JPS60198310A - タ−ビンの制御装置 - 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］ 本発明は特にタービンバイパスシステムを採用した蒸気
タービンの制御装置に関する。

［発明の技術的背量とその問題点］ 高圧、低圧のタービンバイパスシステムヲ有スる汽力発
電プラントの蒸気タービンにおいて、タービン起動時に
おける回転数制御、および負荷制御は、蒸気加減弁とイ
ンターセプト弁とを連動させて行なう運転方式が採用さ
れている。すなわち、高圧・低圧のタービンバイパスシ
ステムを有する汽力発電プラントの概念を示す第１図に
おいて、プラントの起動時には、まずボイラ１０１より
発生した主蒸気は、高圧バイパス弁１０６を通り、また
ボイラ１０１の再熱器１０１ａを通った再熱蒸気は、低
圧バイパス弁１１２を通ってそれぞれ復水器１１１へ排
出される。

次にタービン起動時には、高圧バイパス弁１０６を通っ
ている蒸気を主蒸気止め弁１０２．加減弁１０３を通し
て高圧タービン１０４を通るように徐々に移行させ、ま
た同時に低圧バイパス弁１１２を通っている蒸気をイン
ターセプト弁１０７および再熱蒸気止め弁１０８を通し
て中低圧タービン１０９を通るように徐々に移行させ、
タービンの出力を増して回転数上昇、負荷上昇を行なう
。

そして、バイパス運転完了までこの動作を行なうもので
ある。この間ボイラ１０１の発生蒸気量は。

一定に保たれており、また高圧バイパス弁１０６け生蒸
気圧力を、低圧バイパス弁１２は再熱蒸気圧力をそれぞ
れ所定の圧力に制御する。

このタービンの回転上昇、負荷上昇の過程において、高
圧タービン１０４への蒸気流量を制御しているのは加減
弁１０３で、中低圧タービン１０９への２蒸気流量を制
御しているのはインターセプト弁１０７である。これら
の加減弁１０３およびインターセプト弁１０７け、第２
図に示す制御装置によって制御される。第２図において
、回転数・負荷制御回路２０１からの加減弁開度制御信
号２０２は、加減弁１０３を開閉制御すると同時に分岐
されて関数発生器２０３を通りインターセプト弁開度制
御信号２０４に変換されてインターセプト弁１０７を開
閉制御するようになっている。この第２図の中で関数発
生器２０３は、加減弁開度とインターセプト弁開度とを
ある所定の関係に基すいて開けるよう信号を変換してお
り、これによりタービン起動時の高圧タービンに通す蒸
気流量と中低圧タービンに通す蒸気流量を所定の割合に
制御するよ、うにしている０ しかし、この従来の制御装置においては、所内単独運転
（以下ＰＣＢと略す）後の起動のように、主蒸気圧力が
通常起動時に較べて高い場合にＦｉＬ高圧タービン１０
４を通る蒸気流蓋と中低圧タービン１０９を通る蒸気流
量を所定の割合にすることができず、中低圧タービン１
０９を通る蒸気流量が少なくなってしまう。そのため低
圧バイパス弁１１２を通して復水器１１１へ排出する蒸
気流量が多くなって不経済であるとともに、ボイラ１０
１の発生蒸気量に見合ったタービン出力が出ないことか
ら、負荷上昇の操作がめんどうで、慎重な璧するという
不具合があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、所内単独運転後などにおけるプラント
起動が安定して容易に行なうことができ、かつ起動時に
おける蒸気損失を減少させることのできるタービンの制
御装置を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明によるタービンの制御装置によれば、高圧・低圧
のタービンバイパスシステムを有する汽力発電プラント
において、主蒸気圧力の値に応じて加減弁およびインタ
ーセプト弁の開度な制御するよう構成したことを特徴と
するものでおる。

［発明の実施例］ 以下本発明を第３図に示す実施例について説明する。本
発明による制御装置の制御対象となる汽力発電プラント
は、第１図に示すようにボイラ１０１、高圧タービン１
０４．中低圧タービン１９．復水器１１１および発電機
１１３の組会せから構成され、高圧バイパス弁１０６を
含む高圧タービンバイパスシステムと低圧バイパス弁１
１２を含む低圧タービンバイパスシステムとヲ有スル０ この第１図の汽力発電プラントを制御する本発明による
タービンの制御装置を示す第３図において、回転数負荷
制御回路２０１からの加減弁開度制御信号２０２は、加
減弁１０３を開閉制御すると同時に、これから分岐され
て乗算器３０５および関数発生器２０３を経てインター
セプト弁開度制御信号３０７に変換されてインターセプ
ト弁１０７を開閉制御する。しかして乗算器３０５には
、生蒸気圧力検出器３０１からの主蒸気圧力信号３０２
に基づいて生蒸気圧力が高ければ大きな信号が、主蒸気
圧力が低くければ小さな信号が出るよう仁した関数発生
器３０３の出力信号３０４が入力されている。

乗算器３０５に入力した加減弁開度制御信号２０２は、
この関数発生器３０３の出力信号３０４が大きけ紅は大
きく、小さければ小さくなるよう変換されて乗算器出力
信号３０６となり、関数発生器２０３の入力信号となる
。関数発生器２０３　Ｆｉ、第２図と同様に入力信号３
０６をインターセプト弁開度制御信号３０７に変換して
インターセプト弁１０７を開度制御する。また、主蒸気
圧力が通常起動時の圧力Ｐａの時に関数発生器３０３の
出力信号３０４は１乗算器３０５において加減弁開度制
御信号２０２が１倍されてインターセプト弁開度制御信
号３０７になるようになっている。

しかして、加減弁開度制御信号２０２が同じであっても
、主蒸気圧力が高ければ、インターセプト弁１０７は大
きく開き、また低ければ小さく開くようにしである。す
なわち、主蒸気圧力の高低によって加減弁１０３の開度
とインターセプト弁１０７の開度の関係を変えるように
したものである。

次に本発明によるタービンの制御装置の作動をＦ’ＣＢ
後の起動時の制御について説明する。第４図は、負荷（
発電機出力）と主蒸気圧力の関係を示す特性図である。

同図において、通常起動時おように制御されており、通
常起動時の低負荷域においては、圧力Ｐａで運転される
０しかし、高負伽１らのＰ　ＣＢ時においては、主蒸気
圧力を圧力Ｐａまで急減に下げると、ボイラ１０１に不
具合が発生するため、圧力Ｐａよりも大巾に高い圧力１
Ｐｂ、までしか主蒸気圧力を下げられない。よつ’１：
ＰＣＢ後の起動時においては、通常運転時に主蒸気圧力
が圧力Ｐｂになるような負荷ＬＡに達するまでは、圧力
ＰｂＯ主蒸気圧力で起動され、その後に通常の主蒸気圧
力制御の曲ｍａに戻るようにしている。

第５図は負荷（発電機出力）と低圧バイパス弁１１２の
再熱蒸気圧力制御値の関係図である。低負荷時において
は、低圧バイパス弁１１２　Ｅよる再熱蒸気圧力制御値
は、圧力Ｐｃになっており、これは通常起動時でもＩ”
　ＣＢ後の起動時でも変らない。

この通常起動時とＰＣＢ彼の起動時において主蒸気圧力
が異なると、それにもかかわらず再熱蒸気）圧力は同じ
であることから、ＰＣＢ後の起動時などには加減弁１０
３とインターセプト弁１０７の開度゛関係を通常起動時
の開度関係とは変える必要がある０ この点を第６図および第７図についてさらに詳細に説明
する。第６図は加減弁開度制御信号と加減弁の開度およ
びインターセプト弁の開度の関係を示す特性図である。

従来の制御装置により加減弁開度制御信号２０２の値に
対し、加減弁１０３は曲線ｄのように、インターセプト
弁１０７は曲線ｅのように開くようになっており、起動
時における高圧タービンを通す蒸気流量と中低圧タービ
ンを通す蒸気流量を制御するようになっている。

この蒸気流量の制御の状態を第７図に示しているか、加
減弁開度制御信号と高圧タービンを通る蒸気流量および
中低圧タービンを通る蒸気流量の関係を示す特性図であ
る。通常起動時の生蒸気圧力Ｐａおよび再熱蒸気圧力ｌ
″Ｃに対して加減弁開度を曲線ａ、インターセプト弁開
度を曲線ｅのように開けることにより、高圧タービンを
通る蒸気流量は、曲線り、中低圧タービンを通る蒸気流
量は曲線ｉに沿って増加するようにしである。極く低・
負荷時の高圧タービン排気温度上昇を考慮して極、く低
負荷時には高圧タービンを通る蒸気流量を中低圧タービ
ンを通る蒸気流量よりも多くしている。

ボイラ１０１からの発生主蒸気量は、曲線ｇにより示さ
れており、曲線ｇと曲線りの流量の差が高圧バイパス弁
１０βを通して流れる高圧バイパス流量であり、曲１１
Ｍｇと曲線ｉとの流量の差が低圧バイパス弁１１２を通
して流れる低圧バイパス流量である０ したがって、加減弁開度制御信号２０２が増加すること
にともない、高圧タービン１０４．中低圧タービン１０
９を通る蒸気流量が増えてタービンの出力が増大し、高
圧バイパス弁１０６および低圧バイパス弁１１２を通る
蒸気流量が減少して加減弁開度制御信号２０２が信号Ｅ
ｂになると、ボイラからの発生蒸気量は、全てタービン
を通るようになってバイパス運転完了である運転点Ｇに
至るようになる。

運転点Ｇにおけるタービン出力は、高圧タービンを蒸気
流量Ｑｇ　＋中低圧タービン蒸気流１ｔＱｇが通ること
により発生する出力である。

前記のようにＰＣＢ後の起動時においては、主蒸気圧力
が通常起動時の圧力Ｐａよりも大巾に高い圧力ｐｂであ
り、再熱蒸気圧力＃′ｉ通常起動時と同じ圧力Ｐｃであ
る。高圧タービン１０４の前後の差圧の大小に対し、加
減弁１０３の開度が同一である場合には、高圧タービン
１０４を通る蒸気流量は、差圧が大きい方が多く流れる
。よって、ＰＣＢ後の起動時において、従来の制御装置
により加減弁１０３が第６図の曲線ｄ、インターセプト
弁１０３が曲線ｅのように開けられた場合、中低圧ター
ビン１０９を通る蒸気流量は、加減弁開度制御信号２０
２の値に対して通常起動の場合と同じであり、高圧ター
ビン１０４を通る蒸気流ｌ、は、加減弁開度制御信号２
０２の値に対して通常起動の場合に比べて大きくなる。

この状態を第７図に表わすと、中低圧タービン１０９を
通る蒸気流値は、曲線ｉであるの（二対し、高圧タービ
ン１０４を通る流量は曲線ｈ′の如くなることを示して
いる。高圧タービン１０４を通る流量がＱｇであるとき
、加減弁開度制御信号２０２の値はＥｆで、中低圧ター
ビン１０９を通る蒸気流量はＱｌであり、また曲線ｇと
曲線五との流量の差は、低圧バイパス弁１１２を通って
復水器１１１へ排出される量となるから、流量Ｑｇ　−
Ｑｌが低圧）（イノくス流愈となる。

この運転状態におけるタービン出力は、通常起動時に高
圧タービン１０４を通る流量がＱｇであり、中低圧ター
ビン１０９を通る流量がＱｇである場合（二較べて中圧
タービン１０９を通る流量がＱｌ　１＝低下する分、つ
まりＱｇ　−Ｑｌの低圧バイパス流弾がタービンで仕事
をしないで無駄に復水器１１１へ捨てられている分、少
なくなってしまう。すなわち、ボイラ１０１の発生主蒸
気量は、通常起動時の運転点Ｇに見合う量としているに
もかかわらず、発を機出力（負荷）が出ないことになる
。

このような場合、従来の制御装置においては、ボイラの
発生主蒸気圧力を徐々に下げて通常起動時の生蒸気圧力
とさせ、それにしたがって負荷を上昇させる方法を採用
していた。しかしこの方法あり、さらにボイラの発生蒸
気圧力を徐々に低下させる操作は、ボイラに不具合が生
じないよう慎重に行なう必要があるが、この操作はｌｉ
’　ＣＢ後の起動のように操作が錯綜している場合には
面倒であり、不安定なものとなってしまい不具合である
。

さらに主蒸気圧力を下げずに負荷を上昇させる方法とし
ては、ボイラ発生蒸気量を増す方法や再　−熱蒸気圧力
の設定値を上げる方法があるが、前者においてはボイラ
への給水流量、燃料流量および空気流量などを増やす必
要があるため、負荷に見合ったそれらの諸量の制御制限
にかからないようにするためには、ボイラ追従モード等
に変更する必要を生じることにより、操作が面倒になる
とともに、低圧バイパス流量が増えることによる損失の
増大となって好ましくない。また後者においては、極く
低負荷における高圧タービンの排気温度の風損による上
昇が再熱蒸気圧力が高くなると、大きくなるため好まし
くない。

これに対し、本発明による制御装置においては、第３図
に示すように王゛蒸気圧力検出器３０１．関数発生器３
０３および乗算器３０５を用いて主蒸気圧力が高くなっ
た場合には、インターセプト弁開度制御信号３０７が同
じ加減弁開度制御信号２０２に対して大きくなるように
してインターセプト弁１０７を゛大きく開けるようにし
ている。

第６図において、ＰＣＢ後の起動時における生蒸気圧力
が圧力ｐｂ　＋＝、なったときの加減弁開度制御信号に
対するインターセプト弁１０７の開度の関係を曲線ｅ′
に示している。このインターセプト弁開度ｅ′により中
低圧タービン１０９を通る蒸気流量は、第７図の曲線ｉ
′のようになる。逆の言い方をすれば、主蒸気圧力がＰ
ｂになったときに中低圧タービン１０９を通る蒸気流量
が曲線１′のようになるように関数発生器３０３の関数
を定めている。

よってＰＣＢ後の起動時においても、高圧タービン１０
４を通る蒸気流量がＱｇになるときにおいて、中低圧タ
ービン１０９を通る蒸気流量をＱｇ＋ニすることができ
る。すなわち、通常起動時における運転Ｊ゛点Ｇと同様
の流量となるから％Ｇ点と同等のタービン出力を得るこ
とができる。また、通常起動時においては、乗算器にお
ける倍率は１倍となるので、通常起動時においては従来
のタービン制御装置と同じ動きとなる。なお、このよう
な効果を発揮させるためには、ＦＣＢ後の起動時の如く
主蒸気圧力が高い場合において、加減弁開度を小さくす
ることによっても行なえる。

次に本発明による制御装置の他の実施例を第８図につい
て説明する。主蒸気圧力の高低により同じ加減弁開度制
御信号２０２の値であっても、主蒸気が高ければ加減弁
の開度を小さく、低ければ大きく開けるようにしたもの
である。すなわち、生蒸気圧力がＰｂＯ値であるとき、
関数発生器８０３の出力信号８０４により乗算器８０３
で変換された新たな加減弁開度制御信号８０６は、加減
弁１０３を第６図の曲ｆｆ１Ａｄ’のように開けるよう
にし、高圧タービンを通る流量を第７図の曲線りと大略
等しいよシにしており、この時の中低圧タービンを通る
蒸気流量は曲線１′である。

よってこの第８図に示す他の実施例でも、高圧タービン
を通る蒸気流量がＱｇのときに、中低圧タービンを通る
蒸気流量をＱｇにすることができる。

なお上述のように高圧タービンを通る蒸気流量は。

生蒸気圧力と再熱蒸気圧力の差圧に関係しているので、
この生蒸気圧力検出信号に代えて主蒸気圧力と再熱蒸気
圧力の差圧の検、比信号を用いても良い。さら（ニター
ビンの出力は、タービンを通る蒸気流量によってのみ定
まるのではなく、蒸気条件特にエンタルピーによっても
影響をうけるものであるが、エンタルピーの差による出
力差は、通常起動時とＰＣＢ後の起動時においては、僅
かであるので同等の出力を得ると考えてよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ＰＣＢ後の起動のように
主蒸気圧力が通常起動時に比して高い場合においても、
高圧タービンを通る蒸気流量−と中低圧タービンを通る
蒸気流量を所定の割合にすることができ、もってＰＣＢ
後などにおけるプラント起動の操作が安全に容易に行な
うことができ、また低圧バイパス流量の増大による不経
済を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧・低圧タービンバイパスシステムを有する
汽力発電プラントを示す系統図、第２図は従来のタービ
ンの制御装置を示すブロック系統図、第３図は本発明に
よるタービンの制御装置の一実施例を示すブロック系統
図、第４図は本発明の詳細な説明するための負荷と主蒸
気圧力との関係を示す特性図、第５図は同じく９荷と低
圧バイパス弁の再熱蒸気圧力制御値との関係を示す特性
図、第６図は同じく加減弁開度制御信号と加減弁の開度
およびインターセプト弁の開度の関係を示す特性図、第
７図は同じく加減弁開度制御信号と高圧タービンを通る
蒸気流量および中低圧タービンを通る蒸気流量の関件な
示す特性図、第８図は、本発明によるタービンの制御装
置の他の実施例を示すブロック系統図である。 １０１・・・ボイラ　１０１ａ・・・再熱器１０２・・
・主蒸気止め弁　１０３・・・加減弁１０４・・・高圧
タービン　１０６・・高圧ノ（イノくス弁１０７・・・
インターセプト弁 １０８・・・再熱蒸気止め弁　１０９・・・中低圧ター
ビン１１１・・・拶水器　１１２・・・低圧）くイノく
ス弁１１３・・・発電機　２０１・・・回転数負荷制御
回路２０２・・・加減弁開度制御信号 ２０３・・・関数発生器 ２０４・・・インターセプト弁開度制御信号３０１・・
・主蒸気圧力検出器　３０５・・・乗算器第　４　図 第　５　図 魔′乳械出力　□ 第　６　図 １−ｆ　Ｅｂ 力ロ滅弁瑣ヤ笑弗＋］ｑｌ信舌　− ＋１ ／＝１　−ＴＬｂ ７ＪＪ］滅弁閘彦制師縣→

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧、低圧のタービンバイパスシステムを有する
   汽力発電プラントにおいて、主蒸気圧力を検出する検出
   装置と、この検出装置が主蒸気圧力が予定値以上になっ
   たときに加減弁とインターセプト弁の開度関係を変化さ
   せる装置とを具備することを特徴とするタービンの制御
   装置
2. （２）品玉、低圧のタービンバイパスシステムを有する
   汽力発電プラントにおいて、主蒸気圧力と再熱蒸気圧力
   との差圧を検出する検出装置と、この検出装置が画然気
   圧力の差が予定以上になったビンの制御装置