JPS6291605A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンの制御装置に係υ、特に蒸気弁
の開閉テスト時、弁閉鎖による出力低下（流量低下）を
補うようにする蒸気タービンの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、蒸気タービンは、第３図に示されるように構成
されておυ、ここで符号（１）はボイラを示している。

ボイラ（１）から出た蒸気は、主蒸気管（２）、主蒸気
止め弁（３）、蒸気加減弁（４）を経て高圧タービン（
５）に至る。高圧タービン（５）は、蒸気のエネルギを
利用してタービン軸を回し、仕事をする。仕事を終えた
蒸気は、低温再熱管（６）を経て再熱器（力に至シ、こ
こで再加熱され、高温再熱管（８）、再熱蒸気止め弁（
ｔＯ，インターセプト弁（１１）を経て中圧タービンＵ
に流れる。中圧タービン０はタービン軸を回し、上述と
同じように仕事し、しかる後、クロスオーバ管αＪを経
て低圧タービンα滲、α養から復水器（Ｌ！１９に至る
。

このように各タービンで蒸気のエネルギを利用してター
ビン軸を回すと、発電機αｅは高出力を発生し、その高
出力は図示しない電力系統に送られるようになる。

ところで、上記構成を有する蒸気タービンにおいて、蒸
気加減弁（４）を通過する流量制御は、第４図に示され
る制御装置によって行なわれている〇゛すなわち、符号
Ｑυは実回転数検出装置を示し、ここを出た実回転数信
号は回転数設定４四からの設定値と加算器ので比較され
、その偏差はゲイン調整器１２４１によって弁開度に必
要なゲインが与えられ、加算器＠に送られる。加算器（
ハ）は後述する加算器四からの出力信号が与えられてお
り、ここで生じた偏差は第１の低値優先回路（１）に入
力される。

第１の低値優先回路■には負荷制限４罰からの制限信号
が予じめ入力されておシ、上記偏差といずれか低値信号
が選択されるようになっている。

上記第１の低値優先回路（４）を出た出力信号は、全周
噴射制御系を流れる一方、部分噴射制御系にも流れるよ
う罠なっている。ここで、全周噴射とはタービン初段落
を構成するタービン軸に環状的に配された羽根およびノ
ズルに蒸気が均一に流れるよう、複数の蒸気加減弁の弁
開度を同時に絞るものであって、これによって蒸気から
受けるタービンケーシングの熱応力を均等に分担させよ
うとする制御方式である。他方、部分噴射とは、上述複
数の蒸気加減弁のうち、数個の弁体を全開させ、後シの
弁体を閉じておき、関口弁のみに蒸気を通過させ、蒸気
のエネルギを不必要に消費しないよう圧する制御方式で
ある。両制御方式のうち、前者は、蒸気タービンの起動
時等において好まれて採用されており、また後者は全負
荷運転から部分負荷運転に移行するとき等において蒸気
エネルギを節約する意図で好まれて採用されている。

しかして、両制御方式は同時に使用されることはないが
、いずれか一方に切換わるときかあり、このときに蒸気
加減弁の開閉信号に外乱が入らないよう、どちらかの低
値信号を適格に選択できる第２の低値優先回路ｃｌυが
両制御方式に設けられている。

すなわち、全周噴射制御系の加算器（２）には全周噴射
／部分噴射切換回路（ハ）からのバイアス信号が加えら
れる一方、第１の低値優先回路（至）からの出力信号も
印加されておシ、ここで発生する偏差は第１の関数発生
器（至）において、今迄の流量信号を弁リフト信号（後
述する蒸気弁の開閉信号）に変換させた後、第２の低値
優先回路６１）に印加される。

また、部分噴射制御系の加算器（至）には部分噴射回路
（至）からのバイアス信号が加えられておシ、上記第１
の低値優先回路（至）からの出力信号との間に偏差があ
ると、この偏差は、−担、第２の関数発生器（ロ）にお
いて、上述と同じように流量信号から弁リフト信号に変
換された後、第２の低値優先回路Ｇ１）に印加される。

第２の低値優先回路０υは、上記第１の関数発生器（至
）、第２の関数発生器（財）の出力信号のうち、いずれ
か低値信号を選択し、その選択信号は復調器（至）から
のフィードバック信号と加算器（至）で突合わされ、偏
差が発生すると、その信号はプリアンプＯηを経て増幅
される。この増幅信号は加算器（至）において弁テスト
回路（至）からの信号と突合わされ、偏差が発生すると
、加算器（至）から出た偏差信号はサーボアンプ（４Ｇ
を経て蒸気加減弁（４）に開閉信号として与えられる。

蒸気加減弁（４）には弁リフト（弁開度）を検出する復
調器（至）が設けられており、復調器ＣＢＫよって検出
された実弁リフト信号は加算器ｃｌｌ１９にフィードバ
ックされている。

蒸気加減弁（４）を通過後の蒸気は、第１図示の各ター
ビンを回し、発電機ｕｅから電力が取シ出されるが、そ
の電力は他の発電機からの電力とともに加算器１１）Ｋ
集められ、集められた電力は発電所全体の出力として出
力検出器（６）によって検出されている。このようＫし
て検出された発電機実出力信号は加算器［４：ＩＫ送ら
れ、ここで出力デマンド（財）からの出力要求指令信号
と突合わされ、偏差が発生すると、その偏差は出力発生
器（ハ）を経て一方を加算器（４４９Ｋ送られ、また他
方を他の加算器αηに送られる。加算器■を出た出力は
、タービン初段落圧力検出器（至）からの圧力信号と突
合わされる。そして、その偏差はゲイン調整器（４１を
経てゲインが与えられ、このゲインは上記出力発生器（
４５から直接加算器（４７）に送られている信号と合算
され、上述加算４四に印加されている。

このように、時々刻々と変化する発電機の出力に対し、
蒸気加減弁（４）の弁開度は、その都度、修正弁リフト
信号によって修正されるようになっており、その結果、
蒸気タービンは全周噴射から部分噴射への移行運転、速
度制御運転、負荷制御運転が良好になされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の制御装置は上記全周噴射から部分噴
射への移行運転、速度制御運転、負荷制御運転を行う際
、蒸気加減弁、再熱蒸気止め弁、インタセプト弁等の蒸
気弁の開閉が良好に行なわれるかをテスト確認する弁テ
スト回路Ｇ’Ｊを有しており（第４図参照）、起動運転
または定格運転中をみはからって弁テスト回路（至）か
らの出力信号が例えば蒸気加減弁（４）に与えられるよ
うになっている。そして、弁テスト中、この出力信号は
速度制御信号、負荷制御信号よシも優先的に採用される
ものであって、この出力信号によって弁の開閉動作が確
認されれば、テストは終了し、万一、弁棒にかじり等の
スティック現象があると弁は動作しないから、すぐさま
蒸気タービンを停止させるようにしている。

ところで、この種の蒸気弁の開閉動作確認テストは、全
部の蒸気弁を同時にテストすることはないにしても、あ
る特定の蒸気弁をテストすれば、その蒸気弁だけは少な
くとも蒸気は流れず、流れなくなった分だけ、蒸気ター
ビンにとっては蒸気の熱エネルギが有効に活用されなく
なる。

このため、弁開閉動作確認テスト終了後、−早くもとの
状態に復帰させる必要があるが、何分にもこの種の回路
は複雑になっている関係上、どうしても復帰指令信号の
遅れはいなめず、いきおい蒸気の熱エネルギが有効に活
用されないという不具合があった。また、復帰指令信号
に対して、蒸気弁は過大な開口信号を受ける結果、設定
開度よりも大きくなり、このため不必要な蒸気が蒸気タ
ービンに流れ、過渡的には速度制御ないしは負荷制御が
外乱される等の不具合があった。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、弁テスト回路に補
正ループを加えることによって弁開閉動作確認テスト終
了後、−早く、しかも外乱とならないように蒸気弁の開
度をもとの状態に復帰させるよう圧することを課題とす
る。

〔開運点を解決するための手段〕

上記の課題を達成するために、本発明は次の事項を特徴
点としている。

（１）蒸気弁の実弁リフト信号と蒸気弁の修正弁リフト
信号を収り出すために人接点、Ｂ接点をＯＮする弁テス
トインタロック回路を設ける。

（２）Ｂ接点から取シ出された蒸気弁の修正弁リフト信
号を蒸気流量信号に変換する第３の関数発生器と、Ａ接
点から取り出された蒸気弁の実弁り７ト信号を蒸気流量
信号に変換する第４の関数発生器とを設ける。

（３）第３の関数発生器の出力信号と第４の関数発生器
の出力信号とを互に突合わせ、その偏差信号に一次遅れ
要素信号を加えて進み補償信号を作り出す補償回路を設
ける。

（４）　　補償回路の出力信号を弁開閉動作確認テスト
を行っていない他の蒸気弁に印加し、テスト中の蒸気弁
でカットされる蒸気分を他の蒸気弁によって吸収し、当
該蒸気弁によって余剰蒸気の処理を行う。

〔作用〕

起動運転または定格運転中、蒸気弁の開閉動作を確認す
るために、弁テスト回路が動作すると、これに協働して
弁テストインタロック回路から人、接点、Ｂ接点にＯＮ
の指令が出される。すると、修正弁り７ト信号と実弁リ
フト信号とが取り出され、これらの信号は第３の関数発
生器、第４の関数発生器にそれぞれ個々に入力され、こ
こで蒸気流量信号に関数的に変換される。変換された蒸
気流量信号は、互に加算器で突合わされ、偏差が発生す
ると、その偏差は補償回路において一次遅れ要素信号を
加えて進み補償信号が作り出される。

そして、補償回路の出力はテストを行っていない蒸気弁
に修正弁リフト指令信号として与えられる。

その結果、蒸気タービンは蒸気弁の開閉テストを行うと
、第２図示の破線で示されるように、出力（負荷）が低
下していたものが、本発明のように弁テスト回路に補正
ループを加えると、実線のようになシ、これによって出
力の低下が少なくなることはもとよシ、従来、テスト終
了時の蒸気弁の開度に与える外乱もなくなり、以後の運
転が良好になされる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明にかかる蒸気タービンの制御装置の概略
ブロック図であって、符号６１）は例えば蒸気加減弁、
再熱蒸気止め弁、インタセプト弁等の蒸気弁を示す。こ
の蒸気弁６１１には実回転数信号（速度制御信号）や出
力信号（負荷制御信号）等に基づく修正弁り７ト信号が
印加されている。

上記従来の実施例に基づく制御装置に１本発明は新らた
に蒸気弁がテスト中にカットされる蒸気を他の蒸気弁で
補うようにするとともに、テスト終了後、その蒸気弁に
外乱が入シ、弁開度がオーバシュートしないように修正
・進み補償信号を作シ出す補償回路を付設したものであ
る。すなわち、符号６りは弁テストインタロック回路を
示し、この弁テストインタロック回路５っは導線（５２
ａ）を通して弁テスト回路（至）と協働関係にあシ、弁
テスト回路（至）が動作すると弁テストインタロック回
路のも動作し、Ａ接点（５３ａ）、Ｂ接点（５３ｂ）か
らなる切換スイッチ關をＯＮするようになっている。

上記人接点（５３ａ　）は第３の関数発生器６０ξまた
Ｂ接点（５３ｂ）は第４の関数発生器（至）にそれぞれ
結ばれておシ、これら第３の関数発生器（財）を出た出
力信号、第４の関数発生器（ト）を出た出力信号は、一
つの共通の加算器（至）を経て補償回路５ηに導通する
ようになっている。この補償回路６７）は、加算器（至
）からの出力信号に一次遅れ要素を加えて遅れ信号を作
シ、この遅れ信号と上記−次遅れ要素をバイパスする加
算器（至）からの直接の信号とを比較し、その偏差を進
み補償信号とするものであって、一種の不完全微分の形
で出力信号を作り出すものである。

しかして、補償回路１５７）で作シ出された進み補償信
号は加算器側を経て修正弁り７ト信号に印加され、その
合算信号は制御回路（至）を経て他の蒸気弁のに弁リフ
ト「増Ｊの指令信号として与えられる。

なお、上記制御回路−は第４図示の全周噴射制御系と部
分噴射制御系との回路がそっくりそのまま組み込まれて
いる。

かくして、テストをしていない蒸気弁口に弁リフト「増
」の指令が与えられると、第２図に示されるように、従
来では出力特性すだったものが本発明によって出力特性
ａまで引き上げられ、これによって弁テスト中であって
も出力低下は補なわれる。また、従来は、弁テスト終了
後、もとの状態に弁リフトを修正する際、過渡的に点Ｃ
のごと〈弁開度がオーバシュートしていたものが本発明
の補正ループを加えることによって弁開度のオーバシュ
ートも解消される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、修正弁リフト信
号と実弁リフト信号とを取シ出す切換スイッチを設け、
取シ出された修正弁リフト信号および実弁リフト信号を
それぞれ流量信号に変換する第３および第４の関数発生
器を設け、さらには変換された流量信号に進み補償信号
を作り出す補償回路を設け、この補償回路の出力信号に
よって弁開閉動作確認テストをしていない他の蒸気弁に
弁開度「増」の指令を出すようにしであるから、蒸気弁
がテスト中のために蒸気がカットされても、その余剰蒸
気は他の蒸気弁によって処理ができ、その結果、弁テス
ト中であっても出力低下は一段と抑制される。また、弁
テスト終了後、蒸気弁をもとの弁開度に修正する際、テ
スト中以外の蒸気弁には補償回路からの進み補償信号が
与えられているから、テスト中の蒸気弁に急激な修正弁
リフト信号を与える必要がなく、したがって、設定され
た弁開度をオーバシュートすることもない等すぐれた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略制御ブロック図、第２図は蒸気弁
テスト中における従来の出力特性と不発明による出力特
性とを比較するグラフ、第３図は蒸気タービンプラント
の概略系統図、第４図は従来の概略制御ブロック図であ
る。 ２１　　実回転数検出器　　２７・負荷制限器２９　　
全周噴射部分噴射切換回路 ３０・・第１の関数発生器　３３・・・部分噴射回路３
４・第２の関数発生器　３９・弁デスト回路５１．６０
　　蒸気弁 ５２・・弁テストインタロック回路 ５３　　切換スイッチ　　　５４・・・第３の関数発生
器５５　・第４の関数発生器　５７・・・補償回路代理
人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　三　　俣　　弘　　文 第　　２　図 第　　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転数の変化または出力変化に基づいて蒸気弁に修正弁
   リフト信号を与える蒸気タービンの制御装置において、
   蒸気弁の開閉動作確認テスト中に、修正弁リフト信号お
   よび実弁リフト信号を取り出すための切換スイッチをＯ
   Ｎする弁テストインタロック回路と、取り出された修正
   弁リフト信号および実弁リフト信号を流量信号に変換す
   る第３の関数発生器および第４の関数発生器と、第３の
   関数発生器および第４の関数発生器からの出力信号を突
   合わせ、その偏差信号に進み補償信号を作り出す補償回
   路とを具備し、蒸気弁のテスト中にカットされた蒸気を
   他の蒸気弁によつて処理し得るように上記他の蒸気弁に
   、補償回路からの出力信号によつて弁開度増指令が与え
   られるようにすることを特徴とする蒸気タービンの制御
   装置。