JP2999122B2 - 複合プラントの制御装置 - Google Patents
複合プラントの制御装置Info
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- JP2999122B2 JP2999122B2 JP6143139A JP14313994A JP2999122B2 JP 2999122 B2 JP2999122 B2 JP 2999122B2 JP 6143139 A JP6143139 A JP 6143139A JP 14313994 A JP14313994 A JP 14313994A JP 2999122 B2 JP2999122 B2 JP 2999122B2
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- pressure
- turbine
- bypass
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のガスタービン，
複数の排熱回収ボイラと再熱蒸気サイクルを構成する１
基の蒸気タービンが設置されたガスタービン・蒸気ター
ビン複合プラントにおいて、排熱回収ボイラを追加投入
または一部停止する際に排熱回収ボイラから蒸気タービ
ンへ流入する高圧蒸気と再熱蒸気の流量制御に関するも
のである。
複数の排熱回収ボイラと再熱蒸気サイクルを構成する１
基の蒸気タービンが設置されたガスタービン・蒸気ター
ビン複合プラントにおいて、排熱回収ボイラを追加投入
または一部停止する際に排熱回収ボイラから蒸気タービ
ンへ流入する高圧蒸気と再熱蒸気の流量制御に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、一例として２系列のガスタービ
ンおよび再熱式排熱回収ボイラと１基の蒸気タービンを
備えた複合プラントを示す概略系統図である。
ンおよび再熱式排熱回収ボイラと１基の蒸気タービンを
備えた複合プラントを示す概略系統図である。
【０００３】２系列のうちの一方、例えばＡ系列のガス
タービン（１Ａ）の排ガスがＡ系列の排熱回収ボイラ
（２Ａ）に導入されることにより、蒸発器（６Ａ）で蒸
気が発生し過熱器（４Ａ）で過熱される。系列の起動時
および停止操作時は、高圧逆止弁（８Ａ），高圧蒸気止
弁（９Ａ）は閉じているので、発生蒸気は高圧タービン
バイパス弁（７Ａ）を経由して低温再熱蒸気管に導か
れ、再熱器（５Ａ）に入る。また中圧逆止弁（11Ａ），
再熱蒸気止弁（12Ａ）が閉じているので、再熱蒸気は中
圧タービンバイパス弁（10Ａ）を経由して復水器にダン
ブされる。Ｂ系列についても同様である。
タービン（１Ａ）の排ガスがＡ系列の排熱回収ボイラ
（２Ａ）に導入されることにより、蒸発器（６Ａ）で蒸
気が発生し過熱器（４Ａ）で過熱される。系列の起動時
および停止操作時は、高圧逆止弁（８Ａ），高圧蒸気止
弁（９Ａ）は閉じているので、発生蒸気は高圧タービン
バイパス弁（７Ａ）を経由して低温再熱蒸気管に導か
れ、再熱器（５Ａ）に入る。また中圧逆止弁（11Ａ），
再熱蒸気止弁（12Ａ）が閉じているので、再熱蒸気は中
圧タービンバイパス弁（10Ａ）を経由して復水器にダン
ブされる。Ｂ系列についても同様である。
【０００４】一方通常運転時は、各逆止弁(8A),(8B),(1
1A),(11B),(13A),(13B) および蒸気止弁(9A),(9B),(12
A),(12B) 、排気止弁(14A),(14B) は全開し、各タービ
ンバイパス弁(7A),(7B),(10A),(10B) が全閉しているた
め、高圧蒸気は高圧蒸気止弁（９Ａ），（９Ｂ）出口で
合流し高圧ガバナ弁（１５）を通って高圧タービン（３
Ｈ）を駆動し、再熱蒸気は再熱蒸気止弁(12A),(12B) 出
口で合流し中圧ガバナ弁（１６）を通って中圧タービン
（３Ｉ）を駆動する。
1A),(11B),(13A),(13B) および蒸気止弁(9A),(9B),(12
A),(12B) 、排気止弁(14A),(14B) は全開し、各タービ
ンバイパス弁(7A),(7B),(10A),(10B) が全閉しているた
め、高圧蒸気は高圧蒸気止弁（９Ａ），（９Ｂ）出口で
合流し高圧ガバナ弁（１５）を通って高圧タービン（３
Ｈ）を駆動し、再熱蒸気は再熱蒸気止弁(12A),(12B) 出
口で合流し中圧ガバナ弁（１６）を通って中圧タービン
（３Ｉ）を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のような複合プラ
ントでは運転方式の切替が必要となる。すなわち、系列
起動時（たとえばＡ系列が 100％負荷運転中にＢ系列を
追加起動する場合）から通常運転へ移行する過渡状態に
おいては、各蒸気止弁を開き各タービンバイパス弁を徐
々に閉じる制御が必要であり、逆に通常運転から系列停
止する時（たとえばＡ，Ｂ系列 100％負荷運転中にＢ系
列のみ停止する場合）には、各蒸気止弁が全開のままで
各タービンバイパス弁を徐開する制御が必要である。
ントでは運転方式の切替が必要となる。すなわち、系列
起動時（たとえばＡ系列が 100％負荷運転中にＢ系列を
追加起動する場合）から通常運転へ移行する過渡状態に
おいては、各蒸気止弁を開き各タービンバイパス弁を徐
々に閉じる制御が必要であり、逆に通常運転から系列停
止する時（たとえばＡ，Ｂ系列 100％負荷運転中にＢ系
列のみ停止する場合）には、各蒸気止弁が全開のままで
各タービンバイパス弁を徐開する制御が必要である。
【０００６】これらの操作中に、高圧タービン（３Ｈ）
と中圧タービン（３Ｉ）を流れる蒸気流量の差が過大に
なると、蒸気タービン内の圧力分布が正常状態からずれ
るので、スラストが過大となったり、一部のタービンブ
レードの負荷が大きくなって蒸気タービンを損傷したり
する可能性がある。蒸気タービン自身に流量調整の機能
をもたせることは困難であるから、各タービンバイパス
弁によって蒸気タービンの蒸気流量を制御する必要があ
る。
と中圧タービン（３Ｉ）を流れる蒸気流量の差が過大に
なると、蒸気タービン内の圧力分布が正常状態からずれ
るので、スラストが過大となったり、一部のタービンブ
レードの負荷が大きくなって蒸気タービンを損傷したり
する可能性がある。蒸気タービン自身に流量調整の機能
をもたせることは困難であるから、各タービンバイパス
弁によって蒸気タービンの蒸気流量を制御する必要があ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、複数のガスタービンと、それら
複数のガスタービンの後流側にそれぞれ設けられ、過熱
器および再熱器を有する排熱回収ボイラと、それら複数
の排熱回収ボイラから高圧蒸気が供給される高圧タービ
ンおよび再熱蒸気が供給される中圧タービンを有する１
基の蒸気タービンとを備えた複合プラントにおいて、上
記過熱器の出口を上記再熱器の入口に連通する第１の蒸
気バイパス手段と、上記再熱器の出口を復水器の入口に
連通する第２の蒸気バイパス手段と、上記第１および第
２の蒸気バイパス手段のバイパス蒸気量を互いに等しく
するバイパス量調節手段とを備えたことを特徴とする複
合プラントの制御装置を提案するものである。
課題を解決するために、複数のガスタービンと、それら
複数のガスタービンの後流側にそれぞれ設けられ、過熱
器および再熱器を有する排熱回収ボイラと、それら複数
の排熱回収ボイラから高圧蒸気が供給される高圧タービ
ンおよび再熱蒸気が供給される中圧タービンを有する１
基の蒸気タービンとを備えた複合プラントにおいて、上
記過熱器の出口を上記再熱器の入口に連通する第１の蒸
気バイパス手段と、上記再熱器の出口を復水器の入口に
連通する第２の蒸気バイパス手段と、上記第１および第
２の蒸気バイパス手段のバイパス蒸気量を互いに等しく
するバイパス量調節手段とを備えたことを特徴とする複
合プラントの制御装置を提案するものである。
【０００８】
【作用】本発明においては、排熱回収ボイラを追加投入
または一部停止する場合、高圧タービンと中圧タービン
の蒸気流量に大きな差が発生しないように、第１の蒸気
バイパス手段（高圧タービンバイパス）と第２の蒸気バ
イパス手段（中圧タービンバイパス）の連係をとった制
御を行なう。すなわち、蒸気タービンへの流量を直接制
御するのではなく、高圧タービンバイパス流量と中圧タ
ービンバイパス流量を基本的に等しく制御することによ
って、蒸気タービンへの流量を間接的に制御するのであ
る。
または一部停止する場合、高圧タービンと中圧タービン
の蒸気流量に大きな差が発生しないように、第１の蒸気
バイパス手段（高圧タービンバイパス）と第２の蒸気バ
イパス手段（中圧タービンバイパス）の連係をとった制
御を行なう。すなわち、蒸気タービンへの流量を直接制
御するのではなく、高圧タービンバイパス流量と中圧タ
ービンバイパス流量を基本的に等しく制御することによ
って、蒸気タービンへの流量を間接的に制御するのであ
る。
【０００９】高圧タービンバイパス流量と中圧タービン
バイパス流量が等しくなるように制御すれば、その系列
の排熱回収ボイラから蒸気タービン側に流れる高圧蒸気
流量と再熱蒸気流量が等しくなる。一方の通常運転継続
中の排熱回収ボイラの発生蒸気は、全量が蒸気タービン
に導かれているわけであるから、高圧タービン流量は双
方の排熱回収ボイラから蒸気タービンに流れる高圧蒸気
流量の合計であり、中圧タービン流量は双方の排熱回収
ボイラから蒸気タービンに流れる再熱蒸気流量の合計で
ある。したがって上記の制御を行なうことにより、高圧
タービン流量と中圧タービン流量は等しく保たれる。
バイパス流量が等しくなるように制御すれば、その系列
の排熱回収ボイラから蒸気タービン側に流れる高圧蒸気
流量と再熱蒸気流量が等しくなる。一方の通常運転継続
中の排熱回収ボイラの発生蒸気は、全量が蒸気タービン
に導かれているわけであるから、高圧タービン流量は双
方の排熱回収ボイラから蒸気タービンに流れる高圧蒸気
流量の合計であり、中圧タービン流量は双方の排熱回収
ボイラから蒸気タービンに流れる再熱蒸気流量の合計で
ある。したがって上記の制御を行なうことにより、高圧
タービン流量と中圧タービン流量は等しく保たれる。
【００１０】上記のように本発明では、高圧タービンバ
イパス流量と中圧タービンバイパス流量が等しくなるよ
うに制御することにより、常にその系統の排熱回収ボイ
ラを流れる高圧蒸気流量と中圧蒸気流量を同一とするこ
とができるので、高圧蒸気タービンと中圧蒸気タービン
に流入する蒸気流量を同一とすることができて、その系
列の排熱回収ボイラの追加投入や停止を安全に行なうこ
とが可能である。
イパス流量と中圧タービンバイパス流量が等しくなるよ
うに制御することにより、常にその系統の排熱回収ボイ
ラを流れる高圧蒸気流量と中圧蒸気流量を同一とするこ
とができるので、高圧蒸気タービンと中圧蒸気タービン
に流入する蒸気流量を同一とすることができて、その系
列の排熱回収ボイラの追加投入や停止を安全に行なうこ
とが可能である。
【００１１】
【実施例】本発明においては、第１および第２の蒸気バ
イパス手段の蒸気量、すなわち高圧タービンバイパス流
量と中圧タービンバイパス流量が等しくなるように制御
するものであるから、それらの流量を求める必要があ
る。その方法により次に示す実施例が考えられる。
イパス手段の蒸気量、すなわち高圧タービンバイパス流
量と中圧タービンバイパス流量が等しくなるように制御
するものであるから、それらの流量を求める必要があ
る。その方法により次に示す実施例が考えられる。
【００１２】図１は第１の実施例をＢ系列のみ取出して
示す系統図である。この実施例は高圧タービンバイパス
流量、中圧タービンバイパス流量をそれぞれ流量計（２
１），（２２）で計測する方法である。高圧タービンバ
イパス弁（７Ｂ）は、あらかじめ定められたスケジュー
ル（２３）によって操作される。計測された各タービン
バイパス流量は比較器（２４）で比較され、その差がゼ
ロになるようにコントローラ（２５）により中圧タービ
ンバイパス弁（10Ｂ）を調節する。このようにして、Ｂ
系列の排熱回収ボイラを追加起動または停止する過程に
おいて、バイパスされる高圧蒸気流量と中圧蒸気流量を
常に同一に保持することにより、運転中の排熱回収ボイ
ラおよび蒸気タービンに大きな外乱を与えることなく、
安全に排熱回収ボイラを運転することが可能となる。
示す系統図である。この実施例は高圧タービンバイパス
流量、中圧タービンバイパス流量をそれぞれ流量計（２
１），（２２）で計測する方法である。高圧タービンバ
イパス弁（７Ｂ）は、あらかじめ定められたスケジュー
ル（２３）によって操作される。計測された各タービン
バイパス流量は比較器（２４）で比較され、その差がゼ
ロになるようにコントローラ（２５）により中圧タービ
ンバイパス弁（10Ｂ）を調節する。このようにして、Ｂ
系列の排熱回収ボイラを追加起動または停止する過程に
おいて、バイパスされる高圧蒸気流量と中圧蒸気流量を
常に同一に保持することにより、運転中の排熱回収ボイ
ラおよび蒸気タービンに大きな外乱を与えることなく、
安全に排熱回収ボイラを運転することが可能となる。
【００１３】図２は第２の実施例を前記同様Ｂ系列のみ
取出して示す系統図である。この実施例は、高圧タービ
ンバイパス流量と中圧タービンバイパス流量を直接計測
するのではなく、それぞれの蒸気圧力と弁開度から流量
を演算する方式である。すなわち、あらかじめスケジュ
ールされた高圧タービンバイパス弁開度（２３）から弁
特性を補正する関数（２８）の出力と、計測された高圧
蒸気圧力（２６）との積により、高圧タービンバイパス
流量を求める。求められた高圧タービンバイパス流量と
同量の流量を中圧タービンバイパス弁からバイパスする
ためには、乗算器（２９）の出力を計測された再熱蒸気
圧力（２７）で除し、中圧タービンバイパス弁の弁特性
を関数発生器（３１）で補正した信号を、中圧タービン
バイパス弁開度とする制御方式である。
取出して示す系統図である。この実施例は、高圧タービ
ンバイパス流量と中圧タービンバイパス流量を直接計測
するのではなく、それぞれの蒸気圧力と弁開度から流量
を演算する方式である。すなわち、あらかじめスケジュ
ールされた高圧タービンバイパス弁開度（２３）から弁
特性を補正する関数（２８）の出力と、計測された高圧
蒸気圧力（２６）との積により、高圧タービンバイパス
流量を求める。求められた高圧タービンバイパス流量と
同量の流量を中圧タービンバイパス弁からバイパスする
ためには、乗算器（２９）の出力を計測された再熱蒸気
圧力（２７）で除し、中圧タービンバイパス弁の弁特性
を関数発生器（３１）で補正した信号を、中圧タービン
バイパス弁開度とする制御方式である。
【００１４】図３は第３の実施例を前記同様に示す系統
図である。高圧タービンバイパス弁（７Ｂ）はあらかじ
め決められたスケジュール（２３）によって操作され
る。中圧タービンバイパス弁（10Ｂ）は高圧タービンバ
イパス弁のスケジュールまたは実際の開度の関数として
開度を決定する。
図である。高圧タービンバイパス弁（７Ｂ）はあらかじ
め決められたスケジュール（２３）によって操作され
る。中圧タービンバイパス弁（10Ｂ）は高圧タービンバ
イパス弁のスケジュールまたは実際の開度の関数として
開度を決定する。
【００１５】なおこれらの実施例を適宜組合わせた方法
でもよい。
でもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、複数系統のガスタービ
ンおよび排熱回収ボイラと１基の蒸気タービンとが設置
されたガスタービン・蒸気タービン複合プラントにおい
て、高圧蒸気タービンに流入する蒸気流量と中圧蒸気タ
ービンに流入する蒸気流量を同一とすることができる。
したがって、複数系列の排熱回収ボイラの一部を追加起
動したり停止したりする際に、運転中の排熱回収ボイラ
および蒸気タービンに大きな外乱を与えることなく、蒸
気タービン内の圧力分布が正常状態からずれてスラスト
が過大になったり、一部のタービンブレードの負荷が大
きくなってタービンを損傷したりする恐れがない。
ンおよび排熱回収ボイラと１基の蒸気タービンとが設置
されたガスタービン・蒸気タービン複合プラントにおい
て、高圧蒸気タービンに流入する蒸気流量と中圧蒸気タ
ービンに流入する蒸気流量を同一とすることができる。
したがって、複数系列の排熱回収ボイラの一部を追加起
動したり停止したりする際に、運転中の排熱回収ボイラ
および蒸気タービンに大きな外乱を与えることなく、蒸
気タービン内の圧力分布が正常状態からずれてスラスト
が過大になったり、一部のタービンブレードの負荷が大
きくなってタービンを損傷したりする恐れがない。
【図１】図１は本発明の第１実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図２】図２は本発明の第２実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図３】図３は本発明の第３実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図４】図４は２系統のガスタービンおよび再熱式排熱
回収ボイラと１基の蒸気タービンを備えた複合プラント
の一例を示す系統図である。
回収ボイラと１基の蒸気タービンを備えた複合プラント
の一例を示す系統図である。
（１Ａ），（１Ｂ） ガスタービン （２Ａ），（２Ｂ） 排熱回収ボイラ （３Ｈ） 高圧蒸気タービン （３Ｉ） 中圧蒸気タービン （４Ａ），（４Ｂ） 過熱器 （５Ａ），（５Ｂ） 再熱器 （６Ａ），（６Ｂ） 蒸発器 （７Ａ），（７Ｂ） 高圧タービンバイパス弁 （８Ａ），（８Ｂ） 高圧逆止弁 （９Ａ），（９Ｂ） 高圧蒸気止弁 （10Ａ），（10Ｂ） 中圧タービンバイパス弁 （11Ａ），（11Ｂ） 中圧逆止弁 （12Ａ），（12Ｂ） 再熱蒸気止弁 （13Ａ），（13Ｂ） 高圧排気逆止弁 （14Ａ），（14Ｂ） 高圧排気止弁 （１５） 高圧ガバナ弁 （１６） 再熱ガバナ弁 （２１），（２２） 流量計 （２３） 高圧タービンバイパス弁開度ス
ケジュール （２４） 減算器 （２５） コントローラ （２６），（２７） 圧力計 （２８） 関数発生器 （２９） 乗算器 （３０） 除算器 （３１） 関数発生器
ケジュール （２４） 減算器 （２５） コントローラ （２６），（２７） 圧力計 （２８） 関数発生器 （２９） 乗算器 （３０） 除算器 （３１） 関数発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 23/10 F01D 21/00 F01K 7/22 F02C 6/00 F02C 6/18
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のガスタービンと、それら複数のガ
スタービンの後流側にそれぞれ設けられ、過熱器および
再熱器を有する排熱回収ボイラと、それら複数の排熱回
収ボイラから高圧蒸気が供給される高圧タービンおよび
再熱蒸気が供給される中圧タービンを有する１基の蒸気
タービンとを備えた複合プラントにおいて、上記過熱器
の出口を上記再熱器の入口に連通する第１の蒸気バイパ
ス手段と、上記再熱器の出口を復水器の入口に連通する
第２の蒸気バイパス手段と、上記第１および第２の蒸気
バイパス手段のバイパス蒸気量を互いに等しくするバイ
パス量調節手段とを備えたことを特徴とする複合プラン
トの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6143139A JP2999122B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 複合プラントの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6143139A JP2999122B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 複合プラントの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814012A JPH0814012A (ja) | 1996-01-16 |
| JP2999122B2 true JP2999122B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=15331842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6143139A Expired - Lifetime JP2999122B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 複合プラントの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999122B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4657057B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2011-03-23 | 株式会社日立製作所 | 再熱型蒸気タービンプラント |
| JP2015187448A (ja) * | 2015-07-27 | 2015-10-29 | 三菱重工業株式会社 | 舶用主機蒸気タービン設備およびそれを備えた船舶 |
| CN114856726B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-06-20 | 上海交通大学 | 一种饱和蒸汽汽轮机乏汽容积流量及湿度实时确定方法 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP6143139A patent/JP2999122B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0814012A (ja) | 1996-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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