JPS6176706A - 負荷ランバツク装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、固定子水冷却型タービン発電機の負荷ランバ
ック装置に関する。

［発明の技術的背景コ 固定子水冷却型タービン発電機（以下、タービン発電機
と略す）に於いては、水でタービン発電機の固定子を冷
却している為、タービン発電機定格負荷近辺で運転中に
、何かの事故で冷却水が断水した場合、そのまま運転を
継続すると、タービン発電機の固定子を焼損してしまい
、プラント運転に重大障害を及ぼす。

このようなことを防止する為に、従来よりタービン発電
機固定子冷却水異常監視は、タービン発電機出口冷却水
の温度高の監視、又はタービン発電機入ロ冷却水圧力低
の監視により、規定時間以内にタービン発電機自冷容量
相当の負荷１例えば３５０ＭＷクラスで定格の３０％、
　それ以上のタービン発電機の容量で定格の２６％まで
下げるようタービン発電機負荷ランバック制御を行って
いる。

又、負荷ランバック制御が、シーケンス通りにいかず、
制御不調で規定時間以内にタービン発電機自冷容量相当
の目標負荷まで下がらなかった場合には、タービン発電
機ユニットトリップを行っている。

第４図は従来のタービン発電機の系統図である。

図において、ボイラ１にて発生された蒸気は主さい止弁
２（以下、ＭＳＶと略す）、加減弁３（以下、Ｃ■と略
す）を通って、タービン４に送られ、タービン４に軸直
結されている発電機５を廻し１発電する。発電機５の出
力は、主変圧器６、しゃ断器７を介して、送電系統に接
続される。発電機５の出力電流は、電流変成器（以下、
ＣＴと略す）８及びこのこのＣＴ８に接続された電流検
出器９により検出されて制御装置の監視メータに表示さ
れ運転員による監視が行われる。

一方、タービン発電機固定子冷却水は、固定子冷却水ポ
ンプ１０により発電機５に送られ、その固定子を冷却し
た後、発電機５の外部に設けられた熱交換器１１に送ら
れて固定子冷却時の排熱を発電機５の外部へ放出したの
ち、再び固定子冷却水ポンプにより発電機５に送り込ま
れる。

また、上述と同様の方法にて、タービン発電機の固定子
が冷却されている。

１２は圧力スイッチ（以下、ＰＳと略す）で固定子冷却
水の発電機入口圧力を検出しており、その設定値以上に
なるとＯＮシ、以下でＯＦＦする。１３は温度スイッチ
（以下、ＴＳと略す）で固定子冷却水の発電機出口圧力
を検出しており、設定値以上になるとＯＮＬ、、以下で
ＯＦＦする。　これらのＰＳ１２、ＴＳ１３は、それぞ
れ、発電機保護上必要な値Ｐ、Ｔに設定されている。

電流検出器９の設定値は、タービン発電機の自冷容量相
当の電流値工に設定されており、その検出値が設定値１
以下でＯＮシて信号を出力し、設定値Ｔ以上でＯＦＦ　
Ｌ、、信号をカットする。

第Ｓ図は従来の固定子冷却の制御方法ブロック図である
。

ＰＳ１２がＰ以下か、又はＴＳ１３がＴ以上でかつ発電
機負荷電流が１設定値以上の条件で、信号Ａのランバッ
ク指令をＣＶ３の制御装置１４に与え、あらかじめ定め
られた一定の負荷降下率でＣＶ３を制御し、発電機負荷
電流が設定値１以下になると、信号Ａが復帰し、ＣＶ３
のランバックは停止する。

一方、信号Ａが発生した時点でランバック許容時間Ｔ工
に設定されたタイマー１５がタイムカウントを開始し、
もし、設定時間Ｔ１以内に信号Ａが復帰しない場合、タ
イマー１５の出力信号已によりタービン発電機をユニッ
トトリップさせている。

［背景技術の問題点コ このように、従来行っている固定子水冷却制御方法には
次の問題点がある。

第１に、蒸気タービン発電機においては、蒸気入力と発
電機出力との間には装置に固有の遅れ時間がある。

第２に、ＣＶ３の主蒸気流量特性が必ずしも線形特性で
なく、ＣＶ３のカム特性により機械的なゲインがあり、
このゲインにより主蒸気流量特性が影響される。

第３に、ボイラ１の負荷追従にボイラ１の機械的な特性
の時定数の影響で時間遅れが生じる。

これらの問題点により、負荷ランバック運転時に短時間
で急速にＣＶ３を絞る制御の場合、ボイラ１の蒸気発生
量がこれに追従して減少しない為、ＣＶ３のボイラ側配
管内の圧力が高まり、ＣＶ３の入口と出口との差圧が大
きくなり、ＣＶ３を通過する蒸気の流量が増加して、結
局ＣＶ３を絞っても蒸気量は減少しない。

従って、ＣＶ３の負荷降下率を大きくしても、その効果
は小さく、ボイラ１の追従速度でランバック負荷降下率
は決定される。よって、ＣＶ３の絞り速度に対して負荷
降下率は小さくなってしまう。

このように負荷降下率が小さくなる為に、逆に負荷降下
率を上げれば上げる程、両者の開きはそれに比例してま
すます大きくなる。

第６図に、定格負荷工。で運転しているタービン発電機
に於いて、前記のランバックが発生した時の加減弁絞り
速度曲線■１と負荷電流の降下率曲線Ｖ２の様子を示す
。

時間Ｔ０でランバックが発生し、直ちにＣＶ３は、絞り
速度曲線ｖ１で絞りこみを開始するが、負荷電流はター
ビン出力時定数の関係で１２時間経過後に負荷降下を始
める。

１２時間から１３時間経過すると、ＣＶ３の開度は、発
電機自冷容量に対応する設定値工相当の開度まで絞りこ
まれるが、この時、負荷電流はまだ設定値工まで降下し
ていないため、ランバックは更に進み、１４時間経過後
、即ちＴ、＜Ｔ、＜Ｔ、なる時間範囲に設定値工に達し
、ランバックは停止する。

この時、ＣＶ３は値工２、即ちＬＳＩに相当する開度ま
で絞りこまれており、負荷電流はランバック停止後も、
更に負荷電流は降下を続け、この値工２まで下がる。こ
の工２の値は一般に小さく、定格負荷から、ランバック
した場合ＣＶ３による安定−制御の限界以下になること
が多く、極端な場合にはｃＶ３が全閉になる場合もある
。このため、固定子冷却水異常による負荷ランバック制
御運転には、熟練を要し、制御が非常に難しい。

［発明の目的］ 本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためにな
されたものであり、負荷ランバック制御を容易にできる
負荷ランバック装置を提供することを目的としている。

［発明の概要］ 本発明は、このような目的を達成するため、ランハック
時、ＣＶ３をタービン発電機自冷容量相当のある設定圧
力まで絞りこむと同時に、タービン発電機への蒸気をバ
イパス弁によりバイパスさせてこのバイパス蒸気量を制
御し、ＣＶ３の制御降下を高めるようにしている。

［発明の実施例］ 以下に本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の系統図、第２図は本発明の制御特性、
第３図は本発明の制御装置ブロック図を示す。第１図に
おいて、第４図に説明したものについては同一部分に同
一符号を付してその説明を省略し、本発明に係るものの
みについて説明する。

第１図において、タービンバイパス弁１５を、ボイラ１
とＭＳＶ　２の間とタービン４と復水器１６との間のラ
イン、即ちタービンバイパスライン１７の中間に設け、
タービン発電機ランバック時にボイラ１から蒸気をター
ビンバイパスライン１７を通してタービンバイパス弁１
５の開度に応じて流し、ボイラ１の出力圧力を一定に制
御する。これにより。

ＣＶ３の急速な絞り制御時に、ボイラ１側の配管の圧力
の上昇をタービンバイパス弁１５を制御して、ボイラ１
の蒸気量を吸収することができるので、ＣＶ３を通る蒸
気量はＣ■３の開度に応じて、比例した蒸気量となる。

即ち、ボイラ１の蒸気圧力を検出するボイラ蒸気圧力検
出器１８の圧力信号ＥとＣＶ３の蒸気圧力を検出する加
減弁出力圧力検出器１９の圧力信号Ｆを制御装置Ａ′に
入力し、演算を行い、タービンバイパス弁１５の制御信
号Ｇを出力し制御を行う。

第２図に示したように、ＣＶ３の負荷降下曲線ｖ１に対
して発電機の出力特性■２は、タービンの慣性００２分
だけ遅れているので、負荷降下曲線Ｖ、出力特性ｖ２は
ほぼ平行して降下している。

破線は、従来の制御方式で行っていた場合の発電機の出
力特性を表したもので、発電機自冷運転可能な許容電流
値Ｉに達するまでに要する９時間はＴ４からＴ４′　に
なり大幅に短縮され、ＣＶ３の制御能力が高まったこと
を示している。

第３図に示したように、ボイラ蒸気圧力検出器１８から
の圧力信号Ｅと加減弁出力圧力検出器１９の圧力信号Ｆ
が制御装置Ａ′の入力部２０に入力され。

この入力部２０は圧力信号Ｅと圧力信号Ｆに基づいて加
減弁出力の圧力相当の制御量を演算し、これによて得ら
れた加減弁出力の圧力相当の信号Ｇは、比較部２１およ
び比較部２５に入力される。

比較部２１では、信号Ｇをタービンランバック量の許容
電流設定器２２の設定値と比較し、その偏差量に対応し
たタービンランバック量Ｈが形成され判定部２３に出力
される。判定部２３は、タービンランバック量Ｈに応じ
て、タービンランバック指令信号Ｊを形成し、これをＣ
Ｖ３に出力して、発電機自冷容量相当のある設定開度ま
でＣＶ３を制御する。

比較部２５は、信号Ｇと圧力設定器２６の設定値とを比
較演算して、ＣＶ３の前後差圧を零にするような比較信
号Ｋを形成し、この信号Ｋを判定部２７に入力する。判
定部２７では信号Ｋに基づき、ＣＶ３の前後差圧の偏差
量に応じたタービンバイパス調節弁信号りを形成し、こ
の信号りをタービンバイパス調節弁１５に出力する。

このように、タービンランバック運転に入り、発電機固
定子電流が発電機自冷運転可能な許容電流工、まで降下
し、負荷電流検出器がこれを検出すると、制御装置ヘラ
ンバック停止指令を与え、ランバックは終了する。

但し、従来の制御方法と同様にある一定時間経過しても
、発電機固定子電流が許容電流値工□まで加工しなかっ
た場合はユニットトリップ指令を出す。

′　なお、本発明の制御装置Ａ′はデジタル制御により
制御が行えることは勿論、アナログ制御及びシーケンス
制御によっても制御することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、従来のタービン
発電機の蒸気系統ラインのボイラとＣＶ３間の蒸気ライ
ンから復水器へのバイパスラインを設け、これに流れる
蒸気量を調節することでＣＶ３の絞りこみによる圧力上
昇を抑え、ＣＶ３の弁開度に比例した蒸気量をタービン
に送り込むことができるので、ボイラ制御の追従速度に
無関係に蒸気量を速やかに、正確に制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る装置を示した系統図、
第２図は第１図に示した装置の制御特性を示すグラフ図
、第３図は本発明の一実施例に係る制御装置を示すブロ
ック図、第４図は従来のタービン発電機の系統図、第５
図は従来の固定子冷却の制御装置を示したブロック図、
第６図は従来の加減弁絞り速度曲線と負荷電流の降下率
曲線を示したグラフ図である。 １・・・ボイラ、２・・・主さい止弁、３・・・加減弁
。 ４・・・タービン、５・・・発電機、６・・・主変圧器
。 ７・・・しゃ断器、８・・・電流変成器、９・・・電流
検出器、１０・・・固定子冷却水ポンプ、１１・・・熱
交換器、１２・・・圧力スイッチ、１３・・・温度スイ
ッチ、１４・・・制御装置。 １５′′タービンバイパス弁、１６・・・復水器、１７
・・・タービンバイパスライン、１８・・・ボイラ蒸気
圧力検出器。 １９・・・加減弁出力圧力検出器、２０・・・入力部、
２１・・・比較部、２２・・許容電流設定器、２３・・
・判定部、２５・・・比較部、２６・・・圧力設定器、
２７・・・判定部。 （７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほ
か１名） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラと、主さい止弁と、タービンと、復水器と、これ
   らを連結する配管ラインにタービンバイパスラインを設
   けた蒸気系統を有するタービン発電機固定子水冷却型タ
   ービン発電機の負荷ランバック装置において、ボイラか
   らのボイラ蒸気圧力信号と配管ラインからの加減弁圧力
   信号を入力し、この加減弁出力圧力信号とタービンラン
   バック量の許容電流の偏差量を比較演算してタービンラ
   ンバック指令信号を出力する判定部と、上記加減弁出力
   信号に基づいて加減弁の前後差圧の偏差量を演算し、こ
   の偏差量に応じたタービンバイパス調整信号を出力する
   判定部を有し、タービンランバック時に、発電機固定子
   電流を発電機自冷可能な許容値まで降下させた状態でラ
   ンバック停止指令を与え、ボイラ制御の追従速度に無関
   係に蒸気量を制御することを特徴とする負荷ランバック
   装置。