JPS59226204A

JPS59226204A - 蒸気タ−ビンの制御方法

Info

Publication number: JPS59226204A
Application number: JP10088083A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kuroki; 黒木　慶一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1984-12-19

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］本発明は改良した蒸気タービンの制御装置に関する。

［発明の技術的費用とその問題点］蒸気タービンシステムの中に、蒸気源は持っているが、
タービン制御や潤滑のための油圧源や補助動力源を他に
持たず、自ら駆動することにより油ポンプを回転させて
油を供給する機能を果す蒸気タービンシステムがある。

この種のタービンシステムとしては、例えば駆動信号な
どにわずかの期間だけ利用するに足る直流電源しか持っ
ていない地熱発電システムや、非當時における所内バッ
クアップ電源供給用のタービンや、原子力発電システム
における緊急時のバックアップの原子炉補助系の一つで
ある原子炉隔離性冷却系（以下ＲＣＩＣと称す）に用い
られるＲＣＩＣタービンポンプシステムなどがある。

以下本発明の対象とづる蒸気タービンシステムとしてＲ
ＣＩ　Ｃタービンポンプシステムを代表して説明するこ
とにするが、この原子炉隔離性冷却系（ＲＣＩ　Ｃ）は
、原子炉がタービン復水器から隔離されたどきに、復水
貯蔵タンクから原子炉へ冷却水を補給して原子炉の水位
を維持し、炉心の冷１、［Ｊを行う原子炉補助設備であ
る。

すなわち、第１図において、ＲＣＩＣ系は圧力抑制ブル
ーフを有する格納容器１内に配置した原子炉２に補助設
備として付加されている。原子炉２には主蒸気ライン４
および給水ライン５を有し、その主蒸気ライン４から電
動弁９、蒸気止め弁１０、蒸気加減弁１１を有Ｊ−るＲ
ＣＩＧ蒸気ライン８を経てＲ’ＣＩ　Ｃタービン１２に
蒸気を導き、仕た蒸気タービン排気ライン１５を経【圧
力抑制ブルーフにもどすようにしである。このＲｅＩＣ
タービン１２のタービン軸１４には復水貯蔵タンク３に
つながるＲＣＩＣ給水ポンプ１３とタービン制御装置に
潤滑油を送る油ポンプ１６が直結されている。

そしてこのＲＣＩＣ系は、原子炉発電システムにおいて
原子炉給水が停止するなどの緊急時に原子炉２が隔離さ
れ、炉水位が低トＪることによって電動弁９が間き始め
、原子炉蒸気を通Ｊ−口とによってＲｅＩＣタービン１
２が駆動し、さらに直結されたＲ　ＣＩ　Ｇ給水ポンプ
１３によって復水貯蔵タンク３から原子炉２に冷却水を
送って炉心を冷却づる機能を有するものである。またＲ
Ｃ，ＩＣ起動信号をう番）てＲｅＩＣタービン１２およ
びポンプ１３は、所定時間内に定格給水量を確保して原
子炉２に冷却水を送出しなりればならないため、ＲｅＩ
Ｃタービン１２は急速に制限される必要がある。

しかして、従来のＲＣＩＣ系の制御系機構は、第２図に
示すようにＲＣＩＣ起動信号により電動弁９が冊き始め
、すでに全開状態で待機している蒸気止め弁１０と蒸気
加減弁１１を通過し、ＲｅＩＣタービン１２およびポン
プ１３を起動することにより、ＲＣＩＣタービン軸１４
に直結した油ポンプ１６が駆動して制御油ライン２０を
経て制御油圧が確保される。油筒３０内のピストンの動
き（こあわぜて操作レバー２９が固定された支点２Ｂを
中心に回転し、蒸気加減弁１１の弁開度を制御してＲｅ
ＩＣタービン１２の回転数制御を行う。

しかしながら、ＲＣＩＣの必要性上から常に急速起動か
あるため、起動時蒸気加減弁１１制御のため油ポンプ１
６による油圧確立までの間、第３図の砿気加減弁閤度曲
線３６に見られるように起動直後しばらくの間はＲｅＩ
Ｃタービン１２の制ｕｌｌ系が追従できない。すなわち
ＲｅＩＣタービン１２の流入蒸気流量を十分に制御でき
ないために、第４図に示すように起動時に゛ありる突発
的なＲＣＩＣタービン回転数４０の過回転や振動を発生
し、ＲｅＩＣタービン１２が緊急停止する恐れがあり、
原子炉２はざらに危険な状態へと進むという問題点があ
る。

［発明の目的］本発明の目的は、蒸気タービンの起動時にＪ３りる突発
的な過回転や振動の発生を防止し、安定し１ｃ回転数の
上昇を行い得る蒸気タービンの制御方法を提供するにあ
る。

［発明の概要］本発明による蒸気タービンの制御方法は、蒸気加減弁に
連結しているレバーの支点部位置をＲＣＩＣ起動時のみ
、操作シリンダ設置により従来位置より下に下げること
により蒸気加減弁を半開状態にし、通常の蒸気加減弁制
御が開始されるまでの間、流入蒸気流量を制限づ−るこ
とを特徴とするものである。

［発明の実施例］以下本発明による蒸気タービンの制御方法を適用する第
５図に示す制御装置について説明する。

ＲｅＩＣタービン１２の軸１４にＲＣＩＣポンプ１３Ｊ
３よび油ポンプ１６を直結し、このＲＣＩＣタービン１
２に対しては蒸気止め弁１０Ｊ３よび蒸気加減弁１１を
右するＲＣＩＣ蒸気ライン８から主蒸気が供給される。

蒸気加減弁１１には操作レバー２９が備えられ、この操
作レバー２９は油筒３０ｔこ制御油ライン２０．２０か
ら油を供給することによって操作され、その蒸気加減弁
１１の開瓜を制御するように構成されている。

油ポンプ１６は油圧調整弁１８を介して油タンク１７に
つながり、その吐出油は制御油ライン２０により油筒３
０に供給され、潤滑油ライン１９によって各機構へ潤滑
油が供給される。しかして本発明においては、油ポンプ
１６の吐出側に操作シリンダ油ライン２１によりオリフ
ィス２２を介して操作シリンダ２３を接続したものであ
る。

この操作シリンダ２３はビス１ヘン２４とこれを常時押
圧ツるハネ２５を備え、そのピストン２４は、前記蒸気
加減弁１１の操作レバー２９の支点２８に連結されてい
る。そして油ライン２１からの圧油によって上位支点２
７を占め、圧油の排除によって下位支点２６を占めるよ
うになっている。

次に第５図に示す制御装置を用いて本発明の蒸気タービ
ンの制御方法を説明する。

ＲＣＩＣ主蒸気ライン８より蒸気が供給されることによ
りＲＣＩＣタービン１２が回転し、ＲＣＩＣタービン軸
１４駆動によりＲＣＩ　Ｃ給水ポンプ１３と油ポンプ１
６が駆動される。油ポンプ１６から制御油ライン２０と
操作シリンダ油ライン２１と潤滑油ライン１９に油が供
給される。なお、制御油ライン２０から供給される油は
蒸気加減弁１１の制御用として油筒３０に流入し、操作
シリンダ油ライン２１からは操作シリンダ２３内のピス
トン２４を移動させるために操作シリンダ２３内へ流入
し、潤滑油ライン１９からはＲＣＩＣタービン１２の潤
滑油として用いられる。しかし、これらの油はＲＣＩＣ
タービン１２が起動し、油ポンプ１６が駆動していると
きだけ供給されるものである。

ＲＣＩＣタービン１２が停止時及び起動直後は無油圧状
態であるため操作レバー２９の支点２８に連結されてい
る。操作シリンダ２３は、その付属のバネ２５の力によ
ってピストン２４が下へ押されているため、下位支点２
６にあり、したがって連結しているレバー２９は実線の
位置で蒸気加減弁１１は第３図の半開状態１１ａにある
。これにより起動時の急速な蒸気流入を強制的に制限す
る。なお、起動後油ポンプ１６により操作シリンダ２３
には油圧が供給されるが、この操作シリンダ２３は熱気
加減弁１１制御油圧より低い低油圧で作動づるため、確
立された制御油圧の多少の変化に対しても動じないもの
とする。

ざて、低油圧供給により、操作シリンダ２３のイｑ屈ハ
ネ２５の力に抗してピストン２４は上がり支点２８は上
位支点第３図の２７へ移動しレバー２９は第５図の破線
の位置どなり、結局蒸気加減弁１１は全開状態１１０と
なるが、その間に確立された蒸気加減弁１１の制御油が
油筒３０へ導かれて通常の蒸気加減弁制御に移る。この
際、上述のよ・うに操作シリンダ２３によるＲＣＩＣタ
ービン１２の起動時における流入蒸気流量制限から通常
の蒸気加減弁制御への切換えのタイミングをはかるため
、また操作シリンダ２３が低油圧で作動するために、操
作シリンダ供給油圧ライン２１中にオリフィス２２を設
け、制御油を調整して徐々に操作シリンダ２３内のピス
トン２４位置を移動させることにより支点２８の位置の
移動をなめらかに行うものとする。

上述のようにＲＣＴ　Ｃタービン１２、ポンプ１３の通
常運転中は油ポンプ１６による高油圧が操作シリンダ２
３に供給されているため、ビスｌ−ン２４は上部に押し
上げられて上位支点２７で支点２８が上部にある状態で
通常の蒸気加減弁制御を行っているものである。また、
ＲＣＩＣの不要やその他の事故などによりＲＣＩ　Ｃタ
ービン１２、ポンプ１３が停止する時は、油ポンプ１６
からの供給油圧が無くなるため操作シリンダ２３内の油
が下がり同時にビス１〜ン２４及び支点２８が下へ移動
し、バネ２５の力が勝って下位支点２６となり、蒸気加
減弁１１は半開状態となり次のＲＣＩＣ起動を待機する
ことになる。この場合もオリフイス２２によりなめらか
な支点２８の移動が行われる。

本発明の制御方法を実施づ−ることにより、第４図の本
発明によるタービン回転数４１は、従来システムににる
タービン回転数４０に見られる起動向後のパルス的な変
化が改善され、ざらにタービン回転数の安定時間も短縮
できる。また、蒸気加減弁１１の開度の変位については
、第３図の従来の開度曲線３６のように全開位置１１Ｇ
から安定開度位置′１１ｂになるまで急激な開度変化が
見られ、制御油圧がｉ１ｆ立されるまでに若干の時間、
蒸気ｈＵ誠弁］コは動かないが、本発明による開度曲線
３８はこれらを改善し、起動とほぼ同時に操作シリンダ
２３による支点２８の操作が行われるため’１．ｉ７時
間のうりに、かつなめらかな蒸気加減弁１１の開度変化
となる。

なお以上の実施例では、原子炉設備における原子炉隔離
時冷却系のＲＣＩＣタービン１２の制御についで説明し
たが、本発明による制御方法は、例えば起動信号などに
わずかの期間だけ利用できるＤＣ電源しか持っていない
地熱発電システムや、非常時にお（プる所内バックアッ
プ電源供給用タービンなど、いわゆる蒸気源を持つ（い
るが、タービン制御や潤滑のための油圧源や補助動力源
を他に持たず、自ら駆動することにより油ポンプを回転
させて油を供給する機能を果す蒸気タービンシステムに
適用できる。

［発明の効果］以上の説明のよう゛に、本発明に係わる蒸気タービン起
動時における制御方法は、蒸気タービンの起動とともに
回転数制御を行い、起動時の突発的な過速度や振動発生
の防止に有効であるとともに、蒸気タービン駆動の油ポ
ンプの供給油でまかなえることにより、他に油圧源を有
しない自刃式蒸気タービンの起動時における迅速な回転
数制御に１ぐれた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉発電システムにおける原子炉隔離時冷却
系を示す系統図、第２図は従来の原子炉隔離時冷却系の
ＲＣＩＣタービンの制ｔｉｌｌ装置の系統椙成図、第３
図は原子炉隔朗〔時冷却系の蒸気加減弁の開度曲線図、
第４図はＲＣＩＣタービン回転数特性を示す曲線図、第
５図は本発明による蒸気タービンの制御方法に適用され
る蒸気加減弁の制御装置の一実施例を示す系統４１４成
図である。１・・・格納容器　　　　２・・・圧力容器３・・・復
水貯蔵タンク　４・・・主蒸気ラインｂ・・給水ライン
　　　８・・・ＲＣＩＣ蒸気ライン９・・・電動弁　　
　　　１０・・・蒸気圧め弁１１・・・蒸気加減弁　　
１２・・・ＲＣＩＣタービン１３・・・ＲＣＩ　Ｃ給水
ポンプ１５・・・タービン排気ライン１６・・・ＲＣＩＣタービン駆動の油ポンプ１７・・・
油タンク　　　１９・・・潤滑油ライン２０・・・制ｉ
ａｌ油ライン２１・・・操作シリンダ油ライン２２・・・オリフィス　　２３・・・操作シリンダ２４
・・・ピストン　　　２５・・・ハネ２６・・・下位支
点　　　２７・・・上位支点２８・・・支点２９・・・蒸気加減５↑操作レバー３０・・・肋間３４・・・安定回転数１１ａ・・・蒸気加減弁半開位置３６・・・従来の蒸気加減弁開度曲線１１ｂ・・・蒸気加減弁安定間度位買３８・・・本発明による蒸気加減弁開度曲線１１Ｃ・・
・蒸気加減弁全開位置４０・・・従来のタービン回転数４１・・・本発明によるタービン回転数代理人）１α上
貝り　近：’Ｌ’：’ＲＪ　、１１か１６ノ第１図／第２図承第３図第４図鮪ｒ？Ｉ− 第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）蒸気加減弁を介して蒸気の供給をうけ、油ポンプ
を直結した蒸気タービンにおいて、その蒸気タービンの
起動時に前記蒸気加減弁を途中開度にして蒸気タービン
の流入蒸気流量を制限し、しかるのち通常の蒸気加減弁
制御を行うことを特徴とづる蒸気タービンの制御方法。
（２）蒸気加減弁を介して蒸気の供給をうけ、油ポンプ
を直結した蒸気タービンにおいて、油ポンプから操作油
をう（プる操作シリンダのビス１〜ンを前記蒸気加減弁
の操作レバーの支点に連結し、前配熟気タービンの起動
時に操作シリンダによって蒸気加減弁の操作レバーの支
点を通常運転時の支点位置より下位に下げて蒸気加減弁
を途中開度にして蒸気タービンへの流入蒸気流量を制限
し、通常運転時に達したら前記油ポンプの操作油をうけ
て操作シリンダのピストンの上昇によって蒸気加減弁の
操作レバーの支点を通常運転位置にもどして蒸気加減弁
制御を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の蒸気タービンの制御方法。
（３）油ポンプから操作シリンダへの操作油系統にオリ
フィスを設け、このオリフィスを通して操作シリンダへ
操作油を供給することを特徴とする特許請求の範囲第１
項および第２項記載の蒸気タービンの制御方法。