JPH0127242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般的に蒸気タービンと側路出来る
様にしていると共に、スライド形圧力運転が出来
る原動所に対する蒸気タービン制御装置、特に複
合サイクル原動所の運転並びに効率を改善するこ
とに関する。

米国特許第3879616号には、複合サイクル原動
所の運転が記載されている。特に、この米国特許
は、負荷及び圧力制御によつて蒸気タービンを運
転することを述べており、この為、特定の一定の
圧力の時、一定の蒸気圧力を保ちながら、タービ
ンの主制御弁の位置は増加した蒸気流量を受入れ
る様に調節される。弁が95％の開度に達すると、
高圧設定点が導入され、弁は新しい、それ程開い
てない位置、即ち開度約70％の位置に位置ぎめし
直され、この為、弁が新しい流量に合う様に再び
開かれる間、圧力は一定に保たれる。このサイク
ル動作が何回も繰返され、遂には、弁を広く開い
た状態で全負荷の流量及び圧力が達成される。逆
に、流量が減少する時、弁トリガ点に達するま
で、圧力を一定に保ちながら蒸気タービンの負荷
を減らし、この点に達すると、弁を再開すること
によつて一層低い圧力レベルを達成する。

この発明は、流量が利用出来る様になつた時、
圧力上昇を許し、従つてタービンをボイラー追随
様式にすることにより、上に述べた米国特許の方
法を改善する。この圧力上昇は従来の米国特許に
記載されている様に階段形又は突き押し形ではな
く、或る予定の流量−圧力で、主制御弁を「平常
設定」状態又は略全開状態まで高め、その後、流
量が引続いて増加するにつれて、実際のヘツダ圧
力に従つてヘツダ圧力設定点を調節することによ
つて達成される。これが独特の順方向ループ、分
割形範囲信号制御器、低値ゲート、弁位置の感知
及び圧力設定点回路への帰還を通じて行われる。
これによつて達成される利点は、弁の絞り作用が
少なくなる為に、一層効率のよい運転が出来るこ
と、並列の独立の制御ループを省略したことによ
つて設計効率が一層よくなること、並びに弁のサ
イクル動作が少なくなることにより、動作の信頼
性が高くなることである。更に、この発明は側路
圧力制御から主制御弁圧力制御への切換えを滑ら
かにする。

従つて、この発明の目的は、改良されたボイラ
ー追随形スライド圧力式タービン制御装置を提供
することである。

この発明の別の目的は、変化する圧力レベルを
達成する為に、弁を傾斜関数に従つて開閉するこ
とを避ける様な改良されたタービン制御装置を提
供することである。

この発明の別の目的は、相互に依存する制御ル
ープを持つタービン制御装置を提供することであ
る。

この発明のその他の目的、利点及び特徴は、以
下図面について好ましい実施例を説明する所から
更によく理解されよう。

この発明は、蒸気タービンに送込まれる蒸気を
制御する主制御弁と組合せて、少なくとも１つの
蒸気側路装置を持つ形式の原動所に適用し得る。
初期運転状態では、蒸気発生器から利用し得る蒸
気が蒸気ヘツダでフロア圧力に達するや否や、蒸
気復水器に方向転換される。最初、蒸気圧力は、
流量が増加するにつれて、蒸気側路弁を開いて圧
力を制御することにより、フロア圧力レベルに保
たれる。次にやることは、蒸気タービンを始動さ
せ又は回転させるのに十分な蒸気を蓄積すること
（回転流量と呼ぶ）である。この点で、蒸気ター
ビンの主制御弁を開いて、タービン速度を同期状
態まで制御する。これは、蒸気タービンに蒸気を
送込む際に温度の拘束を考慮に入れた自動始動プ
ログラム又は自動タービン制御によつて行うこと
が出来る。タービンの主制御弁が蒸気発生器から
の大体一定の蒸気流量の下で開くと、ヘツダの圧
力が低下し始め、この為、側路弁を閉じてヘツダ
圧力をフロア・レベルに保つ。こういう状態で
は、蒸気発生器はタービン追随様式であり、速度
−負荷制御の下にある。これは、適切な蒸気量が
定まれば、蒸気タービンを制御するのは主制御弁
の開度であり、蒸気需要を制御するのはタービン
の拘束だからである。側路弁は単に蒸気ヘツダの
圧力に追随する。依然としてフロア圧力にある間
に、タービンを発電機に同期させ、初期負荷を加
えることが出来る。然し、側路弁が完全に閉じた
状態になるや否や、蒸気タービンの制御は速度／
負荷制御から圧力制御に切換わる。これは独特な
分割範囲制御装置、低値ゲート、弁位置設定回路
及び圧力設定点回路への弁位置帰還ループによつ
て行われる。速度／負荷制御信号を最大値まで傾
斜関数で変化させ、タービンの制御はボイラー追
随様式の圧力制御になる。一層多くの負荷を引受
ける様に流量が増加すると、ヘツダ圧力が上昇
し、弁を更に開いた位置にすることを要求し、こ
れによつて圧力設定点回路に帰還弁位置誤差が導
入され、ヘツダの実際の圧力に合せて圧力設定点
を上昇させる。低圧力蒸気進入回路にも同様な動
作様式が用いられる。

この発明に特有と考えられる特徴は特許請求の
範囲に記載してあるが、この発明自体、並びにそ
の他の目的及び利点は、以下図面について詳しく
説明する所から更によく理解されよう。

第１図はこの発明を実施し得る１つの環境とし
ての複合サイクル原動所１０の略図である。

２つのガスタービン原動所１２，１４が蒸気タ
ービン原動所１６に対して、夫々熱回収蒸気発生
器（HRSG）１８及び２０を介して熱的に接続
されている。ガスタービン原動所１２がガスター
ビン１２ａを持ち、これが圧縮機１２ｂを駆動
し、この圧縮機が燃焼室１２ｃに空気を供給す
る。ガスタービンは発電機１２ｄをも駆動する。
ガスタービン原動所１４はガスタービン１４ａが
圧縮機１４ｂを駆動し、この圧縮機が燃焼室１４
ｃに空気を供給する。同じくガスタービンが発電
機１４ｄを駆動する。

各々のガスタービン原動所は始動電動機回転装
置（図に示してない）の様なそれ自身の付属装置
をも含み、各々の個別のガスタービン原動所が
夫々ブロツク１２ｅ，１４ｅで示すガスタービン
−発電機（GT−GEN）制御装置によつて制御さ
れる。

これらの制御装置はニユーヨーク州のゼネラ
ル・エレクトリツク・カンパニのガスタービン部
門から供給される形式であつてよく、米国特許第
3879616号に記載されている。こういう制御装置
はゼネラル・エレクトリツク・カンパニの商標
「スピードトロニツク」の名称で提供されている。

蒸気タービン原動所１６が高圧タービン３０及
び複流低圧タービン３２を含み、低圧タービンは
残りの廃熱を復水器３４に与える。高圧タービン
及び低圧タービンが発電機又は負荷３６を駆動す
る様に接続されている。タービン又はタービンの
部分が蒸気によつて駆動され、その流れが基本的
には主制御弁MCV、高圧側路弁HPBP、進入制
御弁ACV及び低圧側路弁LPBPを含む４つの弁
装置によつて制御される。蒸気タービン制御装置
１６ａが、この発明の一部分として、以下説明す
る様な形で、各々の前述の弁に弁位置需要設定点
を供給する。蒸気タービン原動所が更に回転装
置、軸受油供給源及び蒸気密封装置の様な別の付
属装置を含んでいるが、これらは周知であり、こ
の発明の要旨が不明確にならない様に省略してあ
る。

２つの給水加熱ループDASSH及びBFPがあつ
て、周知の様に、次の様に蒸気を供給する。
DASSHループ又は脱気DA蒸気Ｓ供給Ｓ加熱器
Ｈは、脱気加熱器４０からの水を各々のHRSG
１８，２０に循環させ、そこでこの水を加熱し、
その後フラツシユ・タンク４４で蒸気にフラツシ
ユ蒸発させ、そこで配管４３を介して脱気加熱器
４０に戻される様にする予熱給水ループである。
ポンプ４６が脱気貯蔵タンクからの水を各々の
HRSGに圧送する。給水がBFP（ボイラー給水ポ
ンプ回路）で普通の様に蒸気になるまで加熱さ
る。ボイラー給水ポンプ４８が各々のHRSGに
水を圧送し、そこでボイラーを下降しながら、上
昇して来るガスタービンの排ガスと熱交換して、
蒸気ヘツダ５１を介して蒸気タービンに送られる
過熱蒸気を発生する。

米国特許第3879616号には、複合サイクル原動
所制御装置の作用が非常に詳しく説明されてい
る。この発明では、複合サイクル原動所制御装置
をブロツク５０で示してある。負荷設定値及び帰
還矢印で示されており、夫々の出所又は行先を矢
印のそばに記してある。各々のHRSG１８，２
０は夫々HRSG制御装置１８ａ，２０ａによつ
て管理される。水位、温度、圧力等をHRSGの
内部で考慮する他に、各々のHRSG制御装置を
原動所制御装置５０に結合して、種々のHRSG
の進行順序を自動的に決定することが出来る。こ
の代りに、この作業は操作員によつて制御室から
手動様式で実施することが出来る。

第２図は蒸気タービン制御装置１６ａを構成す
るこの発明の種々の作動装置及び制御ループの動
作の流れを示す図である。この図から判る様に、
この発明は任意の形式のスライド圧力形蒸気ター
ビンに使うことが出来、必ずしも複合サイクル原
動所に制約されない。第１図に示した部品と同様
な部品には同じ参照数字を用いており、蒸気の流
路は破線で示してあるが、電気信号通路は実線で
示してあり、矢印は蒸気又は信号の流れの方向を
夫々示す。

熱回収蒸気発生器からの高圧蒸気が高圧蒸気ヘ
ツダ５１を介して主制御弁MCVから蒸気タービ
ンの高圧部分３０に通されるか、或いは蒸気ター
ビンを側路し、高圧側路弁HPBPを介してタービ
ン復水器３４に放出される。蒸気ヘツダに振向け
られる流量は夫々の弁の開度によつて決定され
る。始動様式では、主制御弁及び高圧側路弁の両
方が閉じた位置に初期設定される。圧力変換器５
２がヘツダ蒸気圧力を感知する。蒸気ヘツダの圧
力が、HPBP制御装置で決定されたフロア圧力設
定点を越えて上昇し始めると、高圧側路弁が開い
て、ヘツダ圧力をフロア設定点に保つ。

その後、「回転流量」に達するまで、依然とし
てフロア圧力で流量が増加し続ける。複合サイク
ル原動所の望ましいフロア圧力は400psig程度で
ある。

「回転流量」で、主制御弁が開かれてタービン
を付勢し、タービンの速度制御が実施される。速
度制御の設定点又は目標が、高圧ケーシング内の
温度を考慮して自動制御回路５６で計算される。
こういう点は米国特許4046002号及び同第3446224
号に記載されている。許容し得る応力及びタービ
ンの温度が判つていれば、許容し得る速度目標を
計算することが出来る。実際の速度を速度変換器
５４から取出し、それを自動制御回路５６からの
速度設定点と比較して、主制御弁位置需要設定点
を発生することが出来る。蒸気流量が一定である
と仮定すると、主制御弁が開いて速度を高めるに
つれて、ヘツダ圧力が低下し始め、フロア圧力を
保つ為に高圧側路弁を閉じる。3600rpm又は大体
その値で、タービンが発電機と同期し、負荷制御
が開始される。

上に述べた動作の進行中、フラツシユ・タンク
４４も蒸気を発生し始め、その圧力がフラツシ
ユ・タンク４４の出力に接続された圧力発信器５
８によつて感知される。感知された圧力レベルを
LPBP制御装置でフロア圧力設定点と比較し、利
用し得る圧力がフロア圧力を越えようとする所
で、低圧側路弁LPBPが開き始める。その後、自
動制御回路５６が低圧進入制御装置に負荷需要信
号を供給し、この制御装置が低圧側路弁LPBPを
閉じながら、進入制御弁ACVを開く為の設定点
を制御する。通常、進入制御弁は高圧側路弁が閉
じた後に開く様にプロラムされており、従つて高
圧タービンへの低圧蒸気の逆流を防止する様に主
制御弁が開かれる。

第３図はこの発明のタービン制御装置の詳しい
機能ブロツク図である。「HPBP制御装置」は、
主として圧力変換器１０１Ａ／Ｂ、フロア信号入
力回路１６６、加算増幅器１０５Ａ／Ｂ、低値ゲ
ート１２７、サーボ１１５及び関連する要素より
構成される。「速度負荷制御装置」は、主として
速度変換器５４、自動制御回路５６、速度／負荷
加算点１３３、低値ゲート１４１、サーボ１５５
及び関連する要素より構成される。「主制御弁回
路」は、主として速度／負荷加算点１３３、加算
点１２９、低値ゲート１４１及び関連する要素に
より構成される。

次に動作の順に従つて、関連部分の詳細を説明
する。２つの冗長圧力変換器１０１Ａ，１０１Ｂ
が圧力に比例する入力信号を夫々加算増幅器１０
５Ａ，１０５Ｂに供給する。入力信号が信号バツ
フア回路１０３Ａ，１０３Ｂを通過する。これら
のバツフア回路は周知の信号の条件づけ及び片寄
り作用を行う。高圧側路弁位置ぎめ回路は手動様
式又は入口圧力制御（IPC）と呼ばれる自動様式
で動作させることが出来る。手動様式では、押ボ
タン１０７を上げ下げすると、抵抗１０９、増幅
器１１１、及びHPBP弁１１７を制御する弁作動
装置又はサーボ１１５を含む信号通路により、高
圧側路弁（HPBP）１１７を位置ぎめすることが
出来る。動作様式を選択する押ボタン１２１を通
じて、操作員が自動制御又は入口圧力制御を選択
した場合、論理回路１１９が押ボタン又は手動制
御装置１０７を不作動にし、手動動作様式を選択
した場合は、増幅器１０５Ａ，１０５Ｂを傾斜式
に動作状態から外す。

自動IPC動作様式では、フロア信号入力回路１
６６でフロア圧力が選択されて基準圧力設定点と
なり、増幅器１０５Ａ，１０５Ｂに夫々入力され
る。比較回路１２５（Ａ＞Ｂ）は、実際の圧力が
やはり回路１２３で設定されるフロア圧力を越え
た時、何時でも表示を発生する。両方の増幅器は
低値ゲート１２７に対して圧力誤差信号出力を発
生し、一方に電子式に片寄りを加えて、故障がな
ければ、増幅器１０５Ａが優先する様にする。低
値ゲート１２７の低値選択信号出力がIPC又は自
動動作様式で、HPBP弁１１７に対する弁位置ぎ
め信号１２８となる。所望のHPBP弁の位置を表
わすこの同じ値が加算点１２９に入力される。加
算点１２９に対する０乃至＋10ボルトの入力は、
全閉から全開までの比例的なHPBP弁位置を表わ
す。これまで説明した回路は、第２図に概略的に
示したHPBP制御回路の一部分にすぎず、残りは
速度−負荷回路と組合せて説明する。

タービン速度信号が速度変換器５４によつて検
出される。実際には、多数の速度ピツクアツプ
（図に示してない）があり、それらを速度／負荷
回路１３１にある多数決論理回路又は３者択２故
障論理回路の作用を受ける。速度／負荷回路１３
２の出力が加算点１３３の入力になる。加算点１
３３に対する２番目の入力１３４は、主制御弁
MCV位置基準回路１３５からの速度／負荷需要
信号又は基準設定点である。主制御弁の設定点は
自動又は手動制御にすることが出来、手動制御は
押ボタン１３７によつて行われる。自動信号が自
動制御回路５６で発生され、線１３８を介して
MCV回路１３５に入力される。加算点１３３の
出力が線１４２を介して低値ゲート１４１に入力
される。低値ゲート１４１の出力１４３が幾つか
の信号入力の内の最低のものに応じた主制御弁位
置需要信号になる。加算点１３３からの速度−負
荷信号１４２の他に、低値ゲートは比較回路１４
６からの非常時前速度信号１４５を受取る。比較
回路１４６はタービンの定格速度を越える予定の
速度で弁閉鎖信号を発生する。MCV制限信号１
４７をMCV―ACVレジスタ１４８に入力して、
手動（押ボタン１４９）で、又は自動制御回路５
６で発生された設定点１４７を通じて自動的に誘
発される弁位置制限信号を発生することが出来
る。比較回路１５０及びそれに関連した表示装置
は、低値ゲート１４１の出力がMCVによつて制
限される時、即ち、ＡがＢより小さいか又はそれ
に等しい時を表示する。

この発明の重要な特徴は、制御装置が入口圧力
制御から入口圧力及び速度／負荷制御へ、そして
更に優勢圧力制御へ切換わる態様である。入口圧
力制御は加算増幅器１０５Ａ又は１０５Ｂの出力
で１乃至10ボルトの信用範囲の時に保たれる。こ
の制御は次に述べる様な分割範囲制御である。０
ボルトは側路が閉じていることを意味し、10ボル
トは側路が開いていることを意味する。この為、
蒸気流量及び圧力が増加し始めると、加算増幅器
１０５の夫々の出力を一層高くなる様に駆動し、
この為高圧側路弁が更に開く。低値ゲート１２７
の出力がMCV速度／負荷信号１４２と共に加算
点１２９に入力されることに注意されたい。増幅
器１０５の出力が正である限り、低値ゲート１４
１を通るMCV弁位置信号には何の影響もない。
即ち、HPBPが加算増幅器１０５の出力に基づい
て入口圧力を制御し、一層低い制限信号が存在し
ないと仮定すれば、MCVは速度／負荷加算点１
３３の出力によつて位置ぎめされる。然し、
MCVが開くにつれて、入口ヘツダ圧力が低下し、
増幅器１０５の出力がそれ程正でなくなる様にし
（負の勾配にし）、フロア圧力を保つ為にHPBP弁
を閉じることが望ましいことを示す。HPBPが閉
じるにつれて、駆動信号が０になり、その後負で
増加する。つまり、実際の圧力は依然として減少
しており、HPBP弁はもはやフロア・レベルの圧
力を保持することが出来ない。この点で、MCV
速度／負荷信号１４２の方がHPBP制御加算点１
２９の圧力信号出力１５２より大きくなり、従つ
て圧力信号１５２が代つて低値ゲート１４１を通
り、主制御弁MCVを制御する。

同時に、設定点傾斜関数１５１を通じて、主制
御弁バイアス又は設定点が最大値まで、即ち、10
ボルトまで傾斜関数で変化し、これが線１４２を
介して加算点１２９に片寄りとして加えられ、主
制御弁作動装置に対する正の出力を発生する。比
較回路１５３が、圧力制御が高圧側路弁によるか
主制御弁によるかを知らせる。付能信号１５４
（破線）が使用中−不使用論理回路１１９から比
較回路１５３に送られ、手動制御を使つていない
ことを保証する。主制御弁が圧力制御を引受けた
時、負荷需要の増加並びに利用し得る蒸気の増加
に応答して、蒸気流量が増加する時、更に開き始
める。同様に、流量が増加すると、蒸気圧力が増
加する。この実際の圧力の増加が加算増幅器１０
５、低値ゲート１２７、加算点１２９及び低値ゲ
ート１４１に伝えられ、圧力をフロア設定点に保
つ為に、主制御弁MCV１５５を開く様にする。

増加する流量及び圧力を制御する為に、主制御
弁は全開位置まで開こうとする。全開又は圧力過
渡状態に対してゆとり余裕をみたそれより低い或
る値で、弁はもはや圧力及び流量をフロア圧力設
定点で処理することが出来なくなる。この発明で
は、増加した圧力及び流量に従つて圧力設定点を
増加し、この為、蒸気タービン原動所はこれから
説明するボイラー追随様式になる。主制御弁から
のMCV位置（帰還）信号１５６が加算器１５７
に入力され、そこでゆとり設定回路１５９の
MCVゆとり位置又は所望の弁位置と加算される。
MCVゆとり設定値は、100％の全開よりも小さい
或る便利な値に定められ、普通は圧力過渡状態に
対して或る程度の余裕をみて約95％にする。弁位
置がゆとり設定点位置を越えようとすると、正の
誤差信号１６０が加算点１５７から、速度制限を
持つ比例及びリセツト回路１６１に出力される。

比例及びリセツト回路１６１からの出力信号が
加算器１６２でフロア設定点調節回路１６６の出
力と加算され、レジスタ１６８で、加算増幅器回
路１０５に対する新しい一層高い圧力設定点を発
生する。圧力設定点の上昇に対する１つの制限
は、約850psigの天井設定点１６５を導入するこ
とである。この制限が低値ゲート１６７によつて
実現される。比較器１６９は、加算点１６２から
の圧力基準設定点Ａが天井設定点１６５Ｂを越え
た時には、何時でも出力信号を発生し、積分回路
１６１に対するクランプ信号１７０を発生して、
積分器の無制限の上昇を防止する。

これまで、この発明の説明として、入口圧力制
御、入口圧力制御及び速度−負荷制御、及び圧力
及び流量が増加する時のMCVによるボイラー追
随形圧力制御、及び例えばガスタービンの引外し
又はその他の正常でない状態の際に圧力及び流量
が低下する時のボイラー追随形圧力制御を述べ
た。変換器１０１によつて感知されるヘツダ蒸気
圧力が急速に低下すると、加算増幅器１０５から
新しい弁位置信号出力が出る。こういう新しい弁
位置信号の内の１つが低値ゲート１２７を介して
加算点１２９に送られる。HPBP弁が閉じ、圧力
が下がりつゝあるから、MCVは圧力を保持する
為に閉じることが必要である。つまり、加算点１
２９には増加しつゝある負の入力があり、その結
果、低値ゲート１４１から出る弁閉鎖出力１４３
はそれ程正でなくなる。これは順方向高速ループ
であり、MCVを圧力変化に急速に応答させる。
こういうことが起ると、加算増幅器１０５に対す
る圧力設定点を調節し直して、新しい実際の圧力
及び弁位置に釣合せる様にする。積分回路１６１
に於ける圧力降下は速度が制限されＲ、こうして
ボイラーの混乱を避ける様になつている。１例で
は、適当な速度制限は50psig／分に決定された。
或る点で、主制御弁が圧力制御作用を確立し、圧
力及び流量の増加が更に弁を開いた位置にするこ
とを要求するまで、特定の弁位置で圧力を保持す
る。

次にHPBP制御及びMCV制御と考え方並びに
作用が同様な低圧進入制御側路制御及び低圧側路
制御について説明する。第４図について説明する
と、フラツシユ・タンク４４は蒸気源であり、そ
の蒸気圧力が圧力変換器５８によつて感知され
る。圧力変換器の出力に倍率を掛け、バツフア回
路１７３で条件づけて、圧力に比例する入力信号
１７４を加算点１７５に供給する。入力抵抗１７
７から基準圧力入力１７６が同じ加算点に供給さ
れる。実際の圧力及び基準圧力の間の差を表わす
加算点の出力１７８が比例及び積分回路１７９に
入力され、分割範囲特性を持つ圧力誤差信号１８
０を発生する。正の信号により、低圧側路弁１８
３は、例えばゼロ・ボルトで閉じ、正の10ボルト
で広く開くという様に、比例的な開放位置をと
る。負の信号は低圧側路弁が閉じていることを意
味し、進入制御弁が全開のゼロ・ボルトと全閉の
負の10ボルトとの間の中間にあることを意味す
る。手動LPBP上げ下げ押ボタン１８５が、レジ
スタ１８６、増幅器１８７及びサーボ作動装置１
８１を通じて、LPBP弁を直接的に位置ぎめす
る。論理回路１８８は、自動又は手動押ボタン１
８９によつて操作員によつて選択される際、自動
制御を希望する場合、押ボタン１８５を不作動に
する。低圧制御装置が動作している時、論理回路
１８８は押ボタン１８５の動作を不作動にし、比
較器２１０に許容信号を送る。低圧側路進入制御
装置が積分器１７９に対する傾斜関数１９１によ
つて不作動にされる。

進入制御弁ACV１９３がタービンの低圧段に
蒸気を送込む。主制御弁が開き、高圧側路弁が閉
じ、進入制御弁が開くことが順次起ると、タービ
ンが始動する。レジスタ１９８が自動制御回路５
６で発生される設定点１９９又は押ボタン２００
によつて設定される手動入力のいずれかを通じ
て、基準位置信号１９５を発生する。基準信号１
９５が速度信号１３２と共に加算器１９７に入力
され、この後で超過速度状態が起つた場合、
ACV１９３を自動的に閉鎖する。加算点１９７
の出力２０１はACVに対する速度感知弁位置信
号であり、これが低値ゲート２０２に対する第１
の入力になる。レジスタ１４８からの制限信号２
０３は、そういうことがプログラムされている場
合又はレジスタ１４８に手動で入力された場合、
弁の開度を制限する。

ACVの限界に達すると、即ち、入力制限２０
３Ａが低値ゲート２０２の出力信号２１３Ｂに等
しいと、この事実が比較器２０４によつて確認さ
れる。同様に緊急事前回路２０５が、タービンの
速度が定格速度より高く且つ超過速度より低い予
定の限界を越える傾向を持つ時、何時でも弁の開
度を制限する。

低値ゲート２０２に対する別の入力は低圧側路
制御回路からの圧力感知信号２０６である。この
信号は、LPBP弁が閉じ、ACV回路が圧力制御
になつている時、何時でも低値ゲート２０２を介
してACV回路で作用する。圧力感知信号２０６
は圧力誤差信号１８０及び弁位置信号２０１を加
算器２０７で加算したものである。圧力誤差信号
１８０が負になると、信号２０６が信号２０１よ
り小さくなり、或いは比較器２１０で云えばＡ＞
Ｂになるので、それが低値ゲート２０２を介して
ACV１９３を制御する。これによつて比較器の
そばにあるACV表示器が点灯し、ACV圧力制御
状態を表示する。傾斜関数２０９がレジスタ１９
８を最大値にリセツトし、この為、この時弁位置
は利用し得る圧力及び蒸気流量によつて制御され
る。

この発明の蒸気タービン制御装置による蒸気タ
ービン原動所の運転は、図面について云うと、次
の様に説明することが出来る。複合サイクル原動
所で、ガスタービンからの廃熱を利用して蒸気を
発生し、蒸気タービンを駆動する。熱から蒸気へ
のこのエネルギ変換が熱回収蒸気発生器HRSG
で行われる。各々のガスタービンはそれ自身の
HRSGを持ち、HRSGの蒸気出力が組合されて
１個の高圧蒸気入口ヘツダに入る。同時に、所謂
DASSHサイクル・フラツシユタンクから低圧蒸
気が利用し得る。HRSGを逐次的にオンライン
にすることにより、蒸気ヘツダで蒸気圧力が徐々
に高くなる。オンラインになる前に、ガスタービ
ンの排気をダンパによつて部分的に方向転換する
ことが出来る。このダンパがHRSGにある蒸気
発生管に加えられる熱を制御する。感知された蒸
気圧力がフロア設定点を越えた時には、何時でも
高圧側路弁HPBPが開き、蒸気圧力をフロア・レ
ベルに制御する。同様に、フラツシユ・タンクの
圧力が予め設定された限界を越える時、何時でも
低圧側路弁LPBPが開く。十分な回転流量が設定
されると、タービンが温まるにつれて、温度の拘
束を考慮に入れたプログログラムされた命令に従
つて、速度設定点を速度／負荷制御に入力する。
速度が設定されると、主制御弁MCVを通る様に
一層多くの流れが方向転換され、圧力をフロア・
レベルに保つ為にHPBP弁を更に閉じた位置にす
る。3600rpmで、タービンと発電機が同期し、負
荷制御が設定される。負荷設定点に来ると、
HPBP弁がもはや圧力制御を保つことが出来なく
なつて閉じるまで、それ以上の蒸気が主制御弁を
通る様に方向転換される。この点で、MCVが圧
力制御を受持ち、圧力が利用し得る様になるにつ
れて負荷が追加される。速度−負荷回路の負荷制
御は最大値まで傾斜関数で変化させられる。原動
所制御装置は蒸気タービンに負荷需要を割当て、
それがHRSG制御装置に送られて、ダンパ制御
装置がHRSGを通る排ガスの流量を増加する様
にし、こうしてHRSGの蒸気出力を増加する。
増加した蒸気出力により、圧力上昇が生じ、この
結果フロア圧力を保つ為に弁が一層大きく開く。
弁のゆとり位置で、弁は固定されたまゝになり、
圧力設定点が自動的にリセツトされる。低圧進入
制御では、HPBPが閉じた後、進入制御弁ACV
がプログラムされた形で開き、低圧側路弁を徐々
に閉じ、こうしてACVに圧力制御を行わせる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合サイクル原動所のブロツク図、第
２図は蒸気タービン−発電機原動所のブロツク図
で、主な制御用接続点を示す。第３図はこの発明
の蒸気タービン制御装置の略図、第４図は第３図
の続きであつて、第３図及び第４図を縦に並べる
とこの発明の装置全体になる。 １０……複合サイクル原動所、１２，１４……
ガスタービン原動所、１２ａ，１４ａ……ガスタ
ービン、１２ｂ，１４ｂ……圧縮器、１２ｃ，１
４ｃ……燃焼室、１２ｄ，１４ｄ……発電機、１
２ｅ，１４ｅ……ガスタービン−発電機（GT−
GEN）制御装置、１６……蒸気タービン原動所、
１６ａ……蒸気タービン制御装置、１８，２０…
…熱回収蒸気発生装置（HRSG）、１８ａ，２０
ａ……HRSG制御装置、３０……高圧タービン、
３２……複流低圧タービン、３４……復水器、３
６……負荷、４０……脱気加熱器、４４……フラ
ツシユタンク、４６……ポンプ、５０……原動所
制御装置、５１……高圧蒸気ヘツダ、５２……圧
力変換器、５６……自動制御回路、５８……圧力
発信器、１０１Ａ，１０１Ｂ……冗長圧力変換
器、１０３Ａ，１０３Ｂ……信号バツフア回路、
１０５Ａ，１０５Ｂ……加算増幅器、１１１……
増幅器、１１７……高圧側路弁（HPBP）、１１
９……論理回路、１２７……低値ゲート、１３１
……速度／負荷回路、１３５……主制御弁MCV
位置基準回路、１４６……比較回路、１４８……
MCV−ACVレジスタ、１５１……設定点傾斜関
数、１５３……比較回路、１５９……ゆとり設定
回路、１６１……リセツト回路、１６７……低値
ゲート、１６９……比較回路、１７９……比例及
び積分回路、１８１……サーボ作動装置、１８８
…論理回路、１９３……進入制御弁ACV、２０
９……傾斜関数。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主制御弁（MCV）を有する蒸気ヘツダ５１
   を介して蒸気源１８，２０に接続された蒸気ター
   ビン１６を持つていて、該蒸気ヘツダは蒸気ター
   ビンを迂回する高圧側路弁（HPBP）に接続して
   おり、またヘツダ圧力を測定する圧力感知装置５
   ２，１０１を備えている、原動所１０で蒸気ター
   ビンへの蒸気進入を制御する方法に於て、 ヘツダ圧力が所定のフロア圧力値まで上昇した
   時に前記高圧側路弁を開いて、そして該高圧側路
   弁を操作して該フロア圧力値に維持し、 蒸気タービンへの蒸気が蓄積し回転流量に達し
   た時、前記高圧側路弁の所定の開状態で前記主制
   御弁を開き、これに対応して前記高圧側路弁を閉
   じてヘツダの圧力を前記フロア圧力値に維持して
   前記蒸気タービンを速度−負荷制御し、 前記高圧側路弁が完全に閉じると、前記主制御
   弁を速度−負荷制御から圧力制御に切換え、 前記蒸気タービンへの蒸気が増加するのにつれ
   て前記蒸気ヘツダの圧力を予め選択された所望の
   値に保つ為に、前記主制御弁が或る制御を維持で
   きる所定の位置に到着するまで、主制御弁を更に
   開いて前記ヘツダの圧力を調整し、 主制御弁の位置が開く方向に到達した後は、前
   記主制御弁からの主制御弁位置帰還信号１５６に
   応答して圧力設定点を調節して前記主制御弁を前
   記所定の位置に保つ工程から成る方法。 ２ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、 圧力設定点を維持する為に前記蒸気ヘツダの圧
   力及び流量の減少に応答して前記主制御弁を閉
   じ、 該主制御弁を再開する為に所定の最高速度で圧
   力設定点を減少する工程を含む方法。 ３ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
   記主制御弁の速度−負荷制御から圧力制御への切
   換えが、更に、 前記高圧側路弁が開いた状態にとゞまる限り、
   速度／負荷信号が主制御弁を左右する様に圧力信
   号及び速度／負荷信号をゲートし、 前記高圧側路弁が閉じた後、速度／負荷信号を
   最大値まで傾斜関数として変化させ、 前記高圧側路弁が閉じた後に圧力感知信号に従
   つて主制御弁を位置ぎめする工程を含んでいる方
   法。 ４ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、更
   に前記タービンに蒸気を送込む進入制御弁
   （ACV）及び蒸気タービンを迂回する様に蒸気を
   方向転換する低圧側路弁（LPBP）を含む低圧蒸
   気ヘツダをも持つ原動所で、前記蒸気タービンを
   制御する方法に於て、更に予定のフロア圧力設定
   点で前記低圧側路弁を開き、 負荷需要信号に応答して前記進入制御弁を開
   き、前記進入制御弁が開くのにつれて前記低圧側
   路弁を閉じて、低圧蒸気ヘツダの制御が前記低圧
   側路弁が閉じた後は前記進入制御弁に切換えられ
   る様にする工程から成る方法。 ５ 特許請求の範囲４に記載した方法に於て、前
   記高圧側路弁が開いた状態にとゞまる限り、前記
   速度／負荷信号が前記主制御弁を左右する様に圧
   力信号及び速度／負荷信号をゲートし、前記高圧
   側路弁が閉じた後は速度／負荷信号を最大値まで
   傾斜関数で変化させ、前記高圧側路弁が閉じた後
   は圧力信号に従つて前記主制御弁を位置ぎめする
   工程を更に含む方法。 ６ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、前
   記低圧側路弁が開いた状態にとゞまる限りは速度
   感知弁位置信号が前記進入制御弁を左右する様に
   圧力感知信号及び速度感知弁位置信号をゲート
   し、前記低圧側路弁が閉じた後は速度感知弁位置
   信号を最大値まで傾斜関数で変化させ、前記低圧
   側路弁が閉じた後は圧力感知信号に従つて前記進
   入制御弁を位置ぎめする工程を更に含む方法。 ７ 当該蒸気タービンに蒸気を送込む主制御弁
   （MCV）及び該蒸気タービンを迂回する様に蒸気
   を方向転換する高圧側路弁（HPBP）を含む蒸気
   ヘツダ５１を介して蒸気タービン１６に接続され
   た蒸気源１８，２０を有する蒸気タービン原動所
   １０で前記蒸気タービンの運転を制御する装置に
   於て、 フロア圧力設定点に従つて前記高圧側路弁を位
   置ぎめするHPBP制御装置と、 速度／負荷需要信号に従つて前記主制御弁を位
   置ぎめする速度負荷制御装置と、 HPBP制御装置からの信号を速度負荷制御装置
   からの信号と比較して、高圧側路弁が閉じている
   場合、圧力信号が速度／負荷信号にとつて代る様
   にする主制御弁回路と、 前記HPBP制御装置に対して主制御弁位置帰還
   信号を加える手段とを有し、この為、主制御弁が
   ゆとり位置設定点に達した後、フロア圧力設定点
   が可変の圧力設定点にとつて代られる様にした装
   置。 ８ 特許請求の範囲７に記載した装置に於て、前
   記主制御弁位置帰還信号を加える手段が、主制御
   弁の位置を決定する手段と、 主制御弁の位置をゆとり設定点位置と比較する
   加算手段と、 実際の弁位置がゆとり設定点位置を越える傾向
   を持つ時、何時でも出力信号を発生する積分手段
   と、 該積分手段の出力に従つて圧力設定点を上げる
   手段とで構成されている装置。 ９ 特許請求の範囲７に記載した装置に於て、 該蒸気タービンを迂回する様に蒸気を方向転換
   する低圧側路弁と、 基準圧力入力に従つて前記低圧側路弁を位置ぎ
   めする低圧側路制御装置と、 前記速度負荷制御装置からの信号に従つて進入
   制御弁を位置ぎめする進入制御弁回路とを有する
   装置。 １０ 特許請求の範囲９に記載した装置に於て、 前記主制御弁から高圧側路制御装置への主制御
   弁位置帰還信号と、ゆとり設定回路からのゆとり
   設定点位置を表わす信号との偏差に従つて圧力設
   定点を増加する手段とを有する装置。 １１ 特許請求の範囲１０に記載した装置に於
   て、 主制御弁回路を速度負荷制御回路と接続する第
   １の信号傾斜関数手段と、 進入制御弁回路を速度負荷制御回路と接続する
   第２の信号傾斜関数手段と、 前記各々の傾斜関数手段に接続されていて、高
   圧又は低圧側路弁の夫々が閉じられた時には、何
   時でも夫々の速度／負荷需要信号又は基準位置信
   号を最大値まで傾斜関数で変化させる比較回路と
   を有する装置。