JPS5937231A - タ−ビンプラントの制御装置 - 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】 本発明は、タービンプラントの制御装置、特に、タービ
ン出力の有無にかかわらず常時流量負荷の要求に応じタ
ービンプラントを経由してガスを送気する必要がある場
合の圧力（流量）制御装置に関する。

第１図は本発明装置の制御対象となるタービンプラント
の例を示す。第１図において、参照符号１は液供給管、
２は流量調節弁、３は蒸発器、４はタービン入口配管、
５はガバナ弁、６はタービン、７はバイパス弁、８はタ
ービン排気配管、９は発電機、１０は流量負荷、１１は
タービン前圧検出器、１２は圧力発信器、１３は制御装
置、１４．１５は操作器、１６は制御器、１７は操作器
を示す。

このタービン下流／１・において、液供給管１にて搬送
された液流体は、制御器１６より操作器１７を介して操
作される流量調節弁２を通じて蒸発器３に供給され、蒸
発器３で気化され、タービン入口配管４に送出される。

通常運転においては、タービン入口配管４内のガスは、
ガバナ弁５を通じてタービン６に作動流体として供給さ
れ、タービン６は発電機９を駆動する。また、ターピッ
通過ガスはタービン排気配管８に排出される。

タービン６が起動以前においては、タービン入口配管４
内のガスはバイパス弁７を通じてターヒン排気配管８に
送出される。

要するにガスは流体負荷１ｏの消費要求に応じて常に送
出を続行する必要があるとする。

制御系において、タービン入口配管４内のガスの圧力を
規定値に制御するためにタービン前圧検出器１１を設け
、検出信号を圧力発信器１２により制御装置１３に送出
せしめる。制御装置１３は比例積分制御器を内蔵してお
り、圧力発信器１２から送入された信号と前記圧力の規
定値に相当する圧力設定値との偏差にもとづいて、例え
ば、タービン前圧が高いときは比例積分制御器の出方信
号を増加して操作器１４ならびに操作器１５に対し、運
転状態に見合って適当に分配送出する。ここで、運転状
態とは、（１）タービン発電運転、（２）タービン起動
停止運転、（３）タービンバイパス運転などがある。

第２図第１図の制御装置１３の従来の構成例を示すもの
で、参照符号２０は圧力設定器、２１（ま偏差器、２２
はバイアス設定器、２３は切替スイッチ、２４は偏差器
、２５は加算器、２６は比例積分制御器、２７は倍率器
、２８は比例積分制御器、２９は低値選択器、３０は倍
率器を示す。また符号φ。Ｖはガバナ出力信号を示す。

偏差器２１は圧力発信器１２の出力信号と圧力設定器２
０の出力信号とを受け、両者の偏差を演算し、出力信号
を偏差器２４の（＋）側および加算器２５にそれぞれ送
出する。バイアス設定器２２の出力は切替スイッチ２３
の共通端子ａに送入され、切替スイッチ２３は「タービ
ンノ（イノくス運転」のときは送入信号をＣ端子に接続
し、加算器２５に加える。切替スイッチ２３はまた「タ
ービン発電運転」においては送入信号をｂ端子に接続し
、偏差器２４の（→側端子に伝達する。

偏差器２４の演算結果は比例積分制御器２６に送出され
比例積分制御器２６は出力信号を倍率器２７に送出する
。

倍率器２７は、比例積分制御器２６の出力信号とバイパ
ス弁７のリフトとの関係を適正に定める倍率を設定し、
出力をバイパス弁用の操作器１５に送出する。

一方、加算器２５の演算結果は比例積分制御器２８に送
出され、比例積分制御器２８は出力信号を低値選択器２
９に送出する。

低値選択器２９は別の入力としてガバナ出力信号φ。７
を受け、上記比例積分制御器２８の出力信号と比較して
いずれか小さい信号を選択し、倍率器３０に送出する。

倍率器３０は、低値選択器２９の出力信号とガバナ弁５
のリフトとの関係を適正に定める倍率を設定し、出力な
ガバナ弁の操作器１４に送出する。

以上の従来の制御装置によるとタービンバイパス運転の
状態からタービン起動を行う際ガバナ出力信号φ。７を
徐々に増せば良いがそれはバイアス設定器２２の出力を
加算器２５に加えてガバナ弁５に関する前圧設定値を等
価的に小さくし、タービン前圧制御の主体をバイパス弁
７に委ねる考え方によって成立しているが、バイアス設
定器２２を必要とする原因は前圧制御を行うための比例
積分制御器をバイパス弁用とガバナ弁用に独立して２個
設けたことにある。即ち、バイパス弁７とガバナ弁５と
のいずれが前圧制御の主体となるべきかの区別を与える
手段としてバイアス設定器２２と切換スイッチ２３とを
設けたものであるから当然運転条件によって切換スイッ
チ２３を操作する必要を生じる。

制御装置１３０本来の目的は、タービン前圧制御とガバ
ナ出力信号φ。７によるタービン出力制御との両者を常
時満足に成立させることにあるので、あらゆる運転条件
に対してバイアス設定値を二者択一に切換えるならば前
記制御の本来の目的は達し得ない不具合を生じる。

例えば、タービン発電運転中は切換スイッチ２３をｂ端
子側に切換えてバイパス弁７に関する圧力設定値を等価
的に大きくすることによってバイパス弁７を全閉とする
ことになる故、ガバナ出力信号φ。７が急減するとター
ビン前圧が上昇し、規定圧力よりもバイアス値だけ余分
に超過しなければバイパス弁７は開かず、タービン排気
配管８へのガスの供給が遅れる欠点を生しる。このこと
は、一般にタービン前圧の上昇によって流量調節弁２を
絞る連携制御系を設ける場合もあるのでガスの供給遅れ
は更に助長される不具合を有す。

また、比例積分制御器を独立に２個設けることは経済的
に明らかに損失である。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、上記欠
点を解消した制御装置を提供することを目的とするもの
である。

以下第３図に例示した本発明の好適な実施例について詳
述する。第３図において第２図に示した制御装置と同一
要素は同一符号にて示しである。

第３図において第２図と異にする要素に関し、参照符号
４０は比例積分制御器、４１は低値選択器、４２は減算
器を示している。

偏差器２１は圧力発信器１２より送入される信号と圧力
設定器２０より送入される信号との偏差を演算し、結果
（出力）を比例積分制御器４ｏに送出する。

比例積分制御器４０の出力はガバナ出力信号φ。７と比
較していづれか小さい信号を選択されるべく低値選択器
４１に送出される一方、同出力から低値選択器４１の出
力を減算した制御信号をバイパス弁７の操作に用いる目
的のため減算器４２の（＋）側に送出される。

低値選択器４１の出力は減算器４２の（→側に送出され
る一方ガバナ弁５の操作に用いるため倍率器３０に送出
される。

倍率器２７は減算器４２の出力とバイパス弁７のリフト
との関係を適正に定める倍率を入力信号に乗じ、出力を
バイパス弁用の操作器１５に送出する。

倍率器３０は、低値選択器４１の出力とガバナ弁５のリ
フトとの関係を適正に定める倍率を入力信号に乗じ、出
力をガバナ弁用の操作器１４に送出する。

本発明は、本来タービン入口配管４内の圧力制御のため
に設けた唯一の比例積分制御器４０の出力を利用し、タ
ービンに要求する出力に応して別途定められるタービン
出力信号φ。７に相当する流量をガバナ弁５に優先的に
流し、ガバナ弁５の流量相当分を直ちに比例積分制御器
４０が出力する総流量相当分から減算した流量相当分を
バイパス弁７に割引き分担させる予測先行制御的機能を
与えたものである。

この効果を従来と対比させると、従来はガバナ出力信号
φ。７の増加によ２て先づガバナ弁５の流量が増加し、
その結果としてタービン入口配管４内の圧力が低下し、
よってバイパス弁側の比例積分制御器（第２図の２６）
の出力が減少しバイパス弁７の流量を減少させるプロセ
スであったためバイパス弁の流量減少が遅れ、更にその
影響を受けてガバナ弁側の比例積分制御器（第２図の２
８）の出力さえも低下し、低値選択器（第２図の２９）
の作用によってガバナ出力信号φ。７を優先的に生かし
得ない不具合があった。

また、本発明の制御性能上の別な利点どしてタービント
リップ時のようにガバナ出力信号φ。７が急激に減少す
る際はバイパス弁７を差動的に急開させ得ることも挙げ
られる。

よって、本発明は要素構成上は明らかに従来より簡易に
して低コストであるにもかかわらず、制御性能の点は従
来の性能を全面的に改良する特長を有する。

第４図は本発明装置によって得られた特性を従来の制御
特性と対比して示す。第４図から明らかなように、ガバ
ナ出力信号φ。７の増加時にバイパス弁流量の減少が遅
れることがなくなり、ガバナ出力信号φ。７の急減時に
も中容な応答速度でバイパス弁流量の急増を追従させる
ことができろ。また、タービン入口配管内圧力に急激な
変動がなく規定値に制御されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置が適用されるタービンプラントの例
を示す図、第２図は従来の制御装置を示す図、第３図は
本発明による制御装置を示す図、第４図は本発明装置に
よって制御されるタービンプラントの要部特性を示す図
である。 １・・液供給管、２・・流量調節弁、３・・蒸発器、４
・・タービン入口配管、５・・ガバナ弁、６・・タービ
ン、７・・バイパス弁、８・・タービン排気配管、９・
・発電機、１０・・流量負荷、１１・・タービン前圧検
出器、１２・・圧力発信器、１３・・制御装置、１４・
・操作器、１５・・操作器、１６・・制御器、１７・・
操作器、２０・・圧力設定器、２１・・偏差器、２２・
・バイアス設定器、２３・・切替スイッチ、２４・・偏
差器、２５・・加算器、２６・・比例積分制御器、２７
・・倍率器、２８・・比例積分制御器、２９・・低値選
択器、３０・・倍率器、４０・・比例積分制御器、４１
・・低値選択器、４２・・減算器、φ。７・・ガバナ出
力信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービン通過流量を加減してタービン出力を制御するガ
   バナ弁とタービン下流に存在する流量負荷の要求によっ
   て不足流量をタービン入口配管よりタービン下流に補充
   するタービンバイパス弁とを備えたタービンプラントを
   制御する装置において、タービン圧力偏差信号を受ける
   比例積分制御器を１つ備え、この比例積分制御器の出力
   信号なガバナ出力信号と比較する低値選択器を介してガ
   バナ弁用操作器に与える一方、前記比例積分器の出力信
   号を前記低値選択器の出力信号で減算してからバイパス
   弁用操作器に与えるようにしたことを特徴とするタービ
   ンプラントの制御装置。