JPS60233302A - 主蒸気圧力低下防止装置 - Google Patents

主蒸気圧力低下防止装置

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JPS60233302A
JPS60233302A JP8830084A JP8830084A JPS60233302A JP S60233302 A JPS60233302 A JP S60233302A JP 8830084 A JP8830084 A JP 8830084A JP 8830084 A JP8830084 A JP 8830084A JP S60233302 A JPS60233302 A JP S60233302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
main steam
load
steam pressure
prevention device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8830084A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanori Muroboshi
室星 孝徳
Hideaki Kaneda
英明 兼田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60233302A publication Critical patent/JPS60233302A/ja
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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
    • F01D17/20Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
    • F01D17/22Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、蒸気タービン変圧プラントにおける主蒸気圧
力低下防止装置に関する。
〔発明の背景〕
第1図に標準的な蒸気タービン発電プラントの構成を示
す。ボイラ1からの主蒸気は、主蒸気止め弁2(以下M
SVと称す)。蒸気加減弁3 (SCV )を通り、高
圧タービン4 (以下HPTbと称す)へ流入する。H
PT)、で仕事をした蒸気は再熱器5で加熱され、再熱
蒸気止め弁6(以下R8Uと称す)。インターセプト弁
7(以下ICVと称す)を通り、中圧タービン8(以下
■p丁、と称す)へ流入する。■PTl、、を出た蒸気
は匠気タービン9 (以下LPTbと称す)に流入する
。その後、復水器10で復水され、低圧ヒータ11.脱
気器12、給水ポンプ13.高圧ヒータ14等を通って
ボイラに供給される。
第2図に、変圧プラントの負荷に対する主蒸気圧力の関
係を示す。変圧プラントでは、負荷Lt以下及び負荷I
、?以」二において、主蒸気圧力は各各Pl、P2一定
である。L、1 からL2まで主蒸気圧力を変化させる
事により、負荷を増減させる。
第3図に変圧プラントの弁開度に対する負荷及び主蒸気
圧力の関係を示す。主蒸気圧力P、からP2まで変圧運
転を行なう場合、Cv開度はX点でほぼ一定開度を保つ
。X点におけるCV開度は絞り損失を考慮し、損失の少
ない弁全開点近傍が一般に選択される。
第4図に変圧プラントにおける起動パターンの一例を示
す。タービンへ蒸気を供給した時点(通気時)において
、蒸気圧力は定格圧力のa%であるが、定格負荷のb%
点でCvを全開点近傍までいた後論々に圧力を上昇させ
て定格出力のC%点で定格圧力となる様に運転される。
さて蒸気タービンは一般に主蒸気圧力低下防止装置が設
置されている。この装置は、タービン運転中ボイラー制
御異常等により主蒸気圧力が急激に低下し、水が蒸気タ
ービンに流入またはHPTb最終段が湿り状態となり、
過大なスラスト力が蒸気タービンにかかることにより、
過大な熱応力の発生、スラスト軸受摩耗・振動発生、静
・動翼接触等の異常が発生することを防止する目的で設
置されており、主蒸気圧力が規定値まで下がるとCvを
絞り始め(すなわち負荷を減少させ)更に主蒸気圧力が
下がり続ける場合は最終的にタービン無負荷までCvを
絞る機能を有する。
まず、従来例のうち、定圧蒸気タービンの機械油圧式ガ
バナを例にとって説明する。主蒸気圧力低下防止装置は
、タービン制御装置が内蔵されたタービン前側軸受箱内
に他のタービン制御装置と共に設けられている。
主蒸気圧力低下防止装置は、ボイラからの主蒸気圧力が
正常な値を保つ限り作動せず、一般に圧力が定格の約9
0%以下に低下すると作動を開始して、CVを開じ始め
る。主蒸気圧力低下防止装置は7〜13%の固定率を持
っており、主蒸気圧力が定格の83〜71%に達すると
、Cvを無負荷開度まで閉じる。
このような主蒸気圧力の急激な低下はボイラチューブ内
での水発生等のボイラ側の異常発生によるものであり同
時に主蒸気温度の低下も起こる。
前述した如くタービンに水が流入する事は、エロージョ
ン、局部冷却による熱応力発生等、タービンにとって極
めて重大な事故発生の原因となるので、通常主蒸気圧力
の低下を検知してタービンを無負荷流量まで絞り込む装
置が設けである。
機械式主蒸気圧力低下防止装置を示す図5において、主
蒸気圧力変化は、圧力検出器15変換器16を通り、空
気圧力の変化に変換されて、ベロー17に入る。主蒸気
圧力が低下すると、バネ18とベローが組込まれた圧力
検出部において、ベローが下方向に動き、パイロットピ
ストン19を下方向に動作させる。そして、アンロード
ピストン20の上側に制御油が供給され、アンロードピ
ストンは下方向に動く。アンロードピストンはスピード
リレーからタービンの加減弁を動作させるサーボモータ
パイロットピストンに通じるロッドの途中に設けられた
回転レバー21に連通されているので、下方向のアンロ
ードピストンの動きにより、サーボモータを閉方向に動
作させて加減弁を絞り込む。
通常使用される主蒸気圧力低下防止装置は、前述したよ
うに、バネとベローとの釣り合いによって、アンロード
ピストンを動作させるため、定格主蒸気圧力で動作する
ようにレバー系統を設定した後は、同じ圧力でしかアン
ロードピストンは動作しない。すなわち、一般に第6図
に示す如く主蒸気圧力が定格圧の90%まで低下すると
Cvを絞り始め、更に80%まで下がると、Cvはター
ビン無負荷相当位置まで、閉じられるものである。
したがって、第4図に示すような主蒸気圧力を定格圧力
のa%から0%まで変化させる変圧プラントにおいては
、変圧運転中、主蒸気圧力低下防止装置を除外して、プ
ラントを運転しなければならなかった。この除外操作は
、第5図において、変圧運転中ベローに人為的に、疑似
圧力を加えて、アンロードピストンが、あたかも、定格
主蒸気圧力を保つがごとく、ベローを上げておくもので
ある。従って、変圧運転中、ボイラ異常が発生し、主蒸
気圧力が低下しても、Cvを絞り込み、タービンを保護
することができないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、変圧運転中、主蒸気圧力低下を検知し
、加減弁を絞り込むための主蒸気圧力低下防止装置を提
供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、変圧運転中主蒸気圧力の変化を検知し、主蒸
気圧力を空気圧力に変換させる過程において、発電機の
出力またはタービン負荷信号を取り込み、主蒸気圧力と
負荷の変化を予め定めた、設定値との比較によって、加
減弁の絞り込みを制御する事を特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
本発明は電気油圧式ガバナ及び機械油圧式ガバナにおけ
る主蒸気圧力低下防止装置に関する。まず電圧油圧式ガ
バナの場合を示す。第7図に電気油圧式ガバナの信号処
理ブロック線図を示す。
主蒸気圧力は、主蒸気止め弁より上流側に取付けられた
圧力検出器により検出され、変換器により、電気信号と
して得られる一方負荷信号は、本例では発電機出力から
得るものとしたが、周知のごとく、タービン負荷は、高
圧第一段以後の段落の蒸気圧力に比例するため、負荷の
検出方法として高圧タービン第一段後の圧力または中圧
タービン第一段後等の蒸気圧力を測定する事によっても
得られる。
蒸気タービンは、通常給電指令に基づき、負荷を定め運
転している(設定負荷Ls)。変圧プラントでは、前述
した第2図に示すように、設定負荷Lsが変圧領域の場
合、一義的に設定圧力Psが定まり、負荷変化に対し、
ボイラの主蒸気圧力を制御する事により、加減弁開度を
ほぼ一定のまま、運転を行なっている。
電気油圧式ガバナでは、速度制御、負荷制御はタービン
周り各部に取り付けられた、検出器の信号を制御用計算
機に取り込み、計算器内部で演算し、加減弁開度信号等
を出力する。
制御用計算機において、設定負荷Ls、実圧力P、実負
荷Loの電気信号が入力されると、設定圧力計算機22
において第8図に示す負荷−圧力線図から設定負荷Ls
に対する設定圧力Psがめられる。次に、絞り込み圧力
設定器23において、設定圧力Psの90%相当の加減
弁絞り込み開始圧力P eo(= 0 、9 P s 
)と設定圧力Psの80%相当の加減弁憾り込み終了圧
力Pao(=0.8 P s)をめて、運転中、単位時
間毎にP2Oは比較器24で、実圧力Pと比較する。P
 > P e。
の関係が成立する時は、主蒸気圧力(実圧力P)が加減
弁絞り込み開始圧力より高く、タービン発生負荷の絞り
込みは不要となる。よって以後の信号処理計算過程は省
略される。P < P 90の関係が成立する時は、タ
ービン発生負荷の絞り込みを行なう。目標負荷設定器2
5において第8図に示すように、無負荷で設定圧力の8
0%に相当する加減弁絞り込み終了圧力Pao(座標(
0,Pso))と設定負荷Lsにおいて、加減弁絞り込
み開始圧力Pno(座i1 (L s 、 P2O) 
)を結ぶ直線A式上を移動する様に負荷を制御する。
目標負荷設定器内では、(A)式を変形したCB)式に
より、負荷を制御する。すなわち、時時刻々制御用計算
器内部に取り込まれた実圧力PはP2Oと比較され、P
 < P 90の条件が成立した場合にのみB式のPに
代入し、絞り込み時の負荷■。
をめる。
(B)式で算出された絞り込みの負荷は変圧プラントに
おける全ての運転範囲に適用できる。すなわち、第9図
において100%定格運転中の目標負荷設定器の動作は
図中a−b−c点上を移動し、変圧過室、例えば75%
負荷運転中ではd−e−f点上を移動し、低負荷領域、
例えば25%負荷ではg −h −iとなる。
目標負荷設定器から出た目標負荷信号■、は実負荷T−
oとの差(L −L o )を計算し、PI演算器26
により加減弁制御信号(ET−信号)に変換され、加減
弁駆動部27に送られる。L −L oが負の場合に、
加減弁の絞り込みが行なオ〕れる。
他の実施例として、機械油圧式ガバナ(Ml−IG)に
おける主蒸気圧力低下防止装置について説明する。
機械油圧式ガバナでは目標負荷設定器までの信号処理方
法は、前述した電気油圧式ガバナと同一である。機械油
圧式ガバナにおける主蒸気圧力低下防止装置を示す第1
1図において、主蒸気止め弁の上流側圧力を測定する圧
力検出器28からのt蒸気圧力骨分と、主蒸気圧力低下
防止装置を構成するベローの中間に主蒸気圧力信号処理
演算器29を設ける。主蒸気圧力信号処理演算器とベロ
−の間には、電空変換器30を設ける。
主蒸気圧力信号処理演算器内の信号処理方法を示す第1
1図の信号処理ブロック線図において、主蒸気圧力検出
器から得られた実圧力Pは、設定負荷Lsから算出され
た加減弁絞り込み開始圧力pooと比較され、設定圧力
Psの90%以下において、加減弁の絞り込みを開始し
、負荷信号の設定圧力の90%点(第8図中座標(L 
s 、 Poo))と無負荷において設定圧力の80%
点(第8図中座標(0,P2O) )を結ぶ直線上を動
くように、目標負荷設定器から目標負荷信号が出力され
る。
ここまでの過程は前述した電気油圧式ガバナの場合と同
じである。
次に、目標負荷はベロー動作信号発生器において、設定
負荷Psとの比に対するベロー動作信号に変換される。
ベロー動作信号は第10図に示した電空変換器30で空
・気圧力に変換されベローに入る。
ベローは、内蔵されたバネとの釣合いによりベロー動作
信号に応じて、乙ンロードピストンを動作させる。ベロ
ーに内蔵されたバネの取付荷重に見合う分の信号として
、L / L o = Oにおいて、ベロー動作信号に
ある一定値aを出力させる様にする。
ベローの動きは、アンロードピストンを介し、スピード
リレーからタービンの加減弁を動作させるサーボモータ
パイロットピストンに通じるロッドの途中に設けられた
回転レバーに連結され、加減弁を駆動させる。
〔発明の効果〕
本発明の適用により、従来は変圧過程中に主蒸気圧力低
下防止装置を除外していた為、変圧過程におけるボイラ
異常による水発生等からタービン保護ができなかったが
、変圧プラントの全ての運転領域において、主蒸気圧力
低下防止装置を動作させ、主機保護を行なう事ができる
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のプラント系統図、第2図は変圧プラン
トの負荷対蒸気圧力の関係線図、第3図゛は変圧プラン
トの弁開度対負荷、蒸気圧力の関係線図、第4図は変圧
プラントの起動パターン説明図、第5図は機械油圧式ガ
バナにおける主蒸気圧力低下防止装置機構説明図、第6
図は機械油圧式ガバナにおける主蒸気圧力低下防止装置
動作説明図、第7図は本発明の一実施例の電気油圧式ガ
Aすにおける信号処理ブロック図、第8.第9図は信号
処理説明図、第10図は機械油圧式ガAナシSおける、
主蒸気圧力低下防止装置の系統図、第11図は機械油圧
式ガバナにおける信号処理ブロック図である。 25・・・負荷設定器、26・・・PI演算器、27・
・・加減弁駆動部、29・・・信号処理演算器、30・
・・電空変換器。 代理人 弁理士 高橋明夫 躬1霞 第2図 抽30 □斗間度− 纂ば 蓮 几一時間 妬6霞 駿 イ吋 晃80 φ 荷 L 躬 9 m Q +00c%) @ 荷

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、蒸気タービン主蒸気圧力低下防止装置において、主
    蒸気圧力信号と負荷信号とを設定値と比較する事により
    、全ての主蒸気圧力範囲にわたり、蒸気加減弁の絞り込
    みが可能なことを特徴とする主蒸気圧力低下防止装置。
JP8830084A 1984-05-04 1984-05-04 主蒸気圧力低下防止装置 Pending JPS60233302A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8830084A JPS60233302A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 主蒸気圧力低下防止装置

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JP8830084A JPS60233302A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 主蒸気圧力低下防止装置

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Publication Number Publication Date
JPS60233302A true JPS60233302A (ja) 1985-11-20

Family

ID=13939072

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JP8830084A Pending JPS60233302A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 主蒸気圧力低下防止装置

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JP (1) JPS60233302A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296002A (ja) * 1992-04-20 1993-11-09 Toshiba Corp 蒸気タービン保護装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296002A (ja) * 1992-04-20 1993-11-09 Toshiba Corp 蒸気タービン保護装置

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