JPS58200010A - 蒸気タ−ビンの制御装置 - Google Patents

蒸気タ−ビンの制御装置

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JPS58200010A
JPS58200010A JP8280982A JP8280982A JPS58200010A JP S58200010 A JPS58200010 A JP S58200010A JP 8280982 A JP8280982 A JP 8280982A JP 8280982 A JP8280982 A JP 8280982A JP S58200010 A JPS58200010 A JP S58200010A
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JP
Japan
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turbine
steam
pressure
circuit
opening
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JP8280982A
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Hiroya Sato
佐藤 碩哉
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Control Of Turbines (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は蒸気井戸から噴出した蒸気をタービンに供給し
、このタービンの排出する蒸気を復水器で回収する蒸気
タービンの制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
地熱発電プラントでは、蒸気井戸から噴出する蒸気圧力
および温度は限られており、高くても蒸気圧力は25ゆ
/d、温度は200℃程度である。従ってタービンを起
動させる場合、タービンのケーシング、蒸気弁のケーシ
ング等の熱応力が問題とな、ることはない。ところが地
熱発電プラントの主蒸気源である蒸気井戸の圧力は、第
1図に示すよ□ うに主蒸気の流量によってその圧力は変動し、主蒸気量
が少ないほど主蒸気圧力は大きい。このため主蒸気量が
少ない場合、タービンに流入する主この危険を回避する
ため従来は大気放出弁を設け、余分な蒸気を大気に放出
していた。2 ところが地熱′@区プラントの蒸気井戸からは水蒸気だ
けでなく他の有害蒸気も噴出するた、め、そのまま大気
に放出することは大気汚染を招を許されず、従来の装置
では対処することができなかった。
また地熱発電プラントでは一定戒力を供給するために、
複数台例えば2台のタービン、′g、’亀磯を並列に配
置し、タービンの出力は2重定格で設計されている。つ
まり通常2台運転される場合には主蒸気圧力を下げて運
転し、そのづちの一台が故障あるいは定期点検により停
止される場合は主蒸気圧力を上げしかもタービンへの流
入蒸気を會増すことによって2台運転時のタービン、発
11機出力を1台のタービKi゛成機でまかなうように
設計しである。例えば第1図において主蒸気量B、主蒸
気圧力すの蒸気条件でタービンを2台並列運転したとき
の出力と、主蒸気蝋A主蒸X圧カaの蒸気条件でタービ
ンを1台単独運転したときの出力とが同じとなるように
設計すればよい。
しかしこのような2直定格のタービンでは、2台並列運
転から1台単独運転に切り換わる時すなわちタービント
リップ時に主蒸気圧力に大きな変動が起き、運転が継続
されているタービン、発電機の出力が変化し結局一定電
力の供給かで自なくなる欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考・シしてなされたものであって、
主蒸気圧が高くなりすぎる危険を有効に回避し、複数台
のタービン、発電機により一定の供給電力を供給するこ
とができる蒸気タービンの制御架rtを提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために本発明による蒸気タービンの
制御装置シニ、タービンに供給する蒸気會バイパスし復
水器に注入するタービンバイパス弁と、前記タービンの
回転数と所定の回転数との誤差を演算し連破側−信号を
出力する速度演算回路と、前記タービンに供給する蒸気
の圧力と所定の圧力との誤差を演算し圧力制御信号を出
力する圧力演算回路と、前記速度演算回路の出力である
速度制御信号と前記圧力演算回路の出力である圧力制御
信号とのいずれかを選択しその選択信号により前記ター
ビンバイパス弁を開閉制御する開閉制御回路とを備えて
いる。
更に本発明による蒸気タービンの制御装置は、前記ター
ビンに供給する蒸気の流量を記憶する記憶回路と、ター
ビントリップ時に前記記憶回路に記憶されたトリップ直
前の蒸気の流量を流すように前記タービンバイパス弁を
急開しその後所定の時定数で徐々に閉じるよう開閉耐御
する第2の開閉制御回路と、との嫡2の開閉制御回路と
前記開閉制御回路との出力の大きい方を選択する選択l
ol路とを更に備えている〇 〔発明の実施例〕 以下第2図から第5図を用いて本発明の一実施例を説明
する。
第2図は本発明の一実施例による蒸気タービンの制御装
置を示したものである。ここでは2重定格をもつ同一機
能の2台のタービンの制御装置について示されている。
蒸気井F’l、11.1から噴出し九蒸気は、各々のミ
ストセパレータA、B、C及、びタービンへ供給する蒸
気圧の最大を抽える丸めの圧力調整弁X。
Y、zを通過して蒸気へラダ1に集まる。蒸気ヘッダ1
の最高圧力は圧力調節器2と圧力調節弁X。
Y、Zによって制御される。集められた蒸気はアイソレ
ーション弁3、主蒸気止め弁4を経て蒸気加減弁5の入
力となる。蒸気加減弁5によってタービン出力にみあう
蒸気量に制御された蒸気はタービン6に入シ仕事をする
◎仕事をした蒸気は復水器7に流入して復水される。復
水された水は再び地中へ還元される。タービン6のo−
夕Kt!発電機8が接続されて丸・り夕←ビン6の回転
により発電される。
タービン6の速lf<負荷)制御を行なう丸めの回転数
検出はタービン6のロータに直結した回転数検出歯車9
とこれに対向して取シ付けた電磁ブックアップ10とに
よってタービン回転数に比例1゜九周波数信号として検
出する。この検出された周波数信号は周波数/電圧変換
器11によって周波数に比例したアナログ信号に変換さ
れる。このアナログ4a号と速度(負荷)設定器12か
らの設定41号とは加算器13によって比較演算され、
速度誤差信号が生成される。この速度誤差信号は速度調
定率演算回路14によって速度調定率に合った速度制御
信号となり、この速度制御信号と負荷制限器15からの
圧力制限信号とは低値優先回路16によっていずれか低
い方の信号が選択される。低値優先回路16の出力は電
力増幅器17によって電力増幅されて電気/油圧変換器
18に入力する。電気/油圧変換器18は電気信号を油
圧の機械的変位信号に変換する装置である。電気/油圧
変換器18によって機械的な変位信号に変換された制御
信号は、蒸気加減弁油筒19によって蒸気加減弁5を駆
動する操作力に油圧増幅される。油圧増幅された信号は
蒸気加減弁5を開閉してタービン60回転数を制御する
以上が通常の速度(負荷)制御である。
次にタービンバイパス制御を説明する。
アイソレーション弁3と主蒸気止め弁4の間の主蒸気ラ
インに設けた主蒸気圧力検出器加によって主蒸気圧力に
比例したアナログ信号が検出される。
この検出信号と主蒸気圧力設定器21からの設定信号と
は加算器ηによって比較演算される。タービンバイパス
による圧力制御は、主蒸気圧力が設定値より高くなった
場合にのみタービンバイパス弁29を開いて主蒸気を復
水器7へ逃し圧力を一定に保つよう制御をすればよい。
したがって加轢4茸への入力は主蒸気圧力検出器加から
の主蒸気圧力信号がプラスで、主蒸気圧力設定器21か
らの設定圧力がマイナスとなる。加算器ρの出力は圧力
制御回路乙によって圧力調定率に合った圧力誤差信号と
なる。この圧力誤差信号は高埴優先回路ムの一方の入力
となる。また低値優先回路16の出力はeI算回路5に
入力しタービンバイパス9P開は信号を得る。この演算
回路5については後はど詳述する。この演算回路5を出
たタービンバイパス弁開度信号は高値優先回路房のもう
−hの入力となる。
通常主蒸気圧力設定器21の圧力設定値は1台運転時の
タービン入口圧力であるため、2台運転時においては主
蒸気圧力は設定値圧力より低い状態にあり加算器nの出
力はマイナスとなり圧力制御回路乙の出力は零となる。
またタービンバイパス弁開度信号はタービントリップ時
以外は演算回路δにより零となる。したがって高値優先
回路囚の人力は共に零となりその出力はタービンバイパ
ス弁全閉信号となる0高値優先回路瀕を出たタービンバ
イパス弁制御信号は′1力増幅器jによって増幅され、
電気/油圧変換器Iの入力となる。電気/油圧変換器n
は入力信号である電気信号を油圧によって機械的変位信
号に変換するものである。
この機械的変位イキ号はタービンバイパス弁油筒公に入
力し、タービンバイパス弁四を開閉する。タービンバイ
パス弁四と復水器7との間にiオリフィス(至)が設け
られ復水器7に流入する蒸気θ重速を押えている。なお
演算回路5にはタービントリップ時のみ動作するための
タービントリップによるリレーおとタービンバイパス弁
四の急速閉を除外するためリレー讃が接続されている。
次に演算回路δを第3図、第4図に示す。低値優先回路
16からの出力はタービントリップ条件により開くリレ
ーT、を介しアンプA1に入力される。
アンプA1は抵抗R+、Rsにより増幅率が定まる。
アンプA1の出力はタービントリップ条件により開くリ
レーT4を介してアンプA、の入力となる。アンプ入は
抵抗R4=R1コンデンサC2により積分回路25Bを
m成している。またアンプA、の出力は符号変換ii!
25Aによって符号変換され、抵抗島を介してアンプA
、に負帰還される。従ってアンプへの抵抗R3と鳥を等
しくするとアンプA1の入力と符号錬器25Aの出力の
絶対値が等しく彦るとアンプA、の出力は零となりアン
プAIで構成された積分回路δBの入力も零となり積分
動作は停止することにたる0つまりタービン6の定常運
転時においては低値優先回路16の出力である導度制御
信号に演)I回路25は常に追従しているこ≧となる。
追従速)建にアンプ入の抵抗4とコンデンサC1によっ
て決定される0これはタービンの特性により決定される
定常運転時リレー5は開いているため高値優先回路スへ
の入力は零である〇 次にタービントリップ時における動作を第5図を参照し
つつ説明する。タービンがトリップするとアンプA11
4の入力はリレーT、、 T、が1!A〈ことにより零
になる。このためアンプA、で構成された積分回路25
Bの動作は停止する。と同時にリレー−が閉じるため積
分回路δBの出力はリレーT。
を介して高値優先回路瀕の入力となりタービンバイパス
弁29は急開する。リレーTl * ’r、はタービン
トリップ時リレーT、、T、が開くため入力が浮いた状
帽になることを防ぐためにその入力を接地するだめのも
のである・演算回路25ツ出カは速度制御信号に追従し
ていたものであり、タービントリップ前までタービン6
に流入して蒸気量に等しい信号である。従′つてタービ
ンバイパス弁のN1fUタービントリツプ前のタービン
6に流入していた蒸気量に等しいだけ開くことができる
。つまりタービントリップ時の主蒸気ラインの流量変動
を最小限に抑えることができる。
次に急開したタービンバイパスビラを自動的に除々に閉
じ主蒸気圧力を除々に上昇させ単独運転しているタービ
ン6の主蒸気圧力を上げて出力増加をする0すなわちタ
ービントリップ後一定時間をおいてリレーT、が動作す
る。ポテンショメータR1の付加電圧は積分回路25B
の出力を零に下げる電圧である。この電圧がリレーTい
抵抗R1を介してアンプA、に入力する。積分回路25
Bの積分時定数は抵抗R6とコンデンサCIで定まるた
め、タービンバイパスビラの閉じるべき速さになるよう
抵抗へとコンデンサC3を決定する。リレーT。
が閉じると積分回路25 Bは動作し積分時定数に従っ
て積分回路25Bの出力は減少する。これに従ってター
ビンバイパス弁四も除々に閉じる。すると主蒸気圧力は
除々に上昇し瓜独運転時の圧力設定値に達する。それ以
上に主蒸気圧力が上昇するとタービンバイパスビラが開
く。この演算Iy路5の出力と圧力誤差信号とは高値優
先回路ムによって比較波イされており、これによりター
ビンバイパスビラの弁開度は−j@lされる。主蒸気圧
力は琳独運転時の圧力設定値に保持され単独運転時にお
いて2台並列運転時と等しい電力が供給できる。
なお、リレーT、〜T、の詳細を第4図に示す。
タービントリップによりリレーおが閉じ、タービンバイ
パスビラの急速間を除外するリレー讃が閉じると、リレ
ーTが作動し他のリレーT1〜T7も動作する。リレー
35はリセット回路であるため通常開じておやリレーT
が作動すると自己保持されてリセット動作しない限りツ
レ−T、TI%T、は動作を続ける。リレー’r、 I
 ’r、はデレータイム付きのものでありタービントリ
ップ時より一定時間(例えば数十秒)遅れて動作する0
このデレータイムはタービンバイパスビラの閉じ始め′
の時間を決めている□ なお、タービン6を単独運転から2台並列運転へ変化す
る場合は、蒸気加減弁5を全開すればよく、タービンバ
イパスビラの特別な制−は必要としない。
このように本実施例によれば、主蒸気圧力の変動を押え
危険を回避すると共に、タービントリノプ時においても
一定の供給電力を提供すること力;で勝る〇 なお第1の実施例においてはタービン発電機は2台の場
合についてであったが3台以上゛の複数台であっても同
様の制御をすることができる。また制(8111q路は
すべてアナログlol路で構成されているが、ディジタ
ル回路で構成することもできるO〔発明の効果〕 以上の通9本発明によれば主蒸気圧力が鳩〈なりすぎる
危険を有効に回避するとともに、タービン) 1371
時の主蒸気ラインの流−変動を最小限に抑えかつ供給電
力も迅速に回復することができ一定醒力供給が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は蒸気タービンの主、蒸気1と主蒸気圧力との関
係を示すグラフ、 1窮2図は本発明の−44例による蒸気タービンの制御
装置のブロック図、 第3図、第4dはそれぞれ同装置の演算回路の詳細管示
す回路図、 第5図は同装置によるタービントリップ時の制御を示す
タイムチャートである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、蒸気井戸から噴出した蒸気をタービンに供給し、こ
    のタービンの排出する蒸気を復水器で回収する蒸気ター
    ビンの制御装置において、前記タービンに供給する蒸気
    をノくイノくスし復水器に注入するタービンバイノくス
    升と、前記タービンの回転数と所定の回転数との誤差を
    演算し4#lL制倒信号を出力する速度演算回路と、前
    記タービンに供給する蒸気の圧力と所定の圧力との誤差
    を演算し圧力制御信号を出力する圧力演算回路と、前記
    速度演算回路の出力である速度制御信号と前記圧力演算
    101Mの出力・である圧力制御信号とのいずれかを選
    択しその選択イぎ号により前記タービンバイノ(ス弁を
    開閉制御する開閉側#回路とを備えだことを特徴とする
    蒸気タービンの制御装置。 2、蒸気井戸から噴出し九蒸気をタービンに供給し、こ
    のタービンの排出する蒸気を復水器で回収する蒸気ター
    ビンの制御装置において、前記タービンに供給する蒸気
    をバイパスし復水器に注入するタービンバイパス弁と、
    前記タービンの回転数と所定の回転数との誤差を演算し
    速度制御信号を出力する速度演算回路と、前記タービン
    に供給する蒸気の圧力と所定の圧力との誤差を演算し圧
    力制御信号を出力する圧力演算回路と、前記速度演算回
    路の出力である速度制御信号と前記圧力演算回路の出力
    である圧力制御信号とのいずれかを選択しその選択信号
    により前記タービンバイパス弁を開閉制御する第1の開
    閉制御回路と、前記タービンに供給する蒸気の流量を記
    憶する記憶回路と、タービントリップ時に前記記憶回路
    に記憶されたトリップ直前の蒸気の流量を流すように前
    記タービンバイパス弁を急開しその後所定の時定数で徐
    々に閉じるよう開閉制御する第2の開閉制御回路と、こ
    の第2の開閉制御回路と前記第1の開閉制御回路との出
    力の大きい方を選択する選択回路とを備えたことを特徴
    とする蒸気タービンの制御装置0
JP8280982A 1982-05-17 1982-05-17 蒸気タ−ビンの制御装置 Granted JPS58200010A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2009200389B2 (en) * 2008-02-05 2011-02-10 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine bypass control apparatus and turbine bypass control method
WO2012018004A1 (ja) * 2010-08-02 2012-02-09 三菱重工業株式会社 発電プラント設備およびその運転方法

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