JPS63117106A - タ−ビンプラント停止制御方法及び同装置 - 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、タービンバイパスラインを設けた蒸気タービ
ンプラントを停止操作する為の制御方法、及び、上記発
明方法を実施するに好適な制御装置に関するものである
。

〔従来技術〕

第３図はタービンバイパスラインを備えた蒸気タービン
プラントの従来例を示す系統図である。

ボイラ１から発生した蒸気は主蒸気管２を通り高圧ター
ビン加減弁３を経て高圧タービン４に入る。高圧タービ
ン４から排気された蒸気は低温再熱蒸気管５の逆止弁６
を経て再熱器７に導かれ再び加熱される。再熱器７を通
った再熱蒸気は高温再熱蒸気管８を通り再熱タービン加
減弁９を経て再熱タービン１０に入り、更に復水器１１
に排出される。また、主蒸気管２からは低温再熱蒸気管
５に至る高圧バイパスライン１２が分岐しており、高圧
バイパス弁１３が設置されている。また、再熱蒸気を復
水器１１ヘバイパスさせる低圧バイパスライン１４が高
温再熱蒸気管８から分岐しており、低圧バイパス弁１５
が設置されている。また、高圧タービン４に蒸気を通さ
ない時（高圧タービン加減弁３が全閉時）に、高圧ター
ビン４の内部を真空に保つための蒸気ダンプライン１６
が高圧タービン４の排気側に逆止弁６の上流側と復水器
１１との間に配設されており、蒸気ダンプ弁１７が設置
されている。

上記のように構成された蒸気タービンプラントにおいて
、プラント起動時、及び所内単独負荷運転時に高圧ター
ビンの排気圧力が上昇して風損を生じるという不具合を
生じる。これを防止するための従来技術は、例えば特公
昭５９−２６７６５号に開示されているように、高圧タ
ービン排気から復水器への蒸気ダンプラインを設けて高
圧タービン内部を真空にし、起動初期および所内単独負
荷運転中は再熱タービンのみ通気し、高圧タービン通気
時には、バルブ開度を絞っていた再熱タービン加減弁を
全開することにより再熱蒸気管圧力を下げ風損による高
圧タービン排気部の温度異常上昇を防止している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はプラント通常停止過程における高圧ター
ビン排気圧力上昇について配慮がされておらず、ボイラ
最低安定負荷以下におけるタービン負荷降下時には、タ
ービンバイパス弁が開かない様にタービン負荷降下と同
時にボイラ負荷（すなわち燃料量）を絞り込むか、ある
いは、ボイラを最低安定負荷に保持してタービンバイパ
ス運転をしながらタービン負荷を降下させて、高圧ター
ビン排気圧力が上昇する前にタービンをトリップさせる
必要が有った。従って、前者の場合には、燃料種別によ
っては燃料絞り込みが困難であるという問題が有る。ま
た、後者の場合には、タービントリップ前のタービン負
荷が大きい為１例えば汽力発電所の場合はタービントリ
ップ時の送電系統に対する外乱が大きくなる。これを防
止するには低圧バイパスラインに設けられた低圧タービ
ンバイパス弁の容量を大きくしなければならないという
問題が有った。

本発明の目的は、再熱器を有するボイラと組み合わされ
且つタービンバイパスラインを備えた蒸気タービンプラ
ントにおいて、タービンプラント停止過程で、タービン
バイパス運転を継続しながら高圧タービンと再熱タービ
ンとの同時通気運転から再熱タービンのみの運転に切換
えて低負荷域までタービン負荷降下させ、かつ、高圧タ
ービン排気部温度上昇防止を可能としたタービンプラン
トの停止制御方法および同装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、高圧タービン機内圧と再熱蒸気管圧力を比
較し、その偏差が規定値以下になった場合に、高圧ター
ビンへの蒸気の供給を遮断すると共に蒸気ダンプライン
を通じて高圧タービン内の蒸気を復水器に導き高圧ター
ビン内を真空状態とすることによって達成される。さら
に、前記の目的は、低圧タービンバイパスの再熱圧力設
定を再熱タービンのみで負荷要求をカバーできる圧力ま
で上昇させることにより、いっそう確実に達成される。

〔作用〕

高圧タービン機内圧と再熱蒸気管圧力との間にはタービ
ン負荷に応じである一定の相関関係があるので、高圧タ
ービン機内圧と再熱蒸気管圧力とを比較し、その偏差が
規定値以下になった事を検知することにより、高圧ター
ビン排気部温度が上昇するような高圧タービン俳気圧力
上昇を察知することができる。従って、前記の検知によ
り高圧タービン排気圧力上昇を察知した時点に、高圧タ
ービン加減弁を閉じて蒸気の供給を遮断すると共に、蒸
気ダンプ弁を開いて高圧タービン内の残留蒸気を復水器
に導き、高圧タービン内を真空状態にすることにより、
高圧タービン排気部温度上昇を防止することができる。

しかし、再熱タービン加減弁は負荷運転中は全開してい
る為、高圧タービン加減弁を全開にした場合に減少する
分のタービン負荷を再熱タービンのみで補うことができ
ない、この場合、高圧タービン加減弁を示じると共に低
圧タービンバイパスの再熱圧力設定を上昇させると、低
圧タービンバイパス弁の開度が減少して再熱蒸気管圧力
が上昇する為、再熱タービンのみで負荷要求に見合う負
荷を担持することができ、例えば汽力発電所の場合ター
ビントリップしても送電系統に外乱を与えなくてすむ程
度の低負荷域まで、タービン負荷を連続的に降下させる
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明方法を実施する為に構成した本発明装置
の１実施例を示す系統図である。

本実施例の装置は、第３図の従来例に本発明装置を適用
して改良した例であって、第３図と同一の図面参照番号
を付したものは前記の従来例におけると同様乃至は類似
の構成部材である。

高圧タービン４の機内圧を検出するための機内圧検出器
１８を設けると共に、高温再熱蒸気管８内の再熱蒸気の
圧力を検出するための再熱蒸気検出器１９とを設置する
。

上記の機内圧検出器１８で検出された機内圧信号２２と
、再熱蒸気圧力検出器１９で検出された再熱蒸気圧力信
号２１とを比較してその偏差を算出する機能を備えた比
較演算器２２を設ける。

上記の比較演算器２２は、算出した偏差が規定値以下に
なったとき、高圧タービン加減弁３に対して全開指令信
号２３を与えるように構成されている。

２４は関数発生器であって、前記の高圧タービン機内圧
信号２０に基づいて再熱圧力設定信号２５を出力し、信
号切替器３０に送りこむ、この再熱圧力設定信号２５は
、高圧タービン４と再熱タービン１０とが同時通気運転
されている時に低圧バイパス弁１５の制御設定値として
用いられる。

関数発生器２８は、信号発生器２６からタービン負荷要
求信号２７を受けて再熱圧力設定信号２９を出力して信
号切替器３０に送りこむ、上記の再熱圧力設定信号２９
は、高圧タービン加減弁全閉指令信号２３が出力されて
いる場合に低圧バイパス弁１５の制御設定値として用い
られる。

前述の再熱圧力設定信号２５と同２９とは信号切替器３
ｏによって選択され、その一方が、低圧バイパス弁１５
の弁開度を制御する圧力調節器３１に与えられる。

第２図は、前記実施例の装置によって本発明方法を実施
した１例における、プラント負荷降下開始からタービン
トリップまでの負荷、弁開度、圧力を時間との関係で示
した図表である。

点Ａはプラント負荷降下開始時点１点Ｂはプラント負荷
がボイラ最低安定負荷に到達する時点、点Ｃは低圧バイ
パス弁１５が全開になる時点１点りは高圧タービン機内
圧と再熱蒸気圧力との比較値が規定値以下に到達するた
め高圧タービン加減弁全閉指令信号２３が出力され且つ
信号切換器３０により再熱圧力設定信号２９が選択され
る時点、点Ｅは高圧タービン加減弁３が全閉する時点、
点Ｆはタービンをトリップする時点を示す。

区間Ａ−Ｂにおいては、ボイラ最低安定負荷以上でのプ
ラント負荷降下である為タービンとボイラとの協調をと
りながら負荷降下することができる０点Ｂ以降において
は、ボイラ負荷を最低安定負荷に保持しタービン負荷の
みを降下させるため。

高圧バイパス弁３と低圧バイパス弁１５とが関する９区
間Ｂ−Ｃにおいては、低圧バイパス弁１５の制御設定値
は信号切換器３０により再熱圧力設定信号２５が選択さ
れているため、再熱圧力は低圧バイパス弁１５により高
圧タービン機内圧とバランスするように制御される。し
かし区間Ｃ−Ｄにおいては、再熱圧力は低圧バイパス弁
１５が全開のため降下せず、逆に高圧タービン機内圧は
高圧タービン加減弁３が閉まっていくために降下し、高
圧タービン排気部温度が上昇するような高圧タービン排
気圧力に到達する。

点りにおいて、高圧タービン加減弁全閉指令信号２３（
第１図）が出力され且つ信号切換器３０により再熱圧力
設定信号２９が選択される。従って区間Ｄ−Ｅにおいて
は、高圧タービン加減弁３が全閉すると共に蒸気ダンプ
弁１７が開き、高圧タービン機内圧が真空状態になって
高圧タービン排気部の温度上昇を防ぐことができる。さ
らに。

高圧タービン加減弁３が全閉することによりそれまで高
圧タービン４が担持していたタービン負荷が無くなるが
、低圧バイパス弁１５の開度が減少するため再熱蒸気圧
力が上昇し、再熱タービン１０のみでタービン負荷要求
信号２７に見合う負荷を取ることができる。但し、再熱
タービン１０のみに通気する運転になった場合には再熱
タービン加減弁９によりタービン負荷および速度を制御
しなければならない、このため、再熱圧力設定信号２９
は再熱タービン加減弁９が全開でなくやや閉まり制御可
能となるような設定にしなければならない。

区間Ｅ−Ｆにおいては、再熱圧力設定信号２９はタービ
ン負荷要求信号２７の減少に伴なって低下していくので
、低圧バイパス弁１５の開度が増加していくと共に再熱
タービン１０への流入蒸気が減少し、例えば汽力発電プ
ラントの場合にはタービントリップ時の送電系統に対す
る外乱が小さくなるような低負荷域まで、タービン負荷
を降下させるこができる。

なお、第１図において、比較演算器２２の入力とする再
熱蒸気圧力信号２１に使用する圧力検出器の設置場所と
しては、高温再熱蒸気管８の代りに逆止弁６の後流側の
低温再熱蒸気管５とすることも考えられる。また、比較
演算器２２および関数発生器２４の入力とする高圧ター
ビン機内圧力信号２０に使用する圧力検出器の設置個所
は高圧タービン加減弁３の後流配管３２とすることも考
えられる。

さらに１本実施例（第２図）はできるだけ低いタービン
負荷まで高圧タービン４と再熱タービン１０とを同時通
気運転させるようにしているが、より高い負荷すなわち
ボイラ最低安定負荷に到達した時点Ｂにおいて再熱ター
ビン１０のみの運転に切換えることも考えられる。しか
し、この場合にはそれぞれタービンバイパス運転してい
なかったため、高圧タービン４で取っていた分の負荷を
再熱タービン１０では補うことができず、切換時の急激
なタービン負荷降下が発生し、また、それまで高圧ター
ビン４で取っていた分の負荷が大きいため再熱タービン
１０のみの運転によるタービン軸方向のスラスト力が過
大になる危険性があるので、時点Ｂにおいて再熱タービ
ン１０の単独運転に切替えるにはこうした不具合を防止
するように手当しておく必要が有る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、再熱器を有する
ボイラと組み合わされ且つタービンバイパスラインを備
えた蒸気タービンプラントにおいて、タービンプラント
停止過程で、タービンバイパス運転を継続しながら高圧
タービンと低圧タービンとの同時通気運転から再熱ター
ビンのみの運転に切換えて低負荷域まで負荷降下させる
ことができるので、低品位炭などを用いボイラ燃料量絞
り込みが困雅なプラントにおいても低圧バイパス弁容量
を大きくすることなしに高圧タービン排気部温度上昇を
防止し、且つ、例えば汽力発電所においてはタービント
リップ時の送電系統への外乱を軽減するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すタービンバイパスプラ
ント系統図およびその停止制御回路図、第２図は運転時
間と負荷、弁開度、圧力との関係を説明するための図表
である、第３図はタービンバイパスラインを備えた蒸気
タービンプラントの従来例を示す系統図である。 １・・・ボイラ、３・・・高圧タービン加減弁、４・・
・高圧タービン、７・・・再熱器、８・・・高温再熱蒸
気管、１０・・・再熱タービン、１１・・・復水器、１
５・・・低圧バイパス弁、１７・・・蒸気ダンプ弁、２
ｏ・・・高圧タービン機内圧信号、２１・・・再熱蒸気
圧力信号、２３・・・高圧タービン加減弁全閉指令信号
、２９・・・再熱圧力設定信号、３０・・・信号切換器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）再熱器を備えたボイラと、（ｂ）上記のボイ
   ラから発生した蒸気を主蒸気管を介して供給される高圧
   タービンと、（ｃ）前記再熱器から再熱蒸気管を介して
   供給される再熱蒸気によつて駆動される再熱蒸気タービ
   ンと、（ｄ）前記の主蒸気管から分岐して再熱器に至る
   高圧バイパス管路と、（ｅ）前記再熱蒸気管から分岐し
   て復水器に至る低圧バイパス管路と、（ｆ）高圧タービ
   ンの排気側から復水器に至る蒸気ダンプ管路と、を備え
   たタービンプラントにおいて、タービンプラントの停止
   過程で（ｉ）前記高圧タービンの機内圧と再熱蒸気管圧
   力とを比較し、（ｉｉ）上記の比例結果その偏差が規定
   値以下となつた場合に高圧タービンへの蒸気供給を遮断
   し、（ｉｉｉ）上記の蒸気供給遮断と併行して高圧ター
   ビン内の蒸気を蒸気ダンプ管路を通じて復水器に排出す
   ることを特徴とする、タービンプラントの停止制御方法
   。 ２、（ａ）再熱器を備えたボイラと、（ｂ）上記のボイ
   ラから発生した蒸気を主蒸気管を介して供給される高圧
   タービンと、（ｃ）前記再熱器から再熱蒸気管を介して
   供給される再熱蒸気によつて駆動される再熱蒸気タービ
   ンと、（ｄ）前記の主蒸気管から分岐して再熱器に至る
   高圧バイパス管路と、（ｅ）前記再熱蒸気管から分岐し
   て復水器に至る低圧バイパス管路と、（ｆ）高圧タービ
   ンの排気側から復水器に至る蒸気ダンプ管路と、を備え
   たタービンプラントにおいて、タービンプラントの停止
   過程で（ｉ）前記高圧タービンの機内圧と再熱蒸気管圧
   力とを比較し、（ｉｉ）上記の比較結果その偏差が規定
   値以下となつた場合に高圧タービンへの蒸気供給を遮断
   し、（ｉｉｉ）再熱タービンのみで負荷要求をカバーで
   きる電力まで再熱蒸気圧力を上昇させることを特徴とす
   るタービンプラントの停止制御方法。 ３、（ａ）再熱器を備えたボイラと、（ｂ）上記のボイ
   ラから発生した蒸気を主蒸気管を介して供給される高圧
   タービンと、（ｃ）前記再熱器から再熱蒸気管を介して
   供給される再熱蒸気によつて駆動される再熱蒸気タービ
   ンと、（ｄ）前記の主蒸気管から分岐して再熱器に至る
   高圧バイパス管路と、（ｅ）前記再熱蒸気管から分岐し
   て復水器に至る低圧バイパス管路と、（ｆ）高圧タービ
   ンの排気側から復水器に至る蒸気ダンプ管路と、を備え
   たタービンプラントにおいて、（イ）前記高圧タービン
   の機内圧を検出する手段と、（ロ）前記再熱蒸気管圧力
   を検出する手段と、（ハ）上記双方の検出手段の検出値
   を比較する演算器と、（ニ）上記の比較演算の結果双方
   の検出値の偏差が規定値以下となつたとき主蒸気管に設
   けられている蒸気弁を閉止させる自動制御手段と、を設
   けたことを特徴とする、タービンプラントの停止制御装
   置。