JPH04228808A - 蒸気タービン装置の制御方法 - Google Patents

蒸気タービン装置の制御方法

Info

Publication number
JPH04228808A
JPH04228808A JP3133593A JP13359391A JPH04228808A JP H04228808 A JPH04228808 A JP H04228808A JP 3133593 A JP3133593 A JP 3133593A JP 13359391 A JP13359391 A JP 13359391A JP H04228808 A JPH04228808 A JP H04228808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
valve
value
flow rate
governor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3133593A
Other languages
English (en)
Inventor
Morton H Binstock
モートン ハーベイ ビンストック
Walter B Shaltes
ウォルター ベネディクト シャルツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPH04228808A publication Critical patent/JPH04228808A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/165Controlling means specially adapted therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/18Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの制御、
特にタービンのガバナー弁の位置決めに関する。
【0002】
【従来の技術】発電所に用いられるような蒸気タービン
装置では、タービンにより供給されるエネルギーが発電
機にかかる負荷需要にしたがって設定されるが、この設
定は主としてタービン第1段への蒸気流量を制御するこ
とによって行う。そして、この蒸気流量は、主としてボ
イラーのような蒸気源の出力圧を適当に設定し且つ蒸気
源からタービン第1段の入口ノズルへ送られる蒸気が通
るガバナー弁を適当に位置決めすることによって調節す
る。タービン第1段は通常、その周方向に配列した複数
のノズルを有し、各ノズルへ蒸気を供給するための別個
のガバナー弁が設けられている。特定のタービン装置の
運転条件により、すべての弁を一斉に或いはある特定の
シーケンスで作動させることが可能である。
【0003】各ガバナー弁は全閉状態と全開状態との間
で作動可能である。一般的に、各ガバナー弁を2つの選
択位置の1つに位置決めするのが望ましい。クラッキン
グポイントとして知られるこれらの位置の1つは全閉位
置に近く、また普通、ニーポイントとして知られるもう
一つの位置はほとんど全開位置に近い。クラッキングポ
イントとニーポイントとの間の位置でガバナー弁を作動
させるのは、弁の出入口間に生じる圧力降下がタービン
の効率及び発電所の熱消費率に悪い影響を及ぼすため一
般的に望ましくない。
【0004】負荷需要の増加または減少にしたがって、
タービンのガバナー弁を、個々の弁または複数の弁によ
り構成される群が逐次開閉される逐次作動弁モードで作
動すると有利であると一般的に考えられている。特に、
発電所が100%以下の負荷で運転することが望まれる
場合、かかる逐次作動弁モードで運転すると運転効率が
向上する。逐次弁モードによる運転は弁ポイントとして
知られる複数のガバナー弁設定点での運転という点に特
徴がある。各弁ポイントでは、1個または2個以上のガ
バナー弁がニーポイントと全開状態との間の位置で蒸気
流を実質的に100%通す点まで開いており、またそれ
以外のガバナー弁はそれぞれクラッキングポイントと全
閉状態との間の位置にあって蒸気を実質的に通さない。
【0005】蒸気源からの出口圧が一定に保たれる場合
、各弁ポイントは特定の負荷需要レベルに相当する。 かかるシステムをしてそれらの特定レベル間の負荷需要
レベルに効率よく応答させるには、例えば、ボイラーの
ような蒸気源に水を供給する給水ポンプの速度を低下さ
せる変圧運転方式(sliding pressuri
ng method)を用いることが知られている。こ
の方式によるとポンプの出口から初めてボイラー及び過
熱器を通り最終的にタービンの各段へ至るシステム全体
に亘る圧力が減少する。
【0006】かくして、本明細書で説明するタイプの発
電所の1つの運転モードでは、所与の負荷需要への応答
を、ボイラーの出口圧を最小可能値と最大可能値との間
に調整し、ガバナー弁を、選択した負荷需要レベルに関
連する弁ポイントに最も近い弁ポイントに設定した後、
ガバナー弁が選択弁ポイントに設定されている状態でボ
イラー出口圧をその選択負荷需要を満たすに必要な値に
増減させることにより得ることができる。かかる方法は
例えば1979年12月18日付米国特許第4,178
,762号に記載されている。
【0007】このタイプのシステムを最適な効率で運転
するには、ガバナー弁を全て弁ポイントにぴったり対応
する位置に設定するのが寛容である。これは各ガバナー
弁の位置を直接モニターしてその結果に基づき弁位置の
調整を行う最新式且つ精巧なデジタル式コントローラー
を備えた発電所では容易に実施可能であるが、古い型の
またはそれほど精巧でない発電所の多くはガバナー弁の
位置をモニターする装置を持たず、かかるモニター装置
を新たに接地して弁位置フィードバック信号を得ようと
するとかかる発電所を最新式にするコストが相当かかる
ことになる。しかしながら、ガバナー弁制御装置によっ
てもガバナー弁の位置決めを正確に容易に行うことがで
きないのはこれらの古い型のそれほど精巧でない発電所
であることは間違いない。
【0008】
【当該発明が解決しようとする課題】したがって、本発
明の主要目的は、タービン発電機を用いる発電所の運転
効率を改善できるだけでなくガバナー弁位置フィードバ
ック装置を新たに設置する必要のない制御方法を提供す
ることにある。
【0009】上記の目的に鑑みて、本発明は、加圧蒸気
源と、蒸気源により発生される蒸気の圧力を変化させる
手段と、蒸気源から第1段を有する蒸気タービンへ蒸気
を運ぶ供給導管に設けたスロットル弁と、スロットル弁
とタービン第1段との間に接続された複数のガバナー弁
と、蒸気源からの蒸気の予想流量でタービン装置により
供給される所望電力レベルを表わすシステム制御信号を
発生するシステム制御手段と、電力レベル入力信号に応
答して弁制御信号を発生し該弁制御信号の値にしたがっ
て各ガバナー弁を位置決めするガバナー弁制御手段とよ
りなる蒸気タービン装置の制御方法であって、前記入力
信号へ、システム制御信号に基づくと共に弁制御信号を
各ガバナー弁が少なくともほぼ選択位置にくるような値
にする値を与え、蒸気源からの蒸気流量を測定し、蒸気
流量の測定値と蒸気源からの蒸気の予想流量との間の差
を求め、その求めた差に応答してその差の大きさを減少
させるようにガバナー弁の位置を変化させる方向にガバ
ナー弁制御手段への入力信号の値を修正するステップを
含むことを特徴とする制御方法を提供する。
【0010】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
【0011】
【実施例】図示のシステムの動作は、満足すべき負荷需
要を表わす出力信号を発生する負荷需要コンピューター
により制御される。この信号は既知のボイラー制御サブ
システムだけでなく変圧関数発生器4及び信号分割器6
へ供給される。
【0012】ボイラーの出口圧が所与の値であるとして
、コンピューター2からの出力信号はそれぞれがタービ
ンのガバナー弁の弁ポイントに対応する複数の規定値の
うちの任意の1つをとる。即ち、これらの値のそれぞれ
に対応する負荷需要は、ボイラー圧が所与の値にあって
ガバナー弁が対応する弁ポイントにあると満足される。 負荷需要レベルが2つのかかる規定値の間にある場合、
すべてのガバナー弁を弁ポイントに維持しながらその指
示された負荷需要を満足しようとすると、ボイラーの出
口圧を上向きまたは下向きに変化させる必要がある。即
ち、ボイラーの出口圧をスライドしなければならない。
【0013】コンピューター2の出力信号は分割器6を
介してタービンマスター8へ送られ、このタービンマス
ターがその出力信号に応答して制御信号を発生する。こ
の制御信号はガバナー弁コントローラーへ送られ、この
コントローラーがすべてのガバナー弁をコンピューター
2からの負荷需要信号に対応する状態にする。負荷需要
信号が上述した規定値の1つを有する場合、タービンマ
スター8からの信号はガバナー弁の弁ポイントに相当す
る値を有する。
【0014】コンピューター2の出力信号がかかる2つ
の規定値間にある場合、コンピューター2の信号それ自
体によりタービンマスター8がガバナー弁の位置を弁ポ
イントから離脱させる信号を発生するが、これは、変圧
関数発生器4、比リミッタ10及び分割器6の作動によ
り防止される。
【0015】コンピューター2の出力信号が2つの規定
値間にあると、これを発生器4が検出して、コンピュー
ター2の実際の出力信号の値とその実際の値に最も近い
コンピューター出力信号の規定値との比率を表わす出力
信号を発生する。関数発生器4の出力信号が増幅器12
を介して分割器6へ送られると、分割器6がタービンマ
スター8へ送られる信号が弁ポイントに再び対応するよ
うにコンピューター2の出力信号を修正する。指示され
た負荷需要を満足するにはボイラーの出口圧を制御する
【0016】比リミッタ10は、その名の通り関数発生
器4からの調整信号がタービンマスター8へ送られる信
号を変化させることのできる率を制限するよう働くに過
ぎない。
【0017】上述したすべての構成要素は米国特許第4
,178,762号にその記載があり、特にその特許の
第7−10図において“LOAD  DEMANDCO
MPUTER  FOR  PLANT  MASTE
R“という表示のブロックはここに述べた負荷需要コン
ピューターに、また構成要素324は分割器6に相当し
、さらにユニット20はタービンマスター(その特許の
第10図で参照番号200により表示される)とガバナ
ー弁コントローラーを含む。その特許第10図のユニッ
ト318は関数発生器4に相当する。
【0018】このタイプの既存の発電所、特に古い型の
発電所では、ガバナー弁がタービンマスター8の出力信
号により指示される位置に正確に一致する位置に来ない
ことがあるが、これはガバナー弁コントローラーの機械
的構成要素に磨耗が生じている或いは位置決め機構の精
度が固有に低い等種々の理由が考えられる。
【0019】本発明によると、この精度が低いという問
題は、タービンマスター8へ送られる信号の値を、スロ
ットル弁を流れる蒸気流量の測定値とボイラーの出口圧
の関数である蒸気流量の予想値との間の差に従って修正
することにより補償することができる。このため、本発
明のシステムは、ボイラーのスロットル弁入口の圧力で
あるボイラー出口圧またはスロットル圧の測定により得
られる信号を受けるように接続した、工業的に種々用い
られているタービンモデル16を有する。
【0020】基本的には、このタービンモデル16へ、
すべての弁が開位置にあるときのガバナー弁通路の全流
れ面積及び選択した弁ポイントに関連する全流れ面積並
びにボイラー出口圧定格または最大許容値を示すデータ
が送られる。このタービンモデルはこれらのデータをボ
イラー出口圧測定値と結合して蒸気流量の予想値を得る
。数学的には、この蒸気流量の予想値は2つの項、即ち
すべてのガバナー弁が開位置にあるときの流れ面積に対
する選択した弁ポイントに関連するガバナー弁流れ面積
の比率と、スロットル圧定格値に対するスロットル圧測
定値の比率との積に等しい。実際の蒸気流量がこの第2
の項に対し直線的に変化しない場合、この第2の項の代
わりに経験的に導いた非線形関数を用いることが可能で
ある。
【0021】その結果得られる蒸気流量の予想値はター
ビンモデル16により蒸気流量を実際に測定して得たラ
イン18上の信号と共に減算器20へ送られ、この減算
器が蒸気流量の測定値と予想値との間の差を表わす出力
信号を発生する。蒸気流量の予想値はガバナー弁が適当
な弁ポイントに設定されている時生じる流量に相当する
【0022】減算器20の出力信号は長い時定数を有す
る積分器24へ送られ、積分器24の出力が増幅器12
の第2の入力へ送られる。この積分器は発電所の制御シ
ステムによりライン30を介して送られる制御信号によ
り制御される加算増幅器/積分器24である。ライン3
0上の信号はガバナー弁の位置エラーを補正すべきか否
かを決定する。もしかかる補正をする必要がない場合、
積分器24はライン30上の制御信号によりオフ状態に
され、積分器24の出力信号がゼロにセットされる。ガ
バナー弁の位置エラーを補正する必要がある場合、ライ
ン30上の制御信号の値が積分器24をオンにする値と
なる。かくして、積分器24は減算器20からの差信号
の時間積分を表わす出力信号を発生する。減算器20の
出力信号より指示される差の値がゼロになると、積分器
24の出力信号は一定の安定値をとる。積分器24の出
力信号は加算増幅器12へ送られ、そこで比リミッタ1
0からの信号と加算されて分割器6の実効分割比を調整
する。
【0023】減算器20からの差信号は、分割器6の分
割比に対する積分器24の出力信号の作用が蒸気流量の
測定値をその予想値に等しくする方向にガバナー弁の位
置を調整する(これらの位置がガバナー弁の所望弁ポイ
ントに相当する)ような極性を持つよう制御される)。
【0024】普通、積分器24は変圧運転時に限りオン
状態にある。ボイラーの出口圧がその定格値にあるとき
、ガバナー弁位置の補正は発電所制御装置の他の動作に
より行われる。
【0025】本発明によるシステムはガバナー弁位置を
直接モニターする手段を新たに設けることを必要とせず
、いずれにしてもかかるシステムで測定されるパラメー
ターである蒸気流量の測定値が、ガバナー弁を適当な弁
ポイントに効果的に維持するよう作用するフィードバッ
ク信号の代わりとして働く。
【0026】以上の説明は本発明の特定の実施例に関す
るものであるが、本発明の精神から逸脱することなく多
くの変形例または設計変更が可能であることが理解され
よう。頭書した特許請求の範囲は本発明の真の精神また
は範囲内にある限りかかる変形例及び設計変更をすべて
包含するものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、発電機を駆動するよう連結された蒸気
タービンを備える発電所のガバナー弁制御システムの概
略図を示す。
【符号の説明】
2  負荷需要コンピューター 4  変圧関数発生器 6  分割器 8  タービンマスター 10  比リミッタ 12  加算増幅器 16  タービンモデル 18  蒸気流量測定値 20  減算器 24  積分器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  加圧蒸気源と、蒸気源により発生され
    る蒸気の圧力を変化させる手段と、蒸気源から第1段を
    有する蒸気タービンへ蒸気を運ぶ供給導管に設けたスロ
    ットル弁と、スロットル弁とタービン第1段との間に接
    続された複数のガバナー弁と、蒸気源からの蒸気の予想
    流量でタービン装置により供給される所望電力レベルを
    表わすシステム制御信号を発生するシステム制御手段と
    、電力レベル入力信号に応答して弁制御信号を発生し該
    弁制御信号の値にしたがって各ガバナー弁を位置決めす
    るガバナー弁制御手段とよりなる蒸気タービン装置の制
    御方法であって、前記入力信号へ、システム制御信号に
    基づくと共に弁制御信号を各ガバナー弁が少なくともほ
    ぼ選択位置にくるような値にする値を与え、蒸気源から
    の蒸気流量を測定し、蒸気流量の測定値と蒸気源からの
    蒸気の予想流量との間の差を求め、その求めた差に応答
    してその差の大きさを減少させるようにガバナー弁の位
    置を変化させる方向にガバナー弁制御手段への入力信号
    の値を修正するステップを含むことを特徴とする制御方
    法。
  2. 【請求項2】  蒸気源により発生される蒸気の実際の
    圧力と所望の電力負荷に対応するガバナー弁の所望位置
    との関数として蒸気源からの蒸気の予想流量を数学的に
    求めるステップを含んでなることを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】  流量の測定値と予想値との間の差の瞬
    時値の時間積分を求めるステップを含んでなることを特
    徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】  前記差の瞬時値を長い時定数で数学的
    に積分することにより得られる表示を形成するステップ
    を含んでなることを特徴とする請求項3に記載の方法。
JP3133593A 1990-05-11 1991-05-09 蒸気タービン装置の制御方法 Withdrawn JPH04228808A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/521,869 US4976108A (en) 1990-05-11 1990-05-11 Turbine efficient valve position computer
US521869 1990-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04228808A true JPH04228808A (ja) 1992-08-18

Family

ID=24078482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3133593A Withdrawn JPH04228808A (ja) 1990-05-11 1991-05-09 蒸気タービン装置の制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4976108A (ja)
JP (1) JPH04228808A (ja)
GB (1) GB2245722B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121024A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 General Electric Co <Ge> シェル及びロータ熱応力を制限するために蒸気タービン入口流を制御する方法及び装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5109675A (en) * 1990-10-10 1992-05-05 Westinghouse Electric Corp. Valve position sensing circuit
WO1998037801A1 (en) 1997-02-27 1998-09-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cassette for measuring parameters of blood
JP5595306B2 (ja) * 2011-02-25 2014-09-24 三菱重工コンプレッサ株式会社 蒸気タービンの運転制御装置及び運転制御方法
EP2642084A1 (en) * 2012-03-22 2013-09-25 Alstom Technology Ltd Valve arrangement for controlling steam supply to a geothermal steam turbine
CN110344894A (zh) * 2019-07-12 2019-10-18 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 一种汽轮机排汽容积流量的标定系统和安全预警系统
CN112523816B (zh) * 2020-11-27 2022-04-19 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种汽轮机配汽函数曲线的优化控制方法及系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178762A (en) * 1978-03-24 1979-12-18 Westinghouse Electric Corp. Efficient valve position controller for use in a steam turbine power plant
US4277832A (en) * 1979-10-01 1981-07-07 General Electric Company Fluid flow control system
US4474012A (en) * 1983-07-13 1984-10-02 General Electric Company Steam turbine pressure rate limiter
US4577281A (en) * 1983-12-16 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for controlling the control valve setpoint mode selection for an extraction steam turbine
US4796651A (en) * 1988-03-30 1989-01-10 LeRoy D. Ginn Variable gas volume flow measuring and control methods and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121024A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 General Electric Co <Ge> シェル及びロータ熱応力を制限するために蒸気タービン入口流を制御する方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB9109791D0 (en) 1991-06-26
GB2245722B (en) 1994-03-09
US4976108A (en) 1990-12-11
GB2245722A (en) 1992-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8056317B2 (en) Apparatus and system for gas turbine engine control
US4437313A (en) HRSG Damper control
US4178762A (en) Efficient valve position controller for use in a steam turbine power plant
GB2074757A (en) Method and apparatus for thermal stress controlled loading of steam turbines
PL212103B1 (pl) Sposób i układ sterowania w układzie otwartym i układzie zamkniętym uruchamianiem i zatrzymywaniem przynajmniej jednego składnika technologicznego procesu technicznego
EP1939431A2 (en) Methods and apparatus to facilitate gas turbine fuel control
US4728481A (en) Full range nuclear power plant steam generator level control system
JPH04228808A (ja) 蒸気タービン装置の制御方法
US4178763A (en) System for minimizing valve throttling losses in a steam turbine power plant
JPS605761B2 (ja) ボイラ−タ−ビン制御システム
JPS6123364B2 (ja)
JPS647202B2 (ja)
EP0063360B1 (en) Control apparatus for steam turbine
EP0004415B1 (en) System for minimizing valve throttling losses in a steam turbine power plant
RU2298653C2 (ru) Способ регулирования частоты вращения турбины, подключенной посредством генератора к электрической сети энергоснабжения (варианты) и устройство для его осуществления (варианты)
US6532727B1 (en) Device for the supply of a liquid fuel to a burner member
US4512185A (en) Steam turbine valve test system
JP2001295607A (ja) 火力発電プラントの負荷制御方法と装置
US5046928A (en) Long term compressor control apparatus
JPH0843589A (ja) 主蒸気加減弁の試験装置と試験方法
JP2551411B2 (ja) 燃焼装置における多段制御式空燃比制御方法及び装置
JP2619066B2 (ja) 脱気器水位制御装置
JP2509682B2 (ja) 火力プラントの圧力制御装置
JP2999884B2 (ja) 給水ポンプ駆動用タービン制御方法及びその装置
JPH06281106A (ja) 蒸気発生プラントの給水制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980806