JP2014114796A - Turbine overspeed prevention system and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine overspeed prevention system which has high reliability by constantly securing the triplication of a measurement point.SOLUTION: A turbine overspeed prevention system 10 includes: a first overspeed prevention part 13 for controlling the number of revolutions of a steam turbine on the basis of speed signals (a, b and c) output from at least three first detectors 11 (11A to 11C) for detecting rotational speed of the steam turbine; a second overspeed prevention part 14 for receiving as input, speed signals (d, e and f) output from at least three second detectors 12 (12D to 12F) different from the first detectors in measurement points; an abnormality determination part 15 for determining whether or not the speed signals (a, b and c) output from the first detectors 11 are abnormal; and a signal complementing part 22 that selects the speed signals (d, e and f) output from the second detectors 12 in place of the speed signals (a, b and c) which are determined to be abnormal and output from the first detectors 11, and that thereby causes to perform control of the number of revolutions.

Description

本発明は、タービン過速度防止技術に関する。   The present invention relates to a turbine overspeed prevention technique.

火力発電等の蒸気タービンは、その回転数を安定的に制御し、回転数超過等の非常時には、速やかにその運転を停止させる必要がある。   A steam turbine such as a thermal power generation needs to stably control its rotation speed and stop its operation promptly in the event of an emergency such as exceeding the rotation speed.

従来、タービンの回転速度の制御は、機械式機構による非常調速装置により行われてきた。また、非常用調速装置の故障時においては、タービンの回転数を速度信号として検出する回転検出器を用いた電気回路によるバックアップ制御が行われていた。   Conventionally, control of the rotational speed of the turbine has been performed by an emergency governor using a mechanical mechanism. Further, when the emergency speed governor fails, backup control is performed by an electric circuit using a rotation detector that detects the rotation speed of the turbine as a speed signal.

近年、機械式機構に係る設備のメンテナンスの困難さから、複数の検出器により計測点を多重化した速度信号に基づいて電気回路により制御する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, due to the difficulty of maintenance of equipment related to a mechanical mechanism, a method of controlling by an electric circuit based on a speed signal in which measurement points are multiplexed by a plurality of detectors has been proposed (for example, see Patent Document 1). .

特開平11−82908号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-82908

特許文献1の技術は、3つの検出器により計測点を3重化することで、1つの検出器の異常があった場合でも、残りの検出器により2重化することで制御システムを維持している。   The technique of Patent Document 1 maintains the control system by duplicating with the remaining detectors even if there is an abnormality in one detector by triplicating measurement points with three detectors. ing.

しかし、計測点3重化構成から2重化へ移行した場合、制御システムの信頼性が落ちるという課題がある。また、検出器の異常判定を行う際に、2つの検出器による信号では中間値偏差大による判定が難しい。このため、上下限逸脱による判定及び残りの2つの信号をモニタして手動での選択作業が必要となり、信頼性の高い異常判定が難しいという課題もある。   However, there is a problem that the reliability of the control system is lowered when the measurement point triple configuration is shifted to the dual configuration. In addition, when performing abnormality determination of the detector, it is difficult to determine based on a large intermediate value deviation with the signals from the two detectors. For this reason, determination by upper / lower limit deviation and the remaining two signals are monitored and manual selection work is required, and there is a problem that it is difficult to perform highly reliable abnormality determination.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、常に計測点3重化を確保することで、信頼性の高いタービン過速度防止システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly reliable turbine overspeed prevention system by always ensuring triple measurement points.

本実施形態のタービン過速度防止システムは、蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも3台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部と、前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも3台の第二検出器が出力する速度信号を入力する第二過速度防止部と、前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定する異常判定部と、前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせる信号補完部と、を備えることを特徴とするものである。   The turbine overspeed prevention system according to the present embodiment includes a first overspeed prevention unit that controls the number of rotations of the steam turbine based on a speed signal output from at least three first detectors that detect the rotation speed of the steam turbine. And a second overspeed prevention unit for inputting a speed signal output from at least three second detectors having different measurement points from the first detector, and the speed signal output from the first detector is abnormal. An abnormality determining unit that determines whether or not the speed signal output from the second detector is selected instead of the speed signal output from the first detector determined to be abnormal; And a signal complementing unit for controlling.

本実施形態に係るタービン過速度防止システムの構成図。The block diagram of the turbine overspeed prevention system which concerns on this embodiment. 本実施形態に適用される異常判定部の構成図。The block diagram of the abnormality determination part applied to this embodiment. 本実施形態に適用される異常判定回路の構成図。The block diagram of the abnormality determination circuit applied to this embodiment. 補完する速度信号の選択手順を示したフローチャート。The flowchart which showed the selection procedure of the speed signal to complement. 本実施形態に適用される速度制御回路の構成図。The block diagram of the speed control circuit applied to this embodiment. 本実施形態に適用される過速度防止回路の構成図。The block diagram of the overspeed prevention circuit applied to this embodiment. 多数の速度信号が異常となった場合における、過速度防止回路の構成図。The block diagram of an overspeed prevention circuit when many speed signals become abnormal. 本実施形態に適用される過速度防止回路の第一変形例を示した構成図。The block diagram which showed the 1st modification of the overspeed prevention circuit applied to this embodiment. 本実施形態に適用される過速度防止回路の第二変形例を示した構成図。The block diagram which showed the 2nd modification of the overspeed prevention circuit applied to this embodiment.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すタービン過速度防止システム10(以下、システム10とする)は、蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも3台の第一検出器11(11A〜11C)が出力する速度信号(a,b,c)に基づいて蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部13と、第一検出器11とは計測点が異なる少なくとも3台の第二検出器12(12D〜12F)が出力する速度信号(d,e,f)を入力する第二過速度防止部14と、第一検出器11が出力する速度信号(a,b,c)が異常か否かを判定する異常判定部15と、異常と判定された第一検出器11が出力する速度信号(a,b,c)に替えて第二検出器12が出力する速度信号(d,e,f)を選択し、回転数の制御をさせる信号補完部22と、から構成される。なお、図1では、第一検出器11を3台、第二検出器12を3台で構成しているが、各構成要素の数量、位置及び配置は図1に限定されない。   A turbine overspeed prevention system 10 (hereinafter, referred to as a system 10) shown in FIG. 1 includes speed signals (a, 1) output from at least three first detectors 11 (11A to 11C) that detect the rotational speed of a steam turbine. b, c) the first overspeed prevention unit 13 that controls the rotational speed of the steam turbine, and the first detector 11 includes at least three second detectors 12 (12D to 12F) having different measurement points. Abnormality determination for determining whether or not the speed signal (a, b, c) output by the first detector 11 and the second overspeed prevention unit 14 for inputting the speed signal (d, e, f) to be output are abnormal. A speed signal (d, e, f) output from the second detector 12 instead of the speed signal (a, b, c) output from the first detector 11 determined to be abnormal and the unit 15; And a signal complementing unit 22 for controlling the number of revolutions. In FIG. 1, three first detectors 11 and three second detectors 12 are configured, but the quantity, position, and arrangement of each component are not limited to those in FIG. 1.

第一検出器11は、図示しない蒸気タービンの回転速度を検出し、それぞれ速度信号(a,b,c)を生成する。そして、生成した信号を第一過速度防止部13へ出力する。
第二検出器12は、第一検出器11と同様に、タービンの回転速度を検出し、それぞれ速度信号(d,e,f)を生成する。そして、生成した信号を第二過速度防止部14へ出力する。第二検出器12と第一検出器11とは、異なる計測点に設置されている。
The first detector 11 detects the rotational speed of a steam turbine (not shown) and generates speed signals (a, b, c), respectively. Then, the generated signal is output to the first overspeed prevention unit 13.
Similar to the first detector 11, the second detector 12 detects the rotational speed of the turbine and generates speed signals (d, e, f), respectively. Then, the generated signal is output to the second overspeed prevention unit 14. The second detector 12 and the first detector 11 are installed at different measurement points.

なお、第一検出器11はアクティブタイプ、第二検出器12はパッシブタイプとし、それぞれ異なる検出タイプの回転検出器が使用される。なお、アクティブタイプの回転検出器は、自らバッテリを有し、または外部からの給電により、電波等を利用して回転数を検出するものである。一方、パッシブタイプの回転検出器は、自らはバッテリを有さず、タービンの回転によって生じる磁界や電界を利用して回転数を検出するものである。   The first detector 11 is an active type, the second detector 12 is a passive type, and different types of rotation detectors are used. The active type rotation detector has its own battery, or detects the number of rotations using radio waves or the like by external power feeding. On the other hand, the passive type rotation detector itself does not have a battery but detects the number of rotations using a magnetic field or an electric field generated by the rotation of the turbine.

第一過速度防止部13は、異常判定部15と、第一速度制御回路17と、第一過速度防止回路19と、ゼロ速度検出インターロック21と、から構成される。異常判定部15は、第一検出器11が出力する速度信号(a,b,c)を入力して、それぞれの信号が第一検出器11の故障等により異常か否かについて判定を行う。異常と判定された信号がある場合、信号補完部22を介して第二過速度防止部14からバックアップ信号の補完を行う。   The first overspeed prevention unit 13 includes an abnormality determination unit 15, a first speed control circuit 17, a first overspeed prevention circuit 19, and a zero speed detection interlock 21. The abnormality determination unit 15 receives the speed signals (a, b, c) output from the first detector 11 and determines whether each signal is abnormal due to a failure of the first detector 11 or the like. When there is a signal determined to be abnormal, the backup signal is complemented from the second overspeed prevention unit 14 via the signal complementing unit 22.

信号補完部22は、異常と判定された速度信号(a,b,c)に替えて、第一過速度防止部13から速度信号(d,e,f)を選択し、異常判定部15へ補完する。これにより、異常判定部15は、異常な信号を含まない正常な速度信号(a1,b1,c1)を、第一速度制御回路17及び第一過速度防止回路19に出力する。   The signal complementing unit 22 selects the speed signal (d, e, f) from the first overspeed preventing unit 13 in place of the speed signal (a, b, c) determined to be abnormal, and sends it to the abnormality determining unit 15. Complement. Accordingly, the abnormality determination unit 15 outputs a normal speed signal (a1, b1, c1) that does not include an abnormal signal to the first speed control circuit 17 and the first overspeed prevention circuit 19.

第一速度制御回路17は、異常判定部15から出力される速度信号(a1,b1,c1)に基づいてタービンの回転数制御を行う。
第一過速度防止回路19は、速度信号(a1,b1,c1)が所定の速度を超過した場合は、タービントリップするためのトリップ信号sを出力する。なお、ゼロ速度検出インターロック21は、タービンの回転数が一定の速度を下回ったことを検知するインターロックである。
The first speed control circuit 17 controls the rotational speed of the turbine based on the speed signals (a1, b1, c1) output from the abnormality determination unit 15.
The first overspeed prevention circuit 19 outputs a trip signal s for tripping the turbine when the speed signal (a1, b1, c1) exceeds a predetermined speed. The zero speed detection interlock 21 is an interlock that detects that the rotational speed of the turbine has fallen below a certain speed.

第二過速度防止部14は、異常判定部16と、第二速度制御回路18と、第二過速度防止回路20と、から構成される。異常判定部16は、第二検出器12が出力する速度信号(d,e,f)を入力して、それぞれの信号が第一検出器12の故障等により異常か否かについて判定を行う。異常と判定された信号は、信号補完部22が第一過速度防止部13へバックアップ信号として選択する候補から除外される。   The second overspeed prevention unit 14 includes an abnormality determination unit 16, a second speed control circuit 18, and a second overspeed prevention circuit 20. The abnormality determination unit 16 receives the speed signals (d, e, f) output from the second detector 12 and determines whether or not each signal is abnormal due to a failure of the first detector 12 or the like. The signal determined to be abnormal is excluded from candidates that the signal complementing unit 22 selects as the backup signal to the first overspeed prevention unit 13.

また、異常と判定された信号については、信号補完部22を介して第一過速度防止部13からバックアップ信号の補完することができる。したがって、第一過速度防止部13と第二過速度防止部14とで、相互に速度信号の補完することができる。これにより、異常判定部16は、異常な信号を含まない正常な速度信号(d1,e1,f1)を、第二速度制御回路18及び第二過速度防止回路20に出力する。   Further, the backup signal can be supplemented from the first overspeed prevention unit 13 via the signal complementing unit 22 for the signal determined to be abnormal. Therefore, the first overspeed prevention unit 13 and the second overspeed prevention unit 14 can mutually complement the speed signal. Thus, the abnormality determination unit 16 outputs a normal speed signal (d1, e1, f1) that does not include an abnormal signal to the second speed control circuit 18 and the second overspeed prevention circuit 20.

切り替え部23は、全ての第一検出器11が出力する速度信号(a,b,c)が異常と判定された場合に、第一過速度防止部13から第二過速度防止部14による速度制御へ切り替えを行う。   When the speed signals (a, b, c) output from all the first detectors 11 are determined to be abnormal, the switching unit 23 is controlled by the first overspeed prevention unit 13 through the second overspeed prevention unit 14. Switch to control.

この場合、第二速度制御回路18は、異常判定部16から出力される速度信号(d1,e1,f1)に基づいてタービンの回転数制御を行う。第二過速度防止回路20は、速度信号(d1,e1,f1)が所定の速度を超過した場合は、タービントリップするためのトリップ信号sを出力する。   In this case, the second speed control circuit 18 performs the rotational speed control of the turbine based on the speed signal (d1, e1, f1) output from the abnormality determination unit 16. The second overspeed prevention circuit 20 outputs a trip signal s for causing a turbine trip when the speed signal (d1, e1, f1) exceeds a predetermined speed.

図2は、第一過速度防止部13に適用される異常判定部15の概略を示す構成図である。なお、説明のため検出器11等は省略しているが、構成は図1と同様である。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an outline of the abnormality determination unit 15 applied to the first overspeed prevention unit 13. Although the detector 11 and the like are omitted for explanation, the configuration is the same as that in FIG.

異常判定部15は、各速度信号(a,b,c)のそれぞれに対応するA接点25及びB接点26と、異常判定回路24と、から構成されている。
A接点25は、異常判定回路24から異常判定信号tが入力されていない場合は閉じ、入力された場合は開くように動作する。一方、B接点26は、異常判定回路24から異常判定信号tが入力されていない場合は開いており、入力された場合は閉じるように動作する。
The abnormality determination unit 15 includes an A contact 25 and a B contact 26 corresponding to each speed signal (a, b, c), and an abnormality determination circuit 24.
The A contact 25 operates so as to close when the abnormality determination signal t is not input from the abnormality determination circuit 24 and open when the abnormality determination signal t is input. On the other hand, the B contact 26 is open when the abnormality determination signal t is not input from the abnormality determination circuit 24 and operates so as to close when the abnormality determination signal t is input.

異常判定信号tが入力されていないとき、つまり速度信号(a,b,c)が正常のときは、各信号のそれぞれに対応するA接点25は閉じている。よって、これらの信号が、正常な速度信号(a1,b1,c1)として出力される。しかし、速度信号(a,b,c)のいずれかが異常となり、異常判定回路24から異常判定信号tが出力された場合、異常と判定された信号のA接点25は開き、B接点26は閉じる。これにより、異常と判定された速度信号は、A接点25が開くことで遮断される。   When the abnormality determination signal t is not input, that is, when the speed signals (a, b, c) are normal, the A contacts 25 corresponding to the respective signals are closed. Therefore, these signals are output as normal speed signals (a1, b1, c1). However, when any of the speed signals (a, b, c) becomes abnormal and the abnormality determination signal t is output from the abnormality determination circuit 24, the A contact 25 of the signal determined to be abnormal is opened, and the B contact 26 is close up. Thereby, the speed signal determined to be abnormal is blocked by opening the A contact 25.

このとき、信号補完部22は、バックアップ信号を補完するため、第二過速度防止部14から正常な速度信号(d,e,f)のいずれかを選択する。そして、選択した信号を、閉じられているB接点26を介して補完する。   At this time, the signal complementing unit 22 selects one of the normal speed signals (d, e, f) from the second overspeed preventing unit 14 in order to complement the backup signal. Then, the selected signal is complemented through the closed B contact 26.

例えば、速度信号aが異常となった場合、A接点25が開くことにより速度信号aは遮断される。このとき、信号補完部22は、第二過速度防止部14の正常な速度信号(d,e,f)の中から速度信号dを選択する。そして、選択された速度信号dを、閉じられているB接点26を介して正常な速度信号a1として補完する。   For example, when the speed signal a becomes abnormal, the speed signal a is interrupted by opening the A contact 25. At this time, the signal complementing unit 22 selects the speed signal d from the normal speed signals (d, e, f) of the second overspeed preventing unit 14. Then, the selected speed signal d is complemented as a normal speed signal a1 through the closed B contact 26.

異常判定部16(図1)は、異常判定部15と同様の構成をとる。異常判定部16は、速度信号(d,e,f)のいずれかが異常となった場合は、信号補完部22を介して第一過速度防止部13の速度信号(a,b,c)をバックアップ信号として補完することができる。   The abnormality determination unit 16 (FIG. 1) has the same configuration as the abnormality determination unit 15. When any of the speed signals (d, e, f) becomes abnormal, the abnormality determination unit 16 transmits the speed signal (a, b, c) of the first overspeed prevention unit 13 via the signal complementing unit 22. Can be supplemented as a backup signal.

異常判定回路24は、速度信号(a1,b1,c1)を入力し、それぞれの信号についての上下限逸脱、変化率大、及び中間値偏差大を基準として異常判定を行う。   The abnormality determination circuit 24 receives the speed signals (a1, b1, c1), and performs abnormality determination based on the upper / lower limit deviation, the large change rate, and the large intermediate value deviation for each signal.

上下限逸脱による異常判定とは、所定の上限値及び下限値を設定し、速度信号(a1,b1,c1)がこの上下限の範囲に入っていないときは異常と判定することを意味する。変化率大による異常判定とは、速度信号(a1,b1,c1)について速度の変化率を算出し、算出した値が所定の値より大きいときは異常と判定することを意味する。中間値偏差大による異常判定とは、3つの速度信号(a1,b1,c1)の中間値と速度信号(a1,b1,c1)の一つとの差分を求めて、求めた値が所定の値より大きいときは異常と判定することを意味する。   The abnormality determination based on the deviation from the upper and lower limits means that a predetermined upper limit value and lower limit value are set, and that the abnormality is determined when the speed signal (a1, b1, c1) is not within the upper and lower limit ranges. The abnormality determination based on the large change rate means that the speed change rate is calculated for the speed signal (a1, b1, c1), and it is determined as abnormal when the calculated value is larger than a predetermined value. The abnormality determination based on the large intermediate value deviation is a difference between the intermediate value of the three speed signals (a1, b1, c1) and one of the speed signals (a1, b1, c1), and the obtained value is a predetermined value. When it is larger, it means that it is judged as abnormal.

異常判定回路24は、第一検出器11の生成した速度信号(a,b,c)を直接入力せず、A接点25、B接点26を介した速度信号(a1,b1,c1)を入力する。したがって、速度信号(a,b,c)のうち2つの信号が異常となった場合、その2つの信号について第二過速度防止部14から正常な信号を補完した後に、異常判定回路24で異常判定できる。これにより、異常判定には3つの信号のうち少なくとも2つの正常な信号を必要とするが、速度信号(a,b,c)のうち2つの信号が異常の場合でも、残りの一つの異常を判定することが可能となる。   The abnormality determination circuit 24 does not directly input the speed signal (a, b, c) generated by the first detector 11 but inputs the speed signal (a1, b1, c1) via the A contact 25 and the B contact 26. To do. Therefore, when two signals out of the speed signals (a, b, c) become abnormal, the abnormality determination circuit 24 performs an abnormality after complementing normal signals from the second overspeed prevention unit 14 for the two signals. Can be judged. As a result, at least two normal signals among the three signals are required for the abnormality determination, but even if two of the speed signals (a, b, c) are abnormal, the remaining one abnormality is detected. It becomes possible to judge.

図3は、異常判定回路24の構成図を示している。速度信号a1の異常判定を例に具体的に説明する。微分器28は、速度信号a1を入力し、この速度信号a1の変化率を計算し、その値を上限設定器29へ出力する。上限設定器29は、入力された信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号をOR演算子33へ出力する。   FIG. 3 shows a configuration diagram of the abnormality determination circuit 24. The abnormality determination of the speed signal a1 will be specifically described as an example. The differentiator 28 receives the speed signal a 1, calculates the rate of change of the speed signal a 1, and outputs the value to the upper limit setter 29. The upper limit setter 29 determines whether the input signal is within a predetermined upper limit value. If the upper limit value is exceeded, an establishment signal is output to the OR operator 33.

上下限設定器30は、速度信号a1を入力し、この速度信号が所定の上限及び下限の範囲内にあるかを判定する。範囲内にない時は成立信号をOR演算子33へ出力する。   The upper / lower limit setter 30 receives the speed signal a1 and determines whether the speed signal is within a predetermined upper limit and lower limit range. When it is not within the range, an establishment signal is output to the OR operator 33.

中間値選択器27は、速度信号a1,b1及びc1を入力し、これらの信号の中間値を選択し、差分回路31へ出力する。差分回路は、この中間値と速度信号a1との差分信号を上限設定器32に入力する。上限設定器32は、入力された差分信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号をOR演算子33へ出力する。   The intermediate value selector 27 receives the speed signals a 1, b 1 and c 1, selects an intermediate value of these signals, and outputs it to the difference circuit 31. The difference circuit inputs a difference signal between the intermediate value and the speed signal a1 to the upper limit setter 32. The upper limit setter 32 determines whether or not the input difference signal is within a predetermined upper limit value. If the upper limit value is exceeded, an establishment signal is output to the OR operator 33.

OR演算子33は、上限設定器29、32または上下限設定器30のいずれか一つから成立信号が入力された場合は、OR演算子34に成立信号を出力する。そして、OR演算子34は、OR演算子33から出力された信号またはOR演算子34自身から出力された信号のいずれかから成立信号が入力された場合は、成立信号を出力する。   The OR operator 33 outputs the establishment signal to the OR operator 34 when the establishment signal is input from any one of the upper limit setting devices 29 and 32 or the upper and lower limit setting device 30. The OR operator 34 outputs the establishment signal when the establishment signal is input from either the signal output from the OR operator 33 or the signal output from the OR operator 34 itself.

OR演算子34から成立信号が出力された場合は、速度信号a1は異常信号と判定される。同様に、速度信号b1,c1についても異常判定を行う。   When the establishment signal is output from the OR operator 34, the speed signal a1 is determined to be an abnormal signal. Similarly, abnormality determination is also performed on the speed signals b1 and c1.

次に、速度信号(a,b,c)のいずれかが異常と判定された場合、信号補完部22において、バックアップ信号として補完する速度信号(d,e,f)の選択手順について説明する。   Next, a procedure for selecting a speed signal (d, e, f) to be complemented as a backup signal in the signal complementing unit 22 when any of the speed signals (a, b, c) is determined to be abnormal will be described.

図4は、速度信号(a,b,c)のいずれかが異常となった場合の信号補完部22による補完手順を示したフローチャートである。ここでは、速度信号dを補完する場合について説明する。なお、異常となった速度信号(d,e,f)については、選択候補から除外される。   FIG. 4 is a flowchart showing a complementing procedure by the signal complementing unit 22 when any of the speed signals (a, b, c) becomes abnormal. Here, a case where the speed signal d is complemented will be described. The abnormal speed signal (d, e, f) is excluded from the selection candidates.

まず、速度信号dを選択し(S10)、すでに第一過速度防止部13(図1)にバックアップ信号として補完されていないかを判断する。速度信号dが選択されている場合は、終了する(S11、Yes)。   First, the speed signal d is selected (S10), and it is determined whether the first overspeed prevention unit 13 (FIG. 1) has already been supplemented as a backup signal. If the speed signal d is selected, the process ends (S11, Yes).

次に、速度信号dが選択されていない場合について検討する。(S11、No)。
速度信号eがバックアップ信号として選択されておらず(S12、No)、かつ速度信号fも選択されていない場合(S13、No)、速度信号dが3つの信号の中間値のとき(S14、Yes)、速度信号dをバックアップ信号として選択する(S15)。
なお、中間値でない場合は、終了する(S14、No)。
Next, consider the case where the speed signal d is not selected. (S11, No).
When the speed signal e is not selected as a backup signal (S12, No) and the speed signal f is not selected (S13, No), when the speed signal d is an intermediate value of the three signals (S14, Yes) ), The speed signal d is selected as a backup signal (S15).
If it is not an intermediate value, the process ends (S14, No).

速度信号eがバックアップ信号として選択されておらず(S12、No)、かつ速度信号fが選択されている場合は(S13、Yes)、速度信号dが最大値のとき(S17、Yes)、速度信号dをバックアップ信号として選択する(S15)。
なお、最大値でない場合は、終了する(S17、No)。
When the speed signal e is not selected as the backup signal (S12, No) and the speed signal f is selected (S13, Yes), when the speed signal d is the maximum value (S17, Yes), the speed The signal d is selected as a backup signal (S15).
If it is not the maximum value, the process is terminated (S17, No).

速度信号eがバックアップ信号として選択されており(S12、Yes)、かつ速度信号fが選択されていない場合は(S16、No)、速度信号dが最大値のとき(S17、Yes)、速度信号dをバックアップ信号として選択する(S15)。
なお、最大値でない場合は、終了する(S17、No)。
速度信号eが選択されており(S12、Yes)、かつ速度信号fが選択されている場合は(S16、Yes)、速度信号dがバックアップ信号として選択される(S15)。
When the speed signal e is selected as the backup signal (S12, Yes) and the speed signal f is not selected (S16, No), when the speed signal d is the maximum value (S17, Yes), the speed signal d is selected as a backup signal (S15).
If it is not the maximum value, the process is terminated (S17, No).
When the speed signal e is selected (S12, Yes) and the speed signal f is selected (S16, Yes), the speed signal d is selected as a backup signal (S15).

速度信号e、fについても同様の選択手順を実行し、バックアップ信号を決定する。したがって、速度信号(d,e,f)は、中間値、高値、低値の優先順位で選択されていくこととなる。   A similar selection procedure is executed for the speed signals e and f to determine a backup signal. Therefore, the speed signal (d, e, f) is selected in the priority order of the intermediate value, the high value, and the low value.

ここでは、第二検出器12の速度信号が3個の場合における選択方法を例示した。第二検出器12の計測点がN個の場合について検討する。この場合における選択方法は、(2N−1)(N≧2)台の速度信号が正常のときは、中間値、中間値の1個上の値、中間値の1個下の値、・・・中間値の(N−1)個上の値、(N−1)個下の値の順で選択する。   Here, the selection method when the speed signal of the second detector 12 is three is illustrated. Consider a case where the number of measurement points of the second detector 12 is N. In this case, when the speed signals of (2N−1) (N ≧ 2) units are normal, the intermediate value, the value one higher than the intermediate value, the value one lower than the intermediate value, -Select the value in the order of (N-1) values above the intermediate value and (N-1) values below.

一方、(2N)(N≧2)台の第二検出器12の速度信号が正常のときは、低値から(N+1)番目の値、低値から(N)番目の値、低値から(N+2)番目の値、・・・、低値から(2N)番目の値、低値から1番目の値の順で選択する。   On the other hand, when the speed signals of the (2N) (N ≧ 2) second detectors 12 are normal, the (N + 1) th value from the low value, the (N) th value from the low value, and the low value ( N + 2) th value,..., Low value to (2N) th value, low value to first value.

つまり、第二検出器12の速度信号のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で選択する。   That is, the speed signal of the second detector 12 is selected in the order of the intermediate value and then the value gradually moving away from the intermediate value.

したがって、第一過速度防止部13の速度信号(a,b,c)が異常となった場合でも、第二過速度防止部14の速度信号(d,e,f)をバックアップ信号として補完することにより、常に計測点3重化を維持することができる。   Therefore, even when the speed signal (a, b, c) of the first overspeed prevention unit 13 becomes abnormal, the speed signal (d, e, f) of the second overspeed prevention unit 14 is complemented as a backup signal. Therefore, it is possible to always maintain the triple measurement point.

図5は、第一速度制御回路17と第二速度制御回路18との構成図を示している。なお、第一速度制御回路17、第二速度制御回路18のみを記載しているが、全体の構成は図1と同様である。   FIG. 5 shows a configuration diagram of the first speed control circuit 17 and the second speed control circuit 18. Although only the first speed control circuit 17 and the second speed control circuit 18 are shown, the overall configuration is the same as that in FIG.

第一速度制御回路17は、異常判定部15(図1)から出力された正常な速度信号(a1,b1,c1)が入力される。これらの信号は、中間値選択器35に入力され、3つの速度信号の中から中間値が選択される。   The first speed control circuit 17 receives normal speed signals (a1, b1, c1) output from the abnormality determination unit 15 (FIG. 1). These signals are input to the intermediate value selector 35, and an intermediate value is selected from the three speed signals.

そして、中間値選択器35は、選択した中間値を制御設定器36へ出力する。制御設定器36は、入力された中間値と所定の設定速度とを比較して、その差分を差分信号として速度制御器37へ出力する。速度制御器37は、この差分信号に基づいてタービンの回転数を制御する。   Then, the intermediate value selector 35 outputs the selected intermediate value to the control setter 36. The control setter 36 compares the input intermediate value with a predetermined set speed and outputs the difference as a difference signal to the speed controller 37. The speed controller 37 controls the rotational speed of the turbine based on this difference signal.

第二速度制御回路18は、第一速度制御回路17と同様の構成をとり、異常判定部16から出力された正常な速度信号(d1,e1,f1)に基づいてタービンの回転数を制御することができる。   The second speed control circuit 18 has the same configuration as the first speed control circuit 17 and controls the rotational speed of the turbine based on the normal speed signal (d1, e1, f1) output from the abnormality determination unit 16. be able to.

第一速度制御回路17と第二速度制御回路18とは、A接点38、B接点39及び切り替え部23を介して接続される。切り替え部23は、AND演算子40から構成される。AND演算子40は、異常判定部15により速度信号(a,b,c)の全てが異常信号と判定された場合は、切り替え信号uを出力する。   The first speed control circuit 17 and the second speed control circuit 18 are connected via the A contact 38, the B contact 39, and the switching unit 23. The switching unit 23 includes an AND operator 40. The AND operator 40 outputs a switching signal u when all of the speed signals (a, b, c) are determined to be abnormal signals by the abnormality determining unit 15.

第一速度制御回路17に設置されたA接点38は、切り替え信号uが入力されない場合は閉じ、入力された場合は開くように動作する。一方、第二速度制御回路18に設置されたB接点39は、切り替え信号uが入力されない場合は開き、入力された場合は閉じるように動作する。   The A contact 38 installed in the first speed control circuit 17 operates so as to be closed when the switching signal u is not inputted and to be opened when the switching signal u is inputted. On the other hand, the B contact 39 installed in the second speed control circuit 18 operates to open when the switching signal u is not input and to close when the switching signal u is input.

したがって、切り替え部23から切り替え信号uを出力されていない場合は、A接点38が閉じているため、第一速度制御回路17により速度制御を行う。一方、切り替え信号uを出力された場合は、B接点39が閉じているため、第二速度制御回路18により速度制御を行う。   Therefore, when the switching signal u is not output from the switching unit 23, the first contact speed control circuit 17 performs speed control because the A contact 38 is closed. On the other hand, when the switching signal u is output, the second speed control circuit 18 performs speed control because the B contact 39 is closed.

これにより、第一速度制御回路17は、常用の速度制御に用いられ、速度信号(a,b,c)の全てが異常信号となったときは、バックアップとして第二速度制御回路18により速度制御を行うことができる。   Thus, the first speed control circuit 17 is used for normal speed control. When all of the speed signals (a, b, c) become abnormal signals, the second speed control circuit 18 performs speed control as a backup. It can be performed.

図6は、第一過速度防止回路19と第二過速度防止回路20との構成図を示している。なお、全体の構成は図1と同様である。なお、第一過速度防止回路19、第二過速度防止回路20のみを記載しているが、全体の構成は図1と同様である。   FIG. 6 shows a configuration diagram of the first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20. The overall configuration is the same as in FIG. Although only the first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20 are described, the overall configuration is the same as that in FIG.

第一過速度防止回路19は、異常判定部15(図1)から出力された正常な速度信号(a1,b1,c1)が入力される。これらの信号は、それぞれ上限設定器41に入力される。上限設定器41は、入力された信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号を出力する。   The first overspeed prevention circuit 19 receives normal speed signals (a1, b1, c1) output from the abnormality determination unit 15 (FIG. 1). These signals are input to the upper limit setter 41, respectively. The upper limit setter 41 determines whether the input signal is within a predetermined upper limit value. When the upper limit value is exceeded, an establishment signal is output.

2/3モニタ42は、入力された3つの信号の内で2つの信号が成立した場合は、成立信号を出力するものである。したがって、2/3モニタ42は、3つの上限設定器41の内から2つの成立信号が出力され場合は、成立信号を出力する。この成立信号は、トリップ信号sとして出力される。   The 2/3 monitor 42 outputs an establishment signal when two signals are established among the three input signals. Therefore, the 2/3 monitor 42 outputs an establishment signal when two establishment signals are output from the three upper limit setting devices 41. This establishment signal is output as a trip signal s.

第二過速度防止回路20は、第一過速度防止回路19と同様の構成をとり、異常判定部16(図1)から出力された正常な速度信号(d1,e1,f1)に基づいてトリップ信号sを出力することができる。   The second overspeed prevention circuit 20 has the same configuration as the first overspeed prevention circuit 19 and trips based on the normal speed signals (d1, e1, f1) output from the abnormality determination unit 16 (FIG. 1). The signal s can be output.

第一過速度防止回路19と第二過速度防止回路20とは、A接点38、B接点39及び切り替え部23を介して接続される。A接点38、B接点39及び切り替え部23については、図5と同じのため説明を省略する。   The first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20 are connected via the A contact 38, the B contact 39, and the switching unit 23. The A contact 38, the B contact 39, and the switching unit 23 are the same as those in FIG.

したがって、切り替え部23から切り替え信号uを出力されていない場合は、A接点38が閉じているため、第一過速度防止回路19によりトリップ信号sを出力する。一方、切り替え信号uを出力された場合は、B接点39が閉じているため、第二過速度防止回路20によりトリップ信号sを出力する。   Therefore, when the switching signal u is not output from the switching unit 23, the first overspeed prevention circuit 19 outputs the trip signal s because the A contact 38 is closed. On the other hand, when the switching signal u is output, since the B contact 39 is closed, the second overspeed prevention circuit 20 outputs the trip signal s.

これにより、第一過速度防止回路19は、常用の過速度防止に用いられ、速度信号(a,b,c)の全てが異常信号となったときは、第二過速度防止回路20により過速度防止を行うことができる。   As a result, the first overspeed prevention circuit 19 is used for normal overspeed prevention. When all of the speed signals (a, b, c) are abnormal signals, the second overspeed prevention circuit 20 Speed prevention can be performed.

また、第二過速度防止回路20は、バックアップ過速度防止回路46を備える。バックアップ過速度防止回路46は、上限設定器41より設定値が大きな上限設定器47を有し、第一過速度防止回路19の動作とは別に単独でトリップ信号sを出力することができる。   The second overspeed prevention circuit 20 includes a backup overspeed prevention circuit 46. The backup overspeed prevention circuit 46 has an upper limit setter 47 whose set value is larger than that of the upper limit setter 41 and can independently output the trip signal s separately from the operation of the first overspeed prevention circuit 19.

図7は、多数の速度が異常となった場合における、第一過速度防止回路19、第二過速度防止回路20の構成を示している。第一過速度防止回路19の2/3モニタ42は、速度信号(a,b,c)のうち2つが異常となった場合は、成立信号を出力する。一方、第二過速度防止回路20の2/3モニタ43は、速度信号(d,e,f)のうち2つが異常となった場合は、成立信号を出力する。   FIG. 7 shows the configuration of the first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20 when a large number of speeds become abnormal. The 2/3 monitor 42 of the first overspeed prevention circuit 19 outputs an establishment signal when two of the speed signals (a, b, c) become abnormal. On the other hand, the 2/3 monitor 43 of the second overspeed prevention circuit 20 outputs an establishment signal when two of the speed signals (d, e, f) become abnormal.

AND演算子44は、2/3モニタ42、43から出力された信号が両方とも成立信号の場合は、トリップ信号sを出力する。   The AND operator 44 outputs a trip signal s when the signals output from the 2/3 monitors 42 and 43 are both established signals.

したがって、第一検出器11の速度信号(a,b,c)の内で2つが異常となり、かつ第二検出器12の速度信号(d,e,f)内で2つが異常となった場合は、計測点3重化を維持できない。このとき、トリップ信号s出力することで強制的にタービンをトリップすることができる。   Accordingly, when two of the speed signals (a, b, c) of the first detector 11 become abnormal and two of the speed signals (d, e, f) of the second detector 12 become abnormal. Cannot maintain triple measurement points. At this time, the turbine can be forcibly tripped by outputting the trip signal s.

図8は、図6で示した第一過速度防止回路19と第二過速度防止回路20との構成における変形例を示している。
第一過速度防止回路19に設けられたAND演算子44は、2/3モニタ42の出力信号と2/3モニタ43の出力信号との論理積をとる。そして、いずれの出力信号も成立信号した場合は、トリップ信号sを出力する。
FIG. 8 shows a modification of the configuration of the first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20 shown in FIG.
The AND operator 44 provided in the first overspeed prevention circuit 19 takes a logical product of the output signal of the 2/3 monitor 42 and the output signal of the 2/3 monitor 43. If any of the output signals is a success signal, a trip signal s is output.

これにより、計測点6重化を実現することができるため、システム10の運転継続性が向上する運用とすることができる。   Thereby, since 6 measurement points can be realized, the operation continuity of the system 10 can be improved.

図9は、図6で示した第一過速度防止回路19と第二過速度防止回路20との構成における変形例を示している。
第一過速度防止回路19に設けられたOR演算子45は、2/3モニタ42の出力信号と2/3モニタ43の出力信号との論理和をとる。そして、いずれかの出力信号が成立信号の場合は、トリップ信号sを出力する。
FIG. 9 shows a modification of the configuration of the first overspeed prevention circuit 19 and the second overspeed prevention circuit 20 shown in FIG.
The OR operator 45 provided in the first overspeed prevention circuit 19 takes the logical sum of the output signal of the 2/3 monitor 42 and the output signal of the 2/3 monitor 43. When any output signal is the establishment signal, a trip signal s is output.

これにより、計測点6重化を実現することができるため、システム10の過速度検出性を高める運用とすることができる。   Thereby, since 6 measurement points can be realized, it is possible to operate the system 10 to improve the overspeed detectability.

以上述べた過速度防止システムによれば、第一検出器11とは計測点が異なる第二検出器12を少なくとも3台により多重化し、第一検出器11の速度信号(a,b,c)が異常となったときは、第二検出器12の速度信号(d,e,f)による補完することにより、常に計測点3重化を維持することにより、信頼性の高い過速度防止システムを構成することが可能となる。   According to the overspeed prevention system described above, at least three second detectors 12 having different measurement points from the first detector 11 are multiplexed, and the speed signals (a, b, c) of the first detector 11 are multiplexed. Becomes abnormal, it is supplemented by the speed signal (d, e, f) of the second detector 12 to always maintain the triple measurement point, thereby providing a reliable overspeed prevention system. It can be configured.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 タービン過速度防止システム
11(11A,11B,11C) 第一検出器
12(12A,12B,12C) 第二検出器
13 第一過速度防止部
14 第二過速度防止部
15、16 異常判定部
17 第一速度制御回路
18 第二速度制御回路
19 第一過速度防止回路
20 第二過速度防止回路
21 ゼロ速度検出インターロック
22 信号補完部
23 切り替え部
24 異常判定回路
25、38 A接点
26、39 B接点
27、35 中間値選択器
28 微分器
29、32、41、47 上限設定器
30 上下限設定器
31 差分回路
33、34、45 OR演算子
36 制御設定器
37 速度制御器
40、44 AND演算子
42、43 2/3モニタ
46 バックアップ過速度防止回路
a、b、c、d、e、f、a1、b1、c1、d1、e1、f1 速度信号
s トリップ信号
t 異常判定信号
u 切り替え信号
10 Turbine overspeed prevention system 11 (11A, 11B, 11C) First detector 12 (12A, 12B, 12C) Second detector 13 First overspeed prevention unit 14 Second overspeed prevention unit 15, 16 Abnormality determination unit 17 1st speed control circuit 18 2nd speed control circuit 19 1st overspeed prevention circuit 20 2nd overspeed prevention circuit 21 Zero speed detection interlock 22 Signal complement part 23 Switching part 24 Abnormality determination circuit 25, 38 A contact 26, 39 B contact point 27, 35 Intermediate value selector 28 Differentiator 29, 32, 41, 47 Upper limit setter 30 Upper / lower limit setter 31 Difference circuit 33, 34, 45 OR operator 36 Control setter 37 Speed controller 40, 44 AND operator 42, 43 2/3 monitor 46 Backup overspeed prevention circuit a, b, c, d, e, f, a1, b1, c1, d1, e1, f1 Speed signal s Trip signal t Abnormality determination signal u Switching signal

Claims (7)

蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも3台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部と、
前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも3台の第二検出器が出力する速度信号を入力する第二過速度防止部と、
前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定する異常判定部と、
前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせる信号補完部と、
を備えることを特徴とするタービン過速度防止システム。
A first overspeed prevention unit that controls the rotational speed of the steam turbine based on a speed signal output by at least three first detectors that detect the rotational speed of the steam turbine;
A second overspeed prevention unit for inputting a speed signal output by at least three second detectors having different measurement points from the first detector;
An abnormality determining unit that determines whether or not the speed signal output by the first detector is abnormal;
A signal complement unit that selects the speed signal output from the second detector instead of the speed signal output from the first detector determined to be abnormal, and controls the rotational speed;
A turbine overspeed prevention system comprising:
請求項1に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
前記信号補完部は、複数の前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合は、前記第二検出器の値のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択することを特徴とするタービン過速度防止システム。
The turbine overspeed prevention system according to claim 1,
The signal complementing unit is a value that gradually moves away from the intermediate value and then the intermediate value among the values of the second detector when the velocity signals output by the plurality of first detectors are determined to be abnormal. The turbine overspeed prevention system, wherein the speed signal output by the second detector is selected in the following order.
請求項1または請求項2に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
前記異常判定部は、前記第一検出器が出力する前記速度信号について中間値偏差大、上下限逸脱及び変化率大を基準として異常か否かを判定することを特徴とするタービン過速度防止システム。
The turbine overspeed prevention system according to claim 1 or 2,
The turbine overspeed prevention system, wherein the abnormality determination unit determines whether or not the speed signal output from the first detector is abnormal based on a large intermediate value deviation, an upper / lower limit deviation, and a large change rate. .
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
全ての前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合に、前記第一過速度防止部から前記第二過速度防止部による前記回転数の制御に切り替えを行う切り替え部を備えること特徴とするタービン過速度防止システム。
In the turbine overspeed prevention system according to any one of claims 1 to 3,
A switching unit that switches from the first overspeed prevention unit to the rotation speed control by the second overspeed prevention unit when the speed signals output by all the first detectors are determined to be abnormal. A turbine overspeed prevention system comprising:
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
前記第一検出器はその検出器をアクティブタイプで構成し、前記第二検出器はその検出器をパッシブタイプで構成したことを特徴とするタービン過速度防止システム。
In the turbine overspeed prevention system according to any one of claims 1 to 4,
The first detector comprises an active type of the detector, and the second detector comprises a passive type of the detector.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
第一検出器が出力する前記速度信号と第二検出器が出力する前記速度信号とを、論理積または論理和をとることを特徴とするタービン過速度防止システム。
In the turbine overspeed prevention system according to any one of claims 1 to 5,
A turbine overspeed prevention system, wherein the speed signal output from the first detector and the speed signal output from the second detector are logically ANDed.
蒸気タービンの速度を検出する少なくとも3台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御するステップと、
前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも3台の第二検出器が出力する速度信号を入力するステップと、
前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定するステップと、
前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせるステップと、
を有することを特徴とするタービン過速度防止方法。
Controlling the rotational speed of the steam turbine based on a speed signal output by at least three first detectors for detecting the speed of the steam turbine;
Inputting a speed signal output by at least three second detectors having different measurement points from the first detector;
Determining whether the speed signal output by the first detector is abnormal;
Selecting the speed signal output from the second detector instead of the speed signal output from the first detector determined to be abnormal, and controlling the rotational speed;
A turbine overspeed prevention method comprising:
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