JPS62326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は混圧タービンの制御装置に関する。

周知のように混合タービンは、産業用蒸気ター
ビンとして工場設備で使用される作業蒸気を活用
し、蒸気圧の異なる複数の蒸気源り高圧蒸気はタ
ービンの高圧段に、低圧蒸気は途中の段落に導入
して有効に動力を得るように構成されている。か
かる混圧タービンは各蒸気源に対しタービンの各
蒸気入口側に蒸気加減弁を備えており、この蒸気
加減弁を調節することによりタービンへ供給する
蒸気量を加減し、タービンの速度制御のほかにタ
ービンの形式などにより前圧制御、背圧制御、出
力制御、およびタービン起動時の運転制御、混入
ライン側蒸気源の停止に伴う緊急運転制御等を組
合わせて行つている。すなわち混圧タービンの制
御には上記したような各種の制御モードがあり、
制御装置はこれ等の各制御モードを満足させるよ
う構成されねばならない。このための方式とし
て、従来より各蒸気加減弁ごとに油圧式サーボモ
ータを設置し、この油圧サーボモータを選択され
た制御モードに対応して与えられる制御信号に基
づき駆動して加減弁の開度を適正開度に調節する
ことが行われている。なお、油圧式サーボモータ
としては、これに加えられる入力の油圧信号の大
きさに応じたストロークを出力するように構成さ
れたものが使用されており、更に制御信号に応じ
た油圧をサーボモータへ入力信号として与えるた
めに、制御系統内には各種の制御信号を油圧信号
に変換してサーボモータへ加える油圧を確立する
信号変換器が介挿されている。

次に第１図および第２図により上記した従来に
おける混圧タービンの制御装置について述べる。
なおここでは、高圧蒸気源１及び低圧蒸気源２よ
り蒸気を供給される高圧部及び低圧部より成る混
圧タービンの制御装置を例にとつている。高圧蒸
気源１からの蒸気は、主蒸気止め弁３及び蒸気加
減弁５を通つて混圧タービン７の高圧部に供給さ
れ、高圧部及び低圧部において仕事をし復水器８
に達する。一方低圧蒸気源２よりの蒸気は、主蒸
気止め弁４及び蒸気加減弁６を通つて混圧タービ
ン７の低圧部に供給され、この低圧部において仕
事し復水器８に達する。混圧タービン７の総仕事
量は高圧蒸気及び低圧蒸気がなした仕事の和であ
る。タービン７は、ロータの軸に直結されたガバ
ナインペラ９を有しており、これはそれに接続さ
れた管路１０内にロータの回転数に応じた圧力を
有する１次油圧を確立する。

管路１０内に確立された１次油圧はガバナ１１
に入る。このガバナは前記１次油圧を検出値とし
て設定値との対比により得た速度制御信号に対応
した操作信号としての２次油圧を確立して出力す
るものであつて、油圧を機械的変位に変える前段
の信号変換器１２、この機械的変位を速度制御信
号１３として受けこれを油圧信号に変換して２次
油圧を確立する機械―油圧信号変換器１４，１
５、及び変換器１２における１次油圧と機械的変
位との関係の初期設定を行う速度設定器１６を有
する。

ガバナ１１は周知の種々の形態をとることがで
きるが、本実施例においては第２図および第３図
に詳細に示す如き構成となつている。即ち変換器
１２は、管路１０からの１次油圧を受るガバナベ
ローズ１７、該ベローズの受圧面に一端を取付ら
れたロツド１８、及び枢点１９を中心に揺動可能
でありかつロツド１８の他端と結合されたレバー
２１を含む。後段の信号変換器１４及び１５は同
一の構成である。すなわち第３図に示すごとく、
信号変換器１４，１５はいわゆる従動ピストン形
と称される構造であり、圧力設定室２２、ピスト
ン２３及びスリーブ２４を有し、スリーブ２４は
レバー２１に固定される。ピストン２３及びスリ
ーブ２４には各々油流出孔２３ａ，２４ａが設け
られ、また圧力設定室２２は高圧油の管路２５に
よつて高圧油供給源２９から高圧油の供給を受
け、従つてピストン２３は引張ばね２６の力に抗
して下方に押圧される。このような構成におい
て、ピストン２３はその油流出孔２３ａがスリー
ブ２４の油流出孔２４ａと連通する位置まで下降
しその位置で平衡状態となるため、圧力設定室２
２内には常にピストン２３をばね２６に抗し平衡
状態位置まで押下げるだけの油圧、換言すればス
リーブ２４の位置に比例した油圧が確立されるこ
とになる。従つてタービンロータの回転が速度設
定器１６で与えられた設定値よりも下つて管路１
０内の１次油圧が下ると、ガバナベローズ１７が
伸長してレバー２１を図で見て右回りに揺動させ
スリーブ２４を下降させ、これによつて圧力設定
室２２内の２次油圧が増大する。後述のように２
次油圧の増大は蒸気加減弁の開度をより大きくし
てタービンロータの回転を上昇させる。速度設定
器１６はレバー２１を押圧する圧縮ばね27と、そ
の圧縮度を変える電動式操作器２８とからなる初
期設定の調節機構に信号を与え、圧縮ばね２７の
圧縮度を変えて、１次油圧の変化とレバー２１の
変位との関係の初期設定を行うものである。なお
従動ピストン形の信号変換器１４，１５における
符号１４ａ，１５ａはそれぞれ２次油圧のレンジ
調節用のねじであり、ばね２６を上方へ引張つて
いる。ここでねじ１４ａ，１５ａをねじ操作する
ことにより、引張りばね２６のばね力が変わり、
２次油圧のレンジが調節される。従動ピストン形
信号変換器１４によつて確立された２次油圧は管
路３１を通じて蒸気加減弁５の開閉駆動を行うサ
ーボモータ３２のパイロツト弁へ入力信号として
伝達され、また信号変換器１５によつて確立され
た２次油圧は管路３３を通じて蒸気加減弁６のサ
ーボモータ３４に伝達される。サーボモータ３
２，３４はいずれも入力信号である２次油圧が増
大すると蒸気加減弁の開度を増すよう動作する構
成である。

更に各々の主蒸気止め弁３，４の上流側には入
口蒸気圧を検知する圧力検知器３５，３６が設け
られている。圧力検知器３５，３６は検知した圧
力を油圧又は電気的信号に変換しこれをそれぞれ
圧力調節器３７，４４に送る。圧力調節器は予め
設定した所望の入口蒸気圧に設定された信号４６
と、検知器３５，３６からの信号とを比較し、こ
の差に応じた蒸気圧制御信号３８，４７を油圧信
号へ変換するインパルスリミツタと称される蒸気
圧力制御用の信号変換器３９，４５に送る。この
信号変換器３９，４５は第２図に示すように、速
度制御用の従動ピストン形信号変換器１４，１５
と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略
するが、その作動については、スリーブ４１，４
８は、蒸気圧制御信号３８，４７を図示しない適
宜な変換器によつて機械的変位に変換し、この機
械的変位をレバー４２，４９によつて伝達される
ようになつている点が異る。従つて圧力設定室４
３，５０には制御信号３８，４７に応じた２次油
圧が確立される。制御信号３８，４７の大きさと
信号変換器３９，４５によつて設定される油圧の
大きさの関係は調整ねじ３９ａ，４５ａの位置を
変えることによつて調整できる。また信号変換器
３９，４５の圧力設定室４３，５０は先述した信
号変換器１４，１５の圧力設定室２２と共通に２
次油管路３１，３３に接続され、即ちサーボモー
タ３２，３４に対しては共に並列に接続されて低
値優先回路を構成しており、従つて管路３１，３
３にはそれぞれ圧力設定室に確立された油圧のう
ち低い方が確立され、即ちサーボモータ３２，３
４は低値優先で制御されることになる。

上記の構成における実際のタービン運転制御は
次のように行われる。すなわち、タービンの高圧
部、低圧部ともに、速度制御モードを選択する際
には、インパルスリミツタとしての信号変換器３
９，４５の調整ねじ３９ａ，４５ａを操作して２
次油圧のレンジを大に設定する。したがつて低値
油圧優先の原理により、速度制御信号１３に応じ
た２次油圧がサーボモータ３２，３４へ加わり、
蒸気加減弁５，６の開度を変えてタービンの速度
制御を行う。これに対し前圧制御モードを選択す
る際には、逆に速度設定器１６を最大設定として
信号変換器１４，１５の２次油圧の設定を高値に
する。これにより低値油圧優先原理により、イン
パルスリミツタとしての信号変換器３９，４５を
介して蒸気圧制御信号３８，４７に応じて蒸気加
減弁５，６を駆動し、各蒸気源１，２の蒸気圧を
定値保持するよう圧力制御が行われる。なおこれ
等の制御を行う状態ではタービン発電機を電力系
統に接続して並列運転を行つているので、タービ
ンの速度変化は微小に止どまり、レバー２１を介
しての影響は殆どない。

ところで従来の制御装置では、上述のように速
度制御系統およびそれ以外の例えば蒸気圧制御系
統について、それぞれ個別に制御信号に応じた２
次油圧を確立するための独立した従動ピストン形
機械―油圧信号変換器を備えて構成されていて装
置が全体として複雑、高価となる難点があり、こ
の観点から装置の簡易化が望まれている。

この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的は速度制御系統のガバナの構成す
る従動ピストン形の機械―油圧信号変換器を巧み
に活用し、これに僅かな機構を追加するのみで、
従来のインパルスリミツタを使用することなしに
速度制御だけでなくそれ以外の蒸気圧制御、出力
制御など、混圧タービンの運転に要求される各種
の運転制御モードに対応した制御が行えるように
した制御装置を提供することにある。

かかる目的はこの発明により、速度制御系統の
ガバナを構成する機械―油圧信号変換器に対し、
その油圧レンジ調節機構を外部からの信号に基づ
き調節操作する操作器を設け、蒸気源の蒸気圧に
応じた圧力制御信号あるいはタービン出力に応じ
た出力制御信号など速度制御信号とは別な運転制
御信号をタービンの各種制御モードに対応して前
記操作器へ選択的に加えることにより、ガバナの
信号変換器で圧力制御、出力制御など他の制御信
号に応じた油圧信号を確立して蒸気加減弁駆動用
の油圧式サーボモータへ与えるように構成したこ
とにより達成される。

以下この発明の実施例を図面について説明す
る。

第４図において、ガバナの構成部品である従動
ピストン形の機械―油圧信号変換器１４，１５に
は、その２次油圧レンジの調節機構としての調節
ねじ１４ａ，１５ａに連結して電動式操作器５
１，５２が新たに追加設置されている。そして該
操作器５１，５２へ外部から信号を与えることに
よつて調節ねじ１４ａ，１５ａの位置を変え、引
張りばね２６（第３図参照）を伸張ないしは弛緩
させて２次油圧のレンジを変化させる。また各操
作器５１，５２に対しては、制御モード選択スイ
ツチ５３，５４を介して速度設定器１６、圧力調
節器３７，４４、およびタービン発電機５５の出
力信号と出力基準信号との対比により出力制御信
号を得る出力調節器５６の各出力信号が選択的に
加えられるよう回路構成されている。なお選択ス
イツチ５３，５４は中央指令制御盤からの指令に
より切換られる。

次に上記構成による各種制御モーデの動作につ
いて述べる。まず速度制御モードを選択する場合
には、選択スイツチ５３，５４を速度設定器１６
側へ切換えて操作器５１，５２に信号を与え、信
号変換器１４，１５に対し、予め定められた油圧
レンジでの初期設定を行う。この状態で第２図で
述べたと同様にして速度制御が行われる。

次に蒸気源１，２に対する前圧制御モードを選
択する際には、まず速度設定器１６で最大設定を
行い、信号変換器１２におけるレバー２１を最下
位に押し下げておき、この状態で選択スイツチ５
３，５４を圧力制御位置に切換える。したがつて
圧力調節器３７，４４の出力信号に基づき操作器
５１，５２は調節ねじ１４ａ，１５ａを緩めつつ
従来装置での低値優先動作と同様に信号変換器１
４，１５で前圧制御信号３８，４７に応じた２次
油圧を確立する。この油圧はサーボモータ３２，
３４へ入力信号として与えられる。これにより前
圧を一定保持するように加減弁５，６の開度が個
別に調節される。また出力制御モードでは、選択
スイツチ５３，５４を出力調節器５６側へ切換え
るほかは、前記の前圧制御モードと同様にして行
われる。更に図示されてないが、タービンの背圧
制御を必要とする場合には、背圧調整器で得た制
御信号を前記と同様にして選択的に操作器５１，
５２へ加えることにより、背圧一定となるように
蒸気加減弁５，６を開閉制御することが可能であ
る。

また混圧タービンでは、この起動に際しての手
順として、先に高圧部の蒸気加減弁５を開き始
め、昇速の途中段階から遅れて低圧部の混圧蒸気
加減弁６を開き始めるよう規定されているが、こ
のタービン起動に関しこの発明の構成によれば、
信号変換器１４，１５の操作器５１，５２へ予め
定められた起動プログラムに合わせて個々２次油
圧のレンジ設定を行わせるよう信号を与えること
により、所定の手順通りの加減弁開閉制御が行え
る。更に蒸気源１，２のうちいずれか一方の系統
からの蒸気供給が不能になつた場合などにもター
ビンの運転を継続させるためには、第４図の構成
において蒸気源の不動作を検知して得た信号を該
当する圧力調節器３７あるいは４４へ与え、この
信号を受けた圧力調節器が信号変換器１４あるい
は１５に対して最低の２次油圧を出力するように
操作器へ信号を与るごとく構成すればよく、これ
により一方の蒸気加減弁が全閉となつても、他方
の蒸気加減弁に対する制御系統はそのまま生き続
けてタービンの運転を継続できる。

上述の説明から明らかなように、この発明によ
れば速度制御系統のガバナを構成している各蒸気
加減弁に対応する従動ピストン形機械―油圧信号
変換器の油圧レンジ調節機構に操作器を追加設置
して、各操作器へそれぞれ圧力制御信号、出力制
御信号などを選択的に加えるように構成したこと
により、ガバナの同じ信号変換器を活用して速度
制御モードに止どまらず混圧タービンの運転に必
要な各種制御モードでの運転制御を行うことがで
きる。したがつて従来装置におけるインパルスリ
ミツタを省略して装置全体としての簡略化および
価格の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御装置による全体の制御系統
図、第２図は第１図における要部の具体的な構成
図、第３図は第２図における従動ピストン形機械
―油圧信号変換器の構成断面図、第４図はこの発
明の実施例を示す構成回路図である。 １，２：蒸気源、５，６：蒸気加減弁、１１：
ガバナ、１４，１５：従動ピストン形機械―油圧
信号変換器、１６：速度設定器、３２，３４：油
圧式サーボモータ、３７，４４：圧力調節器、５
１，５２：操作器、５３，５４：制御モード選択
スイツチ、５６：出力調節器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力の異なる複数の蒸気源からタービンへ供
   給される蒸気をそれぞれの蒸気加減弁の調節によ
   り加減して運転制御を行なう混圧タービンの運転
   制御装置において、各蒸気加減弁ごとに弁操作用
   の油圧式サーボモータおよび該油圧サーボモータ
   にタービン回転数と速度設定値との対比により得
   た速度制御信号を油圧に変換して与えるための機
   械―油圧信号変換器を含むガバナを備えるととも
   に、さらに前記信号変換器の油圧レンジ調節機構
   を外部からの信号に基づいて調節操作する操作器
   を設け、各蒸気系の蒸気圧に応じた圧力制御信号
   あるいはタービン出力に応じた出力制御信号など
   速度制御信号とは別なタービン運転制御信号をタ
   ービンの制御モードに応じて選択的に前記操作器
   に加えるように構成したことを特徴とする混圧タ
   ービンの制御装置。