(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号が所定値以上のとき第１信号を出力する閉め偏差検出器と、前記中間蒸気弁の入口側のタービン排気圧力が所定値以上のとき第２信号を出力する急閉値検出器と、前記開度指令値が所定値以上のとき第３信号を出力する中間蒸気弁指令値検出器と、前記第１信号と前記第２信号と前記第３信号との論理条件の成立により前記急閉電気信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項２】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号が所定値以上のとき第１信号を出力する閉め偏差検出器と、前記中間蒸気弁の入口側のタービン排気圧力が所定値以上のとき第２信号を出力する急閉値検出器と、予め設定された関数によって前記タービン排気圧力に応じた信号を出力する関数設定器と、この関数設定器からの前記信号から前記開度指令信号を差し引く加算器と、この加算器からの加算信号が正極性で、かつ、所定値となったとき前記第３信号を出力する正極性信号検出器と、前記第１信号と前記第２信号と前記第３信号との論理条件の成立により前記急閉電気信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項３】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号が所定値以上のとき第１信号を出力する閉め偏差検出器と、前記中間蒸気弁の入口側のタービン排気圧力が所定値以上のとき第２信号を出力する急閉値検出器と、蒸気加減弁の開度設定値あるいは発電機負荷値を入力して所定の無駄時間を施して得られる信号を出力する無駄時間設定器と、予め設定された関数によって前記無駄時間設定器からの信号に応じた信号を出力する関数設定器と、この関数設定器よりの信号から前記開度指令値を差し引く加算器と、この加算器からの加算信号が正極性で、かつ、所定値となったとき第３信号を出力する正極性信号検出器と、前記第１信号と前記第２信号と前記第３信号との論理条件の成立により前記急閉電気信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項４】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記中間蒸気弁の入口側のタービン排気圧力が所定値以上のとき第１信号として出力する急閉値検出器と、予め設定された関数によって前記タービン排気圧力に応じた信号を出力する関数設定器と、この関数設定器より出力する信号と前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号とを加算する加算器と、この加算器からの加算信号が負で、かつ、所定値以上のとき第２信号を出力する負極性信号検出器と、前記第１信号と前記第２信号との論理条件の成立により前記急閉電気信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項５】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記中間蒸気弁の入口側のタービン排気圧力が所定値以上のとき第１信号を出力する急閉値検出器と、蒸気加減弁の開度設定値あるいは発電機負荷値を入力して所定の無駄時間の処理を施す無駄時間設定器と、この無駄時間設定器が出力する信号に応じて予め設定された関数によって信号を出力する関数設定器と、この関数設定器が出力する前記信号と前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号を加算する加算器と、この加算器からの加算信号が負で、かつ、所定値以上のとき第２信号を出力する負極性信号検出器と、前記第１信号と前記第２信号との論理条件の成立により前記急閉電気信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項６】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号が所定値以上のとき第１信号を出力する閉め偏差検出器と、タービン排気圧力から発電機負荷値を差し引く加算器と、この加算器からの加算信号が正極性で、かつ、所定値以上のとき第２信号を出力する偏差検出器と、前記第１信号と前記第２信号との論理条件の成立により前記急閉信号を前記急閉操作器へ出力する演算器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項７】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記弁急閉信号出力部は、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく信号が所定値以上のとき第１信号を出力する閉め偏差検出器と、タービン排気圧力から発電機負荷値を差し引く加算器と、この加算器からの加算信号が正極性で、かつ、所定値以上のとき第２信号を出力する偏差検出器と、発電機負荷値の減少率が所定値以上のとき第３信号を出力する急減検出器と、前記第１信号と前記第２信号と前記第３信号との論理条件の成立によって前記急閉信号を前記急閉操作器へ出力する演算器を備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項８】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記フィードバック制御部は、発電機負荷値を入力して予め設定された関数によって発電機負荷値に応じた所定の信号を出力する関数設定器と、前記開度指令値と前記実開度値との偏差に基づく開方向変化率信号を前記関数設定器が出力する前記信号によって制限する正極性信号制限器を備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【請求項９】
タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された前記開度指令値に前記中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して前記中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して前記弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、
前記フィードバック制御部は、発電機負荷値を入力して予め設定された関数によって発電機負荷値に応じた信号を出力する関数設定器と、前記開度指令値の開方向変化率を前記関数設定器が出力する前記信号によって制限してフィードバック制御する開方向変化率制限器とを備えることを特徴とする中間蒸気弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、原子力・火力発電所等の蒸気タービンの蒸気弁制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に火力発電所における蒸気タービン系統の一例を示す。
【０００３】
蒸気発生器１で発生した蒸気が、タービン運転中には全開となっている主蒸気止め弁２を通して、蒸気加減弁（以下、ＣＶと略称する）３へ入り、この弁の開度により調整された蒸気量が、高圧タービン４へ入る。そして、高圧タービン４で仕事を終えた蒸気が、再熱器５へ入り熱量を加えて中間蒸気弁（以下、ＩＶと略称する）６に入り、この弁で調整した蒸気量が低圧タービン７へ流入する。そして、低圧タービン７で仕事をした蒸気が、復水器８へ排出されて復水系へ回収される。
【０００４】
低圧タービン７の軸端には、発電機９が直結され、タービンで得た機械出力が電気出力に変換されて負荷１０に電気を供給する。また、高圧タービン４の軸端側には、タービン速度に比例した速度信号Ｓ２を検出するための速度検出器４Ｓが設置されている。高圧タービン４の出口には、タービンの機械的出力に比例したタービン排気による蒸気圧力値ＴＰ１を検出する圧力検出器４Ｅが設置され、発電機９の出力には、負荷１０に比例した発電機負荷値Ｇ１を検出するための負荷検出器９Ｇが設置されている。
【０００５】
以上説明した蒸気タービン系統における制御装置の一例を図１４に示す。
【０００６】
まず、開度指令算出部５０では、タービンの基準速度設定器１１によって設定された基準速度設定信号Ｓ１から速度検出器４Ｓにより検出されたタービン速度信号Ｓ２が加算器１２により差し引かれ得られた速度偏差信号Ｓ３が、ＣＶ係数器１３とＩＶ係数器１６に入力される。
【０００７】
ＣＶ係数器１３では速度偏差信号Ｓ３に対してどの程度の割合でＣＶ開度を調整するかの設定がされ、これをＣＶ速度調定率と呼び、その設定は一般に、速度偏差信号Ｓ３が定格タービン速度の略５％で弁開度を１００％変化させるように設定しＣＶ１信号が出力される。
【０００８】
開度設定器１４は、必要とするタービン出力となるように、運転員によって設定されるもので、開度設定値Ｐ１とＣＶ係数器１３からの信号ＣＶ１とが加算器１５により加算されてＣＶ開度指令値ＣＶ２となる。そして、図示省略するＣＶ開度調節回路によりＣＶ３の開度がＣＶ開度指令値ＣＶ２と等しくなるように制御される。
【０００９】
一方、ＩＶ６の制御の方では、ＩＶ係数器１６が速度偏差信号Ｓ３に対してどの程度の割合でＩＶ開度を調整するかの設定をし、これをＩＶ速度調定率と呼び、その設定は一般に、速度偏差信号Ｓ３が定格タービン速度の略２％で弁開度を１００％変化させるように設定して信号ＩＶ１が出力される。
【００１０】
ＣＶ／ＩＶ係数器１７は、ＣＶ係数器１３とＩＶ係数器１６の係数比率を設定しているもので、前述のＣＶ速度調定率５％、ＩＶ速度調定率２％としている場合は、５％÷２％＝２．５倍という係数値を乗じて信号ＩＶ２を出力する。また、全開値設定器１８は全開信号（１００％）ＩＶ３を固定設定している。これによって、信号ＩＶ１，ＩＶ２と全開信号ＩＶ３とは加算器１９によって加算され、ＩＶ開度指令値ＩＶ４となる。
【００１１】
次に、フィードバック制御部５１では、ＩＶ開度指令値ＩＶ４と弁開度検出器２５により検出されたＩＶ実開度値ＩＶ５とが加算器２０に入力して加算器２０から両者の偏差信号ＩＶ６が出力される。この偏差信号ＩＶ１６は増幅器２１へ入力されて、ここで、比例増幅されて得られた信号ＩＶ７が正極性信号制限器２２へ入力される。この正極性信号制限器２２では正極性信号の最大値が制限され、弁開度の開方向変化率が制限される。
【００１２】
続いて、正極性信号制限器２２の出力ＩＶ８が電気／油圧変換器２３へ入力され、電気／油圧変換器２３では電気信号を油圧信号ＩＶ９へ変換し、電気信号が正極性のときは開方向に、負極性のときは閉方向に、信号の大きさに比例して弁の開閉速度を変化させて油圧信号ＩＶ９を出力する。
【００１３】
そして、油圧で駆動する弁操作器２４により機械位置信号ＩＶ１０へ変換してＩＶ６の開度を調整する。
【００１４】
この結果、フィードバック制御部５１によって偏差信号ＩＶ６，ＩＶ７が零となるように閉ループ制御がされる。
【００１５】
一方、弁急閉信号出力部５２では、後述する急閉電気信号ＩＶ１２により、急閉操作器２９に内蔵している電磁弁を励磁してＩＶ６を急速に全閉するようになっている。
【００１６】
すなわち、増幅器２１の出力信号ＩＶ７が、閉め偏差検出器２６へ入力される。そして、ＩＶ開度指令値ＩＶ４がＩＶ実開度値ＩＶ５よりも小さく、増幅器２１の出力信号ＩＶ７が負極性方向となり、かつ、信号の大きさが電気／油圧変換器２３の定格最大値を越えると、閉め偏差大の信号ＩＶ１１が出力されるようになっている。
【００１７】
また、図１３に示す圧力検出器４Ｅによって検出されたタービン出力に比例した圧力信号ＴＰ１が急閉値検出器２７へ入力される。急閉値検出器２７ではタービン出力がＩＶ６を急速閉動作させる必要が生じたことを検出して信号ＴＰ２を出力する。そして、閉め偏差大の信号ＩＶ１１と信号ＴＰ２とが論理積演算器２８で演算され、その急閉電気信号ＩＶ１２が急閉操作器２９へ入力されて信号ＩＶ１３を弁操作器２４へ出力してＩＶ６の開度を急速に全閉とする。
【００１８】
ここで、ＩＶ６の作用を図１５乃至図２０を参照して説明する。
【００１９】
最初に、図１４の開度設定器１４が出力する開度設定値Ｐ１を１００％（ＣＶ開度全開相当値）一定としたとき、図１５に示す如くタービン速度信号Ｓ２の変化に対してＩＶ開度指令値ＩＶ４は全開一定で、ＩＶ開度指令値ＩＶ４がタービン速度信号Ｓ２の１０５％以上から閉方向となり、１０７％で全閉とするようにしている。これに対してＣＶ開度指令値ＣＶ２がタービン速度信号Ｓ２の１００％から閉方向となり１０５％で全閉とするようにしている。
【００２０】
ところで、一般に、タービン速度は電力系統と同期している関係で定格の略±１％以下であるが、発電機が電力系統から切り離されたような場合には、タービン速度が異常に加速する。このような異常事態のときには、開度設定器１４が出力する開度設定値Ｐ１を瞬時に零に設定する。このときのタービン速度信号Ｓ２の変化に対する弁開度の動作は、図１６に示すように、タービン速度信号Ｓ２が１００％から僅かでも増加するとＩＶ開度指令値ＩＶ４が全開値から閉方向へ動作を開始してタービン速度信号Ｓ２が１０２％で全閉とする。
【００２１】
上記動作を詳細に説明すると、図１７に示すように、まず、時刻ｔ１に解列がされたとして開度設定器１４の開度設定値Ｐ１が零に設定され、信号ＩＶ２も零が加算器１９へ入力される。このためにＩＶ開度指令値ＩＶ４が急閉を開始し、時刻ｔ２にこのＩＶ開度指令値ＩＶ４とＩＶ実開度値ＩＶ５との偏差が５％以上となると、閉め偏差検出器２６から閉め偏差大の信号ＩＶ１１が時刻ｔ３まで論理積演算器２８へ出力される。
【００２２】
この状態のとき、ＩＶ６が閉まっているため圧力検出器４Ｅからの圧力信号ＴＰ１も上昇しており、急閉値検出器２７から出力信号ＴＰ２もＯＮ信号となって論理積演算器２８へ入力される。これに伴い、論理積演算器２８から急閉電気信号ＩＶ１２が急閉操作器２９へ出力され信号ＩＶ１３が弁操作器２４へ出力されてＩＶ６を急閉させ時刻ｔ４にＩＶ実開度値ＩＶ５が全閉とされる。
【００２３】
その後に、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が時刻ｔ５に全閉信号となり、さらに、時刻ｔ６になると今度は逆に、ＩＶ開度偏差値ＩＶ７が−５％以上となって時刻ｔ６から時刻ｔ７にかけて閉め偏差検出器２６から閉め偏差大の信号ＩＶ１１が論理積演算器２８へ入力され、さらに、ＩＶ６を閉めるようにされる。
【００２４】
やがて、タービンの回転エネルギーが頂点に達すると、徐々にタービン速度信号Ｓ２が低下して、時刻ｔ８に１０２％となり、これに応じてＩＶ開度指令値ＩＶ４も上昇を開始し、ＩＶ実開度値ＩＶ５も僅かに開方向へ移行する。
【００２５】
このように、タービン速度信号Ｓ２の急激な増加に比例して、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が全開値から急激に減少するが、ＩＶ実開度値ＩＶ５は急減しない。これは電気／油圧変換器２３に能力の限界があるためである。従って、このような状況では、ＩＶ開度指令とＩＶ実開度の偏差値が負極性方向に大きくなるので、この状態を閉め偏差検出器２６が検出して（本実施例では閉め偏差出器２６の検出値を−５％としている）この信号で急閉操作器２９を作動させて弁を急閉させるようにしている。
【００２６】
また、急閉値検出器２７の検出値は、或るタービン出力値で運転しているときに発電機負荷値が瞬時に零になると、タービン出力と発電機負荷間のアンバランスによりタービンが加速する。この最大加速値を規定値以下に抑えるために、電気／油圧変換器２３だけの能力では不十分である。このために弁急閉信号出力部５２の急閉操作器２９を動作させ、タービン出力値以上を検出し、通常十数％の変化で動作させるのが一般的である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１４に示す中間蒸気弁の制御装置では次の問題がある。
【００２８】
第一には、タービンの低出力運転状態で、ＩＶ急閉動作が発生すると発電機トリップ等に至るおそれがある。
【００２９】
一般に、高圧タービン４、低圧タービン７からなる多段式のタービンにおけるタービン出力の分担は後段になるほど出力分担率が高く、このため発電機負荷が喪失したような状況では低圧タービン７の急閉操作で行うことでタービン加速を十分に抑制することができるが次の問題がある。
【００３０】
図１８と図１９には、タービンが低出力状態（５％出力）で運転（開度設定器１４の開度設定値Ｐ１が５％）し、急閉値検出器２７の設定値がタービン出力換算で５％未満、閉め偏差検出器２６の検出が−５％にした場合のタービン速度信号Ｓ２の変化に対するＩＶ６の制御の状況を示している。
【００３１】
これにより、図１８に示す如く、開度設定器１４の開度設定値Ｐ１が５％のためにＩＶ開度指令値ＩＶ４はタービン速度信号Ｓ２が１００．２５％を越えると、１００％（全開）から閉まり始めて、１０２．５％の点で０％（全閉）となる特性になっている。
【００３２】
この状況のような特性で、図１９に示すようにタービン速度信号Ｓ２が急速に上昇し始めると（時刻ｔ１）、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が急速に低下する（時刻ｔ２）。これに対してＩＶ実開度値ＩＶ５がＩＶ開度指令値ＩＶ４に追従できず、しばらくして閉め偏差検出器２６から閉め偏差大の信号ＩＶ１１が出力され（時刻ｔ３）ＩＶ６は急速に全閉となる（時刻ｔ４）。
【００３３】
この図１９に示すように、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が最低でも８７．５％までしか低下しないのにＩＶ実開度値ＩＶ５が全閉になってしまう。これは、急閉操作器２９に内蔵されている電磁弁を一旦励磁すれば、弁を確実に全閉にさせるために、電磁弁の励磁を解除しても途中開度からは復旧できない特性をもっているためである。
【００３４】
また、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が８７．５％まで低下した後に急速に上昇方向に回復するのに対して、ＩＶ実開度値ＩＶ５の回復速度が遅いのは、正極性信号制限器２２によりＩＶ６の開度の開方向変化率が制限されているためでもある。
【００３５】
このような動作はタービン速度が定格値から高々０．２５％上昇しただけで発生する。従って、一般に電力系統の全体容量が少ない系統でのタービン速度（電力系統周波数に同じ）は±０．５〜１％程度の急速な動揺が発生することは希ではなく上記したＩＶ急閉動作が発生する可能性が大である。
【００３６】
このようなＩＶ急閉動作によってＩＶ実開度値ＩＶ５が全閉になると、タービン出力分担率の大きい低圧タービン７の出力分が喪失して出力値が異常に低下し、低出力運転状態では電力系統側から発電機側に電力が流入する逆電力状態となり発電機保護機能が作動して発電機トリップにいたるおそれがあるという問題がある。
【００３７】
なお、開度設定器１４から開度設定値Ｐ１を増加させたタービン出力が高い運転では、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が全開値から低下しはじめタービン速度値も大きくなるので通常の電力系統の動揺程度ではＩＶ急閉動作が発生しにくくなり、発電機負荷喪失のような事故時のタービン速度の異常加速時のみＩＶ急閉動作が行われる。
【００３８】
第二には、発電機負荷が喪失した後のＩＶ６の急閉の繰り返しによってタービン速度がなかなか整定しないという問題がある。
【００３９】
この問題を図２０に示すタービン出力１００％状態から発電機負荷が喪失した後のＩＶ６の制御の作用図を参照して説明する。
【００４０】
まず、発電機負荷が喪失すると（時刻ｔ１）、開度設定器１４からの開度設定値Ｐ１が１００％から０％に設定される。このため、ＩＶ開度指令値ＩＶ４はタービン速度信号Ｓ２が１００％から僅かでも上昇すると閉方向となり、閉め偏差検出器２６から閉め偏差大の信号ＩＶ１１がＯＮとなって論理積演算器２８を介して急閉操作器２９を動作させＩＶ６の開度は全閉となる（時刻ｔ２）。
【００４１】
また、図２０では示していないがＣＶ３の開度はＩＶ実開度値ＩＶ５が全閉になるよりも僅かに早いタイミングで急速全閉となり、高圧タービン４へ蒸気発生器１からの蒸気流入はなくなる。
【００４２】
一方、ＩＶ実開度値ＩＶ５が全閉になるために、それまで通過していた蒸気の残留分が高圧タービン４の出口から低圧タービン７の入口の間に滞留するために高圧タービン４の排気である蒸気圧力値ＴＰ１はさほど低下しない。
【００４３】
そして、タービン速度信号Ｓ２が１回目のピークを過ぎて降下し、１０２％速度よりも下がる（時刻ｔ３）と、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が０％から増加し始めてＩＶ実開度値ＩＶ５も開き始めるが、このときのタービン速度の降下率が比較的速いために正極性信号制限器２２による弁開方向変化率制限値に制限されている。
【００４４】
この時点でＩＶ６の開度が開くと、高圧タービン４の出口から低圧タービン７の入口の間に滞留していた蒸気が低圧タービン７に流入して復水器８に排出され蒸気圧力値ＴＰ１が減少する。ところがタービン出力分担率の大きい低圧タービンに残留蒸気が流入しているのでタービンが出力を発生、すなわち、タービン速度が再び上昇（時刻ｔ４）してＩＶ開度指令値ＩＶ４が急閉するため、閉め偏差検出器２６が動作してＩＶ急速全閉動作が行われる（時刻ｔ５）。
【００４５】
以降、タービン速度が２回目のピークを過ぎた後に再び速度が降下しＩＶ６の開度が再び開き始める（時刻ｔ６）。このときには残留蒸気が少なくなっているのでタービン加速率は小さい。また、時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけて閉め偏差大の信号ＩＶ１１がＯＮとなっているが、蒸気圧力値ＴＰ１が急閉値検出設定以下でＯＦＦ信号のため急閉操作器２９が動作しない。
【００４６】
以上の説明では、時刻ｔ１と時刻ｔ５で２回のＩＶ急閉動作しか行われていないが、実際には、タービンの慣性時定数や残留蒸気量によって時刻ｔ１以降にＩＶ急閉動作が頻繁に行われて、タービン速度がなかなか整定しないという不都合がある。
【００４７】
そこで、本発明の第１の目的は、通常のタービン出力運転状態において、通常発生する電力系統動揺によるタービン速度変動では、不要に中間蒸気弁の急閉動作を行わずに安定なタービン出力を得るようにし、また、発電機負荷が喪失したときに生じる大きなタービン加速に対しては、中間蒸気弁の急閉動作を行いタービン加速値を規定値以下に抑えるようにし、また、第２の目的は、発電機負荷が喪失した後の中間蒸気弁の急閉繰り返しを抑制して中間蒸気弁によるタービン速度制御を円滑に行い、早期にタービン速度を定格値に整定するようにすることである。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明群（請求項１〜７に記載の発明）は、タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された開度指令値に中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して弁操作器を介して前記中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、弁急閉信号出力部は、タービン低出力状態で、かつ、通常のタービン加速状態で不要な中間蒸気弁の急閉を阻止する手段を設けるようにしたものである。
【００４９】
第２の発明群（請求項８，９に記載の発明）は、タービン速度信号と基準速度設定信号とから得られる偏差速度信号に基づいて中間蒸気弁の開度指令値を算出する開度指令算出部と、この開度指令算出部により算出された開度指令値に中間蒸気弁の実開度値が追従するように弁操作器を介して中間蒸気弁を開閉制御するフィードバック制御部と、このフィードバック制御部の制御系と別に緊急時に急閉電気信号を急閉操作器へ出力して弁操作器を介して中間蒸気弁を急閉させる弁急閉信号出力部とを有する中間蒸気弁の制御装置において、フィードバック制御部は、開度指令値の開方向変化率または開度指令値と実開度値との偏差に基づく信号の開方向変化率を発電機負荷値に応じて増減する制限値によって制限する手段を設けるようにしたものである。
【００５０】
【作用】
第１の発明群（請求項１〜７に記載の発明）は、通常のタービン出力運転状態において、通常発生する電力系統動揺によるタービン速度変動では不要な中間蒸気弁急閉動作を行わずに安定なタービン運転を継続でき、低出力での逆電力保護作動による発電機トリップが発生することがない。また、発電機負荷が喪失したときに生じる大きなタービン加速に対しては、従来通りに中間蒸気弁急閉動作を行いタービン加速値を規定値以下に抑えるようにすることができる。
【００５１】
第２の発明群（請求項８，９に記載の発明）は、発電機負荷が喪失した後の中間蒸気弁再開動作時に低圧タービンへの蒸気流入が緩やかに行われるので、不要なタービン加速が生じない。このため中間蒸気弁急閉動作繰り返しが発生しないので中間蒸気弁によるタービン速度制御を円滑に行い、早期にタービン速度を定格値に整定することができる。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００５３】
図１は本発明の第１実施例を示す中間蒸気弁の制御装置の構成図である。
【００５４】
図１において、従来例を示す図１４と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第１実施例は、図１４に示す弁急閉信号出力部５２と構成を異にして、弁急閉信号出力部５２Ａとして論理積演算器２８Ａを設け、ＩＶ指令値検出器３０を追設したことである。
【００５５】
論理積演算器２８Ａは、ＩＶ指令値検出器３０からの出力信号ＩＶ１４と、閉め偏差検出器２６からの閉め偏差大の信号ＩＶ１１と、急閉値検出器２７からの出力信号ＴＰ２の三つのＯＮ信号を入力して論理積の成立によって得られた急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９を動作させるものである。
【００５６】
ＩＶ指令値検出器３０は、ＩＶ開度指令値ＩＶ４を入力して、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が所定の値以下となったときにＯＮ信号となる出力信号ＩＶ１４を出力するものである。
【００５７】
以上の構成で、ＩＶ指令値検出器３０の動作設定を運用上のタービンの最低出力状態で、かつ、通常の電力系統動揺によるタービン速度の上昇程度では動作しないようにする。例えば、図１８、図１９で説明した運転状態（最低出力５％）では、通常のタービン速度上昇の最大値を１％とした場合に、１％上昇時のＩＶ開度指令値ＩＶ４は６２．５％となる。従って、ＩＶ指令値検出器３０の動作設定を６２．５％以下でＯＮ信号とするように設定して得られた出力信号ＩＶ１４を論理積演算器２８Ａに入力する。
【００５８】
この結果、タービン速度が急激に１％上昇して閉め偏差大の信号ＩＶ１１がＯＮ信号になってもＩＶ指令値検出器３０からの出力信号ＩＶ１４がＯＦＦ信号であり、急閉操作器２９が作動することはない。
【００５９】
このように、通常の電力系統動揺によるタービン加速状態では、ＩＶ急閉動作が行われないので安定なタービン出力運転を継続することができる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施例を図２を参照して説明する。
【００６１】
図２において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第２実施例は、弁急閉信号出力部５２Ａの構成を異にして、弁急閉信号出力部５２Ｂとして第１実施例と同様の閉め偏差検出器２６と急閉値検出器２７とを設け、さらに論理積演算器２８Ｂと関数設定器３１と加算器３２と正極性信号検出器３３とを設けている。
【００６２】
関数設定器３１は、蒸気圧力値ＴＰ１を入力して圧力値に応じた出力信号ＩＶ１５を出力するもので、圧力の低い領域では小さい値を、圧力が高い領域では大きい値を出力するものである。
【００６３】
加算器３２は、関数設定器３１からの出力信号ＩＶ１５とＩＶ開度指令値ＩＶ４を入力して、出力信号ＩＶ１５からＩＶ開度指令値ＩＶ４を差し引いて得られた偏差信号ＩＶ１６を出力するものである。
【００６４】
正極性信号検出器３３は、偏差信号ＩＶ１６を入力して、信号が正極性になったときにＯＮとなる出力信号ＩＶ１７を出力するものである。
【００６５】
論理積演算器２８Ｂは、出力信号ＩＶ１７と、閉め偏差検出器２６の閉め偏差大の信号ＩＶ１１と、急閉値検出器２７の出力信号ＴＰ２の三つのＯＮ信号を入力して、得られたＯＮ信号の急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９を作動させるものである。
【００６６】
以上の構成で、タービン出力に比例した蒸気圧力値ＴＰ１が関数設定器３１へ入力して、図３に示すような特性の出力信号ＩＶ１５が出力される。この関数設定器３１では、タービン低圧力状態の蒸気圧力値ＴＰ１のとき６２．５％の出力がされ、中圧力から高圧力に従って上昇する関数設定がされている。関数設定器３１からの出力信号ＩＶ１５とＩＶ開度指令値ＩＶ４とが加算器３２によって比較される。このとき、ＩＶ開度指令値ＩＶ４が出力信号ＩＶ１５よりも小さくなると、正極性信号検出器３３により検出されて得られた出力信号ＩＶ１７のＯＮ信号が論理積演算器２８Ｂへ入力される。
【００６７】
この結果、タービン低出力状態で、かつ、通常のタービン加速では、急閉操作器２９が作動することがなく、タービン高出力状態でのタービン加速では急閉操作器２９の作動点を早めることができる。
【００６８】
第１の実施例では、タービン出力が高い状態で運転している状況で発電機負荷喪失のような大きな負荷急減でタービン速度が異常に加速し、かつ、開度設定器１４で開度設定値Ｐ１が零設定されない場合には、急閉操作器２９の動作が遅れてタービン加速値が規定値以下に抑えられない可能性がある。例えば、開度設定値Ｐ１が３０％で、ＩＶ指令値検出器３０の動作設定を６２．５％以下とした場合には、タービン速度が１０２．２５％点でＩＶ指令値検出器３０から出力信号ＩＶ１４がＯＮ信号となる。
【００６９】
タービン出力が大きい状態で発電機負荷喪失が発生した場合、できるだけ早くＩＶ急閉動作を行わないと僅かな時間遅れでタービン加速値が規定値を越えてしまう。以上を補うために、そのとき運転していたタービン出力状態に応じて第１実施例のＩＶ指令値検出器３０の動作設定値を本実施例による関数設定器３１によって変更することができる。
【００７０】
このように、タービン低出力状態で通常のタービン加速では、ＩＶ急閉作動することはなく、安定なタービン出力運転を継続することができる。また、タービン高出力状態のタービン加速ではＩＶ急閉動作点を早めることができる。
【００７１】
次に、本発明の第３実施例を図４を参照して説明する。
【００７２】
図４において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第３実施例は第１実施例と弁急閉信号出力部５２の構成を異にして、第１実施例と同様の閉め偏差検出器２６と急閉値検出器２７とを設け、さらに論理積演算器２８Ｃと関数設定器３１と加算器３２と正極性信号検出器３３と無駄時間設定器３４とを設けている。
【００７３】
関数設定器３１は、後述する信号ＩＶ１８を入力して圧力値に応じたＩＶ開度指令検出値ＩＶ１５を出力するもので圧力が低い領域では小さな値を出力し、圧力が高い領域では高い値を出力するものである。加算器３２は、関数設定器３１からの出力信号ＩＶ１５とＩＶ開度指令値ＩＶ４とを入力して、出力信号ＩＶ１５からＩＶ開度指令値ＩＶ４を減算して偏差信号ＩＶ１６を出力するものである。
【００７４】
正極性信号検出器３３は、偏差信号ＩＶ１６を入力して信号が正極性となったときＯＮとなる信号ＩＶ１７を出力するものである。無駄時間設定器３４は、開度設定器１４の開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１のいずれかの信号に対して所定の無駄時間の処理をするものである。
【００７５】
論理積演算器２８Ｃは、出力信号ＩＶ１７と閉め偏差検出器２６の閉め偏差大の信号ＩＶ１１と急閉値検出器２７の出力信号ＴＰ２との三つの論理積の成立によって得られる急閉電気信号ＩＶ１２を急閉操作器２９へ出力するものである。
【００７６】
以上の構成で、開度設定器１４の開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１のいずれかの信号が無駄時間設定器３４へ入力される。無駄時間設定器３４では、入力した信号を所定の時間遅らせて信号ＩＶ１８を出力する。この信号ＩＶ１８は関数設定器３１へ入力され前述の第２実施例で示したのとほぼ同じ特性の出力信号ＩＶ１５を出力する。
【００７７】
そして、出力信号ＩＶ１５とＩＶ開度指令値ＩＶ４とが加算器１２へ入力されて、加算器１２によって出力信号ＩＶ１５からＩＶ開度指令値ＩＶ４が差し引かれ得られた偏差信号ＩＶ１６が出力される。この偏差信号ＩＶ１６が正極性信号検出器３３へ入力されて、信号が正極性になったときにＯＮとなる出力信号ＩＶ１７が出力される。
【００７８】
次に、この出力信号ＩＶ１７と閉め偏差検出器２６の閉め偏差大の信号ＩＶ１１と、急閉値検出器２７の出力信号ＴＰ２の三つの信号が論理積演算器２８Ｃへ入力されて、得られた急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９を動作させる。
【００７９】
第３実施例は第２実施例に対して、出力信号ＩＶ１５の値を開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１に応じて変化するようにしたもので、最初に開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１が無駄時間設定器３４に入力して所定の無駄時間を経過した後に信号ＩＶ１８を出力する。このとき、発電機負荷が喪失してタービンが加速しＩＶ開度指令が充分に閉まる領域に到達するまでの時間分を無駄時間として設定する。
【００８０】
また、発電機負荷信号を入力した場合でも前述のような考え方で無駄時間設定器３４に時間設定を行う。これは、一般にタービンが高出力状態で発電機負荷喪失が発生した場合には、発電機負荷喪失状態を検出して開度設定値Ｐ１を零にするので、零にする直前の値で出力信号ＩＶ１５を算出するためであり、発電機負荷喪失後では、タービン低出力状態と同様の値になってしまうためである。
【００８１】
無駄時間設定器３４を施された信号ＩＶ１８は、前述の第２実施例と同様の設定がされた関数設定器３１に入力して出力信号ＩＶ１５を得る。これによって、タービン低出力状態での通常のタービン加速ではＩＶ急閉が動作することはなく、安定なタービン出力運転を継続することができる。また、タービン高出力状態でのタービン加速ではＩＶ急閉動作点を早めることができる。
【００８２】
次に、本発明の第４実施例を図５を参照して説明する。
【００８３】
図５において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第４実施例は弁急閉信号出力部５２の構成を異にて弁急閉信号出力部５２Ｄとし、第１実施例と同様の急閉値検出器２７を設け、さらに論理積演算器２８Ｄと関数設定器３５と加算器３６と負極性信号検出器３７とを設けている。
【００８４】
関数設定器３５は、蒸気圧力値ＴＰ１を入力して圧力値に応じた信号ＩＶ１９を出力するもので、蒸気圧力値ＴＰ１が低い領域で、大きな値を出力し、蒸気圧力値ＴＰ１が高い領域で、小さい値を出力するものである。
【００８５】
加算器３６は、関数設定器３５からの出力信号ＩＶ１９と増幅器２１からのＩＶ開度偏差値ＩＶ７とを入力して加算して加算信号ＩＶ２０を出力するものである。
【００８６】
負極性信号検出器３７は、加算信号ＩＶ２０を入力して信号が負極性となったときＯＮとなる信号ＩＶ２１を出力するものである。
【００８７】
論理積演算器２８Ｄは、出力信号ＴＰ２と信号ＩＶ２１の二つのＯＮ信号を入力して得られたＯＮ信号を急閉電気信号ＩＶ１２として急閉操作器２９を作動させるものである。
【００８８】
以上の構成で、蒸気圧力値ＴＰ１が関数設定器３５へ入力され圧力値に応じた信号ＩＶ１９が出力される。この関数設定器３５は、例えば、図６に示すように、圧力が低い領域では大きな値を出力し、圧力が高い領域では小さい値を出力する。
【００８９】
信号ＩＶ１９とＩＶ開度偏差値ＩＶ７とは、加算器３６へ入力されて、両者が加算され得られた加算信号ＩＶ２０が負極性信号検出器３７へ入力されて、信号が負極性になったときにＯＮとなる信号ＩＶ２１が出力される。
【００９０】
次に、信号ＩＶ２１と急閉値検出器２７の出力信号ＴＰ２の二つの信号が論理積演算器２８へ入力されて、得られた出力信号ＩＶ１２により急閉操作器２９を動作させる。
【００９１】
従来例における閉め偏差検出器２６の動作点は固定値としていたが、第４実施例はタービン出力におうじて動作点が変化するのが特徴的である。つまり、タービン出力に比例した蒸気圧力値ＴＰ１が関数設定器３５へ入力されて、図６に示す特性の信号ＩＶ１９が出力される。
【００９２】
この関数設定の方法の一例として、図１８、図１９で説明した運転状態（出力５％）では、通常のタービン速度上昇の最大値を１％とした場合に、１％上昇時のＩＶ開度指令値ＩＶ４は６２．５％となる。このＩＶ開度指令値ＩＶ４が急速に減少してＩＶ開度が追従できなかったことを想定して信号を３７．５％（１００−６２．５＝３７．５％）にする。
【００９３】
また、タービン出力が大きい状態で発電機負荷喪失が発生した場合、できるだけ早くＩＶ急閉動作を行わないと僅かな時間遅れでタービン加速値が規定値を越えてしまうので、高い出力では動作設定を小さくして早めに閉め偏差検出が行われるようにする。
【００９４】
このようにタービン低出力状態での通常のタービン加速ではＩＶ急閉が動作することはなく、安定なタービン出力運転を継続することができる。また、タービン高出力状態でのタービン加速ではＩＶ急閉動作点を早めることができる。
【００９５】
次に、本発明の第５実施例を図７を参照して説明する。
【００９６】
図７において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第５実施例は、弁急閉信号出力部５２を異にて弁急閉信号出力部５２Ｅとして、第１実施例と同様の急閉値検出器２７を設け、さらに、論理積演算器２８Ｅと、無駄時間設定器３４と関数設定器３５と加算器３６と負極性信号検出器３７とを設けている。
【００９７】
無駄時間設定器３４は、開度設定器１４からの開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１のいずれかの信号に対して所定の無駄時間を処理するものである。
【００９８】
関数設定器３５は、信号ＩＶ２２の低い領域で大きな値を出力し、信号ＩＶ２２が高い領域で小さな値を出力するものである。
【００９９】
加算器３６は、関数設定器３５からの出力信号ＩＶ１９と増幅器２１からのＩＶ開度偏差値ＩＶ７とを入力して加算信号ＩＶ２０を出力するものである。
【０１００】
負極性信号検出器３７は、加算信号ＩＶ２０を入力して信号が負極性となったときＯＮとなる信号ＩＶ２１を出力するものである。
【０１０１】
論理積演算器２８Ｅは、出力信号ＴＰ２と信号ＩＶ２１の二つのＯＮ信号を入力して得られたＯＮ信号を急閉電気信号ＩＶ１２として急閉操作器２９を作動させるものである。
【０１０２】
以上の構成で、開度設定器１４からの開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１のいずれかの信号が無駄時間設定器３４へ入力される。この無駄時間設定器３４は前述の第３実施例と同じで、入力信号が所定の時間遅らせた信号ＩＶ２２が出力される。信号ＩＶ２２は関数設定器３５へ入力し前述の第４実施例で示したのとほぼ同じ特性の信号ＩＶ１９が出力される。
【０１０３】
信号ＩＶ１９とＩＶ開度偏差値ＩＶ７とは加算器３６へ入力して、両者が加算され得られた加算信号ＩＶ２０が出力される。この加算信号ＩＶ２０が負極性信号検出器３７へ入力されて、信号が負極性になったときにＯＮとなる信号ＩＶ２１が出力される。
【０１０４】
そして、この出力信号ＩＶ２１と急閉値検出器２７の出力信号ＴＰ２の二つの信号が論理積演算器２８Ｅへ入力されて、得られた急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９が動作される。
【０１０５】
これにより、第５実施例は、第４実施例に対して、信号ＩＶ１９の値を開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１に応じて変化するようにしたもので、開度設定値Ｐ１または発電機負荷値Ｇ１が無駄時間設定器３４へ入力して所定の無駄時間を経過した後に信号ＩＶ２２を出力する。この無駄時間は発電機負荷が喪失してタービンが加速しＩＶ開度指令が充分に閉まり、閉め偏差が生じる領域に到達するまでの時間分として設定する。また、発電機負荷信号を入力した場合でも前述のような考えで時間設定を行う。
【０１０６】
これは第４実施例と同様に、タービンが高出力状態で発電機負荷喪失が発生した場合には発電機負荷喪失状態を検出して開度設定値Ｐ１を零にするために、零にする直前の値で信号ＩＶ１９を算出する必要があり、開度設定値Ｐ１を零にした後では、タービン低出力状態と同様の設定になってしまうためである。
【０１０７】
このように、タービン低出力状態での通常のタービン加速ではＩＶ急閉が動作することはなく、安定なタービン出力運転を継続することができる。また、タービン高出力状態でのタービン加速ではＩＶ急閉動作点を早めることができる。
【０１０８】
次に、本発明の第６実施例を図８を参照して説明する。
【０１０９】
図８において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第６実施例は弁急閉信号出力部５２Ａの構成を異にして弁急閉信号出力部５２Ｆとし、第１実施例と同様の閉め偏差検出器２６を設け、さらに、論理積演算器２８Ｆと加算器３８と偏差検出器３９とを設けている。
【０１１０】
加算器３８は、蒸気圧力値ＴＰ１と発電機負荷値Ｇ１とを加算して偏差信号ＴＰ３を出力するものである。
【０１１１】
偏差検出器３９は、偏差信号ＴＰ３を入力して正極性で、かつ、所定値以上のとき、ＯＮとなる信号ＴＰ４を出力するものである。
【０１１２】
以上の構成で、蒸気圧力値ＴＰ１と発電機負荷値Ｇ１とが加算器３８へ入力されて、蒸気圧力値ＴＰ１から発電機負荷値Ｇ１が差し引かれ得られた偏差信号ＴＰ３が出力される。この偏差信号ＴＰ３が偏差検出器３９へ入力されて信号が正極性で所定の値以上になったときにＯＮとなる信号ＴＰ４が出力される。
【０１１３】
そして、この信号ＴＰ４と閉め偏差検出器２６の閉め偏差大の信号ＩＶ１１の二つの信号が論理積演算器２８Ｆへ入力されて、得られた急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９が動作される。
【０１１４】
これによって、電力系統動揺によるタービン速度の変動に対してＣＶ開度を調節してタービン出力を変更する動作になる。また、ＩＶ６の開度の制御は発電機負荷喪失時のようなタービンが異常加速時にのみ行われれば良く、通常の運転では電力系統と同期した運転になっているのでＩＶ６は全開一定で良い。本実施例では発電機負荷値とタービン出力のアンバランス状態を検出して、この条件を急閉操作器２９の動作条件に加えるものである。
【０１１５】
なお、偏差検出器３９が検出するための所定の偏差値は、急閉値検出器２７に設定する設定値と同じ考え方で設定している。
【０１１６】
従って、タービン速度が変動しただけではＩＶ急閉動作が行われず、タービン出力と発電機負荷がアンバランスで、かつ、タービンが加速された場合のみＩＶ急閉動作を行うことになり、不要なＩＶ急閉動作がなく、安定なタービン運転を継続することができる。
【０１１７】
次に、本発明の第７実施例を図９を参照して説明する。
【０１１８】
図９において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第７実施例は第１実施例の弁急閉信号出力部５２Ａと構成を異にする弁急閉信号出力部５２Ｇとし、第１実施例と同様の閉め偏差検出器２６を設け、さらに、論理積演算器２８Ｇと加算器３８と偏差検出器３９と急減検出器４０とを設けている。
【０１１９】
加算器３８は、蒸気圧力値ＴＰ１と発電機負荷値Ｇ１とを加算して偏差信号ＴＰ３を出力するものである。
【０１２０】
偏差検出器３９は、偏差信号ＴＰ３を入力して正極性で、かつ、所定値以上のとき、ＯＮとなる信号ＴＰ４を出力するものである。
【０１２１】
急減検出器４０は、発電機負荷値Ｇ１が所定の変化率より大きな速度で減少したときＯＮとなる信号Ｇ２を出力するものである。
【０１２２】
以上の構成で、蒸気圧力値ＴＰ１と発電機負荷値Ｇ１とが加算器３８へ入力されて、蒸気圧力値ＴＰ１から発電機負荷値Ｇ１を差し引かれて得られた偏差信号ＴＰ３が出力される。この偏差信号ＴＰ３が偏差検出器３９へ入力されて信号が正極性で所定の値以上になったときにＯＮとなる信号ＴＰ４が出力される。
【０１２３】
また、発電機負荷値Ｇ１が急減検出器４０へ入力されて、入力信号が所定の変化率よりも大きな速度で減少したときにＯＮとなる信号Ｇ２が出力される。
【０１２４】
そして、前述の出力信号ＴＰ４と信号Ｇ２と閉め偏差検出器２６の閉め偏差大の信号ＩＶ１１の三つの信号が論理積演算器２８Ｇへ入力されて、得られた急閉電気信号ＩＶ１２により急閉操作器２９が動作される。
【０１２５】
これにより、前述の第６実施例に対して発電機負荷信号が急激に減少したことをＩＶ急閉動作の条件に加えたものとなる。この場合に急減検出は通常の運転状態では発生せずに、発電機負荷を瞬時に切り離したときに生ずる変化率相当を検出するように設定しておく。
【０１２６】
本実施例では、発電機負荷の状態が異常であることが加えられるので、タービン低出力状態で発電機負荷が動揺したときの偏差検出の動作によるＩＶ急閉動作を確実に防止することができる。
【０１２７】
従って、タービン速度が変動しただけでは、ＩＶ急閉動作が行われず、タービン出力と発電機負荷がアンバランスで、かつ、タービンが加速された場合のみＩＶ急閉動作を行うことになり、不要なＩＶ急閉動作がなく、安定なタービン運転を継続することができる。また、発電機負荷の状態が異常である条件が加えられいるので、タービン低出力状態で発電機負荷が動揺したときのＩＶ急閉動作を確実に防止することができる。
【０１２８】
次に、本発明の第８実施例を図１０を参照して説明する。
【０１２９】
図１０において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第８実施例は、フィードバック制御部５１の構成を異にし、フィードバック制御部５１Ａは第１実施例と同様の加算器２０と増幅器２１と正極性信号制限器２２と電気／油圧変換器２３を設け、さらに、関数設定器４１を設けている。
【０１３０】
関数設定器４１は、発電機負荷値Ｇ１が低いとき、設定値ＩＶ２３が低く、負荷Ｇ１が高いとき設定値ＩＶ２３が高くなるように設定したものである。
【０１３１】
以上の構成で、発電機負荷値Ｇ１が関数設定器４１へ入力されて負荷値に応じたＩＶ開速度設定偏差値ＩＶ２３が出力される。この関数設定器４１は、例えば、図１１に示すような特性となっており、負荷が低い領域では小さい値を出力し、負荷が高い領域では大きい値を出力する。
【０１３２】
次に、ＩＶ開速度設定偏差値ＩＶ２３とＩＶ開度偏差値ＩＶ７とが正極性信号制限器２２へ入力して、ＩＶ開度偏差値ＩＶ７がＩＶ開速度設定偏差値ＩＶ２３よりも大きくならないように制限して信号ＩＶ８が出力され、電気／油圧変換器２３へ入力される。
【０１３３】
これにより、従来例では、ＩＶ６の開方向変化率制限の設定が固定値とされていたが、本実施例では設定を発電機負荷値Ｇ１に応じて変化させる。発電機負荷喪失後のＩＶ６によるタービン速度制御はＩＶ閉方向の変化率は高速性を求められるが、ＩＶ開方向の変化率はさほど高速性を必要としない。そこで、関数設定器４１の設定は発電機負荷値が小さいときには変化率を小さく、負荷値が大きいときには変化率を大きくするような信号を出力する。
【０１３４】
従って、発電機負荷が小さい状態ではＩＶの開方向変化率が穏やかなものとなり低圧タービンへの蒸気が徐々に流入され、不要なタービン加速やＩＶ急閉動作をなくすことができ、発電機負荷喪失後のＩＶ速度制御が安定となり、定格速度への整定も早くなる。
【０１３５】
次に、本発明の第９実施例を図１２を参照して説明する。
【０１３６】
図１２において、第１実施例を示す図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第９実施例はフィードバック制御部５１の構成を異にし、フィードバック制御部５１Ｂは第１実施例と同様の加算器２０と増幅器２１と正極性信号制限器２２と電気／油圧変換器２３と弁開度検出器２５とに、さらに、関数設定器４２と開方向変化率制限器４３とを設けている。
【０１３７】
関数設定器４２は、発電機負荷値Ｇ１が低いときＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５も低く発電機負荷値Ｇ１が高いときＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５も高い値を出力するものである。
【０１３８】
開方向変化率制限器４３は、関数設定器４２からのＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５によって信号ＩＶ２４の開方向の変化を制限するものである。
【０１３９】
以上の構成で、発電機負荷値Ｇ１が関数設定器４２へ入力されて負荷値に応じたＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５が出力される。この関数設定器４２は前述の図１１と同様の特性となっており、負荷が低い領域では小さい値を負荷が高い領域では大きな値を出力する。
【０１４０】
一方、ＩＶ速度制御信号ＩＶ１とＣＶ／ＩＶ係数器１７の出力信号ＩＶ２と、全開値設定器１８の出力信号ＩＶ３の三つの信号が加算器１９により加算した信号ＩＶ２４と、前述のＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５とが開方向変化率制限器４３へ入力されて、信号ＩＶ２４の変化率をＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５よりも大きな変化率にならないように制限してＩＶ開度指令値ＩＶ４が出力される。
【０１４１】
これによって、前述の第８実施例と同様に、開方向変化率の制限を可変設定し、本実施例ではＩＶ開度指令値ＩＶ４の変化率が制限される。なお、発電機負荷値Ｇ１を関数設定器４２に入力してＩＶ開速度変化率設定ＩＶ２５を出力する関数設定の方法は前述の第８実施例と同様である。
【０１４２】
従って、発電機負荷が小さい状態ではＩＶ６の開方向変化率が穏やかなものとなり低圧タービンへの蒸気が徐々に流入されるため不要なタービン加速やＩＶ急閉動作の繰り返しをなくすことができ、発電機負荷喪失後のＩＶ速度制御が安定となり、定格速度への整定も早くなる。
【０１４３】
なお、本発明は次のように実施できる。
【０１４４】
１）本発明は火力発電所のタービン系統で説明しているが、原子力発電所を含めた汽力タービンであれば同様に実施することができる。
【０１４５】
２）本発明ではタービン出力に比例した信号として高圧タービン出口（排気）圧力を使用しているが、再熱器の入口、再熱器の出口、低圧タービンの入口のいずれの蒸気圧力を使用しても同様の効果がある。
【０１４６】
３）本発明で示した実施例は従来のタービン制御装置の一部分の改良を示すものである。従って、第１実施例〜第９実施例までを複数組み合わせて実施することで、目的に応じた効果を得ることができる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように第１の発明群（請求項１〜７に記載の発明）によれば、タ−ビン低出力状態で、かつ、通常のタービン加速状態で不要な中間蒸気弁の急閉動作を阻止するようにしたために低出力での逆電流保護作動による発電機トリップが発生することを回避することができる。また、発電機負荷が喪失したときに生じる大きなタービン加速に対しては、中間蒸気弁の急閉動作を行いタービン加速値を規定値以下に抑えるようにすることができる。
【０１４８】
また、第２の発明群（請求項８，９に記載の発明）は、開度指令値と実開度値との偏差に基づく信号の開方向変化率を発電機負荷値に応じて制限するようにしたために発電機負荷喪失後に急速な再開動作が行われることがなく不要なタービン加速が生じない。従って、中間蒸気弁の急閉動作の繰り返しが抑制され迅速にタービン速度を定格値に整定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す中間蒸気弁の制御装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図３】図２の関数設定器の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図６】図５の関数設定器の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図８】本発明の第６実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図９】本発明の第７実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の構成図である。
【図１０】本発明の第８実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備えるフィードバック制御部の構成図である。
【図１１】図１０の関数設定器の一例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第９実施例を示す中間蒸気弁の制御装置に備えるフィードバック制御部の構成図である。
【図１３】火力発電所の蒸気タービンの系統図である。
【図１４】従来例を示す中間蒸気弁の制御装置の構成図である。
【図１５】蒸気加減弁と中間蒸気弁の動作を示す第１動作説明図である。
【図１６】蒸気加減弁と中間蒸気弁の動作を示す第２動作説明図である。
【図１７】従来の中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の第１動作説明図である。
【図１８】従来の中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の第２動作説明図である。
【図１９】従来の中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の第３動作説明図である。
【図２０】従来の中間蒸気弁の制御装置に備える弁急閉信号出力部の第４動作説明図である。
【符号の説明】
１１    基準速度設定器
１４    開度設定器
１６    中間蒸気弁係数器
１８    全開値設定器
２０    加算器
２１    増幅器
２２    正極性信号制限器
２３    電気／油圧変換器
２４    弁操作器
２５    弁開度検出器
２６    閉め偏差検出器
２７    急閉値検出器
２８Ａ〜２８Ｇ    論理積演算器
２９    急閉操作器
３０    中間蒸気弁指令値検出器
３１    関数設定器
３２    加算器
３３    正極性信号検出器
３４    無駄時間設定器
３５，４１，４２    関数設定器
３６    加算器
３７    負極性信号検出器
３８    加算器
３９    偏差検出器
４０    急減検出器
４３    開方向変化率制限器
５０    開度指令算出部
５１Ａ，５１Ｂ    フィードバック制御部
５２Ａ〜５２Ｇ    弁急閉信号出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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