(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンに供給される蒸気の蒸気流量を制御する制御系に設けられ、前記タービンの蒸気流入側に並列に設けられた複数の弁を蒸気流量要求信号に応じて各弁毎に順次開閉制御するため、前記タービンに流れるべき各弁の蒸気流量指令信号を出力する蒸気流量指令信号出力手段と、前記各弁の蒸気流量指令信号に基づいて前記各弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記各弁の実際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号出力手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び前記開度信号出力手段から出力された開度信号に基づいて前記各弁の開閉操作を行う弁開閉操作手段とを備えたタービン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記開度信号出力手段から出力された開度信号及び前記開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号を基に、前記各弁または前記各弁の制御系の異常を検出し、各弁毎の異常検出信号を前記蒸気流量指令信号出力手段に出力する異常検出手段と、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記異常検出手段から出力された異常検出信号に基づいて前記各弁を閉じる弁閉手段とを設け、前記蒸気流量指令信号出力手段は前記異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、前記異常検出手段にて検出された弁を前記弁閉手段にて閉め、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償するようにしたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記各弁の制御系にそれぞれ設けられ、前記異常検出手段から出力された異常検出信号に基づいて前記各弁を閉じる弁閉手段とを設け、前記各弁の蒸気流量指令信号出力手段は前記異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、蒸気流量を異常が検出された弁の蒸気流量と同一にするように最後に開かれる弁の蒸気流量指令信号を出力することにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償するようにしたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記蒸気流量指令信号出力手段は前記各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を出力する関数発生手段の関数を異常が検出された弁の関数と同一の関数設定とするための新たな関数発生手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記蒸気流量指令信号出力手段は前記各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を異常が検出された弁の蒸気流量指令に切替える切替手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記蒸気流量指令信号出力手段は前記各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令に異常が検出された弁の蒸気流量指令を加算する加算手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項６】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記各弁の開度検出手段により検出させた開度信号を蒸気流量信号相当に変換する各弁の開度流量変換手段と、前記各弁の開度流量変換手段から出力される各弁の蒸気流量信号相当を加算する第１加算手段と、前記各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号から前記第１加算手段から出力される蒸気流量信号相当信号の差を検出する第２加算手段と、前記各弁の蒸気流量指令信号出力手段から出力される最後に開かれる弁の蒸気流量指令信号に前記第２加算手段からの信号を加算する第３加算手段とを備え、前記第3加算手段への前記第2加算手段から出力される信号加算は、前記異常検出手段から出力された異常検出信号の動作時のみとする流量演算部を設けたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項７】
請求項１記載のタービン制御装置において、前記各弁の開度手段により検出させた開度信号を蒸気流量信号相当に変換する各弁の開度流量変換手段と、前記各弁の開度流量変換手段から出力される各弁の蒸気流量信号相当を加算する第１加算手段と、前記各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号から前記第１加算手段から出力される蒸気流量信号相当信号の差を検出する第２加算手段とを備え、最後に開かれる弁の蒸気流量指令のみは前記蒸気流量指令信号出力手段からの出力に替えて前記第２加算手段から出力信号を使用して最後に開かれる弁を制御する回路を設けたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のうちいずれか１記載のタービン制御装置において、前記タービンの蒸気流入側に並列に設けられた弁を４つとし、前記異常検出手段で前記第１弁から第３弁の異常を検出すると、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる第４弁で補償するようにした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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電所や原子力発電所における蒸気タービンの蒸気流量を制御するタービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所や原子力発電所における蒸気タービン制御には、蒸気タービンの蒸気供給系に供給される蒸気量を蒸気流量要求信号に応じて、蒸気タービンの蒸気供給系に並列に設けられた複数の弁を順次開閉制御することにより行われている。
【０００３】
図８に、火力発電所における蒸気タービン系統の構成を示す。
同図に示すように、蒸気発生器１が、主蒸気止め弁２、蒸気加減弁（ＣＶ）３を介して蒸気供給配管４によって、高圧タービン５の流入側に接続されている。
この高圧タービン５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６が設置されている。
蒸気加減弁３は、高圧タービン５に対して並列に４弁（同図では便宜上１弁のみ示す）設けられており、これらの弁を第１弁から最終弁の順に開閉制御することにより、高圧タービン５に流入する蒸気の蒸気流量を制御するものである。
【０００４】
高圧タービン５の流出側には、高圧タービン５で仕事を終えた蒸気に熱を加えるための再熱器７、この再熱器７からの蒸気量を調整するための中間蒸気弁（ＩＶ）８が蒸気供給配管４によって低圧タービン９の流入側に接続されている。
低圧タービン９の流出側には、低圧タービン９で仕事を終えた蒸気を復水するための復水器１０が設けられており、この復水器１０で復水された水は、復水回収系にて回収される。
さらに、低圧タービン９の軸端には、発電機１０が直結されており、この発電機１０は、タービンで得た機械出力を電気エネルギーに変換して負荷１１に供給する。
【０００５】
次に、このような蒸気タービン系統の動作について説明する。
蒸気発生器１にて発生した蒸気は、タービン運転中は全開となっている主蒸気止め弁２を介して、蒸気加減弁３に入り、この蒸気加減弁３の開度により調整された蒸気量が高圧タービン５に流入する。
高圧タービン５で仕事を終えた蒸気は、再熱器７に入り、熱が加えられた後に、中間蒸気弁８に入り、この中間蒸気弁８で調整された蒸気量が低圧タービン９に流入する。
低圧タービン９で仕事を終えた蒸気は、復水器１０に排出されて復水系へ回収される。低圧タービン９の軸端に直結されている発電機１０は、低圧タービン９より得た機械力を電気エネルギーに変換して負荷１１に供給する。
【０００６】
次に、図９に上述のタービン系統における蒸気加減弁制御装置の構成を示す。
この蒸気加減弁制御装置は、図８に示した、高圧タービン５の蒸気供給系統に並列に設けられた蒸気加減弁３を制御するものである。
【０００７】
図９に示すように、タービン速度検出器６の出力側には、タービン基準速度設定器２１にて設定されたタービン基準速度Ｓ１からタービン速度検出器６にて検出されたタービン速度信号Ｓ２を差し引いて速度偏差信号Ｓ３を出力する加算器２２が設けられている。
この加算器２２の出力側には、ＣＶ開度を決定するＣＶ係数器２３が接続されている。  このＣＶ係数器２３は、速度偏差信号Ｓ３に対してどの程度の割合でＣＶ開度調整するかを設定するものである。この調整は、ＣＶ速度調定率と呼ばれており、一般に速度偏差信号Ｓ３が定格タービン速度の約５％で弁開度を１００％変化させるように設定する。
そして、加算器２５は、運転員によって出力設定器２４に設定された出力設定値Ｐ１とＣＶ係数器２３からの出力信号ＣＶ０を加算してＣＶ流量指令ＣＶ１として出力する。さらにＣＶ流量指令ＣＶ１は、流量配分制御部２６に入力される。流量配分制御部２６は、ＣＶ流量指令に基づき各弁、ここでは弁３Ａから弁３Ｄまでの４弁の流量指令ＣＶ２Ａ，ＣＶ２Ｂ，ＣＶ２Ｃ，ＣＶ２Ｄを演算し、これを各々の流量開度変換器２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄへ出力する。ここで、弁３Ａないし弁３Ｄの制御は各々同様であるので、以下、弁３Ａについてのみ説明し、他は省略する。
【０００８】
弁３ＡのＣＶ流量指令ＣＶ２Ａは、蒸気加減弁を流れる蒸気流量指令であり、タービン出力値と比例した値となっているが、蒸気加減弁開度と蒸気加減弁を流れる蒸気流量とは、蒸気加減弁の開度特性により比例していない。
つまり、タービン出力値及びＣＶ流量指令と蒸気加減弁の開度とは非線形の関係にある。そこで、流量配分制御部２６の出力側には、ＣＶ流量指令ＣＶ２Ａに比例したＣＶ開度指令信号ＣＶ３Ａを出力する流量／開度変換器２７Ａが接続されている。
流量／開度変換器２７Ａには、ＣＶ開度指令信号ＣＶ３Ａ及び弁開度検出器２８Ａにて検出された蒸気加減弁３ＡのＣＶ実開度信号ＣＶ４Ａの偏差信号ＣＶ５Ａを出力する加算器２９Ａが接続されている。
【０００９】
加算器２９Ａの出力側には、偏差信号ＣＶ５Ａを比例増幅して信号ＣＶ６Ａとしてそれぞれ出力する増幅器３０Ａが接続されている。
増幅器３０Ａの出力側には、電気信号であるＣＶ６Ａを油圧信号ＣＶ７Ａとして出力する電気／油圧変換器３１Ａが接続されている。
電気／油圧変換器３１Ａは、電気信号が正極性の時は弁開に、負極性の時は弁閉とし、電気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ＣＶ７Ａを出力するものである。
電気／油圧変換器３１Ａの出力側には、油圧信号ＣＶ７Ａを機械位置信号ＣＶ８Ａに変換して弁３Ａの開度を操作する弁操作器３２Ａがそれぞれ接続されている。
すなわち、上述の構成は、偏差信号ＣＶ５Ａ、ＣＶ６Ａが零となるような閉ループ制御となっている。
【００１０】
また、急閉検出器３３Ａの出力側には、急閉検出器３３Ａから出力される急閉検出信号ＣＶ９Ａを油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに変換して出力する急閉操作器３４Ａが接続されている。
急閉操作器３４Ａの出力側には、油圧急閉検出出力ＣＶ１０Ａに基づいて弁３ＡＤを急閉させる弁操作器３２Ａが接続されている。
【００１１】
次に、図１０及び図１１を用いて蒸気加減弁制御装置の動作について説明する。
タービン基準速度設定器２１にて設定されたタービン基準速度信号Ｓ１からタービン速度検出器６にて検出されたタービン速度信号Ｓ２を差し引いて得られる速度偏差信号Ｓ３は、ＣＶ係数器２３に入力される。
ＣＶ係数器２３は、速度偏差信号Ｓ３が定格タービン速度の約５％で弁開度が１００％変化するように設定して信号ＣＶ０を出力する。
【００１２】
そして、出力設定器２４からの出力値Ｐ１とＣＶ係数器２３からの出力信号ＣＶ０は、加算器２５で加算されてＣＶ流量指令ＣＶ１として出力される。さらに、ＣＶ流量指令ＣＶ１は流量配分制御部２６に入力される。図１０に示すよう、流量配分制御部２６には、蒸気加減弁３Ａ，蒸気加減弁３Ｂ，蒸気加減弁３Ｃ，蒸気加減弁３Ｄが順次開動作するような関数発生器２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄが設けられているため、各弁のＣＶ流量指令もＣＶ２Ａ，ＣＶ２Ｂ，ＣＶ２Ｃ，ＣＶ２Ｄの順に開指令が出力される。また、図１１に示すよう通常プラントでは定格出力の９５％までは蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃのみの開指令にて得られ、蒸気加減弁３Ｄがわずかに開（数％程度）することで９５％〜１００％の出力が得られるように蒸気加減弁の容量が設計されている。
【００１３】
ＣＶ開度指令ＣＶ３Ａ及び蒸気加減弁３Ａの弁開度検出器２８Ａで検出されたＣＶ実開度ＣＶ４Ａは加算器２９Ａに入力され、この両信号の偏差が偏差信号ＣＶ５Ａとして出力される。
この偏差信号ＣＶ５Ａは、増幅器３０Ａにて比例増幅された後に、信号ＣＶ６Ａとして出力され、電気／油圧変換器３１Ａに入力される。電気／油圧変換器３１Ａは、電気信号を油圧信号ＣＶ７Ａに変換して出力する。
この時、電気信号が正極性の時は弁開に、負極性の時は弁閉とし、電気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ＣＶ７Ａを出力する。
この油圧信号ＣＶ７Ａは、弁操作器３２Ａにより機械位置信号ＣＶ８Ａに変換されて出力され、蒸気加減弁３Ａの開度を調整する。
また、蒸気加減弁３Ａを高速に全閉させる必要が生じた時には、急閉検出器３３Ａにより、急閉電気信号ＣＶ９Ａを出力して、急閉操作器３４Ａに内蔵されている電磁弁を励磁することにより蒸気加減弁３Ａを急速に全閉する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成では、複数の弁を順次開閉制御しながらプラントに要求される所望の出力を得るために運転をしている際に、蒸気加減弁あるいは各蒸気加減弁の制御系に故障が発生した場合、所望の出力を得ることができなくなりプラント運転上支障が生ずる恐れがあった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、蒸気加減弁あるいは各蒸気加減弁の系統に故障が発生した場合であっても、故障した系統の弁に替えて最後に開かれる蒸気加減弁にて開度補償することができるタービン制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明によれば、タービンに供給される蒸気の蒸気流量を制御する制御系に設けられ、タービンの蒸気流入側に並列に設けられた複数の弁を蒸気流量要求信号に応じて各弁毎に順次開閉制御するため、タービンに流れるべき各弁の蒸気流量指令信号を出力する蒸気流量指令信号出力手段と、各弁の蒸気流量指令信号に基づいて各弁の開度指令信号を出力する開度指令信号出力手段と、各弁の制御系にそれぞれ設けられ、各弁の実際の開度を検出して開度信号を出力する開度信号出力手段と、各弁の制御系にそれぞれ設けられ、開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号及び開度信号出力手段から出力された開度信号に基づいて各弁の開閉操作を行う弁開閉操作手段とを備えたタービン制御装置において、各弁の制御系にそれぞれ設けられ、開度信号出力手段から出力された開度信号及び開度指令信号出力手段から出力された開度指令信号を基に、各弁または各弁の制御系の異常を検出し、各弁毎の異常検出信号を蒸気流量指令信号出力手段に出力する異常検出手段と、各弁の制御系にそれぞれ設けられ、異常検出手段から出力された異常検出信号に基づいて各弁を閉じる弁閉手段とを設け、蒸気流量指令信号出力手段は異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、異常検出手段にて検出された弁を弁閉手段にて閉め、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償するようにしたことを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じるため、１つの弁に故障が発生しても、それに替えて最後に開かれる弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、各弁の制御系にそれぞれ設けられ、異常検出手段から出力された異常検出信号に基づいて各弁を閉じる弁閉手段とを設け、各弁の蒸気流量指令信号出力手段は異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、蒸気流量を異常が検出された弁の蒸気流量と同一にするように最後に開かれる弁の蒸気流量指令信号を出力することにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償するようにしたことを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、蒸気流量指令信号出力手段の最後に開かれる弁の蒸気流量指令を異常が検出された弁の蒸気流量と同一の出力とするため、１つの弁に故障が発生しても、それに替えて最後に開かれる弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、蒸気流量指令信号出力手段は各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を出力する関数発生手段の関数を異常が検出された弁の関数と同一の関数設定とするための新たな関数発生手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、蒸気流量指令信号出力手段内の関数発生手段により、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を異常が検出された弁の蒸気流量と同一の出力にするため、１つの弁に故障が発生しても、それに替えて最後に開かれる弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００１８】
また、請求項４に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、蒸気流量指令信号出力手段は各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を異常が検出された弁の蒸気流量指令に切替える切替手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、蒸気流量指令信号出力手段内の切替え手段により、最後に開かれる弁の蒸気流量指令を異常が検出された弁の蒸気流量指令に切替えるため、１つの弁に故障が発生しても、それに替えて最後に開かれる弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００１９】
また、請求項５に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、蒸気流量指令信号出力手段は各弁の異常検出手段からの異常検出信号に基づいて、最後に開かれる弁の蒸気流量指令に異常が検出された弁の蒸気流量指令を加算する加算手段を設けることにより、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる弁で補償することを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、蒸気流量指令信号出力手段内の加算手段により、第4弁の蒸気流量指令に異常が検出された弁の蒸気流量指令を加算するため、１つの弁に故障が発生しても、それに替えて最後に開かれる弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００２０】
また、請求項６に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、各弁の開度検出手段により検出させた開度信号を蒸気流量信号相当に変換する各弁の開度流量変換手段と、各弁の開度流量変換手段から出力される各弁の蒸気流量信号相当を加算する第１加算手段と、各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号から第１加算手段から出力される蒸気流量信号相当信号の差を検出する第２加算手段と、各弁の蒸気流量指令信号出力手段から出力される最後に開かれる弁の蒸気流量指令信号に第２加算手段からの信号を加算する第３加算手段を設け、第3加算手段への第2加算手段から出力される信号加算は、異常検出手段から出力された異常検出信号の動作時のみとすることを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号と各弁の実際に流れている合計流量との差を求め、この差を最後に開かれる弁の蒸気流量指令に加算するため、故障弁系統は１弁に限らず最後に開かれる弁が最大開度となるまでは複数の弁に異常が発生した場合でも最後に開かれる弁にて不足流量を補償することができる。
【００２１】
また、請求項７に係る発明によれば、請求項１記載のタービン制御装置において、各弁の開度手段により検出させた開度信号を蒸気流量信号相当に変換する各弁の開度流量変換手段と、各弁の開度流量変換手段から出力される各弁の蒸気流量信号相当を加算する第１加算手段と、各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号から第１加算手段から出力される蒸気流量信号相当信号の差を検出する第２加算手段を設け、最後に開かれる弁の蒸気流量指令のみは蒸気流量指令信号出力手段からの出力に替えて第２加算手段から出力信号を使用して最後に開かれる弁を制御することを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき複数の弁を順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、さらに、各弁の蒸気流量信号の総蒸気流量要求信号と各弁の実際に流れている合計流量との差を求め、この差を最後に開かれる弁の蒸気流量指令とするため、故障弁系統は１弁に限らず最後に開かれる弁が最大開度となるまでは複数の弁に異常が発生した場合でも最後に開かれる弁にて不足流量を補償することができる。
【００２２】
また、請求項８に係る発明によれば、請求項１ないし７のうちいずれか１記載のタービン制御装置において、タービンの蒸気流入側に並列に設けられた弁を４つとし、異常検出手段で第１弁から第３弁の異常を検出すると、当該弁の蒸気流量を最後に開かれる第４弁で補償するようにしたことを特徴とする。
これにより、蒸気流量指令に基づき第１弁から第４弁まで順次開する蒸気加減弁のうち、異常検出信号により、異常が検出された弁を弁閉手段により閉じ、異常が検出された弁に替えて最後に開かれる第４弁にて蒸気流量を補償することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明の第１の実施の形態に係るタービン制御装置の構成を示す。なお、図９と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
図１に示す本実施の形態においては、蒸気加減弁３Ａの制御系には、弁開度検出器２８Ａより検出された蒸気加減弁３Ａの実際の開度を示す開度信号ＣＶ４Ａ及び弁３Ａに対する開度指令信号ＣＶ３Ａを基に、弁３Ａ又は弁３Ａの制御系に異常を検出すると異常検出信号Ｆ１Ａを急閉検出器３３Ａに出力する弁異常検出器３５Ａが設けられている。なお、蒸気加減弁３Ｂ，３Ｃ，３Ｄについても各々同様に設けられている。
ここで、蒸気加減弁３Ａを例にとれば、上記弁異常検出器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄにおける異常の検出は、弁３Ａの実際の開度を示す開度信号ＣＶ４Ａ、すなわち、蒸気加減弁３Ａの開度が、蒸気加減弁３Ａに対する開度指令信号ＣＶ３Ａに追従して動作しなくなった場合に行われる。
弁異常検出器３５Ａの出力側には、異常検出信号Ｆ１Ａに基づいて急閉検出信号ＣＶ９Ａを出力する急閉検出器３３Ａが接続されている。
【００２４】
さらに、図２に示すように、流量配分制御器２６に、弁異常検出器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから出力される異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃ及び蒸気流量要求信号ＣＶ１に基づいて、異常が検出された弁系の流量配分関数２６Ａ又は２６Ｂ又は２６Ｃと同様の流量配分関数を蒸気加減弁３Ｄの流量配分関数器２６Ｄにセットする関数発生器２６Ｅを設ける。
図３に本実施の形態における関数発生器２６Ｅの入出力特性を示す。この関数発生器は異常検出信号Ｆ１Ａを入力すると流量配分関数２６Ａと同一の関数を流量配分関数器２６Ｄ  に、同様に異常検出信号Ｆ１Ｂを入力すると流量配分関数２６Ｂと同一の関数を流量配分関数器２６Ｄ  に、同様に異常検出信号Ｆ１Ｃを入力すると流量配分関数２６Ｃと同一の関数を流量配分関数器２６Ｄ  にセットする特性を有している。
【００２５】
次に、本実施の形態の蒸気タービン制御装置の動作について説明する。
本実施の形態の蒸気タービン制御装置は、プラント出力定格の９５％までは蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減弁３Ｂ及び蒸気加減弁３Ｃが順次開制御して所望の蒸気流量を流している。
今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器３５Ａから異常検出信号Ｆ１Ａが出力される。
弁異常検出器３５Ａから出力された異常検出信号Ｆ１Ａは、急閉検出器３３Ａに入力され、急閉検出器３３Ａは急閉検出信号ＣＶ９Ａを急閉操作器３４Ａに出力する。急閉操作器３４Ａは、急閉検出信号ＣＶ９Ａを油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに変換して弁操作器３２Ａに出力する。そして弁操作器３２Ａは油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに基づいて蒸気加減弁３Ａを全閉する。
【００２６】
さらに、異常検出信号Ｆ１Ａは流量配分制御器２６に出力される。
流量配分制御器２６内の関数発生器２６Ｅは異常検出信号Ｆ１Ａの入力により流量配分関数２６Ａと同一の関数を流量配分関数器２６Ｄにセットし、流量配分関数器２６Ｄから出力する蒸気加減弁３Ｄを制御するＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄは故障の発生した蒸気加減弁３Ａを制御するＣＶ流量指令ＣＶ２Ａと同一流量指令となる。
【００２７】
これにより、蒸気加減弁３Ｄは故障により弁開度が全閉となっている蒸気加減弁３Ａの必要とする開度を得ることができる。
以上、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合について説明したが、蒸気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁３Ｂを制御する弁系統及び蒸気加減弁３Ｃ又は蒸気加減弁３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合にも同様の動作が行なわれる。
【００２８】
したがって、本実施の形態に係るタービン制御装置によれば、プラント出力定格の９５％までの運転範囲では、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃあるいは蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合であっても、故障した系統の弁を除外して蒸気加減弁３Ｄにより開度補償を行なうことができる。このため、タービンの蒸気流量を確保することができ、その結果プラント出力を変えることなくプラント運転を継続することができる。
また、プラント出力９５％〜１００％で蒸気加減弁３Ｄが開の状態で運転していた時に、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃが異常になった場合でも、タービン出力を５％減の９５％で継続することができタービン出力低下を最少に抑えることができる。
【００２９】
図４に、本発明の第２の実施の形態に係るタービン制御装置内の流量配分制御器２６の構成を示す。なお、流量配分制御器２６内の構成の他は、図１に示す第１の実施の形態と同様であり、図１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図４に示す本実施の形態においては、流量配分制御器２６に弁異常検出器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから出力される異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃにより動作する切替器Ｆ１ＡＳ１，Ｆ１ＢＳ１，Ｆ１ＣＳ１及びＦ１ＡＳ２，Ｆ１ＢＳ２，Ｆ１ＣＳ２新たにを設ける。
【００３０】
そして、蒸気加減弁３Ｄを制御するＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄを出力する回路は、通常、流量配分関数器２６Ｄからの信号が出力されているが、異常検出信号Ｆ１Ａが入力された際には切替器Ｆ１ＡＳ１が閉及びＦ１ＡＳ２が開動作し、流量配分関数器２６Ｄからの信号は切離し、流量配分関数器２６Ａからの信号が出力される。同様に異常検出信号Ｆ１Ｂが入力された際には切替器Ｆ１ＢＳ１が閉及びＦ１ＢＳ２が開、異常検出信号Ｆ１Ｃが入力された際には切替器Ｆ１ＣＳ１が閉及びＦ１ＣＳ２が開動作し、流量配分関数器２６Ｄからの信号は切離し、流量配分関数器２６Ｂ又は２６Ｃからの信号が出力されるように構成する。
【００３１】
次に、本実施の形態の蒸気タービン制御装置の動作について説明する。
本実施の形態の蒸気タービン制御装置は、プラント出力定格の９５％までは蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減弁３Ｂ及び蒸気加減弁３Ｃが順次開制御して所望の蒸気流量を流している。
【００３２】
今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器３５Ａから異常検出信号Ｆ１Ａが流量配分制御器２６に出力される。
流量配分制御器２６内では異常検出信号Ｆ１Ａの入力により正常時流量配分関数２６Ｄからの出力であったＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄは流量配分関数器２６Ａからの出力に切替えられ、故障の発生した蒸気加減弁３Ａを制御するのＣＶ流量指令ＣＶ２Ａと同一と流量指令となる。
【００３３】
これにより、蒸気加減弁３Ｄは故障により弁開度が全閉となっている蒸気加減弁３Ａの本来必要とする開度を得ることができる。
以上、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合について説明したが、蒸気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁３Ｂを制御する弁系統及び蒸気加減弁３Ｃ又は蒸気加減弁３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合にも同様の動作が行なわれる。
したがって、本実施の形態に係るタービン制御装置によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図５に、本発明の第３の実施の形態に係るタービン制御装置内の流量配分制御器２６の構成を示す。なお、流量配分制御器２６内の構成の他は、図１に示す第１の実施の形態と同様であり、図１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図５に示す本実施の形態においては、流量配分制御器２６に弁異常検出器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから出力される異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃにより動作する切替器Ｆ１ＡＳ１，Ｆ１ＢＳ１，Ｆ１ＣＳ１及び切替器Ｆ１ＡＳ１を介した流量配分関数器２６Ａからの信号と、切替器Ｆ１ＢＳ１を介した流量配分関数器２６Ｂからの信号と、切替器Ｆ１ＣＳ１を介した流量配分関数器２６Ｃからの信号と、流量配分関数器２６Ｄからの信号を加算する加算器２６Ｆを新たにを設ける。
【００３５】
そして、蒸気加減弁３Ｄを制御するのＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄ１を出力する回路は通常、流量配分関数器２６ＤからのＣＶ２Ｄ信号と同一信号が出力されるようになっているため、異常検出信号Ｆ１Ａが入力された際には切替器Ｆ１ＡＳ１が動作し、流量配分関数器２６ＤからのＣＶ２Ｄ信号に、流量配分関数器２６ＡからのＣＶ２Ａ信号が加算器２６Ｆにより加算されＣＶ２Ｄ１として出力される。同様に異常検出信号Ｆ１Ｂが入力された際には切替器Ｆ１ＢＳ１が、異常検出信号Ｆ１Ｃが入力された際には切替器Ｆ１ＣＳ１が動作し、流量配分関数器２６ＤからのＣＶ２Ｄ信号に、流量配分関数器２６Ｂ又は２６ＣからのＣＶ２Ｂ又はＣＶ２Ｃ信号が加算されＣＶ２Ｄ１信号として出力されるように構成する。
【００３６】
次に、本実施の形態の蒸気タービン制御装置の動作について説明する。
蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器３５Ａから異常検出信号Ｆ１Ａが流量配分制御器２６に出力される。
流量配分制御器２６内では異常検出信号Ｆ１Ａの入力により正常時流量配分関数２６Ｄからの出力のみであったＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄ１は、流量配分関数器２６ＡからのＣＶ２Ａ信号出力が加算され蒸気加減弁３Ｄの流量指令としてＣＶ２Ｄ１が出力される。
【００３７】
これにより、蒸気加減弁３Ｄは故障により弁開度が全閉となっている蒸気加減弁３Ａの本来必要とする開度を得ることができる。
以上、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合について説明したが、蒸気加減弁３Ｂ又は蒸気加減弁３Ｂを制御する弁系統及び蒸気加減弁３Ｃ又は蒸気加減弁３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合にも同様の動作となる。
したがって、本実施の形態に係るタービン制御装置によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図６に、本発明の第４の実施の形態に係るタービン制御装置に新たに設けた流量演算部４００の構成図を示す。ここで、流量演算部は図１に示すタービン制御装置の流量配分制御部２６と流量／開度変換器２７Dの間に新たに設けたものであり、その他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同様であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図６に示す本実施の形態においては、弁開度検出器２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃから出力される開度信号ＣＶ４Ａ，開度信号ＣＶ４Ｂ，開度信号ＣＶ４Ｃから各弁を流れる蒸気流量信号相当を検出する開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃより出力された各弁の流量相当信号ＣＶ２０Ａ，ＣＶ２０Ｂ，ＣＶ２０Ｃを加算する加算器４１と、ＣＶ流量指令ＣＶ１より加算器４１の出力信号ＣＶ２１の偏差信号を演算する加算器４２と、加算器４２より出力される流量偏差信号ＣＶ２２と流量配分制御器２６内の配分関数器２６ＤからのＣＶ２Ｄ信号とを加算する加算器４３と、弁異常検出器３５Ａ、３５Ｂ，３５Ｃから出力される異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃにより動作する切替器Ｆ１ＡＳ１，Ｆ１ＢＳ１，Ｆ１ＣＳ１を、流量演算部４００として新たにを設けた構成とする。ここで、流量演算部４００は、流量配分制御器２６ＤからのＣＶ２Ｄ信号に対して，開度信号ＣＶ４Ａ，ＣＶ４Ｂ，ＣＶ４Ｃの値をもとに演算処理することによって，蒸気加減弁３Ｄの蒸気流量（不足分）を求めるものである。
【００３９】
次に、本実施の形態の蒸気タービン制御装置の動作について説明する。
本実施の形態の蒸気タービン制御装置は，プラント出力定格の９５％までは蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減弁３Ｂ及び蒸気加減弁３Ｃが順次開制御して所望の蒸気流量を流している。
【００４０】
今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器３５Ａから異常検出信号Ｆ１Ａが出力される。
弁異常検出器３５Ａから出力された異常検出信号Ｆ１Ａは，急閉検出器３３Ａに入力され、急閉検出器３３Ａは急閉検出信号ＣＶ９Ａを急閉操作器３４Ａに出力する。急閉操作器３４Ａは、急閉検出信号ＣＶ９Ａを油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに変換して弁操作器３２Ａに出力する。そして弁操作器３２Ａは油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに基づいて蒸気加減弁３Ａを全閉する。
【００４１】
さらに、今回新たに設けられた流量演算部４００により、開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃにより各弁を流れる蒸気流量信号相当を検出し開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃより出力された各弁の流量相当信号ＣＶ２０Ａ，ＣＶ２０Ｂ，ＣＶ２０Ｃを加算器４１により加算することにより第１弁から第３弁で流れている合計の総蒸気流量相当の信号が検出できる。さらに加算器４１によりＣＶ流量指令ＣＶ１と第1弁から第3弁の総蒸気流量相当信号ＣＶ２１との偏差を演算することにより蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄで流すべき所望の蒸気流量に対する不足分が求められる。
【００４２】
さらに、不足分の蒸気流量信号ＣＶ２２を弁異常検出器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから出力される異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃにより動作する切替器Ｆ１ＡＳ１，Ｆ１ＢＳ１，Ｆ１ＣＳ１を介して加算器４３に入力し蒸気加減弁３ＤのＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄに加算され、ＣＶ流量指令ＣＶ２３として流量開度変換器２７Ｄに入力される。これにより所望の蒸気流量に対する不足分を蒸気加減弁３Ｄにて補償することができる。
【００４３】
したがって、本実施の形態に係るタービン制御装置によれば、プラント出力定格の９５％までの運転範囲では、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃ或いは蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合であっても、故障した系統の弁を除外して蒸気加減弁３Ｄにより補償することができるので、タービンの蒸気流量を確保することができ、その結果プラント出力を変えることなくプラント運転を継続することができる。
さらに、上記説明ではプラント出力が定格の９５％までで説明したが、本実施の形態によればこのプラント出力を超えたり、また故障弁系統が複数あった場合にも、蒸気加減弁３Ｄの弁開度が最大開度となるまでは補償できることになる。
【００４４】
図７に、本発明の第５の実施の形態に係る流量配分制御器の構成を示す。なお、流量配分制御器２６内の構成の他は、図１に示す第１の実施の形態と同様であり、図１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図７に示す本実施の形態においては、流量配分制御器２６に異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃの入力により動作するＣＶ流量指令回路４１０を新たに設ける。このＣＶ流量指令回路４１０は、弁開度検出器２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃから出力される開度信号ＣＶ４Ａ，ＣＶ４Ｂ，ＣＶ４Ｃから各弁を流れる蒸気流量信号相当を検出する開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと開度流量変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃより出力された各弁の流量相当信号ＣＶ２０Ａ，ＣＶ２０Ｂ，ＣＶ２０Ｃを加算する加算器５１と、ＣＶ流量指令ＣＶ１より加算器５１の出力信号ＣＶ３１の偏差信号を演算する加算器５２から構成される。
【００４５】
そして、蒸気加減弁３Ｄを制御するＣＶ流量指令として、通常、流量配分関数器２６Ｄからの信号ＣＶ２Ｄが出力されるが、異常検出信号Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｃが入力されたときは、ＣＶ流量指令回路４１０が動作し、  信号ＣＶ２Ｄに替えて信号ＣＶ３２を出力するように構成する。
【００４６】
次に、本実施の形態の蒸気タービン制御装置の動作について説明する。
本実施の形態の蒸気タービン制御装置は、蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減弁３Ｂ及び蒸気加減弁３Ｃを順次開制御して所望の蒸気流量を流している。
今、蒸気加減弁３Ａ又は蒸気加減弁３Ａを制御する弁系統に故障が発生した場合、弁異常検出器３５Ａから異常検出信号Ｆ１Ａが出力される。
弁異常検出器３５Ａから出力された異常検出信号Ｆ１Ａは、急閉検出器３４Ａに入力され、急閉検出器３３Ａは急閉検出信号ＣＶ９Ａを急閉操作器３３Ａに出力する。急閉操作器３４Ａは、急閉検出信号ＣＶ９Ａを油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに変換して弁操作器３２Ａに出力する。そして弁操作器３２Ａは油圧急閉検出信号ＣＶ１０Ａに基づいて蒸気加減弁３Ａを全閉する。
【００４７】
さらに、新たに設けた、蒸気加減弁３Ｄの開度を決めるＣＶ流量指令回路４１０により、開度流量変換器４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにより第１弁から第３弁を流れる蒸気流量信号相当を検出し開度流量変換器４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃより出力された第１弁から第３弁の流量相当信号ＣＶ２０Ａ、ＣＶ２０Ｂ、ＣＶ２０Ｃを加算器５１により加算することにより第１弁から第３弁で流れている蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃの合計の総蒸気流量相当の信号が検出できる。さらに加算器５１によりＣＶ流量指令ＣＶ１と蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃの合計総蒸気流量相当信号ＣＶ３１との偏差を演算することにより蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃで流すべき所望の蒸気流量に対する不足分が求められる。
【００４８】
さらに、図１の流量配分関数器２６Ｄをやめ、流量配分関数器２６Ｄで求められたＣＶ流量指令ＣＶ２Ｄに変えて、加算器５２で求められた出力信号ＣＶ３２を、蒸気加減弁３ＤのＣＶ流量指令にすることにより、所望の蒸気流量に対する蒸気加減弁３Ａ及び蒸気加減弁３Ｂ及び蒸気加減弁３Ｃで得られる蒸気流量の不足分を蒸気加減弁３Ｄにて得ることができる。
言い替えれば蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各弁にて本来得るべき蒸気流量が不足分を蒸気加減弁３Ｄにて得ることができる。
【００４９】
本実施の形態に係るタービン制御装置によれば、蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃ或いは蒸気加減弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃを制御する弁系統に故障が発生した場合であっても、故障した系統の弁を除外して蒸気加減弁３Ｄによりの蒸気加減弁３Ｄの弁開度が最大開度となるまでは補償することができるので、所望のタービンの蒸気流量を確保することができ、その結果プラント出力を変えることなくプラント運転を継続することができる。
【００５０】
なお、上述の実施の形態においては、蒸気加減弁が４つの場合について説明しているが、任意の複数の蒸気加減弁の場合にも同様に適用することができる。また、弁閉手段としては、たとえば、弁を急速に閉じる場合を考慮し、急閉検出器や急閉操作器を用いたが、これに限るものではない。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項８に係る発明によれば、最後に開かれる弁の制御を必要としないプラント出力定格の９５％以下の範囲では、１つの弁に故障が発生した場合にもタービン出力を変えることなくプラントの運転を継続させることができる。
さらに、請求項６または請求項７の構成によれば、各々に記載の手段によりプラント出力が定格の９５％を超えたり、また複数の弁系統に異常が発生した場合にも、最後に開かれる弁が最大開度となるまではこの最後に開かれる弁で不足流量を補償できるため、タービン出力を変えることなくプラントの運転を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタービン制御装置の構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における流量配分制御部の内部構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態の流量配分制御部内における関数発生器の入出力特性図
【図４】本発明の第２の実施の形態における流量配分制御部の内部構成図
【図５】本発明の第３の実施の形態における流量配分制御部の内部構成図
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るタービン制御装置の構成を示す図
【図７】本発明の第５の実施の形態に係るタービン制御装置の構成図
【図８】従来の火力発電所における蒸気タービン系統の構成図
【図９】従来の蒸気加減弁制御装置の構成図
【図１０】従来の蒸気加減弁制御装置における流量配分制御部の内部構成図
【図１１】従来の流量配分制御部内における関数発生器の入出力特性図
【符号の説明】
１…蒸気発生器、２…主蒸気止め弁、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…蒸気加減弁、４…蒸気供給配管、５…高圧タービン、６…速度検出器、７…再熱器、８…中間蒸気弁、９…低圧タービン、１０…復水器、１１…負荷、２１…タービン基準速度設定器、２２…加算器、２３…ＣＶ係数器、２４…出力設定器、２５…加算器、２６…流量配分制御部、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ…流量配分関数器、２６E…関数発生器、２６Ｆ…加算器、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…流量／開度変換器、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ…弁開度検出器、２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ…加算器，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…増幅器、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…電気／油圧変換器、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…弁操作器、３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ…急閉検出器、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ…急閉操作器、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ…弁異常検出器、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…開度／流量変換器、４１，４２，４３…加算器、Ｆ１ＡＳ１，Ｆ１ＡＳ２，Ｆ１ＢＳ１，Ｆ１ＢＳ２，Ｆ１ＣＳ１，Ｆ１ＣＳ２…切替器、４００…流量演算部、４１０…ＣＶ流量指令回路
【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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