JPH0450403A - 蒸気加減弁のウォーミング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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蒸気加減弁およびその
蒸気加減弁まわりのケーシングのウオーミングアツプ方
法に関する。

（従来の技術） 第７図は、蒸気加減弁の一例として、蒸気加減弁が蒸気
タービンケーシング上に設置されたシェルマウント型蒸
気タービンにおける蒸気加減弁部を示す図であり、図示
しない主蒸気止め弁から流れて来た蒸気は、高圧タービ
ン１のケーシング２に接続された蒸気加減弁３を通り、
高圧タービン１内に流入するようにしである。

ところで、蒸気タービンを冷えた状態（コールド状態）
から起動する場合には、蒸気加減弁３のケーシング４が
厚肉構造であるので、温度の熱応力によるケーシングの
損傷を防止するため、起動前に準備としてウオーミング
が行なわれる。

すなわち、蒸気ウオーミングは、主蒸気止め弁または主
蒸気止め弁に付属する小弁を開けることにより、主蒸気
を蒸気加減弁のケーシング４内に導き、その主蒸気の熱
によって上記ケーシング等の加熱を行なうことによって
行なわれる。

ところで、上記蒸気加減弁のケーシング４内で熱交換し
た蒸気は温度が下がり復水し、その復水が或程度ケーシ
ング４内に溜まった後、主蒸気止め弁または小弁を閉し
、主蒸気止め弁弁座後ドレン弁（以下ドレン弁という）
を開けて、主蒸気止め弁より蒸気加減弁のケーシングま
での配管およびそのケーシング内で発生した復水（ドレ
ン）を排水する。そして、この動作を繰り返してケーシ
ングの金属外面温度が所定値以上になった時点でウオー
ミング完了とする。

第８図は、主蒸気止め弁または主蒸気止め弁小弁、およ
びドレン弁の従来の開閉タイミングを示す図であり、主
蒸気止め弁またはその小弁の開時間ｔ。（１）、および
閉時間ｔＳ（ｎ）は予め決定された固定値で与えられて
いる。第８図ではｔ　　（１）　＝　ｔ　ｏ　（２）−
・・・−ｔｏ（ｎ）−一定、ｔ　　（１）−ｔ　　（２
）−−−−−ｔＳ（ｎ）−一定でＳ 示しである。また、ドレン弁の開時間ｔｄ（ｎ）も、ｔ
　　（１）　＝ｔ　　（２）−・・・＝ｔｄ（ｎ）　−
一定でｄ　　　　　　　　ｄ 示しである。

第９図に上記ウオーミングによる蒸気加減弁ケーシング
の外面温度および内面温度変化を示す。

（発明が解決しようとする課題） ところがこのような方法では、主蒸気加減弁の開時間を
一定値にしているために、蒸気加減弁ケーシングに過度
の熱応力を発生させずに出来るだけ短時間でウオーミン
グを終るように調整することが不可能であるという問題
がある。

起動時の蒸気条件が常に一定のプラントにおいては、上
述の如き方法であっても、主蒸気止め弁等の開閉時間の
調整を行なうことによって十分なウオーミング時間をと
ることにより、円滑な起動を行なうことができる。

しかし、プラントの運用形態にもよるが、蒸気タービン
起動時の蒸気条件が一定でないような場合には、主蒸気
止め弁またはその小弁の開閉時間を設定したときの蒸気
温度より高温の蒸気が流入すると、蒸気加減弁ケーシン
グに過度の熱応力が発生し、損傷が発生する恐れがある
。また反対に規定温度より低温の蒸気が流入すると、ウ
オーミング時間が長くなる等の問題がある。

さらに、ウオーミング開始時点における蒸気加減弁ケー
シングの金属温度も前回停止後の時間等により一定であ
るとは限らないため、主蒸気止め弁等の開閉時間を一定
とする従来のウオーミング方法においては必要以上にウ
オーミングに時間を要する場合がある等の問題がある。

本発明はこのような点に鑑み、起動時の蒸気条件や蒸気
加減弁ケーシング金属温度が異なる場合においても、上
記ケーシングに過度の熱応力を与えることがなく、かつ
ウオーミング時間も最短にすることができるようにした
ウオーミング方法を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、蒸気加減弁のウオーミング方法において、ウ
オーミング用蒸気の供給、停止を行なう主蒸気止め弁ま
たは主蒸気止め弁小弁を、蒸気加減弁ケーシングの内外
面温度差が第１の設定値より小さい場合に開らき、上記
第１の設定値より大きな第２の設定値以上となった場合
に閉じるようにしたことを特徴とする。また第２の発明
は、上記第１および第２の設定値を、蒸気加減弁ケーシ
ングの外面温度の関数、または蒸気加減弁ケーシングの
外面温度とその外面温度の時間的変化率との関数として
設定することを特徴とするものである。

（作用） 蒸気加減弁ケーシングの内外面温度差がある設定値以上
になったときに主蒸気止め弁または主蒸気止め弁小弁が
閉じられウオーミング用蒸気の供給が停止されるので、
蒸気加減弁ケーシングの金属部に発生する熱応力が過大
となることがなく、また必要以上に上記ウオーミング用
蒸気の供給、停止が繰り返され、ウオーミング時間が長
くなるようなことがない。また、第２の発明においては
、ウオーミングの開始直後ではケーシング内外面温度差
の各設定値が低目に設定され、ウオーミングが進行した
後には上記設定値が高めに設定され、ウオーミングの進
行状況に見合った主蒸気止め弁等の開閉操作か可能とな
り、過大な熱応力を起すことなくウオーミング時間の短
縮が実現できる。

（実施例） 第１図において、符号１０は蒸気加減弁ウオーミング制
御信号であって、その蒸気加減弁ウオーミング制御信号
１０は第１のＡＮＤ回路１１、第２のＡＮＤ回路１２お
よび第３のＡＮＤ回路回路コモれぞれ入力されている。

一方、符号１４および１５は蒸気加減弁内面金属温度お
よび蒸気加減弁外面金属温度であって、その蒸気加減弁
の内外面金属温度１４および１５は減算器１６に人力さ
れ、その偏差信号１７がそれぞれ第１の比較器１８、第
２の比較器１９、或は第３の比較器２０に入力されるよ
うにしである。

ところで、上記第１の比較器１８には第１のしきい値発
生器２１において設定されたしきい値Ａ（設定値）か入
力され、また第２の比較器２２には第２のしきい値発生
器２２て設定されたしきい値Ｂ（設定値）が人力され、
さらに第３の比較器２３には第３のしきい値発生器２３
で設定されたしきい値Ｃが人力されている。なおこの場
合、上記しきい値Ａ、Ｂ、ＣはＡ＜Ｃ＜Ｂの関係にある
ように設定されている。

そして、上記第１の比較器１８においては蒸気加減弁内
外面金属温度差がしきい値Ａより小さいときＯＮの信号
を出力し、その信号が第１のＡＮＤ回路１１に入力され
、第２の比較器１つにおいては上記蒸気加減弁内外面金
属温度差がしきい値Ｂより大きいときＯＮの信号を出力
しその信号が第２のＡＮＤ回路１２に入力される。また
第３の比較器２０においては蒸気加減弁内外面金属温度
差がしきい値Ｃより小さいときＯＮの信号を出力しその
信号が第３のＡＮＤ回路１３に入力されるようにしであ
る。

また、第３のＡＮＤ回路１３にはさらに前記第１の比較
器１８からの出力信号がＮＯＴ回路２４を介して人力さ
れるとともに、主蒸気止め弁の閉信号２５が入力される
ようにしである。

そして、第１のＡＮＤ回路１１からの出力信号によって
ドレン弁閉指令信号２６が発生するとともに主蒸気止め
弁開指令信号２７が発生する。また、第２のＡＮＤ回路
１２からの出力信号によって主蒸気止め弁閉指令信号２
８が発生し、さらに第３のＡＮＤ回路１３からの出力信
号によってドレン弁開指令信号が発生するようにしであ
る。

しかして、蒸気加減弁のウオーミングに際して、そのウ
オーミングを開始してから蒸気加減弁外面金属温度がウ
オーミングの目標温度に到達してウオーミング完了する
までの間蒸気加減弁ウオーミング制御信号１０がＯＮの
状態に保持され、その信号が各ＡＮＤ回路１１．１２．
１３にそれぞれ入力される。

また、蒸気加減弁内外面の温度差信号１７は比較器］、
８でしきい値Ａと比較され、その温度差信号１７がしき
い値Ａより小さいとＯＮ信号が出力し、これが第１のＡ
ＮＤ回路１１に入力し、上記第１のＡＮＤ回路１１から
ドレン弁閉指令信号２６およびこれにひきつづいて主蒸
気止め弁開指令信号２７が出力され、ドレン弁が全開と
なり、主蒸気止め弁が開かられる。

さらに、温度信号１７がしきい値Ａとしきい値Ｂとの間
にあるしきい値Ｃより小さいと、第３の比較器２０から
ＯＮ信号が出力しこれが第３のＡＮＤ回路１３に入力さ
れ、温度差信号１７がしきい値Ａより小さくなく、かつ
主蒸気止め弁が全開状態にある場合には、上記第１３か
らドレン弁開指令信号が出力し、ドレン弁が開らかれる
。

したがって、最初蒸気加減弁のウオーミングを開始した
時点では蒸気加減弁内外面温度差が小さいので、第１の
比較器１８および蒸気加減弁ウオーミング制御信号１０
がともにＯＮとなり、その結果ドレン弁閉指令信号２６
、続いて主蒸気止め弁開指令信号２７が出力される。

この状態でウオーミング蒸気が蒸気加減弁ケーシング内
に流入し、ケーシングの内面温度が急に上昇する。

一方、ケーシング外面温度は熱伝導により徐々に上昇す
るので、内外面温度差は大きくなっていく。

そこで、上記蒸気加減弁の内外面温度差が拡大し、しき
い値Ｂを越えると、第２の比較器１９の出力信号がＯＮ
となり、その結果節２のＡＮＤ回路１２より、主蒸気止
め弁閉指令信号２８が出力され、主蒸気止め弁が全閉さ
れる。しかして、ウオーミング蒸気がしゃ断され、ケー
シング内に閉じ込められた蒸気は、ケーシング金属と熱
交換し、次第に温度が下がって復水する。また、ケーシ
ング内面の温度は熱伝導によって外面側に移動するため
、ケーシング内面温度の上昇は止まり、その後下降傾向
を示す。

一方、ケーシング外面温度は熱伝導により徐々に温度上
昇を続けるため、内外面金属温度差は小さくなっていく
。このようにして内外面温度差が縮小し、しきい値Ｃを
下回ると、第３の比較器２０の出力信号がＯＮとなる。

また、Ｃ＞Ａのため、このとき第１の比較器１８の出力
信号は未だＯＦＦ状態であり、ＮＯＴ回路２４の出力信
号はＯＮとなる。さらにこの状態では主蒸気止め弁が閉
じているので、主蒸気止め弁閉信号もＯＮである。

したがって、第３のＡＮＤ回路１３からドレン弁閉信号
２９が出力され、ケーシング内でウオーミング蒸気が復
水したドレンがドレン弁から排出される。

さらに、この状態で時間が経過すると、蒸気加減弁内外
面温度は熱伝導により均一化する方向に変化するので、
内外面温度差は減少し、しきい値Ａを下回るようになる
。この状態は最初の状態と同一であるため、再び第１の
比較器１８の出力信号がＯＮとなり、ドレン弁閉指令信
号２６、主蒸気止め弁開指令信号２７が出力され、以下
上記のサイクルを繰り返す。

以上のサイクルを繰り返すことにより、蒸気加減弁外面
金属温度は徐々に上昇を続けて、ウオーミングの目標値
に達する。

第２図にこの間の主蒸気止め弁およびドレン弁の動きを
示し、第３図に蒸気加減弁内外面温度の変化の様子を示
す。

なお、上記実施例においては、ウオーミングに際し主蒸
気止め弁を開閉するものを示したが、主蒸気止め弁小弁
を開閉するものにおいても全く同様に作用させることが
できる。

しかして、この実施例においては蒸気加減弁内外面温度
差が所定値に達するまではウオーミング蒸気の供給を継
続させることができ、この間に従来のようにウオーミン
グ蒸気の供給・停止を繰り返すことがないので、ウオー
ミング時間を短縮することができるとともに、ケーシン
グに過度の熱応力を発生することがない。

第４図は本発明の他の実施例を示す図であり、主蒸気止
め弁およびドレン弁の開閉タイミングを決定する蒸気加
減弁ケーシング内外面温度差に対するしきい値を、蒸気
加減弁ケーシング外面温度ＴＯの関数として決定するよ
うにしたものである。

すなわち、第１図の第１乃至第３のしきい値発生器２１
．２２．２３の代りに第１の関数発生器３０、第２の関
数発生器３１、第３の関数発生器３２を使用したもので
あり、第１の関数発生器３０では例えば第５図のＡ曲線
によってしきい値を決定し、第２の関数発生器３１では
曲線Ｂ１第３の関数発生器３１では曲線Ｃによってしき
い値を決定することができる。

しかして、本実施例によれば、ウオーミングの開始直後
で蒸気加減弁ケーシング外面温度が低い状態では、ウオ
ーミングによる熱応力が発生し易いことに対処するため
、主蒸気止め弁、ドレン弁を制御する蒸気加減弁ケーシ
ング内外温度差の各しきい値を低目にすることができる
。逆に、ウオーミングが進行して、蒸気加減弁ケーシン
グ外面温度が成程度上昇してきた時点では、ウオーミン
グ開始直後よりも大きな蒸気加減弁内外面温度差が許容
されることに対応して、各しきい値を高めに設定するこ
とができる。

このようにして、ウオーミング開始直後からウオーミン
グ完了までの間に、その時点でのウオーミングの進行状
態に見合った主蒸気止め弁、ドレン弁の開閉操作が可能
となる。

第６図は本発明のさらに他の実施例を示す図であって、
第４図に示した実施例に対して、蒸気加減弁外面金属温
度ＴＯの信号１５を変化率計算器３３に入力し、ＴＯの
時間変化率を計算し、その時間変化率および蒸気加減弁
外面金属温度の値をそれぞれ第１乃至第３の各関数発生
器３４．３５．３６に入力するようにしたものである。

したがって、本実施例においては蒸気加減弁ケーシング
外面温度ＴＯの値のみてなく、時間変化率も考慮して主
蒸気止め弁およびドレン弁の開閉タイミングが決定され
る。このため、蒸気加減弁ケーシング外面温度の温度上
昇率が大きいときは、熱応力を低減するため、主蒸気止
め弁の閉のタイミングを早くする。逆に時間変化率が小
さい場合には、許容する範囲でウオーミングのスピード
を上げるように、主蒸気止め弁閉のタイミングを遅らせ
る等、きめ細かな制御が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、蒸気加減弁ケーシ
ング内外面温度差が所定値に達するまでは、ウオーミン
グ用蒸気の供給が中断することなく継続され、蒸気加減
弁ケーシングに過度の熱応力を発生することなく、より
短時間でウオーミングを行なうことができる。

特に、起動時の蒸気条件やウオーミング開始時の蒸気加
減弁ケーシング温度がその都度異なるような条件下にお
いても、過度の熱応力が発生するようなことを防止する
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す制御ブロック図、第２図は
本発明による蒸気加減弁ウオーミング実施時の主蒸気止
め弁およびドレン弁の開閉タイミングを示す図、第３図
は本発明による蒸気加減弁ウオーミング実施時の蒸気加
減弁ケーシング内面、外面金属温度の時間変化を示す図
、第４図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す図、第５図は関数発生器のグラフの一例を示す図、
第７図は蒸気タービンにおける一般的な蒸気加減弁部の
概略構成を示す図、第８図は従来の方法による蒸気加減
弁ウオーミング実施時の主蒸気止め弁、ドレン弁の開閉
タイミングを示す図、第９図は同上蒸気加減弁ケーシン
グの内面、外面金属温度の時間的変化を示す図である。 ３・・・蒸気加減弁、４・・・蒸気加減弁ケーシング、
１１．１２．１３・・・第１、第２、第３のＡＮＤ回路
、１４・・・蒸気加減弁ケーシング内面温度信号、１５
・：・蒸気加減弁ケーシング外面温度信号、１６・・・
減算器、１８．１９．２０・・・第１、第２、第３の比
較器、２１．２２．２３・・・第１、第２、第３のしき
い値発生器、３０．３１．３２・・・関数発生器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 Σ 第 図 第 図 Ｔ。 （ＣＶ外外面メモ湿温度 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウオーミング用蒸気の供給、停止を行なう主蒸気止
   め弁または主蒸気止め弁小弁を、蒸気加減弁ケーシング
   の内外面温度差が第１の設定値より小さい場合に開き、
   上記第１の設定値より大きな第２の設定値以上になった
   場合に閉じるようにしたことを特徴とする、蒸気加減弁
   のウオーミング方法。 ２、第１および第２の設定値を、蒸気加減弁ケーシング
   の外面温度の関数または蒸気加減弁ケーシングの外面温
   度とその外面温度の時間的変化率との関数として設定す
   ることを特徴とする、請求項１記載の蒸気加減弁のウオ
   ーミング方法。