タービン監視制御装置
【課題】複数の低温再熱蒸気ラインに設置した高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検知することのできるタービン監視制御装置を提供する。
【解決手段】高圧タービン１からボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁３ａ，３ｂとを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置３７であって、前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器５ａ，５ｂと、前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号６ａ，６ｂを入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分８を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備える。
【解決手段】高圧タービン１からボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁３ａ，３ｂとを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置３７であって、前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器５ａ，５ｂと、前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号６ａ，６ｂを入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分８を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン監視制御装置に係り、さらに詳しくは、蒸気タービンの低温再熱蒸気系統に設置した高圧排気止弁の異常を検知するタービン監視制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所を構成する火力発電プラントは、ボイラ内で燃料を燃焼し、水を熱して蒸気を発生させ、この蒸気が蒸気タービンを作動させ、蒸気タービンが発電機を回して電気を作る汽力発電プラントと、汽力発電プラントのボイラの代わりに排熱回収ボイラを設け、蒸気を発生させる熱源として、ガスタービンの排気ガスを利用し、発生させた蒸気を用いた蒸気タービン及びガスタービンが発電機を回して電気を作るコンバインド発電プラントとに大別される。
【０００３】
これらのプラントで使用される蒸気タービンは、いわゆる高圧タービン，中圧タービン，及び低圧タービンから構成されている。ボイラ等で発生した蒸気は、まず高圧タービンの内部で膨張してタービンロータを回転させ、その後低温再熱蒸気ラインを通ってボイラ等の再熱器で再度過熱される。この再熱蒸気が、中圧タービン、低圧タービンに導入されて、タービンロータを回転させている。
【０００４】
コンバインド発電プラントにおいて、高圧タービンと排熱回収ボイラの再熱器とを結ぶ低温再熱蒸気ラインに排気止弁を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−０１４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧タービンの排気からボイラ又は排熱回収ボイラに至る低温再熱蒸気ラインにおける蒸気の温度や圧力等のプロセス状態値は、例えばタービン監視制御装置によって、常に計測監視されている。タービン監視制御装置は、何等かの異常によってこれらのプロセス状態値が、運転制限値等から定まる警報設定値を超える場合には、操作者に注意を喚起すると共に適切な対処を促すために、警報信号を出力する。
【０００７】
また、これらのプロセス状態値が、警報設定値を上回るトリップ設定値まで到達した場合には、タービントリップさせる保護機能が設けられている。この結果、低温再熱蒸気ラインにおいてこれらのプロセス状態値が異常となっても、高圧タービン本体の損傷は防止されている。
【０００８】
上述したコンバインド発電プラントにおいては、ガスタービン及び蒸気タービンの運用上、蒸気の逆流防止の目的で、高圧タービン排気から排熱回収ボイラに至る低温再熱蒸気ラインには、高圧排気止弁が設置されている。
【０００９】
また、近年の汽力発電プラントにおいても、ウォーミング蒸気の節約等の目的から、高圧タービン排気からボイラに至る低温再熱蒸気ラインには、高圧排気止弁が設置される例が増えてきている。このように、高圧排気止弁は、各発電プラントの定められた運転過程において開閉操作されるが、いわゆる負荷運転状態においては、いずれも全開であることが必要とされている。
【００１０】
例えば、プラント運転中に、高圧排気止弁が操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまい、再熱蒸気圧力・温度が異常に上昇した場合、通常はタービン保護回路によりタービントリップする。
【００１１】
しかし、高圧排気止弁を含む低温再熱蒸気ラインが複数系統ある場合には、１つの系統に設けられた１個の高圧排気止弁が異常に閉止したとしても、他の系統により蒸気の流れは阻害されないため、再熱蒸気圧力・温度の値がトリップ設定値まで上昇せずプラントが運転継続する可能性がある。このような異常状態によって、高圧タービン本体がすぐに損傷することはないが、異常状態が長期間継続することは好ましくなく、この高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検出することが、プラントの安定運転に必要である。
【００１２】
従来の電動弁等におけるリミットスイッチを用いた弁の異常監視装置において、例えば、弁体と駆動部とを結ぶ弁シャフト部が折損すると、駆動部に設置されたリミットスイッチは弁全開状態を認識したままとなるが、弁シャフトは下方に降下し、低温再熱蒸気ラインに設けた弁を閉止してしまう場合がある。
【００１３】
この結果、例えば、再熱蒸気圧力・温度の異常を示す警報の鳴動に至らない場合には、異常状態が長期間継続してしまう虞がある。つまり、このようなリミットスイッチのみを構成要素とする弁の異常監視装置では、高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検出することができない場合がある。
【００１４】
本発明は、上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、複数の低温再熱蒸気ラインに設置した高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検知することのできるタービン監視制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ラインのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器と、前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号を入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁のいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の温度を検出する温度検出器であって、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第１温度検出器から出力される第１の温度信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第２温度検出器から出力される第２の温度信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに温度異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の温度信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の温度信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１７】
更に、第３の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の圧力を検出する圧力検出器であって、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第１圧力検出器から出力される第１の圧力信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第２圧力検出器から出力される第２の圧力信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに圧力異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の圧力信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の圧力信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の流量を検出する流量検出器であり、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第１流量検出器から出力される第１の流量信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第２流量検出器から出力される第２の流量信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに流量異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の流量信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の流量信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１９】
更に、第５の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインから分岐して復水器へ至る複数の低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出するレベル検出器であり、前記演算部は、第１低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第１レベル検出器から出力される第１のレベル信号と、第２低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第２レベル検出器から出力される第２のレベル信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときにレベル異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１のレベル信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２のレベル信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第６の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する第１及び第２低温再熱蒸気ラインと、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする第１及び第２高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であって、前記第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第１高圧排気止弁の前後差圧を検出する第１差圧検出器と、前記第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第２高圧排気止弁の前後差圧を検出する第２差圧検出器と、前記第１差圧検出器から出力される第１の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第１比較演算器と、前記第２差圧検出器から出力される第２の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第２比較演算器とからなる第１の回路と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを有する演算部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、第７の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記演算部は、さらに、前記火力発電プラントの負荷を入力し基準設定値を出力する第１関数演算器と、前記火力発電プラントの経年数を入力し、経年劣化係数を出力する第２関数演算器と、前記第１及び第２関数演算器の出力値を乗算する乗算演算器とを備え、前記比較演算器の設定値は、前記乗算演算器の出力値で設定されることを特徴とする。
【００２２】
更に、第８の発明は、第２乃至第７の発明のいずれかにおいて、前記演算部は、さらにプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件のいずれかが形成される第４の回路を備え、前記第１及び第４の回路の出力に基づいてその論理積を出力低減又はトリップ信号として出力する第５の回路とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、第９の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、第２乃至第６の発明のタービン監視制御装置を備え、前記タービン監視制御装置からの２つ乃至５つの高圧排気止弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を備えることを特徴とする。
【００２４】
更に、第１０の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインに設けられた第１及び第２高圧排気止弁には、それぞれの弁の全開を検出する第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置が設けられ、前記演算部は、さらに、前記第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置から出力される第１及び第２高圧排気止弁全開信号を入力しその論理積の出力を反転させた信号と、前記第１の回路の出力を反転させた信号と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される信号とに基づいてその論理積を高圧排気止弁全開検出装置異常信号として出力する回路を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のタービン監視制御装置によれば、複数の低温再熱蒸気ラインから検出したプロセス状態値を比較演算して、低温再熱蒸気ラインに設置した高圧排気止弁の異常閉止を検知可能としたので、高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検知することができる。この結果、高圧タービン本体の損傷を防止できると共に、発電プラントの安定した負荷運転が可能となり、発電設備の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図２】本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図３】本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図４】本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図５】本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態の機能を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明のタービン監視制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態の機能を示す構成図である。図１において、図１の上方には、タービン監視制御装置３７の内部機能を示すブロック図が、また図１の下方には、汽力発電プラントの系統構成の一部が示されている。この系統構成としては、蒸気タービンの高圧タービン１の第１の排気部１ａ，及び第２の排気部１ｂから図示しないボイラへ至る第１の低温再熱蒸気ライン２ａ及び第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの２つの低温再熱蒸気ライン２が設けられている。これらの低温再熱蒸気ライン２における第１の低温再熱蒸気ライン２ａ、及び第２の低温再熱蒸気ライン２ｂには、電動弁からなる第１の高圧排気止弁３ａと第２の高圧排気止弁３ｂとがそれぞれ設置されている。
【００２９】
また、低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂにおける高圧排気止弁３ａ，３ｂと高圧タービン１の排気部１ａ，１ｂとの間には、内部を流れる蒸気の温度を計測するために、第１温度検出器５ａ及び第２温度検出器５ｂがそれぞれ設置されている。高圧排気止弁３ａ，３ｂには、弁の全開を検出する第１弁全開検出器４ａと第２弁全開検出器４ｂとがそれぞれ設置されている。
【００３０】
さらに、低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂにおける高圧排気止弁３ａ，３ｂと第１及び第２温度検出器５ａ，５ｂとの間には、それぞれ分岐して低温再熱蒸気管ドレン弁２３を介して復水器へ至る第１低温再熱蒸気管ドレンライン２２ａと、第２低温再熱蒸気管ドレンライン２２ｂがそれぞれ設けられている。
【００３１】
第１温度検出器５ａは、第１の低温再熱蒸気ライン２ａの内部を流れる蒸気の温度を検出し、第１低温再熱蒸気温度信号６ａとしてタービン監視制御装置３７に出力する。同様に、第２温度検出器５ｂは、第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの内部を流れる蒸気の温度を検出し、第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力する。また、第１弁全開検出器４ａは、第１の高圧排気止弁３ａの全開の信号を検出し、第１高圧排気止弁全開信号３４ａとしてタービン監視制御装置３７に出力する。同様に、第２弁全開検出器４ｂは、第２の高圧排気止弁３ｂの全開の信号を検出し、第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力する。
【００３２】
上述した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂと、第１及び第２高圧排気止弁全開信号３４ａ，３４ｂは、タービン監視制御装置３７の異常検知・処理回路を構成する演算部に入力され、ここで、各種演算の要素として用いられる。
【００３３】
次に、上述したタービン監視制御装置３７における演算部の機能について説明する。
まず、図１において、破線で示すプロセス状態量を演算する演算部について説明する。上述した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂは、タービン監視制御装置３７の演算部の差分演算器７に各々入力され、第１低温再熱蒸気温度信号６ａ−第２低温再熱蒸気温度信号６ｂの演算により、差分値８が差分演算器７の出力として算出される。この差分値８は絶対値演算器９に入力され、差分絶対値１０が絶対値演算器９の出力として算出される。この差分絶対値１０は第１の比較演算器としての比較演算器１４に入力される。
【００３４】
比較演算器１４では一入力である差分絶対値１０が他入力である後述する設定値１３を超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値１３に満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は温度異常信号として後述する論理積回路３５ａ，３５ｅにそれぞれ出力される。第１の回路としては、上述した部分を備えている。
【００３５】
一方、比較演算器１４の他入力である設定値１３は、乗算演算器４１で基準設定値３８と経年劣化係数４０を乗算することにより算出された出力値であって、基準設定値３８及び経年劣化係数４０は、それぞれ第１関数演算器１２と第２関数演算器３９の出力値である。第１関数演算器１２は、図１の上方のＦＧ１に示すように、図示しない発電機の出力である負荷１１の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った基準設定値３８を出力する。同様に、第２関数演算器３９は、図１の上方のＦＧ２に示すようにタービン設備の経年数２８の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った経年劣化係数３８の値を出力する。
【００３６】
また、上述した差分値８は第２の比較演算器としての比較演算器１６ａ及び第３の比較演算器としての比較演算器１６ｂに入力される。比較演算器１６ａでは入力である差分値８が設定値０を超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値０に満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は第２高圧排気止弁異常信号として後述する論理積回路３５ｂに出力される。
【００３７】
また、比較演算器１６ｂでは入力である差分値８が設定値０に満たない場合は論理値１を出力し、一方、設定値０を超えた場合に論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は第１高圧排気止弁異常信号として後述する論理積回路３５ｃに出力される。第２の回路は上述した比較演算器１６ａ及び比較演算器１６ｂの部分を備えている。
【００３８】
次に、図１において、実線で示す論理値を演算する演算部について説明する。論理積回路３５ａには、上述した比較演算器１４の出力である温度異常信号と第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、温度異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に高圧排気止弁異常信号１５として論理値１が、論理積回路３５ｂ，３５ｃ，３５ｈに与えられる。
【００３９】
ここで、高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１が論理積の一方を構成しているため、後述する各異常信号は、監視が
必要な運転時にしか発生しない。この結果、異常信号発生時における運転員の認識を高めることになる。
【００４０】
第３の回路としての論理積回路３５ｂには、上述した比較演算器１６ａの出力である第２高圧排気止弁異常信号と上述した高圧排気止弁異常信号１５とが入力されて、論理積演算が行われ、第２高圧排気止弁異常信号及び高圧排気止弁異常信号１５の両方が論理値１の場合に、第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００４１】
また、第３の回路としての論理積回路３５ｃには、上述した比較演算器１６ｂの出力である第１高圧排気止弁異常信号と上述した高圧排気止弁異常信号１５とが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁異常信号及び高圧排気止弁異常信号１５の両方が論理値１の場合に第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００４２】
また、第５の回路としての論理積回路３５ｈには、上述した高圧排気止弁異常信号１５と、第４の回路として、例えば、図示しないプラント出力低減自動モードがＯＮになっているときや手動のプラント出力低減許可操作がＯＮのときに成立するプラント出力低減許可条件とが入力され、高圧排気止弁異常信号１５とプラント出力低減許可条件の両方が論理値１の場合にプラント出力低減指令として論理値１が形成され、プラント出力が低減制御される。
【００４３】
また、第４の回路としてのプラント出力低減許可条件に代えて、例えば、タービントリップ自動モードがＯＮになっているときや手動のタービントリップ許可操作ＯＮのときに成立するタービントリップ許可条件が入力され、高圧排気止弁異常信号１５とタービントリップ許可条件の両方が論理値１の場合にタービントリップ指令として論理値１が形成され、タービントリップによりプラント出力が遮断される。いずれの場合であっても、異常状態における運転継続によって引き起こされるプラントへの被害を最小限に抑えることができる。
【００４４】
さらに、論理積回路３５ｄには、上述した第１弁全開検出器４aの出力である第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂの出力である第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁全開信号３４ａ及び第２高圧排気止弁全開信号３４ｂの両方が論理値１の場合に、高圧排気止弁全開信号として論理値１が出力される。
【００４５】
また、論理積回路３５ｅには、上述した第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１と、上述した論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９と、上述した比較演算器１４の出力である温度異常信号を反転回路３２ａで反転させた温度正常信号３３とが入力されて、論理積演算が行われ、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９及び高圧排気止弁正常信号３３の全てが論理値１の場合に高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０として論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。
【００４６】
次に、上述した本発明のタービン監視制御装置３７の第１の実施の形態の動作を説明する。
まず、プラントが高圧タービンへの蒸気通気中であって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれにも異常閉止が発生していない場合には、第１低温再熱蒸気温度信号６ａと第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとがほぼ等しいために、上述した差分値８及び差分絶対値１０がともに略０となる。したがって、比較演算器１４，１６ａ，１６ｂの出力のいずれにおいても、論理値０となり、高圧排気止弁異常信号１５、第１高圧排気止弁異常信号１７ａ、及び第２高圧排気止弁異常信号１７ｂのいずれにおいても、論理値０が出力される。つまり、いずれの警報も出力されることはない。
【００４７】
次に、例えば、第１高圧排気止弁３ａのみがプラント運転中に、操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまった場合には、第１低温再熱蒸気ライン２ａ内の蒸気の流れが阻止されてしまうため、第１低温再熱蒸気温度信号６ａの値は、低下することになる。第２低温再熱蒸気ライン２ｂ内は蒸気が流れることから、第２低温再熱蒸気温度信号６ｂの値が低下することはなく、上述した差分値８は０以下となり、差分絶対値１０が０から増加していく。
【００４８】
この結果、差分絶対値１０が、乗算演算器４１の出力である設定値１３を超えた場合には、比較演算器１４の出力の論理値１となり、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の論理値１と共に、論理積回路３５ａにおいて高圧排気止弁異常信号１５の論理値１を出力する。
【００４９】
また、０以下となった差分値８は、比較演算器１６ａの出力の論理値を０とし、比較演算器１６ｂの出力の論理値を１とする。上述した高圧排気止弁異常信号１５の論理値１が出力されていることから、論理積回路３５ｃにおいて、第１高圧排気止弁異常信号１７ａの論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。この警報装置１０１の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａが異常閉止したことを認識させる。さらに、上述したプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件が成立している場合には、プラント出力低減指令又はタービントリップ指令が論理積回路３５ｈから出力される。
【００５０】
なお、第２高圧排気止弁３ｂのみがプラント運転中に、操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまった場合には、上述した差分値８が０以上となり、差分絶対値１０が０から増加していく。
【００５１】
この結果、差分絶対値１０が、乗算演算器４１の出力である設定値１３を超えた場合には、上述した第１高圧排気止弁３ａのみの場合と同様に、論理積回路３５ａにおいて高圧排気止弁異常信号１５の論理値１を出力し、論理積回路３５ｂにおいて、第２高圧排気止弁異常信号１７ｂの論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。この警報装置１０１の作動により、運転員は第２高圧排気止弁３ｂが異常閉止したことを察知することができる。また、上述したプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件が成立している場合には、プラント出力低減指令又はタービントリップ指令が論理積回路３５ｈから出力される。
【００５２】
さらに、プラントが高圧タービンへの蒸気通気中であって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれにも異常閉止が発生していないときに、つまり、いずれの低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂ内の蒸気の流れが正常であるときに、第１弁全開検出器４aで検出される第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂで検出される第２高圧排気止弁全開信号３４ｂのどちらか一方以上が喪失した場合には、まず、第１低温再熱蒸気温度信号６ａと第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとがほぼ等しいために、上述した差分値８及び差分絶対値１０がともに略０となる。
【００５３】
したがって、比較演算器１４の出力の論理値は０となり、反転回路３２ａで反転させた温度正常信号３３の論理値は１となる。一方、上述した第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２高圧排気止弁全開信号３４ｂのどちらか一方以上が喪失すると、論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９の論理値が１となる。さらに、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の論理値は１であることから、論理積回路３５ｅにおいて、高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０の論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。この警報装置１００の作動により、運転員は高圧排気止弁全開検出器誤不動作となった弁全開検出器の故障を察知することができる。
【００５４】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態によれば、複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂから検出した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂを比較演算して、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止を検知可能としたので、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止をいち早く検知することができる。この結果、高圧タービン１本体の損傷を防止できると共に、発電プラントの安定した負荷運転が可能となり、発電設備の信頼性の向上が図れる。
【００５５】
また、例えば、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかの弁シャフト折損によって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかが閉止した場合などのように、弁全開検出用リミットスイッチのみでは異常状態が検出できない場合であっても、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止をいち早く検知することができる。
【００５６】
また、上述した本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態によれば、第１及び第２低温再熱蒸気温度６ａ，６ｂの差分絶対値１０と比較する温度異常信号の設定値１３を、プラント負荷に対する基準設定値を定めた第１関数演算器１２の出力と経年数に対する経年劣化係数を定めた第２関数演算器３９の出力の乗算で算出しているため、負荷や経年劣化によって変動するプロセス状態値に対応可能な高圧排気止弁の異常判定設定値を与えることができる。
【００５７】
さらに、高圧排気止弁異常信号１５による高圧排気止弁の異常判定結果を受け、必要に応じてプラント出力低減、タービントリップを行う回路を設けたので、プラントの安定運転を自動的に行い、プラント運転継続した場合にそれによって引き起されるプラントへの被害を最小限に抑える事ができる。
【００５８】
また、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの弁全開信号３４ａ，３４ｂを検出する弁全開検出器４a，４ｂを設け、第１及び第２低温再熱蒸気温度６ａ，６ｂを用いて判定された高圧排気止弁正常状態と組合わせる事によって、高圧排気止弁全開検出器誤不動作を判定可能としたため、タービン監視制御装置３７における検出器の誤不動作検出回路の信頼性を高めることができる。
【実施例２】
【００５９】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態を図２を用いて説明する。図２は本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図２において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００６０】
図２において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度の計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気圧力計測のため、第１圧力検出器１８ａ及び第２圧力検出器１８ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
なお、図２に示すように、第１圧力検出器１８ａにより検出される第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａ、及び第２圧力検出器１８ｂにより検出される第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００６２】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図２に示すように、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａ及び第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａが第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第１高圧排気止弁３ａが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａは第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００６３】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａが第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００６４】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００６５】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００６６】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態を図３を用いて説明する。図３は本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００６７】
図３において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気流量計測のため、第１流量検出器２０ａ及び第２流量検出器２０ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
なお、図３に示すように、第１流量検出器２０ａにより検出される第１低温再熱蒸気流量信号２１ａ、及び第２流量検出器２０ｂにより検出される第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００６９】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図３に示すように、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａ及び第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａが第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第２高圧排気止弁３ｂが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａは第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７０】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａが第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７１】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００７２】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例４】
【００７３】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態を図４を用いて説明する。図４は本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００７４】
図４において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂから分岐して低温再熱蒸気管ドレン弁２３を介して復水器へ至る第１低温再熱蒸気管ドレンライン２２ａと、第２低温再熱蒸気管ドレンライン２２ｂのそれぞれのドレンレベル計測のため、第１レベル検出器２４ａ及び第２レベル検出器２４ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
なお、図４に示すように、第１レベル検出器２４ａにより検出される第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａ、及び第２レベル検出器２４ｂにより検出される第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００７６】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図４に示すように、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａ及び第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａが第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第１高圧排気止弁３ａが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａは第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７７】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａが第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７８】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００７９】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例５】
【００８０】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態を図５を用いて説明する。図５は本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図５において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００８１】
図５において、図５の上方には、タービン監視制御装置３７の内部機能を示すブロック図が、また図５の下方には、汽力発電プラントの系統構成の一部が示されている。この系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気の第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの前後差圧を計測するため、第１差圧検出器２６ａ及び第２差圧検出器２６ｂがそれぞれ設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
第１の低温再熱蒸気ライン２ａの内部を流れる蒸気の第１高圧排気止弁３ａの前後差圧は、第１差圧検出器２６ａにより検出され、第１差圧信号２７ａとしてタービン監視制御装置３７に出力される。同様に、第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの内部を流れる蒸気の第２高圧排気止弁３ｂの前後差圧は、第２差圧検出器２６ｂにより検出され、第２差圧信号２７ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力される。
【００８３】
次に、上述した本発明のタービン監視制御装置３７の第５の実施の形態における演算部の機能について説明する。
まず、図５において破線で示すプロセス状態量を演算する演算部について説明する。上述した第１差圧信号２７ａ及び第２差圧信号２７ｂはタービン監視制御装置３７の演算部の第１比較演算器１４ａ及び第２比較演算器１４ｂに各々入力される。第１及び第２比較演算器１４ａ，ｂでは一入力である第１及び第２差圧信号２７ａ，ｂが他入力である後述する設定値１３ａ，ｂを超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値１３ａ，ｂに満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は差圧異常信号として後述する論理積回路３５ｆ，３５ｇにそれぞれ出力される。第１の回路としては、上述した部分を備えている。
【００８４】
一方、第１及び第２比較演算器１４ａ，ｂの他入力である設定値１３ａ，ｂは、乗算演算器４１ａ，ｂで基準設定値３８ａ，ｂと経年劣化係数４０ａ，ｂを乗算することにより算出された出力値であって、基準設定値３８ａ，ｂ及び経年劣化係数４０ａ，ｂは、それぞれ第１関数演算器１２ａ，ｂと第２関数演算器３９ａ，ｂの出力値である。第１関数演算器１２ａ，ｂは、図５の上方のＦＧ１に示すように図示しない発電機の出力である負荷１１の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った基準設定値３８ａ，ｂを出力する。同様に第２関数演算器３９ａ，ｂは、図５の上方のＦＧ２に示すようにタービン設備の経年数２８の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った経年劣化係数３８ａ，ｂの値を出力する。
【００８５】
次に、図５において、実線で示す論理値を演算する演算部について説明する。第３の回路としての論理積回路３５ｆには、上述した第１比較演算器１４ａの出力である差圧異常信号と第２の回路としての第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、差圧異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００８６】
また、第３の回路としての論理積回路３５ｇには、上述した第２比較演算器１４ｂの出力である差圧異常信号と第２の回路としての高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、差圧異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００８７】
さらに、論理和回路３６には、上述した第１高圧排気止弁異常信号１７ａと第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとが入力されて、論理和演算が行われ、第１高圧排気止弁異常信号１７ａまたは第２高圧排気止弁異常信号１７ｂが論理値１の場合に高圧排気止弁異常信号として論理値１が論理積３５ｉに出力される。
【００８８】
第５の回路としての論理積回路３５ｉには、上述した高圧排気止弁異常信号と、第４の回路として、例えば、図示しないプラント出力低減自動モードがＯＮになっているときや手動のプラント出力低減許可操作がＯＮのときに成立するプラント出力低減許可条件とが入力されて、高圧排気止弁異常信号とプラント出力低減許可条件の両方が論理値１の場合にプラント出力低減指令として論理値１が形成され、プラント出力が低減制御される。
【００８９】
また、第４の回路としてのプラント出力低減許可条件に代えて、例えば、タービントリップ自動モードがＯＮになっているときや手動のタービントリップ許可操作ＯＮのときに成立するタービントリップ許可条件が入力され、高圧排気止弁異常信号１５とタービントリップ許可条件の両方が論理値１の場合にタービントリップ指令として論理値１が形成され、タービントリップによりプラント出力が遮断される。いずれの場合であっても、異常状態における運転継続によって引き起こされるプラントへの被害を最小限に抑えることができる。
【００９０】
さらに、論理積回路３５ｄには、上述した第１弁全開検出器４aの出力である第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂの出力である第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁全開信号３４ａ及び第２高圧排気止弁全開信号３４ｂの両方が論理値１の場合に、高圧排気止弁全開信号として論理値１が出力される。
【００９１】
また、論理積回路３５ｅには、上述した第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１と、上述した論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９と、上述した比較演算器１４ａ，ｂの出力である差圧異常信号の論理和を反転回路３２ａで反転させた差圧正常信号３３とが入力されて、論理積演算が行われ、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９及び高圧排気止弁正常信号３３の全てが論理値１の場合に高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０として論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。
【００９２】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００９３】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態は、汽力発電プラントを用いて説明したが、これに限るものではない。低温再熱蒸気ラインと高圧排気止弁を備えるコンバインド発電プラントにおいても、適用可能である。
【００９５】
また、本発明の実施の形態においては、低温再熱蒸気ラインのプロセス状態を検出する検出器として、例えば、温度，圧力，流量，ドレンレベル等をそれぞれ検出する検出器を用いた場合について説明したが、高圧排気止弁の異常閉止を検知するに際して、これら複数の検出器を低温再熱蒸気ラインに設け、これらの各種検出器に対応する演算部からの２つ乃至５つの高圧排気弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を設けてもよい。この場合、異常判断の精度が上昇し、タービン監視制御装置の信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００９６】
１ 高圧タービン
２ 低温再熱蒸気ライン
３ 高圧排気止弁
４ 弁全開検出器
５ 温度検出器
６ 低温再熱蒸気温度信号
７ 差分演算器
９ 絶対値演算器
１２ 第１関数演算器
１４ 比較演算器
１６ 比較演算器
３５ 論理積回路
３７ タービン監視制御装置
３９ 第２関数演算器
４１ 乗算演算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン監視制御装置に係り、さらに詳しくは、蒸気タービンの低温再熱蒸気系統に設置した高圧排気止弁の異常を検知するタービン監視制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所を構成する火力発電プラントは、ボイラ内で燃料を燃焼し、水を熱して蒸気を発生させ、この蒸気が蒸気タービンを作動させ、蒸気タービンが発電機を回して電気を作る汽力発電プラントと、汽力発電プラントのボイラの代わりに排熱回収ボイラを設け、蒸気を発生させる熱源として、ガスタービンの排気ガスを利用し、発生させた蒸気を用いた蒸気タービン及びガスタービンが発電機を回して電気を作るコンバインド発電プラントとに大別される。
【０００３】
これらのプラントで使用される蒸気タービンは、いわゆる高圧タービン，中圧タービン，及び低圧タービンから構成されている。ボイラ等で発生した蒸気は、まず高圧タービンの内部で膨張してタービンロータを回転させ、その後低温再熱蒸気ラインを通ってボイラ等の再熱器で再度過熱される。この再熱蒸気が、中圧タービン、低圧タービンに導入されて、タービンロータを回転させている。
【０００４】
コンバインド発電プラントにおいて、高圧タービンと排熱回収ボイラの再熱器とを結ぶ低温再熱蒸気ラインに排気止弁を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−０１４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧タービンの排気からボイラ又は排熱回収ボイラに至る低温再熱蒸気ラインにおける蒸気の温度や圧力等のプロセス状態値は、例えばタービン監視制御装置によって、常に計測監視されている。タービン監視制御装置は、何等かの異常によってこれらのプロセス状態値が、運転制限値等から定まる警報設定値を超える場合には、操作者に注意を喚起すると共に適切な対処を促すために、警報信号を出力する。
【０００７】
また、これらのプロセス状態値が、警報設定値を上回るトリップ設定値まで到達した場合には、タービントリップさせる保護機能が設けられている。この結果、低温再熱蒸気ラインにおいてこれらのプロセス状態値が異常となっても、高圧タービン本体の損傷は防止されている。
【０００８】
上述したコンバインド発電プラントにおいては、ガスタービン及び蒸気タービンの運用上、蒸気の逆流防止の目的で、高圧タービン排気から排熱回収ボイラに至る低温再熱蒸気ラインには、高圧排気止弁が設置されている。
【０００９】
また、近年の汽力発電プラントにおいても、ウォーミング蒸気の節約等の目的から、高圧タービン排気からボイラに至る低温再熱蒸気ラインには、高圧排気止弁が設置される例が増えてきている。このように、高圧排気止弁は、各発電プラントの定められた運転過程において開閉操作されるが、いわゆる負荷運転状態においては、いずれも全開であることが必要とされている。
【００１０】
例えば、プラント運転中に、高圧排気止弁が操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまい、再熱蒸気圧力・温度が異常に上昇した場合、通常はタービン保護回路によりタービントリップする。
【００１１】
しかし、高圧排気止弁を含む低温再熱蒸気ラインが複数系統ある場合には、１つの系統に設けられた１個の高圧排気止弁が異常に閉止したとしても、他の系統により蒸気の流れは阻害されないため、再熱蒸気圧力・温度の値がトリップ設定値まで上昇せずプラントが運転継続する可能性がある。このような異常状態によって、高圧タービン本体がすぐに損傷することはないが、異常状態が長期間継続することは好ましくなく、この高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検出することが、プラントの安定運転に必要である。
【００１２】
従来の電動弁等におけるリミットスイッチを用いた弁の異常監視装置において、例えば、弁体と駆動部とを結ぶ弁シャフト部が折損すると、駆動部に設置されたリミットスイッチは弁全開状態を認識したままとなるが、弁シャフトは下方に降下し、低温再熱蒸気ラインに設けた弁を閉止してしまう場合がある。
【００１３】
この結果、例えば、再熱蒸気圧力・温度の異常を示す警報の鳴動に至らない場合には、異常状態が長期間継続してしまう虞がある。つまり、このようなリミットスイッチのみを構成要素とする弁の異常監視装置では、高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検出することができない場合がある。
【００１４】
本発明は、上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、複数の低温再熱蒸気ラインに設置した高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検知することのできるタービン監視制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ラインのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器と、前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号を入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁のいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の温度を検出する温度検出器であって、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第１温度検出器から出力される第１の温度信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第２温度検出器から出力される第２の温度信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに温度異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の温度信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の温度信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１７】
更に、第３の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の圧力を検出する圧力検出器であって、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第１圧力検出器から出力される第１の圧力信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第２圧力検出器から出力される第２の圧力信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに圧力異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の圧力信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の圧力信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の流量を検出する流量検出器であり、前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第１流量検出器から出力される第１の流量信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第２流量検出器から出力される第２の流量信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに流量異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の流量信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の流量信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００１９】
更に、第５の発明は、第１の発明において、前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインから分岐して復水器へ至る複数の低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出するレベル検出器であり、前記演算部は、第１低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第１レベル検出器から出力される第１のレベル信号と、第２低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第２レベル検出器から出力される第２のレベル信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときにレベル異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１のレベル信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２のレベル信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第６の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する第１及び第２低温再熱蒸気ラインと、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする第１及び第２高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であって、前記第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第１高圧排気止弁の前後差圧を検出する第１差圧検出器と、前記第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第２高圧排気止弁の前後差圧を検出する第２差圧検出器と、前記第１差圧検出器から出力される第１の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第１比較演算器と、前記第２差圧検出器から出力される第２の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第２比較演算器とからなる第１の回路と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを有する演算部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、第７の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記演算部は、さらに、前記火力発電プラントの負荷を入力し基準設定値を出力する第１関数演算器と、前記火力発電プラントの経年数を入力し、経年劣化係数を出力する第２関数演算器と、前記第１及び第２関数演算器の出力値を乗算する乗算演算器とを備え、前記比較演算器の設定値は、前記乗算演算器の出力値で設定されることを特徴とする。
【００２２】
更に、第８の発明は、第２乃至第７の発明のいずれかにおいて、前記演算部は、さらにプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件のいずれかが形成される第４の回路を備え、前記第１及び第４の回路の出力に基づいてその論理積を出力低減又はトリップ信号として出力する第５の回路とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、第９の発明は、高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、第２乃至第６の発明のタービン監視制御装置を備え、前記タービン監視制御装置からの２つ乃至５つの高圧排気止弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を備えることを特徴とする。
【００２４】
更に、第１０の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインに設けられた第１及び第２高圧排気止弁には、それぞれの弁の全開を検出する第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置が設けられ、前記演算部は、さらに、前記第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置から出力される第１及び第２高圧排気止弁全開信号を入力しその論理積の出力を反転させた信号と、前記第１の回路の出力を反転させた信号と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される信号とに基づいてその論理積を高圧排気止弁全開検出装置異常信号として出力する回路を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のタービン監視制御装置によれば、複数の低温再熱蒸気ラインから検出したプロセス状態値を比較演算して、低温再熱蒸気ラインに設置した高圧排気止弁の異常閉止を検知可能としたので、高圧排気止弁の異常閉止をいち早く検知することができる。この結果、高圧タービン本体の損傷を防止できると共に、発電プラントの安定した負荷運転が可能となり、発電設備の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図２】本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図３】本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図４】本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態の機能を示す構成図である。
【図５】本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態の機能を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明のタービン監視制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態の機能を示す構成図である。図１において、図１の上方には、タービン監視制御装置３７の内部機能を示すブロック図が、また図１の下方には、汽力発電プラントの系統構成の一部が示されている。この系統構成としては、蒸気タービンの高圧タービン１の第１の排気部１ａ，及び第２の排気部１ｂから図示しないボイラへ至る第１の低温再熱蒸気ライン２ａ及び第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの２つの低温再熱蒸気ライン２が設けられている。これらの低温再熱蒸気ライン２における第１の低温再熱蒸気ライン２ａ、及び第２の低温再熱蒸気ライン２ｂには、電動弁からなる第１の高圧排気止弁３ａと第２の高圧排気止弁３ｂとがそれぞれ設置されている。
【００２９】
また、低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂにおける高圧排気止弁３ａ，３ｂと高圧タービン１の排気部１ａ，１ｂとの間には、内部を流れる蒸気の温度を計測するために、第１温度検出器５ａ及び第２温度検出器５ｂがそれぞれ設置されている。高圧排気止弁３ａ，３ｂには、弁の全開を検出する第１弁全開検出器４ａと第２弁全開検出器４ｂとがそれぞれ設置されている。
【００３０】
さらに、低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂにおける高圧排気止弁３ａ，３ｂと第１及び第２温度検出器５ａ，５ｂとの間には、それぞれ分岐して低温再熱蒸気管ドレン弁２３を介して復水器へ至る第１低温再熱蒸気管ドレンライン２２ａと、第２低温再熱蒸気管ドレンライン２２ｂがそれぞれ設けられている。
【００３１】
第１温度検出器５ａは、第１の低温再熱蒸気ライン２ａの内部を流れる蒸気の温度を検出し、第１低温再熱蒸気温度信号６ａとしてタービン監視制御装置３７に出力する。同様に、第２温度検出器５ｂは、第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの内部を流れる蒸気の温度を検出し、第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力する。また、第１弁全開検出器４ａは、第１の高圧排気止弁３ａの全開の信号を検出し、第１高圧排気止弁全開信号３４ａとしてタービン監視制御装置３７に出力する。同様に、第２弁全開検出器４ｂは、第２の高圧排気止弁３ｂの全開の信号を検出し、第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力する。
【００３２】
上述した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂと、第１及び第２高圧排気止弁全開信号３４ａ，３４ｂは、タービン監視制御装置３７の異常検知・処理回路を構成する演算部に入力され、ここで、各種演算の要素として用いられる。
【００３３】
次に、上述したタービン監視制御装置３７における演算部の機能について説明する。
まず、図１において、破線で示すプロセス状態量を演算する演算部について説明する。上述した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂは、タービン監視制御装置３７の演算部の差分演算器７に各々入力され、第１低温再熱蒸気温度信号６ａ−第２低温再熱蒸気温度信号６ｂの演算により、差分値８が差分演算器７の出力として算出される。この差分値８は絶対値演算器９に入力され、差分絶対値１０が絶対値演算器９の出力として算出される。この差分絶対値１０は第１の比較演算器としての比較演算器１４に入力される。
【００３４】
比較演算器１４では一入力である差分絶対値１０が他入力である後述する設定値１３を超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値１３に満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は温度異常信号として後述する論理積回路３５ａ，３５ｅにそれぞれ出力される。第１の回路としては、上述した部分を備えている。
【００３５】
一方、比較演算器１４の他入力である設定値１３は、乗算演算器４１で基準設定値３８と経年劣化係数４０を乗算することにより算出された出力値であって、基準設定値３８及び経年劣化係数４０は、それぞれ第１関数演算器１２と第２関数演算器３９の出力値である。第１関数演算器１２は、図１の上方のＦＧ１に示すように、図示しない発電機の出力である負荷１１の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った基準設定値３８を出力する。同様に、第２関数演算器３９は、図１の上方のＦＧ２に示すようにタービン設備の経年数２８の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った経年劣化係数３８の値を出力する。
【００３６】
また、上述した差分値８は第２の比較演算器としての比較演算器１６ａ及び第３の比較演算器としての比較演算器１６ｂに入力される。比較演算器１６ａでは入力である差分値８が設定値０を超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値０に満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は第２高圧排気止弁異常信号として後述する論理積回路３５ｂに出力される。
【００３７】
また、比較演算器１６ｂでは入力である差分値８が設定値０に満たない場合は論理値１を出力し、一方、設定値０を超えた場合に論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は第１高圧排気止弁異常信号として後述する論理積回路３５ｃに出力される。第２の回路は上述した比較演算器１６ａ及び比較演算器１６ｂの部分を備えている。
【００３８】
次に、図１において、実線で示す論理値を演算する演算部について説明する。論理積回路３５ａには、上述した比較演算器１４の出力である温度異常信号と第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、温度異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に高圧排気止弁異常信号１５として論理値１が、論理積回路３５ｂ，３５ｃ，３５ｈに与えられる。
【００３９】
ここで、高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１が論理積の一方を構成しているため、後述する各異常信号は、監視が
必要な運転時にしか発生しない。この結果、異常信号発生時における運転員の認識を高めることになる。
【００４０】
第３の回路としての論理積回路３５ｂには、上述した比較演算器１６ａの出力である第２高圧排気止弁異常信号と上述した高圧排気止弁異常信号１５とが入力されて、論理積演算が行われ、第２高圧排気止弁異常信号及び高圧排気止弁異常信号１５の両方が論理値１の場合に、第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００４１】
また、第３の回路としての論理積回路３５ｃには、上述した比較演算器１６ｂの出力である第１高圧排気止弁異常信号と上述した高圧排気止弁異常信号１５とが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁異常信号及び高圧排気止弁異常信号１５の両方が論理値１の場合に第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００４２】
また、第５の回路としての論理積回路３５ｈには、上述した高圧排気止弁異常信号１５と、第４の回路として、例えば、図示しないプラント出力低減自動モードがＯＮになっているときや手動のプラント出力低減許可操作がＯＮのときに成立するプラント出力低減許可条件とが入力され、高圧排気止弁異常信号１５とプラント出力低減許可条件の両方が論理値１の場合にプラント出力低減指令として論理値１が形成され、プラント出力が低減制御される。
【００４３】
また、第４の回路としてのプラント出力低減許可条件に代えて、例えば、タービントリップ自動モードがＯＮになっているときや手動のタービントリップ許可操作ＯＮのときに成立するタービントリップ許可条件が入力され、高圧排気止弁異常信号１５とタービントリップ許可条件の両方が論理値１の場合にタービントリップ指令として論理値１が形成され、タービントリップによりプラント出力が遮断される。いずれの場合であっても、異常状態における運転継続によって引き起こされるプラントへの被害を最小限に抑えることができる。
【００４４】
さらに、論理積回路３５ｄには、上述した第１弁全開検出器４aの出力である第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂの出力である第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁全開信号３４ａ及び第２高圧排気止弁全開信号３４ｂの両方が論理値１の場合に、高圧排気止弁全開信号として論理値１が出力される。
【００４５】
また、論理積回路３５ｅには、上述した第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１と、上述した論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９と、上述した比較演算器１４の出力である温度異常信号を反転回路３２ａで反転させた温度正常信号３３とが入力されて、論理積演算が行われ、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９及び高圧排気止弁正常信号３３の全てが論理値１の場合に高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０として論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。
【００４６】
次に、上述した本発明のタービン監視制御装置３７の第１の実施の形態の動作を説明する。
まず、プラントが高圧タービンへの蒸気通気中であって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれにも異常閉止が発生していない場合には、第１低温再熱蒸気温度信号６ａと第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとがほぼ等しいために、上述した差分値８及び差分絶対値１０がともに略０となる。したがって、比較演算器１４，１６ａ，１６ｂの出力のいずれにおいても、論理値０となり、高圧排気止弁異常信号１５、第１高圧排気止弁異常信号１７ａ、及び第２高圧排気止弁異常信号１７ｂのいずれにおいても、論理値０が出力される。つまり、いずれの警報も出力されることはない。
【００４７】
次に、例えば、第１高圧排気止弁３ａのみがプラント運転中に、操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまった場合には、第１低温再熱蒸気ライン２ａ内の蒸気の流れが阻止されてしまうため、第１低温再熱蒸気温度信号６ａの値は、低下することになる。第２低温再熱蒸気ライン２ｂ内は蒸気が流れることから、第２低温再熱蒸気温度信号６ｂの値が低下することはなく、上述した差分値８は０以下となり、差分絶対値１０が０から増加していく。
【００４８】
この結果、差分絶対値１０が、乗算演算器４１の出力である設定値１３を超えた場合には、比較演算器１４の出力の論理値１となり、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の論理値１と共に、論理積回路３５ａにおいて高圧排気止弁異常信号１５の論理値１を出力する。
【００４９】
また、０以下となった差分値８は、比較演算器１６ａの出力の論理値を０とし、比較演算器１６ｂの出力の論理値を１とする。上述した高圧排気止弁異常信号１５の論理値１が出力されていることから、論理積回路３５ｃにおいて、第１高圧排気止弁異常信号１７ａの論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。この警報装置１０１の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａが異常閉止したことを認識させる。さらに、上述したプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件が成立している場合には、プラント出力低減指令又はタービントリップ指令が論理積回路３５ｈから出力される。
【００５０】
なお、第２高圧排気止弁３ｂのみがプラント運転中に、操作者の意図に拘らず異常に閉止してしまった場合には、上述した差分値８が０以上となり、差分絶対値１０が０から増加していく。
【００５１】
この結果、差分絶対値１０が、乗算演算器４１の出力である設定値１３を超えた場合には、上述した第１高圧排気止弁３ａのみの場合と同様に、論理積回路３５ａにおいて高圧排気止弁異常信号１５の論理値１を出力し、論理積回路３５ｂにおいて、第２高圧排気止弁異常信号１７ｂの論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。この警報装置１０１の作動により、運転員は第２高圧排気止弁３ｂが異常閉止したことを察知することができる。また、上述したプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件が成立している場合には、プラント出力低減指令又はタービントリップ指令が論理積回路３５ｈから出力される。
【００５２】
さらに、プラントが高圧タービンへの蒸気通気中であって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれにも異常閉止が発生していないときに、つまり、いずれの低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂ内の蒸気の流れが正常であるときに、第１弁全開検出器４aで検出される第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂで検出される第２高圧排気止弁全開信号３４ｂのどちらか一方以上が喪失した場合には、まず、第１低温再熱蒸気温度信号６ａと第２低温再熱蒸気温度信号６ｂとがほぼ等しいために、上述した差分値８及び差分絶対値１０がともに略０となる。
【００５３】
したがって、比較演算器１４の出力の論理値は０となり、反転回路３２ａで反転させた温度正常信号３３の論理値は１となる。一方、上述した第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２高圧排気止弁全開信号３４ｂのどちらか一方以上が喪失すると、論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９の論理値が１となる。さらに、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の論理値は１であることから、論理積回路３５ｅにおいて、高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０の論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。この警報装置１００の作動により、運転員は高圧排気止弁全開検出器誤不動作となった弁全開検出器の故障を察知することができる。
【００５４】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態によれば、複数の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂから検出した第１及び第２低温再熱蒸気温度信号６ａ，６ｂを比較演算して、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止を検知可能としたので、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止をいち早く検知することができる。この結果、高圧タービン１本体の損傷を防止できると共に、発電プラントの安定した負荷運転が可能となり、発電設備の信頼性の向上が図れる。
【００５５】
また、例えば、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかの弁シャフト折損によって、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれかが閉止した場合などのように、弁全開検出用リミットスイッチのみでは異常状態が検出できない場合であっても、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの異常閉止をいち早く検知することができる。
【００５６】
また、上述した本発明のタービン監視制御装置の第１の実施の形態によれば、第１及び第２低温再熱蒸気温度６ａ，６ｂの差分絶対値１０と比較する温度異常信号の設定値１３を、プラント負荷に対する基準設定値を定めた第１関数演算器１２の出力と経年数に対する経年劣化係数を定めた第２関数演算器３９の出力の乗算で算出しているため、負荷や経年劣化によって変動するプロセス状態値に対応可能な高圧排気止弁の異常判定設定値を与えることができる。
【００５７】
さらに、高圧排気止弁異常信号１５による高圧排気止弁の異常判定結果を受け、必要に応じてプラント出力低減、タービントリップを行う回路を設けたので、プラントの安定運転を自動的に行い、プラント運転継続した場合にそれによって引き起されるプラントへの被害を最小限に抑える事ができる。
【００５８】
また、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの弁全開信号３４ａ，３４ｂを検出する弁全開検出器４a，４ｂを設け、第１及び第２低温再熱蒸気温度６ａ，６ｂを用いて判定された高圧排気止弁正常状態と組合わせる事によって、高圧排気止弁全開検出器誤不動作を判定可能としたため、タービン監視制御装置３７における検出器の誤不動作検出回路の信頼性を高めることができる。
【実施例２】
【００５９】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態を図２を用いて説明する。図２は本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図２において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００６０】
図２において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度の計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気圧力計測のため、第１圧力検出器１８ａ及び第２圧力検出器１８ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
なお、図２に示すように、第１圧力検出器１８ａにより検出される第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａ、及び第２圧力検出器１８ｂにより検出される第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００６２】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図２に示すように、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａ及び第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａが第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第１高圧排気止弁３ａが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａは第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００６３】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気圧力信号１９ａが第２低温再熱蒸気圧力信号１９ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００６４】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００６５】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００６６】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態を図３を用いて説明する。図３は本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００６７】
図３において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気流量計測のため、第１流量検出器２０ａ及び第２流量検出器２０ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
なお、図３に示すように、第１流量検出器２０ａにより検出される第１低温再熱蒸気流量信号２１ａ、及び第２流量検出器２０ｂにより検出される第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００６９】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図３に示すように、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａ及び第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａが第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第２高圧排気止弁３ｂが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａは第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７０】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気流量信号２１ａが第２低温再熱蒸気流量信号２１ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７１】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００７２】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例４】
【００７３】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態を図４を用いて説明する。図４は本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００７４】
図４において、系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂから分岐して低温再熱蒸気管ドレン弁２３を介して復水器へ至る第１低温再熱蒸気管ドレンライン２２ａと、第２低温再熱蒸気管ドレンライン２２ｂのそれぞれのドレンレベル計測のため、第１レベル検出器２４ａ及び第２レベル検出器２４ｂが設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
なお、図４に示すように、第１レベル検出器２４ａにより検出される第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａ、及び第２レベル検出器２４ｂにより検出される第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂはタービン監視制御装置３７に出力される。
【００７６】
タービン監視制御装置３７の演算部においては、図４に示すように、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａ及び第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂが差分演算器７に各々入力され第１の実施の形態と同様に高圧排気止弁異常信号１５が形成される。また、差分演算器７の出力である差分値８が設定値０を超えた場合には、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａが第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより大であり、比較演算器１６ａで論理値１を論理積回路３５ｂに出力する。例えば、第１高圧排気止弁３ａが異常閉止すると、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａは第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより大となる。論理積回路３５ｂでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７７】
一方、差分値８が設定値０に満たない場合には、第１低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ａが第２低温再熱蒸気管ドレンレベル信号２５ｂより小であり、比較演算器１６ｂで論理値１を論理積回路３５ｃに出力する。論理積回路３５ｃでは、高圧排気止弁異常信号１５の論理値との論理積によって第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００７８】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００７９】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【実施例５】
【００８０】
次に、本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態を図５を用いて説明する。図５は本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態の機能を示す構成図である。なお、図５において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００８１】
図５において、図５の上方には、タービン監視制御装置３７の内部機能を示すブロック図が、また図５の下方には、汽力発電プラントの系統構成の一部が示されている。この系統構成としては、第１の実施の形態に記載の第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気温度計測のために設置する第１温度検出器５a及び第２温度検出器５ｂの代わりに、第１及び第２の低温再熱蒸気ライン２ａ，２ｂを流れる蒸気の第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの前後差圧を計測するため、第１差圧検出器２６ａ及び第２差圧検出器２６ｂがそれぞれ設置されていること以外は第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
第１の低温再熱蒸気ライン２ａの内部を流れる蒸気の第１高圧排気止弁３ａの前後差圧は、第１差圧検出器２６ａにより検出され、第１差圧信号２７ａとしてタービン監視制御装置３７に出力される。同様に、第２の低温再熱蒸気ライン２ｂの内部を流れる蒸気の第２高圧排気止弁３ｂの前後差圧は、第２差圧検出器２６ｂにより検出され、第２差圧信号２７ｂとしてタービン監視制御装置３７に出力される。
【００８３】
次に、上述した本発明のタービン監視制御装置３７の第５の実施の形態における演算部の機能について説明する。
まず、図５において破線で示すプロセス状態量を演算する演算部について説明する。上述した第１差圧信号２７ａ及び第２差圧信号２７ｂはタービン監視制御装置３７の演算部の第１比較演算器１４ａ及び第２比較演算器１４ｂに各々入力される。第１及び第２比較演算器１４ａ，ｂでは一入力である第１及び第２差圧信号２７ａ，ｂが他入力である後述する設定値１３ａ，ｂを超えた場合に論理値１を出力し、一方、設定値１３ａ，ｂに満たない場合は論理値０を出力する演算が行われ、論理値１は差圧異常信号として後述する論理積回路３５ｆ，３５ｇにそれぞれ出力される。第１の回路としては、上述した部分を備えている。
【００８４】
一方、第１及び第２比較演算器１４ａ，ｂの他入力である設定値１３ａ，ｂは、乗算演算器４１ａ，ｂで基準設定値３８ａ，ｂと経年劣化係数４０ａ，ｂを乗算することにより算出された出力値であって、基準設定値３８ａ，ｂ及び経年劣化係数４０ａ，ｂは、それぞれ第１関数演算器１２ａ，ｂと第２関数演算器３９ａ，ｂの出力値である。第１関数演算器１２ａ，ｂは、図５の上方のＦＧ１に示すように図示しない発電機の出力である負荷１１の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った基準設定値３８ａ，ｂを出力する。同様に第２関数演算器３９ａ，ｂは、図５の上方のＦＧ２に示すようにタービン設備の経年数２８の値を入力として、入力に対応して予め定めた関数特性に従った経年劣化係数３８ａ，ｂの値を出力する。
【００８５】
次に、図５において、実線で示す論理値を演算する演算部について説明する。第３の回路としての論理積回路３５ｆには、上述した第１比較演算器１４ａの出力である差圧異常信号と第２の回路としての第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、差圧異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に第１高圧排気止弁異常信号１７ａとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００８６】
また、第３の回路としての論理積回路３５ｇには、上述した第２比較演算器１４ｂの出力である差圧異常信号と第２の回路としての高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１とが入力されて、論理積演算が行われ、差圧異常信号及び高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１の両方が論理値１の場合に第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとして論理値１が形成され、警報装置１０１に出力される。
【００８７】
さらに、論理和回路３６には、上述した第１高圧排気止弁異常信号１７ａと第２高圧排気止弁異常信号１７ｂとが入力されて、論理和演算が行われ、第１高圧排気止弁異常信号１７ａまたは第２高圧排気止弁異常信号１７ｂが論理値１の場合に高圧排気止弁異常信号として論理値１が論理積３５ｉに出力される。
【００８８】
第５の回路としての論理積回路３５ｉには、上述した高圧排気止弁異常信号と、第４の回路として、例えば、図示しないプラント出力低減自動モードがＯＮになっているときや手動のプラント出力低減許可操作がＯＮのときに成立するプラント出力低減許可条件とが入力されて、高圧排気止弁異常信号とプラント出力低減許可条件の両方が論理値１の場合にプラント出力低減指令として論理値１が形成され、プラント出力が低減制御される。
【００８９】
また、第４の回路としてのプラント出力低減許可条件に代えて、例えば、タービントリップ自動モードがＯＮになっているときや手動のタービントリップ許可操作ＯＮのときに成立するタービントリップ許可条件が入力され、高圧排気止弁異常信号１５とタービントリップ許可条件の両方が論理値１の場合にタービントリップ指令として論理値１が形成され、タービントリップによりプラント出力が遮断される。いずれの場合であっても、異常状態における運転継続によって引き起こされるプラントへの被害を最小限に抑えることができる。
【００９０】
さらに、論理積回路３５ｄには、上述した第１弁全開検出器４aの出力である第１高圧排気止弁全開信号３４ａと第２弁全開検出器４ｂの出力である第２高圧排気止弁全開信号３４ｂとが入力されて、論理積演算が行われ、第１高圧排気止弁全開信号３４ａ及び第２高圧排気止弁全開信号３４ｂの両方が論理値１の場合に、高圧排気止弁全開信号として論理値１が出力される。
【００９１】
また、論理積回路３５ｅには、上述した第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂの全開状態を必要とする例えば高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１と、上述した論理積回路３５ｄの出力である高圧排気止弁全開信号を反転回路３２ｂによって反転させた第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９と、上述した比較演算器１４ａ，ｂの出力である差圧異常信号の論理和を反転回路３２ａで反転させた差圧正常信号３３とが入力されて、論理積演算が行われ、高圧タービンへの蒸気通気中の信号３１、第１及び第２高圧排気止弁３ａ，３ｂのいずれか一方以上が全開でない信号２９及び高圧排気止弁正常信号３３の全てが論理値１の場合に高圧排気止弁全開リミットスイッチ誤不動作信号３０として論理値１が形成され、警報装置１００に出力される。
【００９２】
この警報装置の作動により、運転員に第１高圧排気止弁３ａ、第２高圧排気止弁３ｂのどちらが異常閉止したかを認識させることができる。
【００９３】
上述した本発明のタービン監視制御装置の第５の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態は、汽力発電プラントを用いて説明したが、これに限るものではない。低温再熱蒸気ラインと高圧排気止弁を備えるコンバインド発電プラントにおいても、適用可能である。
【００９５】
また、本発明の実施の形態においては、低温再熱蒸気ラインのプロセス状態を検出する検出器として、例えば、温度，圧力，流量，ドレンレベル等をそれぞれ検出する検出器を用いた場合について説明したが、高圧排気止弁の異常閉止を検知するに際して、これら複数の検出器を低温再熱蒸気ラインに設け、これらの各種検出器に対応する演算部からの２つ乃至５つの高圧排気弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を設けてもよい。この場合、異常判断の精度が上昇し、タービン監視制御装置の信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００９６】
１ 高圧タービン
２ 低温再熱蒸気ライン
３ 高圧排気止弁
４ 弁全開検出器
５ 温度検出器
６ 低温再熱蒸気温度信号
７ 差分演算器
９ 絶対値演算器
１２ 第１関数演算器
１４ 比較演算器
１６ 比較演算器
３５ 論理積回路
３７ タービン監視制御装置
３９ 第２関数演算器
４１ 乗算演算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、
前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ラインのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器と、
前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号を入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁のいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の温度を検出する温度検出器であって、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第１温度検出器から出力される第１の温度信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第２温度検出器から出力される第２の温度信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに温度異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の温度信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の温度信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の圧力を検出する圧力検出器であって、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第１圧力検出器から出力される第１の圧力信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第２圧力検出器から出力される第２の圧力信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに圧力異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の圧力信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の圧力信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の流量を検出する流量検出器であり、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第１流量検出器から出力される第１の流量信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第２流量検出器から出力される第２の流量信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに流量異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の流量信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の流量信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインから分岐して復水器へ至る複数の低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出するレベル検出器であり、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第１レベル検出器から出力される第１のレベル信号と、第２低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第２レベル検出器から出力される第２のレベル信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときにレベル異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１のレベル信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２のレベル信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項６】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する第１及び第２低温再熱蒸気ラインと、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする第１及び第２高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であって、
前記第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第１高圧排気止弁の前後差圧を検出する第１差圧検出器と、
前記第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第２高圧排気止弁の前後差圧を検出する第２差圧検出器と、
前記第１差圧検出器から出力される第１の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第１比較演算器と、前記第２差圧検出器から出力される第２の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第２比較演算器とからなる第１の回路と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを有する演算部とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記演算部は、さらに、前記火力発電プラントの負荷を入力し基準設定値を出力する第１関数演算器と、
前記火力発電プラントの経年数を入力し、経年劣化係数を出力する第２関数演算器と、
前記第１及び第２関数演算器の出力値を乗算する乗算演算器とを備え、
前記比較演算器の設定値は、前記乗算演算器の出力値で設定される
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記演算部は、さらにプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件のいずれかが形成される第４の回路を備え、
前記第１及び第４の回路の出力に基づいてその論理積を出力低減又はトリップ信号として出力する第５の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項９】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、
請求項２乃至６記載のタービン監視制御装置を備え、
前記タービン監視制御装置からの２つ乃至５つの高圧排気止弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項１０】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインに設けられた第１及び第２高圧排気止弁には、それぞれの弁の全開を検出する第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置が設けられ、
前記演算部は、さらに、前記第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置から出力される第１及び第２高圧排気止弁全開信号を入力しその論理積の出力を反転させた信号と、
前記第１の回路の出力を反転させた信号と、
前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される信号とに基づいてその論理積を高圧排気止弁全開検出装置異常信号として出力する回路を備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項１】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、
前記火力発電プラントの運転中における前記複数の低温再熱蒸気ラインのプロセス状態値をそれぞれ検出する検出器と、
前記検出器で検出されたそれぞれのプロセス状態信号を入力し、前記それぞれのプロセス状態信号の差分を算出することにより、前記複数の高圧排気止弁のいずれかの閉止を検知可能とする演算部とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の温度を検出する温度検出器であって、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第１温度検出器から出力される第１の温度信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の温度を検出する第２温度検出器から出力される第２の温度信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに温度異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の温度信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の温度信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の圧力を検出する圧力検出器であって、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第１圧力検出器から出力される第１の圧力信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の圧力を検出する第２圧力検出器から出力される第２の圧力信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに圧力異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の圧力信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の圧力信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインの内部を流れる蒸気の流量を検出する流量検出器であり、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第１流量検出器から出力される第１の流量信号と、第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の流量を検出する第２流量検出器から出力される第２の流量信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときに流量異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１の流量信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２の流量信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記検出器は、前記複数の低温再熱蒸気ラインから分岐して復水器へ至る複数の低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出するレベル検出器であり、
前記演算部は、第１低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第１レベル検出器から出力される第１のレベル信号と、第２低温再熱蒸気管ドレンラインのドレンレベルを検出する第２レベル検出器から出力される第２のレベル信号との差分を演算する差分演算器と、この差分演算器の出力の絶対値が設定値を超えたときにレベル異常信号を出力する第１比較演算器とからなる第１の回路と、
前記差分演算器の出力値が０を超えたときに第１のレベル信号高を出力する第２比較演算器と、前記差分演算器の出力値が０に満たないときに第２のレベル信号高を出力する第３比較演算器とからなる第２の回路と、
前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項６】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する第１及び第２低温再熱蒸気ラインと、前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする第１及び第２高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であって、
前記第１低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第１高圧排気止弁の前後差圧を検出する第１差圧検出器と、
前記第２低温再熱蒸気ラインを流れる蒸気の前記第２高圧排気止弁の前後差圧を検出する第２差圧検出器と、
前記第１差圧検出器から出力される第１の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第１比較演算器と、前記第２差圧検出器から出力される第２の差圧信号を入力し、この差圧信号の値が設定値を超えたときに差圧異常信号を出力する第２比較演算器とからなる第１の回路と、前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される第２の回路と、前記第１及び第２の回路の出力に基づいてその論理積を高圧排気止弁異常信号として出力する第３の回路とを有する演算部とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記演算部は、さらに、前記火力発電プラントの負荷を入力し基準設定値を出力する第１関数演算器と、
前記火力発電プラントの経年数を入力し、経年劣化係数を出力する第２関数演算器と、
前記第１及び第２関数演算器の出力値を乗算する乗算演算器とを備え、
前記比較演算器の設定値は、前記乗算演算器の出力値で設定される
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記演算部は、さらにプラント出力低減許可条件又はタービントリップ許可条件のいずれかが形成される第４の回路を備え、
前記第１及び第４の回路の出力に基づいてその論理積を出力低減又はトリップ信号として出力する第５の回路とを備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項９】
高圧タービンからボイラへの蒸気を導入する複数の低温再熱蒸気ラインと、前記複数の低温再熱蒸気ラインにそれぞれ設けられ、内部蒸気の流れを遮断可能とする複数の高圧排気止弁とを備えた火力発電プラントに適用されるタービン監視制御装置であり、
請求項２乃至６記載のタービン監視制御装置を備え、
前記タービン監視制御装置からの２つ乃至５つの高圧排気止弁異常信号を同時に認識した場合に、高圧排気止弁を異常と判断する処理回路を備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【請求項１０】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の高圧タービン監視制御装置において、
前記第１及び第２低温再熱蒸気ラインに設けられた第１及び第２高圧排気止弁には、それぞれの弁の全開を検出する第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置が設けられ、
前記演算部は、さらに、前記第１及び第２高圧排気止弁全開検出装置から出力される第１及び第２高圧排気止弁全開信号を入力しその論理積の出力を反転させた信号と、
前記第１の回路の出力を反転させた信号と、
前記第１及び第２高圧排気止弁への全開指令が形成される信号とに基づいてその論理積を高圧排気止弁全開検出装置異常信号として出力する回路を備える
ことを特徴とするタービン監視制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２８１２３８（Ｐ２０１０−２８１２３８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３３９８３（Ｐ２００９−１３３９８３）
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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