JPS58152109A - 地熱蒸気タ−ビンの制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一段フラッシュ蒸気を用いた地熱発電ンラン
トにおける、地熱蒸気タービンの制御装ｆｔＫ関する。

〔発明の技術庄・背景鉢よひその問題点〕一般に地熱を
利用した発電プラントにおいては、地中からの噴出蒸気
をビレ／セパレータ尋によって、蒸気と熱オに分離し、
その蒸気のみが蒸気タービンに利用されている。しかし
上配熱水社多量に発生するため、そのｔま地中に戻すこ
と社、発電プラントとしての効率を低下させることにな
る。

近時この熱水の有効オリ用を図る大め、比較的熱水の圧
力か高い場合、フラッシャ−タンクが釣りられ、そのフ
ラッシャ−タンクによって熱水をフラッシュさせ、その
蒸気を蒸気タービンの途中段に流入させて、発電プラン
トの効率向上か図られている。＃！／図は上記２段フラ
ッシュ蒸気を用いた発電プラントの概略系統を示し、蒸
気井戸／から噴出した蒸気は、ドレンセパレータコによ
って蒸気と熱水とに分離され、その蒸気は高圧蒸気とし
て、高圧蒸気元弁３および高圧緊急蒸気止め弁グを経て
、高圧蒸気加減弁！によって流入蒸気量を制御されて、
蒸気タービンぶに流入する。一方ドレンセパレータコの
熱水←、フラッシュタ／り７に送られてフラッシュされ
、その蒸気は、低圧蒸気元弁ｒおよび低圧緊急蒸気止め
弁りを経て、低圧蒸気加減弁ｉｃによって流入蒸気量を
制御されて、蒸気タービン乙の途中段に流入する。蒸気
タービン乙に流入した蒸気は、そこで仕事を行ない、蒸
気タービン６のロータに連結された発電機／／を駆動す
るとともに、蒸気タービン乙で仕◆をした排気は、蒸気
タービン最終段の出口から復水器ｌコに流入し、そこで
伽水される。

しかして、２段フラッシュタービンの場合、高８：蒸気
のみで蒸気タービン６を起動させ、発電機／／を電力系
統へ併入さぜた後に、２段目フラッシュ蒸気である低圧
蒸気を生かす方法が一般的である。しかし、蒸気井戸／
の蒸気発生状況によってね、低圧蒸気を殺して高圧蒸気
のみで運転し、途中から低圧蒸気を失かす方法をとる場
合がある・第一図Ｆｉ一段フラフラッシュ蒸気タービン
ける、高圧緊急蒸気止め弁開度Ｉ、高圧蒸気加減弁開度
■、タービン回転＃５Ｎ、低圧緊急蒸気止め弁開度■、
低圧蒸気加減弁開度Ｖおよびタービン負荷■と、蒸気タ
ービン非％’Ｊセットム、高圧蒸気加減弁開き始めＢ、
蒸ネタービン定格回転数到達Ｃおよび、低圧蒸気加減弁
開き始めＤとの関係を示している。従来の蒸気タービン
制御装置の高圧蒸気加減弁ｊと、低圧蒸気加減弁１０と
の関連は、第２図に示すように機構上決虻られてしまい
、低圧蒸気を生かす場合は、その都度発１１ｅ＆／／の
負荷を下げて、低圧蒸気加減弁１０を全閉状態まで戻し
、その後で低圧蒸気元弁ｌを開けて、低圧蒸気を生かし
てい喪。この場合、低圧蒸気加減弁１０の上流ｉｌｌ：
の低圧緊急蒸気止め弁りも、開けた状態で運転されてい
るために、低圧蒸気元弁ｒを開けると、低圧蒸ｇＩＣは
低圧蒸気加減弁１０ｊで一気に流第１込んでくる。低圧
蒸気元弁ｌの上流側の低圧蒸気のドレ；４１が完全に行
なわれていれは、低圧蒸気元弁ｔを開いてもとくにｌ’
ｌＪ−］題は起きないが、低圧蒸気光弁ｔの上流側のド
レン排除か不完全な場合あるいは、低圧蒸気元弁ｌから
低圧蒸気加減弁１０までのドレン排除が不完全な場合、
低圧蒸気元弁ｌを開けるととＫよってウォーターノ・ン
マを起こし、低圧蒸気加減弁ＩＯを損壊する虞れかある
。また、運転上の開動で、低圧蒸気加減弁１０を全閉し
ないままに、低圧蒸気元弁ｌを開けた場合、低圧蒸気元
弁ｒの上流俳のドレン排除が不完全であると、ドレ／が
蒸気タービン６の羽根１で、−気に流入することになシ
、羽根を損傷させる虞わかある。

〔発明の目的〕

本発明は、このようガ点に鑑みてなされたもので、低圧
蒸気を生かす場合、低圧蒸気管路のドレンによるウォー
ターノ・ンマの惹起をＩ止し、低圧蒸気加減弁の損傷或
いは蒸気タービンの羽根の損吏を抑止するように構成し
た地熱蒸気タービンの制御装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明は、一段フラッシュ等による。２ｍ１ｌｉの圧力
を異にする蒸気を用いた地熱蒸気タービンプラントにお
ける蒸気タービンの制＠装置において、低圧蒸気元弁と
、その低圧蒸気元弁の開閉に応じて開閉つる低圧蒸気緊
急止め弁と、上記低圧蒸気元弁と低圧緊急蒸気止め弁と
の間および低圧緊急蒸気止め弁と低圧蒸気Ｊ減弁との間
にそれぞれ接続され、低圧蒸気元弁の開閉および低圧蒸
気加減弁開度制限器の開度信号とによって開閉制御され
るドレン弁とを設けたことを特徴とする。

〔発明の実施〕

以下第３図乃至第弘図を参照して、本発明の−実施？ｌ
ｌについて説明する。なお第１図と同一部分には、同一
符号を付しそのＨ８Ａは省略する。

第３図は本発明による２段フラッシュ蒸気タービンの制
御装置を示す。第３図において、蒸気タービン乙のロー
タ軸に線、速度検出用歯車１３か直結されておシ、その
歯車１３と対向して電磁ピックアップ／＋か配設され、
その電磁ピックアップ／４’によって、タービン回転数
に比例した８波１個号として、タービンの速度か検出さ
れる。この周波数傷号扛、周波数／電圧変換器１５によ
って、タービン回転数に比例した電圧信号に変換され、
比較器１６に印加される。上記比較器１６において周波
数／電圧変換器／、５からの回転１侶号と、速度設定器
１７からの速度Ｆ定信号が比較され、その体差伯号に１
速度制御回路ｉｔによって、速度調定率に添った速度制
御信号が作シ出される。上記速度制御信号は、低値優先
回路／９によって、負荷制限器曜からの制＠伯号と比較
さ１１、低４１先回路ｌｔｆの出力である速度制御信号
は、パワーアンプコ／によって電力増幅され、電油変換
器ｎの入力信号となる。この電池変換器二で性、電気入
力信号に比例した機械的弁油筒に７５＝作動され、高圧
蒸気加減弁油筒コの出力により７ｔ、圧蒸気加減弁ｊが
作動され、高圧蒸気元弁夕が開閉さｉｔ、蒸気タービン
への流入蒸気量力・制御される。

低値優先回路ｌ？妙−らの出力信号はｔｆｃ、低圧蒸気
加減弁ＩＱの開き始め点を調節するためのバイアス装置
Ｊからのバイアス信号とともに加算器おに加えられる。

上記低圧蒸気加減弁ＩＣの開き始め点を調節するための
バイアス信号は、高圧蒸気のみでタービンを起動し、定
格回転数に到達後タービン・発＊ｈ／／をｔ力系統に併
入させた後に、低圧蒸気加減弁ＩＣか開き始めるように
するための吃のである◇上記加算器おり出力値、低値優
先回路よれよって、低圧蒸気加減弁開度制限器２７から
の制限信号と比較される。上記低圧蒸気加減弁開度制限
器２７は、自動的に開度制限ができるように、電動＠Ｕ
が配設されている。低値優先回路ツの出力は、高圧蒸気
加減弁ｊの全開点と、低圧蒸気加減弁１０の全開点を合
わせるためのゲイン調節回路コタを経て、パワーアンプ
３００Å力となる０パワーアンプ３０で電力増幅された
制御信号は、電油変換器３１で１′気信号に比例した機
械的出力に変換され。

この機械的出力信号によシ低圧蒸気加減弁油筒３ユが作
動され、この低圧蒸気加減弁油筒３２の出力によって低
圧蒸気加減弁ＩＣの開度か制御され蒸気タービン６への
流入蒸気量が制御される。

低圧蒸気元弁ｒと但圧緊急蒸気止め弁りとの間ＫＵ、ｌ
ｌのドレン弁３３を有するドレンライン３ｑの一端力・
捨、糾寧わ、そのドレンライン３ＩＩの他端はドレンタ
／り３．５に連接キｔ１ている。また、低圧緊急蒸気井
＆′）弁りと低圧蒸気加減弁１６との間には、第一のド
レン弁３６不有するドレンライン３７の一端が４紛され
、そのドレンライン３７の他端も上記ドレンタンク３５
に連接されている。低圧蒸気元弁ｒ、像圧緊急蒸気止め
弁り、両ドレン弁３３　、３ｔｌｃは、それぞれ全開、
全閉を検出するためのリミットスイッチ３１　、３９　
、侵および弘／か訃りられておシ、さらに、低圧蒸気光
弁ｔ、第１および第２のドレン弁３３　、．７４はそれ
ぞれ電１１・機ｙａ　、３３ａ、、？６ａＶ（よりて開
閉制御されるように構成されている０しかして、通常運
転の場合、先ず、高圧蒸気元弁３および低圧蒸気元弁ｔ
を開き、各々緊急蒸気止め弁弘、り間のドレン排除を行
なう。次いで蒸気タービン乙の非常装置（図示せず）を
リセットすることによって、緊急蒸気止め弁参、Ｆを全
開する。この時点で１急蒸気止め弁≠、りと、高圧蒸気
加減弁ｊ、低圧蒸気加減弁１０間のドレン排除を行ｔう
０このドレン排除の場合低圧側はドレン弁Ｊ、？　、　
ＪＡを用いるか、高圧側も同様のドレン弁が設けられて
おり（図示せず）、そのドレン弁を用いる◎ 通常、速度設定器１７の設定紳囲は悼乃至１０４　％速
度であシ、タービン停止時においては、比較器１６の出
力は最大速度額差信号となっている。この斧大速度談差
化号は、負荷制限器Ｉをゼロに設定することによって、
高圧および低圧蒸気加減弁ｊ。

ＩＣは全閉している。上記負荷制限器３を徐々に開いて
いくことによって、まず、高圧蒸気加減弁ｊが開き始め
、タービンに高圧蒸気か流入し、蒸気タービンｔは昇速
をト給る。このとき低圧蒸気力］・減弁１０ｉｉ、但庄
蒸気加減弁開き始め点調虹バイアス化号によって、開き
始め点かすらされてふり全閉している。蒸気タービン６
回転数か？４Ｕ％に達するまでは、タービン速度は開ル
ープで制御する。

タービン回転数が９≠チに達すると、タービン（ロ）転
数制御は、速度設定器／７の設定信号に移行し、この時
点で負荷制限器１ｉ全閉とする。この後、タービン回転
ｔ）は速度設定器／７によって、定格回転数まで昇速し
、電力系統へ併入後、速度膜性”器１７によって、ター
ビンの負荷上昇全村ｔう、低圧蒸気力［゛減弁餠、は前
記したように、低圧蒸気力１減弁開゛き虻め点調節バイ
アス信号によって、タービン・発ＩＩＬ機か電力系統へ
併入した頂稜に、開き如（るように調節してあシ、ター
ビンの角荷上昇段階でに、電圧および低圧蒸気力１１減
弁ｓ、ｉｏの双方か開ら〃れる。

通常運転中に高圧蒸気和の井戸元にドラフルか生じた場
合−１運転続行か不可能となシ、タービンは停止するこ
とになるか、低圧緊蒸気元にトラブルが生じた場合は、
低圧蒸気元弁ｔを閉じ、高圧蒸気のみで運転を続行１゛
ることかできる０すなわち、まず低圧蒸気元弁ｔを全閉
すると、リミットスイッチ３ｇが作動し、このリミット
スイッチ３ｇの作動によって低圧１急蒸気止虻弁りか全
閉せしめられる。上記低圧緊急蒸気止め弁りの全閉は、
リミットスイッチ３ｑによって検出されるＯこのように
して低圧緊急蒸気止め弁りが全閉されると、上記リミッ
トスイッチ３デの作動によって。

低圧蒸気加減弁開度制限器駆動用電ＩＩ＋、機２ｊか駆
動さね、低圧蒸気加減弁開度制限器２７を全閉まで戻す
Ｏ 牛 第甚図は、低圧蒸気加減弁開度制限器駆動用１１１１機
νの操作回路の下劣を示す図であって、図中、低圧蒸気
加減弁一度制限器駆動用嘗動機Ｕは直流を１挾であシ、
プラスあるいｉｔマイナスの電圧をコイルに印加するこ
とによって回転方向を切換えることができるｏしかして
、低圧蒸気加減弁開度制限器：Ｌ７を開く方向に駆動す
る回転方向のときの電源をクラス電圧源杯、その反対方
向に回転させる場合の電源をマイナス１．電源４ｃＳと
した場合、低圧緊急蒸気止め弁りが全閉すると、全閉全
開検出用リミットスイッチ３デか作動・して接点３デａ
かＯＮする。

一方、低圧蒸気加減弁開度制限器コアの制限信号ゼロと
全開信号発信位置は、電圧比較器ｕ６　、弘７によって
それぞれ検出されておシ、低圧蒸気加減弁開度制限器２
７が全開位置となると、電圧比較器部によって接点４’
４＆はＯＦＦ　Ｌ、低圧蒸気加減弁開度制限器コアは、
全開の状態で住持される。低圧シ急蒸気止に弁デが全閉
すると、全閉、全開検出用リミットスイッチ３ｑか作１
することによシ接点３９ｂがＯＮする０低圧蒸気加減弁
開度制限器２７のゼロを検出する電圧比較器弘７は、低
圧蒸気加減弁開度制限器２７がゼロ以上であるために、
接点弘７ａはＯＮしておシ、低圧蒸気加減弁開度制限器
２７は、ゼロに達するまで電動Ｗｋｕによって作動され
る。以上のように低圧蒸気加減弁開度制限器コアは、低
圧緊急蒸気止め弁りの開度によって制御されることにな
シ、低圧緊急蒸気止め弁りか全閉すれば、低圧蒸気加減
弁１０を全閉させ、低圧１急蒸気止め弁りが全開すれは
、低圧蒸気加減弁開度制限器２７が全開し、低圧蒸気加
減弁ｉｃをタービンの出力に応じた開度まで開く。この
ように低圧蒸気元弁ｔ、低圧Ｔ急蒸気止め弁りおよび低
圧蒸気加減弁１０には。

低圧蒸気元弁ｌの開閉によって、低圧蒸気元弁ｔが全開
の場合にのみ、低圧緊急蒸気止め弁りおよび低圧蒸気加
減弁１０を全開することｌ；でき、まえ、低圧蒸気元弁
ｒを全閉させることによって、低圧１急蒸気止袷弁りは
全閉し、低圧蒸気加減弁１０も低圧緊急蒸気止め弁りに
連動して全閉することになる。低圧蒸気加減弁ｉｏの開
閉祉、電動機の回転によって開閉時間力、決まり、低圧
緊急蒸気止め弁りのような、ＯＮ　−ＯＦＦ動作ではな
く、低圧蒸気を住かす場合にも、タービン俳に影響を及
はさないように開閉速度の調節が可能である。電動機駆
動のドレン弁３３．３６ｎ、低圧蒸気元弁ｔの弁開度と
、低圧蒸気加減弁開度制限器コアの開度によって制御さ
れる◎つ普シ、低圧蒸気元弁ｔが全閉している状態にお
いてね、低圧蒸気元弁ｔの開度リミットスイッチＨによ
って、ドレン弁３３．ｓｔｙ全開されている。ドレン弁
Ｊ、？　、　３４の全開は、開度検出用リミットスイッ
チリ、参／によって、電動機３３ａ。

３ｊｌＬの電源回路か制御され全閉位置に保持される。

高圧蒸気のみで運転されている状態において、低圧蒸気
側のトラブルが解消し、低圧蒸気を生がすためには、ま
ず、低圧蒸気元弁ｌが開らかれ、低圧蒸気元弁ｌが全開
に達するまでに、第１のドレン弁３３によって、この間
のドレンは排除される。

低圧蒸気元弁ｌが全開すると、開度検出用ＩＪ　ミツト
スイッチ３Ｉが作トシ、低圧緊急蒸気止め弁りは全開さ
れる。この間に第λのドレン弁３６によって、低圧緊急
蒸気止め弁ヂと低圧蒸気加減弁１０間のドレンが排除さ
れる◎低圧緊急蒸気止め弁りが全開されることによって
、低圧蒸気加減弁開度制限器２７Ｆｉ開方向に働き、低
圧蒸気加減弁１０を徐々に開き始める。低圧蒸気加減弁
開度制限器ａ７が全開に達したら、この全開状態が電圧
比較器弘６で検出され、この検出信号を用いてドレン弁
Ｊ、？　、　ＪＡが全閉さする。このドレン弁ＪＪ　、
　３６が全閉に達すると、リミットスイッチ４ｍ　、　
４Ａ／によって電動機３３ａ。

Ｊｊ＆の電源回路力、制御されて、ドレン弁ＪＪ　、　
、ｕか全閉位置に保持される・ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、低圧側の７ラ
ツシユ蒸気を殺して運転する場合位、低圧蒸気元弁を全
閉する動作を行なうことによって。

自動的に低圧蒸気側の緊急止め弁、低圧蒸気加減弁を全
閉させることができ、またドレン弁を全開させて、元弁
から蒸気加減弁までのドレ／を排除し、再度低圧蒸気を
生かすことかできる６また、低圧蒸気を生かす場合は、
低圧蒸気元弁を全開させることによって自動的に順次緊
急止め弁、低圧蒸気加減弁を開くことができ、低圧蒸気
加減弁開度制限器が全開したことによってドレン弁を自
動的に閉鎖することかできる。このように、従来運転員
の確認製作によって操作してきた制御動作を自動化する
ことかでき、従来起シがちであったドレンによるウォー
ターインダクションのトラブルを防止することができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、２段フラッシュ蒸気を用いた蒸気タービンプ
ラントの概略系ｌｆｔ図、第一図は２段フラッシュ蒸気
タービンにおける６弁の動きを示す特性線図、第３図は
本発明の一実施例による、２段フラッシュ蒸気を用いた
蒸気タービンの制御装置の系統図、第参図ロ低圧蒸気加
減弁開度制限器の駆動制御回路図である。 ３・・・高圧蒸気元弁．４Ｉ・・・高圧緊急蒸気止め弁
、！・・・高圧蒸気加減弁、ｔ・・・蒸気タービン、７
・・・フラッシ二タンク，ｌ・・・低圧蒸気元弁、？・
・・低圧緊急蒸気止め弁．　ｉｏ・・・低圧蒸気加減弁
，コ７・・・低圧蒸気力「滅弁Ｐ度制限器、ＪＪ　、　
ＪＡ・・・ドレン弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、λ段フラッシュ勢によるλ種類の圧力を異にする蒸
   気を用いた地ＩＩＩＡ蒸気タービンプラントにおける蒸
   気タービンの制御装置において、低圧蒸気元弁と、その
   低圧蒸気元弁の開閉ＶＣ応じて開閉する低圧蒸気緊急止
   め弁と、上記低圧蒸気元弁と低圧緊急蒸気止め弁とのル
   ・および低圧緊急蒸気止め弁と低圧蒸気加減弁とのｆＭ
   ＩＫそれぞれ接続され、低圧蒸気緊急の開閉および低圧
   蒸気加減弁開度制限器の一度伯号とによって開閉制御さ
   れるドレン弁とを設けたことを特徴とする、地熱蒸気タ
   ービンの制御装置。 ２低圧蒸気元弁の全閉によって低圧蒸気緊急止め弁およ
   び低圧蒸気加減弁が全閉するとともに、両ドレン弁が全
   開するようにしたことを特徴とする特許請求の範四第１
   項計載の地熱蒸気タービンの制御装置。 ユ低圧蒸気元弁の全開によって低圧緊急蒸気止め弁およ
   び低圧蒸気加減弁が順次閉らき、低圧蒸気加減弁開度制
   限器の全開信号によってドレン弁が全閉せしくられるよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の地熱蒸気タービンの制御装置。