JP3364341B2

JP3364341B2 - タービン制御装置

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Publication number: JP3364341B2
Application number: JP29452494A
Authority: JP
Inventors: 均中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: JPH08151901A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所や火力発
電所における蒸気タービンの蒸気流量を制御するタービ
ン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所や原子力発電所における蒸気
タービンを制御するには、蒸気タービンの蒸気供給系に
供給される蒸気量を蒸気流量要求信号に応じて、蒸気タ
ービンの蒸気供給系に並列に設けられた複数の弁を同一
開度で開閉制御することにより行なわれている。

【０００３】図５に、火力発電所における蒸気タービン
系統の構成を示す。同図に示すように、蒸気発生器１
が、主蒸気止め弁２、蒸気加減弁（ＣＶ）３を介して蒸
気供給配管４によって、高圧タービン５の流入側に接続
されている。

【０００４】この高圧タービン５の軸端側には、タービ
ン速度に比例した速度信号Ｓ２を検出するための速度検
出器６が設置されている。蒸気加減弁３は、高圧タービ
ン５に対して並列に設けられており、これらの弁を同一
開度で開閉制御することにより、高圧タービン５に流入
する蒸気の蒸気流量を制御するものでる。

【０００５】高圧タービン５の流出側には、高圧タービ
ン５で仕事を終えた蒸気に熱を加えるための再熱器７、
再熱器７からの蒸気量を調整するための中間蒸気弁（Ｉ
Ｖ）８が蒸気供給配管４によって低圧タービン９の流入
側に接続されている。

【０００６】低圧タービン９の流出側には、低圧タービ
ン９で仕事を終えた蒸気を復水するための復水器１０が
設けられており、この復水器１０で復水された水は、復
水回収系にて回収される。

【０００７】さらに、低圧タービン９の軸端には、発電
機１０が直結されており、この発電機１０は、タービン
で得た機械出力を電気エネルギーに変換して負荷１１に
供給する。

【０００８】次に、蒸気タービン系統の動作について説
明する。蒸気発生器１にて発生した蒸気は、タービン運
転中は全開となっている主蒸気止め弁２を介して、蒸気
加減弁３に入り、この蒸気加減弁３の開度により調整さ
れた蒸気量が高圧タービン４に流入する。

【０００９】高圧タービン４で仕事を終えた蒸気は、再
熱器７に入り、熱が加えられた後に、中間蒸気弁８に入
り、この中間蒸気弁８で調整された蒸気量が低圧タービ
ン９に流入する。

【００１０】低圧タービン９で仕事を終えた蒸気は、復
水器１０に排出されて復水系へ回収される。低圧タービ
ン９の軸端に直結されている発電機１０は、低圧タービ
ン９より得た機械力を電気エネルギーに変換して負荷１
１に供給する。

【００１１】次に、図６に、上述のタービン系統におけ
る蒸気加減弁制御装置の構成を示す。この蒸気加減弁制
御装置は、図５に示した、高圧タービン５の蒸気供給系
統に並列に設けられた蒸気加減弁を制御するものであ
る。

【００１２】同図に示すように、タービン速度検出器６
及びタービン基準速度設定器２１の出力側には、タービ
ン基準速度設定器２１にて設定されたタービン基準速度
Ｓ１からタービン速度検出器６にて検出されたタービン
速度信号Ｓ２を差し引いて速度偏差信号Ｓ３を出力する
加算器２２が設けられている。

【００１３】この加算器２２の出力側には、速度偏差信
号Ｓ３に対してＣＶ開度を決定するＣＶ係数器２３が接
続されている。このＣＶ係数器２３は、速度偏差信号Ｓ
３に対してどの程度の割合でＣＶ開度調整するかを設定
するものである。この調整は、ＣＶ速度調定率と呼ばれ
ており、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する。

【００１４】そして、加算器２５は、運転員によって出
力設定器２４に設定された出力設定値Ｐ１とＣＶ係数器
２３からの出力信号ＣＶ１を加算してＣＶ流量指令ＣＶ
２として出力する。

【００１５】ここで、ＣＶ流量指令ＣＶ２は、蒸気加減
弁を流れる蒸気流量指令であり、タービン出力値と比例
した値となっているが、蒸気加減弁開度と蒸気加減弁を
流れる蒸気流量とは、蒸気加減弁の開度特性により比例
していない。

【００１６】つまり、タービン出力値及びＣＶ流量指令
と蒸気加減弁の開度とは非線形の関係にある。そこで、
加算器２５の出力側には、ＣＶ流量指令ＣＶ２に比例し
たＣＶ開度指令信号ＣＶ３、ＣＶ１１を出力する流量／
開度変換器２６，２７がそれぞれ接続されている。

【００１７】流量／開度変換器２６，２７には、ＣＶ開
度指令信号ＣＶ３、ＣＶ１１及び弁開度検出器２８，２
９にて検出された蒸気加減弁３Ａ，３ＢのＣＶ実開度信
号ＣＶ４、ＣＶ１２の偏差信号ＣＶ５，ＣＶ１３を出力
する加算器３０，３１がそれぞれ接続されている。

【００１８】加算器３０，３１の出力側には、偏差信号
ＣＶ５，ＣＶ１３を比例増幅して信号ＣＶ６、ＣＶ１４
としてそれぞれ出力する増幅器３２，３３がそれぞれ接
続されている。

【００１９】増幅器３２，３３の出力側には、電気信号
であるＣＶ６、ＣＶ１４を油圧信号ＣＶ７、ＣＶ１５と
して出力する電気／油圧変換器３４，３５がそれぞれ接
続されている。

【００２０】電気／油圧変換器３４，３５は、電気信号
が正極性の時は弁開に、負極性の時は弁閉に、信号の大
きさに比例して弁の開閉速度を変化させて油圧信号ＣＶ
７，ＣＶ１５を出力するものである。

【００２１】電気／油圧変換器３４，３５の出力側に
は、油圧信号ＣＶ７，ＣＶ１５を機械位置信号ＣＶ８，
ＣＶ１６に変換して弁３Ａ，３Ｂの開度を操作する弁操
作器３６，３７がそれぞれ接続されている。

【００２２】すなわち、上述の構成は、偏差信号ＣＶ
５，ＣＶ６或いはＣＶ１３、ＣＶ１４が零となるような
閉ループ制御となっている。また、急閉検出器３８，３
９の出力側には、急閉検出器３８，３９から出力される
急閉検出信号ＣＶ９，ＣＶ１７を油圧急閉検出信号ＣＶ
１０，ＣＶ１８に変換して出力する急閉操作器４０，４
１がそれぞれ接続されている。

【００２３】急閉操作器４０，４１の出力側には、油圧
急閉検出信号ＣＶ１０，ＣＶ１８に基づいて弁３Ａ，３
Ｂを急閉する弁操作器３６、３７がそれぞれ接続されて
いる。

【００２４】次に、蒸気加減弁制御装置の動作について
説明する。タービン基準速度設定器２１にて設定された
タービン基準速度信号Ｓ１からタービン速度検出器６に
て検出されたタービン速度信号Ｓ２を差し引いて得られ
る速度偏差信号Ｓ３は、ＣＶ係数器２３に入力される。

【００２５】ＣＶ係数器２３は、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
うに設定して信号ＣＶ１を出力する。そして、出力設定
器２４からの出力値Ｐ１とＣＶ係数器２３からの出力信
号ＣＶ１は、加算器２５で加算されてＣＶ流量指令ＣＶ
２として出力される。

【００２６】以下、蒸気加減弁３Ａの系統についてのみ
説明する。ＣＶ流量指令ＣＶ２は、流量／開度変換器２
６によって、ＣＶ開度指令ＣＶ３として出力される。

【００２７】ＣＶ開度指令ＣＶ３及び蒸気加減弁３Ａの
弁開度検出器２８で検出されたＣＶ実開度ＣＶ４は加算
器３０に入力され、この両信号の偏差が偏差信号ＣＶ５
として出力される。

【００２８】この偏差信号ＣＶ５は、増幅器３２にて比
例増幅された後に、信号ＣＶ６として出力され、電気／
油圧変換器３４に入力される。電気／油圧変換器３４
は、電気信号を油圧信号ＣＶ７に変換して出力する。

【００２９】この時、電気信号が正極性の時は弁開に、
負極性の時は弁閉に、信号の大きさに比例して弁の開閉
速度を変化させて油圧信号ＣＶ７を出力する。この油圧
信号ＣＶ７は、弁操作器３６により機械位置信号ＣＶ８
に変換されて出力され、蒸気加減弁３Ａの開度を調整す
る。

【００３０】また、蒸気加減弁３Ａを高速に全閉させる
必要が生じたときには、急閉検出器３８により、急閉電
気信号ＣＶ９を出力して、急閉操作器４０に内蔵されて
いる電磁弁を励磁することにより蒸気加減弁３Ａを急速
に全閉する。

【００３１】以上、蒸気加減弁３Ａの制御についてのみ
説明したが、通常、蒸気タービン系統においては、出力
容量によっても異なるが、蒸気加減弁を複数備えてお
り、例えば、２弁の場合には、各弁５０％程度の流量を
流して残り５０％程度を余裕値として持っていて、１弁
全開でも、残りの弁で制御することができるような弁容
量となっており、通常のプラント運転においては、複数
の蒸気加減弁を同時に開閉制御を行ないながら運用して
いくのが一般的である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、複数の弁を同時に開閉制御しながらプラントに
要求される所望の出力を得るための運転をしている時
に、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ或いは各蒸気加減弁３Ａ，３
Ｂの制御系に故障が発生した場合、所望の出力を得るこ
とができなくなりプラント運転上支障が生ずる恐れがあ
った。

【００３３】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、蒸気加減弁或いは各蒸気加減弁の系統に故障が
発生した場合であっても、故障した系統の弁を除外し
て、残りの弁にて除外した弁の開度補償を行なうことが
できるタービン制御装置を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項１に係る発明によれば、タービ
ンの蒸気流入側に並列に設けられた各弁をそれぞれ同一
開度で制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸気流
量を制御する制御系にそれぞれ設けられ、前記タービン
に流れるべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号に基
づいて前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出
力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記
弁の実際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号
出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前
記開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号及
び前記開度信号出力手段から出力された開度信号に基づ
いて前記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段とを備え
たタービン制御装置において、前記各弁の制御系にそれ
ぞれ設けられ、前記開度信号出力手段から出力された開
度信号及び前記開度指令信号出力手段から出力された開
度指令信号を基に、前記弁又は前記弁の制御系の異常を
検出すると、異常検出信号を他の正常な制御系に設けら
れた前記開度指令信号出力手段に入力する異常検出手段
と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記異常検
出手段から出力された異常検出信号に基づいて前記弁を
急閉する弁急閉手段とを設け、前記開度指令信号出力手
段は前記異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、
異常が検出された弁の蒸気流量を補償するように前記開
度指令信号を出力することを特徴とする。

【００３５】また、請求項２に係る発明によれば、ター
ビンの蒸気流入側に並列に設けられた各弁をそれぞれ同
一開度で制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸気
流量を制御する制御系にそれぞれ設けられ、前記タービ
ンに流れるべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号に
基づいて前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信号
出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前
記弁の実際の開度を示す開度信号を出力する開度信号出
力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記
開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び
前記開度信号出力手段から出力された開度信号に基づい
て前記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段とを備えた
タービン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞ
れ設けられ、前記開度信号出力手段から出力された開度
信号及び前記開度指令信号出力手段から出力された開度
指令信号を基に、前記弁又は前記弁の制御系の異常を検
出すると、異常検出信号を出力する異常検出手段と、前
記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記異常検出手段
から出力される異常検出信号に基づいて前記弁を急閉す
る弁急閉手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けら
れ、前記蒸気流量要求信号に基づいて、異常が検出され
た制御系の弁に流れる蒸気流量を補償するような蒸気流
量補償信号を出力する蒸気流量補償信号出力手段と、前
記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記蒸気流量要求
信号及び前記蒸気流量補償信号出力手段から入力される
前記蒸気流量補償信号を加算して前記蒸気流量要求信号
として前記開度指令信号出力手段に出力する加算手段と
を設け、前記蒸気流量補償信号出力手段は、異常が検出
された制御系の前記異常検出手段から正常な制御系の前
記蒸気流量補償信号出力手段に異常検出信号が入力され
たことを条件に前記加算手段に前記蒸気流量補償信号を
入力するようにしたことを特徴とする。

【００３６】さらに、請求項３に係る発明によれば、タ
ービンの蒸気流入側に並列に設けられた各弁をそれぞれ
同一開度で制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸
気流量を制御する制御系にそれぞれ設けられ、前記ター
ビンに流れるべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号
に基づいて前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信
号出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、
前記弁の実際の開度を検出して開度信号を出力する開度
信号出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けら
れ、前記開度指令信号出力手段から出力された開度指令
信号及び前記開度信号出力手段から出力された開度信号
に基づいて前記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段と
を備えたタービン制御装置において、前記各弁の制御系
にそれぞれ設けられ、前記開度信号出力手段から出力さ
れた開度信号及び前記開度指令信号出力手段から出力さ
れた開度指令信号を基に、前記弁又は前記弁の制御系の
異常を検出すると、異常検出信号を出力する異常検出手
段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記異常
検出手段から出力された異常検出信号に基づいて前記弁
を急閉する弁急閉手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ
設けられ、前記蒸気流量要求信号に基づいて、異常が検
出された制御系の弁に流れる蒸気流量を補償するよう増
幅した増幅蒸気流量要求信号或いは前記蒸気流量要求信
号を前記開度指令信号出力手段に出力する増幅蒸気流量
要求信号出力手段とを設け、前記増幅蒸気流量要求信号
出力手段は、異常が検出された制御系に設けられた前記
異常検出手段から正常な制御系に設けられた前記増幅蒸
気流量要求信号出力手段に異常検出信号が入力された場
合には、前記増幅蒸気流量要求信号を出力し、それ以外
の場合には、前記蒸気流量要求信号を出力することを特
徴とする。

【００３７】

【作用】請求項１に係る発明によれば、各弁に設けられ
た異常検出手段によって、各弁の異常が検出されて異常
検出信号が出力されると、弁急閉手段によって異常が検
出された弁が急閉される。また、異常検出信号及び蒸気
流量要求信号に基づいて開度指令信号出力手段が、異常
が検出された弁の蒸気流量を補償するように他の正常な
制御系の弁の開度を指令する開度指令信号を出力し、こ
の開度指令信号に基づいて弁開閉操作手段によって異常
が検出された弁の開度を制御するので、１つの弁に故障
が発生した場合にもタービン出力を変えることなくプラ
ントの運転を継続させることができる。

【００３８】請求項２に係る発明によれば、蒸気流量補
償信号出力手段から出力された異常が検出された弁の蒸
気流量を補償する蒸気流量補償信号と蒸気流量要求信号
が加算手段より加算されて蒸気流量要求信号として出力
され、この蒸気流量要求信号に基づいて弁開閉操作手段
により他の正常な制御系の弁の開閉操作を行なうので、
１つの弁に故障が発生した場合にもタービン出力を変え
ることなくプラントの運転を継続させることができる。

【００３９】請求項３に係る発明によれば、増幅蒸気流
量要求信号出力手段によって、異常検出手段から異常検
出信号が入力されると、異常が検出された弁の蒸気流量
を補償するよう増幅された増幅蒸気流量要求信号を開度
指令信号出力手段に出力し、開度指令信号出力手段がこ
の増幅蒸気流量要求信号に基づいて弁の開度を制御する
ので、１つの弁に故障が発生した場合にもタービンの出
力を変えることなくプラントの運転を継続させることが
できる。

【００４０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１に、本発明の第１の実施例に係るター
ビン制御装置の構成を示す。なお、図６と同一部分に
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００４１】すなわち、本実施例においては、蒸気加減
弁３Ａの制御系に、弁開度検出器２８より検出された蒸
気加減弁３Ａの実際の開度を示す開度信号ＣＶ４及び弁
３Ａに対する開度指令信号ＣＶ３を基に、弁３Ａ又は弁
３Ａの制御系に異常を検出すると異常検出信号Ｆ１を急
閉検出器１０２に出力する弁異常検出器１０１を設け
る。

【００４２】同様に、蒸気加減弁３Ｂの制御系にも、弁
開度検出器２９より検出された蒸気加減弁３Ｂの実際の
開度を示す開度信号ＣＶ１２及び弁３Ｂに対する開度指
令信号ＣＶ１１を基に、蒸気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁
３Ｂの制御系の異常を検出し、異常を検出すると異常検
出信号Ｆ２を急閉検出器１０４に出力する弁異常検出器
１０３を設ける。

【００４３】上記弁異常検出器１０１，１０３における
異常の検出は、例えば、蒸気加減弁３Ａを例にとれば、
弁３Ａの実際の開度を示す開度信号ＣＶ４、すなわち、
蒸気加減弁３Ａの開度が、蒸気加減弁３Ａに対する開度
指令信号ＣＶ３に追従して動作しなくなった場合に行な
われる。

【００４４】弁異常検出器１０１，１０３の出力側に
は、異常検出信号Ｆ１，Ｆ２に基づいて急閉検出信号Ｃ
Ｖ９又はＣＶ１７を出力する急閉検出器１０２，１０４
がそれぞれ接続されている。

【００４５】さらに、従来の流量開度変換器に代えて、
蒸気加減弁３Ａの制御系には、蒸気加減弁３Ｂの弁異常
検出器１０３から出力される異常検出信号Ｆ２及び蒸気
流量要求信号ＣＶ２に基づいて、異常が検出された蒸気
加減弁３Ｂの蒸気流量を補償するような蒸気加減弁３Ａ
の開度を指令する開度指令信号ＣＶ３を出力する流量／
開度変換器１０５を設ける。

【００４６】同様に、蒸気加減弁３Ｂの制御系には、蒸
気加減弁３Ａの異常検出器１０１から出力される異常検
出信号Ｆ１及び蒸気流量要求信号ＣＶ２に基づいて、異
常が検出された蒸気加減弁３Ａの蒸気流量を補償するよ
うな蒸気加減弁３Ｂの開度を指令する開度指令信号ＣＶ
１１を出力する流量／開度変換器１０６を設ける。

【００４７】図２に、本実施例における流量／開度変換
器のＣＶ開度指令信号の出力特性を示す。同図に示すよ
うに、本実施例の流量／開度変換器１０５，１０６は、
異常検出信号Ｆ１又はＦ２が入力されると故障した系の
弁の開度を補償するようなＣＶ開度指令信号を出力する
特性を有している。

【００４８】次に、本実施例の蒸気タービン制御装置の
動作について説明する。本実施例の蒸気タービン制御装
置は、通常時においては、蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減
弁３Ｂの弁開度が同一の弁開度となるように制御されて
いる。

【００４９】今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを
制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器１
０１から異常検出信号Ｆ１が出力される。弁異常検出器
１０１から出力された異常検出信号Ｆ１は、急閉検出器
１０２に入力され、急閉検出器１０２は急閉検出信号Ｃ
Ｖ９を急閉操作器４０に出力する。急閉操作器４０は、
急閉検出信号ＣＶ９を油圧急閉検出信号ＣＶ１０に変換
して弁操作器３６に出力する。そして、弁操作器３６
は、油圧急閉検出信号ＣＶ１０に基づいて蒸気加減弁３
Ａを全閉する。

【００５０】さらに、異常検出信号Ｆ１は、蒸気加減弁
３Ｂ側の流量／開度変換器１０６に出力される。流量／
開度変換器１０６は、図２に示すような特性を持ってお
り、弁異常信号Ｆ１が入力されない場合には、通常の弁
特性を補正する出力信号としてＣＶ開度指令ＣＶ１１を
出力するが、異常検出信号Ｆ１が入力された場合には、
通常出力されている自系の開度出力に加えて、他の故障
した系の弁の弁開度も補償する出力信号をＣＶ実開度指
令ＣＶ１１として出力する。

【００５１】これにより、蒸気加減弁３Ｂは、故障によ
り弁開度が全閉となっている蒸気加減弁３Ａの本来必要
とする開度も加えて得ることができる。以上、蒸気加減
弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａの弁系統に故障が発生した場
合について説明したが、蒸気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁
３Ｂの弁系統に故障が発生した場合にも同様の動作が行
なわれる。

【００５２】したがって、本実施例に係るタービン制御
装置によれば、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ或いは各蒸気加減
弁の弁系統に故障が発生した場合であっても、故障した
系統の弁を除外して、残りの弁にて除外した弁の開度補
償を行なうことができるので、タービンの蒸気流量を確
保することができ、その結果、プラント出力を変えるこ
となくプラント運転を継続することができる。

【００５３】なお、上述の実施例においては、蒸気加減
弁が２弁の場合を例にとり説明したが、本発明はこれに
限らず任意の複数の蒸気加減弁の場合に適用することが
できる。この場合、流量／開度変換器には、流量／開度
変換器が取り付けられている系以外の系の弁異常検出器
からの異常検出信号が入力されるような構成が採用され
る。

【００５４】図３に、本発明の第２の実施例に係るター
ビン制御装置の構成を示す。なお、図６と同一部分に
は、同一符号を付してその説明を省略する。すなわち、
本実施例においても、上述の第１の実施例において説明
した弁異常検出器１０１，１０３、急閉検出器１０２，
１０４を設ける。

【００５５】そして、さらに、弁Ａの制御系には、蒸気
流量要求信号ＣＶ２に基づいて、異常が検出された弁３
Ｂの蒸気流量を補償する蒸気流量補償信号ＣＶ１９Ａを
出力する流量補償器１１１と、弁異常検出器１０３から
出力される異常検出信号Ｆ２が入力された場合に、オン
となる切替器１１３と、蒸気流量要求信号ＣＶ２と流量
補償器１１１から出力される蒸気流量補償信号ＣＶ１９
Ａを加算して蒸気流量要求信号２１Ａとして出力する加
算器１１５を設ける。

【００５６】この加算器１１５の出力側には、加算器１
１５から出力された蒸気流量要求信号２１Ａに基づい
て、異常が検出された蒸気加減弁３Ｂの蒸気流量を補償
する弁３Ａに対する開度指令信号ＣＶ３を出力する流量
／開度変換器１１７が設けられている。

【００５７】同様に、弁３Ｂの制御系には、蒸気流量要
求信号ＣＶ２に基づいて、異常が検出された弁３Ａの蒸
気流量を補償する蒸気流量補償信号ＣＶ１９Ｂを出力す
る流量補償器１１２と、弁異常検出器１０１から出力さ
れる異常検出信号Ｆ１が入力された場合に、オンとなる
切替器１１４と、蒸気流量要求信号ＣＶ２と流量補償器
１１２から出力される蒸気流量補償信号ＣＶ１９Ｂを加
算して出力する加算器１１６を設ける。

【００５８】この加算器１１６の出力側には、加算器１
１６から出力された信号に基づいて、異常が検出された
蒸気加減弁３Ａの蒸気流量を補償する弁３Ｂの開度指令
信号ＣＶ１１を出力する流量／開度変換器１１８が設け
られている。

【００５９】次に、本実施例に係るタービン制御装置の
動作について説明する。蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁
３Ａの弁系統に異常が発生し、急閉検出器１０２にて蒸
気加減弁３Ａを急速に全閉するまでの動作は上述の第１
の実施例の場合と同様である。

【００６０】蒸気加減弁３Ｂを制御する弁系統において
は、通常、ＣＶ流量指令ＣＶ２のみが加算器１１６に入
力され、その出力としてＣＶ流量指令ＣＶ２１Ｂのみが
流量／開度変換器１１８へ出力されているが、異常検出
信号Ｆ１が検出されると、切替器１１４が投入され、Ｃ
Ｖ流量指令ＣＶ２を入力とする流量補償器１１２からの
ＣＶ流量補償信号ＣＶ１９Ｂが、切替器１１４を介して
加算器１１６Ｂに入力される。

【００６１】ここで、流量補償器１１２の特性を説明す
ると、入力信号であるＣＶ流量指令ＣＶ２に対して、出
力信号のＣＶ流量補償信号ＣＶ１９Ｂは、ＣＶ１９Ｂ＝ＣＶ２／（ｎ−１） …（１）となるような特性を有する。

【００６２】なお、式中ｎは、蒸気加減弁の数を示す。
つまり、異常検出信号Ｆ１が発生した場合には、加算器
１１６の出力信号であるＣＶ流量指令ＣＶ２１Ｂは、Ｃ
Ｖ流量指令ＣＶ２の２倍の大きさを持つ信号となり、蒸
気加減弁３Ａの蒸気流量を補償することができる。

【００６３】したがって、本実施例によっても、蒸気加
減弁３Ａ，３Ｂ或いは各蒸気加減弁の系統に故障が発生
した場合であっても、故障した系統の弁を除外して、残
りの弁にて除外した弁の開度補償を行なうことができ、
所望の蒸気流量を確保することが可能となるためタービ
ン出力を変えることなくプラントの運転を継続させるこ
とのできるタービン制御装置を提供することができる。

【００６４】なお、上述の説明は蒸気加減弁３Ａ又は蒸
気加減弁３Ａの弁系統に異常が発生した場合について説
明したが、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａの弁系統
に異常が発生した場合についても同様の効果を得ること
ができる。

【００６５】図４に、本発明の第３の実施例に係るター
ビン制御装置の構成を示す。なお、図６と同一部分に
は、同一符号を付してその説明を省略する。すなわち、
本実施例においても、上述の第１の実施例において説明
した弁異常検出器１０１，１０３、急閉検出器１０２，
１０４を設ける。

【００６６】そして、さらに、弁３Ａの制御系に、蒸気
流量要求信号ＣＶ２を異常が発生した弁３Ｂの蒸気流量
を補償するように増幅して増幅蒸気流量要求信号ＣＶ２
２Ａを出力する増幅器１２１と、弁異常検出器１０３か
ら出力された異常検出信号Ｆ２に基づいて、蒸気流量要
求信号ＣＶ２から増幅器１２１より出力される増幅蒸気
流量要求信号ＣＶ２２Ａに切り替える切替器１２３を設
ける。

【００６７】また、切替器１２３には、切替器１２３か
ら出力される増幅蒸気流量要求信号ＣＶ２２Ａに基づい
て、蒸気加減弁３Ａに対して、異常が検出された蒸気加
減弁３Ｂの蒸気流量を補償する開度指令信号ＣＶ３を出
力する流量／開度変換器１２５を接続する。

【００６８】同様に、弁３Ｂの制御系にも、同様に、蒸
気流量要求信号ＣＶ２を異常が発生した弁３Ａの蒸気流
量を補償するように増幅して増幅蒸気流量要求信号ＣＶ
２２Ｂを出力する増幅器１２２と、弁異常検出器１０１
から出力された異常検出信号Ｆ１に基づいて、蒸気流量
要求信号ＣＶ２から増幅器１２２より出力される増幅蒸
気流量要求信号ＣＶ２２Ｂに切り替える切替器１２４を
設ける。

【００６９】また、切替器１２４に、切替器１２４から
出力される増幅蒸気流量要求信号ＣＶ２２Ｂに基づい
て、蒸気加減弁３Ｂに対して、異常が検出された蒸気加
減弁３Ａの蒸気流量を補償する開度指令信号ＣＶ１１を
出力する流量／開度変換器１２６を接続する。

【００７０】次に、上述のように構成した本実施例の動
作について説明する。今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減
弁３Ａの弁系統に故障が発生し、急閉操作器４０にて蒸
気加減弁３Ａを急速に全閉するまでの作用は、上述の場
合と同様である。

【００７１】蒸気加減弁３Ｂを制御する弁系統において
は、通常、ＣＶ流量指令ＣＶ２が、切替器１２４を介し
て流量／開度変換器１２６に入力されているが、蒸気加
減弁３Ａに設けられた弁異常検出器１０１から異常検出
信号Ｆ１が切替器１２４に入力されると、切替器１２４
は、ＣＶ流量指令ＣＶ２から増幅器１２２からの出力信
号ＣＶ２２Ｂに切り替えて流量／開度変換器１２６へ出
力する。

【００７２】ここで、増幅器１２２の特性は、入力信号
のＣＶ流量指令ＣＶ２に対して、出力信号のＣＶ２２Ｂ
は、ＣＶ２２Ｂ＝ｎ・ＣＶ２／（ｎ−１） …（２）となるような特性を有する。

【００７３】なお、式中ｎは蒸気加減弁の数を示す。つ
まり、異常検出信号Ｆ１が発生した場合には、増幅器１
２２の出力信号がＣＶ流量指令ＣＶ２の２倍の大きさの
信号となり、これにより、故障により全閉となった蒸気
加減弁３Ａの蒸気流量が補償される。

【００７４】以上、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａ
の弁系統に故障が発生した場合について説明したが、蒸
気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁３Ｂの弁系統に故障が発生
した場合についても同様の作用となる。

【００７５】従って、本実施例によれば、蒸気加減弁３
Ａ，３Ｂ或いは各蒸気加減弁の系統に故障が発生した場
合であっても、故障した系統の弁を除外して、残りの弁
にて除外した弁の開度補償を行なうことができるタービ
ン制御装置を提供することができる。

【００７６】また、本実施例によれば、一般的に使用さ
れている増幅器、切替器を用いることができるので、汎
用性の高いタービン制御装置を提供することができる。
さらに、本実施例では、火力発電所におけるタービン系
統で説明しているが、原子力発電所を含めた気力タービ
ンであれば同様に実施することができる。さらに、蒸気
加減弁で説明しているが、複数の弁を同一開度にて開閉
する弁であれば同様に実施することができる。なお、上
述の実施例においては、蒸気加減弁が２つの場合につい
て説明しているが、任意の複数の蒸気加減弁に適用する
ことができることは言うまでもない。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、開度指令
信号出力手段により、異常が検出された弁の蒸気流量を
補償するように弁の開度を指令する開度指令信号を出力
し、弁開閉操作手段が、この開度指令信号に基づいて他
の正常な制御系の弁を開くので、１つの弁に故障が発生
した場合にもタービン出力を変えることなくプラントの
運転を継続させることができる。

【００７８】請求項２に係る発明によれば、加算手段に
より、蒸気流量補償信号出力手段から出力された異常が
検出された弁の蒸気流量を補償する蒸気流量補償信号と
蒸気流量要求信号加算されて出力され、この加算手段よ
り出力された信号に基づいて弁開閉操作手段により他の
正常な制御系の弁の開閉操作を行なうので、１つの弁に
故障が発生した場合にもタービン出力を変えることなく
プラントの運転を継続させることができる。

【００７９】請求項３に係る発明によれば、増幅蒸気流
量要求信号出力手段から出力された増幅蒸気流量要求信
号に基づいて、開度指令信号出力手段が異常が検出され
た弁の蒸気流量を補償する開度指令信号を出力するの
で、１つの弁に故障が発生した場合にもタービン出力を
変えることなくプラントの運転を継続させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るタービン制御装置
の構成を示す図。

【図２】同第１の実施例における流量／開度変換器のＣ
Ｖ開度指令信号の出力特性を示す図。

【図３】本発明の第２の実施例に係るタービン制御装置
の構成を示す図。

【図４】本発明の第３の実施例に係るタービン制御装置
の構成を示す図。

【図５】従来の火力発電所における蒸気タービン系統の
構成を示す図。

【図６】従来の蒸気加減弁制御装置の構成を示す図。

【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…蒸気供給配管、５…高圧タービン、６…速度検出
器、７…再熱器、８…中間蒸気弁、９…低圧タービン、
１０…復水器、１１…負荷、２１…タービン基準速度設
定器、２２…加算器、２３…ＣＶ係数器、２４…出力設
定器、２５…加算器、２６，２７…流量／開度変換器、
２８，２９…弁開度検出器、３０，３１…加算器、３
２，３３…増幅器、３４，３５…電気／油圧変換器、３
６，３７…弁操作器、３８，３９…急閉検出器、４０，
４１…急閉操作器、１０１，１０３…弁異常検出器、１
０２，１０４…弁異常検出器、１０５，１０６…流量／
開度変換器、１１１，１１２…流量補償器、１１３，１
１４…切替器、１１５，１１６…加算器、１１７，１１
８…流量／開度変換器、１２１，１２２…増幅器、１２
３，１２４…切替器、１２５，１２６…流量／開度変換
器。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01D 21/00 F01D 17/00 F01D 17/10 F01D 17/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タービンの蒸気流入側に設けられた弁を
制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸気流量を制
御する制御系にそれぞれ設けられ、前記タービンに流れ
るべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号に基づいて
前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出力手段
と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記弁の実
際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号出力手
段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度
指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び前記
開度信号出力手段から出力された開度信号に基づいて前
記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段とを備えたター
ビン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度信号出
力手段から出力された開度信号及び前記開度指令信号出
力手段から出力された開度指令信号を基に、前記弁又は
前記弁の制御系の異常を検出すると、異常検出信号を他
の正常な制御系に設けられた前記開度指令信号出力手段
に入力する異常検出手段と、前記各弁の制御系にそれぞ
れ設けられ、前記異常検出手段から出力された異常検出
信号に基づいて前記弁を急閉する弁急閉手段とを設け、前記開度指令信号出力手段は前記異常検出手段からの異
常検出信号に基づいて、異常が検出された弁の蒸気流量
を補償するように前記開度指令信号を出力することを特
徴とするタービン制御装置。
【請求項２】タービンの蒸気流入側に設けられた弁を
制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸気流量を制
御する制御系にそれぞれ設けられ、前記タービンに流れ
るべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号に基づいて
前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出力手段
と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記弁の実
際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号出力手
段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度
指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び前記
開度信号出力手段から出力された開度信号に基づいて前
記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段とを備えたター
ビン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度信号出
力手段から出力された開度信号及び前記開度指令信号出
力手段から出力された開度指令信号を基に、前記弁又は
前記弁の制御系の異常を検出すると、異常検出信号を出
力する異常検出手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設
けられ、前記異常検出手段から出力される異常検出信号
に基づいて前記弁を急閉する弁急閉手段と、前記各弁の
制御系にそれぞれ設けられ、前記蒸気流量要求信号に基
づいて、異常が検出された制御系の弁に流れる蒸気流量
を補償するような蒸気流量補償信号を出力する蒸気流量
補償信号出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設け
られ、前記蒸気流量要求信号及び前記蒸気流量補償信号
出力手段から入力される前記蒸気流量補償信号を加算し
て前記蒸気流量要求信号として前記開度指令信号出力手
段に出力する加算手段とを設け、前記蒸気流量補償信号出力手段は、異常が検出された制
御系の前記異常検出手段から正常な制御系の前記蒸気流
量補償信号出力手段に異常検出信号が入力されたことを
条件に前記加算手段に前記蒸気流量補償信号を入力する
ようにしたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項３】タービンの蒸気流入側に設けられた弁を
制御して前記タービンに供給される蒸気の蒸気流量を制
御する制御系にそれぞれ設けられ、前記タービンに流れ
るべき蒸気流量を指令する蒸気流量要求信号に基づいて
前記弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出力手段
と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記弁の実
際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号出力手
段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度
指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び前記
開度信号出力手段から出力された開度信号に基づいて前
記弁の開閉操作を行なう弁開閉操作手段とを備えたター
ビン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度信号出
力手段から出力された開度信号及び前記開度指令信号出
力手段から出力された開度指令信号を基に、前記弁又は
前記弁の制御系の異常を検出すると、異常検出信号を出
力する異常検出手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設
けられ、前記異常検出手段から出力された異常検出信号
に基づいて前記弁を急閉する弁急閉手段と、前記各弁の
制御系にそれぞれ設けられ、前記蒸気流量要求信号に基
づいて、異常が検出された制御系の弁に流れる蒸気流量
を補償するよう増幅した増幅蒸気流量要求信号或いは前
記蒸気流量要求信号を前記開度指令信号出力手段に出力
する増幅蒸気流量要求信号出力手段とを設け、前記増幅蒸気流量要求信号出力手段は、異常が検出され
た制御系に設けられた前記異常検出手段から正常な制御
系に設けられた前記増幅蒸気流量要求信号出力手段に異
常検出信号が入力された場合には、前記増幅蒸気流量要
求信号を出力し、それ以外の場合には、前記蒸気流量要
求信号を出力することを特徴とするタービン制御装置。