JP3144440B2 - 多軸複合サイクル発電プラント - Google Patents

多軸複合サイクル発電プラント

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JP3144440B2 JP21145992A JP21145992A JP3144440B2 JP 3144440 B2 JP3144440 B2 JP 3144440B2 JP 21145992 A JP21145992 A JP 21145992A JP 21145992 A JP21145992 A JP 21145992A JP 3144440 B2 JP3144440 B2 JP 3144440B2
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    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多軸複合サイクル発電
プラントに係り、とくに、起動,停止,台数切替,異
常,事故の処理に好適な多軸複合サイクル発電プラント
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、蒸気発生熱源が1基で、蒸気消費
が1台の蒸気タービンによって行なわれ、発電機によっ
て電気エネルギーに変換される発電設備としては、たと
えば、火力原子力発電誌5月号1984、P85、複合
発電「コンバインドサイクルの概要」に記載されるよう
に、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービン
および発電気からなる一軸型コンバインドサイクルが紹
介されている。
【0003】これに対して、一層の高効率化と運用の平
易性を追求し、蒸気発生源であるガスタービンおよび排
熱回収ボイラを複数台設置した多軸型コンバインドサイ
クルがある。たとえば、特開昭55−114821号公
報および特開昭59−68503号公報に記載されてい
るように、蒸気発生源が複数化した多軸型においても、
一軸型の延長線上の考えとして、各軸(以下、ガスター
ビンと、排熱回収ボイラの1組を“軸”という)で発生
した蒸気を共通連絡管(以下コモンヘッダという)で合
流させ、その総蒸気流量を制御するための圧力調整弁を
コモンヘッダの下流側に設けた構成となっている。各軸
からの発生蒸気を分離させる必要のある場合には、各排
熱回収ボイラからの蒸気をコモンヘッダに導く配管にボ
イラ止め弁を設置する形となっている。しかるに、上記
ボイラ止め弁は、蒸気を漏れさせることなく閉止する目
的で、通常電気モータで駆動されるが、全閉するのに
1から2分程度の時間を要する。そこで、従来の構成で
は、起動,停止や通常の出力変更などのためにサー
構と有する圧力調整弁(以下、CV弁という)と、ター
ビンの保護を目的とした蒸気遮断弁(以下、MSV弁と
いう)および前記のボイラ止め弁(以下、BSV弁とい
う)が設置されている。その1例を図7乃至図9により
説明する。なお、図7は従来の多軸コンバインドサイク
ルシステムを示す図。図8は従来の配管,弁の配列を示
す説明図。図9は高圧タービン内蒸気噴射断面図であ
る。図7に示すように、各軸には、ガスタービン2に燃
料3を供給し、燃焼時のエネルギーを発電機1で取り出
すとともに、高温の排ガスを、排熱回収ボイラ(以下、
HRSGという)の入口4から煙突に接続された出口5
に導く。HRSG内部には、その入口4から出口5に向
かって、高圧過熱器11,再熱2次過熱器12,高圧蒸
発器13,脱硝装置14,再熱1次過熱器15,低圧過
熱器16,高圧節炭器17,中圧蒸発器18,中圧節炭
器19,低圧蒸発器20,低圧節炭器21が配置されて
いる。また、上記低圧過熱器16よりの過熱蒸気は、B
SV弁60を有するパイプ34を通ってBSV弁60の
下流側に設けたコモンヘッダ51に達したとき、他の軸
系のパイプ34B,34Cからの過熱蒸気と合流し、C
V弁65を有するパイプ35を通り、中圧タービン8に
送られ、中圧タービン8で仕事をした蒸気と合流して低
圧タービン9に供給される。上記パイプ34のBSV弁
60の上流側より分岐した一部の過熱蒸気は、バイパス
弁55を有するバイパス管72を通ってコモンヘッダに
達したとき、他の軸のバイパス管72B,72Cよりの
過熱蒸気と合流して復水器10に供給される。上記再熱
過熱器12よりの過熱蒸気は、BSV弁61を有するパ
イプ42を通ってBSV弁61の下流側に設けたコモン
ヘッダ52に達したとき、他の軸のパイプ42B,42
Cよりの過熱蒸気と合流し、CV66を有するパイプ4
3を通って中圧タービン8に供給される。上記パイプ4
2のBSV弁61の上流側より分岐した一部の過熱蒸気
は、バイパス弁54を有するバイパス管73を通ってコ
モンヘッダに達したとき、他の軸のバイパス管73B,
73Cよりの過熱蒸気と合流して復水器10に供給され
る。上記高圧蒸発器11よりの蒸気はBSV弁62を有
するパイプ47を通ってコモンヘッダ53に達したと
き、他の軸のパイプ47B,47Cよりの蒸気と合流
し、蒸気遮断弁(以下MSV弁という)68およびCV
弁67を有するパイプ48を通って高圧タービン7に供
給される。上記パイプ47のBSV弁62の上流側より
分岐した一部の蒸気はバイパス弁56と有するバイパス
管74を通ってパイプ64に供給される。該パイプ64
は、一端部を上記高圧タービン7からの排気を排出する
排出管49より分岐するパイプ50に接続し、他端部を
上記再熱過熱器12に接続するパイプ41に接続してい
る。上記のようにして、高圧タービン7,中圧タービン
8および低圧タービン9に蒸気が供給されるが、通常は
パイプの配置上の問題やタービンの羽根への蒸気の噴射
形式すなわち、部分噴射であるか全周噴射であるかによ
って、あるいは制御弁や蒸気遮断弁の容量によって図8
に示すように、各パイプ35,43,48は各タービン
7,8,9に入る直前で適切に分岐して各タービン7,
8,9に導かれる。図9は、図8の高圧タービン7につ
いてタービンケーシング100をロータケーシング10
1の周方向に4分割して蒸気の流入路102,106を
形成した場合である。大型タービンでは、高効率化のた
め、低出力時には、上記4本の流路102のうち1部の
みを使用するか、あるいは部分噴射であるが、本発明の
対象とするのは、この個々の流路の流量を独立に制御す
る必要のない全周噴射形のタービンであり、従来のコン
バインドサイクルでは、殆ど全てが全周噴射形である。
上記低圧タービン9で仕事をした低圧,低温の蒸気が復
水器10に送られると、復水器10で、蒸気が海水など
の冷却水で冷却され、液化される。液化した復水は、復
水ポンプ25によりパイプ29を通って各軸のパイプ3
0,30B,30Cに分岐される。分岐され復水パイプ
30を通る復水は、低圧節炭器21に供給される。低圧
節炭器21では復水を加熱し、その一部をポンプ26に
よりパイプ36および調整弁63を通って再び低圧節炭
器21に再循環させ、これによって上記低圧節炭器21
の入口温度を制御する。上記低圧節炭器21よりの残り
の給水は、ドラム水位調整弁57を有するパイプ32を
通ってドラム24に供給される。該ドラム24は飽和
水を低圧蒸発器20に送って復水を加熱気化し、発生し
た飽和蒸気はパイプ33を通って再熱過熱器16に送
り、再熱過熱器16でさらに過熱したのち、パイプ34
を通って低圧タービン9に送られる。一方パイプ36の
循環水の一部はポンプ28により高圧節炭器17に送ら
れ、前記低圧系の場合と同様にパイプ45の調節弁59
を通り高圧蒸発器13のドラム22に供給され、高圧過
熱器11によって得られた蒸気パイプ47,48を通
って高圧タービン7に導かれる。ところが、中圧タービ
ン8への蒸気は、再熱器12からパイプ42,43を経
て供給されるが、上記再熱器12にパイプ41を通って
流入する蒸気はパイプ40とパイプ64の合流したもの
である。
【0004】従来の多軸コンバインドサイクルシステム
は、上記に述べたように構成されているので、低圧,中
圧,高圧のタービン7,8,9への蒸気の圧力を制御す
る場合には、それぞれ、コモンヘッダ51,52,53
の下流側に配置したパイプ35,43,48に有するC
V弁65,66,67により行なっている。
【0005】また、各タービン7,8,9の異常や事故
が検知された場合および負荷が急激になくなった場合に
は、CV弁67の上流側に設けたMSV弁68にタービ
ン7,8,9への蒸気の供給を停止して該タービン7,
8,9の過速を防止している。なお、図7および図8に
示す中圧,低圧の調整弁65,66はMSV弁および制
御弁とを1体化した構成になっている。ただし、コンバ
インドサイクルは、基本的に高効率運転を行なうため
に、変圧運転の形態をとっており、100%定常運転時
には、各CV弁65,66,67は全開状態に保持さ
れ、圧力が大幅にある一定値まで減少したとき(通常は
定格圧力の20%から50%降下)、はじめて圧力を制
御するように設定されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、
A,B,Cの3軸あるガスタービンのうち、A軸が何ら
かの原因でトリップすると、A軸のボイラ止め弁により
蒸気源が断たれるため、A軸の高圧,中圧,低圧の蒸気
発生量が急速に減速する。このとき、コモンヘッダは各
軸共連結しているので、B軸C軸が正常であってもその
蒸気発生量が急速に低下する。また、変圧運転用のCV
弁65,66,67の運用によっては、ガスタービン3
台のうち2台運転となる過程でも、CV弁65,66,
67は全開のままである。このため、A軸を切り離すた
めにA軸のボイラ止め弁60,61,62が閉じるが、
通常ボイラ止め弁60,61,62はモータによって開
閉駆動され、全閉までに数分を要する。この間、コモン
ヘッダ51,52,53ではA軸の圧力降下にともなっ
て圧力降下を続け、さらに該コモンヘッダ51,52,
53に接続するB軸,C軸に、パイプ34B,34C,
42B,42C,47B,48Bを通って伝播する。そ
のため、B軸,C軸のHRSGは、A軸がトリップした
ことにより大幅な状態の変化を受ける。とくに、図7に
示すように、ドラム22,23,24を有する型式で
は、圧力降下率が大きくなると、B軸,C軸のドラムの
水位が急変化するのにともない、場合によってはドラム
水位“高”あるいは“低”などのプラントトリップ信号
を惹起することもありうる。すなわち、多軸型コンバイ
ンドサイクルの変圧運転時においては、数軸のうちの1
軸が異常,事故を発生すると、コモンヘッダを介して他
の軸への影響が発生する場合がある。
【0007】本発明の目的は、多軸複合サイクルの起
動,停止,台数切替,異常,事故時の処理を平易にし、
とくに1つの軸の影響が、他の軸に及ぼすのを最小にす
ることを可能とする多軸複合サイクル発電プラントを提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、それぞれ独立した蒸気発生源より発
生し、主蒸気配管によって各々供給される少なくとも2
個以上の蒸気を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1
台の蒸気タービンに導き、前記蒸気タービンを駆動させ
る多軸複合サイクル発電プラントにおいて、前記蒸気発
生源から前記共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管
に、発生蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設け
たものである。
【0009】上記目的を達成するために、第2の発明
は、それぞれ独立した蒸気発生源より発生し、主蒸気配
管によって各々供給される少なくとも2個以上の蒸気
を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸気ター
ビンに導き、前記蒸気タービンを駆動させる多軸複合サ
イクル発電プラントにおいて、前記蒸気発生源から前記
共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管に、発生蒸気毎
の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設け、かつ前記圧力
調整弁より上流側の主蒸気配管内の圧力が設定値と等し
くなるように前記蒸気圧力調整弁の開閉量を制御する制
御手段を設けたものである。
【0010】上記目的を達成するために、第3の発明
は、それぞれ独立した蒸気発生源より発生し、主蒸気配
管によって各々供給される少なくとも2個以上の蒸気
を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸気ター
ビンに導き、前記蒸気タービンおよび発電機を駆動させ
る多軸複合サイクル発電プラントにおいて、前記蒸気発
生源から前記共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管
に、発生蒸気毎の蒸気圧力を制御するための圧力調整弁
設け、かつ前記蒸気タービンへ流入する蒸気を遮断す
る高圧系、中圧系、低圧系の蒸気遮断弁の全て若しくは
一部を高圧系、中圧系、低圧系の前記共通連絡管の上流
の主蒸気配管に設けたものである。
【0011】上記目的を達成するために、第4の発明
は、それぞれ独立した蒸気発生源より発生し、主蒸気配
管によって各々供給される少なくとも2個以上の蒸気
を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸気ター
ビンに導き、前記蒸気タービンおよび発電機を駆動させ
る多軸複合サイクル発電プラントにおいて、前記蒸気発
生源から前記共通連結管に至る各々の主蒸気配管に、発
生蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力制御弁と、前記蒸気
発生源より発生する蒸気の各々の主蒸気配管への流れを
停止するボイラ止め弁とを備え、前記蒸気タービンへ流
入する蒸気を遮断する高圧系、中圧系、低圧系の蒸気遮
断弁の全て若しくは一部を高圧系、中圧系、低圧系の前
記共通連絡管の上流側の各々の主蒸気配管に設置し、特
定の軸で停止や事故が発生したとき、当該軸の前記蒸気
遮断弁を閉じる制御手段、および、当該軸の前記ボイラ
止め弁を、前記圧力調整弁が全開した後に閉じる制御手
段、を設けたものである。
【0012】上記目的を達成するために、第5の発明
は、前記1,2,3,4のいずれかの発明において、前
記圧力調整弁用制御手段が、前記共通連絡管上流側にあ
らたに台数を追加して起動する場合、追加軸の共通連絡
管の上流側の主蒸気配管に設けた圧力調整弁の開閉量を
制御するとともに、その追加軸の圧力設定値を既に運転
中の共通連絡管の上流側の主蒸気配管に設置した圧力調
整弁により上流側の圧力のうちの最も小さい圧力にした
ものである。
【0013】更に第6の発明は、前記第2の発明におい
て、前記圧力調整弁用制御手段が、前記共通連絡管内の
圧力が所定以上の早さで下降あるいは上昇する現象を発
生したことを検知したとき、検知される直前の前記共通
連絡管内の圧力をもって前記圧力調整弁の設定値とした
ものである。
【0014】更に第7の発明は、前記第2の発明におい
て、前記圧力調整弁用制御手段は、前記共通連絡管内の
圧力が所定以上の早さで下降あるいは上昇する現象を発
生したことを検知したとき、検知される直前の前記共通
連絡管内の圧力をもって前記圧力調整弁の設定値とした
ものである。
【0015】
【0016】
【作用】本発明は前記のように、各蒸気発生源毎にCV
弁が設けられているので、CV弁が全開から全閉の間で
コモンヘッダの上流側配管内の圧力を制御しうる限りで
は、コモンヘッダの上流側配管内の圧力が制御手段によ
る設定値から大幅に変動することがない。したがって、
コモンヘッダの下流側配管で発生した圧力変動要因によ
って、蒸気発生源の状態たとえばガスタービンの出力変
化などで蒸気発生ドラムの水位などに影響を与えられる
のを減少することができる。コンバインドサイクルで
は、変圧運転すなわちSV弁を全開状態に保持したま
ま、蒸気発生源からの蒸気を、そのときどきの圧力で丸
飲み込みする形でタービンを運転することが行なわれ
る。このような状態で、どれかの軸に事故が発生した場
合には、上記各軸のCV弁のCV弁用制御手段により圧
力制御をすれば、事故発生軸のコモンヘッダ上流側配管
内の圧力と、他の軸のコモンヘッダ上流側配管内の圧力
とを同時に、あるいは独立に望ましい形に制御すること
ができる。また、複数の軸を順次あるいは同時に起動し
たり、停止したりする場合、あるいは運転軸数を変更す
る過程でも、個々の軸の蒸気圧力を独立に、自由に変更
できることは、運用,制御の面でも平易でもあるし、従
来のようにバイパス弁を介して蒸気を復水器に送る量も
少なくすることができる。
【0017】
【実施例】つぎに、本発明の一実施例である多軸複合サ
イクル発電プラントシステムを示す図1乃至図4につい
て説明する。なお、図1が前記図7と異なるのは、図7
ではCV弁65,66,77およびMSV弁68をコモ
ンヘッダ51の下流側パイプ35,43,48にそれぞ
れ設けているのに対して図1では、CV弁とMSV弁と
を一体化した弁69,69B,69C,70,70B,
70C,71,71B,71C,(69B,69C,7
0B,70C,71B,71Cは図示せず)をコモンヘ
ッダ51の上流側配管34,34B,34C,42,4
2B,42C,47,47B,47Cにそれぞれ設けて
いる点であり、それ以外は同一であるので、同一符号を
もって示す。
【0018】図1に示す実施例は、上記のように、コモ
ンヘッダ51,52,53の上流側パイプ毎に弁69,
69B,69C,70,70B,70C,71,71
B,71Cをそれぞれ設け、各軸の発生蒸気毎に制御す
る構成になっているので、たとえばA軸で故障や事故が
発生したとき、該軸の弁69を遮断することにより、他
のB軸,C軸に影響しないようにしてる。なお、上記弁
69,69B,69C,70,70B,70C,71,
71B,71Cには図示していないが、蒸気遮断弁を構
成する部分には、それぞれ当該軸の蒸気タービン7,
8,9へ流入する蒸気の遮断を制御する制御手段を設け
ている。つぎに、図2に示す低圧系A軸の圧力調整弁の
制御手段の一実施例について説明する。同図に示すよう
にコモンヘッダ51上流側で弁69の上流側パイプ34
の圧力を圧力センサ200で検知し、該検知された圧力
信号を圧力設定部204および比較器214に送る。圧
力設定部204は、各軸の運転状態に応じて上記でパイ
プ34内の圧力を設定するもので、その詳細については
図3で説明する。圧力設定部204からの圧力設定値P
LSETが圧力設定点201を介して、比較器204に
送られると、比較器214では、圧力センサ200から
の検知圧力と、設定圧力とを比較し、両者の圧力差とを
PI制御部202に送る、PI制御器202では圧力差
に基づく弁69の開閉量を演算して演算結果をアクチェ
ータ203を介して弁69に指令してパイプ34内の圧
力を設定値201と等しくなるように弁69の開閉す
る。また、変圧運転時には、弁69の全開指令は、圧力
設定点201の値P SET L を圧力センサ200による測定
値P MS L よりも十分小さい値に設定値を変更することに
よって構成される。すなわち、プラントの運転状況に応
じて圧力設定値201の値を適切に変更することによっ
てすべての弁69,69B,69C,70,70B,7
0C,71,71B,71Cの開閉量を調整することが
できる。そこで、本発明は、各軸毎に図3に示す構成を
した前記圧力設定部204を設けている。すなわち、図
3についてたとえばA軸のガスタービンがトリップした
場合を述べると、総括コントローラ300からのA軸の
運転状況情報210,他のB軸およびC軸の運転状況情
報211,蒸気タービン7,8,9などの共通部分の運
転状況情報212を入力してA軸のみガスタービンがト
リップしたことを認識する判定部208と、該判定部2
08の指定により正常運転時閉路し、変圧運転時開路す
るスイッチ205と、圧力センサ200で測定された弁
69の上流側パイプ34の圧力測定値P MS L を数秒遅れ
て出力する信号時間遅れ要素213と、該信号時間遅れ
要素213からの圧力値P MS L0 を蓄えるアナログメモリ
206と、正常運転時、判定部208からの指令により
スイッチ部209を介してa接点が接続し、判定部20
8から圧力設定点201に設定圧力値P SET L を送り、変
圧運転時、判定部208からの指令によりa接点からb
接点に切替られ、前記アナログメモリ206からガスタ
ービン2がトリップする直前の測定圧力P MS L を圧力設
定点201に送るスイッチ207とから構成されてい
る。前記総括コントローラ300は、各軸およびタービ
ンまわりの運転状況に関する情報を計算機(図示せず)
に取り込むと、該計算機では、前記の情報からプラント
全体が「起動」,「停止」,「異常」,「事故」のどの
状態にあるかを算出し、該算出結果に基づいて当該A軸
の運転状況情報210,他のB軸およびC軸の運転状況
情報211,蒸気タービン7,8,9などの共通部分の
運転状況情報212を前記判定部208に送る。
【0019】つぎに動作について説明する。100%定
格正常運転中は、総括コントローラ300からの運転状
況情報210,211,212により判定部208が正
常運転状態であることを認識し、スイッチ205が閉じ
るとともに、スイッチ207がa接点に接続する。その
ため、圧力センサ200で測定した圧力測定値P MS L
信号遅れ時間要素213およびスイッチ205を通るア
ナログメモリ206に蓄えられる。同時に判定部208
からの圧力設定値P SET L がスイッチ部209およびスイ
ッチ207を通って圧力設定点201に送られる。この
ときの圧力設定点201の圧力設定値P SET L は、圧力セ
ンサ200で測定した圧力値P MS L よりも小さいので、
弁69は全開になっている。また他のB軸,C軸も同様
に弁69B,69Cが全開になっている。しかるのち、
100%定格正常運転中に、A軸のみガスタービン2が
トリップすると、判定部208が総括コントローラ30
0からの運転状況情報210,211,212によりこ
れを認識するとともにスイッチ205を開路にし、かつ
スイッチ207のa接点からb接点に切替えられる。そ
のため、アナログメモリ206でガスタービン2のトリ
ップ直前に蓄えた圧力をスイッチ207を介して圧力設
定点201に送り、その圧力設定値を正常運転中により
も大きい圧力値P MS L0 に変更し、以後A軸のガスタービ
ン2出力が減少するが、前記の値を保持するので、弁6
9は順次閉じていき、全閉後は放熱により前記の値は小
さくなる。また止め弁60は弁69が全閉になってから
閉じる。このとき、B軸,C軸においても前記圧力設定
点201の設定圧力の調整をA軸と同様な動作を行なう
ことにより、A軸のガスタービン2のトリップ直前の圧
力設定値を保持するよう弁69B,69Cを部分的に閉
じる。このため、タービンの出力は減少するが、B軸お
よびC軸のHRSGの出力圧力は、ほとんど変化せず、
高圧,中圧,低圧の各ドラム22,23,24の水位も
大幅に変更することがなく、安定に運転を続けることが
できる。一般論として、事故が発生すると、各種のは波
及が周囲におよび2次的な事故を引き起こす可能性があ
る。これを防止するには、事故を可能な限り局部範囲に
止め、プラントが制定してから、残りの範囲を生かす処
理が望ましい。タービンのトリップの場合でも、事故が
発生直後は、前記のように、まずB軸,C軸の圧力を制
定させ、その後本来の2軸運転状態である変圧運転にゆ
っくりと移行するのが望ましい。このためには、B軸,
C軸の図7の判定部208に対応する部分は、事故後の
プラント状態が制定したことを判定するか、あるいはタ
イマ(図示せず)を設けて制定に要する十分な所定時間
経過後に、再びスイッチ205およびスイッチ207に
対応する部分を元の状態に復帰させるとともに、圧力設
定点を2軸定常運転時に、漸次減少させることによりプ
ラント状態が大きな変動をすることなく、移行できる。
このときのA軸,B軸,C軸の圧力設定点の変更の状況
を図4に示す。なお、図のA点はA軸のガスタービンが
トリップを発生した時点,B点は弁の全閉時点,C点は
止め弁の全閉時点,D点はA軸を切り離したのちの現象
認識した時点,E点は正常運転移行完了時点をそれぞれ
示す。同図に示すように、A軸の圧力設定点は、事故発
生直前のコモンヘッダ51の上流側パイプ内の圧力に保
持される。これは、つぎの再起動時のときには、自然放
熱分しか温度が下がらず、急速起動が可能となるため、
都合が良い。またB軸,C軸は、A軸と同様、トリップ
直後に急上昇し、しばらくその値に保持されるが、プラ
ントに大きな影響を及ぼさない範囲でゆっくりと設定点
を下降させる過程でCV弁を全開にしてゆく、このよう
に、特定の軸系で事故が発生した場合に、他の軸に悪影
響を及ぼさないように調整することが可能である。運用
の立場からも、特定な軸を切り離す場合には、その軸の
CV弁を強制的に閉止してゆき、残りの軸は、前記のよ
うに切り離し直前の圧力をアナログメモリに蓄え、これ
を設定値として圧力制御視ながら、影響を最小にするこ
とが可能である。また軸を追加する場合でも、既設に1
00%軸出力で運転中のA軸に、他のB軸を追加してコ
モンヘッダを介してタービンに蒸気を供給するときに
は、A軸の主蒸気の圧力をB軸の圧力設定点とした上
で、B軸ガスタービンを起動し、順次昇圧してゆく、こ
の過程でB軸の各バイパス弁の設定点を主蒸気圧より
も、わずかに高く設定し、待機させながら、バイパス蒸
気流量を最小化して、昇圧完了後、A軸の蒸気流と自動
的に合流させることにより燃料経済性も向上する。プラ
ントの起動操作の場合には、大別して同時起動と順次起
動があるが、いずれの場合にも、各軸特有の環境条件下
で、最も好ましい圧力条件を作りながら起動する。すな
わち、同時起動ならば共通の圧力設定値を各軸の高圧,
中圧,低圧のCV弁69,70,71にそれぞれ与え、
余剰蒸気をバイパス弁54,55,56で逃しながら、
スムーズにタービン出力を上昇させる。順次起動なら
ば、最先行軸の高圧,中圧,低圧を後続の軸の圧力設定
目標値として取り込み、これに追従させながら、バイパ
ス弁54,55,56で余剰蒸気を逃がす。最先行軸の
圧力設定値の変更は、あらかじめ設定した計画値に基づ
いて制御する。いずれの場合も、タービン7,8,9に
とっては各軸のバラバラの動きが、コモンヘッダ51,
52,53に入る蒸気の圧力をほぼ一定に制御している
ことで、また、タービン7,8,9を含む外乱の影響は
各軸で独立に圧力を制御することにより、お互いにスム
ーズな運転が可能となる。
【0020】本発明の他の一実施例を示す図5につい
て、説明する。同図に示す実施例では、CV弁69,7
0,71と、MSV弁74,75,76とを分離し、M
SV弁74,75,76を従来技術と同様にコモンヘッ
ダ51,52,53の下流側パイプ35,43,48
で、タービン7,8,9入口の可能な限り近い位置に設
置した場合である。本実施例によれば、蒸気タービン
7,8,9の負荷喪失時にオーバスピードが発生するの
を防止することができる。
【0021】本発明のさらに他の一実施例を示す図6に
ついて説明する。同図に示す実施例は、各軸のHRSG
が大型化し、高圧、中圧、低圧のコモンヘッダ51,5
2,53の上流側パイプ47,42,34,47B,4
2B,34B,47C,42C,34Cの上流側がそれ
ぞれ複数のパイプにて接続されかつ蒸気タービン7,
8,9が複数台設置された場合である。この場合には、
CV弁69,70,71は、それぞれコモンヘッダ
1,52,53の上流側パイプ34,42,47に設置
するとともに、MSV弁74,75,76を前記CV弁
69,70,71と切り離して、各タービン7,8,9
の入口近くに設置している。またコンバインドサイクル
は、各種の型式から考えられ、熱発生源としてLNG以
外にも石炭や石油、とくに石炭流動床を用いた火炉とガ
スタービンを組み合わせたものなどが考えられるが、基
本的には、独立の蒸気発生源を複数個備え、発生する蒸
気をコモンヘッダで合流したのち、少なくとも1台以上
の全周噴射型の蒸気タービンに分流する構成を有するも
のにおいては、本発明を適用できる。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
【0023】第1の発明によれば、蒸気タービンを駆動
させる多軸複合サイクル発電プラントにおいて、蒸気発
生源から共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管に、発
生蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設けたこと
により、必要に応じて、複数の上記発源からの蒸気を
コモンヘッダに独立して流量制御することができる。
【0024】第2の発明によれば、蒸気発生源から前記
共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管に、発生蒸気毎
の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設け、かつ前記圧力
調整弁より上流側の主蒸気配管内の圧力が設定値と等し
くなるように前記蒸気圧力調整弁の開閉量を制御する制
御手段を設けたことにより、コモンヘッダの上流側圧力
が設定値より大幅に変動するのを防止し、蒸気発生の状
態、たとえば蒸気発生ドラムの水位などに影響を受ける
のを減少することができる。
【0025】第3の発明によれば、蒸気発生源から前記
共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管に、発生蒸気毎
の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設け、かつ前記蒸気
タービンへ流入する蒸気を遮断する高圧系、中圧系、低
圧系の蒸気遮断弁の全て若しくは一部を高圧系、中圧
系、低圧系の共通連絡管の上流側の主蒸気配管に設けた
ことにより、あらゆる状況において各軸を独立に制御す
ることができる。
【0026】第4の発明によれば、蒸気タービンへ流入
する蒸気を遮断する高圧系、中圧系、低圧系の蒸気遮断
弁の全て若しくは一部を高圧系、中圧系、低圧系の前記
共通連絡管の上流側の各々の主蒸気配管に設置し、特定
の軸で停止や事故が発生したとき、当該軸の前記蒸気遮
断弁を閉じる制御手段、および、当該軸の前記ボイラ止
め弁を、前記圧力調整弁が全開した後に閉じる制御手段
を設けたことにより、特定な軸が事故、故障を発生した
とき、他の軸に影響を与えるのを防止することができ
る。
【0027】第5の発明によれば、前記第1,2,3,
4の何れかに記載の発明において、停止中の軸を起動し
て運転中の軸に追加するとき、追加する軸の主蒸気配管
に設けられた前記圧力調整弁および制御手段は、当該軸
の蒸気発生圧力を制御して昇圧するとともに、その追加
軸の圧力目標値を、運転中の軸の圧力調整弁の上流側圧
力のうち最も小さい圧力とすることにより、新たに台数
を追加して起動する場合であってもバイパス蒸気流量を
最小化して燃料経済性を向上させることができる。
【0028】第6の発明によれば、前記第2の発明にお
いて、圧力調整弁用制御手段が、共通連絡管内の圧力が
所定以上の早さで下降あるいは上昇する現象を発生した
ことを検知したとき、検知される直前の前記共通連絡管
内の圧力をもって圧力調整弁の設定値とすることによ
り、さらに特定な軸のみに以上,事故が他の軸に波及し
ないようにすることができる。
【0029】第7の発明は、前記第3の発明において、
圧力調整弁用制御手段が、前記現象が特定の軸に限定し
て発生したことを検知したとき、当該軸以外の軸配管の
前記圧力調整弁の設定値を、現象が収束したのちに変更
することにより、さらに特定の軸のみに異常,事故が他
の軸に波及しないようにすることができる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図。
【図2】図1に示すCV弁の制御手段を示す図。
【図3】図2に示す圧力設定部の構成回路図。
【図4】A軸ガスタービントリップ時の圧力設定変更状
況図。
【図5】本発明の他の一実施例を示す図。
【図6】本発明のさらに他の一実施例を示す図。
【図7】従来の多軸複合サイクル発電プラントを示す
図。
【図8】従来のパイプ,弁の配列を示す図。
【図9】従来の高圧タービン内蒸気の噴射断面図。
【符号の説明】
1…発電機,2…ガスタービン,3…燃料,4…HRS
Gの入口,5…HRSGの出口,60,61,62…止
め弁,69,70,71…CV弁,51,52,53…
コモンヘッダ,74,75,76…蒸気遮断弁,55,
72,73…バイパス管,200…圧力センサ,201
…圧力設定点,202…PI制御器,203…アクチュ
エータ,204…圧力設定部,205,207…スイッ
チ,206…アナログメモリ,208…判定部,209
…スイッチ部,210…自軸情報,211…他軸情報,
212…共通情報。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−23506(JP,A) 特開 昭51−87602(JP,A) 特開 昭51−34348(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01D 13/02 F01K 23/10 F02C 6/18

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ独立した蒸気発生源より発生し
    主蒸気配管によって各々供給される少なくとも2個以上
    の蒸気を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸
    気タービンに導き、前記蒸気タービンを駆動させる多軸
    複合サイクル発電プラントにおいて、前記蒸気発生源か
    ら前記共通連絡管に至る間の各々の主蒸気配管に、発生
    蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力調整弁を設けた、こと
    を特徴とする多軸複合サイクル発電プラント。
  2. 【請求項2】それぞれ独立した蒸気発生源より発生し、
    主蒸気配管によって各々供給される少なくとも2個以上
    の蒸気を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸
    気タービンに導き、前記蒸気タービンを駆動させる多軸
    複合サイクル発電プラントにおいて、 前記蒸気発生源から前記共通連絡管に至る間の各々の主
    蒸気配管に、発生蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力調整
    弁を設け、かつ前記圧力調整弁より上流側の主蒸気 配管内の圧力が
    設定値と等しくなるように前記蒸気圧力調整弁の開閉量
    を制御する制御手段を設けたことを特徴とする多軸複合
    サイクル発電プラント。
  3. 【請求項3】それぞれ独立した蒸気発生源より発生し、
    主蒸気配管によって各々供給される少なくとも2個以上
    の蒸気を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の蒸
    気タービンに導き、前記蒸気タービンおよび発電機を駆
    動させる多軸複合サイクル発電プラントにおいて、 前記蒸気発生源から前記共通連絡管に至る間の各々の主
    蒸気配管に、発生蒸気毎の蒸気圧力を制御するための圧
    力調整弁を設け、 かつ前記蒸気タービンへ流入する蒸気を遮断する高圧
    系、中圧系、低圧系の蒸気遮断弁の全て若しくは一部を
    高圧系、中圧系、低圧系の前記共通連絡管の上流側の主
    蒸気配管に設けたことを特徴とする多軸複合サイクル発
    電プラント。
  4. 【請求項4】それぞれ独立した蒸気発生源より発生し
    主蒸気配管によって各々供給される少なくとも2個以上
    の蒸気を、共通連絡管で合流させ、少なくとも1台の
    気タービンに導き、前記蒸気タービンおよび発電機を駆
    動させる多軸複合サイクル発電プラントにおいて、 前記蒸気発生源から前記共通連結管に至る間の各々の主
    蒸気配管に、発生蒸気毎の蒸気圧力を制御する圧力制御
    弁と、前記蒸気発生源より発生する蒸気の各々の主蒸気
    配管への流れを停止するボイラ止め弁とを備え、 前記蒸気タービンへ流入する蒸気を遮断する高圧系、中
    圧系、低圧系の蒸気遮断弁の全て若しくは一部を高圧
    系、中圧系、低圧系の前記共通連絡管の上流側の各々の
    主蒸気配管に設置し、 特定の軸で停止や事故が発生したとき、当該軸の前記蒸
    気遮断弁を閉じる制御手段、および、当該軸の前記ボイ
    ラ止め弁を、前記圧力調整弁が全開した後に閉じる制御
    手段、を設けた ことを特徴とする多軸複合サイクル発電
    プラント。
  5. 【請求項5】停止中の軸を起動して運転中の軸に追加す
    るとき、追加する軸の主蒸気配管に設けられた前記圧力
    調整弁および制御手段は、当該軸の蒸気発生圧力を制御
    して昇圧するとともに、その追加軸の圧力目標値を、運
    転中の軸の圧力調整弁の上流側圧力のうち最も小さい圧
    力とすることを特徴とする請求項1,2,3,4のいず
    れかに記載の多軸複合サイクル発電プラント。
  6. 【請求項6】前記圧力調整弁用制御手段は、前記共通連
    絡管内の圧力が所定以上の早さで下降あるいは上昇する
    現象を発生したことを検知したとき、検知される直前の
    前記共通連絡管内の圧力をもって前記圧力調整弁の設定
    値としたことを特徴とする請求項2に記載の多軸複合サ
    イクル発電プラント。
  7. 【請求項7】前記圧力調整弁用制御手段は、前記現象が
    特定の軸に限定して発生したことを検知したとき、当該
    軸以外の軸配管の前記圧力調整弁の設定値を、前記現象
    が収束したのちに変更することを特徴とする請求項6
    載の多軸複合サイクル発電プラント。
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