JP2509612B2 - バイパス制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、発電用蒸気タービンに蒸気を供給する装
置のうち、特に蒸気タービンの駆動停止時にバイパス管
の弁により制御を行うバイパス制御装置に関する。

（従来の技術） 一般にタービンによる発電のみに蒸気を使用するので
はなく、例えば生産工場の作業用に蒸気を供給する場
合、タービンの排気を利用している。従来のタービンバ
イパス制御装置は、第３図に示す如く、高圧蒸気を供給
する高圧蒸気ライン１からの蒸気圧により蒸気タービン
３が駆動して発電機５が駆動するとともに蒸気タービン
３からの排気を低圧蒸気ライン９に供給し、更に低圧蒸
気ライン９から排気が供給されて工場設備等（図示せ
ず）に利用される。蒸気タービン３からの低圧蒸気ライ
ン９に供給される蒸気圧は、常に一定でなければ工場設
備等で利用できないため、蒸気タービン３が故障した場
合に制御部（図示せず）により蒸気タービン３の故障を
検知してバイパス弁13にタービントリップ信号35を出力
することによりバイパス弁13を全開して高圧蒸気ライン
１から低圧蒸気ライン９にバイパスライン11を介して蒸
気圧を供給するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の装置は、蒸気タービン３が故障するとバイパス
弁13を全開にして高圧蒸気ライン１から低圧蒸気ライン
９に蒸気を供給するものである。

しかしながら、バイパス弁13を全開にすると高圧蒸気
ライン１の蒸気圧をバイパスライン11を介して低圧蒸気
ライン９に供給するため、低圧蒸気ライン９の蒸気圧が
急激に上昇してバイパス弁13を開弁してから蒸気圧の変
動を繰り返すと低圧蒸気ライン９から供給される蒸気圧
も変動することになり、この低圧蒸気ライン９に接続さ
れている工場設備等に設置されている機器等の故障を招
来するおそれがあり、その対策が切望されていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その
目的としては、タービンが緊急停止した場合でも圧力の
変動を防止することができるバイパス制御装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明は、タービンに供
給される高圧の蒸気が流れる第１の配管と、前記タービ
ンから排出され、前記第１の配管の蒸気圧よりも低い圧
力の蒸気が流れる第２の配管と、バイパス弁を備え前記
第１の配管から前記第２の配管へ蒸気をバイパスするバ
イパス管とを備えた装置において、前記第１の配管から
前記タービンに供給される蒸気の流量を検知し信号を出
力する第１検知手段と、前記第２の配管の蒸気圧を検知
し信号を出力する第２検知手段と、前記第１検知手段に
より検知された流量の信号および第２検知手段により検
知された蒸気圧の信号を入力し前記第２の配管の蒸気圧
が所定の圧力となるように前記バイパス弁の開閉制御を
行う制御演算手段とを有することを特徴とする。

（作用） 上記構成を備えたバイパス制御装置においては、第１
の配管からタービンに供給される高圧の蒸気の流量が検
知されるとともに、第２の配管に流れる蒸気圧が検知さ
れ、これらの検知信号に基づいてバイパス管の開閉制御
が実行される。このため、タービンの緊急停止等の事故
が発生した場合にも、第２の配管の圧力変動が最小限に
抑えられる。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明のタービンバイパス制御装置の一実
施例を示す構成図である。

このタービンバイパス制御装置は、蒸気タービン３ま
たは発電機５が緊急停止したとき、停止前の低圧蒸気ラ
イン９に供給している蒸気圧を演算してこの演算に基づ
いてバイパス弁13の開度を演算してバイパス弁13の開制
御をするものである。

上記タービンバイパス制御装置は高圧蒸気ライン1,蒸
気タービン3,発電機5,蒸気流量発信器７および低圧蒸気
ライン９を有するものである。

高圧蒸気ライン１は、ボイラ（図示せず）の駆動によ
り高圧の蒸気が供給されて蒸気タービン３に高圧の蒸気
を供給するものであり、特許請求の範囲に記載された第
１の配管に相当する。

蒸気タービン３は、高圧蒸気ライン１から供給される
高圧の蒸気により駆動して発電機５を駆動させるととも
に、駆動による一定圧力の排気を低圧蒸気ライン９に供
給するものである。

発電機５は、蒸気タービン３により駆動され、電力を
供給するものである。

蒸気流量発信器７は、高圧蒸気ライン１から蒸気ター
ビン３に供給される蒸気の流量を検知して開平演算器15
に出力するものであり、特許請求の範囲に記載された第
１検知手段に相当する。

低圧蒸気ライン９は、工場設備（図示せず）に蒸気タ
ービン３から供給される一定圧力の排気による蒸気圧を
供給するものであり、特許請求の範囲に記載された第２
の配管に相当する。

また、タービンバイパス制御装置は、バイパスライン
11,バイパス弁13,開平演算器15,信号保持器17,オアスイ
ッチ19,アンドスイッチ21,信号設定器23を有するもので
ある。

バイパスライン11は、高圧蒸気ライン１と低圧蒸気ラ
イン９とに接続されて蒸気タービン３等の緊急停止時に
高圧蒸気ライン１から低圧蒸気ライン９に蒸気圧を供給
するものである。

バイパス弁13は、バイパスライン11を通るる蒸気圧の
供給を制御するものである。

開平演算器15は、蒸気流量発信器７から入力される蒸
気の流量を演算して流量信号を信号保持器17に出力する
ものである。

信号保持器17は、開平演算器15から入力される流量信
号を保持して、蒸気タービン３または発電機５が緊急停
止したとき制御部（図示せず）が停止を検知してタービ
ントリップ信号又は発電機トリップ信号が入力されると
加減算器25に保持している流量信号を出力するものであ
る。

オアスイッチ19は、蒸気タービン３または発電機５の
緊急停止のとき制御部からタービントリップ信号または
発電機トリップ信号が入力されると信号保持器17および
後述する加減算器25と加減算器27とのリレースイッチを
閉状態にするものである。

アンドスイッチ21は、タービントリップ信号が入力さ
れると信号設定器23と加減算器25とのリレースイッチを
閉状態にするものである。

信号設定器23はメモリを有して低圧蒸気ライン９に供
給されている流量を制御部からの入力により記憶して加
減算器25に出力するものである。

更に、タービンバイパス制御装置は、加減算器25,加
減算器27,圧力発信器29,圧力調節計31,流量／開度演算
器33を有するものである。

加減算器25は、信号保持器17から入力される流量信号
および信号設定器23から入力される流量信号とを演算し
て差分を加減算器27に出力するものである。

加減算器27は、加減算器25から入力される差分と後述
する圧力調節計31から入力される流量信号とを演算して
制御量を流量／開度演算器33に出力するものである。

圧力発信器29は、低圧蒸気ライン９を通る蒸気圧を検
知して圧力信号を圧力調節計31に出力するものであり、
特許請求の範囲に記載された第２検知手段に相当する。

圧力調節計31は、圧力発信器29から入力される圧力信
号を最適制御になる流量信号を演算して加減算器27に出
力するものである。

流量／閉度演算器33は、加減算器27から入力される制
御量に応答してバイパス弁13の開度を示す制御量を演算
して開閉制御をするものである。第２図は、蒸気タービ
ン３が緊急停止したときのバイパス弁13の開閉度を示す
図である。蒸気タービン３がＡ時点で緊急停止が発生す
るとバイパス弁13が流量／開度演算器33により開弁され
てＢ時点まで達する。

次のこの実施例の作用を説明する。

まず、ボイラの駆動により高圧蒸気ライン１に蒸気が
供給され蒸気タービン３が駆動して発電機５が駆動する
ことにより電力を供給するとともに、駆動による排気を
低圧蒸気ライン９に供給する。低圧蒸気ライン９に供給
される排気により工場設備で各種の機器が稼動される。
このとき、発電機５の故障により発電機５が緊急停止す
ると制御部から発電機トリップ信号がオアスイッチ19を
介して信号保持器17に入力されるとともに、スイッチ20
が閉状態になり信号保持器17の流量信号が加減算器25を
介して加減算器27に入力され、一方、圧力発信器29で検
知した圧力信号が圧力調節計31に入力されて演算が行わ
れて流量信号が加減算器27に入力されると加減算器27
は、制御量を演算して流量／開度演算器33に制御量を出
力して流量／開度演算器33がバイパス弁13の開制御をす
る。これにより、高圧蒸気ライン１からバイパスライン
11を通して低圧蒸気ライン９に蒸気が供給される。

次に、蒸気タービン３の故障が発生すると発電機５の
駆動も停止することにより制御部から発電機トリップ信
号がオアスイッチ19およびアンドスイッチ21に入力され
るとスイッチ20およびスイッチ22が閉状態となり、信号
保持器17から流量信号が、また、信号設定器23から低圧
蒸気ライン９に供給される蒸気圧がそれぞれ加減算器25
に入力される。加減算器25では、演算をして流量信号を
加減算器27に出力する。一方、圧力発信器29から低圧蒸
気ライン９の蒸気圧が検知されて圧力調節計31から加算
器27に流量信号が出力されると加減算器27は、流量を演
算して演算した流量を流量／閉度演算器33に出力する。
流量／開度演算器33は、入力される流量に応答するバイ
パス弁13の制御量を演算してバイパス弁13を開弁する。
これにより、高圧蒸気ライン１から低圧蒸気ライン９に
蒸気が供給されることになり、蒸気タービンの緊急停止
時にも低圧蒸気ライン９の蒸気圧を急激に上昇すること
もなく低圧蒸気ライン９に蒸気圧を供給することができ
る。

次に、この発明の他の実施例としては、蒸気タービン
３が並列に多数設けられている場合でも、各蒸気タービ
ン３に蒸気流量発信器７を設けてこの蒸気流量発信器７
からの流量を検知することにより、バイパス弁13の開閉
制御をすることにより、上記実施例と同様の効果を得る
ことができる。

また、他の実施例としては、蒸気タービン３が故障し
たときに、バイパス弁13を所定時間（約0.5秒）全開す
ることにより、短時間に故障前の低圧蒸気ライン９の蒸
気圧に戻して、全閉後に演算された制御量にバイパス弁
13を制御してバイパス弁13のクイックオープンが可能に
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、第１の配管
からタービンに供給される高圧の蒸気の流量と第２の配
管に流れる蒸気圧を検知し、これらの検知信号に基づい
てバイパス管の開閉制御をするように構成したので、タ
ービンの緊急停止等に起因する第２の配管の圧力変動を
最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のバイパス制御装置の一実施例に係る
構成図、第２図はバイパス弁の開閉制御を示す図、第３
図は従来のバイパス制御装置の構成図である。 １……高圧蒸気ライン、３……蒸気タービン ５……発電機、９……低圧蒸気ライン 13……バイパス弁、15……開平演算器 17……信号保持器、23……信号設定器 25,27……加減算器、33……流量／開度演算器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンに供給される高圧の蒸気が流れる
   第１の配管と、 前記タービンから排出され、前記第１の配管の蒸気圧よ
   りも低い圧力の蒸気が流れる第２の配管と、 バイパス弁を備え前記第１の配管から前記第２の配管へ
   蒸気をバイパスするバイパス管とを備えた装置におい
   て、 前記第１の配管から前記タービンに供給される蒸気の流
   量を検知し信号を出力する第１検知手段と、 前記第２の配管の蒸気圧を検知し信号を出力する第２検
   知手段と、 前記第１検知手段により検知された流量の信号および第
   ２検知手段により検知された蒸気圧の信号を入力し前記
   第２の配管の蒸気圧が所定の圧力となるように前記バイ
   パス弁の開閉制御を行う制御演算手段と、 を有することを特徴とするバイパス制御装置。