(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気源から蒸気加減弁を介して供給される主蒸気によって駆動される高圧タービンの出口蒸気を再熱し、該再熱された蒸気を低圧タービンの駆動用に供給するために、流入した高圧タービン出口蒸気を、前記高圧タービンから抽出した高圧タービンの抽気蒸気により熱交換して加熱する第１段加熱器と、該第１段加熱器で加熱された蒸気を、前記蒸気源から加熱蒸気調節弁を介して導入した主蒸気の一部により熱交換して加熱し、前記低圧タービンに供給する第２段加熱器とから構成された加熱器を備えるタービンの制御方法において、
高圧タービンの出口蒸気の圧力から算出した該蒸気の温度及び流量と、高圧タービンの抽気蒸気の圧力から算出した該抽気蒸気の温度及び流量とを基に、前記第１段加熱器での熱交換により再熱されて流出する第１段加熱器の出口蒸気の温度を計算し、さらに前記第１段加熱器の出口蒸気の温度及び流量と、前記主蒸気の一部の圧力から算出した温度とから前記第２段加熱器に導入する主蒸気の一部の流量を次のように計算する、すなわち該主蒸気の一部の流量は、前記第２段加熱器での熱交換により再熱されて流出する第２段加熱器の出口蒸気の温度と前記第１段加熱器の出口蒸気との温度差が、前記第２段加熱器の許容変形量から規定される温度差以下となるような流量として計算し、該流量となるように前記加熱蒸気調節弁で制御することを特徴とするタービン制御方法。
【請求項２】
蒸気源から蒸気加減弁を介して供給される主蒸気によって駆動される高圧タービンの出口蒸気を再熱し、該再熱された蒸気を低圧タービンの駆動用に供給するために、流入した高圧タービン出口蒸気を、前記高圧タービンから抽出した高圧タービンの抽気蒸気により熱交換して加熱する第１段加熱器と、該第１段加熱器で加熱された蒸気を、前記蒸気源から加熱蒸気調節弁を介して導入した主蒸気の一部により熱交換して加熱し、前記低圧タービンに供給する第２段加熱器とから構成された加熱器を備えるタービンの制御方法において、
各タービン出力に応じて規定される前記第２段加熱器に供給する第２段加熱蒸気量を供給するため、前記高圧タービン出口蒸気圧力に対して前記第２段加熱器での熱交換に最適な加熱蒸気量に対応する圧力を求める関数を用いて、前記高圧タービン出口圧力を基に第２段加熱蒸気圧力設定値を設定し、更に高圧タービン抽気蒸気圧力に対して前記第２段加熱器での熱交換に最適な加熱蒸気量に対応する圧力を求める関数を用いて、第１段加熱蒸気圧力を基に第２段加熱蒸気圧力設定値を設定し、高圧タービン出口蒸気圧力から設定した第２段加熱蒸気圧力設定値と、第１段加熱蒸気圧力から設定した第２段加熱蒸気圧力設定値とを比較し、双方の設定値のうち低い方の値を優先して第２段加熱蒸気圧力最終設定値とし、該最終設定値に第２加熱蒸気圧力がなるようフィードバック制御により前記加熱蒸気調節弁の開度を制御することを特徴とするタービン制御方法。
【請求項３】
高圧タービンの抽気蒸気を用いて前記高圧タービンの出口蒸気を加熱する第１段加熱器と、前記高圧タービンに供給する主蒸気の一部を用いて前記第１段加熱器の出口蒸気を加熱する第２段加熱器とを有する加熱器の、前記主蒸気の一部の流量を調節する加熱蒸気調節弁の開度を制御するタービン制御装置において、
前記高圧タービンの抽気蒸気の状態量と、前記高圧タービンの出口蒸気の状態量とに基づいて、前記加熱蒸気調節弁の開度を制御するものであり、前記高圧タービンの出口蒸気の状態量の信号に第１の関数を乗じて第１要求状態量設定値信号を出力する第１要求状態量設定器と、前記高圧タービンの抽気蒸気の状態量の信号に第２の関数を乗じて第２要求状態量設定値信号を出力する第２要求状態量設定器と、前記第１要求状態量設定器の出力信号と前記第２要求状態量設定器の出力信号の何れか値が小さい信号を出力する低値優先選択器とを有し、前記低値優先選択器の出力信号に基づいて前記加熱蒸気調節弁の開度を制御することを特徴とするタービン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高圧タービンの排気を再熱して低圧タービンの駆動用に供給する加熱器を備えるタービンの制御方法及び制御装置にかかり、特に日負荷変化幅が大きく急速起動の必要性の大きい蒸気タービンに好適なように、複数段再熱方式の加熱器を構成する前段加熱器と後段加熱器との熱交換のバランスを取り、かつ加熱器を熱変形等から保護できるように改良した制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービン加熱器の加熱蒸気の制御方法として、例えば特開昭６３−１６４０９号公報に、第１、第２段加熱器を備えた湿分分離再熱器の出入口温度差及び低圧タービン入口蒸気温度の変化率を検出し、第２段加熱蒸気の制御を行うことが開示されている。この方法では、第１段及び第２段の加熱量を合計して得られた温度を用いて制御することになるため、各段加熱器個別の熱交換バランスは監視出来ない。
【０００３】
また、特開平１−２３０９０８号公報には、第１段加熱器が故障した場合にこれを停止し、第２段加熱器の圧力設定関数を切り替え、第２段加熱器単独運転を行う方法が開示されている。しかしながら、この方法では第１段加熱器の故障検出による切替え点に至らない異常が生じた場合に第２段加熱器の出入口温度差が大きくなり、また切替え点以上では第１段加熱器を完全に停止させるため、湿分分離加熱器の熱交換量が急激に低下してしまう問題があると考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
加熱器を有する蒸気タービンにおいて主蒸気を加熱蒸気として用いる場合、高圧タービン出口蒸気が低温であると、加熱器を構成する各段加熱器では、そこに流入した高圧タービン出口蒸気と、主蒸気からなる高温の加熱蒸気との熱交換量が大きく、各段加熱器の出入口で急加熱による温度差が生じ、各段加熱器胴体の熱変形が発生する。これを防止するため、加熱蒸気系統に流量調節機構を設け、蒸気源である主蒸気を減温減圧して後段加熱器に供給し、高圧タービン出口蒸気と加熱蒸気の温度差が規定値内に小さくなるよう制御する必要がある。
【０００５】
この制御方法としては、タービン出力により加熱蒸気圧力を設定し、各タービン出力に対する加熱蒸気流量を制御する方法や、この圧力制御設定に対し変化率の制限を設け、タービンの起動停止や負荷変化時の再熱蒸気温度の変化率を緩和する方法がある。
【０００６】
この方法は、再熱方式が主蒸気を加熱源とする１段再熱方式であれば、有効であるが、大容量の蒸気タービンに設置した複数段の再熱方式の場合には、前段の加熱器による熱交換量が不明確の状態で加熱蒸気量が制御されるため、後段の加熱器で最適な再熱蒸気温度を得ることは困難である。
【０００７】
また、一般的に、蒸気タービンが２段以上の加熱器を有する場合、各段加熱器はそれぞれ受け持つ加熱量を規定して計画されており、故障等により前段の加熱器の熱交換ができなくなった場合には、後段の加熱器では計画以上の被加熱蒸気と加熱蒸気との温度ミスマッチや加熱器出入口温度差が生じることとなる。
【０００８】
例えば２段再熱方式において、定常時、温度が１９２℃の高圧タービン出口蒸気を、第１段加熱器で２２２℃に、第２段加熱器で２６４℃に加熱しているならば、この場合、第１加熱器の出入口温度差は２２２℃−１９２℃＝３０℃となり、第２段加熱器の出入口温度差は２６４℃−２２２℃＝４２℃となる。
【０００９】
もし、第１段加熱器が動作不良で、第１段加熱器出口蒸気の温度が低下したとすると、その温度低下につれて第２段加熱器の熱バランスが悪化する方向に向かう。ここで第１段加熱器が故障で停止した場合を考えてみる。第２段加熱器では２８２℃の加熱蒸気により熱交換が行われるとすると、第２段加熱器で加熱に用いる加熱蒸気の温度と、第２段加熱器に流入する蒸気の温度（＝第１段加熱器の出口温度）と差は、定常時の２８２℃−２２２℃＝６０℃から、故障停止時には２８２℃−１９２℃＝９０℃に増加することになり、第２段加熱器の熱変形を招くこととなる。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、前段加熱器の出口蒸気の状態量を後段加熱器に導入する加熱蒸気の制御因子として取り入れることにより、最適な温度に再熱して後段加熱器出口から蒸気を供給でき、かつ前段の加熱器の不良動作時あるいは故障停止時には後段の加熱器を保護できるタービンの制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２段以上の再熱方式の蒸気タービンにおいて、高圧タービンの抽気蒸気を第１段加熱器の加熱蒸気源とし、主蒸気の一部を第２段加熱器の加熱蒸気源とした再熱器を設置し高圧タービンの出口蒸気を再熱する場合、タービンの出力または高圧タービンの出口蒸気圧力から高圧タービン出口蒸気の状態量（流量、温度）を算出し、更に第１段加熱蒸気量との熱交換量を計算することにより第１段加熱器の出口温度を算出して、第２段加熱蒸気の必要流量を決定し、加熱蒸気調節弁を制御して、タービンの出力変化に伴う蒸気タービン再熱器出口蒸気の温度変化を緩和する方法である。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明の第１のタービン制御方法は、蒸気源から蒸気加減弁を通じて供給される主蒸気によって駆動される高圧タービンの出口蒸気（Ｐ０）を再熱し、この再熱された蒸気（Ｔ１’）を低圧タービンの駆動用に供給するために、流入した高圧タービン出口蒸気（Ｐ０）を、高圧タービンから抽出した加熱蒸気としての高圧タービンの抽気蒸気（Ｐ１）により熱交換して加熱する第１段加熱器と、第１段加熱器で加熱された蒸気（Ｔ１’）を、蒸気源から加熱蒸気調節弁を介して導入した加熱蒸気としての主蒸気の一部（Ｐ２）により熱交換して加熱（Ｔ２’）し、低圧タービンに供給する第２段加熱器とから構成された再熱器を制御する方法であって、（１）高圧タービンの出口蒸気の圧力（Ｐ０）から該蒸気の温度及び流量を算出し、（２）高圧タービンの抽気蒸気（Ｐ１）から抽気蒸気（Ｐ１）の温度及び流量を算出し、（３）高圧タービンの出口蒸気（Ｐ１）の温度及び流量と高圧タービンの抽気蒸気（Ｐ１）の温度及び流量とを基に、第１段加熱器に流入した高圧タービンの出口蒸気と第１段加熱器に導入した高圧タービンの抽気蒸気（Ｐ１）との熱交換により再熱されて流出する第１段加熱器の出口蒸気の温度（Ｔ１’）を計算し、（４）さらに第１段加熱器の出口蒸気の温度（Ｔ１’）及び流量と、主蒸気の一部（Ｐ２）の圧力から算出した温度とから第２段加熱器に導入する該主蒸気の一部（Ｐ２）の流量を次のように計算する、すなわち（５）該主蒸気の一部（Ｐ２）の流量は、第１段加熱器の出口蒸気と第２段加熱器に導入した主蒸気の一部（Ｐ２）と熱交換して流出する第２段加熱器の出口蒸気の温度（Ｔ２’）との第１段加熱器の出口蒸気との温度差が、第２段加熱器の変形許容量から規定される温度差以下となるような流量として計算し、この流量となるように加熱蒸気調節弁で制御することを特徴とする。
ここで括弧内に示すＰ１、Ｔ１’等は図面に記載する記号と同じである。
【００１３】
ところで、蒸気タービンでは飽和蒸気を用いるので、蒸気温度は蒸気圧力により一義的に決まる。また蒸気流量は、流路断面積が一定ならば、蒸気圧力に比例するので、蒸気経路が固定されていると、蒸気流量は蒸気圧力に比例することになる。したがって蒸気圧力から蒸気温度、蒸気流量を算出することができる。
【００１４】
上記のような加熱蒸気の制御方法を用いることにより、第１段加熱器の故障で熱交換量が低下したような場合でも、第２段加熱蒸気流量も絞り込むように制御が自動的に行われ、後段の加熱器の過剰な加熱が発生することを防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第２のタービン制御方法は、上記第１の蒸気タービン再熱器の制御方法と同様に、蒸気源と、蒸気加減弁と、高圧タービンと、第１段加熱器及び第２段加熱器からなる加熱器と、低圧タービンとから構成されたタービンの制御方法であって、各タービン出力に応じて規定される第２段加熱器に供給する第２段加熱蒸気量を供給するために、（１）高圧タービン出口蒸気圧力（Ｐ０）に対して第２段加熱器での熱交換に最適な加熱蒸気量に対応する蒸気圧力を求める関数を用いて高圧タービン出口圧力（Ｐ０）を基に第２段加熱蒸気圧力（Ｐ２ａ）設定値を設定し、（２）さらに高圧タービン抽気蒸気圧力（Ｐ１）に対して第２段加熱器での熱交換に最適な加熱蒸気量に対応する蒸気圧力を求める関数を用いて第１段加熱蒸気流量（Ｐ１）を基に第２段加熱蒸気圧力（Ｐ２ｂ）設定値を設定し、（３）高圧タービン出口蒸気圧力（Ｐ０）から設定した第２段加熱蒸気圧力（Ｐ２ａ）設定値と、第１段加熱蒸気圧力（Ｐ１）から設定した第２段加熱蒸気圧力（Ｐ２ｂ）設定値とを比較し、双方の設定値（Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ）のうち低い方の値を優先して第２段加熱蒸気圧力最終設定値（Ｐ２ｃ）とし、（４）該最終設定値に第２加熱蒸気圧力がなるようフィードバック制御により加熱蒸気調節弁の開度を制御することを特徴とする。
ここで括弧内に示すＰ１、Ｔ１’等は図２に記載する記号と同じである。
【００１６】
上記各タービンの制御方法によれば、２段以上の再熱方式を持つ蒸気タービンにおいて、タービンの各出力における加熱蒸気流量の制御を、前段の加熱蒸気の状態量も監視しながら行い、最適な再熱蒸気温度を提供すると共に、前段の加熱蒸気系統の故障等による、後段の加熱器単独による運転状態を防ぎ、高圧タービンの排気と加熱蒸気との温度差を過剰に大きい温度ミスマッチを防止し、また後段加熱器出入口温度差による該加熱器の熱変形による損傷を防止できる。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明のタービン制御装置は、高圧タービンの抽気蒸気を用いて高圧タービンの出口蒸気を加熱する第１段加熱器と、高圧タービンに供給する主蒸気の一部を用いて第１段加熱器の出口蒸気を加熱する第２段加熱器とを有する加熱器の、主蒸気の一部の流量を調節する加熱蒸気調節弁の開度を制御する制御装置において、高圧タービンの抽気蒸気の状態量と、高圧タービンの出口蒸気の状態量とに基づいて、加熱蒸気調節弁の開度を制御するものである。
【００１８】
すなわち、本発明のタービン制御装置は、高圧タービンの出口蒸気の状態量の信号に第１の関数を乗じて第１要求状態量設定値信号を出力する第１要求状態量設定器と、高圧タービンの抽気蒸気の状態量の信号に第２の関数を乗じて第２要求状態量設定値信号を出力する第２要求状態量設定器と、第１及び第２要求状態量設定器の各出力信号の何れか値が小さい信号を出力する低値優先選択器とを有し、低値優先選択器の出力信号に基づいて加熱蒸気調節弁の開度を制御することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明によるタービン制御方法を採用した蒸気タービンプラントの構成を示す図である。この蒸気タービンプラントは、蒸気発生器１と、蒸気発生器１からタービンに供給する主蒸気２流量を加減する蒸気加減弁３と、主蒸気２の熱エネルギーをタービンロータの回転エネルギーに変換する高圧タービン４と、高圧タービン４の排気である高圧タービン出口蒸気５を再熱する湿分分離加熱器６と、この湿分分離加熱器６の構成要素である湿分分離器７、第１段加熱器９及び第２段加熱器１１と、湿分分離加熱器６で再熱された蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換する低圧タービン１３と、高圧タービン４及び低圧タービン１３により駆動される発電機１４と、低圧タービン１３の排気蒸気を復水する復水器１５と、復水を昇温し蒸気発生器１へ給水する給水加熱器１６とを備えている。
【００２１】
ここで蒸気加減弁３により、蒸気発生器１からタービンへ供給する主蒸気２流量を加減することにより、タービンの速度、入口蒸気圧力、出力等が制御されることになる。
【００２２】
さらに、この蒸気タービンプラントには、湿分分離加熱器６に関わる加熱蒸気系として、高圧タービン４の出口蒸気５の圧力（Ｐ０）を検出する圧力検出器１８と、高圧タービン４から第１段加熱器９に供給される高圧タービン４の抽気蒸気８の圧力（Ｐ１）を検出する圧力検出器１９と、蒸気発生器１から発生した主蒸気の一部であって第２段加熱器１１に供給される蒸気２０の流量を調節する加熱蒸気調節弁１７及び蒸気２０の圧力（Ｐ２）を検出する圧力検出器２１と、これら各圧力検出器２１及び発電機１４の出力信号値を基に加熱蒸気調節弁１７を制御する制御装置２２と、が設けられている。
【００２３】
蒸気発生器１で発生した主蒸気２は、蒸気加減弁３で流量制御された後に、高圧タービン４に流入する。高圧タービン４で仕事をした高圧タービン出口蒸気５は湿分分離加熱器６の湿分分離器７で湿分を分離し、第１段加熱器９及び第２段加熱器１１で再加熱され、低圧タービン１３に導かれ、これらのタービンにより回転される発電機１４により発電が行われる。低圧タービン１３で仕事をした蒸気は復水器１５へ導かれ復水となり、復水は給水加熱器１６で加熱され蒸気発生器１へ戻される。
【００２４】
一方、高圧タービン４の抽気蒸気８は加熱蒸気として第１段加熱器９に導かれ、ここで高圧タービン４出口から流入し湿分分離器７を通過した蒸気５を加熱し、また蒸気発生機１から送給される主蒸気２の一部は、加熱蒸気として蒸気調節弁１で流量制御されて第２段加熱器１１に導かれ、ここで第１段加熱器９から流入する蒸気１０を加熱する。なお、高圧タービン４の抽気蒸気取り出し点はプラント全体の熱バランスにより決定する。
【００２５】
図２は、第２段加熱器１１へ供給する加熱蒸気の流量を調節する蒸気調節弁１７を制御する制御装置２２の制御ブロック図である。制御装置２２は、次にそれぞれ詳細を述べるが、第１要求圧力設定器３１と、第２要求圧力設定器３２と、低値優先選択器３３と、演算器３４と、比例積分演算器３５と、から構成されている。
【００２６】
第１要求圧力設定器３１は、高圧タービン４の出口蒸気５の圧力を検出する圧力検出器１８の信号Ｐ０を入力し、信号Ｐ０の値を基に第１要求圧力設定値信号Ｐ２ａを算出する。第２要求圧力設定器３２は、第１段加熱器９の加熱蒸気である高圧タービン４の抽気蒸気８の圧力検出器１９の信号Ｐ１を入力し、信号Ｐ１の値を基に第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂを算出する。低値優先選択器３３は、第１要求圧力設定値信号Ｐ２ａと第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂとを比較し、低い方の値を設定値として出力する。演算器３４は、低値優先選択器３３から出力された加熱蒸気設定圧力Ｐ２ｃと、加熱蒸気調節弁１７で調節された加熱蒸気２０の圧力検出器２１の信号Ｐ２との偏差信号△Ｐ２を演算する。そして、比例積分演算器３５は、偏差信号△Ｐ２に基づいて加熱蒸気調節弁１７に弁開度指令信号ＳＬを出力して該弁開度を調整して、圧力検出器２１の検出圧力Ｐ２が低値優先選択器３３により設定した設定圧力Ｐ２ｃとなるように制御する。
【００２７】
タービンを起動し負荷上昇すると、蒸気加減弁３の開度が大きくなり、高圧タービン４に供給される蒸気量が増大する。これに伴い、高圧タービン４の出口蒸気５の圧力Ｐ０が上昇し、この圧力信号Ｐ０により第１要求圧力設定器３１から第１要求圧力設定値信号Ｐ２ａが出力される。第１要求圧力設定器３１では高圧タービン４の出口蒸気５の圧力Ｐ０に対して第２段加熱器１１での熱交換量に最適な加熱蒸気流量が得られるよう、関数により第１要求圧力設定値信号Ｐ２ａを規定している。一方、タービンの負荷上昇とともに高圧タービン４の抽気蒸気８の圧力Ｐ１も上昇し、この圧力信号Ｐ１により第２要求圧力設定器３２から第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂが出力される。第２要求圧力設定器３２では高圧タービン４の抽気蒸気８の圧力Ｐ１に対して第２段加熱器１１での熱交換量に最適な加熱蒸気流量が得られるよう、関数により第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂを規定している。第１要求圧力設定値信号Ｐ２ａ及び第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂは低値優先選択器３３に入力され、圧力の低い方が選択されて加熱蒸気設定圧力Ｐ２ｃとして出力される。そしてこの加熱蒸気設定圧力Ｐ２ｃと加熱蒸気２０の圧力検出器２１で検出された圧力信号Ｐ２との偏差信号△Ｐ２が演算３４で演算され出力される。この偏差信号△Ｐ２に基づいて設定圧力に検出圧力が制御されるよう、比例積分演算器３５から加熱蒸気調節弁１７に弁開度指令信号ＳＬが出力され、規定の加熱蒸気流量を得るものである。
【００２８】
ここで最適な加熱蒸気量を提供する為の第１要求圧力設定器３１及び第２要求圧力設定器３２の関数の設定方法を説明する。
【００２９】
図３（ａ）に第１段加熱器９及び第２段加熱器１１を通過する際の蒸気温度特性を示す。第１段加熱器９において高圧タービン出口蒸気温度Ｔ０（例えば１９２℃）と第１段加熱蒸気温度Ｔ１（２３６℃）とが熱交換されて第１段加熱器出口温度Ｔ１’（２２２℃）が得られる。第２段加熱器１１において、第１段加熱器出口温度Ｔ１’（２２２℃）と第２段加熱蒸気温度Ｔ２（２８２℃）とが熱交換され第２段加熱器出口温度Ｔ２’（２６４℃）が得られる。第１段加熱器９の出入口温度差△Ｔ１（３０℃）は、一般的に高圧タービン４出口蒸気流量と高圧タービン４抽気蒸気流量とが比例関係にあることから一義的に決まる。第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２（４２℃）は加熱蒸気流量により決定するので、制御装置２２で制御できる。これらから第１段加熱器９の出入口温度差△Ｔ１及び第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２を規定値以内に、例えばそれぞれ５５℃以内となるように設定することができる。
【００３０】
図４（ａ）に本発明の制御方法により加熱蒸気圧力を設定して、加熱蒸気圧力制御を行った際の温度特性の一例を示す。タービンの出力上昇に応じ、各蒸気温度は上昇するが、高圧タービン４出口蒸気温度Ｔ０と第１段加熱器９出口温度Ｔ１’と第２段加熱器１１出口温度Ｔ２’との関係による第１段加熱器９の出入口温度差△Ｔ１及び第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２が全負荷帯を通して加熱器の熱変形に問題とならない規定値内になるような温度特性が得られる。
【００３１】
図３（ｂ）は、本発明の制御方法を用いない場合で、仮に運転員の誤操作や故障等により第１段加熱蒸気９の供給量が減少した場合の温度特性を示す。第１段加熱蒸気量の減少に伴い蒸気圧力Ｐ１、温度Ｔ１が低下し、第１段加熱器９による加熱量が少なくなるため、例えば第１段加熱器９出口温度Ｔ１’が２００℃になると、第２段加熱蒸気温度Ｔ２（２８２℃）との温度差が大きくなり、また第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２も大きくなって、加熱器に過剰な熱応力が発生し、熱変形が生じる。図４（ｂ）は上記図３（ｂ）に示すような不良状態をタービン出力に対応して示した図である。
【００３２】
図３（ｃ）は本発明の制御方法を実施して、図３（ｂ）と同様に第１段加熱蒸気の供給量が減少した場合の温度特性を示す。第１段加熱蒸気の供給量の減少に伴い、第１加熱蒸気圧力信号Ｐ１が低下し、第２要求圧力設定器３２からの第２要求圧力設定値信号Ｐ２ｂも減少し、最終的に加熱蒸気調節弁１７により加熱蒸気流量が絞り込まれる。加熱蒸気流量の低下に伴い第２段加熱蒸気温度Ｔ２も低下して第２段加熱器１１に供給されるため、第１段加熱器出口温度Ｔ１’と第２段加熱蒸気温度Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１’）は小さく抑えられ、また第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２も小さくなり、加熱器の熱変形の発生を防ぐことが出来る。図４（ｃ）は上記図３（ｂ）に示すように制御された状態をタービン出力に対応させた温度特性を示す。
【００３３】
図５は、第１要求圧力設定器３１（図２）で用いる関数を作成する過程を示す図である。図５（ａ）はタービン出力に対応する、高圧タービン出口蒸気圧力Ｐ０、高圧タービン出口蒸気温度Ｔ０、第１段加熱器出口温度Ｔ１’及び第２段加熱器出口温度Ｔ２’の関係を示す。これは第１段加熱器９の出入口温度差△Ｔ１及び第２段加熱器１１の出入口温度差△Ｔ２の値を規定値内に抑え、かつ加熱器の熱交換量を十分に得られるように設定したものである。図５（ｂ）は同じくタービン出力と第２段加熱蒸気圧力Ｐ２と第２段加熱器出口温度Ｔ２の関係を示す。ここで図５（ｂ）における第２段加熱器出口温度Ｔ２’を、図５（ａ）の目標値Ｔ２’に合わせることにより、図５（ｃ）に示すように高圧タービン出口蒸気圧力Ｐ０と第２段加熱蒸気圧力Ｐ２関係（Ｐ２＝ｆ（Ｐ０））を作成することができる。なお図５（ｃ）中のＰ２は図２中のＰ２ａに該当する。
【００３４】
また、図６は、第２要求圧力設定器３２（図２）で用いる関数を作成する過程を示す図である。図６（ａ）はタービン出力と、第１段加熱蒸気圧力Ｐ１、高圧タービン出口蒸気温度Ｔ０、第１段加熱器出口温度Ｔ１’及び第２段加熱器出口温度Ｔ２’との関係を示す。図６（ｂ）は同じくタービン出力と第２段加熱蒸気圧力Ｐ２と第２段加熱器出口温度Ｔ２’の関係を示す。この２つの関係から、第２段加熱器出口温度Ｔ２’を図６（ａ）の目標値Ｔ２’に合わせるようにして図６（ｃ）に示すように第１段加熱蒸気圧力Ｐ１と第２段加熱蒸気圧力Ｐ２の関係（Ｐ２＝ｆ（Ｐ１））を作成することができる。ここで図６（ｃ）中のＰ２は図２中のＰ２ｂに該当する。
【００３５】
尚、第２段加熱蒸気の供給がない場合には、第２段加熱器１１による熱交換がなくなるだけであり、加熱器の損傷には問題ない。
【００３６】
また本実施の形態では、各蒸気の流量を、蒸気圧力を測定することにより制御に用いる方法を記載したが、圧力の代わりに流量を直接に流量計で測定したり、高圧タービン出口蒸気圧力とほぼ比例関係にあるタービン出力を用いても同様な効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、２段以上の再熱方式をもつ蒸気タービンにおいて、タービンの全出力運転状態を通じて、各段加熱器における熱交換量を安定して得られ、仮に何らかの要因で加熱蒸気の供給に異状が生じた場合でも、自動的に加熱蒸気量が制御されるため、常に加熱器の熱変形や熱応力に対する保護も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタービン制御方法を用いる蒸気タービンプラントの構成図である。
【図２】タービン制御装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明の制御方法を用いた加熱器における蒸気温度特性を、該制御方法を用いない場合と比較して、示す図である。
【図４】図３に示す蒸気温度特性を、タービン出力に対応して展開した蒸気温度特性である。
【図５】タービン制御装置の第１要求圧力設定器で用いる関数について説明する図である。
【図６】タービン制御装置の第２要求圧力設定器で用いる関数について説明する図である。
【符号の説明】
１  蒸気発生器
２  主蒸気
３  蒸気加減弁
４  高圧タービン
５  高圧タービン出口蒸気
６  湿分分離加熱器
７  湿分分離器
８  高圧タービン抽気蒸気
９  第１段加熱器
１１  第２段加熱器
１３  低圧タービン
１４  発電機
１５  復水器
１６  給水加熱器
１７  加熱蒸気調節弁
１８、１９、２１  蒸気圧力検出器
２２  タービン制御装置
３１  第１要求圧力設定器
３２  第２要求圧力設定器
３３  低値優先選択器
３４  演算器
３５  比例積分演算器
Ｐ０  高圧タービン出口蒸気圧力
Ｐ１  第１段加熱蒸気圧力
Ｐ２  第２段加熱蒸気圧力
Ｔ０  高圧タービン出口蒸気温度
Ｔ１  第１段加熱蒸気温度
Ｔ１’  第１段加熱器出口温度
Ｔ２  第２段加熱蒸気温度
Ｔ２’  第２段加熱器出口温度
【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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