JPS62206203A - 蒸気タ−ビン運転制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気タービン運転制御方法に係シ、特にタービ
ンバイパスシステムを備えた蒸気タービンプラントでタ
ービン起動から負荷上昇過程における中圧起動状態から
高圧タービンへの蒸気導入を図る際の運転制御方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来のタービンバイパスシステムを備えた蒸気タービン
プラントの構成を第３図に示す。タービン起動をなす蒸
気を発生させるボイラｌが設けられ、このボイラ１の発
生蒸気を配ｆ２を通じて高圧タービン３に導入するよう
にしている。高圧タービン３０入１１１には主蒸気止め
弁４と蒸気加減弁５が配設されている。ま九、前記配管
２には高圧タービン３のバイパスｆ６が接続され、これ
に介装し九高圧バイパス弁７の開閉により主蒸気をバイ
パスさせるようにしている。高圧タービン３の出側通路
は逆止弁８を樋てバイパス管６と合流し。

合流管がボイラ１内の再熱器９に接続されており。

蒸気を再加熱させるようにしている。再熱蒸気は再熱蒸
気止め弁ｌＯおよびインタセプト弁１１を介して中圧タ
ービン１２に導入され、更に低圧タービン１３を経て復
水器１４に導かれるようになっている。また、再熱器９
からの余剰蒸気を中。

圧 低Ｉ−ビン１２．１３に対してバイパスさせる通路１５
が設けられ、これに介装し九低圧バイパス弁１６を経て
復水器１４に排出するようにしている。なお、復水ａ１
４と高圧タービン３の排気部間を接続する通路中には高
圧タービン３の内部を中圧起動時に真空に保つベンチレ
ータ弁１７が設けられている。

このような構成における蒸気タービンの運転は。

まず、ボイラｌの点火からタービン通気までバイパス弁
６，１６を用いたタービンバイパス運転が最初に行われ
、その後、タービン通気開始してから昇速して負荷付人
（所内負荷程度のごく低負荷ンまでは中圧・低圧タービ
ン１２．１３のみによる中圧運転を行う。このとき、ボ
イ５１を出た主蒸気は高圧バイパス弁７を経て再熱器９
に導入されることによシ再熱蒸気となり、インタセプト
弁１１を経て、中圧・低圧タービン１２．１３で仕事を
した後、復水器１４に回収される。再熱器９からの余剰
蒸気は低圧バイパス弁１６から復水器１４に戻される。

この中圧起動制御状態では、逆止弁８によって高圧ター
ビン３に蒸気が逆流することが防止され、かつベンチレ
ータ弁１７によって高圧タービン３内は真空に保たれる
。また、ボイラ１を出る主蒸気の圧力制御は高圧バイパ
ス弁７によシ行われ、再熱蒸気の圧力制御は低圧バイパ
ス弁１６により行われる。

このような中圧起動制御運転の後、更に負荷上昇を行う
際に初めて高圧タービン３に蒸気流入をなすべく、主蒸
気止め弁４および蒸気加減弁５を開操作させるのである
。

ところで、中圧起動制御状態から高圧タービン３に蒸気
導入分図る際、高圧タービン３のボトルアップの問題を
回避しなければならない。これは蒸気加減弁５の開操作
から高圧タービン３の排気後流に設けた逆上弁８を開い
て蒸気流量が充分に増大するまでの間、高圧タービン３
の内圧上昇および風損増加によって内Ｓ温度が上昇し、
熱応力過大、伸び差異常、振動発生等を招くからである
。

このため、蒸気加減弁５の開放後の必要蒸気量を確保し
、これを迅速に通流させる必要があった。

斯かる観点から、従来ではボトルアップしても温度上昇
しない高圧タービン用蒸気加減弁５の開俵の必要蒸気量
を中圧起動制御状態までタービンバイパス運転にて確保
すべく、第４因に示すように、インタセプト弁１１のみ
によって予め定められた負荷（所内負荷相当）以上の負
荷をとり、その負荷以上で初めて蒸気加減弁５を必要開
度（定格の２０〜３０チ：再熱蒸気圧力相当負荷に見合
った蒸気量が確保可能な開史まで急開させる蒸気タービ
ンガバナを採用してい友。すなわち、蒸気タービンでは
、！５図に示すように％負荷と蒸気流入量の関係は略比
例しておシ、中圧起動においてもある負荷（一般には所
内負荷以上の低負荷）Ｌｏまで蒸気加減弁５を全閉に保
つことにより。

当該負荷Ｌｏに対応した蒸気量を確保できる。そして、
負＃Ｌｏを越える際に蒸気加減弁５を急開δせることに
よシ、高圧タービン３内部のボトルアップを回避すべく
、可能な限シ速やかに高圧タービン通気の通過蒸気麓を
増大させ、内部温度上昇による過熱防止を図ることがで
きる。このようなことから、イ／タセグト弁１１が開動
作に入って後、続いて蒸気加減弁５を開動作させるよう
にサーボモータストロークの動作（第６図）あるいは２
次スピードリＶ−や電気制御信号（第７図）等によって
、蒸気弁１１，５の一連の動作を制御するようにしてい
る。したがって、中圧起動中では、第６〜７図に示すよ
うに、インタセプト弁１１が開かれ蒸気加減弁５が閉じ
ているＳｏから８１の間でタービン運転７ノ；行われて
いる。そして仁の中圧起動状態では、タービンバイパス
流量に相応して低圧バイパス弁１Ｇで再熱蒸気圧力の調
整（一般的には圧カ一定制御）が行われている。

ところが、中圧起動状態から蒸気加減弁５を開いて高圧
タービン３に蒸気導入を図る際、ボトルアップ回避のた
め予め充分なタービンバイパス蒸気量を確保する必要が
あるため、これに相応して低圧バイパス弁１６も低い再
熱圧力で充分排気するために大容量のものが必要とされ
ていた。すなわち、蒸気タービン通過（若しくはタービ
ンバイパス）蒸気流量と蒸気圧力の関係は、第８図に示
す如く１通路断面積が一定であれば蒸気流量を多くする
程高い圧力となる。そして第９図に示した再熱蒸気圧カ
一定の場合のタービンバイパス運転中における高圧ター
ビン排気部温度上昇特性から明らかなように、再熱蒸気
圧力が高いとき、高圧タービン排気後流に設置した逆上
弁８によシ高圧タービン通過蒸気の流れに抵抗が生じて
、風損発生めるいは内部効率の低下により温度上昇を招
くのである。この現象は再熱蒸気圧力が高い程顕著でア
シ、これを未然に防止しなければ重大事故発生のおそれ
があるため、従来から低圧タービンバイパス弁１６を大
容量として再熱圧力を下げる手段が講じられていたので
るる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来では中圧起動状態から高圧タービンに
蒸気導入を図るに際し、ボトルアップ回避の観点からイ
ンタセプト弁および蒸気加減弁の弁一度特性を一償的に
定めて必要蒸気量を確保すべく蒸気加減弁の急開制御等
の対策をとらなければならない問題がめった。また、必
要蒸気量確保のためにタービンバイパス量を上げると風
損増大に伴なう高圧タービン内部温度上昇のおそれがあ
るので、これを回避すべく低圧バイパス弁を大容量にし
再熱圧力を下げる対策を講じなければならない問題がめ
ったのである。

本発明の目的は、インタセプト弁のある規定開度で蒸気
加減弁を急開させるような複雑な制御および急激な変化
を伴なう運転操作が不要で、かつ大容量の低圧バイパス
弁を採用しなくても、高圧タービンへの蒸気導入に際し
てボトルアップを低減し迅速な通流を図ることができる
蒸気タービン運転制御方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明は、高圧タービンを
バイパスして再熱された蒸気がインタセプト弁を介して
中圧タービンに導入されている中圧起１ｍ状態から前記
高圧タービンに蒸気発生器からの主蒸気を導入するに際
し、予め前記インタセプト弁の開度を増大して再熱蒸気
圧力を低減させ念後、高圧タービン入口の蒸気加減弁を
開放するようにした。

〔作用〕

上記本発明によれば、ＨＰメタ−ンへの通気時に、必要
造′Ａ量を確保しつつ風損を生じさせないように再熱圧
力を下げる。

〔実施例〕

以下に本発明に係る蒸気タービン運転制御方法の実施例
を第１〜２図を参照して詳細に説明する。

な１１機器構成は第３図に示したものと同様でろるので
同一構成部材には同一＃ｒ号を付して説明を省略する。

第１図には実施例に係る運転制御方法の説明図である。

まず、ボイラｌへの点火がらタービ／への通気−までは
礒圧・低圧バイパス弁７，１６を用いたタービンバイパ
ス運転を行う。これはゴイ２１を出走蒸気をバイパス管
６を通し、高圧バイパス弁７を経て再熱器９に導入する
。再熱器９からの再熱蒸気をタービン通気させるために
、インタカプト弁ｌｉｔ−１ｍ次開放して（第１図Ａ）
、中圧タービン１２．低圧タービン１３に導入する。こ
の通気によってタービン回転数が昇速する（同Ｂ）。

再ｆＩＡ蒸気の余剰蒸気は低圧バイパス弁１６を開放し
ておくことにより・復水器１４に戻されるが、インタセ
グト弁１１によるタービン通気を行うため。

再熱蒸気圧力を一定に保持すべくタービン通気開始と同
時に絞９込んで行く（同Ｃ）。タービン昇速か充分に行
われ死後、負荷を併入する（図Ｄ）。

そして、このようなタービン通気、早速、および負荷併
入を図つ九中圧起動制御状態から、ボイラｌで発生し九
主蒸気をバイパスさせることなく高圧タービン３に導入
する操作を行うのである。

中圧起動状態から高圧タービン３への蒸気導入を図るた
め１本実施例では、予め設定され九負荷（一般には所内
負荷相当以上の負荷）に到達後。

蒸気７Ｆ１１減弁５を開操作するが（第１図Ｅ）、高圧
タービン排気部温度上昇を回避するため、前記蒸気力ロ
減弁５の開操作に先立ってインタセプト弁１１の開度を
全開に向けて増大させる操作をなし。

予め設定した再熱圧力（若しくはそれ以下の圧力）とな
るようにＳ＊するのである（同Ｆ）。そして。

所望の再熱圧力になった時点で蒸気加減弁５を開き、同
時に高圧バイパス弁７を閉操作することによシ（同ＧＪ
、タービンバイパス運転を完了させ。

以浸の負荷上昇へと移行させればよい。したがって、前
記蒸気加減弁５は再熱圧力の検出信号に基づき、インタ
セプト弁１１の開度増大により検出圧力が設定圧力以下
となった時点で弁開操作に入るように動作されるのであ
る。

このような構成の運転制御方法によれば、高圧タービン
排気部温度上昇回避のため、インタセプト弁１１を用い
て予め設定した再熱圧力（風損が生じないような圧力）
以下まで開弁操作し、高圧タービンへの蒸気導入時の再
熱圧力を低減できる。

このことは低圧バイパス弁１６の容量を小さくできるこ
とを意味し、したがって低圧バイパス弁１６では再熱圧
力を高く制御できるため、中圧起動状態での高圧タービ
ンバイパス流量を充分に確保できるのである。。

このように１本′Ｊ４施例によれば、インタセプト弁１
１の有効活用が可能となシ（低圧バイパス弁１６の１０
０％容量分に相当）、従来から大容量の低圧バイパス弁
（１２５Ｌ）を用いて運転してきたものに対し、極めて
小容量（３０〜４０チ）の低圧バイパス弁が使用可能と
なる。しかも蒸気加減弁５の急開を伴なう複雑な制御や
急変を伴なう運転がなくなるため、コスト、運転制御、
安全性、および信頼性の全ての面で大幅に改善される。

なお、上記実施例では、第１図に示されているようにイ
ンタセプト弁１１を全開後に蒸気７ＪＥｌｄ弁５を開弁
させるような極端な例を示したが、蒸気加減弁５の開弁
以前の再熱圧力が所望の値以下であれば更に再熱圧力を
下げる必要もなく、インタセプト弁１１の開弁途中で蒸
気ｍ減弁５を開弁させればよい。

また、中圧起動時の昇速から負荷上昇の過程で常に高圧
タービン通気以前に再熱蒸気を最大限中圧タービン１２
に流入させるべくインタセプト弁１１を全開させ、再熱
蒸気圧力を低減させることによっても実現できる。この
ときは当然ながら低圧バイパス弁１６は全開に移行させ
るが、インタセプト弁１１の開弁操作によって再熱蒸気
圧力が所定圧以下に降下してしまえば全閉させる。斯か
る方法は、第２図に示すように、従来の蒸気タービンガ
バナにおける蒸気加減弁５の開度特性（鎖線Ｈ）を図中
右端に寄せた特性（実線工）とし。

インタセプト弁１１の全開後に開弁させるようにするだ
けで実施することができ％最も簡単に行うことができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、中圧起動状態か
ら高圧タービンに蒸気導入を図るのに際してインタセグ
ト弁を活用してその開度を増大させて再熱蒸気圧力を下
げ、その後に高圧タービンの蒸気加減弁を開操作するよ
うＫしている丸め。

低圧バイパス弁の容量を大幅に小さくできる上。

簡単な運転制御によシ高圧タービン排気温度上昇を防止
できるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の運＠１Ｊｊ１１方法を示す作動状態図
、第２図は他の実施例のインタセプト弁と蒸気加減弁の
開度特性図、第３図は蒸気タービンプラントの構成図、
第４図は従来の中圧起動時の弁開度と負荷の１係を示す
（支）、筐５園はタービン企だと蒸気量の関係因、第６
図はサーボモータストロークを用いたガバナによる弁開
度特性図、第７図は電気的ガバナによる弁開度特性図、
第８図は蒸気流量と蒸気圧力の関係図、！＠９図は高圧
タービン排気部圧力の相違による温度上昇特性図でるる
。 ｌ・・・ボイラ、３・・・高圧タービン、５・・・蒸気
／ＪＯ＊弁。 ７・・・高圧バイパス弁％　９・・・再熱器、１１・・
・インタセプト弁、１２・・・中圧タービン、１３・・
・低圧タービン１，１４・・・復水器、１６・・・低圧
バイパス弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高圧タービンをバイパスして再熱された蒸気がイン
   タセプト弁を介して中圧タービンに導入されている中圧
   起動状態から前記高圧タービンに蒸気発生器からの主蒸
   気を導入するに際し、予め前記インタセプト弁の開度を
   増大して再熱蒸気圧力を低減させた後、高圧タービン入
   口の蒸気加減弁を開放することを特徴とする蒸気タービ
   ン運転制御方法。