JP3132792B2 - 蒸気弁制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンプラント
の蒸気弁の開度を制御する蒸気弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービン系統として図６の火力発電
プラントの場合を用いて説明する。蒸気発生器１で発生
した高温蒸気は、プラント運転中は全開状態となってい
る主蒸気止め弁２（以下、ＭＳＶ２と言う。）を通し
て、蒸気加減弁３（以下、ＣＶ３と言う。）に入り、プ
ラント運転状態に応じてこの開度が調整され、調整され
た蒸気量が高圧タービン４に流入される。

【０００３】そして、高圧タービン４を駆動した蒸気は
再熱器５に入り再度加熱された後、中間蒸気弁６Ａ，６
Ｂ（以下、ＩＶ６Ａ，６Ｂと言う。）に入り、この弁で
調整された蒸気は低圧タービン７Ａ，７Ｂに流入し各タ
ービンを駆動する。

【０００４】そして、低圧タービン７Ａ，７Ｂを駆動し
た蒸気は復水器８に排出された後、復水系へ回収され
る。また、高圧タービン４と低圧タービン７Ａ，７Ｂは
一軸で直結されており、低圧タービン７Ｂ側の軸端には
発電機８が設置され各タービンにより得られる機械出力
を電気出力に変換し、高圧タービン４側の軸端に速度検
出器９が設置されている。

【０００５】以下に、蒸気タービン系統における従来の
蒸気弁制御装置を図を参照して説明する。図５は、蒸気
弁制御装置の構成図を示すものである。

【０００６】蒸気弁制御装置は、弁開度指令演算部10と
中間蒸気弁制御部20Ａ，20Ｂと蒸気加減弁３を制御する
蒸気加減弁制御部30とから構成されている。まず、弁開
度指令演算部10について図７の構成図を用いて説明す
る。

【０００７】弁開度指令演算部10は、基準速度設定器11
と加算器12，16，19とＣＶ係数器13とＩＶ係数器14と開
度設定器15と全閉値設定器17とＣＶ／ＩＶ係数器18とか
ら構成される。

【０００８】基準速度設定器11には、タービンの基準速
度設定信号Ｓ１が設定されている。加算器12は、基準速
度設定信号Ｓ１から図５の速度検出器９で検出されたタ
ービン速度信号Ｓ２を差引いて速度偏差信号S3を演算す
る。

【０００９】ＣＶ係数器13は、速度偏差信号Ｓ３を取り
込みこの速度偏差信号Ｓ３に対してどの程度の割合でＣ
Ｖ３の開度を調整するか設定するものである。（ＣＶ速
度調定率と呼ばれている。）その設定は、一般に速度偏
差信号Ｓ３が定格タービン速度の略５％で弁開度を100
％変化するように設定してある。

【００１０】ＩＶ係数器14は、速度偏差信号Ｓ３を取り
込みこの速度偏差信号Ｓ３に対してどの程度の割合でＩ
Ｖ６Ａ，６Ｂの開度を調整するか設定するものである。
（ＩＶ速度調定率と呼ばれている。）その設定は、一般
に速度偏差信号Ｓ３が定格タービン速度の略２％で弁開
度を100 ％変化するように設定してある。

【００１１】開度設定器15は、必要とされるタービン出
力となるような開度設定値Ｐ１が設定されている。加算
器16は、ＣＶ係数器13から出力されるＣＶ１と開度設定
値Ｐ１を加算し、ＣＶ開度指令値ＣＶ２を出力する。

【００１２】全閉値設定器17は、ＩＶ６Ａ，６Ｂの全開
信号（100 ％）ＩＶ２を固定設定している。ＣＶ／ＩＶ
係数器18は、ＣＶ係数器13とＩＶ係数器14の係数比率を
設定している。

【００１３】例えば、ＣＶ係数器13において速度調定率
５％、ＩＶ係数器14において速度調定率２％と設定され
ている場合には、５％÷２％＝2.5 倍という係数値にな
り、開度設定器15から出力される開度設定値Ｐ１は係数
値により信号ＩＶ３となる。

【００１４】加算器19は、ＩＶ係数器14から出力される
ＩＶ１と全閉値設定器17から出力されるＩＶ２，ＣＶ／
ＩＶ係数器18から出力されるＩＶ３を加算し、ＩＶ開度
指令値ＩＶ４として出力する。

【００１５】次に、ＣＶ３を制御する蒸気加減弁制御部
30の構成を図８を用いて説明する。蒸気加減弁制御部30
は、加算器31と増幅器32と電気／油圧変換器33と弁操作
器34と急閉操作器35と弁開度検出器36とから構成されて
いる。

【００１６】加算器31は、加算器16から出力されるＣＶ
２から弁開度検出器36で検出されるＣＶ３の実開度であ
るＣＶ３を差引いて、偏差信号ＣＶ４を出力する。増幅
器32は、偏差信号ＣＶ４を取り込み、予め設定されてい
る増幅率で増幅し出力する。

【００１７】電気／油圧変換器33は、増幅器32から出力
される電気信号である信号ＣＶ５を油圧信号ＣＶ６に変
換する。弁操作器34は、油圧信号ＣＶ６を機械位置信号
ＣＶ７に変換しＣＶ３の開度を制御する。

【００１８】急閉操作器35は、弁操作器34に直結された
構造となっている。プラントで異常が発生しＣＶ３を急
閉しなければならない状況になった際に出力される急閉
電気信号ＣＶ８により急閉操作器35に内蔵している電磁
弁を励磁して弁操作器34を急閉動作をさせ、機械位置信
号ＣＶ７によりＣＶ３を急閉に全閉させる。

【００１９】以上、偏差信号ＣＶ４が零となるように閉
ループ制御となっている。次に、中間蒸気弁制御部20
Ａ，20Ｂを図９を用いて説明する。中間蒸気弁開度制御
部20Ａ，20Ｂともに、加算器21Ａ，21Ｂと増幅器22Ａ，
22Ｂと電気／油圧変換器23Ａ，23Ｂと弁操作器24Ａ，24
Ｂと弁開度検出器25Ａ，25Ｂと閉め偏差検出器26Ａ，26
Ｂと急閉操作器27Ａ，27Ｂから構成されており、さらに
中間蒸気弁制御部20Ａには論理和演算器28と限時復帰器
29の構成が含まれている。

【００２０】以下、中間蒸気弁開度制御部20Ａと20Ｂの
共通構成部分を中間蒸気弁制御部２０Ａの構成で説明
し、中間蒸気弁制御部２０Ｂの構成の説明は省略する。
加算器21Ａは、加算器19から出力されるＩＶ４から弁開
度検出器25Ａで検出されるＩＶ６Ａの実開度であるＩＶ
５Ａを差引いて、偏差信号ＩＶ６Ａを出力する。

【００２１】増幅器22Ａは、偏差信号ＩＶ６Ａを取り込
み、予め設定されている増幅率で増幅し出力する。電気
／油圧変換器23Ａは、増幅器22から出力される電気信号
である信号ＩＶ７Ａを油圧信号ＩＶ８Ａに変換する。

【００２２】弁操作器24Ａは、油圧信号ＩＶ８Ａを機械
位置信号ＩＶ９Ａに変換しＩＶ６Ａの開度を制御する。
閉め偏差検出器26Ａは、負極性方向の基準値が設定され
ており、取り込まれる偏差信号ＩＶ６Ａがこの基準値を
越えた場合に閉め偏差大の信号ＩＶ10Ａを出力する。

【００２３】例えば、ＩＶ開度指令値ＩＶ４の値よりも
ＩＶ６Ａの実開度であるＩＶ５Ａの値が大きく、このマ
イナス偏差が基準値を越えた場合である。論理和演算器
28は、中間蒸気弁制御部20Ａにのみ設けられ、閉め偏差
検出器26ＡからのＩＶ10Ａと中間蒸気弁制御部20Ｂの閉
め偏差検出器26ＢからのＩＶ10Ｂとを論理和演算し、信
号ＩＶ11として出力する。

【００２４】限時復帰器29は、信号ＩＶ11が入力される
と瞬時に信号ＩＶ12を出力するが、信号ＩＶ11の入力が
復帰したときには所定の時限（ＴD ）をもって信号ＩＶ
12の出力を復帰させる。

【００２５】復帰時間設定（ＴD ）により、一旦閉め偏
差大を検出した後には確実に急閉操作器27Ａを動作させ
たり、閉め偏差大がＯＮ／ＯＦＦを繁雑に繰り返す場合
に急閉操作器27ＡがＯＮ／ＯＦＦを繰り返して機械的な
ストレスを与えないようにするために設けられている。

【００２６】急閉操作器27Ａは、弁操作器24Ａに直結さ
れた構造となっており、信号ＩＶ12が入力されると内蔵
している電磁弁を励磁して弁操作器24Ａを急閉動作をさ
せ、機械位置信号ＩＶ９ＡによりＩＶ６Ａを急速に全閉
させる。

【００２７】次に、図10を用いてＣＶ３とＩＶ６Ａ，Ｉ
Ｖ６Ｂの開度制御の動作を説明する。図10は、図７に示
してある開度設定器15の開度設定値Ｐ１を100 ％（ＣＶ
３開度の全開相当値）一定としたときのタービン速度信
号Ｓ２の変化に対するＣＶ３とＩＶ６Ａ，ＩＶ６Ｂの開
度制御の動作を示している。

【００２８】通常運転時には、ＩＶ６ＡとＩＶ６Ｂの弁
開度（図９でのＩＶ５Ａ，ＩＶ５Ｂに相当）は全開一定
で、タービン速度信号Ｓ２が定格の105 ％以上の点から
閉動作を開始する。

【００２９】一般に、通常運転時のタービン速度は電力
系統と同期している関係で定格の±0.5 ％の範囲内であ
る。しかしながら、発電機が系統から切り離された場合
には、タービン速度は異常に加速することになる。

【００３０】そのため、このような異常発生時には運転
員が図10の開度設定器15の開度設定値Ｐ１を０％に設定
しなおすことで、基準速度設定信号Ｓ１からタービン速
度信号Ｓ２を差引いた速度偏差信号Ｓ３が僅かでも負極
性方向になるとＩＶ開度指令値ＩＶ４は全開から閉動作
を開始する。

【００３１】以上の異常発生時でのＩＶ６ＡとＩＶ６Ｂ
の開度動作を図11を用いて説明する。時刻ｔ１にて異常
が発生するとタービン速度信号Ｓ２が急激に速度が増加
するとともに、弁開度指令演算部10から出力されるＩＶ
開度指令値ＩＶ４が急激に全開値から急激に減少を開始
し、時刻ｔ３にて全閉値になる。

【００３２】そして、ある時間遅れをもって時刻ｔ２に
て実際にＩＶ６ＡとＩＶ６Ｂが全開から閉動作を開始
し、時刻ｔ５にて全閉値になる。ＩＶ開度指令値ＩＶ４
の動作開始と実際にＩＶ６ＡとＩＶ６Ｂの閉動作の開始
時刻が異なるのは、電気／油圧変換器23Ａと23Ｂの能力
限界のためである。

【００３３】このため、時刻ｔ２に閉め偏差検出器26
Ａ，26Ｂに入力されるＩＶ開度指令値ＩＶ４と実開度で
あるＩＶ５Ａ，ＩＶ５Ｂの偏差値である偏差信号ＩＶ６
Ａが負極性方向に大きくなるので、この時点で閉め偏差
検出器26Ａ，26Ｂから信号ＩＶ10Ａ，ＩＶ10Ｂが論理和
演算器28に入力される。

【００３４】そして、論理和演算器28から論理和演算の
結果出力される信号ＩＶ11は限時復帰器29に入力される
と瞬時（時刻ｔ２）に信号ＩＶ12を出力するとともに、
閉め偏差検出器26Ａ，26Ｂからの信号ＩＶ11の入力が復
帰した時刻ｔ４から所定の時限（ＴD ）をもって信号Ｉ
Ｖ12の出力を復帰させる。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】ＩＶの急速閉動作はタ
−ビン速度の加速防止に重要な機能である。しかし、通
常の運転ではＩＶの開度が全開一定である。このような
状況で急速閉動作が誤動作すると、ＩＶの開度が全て全
閉となり、低圧タ−ビンへの蒸気量を遮断するので、タ
−ビンの出力が急減したり、再熱器の入口圧力が異常上
昇して、再熱器の耐量をこえる。そのため、再熱のため
に使用しているボイラを緊急停止することで、タ−ビン
をも緊急停止させ、これによりプラント全体が停止する
ことになる。

【００３６】ＩＶの急速閉動作が誤動作する要因として
閉め偏差検出器の異常、実開度信号の異常高、開度指令
値の異常低等が考えられる。とくに、開度指令値を演算
するまでには複数の演算部を通るため、異常となる確率
が高い。このため、図１２に示すように弁開度指令演算
部を多重化する方法がとられている。図１２では、弁開
度指令演算部を三重化して、個々の開度指令値を中間値
選択器300 に入力し、３つの信号の中間値を中間蒸気弁
制御部27A に入力して開度制御をおこなうことで信頼性
の向上を図ていた。

【００３７】このため、残るＩＶの急速閉動作の語動作
の要因は、閉め偏差検出器の異常、実開度信号の異常高
となる。弁開度指令演算部は、通常はデジタルハ−ドに
よるソフト演算であるが、中間蒸気弁制御部は高速な応
答制御が要求されているためアナログハ−ドワイヤ−ド
が普通使用されている。

【００３８】このようなハ−ドの信頼性の向上のため
に、弁開度指令値演算部のように多重化にすると、ハ−
ド量が増加して、コスト、スペ−スが必要となりコスト
パフォマンスが悪くなる。また、多重化を疎外している
要因として、電気／油圧変換器の信号を受信する部分の
機能が充分対応できていない点がある。

【００３９】本発明の目的は、タ−ビン蒸気弁の制御に
おいて「閉め偏差検出器の誤作動」および「実開度信号
が異常高」となりタ−ビン蒸気弁の急閉操作器を誤作動
することにより、タ−ビン蒸気弁が全閉となって発電プ
ラントが緊急停止しない信頼性の高い蒸気弁制御装置を
提供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、蒸気タ
ービンの蒸気弁の開度指令値と実開度の偏差により閉ル
ープ制御を行なう蒸気弁制御装置において、前記蒸気タ
ービンの実速度と予め設定されている基準速度から前記
蒸気弁の開度指令値を演算する弁開度演算手段と、前記
開度指令値の変化率を演算し設定変化率を越えた場合に
信号を出力する変化率検出手段と、前記開度指令値と前
記蒸気弁の実開度の偏差を演算する加算手段と、前記加
算手段で求まる偏差が負方向と検出された場合に信号を
出力する偏差方向検出手段と、前記変化率検出手段と前
記偏差方向検出手段から２信号が出力された場合に信号
を出力する論理回路手段と、前記論理回路手段から出力
される信号により前記蒸気弁の操作を行なう弁操作手段
とを備えたことを特徴とする。

【００４１】第２の本発明は、蒸気タービンの蒸気弁の
開度指令値と実開度の偏差により閉ループ制御を行なう
蒸気弁制御装置において、前記蒸気タービンの実速度と
予め設定されている基準速度から前記蒸気弁の開度指令
値を演算する弁開度演算手段と、前記開度指令値が設定
指令値以下になった場合に信号を出力するレベル検出手
段と、前記開度指令値と前記蒸気弁の実開度の偏差を演
算する加算手段と、前記加算手段で求まる偏差が負方向
と検出された場合に信号を出力する偏差方向検出手段
と、前記変化率検出手段と前記偏差方向検出手段から２
信号が出力された場合に信号を出力する論理回路手段
と、前記論理回路手段から出力される信号により前記蒸
気弁を操作する弁操作手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００４２】第３の本発明は、蒸気タービンの蒸気弁の
開度指令値と実開度の偏差により閉ループ制御を行なう
蒸気弁制御装置において、前記蒸気タービンの実速度と
予め設定されている基準速度から前記蒸気弁の開度指令
値を演算する弁開度演算手段と、前記開度指令値が設定
指令値以下になった場合に信号を出力するレベル検出手
段と、前記開度指令値の変化率を演算し設定変化率を越
えた場合に信号を出力する変化率検出手段と、前記開度
指令値と前記蒸気弁の実開度の偏差を演算する加算手段
と、前記加算手段で求まる偏差が負方向と検出された場
合に信号を出力する偏差方向検出手段と、前記レベル検
出手段と前記変化率検出手段と前記偏差方向検出手段か
ら３信号が出力された場合に信号を出力する論理回路手
段と、前記論理回路手段から出力される信号により前記
蒸気弁を全閉にする弁操作手段とを備えたことを特徴と
する。

【００４３】

【作用】実開度信号が異常高となって閉め偏差検出器が
動作したり、閉め偏差検出器そのものが誤動作した場合
でも、蒸気弁の開度指令値に基づいた条件が成立してな
い場合には、急速閉操作器を作動する信号が出力しない
ので、複数の蒸気弁の全てが急速全閉になることは無
い。従って、発電プラントを緊急停止するこが無い。

【００４４】

【実施例】以下、本実施の蒸気制御装置を図を参照して
説明する。本実施例と図５で示した蒸気制御装置の構成
図と異なる点は、図９の中間蒸気弁制御部20Ａ，20Ｂの
限時復帰器29の出力方法であり、その他の構成である図
７の弁開度指令演算器10と図８の蒸気加減弁制御部30は
同一であるので説明を省略する。

【００４５】以下、第１の実施例を従来の蒸気弁制御装
置と異なる構成を中心に図１を用いて説明する。図１
は、第１の実施例の蒸気弁制御装置の中間蒸気弁制御部
20Ａ，20Ｂの構成図である。

【００４６】中間蒸気弁開度制御部20Ａ，20Ｂともに、
加算器21Ａ，Ｂと増幅器22Ａ，Ｂと電気／油圧変換器23
Ａ，23Ｂと弁操作器24Ａ，24Ｂと弁開度検出器25Ａ，25
Ｂと閉め偏差検出器26Ａ，26Ｂと急閉操作器27Ａ，27Ｂ
から構成されており、さらに中間蒸気弁開度制御部20Ａ
には論理和演算器28と限時復帰器29とレベル検出器100
と論理積演算器101 の構成を有する。

【００４７】以下、中間蒸気弁開度制御部20Ａと20Ｂの
共通構成部分を中間蒸気弁開度制御部20Ａの構成で説明
し、中間蒸気弁開度制御部20Ｂの構成の説明は省略す
る。加算器21Ａは、加算器19から出力されるＩＶ４から
弁開度検出器25Ａで検出されるＩＶ６Ａの実開度である
ＩＶ５Ａを差引いて、偏差信号ＩＶ６Ａを出力する。

【００４８】増幅器22Ａは、偏差信号ＩＶ６Ａを取り込
み、予め設定されている増幅率で増幅し出力する。電気
／油圧変換器23Ａは、増幅器22Ａから出力される電気信
号である信号ＩＶ７Ａを油圧信号ＩＶ８Ａに変換する。

【００４９】弁操作器24Ａは、油圧信号ＩＶ８Ａを機械
位置信号ＩＶ９Ａに変換しＩＶ６Ａの開度を制御する。
閉め偏差検出器26Ａは、負極性方向の基準値が設定され
ており、取り込まれる偏差信号ＩＶ６Ａがこの基準値を
越えた場合に閉め偏差大の信号ＩＶ10Ａを出力する。

【００５０】例えば、ＩＶ開度指令値ＩＶ４の値よりも
ＩＶ６Ａの実開度であるＩＶ５Ａの値が大きく、このマ
イナス偏差が基準値を越えた場合である。論理和演算器
28は、中間蒸気弁開度制御部20Ａにのみ設けられ、閉め
偏差検出器26ＡからのＩＶ10Ａと中間蒸気弁開度制御部
20Ｂの閉め偏差検出器26ＢからのＩＶ10Ｂとを論理和演
算し、信号ＩＶ11として出力する。

【００５１】レベル検出器100 は、加算器19から出力さ
れるＩＶ開度指令値ＩＶ４を取り込み、ＩＶ全開相当指
令値未満になったことを検出して、ロジック信号ＩＶ13
を出力する。

【００５２】論理積演算器101 は、ロジック信号ＩＶ13
と論理和演算器28から出力されるＩＶ11とロジック信号
ＩＶ13を取り込み、論理積演算を行ない、信号ＩＶ14を
出力する。

【００５３】限時復帰器29は、信号ＩＶ14が入力される
と瞬時に信号ＩＶ12を出力するが、信号ＩＶ14の入力が
復帰したときには所定の時限（ＴD ）をもって信号ＩＶ
12の出力を復帰させる。

【００５４】復帰時間設定（ＴD ）により、一旦閉め偏
差大を検出した後には確実に急閉操作器27Ａを動作させ
たり、閉め偏差大がＯＮ／ＯＦＦを繁雑に繰り返す場合
に急閉操作器27ＡがＯＮ／ＯＦＦを繰り返して機械的な
ストレスを与えないようにするために設けられている。

【００５５】急閉操作器27Ａは、弁操作器24Ａに直結さ
れた構造となっており、信号ＩＶ12が入力されると内蔵
している電磁弁を励磁して弁操作器24Ａを急閉動作をさ
せ、機械位置信号ＩＶ９ＡによりＩＶ６Ａを急速に全閉
させる。

【００５６】次に、第１の実施例の動作を図２の動作図
を用いて説明する。時刻ｔ１からＩＶ開度指令値ＩＶ４
が降下し始めると、時刻ｔ２で、ＩＶ全開値指令未満を
検出するレベル検出器100 の出力信号ＩＶ13がＯＮとな
る。そして、この時のＩＶ開度指令値ＩＶ４の降下が急
速で電気／油圧変換器23Ａ，23Ｂでの制御ではＩＶ実開
度ＩＶ５Ａ，ＩＶ５Ｂが追従できないと、所定の閉め偏
差量を越えて、時刻ｔ３で、閉め偏差検出器26Ａ，26Ｂ
から信号ＩＶ11がＯＮとなる。この時点でＩＶ13とＩＶ
11の両方のロジックがＯＮになるので、論理積信号ＩＶ
14がＯＮとなって急閉指令信号ＩＶ12が出力されて、Ｉ
Ｖ６Ａ，ＩＶ６Ｂを急速閉操作することで、それまでの
速度よりも速い速度で二つのＩＶ実開度ＩＶ５ＡとＩＶ
５Ｂが全閉となる。

【００５７】尚、閉め偏差検出器26Ａ，26Ｂから信号Ｉ
Ｖ11が時刻ｔ５でＯＦＦとなり論理積信号ＩＶ14がＯＦ
Ｆになるが、急閉指令信号ＩＶ12は限時復帰器29で設定
した復帰時間ＴＤを経過した後にＯＦＦとなるので、Ｉ
Ｖ実開度が全閉になるまでの間は確実に急閉操作器を動
作させることができる。

【００５８】次に、第２の実施例を従来の蒸気弁制御装
置と異なる構成を中心に図３を用いて説明する。図３
は、第２の実施例の蒸気弁制御装置の中間蒸気弁制御部
20Ａ，20Ｂの構成図である。

【００５９】中間蒸気弁開度制御部20Ａ，20Ｂともに、
加算器21Ａ，21Ｂと増幅器22Ａ，22Ｂと電気／油圧変換
器23Ａ，23Ｂと弁操作器24Ａ，24Ｂと弁開度検出器25
Ａ，25Ｂと閉め偏差検出器26Ａ，26Ｂと急閉操作器27
Ａ，27Ｂから構成されており、さらに中間蒸気弁開度制
御部20Ａには論理和演算器28と限時復帰器29と変化率検
出器102 と論理積演算器101 の構成を有する。

【００６０】以下、中間蒸気弁開度制御部20Ａと20Ｂの
共通構成部分を中間蒸気弁開度制御部20Ａの構成で説明
し、中間蒸気弁開度制御部20Ｂの構成の説明は省略す
る。加算器21Ａは、加算器19から出力されるＩＶ４から
弁開度検出器25Ａで検出されるＩＶ６Ａの実開度である
ＩＶ５Ａを差引いて、偏差信号ＩＶ６Ａを出力する。

【００６１】増幅器22は、偏差信号ＩＶ６Ａを取り込
み、予め設定されている増幅率で増幅し出力する。電気
／油圧変換器23Ａは、増幅器22から出力される電気信号
である信号ＩＶ７Ａを油圧信号ＩＶ８Ａに変換する。

【００６２】弁操作器24Ａは、油圧信号ＩＶ８Ａを機械
位置信号ＩＶ９Ａに変換しＩＶ６Ａの開度を制御する。
閉め偏差検出器26Ａは、負極性方向の基準値が設定され
ており、取り込まれる偏差信号ＩＶ６Ａがこの基準値を
越えた場合に閉め偏差大の信号ＩＶ10Ａを出力する。

【００６３】例えば、ＩＶ開度指令値ＩＶ４の値よりも
ＩＶ６Ａの実開度であるＩＶ５Ａの値が大きく、このマ
イナス偏差が基準値を越えた場合である。論理和演算器
28は、中間蒸気弁開度制御部20Ａにのみ設けられ、閉め
偏差検出器26ＡからのＩＶ10Ａと中間蒸気弁開度制御部
20Ｂの閉め偏差検出器26ＢからのＩＶ10Ｂとを論理和演
算し、信号ＩＶ11として出力する。

【００６４】変化率検出器102 は、この指令値が電気／
油圧変換器23Ａで制御できる変化率よりも速い降下率と
なったことを検出してロジック信号ＩＶ15を出力する。
論理積演算器101 は、ロジック信号ＩＶ13と論理和演算
器28から出力されるＩＶ11とロジック信号ＩＶ15を取り
込み、論理積演算を行ない、信号ＩＶ14を出力する。

【００６５】限時復帰器29は、信号ＩＶ14が入力される
と瞬時に信号ＩＶ12を出力するが、信号ＩＶ14の入力が
復帰したときには所定の時限（ＴD ）をもって信号ＩＶ
12の出力を復帰させる。

【００６６】復帰時間設定（ＴD ）により、一旦閉め偏
差大を検出した後には確実に急閉操作器27Ａを動作させ
たり、閉め偏差大がＯＮ／ＯＦＦを繁雑に繰り返す場合
に急閉操作器27ＡがＯＮ／ＯＦＦを繰り返して機械的な
ストレスを与えないようにするために設けられている。

【００６７】急閉操作器27Ａは、弁操作器24Ａに直結さ
れた構造となっており、信号ＩＶ12が入力されると内蔵
している電磁弁を励磁して弁操作部24Ａを急閉動作をさ
せ、機械位置信号ＩＶ９ＡによりＩＶ６Ａを急速に全閉
させる。

【００６８】次に、第２の実施例の動作を図４の動作図
を用いて説明する。時刻ｔ１からＩＶ開度指令値が降下
し始めて、このときの降下率が電気／油圧変換器23Ａ，
23Ｂで制御できる値を越えていると、時刻ｔ２で、変化
率検出器102 の出力信号ＩＶ15がＯＮとなる。そして、
この時には、電気／油圧変換器23Ａ，23Ｂでの制御だけ
ではＩＶ実開度ＩＶ５ＡとＩＶ５Ｂが追従できないの
で、閉め偏差量が大きくなって、時刻ｔ３で、閉め偏差
大信号ＩＶ11がＯＮとなる。この時点でＩＶ15とＩＶ11
の両方のロジックがＯＮになるので、論理積信号ＩＶ14
がＯＮとなって急閉指令信号ＩＶ12が出力されて、ＩＶ
を急速閉操作することで、それまでの速度よりも速い速
度で二つのＩＶ実開度ＩＶ５ＡとＩＶ５Ｂが全閉とな
る。尚、変化率検出信号ＩＶ15はＩＶ開度指令値が全閉
となって一定になってしまうと、変化率零になるので時
刻ｔ４でＯＦＦとなり論理積信号ＩＶ16がＯＦＦになる
が、急閉指令信号ＩＶ12は限時復帰器29で設定した復帰
時間ＴＤを経過した後にＯＦＦとなるので、ＩＶ実開度
ＩＶ５ＡとＩＶ５Ｂが全閉になるまでの間は確実に急閉
操作器27Ａ，27Ｂを動作させることができる。

【００６９】以上の実施例において、閉め偏差検出器の
誤動作やＩＶ実開度信号が異常高となっても、ＩＶ開度
指令値が全開値で一定であったり、急速な降下率で無い
場合には、急閉操作器を作動させる信号が出力されるこ
とが無い。

【００７０】また、上記に示した実施例にかぎらず、 （１）ＩＶ開度指令信号検出に、レベル検出器と変化率
検出器の両方を設置して、論理積演算器の入力を「レベ
ル検出の出力信号ＩＶ13」、「変化率検出器の出力信号
ＩＶ15」、「閉め偏差大信号ＩＶ11」の三つとして、図
１と図３を併用して行ってもよい。

【００７１】（２）弁開度指令演算部が多重化されて、
ＩＶ開度指令が複数有する場合は、・それぞれのＩＶ開
度指令値信号にレベル検出器または変化率検出器を設置
して、これら検出器の出力信号を多重化ロジック処理
（例えば、三重化のときには２out of３ロジック処理
等）を行って論理積演算器に入力して行ってもよい。

【００７２】・複数のＩＶ開度指令を多重化処理（例え
ば、三重化のときには中間値選択等）をした後の信号を
レベル検出器または変化率検出器に入力して行ってもよ
い。 （３）本実施例では中間蒸気弁の例で説明しているが、
同様の急閉制御を行っている類似の弁についても同様に
適用できる。

【００７３】（４）レベル検出器の設定を全閉値よりも
開き始めたことを検出するようにして、この信号と開偏
差大の論理積により急閉操作器を作動させることもでき
る。 （５）変化率検出器を上昇率が大きくなったことを検出
するようにして、この信号と開偏差大の論理積により急
閉操作器を作動させることもできる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、タ−ビン蒸気弁開度制
御部の「閉め偏差検出器の誤動作」および「実開度信号
が異常高」となっても急閉操作器を誤動作することは無
くなり、全タ−ビンの蒸気弁が全閉となって発電プラン
トが緊急停止するようなことは無い信頼性の高い蒸気制
御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の蒸気弁制御装置の構成図。

【図２】第１の実施例の蒸気弁制御装置の動作図。

【図３】第２の実施例の蒸気弁制御装置の構成図。

【図４】第２の実施例の蒸気弁制御装置の動作図。

【図５】蒸気弁制御装置の全体構成図。

【図６】蒸気タービンプラント系統図。

【図７】蒸気弁制御装置の弁開度指令演算部の構成図。

【図８】蒸気弁制御装置の蒸気加減弁制御部の構成図。

【図９】従来の蒸気弁制御装置の中間蒸気弁制御部の構
成図。

【図１０】従来の蒸気弁制御装置の第１動作図。

【図１１】従来の蒸気弁制御装置の第２動作図。

【図１２】従来の第２の蒸気弁制御装置の構成図。

【符号の説明】 １…蒸気発生器、２…主蒸気止め弁、３…蒸気加減弁、
４…高圧タービン、５…再熱器、６Ａ，６Ｂ…中間蒸気
弁加算部、７Ａ，７Ｂ…低圧タービン、８…発電機、９
…速度検出器、10…弁開度指令演算部、11…基準速度設
定器、12，16，19，21Ａ，21Ｂ，31…加算器、13…ＣＶ
係数器、14…ＩＶ係数器、15…開度設定器、17…全閉設
定器、18…ＣＶ／ＩＶ係数器、20Ａ，20Ｂ…中間蒸気弁
制御部、22Ａ，22Ｂ，32…増幅器、23Ａ，23Ｂ，33…電
気／油圧変換器、24Ａ，24Ｂ，34…弁操作器、25Ａ，25
Ｂ，36…弁開度検出器、26Ａ，26Ｂ…閉め偏差検出器、
27Ａ，27Ｂ，35…急閉操作器、28Ａ，28Ｂ…論理和演算
器、29…限時復帰演算器、30…蒸気加減弁制御部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービンの蒸気弁の開度指令値と実
   開度の偏差により閉ループ制御を行なう蒸気弁制御装置
   において、前記蒸気タービンの実速度と予め設定されて
   いる基準速度から前記蒸気弁の開度指令値を演算する弁
   開度演算手段と、 前記開度指令値の変化率を演算し設定変化率を越えた場
   合に信号を出力する変化率検出手段と、 前記開度指令値と前記蒸気弁の実開度の偏差を演算する
   加算手段と、 前記加算手段で求まる偏差が負方向と検出された場合に
   信号を出力する偏差方向検出手段と、 前記変化率検出手段と前記偏差方向検出手段から２信号
   が出力された場合に信号を出力する論理回路手段と、 前記論理回路手段から出力される信号により前記蒸気弁
   の操作を行なう弁操作手段とを備えたことを特徴とする
   蒸気弁制御装置。
2. 【請求項２】 蒸気タービンの蒸気弁の開度指令値と実
   開度の偏差により閉ループ制御を行なう蒸気弁制御装置
   において、前記蒸気タービンの実速度と予め設定されて
   いる基準速度から前記蒸気弁の開度指令値を演算する弁
   開度演算手段と、 前記開度指令値が設定指令値以下になった場合に信号を
   出力するレベル検出手段と、 前記開度指令値と前記蒸気弁の実開度の偏差を演算する
   加算手段と、 前記加算手段で求まる偏差が負方向と検出された場合に
   信号を出力する偏差方向検出手段と、 前記変化率検出手段と前記偏差方向検出手段から２信号
   が出力された場合に信号を出力する論理回路手段と、 前記論理回路手段から出力される信号により前記蒸気弁
   を操作する弁操作手段とを備えたことを特徴とする蒸気
   弁制御装置。
3. 【請求項３】 蒸気タービンの蒸気弁の開度指令値と実
   開度の偏差により閉ループ制御を行なう蒸気弁制御装置
   において、前記蒸気タービンの実速度と予め設定されて
   いる基準速度から前記蒸気弁の開度指令値を演算する弁
   開度演算手段と、 前記開度指令値が設定指令値以下になった場合に信号を
   出力するレベル検出手段と、 前記開度指令値の変化率を演算し設定変化率を越えた場
   合に信号を出力する変化率検出手段と、 前記開度指令値と前記蒸気弁の実開度の偏差を演算する
   加算手段と、 前記加算手段で求まる偏差が負方向と検出された場合に
   信号を出力する偏差方向検出手段と、 前記レベル検出手段と前記変化率検出手段と前記偏差方
   向検出手段から３信号が出力された場合に信号を出力す
   る論理回路手段と、 前記論理回路手段から出力される信号により前記蒸気弁
   を全閉にする弁操作手段とを備えたことを特徴とする蒸
   気弁制御装置。