JPH0224882Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は多段混圧蒸気タービンの制御装置に関
する。

〔考案の技術的背景と問題点〕

多段混圧蒸気タービンは、蒸気条件の異なる数
種の余剰プロセス蒸気ラインを蒸気タービンの中
間段落へ接続し混圧蒸気ラインの熱エネルギを有
効に回収できるようにした蒸気タービンである。
この種の混圧蒸気タービンにおいては、余剰蒸気
の全てを回収する見地から混圧蒸気ラインの管路
上には蒸気流量を調節するための蒸気加減弁は設
けられず、非常時に蒸気タービンへの蒸気流入を
しや断する止め弁だけが設けられている。

第２図はこの種の多段混圧蒸気タービンの従来
例を示したものであり、ボイラより発生した主蒸
気は主蒸気管１を介して蒸気タービン２の入口に
導入され、タービンロータは回転させたのち、排
気管３より流出する。上記主蒸気管１の管路上に
は蒸気加減弁４が組込まれ、その弁開度は調速機
５によつて制御される。また、前記蒸気タービン
２の中間段落にはプロセス蒸気ライン６，７，８
が接続され、それぞれのライン上には止め弁９，
１０，１１が組込まれている。このように、主蒸
気管１を通して供給される主蒸気とプロセス蒸気
ライン６，７，８を通して供給される混圧蒸気に
よつて発電機などの被駆動機１２が回転され出力
が生ずる。

ところで、混圧蒸気はプロセス蒸気ラインの余
剰蒸気であることから、余剰分を残らず蒸気ター
ビンへ回収させることが熱動率の向上の面から望
ましい。

一方、混圧蒸気の流量は、刻々変動することが
あり、このような場合、その変動分を調速機５が
感知し、蒸気加減弁４を開閉制御することにより
主蒸気の蒸気タービン２への流入量を加減し、蒸
気タービン２の出力を制御している。つまり、混
圧蒸気の有するエネルギの全量を回収し、不足分
を主蒸気で補つて出力を整しているわけである。

ところで、蒸気タービンを停止させるべく負荷
を降下させていく場合、負荷が混圧蒸気のみで出
せる出力まで降下すると蒸気加減弁４は全閉とな
つてしまい、それ以下では無制御状態となり蒸気
タービンの運転上危険な状態となる。そこで、従
来は、負荷があるところまで降下した時点で混圧
蒸気ライン上の止め弁９，１０，１１を強制的に
全閉し蒸気加減弁４の制御のみの運転に切替え、
蒸気加減弁４によりさらに負荷を降下させ安全に
停止できるようにしている。

また、蒸気タービンを起動する場合には、最初
は蒸気加減弁４のみにより運転して負荷を上昇さ
せ、ある負荷に達した時点で混圧蒸気ラインの止
め弁６，７，８を手動にて全開し、主蒸気と混圧
蒸気との併用運転に移行させている。

しかしながら、混圧蒸気ラインの止め弁を手動
操作によつて制御した場合には多段混圧タービン
になればなるほど各止め弁を連続的に徐々に開閉
させる操作は面倒なものとなる。手動操作速度が
早すぎた場合には蒸気タービンの負荷が急変して
しまう。このように混圧蒸気タービンの制御では
外乱を生じ易く、この結果プロセス側では圧力の
急変動による蒸気ラインの異常が生じる。また、
タービン側では負荷の突変によりケーシングの熱
応力の変動が激しくなり、ケーシングの疲労破壊
の誘因となるという問題がある。また、運転員が
気が付かないうちに蒸気タービンへの要求負荷が
降下し、混圧蒸気のみで出力できる出力値以下に
まで要求負荷が降下すると蒸気加減弁は全閉とな
り、蒸気タービンは無制御状態となり危険であ
る。

〔考案の目的〕

そこで、本考案の目的は、多段混圧蒸気タービ
ンにおける起動停止を円滑に行わせると共に蒸気
タービンへの要求負荷が変化してもそれに対応し
混圧蒸気ラインを外乱を与えずに自動的に制御で
きるようにした多段混圧タービンの制御装置を提
供することにある。

〔考案の概要〕

上記目的を達成するために、本考案は多段混圧
蒸気タービンにおいて、止め弁はその弁体が閉動
スプリングのばね力によつて弁閉方向へばね負荷
され、このばね力に対抗する側に圧油供給ライン
が接続され、この圧油供給ライン上には第１の三
方切換弁とオリフイスとが組み込まれ、この第１
の三方切換弁は比較器出力信号を受け、上記主蒸
気加減弁の開度が設定開度よりも大きい領域では
止め弁が緩速開弁するように作動する一方、上記
主蒸気加減弁の開度が設定開度よりも小さい領域
ではドレン側に切換えられ止め弁が緩速閉弁する
ように作動し、さらに上記止め弁と第１の三方切
換弁との間にリレートリツプ弁が組み込まれ、こ
のリレートリツプ弁に連通する他の圧油供給ライ
ン上には第２の三方切換弁が組み込まれ、トリツ
プ時または負荷しや断時にリレートリツプ弁をド
レン側に切換えて止め弁を急速閉弁させるように
したことを特徴とするものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案による多段混圧蒸気タービンの制
御装置の実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は前記プロセス蒸気ライン６，７および
８のうちの１つのプロセス蒸気ライン６の止め弁
９に対して本考案を適用した例を示している。残
りの止め弁１０および１１についても同様に構成
されていることは言うまでもない。この場合、各
ラインの止め弁９，１０，１１に設けられた比較
器において加減弁しきい値を徐々に変化させて設
定することにより連続的に円滑な負荷制御が可能
となる。

止め弁９は弁口１４を内部に形成した弁箱１５
を備え、弁口１４は弁体１６によつて開閉され
る。弁体１６には弁棒１７が直結され、その端の
ピストン１８は油圧シリンダ１９のシリンダ室２
０内に収容されている。ピストン１８の上側のシ
リンダ室内には閉動スプリング２１が組込まれて
おり、そのばね力は弁体１６を弁口１４に向けて
常時押し下げるように作用している。なお、上記
ピストン１８には検出棒２２が直結されており、
弁体16の全開位置と全閉位置とをマイクロスイツ
チ２３，２４で検出できるようになつている。

しかして、上記シリンダ１９の側壁には、上記
ピストン１８の下方のシリンダ室２０に開口する
入口ポートａが形成されている。

第１図において符号25はリレートリツプ弁を示
し、このリレートリツプ弁２５は、シリンダ２６
と、スプリング２７によつて図の右方へばね負荷
されたスプール２８とを有している。上記シリン
ダ２６の入口ボートｂには圧油源２９からの圧油
供給ライン３０が接続される一方、出口ポートｃ
と前記シリンダ１９の入口ポートａとは管路３１
で連絡されている。上記圧油供給ライン３０上に
は第１の三方切換弁３１が組込まれ、ポートｄ，
ｅ，ｆを選択的に切換できるようになつている。
上記第１の三方切換弁３１は蒸気加減弁４の設定
開度３２と実際の開度３３とを比較器３４で比較
し、その出力信号を信号ライン３５を通じて三方
切換弁３１のパイロツト部３６に伝えるようにな
つている。蒸気加減弁４の実際の開度３３が設定
開度３２よりも大きいときには、三方切換弁３１
のポートｄ，ｅが連通し、圧油は圧油供給ライン
３０を通じてリレートリツプ弁２５のポートｂへ
供給され、ポートｃより管路３１を通じてポート
ａへ導入され、ピストン１８を閉動スプリング２
１のばね力に抗してピストン１８を押し上げ弁体
１６を弁開方向に動かしている。

一方、前記リレートリツプ弁２５のポートｇに
は非常油ライン３８が接続され、圧油源３９から
の圧油を第２の三方切換弁４０を通して供給され
ている。第２の三方切換弁４０は３つのポート
ｈ，ｉ，ｊを備え、トリツプ信号４１または負荷
しや断信号４２のいずれかの信号の入力でポート
ｈ，ｉを連通できるようになつている。

なお、第１の三方切換弁31の入口ポートｄの直
前にはオリフイス４４が組み込まれる一方、ドレ
ンライン４５にはオリフイス４６が組込まれてい
る。これらオリフイス４４，４６によりこの圧油
供給ライン上の圧油の流れは緩やかなものとな
る。

次の上述のような構成された制御装置の作動の
態様を各場合について説明する。

蒸気タービンを起動する場合 先ず蒸気タービンをリセツト状態にすると、非
常油ライン３８の油圧が形成され、三方電磁弁４
０のポートｈ，ｉを通つてリレートリツプ弁２５
のポートｇへ圧油を供給され、スプール２８をス
プリング２７に抗して動かしポートｂ，ｃを連通
させる。このとき、蒸気加減弁４は閉じているか
ら、比較器３４からの信号が信号ライン３５を通
じて三方切換弁３１のパイロツト部３６に伝達さ
れ、ポートｅ，ｆを連通させている。したがつ
て、シリンダ１９内の圧油は、管路３０、ポート
ｃ，ｂ、圧油ライン３０およびドレンライン４５
を経て排出され、弁体１６は閉動スプリング２１
のばね力を受けて全閉状態を保持している。

次いで蒸気加減弁４を開きはじめ蒸気タービン
２を起動させ除々に負荷を上昇させていき蒸気加
減弁４の弁開度が設定度以上になると、比較器３
４からの出力信号が消失し、三方切換弁３１はポ
ートｄ，ｅを連通させる。すると、入口オリフイ
ス４４の絞り効果により除々に圧油が圧油ライン
３０、ポートｂ，ｃおよび管路３１を通じてポー
トａよりシリンダ室２０内に流入しピストン１８
を押し上げ、弁体１６を弁口１４から離し弁を緩
やかに全開させる。したがつて、プロセス蒸気ラ
イン９からタービン中間段に外乱を与えることな
く蒸気が供給されることになる。

蒸気タービンの負荷を降下させる場合 蒸気加減弁４を閉じはじめ、弁開度が設定開度
に達すると、比較器３４から信号が出力され、三
方切換弁３１のポートｅ，ｆを連通させる。した
がつて、シリンダ室２０内の圧油は、ポートａ，
管路３１、ポートｃ，ｂ、圧油ライン３０、ポー
トｅ，ｆおよびドレンライン４５のオリフイス４
６を通じて除々に排出される。その結果、弁体１
６は閉動スプリング２１のばね力の作用を受けて
閉止され、混圧蒸気のタービンへの流入は緩やか
にしや断され、その後は蒸気加減弁４の開度制御
のみによる運転に移行される。

負荷しや断が発生した場合 上記第１の三方切換弁３１による緩やかな負荷
変動制御に対して、非常時の第２の三方切換弁４
０の作動を以下に示す。負荷しや断信号４２が第
２の三方切換弁４０に入力され、ポートｉ，ｊを
連通させ、スプール２８に作用していた油圧が消
出しポートｃ，ｋを連通させる。すると、シリン
ダ室２０内の圧油は、ポートａ管路３１およびポ
ートｃ，ｋを通じて迅速に排出され、止め弁９の
弁体１６は急閉し、混圧蒸気の導入をしや断す
る。なお、タービンのトリツプ信号４１が三方切
換弁４０に入力されたときにも同様にして止め弁
９を全閉させる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、止め弁を弁開させる圧油の供給ライン上に第
１の三方切換弁を組み込み、蒸気加減弁の弁開度
が設定値以上の領域となるような負荷上昇時には
プロセス蒸気ラインからタービン中間段に外乱を
与えることなく蒸気が供給できる一方、蒸気加減
弁の弁開度が設定値以下の領域で第１の三方切換
弁を自動的にドレンラインに切り換えるようにし
たから、蒸気加減弁の小開度領域で止め弁を緩速
閉止して外乱を与えることなく蒸気加減弁の弁開
度制御のみによる運転に自動的に切換えることが
できる。

また、運転員が気が付かないうちに要求負荷が
降下したときでも円滑に蒸気加減弁のみの運転に
移行することができる。さらに、リレートリツプ
弁と第２の三方切換弁とを組み込んだことにより
負荷しや断やタービントリツプの際にも止め弁を
自動的にしや断して安全な混圧タービンの運転制
御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による多段混圧蒸気タービンの
制御装置の一実施例を示した模式図、第２図は多
段混圧蒸気タービンを示した線図である。 １……主蒸気管、２……蒸気タービン、４……
蒸気加減弁、６，７，８……プロセス蒸気ライ
ン、９，１０，１１……止め弁、１６……弁体、
１９……油圧シリンダ、２０……シリンダ室、２
１……閉動スプリング、２５……リレートリツプ
弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主蒸気管路上の蒸気加減弁を介して流量制御さ
   れた主蒸気を蒸気タービンの入口部に供給する一
   方、プロセス蒸気ライン上の止め弁を介して蒸気
   条件の異なるプロセス蒸気を蒸気タービンの中間
   段に供給するようにした多段混圧蒸気タービンに
   おいて； 上記止め弁は、その弁体が閉動スプリングのば
   ね力によつて弁閉方向へばね負荷され、このばね
   力に対抗する側に圧油供給ラインが接続され、こ
   の圧油供給ライン上には第１の三方切換弁とオリ
   フイスとが組み込まれ、この第１の三方切換弁は
   比較器出力信号を受け、上記主蒸気加減弁の開度
   が設定開度よりも大きい領域では止め弁が緩速開
   弁するように作動する一方、上記主蒸気加減弁の
   開度が設定開度よりも小さい領域ではドレン側に
   切換えられ止め弁が緩速閉弁するように作動し、
   さらに上記止め弁と第１の三方切換弁との間にリ
   レートリツプ弁が組み込まれ、このリレートリツ
   プ弁に連通する他の圧油供給ライン上には第２の
   三方切換弁が組み込まれ、トリツプ時または負荷
   しや断時にリレートリツプ弁をドレン側に切換え
   て止め弁を急速閉弁させるようにしたことを特徴
   とする多段混圧蒸気タービンの制御装置。