JP2013537271A - 蒸気タービンの短期間の出力増大を調節するための方法 - Google Patents

Abstract

１つの流路（２）を形成していて流れ媒体（Ｍ）によって貫流される多数のエコノマイザ伝熱面、蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面（４）を有する排熱回収ボイラ（１）を前置接続された蒸気タービンの出力増大を調節するための方法であって、流れ媒体（Ｍ）が１つの圧力段において前記流路（２）から分岐して流れ媒体回路において各圧力段の２つの過熱器伝熱面（４）の間で該流路内に噴射され、各圧力段の流れ媒体回路において最後の過熱器伝熱面の出口温度の予め与えられた温度目標値からの偏差に特有の第１の特性値が、噴射される流れ媒体（Ｍ）の量のための調節量として使用される方法は、蒸気プロスの効率を過大に損ねない。同時に、全体システムにおける追加の構造上の変更を許すことなく排熱回収ボイラの構造形態に関係なしに短期間の出力増大を可能にする。そのために、蒸気タービンの短期間の出力増大のために前記温度目標値が低減され、その温度目標値の低減の期間、前記特性値が偏差に対して一時的に過度に大きく高められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、１つの流路を形成していて流れ媒体によって貫流される多数のエコノマイザ伝熱面、蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面を有する排熱回収ボイラを前置接続された蒸気タービンの出力増大を調節するための方法であって、流れ媒体が１つの圧力段において前記流路から分岐して流れ媒体回路において各圧力段の２つの過熱器伝熱面の間で該流路内に噴射され、各圧力段の流れ媒体回路において最後の過熱器伝熱面の出口温度の予め与えられた温度目標値からの偏差に対応する特有の第１の特性値が、噴射される流れ媒体の量のための調節量として使用される方法に関する。

排熱回収ボイラは高温のガス流から熱を回収する熱交換器である。排熱回収ボイラは、主として発電に用いられるガス・蒸気タービン複合設備においてしばしば使用される。最近のガス・蒸気タービン複合設備は、通常、１台から４台のガスタービンと少なくとも１台の蒸気タービンとを含み、各タービンがそれぞれ１台の発電機を駆動するか（多軸設備）、又は１台のガスタービンが蒸気タービンと共に１つの共通な軸で唯一の発電機を駆動する（単軸設備）。ガスタービンの高温の排ガスが、排熱回収ボイラにおいて水蒸気の発生に利用される。それに続いて、この蒸気は蒸気タービンに供給される。一般に、電気出力のうち概ね３分の２がガスタービンに割り当てられ、３分の１が蒸気プロセスに割り当てられる。

蒸気タービンの複数の異なる圧力段と同様に、排熱回収ボイラも多数の圧力段を有し、各圧力段に含まれる水・蒸気混合物の熱的状態は異なっている。第１の（高）圧力段において、流れ媒体が、それの流路上で先ず、残留熱を流れ媒体の予熱に利用するエコノマイザを貫流し、次に蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面の異なる段を貫流する。蒸発器において流れ媒体が蒸発させられ、次いで、場合によっては生じ得る残留水分が分離装置において分離され、その残りに含まれている蒸気が過熱器において更に加熱される。それに次いで、過熱された蒸気が蒸気タービンの高圧部に流入し、そこで膨張させられ、ボイラの後続の圧力段に導入される。そこで蒸気が改めて過熱されて、蒸気タービンの次の圧力部に供給される。

負荷変動に基づいて、過熱器に伝達される熱出力が大きく影響され得る。従って、過熱温度を調節することが頻繁に必要である。新しい設備では、これは大概、冷却のために過熱器伝熱面間で給水を噴射することによって行われる。即ち、溢流配管が流れ媒体の主流から分岐して、過熱器伝熱面間に相応に配置された複数の噴射弁に通じている。その噴射は、一般に、過熱器出口における予め与えられた温度目標値からの温度偏差に特有の特性値により調節される。

最近の発電所では、高効率のみならず、できるだけ柔軟な運転モードも要求される。これには、短い起動時間および速い負荷変化速度のほかに、連系電力系統内における周波数擾乱の補償が可能であることも含まれる。これらの要求を満たすために、発電所は、数秒以内において、例えば５％以上の超過出力が供給可能でなければならない。

これは、従来の通常のガス・蒸気タービン複合発電所では一般にガスタービンの負荷増大によって実現される。しかし、特定の事情によっては、特に上方の負荷範囲において、所望の負荷増大をガスタービンのみによっては提供できないことがある。そこで最近では最初の数秒内において蒸気タービンも周波数維持に付加的に寄与することができる、或いは寄与させようとする解決策も注目されてきた。

これは、例えば蒸気タービンの部分的に絞られたタービン弁、又は所謂ステップバルブを開くことによって行うことができ、それによって蒸気タービンの手前の蒸気圧が低下させられる。それによって、前置接続された排熱回収ボイラの蒸気アキュムレータから蒸気が放出されて蒸気タービンに供給される。この措置によって、数秒以内においてガス・蒸気タービン複合発電所の蒸気タービン部分にて出力増大が達成される。

この付加的な出力は比較的短い時間内で解放されるので、それに遅れた出力増大はガスタービンによって（ガスタービンの構造および運転に制約される最大の負荷変化速度により制限されて）少なくとも部分的に補償可能である。予備出力が付加的に要求された時点で設備が部分負荷範囲にあることを前提として、この措置によって、設備ブロック全体が直ちに出力跳躍をし、その後に続くガスタービンの出力増大によって、この出力レベルを持続的に維持し、もしくはその出力レベルを上回ることもできる。

しかし、予備出力の持続のためにタービン弁を持続的に絞っておくことは、常に効率損失をもたらすので、経済的な運用のためには絞り度を必要最小限に保たねばならない。更に、排熱回収ボイラ、例えば強制貫流ボイラの幾つかの構造形態は、場合によっては、例えば自然循環ボイラよりも著しく小さい蓄熱体体積を有する。上述の方法において、蓄熱体の大きさの相違は、ガス・蒸気タービン複合発電所の蒸気タービン部分の出力変化時の挙動に影響する。

従って、本発明の課題は、蒸気プロセスの効率を過大に損ねることなく、上記種類の排熱回収ボイラを前置接続された蒸気タービンの短期間の出力増大を調節するための方法を提供することにある。同時に、全体システムにおける付加的な構造変更なしに、排熱回収ボイラの構造形態に関係なく短期間の出力増大を可能にしなければならない。

この課題は、本発明によれば、蒸気タービンの短期間の出力増大のために温度目標値が低減され、その温度目標値の低減期間の間、前記特性値が偏差に対して一時的に過度に高められることによって解決される。

本発明は、付加的な給水噴射が、迅速な出力変化に対して更に寄与することができるという考えに基づいている。というのは、過熱器の領域内でのこの付加的な噴射によって、蒸気質量流量を一時的に高めることができるからである。温度目標値が低減されることによって、噴射が作動させられる。温度目標値の跳躍が、対応する特性値を介して調節偏差の跳躍という結果をもたらし、その調節偏差が調節器に噴射調整弁の開度を変更するよう指示する。それゆえ、まさにこの措置によって、即ち温度目標値の急激な低減によって、蒸気タービンの出力増大を実現することができる。

しかし、この出力増大は、従って噴射質量流量も、できるだけ迅速に提供されなければならない。しかし、その際に調節システムの減衰特性が邪魔になり得る。その減衰特性は噴射質量流量の過度の急変を防止し、これは通常の負荷範囲では望ましいことでもあるが、出力増大を迅速に提供しなければならない場合には望ましくない。従って、短期間の出力増大の場合の調節は相応に適合化されなければならない。これは、非常に簡単な方法で、噴射質量流量のための調節信号を相応に強めることによって、しかも所望の短期間の出力増大の期間の間強めることによって可能である。そのために、流れ媒体回路において最後の過熱器伝熱面の出口温度の予め与えられた温度目標値からの偏差に特有の特性値が、温度目標値の低減期間の間、その偏差に対して一時的に過度に大きく高められる。

上述の方法では、相応の調節システムにおいて、減算要素により所望の蒸気温度と測定された蒸気温度との間で目標値−実際値比較が行われる。使用される調節コンセプトに応じて、この信号は、これを引き続いて入力信号（調節偏差）として例えばＰＩ調節器に導く前に、プロセスからの付加的な情報によってさらに変更することができる。流れ媒体の噴射位置の直後の温度、即ち最後の過熱器の入口の温度を付加的に調節量として使用すると有利である。このような所謂２系統調節の場合には、調節器介入によって生じる噴射質量流量の急激な変化が抑制される。この状況下では高速の介入を目的として最適化された調節を、オーバーシュート防止によって安定化することができる。

しかし、噴射システムによる即時予備出力の供給にとって、２系統調節の減衰作用はむしろ邪魔である。従って、特に２系統調節の場合には、上述のように特性値を強めて適合化することが非常に有利である。というのは、それによりもたらされる、予め与えられた目標値に対する実際温度の偏差の調節側での作為的な増大は、２系統調節の場合には最後の過熱器伝熱面の入口の温度、即ち噴射位置直後の温度により行われる後続の補正を相対的により少なくするからである。それによって、より大きな調節偏差が存続し、このより大きな調節偏差が直ちにより強い調節応答、即ち噴射質量流量のより大きな増大をもたらす。これがこの場合に所望されていることである。しかし、この特性値は温度目標値の低減期間の間だけ一時的に過度に増大されるので、この過度の増大の影響はまた消え、蒸気温度をその目標値によって調整することが実際に可能となる。それゆえ、蒸気温度の容認できない低下を回避するという２系統調節の利点が依然として存在したままである。

格別に有利な方法では、好ましくは目標値からの温度偏差に特有の特性値を、この偏差と、温度目標値の時間的変化に特有の第２の特性値との和から形成することによって、特性値の一時的な増大を発生させることができる。特に有利な実施形態では、第２の特性値は、実質的に、温度目標値の時間的変化に或る増幅係数を掛けたものである。調節技術的には、これは、予め与えられた蒸気温度目標値を１次微分要素の入力信号として使用し、この要素の出力を適切に増幅した後に、伝熱面出口における測定温度と予め与えられた温度との差から減算することによって実現される。それによって、偏差の所望の作為的な増大が特に簡単に実現され、付加的な１次微分要素を介して噴射質量流量が極めて迅速に高められ、従って蒸気タービンにより付加的に解放される出力が極めて迅速に高められる。

この微分特性のおかげで、即ち目標値の時間的変化のみを考慮することにより、全体システムに対するこの種の調節の影響は経過時間にともなって減少する（減衰パルス）。これは、微分要素が調節偏差に対してそれ以上の影響を持たず、実際の温度が目標値により調整されることも達成できることを意味する。蒸気温度の目標値が変化しない場合（通常の負荷運転中では標準的なケースである）についても、この種の実施形態は残りの調節構成に全く影響を及ぼさない。従って、通常の負荷運転において、この付加的な微分要素を持つ調節構成とそれを持たない調節構成との間に蒸気温度調節の調節特性に相違は生じない。

有利な実施形態では、両特性値の一方のパラメータが設備特有に規定される。即ち、増幅度の大きさ、微分要素のパラメータなどは、個別の設備に基づいてそれ特有に決定されなければならない。これは、例えば、予めシミュレーション計算により、又は調節の試運転中に行うことができる。

現在普通に使用される排熱回収ボイラでは、流れ媒体回路において複数の過熱器伝熱面の下流側でも流路内への噴射が行われる（末端噴射）。勿論、上述の過熱器伝熱面間に配置された噴射（中間噴射）の使用は、予備出力の供給に利用する際により高いエネルギー利得を有する。何故ならば、この場合にのみ、下流側に置かれた伝熱面に蓄積された熱エネルギーを狙いどおりに利用できるからである。勿論、システム条件に応じて、付加的な中間噴射が蒸気タービンにおいて追加出力の形で目立つ影響が現れるまでには若干の時間がかかる。何故ならば、付加的な噴射によって高められた蒸気質量流量がタービン入口で顕著になる前に、まず中間噴射の下流側の過熱器区間全体が充満状態にならなければならないからである。

この理由から、末端噴射も利用すること、従って蒸気タービンへの生蒸気配管の蒸気案内管壁に蓄積された熱エネルギーも利用することが有利である。というのは、末端噴射はこの生蒸気配管内への入口で直接に行われるという事実に基づいて、応答が直ちに行われるからである。即ち、末端噴射の噴射調整弁が開放されると、比較的に遅滞なく、より高い蒸気質量流量がタービン入口に出現し、それにより迅速な出力増大を引きおこすからである。勿論、これは、ここでの用途のための生蒸気配管の蓄熱がまだ完全に利用し尽されていない間のみ機能するが、中間噴射により付加的に得られる出力が効力を発揮するまでの間は、この蓄熱は期待に応えるに十分である。具体的には、これは、即時予備出力の供給に関する中間噴射の無駄時間又は応答時間が末端噴射の結びつきによって効果的に補償できることを意味する。

そのために、蒸気タービンの短期間の出力増大のための、末端噴射の際にも、噴射される流れ媒体Ｍの量に対する調節量として使用される温度目標値がここでも低減される。勿論、この変化は通常のシステムでは或る特定の時間遅れで（調節技術的には、例えばＰＴｎ要素によって）導かれる。この時間遅れは、中間噴射と末端噴射との間の過熱区間の時間的挙動をモデル化している。即ち、この時間遅れは、過熱器伝熱面を通る流れ媒体Ｍの貫流時間および両噴射位置間における過熱器伝熱面の熱特性に特有であることが好ましい。この状況下で、先ず中間噴射調整弁が開く。何故ならば、この弁が先ず温度目標値の変化を受けるからである。注入される噴射量に基づいて、過熱器区間の時間特性に基づいて末端噴射の手前の温度が低下する。それゆえ、一般的に最も好都合なケースでは、末端噴はが作動しない。このことは通常の運転時の特定の状況下では望ましいことである。しかし、上記利点ゆえに末端噴射を利用しようとする場合には、目標値をこれに対応する特性値に変化させた直後に末端噴射が作動しなければならない。そのためには、その特性値を決定する際に温度目標値の時間遅れを作動させないことが有利である。

しかし、この措置のためには、細かい噴霧が発生するように末端噴射を噴射特性に関して最適化することが保証されていなければならない。それによって大きな水滴が蒸気タービンに入り込んで蒸気タービンが損傷するのが回避される。相応に細かい噴霧の場合には、全ての水滴は蒸気タービンに到達したとき既に気化されている。

有利な実施形態では、１つの流路を形成していて流れ媒体によって貫流される多数のエコノマイザ伝熱面、蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面を有する排熱回収ボイラのための調節システムが、前記方法を実施するための手段を含む。他の有利な実施形態では、ガス・蒸気タービン複合発電所用の排熱回収ボイラがこの種の調節システムを含み、そしてガス・蒸気タービン複合発電所がこの種の排熱回収ボイラを含む。

本発明により得られる利点は、特に、噴射調節法を用いた蒸気温度目標値の的確な低減によって、噴射の下流側に置かれた金属物体内に蓄積された熱エネルギーを蒸気タービンの一時的な出力増大に利用することができることにある。上述の適合化された調節方法を使用する場合には、蒸気温度目標値を急激に低減する場合に対して、噴射システムによる非常に迅速な出力増大を実現することができる。

更に、蒸気タービンの一時的な出力増大を提供するためのこの方法は、他の措置に依存しないので、例えば、蒸気タービンの出力増大をなおも強めるために、絞られたタービン弁が付加的に開かれてもよい。

本方法の有効性は、これらの併用措置によっても大部分そのまま残されている。

出力増大のために噴射システムの利用を適用する場合に、付加的な出力に対する要求が固定的であるならば、タービン弁の絞り度を低減できること強調しておく。所望の出力解放は、この状況下ではより少ない絞りにても、更に最も有利には完全に追加の絞りなしにも達成可能である。従って、即時予備出力のために所望の出力解放が可能でなければならない設備が、通常の負荷運転時に比較的高い効率で運転でき、これは運転コストも低減する。

本発明による方法の他の利点は、実際の蒸気温度をこの温度調節コンセプトにより調節して下げることができることにある。この状況下では、最大可能な出力増大の際に、蒸気タービンの許容される最大の過渡的温度を上回ることはない。特に末端噴射の付加的な使用を考慮すると、生蒸気温度は非常に正確に調整可能である。

結局、本発明による方法は、構造上の追加措置なしにも実現することができるが、調節システムにおける付加的なモジュールの実現によってのみ実施することができる。それによって、追加コストなしに、より高い設備自由度および設備利用度が達成される。

本発明の実施例を図面に基づいて更に詳細に説明する。

図１は、流れ媒体回路において、即時出力解放に利用するための中間噴射調節システムの調節回路側の相互接続を有する排熱回収ボイラの高圧部を模式的に示す。 図２は、流れ媒体回路において、即時出力解放に利用するための末端噴射調節システムの調節回路側の相互接続を有する排熱回収ボイラの高圧部を模式的に示す。

両図において同じ部分には同じ参照符号が付されている。

排熱回収ボイラ１のうち、図１には高圧部が例示されている。本発明は、勿論、中間過熱を調節するために他の圧力段にも適用可能である。図１は模式的に流れ媒体Ｍの流路２の一部を示す。排熱回収ボイラ１の高圧部に一般に配置されているエコマイザ、蒸発器および過熱器の複数の伝熱面４のうち、最後の過熱器伝熱面４のみが示されている。高温ガス通路内における個々の過熱器伝熱面４の空間的配置は、図示されていないが、さまざまである。図示された過熱器伝熱面４は、それぞれ多数の直列接続された伝熱面を代表しているが、図を見易くするために、細かく分けないで示されている。

流れ媒体Ｍは、図１に示された部分への入口の手前において給水ポンプによって適切な圧力下で排熱回収ボイラ１の高圧流路２の中に給送される。流れ媒体Ｍは、先ず、多数の伝熱面を含み得るエコノマイザを貫流する。そのエコノマイザは、典型的には、高温ガス通路の最も冷たい部分に、そこにおいて効率向上のために残留熱を利用すべく配置されている。次に、流れ媒体Ｍは蒸発器および過熱器の複数の伝熱面を貫流する。更に、蒸発器と過熱器との間に分離装置が配置されているとよく、この分離装置が流れ媒体Ｍから残留水分を取り除くので、純粋な蒸気だけが過熱器内に達する。

流れ媒体回路において、図示されていない最初の過熱器伝熱面の後に中間噴射弁６が配置され、もう１つの末端噴射弁８が最後の過熱器伝熱面４の後に配置されている。ここで、排熱回収ボイラ１の高圧部の出口１０における出口温度を調節するために、より冷たい、蒸気化されていない流れ媒体Ｍを噴射することができる。中間噴射弁６に導入される流れ媒体Ｍの量は噴射調整弁１２により調整される。その流れ媒体Ｍは、前もって流路２において分岐した溢流配管１４を介して供給される。更に、流路２内には、噴射調節ために複数の測定装置が設けられている。即ち、温度測定装置１６が中間噴射弁６の手前に設けられ、温度測定装置１８および圧力測定装置２０が中間噴射弁６の後方、かつ過熱器伝熱面４の手前に設けられ、そして温度測定装置２２が過熱器伝熱面４の後に設けられている。

図１の残りの部分は中間噴射のための調節システムを示す。先ず、温度目標値が目標値設定器２６において設定される。この温度目標値は過熱器伝熱面４の後の温度測定装置２２における温度と一緒に減算要素２８に導かれ、その減算要素２８において過熱器伝熱面４の出口温度の目標値からの偏差が形成される。この偏差は加算要素３０において補正される。その補正は過熱器伝熱面４を貫流する際の温度変化の時間遅れをモデル化している。そのために、温度測定装置１８からの過熱器伝熱面４の入口における温度が、時間遅れ動作をするＰＴｎ要素３２に導かれる。それにより生じた信号は、温度測定装置１８からの値と一緒に減算要素３４に導かれ、その減算要素３４の出力は加算要素３０に導かれる。それに基づいて、減算要素３４は、温度測定装置１８における温度の変化後に或る特定の時間の間だけ、零とは異なる値を供給し、この値が加算要素３０に印加されている偏差を補正する。

加算要素３０において発生する信号は他の信号と一緒に最小値要素３６に導かれ、この最小値要素３６は他のパラメータを考慮する。一方では、中間噴射の後方における温度は圧力に依存する沸騰温度に対して或る特定の間隔を持たなければならさない。そのために、圧力測定装置２０で測定された圧力が関数要素３８に導入され、この関数要素３８は、この圧力に対応する流れ媒体Ｍの沸騰温度を出力する。加算要素４０において、設定器４２からの予め設定された定数が加算される。この定数は、例えば３０℃であり、沸騰曲線に対する安全間隔を確保する。そのようにして求められた最低温度は、実際に温度測定装置１８で検出された温度と一緒に減算要素４４に導かれ、そうして求められる偏差が最小値要素３６に与えられる。図１において、図の見易さに関係して若干の接続が図示されていなくて、対応する接続符号＜Ａ＞、＜Ｂ＞、＜Ｃ＞によって示されている。

更に、噴射後において、運転上の理由から下回ってはならない流れ媒体Ｍの或る特定のエンタルピが確保されていなければならない。そのために、最小値要素３６に前置接続されたエンタルピモジュール４６には、圧力測定装置２０の信号と中間噴射の前後における温度測定装置１６，１８の信号が導かれている。エンタルピモジュール４６は、これらのパラメータに基づいてこれに対応する温度差を算定し、その温度差は後続の最小値要素３６に入力信号として導かれる。最小値要素３６において求められた信号は噴射調整弁１２を調節するためのＰＩ調節要素４８に導かれる。

噴射システムを出口温度の調節のためだけでなく即時の予備出力の供給のためにも利用可能にするために、この噴射システムは、蒸気タービンの短期間の出力増大を調節する方法を実施するための適切な手段を含む。そのために、先ず目標値設定器２６における温度目標値が低減され、これは中間噴射量の増大という結果をもたらす。しかし、これが直ちに出力増大をもたらすためには、ＰＩ調節要素４８の高速の調節応答が保証されていなければならない。しかし、この引き起こされた実際温度の温度目標値からの偏差は、その変化直後にＰＴｎ要素３２によって緩和される。

迅速な出力増大が望まれる場合にこれを防止するために、温度目標値のための目標値設定器２６の信号が１次の微分要素（ＤＴ１）に導かれている。このためにＰＴ１要素５０の入力側に目標値設定器２６の信号が供給され、ＰＴ１要素５０の出力は目標値設定器２６の元の信号と一緒に減算要素５２に導かれ、その減算要素５２の出力端が掛算要素５４に接続されており、この掛算要素５４が、この信号を設定器５６からの或る係数、例えば５倍増幅する。この信号は更に減算要素５８を介して加算要素３０への信号に加えられる。目標値の変化時に、この相互接続部分は、ＰＴ１要素５０を介して、零とは異なる信号を発生し、その信号は掛算要素５４を介して増幅される。即ち、この相互接続部分は、偏差に特有の特性値を作為的に過度に大きく増幅する。その際にＰＴｎ要素３２を有するループを介する信号は比較的小さく、ＰＩ調節要素４８のより高速の調節応答が強制される。従って、速やかに蒸気量増大が達成され、後置接続された蒸気タービンの出力が速やかに高められる。

図２は調節システム２４の末端噴射に該当する部分を示す。ここでは流路２内において末端噴射弁８の後にもう１つの温度測定装置６０がある。ここでは同様に目標値設定器２６の温度目標値が調節量として使用される。この信号はＰＴｎ要素６２に与えられ、ＰＴｎ要素６２は、ＰＴｎ要素３２と同様に、過熱器伝熱面４による時間遅れをモデル化している。これの出力は目標値設定器２６の信号と一緒に最大値要素６４に与えられ、最大値要素６４の出力信号は、温度測定装置６０からの信号と一緒に減算要素６６に入力される。そこで求められた偏差がＰＩ調節要素６８に入力され、ＰＩ調節要素６８は末端噴射の噴射調整弁７０を調節する。

目標値設定器２６を介して温度目標値が変化された場合には、ＰＴｎ要素６２が最大値要素６４との組み合わせでＰＩ調節要素６８の調節応答を遅らせる。末端噴射が急速に望まれる場合にこれを防止するために、時間遅れ特性、即ちＰＴｎ要素６２がこのような場合には一時的に無効にされる。それによって調節応答が相応に加速され、迅速な出力解放が可能である。

このように調節される排熱回収ボイラ１はガス・蒸気タービン複合発電所において使用される。この場合に１つ又は複数のガスタービンの高温の排ガスが排熱回収ボイラの燃焼排ガス路に通され、従ってその排熱回収ボイラが蒸気タービンのために蒸気を供給する。その蒸気タービンは複数の圧力段を含む。即ち、排熱回収ボイラ１の高圧部によって加熱されて蒸気タービンの第１段（高圧段）において膨張させられた蒸気が、排熱回収ボイラ１の中圧段に案内され、そこで改めて、勿論、より低い圧力レベルで過熱される。既に述べたように、この実施例は、本発明の例示のために排熱回収ボイラ１の高圧部を示しているが、これは他の圧力段においても使用できる。

この種の排熱回収ボイラを装備したガス・蒸気タービン複合発電所は、許容される最大負荷変化速度により制限されているガスタービンの短期間の出力増大を介してだけでなく、蒸気タービンの即時の出力解放を介しても、出力増大を速やかに達成できる状態にあり、これが連系電力系統の周波数維持に役立つ。

この予備出力を、通常の温度調節のほかに噴射機器の並行使用により達成することによって、予備出力供給のための蒸気タービン弁の永続的な絞りを低減又は完全に省略することができ、それによって通常運転中に格別に高い効率が達成される。

１ 排熱回収ボイラ
２ 流路
４ 過熱器伝熱面
６ 中間噴射弁
８ 末端噴射弁
１０ 出口
１２ 噴射調整弁
１４ 溢流配管
１６ 温度測定装置
１８ 温度測定装置
２０ 圧力測定装置
２２ 温度測定装置
２４ 調節システム
２６ 目標値設定器
２８ 減算要素
３０ 加算要素
３２ ＰＴｎ要素
３４ 減算要素
３６ 最小値要素
３８ 関数発生要素
４０ 加算要素
４２ 設定器
４４ 減算要素
４６ エンタルピモジュール
４８ ＰＩ調節要素
５０ ＰＴ１要素
５２ 減算要素
５４ 掛算要素
５６ 設定器
５８ 減算要素
６０ 温度測定装置
６２ ＰＴｎ要素
６４ 最大値要素
６６ 減算要素
６８ ＰＩ要素
７０ 噴射調整弁
Ｍ 流れ媒体

しかし、予備出力の持続のためにタービン弁を持続的に絞っておくことは、常に効率損失をもたらすので、経済的な運用のためには絞り度を必要最小限に保たねばならない。更に、排熱回収ボイラ、例えば強制貫流ボイラの幾つかの構造形態は、場合によっては、例えば自然循環ボイラよりも著しく小さいアキュムレータ容積を有する。上述の方法において、アキュムレータの大きさの相違は、ガス・蒸気タービン複合発電所の蒸気タービン部分の出力変化時の挙動に影響する。

Claims (10)

1. １つの流路（２）を形成していて流れ媒体（Ｍ）によって貫流される多数のエコノマイザ伝熱面、蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面（４）を有する排熱回収ボイラ（１）を前置接続された蒸気タービンの出力増大を調節するための方法であって、
   流れ媒体（Ｍ）が１つの圧力段において前記流路（２）から分岐し、流れ媒体回路において各圧力段の２つの過熱器伝熱面（４）の間で該流路（２）内に噴射され、各圧力段の流れ媒体回路において最後の過熱器伝熱面の出口温度の予め与えられた温度目標値からの偏差に特有の第１の特性値が、噴射される流れ媒体（Ｍ）の量のための調節量として使用され、
   蒸気タービンの短期間の出力増大のために前記温度目標値が低減され、その温度目標値の低減期間の間、前記特性値が偏差に対して一時的に過度に大きく高められる、蒸気タービンの出力増大を調節するための方法。
2. 流れ媒体（Ｍ）の噴射位置の直後の温度が、噴射される流れ媒体（Ｍ）の量のための調節量として付加的に使用される請求項１記載の方法。
3. 第１の特性値が、前記偏差と、前記温度目標値の時間的変化に特有の第２の特性値との和によって形成される請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第２の特性値が、実質的に、前記温度目標値の時間的変化に或る増幅係数を掛けたものである請求項３記載の方法。
5. 前記両特性値の一方のパラメータが設備特有に規定される請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。
6. 排熱回収ボイラ（１）の流れ媒体回路において過熱器伝熱面（４）の後方で流れ媒体（Ｍ）が前記流路（２）内に噴射され、その噴射される流れ媒体（Ｍ）の量のための調節量として前記第１の特性値が使用され、
   蒸気タービンの短期間の出力増大のために前記温度目標値が低減され、かつ、前記第１の特性値の算定時における前記温度目標値の時間遅れが無効にされる方法。
7. 前記時間遅れは、両噴射位置間の過熱器伝熱面（４）を通る流れ媒体（Ｍ）の貫流時間および／又は当該過熱器伝熱面（４）の熱的挙動に特有である請求項６記載の方法。
8. １つの流路（２）を形成していて流れ媒体（Ｍ）によって貫流される多数のエコノマイザ伝熱面、蒸発器伝熱面および過熱器伝熱面（４）を有する排熱回収ボイラ（１）のための調節システム（２４）であって、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法を実施するための手段を備えた調節システム（２４）。
9. 請求項８記載の調節システム（２４）を有するガス・蒸気タービン複合発電所用の排熱回収ボイラ（１）。
10. 請求項９記載の排熱回収ボイラ（１）を有するガス・蒸気タービン複合発電所。

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