JPS6154923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービン制御装置に係り、特に蒸
気タービンが冷機の状態から暖機を行ない蒸気タ
ービンを起動するまでの暖機状態において蒸気タ
ービンを効率的でしかも安全に制御するに好適な
蒸気タービン制御装置に関する。

一般に、蒸気タービンを起動する場合、ボイラ
から主蒸気止め弁の前までの主蒸気管の暖機及び
主蒸気止め弁から蒸気加減弁チエストまでの暖機
の２つの暖機を行う必要がある。

従来、上に述べた２つの暖機は、蒸気タービン
の保安上の問題から、まず主蒸気管を暖気し、し
かる後に主蒸気止め弁から蒸気加減弁チエストま
での暖機を行うというように２つに分けて、順を
追つて行なわれていた。つまり、ボイラから蒸気
加減弁チエストまでの暖機を一度に行うには、ボ
イラと蒸気加減弁の中間にある主蒸気止め弁を開
く必要があり、主蒸気止め弁を開くためには、蒸
気タービン制御装置である非常装置をリセツトさ
せなければならない。従つて、暖機中に蒸気ター
ビンの制御装置である起動ハンドルや同期ハンド
ル等の操作ミスを起こすと、蒸気タービンが暴走
を起こすことになり、安全上問題がある。

従つて、操作ミスを防ぎ安全な暖機を行うため
に、従来は次の様な暖機手順がとられていた。ま
ず、主蒸気止め弁を閉じたまま主蒸気管の暖機を
行ない、次いで蒸気加減弁を全閉させた状態から
蒸気タービンの非常装置をリセツトし、主蒸気止
め弁を微開させ、主蒸気止め弁と蒸気加減弁チエ
スト間に蒸気を流し込む。この様な操作により蒸
気をある程度流し込むことによつて、主蒸気止め
弁と蒸気加減弁チエスト間の圧力をある程度上昇
させる。この圧力の上昇を確認した後に、非常装
置をトリツプさせて主蒸気止め弁を全閉させる。
この様な操作の繰返しによつて主蒸気止め弁と蒸
気加減弁チエスト間の暖機を行う。なお、非常装
置をリセツトして主蒸気止め弁を微開させる時間
はごくわずかであり、この間に起動ハンドルや同
期ハンドルを誤操作して蒸気加減弁を用いたとし
ても、主蒸気止め弁からの流入蒸気量はごくわず
かであり、蒸気タービンを暴走させ破損を招く様
なことは無い。

以上のような２つの手順に分けて従来は蒸気タ
ービンの暖機を行なつてきた。しかしながら、か
かる暖機方法は暖機に要する時間が多く、また暖
機に要する蒸気量も多く省エネルギーの考え方に
反するものであるため、効率的な暖機方式に対す
る要求が多かつた。

従つて、本発明の目的は、上記従来技術の問題
点に監み、安全にしかも速かにボイラから蒸気加
減弁チエストまでの暖機を一度で行うことを可能
とした蒸気タービン制御装置を提供することにあ
る。

更に詳細には、本発明は蒸気タービンを暖機す
る際の主蒸気止め弁の開操作を非常装置のリセツ
トによらずこれを行ない、また暖機中に蒸気加減
弁から蒸気が漏洩し蒸気タービンが回転した場合
にも、この回転上昇を検出して装置をトリツプさ
せ主蒸気止め弁を全閉させて蒸気タービンの暴走
を防ぐことを可能ならしめた新規の蒸気タービン
制御装置を提供するものである。

以下図面に従つて本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る蒸気タービン
制御装置のブロツク図を示すもので、同図中１は
蒸気を発生するボイラ、２はボイラ１の蒸気出口
に設けられた仕切弁、３は仕切弁２に並置された
バイパス弁、４は主蒸気管、５は主蒸気管４に設
置された主蒸気止め弁、６はリード管、７はリー
ド管６の延長上に設けられた蒸気加減弁、８は蒸
気加減弁７の出口側の蒸気室、９は蒸気によつて
駆動されるタービン、１０はタービン９の出口側
の排気室、１１は排気室１０からの蒸気を凝縮す
る復水器、１２はタービン９によつて駆動される
発電機、１３はリード管６の途中に設けられた放
出弁、１４はタービンロータ、１５はタービンロ
ータ１４に直結されたタービン回転数検出用歯
車、１６は歯車１５に対向して設けられる電磁ピ
ツクアツプ、１７は電磁ピツクアツプ１６の出力
を受け、周波数を電圧に変換する周波数−電圧変
換器、１８は速度設定器１９からの信号と周波数
−電圧変換器１７の出力を比較する加算器、２０
は加算器１８からの速度誤差信号から速度調定率
に合つた速度制御信号を発生する速度制御回路、
２２は負荷制限信号を発生する定数器、２１は速
度制御信号と負荷制御信号のうち低値を優先的に
出力する低値優先回路、２３は低値優先回路２１
の出力側に設けられた接点、２５は増幅器、２６
は電気−油圧変換器、２７は電気−油圧変換器２
６の出力によつて駆動され、蒸気加減弁７を動か
す蒸気加減弁油筒、２８は非常装置２９をリセツ
トするリセツトハンドル、３０は暖機選択スイツ
チ、３１はスイツチ３０によつて励磁されるソレ
ノイド弁、３２はソレノイド弁３１または非常装
置２９によつて動作する切替弁、３３は切替弁３
２からの制御油をリレーダンプ弁に導入され、主
蒸気止め弁５を動作させる油筒、３４は蒸気ター
ビン９の暴走を検出するために歯車１５に対向し
て設けられた電磁ピツクアツプ、３５は電磁ピツ
クアツプ３４の出力から回転上昇を検出する回転
上昇検出器、３６はスイツチ３０または回転上昇
検出器３５の出力によつて動作し、接点２３を開
閉操作するリレー回路である。

かかる構成に於いて、ボイラ１にて発生した蒸
気は仕切弁２を介して主蒸気管４により主蒸気止
め弁５へと接続される。主蒸気止め弁５を出た主
蒸気はリード管６によつて蒸気加減弁７へと導か
れ、蒸気加減弁７を出た蒸気は通常運転時におい
ては蒸気室８を経て蒸気タービン９に導かれ、仕
事を済ませた蒸気は排気室１０を経て復水器１１
に入り復水される。タービン９には発電機１２が
連結されており、その回転により発電する。

しかしながら、タービン起動時においては上述
したような蒸気の流れと異なる。つまり、ボイラ
１からの蒸気は仕切弁２のバイパス弁３を経て主
蒸気管４及び主蒸気止め弁５へと流れ込み、リー
ド管６によつて蒸気加減弁７の１次側まで蒸気が
流れる。このままでは蒸気が満たされた状態で流
れがなくなるので、リード管の途中に設けられた
放出弁１３により蒸気に流れをもたせる。なお、
バイパス弁３としては、暖機のための蒸気の流量
を制御できる様な、また暖機に必要な蒸気だけを
流せる様な小弁を用いている。

また、主蒸気管４と蒸気加減弁７のチエストま
での暖機を行なう場合、徐々に温度を上げる必要
があるが、この制御はバイパス弁３と放出弁１３
の開度を調節することにより行う。

一方、蒸気タービン９の回転数はタービンロー
タ１４に直結したタービン回転数検出用歯車１５
とこれに対向して設けた電磁ピツクアツプ１６に
よつて検出され、この検出信号は次の周波数−電
圧変換器１７によつてアナログ信号に変換され、
速度設定器１９からの設定信号と加算器１８によ
つて比較される。その結果、加算器１８の出力と
して得られた速度誤差信号は速度制御回路２０に
よつて速度調定率に合つた速度制御信号に変換さ
れる。この速度制御信号は低値優先回路２１に於
いて定数器２２からの負荷制限信号と突き合わせ
比較され、ここで選択されたいずれかの信号は接
点２３を介して増幅器２５に入る。ここで電力増
幅された制御信号は電気−油圧変換器２６によつ
て機械的な信号に変換され、蒸気加減弁油筒２７
の図示しないパイロツト弁を動かして蒸気加減弁
油筒２７の出力を制御する。なお、蒸気加減弁油
筒２７は蒸気加減弁７の開度を制御して蒸気ター
ビン９への流入蒸気量を制御し、蒸気タービン９
の回転数を制御することになる。

更に、非常装置２９は非常装置リセツトハンド
ル２８によるリセツト時に油圧を発生する様にな
つており、この非常装置２９からの非常油圧は暖
機装置の一部である切替弁３２を介して主蒸気止
め弁油筒３３の図示しないリレーダンプ弁を動作
させて主蒸気止め弁油筒３３を開方向に動かし、
主蒸気止め弁を開く。一方、暖機選択スイツチ３
０はソレノイド弁３１を励磁させて切替弁３２を
動作させ、切替弁３２から制御油を主蒸気止め弁
油筒３３のリレーダンプ弁に供給し、非常装置２
９のリセツト時と同じく主蒸気止め弁５を開く。

また、暖機中の蒸気タービン９の暴走を検出す
るために速度検出歯車１５と対向して電磁ピツク
アツプ３４が取付けてあるが、この電磁ピックア
ツプ３４は回転上昇検出器３５に接続され、ター
ビン９の回転数の上昇を検出して接点信号を次の
リレー回路３６に上昇信号として与える。この上
昇信号はソレノイド弁３１の電源回路及び速度制
御回路の接点２３に使用され、暖機中にタービン
回転数が上昇した場合、暖機を除外し、主蒸気止
め弁５を全閉させるとともに、速度制御信号を遮
断して蒸気加減弁７を全閉させる。

さて、第２図は主蒸気止め弁５及び暖気装置と
非常装置２９の切替の詳細を示す系統図で、特に
非常装置２９がトリツプし、暖機装置を除外して
いる状態を図示するものである。

同図からも明らかな如く、非常装置２９からの
非常油は切替弁３２を介して主蒸気止め弁油筒３
３のダンプ弁３３ａの下部に油圧をかける。ダン
プ弁３３ａはばねの取付荷重に打ち勝つて押し上
げられ、制御油はダンプ弁３３ａの下部を通つて
主蒸気止め弁油筒３３の下部のピストン部に供給
される。その結果、制御油圧はピストンを押し上
げ主蒸気止め弁５を全開させる。

一方、暖機選択スイツチ３０を暖機にすると、
ソレノイド弁３１は励磁され、制御油圧をソレノ
イド弁３１を介して切替弁３２の下部へ供給す
る。その結果切替弁３２は上部ばねの取付荷重に
打ち勝つて押し上げられ、非常装置２９からの非
常油のポートが閉されると共に上部ポートが開く
ため、制御油圧は主蒸気止め弁油筒３３のダンプ
弁３３ａに供給される。

上に述べた様に、切替弁３２を動作させること
によつて、暖機中に非常装置２９をリセツトして
も非常装置では主蒸気止め弁５をリセツトできな
いようにすることが出来る。

また、第３図は第１図に示した構成に適用され
るリレー回路の一例を示す回路図を示すものであ
るが、同図構成に於いて暖機選択スイツチ３０を
オンするとリレー３６ａを介してソレノイド弁３
１が励磁され暖機可能な状態となる。この状態か
ら第１図に示すバイパス弁３と放出弁１３とを開
けて暖機を開始するが、ここで蒸気加減弁７から
蒸気が漏洩したり、操作ミス等によつて蒸気加減
弁７が開いたりして蒸気タービン９が回転した場
合、この回転上昇は回転上昇検出器３５によつて
検出される。この検出信号は第３図の接点３５ｘ
をオンさせリレー３０ａを介してリレー３６ａ及
び３６ｂを励磁させる。ここで、リレー３６ａは
暖機回路を除外し、ソレノイド弁３１を無励磁に
して主蒸気止め弁５を全閉させる。一方、リレー
３６ｂは接点２３を操作して速度制御回路の速度
信号を遮断する。

上述した様な動作を通じて、主蒸気管４と蒸気
加減弁７のチエストを同時に暖機することがで
き、起動するまでの準備時間を大幅に短縮するこ
とが可能となる。また従来は主蒸気止め弁５を全
開させると蒸気を遮断できるのが蒸気加減弁７だ
けであり、この状態でタービン９が暴走した場
合、非常調速機が作動して非常装置がトリツプす
るまで主蒸気止め弁５は全開したたままであつた
のに対して、上述の構成に於いてはタービン９の
回転から暴走を検出し、直ちに主蒸気止め弁５を
全閉させるので、タービン９の回転数が高い回転
数まで上昇するのを許容することなくタービンの
回転を停止させることができ、暴走によりタービ
ンに損傷を起こす危険が少ない。

以上述べた如く、本発明によれば蒸気タービン
の暖機を迅速かつ安全に行うことを可能とした蒸
気タービン制御装置を得ることが出来るもので、
その有用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る蒸気タービン
制御装置のブロツク図、第２図は主蒸気止め弁及
び暖機装置と非常装置の切替の詳細を示す系統
図、第３図は第１図構成に適用されるリレー回路
の一例を示す回路図である。 １……ボイラ、４……主蒸気管、５……主蒸気
止め弁、７……蒸気加減弁、９……タービン、２
０……速度制御回路、２７……蒸気加減弁油筒、
２８……リセツトハンドル、２９……非常装置、
３０……暖機選択スイツチ、３２……切替弁、３
６……リレー回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラから主蒸気止め弁、蒸気加減弁を介し
   てタービンに至る蒸気系統を有する蒸気タービン
   系と、蒸気タービン系の異常時に動作する非常装
   置と、タービンの回転を検出する回転検出器と、
   非常装置の状態に無関係に主蒸気止め弁を全開さ
   せると共に暖気用蒸気を送出する暖気装置と、暖
   気装置の動作中に回転検出器からタービンの回転
   が検出された場合に暖気装置の動作を停止させる
   と共に主蒸気止め弁及び蒸気加減弁を全閉する保
   護手段とから成ることを特徴とする蒸気タービン
   制御装置。