JPH08121113A - タービン軸受給油温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービン速度に見合った適正な軸受給油温度
を実現すること。 【構成】 タービン軸受に供給される軸受油を冷却する
油冷却器（１）と、油冷却器（１）の冷却媒体ラインに
介挿された制御弁（２）と、軸受油の温度を検出する温
度検出器（３）と、タービン速度に応じた油温設定値を
出力する関数発生器（５）と、油温設定値と実油温との
偏差を演算する偏差演算器（６）と、その偏差にＰＩＤ
演算を施して制御弁（２）の開度を制御する流量制御器
（７）とを備えたタービン軸受給油温度制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントの
主タービンや原子炉給水ポンプ（ＲＦＰ）タービン等の
軸受に供給する潤滑油の温度を制御するタービン軸受給
油温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントにおけるタービンは
一般に通常運転時は毎分数千回転もの高速で回転してい
るが、運転停止（出力停止）中にもロータの熱変形を防
止するため毎分数回転程度の低い速度でターニング運転
がなされている。一方、タービン軸受給油は適切な粘度
に保たれるように適正温度に調節してやらなければなら
ない。そこで原子力発電プラントにおいては一般にター
ビン軸受給油温度制御装置が設けられ、それによって軸
受給油に対する温度制御が行われている。その場合、タ
ービン軸の高速回転中は軸受給油が高温に保たれ、又、
ターニング中は低温に保持されるようにタービン運転中
かターニング中かにより軸受給油に対する設定温度を切
換えている。

【０００３】図１６は従来の原子力発電プラント向けタ
ービン軸受給油温度制御装置を示すもので、油冷却器１
に冷却媒体、たとえば冷却水を供給する冷却水ラインの
途中に温度調節用制御弁２が介挿されている。また油冷
却器１にタービン軸受給油を通流させる給油ラインには
実油温を検出する油温検出器３が取付けられており、タ
ービン軸受に実際に供給される油の温度すなわち実油温
ａを検出し、それを温度調節計８に送出する。温度調節
計８の内部では、タービンの高速回転時に適正な軸受給
油温度を得るための第１の温度設定器１０によって設定
された油温設定値ｅ、または低速回転時に適正な軸受給
油温度を得るための第２の温度設定器１１によって設定
された油温設定値ｆが切換器９によりタービン速度に応
じて切換えられ、偏差演算器６に油温設定値ｂとして入
力される。切換器９の切換条件としては、タービンのタ
ーニング運転中又はタービントリップ中には低速用の油
温設定値ｆが出力され、ターニング離脱のときは高速用
の油温設定値ｅが出力される。このタービン速度状態に
従って選択された油温設定値ｂが偏差演算器６に導か
れ、ここで油温検出器３からの実油温ａと比較され、油
温偏差ｃ＝ａ−ｂが出力される。

【０００４】この油温偏差ｃは、流量制御器７において
比例・積分・微分の演算処理（ＰＩＤ演算処理）を施さ
れた後、油温偏差ｃを減少させるための弁開度指令ｄと
して制御弁２の制御入力端に導かれる。これにより油冷
却器１に供給される冷却水の流量が調節され、タービン
軸受給油の温度が油温設定値ｂに近付くように制御され
る。

【０００５】図１７は、図１６の軸受給油温度制御装置
内で処理される油温設定値ｂ、軸受給油の温度である実
油温ａ及び制御弁２に対する開度指令ｄの時間的推移を
示したものである。油温設定値ｂは低速回転時の適正な
温度設定値ｆからタービン速度が上昇することにより高
速回転時の適正な温度設定値ｅに瞬時に切換わる。これ
に対し軸受給油の温度すなわち実油温ａは破線で示すよ
うに時間遅れを伴って上昇して行き、先に設定された温
度設定値ｅの値を超えると制御弁２への開度指令ｄが弁
開方向の信号を出力する。その開度指令ｄは実油温ａと
温度設定値ｂ＝ｅの差すなわち油温偏差ｃ＝ａ−ｂがゼ
ロになった時点の開度でバランスする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のター
ビン軸受給油温度制御装置においては、高速回転中にお
ける温度設定値と低速回転中における温度設定値の間で
瞬時に切換える２点切換方式であるため、冷機起動等に
おけるタービンのヒートソーク運転時にその速度に見合
った適正な軸受給油温度にすることができないという不
都合があった。

【０００７】また従来のタービン軸受給油温度制御装置
においては、油温設定値の切換に際して高速回転時の温
度設定値と低速回転時の温度設定値が瞬時に切換わるた
め、軸受給油温度のオーバーシュートに対して的確に対
処することができないという不都合もあった。

【０００８】したがって本発明の目的は、タービン速度
に見合った適正な軸受給油温度を実現しうる軸受給油温
度制御装置を提供することである。

【０００９】本発明のさらなる目的は、タービン速度の
上昇変化時にオーバーシュートの少ない安定した軸受給
油温度を実現しうる軸受給油温度制御装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、タービン軸受に供給される
軸受油を冷却する油冷却器と、この油冷却器の冷却媒体
ラインに介挿された制御弁と、軸受油の温度を検出する
油温検出器と、タービン速度に応じた油温設定値を求め
る関数発生手段と、この関数発生手段によって求められ
る油温設定値と油温検出器によって検出された軸受油温
度との偏差を演算する偏差演算手段と、この偏差演算手
段によって求められた偏差にＰＩＤ演算処理を施し制御
弁を介して油冷却器に供給される冷却媒体の流量を制御
する流量制御手段とを備えたものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の軸受給油温度制御装置において、偏差演算手段によっ
て求められた偏差に応じて開度制御手段のＰＩＤ各要素
のパラメータを求め、それらのパラメータを開度制御手
段のＰＩＤ各要素のパラメータとして設定するパラメー
タ設定用関数発生手段をさらに備えたものである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の軸受給油温度制御装置において、タービン速度が異常
となった時それを検出する速度異常検出手段と、タービ
ン高速回転時用の油温設定値を出力する第１の油温設定
手段と、タービン低速回転時用の油温設定値を出力する
第２の油温設定手段と、タービン速度に応じて第１の油
温設定手段または第２の油温設定手段から出力される油
温設定値を選択的に出力する第１の切換手段と、関数発
生手段と偏差演算手段との間に設けられ、速度異常検出
手段の出力に従いタービン速度が正常なときは関数発生
手段によって求められた油温設定値に、またタービン速
度が異常なときは第１の切換手段から出力される油温設
定値に切換えて偏差演算手段に対する油温設定値として
出力する第２の切換手段とをさらに備えたものである。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の軸受給油温度制御装置において、タービン高速回転時
用の油温設定値を出力する第１の油温設定手段と、ター
ビン低速回転時用の油温設定値を出力する第２の油温設
定手段と、タービン速度に応じて第１の油温設定手段ま
たは第２の油温設定手段から出力される油温設定値を選
択的に出力する第１の切換手段と、第１の切換手段の出
力段に接続され、第１の切換手段からの油温設定値に変
化率制限を付して出力する変化率制限手段と、関数発生
手段と偏差演算手段との間に設けられ、関数発生手段に
よって求められた油温設定値と変化率制限手段から出力
される油温設定値のうちの低値のものを優先して偏差演
算手段に対する油温設定値として出力する低値優先手段
とをさらに備えたものである。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の軸受給油温度制御装置において、油温設定値に対する
正の補正量を出力する第１の補正手段と、油温設定値に
対する負の補正量を出力する第２の補正手段と、検出さ
れた軸受油の温度に応じて第１の補正手段または第２の
補正手段から出力される補正量を選択的に出力する切換
手段と、検出された軸受油の温度に切換手段から出力さ
れる補正量を加算し油温設定値として出力する加算手段
と、関数発生手段と偏差演算手段との間に設けられ、関
数発生手段によって求められた油温設定値と加算手段か
ら出力される油温設定値のうちの低値のものを優先して
出力する低値優先手段と、低値優先手段と偏差演算手段
との間に設けられ、低値優先手段から出力される油温設
定値に変化率制限を付して偏差演算手段に対する油温設
定値として出力する変化率制限手段とをさらに備えたも
のである。

【００１５】請求項６に記載の発明は、タービン軸受に
供給される軸受油を冷却する油冷却器と、この油冷却器
の冷却媒体ラインに介挿された制御弁と、軸受油の温度
を検出する油温検出器と、タービン高速回転時用の油温
設定値を出力する第１の油温設定手段と、タービン低速
回転時用の油温設定値を出力する第２の油温設定手段
と、タービン速度に応じて第１の油温設定手段または第
２の油温設定手段から出力される油温設定値を選択的に
出力する第１の切換手段と、第１の切換手段の出力段に
接続され、第１の切換手段からの油温設定値に変化率制
限を付して出力する変化率制限手段と、この変化率制限
手段から出力される油温設定値と油温検出器によって検
出された軸受油温度との偏差を演算する偏差演算手段
と、この偏差演算手段によって求められた偏差にＰＩＤ
演算処理を施し制御弁を介して油冷却器に供給される冷
却媒体の流量を制御する流量制御手段とを備えたもので
ある。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の軸受給油温度制御装置において、油温検出器によって
検出された軸受油の温度を基にタービン速度に対応した
軸受油の温度の上下限設定値を演算する先行信号演算手
段と、開度制御手段と制御弁の間に接続され、開度制御
手段の出力信号に先行信号演算手段の出力信号を加算し
て制御弁に与える加算手段とをさらに備えたものであ
る。

【００１７】

【作用】請求項１の軸受給油温度制御装置においては、
長時間のヒートソーク運転等、タービンの速度に応じた
適正な軸受給油温度を得るためにタービン速度に応じて
給油温度を設定することにより、不適切な油温に基づく
タービン軸受油膜不良による軸受の異常振動を防止する
ことができる。

【００１８】請求項２の軸受給油温度制御装置において
は、実油温と設定油温の偏差量を基に開度制御手段のＰ
ＩＤ各要素の設定値を変化させるため、偏差が大きい時
の制御系の感度を良くすることができ、タービンの定格
速度附近での軸受給油温度の上昇遅れから来るオーバー
シュート量を減少させることができる。

【００１９】請求項３の軸受給油温度制御装置において
は、請求項１のタービン速度異常時でも、バックアップ
装置としてタービン速度に応じた油温を設定することが
できるので、適正な軸受給油温度を得てタービン軸受油
膜不良により発生する軸受の異常振動を防止することが
できる。

【００２０】請求項４の軸受給油温度制御装置において
は、請求項１の軸受給油温度の上昇遅れに伴うオーバー
シュートに対し、それを補うための低値優先手段が設け
られており、軸受給油温度が規定の温度に達したときに
油温設定値の変化率の制限を変えることにより実油温オ
ーバーシュート量を減少させることができる。

【００２１】請求項５の軸受給油温度制御装置において
は、夏期と冬期などの気温差により油温設定値に補正量
±αの補正を加え、また実油温の上昇遅れに伴うオーバ
ーシュートに対してはそれを補うための低値優先手段を
設け、実油温の上昇率又は下降率が高くなった場合には
変化率制限手段により制限をかけることにより、夏期な
どの高温時であれ冬期などの低温時であれ実油温のオー
バーシュート量をより的確に減少させることができる。

【００２２】請求項６の軸受給油温度制御装置において
は、油温設定値の変化速度を変化率制限手段により制限
することにより、温度偏差が急増した場合であっても実
油温の上昇に見合った温度設定を行い、実油温のオーバ
ーシュート量を減少させることができる。

【００２３】請求項７の軸受給油温度制御装置において
は、開度制御手段により演算された制御弁開度にタービ
ン速度および実油温から演算した上下限設定値を先行的
に加算して制御弁を制御することにより、タービン速度
の上昇過程で一旦一定速度点に滞留したとしても油温設
定値のランプ状の上昇を抑えて制御弁の開度を先行的に
適切な値に調節することができ、それにより一層安定し
た適切な軸受給油温度を実現することができる。

【００２４】

【実施例】

（請求項１の実施例）図１を参照して請求項１の実施例
を説明する。図１において図１６と同一符号は同一部分
を示すものであるから、その個々の説明は省略する。

【００２５】図１の軸受給油温度制御装置には油温検出
器３のほかにタービン速度を検出する速度検出器４が設
けられており、それによって検出されたタービン速度ｎ
が温度調節計８に入力される。温度調節計８内には関数
発生器５が設けられている。関数発生器５はタービン速
度ｎに対する適正な油温設定値ｂを出力するようにター
ビン速度ｎに対する油温設定値ｂの関係が予め関数とし
て設定されている。関数発生器５から出力された油温設
定値ｂは偏差演算器６に導かれ、ここで油温検出器３か
らの実油温ａと比較され、油温偏差ｃ＝ａ−ｂが演算さ
れる。この油温偏差ｃはＰＩＤ要素を有する流量制御器
７において比例・積分・微分の演算処理（ＰＩＤ演算）
を施された後、開度指令ｄとして制御弁２に導かれる。
この制御弁２により油冷却器１に冷却媒体として供給さ
れる冷却水の流量調節を行ってタービン軸受給油の温度
すなわち実油温ａが調節される。かくして実油温ａはタ
ービン速度に応じた油温設定値ｂの値に近付くように制
御される。

【００２６】図２は図１の軸受給油温度制御装置におけ
る油温設定値ｂ、軸受給油の実油温ａ及び制御弁２に対
する開度指令ｄの時間的推移を示したものである。油温
設定値ｂはターニング等における低速回転時の適正な設
定値からの速度上昇に応じて設定値が連続的に変化して
いく。この時、タービン速度ｎがヒートソーク運転等で
一定値に保持された場合、油温設定値ｂもその速度に応
じた油温設定値に保持される。その保持時間が長くな
り、実油温ａが油温設定値ｂを超えると制御弁２への開
度指令ｄが弁開方向の指令内容となり、その開度指令ｄ
は油温設定値ｂと実油温ａの差すなわち油温偏差ｃがゼ
ロになった時点の開度のところでバランスする。

【００２７】ヒートソーク運転が解除され再びタービン
速度ｎが定格速度に向けて上昇すると油温設定値ｂも速
度に応じた値に連続的に変化していく。このとき油温設
定値ｂと実油温ａとの間に偏差が生ずると、それを減少
させるべく開度指令ｄが変化する。タービン速度ｎが定
格値に達すると油温設定値ｂも定格速度に対応した油温
設定値へと連続的に変化する。これに対し実油温ａは遅
れて上昇し、油温設定値ｂを超える（オーバーシュート
する）と制御弁２への開度指令ｄが開方向の値に変化す
る。開度指令ｄは油温設定値ｂと実油温ａとの間の偏差
ｃが無くなった時点の開度でバランスする。

【００２８】以上により常にタービン速度に応じた適切
な軸受給油温度を維持することができる。 （請求項２の実施例）図３は請求項２の実施例を示すも
のである。この実施例は、図１の制御装置における流量
制御器７（ＰＩＤ各要素の設定は固定）の代わりに３つ
の制御入力端を有する流量制御器２５を設け、これらの
制御入力端を介してそれぞれ関数発生器２６，２７，２
８の出力によりＰＩＤ各要素の設定を適宜変更するよう
にしたものである。各関数発生器２６，２７，２８の入
力信号は偏差演算器６から出力される油温偏差ｃであっ
て、それぞれ油温偏差ｃに応じてＰＩＤ制御器２５の比
例ゲイン（Ｐゲイン）ないし積分（Ｉ）時間、微分
（Ｄ）時間の設定を変える。関数発生器２６では油温偏
差ｃが大きい場合は開度指令ｄの感度が向上するように
Ｐゲインの値を設定し、又、油温偏差ｃが少ない場合は
開度指令ｄの感度が鈍くなるようにＰゲインの値を設定
する。関数発生器２７，２８においても関数発生器２６
と同様に油温偏差ｃが大きい場合は開度指令ｄの感度が
良くなるように積分時間及び微分時間の設定を変更し、
油温偏差ｃが少なくなると開度指令ｄの感度が鈍くなる
ように積分時間及び微分時間の設定を変更する。これら
の関数発生器２６，２７，２８の設定値ｐ，ｑ，ｒは流
量制御器２５へと入力され、制御弁２に対する開度指令
ｄの値を微妙に調節する。

【００２９】図４は、図３の制御装置における油温設定
値ｂ、実油温ａ及び開度指令ｄの時間的推移を示したも
のである。油温信号ａが油温設定値ｂを超えて油温偏差
ｃが出始めると、予め油温偏差ｃを用いて関数発生器２
６，２７，２８から出力されるＰ・Ｉ・Ｄ各要素の設定
値ｐ，ｑ，ｒが大きく変化し開度指令ｄを急激に変化さ
せる。又、この作用を受けて油温偏差ｃが少なくなると
各設定値ｐ，ｑ，ｒは安定時の設定値へと変化する。

【００３０】以上により軸受給油温度はタービンの定格
速度附近での給油温度の上昇遅れに起因するオーバーシ
ュート等による大きな偏差が発生しそうになった時で
も、開度指令ｄを迅速に対応させ、オーバーシュート量
を減少させることができる。 （請求項３の実施例）図５を参照して請求項３の実施例
について説明する。図５において図１と同一符号は同一
部分を示している。

【００３１】図５の装置においては図１の装置との比較
において、関数発生器５の前段に速度異常検出器１２を
設けたこと、および図１６に示したものと同様の切換器
９、温度設定器１０および温度設定器１１を設けたこ
と、さらに偏差演算器６の油温設定値入力端の前段に切
換器１３を設けたことを特徴としている。切換器１３は
速度異常検出器１２からの速度異常検出信号を切換指令
として切換動作する。つまりタービン速度ｎが正常であ
る場合はタービン速度ｎを基に関数発生器５で演算され
た油温設定値ｇが切換器１３を介して偏差演算器６に入
力される。他方、タービン速度ｎが異常となった場合は
切換器９で選択された油温設定値ｈがさらに切換器１３
を介して偏差演算器６に入力される。切換器９は、ター
ビントリップ時又はターニング中は温度設定器１１から
出力される低速回転時の油温設定値ｆを、ターニングを
離脱すると温度設定器１０から出力される高速回転時の
油温設定値ｅを切換器１３に対し油温設定値ｈとして送
出する。つまり図５の装置はタービン速度ｎの異常時で
もタービンの状態信号により、従来装置と同様の機能を
有するように考慮したバックアップ機能を設けたことを
特徴とするものということができる。

【００３２】図６は図５の制御装置における油温設定値
ｂ、実油温ａ及び開度指令ｄの時間的推移を示したもの
である。油温設定値ｂから分かるように温度設定値はタ
ーニング等における低速回転時の適正な温度設定値から
タービン速度の上昇に応じて連続的に上昇していく。こ
の時、タービン速度がヒートソーク運転等で保持された
場合は油温設定値ｂもその速度に応じた温度設定値に保
持される。ここでもしタービン速度ｎが異常になると、
油温設定値ｂはタービンの状態信号（ターニング離脱）
により高速回転時の油温設定値ｅへと変化する。

【００３３】以上により油温設定値ｂはタービン速度ｎ
が異常になっても、従来装置と同等の機能をバックアッ
プとして有することになり、タービン速度が異常になっ
た場合であっても適正な給油温度を得ることができる。 （請求項４の実施例）図７は請求項４の実施例を示すも
のである。図７において図１または図５と同一符号は同
一部分を示すものである。

【００３４】図７の実施例は図５の制御装置において、
温度設定器１０，１１の代わりに温度設定器１０Ａ，１
１Ａを設け、速度異常検出器１２を除去し、切換器１３
の代わりに低値優先器１５を設け、さらに切換器９の出
力段に変化率制限器１４を介挿したものに相当する。関
数発生器５によりタービン速度ｎをそれに対応する油温
設定値ｇに変換し、これを低値優先器１５の第１の入力
信号として導入する。低値優先器１５の第２の入力信号
は変化率制限器１４から出力される油温設定値ｉであ
る。低値優先器１５は両入力信号のうち低値のものを油
温設定値ｂとして選択的に通過させて偏差演算器６の設
定値入力端に与える。切換器９の切換条件としては、油
温検出器３により検出される実油温ａが低速回転用温度
設定器１１の温度設定値ｆを上廻った時、温度設定器１
１の出力信号ｆから高速回転用温度設定器１０の出力設
定値ｅへと切換わるようにする。その場合、設定値が急
変すると制御系が不安定動作をする原因となりうるの
で、切換わり時の設定値の変化率を変化率制限器１４に
より適切に変更して低値優先器１５へ与える。

【００３５】低値優先器１５から出力される油温設定値
ｂは偏差演算器６に導かれて実油温ａと比較され、その
油温偏差ｃ＝ａ−ｂが出力される。そして油温偏差ｃを
減少させるべく油温偏差ｃは流量制御器７において比例
・積分・微分（ＰＩＤ）の演算処理を施された後、制御
弁２へ導かれ油冷却器１に供給される冷却水の流量を制
御する。

【００３６】図７の実施例によれば低値優先器１５およ
び変化率制限器１４の採用により油温設定値に対する軸
受給油温度の上昇遅れから来るオーバーシュート量を減
少させることができる。

【００３７】図８は、図７の制御装置においてタービン
速度を意図的に変えたときの油温設定値ｂ、実油温ａ及
び開度指令ｄの時間的推移を示したものである。油温設
定値ｂはターニング等における低速回転時の適正な温度
設定値ｆから速度上昇に応じて設定値が連続的に変化し
ていく。この時、油温設定値ｂが所定の温度設定値まで
上昇すると油温設定値ｂはその温度設定値に一時的に保
持される。時間が経過し、実油温ａが油温設定値ｆを上
廻った時点で開度指令ｄが弁開方向の指令となる。この
時、油温設定値ｂは変化率制限器１４の作用を受けて実
油温ａの上昇よりも緩やかに上昇をし始める。つまり制
御弁２による冷却水流量の制御を通して油温調節を行い
ながら油温設定値ｂは定格回転時の設定値へと移行す
る。

【００３８】以上により実油温ａは制御弁２を通して制
御されながら上昇するため、定格速度附近での油温の上
昇遅れから来るオーバーシュート量を減少させることが
できるのである。 （請求項５の実施例）図９は請求項５の実施例を示すも
のである。図９において図１ないし６と同一の符号は同
一部分を示すものである。

【００３９】図９に示す実施例においては、図７の制御
装置の変化率制限器１４を低値優先器１５の出力段に移
動し、低値優先器１５の入力段に加算器１６を設けてい
る。加算器１６には第１の入力信号として切換器９から
油温変化値ｈが導入され、第２の入力信号として実油温
ａが導入される。さらに油温設定器１０，１１の代わり
に油温設定器１０Ａ，１０Ｂを設けている。油温設定器
１０Ａ，１０Ｂはそれぞれ＋α又は−αの油温変化値を
発生する。これらの信号は切換器９によって切換えられ
るのであるが、ターニング離脱時は＋αの油温変化値
ｅ′が、ターニング中又はタービントリップ時は−αの
油温変化値ｆ′が出力変化値ｈ′として出力されるよう
に切換え動作する。

【００４０】実油温ａに切換器９からの油温変化値ｈ′
が加算され低値優先器１５へと導かれる。低値優先器１
５からはタービン速度ｎに応じて関数発生器５から出力
される油温設定値ｇと加算器１６からの信号のうちのよ
り低値のものが優先して出力され、その出力値が変化率
制限器１４へと入力される。変化率制限器１４ではプラ
ントの特性に応じた変化率を任意に設定することができ
る。変化率制限器１４から出力される油温設定値ｂは偏
差演算器６に導かれて実油温ａと比較され、油温偏差ｃ
＝ａ−ｂが出力される。油温偏差ｃは流量制御器７を介
して制御弁２に対する開度指令ｄに変換され、この開度
指令ｄにより制御弁２の開度すなわち冷却水の流量が制
御される。

【００４１】図１０は、図９の制御装置においてタービ
ン速度を意図的に変えたときの油温設定値ｂ、実油温ａ
及び開度指令ｄの時間的推移を示したものである。ター
ニング等の低速回転時の油温設定値としては実油温ａに
＋αされた設定値ｂ′が設定される。タービン速度が上
昇し、実油温ａの変化率が大きくなると、油温設定値は
ｂ′からｂへと移行しタービンの定格速度まである変化
率をもって変化していく。この時点で制御弁２に対する
開度指令ｄが出力され始め、実油温ａは油温設定値ｂに
対応する設定値になるように制御されながら、定格速度
回転時の適正な軸受給油温度へと移行する。

【００４２】以上により軸受給油温度の上昇遅れから来
るオーバーシュート量を防止することができる。 （請求項６の実施例）図１１は請求項６の実施例を示す
ものである。図１１において図１ないし８と同一の符号
は同一部分を示すものである。

【００４３】図１１に示す実施例においては、図７の制
御装置から関数発生器５および低値優先器１５を除去
し、変化率制限器１４の出力端を偏差演算器６の油温設
定値入力端に直接接続したものに相当する。この制御装
置においては切換器９がタービンの状態信号により低速
回転時の油温設定値ｆ又は高速回転時の油温設定値ｅに
切換え、それを油温設定値ｈとして変化率制限器１４に
導く。変化率制限器１４では実油温ａの上昇変化率より
も低くなるように変化率が制限され、その制限された油
温設定値ｂが偏差演算器６に導かれる。

【００４４】図１２は、図１１の制御装置においてター
ビン速度を意図的に変えたときの油温設定値ｂ、実油温
ａ及び開度指令ｄの時間的推移を示したものである。実
油温ａの上昇率はプラント毎にほぼ決っていることに着
目し、油温設定値ｂの変化率をタービンの定格速度近く
で実油温ａと逆転するような変化率制限値とする。この
ように設定することにより、タービンの定格速度近くで
は開度指令ｄは既に開方向にあり、軸受給油温度を示す
実油温ａは制御弁２を介して制御されながら上昇する。

【００４５】以上により定格速度付近での油温の上昇遅
れに起因する実油温のオーバーシュート量を減少させる
ことができる。 （請求項７の実施例）図１３は請求項７の実施例を示す
ものである。この実施例は、図１１の制御装置における
流量制御器７の出力段に加算器１６を介挿し、この加算
器１６の第１の入力端に流量制御器７から出力される開
度指令ｄを、第２の入力端に先行信号演算器１７から出
力される先行要素信号ｊをそれぞれ入力し、両者を加算
してその和に相当する信号を制御弁２に対する開度指令
ｄ′として出力する。先行信号演算器１７の入力はター
ビン速度ｎおよび実油温ａである。先行信号演算器１７
の詳細を図１４に示す。

【００４６】図１４に示すように先行信号演算器１７は
関数発生器１８，１９と比較演算器２０，２１、零信号
設定器２２、切換器１３及びバイアス設定器２３，２４
から構成されている。第１の関数発生器１８はタービン
速度に対する油温の上限設定値ｋを出力する。この上限
設定値ｋは比較演算器２０で実油温ａと比較される。第
２の関数発生器１９はタービン速度に対する油温の下限
設定値ｓを出力する。この下限設定値ｓは比較演算器２
１で実油温ａと比較される。これらの比較演算器２０，
２１の出力信号は切換器１３に導かれる。この切換器１
８は実油温ａが上限設定値ｋよりも高い時はバイアス設
定器２３により開度指令に対するバイアス値＋Ｋを選択
し、実油温ａが下限設定値ｓよりも低い時はバイアス設
定器２４により開度指令に対するバイアス値−Ｋを選択
し、それ以外の時は零信号設定器２２からのゼロバイア
ス信号を選択するように構成されている。先行要素信号
ｊはバイアス設定器２３のバイアス値＋Ｋが選択された
時は制御弁２を開く方向に作用し、逆にバイアス設定器
２４のバイアス値−Ｋが選択された時は制御弁２を閉じ
る方向に作用する。

【００４７】以上の作用により図１３の制御装置は実油
温ａが常に上限設定値ｋと下限設定値ｓとの間に納まり
最適温度に保持される。

【００４８】図１５は、図１３及び図１４の制御装置に
おける油温設定値ｂ、実油温ａ及び上限設定値ｋ、下限
設定値ｓ、開度指令ｄ′の時間的推移を示したものであ
る。油温設定値ｂはタービンの状態信号により、一定の
時間が経過して定格速度回転時の温度設定値へと変化す
る。これに対して上限／下限の設定値はタービン速度を
基に上限設定値ｋ及び下限設定値ｓに設定される。ここ
で実油温ａが上限設定値ｋに達すると切換器１３からバ
イアス設定器２３からのバイアス値＋Ｋが出力され、流
量制御器７により演算された開度指令ｄに加算器１６を
介して加算される。こうして補正された開度指令ｄ′は
先行要素信号ｊ相当分だけ先行的に開くことになる。

【００４９】以上の作用により実油温ａは常に上限制御
値ｋと下限制限値ｓの間に納まるように制御され、適正
な軸受給油温度にすることができる。 （変形実施例）以上述べた各実施例においては油温調節
計８内の各制御要素をディスクリート部品であるものと
して説明したが、それらはマイクロプロセッサのソフト
ウェアによって実現することもできる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、タービン速度
に応じた給油温度を設定することができ、不適切な油温
に基づくタービン軸受油膜不良による軸受の異常振動を
防止することができる。

【００５１】請求項２の軸受給油温度制御装置において
は、油温偏差が大きい時の制御系のＰＩＤ各要素の設定
を最適にし、タービンの定格速度附近での軸受給油温度
の上昇遅れから来るオーバーシュート量を減少させるこ
とができる。

【００５２】請求項３の軸受給油温度制御装置において
は、タービン速度異常時でもバックアップ装置としてタ
ービン速度に応じた油温を設定することができるので、
適正な軸受給油温度を得てタービン軸受油膜不良により
発生する軸受の異常振動を防止することができる。

【００５３】請求項４の軸受給油温度制御装置において
は、軸受給油温度の上昇遅れに伴うオーバーシュートに
対し、それを補うための低値優先手段を設け、さらに軸
受給油温度が規定の温度に達したときに油温設定値の変
化率の制限を変えることにより実油温のオーバーシュー
ト量を減少させることができる。

【００５４】請求項５の軸受給油温度制御装置において
は、夏期と冬期の気温差により油温設定値を補正量±α
だけ補正して設定し、また実油温の上昇遅れに伴うオー
バーシュートに対してはそれを補うための低値優先手段
が設けられており、実油温の上昇率又は下降率が高くな
った場合には変化率制限手段により制限をかけることに
より、夏期であれ冬期であれ実油温のオーバーシュート
量をより的確に減少させることができる。

【００５５】請求項６の軸受給油温度制御装置において
は、油温設定値の変化速度を変化制限手段により制限す
ることにより、温度偏差が急増した場合であっても実油
温の上昇に見合った温度設定を行い、実油温のオーバー
シュート量を減少させることができる。

【００５６】請求項７の軸受給油温度制御装置において
は、タービン速度の上昇過程で一旦一定速度点に滞留し
たとしても油温設定値のランプ状の上昇を抑えて制御弁
の開度を先行的に適切な値に調節することができ、それ
により一層安定した軸受給油温度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の実施例による軸受給油温度制御装置
のブロック図。

【図２】図１の制御装置の制御態様を示す線図。

【図３】請求項２の実施例による軸受給油温度制御装置
における温度調節計のブロック図。

【図４】図３の制御装置の制御態様を示す線図。

【図５】請求項３の実施例による軸受給油温度制御装置
における温度調節計のブロック図。

【図６】図５の制御装置の制御態様を示す線図。

【図７】請求項４の実施例による軸受給油温度制御装置
における温度調節計のブロック図。

【図８】図７の制御装置の制御態様を示す線図。

【図９】請求項５の実施例による軸受給油温度制御装置
における温度調節計のブロック図。

【図１０】図９の制御装置の制御態様を示す線図。

【図１１】請求項６の実施例による軸受給油温度制御装
置のブロック図。

【図１２】図１１の制御装置の制御態様を示す線図。

【図１３】請求項７の実施例による軸受給油温度制御装
置における温度調節計のブロック図。

【図１４】図１３の温度調節計における先行信号演算器
のブロック図。

【図１５】図１３の制御装置の制御態様を示す線図。

【図１６】従来の軸受給油温度制御装置のブロック図。

【図１７】図１６の制御装置の制御態様を示す線図。

【符号の説明】

１ 油冷却器 ２ 制御弁 ３ 油温検出器 ４ 速度検出器 ５ 関数発生器 ６ 偏差演算器 ７ 流量制御器 ８ 油温調節計 ９ 切換器 １０ 温度設定器 １１ 温度設定器 １２ 速度異常検出器 １３ 切換器 １４ 変化率制限器 １５ 低値優先器 １６ 加算器 １７ 先行信号演算器 １８ 関数発生器 １９ 関数発生器 ２０ 比較演算器 ２１ 比較演算器 ２２ 零信号設定器 ２３ バイアス設定器 ２４ バイアス設定器 ２５ 流量制御器 ２６ 関数発生器 ２７ 関数発生器 ２８ 関数発生器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービン軸受に供給される軸受油を冷却す
   る油冷却器と、 この油冷却器の冷却媒体ラインに介挿された制御弁と、 軸受油の温度を検出する油温検出器と、 タービン速度に応じた油温設定値を求める関数発生手段
   と、 この関数発生手段によって求められる油温設定値と油温
   検出器によって検出された軸受油温度との偏差を演算す
   る偏差演算手段と、 この偏差演算手段によって求められた偏差にＰＩＤ演算
   処理を施し制御弁を介して油冷却器に供給される冷却媒
   体の流量を制御する流量制御手段とを備えたタービン軸
   受給油温度制御装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の軸受給油温度制御装置に
   おいて、 偏差演算手段によって求められた偏差に応じて開度制御
   手段のＰＩＤ各要素のパラメータを求め、それらのパラ
   メータを開度制御手段のＰＩＤ各要素のパラメータとし
   て設定するパラメータ設定用関数発生手段をさらに備え
   たタービン軸受給油温度制御装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の軸受給油温度制御装置に
   おいて、 タービン速度が異常となった時それを検出する速度異常
   検出手段と、 タービン高速回転時用の油温設定値を出力する第１の油
   温設定手段と、 タービン低速回転時用の油温設定値を出力する第２の油
   温設定手段と、 タービン速度に応じて第１の油温設定手段または第２の
   油温設定手段から出力される油温設定値を選択的に出力
   する第１の切換手段と、 関数発生手段と偏差演算手段との間に設けられ、速度異
   常検出手段の出力に従いタービン速度が正常なときは関
   数発生手段によって求められた油温設定値に、またター
   ビン速度が異常なときは第１の切換手段から出力される
   油温設定値に切換えて偏差演算手段に対する油温設定値
   として出力する第２の切換手段とをさらに備えたタービ
   ン軸受給油温度制御装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の軸受給油温度制御装置に
   おいて、 タービン高速回転時用の油温設定値を出力する第１の油
   温設定手段と、 タービン低速回転時用の油温設定値を出力する第２の油
   温設定手段と、 タービン速度に応じて第１の油温設定手段または第２の
   油温設定手段から出力される油温設定値を選択的に出力
   する第１の切換手段と、 第１の切換手段の出力段に接続され、第１の切換手段か
   らの油温設定値に変化率制限を付して出力する変化率制
   限手段と、 関数発生手段と偏差演算手段との間に設けられ、関数発
   生手段によって求められた油温設定値と変化率制限手段
   から出力される油温設定値のうちの低値のものを優先し
   て偏差演算手段に対する油温設定値として出力する低値
   優先手段とをさらに備えたタービン軸受給油温度制御装
   置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の軸受給油温度制御装置に
   おいて、 油温設定値に対する正の補正量を出力する第１の補正手
   段と、 油温設定値に対する負の補正量を出力する第２の補正手
   段と、 検出された軸受油の温度に応じて第１の補正手段または
   第２の補正手段から出力される補正量を選択的に出力す
   る切換手段と、 検出された軸受油の温度に切換手段から出力される補正
   量を加算し油温設定値として出力する加算手段と、 関数発生手段と偏差演算手段との間に設けられ、関数発
   生手段によって求められた油温設定値と加算手段から出
   力される油温設定値のうちの低値のものを優先して出力
   する低値優先手段と、 低値優先手段と偏差演算手段との間に設けられ、低値優
   先手段から出力される油温設定値に変化率制限を付して
   偏差演算手段に対する油温設定値として出力する変化率
   制限手段とをさらに備えたタービン軸受給油温度制御装
   置。
6. 【請求項６】タービン軸受に供給される軸受油を冷却す
   る油冷却器と、 この油冷却器の冷却媒体ラインに介挿された制御弁と、 軸受油の温度を検出する油温検出器と、 タービン高速回転時用の油温設定値を出力する第１の油
   温設定手段と、 タービン低速回転時用の油温設定値を出力する第２の油
   温設定手段と、 タービン速度に応じて第１の油温設定手段または第２の
   油温設定手段から出力される油温設定値を選択的に出力
   する切換手段と、 切換手段の出力段に接続され、切換手段からの油温設定
   値に変化率制限を付して出力する変化率制限手段と、 この変化率制限手段から出力される油温設定値と油温検
   出器によって検出された軸受油温度との偏差を演算する
   偏差演算手段と、 この偏差演算手段によって求められた偏差にＰＩＤ演算
   処理を施し制御弁を介して油冷却器に供給される冷却媒
   体の流量を制御する流量制御手段とを備えたタービン軸
   受給油温度制御装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載の軸受給油温度制御装置に
   おいて、 油温検出器によって検出された軸受油の温度を基にター
   ビン速度に対応した軸受油の温度の上下限設定値を演算
   する先行信号演算手段と、 開度制御手段と制御弁の間に接続され、開度制御手段の
   出力信号に先行信号演算手段の出力信号を加算して制御
   弁に与える加算手段とをさらに備えたタービン軸受給油
   温度制御装置。