JPS5922041B2 - ボイラ給水ポンプ駆動タ−ビン制御装置 - 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ボイラ給水ポンプ駆動
タービンの制御装置に関する。

一般に、発電プラントにおいては発電系統の系統擾乱す
なわち系統事故発生時には、その系統内の特定ユニフト
を負荷し１析することがあるが、この場合には系統の正
常化とともに負荷をできるだけ速や力・に再負荷上昇せ
しめることがその系統の負荷配分上好ましい。

この迅速な負荷復帰を行なえるボイラ制御をファイアカ
ットバック普たにファーストカントバンクといい、燃料
油の火勢および給水量を安全圏内に絞り込むとともに、
余剰蒸気は復水器へ逃しボイラを作動状態のままその再
起動に備えている。

ところで、上記ボイラに給水するためのボイラ給水ポン
プを駆動するボイラ給水ポンフ運動タービンは、上記フ
ァーストカットバンク時や起動時においては、ボイラ力
・らの高圧蒸気によって運転し、通常時は発電機を駆動
する主タービンの抽気すなわち低圧蒸気で運転する２蒸
気駆動力式が主力である。

つ丑り、ボイラ給水ポンプ駆動タービンの駆動には、低
圧蒸気すなわち主タービンの油気が駆動用蒸気として常
用され、′起動時等には高圧蒸気すなわちボイラ発生蒸
気がその駆動用蒸気として使用される。

すなわち、第１図は従来の火力発電プラントの系統の一
例を示す系統図であって、ボイラ１の過熱管２で発生し
た高圧蒸気は主塞止弁３および主蒸気加械弁４を経て発
電機５を駆動する高圧タービン６に供給され、その蒸気
の保有エネルギを発電機５の駆動エネルギに変化した後
、温度、圧力が低下した蒸気はボイラ１の再熱管Ｉにお
℃・て再熱され、中間塞止弁８、インターセプト弁９を
経て中圧タービン１０および低圧タービン１１に供給さ
れ、そこで再び蒸気の保有エネルギを発電機５の駆動エ
ネルギに変換した後、復水器１２に流入せしめられて復
水される。

上記復水器１２で復水した水は、復水ポンプ１３、低圧
ヒータ１４を通り、ボイラ給水ポンプ駆動タービン１５
ａ、１５ｂで駆動されるボイラ給水ポンプ１６ａ 、
１６ｂで昇圧され、高圧ヒータ１する経て再びボイラ１
へと循環される。

一方、ボイラ１の過熱管２の出口部には、高圧蒸気を前
記ボイラ給水ポンプ駆動タービン１５ａ。

１５ｂに供給するための導管１８が分岐導出されている
。

なお、１９ａ、１９ｂはそのボイラ給水ポンプ駆動ター
ビン１５ａ、１５ｂ用の主塞止弁、２０ ａ、２０ｂは
蒸気加減弁である。

また、中圧タービン１０の途中段落には抽気管２１が導
出されており、その抽気管２１には抽気止め弁２２、抽
気逆止弁２３が設けられ、さらにそれぞれボイラ給水ポ
ンプ駆動タービン用低圧主塞止弁２４ａ。

２４ｂ、およびボイラ給水ポンプ駆動タービン用低圧蒸
気加減弁２ｓａ、２５ｂを経て各ボイラ給水ポンプ駆動
タービン１５ａ 、 １ ｓｂに接続されている。

し力・して、前述のように通常運転時においては、中圧
タービン１０力・ら抽出された低圧蒸気が抽気管２１を
経て各ボイラ給水ポンプ駆動タービン１５ａ、１５ｂに
供給され、その駆動が行なわれ、一方起動時等において
は、ボイラ１の過熱管２〃・らの高圧蒸気が導管１８を
経て各ボイラ給水ポンプ駆動タービン１５ａ、１５ｂに
供給される。

このように、従来の発電プラントにおいては、ボイラ給
水ポンプ駆動タービンは主タービンカ・らの抽気による
低圧蒸気或はボイラ力・らの高圧蒸気のいずれ力・が選
択的に供給され、その駆動が行なわれるように構成され
ており、ファストカットバンク時或は負荷しゃ断により
上記ボイラ給水ポンプ駆動タービンへの低圧蒸気が喪失
した場合には低圧蒸気加減弁２５ａ 、２５ｂから高圧
蒸気加減弁２０ａ ｓ ２０ｂへの切換動作が行なわれ
る。

ところで、この切換動作は低圧蒸気加減弁が全開後に高
圧蒸気加減弁が開き始めるといういわゆるスプリントレ
ンジ方式となっている。

したがって、定圧プラントすなわち発電プラントの負荷
全域に対しボイラ発生蒸気圧力が一定なプラントでは、
第２図の破線矢印で示すようにその切替動作幅は比較的
小さいが、負荷に応じてボイラの高圧蒸気圧力（主蒸気
圧）が変化するようにした変圧プラントにおいては、主
蒸気圧力が低負荷時には例えば７０ Ｋｙａ４程度で高
負荷時には最大２４６に９／Ｃａ程度の圧力へと変化せ
しめられるため、部分負荷域特に低負荷域においては、
ボイラ給水ポンプの吐出するボイラへの押込圧力を低く
して押込むこととなり、ボイラ給水ポンプの駆動に必要
な動力が小さくても済むことから、第３図に示すように
、切替前は低圧蒸気加減弁は低開度となっており、一方
低負荷域では主蒸気圧力が低いため、上記切替時には高
圧蒸気加減弁をそれだけ高開度まで開ける必要があり、
その切替動作幅は力・なり大きくなる。

そのためその切替に長時間を要し、この間のボイラ給水
が中断して危険な状態に陥ることがある等の問題がある
。

本発明は、このような点に鑑み、ボイラ給水ポンプ駆動
タービンの駆動を高圧蒸気と主タービン抽気による２蒸
気源駆動力式の切替を止め、補助蒸気ヘッダーを設はフ
ァストカントバンク時等ニおいてはその補助蒸気ヘソダ
ーカ・らの蒸気によってボイラ給水ポンプ駆動タービン
を作動せしめ、低圧蒸気力・らの所要切替時間を短縮せ
しめるとともに、その移行をスムーズに行なわせ、さら
にボイラ給水ポンプ駆動タービンの作動蒸気圧をそのと
きどきに必要な所要圧に維持制御せしめることができて
、ボイラ給水の中断事故等の発生を確実に防止し得るよ
うにしたボイラ給水ポンプ駆動タービン制御装置を提供
することを目的とする。

以下、第４図および第５図を参照して本発明の一実施例
について説明する。

なお、第１図と同一部分には同一符号を付しその説明は
省略する。

ボイラ１において発生した高圧蒸気を高圧タービン６に
供給する高圧蒸気供給導管３０には、蒸気変換弁３１を
介して補助蒸気ヘッダ３２が接続されており、またその
補助蒸気ヘッダ３２は減圧弁３３を介して高圧タービン
６カ・らの排気導管３４に接続されている。

し力・シて、タービンＱ通常負荷運転時においては、高
圧タービン６７１・ら排出され再熱管７に向う蒸気の一
部が、減圧弁３３によって所望蒸気圧に減圧されて上記
補助蒸気ヘッダ３２に供給されている。

一方、ファストカットバンク時或は負荷しゃ断時には、
主タービンの蒸気加減弁４が閉じられ高圧タービン６カ
・ら流出するコールドリヒート蒸気が次第に喪失するの
で、この場合にはボイラ１で発生した主蒸気が、蒸気変
換弁３１によって減圧されるとともにその蒸気中に水が
混入され所望の蒸気圧力、温度にｒ減温されて上記補助
蒸気ヘンダ３２に供給される。

補助蒸気ヘンダ３２は、補助蒸気逆止弁３５およびボイ
ラ給水ポンプ駆動タービン補助蒸気圧力調節弁３６を介
して、抽気管２１に対して油気逆止弁２３と低圧蒸気塞
止弁２４ａ、２４ｂとの間に接続されている。

上記補助蒸気圧力調節弁３６には、ファストカットバン
ク弁３７ａ、３７ｂがそれぞれ並列に接続されており、
また前記抽気管２１の抽気逆止弁２３の下流側には大気
放出安全弁３８が設けられている。

また、前記補助蒸気ヘンダ３２は隣接のユニフトの補助
蒸気ヘンダ３２ａに連通可能に接続されている。

ところで、補助蒸気圧力調節弁３６はその下流側に設け
られた圧力検出器３９によって検出された圧力信号によ
って圧力コントローラ４０を介して制御され、それによ
って抽気管２１内の圧力制御が行なわれ、箇だ上記圧力
コントローラ４０に対する常時の圧力設定とファストカ
ットバンク時の圧力設定の切替は、外部のインタロンク
装置４１によって行なわれる。

第５図は、バンクアンプ蒸気弁群すなわち補助蒸気圧力
調節弁３６とファストカントバンク弁３７ａ、３７ｂの
制御装置の一例を示すブロック図であり、圧力検出器３
９の検出圧力信号は、演算装置４２にて追従バイアス信
号発生装置４３７：ｌ−らの信号を減じ圧力追従信号と
し、その圧力追従信号は、外部インタロンク装置４１力
・らのファストカントバンク開始力・ら終了までの持続
信号によりファストカントバンク開始時の圧力設定信号
を記憶する記憶装置４４を介して高値優先装置４５に伝
えられる。

記憶装置４４は上記の場合以外は演算装置４２の信号を
そのま１高値優先装置４５に伝達させる。

高値優先装置４５にはファストカントバンク時の最低圧
力設定信号４６と通常時の最低圧力設定信号４７とを切
替える切替装置４８力・らの信号も印加されており、そ
の切替装置４８は外部インタロフク４１によってファス
トカントバンク開始力・ら終了までの間はファストカッ
トバンク時の最低圧力設定信号４６を高値優先装置４５
に伝え、通常時は通常時の最低圧力設定信号４７を高値
優先装置４５に伝える。

しかして、上記高値優先装置４５は記憶装置４４７：ｌ
−らの信号と切替装置４８力・らの信号のうち高値信号
を優先して出力し、その出力信号が圧力設定信号として
演算装置４９に印加され、そこで圧力検出器３９力・ら
の検出圧力信号と比較され、圧力コントローラ４０にて
比例、積分、微分等の演算が行なわれ、信号変換器５０
を介して補助蒸気圧力調節弁３６の駆動制御が行なわれ
る。

一方、ファストカントバンク弁３７ ａ ｓ ３７ ｂ
は、インタロンク装置４１７）−らの信号によって制御
され駆動源５１ａ、５１ｂにより作動される駆動装置５
２ａ 、５２ｂによって開閉制御されるよううに構成さ
れており、ファストカントバンク発生時或は負荷しゃ断
時には急開され、全開状態にて一定時間抜徐々に閉まる
ように制御される。

次に、本装置の作動について説明する。

ます、主タービンが所定負荷のもとで駆動されている場
合には、中圧タービン１０の途中段落から抽気された低
圧蒸気が、ボイラ給水ポンプ駆動タービン用低圧蒸気加
減弁２５ａ、２５ｂの制御のもとにボイラ給水ポンプ駆
動タービン１５ａ。

１５ｂに供給され、そのボイラ給水ポンプ駆動タービン
１５ａ、１５ｂによって各ボイラ給水ボン７”１６ ａ
、１６ ｂの駆動が行なわれ、ボイラ１に対して所定
の給水が行なわれる。

この場合主タービンの抽気圧力は負荷にほぼ比例して変
化するが、上記抽気圧力が圧力検出器３９によって検出
され、この検出圧力信号が、演算装置４２にて追従バイ
アス信号発生装置４３力・らのノ督アス信号を減じられ
て圧力追従信号となり、記憶装置４４、高値優先装置４
５を経て演算装置４９に圧力設定信号として加えられ、
これが圧力検出器３９からの実圧力信号と比較されその
偏差信号が圧力コントローラ４０に入力されているので
、補助蒸気圧力調節弁３６は全閉状態にある。

一方、上記通常運転範囲において、主タービンからの抽
気によってはボイラ給水ポンプ駆動タービン１５ａｔ１
５ｂの駆動ができなくなるような限界の最低負荷以下に
なり、抽気圧が最低圧力設定値以下になると、記憶装置
４４からの出力信号が通常時の最低圧力設定信号４７よ
り低下することにより、その通常時の最低圧力設定信号
４７が演算装置４９に入力され、実圧力信号との偏差信
号が圧力コントローラ４０に印加され、抽気管内蒸気圧
が最低圧力設定値になるように補助蒸気圧力調節弁３６
が開方向に制御され、補助蒸気ヘッダ３２力・ら補助蒸
気がボイラ給水ポンプ駆動タービン１５ａ、１５ｂに供
給されその蒸気不足が補償される。

ところで、上記主タービンの通常運転中において、負荷
しゃ断等が行なわれファストカントバンクが開始される
と、外部インタロツク４１が作動し、ファストカントバ
ンク弁３γａｔ３７ｂが急開せしめられ、一定時間保持
された後除閉される。

これによってボイラ給水ポンプ駆動タービンに対する低
圧蒸気の喪失による駆動蒸気の不足分が補助蒸気ヘッダ
３２力・ら緊急に補給される。

その後、上記ファストカントバンク弁の除閉に伴って低
圧蒸気が減少するとその不足を補うように補助蒸気圧力
調節弁３６が開方向に制御され、補助蒸気ヘッダ３２７
：ｌ−らの補助蒸気がボイラ給水ポンプ駆動タービン１
５ａ、１５ｂへ供給されその蒸気不足が補償される。

すなわち、ファストカントバンクが開始されると、外部
インタロツク４１の作動によって記憶装置４４が作動せ
しめられ、その時点における演算装置４２カ・らの出力
信号が圧力設定信号として記憶せしめられ、その圧力設
定信号が演算器４９に入力される。

したがってファストカットバンク弁５２ａ、５２ｂの除
閉に伴なって低圧蒸気が減少して圧力が低下すると、上
記圧力設定信号との偏差信号が圧力コントローラ４０に
加えられ、補助蒸気圧力調節弁３６が開方向に制御され
、蒸気不足が補償される。

また、ファストカントバンク開始とともに切替装置４８
が作動してファストカントバンク運転時の最低圧力設定
信号４６が高値優先装置４５に印加されるように切換え
られる。

したがって、ファストカントバンク開始時にボイラ給水
ポンプ駆動タービンへの蒸気圧がファストバンク運転時
の最低圧力設定値以下の場合には、上記ファストバンク
運転時の最低圧力設定信号４６が高値優先装置４５を経
て演算装置４９に加えられ、圧力コントローラ４０を介
して補助蒸気圧力調節弁３６が開方向に制御され、ファ
ストカントバンク運転開始時力・ら終了までの間、ボイ
ラ給水ポンプ駆動タービンに対する蒸気圧が、ファスト
カントバンク運転時にボイラ給水ポンプ駆動タービンに
必要な最低蒸気圧以下に落込まないように制御される。

したがって、上記ボイラ給水ポンプ駆動タービンによっ
て駆動されるボイラ給水ポンプはファストカントバンク
時および再起動時において常に所望のボイラ給水流量を
確保することができる。

また、ボイラ自体が作動しておらず、ボイラの始動力・
らプラントを起動せしめる場合には、稼働中の隣接ユニ
ツトの補助蒸気ヘッダ３２ａを当該プラントの補助蒸気
ヘッダ３２に連通し、その隣接ユニント力・ら補助蒸気
を補助蒸気ヘッダ３２に供給して、その補助蒸気をボイ
ラ給水ポンプ駆動タービン１５ａ、１５ｂに供給するこ
とによってその始動を行なうこともできる。

本発明は上述のように構成したので、ファストカントバ
ンク時等において低圧蒸気の不足が発生すると直ちに補
助蒸気ヘッダ力・ら補助蒸気が急速に送給されるので、
ボイラ給水ポンプ駆動タービンは常に正常運転が確保さ
れ、変圧運転プラントにおいてもボイラ給水の←寺中断
という危険が確実に防止される等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の火力発電プラントの系統図、第２図およ
び第３図はそれぞれ負荷に対応するボイラ給水ポンプ駆
動タービンの高圧蒸気加減弁および低圧蒸気加減弁の開
度を示す関係線図、第４図は本発明のボイラ給水ポンプ
駆動タービン制御装置を備えたプラントの系統図、第５
図は上記制御装置の要部のブロンク線図である。 １・・・・・・ボイラ、６・・・・・・高圧タービン、
１０・・・・・・中圧タービン、１５ａ、１５ｂ・・・
・・・ボイラ給水ポンプ駆動タービン、１６ａ、１６ｂ
・・・・・・ボイラ給水ポンプ、２５ａ、２５ｂ・・曲
低圧蒸気加減弁、３１・・・・・・蒸気変換弁、３２・
・・・・・補助蒸気ヘッダ、３３・・・・・・減圧弁、
３６・・・・・・補助蒸気圧力調節弁、３７ａ、３７ｂ
・・・・・・ファストカントバック弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常主タービンの抽気によって駆動されるボイラ給
   水ポンプ駆動タービンの制御装置において、所定圧の蒸
   気を貯溜する補助蒸気ヘッダと、上記ボイラ給水ポンプ
   駆動タービンへの抽気管路と上記補助蒸気ヘッダとを接
   続する補助蒸気供給管路と、その補助蒸気供給管路に設
   けられ、ファストカントバンク発生時或は負荷しゃ断時
   に急開し一定時間経過後徐々に閉じられるファストカッ
   トバック弁と、そのファストカットバック弁に並列に接
   続され、ボイラ給水ポンプ駆動タービンへの補助蒸気の
   圧力を調節する補助蒸気圧力調節弁と、ボイラ給水ポン
   プ５駆動タービンに流入する蒸気圧を検出する圧力検出
   器と、その圧力検出器力・らの検出信号力・らバイアス
   信号を減じた圧力設定信号を通常時はそのまま出力し、
   ファストカントバンク時にはその開始時の上記圧力設定
   信号を記憶して出力する記憶装置と、ファストカットバ
   ンク時の最低圧力設定信号または通常時の最低圧力設定
   信号と上記記憶装置の出力信号との高値信号を出力する
   高値優先装置と、その高値優先装置力・らの出力信号と
   前記圧力検出器力・らの検出信号との偏差信号によって
   前記補助蒸気圧力調節弁の開度を制御する圧力コントロ
   ーラとを有することを特徴とする。 ボイラ給水ポンプ駆動タービン制御装置。