JPH0886227A - Starting method for combined shaft system - Google Patents

Starting method for combined shaft system

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JPH0886227A
JPH0886227A JP22196194A JP22196194A JPH0886227A JP H0886227 A JPH0886227 A JP H0886227A JP 22196194 A JP22196194 A JP 22196194A JP 22196194 A JP22196194 A JP 22196194A JP H0886227 A JPH0886227 A JP H0886227A
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Japan
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steam
starting
shaft system
combined shaft
rotation
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JP22196194A
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Hideo Nomoto
秀雄 野本
Shiyouichi Hisa
彰一 檜佐
Takeshi Kono
武史 河野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • F01K23/12—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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Abstract

PURPOSE: To smoothly increase rotational speed by starting a combined shaft system without using a starting motor. CONSTITUTION: A combined shaft system 23 is prepared by coaxially arranging a compressor 14, a gas turbine 16, a power generator 17 and a steam turbine 18. When the combined shaft system 23 is started and increased in its rotation, steam from the other combined shaft system 24 or an auxiliary steam boiler is fed to the steam turbine 18. Rotational speed is increased to reach self rotational speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンバインドサイクル
発電プラントの圧縮機，ガスタービン，蒸気タービンお
よび発電機が同軸に配置されるコンバインド軸系の起動
方法に係り、特に軸の回転上昇を起動モータを用いるこ
となく滑かに行なうことができるコンバインド軸系の起
動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for starting a combined shaft system in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are arranged coaxially, and more particularly, a start motor for increasing rotation of a shaft. The present invention relates to a method for starting a combined shaft system that can be smoothly performed without using.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、発電用のガスタービンはガスタ
ービンサイクル単独で発電に供されるものもあるが、よ
り高い発電効率を得るためにガスタービン排気を廃熱回
収ボイラに導き、ここで蒸気を発生させ、蒸気タービン
を駆動するいわゆる複合発電（コンバインドサイクル発
電）の形で利用するプラントが多い。このようなコンバ
インドサイクル発電プラントの重要な構成機器には圧縮
機，ガスタービン，蒸気タービン，発電機等が挙げられ
る。2. Description of the Related Art In general, some gas turbines for power generation are used for power generation by a gas turbine cycle alone, but in order to obtain higher power generation efficiency, the gas turbine exhaust is guided to a waste heat recovery boiler, where steam is used. There are many plants that use the form of so-called combined power generation (combined cycle power generation) to generate steam and drive a steam turbine. Compressors, gas turbines, steam turbines, generators and the like are important components of such combined cycle power plants.

【０００３】コンバインドサイクル発電プラントの構成
機器の結合方法は２種類に大別される。１つは、圧縮
機，ガスタービン，蒸気タービン，発電機を全て１つの
軸に軸継手で結合したいわゆるガスタービンと蒸気ター
ビンが同軸形式の一軸型コンバインドサイクル発電プラ
ントである。また、もう１つの結合方法はガスタービン
と蒸気タービンを別軸にした多軸型コンバインドサイク
ル発電プラントである。多軸型のコンバインド軸系の場
合は圧縮機とガスタービンと発電機が１つの軸に接続さ
れ、蒸気タービンと発電機がもう１つの軸に接続され各
々の軸から独立に発電機を介して出力が発生するように
なっている。The method of connecting the components of the combined cycle power plant is roughly classified into two types. One is a single-shaft combined cycle power plant in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine, and a generator are all connected to one shaft by a shaft joint, that is, a so-called gas turbine and steam turbine are coaxial type. Another coupling method is a multi-shaft combined cycle power plant in which a gas turbine and a steam turbine are separate axes. In the case of a multi-shaft combined shaft system, a compressor, a gas turbine and a generator are connected to one shaft, a steam turbine and a generator are connected to another shaft, and each shaft is independently connected via a generator. Output is generated.

【０００４】さて、ここで一軸型や多軸型コンバインド
軸系の場合についてガスタービンと蒸気タービンの従来
技術における起動方法について述べる。ガスタービンの
起動で重要なことは、回転数が低い領域では圧縮機の駆
動のために外部から出力を必要とすることである。すな
わち、燃焼器に燃料を投入し、着火し、ガスタービンが
発生する出力が圧縮機が必要とする出力を上回る、いわ
ゆる自立回転数までは何らかの形でガスタービンの回転
上昇を助ける必要がある。一般的には定格回転数の８０
％程度が自立回転数となっていることが多い。一方、蒸
気タービンが単独で運転される場合はこのような複雑な
起動は必要なくボイラから供給される蒸気の量を蒸気加
減弁で制御しながら蒸気での回転上昇を行なう。Now, a start-up method in the prior art of the gas turbine and the steam turbine in the case of a single-shaft type or multi-shaft type combined shaft system will be described. What is important in starting the gas turbine is that external power is required to drive the compressor in the low rotation speed region. That is, it is necessary to somehow assist the rotation increase of the gas turbine up to the so-called self-sustaining rotation speed, in which fuel is injected into the combustor and ignited, and the output generated by the gas turbine exceeds the output required by the compressor. Generally, the rated speed is 80
In many cases, about% is the self-sustaining speed. On the other hand, when the steam turbine is operated alone, such complicated start-up is not necessary and the rotation of steam is increased while controlling the amount of steam supplied from the boiler with the steam control valve.

【０００５】具体的なガスタービンの起動方法は次のよ
うにして行なわれる。例えば構成機器である圧縮機，ガ
スタービン，蒸気タービン，発電機が全て同一軸に結合
されている一軸型コンバインド軸系の場合は起動モータ
を備えておき、回転上昇の初期はこの起動モータの出力
により圧縮機，ガスタービン，蒸気タービン，発電機全
部の回転上昇を行なう方法がある。A specific gas turbine starting method is performed as follows. For example, in the case of a single-shaft type combined shaft system in which the compressors, gas turbines, steam turbines, and generators that are the constituent devices are all connected to the same shaft, a starter motor is provided, and the output of this starter motor is provided at the initial stage of rotation increase There is a method to increase the rotation of the compressor, gas turbine, steam turbine, and generator.

【０００６】また、他の起動方法としては起動モータを
設置せず、発電機を起動モータとして使用し、各時点の
回転数に応じて発電機から起動パルスを発生させ、この
起動パルス出力でガスタービン等の回転上昇を行なうこ
ともできる。この起動方法はパルスの間欠時間を回転数
に応じて短かくし発電機での起動を行なうもので起動モ
ータが不要となる利点がある。As another starting method, a starting motor is not installed, a generator is used as a starting motor, a starting pulse is generated from the generator according to the number of revolutions at each time point, and the starting pulse output is used to output gas. It is also possible to raise the rotation of the turbine or the like. This starting method shortens the intermittent time of the pulse according to the number of revolutions and starts the generator, and has an advantage that a starting motor is not required.

【０００７】一方、ガスタービンと蒸気タービンが別軸
の多軸型コンバインド軸系の場合は蒸気タービンは蒸気
加減弁で蒸気量を調整しながら単独で蒸気力によっての
み回転上昇させていく。ガスタービンについては同軸の
場合と同様起動モータもしくは発電機からの起動パルス
出力によりの自立回転数まで回転上昇をさせる。On the other hand, when the gas turbine and the steam turbine are multi-shaft combined shaft systems in which separate shafts are used, the steam turbine independently rotates and raises only by the steam force while adjusting the steam amount with the steam control valve. As for the gas turbine, as in the case of the coaxial type, the rotation speed is increased up to the self-sustained rotation speed by the start pulse output from the start motor or the generator.

【０００８】図９は、コンバインドサイクル発電プラン
トの圧縮機，ガスタービン，蒸気タービンおよび発電機
が同軸に配置される一軸型コンバインド軸系において、
発電機からの起動パルスにより回転上昇を行なう従来の
起動方法を示すものである。図中、縦軸は回転数１，出
力２，蒸気量３，燃焼器への燃料流量４，および起動パ
ルスＰを示し、また横軸は時間の流れ（タイムフロー）
を示す。横軸において、符号５は起動時，符号６はパー
ジ開始時，符号７はパージ終了時，符号８は着火時，符
号９は自立回転数到達時，符号１０は定格回転数到達
時，符号１１は並列時，符号１２は蒸気タービン出力２
ａの発生時，符号１３は定格出力達成時をそれぞれ示し
ている。FIG. 9 shows a single-shaft combined shaft system in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are coaxially arranged.
It shows a conventional starting method of increasing the rotation by a starting pulse from a generator. In the figure, the vertical axis represents the number of revolutions 1, the output 2, the amount of steam 3, the fuel flow rate 4 to the combustor 4, and the starting pulse P, and the horizontal axis represents the flow of time (time flow).
Indicates. On the horizontal axis, reference numeral 5 is at startup, reference numeral 6 is at purge start, reference numeral 7 is at purge end, reference numeral 8 is at ignition, reference numeral 9 is at independent rotation speed, reference numeral 10 is at rated rotation speed, reference numeral 11 Is parallel, 12 is steam turbine output 2
When "a" occurs, reference numeral 13 indicates when the rated output is achieved.

【０００９】図９からも明らかなように、起動パルスＰ
を、起動時５から自立回転数到達時９まで発生させ、間
欠的なトルクにより回転数を上昇させていく。また、起
動パルスＰは、図９の起動パルス詳細Ｐａに示すよう
に、回転数が高くなるに連れて密なパルスにしていく。As is clear from FIG. 9, the starting pulse P
Is generated from 5 at the time of startup to 9 at the time of reaching the self-sustained rotation speed, and the rotation speed is increased by the intermittent torque. Further, the starting pulse P becomes a dense pulse as the rotation speed increases, as shown in the starting pulse details Pa of FIG.

【００１０】図１０は、図９に示す従来の起動方法を用
いた場合の回転数の変化を示すもので、回転数は起動パ
ルスＰにより全体的には上昇していくが、起動パルス終
了点Ｐｃから次の起動パルスの開始点Ｐａまでは、回転
数を上昇させる駆動力がなくなるため、極めて短時間で
はあるが回転数の降下が生じる。したがって、回転上昇
曲線は、詳細には図１０に符号１ａで示すように、微小
な回転数変動を伴いながら全体的には回転上昇していく
ことになる。FIG. 10 shows a change in the number of revolutions when the conventional starting method shown in FIG. 9 is used. The number of revolutions is generally increased by the starting pulse P, but the starting point of the starting pulse is increased. From Pc to the starting point Pa of the next start pulse, the driving force for increasing the rotation speed disappears, so that the rotation speed drops for a very short time. Therefore, as shown in detail by reference numeral 1a in FIG. 10, the rotation increase curve increases in rotation as a whole with a slight rotation speed variation.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来のコンバインド軸
系の起動方法において、発電機からの起動パルスＰによ
り回転上昇を行なう場合には、回転数が変動するという
問題がある。In the conventional method of starting the combined shaft system, when the starting pulse P from the generator is used to increase the rotational speed, there is a problem that the rotational speed fluctuates.

【００１２】回転上昇を行なう起動パルスＰのパルス出
力のオンオフが交互に起きるため起動パルスＰが作用し
ているとき、すなわちパルス開始点Ｐｂからパルス終了
点Ｐｃの間に大きく回転軸は加速され、その結果、回転
数は細かく変動しながら上昇していくことになる。Since the pulse output of the starting pulse P for increasing the rotation is alternately turned on and off, the rotating shaft is greatly accelerated when the starting pulse P is acting, that is, between the pulse start point Pb and the pulse end point Pc. As a result, the number of revolutions will increase while changing finely.

【００１３】一方、圧縮機，ガスタービン，蒸気タービ
ンの軸にはそれぞれ動翼が通常は組み付けられ、装着さ
れている。したがって、軸と動翼の締結部は回転数が低
く遠心力が小さいときには接触面圧が確保されておら
ず、回転数の変動により振動を起こす可能性がある。こ
のような回転数の細かい変動による振動は翼長が長い蒸
気タービンの最終段や圧縮機の初段等では特に注意を要
するものであり、スリップアンドスティック（Slip & S
tick）もしくはビビリ振動と呼ばれ甚しい場合には動翼
に損傷が生じる場合もある。On the other hand, the blades of the compressor, the gas turbine, and the steam turbine are usually assembled and attached to their respective shafts. Therefore, when the rotational speed is low and the centrifugal force is small, the contact surface pressure is not secured at the fastening portion between the shaft and the moving blade, and there is a possibility that vibration may occur due to fluctuations in the rotational speed. Vibration due to such minute fluctuations in the rotational speed requires special attention in the final stage of a steam turbine with a long blade length, the first stage of a compressor, etc.
In some cases, it is called vibration or chattering vibration, and the blade may be damaged.

【００１４】また、起動モータを使用して回転上昇を行
なう場合には上記のような問題は生じないが、起動モー
タを必ずしも用いなくとも上記の問題が解決できればコ
ンバインド軸系の回転上昇は可能であり、起動モータを
用いたものでは余分な部品をコンバインド軸系に装着し
ているという基本的な欠点がある。Further, when the rotation is increased by using the starter motor, the above problems do not occur, but the rotation of the combined shaft system can be increased if the above problems can be solved without necessarily using the starter motor. However, the one using the starter motor has a basic drawback that extra components are mounted on the combined shaft system.

【００１５】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、軸の回転上昇を、起動モータを用いることな
く滑かに行ない、組立構造を有する蒸気タービンや発電
機の動翼が微小振動により損傷するのを防止できる信頼
性の高いコンバインド軸系の起動方法を提供することを
目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and the rotation of the shaft is smoothly raised without using a starter motor, and the moving blades of a steam turbine or a generator having an assembly structure are minute. An object of the present invention is to provide a highly reliable method for starting a combined shaft system that can prevent damage due to vibration.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、請求項１に記載したように、コンバインドサ
イクル発電プラントの圧縮機，ガスタービン，蒸気ター
ビンおよび発電機が同軸に配置されるコンバインド軸系
の起動方法において、その起動および回転上昇に際し、
蒸気タービンに蒸気を送り、自立回転数まで蒸気力によ
り回転上昇させる方法である。In order to achieve the above object, according to the present invention, a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are arranged coaxially as described in claim 1. In the method of starting the combined shaft system, when starting and increasing the rotation,
This is a method in which steam is sent to a steam turbine and the rotation speed is raised to the self-sustaining speed by steam power.

【００１７】本発明はまた、請求項２に記載したよう
に、コンバインドサイクル発電プラントの圧縮機，ガス
タービン，蒸気タービンおよび発電機が同軸に配置され
るコンバインド軸系の起動方法において、動翼の植込み
部やスナッバ部等の組立部に充分な面圧が確保されない
パージ回転数以下の低回転数領域においては、蒸気ター
ビンに蒸気を送り蒸気力により起動回転上昇を行ない、
回転数が高くなって面圧が確保される回転数から自立回
転数までの高回転数領域においては、発電機から起動パ
ルスを送って回転上昇を行なう方法である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for starting a combined shaft system in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are coaxially arranged. In the low rotation speed region below the purge rotation speed where sufficient surface pressure is not secured in the assembly parts such as the implanting part and the snubber part, steam is sent to the steam turbine to increase the start rotation by steam power.
In the high rotation speed region from the rotation speed at which the rotation speed becomes high and the surface pressure is secured to the self-sustaining rotation speed, a starting pulse is sent from the generator to increase the rotation speed.

【００１８】本発明はまた、請求項３に記載したよう
に、蒸気タービンを駆動するための蒸気を、他のコンバ
インド軸系から供給する方法である。The present invention also provides a method for supplying steam for driving a steam turbine from another combined shaft system, as described in claim 3.

【００１９】本発明はさらに、請求項４に記載したよう
に、蒸気タービンを駆動するための蒸気を、補助ボイラ
から供給する方法である。The present invention further provides a method for supplying steam for driving a steam turbine from an auxiliary boiler, as described in claim 4.

【００２０】[0020]

【作用】請求項１に係るコンバインド軸系の起動方法に
おいては、コンバインド軸系の起動および回転上昇に際
し、蒸気タービンに蒸気を送り、自立回転数まで蒸気力
により回転上昇させるようにしている。蒸気力の場合、
発電機からの起動パルスによる場合と異なり、回転上昇
のトルク変動が殆どなく、低回転数領域でも、起動モー
タを用いることなく滑かな回転上昇を行なうことが可能
となる。In the method of starting the combined shaft system according to the first aspect of the present invention, when the combined shaft system is started and the rotation of the combined shaft system is increased, steam is sent to the steam turbine and the rotation speed of the combined shaft system is increased by the steam force up to the self-sustained rotation speed. For steam power,
Unlike the case where the starting pulse from the generator is used, there is almost no torque fluctuation in the rotation increase, and it is possible to smoothly perform the rotation increase without using the start motor even in the low rotation speed region.

【００２１】請求項２に係るコンバインド軸系の起動方
法においてはまた、パージ回転数以下の低回転数領域に
おいては、蒸気力により起動回転上昇を行ない、またパ
ージ回転数から自立回転数までの高回転数領域において
は、発電機からの起動パルス出力により回転上昇させる
ようにしている。高回転数領域では、遠心力が大きくな
って組立部に充分な面圧が確保されるので、起動パルス
によって回転上昇させても信頼性を損うおそれがない。In the method of starting the combined shaft system according to the second aspect of the present invention, the starting rotation is increased by the steam force in the low rotation speed region below the purge rotation speed, and the high rotation speed from the purge rotation speed to the self-sustaining rotation speed is achieved. In the rotation speed range, the rotation is increased by the start pulse output from the generator. In the high rotation speed region, the centrifugal force is large and a sufficient surface pressure is secured in the assembly portion, so there is no risk of impairing the reliability even if the rotation is increased by the start pulse.

【００２２】請求項３に係るコンバインド軸系の起動方
法においてはまた、蒸気タービンを駆動するための蒸気
を、他のコンバインド軸系から供給するようにしてい
る。このため、蒸気の入手が容易である。In the method for starting a combined shaft system according to a third aspect of the present invention, the steam for driving the steam turbine is supplied from another combined shaft system. Therefore, it is easy to obtain steam.

【００２３】請求項４に係るコンバインド軸系の起動方
法においてはさらに、蒸気タービンを駆動するための蒸
気を、補助ボイラから供給するようにしている。このた
め、他のコンバインド軸系が稼動していない場合であっ
ても、蒸気を確保することが可能となる。In the method for starting the combined shaft system according to the fourth aspect, steam for driving the steam turbine is further supplied from the auxiliary boiler. Therefore, it becomes possible to secure steam even when another combined shaft system is not operating.

【００２４】[0024]

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２５】図１は、本発明の第１実施例に係るコンバ
インド軸系の起動方法を経時的に示すもので、図中、横
軸は時間の流れを示し、また縦軸は回転数１，出力２，
蒸気量３，燃焼器への燃料流量４を示している。FIG. 1 shows a method for starting a combined shaft system according to a first embodiment of the present invention with time. In the figure, the horizontal axis shows the flow of time, and the vertical axis shows the number of revolutions 1, Output 2,
The steam amount 3 and the fuel flow rate 4 to the combustor are shown.

【００２６】図１に示すように、コンバインドサイクル
発電プラントに備えられるコンバインド軸系は起動５に
より回転上昇を開始するが、本実施例においては、この
回転上昇を、蒸気タービンに蒸気を送ることにより行な
うようにしている。ガスタービンの起動の場合は、ガス
タービンに接続される圧縮機の内部の空気を、一定回転
数で保持しながら、一旦入れ換える操作が行なわれ、こ
れをパージ運転と称する。As shown in FIG. 1, the combined shaft system provided in the combined cycle power generation plant starts to increase in rotation by the start 5, but in this embodiment, this increase in rotation is sent to the steam turbine by sending steam. I am trying to do it. In the case of starting the gas turbine, an operation is performed in which the air inside the compressor connected to the gas turbine is once replaced while being maintained at a constant rotation speed, which is called a purge operation.

【００２７】コンバインドサイクル発電プラントの起動
５からパージ開始６までは、圧縮機の駆動に必要な動力
や摩擦損失，軸受損失等が増加するので、蒸気タービン
への蒸気量３は、当然、コンバインド軸系の回転数１の
上昇とともに多くする。パージ開始６からパージ終了７
までの間は回転数が一定のため、慣性力が作用し、蒸気
流量３を減少させても回転数を一定に保持することがで
きる。From the start 5 of the combined cycle power plant to the start 6 of the purge, power required for driving the compressor, friction loss, bearing loss, etc. increase, so the steam amount 3 to the steam turbine is, of course, the combined shaft 3 Increase as the number of system revolutions 1 increases. Purge start 6 to purge end 7
Since the rotation speed is constant up to, the inertia force acts and the rotation speed can be kept constant even if the steam flow rate 3 is reduced.

【００２８】パージが終了７すると、燃焼器の着火操作
を行なうのに適当な回転数までコンバインド軸系を降下
させる場合が多い。この時、蒸気タービンの加減弁を閉
止し、蒸気量３を零にすることによりコンバインド軸系
の降下操作が行なわれる。燃焼器が着火８すると、圧縮
機で圧縮された空気に燃料が加えられ燃焼が起きるが、
まだコンバインド軸系の回転数が低い領域では、圧縮機
出力の方がタービン出力を上回っている。したがって、
着火８の際には蒸気量３を再び増加させ、蒸気力により
回転上昇させていく必要がある。When the purging is completed 7, the combined shaft system is often lowered to a rotation speed suitable for the ignition operation of the combustor. At this time, the control valve of the steam turbine is closed and the steam amount 3 is set to zero, whereby the combined shaft system is lowered. When the combustor ignites 8, fuel is added to the air compressed by the compressor and combustion occurs,
In the region where the rotational speed of the combined shaft system is still low, the compressor output exceeds the turbine output. Therefore,
At the time of ignition 8, it is necessary to increase the amount of steam 3 again and increase the rotation by steam force.

【００２９】しかしながら、次第にコンバインド軸系の
回転数１が増加し、燃料流量４を増加させていくと、次
第にガスタービンと圧縮機の効率が上がり、ガスタービ
ン自体が回転上昇に必要な出力を分担する割合が増えて
くる。したがって、回転上昇のために必要な蒸気量３は
次第に少なくしていくことが可能で、ガスタービンの発
生する出力で以降の回転上昇に必要な出力を供給するこ
とができる自立回転数到達９の時点で、蒸気量３は零と
することができる。However, when the rotational speed 1 of the combined shaft system is gradually increased and the fuel flow rate 4 is increased, the efficiency of the gas turbine and the compressor is gradually increased, and the gas turbine itself shares the output required for the rotational increase. The rate of doing it increases. Therefore, the amount of steam 3 required for increasing the rotation speed can be gradually reduced, and the output generated by the gas turbine can supply the output necessary for increasing the rotation speed thereafter. At this point, the steam quantity 3 can be zero.

【００３０】その後、さらにガスタービンが回転上昇を
続け、定格回転数到達１０に達する。ここで、ガスター
ビンの回転数は再び一旦保持されるため、燃料流量４は
一旦減少する。並列１１に達すると、その後の出力２の
上昇のために燃料流量４は再び増加していく。コンバイ
ンドサイクル発電プラントの場合、良く知られているよ
うにガスタービンの高温の排気は廃熱回収ボイラに送ら
れ、ここで蒸気が発生する。この廃熱回収ボイラで発生
する蒸気の条件が適正な圧力温度になると、再び蒸気タ
ービンに蒸気が送られ、蒸気タービンは出力発生１２と
なる。これ以降は、蒸気タービン出力２ａも次第に増加
し、定格出力達成１３になり一連のコンバインドサイク
ル発電プラントの起動が終了する。After that, the gas turbine further continues to rotate and reaches the rated number of revolutions reached 10. Here, since the rotational speed of the gas turbine is once held again, the fuel flow rate 4 once decreases. When the parallel 11 is reached, the fuel flow rate 4 increases again due to the subsequent increase in the output 2. In a combined cycle power plant, as is well known, the hot exhaust gas of a gas turbine is sent to a waste heat recovery boiler, where steam is generated. When the condition of the steam generated in this waste heat recovery boiler reaches an appropriate pressure temperature, the steam is sent to the steam turbine again, and the steam turbine produces output 12. After that, the steam turbine output 2a also gradually increases, reaching the rated output 13, and the start of the series of combined cycle power plants ends.

【００３１】図２は、図１に示す起動方法を実現するた
めに必要な系統を示すもので、図中符号２３はコンバイ
ンドサイクル発電プラントのコンバインド軸系であり、
このコンバインド軸系２３は、圧縮機１４，ガスタービ
ン１６，発電機１７および蒸気タービン１８を同軸に配
置して一軸型コンバインド軸系を構成している。FIG. 2 shows a system required to realize the starting method shown in FIG. 1. In the figure, reference numeral 23 is a combined shaft system of a combined cycle power plant,
In this combined shaft system 23, the compressor 14, the gas turbine 16, the generator 17, and the steam turbine 18 are coaxially arranged to form a single-shaft combined shaft system.

【００３２】前記ガスタービン１６は、燃焼器１５に燃
料を投入して着火することにより駆動されるようになっ
ており、ガスタービン１６の排気は、廃熱回収ボイラ１
９に送られるようになっている。The gas turbine 16 is driven by injecting fuel into the combustor 15 and igniting it. The exhaust gas of the gas turbine 16 is exhausted from the waste heat recovery boiler 1
It will be sent to 9.

【００３３】一方、蒸気タービン１８の排気は、復水器
２０で水に戻された後、給水加熱器２５，２６で加熱さ
れるとともに、復水ポンプ２７および給水ポンプ２８で
昇圧されて廃熱回収ボイラ１９に送られる。廃熱回収ボ
イラ１９に給水された水は、ここで前記ガスタービン１
６の高温排気と熱交換されて適正な圧力・温度の蒸気と
なるようになっている。発生した蒸気は、主蒸気止め弁
２２ｂおよび蒸気加減弁２２ｃを有する主蒸気管２２を
介して蒸気タービン１８に送られてここで仕事をし、発
電機１７を駆動させる。蒸気タービン１８で仕事をした
蒸気は復水器２０に送られる一方、主蒸気バイパス弁２
２ａを介して復水器２０に送られるようになっている。On the other hand, the exhaust gas of the steam turbine 18 is returned to water by the condenser 20 and then heated by the feed water heaters 25 and 26, and is boosted by the condensate pump 27 and the feed water pump 28 to waste heat. It is sent to the recovery boiler 19. The water supplied to the waste heat recovery boiler 19 is the gas turbine 1
Heat is exchanged with the high temperature exhaust gas of No. 6 to produce steam of appropriate pressure and temperature. The generated steam is sent to the steam turbine 18 via the main steam pipe 22 having the main steam stop valve 22b and the steam control valve 22c to work there, and drives the generator 17. The steam that has worked in the steam turbine 18 is sent to the condenser 20, while the main steam bypass valve 2
It is designed to be sent to the condenser 20 via 2a.

【００３４】ところで、前記コンバインド軸系２３の起
動時には蒸気が必要となるが、コンバインド軸系２３の
起動時には燃焼器１５は着火されておらず、ガスタービ
ン排気の温度が低いため蒸気は発生しない。このため本
実施例では、他のコンバインド軸系２４で発生した蒸気
を利用するか、あるいは別置きの補助ボイラ２１で発生
した蒸気を、補助蒸気ヘッダ２１ａおよび補助蒸気隔離
弁２１ｂを介し供給して利用するようになっている。ま
た、図１に示すコンバインドサイクル発電プラントの燃
焼器１５の着火８以降は、燃料流量４が増加するに従っ
て蒸気加減弁２２ｃを絞り、逆に主蒸気バイパス弁２２
ａを開け余剰蒸気を復水器２０に流しながら、蒸気ター
ビン１８に入る蒸気流量３を減少させていくようになっ
ている。By the way, although steam is required when the combined shaft system 23 is started, the combustor 15 is not ignited when the combined shaft system 23 is started, and steam is not generated because the temperature of the gas turbine exhaust is low. Therefore, in the present embodiment, steam generated in another combined shaft system 24 is used, or steam generated in the auxiliary boiler 21 separately provided is supplied via the auxiliary steam header 21a and the auxiliary steam isolation valve 21b. It is designed to be used. After the ignition 8 of the combustor 15 of the combined cycle power plant shown in FIG. 1, the steam control valve 22c is throttled as the fuel flow rate 4 increases, and conversely, the main steam bypass valve 22
The steam flow rate 3 entering the steam turbine 18 is decreased while opening a and allowing the excess steam to flow to the condenser 20.

【００３５】以上の構成において、コンバインド軸系２
３は、その起動および回転上昇に際し、他のコンバイン
ド軸系２４で発生した蒸気あるいは補助蒸気ボイラ２１
で発生した蒸気を蒸気タービン１８に送り、蒸気力によ
り回転上昇が行なわれる。In the above structure, the combined shaft system 2
3 is steam generated in another combined shaft system 24 or auxiliary steam boiler 21 at the time of startup and rotation increase.
The steam generated in 1 is sent to the steam turbine 18 and is rotated and raised by the steam force.

【００３６】したがって、蒸気力による起動の場合に
は、回転上昇のトルク変動が殆どないため、図３に符号
１ｂで示すように、滑かな回転上昇曲線が得られる。図
４は、コンバインド軸系２３の回転部を立体的に見たも
のであるが、従来は発電機１７を使ってパルス出力によ
る起動を行なうため、軸系全体にトルク変動が生じる。
ところが本実施例では、蒸気タービン１８による起動で
あるため、トルク変動を最小限にすることができる。Therefore, in the case of start-up by steam power, since there is almost no torque fluctuation in rotation increase, a smooth rotation increase curve is obtained as shown by reference numeral 1b in FIG. FIG. 4 is a three-dimensional view of the rotating part of the combined shaft system 23. In the related art, however, since the generator 17 is used to start by pulse output, torque fluctuations occur in the entire shaft system.
However, in this embodiment, since the start-up is performed by the steam turbine 18, the torque fluctuation can be minimized.

【００３７】次に、このトルク変動あるいは回転数変動
を取り除くことが、構成機器の信頼性にどのような影響
を及ぼすかにつき、図５〜図７を参照して説明する。Next, how removal of this torque fluctuation or rotational speed fluctuation affects the reliability of the components will be described with reference to FIGS.

【００３８】蒸気タービンの最終段２７や圧縮機の第１
段は、いわゆる長翼となっている。このような長翼は、
固有振動数が低く振動モードも複雑となる。また、蒸気
タービンの最終段２７に限らず動翼は、ロータ２９もし
くはディスクに植込み部２８を介して組み付けられた構
造となっており、接触部２８ａが存在する。特に、最終
段２７のような長翼の場合は、定格回転中に作用する遠
心力３１が非常に大きいので、これらの接触部２８ａの
面圧は、遠心力３１が作用する定格回転中に適正な値に
なるよう設計されている。このため、低速回転中は必ず
しも剛に連結されていない。例えば、図６は回転数が低
く遠心力３１が小さい状態を示したものであるが、この
ときは、翼フック２８ｃの上側に間隙２８ｂがあるか、
あるいは接触していたとしても面圧は小さい接触状態に
ある。The final stage 27 of the steam turbine and the first stage of the compressor
The steps are so-called long wings. Long wings like this
The natural frequency is low and the vibration mode is complicated. Further, not only in the final stage 27 of the steam turbine, but also in the moving blade, the rotor 29 or the disk is assembled via the implanting portion 28, and the contact portion 28a exists. In particular, in the case of a long blade such as the last stage 27, the centrifugal force 31 acting during the rated rotation is very large, so the surface pressure of these contact portions 28a is appropriate during the rated rotation where the centrifugal force 31 acts. It is designed to be a reasonable value. Therefore, they are not necessarily rigidly connected during low speed rotation. For example, FIG. 6 shows a state in which the rotation speed is low and the centrifugal force 31 is small. At this time, is there a gap 28b above the wing hook 28c,
Or even if they are in contact, the surface pressure is in a small contact state.

【００３９】また、図７は翼先端部の連結構造の一例と
して、スナッバ３０と呼ばれる接触部３０ａを有する連
結構造を示す。本連結構造は、複数枚の動翼を連結して
翼群を構成し、回転中に回転振動減衰機能を持たせるよ
うにしたものであるが、この接触部３０ａも、翼の回転
上昇に伴う捩れにより面圧を確保する構造であるため、
低回転数領域では、間隙が存在したり、あるいは面圧が
小さい接触状態となっている。FIG. 7 shows, as an example of the blade tip connecting structure, a connecting structure having a contact portion 30a called a snubber 30. In this connection structure, a plurality of moving blades are connected to form a blade group so as to have a rotational vibration damping function during rotation. This contact portion 30a also accompanies the rising rotation of the blade. Since the structure ensures the surface pressure by twisting,
In the low rotation speed region, there is a gap or a contact state where the surface pressure is small.

【００４０】このような翼の各部位で接触部の面圧が小
さい状態でトルクや回転数の変動があると、動翼、特に
長翼はロータやディスクと剛に結合されていないため振
幅が大きくなり、なおかつ、面圧の小さな接触部は互い
の相対運動が大きくなり、フレッティングなどの重大な
翼損傷の原因となる可能性がある。また長翼は、固有振
動数も低く振動応力も大きくなるので、回転数の変動に
伴う振動応力も大きくなる傾向がある。When the torque and the rotational speed fluctuate in such a state that the contact pressure of the contact portion is small in each part of the blade, the moving blade, especially the long blade, is not rigidly connected to the rotor or the disk, and the amplitude is changed. The contact portions having a large surface pressure and a small surface pressure have a large relative motion with each other, which may cause serious blade damage such as fretting. Further, since the long blade has a low natural frequency and a high vibration stress, the vibration stress tends to increase with a change in the rotation speed.

【００４１】ところが本実施例においては、蒸気力によ
る滑かな起動方法を持っているため、トルクや回転数の
変動が最小限に抑制され、前述のような損傷の発生を防
止することができる。なお、このような接触部は、発電
機の楔構造（図示せず）にも存在している。そして、遠
心力の小さい状態で回転数の変動が好ましくない点では
同様であり、発電機の信頼性向上に対しても効果があ
る。However, in this embodiment, since the smooth starting method by the steam force is used, the fluctuation of the torque and the rotational speed is suppressed to the minimum, and the above-mentioned damage can be prevented. Such a contact portion also exists in the wedge structure (not shown) of the generator. The same applies in that the fluctuation of the rotation speed is not preferable in the state where the centrifugal force is small, and it is also effective for improving the reliability of the generator.

【００４２】図８は、本発明の第２実施例を示すもの
で、動翼の植込み部やスナッバ部等の組立部に充分な面
圧が確保されないパージ回転数以下の低回転数領域にお
いては、蒸気力により起動回転上昇を行なうとともに、
回転数が高くなって面圧が確保されるパージ回転数から
自立回転数までの高回転数領域においては、蒸気力と発
電機からの起動パルスを併用して回転上昇を行なうよう
にしたものである。FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In a low rotation speed region below the purge rotation speed where a sufficient surface pressure is not ensured in an assembly portion such as a blade impregnation portion or a snubber portion, , The starting rotation is increased by steam power,
In the high rotation speed region from the purge rotation speed to the self-sustaining rotation speed where the rotation speed becomes high and the surface pressure is secured, the steam power and the starting pulse from the generator are used together to increase the rotation. is there.

【００４３】すなわち、パージ回転数以下の起動初期の
段階では、図８に示すように、蒸気流量３を使用して蒸
気タービンによる起動を行なう。これにより、機器の信
頼性を向上させることができる。That is, in the initial stage of starting up below the purge rotation speed, as shown in FIG. 8, the steam turbine 3 is started up using the steam flow rate 3. As a result, the reliability of the device can be improved.

【００４４】その後、回転数が高くなって遠心力が大き
くなると、接触部の面圧が充分に大きくなり、パルスで
の起動を行なっても信頼性を損うおそれがなくなる。そ
こで、パージ運転の終了後、燃焼器の着火８以降は、発
電機２５からの起動パルス２５を加えてこれも併用しな
がら、回転上昇を自立回転数到達９まで継続する。After that, when the rotation speed increases and the centrifugal force increases, the surface pressure of the contact portion becomes sufficiently large, and there is no fear that the reliability will be impaired even when starting with a pulse. Therefore, after the end of the purge operation, after the ignition 8 of the combustor, the start-up pulse 25 from the generator 25 is also used together with the start-up pulse 25, and the rotation increase is continued until the self-sustaining rotation speed reaches 9.

【００４５】しかして、本実施例によっても前記実施例
と同様の効果が期待できるとともに、起動パルスの併用
により、より安定した回転上昇が可能となる。Therefore, according to this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be expected, and more stable rotation can be achieved by using the starting pulse together.

【００４６】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、コンバイ
ンド軸系の起動および回転上昇に際し、自立回転数まで
蒸気力により回転上昇させるようにしているので、低回
転数領域で、起動モータを用いることなく、滑かな回転
上昇を行なうことができ、機器の損傷を防止して信頼性
を向上させることができる。As described above, according to the present invention, when starting and rotating the combined shaft system, the rotating motor is rotated up to the self-sustaining rotational speed by the steam force. Therefore, the starting motor is used in the low rotational speed region. Without doing so, smooth rotation can be performed, damage to the device can be prevented, and reliability can be improved.

【００４７】本発明はまた、パージ回転数以下の低回転
数領域においては、蒸気力により起動回転上昇を行な
い、またパージ回転数から自立回転数までの高回転数領
域においては、発電機からの起動パルスにより回転上昇
を行なうようにしているので、低回転数領域でも滑かな
回転上昇を行なうことができ、しかも回転上昇を安定さ
せることができる。In the present invention, the starting rotation is increased by the steam force in the low rotation speed region below the purge rotation speed, and in the high rotation speed region from the purge rotation speed to the self-sustaining rotation speed, the power from the generator is increased. Since the rotation is increased by the start pulse, the rotation can be smoothly increased even in the low rotation speed region, and the increase in rotation can be stabilized.

【００４８】本発明はまた、蒸気タービンを駆動するた
めの蒸気を、他のコンバインド軸系から供給するように
しているので、蒸気の入手が容易である。Further, in the present invention, since the steam for driving the steam turbine is supplied from another combined shaft system, the steam can be easily obtained.

【００４９】本発明さらに、蒸気タービンを駆動するた
めの蒸気を、補助ボイラから供給するようにしているの
で、他のコンバインド軸系が稼動していない場合であっ
ても、蒸気を確保することができる。Further, since the steam for driving the steam turbine is supplied from the auxiliary boiler, the steam can be secured even when the other combined shaft system is not in operation. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１実施例に係るコンバインド軸系の
起動方法を示すグラフ。FIG. 1 is a graph showing a method for starting a combined shaft system according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の起動方法を実施するためのコンバインド
サイクル発電プラントの構成を示す系統図。FIG. 2 is a system diagram showing a configuration of a combined cycle power plant for implementing the starting method of FIG.

【図３】図１の起動方法を実施した場合の回転上昇曲線
を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a rotation increase curve when the starting method of FIG. 1 is carried out.

【図４】コンバインド軸系に加わるトルク変動を示す説
明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing torque fluctuations applied to the combined shaft system.

【図５】蒸気タービンの代表的な最終段の翼構造を示す
説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a typical final stage blade structure of a steam turbine.

【図６】蒸気タービンの最終段の翼植込み部の構造を示
す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of a blade-implanted portion at the final stage of the steam turbine.

【図７】蒸気タービンの最終段の翼先端の接触部を示す
図５のVII −VII 線矢視図。FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII in FIG. 5 showing a contact portion at the blade tip of the final stage of the steam turbine.

【図８】本発明に係るコンバインド軸系の起動方法の第
２実施例を示す図１の相当図。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the method for starting the combined shaft system according to the present invention.

【図９】従来のコンバインド軸系の起動方法を示すグラ
フ。FIG. 9 is a graph showing a method for starting a conventional combined shaft system.

【図１０】従来のコンバインド軸系の起動方法を実施し
た場合の回転上昇曲線を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing a rotation increase curve when a conventional combined shaft system starting method is carried out.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 回転数 ２ 出力 ２ａ 蒸気タービン出力 ３ 蒸気量 ４ 燃料流量 ５ 起動 ６ パージ開始 ７ パージ終了 ８ 着火 ９ 自立回転数到達 １４ 圧縮機 １５ 燃焼器 １６ ガスタービン １７ 発電機 １８ 蒸気タービン １９ 廃熱回収ボイラ ２１ 補助蒸気ボイラ ２３ コンバインド軸系 ２４ 他のコンバインド軸系 1 Revolution 2 Output 2a Steam Turbine Output 3 Steam Amount 4 Fuel Flow 5 Startup 6 Purge Start 7 Purge End 8 Ignition 9 Independent Rotation Speed Reach 14 Compressor 15 Combustor 16 Gas Turbine 17 Generator 18 Steam Turbine 19 Waste Heat Recovery Boiler 21 Auxiliary steam boiler 23 Combined shaft system 24 Other combined shaft system

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 コンバインドサイクル発電プラントの圧
縮機，ガスタービン，蒸気タービンおよび発電機が同軸
に配置されるコンバインド軸系の起動方法において、そ
の起動および回転上昇に際し、蒸気タービンに蒸気を送
り、自立回転数まで蒸気力により回転上昇させることを
特徴とするコンバインド軸系の起動方法。1. A method for starting a combined shaft system in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are coaxially arranged, in which steam is sent to the steam turbine at the time of starting and increasing the rotation of the combined shaft system so as to be self-sustaining. A method for starting a combined shaft system, which is characterized by rotating up to the number of rotations by steam power. 【請求項２】 コンバインドサイクル発電プラントの圧
縮機，ガスタービン，蒸気タービンおよび発電機が同軸
に配置されるコンバインド軸系の起動方法において、動
翼の植込み部やスナッバ部等の組立部に充分な面圧が確
保されないパージ回転数以下の低回転数領域において
は、蒸気タービンに蒸気を送り蒸気力により起動回転上
昇を行ない、回転数が高くなって面圧が確保される回転
数から自立回転数までの高回転数領域においては、発電
機から起動パルスを送って回転上昇を行なうことを特徴
とするコンバインド軸系の起動方法。2. In a method for starting a combined shaft system in which a compressor, a gas turbine, a steam turbine and a generator of a combined cycle power plant are coaxially arranged, it is sufficient for an assembly part such as a blade implanting part and a snubber part. In the low rotational speed region below the purge rotational speed where the surface pressure is not secured, steam is sent to the steam turbine to increase the starting rotation by steam power, and the rotational speed becomes high and the surface pressure is secured from the rotational speed at which the self-sustaining rotational speed is achieved. In the high rotation speed range up to, the starting method of the combined shaft system is characterized in that the starting pulse is sent from the generator to increase the rotation. 【請求項３】 蒸気タービンを駆動するための蒸気を、
他のコンバインド軸系から供給することを特徴とする請
求項１または２記載のコンバインド軸系の起動方法。3. Steam for driving a steam turbine,
The method for starting a combined shaft system according to claim 1 or 2, wherein the combined shaft system is supplied from another combined shaft system. 【請求項４】 蒸気タービンを駆動するための蒸気を、
補助ボイラから供給することを特徴とする請求項１また
は２記載のコンバインド軸系の起動方法。4. Steam for driving a steam turbine,
The method for starting a combined shaft system according to claim 1 or 2, wherein the method is supplied from an auxiliary boiler.
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