JPH0754082B2 - 給水ポンプ駆動タ−ビンの圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、蒸気発生器と、主タービンと、発電機とを備
えている発電設備において、前記蒸気発生器に給水する
給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動タービンに駆動用
蒸気を供給する補助蒸気母管の圧力を制御する給水ポン
プ駆動タービンの圧力制御装置に関する。

（従来の技術） 蒸気発生器と、主タービンと、発電機とを備えている発
電設備においては、種々の用途に補助蒸気が用いられて
いるが、中でも最も重要なのは、給水ポンプ駆動タービ
ン（以降、BFPTと称す）への駆動用蒸気の供給である。

以下に、発電設備の一例として、第２図を用いて、火力
発電設備の蒸気系統の構成を説明する。主蒸気系統は、
蒸気発生器を構成する筋炭器、蒸発器、過熱器Ｉ、過熱
器II、および再熱器を有するボイラ29と、過熱器IIの出
力側に設けられた主蒸気加減弁8Aと、再熱器の出力側に
設けられた再熱蒸気加減弁8Bと、ボイラ29によって作ら
れた蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変えて発電機26
を駆動する、高圧タービン（HPと記載）23、中圧タービ
ン（IPと記載）24、および低圧タービン（LPと記載）25
からなるタービン30と、このタービン30の排気を復水と
して回収する復水器31と、復水ポンプ27と、低圧給水加
熱器32と、BFPT5によて駆動される給水ポンプ28と、高
圧給水加熱器33と、これらの機器を接続する配管とを備
えている。

一方、補助蒸気系統は、補助蒸気母管１と、通常運転中
に高圧タービン23の抽気から蒸気を導き、圧力調整弁７
によって圧力調整された蒸気を補助蒸気母管１に供給す
るタービン側補助蒸気管２と、緊急時のバックアップ用
として、ボイラ29の過熱器の途中段の蒸気条件の適切な
部分から蒸気を導き、圧力調整弁９および10を介して圧
力調整された蒸気を補助蒸気母管１に供給するボイラ側
補助蒸気管３とを備えている。補助蒸気母管１からは加
減弁４を介してBFPT5に蒸気が供給される。ボイラ29へ
の給水の安定供給のためには、補助蒸気母管１の圧力が
一定の範囲内で制御されていることが必要となる。通常
運転中において、補助蒸気母管１の圧力は、圧力センサ
６の信号を用い、タービン側圧力調整弁７によってター
ビン側補助蒸気管２からの流入蒸気量を調整することに
より制御される。

しかしながら、送電系統の事故などによりFCB（ファー
スト・カット・バック）制御に入り、負荷しゃ断が行な
われてタービン30への流入蒸気量が主蒸気加減弁8Aによ
り急速に絞り込まれたような場合には、タービン側補助
蒸気管２からの蒸気量も急速に減少してしまう。このよ
うな状況に対応するためにボイラ側補助蒸気管３にも圧
力調整弁９を設け、FCB信号により急速開動作する圧力
調整弁10を開いてボイラ側からの蒸気供給を行なうこと
が実施されている。

第３図は従来技術による圧力制御装置のブロック図であ
る。この圧力制御装置12は、保護インタロック回路11に
よって検出されたFCB状態信号ａまたは補助蒸気起動回
路22の出力信号ｉに基づいて圧力調整弁10を急速に全開
する圧力調整弁用制御回路40と、補助蒸気母管１の設定
圧力に応じた電気信号を出力する設定値回路14と、この
設定値回路14の出力である圧力設定値信号ｃと圧力検出
器13によって検出された補助蒸気母管１の圧力信号ｂと
を比較し、その偏差に基づいて補助蒸気母管１の圧力が
設定値となるように圧力調整弁９に弁開度指令信号ｅを
出力する比例積分回路（PIと記載）15とを備えている。

第３図に示す従来の圧力制御装置においてBFPTにて必要
とする蒸気量は、FCB後の整定状態ではほぼ一定量とな
るものの、FCB直後においてはFCB直前のプラント運転状
態に依存してかなり広範囲の値をとり得るため、圧力調
整弁10の追従が悪いと、FCB直後に補助蒸気の供給不足
により給水量が不足したり、逆に初期の急速な供給を重
視するあまり補助蒸気母管圧力の異常上昇をまねいたり
するなどの不具合が多く最悪の場合FCB失敗に至ること
もあり得る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、FCB発生直前の負荷運転状態に応じて、FCB直
後から適切な量の蒸気をボイラ側から補助蒸気母管に供
給させて、給水ポンプ駆動用蒸気の安定供給を行なわせ
ることにより、FCBの失敗要因を減少させる給水ポンプ
駆動タービンの圧力制御装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は蒸気発生器からの蒸気により主タービンを駆動
する主蒸気系統に、前記蒸気発生器に給水する給水ポン
プを駆動する給水ポンプ駆動タービンと、この給水ポン
プ駆動タービンに駆動用蒸気を供給する補助蒸気母管
と、前記主タービンから抽気された蒸気を導き、前記補
助蒸気母管に第一の圧力調整弁によって圧力調整された
蒸気を供給するタービン側補助蒸気管と、緊急時のバッ
クアップ用として前記蒸気発生器から蒸気を導き、第二
の圧力調整弁および第三の力調整弁によって圧力調整さ
れた蒸気を前記補助蒸気母管に供給する蒸気発生器側補
助蒸気管とを有する補助蒸気系統を設けてなる発電設備
における前記補助蒸気系統に対して、通常運転中は、前
記第三の圧力調整弁を全閉とし、FCB発生後すみやかに
全開とすることのできる圧力調整弁用制御回路と、前記
補助蒸気母管の設定圧力に応じた電気信号を出力する設
定値回路と、この設定値回路の出力である圧力設定値信
号と、前記補助蒸気母管の圧力を示す圧力信号とを比較
し、その偏差に基づいて前記補助蒸気母管の圧力が設定
値となるように前記第二の圧力調整弁に弁開度指令信号
を出力する比例積分回路とを備えている給水ポンプ駆動
タービンの圧力制御装置において、前記発電設備の負荷
状態を示す信号を入力し、FCB時にFCB状態に至る直前の
負荷状態の信号を保持するホールド回路と、このホール
ド回路に保持されたFCB状態に至る直前の負荷に応じて
前記第二の圧力調整弁用の開度設定信号を作り出す関数
発生器と、FCB発生後一定期間前記関数発生器の出力を
前記第二の圧力調整弁の開度指令値とするための切替ロ
ジック回路とを具備したことを特徴とするものである。

（作用） 上記圧力制御装置によれば、FCB発生直前の負荷運転状
態に応じて、FCB直後から適切な量の蒸気を蒸気発生器
側から補助蒸気母管に供給し、給水ポンプ駆動タービン
への供給蒸気圧を安定させることができる。

（実施例） 第２図は本発明による圧力制御装置を火力発電設備に適
用した場合の一実施例を示す火力発電プラントの蒸気系
統図である。蒸気系統の各々の作用については従来の技
術のところで説明済のため省略する。本実施例では、圧
力制御装置12に、プラント自動制御装置（以降、APCと
称す）16から発電設備の負荷状態を示す負荷信号ｆが入
力されている。この負荷信号ｆとして、発電機出力信号
またはタービン第一段蒸気圧力信号などを用いることも
可能である。

第１図は本発明による圧力制御装置12の一実施例を示す
図である。圧力制御装置12はOR回路38と、圧力調整弁用
制御回路40と、オンディレー型タイマ（以降タイマと称
す）19と、符号反転回路20と、AND回路21と、切替回路3
9と、比例積分回路15と、設定値回路14と、ホールド回
路17と、関数発生器18とを備えている。

保護インタロック回路11の出力であるFCB状態信号ａ、
および補助蒸気起動回路22の出力である起動信号ｉは、
OR回路38を介して圧力調整弁用制御回路40に入力され、
圧力調整弁10を急速に全開させる。また、保護インタロ
ック回路11の出力であるFCB状態信号ａは、タイマ19、
符号反転回路20、およびAND回路21によってFCB後一定時
間ｔ（タイマの設定時間）の間ONとなる信号ｈになり、
この信号ｈが切替回路39およびホールド回路17に入力さ
れる。ホールド回路17はAPC16から発電設備の負荷状態
を示す負荷信号ｆが入力されているが、さらにFCB後一
定時間ｔの間ONとなる信号ｈが入力されると、FCB直前
の負荷信号ｆを時間ｔの間保持し、関数発生器18に出力
する。関数発生器18は負荷信号ｆに見合ったBFPT駆動用
補助蒸気量の確保に必要な圧力調整弁開度指令信号（以
降、開度指令信号と称す）ｇを作り、切替回路39に出力
する。一方、切替回路39は、FCB後一定時間ｔの間ONと
なる信号ｈが入力されると、時間ｔの間関数発生器18の
出力である開度指令信号ｇを選択し、この開度指令信号
ｇを圧力調整弁９に出力する。これにより圧力調整弁９
の開度FCB直前の負荷時に、必要とされる補助蒸気流量
を得るための必要な開度に、タイマ19が動作するまでの
間保持され、圧力調整弁用制御回路40によって圧力調整
弁10が全開されているから、補助蒸気母管１の圧力の一
時的な低下を最小におさえることができる。タイマ19が
FCB発生後所定の時間で動作すると、信号ｈはOFFとな
り、切替回路39は、補助蒸気母管１の圧力検出器13の出
力信号ｂと、設定回路の出力である圧力設定値信号ｃと
の偏差に基づく比例積分回路15の出力である圧力調整弁
開度指令信号ｅを選択し、圧力調整弁９に出力する。圧
力調整弁９は、圧力調整弁開度指令信号ｅに基づいて弁
開度を調整し、補助蒸気母管１の圧力は設定圧力とな
る。

なお、以上の実施例においては蒸気発生器として火力発
電設備のボイラを例示したが、これは原子力発電設備の
蒸気発生手段に置換することができる。

〔発明の効果〕

本発明による圧力制御装置は、FCB発生直前の負荷運転
状態に応じて、FCB直後から適切な量の蒸気を蒸気発生
器側から補助蒸気母管を介して給水ポンプ駆動タービン
に供給させて、給水ポンプ駆動用蒸気の安定供給を行な
わせることができ、そのことによりFCBの失敗要因を減
少させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧力制御装置の一実施例を示した
ブロック図、第２図は本発明による圧力制御装置を使用
した場合の火力発電設備の蒸気系統図、第３図は従来の
圧力制御装置のブロック図である。 １……補助蒸気母管、９……圧力調整弁、10……圧力調
整弁、12……圧力制御装置、14……設定値回路、15……
比例積分回路、17……ホールド回路、18……関数発生
器、19……タイマ、20……符号反転回路、21……AND回
路、29……ボイラ、30……タービン、38……OR回路、39
……切替回路、40……圧力調整弁用制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気発生器からの蒸気により主タービンを
   駆動する主蒸気系統に、前記蒸気発生器に給水する給水
   ポンプを駆動する給水ポンプ駆動タービンと、この給水
   ポンプ駆動タービンに駆動用蒸気を供給する補助蒸気母
   管と、前記主タービンから抽気された蒸気を導き、前記
   補助蒸気母管に第一の圧力調整弁によって圧力調整され
   た蒸気を供給するタービン側補助蒸気管と、緊急時のバ
   ックアップ用として前記蒸気発生器からの蒸気を導き、
   第二の圧力調整弁および第三の圧力調整弁によって圧力
   調整された蒸気を前記補助蒸気母管に供給する蒸気発生
   器側補助蒸気管とを有する補助蒸気系統を設けてなる発
   電設備における前記補助蒸気系統に対して、通常運転中
   は、前記第三の圧力調整弁を全閉とし、FCB発生後すみ
   やかに全開とすることのできる圧力調整弁用制御回路
   と、前記補助蒸気母管の設定圧力に応じた電気信号を出
   力する設定値回路と、この設定値回路の出力である圧力
   設定値信号と、前記補助蒸気母管の圧力を示す圧力信号
   とを比較し、その偏差に基づいて前記補助蒸気母管の圧
   力が設定値となるように前記第二の圧力調整弁に弁開度
   指令信号を出力する比例積分回路とを備えている給水ポ
   ンプ駆動タービンの圧力制御装置において、前記発電設
   備の負荷状態を示す信号を入力し、FCB時にFCB状態に至
   る直前の負荷状態の信号を保持するホールド回路と、こ
   のホールド回路に保持されたFCB状態に至る直前の負荷
   に応じて前記第二の圧力調整弁用の開度設定信号を作り
   出す関数発生器と、FCB発生後一定期間前記関数発生器
   の出力を前記第二の圧力調整弁の開度指令値とするため
   の切替ロジック回路とを具備したことを特徴とする給水
   ポンプ駆動タービンの圧力制御装置。