JPH0312203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、部分的な二重化をはかつてなるター
ビン制御装置に関する。

〔発明の背景〕

第１図は、従来のタービン制御装置の構成を示
す。ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁
２，２Ａ、加減弁３，３Ａを通つて蒸気タービン
１０に供給される。タービン１０は、高圧タービ
ン１１、中圧タービン１２、低圧タービン１３よ
り成る。蒸気は、高圧タービン１１で仕事をした
後、再熱器１６で再び温度をあげられて再熱蒸気
止弁１７、インタセプタ弁１８を通つて中圧ター
ビン１２、低圧タービン１３で仕事をし、復水器
１９で水となる。蒸気の仕事は、タービン１０に
より回転運動に変えられ、発電機２０を回転させ
て電気量（電力）に変換される。この発生電気量
は、電力系統（図示せず）へ供給される。

主蒸気止め弁２，２Ａは、主蒸気止め弁駆動ユ
ニツト５，５Ａによつて開度調整を受ける。加減
弁３，３Ａは、加減弁駆動ユニツト７，７Ａによ
つて開度調整を受ける。インタセプタ弁１８は、
インタセプタ弁駆動ユニツト９によつて開度調整
を受ける。

タービン制御部２２は、入力部２３、出力部２
４、演算部２５より成る。入力部２３は、主蒸気
止め弁２，２Ａの主蒸気弁開度検出計４，４Ａ、
加減弁３，３Ａの加減弁開度検出計６，６Ａ、イ
ンタセプタ弁１８のインタセプタ弁開度検出計
８、発生電力検出器（電力変換器）２１、歯車１
４の動きよりタービン速度を検出する速度検出計
１５のそれぞれの検出信号を取込み、演算部２５
に渡す。

出力部２４は、演算部２５の演算結果を受けと
り、主蒸気止め弁駆動ユニツト５，５Ａへ弁駆動
指令、加減弁駆動ユニツト７，７Ａへ弁駆動指
令、インタセプタ駆動ユニツト９へ弁駆動指令を
与える。

演算部２５は、入力部２３からの各検出信号を
受けとり、各弁対応の弁駆動指令を算出する。

かくしてタービン制御部２２は、タービンの回
転数、負荷の制御を行う。

かかるタービン制御部２２を二重化した場合の
従来の構成図を第２図に示す。

第２図で、タービン制御部２２Ａ，２２Ｂは、
同く同一内部構成より成る。この第２図では、入
力部２３、出力部２４を省略させている。

タービン制御部２２Ａは、タービン自動起動制
御装置６０、速度設定器３１、昇速率設定器３
２、比較回路３３、微分器３４、比較回路３５、
昇速制御回路３６、モード選択回路３７、調定率
演算部３８、負荷設定器３９、加算器４０、負荷
制限器４１、低値優先回路４２、初圧演算回路４
５、負荷分配回路４８，５２、比較回路４９，５
３、調節制御回路５０，５４、位置変換器５１，
５５より成る。

タービン制御部２２Ａへ外部から取込む信号
は、タービン速度検出計１５の速度検出信号、主
蒸気圧力検出計４，４Ａの主蒸気圧力検出信号、
検出計６，６Ａの加減弁位置検出信号である。タ
ービン制御部２２Ａから外部に出力する信号は、
加減弁３，３Ａへの弁指令信号である。

更に、切替部１００は、タービン制御部２２Ａ
か２２Ｂかの切替えを行う。２重系では一方が動
作中であれば、他方は待機系をなす。タービン制
御部２２Ａと２２Ｂとは切替部１００によつてい
ずれか一方が動作系、他方が待機系となる。通常
は、タービン制御部２２Ａが動作系をなし、ター
ビン制御部２２Ｂが待機系をなす。タービン制御
部２２Ａが異常発生時に切替部１００の指示のも
とにスイツチ５６，５７を切替えて、タービン制
御部２２Ｂを動作系、タービン制御部２２Ａが待
機系へと切替える。

動作を説明する。速度検出計１５で検出された
タービン実速度Ｎは、速度設定器３１で設定され
た設定速度N₀と比較回路３３で比較を受け、偏
差量ΔN＝N₀−Ｎを得る。この偏差量ΔNは、モ
ード選択回路３７を介して調定率演算部３８に入
力し、あらかじめ設定された速度調定率に相当し
たゲインを掛けられ、加算器４０に送られる。加
算器４０では、負荷設定器３９で設定された負荷
設定器４０では、負荷設定器３９で設定された負
荷設定値P₀との加算を行い、速度負荷信号P_Gを
作る。

一方、実速度信号Ｎは、微分器３４で微分さ
れ、昇速率信号となる。この昇速率信号は、昇速
率設定器３２で設定された昇速率設定値と比較回
路３５で比較され、昇速率偏差を得る。昇速率偏
差は、昇速率制御回路３６に入力し、積分され、
修正速度偏差信号となる。

この修正速度偏差信号は、昇速制御モード時に
モード選択回路３７で選択され、調定率演算部３
８で調定率演算をなされ、加算部４０を介して低
値優先回路４２へと入力する。

低値優先回路４２は、速度負荷信号P_G（又は修
正速度偏差信号）、負荷制限器４１の負荷制限値
P_L、主蒸気圧力検出計４で検出した主蒸気圧を
入力とする初圧演算回路４５の出力とを入力と
し、最も小さい値Ｐを出力する。初圧演算回路４
５は、主蒸気圧力が所定の値より低くなつた場
合、弁を制御して圧力を保持する機能を持つ。

低値優先回路４２の出力である負荷信号Ｐは、
負荷分配回路４８，５２で各弁の負担量に応じて
配分されて各弁の流量を決定する。負荷分配回路
４８，５２の出力は比較器４９，５３で弁位置フ
イードバツク信号と比較され、その偏差信号は調
節制御回路５０，５４により弁駆動信号に変えら
れて弁駆動ユニツト７，７Ａにより加減弁３，３
Ａを調整する。

上記弁位置フイードバツク信号は、検出計６，
６Ａを介して取込んでいる。これにより、弁位置
を目標値通りに安定に制御できる。

タービン自動起動制御装置６０は、図示しない
が前述（第１図）のタービン速度信号、弁位置信
号、発電電力検出信号等の種々のタービン運転状
態信号と、運転員の操作指令信号を入力し、既定
のプログラムに従つて演算を行う。その出力を点
線で開示した。その出力の中には、速度設定器３
１の設定値、昇速率設定器３２の設定値、負荷設
定器３９の設定値、負荷制限器４１の設定制限
値、モード選択回路３７へのモード選択指令信
号、負荷分配回路４８，５２で負荷分配比率があ
る。

一方、待機系をなすタービン制御部２２Ｂは、
タービン制御部２２Ａと同様に各種の入力取込み
を行つている。その各種の入力とは、速度検出計
１５、主蒸気圧力検出器４、位置検出計６，６Ａ
の各出力、及び自動起動制御装置６０に該当する
自動起動制御装置への各種検出信号とである。タ
ービン制御部２２Ｂとタービン制御部２２Ａとの
相違点は、スイツチ５６，５７を介して出力して
いるか否かであり、待機系のタービン制御部２２
Ｂであつても、入力取込みとそれをもとにした演
算及び各要素３１，３２，３６，４１，３９，４
８，５２に相当する各要素への必要な出力は常
時、行われれている。

以上の２重系構成によつて、タービン制御装置
としての信頼性の向上をはかれた。更に動作系の
制御部２２Ａが故障した場合でも、待機系へとバ
ンプレス切換が可能となる。

然るに、完全二重系の故に、装置規模が大きく
なり、必要以上の二重化を行つているとの欠点を
持つ。

〔発明の目的〕

本発明は、不完全２重化によつて本来のタービ
ンバツクアツプ制御機能を達成してなるタービン
制御装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、二重系における待機系として機械式
制御系の機能を持たせた点にある。この待機系で
は、タービン昇速率設定器３２、微分器３４、比
較回路３５、昇速制御回路３６より成る昇速率制
御系は、不用となる。この機能は、速度設定器３
１での設定速度を徐々に操作することによつて達
成できる。更に、負荷制限器４１等の負荷制限手
段も、運転状態を監視し、負荷設定器３９を操作
することで、負荷制限機能を設定できる故に、二
重系としては不用である。

弁位置定位制御系は、系の応答が数10msecと
高速であり、手動対応不可のため、削除不可であ
る。即ち、手動運転対応の簡易バツクアツプ装置
として最小限必要な回路手段は、タービン速度設
定器３１、実速度との偏差を求める加算器３３、
調定率演算部３８、負荷設定器３９、及び、負荷
分配回路４８，５２等の弁位置定位制御系であ
る。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明の実施例図を示す。タービン制
御部２２Ａは、第２図のタービン制御部２２Ａに
相当し、このタービン制御部２２Ａは動作系をな
す。タービン制御部２２Ｂは、待機系であり、第
２図のタービン制御部２２Ｂと構成を異にする。

タービン制御部２２Ａは、速度設定器３１、昇
速率設定器３２、比較回路３３、微分回路３４、
比較回路３５、昇速率制御回路３６、モード選択
回路３７、調定率演算部３８、負荷設定器３９、
加算器４０、負荷制限器４１、低値選択回路４
２、初圧演算回路４５、負荷分配回路４８，５
２、比較回路４９，５３、調節制御回路５０，５
４、位置変換器５１，５５、タービン自動起動制
御装置６０より成る従来構成と同一構成部分と、
新たに附加したオートバランス回路１０１，１０
２，１０３，１０４、加算器１２０より成る。

従来構成と同一構成部分は、従来と同一動作を
なす。

オートバランス回路１０１〜１０４は、１次遅
れ要素より成る。動作系としてのタービン制御部
２２Ａが異常をなし、待機系としてのタービン制
御部２２Ｂを動作系としてバツクアツプさせた
後、タービン制御部２２Ａが正常に復帰する。こ
の復帰は修理等によりなされる。かかるタービン
制御部２２Ａが動作系として復帰する際に、バン
プレスの復帰を行わせるべく上記オートバランス
回路１０１〜１０４が動作する。

待機系のタービン制御部２２Ｂは、速度設定器
３１Ａ、比較回路３３Ａ、調定率演算部３８Ａ、
負荷設定器３９Ａ、加算器４０Ａ、負荷分配回路
４８Ａ，５２Ａ、比較回路４９Ａ，５３Ａ、調節
制御回路５０Ａ，５４Ａ、位置変換器５１Ａ，５
５Ａ、オートバランス回路１１１，１１２，１１
３，１１４、加算回路１１５より成る。

かかるタービン制御部２２Ｂへは待機系であつ
ても、速度検出器１５の検出速度がオートバラン
ス回路１１３、比較回路３３Ａに入力し、位置検
出器６，６Ａの帰還検出位置信号が位置変換器５
１Ａ，５５Ａに入力している。スイツチ５６，５
７の切替えにより、タービン制御部２２Ｂがバツ
クアツプ用として動作系に入つた時には、調節制
御回路５０Ａ，５４Ａから弁駆動ユニツト７，７
Ａへ出力を発生することとなる。

待機系であるタービン制御部２２Ｂの動作を説
明する。

先ず、待機系としての動作を説明する。待機系
であつても、速度設定器３１Ａ、負荷設定器３９
Ａの設定値は、動作系であるタービン制御部２２
Ａの対応値に追従させる必要がある。然るに、制
御部２２Ａと２２Ｂとは内部構成を異にするた
め、上記対応値にそのまま対応させることはでき
ない。

そこで、オートバランス回路１１１，１１２，
１１３，１１４を設けた。このオートバランス回
路１１１〜１１４は１次遅れ回路より成る。

かかる構成によれば、速度設定器３１Ａの設定
速度は、オートバランス回路１１３を介して速度
検出計１５の検出速度を充当させている。更に、
負荷設定器３９Ａの設定負荷は、オートバランス
回路１１４を介して弁位置対応信号を充当させて
いる。この弁位置対応信号とは、位置変換器５１
Ａ，５５Ａの出力をオートバランス回路１１１，
１１２を介して加算器１１５に入力せしめた後に
その出力として得られる値である。

この構成により、待機系としてのタービン制御
部２２Ｂは、速度検出計１５の検出速度を取込
み、オートバランス回路１１３を介して速度設定
器３１Ａの設定速度とし、且つオートバランス回
路１１３を介さない検出速度との偏差を比較回路
３３Ａでとつている。この偏差信号を調定率演算
器３８Ａの入力とさせている。更に、負荷設定器
３９Ａの設定負荷をオートバランス回路を介して
弁位置信号に対応して設定している。この結果、
タービン制御装置２２Ｂは、タービン制御部２２
Ａの基本的動作に追従することになり、タービン
制御部２２Ａが故障時に、スイツチ５６，５７で
待機系であるタービン制御部２２Ｂを動作系にす
べく切換つても、この切換わりにより異常な変化
はなく、バンプレスにより運転を継続できること
になる。

更に、タービン制御部２２Ａが回復し、スイツ
チ５６，５７により動作系に切換つた場合には、
タービン制御部２２Ａは、オートバランス回路１
０１〜１０４によりバンプレスな投入となり、円
滑な復帰が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、不完全２重系を構成したが故
に、二重系の規模を少なくできた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービン制御装置を示す図、第
２図は従来の２重系によるタービン制御装置を示
す図、第３図は本発明の２重系によるタービン制
御装置の実施例図である。 ２２Ａ，２２Ｂ……タービン制御部、３，３Ａ
……主蒸気加減弁、３１，３１Ａ……速度設定
器、３９，３９Ａ……負荷設定器、３８，３８Ａ
……調定率演算部、６０……タービン起動制御装
置、５６，５７……切換スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービンを常時に制御する動作系としての第
   １のタービン制御部と、常時は待機系として働き
   第１のタービン制御部が異常時に該第１のタービ
   ン制御部に代つて、バツクアツプ用として働く待
   機系としての第２のタービン制御部とを備え、 上記第１のタービン制御部は、 蒸気タービン速度設定器と、該設定速度と検出
   した蒸気タービン実測検出速度との偏差をとる第
   １の比較回路と、蒸気タービン昇速率設定器と、
   該設定昇速率と上記蒸気タービン実速度昇速率と
   の偏差をとる第２の比較回路と、該第１，第２の
   比較回路の出力をモード選択に従つて切換えて出
   力するモード選択回路と、該選択回路の出力を取
   込み調定率を演算する第１の調定率演算部と、負
   荷設定器と、主蒸気検出圧力を取込み初圧演算す
   る初圧演算回路と、上記負荷設定器の設定負荷と
   第１の調定率演算部の出力との加算を行う第１の
   加算器と、負荷制限器と、上記第１の加算器の出
   力と上記負荷制限器の制御負荷と上記初圧演算回
   路の出力とを取込み、最小の値を選択して出力す
   る低値優先回路と、該低値優先回路の出力と蒸気
   タービンの制御対象からの帰還量との偏差に従つ
   て該蒸気タービンの制御対象を制御せしめる第１
   の制御手段５０，５４と、より成り、 上記第２のタービン制御部は、 上記蒸気タービン実測検出速度を取込む第１の
   オートバランス回路と、該第１のオートバランス
   回路の出力をタービン設定速度として取込む速度
   設定器と、該速度設定器の出力と蒸気タービン実
   測検出速度との偏差をとる第３の比較回路と、該
   比較回路の出力を取込み調定率演算を行う第２の
   調定率演算部と、上記蒸気タービンの制御対象か
   ら取込んだ帰還量に対応する値を入力とする第２
   のオートバランス回路と、該第２のオートバラン
   ス回路の出力を設定負荷として取込む負荷設定器
   と、該負荷設定器の設定負荷と上記第２の調定率
   演算部の出力とを加算する第２の加算器と、該第
   ２の加算器の出力と上記蒸気タービンの制御対象
   からの帰還量との偏差を、上記第１のタービン制
   御部を制御対象から切離した時に該第１のタービ
   ン制御部の第１の制御手段に代つて、上記制御対
   象を制御すべく出力する第２の制御手段５０Ａ，
   ５４Ａと、より成るタービン制御装置。 ２ 上記第１，第２のオートバランス回路は、１
   次遅れ回路とする特許請求の範囲第１項記載のタ
   ービン制御装置。 ３ 上記制御対象は主蒸気配管に設けられた主蒸
   気加減弁の開度とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のタービン制御装置。