JPS60187703A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、部分的な二重化をはかつてなるタービン制御
装置に関する。

〔発明の背景〕 第１図は、従来のタービン制御装置の構成を示す。ボイ
ラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２゜２Ａ、加減弁
３，３Ａを通って蒸気タービン１０に供給される。ター
ビン１０は、高圧タービン１１、中圧タービン１２、低
圧タービン１３よシ成る。蒸気は、高圧タービン１１で
仕事をした後、再熱器１６で再び温度をあけられて再熱
蒸気止弁１７、インタセプタ弁１８を通って中圧タービ
ン１２、低圧タービン１３で仕事をし、復水器１９で水
となる。蒸気の仕事は、タービ／１０により回転運動に
変えられ、発電機２０を回転させて電気量（電力）に変
換される。この発生電気量は、電力系統（図示せず）へ
供給される。

主蒸気止め弁２，２人け、主蒸気止め弁駆動ユニツ）５
，５Ａによって開度調整を受ける。加減弁３，３Ａは、
加減弁駆動ユニット７．７Ａによって開度調整を受ける
。インタセプタ弁１８は、インタセプタ弁９によって開
度調整を受ける。

タービン制御部２２は、入力部２３、出力部２４、演算
部２５よシ成る。入力部２３は、主蒸気止め弁２，２人
の主蒸気弁開度検出計４，４Ａ、加減弁３，３Ａの加減
弁開度検出計６，６Ａ、インタセプタ弁１８のインタセ
プタ弁開度検出計８、発生電力検出器（電力変換器）２
１、歯車１４の動きよジタービン速度を検出する速度検
出計１５のそれぞれの検出信号を取込み、演算部２５に
渡す。

出力部２４は、演算部２５の演算結果を受けとシ、主蒸
気止め弁駆動ユニツ）５，５Ａへ弁駆動指令、加減弁駆
動ユニツ）７，７Ａへ弁駆動指令、インタセプタ駆動ユ
ニット９へ弁駆動指令を与える。

演算部２５は、人力部２３からの各検出信号を受けとシ
、谷弁対応の弁駆動指令を算出する。

カくシてタービン制御部２２は、タービ／の回転数、負
荷の制御を行う。

かかるタービン制御部２２を二乗化した場合の従来の構
成図ｆ：第２図に示す。

第２図で、タービン制御部２２Ａ、２２Ｂは、同く同一
内部構成より成る。この第２図では、人力部２３、出力
部２４を省略させている。

タービン制イ卸部２２Ａは、タービン自動起動制御装置
６０、速度設定器３１．昇速率設定器３２、比較回路３
３、微分器３４、比較回路３５、昇速制御回路３６、モ
ード選択回路３７、調定率演算部３８、負荷設定器３９
、加算器４０、負荷制限器４１、低値優先回路４２、初
圧演算回路４５、負荷分配回路４８，５．２、比較回路
４９，５３、調節制御回路５０，５４、位置変換器５５
よシ成る。

タービン制御部２２Ａへ外部から取込む信号は、タービ
ン速度検出計１５の速度検出信号、主蒸気圧力検出計４
（４Ａ）の主蒸気圧力検出信号、検出計６，６Ａの加減
弁位置検出信号である。タービン制御部２２Ａから外部
にＵｊ力する信号は、加減弁３，３Ａへの弁指令信号で
ある。

更に、切替部１００は、タービン制御部２２Ａか２２Ｂ
かの切替えを行う。２重系では電力が動作中であれば、
他方は待艶系をなす。タービン制御部２２Ａと２２Ｂと
は切替部１００によっていずれか一方が動作系、他方が
待機系となる。通常は、タービン制御部２２Ａが動作系
をなし、タービン制御部２２Ｂが待機系をなす。タービ
ン制御部２２Ａが異常発生時に切替部１００の指示のも
とにスイッチ５６．．５７を切替えて、タービン制御部
２２Ｂを動作系、タービン制御部２２Ａが待機系へと切
替える。

動作を説明する。速度検出計１５で検出されたタービン
笑速度Ｎは、速度設定器３１で設定された設定速度Ｎｏ
　と比較回路３３で比較を受け、偏差量ΔＮ＝Ｎｏ　Ｎ
を得る。この偏差量ΔＮは、モード選択回路３７を介し
て調定率演算部３８に人力し、あらかじめ設定された速
度調定率に相当したゲインを掛けられ、加算器４０に送
られる。

加算器４０では、負荷設定器３９で設定された負荷設定
器Ｐｏとの加算を何い、速度負荷信号ＰＧを作る。

一方、実速度信号Ｎは、微分器３４で微分きれ、昇速率
信号となる。この昇速率信号は、昇速率設定器３２で設
定された昇速重設だ匝と比較回路３５で比較され、昇速
ｉ飼差分得る。昇速率偏差は、昇速率制御回路３６に人
力し、積分され、修正速度偏差信号となる。

この修正速度偏差信号は、昇速制御モード時にモード選
択回路３７で選択され、調定率演算部３８で調定率演算
をなされ、加算部４０を介して低値優先回路４２へと入
力する。

低値優先回路４２は、速度負荷信号Ｐｏ　（又は修正速
度偏差信号）、負荷制限器４１の負荷制限値ＰＬ、主蒸
気圧力検出計４で検出した主蒸気圧を人力とする初圧演
算回路４５の出力とを人力とし、最も小さい１直Ｐを出
力する。初圧演算回路４５は、主蒸気圧力が所定の値よ
シ低くなった場合、弁を制御して圧力を保持する機能を
持つ。

低値優先回路４２の出力である負荷信号Ｐは、負荷分配
回路４８．５２で合弁の負担量に応じて配分されて合弁
の流量を決定する。負荷分配回路４８．５２の出力は比
較器４９で弁位置フィードバック信号と比較され、その
偏差信号は調節制御回路５０．５４によシ弁駆動信号に
変えられて弁、＠ｌ−動ユニツ）、７，７Ａにより加減
弁ｓ、ａＡ６調整する。

上記弁位置フィードバック信号は、検出計６゜６Ａを介
して取込んでいる。これにより、弁位置を目標直通りに
安定に制＠ｊできる。　−タービン自動起動制御装ｆ６
０は、図示しないが前述（第１図）のタービン速度信号
、弁位置信号、発電電力検出信号等の釉々のタービン運
転状態信号と、運転員の操作指令信号を入力し、既定の
プログラムに従って演算を行う。その出力を点線で開示
しだ。その出力の中には、速度設定器３１の設定器、昇
速率設定器３２の設定器、負荷設定器３９の設定置、負
荷制限器４１の設定制限１直、モード選択回路３７への
モード選択指令信号、負荷分配回路４８．５２で負荷分
配比率がある。

一方、待機系をなすタービン制御部２２Ｂは、タービン
制御部２２Ａと同様に各種の人力取込みを行っている。

その各種の人力とは、速度検出計１５、主蒸気圧力検出
器４、位置検出計６，６Ａの各出力、及び自動起動制御
装置６０に該当する自動起動制御装置への各批検出信号
とである。タービン制御部２２Ｂとタービン制御部２２
Ａとの相違点は、スイッチ５６を介して出力しているか
否かであシ、待機系のタービン制御部２２Ｂであっても
、人力取込みとそれをもとにした演算及び各要素３１，
３２，３６，４１，３９，４８゜５２に相当する各要素
への必要な出力は常時、行われている。

以上の２Ｍ系構成によって、タービン制御装置としての
信頼性の向上をはかれた。更に動作系の制御部２２Ａが
故障した場合でも、待機系へとパンプレス切換が可能と
なる。

然るに、完全二重系の故に、装置規模が大きくなり、必
要以上の二貫化を行っているとの欠点を持つ。

〔発明の目的〕

本発明は、不完全２重化によって本来のタービンバック
アップ制御機能を達成してなるタービン制御装置を提供
するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、二重系における待機系として機械式制御系の
機能を持たせた点にある。この待機系では、タービン昇
速率設定器３２、微分器３４、比較回路３５、昇速制御
回路３６より成る昇速率制御系は、不用となる。この機
能は、速度設定器３１での設定速度を徐々に操作するこ
とによって達成できる。更に、負荷制限器４１等の負荷
制限手段も、運転状態を監視し、負荷設定器３９を操作
することで、負荷制限機能を設定できる故に、°二重系
としては不用である。

外付１６定位制御系は、系の応答が数１０ｍ５ｅｃと高
速であり１手動対応不可のため、削除不可である。即ち
、手動運転対応の簡易バックアップ装置として最小限必
要な回路手段は、タービン速度設定器３１、実速度との
偏差をめる加算器３３、調定率演算部３８、負荷設定器
３９、及び、負荷分配回路４８．５２等の弁位置定位制
御系である。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明の実施例図を示す。タービン制御部２２
Ａは、第２図のタービン制御部２２Ａと同一構成をなす
。このタービン制御部２２Ａは動作系をなす。タービン
制御部２２Ｂは、待機系であシ、第２図のタービン制御
部２２Ｂと構成を異にする。

タービン制御部２２Ａは、速度設定器３１、昇速率設定
器３２、比較回路３３、微分回路３４、比較回路３５、
昇速率制御回路３６、モード選択回路３７、調定率演算
部３８．負荷設定器３９、加算器４０、負荷制限器４１
．低Ｉｆｔ選択回路４２、初圧演算回路４５、負荷分配
回路４８．５２、比較回路４９，５３、調節制御回路５
０，５４、位置変換器５１，５５、タービン自動起動制
御装置６０よシ成る従来構成と同一構成部分と、新たに
附加したオートバランス回路１０１，１０２゜１０３．
１０４、加算器１２０より成る。

従来構成と同一構成部分は、従来と同一動作をなす。

オートバランス回路１０１〜１０４は、１次遅れ要素よ
り成る。動作系としてのタービン制御部２２Ａが異常を
なし、待機系としてのタービン制御部２２Ｄを動作系と
してバックアップさせた後、タービン制御部２２Ａが正
常に復帰する。この復帰は修理等によシなされる。かか
るタービン制御部２２Ａが動作系として復帰する際に、
パップレスの復帰を行わせるべく上記オートノ（ランス
回路１０１〜１０４が動作する。

待機系のタービン制御部２２Ｂは、速度設定器３１Ａ、
比較回路３３Ａ、調定率演算部３８Ａ、負荷設定器３９
Ａ、加算器４０Ａ、負荷分配回路４８．５２、比較回路
４９，５３、調節制御回路５０．５４、位置変換器５１
，５５、オートバランス回路１１１，１１２，１１３，
１１４、加算回路１１５よシ成る。

かかるタービン制御部２２Ｂへは待機系であっても、速
度検出器１５の検出速度がオートバランス回路１１３、
比較回路３３Ａに人力し、位置検出器６，６Ａの帰還検
出位置信号が位１約１変換器５１Ａ、５５Ａに人力して
いる。スイッチ５６゜５７の切替えによシ、タービン制
御部２２Ｂがバックアップ用として動作系に入った時に
は、調節制御回路５０Ａ、５４Ａから弁駆動ユニット７
゜７Ａへ出力を発生することとなる。

待機系であるタービン制御部２２Ｂの動作を説明する。

先ず、待機系としての動作を説明する。待機系であって
も、速度設定器３１Ａ、負荷設定器３９Ａの設定置は、
動作系であるタービン制御部２２Ａの対応値に追従させ
る必要がある。然るに、制御部２２Ａと２２Ｂとは内部
構成を異にするため、上記対応値にその−［対応させる
ことはできない。

そこで、オートバランス回路１１１，１１２゜１１３．
１１４を設けた。このオートバランス回路１１１〜１１
４は１次遅れ回路よシ成る。

かかる構成によれば、速度設定器３１の設定速層は、オ
ートバランス回路１１３を介して速度検出計１５の検出
速度を充当させている。更に、負荷設定器３９Ａの調泥
負荷は、オートバランス回路１１４を介して弁位置対応
信号を充当させている。この弁位置対応信号とは、位置
変換器５１Ａ。

５５Ａの出力をオートバランス回路１１１．１１２を介
して加算器１１５に人力せしめた後にその出力として得
られる直である。

この構成によシ、待機系としてのタービ／制御部２２Ｂ
は、速度検出計１５の検出速度を取込み、オートバラン
ス回路１１３を介して速度設定器３１Ａの設定速度とし
、且つオートバランス回路１１３を介さない検出速度と
の偏差を比較回路３３Ａでとっている。この偏差信号を
調定率演算器３８Ａの人力とさせている。更に、負荷設
定器３９Ａの設定負荷をオートバランス回路を介して弁
位置信号に対応して設定している。この結果、タービン
制御装置２２Ｂは、タービン制御部２２Ａの基本的動作
に追従することになり、タービン制御部２２Ａが故障時
に、スイッチ５６．５７で待機糸であるタービン制御部
２２Ｂを動作系にすべく切換っても、この切換わりによ
り異常な変化はなく、バンプレスにより運転を継続でき
ることになる。

爽に、タービン制御部２２Ａが回復し、スイッチ５６．
５７により動作系に切換った揚台には、ターピンｆｌｉ
１部２２　Ａは、オートバランス回路１０１〜１０４に
よシバノブレスな投入となり、円滑な復帰が可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、不完全２重系を構成したが故に、二重
系の規模を少なくできた。

【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図は従
来の２Ｍ系によるタービン制御装置を示す図、第３図は
本発明の２重系によるタービン制御装置の実施例図であ
る。 ２２Ａ、２２Ｂ・・・タービン制御部、３，２６・・・
主蒸気加減弁、３１，３１Ａ・・・速度設定器、３９゜
３９Ａ・・・負荷設定器、３８，３８Ａ・・・調定率演
算部、６０・・・タービン起動制御装置、５６．５７・
・・切換スイッチ。 代理人　弁理士　秋本正実

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　タービンを常時に制御する動作系としての第１の
   タービン制御部と、常時は待機系として働き第１のター
   ビン制御部が異常時に該第１のタービン制御部に代って
   、バックアップ用として働く待機系としての第２のター
   ビン制御部とを備え、上記第１のタービン制御部は、 蒸気タービン速度設定器と、該設定速度と検出した蒸気
   タービン実測検出速度との偏差をとる第１の加算回路と
   、蒸気タービン昇速度設定器と、該設定昇速率と上記蒸
   気タービン実測検出速度との偏差をとる第２の加算回路
   と、該第１．第２の加算回路の出力をモード選択に従っ
   て切換えて出力するモード選択回路と、該選択回路の出
   力を取込み調定率を演算する第１の調定率演算部と、負
   荷設定器と、主蒸気検出圧力を取込み初圧演算する初圧
   演算回路と、上記負荷設定器の設定負荷と第１の調定率
   演算回路の出力との加算を行う第３の加算回路と、負荷
   制限器と、上記第３の加算回路の出力と上記負荷制限器
   の制御負荷と上記初圧演算回路の出力とを取込み、最小
   の値を選択して出力する低暗優先回路と、該低１ｍ優先
   回路の出力と蒸気タービンの制御対象からの帰還量との
   偏差に従って該蒸気タービンの制御対象を制御せしめる
   第１の制御手段と、よシ成り、 上記第２のタービン制御部は、 上記蒸気タービン実測検出速度を取込む第１のオートバ
   ランス回路と、該第１のオートバランス回路の出力をタ
   ービン設定速度として取込む速度設定器と、該速度設定
   器の出力と上記第１のオートバランス回路の出力との偏
   差をとる第４の加η回路と、該加算回路の出力を取込み
   調定率演算を行う第２の調定率演算回路と、上記蒸気タ
   ービンの制御対象から取込んだ帰還量に対応する瞳を人
   力とする第２のオートバランス回路と、該第２のオート
   バランス回路の出力を設定負荷として取込む負荷設定器
   と、該負荷設定器の設定負荷と上記第２の調定率演算回
   路の出力とを加算する第５の加算回路と、該第５の加算
   回路の出力と上記蒸気タービンの制御対象からの帰還量
   との偏差を、上記第１のタービン制御部を制御対象から
   切離した時に該第１のタービン制御部の第１の制御手段
   に代って、上記制御対象を制御すべく出力する第２の制
   御手段と、よシ成るタービン制御装置。 ２、上記第１．第２のオートバランス回゛路は、１次遅
   れ回路とする特許請求の範囲第１項記載のタービン制御
   装置。 ３　上記制御対象は主蒸気配管に設けられた主蒸気加減
   弁の開度とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   タービン制御装置。