JPH0346012A - タービン制御方法 - 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、タービンバイパス系統を有する発電設備に係
り、特にタービンの速度制御を行うに好適なタービン制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のタービン制御装置においては、第３図に示される
ように、ボイラ１から加減弁３を経て高圧タービン４に
流入した蒸気を、さらに再熱器６及びインターセプト弁
８を経て中圧タービン１０に流入し、高圧タービン４及
び中圧タービン１０をバイパスするバイパス弁１４を備
えた発電設備のタービン起動時は、インターセプト弁７
によりタービン速度を制御するとともに加減弁３により
高圧タービン４を暖機し、加減弁３の加減弁開度記憶手
段を有するように構成されていた。

つまり特公昭６４−２７６２号公報に記載のように、タ
ービン起動時に加減弁を関して一定開度とし、その後イ
ンターセプト弁を開する昇速制御を有し、昇速過程で高
圧、中圧タービンを暖機する方式となっていた。

タービン起動時に加減弁を一定開度に関するのは、高圧
タービンの暖機に必要な手段であり、速度制御および中
圧タービンの暖機は、インターセプト弁の開度制御によ
り実施している。

従来のタービン制御装置にあっては、加減弁を一定開度
に固定し、インターセプト弁のみでタービン速度制御を
行なっていたことから、タービン速度定値制御による暖
機状態において、主蒸気温度上昇等のプラント状態の変
化により、タービン速度の上昇を押さえるインターセプ
ト弁制御の点について配慮がされておらず、暖機運転中
にインターセプト弁が全閉して、中圧タービン暖機が不
可となるとともに、タービン速度制御も不可となる問題
があった。

本発明の目的は、加減弁およびインターセプト弁の両弁
によるタービン起動過程における暖機運転中しこタービ
ン速度上昇を押さえるため、インターセプト弁が閉方向
制御となった場合でもインターセプト弁を一定開度に固
定して中圧タービンの暖機を確保し、速度制御を加減弁
に自動的に移行し高圧タービンの暖機をするとともにタ
ービン速度制御を可能とする安定した制御を実現できる
タービン制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係るタービン制御
装置は、ボイラからの蒸気が加減弁を経て高圧タービン
に流入し、さらに再熱器及びインターセプト弁を経て中
圧タービンに流入し、高圧タービン及び中圧タービンを
バイパスするバイパス弁を備えた発電設備でタービン起
動時は、インターセプト弁によりタービン速度を速度制
御するとともに高圧タービンを暖機する加減弁を開し。

かつ加減弁の加減弁開度記憶手段を有するタービン制御
装置において、蒸気の状ＷＡ変化にともなうタービン速
度の上昇をインターセプト弁の閉制御により押える際、
インターセプト弁を一定開度に保持して高圧タービン及
び中圧タービンの暖機を確保し、かつインターセプト弁
の閉制御を検出してインターセプト弁から加減弁に速度
制御を移行する制御手段を備えるように構成されている
。

そして制御手段に、インターセクト弁又は加減弁への速
度制御の移行をモニターし、速度制御用ＰＩ定数を自動
的に補正する補正手段を備える構成、または制御手段ｌ
こ、主蒸気圧力及主蒸気温度をモニターし、速度制御用
ＰＩ定数を自動的に補正する補正手段を備える構成でも
良い。

さらにタービン速度の昇速過程で高圧タービン及び低圧
タービンを同時に暖機し、起動時間を短縮する暖機手段
を備える構成でも良い。

〔作用〕

本発明によれば、中圧起動プラントのタービン起動１よ
、高圧タービンの暖機のため加減弁を一定開度とし、蒸
気をバイパス弁及び再熱器を経由し、インターセプト弁
を関して中圧タービン起動過程させることによりタービ
ンを起動させ、昇速過程で高圧及び中圧タービンを暖機
して熱応力の低減と、かつプラントの起動時間の短縮と
を図る。

従って、タービンの起動過程では、高圧、中圧面タービ
ンを暖機するためにインターセプト弁及び加減弁を関さ
せる必要があり、プラント状態の変化により、インター
セプト弁を全開とせず、規定開度以下とならないように
することにより、中圧タービンの暖機を継続し、タービ
ン速度制御は、加減弁に移行させ、かつ高圧タービンの
暖機も合わせて継続させる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照しながら説明
する。

第２図にタービンバイパス系統を有するタービンの系統
図が示される。タービンバイパスとは、ボイラの加熱器
で発生した蒸気を蒸気タービンを通さずに、ボイラの再
熱器及び復水器と循環させて、ボイラの起動時間の短縮
及び所内単独運転の継続等を目的とするものである。次
にタービンバイパス系統運転中の蒸気の流れを説明する
。

ボイラ１の加熱器１８から発生した蒸気は、主蒸気系統
２１からタービンバイパス系統２３に流入し、タービン
バイパス系統の高圧バイパス弁（ＨＰＢＶ）１４を通る
ことにより高圧タービン４をバイパスしてボイラ１の再
熱器６へ流入する。

再熱器６を経て再熱された蒸気は、低圧バイパス弁１５
を通って蒸気系統２４より復水器１２に流入する。従っ
て中圧タービン１０、低圧タービン１１もバイパスされ
ることになる６以上のようにボイラ１で発生した蒸気は
、主蒸気系統２１．タービンバイパス系統２３、再熱系
統２２及び蒸気系統２４を経て、復水器１２に流入し、
蒸気タービンをバイパスする。逆止弁５は、タービンバ
イパス系統２３から高圧タービン４への蒸気の逆流を防
止するためのものである。ボイラｌの加熱器１８から高
圧タービン４に至る主蒸気系統２工に、主蒸気止め弁（
ＭＳＶ）２及び蒸気流量を制御する加減弁（ＣＶ）３が
設けられ、ボイラ１の再熱器６から中圧タービン１０に
至る再熱系統２２に再熱蒸気止め弁（Ｒ８Ｖ）７と蒸気
流量を制御するインターセプト弁（ＩＣＶ）８が設けら
れている。そして、復水器１２の復水はポンプ装置１９
を備えた復水系統２５によってボイラ１の加熱器１８に
送給されるようになっている。また発電機１３は、蒸気
タービンの負荷を取っている。

タービンバイパス系統を有する蒸気タービンを起動する
場合は、まず蒸気タービンをリセットし、主蒸気止め弁
２と再熱蒸気止め弁７を全開しておき、高圧タービン１
０の暖機のための加減弁３を一定開度とし、インターセ
プト弁８を徐々に開き、蒸気タービンに蒸気を流入させ
、タービンを昇速させ、昇速途中で定値制御を行い、高
圧タービン４、中圧タービン１０を暖機する。

併入後インターセプト弁８が全開後に加減弁３が開し、
更に多くの蒸気流量をタービンに流入する。蒸気タービ
ンへの蒸気の流入量が増大するにつれて、高圧バイパス
弁１４．低圧バイパス弁１５は閉まり、最終的には全閉
し、通常運転状態となる。

この蒸気タービンの速度制御の従来例を第４図により説
明する。

タービン昇速時、目標加速度１０５と目標速度１０１を
設置することにより、演算部１０６でその偏差をＰＩ演
算し、その出力を積分器１０９に入力する。

積分器出力の制御信号１３０は、保持回路１１０を通し
て加算器１１３に入力される。加算器１１３では、さら
に加減弁開き始めのバイアス１１２が入力される。

この加算器１１３の出力で加減弁が開し、タービンが昇
速を始める。インターセプト弁と加減弁との関係は、第
５図に示される特性、すなわち制御信号１３０に対し、
先にインターセプト弁が開し、インターセプト弁全開後
、加減弁が開するように関数発生器１１８，１１９で決
めている。

この加減弁の開度は、タービン速度の４０Ｏｒｐｍ以上
を検出する比較器１１１が動作すると、その時のタービ
ン速度に相当する加減弁開度を記憶している保持回路１
１０及び切替スイッチ１２０がＯＮＬ、、加減弁は一定
開度を保持する。その後さらにタービン速度が上昇する
につれて、積分器１０９の出力である制御信号１３０が
大きくなり、加算器１１４の出力は、Ｏから増加し、イ
ンターセプト弁が開き、目標速度１０２に従い定格速度
まで上昇する。

この時加減弁は、併入するまで一定開度を保持し、また
タービン昇速過程で、タービン速度を途中保持すること
で、加減弁開により高圧タービン４を、そしてインター
セプト弁開により中圧タービン１０を暖機し、熱応力の
低減を図っている。

タービンの昇速あるいは途中保持過程で、主蒸気温度等
プラント状態が変化した場合、第６図に示されるように
、タービン速度の上昇を押さえるため、インターセプト
弁が閉し、その結果中圧タービンが暖機不能となり、ウ
オーミング（暖機）機能をそこなうことになるとともに
、インターセプト弁が全閉した時点で夕・−ビン速度制
御機能がなくなるため、制御の安全性の面でも好ましく
ない。

本発明は、前記プラント状態の変化が発生しても中圧タ
ービンのウオーミング機能をそこなうことなく、タービ
ン速度制御を可能とし、かつタービン速度の安定化及び
高圧タービンの暖機を実現することにある。

本発明の一実施例を示す制御手段を第１図を参照しなが
ら説明する。

第１図に示されるように、タービン昇速過程では、百標
速度１０１　（途中保持速度）を目標にタービン速度は
上昇し、目標速度１０１にタービン速度が到達後、速度
定値制御に移行し、タービン本体の暖機を行う。

タービン昇速開始時、タービン速度が４０Ｏｒｐｍ以上
となるまで制御信号１３０を切替スイッチ１２０（スイ
ッチ０−１）を通し、また加減弁開き始めバイアス１１
２を加算１１３することで、加減弁に出力し、タービン
速度を上昇させる。

またタービン速度が４０Ｏｒｐｍ以上となった時点で、
比較器１１１が動作ル、その時のタービン速度に相当す
る加減弁開度を記憶している保持回路１１０及び切替ス
イッチ１２ｏ（スイッチ０−２）がＯＮし、加減弁は一
定開度を保持する。なお、タービン速度４００ｐｐｍま
では、加減弁のみで昇速し、インターセプト弁は全閉と
するため、スイッチ２０２及び比較器２０６を設け、昇
速時規定回転数までは、比較器２０６よリスイッチ２０
２を（０−１）側とすることで、インターセプト弁制御
信号１５０を、加減弁制御指令１４０（スイッチ１２０
は（０−１）であり、制御信号１３０と同一値）と制御
信号１３０の加算（加算＠１１４）、すなわち０％をイ
ンターセプト弁に出力し、全開制御とする。

その後、さらにタービン速度を上昇させるにつれて、積
分器１０９の出力である制御信号が大きくなり、加減弁
制御指令１４０（スイッチ１２００−２側、保持回路１
１０出力）と制御信号１３０の加算値（加算器１１４出
力）であるインターセプト弁指令１５０が増加すること
により、インターセプト弁を開制御し、速度制御を行っ
て、規定速度以上を比較器２０６により検出し、スイッ
チ２０２を０−２側とする。

タービン速度が目標速度１０１（途中保持速度）まで、
昇速すると演算部１０６で目標速度１０１とタービン速
度１１８の偏差をＰＩ演算し、タービン速度を一定制御
とし、高圧タービン及び中圧タービンの暖機運転を行な
う。

この時、第３図に示されるよう主蒸気温度上昇によりプ
ラントの蒸気条件が変化（タービン効率向上方向に変化
）し、タービン速度の上昇を押さえるため、制御信号１
３０が徐々に閉方向となり。

インターセプト弁制御信号１５０が閉制御となった場合
において、インターセプト弁規定バイアス２００、高値
優先回路２０１を設置することで、インターセプト弁制
御信号１５０がインターセプト弁１１Ｌ定バイアス２０
０以下となっても、インターセプト弁開度指令１７０を
規定バイアス２００以下とならないように、高値優先回
路２０１でインターセプト弁開度指令１７０を制限し、
中圧タービンの暖機に・必要な開度を確保する。

また、前記状態となった時点で、インターセプト弁は、
−窓開度に保持されるようになるため、インターセプト
弁制御信号１５０と規定バイアス２００で制限されたイ
ンターセプト弁開度指令１７０を加算（加算器２０３）
Ｌ、その信号１８０がバイアス２２０の０％より、小さ
な値すなわち負の信号を選択する低値優先回路２０４の
出力１９０を加減弁開度指令１９５に加算し、加減弁へ
出力することによりインターセプト弁開度指令１７０で
吸収できないタービン速度上昇量を加減弁に自動的に移
行し、速度制御を継続する。

すなわち、インターセプト弁開度指令１７０を規定開度
に制限し、中圧タービンの暖機を確保するとともに、速
度制御は加減弁開度指令１９５に移行して継続し、加減
弁の中間開度制御により、高圧タービンの暖機も合せて
確保する。

そして、本発明の他の実施例は、速度制御がインターセ
プト弁が加減弁で行なわれているかを、加減弁速度制御
移行信号である低値優先回路２０４出力１９０を比較器
２０７でモニターし、負側であれば、加減弁制御移行、
０％であればインターセプト弁制御であることを判断し
、演算部１０６の速度制御用ＰＩ定数をスイッチ２０８
により、定数バイアス２０９，２１０で切替えて制御の
安定化を図る補正手段を備える構成である。

また、本発明の他の実施例が第１図にＡで示される。本
実施例は制御手段に、主蒸気圧力３００と主蒸気温度３
０３とをモニターし、演算部１０６の速度制御用ＰＩ定
数を乗算器３０２．補正関数３０１により自動的に可変
し、かつ高圧タービン暖機のための加減弁開度を記憶し
ている保持回路１１０の値を補正関数３０１により自動
的に可変することによって、中圧起動プラントの速度制
御を安定化し、かつ高圧タービン暖機に必要な加減弁開
度を維持する補正手段を備えるように構成されている。

〔発明の効果〕

本発明のタービン制御装置によれば、タービン速度の昇
速中にプラントの状態変化が発生しても、タービンの暖
機を確実に実施できて熱応力が低減できるとともに、速
度制御機能をインターセプト弁と加減弁とにもたすこと
ができて安全な速度制御が可能となる。

また、加減弁及びインターセプト弁の速度制御定数を自
動的に可変とし、安定したプラントの制御を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図はプラントの系統図、第３図はプラントの動作を説明
するグラフ、第４図は従来の技術を示すフローチャート
、第５図は弁の動作を説明するグラフ、第６図は従来の
プラントの動作を説明するグラフである。 １・・・ボイラ、３・・・加減弁、４・・・高圧タービ
ン、６・・・再熱器、８・・・インターセプト弁、１０
・・・中圧タービン、　　　１４・・・バイパス弁。 １０１・・・目標速度設定、 １０２・・・目標速度定格速度、 １０５・・・目標加速度設定、１０６・・・演算部、１
０９・・・積分器、　　　　１１０・・・保持回路、１
１１．２０６，２０７・・・比較器、１１３．１１４，
２０３，２０５・・・加算器、１１８．１１９・・・関
数発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボイラからの蒸気が加減弁を経て高圧タービンに流
   入し、さらに再熱器及びインターセプト弁を経て中圧タ
   ービンに流入し、前記高圧タービン及び前記中圧タービ
   ンをバイパスするバイパス弁を備えた発電設備でタービ
   ン起動時は、インターセプト弁によりタービン速度を速
   度制御するとともに前記高圧タービンを暖機する加減弁
   を関し、かつ該加減弁の加減弁開度記憶手段を有するタ
   ービン制御装置において、前記蒸気の状態変化にともな
   う前記タービン速度の上昇を前記インターセプト弁の閉
   制御により押える際、該インターセプト弁を一定開度に
   保持して前記高圧タービン及び前記中圧タービンの暖機
   を確保し、かつ前記インターセプト弁の閉制御を検出し
   て該インターセプト弁から前記加減弁に前記速度制御を
   移行する制御手段を備えたことを特徴とするタービン制
   御装置。 ２、制御手段に、インターセクト弁又は加減弁への速度
   制御の移行をモニターし、速度制御用ＰＩ定数を自動的
   に補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項１
   記載のタービン制御装置。 ３、制御手段に、主蒸気圧力及主蒸気温度をモニターし
   、速度制御用ＰＩ定数を自動的に補正する補正手段を備
   えたことを特徴とする請求項１記載のタービン制御装置
   。 ４、タービン速度の昇速過程で高圧タービン及び中圧タ
   ービンを同時に暖機し、起動時間を短縮する暖機手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載のタービン制御装
   置。