JP6245738B2 - 蒸気タービンの起動制御装置及び起動方法 - Google Patents
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Description
(構成)
図1は本発明の第1実施形態に係る蒸気タービン発電プラント100の概略構成図である。なお、本実施形態では、蒸気タービンの各起動モードについて、前回の運転終了後から今回の運転開始までの蒸気タービンの停止時間の長さにより、その時間が短い方からホットスタート、ウォームスタート、コールドスタートと適宜称する。例えば、停止時間T1未満の起動開始がホットスタート、停止時間T1以上T2(>T1)未満の起動開始がウォームスタート、T2以上の起動開始がコールドスタートである(T1、T2は設定値)。また、起動開始時の蒸気タービンのメタル温度で起動モードを区分しても良い。また、本実施形態では、蒸気タービンの部品に作用する熱応力に対して安全面や部品の寿命等を考慮して設定した制限値を熱応力制限値と適宜称する。
次に、蒸気タービン起動制御装置21の熱応力制限値の更新手順について図3を参照して説明する。
図12はプラント運用計画時における、各起動モード一回の運転あたりの寿命消費量計画値の一般的な設定例を示した図である。
図5は本実施形態に係る蒸気タービン発電プラント101の概略構成図である。図5において、上記第1実施形態と同等の部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態は、起動モードに重み付けをして次回期間での寿命消費量計画値を設定する点で第1実施形態と異なる。具体的には、図5に示すように、蒸気タービン起動制御装置21が寿命消費量偏差配分比入力装置100を更に備え、寿命消費量計画値設定装置126が、寿命消費量積算値計算装置25の出力に加えて寿命消費量偏差配分比入力装置100の出力値を入力としている。以下では、寿命消費量偏差配分比入力装置100及び寿命消費量計画値設定装置126について説明する。
次に、寿命消費量計画値設定装置126の動作について説明する。寿命消費量計画値設定装置126以外の処理内容は第1実施形態と同様である。
LCMG_T = MAX(LCMG_1,0)+MAX(LCMG_2,0)+MAX(LCMG_3,0)・・・(式161)
DLC_i= MIN(LCMG_i,0)+LCMG_T ×ω_i/ω_T・・・(式162)
上記構成により、本実施形態では第1実施形態で得られる各効果に加えて、次の効果が得られる。
図8は本実施形態に係る蒸気タービン発電プラント102の概略構成図である。図8において、上記第2実施形態と同等の部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態は、次回期間での1年間の起動回数を指定して、次回期間での寿命消費量計画値を設定する点で第2実施形態と異なる。具体的には、図8に示すように、蒸気タービン起動制御装置21は、起動回数入力装置200を新たに要素として含み、寿命消費量計画値設定装置226が、寿命消費量積算値計算装置25及び寿命消費量偏差配分比入力装置100の出力値に加えて起動回数入力装置200の出力値を入力としている。以下では、起動回数入力装置200及び寿命消費量計画値設定装置226について説明する。
次に、寿命消費量計画値設定装置226の動作について説明する。寿命消費量計画値設定装置226以外の処理内容は第2実施形態と同様である。
DLC_i= MIN(LCMG_i,0)+(LCMG_T+LCMG_T) ×ω_i/ω_T・・・(式262)
上記構成により、本実施形態では前述した各実施形態で得られる各効果に加えて、次の効果が得られる。
本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除及び置換をすることも可能である。
2 蒸気発生装置
3 蒸気タービン
4 発電機
14、15 調整装置
11、12 計測器
22 寿命消費量計算装置
23 寿命消費量記憶装置
24 熱応力制限値更新タイミング決定装置
25 寿命消費量積算値計算装置
26 寿命消費量計画値設定装置
27 熱応力制限値計算装置
28 プラント指令値計算装置
100、101、102 蒸気タービン発電プラント
Claims (6)
- 熱源媒体で低温流体を加熱して高温流体を生成する熱源装置と、
前記高温流体により蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの駆動力を電力に変換する発電機と、
プラント負荷を調整する調整装置と、
プラント状態量を計測する計測器とを備えた蒸気タービン発電プラントの蒸気タービン起動制御装置であって、
前記計測器の計測値に基づき前記蒸気タービンのタービンロータ寿命消費量を計算する寿命消費量計算装置と、
前記タービンロータ寿命消費量を記憶する寿命消費量記憶装置と、
前記タービンロータの熱応力制限値を更新するタイミングを決定する熱応力制限値更新タイミング決定装置と、
前記熱応力制限値を更新するタイミングにて、前回の熱応力制限値を更新したタイミング以降の前記タービンロータ寿命消費量を積算して、タービンロータ寿命消費量積算値を計算する寿命消費量積算値計算装置と、
前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでのタービンロータ寿命消費量計画値を設定する寿命消費量計画値設定装置と、
前記タービンロータ寿命消費量計画値に基づき前記熱応力制限値を計算して更新する熱応力制限値計算装置と、
前記熱応力制限値に基づき前記熱応力制限値を超えないようにプラント指令値を計算するプラント指令値計算装置とを備えたことを特徴とする蒸気タービン起動制御装置。 - 請求項1に記載の蒸気タービン起動制御装置において、
前々回の熱応力制限値を更新したタイミングから前回の熱応力制限値を更新したタイミングまでの期間における前記タービンロータ寿命消費量積算値と前記タービンロータ寿命消費量計画値との偏差についての前記蒸気タービンの各起動モードに対する配分比であるタービンロータ寿命消費量偏差配分比を入力する寿命消費量偏差配分比入力装置を更に備え、
前記寿命消費量計画値設定装置は、前記タービンロータ寿命消費量偏差配分比、及び前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき、次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでのタービンロータ寿命消費量計画値を設定することを特徴とする蒸気タービン起動制御装置。 - 請求項2に記載の蒸気タービン起動制御装置において、
各起動モードの予定起動回数を入力する起動回数入力装置を更に備え、
前記寿命消費量計画値設定装置は、前記予定起動回数、前記タービンロータ寿命消費量偏差配分比、及び前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき、次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでのタービンロータ寿命消費量計画値を設定することを特徴とする蒸気タービン起動制御装置。 - 熱源媒体で低温流体を加熱して高温流体を生成する熱源装置と、
前記高温流体により蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの駆動力を電力に変換する発電機と、
プラント負荷を調整する調整装置と、
プラント状態量を計測する計測器とを備えた蒸気タービン発電プラントの起動方法であって、
前記計測器の計測値に基づき前記蒸気タービンのタービンロータ寿命消費量を計算し、
前記タービンロータ寿命消費量を記憶し、
前記タービンロータの熱応力制限値を更新するタイミングを決定し、
前記熱応力制限値を更新するタイミングにて、前回の熱応力制限値を更新したタイミング以降のタービンロータ寿命消費量を積算して、タービンロータ寿命消費量積算値を計算し、
前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでのタービンロータ寿命消費量計画値を設定し、
前記タービンロータ寿命消費量計画値を基に前記熱応力制限値を計算して更新し、
前記熱応力制限値に基づき前記熱応力制限値を超えないようにプラント指令値を計算することを特徴とする蒸気タービン発電プラントの起動方法。 - 請求項4に記載の蒸気タービン発電プラントの起動方法において、
前々回の熱応力制限値を更新したタイミングから前回の熱応力制限値を更新したタイミングまでの期間における前記タービンロータ寿命消費量積算値と前記タービンロータ寿命消費量計画値との偏差についての前記タービンロータの各起動モードに対する配分比であるタービンロータ寿命消費量偏差配分比を入力し、
次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでのタービンロータ寿命消費量計画値を前記タービンロータ寿命消費量偏差配分比、及び前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき設定することを特徴とする蒸気タービン発電プラントの起動方法。 - 請求項5に記載の蒸気タービン発電プラントの起動方法において、
各起動モードの予定起動回数を入力し、
次回の熱応力制限値を更新するタイミングまでの前記タービンロータ寿命消費量計画値を前記予定起動回数、前記タービンロータ寿命消費量偏差配分比、及び前記タービンロータ寿命消費量積算値に基づき設定することを特徴とする蒸気タービン発電プラントの起動方法。
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