(57)【要約】【課題】制御ロジック回路を簡素化させ、誤動作のないようにし、蒸気タービンのオーバスピードのとき、インターセプト弁を確実に急速閉鎖させる蒸気タービン制御装置を提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービン制御装置は、インターセプト弁係数手段４３から低値選択手段４４に与えられる前のインターセプト弁速度負荷制御信号３９の一部を分岐し、分岐したインターセプト弁速度負荷制御信号３９を基に演算したインターセプト弁閉方向偏差大信号５４と予め求められた値以上の実負荷であることの信号５５とが揃ったことを条件に演算した弁制御信号５６とパワーロードアンバランス信号５７とのうち、いずれか一方が出力したことを条件にインターセプト弁を急速閉鎖させるインターセプト弁急閉手段４０を備えた。【選択図】　図１
2004060496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されるタービンロータの回転数信号からこのタービンロータに設けられた速度検出器で検出された実回転数の信号を減算する第１の比較器と、
前記第１の比較器からの信号を入力して速度制御信号を算出する速度制御手段と、
前記速度制御信号と予め設定される負荷設定信号とを加算して速度制御信号を算出する加算器と、
前記速度負荷制御信号を入力して流量比制御信号を算出する蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段と、
前記速度負荷制御信号を入力してインターセプト弁速度負荷制御信号を算出するインターセプト弁係数手段と、
前記蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御回路からの流量比制御信号と前記インターセプト弁係数手段からのインターセプト弁速度負荷制御信号のうち、いずれか低値信号を選択し、インターセプト弁開閉信号としてインターセプト弁に与える低値選択手段と、
前記インターセプト弁に設けられたインターセプト弁開度検出器からの実インターセプト弁開度信号と前記インターセプト弁係数手段から分岐され入力されるインターセプト弁速度負荷制御信号との偏差を算出する第２の比較器と、
前記第２の比較器からの偏差の信号に対して予め決められた偏差以上の時にインターセプト弁閉方向偏差大信号を出力する偏差大検出器と、
前記インターセプト弁閉方向偏差大信号と予め決められた値以上の実負荷であることの信号の両者が揃うことを条件に演算を行い弁制御信号を算出するＡＮＤ回路と、
前記弁制御信号とパワーロードアンバランス信号のいずれかの信号が揃うことを条件に演算を行いインターセプト弁急閉信号を算出するＯＲ回路と、
からなることを特徴とする蒸気タービン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービン制御装置に係り、特に制御回路を簡素化して誤動作のないロジック回路を組み込んでインターセプト弁を急速閉鎖させる蒸気タービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、火力発電プラントや原子力発電プラント等に適用される蒸気タービンプラントは、図３に示すように、蒸気の流れに沿って順に、蒸気発生器１、高圧タービン２、再熱器５、中圧タービン５、低圧タービン９、復水器１０等を備え、蒸気発生器１で発生した蒸気を主蒸気止め弁３、蒸気加減弁４を介して高圧タービン２に供給し、ここで蒸気に膨張仕事をさせて動力を取り出すとともに、温度の低くなった高圧タービン排気を再熱器５で再加熱し、再熱蒸気として再熱蒸気止弁７、インターセプト弁８を介して中圧タービン６に供給している。
【０００３】
また、蒸気タービンプラントは、中圧タービンで膨張仕事を終えた中圧タービン排気を低圧タービン９に供給して再び膨張仕事をさせ、膨張仕事を終えた低圧タービン排気を復水器１０に供給し、ここで凝縮させて復水にしている。
【０００４】
また、蒸気タービンプラントは、起動運転時、再熱器５から出る再熱蒸気の温度が予め定めた温度になっていないと、中圧タービン６や低圧タービン９等の構成部品に弊害が出るので、例えば負荷が数十％になるまでタービンバイパス弁１１を開弁させ、再熱器５から出た再熱蒸気の一部を復水器１０に供給する、いわゆるタービンバイパス運転を行っていた。
【０００５】
この場合、再熱器５から復水器１０に供給される再熱蒸気は、タービンバイパス弁１１の開閉の下、流量制御を行っている。
【０００６】
また、再熱器５から中圧タービン６に供給される再熱蒸気は、蒸気加減弁４の弁開度にインターセプト弁８の弁開度を連動させた、例えば蒸気加減弁４を通る蒸気とインターセプト弁８を通る蒸気との流量比を２：１にする流量比制御を行っていた。
【０００７】
一方、蒸気タービンプラントの運転中、例えば系統事故があってインターセプト弁８を急速閉鎖させる蒸気タービン制御装置は、図２に示すように、当初、速度負荷制御回路１２のみになっていた。
【０００８】
この速度負荷制御回路１２は、速度制御回路１３、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４、インターセプト弁係数手段１５、低値選択手段１６等を備え、タービンの設定回転数と実回転数とを突き合せ、偏差が出ると、その偏差を基に速度制御回路１３で速度制御信号を演算し、演算した速度制御信号に負荷設定信号を加算して速度負荷制御信号１７を演算し、演算した速度負荷制御信号１７を弁開閉指令信号として蒸気加減弁４を制御するとともに、その信号を分岐して蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４とインターセプト弁係数手段１５にそれぞれ供給していた。
【０００９】
蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４は、速度負荷制御信号１７を、例えば蒸気加減弁４を通る蒸気流量とインターセプト弁８を通る蒸気流量との流量比が２：１となる流量比制御信号１８に演算して低値選択手段１６に与えている。
【００１０】
また、インターセプト弁係数手段１５は、速度負荷制御信号１７をインターセプト弁調定率に見合うようにインターセプト弁速度負荷制御信号１９に演算し、演算したインターセプト弁速度負荷制御信号を低値選択手段１６に与えている。
【００１１】
低値選択手段１６は、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４からの流量比制御信号と、インターセプト弁係数手段１５からのインターセプト弁速度負荷制御信号１９とのうち、いずれか低値信号を選択し、インターセプト弁開閉信号２０としてインターセプト弁８に与えていた。
【００１２】
しかし、このような制御ロジック回路を備えた蒸気タービン制御装置には、不具合、不都合な問題があった。
【００１３】
例えば、通常運転からタービンバイパス運転に切り替った瞬間、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４からの流量比制御信号１８が低値選択手段１６を介してインターセプト弁８に与えられ、今迄の全開状態から流量比制御信号１８に相当する弁開度までインターセプト弁８を閉じようとするが、弁は油圧で駆動されるため直ぐには設定の位置まで閉じない。このため、予め設定しておいた弁開閉度信号と実際の弁開度との差いわゆる偏差が大きくなる。この偏差が大きくなったことによりインターセプト弁偏差大信号が演算され、演算されたインターセプト弁偏差大信号が弁急閉信号としてインターセプト弁８に与えられていた。このため、タービンが定格回転数で、異常上昇回転数になっていないにも拘らず、インターセプト弁８が閉じてしまい、蒸気タービンをトリップさせることがあった。
【００１４】
このような不具合、不都合に対処するために、最近の蒸気タービン制御装置では、図２に示すように、速度負荷制御回路１２にインターセプト弁急閉手段２１を設けている。
【００１５】
このインターセプト弁急閉手段２１は、速度負荷制御回路１２で演算したインターセプト弁開閉信号２０を実インターセプト弁開度信号２３に突き合せ、偏差が出たとき、その偏差に基づいて偏差大検出器２３でインターセプト弁閉方向偏差大信号２４を演算する。演算したインターセプト弁閉方向偏差大信号２４とタービンバイパス運転外信号２５とが揃ったことを条件に第１ＡＮＤ回路２６で演算する第１弁制御信号２７と、タービンバイパス運転中信号２８、負荷Ｘ％以上の実負荷信号２９、１０２％回転数以上の回転数制御信号３０の３つの信号が揃ったことを条件に第２ＡＮＤ回路３１で演算する第２弁制御信号３２と、パワーロードアンバランス信号３３とのうち、いずれか一つの制御信号が揃ったことを条件にＯＲ回路３４でインターセプト弁急閉信号３５を演算する。そしてインターセプト弁８を急閉させ、タービンバイパス運転中のタービンバイパス回路（図示せず）から与えられる弁閉信号にインターセプト弁８が影響を受けないようにしたものである。つまり、インターセプト弁８は、蒸気タービンのオーバスピードを防止するためのものであり、蒸気タービンの回転数が異常に上昇しない限り、タービンバイパス運転中でもタービンバイパス回路から与えられる弁閉信号に影響を受けないようにしたものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２に示した蒸気タービン制御装置は、タービンバイパス運転の有無を条件としたために、タービンバイパス回路からの閉弁指令があってもインターセプト弁８は、オーバスピード防止に必要な信号以外の何らの影響を受けなくなったものの、それでも蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４を組み込んでおり、またタービンバイパス運転の有無の条件を入れて制御ロジック回路を複雑にしたため、制御信号が誤動作し、蒸気タービンの回転数がオーバスピードになっていないのにも拘らず、インターセプト弁８に急閉指令が入ることがあった。
【００１７】
例えば、タービンバイパス運転中、蒸気加減弁４にインターセプト弁８を連動させた流量比制御、例えば蒸気加減弁通過流量を２、インターセプト弁通過流量を１の割合で制御しているとき、周波数変動または蒸気圧変動があり、蒸気加減弁４に与えられた流量比制御信号１８が急激に変化した場合、あるいは負荷降下により通常運転からタービンバイパス運転に切り替るときにインターセプト弁８に急に閉め方向信号が入った場合、さらにタービンバイパス運転が終了したとき予め設定した負荷になっており、このときに何らかの事情でタービンバイパス運転と通常運転とが断続的に繰り返される場合等の運転のとき、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段１４からの流量比制御信号１８の影響を受け、あるいは制御ロジック回路の複雑化に伴う誤動作により、実際は蒸気タービンがオーバスピードになっていないにも拘らずオーバスピードになっているとしてインターセプト弁８に急閉信号を与えることがあった。
【００１８】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、制御ロジック回路を簡素化させて誤動作がないように、蒸気タービンのオーバスピードのとき、インターセプト弁を確実に急速閉鎖させる蒸気タービン制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気タービン制御装置は、上述の目的を達成するため、請求項１に記載したように、予め設定されるタービンロータの回転数信号からこのタービンロータに設けられた速度検出器で検出された実回転数の信号を減算する第１の比較器と、前記第１の比較器からの信号を入力して速度制御信号を算出する速度制御手段と、前記速度制御信号と予め設定される負荷設定信号とを加算して速度制御信号を算出する加算器と、前記速度負荷制御信号を入力して流量比制御信号を算出する蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段と、前記速度負荷制御信号を入力してインターセプト弁速度負荷制御信号を算出するインターセプト弁係数手段と、前記蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御回路からの流量比制御信号と前記インターセプト弁係数手段からのインターセプト弁速度負荷制御信号のうち、いずれか低値信号を選択し、インターセプト弁開閉信号としてインターセプト弁に与える低値選択手段と、前記インターセプト弁に設けられたインターセプト弁開度検出器からの実インターセプト弁開度信号と前記インターセプト弁係数手段から分岐され入力されるインターセプト弁速度負荷制御信号との偏差を算出する第２の比較器と、前記第２の比較器からの偏差の信号に対して予め決められた偏差以上の時にインターセプト弁閉方向偏差大信号を出力する偏差大検出器と、前記インターセプト弁閉方向偏差大信号と予め決められた値以上の実負荷であることの信号の両者が揃うことを条件に演算を行い弁制御信号を算出するＡＮＤ回路と、前記弁制御信号とパワーロードアンバランス信号のいずれかの信号が揃うことを条件に演算を行いインターセプト弁急閉信号を算出するＯＲ回路とを備えた蒸気タービン制御装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気タービン制御装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る蒸気タービン制御装置の実施形態を示す概略制御ブロック図である。
【００２２】
本実施形態に係る蒸気タービン制御装置は、例えば通常運転からタービンバイパス運転に切り替ったとき、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段３６からの流量比制御信号３７が選択され、蒸気タービンがオーバスピードになっていないにも拘らず、インターセプト弁に急閉指令が出る誤信号の防止を図るとともに、タービンバイパス運転の有無の条件を入れて制御ロジック回路の複雑化に伴う誤動作の防止を図ったもので、速度負荷制御回路３８で演算したインターセプト弁速度負荷制御信号３９をインターセプト弁の急閉指令として用いる一方、インターセプト弁急閉手段４０の制御ロジック回路を簡素化させたものである。
【００２３】
速度負荷制御回路３８は、速度検出器４１、速度制御回路４２、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段３６、インターセプト弁係数手段４３、低値選択手段４４等を備え、タービンロータ（図示せず）に設けた速度検出器４１からの実回転数信号と予め設定しておいた設定回転数とを第１の比較器４５で突き合せ、その偏差を速度制御回路４２で速度調定率に見合った速度制御信号４６に演算し、演算した速度制御信号４６に加算器４７で負荷設定信号を加算して速度負荷制御信号４８に演算し、その演算した速度負荷制御信号４８を分岐して蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段３６とインターセプト弁係数手段４３にそれぞれ与えるようになっている。
【００２４】
蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段３６は、例えば蒸気加減弁の流量２に対して、インターセプト弁の流量１の割合となるように流量比制御信号３７を演算し、演算した流量比制御信号３７を低値選択手段４４に与えている。
【００２５】
また、インターセプト弁係数手段４３は、インターセプト弁調定率に見合うインターセプト弁速度負荷制御信号３９を演算し、演算したインターセプト弁速度負荷制御信号３９を分岐し低値選択手段４４とインターセプト弁急閉手段４０に与えている。
【００２６】
低値選択手段４４は、流量比制御信号３７と、インターセプト弁速度負荷制御信号３９とのうち、いずれか低値制御信号を選択し、インターセプト弁にインターセプト弁開閉指令信号４９を与えて弁開閉制御を行っている。
【００２７】
インターセプト弁急閉手段４０は、インターセプト弁開度検出器５０、偏差大検出器５１、ＡＮＤ回路５９、ＯＲ回路６０等を備え、インターセプト弁係数手段４３からのインターセプト弁速度負荷制御信号３９を第２の比較器５２でインターセプト弁開度検出器５０からの実インターセプト弁開度信号５３に突き合せ、偏差が出ると、その偏差を偏差大検出器５１でインターセプト弁閉方向偏差大信号５４を演算し、演算したインターセプト弁閉方向偏差大信号５４と予め決められた値以上の実負荷であることの信号５５とがＡＮＤ回路５９で揃ったことを条件とする弁制御信号５６と、パワーロードアンバランス信号５７とのうち、いずれか一方の信号がＯＲ回路６０に入力したことを条件とするインターセプト弁急閉信号５８をインターセプト弁に与えて、インターセプト弁を急速閉鎖させている。
【００２８】
このように、本実施形態は、インターセプト弁係数手段４３で演算したインターセプト弁速度負荷制御信号３９の一部を低値選択手段４４に入力する前で分岐し、分岐したインターセプト弁速度負荷制御信号３９に実インターセプト弁開度信号５３を突き合せる。そして、偏差が出たとき、その偏差に基づいてインターセプト弁閉方向偏差大信号５４を演算し、演算したインターセプト弁閉方向偏差大信号５４と予め決められた値以上の実負荷であることの信号５５とが揃った弁制御信号５６と、パワーロードアンバランス信号５７とのうち、いずれかの信号の出力があったとき、インターセプト弁急閉信号５８でインターセプト弁を急閉させている。よって、従来のように、蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段３６からの流量比制御信号３７の影響を受けなくなるとともに、インターセプト弁急閉手段４０の制御ロジック回路をより一層簡素化させて制御信号の誤動作を防止したので、蒸気タービンにトリップ指令が入ったとき、インターセプト弁を確実にして迅速に急閉鎖させることができ、蒸気タービンのオーバスピードを確実に防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気タービン制御装置は、速度負荷制御手段のインターセプト弁係数手段で演算したインターセプト弁速度負荷制御信号のうち、低値選択手段に入力する前に一部を分岐し、分岐したその制御信号をインターセプト弁急閉手段の偏差大検出器に与えてインターセプト弁閉方向偏差大信号を演算し、演算したインターセプト弁閉方向偏差大信号、予め決められた値以上の実負荷であることの信号およびパワーロードアンバランス信号のうち、いずれかの制御信号が出力されると、インターセプト弁急閉信号としてインターセプト弁に与え、タービンバイパス運転の有無に関係なくインターセプト弁を急速閉鎖させるので、制御ロジック回路を簡素化させて制御信号に誤動作を与えることがなく、インターセプト弁を確実に急速閉鎖させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気タービン制御装置の実施形態を示す概略制御ブロック図。
【図２】従来の蒸気タービン制御装置を示す概略制御ブロック図。
【図３】従来の蒸気タービンプラントを示す概略系統図。
【符号の説明】
１　蒸気発生器
２　高圧タービン
３　主蒸気止弁
４　蒸気加減弁
５　再熱器
６　中圧タービン
７　再熱蒸気止め弁
８　インターセプト弁
９　低圧タービン
１０　復水器
１１　タービンバイパス弁
１２　速度負荷制御回路
１３　速度制御回路
１４　蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段
１５　インターセプト弁係数手段
１６　低値選択手段
１７　速度負荷制御信号
１８　流量比制御信号
１９　インターセプト弁速度負荷制御信号
２０　インターセプト弁開閉信号
２１　インターセプト弁急閉手段
２２　偏差大検出器
２３　実インターセプト弁開度信号
２４　インターセプト弁閉方向偏差大信号
２５　タービンバイパス運転外信号
２６　第１ＡＮＤ回路
２７　第１弁制御信号
２８　タービンバイパス運転中信号
２９　実負荷信号
３０　回転数制御信号
３１　第２ＡＮＤ回路
３２　第２弁制御信号
３３　パワーロードアンバランス信号
３４　ＯＲ回路
３５　インターセプト弁急閉信号
３６　蒸気加減弁インターセプト弁流量比制御手段
３７　流量比制御信号
３８　速度負荷制御回路
３９　インターセプト弁速度負荷制御信号
４０　インターセプト弁急閉手段
４１　速度検出器
４２　速度制御手段
４３　インターセプト弁係数手段
４４　低値選択手段
４５　第１の比較器
４６　速度制御信号
４７　加算器
４８　速度負荷制御信号
４９　インターセプト弁開閉指令信号
５０　インターセプト弁開度検出器
５１　偏差大検出器
５２　第２の比較器
５３　実インターセプト弁開度信号
５４　インターセプト弁閉方向偏差大信号
５５　予め決められた値以上の実負荷であることの信号
５６　弁制御信号
５７　パワーロードアンバランス信号
５８　インターセプト弁急閉信号
５９　ＡＮＤ回路
６０　ＯＲ回路
【図１】
2004060496.tif 000003
【図２】
2004060496.tif 000004
【図３】
2004060496.tif 000005