JPS607169B2 - 給水ポンプ駆動用タ−ビンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は給水ポンプ駆動用タービンの制御装置に係り、
特にその給水制御特性の改良に関する。

一般に、火力発電設備におけるボィラ給水ポンプ或は原
子力発電設備に於ける原子炉給水ポンプは、蒸気タービ
ンによって駆動されることが多い。そして、これらポン
プを駆動する蒸気タービンは、ボィラ或は原子炉の制御
の一環として回転数制御が行なわれ、ポンプによる給水
流量が制御される。ところで、このようなポンプ駆動用
蒸気タービンの制御装置は、ボィラ或は原子炉の給水制
御装置との協調、給水ポンプ特性との関連から複雑な制
御を行なわなければならず、このため従来からの機械油
圧式制御装置に替って電気油圧式制御装置が用いられる
ようになってきている。第１図に従来の電気油圧式の給
水ポンプ駆動用タービンの制御装置の一例を示す。第１
図において、符号１は給水ポンプ駆動用蒸気タービンで
あって、そのタービン１には給水ポンプ２が連結されて
いる。

上記給水ポンプ２は逆止弁３および出口弁４を介してポ
ィラ或は原子炉等の蒸気発生器５に給水し、この蒸気発
生器で発生した蒸気は発電機等の負荷６を駆動する主タ
ービン７へ蒸気加減弁等の弁群８を経て流入し、上記主
タービン７の排気はコンデソサ９で凝縮せしめられ、脱
気器１０等を介して前記給水ポンプ２へと循環される。
一方、主タービン７の抽気逆止弁１１と給水ポンプ駆動
用タービン１の低圧蒸気加減弁１２を介して給水ポンプ
駆動用タービン１に低圧蒸気として送られ、また前記主
タービンの柚気が得られない状況、例えば主タービン７
の停止時等に給水ポンプ駆動用タービンを駆動する場合
に備えて、蒸気発生器５の発生蒸気を高圧蒸気加減弁１
３を介して給水ポンプ駆動用タービンへ高圧蒸気を送る
ように構成されている。

他方、前記給水ポンプ駆動用タービンの隣端には歯車１
４が設けられ、これに対向して電磁ピックアップ１５が
設置されており、給水ポンプ駆動用タービン１の回転数
に対応した周波数が検出され、この周波数が周波数−電
圧変換器１６を介して加算器１７へ実回転数信号として
送られる。

上記加算器１７には、自動起動装置１８の出力信号、お
よび給水制御装置の給水偏差信号を比例、積分、微分等
の演算を行ない回転数要求信号に変換するとともに、給
水バランス変速装置１９の出力一定信号を積分する演算
器２０の出力信号が印加されており、そこで前記実回転
数信号との偏差が演算され、その偏差信号は比例および
一次遅れ等の演算を行なう演算増幅器２１を介して電気
−油圧変換器２２に伝えられ、そこで変換された油圧信
号によって油圧サーボモータ２３を作動してカム軸２４
を回動せしめ、カム２５，２６を作動させ、前記低圧蒸
気加減弁１２および高圧蒸気加減弁１３を開閉し、ター
ビンの回転数が前記自動起動装置１８の出力と演算器２
０の出力にみあった回転数になるように回転数制御が行
なわれる。なお、上記カム２５，２６はプラント効率上
、カム軸２４が回動すると、まず低圧蒸気加減弁１２が
開き始め、低圧蒸気加減弁が全開した後高圧蒸気加減弁
１３が開き始めるように構成してある。しかして、給水
ポンプ駆動タービンの起動は、第２図に示すように「自
動起動装置１８の起動スケジュールに従ってＡ点まで昇
遠した後、給水バランス変速装置１９の低い昇遠率によ
って昇速され、給水開始回転数Ｂ点に到達すると給水が
出始め、給水制御側は給水要求信号と実際の給水量とほ
ぼバランスするＣ点に達してから、はじめて給水制御装
置と給水ポンプ駆動タービン制御装置を結合するいわゆ
る給水自動運転投入が行なわれ、プラント全体に擬乱を
与えるような著しい給水流量の突変が発生しないように
してある。

これを給水バランス運転と云い、給水バランス運転の完
了（Ｃ点）とともに給水自動運転に切替わる。ところで
、給水ポンプ駆動タービンには、プラント起動時のよう
に、主タービンからの抽気が全く得られない状態のとき
には、蒸気発生器５で発生した高圧蒸気が直接高圧蒸気
加減弁１３を介して供給され、主タービンの負荷上昇に
応じて徐々に主タービン抽気圧力が増加し、蒸気の保有
する熱量も増加すると、それに応じて高圧蒸気加減弁が
閉じ、主タービンの抽気が給水ポンプ駆動用タービンに
流入するようになる。なお、一般に発電プラントにおい
ては、タービン駆動給水ポンプと並列に電動機駆動給水
ポンプが設置されており、タービン駆動給水ポンプが給
水運転を始めるまでは、上記電動機駆動給水ポンプによ
って蒸気発生器への給水が行なわれる。しかしながら、
上記従来の装置においては前述のように、高圧蒸気加減
弁は低圧蒸気加減弁が全関してから開き始めるような非
線形特性を有しているために、高圧蒸気加減弁からの蒸
気によって給水ポンプ駆動タービンを起動する場合には
、低圧蒸気加減弁のみで運転される場合に比し、自動起
動と給水バランス運転との切替り回転数が低い回転数と
なり、またこの切替り回転数の低下の程度は、高圧蒸気
と低圧蒸気の圧力および温度、演算器２１の増幅利得の
大きさ、高圧蒸気加減弁用カムの開き始めまでの不動帯
の大きさ、高圧蒸気加減弁の流動特性等によって変化し
、プラントの運転状態によってその都度違った値となり
、しかも自動起動から給水バランス運転へ切替えると、
給水ポンプ駆動用タービンの速度変化率が切替わり、給
水バランス運転では低い速度変化率で運転して給水量が
急激に変動しないようにしてあるため、プラント起動時
のように高圧蒸気加減弁によって給水ポンプ駆動用ター
ビンを起動する場合には、実際の給水開始までにかなり
の長時間を要する等の不都合があった。

本発明は上述の如き欠点のない給水ポンプ駆動用タービ
ンの制御装置を提供することを目的とする。以下、第３
図乃至第５図を参照して本発明の一実施例について説明
する。

なお、第３図において第１図と同一部分については同一
符号を付する。第３図において、周波数−電圧変換器１
６の出力側には、その周波数−電圧変換器１６の出力信
号すなわち実回転数信号が給水回転数に達したか杏かを
検知し、その信号を論理回路２７に印加する電圧比較器
等の給水回転数未到達判別器２８が接続され、さらに、
給水ポンプ出口弁４には、その給水ポンプ出口弁４の開
閉によって作動するとともにその信号を上記論理回路２
７に伝える出口弁開判別器２９が連結されている。また
、給水ポンプ逆止弁３にはその給水ポンプ逆止弁３の開
閉で作動するりミットスイッチの如き逆止弁閉判別器３
０が連接されており、上記逆止弁３の開閉信号が論理回
路２７に加えられる。しかして、上言己論理回路２７は
、各判別器からの信号により下記の如き条件が成立して
いるか否かによって、給水バランス運転の速度変化率を
変えるような信号を演算器２川こ送るように構成されて
いる。

すなわち、‘ａ｝給水ポンプ駆動用タービンの回転数が
給水開始回転数に到達していない。

｛ｂ給水ポンプ出口弁が閉じていない。‘ｃ給水ポンプ
逆止弁が開いていない。の三つの条件がいずれも成立し
た場合には、上記論理回路２７によって演算器２０に対
して給水バランス運転の速度変化率を大きくするような
信号が送られ、上記速度変化率が例えば起動制御装置の
速度変化率と同一程度にされる。一方、前記条件のうち
いずれか１つでも前記条件が欠けている場合には、速度
変化率が小さくなるように制御される。

ところで、前記論理回路２７は、第４図に示すように、
前記各判別器２８，２９，３０の信号が印加されるアン
ド回路３１と、瞬時勤作限時復帰等のリレー３２とから
構成されている。

一方、演算器２０には速度変化率大用の電源３３および
速度変化率４・用の電源３４が設けられており、両軍源
３３，３４はそれぞれ前記リレー３２によって選択的に
開閉される接点３５或は３６を介し、さらに接点３７お
よび積分器３８を経て加算器３９に接続されている。ま
た、上記加算器３９には、給水制御装置から給水自動投
入運転時にのみ送られる給水偏差信号を回転数信号に変
換する給水自動投入運転制御部４０の出力も加えられて
おり、この加算器３９の出力が演算器２０の出力となり
前記加算器１７に印加される。

なお、前記接点３７は給水バランス運転開始−完了出力
装置４１の出力によって作動するりし−４２によって開
閉されるようにしてある。その他の点は第１図のものと
全く同一である。

しかして、自動起動から給水バランス運転に切替った場
合、まだ給水ポンプ駆動用タービン１の回転数が給水回
転数に達しておらず、給水ポンプ出口弁４が開らし、て
おり、しかも給水ポンプ逆止弁３が閉じている場合には
、各判別器２８，２９，３０からの信号によってアンド
回路３１が働らき、リレー３２が作動して接点３５が閉
じ接点３６が開かれる。したがって、速度変化率大用の
電源３３からの信号が、上記接点３５、接点３７および
積分器３８を介して加算器３４に印加され、これが演算
器２０の出力となってカム軸２４等に伝えられ、給水バ
ランス運転は例えば起動制御装置の速度変化率とほぼ同
一の高い速度変化率で行なわれる。そこで、例えば給水
ポンプ駆動用タービン１の回転数が給水回転数に到達す
ると、アンド回路３１が非作動状態となり、リレー３２
によって接点３５が開き、接点３６が閉じる。

そのため、速度変化率小用の電源３４からの信号が加算
器３９に加わるようになり、給水バランス運転が速度変
化率の低い運転に切替わり、給水量の急激な変動が防止
される。一方、給水バランス運転が完了すると、給水バ
ランス運転開始−完了出力装置４１が作動し、リレー４
２を介して接点３７が開かれ、給水制御装置からの制御
信号が演算器２０からの出力信号となり、上記制御信号
によって給水ポンプ駆動用タービンの制御が行なわれる
。なお、上記実施例においては、論理回路の出力を演算
器２川こ印加するものを示したが、自動起動回路１８に
送るようにしてもよく、また速度変化率の切替は前記３
条件を満足する場合だけでなく、条件｛ａ），｛ｃ｝の
両者またはいずれか一方の条件によって上記速度変化率
の功替を行なうようにしてもよい。

以上説明したように、本発明においては、前記条件｛ａ
）〜｛ｃ）等により給水開始時点を検出し、その時点も
こおいて給水ポンプ駆動用タービンの回転数上昇速度の
速度変化率を変えるようにし、すなわち実際給水開始時
点までは高い速度変化率でもつてタービンの回転数を上
昇せしめ、その後低い速度変化率に切替えるようにした
ので、第５図においてＡ−Ｄ−Ｅの実線で示すように回
転数を増加せしめることができ、Ａ−Ｂ−Ｃの線に沿っ
て加速される従来の装置に比し起動から給水自動運転ま
での所要時間を効果的に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給水ポンプ駆動用タービンの制御装置の
概略系統図、第２図は同上運転状態説明図、第３図は本
発明の給水ポンプ駆動用タービンの制御装置の概略系統
図、第４図は本発明の要部の具体的回路説明図、第５図
は従来の装置と本発明装置との起動運転状態比較説明図
である。 １・・・・・・給水ポンプ駆動用タービン、２・・・・
・・給水ポンプ、３・・・・・・逆止弁、４・・・・・
・出口弁、７・…・・主タービン、１２・・・…低圧蒸
気加減弁、１３・・・・・・高圧蒸気加減弁、１７・…
・・加算器、２０・・・・・・演算器、２３・・・・・
・油圧サーボモータ、２７・・・・・・論理回路、２８
・・・・・・給水回転数末到達判別器、２９・…・・出
口弁開判別器、３０・・・・・・逆止弁閉判別器、３１
・・・・・・アンド回路、３３・・・・・・速度変化率
大用電源「３４・・・・・・速度変化率小用電源、３５
，３６，３７・・・・・・接点、３９・・…力ｏ算器、
４０・・・…給水自動投入運転制御部。 多１図 多２図 多３図 多４図 多ｊ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁とを備えた給水ポ
   ンプ駆動用蒸気タービンの制御装置において、上記給水
   ポンプの給水開始時点検出装置と、上記給水開始時点前
   には大きい速度変化率で運転し、その後給水制御装置に
   よる給水制御に移るまでは低い速度変化率で運転を行な
   う速度変化率切替装置を設けたことを特徴とする、給水
   ポンプ駆動用タービンの制御装置。