JPS62197601A

JPS62197601A - 蒸気タ−ビン制御装置

Info

Publication number: JPS62197601A
Application number: JP3847886A
Authority: JP
Inventors: Tokuki Ishizuka; 石塚　徳樹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1987-09-01

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は蒸気タービンの圧力が設計値を越えた場合、蒸
気タービンの各段落の強度を確保するため、所定の流量
を越えることが無いように過負荷防止を行う蒸気タービ
ン制御装置に関する。

（従来の技術）一般に火力発電所や地熱発電所における蒸気タービンの
制御はボイラーや地熱にて発生した主蒸気の流量に対し
、機械的に蒸気加減弁の開度を決定するロードリミッタ
−と、タービン回転数を検出する回転数検出部からの信
号により制御量を演尊し、蒸気加減弁の開度を調節する
ことによって行っている。

第２図は再熱型ボイラを備えた火力発電所の概略構成を
示すもので、ボイラー１にて発生した主蒸気は緊急時に
タービンおよび発電機を停止ししめるべく主蒸気の流入
を遮断する主蒸気止め弁２を通り、蒸気タービンへの流
入量を絞り制御する蒸気加減弁を経て高圧タービン４に
入り、ここで、熱エネルギーを機械回転エネルギーに変
換してタービンを駆動せしめた後、高圧タービン排気と
して低温再熱管５を経てボイラーへ送気され、ここで再
熱エネルギーを付与される。

このようにして得られた再熱蒸気は、主蒸気止め弁２と
同様の機能を有する再熱蒸気止め弁６およびタービンが
過速して規定値以上に至った場合にのみ閉鎖し、回転数
が所定値に戻れば再び開くインターセプト弁７を経て中
圧タービン８に流入する。

中圧タービン８で所定の仕事を終えた再熱蒸気はクロス
オーバ管９を経て低圧タービン１０へ導かれ、再熱蒸気
が有している熱エネルギーをさらに効率よく機械エネル
ギーに転換される。

ここで効率の良いエネルギー変換を行うために、低圧タ
ービン１０の出口には、そこの圧力を大気圧以下、すな
わち、真空側に保持する復水器１１が設けられている。

従って、タービンに流入する蒸気は入口より、この復水
器により決定される終点に向かって各段落にて膨張を重
ねつつ仕事をしてくるわけである。

復水器１１において発生した複水は給水ポンプ１２にて
加圧され、給水加熱器１３で加熱された後、再びボイラ
ー１に導かれる。

一方、高圧、中圧および低圧の各蒸気タービン４．８．
１０は発電ｔ１１４に直結されており、この発電機によ
りタービンの回転エネルギーを電力として系統１５へ供
給している。また、上記各蒸気タービン４．８．１０と
発電機１４には、それらの回転数を検出する回転数検出
部１６が直結されており、この回転数検出部の出力は調
速制御装置１７に導かれ、蒸気加減弁３およびインター
セプト弁７の開度を制御する。

以上は火力発電所の概略構成であるが、地熱発電所にお
いても基本的構成は大体同じである。第３図はその構成
例を示すもので、第２図におけると同一部分には同一の
符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、１８は地熱
井を、１９は還元ポンプを示す。

第４図はこれらの発電プラントにおける蒸気加減弁の開
度を制御する開度制御装置の構成例を示すもので、蒸気
タービンの出力制御（流量制御）として、タービン出力
変化をタービン回転数の変化として検出し、タービンへ
の蒸気流缶制御信号を発生する回転数検出部１６と、大
きな出力変化を押える為に蒸気加減弁３の開度を機械的
に限定するロードリミッタ−２０を備えている。同図に
おいて、ロードリミッタ−基準設定値２１はロードリミ
ッタ−２０を通り、加減弁開度設定信号２２として低値
優先機能部２３に入力される。

一方、負荷設定値２４は回転数検出部１６からフィード
バックされる回転数信号２５と共に比較器２６に入′ｈ
され、得られた偏差信号２７はゲイン設定器２８で所定
のゲインを付加された後、加減弁開度設定信号２９とし
て低値優先機能部２３に入力される。

低値優先機能部２３においては、上記加減弁開度設定信
号２２と２９とを比較していずれか低値を選択し、これ
を加減弁開度上限値３０として出力し、蒸気加減弁の開
度３１を調節する。これにより蒸気流量３２が変化し、
タービン出力３３も変化する。発Ｎ機１４はタービン出
力３３を受けて回転し、系統負荷１５に電力を供給し、
その回転数３４は回転数検出部１６によって検出される
。

上述のように、従来の蒸気タービン制御装置においては
、蒸気タービンへの蒸気流量を決定する蒸気加減弁３の
開度制御装置として回転数検出部１６とロードリミッタ
−２０を有しており、低値優先機能部２３により各々単
独で使用することができる。

しかしながら、回転数３４を常に監視している回転数検
出部１６を除外し、ロードリミッタ−２０のみで逆転す
る場合には、復水器１１の真空度の条件によってはター
ビンに過負荷がかかることがある。

例えば、環境に大きく左右される復水器の冷却条件が好
適になって復水器の真空度が上昇した場合、所定の蒸気
加減弁開度にも係わらず、タービン入口と復水器との間
の差圧が増大するため、タービンへの流入蒸気ｍは増え
、各段落の圧力差も増加する。このような場合、甚しい
時には各段落の設計許容差圧を越えることがある。また
、既設ユニットにおいてタービンの静翼、動翼が経年的
に劣化したような場合には、段落カットなどやむを得な
い処置を施して運用に供されることがあるが、このよう
な場合には、特に復水器の真空度の上背は各段落に負荷
がかかり過ぎ、使用に耐えなくなることがある。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように復水器条件や蒸気タービンの構造上の条件
によっては、タービン各段落の強度を損うことがでてく
るが、従来のロードリミッタ−８よる蒸気加減弁開度制
御装置では、このような事象に対しての対策は全く成さ
れていないのが現状であり、プラント運転員の判断によ
り適宜負荷の設定を下げる等の対応しかなく、装置の改
善が待たれていた。

そこで、本発明は上述した復水器の衰空度変化を検出し
、タービン段落すなわち静翼、動翼等の強度を確保する
上で必要な負荷制御あるいは負荷制限を自動的に行える
蒸気タービン制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ（問題を解決するための手段）本発明の蒸気タービン制御装置は蒸気タービンの復水器
圧力を検出し、この圧力のもとで蒸気タービンの各段落
が許容し得る蒸気流量を越えないよう蒸気加減弁の開度
上限を自動的に設定できる開度制御装置を備えたことを
特徴とする。

（作　用）本発明によれば、復水器の真空度の上昇に相応してター
ビン流入流量が過大にならないよう蒸気加減弁の開度の
上限を演算装置により自動的に制御することにより、復
水器真空度の上昇に伴う蒸気タービンの劣化を防止する
ことができる。

（実施例）以下、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。

なお、第１図中、第２図ないし第４図におけると同一部
分には同一の符号を付しである。

第１図において、復水器真空度検出器４０によって検出
された復水器真空度４１は蒸気加減弁開度上限値設定演
算装置４２に導かれ、ロードリミッタ−補正設定値４３
として、予めプラント運転員により設定されたロードリ
ミッタ−基準設定値２１と共に低値優先機能部４４に入
力される。この低値優先機能部４４は両膜定値４３．２
１の比較を行い、いずれか低い値を選択し、ロードリミ
ッタ−補正設定信号４５としてロードリミッタ−２０に
向けて出力する。

第１図中、上記以外の構成は第４図におけると同一につ
き、説明は省略する。

上述のように構成した本発明の実施例においでて、復水
器の真空度上昇によるタービンの蒸気流量の増加は予め
算出できるので、復水器真空度４１と、許容できる蒸気
加減弁の開度との関係を演算装置４２に設定しておく。

こうすることにより、検知された復水器真空度４１によ
り蒸気流量増加分のロードリミッタ−補正設定値４３が
求められる。

従って、復水器の真空度上昇時には、このロードリミッ
タ−補正設定値４３は低値優先機能部４４に予めセット
されているプラント運転員によるロードリミッタ−基準
設定値２１より優先して加減弁開度上限値となり、蒸気
加減弁の開度を減少させるので、流量の増加は生じない
こととなる。

これによってタービンの負荷が制限され、タービン各段
落の過負荷が避けられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、復水器の真空度の
上昇に相応してタービン流入流量が過大にならないよう
蒸気加減弁の開度の上限を演算装置により自動的に制御
することにより、復水器真空度の上昇に伴う蒸気タービ
ンの劣化を防止することができる。

なお、本発明は蒸気条件が設計上規定されている範囲を
越える状態、例えば、地熱プラントのように発生蒸気を
最大限に利用するプラントにおいて特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気タービン制御装置の実施例を示す
ブロック図、第２図は一般に使用されている火力発電所
の概略系統図、第３図は一般に使用されている地熱発電
所の概略系統図、第４図は従来の蒸気タービン制御装置
のブロック図である。１・・・ボイラー、２・・・主蒸気止め弁１．３・・・
蒸気加減弁、４・・・高圧タービン、５・・・低温再熱
管、６・・・再熱蒸気止め弁、７・・・インターセプト
弁、８・・・中圧タービン、９・・・クロスオーバ管、
１０・・・低圧タービン、１１・・・復水器、１２・・
・給水ポンプ、１３・・・給水加熱器、１４・・・発電
機、１５・・・系統、１６・・・回転数検出部、１７・
・・調速制御装置、１８・・・地熱井、１９・・・還元
ポンプ、２０・・・ロードリミッタ−１２１・・・ロー
ドリミッタ−基準設定値、２２．２９・・・加減弁開度
設定信号、２３．４４・・・低値優先機能部、２４・・
・負荷設定値、２５・・・回転数信号、２６・・・比較
器、２７・・・偏差信号、２８・・・ゲイン設定器、３
０・・・加減弁開度上限値、３１・・・加減弁開度、３
２・・・蒸気流最、３３・・・タービン出力、３４・・
・回転数、４ｏ・・・復水器真空度検出器、４１・・・
復水器真空度、４２・・・蒸気加減弁開度上限値設定演
算装置、４３・・・ロードリミッタ−補正設定値、４５
・・・ロードリミッタ−補正設定信号。出願人代理人　　佐　藤　　−雄第１目第２図第３図多ダ図

Claims

【特許請求の範囲】１、蒸気タービンの復水器圧力を検出し、この圧力のも
とで蒸気タービンの各段落が許容し得る蒸気流量を越え
ないよう蒸気加減弁の開度上限を自動的に設定できる開
度制御装置を備えたことを特徴とする蒸気タービン制御
装置。２、開度制御装置が、復水器真空度検出器と；復水器真
空度と、許容できる蒸気加減弁開度との関係を予め設定
され、前記復水器真空度検出器から出力される復水器真
空度に基づいて蒸気加減弁開度上限値信号を出力する蒸
気加減弁開度上限値設定演算装置と；この演算装置の出
力と、ロードリミッター基準設定値とを入力し、いずれ
か低値をロードリミッター補正設定信号としてロードリ
ミッターに向け出力する低値優先機能部と；を具備する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気ター
ビン制御装置。