JP7213702B2 - タービンバイパス制御装置、スチームシステム、タービンバイパス制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
しかし、タービンに流れる蒸気の流量は、例えばタービンの負荷によって異なる。
このため、タービンに流れる蒸気の流量が異なると、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できないことがある。
このため、タービンバイパス制御装置は、タービンに流れる蒸気の流量が異なっても、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できる。
このため、例えばパラメータや算出式を調整することで、タービンバイパス制御装置は、第一流量に対するバイパス弁の開度を調整することができる。
このため、タービンバイパス制御装置は、タービントリップ時に各ヘッダ内の圧力を個別に制御することができる。
このため、タービンバイパス制御装置は、タービンバイパスラインに流す蒸気の流量を、広い範囲にわたり高い分解能で制御することができる。
このため、タービンバイパス制御装置は、タービントリップ時に低圧側ヘッダに余分に流れ込む蒸気の流量で、放風ラインに流す蒸気の流量を制御可能である。
このため、タービンバイパスラインに流す蒸気の流量で、バイパス弁の急開を制御できる。
このため、スチームシステムは、タービンに流れる蒸気の流量が異なっても、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できる。
このため、タービンバイパス制御方法は、タービンに流れる蒸気の流量が異なっても、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できる。
このため、タービンバイパス制御装置は、タービンに流れる蒸気の流量が異なっても、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できる。
以下、第1実施形態について図1~図6を参照しながら説明する。
図1は、特許文献1に開示されているスチームシステムの概略図である。
本発明の第1実施形態に係るスチームシステム1も、図1に示すように構成されている。
例えば、スチームシステム1は、化学プラントや発電プラントに設けられる。
スチームシステム1は、タービンバイパス制御装置4と、高圧側ヘッダ11と、低圧側ヘッダ12と、タービン13と、タービンバイパスライン15と、を備える。
スチームシステム1は、ボイラ14と、放風ライン16と、安全弁25と、高圧側流入量制御弁26と、低圧側流出量制御弁27と、圧力センサ31~33、36及び37と、高圧側圧力制御器46と、低圧側圧力制御器47と、をさらに備える。
スチームシステム1は、タービン13に加えて、高圧側ヘッダ11からの蒸気によって駆動される他のタービンを備えてもよい。
高圧側ヘッダ11内の圧力は、低圧側ヘッダ12内の圧力より大きくなるように構成されている。
タービン13は、高圧側ヘッダ11内の蒸気がタービン13内に流入するように、高圧側ヘッダ11と接続されている。
タービン13は、タービン13内の蒸気が低圧側ヘッダ12内へ流出するように、低圧側ヘッダ12と接続されている。
これにより、タービン13は、高圧側ヘッダ11からタービン13を介して低圧側ヘッダ12へ流れる蒸気で駆動するように構成されている。
タービン13は、タービン13のトリップを示すトリップ信号PSDをタービンバイパス制御装置4へ出力する。
圧力センサ36は、高圧側ヘッダ11内の蒸気圧力を検出し、蒸気圧力を示す圧力検出信号PV6を出力する。
高圧側圧力制御器46は、高圧側ヘッダ11内の設定圧力を示す圧力設定信号SV6と圧力検出信号PV6とに基づいて高圧側流入量制御弁26の開度を制御することにより、高圧側ヘッダ11内の蒸気圧力について比例積分制御(以下、「PI制御」という)を実行する。
圧力センサ37は、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力を検出し、蒸気圧力を示す圧力検出信号PV7を出力する。
低圧側圧力制御器47は、低圧側ヘッダ12内の設定圧力を示す圧力設定信号SV7と圧力検出信号PV7とに基づいて低圧側流出量制御弁27の開度を制御することにより、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力についてPI制御を実行する。
すなわち、タービンバイパスライン15は、タービンバイパスライン15及びタービン13が並列関係を有するように、高圧側ヘッダ11と低圧側ヘッダ12とを接続する。
バイパス弁10は、タービンバイパスライン15を通って高圧側ヘッダ11から低圧側ヘッダ12へ流れる蒸気の流量を制御する。
タービンバイパスライン15は、並列関係を有する第一バイパスライン15a及び第二バイパスライン15bを備える。
バイパス弁10は、第一バイパス弁21と第二バイパス弁22を備える。
第一バイパス弁21は、第一バイパスライン15aに設けられている。
第一バイパス弁21は、第一バイパスライン15aを流れる蒸気の流量を制御する。
第一バイパス弁21は、急開用のソレノイドを備える。
第二バイパス弁22は、第二バイパスライン15bに設けられている。
第二バイパス弁22は、第二バイパスライン15bを流れる蒸気の流量を制御する。
第二バイパス弁22は、急開用のソレノイドを備える。
すなわち、タービンバイパスライン15において、第二バイパス弁22は、第一バイパス弁21と並列に設けられている。
例えば、第一バイパス弁21及び第二バイパス弁22がともに全開の場合、第一バイパスライン15aを流れる蒸気の流量は、第二バイパスライン15bを流れる蒸気の流量より大きい。
例えば、第一バイパス弁21は、実際の開度を検出し、実際の開度の関連する弁開度信号V1を出力する。
例えば、第二バイパス弁22は、実際の開度を検出し、実際の開度の関連する弁開度信号V2を出力する。
放風弁20は、低圧側ヘッダ12から放風ライン16を通って流出する蒸気の流量を制御する。
圧力センサ31は、検出した蒸気圧力に関連する信号をタービンバイパス制御装置4に出力する。
圧力センサ32及び圧力センサ33の各々は、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力を検出する。
圧力センサ32及び圧力センサ33の各々は、検出した蒸気圧力に関連する信号をタービンバイパス制御装置4に出力する。
タービンバイパス制御装置4は、放風弁20の開度を制御するために用いられる。
タービントリップなどの外乱がタービン13に発生した場合において、安全弁25を極力作動させないように、タービンバイパス制御装置4は、低圧側ヘッダ12内の圧力を制御することができる。
タービンバイパス制御装置4は、タービン13から出力されるトリップ信号PSDを取得する。
本実施形態では、正常に作動しているとき、タービン13は、OFFを示すトリップ信号PSDを出力している。
また、本実施形態では、タービントリップなどの外乱がタービン13に発生した後は、タービン13は、ONを示すトリップ信号PSDを出力する。
タービンバイパス制御装置4は、高圧制御値出力部41と、低圧制御値出力部42と、放風開度制御部43と、高値選択部50とを備える。
タービントリップなどの外乱がタービン13に発生していない場合であって、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力が小さくなった場合、低圧制御値出力部42は、フィードバック制御により、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力が大きくなるようにバイパス弁10を開く制御値を出力する。
高値選択部50は、選択した制御値を出力する。
放風開度制御部43は、放風弁20の開度の制御を行う。
なお、タービンバイパス制御装置4の詳しい構成は、後述にて説明する。
スチームシステム1は、第一流量検出部34と、第二流量検出部35と、をさらに備える。
これにより、高圧側ヘッダ11内の蒸気は、第一ライン17を通じてタービン13へ供給される。
例えば、第二分岐ライン18bは、第二主ライン18aから分岐している。
第二主ライン18aは、タービン13と低圧側ヘッダ12とを接続している。
第二分岐ライン18bは、タービン13と復水ポンプ19とを接続している。
これにより、タービン13内の蒸気のうちの一部は、凝縮されて復水ポンプ19に供給され、タービン13内の蒸気のうちの残りは、低圧側ヘッダ12に供給される。
第一流量検出部34は、検出した流量をタービンバイパス制御装置4に出力する。
例えば、第一流量検出部34は、第一ライン17に設けられ、第一ライン17内を通過する蒸気の流量を検出する。
第二流量検出部35は、検出した流量をタービンバイパス制御装置4に出力する。
タービンバイパス制御装置の構成を詳細に説明する。
図3に示すように、タービンバイパス制御装置4は、トリップ信号取得部62と、第一流量取得部63と、バイパス開度制御部64と、をさらに備える。
タービンバイパス制御装置4は、第一開度算出部65と、第二開度算出部66と、をさらに備える。
トリップ信号取得部62は、トリップ信号PSDに関連してソレノイド信号SSを出力する。
また、ONを示すトリップ信号PSDを取得した直後から所定時間Z2(秒)にわたり、トリップ信号取得部62は、ソレノイド信号SSとして、ONを示す信号を出力する。
さらに、ONを示すトリップ信号PSDを取得してから所定時間Z2後、トリップ信号取得部62は、ソレノイド信号SSとして、OFFを示す信号を出力する。
本実施形態では、ソレノイド信号SSは、第一バイパス弁21及び第二バイパス弁22に出力される。
例えば、ONを示すソレノイド信号SSが第一バイパス弁21に出力されると、第一バイパス弁21の急開用のソレノイドを作動させる。第一バイパス弁21の急開用のソレノイドを作動させると、第一バイパス弁21は、一旦全開に急開され、その後入力される制御値に関連する開度に制御される。
同様に、ONを示すソレノイド信号SSが第二バイパス弁22に出力されると、第二バイパス弁22の急開用のソレノイドを作動させる。第二バイパス弁22の急開用のソレノイドを作動させると、第二バイパス弁22は、一旦全開に急開され、その後入力される制御値に関連する開度に制御される。
トリップ信号取得部62は、トリップ信号PSDに関連して第一アナログ保持信号AHS1と、第二アナログ保持信号AHS2と、を出力する。
また、ONを示すトリップ信号PSDを取得した直後から所定時間Z1(秒)にわたり、トリップ信号取得部62は、第一自動手動切替信号AMF1として、手動を示す信号を出力する。
さらに、ONを示すトリップ信号PSDを取得してから所定時間Z1後、トリップ信号取得部62は、第一自動手動切替信号AMF1として、再び自動を示す信号を出力する。
また、ONを示すトリップ信号PSDを取得した直後から所定時間Z3(秒)にわたり、トリップ信号取得部62は、第二自動手動切替信号AMF2として、手動を示す信号を出力する。
さらに、ONを示すトリップ信号PSDを取得してから所定時間Z3後、トリップ信号取得部62は、第二自動手動切替信号AMF2として、再び自動を示す信号を出力する。
本実施形態では、第一流量取得部63は、第一流量検出部34が検出した流量に第一補償係数αを掛けて第一流量FR1を取得する。
第一補償係数αは、事前に現場で調整されたであれば、どのような値が設定されてもよい。
例えば、第一補償係数αは1である。
第一流量取得部63は、第一流量FR1を第一開度算出部65に出力する。
本実施形態では、バイパス開度制御部64は、ONを示すトリップ信号PSDを取得したとき、第一流量FR1に関連して、バイパス弁10の開度を制御する。
第一開度算出部65は、算出した第一開度を制御値MV65として、バイパス開度制御部64へ出力する。
これにより、バイパス開度制御部64は、トリップ信号PSD及び第一流量FR1に関連して、バイパス弁10の開度を制御することができる。
具体的には、バイパス開度制御部64は、ONを示すトリップ信号PSDを取得したとき、第一流量FR1に関連する第一開度でバイパス弁10の開度を制御することができる。
第一開度算出部65は、第一処理部65aと、第二処理部65bと、第一アナログ保持部65cと、を備える。
第一開度算出部65は、第一変換部65dと、第二変換部65eと、第三変換部65fと、を備える。
第一アナログ保持部65cは、例えば、第一アナログ保持信号AHS1に同期して入力された信号を保持して出力することができる。
第一処理部65aは、タービンバイパスライン15に現在流れている蒸気の流量を取得する。
タービンバイパスライン15に現在流れている蒸気の流量は、例えば、第一変換部65dが現在のバイパス弁10の開度を関数変換することにより取得される。
第一処理部65aは、第一流量FR1と、タービンバイパスライン15に現在流れている蒸気の流量とを加算し、加算した流量を第二処理部65bに出力する。
第二バイパスライン15bに流れている蒸気の流量は、例えば、第二変換部65eが現在の第二バイパス弁22の開度を関数変換することにより取得される。
第三変換部65fは、関数変換により、取得した流量を第一開度に変換する。
第三変換部65fは、変換した第一開度を、制御値MV65として、バイパス開度制御部64へ出力する。
第二開度算出部66は、第一関数発生器66aと、第二関数発生器66bと、を備える。
スプリットレンジ制御の関数は、第一関数と、第二関数と、を有する。
第一関数発生器66aは、高値選択部50から出力される制御値MV50を取得する。
第一関数発生器66aは、第一関数により、取得した制御値MV50から第二開度を算出し、制御値MV66aとして出力する。
例えば、第一関数は、0≦MV50<a1であるとき、MV50を「0」に変換する。
また、第一関数は、a1≦MV50≦1であるとき、MV50を「(MV50-a1)/(1-a1)」に変換する。
これにより、0≦MV50<a1であるとき、第一関数発生器66aは、制御値MV66aとして「0」を出力する。
また、a1≦MV50≦1であるとき、第一関数発生器66aは、制御値MV66aとして「(MV50-a1)/(1-a1)」を出力する。
第二関数発生器66bは、高値選択部50から出力される制御値MV50を取得する。
第二関数発生器66bは、第二関数により、取得した制御値MV50から第二開度を算出し、制御値MV66bとして出力する。
例えば、第二関数は、0≦MV50<a2であるとき、MV50を「MV50/a2」に変換する。
また、第二関数は、a2≦MV50≦1であるとき、MV50を「1」に変換する。
これにより、0≦MV50<a2であるとき、第二関数発生器66bは、制御値MV66bとして「MV50/a2」を出力する。
また、a2≦MV50≦1であるとき、第二関数発生器66bは、制御値MV66bとして「1」を出力する。
バイパス開度制御部64は、第一切替部64aと、第二切替部64bと、第三切替部64cと、第四切替部64dと、を備える。
例えば、第一切替部64aと、第二切替部64bと、第三切替部64cと、第四切替部64dとは、以下のように構成されてもよい。
第一切替部64aは、トリップ信号取得部62が出力する第一アナログ保持信号AHS1を取得する。
第一切替部64aは、第一開度算出部65が出力する制御値MV65を取得する。
第一切替部64aは、第一アナログ保持信号AHS1を取得していないとき(第一アナログ保持信号AHS1がOFFのとき)、制御値MV41を出力する。
第一切替部64aは、第一アナログ保持信号AHS1を取得しているとき(第一アナログ保持信号AHS1がONのとき)、制御値MV65を出力する。
第二切替部64bは、トリップ信号取得部62が出力する第一アナログ保持信号AHS1を取得する。
第二切替部64bは、第二バイパス弁22が出力する弁開度信号V2を取得する。
第二切替部64bは、第一アナログ保持信号AHS1を取得していないとき(第一アナログ保持信号AHS1がOFFのとき)、制御値MV42を出力する。
第二切替部64bは、第一アナログ保持信号AHS1を取得しているとき(第一アナログ保持信号AHS1がONのとき)、弁開度信号V2を出力する。
第三切替部64cは、トリップ信号取得部62が出力する個別制御信号ICSを取得する。
第三切替部64cは、第一切替部64aが出力する制御値を取得する。
第三切替部64cは、個別制御信号ICSを取得していないとき(個別制御信号ICSがOFFのとき)、制御値MV66aを出力する。
第三切替部64cは、個別制御信号ICSを取得しているとき(個別制御信号ICSがONのとき)、第一切替部64aが出力する制御値を出力する。
第四切替部64dは、トリップ信号取得部62が出力する個別制御信号ICSを取得する。
第四切替部64dは、第二切替部64bが出力する制御値を取得する。
第四切替部64dは、個別制御信号ICSを取得していないとき、制御値MV66bを出力する。
第四切替部64dは、個別制御信号ICSを取得しているとき、第二切替部64bが出力する制御値を出力する。
例えば、高圧制御値出力部41は、圧力センサ31が検出した蒸気圧力に関連する信号として、圧力検出信号PV1を圧力センサ31から取得する。
ここで圧力センサ31は、高圧側ヘッダ11内の蒸気圧力を検出し、蒸気圧力を示す圧力検出信号PV1を出力する。
例えば、高圧制御値出力部41は、圧力設定信号SV1と圧力検出信号PV1とに基づいて制御値MV41を出力する。
高圧制御値出力部41は、第一自動手動切替信号AMF1及び弁開度信号V1を取得してもよい。
例えば、低圧制御値出力部42は、圧力センサ32が検出した蒸気圧力に関連する信号として、圧力検出信号PV2を圧力センサ31から取得する。
ここで圧力センサ32は、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力を検出し、蒸気圧力を示す圧力検出信号PV2を出力する。
例えば、低圧制御値出力部42は、圧力設定信号SV2と圧力検出信号PV2とに基づいて制御値MV42を出力する。
低圧制御値出力部42は、第一自動手動切替信号AMF1及び弁開度信号V2を取得してもよい。
図4に示すように、タービンバイパス制御装置4は、第二流量取得部71と、放風弁開度算出部72と、をさらに備える。
詳細は以下のとおりである。
本実施形態では、第二流量取得部71は、第二流量検出部35が検出した流量に第二補償係数βを掛けて第二流量FR2を取得する。
第二補償係数βは、事前に現場で調整されたであれば、どのような値が設定されてもよい。
第二流量取得部71は、第二流量を放風弁開度算出部72に出力する。
放風弁開度算出部72は、算出した放風弁開度を制御値MV72として、放風開度制御部43へ出力する。
第二アナログ保持部72bは、例えば、第二アナログ保持信号AHS2に周期して入力された信号を保持して出力することができる。
第三アナログ保持部72dは、例えば、第二アナログ保持信号AHS2に同期して入力された信号を保持して出力することができる。
第三処理部72aは、放風ライン16に現在流れている蒸気の流量を取得する。
放風ライン16に現在流れている蒸気の流量は、例えば、第五変換部72eが第三アナログ保持部72dを介して取得する現在の制御値MV43を関数変換することにより取得される。
第三処理部72aは、第二流量FR2と、放風ライン16に現在流れている蒸気の流量と、を加算し、加算した流量を、第二アナログ保持部72bを介して、第四変換部72cに出力する。
第四変換部72cは、関数変換により、取得した流量を放風弁開度に変換する。
第四変換部72cは、変換した放風弁開度を、制御値MV72として、放風開度制御部43へ出力する。
これにより、放風開度制御部43は、トリップ信号が発生したときと発生していないときで出力する制御値を変えることができる。
すなわち、放風開度制御部43は、ONを示すトリップ信号PSDを取得していないとき、圧力設定信号SV3と圧力検出信号PV3とに基づいて制御値MV43を出力し、放風弁20の開度をPI制御する。
ここで圧力センサ33は、低圧側ヘッダ12内の蒸気圧力を検出し、蒸気圧力を示す圧力検出信号PV3を出力する。
その際、バイパス弁10と同様に、第一放風弁20a及び第二放風弁20bの各開度は、スプリットレンジ制御の関数を有する関数発生器群73を用いて算出してもよい。
具体的には、タービンバイパス制御装置4は、ONを示すトリップ信号PSDを取得したとき、第二流量FR2に関連する放風弁開度で、放風弁20の開度を制御できる。
トリップ信号取得部62は、第一流量FR1を取得し、所定時間Z2として、第一流量FR1に関連する時間を設定してもよい。
トリップ信号取得部62は、第二流量FR2を取得し、所定時間Z3として、第二流量FR2に関連する時間を設定してもよい。
本実施形態のタービンバイパス制御方法について説明する。
図5に示すように、まず、タービンバイパス制御装置4は、タービン13からトリップ信号PSDを取得する(ST01:トリップ信号を取得するステップ)。
ST01の実施に続いて、タービンバイパス制御装置4は、第一流量FR1を取得する(ST02:第一流量を取得するステップ)。
ST02の実施に続いて、タービンバイパス制御装置4は、バイパス弁10の開度を、トリップ信号PSD及び第一流量FR1に関連して制御する(ST03:バイパス弁の開度を制御するステップ)。
ST03の実施後、タービンバイパス制御装置4は、再びST01を実施する。
タービンバイパス制御装置4は、例えば図6に示すように動作する。
このとき、第一自動手動切替信号AMF1及び第二自動手動切替信号AMF2は、自動を示す。
また、ソレノイド信号SS及び個別制御信号ICSは、OFFを示す。
また、第一アナログ保持信号AHS1及び第二アナログ保持信号AHS2はOFFを示す。
また、制御値MV21は、制御値MV66aを示す。
また、制御値MV22は、制御値MV66bを示す。
また、個別制御信号ICSは、OFFを示す。
また、制御値MV43は、圧力設定信号SV3と圧力検出信号PV3とに基づく制御値を示す。
これにより、バイパス弁10は、スプリットレンジ制御の関数により算出された制御値によりフィードバック制御される。
また、放風弁20は、スプリットレンジ制御の関数により算出された制御値によりフィードバック制御される。
このとき、第一自動手動切替信号AMF1及び第二自動手動切替信号AMF2は、手動を示す。
また、ソレノイド信号SS及び個別制御信号ICSは、ONを示す。
また、第一アナログ保持信号AHS1及び第二アナログ保持信号AHS2はONを示す。
また、制御値MV21は、制御値MV65を示す。
また、制御値MV43は、制御値MV72を示す。
これにより、バイパス弁10の開度は、第一流量FR1に関連してフィードフォワード制御される。
また、放風弁20の開度は、第二流量FR2に関連してフィードフォワード制御される。
なお、制御値MV22は、図4に示すようにV2で固定されてもよいが、第二切替部64bが、弁開度信号V2に代えて第一開度算出部65から制御値MV65を取得するように構成し、図6に示すように制御値MV65を示してもよい。
時刻y秒以降、第一アナログ保持信号AHS1は、OFFを示す信号に戻る。
これにより、時刻y秒以降、バイパス弁10の各弁は、個別にフィードバック制御される。
すなわち、時刻y秒以降、第一バイパス弁21は、制御値MV21として、高圧制御値出力部41が出力する制御値MV41によりPI制御され、第二バイパス弁22は、制御値MV22として、低圧制御値出力部42が出力する制御値MV42によりPI制御される。
時刻y秒以降、リセットされると、個別制御信号ICSはOFFを示す信号に戻る。
また、トリップ信号PSDがONを示してから所定時間Z3経過した後、第二自動手動切替信号AMF2は、自動を示す信号に戻る。
これにより、トリップ信号PSDがONを示してから所定時間Z3経過した後、放風弁20は、フィードバック制御される。
すなわち、トリップ信号PSDがONを示してから所定時間Z3経過した後、放風弁20は、圧力設定信号SV3と圧力検出信号PV3とに基づく制御値MV43によりPI制御される。
このため、タービンバイパス制御装置4は、タービン13に流れる蒸気の流量が異なっても、タービントリップ時にヘッダ内の圧力を制御できる。
これに対し、本実施形態では、例えば一定にホールドするバイパス弁10の開度を、タービン13に流れている蒸気の流量から算出している。
このため、トリップ直前にタービン13に流れている蒸気の流量から、タービンバイパスライン15のバイパス弁10の開度を算出できる。
また、タービンバイパス制御装置4は、個別制御切り替え後は、スプリットレンジ制御の関数から開度を計算することなく、各弁を個別に制御(フィードバック制御)を行うことで、制御性が改善される。
このような場合、もし低負荷運転時にタービントリップが発生すると、定格運転時に比べて、低負荷運転時にタービンに流れる蒸気の流量は小さいため、定格運転時の負荷に調整した開度でバイパス弁を開くと、ヘッダ内の圧力が変化してしまうことがある。
これに対し、本実施形態では、例えば一定にホールドするバイパス弁10の開度を、タービン13に流れている蒸気の流量に関連させるため、タービンバイパス制御装置4は、低負荷運転時であっても、ヘッダ内の圧力変化を抑えることができる。
このため、例えばパラメータや算出式を調整することで、タービンバイパス制御装置4は、第一流量FR1に対するバイパス弁10の開度を調整することができる。
このため、タービンバイパス制御装置4は、タービントリップ時に各ヘッダ内の圧力を個別に制御することができる。
具体的には、タービンバイパス制御装置4は、スプリットレンジ制御の関数のうち、第一関数から算出した第二開度で第一バイパス弁21の開度を制御し、第二関数から算出した第二開度で第二バイパス弁22の開度を制御する。
このため、タービンバイパス制御装置4は、第一バイパス弁21の開度の各範囲の分解能を第一関数に合わせて変化させることができ、第二バイパス弁22の開度の各範囲の分解能を第二関数に合わせて変化させることができる。
このため、タービンバイパス制御装置4は、バイパス弁10の開度の範囲に合わせて、バイパス弁10の分解能を変えることができる。
したがって、タービンバイパス制御装置4は、タービンバイパスラインに流す蒸気の流量を、広い範囲にわたり高い分解能で制御することができる。
したがって、タービンバイパス制御装置4は、タービントリップ時に低圧側ヘッダ12に余分に流れ込む蒸気の流量で、放風ライン16に流す蒸気の流量を制御できる。
これに対し、タービンバイパス制御装置4は、放風ライン16に流す蒸気の流量を、復水ポンプ19の復水流量に関連させることができる。
このため、例えば、タービントリップ後、タービンバイパス制御装置4は、放風ライン16に流す蒸気の流量を、低圧側ヘッダに余分に流れ込む蒸気の流量分増やすことができるため、低圧側ヘッダ内の圧力は、タービントリップ前の圧力に維持できる。
以下、第2実施形態について図7を参照しながら説明する。
第2実施形態において、タービンバイパス制御装置4は、第1実施形態に示した機能に加えて、第一流量FR1に関連して、バイパス弁10を急開可能なソレノイドを制御する。
ソレノイド制御部80は、トリップ信号取得部62がバイパス弁10に出力するソレノイド信号SSを中継している。
ソレノイド制御部80は、ソレノイド信号SSを取得する。
ソレノイド制御部80は、第一開度算出部65から第一流量FR1を取得する。
例えば、ソレノイド制御部80がONを示すソレノイド信号SSを取得した場合、第一流量FR1が予め設定された所定値以下であれば、ソレノイド制御部80は、OFFを示すソレノイド信号SSをバイパス弁10に出力する。
このため、タービンバイパスライン15に流す蒸気の流量で、バイパス弁10の急開を制御できる。
しかし、バイパス弁の開度が小さい場合、急開用のソレノイドを作動させると、バイパス弁が一旦全開してしまう。このため、過剰に蒸気がタービンバイパスラインを流れてしまうため、高圧側ヘッダは圧力の大きく低下してしまう。
本実施形態では、第一流量FR1が予め設定された所定値以下であれば、OFFを示すソレノイド信号SSがバイパス弁10に出力されることで、急開用のソレノイドが作動しない。
このため、バイパス弁の開度が小さい場合、バイパス弁が全開されないため、高圧側ヘッダは圧力の低下を抑制することができる。
記憶/再生装置93は、CD-ROM、DVD、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生したりするための装置である。
IO I/F208は、タービンバイパス制御装置4と他の装置との間で情報等の入出力を行うためのインタフェースである。
通信I/F94は、インターネット、専用通信回線等の通信回線を介して、他の装置との間で通信を行うインタフェースである。
変形例として、タービン13から低圧側ヘッダ12へ流れる蒸気の流量と、復水ポンプ19の復水流量と、がそれぞれ検出されてもよい。この場合、タービンバイパス制御装置4は、検出された両流量を、高圧側ヘッダ11からタービン13に流れる蒸気の流量に換算してもよい。例えば、検出された両流量を蒸気の標準流量に換算して足し合わせることで、タービンバイパス制御装置4は、高圧側ヘッダ11からタービン13に流れる蒸気の流量に換算してもよい。
変形例として、高圧側ヘッダ11からタービン13に流れる蒸気の流量と、タービン13から低圧側ヘッダ12へ流れる蒸気の流量と、がそれぞれ検出されてもよい。この場合、タービンバイパス制御装置4は、検出された両流量を、復水ポンプ19の復水流量に換算してもよい。例えば、検出された両流量を蒸気の標準流量に換算して差分をとることで、タービンバイパス制御装置4は、復水ポンプ19の復水流量に換算してもよい。
他の変形例として、第二分岐ライン18bに流れる蒸気の流量が検出されてもよい。この場合、タービンバイパス制御装置4は、検出された第二分岐ライン18bに流れる蒸気の流量を、復水ポンプ19の復水流量に換算してもよい。
4 タービンバイパス制御装置
10 バイパス弁
11 高圧側ヘッダ
12 低圧側ヘッダ
13 タービン
14 ボイラ
15 タービンバイパスライン
15a 第一バイパスライン
15b 第二バイパスライン
16 放風ライン
17 第一ライン
18 第二ライン
18a 第二主ライン
18b 第二分岐ライン
19 復水ポンプ
20 放風弁
20a 第一放風弁
20b 第二放風弁
21 第一バイパス弁
22 第二バイパス弁
25 安全弁
26 高圧側流入量制御弁
27 低圧側流出量制御弁
31 圧力センサ
32 圧力センサ
33 圧力センサ
34 第一流量検出部
35 第二流量検出部
36 圧力センサ
37 圧力センサ
41 高圧制御値出力部
42 低圧制御値出力部
43 放風開度制御部
46 高圧側圧力制御器
47 低圧側圧力制御器
50 高値選択部
62 トリップ信号取得部
63 第一流量取得部
64 バイパス開度制御部
64a 第一切替部
64b 第二切替部
64c 第三切替部
64d 第四切替部
65 第一開度算出部
65a 第一処理部
65b 第二処理部
65c 第一アナログ保持部
65d 第一変換部
65e 第二変換部
65f 第三変換部
66 第二開度算出部
66a 第一関数発生器
66b 第二関数発生器
71 第二流量取得部
72 放風弁開度算出部
72a 第三処理部
72b 第二アナログ保持部
72c 第四変換部
72d 第三アナログ保持部
72e 第五変換部
73 関数発生器群
80 ソレノイド制御部
91 CPU
92 メモリ
93 記憶/再生装置
94 IO I/F
95 通信I/F
AHS1 第一アナログ保持信号
AHS2 第二アナログ保持信号
AMF1 第一自動手動切替信号
AMF2 第二自動手動切替信号
FR1 第一流量
FR2 第二流量
ICS 個別制御信号
MV21 制御値
MV22 制御値
MV41 制御値
MV42 制御値
MV43 制御値
MV50 制御値
MV65 制御値
MV66a 制御値
MV66b 制御値
MV72 制御値
PSD トリップ信号
PV1 圧力検出信号
PV2 圧力検出信号
PV3 圧力検出信号
PV6 圧力検出信号
PV7 圧力検出信号
SS ソレノイド信号
SV1 圧力設定信号
SV2 圧力設定信号
SV3 圧力設定信号
SV6 圧力設定信号
SV7 圧力設定信号
V1 弁開度信号
V2 弁開度信号
y 時刻
Z1 所定時間
Z2 所定時間
Z3 所定時間
α 第一補償係数
β 第二補償係数
Claims (9)
- 高圧側ヘッダから低圧側ヘッダへ流れる蒸気で駆動するように構成されているタービンから、前記タービンに外乱が発生したことを示すトリップ信号を取得するトリップ信号取得部と、
検出される前記タービンに流れる前記蒸気の流量に関連する第一流量を取得する第一流量取得部と、
前記タービンと並列に、前記高圧側ヘッダと前記低圧側ヘッダとの間に接続されているタービンバイパスラインのバイパス弁の開度を、前記トリップ信号及び前記第一流量に関連して制御するバイパス開度制御部と、を備え、
前記バイパス弁が、第一バイパス弁と、前記タービンバイパスラインにおいて前記第一バイパス弁と並列に設けられている第二バイパス弁と、を有し、
検出される前記高圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第一バイパス弁の開度を算出する高圧制御値出力部と、
検出される前記低圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第二バイパス弁の開度を算出する低圧制御値出力部と、さらに備え、
前記トリップ信号が、前記外乱が発生したことを示す間、前記バイパス開度制御部は、前記バイパス弁の開度を前記第一流量に関連して制御することに続いて、算出した前記第一バイパス弁の開度で前記第一バイパス弁を制御し、算出した前記第二バイパス弁の開度で前記第二バイパス弁を制御する
タービンバイパス制御装置。 - 前記第一流量に関連して、第一開度を算出する第一開度算出部をさらに備え、
前記バイパス開度制御部が、前記トリップ信号に関連して、前記第一開度で前記バイパス弁の開度を制御する請求項1に記載のタービンバイパス制御装置。 - 前記タービンバイパスラインが、前記第一バイパス弁が設けられている第一バイパスラインと、前記第二バイパス弁が設けられている第二バイパスラインと、を並列に備え、
前記第一開度算出部が、第一処理部と、第二処理部と、第一変換部と、第二変換部と、第三変換部と、を備え、
前記第一変換部が、前記バイパス弁の開度を関数変換することにより、前記タービンバイパスラインの流量を取得し、
前記第一処理部が、前記第一流量と、前記タービンバイパスラインの流量と、を加算した流量を取得し、
前記第二変換部が、前記第二バイパス弁の開度を関数変換することにより、前記第二バイパスラインの流量を取得し、
前記第二処理部が、前記加算した流量から、前記第二バイパスラインの流量を差し引いた流量を取得し、
第三変換部が、関数変換により、前記差し引いた流量を前記第一開度に変換する
請求項2に記載のタービンバイパス制御装置。 - スプリットレンジ制御の関数から第二開度を算出する第二開度算出部をさらに備え、
前記バイパス開度制御部が、前記第二開度に関連して、前記バイパス弁の開度を制御する請求項1から3のいずれか一項に記載のタービンバイパス制御装置。 - 前記タービンに接続されている復水ポンプの復水流量に関連する第二流量を取得する第二流量取得部と、
前記低圧側ヘッダに設けられている放風ラインの放風弁の開度を制御する放風開度制御部と、を備え、
前記放風開度制御部が、前記トリップ信号及び前記第二流量に関連して、前記放風弁の開度を制御可能な請求項1から4のいずれか一項に記載のタービンバイパス制御装置。 - 前記第一流量に関連して、前記バイパス弁を急開可能なソレノイドを制御する請求項1から5のいずれか一項に記載のタービンバイパス制御装置。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載のタービンバイパス制御装置と、
前記タービンと、
前記高圧側ヘッダと、
前記低圧側ヘッダと、
前記バイパス弁と、
前記高圧側ヘッダから前記タービンに流れる前記蒸気の流量を検出する第一流量検出部と、
を備えるスチームシステム。 - 高圧側ヘッダから低圧側ヘッダへ流れる蒸気で駆動するように構成されているタービンから、前記タービンに外乱が発生したことを示すトリップ信号を取得するステップと、
検出される前記タービンに流れる前記蒸気の流量に関連する第一流量を取得するステップと、
前記タービンと並列に、前記高圧側ヘッダと前記低圧側ヘッダとの間に接続されているタービンバイパスラインのバイパス弁の開度を、前記トリップ信号及び前記第一流量に関連して制御するステップと、
を含み、
前記バイパス弁が、第一バイパス弁と、前記タービンバイパスラインにおいて前記第一バイパス弁と並列に設けられている第二バイパス弁と、を有し、
検出される前記高圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第一バイパス弁の開度を算出するステップと、
検出される前記低圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第二バイパス弁の開度を算出するステップと、をさらに含み、
前記トリップ信号が、前記外乱が発生したことを示す間、前記バイパス弁の開度を前記第一流量に関連して制御することに続いて、算出した前記第一バイパス弁の開度で前記第一バイパス弁を制御し、算出した前記第二バイパス弁の開度で前記第二バイパス弁を制御するタービンバイパス制御方法。 - タービンバイパス制御装置のコンピュータに、
高圧側ヘッダから低圧側ヘッダへ流れる蒸気で駆動するように構成されているタービンから、前記タービンに外乱が発生したことを示すトリップ信号を取得させるステップと、
検出される前記タービンに流れる前記蒸気の流量に関連する第一流量を取得させるステップと、
前記タービンと並列に、前記高圧側ヘッダと前記低圧側ヘッダとの間に接続されているタービンバイパスラインのバイパス弁の開度を、前記トリップ信号及び前記第一流量に関連して制御させるステップと、
を実行させ、
前記バイパス弁が、第一バイパス弁と、前記タービンバイパスラインにおいて前記第一バイパス弁と並列に設けられている第二バイパス弁と、を有し、
検出される前記高圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第一バイパス弁の開度を算出するステップと、
検出される前記低圧側ヘッダ内の圧力に関連して、前記第二バイパス弁の開度を算出するステップと、
をさらに実行させ、
前記トリップ信号が、前記外乱が発生したことを示す間、前記バイパス弁の開度を前記第一流量に関連して制御することに続いて、算出した前記第一バイパス弁の開度で前記第一バイパス弁を制御し、算出した前記第二バイパス弁の開度で前記第二バイパス弁を制御するプログラム。
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