JP2632147B2

JP2632147B2 - 複合サイクルプラント

Info

Publication number: JP2632147B2
Application number: JP61006892A
Authority: JP
Inventors: 辰雄今泉; 節雄野中; 修二斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPS62165516A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ガスタービンと蒸気タービンとの複合サイ
クルプラントにおける冷却水系統に係り、特に、複合サ
イクルプラントの負荷状態に応じて冷却水量を調節し、
夜間運転等の複合サイクルプラントが低負荷運転してい
る時に所内動力を低減する手段に関する。

〔従来の技術〕

近年、発電プラント全体に占める原子力発電プラント
の割合が高くなったので、大容量の火力発電プラントで
も、夜間は最低負荷で運用されまたは停止されるように
なり、夜間の所内動力を極力低減することに関心が持た
れるようになった。

定格出力時のプラント効率が高いという特徴を持つ複
合サイクルプラントでは、ガスタービンと蒸気タービン
とを１軸に組合せてユニットとし、このユニットを複数
台設置して運転している。

この種の複合サイクルプラントにおいては、夜間に１
ユニットのみで運転した場合でも、その性能上、定格出
力時に匹敵する効率を期待するため、１ユニット運転時
の所内動力を低減し、真のプラント効率である送電端効
率を高めることが試みられている。

発電所の機器冷却水系統について、例えば特公昭59−
5326号公報には、発電機出力が小さい時は、冷却水量を
少なくする冷却水の制御方法が示されている。

しかし、複数台の冷却水ポンプを備えている場合も、
必要な冷却水量にかかわりなく、すべての冷却ポンプを
運転していた。すなわち、発電機出力が小さく低負荷運
転時で必要冷却水量が少ない場合でも、冷却水ポンプの
運転台数を減らして所内動力を低減し、送電端効率を高
めようとする試みは無かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

複合サイクルプラントでは、１軸型のガスタービンと
排熱回収ボイラと蒸気タービンとからなるユニットを複
数台設置してあるが、冷却水系統は、これら複数ユニッ
トに共通な１系統のみが設置されていた。この１系統か
らの冷却水を各ユニットに適切に配分するため、各ユニ
ット毎に圧力調節弁を設けてある。また、冷却水系統に
は、予備機を考慮して、冷却水ポンプが複数台設置され
る。例えば、全ユニットを冷却するに必要な冷却水量に
対して50％容量の冷却水ポンプが３台設置され、または
33.3％容量の冷却水ポンプ４台が設置される。いずれの
場合も、１台の冷却水ポンプは予備機である。

例えば、冷却水を配分すべきユニットが７台の場合、
その他に、圧力調節弁や空気圧縮機等のプラントの共通
設備にも冷却水を配分する必要がある。これら共通設備
に配分すべき冷却水量がユニット１台に配分すべき冷却
水量に等しいと仮定すると、50％容量のポンプ２台によ
り、共通設備分も含めて８ユニットに冷却水を配分する
ことになる。それぞれのユニットは、圧力調節弁を備え
ている。昼間に共通設備分も含めて８ユニットが全台運
転されている場合、冷却水は、各調節弁の制御により1
2.5％ずつ各ユニットに配分される。

これに対して、夜間に１ユニットのみを運転にする場
合、６ユニットは運転停止となり、必要な冷却水は、共
通設備の分も含めて12.5％×２＝25％でよいことにな
る。そこで夜間の所内動力を極力低減するために、冷却
水ポンプの運転台数を例えば50％容量の２台から１台に
切換えることが考えられる。

ところが、通常運転中に冷却水ポンプが１台トリップ
しすなわち停止した場合またはその能力が低下した場
合、予備機が自動起動されるようになっているので、夜
間に１ユニットのみを運転する場合に対応して、冷却水
ポンプ台数を２台から１台に単純に切換えると、予備機
が自動的に起動してしまい、２台運転に戻ることにな
る。

この自動起動を避けるために、夜間の１ユニットのみ
の運転に先立ち、予備機を強制的にカットして冷却水ポ
ンプを１台運転にした場合、冷却水系統の系統圧力が小
さいので、冷却水ポンプは過大流量を流し、ランアウト
状態になる。その結果、運転継続が不可能となり、１台
の冷却水ポンプは結局トリップしてしまう。

そこで、複合サイクルプラントのユニット台数を夜間
に減らした場合、プラント運転に何ら悪影響を与えるこ
となく、冷却水ポンプの運転台数を減らし、夜間の所内
動力を極力低減し、結果として送電端効率を高めること
が求められている。

本発明の目的は、夜間運転等の複合サイクルプラント
の低負荷運転時の所内動力を低減させるため、ガスター
ビンと蒸気タービンとを含む各ユニットに送水する冷却
水量を調節し、しかも、プラント運転に何ら悪影響を与
えることなく、冷却水ポンプの運転台数を減らし、結果
として送電端効率を高めた複合サイクルプラントを提供
することである。

〔課題を解決するため手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、ガスタービン
と蒸気タービンとを含むユニットを複数設置し、複数の
ユニットの機器に冷却水を共通に供給する冷却水ポンプ
を複数台含む冷却水系統を設けた複合サイクルプラント
において、各ユニットと冷却水ポンプとの間に弁を設
け、各ユニットが運転中か否かを判別する手段と、その
ユニットが停止中と判別されたときは対応する弁を所定
開度に絞り込む弁開度制御手段とを設け、運転中か否か
を判別する手段からの信号に基づいて複数のユニットの
中の運転数を求め、求められたユニットの運転数が所定
数以下になりかつ停止中の各ユニットに対応する弁が所
定開度に絞り込まれたときに冷却水ポンプの運転台数を
減らす制御手段とを設けた複合サイクルプラントを提案
するものである。

前記各弁開度制御手段は、複数のユニットの中の運転
数を求める制御手段からの所定数のユニットの運転停止
を示す信号を取り込み、その弁開度制御手段が対応する
ユニットの停止と所定数のユニットの運転停止とが判別
された時にそのユニットの弁の絞り込みを開始する手段
とすることができる。

前記各弁開度制御手段は、また、弁を所定開度まで徐
々に絞り込むための弁徐閉信号発生手段を備えることも
可能である。

前記各弁開度制御手段は、その弁開度制御手段が対応
するユニットの弁の弁開度演算用設定値を通常運転時と
停止時とで切換える手段を備えるようにしてもよい。

上記いずれの複合サイクルプラントにおいても、運転
台数を減らす制御手段が、冷却水ポンプの運転台数を減
らすときに、弁開度の調節に要する時間に対応した時限
のタイマを備え、弁開度の調節完了後に冷却水ポンプの
運転台数を減らす作業を開始する手段とすることが望ま
しい。

〔作用〕

本発明においては、各ユニットと冷却水ポンプとの間
に弁を設け、各ユニットが運転中か否かを判別する手段
と、そのユニットが停止中と判別されたときは対応する
弁を所定開度に絞り込む弁開度制御手段とを設けてある
ので、夜間等に冷却水ポンプの運転台数を減らす場合、
冷却水ポンプ台数を例えば２台から１台に切換えるとき
に、冷却水ポンプ台数を切換える前に冷却水系統の圧力
損失を自動的に増やすことができる。既に述べたとお
り、１軸型複合サイクルプラントの冷却水系統は、各ユ
ニットに共通の１系統のみとなっており、各ユニットと
冷却水ポンプとの間に設けた弁を介して冷却水を配分し
ているため、ユニット停止時に対応する弁を所定開度ま
で絞り込む弁開度制御手段を採用すると、冷却水系統の
圧力損失を増加させることが可能となる。数ユニットが
運転を停止した場合に、運転停止ユニットに対応する弁
がそれぞれ絞り込まれ、それに見合って冷却水系統の圧
力損失が増加するので、冷却水ポンプのランアウトが防
止され、冷却水ポンプの運転台数を減らすことが可能と
なる。

また、運転中か否かを判別する手段からの信号に基づ
いて複数のユニットの中の運転数を求め、求められたユ
ニットの運転数が所定数以下になりかつ停止中の各ユニ
ットに対応する弁が所定開度に絞り込まれたときに冷却
水ポンプの運転台数を減らす制御手段とを設けてあるの
で、プラント運転に何ら悪影響を与えることなく、冷却
水ポンプの運転台数を減らし、夜間運転等の複合サイク
ルプラントの低負荷運転時の所内動力を低減させ、結果
として送電端効率を高めることができる。

さらに、各弁開度制御手段を、複数のユニットの中の
運転数を求める制御手段からの所定数のユニットの運転
停止を示す信号を取り込み、その弁開度制御手段が対応
するユニットの停止と所定数のユニットの運転停止とが
判別された時にそのユニットの弁の絞り込みを開始する
手段とすると、冷却水系統への外乱の発生回数を削減で
きる。

各弁開度制御手段に、弁を所定開度まで徐々に絞り込
むための弁徐閉信号発生手段を備えると、より滑らかな
絞り込みを達成できる。

各弁開度制御手段に、その弁開度制御手段が対応する
ユニットの弁の弁開度演算用設定値を通常運転時と停止
時とで切換える手段を備えた場合は、それぞれの状況に
最適な冷却水圧力を設定できる。

上記いずれの複合サイクルプラントにおいても、運転
台数を減らす制御手段が、冷却水ポンプの運転台数を減
らすときに、弁開度の調節に要する時間に対応した時限
のタイマを備え、弁開度の調節完了後に冷却水ポンプの
運転台数を減らす作業を開始する手段とすると、運転停
止ユニットの冷却水の圧力調節弁の弁開度を絞ったりま
たは弁を閉じたりした後に、冷却水ポンプ運転台数を切
換え、冷却水ポンプ切換えによる冷却水系統の外乱を防
ぎ、プラント運転に何ら悪影響を与えることなく、複合
サイクルプラントの運転を継続できることになる。

〔実施例〕

次に、図面を参照して、本発明による複合サイクルプ
ラントの一実施例を説明する。

ガスタービンと蒸気タービンとの複合サイクルプラン
トには、排熱回収サイクル，排気助燃サイクル，排気再
燃サイクル，その他種々のサイクルがあるが、ここで
は、排燃回収サイクルの複合サイクルプラントを例とし
て本発明を説明する。

第１図は、本発明による複合サイクルプラントの一実
施例を全体構成を概略的に示す系統図である。第１図の
複合サイクルプラントにおいて、空気圧縮機１は空気を
圧縮し、燃焼器２に送る。燃焼器２は燃料を燃やし、高
温燃焼ガスを得て、ガスタービン３に送る。高温燃焼ガ
スはガスタービン３を回転させる。さらに、ガスタービ
ン３からの排ガスを排熱回収ボイラ４に送る。排ガスは
ガスタービン３から出た段階でも依然として高温なの
で、その熱を回収する。熱回収により得られた蒸気を蒸
気タービン５に送り、蒸気タービン５を回転させる。ガ
スタービン３と蒸気タービン５とは、同軸すなわち１軸
上に取り付けられ、発電機６を回転させて電力を得うと
ともに、空気圧縮機１も回転させる。蒸気タービン５で
仕事を終えた蒸気は、復水器７で凝縮させる。凝縮させ
た水は、給水ポンプ８で加圧し、排熱回収ボイラ４に送
る。一方、熱交換を終えた排ガスは、排熱ガスダクト９
から煙突10に導き、大気中に放出する。

このように、ガスタービン３と蒸気タービン５とを機
械的に１軸に直結して１軸型のユニットとし、このユニ
ットをプラント容量に見合う台数だけ設置し、任意容量
のプラントを構成する。本実施例の場合、ユニット101,
102,…,107の７ユニットでプラントを構成してある。

なお、上記一軸型ユニットの他に、複数のガスタービ
ンと１台の蒸気タービンとを組合せたいわゆる多軸型ユ
ニットもある。本発明は、この多軸型ユニット方式の複
合サイクルプラントにも適用できるが、その動作は本実
施例から類推できるので、詳細な説明は省略する。

第２図は、第１図の複合サイクルプラントの冷却水系
統の一例の構成を示す系統図である。冷却水は、３台の
冷却水ポンプ21a,21b,21cで加圧され、各ユニット101〜
107および共通設備ブロック100に送られ、それらの軸受
等を冷却する。例えば、冷却水ポンプ21a,21b,21cは、5
0％容量であり、通常時は２台が運転され、１台は予備
機となっている。冷却水ポンプ21a,21b,21cで加圧され
た冷却水は、冷却水冷却器23a,23b,23cに送られ、図示
しない海水等により冷却される。冷却水冷却器23a,23b,
23cは、50％容量のものが３台設置される。

夏季の海水温度が高い場合は、冷却水冷却器23a,23b,
23cのうち２台が運転され、冬季の海水温度が低い場合
は冷却水冷却器23a,23b,23cのうち１台が運転される。
また、春秋の海水温度が中間程度の場合は、バイパス24
を開き、冷却水冷却器23a,23b,23cへの通水量を減ら
し、補機類に供給する冷却水温度を調節する。運転台数
の調節は、冷却水冷却器23a,23b,23cの前後に設けた弁2
2の開閉により行なう。冷却水温度は、火力プラントや
原子力プラントと同様に、温度調節弁を設置し、所定水
温に制御することもできる。

冷却水系統は、各ユニット毎ではなく、１プラントの
複数ユニット例えば７ユニットに対して１系統設置され
る。したがって、各ユニットの補機類の冷却に必要な冷
却水を適切に配分する必要がある。各ユニット101〜107
および共通設備ブロック100のそれぞれに冷却水量を適
切に配分するため、供給冷却水圧力を所定値に保つよう
に、圧力調節弁27を合計８個設置する。冷却水冷却器23
a,23b,23cで冷却された冷却水は、供給母管25を通り、
各ブロック入口母管26に設けられた圧力調節弁27を通し
て各ブロック100〜107に分配される。

共通設備ブロック100は、プラント全体に供給した補
機類で、主変圧器31,制御用空気圧縮機32,所内用空気圧
縮機33,冷却水冷却用海水ポンプ34,その他の機器を含
む。各ユニット101〜107は、蒸気タービン油冷却器41,
ガスタービン油冷却器42,発電機水素冷却器43,復水器真
空ポンプ44,排熱回収ボイラの循環ポンプ45,その他の機
器を含む。そのうち、蒸気タービン油冷却器41には、温
度調節弁28が設けられ、ガスタービン油冷却器42には、
温度調節弁29が設けられる。

各ブロック100〜107の機器を冷却した冷却水は、戻り
母管51に集められ、冷却水ポンプ21a,21b,21cに戻され
る。冷却水系統の水頭を確保するために、ヘッドタンク
52を設け、供給管53から補給水を供給し、ヘッドタンク
52の水位を所定値に保つ。

第３図は、第２図に示す冷却水系統の運転状態を説明
する図である。縦軸は、圧力（kg/cm²・Ｇ）を示し、横
軸は冷却水ポンプ吐出量（T/H）の総和を示す。曲線イ
は、ヘッドタンク52による冷却水ポンプの押込み圧力で
あり、曲線ロは２台の冷却水ポンプ例えば21a,21b運転
時のポンプ吐出力であり、曲線ハは、２台の冷却水ポン
プ21a,21b運転時の圧力調節弁27の入口吐出圧力であ
り、曲線ニは、その時の圧力調節弁27の出口吐出圧力で
ある。この場合、圧力調節弁27の吐出圧力を4kg/cm²・
Ｇに設定すると、曲線ニと曲線ホとの交点Ｂに対応する
吐出量4400T/Hの冷却水が、系統内を流れる。

第４図は、冷却水ポンプの軸動力特性を示す図であ
る。縦軸はポンプ軸動力（kW）を示し、横縦は吐出量
（T/H）を示す。曲線ヘは、２台の冷却水ポンプ例えば2
1a,21b運転時の軸動力であり、曲線トは、１台の冷却水
ポンプ例えば21a運転時の軸動力である。冷却水ポンプ
２台運転の通常運転時には、吐出量が4400T/Hであり、
ポンプ軸動力は、点Ｐの870kWになる。４ユニットを停
止させて３ユニットを運転する時の必要冷却水量は、22
00T/Hとなる。なお、ここでは、共通設備ブロック100の
必要冷却水量をユニット１台の必要冷却水量と同等とみ
なし、説明を簡略化してある。

ちなみに、従来方式の複合サイクルプラントにおいて
は、ユニット運転台数に関係なく、すなわち発電機出力
が小さく低負荷運転時で必要冷却水量が少ない場合で
も、冷却水ポンプ２台運転時の動力870kWで常に運転し
ていた。

ここで、第３図に戻り、１台の冷却水ポンプ例えば21
aを運転している場合について、運転状態を詳細に説明
する。曲線チは、冷却水ポンプ１台運転時のポンプ吐出
圧力であり、曲線リは、その時の圧力調節弁27の入力圧
力である。冷却水ポンプの運転台数を単に２台から１台
に切換えると、圧力調節弁27の設定圧力が吐出量4400T/
Hを流す設定値であるのに対して、冷却水ポンプ１台の
最大許容吐出量は、曲線チの終点Ｇの2800T/Hになる。
そのために冷却水ポンプ21aはランアウトし、同時に吐
出圧力の低下を招く。従来は、このランアウトを防ぐ目
的で、ポンプ吐出圧力Ｇ点の圧力7.2kg/cm²・Ｇ以下に
なった場合、冷却水ポンプ１台がトリップしたものとみ
なして、待機していた予備機を自動起動させていた。

これに対して、本発明においては、予備機の自動起動
を防止するため、冷却水系統の圧力損失を相対的に高め
るようにする。より具体的には停止するユニットの圧力
調節弁を絞り込む操作を停止前に実行する。

停止するユニットの圧力調節弁27を全閉にした場合、
圧力調節弁から後の冷却水系統の圧力損失から圧力調節
弁27の出口圧力を求めると、４ユニット停止時には、曲
線ヌの特性が得られ、６ユニット停止時には、曲線ルの
特性が得られる。圧力調節弁27の設定圧力を７ユニット
運転時と同じく4kg/cm²・Ｇとすると、戻り母管51での
冷却水系統の圧力損失が相対的に小さくなる。したがっ
て、４ユニット停止時には、必要冷却水量2200T/Hに対
して、約2450T/Hが流れ、６ユニット停止時には、必要
冷却水量1100T/Hに対して、約1250T/Hが流れることがわ
かる。このように、冷却水ポンプ運転台数を１台に減ら
すと、ポンプ駆動に必要な所内動力をほぼ半分に削減で
きると考えられる。

圧力調節弁27の入口圧力と出口圧力の差すなち弁差圧
が極端に変化すると、制御性等に支障を来たす場合があ
る。しかし、本実施例の場合、７ユニット運転時の差圧
すなわち点Ａと点Ｂとの差圧ΔＰ＝2.1kg/cm²・Ｇに対
して、４ユニット停止時は、点Ｃと点Ｄとの差圧ΔＰ＝
3.1kg/cm²・Ｇになり、６ユニット停止時は、点Ｅと点
Ｆとの差圧ΔＰ＝48kg/cm²・Ｇになり、圧力調節弁27の
運転上、何ら支障にならない。

この時のポンプ軸動力を第４図から求めると、４ユニ
ット停止時には455kWとなり、６ユニット停止時には360
kWとなり、全ユニット運転時の870kWに比べ、ポンプ動
力の大幅な低減が可能となる。なお、従来方式では、上
記の通り、常に全ユニット運転時の870kWであった。

次に、各ユニット100〜107に対する冷却水の圧力調整
について述べる。

第５図は、従来の圧力調節弁の制御系の構成の一例を
示す図である。冷却水入口母管26に設置した圧力発信器
61は、圧力調節弁27の２次側すなわち下流側の圧力を検
出して電気信号に変換し、圧力調節計62に出力する。圧
力調節計62においては、偏差演算部62−１が入力信号と
設定値との偏差を算出し、制御演算部62−２がこの偏差
に対して比例・積分等の制御演算を実行し、圧力調節弁
27の下流側の圧力を設定圧力を保つように制御する。各
圧力調節弁27の設定圧力は、各ユニット100〜107の必要
冷却水量や配管構成等を考慮して、各ユニット100〜107
毎の流量配分が適正になるように、それぞれ例えば4kg/
cm²・Ｇに設定される。

第６図は、本発明による圧力調節弁の制御系と冷却水
ポンプの運転台数の切換手段とを併せて示す図である。
圧力発信器61と圧力調節計62とは、従来の冷却水圧力制
御系と同じものを使用して、圧力調節計62からの信号を
切換器63に入力する。切換器63では、ユニット101〜107
の運転中の信号75がオンの時は、圧力調節計62からの信
号ａを取り込み、オフの時は、弁開度設定器64からの信
号ｂを取り込み、いずれかを選択して例えば電／空変換
器65に入力する。電／空変換器65は、電気信号を空気制
御信号に変換し、圧力調節弁27の弁開度を制御する。弁
開度設定器64は、弁開度を通常運転時の1/2〜1/5程度に
絞り、第３図における６ユニット停止時の圧力調節弁27
の出口圧力特性を極線ルから曲線ヌの近くに移して、冷
却水ポンプを特定容量付近で運転できるようにする。

各ユニット101〜107からタービンの「真空ポンプ起
動」の条件71を信号保持回路73に入力すると、信号保持
され、「ユニット運転中」の信号75がオンとなる。信号
保持回路73は、各ユニット101〜107における「真空破壊
弁開」の条件72の入力によりワイプアウト74され、「ユ
ニット運転中」の信号75をオフにする。「ユニット運転
中」の信号75がオンの時は、状態値設定器77に信号Siを
入力する。Siのｉは、ユニット番号１〜７を示してお
り、Si＝１はオンの時のセットとし、Si＝０はオフの時
のセットとする。

第７図は、冷却水ポンプの運転台数切換手段のインタ
ーロックを示すブロック図である。加算器81は、各ユニ
ットの第６図に示した状態値設定器77の信号Si（S₁〜
S₇）を取り込んで加算し、その結果を判定器82に出力す
る。判定器82は、ユニット運転台数Ｔが４以上の時にオ
ン信号を出力し、ユニット運転台数Ｔが４未満の時にオ
フ信号を出力する。すなわち、４ユニット以上が運転中
である場合、「４ユニット以上運転中」の信号83を冷却
水ポンプの切換制御系に送る。冷却水ポンプの切換制御
系は、この「４ユニット以上運転中」の信号83が入力さ
れたときには、「冷却水ポンプ２台運転」の信号85を発
生させ、「４ユニット以上運転中」の信号83がオフの時
は、NOT回路と所定時限のタイマ84とを介して、圧力調
節弁27の絞り込み完了後に、「冷却水ポンプ１台運転」
の信号86を発生させる。

第８図は、本発明による複合サイクルプラントの圧力
調節弁の制御系と冷却水ポンプの運転台数の切換手段と
の他の実施例を示す系統図である。第６図および第７図
と同じ機能を果たす部分には、同一番号を付けて、その
説明を省略する。

第６図および第７図の実施例の場合は、各ユニット10
1〜107が「ユニット運転中」の信号75がオフとなり、そ
のユニットの圧力調節弁27を閉じる方向に操作し、しか
も「４ユニット以上運転中」の信号83がオフになった時
に、冷却水ポンプを２台から１台に切換える方法であ
る。

この方式では、各ユニットの圧力調節弁27を順次絞り
込む毎に、所内動力を削減できる利点はあるが、各ユニ
ットの圧力調節弁27の絞り込み毎に、冷却水系統全体に
それなりの外乱を与える。

第８図の実施例は、この外乱にも対処した圧力調節弁
の制御系と冷却水ポンプの運転台数の切換手段とを示し
ている。「４ユニット以上運転中」の信号83がオフにな
り、冷却水ポンプを１台運転にする条件が成立したと仮
定する。この時、「４ユニット以上運転中」の信号83の
NOT条件と各ユニットの「ユニット運転中」信号75のNOT
条件とをAND回路87で選択し、「当該ユニット圧力調節
弁絞り込み」の信号88を圧力調節弁27に入力して、絞り
込む。その後タイマ84の所定時限経過後、圧力調節弁27
の絞り込みの完了を待って、「冷却水ポンプ１台運転」
の信号86を入力し、冷却水ポンプを１台運転に切換え
る。

この方式により、７ユニット全台運転からユニットを
順次停止し、４ユニットが停止した時に冷却水ポンプ台
数の切換えに先立ち、４ユニットの圧力調節弁を順次で
はなく同時に絞り込むことができる。したがって、冷却
水系統への外乱の発生回路を削減できる。特に、夜間１
〜３ユニットを停止して運転する場合には、冷却水ポン
プは停止できないので、トリップに至るように不用意な
外乱を与えない点で有利である。

なお、第８図の実施例においても、予想される外乱が
所定値よりも低いときには、冷却水ポンプを２台から１
台に切換える前に、必要に応じて、停止ユニットの圧力
調節弁を同時に絞り込む代りに、１ユニット毎に順次絞
り込むようにしてもよい。

第９図は本発明による復号サイクルプラントの他の実
施例の圧力調節弁の制御系と止弁の操作手段とを併せて
示す図である。圧力調節弁27の上流側に空気作動式の止
弁27−１を設けた例である。第６図の実施例および第８
図の実施例において、「ユニット運転中」の信号75がオ
フの時に圧力調節弁27を絞り込むのに対して、第９図の
実施例においては、止弁27−１とこれをを制御する三方
電磁弁27−２とを設ける。「ユニット運転中」の信号75
のNOT条件で三方電磁弁27−２を励磁して給気し、止弁2
7−１を閉じる。なお、止弁27−１を電動弁にすること
も可能である。

第10図は、第６図の実施例に弁徐閉信号発生器を追加
設置した実施例の圧力調節弁の制御系と冷却水ポンプの
運転台数の切換手段とを併せて示す図である。本実施例
においては、圧力調節弁27をゆるやかに絞り込むため
に、弁徐閉信号発生器64−１を設け、冷却水系統に与え
る外乱を少なくする。

ここでは図示していないが、圧力調節弁27の強制絞り
込み状態から復帰する場合も、冷却水系統への外乱を少
なくするために、弁徐開信号発生器と制御信号切換手段
とを組合わせて、圧力調節弁27を徐々に開くこともでき
る。

第11図は、切換器を圧力調節計と電／空変換器との間
ではなく、圧力調節計よりも前に設置し圧力調節計の設
定値を変更する実施例の圧力調節弁の制御系との冷却水
ポンプの運転台数の切換手段とを併せて示す図である。
上記いずれの実施例においても、圧力調節弁27の制御設
定値を他のユニットと制御設定の値よりも下げると、そ
のユニットの圧力調節弁27が絞り込まれた状態になるの
で、本実施例においては圧力調節計62の設定値を制御用
設定値62−３と弁閉用設定値62−４とに分けて、圧力調
節弁27を最適に制御するできるにしてある。この方式に
より、「ユニット運転中」の信号75のオン，オフ状態に
応じて、制御用設定値62−３からの信号ａまたは弁閉用
設定値62−４からの信号ｂを、切換器63−１を介して、
圧力調節計62に入力し、演算すれば、圧力調節弁27をよ
り正確に制御できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、夜間等に冷却水ポンプの運転台数を
減らす場合、冷却水ポンプ台数を例えば２台から１台に
切換えるときに、冷却水ポンプ台数を切換える前に冷却
水系統の圧力損失を自動的に増やすことができる。その
際に、運転中か否かを判別する手段からの信号に基づい
て複数のユニットの中の運転数を求め、求められたユニ
ットの運転数が所定数以下になりかつ停止中の各ユニッ
トに対応する弁が所定開度に絞り込まれたときに冷却水
ポンプの運転台数を減らす制御手段とを設けてあるの
で、冷却水ポンプの運転台数を減らし、夜間運転等の複
合サイクルプラントの低負荷運転時の所内動力を低減さ
せ、結果として送電端効率を高めることができる。

運転台数を減らす制御手段は、冷却水ポンプの運転台
数を減らすときに、弁開度の調節に要する時間に対応し
た時限のタイマを備え、弁開度の調節完了後に冷却水ポ
ンプの運転台数を減らす作業を開始するので、運転停止
ユニットの弁の弁開度を絞ったりまたは弁を閉じたりし
た後、冷却水のポンプの運転台数を切換え、冷却水ポン
プ切換えによる冷却水系統の外乱を防ぎ、プラント運転
に何ら悪影響を与えることなく、複合サイクルプラント
の運転を継続できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサイクルプラントの一実施例の全
体構成を概略的に示す系統図であり、第２図は第１図の
複合サイクルプラトの冷却水系統の一例の構成を示す系
統図であり、第３図は第２図に示す冷却水系統の運転状
態を説明する図であり、第４図は冷却水ポンプの軸動力
特性を示す図であり、第５図は従来の圧力調節弁の制御
系の構成の一例を示す図であり、第６図は本発明による
圧力調節弁の制御系と冷却水ポンプの運転台数の切換手
段とを併せて示す図であり、第７図は冷却水ポンプの運
転台数切換手段のインターロックを示すブロック図であ
り、第８図は本発明による複合サイクルプラントの圧力
調節弁の制御系と冷却水ポンプの運転台数の切換手段と
の他の実施例を示す系統図であり、第９図は本発明によ
る復号サイクルプラントの他の実施例の圧力調節弁の制
御系と止弁の操作手段とを併せて示す図であり、第10図
は第６図の実施例に弁徐閉信号発生器を追加設置した実
施例の圧力調節弁の制御系と冷却水ポンプの運転台数の
切換手段とを併せて示す図であり、第11図は切換器を圧
力調節計よりも前に設置し圧力調節計の設定値を変更す
る実施例の圧力調節弁の制御系と冷却水ポンプの運転台
数の切換手段とを併せて示す図である。１……空気圧縮機、２……燃焼器、３……ガスタービ
ン、４……排熱回収ボイラ、５……蒸気タービン、６……発電機、７……復水器、８
……給水ポンプ、９……排熱ガスダクト、10……煙突、21a,b,c……冷却
水ポンプ、 22……弁、23a,b,c……冷却水冷却器、24……バイパ
ス、 25……供給母管、26……各ブロック入口母管、27……圧
力調節弁、 27−１……止弁、27−２……三方電磁弁、31……主変圧
器、 32……制御用空気圧縮機、33……所内用空気圧縮機、 34……冷却水冷却用海水ポンプ、41……蒸気タービン油
冷却器、 42……ガスタービン油冷却器、43……発電機水素冷却
器、 44……復水器真空ポンプ、45……排熱回収ボイラの循環
ポンプ、 51……戻り母管、52……ヘッドタンク、53……供給管、
61……圧力発信器、 62……圧力調節計、62−１……偏差演算部、62−２……
制御演算部、 63……切換器、64……弁開度設定器、65……電／空変換
器、 71……真空ポンプ起動条件、72……真空破壊弁開の条
件、 73……信号保持回路、74……ワイプアウト、75……ユニ
ット運転中信号、 77……状態値設定器、81……加算器、82……判定器、 83……４ユニット以上運転中信号、84……タイマ、 85……冷却水ポンプ２台運転中信号、86……冷却水ポン
プ２台運転中信号、 87……AND回路、88……ユニット圧力調節弁絞り込み信
号、 100……共通設備ブロック、101〜107……ユニット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスタービンと蒸気タービンとを含むユニ
ットを複数設置し、前記複数のユニットの機器に冷却水
を共通に供給する冷却水ポンプを複数台含む冷却水系統
を設けた複合サイクルプラントにおいて、前記各ユニットと前記冷却水ポンプとの間に弁を設け、前記各ユニットが運転中か否かを判別する手段と、当該
ユニットが停止中と判別されたときは対応する前記弁を
所定開度に絞り込む弁開度制御手段とを設け、前記運転中か否かを判別する手段からの信号に基づいて
前記複数のユニットの中の運転数を求め、求められたユ
ニットの運転数が所定数以下になりかつ停止中の各ユニ
ッに対応する前記弁が所定開度に絞り込まれたときに前
記冷却水ポンプの運転台数を減らす制御手段とを設けたことを特徴とする複合サイクルプラント。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の複合サイク
ルプラントにおいて、前記各弁開度制御手段が、前記複数のユニットの中の運
転数を求める制御手段からの所定数のユニットの運転停
止を示す信号を取り込み、当該弁開度制御手段が対応す
るユニットの停止と所定数のユニットの運転停止とが判
別された時に当該ユニットの前記弁の絞り込みを開始す
る手段であることを特徴とする複合サイクルプラント。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の複合サイクルプラントにおいて、前記各弁開度制御手段が、前記弁開度を所定開度まで徐
々に絞り込むための弁徐閉信号発生手段を備えたことを
特徴とする複合サイクルプラント。
【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の複合サイク
ルプラントにおいて、前記各弁開度制御手段が、当該弁開度制御手段が対応す
るユニットの前記弁の弁開度演算用設定値を通常運転時
と停止時とで切換える手段を備えたことを特徴とする複
合サイクルプラント。
【請求項５】特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
れか一項に記載の複合サイクルプラントにおいて、前記運転台数を減らす制御手段が、前記冷却水ポンプの
運転台数を減らすときに、前記弁開度の調節に要する時
間に対応した時限のタイマを備え、前記弁開度の調節完
了後に前記冷却水ポンプの運転台数を減らす作業を開始
する手段であることを特徴とする複合サイクルプラン
ト。