JPS61279703A - 蒸気タ−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） 本発明は蒸気タービンの制御装置に関するもの　　　　
：で、特にコンバインドサイクル用蒸気タービン等、蒸
気圧力がプラント出力に依存して変化する蒸気９−ｅ＞
（１）００１０１−ｆ＠°５ａｈａｓｏｔ−ｓ、ｓｏ　
　　　５．、・〔発明の技術的背景〕 近年、節エネルギーの観点からガスタービン、　　　　
（”廃熱回収ボイラ、蒸気タービンを組合わせたコンバ
インドサイクルが発電プラント等において百計　　　　
□価されている。第２図はこのようなコンバインードサ
イクル発電プラントの主要構成を示す系統図であって、
大気１はガスタービンのコンプレッサ２により圧縮され
、燃料弁４より供給される燃料５を燃焼器３で燃焼させ
、高温のガスとなってガスタービン６に送られ発電機７
を駆動する。ガスタービン６を出た高温ガス８は廃熱回
収ボイラ９において熱交換され高温蒸気を発生した後、
煙突１０から排出される。コンバインドサイクルにおい
ては熱効率向上のため複数の蒸気条件の蒸気を使用する
のが一般的であるが、この例においては高圧蒸気１１お
よび低圧蒸気１５の２種類が廃熱回収ボイラ９より発生
される。この高圧蒸気１１は高圧蒸気止め弁１２、高圧
蒸気加減弁１３を介して高圧タービン１４ｉｙ１人して
これを作動させ、その後低圧タービン１８に流入してお
り、また、低圧蒸気１５は低圧蒸気止め弁１６、低圧蒸
気加減弁１７を介して低圧タービン１８に流入し高圧タ
ービン１４からの排気と共にこの低圧タービン１８を作
動させるので、これらの高圧タービン１４および低圧タ
ービン１８に連結された発′ＦＲ機１９が駆動される。

低圧タービン１８の排気は復水器２０によって水に還元
され復水ポンプ２１によって再び廃熱回収ボイラ９に流
入している。

第３図はこの様な蒸気タービンの制御ｌ装置の一例を示
すブロック図であって、タービンの実回転数信号５１は
加算器５３で回転数設定信号５２と比較され、所定のゲ
インＧを右する増幅器５４で増幅された後、加算器５７
で負荷設定信号５６が加算されて高圧蒸気加減弁開度指
令値信号５８とされる。一方、低圧タービンのだめの低
圧蒸気加″＃″″ｒｉｍ’（′″＜ｇ＠６　ｉ　ｔｓ；
＝ａ’＞ＮＬｆｌＳ％ＩＫＰＡ＃Ｐ　　　　：度指令値
信号５８にバイアス信号発生器５９から発生した所定の
バイアス信号を加算器６０により加算することにより得
られる。ところで、この例においては水分の混入した蒸
気が蒸気タービンに流入すること等を防止するため、第
２図において破線で示した蒸気圧力低下保護装置１７０
が設けられている。この装置では、高圧側にあっては高
圧蒸気圧信号７２は圧力低下検出器７３により高圧蒸気
圧設定信号７１との間で比較および所定の演算が行なわ
れて蒸気加減弁ＩＦｉ１度に対応した信号として出力さ
れ、低値優先回路（ＬＶＧ）７４により高圧蒸気加減弁
開度指令値信号５８との比較の結果、低い方の信号が最
終的な高圧蒸気加減弁開度指令値信号７５として出力さ
れる。同様に低圧側では圧力低下検出器７８において低
圧蒸気圧信号７６と低圧蒸気圧設定信号７７とが比較お
よび演算されることにより出力された信号と低圧蒸気加
減弁開度指令値信号６１のうち低い方の信号が低値優先
回路（ＬＶＧ）７９により最終的な低圧蒸気加減弁開度
指令値信号８０として出力される。

このような構成にあっては、高圧タービンの高圧蒸気圧
７２が何らかの異常によって設定値７１よりも低下する
と圧力低下検出器７３で検出され、低下した圧力に応じ
た蒸気加減弁の開度が計嚢される°。この値と現在の開
度とは低値優先回路７４により比較され、圧力低下検出
器７３の出力が選択されて高圧蒸気加減弁１ｆｉ１度指
令値信号７５となり高圧蒸気加減弁は絞り込まれる。同
様に、低圧タービンの低圧蒸気圧７７に異常が生じ、設
定値７６よりも低下すると低圧蒸気加減弁は絞り込まれ
、蒸気タービンの保護が図られている。

〔背景技術の問題点〕　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（しかしながら、第２図に示したコンバインドサ
イクル等においては、タービンへの流入蒸気圧力はプラ
ントの出力により変化するが、場合によっ　　　　　：
て蒸気圧力低下保護装置の機能が十分発揮されないこと
がある。

すなわち、第３図にお番プる圧力設定値７１および７６
が固定値となっている場合を考えると、プラント０出力
が低下した時″：　Ｚ　ｔｔ　ＧＣ伴°１蒸気圧　　　
　　７・。

カフ２および７７も低下５Ｔ−プラント０定格出力　　
　　　、１・時よりも低下すると、この圧力低下が圧力
低下検出器７３および７８により検出されてざらに蒸気
加減弁が絞り込まれる。この圧力低下には水分流入の危
険の高い急激な低下ばかりでなく廃熱回収ボイラへの入
熱量の低下に伴う緩慢な低下もあり、　　　　　□後者
の場合水分流入の危険はないが、蒸気加減弁を絞り過ぎ
ることにより所望の出力が得られなくなる。このためプ
ラント出力が低い時には蒸気加減弁１３および１７の絞
り込みを行なわないために蒸気圧力低下保護装置を外し
ておく必要が生ずる。

このような問題を解決するために圧力設定値７１および
７６をプラント出力に追従する様にし、圧力設定値をプ
ラント出力に対応した基準値から受は取るようにするこ
とも考えられる。このようなプラント出力に対応した圧
力設定値を得るには統轄制御装置におけるプラント出力
設定値を取り出すか、実際に出力測定を行なって実プラ
ント出力値を取り出ずかのいずれかの方法が使用される
が、設定値は圧力低下に追従して下ってしまうため、水
分流入が起るような急激な圧力低下が生じても蒸気加減
弁が絞り込まれず、蒸気圧力低下保護装置としての機能
が果せないという問題がある。

（発明の目的） 本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、いかなる場合にも蒸気圧力低下に伴って水分の混入し
た蒸気が蒸気タービンに流入することを防止できる蒸気
タービンの制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的達成のため、本発明にかかる蒸気タービンの制
御装置によれば、蒸気圧力設定値よりも実蒸気圧力が低
下したときに蒸気加減弁開度を減少させる信号を発生さ
せる圧力低下検出器を備え、蒸気圧力設定値を実圧力の
変動に応じて変動させるようにした蒸気タービンの制御
装置において、蒸気圧力設定値を実圧力に向けて増加さ
せるときには速い速度で、実圧力に向けて減少させると
きには遅い速度でそれぞれ変動させるようにしている。

これにより、水分混入が生ずるような急激な尺力低下を
防止すると共に、低出力時における出力低下を防止でき
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明にかかる制御装置の一部を示すもので、
第３図における圧力低下検出３！！！７３または７８の
内容を示すブロック図である。なお、高圧側、低圧側と
も同じ構成であるので高圧側として説明する。

高圧側の実蒸気圧信号７２は加算器９０によって偏差信
号発生器９１から出力された偏差信号αと加え合わされ
るとともに圧力設定値７１と比較され、その差分信号９
２が出力される。ここで、偏差信号αは圧力設定値と実
蒸気圧値とが完全に一致したときに弁開度が完全開放に
ならないようにして蒸気加減弁の動きを円滑にさせるた
めのものであって、通常定格蒸気圧の５％程度の一定値
が与えられる。また偏差信号発生器９１はこのような偏
差信号値を出力する電圧発生器であって、例えば直Ｉｆ
ｌｆ源とポテンショメータにより実現できる。

加算器９０の出力９２はリミッタ回路９３に入力され、
その出力９４はさらに積分器９５に入力されて、積分器
９５の出力が圧力設定値７１となる。したがってこの圧
力設定値７１は前述したように加算！Ｓ９０にフィード
バックされるとともに、加算器９７において実蒸気圧信
号７２と比較され、所定のゲインＧを有する増幅器９８
で増幅されたものが出力として取り出され、蒸気弁開度
変更のために使用される。

ここで、リミッタ回路９３は例えば正信号に対しては比
例出力、負信号に対しては絶対値がＯに近い負の一定値
を出力する特性を有するものである。

次にこの圧力低下検出器の動作を説明する。

圧力設定ｆｉｉ７１は実蒸気圧力信号７２と定数信号で
ある偏差信号９１の和にリミットをかけ積分したもので
あるから、実蒸気圧力信号７２に追従していることにな
る。

ここでリミッタ９３の動作は負信号、すなわち実圧カフ
２が低く圧力設定値７１の方が高い状態で圧力設定値７
１が実圧力値７２の方へ減少するときには、これをリミ
ットし、微小値を出力することになる。従って積分器９
５において積分完了　　　　′：に至るまでの時間は実
圧力値７２が圧力設定°値　　　　・１′７１よりも高
くリミットがかからない場合と比べ　　　　　１：１ で長くなる。したがって、実圧力値７２が圧力設定値７
１よりも低い状態が続くことから加算器９７からは差信
号が出力され、これに応じて蒸気加減弁が絞り込まれる
。

このリミッタ９３のリミット値および積分器９５の積分
時間特性は実圧力値が水分の混入が発生しない限界の割
合で低下したときに蒸気加減弁が閏じられるだけの圧力
設定値と実圧力値の差が生じるような遅れ特性を有して
いなければならない。このためには制御系の特性にもよ
るが、圧力設定値の増方向変動と減方向変動の間で例え
ば１０倍程度の速度差を有することが必要される。

以上の実施例においては、リミッタが正信号に対して比
例関係の限界値を有するものとなっているが、正方向、
すなわち実圧力が圧力設定値よりも大きい場合にはリミ
ットをか【プないようにしてもよい。

また、上述の実施例は高圧側の圧力低下検出器について
説明しているが蒸気源が２種類の場合全く同様に高圧側
の圧力低下検出器を構成すること−ができる。同様に３
種類以上の蒸気源であっても、１種類のみの蒸気源であ
っても同様の圧力低下検出器を使用することができる。

さらに、積分器としてモータを使用し、また全体をディ
ジタル構成とすることもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、蒸気圧力設定値を実圧力
に応じて変動させるようにした熱気タービンの制御装置
において、蒸気圧力設定値を減少させるときには増加さ
せるときよりも遅い速度で変動させるようにしているの
で、急激な圧力低下に対しては弁の開度が減少され、水
分混入を防止することができるとともに、所望出力を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる蒸気タービンの制御装置の主要
部である圧力低下検出器の構成を示すブロック図、第２
図は本発明にかかる蒸気タービンの制御装置が適用され
るコンバインドサイクル発電プラントの一例を示す系統
図、第３図はその従来の制御装置の一例を示すブロック
図である。 ６・・・ガスタービン、９・・・廃熱回収ボイラ、１４
・・・高圧タービン、１８・・・低圧タービン、７１゜
７６・・・蒸気圧設定信号、７２．７７・・・蒸気圧信
号、７３．７８・・・圧力低下検出器、７４．７９・・
・ＬＶＧ、９０．９７・・・加算器、９１・・・偏差信
号発牟器、９３・・・リミッタ、９５・・・積分器、９
８・・・増幅蟲。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 手続補正書 昭和６０年　７月　を日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気圧力設定値よりも実蒸気圧力が低下したときに
   蒸気加減弁開度を減少させる信号を発生させる圧力低下
   検出器を備え、前記蒸気圧力設定値を実圧力の変動に応
   じて変動させるようにした蒸気タービンの制御装置にお
   いて、 前記蒸気圧力設定値を、実圧力に向けて増加させるとき
   には速い速度で、実圧力に向けて減少させるときには遅
   い速度でそれぞれ変動させるようにした蒸気タービンの
   制御装置。 ２、蒸気圧力設定値が、実圧力とフィードバックされた
   蒸気圧力設定値との差に対して、少なくとも蒸気圧力設
   定値の減少時には絶対値が一定値よりも小さい値を出力
   するリミッタおよび積分要素を通して得られるものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の蒸気タービンの制御装置
   。 ３、リミッタおよび積分要素が、蒸気圧力設定値が減方
   向に変動する際、水分の混入を発生することなく蒸気加
   減弁の開度が減少されるように、圧力設定値と実圧力値
   の差が生じるような遅れ特性を有するものである特許請
   求の範囲第２項記載の蒸気タービンの制御装置。