JPS6017207A - タ−ビン流量配分パタ−ン切換装置 - Google Patents

タ−ビン流量配分パタ−ン切換装置

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JPS6017207A
JPS6017207A JP12340083A JP12340083A JPS6017207A JP S6017207 A JPS6017207 A JP S6017207A JP 12340083 A JP12340083 A JP 12340083A JP 12340083 A JP12340083 A JP 12340083A JP S6017207 A JPS6017207 A JP S6017207A
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flow distribution
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Yoichi Tone
洋一 戸根
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators

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] 本発明はタービン加減弁の流量配分パターンを切り換え
るためのタービン流量配分パターン切換装置に関する。
[発明の技術的背景] 一般に、蒸気タービンに設けられる複数の加減弁は、必
ずある決められた流量配分パターンに従ってそれぞれ開
閉するように運用される。ところがその流量配分パター
ンは時々変更する必要が生じる。例えば、タービンを起
動から定格負荷まで運転する間には、全周噴射の流量配
分パターンから部分噴射のパターンに切換を行なう必要
がある−0また、定格負荷より停止に至るまでの間にお
いてもその逆の切換が必要となる。即ち、全周噴射の場
合は、タービンを起動から低負荷まで立ち上げる際、複
数の加減弁には均等に流量を分担させ。
局所的な熱応力の増大を防ぐ必要から、後述第4図に示
す如く各加減弁を同じ割合で一斉に開いていく流量配分
パターンが用いられる。一方、部分の噴射の場合は、タ
ービンを中間負荷から定格負荷まで立ち上げる際の熱効
率の改善のため、各加減弁を順次全閉から全開へと移行
させる流量配分パターンが用いられる。従って、上述の
如くタービンの中間負荷領域においては、総流量を変化
させることなく流量配分パターンを全周噴射から部分噴
射へと切り換えることが必要となる。
そこで従来は、このような流量配分パターンの切り換を
行なうために、パターンそのものを一方から他方例えば
全周噴射パターンから部分噴射パターンへと変更させる
ことにより切り換えていた。
これを第1図および第2図を参照して説明する。
第1図は一般的なタービン制御装置のブロック図を示し
たもので、ボイラ1で発生した熱気は主蒸気止め弁2を
通り、複数個の加減弁3−1〜3−4で流量が分担制御
されて、タービン4に流入する。
タービン4に流入した蒸気はタービンを回転させ、更に
発電機5を駆動して電力を発生させる。タービンの実速
度は、速度検出器6により検出され、比較器7において
、速度/負荷設定器8からの速度設定と比較演算される
。速度設定と実速度の偏差は速度制御部9により総流量
要求Xに変換されて、流量配分制御部10に送られる。
流量配分制御部10は総流量要求Kに基づき、答弁の流
量または開度指令y1〜y4を演算し、これを11−1
〜11−4の各サーボ制御部に送る。各サーボ制御部は
前記弁指令に応じた弁開度に加減弁3−1〜3−4を制
御する。
かくしてタービン4は、各加減弁3−1〜3−4の弁開
度により決まる所定の流量分担の下に所定の速度に制御
される。
このようなタービン制御装置において、流量配分パター
ン切換装置である流量配分制御部10を従来は第2図に
示す如く構成し、以下のようにしてパターンを切り換え
ていた。即ち、12は乗算器、13は加算器、14はバ
イアス発生器、15は切換信号発生器で、総流量要求X
は乗算器12−1〜12−4を通してそれぞれゲイン倍
し、加算器13−1〜13二4にてバイアス発生器I4
−1〜I4−4から発生するバイアスと加算することに
より、弁流量指令yI−y4を得る。パターンを切り換
える場合は、乗算器12−1〜12−4のゲインとバイ
アス発生器14−1〜14−4のバイアスを切換信号発
生器15がらの指令に基づきそれぞれ同時に一方の値か
ら他方の値へシフトするにれにより、そのときのタービ
ン4へ流れる蒸気の総流量には変化を及ぼすことなく全
周噴射パターンから部分噴射パターンへと切り換えるこ
とができる。
[背景技術の問題点] しかしながら、上記従来構成によると、タービン運転中
切換可能な流量配分パターンは1つの全周噴射パターン
と1つの部分噴射パターンというように2つのパターン
に限られ、そのパターンをタービン運転中に変更しよう
とすると、総流量に変化を与えるおそれが生じる。
このため、近年変圧運転の普及と相撲って生じる加減弁
の流量配分パターンの多様化要求や、運用上あるいは弁
の非線形性補正等の理由からタービン運転中に生じる流
量配分パターンの変更要求に応えることができない問題
点があった。
[発明の目的] 本発明は、上記問題点を解決し、多数の流量配分パター
ンをタービン運転中に任意に選択して切り換えることが
できるタービン流量配分パターン切換装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の概要コ このため1本発明は複数の流量配分パターンを用意し、
これらのパターンから切り換えるべきパターンを選択し
、現在のパターンと選択したパターンから現在の流量ベ
クトルをめ、この2つの流量ベクトル間の内分ベクトル
を計算し、この内分ベクトルを各加減弁の開度指令とす
る一方、その内分ベクトルを現在パターンの流量ベクト
ルから選択パターンのそれヘシフトすることにより流量
配分パターンの切り換えを行なうようにしたことを特徴
としている。
[発−明の実施例] 以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。
第3図は本発明の一実施例に係るタービン流量配分パタ
ーン切換装置である流量配分制御部10の構成図を示し
たものである。
図において、16−1〜16−nはそれぞれ決まった流
量配分パターンを発生するn個の流量配分パターン発生
部であり1通常の関数発生器が使用でき。
それは第2図の切換信号発生器15を除いたものであっ
てもよい。従って、これらの流量配分パターン発生部1
6からは第2図の弁流量指令y1−y4に相当する流量
ベクトルyiが発生する。
17−1〜17−n、18−1〜18−nはn個の流量
配分パターン発生部16からそれぞれ1つの異なる流量
配分パターン発生部16を選択し、その出力である流量
ベクトル−剪ゝと層)取り出すセレクタである。
→ −−ラ 19はその2つの流量ベクトルyiとyJの内分ペクト
ルアを次式に基づき演算する内分ベクトル演算部である
但し、Tはぽから7への切換時間、しは切換開始からの
経過時間を表わし、0≦L≦Tの関係がある。
この内分ベクトル演算部19の出力yが第1図の各加減
弁3の弁流量(開度)指令y1−y4として各サーボ制
御部11に出力される。
以上の構成で、流量配分パターン発生部16−1が第4
図(イ)で示す全周噴射パターンを発生し、流量配分パ
ターン発生部16−2が第4図(ハ)で示す部分噴射パ
ターンを発生し、かつ、第4図(イ)の全周噴射パター
ンから(ロ)の部分噴射パターンへ切り換える場合を例
にとって以下に説明する。
今、セレクタ17−1により流量配分パターン発生器1
6−1のみを選択している状態では、図から明らかなよ
うに総流量要求Xの増加に伴って一斉に増加する流量ベ
クトルy1即ち弁流量指令yI!〜Y14を内分ベクi
〜ル演算部19から各サーボ制御部11に出力する。こ
れにより各加減弁3は、全て同じ割合で開いていき、全
周噴射パターンによる流量分担が行なわれる。
次いで、この状態でセレクタ18−2により流量配分パ
ターン発生器16−2を16−1と共に選択する。
すると、第4図(ハ)で示す流量ベクトルy2即ち弁流
量指令y21”y24が内分ベクトル演算部19に入力
する。
これにより、内分ベクトル演算部19は前記(1)式に
基づき流量ベクトルy即ち弁流量指令y1〜y4を演算
し、各サーボ制御部11に出力する。この弁流量指令y
I−y4は第4図(ロ)で示す如く弁流量指令y+tN
ytiからy21A+y24へ同じ比率で移動する点の
値を示す。このようにして全周噴射パターンのA点から
1時間後にはセレクタ17−1が開放されて部分噴射パ
ターンのB点への移動を完了する。
この切換期間中、総流量は一定に保たれ、負荷変動を生
じることはない。これは以下により証明される。
即ち、弁流量指令yll””y14の和もy21〜y2
4の和も共に総流量要求Xに等しく、が成立する。一方
、前記(1)式から が成立する。従って、この(4)式に前記(2)、 (
3)式を代入すると。
となって、全周噴射パターンから部分噴射パターンへの
切換期間中も総流量は一定に保たれることが判る。
上述のことは、流量配分パターン発生器16−1゜16
−2以外の流量配分パターン発生器16の切り換えの場
合にも成立し、任意の2つの流量配分パターンを選択し
てその間の切り換えを総流量に変化を及ぼすことなく行
なうことができる。また、流量配分パターン発生器16
は現在使用中のものを除いて、そのパターンを自由に修
正変更することができる。
以上は全周噴射パターンから部分噴射パターンへ切り換
える例について説明したが1本発明はこれに限らず1例
えば加減弁サーボ制御部の点検を目的とした弁テストに
も適用することができる。
これを第5図により説明する。一般に弁テストは部分噴
射において実施され、−弁を全閉に至らしめ、その後復
帰させることにより、加減弁動作の健全性を確認するも
のである。この弁テストを実施するために、流量配分パ
ターン(イ)の他に必要な弁テストのパターンを追加す
る。第5図においては、第1弁テスト(ロ)および第2
弁テスト(ハ)のパターンを例示した。例えば、第1弁
テスト(ロ)の場合には、第1弁流量指令を0とし、代
わりに答弁のパターンをシフトして第1弁閉による流量
の減少を補償するようにしている。従って、弁テストが
総流量要求(あるいは負荷)75%以下の所で実施され
る限りにおいては、テスト中、総流量(負荷)の変動を
生じさせることなく弁テストを行なうことができる。
尚1以上の実施例においては、加減弁3を4個設けたタ
ービンの例について説明したが、加減弁の数が4個に限
定されないことは言う迄もない。
[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、任意の複数流量配分パタ
ーン間の切り換えが可能であり、かつ、非選択のパター
ンについては出力に何ら影響を与えることなく、タービ
ン運転中におけるパターン変更が可能となる。また、切
り換え中の負荷変動もなく任意の負荷、任意の時間での
切り換えが可能となる。更には、弁テストに、テスト中
の負荷変動を抑えた上での適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なタービン制御装置のブロック図、第2
図は従来の流量配分制御部の構成図、第3図は本発明の
一実施例に係る流量配分制御部の構成図、第4図は第3
図のパターン切換動作を説明するためのパターン図で、
(イ)は全周噴射パターン図、(ロ)は弁流量指令パタ
ーン図、(ハ)は部分噴射パターン図、第5図は第3図
のパターン切換動作を弁テストに適用した場合のパター
ン図で、(イ)は部分噴射パターン図、(ロ)は第1弁
テストパターン図、(ハ)は第2弁テストパターン図で
ある。 l・・・ボイラ、2・・・主蒸気止め弁、3−1〜3−
4・・・加減弁、4・・・タービン、5・・・発電機。 6・・・速度検出器、7・・・比較器、8・・・速度/
負荷設定器、9・・・速度制御部、 10・・・流量配
分制御部、11−1〜11−4・・・サーボ制御部、1
2−1〜12−4・・・乗算器、13−1〜13−4・
・・加算器、14−1〜14−4・・・バイアス発生器
、15・・・切換信号発生器、16−1〜16−n・・
・流量配分パターン発生部、17−1〜17−n、18
−1〜18−n・・・セレクタ。 19・・・内分ベクトル演算部。 第7図 第3図 第4図 tイノ (rJ) (八す 第5図 tイノ (D) /ノリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タービン蒸気流量を調節する複数の加減弁の流量
    配分パターンを切り換えるタービン流量配分パターン切
    換装置において、前記複数の加減弁の総流量要求に応じ
    た弁流量ベクトルを発生する複数の流量配分パターン発
    生部と、こ4しら流量配分パターン発生部から発生ずる
    弁流量ベクトルのうち任意の2つを選択するセレクタと
    、このセレクタにより選択された2つの弁流量ベクトル
    の内分ベクトルを演算し、前記各加減弁へ弁流量指令を
    出力する内分ベクトル演算部とを備え、その内分ベクト
    ルを前記2つの弁流量ベクトルの一方から他方へと移す
    ことにより流量配分パターンを切り換えることを特徴と
    するタービン流量配分パターン切換装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載において、前記弁流量
    の代りに弁開度を用いたことを特徴とするタービン流量
    配分パターン切換装置。
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