JP2908884B2 - 加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置 - Google Patents
加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧流動床コンバイン
ドプラントに係り、特に、低負荷等の部分負荷運転時に
ガスタービンを自立運転させるに好適な部分負荷運転制
御方法及びその制御装置に関する。
ドプラントに係り、特に、低負荷等の部分負荷運転時に
ガスタービンを自立運転させるに好適な部分負荷運転制
御方法及びその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のコンバインドプラントは、ガスタ
ービン設備による発電がメインで、ガスタービンの排熱
を回収して行う蒸気タービン設備による発電はサブとな
る。このため、燃料としてはＬＮＧ等の火力の強い燃料
が用いられ、燃焼器にて燃焼させガスタービンに供給さ
れる燃焼ガスの温度が１００％負荷時に摂氏１１００度
〜１２００度になるようにしている。これに対し、石炭
を燃料とする加圧流動床コンバインドプラントでは、加
圧流動床ボイラからガスタービンに供給される燃焼ガス
の温度は１００％負荷時でも摂氏８６０度程度のため、
ガスタービンによる発電はサブとなり、ガスタービンの
排熱及び加圧流動床ボイラで発生させた蒸気による蒸気
タービンの発電がメインとなる。つまり、加圧流動床コ
ンバインドプラントにおけるガスタービンは、発電より
も、空気圧縮機を駆動して加圧流動床ボイラで必要とす
る圧縮空気を送り込む仕事の方が重要となる。尚、加圧
流動床コンバインドプラントに関連するものとして、特
開昭６４−４１６０６号等がある。
ービン設備による発電がメインで、ガスタービンの排熱
を回収して行う蒸気タービン設備による発電はサブとな
る。このため、燃料としてはＬＮＧ等の火力の強い燃料
が用いられ、燃焼器にて燃焼させガスタービンに供給さ
れる燃焼ガスの温度が１００％負荷時に摂氏１１００度
〜１２００度になるようにしている。これに対し、石炭
を燃料とする加圧流動床コンバインドプラントでは、加
圧流動床ボイラからガスタービンに供給される燃焼ガス
の温度は１００％負荷時でも摂氏８６０度程度のため、
ガスタービンによる発電はサブとなり、ガスタービンの
排熱及び加圧流動床ボイラで発生させた蒸気による蒸気
タービンの発電がメインとなる。つまり、加圧流動床コ
ンバインドプラントにおけるガスタービンは、発電より
も、空気圧縮機を駆動して加圧流動床ボイラで必要とす
る圧縮空気を送り込む仕事の方が重要となる。尚、加圧
流動床コンバインドプラントに関連するものとして、特
開昭６４−４１６０６号等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加圧流動床コンバイン
ドプラントに使用するガスタービン設備には、二軸型と
一軸型のものがある。二軸型のものは、部分負荷運転を
行う場合、空気圧縮機の回転数を変化させることで吐出
空気流量及び加圧流動床ボイラ内の圧力を可変とし、プ
ラントの部分負荷運転を可能としている。これに対し、
ガスタービンと空気圧縮機とが一軸に機械的に連結され
たものは、ガスタービン側と空気圧縮機側との回転数が
常に等しいので、部分負荷運転時には、図９に示す様
に、圧縮機吐出圧力はボイラが要求する圧力，流量特性
に従って降下し、圧縮機入口案内翼の角度を制御したり
圧縮機入口絞り弁等を制御することでボイラへ供給する
空気の圧力と流量を制御しても、ボイラでの燃焼状態を
安定に維持することは困難になる。
ドプラントに使用するガスタービン設備には、二軸型と
一軸型のものがある。二軸型のものは、部分負荷運転を
行う場合、空気圧縮機の回転数を変化させることで吐出
空気流量及び加圧流動床ボイラ内の圧力を可変とし、プ
ラントの部分負荷運転を可能としている。これに対し、
ガスタービンと空気圧縮機とが一軸に機械的に連結され
たものは、ガスタービン側と空気圧縮機側との回転数が
常に等しいので、部分負荷運転時には、図９に示す様
に、圧縮機吐出圧力はボイラが要求する圧力，流量特性
に従って降下し、圧縮機入口案内翼の角度を制御したり
圧縮機入口絞り弁等を制御することでボイラへ供給する
空気の圧力と流量を制御しても、ボイラでの燃焼状態を
安定に維持することは困難になる。
【０００４】低負荷時等の部分負荷時には、ボイラから
排出されガスタービンに導入される燃焼ガスの温度が、
図６に示される様に、定格時の温度より降下する。一
方、図７に示す様に、ガスタービン圧縮機の吐出圧力は
部分負荷時には低下し、この圧力低下によりガスタービ
ン出口の排ガス温度は図６に示す様に上昇してしまう。
つまり、部分負荷時にはガスタービンの出入口での熱落
差が小さくなる。この結果、ガスタービンの出力は圧縮
機の動力以下に下がり、図８に示す様に、ガスタービン
発電機出力は、プラントの所定部分負荷以下でマイナス
となってしまう。つまり、このプラント所定部分負荷以
下では、ガスタービンは自立運転が不可能となってしま
う。
排出されガスタービンに導入される燃焼ガスの温度が、
図６に示される様に、定格時の温度より降下する。一
方、図７に示す様に、ガスタービン圧縮機の吐出圧力は
部分負荷時には低下し、この圧力低下によりガスタービ
ン出口の排ガス温度は図６に示す様に上昇してしまう。
つまり、部分負荷時にはガスタービンの出入口での熱落
差が小さくなる。この結果、ガスタービンの出力は圧縮
機の動力以下に下がり、図８に示す様に、ガスタービン
発電機出力は、プラントの所定部分負荷以下でマイナス
となってしまう。つまり、このプラント所定部分負荷以
下では、ガスタービンは自立運転が不可能となってしま
う。
【０００５】このことは、一軸型のガスタービン設備を
用いる加圧流動床コンバインドプラントが、ガスタービ
ンの仕様により運転の制限を受けてしまうという問題
と、近年のように変動の激しい電力需要に柔軟に対応で
きないという問題がある。
用いる加圧流動床コンバインドプラントが、ガスタービ
ンの仕様により運転の制限を受けてしまうという問題
と、近年のように変動の激しい電力需要に柔軟に対応で
きないという問題がある。
【０００６】本発明は、一軸型のガスタービンを用いる
加圧流動床コンバインドプラントで部分負荷運転を可能
にすることを目的とする。
加圧流動床コンバインドプラントで部分負荷運転を可能
にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、プラントを
部分負荷運転する場合には、ガスタービンに、加圧流動
床ボイラから燃焼ガスを供給する他、高圧蒸気あるいは
高圧給水を注入することで、達成される。高圧蒸気（給
水）としては、加圧流動床ボイラから蒸気タービンへ供
給する蒸気の一部や、該加圧流動床ボイラへの給水の一
部（高圧であるためにガスタービンに供給したとき蒸気
になる。）や、他の蒸気発生器からの蒸気等を用いる。
又、高圧蒸気のガスタービンへの注入量は、ガスタービ
ン発電機の出力、加圧流動床ボイラからガスタービンへ
供給する燃焼ガスの温度、ガスタービンの排気ガスの温
度、注入する高圧蒸気（給水）の圧力や温度から注入す
る高圧蒸気のエネルギを計算し、ガスタービン出力が目
標設定値となるように制御する。
部分負荷運転する場合には、ガスタービンに、加圧流動
床ボイラから燃焼ガスを供給する他、高圧蒸気あるいは
高圧給水を注入することで、達成される。高圧蒸気（給
水）としては、加圧流動床ボイラから蒸気タービンへ供
給する蒸気の一部や、該加圧流動床ボイラへの給水の一
部（高圧であるためにガスタービンに供給したとき蒸気
になる。）や、他の蒸気発生器からの蒸気等を用いる。
又、高圧蒸気のガスタービンへの注入量は、ガスタービ
ン発電機の出力、加圧流動床ボイラからガスタービンへ
供給する燃焼ガスの温度、ガスタービンの排気ガスの温
度、注入する高圧蒸気（給水）の圧力や温度から注入す
る高圧蒸気のエネルギを計算し、ガスタービン出力が目
標設定値となるように制御する。
【０００８】
【作用】ガスタービンの出力が、燃焼ガスの供給だけで
は低下してしまい負になる場合は、高圧蒸気にてガスタ
ービンを回転させ、図８の例で説明すれば、発電機出力
が負になる領域でのガスタービン出力つまり発電機出力
を高圧蒸気にて補い、負とならないように制御する。こ
れにより、ガスタービンは自立運転され、プラントの部
分負荷運転が可能となる。
は低下してしまい負になる場合は、高圧蒸気にてガスタ
ービンを回転させ、図８の例で説明すれば、発電機出力
が負になる領域でのガスタービン出力つまり発電機出力
を高圧蒸気にて補い、負とならないように制御する。こ
れにより、ガスタービンは自立運転され、プラントの部
分負荷運転が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。この加圧流
動床コンバインドプラントは、加圧流動床ボイラ設備
と、一軸型のガスタービン設備と、蒸気タービン設備
と、発電機設備とを備える。ガスタービン２の回転によ
り駆動される空気圧縮機１は、空気２１を吸入し圧縮す
ることで高圧空気とする。この高圧空気２２は加圧流動
床ボイラ４に導入される。加圧流動床ボイラ４には燃料
である石炭が供給されており、この石炭が高圧空気２２
のもとで燃焼し、高温，高圧となった燃焼ガス２３がガ
スタービン２に供給される。高温，高圧の燃焼ガスはガ
スタービン２にて膨張し仕事をし、これにより、ガスタ
ービン２が回転駆動されて、空気圧縮機１を回転駆動す
ると共にガスタービン発電機３を駆動して発電を行う。
ガスタービン２の排気ガス２４は、給水加熱器１０に導
入され、ここで給水３６と熱交換し、最終的に低温とな
って大気に放出される。
て説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。この加圧流
動床コンバインドプラントは、加圧流動床ボイラ設備
と、一軸型のガスタービン設備と、蒸気タービン設備
と、発電機設備とを備える。ガスタービン２の回転によ
り駆動される空気圧縮機１は、空気２１を吸入し圧縮す
ることで高圧空気とする。この高圧空気２２は加圧流動
床ボイラ４に導入される。加圧流動床ボイラ４には燃料
である石炭が供給されており、この石炭が高圧空気２２
のもとで燃焼し、高温，高圧となった燃焼ガス２３がガ
スタービン２に供給される。高温，高圧の燃焼ガスはガ
スタービン２にて膨張し仕事をし、これにより、ガスタ
ービン２が回転駆動されて、空気圧縮機１を回転駆動す
ると共にガスタービン発電機３を駆動して発電を行う。
ガスタービン２の排気ガス２４は、給水加熱器１０に導
入され、ここで給水３６と熱交換し、最終的に低温とな
って大気に放出される。
【００１０】給水加熱器１０にて加熱された給水３７
は、加圧流動床ボイラ４内の配管を通ることで、該ボイ
ラ４内の石炭の燃焼により高温，高圧の蒸気３１とな
る。この蒸気３１は高圧タービン５に供給され、ここで
膨張し該高圧タービン５を回転駆動する。高圧タービン
５から排気された蒸気３２は、再びボイラ４にて再熱さ
れてから再熱蒸気タービン６に供給され、該再熱蒸気タ
ービン６を回転駆動する。これらのタービン５，６の回
転により発電機７が駆動され、発電が行われる。
は、加圧流動床ボイラ４内の配管を通ることで、該ボイ
ラ４内の石炭の燃焼により高温，高圧の蒸気３１とな
る。この蒸気３１は高圧タービン５に供給され、ここで
膨張し該高圧タービン５を回転駆動する。高圧タービン
５から排気された蒸気３２は、再びボイラ４にて再熱さ
れてから再熱蒸気タービン６に供給され、該再熱蒸気タ
ービン６を回転駆動する。これらのタービン５，６の回
転により発電機７が駆動され、発電が行われる。
【００１１】再熱蒸気タービン６から排気された低温，
低圧の蒸気３４は、復水器８にて海水３５と熱交換さ
れ、凝縮して水に戻り、復水器８内に溜められる。この
復水器８内の復水は、復水器８の出口に設置された高圧
給水ポンプ９にて昇圧され給水加熱器１０に送水され、
前述したようにガスタービン２の排気ガス２４と熱交換
される。
低圧の蒸気３４は、復水器８にて海水３５と熱交換さ
れ、凝縮して水に戻り、復水器８内に溜められる。この
復水器８内の復水は、復水器８の出口に設置された高圧
給水ポンプ９にて昇圧され給水加熱器１０に送水され、
前述したようにガスタービン２の排気ガス２４と熱交換
される。
【００１２】以上が、一軸型のガスタービン設備を備え
た加圧流動床コンバインドプラントの構成であり、本実
施例では更にこの構成に加え、部分負荷運転制御装置を
設けてある。この部分負荷運転制御装置は、ボイラ４か
ら高圧タービン５に供給される高温，高圧蒸気３１を途
中で抽気しガスタービン２に供給する配管５１と、該配
管５１の途中に設けられ抽気量を調節する制御弁４２
と、該制御弁４２を制御する制御装置４１と、各種セン
サからなる。本実施例では、センサとして、抽気する蒸
気３１の圧力を検出する圧力センサ４３と、該蒸気３１
の温度を検出する温度センサ４４と、ボイラ４からガス
タービン２に供給される燃焼ガス２３の温度を検出する
温度センサ４５と、ガスタービン２の排気ガス２４の温
度を検出する温度センサ４６と、ガスタービン発電機３
の出力を検出するセンサ４７とを用い、制御装置４１
は、これら各センサ４３〜４７の検出信号を取り込んで
ガスタービン２に投入する抽気蒸気の単位エネルギを計
算し、ガスタービン２への投入エネルギが目標設定値と
なるように抽気蒸気量つまりガスタービン２への投入蒸
気量と前記目標設定値との偏差が零となるように制御弁
４２の開弁量を制御するようになっている。
た加圧流動床コンバインドプラントの構成であり、本実
施例では更にこの構成に加え、部分負荷運転制御装置を
設けてある。この部分負荷運転制御装置は、ボイラ４か
ら高圧タービン５に供給される高温，高圧蒸気３１を途
中で抽気しガスタービン２に供給する配管５１と、該配
管５１の途中に設けられ抽気量を調節する制御弁４２
と、該制御弁４２を制御する制御装置４１と、各種セン
サからなる。本実施例では、センサとして、抽気する蒸
気３１の圧力を検出する圧力センサ４３と、該蒸気３１
の温度を検出する温度センサ４４と、ボイラ４からガス
タービン２に供給される燃焼ガス２３の温度を検出する
温度センサ４５と、ガスタービン２の排気ガス２４の温
度を検出する温度センサ４６と、ガスタービン発電機３
の出力を検出するセンサ４７とを用い、制御装置４１
は、これら各センサ４３〜４７の検出信号を取り込んで
ガスタービン２に投入する抽気蒸気の単位エネルギを計
算し、ガスタービン２への投入エネルギが目標設定値と
なるように抽気蒸気量つまりガスタービン２への投入蒸
気量と前記目標設定値との偏差が零となるように制御弁
４２の開弁量を制御するようになっている。
【００１３】今、図８に示す所定部分負荷より低い負荷
割合から所定部分負荷までの負荷範囲でプラント負荷を
上昇させ或いは降下させる運転を行う場合、空気圧縮機
１の動力に対しガスタービン２の出力が上回りガスター
ビン発電機３の出力が負とならないような投入エネルギ
の目標値を設定しておく。制御装置４１は、各種センサ
４３〜４７の検出値を取り込み、制御弁４２の開弁量を
制御することで、ボイラ４からガスタービン２に供給さ
れる燃焼ガスだけでは足りない分のエネルギを持った抽
気蒸気量がガスタービン２に供給される。これにより、
ガスタービン２は、燃焼ガスだけでは空気圧縮機１を十
分に動作させるだけの動力が得られなくなっても、不足
分を抽気蒸気から得ることができ、ボイラ４が必要とす
る圧縮空気量が空気圧縮機１からボイラ４に供給され
る。この結果、本実施例の加圧流動床コンバインドプラ
ントのガスタービン発電端出力とプラント負荷との関係
は、図８において、所定部分負荷以下が発電機出力０の
軸と一致するようになり、発電機出力が負となってガス
タービンが自立運転できなくなるということはない。つ
まり、一軸型のガスタービンを用いた場合でも、所定部
分負荷以下の低負荷でプラントを運転することが可能と
なる。
割合から所定部分負荷までの負荷範囲でプラント負荷を
上昇させ或いは降下させる運転を行う場合、空気圧縮機
１の動力に対しガスタービン２の出力が上回りガスター
ビン発電機３の出力が負とならないような投入エネルギ
の目標値を設定しておく。制御装置４１は、各種センサ
４３〜４７の検出値を取り込み、制御弁４２の開弁量を
制御することで、ボイラ４からガスタービン２に供給さ
れる燃焼ガスだけでは足りない分のエネルギを持った抽
気蒸気量がガスタービン２に供給される。これにより、
ガスタービン２は、燃焼ガスだけでは空気圧縮機１を十
分に動作させるだけの動力が得られなくなっても、不足
分を抽気蒸気から得ることができ、ボイラ４が必要とす
る圧縮空気量が空気圧縮機１からボイラ４に供給され
る。この結果、本実施例の加圧流動床コンバインドプラ
ントのガスタービン発電端出力とプラント負荷との関係
は、図８において、所定部分負荷以下が発電機出力０の
軸と一致するようになり、発電機出力が負となってガス
タービンが自立運転できなくなるということはない。つ
まり、一軸型のガスタービンを用いた場合でも、所定部
分負荷以下の低負荷でプラントを運転することが可能と
なる。
【００１４】図２は、本発明の第２実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。第１実施例
では、ガスタービン１の動力の不足分を補うための投入
蒸気をボイラ４から高圧タービン５へ供給される蒸気３
１を抽気して得ていたのに対し、本実施例では、蒸気３
１の代わりに、高圧タービン５からの排気蒸気３２を抽
気して用いている。このため、配管５１を排気蒸気３２
を取り込んでガスタービン２に供給する位置に設置し、
センサ４３，４４は排気蒸気３２の圧力，温度を検出し
制御装置４１に出力するようになっている。排気蒸気３
２は、蒸気３１に比べて低温，低圧であるが、ガスター
ビン２内に投入されると膨張しガスタービン２を回転駆
動するには十分なエネルギを持っており、本実施例でも
第１実施例と同様の効果が得られる。
動床コンバインドプラントの系統図である。第１実施例
では、ガスタービン１の動力の不足分を補うための投入
蒸気をボイラ４から高圧タービン５へ供給される蒸気３
１を抽気して得ていたのに対し、本実施例では、蒸気３
１の代わりに、高圧タービン５からの排気蒸気３２を抽
気して用いている。このため、配管５１を排気蒸気３２
を取り込んでガスタービン２に供給する位置に設置し、
センサ４３，４４は排気蒸気３２の圧力，温度を検出し
制御装置４１に出力するようになっている。排気蒸気３
２は、蒸気３１に比べて低温，低圧であるが、ガスター
ビン２内に投入されると膨張しガスタービン２を回転駆
動するには十分なエネルギを持っており、本実施例でも
第１実施例と同様の効果が得られる。
【００１５】図３は、本発明の第３実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。第２実施例
では、高圧タービン５の排気蒸気３２を用いたが、本実
施例では、再熱蒸気３３を抽気しこれをガスタービン２
に投入するようにしている。このため、センサ４３，４
４は、再熱蒸気３３の圧力，温度を検出し制御装置４１
に出力するようになっている。再熱蒸気３３は、排気蒸
気３２よりも高温，高圧でエネルギも高いので、本実施
例は第２実施例よりもより効果的にプラントの部分負荷
運転を可能にする。
動床コンバインドプラントの系統図である。第２実施例
では、高圧タービン５の排気蒸気３２を用いたが、本実
施例では、再熱蒸気３３を抽気しこれをガスタービン２
に投入するようにしている。このため、センサ４３，４
４は、再熱蒸気３３の圧力，温度を検出し制御装置４１
に出力するようになっている。再熱蒸気３３は、排気蒸
気３２よりも高温，高圧でエネルギも高いので、本実施
例は第２実施例よりもより効果的にプラントの部分負荷
運転を可能にする。
【００１６】図４は、本発明の第４実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。本実施例で
は、給水加熱器１０からボイラ４に送水される高圧，高
温の給水３７の一部を抽水しガスタービン２に投入され
るようになっている。このため、センサ４３，４４はこ
の給水３７の圧力，温度を検出し制御装置４１に出力す
るようになっている。給水３７は液体であるが、高温，
高圧であるために、ガスタービン２に投入された途端に
蒸発して膨張し高温，高圧の蒸気となってガスタービン
２を駆動する。本実施例でも前述した各実施例と同様の
効果を得ることができる。
動床コンバインドプラントの系統図である。本実施例で
は、給水加熱器１０からボイラ４に送水される高圧，高
温の給水３７の一部を抽水しガスタービン２に投入され
るようになっている。このため、センサ４３，４４はこ
の給水３７の圧力，温度を検出し制御装置４１に出力す
るようになっている。給水３７は液体であるが、高温，
高圧であるために、ガスタービン２に投入された途端に
蒸発して膨張し高温，高圧の蒸気となってガスタービン
２を駆動する。本実施例でも前述した各実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００１７】図５は、本発明の第５実施例に係る加圧流
動床コンバインドプラントの系統図である。上述した各
実施例が、ガスタービン２に投入する蒸気あるいは給水
を自己の系統のから得ていたのに対し、本実施例では、
他の蒸気発生器４８から配管３８を介して得ている。こ
のため、センサ４３，４４はこの蒸気発生器４８で発生
した蒸気の圧力，温度を検出し制御装置４１に出力する
ようになっている。本実施例でも他の実施例と同様の効
果を得ることができる。
動床コンバインドプラントの系統図である。上述した各
実施例が、ガスタービン２に投入する蒸気あるいは給水
を自己の系統のから得ていたのに対し、本実施例では、
他の蒸気発生器４８から配管３８を介して得ている。こ
のため、センサ４３，４４はこの蒸気発生器４８で発生
した蒸気の圧力，温度を検出し制御装置４１に出力する
ようになっている。本実施例でも他の実施例と同様の効
果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、一軸型のガスタービン
を使用した加圧流動床コンバインドプラントでも、部分
負荷運転時にもガスタービンの自立運転を可能にしたの
で、プラントを低負荷でも運転することが可能となり、
プラントの運用負荷範囲が広がり変動する電力需要に容
易に対応することができる。
を使用した加圧流動床コンバインドプラントでも、部分
負荷運転時にもガスタービンの自立運転を可能にしたの
で、プラントを低負荷でも運転することが可能となり、
プラントの運用負荷範囲が広がり変動する電力需要に容
易に対応することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る加圧流動床コンバイ
ンドプラントの系統図である。
ンドプラントの系統図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る加圧流動床コンバイ
ンドプラントの系統図である。
ンドプラントの系統図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る加圧流動床コンバイ
ンドプラントの系統図である。
ンドプラントの系統図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る加圧流動床コンバイ
ンドプラントの系統図である。
ンドプラントの系統図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る加圧流動床コンバイ
ンドプラントの系統図である。
ンドプラントの系統図である。
【図６】ガスタービン出入口ガス温度の部分負荷特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】空気圧縮機吐出圧力の部分負荷特性を示すグラ
フである。
フである。
【図８】ガスタービン発電端出力の部分負荷特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図９】加圧流動床ボイラへの供給空気量，圧力の部分
負荷特性を示すグラフである。
負荷特性を示すグラフである。
１…空気圧縮機、２…ガスタービン、３…ガスタービン
発電機、４…加圧流動床ボイラ、５…高圧タービン、６
…再熱タービン、７…蒸気タービン発電機、８…復水
器、９…給水ポンプ、１０…給水加熱器、１９…加圧流
動床ボイラバイパス流量調整弁、２１…空気、２２…高
圧空気、２３…燃焼ガス、２４…ガスタービン排ガス、
３１…高圧タービンへの供給蒸気、３２…高圧タービン
排気蒸気、３３…再熱蒸気、３７…ボイラへの給水、３
８，５１…投入蒸気（抽気蒸気，給水）用の配管、４１
…投入エネルギ制御装置、４２…投入エネルギ制御弁、
４３…圧力センサ、４４，４５，４６…温度センサ、４
７…発電機出力センサ、４８…他の蒸気発生器。
発電機、４…加圧流動床ボイラ、５…高圧タービン、６
…再熱タービン、７…蒸気タービン発電機、８…復水
器、９…給水ポンプ、１０…給水加熱器、１９…加圧流
動床ボイラバイパス流量調整弁、２１…空気、２２…高
圧空気、２３…燃焼ガス、２４…ガスタービン排ガス、
３１…高圧タービンへの供給蒸気、３２…高圧タービン
排気蒸気、３３…再熱蒸気、３７…ボイラへの給水、３
８，５１…投入蒸気（抽気蒸気，給水）用の配管、４１
…投入エネルギ制御装置、４２…投入エネルギ制御弁、
４３…圧力センサ、４４，４５，４６…温度センサ、４
７…発電機出力センサ、４８…他の蒸気発生器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 3/26 Ｆ０２Ｃ 3/26 6/00 6/00 Ｄ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02C 3/30 F01K 23/06 F01K 23/10 F02C 3/26 F02C 6/00
Claims (10)
- 【請求項１】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントにおいて、前記ガスタービンを前記燃焼ガス
のみで駆動したとき前記ガスタービン発電機の出力が負
となるプラント運転負荷範囲で、前記ガスタービンに高
温，高圧蒸気あるいは給水を前記燃焼ガスと共に供給し
該燃焼ガスによるエネルギの不足分を補充して前記ガス
タービン発電機の出力が負とならないように制御するこ
とを特徴とする加圧流動床コンバインドプラントの部分
負荷運転制御方法。 - 【請求項２】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントにおいて、プラントを部分負荷運転する時、
前記加圧流動床ボイラが必要とする圧縮空気を、前記空
気圧縮機が該加圧流動床ボイラに供給するに十分な動力
を前記ガスタービンが前記燃焼ガスの仕事だけで前記空
気圧縮機に与えることができないとき、高圧，高温の蒸
気あるいは給水を前記ガスタービンに供給し該蒸気ある
いは給水によるエネルギで前記燃焼ガスのエネルギ不足
を補うことをことを特徴とする加圧流動床コンバインド
プラントの部分負荷運転制御方法。 - 【請求項３】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントにおいて、前記ガスタービンに供給する高
温，高圧の蒸気あるいは給水を用意すると共に該蒸気あ
るいは給水のエネルギを算出し、前記ガスタービンに供
給される燃焼ガスのエネルギだけでは前記ガスタービン
設備を自立運転させることが不可能な場合に自立運転に
不足するエネルギに見合う前記蒸気あるいは給水の量を
求め該蒸気あるいは給水を前記ガスタービンに供給する
ことを特徴とする加圧流動床コンバインドプラントの部
分負荷運転制御方法。 - 【請求項４】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントの部分負荷運転制御装置において、前記ガス
タービンを前記燃焼ガスのみで駆動したとき前記ガスタ
ービン発電機の出力が負となるプラント運転負荷範囲を
検出する手段と、前記ガスタービンに高温，高圧蒸気あ
るいは給水を前記燃焼ガスと共に供給し該燃焼ガスによ
るエネルギの不足分を補充して前記ガスタービン発電機
の出力が負とならないように制御する手段とを備えるこ
とを特徴とする加圧流動床コンバインドプラントの部分
負荷運転制御装置。 - 【請求項５】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントの部分負荷運転制御装置において、高温，高
圧の蒸気あるいは給水を前記ガスタービンに前記燃焼ガ
スと共に供給する配管系統及び該蒸気あるいは給水の量
を調節する弁と、該蒸気あるいは給水のエネルギを算出
する手段と、前記ガスタービンに供給される燃焼ガスの
エネルギだけでは前記ガスタービン設備を自立運転させ
ることが不可能な場合に自立運転に不足するエネルギに
見合う量の前記蒸気あるいは給水を前記ガスタービンに
供給すべく前記弁を調節する手段とを備えることを特徴
とする加圧流動床コンバインドプラントの部分負荷運転
制御装置。 - 【請求項６】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラントにおいて、前記ガスタービンを前記燃焼ガス
のみで駆動したとき前記ガスタービン発電機の出力が負
となるプラント運転負荷範囲を検出する手段と、前記ガ
スタービンに高温，高圧蒸気あるいは給水を前記燃焼ガ
スと共に供給し該燃焼ガスによるエネルギの不足分を補
充して前記ガスタービン発電機の出力が負とならないよ
うに制御する手段とを有する部分負荷運転制御装置を備
えることを特徴とする加圧流動床コンバインドプラン
ト。 - 【請求項７】 ガスタービン及び該ガスタービンに一軸
に連結され該ガスタービンにより駆動される空気圧縮機
を有するガスタービン設備と、燃料としての石炭と前記
空気圧縮機からの圧縮空気が供給され前記石炭を前記圧
縮空気にて燃焼し燃焼ガスを前記ガスタービンに供給し
該ガスタービンを駆動させる加圧流動床ボイラと、該加
圧流動床ボイラを通すことで発生された蒸気にて駆動さ
れる蒸気タービンと、前記ガスタービンにて発電される
ガスタービン発電機及び前記蒸気タービンにて発電され
る蒸気タービン発電機とを備える加圧流動床コンバイン
ドプラント、高温，高圧の蒸気あるいは給水を前記ガス
タービンに前記燃焼ガスと共に供給する配管系統及び該
蒸気あるいは給水の量を調節する弁と、該蒸気あるいは
給水のエネルギを算出する手段と、前記ガスタービンに
供給される燃焼ガスのエネルギだけでは前記ガスタービ
ン設備を自立運転させることが不可能な場合に自立運転
に不足するエネルギに見合う量の前記蒸気あるいは給水
を前記ガスタービンに供給すべく前記弁を調節する手段
とを有する部分負荷運転制御装置を備えることを特徴と
する加圧流動床コンバインドプラント。 - 【請求項８】 加圧流動床ボイラにて石炭を高圧空気の
もとで燃焼して得た燃焼ガスが供給され、該燃焼ガスの
膨張による仕事で回転駆動されるガスタービンと、該ガ
スタービンに一軸にて機械的に連結され前記加圧流動床
ボイラに高圧空気を供給する空気圧縮機とを備える加圧
流動床コンバインドプラント用の一軸型ガスタービン設
備において、高温，高圧の蒸気あるいは給水を前記燃焼
ガスと共に前記ガスタービン内に取り込む蒸気取り込み
手段と、取り込む蒸気あるいは給水のエネルギを求める
手段と、前記ガスタービンが前記空気圧縮機を前記燃焼
ガスだけで駆動するに不足するエネルギ量を求め該不足
エネルギを前記蒸気あるいは給水のエネルギで補足すべ
く前記蒸気取り込み手段を制御する手段とを備えること
を特徴とする一軸型のガスタービン設備。 - 【請求項９】 一軸型のガスタービン設備を用いる加圧
流動床コンバインドプラントにおいて、加圧流動床ボイ
ラからの燃焼ガスだけで駆動されるガスタービンがガス
タービン発電機にて発電を行えるプラント運転範囲では
該ガスタービンを前記燃焼ガスのみで運転し、それ以外
のプラント運転範囲では、前記燃焼ガスに加え高温，高
圧の蒸気あるいは給水を前記ガスタービンに供給し前記
ガスタービン発電機の出力が負にならないようにするこ
とを特徴とする加圧流動床コンバインドプラントの部分
負荷運転制御方法。 - 【請求項１０】 一軸型のガスタービン設備を用いる加
圧流動床コンバインドプラントにおいて、加圧流動床ボ
イラからの燃焼ガスだけで駆動されるガスタービンがガ
スタービン発電機にて発電を行えるプラント運転範囲を
逸脱したことを検出する手段と、該プラント運転範囲を
逸脱したとき前記燃焼ガスに加え高温，高圧の蒸気ある
いは給水を前記ガスタービンに供給し前記ガスタービン
発電機の出力が負にならないように制御する手段とを有
する部分負荷運転制御装置を備えることを特徴とする加
圧流動床コンバインドプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010922A JP2908884B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010922A JP2908884B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246244A JPH04246244A (ja) | 1992-09-02 |
| JP2908884B2 true JP2908884B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=11763735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010922A Expired - Fee Related JP2908884B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908884B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375409A (en) * | 1993-10-08 | 1994-12-27 | Ahlstrom Pyropower, Inc. | Pressurized fluidized bed combined gas turbine and steam turbine power plant with steam injection |
| JP2680782B2 (ja) * | 1994-05-24 | 1997-11-19 | 三菱重工業株式会社 | 燃料改質器を組み合せた石炭焚きコンバインド発電プラント |
| JP3621809B2 (ja) * | 1997-06-27 | 2005-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法 |
| US6293087B2 (en) * | 1997-06-27 | 2001-09-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pressurized fluidized bed combined electricity generation system |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010922A patent/JP2908884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04246244A (ja) | 1992-09-02 |
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