JPS5963307A - 地熱タ−ビン制御装置 - Google Patents

地熱タ−ビン制御装置

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JPS5963307A
JPS5963307A JP17516482A JP17516482A JPS5963307A JP S5963307 A JPS5963307 A JP S5963307A JP 17516482 A JP17516482 A JP 17516482A JP 17516482 A JP17516482 A JP 17516482A JP S5963307 A JPS5963307 A JP S5963307A
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turbine
pressure
signal
geothermal
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Toshiomi Otome
乙▲め▼ 敏臣
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Toshiba Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

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、フラッシュタイプの地熱蒸気タービンプラン
トにおけろ地熱蒸気タービンの制御装置に関する。
〔発明の技術的背景およびその間照点〕一般π、地熱蒸
気タービンプラン)H地熱蒸気の有する熱エネルギを機
械エネルギr変換せしめ、発電機等全回転駆動せしめ所
定の動力を敗り出すものである。
ところが、井戸より放出されろ地熱蒸気は多量の蒸気金
倉む良質のものもあるが、熱水を多iK含む劣性のもの
も多く、地熱蒸気の有するエネルギを有効に利用するに
は、後者の熱水のエネルギを如何に効率よく取り出すこ
とができるかにががっている。
そこで、上記地熱蒸気の有するエネルギを有効に取り出
す手段としては、地熱蒸気の性状によって種々のシステ
ムが考えられるが、従来採用されてきた方法としては、
地熱井戸より噴出される地熱蒸気をセパレータに通し、
ここで熱水と分離するとともにセパレータの器内圧にま
で減圧することによって熱水から蒸気をフラッシュせし
め、それらの蒸気を一次蒸気としてタービンの高圧段部
に導入し、また蒸気が分離された熱水はフラッシャと称
する減圧タンクに導き、ここで減圧してさらにフラッシ
ュ蒸気を発生させ、この蒸気をタービンの中間段落に導
くという二段フラッシュ方式が、熱効率を上げるという
点から一般的である。
しかしながら、このような装@においては、フラッシャ
の特性として当然のことながら器内圧が極度に下がると
、フラッシュする蒸気量はフラッシャの能力以上になり
、フラッシャ内を通過する蒸気流速は過大なものとなっ
て、発生蒸気と熱水の分離効率が悪くなり、熱水のキャ
リオーバを起こして、タービンへ損傷を与える可能性が
高くなる。特に2次側に於ては、タービン流入部は1次
側蒸気が上流から流れてきている混合部であるため、流
れそのものが複雑であり、さらに2次蒸気に熱水が含ま
れることにより2羽根がエロージョンや過大な励振力を
受け、損害を受は易い等の問題がある。
第1図は従来の地熱蒸気タービンプラントの概略系統図
であって、地熱井戸1から発生した地熱蒸気ハ、セパレ
ータ2に導かれて蒸気中に含まれている熱水が分離され
る。また上記蒸気から分離された熱水は上記セパレータ
2内でフラッシュし、フラッシュ蒸気が発生せ°しめら
れ、熱水を分離した蒸気とともに1次蒸気として、主蒸
気止め弁3、蒸気加減弁4を経て蒸気タービン5の高圧
段部げ流入する。
一方、セパレータ2で分離された熱水は、セパレータ内
の水位が一定以上にならないようにレベルコントローラ
6によって弁開度が制御されろ調節弁7を経て、低圧の
フラッシャ8 K 排出されろ。
このフラッシャ8に導入された熱水はそこで減圧されろ
こと匠よってさらにフラッシュして蒸気を発生し、ここ
で発生した蒸気は、2次蒸気として低圧系の主蒸気IE
め弁9.蒸気加減弁10を経て蒸気タービン5の低圧段
部に供給されろ。しかして上記蒸気タービン5は前記高
圧段部に導入された蒸気および低圧段部π導入された蒸
気とによって作動せしめられ、発電機■1を!@4する
。また、上Ne蒸気タービン5で仕事全行なった蒸気は
イ衰水器12で凝縮復水ぜしめられろ、 前413 低IEのフラッシャ8内の水位に、レベルコ
ントローラ13πよって弁開度が制御されろ調節弁14
fとよって制御され、余分の熱水はその調節弁14を経
て外部に排出される。
また、1次蒸気系のセパレータ2および2次蒸気系のフ
ラッシャ8とも、所定の圧力1で減圧されなければなら
ず、さらに上記両器内圧にタービンへの流入蒸気喰と発
生蒸気緻との関係によって決まるが、各蒸気系統の耐圧
設計の観点から許容圧力以上に圧力が上昇しない工うf
(、各系統には圧力検出器15.16によって制御され
る圧力逃し弁17.18がそれぞれ設けられている。
他方、蒸気タービン5の回転軸端匠設けらね、た歯車1
9およびそれに対向して設けられている電磁ピックアッ
プ20によって蒸気タービン5の回転数が検出され、そ
の回転数信号が蒸気加減弁制御装置21V?−人力せし
められ、その蒸気加減弁制御装置21からの出力信号に
よって各蒸気加減弁4 、10の開度が調節され、蒸気
タービンの回転数が制御される。
ところで、紀2図は上記蒸気加減弁制mrti装置の概
略系統図であって、゛電磁ピックアップ20によって検
出された蒸気タービン5の回転数信号は、周波数/電圧
変換器;30によって電圧信号f変換され、この回転数
に比例した信号が、速度設定器;う1からの速度設定信
号と比較器;32で比較され、その偏差信号が速度調定
器、33で速度調定率の定θを乗ぜら4れた後低値優先
回路34π印加されろ。上記低値曖先回路:34vζげ
負りj制限器35からの負荷制限信号も加えられており
、その負荷制限信号とMtJ記速度i=’4定器33を
経た速rJl制画信号との低値信号が優先されて、1次
1i111の蒸気加減弁4の開度設定ユニット36およ
び2次側の蒸気加減弁10の開に設定ユニツ)37に並
行して信号が伝えられ、各々所定の弁開き始め点補正、
実開度フィードバック、加減弁流晴特性線型化補IE等
を行なって・信号増幅され7を後、電油変儂器:38 
、 :39で油圧13号匠変換され、油筒40゜41に
よって1次側の蒸気加減弁4卦よび2次1jllのp(
気加減弁10がそれぞハ、開閉1(il制御され、ター
ビンに流入する蒸気輸が1111迫11され、一定の回
転数或は負荷に保持されろC しかしながら、このような蒸気系統でに、圧力逃し弁や
蒸気ライン中の他の逃し弁、ドレン弁やトが、故障吠は
誤操作等の何等かの異常で用いて蒸気ラインの圧力が低
下′fろようなことが生じた場合、セパレータやフラッ
シャでは第3図に示すようにフラッシュオろ蒸気^(が
増JJf+ L、ひいてはセパレータやフラッシャの正
常な能力を発暉し1(する限界流速を越えて、熱水のキ
ャリオーツ(や、器内熱水レベルの変動を引き起こして
見かけ上のレベル高となることが考えられろ。sp; 
3図によ?いて、横軸は器内圧力Pであり縦軸は器内の
蒸気の平均流床である。
しかして、仮って流入する熱水の茶件を一定と1−ると
、器内圧力と平均流速の関係は図中に示す曲線のように
圧力Pに反比例した特性となる。一方、セパレータやフ
ラッシャにおいてはその形状により種々特性が異なるが
、一般に第4図に示−「ようf、器内平均流速■と流出
する蒸気の湿り度Wとの関係は、或流速を限界に湿り1
fが急激に増加することが判っている。fなわち、この
限界となる流速VaK至ろ器内圧力hπ′まで圧力が低
下すると、湿り度が急激に増加することにt(す、蒸気
タービン((おいてはエロージョンや損傷を仁どを引き
起し、信頼性が著しく低下する等の不都合がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような点に′檻み、7A気配管系において
何らかの異常で圧力が低下し、セパレータやフラツタで
の発生蒸気叶がそれらの能力以上ニ増加して、熱水のキ
ャリオーバを引き起こそうとしても、タービン入口の蒸
気加減弁全制御することにより、セパレータ或はフラッ
シャの器内圧を回復せしめると同時に、熱水のタービン
へのキャリオーバをも防止し得ろようにすることを目的
とするO 〔発明の概要〕 本発明は、地熱井戸より噴出する蒸気あるいは熱水を減
圧タンクへ導き1発生分離した蒸気fよって蒸気タービ
ンを、駆動するようπした地熱タービンプラントにおけ
る地熱タービン制御装置において、減圧タンク器内圧力
低下時に発生蒸気叶が過渡π増加して器内平均流速が許
容値以上になった場合に、タービン回転数或は負荷設定
信号に没先させて蒸気加減弁を閉方向に制御する蒸気加
減弁制御装置を設けたことを特徴とするものであって、
蒸気の湿りIWの急激な増加を防止し、タービンエロー
ジョンや損傷などの発生を防止1−ろようにしたもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、巣5図および第6図を4照して本発明の一実施例
について説明する。なお、図中第1図と同一部分につい
ては同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
地熱井戸1より発生した地熱蒸気は、セパレータ2で気
水分離された後、1次蒸気として主蒸気止め弁3卦よび
蒸気加減弁4を経て蒸気タービン5の高圧段部に供給さ
れる。一方、セパレータ2で分離された熱水は調整弁7
5r経てフラッシャ8に導かれ、ここで減圧されフラッ
シュして発生した蒸気は、2次蒸気として主蒸気止め弁
9お尤び蒸気加減片10″fr−A”6て蒸気タービン
5の低圧段部匠導かれ、蒸気タービン5は高圧段部およ
び低圧段部にそれぞれ供給された蒸気によって作動せし
められる。
ところで、セパレータ2から蒸気タービン5に蒸気が供
給される1次側蒸気導管・15およびフラッシャ8から
蒸気タービン5に蒸気が供給される2次側蒸気・1% 
’r? 46には、それぞれ圧力検出器47,48およ
び離融検出器49 、5(lが設けられている。上記圧
力検出器・17 、48と流h¥検出器49 、5(l
からの検出信号は、それぞれ流速換′痒器51.52に
加えられ、圧力と流lKとによって対応する流速が算出
され、その流速信号がそれぞ名、比1紋器53 、5.
4π加えられる。一方上記圧力検出器47.=18から
の圧力信号は、それぞれ制限流速検出器55 、56’
に加えられ、蒸気圧力の関数としてセパレータ2卦よび
フラッシャ8での通過制限流速が算出され、その通過制
限流床信号も上記比較器53.54VC加えられろ。
上記比較器’:”+31 !34では、流速換算器51
と制限流速検出器55からの出力信号との差、および流
速換算器52と制限流速検出器・56からの出力信号と
の差がそれぞれ求められ、その偏差信号がそれぞれ1力
数発生器i37 、 S8に加えられろ。この関数発生
器157゜【)8け2ともげ蒸気の実流速が制限流速以
上になったときのみ、すなわち流速換n器5]、 、 
52がらの出力信号が制限流速検出器55 、 l)6
からの出力信号より大きくなったときのみ、蒸気加減弁
4.10’!i=所定の傾斜で無偵荷位#まで絞り込む
ような制御信号(第6図)を出すようげしである。
そこで、上記両関数発生器Fi7 、 :58からの出
力13号は、低値優先回路59 、 +50にそれぞれ
印加され、そこで負荷制限器35からの負荷制限信号、
:1.−よび速度4周定器、33を経て速度制御11信
号との比較が行なわれ、各低値優先回路” * 60で
の低値信号が蒸気加減弁の110度設定ユニット:’、
6.37V?加えられ蒸気加減弁の開度信号が発せられ
、Fli諾、油圧変閘器;38゜39を介して油筒40
,41がそれぞれ作ωノされ、蒸気加減弁4 、10の
開度がそれぞれi(i制御されろ。
しかして、仮りに−′i、ケ負荷運転甲π、蒸気配管系
の逃し弁あるいはドレン弁等の故(Xi、や誤操作等・
ぼよって弁が開き、フラッシャ8の器内圧が減少すると
、フラッシュ量増加によって流速が噌し、実流速が制限
値を越すと、関a完生暑1÷;))3から曲減弁開度の
絞り込み11号が発生し、これが低値1・所先回路60
で速度制御信号および負荷設定信号に優先して蒸気加減
弁の開度設定ユニット:37に加わり、蒸気加減弁[0
が閉方向に作動されろ。また、クラシャ8内の圧力がさ
らに低下すれば、さらに蒸気加減弁l0il″j無負イ
iri (ff置まで絞り込みが続けら11−1器内の
圧力低下が防止されろとともに、熱水の蒸気タービンへ
のキャリオーバが防止されろ0な訃、セパレータ内の圧
力低下に際しても同様π関臭文発生器57からの信号が
優先し、蒸気加減fl’4の閉制で11(lが行なわれ
ろ、 〔発明の効果〕 以上説明したよう匠、本発明匠おいてはセパレータやフ
ラッシュ等の減圧タンク器内圧力低F時に発生蒸気量が
過渡に増加して器内平均流速が許容値は上になったとき
、タービン回転数或は負荷設定信号匠)受光させて蒸気
加減弁を閉方向に制徊lする蒸気加減井制+i!fl装
置を設けたので、定常運転中にセパレータ等の器内圧が
異常に低下した場合においても、蒸気加減弁が閉じられ
蒸気タービンへの熱水のキャリオーバやウオータインダ
クションが防止さノ11、タービン羽根や蒸気1)l路
部のエロージョンや水C裔πよろ励振等を起すことがな
く、タービンの13幀件の維持向上を計ることができろ
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な地熱蒸気タービンプラントの概略系統
図、b′!;2図は上記タービンプラントにおけるター
ビン制佃1装置の系統図、第3図は減圧タンクの入[コ
蒸気条件一定の場合の器内圧と器内平均流速の一特性な
示f関係特性線図、第4図は減圧タンクの器内流速と蒸
気湿り度との関係線1ス、第5図は、本発明の地熱ター
ビン制征)装置1ケの系統図、第6図は本発明におけろ
関i文発生器の′(♀件線図である。 2・・・セパレータ、4.[0・・・蒸気加減弁、5・
・・蒸気タービン、8・・・フラッシャ、47 、48
・・・圧力検出器、4.9.50・・・流晴検出器、5
1 、52・・・流速換タ9−器、55、り6・・・制
限流速検出器、57.・]8・・・閏数光生器、59、
(力・・・低1直優先回路。 出願人代理人   う1く  股     イn簗J圓 蒸2図 3へ 粂す 秦3図 尾j4図 #6 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、地熱井戸より噴出する蒸気あるいは熱水を減圧タン
    クへ導き、発生分離した蒸気によって蒸気タービン1r
    駆動するようにした地熱タービンプラン)Kおける地熱
    タービン制御装置において、減圧タンク器内圧力低下時
    に発生蒸気量が過度に増加して器内平均流速が許容値以
    上になった場合に、タービン回転数或は負荷設定信号に
    優先させて蒸気加減弁を閉方向に制御する蒸気加減弁制
    御装置を設けたことを特徴とする地熱タービン制御装置
    。 2、蒸気加減弁制御装置は、器内平均流速が許容値以上
    となったとき蒸気加減弁の開度制御信号を発生する関数
    発生器を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の地熱タービン制御装置。 3、蒸気加減弁制御装置は、器内平均流速が許容値以上
    となったとき発生される蒸気加減弁の開度制御信号と、
    タービン回転数信号および負荷設定信号が印加され、そ
    の低値信号が出力される低値優先回路を有すること(i
    −特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の地熱タービ
    ン制御装置。
JP17516482A 1982-10-05 1982-10-05 地熱タ−ビン制御装置 Granted JPS5963307A (ja)

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JPS5963307A true JPS5963307A (ja) 1984-04-11
JPH0368202B2 JPH0368202B2 (ja) 1991-10-25

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS557933A (en) * 1978-06-30 1980-01-21 Toshiba Corp Steam turbin controller
JPS56163705U (ja) * 1980-05-08 1981-12-04

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS557933A (en) * 1978-06-30 1980-01-21 Toshiba Corp Steam turbin controller
JPS56163705U (ja) * 1980-05-08 1981-12-04

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JPH0368202B2 (ja) 1991-10-25

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