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TECHNISCHES GEBIET
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger und ein Kraftwerk.
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HINTERGRUND
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In den letzten Jahren erzeugte die kombinierte Gas- und Dampferzeugung den größten Teil des Dampfs bei Wärmekraftwerken, um die thermische Effizienz der Kraftwerke zu verbessern. Ein Gas-und-Dampfkombikraftwerk ist ein Kraftwerk, bei dem ein Wärmerückgewinnungsdampferzeuger mit einer Gasturbine und einer Dampfturbine kombiniert wird. Ein Verbrenner versorgt die Gasturbine mit Verbrennungsgas hoher Temperatur und hohen Drucks. Die Gasturbine wird durch Expansion des Verbrennungsgases betrieben, sodass ein Generator rotiert wird. Danach wird Abgas in den Wärmerückgewinnungsdampferzeuger eingeführt. In dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger wird Dampf durch Verwendung von Wärmeenergie des Abgases erzeugt. Dampf wird der Turbine zugeführt und der Generator wird durch die Dampfturbine zusammen mit der Gasturbine rotiert.
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Allgemein ist ein herkömmlicher Wärmerückgewinnungsdampferzeuger ein Heizer, der entsprechend der Wärme des Abgases, das aus der Gasturbine ausgegeben wird, Dampf erzeugt, um der Dampfturbine Dampf zuzuführen. Ein Wärmerückgewinnungsdampferzeuger, der mit einem Hilfsbrenner versehen ist, der dazu in der Lage ist, Abgas zu erhitzen, hat sich in den vergangen Jahren durchgesetzt. Dies liegt daran, dass eine Abnahme in der Ausgabe der Gasturbine während der Sommerzeit zu einer Reduktion der Abgasmenge führt, sodass es notwendig ist, die Abnahme der Dampfmenge, die durch den Wärmerückgewinnungsdampferzeuger erzeugt wird, zu kompensieren, und weil Dampf auch einem Kraftwärmekopplungskraftwerkt, einem Destillierkraftwerk usw. zusätzlich zu der Dampfturbine zugeführt werden soll.
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Bei einem neu entwickelten Wärmerückgewinnungsdampferzeuger ist ein Trend zu großen Größen im Hinblick auf ein Erhöhen der Dampfzuführungsmenge zu beobachten. Als eine Folge hiervon werden Hilfsbrenner an mehreren Orten installiert, weil die Abgastemperatur in dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger steigt, um zu verhindern, dass die den Generator erzeugenden Teile hinsichtlich ihrer Langlebigkeit und Zuverlässigkeit leiden (siehe zum Beispiel
JP 2001-116208 A ).
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger mit dem Hilfsbrenner weist ein thermisches Gleichgewicht innerhalb des Wärmerückgewinnungsdampferzeugers eine große Differenz zwischen einem Zustand, in dem der Hilfsbrenner betrieben wird, um Abgas zu erhitzen, und einem Zustand, in dem der Hilfsbrenner nicht heizt, auf. Insbesondere bei dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger, in dem Hilfsbrenner an mehreren Orten installiert sind, kann der übermäßige Anstieg einer Verdampfungsmenge dazu führen, das Überhitzungsmaß des Dampfes zu senken oder das Überhitzungsmaß des Dampfes übermäßig zu erhöhen.
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Daher ist es bei dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger mit mehreren Hilfsbrennern notwendig, Brennstoff an jeden Hilfsbrenner geeignet zu verteilen. Wenn jedoch eine Brennstoffmenge, die einem Hilfsbrenner zuzuführen ist, vermehrt wird, um die Dampfmenge zu erhöhen, kann eine Dampftemperatur an einem Generatorausgang abfallen, weil die Dampfmenge erhöht wurde. Um dies zu lösen, wird die Brennstoffmenge, die dem anderen Hilfsbrenner zugeführt wird, erhöht, um die Dampftemperatur zu erhöhen. Dies führt zu einer übermäßigen Überhitzung. Es besteht ein Problem, dass ein Steuerungsprozess der Brennstoffmenge kompliziert wird, um Brennstoff geeignet auf jeden Hilfsbrenner zu verteilen.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger bereitzustellen, der das obige Problem des Stands der Technik löst und Brennstoff adäquat an Hilfsbrenner verteilen kann, die an mehreren Positionen in dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger angeordnet sind, abhängig von einem Betriebszustand des Wärmerückgewinnungsdampferzeugers.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftwerk mit einem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger bereitzustellen, der adäquat Brennstoff an Hilfsbrenner verteilen kann, die an mehreren Positionen in dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger angeordnet sind, abhängig von einem Betriebszustand des Wärmerückgewinnungsdampferzeugers.
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Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Wärmerückgewinnungsdampferzeuger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Wärmerückgewinnungsdampferzeuger, bei dem mehrere Wärmetauscher, die aus einem Überhitzer, einem Verdampfer und einem Vorwärmer bestehen, in einer Leitung entlang einer Stromrichtung des Abgases von einer Gasturbine installiert sind, um Dampf zu erzeugen, indem das Abgas der Gasturbine benutzt wird, wobei der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger umfasst:
einen erste-Stufe-Hilfsbrenner, der dazu ausgestaltet ist, das Abgas auf der stromaufwärtigen Seite des Überhitzers zu erhitzen;
einen zweite-Stufe-Hilfsbrenner, der dazu ausgestaltet ist, das Abgas auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers zu erwärmen;
ein Brennstoffzuführungssystem, das dazu ausgestaltet ist, Brennstoff so zu verteilen, dass er dem erste-Stufe-Hilfsbrenner und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner zugeführt wird; und
ein Brennstoffverteilungssteuerungsmitteln, das dazu ausgestaltet ist, eine Verteilung von Brennstoff, der sowohl dem erste-Stufe-Hilfsbrenner als auch dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner zugeführt wird, in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis jeder Zuführmenge zur gesamten Zuführmenge in ihrem gesamten Bereich zu steuern.
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Zusätzlich ist ein Kraftwerk gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kraftwerk, das umfasst
eine Gasturbine, die dazu ausgestaltet ist, eine Turbine durch Verbrennungsgas einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks in Rotation anzutreiben;
einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger, in dem mehrere Wärmetauscher, die aus einem Überhitzer, einem Verdampfer und einem Vorwärmer bestehen, in einer Leitung entlang einer Stromrichtung eines Abgases von der Gasturbine installiert sind, um Dampf durch Benutzung des Abgases der Gasturbine zu erzeugen;
eine Dampfturbine, die dazu ausgestaltet ist, durch den Dampf angetrieben zu werden, der durch den Wärmerückgewinnungsdampferzeuger erzeugt wird; und
einen Generator, der dazu ausgestaltet ist, durch die Gasturbine und die Dampfturbine angetrieben zu werden;
wobei der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger enthält:
einen erste-Stufe-Hilfsbrenner, der dazu ausgestaltet ist, das Abgas in der stromaufwärtigen Seite des Überhitzers zu erhitzen;
einen zweite-Stufe-Hilfsbrenner, der dazu ausgestaltet ist, das Abgas auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers zu erhitzen;
ein Brennstoffzuführungssystem, das dazu ausgestaltet ist, Brennstoff so zu verteilen, dass er dem erste-Stufe-Hilfsbrenner und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner zugeführt wird; und
ein Brennstoffverteilungssteuerungsmittel, das dazu ausgestaltet ist, eine Verteilung von Brennstoff, der sowohl dem erste-Stufe-Hilfsbrenner als auch dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner zugeführt wird, in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis jeder Zuführmenge zur gesamten Zuführmenge in ihrem gesamten Bereich zu steuern.
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KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
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1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftwerks mit einem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine schematische Ansicht, die den Wärmerückgewinnungsdampferzeuger in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist ein Graph, der eine Variation der Brennstoffverteilung für Hilfsbrenner in dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform eines Wärmerückgewinnungsdampferzeugers in einem Kraftwert gemäß der vorliegenden Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht des Kraftwerks eines Gas-und-Dampfkombinationstyps, in dem der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger in dieser Ausführungsform eingesetzt wird.
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Generator, das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Dampfturbine und 14 bezeichnet eine Gasturbine. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet den Wärmerückgewinnungsdampferzeuger.
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Der Generator 10 ist mit einer Dampfturbine 12 durch eine Antriebswelle 18 gemeinsam mit der Gasturbine 14 verbunden. Ein Luftkompressor 20 wird mit der Antriebswelle 18 gekoppelt. Der Luftkompressor 20 komprimiert Luft A, die von außen angesaugt wird, und führt einem Verbrenner 22 die Luft A hoher Temperatur und hohen Drucks zu. In dem Verbrenner 22 wird die komprimierte Luft mit Brennstoff gemischt, der von einer Brennstoffleitung 24 zugeführt wird, um zu verbrennen, sodass ein Verbrennungsgas hoher Temperatur und hohen Drucks der Gasturbine 14 zugeführt wird. Wegen der Expansion des Verbrennungsgases wird eine Turbine in der Gasturbine 14 rotierend angetrieben, wodurch der Generator 10 betrieben wird. Abgas 25, das aus der Gasturbine 14 abgegeben wird, wird dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16 durch eine Abgasleitung 26 zugeführt.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind innerhalb einer Leitung 27 der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16, vier Typen von Wärmetauschern, das heißt ein Hochtemperaturüberhitzer 28, ein Niedertemperaturüberhitzer 30, ein Verdampfer 32 und ein Vorwärmer 34 von stromaufwärts nach stromabwärts in dieser Reihenfolge entlang der Stromrichtung des Abgases 25, das aus der Gasturbine 14 ausgegeben wird, installiert. Der Verdampfer 32 ist mit einer Dampftrommel 36 versehen. Der Vorwärmer 34 erhitzt ein Erhitzer-Zuführwasser durch Abgas 25 und führt dann Wasser der Dampftrommel 36 zu. Die Dampftrommel 36 trennt Wasser von dem gesättigten Dampf, der in dem Verdampfer 32 erzeugt wurde. Innerhalb der Dampftrommel 36 wird ein Wasserniveau auf einem vorbestimmten Wert gehalten, sodass Wasser und der gesättigte Dampf gut ausgeglichen sind. Der Verdampfer 32 wird mit Wasser wieder aufgeladen, das von dem gesättigten Dampf in der Dampftrommel 36 getrennt wird.
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Der gesättigte Dampf innerhalb der Dampftrommel 36 wird durch ein Rohr 38 für gesättigten Dampf dem Niedertemperaturüberhitzer 30 zugeführt. Der gesättigte Dampf wird in dem Niedertemperaturüberhitzer 30 überhitzt und wird dann an den Hochtemperaturüberhitzer 28 übertragen. Dampf wird in dem Hochtemperaturüberhitzer 28 weiter überhitzt. Ein Dampfkühler 40 zum Regulieren einer Dampftemperatur ist zwischen dem Niedertemperaturüberhitzer 30 und dem Hochtemperaturüberhitzer 28 installiert.
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Ein Auslassrohr 42 ist mit einem Auslass des Hochtemperaturüberhitzers 28 verbunden. Der Dampf, der durch den Hochtemperaturüberhitzer 28 überhitzt wurde, wird durch das Auslassrohr 42 an die Dampfturbine 12 übertragen. Die Dampfturbine 12 wird durch die Expansion des überhitzten Dampfs rotiert. Der expandierte Dampf wird an einen Kondensator 43 übertragen, um zu Wasser zu werden. Dann wird das Wasser, das durch eine Kondensatorrückführleitung 45 durch eine Kondensatorpumpe 46 gelangt, durch eine Zuführpumpe 46 unter Druck gesetzt. Danach wird Wasser dem Vorwärmer 34 zurückgeführt. Brennstoffzuführleitungen 54 und 55, die jeweils Brennstoff zu Hilfsbrennern 50 und 52 zuführen, zweigen von der Brennstoffleitung 24 ab.
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Bei dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16 in dieser Ausführungsform sind die Hilfsbrenner 50 und 52 an den Orten, wie oben beschrieben wurde, installiert.
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Der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 ist an der am weitesten stromaufwärts gelegenen Position in der Stromrichtung des Abgases 25 angeordnet. Im Fall des Wärmerückgewinnungsdampferzeugers 16 in dieser Ausführungsform ist der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 auf der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf den Hochtemperaturüberhitzer 28 installiert. In dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 sind mehrere Brenner 51 angeordnet, sodass sie dem Hochtemperaturüberhitzer 28 auf der stromabwärtigen Position zugewandt sind. Die erste Brennstoffzuführungsleitung 54 ist mit einem Brennstoffregulierventil 56 und einem Brennstoffabsperrventil 57 versehen. Daher steuert das Brennstoffregulierventil 56 die Menge an Brennstoff, der in den Brennern 51 verbrannt wird, indem eine Ventilöffnung des Brennstoffregulierventils 56 reguliert wird. Um den Betrieb der Brenner 51 zu beenden, wird das Brennstoffabsperrventil 57 geschlossen.
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Der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 ist auf der stromabwärtigen Seite des erste-Stufe-Hilfsbrenners 50 angeordnet. Im Fall dieser Ausführungsform ist der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 32 angeordnet. In dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 sind mehrere Brenner 53 so angeordnet, dass sie in Richtung des Verdampfers 32 gerichtet sind, der auf der Position stromabwärts hiervon angeordnet ist. Die zweite Brennstoffzuführungsleitung 55 ist mit einem Brennstoffregulierventil 58, das die Menge an Treibstoff reguliert, und einem Brennstoffabsperrventil 59, das geschlossen wird, wenn der Betrieb der Brenner 53 unterbrochen werden soll, versehen.
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In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 60 eine Steuerungseinheit, die den Betrieb eines Zündens und eines Erlöschens des ersten und zweiten Hilfsbrenners 50, 52 und eine Strömungsrate des Brennstoffs, der dem ersten und zweiten Hilfsbrenner 50, 52 zugeführt wird, steuert. Die Brennstoffströmungsrate, die durch die Brennstoffleitung 24 fließt, wird durch einen Strömungsmesser 62 detektiert und der Steuerungseinheit 60 zugeführt. Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Verteilungsverhältnis der Zuführmenge des Brennstoffs zum erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 vorbestimmt. Auf der Grundlage des Brennstoffverteilungsverhältnisses ist die Steuerungseinheit 60 dazu ausgestaltet, die Öffnung der Brennstoffregulierventile 56 und 58 jeweils zu regulieren, um die Brennstoffströmungsrate zum erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und zum zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 zu steuern.
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Der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger in dieser Ausführungsform ist wie oben strukturiert. Als nächstes wird ein Betrieb und der Effekt von ihm beschrieben werden.
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Zuerst werden der Betrieb des erste-Stufe-Hilfsbrenners 50 und der Betrieb des zweite-Stufe-Hilfsbrenners 52 beschrieben.
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Der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 32 installiert. Wenn das Abgas 25 durch Flammen, die aus den Brennern 53 herausschlagen, insgesamt erhitzt wird, kann die Verdampfungsmenge in dem Verdampfer 32 daher erhöht werden.
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Im Gegensatz dazu ist der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 auf der stromaufwärtigen Seite des Hochtemperaturüberhitzers 28 und des Niedertemperaturüberhitzers 30 installiert. Wenn das Abgas 25 durch aus den Brennern 51 herausschlagende Flammen erhitzt wird, kann daher ein Überhitzungsmaß des Dampfes, der in dem Hochtemperaturüberhitzer 28 und dem Niedertemperaturüberhitzer 30 erzeugt wird, erhöht werden.
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Ein Verfahren zum Steuern der Brennstoffverteilung zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 wird mit Bezug auf 3 beschrieben werden.
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In 3 zeigt die Abszisse des Graphen die Summe der Zuführmenge an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52, und die Ordinate des Graphen zeigt die Zuführmenge des Brennstoffs zu jedem Hilfsbrenner 50 und 52. Die polygonale Linie A zeigt eine Variation der Zuführmenge des Brennstoffs zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und die polygonale Linie B zeigt eine Variation der Zuführmenge des Brennstoffs zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52. Da die Abszisse die Gesamtmenge des zugeführten Brennstoffs ist, ist die Summe der Gradientwerte der Linie A und der Linie B gleich 1.
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In einer Aufteilung zur Erhöhung der Zuführmenge von Brennstoff wird Brennstoff zwischen dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 in der unten beschriebenen Weise verteilt.
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In 3 in dieser Ausführungsform wird das Verteilungsmuster in drei Bereiche aufteilt, nämlich einen Bereich einer kleinen Zuführmenge, einen Bereich einer mittleren Zuführmenge und einen Bereich einer großen Zuführmenge, wobei eine Brennstoffzuführmenge innerhalb des Verteilungsmusters variiert.
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Zuerst, während der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16 ohne das Befeuern der Hilfsbrenner 50 und 52 betrieben wird, kommt es vor, dass die Dampfmenge in der Dampfturbine 12 nachlässt. Um die Dampfmenge, die der Dampfturbine 12 zugeführt werden soll, zu erhöhen, werden die Brenner 53 in diesem Fall in dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 gezündet und die Zuführmenge des Brennstoffs hierhin wird erhöht (Liniensegment b1). Wenn sowohl der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 als auch der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 von Anfang an befeuert werden und die Zuführmenge des Brennstoffs hierhin gleichzeitig erhöht wird oder der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 vor der Zündung des zweite-Stufe-Hilfsbrenners 52 befeuert wird und die Zuführmenge des Brennstoffs hierhin erhöht wird, können der Hochtemperaturüberhitzer 28 und der Niedertemperaturüberhitzer 30 aufgrund einer unzureichenden Dampfmenge durch Abgas hoher Temperatur übermäßig überhitzt werden. Die Temperatur des Dampfs an dem Generatorausgang wird durch den Dampfkühler 40, der zwischen dem Hochtemperaturüberhitzer 28 und dem Niedertemperaturüberhitzer 30 vorgesehen ist, gesteuert. Wenn Dampf übermäßig überhitzt wird, kann eine Sprühstromrate in dem Dampfkühler 40 überflüssig werden und/oder eine Wasserzugabe zu dem Niedertemperaturüberhitzer 30 und dem Hochtemperaturüberhitzer 28 kann Schwierigkeiten bereiten. Unter Berücksichtigung dieser Nachteile werden das Befeuern des zweite-Stufe-Hilfsbrenners 52 und das Zuführen von Brennstoff hierhin vorher begonnen und der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 wird in dem Kleine-Zuführmengen-Bereich gehalten.
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Wie durch das Liniensegment b1 in 3 gezeigt ist, erhöht die Steuerungseinheit 60 in dem Kleine-Zuführmengen-Bereich linear die Zuführmenge an Brennstoff zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 mit einer konstanten Rate, wenn ein Anstieg der Dampfstromrate gefordert wurde. Da die Feuerkraft der Brenner 53 in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Zuführmenge an Brennstoff ansteigt, steigt die Menge an Dampf in dem Verdampfer 32 durch das Abgas 25, das durch die Brenner 53 erhitzt wurde, an. Dampf von dem Verdampfer 32 wird dem Niedertemperaturüberhitzer 30, dem Hochtemperaturüberhitzer 28 in dieser Reihenfolge zugeführt. In den Überhitzern 30 und 28 wird Dampf durch das Abgas 25, das von der Gasturbine 14 ausgegeben wird, überhitzt. Dann wird der überhitzte Dampf der Dampfturbine 12 zugeführt.
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Da in diesem Moment der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 zurückgehalten wird, gibt es keine Möglichkeit, dass Dampf übermäßig in dem Hochtemperaturüberhitzer und dem Niedertemperaturüberhitzer 30 überhitzt wird. Und ein überflüssiges Sprühen des Dampfkühlers 40, das die Dampftemperatur steuert, kann verhindert werden. Damit kann die Dampftemperatur geeignet gesteuert werden. Bei dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16 in diesem Betriebszustand ist ein Anstieg der Dampfmenge, die der Dampfturbine 12 zuzuführen ist, nicht so groß. Während der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 zurückgehalten wird, kann der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 die Dampfmenge, die durch die Dampfturbine 12 benötigt wird, leisten.
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Wie in 3 gezeigt ist, wenn die Zuführmenge an Brennstoff zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 eine vorbestimmte Menge erreicht hat, beginnt nachfolgend eine Brennstoffverteilungssteuerung in dem Zwischen-Zuführmengen-Bereich.
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In dem Zwischen-Zuführmengen-Bereich wird der erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 zusätzlich zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 befeuert. Nachdem die Brenner 51 befeuert wurden, erreicht die Zuführmenge eine Menge, die notwendig ist, um Pilotflammen zu erzeugen. Danach wird die Zuführmenge des Brennstoffs konstant gehalten (Liniensegment a1). Gleichzeitig, während die Zuführmenge des Brennstoffs zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 ansteigt, wird der zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 mit Brennstoff mit einer konstanten Strömungsrate versorgt.
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Zum Zwecke des Erhöhens der Dampfmenge, die der Dampfturbine 12 zuzuführen ist, steigert die Steuerungseinheit 60 linear die Zuführmenge des Brennstoffs zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 mit einer konstanten Rate (Liniensegment b2). Währenddessen werden in dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 die Brenner 51 kontinuierlich derart betrieben, dass sie Pilotflammen erzeugen.
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In dem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger 16 in diesem Betriebszustand steigt eine Dampfmenge, die in dem Verdampfer 32 verdampft wird. Ohne Wieder-Erhitzen durch den erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 können jedoch der Hochtemperaturüberhitzer 28 und der Niedertemperaturüberhitzer 30 Dampf durch das Abgas 25 ausreichend überhitzen. Abhängig von einer Betriebsbedingung des Kraftwerks gibt es eine Möglichkeit, dass die Dampftemperatur an dem Generatorausgang fällt. Wenn es nötig ist, das Maß des Überhitzens des Dampfes zu erhöhen, ist es durch die Pilotflammen der Brenner 51 im erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 möglich, die Situation sofort zu verbessern, wenn das Überhitzungsmaß des Dampfes erhöht werden sollte.
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Wie in 3 gezeigt ist, wenn die Zuführmenge an Brennstoff zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 50 eine vorbestimmte Menge erreicht hat, beginnt die Steuerungseinheit 60 danach eine Brennstoffverteilungssteuerung in dem Große-Zuführungsmengen-Bereich.
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In dem Große-Zuführungsmengen-Bereich, zum Zwecke des Erhöhens der Dampfmenge, die der Dampfturbine 12 zugeführt wird, erhöht die Steuerungseinheit 60 die Zuführmenge mit einer konstanten Rate, sowohl zum erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 als auch dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52.
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Wie durch das Liniensegment b3 in 3 gezeigt ist, wegen des Anstiegs der Zuführmenge des Brennstoffs zum zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52, steigt die Dampfmenge, die in dem Verdampfer 32 erzeugt wird. In diesem Fall, wenn nicht das Abgas 25 durch den erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 erhitzt wird, um die Temperatur des Abgases 25 zu erhöhen, wird Dampf unzureichend in dem Hochtemperaturüberhitzer 28 und dem Niedertemperaturüberhitzer 30 erhitzt, wodurch die Dampftemperatur an dem Generatorausgang abnehmen kann.
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Folglich, in dem Fall, in dem die Dampftemperatur sinkt, wird die Zuführmenge an Brennstoff mit einer konstanten Rate erhöht, wie durch das Liniensegment a2 gezeigt ist, um die Feuerleistung der Brenner 51 aufzubauen und die Temperatur des Abgases 25 zu erhöhen, während die Dampftemperatur an dem Generatorausgang überwacht wird. Folglich kann das Überhitzungsmaß des Dampfes in dem Hochtemperaturüberhitzer 28 und dem Niedertemperaturüberhitzer 30 erhöht werden.
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Gemäß der Ausführungsform wird bei der Gesamtmenge der Zuführmenge an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 die Anstiegsrate der Zuführmenge an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 größer eingestellt, als die Anstiegsrate zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52. Damit ist ausgeschlossen, dass der Anstieg des Überhitzungsgrades des Dampfes nicht dem Anstieg der Menge an erzeugtem Dampf folgen kann, wodurch die Beziehung zwischen der Menge an erzeugtem Dampf und der Dampftemperatur an dem Generatorausgang angemessen gehalten werden kann. Zusätzlich, im Hinblick auf das Kraftwerk insgesamt, selbst wenn die Menge erzeugten Dampfes wegen der Abnahme der Ausgabe der Gasturbine 14 abnimmt, kann die ausreichende Menge an Dampf mit adäquater Temperatur reibungslos zugeführt werden, während die Zuführmenge an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 erhöht wird. Es ist zu beachten, dass die Anstiegsraten der Zuführmenge an Brennstoff (Gradienten des Liniensegments a2 und des Liniensegments b3) zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 als Beispiel genommen wurden und nicht hierauf beschränkt sind.
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Zusätzlich werden die Zuführmengen an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 nicht unabhängig gesteuert, sondern die Gesamtmenge an Brennstoff wird gemäß einem bestimmten Verhältnis verteilt. Wenn die Zuführmenge an Brennstoff zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 bestimmt wird, wird damit gleichzeitig die Zuführmenge an Brennstoff zu dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 in einer korrelierten Weise gesteuert, wobei die geeignete Beziehung zwischen der Menge an erzeugtem Dampf und der Dampftemperatur gehalten wird. Auf diese Weise kann das Steuerungssystem einer Brennstoffverteilung zu dem erste-Stufe-Hilfsbrenner 50 und dem zweite-Stufe-Hilfsbrenner 52 durch ein so einfaches System erzielt werden.
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Der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung wurde oben mit Bezug auf die geeignete Ausführungsform beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch nichts weiter als ein Beispiel und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Nicht beschränkt auf eine Dampfturbine, kann der Wärmerückgewinnungsdampferzeuger der vorliegenden Erfindung auf ein Kraftwerk angewendet werden, das Dampf beispielsweise zu einem Destillierkraftwerk zuführt.
