JPS642762B2

JPS642762B2 -

Info

Publication number: JPS642762B2
Application number: JP10709981A
Authority: JP
Inventors: Naganobu Honda; Hidesumi Kuwajima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS5810103A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はタービンバイパス系統を有した火力発
電設備に係り、特に中圧タービン起動を行なう場
合に好適な高圧タービンのウオーミング手法を提
供することにある。中圧タービンは、高圧タービ
ンと比較し圧力の低い蒸気の流入を可能としてい
るため、中圧タービン起動はボイラの圧力が低い
うちにタービンを起動出来、プラントの短時間起
動を実現するものである。この場合、起動時には
高圧タービンに蒸気が流入しないで、通常の負荷
運転域で急激に大量の蒸気が流入することになる
ため、タービンの熱的ストレスが過大となる。こ
のため、起動時に高圧タービンのウオーミングを
行い通常の負荷運転域での熱的ストレスを抑制す
る必要がある。

高圧タービンのウオーミングを実施するには、
高圧タービンに流入する蒸気流量を微小量に保つ
こと、即ち、加減弁を１％以下の微小開度に保つ
ことが必要となるが、加減弁の開き始め点は蒸気
条件等により変動するため、弁開度を検出して微
小流量を得る方式は起動のたびに同一の微小流量
を安定して確保出来ないという欠点があつた。弁
開度がずれて流量が少ない場合には高圧タービン
を充分に暖機することが出来ず、また、流量が流
れ過ぎた場合には、中圧タービンへの流入蒸気を
零にしても、所定のタービン速度を超えてしまう
ことがある。

一方、高圧タービンの出口圧力等を検出して流
量を直接検出する方式があるが、真空に近い圧力
下での微小圧力の変化を求めるのは定格負荷運転
時ほぼ定格圧力まで上昇する場合であるため圧力
検出器の精度面から困難である。

本発明は、加減弁の微小開度を蒸気条件の変動
にかかわらず、確保する方式を提供することにあ
る。

本発明では、加減弁の微小開度に相当する流量
をタービン速度により検出して、蒸気条件などの
変動による加減弁開き始め点のずれ等が悪影響を
与えないよう考慮している。

第１図はタービンバイパス系統を有する火力発
電設備の一例を示す。タービンの起動前は、ボイ
ラ１により発生した蒸気は高圧タービン３をバイ
パスする高圧タービンバイパス弁１０を経て再熱
器４に流入する。再熱器４からの蒸気は中圧ター
ビン６，低圧タービン７をバイパスする中低圧タ
ービンバイパス弁１１を経て復水器８に流入し水
に戻される。またタービン起動時においては、ボ
イラ１により発生した蒸気は加減弁２を経て高圧
タービン３に流入しタービンを起動する。高圧タ
ービンバイパス弁１０は通常バイパス弁入口圧力
を一定にするよう調整する。従つて、高圧タービ
ン３に流入する蒸気量が増加すると、バイパス弁
入口圧力が減少するため、高圧タービンバイパス
弁１０は徐々に閉じてバイパス流量を減少させ最
終的には全閉となる。高圧タービン３で仕事をし
た蒸気は再熱器４で再度加熱されインターセプト
弁５を経て中圧タービン６に流入し低圧タービン
７を経て復水器８に至る。中低圧タービンバイパ
ス弁１１も通常バイパス弁入口圧力を一定にする
よう調整する。従つて、中低圧タービン６，７に
流入する蒸気量増加に対応して徐々に閉じてバイ
パス流量を減少させ最終的には全閉となる。また
タービン起動後は、ボイラ１により発生した蒸気
は加減弁２を経て高圧タービン３に流入する。高
圧タービン３で仕事した蒸気は再熱器４で再度加
熱され、インターセプト弁５を経て中圧タービン
６に流入する。蒸気は中圧タービン６，低圧ター
ビン７で仕事をし復水器８で水となる。タービン
で仕事したエネルギは回転トルクに変換され発電
機９に送られ、電力を発生させる。タービン制御
装置１３はタービンの速度を速度検出器１２で検
出してタービン速度を制御するための加減弁２，
インターセプト弁５を開閉するものである。

はじめに、中低圧タービン６，７に蒸気を流入
させる方法のタービン起動時においては、加減弁
２は全閉、インターセプト弁は開となり、インタ
ーセプト弁の開度を調節することによりタービン
速度を制御する。この場合高圧タービンバイパス
弁１０，中低圧タービンバイパス弁１１は開状態
となつている。このようなタービン起動をコール
ド起動で実施する場合には、加減弁２を微開して
高圧タービン３にわずかな蒸気を流して高圧ター
ビンを暖ためる必要がある。本発明ではこの加減
弁２の微開状態を確認するためタービン速度をと
らえている。第２図に以上のタービン起動時の加
減弁，インターセプト弁の弁開度とタービン速度
の関係を表わした。中低圧タービン６，７による
タービン起動においても起動初期の低温蒸気を高
圧タービン３に流入させた方が、タービンのメタ
ルのストレスが少ないことから、タービン起動時
は最初加減弁２を開く。タービン速度がウオーミ
ング時における加減弁開度での蒸気流量による速
度（第２図の実施例では200RPM。この速度を本
明細書では第１の速度という）に達すると、加減
弁２による速度制御を止め、加減弁２の開度を一
定に保つ。一方、タービン速度はインターセプト
弁を開することにより上昇する。ウオーミング速
度（第２図の実施例では1000RPM。この速度を
本明細書では第２の速度という）に到達すると速
度上昇を止めて一定速度となるようインターセプ
ト弁を調整する。高圧タービンが暖められてウオ
ーミングが終了すると、加減弁を徐々に全閉方向
に閉する。このときインターセプト弁５は速度偏
差により徐々に開し、タービン速度を一定に維持
する。なお、上述の第１の速度は、いわばウオー
ミングの準備段階の速度である。上述のように高
圧タービンをウオーミングする際には加減弁をあ
る程度開き、通気させる必要があるが、第１の速
度はこの通気を確認するために規定されているも
のである。したがつて、第１の速度に保持される
時間は、この速度において回転が落ち着くまでの
時間であり、通常は１〜２分間と、短いものであ
る。これに対し、第２の速度は高圧タービンを実
際にウオーミングするための速度である。タービ
ンの大きさ、起動時のタービン温度にもよるが通
常は30分〜１時間、第２の速度にてウオーミング
される。

第３図，第４図は本発明の制御内容を示す制御
系統図である。第３図で目標速度発生部３０は第
２図のタービン速度を得るよう時間の経過ととも
に対応する速度相当信号を出力するものである。
タービン速度は速度検出器１２で検出され偏差検
出部３１で目標速度発生部３０からの信号とつき
合わされ、速度偏差信号ΔNを得る。PI調節部３
２では偏差信号ΔNに対応した加減弁、インター
セプト弁の操作量を決定する。操作量は接点３
３，３４を経て加減弁開度調節部３５、インター
セプト弁開度調節部３６に加えられ、加減弁２、
インターセプト弁５を開閉する。第４図のリレー
回路でウオーミングを実施する場合にはリレーＸ
１が励磁され、第３図の接点３３がONし接点３
４はOFFする。この結果、加減弁２にてタービ
ン速度を上昇される。タービン速度が200RPMに
到達すると第４図の接点ＢがOFFしリレーＸ１
は解磁され、第３図の接点３３はOFF、接点３
４はONとなり、タービン速度はインターセプト
弁５により制御され、加減弁２は一定開度に保た
れる。インターセプト弁により昇速してウオーミ
ング速度1000RPMに達すると速度は保持される。
タービンのメタルが暖まる時間を経過するとウオ
ーミング完了条件が成立し第４図の接点ＣがON
してリレーＸ２が励磁される。Ｘ２が励磁される
と第３図の接点３８がONし、閉信号発生部３７
からの閉操作信号が加減弁調節部３５に印加し、
加減弁を閉する。この間、加減弁が閉じたことに
よる速度の低下を検出し、その低下を補償するた
めPI調節部３２、インターセプト弁開度調節部
３６を経てインターセプト弁５を開する。加減弁
２が全閉すると第４図の接点ＤがOFFしリレー
Ｘ２が解磁され、第３図の接点３８がOFFして
加減弁の閉操作は完了する。

以上の一連の操作により高圧タービンウオーミ
ングに必要な加減弁の微小開度を確保し、ウオー
ミング完了後は速やかに加減弁を全閉出来る。

一方、本発明はコンピユータを活用しても同様
に実施出来る。コンピユータを使用た実施例のフ
ローチヤートを第５図に示す。同図でP_cv，P_rcv
は各々、加減弁、インターセプト弁の開度信号、
ΔN_iは今回サンプリングの速度偏差、ΔN_i-1は前
回サンプリングの速度偏差、K_p，K_lはそれぞれ、
比例，積分のゲインを示す。またΔPは閉操作量
を示す。

本発明は、インターセプト弁によるタービン速
度制御時、高圧タービンのウオーミングのために
要する微小流量に相当する加減弁の微小開度を得
るため、その微小流量に相当するタービン速度を
検出することにより開度を求める方式をとつてい
る。このため蒸気条件の変動、あるいは加減弁の
開き始め位置がずれても確実に加減弁の弁開度を
求めることが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム構成を、第２図はタ
ービン起動曲線を示す、第３図は本発明の一実施
例を示す制御系統図、第４図は一実施例を示すリ
レー回路、第５図は計算機を使用したフローチヤ
ートの例を示す。１……ボイラ、２……加減弁、３……高圧ター
ビン、４……再熱器、５……インターセプト弁、
６……中圧タービン、７……低圧タービン、８…
…復水器、９……発電機、１０……高圧タービン
バイパス弁、１１……中低圧タービンバイパス
弁、１２……速度検出器、１３……タービン制御
装置、３０……目標速度発生部、３１……偏差検
出部、３２……PI調節部、３３，３４，３８…
…接点、３５……加減弁開度調節部、３６……イ
ンターセプト弁開度調節部、３７……閉信号発生
部。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸気を発生するボイラと、該ボイラから加減
弁を介して蒸気が供給される高圧タービンと、該
高圧タービンからの排出蒸気を再過熱する再熱器
と、該再熱器からインターセプト弁を介して再熱
蒸気が供給される中低圧タービンと、該中低圧タ
ービンからの排出蒸気を水に戻す復水器と、前記
タービンの回転速度を検出する速度検出器と、前
記タービンの目標速度信号および前記速度検出器
により検出された実速度に応じて前記加減弁およ
び前記インターセプト弁の開度信号を出力するタ
ービン制御装置とを備え、前記タービンの起動時
において、前記加減弁を前記タービン制御装置か
らの開度信号に応じて開き、前記タービンの実速
度がタービンのウオーミング時における加減弁開
度での蒸気流量による速度である第１の速度に到
達した時点で、前記加減弁の開度を固定開度と
し、前記インターセプト弁を前記タービン制御装
置からの開度信号に応じて開き、前記タービンの
実速度がタービンのウオーミングのための速度で
ある第２の速度に到達した後、前記第２の速度で
ウオーミングを行い、ウオーミングが終了した時
点で、前記加減弁を閉じるようにすることを特徴
とするタービン起動方法。２タービンのウオーミングが終了し、加減弁を
閉じる場合において、前記タービンの実速度が前
記第２の速度を保持するように、前記加減弁の開
度に応じてインターセプト弁を開くことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のタービン起動方
法。