JPH03111602A

JPH03111602A - タービン制御装置

Info

Publication number: JPH03111602A
Application number: JP24904089A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takamiya; 高宮　滋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-13

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）本発明はタービン制御装置に係り、特に負荷遮断時のオ
ーバスピードを防止するために加減弁を急閉させるター
ビン制御装置に関する。

（従来の技術）従来のタービン制御装置について第５図を参照して説明
する。

蒸気発生器１で発生した蒸気は加減弁２を経由してター
ビン３に流入し、タービン３およびそのタービン３と軸
結合された発電機４を回転させる。

タービン３の速度は速度検出器５により検出され、その
結果が増幅器６へ送られる。増幅器６は入力した速度信
号と定格速度の偏差を演算増幅し、その結果をサーボ弁
７へ出力する。サーボ弁７はその入力信号に基づいて油
ポンプ８より供給される油量をコントロールすることに
より油圧シリンダ９の位置を制御し、加減弁２の開度を
制御する。

加減弁２の開度が制御されると、蒸気発生器１よりター
ビン３に流入する蒸気量が制御され、タービン速度が一
定値である定格速度に等しくなるように制御される。以
上が定常時における速度制御である。

一方、負荷遮断が発生すると、タービン３への流入蒸気
が絞られる以前に発電機４が無負荷となり、タービン速
度が急上昇する。その場合、負荷遮断前の負荷が一定値
以上であると、前記通常時のサーボコントロールでは、
加減弁２を急閉する速度がタービン速度の急上昇に追い
付かず、タービン３の速度上昇の結果、非常調速機が作
動してタービントリップに至ることになる。これを避け
るため、通例はサーボ弁７の他に電磁弁１０が設置され
、一定値以上の負荷からの負荷遮断が発生した場合には
、電磁弁１０を切り換えて油圧シリンダ９を急速駆動し
、加減弁２を急閉している。

すなわちタービン３には出力検出器１１を取り付けると
共に、発電機４には負荷検出器１２を取り付け、減算器
１３により両者の偏差を演算し、それを比較器１４に入
力して、一定値以上の場合には一定値以上の負荷からの
負荷遮断発生と判断し、電磁弁１０を切り換えて、油ポ
ンプ８の供給する油を急速に油圧シリンダ９に供給する
ことによって加減弁２を急閉し、タービン３の速度上昇
を抑制している。その制御ロジックを第６図に示す。

また、このような速度制御方式によって制御した場合の
負荷遮断直前負荷とタービン速度上昇の関係を第４図に
示す。

（発明が解決しようとする課題）一般に、負荷遮断が発生し、加減弁２が急閉すると、プ
ラントに充分なバイパス容量（蒸気発生器１で発生した
蒸気をタービン３をバイパスして直接復水器へ捨てる系
の容量）が無い場合は蒸気の行き場所がなくなるため、
蒸気発生器１もトリップする必要がある。特に、原子力
発電プラントの場合は、−旦蒸気発生器１をトリップし
てしまうと、再起動に長時間を要するため、全体として
支障のない範囲ではなるべく電磁弁】０を動作させない
ことが望ましい。

また、真の負荷遮断ではなく、一過性の系統擾乱等によ
り、瞬時に電磁弁１０の動作条件が成立し、すぐまたリ
セットするような場合や、たとえ真の負荷遮断であって
もそのときの定常負荷の大きさによっては、電磁弁１０
の動作を若干送らせても非常調速機の動作点まで速度上
昇しないような場合には、即座に電磁弁１０を動作せる
必要がない。従来のタービン制御装置では電磁弁１０の
動作が早過ぎるため、上記一過性系統擾乱のように不要
な場合にも電磁弁１０が動作してしまうという不具合が
ある。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、一過性
の系統擾乱時の電磁弁の不要な動作を、必要なときに不
動作とならない範囲で極力回避することができるタービ
ン制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、タービン運転中に負荷遮断が発生した時に、
タービンへの蒸気の流入を制御する加減弁を急閉するこ
とによって、タービンのオーバスピードを一定値以下に
保つようにしたタービン制御装置において、部分負荷で
運転中に負荷遮断が発生した時には、加減弁急閉動作を
負荷遮断発生時のタービン出力の関数として決定される
設定時間だけ遅らせるタイマ回路を備え、一過性の系統
擾乱等による不必要な加減弁急閉動作を回避するように
したものである。

（作用）タイマ回路によってタービン出力により設定された時間
だけ加減弁の急閉を送らせることにより、一過性の系統
擾乱時の不要な加減弁急閉動作を防止する。タイマの設
定時間の設定は、たとえそのときに真の負荷遮断が発生
しても、タービンの速度上昇が非常調速機の動作点まで
到達しないような時間に予め設定する。

（実施例）本発明に係るタービン制御装置の一実施例について添付
図面を参照して説明する。

第１図において蒸気発生器１で発生した蒸気は加減弁２
を経由してタービン３に流入し、タービン３およびこの
タービン３に同軸結合されている発電機４を回転させる
。タービン３には速度検出器５が取り付けられ、この速
度検出器５により検出されたタービン速度信号は増幅器
６へ送られる。

増幅器６は入力したタービン速度信号と、内部に備えた
タービン定格速度の差を演算し、その速度偏差をターボ
弁７へ送る。サーボ弁７は入力された速度偏差に基づき
、油ポンプ８から送られてくる油量を制御して油圧シリ
ンダ９の位置を制御し、加減弁２の開度を制御する。加
減弁２の開度が制御されると、蒸気発生器１よりタービ
ン３に流入する蒸気量が制御され、タービン速度が一定
値である制御速度に等しくなるように制御される。

一方、タービン３には出力検出器１１が取り付けられる
と共に、発電機４には負荷検出器１２が取り付けられる
。出力検出器１１からのタービン出力と、負荷検出器１
２からの発電機負荷はそれぞれ減算器１３に入力され、
減算器１３でタービン出力−発電機負荷が演算される。

その演算結果が比較器１４に送られ、比較器１４の出力
はタイマ１５に送られ、タービン出力と発電機負荷の偏
差が一定値以上である状態が設定時間以上継続したとき
に負荷遮断が発生したと判断して、電磁弁１０を切り換
える。電磁弁ＩＯの切り換えにより油ポンプ８の供給す
る油は加減弁２を全閉する方向に切り換えられて、油圧
シリンダ９に送られる。

上記設定時間は、タービン出力により可変に設定できる
よう、出力検出器１１の出力が関数発生器１６に入力さ
れ、関数発生器１６の出力によりタイマ１５の設定時間
が設定される。なお、負荷遮断時タービン出力上タイマ
１５の設定の関係、すなわち関数発生器１６の特性を第
２図に示す。

次に作用について第３図に沿って説明する。

出力検出器１１により検出されたタービン出力と、負荷
検出器１２により検出された発電機負荷は減算器１３に
より偏差が演算され、比較器１４により偏差が一定値よ
り大きいかどうかが判定される（Ｓｌ）。その結果、一
定値以下であればサーボ弁７により通常の速度制御が行
なわれる（Ｓ２）。また、一定値以上であれば出力検出
器１１で検出したタービン出力により、タイマ１５の設
定時間を関数発生器１６を用いて設定する（Ｓ３）。こ
のようにして設定された設定時間内に継続してタービン
出力と発電機負荷の偏差が規定値以上であり続けたかど
うかを判定しくＳ４）、そうであれば、真の負荷遮断が
発生したとして電磁弁１０の切換による加減弁２の急閉
を行ない（Ｓ５）、そうでなければ真の負荷遮断ではな
く一時的な系統擾乱だったとして通常の速度制御を続行
する（Ｓ２）。

次に比較器１４の設定、タイマ１５の設定について第４
図に基づいて説明する。

第４図は負荷遮断が発生したときの負荷遮断後のタービ
ン速度上昇と、負荷遮断時タービン出力との関係を示し
たものである。従来技術であっても、本発明であっても
、第４図の電磁弁作動点より小さい出力から負荷遮断が
発生した場合には電磁弁１０は切り換えず、サーボ弁７
による通常の速度制御で速度上昇を抑制する。負荷遮断
時タービン出力が増大するに連れ、その時点でのタービ
ン内部保有エネルギも増大するので、通常のサーボ制御
のままでは負荷遮断後の速度上昇が増大し、非常調速様
動作点に近付く。通商産業省の「発電用火力設備の技術
基準」によれば、タービンは負荷遮断時の速度上昇を非
常調速様動作点以下に抑制できるような調速装置を有さ
なければならないとされている。そのため、電磁弁１０
を動作させ、速度上昇を抑制しているのである。しかし
ながら、従来の制御装置の場合には、負荷遮断発生（タ
ービン出力と発電機負荷の偏差大）と同時に、電磁弁１
０を動作させているので、第４図の実線で示すように、
電磁弁作動点近傍の負荷から負荷遮断が発生したときに
は速度上昇は非常調速様動作点より大きく下回る。速度
上昇量は負荷遮断直前負荷の増大と共に増大する。一方
、上記実施例のように第２図に示す特性の関数発生器１
６により設定されたタイマ１５の設定時間だけ、電磁弁
１０の動作を遅らせることにより、負荷遮断タービン出
力と負荷遮断後の速度上昇との関係は、第４図の一点鎖
線のようになる。この場合でも、速度上昇は非常調速様
動作点以下に制御されている。

従来の装置によると、タービン出力と発電機負荷の偏差
が一瞬でもある一定値を超えると、電磁弁１０が動作し
て加減弁２が急閉する。すなわち、一過性の系統擾乱に
よっても本来必要のない加減弁２の急閉が生じるという
問題があった。これに対し、上記実施例によれば、負荷
遮断時速度上昇防止の観点から許容できる限り、極力電
磁弁１０の動作を遅らせることによって、一過性の系統
擾乱時における不必要な加減弁２の急閉の発生確率を低
下することができるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明は部分負荷で運転中に負荷遮断が発生したときに
は、加減弁急閉動作を負荷遮断発生時のタービン出力の
関数として決定される設定時間だけ遅らせるタイマ回路
を備えたから、一過性の系統擾乱等による不必要な加減
弁急閉動作を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタービン制御装置の一実施例を示
す構成図、第２図は上記実施例における関数発生器の特
性を示す特性図、第３図は上記実施例の制御ロジックを
示すフロー図、第４図は本発明および従来装置における
負荷遮断時タービン出力と負荷遮断後の速度上昇との関
係を示す特性図、第５図は従来のタービン制御装置を示
す構成図、第６図は従来の装置における制御ロジックを
示すフロー図である。１・・・蒸気発生器、２・・・加減弁、３・・・タービ
ン、４・・・発電機、５・・・速度検出器、６・・・増
幅器、・・・サーボ弁、８・・・油ポンプ、９・・・油
圧シリンダ、１０・・・電磁弁、１１・・・出力検出器
、１２・・・負荷検出器、１３・・・減算器、１４・・
・比較器、１５・・・タイマ、１６・・・関数発生器。

Claims

【特許請求の範囲】

タービン運転中に負荷遮断が発生した時に、タービンへ
の蒸気の流入を制御する加減弁を急閉することによって
、タービンのオーバスピードを一定値以下に保つように
したタービン制御装置において、部分負荷で運転中に負
荷遮断が発生した時には、加減弁急閉動作を負荷遮断発
生時のタービン出力の関数として決定される設定時間だ
け遅らせるタイマ回路を備え、一過性の系統擾乱等によ
る不必要な加減弁急閉動作を回避するようにしたことを
特徴とするタービン制御装置。