JPH0261302A

JPH0261302A - タービン制御装置

Info

Publication number: JPH0261302A
Application number: JP20924488A
Authority: JP
Inventors: Takumi Kawai; 河合　巧
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1990-03-01
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0772489B2

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、タービン制御装置に係り、特に、電気油圧式
ガバナ（ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｇｏｖｅ
ｒｎｏｒ）ＥＨＧを採用したタービン制御システムにお
いて、負荷制限器追従と負荷設定器追従との切換えを自
動化し切換え時間を大幅に短縮する手段に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来のタービン制御装置において、自動ボイラ制御装置
（ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｏｉｌｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｒ）で負荷設定器を操作し負荷設定器が追従してい
る状態から、自動ボイラ制御装置の操作端を負荷設定器
に追従させ、負荷設定器を負荷制限器に追従させる運転
モードにする場合、負荷制限器を負荷設定位置まで一旦
下げた後、負荷設定器の設定値を上げ、運転モードを切
換えていた。その際に、自動ボイラ制御装置の操作端も
上記操作に応じて、負荷制限器側に切換えることになる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年は、原子カプラントの稼ｆａ率が高まり、原子カプ
ラントの比重が増大しているので、火力プラントのＤａ
ｉｌｙ　５ｔａｒｔ　Ｕｐ　５ｈｕｔ　Ｄｏｗｎ化が進
められる傾向にある。このＤＳＳ化システムにあっては
、プラントの安定性を保ちながら、起動時間をできるだ
け短縮することが求められている。

上記従来例では、負荷制限器の出力を一旦負荷設定位置
まで下げ、それから負荷設定器を上げ、負荷設定器追従
モードと負荷制限器追従モードとを切換えていたので、
切換えに最低でも２〜３分の時間がかかる欠点があった
。

また、自動ボイラ制御装置の操作端も上記操作に応じて
、負荷制限器側に切換えるので、操作が繁雑であり、操
作ミスや自動ボイラ制御装置側での運転条件の激変を生
ずる危険もあった。

本発明の目的は、自動ボイラ制御装置に大きな影響を与
えず、負荷設定器追従モードと負荷制限器追従モードと
を迅速かつ正確に切換え可能なタービン制御装置・を提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、負荷設定信号を
出力する負荷設定器と、速度設定器の設定速度とタービ
ン速度検出器からの実速度信号との速度偏差量に速度調
定率を掛け速度調整率ゲイン出力を演算する手段と、負
荷設定信号と速度調定率ゲイン出力とを加算し負荷信号
を出力する第１加算器と、最終負荷信号に所定の追従＠
設定値を加算した値に基づき負荷制限値信号を出力する
負荷制限器と、前記負荷信号と負荷制限値信号とから低
い方の信号を選択し前記最終負荷信号として出力する低
値優先回路とを含み、負荷設定器追従モードと負荷制限
器追従モードとを切換え可能なタービン制御装置におい
て、負荷制限器の出力信号と速度調定率ゲイン出力とを
加算し低値優先回路に出力する第２加算器と、負荷設定
器追従モードと負荷制限器追従モードとに応じて速度調
定率ゲイン出力を第１加算器または第２加算器に択一的
に供給する切換え手段とを備えたタービン制御装置を提
供するものである。

前記速度偏差量が所定値以上のときには、切換え手段の
動作を禁止する手段を備えることが望ましい。

〔作用〕

本発明においては、負荷設定器追従モードと負荷制限器
追従モードとに応じて速度調定率ゲイン出力を負荷設定
器側加算器または負荷制限器側加算器に択一的に供給す
る切換え手段とを備えているので、追従している側の追
従幅を徐々に減少させ、負荷制限器および負荷設定器の
出力を一旦一致させた後、反対側の出力を徐々に上昇さ
せるような手順を経ずに、例えば０．１秒以内のほとん
ど瞬時に両者を切り換えるできる。

その際に、自動ボイラ制御装置は、常に負荷設定器側と
の間で制御信号をやりとりするから、自動ボイラ制御装
置側での条件が急に変化したりすることがなく、操作も
単純になる。

また、速度偏差量が所定値以上のときには、切換え手段
の動作を禁止する手段を設けてあり、タービン側での制
御条件の急変も防止され、電力系統に乱れを与えること
がない。

〔実施例〕

次に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

タービン制御システムの概要を第４図に示す。

ボイラ１で発生した蒸気は、主蒸気止め弁２．加減弁３
を通り、蒸気タービン１０に供給される。

タービン１０は、通常、高圧タービン１１と中圧タービ
ン１２と低圧タービン１３とを含んでいる。

蒸気は、高圧タービン１１で仕事をした後、再熱器１６
で再び昇温され、再熱蒸気止め弁１７とインタセプト弁
１８とを通り、さらに中圧タービン１２と低圧タービン
１３とで仕事をし、復水器１９で水になる。蒸気のエネ
ルギーは、タービン１０により回転運動に変えられ、発
電機２０を回し、電力を系統に供給する。

タービン制御装置２２は、タービン１０の回転数や負荷
等を制御する。タービンの回転数は、タービン１ｏの回
転軸に取り付けた歯車１４の回転数を速度検出器１５で
計数して検出される。また、タービンの負荷は、電力変
換器２１により検出される。これらの検出信号は、ター
ビン制御装置２２の入力部２３に送られ、演算部２５で
処理される。演算器２５では、タービンの回転数、負荷
等を制御するため、インタセプト弁１８．加減弁１３等
の弁位置を演算し、その位置になるように答弁を駆動す
る信号を作成する。弁の駆動信号は。

出力部２４からインタセプト弁暉動ユニット９゜加減弁
駆動ユニット７等の答弁の駆動ユニットに送られ、それ
ぞれの弁を駆動する。一方、弁の動きは、インタセプト
弁位置検出器８．加減弁位置検出器６等の位置検出器に
より検出され、タービン制御装置２２の入力部２３にフ
ィードバックされて、弁の位置を定位化する。

タービン制御装置２２の従来の構成例の一部を第５図に
示す、タービン回転数は、速度検出器１５により検出さ
れる。検出された実速度信号Ｎは、速度設定器３１で設
定される設定速度信号Ｎ０と比較器３２で比較され、そ
の偏差量ΔＮ　（＝　Ｎ　０−Ｎ）が、調定、率演算器
３３に伝えられる。調定率演算器３３では、予め設定さ
れた速度調定率δに相当するゲインを掛け、加算器３５
に伝える。

加算器３５では、負荷設定器３４で設定された信号Ｐ。

を加え、負荷信号ＰＧを作る。速度調定率δは、速度（
発電機が電力系統と接続され同期運転しているときは、
系統の周波数に相当する。）が設定値（定格値）から何
％ずれると全負荷を変化させるかという値である。例え
ば、５％調定率とは、５％の速度変動があれば、１００
％の負荷を変えることを意味する。すなわち、１００％
負荷運転中に系統周波数（速度）が５％上昇したと仮定
すると、周波数を実走に保つために、負荷を０％まで絞
ることになる。

負荷信号ＰＧは、負荷制御器３６で設定された負荷制限
値ＰＬと低値優先回路３７で比較され、低いほうの信号
が最終負荷信号Ｐとなる。負荷信号Ｐは、負荷分配器３
８．４２等で答弁の分担量に応じて配分され、答弁の開
度（流量）を決定し。

答弁の位置を制御する。第５図では、これ以降の部分は
、加減弁３に対するもののみを示し、他は省略しである
が、同様の構成である。負荷分配器３８の出力は、比較
器３９で弁位置フィードバック信号と比較され、その偏
差信号は、調節制御器４ｏで弁駆動信号Ｓｖに変えられ
、弁駆動ユニット７により加減弁３の開度を調整する。

加減弁３の開度は、位置検出器６により検出され１位置
変換器４１を経て、開度検出器Ｕとしてフィードバック
され、上記比較器３９に与えられる。なお、低値優先回
路３７で、負荷信号Ｐ０が優先されているときは調速運
転と呼ばれ、負荷制限値ＰＬが優先されているときは負
荷制限運転と呼ばれている。

自動ボイラ制御装置２６からの信号により負荷運転する
場合は、自動ボイラ制御装置２６が負荷設定器３４を駆
動し負荷運転する。この時、タービン制御装置２２の操
作端でスイッチ５ｏにより負荷設定器３４を選択し、自
動ボイラ制御装置２６へのフィードバック信号としてス
イッチ５１に。

より負荷設定器３４の出力Ｐ。を送り込む。

このような制御系において、負荷制限器３６が負荷設定
器３４に追従している状態から、自動ボイラ制御装置２
６の操作端を負荷制限器３６に切換える場合の従来の操
作方法について、まず説明する。

第６図は、その切換え操作を示したものである。

負荷制限器３６が負荷設定器３４に追従しているとき（
ｔ≦ｔｏ）は、スイッチ５０．スイッチ５１、スイッチ
５２がオンし、追従幅設定器５４の出力αが低値優先回
路３７の出力に加算され、負荷制限器３６の出力ＰＬは
ＰＬ＝ＰＧ＋α＝ｐ＋αで追従している。

切換えは以下の手順で進められる。

１、負荷制限器追従幅設定器５４の出力αを徐々にＯに
減少させる。

２、負荷制限器３６出力ＰＬが減少しＰＬ＝ＰＧとなっ
たｔ□でスイッチ５０をオフ、スイッチ５１をオフ、ス
イッチ５２オフ、スイッチ５３オンとする。

３、負荷設定器３４の出力は、負荷設定器追従幅設定器
５５の出力αが低値優先回路３７の出力Ｐに加算されＰ
Ｌ＝ＰＧ＋α＝Ｐ＋αで追従する。

以上のように、切換え操作が繁雑であった。また、操作
手順の誤りや操作端フィードバック信号の誤選択による
負荷変動等が予測される。

次に、第１図〜第３図を参照して、本発明の一実施例を
説明する。

本発明は、調定率演算器３３出力端に切換えスイッチ５
８を設け、負荷制限器３６の出力に加算器５９を追加し
、調定率演算器３３の出力を負荷設定器３４の出力また
は負荷制限器３６の出力に択一的に加算する方式を採用
したものである。

本発明は、負荷信号ＰＧが負荷設定器３４の出力Ｐ、と
速度偏差量ΔＮ　（＝Ｎ、−Ｎ）に速度調定率ゲインを
掛けたものとの加算値であることに着目し、負荷設定器
追従から負荷制限器追従への切換えを、ΔＮの切換えす
なわち速度調定率ゲイン出力ＰＮの切換え方式としたも
のである。

第２図によりその切換え手順を説明する。

ｔｏで切換えスイッチ５８を負荷制限器追従モードにす
る。切換えスイッチ５８をこのモードにすると、加算器
５８の入力からＰＮが除外され、Ｐ　Ｇ　＝　Ｐ、とな
る。一方、加算器５９の出力ＰＮＬは、ＰＮＬ＝ＰＬ＋
ＰＮとなる。

以上の操作により、スイッチ５８の操作のみで。

従来の負荷制限器追従と同じ機能となる。

なお、第１図の発明は、ＰＮを負荷制限器３６の出力に
加算しているが、ＰＮを加算器５６に加算しても、同様
な効果が得られる。

また、ＰＮが変動しているときスイッチ５８をオンする
と、負荷変動が発生するため、第３図に示すように、Δ
Ｎ（またはＰＮ）の値をチエツクする機能を追加すれば
よい。すなわち、図示しない制御コンソール等からの切
換え指示信号と速度偏差ΔＮの絶対値が一定値αよりも
小さいという条件を判定する比較器６ｏからの出力とを
Ａ　Ｎ　Ｄ回路６１でチエツクし、ΔＮ（またはＰＮ）
が小さい（プラントに変動を与えない値である）ときの
み切換え可能とする。

この手段を採用すれば、電力系統側に変動を与えること
なく、負荷設定器追従モードと負荷制限器追従モードと
を切換えできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、切換え操作が容易であり、切換え時の
プラント変動もなく、しかも例えば０．１秒以下のほと
んど瞬時に負荷設定器追従モードと負荷制限器追従モー
ドとを切換え可能なタービン制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタービン制御装置の一実施例の要
部の構成を示す図、第２図は第１回実施例の動作を説明
する図、第３図は第１図実施例においてＰＮの値が大き
いときに切換えを制限する手段を示す図、第４図は本発
明を適用するタービン制御システムの概要を示す図、第
５図は従来のタービン制御装置の一例の構成を示す図、
第６図は第５図例の動作を説明する図である。１・・・ボイラ、２・・・主蒸気止め弁、３・・・加減
弁、４・・・主蒸気止め弁位置検出器、５・・・主蒸気
止め弁駆動ユニット、６・・・加減弁位置検出器、７・
・・加減弁駆動ユニット、８・・・インタセプト弁位置
検出器、９・・・インタセプト弁駆動ユニット、１０・
・・蒸気タービン、１１・・・高圧タービン、１２・・
・中圧タービン、１３・・・低圧タービン、１４・・・
歯車、１５・・・速度検出器、１６・・・再熱器、１７
・・・蒸気止め弁、１８・・・インタセプト弁、１９・
・・復水器、２０・・・発電機、２１・・・電力変換器
、２２・・・タービン制御装置、２３・・・入力部、２
４・・・出力部、２５・・・演算部、２６・・・自動ボ
イラ制御装置、３１・・・速度設定器、３２・・・比較
器、３３・・調定率演算器、３４・・・負荷設定器、３
５・・・加算器、３６・・・負荷制限器、３７・・・低
値優先回路、３８・・・負荷分配器、３９・・・比較器
、４０・・・調節制御器、４１・・・位置変換器、４２
・・・負荷分配器。４３・・・比較器、５０，５１，５２．５３・・・スイ
ッチ、５４・・・負荷制限器追従幅設定器、５５・・・
負荷設定器追従幅設定器、５６，５７．５９・・・加算
器、５８・・・スイッチ、６０・・・比較器、６１・・
・ＡＮＤ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、負荷設定信号を出力する負荷設定器と、速度設定器
の設定速度とタービン速度検出器からの実速度信号との
速度偏差量に速度調定率を掛け速度調整率ゲイン出力を
演算する手段と、前記負荷設定信号と速度調定率ゲイン
出力とを加算し負荷信号を出力する第１加算器と、最終
負荷信号に所定の追従幅設定値を加算した値に基づき負
荷制限値信号を出力する負荷制限器と、前記負荷信号と
負荷制限値信号とから低い方の信号を選択し前記最終負
荷信号として出力する低値優先回路とを含み、負荷設定
器追従モードと負荷制限器追従モードとを切換え可能な
タービン制御装置において、前記負荷制限器の出力信号と前記速度調定率ゲイン出力
とを加算し前記低値優先回路に出力する第２加算器と、前記負荷設定器追従モードと負荷制限器追従モードとに
応じて前記速度調定率ゲイン出力を前記第１加算器また
は第２加算器に択一的に供給する切換え手段とを備えたことを特徴とするタービン制御装置。２、請求項１に記載のタービン制御装置において、前記
速度偏差量が所定値以上のときに前記切換え手段の動作
を禁止する手段を備えたことを特徴とするタービン制御
装置。