JP3144512B2 - 再熱式蒸気タービンの運転制御方法 - Google Patents
再熱式蒸気タービンの運転制御方法Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Control Of Turbines (AREA)
Description
に使用される再熱式蒸気タービンの起動時の運転制御方
法に関する。
る。再熱式蒸気タービンは、ボイラ4から発生する高温
の主蒸気が供給される高圧タービン8と、この高圧ター
ビン8で膨張して仕事をなし低温になった排気蒸気が再
熱器5で再熱され、再熱された高温の蒸気が供給される
中圧タービン12と、中圧タービン12からの排気蒸気
が高真空で膨張して仕事をする低圧タービン13と、タ
ービン軸に結合された発電機14と、低圧タービン13
の蒸気を復水させる復水器15とから構成されている。
再熱式蒸気タービンの運転制御方法について説明する。
ボイラ4で過熱された主蒸気は、主蒸気管1,主蒸気止
め弁6,蒸気加減弁7を経て高圧タービン8へ供給さ
れ、膨張して仕事した後、低圧再熱逆止め弁9,低温再
熱蒸気管2を経て再熱器5へ導かれ、再熱された後、高
温再熱蒸気管3,再熱蒸気止め弁10及びインタセプト
弁11を経て、中圧タービン12へ導かれる。中圧ター
ビン12で膨張して仕事した蒸気は、さらに低圧タービ
ン13で膨張して仕事した後、復水器15で復水され
る。
たときに再熱蒸気を遮断するON−OFF弁である。負
荷が急激に遮断された場合、調速機が作動し、蒸気加減
弁7とインタセプト弁11が全閉するが、万一インタセ
プト弁11が動作不良となった場合のために再熱蒸気止
め弁10が設けられている。インタセプト弁11は、再
熱式蒸気タービンにおいて、先行非常調速装置の作動に
より急閉して再熱器5からのタービン流入蒸気を遮断
し、定格回転速度近傍で再び開いて蒸気加減弁7に先行
して速度制御あるいは負荷制御を行う弁である。再熱式
蒸気タービンは、タービンが冷機状態から起動する場
合、熱応力を小さくすること及び高圧車軸とケーシング
との伸び差を小さくするために、高圧タービン内の圧力
を高めると同時に多量の蒸気を流し、高圧タービン8を
暖機する必要がある。タービンの起動に際しては、ター
ニング装置によりターニングを始める。真空度が約40
0mmHgになったら主蒸気止め弁6の副弁を開き、弁
ならびに蒸気室の暖機を始める。暖機運転の回転速度は
一般に定格回転速度の2/3程度の回転速度が採用され
ている。従来、蒸気加減弁7とインターセプト弁11と
は連動して制御され、高圧タービンに流通する蒸気量を
多くすると同時に、暖機に支配的な高圧タービン内の圧
力を高める制御方式を採用している。
ある。図6において高圧タービンを冷機起動時に、動翼
25が取り付けられたはタービン車軸は伸びが大きく、
静翼26が固定されたタービンケーシングは伸びが小さ
いので、暖機運転が充分に行われない場合、両者の伸び
差により動翼25と静翼26とが干渉する恐れがある。
細い矢印は蒸気流を示し、太い矢印は上がケーシングの
伸び、下がロータの伸びを示す。
するには、高圧タービン内蒸気室の蒸気圧力を高める必
要があるが、再熱式蒸気タービンにおいては、タービン
が冷機状態にある場合、システムの運転条件によっては
高圧タービン8の暖機に必要な蒸気量が不足することが
あり、タービンロータの遷移温度以上にロータ内部温度
を上げることが不充分となる恐れがあった。また、ター
ビンが大容量化し、大口径の弁が使用されることによ
り、弁棒と弁ケーシングの暖まり具合による熱膨張差に
よりガバナからの開度指令値に対する実際の弁の開度に
誤差が生じ、計画通りの暖機ができなくなるという恐れ
があった。高圧タービンが暖機不充分となることによ
り、主蒸気温度と蒸気の接する金属との温度差、蒸気室
内外の温度差が増加し、熱応力が大きくなって金属に負
担がかかり、寿命消費量の増加にともない計画起動停止
回数を充たすことが困難となる可能性がある。
動時に、高圧タービンの暖機が充分に行われるようにし
た再熱式蒸気タービンの運転制御方法を提供することを
目的とする。
に、この発明は、ボイラから発生する蒸気が蒸気加減弁
を介して供給される高圧タービンと、この高圧タービン
から排出される蒸気が再熱器で再熱され、再熱された蒸
気がインタセプト弁を介して供給される中圧タービン
と、低圧タービンとを備え、前記高圧タービンの冷機起
動時に、前記蒸気加減弁と前記インタセプト弁とをそれ
ぞれ開度特性に従って連動させて開度調整する再熱式蒸
気タービンにおいて、前記高圧タービンの暖機運転期間
にわたり、前記インタセプト弁の開度を定められた値だ
けその開度特性より絞って運転するものとする(請求項
1)。
前記高圧タービンの暖機運転期間にわたり、高圧弁ケー
シングの壁の温度及び中圧弁ケーシングの壁の温度か
ら、弁棒と前記弁ケーシングの伸び差を演算し、演算し
た値に基いてガバナからの開度指令信号をそれぞれ補正
し、補正した開度指令信号を前記蒸気加減弁及び前記イ
ンタセプト弁に入力させ、前記蒸気加減弁及び前記イン
タセプト弁の開度を調整して運転するものとする(請求
項2)。
よりタービンの起動及び運転が行われるが、この発明に
おいては、冷機起動時には、インタセプト弁の弁開度指
令値に対する弁リフトを通常の開度特性より予め低く設
定しておくので、高圧タービン内の蒸気圧力は通常開度
特性に従って弁動作が行われた場合より上昇し、高圧タ
ービンの暖機運転が充分に行われる。高圧タービンが充
分に暖まった後、インタセプト弁を通常の弁開度特性に
戻し、定格速度まで回転速度を上昇させて運転する。
の温度及び中圧弁ケーシングの壁の温度から弁棒と弁ケ
ーシングとの伸び差を演算し、演算した値に基いてガバ
ナからの開度指令信号をそれぞれ補正し、補正した開度
指令信号を前記蒸気加減弁及び前記インタセプト弁に入
力させ、前記蒸気加減弁及び前記インタセプト弁の開度
を調整して運転することにより、高圧タービン内の圧力
がより確実に高まる。
だけ絞って運転する運転制御方法の実施例による再熱式
蒸気タービンの運転時間推移とタービン車軸の回転速度
との関係を示す線図である。図1において、横軸は運転
時間、縦軸はタービン回転速度を示す。時間Aで起動
し、時間Bでヒートソークを開始する。タービン車軸の
回転速度は定格回転速度の2/3程度の回転速度であ
る。時間Bから時間Cまでインタセプト弁のトリミング
を行い、インタセプト弁の弁開度を通常の開度より絞っ
て運転する。時間Cにおいて、暖機運転を解除し、イン
タセプト弁のトリミングを解除し、回転速度を上げ、時
間Dで定格回転速度とする。
ンの運転制御方法によるインタセプト弁の開度特性を示
す図で、(A)は弁開度指令値と弁リフトとの関係を示
す図、(B)は弁開度指令値と高圧タービン再熱圧力と
の関係を示す図である。図2(A)において、横軸は弁
開度指令値(%)、縦軸は弁リフト(mm)を示し、イ
ンタセプト弁の弁リフトを弁開度指令発信時から図1の
時間Cまでの間、特性線22に沿って弁リフトを定め、
時間C経過後に特性線21に沿って通常通り弁リフトを
定める。その間高圧タービン内の再熱蒸気圧力は、特性
曲線24に沿って再熱蒸気が高められ、高圧タービンを
温める。時間Cに到達してから再熱蒸気圧力は、通常通
り特性曲線23に沿って運転される。
を補正して運転する実施例による再熱タービンの系統図
である。図3において、図5と同じ部位は同じ符号を付
してある。蒸気タービンの構成は図5と同様なので説明
を省略する。主蒸気止め弁6と蒸気加減弁7は高圧弁ケ
ーシングに収納されており、再熱蒸気止め弁10とイン
タセプト弁11は、中圧弁ケーシングに収納されてい
る。図3の例は、高圧タービンの冷機起動時に、高圧弁
ケーシング壁温検出器27から検出された壁温度を信号
に変換して蒸気加減弁の開度補正演算子30へ入力さ
せ、弁棒と高圧弁ケーシングとの伸び差を演算し、演算
された値をガバナからの開度指令信号29に加えて補正
し、蒸気加減弁開度指令信号32として蒸気加減弁7へ
入力させる。また、再熱蒸気止め弁10に取り付けられ
た中圧弁ケーシング壁温検出器28から検出された壁温
度を信号に変換してインタセプト弁の開度補正演算子3
1に入力させ、弁棒と中圧弁ケーシングとの伸び差を演
算し、演算された値をガバナからの開度指令信号29に
加えて補正しインタセプト弁開度指令信号33としてイ
ンタセプト弁11へ入力させる。
御方法によるインタセプト弁と蒸気加減弁の開度特性を
示す図で、(A)は弁開度指令値と弁リフトとの関係を
示す図、(B)は弁開度指令値と高圧タービン再熱蒸気
圧力との関係を示す図である。図4(A)において、高
圧弁ケーシングと弁棒との伸び差により弁開度指令値に
対し蒸気加減弁の弁リフトは特性線41の値であったも
のを、この発明の補正により特性線42の値に平行移動
させる。また、中圧弁ケーシングと弁棒との伸び差によ
り弁開度指令値に対しインタセプト弁の弁リフトは、特
性線44の値であったものを、この発明の補正により特
性線22の値に平行移動させる。このように運転するの
で、蒸気加減弁の弁リフトは目標とする特性線42に沿
って増加し、高圧タービン内再熱圧力は特性曲線43の
値から特性曲線24の値に高められ、メタルを充分に温
めることができる。
動時に、インタセプト弁の開度をトリミングし、高圧タ
ービンケーシングの暖機に支配的な内圧を高めて、高圧
タービンの暖機を充分に行うことができる。また、その
場合に、高圧タービン冷機起動時に、弁ケーシングの壁
温度から弁棒と弁ケーシングの伸び差を演算して、蒸気
加減弁とインタセプト弁へのガバナからの弁開度指令値
を補正することにより、高圧タービンの内圧を一層確実
に高めることができる。
式蒸気タービンの時間とタービン車軸の回転速度との関
係を示す線図である。
転制御方法によるインタセプト弁の開度特性を示す線図
で、(A)は弁開度指令値と弁リフトとの関係を示す
図、(B)は弁開度指令値と高圧タービン再熱圧力との
関係を示す図である。
式蒸気タービンの系統図である。
転制御方法によるインタセプト弁と蒸気加減弁の開度特
性を示す線図で、(A)は弁開度指令値と弁リフトとの
関係を示す図、(B)は弁開度指令値と高圧タービン再
熱圧力との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】ボイラから発生する蒸気が蒸気加減弁を介
して供給される高圧タービンと、この高圧タービンから
排出される蒸気が再熱器で再熱され、再熱された蒸気が
インタセプト弁を介して供給される中圧タービンと、低
圧タービンとを備え、前記高圧タービンの冷機起動時
に、前記蒸気加減弁と前記インタセプト弁とをそれぞれ
開度特性に従って連動させて開度調整する再熱式蒸気タ
ービンにおいて、前記高圧タービンの暖機運転期間にわ
たり、前記インタセプト弁の開度を定められた値だけそ
の開度特性より絞って運転することを特徴とする再熱式
蒸気タービンの運転制御方法。 - 【請求項2】前記高圧タービンの暖機運転期間にわた
り、高圧弁ケーシングの壁の温度及び中圧弁ケーシング
の壁の温度から、前記蒸気加減弁及び前記インタセプト
弁の弁棒と前記弁ケーシングの伸び差をそれぞれ演算
し、演算した値に基いてガバナからの開度指令信号をそ
れぞれ補正し、補正した開度指令信号を前記蒸気加減弁
及び前記インタセプト弁に入力させ、前記蒸気加減弁及
び前記インタセプト弁の開度を調整して運転することを
特徴とする請求項1記載の再熱式蒸気タービンの運転制
御方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14557093A JP3144512B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 再熱式蒸気タービンの運転制御方法 |
DE19944418224 DE4418224A1 (de) | 1993-05-25 | 1994-05-25 | Verfahren zum Steuern einer Nachwärmdampfturbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14557093A JP3144512B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 再熱式蒸気タービンの運転制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06330707A JPH06330707A (ja) | 1994-11-29 |
JP3144512B2 true JP3144512B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=15388175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14557093A Expired - Lifetime JP3144512B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 再熱式蒸気タービンの運転制御方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3144512B2 (ja) |
DE (1) | DE4418224A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4885299B1 (ja) * | 2010-10-14 | 2012-02-29 | 川崎重工業株式会社 | 蒸気タービン発電システムの起動方法、蒸気タービン発電システム |
US9080466B2 (en) * | 2010-12-16 | 2015-07-14 | General Electric Company | Method and system for controlling a valve of a turbomachine |
EP2738360B1 (en) * | 2012-12-03 | 2019-06-12 | General Electric Technology GmbH | A warming arrangement for a steam turbine in a power plant |
EP3260671A1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-12-27 | General Electric Technology GmbH | Turbine control valves dynamic interaction |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP14557093A patent/JP3144512B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-05-25 DE DE19944418224 patent/DE4418224A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06330707A (ja) | 1994-11-29 |
DE4418224A1 (de) | 1995-03-23 |
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