JPS6165002A - タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置 - Google Patents

タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置

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Publication number
JPS6165002A
JPS6165002A JP18637884A JP18637884A JPS6165002A JP S6165002 A JPS6165002 A JP S6165002A JP 18637884 A JP18637884 A JP 18637884A JP 18637884 A JP18637884 A JP 18637884A JP S6165002 A JPS6165002 A JP S6165002A
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JP
Japan
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speed
turbine
signal
detectors
signals
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Pending
Application number
JP18637884A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Azuma
東 敏彦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6165002A publication Critical patent/JPS6165002A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D13/00Combinations of two or more machines or engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は火力発電所又は原子力発電所で用いられるタン
デム形蒸気タービンの電子油圧速度負荷制御装置に係る
〔発明の背景〕
り/ダム形蒸気タービンは1本のタービン軸上に高圧タ
ービン、中圧タービン、低圧タービンが配置された構造
のものであるが、火力、原子力発電所に広く用いられて
いる。この種タービンは別に知られているりαスコンパ
ウンド形タービンに比較すると運転効率は多少低いが、
高圧蒸気配管の配置が簡潔で機械費用も低いため日本以
外、米国、欧州など世界で広く用いられ米国の例では火
力発電所に1300MWの容量のものが用いられている
。又この種の超大容量タービンの調速制御装置には電子
油圧式の速度/負荷制御装置が採用されていてマイクロ
コンピュータを用いたl待機動的切替方式の制御装置に
関しては日立評論Vot59、NO5(1977−5)
、P、403〜408に報告されている。特に信頼性の
高い速度検出のためにはタービン軸上の歯車に対向して
設けたたとえば3個(奇数)の速度検出器の速度検出信
号を用いて一種の2アウト・オフ3回路の多数決論理に
より真値を決定している。しかしながらなお、1個以上
の速度検出器が故障した場合には多数決論理による真値
の決定が不可能となって信頼性が確保できなくなるほか
、さらに予備用の速度検出器を設けようとすれば検出器
自体のコストや取付はスペースや制御装置とのケーブル
布設備費などが増加するなどの欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、コス
ト上昇を抑制のうえ信頼性の高い速度検出信号による速
度/負荷制御が可能なタンデム形蒸気タービンの調速制
御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は複数の速度検出信号から多数決論理により最も
確かな検出速度を決定すべく通常タービンの速度負荷制
御用に使用している、複数個(たとえば3個)の速度検
出器のうちの所定数個以上(たとえば1個以上)が故障
したときにこれを検出し、上記のタービン速度負荷制御
用以外に・用いられている表示、記録などの用途に使用
されている速度検出器の速度検出信号を加えたうえ多数
決論理により最も確かな検出速度を決定して速度制御を
行なうようにしたタンデム形蒸気タービンの調速制御装
置である。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面により説明する。
まず第2図は本発明を適用するタンデム形蒸気タービン
を例示するタービン配列・蒸気弁配置図である。第2図
において、タンデム形蒸気タービンは図示のように高圧
タービン(HP ) 、中圧タービン(IP)、低圧タ
ービン(LP)が同一軸上に配置されている。このター
ビンへ流入する蒸気量は加減弁Cvと組合わせ再熱弁C
RV1.CRV2の開度によって決まシ、このようなタ
ービン速度とこれらの弁の開度(蒸気流量指令)との一
般的な関係を第3図に示す。第3図において、定格速度
からの速度偏差(チ)に対する弁の開度(蒸気流量指令
)(%)の関係が示され、実線は負荷設定値100チの
ときの加減弁CVへの流量指令、実線丸印は負荷設定値
100チのときの再熱弁CRvへの流量指令、破線は負
荷設定値50チのときの加減弁Cvへの流量指令、破線
三角印は負荷設定値50チのときの再熱弁CRVへの流
量指令である。第3図よりタービンが無負荷で定格速度
のとき再熱弁CRVは全開しており、有負荷で定格速度
のときの蒸気流量は加減弁CVによって制御されること
が知れよう。
さらに第2図において、蒸気止め弁8Vは通常全開して
おり、ボイラBから供給される高圧の蒸気は加減弁Cv
の加減によってその流量が決められて高圧タービンHP
に供給され、高圧タービンHPで仕事をした蒸気はボイ
ラ再熱器RHで再熱されて再熱弁CRVI、CRV2を
介し中圧タービンIPに供給される。この中圧タービン
IPで仕事をした蒸気は圧力が低下しているが低圧ター
ビンLP1.LP2に供給される。
この種の超大容量タービンの運転上重要な信号であるタ
ービン速度を検出する方法は種々考えられるが、はじめ
に従来から採用されている速度検出信号の選別方法につ
いて説明する。第4図は従来のタンデム形蒸気タービン
の調速制御装置を例示する速度検出回路のブロック図で
ある。第4図において、第2図に示したタービン軸に取
シ付けた3個の速度検出器DPI〜DP3からの速度検
出信号はそれぞれ速度計測回路PCI〜PC3によυカ
ウンタなどの技法を用いて計測されて連続量についての
一種の2アウト・オフ3回路である2/3回路(多数決
論理回路)MLに入力し、2/3の多数決論理により最
も確実な速度検出信号が選別される。
第5図および第6図は第4図の動作フローチャートであ
る。第5図において、個別審査機能回路5ELI〜5E
L3は、第4図の速度検出信号が連続量であるから一般
に3個の速度検出信号が厳密に一致していることは期待
できないし、多数決論理実行のため3個の速度検出信号
間の比較を行なうにしても個々の信号が不適切であれば
意味がないので、比較の前に個々の信号の事前審査を実
行するもので、具体的には速度検出信号のうちり−ビン
の慣性から判断して成立し得ないような単位時間当シの
速度変化をした信号やカウンタ回路を用いた場合ではス
ケールオーバするような信号は異常とする。こうして個
別審査を通過した速度検出信号のうちからタービンの運
転にとっても最も安全方向で確実な信号を1個だけ真値
として選別する。それには3個の信号を大きい方から並
べて信号A≧B≧Cとし、t、=A−B、t、=B−C
を計算して、l−t <Δ(ただしΔは許容値でたとえ
ば定格の5チ)であればタービン速度が最も大きい値を
真値とみなすのがタービンにとって最も安全で確実であ
るから信号Aを真値とみなす。
1+りΔでかつLlりΔでなければ信号Cは異常とみな
す。また1、 りΔでなくかつt、りΔであれば信号B
を真値とみなし、信号人は異常とみなす。t、 1Δで
なくかつt、りΔでなければ真値は存在せず信号A、B
、Cが全て異常とみなす。。
さらに1個の信号Cまたは信号Aが異常とみなされ、残
りの2個の速度検出器からの速度検出信号で運転される
場合には、第6図において2個の信号の差tを計算し、
t<Δであれば大きい値の信号を真値とみなし、t≦Δ
でなければ大きい値の信号を真値とみなしかつ小さい値
の信号を異常とみなしてタービンを停止する法が安全で
ある。
このようにして3個の速度検出信号が相互にある許容値
以内にある場合にはタービン速度が最も大きい−の信号
を最も確かな信号とみなし、1個の速度検出信号が異常
とみなされたときには残りの2個の速度検出信号を用い
て最も確かな信号をさがすようにしている。しかしなが
ら、このように3個の速度検出信号を用いた2/3多数
決論理による信頼性の高いタービン速度検出方法を採用
していても、1個の信号が異常になったのちさらにもう
1個の信号が故障により異常となることは皆無ではなく
、更に高い信頼性と安全性を求めるうえで欠点がある。
また一方でさらに予備用速度検出器をタービン軸に取シ
付けてこれを解決しようとすれば、検出器自体のコスト
や取り付はスペースや検出器と制御装置間のケーブル布
設費などのコストが増加するなどの不具合がおる。
つぎに本発明はこれらの欠点をタンデム形タービンに適
用して首尾よく解決しようとするもので、第1図は本発
明によるタンデム形蒸気タービンの速度制御装置の一実
施例を示す速度検出回路のブロック図である。第1図に
おいて、第2図のタンデム形タービンに設けられた3個
の速度検出器DP1〜DP3の何れかが故障したとき予
備用検出器を設けることなくシステムを縮退させずに2
73多数決論理を継続させるべく、通常タービンの速度
、負荷制御に用いられる速度信号以外に記録。
表示用に用いられている速度信号用の速度検出器DP4
.DP5t−活用するものでちる。タービンプラント全
体から考えたとき、タービン速度信号は速度負荷制御用
(閉ループ制御用)および表示。
記録用(開ループ特性を有する)が必要であるが、高い
信頼度の運転を実行するためには上記の制御用と表示、
記録用はお互いに独立しているべきである。その理由は
後者の表示、記録用は操作デスク上のメータ用、中央制
御室内配電盤上の記録計、発電所運転の総括的監視を行
なっている制御用計算機など表示出力端が多数で、この
間の配線経路も複雑で、経路の途中で接地、開路などの
可能性が高いためである。しかし今の場合、制御用速度
1号の1個が異常になったので止むなく速度情報の信頼
性が多少劣る表示用速度信号を制御用の多数決論理の入
力の1個として活用しようという訳でちる。そこでプラ
イマリタービンに取り付けた3個の速度検出器DPI〜
DP3のうち1個以上が故障したら、この異常信号を除
外するとともに速度検出器DP4.DP5からの速度検
出信号を加えて連続量についての一種の2/3(2アウ
ト・オプ3)回路(多数決論理回路>MLを形成する。
第1図の速度計測回路PCI〜PC5は第4図と同じく
カウンタなどの技法を用いてそれぞれ速度検出器DPI
〜DP3.DP5.DP6がらの速度検出信号を計測す
る機能を有する。スイッチSW1〜SW5の役割と機能
は次の通りである。速度、負荷制御専用回路のスイッチ
SWI〜SW3が閉じて記録計(DEC)、表示器(I
MD)なトVC用いる速度信号回路内のスイッチSW4
.SW5が開いているが、速度検出器DPI〜DP3の
うち1個以上の故障が検出されると轟該回路のスイッチ
を開いてスイッチSW4.SW5などを閉じる。2/3
回路MLの機能は第4図と同様である。
第7図は第1図の動作フローチャートである。
第7図において、個別審査機能回路、5EL1〜5EL
5の機能は第5図の個別審査機能回路5EL1〜8EL
3と同じである。速度検出器DPI〜DP3から速度計
測回路PCI〜PC3を経て個別審査機能回路S E、
L 1〜8EL3を通過した速度検出信号に優先順位を
与え、もし1個以上の速度検出信号が異常のときには記
録9表示用を主目的とした速度検出器DP4.DP5か
ら速度計測回路PC4,PC5を経て個別審査機能回路
5EL4.5ELSを通過した速度検出信号ft屓に加
えて、3個の信号を大きい方から並べて信号A〉BIC
とする。以下第5図と同様にして、tl=A−B、 t
、 =B−Cを計算して、1.≦Δ(ただしΔは許容値
でたとえば5チ)であればタービン速度が最も大きい値
を真値とみなすのがタービンにとって最も安全で確実で
あるから信号Aを真値とみなす。t1≦Δでかつt、≦
Δでなければ信号Cは異常とみなし、この信号Cが速度
検出器DP5から個別審査機能回路5EL5を通過した
信号でなければ、スイッチSWI〜8W5の該当スイッ
チを切シ替えることにより上記動作を繰シ返す。またt
1≦Δでなくかつt、≦Δであれば信号Bを真値とみな
し、信号人は異常とみなして、この信号人が個別審査機
能回路5EL5を通過した信号でなければ該当スイッチ
を切シ替えることによ)上記動作を繰り返す。t1≦Δ
でなくかつtt’、Δでなければ真値は存在せず信号A
、B。
Cが全て異常とみなす。
さらに上記の1個の信号Cまたは信号Aが異常とみなさ
れかつそれらが個別審査機能回路5EL5を通過した信
号であって、残シの2個の速度検出器から個別審査機能
回路を通過した信号で運転される場合には、第6図の処
理アルゴリズムにしたがって2個の信号の差tを計算し
、t≦Δであれば大きい値の信号を真値とみなし、t≦
Δでなければ大きい値の信号を真値とみなしかつ小さい
値の信号を異常とみなしてタービンを停止する方が安全
である。
このようにして第7図の処理アルゴリズムによれば、速
度、負荷制御専用の速度検出器DPI〜DP3が故障し
ても、記録9表示用などに用いる速度検出器DP4.D
P5からの速度検出信号が代用されるので、速度可能な
速度検出器の個数が2個に減少するまでの時間が長くな
シ、長期間の高い信頼性を有するタービン速度検出信号
をうることかでき、システム的に高信頼化の制御を実現
するうえで大きな効果がある。
〔発明の効果〕
以上の説明のように本発明のタンデム形蒸気タービンの
調速制御装置によれば、速度、負荷制御専用の速度検出
器が故障したとき記録8表示を主目的とした速度検出器
の信号を加えて最も確かな検出速度を決定可能にして、
火力、原子力発電所用のタンデム形蒸気タービンの電子
油圧速度負荷制御装置などにおける速度制御の高信頼性
化に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるタンデム形蒸気タービンの調速制
御装置の一実施例を示す速度検出回路のブロック図、第
2図はタンデム形蒸気タービンを例示するタービン配列
・蒸気弁配置図、第3図は第2図のタービン速度と弁開
度の関係図、第4図は従来のタンデム形蒸気タービンの
調整制御装置を例示する速度検出回路のブロック図、第
5図および第6図は第4図の動作フローチャート、第7
図は第1図の動作70−チャートである。 HP・・・高圧タービン、IP・・・中圧タービン、L
Pl、LP2・・・低圧タービン、G・・・発電機、B
・・・ボイラ、SV・・・蒸気止め弁、Cv・・・加減
弁、RH・・・再熱器、CKV 1 、 CRV 2−
・・再熱弁、S M V ・・・揃速弁、DP・・・タ
ービンの速度検出器、PC・・・速度計測回路、ML・
・・2アウト・オプ3回路、(多数決論理回路)DEC
・・・記録計、工ND・・・表示器、SEC・・・個別
審査機能回路。 第 17 第 2 口 (定g)               (yo)第 
62 第 7 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、1本のタービン軸で構成されたタンデム形蒸気ター
    ビンにおいて、タービンの速度および負荷に応じた蒸気
    流量指令によりタービンの蒸気流量加減弁の開度を制御
    してタービンの速度制を行なう手段と、上記タンデムタ
    ービンの速度を検出する複数の速度検出器からの速度検
    出信号より最も確かなタービンの速度を選択する手段と
    、上記速度検出器の1個以上が故障したときこれを検出
    し正常な上記速度検出信号および通常速度制御以外の表
    示、警報などの用途に用いられている1個以上の速度検
    出器からの速度検出信号より最も確かなタービンの速度
    を選択する手段とからなるタンデム形蒸気タービンの調
    速制御装置。
JP18637884A 1984-09-07 1984-09-07 タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置 Pending JPS6165002A (ja)

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JP18637884A JPS6165002A (ja) 1984-09-07 1984-09-07 タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置

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JP18637884A JPS6165002A (ja) 1984-09-07 1984-09-07 タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置

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JPS6165002A true JPS6165002A (ja) 1986-04-03

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ID=16187339

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JP18637884A Pending JPS6165002A (ja) 1984-09-07 1984-09-07 タンデム形蒸気タ−ビン調速制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014114796A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Toshiba Corp タービン過速度防止システム及び方法

Cited By (1)

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