JPH0555685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、再熱蒸気温度と再熱器以降の構造部
温度との差が一定以上となつた場合、あるいは再
熱蒸気温度の変化率が一定以上となつた場合には
加熱蒸気量の増減を制限することによつて、再熱
器および低圧タービンでの過冷却、過熱、更には
大きな温度変化による過大熱応力の発生を防止す
るためのタービン再熱器制御方法に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

第１図は蒸気タービン発電プラントの一例での
構成を示すが、これまでのものにおいては再熱器
への加熱蒸気流量は最適に制御されていないのが
実状である。

ここでそのプラントの動作を簡単ながら説明す
れば、蒸気源としての蒸気発生器１からの高圧蒸
気はその流量が蒸気加減弁２で加減された状態で
高圧タービン３に流入されその熱エネルギーは機
械エネルギーに変換されるようになつている。更
に高圧タービン３からの排気蒸気は高エンタルピ
蒸気により再熱されるべく再熱器４を介された後
低圧タービン５に流入するものとなつている。低
圧タービン５でもその熱エネルギーは機械エネル
ギーに変換されるが、それら機械エネルギーによ
る回転駆動により発電機９は機械エネルギーを電
気エネルギーに変換するようになつているわけで
ある。低圧タービン５からの排気蒸気は復水器６
で復水された後は給水加熱器７で再熱器４からの
熱交換済の加熱蒸気（ドレン含む）で加熱され、
昇温された状態で再び蒸気発生器１に再び供給さ
れるようになつているものである。この場合出力
制御装置１４によつてタービンの負荷あるいは回
転数、あるいは蒸気発生器出力に応じて蒸気加減
弁２が蒸気加減弁制御装置１５を介し制御される
ことで高圧タービン３に流入される高圧蒸気流量
が制御され、また、蒸気発生器１出口より蒸気加
減弁２４までの配管途中より分岐された高圧蒸気
は加熱蒸気として再熱器４に流入されるが、その
流量は加熱蒸気制御装置１０によつて制御される
ものとなつている。加熱蒸気制御装置１０は圧力
検出器１２を介し取り込まれたプラントのプロセ
ス量にもとづき加熱蒸気制御弁８を開度制御して
いるわけである。

ところで、このようにしてなる系統における加
熱蒸気流量の制御方式としてはこれまで種々考え
られている。加熱蒸気流量が何等制御されないと
すれば、タービンの冷機起動時などに再熱器およ
び低圧タービンでの急激な蒸気の温度変化や蒸
気、構造部間での過大な温度差により構造部材に
は大きな熱応力が発生する可能性があるからであ
る。このような熱応力の発生を抑えるべくタービ
ンの状態値を検出したうえ加熱蒸気流量を制御す
ることが考えられているわけであるが、制御方法
の代表的なものとしては以下のようなものが挙げ
られる。

先ずその第１は、再熱蒸気（高圧タービンから
の蒸気で加熱済のもの）温度を検出しその時間変
化を予め定めた予定曲線に沿つて制御しようとい
うものである。その第２は、再熱蒸気温度の代わ
りに再熱蒸気圧力を用いて制御しようというもの
である。しかしながら、これらの方法による場合
は、温度や圧力に応じて加熱蒸気流量は時間遅れ
を以て制御され再熱器や低圧タービン部での過大
な温度差は避け得るにしても、再熱器で再熱され
た蒸気の温度の急激な変化を防止するためには高
圧タービンからの蒸気流量に応じた加熱蒸気流量
とする必要があるが、そのように制御されていな
いのが実状である。この不具合を軽減するものと
して、タービンの出力信号によつて加熱蒸気流量
を制御することが考えられている。この第３の方
法によれば、タービン出力によつて高圧タービン
の排気流量はほぼ一義的に定まることから、ター
ビン出力によつて加熱蒸気流量を決定するように
すれば再熱蒸気温度の急激な変化を避け得るが、
その反面再熱器および低圧タービンの構造部材と
再熱蒸気との間の過大な温度差を避け得なくなる
というものである。

ところで、第１図に示すものにおいては加熱蒸
気流量は上記した第３の方法によつて制御される
ようになつている。出力制御装置１４は設定出力
とタービン速度あるいは高圧タービン３入口圧力
との偏差にもとづき蒸気加減弁２を制御しこの結
果としてタービン出力を制御しているが、加熱蒸
気制御装置１０は出力制御装置１４からの出力制
御信号と圧力検出器１２からの加熱蒸気制御弁８
後圧力とにもとづき加熱蒸気制御弁８のその開度
を制御しているものである。

第２図，第３図はそれぞれ出力制御装置、加熱
蒸気制御装置の内部構成を示したものである。先
ず蒸気加減弁制御装置の内部構成も併せて示され
た第２図により出力制御装置の構成について説明
すれば、設定出力はタービン速度あるいは高圧タ
ービン入口圧力としてのタービン実出力との間で
偏差が比較器２０によつて求められ、この偏差は
関数発生器２１を介し蒸気加減弁制御装置１５へ
蒸気加減弁流量要求信号として出力されるように
なつている。蒸気加減弁制御装置１５ではその蒸
気加減弁流量要求信号は関数発生器２２によつて
蒸気加減弁開度要求信号に変換され、更に蒸気加
減弁実開度信号が入力された比較器２３を介し蒸
気加減弁２を制御するところとなるものである。
次に第３図について説明すれば、加熱蒸気制御装
置においては出力制御装置からの出力制御信号は
出力制御信号受信部１６によつて受信されたうえ
更に出力−加熱蒸気圧力変換部１７によつて加熱
蒸気圧力に変換されるようになつている。一方、
圧力検出器１２からの圧力信号は加熱蒸気圧力信
号受信部１８によつて受信されるが、これが比較
部１９で変換部１７からの加熱蒸気圧力と比較さ
れその偏差をして加熱蒸気制御弁８が制御される
ようになつているものである。なお、本例では加
熱蒸気制御装置への出力制御信号としては蒸気加
減弁流量要求信号を想定しているが、機能上相違
がないのでこの他設定出力や蒸気加減弁への入力
信号を用いることも可能である。

このように出力制御信号による場合は、設定出
力の変化に応じて蒸気加減弁の開度が変化しこの
結果タービンの出力、高圧タービン排気流量も変
化するが、これと並行して加熱蒸気流量も変化す
べく制御されることから、再熱蒸気温度の急激な
変化を防止し得るものである。しかしながら、再
熱器および低圧タービンの構造部材と再熱蒸気と
の間の過大な温度差は防止され得ないというわけ
である。

〔発明の目的〕

よつて本発明の目的は、再熱器への加熱蒸気流
量を最適に制御することによつて再熱器および低
圧タービンの過冷却、過熱、大きな温度変化によ
る過大熱応力の発生を防止し得るタービン再熱器
制御方法を供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、加熱蒸気流量をター
ビン出力によつて制御することで再熱蒸気温度の
急変を防止するが、これと並行して少なくとも再
熱蒸気温度を監視し、この監視結果によつてター
ビン出力の増減を制限するようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第４図、第５図により説明す
る。

先ず本発明に係る蒸気タービン発電プラントに
ついて説明する。第４図はその一例での構成を示
したものである。図示の如く第１図に示すものと
の相違は主に再熱器構造部温度検出器２４、再熱
蒸気温度検出器２５、低圧タービン構造部温度検
出器２６および出力制限装置３１が新たに設けら
れていることである。第５図は出力制限装置およ
び出力制御装置の内部構成を示したものである。
これによると出力制限装置３１では温度検出器２
５からの再熱蒸気温度を基準として再熱蒸気温度
と温度検出器２４，２６からの構造部温度とが比
較器２７，２８で比較されるが、もしも何れかの
偏差が規定値以上である場合には出力制限器２９
は出力制御装置１４に対し出力制限信号を出力す
るものとなつている。出力制御装置１４において
は出力制限信号によつて設定出力制限器３０が設
定出力を制限するところとなるものである。これ
により再熱部における過度な温度差を防止し熱応
力の発生、ひいては構造部材の長寿命化が図れる
わけである。

本発明は以上のようなものであるが、再熱蒸気
温度のみを検出しその変化率が規定値以上となつ
た場合に出力制限信号を発生させてもほぼ同様な
効果が得られ、また、再熱蒸気温度を直接検知す
る代わりに出力制御信号より間接的に再蒸気温度
を求めることも可能である。出力制御信号によつ
て蒸気加減弁開度、更には加熱蒸気制御弁開度が
定まり、したがつて、再熱蒸気温度も定まること
から、関数発生器より間接的に再熱蒸気温度を求
め得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、タービン実出力
と設定出力との偏差にもとづき蒸気加減弁および
加熱蒸気制御弁の開度が制御される際、少なくと
も再熱蒸気温度を求めたうえこれにもとづき設定
出力の増減を制限するようにしたものである。し
たがつて、本発明による場合は、再熱器への加熱
蒸気流量が最適に制御され得、再熱器および低圧
タービンの過冷却、過熱、大きな温度変化による
過大熱応力の発生を防止し得るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、蒸気タービン発電プラントの一例で
の構成を示す図、第２図は、その構成における出
力制御装置および蒸気加減弁制御装置の構成を示
す図、第３図は、同じく加熱蒸気制御装置の構成
を示す図、第４図は、本発明に係る蒸気タービン
発電プラントの一例での構成を示す図、第５図
は、その構成における出力制限装置および出力制
御装置の構成を示す図である。 １……蒸気発生器、２……蒸気加減弁、３……
高圧タービン、４……再熱器、５……低圧タービ
ン、８……加熱蒸気制御弁、１０……加熱蒸気制
御装置、１４……出力制御装置、２４……再熱器
構造部温度検出器、２５……再熱蒸気温度検出
器、２６……低圧タービン構造部温度検出器、２
７，２８……比較器、２９……出力制限器、３０
……設定出力制限器、３１……出力制限装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気発生器からの高圧蒸気がそれぞれ蒸気加
   減弁、加熱蒸気制御弁を介し分岐され、加熱蒸気
   制御弁を介された高圧蒸気は加熱蒸気として高圧
   タービン出口に設けられた再熱器に供給される一
   方、蒸気加減弁を介された高圧蒸気は高圧タービ
   ン、再熱器、低圧タービンを順次経るようにされ
   る蒸気タービン発電プラントにおけるタービン再
   熱器制御方法にして、タービン出力と設定出力と
   の偏差にもとづき蒸気加減弁および加熱蒸気制御
   弁の開度が制御される際、少なくとも再熱器出口
   蒸気である再熱蒸気の温度を求め、少なくとも該
   再熱蒸気の温度にもとづき設定出力の増減を制限
   することを特徴とするタービン再熱器制御方法。 ２ 再熱蒸気の温度と少なくとも１箇所において
   検出された再熱器以降の構造部の温度との偏差が
   規定以上となつた場合に、設定出力の増減が制限
   される特許請求の範囲第１項記載のタービン再熱
   器制御方法。 ３ 再熱蒸気の温度の変化率が規定以上となつた
   場合に、設定出力の増減が制限される特許請求の
   範囲第１項記載のタービン再熱器制御方法。 ４ 再熱蒸気の温度は、タービン出力と設定出力
   との偏差より間接的に求められる特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項記載のタービン再熱
   器制御方法。