JPS5999003A - タ−ビン制御装置 - 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、原子力発電所等に設置される蒸気タービンの
速度および入口蒸気圧力等を適切に制御するタービン制
御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般°に、沸騰水型原子力発電所においては、原子炉で
発生した蒸気を蒸気タービンに導いて仕事をさせ、夕＝
ビンを駆動させるようになっておシ、タービンを駆動し
た蒸気はその後彷水器等を経て水 給送ポンプにより原子炉内に還流される。しかして、原
子炉から蒸気タービンに送られる主蒸気量は、タービン
の安定的な運転を図るため、タービン制御装置により調
節制御される。

タービン制御装置は、タービン入口蒸気圧力、タービン
速度等を入力して蒸気加減弁、タービンノ々イパス弁等
の弁開度を演算する演算回路と、この演算回路からの出
力信号通シに蒸気加減弁等の弁開度を油圧制御するサー
ボ機構から構成される。

、　　従来のタービン制御装置は、第１図に示すように
演算回路１とサーボ機構２とが直接接続されており、演
算回路１からの要求信号Ｓｒはサーボ機構２のサーボ弁
３に入力される。サーボ弁３は上記要求信号Ｓｒに従っ
て、弁駆動用作動油４を弁駆動ピストン５の上側シリン
ダ室５ａ（あるいは下側シリンダ室６ｂ）に供給し、さ
らに作動油供給側とは反対側シリンダ室内の作動油をド
レン配管７にドレンすることによシ、蒸気加減弁等の蒸
気弁８の弁開度を調節し、蒸気弁８の弁開度が演算回路
１からの演算信号と常時対応するように制御してしかし
ながら、上記タービン制御装置において、演算回路１が
故障し、誤要求信号を出力した場合には、サーボ機構２
はこの誤要求信号に応じて蒸気弁８の弁開度を調節制御
する。例えば、原子力発電プラントでは、蒸気加減弁（
蒸気弁）は４個設置されておシ、各蒸気加減弁はそれぞ
れの演算回路によシ調節制御されるが、このうち１系統
の演算回路が故障し、１つの蒸気加減弁が不安定な動き
をした場合、他の蒸気加減弁は故障弁による外乱を補正
しようとして働くが、系全体としては不安定になるため
、従来のタービン制御装置では、その都度原子力発電プ
ラントを停止して修理しなければならなかった。このた
め、この種のタービン制御装置においては、１系統の演
算回路が故障した場合にも、原子力発電プラントの運転
を停止させるととなく、安定的かつ安全な運転を続ける
ことができ、さらに、このプラント運転中に故障部の修
理が可能となるようにするには、タービン制御装置を如
何に構成したらよいか問題になっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点を考慮し、演算回路に故障が発生し
た場合でも、諸状況より発電プラントの運転が可能と判
断される時には、発電プラントの運転を安定的かつ安全
に続け、タービンの運転効率の向上を図るとともに、こ
の運転中に故障箇所の修理を行なうことができるように
したタービン制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、本発明に係るタービン制
御装置は、タービン入口蒸気圧力、タービン速度等を入
力して蒸気加減弁、インターセプト弁等の蒸気弁の弁開
度を演算する演算回路と、この演算回路からの出方信号
によって蒸気弁の弁開度を調節制御するサーボ機構とを
有するものにおいて、上記サーボ機構に、蒸気弁の弁開
度を固定するロック機構を備えたものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係るタービン制御装置の１実施例について添付
図面を参照して説明する。

第２図は、本発明のタービン制御装置を原子力発電プラ
ントに適用した場合の全体図を示す。図中符号１０ｔ′
ｉ、図示しない原子炉建屋内に設置される原子炉を示し
、この原子ＰｌＯからの主蒸気は、複数、例えば４本の
主蒸気管１１により主蒸気ヘッダ１２に案内され、続い
てこの主蒸気ヘッダ１２がらタービンの蒸気流入量を制
御する蒸気弁１３としての各主蒸気加減弁１３ａ　、　
１３ｂ　、　１３ｃ　、　１３ｄ　′ｆ、通って高圧側
蒸気タービン１４に流入され、この高圧タービン１４を
回転させ、る。高圧タービン１４を回転させ、仕事をし
た蒸気はクロスアラウンド管１５に案内され、このアラ
ウンド管１５に設けられた各湿分分離器１６を通る間に
湿分が除去される。湿分が除去された蒸気は、インター
セプト弁１７ａ、１７ｂを通って低圧側蒸気タービン１
９に案内され、この低圧タービン１９を回転躯動させる
。低圧タービン１９ヲ駆動させ、仕事をした蒸気は復水
器側へ案内され、ここで凝縮され、復水となる。この復
水は図示しない給水ポンプによシ給水加熱器等を経て原
子炉ｌＯに還流されるようになっている。

一方、高圧側および低圧側蒸気タービン１４　、１９は
共通のタービン軸２１を有し、このタービン軸２１に発
電機２２が固定される。蒸気タービンの回転駆動により
、発電機２２が駆動され、発電するようになっている。

また、主蒸気へラダ１２にはタービンパイ、ｅス管器が
接続されており、このバイパス管器は、途中にタービン
・々イ・ぐス弁冴が設けられる。パイ・ぐス管羽は蒸気
タービン１４　、１９を迂回するようにしてその他端が
復水器１９に接続される。しかして、主蒸気ヘッダ１２
に案内された主蒸気のうち、余剰蒸気は、蒸気タービン
１４　、１９を迂回し、直接復水器側に案内される。

ところで、主蒸気ヘッダ１２には、高圧タービン１４に
流入される主蒸気入口圧力を検出する圧力検出器かが設
けられており、この圧力検出器あからのタービン入口蒸
気圧力信号Ｓｐは演算回路γに入力されるようになって
おり、この演算回路２７には速度検出器列からの速度検
出信号Ｓｖも入力される。

演算回路部は両信号を入力して蒸気弁１３，１７ａ。

１７ｂ、２４の弁開度を演算するようになっている。

速度検出器部は蒸気タービン１４　、１９のタービン軸
部に設けられ、タービン軸２１の回転速度を検出してい
る。

演算回路２７は主蒸気加減弁１３ａ〜１３ｄ、タービン
起動時ぞス弁冴およびインターセプト弁１７の弁操作を
行なうロック機能付きサーボ機構２９　、３０　、３１
に電気的に接続され、上記サーボ機構２９　、３０　、
３１に主蒸気加減弁開度要求信号Ｓｒｔ＋タービンパイ
・々ス弁開度要求償号Ｓ　ｒ　２およびインターセプト
弁開度要求信号Ｓ　ｒ　ａをそれぞれ出力するようにな
っており、上記演算回路２７およびサーボ機構２９，３
０゜３１等によりタービン制御装置３２が構成される。

しかして、演算回路２７は、タービン入口蒸気圧力信号
Ｓｐおよびタービン速度信号Ｓｖｉ入力して、演算し、
出カ一定運転時には、タービン入口蒸気圧力を一定に保
つような主蒸気加減弁開度要求信号Ｓｒ□およびタービ
ンバイパス弁開度要求信号ｂｒ２をサーボ機構２９　、
３０に出力しており、タービン起動時にはタービン昇速
率を一定に保つだめの主蒸気加減弁開度要求信号Ｓ　ｒ
　ｘを、また負荷しゃ断時にはタービン昇速を規制して
安全に降速させるためのインターセプト弁開度要求信号
Ｓｒ３を出力している。インターセプト弁１７はタービ
ン負荷しゃ断後にタービン速度を制御するようになって
いる。

前記ロック機能付きサージ機祠２９　、３０　、３１は
、それぞれ同じ構造を有するので、このうち１つのサー
ゼ機構四を第３図に代表的に示す。サーボ機構２９は主
蒸気加減弁１３の弁開度を調節する弁駆動用シリンダ装
置３３と、このシリンダ装置３３を作動させるサーボ弁
３４とを有し、このサーボ弁３４に作動油が給油管３５
ａを通して供給されるようになっている。上記サーボ弁
３４からシリンダ装置３３の上側および下側シリンダ室
３６ａ、３６ｂに給排油管３７ａ、３７ｂがそれぞれ接
続されている。上記給油管３５ａからの作動油がサーボ
弁３４および給排油管３７ａを通って例えば上側シリン
ダ室３６ａに供給されると、弁駆動用ピストン４０が下
降し、弁を閉塞させる方向に移動させる一方、下側シリ
ンダ室３６ｂ内の作動油はサーボ弁３４を経てドレン管
３５ｂに排出される。

一方、各給排油管３７ａ、３７ｂには、開閉スイッチ詔
により操作されるロック弁３９ａ、３９ｂが設けられ、
ロック機構３９が構成される。上記ロック弁３９ａ、３
９ｂにより弁駆動用シリンダ装置３３はサーボ弁３４か
ら切離し自在に接続される。弁駆動用シリンダ装置３３
のシリンダ室３６ａ、３６ｂは弁駆動用ピストン４０に
より仕切られる一方、このピストン４０はスプリング４
１°によシ常時弁を閉塞する方向にばね付勢される。弁
駆動ピストン４０の弁開度位置は弁開度検出器４２によ
り検出される。

また、サーボ弁あけ切換スイッチ４３を介して演算回路
ｎに電気的に接続されており、演算回路２７から主蒸気
加減弁開度要求信号Ｓ　ｒ　１が出力されるようになっ
ている。切換スイッチ４３は演算回路ｎからの要求信号
Ｓｒ□に代えて手動設定器４４からの要求設定信号Ｓｒ
ｄを選択できるように切換可能構造に構成される。

しかして、サージ弁あへの入力信号Ｓは、演算７ 回路器からの要求信号Ｓｒ１および手動設定器材からの
安来信号Ｓｒｄのいずれか一方の選択信号から、（弁開
度検出器４２からの）弁開度信号（フィードバック信号
）Ｓｄを減じた信号となるように設定される。この入力
信号Ｓは偏差指示針４５に入力され、この偏差指示計４
５によシロツク機能付きサーゼ機構２９の入力信号Ｓが
指示される。なお、演算回路ｎからの要求信号Ｓｒ　１
と手動設定器４４からの要求設定信号３ｒｄは指示計４
６にも入力され、この指示計４６で両信号は比較される
。

次に、本発明のタービン制御装置の作用について説明す
る。

通常運転時にはロック機能付きサーブ機構四に組み込ま
れたロック機構３９のロック弁３９ａ、３９ｂは開、切
換スイッチ４３は演算回路２７側を選択し、演算回路２
７からの要求信号Ｓ　ｒ　１により主蒸気加減弁１３を
弁操作し、タービン入口蒸気圧力を制御する。この動作
は従来のタービン制御装置の動作と同様であるので省略
する。

次に、演算回路２７の故障時には、開閉スイッチ３８を
操作して、ロック弁３９ａ、３９ｂを全閉にする。

この全閉によシ、弁駆動ピストン４０はロックされ、こ
のロック状態に弁開度は維持される。このとき、ロック
機構のロック弁３９ａ、３９ｂは演算回路２７から独立
しているため、このロック状態で演算回路２７を切シ離
すことができ、これにより演算回路２７の保守・点検・
修理を行なうことができる。

演算回路２７の保守・点検・修理中に、ロック弁３９ａ
、３９ｂの弁開度が好ましくない状態になった場合には
、切換ス°イツチ４３を手動設定器４４側に切換え、手
動設定器４４を操作する。この操作の際には、偏差指示
計４５をゼロ表示してからロック弁３９ａ。

３９ｂのロック状態を開閉スイッチ３７により解除し、
開放する。上記手動設定器４４の操作により蒸気弁の弁
開度を望ましい状態に再設定することができる。

また、演算回路２７の修理等が完了した場合には、手動
設定器４４による制御状態としてから、手動設定器４４
を操作して演算回路ｎの要求信号Ｓｒ工と手動設定器要
求設定値信号３ｒｄとを指示計４６を参考して合せてか
ら切換スイッチ４３を切換え、演算回路要求信号側を選
択する。これにより、タービン制御装置のセットが完了
し、通常の制御状態に戻すことができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係るタービン制御装置にお
いては、蒸気加減弁、インターセプト弁、タービン・々
イパス弁等の蒸気弁の弁開度を固定するロック機構をサ
ーゼ機構に備えたから、演算回路に故障が発生した場合
にも、故障発生箇所の蒸気弁を一定の弁開度状態にロッ
ク機構によりセットすることができ、このロック状態で
蒸気タービンを停止させることなく、運転を安全かつ安
定的に進めることができ、その間に演算回路の故障部を
保全・修理することができる。したがって発電プラント
のプラント稼動率を向上させ、タービン運転効率の向上
を確実に図ることができる。

このプラント稼動率の向上は、原子力発電プラントのよ
うに大容量の発電プラントに本発明のタービン制御装置
を適用した場合に、電力の安定供給上特に意義があシ、
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービン制御装置を示す図、第２図は本
発明に係るタービン制御装置を原子力発電プラントに適
用した例を示す系統図、第３図は本発明のタービン制御
装置の要部を示す図である。 １０・・・原子炉、１１・・・主蒸気管、１２・・・主
蒸気ヘッダ、１３−・・蒸気弁、１３ａ　、　１３ｂ　
、　１３ｃ　、　１３ｄ−・・主蒸気加減弁、１４・・
・高圧側蒸気タービン、１５・・・クロスアラウンド管
、１６・・・湿分分離器、１７ａ、１７ｂ・・・インタ
ーセプト弁、１９・・・低圧側蒸気タービン、加・・・
復水器、２１・・・タービン軸、ｎ・・・タービンバイ
パス管、ｕ・・・タービンバイパス弁、％・・・圧力検
出器、ｎ・・・演算回路、四・・・速度検出器、２９　
、３０　、３１・・・サーメ機構、お・・・弁駆動用シ
リンダ装置、あ・・・サーボ弁、３６ａ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービン入口蒸気圧力、タービン速度等を入力して
   蒸気加減弁、インターセプト弁等の蒸気弁の弁開度を演
   算する演算回路と、この演算回路からの出力信号により
   蒸気弁の弁開度を調節制御するサーブ機構とを有するタ
   ービン制御装置において、上記ブー４機構に、蒸気弁の
   弁開度を固定するロック機構を備えたことを特徴とする
   タービン制御装置。 ２、サーブ機構は蒸気弁の弁操作を行なう弁駆動用シリ
   ンダ装置と、このシリンダ装置を作動するザーｉ？弁と
   を有し、四ツク機構はサーボ弁と弁駆動用シリンダ装置
   とを接続する作動油の給排油管に設けられた特許請求の
   範囲第１項に記載のタービン制御装置。 ３、ロック機構は、給排油管に設けられたロック弁と、
   このロック弁を開閉操作する開閉スイッチとを演算回路
   から独立して備えた特許請求の範囲第２項に記載のター
   ビン制御装置。 ４、サーブ機構のサーボ弁は、演算回路および手動設定
   器に切換スイッチを介して選択的に接続される一方、上
   記演算回路からの弁開度要求信号と手動設定器からの要
   求設定信号とを比較する指示計が備えられた特許請求の
   範囲第１項に記載のタービン制御装置。