JP2013053550A - タービン用弁制御装置およびタービン設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タービン用弁制御装置100は、流量指令値を演算する流量制御回路110と、タービン用制御弁開度を検出する弁開度検出器からの制御弁開度フィードバック信号および制御弁開度指令信号を入力としサーボ弁10に開度指令信号を出力する開度制御回路120と、補正制御部130とを有する。補正制御部130は、制御弁実開度信号を入力とし、流量相当信号に変換し実流量相当信号を出力する開度流量変換部131と、実流量相当信号に基づく補正回路部150とを有する。補正回路部150により、サーボ弁10内の異常時に付加される中立点バイアス分の変動を補償するための補正信号を、流量制御回路110および開度制御回路120に加算する。
【選択図】図2
Description
(構成の説明)
図1は、本発明に係るタービン弁制御装置の第1の実施形態の火力プラントあるいは原子力プラントにおける関係を示す概念図である。
本実施形態は、サーボ弁10の中立点変動が発生した場合でも弁の実開度を補正することを主眼としたものである。図2に示す通り、実運転時のサーボ弁10の中立点バイアス変動を検出する手段として、蒸気加減弁6の実開度を流量相当信号に換算する開度流量変換部131を設けている。この開度流量変換部131で換算した流量信号と、流量信号設定値(要求流量演算部111の出力である要求流量信号)との差を補正回路減算部132にて計算する。さらに第1の補正回路加算部133にて、この偏差と、流量信号設定値(要求流量演算部111の出力である要求流量信号)とを加算する。これにより、弁の実開度を補正し、流量設定信号にて本来設定していた蒸気加減弁6の設定開度に見合う開度を得ることを可能とする。
以上のように、本実施形態により、蒸気タービン2の運転中にサーボ弁10の中立点変動が発生した場合でも、蒸気加減弁6の開度フィードバック信号bから開度流量変換部131にて加減弁流量相当信号へ変換され流量設定信号の補正が行われる。これにより、所定の蒸気加減弁6の開度を維持することが可能となる。
(構成の説明)
図3は、本発明に係るタービン弁制御装置の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。
何らかの原因により、サーボ弁10において中立点バイアス変動が発生した場合、蒸気加減弁6の流量は、中立点バイアス変動分に相当する蒸気加減弁6の開度分の相違により、開度流量変換部131にて設定した流量と相違が発生したものと推定される。
以上のように、本実施形態により、タービン運転時、サーボ弁10に中立点変動が発生した場合でも、蒸気加減弁6の開度フィードバック信号bから開度流量変換部131を用いてサーボ弁10の中立点バイアス補償値の補正が行われるので、所定の加減弁開度を維持することが可能となる。
(構成の説明)
図4は、本発明に係るタービン弁制御装置の第3の実施形態の構成を示すブロック図である。
サーボ弁10に中立点バイアス変動が発生した場合、第2の実施形態と同様に、補正回路演算部134からサーボ弁中立点バイアス補正信号が出力される。もしこの値が予め定めた上限値以上あるいは下限値以下の場合には、補正回路演算器134の出力値に基づき補正回路判定部136にて異常判定信号を出力し、警報発生器137は、異常判定信号を受けて警報を発し、運転員等に異常状態である旨の注意を喚起する。
以上のように、本実施形態により、蒸気タービン2の運転中にサーボ弁10に中立点変動が発生した場合でも、蒸気加減弁6の開度フィードバック信号bから補正回路演算器134を用いて、中立点バイアス補償信号の補正が行われ所定の蒸気加減弁6の開度が維持される。さらに、警報発生器137により運転員が対応操作、対応処置をとることが可能である。
(構成の説明)
図5は、本発明に係るタービン弁制御装置の第4の実施形態の構成を示すブロック図である。
サーボ弁10に中立点バイアス変動が発生した場合、第3の実施形態と同様に、補正回路演算部134からサーボ弁中立点バイアス補正信号が出力される。補正回路判定部136は、この中立点バイアス補正信号を、第2の補正回路加算部135に出力するとともに、この値が予め定めた値以上あるいは以下の場合には、補正回路判定部136は、サーボ弁10に所定の処置信号の入力が必要として関数発生指令信号を補正回路関数発生器138に出力する。補正回路関数発生器138からは、サーボ弁10は応答するが蒸気加減弁6は応答しない周波数の微小振幅の信号(ディザ信号)が出力され、第3の補正回路加算部139、サーボ回路加算部124を介してサーボ弁10に出力され、サーボ弁10はこれに応答するため、サーボ弁10の微小な開度変化が生ずる。
以上のように、本実施形態により、蒸気タービン2の運転中にサーボ弁10に中立点変動が発生した場合でも、蒸気加減弁6の開度フィードバック信号bから開度流量変換部131を用いて、中立点バイアス設定信号の補正が行われ所定の蒸気加減弁6の開度が維持される。さらに、補正回路関数発生器138から処置信号が出力されることにより、サーボ弁10内の中立点バイアス発生要因の除去動作がなされ、安定な運転が可能となる。
(構成の説明)
図6は、本発明に係るタービン弁制御装置の第5の実施形態の構成を示すブロック図である。
サーボ弁10に中立点バイアス変動が発生した場合、第4の実施形態と同様に、補正回路演算部134からサーボ弁中立点バイアス補正信号が出力される。補正回路判定部136は、この中立点バイアス補正信号を、第2の補正回路加算部135に出力するとともに、この値が予め定めた値以上あるいは以下の場合には、補正回路判定部136は、蒸気加減弁6の動作が必要として弁開度変化発生指令信号を補正回路弁開度設定部140に出力する。
以上のように、本実施形態により、タービン運転時、サーボ弁10に中立点変動が発生した場合でも、開度流量変換部131を用いて流量設定信号の補正が行われる。これにより、蒸気加減弁6の所定の開度を維持できるとともに、サーボ弁10および蒸気加減弁6の実動作により中立点バイアスの変動の要因の除去が可能となる。
(構成の説明)
図7は、本発明に係るタービン弁制御装置の第6の実施形態の構成を示すブロック図である。
サーボ弁10に中立点バイアス変動が発生した場合、第5の実施形態と同様に、補正回路演算部134からサーボ弁中立点バイアス補正信号が出力される。補正回路判定部136は、この中立点バイアス補正信号を、第2の補正回路加算部135に出力するとともに、この値が予め定めた値以上あるいは以下の場合には、蒸気加減弁6の動作が必要として関数発生指令信号をOR回路143に出力する。
以上のように、本実施形態により、タービン運転時、サーボ弁10に中立点変動が発生した場合でも、開度流量変換部131を用いて流量設定信号の補正が行われるので、所定の加減弁開度を維持することが可能となる。
(構成の説明)
図8は、本発明に係るタービン弁制御装置の第7の実施形態の構成を示すブロック図である。
補正回路判定部136が、補正回路演算部134からの中立点バイアス補正値が所定の範囲内にないと判断した場合に、ただちに補正回路関数発生器138に処置信号出力の指令を出力するのではなく、一旦、スイッチ部144に出力され、指令信号はスイッチ部144にて保持される。
サーボ弁10への高周波信号入力をタービン運転中に実施した場合は、加減弁油筒装置8は動かないので制御上は問題無いが、油圧系に対し影響を及ぼす可能性が有る場合(例えば油圧配管系と高周波信号が共振にて脈動発生)には非常に有効である。
以上の実施形態では、蒸気加減弁の場合を説明したが、主蒸気止め弁の副弁、ガスタービンやコンバインドサイクルにおけるタービン作動流体の流量を制御する燃料制御弁や燃料の分配制御弁についても、同様である。
2 蒸気タービン
3 復水器
4 給水ポンプ
5 主蒸気止め弁
6 蒸気加減弁(タービン用制御弁)
7 発電機
8 加減弁油筒装置(タービン用制御弁油筒装置)
8a ピストン
9 弁開度検出器
10 サーボ弁
11 油圧発生装置
12 高圧油ポンプ
13 高圧油配管
14 回転数測定器
15 負荷測定装置
100 蒸気加減弁制御装置(タービン用弁制御装置)
110 流量制御回路
111 要求流量演算部
112 制御弁開度指令信号演算部
120 開度制御回路
121 サーボ回路減算部
122 サーボ増幅器
123 定数発生器
124 サーボ回路加算部
130 補正制御部
131 開度流量変換部
132 補正回路減算部
133 第1の補正回路加算部
134 補正回路演算部
135 第2の補正回路加算部
136 補正回路判定部
137 警報発生器
138 補正回路関数発生器
139 第3の補正回路加算部
140 補正回路弁開度設定部
141 第4の補正回路加算部
142 補正回路タイマー
143 OR回路
144 スイッチ部
150 補正回路部
a サーボ弁開度指令信号
b 開度フィードバック信号(制御弁実用度信号)
c タービン速度信号
d 負荷信号
e 蒸気加減弁開度指令信号(制御弁開度指令信号)
Claims (11)
- タービン速度信号および負荷信号に基づいて流量指令値を演算しタービン用制御弁の制御弁開度指令信号を出力する流量制御回路と、タービン用制御弁開度を検出する弁開度検出器からの制御弁開度フィードバック信号および前記制御弁開度指令信号を入力とし前記タービン用制御弁駆動用の油筒内油量を調節するサーボ弁に開度指令信号を出力する開度制御回路と、補正制御部と、を有し、高圧制御油圧により駆動されるタービン用制御弁を制御するタービン用弁制御装置であって、
前記流量制御回路は、
前記タービン速度信号および負荷信号に基づいて前記タービン用制御弁の流量指令値を演算し流量指令信号を出力する要求流量演算部と、
前記流量指令信号に基づき制御弁開度指令信号を演算する制御弁開度指令信号演算部と、
を備え、
前記開度制御回路は、
前記制御弁開度指令信号から前記制御弁開度フィードバック信号を減して偏差信号を演算する減算器と、
前記偏差信号を増幅するサーボ増幅器と、
前記サーボ弁内で正常時に付加される中立点バイアス分を補償するための中立点バイアス補償値を出力する定数発生器と、
前記中立点バイアス補償値と前記サーボ増幅器出力との合計値を演算し、サーボ弁開度指令信号を出力するサーボ回路加算部と、
を備え、
前記補正制御部は、
制御弁実開度信号を入力として、該制御弁実開度信号を流量相当信号に変換し実流量相当信号を出力する開度流量変換部と、
前記実流量相当信号に基づく補正回路部と、
を有し、前記補正回路部により、前記サーボ弁内の異常時に付加される中立点バイアス分を補償するための補正信号を、前記流量制御回路および前記開度制御回路の少なくとも一つにフィードバックする、
ことを特徴とするタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路部は、
前記流量指令信号と前記実流量相当信号とを入力とし、前記流量指令信号から前記実流量相当信号を減じる補正回路減算部と、
前記補正回路減算部出力と前記流量指令信号とを入力とし、これらの合計値を出力する第1の補正回路加算部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路部は、
前記流量指令信号と前記実流量相当信号とを入力とし、前記流量指令信号から前記実流量相当信号を減じる補正回路減算部と、
前記補正回路減算部出力を入力とし、前記中立点バイアス補償値補正信号を出力する補正回路演算部と、
前記中立点バイアス補償値補正信号を前記定数発生器出力に加算し、前記サーボ回路加算部に出力する第2の補正回路加算部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路部は、
前記中立点バイアス補償値補正信号が所定の範囲にあるか否かを判定し、所定の範囲にある場合は前記中立点バイアス補償値補正信号の値を前記第2の補正回路加算部に出力し、所定の範囲にない場合は異常判定信号を発生する、補正回路判定部と、
前記異常判定信号を受けて警報を発する警報発生器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路部は、
前記中立点バイアス補償値補正信号が所定の範囲にあるか否かを判定し、所定の範囲にある場合は前記中立点バイアス補償値補正信号の値を前記第2の補正回路加算部に出力し、所定の範囲にない場合は異常判定信号を発生する、補正回路判定部と、
前記異常判定信号を受けて、前記サーボ弁単体では応答可能な周波数より低く、前記タ−ビン用制御弁の油筒装置を含んだ系の応答可能な周波数より十分に大きい領域の周波数信号を発する補正回路関数発生器と、
前記補正回路関数発生器からの出力を前記第2の補正回路加算部出力に加算する第3の補正回路加算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路関数発生器は、タービン停止中のみに前記高周波信号を発生することを特徴とする請求項5に記載のタービン用弁制御装置。
- 前記補正回路関数発生器は、周波数および電流値の少なくとも一方が予め規定した範囲内で周期的に変化し、一定時間間隔で断続的な前記高周波信号を発生することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のタービン用弁制御装置。
- 前記補正回路関数発生器は、サイン波状の連続的な波形で、一定時間間隔で断続的な前記高周波信号を発生することを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載のタービン用弁制御装置。
- 前記補正回路部は、
前記中立点バイアス補償値補正信号が所定の範囲にあるか否かを判定し、所定の範囲にある場合は前記中立点バイアス補償値補正信号の値を前記第2の補正回路加算部に出力し、所定の範囲にない場合は異常判定信号を発生する、補正回路判定部と、
前記異常判定信号を受けて時刻変化に対する弁開度要求値を発する補正回路弁開度設定部と、
前記補正回路弁開度設定部からの出力を前記制御弁開度指令信号に加算する第4の補正回路加算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のタービン用弁制御装置。 - 前記補正回路部は、
前記異常判定信号とタイマー出力を入力として、それらのOR条件により出力するOR回路をさらに備え、
前記補正回路弁開度設定部は、前記OR回路からの出力を入力とする、
ことを特徴とする請求項9に記載のタービン用弁制御装置。 - タービンと、
前記タービンの作動流体の流量を制御するタービン用制御弁と、
前記タービン用制御弁を駆動するタービン用制御弁油筒装置と、
前記油筒用の作動油を供給する油圧発生装置と、
前記油圧発生装置から前記油筒に送油する高圧油ポンプと、
前記油筒内の油量を調節するサーボ弁と、
前記タービン用制御弁の開度を検出する弁開度検出器と、
前記タービンの回転数を測定しタービン速度信号を発する回転数測定器と、
前記タービンの負荷を測定し負荷信号を発する負荷測定装置と、
前記タービン速度信号および負荷信号に基づいて流量指令値を演算し前記タービン用制御弁の制御弁開度指令信号を出力する流量制御回路と、前記弁開度検出器からの制御弁開度フィードバック信号および前記制御弁開度指令信号を入力とし前記サーボ弁に開度指令信号を出力する開度制御回路と、補正制御部と、を有し、前記タービン用制御弁を制御するタービン用弁制御装置と、
を有するタービン設備であって、
前記流量制御回路は、
前記タービン速度信号および負荷信号に基づいて前記タービン用制御弁の流量指令値を演算し流量指令信号を出力する要求流量演算部と、
前記流量指令信号に基づき制御弁開度指令信号を演算する制御弁開度指令信号演算部と、
を備え、
前記開度制御回路は、
前記制御弁開度指令信号から前記制御弁開度フィードバック信号を減して偏差信号を演算する減算器と、
前記偏差信号を増幅するサーボ増幅器と、
前記サーボ弁内で正常時に付加される中立点バイアス分を補償するための中立点バイアス補償値を出力する定数発生器と、
前記中立点バイアス補正値と前記サーボ増幅器出力との合計値を演算し、サーボ弁開度指令信号を出力するサーボ回路加算部と、
を備え、
前記補正制御部は、
前記制御弁実開度信号を入力とし、流量相当信号に変換し実流量相当信号を出力する開度流量変換部と、
前記実流量相当信号に基づく補正回路部と、
を有し、前記補正回路部により、前記サーボ弁内の異常時に付加される中立点バイアス分を補償するための補正信号を、前記流量制御回路および前記開度制御回路の少なくとも一つにフィードバックする、
ことを特徴とするタービン設備。
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WO2018230469A1 (ja) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御弁の制御装置及び制御弁の調整方法 |
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WO2018230469A1 (ja) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御弁の制御装置及び制御弁の調整方法 |
JP2019002416A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 制御弁の制御装置及び制御弁の調整方法 |
TWI665536B (zh) * | 2017-06-12 | 2019-07-11 | 日商三菱日立電力系統股份有限公司 | 控制閥之控制裝置及控制閥之調整方法 |
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