JPS61260310A - 電動弁と制御弁による圧力制御装置 - Google Patents

電動弁と制御弁による圧力制御装置

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JPS61260310A
JPS61260310A JP10132785A JP10132785A JPS61260310A JP S61260310 A JPS61260310 A JP S61260310A JP 10132785 A JP10132785 A JP 10132785A JP 10132785 A JP10132785 A JP 10132785A JP S61260310 A JPS61260310 A JP S61260310A
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JP
Japan
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pressure
valve
control valve
pressure control
control
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Pending
Application number
JP10132785A
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English (en)
Inventor
Shin Nakamura
慎 中村
Takahito Terasawa
寺澤 隆仁
Toshiaki Tejima
手嶋 俊明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2026Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means
    • G05D16/2033Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged in series

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、火力発電所及び原子力発電所の圧力制御装置
に係)、特に圧力制御装置の上流側圧力が大きく変動す
る圧力制御系に好適な圧力制御装置に関する。
〔発明1の目1的〕 本発明の目的は、圧力制御装置上流側の圧力が大きく変
動する場合、全変動に対し電動弁の圧力粗調節機能と制
御弁の圧力微調節機能を組み合わせることにより、圧力
側#を実現する制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
第6図に従来の圧力制御系を、第7図に本発明による圧
力制御系を示す。従来の圧力制御装置は、圧力$Jll
弁11オリフィス4、バイパス弁3、圧力発信ml a
、圧力側#fift l b 、 電空変II[lCよ
シ成っておシ、圧力制御弁上流圧力Pgとオリフィス下
流側圧力Poの差圧(PI−PG)が、オリフィス差圧
より低い場合、圧力?l1lJlthIlfPでは下流
側圧力Pot−制御出来ない為、バイパス弁3により開
度調節を行い上流側圧力Poを制御していた。
また、上流側圧力が上昇し、差圧(PG−Po)がオリ
フィス差圧よシ大きくなったならば、圧力制御弁によ多
制御可能な為、バイパス弁を全閉とし圧力制御弁により
圧力?IflJ#を行なっていた。
オリフィスがある為にバイパス弁の開閉操作が必要とな
るが、オリフィス不要とするには全圧カ変m範囲で*l
J御性能を有する制御弁を選定しなければならず、選定
した場合、制御弁は大型となってしまうという反経済的
な面がめった。
第7図は、本発明の制御装置1bを有した圧力制御ライ
ンである。第6図と異なる部分は、バイパス弁3が無く
なり、その代りに制御弁の上流側に電動弁2を付加し、
また、オリフィス4を削除した。電動弁2の目的は、圧
力f[IIJ dl弁1の前後差圧が上流側圧力Pxの
変動に関係なく適切に保たれる様に、電動弁の開閉によ
り調節することである。すなわち、第7図のオリフィス
4を可変とし九役割であシ、制御弁は、全圧力変動に対
し制御可能となっている。
次に第8図において、実vAK従来の圧力制御系が適用
さnている「低圧型原子炉浄化系」の系統概略を示す。
炉水は、原子炉5よシ補助ポンプ6a又は補助ポンプの
バイパス弁6b1に通り、再生熱交換器7、非再生熱交
換器8にて冷却され、圧力制御弁1及びオリフィス4に
より減圧される。冷却及び減圧された炉水け、ろ過器9
、脱塩!10にて浄化され、循環ポンプllaにより再
び昇圧され、再生熱交換′a7にて再び加温後、原子炉
へ戻るという系、統である。ろ過器9、脱塩器lOの入
口においては圧力は減圧されておシ、沸騰水型原子炉の
場合、通常運転中で原子炉圧力が70Kg/c!n2か
ら、6 ?/ cm” iで減圧されている。この様な
低圧型は、ろ過脱塩器の樹脂等の長寿命化、浄化性1を
向上、ろ過脱塩器構造上の機械的設計強度が低く経済的
である等の利点があシ、圧力制御升減圧恢の圧力は、−
足となることが望ましい。一方、圧力制御弁上I5!側
の圧力は、原子炉圧力にほぼ比例し、原子炉起!1!l
開始時の大気圧から、定格圧カフ0−cm” tで、大
きく変動する。この様に大きく変動する圧力を、一定に
制御する為、従来は、圧力制御弁1だけではなく、圧力
制御弁のバイパス弁3を利用して圧力を制御していた。
原子炉の低圧力時、補助ポンプにより、炉水をろ過、脱
塩器9゜10に通水するが、この場合圧力制御装置上流
側圧力PsFi、低い為、オリアイス側には余シ流れず
、バイパス弁3111に流れる。従って圧力はバイパス
弁3の開閉により調節し、原子炉の圧力が上昇するに従
い、バイパス弁を閉操作し徐々に圧力制御を圧力制御弁
1mK切替える。
以上の如く、従来の圧力制御系では、原子炉の起動・停
止時に制御弁のバイパス弁を操作しなければならず、調
節が微妙でめった。
第5図の本発明を、圧力制御系の上流側圧力が大きく変
動する「低圧型原子炉浄化系」に適用すれば、バイパス
弁操作は不要となシ、原子炉起動・停止時の運転の省力
化が可能である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例tm1図から第5図により説明
する。第1図において、圧力制御弁1の下流側の圧力P
oを、圧力検出器1aにて検出し、圧力制御装置1bに
入力する。圧力制御装置Ib内では、圧力設定値Pa5
tとの偏差により、リミッタ−により制御範囲を規定し
た後、圧力制御弁1をPr1lJ111するP!演算出
力信号Yが、上限値Y maヨよシ大きいか、又は、下
限11Ymtmよシ小さい場合は、Pt演算が飽和して
おシ、圧力制御弁の前後差圧(PM−PO)が非常に小
さいが、大きいかに相当し、圧力制御弁の制御差圧の範
囲外であることを示している。従って、圧力制御弁の上
流に配置しであるt動弁2t−開又は閉すれば、圧力制
御弁の前後差圧がある範囲内に収まシ、圧力制御弁で、
制御可能となる。圧力制御装置が飽和し死場合の電動弁
の動きを、第2a図及び第2b図にて示す。JlZa図
の制御不能状態は、電動弁前後差圧ΔPMVが大きく、
制御弁をいくら開しても圧力設定1![Psmtとなら
ない状態を示している。そこで電動弁t−ある開度だけ
関し、電動弁の前後差圧ΔP’Mマを小さくすれば、圧
力設定値Pal?は、制御弁の制御範囲内に入シ制御状
態となる。第2b図の制御不能状態は、第2a図とは逆
に電動弁前後差圧ΔPMVが小さい為、制御弁をいくら
絞っても、圧力設定直に達しない状aを示している。
この時電動弁を絞れば、電動弁の前後差圧ΔP4vが大
きくなシ、圧力設定値Paw〒は制御範囲内に入り、制
御状態となる。
以上の如く、圧力制御弁が制御不能となった場合、電動
弁を開閉することにより、制御弁の制御状態の回復を図
るものである。
電動弁の開又は閉方向への動作量を演$、$ldにて決
定するアルゴリズムの例を第3図、第4図にて示す。
一般に弁のcvIltは(1)式で示される。
((1)式中、QVi流量、ΔPは弁の前後差圧、には
定数を示す。) U)式のCvl直は、弁固有の特性であるので、弁開度
とCv値の関係を圧力制御装置lb内に記憶させておく
通常の圧力制御状態では、電動弁2の前後差圧(PI 
−PM )と、圧力制御弁の前後差圧(PmPo)は(
2)式で表わされる。
(Cvlは圧力制御弁のCv値、Cv@は電動弁のCv
値を表わす。) 次に、圧力制御装置1bの出力Yが飽和した場合、例と
して圧力制御弁の前後差圧ΔPcv=PaPoが非常に
小さく、圧力制御弁を全開としても、圧力制御弁下流側
圧力Paが設定値P1tに制御出来ない場合を考える。
この時電動弁をある開度xt4だけ開とし、Pkl−P
oを適切な差圧とし圧力設定値Paw↑で制御された状
態を(3)式にて((3)式中で、ΔCv意は、整定さ
せるまでに電動弁がX−だけ閉動作した時のCv値値化
化量示し、ΔCv1も圧力制御弁のそれに相当する。)
整定後の圧力制御弁開度を、例えば50チ位に規定する
と、Cvl−ΔCvlは既知であり、ΔCBが未知数と
なる。Q)式は、圧力制御不能時には適用できない為、
整定前は、 整定後は、(i)式よシ (3)′ (2)’ −(3)’ よシ、整定前後の流量Qt−一
定とすると、 整定後の圧力P’oと設定圧力Pamtの偏差がめる範
凹内±δに収まるよりに電動弁を動かすと、P ■を一
δ≦ビ0≦P Ill?+δ と置けるから、1=Ps
mt−Paよシ、 ≦ε+δ (但し、g = P ext −Po、 a = (K
Q ) ” −(4)式t−解くと、 (6)式よシ、φ=ΔCv z /Cv zでろるから
、ΔCv!の範囲が求まり、電動弁の移動量X俤が、先
に圧力制御装置内に記憶してろるCv特性より求t、6
゜以上の演算を実現する演算器を第3図に示す。
演算器1dの入力としては、圧力偏差ε=PastPo
、電励弁開度mvp電制弁開度度CVPである。また、
データとして記憶しているパラメータは、制御弁Cv特
性、電動弁Cv特性、圧力制御弁の整定後の目標開度C
V P ’、整定後圧力の許容偏差圧力δである。これ
らのプロセス1[、パラメータ値により前述(6)式が
算出され、圧力整定後の電動弁開度MVP’が求まる。
第4図は、制御弁が制御不能となった場合に電動弁の移
動量X−を第1図と別方法で実施する制#装置概略であ
る。電動弁上流側圧力P!を制御装置に取り込み制御装
置が飽和した時、電動弁が受は持つべき差圧を(7)式
にて求める。
ΔP’lv = P!−Pa−ΔPcv       
 (η(但し、ΔPcvd制御弁の適切なmtie差圧
で、定数で与えられる。) このΔP’Mマより電動弁開度が求まるので、制#装置
が1s、v1]シ九時から制御が整定するまでの電動弁
の移動量x%が求まる。
次に、lN5図において、本発明の圧力・制御装置t−
使用した場合に、電動弁上流側圧力P!が徐吻に上昇し
ていく際の′(IIJ弁一度、圧力制御弁開度、圧力制
御弁下流側圧力Poの時間変化を示す。
最初、電動弁開tは、6る開度で開しておシ、圧力制御
弁により圧力?1IJ11弁下I5!側圧力Paは制御
されている。P!が上昇し始めると、圧力制御弁は絞シ
始め、ある開度以下となると流量確保の観点よシ弁開度
はそれ以上絞れなくなる。この時も圧力P!は上昇し続
ける為、圧力Pori急家に上昇する。この為、圧力制
御!It内のPx演算出力は飽々りするので、11Lg
J升は前述のアルゴリズムで絞シ込み開式を算出し、絞
り込む。′wt動弁の絞シ込みにより、圧力制御弁の差
圧が4,1−0されるので、圧力制御弁は開き始め、あ
る開式まで開いた後、圧力P!の上昇の影響を受は再び
絞り始める。
圧力Ptの上昇に従い、こnらの動作を繰シ返す。
圧力制御弁下流側圧力Poの変IIhは、第1図の圧力
1@御装置1b内のリミッタ−の範囲設定により変化す
るので、Poの変動を小さくするにはりξツターの範囲
設定を伏くすれば安定した制御が得られる。
〔発明の効果〕
本@明によれば、!Ic動弁上流側の圧力が如何に変動
しても、電動弁の開閉により圧力制御弁の前後差圧を調
節出来るので、従来のバイパス弁ラインから圧力制御弁
ラインの切替時のa調!!を要する運転が省略出来、運
転員の負担軽減の効果がろる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の圧カ制御−置械略図、第2a図、第2
b図は、圧力制御装置がli!和した場合のIEm弁の
動作による圧力勾配を示す図、第3図は圧力制御装置内
の電動弁開度を算出する演X器、第4図ri第1図以外
の一実施例の圧力制御装置、第5図は、本開明の圧カ?
IIIJ御装置を使用した場合の制御性を示すグラフ、
第6図は従来の圧カ制−系概略、第7図は本発明にょる
圧力制御系概略、第81:i!Jは低圧型原子炉浄化系
概略である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、圧力検出器と圧力制御装置と圧力制御弁より成る圧
    力制御ループにおいて電動弁を圧力制御弁と直列に設け
    、制御弁前後差圧が制御弁性能以上又は以下となつた場
    合、電動弁の開閉により制御弁前後差圧を調節する機能
    を有することを特徴とする電動弁と制御弁による圧力制
    御装置。
JP10132785A 1985-05-15 1985-05-15 電動弁と制御弁による圧力制御装置 Pending JPS61260310A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2652192A1 (fr) * 1989-09-18 1991-03-22 Commissariat Energie Atomique Systeme de regulation de pression dans une enveloppe siege d'une reaction chimique periodique de dissolution.
JPH06198037A (ja) * 1993-11-01 1994-07-19 Sankyo Kk パチンコ遊技機
EP1262851A3 (en) * 2001-05-21 2003-01-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Pressure and flow control apparatus, gas turbine system and steam turbine system using the same
CN103203376A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 鞍钢股份有限公司 一种冷轧带钢乳液系统压力精确控制方法

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