JPS60159312A - タ−ビン再熱器制御方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、再熱蒸気温度と再熱器以降の構造部温度との
差が一定以上となった場合、あるいは再熱蒸気温度の変
化率が一定以上となった場合には加熱蒸気量の増減を制
限することＫよって、再熱器および低圧タービンでの過
冷却、過熱、更には大きな温度変化による過大熱応力の
発生を防止するだめのタービン再熱器制御方法に関する
ものである。

〔１発明の背景〕 第１図は蒸気タービン発電プラントの一例での構成を示
すが、これまでのものにおいては再熱器への加熱蒸気流
量は最適に制御されていないのが実状である。

ここでそのプラントの動作を簡単ながら説明すれば、蒸
気源としての蒸気発生器１からの高圧蒸気はその流量が
蒸気加減弁２で加減された状態で高圧タービン３に流入
されその熱エネルギーは機械エネルギーに変換されるよ
うＫなっている。更に高圧タービン３からの排気蒸気は
高エンタルピ蒸気により再熱されるべく再熱器４を介さ
れた後低圧タービン５に流入するものとなっている。低
圧タービン５でもその熱エネルギーは機械エネルギーに
変換されるが、それら機械エネルギーによる回転駆動に
より発電機９は機械エネルギーを電気エネルギーに変換
するようになっているわけである。低圧タービン５から
の排気蒸気は復水器６で復水された後は給水加熱器７で
再熱器４からの熱交換績の加熱蒸気（ドレン含む）で加
熱され、昇温された状態で再び蒸気発生器１に再び供給
されるようになっているものである。この場合出力制御
装置１４によってタービンの負荷あるいは回転数、ある
いは蒸気発生器出力に応じて蒸気加減弁２が蒸気加減弁
制御装置１５を介し制御されることで高圧タービン３に
流入される高圧蒸気流量が制御され、また、蒸気発生器
１出口より蒸気加減弁２までの配管途中より分岐された
高圧蒸気は加熱蒸気として再熱器４に流入されるが、そ
の流量は加熱蒸気制御装置１０によって制御されるもの
となっている。加熱蒸気制御装置１０は圧力検出器１２
を介し取り込“まれだプラントのプロセス量にもとづき
加熱蒸気制御弁８を開度制御しているわけである。

ところで、このようにしてなる系統における加熱蒸気流
量の制御方式としてはこれまで種々考えられている。加
熱蒸気流量が何等制御されないとすれば、タービンの冷
機起動時などに再熱器および低圧タービンでの急激な蒸
気の温度変化や蒸気、構造部間での過大な温度差により
構造部材には大きな熱応力が発生する可能性があるから
でおる。

このような熱応力の発生を抑えるべくタービンの状態値
を検出したうえ加熱蒸気流量を制御することが考えられ
ているわけであるが、制御方法の代表的なものとしては
以下のようなものが挙げられる。

先ずその第１は、再熱蒸気（、高圧タービンからの蒸気
で加熱器のもの）温度を検出しその時間変化を予め定め
た予定曲線に沿って制御しようというものである。その
第２は、再熱蒸気温度の代わりに再熱蒸気圧力を用いて
制御しようというものである。しかしながら、これらの
方法による場合は、温度や圧力に応じて加熱蒸気流量は
時間遅れを以て制御され再熱器ヤ低圧タービン部での過
大な温度差は避は得るにしても、再熱器で再熱された蒸
気の温度の急激な変化を防止するためＫは高圧タービン
からの蒸気流量に応じた加熱蒸気流量とする必要がある
が、そのように制御されていないのが実状である。この
不具合を軽減するものとして、タービンの出力信号によ
って加熱蒸気流量を制御することが考えられている。こ
の第３の方法によれば、タービン出力によって高圧ター
ビンの排気流量はほぼ一義的に定まることから、タービ
ン出力によって加熱蒸気流量を決定するようにすれば再
熱蒸気温度の急激な変化を避は得るが、その反面再熱器
および低圧タービンの構造部材と再熱蒸気との間の過大
な温度差を避は得なくなるというものである。

ところで、第１図に示すものにおいては加熱蒸気流量は
上記した第３の方法によって制御されるようになってい
る。出力制御装［１４ｉｄ設定出力とタービン速度ある
いは高圧タービン３人口圧力との偏差にもとづき蒸気加
減弁２を制御しこの結果としてタービン出力を制御して
いるが、加熱蒸気制御装置１０は出力制御装置１４から
の出力制御信号と圧力検出器１２からの加熱蒸気制御弁
Ｂ後圧力とにもとづき加熱蒸気制御弁８のその開度を制
御しているものである。

第２図、第３図はそれぞれ出力制御装置、加熱蒸気制御
装置の内部構成を示したものである。先ず蒸気加減弁制
御装置の内部構成も併せて示された第２図により出力制
御装置の構成について説明すれば、設定出力はタービン
速度あるいは高圧タービン人口圧力としてのタービン実
出力との間で偏差が比較器２０によってめられ、この偏
差は関数発生器２１を介し蒸気加減弁制御装置１５へ蒸
気加減弁流量要求信号として出力されるようになってい
る。蒸気加減弁制御装置１５ではその蒸気加減弁流量要
求信号は関数発生器２２によって蒸気加減弁開度要求信
号に変換され、更に蒸気加減弁実開度信号が人力された
比較器２３を介し蒸気加減弁２を制御するところとなる
ものである。

次に第３図について説明すれば、加熱蒸気制御装置にお
いては出力制御装置からの出力制御信号は出力制御信号
受信部１６によって受信されたうえ更に出力−加熱蒸気
圧力変換部１７によって加熱蒸気圧力に変換されるよう
になっている。一方、圧力検出器１２からの圧力信号は
加熱蒸気圧力信号受信部１８によって受信されるが、こ
れが比較部１９で変換部１７からの加熱蒸気圧力と比較
されその偏差をして加熱蒸気制御弁８が制御されるよう
になっているものである。なお、本例では加熱蒸気制御
装置への出力制御信号としては蒸気加減弁流量要求信号
を想定しているが、機能上相違がないのでこの細膜定出
力ｆ蒸気加減弁への入力信号を用いることも可能である
。

このように出力制御信号による場合は、設定出力の変化
に応じて蒸気加減弁の開度が変化しこの結果タービンの
出力、高圧タービン排気流量も変化するが、これと並行
して加熱蒸気流量も変化すべく制御されることから、再
熱蒸気温度の急激な変化を防止し得るものである。しか
しながら、再熱器および低圧タービンの構造部材と再熱
蒸気との間の過大な温度差は防止され得ないというわけ
である。

〔発明の目的〕

よって本発明の目的は、再熱器への加熱蒸気流量を最適
に制御することによって再熱器および低圧タービンの過
冷却、過熱、大きな温度変化による過大熱応力の発生を
防止し得るタービン再熱器制御方法を供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、加熱蒸気流量をタービン出力
によって制御することで再熱蒸気温度の急変を防止する
が、これと並行して少なくとも再熱蒸気温度を監視し、
この監視結果によってタービン出力の増減を制限するよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第４図、第５図により説明する。

先ず本発明に係る蒸気タービン発電プラントについて説
明する。第４図はその一例での構成を示したものである
。図示の如く第１図に示すものとの相違は主に再熱器構
造部温度検出器２４、再熱蒸気温度検出器２５、低圧タ
ービン構造部温度検出器２６および出力制限装置３１が
新たに設けられていることである。第５図は出力制限装
置および出力制御装置の内部構成を示したものである。

これによると出力制限装置３１では温度検出器２５から
の再熱蒸気温度を基準として再熱蒸気温度と温度検出器
２４．２６からの構造部温度とが比較器２７．２８で比
較されるが、もしも何れかの偏差が規定値以上である場
合には出力制限器２９は出力制御装置１４に対し出力制
限信号を出力するものとなっている。出力制御装置１４
においては出力制限信号によって設定出力制限器３０が
設定出力を制限するところとなるものでおる。

これにより再熱部における過度な温度差を防止し熱応力
の発生、ひいては構造部材の長寿命化が図れるわけであ
る。

本発明は以上のようなものであるが、再熱蒸気温度のみ
を検出しその変化率が規定値以上となった場合に出力制
限信号を発生させてもほぼ同様な効果が得られ、また、
再熱蒸気温度を直接検知する代わりに出力制御信号より
間接的に再蒸気温度をめることも可能である。出力制御
信号によって蒸気加減弁開度、更には加熱蒸気制御弁開
度が定まり、したがって、再熱蒸気温度も定まることか
ら、関数発生器より間接的に再熱蒸気温度をめ得るもの
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、タービン実出力と設定出
力との偏差にもとづき蒸気加減弁および加熱蒸気制御弁
の開度が制御される際、少なくとも再熱蒸気温度をめた
うえこれにもとづき設定出力の増減を制限するようにし
たものである。したがって、本発明による場合は、再熱
器への加熱蒸気流量が最適に制御され得、再熱器および
低圧タービンの過冷却、過熱、大きな温度変化による過
大熱応力の発生を防止し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、蒸気タービン発電プラントの一例での構成を
示す図、第２図は、その構成における出力制御装置およ
び蒸気加減弁制御装置の構成を示す図、第３図は、同じ
く加熱蒸気制御装置の構成を示す図、第４図は、本発明
に係る蒸気タービン発電グ２ントの一例での構成を示す
図、第５図は、その構成における出力制限装置および出
力制御装置の構成を示す図である。 ｌ・・・蒸気発生器、２・・・蒸気加減弁、３・・・高
圧タービン、４・・・再熱器、５・・・低圧タービン、
８・・・加熱蒸気制御弁、１０・・・加熱蒸気制御装置
、１４・・・出力制御装置、２４・・・再熱器構造部温
度検出器、２５・・・再熱蒸気温度検出器、２６・・・
低圧タービン構造部温度検出器、２７．２８・・・比較
器、２９・・・出力制限器、３０・・・設定出力制限器
、３１・・・出力制限装置。 代理人　弁理士　秋本正実 茅　１　目 茅２０ 茅３　図 １ム 茅４区 第１頁の続き ＠発明者増１）豊彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気発生器からの高圧蒸気がそれぞれ蒸気加減弁、
   加熱蒸気制御弁を介し分岐され、加熱蒸気制御弁を介さ
   れた高圧蒸気は加熱蒸気として高圧タービン出口に設け
   られた再熱器に供給される一方、蒸気加減弁を介された
   高圧蒸気は高圧タービン、再熱器、低圧タービンを順次
   軸るようにされる蒸気タービン発電プラントにおけるタ
   ービン再熱器制御方法にして、タービン出力と設定出力
   との偏差にもとづき蒸気加減弁および加熱蒸気制御弁の
   開度が制御される際、少なくとも再熱器出口蒸気である
   再熱蒸気の温度をめ、少なくとも該再熱蒸気の温度にも
   とづき設定出力の増減を制限することを特徴とするター
   ビン再熱器制御方法。 ２　再熱蒸気の温度と少なくとも１箇所において検出さ
   れた再熱器以降の構造部の温度との偏差が規定以上とな
   った場合に、設定出力の増減が制限される特許請求の範
   囲第１項記載のタービン再熱器制御方法。 ３、再熱蒸気の温度の変化率が規定以上となった場合に
   、設定出力の増減が制限される特許請求の範囲第１項記
   載のタービン再熱器制御方法。 ４、再熱蒸気の温度は、タービン出方と設定出力との偏
   差よシ間接的にめられる特許請求の範囲第１項、第２項
   または第３項記載のタービン再熱器制御方法。