JPS63162903A - 蒸気タ−ビン制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は迅速かつ安定した起動特性を得るための蒸気タ
ービン制御装置に関するものである。

（従来の技術） 蒸気タービンプラントの中には、蒸気発生源は持ってい
るが、タービン制御や潤滑のための油圧源や補助動力源
を伯に持つことなく、タービンみずから油ポンプを駆動
することによりタービン自体の制御や潤滑のための油を
自給する方式がある。

この種のタービンプラントとしては、例えば駆動信号な
どわずかの期間だけ利用するに足る直流電源しか持って
いない地熱発電プラントや、非常時における所内バック
アップ電源供給用のタービン、原子力発電プラントにお
ける緊急時のバツクアツプ用原子炉補助系のひとつであ
る原子炉隔離時冷却系（以下、ＲＣＩＣという）に用い
られるＲＣＩＧタービンポンプシステムなどがある。

以下、本発明の対象とする蒸気タービンシステムをＲＣ
ＩＣタービンシステムを代表例として説明を進めること
にする。ＲＣＩＣというのは、原子炉がタービン復水器
から隔離されたときに、復水貯蔵タンクから原子炉へ冷
却水を補給して原子炉の水位を維持し、炉心の冷却を全
うするための原子炉補助設備であり、第３図に示すよう
な系統構成を持っている。

第３図においてＲＣＩＣは圧力抑制プール７を有する格
納容器１内に収納された原子炉２の補助設備として設け
られている。原子炉２内で発生された蒸気は、主蒸気ラ
イン４から分岐して電動弁９、蒸気止め弁１０．および
蒸気加減弁１１を有するＲＣＩＣ蒸気ライン８を介して
ＲＣＩＣター（ン（以下、単にタービンと略称する）１
２に導かれてこれを駆動する。そのタービン１２を駆動
した排気は、蒸気タービン排気ライン１５を介して原子
炉２に付設されている圧力抑制プール７に戻される。

主蒸気ライン４は格納容器１内で逃し安全弁６を介して
圧力抑制プール７へと分岐接続されている。

原子炉２への給水は給水ライン５を介して行われる。タ
ービン１２の軸すなわちＲＣＩＧタービン駆動軸（以下
、タービン軸という）１４には、復水貯蔵タンク３から
原子炉２へ冷却水を供給するＲＣＩＣ給水ポンプ（以下
、給水ポンプという）１３と、図示していないタービン
制御装置に潤滑油を供給する油ポンプ１６が直結されて
いる。

このように構成されたＲＣＩＣは、原子炉発電システム
において原子炉給水が停止するなどの緊急時に、原子炉
２が隔離されて炉水位が低下することによって電動弁９
が開き始め、すでに開いた状態で待機している蒸気止め
弁１０および蒸気加減弁１１を介して原子炉蒸気を通す
ことによってタービン１２が起動され、これにより給水
ポンプ１３を駆動して復水貯蔵タンク３から原子炉２へ
冷却水を供給して炉心を冷却するという機能を持ってい
る。

この機能からして給水ポンプ１３は所定給水量を確保し
て原子炉２に冷月１水を供給しなければならないため、
タービン１２はＲＣＩＣ起動信号を受けたらできるだけ
急速に起動し、かつ安定運転に入らなければならない。

第４図はタービン１２の制御装置を示すものである。Ｒ
ＣＩＣ起動指令が発せられて電動弁９が開き始めると、
すでに全開状態で待機している蒸気止め弁１０および蒸
気加減弁１１を介してタービン１２に蒸気が流入し、タ
ービン１２が起動することはすでに述べた。タービン１
２の起動と同時にそれに直結された油ポンプ１６が駆動
され、それが所定回転速度以上になるとこの油ポンプ１
６から給送される制御油３２の圧力が確立され、電油変
換器３１および油筒３３を介して蒸気加減弁１１の制御
が可能となる。

また通常運転中は、給水ポンプ１３の吐出流間を一定に
制御するために、給水ポンプ１３の吐出側に例えば差圧
発信器式の流量検出器１９８−設け、その出ノＪである
流星信号１９ａと、流量設定器２０から出力される設定
流ｆｆ１２０ａとを偏差演算器２１に導き、ここから設
定流量と実際流量の差を表す流串偏差信＠２２を目標速
度信号演算器２５に送る。目標速度信号演算器２５は流
量偏差を零にするための目、標速度信号２６を形成して
速度制御演算器２９に送る。

速度制御演算器２９には、タービン軸１４に取付けられ
た速度検出歯車１７とこれに対向して配設された電磁ピ
ックアップ１８とからなる速度検出器の出力パルスを基
にして速度演算器２７によって求められた実際速度を表
す実際速度信号２８も速度制御マイナーループの帰遷信
号として導入され、ここで両人力信号の偏差、すなわち
目標速度と実際速度の偏差を零とするための速度制御信
号３０を形成して重油変換器３１に送り、蒸気加減弁１
１を開閉制御する。

タービン１２の起動時にその昇速率ずなわら加速度を一
定に保つようにランプ信号発生器２３が設けられており
、電動弁９に設けたリミットスイッチにより電動弁９の
開き始めに連系して入力される起動信号３４によって始
動し、時間と共に所定の傾斜で増加するランプ信＠２４
を演算器３７に送る。演算器３７には同様に起動信＠３
４によって作動状態となるアイドル信号演算器３５から
のアイドル信号３６も入力される。アイドル信号３６は
ランプ信号２４の、時間零（起動開始直後）の時の速度
値すなわちアイドル速度値を与えるためのものであって
、演算器３７はそれとランプ信号２４とから所望のラン
プ関数に従う目標ランプ信号３８を作って目標速度信号
演算器２５に送る。目標速度信号演算器２５は、この目
標ランプ３８と流量偏差信＠２２に対応する速度信号の
うち、常に低値の信号を選択して目標速度信号２６を形
成する。

（発明が解決しようとする問題点） これらの関係を第５図に図示する。ＲＣＩＣ起動指令前
は当然タービン１２が起動していないため、給水ポンプ
１３の吐出流量は零であり、流量偏差信＠２２は１００
％の出力信号を出しているため低値である目標ランプ信
号３８が起動信号３４により優先されてタービン回転数
４９も目標ランプ信号３８にそって蒸気加減弁１１が制
御され、タービン回転数が追従することになる。流量偏
差信号２２は、実流１５０が出始めた点から流量設定値
２０ａに向かって１０％から徐々に減少され目標ランプ
信号３８との交点で流ｍ制御器に切替わる。

従って、ＲＣＩＣタービンの目的でおるできるだけ急速
に原子炉２に冷却水を供給しかつ安定運転に入ることを
ランプ信号発生器２３の設定のみで決定されてしまい、
冷却水の供給時間短縮は望めない状態であった。

本発明の目的は、以上に述べたランプ関数発生器にたよ
らずさらに流量確保の時間短縮を計りより安定した蒸気
タービン制御装置を提供するものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
る蒸気タービン制御装置は、蒸気タービンの蒸気源の圧
力を検出しこの圧力検出器によって検出された圧力で目
標速度設定を作成する目標速度設定器を付加し、タービ
ン起動時はこの目標速度設定器からの信号を優先させこ
の炉圧による目標速度設定器の信号と流量偏差信号とを
比較演算しその演算信号がある設定内に到達した点で切
替えることを特徴としたものである。

本発明においては、蒸気源の圧力に対応する目標速度設
定信号と流量偏差信号との偏差が所定値内になったら、
バイアス器で目標速度設定信号を上限値につき上げるよ
う構成される。したがって、安定した制御特性が得られ
るとともに、流量確保時間が大幅に短縮される。

（実施例） 以下本発明を第１図に示す実施例を参照して説明する。

第１図において、第４図と同一符号は同一部分を示すも
のであるから、その説明を省略する。

第１図に示す本発明による制御装置と第４図に示す従来
の制御装置の違いは、従来のランプ関数信号発生器２３
に変わり本発明では本Ｒ（、ＩＣシステムのシステムヘ
ッドの関数から、原子炉圧力に応じて蒸気タービンへの
要求指令値が変化する特徴を活かし、蒸気源である原子
炉２の圧力を検出する炉圧検出器４０を設けた点にある
。

またこの炉圧信号４２によって得られる給水ポンプ１３
の給水出始め回転数を作成し、この給水出始め回転数を
目標速度設定器４３とし、その目標速度設定信号４４と
前記流量偏差信号２２とを演算器４６によって演算する
点にある。

ざらに演算器４６で得られた偏差信＠４７がある設定内
に到達したことで前記流量偏差信号２２に切替えるため
、前記目標設定信号４４と目標速度演算器２５との間に
加算器４５を設け、バイアス器４８によって目標速度信
号４４を上限値にすることで流量制御器の流量偏差信号
に切替える点にある。

次に第１図に示すように構成された本発明の蒸気タービ
ン制御装置の作動を第１図および第２図によって説明す
る。第２図は、本発明による作用状態を示したものであ
る。流量制御器系の演算器２１からの流量偏差信号２２
は、従来と同様起動指令前は流量零であるから１００％
出力信号となっているが、目標速度設定器４３の目標設
定信＠４４は、実流量出始め回転数に相当する値に設定
されているため、タービン回転数４９は起動指令３４に
よって、上昇して目標速度設定器＠４４に整定する。

その後、１次遅れで実流ｉ５０が出始めた時点で流量偏
差信号２２が定格点に向って減少するため、目標速度設
定器＠４４と流量偏差信号２２はほぼ一致する値なる。

そして演算器４６によってこの偏差信号４７がある設定
内で動作し、バイアス器４８で目標速度設定器＠４４が
第２図のように上限値につき上げられるから、安定した
制御特性が得られるとともに流量確保時間が大幅に短縮
されることになる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、蒸気源の圧力に対応する
目標速度設定信号と流量偏差信号との偏差が所定値にな
ったら、目標速度設定信号を上限値につき上げるように
構成したことにより安定した制御特性が得られるととも
に、蒸気源に対する流量確保の時間も大幅に短縮するこ
とができる。

【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一実施例を示
すブロック系統図、第２図は本発明の詳細な説明するた
めのタービン起動特性図、第３図原子炉発電プラントに
おける原子炉隔離時冷却系統図、第４図は従来の蒸気タ
ービン制御装置を示すブロック系統図、第５図はそのタ
ービン起動特性図である。 ２・・・原子炉（蒸気源）、１１・・・蒸気加減弁１２
・・・ＲＣＩＣタービン、１３・・・給水ポンプ１６・
・・油ポンプ、１９・・・流量検出器２０・・・流量設
定器、２１・・・偏差演算器２２・・・流量偏差信号、
２５・・・目標速度演算器２６・・・目標速度信号、２
７・・・速度演算器３０・・・速度信号、３１・・・電
油変換器３４・・・起動信号、４０・・・炉圧検出器４
２・・・炉圧信号、４３・・・目標速度設定器４４・・
・目標速度設定信号、４５・・・加算器（切換器）４６
・・・演算器、４７・・・偏差信号４８・・・バイアス
器 代理人　弁理士　則　近　憲　イも 同　　三俣弘文 第１図 一吟閏 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気源から蒸気加減弁を介して供給される蒸気によって
   駆動される蒸気タービンに、少なくとも前記蒸気加減弁
   を制御する制御部に用いられる制御油を供給するための
   油ポンプと、少なくとも前記蒸気源に冷却水を供給する
   ための給水ポンプとが連結されており、起動指令によっ
   て前記給水ポンプの吐出流量が流量制御器から与えられ
   た所定の値となるように前記蒸気タービンを速度制御す
   る速度制御器を備えた蒸気タービン制御装置において、
   前記冷却水が供給される蒸気源の圧力を検出し、その圧
   力に対応する目標速度を設定する目標速度設定器と、こ
   の目標速度設定器の信号と前記流量制御器からの流量偏
   差信号との偏差を演算する演算器と、この偏差が規定値
   以下になったことを検出し前記タービンの速度制御信号
   を目標速度設定器の信号から前記流量制御器からの流量
   偏差信号に切替る加算器と、切替完了により前記目標速
   度設定器の信号にバイアスを加えるバイアス器とにより
   構成される事を特徴とした蒸気タービン制御装置。