JPH028122B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタービン運転制御装置に係り、特に火
力あるいは原子力発電プラントの起動に好適なタ
ービン運転制御装置に関する。

一般に、タービン発電プラント例えば火力発電
プラントの起動は第１図に示すように行われる。
即ち、ボイラ点火以前には、空気系統、給水系
統、燃料系統の各系統構成が行われ、ボイラ点火
の条件が成立することにより、ボイラが点火さ
れ、タービン通気の蒸気温度、圧力を作るためボ
イラ缶内の水・蒸気の昇温及び蒸気圧力の上昇が
行われる。次いで、タービン通気をしても良い蒸
気温度・圧力になれば、タービンの昇速制御に入
り、タービンメタルマツチング条件に従つたター
ビン運転制御が行われる。

第２図は、その火力発電プラントにおけるター
ビン運転制御装置の従来例を示したもので、入力
部１は、プラントからのプラント信号ａを入力
し、演算部２へプラント状態情報ｂを制御操作判
断部４へプラント情報ｃを与える。

演算部２は、入力部１からのプラント状態情報
ｂにより、タービン通気以外にタービンメタルマ
ツチング計算を行い、タービン昇速率、低速暖機
時間、高速暖機時間、併入後の負荷上昇率、初負
荷暖機時間を算出し、演算結果メモリ部３へ演算
結果情報ｄとして与え、演算結果メモリ部に記憶
させる。

このとき、演算部２はタービン通気到達まで周
期的にタービンメタルマツチング計算を行い、最
新の情報により、メモリ部３の内容を更新する。
一方、タービン通気以降は、タービンメタルマツ
チング計算結果を更新しないで、タービン通気時
の演算結果情報をメモリ部３へ保持するようにし
ている。

制御操作判断部４は、入力部１からのプラント
情報ｃをもとにして、現在実施すべき制御操作の
内容を判断し、演算結果メモリ部３に保持されて
いるタービンメタルマツチング計算の結果をメモ
リ情報ｅとして使用し、制御操作実行部５へ制御
実行指令ｆを与える。

制御操作判断部４で行う現在実施すべき制御の
判断内容とは、タービン回転数および発電機電力
によりタービン本体が併入前のラブチエツクまで
の初期昇速、ラブチエツク中、ラブチエツク後の
昇速、低速暖機回転数保持時間、低速暖機後の昇
速、定格回転数時の高速暖機保持時間、定速暖機
後の揃速、併入後の初負荷までの負荷上昇、初負
荷暖機保持時間、初負荷暖機後の負荷上昇中のど
の段階にあるかを区別して、タービンの現在状態
に対応する制御を行うことを判断することにあ
る。

この結果、制御内容として制御実行指令ｆが制
御操作実行部５へ与えられる。

制御操作実行部５は、制御指令ｆに対応した制
御内容を実行し、制御指令ｇとして制御指令出力
部６に与える。

制御指令出力部６は、制御指令ｇに従つてター
ビン駆動用モータ７へ駆動信号ｈを出力する。

このタービン駆動用モータ７の増回転、減回転
により、弁駆動機構８に経由し、主蒸気止弁バイ
パス弁（MSV−BV）９の開・閉が行われて、
主蒸気止弁（MSV）１０、加減弁（CV）１１の
弁開度により、タービン１２への蒸気量が調節さ
れ、タービン１２の回転数制御、発電機１３の出
力制御が実行される。

このように、発電プラントのユニツト起動過程
においては、そのユニツトが起動開始されてから
ユニツトの全負荷運転状態までの間には、給水系
のクリーンアツプボイラ点火後の昇温・昇圧・タ
ービン昇速、タービン暖機、電気系の揃圧、ター
ビン揃速併入、負荷上昇、FA／PA弁切替等の制
御操作があり、これに要する時間は通常数時間か
ら拾数時間となつている。

特に、タービン昇速からFA／PA弁切替まで
は、タービン入口の主蒸気温度・圧力による蒸気
条件とタービンロータの金属温度との関係から、
タービンメタルマツチング条件により算出したタ
ービン昇速率、低速暖機時間、高速暖機時間、併
入後の負荷上昇率、初負荷暖機時間を厳守するこ
とがタービン運転上の大前提になつている。

これは、タービンロータがタービンに流入する
高温・高圧蒸気により急激に加熱されることによ
り発生するロータの熱応力を過大にさせないこ
と、換言するとロータの寿命消費を極力小にしよ
うとすることから選ばれた制御方式である。

ところが、発電プラントにおいては、例えば電
力系統の事情あるいは他発電所の事情等の外的要
因によつては、ロータに多少の熱応力が発生する
のは承知の上で発電プラントを早急に立上げたい
場合がある。また、発電プラント定期点検終了時
の試験起動等においては、保安テスト等のため、
起動時間を延長したい場合もある。

しかしながら、上述した従来構成のタービン制
御装置では、タービン昇速からFA／PA弁切替ま
でのスケジユールはタービン通気前のタービンメ
タルマツチング計算により一律に決められてしま
うため、発電プラントの起動時間を短縮すること
も延長することもできなかつた。従つて、敢えて
その起動時間を変更しようとすれば、運転員の手
動操作により、タービンを運転するほかなく、運
転員の負担が増す上、円滑な運転が難かしく、安
全性が損われるおそれがあつた。

本発明は上記従来装置の欠点を除き、運転員の
指示に基づき、タービン起動時間を任意に変更し
て発電プラントを安全かつ円滑に自動運転するこ
とのできるタービン運転制御装置を提供すること
を目的とする。

この目的を達成するため本発明は、メモリに記
憶保持されるタービンメタルマツチング計算結果
を、外部から変更できるようにしたことを特徴と
する。

以下、本発明を図の実施例を参照して説明す
る。

第３図は本発明の一実施例に係るタービン制御
装置の構成図を示したもので、図中、第２図と同
一符号は同一又は相当部分を示す。図の構成で、
第２図と異なる点は、更に制御操作修正要求受付
部２０および制御操作要求判断部２１を付加した
点である。

この制御操作修正要求受付部２０は、タービン
の通気が完了していなければ、運転員の修正要求
ｌを受付けないように構成されている。つまり、
タービンメタルマツチング計算によるタービン運
転制御のためのタービン昇速率、低速暖機時間等
の各条件が演算結果メモリ部３に一定保持されて
から修正要求を受付けるようなインターロツクが
組まれている。

制御操作修正要求判断部２１は、修正要求受付
部２０からの修正情報ｍにより妥当性をチエツク
し、OKの際には、メモリ修正指令ｎにより、演
算結果メモリ部３に記憶されている内容を変更す
る。妥当性なき場合には、メモリ修正ｎを発しな
いように構成されている。

上記制御操作修正要求受付部２０と、制御操作
修正要求判断部２１につき、更にこれを具体的に
図示説明すれば第４図に示すように、制御操作修
正要求受付部２０は、入力部２０１と要求判断部
２０２とからなり、制御操作修正要求判断部２１
は修正情報判断部２１１と修正情報出力部２１２
とからなつている。

以上の構成で、運転員が早急に発電プラントを
立上げたい場合、例えば他発電所がトリツプした
ことにより、その発電所が出力していた電力分を
補うような場合は、運転員がコンソールを介し
て、起動完了させる為のパラメータを修正するこ
ととなる。

これらのパラメータとしては、タービン入口の
主蒸気温度、圧力による蒸気条件とタービンロー
タの金属温度（第１段内面メタル温度）との関係
から従来公知のタービンメタルマツチング条件に
より算出されるタービン昇速率、低速暖機時間、
高速暖機時間、初負荷暖機時間、負荷上昇率があ
る。これらのパラメータについて、例えば、早急
に立上げを必要とするときは、タービン等に多少
無理がかかるのは承知で算出された各種（低速、
高速、初負荷）の暖機時間を例えば無し（“０”
分）に修正する。これは例えば、第５図に示すコ
ンソールに表示される画面で該当する項目のカツ
コ内に修正値を入れることによつて行うことが出
来る。

また逆に保安テスト等で各種の暖機時間を長く
する必要があるときには、タービンメタルマツチ
ング計算により算出された値よりも大きい暖機時
間を設定入力することとなる。

このようにして、運転員から修正要求ｌがあつ
た時、入力部２０１はその修正内容（項目とその
値）をコンソールから入力する。入力部２０２は
この修正要求ｌの修正内容を要求判断部２０２へ
出力する。要求判断部２０２はこの修正要求ｌを
入力したとき、現在のプラント状態がタービン通
気にてタービンメタルマツチング計算が最終決定
されたか否かを確認し、もし決定されていなけれ
ば修正要求ｌを無効とする。これは、タービン通
気まではタービンメタルマツチング計算が周期的
に繰り返し実行され、最終決定されるまでは修正
しても自動的に変更されてしまい無意味だからで
ある。

もし、タービン通気が終了し最終のタービンメ
タルマツチング計算が決定されていれば、演算結
果を保存しているメモリ部３を修正するために運
転員が修正した項目及びその値を修正情報ｍとし
て制御操作修正要求判断部２１へ出力する。

制御操作修正要求判断部２１の修正情報判断部
２１１は修正情報ｍから、修正された項目が既に
操作終了したものではないか否かを判断し、終了
している操作に対する修正であれば無効とする。
操作が終了していなければ修正情報ｍを有効と判
断し、修正情報出力部２１２へ出力する。修正情
報出力部２１２は修正情報判断部２１１からの情
報によりメモリー部３で保存されている情報を変
更するために該当項目及びその値をメモリ修正指
令ｎとしてメモリー部３へ出力する。

これにより、メモリ部３の内容は、第６図に示
すように各暖機時間が０に書き換えられる。

このように、起動時間を短縮する場合は、今か
ら何分後にプラントをどのような状態にしたい
か、その要求に応じてメタルマツチング計算によ
り設定されたメモリ部３の内容を適宜修正するだ
けで、後は自動的に修正した通りの起動制御をタ
ービン制御装置が実行する。第５図および第６図
に示した例は、負荷上昇までの時間を、各暖機時
間を全て０とすることにより、予定よりも53分早
めた場合の例である。

また、保安テスト等により起動時間を延長する
場合も、メモリ部３に設定されているパラメータ
を適宜自由に修正することにより、テストを行う
個所例えば低速暖機時間などを任意に延長するこ
とができる。

このように、メモリ部３に記憶されているター
ビンメタルマツチング計算結果のうち、必要なも
のを個々に修正することにより、起動過程を部分
的に時間延長あるいは短縮することが可能とな
り、保守テストなどの作業能率を大巾に改善する
ことができる。

また、本実施例のタービン制御装置によれば、
電力系統あるいは他発電所の事情などで発電プラ
ントを緊急に立ち上げたい場合も、運転員は制御
操作の修正要求ｌを加えるだけで、従来のように
運転員に負担をかけたりあるいは発電プラントの
安定性を損なうことなく、安全かつ円滑に発電プ
ラントを緊急起動することが出来る。

即ち、通常タービンの運転にはタービン制御装
置が使用され、タービンメタルマツチング計算で
決定された値に基づいて起動するよう構成されて
いる。このタービンメタルマツチング計算決定さ
れたものと異なつた起動例えば低速保持時間を短
縮するような運転をしようとすると、タービン制
御装置内に記憶されている低速保持時間と異なる
ために、タービン制御装置による運転ができなく
なる。これはタービン制御装置は記憶されている
低速保持時間が経過してから次のタービン上部に
移るよう決められている為である。この結果、タ
ービン制御装置を使用したタービン起動ができな
くなる為、運転員自ら手動操作にてタービンを運
転するほかなく、発電プラント全体の運転監視を
担当する運転員にとつて、これは負担を減らすこ
とになる。

しかし、本実施例によれば、タービンメタルマ
ツチング計算で決定された値を修正しても、ター
ビン起動装置を使用してタービンの運転を可能と
なり、従来通りに安全かつ円滑なタービン起動で
きるようになる。

尚、修正要求受付部２０で受け付ける制御操作
の修正要求ｌは、その時々のプラント状態に応じ
て、その要求内容に個々に制限値を設け、その制
限範囲内で修正要求を受付けるようにしてもよ
い。

以上のように本発明によれば、タービンの起動
時間を外部から簡単に修正して、発電プラントを
安全かつ円滑に起動することのできるタービン運
転制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は火力発電プラントにおける一般的な起
動曲線図、第２図は従来のタービン運転制御装置
の構成図、第３図は本発明の一実施例に係るター
ビン運転制御装置の構成図、第４図は第３図の制
御操作修正要求受付部２０および制御操作修正要
求判断部２１の内部ブロツク構成図、第５図はタ
ービン起動運転パラメータを修正する際のコンソ
ールの表示例を示す表示画面説明図、第６図はメ
モリ部３に記憶されているタービン起動運転パラ
メータの修正動作を説明するためのメモリ内容修
正動作説明図である。 １……入力部、２……演算部、３……演算結果
メモリ部、４……制御操作判断部、５……制御操
作実行部、６……制御指令出力部、７……タービ
ン駆動用モータ、８……弁駆動機構、９……主蒸
気止弁バイパス弁、１０……主蒸気止弁、１１…
…加減弁、１２……タービン、１３……回転数制
御発電機、２０……制御操作修正要求受付部、２
１……制御操作要求判断部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発電プラントからのプラント状態信号を入力
   する入力部と、その入力信号に基づきタービンメ
   タルマツチング計算を行う演算部と、その演算結
   果を記憶するメモリ部と、前記入力信号に基づき
   現在のプラント状態から実施すべき制御操作内容
   を判断し、前記メモリ部に記憶されている演算結
   果に基づき必要な制御指令を出力する制御操作判
   断部とを備え、その制御指令に基づきタービンの
   運転制御を行うタービン運転制御装置において、
   更に運転員からの制御操作修正要求を受け付ける
   制御操作修正要求受付部と、その制御操作修正要
   求の妥当性を判断する制御操作修正要求判断部と
   を設け、その制御操作修正要求により、前記メモ
   リ部に記憶されているタービン起動前最終のター
   ビンメタルマツチング計算により演算されたター
   ビン昇速率、低速暖機時間、高速暖機時間、初負
   荷暖機時間、負荷上昇率を外部より修正し、ター
   ビン起動時間の変更を可能としたことを特徴とす
   るタービン運転制御装置。