JPS639082B2 - - Google Patents

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JPS639082B2
JPS639082B2 JP17295980A JP17295980A JPS639082B2 JP S639082 B2 JPS639082 B2 JP S639082B2 JP 17295980 A JP17295980 A JP 17295980A JP 17295980 A JP17295980 A JP 17295980A JP S639082 B2 JPS639082 B2 JP S639082B2
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JP
Japan
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steam
bypass
turbine
bypass valve
valve
Prior art date
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Expired
Application number
JP17295980A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5797003A (en
Inventor
Toshiomi Otome
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5797003A publication Critical patent/JPS5797003A/ja
Publication of JPS639082B2 publication Critical patent/JPS639082B2/ja
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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、火力または原子力発電プラントにお
いて、起動時もしくは緊急停止時に蒸気発生器の
安全確保のために、タービンをバイパスして復水
器へ蒸気を回収できるようにした蒸気タービンの
バイパス弁制御方法に関する。
(従来の技術) 一般に用いられているタービンバイパスシステ
ムは、火力発電、特に石炭燃焼の発電プラント
や、原子力発電プラントに採用されているシステ
ムであり、ボイラや原子炉から蒸気タービンへ送
られる蒸気をタービン起動時に制御するようにし
ており、蒸気発生器の安全性と加熱防止を確保す
る最小蒸気を常に発生させておいて、タービン起
動の必要量以外の蒸気はタービンをバイパスさせ
て復水器へ回収するようにしていた。
一方、電力系統の事故など外的な原因で緊急に
タービンを停止する必要がある場合、ボイラや原
子炉の緊急停止をすることは極めてむずかしく、
原子力プラントでは原子炉スクラムという非常停
止にまで発展する可能性があり、一旦停止すれ
ば、プラント再起動に時間を要し、短時間のうち
の外部系統への復帰は容易でないところから、外
的要因によつて緊急にタービンを停止する場合に
も、蒸気の全容量をバイパスして復水器へ回収す
る方法が採用されつつあり、タービンバイパスシ
ステムの機能には上記2種類が要求されている。
タービンバイパスシステムの構成要素としては
蒸気量を制御するバイパス弁、復水器へ流入する
のに安全な圧力、温度まで主蒸気の条件を変える
ための減圧装置や減温装置があり、緊急負荷しや
断時の急激なバイパス運転が行われる場合、急激
な蒸気の流量や圧力の変化が発生するために機能
上の信頼性に不安がある。特にバイパス弁の作動
特性は、急開信号を受けてから数百ミリ秒のうち
に所定流量を流す状態にまで作動する必要があり
極めて重要な機能を要求されている。
第1図は蒸気タービンの主蒸気系統図である。
原子炉あるいはボイラなどの蒸気発生器1によ
つて発生した主蒸気は、通常の運転時には主蒸気
止め弁2、蒸気加減弁3を経て、蒸気タービン4
に流入する。外部系統6の負荷要求に応じて蒸気
加減弁3はその開度を加減してタービンへの蒸気
流量を調整する。
また、主蒸気止め弁の上流より分岐したライン
を持ち、タービンバイパス弁7、減圧器8、減温
器9から構成されるタービンバイパスシステムを
設置する場合がある。
上記タービンバイパスシステムにおいては、起
動時において、蒸気発生器では少くとも最低必要
流量を発生して蒸気発生器の過熱防止と安定性を
図つているので、発生した蒸気のうちタービン起
動に必要な蒸気量以外の蒸気がある場合は、これ
をバイパスラインを経て復水器6へ回収する。こ
のとき、バイパス弁7は蒸気加減弁3とは逆の動
作をし、蒸気加減弁3が徐々に開いてタービンへ
の蒸気量を増加させるのに伴つて、バイパス弁7
は逆に徐々に閉じてバイパス蒸気量を減少するよ
うにする。ある負荷、例えば25〜30%負荷でバイ
パス弁7は全閉する。
また、通常の運転中に負荷しや断の要求があつ
たとき、タービン入口の主蒸気止め弁2および蒸
気加減弁3を急速閉鎖してタービンへ流入する主
蒸気をしや断する。これに連動してバイパス弁7
は急開され、減圧器8、減温器9でバイパス蒸気
を減圧、減温して復水器10に回収する。このよ
うにすることによつて蒸気発生器1から主蒸気止
め弁2までの蒸気の圧力上昇を防ぐ。バイパスシ
ステムを有していないプラントでは、このような
主蒸気管内の圧力上昇は蒸気発生器1の安全弁の
作動により、ボイラの停止や、特に原子力プラン
トでは原子炉スクラムとなつて次の再起動まで長
大な時間を要するのでそのプラント稼働率を著し
く低下させている。従つて、バイパスシステムの
設置は近年のエネルギー不足を背景に必要不可欠
なものとなつてきた。特にベースロード用のプラ
ント稼働率が注目されている原子力プラントにお
いては100%容量のバイパスシステムの設置が要
求されている。
以上のような使命を持つタービンバイパスシス
テムにおいて要求される機能のうち、負荷しや断
時における瞬時のバイパスシステム作動方法が極
めて重要である。特に蒸気発生器1へ外乱を与え
ない、すなわち主蒸気管内の圧力変動が極力小さ
くなるように、バイパス弁の作動設定に注意を要
する。第2図にその作動状態の1例を示した。仮
に、タービンが一定負荷で運転されているとし
て、負荷しや断信号によつて蒸気加減弁はt0秒の
無駄時間後tc秒時点で所定の開度から0%開度に
なるものとする。バイパスラインがない場合に
は、タービン流入蒸気量、主蒸気圧力はそれぞれ
b,cのように変化し主蒸気圧力は△pだけ上昇
して蒸気発生器へ外乱を与えることになる。
〔発明の構成〕
(発明が解決しようとする問題点) 上述したごとく、従来のバイパスシステムで
は、バイパス弁7の弁開度が所定の蒸気流量を定
常的に流し得るよう設定しており、弁口径、弁リ
フトの決定に際し、バイパス弁2次側の圧力は、
バイパス定常運転状態における圧力を選んであ
る。この2次圧力は、バイパス配管口径を極力押
えるために可能な限り高く設定し、主蒸気圧力の
臨界圧力以上にしている。ところが、実験による
と、バイパス弁7が急開した時、2次圧力が第3
図に示すe曲線のように上昇するのには、バイパ
ス配管容積分だけ時間遅れがあることが確認され
た。すなわち、2次圧力は最初復水器真空と同じ
圧力であり、バイパス弁が全開した瞬間も依然と
してその圧力を保ち、はるかに遅れて上昇する。
この結果、バイパス弁を通過する蒸気流量は臨界
流量であつて定常状態での設計流量値G0より多
い。従つて過剰に流れることになり、主蒸気圧力
は定格値P0よりも低下する。この圧力低下は負
の圧力波となつて蒸気発生器1側へ伝播される。
このような過渡的な現象は蒸気発生器1、主蒸気
配管の機器性能および信頼性の面で悪影響を及ぼ
す。
本発明は、上記の事情に基いてなされたもの
で、バイパス弁が急開するときに、過剰な蒸気の
流れることのない開度まで先ず開き、2次圧力の
上昇につれてさらに開度を増大させるようにし、
主蒸気圧力の変動がないようにした蒸気タービン
のバイパス弁制御方法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) 本発明の蒸気タービンのバイパス弁制御方法
は、蒸気タービンをバイパスして蒸気発生器から
復水器へ蒸気を導くタービンバイパスラインに介
装されたバイパス弁の制御方法において、バイパ
スラインに所定流量の蒸気が流れる開度まで蒸気
加減弁の閉まり動作に合わせて徐々にバイパス弁
を開口する工程と、バイパス弁の2次圧力が上昇
し始めるまでバイパス弁開度を前記所定流量の蒸
気が流れる開度に保持する工程と、前記2次圧力
が上昇し始めるのに会わせてバイパス弁を開口す
る工程とを有することを特徴とする。
(実施例) 以下本発明の実施例を示す図面につき説明す
る。
第4図は、本発明におけるバイパス弁の作動特
性を示す。バイパス弁7の開き特性をd′曲線のよ
うに蒸気加減弁3閉まり動作に合わせて徐々に開
き、蒸気加減弁3が全閉するtc時点において臨界
圧力条件の下で所定流量G0を流すことができる
弁開度LBCrを設定する。さらに2次圧力上昇開始
後tBDまでその開度を保持し、2次圧力上昇後は、
定常圧力PBになる時点tBDでバイパス弁定格開度
LBoになるように開いてゆく。通常このような弁
開度の制御は、バイパス弁駆動油圧ピストンを作
動制御する油圧系統に設けられたサーボ弁および
電磁弁を介して、電気的な制御指令によつて簡単
に行なうことができる。
上記のバイパス弁開き特性により蒸気流量の変
化は次のように改善される。すなわち蒸気加減弁
3が閉じるに従いタービンへ流入する蒸気は第4
図b曲線のように減少し、一方バイパス蒸気はバ
イパス弁7の開きに伴つてf′曲線のように増加
し、タービン流入蒸気量ゼロとなるtc時点におい
て所定の流量G0を流す。バイパス弁2次圧力が
上昇するtBD時までこの状態が保持され、2次圧
力上昇に伴い、バイパス弁の開度がLBCrからLBo
まで増すことによつて引続き所定の流量G0を保
持することになる。こうしてバイパス系が定常に
達するtBD時点までの過程において蒸気流量の合
計、すなわち蒸気発生量は第4図g曲線のように
所定の流量G0一定のままとなる。従つて、蒸気
発生器からバイパス弁入口までの主蒸気管内圧力
は第4図c′曲線に示されるように全く変動がない
ものとなる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、バイパスラ
インに所定流量の蒸気が流れる開度まで蒸気加減
弁の閉まり動作に合わせて徐々にバイパス弁を開
口し、このバイパス弁の2次圧力が上昇し始める
までバイパス弁開度を前記所定流量の蒸気が流れ
る開度に保持し、ついで2次圧力が上昇し始める
のに合わせてバイパス弁を開口するようにしたの
で、主蒸気管内蒸気流量を過不足なく流し、主蒸
気圧力変動を防ぐことができる。従つて蒸気ター
ビンが負荷しや断時に急速に停止された場合にお
いても、蒸気発生器に対して外乱を全く与えず、
蒸気発生器の運転停止といつた事態を起さないの
で、次のタービン立上げまでの時間を短縮でき、
プラント稼動率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は蒸気タービンの主蒸気系統図、第2図
はタービンバイパスシステムのない場合の負荷し
や断時における弁開度、蒸気流量、蒸気圧力変化
特性線図、第3図は従来のタービンバイパスシス
テムにおける負荷しや断時の弁開度、蒸気流量、
蒸気圧力の変化特性線図、第4図は本発明による
蒸気タービンのバイパス弁制御方法における負荷
しや断時の弁開度、蒸気流量、蒸気圧力の変化特
性線図である。 1……蒸気発生器、2……主蒸気止め弁、3…
…蒸気加減弁、4……蒸気タービン、5……復水
器、7……バイパス弁、8……減圧器、9……減
温器、a……蒸気加減弁開度、b……タービン流
入蒸気流量、c……主蒸気圧力、d……バイパス
弁開度、e……バイパス弁2次圧力、f……バイ
パス蒸気流量、g……発生蒸気流量。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 蒸気タービンをバイパスして蒸気発生器から
    復水器へ蒸気を導くタービンバイパスラインに介
    装されたバイパス弁の制御方法において、バイパ
    スラインに所定流量の蒸気が流れる開度まで蒸気
    加減弁の閉まり動作に合わせて徐々にバイパス弁
    を開口する工程と、バイパス弁の2次圧力が上昇
    し始めるまでバイパス弁開度を前記所定流量の蒸
    気が流れる開度に保持する工程と、前記2次圧力
    が上昇し始めるのに合わせてバイパス弁を開口す
    る工程とを有することを特徴とする蒸気タービン
    のバイパス弁制御方法。
JP17295980A 1980-12-08 1980-12-08 By-pass system for steam turbine Granted JPS5797003A (en)

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JP17295980A JPS5797003A (en) 1980-12-08 1980-12-08 By-pass system for steam turbine

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JP17295980A JPS5797003A (en) 1980-12-08 1980-12-08 By-pass system for steam turbine

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JPS5797003A JPS5797003A (en) 1982-06-16
JPS639082B2 true JPS639082B2 (ja) 1988-02-25

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JP2006329501A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Toshiba Corp 復水器設備

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