JPH01262305A - 蒸気タービン制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１発電に用いられる蒸気タービンの出力を制御
するために蒸気タービン入口に設置された蒸気弁の制御
を行なうタービン制御装置に関するものである。

（従来の技術） 蒸気タービンの出力は蒸気タービンによって駆動される
発電機の必要要求発電量によって決められる。そのため
１発電機を駆動する蒸気タービンは常に発電量に見合う
よう出力を制御する必要があり、蒸気タービンの出力制
御は、蒸気タービン入口に設置された蒸気弁を開閉する
ことによって。

蒸気タービンに流入する蒸気量を制御することにより行
なわれる。この蒸気弁の開度を制御するため、タービン
の実回転数や設定負荷等を入力として、蒸気弁に必要開
度指令する蒸気タービン制御装置がＭ！！置されている
。

この蒸気タービン制御装置は通常のタービン運転中では
、タービンの実回転数と要求タービン負荷からタービン
に流入する蒸気量が決まり、高圧タービン入口の蒸気加
減弁や中圧タービン入口のインターセプト弁に開度指示
を出し、蒸気タービン出力を制御している。しかし、タ
ービンや発電機の故障や必要発電量の急激な減少によっ
て蒸気タービンへの負荷が急速に０となることがあり得
る。すなわち、蒸気タービンの負荷しゃ断が発生する。

この場合、蒸気タービン制御装置は、蒸気タービン出力
を瞬時に下げる必要から、負荷設定を零とし、蒸気加減
弁やインターセプト弁には全開の指示を出す、しかし、
例えば蒸気加減弁やインターセプト弁が急速に全閉した
としても、蒸気タービンは、タービン内に残留している
蒸気の駆動力によりタービン定格回転数から上昇してゆ
き、タービンはオーバースピードする。残留蒸気タービ
ン慣性力が勝るまでタービン回転数は上昇し、最大ピー
ク（１次ピーク）となる、その後回転数はゆっくりと減
少してゆき、そしてタービン回転数が定格回転数に整定
する様、整定手前で負荷設定は無負荷状態に移行する。

この状態では、タービン制御装置より蒸気加減弁やイン
ターセプト弁に開方向の指示が出されるため、蒸気ター
ビンに蒸気が流入する。ここで再度タービン回転数が上
昇してゆき、タービンオーバースピードの２次ピークが
発生する。２次ピーク発生後、回転数は徐々に下がり、
タービンは定格回転数に整定する。タービン回転数整定
時に不必要な変化を与えないため、２次ピークの発生を
できる限り少なくする事が運用上好ましい。

（発明が解決しようとする課題） 近年タービンの立上げ時間の短縮等の目的で蒸気圧力を
変圧とし、タービン立上げ時は低い蒸気圧力とし、ター
ビン立上げにつれて、蒸気圧力を上げてゆくような変圧
運転する発電プラントが増えてきている。変圧運転する
発電プラントの蒸気タービンでは、タービン回転数を入
力としたタービンを制御する場合、蒸気圧力の違いによ
り、負荷設定が無負荷状態にセントして−もタービンは
定格回転数に保持できないことがある。これは、発電機
の要求発電量に見合うタービン出方を制御するのに不都
合が生じる。例えば、蒸気圧力が定圧となるまで、負荷
上昇ができないとか蒸気圧力の違いによる負荷設定値と
かけ離れた発電機出力となり、発電プラントの運用上好
ましくない。

第５図に従来のタービン制御装置を示す。ボイラー（図
示せず）にて発生した蒸気は主蒸気圧メ弁１を経て蒸気
加減弁２の開度に見合う蒸気量が高圧タービン３に入る
。高圧タービン３にて仕事を終えた蒸気は再熱器（図示
せず）にて過熱される。過熱された蒸気はインターセプ
ト弁４、再熱蒸気止弁５を経て中圧タービン６へ入り、
中圧タービン６にて仕事した蒸気は低圧タービン７を経
て復水器８に流れ、発電機９が駆動される。蒸気タービ
ン３，６の入口に設けられた蒸気加減弁２、インターセ
プト弁４は、タービン制御装置１０の開度指示値により
蒸気タービン３，６に流入する蒸気量を制御する。この
タービン制御装置！■θ内において１回転数設定値号１
１からタービンに取付けられたタービン実回転数検出器
１２の変換器１３を経た信号を加算器１４にて引算する
。加算器１４の出力信号にタービン調定率１５を乗算し
た信号からスイッチ１６の信号を加算器１７にて引算す
る。スイッチ１６には、負荷設定１８と無負荷バイアス
１９を加算器２０にて加算された信号が送られてくる。

加算器１７から蒸気加減弁開度設定信号２１及びインタ
ーセプ１−弁開度設定信号２２が与えられ、蒸気加減弁
２及びインターセプト弁４の開度が設定される。第６図
に負荷しゃ断時のタービン回転数の関係を示す。

上記のタービン制御装置１０を有するタービンでは、負
荷しゃ断が発生すると、負荷設定１９が瞬時に零となり
、加算器１７を経た蒸気加減弁開度設定信号２１及びイ
ンタセプト弁開度設定信号２２は全開信号となり、蒸気
加減弁２及びインターセプト弁４が急閉する。しかし高
圧タービン３や中圧タービン６、低圧タービン７の中に
残留している蒸気エネルギーによりタービンは駆動され
るのに対し負荷がなくなるため、回転数は上昇してゆく
。タービンや発電機の慣性力とタービンを回転させる蒸
気エネルギーが等しくなるまでタービン回転数は上昇し
タービンオーバースピードの１次ビーク２３となる。そ
の後タービン回転数は徐々に減少してゆき、あらかじめ
決められた回転数設定値２４となると、負荷設定１９は
零状態に無負荷バイアス１８が加えられる。その為蒸気
加減弁開度設定信号２１やインターセプト弁開度設定信
号２２により蒸気加減弁２やインターセプト弁４がわず
かに開き、タービン回転数が再度上昇し、２次ピーク２
５が発生する。

その後無負荷バイアス１８に見合う回転数に整定する。

主蒸気圧力が変圧となる変圧発電プラントの場合、無負
荷バイアス１９を加えた時、主蒸気圧力が変圧のために
無負荷時のタービン回転数が蒸気圧力に影響を受けて、
一定とならない場合があり、発電プラントの運用上好ま
しくない、また２次ピーク２５の発生は、タービン運用
上タービン回転数整定時の不必要な負荷変化を与えるこ
とになり好ましくない。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の一つは、蒸気弁の開度調節により発電用タービ
ンに流入する蒸気量を制御してタービンの出力を制御す
る蒸気タービン制御装置において。

負荷しゃ断後のタービン整定回転数が蒸気圧力の影響を
受けず一定となる様に無負荷バイアスを加えることを特
徴とする蒸気タービン制御装置である。

さらに１本発明のもう一つは、蒸気弁の開度調節により
発電用タービンに流入する蒸気量を制御してタービンの
出力を制御する蒸気タービン制御装置において、負荷し
ゃ断後のタービン整定回転数近傍でのタービン回転数の
ピークの発生防止を行なうため入力する無負荷バイアス
をランプ状とすることを特徴とする蒸気タービン制御装
置である。

（作　用） 蒸気タービンの蒸気圧力を定格から変えて運転している
ときに、負荷しゃ断があった場合、タービン回転数の２
次ピークが低く抑えられる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。第１図は変圧運転す
るタービンにおいて、蒸気圧力に影響を受けない無負荷
回転数を得るためのタービン制御装置４０の一実施例を
示す。回転数設定信号１１からタービンの実際の回転数
を検出する回転数検出器１２の信号の変換器１３を経た
信号を加算器１４にて引算される。加算器１４にて引算
される。加算器１４の信号にタービン調定率１５を乗算
した信号からスイッチ１６の信号を加算器１７にて引算
される。定格蒸気圧力との圧力差による信号２６を関数
発生器２７により変換し、圧力補正バイアスとして、無
負荷バイアス１９より加算器２８にて引算され、負荷設
定１８と加算器２０にて加算される。加算器２０の信号
がスイッチ１６に与えられ、加算器１７に送られる。関
数発生器２７の一例を第２図に示す。関数発生器２７は
、蒸気圧力が変圧の場合、定格蒸気圧力との差が大きい
程、圧力補正バイアスが多くなり、無負荷バイアス１９
は圧力補正の影響を受け、定格圧力時より大きくなる。

圧力補正を含んだ無負荷バイアスから加算器１７の信号
は蒸気加減開度設定信号２１、インターセプト弁開度設
定信号２２が決められる。

その信号２１及び２２により蒸気加減弁２やインターセ
プト弁４の開度が設定される。

関数発生器２７により、蒸気圧力がいかに変化しようと
、無負荷バイアス１９には圧力補正バイアスの影響を与
えることできる。特に変圧運転するプラントの無負荷バ
イアス値（加算器２８の出力）は。

圧力に比例した値となり、負荷しゃ断後の整定するター
ビン回転数は圧力の影響を受けず一定とすることができ
る。

第３図に無負荷バイアス１９をランプ入力とした場合の
一実施例を示す、構成は従来と同一であり。

従来の無負荷バイアス値がステップ入力であるのに対し
て、本実施例では、ランプ入力としている。

この時のランプ入力は時間とともに無負荷バイアス１９
を徐々に増えており、最終無負荷バイアス値は従来と同
一としている。これは、無負荷バイアスがゆっくりと上
昇することにより蒸気加減弁２やインターセプト弁４は
わずかに開くため、タービン回転数の急激な上昇（特に
２次ピーク）は発生せず、目標タービン回転数に整定さ
せることができる。

第４図に無負荷バイアス１９の入力のタイミングをター
ビン回転数の整定値近傍に近づけた場合の一実施例を示
す。無負荷バイアス１９の入力のタイミングを１例えば
タービル数が１００．５％の様に回転数設定値２９を定
格回転数の１００％に限りなく近づけると、無負荷バイ
アス１９が入力された時には、タービン回転数を上昇さ
せる程の蒸気エネルギーが釦＝６−φタービン内に残留
しておらず、タービン回転数の２次ピーク２５が発生し
なくなり、タービン回転数整定時の急激な回転数変化を
起こさず、運用上好ましくなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸気圧力を定格と変えて蒸気タービン
を運転中に、たとえ負荷しゃ断があったとしても、ター
ビン回転数の２次ピークが低く抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蒸気タービン制御装置の一実施例
の構成図、第２図は第１図中の無負荷バイアスに加算さ
れる圧力補正バイアスの一実施例の特性図、第３図は第
１図の実施例の無負荷バイアスをランプ状入力とした場
合の負荷設定およびタービン回転数変化を示すグラフ、
第４図は第１図の実施例の無負荷バイアスの入力タイミ
ングを回転数の整定値近傍とした場合の負荷設定および
タービン回転数の変化を示すグラフ、第５図は従来の蒸
気タービン制御装置の構成図、第６図は第５図の蒸気タ
ービン制御装置における負荷設定およびタービン回転数
の変化を示すグラフである。 １・・・主蒸気圧メ弁　　　　２・・・蒸気加減弁３・
・・高圧タービン　　　　４・・・インターセプト弁５
・・・再熱蒸気比メ弁　　　６・・・中圧タービン７・
・・低圧タービン　　　　８・・・復水器９・・・発電
機　　　　　　　４０・・・タービン制御装置１１・・
・回転数設定信号　　　１２・・・回転数検出器１３・
・・変換器　　　　　　　１５・・・タービン調定率１
８・・・負荷設定　　　　　　１９・・・無負荷バイア
ス１６・・・スイッチ ２１・・・蒸気加減弁開度設定信号 ２２・・・インターセプト弁開度設定信号２３・・・１
次ピーク　　　　　２４・・・回転数設定値２５・・・
２次ピーク　　　　　２６・・・蒸気圧力差信号２７・
・・補正バイアス 第１図 蒸気、圧力差 第２図 日４１間 第３図 １手間 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気弁の開度調節により発電用タービンに流入す
   る蒸気量を制御してタービンの出力を制御する蒸気ター
   ビン制御装置において、負荷しや断後のタービン整定回
   転数が蒸気圧力の影響を受けず一定となる様に無負荷バ
   イアスを加えることを特徴する蒸気タービン制御装置。
2. （２）蒸気弁の開度調節により発電用タービンに流入す
   る蒸気量を制御してタービンの出力を制御する蒸気ター
   ビン制御装置において、負荷しや断後のタービン整定回
   転数近傍でのタービン回転数のピークの発生防止を行な
   うため入力する無負荷バイアスをランプ状とすることを
   特徴とする蒸気タービン制御装置。