JP2614211B2 - Steam turbine ground steam seal system pressure regulator - Google Patents
Steam turbine ground steam seal system pressure regulatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービンにおけるグランドスチームシー
ル系統の圧力調整装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a pressure adjusting device for a ground steam seal system in a steam turbine.
（従来の技術） 蒸気原動所における蒸気タービンのグランド部のシー
ル方法としては蒸気シールが多用されている。(Prior Art) A steam seal is frequently used as a sealing method for a gland portion of a steam turbine in a steam power plant.
第３図はその代表的系統を示すもので、破線は主蒸気
サイクルを示し、実線は蒸気タービングランドスチーム
シール系統を示している。同図において、ボイラ１より
の蒸気は主蒸気弁２および蒸気加減弁３を経て高圧ター
ビン４に入り、ここで仕事をした後、再熱器５にて再熱
され、蒸気弁6,7を経て中圧タービン８に入り、ここで
仕事をした後、低圧タービン9,10を経て復水器11に流れ
込む。復水器11よりの復水は数段の低圧給水加熱器12
a、給水ポンプ13および高圧給水加熱器12bを経て、再び
ボイラにて加熱され、高温、高圧蒸気と再熱再生サイク
ルを形成する。FIG. 3 shows a typical system, in which a broken line shows a main steam cycle and a solid line shows a steam turbine ground steam seal system. In the figure, steam from a boiler 1 enters a high-pressure turbine 4 through a main steam valve 2 and a steam control valve 3, and after working there, is reheated by a reheater 5, and the steam valves 6, 7 After passing through the intermediate pressure turbine 8 and working there, it flows into the condenser 11 through the low pressure turbines 9 and 10. Condensate from condenser 11 has several stages of low pressure feed water heater 12
a, After passing through the feed water pump 13 and the high pressure feed water heater 12b, it is heated again by the boiler to form a reheat regeneration cycle with high temperature, high pressure steam.
一方、蒸気タービンロータ14のグランド部シールは実
線で示される蒸気シール方法によっている。このシール
方法の詳細を以下に示す。On the other hand, the gland seal of the steam turbine rotor 14 is based on the steam sealing method shown by the solid line. Details of the sealing method will be described below.
蒸気タービンロータ14のタービンケーシング壁（図示
せず）の貫通部には、ケーシング内の高圧、高温蒸気の
大気への漏洩防止、あるいは大気側から低圧タービンへ
の空気混入の防止を目的としてラビリンス形式のパッキ
ングが設けられている。このパッキングは回転する蒸気
タービンロータ14に沿って流れる蒸気または空気に連続
的に絞り作用を与えることにより、漏洩量を最小にする
ものである。A labyrinth type is provided in a through portion of a turbine casing wall (not shown) of the steam turbine rotor 14 for the purpose of preventing high pressure and high temperature steam in the casing from leaking to the atmosphere or preventing air from entering the low pressure turbine from the atmosphere side. Packing is provided. This packing minimizes the amount of leakage by continuously throttling the steam or air flowing along the rotating steam turbine rotor 14.
このラビリンスパッキングのパッキング室は、そのヘ
ッダー圧が一定に保持されているスチームシールヘッダ
ー15（以下、SSHという。）に接続されると共に、常時
大気圧以下に維持されているグランド蒸気復水器16と接
続されている。The packing chamber of the labyrinth packing is connected to a steam seal header 15 (hereinafter referred to as SSH) whose header pressure is kept constant, and is always maintained at a pressure lower than the atmospheric pressure. Is connected to
蒸気タービンの定負荷運転時には、高・中圧タービン
4,8のグランド部におけるタービンケーシング内蒸気の
蒸気圧力がSSHライン圧（約0.3kg/cm2g程度）よりも高
いため、ラビリンスパッキングを経てSSHライン15へ流
れ込む。During constant load operation of the steam turbine,
Since the steam pressure of the steam in the turbine casing at the gland part of 4, 8 is higher than the SSH line pressure (about 0.3 kg / cm 2 g), it flows into the SSH line 15 via labyrinth packing.
またSSHライン15内の蒸気はその外側（大気側）に位
置するラビリンスパッキングを通り、グランド蒸気復水
器16内（常時圧は水柱にて−100mm程度の負圧）に流入
する。グランド蒸気復水器16内の圧力は負圧のため、SS
Hラインからの蒸気の他に大気側からの空気も流入する
ことになる。このような構成により定負荷時における高
・中圧タービン4,8から大気への蒸気漏洩は防止され
る。The steam in the SSH line 15 passes through the labyrinth packing located on the outside (atmosphere side), and flows into the ground steam condenser 16 (normal pressure is a negative pressure of about -100 mm at a water column). Since the pressure in the ground steam condenser 16 is negative pressure, SS
In addition to the steam from the H line, air from the atmosphere will also flow in. With such a configuration, steam leakage from the high / medium pressure turbines 4 and 8 to the atmosphere at a constant load is prevented.
一方、低圧タービン9,10の蒸気タービンロータグラン
ド部、および高・中圧タービン起動時のタービングラン
ド部においては、上述した定負荷時の高・中圧タービン
4,8と異なり、復水器11と接続されている関係上、ケー
シング内圧が負圧となるため、SSHライン15からの蒸気
は接続室よりラビリンスパッキングを経て高・中圧ター
ビン4,8または低圧タービン９のケーシング内に流れ込
むこととなる。一方、大気側に位置するグランド蒸気復
水器16内にも流れ込むため、大気側から高・中圧タービ
ン4,8または低圧タービン９への空気混入は完全に防止
される。On the other hand, in the steam turbine rotor gland of the low-pressure turbines 9 and 10 and the turbine gland at the time of starting the high- and medium-pressure turbine, the high- and medium-pressure turbine
Unlike 4,8, because of the connection with the condenser 11, the internal pressure of the casing becomes a negative pressure, so the steam from the SSH line 15 passes through the labyrin packing from the connection chamber, and the high / medium pressure turbine 4,8 or It will flow into the casing of the low-pressure turbine 9. On the other hand, the air flows into the ground steam condenser 16 located on the atmosphere side, so that air from the atmosphere to the high / medium pressure turbines 4, 8 or the low pressure turbine 9 is completely prevented.
第４図中の破線は蒸気タービン出力（Ｌ）と、タービ
ングランド部よりSSHライン15への漏洩蒸気量（Q1。す
なわち高・中圧タービンからの漏洩蒸気量と低圧タービ
ンへの流入蒸気量の差）との関係を示す。The broken line in FIG. 4 indicates the steam turbine output (L) and the amount of steam leaked from the turbine gland to the SSH line 15 (Q1. That is, the amount of steam leaked from the high / medium pressure turbine and the amount of steam flowing into the low pressure turbine). Difference).
同図から明らかなように、タービン出力が約50％まで
は高・中圧タービン4,8のグランド部からSSHライン15へ
の漏れ蒸気が少量であり、また低圧タービン９のグラン
ド部を通ってSSHライン15の蒸気ケーシング内に流れ込
むため漏洩蒸気量は負の値を示している。一方、50％出
力以上においては逆に、高・中圧タービン4,8からの漏
洩蒸気が漸増傾向にあるのに対し低圧タービンケーシン
グ内への流入蒸気量は負荷によらず一定となるため、正
の値を示すことになる。As is apparent from the figure, a small amount of steam leaks from the glands of the high and medium pressure turbines 4 and 8 to the SSH line 15 until the turbine output reaches about 50%, and passes through the gland of the low pressure turbine 9. The amount of leaked steam shows a negative value because it flows into the steam casing of the SSH line 15. On the other hand, at 50% output or more, on the contrary, the amount of steam flowing into the low-pressure turbine casing is constant regardless of the load, whereas the amount of steam leaking from the high- and medium-pressure turbines 4, 8 tends to increase gradually. It will show a positive value.
このタービン出力による漏洩蒸気量変化に対し、グラ
ンドパッキングSSHライン15の圧力室を常に一定（約0.3
kg/cm2g）に保持する必要がある。すなわち、タービン
出力50％以下においては第４図中の実線Q2にて示す蒸気
量を他系統よりSSHライン15へ供給しなければならず、
またタービン出力50％以上においてはSSHライン15の余
剰蒸気を他系統へ逃がす必要がある。The pressure chamber of the ground packing SSH line 15 is always kept constant (about 0.3
kg / cm 2 g). That is, when the turbine output is 50% or less, the steam amount indicated by the solid line Q2 in FIG. 4 must be supplied to the SSH line 15 from another system.
In addition, when the turbine output is 50% or more, it is necessary to release excess steam in the SSH line 15 to another system.
このようなSSHライン15への蒸気供給、または余剰蒸
気の逃がしを行い、SSHライン15の蒸気圧力を一定に制
御する装置としてグランドスチームシール調整装置17が
設けられており、また余剰蒸気逃がしラインにはグラン
ドスチームシール調整装置と連動する三方切換弁18が設
置されている。A ground steam seal adjusting device 17 is provided as a device for supplying steam to the SSH line 15 or releasing excess steam and controlling the steam pressure of the SSH line 15 to be constant. Is provided with a three-way switching valve 18 interlocked with the ground steam seal adjusting device.
グランドスチームシール調整装置17には、第３図に示
すように、一般的には４系統の蒸気ラインが接続されて
いる。この４系統とはSSHライン15との接続ライン20、
主蒸気配管との接続ライン21、低温再熱蒸気ラインに接
続している補助蒸気ヘッダー22との接続ライン23、およ
び三方切換弁18との接続ライン24である。As shown in FIG. 3, generally four steam lines are connected to the ground steam seal adjusting device 17. These four lines are the connection line 20 with the SSH line 15,
A connection line 21 to the main steam pipe, a connection line 23 to the auxiliary steam header 22 connected to the low-temperature reheat steam line, and a connection line 24 to the three-way switching valve 18.
主蒸気接続ライン21、補助蒸気ヘッダー接続ライン23
は共にグランドスチームシール調整装置17への蒸気供給
時に使用される系統であり、三方切換弁接続ライン24は
余剰蒸気逃がし時に使用されるものである。また、この
三方切換弁18からの余剰蒸気は、復水器11への接続ライ
ン25と、給水加熱器12への接続ライン26を通して排出さ
れる。Main steam connection line 21, auxiliary steam header connection line 23
Are systems used when supplying steam to the ground steam seal adjusting device 17, and the three-way switching valve connection line 24 is used when excess steam is released. Excess steam from the three-way switching valve 18 is discharged through a connection line 25 to the condenser 11 and a connection line 26 to the feed water heater 12.
上述した接続系統を持つグランドスチームシール調整
装置17および三方切換弁18の制御系統図を第５図に、グ
ランドスチームシール調整装置弁開度特性図を第６図
に、また制御ブロック図を第７図に各々示す。FIG. 5 shows a control system diagram of the ground steam seal adjusting device 17 and the three-way switching valve 18 having the above-described connection system, FIG. 6 shows a characteristic diagram of the valve opening degree of the ground steam seal adjusting device, and FIG. Each is shown in the figure.
第５図において、スチームシールヘッダ15内の蒸気圧
力PSSHはウオータポット19を介してグランドスチームシ
ール調整装置のベロー17aに入力される。このベロー17a
の動きはレバー17bを介してパイロット弁17cに伝達さ
れ、このパイロット弁17cの位置により制御油17dを油筒
ピストン17eの上部室または下部室に送り込み、油筒ピ
ストンロッド17fを上下方向に動かす。この動きは直接
またはカム17jを介して主蒸気供給弁17g、補助蒸気供給
弁17h、逃がし弁17iに伝わり、これらを開閉する。従っ
て、スチームシールヘッダ15の蒸気圧力PSSHと圧力設定
値P0SSH（約0.3kg/cm2g）の偏差が油筒ピストン17eを動
かすことになる。In FIG. 5, the steam pressure P SSH in the steam seal header 15 is input to the bellows 17a of the ground steam seal adjusting device via the water pot 19. This bellow 17a
Is transmitted to the pilot valve 17c via the lever 17b, and the control oil 17d is sent into the upper chamber or the lower chamber of the oil cylinder piston 17e depending on the position of the pilot valve 17c, and the oil cylinder piston rod 17f is moved up and down. This movement is transmitted to the main steam supply valve 17g, the auxiliary steam supply valve 17h, and the relief valve 17i directly or via the cam 17j to open and close them. Therefore, a deviation between the steam pressure P SSH of the steam seal header 15 and the pressure set value P 0SSH (about 0.3 kg / cm 2 g) moves the oil cylinder piston 17e.
この油筒ピストン17eと各々の弁の開度特性を第６図
に示す。FIG. 6 shows the opening characteristics of the oil cylinder piston 17e and each valve.
例えば、タービン起動時よりタービン出力50％程度で
は第６図に示したようにSSHライン15の圧力PSSHは高・
中圧タービン4,8からの漏洩蒸気が低圧タービン９への
流入蒸気よりも少ないため、圧力設定値に対して下がり
傾向となる。この補正として高圧蒸気ライン21および補
助蒸気ヘッダー23よりの蒸気供給が必要されるが、その
後タービン出力の増加にともない高・中圧タービン4,8
からSSHラインへの蒸気漏洩が増加するため、供給蒸気
は漸減傾向となる。For example, at a turbine output of about 50% from the start of the turbine, the pressure P SSH of the SSH line 15 is high as shown in FIG.
Since the amount of steam leaking from the intermediate pressure turbines 4 and 8 is smaller than the steam flowing into the low pressure turbine 9, the steam tends to decrease with respect to the pressure set value. As a correction, steam supply from the high-pressure steam line 21 and the auxiliary steam header 23 is required, but the high- and medium-pressure turbines 4,8
The supply steam tends to decrease gradually due to an increase in steam leakage from the system to the SSH line.
逆に定格出力時においては、高・中圧タービン4,8か
らの漏洩蒸気と低圧タービン９への流入蒸気との差がSS
Hライン15の圧力を高める傾向となるため、逃がし弁17i
および補助蒸気供給弁17hは全閉となり、余剰蒸気はSSH
ライン15より排出されることとなる。レバー17k、ダッ
シュポット17l、ピストン17mはいずれもフィードバック
機構であり、パイロット弁17cの平衡動作すなわち、圧
力偏差に対して油筒ピストン17eがバランスした位置に
て停止するためのものである。Conversely, at the rated output, the difference between the steam leaking from the high / medium pressure turbines 4 and 8 and the steam flowing into the low pressure turbine 9 is SS
Since the pressure in the H line 15 tends to increase, the relief valve 17i
And auxiliary steam supply valve 17h are fully closed, and surplus steam is SSH
It will be discharged from line 15. The lever 17k, the dashpot 17l, and the piston 17m are all feedback mechanisms, and are used to stop the equilibrium operation of the pilot valve 17c, that is, to stop at a position where the oil cylinder piston 17e is balanced against the pressure deviation.
第７図は前記したグランドスチーム調整装置17および
三方切換弁18の制御ブロック図を例示するもので、グラ
ンドスチームシール調整装置逃がし弁17iからの余剰蒸
気は復水器側弁18aまたは給水加熱器側弁18bを通り、復
水器11または給水加熱器12のいずれかに排出される。こ
の弁の基本的制御動作は、タービン定格出力運転状態で
はプラント熱効率改善のために、SSHライン15の余剰蒸
気を給水加熱器側弁18bを経て給水加熱器12側へ排出す
るが、異常時はこの給水加熱器12へのライン26が低圧タ
ービン抽気ライン27に接続されているのでそこを逆流
し、タービン羽根を損傷させる可能性がある。これを防
止するため三方切換弁18の給水加熱器側弁18bを全閉さ
せる一方、復水器側弁18aを全開させ、その余剰蒸気を
復水器へ逃がすようにしている。FIG. 7 exemplifies a control block diagram of the above-mentioned ground steam adjusting device 17 and three-way switching valve 18. Excess steam from the ground steam seal adjusting device relief valve 17i is supplied to the condenser side valve 18a or the feed water heater side. It is discharged to either the condenser 11 or the feed water heater 12 through the valve 18b. The basic control operation of this valve is to discharge excess steam from the SSH line 15 to the feed water heater 12 through the feed water heater side valve 18b in order to improve the plant thermal efficiency in the turbine rated output operation state. Since the line 26 to the feed water heater 12 is connected to the low-pressure turbine bleed line 27, there is a possibility that the flow will flow back there and damage the turbine blades. To prevent this, the feed water heater side valve 18b of the three-way switching valve 18 is fully closed, while the condenser side valve 18a is fully opened, and the excess steam is allowed to escape to the condenser.
三方切換弁18の弁18aまたは18bの切換動作は第５図お
よび第７図に示すように、グランドスチームシール調整
装置に設置されている空気弁28と、三方切換弁18に接続
されている電磁弁29とにより実施されている。いずれの
場合にも三方切換弁18の駆動装置である空気ベローへの
空気圧30の断時には復水器側弁18aを全開させる一方、
給水加熱器側弁18bを全閉させ、復水器側25への切換と
なる。As shown in FIGS. 5 and 7, the switching operation of the valve 18a or 18b of the three-way switching valve 18 is performed by an air valve 28 installed in the ground steam seal adjusting device and an electromagnetic valve connected to the three-way switching valve 18. This is implemented by the valve 29. In any case, when the air pressure 30 to the air bellows which is the driving device of the three-way switching valve 18 is cut off, the condenser side valve 18a is fully opened,
The feed water heater side valve 18b is fully closed, and switching to the condenser side 25 is performed.
なお、空気圧30が断時となるのは、第６図および第７
図に示すように、蒸気供給バイパス弁31,32の開（運転
中の誤操作防止）時信号、給水加熱器12へのライン温度
高信号33、および手動信号34の入力時であり、電磁弁29
は無励磁状態なり、弁18aを全開、弁18bを全閉させ、余
剰蒸気を復水器11へ逃がすことになる。6 and 7 when the air pressure 30 is cut off.
As shown in the figure, when the steam supply bypass valves 31 and 32 are opened (to prevent erroneous operation during operation), the line temperature high signal 33 to the feed water heater 12 and the manual signal 34 are input, the solenoid valve 29
Is in a non-excited state, the valve 18a is fully opened, the valve 18b is fully closed, and surplus steam is released to the condenser 11.
同様に、グランドスチームシール装置の逃がし弁17i
または補助蒸気供給弁17hが開いている場合（蒸気供給
弁がテイック状態となる可能性がある時）は空気弁28よ
り三方切換弁18への空気供給は断たれ、復水器側25への
排出となる。Similarly, the relief valve 17i of the ground steam seal device
Alternatively, when the auxiliary steam supply valve 17h is open (when there is a possibility that the steam supply valve may be in a take state), the air supply from the air valve 28 to the three-way switching valve 18 is cut off, and the air supply to the condenser side 25 is stopped. Emission.
（発明が解決しようとする問題点） 上述した構成要素と作用の従来技術には次のような問
題点および改善点がある。(Problems to be Solved by the Invention) The above-described prior art of the components and functions has the following problems and improvements.
（１）グランドスチームシール調整装置の圧力検出機構
はSSHライン圧力を直接検出しており、SSHライン時定数
は配管容積に比例して大となるため、第８図の時刻T1に
示すように負荷遮断時のような急激な負荷変化を発生す
る場合には、蒸気供給弁17g,17hの開速度が追従でき
ず、SSHライン圧を規定圧以下にし、その追従性が極端
に悪い時には、大気より蒸気タービン内へ空気が混入す
る危険性がある。(1) pressure detection mechanism ground steam seal regulator is detected the SSH line pressure directly, since the time SSH line constant is large in proportion to the pipe volume, as shown at time T 1 of the Figure 8 When a sudden load change occurs, such as during load shedding, the opening speeds of the steam supply valves 17g and 17h cannot be followed, and the SSH line pressure is reduced to a specified pressure or less. There is a risk that air may be mixed into the steam turbine.
（２）三方切換弁の駆動力が空気であるため、切換信号
入力後の応答性に問題がある。例えば第８図中に示す時
刻T1に負荷遮断が発生した場合、静特性上は時刻T2に三
方切換弁18aを全閉状態より全開状態へ、また三方切換
弁18bを全開より全閉へ切替えることとなるが、これに
追従できず、実際には時刻T3にてその動作を完了するこ
とになる。この制御動作遅れは時として高温蒸気を給水
加熱器側より低圧タービン内へ逆流させ、羽根を損傷さ
せる危険性を残している。(2) Since the driving force of the three-way switching valve is air, there is a problem in responsiveness after inputting the switching signal. For example, when the load shedding at the time T 1 shown in FIG. 8 is generated, the static characteristics of the three-way valve 18a to the time T 2, to the fully open state than the fully closed state and the fully closed from the fully open the three-way valve 18b Although the switching is performed, the operation cannot be followed, and the operation is actually completed at time T3. This control delay sometimes causes the high-temperature steam to flow back from the feedwater heater side into the low-pressure turbine, leaving a risk of damaging the blades.
（３）グランドスチームシール調整装置は油圧機構であ
り、一方、三方切換弁は空気作動であるため、これらの
駆動源確保のため、油管、空気管の多種配管の施行を必
要とし、これらの簡略化が望まれている。(3) The ground steam seal adjusting device is a hydraulic mechanism, while the three-way switching valve is pneumatically operated. Therefore, in order to secure these driving sources, it is necessary to implement various pipes such as an oil pipe and an air pipe. Is desired.
（４）グランドスチームシール調整装置の駆動力源とな
る制御油はタービン起動前に電動補助油ポンプより供給
され、また通常のタービン運転時においてはタービンロ
ーラに直結される主油ポンプにより供給されるが、起動
前の電動補助油ポンプの用途はグランドスチームシール
調整装置のみである。このため、仮にグランドスチーム
シール調整装置を別な方法で駆動させることができれば
電動補助油ポンプを起動前に回転させる必要はなく、補
機動力の削減に大きく貢献できるが、これは不可能であ
った。(4) The control oil, which is the driving force source of the ground steam seal adjusting device, is supplied from the electric auxiliary oil pump before starting the turbine, and is supplied by the main oil pump directly connected to the turbine roller during normal turbine operation. However, the use of the electric auxiliary oil pump before startup is only for a ground steam seal adjusting device. For this reason, if the ground steam seal adjusting device can be driven by another method, it is not necessary to rotate the electric auxiliary oil pump before starting, which can greatly contribute to the reduction of auxiliary power, but this is not possible. Was.
（５）三方切換弁の切換はON−OFF動作（給水加熱器側
または復水器側のいずれか一方）となっている。仮に途
中開度制御を可能とする機能を持つならば、低負荷時に
おいても給水加熱器側への蒸気供給を実施でき、ひいて
はプラント効率の改善を図ることができるが、従来の装
置ではこれが不可能であった。(5) The switching of the three-way switching valve is an ON-OFF operation (either the feed water heater side or the condenser side). If a function to control the opening degree in the middle can be provided, steam can be supplied to the feed water heater side even at low load, and plant efficiency can be improved, but this is not possible with conventional equipment. It was possible.
本発明は従来のグランド蒸気圧力調整装置および三方
切換弁が持つ上述の如き問題点、すなわち過渡応答時の
制御性改善、駆動力源の簡略化、タービン起動時の補機
動力削減並びにプラント効率の改善を可能とする蒸気タ
ービングランドスチームシール系統圧力調整装置を提供
することを目的とする。The present invention has the above-mentioned problems of the conventional gland steam pressure regulator and the three-way switching valve, namely, improvement of controllability at the time of transient response, simplification of the driving power source, reduction of auxiliary power at the time of turbine startup, and reduction of the plant efficiency. An object of the present invention is to provide a steam turbine gland steam seal system pressure regulator capable of improvement.
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、電動式グランド蒸
気圧力調整装置および三方切換弁、電動式グランド蒸気
圧力調整装置開度要求信号、関数発生器並びに関数発生
器への入力信号となるタービン出力、同様に関数発生器
出力信号を補正するためのSSHライン圧力検出装置と圧
力設定器、電動式三方切換弁を制御するためのSSHライ
ン温度検出、タービン出力を入力信号とし、給水加熱器
の入口側温度予想関数発生器並びに給水加熱器保護イン
ターロックを司どる給水加熱器入口側温度検出リレー、
グランド蒸気圧力調整装置開度検出回路により構成され
る。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an electric gland steam pressure regulator and a three-way switching valve, an electric gland steam pressure regulator opening request signal, a function generator, and a function generator. The output of the turbine, which is the input signal to the gas generator, as well as the SSH line pressure detector and pressure setter for correcting the output signal of the function generator, the temperature of the SSH line for controlling the motorized three-way switching valve, and the turbine output As an input signal, feed water heater inlet side temperature detection relay which controls feed water heater inlet side temperature prediction function and feed water heater protection interlock,
It is constituted by a ground steam pressure regulator opening degree detection circuit.
上述した構成による本発明のグランド蒸気圧力調整装
置および三方切換弁の制御ブロックを第１図に示す。な
お、従来技術におけると同じものには同一符号を付し、
詳細な説明は省略する。FIG. 1 shows a control block of the gland steam pressure regulator and the three-way switching valve according to the present invention having the above-described configuration. Note that the same components as those in the prior art are denoted by the same reference numerals,
Detailed description is omitted.
第１図において、グランド蒸気圧力調整装置の制御ブ
ロックはSSHライン圧力検出器50、SSHライン圧力設定器
（pref）51、蒸気タービン出力を検出する高圧タービン
初段羽根出口圧力検出器52、グランド蒸気圧力調整装置
開度要求指示用関数発生器53、比例演算回路54、開度要
求信号を入力するグランド蒸気圧力調整装置の駆動装置
55とから形成されている。また、駆動装置55は駆動モー
タ55aを制御するパルス信号発生器55b、開度検出器55
c、駆動用ギヤ類55dより構成されている。In FIG. 1, a control block of the gland steam pressure adjusting device includes an SSH line pressure detector 50, an SSH line pressure setter (pref) 51, a high pressure turbine first stage blade outlet pressure detector 52 for detecting steam turbine output, and a gland steam pressure. Adjustment device opening request instruction function generator 53, proportional operation circuit 54, driving device for ground steam pressure adjustment device to input opening request signal
55 and is formed from. The driving device 55 includes a pulse signal generator 55b for controlling the driving motor 55a,
c, composed of driving gears 55d.
一方、三方切換弁制御ブロッククはSSHラインに温度
検出器60、高圧タービン初段羽根出口圧力を入力信号と
する給水加熱器12への抽気ライン温度予想値（設定値）
関数発生器61、比例演算回路54、グランドスチームシー
ル調整装置開度指示信号を入力とし、その信号値が低レ
ベル状態では三方切換弁を強制的に三方切換弁18を復水
器側に切替える信号を発生する信号発生器62、および温
度検出リレー33、温度予想値（設定値）関数発生器61か
らの信号とSSHライン温度検出器60との偏差信号、信号
発生器62からの信号を入力とし、これらの信号レベルの
中で低値を優先させる低値優先回路63とから構成されて
いる。On the other hand, the three-way switching valve control block has a temperature detector 60 in the SSH line and an expected value (set value) of the bleed line temperature to the feed water heater 12 with the input pressure of the high pressure turbine first stage blade outlet pressure as an input signal.
A signal for inputting the function generator 61, the proportional operation circuit 54, and the ground steam seal adjusting device opening instruction signal, and forcing the three-way switching valve 18 to switch to the condenser side when the signal value is low. The signal from the signal generator 62, the temperature detection relay 33, the signal from the temperature expected value (set value) function generator 61, the deviation signal from the SSH line temperature detector 60, and the signal from the signal generator 62 are input. And a low value priority circuit 63 for giving priority to a low value among these signal levels.
（作 用） 次に、これらの各構成要素の関連性と作用を説明す
る。(Operation) Next, the relevance and action of each of these components will be described.
従来技術におけるSSHラインの圧力制御方法はSSHライ
ン圧力設定値と実圧との偏差により、駆動装置である油
筒ピストンを動かすことよって実施していたが、本発明
においては、グランドスチームシール調整装置の開度は
タービン第１段羽根出口圧力の関数として先行的に決定
される。In the prior art, the pressure control method of the SSH line was implemented by moving the oil cylinder piston, which is a driving device, according to the deviation between the SSH line pressure set value and the actual pressure. Is determined in advance as a function of the turbine first stage blade exit pressure.
タービン第１段羽根出口圧力はタービン出力に比例し
て上昇する特性を有しており、また、タービン出力とSS
Hラインへの高・中圧タービンからの蒸気供給量およびS
SHラインから低圧タービンへの蒸気流入量については前
記従来技術において説明したと同様に、第４図に示す特
性を有している。The turbine first stage blade outlet pressure has a characteristic of increasing in proportion to the turbine output.
Steam supply from high / medium pressure turbine to H line and S
The amount of steam flowing from the SH line to the low-pressure turbine has the characteristics shown in FIG. 4, as described in the above-mentioned prior art.
このため、グランドスチームシール調整装置17の開度
はタービン出力が決定されれば、先行的にその位置を求
めることが可能であり、その機能は関数発生器53によっ
て実行される。Therefore, if the turbine output is determined, the position of the opening degree of the ground steam seal adjusting device 17 can be obtained in advance, and the function is executed by the function generator 53.
SSHライン圧力検出器50と、圧力設定器（pref）51と
は、この先行的開度決定値を補正するものであり、圧力
設定値に対してSSHラインの実圧が高い場合は、先行開
度信号に偏差信号を加算させ、逃がし弁17iを開方向に
動作させてSSHライン実圧が降下するよう作用する。The SSH line pressure detector 50 and the pressure setting device (pref) 51 correct the preceding opening degree determination value. When the actual pressure of the SSH line is higher than the pressure setting value, the preceding opening The deviation signal is added to the degree signal, and the relief valve 17i is operated in the opening direction so that the actual SSH line pressure decreases.
逆に、SSHラインの実圧が低い場合は、逃がし弁17iの
全閉、補助蒸気供給弁17hおよび高圧蒸気供給弁17gの全
開方向動作により、SSHラインに圧力が回復するよう作
用する。Conversely, when the actual pressure of the SSH line is low, the pressure is restored to the SSH line by fully closing the relief valve 17i and fully opening the auxiliary steam supply valve 17h and the high pressure steam supply valve 17g.
グランドスチームシール調整装置55の駆動装置は、開
度指令信号55eを入力信号とし、パルス信号発生器55b、
このパルス信号を受信してギヤウォーム等を駆動させる
駆動モータ55a、この駆動モータの出力信号すなわち、
グランドスチームシール調整装置55の位置を検出する開
度検出器55cから構成されており、開度指令信号55eに対
して開度検出器55cからの実開度信号55fがフィードバッ
ク回路を形成し、その偏差がパルス信号発生器55bの入
力信号となっている。一方、三方切換弁18の開度指令信
号55gはタービンの第１段羽根出口圧力52を入力とする
抽気ライン温度予想値発生器61から出力される。The driving device of the ground steam seal adjusting device 55 receives the opening degree command signal 55e as an input signal, and outputs a pulse signal generator 55b,
A drive motor 55a that receives this pulse signal and drives a gear worm or the like, the output signal of this drive motor, that is,
It comprises an opening detector 55c that detects the position of the ground steam seal adjusting device 55, and the actual opening signal 55f from the opening detector 55c forms a feedback circuit with respect to the opening command signal 55e, The deviation is an input signal of the pulse signal generator 55b. On the other hand, the opening degree command signal 55g of the three-way switching valve 18 is output from the bleed line temperature predicted value generator 61 to which the first stage blade outlet pressure 52 of the turbine is input.
タービンの第１段出口圧力52がタービンの出力を代表
することは前記した通りであるが、タービン出力に関連
する低圧タービン抽気ライン温度も、出力が決定されれ
ば、プラント熱計算により容易に予想できるものであ
る。As mentioned above, the first stage outlet pressure 52 of the turbine is representative of the output of the turbine, but the low pressure turbine bleed line temperature associated with the turbine output can also be easily predicted by plant heat calculations once the output is determined. You can do it.
関数発生器61からの温度予想値、つまり温度設定値61
aはSSHライン温度検出器60からの温度信号と比較され、
その偏差信号を三方切換弁18の駆動装置55に与える。こ
の駆動装置は前記したグランドスチームシール調整装置
の駆動装置と同一の構成要素と機能を有しているので、
それらと同一の符号を付してある。Predicted temperature value from function generator 61, that is, temperature set value 61
a is compared with the temperature signal from the SSH line temperature detector 60,
The deviation signal is given to the driving device 55 of the three-way switching valve 18. Since this driving device has the same components and functions as the driving device of the above-mentioned ground steam seal adjusting device,
The same reference numerals are given to them.
低値優先回路63は、抽気ライン温度異常時、またはグ
ランドスチームシール調整装置への開度要求信号が三方
切換弁18を完全に復水器側へ逃がすレベルまで到達した
時、温度偏差信号により形成される開度要求信号に優先
させ、三方切換弁18を制御するものであり、いずれの場
合においても三方切換弁18の復水器側弁18aを全開、給
水加熱路側弁18bを全閉させる。The low value priority circuit 63 is formed by the temperature deviation signal when the temperature of the bleed line is abnormal or when the opening request signal to the ground steam seal adjusting device reaches a level at which the three-way switching valve 18 is completely released to the condenser side. The three-way switching valve 18 is controlled by giving priority to the opening request signal. In either case, the condenser-side valve 18a of the three-way switching valve 18 is fully opened, and the water supply heating path side valve 18b is fully closed.
（実施例） 第２図中の破線は本発明によるグランドスチームシー
ル調整装置、および三方切換弁を用いた場合のタービン
運転時における各々の要素の挙動を示す（従来技術にお
ける挙動は第８図で説明した通りであり、第２図におい
ては実線にて示してある）。(Embodiment) The broken lines in FIG. 2 show the behavior of each element during turbine operation when the ground steam seal adjusting device and the three-way switching valve according to the present invention are used (the behavior in the prior art is FIG. 8). As described, it is shown by a solid line in FIG. 2).
タービン起動時における出力Ｌの増加が比較的緩慢な
過程においては、グランドスチームシール調整装置に関
連するSSHラインの圧力（PSSH）、主蒸気供給弁17g、補
助蒸気供給便17h、および逃がし弁17iの挙動も従来技術
と同一である。In a process where the increase in the output L at the time of starting the turbine is relatively slow, the pressure (P SSH ) of the SSH line related to the ground steam seal adjusting device, the main steam supply valve 17g, the auxiliary steam supply service 17h, and the relief valve 17i Is the same as in the prior art.
時刻T0において、三方切換弁18の弁18aは全開され、
一方、弁18bは全閉状態となっている。このため、時刻T
1において、従来技術では始めに復水器側弁18aが全閉動
作に入り、時刻T2にて全閉、給水加熱器側弁18bは全閉
となるのに対して、本発明によれば、時刻T1においてす
でに復水器側弁18aは全閉に近く、また給水加熱側弁18b
は全開近くとなっている。このため、時刻T1よりT2間に
おいては、給水加熱器側へ余剰蒸気を供給することが可
能となり、従ってプラント熱効率の改善に結びついてい
る。At time T0, the valve 18a of the three-way switching valve 18 is fully opened,
On the other hand, the valve 18b is in a fully closed state. Therefore, time T
In 1, in the prior art enters the condenser side valve 18a is full closing operation start, fully closed at time T 2, feed water heater side valve 18b whereas fully closed, according to the present invention already condenser side valve 18a is close to the fully closed at time T 1, also feed water heater side valve 18b
Is almost fully open. Therefore, in between T 2 to time T 1, it is possible to supply the excess steam to feed water heater side, thus tied to the improvement of plant thermal efficiency.
この切換弁途中開度制御は、第７図に示す高圧蒸気バ
イパス弁31、補助蒸気バイパス弁32の開時にも成立す
る。従来技術においては一義的に三方切換弁18を復水器
側を全閉としていたが、本発明においては、あくまでも
基準温度に対する実温度制御となるため、これらの弁は
常に給水加熱器側にて許容できる最大蒸気量を確保する
よう、その開度を決定し、プラント熱効率の改善を果す
ことになる。This switching valve halfway opening control is also established when the high-pressure steam bypass valve 31 and the auxiliary steam bypass valve 32 shown in FIG. 7 are opened. In the prior art, the three-way switching valve 18 was uniquely closed on the condenser side.However, in the present invention, since the actual temperature control relative to the reference temperature is used, these valves are always provided on the feed water heater side. The opening degree is determined so as to ensure the maximum allowable steam amount, and the thermal efficiency of the plant is improved.
また、時刻T3において、負荷遮断が発生したとする
と、従来技術においては圧力検出装置、グランドスチー
ムシール調整装置の遅れがあるため、時刻T4にて始めて
制御動作を開始し、時刻T5にて動作を完了させることと
なるが、この間、SSHライン圧力PSSHは一定値を保持で
きず、かなりの圧力低下を招き、また、整定するまで長
時間を要することとなる。Also, at time T 3, when a load shedding occurs, the pressure sensing device in the prior art, because of the delay in the ground steam seal regulator starts the control operation beginning at time T 4, at time T 5 However, during this time, the SSH line pressure P SSH cannot maintain a constant value, causing a considerable pressure drop, and it takes a long time to settle.
三方切換弁は、静特性上は時刻T6において、切換動作
を開始すべきであるが、空気作動型であるため、制御動
作に遅れを生じ、時刻T7にて始めて切換動作を開始す
る。時刻T6〜T7問においては、高温蒸気が給水加熱器側
に流入する可能性を残している。Three-way switching valve, the static characteristics at time T 6, but should be initiated switching operation, since it is air actuated, cause a delay in the control operation, to start the switching operation start at time T 7. At time T 6 through T 7 questions, leaving the possibility of high-temperature steam flows to feed water heater side.
これに対し、本発明によれば、負荷遮断時におけるグ
ランドスチームシール調整装置には、タービン第１段羽
根出口圧力検出器からの弁位置制御信号が先行的に入力
されるため、制御動作上の遅れを発生することなく、閉
方向（逃がし弁17iを全閉、主蒸気供給弁17gと補助蒸気
供給弁17hを全開）動作を開始する。このため、SSHライ
ンの圧力降下も少なく、ほぼ一定値に保持することが可
能となる。On the other hand, according to the present invention, the valve position control signal from the turbine first-stage blade outlet pressure detector is input in advance to the ground steam seal adjusting device at the time of load interruption, so The operation in the closing direction (the release valve 17i is fully closed and the main steam supply valve 17g and the auxiliary steam supply valve 17h are fully opened) is started without delay. For this reason, the pressure drop in the SSH line is small, and it can be maintained at a substantially constant value.
また、三方切換弁18の切換動作も電気的に行なわれ、
グランドスチームシール調整装置と同様にタービン初段
出口圧力の急降下に伴う温度絶対値を低下させると共
に、給水加熱器側より復水器側へ強制的に切替わるので
動作遅れは発生せず、機器保護上も望ましい結果とな
る。Further, the switching operation of the three-way switching valve 18 is also performed electrically,
As in the case of the ground steam seal adjusting device, the absolute value of the temperature associated with the sudden drop in the first stage turbine outlet pressure is reduced, and the operation is forcibly switched from the feed water heater side to the condenser side. Is also a desirable result.
本発明の装置においてはこの他は、駆動方法を油圧ま
たは空気駆動方式より電気式に変更したことにより、油
管や空気管を削除でき、設備上の簡易化並びにタービン
起動時の補機動力の削減も可能となる。In addition to the above, in the apparatus of the present invention, the drive method is changed from a hydraulic or pneumatic drive method to an electric drive method, so that oil pipes and air pipes can be eliminated, thereby simplifying equipment and reducing auxiliary machine power when starting the turbine. Is also possible.
以上述べたように、本発明によれば、蒸気供給弁、補
助蒸気供給弁および逃し弁の３つの弁を第１の電動駆動
装置で開閉制御できるので構造および回路を簡素化する
ことができる。同様にして、復水器と給水加熱器との間
を切り換え操作する三方切換弁も第２の電動駆動装置で
開度を選択的に制御することができる。また、本願発明
によれば、タービンの出力信号を関数発生器に入力し、
出力された開度要求指示信号によってグランドスチーム
シール調整装置を制御するようにしたので、負荷遮断時
ばかりでなく、通常運転状態における負荷変動時におい
てもグランドスチーム蒸気圧力が変化してから、調節弁
が制御動作を開始するのではなく、負荷変化により調節
弁がまず調節弁が動作を開始し、その後の微妙な圧力制
御は圧力偏差によって行うことができ、グランドスチー
ムシール圧力は良好に制御できる。As described above, according to the present invention, since the three valves of the steam supply valve, the auxiliary steam supply valve, and the relief valve can be controlled to be opened and closed by the first electric drive device, the structure and the circuit can be simplified. Similarly, the opening degree of the three-way switching valve for switching between the condenser and the feed water heater can be selectively controlled by the second electric drive device. Further, according to the present invention, the output signal of the turbine is input to the function generator,
Since the ground steam seal adjusting device is controlled by the output opening request signal, the control valve is used not only when the load is cut off, but also when the steam pressure of the ground steam changes during normal operation. However, the control valve does not start the control operation, but the control valve first starts operating due to a change in load. Subsequent fine pressure control can be performed by the pressure deviation, and the ground steam seal pressure can be controlled well.
第１図は、本発明装置の制御ブロック図、第２図は本発
明と従来技術とによるグランドスチームシール調整装置
および三方切換弁の挙動説明図、第３図は一般的な蒸気
タービングランドスチームシールの系統図、第４図はタ
ービン出力とSSHラインへの蒸気供給と逃がし量の関係
を表わす特性図、第５図は従来技術によるグランドスチ
ームシール調整装置および三方切換弁の制御系統図、第
６図はグランドスチームシール装置の弁開度特性図、第
７図は従来技術によるグランドスチームシール調整装置
と三方切換弁の制御ブロック図、第８図は従来技術によ
るグランドスチームシール調整装置および三方切換弁の
挙動説明図である。 １……ボイラ、2,3,6,7……主要蒸気弁、４……高圧タ
ービン、５……再熱器、８……中圧タービン、9,10……
低圧タービン、11……復水器、12……給水加熱器、13…
…給水ポンプ、14……蒸気タービンロータ、15……スチ
ームシールヘッダー（SSH）、16……グランド蒸気復水
器、17……グランドスチームシール調整装置、18……三
方切換弁、19……ウオータスポット、20……SSH接続ラ
イン、21……主蒸気管接続ライン、22……補助蒸気ヘッ
ダー、23……補助蒸気ヘッダー接続ライン、24……三方
切換弁接続ライン、25……復水器接続ライン、26……給
水加熱器接続ライン、27……低圧タービン抽気ライン、
28……空気弁、29……電磁弁、30……空気圧、31,32…
…バイパス弁、33……温度スイッチ、50……SSHライン
圧力検出器、51……圧力設定器、52……タービン第１段
出口圧力検出器、53……関数発生器、54……比例演算回
路、55……駆動装置、60……SSHライン温度検出器、61
……抽気ライン温度予想値関数発生器、62……信号発生
器、63……低値優先回路。FIG. 1 is a control block diagram of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the behavior of a ground steam seal adjusting device and a three-way switching valve according to the present invention and the prior art, and FIG. 3 is a general steam turbine ground steam seal. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the turbine output, steam supply to the SSH line, and the amount of escape, FIG. 5 is a control system diagram of a conventional technology for adjusting a steam seal and a three-way switching valve, FIG. 7 is a characteristic diagram of the valve opening degree of the ground steam seal device. FIG. 7 is a control block diagram of the conventional steam seal adjusting device and three-way switching valve. FIG. 8 is a conventional steam steam adjusting device and three-way switching valve of the prior art. FIG. 1 ... Boiler, 2,3,6,7 ... Main steam valve, 4 ... High pressure turbine, 5 ... Reheater, 8 ... Medium pressure turbine, 9,10 ...
Low pressure turbine, 11… Condenser, 12… Feed water heater, 13…
… Feed pump, 14… Steam turbine rotor, 15… Steam seal header (SSH), 16… Grand steam condenser, 17… Ground steam seal adjustment device, 18… Three-way switching valve, 19… Water Spot, 20: SSH connection line, 21: Main steam pipe connection line, 22: Auxiliary steam header, 23: Auxiliary steam header connection line, 24: Three-way switching valve connection line, 25: Condenser connection Line, 26 …… feed water heater connection line, 27 …… low pressure turbine bleed line,
28 …… Pneumatic valve, 29 …… Solenoid valve, 30 …… Pneumatic, 31,32…
... Bypass valve, 33 ... Temperature switch, 50 ... SSH line pressure detector, 51 ... Pressure setting device, 52 ... Turbine first stage outlet pressure detector, 53 ... Function generator, 54 ... Proportional operation Circuit, 55 ... Drive device, 60 ... SSH line temperature detector, 61
…… Bleed line temperature expected value function generator, 62 …… Signal generator, 63 …… Low value priority circuit.
Claims (2)
弁を有し、主蒸気と補助蒸気の供給を受けるグランドス
チームシール調整装置をスチームシールヘッダに接続す
ると共に、前記グランドスチームシール調整装置と復水
器と給水加熱器との間に三方切換弁を接続した蒸気ター
ビングランドスチームシール系統圧力調整装置におい
て、高圧タービンの蒸気圧力を検出する圧力検出装置
と、検出された蒸気圧力に基づいてこの蒸気圧力と比例
関係となるタービン出力を求め、このタービン出力から
予め所定の関数として定められている前記グランドスチ
ームシール調整装置の前記主蒸気供給弁、補助蒸気供給
弁および逃し弁の開度を設定する開度要求指示信号を出
力する関数発生器と、この開度要求指示信号に応じて前
記主蒸気供給弁、補助蒸気供給弁および逃し弁を開閉駆
動する第一の伝動駆動装置と、前記開度要求指示信号に
応じて前記三方切換弁を選択的に開閉する第２の電動駆
動装置とを備えてなる蒸気タービングランドスチームシ
ール系統圧力調整装置。A ground steam seal adjusting device having a main steam supply valve, an auxiliary steam supply valve, and a relief valve, and receiving a supply of main steam and auxiliary steam, is connected to a steam seal header, and the ground steam seal adjusting device is provided. And a steam turbine ground steam seal system pressure adjusting device having a three-way switching valve connected between the condenser and the feed water heater, based on the detected steam pressure and the pressure detecting device for detecting the steam pressure of the high-pressure turbine. A turbine output that is proportional to the steam pressure is determined, and the main steam supply valve, the auxiliary steam supply valve, and the relief valve of the ground steam seal adjusting device, which are predetermined as a predetermined function, are determined from the turbine output. A function generator that outputs an opening request instruction signal to be set, and the main steam supply valve, an auxiliary A steam turbine, comprising: a first transmission drive device that opens and closes an air supply valve and a relief valve; and a second electric drive device that selectively opens and closes the three-way switching valve in response to the opening request signal. Ground steam seal system pressure regulator.
ムシール系統実圧と圧力設定値との偏差信号によって補
正されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の蒸気タービングランドスチームシール系統圧
力調整装置。2. The steam turbine according to claim 1, wherein said opening degree request instruction signal is corrected by a deviation signal between an actual pressure of a ground steam seal system and a pressure set value. Ground steam seal system pressure regulator.
Priority Applications (1)
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| JP61043261A JP2614211B2 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Steam turbine ground steam seal system pressure regulator |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPS62199902A JPS62199902A (en) | 1987-09-03 |
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ID=12658907
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