JP2886211B2 - 複合サイクル発電プラント - Google Patents

複合サイクル発電プラント

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JP2886211B2 JP1271723A JP27172389A JP2886211B2 JP 2886211 B2 JP2886211 B2 JP 2886211B2 JP 1271723 A JP1271723 A JP 1271723A JP 27172389 A JP27172389 A JP 27172389A JP 2886211 B2 JP2886211 B2 JP 2886211B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、ガスタービンと蒸気タービンを一軸に結合
して発電機を共用するようにした複合サイクル発電プラ
ントに関し、特に蒸気加減弁制御装置に関する。
(従来の技術) 最近の火力発電プラントに課せられた要求として、燃
料価格の高騰による熱効率の向上、火力のミドル化の一
環として起動・停止を含む負荷追従性の向上などがあげ
られるが、これらに対してガスタービンと蒸気タービン
を組み合せた複合発電プラントが脚光を浴びてきてい
る。特に最近では、発電プラントの部分負荷運転におけ
る熱効率の向上までも要求されるようになり、ガスター
ビンと蒸気タービンを一軸に結合して発電機を共用する
一軸形複合発電プラントが採用されつつある。
この一軸形複合発電プラントの構成を第3図により説
明すると、大気中の空気1は圧縮機2により圧縮され、
燃焼器3にて、燃料調節弁4を通り送られてきた燃料5
と混合し燃焼する。高温になった燃焼ガス6は、タービ
ン7にて膨張仕事をし、タービン7の排気ガス8は排熱
回収ボイラ9にて、それのもつ熱量を蒸気量として回収
される。給水ポンプ(図示せず)から送られてきた給水
10は、給水調節弁11にてその流量をドラム12の水位に応
じて調節され、節炭器13で加熱されドラム12へ送られ
る。ドラム12内の高圧高温水14は、循環ポンプ15で蒸気
器16へ送られて蒸気17となり、ドラム12へ戻される。ド
ラム12内の蒸気はさらに過熱器18にて加熱され、主蒸気
ライン23を経て蒸気タービン19の主蒸気止め弁20、蒸気
加減弁21を通り、蒸気タービン19で膨張し、復水器22に
て復水される。主蒸気ライン23には、排熱回収ボイラ9
の起動時のドラム12の蒸気を安定化させるために、ター
ビンバイパス減圧弁24と減温装置25が設けてあり、蒸気
を復水器22へ逃がすようになっている。圧縮機2とガス
タービン7、蒸気タービン19は一軸に結合され、発電機
26を共用している。
このような一軸形複合発電プラントにおいては、ガス
タービン、蒸気タービン回転数、負荷制御はすべてガス
タービン側の制御装置でおこなわれるのが通例であり、
蒸気タービン側には特に調速機能等はもたせておらず、
通常の負荷運転時は、第3図の蒸気加減弁21は全開とな
っている。
一軸形複合発電プラントにおける前述の蒸気加減弁21
およびタービンバイパス弁24の動作を、ガスタービン状
態に対比させて第4図によって説明する。横軸は時間t
でありa,a′,b,c,d点は各々起動、着火、暖機、ガスタ
ービン定格回転数到達、併入を示す。特性曲線A,B,Cは
各々ガスタービン回転数、蒸気加減弁21の開度、タービ
ンバイパス弁24の開度を示す。ガスタービンに起動信号
が入ると、起動モータによりガスタービンは約20%回転
まで上り着火される(第4図a′)。その後排熱回収ボ
イラ9の暖機のためガスタービンは約40%回転数にて自
動運転される(b点)。暖機の経過と共にドラム12より
蒸気が発生し、タービンバイパス弁24により主蒸気圧力
の制御がおこなわれる。ガスタービンが定格回転数に到
達すると(c点)、蒸気タービンのクーリングをおこな
うために、蒸気加減弁21が微開してクーリング蒸気を流
す。ガスタービンの併入時(b点)では併入操作を容易
にするため蒸気加減弁21は一時全閉し、併入完了後はラ
ンプ状に全開まで到達する。タービンバイパス弁24は、
上記蒸気加減弁21の動作に応動して圧力制御がおこなわ
れ、蒸気加減弁21の全開動作に伴い全閉する。その後、
タービンバイパス弁24の圧力設定は、定格主蒸気圧力の
上側へ設定され、安全弁としての役割を果たす。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の蒸気加減弁の操作方式は、蒸気加減弁21が
ランプ状開時の場合、主蒸気圧力、ドラム水位等に大き
な外乱となり、ドラム水位高/低によるトリップなどを
誘発する可能性が極めて高い。
本発明はかかる点に鑑みたもので、その目的は上記問
題点を解決した一軸形複合発電プラントの蒸気加減弁制
御装置を提供することである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的達成のため、本発明は、ガスタービンと、こ
のガスタービンからの排熱を利用して蒸気を生成する排
熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気
と水とを分離する蒸気ドラムと、この蒸気により駆動さ
れかつガスタービンと一軸に結合された蒸気タービン
と、この蒸気タービンに流入する蒸気量を加減する蒸気
加減弁とを具備する複合サイクル発電プラントであっ
て、蒸気加減弁の開速度を、蒸気ドラムの圧力と蒸気ド
ラムの水位とに応じて制御することを特徴とするもので
ある。
(作用) プラント起動時に、主蒸気圧力、ドラム水位の変動が
おさえられ、ドラム水位高/低によるトリップの誘発を
回避できる。
(実施例) 本発明の実施例を第1図により説明する。ガスタービ
ン起動時は接点28が閉じ、また接点32は開いており、弁
全閉信号発生器27からの全閉信号が該接点28を介して加
算器29に送られ、その加算器29の出力信号がサーボ増幅
器30を介して蒸気加減弁21に送られる。蒸気加減弁21の
開度は、その開度に応じて出力を変化させる差動トラン
ス(図示せず)の出力を復調する復調器31から加算器29
へフィードバックされる信号により、開度制御がなされ
る。ガスタービンが定格回転数へ到達すると、接点28が
開き、接点32が閉じ、弁最小開度信号発生器33からの最
小開度信号が接点32および加算器29を経てサーボ増幅器
30へ送られ、蒸気加減弁21は最小開度開き、クーリング
蒸気を蒸気タービン19へ流す。その後併入条件が成立す
ると、再び接点28が閉じ、接点32が開き、蒸気加減弁21
は全閉となる。併入完了により接点28,32はいずれも開
き、接点34が閉じてランプ回路35からの開度信号が、3
種類の開度変化率設定器36〜38に応じて、加算器29に入
力され、蒸気加減弁21はランプ状に開動作をする。開度
変化率設定器36は零設定であり、この出力がリレー39を
介してランプ回路35に入力されると、蒸気加減弁21は一
定開度に保持される。開度変化率設定器37は低速設定で
あり、この出力がリレー40を介して入力されると、蒸気
加減弁21は低速で開動作をおこなう。開度変化率設定器
38は高速設定であり、この出力がリレー41を介して入力
されると、蒸気加減弁21は高速で開動作をおこなう。リ
レー39〜41の閉成の条件を第2図に示す。第2図におい
て符号42,43はそれぞれ第3図におけるドラム12の圧力
正常、低を示す信号入力部である。符号44,45,46はそれ
ぞれ第3図におけるドラム12の水位の高、正常、低を示
す信号入力部である。47,48,49,50はアンドゲート、51,
52はオアゲートである。従って、第2図のシーケンスか
ら容易に示されるように、ドラム12の圧力が正常であ
り、ドラム12の水位が正常または低水位の場合、あるい
はドラム12の圧力が低であり、ドラムレベルが低水位の
場合には、蒸気加減弁21が高速で開けられる。すなわ
ち、蒸気発生器系統に十分な蒸気源を有している場合
は、蒸気加減弁21が高速で開かれ負荷追従性が良くなっ
ている。
次に、ドラム12の圧力が低であり、ドラム12の水位が
正常な場合、あるいはドラム12の圧力が正常でありドラ
ム12の水位が高水位の場合は、蒸気加減弁21が低速で開
けられる。すなわち、蒸気発生器系統に十分な蒸気源が
無い場合には蒸気加減弁21の開動作が遅くなり主蒸気圧
力、ドラム水位の変動が極力少なく抑えられる。
さらに、ドラム12の圧力が低でかつ、ドラム12の水位
が高水位以上の場合は、蒸気加減弁21の開度がホールド
され、ドラム12が安定するのをまつ。
〔発明の効果〕
本発明に係る制御装置によれば、蒸気加減弁の開動作
が適正に制御されるようになり、複合発電プラントの起
動時における蒸気発生器系統に大幅な安定化をもたらす
ことができ、起動時の信頼性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の蒸気加減弁の制御装置の回
路図、第2図は第1図におけるリレー39〜41の制御回路
の回路図、第3図は一軸形複合発電プラントの系統図、
第4図は第3図のプラントにおけるガスタービン回転数
A,蒸気加減弁の開度B,タービンバイパス弁の開度Cの関
係を示す図である。 1……空気 2……圧縮機 3……燃焼器 4……燃料調節弁 5……燃料 6……燃焼ガス 7……ガスタービン 8……排気ガス 9……排熱回収ボイラ 10……給水 11……給水調節弁 12……蒸気ドラム 13……節炭器 14……高圧高温水 15……循環ポンプ 16……蒸気器 17……蒸気 18……過熱器 19……蒸気タービン 20……主蒸気止め弁 21……蒸気加減弁 22……復水器 23……主蒸気ライン 24……タービンバイパス弁 25……減温器 26……発電機 27……蒸気加減弁の弁全閉信号発生器 28,32,34……接点 29……加算器 30……サーボ増幅器 31……復調器 33……蒸気加減弁の弁最小開度信号発生器 35……ランプ回路 36,37,38……蒸気加減弁の開度変化率設定器 29,40,41……リレー 42……ドラム圧力正常信号入力部 43……ドラム圧力低信号入力部 44……ドラム水位高信号入力部 45……ドラム水位正常信号入力部 46……ドラム水位低信号入力部 47,48,49,50……アンドゲート 51,52……オアゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−14403(JP,A) 実開 昭59−150904(JP,U) 特公 昭62−39656(JP,B2) 特公 昭50−682(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01D 19/00 F01D 15/10 F01K 23/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスタービンと、このガスタービンからの
    排熱を利用して蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この
    排熱回収ボイラで生成された蒸気と水とを分離する蒸気
    ドラムと、この蒸気により駆動されかつ上記ガスタービ
    ンと一軸に結合された蒸気タービンと、この蒸気タービ
    ンに流入する蒸気量を加減する蒸気加減弁とを具備する
    複合サイクル発電プラントにおいて、上記蒸気加減弁の
    開速度を、上記蒸気ドラムの圧力と蒸気ドラムの水位と
    に応じて制御することを特徴とする複合サイクル発電プ
    ラント。
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JPS6114403A (ja) * 1984-06-29 1986-01-22 Hitachi Ltd タ−ビンバイパス弁の制御方法
JPS6239656A (ja) * 1985-08-13 1987-02-20 Nobuo Shiraishi 新規グラフト体の製造方法

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