JP2013194743A - 地熱発電 - Google Patents
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Abstract
【課題】始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための装置及び方法を提供する。
【解決手段】弁配列16は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第1及び第2の制御弁18,20と、蒸気供給管路24において第1及び第2の制御弁18,20の上流に配置された止め弁22とをする。第1の蒸気制御弁18は、速度制御段階の間、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び前記発電機を電力グリッドに接続することができる所定の回転速度に達するまで、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、第2の蒸気制御弁20は、蒸気タービン及び発電機が前記所定の回転速度に達して電力グリッドに接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】弁配列16は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第1及び第2の制御弁18,20と、蒸気供給管路24において第1及び第2の制御弁18,20の上流に配置された止め弁22とをする。第1の蒸気制御弁18は、速度制御段階の間、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び前記発電機を電力グリッドに接続することができる所定の回転速度に達するまで、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、第2の蒸気制御弁20は、蒸気タービン及び発電機が前記所定の回転速度に達して電力グリッドに接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている。
【選択図】図1
Description
本開示発明は、概して、地熱発電の分野、特に、地熱蒸気タービン発電機の制御に関する。本開示発明の実施の形態は、特に、地熱蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を制御するための弁配列及び/又はこのような弁配列を制御する方法に関する。
地熱発電所では、地熱エネルギを使用して水を加熱し、これにより蒸気を発生する。蒸気は地熱蒸気タービン発電機において膨張させられ、電気を発生する。冷却されかつ膨張させられた蒸気は凝縮され、供給源へ戻される。地熱発電所のいくつかのタイプは、乾燥蒸気発電所、フラッシュ蒸気発電所(現在運転中の最も一般的なタイプの地熱発電所)及びバイナリサイクル発電所を含む。
地熱発電所は、通常、特定の送電網(グリッド)周波数で作動するAC送電網(又はその他のAC電気系統)に電気を供給する。つまり、地熱蒸気タービン発電機は、送電網周波数と同期させられかつ送電網に接続されることができるように、適切な回転速度(いわゆる同期速度)で作動させられなければならない。したがって、地熱発電所の始動時には、送電網周波数との同期を可能にするために蒸気タービン発電機の回転速度を制御することができることが必要である。しかしながら、既存の地熱蒸気発電所は、始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための機構を提供しない。
したがって、本発明の課題は、始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための装置及び方法を提供することである。
本開示発明の第1の態様によれば、発電機に接続された地熱蒸気タービンへの蒸気供給を制御するための弁配列であって、この弁配列は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第1及び第2の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において第1及び第2の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、第1及び第2の蒸気制御弁は、蒸気供給管路において並列に配置されており、第1の蒸気制御弁は、第2の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、
蒸気は、2bar〜20barの圧力で供給され、
第1の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び発電機を電力送電網へ接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
第2の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達して電力送電網に接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、弁配列が提供される。
蒸気は、2bar〜20barの圧力で供給され、
第1の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び発電機を電力送電網へ接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
第2の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達して電力送電網に接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、弁配列が提供される。
本開示発明の第2の態様によれば、発電機に接続された地熱蒸気タービンのための弁配列を制御する方法であって、弁配列は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための第1及び第2の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において第1及び第2の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、第1及び第2の蒸気制御弁は、蒸気供給管路に並列に配置されており、第1の蒸気制御弁は、第2の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、前記方法は、
蒸気タービンが、蒸気タービン及び発電機を電力送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、第1の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに2bar〜20barの圧力で蒸気を供給し、
蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達し、電力送電網に接続されると、速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、第2の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに蒸気を供給する、ことを含む。
蒸気タービンが、蒸気タービン及び発電機を電力送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、第1の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに2bar〜20barの圧力で蒸気を供給し、
蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達し、電力送電網に接続されると、速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、第2の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに蒸気を供給する、ことを含む。
速度制御段階の間、より小さな全開直径によって表される、第1の蒸気制御弁のより小さな寸法により、蒸気の比較的小さな体積流量が、蒸気タービン発電機に、制御された形式で供給される。これは、蒸気タービン発電機の速度がより注意深く制御されることを可能にし、これにより、AC電気系統への接続に必要とされる所定の回転速度を、より容易に達することができる。速度制御段階の間、専ら第1の蒸気制御弁を使用することができ、第2のより大きな流量制御弁を遮断状態に維持する。
負荷制御段階の間、より大きな全開直径によって表される、第2の蒸気制御弁のより大きな寸法により、蒸気のより大きな体積流量が蒸気タービン発電機に供給され、これにより、蒸気タービン発電機によってAC電気系統(すなわち発電機負荷)に供給される電力を、必要に応じて変更することができる。
AC電気系統は所定の電気周波数で作動することが認められるであろう。蒸気タービン発電機がAC電気系統に適切に接続されるために、蒸気タービン発電機は、AC電気系統の周波数に対応する同期速度で作動する必要がある。蒸気タービン発電機の同期速度ω(rpm)は、式ω=(120・f)/pを用いて決定され、ここで、fは、AC電気系統の周波数(Hz)であり、pは、蒸気タービン発電機の極の数である。
AC電気系統は、一般に、AC電力伝送送電網である。欧州では、所定の周波数(すなわち送電網周波数)は50Hzである。したがって、二極蒸気タービン発電機の場合、所要の同期速度は3000rpmである。
速度制御段階の間、蒸気タービン発電機は、AC電気系統との同期が生じることができる前に、所要の同期速度よりも僅かに高い回転速度に加速される必要があると予想される。次いで、同期が生じる際、蒸気タービン発電機の回転速度は、同期速度と等しくなるように僅かに低下する。したがって、本明細書で、蒸気タービン発電機をAC電気系統に接続することができる"所定の回転速度"という場合は、所定の回転速度は、必ずしも厳密に同期速度と等しいわけではないと認められるであろう。
弁配列は、速度制御段階の間、蒸気タービン発電機の回転速度に基づいて第1の蒸気制御弁の作動を制御するための閉ループ制御装置を有してよい。
弁配列は、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機からのAC電気系統によって要求される電気的負荷に基づいて第2の蒸気制御弁の作動を制御するための、閉ループ制御装置を有してよい。
閉ループ制御装置の提供は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための蒸気制御弁の直接的な自動化された作動を可能にする。
第1の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の15%までが蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。第1の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の5%〜8%が蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。
第2の蒸気制御弁は、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の15%〜100%が蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。
第1及び第2の蒸気制御弁のそれぞれは蝶形弁であってよい。止め弁も、蝶形弁であってよい。このような弁は、構成部材の信頼性が重要な考慮すべき事項であるようなこの用途によく適した頑強な構成を有する。
ある実施の形態では、第1の蒸気制御弁は、250mmの全開直径を有してよく、第2の蒸気制御弁は、700mmの全開直径を有してよい。
弁の好適な相対寸法は、時にはKvaと称されかつ立方メートル毎時で計測される、圧力について正規化された最大体積流量のようなそれぞれの流れ特性によって特徴付けることができる。2つの弁についてのKvaの好適な比は、0.1〜0.05の範囲である。
蒸気タービン発電機は、2流れタービンロータを含んでよく、この2流れタービンロータでは、蒸気は、シャフトの中央において蒸気タービンに進入し、各端部において流出する。
弁配列を制御する方法によれば、第1の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気タービン及び発電機の回転速度に基づいて制御されてよい。第2の蒸気制御弁の作動は、負荷制御段階の間、蒸気タービン及び発電機から送電網によって要求される電気的負荷に基づいて制御されてよい。
蒸気は、負荷制御段階の間、専ら第2の蒸気制御弁を通じて蒸気タービン発電機に供給されてよい。したがって、第1の蒸気制御弁は、負荷制御段階の間、全閉位置にあってよい。
第1の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の15%までが蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。第1の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の5%〜8%が蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。
第2の蒸気制御弁の作動は、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の15%〜100%が蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。
方法は、速度制御段階を開始するために第1の蒸気制御弁を開放させる前に前記止め弁を開放させることを含んでよい。閉鎖位置にあるとき、止め弁は、第1及び第2の蒸気制御弁への蒸気供給を阻止する。
ここで添付の図面を参照しながら単なる例示としていくつかの実施の形態を説明する。
AC(交流)発電機14に接続された地熱蒸気タービン12を含む地熱蒸気タービン発電機10が図1に示されている。蒸気タービン発電機10は、2流れタービンロータを有し、この2流れタービンロータにおいて、流れは、シャフトの中央における蒸気入口13において蒸気タービン12に進入し、各端部において流出する。地熱蒸気タービン発電機10に供給される蒸気は、地熱エネルギを利用して、2bar〜20barの比較的低い圧力、一般に約8barの圧力で発生される。蒸気タービン発電機10は、通常運転において、グリッド周波数でグリッドに電気を供給するためのAC送電網に接続されている。したがって、蒸気タービン発電機10の回転速度は、通常運転中、送電網周波数と同期させられなければならない。
発電機の回転速度がAC送電網の周波数と同期させられることができるように、地熱蒸気タービン発電機10への蒸気の流れを制御するための弁配列16が設けられている。弁配列16は、3つの蝶形弁、すなわち第1及び第2の蒸気制御弁18,20と、止め弁22とを含む。蝶形弁は、閉鎖位置にあるときには、全て蒸気密である。第1及び第2の蒸気制御弁18,20は、蒸気供給管路24において並列に配置されており、止め弁22は、蒸気供給管路24において第1及び第2の蒸気制御弁18,20の上流に位置決めされている。止め弁22の目的は、第1及び第2の蒸気制御弁18,20への蒸気の流れを妨げるか又は許容することであるのに対し、第1及び第2の蒸気制御弁18,20の目的は、蒸気タービン発電機10へ供給される蒸気の体積流量を調節することである。
第1の蒸気制御弁18は、第2の蒸気制御弁20よりも小さな全開直径を有する。1つの実施の形態において、第1の蒸気制御弁18は、250mmの全開直径を有するのに対し、第2の蒸気制御弁20は、700mmの全開直径を有する。第1の、より小さな蒸気制御弁18は、AC送電網への蒸気タービン発電機10の接続の前に、速度制御段階の間に蒸気タービン発電機10の回転速度を制御するために使用されるのに対し、第2の蒸気制御弁20は、発電機の回転速度が一定のままであるときの送電網への蒸気タービン発電機10の接続の後、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機10の電力出力を制御するために使用される。
より詳細には、第1及び第2の蒸気制御弁18,20と、止め弁22とは、蒸気タービン発電機10の始動の前には、全て最初は閉鎖位置にある。蒸気タービン発電機10への供給のために、所要の圧力及び温度の蒸気が利用可能になると、止め弁22は開放される。次いで、第1の蒸気制御弁18は、次第に開放され、蒸気タービン発電機10への蒸気の増大する体積流量を提供する。蒸気は、蒸気タービン12において膨張させられ、蒸気タービン発電機10のロータを加速させる。一般に、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の5%〜10%を第1の蒸気制御弁18を介して蒸気タービン発電機10に供給することができる。
閉ループ制御装置C1は、蒸気タービン発電機10の回転速度に基づいて、第1の蒸気制御弁18に関連した第1のフェイルセーフアクチュエータを制御して、第1の蒸気制御弁18の開放の程度を制御し、ひいては、蒸気タービン発電機10へ供給される蒸気の体積流量を調節する。フェイルセーフアクチュエータは、例えば、停電の際に弁18を閉鎖するばね機構を備えた、液圧式に作動させられるアクチュエータであることができる。
一般に、第1の制御弁は、制御能力を保持するために、最大流量付近までは作動させられない。蒸気タービン発電機10が、この蒸気タービン発電機10をAC送電網に接続することができるために必要な所定の回転速度に達した、ということを閉ループ制御装置C1が検出すると、第1の蒸気制御弁18は閉鎖され、第2の蒸気制御弁20は開放され、これにより、蒸気タービン発電機10への所要の蒸気供給を維持する。上述のように、蒸気タービン発電機10をAC送電網に接続することができるために必要な所定の速度は、同期速度よりも僅かに高くてよいことに注意すべきである。しかしながら、AC送電網に接続されると、蒸気タービン発電機10は、送電網周波数に適した同期速度で回転し、AC送電網への最小電気負荷を供給する。送電網周波数が50Hzで、蒸気タービン発電機10が二極機械である場合、同期速度は3000rpmである。
蒸気タービン発電機10がAC導電網に接続されると、AC送電網によって要求される電力に基づいて、閉ループ制御装置C2は、第2の蒸気制御弁20に関連した第2のフェイルセーフアクチュエータを制御して、第2の蒸気制御弁20の開放の程度を制御し、ひいては、蒸気タービン発電機10に供給される蒸気の体積流量を調節する。第2のフェイルセーフアクチュエータは、第1の制御弁18に関連したフェイルセーフアクチュエータと同じタイプのものであることができる。
AC送電網により多くの電力が供給される必要があるときには、閉ループ制御装置C2は第2の蒸気制御弁20を開放させる程度を増大して、蒸気タービン発電機10に供給される蒸気の体積流量を増大し、これにより、発生される電気的負荷を増大させる。同様に、AC送電網によって要求される電力が減少したときには、閉ループ制御装置C2は、第2の蒸気制御弁20を開放させる程度を減少させて、蒸気タービン発電機10に供給される蒸気の体積流量を減少させ、これにより、発生される電気的負荷を減少させる。一般に、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の15%〜100%を第2の蒸気制御弁20を介して蒸気タービン発電機10に供給することができる。
総流量に応じて、第1の蒸気制御弁は、250mmの全開直径を有してよく、第2の蒸気制御弁は、700mmの全開直径を有してよい。時にはKvaと称されかつ立方メートル毎時で計測される、圧力正規化された最大体積流量に関して、第1の制御弁18は、例えば1870m3/hのKvaを有することができるのに対し、第2の制御弁20は、例えば25000m3/hを超えるKvaを有することができる。Kvaの結果として生じる比は、一般に、1:10〜1:20の範囲であり、このような比は、以下の例で説明するように、第2の制御弁20が2つ以上の弁によって有効に置き換えられる場合にも有効である。
ここで図2を参照すると、2つの蒸気入口13,26を備えた地熱蒸気タービン発電機110が示されている。地熱蒸気タービン発電機110は、図1に示された蒸気タービン発電機10と同様であり、したがって、互いに対応する構成部材は、対応する符号を用いて特定されている。
地熱蒸気タービン発電機1と同様に、地熱蒸気タービン発電機110は、蒸気タービン発電機110への蒸気の供給を制御するための弁配列16を有する。蒸気タービン発電機110は、付加的に、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機110に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気供給管路30に配置された別の蒸気制御弁28を有する。蒸気供給管路30において蒸気制御弁28の上流に止め弁32が配置されている。蒸気制御弁28及び止め弁32は両方とも蝶形弁である。
速度制御段階の間、弁配列16は、図1に関連して上記で説明した形式において作動させられ、AC送電網への接続を行うことができる所定の速度に達するまで、蒸気タービン発電機110の回転速度を増大する。速度制御段階の間、止め弁32は閉じられ、蒸気制御弁28、ひいては蒸気入口26を通じた蒸気タービン発電機110への蒸気の供給を阻止する。
蒸気タービン発電機110がAC送電網に接続され、同期速度で回転すると、第1の蒸気制御弁18は上記で説明したように閉じられ、第2の蒸気制御弁20が開かれる。AC送電網によって要求される電力に応じて、同時に又は後で、閉ループ制御装置C2は蒸気制御弁28を開き、蒸気タービン発電機110に供給される蒸気の体積流量を増大させる。つまり、負荷制御段階の間、両方の蒸気入口13,26を介して同時に蒸気を供給することができる。もちろん、蒸気制御弁28を通じて蒸気を供給することができる前に、止め弁32が開かれなければならない。
ここで図3を参照すると、4つの蒸気入口48,50,52,54を備えた地熱蒸気タービン発電機210が示されている。地熱蒸気タービン発電機210は、図1に示された蒸気タービン発電機10と同様のものであり、したがって、対応する構成部材は、対応する符号によって識別されている。
地熱蒸気タービン発電機210は、蒸気入口48,50のうちの一方にそれぞれ接続された蒸気供給管路24,34にそれぞれ配置された、蒸気タービン発電機210への蒸気の供給を制御するための上記で説明したような2つの弁配列16を有する。蒸気タービン発電機210は、付加的に、負荷制御段階の間に蒸気タービン発電機210に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気入口52に接続された蒸気供給管路38に配置された別の蒸気制御弁36を有する。止め弁40は、蒸気供給管路38において蒸気制御弁36の上流に配置されている。蒸気制御弁36及び止め弁40は両方とも蝶形弁である。蒸気タービン発電機210は、負荷制御段階の間に蒸気タービン発電機210に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気入口54に接続された蒸気供給管路44に配置された別の蒸気制御弁42も有する。止め弁46は、蒸気供給管路44において蒸気制御弁42の上流に配置されている。蒸気制御弁42及び止め弁46は両方とも蝶形弁である。
速度制御段階の間、弁配列16のうちの一方又は両方は、図1に関連して上記で説明した形式で作動させられ、AC送電網への接続を行うことができる所定の速度に達するまで、蒸気タービン発電機210の回転速度を増大させる。速度制御段階の間、止め弁40,46は両方とも閉鎖位置にあり、蒸気制御弁36,42及び蒸気入口52,54を通じた蒸気タービン発電機210への蒸気の供給を阻止する。
蒸気タービン発電機210が、AC送電網に接続され、同期速度で回転すると、それぞれの弁配列16の第1の蒸気制御弁18を上記で説明したように閉じることができ、一方又は両方の弁配列16の第2の蒸気制御弁20を開くことができる。AC送電網によって要求される電力に応じて同時に又は後で、閉ループ制御装置C2は蒸気制御弁36,42のうちの一方又は両方を開き、蒸気タービン発電機210に供給される蒸気の体積流量を増大させる。もちろん、蒸気をそれぞれの蒸気制御弁36,42を通じて供給することができる前に、止め弁40,46は開かれなければならない。
図3の配列は、特に、例えば60m3/secを超えるようなより高い蒸気体積流量に適している。
前述の段落においては典型的な実施の形態が説明されているが、添付の請求の範囲から逸脱することなくこれらの実施の形態に対して様々な変更がなされてよいことを理解すべきである。つまり、請求項の広さ及び範囲は、上記で説明した典型的な実施の形態に限定されるべきではない。請求の範囲及び図面を含む明細書に開示されたそれぞれの特徴は、そうでないことが明らかに述べられない限り、同一、均等又は類似の目的を果たす代替的な特徴によって置き換えられてよい。
例えば、例示された2流れロータ構成以外の蒸気タービン構成が採用されてよい。
説明及び請求の範囲を通じて文脈がそうでないことを明確に要求しない限りは、"含む"、"含んでいる"及び同様の用語は、排他的又は網羅的意味に反するものとして例示的である、すなわち、"含むが、限定されない"という意味に解釈すべきである。
10,110,210 地熱蒸気タービン発電機、 12 地熱蒸気タービン、 13 蒸気入口、 14 発電機、 16 弁配列、 18 第1の蒸気制御弁、 20 第2の蒸気制御弁、 22,32,40,46 止め弁、 24 蒸気供給管路、 26 蒸気入口、 28,36,42 蒸気制御弁、 30,38,44 蒸気供給管路、 48,50,52,54 蒸気入口
Claims (14)
- 電力発電機に接続された地熱蒸気タービン、弁配列は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第1及び第2の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において前記第1及び第2の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、前記第1及び第2の蒸気制御弁は、前記蒸気供給管路に並列に配置されており、前記止め弁(22)は、前記蒸気供給管路(24)において前記第1及び第2の蒸気制御弁(18,20)の上流に配置されており、前記第1の蒸気制御弁は、前記第2の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、
蒸気は、2bar〜20barの圧力で供給され、
前記第1の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
前記第2の蒸気制御弁は、前記蒸気タービン及び前記発電機が前記所定の回転速度に達して前記送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
発電機(14)に接続された地熱蒸気タービン(10,12,110,210)への蒸気供給を制御するための弁配列(16)であって、該弁配列(16)は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第1の蒸気制御弁(18)及び第2の蒸気制御弁(20)と、蒸気供給管路(24)において前記第1の蒸気制御弁(18)及び前記第2の蒸気制御弁(20)の上流に配置された止め弁(22)とを有し、前記第1の蒸気制御弁(18)及び前記第2の蒸気制御弁(20)は前記蒸気供給管路(24)において並列に配置されており、前記第1の蒸気制御弁(18)は、前記第2の蒸気制御弁(20)よりも小さな流量を有し、
蒸気は2bar〜20barの圧力で供給され、
前記第1の蒸気制御弁(18)は、速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
前記第2の蒸気制御弁(20)は、前記蒸気タービン及び前記発電機が前記所定の回転速度に達して送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されていることを特徴とする、発電機(14)に接続された地熱蒸気タービン(10,12,110,210)への蒸気供給を制御するための弁配列(16)。 - 前記弁配列は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機の回転速度に基づいて、前記第1の蒸気制御弁(18)の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第1のフェイルセーフアクチュエータ(C1)とを含む、請求項1記載の弁配列。
- 前記弁配列は、負荷制御段階の間、送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて、前記第2の蒸気制御弁(20)の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第1のフェイルセーフアクチュエータ(C2)とを含む、請求項1又は2記載の弁配列。
- 前記第1の蒸気制御弁(18)は、速度制御段階の間に、総負荷の15%まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の5%〜8%が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の弁配列。
- 前記第2の蒸気制御弁(20)は、負荷制御段階の間に、総負荷の15%〜100%が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の弁配列。
- 前記第1の蒸気制御弁(18)及び第2の蒸気制御弁(20)のそれぞれは、蝶形弁である、請求項1から5までのいずれか1項記載の弁配列。
- 前記第1の蒸気制御弁(18)及び前記第2の蒸気制御弁(20)は、0.1〜0.05の範囲の、それぞれの最大の正規化された流量の比を有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の弁配列。
- 前記第1の蒸気制御弁(18)は、250mmの全開直径を有し、前記第2の蒸気制御弁(20)は、700mmの全開直径を有する、請求項1から7までのいずれか1項記載の弁配列。
- 発電機(14)に接続された地熱蒸気タービン(10,12,110,210)のための弁配列(16)を制御する方法であって、前記弁配列は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための第1の蒸気制御弁(18)及び第2の蒸気制御弁(20)であって、蒸気供給管路(24)において並列に配置されている、第1の蒸気制御弁(18)及び第2の蒸気制御弁(20)と、前記蒸気供給管路において前記第1の蒸気制御弁(18)及び第2の蒸気制御弁(20)の上流に配置された止め弁(22)とを含み、前記第1の蒸気制御弁(18)は、前記第2の蒸気制御弁(20)よりも小さな流量を有し、前記方法は、
速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記第1の蒸気制御弁(18)を通って2〜20barの圧力で前記蒸気タービンに蒸気を供給し、
前記蒸気タービン発電機が前記所定の回転速度に達して前記送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記第2の蒸気制御弁(20)を通って前記蒸気タービン発電機に蒸気を供給することを含むことを特徴とする、発電機(14)に接続された地熱蒸気タービン(10,12,110,210)のための弁配列(16)を制御する方法。 - 前記第1の蒸気制御弁(18)の作動は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機の回転速度に基づいて制御される、請求項9記載の方法。
- 前記第2の蒸気制御弁(20)の作動は、負荷制御段階の間、前記送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて制御される、請求項9又は10記載の方法。
- 前記蒸気は、前記速度制御段階の間、専ら前記第1の蒸気制御弁(18)を通って前記蒸気タービン発電機に供給される、請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1の蒸気制御弁(18)の作動は、前記速度制御段階の間、総負荷の15%まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の5%〜8%が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項9から12までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第2の蒸気制御弁(20)の作動は、前記負荷制御段階の間、総負荷の15%〜100%が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項9から13までのいずれか1項記載の方法。
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