JPH01106905A - 蒸気タービンのグランド蒸気圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンのグランド蒸気の圧力制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

蒸気タービンの回転軸がタービン車室を貫通する部分を
グランドと称し、ここを外気からシールするのがグラン
ド蒸気である。グランド蒸気の供給なしでタービンを運
転すると、車室内が負圧の為、大気が吸込まれ、冷却に
よってタービン各部の損傷を招く恐れがある。この為、
適切な圧力の蒸気をグランド部へ供給する必要がある。

グランド蒸気系統の一例を第２図に示す。グランド蒸気
の蒸気源としては、補助蒸気１とタービン主蒸気４とが
あり、両者を適宜使い分けてターするなどする。補助蒸
気１は補助蒸気止め弁２と逆止弁３を通ってヘダー８へ
入る。主蒸気４は主蒸気止め弁５と、グランド蒸気圧力
制御弁（ヘダー圧力制御弁）６を通ってヘダー８へ入る
。グランド蒸気の圧力制御は、ヘダー８の圧力をヘダー
圧力制御弁６の開閉によって所定の設定値に保つことに
よって行なう。即ち、ヘダー圧力制御部７はヘゲ−圧が
上昇すると、ヘダー圧力制御弁６に閉方向の指令信号を
出し、ヘダー圧が下がると、ヘダー圧力制御弁６に開方
向の指令信号を出す。

従来のヘダー圧力制御部７の一例詳細を第３図に示す。

７０はヘダー圧力を検出する圧力検出器、７１はヘダー
圧力の設定値Ｓ■を発生する信号発生器、７２は圧力検
出器７ｏと信号発生器７１の出力の差を演算する減算器
、７３は比例積分コントローラ（ＰＩコントローラ）、
７４はＰＩコントローラ７３の出力をヘッダ圧力制御弁
６へ送るための信号変換器である。ＰＩコントローラ７
３の動作特性は公知であり、この場合、ヘダー圧が上昇
すると、ヘダー圧力制御弁６を閉じる方向の演算を行な
うよう設定され、圧力検出器７ｏと信号発生器７１の出
力が持続的に一致するまでＰＩコントローラ７３の出力
は変化し続ける。

〔発明が解決しようとする問題点〕

タービン起動時にグランド蒸気を投入する場合、まず補
助蒸気止め弁２を開いて補助蒸気を投入しておき、主蒸
気が使用可能となると主蒸気止め弁５を開く。信号発生
器７１のヘダー圧力設定値Ｓｖは補助蒸気圧力よりも若
干高いため、ヘダー圧力制御弁６は全開で待機しており
、さらに主蒸気圧力は補助蒸気圧力に比して相当高く（
数倍以上）、主蒸気止め弁５が開くと、多量の蒸気が一
気にヘダー８へ流入し、ヘダー圧が異常に上昇してしま
って、警報を発することがある。その後、ヘダー圧力制
御部７の動作によりヘダー圧力制御弁６は閉じて行き、
ヘダー圧力は下がって来る。

この時間的変化を第４図に示す。時刻Ｔ。において主蒸
気止め弁５を開き始め、Ｔ１　で全開に達している。ヘ
ダー圧力制御弁６が全開で待機しているためヘダー圧は
急昇し、ヘダー圧力制御弁６が全閉しても誉報点を越え
ている。動揺が太きいため、以後の制御も不安定となっ
ている。本発明は、このようなヘダー圧の急昇・不安定
・警報発信を防止することを目的とする。なおヘダー圧
設定値Ｓ■が補助蒸気圧よりも高いため、通常運転では
、逆止弁３が閉じ、主蒸気のみでの運転となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決するために、タービン主蒸気
を減圧制御しグランド蒸気として用いるものにおいて、
グランド蒸気ヘダーの圧力を検出する圧力検出器と、同
圧力検出器の出力信号を設定値信号と比較演算する減算
器と、同減算器の出力信号を受けて、上記ヘダーの圧力
か上記設定値よりも小さい間は積分制御を行ない、上記
ヘダーの圧力が上記設定値に達した彼は比例積分制御を
行なうトラキング機能を有する比例積分コントローラと
、同比例積分コントローラの出力をヘダー圧力制御弁を
開閉制御する信号に変換する信号変換器を具えたことを
特徴とする蒸気タービンのグランド蒸気圧力制御装置を
提案するものである。

〔作用〕

（１１ヘゲ−圧力制御弁６が全閉の状態で主蒸気止め９
ｆ５を開くので、主蒸気止め弁５を開くことによるヘダ
ー圧の急昇はない。

（２）工制御の制御パラメータ（積分時間）とＰＩ制御
の制御パラメータ（比例ゲインと積分時間）とを個別に
設定できるので、各々最適値とすることができる。工制
御は、ヘダー圧を設定値Ｓｖまで滑らかに上昇させると
ともに、ヘダー圧が設定値Ｓｖに近づく程制御弁開度指
令にブレーキをかゆ、設定値Ｓ■近傍ではヘダー圧の変
化速度がゼロになることン狙っている。（実際にはプロ
セスに遅れがあるため、ヘダー圧変化速度はゼロとなら
ず、若干オーバシュートする。弁開度指令はゼロとなる
） （３）ヘダー圧が設定値Ｓ■にほとんど一致した状態（
通常運転に近い状態）で、工制御がらＰＩ制御へスムー
ズに切換わり、ＰＩ制御の制御ノラメータは通常運転に
対して最適に調整されているので、以後の制御は安定で
ある。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。第合図で鎖線で囲ま
れた部分は第２図のヘダー圧力制御部７の内部を示すも
ので、番号７０番台のブロック（要素）は、従来技術（
第３図）と同様のもの、番号７００番台のブロックは、
本実施例において付加されるものである。、、ｇ暗は、 従来のＰＩコントローラ７３の機能にトラッキング機能
（後述）を付加している。各ブロック（信号）の機能は
以下のとおり（図中、破線はオンオフ信号を示す）て゛
硝ｂ０ ７００：ゼロ信氷ヘクー圧力制御弁６全閉相当信号）発
生器 ７０１：主蒸気止め弁５全開にてオンとなる信号れば出
力はオンとなり、未満ではオフとなる。

７０３：ノット回路で、入力オンの時、出力オフ、入力
オフの時、出力オンとなる ７０４．７０６：フリップフロップで２人力の組合せに
より、出力は次のように決定される。

７０５：オア（論理和）回路で、２人力が共にオフの時
、出力オフ、その他でオン ７０７：Ｉ（積分）コントローラで、オンオフ入力がオ
フの時、Ｔｒ大入力そのまま出力され、（トラッキング
機能）、オンオフ入力がオンになると、その時の出力（
＝Ｔｒ入力）を初期値として、Ｘ入力を時間的に積分す
る。

７３０：ＰＩコントローラで、オンオフ入力がオフの時
、Ｔｒ大入力そのまま出力され（トラッキング機能）、
オンオフ入力がオンとなると、その時の出力（＝Ｔｒ入
力）を初期値として、Ｘ入力の比例・積分演算を行なう
。

本回路によるグランド蒸気系への主蒸気投入時の応答例
を第５図に示す。時刻Ｔ。において主蒸気止め弁５を開
き始め、Ｔ□　で全開に至るが、この間、主蒸気止め弁
全開信号７０１はオフである。

従って２つのフリップフロップ７０４，７０６はオフと
なり、Ｐ■コントローラ７３０．Ｉコントローラ７０７
の両コントローラはトラッキングの状態となって、ゼロ
信号発生器の信号（ゼロ）が弁開度指令として信号変換
器７４に入力され、ヘダー圧力制御弁６は全閉のまま待
機している。時刻Ｔ□にて主蒸気止め弁５が全開に至る
と、主蒸気止め弁全開信号７０１がオンとなり、このた
めフリップフロップ７０６はオンとなる（他方のフリッ
プフロップ７０４はオフのまｉ）。すると、エコントロ
ーラ７０７は積分演算の状態となり、（ＰＩコントロー
ラ７３０がトラッキングのままなので）圧力検出器７０
によるヘダー圧が信号発生器７１の設定値Ｓ■に一致す
るまで検分制御を行なう。

即ち、ヘダー圧制御弁６が開いて行き、ヘダー圧が、こ
の時の圧力（−補助蒸気圧力）から、ヘダー圧力設定値
（ＳＶ）へ向って上昇する。上昇速度が適切となるよう
、■コントローラ７ｏ７の積分時間を調節しておく。ヘ
ダー圧が上昇して設定値Ｓ■に一致すると、信号モニタ
７０２がオンとなり、フリップフロップ７０４かオンと
なって、ＰＩ＝＋ントローラ７３０はＰ工演算の状態と
なる。

以後は通常運転時と同じＰＩコントロールの状態となる
が、既に圧力レベルが通常運転域に入っており、通常運
転用にパラメータ調整されたＰＩコントローラ７３０で
十分な制御性能となる。

上記の動作を第６図にフローチャート的に示す。

〔発明の効果〕

ヘダー圧力制御弁が全閉で待機した状態から積分のみの
動作によって開き、圧力が設定値に近づく種制御弁速度
はゆるやかとなり、圧力が設定値と一致した時に通常の
ＰＩ制御に滑らかに移行するため、従来のようなヘダー
圧の意外・不安定・警報点突破などのプラント擾乱が防
止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はグランド蒸気系統の一例の概略図、第３図は従来のグ
ランド蒸気圧力制御方法を示すブロック図、第４図は従
来の方法にょる弁開度とヘダー圧力の推移乞示す図、第
５図は上記実施例にょる弁開度、コントローラ出力およ
びヘダー圧力の推移の一例を示す図、第６図は同じくフ
ローテヤ−トを示す図である。 １・・・補助蒸気、　　　　　２・・・補助蒸気止め弁
。 ３・・・逆止弁、　　　　　　４・・・タービン主蒸気
。 ５・・・主蒸気止め弁。 ６・・・グランド蒸気圧力制御弁（ヘダー圧力制御弁）
。 ７・・・ヘダー圧力制御部、　　８・・・ヘダー。 ９・・・タービングランド、７０・・・　圧力検出器。 ７１　・・・信号発生器、７２・・・減算器。 ７３・・・ＰＩ（比例・積分）コントローラ。 ７４　・・・信号変換器、７００・・・ゼロ信号発生器
。 ７０１・・・主蒸気止め弁全開信号。 ７０２・・・信号モニタ、７０３・・・ノット（否定）
回路。 ７０４・・・フリップフロップ、７０５・・・オア（論
理和）回路。 ７０６・・・ノリツブ７０ツブ。 ７０７・・・工（積分〕コントローラ。 ７３０・・・ＰＩコントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービン主蒸気を減圧制御しグランド蒸気として用いる
   ものにおいて、グランド蒸気ヘダーの圧力を検出する圧
   力検出器と、同圧力検出器の出力信号を設定値信号と比
   較演算する減算器と、同減算器の出力信号を受けて、上
   記ヘダーの圧力が上記設定値よりも小さい間は積分制御
   を行ない、上記ヘダーの圧力が上記設定値に達した後は
   比例積分制御を行なうトラキング機能を有する比例積分
   コントローラと、同比例積分コントローラの出力をヘダ
   ー圧力制御弁を開閉制御する信号に変換する信号変換器
   を具えたことを特徴とする蒸気タービンのグランド蒸気
   圧力制御装置。