JPS5993904A - 蒸気タ−ビンの圧力制御装置 - Google Patents

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、ボイラおよび蒸気タービン間に設けられた蒸
気加減弁を調節して蒸気タービンの入口蒸気圧力および
その背圧を制御する蒸気タービンの圧力制御装置に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

火力発電所等の大規模プラントに用いられる蒸気タービ
ンの入口蒸気圧およびその背圧としての復水器の真空度
は、発電機負荷に変動があった場合でも、略一定に保持
しなければならない。

このために、発電機負荷の増大に対してとの系統のター
ビン調速機が負荷の増大を検出して蒸気加減弁を大きく
開く一方、ボイラが蒸気圧力の低下を検出して燃料およ
び給水量を増大させる。

しかしながら、蒸気加減弁は負荷の増大に応じて瞬間的
に開かれるが、ダイラの蒸気量を瞬間的に増加させるこ
とは難しく、これらの応答速度の違いによって蒸気ター
ビンの入口蒸気圧力およびその背圧の変動があった。

周知の如く、蒸気タービン入口の蒸気圧力が低下した場
合には、これがドレーン発生の原因となってタービンの
羽根車に悪影響を及ぼしてプラントの寿命を縮めること
になシ、蒸気タービ／の背圧が増大した場合にはタービ
ン長翼の風損が大きくなり、摩擦熱に伴う熱応力によジ
タービン翼の寿命が縮まることの他、復水器に対しても
悪影響を及はすことになる。

かかる不具合を解消するべく、例えば、主蒸気止め弁の
上流側の蒸気圧力および復水器の圧力を検出して、これ
らの検出値に基いて蒸気加減弁を制御する圧力制御装置
が用いられる０ 第１図は、一般的な発電プラントの系統図と併せて圧力
制御装置の構成をブロック的に示したものである。ここ
で、ゼイン１よ多発生した蒸気は主蒸気止め弁２および
蒸気加減弁３を介して高圧タービン４に送り込まれ、こ
の蒸気が保有するエネルギの一部をタービン翼に与えた
後、再びＩイン１の再熱器ＩＡに送り込まれる。

との再熱器１人に送り込まれた蒸気はここで再加熱され
た後、インターセプト弁５を介して中圧タービン６に供
給され、さらに、低圧タービン７に供給されてそれぞれ
蒸気の熱エネルギをタービン翼に与える。

次いで、低圧タービン７を流出した蒸気は真空状態の復
水器８に吸引され、ここで冷却水との熱又換によって凝
縮された後、給水ポンプ９によりディン１へ送られ、以
下、同様のサイクルを繰り返す。

一方、蒸気タービン入口の蒸気圧力に略比例すると見做
される主蒸気止め弁２の上流側の蒸気圧力が圧力検出器
１５によシ、復水器８の内部圧力が圧力検出器１６によ
りそれぞれ検出され、その検出圧力信号が圧力制御部１
０に取り込まれてここで処理された制御信号が信号増幅
器１７ヲ介して蒸気加減弁３に加えられる。

しかして、圧力検出器１５　、１６、圧力制御部１０お
よび信号増幅器１７によって圧力制御装置が構成されて
いる。

第２図は上述した圧力制御部１０の構成を示すズロック
図で、蒸気タービン入口の蒸気圧力を設定するべく、圧
力検出器１５の出力信号に見合った種類の信号を出力す
る圧力設定器１１　Ａ　、圧力検出器１５および圧力設
定器１１Ａの出力信号を互いに比較して圧力偏差に応じ
た変位要求信号に変換する圧力変位変換装置１２Ａ１お
よび、この変位要求信号を増幅するだめの変位増幅シリ
ンダ１３Ａよシなる第４の制御量算出部と、復水器の内
部圧力を設定するべく、圧力検出器１６の出力信号に見
合った種類の信号を出力する圧力設定器１１Ｂ１圧力検
出器１６および圧力設定器１１Ｂの出力信号を互いに比
較して圧力偏差に応じた変位要求信号に変換する圧力変
位変換装置１２Ｂ１および、この変位要求信号を増幅す
るだめの変位増幅シリンダ１３Ｂよシなる第２の制御量
算出部と、これら第１および第２の制御量算出部の出力
信号、すなわち、変位増幅シリンダ１３Ａおよび１３Ｅ
の出力信号を比較して、何れか一方のレベルの高い側の
信号を出力する高値優先回路１４とで構成されている。

よって、蒸気タービン入口の蒸気圧力および復水器の圧
力と設定圧力とが異る場合、偏差分の大きい側の変位要
求信号が圧力制御部１０より出力され、これが信号増幅
器１７に加えられる。

この場合、信号増幅器１７は油圧パイロットまたはリレ
ー等でなり、変位要求信号に対応して蒸気加減弁３のリ
フト値を制御する。

しかして、蒸気タービン入口の蒸気圧力およびその背圧
が設定圧力になるように制御される。

〔背景技術の問題点〕

斯かる従来の蒸気タービンの圧力制御装置にあっては、
圧力制御部に油圧シリンダが用いられることから、より
速い応答性を要求された場合でもこれを満足させること
ができず、しかも、蒸気タービン入口の蒸気圧力および
復水器の圧力の何れか一方が設定値に対して大きくずれ
た場合にはその偏差分が直接蒸気加減弁に加えられるこ
とから、制御系が一時的に大きく乱されるという欠点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
応答性を改善し得、且つ、制御系の安定化を図シ得る蒸
気タービンの圧力制御装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の蒸気タービンの圧
力制御装置は、蒸気タービンの入口蒸気圧力の検出値お
よび設定値を比較して圧力偏差信号を出力する第１の差
圧演算部と、前記蒸気タービンの背圧の検出値および設
定値を比較して圧力偏差信号を出方する第２の差圧演算
部と、これらの差圧演算部の圧力偏差信号を比較してレ
ベルの高い側の信号を出力する高値優先回路と、この高
値優先回路の出力信号レベルを所定のレベル範囲に維持
するレベル制限回路とを具備し、このレベル制限回路の
出力信号に基いて蒸気加減弁を制御するように構成した
ことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。

第３図は本発明に係る蒸気タービンの圧力制御装置の概
略的な構成を、この圧力制御装置の適用対象である発電
プラントの系統図と併せて示したもので、第１図で示し
た要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

また、第１図に示した圧力制御部１０の代わりに、集積
回路素子で構成し得る演算装置側を用いた点、およびこ
の演算装置側のディジタル信号を受けて、信号増幅器１
７と同一の機能を有する信号増幅器１８を用いた点が第
１図と異っている。

次に、第４図は演算装置側の詳細な構成を示すブロック
図で、圧力検出器１５の出力信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器２１Ａ１蒸気タ一ビン入口の蒸気圧
力を設定することによってディジタル信号を出力する圧
力設定器２２Ａ、Ａ／Ｄ変換器２１Ａおよび圧力設定器
２２Ａの出−力を比較してその偏差に応じた信号を出力
する比較回路２３Ａよシなる差圧演算部２０ａと、圧力
検出器１６の出力信号をディジタル信号に変換する〜Φ
変換器２１Ｂ１蒸気タービンの背圧を設定することによ
ってディジタル信号を出力する圧力設定器２２Ｂ、Ａ／
Ｄ変換器２１Ｂおよび圧力設定器２２Ｂの出方を比較し
てその偏差に応じた信号を出方する比較回路２３Ｂよシ
なる差圧演算部２０ｂと、差圧演算部２０ａおよび２０
ｂの出力信号レベルを比較して、レベルの高い側の信号
を出力する高値優先回路冴と、この高値優先回路の出力
信号レベルを、所定の範囲に維持するレベル制限回路５
とで構成されている。なお、レベル制限回路５は第５図
に示すように上限制定器５ａおよび下限制定器２５ｂを
具え、高値優先回路冴の出力変動範囲を任意に定め得る
ものである。

上記の如く構成された本発明の蒸気タービンの圧力制御
装置の作用を以下に説明する。

先ず、圧力検出器１５は主蒸気止め弁２の上流側の圧力
を検出して、実質的に蒸気タービンの入口蒸気圧力に対
応するアナログ信号を演算装置側に加える。圧力検出器
１６は復水器８の内部圧力を検出して蒸気タービンの背
圧に相当するアナログ信号を演算装置側に加える。

次に、圧力検出器１５の出力信号はＡ／Ｄ変換器２１Ａ
によってディジタル信号に変換された後、比較回路Ｚ３
Ａによって圧力設定器２２Ａの出力信号と比較され、そ
の偏差分が高値優先回路冴に大刀される。すなわち、差
圧演算部２０ａは蒸気タービンの入口蒸気圧力の検出値
および設定値を比較して圧力偏差信号を出力する。

同様に、圧力検出器１６の出力信号はＡ／Ｄ変換器２１
Ｂによってディジタル信号に変換された後、比較回路２
３Ｂによって圧力設定器２２Ｂの出方信号と比較され、
その偏差分が高値優先回路冴に大刀される。すなわち、
差圧演算部２０ｂは蒸気タービン背圧の検出値および設
定値を比較して圧力偏差信号を出力する。

次に高値優先回路冴はこれらの圧力偏差信号の中、レベ
ルの高い側の圧力偏差信号をレベル制限回路５に加える
。

ここで、レベル制限回路５は、上限制定器２５ａおよび
下限制定器２５ｂによって定まる範囲内に前記圧力偏差
信号のレベルを抑えるもので、そのレベル範囲としては
、上限から下限へ、あるいは下限から上限へ信号レベル
が急速に変動した場合でも、制御系を乱さないように適
切に定められる。

次に、レベル制限回路５より出力されるディジタル信号
は゛信号増幅器１８内でアナログ信号に変換され、この
アナログ信号を増幅した制御信号が蒸気加減弁３に加え
られる。

しかして、蒸気加減弁３のリフト値が決定されることか
ら、蒸気タービンの入口蒸気圧力および背圧を設定値に
近付ける制御が、迅速且つ、安定的に行なわれる。

なお、上記実施例では集積回路部品等によって構成した
演算装置加について説明したが、計算機またはマイクロ
コンピュータを用いても上述したと同様な制御を行うこ
とができる。

あるいはまた、ディジタル信号を処理する構成に限らず
、全てアナログ信号を処理して上述したと同様な制御を
行うこともできる。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、本発明の蒸気タービ
ンの圧力制御装置は、圧力検出器の信号に基いて蒸気加
減弁を制御する系統が集積回路部品またはマイクロコン
ピュータ等で構成され、且つ、レベル制限回路を具えて
いるため、油圧シリンダを駆動する従来の装置に比べる
と、応答性に優れ、さらに、制御系を乱す慣れのない安
定な圧力制御を適確に行ない得、これによって信頼性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気タービンの圧力制御装置の構成を、
その適用対象である発電プラントの系統図と併せて示し
たブロック図、第２図はこの圧力制御装置の詳細な構成
を示すブロック図、第３図は本発明に係る蒸気タービン
の圧力制御装置の一実施例の構成を、その適用対象であ
る発電プラントの系統図と併せて示したブロック図、第
４図および第５図はこの圧力制御装置の詳細な構成を示
すブロック図である。 １・・・ダイン、２・・・主蒸気止め弁、３・・・蒸気
加減弁、４・・・高圧タービン、５・・・インターセプ
ト弁、６・・・中圧タービン、７・・・低圧タービン、
８・・・復水器、９・・・給水ポンプ、１０・・・圧力
制御部、ＩＩＡ、１１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ・・・圧力設
定器、１２Ａ、１２Ｂ・・・圧力変位変換装置、１３Ａ
　、　１３Ｂ・・・変位増幅シリンダ、１４　、２４・
・・高値優先回路、１５　、１６・・・圧力検出器、１
７　、１８・・・信号増幅器、肋・・・演算装置、２０
ａ、２０ｂ・・・差圧演算部、２１Ａ、２１Ｂ・・・Ａ
／Ｄ変換器、２３Ａ。 ２３Ｂ・・・比較回路、５・・・レベル制限回路。 ２ −２３− 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラおよび蒸気タービン間に設けられた蒸気加減弁を
   調節して、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力およびその
   背圧を制御する蒸気タービンの圧力制御装置において、
   前記蒸気タービンの入口蒸気圧力の検出値および設定値
   を比較して圧力偏差信号を出力する第１の差圧演算部と
   、前記蒸気タービンの背圧の検出値および設定値を比較
   して圧力偏差信号を出力する第２の差圧演算部と、これ
   らの差圧演算部の圧力偏差信号を比較してレベルの高い
   側の信号を出力する高値優先回路と、この高値優先回路
   の出力信号レベルを所定のレベル範囲に維持するレベル
   制限回路とを具備し、このレベル制限回路の出力信号に
   基いて前記蒸気加減弁を制御することを特徴とする蒸気
   タービンの圧力制御装置。