JP4005816B2 - タービン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタービンに蒸気を供給して、当該タービンを起動させるためのタービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービン制御装置は、例えば原子力発電プラントにおける原子炉隔離時冷却（Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｒｅ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ：以下ＲＣＩＣと略す）システム、即ち蒸気加減弁が開いた状態で、その上流にある蒸気止弁を急開してタービンに蒸気を流入し、タービンを起動開始するようなシステムに用いられる。
【０００３】
この原子炉隔離時冷却システムは、原子炉が主蒸気系及び給水系から隔離されたときに、当該原子炉で必要な水位及び冷却水量を確保することを主目的に設置されている。
【０００４】
このようなＲＣＩＣシステムの構成を、図１６に示して説明する。当該ＲＣＩＣシステムが起動される前は、蒸気加減弁１４は全開、蒸気止弁１３は全閉の状態となっており、タービン起動要求が発生すると蒸気止弁操作器１１により蒸気止弁１３が全開される。
【０００５】
これにより、蒸気は蒸気加減弁１４を通過してタービン１６に供給されて、当該タービン１６が回転を開始する。
【０００６】
タービン１６が回転を始めると、そのタービン軸に直結された油圧ポンプ１５が駆動されて蒸気加減弁操作器１０の油圧が確保され、その油圧力により蒸気加減弁１４の弁開度制御が可能となる。
【０００７】
蒸気加減弁１４の弁開度が制御されることによりタービン１６に供給される蒸気量が調整されて、当該タービン１６の回転数（以下、単に回転数と記載する）が制御され、これに伴い給水ポンプ１８の駆動量が制御されて原子炉への給水流量が調節される。
【０００８】
このように蒸気加減弁１４は蒸気加減弁操作器１０により制御され、そのときの制御信号は後述するタービン制御装置２からの蒸気加減弁開度指令６０として出力される。
【０００９】
当該タービン制御装置２は、タービンの定格回転数よりも高めの回転数を目標として設定された回転数設定指令に基づき該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づき回転数設定して、これを第１回転数指令５５として出力する回転数設定手段３５、第１回転数指令５５が入力すると共に給水ポンプ１８で給水されている給水流量に対応する第２回転数指令５６が入力して、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する低値選択手段３６、回転数指令５７が入力すると共にタービン１６の実際の回転数を示すタービン実回転数信号５８が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令６０として出力する弁開度指令発生手段３７等を有している。
【００１０】
回転数設定手段３５は、タービンの定格回転数よりも高めの回転数を目標回転数とし、これを起動回転数設定指令５１として出力する起動回転数設定器３、タービン停止時に蒸気加減弁操作器１０に入力する蒸気加減弁開度指令６０が弁開方向の極性と逆の回転数を設定して、これを停止回転数設定指令５２として出力する停止回転数設定器４、入力信号を切替信号に従い切替えて、これを回転数設定指令５４として出力する切替器５、回転数の変化率を設定し、これに基づく回転数を第１回転数指令５５として出力する変化率設定器６等により構成されている。
【００１１】
低値選択手段３６は、入力した複数の信号のうち値の小さい方の信号を選択して出力する低値選択器７により構成されている。
【００１２】
弁開度指令発生手段３７は、入力した信号の加減算を行い、その結果を回転数偏差信号５９として出力する加算器８、回転数を制御するための最適な増幅度を設定すると共に、入力した信号を当該増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令６０として出力する係数器９等により構成されている。
【００１３】
このような構成で、蒸気止弁１３の弁開開始は、位置検出器１２により機械的に検出され、その検出結果はタービン起動信号５３として切替器５に入力する。
【００１４】
そして、切替器５は蒸気止弁１３が開いてタービン起動信号５３が成立しているときは、起動回転数設定指令５１を回転数設定指令５４として出力する。
【００１５】
一方、蒸気止弁１３が弁全閉してタービン起動信号５３が成立していないときは、停止回転数設定指令５２を回転数設定指令５４として出力する。
【００１６】
なお、本明細書では、例えばタービン起動信号５３や回転数急上昇信号６５等のように信号が２値の値を取る場合にあり、この信号が「ＯＮ」のとき（ハイレベル信号のとき）には信号が「成立している」と適宜記載する。無論、これは便宜的なものであり、「ＯＦＦ」のとき（ローレベル信号のとき）に信号が「成立している」としてもよいことは明らかである。
【００１７】
この回転数設定指令５４は、変化率設定器６に入力し、当該変化率設定器６で回転数の変化率が設定されて、これが第１回転数指令５５として低値選択器７に出力される。
【００１８】
この低値選択器７には、給水制御系１から給水ポンプ１８で給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令５６が入力しており、第１回転数指令５５と第２回転数指令５６との低値が当該低値選択器７で選択されて回転数指令５７として出力される。
【００１９】
なお、給水ポンプ１８の特性から、実際に給水量が始まるのはタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときからである。
【００２０】
また、第１回転数指令５５は、タービン停止時に蒸気加減弁開度指令６０が弁開方向となる回転数を最低値、定格回転数よりも高めの値を最高値となるように設定されている。
【００２１】
このため低値選択器７においては、タービン１６の起動開始から給水が行われる回転数までは第１回転数指令５５が選択され、それ以降は第２回転数指令５６が選択されて、回転数指令５７として出力されることになる。
【００２２】
タービン実回転数は、タービン軸に近接して設けられた回転数検出器１７により検出されて、この検出結果がタービン実回転数信号５８として出力される。
【００２３】
そして、このタービン実回転数信号５８と回転数指令５７とが加算器８に入力して、回転数指令５７からタービン実回転数信号５８を差し引いて得られた回転数偏差信号５９が係数器９に入力する。
【００２４】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【００２５】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときには蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときには蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【００２６】
また、蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の大きさに比例して蒸気加減弁１４の開閉速度を変えて当該蒸気加減弁１４の開閉速度を調節する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以下のような理由により、タービン実回転数信号５８が第１回転数指令５５より大きくなる場合が生じ、危険回転数に上昇したことを検知する図示しない過速度検出器が作動して、蒸気止弁操作器１１に対して停止指令を出力したり、またタービン１６の回転数に動揺が生じて目標値に到達するまで長時間を要するようになってタービン起動要求の発生から所定の給水量が確保されるまでの時間制約を守ることができなくなってしまう可能性が生じる問題があった。
【００２８】
即ち、起動前の蒸気加減弁１４は全開状態にあるために、蒸気止弁１３が開かれるとタービン１６には最大蒸気量が供給されて最大回転数に向かって回転数が上昇するようになる。
【００２９】
このとき、蒸気加減弁開度指令６０による蒸気加減弁１４の制御が可能となるのは、回転数がある程度上昇して油圧ポンプ１５の油圧が確保された後となる。
【００３０】
また、係数器９は増幅度を回転数指令５７に対する回転数制御性を最適にするような構成であるため、当該増幅度は余り大きな値には設定されず、起動時においては蒸気加減弁開度指令６０の値は小さく、蒸気加減弁１４を弁閉方向に速く動作させることができない。
【００３１】
従って、タービン実回転数信号５８が第１回転数指令５５に対して大きくなる可能性が生じ、また回転数に動揺が生じて上述した問題が発生する。
【００３２】
そこで、本発明は、起動直後の急速な回転数上昇時に蒸気加減弁を急速に弁閉方向に動作させることができるようにして過大な蒸気がタービンに流入するのを抑制すると共に、タービン実回転数の動揺を抑えて短時間で目標回転数に静定できるようにしたタービン制御装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令とが入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記蒸気止弁の開閉状態を示すタービン起動信号に基づき当該蒸気止弁が開状態になったことを検出し、かつ、前記タービン実回転数信号に基づき前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなったことを検出した際には、そのことを示す信号を切替信号として出力する変化率判断手段と、前記蒸気加減弁を弁全閉方向に駆動させる弁全閉指令を発生する信号発生器と、前記切替信号が入力すると共に少なくとも前記弁全閉指令が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記弁全閉指令を出力して、当該弁全閉指令に基づき前記蒸気加減弁操作器に前記蒸気加減弁を弁閉駆動させる切替器と、を備え、前記回転数設定手段が、前記回転数設定指令、前記タービン実回転数信号及び前記切替信号が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記タービン実回転数信号に追従した信号を前記第１回転数指令として出力し、当該切替信号が成立しなくなった場合には、出力がその時に出力していた前記第１回転数指令から前記回転数設定指令を目標に変化するように変化率を設定してなる前記第１回転数指令を出力する変化率設定器を有することを特徴とする。
【００３５】
請求項２にかかる発明は、切替器に、第１回転数指令と弁全閉指令とが入力すると共に、切替信号が入力して、切替信号が成立した場合には弁全閉指令を低値選択手段に出力し、当該切替信号が成立していない場合には第１回転数指令を低値選択手段に出力することを特徴とする。
【００３７】
請求項３にかかる発明は、変化率判断手段が、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、タービン起動信号と変化率検出信号との論理積演算を行い、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を切替信号として出力する変化率論理積演算器とを有することを特徴とする。
【００３８】
請求項４にかかる発明は、変化率判断手段が、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、タービン起動信号と変化率検出信号との論理積演算を行い、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を出力する変化率論理積演算器と、タービン起動信号に基づき蒸気止弁が開状態になったことを検出した際には、そのときから予め設定された時間だけ所定レベルの限時動作信号を出力する限時動作器と、限時動作信号と回転数急上昇信号との論理積演算を行い、限時動作器で設定された時間内に、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す信号を切替信号として出力する限時変化率論理積演算器とを有することを特徴とする。
【００３９】
請求項５にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として出力する係数器と、前記第１回転数指令が前記低値選択手段に入力する際に、当該第１回転数指令から前記減算値信号を減じて入力させる加算器とを有することを特徴とする。
【００４０】
請求項６にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を演算する加算器及び該加算器からの偏差信号を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する係数器とを備えた弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として前記加算器に出力する係数器とを有することを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００４２】
図１は第１の実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６に示す従来構成に対して追設した部分の構成を示している。
【００４３】
即ち、図１６に示す変化率設定器６と低値選択器７との間に追設され、主に変化率設定器６から出力された第１回転指令５５を入力し、低値選択器７に新たな第１回転数指令として出力するものである。
【００４４】
本実施の形態に係るタービン制御装置においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが追設されている。
【００４５】
この変化率判断手段２０には、回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８が入力して、その変化率が当該変化率判断手段２０に予め設定されている変化率より大きいか否かを検出し、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４と位置検出器１２からの蒸気止弁１３が弁開開始を示すタービン起動信号５３との論理積を演算して、この演算結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５により形成されている。
【００４６】
なお、図１に示すように、回転数急上昇信号６５は、切替器２３の切替信号入力端子Ｃに入力して、この意味で当該回転数急上昇信号６５は切替信号として作用している。
【００４７】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図２に示す動作図を参照して説明する。同図においては、Ａ−Ｂ間でタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きい場合を示している（以下、各実施の形態においても同様とする）。
【００４８】
変化率判断手段２０には、タービン実回転数信号５８とタービン起動信号５３とが入力して、これらが共に成立したとき「ＯＮ」の回転数急上昇信号６５を出力する。
【００４９】
即ち、タービン実回転数信号５８の変化率が、変化率検出器２４に予め設定されている変化率より大きい場合には「ＯＮ」の変化率検出信号６４が変化率論理積演算器２５に出力される。
【００５０】
そして、この変化率論理積演算器２５で、タービン起動信号５３と変化率検出信号６４との論理演算が行われて、蒸気止弁１３が弁開を開始して「ＯＮ」の
タービン起動信号５３が入力し、かつ、「ＯＮ」の変化率検出信号６４が入力したときには「ＯＮ」の回転数急上昇信号６５を切替信号として切替器２３に出力する（図２のＡ−Ｂ間）。
【００５１】
切替器２３には、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が入力すると共に、変化率設定器６において設定された回転数の変化率である第１回転数指令５５が入力して、切替信号である回転数急上昇信号６５の成否に応じて入力信号を選択し、これを新たに第１回転数指令６３として出力する。
【００５２】
即ち、回転数急上昇信号６５が成立している場合（「ＯＮ」の場合）には、タービン実回転数が急上昇しているので、蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動して当該タービン実回転数の急上昇を抑制すべく、弁全閉指令６２を選択する。
【００５３】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合（「ＯＦＦ」の場合）には、従来と同様な処理を行うべく第１回転数指令５５を選択する。
【００５４】
このようにして、切替器２３から出力される第１回転数指令６３は、回転数急上昇信号６５の成否に応じて切替えられて低値選択器７に入力する。
【００５５】
これにより、低値選択器７には、給水制御系１からの第２回転数指令５６と、当該第１回転数指令６３とが入力することになり、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する。
【００５６】
このとき、回転数急上昇信号６５が成立して信号発生器２２からの弁全閉指令６２が切替器２３で選択されている場合には、第１回転数指令６３は第２回転数指令５６より小さくなるように設定されているので、低値選択器７は当該第１回転数指令６３を選択する。
【００５７】
また、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、切替器２３は第１回転数指令５５を選択して出力するので、低値選択器７は当該第１回転数指令５５に基づく第１回転数指令６３と第２回転数指令５６とを比較して、その低値の指令を出力する。
【００５８】
このようにして選択された回転数指令５７と回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８とが加算器８に入力し、これらの偏差が回転数偏差信号５９として係数器９に出力される。
【００５９】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【００６０】
なお、回転数急上昇信号６５が成立している場合には、低値選択器７から出力される回転数指令５７は、信号発生器２２からの時間変化しない弁全閉指令６２に基づく指令であり、当該回転数指令５７はタービン実回転数信号５８より小さく設定されているので、回転数偏差信号５９の極性は負で時間的に変化しない蒸気加減弁開度指令６０となる（図２のＡ−Ｂ間の蒸気加減弁開度指令６０）。
【００６１】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、本来の制御を行うべく、変化率設定器６からの第１回転数指令５５に基づく回転数指令５７とタービン実回転数５８との大小に応じて回転数偏差信号５９の極性が変り、その値も変化する。
【００６２】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときにはその大きさに応じた弁開速度で蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときにはその大きさに応じた弁閉速度で蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【００６３】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁開度指令６０の極性が負となり蒸気加減弁１４は強制的に弁閉方向に駆動されて、過大な蒸気がタービン１６に流入するのを抑制することができるようになる。
【００６４】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が出力される構成であるため、タービン１６が定格回転数の数十％以上にならないと給水量が始まらないような特性の給水ポンプ１８からの給水量に基づく第２回転数指令５６に関わらず、適切にタービン１６の回転数を制御できるようになる。
【００６５】
そして、このような回転数制御によりタービン実回転数の著しい上昇が抑制できるため、回転数の動揺を抑えることができ、短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【００６６】
＜ 次に、本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００６７】
図３は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【００６８】
即ち、図１６に示す係数器９と蒸気加減弁操作器１０との間に、信号発生器２７、切替器２３、変化率判断手段２０等を設けて、係数器９からの信号と信号発生器２７からの信号とを後述する条件に応じて切替えて蒸気加減弁操作器１０に入力させるようにしたものである。
【００６９】
上記実施の形態においては、起動直後におけるタービン実回転数の急速な上昇を抑制するために、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなった際には、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する変化率設定器６からの第１回転数指令に優先して信号発生器２２からの蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁開度指令６０を出力して制御するようにした。
【００７０】
しかし本発明は、これに限定されるものではなく、蒸気加減弁開度指令６０の出力は従来と同様に行うが、上述したようなタービン実回転数の急上昇が生じた場合には、図３に示すように、この蒸気加減弁開度指令６０に代り後述する信号発生器２７からの信号を蒸気加減弁操作器１０に入力させることにより、かかる制御を行うようにしてもよい。
【００７１】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を発生させる信号発生器２７、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが従来構成に対して追設されている。
【００７２】
なお、切替器２３及び変化率判断手段２０は、第１の実施の形態に係る構成と同じで、起動直後におけるタービン実回転数の急上昇の検出も同様に行われる。
【００７３】
しかし、本実施の形態にかかる信号発生器２７は、蒸気加減弁開度指令６０に代る蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を出力するのに対して、第１の実施の形態にかかる信号発生器２２は蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる点で相違している。
【００７４】
即ち、第１の実施の形態の場合には、信号発生器２２からの弁全閉指令６２は、低値選択器７、加算器８、係数器９等を経て蒸気加減弁開度指令６０が生成されるが、本実施の形態の場合には信号発生器２７から蒸気加減弁開度指令６０に相当する弁全閉指令６７が出力される。
【００７５】
これにより低値選択器７、加算器８、係数器９でどのような処理が行われるかを考慮することなく、蒸気加減弁１４を全閉させる弁全閉指令６７を信号発生器２７から出力するように設計すればよいので、設計が容易になる利点がある。
【００７６】
切替器２３には係数器９からの蒸気加減弁開度指令６０と信号発生器２７からの弁全閉指令６７とが入力して、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５に応じて、これらのいずれかを蒸気加減弁開度指令７２として出力する。
【００７７】
従って、図４に示す動作図から分るように、タービン実回転数が急上昇してタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きくなるＡ−Ｂ間では、従来の制御によれば単調、かつ、徐々に小さくなる蒸気加減弁開度指令６０で制御するのに対して、本実施の形態によれば、この区間は信号発生器２７からの弁全閉指令６７に基づく蒸気加減弁開度指令７２により制御することになる。
【００７８】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【００７９】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになると共に、回転数の動揺が抑えられて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【００８０】
＜ 次に、本発明の第３の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００８１】
図５は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【００８２】
即ち、図１６に示す変化率設定器６と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けて、変化率設定器６からの信号と信号発生器２２からの信号とを後述する条件に応じて切替えて低値選択器７に入力させるようにしたものである。
【００８３】
上述した第１及び第２の実施の形態においては、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなると、信号発生器２２等からの弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁１４を全閉するように制御した。
【００８４】
これに対して、本実施の形態では、かかる制御を蒸気止弁１３が弁開開始してから所定時間（後述する限時動作器２１に設定されている時間）の間だけ行うようにして、信頼性を高めたものである。
【００８５】
このため当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて出力信号を切替える切替器２３、所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きくなったか否かを検出する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【００８６】
この変化率判断手段２０は、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きい値か否かを検出して、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４とタービン起動信号５３との論理積を演算して、これを回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５、タービン起動信号５３の成立を計時のタイミングとして、予め設定された時間だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を出力する限時動作器２１、限時動作信号６１と回転数急上昇信号６５との論理積を演算して、この結果を限時回転数急上昇信号６６として出力する限時変化率論理積演算器２６を備えている。
【００８７】
なお、図５において示すように、限時回転数急上昇信号６６は、切替器２３の切替信号入力端子Ｃに入力しており、この意味で当該限時回転数急上昇信号６６は切替信号として作用している。
【００８８】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図６に示す動作図を参照して説明する。
【００８９】
先の実施の形態で述べたように、タービン起動信号５３と変化率検出信号６４との論理積演算が変化率論理積演算器２５で行われて回転数急上昇信号６５が出力される。
【００９０】
一方、位置検出器１２からのタービン起動信号５３は、限時動作器２１にも入力して、当該タービン起動信号５３が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化すると、即ち蒸気止弁１３が弁開開始すると、予め設定されている一定の時間の間（図６のＡ−Ｃ間）だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を限時変化率論理積演算器２６に出力する。
【００９１】
そして、限時変化率論理積演算器２６は、限時動作信号６１及び回転数急上昇信号６５が共に「ＯＮ」のときには、「ＯＮ」の限時回転数急上昇信号６６を切替信号として切替器２３に出力する。
【００９２】
従って、タービン実回転数が急上昇し（回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」）、かつ、それが起動開始から限時動作器２１で設定されている時間内に生じている場合（限時動作信号６１が「ＯＮ」）には、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＮ」となる。
【００９３】
また、タービン実回転数が急上昇しても（回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」）、それが起動開始から限時動作器２１で設定されている時間内に生じていない場合（限時動作信号６１が「ＯＦＦ」）のように回転数急上昇信号６５又は限時動作信号６１のいずれか１が「ＯＦＦ」の場合には、「ＯＦＦ」の限時回転数急上昇信号６６が出力される。
【００９４】
これにより切替器２３は、限時回転数急上昇信号６６が成立する場合には、蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動してタービン実回転数が急上昇を抑制すべく、信号発生器２２からの弁全閉指令６２を選択して、これを第１回転数指令６３として低値選択器７に出力する。
【００９５】
また、限時回転数急上昇信号６６が成立しない場合には、本来の回転指令である第１回転数指令５５を選択し、これを第１回転数指令６３として上述した低値選択器７に出力する。
【００９６】
これにより、低値選択器７には、給水制御系１からの第２回転数指令５６と、当該第１回転数指令６３とが入力することになり、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する。
【００９７】
このとき、回転数急上昇信号６５が成立して信号発生器２２からの弁全閉指令６２が切替器２３で選択されている場合には、第１回転数指令６３は第２回転数指令５６より小さくなるように設定されているので、低値選択器７は当該第１回転数指令６３を選択する。
【００９８】
また、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、切替器２３は第１回転数指令５５を選択して出力するので、低値選択器７は当該第１回転数指令５５に基づく第１回転数指令６３と第２回転数指令５６とを比較して、その低値の指令を出力する。
【００９９】
このようにして選択された回転数指令５７と回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８とが加算器８に入力し、これらの偏差が回転数偏差信号５９として係数器９に出力される。
【０１００】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【０１０１】
なお、回転数急上昇信号６５が成立している場合には、低値選択器７から出力される回転数指令５７は、信号発生器２２からの時間変化しない弁全閉指令６２に基づく指令であり、当該回転数指令５７はタービン実回転数信号５８より小さく設定されているので、回転数偏差信号５９の極性は負で時間的に変化しない蒸気加減弁開度指令６０となる（図６のＡ−Ｂ間の蒸気加減弁開度指令６０）。
【０１０２】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、本来の制御を行うべく、変化率設定器６からの第１回転数指令５５に基づく回転数指令５７とタービン実回転数５８との大小に応じて回転数偏差信号５９の極性が代り、その値も変化する。
【０１０３】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときにはその大きさに応じた弁開速度で蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときにはその大きさに応じた弁閉速度で蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【０１０４】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁開度指令６０の極性が負となり蒸気加減弁１４は強制的に弁閉方向に駆動されて、過大な蒸気がタービン１６に流入するのを抑制することができるようになる。
【０１０５】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が出力される構成であるため、タービン１６が定格回転数の数十％以上にならないと給水量が始まらないような特性の給水ポンプ１８からの給水量に基づく第２回転数指令５６に関わらず、適切にタービン１６の回転数を制御できるようになる。
【０１０６】
そして、このような回転数制御によりタービン実回転数の著しい上昇が抑制できるため、回転数の動揺を抑えることができ、短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１０７】
特に、このような制御を起動してから所定時間内（限時動作器２１で計時する時間）に制限することで、タービン１６へ流入する蒸気条件が悪く、回転数条件が成立するまでに回転数が上昇しなかった場合でも、蒸気加減弁１４の全閉を防止することが可能になり信頼性が向上する。
【０１０８】
＜ 次に、本発明の第４の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１０９】
図７は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１１０】
即ち、図１６に示す係数器９と蒸気加減弁操作器１０との間に、信号発生器２７、切替器２３、変化率判断手段２０を設けて、係数器９からの信号と信号発生器２７からの信号とを後述する条件に応じて切替えて蒸気加減弁操作器１０に入力させるようにしたものである。
【０１１１】
上述した第３の実施の形態においては、起動直後で限時動作器２１で規定される時間内でのタービン実回転数の急速な上昇を抑制するために、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなった際には、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する変化率設定器６からの第１回転数指令に優先して信号発生器２２からの蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁開度指令６０を出力して制御するようにした。
【０１１２】
しかし本発明は、これに限定されるものではなく、蒸気加減弁開度指令６０の出力は従来と同様に行うが、上述したようなタービン実回転数の急上昇が生じた場合には、図７に示すように、この蒸気加減弁開度指令６０に代り後述する信号発生器２７からの信号を蒸気加減弁操作器１０に入力させることにより、かかる制御を行うようにしてもよい。
【０１１３】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を発生させる信号発生器２７、端子Ｃに入力される切替信号に応じて出力信号を切替える切替器２３、
所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きくなったか否かを検出する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【０１１４】
なお、変化率判断手段２０は、第３の実施の形態と同様にタービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きい値か否かを検出して、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４とタービン起動信号５３との論理積を演算して、これを回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５、タービン起動信号５３の成立を計時のタイミングとして、予め設定された時間だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を出力する限時動作器２１、限時動作信号６１と回転数急上昇信号６５との論理積を演算して、この結果を限時回転数急上昇信号６６として出力する限時変化率論理積演算器２６を備えている。
【０１１５】
また、切替器２３及び変化率判断手段２０の作用も第３の実施の形態と同じであり、信号発生器２７は第２の実施の形態に係る構成と同じである。
【０１１６】
切替器２３には係数器９からの蒸気加減弁開度指令６０と信号発生器２７からの弁全閉指令６７とが入力して、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５に応じて、これらのいずれかを蒸気加減弁開度指令７２として出力する。
【０１１７】
従って、図８に示す動作図から分るように、タービン実回転数が急上昇してタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きくなり、かつ、限時動作器２１から「ＯＮ」の限時動作信号６１が出力されているＡ−Ｂ間では、従来の制御によれば単調、かつ、徐々に小さくなる蒸気加減弁開度指令６０で制御するのに対して、本実施の形態によれば、この区間は信号発生器２７からの弁全閉指令６７に基づく蒸気加減弁開度指令７２により制御することになる。
【０１１８】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【０１１９】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになると共に、回転数の動揺が抑えられて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１２０】
特に、このような制御を起動してから所定時間内（限時動作器２１で計時する時間）に制御を制限することで、タービン１６へ流入する蒸気条件が悪く、回転数条件が成立するまでに回転数が上昇しなかった場合でも、蒸気加減弁１４の全閉を防止することが可能になり信頼性が向上する。
【０１２１】
また、信号発生器２７から蒸気加減弁開度指令６０に相当する弁全閉指令６７を出力するので、低値選択器７、加算器８、係数器９でどのような処理が行われるかを考慮する必要がなく当該信号発生器２７の設計が容易になる利点がある。
【０１２２】
＜ 次に、本発明の第５の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１２３】
図９は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１２４】
即ち、図１６に示す変化率設定器６を変化率設定器１９に変えると共に、当該変化率設定器１９と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けたものである。
【０１２５】
これまで説明した各実施の形態においては、起動直後にタービン実回転数の急上昇が検出されたときには信号発生器２２等からの弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動してタービン実回転数が急上昇を抑制し、当該タービン実回転数の急上昇が検出されなくなると、従来の制御に戻すようにした。
【０１２６】
しかし、タービン実回転数の急上昇が検出されなくなったときのタービン実回転数に対して、回転数設定指令５４に基づく回転数指令５７との間に大きな差が残っているため、加算器８からの蒸気加減弁開度指令６０には大きな変化が伴うようになり、回転数の動揺を十分に抑制できなくなる場合がある。
【０１２７】
そこで、本実施の形態では、かかる回転数の動揺をより十分に抑制できるようにしたものである。
【０１２８】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、端子Ｂ’に入力される設定条件信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号に基づき回転数の変化率を設定する変化率設定器１９、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが従来構成に対して追設されている。
【０１２９】
そして、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５は、切替器２３の端子Ｃに入力して切替信号として作用すると共に、また変化率設定器１９の端子Ｂ’に入力して設定条件信号として作用している。
【０１３０】
変化率判断手段２０、信号発生器２２、切替器２３は、第１の実施の形態等において説明したと同様の構成であるが、変化率設定器１９は従来の変化率設定器６と異なる構成となっている点が相違している。
【０１３１】
即ち、変化率設定器１９には、タービン実回転数信号５８及び回転数設定指令５４が入力し、回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となっている間は、タービン実回転数信号５８に追従した信号を第１回転数指令６８として出力し、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」になると、その時の値から回転数設定指令５４の値を目標に、当該変化率設定器１９に設定されている変化率で変化する第１回転数指令６８を出力するようになっている。
【０１３２】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図１０に示す動作図を参照して説明する。
【０１３３】
変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となると、変化率設定器１９からはタービン実回転数信号５８に追従した第１回転数指令６８が出力されるが、このときは切替器２３は信号発生器２２から弁全閉指令６２を選択して出力する。
【０１３４】
但し、回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となっている間は、変化率設定器１９からの第１回転数指令６８は低値選択器７に出力されることはないが、この場合であっても当該第１回転数指令６８の値は変化している（図１０のＡ−Ｂ間における２点鎖線を参照）。
【０１３５】
そして、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となると、切替器２３は変化率設定器１９からの第１回転数指令６８を低値選択器７に出力する。
【０１３６】
従って、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後の第１回転数指令６８は、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が出力される。
【０１３７】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【０１３８】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになる。
【０１３９】
特に、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後の第１回転数指令６８は、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が出力されるため、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後からのタービン実回転数の変動を抑制することが可能になる。
【０１４０】
＜ 次に、本発明の第６の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１４１】
図１１は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１４２】
即ち、図１６に示す変化率設定器６を変化率設定器１９に変えると共に、当該変化率設定器１９と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けたものである。
【０１４３】
本実施の形態に係る発明は、上記第５の実施の形態に係る発明に対して、第２の実施の形態に係る発明のように限時動作器２１を設けて、起動してから所定時間内だけに限って蒸気加減弁１４を全閉させる制御を行うようにしたものである。
【０１４４】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、端子Ｂ’に入力される設定条件信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号に基づき回転数の変化率を設定する変化率設定器１９、
所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して出力する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【０１４５】
変化率判断手段２０、信号発生器２２、切替器２３、変化率設定器１９は、第３の実施の形態等において説明したと同様の構成であるが、限時動作器２１からの限時動作信号６１と変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５との論理積演算の結果を示す限時回転数急上昇信号６６が切替器２３の端子Ｃに入力して切替信号として作用すると共に、また変化率設定器１９の端子Ｂ’に入力して設定条件信号として作用している点が相違している。
【０１４６】
このような構成のタービン制御装置２は、図１２に示す動作図からもわかるように限時動作器２１からの限時動作信号６１が「ＯＮ」となっているときにのみ（図１２のＡ−Ｃ間）、信号発生器２２から弁全閉指令６２に基づく制御が行われて、タービン実回転数の急上昇が抑制される（図１２のＡ−Ｂ間）。
【０１４７】
従って、例えばタービン１６へ流入する蒸気条件が悪いために、タービン実回転数の変化率が変化率判断手段２０で急上昇であると検出されるぎりぎりの状態が長時間続くような場合には、当該限時動作信号６１が「ＯＮ」であることを条件として蒸気加減弁１４の全閉制御を行うことで短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１４８】
また、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＦＦ」となると、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が第１回転数指令６３として低値選択器７に出力されるので（図１２のＢ−Ｄ間）、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＦＦ」となってから後のタービン実回転数の変動を抑制することが可能になる。
【０１４９】
＜ 次に、本発明の第７の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１５０】
図１３は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１５１】
即ち、図１６に示す低値選択器７の前に微分器２９、係数器（ＫＤ）３０、加算器３１を設けて、変化率設定器６からの第１回転数指令５５と係数器３０からの減算値信号７３とを加算して低値選択器７に入力させるようにしたものである。
【０１５２】
これまで説明した各実施の形態においては、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなると、信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉するように制御した。
【０１５３】
これに対して、本実施の形態では、タービン実回転数の変化率に対応する値を演算し、これを第１回転数指令５５から減じることでタービン実回転数の急上昇を抑制するようにしたものである。
【０１５４】
このため、当該タービン制御装置２においては、タービン実回転数の変化率に比例した信号を出力する微分器２９、入力信号に所定の比例定数を乗じて出力する係数器３０、加算器３１とが従来構成に対して追設されている。
【０１５５】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図１４に示す動作図を参照して説明する。
【０１５６】
微分器２９にはタービン実回転数信号５８が入力して、その変化率が出力される。従って、タービン実回転数が急上昇しているような場合には、当該変化率は大きな値となり、ゆっくり変化している場合には当該変化率は小さな値となる。
【０１５７】
このタービン実回転数信号５８の変化率は係数器３０に入力して、予め設定された比例定数が乗じられて減算値信号７３として加算器３１に出力される。
【０１５８】
そして、この加算器３１で変化率設定器６から第１回転数指令５５との偏差が演算されて、その結果が低値選択器７に出力されることになる。
【０１５９】
なお、タービン実回転数の変化率が小さい場合には、加算器３１で減じられる値が略ゼロになるように係数器３０が設定されていることは言うまでもない。
【０１６０】
以上により、タービン実回転数の急上昇率が大きい場合には、第１回転数指令５５から大きな値が減じられるようになって、低値選択器７、加算器８を経て得られる回転数偏差信号５９は図１４に示すように小さな値となり、蒸気加減弁１４を急弁閉させることが可能となる。
【０１６１】
特に、これまで説明したように、タービン実回転数の急上昇が検出された場合に信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉する場合には、蒸気加減弁１４の急弁閉操作が行われるが、本発明の場合には図１４に示すように係数器９に入力する回転数偏差信号５９は連続的に変化するため、タービン実回転数が急上昇しているような場合でも蒸気加減弁１４は連続的に急弁閉されるようになって（図１４のＡ−Ｂ間）、当該蒸気加減弁１４に加わる負荷変動を小さくできる利点がある。
【０１６２】
また、タービン実回転数の急上昇が検出された場合に信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉する場合には、少なくともタービン実回転数の急上昇が起きるが、本発明に場合にはかかるタービン実回転数の急上昇が本質的に抑制されるため信頼性を更に向上させることが可能になる。
【０１６３】
なお、上記説明では、加算器３１を低値選択器７の前に設けて、第１回転数指令５５及び減算値信号７３との偏差が低値選択器７に入力するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示すように減算値信号７３を加算器８に入力して低値選択器７からの出力から減算値信号７３を減算するようにしても良い。
【０１６４】
この場合には、新たに加算器３１を設ける必要が無くなるので、部品点数が削減できる利点がある。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸気止弁の開閉状態を示すタービン起動信号に基づき当該蒸気止弁が開状態になったことを検出し、かつ、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きくなったことを検出した際には、そのことを示す信号を切替信号として出力する変化率判断手段と、蒸気加減弁を弁全閉方向に駆動させる弁全閉指令を発生する信号発生器と、切替信号が入力すると共に少なくとも弁全閉指令が入力して、切替信号が成立した場合には弁全閉指令を出力して、当該弁全閉指令に基づき蒸気加減弁操作器が蒸気止弁を弁閉駆動するようにする切替器とを設けたので、起動直後における回転数が急上昇時に蒸気加減弁を急速に弁閉方向に動作させて過大な蒸気がタービンに流入するのを抑制すると共に、タービン実回転数の動揺を抑えて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図２】図１に示すタービン制御装置の動作図である。
【図３】第２の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図４】図３に示すタービン制御装置の動作図である。
【図５】第３の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図６】図５に示すタービン制御装置の動作図である。
【図７】第４の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図８】図７に示すタービン制御装置の動作図である。
【図９】第５の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１０】図９に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１１】第６の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１２】図１１に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１３】第７の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１４】図１３に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１５】図１３に代る構成のタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１６】従来の技術の説明に適用されるタービン制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 給水制御系
２ タービン制御装置
５，２３ 切替器
６ 変化率設定器
７ 低値選択器
８，３１ 加算器
９，３０ 係数器
１０ 蒸気加減弁操作器
１２ 位置検出器
１３ 蒸気止弁
１４ 蒸気加減弁
１６ タービン
１７ 回転数検出器
１８ 給水ポンプ
１９ 変化率設定器
２０ 変化率判断手段
２１ 限時動作器
２２，２７ 信号発生器
２４ 変化率検出器
２５ 変化率論理積演算器
２６ 限時変化率論理積演算器
２９ 微分器
３５ 回転数設定手段
３６ 低値選択手段
【発明の属する技術分野】
本発明はタービンに蒸気を供給して、当該タービンを起動させるためのタービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービン制御装置は、例えば原子力発電プラントにおける原子炉隔離時冷却（Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｒｅ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ：以下ＲＣＩＣと略す）システム、即ち蒸気加減弁が開いた状態で、その上流にある蒸気止弁を急開してタービンに蒸気を流入し、タービンを起動開始するようなシステムに用いられる。
【０００３】
この原子炉隔離時冷却システムは、原子炉が主蒸気系及び給水系から隔離されたときに、当該原子炉で必要な水位及び冷却水量を確保することを主目的に設置されている。
【０００４】
このようなＲＣＩＣシステムの構成を、図１６に示して説明する。当該ＲＣＩＣシステムが起動される前は、蒸気加減弁１４は全開、蒸気止弁１３は全閉の状態となっており、タービン起動要求が発生すると蒸気止弁操作器１１により蒸気止弁１３が全開される。
【０００５】
これにより、蒸気は蒸気加減弁１４を通過してタービン１６に供給されて、当該タービン１６が回転を開始する。
【０００６】
タービン１６が回転を始めると、そのタービン軸に直結された油圧ポンプ１５が駆動されて蒸気加減弁操作器１０の油圧が確保され、その油圧力により蒸気加減弁１４の弁開度制御が可能となる。
【０００７】
蒸気加減弁１４の弁開度が制御されることによりタービン１６に供給される蒸気量が調整されて、当該タービン１６の回転数（以下、単に回転数と記載する）が制御され、これに伴い給水ポンプ１８の駆動量が制御されて原子炉への給水流量が調節される。
【０００８】
このように蒸気加減弁１４は蒸気加減弁操作器１０により制御され、そのときの制御信号は後述するタービン制御装置２からの蒸気加減弁開度指令６０として出力される。
【０００９】
当該タービン制御装置２は、タービンの定格回転数よりも高めの回転数を目標として設定された回転数設定指令に基づき該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づき回転数設定して、これを第１回転数指令５５として出力する回転数設定手段３５、第１回転数指令５５が入力すると共に給水ポンプ１８で給水されている給水流量に対応する第２回転数指令５６が入力して、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する低値選択手段３６、回転数指令５７が入力すると共にタービン１６の実際の回転数を示すタービン実回転数信号５８が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令６０として出力する弁開度指令発生手段３７等を有している。
【００１０】
回転数設定手段３５は、タービンの定格回転数よりも高めの回転数を目標回転数とし、これを起動回転数設定指令５１として出力する起動回転数設定器３、タービン停止時に蒸気加減弁操作器１０に入力する蒸気加減弁開度指令６０が弁開方向の極性と逆の回転数を設定して、これを停止回転数設定指令５２として出力する停止回転数設定器４、入力信号を切替信号に従い切替えて、これを回転数設定指令５４として出力する切替器５、回転数の変化率を設定し、これに基づく回転数を第１回転数指令５５として出力する変化率設定器６等により構成されている。
【００１１】
低値選択手段３６は、入力した複数の信号のうち値の小さい方の信号を選択して出力する低値選択器７により構成されている。
【００１２】
弁開度指令発生手段３７は、入力した信号の加減算を行い、その結果を回転数偏差信号５９として出力する加算器８、回転数を制御するための最適な増幅度を設定すると共に、入力した信号を当該増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令６０として出力する係数器９等により構成されている。
【００１３】
このような構成で、蒸気止弁１３の弁開開始は、位置検出器１２により機械的に検出され、その検出結果はタービン起動信号５３として切替器５に入力する。
【００１４】
そして、切替器５は蒸気止弁１３が開いてタービン起動信号５３が成立しているときは、起動回転数設定指令５１を回転数設定指令５４として出力する。
【００１５】
一方、蒸気止弁１３が弁全閉してタービン起動信号５３が成立していないときは、停止回転数設定指令５２を回転数設定指令５４として出力する。
【００１６】
なお、本明細書では、例えばタービン起動信号５３や回転数急上昇信号６５等のように信号が２値の値を取る場合にあり、この信号が「ＯＮ」のとき（ハイレベル信号のとき）には信号が「成立している」と適宜記載する。無論、これは便宜的なものであり、「ＯＦＦ」のとき（ローレベル信号のとき）に信号が「成立している」としてもよいことは明らかである。
【００１７】
この回転数設定指令５４は、変化率設定器６に入力し、当該変化率設定器６で回転数の変化率が設定されて、これが第１回転数指令５５として低値選択器７に出力される。
【００１８】
この低値選択器７には、給水制御系１から給水ポンプ１８で給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令５６が入力しており、第１回転数指令５５と第２回転数指令５６との低値が当該低値選択器７で選択されて回転数指令５７として出力される。
【００１９】
なお、給水ポンプ１８の特性から、実際に給水量が始まるのはタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときからである。
【００２０】
また、第１回転数指令５５は、タービン停止時に蒸気加減弁開度指令６０が弁開方向となる回転数を最低値、定格回転数よりも高めの値を最高値となるように設定されている。
【００２１】
このため低値選択器７においては、タービン１６の起動開始から給水が行われる回転数までは第１回転数指令５５が選択され、それ以降は第２回転数指令５６が選択されて、回転数指令５７として出力されることになる。
【００２２】
タービン実回転数は、タービン軸に近接して設けられた回転数検出器１７により検出されて、この検出結果がタービン実回転数信号５８として出力される。
【００２３】
そして、このタービン実回転数信号５８と回転数指令５７とが加算器８に入力して、回転数指令５７からタービン実回転数信号５８を差し引いて得られた回転数偏差信号５９が係数器９に入力する。
【００２４】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【００２５】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときには蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときには蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【００２６】
また、蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の大きさに比例して蒸気加減弁１４の開閉速度を変えて当該蒸気加減弁１４の開閉速度を調節する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以下のような理由により、タービン実回転数信号５８が第１回転数指令５５より大きくなる場合が生じ、危険回転数に上昇したことを検知する図示しない過速度検出器が作動して、蒸気止弁操作器１１に対して停止指令を出力したり、またタービン１６の回転数に動揺が生じて目標値に到達するまで長時間を要するようになってタービン起動要求の発生から所定の給水量が確保されるまでの時間制約を守ることができなくなってしまう可能性が生じる問題があった。
【００２８】
即ち、起動前の蒸気加減弁１４は全開状態にあるために、蒸気止弁１３が開かれるとタービン１６には最大蒸気量が供給されて最大回転数に向かって回転数が上昇するようになる。
【００２９】
このとき、蒸気加減弁開度指令６０による蒸気加減弁１４の制御が可能となるのは、回転数がある程度上昇して油圧ポンプ１５の油圧が確保された後となる。
【００３０】
また、係数器９は増幅度を回転数指令５７に対する回転数制御性を最適にするような構成であるため、当該増幅度は余り大きな値には設定されず、起動時においては蒸気加減弁開度指令６０の値は小さく、蒸気加減弁１４を弁閉方向に速く動作させることができない。
【００３１】
従って、タービン実回転数信号５８が第１回転数指令５５に対して大きくなる可能性が生じ、また回転数に動揺が生じて上述した問題が発生する。
【００３２】
そこで、本発明は、起動直後の急速な回転数上昇時に蒸気加減弁を急速に弁閉方向に動作させることができるようにして過大な蒸気がタービンに流入するのを抑制すると共に、タービン実回転数の動揺を抑えて短時間で目標回転数に静定できるようにしたタービン制御装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令とが入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記蒸気止弁の開閉状態を示すタービン起動信号に基づき当該蒸気止弁が開状態になったことを検出し、かつ、前記タービン実回転数信号に基づき前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなったことを検出した際には、そのことを示す信号を切替信号として出力する変化率判断手段と、前記蒸気加減弁を弁全閉方向に駆動させる弁全閉指令を発生する信号発生器と、前記切替信号が入力すると共に少なくとも前記弁全閉指令が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記弁全閉指令を出力して、当該弁全閉指令に基づき前記蒸気加減弁操作器に前記蒸気加減弁を弁閉駆動させる切替器と、を備え、前記回転数設定手段が、前記回転数設定指令、前記タービン実回転数信号及び前記切替信号が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記タービン実回転数信号に追従した信号を前記第１回転数指令として出力し、当該切替信号が成立しなくなった場合には、出力がその時に出力していた前記第１回転数指令から前記回転数設定指令を目標に変化するように変化率を設定してなる前記第１回転数指令を出力する変化率設定器を有することを特徴とする。
【００３５】
請求項２にかかる発明は、切替器に、第１回転数指令と弁全閉指令とが入力すると共に、切替信号が入力して、切替信号が成立した場合には弁全閉指令を低値選択手段に出力し、当該切替信号が成立していない場合には第１回転数指令を低値選択手段に出力することを特徴とする。
【００３７】
請求項３にかかる発明は、変化率判断手段が、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、タービン起動信号と変化率検出信号との論理積演算を行い、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を切替信号として出力する変化率論理積演算器とを有することを特徴とする。
【００３８】
請求項４にかかる発明は、変化率判断手段が、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、タービン起動信号と変化率検出信号との論理積演算を行い、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を出力する変化率論理積演算器と、タービン起動信号に基づき蒸気止弁が開状態になったことを検出した際には、そのときから予め設定された時間だけ所定レベルの限時動作信号を出力する限時動作器と、限時動作信号と回転数急上昇信号との論理積演算を行い、限時動作器で設定された時間内に、蒸気止弁が開状態になり、かつ、回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す信号を切替信号として出力する限時変化率論理積演算器とを有することを特徴とする。
【００３９】
請求項５にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として出力する係数器と、前記第１回転数指令が前記低値選択手段に入力する際に、当該第１回転数指令から前記減算値信号を減じて入力させる加算器とを有することを特徴とする。
【００４０】
請求項６にかかる発明は、蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を演算する加算器及び該加算器からの偏差信号を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する係数器とを備えた弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として前記加算器に出力する係数器とを有することを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００４２】
図１は第１の実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６に示す従来構成に対して追設した部分の構成を示している。
【００４３】
即ち、図１６に示す変化率設定器６と低値選択器７との間に追設され、主に変化率設定器６から出力された第１回転指令５５を入力し、低値選択器７に新たな第１回転数指令として出力するものである。
【００４４】
本実施の形態に係るタービン制御装置においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが追設されている。
【００４５】
この変化率判断手段２０には、回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８が入力して、その変化率が当該変化率判断手段２０に予め設定されている変化率より大きいか否かを検出し、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４と位置検出器１２からの蒸気止弁１３が弁開開始を示すタービン起動信号５３との論理積を演算して、この演算結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５により形成されている。
【００４６】
なお、図１に示すように、回転数急上昇信号６５は、切替器２３の切替信号入力端子Ｃに入力して、この意味で当該回転数急上昇信号６５は切替信号として作用している。
【００４７】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図２に示す動作図を参照して説明する。同図においては、Ａ−Ｂ間でタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きい場合を示している（以下、各実施の形態においても同様とする）。
【００４８】
変化率判断手段２０には、タービン実回転数信号５８とタービン起動信号５３とが入力して、これらが共に成立したとき「ＯＮ」の回転数急上昇信号６５を出力する。
【００４９】
即ち、タービン実回転数信号５８の変化率が、変化率検出器２４に予め設定されている変化率より大きい場合には「ＯＮ」の変化率検出信号６４が変化率論理積演算器２５に出力される。
【００５０】
そして、この変化率論理積演算器２５で、タービン起動信号５３と変化率検出信号６４との論理演算が行われて、蒸気止弁１３が弁開を開始して「ＯＮ」の
タービン起動信号５３が入力し、かつ、「ＯＮ」の変化率検出信号６４が入力したときには「ＯＮ」の回転数急上昇信号６５を切替信号として切替器２３に出力する（図２のＡ−Ｂ間）。
【００５１】
切替器２３には、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が入力すると共に、変化率設定器６において設定された回転数の変化率である第１回転数指令５５が入力して、切替信号である回転数急上昇信号６５の成否に応じて入力信号を選択し、これを新たに第１回転数指令６３として出力する。
【００５２】
即ち、回転数急上昇信号６５が成立している場合（「ＯＮ」の場合）には、タービン実回転数が急上昇しているので、蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動して当該タービン実回転数の急上昇を抑制すべく、弁全閉指令６２を選択する。
【００５３】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合（「ＯＦＦ」の場合）には、従来と同様な処理を行うべく第１回転数指令５５を選択する。
【００５４】
このようにして、切替器２３から出力される第１回転数指令６３は、回転数急上昇信号６５の成否に応じて切替えられて低値選択器７に入力する。
【００５５】
これにより、低値選択器７には、給水制御系１からの第２回転数指令５６と、当該第１回転数指令６３とが入力することになり、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する。
【００５６】
このとき、回転数急上昇信号６５が成立して信号発生器２２からの弁全閉指令６２が切替器２３で選択されている場合には、第１回転数指令６３は第２回転数指令５６より小さくなるように設定されているので、低値選択器７は当該第１回転数指令６３を選択する。
【００５７】
また、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、切替器２３は第１回転数指令５５を選択して出力するので、低値選択器７は当該第１回転数指令５５に基づく第１回転数指令６３と第２回転数指令５６とを比較して、その低値の指令を出力する。
【００５８】
このようにして選択された回転数指令５７と回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８とが加算器８に入力し、これらの偏差が回転数偏差信号５９として係数器９に出力される。
【００５９】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【００６０】
なお、回転数急上昇信号６５が成立している場合には、低値選択器７から出力される回転数指令５７は、信号発生器２２からの時間変化しない弁全閉指令６２に基づく指令であり、当該回転数指令５７はタービン実回転数信号５８より小さく設定されているので、回転数偏差信号５９の極性は負で時間的に変化しない蒸気加減弁開度指令６０となる（図２のＡ−Ｂ間の蒸気加減弁開度指令６０）。
【００６１】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、本来の制御を行うべく、変化率設定器６からの第１回転数指令５５に基づく回転数指令５７とタービン実回転数５８との大小に応じて回転数偏差信号５９の極性が変り、その値も変化する。
【００６２】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときにはその大きさに応じた弁開速度で蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときにはその大きさに応じた弁閉速度で蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【００６３】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁開度指令６０の極性が負となり蒸気加減弁１４は強制的に弁閉方向に駆動されて、過大な蒸気がタービン１６に流入するのを抑制することができるようになる。
【００６４】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が出力される構成であるため、タービン１６が定格回転数の数十％以上にならないと給水量が始まらないような特性の給水ポンプ１８からの給水量に基づく第２回転数指令５６に関わらず、適切にタービン１６の回転数を制御できるようになる。
【００６５】
そして、このような回転数制御によりタービン実回転数の著しい上昇が抑制できるため、回転数の動揺を抑えることができ、短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【００６６】
＜ 次に、本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００６７】
図３は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【００６８】
即ち、図１６に示す係数器９と蒸気加減弁操作器１０との間に、信号発生器２７、切替器２３、変化率判断手段２０等を設けて、係数器９からの信号と信号発生器２７からの信号とを後述する条件に応じて切替えて蒸気加減弁操作器１０に入力させるようにしたものである。
【００６９】
上記実施の形態においては、起動直後におけるタービン実回転数の急速な上昇を抑制するために、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなった際には、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する変化率設定器６からの第１回転数指令に優先して信号発生器２２からの蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁開度指令６０を出力して制御するようにした。
【００７０】
しかし本発明は、これに限定されるものではなく、蒸気加減弁開度指令６０の出力は従来と同様に行うが、上述したようなタービン実回転数の急上昇が生じた場合には、図３に示すように、この蒸気加減弁開度指令６０に代り後述する信号発生器２７からの信号を蒸気加減弁操作器１０に入力させることにより、かかる制御を行うようにしてもよい。
【００７１】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を発生させる信号発生器２７、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが従来構成に対して追設されている。
【００７２】
なお、切替器２３及び変化率判断手段２０は、第１の実施の形態に係る構成と同じで、起動直後におけるタービン実回転数の急上昇の検出も同様に行われる。
【００７３】
しかし、本実施の形態にかかる信号発生器２７は、蒸気加減弁開度指令６０に代る蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を出力するのに対して、第１の実施の形態にかかる信号発生器２２は蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる点で相違している。
【００７４】
即ち、第１の実施の形態の場合には、信号発生器２２からの弁全閉指令６２は、低値選択器７、加算器８、係数器９等を経て蒸気加減弁開度指令６０が生成されるが、本実施の形態の場合には信号発生器２７から蒸気加減弁開度指令６０に相当する弁全閉指令６７が出力される。
【００７５】
これにより低値選択器７、加算器８、係数器９でどのような処理が行われるかを考慮することなく、蒸気加減弁１４を全閉させる弁全閉指令６７を信号発生器２７から出力するように設計すればよいので、設計が容易になる利点がある。
【００７６】
切替器２３には係数器９からの蒸気加減弁開度指令６０と信号発生器２７からの弁全閉指令６７とが入力して、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５に応じて、これらのいずれかを蒸気加減弁開度指令７２として出力する。
【００７７】
従って、図４に示す動作図から分るように、タービン実回転数が急上昇してタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きくなるＡ−Ｂ間では、従来の制御によれば単調、かつ、徐々に小さくなる蒸気加減弁開度指令６０で制御するのに対して、本実施の形態によれば、この区間は信号発生器２７からの弁全閉指令６７に基づく蒸気加減弁開度指令７２により制御することになる。
【００７８】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【００７９】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになると共に、回転数の動揺が抑えられて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【００８０】
＜ 次に、本発明の第３の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００８１】
図５は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【００８２】
即ち、図１６に示す変化率設定器６と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けて、変化率設定器６からの信号と信号発生器２２からの信号とを後述する条件に応じて切替えて低値選択器７に入力させるようにしたものである。
【００８３】
上述した第１及び第２の実施の形態においては、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなると、信号発生器２２等からの弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁１４を全閉するように制御した。
【００８４】
これに対して、本実施の形態では、かかる制御を蒸気止弁１３が弁開開始してから所定時間（後述する限時動作器２１に設定されている時間）の間だけ行うようにして、信頼性を高めたものである。
【００８５】
このため当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて出力信号を切替える切替器２３、所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きくなったか否かを検出する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【００８６】
この変化率判断手段２０は、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きい値か否かを検出して、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４とタービン起動信号５３との論理積を演算して、これを回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５、タービン起動信号５３の成立を計時のタイミングとして、予め設定された時間だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を出力する限時動作器２１、限時動作信号６１と回転数急上昇信号６５との論理積を演算して、この結果を限時回転数急上昇信号６６として出力する限時変化率論理積演算器２６を備えている。
【００８７】
なお、図５において示すように、限時回転数急上昇信号６６は、切替器２３の切替信号入力端子Ｃに入力しており、この意味で当該限時回転数急上昇信号６６は切替信号として作用している。
【００８８】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図６に示す動作図を参照して説明する。
【００８９】
先の実施の形態で述べたように、タービン起動信号５３と変化率検出信号６４との論理積演算が変化率論理積演算器２５で行われて回転数急上昇信号６５が出力される。
【００９０】
一方、位置検出器１２からのタービン起動信号５３は、限時動作器２１にも入力して、当該タービン起動信号５３が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化すると、即ち蒸気止弁１３が弁開開始すると、予め設定されている一定の時間の間（図６のＡ−Ｃ間）だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を限時変化率論理積演算器２６に出力する。
【００９１】
そして、限時変化率論理積演算器２６は、限時動作信号６１及び回転数急上昇信号６５が共に「ＯＮ」のときには、「ＯＮ」の限時回転数急上昇信号６６を切替信号として切替器２３に出力する。
【００９２】
従って、タービン実回転数が急上昇し（回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」）、かつ、それが起動開始から限時動作器２１で設定されている時間内に生じている場合（限時動作信号６１が「ＯＮ」）には、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＮ」となる。
【００９３】
また、タービン実回転数が急上昇しても（回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」）、それが起動開始から限時動作器２１で設定されている時間内に生じていない場合（限時動作信号６１が「ＯＦＦ」）のように回転数急上昇信号６５又は限時動作信号６１のいずれか１が「ＯＦＦ」の場合には、「ＯＦＦ」の限時回転数急上昇信号６６が出力される。
【００９４】
これにより切替器２３は、限時回転数急上昇信号６６が成立する場合には、蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動してタービン実回転数が急上昇を抑制すべく、信号発生器２２からの弁全閉指令６２を選択して、これを第１回転数指令６３として低値選択器７に出力する。
【００９５】
また、限時回転数急上昇信号６６が成立しない場合には、本来の回転指令である第１回転数指令５５を選択し、これを第１回転数指令６３として上述した低値選択器７に出力する。
【００９６】
これにより、低値選択器７には、給水制御系１からの第２回転数指令５６と、当該第１回転数指令６３とが入力することになり、これらの低値を選択して回転数指令５７として出力する。
【００９７】
このとき、回転数急上昇信号６５が成立して信号発生器２２からの弁全閉指令６２が切替器２３で選択されている場合には、第１回転数指令６３は第２回転数指令５６より小さくなるように設定されているので、低値選択器７は当該第１回転数指令６３を選択する。
【００９８】
また、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、切替器２３は第１回転数指令５５を選択して出力するので、低値選択器７は当該第１回転数指令５５に基づく第１回転数指令６３と第２回転数指令５６とを比較して、その低値の指令を出力する。
【００９９】
このようにして選択された回転数指令５７と回転数検出器１７からのタービン実回転数信号５８とが加算器８に入力し、これらの偏差が回転数偏差信号５９として係数器９に出力される。
【０１００】
係数器９では、タービン１６の回転数を制御するために最適な増幅度で回転数偏差信号５９を増幅して蒸気加減弁開度指令６０として蒸気加減弁操作器１０に出力する。
【０１０１】
なお、回転数急上昇信号６５が成立している場合には、低値選択器７から出力される回転数指令５７は、信号発生器２２からの時間変化しない弁全閉指令６２に基づく指令であり、当該回転数指令５７はタービン実回転数信号５８より小さく設定されているので、回転数偏差信号５９の極性は負で時間的に変化しない蒸気加減弁開度指令６０となる（図６のＡ−Ｂ間の蒸気加減弁開度指令６０）。
【０１０２】
一方、回転数急上昇信号６５が成立していない場合には、本来の制御を行うべく、変化率設定器６からの第１回転数指令５５に基づく回転数指令５７とタービン実回転数５８との大小に応じて回転数偏差信号５９の極性が代り、その値も変化する。
【０１０３】
蒸気加減弁操作器１０は、蒸気加減弁開度指令６０の極性が正のときにはその大きさに応じた弁開速度で蒸気加減弁１４を弁開方向に駆動し、極性が負のときにはその大きさに応じた弁閉速度で蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動する。
【０１０４】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁開度指令６０の極性が負となり蒸気加減弁１４は強制的に弁閉方向に駆動されて、過大な蒸気がタービン１６に流入するのを抑制することができるようになる。
【０１０５】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２２から蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２が出力される構成であるため、タービン１６が定格回転数の数十％以上にならないと給水量が始まらないような特性の給水ポンプ１８からの給水量に基づく第２回転数指令５６に関わらず、適切にタービン１６の回転数を制御できるようになる。
【０１０６】
そして、このような回転数制御によりタービン実回転数の著しい上昇が抑制できるため、回転数の動揺を抑えることができ、短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１０７】
特に、このような制御を起動してから所定時間内（限時動作器２１で計時する時間）に制限することで、タービン１６へ流入する蒸気条件が悪く、回転数条件が成立するまでに回転数が上昇しなかった場合でも、蒸気加減弁１４の全閉を防止することが可能になり信頼性が向上する。
【０１０８】
＜ 次に、本発明の第４の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１０９】
図７は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１１０】
即ち、図１６に示す係数器９と蒸気加減弁操作器１０との間に、信号発生器２７、切替器２３、変化率判断手段２０を設けて、係数器９からの信号と信号発生器２７からの信号とを後述する条件に応じて切替えて蒸気加減弁操作器１０に入力させるようにしたものである。
【０１１１】
上述した第３の実施の形態においては、起動直後で限時動作器２１で規定される時間内でのタービン実回転数の急速な上昇を抑制するために、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなった際には、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する変化率設定器６からの第１回転数指令に優先して信号発生器２２からの蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁開度指令６０を出力して制御するようにした。
【０１１２】
しかし本発明は、これに限定されるものではなく、蒸気加減弁開度指令６０の出力は従来と同様に行うが、上述したようなタービン実回転数の急上昇が生じた場合には、図７に示すように、この蒸気加減弁開度指令６０に代り後述する信号発生器２７からの信号を蒸気加減弁操作器１０に入力させることにより、かかる制御を行うようにしてもよい。
【０１１３】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の弁全閉指令６７を発生させる信号発生器２７、端子Ｃに入力される切替信号に応じて出力信号を切替える切替器２３、
所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きくなったか否かを検出する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【０１１４】
なお、変化率判断手段２０は、第３の実施の形態と同様にタービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きい値か否かを検出して、その結果を変化率検出信号６４として出力する変化率検出器２４、変化率検出信号６４とタービン起動信号５３との論理積を演算して、これを回転数急上昇信号６５として出力する変化率論理積演算器２５、タービン起動信号５３の成立を計時のタイミングとして、予め設定された時間だけ「ＯＮ」の限時動作信号６１を出力する限時動作器２１、限時動作信号６１と回転数急上昇信号６５との論理積を演算して、この結果を限時回転数急上昇信号６６として出力する限時変化率論理積演算器２６を備えている。
【０１１５】
また、切替器２３及び変化率判断手段２０の作用も第３の実施の形態と同じであり、信号発生器２７は第２の実施の形態に係る構成と同じである。
【０１１６】
切替器２３には係数器９からの蒸気加減弁開度指令６０と信号発生器２７からの弁全閉指令６７とが入力して、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５に応じて、これらのいずれかを蒸気加減弁開度指令７２として出力する。
【０１１７】
従って、図８に示す動作図から分るように、タービン実回転数が急上昇してタービン実回転数信号５８の変化率が変化率検出器２４に設定されている変化率より大きくなり、かつ、限時動作器２１から「ＯＮ」の限時動作信号６１が出力されているＡ−Ｂ間では、従来の制御によれば単調、かつ、徐々に小さくなる蒸気加減弁開度指令６０で制御するのに対して、本実施の形態によれば、この区間は信号発生器２７からの弁全閉指令６７に基づく蒸気加減弁開度指令７２により制御することになる。
【０１１８】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【０１１９】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになると共に、回転数の動揺が抑えられて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１２０】
特に、このような制御を起動してから所定時間内（限時動作器２１で計時する時間）に制御を制限することで、タービン１６へ流入する蒸気条件が悪く、回転数条件が成立するまでに回転数が上昇しなかった場合でも、蒸気加減弁１４の全閉を防止することが可能になり信頼性が向上する。
【０１２１】
また、信号発生器２７から蒸気加減弁開度指令６０に相当する弁全閉指令６７を出力するので、低値選択器７、加算器８、係数器９でどのような処理が行われるかを考慮する必要がなく当該信号発生器２７の設計が容易になる利点がある。
【０１２２】
＜ 次に、本発明の第５の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１２３】
図９は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１２４】
即ち、図１６に示す変化率設定器６を変化率設定器１９に変えると共に、当該変化率設定器１９と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けたものである。
【０１２５】
これまで説明した各実施の形態においては、起動直後にタービン実回転数の急上昇が検出されたときには信号発生器２２等からの弁全閉指令６２に基づき蒸気加減弁１４を弁閉方向に駆動してタービン実回転数が急上昇を抑制し、当該タービン実回転数の急上昇が検出されなくなると、従来の制御に戻すようにした。
【０１２６】
しかし、タービン実回転数の急上昇が検出されなくなったときのタービン実回転数に対して、回転数設定指令５４に基づく回転数指令５７との間に大きな差が残っているため、加算器８からの蒸気加減弁開度指令６０には大きな変化が伴うようになり、回転数の動揺を十分に抑制できなくなる場合がある。
【０１２７】
そこで、本実施の形態では、かかる回転数の動揺をより十分に抑制できるようにしたものである。
【０１２８】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、端子Ｂ’に入力される設定条件信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号に基づき回転数の変化率を設定する変化率設定器１９、タービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して、その判断結果を回転数急上昇信号６５として出力する変化率判断手段２０とが従来構成に対して追設されている。
【０１２９】
そして、変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５は、切替器２３の端子Ｃに入力して切替信号として作用すると共に、また変化率設定器１９の端子Ｂ’に入力して設定条件信号として作用している。
【０１３０】
変化率判断手段２０、信号発生器２２、切替器２３は、第１の実施の形態等において説明したと同様の構成であるが、変化率設定器１９は従来の変化率設定器６と異なる構成となっている点が相違している。
【０１３１】
即ち、変化率設定器１９には、タービン実回転数信号５８及び回転数設定指令５４が入力し、回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となっている間は、タービン実回転数信号５８に追従した信号を第１回転数指令６８として出力し、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」になると、その時の値から回転数設定指令５４の値を目標に、当該変化率設定器１９に設定されている変化率で変化する第１回転数指令６８を出力するようになっている。
【０１３２】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図１０に示す動作図を参照して説明する。
【０１３３】
変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となると、変化率設定器１９からはタービン実回転数信号５８に追従した第１回転数指令６８が出力されるが、このときは切替器２３は信号発生器２２から弁全閉指令６２を選択して出力する。
【０１３４】
但し、回転数急上昇信号６５が「ＯＮ」となっている間は、変化率設定器１９からの第１回転数指令６８は低値選択器７に出力されることはないが、この場合であっても当該第１回転数指令６８の値は変化している（図１０のＡ−Ｂ間における２点鎖線を参照）。
【０１３５】
そして、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となると、切替器２３は変化率設定器１９からの第１回転数指令６８を低値選択器７に出力する。
【０１３６】
従って、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後の第１回転数指令６８は、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が出力される。
【０１３７】
以上により、起動直後にタービン実回転数が急上昇した場合には、蒸気加減弁１４を強制的に弁閉方向に駆動して、タービン１６に過大な蒸気が流入するのを容易に抑制することが可能となる。
【０１３８】
また、回転数急上昇信号６５の成否はタービン実回転数にのみで判断され、かつ、信号発生器２７から弁全閉指令７２が出力される構成であるため、例え給水ポンプ１８の特性により実際に給水量が始まるのがタービン１６が定格回転数の数十％以上になったときであっても、当該給水ポンプ１８の特性に関わらず、適切にタービン１６の回転数が制御できるようになる。
【０１３９】
特に、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後の第１回転数指令６８は、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が出力されるため、回転数急上昇信号６５が「ＯＦＦ」となった直後からのタービン実回転数の変動を抑制することが可能になる。
【０１４０】
＜ 次に、本発明の第６の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１４１】
図１１は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１４２】
即ち、図１６に示す変化率設定器６を変化率設定器１９に変えると共に、当該変化率設定器１９と低値選択器７との間に、信号発生器２２、切替器２３、変化率判断手段２０を設けたものである。
【０１４３】
本実施の形態に係る発明は、上記第５の実施の形態に係る発明に対して、第２の実施の形態に係る発明のように限時動作器２１を設けて、起動してから所定時間内だけに限って蒸気加減弁１４を全閉させる制御を行うようにしたものである。
【０１４４】
このため、当該タービン制御装置２においては、蒸気加減弁１４の全閉指令に相当する弁全閉指令６２を発生させる信号発生器２２、端子Ｃに入力される切替信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号を出力する切替器２３、端子Ｂ’に入力される設定条件信号に応じて複数の入力信号のうちの１の入力信号に基づき回転数の変化率を設定する変化率設定器１９、
所定時間内にタービン実回転数の変化率が予め設定された変化率より大きい値か否かを判断して出力する変化率判断手段２０が従来構成に対して追設されている。
【０１４５】
変化率判断手段２０、信号発生器２２、切替器２３、変化率設定器１９は、第３の実施の形態等において説明したと同様の構成であるが、限時動作器２１からの限時動作信号６１と変化率判断手段２０からの回転数急上昇信号６５との論理積演算の結果を示す限時回転数急上昇信号６６が切替器２３の端子Ｃに入力して切替信号として作用すると共に、また変化率設定器１９の端子Ｂ’に入力して設定条件信号として作用している点が相違している。
【０１４６】
このような構成のタービン制御装置２は、図１２に示す動作図からもわかるように限時動作器２１からの限時動作信号６１が「ＯＮ」となっているときにのみ（図１２のＡ−Ｃ間）、信号発生器２２から弁全閉指令６２に基づく制御が行われて、タービン実回転数の急上昇が抑制される（図１２のＡ−Ｂ間）。
【０１４７】
従って、例えばタービン１６へ流入する蒸気条件が悪いために、タービン実回転数の変化率が変化率判断手段２０で急上昇であると検出されるぎりぎりの状態が長時間続くような場合には、当該限時動作信号６１が「ＯＮ」であることを条件として蒸気加減弁１４の全閉制御を行うことで短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【０１４８】
また、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＦＦ」となると、そのときのタービン実回転数から回転数設定指令５４の値を目標に変化する第１回転数指令６８が第１回転数指令６３として低値選択器７に出力されるので（図１２のＢ−Ｄ間）、限時回転数急上昇信号６６が「ＯＦＦ」となってから後のタービン実回転数の変動を抑制することが可能になる。
【０１４９】
＜ 次に、本発明の第７の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同一符号を付して説明を適宜省略する。
【０１５０】
図１３は本実施の形態にかかるタービン制御装置の部分構成図で、図１６の従来構成と異なる部分を図示したものである。
【０１５１】
即ち、図１６に示す低値選択器７の前に微分器２９、係数器（ＫＤ）３０、加算器３１を設けて、変化率設定器６からの第１回転数指令５５と係数器３０からの減算値信号７３とを加算して低値選択器７に入力させるようにしたものである。
【０１５２】
これまで説明した各実施の形態においては、タービン実回転数の変化率が予め設定されている変化率より大きくなると、信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉するように制御した。
【０１５３】
これに対して、本実施の形態では、タービン実回転数の変化率に対応する値を演算し、これを第１回転数指令５５から減じることでタービン実回転数の急上昇を抑制するようにしたものである。
【０１５４】
このため、当該タービン制御装置２においては、タービン実回転数の変化率に比例した信号を出力する微分器２９、入力信号に所定の比例定数を乗じて出力する係数器３０、加算器３１とが従来構成に対して追設されている。
【０１５５】
次に、このような構成のタービン制御装置２の動作を図１４に示す動作図を参照して説明する。
【０１５６】
微分器２９にはタービン実回転数信号５８が入力して、その変化率が出力される。従って、タービン実回転数が急上昇しているような場合には、当該変化率は大きな値となり、ゆっくり変化している場合には当該変化率は小さな値となる。
【０１５７】
このタービン実回転数信号５８の変化率は係数器３０に入力して、予め設定された比例定数が乗じられて減算値信号７３として加算器３１に出力される。
【０１５８】
そして、この加算器３１で変化率設定器６から第１回転数指令５５との偏差が演算されて、その結果が低値選択器７に出力されることになる。
【０１５９】
なお、タービン実回転数の変化率が小さい場合には、加算器３１で減じられる値が略ゼロになるように係数器３０が設定されていることは言うまでもない。
【０１６０】
以上により、タービン実回転数の急上昇率が大きい場合には、第１回転数指令５５から大きな値が減じられるようになって、低値選択器７、加算器８を経て得られる回転数偏差信号５９は図１４に示すように小さな値となり、蒸気加減弁１４を急弁閉させることが可能となる。
【０１６１】
特に、これまで説明したように、タービン実回転数の急上昇が検出された場合に信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉する場合には、蒸気加減弁１４の急弁閉操作が行われるが、本発明の場合には図１４に示すように係数器９に入力する回転数偏差信号５９は連続的に変化するため、タービン実回転数が急上昇しているような場合でも蒸気加減弁１４は連続的に急弁閉されるようになって（図１４のＡ−Ｂ間）、当該蒸気加減弁１４に加わる負荷変動を小さくできる利点がある。
【０１６２】
また、タービン実回転数の急上昇が検出された場合に信号発生器２２からの弁全閉指令６２等に基づき蒸気加減弁１４を全閉する場合には、少なくともタービン実回転数の急上昇が起きるが、本発明に場合にはかかるタービン実回転数の急上昇が本質的に抑制されるため信頼性を更に向上させることが可能になる。
【０１６３】
なお、上記説明では、加算器３１を低値選択器７の前に設けて、第１回転数指令５５及び減算値信号７３との偏差が低値選択器７に入力するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示すように減算値信号７３を加算器８に入力して低値選択器７からの出力から減算値信号７３を減算するようにしても良い。
【０１６４】
この場合には、新たに加算器３１を設ける必要が無くなるので、部品点数が削減できる利点がある。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸気止弁の開閉状態を示すタービン起動信号に基づき当該蒸気止弁が開状態になったことを検出し、かつ、タービン実回転数信号に基づき回転数の変化率が予め設定された値より大きくなったことを検出した際には、そのことを示す信号を切替信号として出力する変化率判断手段と、蒸気加減弁を弁全閉方向に駆動させる弁全閉指令を発生する信号発生器と、切替信号が入力すると共に少なくとも弁全閉指令が入力して、切替信号が成立した場合には弁全閉指令を出力して、当該弁全閉指令に基づき蒸気加減弁操作器が蒸気止弁を弁閉駆動するようにする切替器とを設けたので、起動直後における回転数が急上昇時に蒸気加減弁を急速に弁閉方向に動作させて過大な蒸気がタービンに流入するのを抑制すると共に、タービン実回転数の動揺を抑えて短時間で目標回転数に静定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図２】図１に示すタービン制御装置の動作図である。
【図３】第２の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図４】図３に示すタービン制御装置の動作図である。
【図５】第３の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図６】図５に示すタービン制御装置の動作図である。
【図７】第４の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図８】図７に示すタービン制御装置の動作図である。
【図９】第５の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１０】図９に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１１】第６の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１２】図１１に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１３】第７の実施の形態の説明に適用されるタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１４】図１３に示すタービン制御装置の動作図である。
【図１５】図１３に代る構成のタービン制御装置の従来構成と異なる部分を示す図である。
【図１６】従来の技術の説明に適用されるタービン制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 給水制御系
２ タービン制御装置
５，２３ 切替器
６ 変化率設定器
７ 低値選択器
８，３１ 加算器
９，３０ 係数器
１０ 蒸気加減弁操作器
１２ 位置検出器
１３ 蒸気止弁
１４ 蒸気加減弁
１６ タービン
１７ 回転数検出器
１８ 給水ポンプ
１９ 変化率設定器
２０ 変化率判断手段
２１ 限時動作器
２２，２７ 信号発生器
２４ 変化率検出器
２５ 変化率論理積演算器
２６ 限時変化率論理積演算器
２９ 微分器
３５ 回転数設定手段
３６ 低値選択手段
Claims (6)
- 蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令とが入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、
前記蒸気止弁の開閉状態を示すタービン起動信号に基づき当該蒸気止弁が開状態になったことを検出し、かつ、前記タービン実回転数信号に基づき前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなったことを検出した際には、そのことを示す信号を切替信号として出力する変化率判断手段と、
前記蒸気加減弁を弁全閉方向に駆動させる弁全閉指令を発生する信号発生器と、前記切替信号が入力すると共に少なくとも前記弁全閉指令が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記弁全閉指令を出力して、当該弁全閉指令に基づき前記蒸気加減弁操作器に前記蒸気加減弁を弁閉駆動させる切替器と、を備え、
前記回転数設定手段が、前記回転数設定指令、前記タービン実回転数信号及び前記切替信号が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記タービン実回転数信号に追従した信号を前記第１回転数指令として出力し、当該切替信号が成立しなくなった場合には、出力がその時に出力していた前記第１回転数指令から前記回転数設定指令を目標に変化するように変化率を設定してなる前記第１回転数指令を出力する変化率設定器を有することを特徴とするタービン制御装置。 - 前記切替器に、前記第１回転数指令と前記弁全閉指令とが入力すると共に、前記切替信号が入力して、前記切替信号が成立した場合には前記弁全閉指令を前記低値選択手段に出力し、当該切替信号が成立していない場合には前記第１回転数指令を前記低値選択手段に出力することを特徴とする請求項１記載のタービン制御装置。
- 前記変化率判断手段が、前記タービン実回転数信号に基づき前記回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、前記タービン起動信号と前記変化率検出信号との論理積演算を行い、前記蒸気止弁が開状態になり、かつ、前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を前記切替信号として出力する変化率論理積演算器とを有することを特徴とする請求項１または２記載のタービン制御装置。
- 前記変化率判断手段が、前記タービン実回転数信号に基づき前記回転数の変化率が予め設定された値より大きいか否かを検出して、その結果を変化率検出信号として出力する変化率検出器と、
前記タービン起動信号と前記変化率検出信号との論理積演算を行い、前記蒸気止弁が開状態になり、かつ、前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す回転数急上昇信号を出力する変化率論理積演算器と、
前記タービン起動信号に基づき前記蒸気止弁が開状態になったことを検出した際には、そのときから予め設定された時間だけ所定レベルの限時動作信号を出力する限時動作器と、前記限時動作信号と前記回転数急上昇信号との論理積演算を行い、前記限時動作器で設定された時間内に、前記蒸気止弁が開状態になり、かつ、前記回転数の変化率が予め設定された値より大きくなった場合には、そのことを示す信号を前記切替信号として出力する限時変化率論理積演算器とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のタービン制御装置。 - 蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、
前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、
該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として出力する係数器と、
前記第１回転数指令が前記低値選択手段に入力する際に、当該第１回転数指令から前記減算値信号を減じて入力させる加算器とを有することを特徴とするタービン制御装置。 - 蒸気加減弁が開いた状態で該蒸気加減弁の上流に設けられた蒸気止弁が蒸気止弁操作器により急弁開されて、給水ポンプが連結されたタービンに蒸気を流入させることにより当該タービンを起動して給水を開始した際に、該タービンの定格回転数よりも高めの回転数に設定された回転数設定指令に基づき当該タービンがその目標回転数になるように、回転数の変化率を設定し、当該変化率に基づいて回転数を設定して第１回転数指令として出力する回転数設定手段と、前記第１回転数指令が入力すると共に前記給水ポンプで給水されている給水量に対応した回転数を示す第２回転数指令が入力して、これらの低値を選択して回転数指令として出力する低値選択手段と、前記回転数指令が入力すると共にタービンの実際の回転数を示すタービン実回転数信号が入力して、これらの偏差を演算する加算器及び該加算器からの偏差信号を回転数制御のために最適な増幅度で増幅して、これを蒸気加減弁開度指令として出力する係数器とを備えた弁開度指令発生手段とを有して、所定量の給水が行われるようにタービンの回転数を制御するタービン制御装置において、
前記タービン実回転数信号の変化率を検出する微分器と、
該微分器で検出した変化率に所定の比例定数を乗じて減算値信号として前記加算器に出力する係数器とを有することを特徴とするタービン制御装置。
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