JPS6189911A - 蒸気タ−ビンの過速防止方法 - Google Patents
蒸気タ−ビンの過速防止方法Info
- Publication number
- JPS6189911A JPS6189911A JP21043484A JP21043484A JPS6189911A JP S6189911 A JPS6189911 A JP S6189911A JP 21043484 A JP21043484 A JP 21043484A JP 21043484 A JP21043484 A JP 21043484A JP S6189911 A JPS6189911 A JP S6189911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- turbine
- steam
- speed
- steam turbine
- Prior art date
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
- F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は11通常運転時に一定の主蒸気圧で運転される
定圧火力発電プラント、あるいは規定負荷領域において
主蒸気圧力を変化させることにより負荷の増減を行なう
変圧火力プラントにおいて。
定圧火力発電プラント、あるいは規定負荷領域において
主蒸気圧力を変化させることにより負荷の増減を行なう
変圧火力プラントにおいて。
蒸気タービンの負荷が急減し、あるいは遮断された場合
のタービンの加速を検出して、該タービンが過速度回転
しないように制御する方法に関するものである。
のタービンの加速を検出して、該タービンが過速度回転
しないように制御する方法に関するものである。
第3図は本発明の過速度回転防止方法を適用して制御す
べき対象機器の一例としての蒸気タービン駆動式発電プ
ラントの系統図である。
べき対象機器の一例としての蒸気タービン駆動式発電プ
ラントの系統図である。
ボイラ1によって加熱、加圧された主蒸気は。
主蒸気止め弁2を通った後、蒸気加減弁3(以下Cvと
称す)により流量制御さ九て高圧タービン4に流入し、
タービンの各段落で膨張して仕事を行なう、高圧タービ
ン4で膨張、減温した蒸気は再びボイラ1に戻り、再熱
された後、再熱蒸気止め弁5.インターセプト弁6(以
下ICvと称す)を経て、中圧タービン7に流入し仕事
を行ない、更にクロスオーバ管8を通り低圧タービン9
で仕事を行なった後、復水器10で復水される。これら
の蒸気タービンに与えられた運動エネルギが発電機11
により電気エネルギに変換される。なお。
称す)により流量制御さ九て高圧タービン4に流入し、
タービンの各段落で膨張して仕事を行なう、高圧タービ
ン4で膨張、減温した蒸気は再びボイラ1に戻り、再熱
された後、再熱蒸気止め弁5.インターセプト弁6(以
下ICvと称す)を経て、中圧タービン7に流入し仕事
を行ない、更にクロスオーバ管8を通り低圧タービン9
で仕事を行なった後、復水器10で復水される。これら
の蒸気タービンに与えられた運動エネルギが発電機11
により電気エネルギに変換される。なお。
上記の如くタービンに蒸気が流入して仕事を行なってい
る場合、タービン内の動翼に蒸気が作用することにより
、軸方向の力(スラスト力)が生じる。このスラスト力
を支承してローターが大きく動かないようにする為、ス
ラスト軸受12が設置されている。スラスト軸受は、軸
受12とローター突起部13との間に油膜によるギャッ
プ14を設けており、この油膜を介してスラスト力は軸
受で押えられている。
る場合、タービン内の動翼に蒸気が作用することにより
、軸方向の力(スラスト力)が生じる。このスラスト力
を支承してローターが大きく動かないようにする為、ス
ラスト軸受12が設置されている。スラスト軸受は、軸
受12とローター突起部13との間に油膜によるギャッ
プ14を設けており、この油膜を介してスラスト力は軸
受で押えられている。
電力需要が急激に減少して蒸気タービンの負荷が軽くな
った場合や、送電系統の事故の為に発電機の出力回路が
開かれた場合(負荷遮断)は、蒸気タービンが過速度回
転する虞れが有る。
った場合や、送電系統の事故の為に発電機の出力回路が
開かれた場合(負荷遮断)は、蒸気タービンが過速度回
転する虞れが有る。
上記の過速度回転を防止するための方策として前記のC
V、ICVを急激に閉弁操作する手法については、特願
昭44−101646号、及び、特願昭44−1016
47号公報に掲載された手法が公知である。
V、ICVを急激に閉弁操作する手法については、特願
昭44−101646号、及び、特願昭44−1016
47号公報に掲載された手法が公知である。
すなわち、タービン加速度を検出し、加速度が規定値以
上となった場合、ICVを急閉することにより、タービ
ン全体の70%程度の負荷を分担している中圧、低圧タ
ービンへ流入する蒸気を急速遮断し、タービンの過大な
加速を防止する手法が公知である。然し、この手法は、
負荷が遮断された場合は有効であるが、負荷が急減した
場合は過大なスラスト変動を伴ない、スラスト軸受へ重
大な影響を与えるおそれがあるという問題がある。
上となった場合、ICVを急閉することにより、タービ
ン全体の70%程度の負荷を分担している中圧、低圧タ
ービンへ流入する蒸気を急速遮断し、タービンの過大な
加速を防止する手法が公知である。然し、この手法は、
負荷が遮断された場合は有効であるが、負荷が急減した
場合は過大なスラスト変動を伴ない、スラスト軸受へ重
大な影響を与えるおそれがあるという問題がある。
第2図に負荷遮断及び負荷急減時のタービン速度の変化
を示す、負荷遮断時は図中に実線で示す如く、遮断後一
定加速度でタービン速度が上昇する。
を示す、負荷遮断時は図中に実線で示す如く、遮断後一
定加速度でタービン速度が上昇する。
これに伴ないICvを急閉させることにより、速度はピ
ーク■を経た後減衰し、整定速度■にて一定速度となる
。スラスト力は通常運転時は発電機側に作用しているが
、ICVが急閉し、Cvが開いている状態では逆に高圧
タービン側に作用する。しかし、負荷遮断時の如く、速
度上昇が大きい場合は、Cvも速度調定率により絞り込
まれる為、上記のようなスラスト力の変動は少ない。
ーク■を経た後減衰し、整定速度■にて一定速度となる
。スラスト力は通常運転時は発電機側に作用しているが
、ICVが急閉し、Cvが開いている状態では逆に高圧
タービン側に作用する。しかし、負荷遮断時の如く、速
度上昇が大きい場合は、Cvも速度調定率により絞り込
まれる為、上記のようなスラスト力の変動は少ない。
一方、負荷が急減した場合は、系統遮断路は閉じた状態
にあり、タービン速度は系統周波数と同調した状態にあ
るため、図中破線に示す如く、タービン速度は遮断時は
ど上昇しない。従って、Cvは遮断時のように絞り込ま
れず、前記の如く大きなスラスト変動が生じることにな
る。
にあり、タービン速度は系統周波数と同調した状態にあ
るため、図中破線に示す如く、タービン速度は遮断時は
ど上昇しない。従って、Cvは遮断時のように絞り込ま
れず、前記の如く大きなスラスト変動が生じることにな
る。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。
タービン負荷の急減(遮断を含む)に際し、蒸気系統の
制御弁を閉弁してタービンの過速度回転を防止する場合
、上記制御弁の閉弁に伴うスラスト力の変化を抑制し、
スラスト受けの摩耗などの不具合を誘発しないように制
御する方法を提供しようとするものである。
制御弁を閉弁してタービンの過速度回転を防止する場合
、上記制御弁の閉弁に伴うスラスト力の変化を抑制し、
スラスト受けの摩耗などの不具合を誘発しないように制
御する方法を提供しようとするものである。
上記の目的を達成するため、本発明に係る蒸気タービン
の過速度回転防止方法は、定圧又は変圧発電プラントに
おいて、発電機の負荷の急激な減少(消滅を含む)によ
って蒸気タービンが過速度回転する虞れを生じたとき、
該蒸気タービンの回転速度及び回転加速度を検出し、検
出した加速度が規定値以上であり、かつ、検出した回転
速度が負荷の急激な減少直前の負荷車によって一義的に
定められた設定回転速度以上である場合にインターセプ
ト弁を急閉せしめるに先立って蒸気加減弁を絞りこむこ
とを特徴とする。
の過速度回転防止方法は、定圧又は変圧発電プラントに
おいて、発電機の負荷の急激な減少(消滅を含む)によ
って蒸気タービンが過速度回転する虞れを生じたとき、
該蒸気タービンの回転速度及び回転加速度を検出し、検
出した加速度が規定値以上であり、かつ、検出した回転
速度が負荷の急激な減少直前の負荷車によって一義的に
定められた設定回転速度以上である場合にインターセプ
ト弁を急閉せしめるに先立って蒸気加減弁を絞りこむこ
とを特徴とする。
次は、添付の図面を順次に参照しつつ本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第1図は本発明の過速度回転防止方法に係る制 。
御方法の基本ブロックを示す図表である0通常運転中、
タービン速度は常に一定のサンプリングインターバルで
検出されており、それを元にタービン加速度を求める。
タービン速度は常に一定のサンプリングインターバルで
検出されており、それを元にタービン加速度を求める。
加速度が規定値以上で、かつタービン速度が規定値以上
になった場合、工C■が急閉される。
になった場合、工C■が急閉される。
第4図に基本ロジックを示す、速度ピックアップからの
速度信号15は、微分器16により加速度信号に変換さ
れ、規定加速度以上になると保持回路17により微小加
速度変動を吸収し、一定信号を出す様調整される。一方
、速度信号は、速度設定器(関数発生器)18との偏差
をとられ、それが規定値以上になると、保持回路19に
より前記加速度と同様の処理がなされる。保持回路17
及び19から信号が出力された場合のみ、AND回路2
0を介して、ICV急閉回路21が動作する。以下、速
度設定器18の設定に関し、詳細に説明する。第5図に
タービン速度調定率の一例を示す。図は調定率4%の例
であり、以下説明に際しては、例として本領(4%)を
使用する。A点は定格負荷時のCV開度である。定格負
荷時は、タービン速度が100%でCv全全開104%
で全閉するよう加減弁が制御される。従って1例えば5
0%負荷の場合にはCVは102%(104%×50%
)で全閉するように制御される。
速度信号15は、微分器16により加速度信号に変換さ
れ、規定加速度以上になると保持回路17により微小加
速度変動を吸収し、一定信号を出す様調整される。一方
、速度信号は、速度設定器(関数発生器)18との偏差
をとられ、それが規定値以上になると、保持回路19に
より前記加速度と同様の処理がなされる。保持回路17
及び19から信号が出力された場合のみ、AND回路2
0を介して、ICV急閉回路21が動作する。以下、速
度設定器18の設定に関し、詳細に説明する。第5図に
タービン速度調定率の一例を示す。図は調定率4%の例
であり、以下説明に際しては、例として本領(4%)を
使用する。A点は定格負荷時のCV開度である。定格負
荷時は、タービン速度が100%でCv全全開104%
で全閉するよう加減弁が制御される。従って1例えば5
0%負荷の場合にはCVは102%(104%×50%
)で全閉するように制御される。
一方1通常運転中の速度制御において、ICVl
は104%から閉まり始め、105.5%で全閉す
る。
は104%から閉まり始め、105.5%で全閉す
る。
次に、定圧プラントと変圧プラントとにおけるCvv度
特性について説明する。近年、効率向上を目的として従
来の定圧プラントに代って変圧プラントが多く使用され
るようになってきている。
特性について説明する。近年、効率向上を目的として従
来の定圧プラントに代って変圧プラントが多く使用され
るようになってきている。
第6図に両者の主蒸気圧力特性を示す。従来の定圧プラ
ントは図中破線に示す如く、主蒸気圧は負荷にかかわら
ず一定であった。一方、変圧プラントは図中実線に示す
如く規定負荷aまでは最低圧力で運転し、負荷aからb
までは、主蒸気圧力を増加させることにより負荷上昇を
図るものである。
ントは図中破線に示す如く、主蒸気圧は負荷にかかわら
ず一定であった。一方、変圧プラントは図中実線に示す
如く規定負荷aまでは最低圧力で運転し、負荷aからb
までは、主蒸気圧力を増加させることにより負荷上昇を
図るものである。
このようなプラントにおけるCvv度特性を、第7図に
示す、定圧プラントにおいては、負荷とCv開度は比例
関係にあるが、変圧プラントにおいては、最低圧力領域
でCvは急激に開き、変圧領域ではほぼ一定開度を保ち
つつ(既述の如く)主蒸気圧力の上昇によって負荷増加
に対応する。
示す、定圧プラントにおいては、負荷とCv開度は比例
関係にあるが、変圧プラントにおいては、最低圧力領域
でCvは急激に開き、変圧領域ではほぼ一定開度を保ち
つつ(既述の如く)主蒸気圧力の上昇によって負荷増加
に対応する。
第8図は定圧プラントにおけるICV急開速度設定の1
例を示し、第9図は変圧プラントにおけるICV急開速
度設定の1例を示す0両図とも、横軸に負荷車を取って
縦軸にタービン速度を示した図表である。
例を示し、第9図は変圧プラントにおけるICV急開速
度設定の1例を示す0両図とも、横軸に負荷車を取って
縦軸にタービン速度を示した図表である。
第8図に示す如く、系統周波数の変動を考慮して、負荷
がa以下のときは一定速度すとなるように設定する。a
点以上の負荷では、第5図で述べた様な速度調定率に従
い、設定速度は増加し、最終的に定格負荷では104%
速度でICVが急閉するように設定する。
がa以下のときは一定速度すとなるように設定する。a
点以上の負荷では、第5図で述べた様な速度調定率に従
い、設定速度は増加し、最終的に定格負荷では104%
速度でICVが急閉するように設定する。
一方、変圧プラントにおいては変圧開始負荷以下(すな
わち最低圧力領域)ではCvは急激に開度を増す。従っ
て、第9図に示すように負荷車a〜Cの範囲において折
線特性を示すように設定する。これは、最大速度上昇を
考慮して設定したものである。
わち最低圧力領域)ではCvは急激に開度を増す。従っ
て、第9図に示すように負荷車a〜Cの範囲において折
線特性を示すように設定する。これは、最大速度上昇を
考慮して設定したものである。
本庄領域(負荷車c ” d )においては、Cv開度
はほぼ一定とし、この領域における速度が一定値gとな
るように設定する。
はほぼ一定とし、この領域における速度が一定値gとな
るように設定する。
上記のようにICV急閉速度を設定することにより、負
荷急減、遮断時のCV、ICVタービン速度は第10図
のような特性となる。タービンが加速すると、速度調定
率に従いCVは速度上昇開始時点の開度すから全開まで
絞り込まれる。タービン速度が、第8図及び第9図に示
すように、負荷車がaに達した段階でICVは急閉する
。これにより、常に工CvはCv全全後後急閉ることに
より前述のようなスラスト力の過大な変動を起こさずに
ダービン過速を防止することが可能となる。
荷急減、遮断時のCV、ICVタービン速度は第10図
のような特性となる。タービンが加速すると、速度調定
率に従いCVは速度上昇開始時点の開度すから全開まで
絞り込まれる。タービン速度が、第8図及び第9図に示
すように、負荷車がaに達した段階でICVは急閉する
。これにより、常に工CvはCv全全後後急閉ることに
より前述のようなスラスト力の過大な変動を起こさずに
ダービン過速を防止することが可能となる。
以上詳述したように、本発明の防止方法によれば、定圧
発電プラント及び変圧発電プラントの蒸気タービンを制
御する方法において、負荷の急激な減少(消滅を含む)
によって蒸気タービンが過速度回転する虞れを生じたと
き、該蒸気タービンの回転速度及び回転加速度を検出し
、検出した加速度が規定値以上であり、かつ、検出した
回転速度が負荷の急激な減少直前の負荷車によって一義
的に定められた設定回転速度以上である場合にインター
セプト弁を急閉せしめるに先立って蒸気加減弁を絞りこ
むことにより、負荷の急減(遮断を含む)に際し、蒸気
系統の制御弁を閉弁してタービンの過速度回転を防止す
る場合、上記制御弁の閉弁に伴うスラスト力の変化を抑
制し、スラスト受けの摩耗などの不具合を誘発しないよ
うに制御することができるという優れた実用的効果を奏
する。
発電プラント及び変圧発電プラントの蒸気タービンを制
御する方法において、負荷の急激な減少(消滅を含む)
によって蒸気タービンが過速度回転する虞れを生じたと
き、該蒸気タービンの回転速度及び回転加速度を検出し
、検出した加速度が規定値以上であり、かつ、検出した
回転速度が負荷の急激な減少直前の負荷車によって一義
的に定められた設定回転速度以上である場合にインター
セプト弁を急閉せしめるに先立って蒸気加減弁を絞りこ
むことにより、負荷の急減(遮断を含む)に際し、蒸気
系統の制御弁を閉弁してタービンの過速度回転を防止す
る場合、上記制御弁の閉弁に伴うスラスト力の変化を抑
制し、スラスト受けの摩耗などの不具合を誘発しないよ
うに制御することができるという優れた実用的効果を奏
する。
第1図は本発明の基本ブロックを示す図表、第2図は負
荷遮断及び負荷急減時のタービン速度の変化を示す図表
、第3図は蒸気タービンプラントの一例の系統図、第4
図は本発明の基本ロジック図を示す図表、第5図はター
ビンの速度調定率の一例を示す図表、第6図は定圧プラ
ントと変圧プラントの主蒸気圧力特性を示す図表、第7
図は定圧プラントと変圧プラントの負荷と加減弁(CV
)開度の特性を示す図表、第8図は定圧プラントにおけ
る負荷車とタービン速度との関係を示す図表、第9図は
変圧プラントにおける負荷車とタービン速度との関係を
示す図表、第10図はインターセプト弁(ICV)の開
度とタービン速度との関係を示し、ICV急閉時の特性
を示す図表である。 1・・・ボイラ、2・・・主蒸気止め弁(MSV)、3
・・・蒸気加減弁(CV)、4・・・高圧タービン、5
・・・再熱蒸気止め弁、6・・・インターセプト弁(I
C:V)、τ7・・・中圧(IP)タービン、8・・・
クロスオーバ管。 1pパ・・・低圧(LP、)タービン、10・・・復水
器、11・・・発電機、12・・・スラスト軸受、13
・・・ロータ突起部、14・・・ギャップ、15・・・
速度信瞭、16・・・微分器、17・・・保持回路、1
8・・・速度設定器(関数発生器)、19・・・保持回
路、20・・・AND回路、21・・・iCV急閉回路
。
荷遮断及び負荷急減時のタービン速度の変化を示す図表
、第3図は蒸気タービンプラントの一例の系統図、第4
図は本発明の基本ロジック図を示す図表、第5図はター
ビンの速度調定率の一例を示す図表、第6図は定圧プラ
ントと変圧プラントの主蒸気圧力特性を示す図表、第7
図は定圧プラントと変圧プラントの負荷と加減弁(CV
)開度の特性を示す図表、第8図は定圧プラントにおけ
る負荷車とタービン速度との関係を示す図表、第9図は
変圧プラントにおける負荷車とタービン速度との関係を
示す図表、第10図はインターセプト弁(ICV)の開
度とタービン速度との関係を示し、ICV急閉時の特性
を示す図表である。 1・・・ボイラ、2・・・主蒸気止め弁(MSV)、3
・・・蒸気加減弁(CV)、4・・・高圧タービン、5
・・・再熱蒸気止め弁、6・・・インターセプト弁(I
C:V)、τ7・・・中圧(IP)タービン、8・・・
クロスオーバ管。 1pパ・・・低圧(LP、)タービン、10・・・復水
器、11・・・発電機、12・・・スラスト軸受、13
・・・ロータ突起部、14・・・ギャップ、15・・・
速度信瞭、16・・・微分器、17・・・保持回路、1
8・・・速度設定器(関数発生器)、19・・・保持回
路、20・・・AND回路、21・・・iCV急閉回路
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、定圧発電プラント及び変圧発電プラントの蒸気ター
ビンを制御する方法において、負荷の急激な減少(消滅
を含む)によって蒸気タービンが過速度回転する虞れを
生じたとき、該蒸気タービンの回転速度及び回転加速度
を検出し、検出した加速度が規定値以上であり、かつ、
検出した回転速度が負荷の急激な減少直前の負荷車によ
って一義的に定められた設定回転速度以上である場合に
インターセプト弁を急閉せしめるに先立って蒸気加減弁
を絞りこむことを特徴とする蒸気タービン過速度回転の
防止方法。 2、前記の設定回転速度は、蒸気加減弁の開度特性を考
慮して定めた可変値であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の蒸気タービン過速防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21043484A JPS6189911A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 蒸気タ−ビンの過速防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21043484A JPS6189911A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 蒸気タ−ビンの過速防止方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6189911A true JPS6189911A (ja) | 1986-05-08 |
Family
ID=16589258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21043484A Pending JPS6189911A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 蒸気タ−ビンの過速防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6189911A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03151503A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-27 | Hitachi Ltd | タービン制御装置及びタービン過速度検出器 |
JP2010159702A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | 蒸気タービン発電プラント |
US10871072B2 (en) * | 2017-05-01 | 2020-12-22 | General Electric Company | Systems and methods for dynamic balancing of steam turbine rotor thrust |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP21043484A patent/JPS6189911A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03151503A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-27 | Hitachi Ltd | タービン制御装置及びタービン過速度検出器 |
JP2010159702A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | 蒸気タービン発電プラント |
US10871072B2 (en) * | 2017-05-01 | 2020-12-22 | General Electric Company | Systems and methods for dynamic balancing of steam turbine rotor thrust |
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