JPH0345638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発電プラントにおける蒸気タービンお
よび発電機の急激な負荷上昇を抑えるためのター
ビン出力制限装置に係り、特にボイラ変圧運転方
式を採用した発電プラントに好適なタービン出力
制限装置に関する。

一般に、蒸気タービンを用いた発電プラントに
おいては、負荷の急激な上昇は、タービン羽根に
かかる急激なストレスやロータ、メタル等の応力
歪、更に蒸気加減弁の急開によるボイラ側圧力の
急激等から生じる数々の弊害をもたらし、発電プ
ラントの機能が維持できなくなるばかりか、機器
の寿命を短くする。

これを防止するため、発電プラントには、負荷
制限器自動追従装置が設けられる。

第１図は、その従来例を示したもので、ボイラ
１で発生した蒸気は、蒸気加減弁２で蒸気量が調
整され、その蒸気は蒸気タービン３に流入し、蒸
気タービン３に直結された発電機４によつて電力
に変換される。

蒸気加減弁２は低値選択器５により選択された
加減弁開度信号により開閉される。

低値選択器５に入力される信号即ち加減弁開度
信号には２種類有り、一つは負荷制限器６による
ものであり、もう一つは調速機７によるものであ
る。通常は、調速機７から出力される加減弁開度
信号の方が低く、蒸気加減弁２は、低値選択器５
を介して調速機７により制御される。

この調速機７は、更に、発電機出力制御装置あ
るいは周波数制御装置等により制御されるが、こ
れらは本願とは直接関係ないため、その説明は省
略する。

前記負荷制限器６は負荷制限器自動追従装置８
によつて、調速機７の加減弁開度信号より高値の
加減弁開度信号となるよう制御される。

ところで、この自動追従装置８は次のように構
成されている。即ち、８ａは追従幅設定器で、負
荷制限器６を調速機７よりどれだけ上側に制御す
るかを決めるものである。この追従幅設定器８ａ
で設定された設定追従幅V_sと後述する実追従幅
V_pとは、加減弁８ｂで比較され、その比較値
（V_s−V_p）が正の信号であれば、制御器８ｃを介
し負荷制限器６の増操作、また、負の信号であれ
ば減操作が行われ、設定追従幅V_sと実追従幅V_p
との一致が計られる。実追従幅V_pは負荷制限器
の出力（加減弁開度信号）と調速機の出力（加減
弁開度信号）の差であり、この差をとるのが比較
器９である。実追従幅V_pは負荷制限器と調速機
のそれぞれの出力が等しい時に零で、負荷制限器
の出力が大きくなると増えていく。従つて、（V_s
−V_p）正の信号で負荷制限器が増操作された場
合、実追従幅V_pは大きくなり最終的にはV_s＝V_p
となるよう制御される。

このようにして、通常、負荷制限器６の出力
は、調速機７の出力より若干上側に置かれること
になる。また、負荷制限器６の自動追従速度は、
蒸気タービン３の許容最大負荷変化率以内に設定
される。

従つて、発電機の負荷が急激に増え、その結果
タービンの回転数が下がると、調速機は、規定回
転数を維持しようと加減弁を急開し、蒸気流入量
を増やそうとするが、この場合、前記負荷制限器
６の追従速度がタービンの負荷変化率以内でかな
り遅いため、加減弁開度は、低値選択器５により
負荷制限器６側にてその開度が決まり、蒸気流入
量が制限される。

この結果、タービン３および発電器４の出力の
急激な上昇を抑えることができるようになる。

第２図は、この様子を示したもので、実線は調
速機７の動作、破線は負荷制限器６の動作、破線
は発電機出力である。

このように、従来の負荷制限自動追従装置は、
主蒸気圧力を一定にして運転を行う発電プラント
においては、非常に有効なものであつた。

しかしながら、最近の発電プラントにおいて
は、ボイラ変圧運転即ち主蒸気圧力を変えること
により、発電プラントの運転を行う方式が採用さ
れるようになつてきた。

このため、上記従来の負荷制限自動追従装置を
そのまま最近の発電プラントに適用すると、不必
要な負荷制限動作を行うようになり、正常な発電
プラントの運転ができなくなる欠点があつた。

即ち、主蒸気圧力が定格圧力のときと、例え
ば、1/2圧力のときでは、同じ発電出力変化を与
えるための加減弁開度は倍の動きが必要となるた
め、負荷制限器を定格圧力条件で決めた追従幅に
しておくと、1/2圧力のときは少しの負荷変動で
簡単に負荷制限動作が働いてしまう欠点があつ
た。

本発明は、上記従来装置の欠点を除いて、常に
良好な発電プラントの運転を可能とするタービン
出力制限装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は、負荷制限
器６出力と調速機７出力とのうち低い方の出力で
蒸気タービンに供給される蒸気加減弁２の開度を
調節すると共に、前記負荷制限器６出力と調速機
７出力の偏差を追従幅設定器８ａからの追従幅設
定値と比較し、その差分を前記負荷制限器に入力
するタービン出力制限装置において、前記蒸気タ
ービン３に供給される蒸気圧力を検出する圧力検
出器１０と、この圧力検出器１０からの出力の大
きさに逆比例する前記蒸気加減弁２の開度補正係
数値を出力する関数発生器１１と、この関数発生
器１１の出力を前記追従幅設定値に乗算する乗算
器８ｄとを備え、この乗算器８ｄの出力を新しく
追従幅設定値として前記負荷制限器６出力と調速
機７出力の偏差と比較し、その差分を前記負荷制
限器６に入力することを特徴とする。

以下、本発明を図面を参照して説明する。

第３図は、本発明の一実施例を示すタービン出
力制限装置の構成図で、図中、第１図と同一符号
は同一又は相当部分を示し、更に、１０は圧力検
出器であり、１１は関数発生器である。また、８
ｄは乗算器である。

この関数発生器１１は、第４図に示すように、
主蒸気圧力が定格値Ａのとき、開度補正係数値１
を出力し、主蒸気圧力が下るにつれて逆比例で増
加する開度補正係数値を出力する回路である。ま
た、乗算器８ｄは、関数発生器１１の出力を設定
追従幅V_sに乗算する回路である。これらの回路
は、従来技術で容易に構成できるため、その詳細
説明は省略する。

本実施例のタービン出力制限装置は、このよう
に構成されて、主蒸気圧力が定格値Ａにあれば、
関数発生器１１の出力は１のため、設定追従幅
V_sがそのまま追従幅指令となり、負荷制限器６
は、追従幅V_sのもとに制御される。しかし、主
蒸気圧力が定格値から10％下ると、関数発生器１
１の出力は1.1となり、乗算器８ｄにより、追従
幅指令が1.1V_sになる。即ち、加減弁開度の許容
幅が、定格蒸気圧力時の10％分増えることにな
る。これは、タービンの負荷として見た場合に、
定格主蒸気圧力時と同等の負荷変化幅に対応す
る。

例えば、第５図に示すように、加減弁開度一定
で主蒸気圧力が100％→50％→100％に変化した場
合、負荷制限幅の追従幅はV_s→2V_s→V_sとなり、
追従幅は最適状態となり、従来のようにすぐ負荷
制限器にかかることがなくなり良好な発電プラン
トの運転を行うことができるようになる。

以上のように、本発明によれば、ボイラ変圧運
転を行う発電プラントに対しても、許容負荷変動
幅が常に主蒸気圧に応じた最適値に設定されるた
め、従来のように、不必要に負荷制限動作が働く
ことなく、常に良好な発電プラント運転すること
のできるタービン出力制限装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービン出力制限装置の構成
図、第２図はその動作を説明するためのタイムチ
ヤート、第３図は本発明の一実施例を示す負荷制
限器自動追従装置の構成図、第４図はその関数発
生器の特性図、第５図は第３図の動作を説明する
ためのタイムチヤートである。 １……ボイラ、２……蒸気加減弁、３……蒸気
タービン、４……発電機、５……低値選択器、６
……負荷制限器、７……調速機、８……負荷制限
器自動追従装置、８ａ……追従幅設定器、８ｂ…
…加減器、８ｃ……制御器、８ｄ……乗算器、９
……比較器、１０……圧力検出器、１１……関数
発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷制限器出力と調速機出力とのうち低い方
   の出力で蒸気タービンに供給される蒸気加減弁の
   開度を調節すると共に、前記負荷制限器出力と調
   速機出力の偏差を追従幅設定値と比較し、その差
   分を前記負荷制限器に入力するタービン出力制限
   装置において、前記蒸気タービンに供給される蒸
   気圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器
   からの出力の大きさに逆比例する前記蒸気加減弁
   の開度補正係数値を出力する関数発生器と、この
   関数発生器の出力を前記追従幅設定値に乗算する
   乗算器とを備え、この乗算器の出力を新しく追従
   幅設定値として前記負荷制限器出力と調速機出力
   の偏差と比較し、その差分を前記負荷制限器に入
   力することを特徴とするタービン出力制限装置。