JP2680481B2 - コンバインドサイクル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数台のガスタービン
サイクルがそれぞれ排熱回収ボイラを介して１台の蒸気
タービンサイクルに結合されたコンバインドサイクルに
よって発電するコンバインド発電プラントに係り、特
に、排熱回収ボイラの蒸気を蒸気タービンに供給する系
統に設けられた蒸気加減弁、および、排熱回収ボイラの
蒸気を復水器に逃がす系統に設けられた蒸気バイパス弁
を制御するコンバインドサイクル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンバインド発電プラントとして、複数
台のガスタービンにそれぞれ対応して設けられる排熱回
収ボイラの発生蒸気を１台の蒸気タービンに供給するも
のがある。図５はガスタービンを便宜上２台としたこの
種のコンバインド発電プラントの蒸気サイクルである。

【０００３】図５において、第１ガスタービン1aから排
出される高温高圧の排ガスは第１排熱回収ボイラ2aに導
かれ、水との熱交換により低温にされた状態で大気中に
放出される。これと同様に、第２ガスタービン1bから排
出される高温高圧の排ガスは第２排熱回収ボイラ3aに導
かれ、水との熱交換により低温にされた状態で大気中に
放出される。第１排熱回収ボイラ2aは第１高圧ドラム2b
および第１低圧ドラム2cを備え、熱交換によって変態し
た蒸気をこれらのドラムから発生する。第２排熱回収ボ
イラ3aもまた第２高圧ドラム3bおよび第２低圧ドラム3c
を備え、同じく熱交換によって変態した蒸気をこれらの
ドラムから発生する。

【０００４】第１高圧ドラム２ｂから発生する蒸気と第
２高圧ドラム３ｂから発生する蒸気は一緒にされて高圧
蒸気加減弁４を通り蒸気タービン６の高圧部に供給され
る。また、第１低圧ドラム２ｃから発生する蒸気と第２
低圧ドラム３ｃから発生する蒸気は一緒にされて低圧蒸
気加減弁５を通り蒸気タービン６の中・低圧部に供給さ
れる。蒸気タービン６に供給された蒸気は回転エネルギ
ーに変換され、仕事をし終えた後は復水器１０で冷却さ
れて水となる。これにより、蒸気タービン６と同一軸で
連結されている蒸気タービン発電機７から電力を発生す
る。

【０００５】また、第１高圧ドラム２ｂの発生蒸気は高
圧蒸気加減弁４の手前に設けられた第１高圧蒸気バイパ
ス弁８ａを通して復水器１０に直接供給され、第１低圧
ドラム２ｃの発生蒸気は低圧蒸気加減弁５の手前に設け
られた第１低圧蒸気バイパス弁８ｂを通して復水器１０
に直接供給されるようになっている。同様に、第２高圧
ドラム３ｂの発生蒸気は高圧蒸気加減弁４の手前に設け
られた第２高圧蒸気バイパス弁９ａを通して復水器１０
に直接供給され、第２低圧ドラム３ｃの発生蒸気は低圧
蒸気加減弁５の手前に設けられた第２低圧蒸気バイパス
弁９ｂを通して復水器１０に直接供給されるようになっ
ている。

【０００６】上述した高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気
加減弁５は内部構成が実質的に同一の蒸気加減弁制御回
路によってそれぞれ制御される。また、第１高圧蒸気バ
イパス弁8a，第１低圧蒸気バイパス弁8b、第２高圧蒸気
バイパス弁9a，第２低圧蒸気バイパス弁9bもまた、設定
圧力が異なるだけで内部構成が実質的に同一の蒸気バイ
パス弁制御回路によってそれぞれ制御される。

【０００７】図６は蒸気加減弁制御回路の構成を示すブ
ロック図である。この蒸気加減弁制御回路は、主に、速
度制御器11、負荷制御器12、蒸気圧力制御器13および低
値選択器14で構成され、速度制御器11の出力信号と負荷
制御器12の出力信号とを加算した信号が低値選択器14の
一方入力として、蒸気圧力制御器13の出力信号が低値選
択器14の他方入力としてそれぞれ加えられ、いずれか値
の小さい一方の信号が蒸気加減弁開度設定信号として低
値選択器14から出力される。

【０００８】ここで、負荷制御器12は設定器120 、積分
器121 、変化率制限器122 、スイッチ123 およびランバ
ック目標設定器124 を備えている。そして、設定器120
の出力信号と積分器121 の出力信号との偏差を変化率制
限器122 で変化率を制限した後、積分器121 の入力と
し、ここで積分して得られた信号を負荷制御器12の出力
信号としている。また、ランバック時にスイッチ123 を
閉成して、設定器120 の出力信号の値がランバック目標
設定器124 の値になるように構成されている。

【０００９】一方、蒸気圧力制御器13はスイッチ130 、
蒸気圧力設定器131 、減算器132 ，135 、ＰＩＤ演算器
133 、バイアス器134 を備えている。そして、スイッチ
130 が図示した不動作状態にあると、減算器132 によっ
て蒸気圧力実測信号S1から蒸気圧力設定器131 の出力信
号が減算され、その減算結果がＰＩＤ演算器133 に入力
される。このＰＩＤ演算器133 でＰＩＤ演算して得られ
た信号を蒸気圧力制御器13の出力信号としている。ま
た、スイッチ130 が図示したとは反対側に切換えられ
る、いわゆる、動作時には減算器135 によって蒸気圧力
実測信号S1からバイアス器134 の出力信号が減算され、
さらに、減算器132 によって蒸気圧力実測信号S1から減
算器135 の減算結果信号を減算することによって、実際
にはバイアス器134 の出力信号をＰＩＤ演算器133 に加
えることになる。

【００１０】なお、スイッチ130 は、高圧蒸気加減弁４
および低圧蒸気加減弁５が全開するまで図示した不動作
状態を維持し、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁
５が全開してから蒸気タービンの停止指令が与えられる
まで図示したとは反対の動作状態にさせられるものであ
る。また、蒸気圧力実測信号S1は、一般に蒸気タービン
ヘッダー圧力である。

【００１１】図７は蒸気バイパス弁制御回路の構成を示
すブロック図である。この蒸気バイパス弁制御回路は、
スイッチ15、蒸気圧力設定器16、減算器17、ＰＩＤ演算
器18、バイアス器19および加算器20を備えている。ここ
で、スイッチ15が図示した不動作状態では、減算器17に
より蒸気圧力実測信号S2から蒸気圧力設定器16の出力信
号が減算され、その減算結果がＰＩＤ演算器18に入力さ
れ、ここでＰＩＤ演算して得られた信号が蒸気バイパス
弁開度設定信号として出力される。これにより、蒸気圧
が蒸気圧力設定器16で設定された値に維持される。ま
た、スイッチ150 が図示したとは反対側に切換えられ
る、いわゆる、動作時には、加算器20によって蒸気圧力
実測信号S2にバイアス器19の出力信号が加算され、さら
に、減算器17によって加算結果信号と蒸気圧力実測信号
S2との差が演算されてＰＩＤ演算器18に加えられる。

【００１２】なお、スイッチ15は第１高圧蒸気バイパス
弁8aおよび第１低圧蒸気バイパス弁8bが全閉するまで図
示した不動作状態を維持し、第１高圧蒸気バイパス弁8a
および第１低圧蒸気バイパス弁8bが全閉してから蒸気タ
ービンの停止指令が与えられるまで図示したとは反対の
動作状態にさせられるものである。また、蒸気圧力実測
信号S2は、一般に排熱回収ボイラの出口圧力か、あるい
は、蒸気バイパス弁直前の圧力である。

【００１３】このように構成されたコンバインド発電プ
ラントを運転する場合、ガスタービン２台を同時期に起
動することもあれば、１台づつ起動することもある。ガ
スタービンを２台同時期に起動した場合と、１台づつ起
動した場合とでは、蒸気圧力制御器13内の蒸気圧力設定
器131 の値が変わるだけで、蒸気タービン６の動作は同
じであるので、ここでは、１台毎に起動する場合につい
て説明する。

【００１４】先ず、第１ガスタービン1aを起動して第１
排熱回収ボイラ2aに高温、高圧の排ガスを供給し、第１
高圧ドラム2bおよび第１低圧ドラム2cの水を蒸発させ
る。そして、蒸気タービン６を起動させるまでの間、速
度制御器11および負荷制御器12の出力信号を零にし、高
圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５を全閉にしてお
く。このとき、第１高圧蒸気バイパス弁8aおよび第１低
圧蒸気バイパス弁8bは、スイッチ15が図示した不動作状
態にあることから、蒸気圧力設定器16の出力信号に基づ
き第１排熱回収ボイラ2aの出口圧力を所定値に維持する
ように制御される。

【００１５】続いて、高圧蒸気が蒸気タービン６を起動
させ得る状態になれば、速度制御器11の出力信号を増大
させて高圧蒸気加減弁４を開けて蒸気タービン６を起動
させる。そして、定格速度に到達後に蒸気タービン発電
機７を電力系統に併入する。その後、設定器120 の出力
信号を増大させることにより、負荷制御器12の出力を増
大させ、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５を徐
々に開いて、全開にする。

【００１６】この間、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気
加減弁５が開かれたことにより、第１排熱回収ボイラ2a
の出口の高圧蒸気圧力および低圧蒸気圧力が低下するた
め、第１高圧蒸気バイパス弁8aおよび第１低圧蒸気バイ
パス弁8bを閉じて第１排熱回収ボイラ2aの出口の高圧蒸
気圧力および低圧蒸気圧力を所定値に維持させている。
そして、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５が全
開する頃に、第１高圧蒸気バイパス弁8aおよび第１低圧
蒸気バイパス弁8bが全閉するように蒸気圧力設定器16が
設定されている。

【００１７】このように、高圧蒸気加減弁４および低圧
蒸気加減弁５が全開した後は、蒸気圧力制御器13のスイ
ッチ130 を動作させてバイアス器134 の出力信号によ
り、常時弁を開ける側の信号をＰＩＤ演算器133 に入力
することによって、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加
減弁５を常時全開させている。そして、蒸気タービン停
止指令が与えられるまでこの状態を保持する。

【００１８】一方、第１高圧蒸気バイパス弁8aおよび第
１低圧蒸気バイパス弁8bが全閉した後は、スイッチ15を
動作させてバイアス器19の出力信号により、常時、弁を
閉じる側の信号をＰＩＤ演算器18に入力することによっ
て、第１高圧蒸気バイパス弁8aおよび第１低圧蒸気バイ
パス弁8bを常時全閉させている。そして、蒸気タービン
停止指令が与えられるまでこの状態を保持する。

【００１９】このように、各弁が一旦全開あるいは全閉
になると、これを保持している。その理由は、全体の出
力に対する発電機負荷の負荷状態に対しては先ずガスタ
ービン出力で応答し、蒸気タービン発電機７の出力につ
いては排熱回収ボイラの出口蒸気状態で決定するように
しているためである。これは蒸気タービンの出力が排熱
回収ボイラの出口蒸気状態に依存し、この排熱回収ボイ
ラの出口蒸気状態はガスタービン排気ガス温度に依存
し、また、ガスタービン排ガス温度はガスタービンの出
力によって決定される。従って、コンバインドサイクル
の出力は、ガスタービン出力に依存することから、ガス
タービンの出力制御により排熱回収ボイラの出力蒸気状
態、特に、出口蒸気圧力を変化させ、これに応じた蒸気
タービンの出力を得る、いわゆる、蒸気タービンの変圧
運転を行っている。

【００２０】つまり、コンバインド発電プラントの効率
を最大にするため、すなわち、ガスタービン出力に対す
る蒸気タービン出力が最大になるようにするために変圧
運転をしている。

【００２１】次に、第１ガスタービン1aの継続運転中に
第２ガスタービン1bを起動させる場合について説明す
る。

【００２２】第２ガスタービン１ｂを起動して、第２排
熱回収ボイラ３ａ内の第２高圧ドラム３ｂおよび第２低
圧ドラム３ｃの水を蒸発させる。そして、第１排熱回収
ボイラ２ａの出口蒸気圧力と第２排熱回収ボイラ３ａの
出口蒸気圧力とを均圧させる。この間、第１排熱回収ボ
イラ２ａから発生する蒸気は蒸気タービン６に供給さ
れ、第２排熱回収ボイラ３ａから発生する蒸気は第２高
圧蒸気バイパス弁９ａおよび第２低圧蒸気バイパス弁９
ｂを通して復水器１０に供給されている。この場合、均
圧させるために蒸気圧力設定器１６を調節するので第２
高圧蒸気バイパス弁９ａおよび第２低圧蒸気バイパス弁
９ｂは開度制御される。

【００２３】このようにして均圧操作した後、バイパス
系統の分岐点よりも蒸気加減弁側に設けられる、図示省
略の第２排熱回収ボイラ高圧蒸気出口弁および低圧蒸気
出口弁を徐々に開けて第２排熱回収ボイラ3aから発生す
る蒸気を蒸気タービン６に供給する。このように、高圧
蒸気出口弁および低圧蒸気出口弁を開けば第２排熱回収
ボイラ3aの出口蒸気圧力が降下しようとするため、この
間第２高圧蒸気バイパス弁9aおよび第２低圧蒸気バイパ
ス弁9bを閉めて第２排熱回収ボイラ3aの蒸気圧力を維持
するように制御される。

【００２４】その後、高圧蒸気出口弁および低圧蒸気出
口弁が全開し、第２高圧蒸気バイパス弁9aおよび第２低
圧蒸気バイパス弁9bが全閉した段階で第２排熱回収ボイ
ラ3aの起動が完了する。また、第２高圧蒸気バイパス弁
9aおよび第２低圧蒸気バイパス弁9bは前述した第１高圧
蒸気バイパス弁8aおよび第２低圧蒸気バイパス弁9bと同
様に、スイッチ15を動作させて常時全閉している。そし
て、排熱回収ボイラが２台起動し、２台分の蒸気を蒸気
タービン６に供給し始めると、排熱回収ボイラの出口蒸
気圧力は約２倍に上昇する。蒸気タービン発電機７の出
力も約２倍になる。

【００２５】これと同様に、若し、３台の排熱回収ボイ
ラを運転すれば、１台のときに比べて出口蒸気圧力およ
び蒸気タービン発電機７の出力はそれぞれ約３倍にな
る。

【００２６】これまでの説明から明らかなように、それ
ぞれ排熱回収ボイラを介して、複数台のガスタービンで
１台の蒸気タービンを運転するコンバインド発電プラン
トでは、排熱回収ボイラと対になるガスタービンの台数
に応じて排熱回収ボイラの出口蒸気圧力および蒸気ター
ビン発電機出力が決まることになる。

【００２７】また、排熱回収ボイラの発生蒸気を出来る
限り多く蒸気タービンに供給するように蒸気加減弁を全
開にして、変圧運転するのが一般的である。

【００２８】このため、複数台のガスタービンで１台の
蒸気タービンを運転している時に、１台のガスタービン
または排熱回収ボイラが緊急停止すると、排熱回収ボイ
ラの出口蒸気圧力が急低下する。すなわち、３台のガス
タービンで１台の蒸気タービンを運転している状態で、
１台のガスタービンもしくはこれに結合される１台の排
熱回収ボイラが緊急停止すれば、排熱回収ボイラの出口
蒸気圧力は2/3 になろうとし、同様に、２台のガスター
ビンで１台の蒸気タービンを運転している状態で、１台
のガスタービンもしくはこれに結合される１台の排熱回
収ボイラが緊急停止すれば、排熱回収ボイラの出口蒸気
圧力は1/2 になろうとする。

【００２９】このように、排熱回収ボイラの出口蒸気圧
力が急降下する事態に対して何もしなければ、運転を継
続している排熱回収ボイラの蒸気流量は増加する。この
蒸気流量の増加によって蒸気自体が湿り傾向となり、蒸
気タービンの翼を損傷させることがある。また、蒸気流
量の増加によってドラムの水位が異常に低くなって排熱
回収ボイラを緊急停止させなければならない事態に至
る。

【００３０】これを防ぐため従来は、負荷制御器12内の
スイッチ123を閉成し、ランバック目標設定器124 によ
りランバック目標開度まで所定のレートで蒸気加減弁を
閉めて、排熱回収ボイラの出口蒸気圧力が急降下するの
を防いでいた。

【００３１】図８はそれぞれ排熱ガス回収ボイラを有す
る２台のガスタービンによって１台の蒸気タービンを運
転する場合、蒸気加減弁をランバック目標値まで閉める
際に、スイッチ123 を閉成させる論理回路図である。同
図において、２台のガスタービンおよび２台の排熱回収
ボイラの各緊急停止信号が論理和回路21に加えられてい
る。よって、このうちのいずれかが緊急停止すると論理
和回路21の出力が「Ｈ」になる。また、２台の排熱回収
ボイラの各起動完了信号を論理積回路23に加えている。
従って、これらが起動を完了すれば論理積回路23の出力
が「Ｈ」になる。この論理積回路23にはオフディレイタ
イマ26が接続され、排熱回収ボイラが停止しても所定時
間を経過するまで「Ｈ」の信号を出力し続ける。そし
て、論理和回路21の出力信号、オフディレイタイマ26の
出力信号および蒸気タービンの起動信号が論理積回路24
に加えられている。従って、蒸気タービンが起動完了
し、かつ、２台のガスタービンおよび２台の排熱回収ボ
イラの全てが正常動作しているときに、このうちのいず
れかが緊急停止すると論理積回路24の出力信号が「Ｈ」
になる。また、論理積回路24の出力信号と、スイッチ12
3 の状態信号とが論理和回路22に加えられ、緊急停止に
応じて論理和回路22の出力が「Ｈ」になり、これ以降、
若しスイッチ123 が閉成する限り「Ｈ」のままとなる。
さらにまた、この論理和回路22の出力信号と、ランバッ
ク目標加減弁開度に到達したときに始めて「Ｈ」になる
信号を論理反転回路27で反転した信号とが論理積回路25
に加えられる。しかして、２台のガスタービンおよび２
台の排熱回収ボイラのいずれか１台でも緊急停止すると
論理積回路25からスイッチ123 を閉成させる「Ｈ」の信
号が出力され、その後、蒸気加減弁がランバック目標開
度、すなわち、約1/2 の開度まで閉められた段階で論理
積回路25の出力が「Ｌ」に変えられスイッチ123 が開放
される。

【００３２】なお、それぞれ排熱回収ボイラを有する３
台のガスタービンによって１台の蒸気タービンを運転す
る発電プラントでは、図８の構成に対して、運転台数を
判断する論理回路が追加されると共に、ランバック目標
設定器124 の値を約1/2 開度または約2/3 開度のどちら
に設定するかの論理回路が付加されることになる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンバ
インドサイクル制御装置にあっては、ガスタービン若し
くは排熱回収ボイラの緊急停止時における排熱回収ボイ
ラの出口蒸気圧力の変動を予測し、その予測値に基いて
蒸気加減弁を閉操作していたため、緊急停止時の排熱回
収ボイラの状態によっては、その出口蒸気圧力が異常に
上昇したり、下降したりすることがある。

【００３４】そうすると、図示していない給水流量の調
節により高圧ドラムおよび低圧ドラムの水位を制御して
いるドラム水位制御の外乱となり、場合によっては高圧
ドラム若しくは低圧ドラムの水位が異常に高くなった
り、異常に低くなったりするという問題があった。

【００３５】因みに、ドラム水位が異常に高くなった場
合には蒸気が湿り傾向になり、蒸気タービン６の翼を損
傷させるおそれがあるため蒸気タービン６を緊急停止さ
せなければならない。また、ドラム水位が異常に低くな
った場合には、高圧ドラムまたは低圧ドラムが空だき状
態になるため排熱回収ボイラの入熱を遮断し、蒸気ター
ビン６を停止させなければならない。

【００３６】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、複数台のガスタービンがそれぞれ排熱回
収ボイラを介して、１台の蒸気タービンに蒸気を供給し
ている状態で、ガスタービン若しくは排熱回収ボイラの
いずれかが緊急停止したときに、運転を継続している排
熱回収ボイラの運転を安定化させるこのとのできるコン
バインドサイクル制御装置を得ることを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数台のガス
タービンがそれぞれ排熱回収ボイラを介して結合される
１台の蒸気タービンの蒸気加減弁を全開し、前記ガスタ
ービンの出力を制御してこの出力に応じた最大出力を前
記蒸気タービンで得るようにしているコンバインドサイ
クル制御装置において、前記ガスタービンおよび排熱回
収ボイラの少なくとも１台が緊急停止したとき、この緊
急停止時若しくは緊急停止直前の蒸気タービンのヘッダ
ー蒸気圧力相当の実測値を設定値とし、運転を継続して
いる前記排熱回収ボイラの出口蒸気圧力が該設定値に一
致するように蒸気サイクルに設けた弁の開度を制御する
定圧蒸気圧力制御手段を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００３８】この場合、蒸気サイクルに設けた弁として
蒸気加減弁、あるいは、蒸気バイパス弁のいずれか一方
の開度を制御することが好ましい。

【００３９】また、蒸気サイクルに設けた弁の開度を制
御する間、この弁に対する制御系の動作を俊敏にするよ
うにしている。

【００４０】

【作用】この発明においては、ガスタービンおよび排熱
回収ボイラの少なくとも１台が緊急停止したとき、この
緊急停止時若しくは緊急停止直前の蒸気タービンのヘッ
ダー蒸気圧力相当の実測値を目標値として、蒸気サイク
ルに設けた蒸気加減弁または蒸気バイパス弁の開度を制
御する、いわゆる、定圧蒸気圧力制御を実行するので運
転を継続している排熱回収ボイラの出口蒸気圧力を一定
に維持することができ、これによって、これらの排熱回
収ボイラのドラムの水位の変動を抑え得ると共に、コン
バインド発電プラントの運転の安定化が可能となる。

【００４１】この場合、蒸気加減弁または蒸気バイパス
弁に対する制御系の動作を俊敏にすることにより確実な
定圧蒸気圧力制御ができる。

【００４２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係る蒸気加減弁
制御回路の構成を示すブロック図であり、図中、図６と
同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示して
いる。そして、図６に示した負荷制御器12の代わり負荷
制御器12A を用い、蒸気圧力制御器13の代わりに蒸気圧
力制御器13A を用いている。このうち、負荷制御器12A
は図６に示した負荷制御器12中のスイッチ123 およびラ
ンバック目標設定器124 を除去し、蒸気圧力制御器13A
は図６に示した蒸気圧力制御器13内に設定器136 ，137
およびスイッチ138 ，139 を付加した構成になってい
る。ここで、設定器136 にはＰＩＤ演算器133 の通常の
制御定数が、設定器137 にはＰＩＤ演算器133 の動作を
俊敏にする制御定数がそれぞれ設定され、スイッチ138
はこれらを切換えてＰＩＤ演算器133 に入力するように
なっている。また、スイッチ139 はランバック中に蒸気
圧力実測信号S1を蒸気圧力設定器131 に加えて、蒸気圧
力設定器131 の内容を実測値に置換えるものである。

【００４３】図２はこの実施例に係るスイッチ動作の論
理回路図であり、図８と同一の符号を付したものはそれ
ぞれ同一の要素を示している。これは図８の構成に対し
て、オンディレイタイマ28および論理積回路29を付加し
た構成になっており、論理積回路25の出力信号を、オン
ディレイタイマ28を介して、論理積回路29の一方入力と
し、蒸気圧力制御安定中の状態信号を論理積回路29の他
方入力とし、さらに、この論理積回路29の出力を論理反
転回路27の入力としている。なお、図８では論理積回路
25の出力信号によってスイッチ123 を制御したが、この
図２では論理積回路25の出力信号によってスイッチ130
を不動作状態に、スイッチ138 を動作状態に、スイッチ
139 を瞬時閉動作させるように変更してある。

【００４４】上記のように構成された本実施例の動作
を、特に、従来装置と異なる点を中心にして以下に説明
する。

【００４５】先ず、第１ガスタービン1aおよび第２ガス
タービン1bの両方を運転すると共に、それぞれ第１排熱
回収ボイラ2aおよび第２排熱回収ボイラ3aを介して、１
台の蒸気タービン６に蒸気を安定供給している状態で
は、スイッチ動作の論理回路中の論理積回路25の出力は
「Ｌ」である。このため、図１に示した蒸気加減弁制御
装置のスイッチ130 は図示したとは反対側に切換えられ
た動作状態にあり、スイッチ138 は図示した不動作状態
にあり、さらに、スイッチ139 は図示した開放状態にあ
る。従って、ＰＩＤ演算器133 は通常の制御定数によっ
てＰＩＤ動作することから、従来装置と全く同様に高圧
蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５は全開され、蒸気
タービンの変圧運転制御が行われる。

【００４６】次に、第１ガスタービン1a、第２ガスター
ビン1b、第１排熱回収ボイラ2aおよび第２排熱回収ボイ
ラ3aのいずれか１台が緊急停止すると、スイッチ動作の
論理回路中の論理積回路25の出力は「Ｈ」に変化する。
これにより、スイッチ130 は図示した不動作状態に、ス
イッチ138 は図示したとは反対側に切換えられる動作状
態にされると共に、スイッチ139 が瞬時閉動作せしめら
れる。

【００４７】このように、スイッチ130 が不動作状態に
なると共に、スイッチ139 が瞬時閉動作すると、蒸気圧
力設定器131 の設定内容が圧力低下以前の蒸気圧力の実
測値に置換され、減算器132 にはこの設定値と、圧力低
下しようとする蒸気圧力実測信号S1とが加えられる。こ
れにより、蒸気圧力制御器13A は蒸気圧力実測値を目標
とする制御信号を出力するため、蒸気加減弁は定圧蒸気
圧力制御される。

【００４８】このとき、スイッチ138 が動作し、設定器
137 の定数にしたがってＰＩＤ演算器133 が動作するた
め、蒸気圧力制御器13の出力信号は俊敏に変化する。

【００４９】一方、論理積回路25の出力信号が「Ｈ」に
なって、オンディレイタイマ28がカウントアップした時
に蒸気圧力制御が安定しておれば、すなわち、出口蒸気
圧力の一定維持が完了しておれば論理積回路29の出力信
号を「Ｈ」に、論理反転回路27の出力信号を「Ｌ」に、
論理積回路25の出力信号を「Ｌ」にして蒸気タービンの
変圧運転に復旧させる。

【００５０】かくして、２台のガスタービンと１台の蒸
気タービンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコン
バインドサイクルで、ガスタービンおよび排熱回収ボイ
ラのいずれか１台が緊急停止した場合に、運転を継続し
ている排熱回収ボイラの出口蒸気圧力を一定に維持する
ことができると共に、排熱回収ボイラ内の高圧ドラムお
よび低圧ドラムの水位を安定に制御することができる。

【００５１】なお、上記実施例では論理積回路25の出力
によりオンディレイタイマ28を作動させ、自動的に変圧
運転に復旧させたが、蒸気圧力制御の安定が確認されれ
ば手動のスイッチ等で変圧運転に復旧させるようにして
もよい。

【００５２】また、この実施例ではスイッチ１３９によ
り蒸気圧力設定器１３１の設定内容を、緊急停止時に入
力した蒸気圧力実測信号を使用して置換しているが、緊
急停止信号の出力の遅れを考慮して、その入力時点より
も所定時間だけ前の蒸気圧力実測信号を利用することも
できる。また、スイッチ１３８によってＰＩＤ演算器１
３３の制御定数を切換えてその動作を俊敏にする代わり
に、従来装置として図６に示したスイッチ１２３および
ランバック目標設定器１２４による蒸気加減弁セットバ
ック機能を用いてもよく、さらに、これら両方の機能を
持たせることによってより俊敏な制御が可能となる。

【００５３】さらにまた、上記実施例では、２台のガス
タービンと１台の蒸気タービンとが排熱回収ボイラを介
して結合されたコンバインドサイクルに適用するものに
ついて説明したが、３台以上のガスタービンと１台の蒸
気タービンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコン
バインドサイクルにあっては、論理和回路21の代わりに
全てのガスタービンおよび排熱回収ボイラの緊急停止信
号を入力する論理和回路と、論理積回路23の代わりに全
ての排熱回収ボイラの起動完了信号を入力する論理積回
路を用いることによって上述したと同様な制御ができ
る。

【００５４】図３は本発明の他の実施例に係る蒸気バイ
パス弁制御回路の構成を示すブロック図、図４はこの実
施例に係るスイッチ動作の論理回路図である。このう
ち、図３に示した蒸気バイパス弁制御回路は図１に示し
た蒸気加減弁制御回路と併用するもので、図４に示した
スイッチ動作の論理回路は蒸気加減弁制御回路および蒸
気バイパス弁制御回路の各スイッチを動作させるもので
ある。

【００５５】図３において、図７と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示している。ここでは、Ｐ
ＩＤ演算器18の通常の制御定数が設定された設定器30
と、ランバック中にＰＩＤ演算器18の動作を俊敏にする
制御定数が設定された設定器31と、これら定数を切換え
てＰＩＤ演算器18に入力するスイッチ32が付加されてい
るほか、瞬時閉動作により蒸気圧力設定器16の内容を蒸
気圧力実測信号S2の値に置換させる（トラッキング）さ
せるスイッチ33が付加されている。

【００５６】図４において、論理積回路23、オフディレ
イタイマ26および論理積回路40によって、第１排熱回収
ボイラ、第２排熱回収ボイラおよび蒸気タービンの全て
が起動完了したことを検出している。また、論理和回路
34、論理積回路41，42，43および論理反転回路53によっ
て、第１ガスタービンまたは第１排熱回収ボイラのいず
れかが停止したとき、蒸気バイパス弁が定圧蒸気圧力制
御中であり、かつ、第１蒸気バイパス弁が所定の開度以
上開いていることを検出している。さらに、論理和回路
36、論理積回路46，47，48および論理反転回路55によっ
て、第２ガスタービンまたは第２排熱回収ボイラのいず
れかが停止したとき、蒸気バイパス弁が定圧蒸気圧力制
御中であり、かつ、第２蒸気バイパス弁が所定の開度以
上開いていることを検出している。そして、論理和回路
38，39、論理積回路51，52、論理反転回路57およびオン
ディレイタイマ60により蒸気加減弁制御回路中のスイッ
チ138 ，139 の動作信号を得ている。また、論理和回路
35、論理積回路44，45、論理反転回路54およびオンディ
レイタイマ58により第１高圧蒸気バイパス弁に対応する
蒸気バイパス弁制御回路中のスイッチ32，33の動作信号
を得ている。さらに、論理和回路37、論理積回路49，5
0、論理反転回路56およびオンディレイタイマ59により
第２高圧蒸気バイパス弁に対応する蒸気バイパス弁制御
回路中のスイッチ32，33の動作信号を得ている。

【００５７】この実施例ではガスタービンおよび排熱回
収ボイラのいずれか１台が緊急停止したとき、「蒸気バ
イパス弁で定圧蒸気圧力制御をしており」、「蒸気バイ
パス弁が所定の開度以上開いていた場合、すなわち、蒸
気バイパス弁で排熱回収ボイラ出口蒸気圧力を維持する
ことが可能な状態」になっていた場合に、排熱回収ボイ
ラ出口蒸気圧力の一定維持作用を蒸気バイパス弁で行う
ものである。

【００５８】なお、蒸気バイパス弁で排熱回収ボイラ出
口蒸気圧力を一定に維持することが不可能な状態になっ
ていた場合には、蒸気加減弁で蒸気圧力を一定に維持さ
せる。一方、蒸気加減弁で蒸気圧力一定維持を行う判断
をして蒸気バイパス弁が開いていた場合には蒸気バイパ
ス弁を強制的に閉めるようにする。

【００５９】かくして、この実施例によれば、蒸気バイ
パス弁を用いた蒸気タービンの定圧運転制御が可能とな
る。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなようにこの
発明によれば、複数台のガスタービンと１台の蒸気ター
ビンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコンバイン
ドサイクルで、ガスタービンおよび排熱回収ボイラの少
なくとも１台が緊急停止した場合に、運転を継続してい
る排熱回収ボイラの出口蒸気圧力を一定に維持すること
ができると共に、排熱回収ボイラ内の高圧ドラムおよび
低圧ドラムの水位を安定に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る蒸気加減弁制御回路
の構成を示すブロック図。

【図２】この発明の一実施例に係るスイッチ動作の論理
回路図。

【図３】この発明の他の実施例に係る蒸気バイパス弁制
御回路の構成を示すブロック図。

【図４】この発明の他の実施例に係るスイッチ動作の論
理回路図。

【図５】一般的なコンバインドサイクル発電プラントの
蒸気サイクル図。

【図６】従来のコンバインドサイクル制御装置の蒸気加
減弁制御回路の構成を示すブロック図。

【図７】従来のコンバインドサイクル制御装置の蒸気バ
イパス弁制御回路の構成を示すブロック図。

【図８】従来のコンバインドサイクル制御装置のスイッ
チ動作の論理回路図。

【符号の説明】

１ａ 第１ガスタービン １ｂ 第２ガスタービン ２ａ 第１排熱回収ボイラ ３ａ 第２排熱回収ボイラ ４ 高圧蒸気加減弁 ５ 低圧蒸気加減弁 ６ 蒸気タービン ８ａ 第１高圧蒸気バイパス弁 ８ｂ 第１低圧蒸気バイパス弁 １０ 復水器 １１ 速度制御器 １２Ａ 負荷制御器 １３Ａ 蒸気圧力制御器 １４ 低値選択器 １６ 蒸気圧力設定器 １８ ＰＩＤ演算器 ３０ 設定器 ３１ 設定器 ３２ スイッチ １２０ 設定器 １２１ 積分器 １３１ 蒸気圧力設定器 １３３ ＰＩＤ演算器 １３６ 設定器 １３７ 設定器 １３８ スイッチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台のガスタービンがそれぞれ排熱回収
   ボイラを介して結合される１台の蒸気タービンの蒸気加
   減弁を全開し、前記ガスタービンの出力を制御してこの
   出力に応じた最大出力を前記蒸気タービンで得るように
   しているコンバインドサイクル制御装置において、前記
   ガスタービンおよび排熱回収ボイラの少なくとも１台が
   緊急停止したとき、この緊急停止時若しくは緊急停止直
   前の前記蒸気タービンのヘッダー蒸気圧力相当の実測値
   を設定値とし、運転を継続している前記排熱回収ボイラ
   の出口蒸気圧力が該設定値に一致するように蒸気サイク
   ルに設けた弁の開度を制御する定圧蒸気圧力制御手段を
   備えたことを特徴とするコンバインドサイクル制御装
   置。
2. 【請求項２】前記蒸気サイクルに設けた弁の開度を制御
   する間、この弁に対する制御系の動作を俊敏にする制御
   定数変更手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   のコンバインドサイクル制御装置。