JPS6383802A - プロセス制御装置 - Google Patents

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〕 本発明はプロセス制御装置に係り、特に、１つの制御対
象に常用制御系とこれをバックアップする非常用制御系
とを有するプロセス制御装置に関する。

〔従来の技術〕

温度、圧力、流量、液位、濃度等の工業プロセスの状態
量を制御量とするプロセス制御においては、１つの制御
対象に対し、常用制御系と非常用制御系を並列的に設置
する場合が多く見受けられる。常用制御系は一般に通常
運転時の制御を司どるためのものであり、非常用制御系
は■常用制御系が不作動時にこれに代行させる、■プラ
ントの起動・停止時等において、プロセス状態量が変化
し、常用制御系では制御不能となる場合、これに代行さ
せる、■プロセス状１景が通常の範囲を越え異常状態に
なった場合、常用制御系のみではその対応が不十分とな
る場合、非常用制御系でこれをバックアップさせる等の
目的で設置される。

プロセス制御の例は種々あるが、ここでは、発電設備用
の給水加熱器ドレンタンクのドレン水位制御をとりあげ
、以下説明する。

給水加熱器ドレンタンク水位制御装置は種々の制御方式
が採られているが、最近のものの１つに特開昭５６−１
５５３０５号記載のものがある。

給水加熱器ドレンタンク水位制御装置の従来方式のもの
の代表例を第４図に示す。給水加熱器よりのドレンをド
レン管１を通して給水加熱器ドレンタンク２に導入する
。このドレンの水位を検出するため水位検出器３がドレ
ンタンク２に付設される。ドレンタンク２で一旦貯留さ
れたドレンはドレン管４に設置されたドレンポンプ５で
昇圧され復水管（図示省略）へ送水される。またドレン
ポンプ５の運転停止時にはドレン管７を介して復水器に
送水される。ドレン管４，７には調節弁６゜８がそれぞ
れ設置され、ドレンタンク２の水位を制御する。ドレン
タンク２の水位は前述の水位検出器３で検出され、信号
に変換されて、信号ライン１１を介して調節計１２に送
られる。調節計１２ではドレンタンク２の水位をＮＷＬ
　（通常制御水位）に保持するよう制御演算（例えば、
比例・積分演算）を施して、これを信号ライン１３を介
して調節弁６に送り弁開度を制御し復水管へのドレン排
出量を調節する。また、水位検出器３の出力信号は信号
ライン１１より分岐され、信号ライン２１を介して調節
計２２に送られる。調節計２２ではドレンタンク２の水
位をＮＷＬ＋α（αは５０〜Ｌｏｏｍの場合が多いが、
説明を容易にするため以下α＝５０＋ｍｓとする）に保
持するよう制御演算を施して、信号ライン２３を介して
調節弁８に送り、復水器へのドレン排出量を調節する。

この給水加熱器ドレンタンク水位制御装置では、常用制
御系は主に水位検出器３．調節計１２．調節弁６で構成
され、通常運転時の制御を司どっている。また、非常用
制御系は主にＷ／４ｆｆｉ′ｉ計２２と調節弁８（水位
検出器３は常用制御系と共用）で構成され、ドレンポン
プ５の運転停止時にはこの非常用制御系でドレンタンク
２のドレン水位を一定（ＮＷ　Ｌ　＋　５０　ｎｎ）に
保持する。この非常用制御系は、■前記ドレンポンプ５
の運転停止時の他、常用調節計１２又は常用調節弁６の
故障等による常用制御系の不作動時には非常用制御系で
制御を行う、■プラントの起動・停止過程において、低
負荷域においては給水加熱器のドレン量が少ないため、
経済的な而も考慮してドレンポンプ５の運転を停止する
。この場合、常用制御系での運転は不能となるので、非
常用制御系で制御を行う、■給水加熱器よりのドレン量
が何らかの理由（例えば給水加熱器のチューブリーク発
生等）により急増し、ドレンタンク２のドレン水位が上
昇した場合には、ＮＷＬ＋５０＋ｍに水位を保つように
非常用制御系がバックアップ的に働く、等の機能を有し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では非常用制御系は常用制御系不作動時に
これに代って制御を行うという良い面を有している反面
、非常用調節計２２は常用調節計１２と同一機能（第４
図の例では制御演算の内容を明示していないが１例えば
比例・積分演算を行う）となっているため、ドレンタン
ク２の水位が急激に上昇した場合には、非常用調節計２
２の応答が遅れ、非常用調節弁８に対する弁全開指令の
発信が遅れ、ドレンタンク２が満水し、ひいてはそれに
接続される給水加熱器（図示省略）の水位が上昇し、タ
ービン（図示省略）へのウオータインダクション（ター
ビンへの逆流）を誘起する原因となる問題を有していた
。

本発明の目的は、非常用制御系が本来所有すべきバック
アップ機能を強化充実することにあり、前記給水加熱器
ドレンタンク水位制御装置の例においては、ドレンタン
ク２の水位異常上昇時には非常用調節弁８を全開する機
能を付４しようとしたプロセス制御装置を提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、１つの制御対象に対し、常用制御系とこれ
をバックアップする非常用制御系を有している場合、非
常用制御系の調節部が常用制御系の調節部と類似の主要
制御演算回路を有するに留まらず、制御量が異常になっ
た時検出部よりの信号を演算し優先的に操作部に信号を
与えることができる回路を並列設置することにより達成
される。

前記給水加熱器ドレンタンク水位制御装置の例において
は、非常用調節計２２の機能はＮＷＬ＋５０ｍｍに制御
するための比例・積分演算を行う主要制御演算回路に対
し、水位検出器３よりの入力信号を分岐して、ドレンタ
ンク２の水位が異常に上昇した時非常用調節弁８を全開
するための信号を発生させる回路を追設（並列設置）す
ることシコより達成される。

〔作用〕

非常用制御系の調節部に、その主要制御演算回路に対し
並列設置したｒ制御量が規定範囲を越えて異常状態にな
った時検出部よりの信号を演算し優先的に操作部に信号
を与えることができる回路」は、主要制御演算回路には
何らの制約を受ける事なしに、制御量の異常を緩和する
方向に操作部を操作するように動作する６前記給水加熱
器ドレンタンク水位制御装置の例では、ドレンタンク２
の水位異常上昇に対［７，調節計２２の比例・積分演算
による出力信号でなく、ドレンタンク２の水位信号を直
接演算して弁開指令を出し得るので、規定水位にて調節
弁８を全開することが可能になるので、調節弁８の応答
遅れを防止でき、タービンへのウオータインダクション
の可能性を低下させる事ができ、プラントの信頼性を高
めることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図および第３図
により説明する。

第３図は給水加熱器ドレンタンク水位制御装置を示す系
統図である。第４図と同一部分は同一符号を付している
ので、重複説明は省略する。水位検出器３及び調節計１
２．２２を電気式としているため、信号ライン］、１，
１３，２．１，２３は電気信号となっている。また、調
節計１２．２２の出力信号は電空変換器１４．２４でそ
れぞれ電気信号を空気信号に変換し、信号ライン（空気
式）１５．２５を介して調節弁６，８に信号を与えてい
る。第３図は第４図の空気式制御装置を電気式に変更し
たものであるが、電気式の場合には本発明の実施例にな
り得るため、特に第３図として記載したものである７第
３図において、常用制御系は主に水位検出器３．調節計
１２．電空変換器１４、　ｉ１１節弁６で構成され、非
常用制御系は主に調節計２２．電空変換器２４．調節弁
８（水位検出器３は常用制御系と共用）で構成されてい
る。

第１図は第３図の制御装置を調節計１２．２２の機能を
主体にして図示したものである。最近の電気式調節計は
ディジタル式のものが多くなっており、種々の演算はソ
フトプログラムで処理されるが、ここではその主要な演
算処理内容をブロック図の形で表現するものとした。

水位検出器３の出力（ｉ号は信号ライン］−１−を介し
て常用調節計１２に送られる。調節計１２では先ず偏差
演算部１２・１で設定値（ＮＷＬに相当する信号値）と
の偏差を演算する。この偏差を次の制御演算部１２・２
で比例・積分演算（第１図には図示していないが、さら
に微分演算を行ないこれに加算する場合もある）を行う
７積分演算は偏差が続くとその出力信号が上限値（又は
下限値）まで増大（又は減少）し、制御の応答性を損う
場合があるので、積分飽和防止演算部］−２・３にて上
・下限値を適切な値に制限する。手動・自動切替器１２
・４は通常自動が選択され、上述の演算結果を調節計１
２の出力として送（ｉするが、手動介入の必要が生じた
場合には、手動側に切替え、制御演算による信号を遮断
し、手動にて任意の出力信号を選定してこれを出力する
。

他方、非常用制御系は、水位検出器３の出力信号を信号
ライン２１を介して、非常用調節計２２に送る。調節計
２２では偏差演算部２２・１で設定値（ＮＷＬ＋５０ｍ
ｍに相当する信号値）との偏差を演算し、制御演算部２
２・２で比例・積分演算を行い、積分飽和防止演算部２
２・３で上・下限値を適切す値に制限する。従来技術で
は一般に常用調節計１２と同様にこの演算結果を手動・
自動切替器２２・４を介して出力したが、本発明におい
ては、上記偏差演算部２２・１．制御演算部２２・２．
積分飽和防止演算部２２・３の主要制御演算回路に対し
、関数演算器２２・５を有する回路を並列設置している
。調節計２２の入力信号、すなわち水位検出器３よりの
信号を信号ライン２１・１を介して関数演算＄２２・５
に導入する。

関数演算器２２・５では第２図ｆ（Ｘ）（関数演算器）
特性図に示す如＜　Ｎ　Ｗ　Ｌ　＋　２００　ｗｍ以下
では０％（全開）、ＮＷＬ＋２００〜３５０Ｉ１ｍｌで
出力信号が直線的に増加し、Ｎ　Ｗ　Ｌ　＋　３　Ｆ）
　Ｏｍにて１００％（全開）の出力信号を出す、第２図
のｆ　（ｘ）特性図では、入力信号Ｏ〜１００％がドレ
ンタンク水位Ｎ　Ｗ　Ｌ　−１５０−Ｎ　Ｗ　Ｌ　＋　
３５０　ｍｍに相当する場合を示し、常用調節計１２の
設定値ＮＷＬ及び非常用調節計２２の設定値ＮＷＬ十５
０ＩＩＩ１１もこれに図示し、関数演算器（ｆ（ｘ））
２２・５の出力信号との関係を明示している。関数演算
器２２・５の出力信号は信号ライン２１・２を介して、
前記調節計２２の主要制御演算回路の出力信号ライン２
１・３に設置された高位信号選択器２２・６に伝えられ
る。高位信号選択器２２・６では主要制御演算回路より
の信号と関数演算器２２・５よりの信号を比較し、いず
れか大きい値を選択してこれを出力し、手動・自動切替
器２２・４を介して調節計２２の出力として出力する１
本発明により並列設置した関数演算器２２・５の出力は
Ｗｓｊｒ５計２２の主２２御演算回路には制限されない
ので、制御量であるドレンタンク２の水位が異常に上昇
した時には関数発生器２２・５の出力（例えば、Ｎ　Ｗ
　Ｌ　＋　３５０　＋ｍ以上の時は弁全開信号）が優先
的に選択されて操作部である調節弁８に与えられ、ドレ
ンタンク２よりの排水量を増加させ、水位上昇を防止す
る効果を生ずる。

第１図〜第３図に示す本発明の一実施例による効果につ
いて、第７図及び第８図により具体的に説明する。第７
図は第１図の調節計１２．２２の出力信号特性をドレン
タンク水位と弁開度の関係で表わした説明図で、線Ａは
調節計１２の比例動作特性で常用弁開度を５０％、比例
帯設定値を３００％と仮定した場合の特性、線Ｂはドレ
ンタンク水位が上昇する場合の調節計２２の制御演算部
２２・２の比例動作特性で比例帯設定値を３００％と仮
定した場合の特性（弁開度はＮＷＬ＋５０膿の時全閉と
して水位上昇に伴い弁開度増となる）、線Ｃは調節計２
２の本発明による関数演算器２２・５の特性で第２図の
特性を写しかえたものである（線Ｃは比例帯設定値３０
％に相当している）。第８図はドレンタンクへの流入ド
レン量が急増した場合の制御特性の一例を示す説明図で
、ドレンタンクの水位変化と調節弁６，８の弁開度変化
の状態を時間軸との関係で示したものである。

■は調節計１２の出力信号により調節弁６が弁開度５０
％でＮＷＬに制御している状態を示す、■で流入ドレン
量が急増するとドレンタンクの水位が上昇し始める。水
位上昇に伴って調節弁６の弁開度は第７図のＡ特性に従
って増加していく（実際には調節計１２の制御演算部１
２・２の積分動作により、Ａ特性（比例動作弁）より若
干弁開度が大きくなる）、■で水位がＮＷＬ＋５０ｍに
達すると調節弁８が開き始め、水位がさらに上昇すると
第７図のＢ特性に従って調節弁８の弁開度が増加してい
く（同様に、積分動作によりＢ特性より若干弁開度が大
きくなる）、■で水位がＮＷＬ＋２００ｍに達すると第
７図のＣ特性の信号が関数演算器２２・５より出力され
始める。Ｂ特性とＣ特性の信号は第１図の高位信号選択
器２２・６によりいずれか大きい方が選択されて調節弁
８が制御される。Ｃ特性はＡ、Ｂ特性に比べ水位上昇に
対する弁開度増加の割合が大きく、急激的にその弁開度
を増していく。流入ドレン量と調節弁６．８による排出
ドレン量がバランスすると水位上昇は止まるが、一般に
制御系のゲインを高めた制御ループでは行き過ぎ現象が
生じ、ハンチング現象を生ずる５第８図ではこの傾向を
水位変動及び調節弁８の弁開度変化として示している。

一方、本発明より関数演算器２２・５を設置しない場合
には、■で水位がＮＷＬ＋３５０ｍに達した時のｉ６弁
８の弁開度は２０％にとどまり、水位はその後も■の点
線で示す如く上昇を続け、ドレンタンク２が満水し、ひ
いてはそれに接続される給水加熱器（図示省略）の水位
が上昇し、タービン（図示省略）へのウオータインダク
ションを誘起する恐れがある（■の時点で調節弁６の弁
開度は約７３％であり、その後は検出範囲を越える水位
上昇のため、比例動作分による信号増加はなくなり、積
分項によってのみ調節計の出力信号が増加することとな
り、第８図に示す如く、弁開度の増加はさらに少なくな
る傾向を有している。

）。

しかし１本発明により関数演１７．器２２・５を追加し
た場合には、高ゲインであるＣ特性によって制御される
ため、水位がハンチングする傾向があるが、一般に水位
異常上昇時に非常用調節弁８を全開させる事ができ、バ
ックアップ系としての機能を発揮させる事が可能となる
。

次に、本発明の他の実施例を示す。第５図、第６図は第
１図の常用調節計１２及び非常用調節計２２の制御方式
を変更した例を示す、第５図は常用調節計１２の制御ブ
ロック図、第６図は非常用調節計２２の制御ブロック図
を示す、常用調節計１２の制御方式及び非常用調節計２
２の主要制御演算回路の詳細を述べる事は本発明とは直
接関係しないのでその概要を記載するに留めるが、第６
図は本発明の効果が特に顕著となるので、その要点を以
下に述べる。第５図は第１１図の常用調節計１２と同様
に、偏差演算部１−２・１、制御演算部１２・２、積分
飽和防止演算部１２・３を有し通常の制御演算を行う他
、［ドレンポンプ運転中」の条件を入力をし、ドレンポ
ンプ５が起動した場合には調節弁６を徐開させるため、
徐開信号発生器１２・１１よりの信号をとり込み、ドレ
ンポンプ５が停止した場合には、調節弁６を閉止する回
路を追設したものである。第６図は第１図の非常用調節
計２２の制御ブロック図に対し、偏差演算部２２・１、
制御演算部２２・２、積分飽和防止演算部２２・３の出
力部に［ドレンポンプ運転中」のインターロック条件を
元として、ポンプ停止時及び起動時に調節弁８を「急開
」及び［徐閉」する回路を追設したものである。プラン
ト起動時には、ドレンポンプ５は運転されず、ドレンタ
ンク２の水位がＮ　Ｗ　Ｉ、　＋　５０　ｒｅに達する
と非常用調節計２２の制御演算回路部（２２・１〜２２
・３）の作用により調節弁８は必要開度開かれる。プラ
ントの負荷が２５％に達するとドレンポンプ５が起動さ
れる、この時、第５図の徐開信号発生器１２・１１の信
号がインターロック条件により与えられ調節弁６の弁開
度が増していく。調節弁６と調節弁８の弁開度が等しく
なった時点で、徐開操作は終了し、調節弁６は制御演算
部１２・２の制御に移される（制御演算部１２・２では
現状弁開度に出力を補正し、切替時の外乱を防止するが
。

第５図では図示を省略している）。

一方、調節弁８は調節弁６が制御に移行と同時に、第６
図の徐閉信号発生器２２・１２の信号がインターロック
条件により与えられ徐閉され、全開に到る。徐閉完了後
にはインターロック条件による全開は解除され制御演算
部２２・２の制御に移されるが、ドレンタンク水位はＮ
ＷＬに制御されているため調節弁８は全開状態を続ける
。ドレンポンプ５の運転中に故障等によりポンプがトリ
ップした場合や、プラントの負荷を下げる場合２５％負
荷になった時の通常運転操作としてのドレンポンプ５の
停止時には、第６図の急開信号発生器２２・］、１の信
号がインターロック条件により与えられ調節弁８の弁開
度が増していく。調節弁６と調節弁８の弁開度が等しく
なった時点で、急開操作は終了し、調節弁８は制御演算
部２２・２の制御に移される（調節計１２の場合と同様
、切替時の外乱防止を行うが第６図でも図示を省略して
いる）。この時、調節弁６は第５図の弁閉信号１２・１
２により閉止される。第６図の信号ライン２１・１，２
１・２、関数演算器２２・５、高位信号選択器２２・６
は第１図の非常用調節計２２と同一の機能を有する本発
明の回路である。

第１図の制御方式に比べ、第５図、第６図の制御方式は
ドレンポンプ５の起動・停止に伴うドレンタンク２の水
位制御をより良好に行うことができる有効な制御方式で
あるが、前述の如く、プログラム制御（例えば徐閉信号
発生器２２・１２に基づく制御）によりインターロック
条件にて徐閉する場合があり、−時的に非常用制御系と
してのバックアップ機能を喪失する場合がある。本発明
においては、これらの徐開・徐閉等のプログラム制御を
非常用制御系の調節部の主要制御回路の中に含んでいる
場合、制御量が規定範囲を越えて異常状態になった時検
出部よりの信号を演算し優先的に操作部に信号を与える
ことができる回路を並列設置しているので、バックアッ
プ機能はいかなる場合にも有効に働く効果を有している
。

第１図の制御ブロック図は電気式調節計の場合を例とし
て示したが、アナログ式、ディジタル式のいずれにおい
ても適用可能な事は勿論である。

また、空気式の場合には、関数演算器２２・５を調節計
２２より分離して別計器を準備する事により容易に実施
できる。

第１図においては本発明としての「検出部よりの信号を
演算し優先的に操作部に信号を与えることができる回路
」を関数演算器２２・５として、その特性図を第２図に
規定水位以上で比例的に弁開度を増加させる例として示
したが、ステップ的に増加させたり１階段状に増加させ
たり、また折線、曲線等にその特性を変化させる事も可
能である。

以上、プロセス制御装置の例として発電設備用の給水加
熱器ドレンタンク水位制御装置の場合を示したが、火力
発電プラント及び原子力発電プラントには各種の機器、
タンク等の容器内に水を貯溜し、その水位を規定値に保
持するために常用制御系と非常用制御系の２つの制御系
を並列設置した例があり、本発明の適用が可能である。

第９図は火力発電プラントの概略系統図の一例を示す。

蒸気発生装置であるボイラ１０１の発生蒸気を高圧ター
ビン１０２に導き、蒸気の熱エネルギーを回転（機械）
エネルギーに変換し発電機（図示者１ＩＩ８）を回して
電気を起す。一部仕事を終えた蒸気は再度ボイラ１０１
に導き再加熱を行う。

この再熱された蒸気を中圧タービン１０３に導き仕事を
させ、さらに低圧タービン１０４に導き仕事（発電機を
回す）を終える。仕事を終えた蒸気は復水器１０５に導
き冷却して復水とする。この復水を復水ポンプ１０６で
加圧し低圧給水加熱器１１１〜１１３を経て脱気器１２
１に送水する。

脱気器では一旦貯水タンク１２２に水を溜めた後、給水
ポンプ１２３で加圧し、高圧給水加熱器１３１〜１３３
を経てボイラ１０１に送水する。ボイラではこれを加熱
して蒸気を発生する。低圧及び高圧給水加熱器ではボイ
ラへの給水を加熱するため、低・中・高圧タービンより
蒸気を導入して熱交換を行なわせる。熱交換した蒸気は
ドレンとなり給水加熱器内に一旦貯溜され、そのドレン
の水位を規定値に保持するように制御し、通常時は常用
調節弁６を介して次段給水加熱器に排出される。高圧給
水加熱器１３３は非常用調節弁８を介して高圧給水加熱
器１３１にドレンを排出可能となっている。同様に高圧
給水加熱器１３２は非常用調節弁８で脱気器へ、高圧給
水加熱器１３１及び低圧給水加熱器１１３，１１２は復
水器へ排出可能となっている。高圧給水加熱器１３１で
は通常時高負荷域では脱気器ヘドレン排出し、低負荷域
では低圧給水加熱器１１３ヘドレン排出し、非常時に復
水器へ排出可能となっている。また低圧給水加熱器１１
１では給水加熱器ドレンタンク２にドレンを一旦貯溜し
た後、通常時はドレンポンプ５で加圧して常用調節弁６
を介して低圧給水加熱器１１１の出口側腹木管に送水さ
れ、非通常時は非通常用調節弁８を介して復水器に排出
される。このドレンタンク２の水位制御装置の全体は既
に第３図で説明したものと同一であり、制御装置の詳細
は第１図に示した通りである。調節計１２゜２２は第５
図、第６図のものが採用される場合もある。第９図にお
いては、給水加熱器の水位制御装置は常用調節弁６と非
常用調節弁８のみを表示し、制御装置の詳細は省略して
いるが、制御系は第１図のものが適用（又は準用）でき
、本発明を火力発電プラントの給水加熱器の水位制御装
置に適用可能な事は明白である。

第１０図は原子力発電プラントの概略系統図の一例を示
す。蒸気発生装置である原子炉１０１Ａの発生蒸気を高
気タービン１０２に導き一部仕事を行う、この排出蒸気
を湿分分離器１４１に送り蒸気中の湿分を分離する。湿
分分離した蒸気を低圧タービン、１０４に送り仕事をさ
せる。仕事を終えた蒸気は復水器１０５に導き復水とす
る。高・低圧タービンは発電機（図示省略）を回し発電
を行う、復水ポンプ１０６で復水（給水とも呼ぶ）を加
圧し、低圧給水加熱器１１１〜１１４を経て給水ポンプ
１２３へ送水する。給水ポンプ１２３ではさらに加圧し
て、高圧給水加熱器】；３１゜１３２を経て原子炉１０
１Ａに送水する。原子炉ではこれを加熱して蒸気を得る
。低圧及び高圧給水加熱器ではタービンよりの蒸気によ
り給水を加熱する。熱交換により発生したドレンは給水
加熱器内に一旦貯溜され、そのドレン水位を規定値に保
持するように制御し、通常時は常用調節弁６を介して次
段給水加熱器に排出し、非常時は非常用調節弁８を介し
て復水器１０５に排出される。低圧給水加熱器１１１は
常用調節弁６、非常用調節弁８とも復水器ヘドレン排出
となるが、常用調節弁６は低圧給水加熱器１１１内のド
レンクーラ（図示省略）を介してドレンを排出し、非常
用調節弁８はこのドレンクーラをバイパスしたドレンを
排出する場合が多い、第１０図では給水加熱器の水位制
御装置の詳細を省略しているが、火力発電プラントと同
様、原子力発電プラントの給水加熱器の水位制御装置に
本発明を適用できる事は明白である。

湿分分離器１４１で分離されたドレンは一旦湿分分離器
ドレンタンク１４２に貯溜され、その水位を規定値に制
御して、通常時は常用調節弁６を介して低圧給水加熱器
１１４に、非常時は非常用調節弁８を介して復水器に排
出する。制御系の詳細は省略しているが、本発明の第１
図の制御系が適用できる事は明白である。

次に蒸化器の例を示す。ＢＷＲ型原子力発電プラントで
は低放射能又は放射能を持たない蒸気を得るため蒸化器
が設置される。また火力発電プラントでは高純度の復水
の消費を少なくするため。

低純度の水より蒸気を作り、この蒸気を消費させる目的
で蒸化器が設置される事が多い。

第１０図の例では、タービンよりの蒸気を蒸化器１５１
に導き、低放射の水を蒸発させる（図示省略）、この熱
交換によって発生したドレンを一旦、蒸化器ドレンタン
ク１５２に貯溜し、その水位を規定値に制御して、通常
時は常用調節弁６を介して低圧給水加熱器１１３に、非
常時は非常用調節弁８を介して復水器１０５にドレンを
排出する。制御系の詳細は省略しているが、本発明の第
１図の制御系が適用できる事は明白である。

第１１図は第１０図の原子力発電プラントにおいて、湿
分分離器１４１の代りに湿分分離予熱器１６０を設置し
た場合の概略系統図の一例であり。

湿分分離再熱器１６０に関する部分を主体に示したもの
である。原子炉１０１Ａで発生した蒸気は高圧タービン
１０２で一部仕事をし、湿分分離再熱器１６０に送られ
る０本図の湿分分離再熱器１６０は２段再熱のものを示
し、湿分分離器１４１（第１０図で説明したものと同じ
）と第１段再熱器１６１Ａ及び第２段再熱器１６１Ｂよ
り構成される。高圧タービン１０２よりの蒸気は湿分分
離器１４１で蒸気中の湿分を分離し、分離したドレンは
湿分分離ドレンタンク１４２へ、湿分を除去した蒸気は
第１段再熱器１６１人に送られる。この蒸気は高圧ター
ビン１０２より抽出した蒸気によって加熱され、第２段
再熱器１６１Ｂに送られる。一方高圧タービンよりの抽
出蒸気は熱交換によって凝縮しドレンとなり、第１段再
熱器ドレンタンク１６２Ａに送られ貯溜される。第１段
再熱器１６１Ａより第２段再熱器１６１Ｂに送られた蒸
気は原子炉１０１Ａよりの蒸気によってさらに加熱され
低圧タービン１０４に送り仕事をする。

原子炉１０１Ａよりの加熱用蒸気は熱交換によって凝縮
しドレンとなり、第２段再熱器ドレンタンク１６２Ｂに
貯溜される。第１段及び第２段再熱器ドレンタンクの水
位は規定値に制御され、それぞれ、通常時は常用調節弁
６を介して高圧給水加熱器１３２に、非常時は非常用調
節弁８を介して復水器１０５にドレンを排出する。制御
系の詳細は省略しているが１本発明の第１図の制御系が
適用できる事は明白である。

第１２図は第９図に示す火力発電プラントのボイラ１０
１の内部構成を示す概略系統図の一例である。高圧給水
加熱器よりの給水は節炭器２０１及び炉壁水管部２０２
を経由して気水分離器２１１に送られる。ここで気水分
離を行なって蒸気分は１次過熱器２２１，２次過熱器２
２２及び３次過熱器２２３を経て高圧タービンに送られ
一部仕事を行う、高圧タービンの排気は再度ボイラ１０
１に戻され、１次再熱器２３１及び２次再熱器２３２で
再熱されて中圧タービンに送られる。気水分離器２１１
で分離されたドレン（水分）は気水分離器ドレンタンク
２１２に一旦貯溜され、その水位を規定値に制御して、
ボイラ再循環ポンプ２１３で加圧し、常用調節弁６を介
して節炭器２０１にドレンを再循環させる。ドレン量が
少ない場合にはボイラ再循環ポンプ２１３は停止され、
非常用調節弁８を介して復水器にドレンが排出される。

第１２図は貫流ボイラの例であり、一般にボイラ起動時
には１０〜２５％程度の蒸発量を得るまではボイラ再循
環ポンプ２１３を運転し、節炭器２０１及び炉壁水管部
２０２の最少流量を確保する運転が行なわれる場合が多
い、第１２図の気水分離器ドレンタンク２１２の水位制
御装置の詳細は省略しているが１本発明の第１図及び第
５図。

第６図の制御系が適用できる事は明白である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、非常用制御系の主要制御演算回路に対
し、検出部よりの信号を直接演算して操作部に与えるこ
とができる回路を並列設置したので、制御量が規定範囲
を越えて異常状態になった時は、この回路の出力が優先
的に操作部に与えられるため、主要制御演算回路の応答
遅れを回避することができ、非常用が本来有するべきバ
ックアップ機能を強化充実することができる。

特に、非常用制御系の主要制御演算回路に外部からのイ
ンターロック条件等により、操作部を強制的に操作する
回路を含む場合は、本発明により、インターロックによ
る強制操作作動時においてさえもバックアップ機能が作
用し、システムの安全性が確保される顕著な効果を生ず
る。

また、本発明をディジタル式（電気式）調節計で実施す
る場合は、ソフトの追加変更のみで対応できるのでコス
トの上昇なしに機能を向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロセス制御装置の実施例図。 第２図は本実施例の関数発生器の特性図、第３図は給水
加熱器ドレンタンク水位制御装置を示す図、第４図は従
来例図、第５図、第６図は調節計のプログラム制御の系
統図、第７図は調節計の特性図。 第８−は混入ドレン急増時の制御特性の説明図、第９図
は火力発電プラントの系統側図、第１０図は原子力発電
プラントの系統側図、第１１図は湿分分離再熱器を有す
る原子力発電プラントの系統側図、第１２図は火力発電
プラントのボイラの系統側図である。 ２・・・ドレンタンク、３・・・水位検出器、４，７・
・・ドレン管、５・・・ドレンポンプ、６，８・・・調
節弁、１１．１３，１５，２１．２１・１．２１−２゜
２１・３，２３．２５・・・信号ライン、１２．２２・
・・調節計、１４，２４・・・電空変換器、１２・１゜
２２・１・・・偏差演算部、１２・２，２２・２・・・
制御演算部、１２・３，２２・３・・・積分飽和防止演
算部、１２・４，２２・４・・・手動・自動切替器、２
２・５・・・関数演算器、２２・６・・・高位信号選択
器、１２・１１・・・徐開信号発生器、１２・１２・・
・全閉信号、２２・１１・・・急開信号発生器、２２・
１２・・・徐閉信号発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プロセス制御対象の制御量を検出する検出器と、こ
   の検出部よりの信号を受けて目標値と比較しその結果に
   制御演算を施す調節部と、この調節部よりの信号を受け
   て制御対象に働きかける操作部と、より成る常用制御系
   と、 非常用時に上記検出部（又は独自に設けた検出部）より
   の信号を受けて目標値と比較しその結果に制御演算を施
   す調節部と、この調節部よりの信号を受けて非常用時に
   制御対象に働きかける操作部と、より成る非常用制御系
   と、 上記非常用時に検出部よりの信号が規定範囲を越えて異
   常状態になつた時、該信号を入力し所定の操作信号を作
   り出し、上記非常用制御系での調節部の信号に代つて、
   上記操作部に入力せしめる手段と、 を備えたプロセス制御装置。 ２、非常用制御系内の調節部に、外部からのインターロ
   ツク条件により該非常用制御系内の操作部を強制的に操
   作する手段を設けてなる特許請求の範囲第１項記載のプ
   ロセス制御装置。 ３、上記プロセス制御対象はドレンタンクとし、上記検
   出部は該ドレンタンク内の水位を検出することとする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のプロセス制御装置
   。 ４、上記プロセス制御対象は給水加熱器とし、上記検出
   部は該給水加熱器内の水位を検出することとする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のプロセス制御装置。