JPH024102A - 再熱器保護装置および火力発電プラント - Google Patents
再熱器保護装置および火力発電プラントInfo
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- JPH024102A JPH024102A JP15299588A JP15299588A JPH024102A JP H024102 A JPH024102 A JP H024102A JP 15299588 A JP15299588 A JP 15299588A JP 15299588 A JP15299588 A JP 15299588A JP H024102 A JPH024102 A JP H024102A
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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。
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、火力発電プラントの保護インターロックに係
り、特に再熱器の焼損防止と保護に好適な再熱器保護装
置に関するものである。
り、特に再熱器の焼損防止と保護に好適な再熱器保護装
置に関するものである。
ボイラに異常が発生した場合、ボイラ燃料の供給を自動
的に停止し消火する一連の動作を緊急燃料遮断M F
T (Master Fuel Trip)という。
的に停止し消火する一連の動作を緊急燃料遮断M F
T (Master Fuel Trip)という。
MFTの要因は種々あるが、その中のひとつに再熱器保
護トリップがある。このトリップは、再熱器に蒸気が流
れていないときに燃料が多く投入されると、再熱器が焼
損するので、再熱器を保護するためである。
護トリップがある。このトリップは、再熱器に蒸気が流
れていないときに燃料が多く投入されると、再熱器が焼
損するので、再熱器を保護するためである。
従来の再熱器保護方式を含むボイラ保護インターロック
については、火力原子力発電協会発行「火力原子力発電
j Vol、28.Nol、P83等に述べられている
。
については、火力原子力発電協会発行「火力原子力発電
j Vol、28.Nol、P83等に述べられている
。
火力発電プラントのボイラとタービンとの間の系統構成
の概要を第10図に示す。ボイラ点大前には、給水ポン
プ413.火炉水冷壁201.1次過熱器バイパス弁2
16.フラッシュタンク215の経路Aを通して、最低
給水流量が確保される。
の概要を第10図に示す。ボイラ点大前には、給水ポン
プ413.火炉水冷壁201.1次過熱器バイパス弁2
16.フラッシュタンク215の経路Aを通して、最低
給水流量が確保される。
この最低給水流量は、火炉保護のために規定されており
、これが満足されない場合は、MFTとなる。
、これが満足されない場合は、MFTとなる。
ボイラが点火されると、2次過熱器バイパス弁217、
タービンバイパス弁218が順次開き、高圧タービン3
の入口蒸気温度が所定値に達するまで経路B、Cで蒸気
が流れる。
タービンバイパス弁218が順次開き、高圧タービン3
の入口蒸気温度が所定値に達するまで経路B、Cで蒸気
が流れる。
従って、高圧タービン3に通気するまでは低温再熱器2
04および高温再熱器205には蒸気が供給されず、管
壁温度が燃焼ガス温度まで上昇する。
04および高温再熱器205には蒸気が供給されず、管
壁温度が燃焼ガス温度まで上昇する。
再熱器204および205に送られる蒸気の圧力が低い
ことから、圧力損失を極力抑えるために。
ことから、圧力損失を極力抑えるために。
再熱器管の肉厚は薄く設計するのが通例となっている。
このことは、蒸気を通過させている状態から遮断した場
合の温度上昇勾配が大きく、管壁温度が再熱器ガス温度
に向けて急上昇することを意味する。
合の温度上昇勾配が大きく、管壁温度が再熱器ガス温度
に向けて急上昇することを意味する。
さらに、再熱器は、2次過熱器203と比べ、許容温度
が低い材質で作成されるのが一般的である。2次過熱器
203は常に高温にさらされるので、高耐湿の材質が使
用されるが、再熱器の場合、2次過熱器203で熱吸収
を受けた蒸気が送り込まれることになり、常に高温にさ
らされるわけではないから、2次過熱器はど高耐湿の材
質を使う必要はないとされている。
が低い材質で作成されるのが一般的である。2次過熱器
203は常に高温にさらされるので、高耐湿の材質が使
用されるが、再熱器の場合、2次過熱器203で熱吸収
を受けた蒸気が送り込まれることになり、常に高温にさ
らされるわけではないから、2次過熱器はど高耐湿の材
質を使う必要はないとされている。
これらの事情を総合して考えると、タービン蒸気遮断時
に最初に焼損する可能性があるのは、再熱器ということ
になる。
に最初に焼損する可能性があるのは、再熱器ということ
になる。
次に、第11図により、再熱器保護インターロックを説
明する。
明する。
再熱器保護インターロックは、タービン蒸気遮断511
の遮断条件が成立している場合に、燃料流量が再熱器保
護範囲以上となったときからタイマ510の時限により
MFTとするのが、−船釣な保護方式である。
の遮断条件が成立している場合に、燃料流量が再熱器保
護範囲以上となったときからタイマ510の時限により
MFTとするのが、−船釣な保護方式である。
ここでタービン蒸気遮断511の遮断条件とは。
第1o図の主塞止弁311.タービン加減弁312、中
間止弁411が閉じた状態にある場合を指す。そのイン
ターロック構成方法は、タービンの形式、運動方法によ
り異なるが、基本的には再熱器に流入する蒸気が遮断さ
れたことをとらえる方法が用いられる。
間止弁411が閉じた状態にある場合を指す。そのイン
ターロック構成方法は、タービンの形式、運動方法によ
り異なるが、基本的には再熱器に流入する蒸気が遮断さ
れたことをとらえる方法が用いられる。
一方、燃料量再熱器保護範囲以上の条件は、般には、燃
料量の調整をつかさどるプラント自動制御装置1で検出
され、ボイラ保護インターロック盤5に出力される。
料量の調整をつかさどるプラント自動制御装置1で検出
され、ボイラ保護インターロック盤5に出力される。
ここで、従来のプラント自動制御装置1およびボイラ保
護インターロック盤5の再熱器保護インターロックにつ
いて、第12図により、さらに具体的に説明する。なお
1本例は、軽油2重油、ガソリンの混焼焚プラントの例
である。
護インターロック盤5の再熱器保護インターロックにつ
いて、第12図により、さらに具体的に説明する。なお
1本例は、軽油2重油、ガソリンの混焼焚プラントの例
である。
まず、軽油流量信号150aは、ゲイン補正器156a
でガスのカロリーベース信号に変換され、ガス流量ベー
スの燃料量信号166aに変換される。
でガスのカロリーベース信号に変換され、ガス流量ベー
スの燃料量信号166aに変換される。
重油流量信号151aは、重油戻り流量信号152aと
比較器157aで比較され、供給燃料流量信号が作成さ
れる。この信号は、ゲイン補正器158aによりガスベ
ースの燃料量信号167aに変換される。
比較器157aで比較され、供給燃料流量信号が作成さ
れる。この信号は、ゲイン補正器158aによりガスベ
ースの燃料量信号167aに変換される。
ガス流量信号153aは、ガス温度信号154a、ガス
圧力信号155aにより関数発生器160a、162a
および乗算器161a、159aを介して、比重を補正
され、流量信号168aに変換される。
圧力信号155aにより関数発生器160a、162a
および乗算器161a、159aを介して、比重を補正
され、流量信号168aに変換される。
同一カロリーベースの燃料量に変換された軽油流量信号
166a、重油流量信号167a、ガス流量信号168
aは、加算器169aにより合計燃料量として加算され
る。
166a、重油流量信号167a、ガス流量信号168
aは、加算器169aにより合計燃料量として加算され
る。
加算器169aの出力信号が比較器170aにより所定
の燃料量以上と判定された場合、比較器170aの出力
が「1」となり、ボイラ保護インターロック盤5に送ら
れる。
の燃料量以上と判定された場合、比較器170aの出力
が「1」となり、ボイラ保護インターロック盤5に送ら
れる。
ボイラ保護インターロックは、一般に2重化または2ア
ウトオブ3の冗長系回路として構成される。したがって
、(B)、(C)のように、同様の回路が2重化または
3重化して構成されることになり、混焼焚プラントでは
、内部回路の複雑なハードウェアが、(A)のほかに(
B)、(C)と増大し、信頼性の面から好ましくない。
ウトオブ3の冗長系回路として構成される。したがって
、(B)、(C)のように、同様の回路が2重化または
3重化して構成されることになり、混焼焚プラントでは
、内部回路の複雑なハードウェアが、(A)のほかに(
B)、(C)と増大し、信頼性の面から好ましくない。
上記のように、タービン蒸気遮断時には、インターロッ
クで無条件にMFTとなるが、実際に燃料量を調整制御
しているプラント自動制御装置での燃料制御について、
第13図により説明する。
クで無条件にMFTとなるが、実際に燃料量を調整制御
しているプラント自動制御装置での燃料制御について、
第13図により説明する。
関数発生器107では、発電量要求信号105に従い、
ボイラ投入燃料基本プログラムを作成する。一方、関数
発生器106では、発電量要求信号105を指標として
、タービン入口の主蒸気温度設定信号を作成する。その
設定信号と実際の蒸気温度207との差を偏差演算器1
08で演算し。
ボイラ投入燃料基本プログラムを作成する。一方、関数
発生器106では、発電量要求信号105を指標として
、タービン入口の主蒸気温度設定信号を作成する。その
設定信号と実際の蒸気温度207との差を偏差演算器1
08で演算し。
その過不足に見合った演算を比例/積分演算器109で
実行する。その出力信号は自動/手動切換器110を介
して加算器111に送られ、燃料基本プログラムの補正
信号として加算され、燃料指令の増減を指令する。
実行する。その出力信号は自動/手動切換器110を介
して加算器111に送られ、燃料基本プログラムの補正
信号として加算され、燃料指令の増減を指令する。
加算器111の燃料指令信号は、比較器124で再熱器
保護燃料流量制限信号125と比較される。比較の結果
、低いほうの信号が選択され、信号119として出力さ
れる。すなわち、再熱器保護燃料量以上の燃料指令は比
較器124により除外されることになる。
保護燃料流量制限信号125と比較される。比較の結果
、低いほうの信号が選択され、信号119として出力さ
れる。すなわち、再熱器保護燃料量以上の燃料指令は比
較器124により除外されることになる。
この燃料量制御装置側での制限値は、第11図および第
12図に関して説明した再熱器保護インターロックの設
定値と協調をとり、設定する。
12図に関して説明した再熱器保護インターロックの設
定値と協調をとり、設定する。
上記従来技術は、再熱器管周囲燃焼ガス温度の現実の温
度を直接に逐次監視することを考慮していないので、ボ
イラの状態に即した検出/保護方式とはいえなかった。
度を直接に逐次監視することを考慮していないので、ボ
イラの状態に即した検出/保護方式とはいえなかった。
すなおち、最低給水流量や燃料流量でボイラの状態を判
断しているために、不必要なMFTがなされることがあ
り、また、実際には昇温の余裕があるにもかかわらず、
燃料量が制限されてしまい、迅速な昇温かできない等の
欠点があった。
断しているために、不必要なMFTがなされることがあ
り、また、実際には昇温の余裕があるにもかかわらず、
燃料量が制限されてしまい、迅速な昇温かできない等の
欠点があった。
本発明の目的は、現実の再熱器管周囲燃焼ガス温度に対
応して、真に必要なときのみMFTにいたる再熱器保護
装置を提供することである。
応して、真に必要なときのみMFTにいたる再熱器保護
装置を提供することである。
本発明の他の目的は、現実の再熱器管周囲燃焼ガス温度
に対応して、燃料供給量を正確に制御し迅速に昇温/降
温が可能な再熱器保護装置を提供することである。
に対応して、燃料供給量を正確に制御し迅速に昇温/降
温が可能な再熱器保護装置を提供することである。
上記目的は、基本的には、再熱器周囲温度を直接検出し
、その温度が再熱器管壁許容温度以上になった場合に、
燃料供給を停止させることにより達成される。
、その温度が再熱器管壁許容温度以上になった場合に、
燃料供給を停止させることにより達成される。
すなわち、本発明は、上記目的を達成するために、燃料
遮断弁を通して燃料を供給されるボイラに配置した過熱
器からの蒸気を主タービンに送りこのタービンの排出蒸
気を再熱器により加熱し中・低圧タービンに送り発電す
る火力発電プラントの再熱器保護装置において、再熱器
保護インターロッ側としては、再熱器周囲温度を検出す
る手段と、検出された温度が再熱器管壁許容温度に達し
たか否かを判定し達したときに前記燃料遮断弁に遮断信
号を出力する手段とを有する再熱器保護装置を提案する
ものである。
遮断弁を通して燃料を供給されるボイラに配置した過熱
器からの蒸気を主タービンに送りこのタービンの排出蒸
気を再熱器により加熱し中・低圧タービンに送り発電す
る火力発電プラントの再熱器保護装置において、再熱器
保護インターロッ側としては、再熱器周囲温度を検出す
る手段と、検出された温度が再熱器管壁許容温度に達し
たか否かを判定し達したときに前記燃料遮断弁に遮断信
号を出力する手段とを有する再熱器保護装置を提案する
ものである。
本発明はまた、燃料流量調整弁を通して燃料を供給され
るボイラに配置した過熱器からの蒸気を主タービンに送
りこのタービンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低
圧タービンに送り発電する火力発電プラントの再熱器保
護装置において、燃料流量制御側としては、前記再熱器
周囲温度を検出する手段と、再熱器の管壁許容温度以下
の検出された温度に応じてボイラに投入する燃料量を算
出し前記燃料流量調整弁に出力する手段とを有する再熱
器保護装置を提案するものである。
るボイラに配置した過熱器からの蒸気を主タービンに送
りこのタービンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低
圧タービンに送り発電する火力発電プラントの再熱器保
護装置において、燃料流量制御側としては、前記再熱器
周囲温度を検出する手段と、再熱器の管壁許容温度以下
の検出された温度に応じてボイラに投入する燃料量を算
出し前記燃料流量調整弁に出力する手段とを有する再熱
器保護装置を提案するものである。
燃料遮断弁と燃料流量g整弁を通して燃料をボイラに供
給する場合は、再熱器保護インターロック側と燃料流量
制御側との両手段を併設しても良い。
給する場合は、再熱器保護インターロック側と燃料流量
制御側との両手段を併設しても良い。
さらに、蒸気流量に応じて再熱器周囲温度が低下するこ
とから、上記いずれの場合も、蒸気流量を検出する手段
からの信号に応じて、再熱器周囲温度許容値を変更し、
より細かに対応する手段を採用することが可能となる。
とから、上記いずれの場合も、蒸気流量を検出する手段
からの信号に応じて、再熱器周囲温度許容値を変更し、
より細かに対応する手段を採用することが可能となる。
プラント停止時間と各加熱器の周囲ガス温度との関係を
第6図に示す。
第6図に示す。
Qlは、定格運転状態においてプラントを停止させた場
合の各部温度特性を示している。火炉水冷壁201から
2次過熱器203.高温再熱器205、低温再熱器20
4,1次過熱器202へと燃焼ガスが流れるに従い、各
加熱器での熱吸収作用により、ガス温度が低下していく
。
合の各部温度特性を示している。火炉水冷壁201から
2次過熱器203.高温再熱器205、低温再熱器20
4,1次過熱器202へと燃焼ガスが流れるに従い、各
加熱器での熱吸収作用により、ガス温度が低下していく
。
プラント停止時間が長くなればなるほど、各加熱器周囲
ガス温度が低下し、u2.Q、の特性を示す。
ガス温度が低下し、u2.Q、の特性を示す。
これに対し、再熱器管温度最高使用温度は、Q工の最高
温度を示す再熱器周囲ガス温度から決定され、再熱器管
温度最高使用温度TRに対して余裕をとった温度Tcn
が再熱器管温度許容上限値となる。
温度を示す再熱器周囲ガス温度から決定され、再熱器管
温度最高使用温度TRに対して余裕をとった温度Tcn
が再熱器管温度許容上限値となる。
また、再熱器管温度は、蒸気が遮断されている場合は、
蒸気に奪われる熱量が存在しないから、周囲ガス温度ま
で確実に上昇する。
蒸気に奪われる熱量が存在しないから、周囲ガス温度ま
で確実に上昇する。
プラント停止時間と再熱器ガス温度および燃料投入許容
値との関係を第7図に示す。
値との関係を第7図に示す。
Q4は、再熱器ガス温度がプラント停止時間に比例して
低下していく様子を示している。また、Qsは、Q4の
ガス温度低下に伴い再熱器管温度許容上限値まで再熱器
管温度を上昇させるための燃料量を示している。
低下していく様子を示している。また、Qsは、Q4の
ガス温度低下に伴い再熱器管温度許容上限値まで再熱器
管温度を上昇させるための燃料量を示している。
再熱器ガス温度T GRHは次式で表される。
ここで、
TGRH:
Hu :
Fl :
Ha :
Fa :
Hgrt :
再熱器ガス温度(’C)
燃料流量発熱量(kcal/kg)
燃料流量 (kg/s)
空気エンタルピ(kcal/kg)
空気流量 (kg/s)
再循環ガスエンタルピ(kcal/kg)Fgrl:再
循環ガス流量(kg/s)Q ww :水冷壁熱吸収量
(kcal/5)QZ51(:2次過熱器の熱吸収量
(kcal/S)Cpg:ガス比熱(kc a l/
kg ・’C)FgnF: Fz+Fgrf+Fa(k
g/s)したがって、プラント停止時間が長くなりガス
温度が低い状態では、投入燃料の許容値も大きくなる。
循環ガス流量(kg/s)Q ww :水冷壁熱吸収量
(kcal/5)QZ51(:2次過熱器の熱吸収量
(kcal/S)Cpg:ガス比熱(kc a l/
kg ・’C)FgnF: Fz+Fgrf+Fa(k
g/s)したがって、プラント停止時間が長くなりガス
温度が低い状態では、投入燃料の許容値も大きくなる。
従来の制限値は、第7図においてボイラが最もホットな
状態での投入燃料許容値FRで固定的に制限しているた
め、実際には停止時間の経過とともに余裕が出てきたに
もかかわらず、Frt以上の燃料を投入できなかった。
状態での投入燃料許容値FRで固定的に制限しているた
め、実際には停止時間の経過とともに余裕が出てきたに
もかかわらず、Frt以上の燃料を投入できなかった。
第13図で説明した燃料制御においても、この制限値に
規制されるので、実際には迅速な温度制御のために燃料
を多く投入したい場合でも制限を受け、蒸気温度の変動
を吸収できない状況も生じていた。
規制されるので、実際には迅速な温度制御のために燃料
を多く投入したい場合でも制限を受け、蒸気温度の変動
を吸収できない状況も生じていた。
次に、タービン通気前に、1次過熱器202および2次
過熱器203に蒸気が流入し始めた場合について説明す
る。
過熱器203に蒸気が流入し始めた場合について説明す
る。
1次過熱器202.2次過熱器203に蒸気が流れ始め
た場合の各加熱器ガス温度の特性を第8図に示す。
た場合の各加熱器ガス温度の特性を第8図に示す。
1次過熱器202.2次過熱器203に蒸気が流れ始め
ると、過熱器が保有する熱量が蒸気に奪われ、ガス温度
が低下する。図において、Q工は蒸気が流れていない場
合であるが、蒸気が流れるとその量に比例してQ、、Q
7のような軌跡を描き。
ると、過熱器が保有する熱量が蒸気に奪われ、ガス温度
が低下する。図において、Q工は蒸気が流れていない場
合であるが、蒸気が流れるとその量に比例してQ、、Q
7のような軌跡を描き。
第9図にΩ。で示すように、再熱器ガス温度が蒸気流量
の増加に伴い低下する。
の増加に伴い低下する。
したがって、許容投入燃料量は、蒸気流量によっても、
Ω、のように可変となる。
Ω、のように可変となる。
しかし、従来の再熱器保護方式では、燃料流量による固
定量FR検出方式であるから、ボイラモードすなわち再
熱器ガス温度に応じた柔軟な対応がなされていなかった
。
定量FR検出方式であるから、ボイラモードすなわち再
熱器ガス温度に応じた柔軟な対応がなされていなかった
。
これに対し、本発明においては、再熱器ガス温度を直接
検出し取り込む手段を備えており、第7図または第9図
の右側軸に示すように、プラント停止時間またはボイラ
蒸気流量に応じて、投入燃料許容値を増減できるので、
プラントの現実の状況に合わせ、迅速かつ正確な対応が
可能である。
検出し取り込む手段を備えており、第7図または第9図
の右側軸に示すように、プラント停止時間またはボイラ
蒸気流量に応じて、投入燃料許容値を増減できるので、
プラントの現実の状況に合わせ、迅速かつ正確な対応が
可能である。
次に、第1図〜第5図を参照して5本発明の実施例を具
体的に説明する。
体的に説明する。
第5図は本発明による再熱器保護装置を備えた火力発電
プラントの全体の概略構成を示す系統図である。
プラントの全体の概略構成を示す系統図である。
図において、1はプラント自動制御装置、2はボイラ、
3は高圧タービン、4は中・低圧タービン、5はボイラ
保護インターロック盤である。また、201は火炉水冷
壁、202は1次過熱器、203は2次過熱器、204
は低温再熱器、205は高温再熱器、206は再熱器周
囲温度検出器、207は主蒸気温度検出器、208はガ
ス再循環送風機、2o9はガス再循環流量調整弁、21
0は空気供給機、211は供給空気流量調整弁、212
は燃料流量!l!J整弁、213は燃料流量検出器、2
14は供給空気量検出器、311は主塞止弁、312は
タービン加減弁、411は中間阻止弁、412は復水器
、413は給水ポンプ、414は給水流量調整弁、41
5は給水流量検出器、5゜1は燃料遮断弁である。なお
5図左上部の50は、負荷要求信号を表す。
3は高圧タービン、4は中・低圧タービン、5はボイラ
保護インターロック盤である。また、201は火炉水冷
壁、202は1次過熱器、203は2次過熱器、204
は低温再熱器、205は高温再熱器、206は再熱器周
囲温度検出器、207は主蒸気温度検出器、208はガ
ス再循環送風機、2o9はガス再循環流量調整弁、21
0は空気供給機、211は供給空気流量調整弁、212
は燃料流量!l!J整弁、213は燃料流量検出器、2
14は供給空気量検出器、311は主塞止弁、312は
タービン加減弁、411は中間阻止弁、412は復水器
、413は給水ポンプ、414は給水流量調整弁、41
5は給水流量検出器、5゜1は燃料遮断弁である。なお
5図左上部の50は、負荷要求信号を表す。
ボイラ保護インターロック盤5は、ボイラ保護専用のイ
ンターロックを形成しており、再熱器の保護が必要な時
などに、燃料遮断弁501を自動的に閉じさせ、ボイラ
2への燃料供給を停止させるものである。
ンターロックを形成しており、再熱器の保護が必要な時
などに、燃料遮断弁501を自動的に閉じさせ、ボイラ
2への燃料供給を停止させるものである。
火力発電プラントは、通常時は、中央給電所等からの負
荷要求信号50に基づき、プラント自動制御装置1を介
して、燃料量(213)、空気量(214)、給水量(
415)を制御し、所望の発電量を維持する。
荷要求信号50に基づき、プラント自動制御装置1を介
して、燃料量(213)、空気量(214)、給水量(
415)を制御し、所望の発電量を維持する。
給水は、給水ポンプ413により給水され、火炉水冷壁
201.1次過熱器202.2次過熱器203で順次加
熱・昇温され、過熱蒸気として高圧タービン3に送られ
る。高圧タービン3から排気された蒸気は、更に、低温
再熱器204及び高温再熱器205により加熱され、過
熱蒸気として中・低圧タービン4に送られる。中・低圧
タービン4から排気された蒸気は、復水器412に戻り
、冷却されて、給水ポンプ413で再びボイラ2に供給
される。ここで、主塞止弁311.タービン加減弁31
2.中間阻止弁411は、タービン通気前は閉じられて
いる。
201.1次過熱器202.2次過熱器203で順次加
熱・昇温され、過熱蒸気として高圧タービン3に送られ
る。高圧タービン3から排気された蒸気は、更に、低温
再熱器204及び高温再熱器205により加熱され、過
熱蒸気として中・低圧タービン4に送られる。中・低圧
タービン4から排気された蒸気は、復水器412に戻り
、冷却されて、給水ポンプ413で再びボイラ2に供給
される。ここで、主塞止弁311.タービン加減弁31
2.中間阻止弁411は、タービン通気前は閉じられて
いる。
本発明は、再熱器周囲温度検出器206を設置し、その
信号に基づき、ボイラ保護インターロック盤5の燃料遮
断弁501を用いる保護インターロックと、プラント自
動制御装置1の燃料流量調整弁212による燃料調整と
を再熱器の実際の状況に直接関係づけて行い、不要なト
リップを防止するとともに、再熱器温度の迅速かつ正確
な制御を達成しようとするものである。
信号に基づき、ボイラ保護インターロック盤5の燃料遮
断弁501を用いる保護インターロックと、プラント自
動制御装置1の燃料流量調整弁212による燃料調整と
を再熱器の実際の状況に直接関係づけて行い、不要なト
リップを防止するとともに、再熱器温度の迅速かつ正確
な制御を達成しようとするものである。
第1図は、再熱器保護インターロック側での本発明の一
実施例を示す系統図である。図において。
実施例を示す系統図である。図において。
101は偏差演算器、102は再熱器周囲温度許容上限
値を設定する信号発生器、103は前記偏差演算器10
1の出力偏差が所定範囲内にあるか否かをみるコンパレ
ータ、501は時限動作リレ、502は2アウトオブ3
の多数決回路である。
値を設定する信号発生器、103は前記偏差演算器10
1の出力偏差が所定範囲内にあるか否かをみるコンパレ
ータ、501は時限動作リレ、502は2アウトオブ3
の多数決回路である。
偏差演算器101は、第5図再熱器周囲温度検出器20
6からの信号と信号発生器102からの再熱器周囲温度
許容上限値との偏差を求める。コンパレータ103は、
周囲温度が上限値以上のとき「1」の信号を出力する。
6からの信号と信号発生器102からの再熱器周囲温度
許容上限値との偏差を求める。コンパレータ103は、
周囲温度が上限値以上のとき「1」の信号を出力する。
ここでは、再熱器周囲温度の取り込みデータを3重化し
である。前記第12図の従来例に対応して、(A)、(
B)、(C)の回路を備えて冗長化するのは、既に述べ
た通り、ボイラ保護インターロックが極めて高い信頼性
を要求されるためである。
である。前記第12図の従来例に対応して、(A)、(
B)、(C)の回路を備えて冗長化するのは、既に述べ
た通り、ボイラ保護インターロックが極めて高い信頼性
を要求されるためである。
さて、プラント自動制御装置1から出力される再熱器周
囲温度許容上限値以上を示す信号130a ”−’ Q
は、ボイラ保護インターロック盤5の時限動作リレーを
介して監視され、(A)、(B)。
囲温度許容上限値以上を示す信号130a ”−’ Q
は、ボイラ保護インターロック盤5の時限動作リレーを
介して監視され、(A)、(B)。
(C)信号のう値2信号が「1」となった場合は、MF
T条件成立信号503により、燃料遮断弁5o1を閉じ
、燃料供給を自動停止する。
T条件成立信号503により、燃料遮断弁5o1を閉じ
、燃料供給を自動停止する。
本実施例においては、実際の再熱器周囲温度を取り込み
上限値と比較するので、例えば第7図のようにプラント
停止時間が長くなり、再熱器ガス温度が低下したような
場合は、燃料流量を多くしても、再熱器周囲温度が低い
限り、不要なトリップに至ることがない。
上限値と比較するので、例えば第7図のようにプラント
停止時間が長くなり、再熱器ガス温度が低下したような
場合は、燃料流量を多くしても、再熱器周囲温度が低い
限り、不要なトリップに至ることがない。
また、第12図の(A)、(B)、(C)と第1図の回
路との比較から明らかなように、本実施例の回路は構成
が極めて単純であり、部品点数も少ないので、信頼性が
非常に高くなる。
路との比較から明らかなように、本実施例の回路は構成
が極めて単純であり、部品点数も少ないので、信頼性が
非常に高くなる。
ここで、再熱器周囲温度検出器206は再熱器表面管壁
温度の検出により本発明を実現できる。
温度の検出により本発明を実現できる。
なお、再熱器表面管壁温度が測定不可能であれば。
再熱器の周囲を流れる燃焼ガス温度の検出でも実現可能
となる。
となる。
第2図は、燃料流量制御側での本発明の実施例を示す系
統図である0本実施例は、第13図の従来例に、再熱器
周囲温度を取り込むようにしたものである。すなわち、
従来の再熱器保護燃料制御信号125に代え、再熱器周
囲温度206と再熱器周囲温度上限設定器113の出力
とを偏差演算器112で演算し、比例/積分演算器11
4および切換え器115を介して、低値選択器124に
出力する。なお、信号発生器116は、緊急時に比例/
積分演算器114から切換え、タービン蒸気を遮断する
ために設けである。
統図である0本実施例は、第13図の従来例に、再熱器
周囲温度を取り込むようにしたものである。すなわち、
従来の再熱器保護燃料制御信号125に代え、再熱器周
囲温度206と再熱器周囲温度上限設定器113の出力
とを偏差演算器112で演算し、比例/積分演算器11
4および切換え器115を介して、低値選択器124に
出力する。なお、信号発生器116は、緊急時に比例/
積分演算器114から切換え、タービン蒸気を遮断する
ために設けである。
先に第8図および第9図に関して説明したように、実際
の投入燃料許容値は、ボイラ蒸気流量にも対応して変化
する。そこで、このボイラ蒸気流量をパラメータとして
、再熱器保護インターロックおよび燃料流量制御を実行
することが考えられる。
の投入燃料許容値は、ボイラ蒸気流量にも対応して変化
する。そこで、このボイラ蒸気流量をパラメータとして
、再熱器保護インターロックおよび燃料流量制御を実行
することが考えられる。
第3図は、再熱器周囲温度と蒸気流量とをパラメータと
する再熱器保護インターロック側での本発明の実施例を
示す図である。本例は、第1図実施例に蒸気流量検出器
413からの信号も取り込んでいる。104は、蒸気流
量(413)に対応した信号を出力する信号発生器であ
る。
する再熱器保護インターロック側での本発明の実施例を
示す図である。本例は、第1図実施例に蒸気流量検出器
413からの信号も取り込んでいる。104は、蒸気流
量(413)に対応した信号を出力する信号発生器であ
る。
本実施例においては、再熱器周囲温度の他に、蒸気流量
も考慮にいれるので、トリップ条件をより細かに変更設
定できる。
も考慮にいれるので、トリップ条件をより細かに変更設
定できる。
第4図は、燃料制御側の第2図実施例に、蒸気流量も取
り込む実施例を示す図である。123は。
り込む実施例を示す図である。123は。
蒸気流量に対応した再熱器設定温度を出力する信号発生
器である。
器である。
本実施例においても、蒸気流量に応じて投入燃料許容値
を変更できるので、結果として、正確かつ迅速なタービ
ン制御が可能となる。
を変更できるので、結果として、正確かつ迅速なタービ
ン制御が可能となる。
本発明においては、再熱器保護インターロック側では、
その条件を、従来の固定的な燃料流量上限値に代えて、
実際の再熱器周囲温度としたので、ボイラの状態に即応
したきめ細かな保護が可能となる。
その条件を、従来の固定的な燃料流量上限値に代えて、
実際の再熱器周囲温度としたので、ボイラの状態に即応
したきめ細かな保護が可能となる。
また、燃料流量制御側でも、実際の再熱器周囲温度に対
応して投入燃料上限を変更できるから。
応して投入燃料上限を変更できるから。
調整余裕が大きくなり、蒸気温度を迅速かつ正確に調整
可能である。
可能である。
さらに、冗長化のため回路を多重化した場合にも、各回
路が単純な構成であり、信頼性が高い。
路が単純な構成であり、信頼性が高い。
第1図は再熱器保護インターロック側での本発明の一実
施例を示す系統図、第2図は燃料流量制御側での本発明
の実施例を示す系統図、第3図は再熱器周囲温度と蒸気
流量とをパラメータとする再熱器保護インターロック側
での本発明の実施例を示す系統図、第4図は再熱器周囲
温度と蒸気流量とをパラメータとする燃料流量制御側で
の本発明の実施例を示す系統図、第5図は本発明による
再熱器保護装置を備えた火力発電プラントの全体の概略
構成を示す系統図、第6図はプラント停止時間と各加熱
器の周囲ガス温度との関係を示す図、第7図はプラント
停止時間と再熱器ガス温度および燃料投入許容値との関
係を示す図、第8図は過熱器に蒸気が流れ始めた場合の
各加熱器ガス温度の特性を示す図、第9図はボイラ蒸気
流量と再熱器ガス温度および投入燃料許容値との関係を
示す図、第10図は従来の火力発電プラントのボイラと
タービンとの間の系統構成の概要を示す図、第11図は
従来の再熱器保護インターロックを示す図、第12図は
従来のプラント自動制御装置およびボイラ保護インター
ロック盤の再熱器保護インターロックを具体的に示す図
、第13図はプラント自動制御装置での燃料制御系統を
示す図である。 1・・・プラント自動制御装置、2・・・ボイラ、3・
・・高圧タービン、4・・・中・低圧タービン、5・・
・ボイラ保護インターロック盤、5o・・・負荷要求信
号、101・・・偏差演算器、102・・・再熱器周囲
温度上限値設定信号発生器、103・・・コンパレータ
、106,107・・・関数発生器、108・・・偏差
演算器、109・・・比例/積分演算器、110・・・
自動/手動切換え器、111・・・加算器、112・・
・偏差演算器、113・・・信号発生器、114・・・
比例/積分演算器、115・・・切換え器、116・・
・タービン蒸気遮断信号発生器、120・・・偏差演算
器、121・・・比例/積分演算器、122・・・自動
/手動切換え器、122・・・低値選択器、201・・
・火炉水冷壁、202・・・1次過熱器、203・・・
2次過熱器、204・・・低温再熱器、205・・・高
温再熱器、206・・・再熱器周囲温度検出器、207
・・・主蒸気温度検出器、208・・・ガス再循環送風
機、209・・・ガス再循環流量調整弁、210・・・
空気供給機、211・・供給空気流量調整弁、212・
・・燃料流量調整弁。
施例を示す系統図、第2図は燃料流量制御側での本発明
の実施例を示す系統図、第3図は再熱器周囲温度と蒸気
流量とをパラメータとする再熱器保護インターロック側
での本発明の実施例を示す系統図、第4図は再熱器周囲
温度と蒸気流量とをパラメータとする燃料流量制御側で
の本発明の実施例を示す系統図、第5図は本発明による
再熱器保護装置を備えた火力発電プラントの全体の概略
構成を示す系統図、第6図はプラント停止時間と各加熱
器の周囲ガス温度との関係を示す図、第7図はプラント
停止時間と再熱器ガス温度および燃料投入許容値との関
係を示す図、第8図は過熱器に蒸気が流れ始めた場合の
各加熱器ガス温度の特性を示す図、第9図はボイラ蒸気
流量と再熱器ガス温度および投入燃料許容値との関係を
示す図、第10図は従来の火力発電プラントのボイラと
タービンとの間の系統構成の概要を示す図、第11図は
従来の再熱器保護インターロックを示す図、第12図は
従来のプラント自動制御装置およびボイラ保護インター
ロック盤の再熱器保護インターロックを具体的に示す図
、第13図はプラント自動制御装置での燃料制御系統を
示す図である。 1・・・プラント自動制御装置、2・・・ボイラ、3・
・・高圧タービン、4・・・中・低圧タービン、5・・
・ボイラ保護インターロック盤、5o・・・負荷要求信
号、101・・・偏差演算器、102・・・再熱器周囲
温度上限値設定信号発生器、103・・・コンパレータ
、106,107・・・関数発生器、108・・・偏差
演算器、109・・・比例/積分演算器、110・・・
自動/手動切換え器、111・・・加算器、112・・
・偏差演算器、113・・・信号発生器、114・・・
比例/積分演算器、115・・・切換え器、116・・
・タービン蒸気遮断信号発生器、120・・・偏差演算
器、121・・・比例/積分演算器、122・・・自動
/手動切換え器、122・・・低値選択器、201・・
・火炉水冷壁、202・・・1次過熱器、203・・・
2次過熱器、204・・・低温再熱器、205・・・高
温再熱器、206・・・再熱器周囲温度検出器、207
・・・主蒸気温度検出器、208・・・ガス再循環送風
機、209・・・ガス再循環流量調整弁、210・・・
空気供給機、211・・供給空気流量調整弁、212・
・・燃料流量調整弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、燃料遮断弁を通して燃料を供給されるボイラに配置
した過熱器からの蒸気を主タービンに送り当該主タービ
ンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低圧タービンに
送り発電する火力発電プラントの再熱器保護装置におい
て、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 検出された温度が前記再熱器管壁許容温度に達したか否
かを判定し達したときに前記燃料遮断弁に遮断信号を出
力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 2、燃料流量調整弁を通して燃料を供給されるボイラに
配置した過熱器からの蒸気を主タービンに送り当該主タ
ービンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低圧タービ
ンに送り発電する火力発電プラントの再熱器保護装置に
おいて、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 前記再熱器の管壁許容温度以下の検出された温度に応じ
て前記ボイラに投入する燃料量を算出し前記燃料流量調
整弁に出力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 3、燃料遮断弁および燃料流量調整弁を通して燃料を供
給されるボイラに配置した過熱器からの蒸気を主タービ
ンに送り当該主タービンの排出蒸気を再熱器により加熱
し中・低圧タービンに送り発電する火力発電プラントの
再熱器保護装置において、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 検出された温度が前記再熱器管壁許容温度に達したか否
かを判定し達したときに前記燃料遮断弁に遮断信号を出
力する手段と、 検出された温度に応じて前記ボイラに投入する燃料量を
算出し前記燃料流量調整弁に出力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 4、燃料遮断弁を通して燃料を供給されるボイラに配置
した過熱器からの蒸気を主タービンに送り当該主タービ
ンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低圧タービンに
送り発電する火力発電プラントの再熱器保護装置におい
て、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 前記蒸気流量を検出する手段と、 検出された温度が前記蒸気流量に応じて設定された再熱
器管壁許容温度に達したか否かを判定し達したときに前
記燃料遮断弁に遮断信号を出力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 5、燃料流量調整弁を通して燃料を供給されるボイラに
配置した過熱器からの蒸気を主タービンに送り当該主タ
ービンの排出蒸気を再熱器により加熱し中・低圧タービ
ンに送り発電する火力発電プラントの再熱器保護装置に
おいて、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 前記蒸気流量を検出する手段と、 前記蒸気流量に応じて設定された再熱器周囲温度以下の
検出された温度に応じて前記ボイラに投入する燃料量を
算出し前記燃料流量調整弁に出力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 6、燃料遮断弁および燃料流量調整弁を通して燃料を供
給されるボイラに配置した過熱器からの蒸気を主タービ
ンに送り当該主タービンの排出蒸気を再熱器により加熱
し中・低圧タービンに送り発電する火力発電プラントの
再熱器保護装置において、 前記再熱器周囲温度を検出する手段と、 前記蒸気流量を検出する手段と、 検出された温度が前記蒸気流量に応じて設定された再熱
器周囲温度に達したか否かを判定し達したときに前記燃
料遮断弁に遮断信号を出力する手段と 前記蒸気流量に応じて設定された再熱器周囲温度以下の
検出された温度に応じて前記ボイラに投入する燃料量を
算出し前記燃料流量調整弁に出力する手段と を有することを特徴とする再熱器保護装置。 7、請求項1〜6のいずれか一項に記載の再熱器保護装
置を備えたことを特徴とする火力発電プラント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15299588A JPH024102A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 再熱器保護装置および火力発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15299588A JPH024102A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 再熱器保護装置および火力発電プラント |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH024102A true JPH024102A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=15552653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15299588A Pending JPH024102A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 再熱器保護装置および火力発電プラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH024102A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008170087A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ボイラ制御システム |
JP2010272513A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Sb Limotive Co Ltd | 二次電池 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP15299588A patent/JPH024102A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008170087A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ボイラ制御システム |
JP2010272513A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Sb Limotive Co Ltd | 二次電池 |
US8765291B2 (en) | 2009-05-20 | 2014-07-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
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