蒸汽涡轮控制装置制造方法
【专利摘要】本发明的蒸汽涡轮控制装置具备第一阀(5)、第二阀(7)、第一阀控制部(25)、第二阀控制部(27)以及阀控制调整部(30)。第一阀(5)设置在与蒸汽涡轮(3)相连的第一蒸汽供给路径(8)中。第二阀(7)从第一蒸汽供给路径(8)上将第一阀(5)旁路，设置在与第一蒸汽供给路径(8)相比连接于蒸汽涡轮(3)的更低压侧的第二蒸汽供给路径(9)中。第一阀控制部(25)基于指示向蒸汽涡轮(3)输送的蒸汽的流量的流量信息(A)，控制第一阀(5)的开度。第二阀控制部(27)基于所述流量信息(A)，控制第二阀(7)的开度。阀控制调整部(30)对由第二阀控制部(27)进行的第二阀(7)的开度的控制加入调整。
【专利说明】蒸汽涡轮控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及蒸汽涡轮控制装置。
【背景技术】
[0002]蒸汽涡轮发电系统被设计成:设置在对蒸汽涡轮输送蒸汽的主蒸汽管中的蒸汽加减阀的开度与通过该蒸汽加减阀的蒸汽的流量的关系，作为特性保持了线性。
[0003]然而，实际上，在刚使蒸汽加减阀的开度全开之前，难以使蒸汽的供给量追随蒸汽加减阀的开度的增加量。该现象是因为如下的主要原因而引起的:与打开着蒸汽加减阀时的阀内部的流路的开口面积相比，与蒸汽加减阀的下游侧相连的管路内的流路的开口面积，相对要小等等。
[0004]因此，考虑到蒸汽涡轮的过载时的运转等，提出了一种配置设置有蒸汽过载阀的旁路管的技术。该旁路管例如从主蒸汽管上将蒸汽加减阀旁路并与主蒸汽管相比更连接于蒸汽涡轮的低压侧。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-24673号公报
[0008]专利文献2:日本特开2006-161698号公报
[0009]专利文献3:日本特开2010-14114号公报
[0010]专利文献4:日本特开平6-2504号公报
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，从旁路管向蒸汽涡轮的低压侧供给蒸汽，意味着与从主蒸汽管供给蒸汽的情况相比，蒸汽对蒸汽涡轮所进行的做功量会减少从主蒸汽管的蒸汽排出口到旁路管的蒸汽排出口的区间的量。因此，为了使蒸汽涡轮高效运行，重要的是适当地控制旁路管上的蒸汽过载阀的动作。
【发明内容】
[0013]因此，本发明的实施方式要解决的课题是，提供一种即使在过载时，也能确保电力系统的稳定性并且能实现蒸汽涡轮的高效运行的蒸汽涡轮控制装置。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]实施方式的蒸汽涡轮控制装置具备第一阀、第二阀、第一阀控制部、第二阀控制部以及阀控制调整部。第一阀设置在与蒸汽涡轮相连的第一蒸汽供给路径中。第二阀从第一蒸汽供给路径上将第一阀旁路，设置在与第一蒸汽供给路径相比连接于蒸汽涡轮的更低压侧的第二蒸汽供给路径中。第一阀控制部基于指示向蒸汽涡轮输送的蒸汽的流量的流量信息，控制第一阀的开度。第二阀控制部基于所述流量信息，控制第二阀的开度。阀控制调整部对由第二阀控制部进行的第二阀的开度的控制加入调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示包括第一实施方式的蒸汽涡轮控制装置的蒸汽涡轮发电系统的构成的系统图。
[0017]图2是表示图1的蒸汽涡轮控制装置的构成的功能框图。
[0018]图3是表示蒸汽加减阀的开度与主蒸汽流量的关系的图。
[0019]图4是表示流量指令信号与蒸汽加减阀的开度的关系的图。
[0020]图5是表示流量指令信号与蒸汽过载阀的开度的关系的图。
[0021]图6是表示第二实施方式的蒸汽涡轮控制装置的构成的功能框图。
[0022]图7是用于说明向蒸汽过载阀侧发送的阀开度信号的增益调整的图。
[0023]图8是表示第三实施方式的蒸汽涡轮控制装置的构成的功能框图。
[0024]图9是表示蒸汽涡轮的转速偏差与蒸汽过载阀的开始打开的定时的关系的图。
[0025]图10是表示第四实施方式的蒸汽涡轮控制装置的构成的功能框图。
[0026]图11是表示蒸汽涡轮的电力系统负荷偏差与蒸汽过载阀的开始打开的定时的关系的图。
[0027]图12是表示其他蒸汽涡轮控制装置的构成的功能框图。
【具体实施方式】
[0028]以下，基于附图来说明实施方式。
[0029]<第一实施方式>
[0030]如图1所示那样，包含本实施方式的蒸汽涡轮控制装置11的蒸汽涡轮发电系统I主要具备锅炉10、作为第一蒸汽供给路径发挥功能的主蒸汽管8、作为第二蒸汽供给路径发挥功能的旁路管9、蒸汽涡轮3、蒸汽再热移送管22、再热器12、再热蒸汽供给管14、蒸汽再供给管17、以及凝汽器21。
[0031]此外，蒸汽涡轮发电系统I还具备转速检测器19、发电机18以及电流检测器20。蒸汽涡轮3具备高压涡轮3a、中压涡轮3b以及低压涡轮3c。
[0032]如图1所示那样，锅炉10对从例如凝汽器21送来的水进行加热，生成用于向蒸汽涡轮3供给的蒸汽(主蒸汽)。主蒸汽管8是将锅炉10和高压涡轮3a之间相连的管路。主蒸汽管8构成将由锅炉10生成的蒸汽向高压涡轮3a的高压侧供给的流路。
[0033]主蒸汽管8在与高压涡轮3a的高压侧相连的跟前例如被分支为4路。分支为4路的主蒸汽管8的前端部(蒸汽排出口)在环绕高压涡轮3a的高压侧的方向上空开规定的间隔分别配置。进而，分支为4路的主蒸汽管8的前端部从高压涡轮3a的高压侧的相互不同的位置排出(流入)蒸汽。
[0034]如图1所示那样，旁路管9是从主蒸汽管8上将后述的蒸汽加减阀5旁路(迂回)，与主蒸汽管8相比(与主蒸汽管8连结于高压涡轮3a的位置相比)更连接于高压涡轮3a的低压侧的管路。旁路管9在蒸汽涡轮3的主要是过载时被利用。旁路管9构成将主蒸汽管8内的蒸汽向高压涡轮3a的中压部分供给的流路。
[0035]蒸汽再热移送管22将从高压涡轮3a的低压侧排气的蒸汽移送到再热器12。再热器12对从蒸汽再热移送管22送来的蒸汽进行重新加热。再热蒸汽供给管14将重新加热后的蒸汽供给到中压涡轮3b的高压侧。蒸汽再供给管17将从中压涡轮3b的低压侧排气的蒸汽向低压涡轮3c的高压侧供给。凝汽器21是所谓的冷凝器。凝汽器21将使从低压涡轮3c的低压侧排气的蒸汽冷却以及凝缩并使其返回到饱和液(水)。
[0036]如图1所示那样，发电机18从设于蒸汽涡轮3的轴心的旋转轴接受驱动力并发电。转速检测器19检测蒸汽涡轮3的每单位时间的实际的转速(实际的系统频率)。电流检测器20对发电机18中流过的电流值进行检测。流过发电机18的电流值和施加到发电机18的负荷处于比例关系。因此，电流检测器20被利用在施加在发电机18以及蒸汽涡轮3的实际的负荷的检测中。
[0037]此外，如图1、图2所示那样，蒸汽涡轮控制装置11具备蒸汽断流阀6、作为第一阀的蒸汽加减阀5 (5a...5n)、作为第二阀的蒸汽过载阀(超载阀)7、再蒸汽断流阀15、以及截流阀16、控制这些阀的动作的阀控制装置2。除此之外，蒸汽涡轮控制装置11具备减法器26、放大器28以及加法器29。这些减法器26、放大器28以及加法器29被利用在用于将蒸汽涡轮3调速到恒定的旋转速度(设定转速)的控制中。
[0038]如图2所示那样，减法器26取得由转速检测器19检测的蒸汽涡轮3的每个单位时间的实际转速。此外另一方面，减法器26在蒸汽涡轮3中，从设定转速输出器(未图示)取得预先设定的目标的设定转速。进而，减法器26将从所取得的设定转速减去实际转速而得的转速偏差信号输出到放大器28。
[0039]放大器28对所接受的转速偏差信号乘以速度调定率的倒数，并将由此放大的转速偏差信号输出到加法器29。在此，所谓速度调定率是表示在(未改变调速器的设定)改变了蒸汽涡轮3的稳态负荷时，蒸汽涡轮3的稳态转速变化了多少的比率。速度调定率一般来说应用5%或者4%的值。因此，在放大器28中，作为速度调定率的倒数设定了例如20或者25等的值。在放大器28设定的该值(增益)被乘以转速偏差信号。
[0040]加法器29接受由放大器28放大的转速偏差信号。此外另一方面，加法器29接受负荷指令信号(负荷指令)。负荷指令信号是表示与根据电力的需要设定(计划)的蒸汽涡轮3的目标的负荷相对应的值的信号。进而，如图2所示那样，加法器29将放大后的转速偏差信号与上述的负荷指令信号相加而得的流量指令信号A向阀控制装置2侧输出。流量指令信号A成为用于指示从锅炉10向蒸汽涡轮3输送的蒸汽的流量的流量信息。
[0041]如图1所示那样，蒸汽断流阀6设置在主蒸汽管8上，与旁路管9从主蒸汽管8上旁路(分支)的位置相比配置于上游侧。蒸汽断流阀6是作为能阻止向蒸汽涡轮3(高压涡轮3a)侧的蒸汽的流动的总栓(元栓)而发挥功能的阀。蒸汽加减阀5(5a-5n)设在主蒸汽管8上。蒸汽加减阀5与旁路管9从主蒸汽管8上旁路的位置相比配置于下游侧。更具体地说，在高压涡轮3a的跟前从主蒸汽管8主体分支为四路的管路上，分别设有蒸汽加减阀 5a...5n。
[0042]蒸汽过载阀7配置于旁路管9上。此外，再蒸汽断流阀15设置于再热蒸汽供给管14上。再蒸汽断流阀15是能阻止向中压涡轮3b侧的蒸汽的流动的阀。截流阀16设于再热蒸汽供给管14上。截流阀16与再蒸汽断流阀15的位置相比配置于下游侧。再蒸汽断流阀15以及蒸汽断流阀6的开闭动作由阀控制装置2控制。此外，截流阀16其开度例如基于流量指令信号A经由阀控制装置2进行控制。
[0043]接下来，对蒸汽加减阀5以及蒸汽过载阀7的开度的控制进行说明。如图2所示那样，本实施方式的蒸汽涡轮控制装置11所具备的阀控制装置2还具备作为第一阀控制部的阀控制部25、作为第二阀控制部的阀控制部27、以及阀控制调整部30。另外，在上述的蒸汽加减阀5(5a-5n)以及蒸汽过载阀7中，应用上举(抬起)内部的阀主体以提高开度的上举式的止回阀等。
[0044]阀控制部25基于作为流量信息的流量指令信号A，控制蒸汽加减阀5的开度。详细地说，阀控制部25具备用于分别对上述的蒸汽加减阀5a…5n的每一个的开度独立地进行控制的多个函数产生器25a...25η。各个函数产生器25a...25η将表示与(作为流量信息进行指示的)蒸汽的流量对应的值的作为变量的流量指令信号A分别作为所述的流量信息进行接受。
[0045]进而，各个函数产生器25a...25η将表示与蒸汽加减阀5a…5n的每一个的开度分别对应的值的阀开度信号作为所接受的流量指令信号A的函数分别向蒸汽加减阀5a…5n侧输出。另外，函数产生器25a...25η所分别具有的函数(函数式)可以全部相同，也可以是蒸汽加减阀5a…5n的每一个所固有的函数(函数式)。
[0046]另一方面，阀控制部27如图2所示那样，基于所述的流量信息(流量指令信号A)，控制蒸汽过载阀7的开度。阀控制部27具备作为第一函数产生器发挥功能的函数产生器27a。该函数产生器27a具有与函数产生器25a...25η不同的函数(函数式)。具体地说，函数产生器27a将流量指令信号A作为变量进行接受。进而，函数产生器27a将表示与蒸汽过载阀7的开度对应的值的阀开度信号B，作为所接受的流量指令信号A的函数向蒸汽过载阀7侧输出。
[0047]图3表示设在主蒸汽管8的蒸汽加减阀5的开度与主蒸汽流量(通过主蒸汽管8上的蒸汽加减阀5内的蒸汽的流量)的关系。蒸汽加减阀5的开度与主蒸汽流量的关系，优选是作为理想的特性被设计成保持线性。在此，图3中的E表示蒸汽加减阀5的开度变为全开(VffO =Valve Wide 0pen(阀门全开))时的点。
[0048]此外，C是保持上述的线性的极限点。进而，D是在主蒸汽管8的构造上，与将蒸汽加减阀5缓缓打开时的阀内部的流路的开口面积相比，与蒸汽加减阀5的下游侧相连的管路(主蒸汽管8)内的流路的开口面积更是相对地变小了的点。也就是说，点C与点D之间的区间F在特性上，是未保持上述的线性的范围。此外，点D与点E之间的区间G成为根据上述的开口面积的大小关系而将主蒸汽流量集中起来的范围(几乎得不到流量的上升的范围)。
[0049]总之，在刚使蒸汽加减阀5的开度全开之前，难以使蒸汽的供给量追随蒸汽加减阀5的开度的增加量。此外，从设置了蒸汽加减阀5的主蒸汽管8向蒸汽涡轮3内难以供给蒸汽的理由是，主蒸汽管8的蒸汽排出口连接于蒸汽涡轮3 (高压涡轮3a)的高压侧也是重要因素之一。另外，在与电力系统的频率的变化或负荷的变化相比，经由蒸汽加减阀5的蒸汽的供给量的追随性低的情况下，也无法否定会引起停机(停电)等的可能性。因此，如图1所示那样，蒸汽涡轮发电系统I考虑蒸汽涡轮3的过载时的运转等，设置有旁路管9以及蒸汽过载阀7。
[0050]然而，如图1所示那样，与从主蒸汽管8向蒸汽涡轮3 (高压涡轮3a)的高压侧供给蒸汽的情况相比，从旁路管9向蒸汽涡轮3(高压涡轮3a)的比主蒸汽管8的供给位置更低压侧供给蒸汽，意味着蒸汽对蒸汽涡轮3进行的做功量会减少从主蒸汽管8的蒸汽供给位置的段落到旁路管9的蒸汽供给位置的段落的区间的量。因此，为了使蒸汽涡轮3高效运行，重要的是适当控制旁路管9上的蒸汽过载阀7的动作。
[0051 ] 因此，如图2所示那样，在本实施方式的蒸汽涡轮控制装置11中，还设有上述的阀控制调整部30。该阀控制调整部30对具备函数产生器27a的阀控制部27做出的蒸汽过载阀7的开度的控制加入调整。更具体地说，阀控制调整部30根据来自外部的输入操作来调整函数产生器27a所接受的流量指令信号A的值。
[0052]在此，如图4、图5所示那样，在阀控制调整部30做出的开度的控制的调整为未调整的情况下(在初始设定中)，在基于流量指令信号A (流量信息)使蒸汽加减阀5 (蒸汽加减阀5a…5n的全部阀)全开的控制由阀控制部25的函数产生器25a...25η进行时，由阀控制部27的函数产生器27a进行开始打开蒸汽过载阀7的控制。
[0053]在图4、图5中，图示了在流量指令信号A变为值PO时，蒸汽加减阀5的开度(函数)Hl变为全开(VWO)，在该定时蒸汽过载阀7开始打开(蒸汽过载阀7的开度[函数]H2开始增加)的情况。也就是说，由蒸汽过载阀7控制蒸汽的流动的旁路管9成为在蒸汽涡轮3(电力系统)的过载时进行应用。
[0054]为了适当地进行上述的过载时的控制，阀控制调整部30如图2所示那样，具备加法指令部31、减法指令部32、积分器33、放大器34以及加法器35。加法指令部31接受用监视器等监视例如蒸汽涡轮3的运转状况的操作人员按压规定的操作按钮时的输入操作。积分器33对例如持续按压操作按钮的期间进行计测，使生成的信号的值增加该计测期间的量。另一方面，减法指令部32接受按压上述操作按钮之外的其他操作按钮时的输入操作。
[0055]积分器33对该例如持续按压其他操作按钮的期间进行计测，使生成的信号的值减少该计测期间的量。放大器34将从积分器33输出的信号，放大为与流量指令信号A的等级对应的等级。加法器35将用放大器34放大的信号，作为偏置信号加到流量指令信号A上。
[0056]如图4、图5所示那样，通过将这样的偏置信号加到流量指令信号A上，从而与蒸汽加减阀5的开度Hl变为全开的定时相比，相对地能任意操作蒸汽过载阀7开始打开的定时(如在图5中作为开度[函数]H3图示出的那样)。也就是说，在阀控制调整部30做出开度的控制的调整为未调整的情况下(在初始设定中)，蒸汽过载阀7如图5所示那样，在流量指令信号A超过值PO时开始打开。然而，通过加上上述的偏置信号，从而在流量指令信号A超过不满值PO的值Pl时，蒸汽过载阀7变为开始打开。
[0057]由此，在蒸汽涡轮3 (电力系统)的过载时，与蒸汽加减阀5的开度Hl成为全开的定时相比，能相对地提前蒸汽过载阀7开始打开的定时。例如，如图3所示那样，例示了在蒸汽加减阀5的开度变为与点C对应的开度的定时，调整为开始打开蒸汽过载阀7等等。
[0058]在此，当对与输入操作相应的阀控制调整部30做出的图5中的函数H3的能够调整范围进行说明时，能使图5中的函数H3向左侧方向移动的范围，考虑使包含图1所示的蒸汽涡轮3的蒸汽涡轮发电系统I的实机运转时的运转特性的实测值、实机的老化恶化等，来适当地设定。另一方面，能使图5中的函数H3向右侧方向移动的范围，会被以变为与函数H2相同的位置的方式制约着调整范围。通过这样来设定阀控制调整部30做出的调整范围，从而会避免过载时蒸汽过载阀7开始打开的定时延迟。
[0059]如已叙述的那样，在本实施方式的蒸汽涡轮控制装置11中，在过载时等的电力系统不稳定的情况下，通过使用阀控制调整部30来调整成使打开蒸汽过载阀7的定时提前，从而能提高电力系统的稳定性。另一方面，在电力系统稳定时，通过利用阀控制调整部30调整为使打开蒸汽过载阀7的定时延迟，从而会实施不会极力使运转效率降低的蒸汽涡轮3的运转。因此，根据蒸汽涡轮控制装置11，在过载时也能确保电力系统的稳定性，并且，能实现蒸汽涡轮的高效运行。
[0060]<第二实施方式>
[0061]接下来，基于图6、图7对第二实施方式进行说明。另外，在图6中，对于与图2所示的第一实施方式中的构成要素相同的构成要素，赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
[0062]如图6所示那样，本实施方式的蒸汽涡轮控制装置51取代第一实施方式的阀控制调整部30而具备阀控制调整部52。阀控制调整部52具备信号放大衰减器(信号放大衰减部)53以及增益变更部54。信号放大衰减器53使从函数产生器27a输出的阀开度信号B以所设定的增益放大或者衰减。另一方面，增益变更部54具备使信号放大衰减器53中设定的增益，根据例如操作人员等的来自外部的输入操作而变更的功能。
[0063]在此，图7是例示了对向蒸汽过载阀7侧发送的阀开度信号B，由阀控制调整部52做出的增益调整的图。图7中的信号GO是增益未调整的原来的阀开度信号B。信号Gl表示由增益调整而被放大了的阀开度信号。信号G2表示通过增益调整而被衰减了的阀开度信号。范围G3表示用于使阀开度信号B放大或者衰减的增益的调整(变更)范围。
[0064]如上述那样，本实施方式的蒸汽涡轮控制装置51能调整作为流量指令信号A的函数输出的阀开度信号B(指示蒸汽过载阀7的开度的信号)的放大量以及衰减量。由此，蒸汽涡轮控制装置51能如图4、图5所示那样，相对于蒸汽加减阀5成为全开的定时，相对地调整蒸汽过载阀7开始打开的定时。
[0065]因此，根据蒸汽涡轮控制装置51，在过载时也能提高电力系统的稳定性，而且能使蒸汽涡轮高效地运转。具体地说，在蒸汽涡轮控制装置51中，在应用了蒸汽过载阀7的运转时，即使在例如产生负荷波动等而使电力系统的负荷变为不稳定的状况的情况下，也能通过阀开度信号B的增益调整来应对该状况。
[0066]〈第三实施方式〉
[0067]接下来，对第三实施方式，除了前述的图1、图4、图5之外，还基于图8、图9进行说明。另外，在图8中，对于与图2所示的第一实施方式中的构成要素相同的构成要素，赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
[0068]如图8所示那样，本实施方式的蒸汽涡轮控制装置71取代第一实施方式的阀控制调整部30而具备阀控制调整部72。阀控制调整部72具备设定转速输出器73、实际转速输出器74、减法器76、作为第二函数产生器的函数产生器77、作为信号加法部的加法器78、以及作为函数变更部的函数调整器75。
[0069]减法器76如图8所示那样，接受与在第一实施方式说明的向减法器26的输入信号相同的两种信号。也就是说，实际转速输出器74向减法器76输出由图1所示的转速检测器19检测到的现状的蒸汽涡轮3的每单位时间的实际转速(系统频率)。设定转速输出器73在蒸汽涡轮3中，将预先设定的目标的设定转速(设定频率)输出到减法器76中。减法器76将从接受的设定转速中减去实际转速而得的转速偏差信号(频率[转速]偏差)R输出到函数产生器77。
[0070]函数产生器77将表示与实际转速和设定转速的偏差对应的值的上述的转速偏差信号R作为变量进行接受。进而，函数产生器77作为转速偏差信号R的函数，将用于在实质上修正流量指令信号A的值的指令修正信号S作为偏置信号输出到加法器78。加法器78将从函数产生器77输出的指令修正信号S，加到阀控制部27的函数产生器27a所接受的流量指令信号A上。
[0071]函数产生器77中设定的函数(函数式)考虑使包含图1所示的蒸汽涡轮3的蒸汽涡轮发电系统I的实机运转时的运转特性的实测值、实机的老化恶化等来设定。
[0072]本实施方式的蒸汽涡轮控制装置71如图8所示那样，将作为转速偏差信号R的函数的指令修正信号S加到流量指令信号A上。由此，蒸汽涡轮控制装置71如图4、图5所示那样，能相对于蒸汽加减阀5的开度Hl变为全开的定时，对蒸汽过载阀7开始打开的相对的定时(在图5中作为开度[函数]H3而图示的那样)进行所谓的自动调整。
[0073]也就是说，在未加上指令修正信号S的状况中，蒸汽过载阀7如图5所示那样，在流量指令信号A超过值PO时开始打开。然而，通过加上上述的指令修正信号S，从而会变成在流量指令信号A超过未满值PO的值Pl时开始打开。由此，在蒸汽涡轮3 (电力系统)的过载时，能相对于蒸汽加减阀5的开度Hl变为全开的定时，相对地提前蒸汽过载阀7开始打开的定时。
[0074]图9是表示相对于蒸汽加减阀5成为全开的定时的、蒸汽过载阀7的开始打开的定时与蒸汽涡轮3的转速偏差信号R的关系的图。图9中的点JO、Jl处于与图5中的点PO、Pl分别对应的关系。此外，图9中的特性LO表示应用了函数产生器77中预先设定的初始函数(函数式)的情况下的上述开始打开的定时与转速偏差信号R的对应关系。
[0075]详细地说，具备阀控制调整部72的蒸汽涡轮控制装置71如图9所示那样，在转速偏差信号R超过值QO并且为小于值Ql的范围内，进行控制使得转速偏差信号R的值越增加(实际转速相对于设定转速越减少)，越提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时。在此，函数产生器77考虑在电力系统比较稳定的状况下能输出的转速偏差信号R的值，如图9所示那样，在转速偏差信号R的值为值QO以下的情况下，以不提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式，设定输出值为O的指令修正信号S的函数式。
[0076]进而，函数产生器77为了极力抑制因使用旁路管9而导致的蒸汽涡轮3的运行效率的降低，在转速偏差信号R的值为值Ql以上的情况下，以使蒸汽过载阀7的开始打开的定时不再提前的方式，设定输出恒定值的指令修正信号S的函数式。
[0077]函数调整器75具有将函数产生器77中的作为变量的转速偏差信号R与作为函数的指令修正信号S的对应关系(函数式)，根据例如由操作人员等做出的来自外部的输入操作进行变更(调整)的功能。在此，在图9中，特性LI是以延迟蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式变更了函数式的例示。另一方面，特性L2是以提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式变更了函数式的例子。范围L3表示开始打开的定时的调整(变更)范围。通过具备这样的函数调整器75，从而能与图1所示的包含蒸汽涡轮3的蒸汽涡轮发电系统I的现状的运转特性等相匹配地，对由阀控制调整部72做出的调整内容加入校正。
[0078]如已叙述的那样，根据本实施方式的蒸汽涡轮控制装置71，在过载时也能在确保对电力系统的频率变动的稳定性的同时，使蒸汽涡轮高效运行。
[0079]<第四实施方式>
[0080]接下来，对第四实施方式，除了前述的图1、图4、图5、图8之外，还基于图10、图11进行说明。另外，在图10中，对于与图8所示的第三实施方式中的构成要素相同的构成要素，赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
[0081]如图10所示那样，本实施方式的蒸汽涡轮控制装置81取代图8所示的第三实施方式的阀控制调整部72而具备阀控制调整部82。阀控制调整部82具备实际负荷输出器83、设定负荷输出器84、减法器86、作为第三函数产生器的函数产生器87、作为第二信号加法部的加法器88、以及作为第二函数变更部的函数调整器85。
[0082]实际负荷输出器83将与由图1所示的电流检测器20检测的在发电机18中流动的现状的电流值处于比例关系的蒸汽涡轮3的现状的实际负荷(表示与实际负荷对应的值的实际负荷信号)输出到减法器86。另一方面，设定负荷输出器84将根据电力的需要设定(计划)的蒸汽涡轮3的目标的设定负荷(表示与目标的设定负荷对应的值的负荷指令信号)输出到减法器86。减法器86将从所接受的现状的实际负荷中减去目标的设定负荷而得的负荷偏差信号T输出到函数产生器87。
[0083]函数产生器87将表示与所述的现状的实际负荷和目标的设定负荷的偏差对应的值的上述负荷偏差信号T作为变量进行接受。进而，函数产生器87作为负荷偏差信号T的函数，将用于在实质上修正流量指令信号A的值的指令修正信号(第二指令修正信号)U输出到加法器88。加法器88将从函数产生器87输出的指令修正信号U，加到阀控制部27的函数产生器27a所接受的流量指令信号A上。
[0084]函数产生器87中设定的函数(函数式)与第三实施方式的函数产生器77同样地，考虑使图1所示的蒸汽涡轮发电系统I的实机运转时的运转特性的实测值、实机的老化恶化等来进行设定。蒸汽涡轮控制装置81如图10所示那样，将作为负荷偏差信号T的函数的指令修正信号U加到流量指令信号A上。因此，蒸汽涡轮控制装置81能如图4、图5所示那样，相对于蒸汽加减阀5的开度Hl变为全开的定时，对蒸汽过载阀7开始打开的相对的定时(如图5中函数H3所示那样)进行自动调整。
[0085]图11是表示针对蒸汽加减阀5变为全开的定时的蒸汽过载阀7的开始打开的定时与蒸汽涡轮3的负荷偏差信号T的关系的图。图11中的点K0、K1处于与图5中的点PO、Pl分别对应的关系。此外，图9中的特性MO表示应用了函数产生器87中预先设定的初始函数(函数式)的情况下的上述开始打开的定时与负荷偏差信号T的对应关系。
[0086]详细地说，具备阀控制调整部82的蒸汽涡轮控制装置81如图11所示那样，在负荷偏差信号T超过值NO并且小于值NI的范围内，进行控制使得负荷偏差信号T的值越增加(实际负荷相对于设定负荷[负荷指令]越大)，越提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时。
[0087]在此，函数产生器87考虑在电力系统比较稳定的状况下能输出的负荷偏差信号T的值，如图11所示那样，在负荷偏差信号T的值为值NO以下的情况下，以提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式，设定输出值为O的指令修正信号U的函数式。进而，函数产生器87为了极力抑制蒸汽涡轮3的运行效率的降低，在负荷偏差信号T的值为值NI以上的情况下，以使蒸汽过载阀7的开始打开的定时不再提前的方式，设定输出恒定值的指令修正信号U的函数式。
[0088]函数调整器85具有将函数产生器87中的作为变量的负荷偏差信号T与作为函数的指令修正信号U的对应关系(函数式)，根据例如由操作人员等做出的来自外部的输入操作来进行变更(调整)的功能。在此，在图11中，特性Ml是以延迟蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式变更函数式的例示。另一方面，特性M2是以提前蒸汽过载阀7的开始打开的定时的方式变更函数式的例子。范围M3表示开始打开的定时的调整(变更)范围。通过具备这样的函数调整器85，从而能与图1所示的蒸汽涡轮发电系统I的现状的运转特性等相匹配地，对由阀控制调整部82做出的调整内容加入校正。
[0089]如上述那样，根据本实施方式的蒸汽涡轮控制装置81，在过载等时，能确保相对于电力系统的负荷变动的稳定性，并且，能实现蒸汽涡轮的高效运行。
[0090]以上，虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，不意在限定发明的范围。这些新的实施方式能以其它的各种方式加以实施，能在不脱离发明的要旨的范围进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式及其变形例包含在发明的范围、要旨中，并且，包含在权利要求书所述的发明及其均等的范围中。
[0091]例如，也可以构成图2所示的阀控制调整部30和图6所示的阀控制调整部52两方都具备的蒸汽涡轮控制装置。进而例如，还能构成具备图8所示的阀控制调整部72(或者图10所示的阀控制调整部82)和图6所示的阀控制调整部52这两方的蒸汽涡轮控制装置。
[0092]此外，在第一~第四实施方式中，对在主蒸汽管8向蒸汽涡轮3(高压涡轮3a)连接的部分中，被分支为四路，并对分支后的4路管路设有4个蒸汽加减阀的构成进行了例示。也可以取代该构成，例如为主蒸汽管被分支为2路的构造，还可以在保持不分支的情况下将一个主蒸汽管连接到蒸汽涡轮的构成。在这些构成的情况下，当然，为了进行主蒸汽流量的控制，而变为分别配置2个或者单一的蒸汽加减阀。
[0093]进而例如，对于不具备旁路管以及蒸汽过载阀的蒸汽涡轮发电系统，如图12所示那样，还能应用能对阀控制部25做出的蒸汽加减阀5的开度的控制加入调整的蒸汽涡轮控制装置91。在该蒸汽涡轮控制装置91中，设有与图2所示的阀控制调整部30相同构成的阀控制调整部92。阀控制调整部92 (的加法器35)配置于接受流量指令信号A的函数产生器25η的前级。此外，也可以在函数产生器25a"?25n的全部前级配置阀控制调整部92。在这样构成的蒸汽涡轮控制装置91中，能例如经由监视蒸汽涡轮的运转状况的操作人员的输入操作等，对蒸汽加减阀5的开度的控制加入调整。
[0094]附图标记说明
[0095]11、51、71、81…蒸汽涡轮控制装置，3…蒸汽涡轮，3a...高压涡轮，3b...中压涡轮，3c…低压涡轮，5 (5a...5n)…蒸汽加减阀，7…蒸汽过载阀，8…主蒸汽管，9…旁路管，25、27…阀控制部，27a、77、87…函数产生器，30、52、72、82…阀控制调整部，78、88…加法器，53…信号放大减法器，54…增益变更部，73...设定转速输出器，74…实际转速输出器，75、85...函数调整器,83…实际负荷输出器,84…设定负荷输出器，A...流量指令信号，B…阀开度信号，R...转速偏差信号，S、U...指令修正信号，T...负荷偏差信号。
【权利要求】
1.一种蒸汽涡轮控制装置，其具备: 第一阀，设置在与蒸汽涡轮相连的第一蒸汽供给路径中； 第二阀，从所述第一蒸汽供给路径上将所述第一阀旁路，设置在与所述第一蒸汽供给路径相比连接于所述蒸汽涡轮的更低压侧的第二蒸汽供给路径中； 第一阀控制部，基于指示向所述蒸汽涡轮输送的蒸汽的流量的流量信息，控制所述第一阀的开度； 第二阀控制部，基于所述流量信息，控制所述第二阀的开度；以及 阀控制调整部，对由所述第二阀控制部进行的所述第二阀的开度的控制加入调整。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 所述第二阀控制部具备:第一函数产生器，接受表示与所述指示的蒸汽的流量对应的值的、成为变量的流量指令信号，作为所述流量信息，将表示与所述第二阀的开度对应的值的阀开度信号作为所述流量指令信号的函数向所述第二阀侧输出， 所述阀控制调整部根据来自外部的输入操作调整所述第一函数产生器所接受的所述流量指令信号的值。
3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 所述第二阀控制部具 备:第一函数产生器，该第一函数产生器接受表示与所述所指示的蒸汽的流量对应的值的、成为变量的流量指令信号，作为所述流量信息，将表示与所述第二阀的开度对应的值的阀开度信号作为所述流量指令信号的函数向所述第二阀侧输出， 所述阀控制调整部具备:信号放大衰减部，使从所述第一函数产生器输出的所述阀开度信号按设定的增益放大或者衰减；以及增益变更部，根据来自外部的输入操作，对所述信号放大衰减部中设定的增益进行变更。
4.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 所述第二阀控制部具备:第一函数产生器，该第一函数产生器接受所述流量信息，作为表示与所述所指示的蒸汽的流量对应的值的、成为变量的流量指令信号，将表示与所述第二阀的开度对应的值的阀开度信号作为所述流量指令信号的函数向所述第二阀侧输出， 所述阀控制调整部具备:第二函数产生器，接受表示与所述蒸汽涡轮的现状的转速和所设定的目标的转速之偏差对应的值的转速偏差信号作为变量，将用于修正所述流量指令信号的值的指令修正信号作为所述转速偏差信号的函数进行输出；信号加法部，将从所述第二函数产生器输出的指令修正信号，加到所述第一函数产生器所接受的所述流量指令信号上；以及函数变更部，根据来自外部的输入操作，对所述第二函数产生器中的变量与函数的对应关系进行变更。
5.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 所述第二阀控制部具备:第一函数产生器，该第一函数产生器接受所述流量信息，作为表示与所述所指示的蒸汽的流量对应的值的、成为变量的流量指令信号，将表示与所述第二阀的开度对应的值的阀开度信号作为所述流量指令信号的函数向所述第二阀侧输出， 所述阀控制调整部具备:第三函数产生器，接受表示与所述蒸汽涡轮的现状的负荷和所设定的目标的负荷之偏差对应的值的负荷偏差信号作为变量，并且，将用于修正所述流量指令信号的值的第二指令修正信号作为所述负荷偏差信号的函数进行输出；以及第二信号加法部，将从所述第三函数产生器输出的所述第二指令修正信号，加到所述第一函数产生器所接受的所述流量指令信号上。
6.根据权利要求5所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 所述阀控制调整部还具备:第二函数变更部，该第二函数变更部根据来自外部的输入操作，对所述第三函数产生器中的变量与函数的对应关系进行变更。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的蒸汽涡轮控制装置，其中， 在由所述阀控制调整部进行的开度的控制的调整为未调整的情况下，在基于所述流量信息使所述第一阀为全开的控制由所述第一阀控制部进行时，由所述第二阀控制部进行开始打开所述第二阀的控制 。
【文档编号】F01D17/00GK104053861SQ201380005800
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2012年1月17日
【发明者】玉置友晴 申请人:株式会社东芝