JPH06346704A - タービン制御装置 - Google Patents

タービン制御装置

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JPH06346704A
JPH06346704A JP16425993A JP16425993A JPH06346704A JP H06346704 A JPH06346704 A JP H06346704A JP 16425993 A JP16425993 A JP 16425993A JP 16425993 A JP16425993 A JP 16425993A JP H06346704 A JPH06346704 A JP H06346704A
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Kazuyuki Terakado
一之 寺門
Shinichi Tajima
伸一 田島
Takumi Kawai
巧 河合
Hiroyuki Takashima
博之 高島
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 3コイルサーボ弁を用いた3重系のタービン
制御装置において、3重系システムとして必要となる制
御中及び復旧立上げ時に、各系の独立系を保ちつつまた
はプラントに変動を与えないように設定器の設定をあわ
せ込むことにある。 【構成】 3コイルサーボ弁を用いた3重系システムに
おける各系設定値は、設定目標値が他の2系との設定目
標値と偏差が生じ、その値が所定の値以上の時は、この
設定目標値は異常としてこの系の設定器の出力を他の2
系の平均値に強制的に修正させ、また、前述の偏差が所
定の値以内の時は、各系の設定器出力を設定目標値と同
一とするタイバック回路61を設ける。また、1系停止
後の復旧立上げ時、待機系の設定は、所定時間制御中2
系の設定目標値の平均または制御中の系の設定目標値と
するタイバック回路61を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、制御対称である3コイルサーボ弁の制御に3
重化コントローラを用いた火力、原子力発電所等のター
ビン制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の3重系構成のタービン制御装置を
図2に示す。3重系構成のコントローラ53にはそれぞ
れ増減操作器50が接続され、増減操作器50からの指
令信号によって設定器51の設定器出力値は増減され、
演算回路52においてこの設定器出力値により演算した
制御指令信号を出力する。この制御指令信号と3コイル
サーボ弁40の後段にある弁開度検出器55からのフィ
ードバック値との偏差をサーボアンプ57に入力し、3
コイルサーボ弁40のコイル電流を制御する。従って、
通常、サーボアンプ入力信号である偏差は前記制御指令
信号とフィードバック値が等しくなるように制御され、
3コイルサーボ弁40のコイル電流が零となる。この3
重系構成のタービン制御装置において、タービン制御の
設定は、運転員による増減操作器50からの指令信号で
各系の設定器51の出力を増減する。このため、増減操
作器50からの各系の設定器51への指令信号の遅れ、
また、3系の非同期コントローラの演算回路52による
演算の遅れ等が生じ、この遅れにより、各系の設定器出
力間に差異が生じ、この間3系のコントローラ53の出
力である制御指令信号にも差異を生じる問題があった。
また、逆に設定器出力値を3系共同一にするような構成
とすることは、3重系システムとして各系の独立性を保
てない問題があった。また、3重系システムでは、1系
コントローラ停止後の復旧立上げ時、既に制御中の2系
は互いに独立してプラントを制御しており、このためコ
ントローラの出力である制御指令信号が異なっている
が、3コイルサーボ弁を用いた3重系タービン制御装置
では、このような状態において復旧立上げと同時に、そ
の系の制御指令信号が出力され、制御状態になるため、
プラントに直接に影響を与える。このため、このような
3コイルサーボ弁を用いたシステムでは復旧立上げ時に
適切な制御指令信号が出力されるように設定値を設定す
る必要があり、この設定値を設定するための煩雑さがあ
った。また、公知例として、特開昭60ー221802
号公報に3コイルサーボ弁を用いたタービン制御装置が
記載されているが、3コイルサーボ弁を用いたシステム
の復旧立上げ時に、適切な制御指令信号を出力するよう
に設定値を設定することについての配慮がなされていな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
事情に鑑み、3コイルサーボ弁を用いた3重系のタービ
ン制御装置において、3重系システムとして各系の独立
性を保ちつつ、ある系の設定器出力値に他の2系と差異
が生じた時はこれをあわせ込むと共に、1系停止後の復
旧立上げ後、プラントへの変動を与えないように設定器
の設定をあわせ込むタービン制御装置を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】3コイルサーボ弁を用い
た3重系システムにおける各系設定値は、増減操作器か
らの設定目標値に対し、設定目標値が他の2系との設定
目標値と偏差が生じ、その値が所定の値以上の時は、こ
の設定目標値は異常としてこの系の設定器の出力を他の
2系の平均値に強制的に修正させ、また、前述の偏差が
所定の値以内の時は、各系の設定器出力を設定目標値と
同一とするタイバック(信号追従)回路を設ける。ま
た、3系中2系のみが制御に寄与し、残りの1系が待機
系であって、待機系を制御系に投入する復旧立上げ時
に、待機系の設定を制御中2系の設定目標値の平均とす
ると共に、所定時間後には待機系を制御系として扱い、
また、3系中1系のみが制御に寄与し、残りの2系が待
機系であって、待機系2系中1系を制御系に投入する復
旧立上げ時に、待機系の設定は所定時間制御中の系の設
定目標値とすると共に、所定時間後には待機系を制御系
として扱うことにより、設定値を自系の設定目標値と同
一とするタイバック回路を設ける。
【0005】
【作用】3系制御中に自系設定目標値と他の2系の設定
目標値の偏差が所定の値以上となった時のみ、タイバッ
クするようになっているので、3重系システムとして各
系の独立性を保ちながら、各系の設定器出力値間の差異
をなくすことができる。また、1系停止後の復旧立上げ
時、待機系の設定は、所定時間制御中2系の設定目標値
の平均または制御中の系の設定目標値とするので、プラ
ントに変動を与えないように設定器の設定をあわせるこ
とができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。まず、本
発明の実施対象例として、図7に原子力タービン発電プ
ラントの概要を示す。原子力発電プラントは、タービン
動作蒸気発生源である原子炉21から発生した蒸気を主
蒸気配管22を通過し、主蒸気止め弁23、蒸気加減弁
(CV)24を経てタービン本体に導く。高圧タービン
25内にて仕事をした蒸気は、中間蒸気止め弁(IV)
26を経て、中、低圧タービン27へ導かれ、中、低圧
タービンで仕事を終えた蒸気は復水器28へ導かれ、い
わゆる、ランキンサイクルを構成する。また、発生蒸気
を直接、復水器28へ導くタービンバイパス弁(TB
V)29によるバイパスラインを有する。タービン制御
装置30は、速度制御ー負荷制御部、圧力制御部、低値
優先部、バイパス弁制御部、CV,IV制御部およびT
BV制御部から構成される。速度制御ー負荷制御部は、
タービン速度31および発電機出力(図示せず)を入力
し、弁開度指令を出力する。圧力制御部は、蒸気圧力3
2を入力し、弁開度指令を出力する。低値優先部はター
ビン系統の安全を図るために両弁開度指令の低い値を出
力する。バイパス弁制御部は圧力制御部の弁開度指令と
低値優先部の弁開度指令の差を出力する。CV,IV制
御部は、弁開度指令を受けてタービン速度、発電機出力
或いは蒸気圧力を調整するため、CVおよびIVのそれ
ぞれのサーボ弁40に制御信号を出力し、CV24およ
びIV26の弁開度を制御する。また、TBV制御部
は、弁開度指令を受けて発生蒸気をバイパスするため、
TBVのサーボ弁40に制御信号を出力し、TBV29
の弁開度を制御する。
【0007】図8に、タービン制御装置の速度ー負荷制
御系(速度制御ー負荷制御部)を示す。この速度ー負荷
制御系は、タービンの速度設定値と実速度の偏差値に調
定率を積算し、一方、増減操作器50の指令信号によっ
て負荷設定器51の設定器出力値を増減し、この設定器
出力値と乗算値を演算回路52において演算し、弁開度
の制御指令信号を出力する。ここで、コントローラ53
は負荷設定器51と演算回路52からなる。
【0008】図1に、本発明の3重系構成のタービン制
御装置の実施例を示す。本発明の特徴は、図2の構成に
増減操作器50により増減する設定目標値及び設定器5
1に対し、タイバックを行うタイバック回路61を付加
したところにある。図3に、タイバック回路61の詳細
を示す。タイバック回路61は、図示のように、偏差検
出器70、平均値回路71、接点a,b、AND回路8
0、OR回路81、3系制御中を表す手段90および立
上げ後所定時間以内を表す手段91を有する。
【0009】以下、タイバック回路61の動作を説明す
る。まず、図4を用いて、3系制御中のタイバック回路
61の動作を説明する。増減操作器50により自系の設
定目標値をαとしたとき、設定目標値αと他の2系の設
定目標値β、γを平均値回路71によって平均した値と
の偏差をとり、この偏差が所定の値以上の時(図3のA
ND回路80を参照)は、自系の設定目標値αは異常と
して、偏差検出器70により接点aをonし、bをof
fして、自系の設定器出力値を他の2系の設定目標値の
平均値に強制的に修正する。一方、前述の偏差が所定値
以内の時は、偏差検出器70により接点aはoffし、
bはonするので、自系の設定器出力は自系の設定目標
値と同一になる。このようにして、異常時は他系の設定
目標値の平均による修正動作を、通常時は3重系として
の独立性をもたせることができる。
【0010】次に、図5を用いて、2系制御中に残りの
1系を停止後に3台目として復旧立上げする時のタイバ
ック回路61の動作を説明する。ここで、2系制御中で
残りの1系を復旧立上げする時、プラントに変動を与え
ないようにする必要がある。通常、3コイルサーボ弁を
用いた3重系システムでは、図2において説明したよう
に、サーボ弁コイルを励磁する電流は3つのコイルの電
流値の総和が零になるよう作用する。しかし、1系が停
止中の時、制御中の2系のコイル電流は、互いに絶対値
が等しく、符号が異なる値となっている。これは、フィ
ードバック値として2系のコントローラの出力値である
制御指令信号(この時2系に差異がある)との偏差によ
り生じる。また、この時、2系制御指令信号の平均値
(中間値)はフィードバック値と一致している。そこ
で、停止中の1系を復旧立上げする時は、コイル電流値
を零にして制御系として投入し、停止中の1系にはフィ
ードバック値と同一の出力信号を出力する(この時コイ
ル電流は零)ようにして復旧立上げする。即ち、復旧立
上げの系の制御指令値は既に制御中の2系の平均値とす
る。そこで、図5において、復旧立上げの系の設定器出
力値をαとし、この1系を停止後に復旧立上げする時、
立上げ後の所定時間(図3のOR回路81を参照)接点
aをonにし、bをoffにする。この間に、復旧立上
げの系の設定器出力値αは、既に制御中の2系の設定目
標値β、γを平均値回路71によって平均した値に強制
的に修正される。所定時間経過後は接点aをoffに
し、bをonにして、自系の設定器出力値は自系の設定
目標値と同一とする。また、制御中の2系の設定器出力
は自系の設定目標値と同一となる。これにより復旧立上
げの系の3コイルサーボ弁のコイル電流は零となり、プ
ラントへの影響を防止することができる。
【0011】次に、図6を用いて、3系中1系のみ制御
中であり、残り2系の内の1系を2台目として復旧立上
げする時のタイバック回路61の動作を説明する。この
場合も、前述と同様に、プラントに変動を与えないよう
にする必要があり、前述と同様の考え方に基づく。た
だ、残り2系の内の1系を2台目として復旧立上げする
時、3系中1系のみが制御中であり、この1系のフィー
ドバック値と制御指令信号が一致し、コイル電流が零で
あることより、残り2系の内の1系の設定器の出力は制
御系の設定器の出力(その系の目標設定値と同一)に一
致させるようにする。そこで、図6において、残り2系
の内の1系を停止後に復旧立上げする時、立上げ後の所
定時間(図3のOR回路81を参照)接点aをonに
し、bをoffする。この間に、復旧立上げの系の設定
器出力値αは制御中の系の設定目標値βに強制的に修正
される。所定時間後aはoff、bはonになり、自系
の設定器出力値は自系の設定目標値と同一となる。ま
た、制御中の系は自系設定目標値に同一となる。これに
よって、復旧立上げの系の3コイルサーボ弁のコイル電
流は零となり、プラントへの影響を防止できる。なお、
これまでの平均値回路71の入力は他系の設定目標値
β、γのみだったが、これを自系も含めたα、β、γと
しても良い。また、回路上図示しなかったが、各系の設
定目標値は当然ながら自系の設定器出力値に一致させる
ようになっている。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
3系制御中に自系設定目標値と他の2系の設定目標値の
偏差が所定の値以上となった時のみ、タイバックするよ
うになっているので、3重系システムとして各系の独立
性を保ちながら、各系の設定器出力値間の差異をなくす
ことができる。また、1系停止後の復旧立上げ時、待機
系の設定は、所定時間制御中2系の設定目標値の平均ま
たは制御中の系の設定目標値とするので、プラントに変
動を与えないように設定器の設定をあわせることができ
る。また、3重系のどの系においても、全く同一のタイ
バック回路によって3重系システムが必要とするタイバ
ック動作を全て行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である3重系構成のタービン制
御装置
【図2】従来の3重系構成のタービン制御装置
【図3】本発明の実施例のタイバック回路の詳細
【図4】本発明の実施例の3系制御中のタイバック
【図5】本発明の実施例の2系制御中1系復旧立上げ時
のタイバック
【図6】本発明の実施例の1系制御中残り2系中1系復
旧立上げ時のタイバック
【図7】原子力用タービン制御装置の概要
【図8】タービン制御装置の速度ー負荷制御系
【符号の説明】
21 原子炉 24 蒸気加減弁 25 高圧タービン 26 中間蒸気止め弁 27 中、低圧タービン 28 復水器 30 タービン制御装置 40 (3コイル)サーボ弁 50 増減操作器 51 設定器 52 演算回路 53 コントローラ 55 弁位置検出器 56 サーボ弁コイル 57 サーボアンプ 60 設定器目標値 61 タイバック回路 70 偏差検出器 71 平均値回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01D 21/14 B G05B 7/02 B 7531−3H 9/03 7618−3H (72)発明者 高島 博之 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 設定値に基づいてプラントを制御する制
    御指令信号を出力するコントローラと、上記制御指令信
    号を増幅するサーボアンプと、3コイルサーボ弁を駆動
    するコイルを有する制御系を3重化してなるタービン制
    御装置において、3重化された各系の設定目標値間の偏
    差が所定値より大きい時、設定値は他の2系あるいは自
    系も含めた3系の設定目標値の平均とし、前記偏差が所
    定値より小さい時、各系の設定値はその系の設定目標値
    と同一とするタイバック回路を設けたことを特徴とする
    タービン制御装置。
  2. 【請求項2】 設定値に基づいてプラントを制御する制
    御指令信号を出力するコントローラと、上記制御指令信
    号を増幅するサーボアンプと、3コイルサーボ弁を駆動
    するコイルを有する制御系を3重化してなるタービン制
    御装置において、3系中2系のみが制御に寄与し、残り
    の1系が待機系であって、上記待機系を制御系に投入す
    る復旧立上げ時に、待機系の設定を所定時間制御中2系
    の設定目標値の平均とすると共に、所定時間後には待機
    系を制御系として扱うタイバック回路を設けたことを特
    徴とするタービン制御装置。
  3. 【請求項3】 設定値に基づいてプラントを制御する制
    御指令信号を出力するコントローラと、上記制御指令信
    号を増幅するサーボアンプと、3コイルサーボ弁を駆動
    するコイルを有する制御系を3重化してなるタービン制
    御装置において、3系中1系のみが制御に寄与し、残り
    の2系が待機系であって、待機系2系中1系を制御系に
    投入する復旧立上げ時に、上記待機系の設定は所定時間
    制御中の系の設定目標値とすると共に、所定時間後には
    上記待機系を制御系として扱うことにより、設定値を自
    系の設定目標値と同一とし、一方、復旧立上げ前より制
    御系であった系を前記所定時間の前後にかかわらず、そ
    の設定値は自系の設定目標値と同一とするタイバック回
    路を設けたことを特徴とするタービン制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかにお
    いて、タイバック回路は、3重化された各系の設定目標
    値のうち、他の2系あるいは自系も含めた3系の設定目
    標値を平均する平均値回路と、3重化された各系の設定
    目標値間の偏差を検出する偏差検出器と、この偏差検出
    器と3系制御中を表す手段の出力を論理する論理積回路
    と、この論理積回路と立上げ後所定時間以内を表す手段
    の出力を論理する論理和回路と、この論理和回路の出力
    により切り換わる切換手段を有することを特徴とするタ
    ービン制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285137A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Hitachi Ltd サーボ弁制御回路
CN112855289A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 中山嘉明电力有限公司 一种汽轮机旁路自动控制方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285137A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Hitachi Ltd サーボ弁制御回路
CN112855289A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 中山嘉明电力有限公司 一种汽轮机旁路自动控制方法

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