JPS63201303A - 混圧抽気タ−ビンの保護装置 - 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、混圧抽気タービン発電機の負荷遮断時に生じ
るタービンのウィンデージを防止する混圧油気タービン
の保！！装置に関する。

〔従来の技術〕

混圧抽気タービン発電機は主ボイラから蒸気をタービン
に供給し、さらに主ボイラからの蒸気の圧力より低い他
の蒸気供給源からの混圧蒸気をタービンに混入してター
ビンを駆動し、発電機から電力を得るとともに、プロセ
スが要求する圧力に制御された蒸気をタービンから抽気
してプロセスに供給している。この場合他の蒸気供給源
は通常他のプロセスにより発生蒸気量が規制される廃熱
ボイラであるので、廃熱ボイラからの蒸気の圧力をター
ビン側で圧力制御している。以下図面を用いて従来技術
について説明する。

第２図は従来の混圧抽気タービン発電機の制御系統ブロ
ック図である０図において混圧抽気タービン発電機は高
圧タービン１と低圧タービン２と復水器３とからなるタ
ービンと、タービン車軸にカップリングを介して接続さ
れる発電機４とから構成されている。高圧タービンｌに
は主ボイラ５からの蒸気が管路６に設けられた蒸気加減
弁７を経て流入する。そして流入する蒸気流量は蒸気加
減弁７により発電ａ４の負荷に応じて制御され、タービ
ン内の翼段落にて膨張して仕事をする。高圧タービン１
の排気蒸気は抽気加減弁９にて流量制御されたその一部
が抽気されて管路８を経てプロセスに供給されるととも
に、残部は抽気加減弁９を経て低圧タービン２に供給さ
れる。この際抽気される蒸気の圧力は蒸気加減弁７と抽
気加減弁９との弁開度を連動して制御してプロセスが必
要とする蒸気流量を管路８を経てプロセスに送気するこ
とによりプロセスが要求する所定値に制御される。

また、高圧タービン１には主ボイラからの蒸気の圧力よ
り低い圧力を有する廃熱ボイラｌＯからの混圧蒸気が管
路１１に設けられた混圧蒸気加減弁１２を経て流入する
。この際流入する蒸気流量を混圧酒気加減弁１２にて制
御して廃熱ボイラｌＯ側の蒸気圧力を所定値に制御して
いる。なお高圧タービン１と低圧タービン２とを流れて
膨張して仕事をした蒸気は復水器３に流入して復水とな
って外部に排出され、発電機４には蒸気がした仕事に対
応する電力が発生し、電力系統に送電される。

また高圧タービン１の蒸気入口と混圧蒸気加減弁１２の
下流とを接続するバイパス管１４にｔｉｎ弁１５を設け
、発電機４を電力系統と並列、解列する遮断器１６に付
属する開閉状態検出接点である負荷遮断検出器１７から
の遮断器開の負荷遮断信号により電磁弁１５を開にする
ようにしている。ところで負荷遮断時、タービン発電機
は無負荷で設定回転数で回転し、いわゆる無負荷運転す
る。

この際、後述するような条件の時は蒸気加減弁７が全閉
となるので無負荷運転するのに必要な蒸気層を混圧蒸気
加減弁１２を経て高圧タービンｌに流入して無負荷運転
が行なわれる。

この際、高圧タービン１の混圧蒸気の混入部から上流の
高圧翼段落には負荷遮断により開になった電磁弁１５に
よりバイパス管１４を経て高圧タービン１の蒸気入口か
ら混圧蒸気が流れるようにしている。これはバイパス管
１４がない場合、蒸気加減弁７の全閉時前記高圧翼段落
には蒸気が流れないためウィンデージにより翼が過熱す
るので、バイパス管１４からの混圧蒸気により高圧翼段
落を冷却して過熱を防止するためである。

つぎに上記の蒸気加減弁７．抽気加減弁９．混圧蒸気加
減弁１２等の制御について説明する。！１１速！ｆｆ１
２０はタービン発電機に設けられた回転数検出器１９で
検出された回転数が入力され、回転数設定器２１で設定
された回転数との偏差信号により蒸気加減弁７と抽気加
減弁９と混圧蒸気加減弁１２とのそれぞれの弁開度に比
例する蒸気加減弁出力油圧（以下蒸気出力油圧という）
、抽気加減弁出力油圧（以下抽気出力油圧という）、混
圧蒸気加減弁出力油圧（以下混圧蒸気出力油圧という）
を発生する。なお各加減弁は油圧サーボモータにより開
閉されるので、前記出力油圧は管路を経て油圧サーボモ
ータの案内弁に伝達されて出力油圧の大きさに比例した
弁開度が保持される。ところで回転数設定器２１は発電
機が電力系統に並列しない時はタービン発電機の回転数
を設定するが、電力系統に遮断器１６の閉動作により並
列にした時には負荷を設定する負荷設定器として使用さ
れる。

したがって並列運転時、負荷設定器により負荷を設定す
れば調速装置２０の作用により設定負荷に応じた弁開度
にする蒸気出力油圧は経路３０．加算点３１．経路３２
を経て蒸気加減弁７を、また抽気出力油圧は経路３３．
加算点３４．経路３５を経て抽気加減弁９を、さらに混
圧蒸気出力油圧は経路３６を経て混圧蒸気加減弁１２を
それぞれ所定の開度に制御する。そして蒸気はこれらの
弁開度を経てタービン内を流れて仕事をし、発電機４か
ら電力を発生する。

抽気圧力＊ｉ器２３は蒸気加減弁７と抽気加凍弁９との
弁開度を連動して制御してプロセスに供給する油気蒸気
をプロセスが要求する圧力に制御し、この際抽気圧力が
変化する前の発電機からの電力に変化を与えないように
している。すなわち、抽気圧力調節器２３には管路８に
設けられた抽気圧力検出器２２で検出した圧力が入力さ
れ、この検出圧力が設定圧力と比較され、その偏差信号
により抽気圧力調節器２３から蒸気加減弁７と抽気加減
弁９との開閉方向を逆にする蒸気出力油圧と抽気出力油
圧を発生する。そして抽気圧力調節器２３からの蒸気出
力油圧の変化分が経路３７を経て加算点３１で調速装置
２０からの蒸気出力油圧に加算されて蒸気加減弁５の弁
開度を制御する。一方抽気調節器２３からの抽気出力油
圧の変化分が経路３８を経て加算点３４で調速装置２０
からの抽気出力油圧に加算されて抽気加減弁９の弁開度
が制御されろ０例えば抽気圧力が設定圧力より低下した
時には油気調節器２３からの蒸気出力油圧の変化分を十
にし、一方抽気出力油圧の変化分を−にして、蒸気加減
弁７をこの変化分だけ開方向、また抽気加減弁−９をそ
の変化分だけ閉方向に動作させる。この場合１．この開
閉動作による弁開度の割合を高圧および低圧タービンの
熱落差に比例した割合にすれば、タービンの出力を一定
にして発電機から一定の電力が得られるとともに、制御
された蒸気加減弁７と抽気加減弁９との各弁開度を流れ
る蒸気流量によりプロセスが必要とする抽気蒸気流量を
プロセスに供給して抽気圧力が設定圧力に制御される。

廃熱ボイラ１０からの混圧蒸気の圧力は混圧蒸気調節器
２５により制御される混圧蒸気加減弁１２により制御さ
れる。すなわち、管路１１に設けられた圧力検出器２４
により検出された混圧蒸気の検出圧力が混圧蒸気調節器
２５に入力されて設定圧力と比較され、その偏差信号に
より混圧蒸気調節器２５から混圧蒸気出力油圧が出力さ
れ、この出力油圧が経路３７を経て経路３６に合流して
混圧蒸気加減弁１２の弁開度を制御する。この際、混圧
蒸気加減弁１２は低値優先により調速装置２０からの混
圧蒸気出力油圧と混圧蒸気調節器２５からの混圧蒸気出
力油圧とのうち低い方の出力油圧により制御される。し
たかって混圧蒸気調節器２４からの混圧蒸気出力油圧を
調速装置２０からの混圧蒸気出力油圧より低い出力油圧
を出力するようにしておけば、混圧蒸気はこの混圧蒸気
調節器２５により制御される。

ところでタービン発電機がある一定負荷で運転中、抽気
圧力が設定圧力より増加した場合、前述した制御方法に
より蒸気加減弁７は閉方向に抽気加減弁９は開方向に動
作して蒸気加減弁７の弁開度を流れる蒸気流量を減小さ
せ、抽気加減弁９の弁開度を流れる蒸気流量を増加させ
、抽気圧力を設定圧力に制御する。この際抽気圧力の増
加が大きい場合、蒸気加減弁７の閉方向の動作が大きく
なる。この時、調速装置２０から出力される蒸気出力油
圧と抽気出力油圧との関係が抽気圧力の変化前の状態か
ら変化する。したがって、この状態で発電機４の負荷が
遮断された時には通常のように調速装置２０の作用によ
り蒸気加減弁７が開になって蒸気がタービンに流入せず
に、蒸気加減弁７が全閉になって混圧蒸気加減弁９が開
になり、混圧蒸気加減弁９からタービン発１！機が無負
荷運転するのに必要な蒸気流量の混圧蒸気がタービン内
に流れ、タービン発電機は設定回転数で回転して無負荷
運転する。したがって混圧蒸気が高圧タービン１に混入
する翼段落から上流の高圧翼段落には蒸気が流れない、
このため前述のように負ｒｒＩ遮断を検出して電磁弁１
５を開にすることにより、混圧蒸気をバイパス管１４を
経て高圧タービンｌの蒸気入口から流れるようにしてウ
ィンデージを防止している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

負荷遮断時の高圧翼段落のウィンデージを防止するため
、混圧蒸気が高圧翼段落に流れるように電磁弁１５を備
えたバイパス管１４を設けている。このバイパス管１４
には通常運転時、高圧タービンに流入する高温高圧の蒸
気がかかるため、電磁弁１５やバイパス管１４は高温、
高圧に耐えられる材料と構造とを必要とし、また１１磁
弁１５は急速な開機能を持つことが要求され、設備コス
トが高くなるという問題点がある。

本発明は、上述のような点に鑑み負荷遮断時にも高圧タ
ービンの混圧蒸気混入部より上流の高圧翼段落に生じる
ウィンデージを信教性があり、かつ安価に防止できる混
圧抽気タービンの保ｉ１装置を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は主蒸気加減弁と抽気蒸気加減弁ならびに主蒸気
加減弁と混圧蒸気加減弁とが、それぞれ抽気圧力調節！
ｉならびに混圧蒸気調節器を介して、抽気圧力ならびに
混圧蒸気圧力が、それぞれ回転速度検出器出力にリンク
して調整されるような制御油圧回路を備えている混圧抽
気タービンにおいて、発電機出力検知手段の出力信号に
よってオン・オフされる電磁弁を、前記混圧蒸気加減弁
制御油圧回路に前記混圧蒸気調節器と直列に組み込み、
負荷遮断又は相当の負荷低下を生じた場合、前記出力検
知手段の出力に基づいて混圧蒸気加減弁を閉止し、高圧
タービンに主蒸気のみを通流させるように構成した。

〔作用〕

混圧蒸気加減弁は混圧蒸気調節器からの出力油圧により
弁開度が制御されて混圧蒸気の圧力を制御している。し
かし負荷遮断時には前記出力油圧を伝達する管路から分
岐して設けられた排油管の急速開閉弁を負荷遮断信号に
より開にすることにより出力油圧は喪失される。したが
って低値優先により混圧蒸気加減弁は全閉になる。この
ため負荷遮断時に行なわれる調速装置の作用により蒸気
加減弁が必ず開になり、貰圧タービンの１猟人口からタ
ービン発ｔａの無負荷運転に必要な蒸気流量が流れ、タ
ービン発電機は設定回転数で回転するとともに高圧ター
ビンの高圧翼段落のウィンデージを防止する。

〔発明の実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例による保護ｖｉ置を備えた混圧
抽気タービン発電機の制御系統ブロック図である。なお
、図において第２図の従来例と同一部品には同じ符号を
付し、その説明を省略する。

第１図において従来例と異なるのは、電磁弁１５を備え
たバイパス管１４を取除き、混圧蒸気調節器２３からの
混圧蒸気出力油圧を伝達する管路から分岐して急速に開
閉動作をする急速開閉弁としての電磁弁１８を備えた排
油管を設け、負荷遮断検出器１７からの負荷遮断信号に
より電磁弁１８を開にして、経路３６により伝達される
混圧蒸気出力油圧を有する油圧を排油するようにしたこ
とである。

このような構成により負荷遮断が生じれば負荷遮断検出
器１７からの負荷遮断信号により電磁弁１８は藺になっ
て混圧蒸気調節器２５から経路３６により伝達される混
圧蒸気出力油圧を有する圧油は排油され、この出力油圧
は喪失される。このため低値優先により混圧蒸気加減弁
１２は全閉になる。したがって調速装置２０の作用によ
り蒸気加減弁５が開になり、タービン発電機が無負荷運
転するのに必要な蒸気流量が常に高圧タービンの蒸気入
口から流入し、タービン発電機は設定回転数で回転して
無負荷運転する。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明によれば負荷遮断信
号により混圧蒸気調節器からの混圧蒸気出力油圧を有す
る圧油を排油する急速開閉弁を設けたことにより、負荷
遮断により出力油圧は喪失して混圧蒸気加減弁は閉にな
り、蒸気加減弁より蒸気が高圧タービンに流れるので、
高圧タービンの混圧蒸気混入部から上流の高圧翼段落に
も蒸気が流れウィンデージによる翼の過熱を防止でき、
配設される設備は油配管や油用の開閉弁であるので設備
費が安（なるという効果がある。また急速開閉弁は一般
的に［磁弁が使用されるが、この電磁弁の開速度は早い
ため負ｍ’ｉｇ断と同時に混圧加減弁を急速に閉じるこ
とができるので負荷遮断持回転数が整定する前に生じる
一時的な回転数上昇程度も低くなり、安全に無負荷運転
ができるとい効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による保護装置を備えた混圧抽
気タービン発電機の制御系統ブロック図、第２図は従来
の保護装置を備えた混圧抽気タービン発電機の制御系統
ブロック図である。 １：高圧タービン、２：低圧タービン、４：発電機、７
：蒸気加減弁、９：抽気加減弁、１２＋混圧蒸気加減弁
、１７：負荷遮断検出器、１８：急速開閉弁としテノ電
磁弁、２０：ｍ速装置、２２．２４ｊ圧力検出器、２３
：抽気圧力調節器、２５：混圧蒸気調節器。 ′Ｍ１！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）主ボイラと高圧タービンの蒸気入口とを接続する主
   蒸気加減弁を介装した主蒸気管路と、前記高圧タービン
   の終段から抽気した蒸気を抽気蒸気加減弁を介装して、
   低圧タービンに供給する抽気蒸気管路と、前記高圧ター
   ビンの中間段へ他の供給源から混入蒸気を混圧蒸気加減
   弁を介して供給する混圧蒸気管路とを配備し、前記主蒸
   気加減弁と抽気蒸気加減弁ならびに主蒸気加減弁と混圧
   蒸気加減弁とが、それぞれ抽気圧力調節器ならびに混圧
   蒸気圧力調節器を介して、抽気圧力ならびに混圧蒸気圧
   力が、それぞれ回転速度検出器出力にリンクして調整さ
   れるような制御油圧回路を備えている混圧抽気タービン
   において、発電機出力検知手段の出力信号によってオン
   ・オフされる電磁弁を、前記混圧蒸気加減弁制御油圧回
   路の前記混圧蒸気圧力調節器と直列に組み込み、負荷遮
   断又は相当の負荷低下を生じた場合、前記出力検知手段
   の出力に基づいて混圧蒸気加減弁を閉止し、高圧タービ
   ンに主蒸気のみを通流させるように構成したことを特徴
   とする混圧抽気タービンの保護装置。