JPS61187503A

JPS61187503A - タ−ビングランドシ−ル蒸気減温制御装置

Info

Publication number: JPS61187503A
Application number: JP2899285A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hino; 史郎日野; Masashi Nakamoto; 政志中本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1986-08-21

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、タービングランドシール部に供給されるグラ
ンドシール用蒸気温度を調整するだめのタービングラン
ドシール蒸気減温制御装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題森〕第１０図は一般
的な複合発電設備の概略系統図であって、圧縮機１で加
圧された高圧空気は燃焼器２に送給され、そこで上記燃
焼器２に供給された燃料との燃焼によって高圧高温ガス
となり、ガスタービン３に供給される。上記ガスタービ
ン３に供給された高圧高温ガスはそこで膨張仕事を行な
い、上記ガスタビーン３に連結された発電機４を駆動す
る。上記ガスタビーン３で仕事を終えた排ガスは、排ガ
スボイラ５に送給され、そこで節炭器６および加熱器７
を流通する水と熱交換せしめられた後大気中に排出され
る。

一方、節炭器６で上記排ガスとの熱交換によって加熱さ
れた渇水は、ドラム８を介して加熱器７に流入し、そこ
でさらに加熱されて蒸気となり、この昇温昇圧した蒸気
は蒸気加減弁９を経て蒸気タービン１０に導入される。

上記蒸気タービン１０に導入された蒸気は、その蒸気タ
ービン１０を通過する間に仕事を行ない、その動力によ
って発電１１１４を駆動する。また、上記蒸気タービン
１０で仕事を終えた蒸気は復水器１１で復水せしめられ
、その後給水ポンプ１２等を介して前記節炭器６へ環流
される。

ところで、前記加熱器７で発生した蒸気の一部は、補助
蒸気減圧弁１３を経て図示しない補助蒸気ヘッダへ送給
される。また、上記補助蒸気ヘッダの蒸気は、減温器１
４において給水ポンプ１２゜によって送給され冷却水弁
１５を経て上記減温器１４に供給された冷却水によって
所定温度にされた後、供給側圧力調節弁１６を経て蒸気
タービン１０のグランドシール部１７に供給され、低負
荷時等におけるタービン内部真空によるタービン内部へ
の空気の流入が防止される。一方、タービン内部圧力が
上昇した場合には、蒸気は逃し側圧力調節弁１８を経て
復水器１１に排出される。

第１１図は上記複合発電設備におけるグランドシール蒸
気減温制御装置の系統図であって、供給側圧力調節弁１
６の下流側には圧力検出器１９が設けられ、その圧力検
出器１９によってタービンのグランドシール部の圧力が
検出され、ここで検出された蒸気圧力信号が圧力調節計
２０に印加され、そこから弁開閉信号として供給側圧力
調節弁１６　ｉ１３よび逃し側圧力調節弁１８に入力さ
れる。

また、供給側圧力調節弁１６の直上流側には温度検出器
２１が設けられており、ここで検出された蒸気温度信号
が温度調節計２２に送られ、そこで演咋した後弁開閉制
御信号として冷却水弁１５に加えられている。

しかして、圧力検出器１９からの検出信号により供給側
圧力調節弁１６および逃し側圧力調節弁１８を開度制御
することによって、グランドシール川蒸気の圧力が制御
され、一方温度検出器２１の検出信号に応じて冷却水弁
１５の開度を制御して減温器１４への冷却水量を制御し
、グランドシール用蒸気温度が、グランドシール部の部
材の変形損傷の要因とならないような適正な温度に調整
されてグランドシール部に送給される。

しかしながら、上述のようなコントロールを行ない適切
な蒸気をタービングランド部に送った場合でも、温度検
出器２１が減温器１４の下流側からかなり離れて設置さ
れており、温度検出器に検出遅れがあるため、例えば今
迄適圧に冷却水の母をコントロールした状態から急に供
給側圧力調節弁１６を流通する蒸気量が増加した場合、
これに見合うように冷却水を増加しなければならないが
、それに至るまでには時間遅れが生じる。このことは起
動時に特に著しくあられれる。したがって、このような
現象°から、減温器を通過後の蒸気温度と蒸気流量とは
、第１２図および第１３図に示すように著しく変化する
。ここで、第１２図は起動時等において供給側圧力調節
弁１６が急開した場合を示すもので、蒸気流量がステッ
プ状に変化した場合、温度検出器２１での蒸気温度は急
激に上下に変動する。すなわち、ステップ状に立上った
直後の蒸気は高温のまま温度検出器まで流れ、さらにタ
ービングランドシール部へ流入し、最悪の場合にはター
ビングランドシール部を損傷する等の問題がある。また
、上述のように蒸気温度の上昇によって冷却水弁１５の
開度が大きくなり、冷却水量が増加して蒸気温度が低下
しても、その温度検出が遅れるため、減温器１４には過
大な冷却水が流れ、今度は蒸気が過冷却になる。このよ
うに、蒸気温度は設定値から大きく変動を繰り返し、グ
ランドシール部や配管に大きな熱応力や熱衝撃が与えら
れる等の問題がある。

一方、低負荷時に、供給側圧力調節弁１６が周期的に開
閉したような場合にも、第１３図に示すように、上記流
は変化に冷却水量変化が追従できず、過冷却、高温を繰
り返し、温度を一定値に制御することが困難である。

特に、複合発電設備では繁雑な起動・停止を行なうため
、タービングランドシール部の蒸気温度制御系統が多用
され、そのたびに蒸気流缶変化も大きく、減温制御機能
も大幅に低下する等の問題がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み、起動・停止および低負荷
変化時に生じる蒸気流量に迅速に追従し、適正な冷却水
が減温器に送られるようにすることによって、良好な温
度制御ができるタービングランドシール蒸気減渇制ｔＩ
Ｉ装置を得ることを目的とする。

（発明の概要〕本発明、ボイラまたは補助蒸気ラインからの蒸気を、タ
ービングランドシール部へ導くラインに減温器および供
給側圧力調節弁を直列に接続し、その供給側圧力調節弁
はその出口側の蒸気圧力信号によって開閉制御されると
ともに、グランドシール蒸気の温度制御を上記減温器に
供給する冷却水量の制御によって行なうようにした、タ
ービングランドシール蒸気減温制御装置において、上記
供給側圧力調節弁の開度に対応する信号を発生する信号
発生器と、上記信号発生器からの信号によって、減温器
への冷却水量を調節する冷却水弁に開閉信号を与える演
亦器とを有することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、第１図乃至第１０図を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。

第１図において、ボイラ或いは補助蒸気ヘッダから送給
されるグランドシール用蒸気は減温器１７１′ｒ−冷却
水ｊＰ　１５を経て供給される冷却水によって減温され
、供給側圧力調節弁１６を通ってタービングランドシー
ル部１７に供給される。また、タービン内部圧が上昇し
た場合には、上記タービングランドシール部の蒸気は逃
し側圧力ｖＪ節弁１８を経て復水器１１に排出される。

一方、上記供給側圧力調節弁１６の出口側（下流側）に
は圧力検出器１９が設けてあり、その圧力検出器１９の
検出信号に応じて上記供給側圧力調節弁１６或いは逃し
側圧力調節弁１８の聞１食調節が行なわれる。

上記構成は従来の装置と同一であるが、本発明におてい
は、供給側圧力調節弁１６に弁リフト検出器２３が設け
られており、その弁リフト検出器で検出された弁リフト
信号が演算器２４で修正演算され、その出力が冷却水弁
１５に開度制御信号として加えられる。

しかして、通常のタービン起動・停止および低負荷時に
はタービン内部の真空により、タービングランドシール
部１７の圧力が低下するので、供給側圧力Ｗ４Ｉｌｉ弁
１６が開かれ、減温器１４を経たシール蒸気がタービン
グランドシール部１７に送給されて、タービングランド
シール部１７の圧力を設定圧にし、タービン内への空気
の流入が防止される。

ところで、この場合供給側圧力調節弁１６の弁リフトが
弁リフト検出器２３により検出され、その検出信号に応
じて冷却水弁１５の開度が連動して制御されるため、供
給側圧力８１節弁１６の開閉動作と殆んど同時にそれに
対応した開度に冷却水弁１５の開度が調節される。した
がって減温器１４への冷却水量の増減調整が供給側圧力
調節弁１６の動きに遅れるようなことがなく、減温器１
／Ｉから流出Ｊるシール蒸気の温度は常に一定に制御さ
れる。

第２図および第３図は、第１図に示したタービングラン
ドシール蒸気減温装置において、タービングランドシー
ル蒸気流量変化に対する減温後の蒸気温度の応答を示し
た図であり、発電設備の起動・停止時のように供給側圧
力調節弁１６が急開し、蒸気流量がステップ状に変化し
た場合でも、第２図に示すように減温器出口側の蒸気温
度はほぼ一定となる。また、第３図に示すように、低負
荷変化時に供給側圧力調節弁１６が周期的に開閉し、蒸
気流量が周期的に変化した場合でも、蒸気温度は流量の
″周期的変化に遅れることなく、はぼ一定に制御される
。

第４図は本発明の他の実施例を示す図であって、第一実
施例における弁リフト検出器２３の検出信号の代りに、
圧力調節計２０からの供給側圧力調節弁の制御信号を演
算器２５に入力せしめ、その演算器２５からの出力信号
によって冷却水弁１５の開度制御を行なうようにしたも
のである。

しかして、この場合第一実施例と同様に、供給側圧力調
節弁１６と冷却水弁１５が連動するため、供給側圧力調
節弁１６の変動に対して減温器１４の温度制御が遅れる
ようなことがなく、蒸気温度は所定温度に安定した状態
に制御される。またこの場合は弁リフト検出器を用いな
いため、制御装置を単純、安価なものとすることもでき
る。

また、上記第二実施例においては、供給側圧力調節弁１
６の制御信号を冷ＩＩ水弁１５の制御信号に使用したも
のを示したが、第５図に示すように、圧力検出器１９か
らの出力信号を直接演算器２６に入力辺しめ、その演算
器２６の出力信号によって冷却水弁１５の開度を制御す
るようにしてもよい。

第６図は本発明のざらに他の実施例を示す図であり、温
度検出器２１および弁リフト検出器２３からの検出信号
を調節計２７に入力せしめ、その調節計２７の出力信号
によって冷却水弁１５の開度制御が行なわれる。第７図
は上記調節計２７のブロック図であって、弁リフト検出
器２３からの入力信号３０は、その信号の大きさを冷部
水弁と適合させるバイアス信号変換器３１、およびこの
信号の時間ずれを適合させる進み遅れ関数発生器３２を
経て加算器３３に印加される。一方、温度検出器２１か
らの出力信号３４は偏差計算器３５で設定器３６からの
設定値と比較され、その偏差信号が比例積分微分演算器
３７で演鋒され、前記加算器３３に入力され、そこで前
記関数発生器３２からの出力信号と加算されて、上下限
制限器３８で制限を受けた後冷却水弁１５に制御信号と
して加えられる。

しかして、タービングランドシール部の圧力が設定値に
なるように供給側圧力調節弁１６の開度が制御されると
、その供給側圧力調節弁のリフトが弁リフト検出器２３
によって検出され、この出力がバイアス信号変換器３１
、進み遅れ関数発生器３２等を経て冷却水弁１５に制御
信号として加えられ、冷却水弁１５を経て減温器１４に
加えられる冷却水量が制御される。また、上記減温器１
４の下流側の蒸気温度の変化は温度検出器によって時間
的遅れをもって検出され、偏差計算器３５、比例積分微
分演算器３７等を経て冷部水弁１５に制御信号として加
えられ、その開度が制御される。

なお、上記実施例においては供給側圧力調節弁１６の開
度に対応する信号検出器として弁リフト検出器を設けた
ものを示したが、第８図に示すように、供給側圧力調節
弁１６への制御信号を調節計２７に加えるようにしても
よく、また第９図に示すように圧力検出器１９からの信
号を調節計２７に入力するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては供給側圧力調節
弁の弁リフト等の弁開度に対応する信号、或いはそれと
温度信号との両者による制御信号によって冷却水弁を制
御するようにしたので、複合発電設備のように頻繁に行
なわれる起動・停止および負荷変化時における、タービ
ングランドシール蒸気系統の蒸気流量変化に対して、減
温制御の追従性および応答性を向上せしめることができ
、タービングランドシール部や配管等に大きな熱応力や
熱衝撃が加わることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタービングランドシール蒸気減温制御
装置の一実施例の概略系統図、第２図および第３図は本
発明によって得られる特性説明図、第４図、第５図、第
６図はそれぞれ本発明の他の実施例の概略系統図、第７
図は第６図の調節計のブ［１ツク図、第８図および第９
図は本発明のさらに他の実施例を示す概略系統図、第１
０は複合発電設備の概略系統図、第１１図は従来のター
ビングランドシール蒸気Ｍ　ｍ　１ｌＩＩＪ　１１１装
置の系統図、第１２図および第１３図は第１１図の制ｔ
ｉｌｌ装置における特性線図である。１０・・・蒸気タービン、１１・・・復水器、１４・・
・減温器、１５・・・冷却水弁、１６・・・供給側圧力
調節弁、１７・・・グランドシール部、１８・・・逃し
側圧力調節弁、１９・・・圧力検出器、２１・・・温度
検出器、２２・・・温度調節計、　２３・・・弁リフト
検出器、２４．２５．２６・・・演算器、２７・・・調
節計。出願人代理人　　猪　　股　　　　清第２図　　　第３図檗４図第５図第６図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】１、ボイラまたは補助蒸気ラインからの蒸気を、タービ
ングランドシール部へ導くラインに減温器および供給側
圧力調節弁を直列に接続し、その供給側圧力調節弁はそ
の出口側の蒸気圧力信号によつて開閉制御されるととも
に、グランドシール蒸気の温度制御を上記減温器に供給
する冷却水量の制御によって行なうようにした、タービ
ングランドシール蒸気減温制御装置において、上記供給
側圧力調節弁の開度に対応する信号を発生する信号発生
器と、上記信号発生器からの信号によつて、減温器への
冷却水量を調節する冷却水弁に開閉信号を与える演算器
とを有することを特徴とする、タービングランドシール
蒸気減温制御装置。２、供給側圧力調節弁の開度に対応する信号を発生する
信号発生器は、弁リフト検出器であることを特徴とする
、特許請求の範囲第１項記載のタービングランドシール
蒸気減温制御装置。３、供給側圧力調節弁の開度に対応する信号を発生する
信号発生器は、供給側圧力調節弁の開閉制御信号を発生
する圧力調節計であることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項記載のタービングランドシール蒸気減温制御装
置。４、供給側圧力調節弁の開度に対応する信号は蒸気圧力
信号であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載のタービングランドシール蒸気減温制御装置。５、冷却水弁に開閉信号を与える演算器には、供給側圧
力調節弁の開度に対応する信号と、温度信号とが入力さ
れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項乃至第４
項のいずれかに記載のタービングランドシール蒸気減温
制御装置。