JP3165619B2 - 一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法 - Google Patents
一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法Info
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- JP3165619B2 JP3165619B2 JP09843395A JP9843395A JP3165619B2 JP 3165619 B2 JP3165619 B2 JP 3165619B2 JP 09843395 A JP09843395 A JP 09843395A JP 9843395 A JP9843395 A JP 9843395A JP 3165619 B2 JP3165619 B2 JP 3165619B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一軸コンバインドサイク
ルの発電機の負荷急減時または緊急停止時等の運転方法
に関する。
ルの発電機の負荷急減時または緊急停止時等の運転方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に一軸コンバインドサイクルの概略
系統を示す。一軸コンバインドサイクルはガスタービン
３、蒸気タービン２、発電機１が一軸に結合されたシス
テムである。ガスタービン３で仕事をしたガスタービン
排ガスは排熱回収ボイラ４で熱交換を行ない高圧蒸気及
び低圧蒸気を発生する。排熱回収ボイラ４で発生した高
圧蒸気は高圧蒸気管５、高圧蒸気止め弁７、高圧蒸気加
減弁８を通じて、また低圧蒸気は同様に低圧蒸気管６、
低圧蒸気止め弁９、低圧蒸気加減弁１０を通じて蒸気タ
ービン２に導入される。
系統を示す。一軸コンバインドサイクルはガスタービン
３、蒸気タービン２、発電機１が一軸に結合されたシス
テムである。ガスタービン３で仕事をしたガスタービン
排ガスは排熱回収ボイラ４で熱交換を行ない高圧蒸気及
び低圧蒸気を発生する。排熱回収ボイラ４で発生した高
圧蒸気は高圧蒸気管５、高圧蒸気止め弁７、高圧蒸気加
減弁８を通じて、また低圧蒸気は同様に低圧蒸気管６、
低圧蒸気止め弁９、低圧蒸気加減弁１０を通じて蒸気タ
ービン２に導入される。
【０００３】蒸気タービン２の負荷制御は発電機出力、
軸回転数等を制御装置１１にとり込み、設定値との比
較、演算を行なうことにより弁開度信号を出力する。弁
開度信号は電油交換装置１２、１３により油圧信号に変
換され加減弁駆動装置を介して加減弁８、１０の開閉を
行なう。
軸回転数等を制御装置１１にとり込み、設定値との比
較、演算を行なうことにより弁開度信号を出力する。弁
開度信号は電油交換装置１２、１３により油圧信号に変
換され加減弁駆動装置を介して加減弁８、１０の開閉を
行なう。
【０００４】一軸コンバインドサイクルでは、発電機出
力分の動力を全てガスタービン３でまかない、蒸気ター
ビン２はガスタービン３に駆動される形で回転する運転
状態が存在する。このとき、蒸気タービン２の低圧最終
段動翼近傍が動翼の風損により過熱するのを防ぐため低
圧蒸気加減弁１０に微開信号を出し、低圧蒸気加減弁１
０を通じて冷却蒸気を導入し低圧最終段動翼近傍の過熱
を防止するような制御を行なっている。
力分の動力を全てガスタービン３でまかない、蒸気ター
ビン２はガスタービン３に駆動される形で回転する運転
状態が存在する。このとき、蒸気タービン２の低圧最終
段動翼近傍が動翼の風損により過熱するのを防ぐため低
圧蒸気加減弁１０に微開信号を出し、低圧蒸気加減弁１
０を通じて冷却蒸気を導入し低圧最終段動翼近傍の過熱
を防止するような制御を行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の一軸コンバインドサイクルに於ては、蒸気タービン２
に流入する蒸気は排熱回収ボイラ４で発生するが、負荷
が低下するに伴ないガスタービン排ガス温度が低下する
ため蒸気タービン２に流入する高圧蒸気温度も低下す
る。
の一軸コンバインドサイクルに於ては、蒸気タービン２
に流入する蒸気は排熱回収ボイラ４で発生するが、負荷
が低下するに伴ないガスタービン排ガス温度が低下する
ため蒸気タービン２に流入する高圧蒸気温度も低下す
る。
【０００６】一般に蒸気タービンロータ周囲の蒸気温度
が変化すると蒸気タービンロータには熱応力が発生す
る。通常の負荷変化時には発生する熱応力を小さく抑え
るよう負荷変化率を設定している。しかし、補機故障等
のため急激に負荷を低減させる必要がある時には、負荷
の急減に伴ない高圧蒸気温度も短時間のうちに低下す
る。この高圧蒸気が蒸気タービン２に流入すると蒸気タ
ービンロータに過大な熱応力が発生し、最悪の場合蒸気
タービンロータに割れが発生するおそれがある。
が変化すると蒸気タービンロータには熱応力が発生す
る。通常の負荷変化時には発生する熱応力を小さく抑え
るよう負荷変化率を設定している。しかし、補機故障等
のため急激に負荷を低減させる必要がある時には、負荷
の急減に伴ない高圧蒸気温度も短時間のうちに低下す
る。この高圧蒸気が蒸気タービン２に流入すると蒸気タ
ービンロータに過大な熱応力が発生し、最悪の場合蒸気
タービンロータに割れが発生するおそれがある。
【０００７】この過大な熱応力の発生を防止するには蒸
気タービンロータ周囲の温度変化巾を小さくするかある
いは温度変化率を小さくする必要がある。
気タービンロータ周囲の温度変化巾を小さくするかある
いは温度変化率を小さくする必要がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来装置の抱
える上記課題を解決するべくなされたもので、発電機と
蒸気タービンとガスタービンとが一軸に結合されたコン
バインドサイクルに於て、発電機の負荷急減または緊急
停止等の際、高圧蒸気加減弁を急閉すると共に低圧蒸気
加減弁を急減し、しかる後同低圧蒸気加減弁を微開のま
ま保持して冷却空気を導入することにより蒸気タービン
低圧最終段近傍を冷却するようにしたことを特徴とする
一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応
力低減運転方法を提供するものである。
える上記課題を解決するべくなされたもので、発電機と
蒸気タービンとガスタービンとが一軸に結合されたコン
バインドサイクルに於て、発電機の負荷急減または緊急
停止等の際、高圧蒸気加減弁を急閉すると共に低圧蒸気
加減弁を急減し、しかる後同低圧蒸気加減弁を微開のま
ま保持して冷却空気を導入することにより蒸気タービン
低圧最終段近傍を冷却するようにしたことを特徴とする
一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応
力低減運転方法を提供するものである。
【０００９】
【作用】通常、補機故障等の異常時には排ガスボイラで
発生する高圧蒸気の温度変化率を小さくすることは困難
であるので、本発明では補機故障等で発電機の負荷急減
あるいは緊急停止指令が出た場合には高圧蒸気加減弁に
急閉指令を出し温度の低下した高圧蒸気の蒸気タービン
内への流入を防止し、これと同時に低圧蒸気加減弁につ
いても急閉指令を出し開度を急減させるが、これを全閉
とすると蒸気タービン低圧最終段近傍の温度が長翼の風
損により上昇するという別の問題が発生するので同低圧
蒸気加減弁は微開のまま保持して冷却蒸気を導入するこ
とにより蒸気タービン低圧最終段近傍を冷却する。
発生する高圧蒸気の温度変化率を小さくすることは困難
であるので、本発明では補機故障等で発電機の負荷急減
あるいは緊急停止指令が出た場合には高圧蒸気加減弁に
急閉指令を出し温度の低下した高圧蒸気の蒸気タービン
内への流入を防止し、これと同時に低圧蒸気加減弁につ
いても急閉指令を出し開度を急減させるが、これを全閉
とすると蒸気タービン低圧最終段近傍の温度が長翼の風
損により上昇するという別の問題が発生するので同低圧
蒸気加減弁は微開のまま保持して冷却蒸気を導入するこ
とにより蒸気タービン低圧最終段近傍を冷却する。
【００１０】これにより本発明にあっては発電機出力低
下に伴なって温度の低下した高圧蒸気が流入し、蒸気タ
ービンロータ表面が急冷されることに起因する過大な熱
応力の発生を抑制する一方、低圧蒸気加減弁を微開のま
ま保持して冷却蒸気を蒸気タービン内に導入することに
より蒸気タービン低圧最終段動翼近傍の過熱を防止する
ものである。
下に伴なって温度の低下した高圧蒸気が流入し、蒸気タ
ービンロータ表面が急冷されることに起因する過大な熱
応力の発生を抑制する一方、低圧蒸気加減弁を微開のま
ま保持して冷却蒸気を蒸気タービン内に導入することに
より蒸気タービン低圧最終段動翼近傍の過熱を防止する
ものである。
【００１１】
【実施例】本発明の実施態様を図１により説明する。な
お、本発明を実施する機器の配列は先に説明した図２の
通りであるので、重複する部分は省略し必要な部分に図
２の付番を引用し、時間軸ｔ上での変化、作動状況を説
明する。
お、本発明を実施する機器の配列は先に説明した図２の
通りであるので、重複する部分は省略し必要な部分に図
２の付番を引用し、時間軸ｔ上での変化、作動状況を説
明する。
【００１２】補機故障等により負荷低減信号Ｓが線分１
４で示すように制御装置１１に入力されると、ガスター
ビン負荷ＰGTは線分１５で示すように急激に下がり始め
る。ガスタービン負荷ＰGTがある負荷値以下に低下する
と、排熱回収ボイラ４で発生する高圧蒸気温度ＴHPは線
分１６で示すように低下し、定格温度を維持できなくな
る。
４で示すように制御装置１１に入力されると、ガスター
ビン負荷ＰGTは線分１５で示すように急激に下がり始め
る。ガスタービン負荷ＰGTがある負荷値以下に低下する
と、排熱回収ボイラ４で発生する高圧蒸気温度ＴHPは線
分１６で示すように低下し、定格温度を維持できなくな
る。
【００１３】一般の運転に於て高圧蒸気加減弁８は通常
の負荷減少時に於ては、ガスタービン負荷ＰGTがある値
Ｐになると線分１７で示すように高圧加減弁開度Ｌ′HP
が徐々に閉まるようにされているが、この運転では高圧
蒸気加減弁８が全閉となる時Ｑには高圧蒸気温度１６が
部分Ｚの様に定格温度から大きく低下しており、かつ通
常の負荷減少に比べ負荷変化率が非常に大きいため、短
時間のうちに蒸気タービン２のロータ周囲の温度が変化
し過大な熱応力が発生する。
の負荷減少時に於ては、ガスタービン負荷ＰGTがある値
Ｐになると線分１７で示すように高圧加減弁開度Ｌ′HP
が徐々に閉まるようにされているが、この運転では高圧
蒸気加減弁８が全閉となる時Ｑには高圧蒸気温度１６が
部分Ｚの様に定格温度から大きく低下しており、かつ通
常の負荷減少に比べ負荷変化率が非常に大きいため、短
時間のうちに蒸気タービン２のロータ周囲の温度が変化
し過大な熱応力が発生する。
【００１４】この一般的な運転方法に対して本実施例に
於ては高圧加減弁の弁開度ＬHPは、線分１８で示すよう
に補機故障等による負荷低減信号１４が入力されるとた
だちに高圧加減弁８を閉め始める。このような運転をす
ることにより高圧加減弁８が全閉となる時Ｒの高圧蒸気
温度１６の定格温度からの低下量を線分Ｘで示すように
小さくすることができ、その結果蒸気タービンロータに
発生する熱応力を低減することができる。
於ては高圧加減弁の弁開度ＬHPは、線分１８で示すよう
に補機故障等による負荷低減信号１４が入力されるとた
だちに高圧加減弁８を閉め始める。このような運転をす
ることにより高圧加減弁８が全閉となる時Ｒの高圧蒸気
温度１６の定格温度からの低下量を線分Ｘで示すように
小さくすることができ、その結果蒸気タービンロータに
発生する熱応力を低減することができる。
【００１５】一方低圧蒸気加減弁１０についても負荷低
減信号１４の入力と同時に閉め始め、同低圧蒸気加減弁
の弁開度ＬLPは線分１９で示すように微開位置Ｔにて保
持し、冷却蒸気を蒸気タービン８に導入し蒸気タービン
低圧段動翼近傍の温度上昇を抑制する。
減信号１４の入力と同時に閉め始め、同低圧蒸気加減弁
の弁開度ＬLPは線分１９で示すように微開位置Ｔにて保
持し、冷却蒸気を蒸気タービン８に導入し蒸気タービン
低圧段動翼近傍の温度上昇を抑制する。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明によ
れば高圧蒸気加減弁及び低圧蒸気加減弁の一定の操作に
より発電機の負荷急減または緊急停止等に伴なって発生
する熱応力を低減することができるものである。
れば高圧蒸気加減弁及び低圧蒸気加減弁の一定の操作に
より発電機の負荷急減または緊急停止等に伴なって発生
する熱応力を低減することができるものである。
【００１７】その結果、蒸気タービン単体の信頼性を向
上させることに止まらず、発電設備全体の信頼性を大巾
に向上させ、電力の安定供給に寄与することのできるも
のである。
上させることに止まらず、発電設備全体の信頼性を大巾
に向上させ、電力の安定供給に寄与することのできるも
のである。
【図１】本発明の実施例に係る運転状況の説明図。
【図２】発電機と蒸気タービンとガスタービンとを一軸
に結合したコンバインドユットの構成図。
に結合したコンバインドユットの構成図。
１ 発電機 ２ 蒸気タービン ３ ガスタービン ４ 排熱回収ボイラ ５ 高圧蒸気管 ６ 低圧蒸気管 ７ 高圧蒸気止め弁 ８ 高圧蒸気加減弁 ９ 低圧蒸気止め弁 １０ 低圧蒸気加減弁 １１ 制御装置 ＰGT ガスタービン負荷 ＴHP 高圧蒸気温度 Ｌ′HP 高圧蒸気加減弁開度（通常運転） Ｌ HP 高圧蒸気加減弁開度（負荷急減時） Ｌ LP 低圧蒸気加減弁開度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 21/00 F01K 23/10
Claims (1)
- 【請求項１】 発電機と蒸気タービンとガスタービンと
が一軸に結合されたコンバインドサイクルに於て、発電
機の負荷急減または緊急停止等の際、高圧蒸気加減弁を
急閉すると共に低圧蒸気加減弁を急減し、しかる後同低
圧蒸気加減弁を微開のまま保持して冷却空気を導入する
ことにより蒸気タービン低圧最終段近傍を冷却するよう
にしたことを特徴とする一軸コンバインドサイクルに於
ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09843395A JP3165619B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09843395A JP3165619B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296405A JPH08296405A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3165619B2 true JP3165619B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14219672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09843395A Expired - Fee Related JP3165619B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 一軸コンバインドサイクルに於ける蒸気タービンの熱応力低減運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731708B1 (en) | 1997-12-17 | 2004-05-04 | Nec Corporation | Clock signal control device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8662820B2 (en) | 2010-12-16 | 2014-03-04 | General Electric Company | Method for shutting down a turbomachine |
| US8857184B2 (en) | 2010-12-16 | 2014-10-14 | General Electric Company | Method for starting a turbomachine |
| US9080466B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-07-14 | General Electric Company | Method and system for controlling a valve of a turbomachine |
| CN106556001A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-04-05 | 新特能源股份有限公司 | 一种火力发电机组的准东煤锅炉无油停炉的方法 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP09843395A patent/JP3165619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731708B1 (en) | 1997-12-17 | 2004-05-04 | Nec Corporation | Clock signal control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08296405A (ja) | 1996-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010130 |
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