JPS6123364B2 - - Google Patents
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- JPS6123364B2 JPS6123364B2 JP55140628A JP14062880A JPS6123364B2 JP S6123364 B2 JPS6123364 B2 JP S6123364B2 JP 55140628 A JP55140628 A JP 55140628A JP 14062880 A JP14062880 A JP 14062880A JP S6123364 B2 JPS6123364 B2 JP S6123364B2
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- Japan
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- pressure
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- bleed
- amplifier
- signal
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
- F01K7/345—Control or safety-means particular thereto
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般的に原動機の制御方式に関し、さ
らに詳しくは抽気形蒸気タービンの電子的制御方
法と装置に関する。
らに詳しくは抽気形蒸気タービンの電子的制御方
法と装置に関する。
本発明は、動力とプロセス蒸気の両方を出力す
る動力発生蒸気供給形動力プラントに適用可能で
ある。この種の動力プラントには、複数のタービ
ン発電機と少なくとも1つの抽気形蒸気タービン
を含むことができる。たとえば、1961年4月4日
発行の米国特許第2997768号明細書には、抽気形
蒸気タービン用の基本的電子制御方式が開示され
ている。この特許によれば、速度信号通路と圧力
信号通路の2つの信号路が設けられ、最終的にこ
の2つの信号路によつてタービン入口弁と抽気弁
の位置設定の制御を行なつている。
る動力発生蒸気供給形動力プラントに適用可能で
ある。この種の動力プラントには、複数のタービ
ン発電機と少なくとも1つの抽気形蒸気タービン
を含むことができる。たとえば、1961年4月4日
発行の米国特許第2997768号明細書には、抽気形
蒸気タービン用の基本的電子制御方式が開示され
ている。この特許によれば、速度信号通路と圧力
信号通路の2つの信号路が設けられ、最終的にこ
の2つの信号路によつてタービン入口弁と抽気弁
の位置設定の制御を行なつている。
この2つの電子制御信号路間は相互に結ばれ
て、速度誤差信号により圧力誤差信号を修正し、
圧力誤差信号により速度誤差信号を修正するよう
になつている。この結果として、タービン負荷の
変化によつて速度誤差が生じた場合は、蒸気入口
弁と抽気弁とを共に同一方向に移動させて、抽気
圧力と流量を一定に保つように補正作用が行われ
る。他方、プロセス蒸気の所要条件の変化により
抽気圧力誤差信号が発生した場合は、入口弁と抽
気弁を反対方向に移動させて、速度を一定に保つ
と共に圧力誤差の補正を行なうようにしている。
て、速度誤差信号により圧力誤差信号を修正し、
圧力誤差信号により速度誤差信号を修正するよう
になつている。この結果として、タービン負荷の
変化によつて速度誤差が生じた場合は、蒸気入口
弁と抽気弁とを共に同一方向に移動させて、抽気
圧力と流量を一定に保つように補正作用が行われ
る。他方、プロセス蒸気の所要条件の変化により
抽気圧力誤差信号が発生した場合は、入口弁と抽
気弁を反対方向に移動させて、速度を一定に保つ
と共に圧力誤差の補正を行なうようにしている。
また、米国特許第3391539号明細書に開示され
ている多段タービン動力プラントの制御方式によ
れば、プロセス蒸気流を所定の優先順位で配分す
るようにしている。しかるに、本発明では、上記
特許発明と異なり、プロセス蒸気の供給は、入口
蒸気量と圧力に基づく所要負荷条件によつて決め
るようにしている。つまり、本発明に係る制御方
式によれば、動力プラントの入口蒸気量が動力発
生蒸気供給のための通常のプラントの所要条件以
下に低下した場合、速度/抽気圧力制御モードか
ら入口ヘツダ圧力/速度制御モードに自動的に切
り換えて、利用できる入口蒸気量を、プロセス蒸
気の所要条件を満足させるよりはむしろ負荷(動
力)の所要条件を優先的に満足させるために使う
ようにしている。このような入口蒸気量の低下
は、ボイラの運転を一時的に休止した場合に起こ
ることがある。
ている多段タービン動力プラントの制御方式によ
れば、プロセス蒸気流を所定の優先順位で配分す
るようにしている。しかるに、本発明では、上記
特許発明と異なり、プロセス蒸気の供給は、入口
蒸気量と圧力に基づく所要負荷条件によつて決め
るようにしている。つまり、本発明に係る制御方
式によれば、動力プラントの入口蒸気量が動力発
生蒸気供給のための通常のプラントの所要条件以
下に低下した場合、速度/抽気圧力制御モードか
ら入口ヘツダ圧力/速度制御モードに自動的に切
り換えて、利用できる入口蒸気量を、プロセス蒸
気の所要条件を満足させるよりはむしろ負荷(動
力)の所要条件を優先的に満足させるために使う
ようにしている。このような入口蒸気量の低下
は、ボイラの運転を一時的に休止した場合に起こ
ることがある。
さらに、米国特許第3971219号明細書には、抽
気形蒸気タービンの制御方式が開示されている。
これによれば、ボイラの性能が最大になるように
タービン入口弁の位置を設定すると共に、該入口
弁の設定位置に応じてタービンの速度制御を抽気
弁で行うようにしている。抽出蒸気量は補助ボイ
ラで得ている。しかるに、本発明は状況と制御機
構の点で上記特許発明と異なる。つまり、本発明
に係る制御方式によれば、蒸気需要が複数個所か
ら起こることを考慮の対象としており、供給蒸気
が利用可能になつているとき抽気圧力を制御する
ようにしている。
気形蒸気タービンの制御方式が開示されている。
これによれば、ボイラの性能が最大になるように
タービン入口弁の位置を設定すると共に、該入口
弁の設定位置に応じてタービンの速度制御を抽気
弁で行うようにしている。抽出蒸気量は補助ボイ
ラで得ている。しかるに、本発明は状況と制御機
構の点で上記特許発明と異なる。つまり、本発明
に係る制御方式によれば、蒸気需要が複数個所か
ら起こることを考慮の対象としており、供給蒸気
が利用可能になつているとき抽気圧力を制御する
ようにしている。
入口圧力制御の目的は、入口圧力が所望設定値
よりも低下しないようなレベルに、タービンへの
スロツトル(絞り)流量を維持することにある。
ここで、所望設定値とは、動力出力をある特定の
値に保つために必要なヘツダ圧力に相当する。
よりも低下しないようなレベルに、タービンへの
スロツトル(絞り)流量を維持することにある。
ここで、所望設定値とは、動力出力をある特定の
値に保つために必要なヘツダ圧力に相当する。
システムの機能障害が起こつてヘツダ入口圧力
が所望設定値よりも低下し始めるようなことがあ
つた場合は、本発明に係る制御方式によれば、速
度/抽気圧力制御モードから入口圧力/速度制御
モードへ自動的に切り換わるようになつている。
が所望設定値よりも低下し始めるようなことがあ
つた場合は、本発明に係る制御方式によれば、速
度/抽気圧力制御モードから入口圧力/速度制御
モードへ自動的に切り換わるようになつている。
上述した本発明の好ましい実施例では、上記目
的を達成するために、タービン速度、抽気圧力お
よびスロツトル圧力を検出する。通常の動作条件
のもとでは、スロツトルまたは入口弁は、速度誤
差信号と抽気圧力誤差信号の組合せによつて制御
する。また、同様の条件のもとで、抽気弁の位置
は、速度誤差信号で修正した抽気誤差信号によつ
て制御する。最低スロツトル圧力と実際のスロツ
トル圧力との差を表わす電子制御信号を1対の電
子的ゲート回路に入力して、実際のスロツトル圧
力が所定の最低値よりも低下したとき、電子制御
信号から正常速度信号をゲート出力してスロツト
ル弁位置からスロツトル圧力の関数となるように
している。他方、抽気弁の位置設定は、速度誤差
およびスロツトル圧力需要を表わす組合せ信号に
より制御する。
的を達成するために、タービン速度、抽気圧力お
よびスロツトル圧力を検出する。通常の動作条件
のもとでは、スロツトルまたは入口弁は、速度誤
差信号と抽気圧力誤差信号の組合せによつて制御
する。また、同様の条件のもとで、抽気弁の位置
は、速度誤差信号で修正した抽気誤差信号によつ
て制御する。最低スロツトル圧力と実際のスロツ
トル圧力との差を表わす電子制御信号を1対の電
子的ゲート回路に入力して、実際のスロツトル圧
力が所定の最低値よりも低下したとき、電子制御
信号から正常速度信号をゲート出力してスロツト
ル弁位置からスロツトル圧力の関数となるように
している。他方、抽気弁の位置設定は、速度誤差
およびスロツトル圧力需要を表わす組合せ信号に
より制御する。
本発明の目的は、予定の条件のもとで速度/抽
気圧力制御モードからスロツトル圧力/速度制御
モードへ切り換えることのできる抽気タービンの
自動電子制御方式を提供することにある。
気圧力制御モードからスロツトル圧力/速度制御
モードへ切り換えることのできる抽気タービンの
自動電子制御方式を提供することにある。
本発明の別の目的は、スロツトル圧力制御を抽
気圧力制御に優先させるようにした優先制御方式
を提供することにある。
気圧力制御に優先させるようにした優先制御方式
を提供することにある。
本発明の新規な特徴は特許請求の範囲の項に記
載した通りであるが、本発明自体、本発明の上記
およびその他の目的と利点については、添付図面
に関連して以下詳述する説明から一層明らかにな
ろう。
載した通りであるが、本発明自体、本発明の上記
およびその他の目的と利点については、添付図面
に関連して以下詳述する説明から一層明らかにな
ろう。
第1図は、本発明が有利に適用される種類の動
力プラント11の概略系統図を示す。同図におい
て、1対の蒸気発生装置又はボイラ13は、2な
いしそれ以上の蒸気タービンに分配するために主
蒸気ヘツダ(管寄せ)15に蒸気を送り込む。上
記蒸気タービンの内の1つの蒸気タービン17は
専ら動力出力を発生するために用いられ、負荷1
9に結合される。負荷はたとえば、ポンプ、圧縮
機、発電機、その他の被駆動負荷のいずれであつ
てもよい。このタービン17には弁作動装置25
を介して蒸気入口弁23の位置を電子的に制御す
る制御回路21が設けられる。なお、本発明で
は、制御回路21をどのような形態にするかは任
意であるが、速度饋還信号を供給する速度饋還路
27を制御回路21に設けて、速度饋還信号を速
度設定値(図示せず)と比較して速度誤差信号を
発生させて弁位置の調整を行なうようにすること
ができる。速度制御回路の1例は、米国特許第
3986788号明細書に開示されている。
力プラント11の概略系統図を示す。同図におい
て、1対の蒸気発生装置又はボイラ13は、2な
いしそれ以上の蒸気タービンに分配するために主
蒸気ヘツダ(管寄せ)15に蒸気を送り込む。上
記蒸気タービンの内の1つの蒸気タービン17は
専ら動力出力を発生するために用いられ、負荷1
9に結合される。負荷はたとえば、ポンプ、圧縮
機、発電機、その他の被駆動負荷のいずれであつ
てもよい。このタービン17には弁作動装置25
を介して蒸気入口弁23の位置を電子的に制御す
る制御回路21が設けられる。なお、本発明で
は、制御回路21をどのような形態にするかは任
意であるが、速度饋還信号を供給する速度饋還路
27を制御回路21に設けて、速度饋還信号を速
度設定値(図示せず)と比較して速度誤差信号を
発生させて弁位置の調整を行なうようにすること
ができる。速度制御回路の1例は、米国特許第
3986788号明細書に開示されている。
別のタービン31も前記主蒸気ヘツダ15に流
通関係に接続する。この第2のタービン31は、
プロセス蒸気33の供給のために使用される点で
前記蒸気タービン17と異なる。なお、第2ター
ビン31は、たとえば発電機などの被駆動負荷3
5に接続することも可能である。先に引用した米
国特許第2977768号明細書に開示されたような通
常の動作様式では、制御装置37はそれぞれ弁作
動装置43及び45を介してスロツトル弁39と
抽気弁41の位置を制御するように設定されてい
る。この制御装置には、実際のタービン速度を表
わす信号47と実際の抽気圧力を表わす信号49
が入力される。上述から明らかなように、各ター
ビンごとに独自の制御装置が設けられ、負荷1
9,35の所要条件を満足させるに充分な所望設
定速度を維持できるようにしている。しかし、主
ヘツダ15内の蒸気量が、動力プラントの負荷及
びプロセス蒸気の両方の所要条件を満足させるだ
けの十分な量でないときに問題が生じる。本発明
によれば、抽気形蒸気タービンの制御に優先順位
を割り当てて、秩序正しい予定の様式でタービン
制御を行なうことによつて該問題の解決を図つて
いる。蒸気量の不足の検出は、スロツトル圧力検
出部(図示せず)で行ない、その検出メツセージ
を電気的接続路51を介して抽気タービン制御装
置37に入力する。
通関係に接続する。この第2のタービン31は、
プロセス蒸気33の供給のために使用される点で
前記蒸気タービン17と異なる。なお、第2ター
ビン31は、たとえば発電機などの被駆動負荷3
5に接続することも可能である。先に引用した米
国特許第2977768号明細書に開示されたような通
常の動作様式では、制御装置37はそれぞれ弁作
動装置43及び45を介してスロツトル弁39と
抽気弁41の位置を制御するように設定されてい
る。この制御装置には、実際のタービン速度を表
わす信号47と実際の抽気圧力を表わす信号49
が入力される。上述から明らかなように、各ター
ビンごとに独自の制御装置が設けられ、負荷1
9,35の所要条件を満足させるに充分な所望設
定速度を維持できるようにしている。しかし、主
ヘツダ15内の蒸気量が、動力プラントの負荷及
びプロセス蒸気の両方の所要条件を満足させるだ
けの十分な量でないときに問題が生じる。本発明
によれば、抽気形蒸気タービンの制御に優先順位
を割り当てて、秩序正しい予定の様式でタービン
制御を行なうことによつて該問題の解決を図つて
いる。蒸気量の不足の検出は、スロツトル圧力検
出部(図示せず)で行ない、その検出メツセージ
を電気的接続路51を介して抽気タービン制御装
置37に入力する。
第2図は抽気タービンと組合せて使用すること
が出来る本発明に係る制御装置37を示す。
が出来る本発明に係る制御装置37を示す。
電源その他当業者に自明の電気的細部について
は、説明の理解を容易するために省略してある。
は、説明の理解を容易するために省略してある。
この制御装置37は、タービン速度S、入口圧
力PI、および抽気圧力PEに関する3つの入力を
受け取る。第1図からの入力信号47は実際のタ
ービン速度に比例している。入力信号49(第1
図)は実際の抽気圧力に比例し、第1図からの入
力信号51は実際のタービン入口圧力に比例して
いる。これらの3つの入力信号は、それぞれプラ
ス(+)の矢印で示すように、所望タービン速
度、所望抽気圧力および所望入口圧力を表わす設
定値信号と比較される。増幅回路57,59およ
び61は、図示の如く設定値信号と饋還信号を受
け取り、それぞれ設定値信号と基準信号との差に
比例する信号を出力する比較増幅器である。増幅
回路67,69および71は積分増幅器であり、
他方増幅回路77,79および81は動的安定性
補償のために使用される。後者の増幅回路は回路
信号の位相変位分だけ装置の進みと遅れを補償す
る。したがつて、増幅器77,79および81の
各出力信号は、検出された特定の物理的状態に基
づく誤差信号を表わしている。
力PI、および抽気圧力PEに関する3つの入力を
受け取る。第1図からの入力信号47は実際のタ
ービン速度に比例している。入力信号49(第1
図)は実際の抽気圧力に比例し、第1図からの入
力信号51は実際のタービン入口圧力に比例して
いる。これらの3つの入力信号は、それぞれプラ
ス(+)の矢印で示すように、所望タービン速
度、所望抽気圧力および所望入口圧力を表わす設
定値信号と比較される。増幅回路57,59およ
び61は、図示の如く設定値信号と饋還信号を受
け取り、それぞれ設定値信号と基準信号との差に
比例する信号を出力する比較増幅器である。増幅
回路67,69および71は積分増幅器であり、
他方増幅回路77,79および81は動的安定性
補償のために使用される。後者の増幅回路は回路
信号の位相変位分だけ装置の進みと遅れを補償す
る。したがつて、増幅器77,79および81の
各出力信号は、検出された特定の物理的状態に基
づく誤差信号を表わしている。
制御装置37は次のように2つの出力信号を発
生する。第1の出力信号は端子85に現われるス
ロツトル弁位置設定信号である。第2の出力信号
は端子87に現われる抽気弁位置設定信号であ
る。増幅器89,91はサーボ増幅器であり、そ
れぞれ弁位置饋還信号88,90および弁位置要
求信号92,93を受け取る。弁位置要求信号9
2,93は2個の低値ゲート回路101と105
により決定される。
生する。第1の出力信号は端子85に現われるス
ロツトル弁位置設定信号である。第2の出力信号
は端子87に現われる抽気弁位置設定信号であ
る。増幅器89,91はサーボ増幅器であり、そ
れぞれ弁位置饋還信号88,90および弁位置要
求信号92,93を受け取る。弁位置要求信号9
2,93は2個の低値ゲート回路101と105
により決定される。
低値ゲート回路101の一部は、反転増幅器1
02、抵抗103A,B,Cおよびダイオード1
04で構成し、他の部分は反転増幅器106、抵
抗107A,Bおよびダイオード108で構成す
る。抵抗群109で増幅器102のバイアス回路
を構成すると共に、抵抗群110で増幅器106
のバイアス回路を構成する。抵抗111は、増幅
器102と106のいずれかが導通するときその
増幅器102または106への電流路となる。増
幅器113は、その入力を低値ゲート回路101
から受け取る利得が1の非反転増幅器でなる。低
値ゲート回路101の出力は、速度と抽気圧力
S,PEに比例する信号にすることも、入口圧力
PIに比例する信号にすることも可能である。次
に、この低値ゲート回路の動作について説明す
る。増幅器113の入力に印加される信号は、増
幅器102の出力信号か、増幅器106の出力信
号のいずれかである。増幅器102の出力信号が
増幅器106の出力信号よりも一層負である場合
は、ダイオード108が逆バイアスされるため、
増幅器106の出力が増幅回路113の入力から
実効的に切断されることになる。この結果、増幅
器113の入力には、増幅器102の出力信号が
印加される。逆に、増幅器106の出力信号が増
幅器102の出力信号よりも一層負である場合
は、増幅器113には増幅回路106の出力信号
が供給される。
02、抵抗103A,B,Cおよびダイオード1
04で構成し、他の部分は反転増幅器106、抵
抗107A,Bおよびダイオード108で構成す
る。抵抗群109で増幅器102のバイアス回路
を構成すると共に、抵抗群110で増幅器106
のバイアス回路を構成する。抵抗111は、増幅
器102と106のいずれかが導通するときその
増幅器102または106への電流路となる。増
幅器113は、その入力を低値ゲート回路101
から受け取る利得が1の非反転増幅器でなる。低
値ゲート回路101の出力は、速度と抽気圧力
S,PEに比例する信号にすることも、入口圧力
PIに比例する信号にすることも可能である。次
に、この低値ゲート回路の動作について説明す
る。増幅器113の入力に印加される信号は、増
幅器102の出力信号か、増幅器106の出力信
号のいずれかである。増幅器102の出力信号が
増幅器106の出力信号よりも一層負である場合
は、ダイオード108が逆バイアスされるため、
増幅器106の出力が増幅回路113の入力から
実効的に切断されることになる。この結果、増幅
器113の入力には、増幅器102の出力信号が
印加される。逆に、増幅器106の出力信号が増
幅器102の出力信号よりも一層負である場合
は、増幅器113には増幅回路106の出力信号
が供給される。
第2の低値ゲート回路105の一部は、反転増
幅器115、抵抗116A,Bおよびダイオード
117で構成し、他の部分は増幅器119とダイ
オード121で構成する。抵抗群123で増幅器
115のバイアス回路を構成すると共に、前記ゲ
ート回路101の抵抗111と同じ動きをする抵
抗124を設ける。低値ゲート回路105のゲー
ト作用は、低値ゲート回路101について前述し
たゲート作用と同じである。
幅器115、抵抗116A,Bおよびダイオード
117で構成し、他の部分は増幅器119とダイ
オード121で構成する。抵抗群123で増幅器
115のバイアス回路を構成すると共に、前記ゲ
ート回路101の抵抗111と同じ動きをする抵
抗124を設ける。低値ゲート回路105のゲー
ト作用は、低値ゲート回路101について前述し
たゲート作用と同じである。
増幅器125は、利得が1の非反転増幅器であ
る。この増幅器の入力には、入力圧力PI誤差信
号または抽気圧力PE誤差信号のいずれかに比例
する信号が印加される。
る。この増幅器の入力には、入力圧力PI誤差信
号または抽気圧力PE誤差信号のいずれかに比例
する信号が印加される。
増幅器127は、その関連抵抗128A,B,
Cとバイアス抵抗群130と共に加算増幅器を構
成し、その入力には速度S誤差信号と、増幅器1
25の出力に現われる1つの圧力誤差信号を受け
取る。増幅器127の出力は、抽気弁揚程設定値
信号93となる。
Cとバイアス抵抗群130と共に加算増幅器を構
成し、その入力には速度S誤差信号と、増幅器1
25の出力に現われる1つの圧力誤差信号を受け
取る。増幅器127の出力は、抽気弁揚程設定値
信号93となる。
増幅器129およびその関連抵抗とダイオー
ド、並びに増幅器131とその関連抵抗で構成し
た回路は制限機能を与え、抽気弁が完全に閉じた
場合に、入口弁と抽気弁への圧力誤差信号を打消
す働きをする。これは、抽出蒸気量が過剰になつ
たときロータ速度が過大になる事態を回避するた
めである。抽気弁が閉位置になると、増幅器12
9と131からの信号は増幅器133を通過し、
抵抗103cを介して速度信号入力Sと加算され
て増幅器102に送られ、増幅器102からの出
力信号を増大させる。逆に、抽気弁が開位置にあ
るときは、増幅器131と129の出力はゼロで
ある。
ド、並びに増幅器131とその関連抵抗で構成し
た回路は制限機能を与え、抽気弁が完全に閉じた
場合に、入口弁と抽気弁への圧力誤差信号を打消
す働きをする。これは、抽出蒸気量が過剰になつ
たときロータ速度が過大になる事態を回避するた
めである。抽気弁が閉位置になると、増幅器12
9と131からの信号は増幅器133を通過し、
抵抗103cを介して速度信号入力Sと加算され
て増幅器102に送られ、増幅器102からの出
力信号を増大させる。逆に、抽気弁が開位置にあ
るときは、増幅器131と129の出力はゼロで
ある。
次に、速度/抽気圧力制御の動作について説明
する。
する。
速度/抽気圧力制御の動作において、入口圧力
設定値はスロツトル圧力レベルに設定されるもの
と仮定する。なお、このスロツトル圧力レベル
は、制御装置が速度/抽気圧力制御モードから入
口圧力/速度制御モードへ切り換えることが必要
となる前に存在する最低圧力に相当する。入口圧
力またはスロツトル圧力は通常上記設定値より高
くなつている。入口路には、スロツトル圧力を検
出するための圧力トランジユーサ(図示せず)が
設けられ、図示のように入口圧力饋還信号51を
出力する。スロツトル圧力51が入口圧力設定値
PIより高いときは、スロツトル圧力回路(6
1,71および81)は、そのスロツトル流量限
界値いつぱいまで積分して、増幅器81の出力は
−5Vになる。この結果、増幅器106の出力
は、増幅器102の出力よりも高い+5Vにな
る。ダイオード108は逆バイアスされ、電流を
通さない。このとき、低値ゲート回路101の出
力は増幅器102の出力に比例することになる。
設定値はスロツトル圧力レベルに設定されるもの
と仮定する。なお、このスロツトル圧力レベル
は、制御装置が速度/抽気圧力制御モードから入
口圧力/速度制御モードへ切り換えることが必要
となる前に存在する最低圧力に相当する。入口圧
力またはスロツトル圧力は通常上記設定値より高
くなつている。入口路には、スロツトル圧力を検
出するための圧力トランジユーサ(図示せず)が
設けられ、図示のように入口圧力饋還信号51を
出力する。スロツトル圧力51が入口圧力設定値
PIより高いときは、スロツトル圧力回路(6
1,71および81)は、そのスロツトル流量限
界値いつぱいまで積分して、増幅器81の出力は
−5Vになる。この結果、増幅器106の出力
は、増幅器102の出力よりも高い+5Vにな
る。ダイオード108は逆バイアスされ、電流を
通さない。このとき、低値ゲート回路101の出
力は増幅器102の出力に比例することになる。
抽気圧力制御ループは増幅器59,69および
79を含む。増幅器79の出力は低値ゲート回路
105内の増幅器119に印加される。速度/抽
気圧力制御モードで動作しているときは、入口圧
力信号PIが低値ゲート回路105内の増幅器1
15にも印加されるため、増幅器115の出力は
増幅器119の出力よりも一層正になる。したが
つて、低値ゲート回路105の出力は抽気圧力制
御ループの関数となる。増幅器125の出力は、
抽気圧力誤差信号PEである。増幅器125の出
力は増幅器127に入力され、そこで増幅器77
から出力される速度ループ信号と結合される。増
幅器127の出力は速度と抽気圧力の関数とな
る。増幅器125の出力はまた、その関連入力抵
抗を通つて増幅器133を通過し、増幅器102
の入力端で速度制御ループ信号と加算される。増
幅器102の入力端で速度制御ループ信号と加算
される。増幅器102の出力は増幅器113に入
力を供給しているため、入口弁揚程設定値も速度
と抽気圧力の関数となる。
79を含む。増幅器79の出力は低値ゲート回路
105内の増幅器119に印加される。速度/抽
気圧力制御モードで動作しているときは、入口圧
力信号PIが低値ゲート回路105内の増幅器1
15にも印加されるため、増幅器115の出力は
増幅器119の出力よりも一層正になる。したが
つて、低値ゲート回路105の出力は抽気圧力制
御ループの関数となる。増幅器125の出力は、
抽気圧力誤差信号PEである。増幅器125の出
力は増幅器127に入力され、そこで増幅器77
から出力される速度ループ信号と結合される。増
幅器127の出力は速度と抽気圧力の関数とな
る。増幅器125の出力はまた、その関連入力抵
抗を通つて増幅器133を通過し、増幅器102
の入力端で速度制御ループ信号と加算される。増
幅器102の入力端で速度制御ループ信号と加算
される。増幅器102の出力は増幅器113に入
力を供給しているため、入口弁揚程設定値も速度
と抽気圧力の関数となる。
速度/抽気圧力制御の際に抽気弁が閉位置にな
つた場合は、増幅器129と131でなる制限回
路は、次に説明するように、入口弁と抽気弁の位
置に対する圧力制御装置の作用を打ち消すように
働く。増幅器129の出力は、抽気弁が閉じてい
ないとき通常0(ゼロ)Vになつている。この場
合は、増幅器133への入力は前述したように抽
気圧力制御ループの関数になつている。抽気弁が
閉じている場合は、増幅器129の出力は0Vか
ら、設定値信号93の電圧に比例する電圧に切り
換わる。この電圧は増幅器131で反転され、増
幅器133において、抽気圧力に比例する低値ゲ
ート回路105の出力と組み合わされる。増幅器
129と131の利得の設定は、増幅器125の
出力が増幅器131の出力によつて打ち消される
ように行なう。増幅器133の出力は抽気圧力の
結果としてこれ以上変化しないために、低値ゲー
ト回路101の出力は速度のみの関数となる。こ
のようにして、入口弁は速度のみによつて制御さ
れる。
つた場合は、増幅器129と131でなる制限回
路は、次に説明するように、入口弁と抽気弁の位
置に対する圧力制御装置の作用を打ち消すように
働く。増幅器129の出力は、抽気弁が閉じてい
ないとき通常0(ゼロ)Vになつている。この場
合は、増幅器133への入力は前述したように抽
気圧力制御ループの関数になつている。抽気弁が
閉じている場合は、増幅器129の出力は0Vか
ら、設定値信号93の電圧に比例する電圧に切り
換わる。この電圧は増幅器131で反転され、増
幅器133において、抽気圧力に比例する低値ゲ
ート回路105の出力と組み合わされる。増幅器
129と131の利得の設定は、増幅器125の
出力が増幅器131の出力によつて打ち消される
ように行なう。増幅器133の出力は抽気圧力の
結果としてこれ以上変化しないために、低値ゲー
ト回路101の出力は速度のみの関数となる。こ
のようにして、入口弁は速度のみによつて制御さ
れる。
通常の動作においては、速度と圧力制御ループ
の弁位置に対する正味の作用は次のようになる。
抽気圧力が一定に保たれているとき速度を増加ま
たは減少する場合は、入口弁と抽気弁は共に同一
方向に動かされる。抽出蒸気量の変化に伴い抽気
圧力が変化した場合、入口弁と抽気弁は反対方向
に動かされる。たとえば、抽出蒸気量が減少する
と、最初に抽気圧力が増加する。抽気圧力を回復
しタービン速度を一定に保つために、抽気弁が開
いてタービン後部側への蒸気の流量を増加させる
と共に、入口弁が閉じてタービン前部側の発生ト
ルク量を減少させて、タービン後部側に発生され
たトルクの増加分を補償する。
の弁位置に対する正味の作用は次のようになる。
抽気圧力が一定に保たれているとき速度を増加ま
たは減少する場合は、入口弁と抽気弁は共に同一
方向に動かされる。抽出蒸気量の変化に伴い抽気
圧力が変化した場合、入口弁と抽気弁は反対方向
に動かされる。たとえば、抽出蒸気量が減少する
と、最初に抽気圧力が増加する。抽気圧力を回復
しタービン速度を一定に保つために、抽気弁が開
いてタービン後部側への蒸気の流量を増加させる
と共に、入口弁が閉じてタービン前部側の発生ト
ルク量を減少させて、タービン後部側に発生され
たトルクの増加分を補償する。
次に、入口圧力/速度制御の動作について説明
する。
する。
入口圧力制御の目的は、入口圧力を所望設定値
PIよりも低下させないようなレベルに、タービ
ンへのタービン流量を維持することにある。外部
システムに機能障害が起こり、この結果スロツト
ル流量に対する所要条件が過大になつたため入口
圧力が低下し始めた場合は、制御装置は速度/抽
気圧力制御モードから入口圧力/速度制御モード
へ自動的に切り換える。以下、この制御モードの
動作について説明する。
PIよりも低下させないようなレベルに、タービ
ンへのタービン流量を維持することにある。外部
システムに機能障害が起こり、この結果スロツト
ル流量に対する所要条件が過大になつたため入口
圧力が低下し始めた場合は、制御装置は速度/抽
気圧力制御モードから入口圧力/速度制御モード
へ自動的に切り換える。以下、この制御モードの
動作について説明する。
入口圧力が低下し始めると、この入力圧力の変
化は比較増幅器61によつて検出される。入口圧
力が入口圧力設定値よりも低下すると、信号が発
生して積分増幅器71へ出力され、この増幅器は
低値ゲート回路101内の増幅器106の出力を
増幅器102の出力よりも一層負に駆動する。こ
の時点で、増幅器113への入力は入口圧力制御
装置の関数となり、速度制御ループはもはや入口
弁揚程設定値92に作用しなくなる。また、増幅
器81に現われる入口圧力制御ループPIの出力
により、増幅器115の出力が増幅器119の出
力よりも一層負になる。増幅器125の出力に現
われる低値ゲート回路105の出力は、この時点
で入口圧力制御ループのみの関数となる。増幅器
125の出力は、増幅器127の入力で速度制御
ループからの信号と加算される。この増幅器12
7の出力は速度制御ループと入口圧力制御ループ
からの組合せ信号を表わし、抽気弁揚程設定値9
3を決定する。また、増幅器125の出力は増幅
器133を通過し、抵抗103cを通つて増幅器
102に入力を供給する。しかし、低値ゲート回
路101内では増幅器106が優先する増幅器で
あるため、この信号路は低値ゲート回路101の
出力に影響を与えることはない。
化は比較増幅器61によつて検出される。入口圧
力が入口圧力設定値よりも低下すると、信号が発
生して積分増幅器71へ出力され、この増幅器は
低値ゲート回路101内の増幅器106の出力を
増幅器102の出力よりも一層負に駆動する。こ
の時点で、増幅器113への入力は入口圧力制御
装置の関数となり、速度制御ループはもはや入口
弁揚程設定値92に作用しなくなる。また、増幅
器81に現われる入口圧力制御ループPIの出力
により、増幅器115の出力が増幅器119の出
力よりも一層負になる。増幅器125の出力に現
われる低値ゲート回路105の出力は、この時点
で入口圧力制御ループのみの関数となる。増幅器
125の出力は、増幅器127の入力で速度制御
ループからの信号と加算される。この増幅器12
7の出力は速度制御ループと入口圧力制御ループ
からの組合せ信号を表わし、抽気弁揚程設定値9
3を決定する。また、増幅器125の出力は増幅
器133を通過し、抵抗103cを通つて増幅器
102に入力を供給する。しかし、低値ゲート回
路101内では増幅器106が優先する増幅器で
あるため、この信号路は低値ゲート回路101の
出力に影響を与えることはない。
制御装置が制御できるパラメータは2個だけで
あるため、入口圧力/速度制御モードの動作で
は、タービン入口へ蒸気を供給するものとは別の
蒸気供給源をもつ他の手段によつて抽気圧力を一
定に保つ必要がある。
あるため、入口圧力/速度制御モードの動作で
は、タービン入口へ蒸気を供給するものとは別の
蒸気供給源をもつ他の手段によつて抽気圧力を一
定に保つ必要がある。
速度/抽気圧力制御モードから入口圧力/速度
制御モードへの自動切換えは、上述したように低
値ゲート回路101と105の動作によつて行な
われる。入口圧力が予め設定したレベルよりも低
下した場合に、速度/抽気圧力制御モードから入
口圧力/速度制御モードへ自動的に切り換わる。
入口圧力が予め設定した最低レベルまで回復する
と、制御装置は再び速度/抽気圧力制御モードに
自動的に戻す。ここで注目すべきことは、速度/
抽気圧力制御モードと速度/入口圧力制御モード
とでは、入口弁と抽気弁の制御の仕方が基本的に
異なることである。つまり、速度/抽気圧力制御
モードでは、速度制御回路は、抽気流量を変える
ことなく所要軸馬力の変化に応答して入口弁と抽
気弁を共に同一方向に移動して、スロツトル流量
と排気流量を同量変化させる。したがつて、スロ
ツトル流量と排気流量は必要に応じて変えられ
る。圧力制御回路は、入口弁と抽気弁を反対方向
に移動して、タービン後部側で発生される動力
を、タービン前部側の動力の変化と同量である
が、それとは反対向きに変化させる。これによ
り、合計軸馬力を変化させないで、抽出蒸気量
(スロツトル流量と排気流量との差)を変化させ
ることができる。速度/入口圧力制御モードで
は、速度制御回路は、抽気弁のみの位置設定を行
なうため、入口スロツトル流量を変えないで軸動
力を変化させることができる。入口圧力制御回路
は、入口弁と抽気弁を反対方向に位置設定して、
タービン後部側で発生される動力を、タービン前
部側の動力の変化と同量であるが反対向きに変化
させる。これにより、合計軸馬力を変化させない
で、スロツトル流量を変化させることができる。
制御モードへの自動切換えは、上述したように低
値ゲート回路101と105の動作によつて行な
われる。入口圧力が予め設定したレベルよりも低
下した場合に、速度/抽気圧力制御モードから入
口圧力/速度制御モードへ自動的に切り換わる。
入口圧力が予め設定した最低レベルまで回復する
と、制御装置は再び速度/抽気圧力制御モードに
自動的に戻す。ここで注目すべきことは、速度/
抽気圧力制御モードと速度/入口圧力制御モード
とでは、入口弁と抽気弁の制御の仕方が基本的に
異なることである。つまり、速度/抽気圧力制御
モードでは、速度制御回路は、抽気流量を変える
ことなく所要軸馬力の変化に応答して入口弁と抽
気弁を共に同一方向に移動して、スロツトル流量
と排気流量を同量変化させる。したがつて、スロ
ツトル流量と排気流量は必要に応じて変えられ
る。圧力制御回路は、入口弁と抽気弁を反対方向
に移動して、タービン後部側で発生される動力
を、タービン前部側の動力の変化と同量である
が、それとは反対向きに変化させる。これによ
り、合計軸馬力を変化させないで、抽出蒸気量
(スロツトル流量と排気流量との差)を変化させ
ることができる。速度/入口圧力制御モードで
は、速度制御回路は、抽気弁のみの位置設定を行
なうため、入口スロツトル流量を変えないで軸動
力を変化させることができる。入口圧力制御回路
は、入口弁と抽気弁を反対方向に位置設定して、
タービン後部側で発生される動力を、タービン前
部側の動力の変化と同量であるが反対向きに変化
させる。これにより、合計軸馬力を変化させない
で、スロツトル流量を変化させることができる。
第1図は、本発明が適用される種類の動力プラ
ントの概略系統図である。第2図は、本発明の好
ましい実施例に係る電気的制御装置の概略回路図
である。 13……ボイラ;15……主蒸気ヘツダ;31
……抽気形蒸気タービン;35……負荷;43,
45……弁作動装置;33……プロセス蒸気;3
5……被駆動負荷;37……制御装置;39……
スロツトル弁;41……抽気弁;47……実際の
タービン速度入力信号;49……実際の抽気圧力
入力信号;51……実際の入口圧力入力信号;5
7,59,61,67,69,71,77,7
9,81,89,91,113,119,12
5,127,129,131,133……増幅
器;101,105……低値ゲート回路;10
2,106,115……反転増幅器;104,1
08,117,121……ダイオード。
ントの概略系統図である。第2図は、本発明の好
ましい実施例に係る電気的制御装置の概略回路図
である。 13……ボイラ;15……主蒸気ヘツダ;31
……抽気形蒸気タービン;35……負荷;43,
45……弁作動装置;33……プロセス蒸気;3
5……被駆動負荷;37……制御装置;39……
スロツトル弁;41……抽気弁;47……実際の
タービン速度入力信号;49……実際の抽気圧力
入力信号;51……実際の入口圧力入力信号;5
7,59,61,67,69,71,77,7
9,81,89,91,113,119,12
5,127,129,131,133……増幅
器;101,105……低値ゲート回路;10
2,106,115……反転増幅器;104,1
08,117,121……ダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 入口弁手段と抽気弁手段とを備える抽気形蒸
気タービンの動作を最低入口蒸気圧力に応じて制
御する方法において、 (a) 入口蒸気圧力が前記最低入口蒸気圧力より大
になつたときは、前記入口弁手段と前記抽気弁
手段の位置を速度誤差信号と抽気圧力誤差信号
に応じて設定し、 (b) 入口蒸気圧力が前記最低入口蒸気圧力よりも
低下したときは、前記入口弁手段の位置を入口
圧力信号に応じて設定し、 (c) 入口蒸気圧力が前記最低入口蒸気圧力よりも
低下したときは、前記抽気弁手段の位置を入口
圧力信号と速度信号に応じて設定することから
なる制御方法。 2 入口弁手段と抽気弁手段とを備える抽気形蒸
気タービンの動作を最低入口蒸気圧力に応じて制
御する制御装置において、 (a) タービン・ロータの速度に応答して速度誤差
信号を発生する手段と、 (b) 抽気蒸気圧力に応答して抽気圧力誤差信号を
発生する手段と、 (c) 入口蒸気圧力に応答して入口圧力誤差信号を
発生する手段と、 (d) 前記速度誤差信号と前記入口圧力誤差信号と
の間の第1ゲート手段と、 (e) 前記抽気圧力誤差信号と前記入口圧力誤差信
号との間の第2ゲート手段と、 (f) 前記第1ゲート手段の出力に接続された入口
弁位置設定手段と、 (g) 前記第2ゲート手段の出力に接続された抽気
弁位置設定手段と、 (h) 前記第1ゲート手段の電子的に上流の側で前
記抽気圧力誤差信号を前記速度誤差信号と組み
合わせる手段と、 (i) 前記速度誤差信号を前記第2ゲート手段の出
力と組み合わせる手段とで構成してなる制御装
置。 3 入口蒸気圧力が最低入口蒸気圧力よりも低い
とき、前記ゲート手段の各々に於て入口圧力誤差
信号が優先的である特許請求の範囲第2項記載の
制御装置。 4 入口弁制御信号が入口圧力誤差信号で構成さ
れる特許請求の範囲第3項記載の制御装置。 5 抽気弁制御信号が入口圧力誤差信号と速度誤
差信号で構成される特許請求の範囲第3項記載の
制御装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/083,345 US4270357A (en) | 1979-10-10 | 1979-10-10 | Turbine control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5677503A JPS5677503A (en) | 1981-06-25 |
| JPS6123364B2 true JPS6123364B2 (ja) | 1986-06-05 |
Family
ID=22177728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14062880A Granted JPS5677503A (en) | 1979-10-10 | 1980-10-09 | Method and device for controlling turbine |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4270357A (ja) |
| JP (1) | JPS5677503A (ja) |
| KR (1) | KR840001325B1 (ja) |
| BR (1) | BR8006517A (ja) |
| DE (1) | DE3037780C2 (ja) |
| ES (1) | ES495793A0 (ja) |
| FR (1) | FR2467286B1 (ja) |
| GB (1) | GB2061555B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4407131A (en) * | 1980-08-13 | 1983-10-04 | Battelle Development Corporation | Cogeneration energy balancing system |
| US4692214A (en) * | 1984-10-29 | 1987-09-08 | Kamyr Ab | Apparatus for producing mechanical pulp with a refiner having its drive shaft connected to a steam turbine output shaft |
| FI80915C (fi) * | 1984-10-29 | 1991-10-21 | Kamyr Ab | Foerfarande och anordning foer framstaellning av mekanisk massa. |
| FR2635561B1 (fr) * | 1988-08-16 | 1990-10-12 | Alsthom Gec | Installation de turbine a vapeur avec soutirage regle |
| DE4227280C1 (ja) * | 1992-08-18 | 1993-08-05 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | |
| EP2204553A1 (de) * | 2008-06-23 | 2010-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfkraftanlage |
| EP2430292A1 (en) | 2009-05-12 | 2012-03-21 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine energy storage and conversion system |
| US8866334B2 (en) | 2010-03-02 | 2014-10-21 | Icr Turbine Engine Corporation | Dispatchable power from a renewable energy facility |
| US8984895B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-03-24 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
| CA2813680A1 (en) | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine engine configurations |
| US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
| US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
| JP6439948B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-12-19 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | コンバインドサイクルプラント |
| WO2019103799A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Bl Technologies, Inc. | Improving steam power plant efficiency with novel steam cycle treatments |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2997768A (en) * | 1955-07-05 | 1961-08-29 | Torrelli Frank | Clamp for curb form |
| US2977768A (en) * | 1959-05-15 | 1961-04-04 | Gen Electric | Electrically controlled governing mechanisms for elastic fluid turbines |
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