JPH033041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ボイラおよび蒸気タービン間に設け
られた蒸気加減弁を調節して蒸気タービンの入口
蒸気圧力およびその背圧を制御する蒸気タービン
の圧力制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

火力発電所等の大規模プラントに用いられる蒸
気タービンの入口蒸気圧およびその背圧としての
復水器の真空度は、発電機負荷に変動があつた場
合でも、略一定に保持しなければならない。

このために、発電機負荷の増大に対してこの系
統のタービン調速機が負荷の増大を検出して蒸気
加減弁を大きく開く一方、ボイラが蒸気圧力の低
下を検出して燃料および給水量を増大させる。

しかしながら、蒸気加減弁は負荷の増大に応じ
て瞬間的に開かれるが、ボイラの蒸気量を瞬間的
に増加させることは難しく、これらの応答速度の
違いによつて蒸気タービンの入口蒸気圧およびそ
の背圧の変動があつた。

周知の如く、蒸気タービン入口の蒸気圧力が低
下した場合には、これがドレーン発生の原因とな
つてタービンの羽根車に悪影響を及ぼしてプラン
トの寿命を縮めることになり、蒸気タービンの背
圧が増大した場合にはタービン長翼の風損が大き
くなり、摩擦熱に伴う熱応力によりタービン翼の
寿命が縮まることの他、復水器に対しても悪影響
を及ぼすことになる。

かかる不具合を解消するべく、例えば、主蒸気
止め弁の上流側の蒸気圧力および復水器の圧力を
検出して、これらの検出値に基いて蒸気加減弁を
制御する圧力制御装置が用いられる。

第１図は、一般的な発電プラントの系統図と併
せて圧力制御装置の構成をブロツク的に示したも
のである。ここで、ボイラ１より発生した蒸気は
主蒸気止め弁２および蒸気加減弁３を介して高圧
タービン４に送り込まれ、この蒸気が保有するエ
ネルギの一部をタービン翼に与えた後、再びボイ
ラ１の再熱器１Ａに送り込まれる。

この再熱器１Ａに送り込まれた蒸気はここで再
加熱された後、インターセプト弁５を介して中圧
タービン６に供給され、さらに、低圧タービン７
に供給されてそれぞれ蒸気の熱エネルギをタービ
ン翼に与える。

次いで、低圧タービン７を流出した蒸気は真空
状態の復水器８に吸引され、ここで冷却水との熱
交換によつて凝縮された後、給水ポンプ９により
ボイラ１へ送られ、以下、同様のサイクルを繰り
返す。

一方、蒸気タービン入口の蒸気圧力に略比例す
ると見倣される主蒸気止め弁２の上流側の蒸気圧
力が圧力検出器１５により、復水器８の内部圧力
が圧力検出器１６によりそれぞれ検出され、その
検出圧力信号が圧力制御部１０に取り込まれてこ
こで処理された制御信号が信号増幅器１７を介し
て蒸気加減弁３に加えられる。

しかして、圧力検出器１５，１６、圧力制御部
１０および信号増幅器１７によつて圧力制御装置
が構成されている。

第２図は上述した圧力制御部１０の構成を示す
ブロツク図で、蒸気タービン入口の蒸気圧力を設
定するべく、圧力検出器１５の出力信号に見合つ
た種類の信号を出力する圧力設定器１１Ａ、圧力
検出器１５および圧力設定器１１Ａの出力信号を
互いに比較して圧力偏差に応じた変位要求信号に
変換する圧力変位変換装置１２Ａ、および、この
変位要求信号を増幅するための変位幅増幅シリン
ダ１３Ａよりなる第１の制御量算出部と、復水器
の内部圧力を設定するべく、圧力検出器１６の出
力信号に見合つた種類の信号を出力する圧力設定
器１１Ｂ、圧力検出器１６および圧力設定器１１
Ｂの出力信号を互いに比較して圧力偏差に応じた
変位要求信号に変換する圧力変位変換装置１２
Ｂ、および、この変位要求信号を増幅するための
変位幅増幅シリンダ１３Ｂよりなる第２の制御量
算出部と、これら第１および第２の制御量算出部
の出力信号、すなわち、変位増幅シリンダ１３Ａ
および１３Ｂの出力信号を比較して、何れか一方
のレベルの高い側の信号を出力する高値優先回路
１４とで構成されている。よつて、蒸気タービン
入口の蒸気圧力および復水器の圧力と設定圧力と
が異る場合、偏差分の大きい側の変位要求信号が
圧力制御部１０より出力され、これが信号増幅器
１７に加えられる。

この場合、信号増幅器１７は油圧パイロツトま
たはリレー等でなり、変位要求信号に対応して蒸
気加減弁３のリフト値を制御する。

しかして、蒸気タービン入口の蒸気圧力および
その背圧が設定圧力になるように制御される。

〔背景技術の問題点〕

斯かる従来の蒸気タービンの圧力制御装置にあ
つては、圧力制御部に油圧シリンダが用いられる
ことから、より速い応答性を要求された場合でも
これを満足させることができず、しかも、蒸気タ
ービン入口の蒸気圧力および復水器の圧力の何れ
か一方が設定値に対して大きくずれた場合にはそ
の偏差分が直接蒸気加減弁に加えられることか
ら、制御系が一時的に大きく乱されるという欠点
があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を除去するためになされた
もので、応答性を改善し得、且つ、制御系の安定
化を図り得る蒸気タービンの圧力制御装置の提供
を目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の蒸気ター
ビンの圧力制御装置は、蒸気タービンの入口蒸気
圧力の検出値および設定値を比較して圧力偏差信
号を出力する第１の差圧演算部と、前記蒸気ター
ビンの背圧の検出値および設定値を比較して圧力
偏差信号を出力する第２の差圧演算部と、これら
の差圧演算部の圧力偏差信号を比較してレベルの
高い側の信号を出力する高値優先回路と、この高
値優先回路の出力信号レベルを所定のレベル範囲
に維持するレベル制限回路とを具備し、このレベ
ル制限回路の出力信号に基いて蒸気加減弁を制御
するように構成したことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第３図は本発明に係る蒸気タービンの圧力制御
装置の概略的な構成を、この圧力制御装置の適用
対象である発電プラントの系統図と併せて示した
もので、第１図に示した要素と同一の要素にはそ
れぞれ同一の符号を付してその説明を省略する。
また、第１図に示した圧力制御部１０の代わり
に、集積回路素子で構成し得る演算装置２０を用
いた点、およびこの演算装置２０のデイジタル信
号を受けて、信号増幅器１７と同一の機能を有す
る信号増幅器１８を用いた点が第１図と異つてい
る。

次に、第４図は演算装置２０の詳細な構成を示
すブロツク図で、圧力検出器１５の出力信号をデ
イジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２１Ａ、蒸
気タービン入口の蒸気圧力を設定することによつ
てデイジタル信号を出力する圧力設定器２２Ａ、
Ａ／Ｄ変換器２１Ａおよび圧力設定器２２Ａの出
力を比較してその偏差に応じた信号を出力する比
較回路２３Ａよりなる差圧演算部２０ａと、圧力
検出器１６の出力信号をデイジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器２１Ｂ、蒸気タービンの背圧を設
定することによつてデイジタル信号を出力する圧
力設定器２２Ｂ、Ａ／Ｄ変換器２１Ｂおよび圧力
設定器２２Ｂの出力を比較してその偏差に応じた
信号を出力する比較回路２３Ｂよりなる差圧演算
部２０ｂと、差圧演算部２０ａおよび２０ｂの出
力信号レベルを比較して、レベルの高い側の信号
を出力する高値優先回路２４と、この高値優先回
路の出力信号レベルを、所定の範囲に維持するレ
ベル制限回路２５とで構成されている。なお、レ
ベル制限回路２５は第５図に示すように上限制定
器２５ａおよび下限制定器２５ｂを具え、高値優
先回路２４の出力変動範囲を任意に定め得るもの
である。

上記の如く構成された本発明の蒸気タービンの
圧力制御装置の作用を以下に説明する。

先ず、圧力検出器１５は主蒸気止め弁２の上流
側の圧力を検出して、実質的に蒸気タービンの入
口蒸気圧力に対応するアナログ信号を演算装置２
０に加える。圧力検出器１６は復水器８の内部圧
力を検出して蒸気タービンの背圧に相当するアナ
ログ信号を演算装置２０に加える。

次に、圧力検出器１５の出力信号はＡ／Ｄ変換
器２１Ａによつてデイジタル信号に変換された
後、比較回路２３Ａによつて圧力設定器２２Ａの
出力信号と比較され、その偏差分が高値優先回路
２４に入力される。すなわち、差圧演算部２０ａ
は蒸気タービンの入口蒸気圧力の検出値および設
定値を比較して圧力偏差信号を出力する。

同様に、圧力検出器１６の出力信号はＡ／Ｄ変
換器２１Ｂによつてデイジタル信号に変換された
後、比較回路２３Ｂによつて圧力設定器２２Ｂの
出力信号と比較され、その偏差分が高値優先回路
２４に入力される。すなわち、差圧演算部２０ｂ
は蒸気タービン背圧の検出値および設定値を比較
して圧力偏差信号出力する。

次に高値優先回路２４はこれらの圧力偏差信号
の中、レベルの高い側の圧力偏差信号をレベル制
限回路２５に加える。

ここで、レベル制限回路２５は、上限制定器２
５ａおよび下限制定器２５ｂによつて定まる範囲
内に前記圧力偏差信号のレベルを抑えるもので、
そのレベル範囲としては、上限から下限へ、ある
いは下限から上限へ信号レベルが急速に変動した
場合でも、制御系を乱さないように適切に定めら
れる。

次に、レベル制限回路２５より出力されるデイ
ジタル信号は信号増幅器１８内でアナログ信号に
変換され、このアナログ信号を増幅した制御信号
が蒸気加減弁３に加えられる。

しかして、蒸気加減弁３のリフト値が決定され
ることから、蒸気タービン入口蒸気圧力および背
圧を設定値に近付ける制御が、迅速且つ、安定的
に行なわれる。

なお、上記実施例では集積回路部品等によつて
構成した演算装置２０について説明したが、計算
機またはマイクロコンピユータを用いても上述し
たと同様な制御を行うことができる。

あるいはまた、デイジタル信号を処理する構成
に限らず、全てアナログ信号を処理して上述した
と同様な制御を行うこともできる。

〔発明の効果〕

以上の説明によつて明らかな如く、本発明の蒸
気タービンの圧力制御装置は、圧力検出器の信号
に基いて蒸気加減弁を制御する系統が集積回路部
品またはマイクロコンピユータ等で構成され、且
つ、レベル制限回路を具えているため、油圧シリ
ンダを駆動する従来の装置に比べると、応答性に
優れ、さらに、制御系を乱す惧れのない安定な圧
力制御を適確に行ない得、これによつて信頼性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気タービンの圧力制御装置の
構成を、その適用対象である発電プラントの系統
図と併せて示したブロツク図、第２図はこの圧力
制御装置の詳細な構成を示すブロツク図、第３図
は本発明に係る蒸気タービンの圧力制御装置の一
実施例の構成を、その適用対象である発電プラン
トの系統図と併せて示したブロツク図、第４図お
よび第５図はこの圧力制御装置の詳細な構成を示
すブロツク図である。 １……ボイラ、２……主蒸気止め弁、３……蒸
気加減弁、４……高圧タービン、５……インター
セプト弁、６……中圧タービン、７……低圧ター
ビン、８……復水器、９……給水ポンプ、１０…
…圧力制御部、１１Ａ，１１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ
……圧力設定器、１２Ａ，１２Ｂ……圧力変位変
換装置、１３Ａ，１３Ｂ……変位増幅シリンダ、
１４，２４……高値優先回路、１５，１６……圧
力検出器、１７，１８……信号増幅器、２０……
演算装置、２０ａ，２０ｂ……差圧演算部、２１
Ａ，２１Ｂ……Ａ／Ｄ変換器、２３Ａ，２３Ｂ…
…比較回路、２５……レベル制限回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラおよび蒸気タービン間に設けられた蒸
   気加減弁を調節して、前記蒸気タービンの入口蒸
   気圧力およびその背圧を制御する蒸気タービンの
   圧力制御装置において、前記蒸気タービンの入口
   蒸気圧力の検出値および設定値を比較して圧力偏
   差信号を出力する第１の差圧演算部と、前記蒸気
   タービンの背圧の検出値および設定値を比較して
   圧力偏差信号を出力する第２の差圧演算部と、こ
   れらの差圧演算部の圧力偏差信号を比較してレベ
   ルの高い側の信号を出力する高値優先回路と、こ
   の高値優先回路の出力信号レベルを所定のレベル
   範囲に維持するレベル制限回路とを具備し、この
   レベル制限回路の出力信号に基いて前記蒸気加減
   弁を制御することを特徴とする蒸気タービンの圧
   力制御装置。