JPH0196403A - タービン加減弁ウォーミング装置 - 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〕 本発明は蒸気タービンに係り、特に、高温で使用される
火力及び原子力タービンに好適な加減弁ウオーミング装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６１−１６３０１０号に記載のよ
うに、暖機弁の全開、全開を繰り返しながら、加減弁の
温度を上昇させていたか、又は、手動調節で暖機弁の開
度を調節していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は運転員が加減弁内壁温度変化率を目視しながら、
暖機弁開度設定器を手動で調節するか、又は、全開、全
開を繰り返していたため、加減弁内壁温度変化率を規定
値内にする事が難しく、内壁変化率制限値を越えたり、
加減弁内外壁温度差制限値を越えさせ過大な熱衝撃を与
えていた。

第２図は、暖機弁を全開、全開を繰り返しをして加減弁
をウオーミングした場合を示す、この場合、暖機弁が短
時間に全開、全開を行うため暖機蒸気量の精度の良い調
節が不可となり、加減弁内壁温度変化率の制限値を何度
となく越えさせると共に、加減弁内外壁温度差入の制限
値も何度となく越えさせている。

これに依り加減弁に過度な熱衝撃を与え寿命を早めてい
た。

又、反対に、保守的に暖機弁開度を調節すれば、加減弁
温度変化率が小さすぎ、ウオーミング時間が長びくこと
にもなる。

さらに、このウオーミング操作は、温度変化率を規定値
になるように調節したとしても、この所要時間は、通常
で数時間にも及ぶため、運転員の大きな負担となってい
た。

本発明の目的は、上記問題点を解決することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、加減弁室の飽和蒸気温度変化率設定値と加
減弁室圧力より求めた飽和蒸気温度との偏差量に依り、
所要の暖機弁開度操作量を演算することと、暖機弁制御
周期を加減弁内壁温度変化の時定数とほぼ同じくするこ
とと、暖機蒸気と加減弁内壁温度との偏差値で所要暖機
弁開度演算ゲインを補正することと、暖機蒸気温度と加
減弁内壁温度との差が規定値以下になれば、暖機弁を最
大開度まで開かせることと、又、加減弁内外壁温度差が
規定値を越えるか、又は、加減弁内外壁温度差が規定値
を越えれば暖機弁開度操作をロックすることに依り達成
される。

〔作用〕

加減弁室飽和蒸気温度変化率設定値と加減弁室圧力より
求めた飽和蒸気温度との偏差に依り所要暖機弁開度操作
量の演算は、現在までの飽和蒸気温度変化をみて、これ
から加減弁内壁温度変化率を規定値に沿って上昇させる
ために必要な暖機蒸気量、即ち、必要な暖機弁開度を演
算する。

暖機弁制御の周期は前回の制御に依って暖機弁が調節さ
れ、それに依り加減弁内壁温度が上昇し。

やがて安定するまでの時間としている。

暖機蒸気温度と加減弁内壁温度との偏差値で暖機弁開度
制御演算のゲインを補正するのは、この偏差値が大きけ
れば大きい程、暖機弁を一定開度変化させた時の加減弁
内壁温度変化量は大きいためである。

これらに依り加減弁の内壁温度を目的の変化率で自動的
に上昇させ、加減弁内外壁温度差を規定値内に抑えるこ
とができる。

もし、何らかの異常で加減弁内壁温度変化率が規定値が
越えるか、又は、加減弁内外壁温度差が規定値を越えた
場合、暖機弁開度制御をロックさせる事に依り、加減弁
内壁温度変化率、及び、加減弁内外壁温度差が制限値に
至るのを防ぐことができる。

暖機蒸気温度と加減弁内壁温度との差が規定値以下にな
ると、暖機弁開度を最大にまですることは、この差が小
さくなると暖機弁を前述の加減弁の室内飽和蒸気温度変
化率制御で行なっても加減弁内壁温度変化は設定値と大
きく下回ねるので、加減弁ウオーミング操作の短縮とな
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。

本図は、原子力用タービンに適用された場合を示すが、
原子炉よりの蒸気は、主蒸気温度検出器１を設けた主蒸
気配管を通して、主蒸気止弁２に導かれる。

主蒸気止弁２は、暖機弁４を主蒸気止弁弁体３に内蔵し
ており、暖機弁４の弁体５を最大位置まで上げると主蒸
気止弁の弁体３も全開する構造となっている。

又、主蒸気止弁弁棒５は、ギツプを持ったカップリング
６を持っており、ピストン７が、下限位置から開き始め
点まで上昇しないと、暖機弁４は開かない。

ピストン７にはピストン位置検出器９が取付けられてお
り、主蒸気止弁・暖機弁駆動装置８は、ピストン位置設
定器２２からの設定値に合うように調節する。従って、
ピストン位置設定器２２は、暖機弁の開度設定器である
と言える。

主蒸気止弁２を出た蒸気は、配管１０を通って加減弁１
１に導かれる。加減弁弁体１２は、加減弁の開度検出器
１５が取付けられた加減弁弁体１３を介して加減弁駆動
装置１４によって動がされる。又加減弁には外壁と内壁
に温度検出器１６゜１７と加減弁室圧力検出器２１が取
り付けられている。

加減弁弁体１２の近くには、溜ったドレンを排出すべく
、ドレン排出管１８と、弁開度検出器２０が取付けられ
た加減弁ドレン弁１９が設けられている。

タービン加減弁ウオーミング装置２３は、主蒸気温度検
出器１からの信号と、暖機弁ピストン位置検出器９から
の信号と、加減弁開度検出器１５からの信号と、加減弁
内壁、外壁温度検出器１６゜１７からの信号−と、加減
弁ドレン弁開度検出器２ｏからの信号と、加減弁室圧力
検出器２１からの信号とを入力し、暖機弁ピストン開度
設定器２２へは演算された所定の要求信号と、加減弁駆
動装置１４へは全開指令信号と、加減弁ドレン弁１９へ
は全開指令信号を出力する。

タービン加減弁ウオーミング装置２３の制御内容をフロ
ーで示したものを第３図に示す。

■〜０は、タービン加減弁のウオーミング制御フロー順
番を示す。

■加減弁ウオーミング使用ＰＢをＯＮすると、■主蒸気
止弁２．加減弁１１及び加減弁ドレン弁１９開度と、主
蒸気温度Ｔｗと加減弁内壁温度ＴＩ　と加減弁外壁温度
Ｔｏと暖機弁ピストン位置ＰＯと加減弁室圧力をΔを時
間毎に読み込む。■主蒸気止弁２．加減弁１１が全開で
なければ、Φ主蒸気止弁２及び加減弁１１を全開操作す
る。

主蒸気止弁２を全閉させるために、暖機弁ピストン位置
を１００％から０％にする。

次に、■加減弁ドレン弁１９が開いていなければ、０加
減弁ドレン弁１９を開く。

これで、暖機弁４を開くと、主蒸気が加減弁１１、加減
弁ドレン弁１９を通して、よどみなく流れることになる
。

■暖機弁ピストン７が暖機弁開き始め相当位置Ｐ＝Ｐｏ
未満であれば、Ｏ暖機弁ビス８ン位置設定器２２に対し
増指令を出゛力しＰ＝Ｐｏを設定することで暖機弁の圧
力がＰａまで上昇する。

これに依り■暖機弁ピストン７がＰａに到達すると、■
加減弁室の飽和蒸気温度変化率：Ｔ′の演算と■主蒸気
温度−加減弁内壁温度差：ΔＴｗｘの演算と［相］加減
弁内外壁温度差：ΔＴｒｏの演算を行う。

■演算された加減弁室飽和蒸気温度変化率：Ｔ′と加減
弁室飽和蒸気温度変化率設定値：Ｔ’ｓの偏差が演算さ
れ、■　比例：Ｐ、積分：工演算が行なわれるが、比例
・積分の演算ゲインは、既に■で演算されているΔＴａ
Ｉで補正される。

この補正関数は、ΔＴｗ！を横軸に、ゲインを縦軸にと
ると右下がりの曲線となっているので、主蒸気温度と加
減弁内壁温度差：ΔＴｔ＋が大きいと、暖機弁ピストン
７の一回当りの操作量は、温度差Δ：Ｔｗｔが小さい時
よりも小さくてすむ。

Ｐ、Ｉ演算された結果はＯ加算演算されて暖機弁ピスト
ン位置設定器２２に設定される。

この■〜Ｏの演算及び操作はΔを時間毎に繰り返し操作
され、暖機弁ピストン７の位置は増加する。

この様な操作によって、もし、５０　加減弁内壁温度変
化率：Ｔ１′　が規定値ＴＩ’八を越えた場合は、■＠
◎Ｐ、Ｉ加算演算出力をロックさせる。

これに依り、暖機弁ピストン位置設定器への増加指令が
ロックされる。

ロック後Δを時間を経て、加減弁内壁温度変化率Ｔｌ′
　が規定値ＴＩ’　八を下回われば、再び、Ｐ・工演算
の出力が暖機弁ピストン位置設定器２２に出力され、暖
機弁開度が増加する。

一方、この様な操作によって、もし、０加減弁内外壁温
度差：ΔＴｔｏが規定値：ΔＴｌ０Ａ以上になった場合
は、　＠（＠ＰＩ加算演算出力をロックさせる。

ロック後、Δを時間を経て、加減弁内外壁温度差：ΔＴ
ＩＯが規定値：ΔＴｌ０Ａを下回ねれば、再び、Ｐ・工
演算の出力が暖機弁ピストン位置設定器２２に出力され
、暖機弁開度が増加する。

この様な操作に依って、加減弁内壁温度が上昇し、＠　
主蒸気温度−加減弁内壁温度差：ΔＴＮ＋が規定値：Δ
Ｔｗｔｓに至ると、　００　暖機弁ピストン位置を暖機
弁開度１００％相当位置であるＰ＝Ｐｐまで増操作する
ように、暖機弁ピストン位置設定器２２に増指令を与え
る。

これに依って、００　暖機弁ピストン位置がＰ＝Ｐｒに
至るとＯ加減弁ウオーミングが完了する。

第４図は、以上の加減弁ウオーミング制御過程を、時経
列的に示したものである。

Φ〜０は前述のウオーミング制御過程に関する説明又は
記号と対応している。

０は主蒸気止弁全閉操作を表し、０は暖機弁開き始めま
での暖機弁ピストン増操作を表し、ｏ〜ｏ、ｏ−ｏ、＠
−０１１ＰＩ制ｍ 操作の結果を表している。

Ｏは加減弁内壁温度変化率が規定値以上となり、暖機弁
開度をロックしていることを表し、Ｏは、加減弁内外壁
温度差規定値以上となり、暖機弁開度をロックしている
。

０は、主蒸気温度−加減弁内壁温度が規定値以下となり
、暖機弁の全開操作を表わしている。

本実施例によれば、火力プラントに於けるＤＳＳ　。

ＷＳＳ等の運用に当って、加減弁ウオーミング時間が短
縮されるので、点火がら併入までの時間の短縮に大きく
寄与し、又、原子カプラントでも制御棒引き抜きから併
入までの時間短縮及び省力化が求められており、これに
も大きく寄与するなど波及効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、加減弁内壁温度変化率を一定に、又、
加減弁内外壁の温度差を制限値内に抑えて、自動的に加
減弁をウオーミングすることが可能で手動操作と比ベウ
オーミング時間の大巾な短縮と、加減弁の寿命延長及び
工時間以上にも及ぶウオーミング操作の省力化の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の系統図、第２図は、従来
の、暖機弁開度変化に対する加減弁内壁温度変化と加減
弁外壁温度変化を示す図、第３回は加減弁ウオーミング
装置の制御フローチャート、第４図は、本発明を使用し
た場合の暖機弁開度変化に対する加減弁内壁温度変化と
加減弁外壁温度加減弁室圧力、加減弁室飽和蒸気温度変
化を示す図である。 １・・・主蒸気温度検出器、２・・・主蒸気止弁、３・
・主蒸気止弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、暖機蒸気量を調節することが可能な暖機弁と、蒸気
   をしや断する事が可能な蒸気止弁と、入口側にドレン弁
   を配し、蒸気量を調節する事が可能な加減弁をもつた蒸
   気タービンに於いて、暖機蒸気の温度と前記加減弁の内
   壁温度と前記加減弁の外壁温度を検出する手段と、前記
   加減弁の内壁温度変化率演算手段と、前記加減弁の内外
   壁温度差演算手段と、加減弁内壁温度変化率設定手段と
   、加減弁室圧力検出手段と、加減弁室圧力より飽和蒸気
   温度を求める手段と、飽和蒸気温度変化率演算手段と飽
   和蒸気温度変化率設定と演算された飽和蒸気温度変化率
   との偏差演算を行う手段と、この偏差演算出力に依り所
   要の暖機弁開度を演算し、暖機弁がこの開度になるよう
   に調節する手段を持ち、前記加減弁と蒸気止弁とを全閉
   、ドレン弁を開いた後、設定された飽和蒸気温度変化率
   と、実測された飽和蒸気温度変化率との偏差量で、暖機
   弁開度を制御する事を特徴とするタービン加減弁ウオー
   ミング装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記暖機弁の開度
   制御を一定周期で行わせることを特徴とするタービン加
   減弁ウオーミング装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、所要暖機弁開度演
   算のゲインは、暖機蒸気温度と加減弁内壁温度との差に
   依つて可変とすることを特徴とするタービン加減弁ウオ
   ーミング装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記暖機弁の開度
   制御は、前記加減弁の内壁温度変化率が、設定値に余裕
   をみた値よりも逸脱するか、又は、前記加減弁の内壁温
   度と前記加減弁の外壁温度との差が規定値以上になると
   、前記暖機弁とその位置で保持し、規定値未満になれば
   前記加減弁室の飽和蒸気温度変化率制御を再開させるこ
   とを特徴とするタービン加減弁ウオーミング装置。