の場合に
は、給水量が多すぎるためであり、水位が危険水位に至
るのを事前に防止するため、信号変化率の減少割合を大
きくしてある。所定水位偏差以上になると、信号変化率
を零として、制御信号を一定に保ち、自動運転モード系
のフィードバック制御により、水位を下げるように調整
する。

【００５６】また、図３の（Ａ−２）は、モ−タ駆動ポ
ンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）からタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−
ＲＦＰ）への切替時の切替起動モードにおいて、モ−タ
駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）を自動運転モードで制御す
る場合のモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）に対する切
替制御信号変化率ｓ１Ｂのマップを示している。このマ
ップにおいて、横軸は、ボイラ２０の水位偏差、即ち、
システム状態値ｄ１を表しており、水位偏差値が０ｃｍ
の時の信号変化率は、−０．０６％／ｓとしてある。

【００５７】即ち、この自動運転モードで制御されるモ
−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の信号変化率を、手動
運転モードで制御されるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）の信号変化率より小さくしてある。

【００５８】これが本発明の特徴の一つであり、従来
は、自動運転モードと手動運転モードのポンプに与える
制御信号の信号変化率は、極性が異なるのみで、絶対値
が同じものであったが、本発明では、自動運転モードの
方のポンプに与える制御信号の信号変化率を手動運転モ
ードの方のポンプに与える制御信号の変化率よりも小さ
くすることにより、水位変動を抑え、従って、給水系統
の切替に要する時間を短縮できるものである。

【００５９】さらに、そして、水位が増加し、水位偏差
値が正の値になるか、若しくは、水位が減少し、水位偏
差値が負の値となると、信号変化率は、ー０．０６％／
ｓより絶対値としては減少するようにしている。しか
も、信号変化率の減少割合は、水位偏差値が負の場合の
方が大きくしてある。

【００６０】また、システム状態値ｄ１は、ボイラ水位
検出器２１により得られるボイラ水位検出値ｚと水位設
定値ｒの偏差ｅを用いる。

【００６１】切替制御信号変化率のマップとしては、水
位偏差ｅと信号変化率の２次元のマップとしているが、
さらに、切替速度設定を第２のパラメータとする３次元
のマップでもよい。給水ポンプ系の切替速度は、通常の
運転時のように、短時間で給水制御系を切り替える場合
の他に、ポンプ系の保守点検若しくは交換後などは、ポ
ンプの稼動状態を見極めながら、ゆっくりと切替を行い
たい場合もある。このような場合には、切替速度設定を
ゆっくり切替るモードに変えられるようにする。

【００６２】次に、モード切替判定部１４によるモード
切替の判定は、制御モード切替部１３の出力信号ｕＡ，
ｕＢが等しくなった時点で行われる。この時点からは、
制御モードが、切替起動制御から切替停止制御に替わ
り、停止されるモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）は手
動運転モードになり、また、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ
−ＲＦＰ）は自動運転モードになる。モード切替判定部
１４からの制御信号によって、制御信号生成部１１及び
制御モード切替部１３におけるスイッチ１１０，１１
１，１３０，１３１の切替が行われると同時に、制御信
号変化率設定部１０が読み出す応答特性データｄ２のマ
ップも切り替わる。

【００６３】図３（Ｂ−１）は、切替停止モード時に自
動運転モードとされるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）に供給する制御信号の信号変化率のマップである。
水位偏差値が０ｃｍの時の信号変化率は、０．０９％／
ｓとしてある。そして、水位が増加し、水位偏差値が正
の値になるか、若しくは、水位が減少し、水位偏差値が
負の値となると、信号変化率は、０．０９％／ｓより減
少する。しかも、信号変化率の減少割合は、水位偏差値
が正の場合の方が大きくしてある。

【００６４】また、図３の（Ｂ−２）は、切替停止制御
時において、手動運転モードで制御されるモ−タ駆動ポ
ンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）に対する切替制御信号変化率ｓ１
Ｂのマップを示している。このマップにおいて、水位偏
差値が０ｃｍの時の信号変化率は、−０．１８％／ｓと
してある。しかも、信号変化率の減少割合は、水位偏差
値が負の場合の方が大きくしてある。

【００６５】ここで、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）の信号変化率の絶対値は、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ
−ＲＦＰ）の信号変化率の絶対値よりも小さくしてあ
る。これは、切替停止モードでは、タ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）が自動運転モードとなっているため、
自動運転モードされる方の信号変化率を、手動運転モー
ドされる信号変化率よりも小さくしているものである。

【００６６】以上説明した給水制御系の切替起動及び切
替停止を実施した場合の水位変動について、図４を用い
て説明する。

【００６７】図４（Ａ）において、横軸は、時間（ｍｉ
ｎ）を表し、縦軸は、ポンプ流量制御信号ｕＡ，ｕＢを
表している。流量制御信号ｕＡは、制御信号変化率ｓ１
Ａを積分した信号であるため、最大、０．０９％／ｓで
変化する信号である。それに対して、流量制御信号ｕＢ
は、制御信号変化率ｓ１Ｂを積分した信号にフィードバ
ック制御による信号分を加算したものである。したがっ
て、制御信号変化率ｓ１Ｂ自体は、最大−０．０６％／
ｓで変化し、これに、水位増加分を自動運転モードの制
御によりフィードバック補正する補正分が重畳している
ので、流量制御信号ｕＢの変化率の絶対値は、流量制御
信号ｕＡの変化率の絶対値よりも大きくなっている。

【００６８】流量制御信号ｕＡと流量制御信号ｕＢは、
時間ｔ₁において、等しくなるが、ここまでが、切替起
動制御である。

【００６９】図４（Ｂ）において、縦軸は、ポンプｐＡ
及びポンプｐＢからの吐出流量及びボイラ２０への給水
流量を表している。ポンプｐＡの吐出量は、制御信号ｕ
Ａに応じて増加し、ポンプｐＢの吐出量は、制御信号ｕ
Ｂに応じて減少する。そして、ボイラ２０への給水量
は、ほぼ一定に保たれている。ポンプｐＢは、バルブｖ
Ｂを全閉した状態でも常に動作させておく必要があるた
め、この時流れる流量をミニマム流量とすると、（ボイ
ラ２０への給水流量＝ポンプｐＡの吐出流量＋ポンプｐ
Ｂの吐出流量−ミニマム流量）の関係がある。ここで、
給水流量は、ほぼ１８００ｔ／時となっている。

【００７０】図４（Ｃ）は、以上のようにして制御され
た結果のボイラ２０の水位偏差を表している。時間０か
ら時間ｔ₁までの間において、制御開始直後に、水位の
若干の変動が見られるが、これは、制御系の遅れに起因
するものであり、その後は、水位偏差もさほど発生する
ことなく、制御されていることは明かである。

【００７１】また、図４（Ａ）において、時間ｔ₁にお
いて、制御モードの切替が行われ、モ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）の流量制御信号ｕＢは、手動運転モー
ドで、時間ｔ₂において流量制御信号が０になるまで、
減少する。また、タ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）
の流量制御信号ｕＡは、自動運転モードで、信号ＵＢの
減少分を補うように増加する。

【００７２】この時も、給水流量は、図４（Ｂ）に示す
ようにほぼ一定となる。その結果、図４（Ｃ）に示すよ
うに、水位偏差も殆ど発生しないことが明かである。し
かも、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）からタ−ビン
駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）への切替のために、切替起
動制御と切替停止制御を行い、完全に切替が終了するま
での時間ｔ₂は、本実施例の場合、約１０分で済み、従
来に比べても極めて短時間で切替を完了できる。

【００７３】次に、図１，図２，図３及び図５を用い
て、１台のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）で給水
している状態からさらに２台目のタ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）を追加起動する場合について説明す
る。

【００７４】蒸気加減弁ｖＣに与えられる流量制御信号
ｕＣを発生するための回路は、図２と実質的同一な回路
でよいため、ここでは、図２を用いて相違点について説
明する。即ち、図２において、蒸気加減弁ｖＣに与えら
れる流量制御信号ｕＣは、制御モード切替部１３の端子
１３０Ｃから取り出すことができ、また、流量制御信号
ｕＡは制御モード切替部１３の端子１３１Ｃから取り出
すことができる。また、制御信号変化率設定部１０に取
り込まれる応答特性データｄ２は、制御モードが異なる
ため、上述したものとは異なっている。即ち、ここで、
用いるマップは、図３（Ｃ−１），（Ｃ−２）に記載の
ものである。図３（Ｃ−１）は、追加起動される２台目
のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に与えられる手
動運転モードの制御信号の信号変化率であり、水位偏差
が０ｃｍの時、変化率は、０．２％／ｓである。タ−ビ
ン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）は、応答性がよいため、
モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）からタ−ビン駆動ポ
ンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）への切替時に比べて変化率を大き
くできるからである。そして、水位が増加し、水位偏差
値が正の値になるか、若しくは、水位が減少し、水位偏
差値が負の値となると、信号変化率は、０．２％／ｓよ
り減少する。しかも、信号変化率の減少割合は、水位偏
差値が正の場合の方が大きくしてある。

【００７５】また、図３の（Ｃ−２）は、自動運転モー
ドの１台目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に対
する制御信号の信号変化率のマップを示している。水位
偏差値が０ｃｍの時の信号変化率は、−０．０２％／ｓ
としてある。即ち、この自動運転モードで制御されるタ
−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の信号変化率を、手
動運転モードで制御されるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−
ＲＦＰ）の信号変化率より小さくしてある。自動運転モ
ードの方のポンプに与える制御信号の信号変化率を手動
運転モードの方のポンプに与える制御信号の変化率より
も小さくすることにより、水位変動を抑え、従って、給
水系統の切替に要する時間を短縮できるものである。

【００７６】さらに、図３（Ｃ−２）における信号変化
率の絶対値は、（Ａ−２）に比べても小さくなっている
が、自動運転モードされる１台目のタ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）の応答性がよいため、追加される２台
目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を手動運転モ
ードで給水量を増加させることによる水位増加をフィー
ドバック制御によりかなりの程度に追従できるため、自
動運転モードのタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に
与える信号変化率はわずかなものでよい。しかも、この
値は、０ではないので、これによって、２台目のタ−ビ
ン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の追加起動を速やかに行
えるものである。

【００７７】以上のようにしておこなわれる制御状態に
ついて、図５を用いて説明する。図５（Ａ）に示すよう
に、２台目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に与
えられる流量制御信号ｕＣは、最大０．２％／ｓの変化
率を積分したものである。また、流量制御信号ｕＡは、
この流量制御信号ｕＣによって２台目のタ−ビン駆動ポ
ンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の起動に伴うボイラ２０の水位上
昇をフィードバック制御する信号及び１台目のタ−ビン
駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に与えられる信号変化率を
積分した信号の和として与えられる。これらの流量制御
信号ｕＣ，ｕＡの変化に応じて、１台目のポンプｐＡの
吐出量及び２台目のポンプｐＢの吐出量は、図５（Ｂ）
に示すように変化し、その時のボイラ２０への給水流量
は、ほぼ３３００ｔ／時で一定に保持されている。その
結果、図５（Ｃ）に示すように、起動直後の応答遅れに
よる変位を除いて、水位偏差はほぼ一定に保たれる。し
かも、図５（Ａ）に示されるように、時間Ｔ₁におい
て、流量制御信号ｕＣと流量制御信号ｕＡが等しくなっ
た時点で、２台目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）の追加起動は終了し、これに要する時間は従来に比
べて短縮できるものである。

【００７８】以上説明した以外に、給水系統の切替制御
としては、プラントの出力が低下する時の停止制御及び
切替起動制御がある。これらに用いるマップについて、
図３（Ｄ−１），（Ｄ−２），（Ｅ−１），（Ｅ−
２），（Ｆ−１），（Ｆ−２）を用いて説明する。

【００７９】図３（Ｄ−１），（Ｄ−２）は、２台稼動
しているタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）の内の１
台を停止する場合の、信号変化率のマップである。図３
（Ｄ−２）は、手動運転モードで２台目のタ−ビン駆動
ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を停止するために用いられる制
御信号変化率のマップを示している。水位偏差値が０ｃ
ｍの時の信号変化率は、−０．１８％／ｓとしてある。
図３（Ｃ−１）に示す２台目のタ−ビン駆動ポンプ（Ｔ
Ｄ−ＲＦＰ）を追加する場合に比べて信号変化率の絶対
値を低めにしているのは、急激な減水を回避するためで
ある。そして、水位が増加し、水位偏差値が正の値にな
るか、若しくは、水位が減少し、水位偏差値が負の値と
なると、信号変化率は、−０．１８％／ｓより減少す
る。しかも、信号変化率の減少割合は、水位偏差値が負
の場合の方が大きくしてある。

【００８０】また、図３の（Ｄ−１）は、自動運転モー
ドで制御される１台目のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）に対する切替制御信号変化率のマップを示してい
る。水位偏差値が０ｃｍの時の信号変化率は、０．０６
％／ｓとしてある。即ち、この自動運転モードで制御さ
れるモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の信号変化率
を、手動運転モードで制御されるタ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）の信号変化率より小さくしてある。こ
のようにして、自動運転モードの方のポンプに与える制
御信号の信号変化率を手動運転モードの方のポンプに与
える制御信号の変化率よりも小さくすることにより、水
位変動を抑え、従って、給水系統の切替に要する時間を
短縮できるものである。

【００８１】さらに、図３（Ｄ−１）における信号変化
率の絶対値は、（Ｃ−２）に比べても大きくなっている
が、これは、減水制御の応答性が増水に比べて悪いため
である。これによって、２台目のタ−ビン駆動ポンプ
（ＴＤ−ＲＦＰ）の停止を速やかに行えるものである。

【００８２】次に、図３（Ｅ−１），（Ｅ−２）は、タ
−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）からモ−タ駆動ポン
プ（ＭＤ−ＲＦＰ）への切替の場合のモ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）の起動制御の信号変化率のマップであ
る。

【００８３】図３（Ｅ−１）は、手動運転モードでモ−
タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）を起動するために用いら
れる制御信号変化率のマップを示している。水位偏差値
が０ｃｍの時の信号変化率は、０．２％／ｓとしてあ
る。図３（Ａ−１）に示すタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−
ＲＦＰ）を起動する場合に比べて信号変化率の絶対値を
高めにしているのは、モ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦ
Ｐ）はタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に比べて給
水能力が小さいためである。そして、水位が増加し、水
位偏差値が正の値になるか、若しくは、水位が減少し、
水位偏差値が負の値となると、信号変化率は、０．２％
／ｓより減少する。しかも、信号変化率の減少割合は、
水位偏差値が正の場合の方が大きくしてある。

【００８４】また、図３の（Ｅ−２）は、自動運転モー
ドで制御されるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）に
対する切替制御信号変化率のマップを示している。水位
偏差値が０ｃｍの時の信号変化率は、−０．０６％／ｓ
としてある。即ち、この自動運転モードで制御されるモ
−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の信号変化率を、手動
運転モードで制御されるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−Ｒ
ＦＰ）の信号変化率より小さくしてある。このようにし
て、自動運転モードの方のポンプに与える制御信号の信
号変化率を手動運転モードの方のポンプに与える制御信
号の変化率よりも小さくすることにより、水位変動を抑
え、従って、給水系統の切替に要する時間を短縮できる
ものである。

【００８５】次に、図３（Ｆ−１），（Ｆ−２）は、タ
−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）からモ−タ駆動ポン
プ（ＭＤ−ＲＦＰ）への切替の場合のタ−ビン駆動ポン
プ（ＴＤ−ＲＦＰ）の切替停止の場合の信号変化率のマ
ップであり、上述のタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）からモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）への起動制
御に引き続いて行われる。これは、図３（Ｅ−１），
（Ｅ−２）における切替起動によるモ−タ駆動ポンプ
（ＭＤ−ＲＦＰ）とタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）の流量制御信号の大きさが等しくなったことをモー
ド切替判定部１４によって判定されて、切替使用され
る。

【００８６】図３（Ｆ−２）は、手動運転モードでタ−
ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦＰ）を停止するために用い
られる制御信号変化率のマップを示している。水位偏差
値が０ｃｍの時の信号変化率は、−０．０９％／ｓとし
てある。そして、水位が増加し、水位偏差値が正の値に
なるか、若しくは、水位が減少し、水位偏差値が負の値
となると、信号変化率の絶対値は、−０．０９％／ｓよ
り減少する。しかも、信号変化率の減少割合は、水位偏
差値が負の場合の方が大きくしてある。

【００８７】また、図３の（Ｆ−１）は、自動運転モー
ドで制御されるモ−タ駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）に対
する切替制御信号変化率のマップを示している。水位偏
差値が０ｃｍの時の信号変化率は、０．０６％／ｓとし
てある。即ち、この自動運転モードで制御されるモ−タ
駆動ポンプ（ＭＤ−ＲＦＰ）の信号変化率を、手動運転
モードで制御されるタ−ビン駆動ポンプ（ＴＤ−ＲＦ
Ｐ）の信号変化率より小さくしてある。このように、自
動運転モードの方のポンプに与える制御信号の信号変化
率を手動運転モードの方のポンプに与える制御信号の変
化率よりも小さくすることにより、水位変動を抑え、従
って、給水系統の切替に要する時間を短縮できるもので
ある。

【００８８】以上の説明では、プラント負荷としては、
ボイラの水位を基に制御していたが、火力プラントのよ
うに、水蒸気流量を基に制御してもよい。

【００８９】本実施例によれば、切替制御等において、
自動運転モードの方のポンプに与える制御信号の信号変
化率を手動運転モードの方のポンプに与える制御信号の
変化率よりも小さくすることにより、給水制御系統の切
替を短時間で行えるものとなる。

【００９０】次に、切替或いは追加起動制御等中に、シ
ステムに異常が発生したことなどにより、制御動作を中
止する場合の動作状況について、図２を用いて説明す
る。

【００９１】図２の制御信号生成部１１には、信号変化
率の記憶部１１３Ａ，１１３Ｂが備えられている。そし
て、制御を中止するに当たっては、信号変化率の記憶部
１１３Ａ，１１３Ｂに、各々値として零を記憶させてお
き、制御の中止要求が発生したら、端子１１０Ｃと１１
０Ｄを接続するようにスイッチ１１０を切替え、端子１
１１Ｃと１１１Ｄを接続するようにスイッチ１１１を切
替える。これにより、切替制御信号Ｓ２および自動制御
補正信号Ｓ３の増加あるいは減少変化が停止し、その時
点での各制御信号値が保持されたまま、水位制御器２３
による自動制御に移行することが可能となる。

【００９２】本実施例によれば、切替制御中断時にも、
全体の制御を安全に自動制御により行い得るものとな
る。

【００９３】

【発明の効果】本発明によれば、蒸気発生プラントの給
水制御装置による蒸気発生プラントの複数の給水制御系
統の切替等をより短時間で行うことが可能となる。

【００９４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による蒸気発生プラントの給
水制御装置のブロック図である。

【図２】図１の要部の詳細構成図である。

【図３】本発明の一実施例による蒸気発生プラントの給
水制御装置に用いるマップの例図である。

【図４】本発明の一実施例による蒸気発生プラントの給
水制御装置による制御状態の一例を示す図である。

【図５】本発明の一実施例による蒸気発生プラントの給
水制御装置による制御状態の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０…制御信号変化率設定部 １１…制御信号生成部 １２…自動制御信号補正部 １３…制御モード切替部 １４…モード切替判定部 ２０…ボイラ ２１…水位検出器 ２２…減算器 ２３…水位制御器 １１０，１１１，１３０，１３１…スイッチ １１２Ａ，１１２Ｂ…積分演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷川 尚司 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の給水系統から蒸気発生プラントに
   給水する給水系統を切替えて制御する蒸気発生プラント
   の給水制御装置において、 第１の給水系統を用いて、上記蒸気発生プラントのプラ
   ント負荷に基づいて、このプラント負荷が一定になるよ
   うにフィ−ドバック制御する第１の制御手段と、 上記蒸気発生プラントの状態を表すシステム状態値を用
   いて、第２の給水系統を手動モ−ドで制御するための制
   御信号の第１の信号変化率を出力し、この信号変化率を
   用いて、第２の給水系統を制御するとともに、さらに、
   上記信号変化率よりも絶対値が小さく、しかも、逆極性
   の第２の信号変化率を出力する第２の制御手段とを備
   え、 上記第１の制御手段は、上記第２の信号変化率に基づい
   て上記第１の給水系統を制御することを特徴とする蒸気
   発生プラントの給水制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第２の制御手段は、 上記蒸気発生プラントの状態を表すシステム状態値を用
   いて、第２の給水系統を手動モ−ドで制御するための制
   御信号の第１の信号変化率を出力する制御信号変化率設
   定手段と、 この制御信号変化率設定手段が出力する第１及び第２の
   信号変化率をそれぞれ積分して制御信号を出力する制御
   信号生成手段から構成され、 この制御信号生成手段が出力する制御信号に基づいて、
   第２の給水系統を制御することを特徴とする蒸気発生プ
   ラントの給水制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第１の給水系統は、第１のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第２の給水系統は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が自動
   制御モ−ドで制御されている状態において、上記第２の
   制御手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ド
   で起動することを特徴とする蒸気発生プラントの給水制
   御装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第１の給水系統は、第１のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第２の給水系統は、第２のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第１の給水系統及び上記第２の給水系統により上記
   蒸気発生プラントへの給水が行われている状態におい
   て、上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が
   自動制御モ−ドで制御し、上記第２の制御手段により、
   上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停止することを
   特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、さらに、 上記第２の制御手段は、 上記制御信号生成手段が出力する第１及び第２の制御信
   号を切替える制御モ−ド切替手段と、 上記第１及び第２の制御信号に基づいて、制御モ−ドを
   切替えるタイミングを判定するモ−ド切替判定手段を備
   えたことを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第１の給水系統は、モ−タ駆動ポンプを用いる給水
   系統であり、 上記第２の給水系統は、第１のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が自動
   制御モ−ドで制御されている状態において、上記第２の
   制御手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ド
   で起動し、 さらに、上記モ−ド切替判定手段が出力するタイミング
   信号により、上記制御モ−ド切替手段の切替動作を行
   い、上記第１の制御手段により、上記第２の給水系統を
   自動制御モ−ドで制御し、上記第１の制御手段により、
   上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停止制御するこ
   とを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第２の制御手段により、上記第２の給水系統を手動
   制御モ−ドで起動する時の制御信号変化率の絶対値は、
   上記第１の制御手段により、上記第２の給水系統を手動
   制御モ−ドで停止制御する時の制御信号変化率の絶対値
   よりも小さいことを特徴とする蒸気発生プラントの給水
   制御装置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第１の給水系統は、第１のタ−ビン駆動ポンプを用
   いる給水系統であり、 上記第２の給水系統は、モ−タ駆動ポンプを用いる給水
   系統であり、 上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が自動
   制御モ−ドで制御されている状態において、上記第２の
   制御手段により、上記第２の給水系統を手動制御モ−ド
   で起動し、 さらに、上記モ−ド切替判定手段が出力するタイミング
   信号により、上記制御モ−ド切替手段の切替動作を行
   い、上記第１の制御手段により、上記第２の給水系統を
   自動制御モ−ドで制御し、上記第１の制御手段により、
   上記第２の給水系統を手動制御モ−ドで停止制御するこ
   とを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の蒸気発生プラントの給水
   制御装置において、 上記第１の制御手段により、上記第１の給水系統が自動
   制御モ−ドで制御する時の制御信号変化率の絶対値は、
   上記第１の制御手段により、上記第２の給水系統を手動
   制御モ−ドで停止制御する時の制御信号変化率の絶対値
   よりも大きいことを特徴とする蒸気発生プラントの給水
   制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の蒸気発生プラントの給
    水制御装置において、 上記プラント負荷は、ボイラの水位であることを特徴と
    する蒸気発生プラントの給水制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の蒸気発生プラントの給
    水制御装置において、 上記プラント負荷は、ボイラが発生する水蒸気流量であ
    ることを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装置。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の蒸気発生プラントの給
    水制御装置において、 上記プラント負荷は、上記ボイラの水位の計測値と目標
    水位の偏差であることを特徴とする蒸気発生プラントの
    給水制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項２記載の蒸気発生プラントの給
    水制御装置において、 上記制御信号生成手段は、さらに、制御信号変化率とし
    て零を記憶する記憶手段を備え、 上記蒸気発生プラントの異常発生時には、この記憶手段
    に記憶された制御信号変化率に基づいて制御信号を生成
    することを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装
    置。