JP3026599B2 - タービン起動方法 - Google Patents

タービン起動方法

Info

Publication number
JP3026599B2
JP3026599B2 JP2329439A JP32943990A JP3026599B2 JP 3026599 B2 JP3026599 B2 JP 3026599B2 JP 2329439 A JP2329439 A JP 2329439A JP 32943990 A JP32943990 A JP 32943990A JP 3026599 B2 JP3026599 B2 JP 3026599B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
holding time
initial load
load holding
change rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2329439A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04203304A (ja
Inventor
正樹 竹友
利一 坂入
卓司 西宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2329439A priority Critical patent/JP3026599B2/ja
Publication of JPH04203304A publication Critical patent/JPH04203304A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3026599B2 publication Critical patent/JP3026599B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気タービン起動方法に係り、特に原子力タ
ービンの起動時間の短縮適正化を図ったタービン起動方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来のタービン起動方法の概要を第8図から第11図に
より説明する。
第8図は火力プラントの系統図である。火力プラント
の場合にはボイラ1で発生した蒸気は主蒸気止め弁2と
蒸気加減弁3を通り高圧タービン4に入って仕事をした
のち、逆止弁5を介して再熱器6で再熱される。再熱器
6から出た蒸気は再熱蒸気止め弁7およびインタセプト
弁8を通って中圧タービン17で仕事をし、さらに低圧タ
ービン9に導かれて仕事をしたのち、復水器10で復水さ
れ、ポンプ11で再びボイラ1に給水される。タービン負
荷は発電機12である。
第9図は原子力プラントの系統図である。一方の原子
力プラントの場合には原子炉13で発生した蒸気は主蒸気
止め弁2および蒸気加減弁3を通り高圧タービン4に入
って仕事をし、湿分分離器14で湿分を除去され、逆止弁
7およびインタセプト弁8を介して低圧タービン9に導
かれて仕事をしたのち、復水器10で復水されてポンプ11
で再び原子炉13に給水される。
第10図は一般的なタービン起動におけるロータの温度
および応力特性図である。ここで火力および原子力ター
ビンの一般的な起動過程におけるタービンロータの温度
変化およびロータ表面と内孔のメタル温度差に基づく熱
応力の特性を示す。蒸気加減弁3によりタービンへ通気
して回転数を上昇させ、定格回転数で併列して初負荷を
とる。初負荷保持後に負荷変化率αで負荷上昇して目標
負荷に到達する。この時にタービンロータの表面と内孔
メタル温度には過渡的に温度差が生じ、これに基づき熱
応力が発生する。
第11図は従来の火力プラントでのタービン起動方法の
ブロック図である。ここで火力タービンの熱応力がある
値を越えると低サイクル疲労によりロータの寿命が消耗
されるので、従来の火力タービンでは第11図に示すよう
に高圧タービン第1段後内壁メタル温度と高圧タービン
第1段後蒸気温度から昇速率と回転数保持時間と初負荷
量と負荷保持時間を決め、さらに初負荷保持終了から目
標負荷までの負荷変化率をロータ寿命消費をパラメータ
としたタービンメタル温度変化率制限より求めている。
また従来の原子力プラントでのタービン起動方法は、
原子力プラントの場合には火力プラントと異なり、原子
炉で発生してタービンに流入する主蒸気条件は圧力およ
び温度が一定であるため、高圧タービン第1段後内壁メ
タル温度により、昇速率と初負荷保持時間を決定してい
た。なお、負荷変化率については高圧タービン第1段後
内壁メタル温度変化率が規定値を越えないものとして熱
応力を低減し、一般的にタービンの起動停止過程では熱
応力によりロータ寿命消費が生じないようにしていた。
なお、この種の装置として関連するものには例えば特
公昭55−3522号,特開昭60−79106号公報等が挙げられ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は火力プラントでは初負荷保持終了後の
負荷変化率を熱応力がある管理値内に入るように最適
(最大)化して起動時間を短縮しているが、一方の原子
力プラントでは原子炉の出力上昇のための制御棒引抜き
の制約および起動スケジュールにより予め負荷変化率が
決っており、また原子力プラントが従来ベースロード用
として運用されるため起動時間等については特に配慮が
されておらず、近年の起動時間短縮のニーズに対応でき
ない問題があった。
本発明は原子力プラントの起動において予め決められ
たスケジュールを厳守したうえで目標負荷到達に最短な
起動を行うタービン起動方法を提供することを目的とし
ており、また起動時の熱応力によるタービンの寿命を消
費せずに振動やロータとケーシングの伸び差等の有害な
事象を生じることなくタービンを適切な時間で起動する
タービン起動方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、高圧タービン第1段後内壁メタル温度と
予め決められた負荷変化率とからロータ熱応力が管理値
以内になるような必要初負荷保持時間とロータ振動量−
振動変化量またはロータ・ケーシング伸び差−伸び差変
化率等により決められる初負荷保持時間の高値を採用し
てタービンを起動するタービン起動方法によって達成さ
れる。
〔作用〕
上記タービン起動方法に係る原子力タービンの起動に
際しては起動時の実測または予想の高圧タービン第1段
後内壁メタル温度によりタービン起動モードを分類して
昇速率や回転数保持時間や初負荷保持時間等を定義し、
高圧タービン第1段後内壁メタル温度によりタービン起
動時の昇速率および回転数保持時間が一義的に決めら
れ、その昇速および回転数保持さらに初負荷保持を実施
することにより暖機を行い、目標負荷まで予め決められ
た負荷上昇率で負荷を上昇させている。
このように原子力タービンの起動においては原子炉で
発生する主蒸気条件が一定しているため、一定の昇速お
よび回転数保持を行った場合に通気時の高圧タービン第
1段後内壁メタル温度から初負荷併入時の当該メタル温
度を予測することが可能である。また原子力タービンの
場合に負荷上昇は原子炉発生蒸気量および圧力に影響さ
れ原子炉燃料制御棒操作または再循環流量調整等によっ
て行われており、したがって予め決められた原子炉燃料
制御棒操作パターンによって負荷変化率が制限される。
ここで、第10図に示したように昇速と初負荷併入と負荷
上昇の各過程で昇速による遠心応力やロータの表面と内
孔温度差による熱応力が発生する。
第3図はメタル温度および負荷変化率−熱応力特性図
である。第3図に示すように上記ロータ表面の熱応力は
同じ昇速と回転数保持と初負荷保持と負荷変化を行った
場合に通気時の初期メタル温度x(x0<x1<…<xn)が
低いほど発生する。
第4図は負荷変化率および初負荷保持時間−熱応力特
性図である。第4図に示すように上記ロータ表面の熱応
力はまた同じ初期メル温度x0で昇速と回転数保持と初負
荷保持を行った場合に負荷変化率ΔL(ΔL0<ΔL1<…
<ΔLn)が大きいほど大きくなり、これらの熱応力が大
きくなると起動停止過程で生じる1サイクルの熱応力に
よる低サイクル疲労のためタービンの寿命を消費する。
したがって起動時に生じる熱応力を管理値σ以下にす
ることによりタービンの寿命消費を低減できる。
ここで熱応力を低減する方法として、昇速率を低くと
って回転数保持時間および初負荷保持時間を長くとるこ
とで可能であるが、しかし昇速および回転数保持過程で
は高圧タービン初段後の蒸気温度変化が小さくて暖機と
しては有効とは言えない。よって初負荷保持時間を長く
することにより熱応力の低減が達成でき、なお必要初負
荷保持時間を決定する上で初期メタル温度および初負荷
保持後の負荷変化の影響が大きいことから、これらのパ
ラメータとして初負荷保持時間を決定する。
いま第3図に示すように例えばメタル温度x0℃で一定
の昇速および回転数保持を行った場合に、各負荷変化率
ΔLにおける熱応力を管理値σ以下にするに必要な初
負荷保持時間t0を求めることにより、タービン起動時に
生じる熱応力を管理値σ以下に抑えて最短の時間での
起動が可能となる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を第1図から第7図により説明
する。
第1図は本発明によるタービン起動方法の初負荷保持
時間を求めるブロック図である。第1図において、原子
力タービンの起動に関して実測またはそれに基づく予想
高圧タービン第1段後内壁メタル温度によりタービンの
昇速率と回転数保持時間を決定し、さらに上記の高圧タ
ービン第1段後内壁メタル温度と予め制御棒引抜き等に
よる負荷変化率制御およびタービンメタル温度変化率制
限等により決められた負荷変化率とから初負荷保持時間
関数16によりタービン起動過程で生じる熱応力が管理値
以下となる初負荷保持時間を求める。
第2図は第1図の初負荷保持時間管理図である。第2
図において、第1図の初負荷保持時間関数16は通気時の
初期高圧タービン第1段後内壁メタル温度xと予め決め
られた負荷変化率から初負荷保持時間を求める。
第3図は第1図のメタル温度および負荷変化率−熱応
力特性図である。第4図は第1図の負荷変化率および初
負荷保持時間−熱応力特性図である。第3図および第4
図において、第2図の初負荷保持時間管理図は原子炉で
発生した一定の蒸気条件のもとで、第3図および第4図
のようにある高圧タービン第1段後内壁メタル温度にお
いて予め決められた負荷変化率で負荷上昇した場合に生
じる熱応力を応力管理値σに等しくする初負荷保持時
間tを規定する。
この初負荷保持時間によれば、タービン起動過程で生
じる熱応力によるタービンの寿命を消費することなく、
予め決められた最短のスケジュールで目標負荷に到達す
ることができる。
第5図は本発明によるタービン起動方法の一実施例を
示すブロック図である。第5図において、第1図の高圧
タービン第1段後内壁メタル温度と負荷変化率から初負
荷保持時間関数16によって予め決められた初負荷保持時
間か、または初負荷保持時点(負荷>0)から実運転中
のタービンロータの振動振幅や加速度や速度の振動値を
実測して該振動値の絶対値と振動値の変化率から第5図
の特性により求めた初負荷保持時間tかの長い方で初負
荷保持終了とする。
本実施例によれば、タービン起動時に発生する熱応力
によるタービンの寿命消費を抑制するだけでなく、起動
時の過渡的な温度変化に起因する振動を抑制できるの
で、より安定なタービンの起動が可能となる。
第6図は本発明によるタービン起動方法のさらに他の
実施例を示すブロック図である。第6図において、第1
図の高圧タービン第1段後内壁メタル温度と負荷変化率
から初負荷保持時間関数16によって予め決められた初負
荷保持時間か、または初負荷保持時点(負荷>0)から
実運転中のタービンロータとケーシングの伸び差を実測
して該伸び差の絶対値と伸び差の変化率から第7図の特
性により求めた初負荷保持時間tかの長い方で負荷保持
終了とする。
本実施例によれば、タービン起動時に発生する熱応力
によるタービン寿命消費を抑制するだけでなく、起動時
の過渡的な温度変化に起因するロータとケーシングの伸
び差を抑制できるので、より安定なタービンの起動が可
能となる。
第7図は本発明によるタービン起動方法のさらに他の
実施例を示す初負荷保持時間管理値図である。第7図に
おいて、第1図の高圧タービン第1段後内壁メタル温度
xと負荷変化率から初負荷保持時間関数16によって予め
決められた初負荷保持時間にロータ振動およびロータと
ケーシングの伸び差を考慮した一律の保持時間tnを加え
て初負荷保持時間管理値としている。
本実施例によれば、タービン起動時に発生する熱応力
によるタービン寿命消費を抑制するだけでなく、起動時
の過渡的な温度変化に起因する振動や伸び差を監視でき
るので、必要に応じて対処することが可能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、タービンの起動過程で生じる熱応力
によるタービンの寿命消費を抑制して予め決められた最
短のスケジュールで目標負荷に到達できる効果がある。
またロータの振動やロータとケーシングの伸び差等の
有害な事象を生じることなく、タービンを適切な時間で
起動できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるタービン起動方法の一実施例を示
すブロック図、第2図は第1図の初負荷保持時間管理
図、第3図は第1図のメタル温度および負荷変化率−熱
応力特性図、第4図は第1図の負荷変化率および初負荷
保持時間−熱応力特性図、第5図は本発明によるタービ
ン起動方法のさらに他の実施例を示すブロック図、第6
図は本発明によるさらに他の実施例を示すブロック図、
第7図は本発明によるさらに他の実施例を示す初負荷保
持時間管理値図、第8図は火力プラントの系統図、第9
図は原子力プラントの系統図、第10図は一般的なタービ
ン起動におけるロータ温度および応力特性図、第11図は
従来のタービン起動方法を例示するブロック図である。 1……ボイラ、2……主蒸気止め弁、3……蒸気加減
弁、4……高圧タービン、5……逆止弁、6……再熱
器、7……再熱蒸気止め弁、8……インタセプト弁、9
……低圧タービン、10……復水器、11……給水弁、12…
…発電機、13……原子炉、14……湿分分離器、15……タ
ービンバイパス弁、16……高圧タービン第1段後内壁メ
タル温度および負荷変化率−初負荷保持時間関数、17…
…中圧タービン。
フロントページの続き (72)発明者 西宮 卓司 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−153505(JP,A) 特開 昭54−28904(JP,A) 特開 昭61−116007(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タービン起動前の高圧タービン第1段後内
    壁メタル温度と予め決められた負荷変化率とから起動過
    程で生じるロータ熱応力が管理値以内になるように決め
    られる必要初負荷保持時間と起動過程で実測したロータ
    の振動振幅と振動振幅変化率によって規定される初負荷
    保持時間との高値をもって初負荷保持時間としてタービ
    ンを起動するタービン起動方法。
  2. 【請求項2】タービン起動前の高圧タービン第1段後内
    壁メタル温度と予め決められた負荷変化率とから起動過
    程で生じるロータ熱応力が管理値以内になるように決め
    られる必要初負荷保持時間と起動過程で実測したロータ
    の振動速度と振動速度変化率によって規定される初負荷
    保持時間との高値をもって初負荷保持時間としてタービ
    ンを起動するタービン起動方法。
  3. 【請求項3】タービン起動前の高圧タービン第1段後内
    壁メタル温度と予め決められた負荷変化率とから起動過
    程で生じるロータ熱応力が管理値以内になるように決め
    られる必要初負荷保持時間と起動過程で実測したロータ
    の振動加速度と振動加速度変化率によって規定される初
    負荷保持時間との高値をもって初負荷保持時間としてタ
    ービンを起動するタービン起動方法。
  4. 【請求項4】タービン起動前の高圧タービン第1段後内
    壁メタル温度と予め決められた負荷変化率とから起動過
    程で生じるロータ熱応力が管理値以内になるように決め
    られる必要初負荷保持時間と起動過程で実測したロータ
    とケーシングの伸び差と伸び差変化率によって規定され
    る初負荷保持時間との高値をもって初負荷保持時間とし
    てタービンを起動するタービン起動方法。
JP2329439A 1990-11-30 1990-11-30 タービン起動方法 Expired - Lifetime JP3026599B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2329439A JP3026599B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 タービン起動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2329439A JP3026599B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 タービン起動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04203304A JPH04203304A (ja) 1992-07-23
JP3026599B2 true JP3026599B2 (ja) 2000-03-27

Family

ID=18221386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2329439A Expired - Lifetime JP3026599B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 タービン起動方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3026599B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04203304A (ja) 1992-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7805941B2 (en) Method for starting a steam turbine installation
Aminov et al. Optimal gas turbine inlet temperature for cyclic operation
US6609379B2 (en) Gas turbine plant and method of controlling gas turbine plant
US6810675B2 (en) Method for operating a combined-cycle power station
JP3325413B2 (ja) 蒸気タービンの熱応力監視保護装置
JP3026599B2 (ja) タービン起動方法
US8857184B2 (en) Method for starting a turbomachine
US6588198B2 (en) High pressure bypass sliding setpoint for steam-cooled advanced machine
US6253537B1 (en) Revolution speed control method in gas turbine shutdown process
JP4208397B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラントの起動制御装置
JPS5918211A (ja) 蒸気タ−ビンの起動制御方法
Matsumoto et al. Turbine control system based on prediction of rotor thermal stress
JPH09177505A (ja) 蒸気タービンのウオーミング並びにクーリング蒸気制御装置及び制御方法
US5046318A (en) Turbine power plant automatic control system
US12025014B2 (en) Pit initiation evaluation system, and, pit initiation evaluation method
JP2019027399A (ja) コンバインドサイクル発電プラントと、その運転方法、並びに改造方法
JP7268573B2 (ja) 発電システム及び発電システムの起動方法
JP2000240405A (ja) 再熱発電プラントの運転装置
JPS6179809A (ja) タ−ビンプラント
Cushing et al. Fast valving as an aid to power system transient stability and prompt resynchronization and rapid reload after full load rejection
JPH11117715A (ja) 複合サイクル発電プラントの蒸気タービン冷却装置
Colegrove et al. Structured Steam Turbines for the Combined-Cycle Market
JPS628607B2 (ja)
McManus et al. Integration of advanced gas turbine and combined cycle technologies for high efficiency with operational flexibility
JPS6124523B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term