JPS63302107A - Control device for steam turbine - Google Patents

Control device for steam turbine

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Publication number
JPS63302107A
JPS63302107A JP13913387A JP13913387A JPS63302107A JP S63302107 A JPS63302107 A JP S63302107A JP 13913387 A JP13913387 A JP 13913387A JP 13913387 A JP13913387 A JP 13913387A JP S63302107 A JPS63302107 A JP S63302107A
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JP
Japan
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steam
signal
valve
flow rate
turbine
Prior art date
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Application number
JP13913387A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Katayama
昭 片山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a turbine to be operated stably by providing a closing speed control means for a turbine bypass valve control system in order to accomplish the closing speed meeting with the opening speed of a steam governor controlled by a steam governor valve control system. CONSTITUTION:The subject device selects a low value signal, as a flow rate requiring signal 13 of a steam governor by means of a low value priority circuit 12, out of both the output signal 10h from a speed control circuit 10 and the output signal 11h from a pressure control circuit 11 so as to control each steam governor 4 (4a through 4d) depending on the aforesaid requiring signal 13. In this case, an adder 31 is provided wherein function generators 30a through 30d estimating the flow rate passing through a valve by inputting the output signal from position detectors 20a through 20d for each steam governor 4, is added to each estimated steam flow rate so as to find out a signal 32 for the total steam flow rate actually passing through the valve. And it is so constituted that the signal of a low value out of each signal 13 and 32 is selected by a low value priority circuit 33 so as to be added to the system of signals 13 required to be used for a turbine bypass valve 9.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、タービンバイパス系統を備えた蒸気タービン
を制御する蒸気タービン制御装置、特に原子力発電サイ
クルに適用して好適な蒸気タービン制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is a steam turbine control device for controlling a steam turbine equipped with a turbine bypass system, and particularly a steam turbine control device suitable for application to a nuclear power generation cycle. The present invention relates to a turbine control device.

(従来の技術) 原子力発電所における蒸気系統の代表的な構成例を第5
図に示す。第5図の系統構成においては、原子炉1で発
生された蒸気は主蒸気管2、主蒸気止め弁3、および蒸
気加減弁4を介して蒸気タービン5に流入して仕事をし
、その残余のエネルギーは復水器6によって回収される
。蒸気タービン5には発電機7が連結されている。発電
機7は図示していない電力系統に接続される。一方、以
上の主蒸気系統とは別に、原子炉1の起動時や蒸気ター
ビン5での急激な負荷変化時に余剰蒸気を吸収し原子炉
1が安定な運転を継続することができるようにタービン
バイパス弁9を有するタービンバイパス系統8が主蒸気
止め弁3、蒸気加減弁4および蒸気タービン5をバイパ
スするように配設されている。
(Prior art) A typical configuration example of a steam system in a nuclear power plant is shown in the fifth example.
As shown in the figure. In the system configuration shown in FIG. 5, steam generated in the reactor 1 flows into the steam turbine 5 via the main steam pipe 2, the main steam stop valve 3, and the steam control valve 4 to do work, and the remaining steam is The energy is recovered by the condenser 6. A generator 7 is connected to the steam turbine 5 . The generator 7 is connected to a power system (not shown). On the other hand, in addition to the main steam system described above, a turbine bypass system is installed to absorb excess steam during startup of the reactor 1 or sudden load changes in the steam turbine 5, so that the reactor 1 can continue stable operation. A turbine bypass system 8 having a valve 9 is arranged to bypass the main steam stop valve 3, the steam control valve 4 and the steam turbine 5.

このような構成を有する原子力発電所は基本的には主蒸
気圧力制御によって運転される。例えば原子炉1の出力
が増加した場合、発生蒸気の増加により主蒸気圧力は上
昇するが、この圧力上昇を捉えて蒸気加減弁4が開度を
増すため、蒸気タービン5への蒸気流量も増加し、結果
的にはタービン出力が増加する。タービンバイパス弁9
は蒸気加減弁4と協調し主蒸気圧力を制御することにな
るが、通常運転時は主蒸気圧力制御を蒸気加減弁4によ
り行うため全閉位置を維持しており、例えば蒸気タービ
ン5例の停止時あるいは蒸気加減弁4の急閉時のような
場合に開動作してタービンバイパス系統を構成し主蒸気
圧力制御を行う。
A nuclear power plant having such a configuration is basically operated by main steam pressure control. For example, when the output of the nuclear reactor 1 increases, the main steam pressure increases due to the increase in generated steam, but since the steam control valve 4 increases its opening degree to capture this pressure increase, the steam flow rate to the steam turbine 5 also increases. As a result, the turbine output increases. Turbine bypass valve 9
controls the main steam pressure in cooperation with the steam regulator valve 4. During normal operation, the main steam pressure is controlled by the steam regulator valve 4, so the fully closed position is maintained. When stopped or when the steam control valve 4 is suddenly closed, it is opened to form a turbine bypass system and control the main steam pressure.

蒸気加減弁4は、第6図に示すように、速度制御回路l
Oからの速度制御系出力信号10hおよび圧力制御回路
11からの圧力制御系出力信号11hの中から低値優先
回路(LVG)12によって得られた、より低値の信号
を蒸気加減弁流量要求信号13として制御される。ター
ビンバイパス弁9は圧力制御回路11からの圧力制御系
出力信号11hと速度制御回路10からの速度制御系出
力信号10hとの偏差の信号に基づいて制御される。速
度制御回路10は、速度設定器10aによって設定され
た速度基準と速度検出器10bによって検出された実速
度との偏差を加算器10cによって得てその偏差の信号
をPI演算器(KS)10dによりPI演算し、さらに
これと負荷設定信号10eとの和を加算器10fによっ
て得て速度制御系出力信号10hを形成する。これに対
して圧力制御回路11は、圧力設定器11aによって設
定された主蒸気圧力基準と蒸気圧力検出器11bによっ
て検出された主蒸気圧力との偏差を加算器11Cによっ
て得てその偏差の信号をPI演算器(KP)lldによ
りPI演算し圧力制御系出力信号11hを形成する。
The steam control valve 4 is connected to a speed control circuit l as shown in FIG.
The lower value signal obtained by the low value priority circuit (LVG) 12 from the speed control system output signal 10h from the pressure control circuit 11 and the pressure control system output signal 11h from the pressure control circuit 11 is used as the steam control valve flow rate request signal. 13. The turbine bypass valve 9 is controlled based on a signal of the deviation between the pressure control system output signal 11h from the pressure control circuit 11 and the speed control system output signal 10h from the speed control circuit 10. The speed control circuit 10 uses an adder 10c to obtain a deviation between the speed reference set by the speed setter 10a and the actual speed detected by the speed detector 10b, and sends a signal of the deviation to a PI calculator (KS) 10d. PI is calculated, and the sum of this and the load setting signal 10e is obtained by an adder 10f to form a speed control system output signal 10h. On the other hand, the pressure control circuit 11 uses an adder 11C to obtain a deviation between the main steam pressure reference set by the pressure setting device 11a and the main steam pressure detected by the steam pressure detector 11b, and generates a signal of the deviation. A PI calculator (KP) lld performs a PI calculation to form a pressure control system output signal 11h.

負荷設定信号10eは、蒸気加減弁流量要求信号13に
対して、バイアス設定器10gによって設定されたバイ
アス値aを加算したものであり、当然のことながら通常
運転時においては圧力制御回路11からの圧力制御系出
力信号11hよりも高値である。つまり速度制御回路1
0からの速度制御系出力信号10hと圧力制御回路11
からの圧力制御系出力信号11hとを通常運転時に比較
すると、後者の圧力制御系出力信号11hが低値であり
、この圧力制御系出力信号11hが低値優先回路12の
出力信号すなわち蒸気加減弁流量要求信号13となる。
The load setting signal 10e is the sum of the steam control valve flow rate request signal 13 and the bias value a set by the bias setting device 10g. This value is higher than the pressure control system output signal 11h. In other words, speed control circuit 1
Speed control system output signal 10h from 0 and pressure control circuit 11
When comparing the pressure control system output signal 11h during normal operation, the latter pressure control system output signal 11h is a low value, and this pressure control system output signal 11h is the output signal of the low value priority circuit 12, that is, the steam control valve. This becomes a flow rate request signal 13.

なお、バイアス値αを加算する目的は、通常運転時にお
いて系統周波数等の蛮動が原子炉1の外乱とならないよ
うにすること、およびこの値をもって負荷設定信号10
eを自動追従させることにある。
The purpose of adding the bias value α is to prevent fluctuations in the system frequency etc. from causing disturbance to the reactor 1 during normal operation, and to use this value to set the load setting signal 10.
The objective is to automatically follow e.

蒸気加減弁流量要求信号13は蒸気加減弁流量要求−弁
リフト補正回路14a〜14dを介して各蒸気加減弁4
a〜4dごとの弁開度要求信号15a〜15dに変換さ
れ、この弁開度要求信号により以下の構成の位置制御回
路40a〜40dによって蒸気加減弁4a〜4dの開度
制御が行われる。なお、第5図には代表的にただ1つの
蒸気加減弁4しか示されていないが、実際は蒸気タービ
ン5に対して周上数箇所から蒸気を供給するように、第
6図に示すように例えば4個の蒸気加減弁4a〜4dが
設けられている。これに対応して位置制御回路も4組設
けられている訳である。各位置制御回路40a〜40d
はそれぞれ同一構成を持っており、それぞれ増幅器16
、リミッタ17、サーボ弁18、サーボモータ19およ
び弁位置信号フィードバック用の位置検出器20からな
っている。
The steam regulator flow rate request signal 13 is sent to each steam regulator valve 4 via the steam regulator flow rate request-valve lift correction circuit 14a to 14d.
The valve opening request signals a to 4d are converted into valve opening request signals 15a to 15d, and based on these valve opening request signals, the openings of the steam control valves 4a to 4d are controlled by position control circuits 40a to 40d having the following configuration. Although FIG. 5 typically shows only one steam control valve 4, in reality, steam is supplied to the steam turbine 5 from several locations on its circumference, as shown in FIG. For example, four steam control valves 4a to 4d are provided. Correspondingly, four sets of position control circuits are also provided. Each position control circuit 40a to 40d
have the same configuration, and each has an amplifier 16.
, a limiter 17, a servo valve 18, a servo motor 19, and a position detector 20 for feedback of valve position signals.

リミッタ17は蒸気加減回持をの特性に従って設けられ
ているものである。すなわち蒸気加減弁の場合、閉方向
動作は油圧を解除することにより油筒に設けられたばね
の作用によって行われるので、この閉方向に対する制限
は無いが、開方向においては、その動作に多量の操作油
を必要とするため油供給システムの容量を超えないよう
に速度制限をするのが一般的であり、リミッタ17はこ
の速度制限のために設けられている訳である。
The limiter 17 is provided according to the characteristics of steam control and recovery. In other words, in the case of a steam control valve, the operation in the closing direction is performed by the action of a spring installed in the oil cylinder by releasing the hydraulic pressure, so there is no restriction on the closing direction, but in the opening direction, the operation requires a large amount of manipulation. Since oil is required, the speed is generally limited so as not to exceed the capacity of the oil supply system, and the limiter 17 is provided for this speed limit.

一方、タービンバイパス弁9への開度要求信号21は、
圧力制御系出力信号11hと蒸気加減弁流量要求信号1
3との差として形成されるが、通常運転中はこれらの信
号レベルは等しいため“0″となり、タービンバイパス
弁9は全開のままである。何らかの理由により両者の信
号レベルに差が生じ、信号11h〉信号13 となった
とき初めて開度要求信号21〉0となり、タービンバイ
パス弁9は開方向に駆動されることになる。
On the other hand, the opening request signal 21 to the turbine bypass valve 9 is
Pressure control system output signal 11h and steam control valve flow rate request signal 1
However, during normal operation, these signal levels are equal and are therefore "0", and the turbine bypass valve 9 remains fully open. For some reason, a difference occurs between the two signal levels, and when the signal 11h>signal 13, the opening request signal 21>0 becomes 0, and the turbine bypass valve 9 is driven in the opening direction.

なおタービンバイパス弁9を開閉制御するための位置制
御回路41も蒸気加減弁を制御するための位置制御回路
とほぼ同様に構成され、増幅器22、サーボ弁23、サ
ーボモータ24および位置検出器25からなっている。
Note that the position control circuit 41 for controlling the opening and closing of the turbine bypass valve 9 is also configured in substantially the same manner as the position control circuit for controlling the steam control valve. It has become.

ただし、蒸気加減弁の場合に設けられていたリミッタ1
7に相当するリミッタは設けられていない。すなわち、
タービンバイパス弁9の場合、その駆動システムが多量
の操作油を供給できる給油手段、例えばアキュムレータ
を一般に備えているため、リミッタを設ける必要性がな
いからである。
However, the limiter 1 installed in the case of a steam control valve
A limiter corresponding to 7 is not provided. That is,
In the case of the turbine bypass valve 9, there is no need to provide a limiter because its drive system is generally equipped with an oil supply means, such as an accumulator, capable of supplying a large amount of operating oil.

以上の構成を有する第6図の蒸気タービン制御装置の作
用について第7図を参照して説明する。
The operation of the steam turbine control device shown in FIG. 6 having the above configuration will be explained with reference to FIG. 7.

いま蒸気タービン5に連結されている発電機7が電力系
統網に接続され、定格出力状態で運転されている状態に
おいて、何らかの原因により発電機周波数すなわちター
ビン実速度が上昇したときの装置各部の挙動を考えてみ
る。第7図に示すように、時刻TOにおいて蒸気タービ
ン5は定格出力運転状態にあり、速度検出器10bによ
って検出されるタービン実速度は速度設定器10aによ
って設定された定格速度基準に等しくなっているものと
する。このとき、速度制御系出力信号10hと圧力制御
系出力信号11hとをレベル比較すると、バイアス値α
の作用により後者の出力信号11hが低値となるため、
この出力信号11hが低値優先回路12を通過し、蒸気
加減弁流量要求信号13になるとともに、この値にバイ
アス値αを加算したものが負荷設定信号10eとなり、
速度制御系出力信号10hを形成している。
The behavior of each part of the device when the generator frequency, that is, the actual turbine speed increases for some reason while the generator 7 currently connected to the steam turbine 5 is connected to the power grid and is operating at the rated output state. Let's think about it. As shown in FIG. 7, the steam turbine 5 is in the rated output operating state at time TO, and the actual turbine speed detected by the speed detector 10b is equal to the rated speed reference set by the speed setter 10a. shall be taken as a thing. At this time, when comparing the levels of the speed control system output signal 10h and the pressure control system output signal 11h, the bias value α
Because the latter output signal 11h becomes a low value due to the action of
This output signal 11h passes through the low value priority circuit 12 and becomes the steam control valve flow rate request signal 13, and the addition of the bias value α to this value becomes the load setting signal 10e.
A speed control system output signal 10h is formed.

蒸気加減弁流量要求信号13は蒸気加減弁流量要求−弁
リフト補正回路14a〜14dを介して弁開度要求信号
15a〜15dとなり、さらに位置制御回路40a〜4
0dを介して蒸気加減弁4a〜4dの開度を決定してい
る。
The steam control valve flow rate request signal 13 becomes valve opening request signals 15a to 15d via the steam control valve flow rate request-valve lift correction circuits 14a to 14d, and further outputs to the position control circuits 40a to 4.
The opening degrees of the steam control valves 4a to 4d are determined via 0d.

タービンバイパス弁9への開度要求信号21は、この時
点では圧力制御回路11の出力信号11hと蒸気加減弁
流量要求信号13とが等しいためゼロであり、タービン
バイパス弁9も全開位置を保持している。
At this point, the opening request signal 21 to the turbine bypass valve 9 is zero because the output signal 11h of the pressure control circuit 11 and the steam control valve flow rate request signal 13 are equal, and the turbine bypass valve 9 also maintains the fully open position. ing.

このような状態から時刻T1に系統周波数すなわちター
ビン実速度10bが一定の割合で上昇し始めたものとす
ると、速度制御系出力信号10hは徐々に低下し、時刻
T2には圧力制御系出力信号11hと等しくなる。時間
T1〜T2の間に変化する要素は、圧力制御系出力信号
11hが低値であるため速度制御系出力信号10hのみ
であるが、時刻T2以後は圧力制御系出力信号11hよ
りも低値となり、この速度制御系出力信号10hが蒸気
加減弁流ffi要求信号13となる。このため時刻T2
以後、さらに速度が上昇すると蒸気加減弁4は図示のよ
うに閉動作を開始する一方、圧力制御系出力信号11h
がほぼ一定値であるのに対して蒸気加減弁流量要求信号
13が減少するため、タービンバイパス弁開度要求信号
21は両者の差分だけの出力信号をもってタービンバイ
パス弁9を開方向に制御することになる。この間の蒸気
加減弁4およびタービンバイパス弁9は、制御回路中に
制限要素が無いので、ともに速度制御回路10からの出
力信号レベルの変化に対する追従性が良好であり、その
ため主蒸気圧力変動も少ない。
Assuming that the system frequency, that is, the actual turbine speed 10b, starts to increase at a constant rate at time T1 from this state, the speed control system output signal 10h gradually decreases, and at time T2, the pressure control system output signal 11h increases. is equal to The only element that changes between time T1 and T2 is the speed control system output signal 10h because the pressure control system output signal 11h has a low value, but after time T2, the value becomes lower than the pressure control system output signal 11h. , this speed control system output signal 10h becomes the steam control valve flow ffi request signal 13. Therefore, time T2
Thereafter, when the speed further increases, the steam control valve 4 starts to close as shown in the figure, while the pressure control system output signal 11h
is almost a constant value, while the steam control valve flow rate request signal 13 decreases, so the turbine bypass valve opening request signal 21 controls the turbine bypass valve 9 in the opening direction with an output signal equal to the difference between the two. become. During this period, the steam control valve 4 and the turbine bypass valve 9 have no limiting elements in the control circuit, so they both have good followability to changes in the output signal level from the speed control circuit 10, and therefore there is little variation in main steam pressure. .

このような系統周波数の上昇は各発電所の負荷調整によ
り時刻T3に停止し、時刻T4には再び定格周波数に復
帰しようとしてタービン速度を下げ始める。このときの
速度制御系出力信号10hおよび蒸気加減弁流量要求信
号13の変化は速度上昇時とは逆の動きとなり実速度の
変化に追従するが、蒸気加減弁4は蒸気加減弁流量要求
信号13の変化(弁開方向変化)に追従することができ
ず、第7図に示すように比較的緩慢な開方向の動きを呈
することになる。この開方向の緩慢な動きは蒸気加減弁
4の位置制御系に設けられているリミッタ17a〜17
dの作用によるものであり、一般的な動作として蒸気加
減弁4が開方向の動きを呈するときには駆動源として多
量の油を必要とするためこれを制限し、蒸気タービン制
御用油供給システムの健全性を確保する。
This increase in system frequency stops at time T3 due to load adjustment at each power plant, and at time T4, the turbine speed begins to decrease in an attempt to return to the rated frequency. At this time, changes in the speed control system output signal 10h and the steam regulator flow rate request signal 13 move in the opposite direction to those when the speed increases and follow the changes in the actual speed, but the steam regulator valve 4 changes in the steam regulator flow rate request signal 13. It is not possible to follow the change in the valve opening direction (change in the valve opening direction), and as shown in FIG. 7, the valve opens relatively slowly. This slow movement in the opening direction is controlled by limiters 17a to 17 provided in the position control system of the steam control valve 4.
This is due to the action of d. As a general operation, when the steam control valve 4 moves in the opening direction, a large amount of oil is required as a driving source, so this is restricted and the health of the oil supply system for controlling the steam turbine is maintained. ensure sex.

これに対してタービンバイパス弁開度要求信号21は、
蒸気加減弁流量要求信号13と速度制御回路10の出力
信号11hとの差のみによって定まるものであり、ター
ビンバイパス系統8には上記の蒸気加減弁4の場合に説
明したような閉方向速度リミッタが設けられていないた
め、追従性の良い動きとなっており、時刻T4の速度下
降と同時にタービンバイパス弁9を閉め始め、実速度が
定格速度に復帰する時刻T5には全開となる。
On the other hand, the turbine bypass valve opening request signal 21 is
It is determined only by the difference between the steam control valve flow rate request signal 13 and the output signal 11h of the speed control circuit 10, and the turbine bypass system 8 is equipped with a closing direction speed limiter as explained in the case of the steam control valve 4 above. Since it is not provided, the movement has good followability, and the turbine bypass valve 9 begins to close at the same time as the speed decreases at time T4, and becomes fully open at time T5 when the actual speed returns to the rated speed.

(発明が解決しようとする問題点) 時刻14〜15間では、このように蒸気加減弁4への蒸
気加減弁流量要求信号13と実開度との時間的な差が発
生し、蒸気タービン5側への蒸気流入量が制限されるの
に対して、タービンバイパス弁9側は、あたかも蒸気タ
ービン5側へ発生蒸気が流入されているかのように作動
するため、両者間に蒸気量のアンバランスが発生してし
まう。
(Problem to be Solved by the Invention) Between times 14 and 15, a time difference occurs between the steam regulator flow rate request signal 13 to the steam regulator valve 4 and the actual opening degree, and the steam turbine 5 While the amount of steam flowing into the side is restricted, the turbine bypass valve 9 side operates as if generated steam is flowing into the steam turbine 5 side, resulting in an imbalance in the amount of steam between the two sides. will occur.

このため時刻T5付近では余剰蒸気により主蒸気圧力が
急先に上昇し始め、原子炉1側にとっては核反応が促進
される方向となるため非常に危険な状態となり、場合に
よっては原子炉1を余儀なくスクラムさせる必要が生ず
ることさえ生ずる。仮にその必要性が無い場合でも主蒸
気圧力の変動およびタービンバイパス弁9の無用な開閉
動作を生じ、プラント運用上の大きな外乱となってしま
う。
For this reason, around time T5, the main steam pressure begins to rise rapidly due to surplus steam, which is a very dangerous situation for the reactor 1 side as the nuclear reaction is accelerated, and in some cases, the reactor 1 may be damaged. It may even be necessary to force a scrum. Even if this is not necessary, fluctuations in main steam pressure and unnecessary opening/closing operations of the turbine bypass valve 9 will occur, resulting in a large disturbance in plant operation.

以上の問題を生ずるような周波数変動はそんなに頻繁に
発生するものではないが、系統事故などにより発生した
場合、本来、変動を抑制すべき方向に作用しなければな
らないはずの制御装置が原子炉をスクラムさせるに至る
など、逆に変動を促進させるような動きを呈したのでは
系統運用上好ましくない。
Frequency fluctuations that cause the above problems do not occur very often, but when they occur due to system accidents, the control equipment that should normally act in the direction that suppresses the fluctuations may be forced to operate the reactor. On the contrary, it would be unfavorable for system operation if it caused a scram or otherwise promoted fluctuations.

このような問題を解決するために蒸気加減弁4の位置制
御系に設けられているリミッタ17a〜17dを除去す
ることも考えられるが、リミッタ17a〜17dを除去
したのでは油供給システムの容量を大幅に増加させなけ
ればならなくなり、また、問題となるような系統事故の
発生頻度が非常に少ないことを考慮すれば、経済的にも
得策とは言えない。
In order to solve this problem, it is possible to remove the limiters 17a to 17d provided in the position control system of the steam control valve 4, but removing the limiters 17a to 17d would reduce the capacity of the oil supply system. This would require a significant increase, and considering that the frequency of system accidents that cause problems is extremely low, it is not economically advisable.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、急激な系
統周波数変動時において蒸気加減弁を開方向に制御する
場合においても主蒸気圧力を安定化させ、それにより運
転特性の優れたタービン運転を実現し得る蒸気タービン
制御装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to stabilize the main steam pressure even when the steam control valve is controlled in the open direction during sudden system frequency fluctuations, thereby improving the turbine performance of the turbine with excellent operating characteristics. It is an object of the present invention to provide a steam turbine control device that can realize operation.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、タービンバイパス
弁制御系に、蒸気加減弁制御系によって制御される蒸気
加減弁の開速度に合せた閉速度を達成するための回路手
段を設けたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention achieves, in a turbine bypass valve control system, a closing speed that matches the opening speed of the steam regulating valve controlled by the steam regulating valve control system. The invention is characterized in that it is provided with circuit means for doing so.

(作 用) 上記構成によればタービン実速度に変動があった場合で
も、蒸気タービンへの供給蒸気量を制御する蒸気加減弁
の開速度に合せた閉速度でのタービンバイパス弁の開閉
作用により、蒸気発生源側から見た負荷の変動を無くし
、主蒸気圧力を安定化することができ、タービン速度の
変動を促進するような弊害を除去し、安定したタービン
運転を実現することができる。
(Function) According to the above configuration, even if there is a fluctuation in the actual turbine speed, the turbine bypass valve opens and closes at a closing speed that matches the opening speed of the steam control valve that controls the amount of steam supplied to the steam turbine. , it is possible to eliminate load fluctuations seen from the steam generation source side, stabilize the main steam pressure, eliminate harmful effects that promote fluctuations in turbine speed, and realize stable turbine operation.

(実施例) 本発明の第1の実施例を第1図に示す。この実施例は第
6図の装置を基本とし、それに若干の構成要素を付加し
たものに相当するものであり、第6図と同一の機能を有
する構成要素には同一符号を付し、それら個々の構成要
素の説明の繰返しは省略する。すなわち、第1図の装置
は、第6図の装置を基本とし、これに、蒸気加減弁4a
〜4d用の位置検出器20a〜20dの出力信号を入力
とし、相応する弁通過蒸気流量を予測する弁リフト−・
蒸気流量補正回路30a〜30dと、これらの弁リフト
−蒸気流量補正回路30a〜30dによって予測された
各蒸気流量を加算して合計実弁通過蒸気流量32を求め
る加算器31と、蒸気加減弁流量要求信号13および合
計実弁通過蒸気流量32を入力し、両者のうちの低値の
信号を出力する低値優先回路33とを、タービンバイパ
ス弁9のために用いる蒸気加減弁流量要求信号13の系
統に追加することによって構成されている。
(Example) A first example of the present invention is shown in FIG. This embodiment is based on the device shown in FIG. 6 and has some additional components added thereto. Components having the same functions as those in FIG. 6 are given the same reference numerals, and their individual Repeated explanation of the constituent elements will be omitted. That is, the device shown in FIG. 1 is based on the device shown in FIG.
A valve lift that uses the output signals of the position detectors 20a to 20d for ~4d as input and predicts the corresponding valve-passing steam flow rate.
Steam flow rate correction circuits 30a to 30d, an adder 31 that adds each steam flow rate predicted by these valve lift-steam flow rate correction circuits 30a to 30d to obtain a total actual valve passing steam flow rate 32, and a steam control valve flow rate. A low value priority circuit 33 which inputs the request signal 13 and the total actual valve passing steam flow rate 32 and outputs the lower value signal of both is connected to the steam control valve flow rate request signal 13 used for the turbine bypass valve 9. It is configured by adding to the lineage.

このように構成された第1図の装置の作用を、第6図の
場合と同様の周波数変動が発生したものとして、第2図
を参照して説明する。
The operation of the apparatus shown in FIG. 1 constructed in this manner will be explained with reference to FIG. 2, assuming that frequency fluctuations similar to those shown in FIG. 6 have occurred.

蒸気加減弁4a〜4dの開方向の動作を伴わない時刻1
0〜14間の動きについては蒸気加減弁流量要求信号1
3と実弁通過蒸気流量32との信号レベルが合弁の位置
制御回路40a〜40dに設けられたリミッタ17a〜
17dが弁閉方向には作用しないためほぼ同じ値となり
(実際には位置制御回路40a〜40dに制御動作遅れ
があるため蒸気゛加減弁流量要求信号13がやや低値と
なり、この信号が低値優先信号となる)、その条件のも
とでタービンバイパス弁開度要求信号21を演算するた
め、タービンバイパス弁開度要求信号21、タービンバ
イパス弁9の主蒸気圧力11bには第7図の場合と同様
に変動は無い。
Time 1 when the steam control valves 4a to 4d are not operated in the opening direction
For movement between 0 and 14, steam control valve flow rate request signal 1
3 and the actual valve passing steam flow rate 32 are controlled by limiters 17a to 17a provided in joint position control circuits 40a to 40d.
17d does not act in the valve closing direction, so the values are almost the same (actually, since there is a delay in the control operation in the position control circuits 40a to 40d, the steam control valve flow rate request signal 13 has a slightly low value, and this signal has a low value. In order to calculate the turbine bypass valve opening request signal 21 under these conditions, the turbine bypass valve opening request signal 21 and the main steam pressure 11b of the turbine bypass valve 9 are set as shown in FIG. Similarly, there is no change.

時刻T4に、一旦上昇した周波数の下降が開始されたと
する。このときは蒸気加減弁流量要求信号13が周波数
の下降割合に比例して変化するのに対して、実弁通過蒸
気流量32は実蒸気加減弁開度から求めた流量であるた
め、実蒸気加減弁開度に合せて変化する。このため、両
者の低値は明らかに実弁通過蒸気流量32であり、この
信号が低値優先回路33を介してタービンバイパス弁開
度要求信号21を求めるための演算回路に入力される。
Assume that at time T4, the frequency that has once increased starts to decrease. At this time, the steam control valve flow rate request signal 13 changes in proportion to the rate of decrease in frequency, whereas the actual valve passing steam flow rate 32 is the flow rate determined from the actual steam control valve opening degree, so the actual steam control Changes according to the valve opening degree. Therefore, the low value of both is clearly the actual valve passing steam flow rate 32, and this signal is inputted via the low value priority circuit 33 to an arithmetic circuit for determining the turbine bypass valve opening request signal 21.

タービンバイパス弁開度要求信号21およびタービンバ
イパス弁9は、このため蒸気加減弁流量要求信号13に
は影響されずに蒸気タービン5への蒸気流入量に合せた
弁絞り込み動作を行い、主蒸気圧力11bの変動防止を
計る。
Therefore, the turbine bypass valve opening request signal 21 and the turbine bypass valve 9 are not affected by the steam control valve flow rate request signal 13, and perform a valve throttling operation in accordance with the amount of steam flowing into the steam turbine 5, thereby reducing the main steam pressure. Measures to prevent fluctuations in 11b.

なお、蒸気加減弁流m要求−弁リフト補正回路14a〜
14dと弁リフト−蒸気流量補正回路30とは同一構成
のものでよく、ただ人力信号と出力信号とを置換えたも
のにすればよい。
Note that the steam control valve flow m request-valve lift correction circuit 14a~
14d and the valve lift/steam flow rate correction circuit 30 may have the same configuration, and only the human input signal and the output signal may be replaced.

第3図に本発明の第2の実施例を示す。この実施例にお
いては、蒸気加減弁流量要求信号13と実弁通過蒸気流
量32との間の差の信号を出力する加算器34と、この
加算器34の出力信号が所定値以上にな・ったとき動作
信号を出力するオン/オフ信号発生器35と、このオン
/オフ信号発生器35の動作信号により作動される切換
接点36と、この切換接点36が作動したときタービン
バイパス弁9用の位置制御回路41に挿入される閉速度
リミッタ37とが設けられている。閉速度リミッタ37
は、蒸気加減弁位置制御回路40a〜40dに設けられ
ているリミッタ17a〜17dとの間に同一応答速度特
性を保つように設計されており、作動時における蒸気タ
ービン5側への蒸気流人割合とタービンバイパス弁9側
のタービンバイパス弁9による絞込み割合とは互いに等
しくなる。
FIG. 3 shows a second embodiment of the invention. In this embodiment, an adder 34 outputs a signal representing the difference between the steam control valve flow rate request signal 13 and the actual valve passing steam flow rate 32, and an adder 34 is provided which outputs a signal indicating the difference between the steam control valve flow rate request signal 13 and the actual valve passing steam flow rate 32, and when the output signal of this adder 34 exceeds a predetermined value. an on/off signal generator 35 that outputs an operating signal when A closing speed limiter 37 inserted into the position control circuit 41 is provided. Closing speed limiter 37
are designed to maintain the same response speed characteristics with the limiters 17a to 17d provided in the steam control valve position control circuits 40a to 40d, and are designed to maintain the same response speed characteristics between them and the steam flow rate to the steam turbine 5 side during operation. and the throttling ratio by the turbine bypass valve 9 on the turbine bypass valve 9 side are equal to each other.

第4図に第3図の装置における周波数変動時の各部の挙
動を示す。
FIG. 4 shows the behavior of each part of the device shown in FIG. 3 when the frequency fluctuates.

時刻10〜14間については、すでに述べたように蒸気
加減弁4の通過蒸気量絞込み量とタービンバイパス弁9
によるバイパス量とが等しいため、主蒸気圧力変動は無
い。時刻T4以・後、周波数変動が回復し始めると、第
3図に示す蒸気加減弁流量要求信号13と実弁通過蒸気
流量信号32のレベルが、信号13〉信号32という関
係になるので、オン/オフ信号発生器35がオン状態と
なり、切換接点36を作動させる。このため、タービン
バイパス弁位置制御回路には閉速度リミッタ37が介在
することになり、タービンバイパス弁開度要求信号21
が蒸気加減弁流量要求信号13とともに変化するのに対
し、タービンバイパス弁9そのものは一定の割合で閉じ
られることになる。このため主蒸気圧力11bの変動は
第3図の場合と同様に抑えられ、安定したタービン運転
を継続することが可能になる。
Between times 10 and 14, as already mentioned, the amount of steam passing through the steam control valve 4 is reduced and the turbine bypass valve 9
There is no main steam pressure fluctuation because the amount of bypass caused by After time T4, when the frequency fluctuation starts to recover, the levels of the steam control valve flow rate request signal 13 and the actual valve passing steam flow rate signal 32 shown in FIG. /Off signal generator 35 is turned on and actuates switching contact 36. Therefore, the closing speed limiter 37 is interposed in the turbine bypass valve position control circuit, and the turbine bypass valve opening request signal 21
varies with the steam control valve flow rate request signal 13, whereas the turbine bypass valve 9 itself is closed at a constant rate. Therefore, fluctuations in the main steam pressure 11b are suppressed as in the case of FIG. 3, making it possible to continue stable turbine operation.

以上の実施例によれば、系統周波数の急激な変動時にお
いても、蒸気加減弁4およびタービンバイパス弁9の協
調制御が達成され、蒸気タービン5への流入蒸気量の変
動とタービンバイパス弁9によるバイパス蒸気量との協
調が保たれ、主蒸気圧力の変動を防止することができる
According to the embodiments described above, even when the system frequency suddenly fluctuates, cooperative control of the steam control valve 4 and the turbine bypass valve 9 is achieved. Coordination with the amount of bypass steam is maintained, and fluctuations in main steam pressure can be prevented.

以上の説明は原子力発電システムを対象として行ってき
たが、本発明はタービンバイパスシステムを有するもの
であれば火力発電システムに対しても同様に適用するこ
とが可能であり、それによリボイラ側の運転操作性を向
上させることができる。
Although the above explanation has been made with reference to a nuclear power generation system, the present invention can be similarly applied to a thermal power generation system as long as it has a turbine bypass system, thereby improving the operation of the reboiler side. Operability can be improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、蒸気加減弁およびタービンバイパス弁
のより完全な協調制御を実施することにより、系統周波
数の急激な変動時においても蒸気タービンへの流入蒸気
量を適正に制御し、主蒸気圧力を安定化させ、それによ
りプラントの運転特性をより安定化させることができる
According to the present invention, by implementing more complete cooperative control of the steam control valve and the turbine bypass valve, the amount of steam flowing into the steam turbine can be appropriately controlled even during sudden fluctuations in system frequency, and the main steam pressure can be increased. , thereby making it possible to further stabilize the operating characteristics of the plant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図の装置の周波数変動時における各制御要素の挙動
を示すタイムチャート、第3図は本発明の他の実施例を
示すブロック図、第4図は第3図の装置の周波数変動時
における各制御要素の挙動を示すタイムチャート、第5
図は公知の原子力発電所の典型的な構成例を示す系統図
、第6図は従来の蒸気タービン制御装置のブロック図、
第7図は第6図の装置の周波数変動時における各制御要
素の挙動を示すタイムチャートである。 1・・・原子炉、2・・・主蒸気管、3・・・主蒸気止
め弁、4.4a〜4d・・・蒸気加減弁、5・・・蒸気
タービン、6・・・復水器、7・・・発電機、8・・・
タービンバイパス系統、9・・・タービンバイパス弁、
10・・・速度制御回路、10h・・・速度制御系出力
信号、11・・・圧力制御回路、11h・・・圧力制御
系出力信号、12・・・低値優先回路、13・・・蒸気
加減弁流量要求信号、14a〜14d・・・蒸気加減弁
流量要求−弁リフト補正回路、15a〜15d・・・弁
開度要求信号、21・・・タービンバイパス弁開度要求
信号、30a〜30d・・・弁リフト−蒸気流量補正回
路、32・・・実弁通過蒸気流量、33・・・低値優先
回路、35・・・オン/オフ信号発生器、36・・・切
換接点、37・・・閉速度リミッタ、40a〜40d、
41・・・部位tif制御回路。 出願人代理人  佐  藤  −雄 第2図 第4図 第7図
Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart showing the behavior of each control element during frequency fluctuation of the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a time chart showing the behavior of each control element during frequency fluctuations of the device in FIG. 3, and FIG.
The figure is a system diagram showing a typical configuration example of a known nuclear power plant, and FIG. 6 is a block diagram of a conventional steam turbine control device.
FIG. 7 is a time chart showing the behavior of each control element when the frequency of the device shown in FIG. 6 changes. 1... Nuclear reactor, 2... Main steam pipe, 3... Main steam stop valve, 4.4a to 4d... Steam control valve, 5... Steam turbine, 6... Condenser , 7... Generator, 8...
Turbine bypass system, 9...turbine bypass valve,
10... Speed control circuit, 10h... Speed control system output signal, 11... Pressure control circuit, 11h... Pressure control system output signal, 12... Low value priority circuit, 13... Steam Control valve flow rate request signal, 14a-14d...Steam control valve flow rate request-valve lift correction circuit, 15a-15d...Valve opening request signal, 21...Turbine bypass valve opening request signal, 30a-30d ... Valve lift - steam flow rate correction circuit, 32 ... Actual valve passing steam flow rate, 33 ... Low value priority circuit, 35 ... On/off signal generator, 36 ... Switching contact, 37.・・Closing speed limiter, 40a to 40d,
41... Part tif control circuit. Applicant's agent Mr. Sato Figure 2 Figure 4 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、速度制御回路の出力信号と圧力制御回路の出力信号
のうちの低値の信号を蒸気加減弁流量要求信号として出
力する第1の流量要求信号発生手段と、前記蒸気加減弁
流量要求信号を受けて蒸気加減弁の弁リフトを決定する
関数発生器と、この関数発生器の出力信号に基づいて蒸
気加減弁の開度を制御する蒸気加減弁位置制御回路とを
有する蒸気加減弁制御系と、 前記圧力制御回路の出力信号に基づいて形成される第1
の入力信号と前記蒸気加減弁流量要求信号に基づいて形
成される第2の信号との差をタービンバイパス弁開度要
求信号として出力する第2の流量要求信号発生手段と、
前記タービンバイパス弁開度要求信号に基づいてタービ
ンバイパス弁の開度を制御するタービンバイパス弁位置
制御回路とを有するタービンバイパス弁制御系と、を備
えた蒸気タービン制御装置において、 前記タービンバイパス弁制御系に、前記蒸気加減弁制御
系によって制御される蒸気加減弁の開速度に合せた閉速
度を達成するための閉速度制限手段を設けたことを特徴
とする蒸気タービン制御装置。 2、前記閉速度制限手段として、前記蒸気加減弁位置制
御回路の実弁リフト信号から実弁通過蒸気流量を求める
第2の関数発生器と、前記蒸気加減弁流量要求信号およ
び前記第2の関数発生器の出力信号のうち低値の信号を
通過させて前記第2の信号とする低値優先回路とを具備
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蒸気
タービン制御装置。 3、前記閉速度制限手段として、前記蒸気加減弁流量要
求信号と前記第2の関数発生器の出力信号との偏差が所
定値以上に大きくなったとき作動するオン/オフ信号発
生器と、このオン/オフ信号発生器が作動したとき前記
タービンバイパス弁の閉速度を制限するための閉速度リ
ミッタ回路とを具備したことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の蒸気タービン制御装置。
[Scope of Claims] 1. A first flow rate request signal generating means for outputting the lower value of the output signal of the speed control circuit and the output signal of the pressure control circuit as a steam control valve flow rate request signal; It has a function generator that determines the valve lift of the steam regulating valve in response to a regulating valve flow rate request signal, and a steam regulating valve position control circuit that controls the opening degree of the steam regulating valve based on the output signal of the function generator. a steam control valve control system; and a first control system formed based on the output signal of the pressure control circuit.
a second flow rate request signal generation means for outputting a difference between the input signal of the input signal and a second signal formed based on the steam control valve flow rate request signal as a turbine bypass valve opening degree request signal;
a turbine bypass valve control system having a turbine bypass valve position control circuit that controls the opening degree of the turbine bypass valve based on the turbine bypass valve opening degree request signal; A steam turbine control device, characterized in that the system is provided with a closing speed limiting means for achieving a closing speed matching the opening speed of the steam regulating valve controlled by the steam regulating valve control system. 2. As the closing speed limiting means, a second function generator that calculates the actual valve passing steam flow rate from the actual valve lift signal of the steam adjustment valve position control circuit; and the steam adjustment valve flow rate request signal and the second function. 2. The steam turbine control device according to claim 1, further comprising a low-value priority circuit that passes a low-value signal among the output signals of the generator and uses it as the second signal. 3. As the closing speed limiting means, an on/off signal generator that operates when the deviation between the steam regulating valve flow rate request signal and the output signal of the second function generator becomes larger than a predetermined value; The steam turbine control device according to claim 1, further comprising a closing speed limiter circuit for limiting the closing speed of the turbine bypass valve when the on/off signal generator is activated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH039004A (en) * 1989-06-02 1991-01-16 Chugoku Electric Power Co Inc:The Control method and device for power generating plant
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