JPS63277805A - タ−ビンバイパス装置 - 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、タービンをバイパスして主蒸気、または、再
熱蒸気を直接復水器に排出するタービンバイパス系統に
係り、特に、復水器冷却水温度の高い地域に建設する発
電プラントで、タービン負荷を急減し所内単独運転する
発電プラントに好適なタービンバイパス装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特公昭５９−１４６０１号公報に記載の
ように、負荷急減時に低圧タービンバイパス系統にある
スピルオーバー弁（低圧タービンバイパス弁に相当）を
再熱蒸気管内圧力、または、復水器内圧力に応動して復
水器内圧力優先で絞り制御し、復水器内圧力を許容値以
内に維持するようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発電プラントにおいて、送電線系統等の事故が発生した
場合に、プラントの発電を停止せず、タービン負荷を急
速に所内負荷まで降下させ、かつ所内負荷運転を継続す
ることにより送電線事故等回復後の起動時間を短縮する
ようにしている。

この所内単独運転への負荷急減時、大量の主蒸気、また
は、再熱蒸気がタービンをバイパスして復水器に排出さ
れ、復水器への流入熱量が通常負荷運転時のタービン排
気熱量の２．０〜２゜５倍となるため、復水器内圧力が
急激に上昇する。このため、復水器冷却水温度が高く、
かつ、タービンが高負荷より所内単独運転へ移行した場
合、復水器内圧力がタービンを運転するのに必要な許容
値以上の圧力まで上昇し所内負荷運転を継続できなくな
る場合がある。

従来技術は、この点について考慮がされておらず、また
、復水器内圧力に応動して復水器内圧力優先でタービン
バイパス弁を絞り制御するようにしているが、所内単独
運転への移行は一秒以内の非常に短い時間で行なわれる
ため、タービンバイパス弁も急関し復水器内圧力も急激
に上昇する。

このため、非常に短い時間内で復水器内圧力に応動して
タービンバイパス弁を絞り制御することは、その応答性
より非常に難しい問題があった。

本発明の目的は、所内単独運転への移行開始前の運転状
態により、負荷急減時のタービンバイパス弁の最大開度
を制限し、復水器内圧力を許容値以内におさえることに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、負荷急減開始前のタービン負荷と復水器内
圧力、またはタービン負荷と復水器冷却水温度によりタ
ービンバイパス弁の最大開度を制限することにより達成
される。

負荷急減開始前のタービン負荷の急減時にタービンバイ
パス系統より復水器に流入する熱量を計算により求める
ことができ、またこの復水器流入熱量と復水器冷却水温
度で、復水器内圧力を計算により求めることができる。

すなわち、負荷急減開始前のタービン負荷と復水器冷却
水温度、または、タービン負荷と復水器圧力により負荷
急減時の復水器内圧力上昇値を計算により求めることが
できる。

従って、負荷急減時の復水器内圧力が許容値を超えると
予想されるタービン負荷と復水器冷却水温度、または、
タービン負荷と復水器内圧力から負荷が急減する時、タ
ービンバイパス弁の最大開度を制限し、復水器への流入
蒸気量を抑制して、復水器内圧力が許容値以上になるこ
とを防ぐ。

〔作用〕

第２図は、所内単独運転時の負荷急減開始前のタービン
負荷と負荷急減時、復水器に流入する熱量の関係線図の
一例を示す。タービン負荷と復水器流入熱量は比例関係
にあり、タービン負荷が高負荷程、復水器へ流入する熱
量も増加する。復水器流入熱量１００％は、通常タービ
ン負荷１００％で運転中のタービン排気より復水器に流
入する熱量を示し、所内単独運転移行時は、タービンバ
イパス系統より大量のエンタルピの高い蒸気が流入し約
２２０％の復水器流入熱量となる。

また、第３図は、復水器流入熱量と復水器冷却水温度に
よる復水器内圧力の関係線図の一例を示す。

ａ点は、復水器設計点を示し通常負荷運転時は復水器流
入熱量が１００％以下で運転されるため警報圧力（ｂ）
およびタービントリップ圧力（ｃ）より低い圧力で運転
されているが、何らかの原因により復水器内圧力が上昇
するとタービン排気室の温度が上昇し、タービン振動の
増加等の問題が発生するため、復水器内圧力を検出し、
警報、更に圧力上昇するとタービンをトリップするよう
にしている。

かりに負荷急減開始前のタービン負荷１００％（復水器
流入熱量１００％）、復水器冷却温度３３℃時に復水器
内圧力はｄ点となっているが、所内単独運転移行時の負
荷急減時は、復水器流入熱量が一時的に２２０％まで増
加し、復水器内圧力がｅ点まで上昇する。このため、タ
ービンがトリップし、所内負荷運転を継続できるなくな
る。

本発明は、上記問題点をなくすため、例えば負荷急減時
の復水器流入熱量が１９０％となるようタービンバイパ
ス弁の開度を制限し、復水器内圧力がｆ点になるよう抑
制するものである。すなわち、負荷急減開始前のタービ
ン負荷と復水器冷却水温度、または、タービン負荷と復
水器内圧力により負荷急減時のタービンバイパス弁の最
大開度を制限し復水器内圧力を許容値以下の圧力にする
。

第４図は、所内単独運転移行時の特性線図を示す。第２
図および第３図は静特性を示すが、第４図は横軸に時間
をとり、負荷急減開始前のタービン負荷１００％、復水
器冷却水温度３３℃、復水器内圧力０．１１５ｋｇ／ａ
Ｊ　ａｂｓ　（第３図のｄ点）より、所内単独運転移行
時の特性を動特性としてシミュレーションにより求めた
もので、曲線Ａはタービン負荷、ＢおよびＢ′は復水器
流入熱量、ＣおよびＣ′は復水器内圧力を示す。実線Ａ
、Ｂ。

Ｃは従来技術によるもので、所内単独運転移行時、ター
ビン負荷Ａは１秒以内で所内負荷まで急減し、これに伴
いタービンバイパス弁が急関し、復水器流入熱量Ｂが急
増して復水器内圧力Ｃが急上昇する。このため、復水器
内圧力Ｃがタービントリップ圧力０　、２．５５　ｋｇ
　／　ｃｉ　ａｂｓ以上に上昇し、タービントリップし
てしまう。破線Ｂ′およびＣ′はタービンバイパス弁の
開度を制限し復水器流入熱量を抑制して、復水器内圧力
をタービントリップ圧力以下にするものである。尚、所
内単独運転移行後、一時的に復水器流入熱量Ｂが急増す
るが、時間の経過と共に蒸気発生装置への燃料投入量が
絞られ、発生蒸気量も減少するため復水器流入熱量Ｂが
減少し、復水器内圧力Ｃも低下する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、タービンバイパス系統をもつ発電プラントの
主要配管系統図に本発明によるタービンバイパス装置を
記載したものである。第１図で、１は蒸気発生装置、２
は蒸気発生装置１からの蒸気を主蒸気止め弁３．蒸気加
減弁４を介して高圧タービン５に導く主蒸気配管、６は
高圧タービン５からの蒸気を加熱する再熱器、７は再熱
蒸気管で途中に中間阻止弁８．および、インターセプト
弁９をもつ、１０は中圧タービン、１１は低圧タービン
で、タービンは発電機１２に直結されて発電する。低圧
タービン１１の排気蒸気は、冷却水配管１４により復水
器１５に導かれた循環水ポンプ１３の吐出冷却水により
冷却され凝縮される。復水器１５にて凝縮された復水は
、復水ポンプ１６゜低圧給水加熱器１７．脱気器１８．
給水ポンプ１９、高圧給水加熱器２０を介して蒸気発生
装置１に送水される。

２１は、主蒸気配管２から再熱器６の入口に連絡されて
いる高圧タービンバイパス配管で、途中に高圧タービン
バイパス弁（蒸気変換弁）２２を有している。高圧ター
ビンバイパス弁２２には、給水ポンプ１９の吐出水量の
一部を注水する配管２３、および注水弁２４を設ける。

２５は再熱器６の出口蒸気を直接復水器１５に導く低圧
タービンバイパス配管で、途中に低圧タービンバイパス
弁２６、および、減温器２７を設ける。２８は、復水ポ
ンプ１６の吐出水の一部を減温器２７に注水する配管で
注水弁２９をもつ。

この系統において、高圧タービンバイパス弁２２は、主
蒸気配管２内の蒸気圧力を検出する圧力調整器３０によ
り開閉制御され、注水弁２４は高圧タービンバイパス弁
２２の出口蒸気温度を検出する温度調整器３１により開
閉制御される。低圧タービンバイパス弁２６は、再熱蒸
気配管７内の蒸気圧力を検出する圧力調整器３２により
開閉制御され、また、復水器１５内の圧力が上昇した場
合、その圧力上昇に応じた信号が圧力調整器３３から発
せられ、再熱蒸気配管７の圧力調整器３２より発せられ
る圧力信号により選択回路器で優先して制御される。こ
のため、復水器１５の圧力によって低圧タービンバイパ
ス弁２６が絞られる。また、注水弁２９は、減温器２７
の出口蒸気温度を検出する温度調整器３５により開閉制
御される。

通常運転時には、主蒸気止弁３．蒸気加減弁４゜中間阻
止弁８．インターセプト弁９は開いており、高圧タービ
ンバイパス弁２２．低圧タービンバイパス弁２６．注水
弁２４．２９は閉じているので、蒸気発生装置１からの
主蒸気は高圧タービン５に導入されて仕事をし、高圧タ
ービン５から出た蒸気は再熱器６で加熱された後、中圧
タービン１０゜低圧タービン１１に導入されて仕事をし
発電機１２で発電する。また、低圧タービン１１の排気
蒸気は復水器１５で復水にされる。

いま、送電線系統の事故等何らかの原因によりタービン
負荷を急速に所内負荷まで負荷降下すると、加減弁４お
よびインターセプト弁９が急速に絞られると共に、高圧
タービンバイパス弁２２゜低圧タービンバイパス弁２６
および注水弁２４゜２９が急開して、蒸気発生装置１の
余剰蒸気は高圧タービンバイパス配管２１．再熱器６お
よび低圧タービンバイパス配管２５を介して復水器１５
に直接排水される。なお、加減弁４およびインターセプ
ト弁９を通って高圧タービン５、および中圧タービン１
０．低圧タービン１１に流入する少量の蒸気は、所内負
荷に相応する仕事をする。このようにしてタービン負荷
を急速に所内負荷まで負荷降下し、所内単独運転を継続
するようにしている。

以上が従来のタービンバイパス装置を有する発電プラン
トである。

本発明は、上述のタービンバイパス装置において、ター
ビン負荷急減時に負荷急減開始前のタービン負荷と復水
器内圧力、またはタービン負荷と復水器冷却水温度によ
り低圧タービンバイパス弁の最大開度を制限するもので
、低圧タービンバイパス管２５にある低圧タービンバイ
パス弁２６は、本発明に基づいて前述の第２図および第
３図の関係を組み入れた弁開度設定器３６に、負荷急減
開始前の発電機１２の出力を検出する負荷検出器３７に
より検出されたタービン負荷の信号と復水器１５の圧力
を検出する圧力検出器３８の信号、または負荷検出器３
７により検出されたタービン負荷の信号と復水器１５の
冷却水温度を検出する温度検出器３９の信号により、再
熱蒸気配管７内の蒸気圧力を検出する圧力調整器３２お
よび復水器１５内の圧力を検出する圧力調整器３３の信
号より優先して、負荷急減時の低圧タービンバイパス弁
２６の最大開度を制限するものである。尚、４０は優先
信号を選択する選択回路器である。

このようにして、復水器１５の内圧が急激に許容圧力以
上に上昇することを防止できる。

一方低圧タービンバイパス弁２６の開度が制限されるこ
とによって、再熱蒸気配管７内の蒸気圧力が上昇するが
、この圧力上昇に応じて再熱蒸気配管７内の圧力を検出
する圧力調整器３２により大気放出弁４１が開閉制御さ
れ余剰蒸気は大気に放出される。所内単独運転移行後１
時間の経過と共に蒸気発生装置１の発生蒸気量が減少す
れば、大気放出弁４１は閉じる。

以上の説明は、低温再熱蒸気配管から蒸気を復水器に直
接バイパスする低圧タービンバイパス装置について述べ
たが、非再熱タービンのごとく主蒸気管から蒸気を復水
器に直接バイパスするタービンバイパス装置についても
適用できることは勿論である。また、タービン負荷は発
電機に設置された負荷検出器を例にとり説明したが、タ
ービン負荷と比例関係にある、例えばタービン初段後圧
力等にても代用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば所内単独運転移行を、タービンが高負荷
でかつ復水器冷却水温度が高い状態より行なっても、復
水器内圧力を許容値以下に押えることができ、タービン
をトリップすることなく所内単独運転を継続することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタービンバイパス系統を有
する発電プラントの系統図、第２図はタービン負荷と復
水器流入熱量の関係線図、第３図は復水器流入熱量と復
水器冷却水温度による復水器内圧力の関係線図、第４図
は所内単独運転移行時の特性線図である。 率２口 員Ｍ、ｕ、蕩濶妨前７−ピ゛〉負荷（”４）第３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気発生装置と、蒸気によって駆動されるタービン
   と、蒸気を凝縮する復水器と、前記タービンをバイパス
   とし前記復水器に接続する系統と、この系統に設けられ
   たタービンバイパス弁を設けた蒸気原動装置において、 タービン負荷急減時に負荷急減開始前のタービン負荷と
   前記復水器の内圧力、または前記タービン負荷と前記復
   水器の冷却水温度により、前記タービンバイパス弁の最
   大開度を制限することを特徴とするタービンバイパス装
   置。