JP3707087B2 - 排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、熱効率の向上を図るため、発電機及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを空気と混合して燃焼用ガスを生成し、該燃焼用ガスをボイラへ送給してボイラにおける燃料の燃焼に供するようにした排気再燃型コンバインドサイクルプラントが実用化されつつあり、斯かるプラントの一例は、図７に示されている。
【０００３】
図７中、１は火炉１ａ及び副側壁１ｂ並びに後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体であり、後部伝熱部１ｃは後伝部中間壁２により前後２つの燃焼ガス流通路３，４に仕切られている。又５は火炉１ａ下部に設置したバーナであり、該バーナ５から噴射された燃料の燃焼により火炉１ａにおいて燃焼ガスＧ３が生成されるようになっている。
【０００４】
６は外気をダクト７及び風箱８を介し燃焼用の空気Ａとして火炉１ａ内へ送給する強圧通風機、９はボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ下部に接続されてボイラ排ガスＧ４を後工程へ送給するための排ガスダクトである。
【０００５】
１０は燃焼器１１から送給された燃焼ガスにより駆動され、発電機１２及び圧縮機１３を駆動し得るようにしたガスタービンであり、燃焼器１１では、噴射された燃料が圧縮機１３から送給された圧縮空気と混合して燃焼し得るようになっている。
【０００６】
１４はガスタービン１０から排出されたタービン排ガスＧ１をダクト７へ送給し得るよう、ダクト７の中途部に接続されたダクトであり、コンバインドサイクル運転時には、ガスタービン１０から排出されたタービン排ガスＧ１は、ダクト１４からダクト７へ導入され、強圧通風機６からの空気Ａと合流、混合して燃焼用ガスＧ２が生成され、生成された燃焼用ガスＧ２はダクト７、風箱８を通って火炉１ａ内へ送給し得るようになっている。
【０００７】
１５はボイラ本体１の伝熱部で加熱されて生成した主蒸気を過熱するためにボイラ本体１の副側壁１ｂ内に格納した過熱器、１６はボイラ本体１における後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３内に配置された再熱器、１７は同燃焼ガス流通路４内に配置された過熱器であり、過熱器１７を通った過熱蒸気は過熱器１５へ送給されるようになっている。
【０００８】
１８は燃焼ガス流通路３の下部に再熱器１６よりも下方に位置するよう配置され、燃焼ガス流通路３を下降してまた燃焼ガスＧ３の流量を制御するための再熱器ガスダンパであり、該再熱器ガスダンパ１８は駆動装置１９により開度調整し得るようになっている。
【０００９】
２０は燃焼ガス流通路４の下部に過熱器１７よりも下方に位置するよう配置され、燃焼ガス流通路４を下降して来た燃焼ガスＧ３の流量を制御するための過熱器ガスダンパであり、該過熱器ガスダンパ２０は駆動装置２１により開度調整し得るようになっている。
【００１０】
なお、再熱器ガスダンパ１８が開く場合には、過熱器ガスダンパ２０は絞られ、再熱器ガスダンパ１８が絞られる場合には、過熱器ガスダンパ２０は開くようになっている。
【００１１】
２２は過熱器１７，１５で過熱されて過熱蒸気管２３を介し送給された過熱蒸気により駆動され且つ発電機２４を駆動し得るようにした高圧の蒸気タービン、２５は蒸気タービン２２から抽気された後再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２６を介し送給された再熱蒸気により駆動され且つ発電機２７を駆動し得るようにした中、低圧の蒸気タービンである。
【００１２】
蒸気タービン２２，２５は後述の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して、蒸気タービン２２のみ、或いは蒸気タービン２２，２５の両方を駆動し得るようになっている。而して、図８に示すように蒸気タービン２２から抽気された蒸気は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが低い場合には、再熱器１６へ送給することなく、バイパスされて復水器４５へ戻るようになっており、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが或る程度高い場合には、蒸気タービン２２から抽気後再熱器１６で再熱されて蒸気タービン２５へ導入され、蒸気タービン２５を駆動した後復水器４５へ戻るようになっている。
【００１３】
上記排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、ボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ内の燃焼ガス流通路３，４を通る燃焼ガスＧ３の流量を制御し再熱蒸気の温度を制御するための再熱器出側蒸気温度制御装置の一例は図６に示されている。
【００１４】
図６中、２８は気力単独運転時に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sを出力し得るようにした関数発生器、２９はコンバインドサイクル運転時に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cを出力し得るようにした関数発生器、３０は気力単独運転時にａｂ側へ切換って再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sを出力し、コンバインドサイクル運転時にａｃ側へ切換って再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cを出力し得るようにした切換器である。
【００１５】
３１は再熱器１６の出側に接続した再熱蒸気管２６に接続され、再熱器１６から送出された蒸気の温度を計測するようにした再熱器出側蒸気温度検出器、３２は再熱器出側蒸気温度検出器３１で検出した再熱器出側蒸気温度Ｔと予め設定した再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差をとり再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを求める減算器、３３は減算器３２からの再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを比例積分して求められた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを出力し得るようにした比例積分調節器、３４は切換器３０からの再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_S又はＸ_Cと再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求め駆動装置１９に与えると共に、信号逆変換器３５で再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘに変換したうえ駆動装置２１へ与えるようにした加算器である。
【００１６】
上述の再熱器出側蒸気温度制御装置の関数発生器２８，２９には、図９、図１０に示すように気力単独運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sの関係及びコンバインドサイクル運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SO^{と再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ}C^{の関係が関数Ｆ１（ｘ），Ｆ２（ｘ）として設}定されている。
【００１７】
上述の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいては、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが所定の値よりも低い場合には、蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２２，２５が駆動され、ガスタービン１０は駆動されない気力単独運転が行われ、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが所定の値よりも高い場合には、蒸気タービン２２，２５とガスタービン１０の両方が駆動されるコンバインドサイクル運転が行われる。なお、気力単独運転時には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOの大きさにより蒸気タービン２２のみが駆動される場合と蒸気タービン２２，２５の両方が駆動される場合があり、コンバインドサイクル運転時には、必ず蒸気タービン２２，２５の両方が駆動されると共にガスタービン１０が駆動される。
【００１８】
而して、気力単独運転の場合は、ガスタービン１０は停止している。このため、ボイラ本体１の火炉１ａ内へは、強圧通風機６から吐出された空気Ａが、ダクト７、風箱８を通って火炉１ａ内へ送給され、バーナ５から火炉１ａ内へ噴射された燃料は、強圧通風機６からの空気Ａと混合して燃焼する。
【００１９】
燃料の燃焼により火炉１ａ内で生成した燃焼ガスＧ３は、火炉１ａ内を上昇しつつボイラ本体１の伝熱管を流れる水、蒸気を加熱し、過熱器１５を流れる主蒸気を加熱し、後部伝熱部１ｃにおいて燃焼ガス流通路３側と４側へ分れ、燃焼ガス流通路３側を下降する燃焼ガスＧ３は、再熱器１６内を流れる蒸気を再熱し、再熱器ガスダンパ１８を通って排ガスダクト９へ流入し、燃焼ガス流通路４側を下降する燃焼ガスＧ３は、過熱器１７内を流れる蒸気を過熱し、過熱器ガスダンパ２０を通って排ガスダクト９へ流入して再熱器ガスダンパ１８からのガスと合流し、一緒になって排ガスダクト９中をボイラ排ガスＧ４として後工程へ送給される。
【００２０】
ボイラ本体１の伝熱部で生成した蒸気は、過熱器１７，１５を経て過熱され、過熱蒸気管２３から蒸気タービン２２へ送給され、蒸気タービン２２を駆動して抽気され、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが低い場合には、直ちに復水器４５へ戻され、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOがある程度高い場合には再熱器１６へ送給され、再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２６から中、低圧の蒸気タービン２５へ送給される。又蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２２，２５の駆動により発電機２４或いは発電機２４，２７が駆動される。
【００２１】
一方、気力単独運転時には、切換器３０はａｂ側に切換っており、関数発生器２８から出力された、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sは、切換器３０を経て加算器３４へ与えられている。
【００２２】
又、再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２６を送給される再熱蒸気の温度は再熱器出側蒸気温度検出器３１により検出され、再熱器出側蒸気温度Ｔとして減算器３２に与えられ、減算器３２では、再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差がとられて再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ_O）が求められ、該再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴは比例積分調節器３３へ与えられ、比例積分されて再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが求められ、求められた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rは加算器３４へ与えられる。
【００２３】
加算器３４では、切換器３０からの再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sと比例積分調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_S＋Ｘ_R）が求められ、求められた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは、駆動装置１９に与えられて駆動装置１９が駆動され、再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘに対応して再熱器ガスダンパ１８が所定の開度に開閉される。
【００２４】
又、再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは信号逆変換器３５へ与えられ逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘが求められ、該過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１に与えられる。このため、駆動装置２１が駆動されて過熱器ガスダンパ２０が開閉される。
【００２５】
再熱器ガスダンパ１８が開くと燃焼ガス流通路３を下降する燃焼ガスＧ３の流量が増加して再熱器１６へ与えられる熱量は増加するが、過熱器ガスダンパ２０は絞られるため燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガスＧ３の流量が減少して過熱器１７へ与えられる熱量は減少し、再熱器ガスダンパ１８が絞られると燃焼ガス流通路３を下降する燃焼ガスＧ３の流量が減少して再熱器１６へ与えられる熱量は減少するが、過熱器ガスダンパ２０は開かれるため燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガスＧ３の流量が増加して過熱器１７へ与えられる熱量は増加する。又再熱器１６を通る燃焼ガスＧ３の流量が制御されることにより、再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の温度に制御される。
【００２６】
再熱器ガスダンパ１８を絞る場合には、過熱器ガスダンパ２０を開き、再熱器ガスダンパ１８を開く場合には過熱器ガスダンパ２０を絞るのは、再熱器ガスダンパ１８を通る燃焼ガスＧ３の流量を増加若しくは減少させた場合には、増加量若しくは減少量に対応して過熱器ガスダンパ２０を通る燃焼ガスＧ３の流量を減少若しくは増加させないとボイラ全体のヒートバランスが崩れ、ボイラの運転に支障を来たす虞れがあるからである。
【００２７】
なお、気力単独運転時には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOの値によっては、蒸気タービン２２のみが駆動されることもあり、この場合には蒸気タービン２２から抽気された蒸気は再熱器１６を通らない。
【００２８】
コンバインドサイクル運転時には、蒸気タービン２２，２５及びガスタービン１０の両方が駆動されている。すなわち、燃焼器１１で生成された燃焼ガスＧ３はガスタービン１０へ導入されてガスタービン１０が駆動され、ガスタービン１０により発電機１２及び圧縮機１３が駆動され、圧縮機１３から吐出された圧縮空気は燃焼用空気として燃焼器１１へ送給され、ガスタービン１０から排出されたタービン排ガスＧ１はダクト１４を経てダクト７へ送給される。このため、タービン排ガスＧ１は、強圧通風機６から吐出された空気Ａとダクト７の中途部で合流し、混合して燃焼用ガスＧ２が生成され、生成した燃焼用ガスＧ２は、ダクト７、風箱８を通ってボイラ本体１の火炉１ａ内に導入される。
【００２９】
一方、バーナ５から火炉１ａ内へ噴射された燃料は、火炉１ａ内へ導入された燃焼用ガスＧ２と混合して燃焼し、燃焼ガスＧ３が生成される。この燃焼ガスＧ３のボイラ本体１から排ガスダクト９までの流れは気力単独運転の場合と同じであり、蒸気タービン２２，２５の駆動により発電機２４，２７が駆動される。
【００３０】
斯かるコンバインドサイクル運転を行う場合には、図６の切換器３０は切換指令によりｂｃ側へ切換っている。このため、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して関数発生器２９から出力された再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cは、切換器３０を経て加算器３４に与えられ、又比例積分調節器３３からは、再熱器出側蒸気温度検出器３１で検出した再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差である再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを比例積分して求めた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算器３４に与えられる。
【００３１】
加算器３４では、切換器３０からの再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cと比例積分調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_C＋Ｘ_R）が求められ、求められた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは駆動装置１９に与えられると共に信号逆変換器３５に与えられ、信号逆変換器３５では逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘが求められ、該過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１に与えられる。このため、駆動装置１９，２１が駆動されて再熱器ガスダンパ１８及び過熱器ガスダンパ２０の開度が調整され、後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を流れる燃焼ガスＧ３の流量が、燃焼ガス流通路３側で増加すれば燃焼ガス流通路４側では、３側の増加量に対応して減少し、燃焼ガス流通路３側で減少すれば燃焼ガス流通路４側では、燃焼ガス流通路３側の減少量に対応して増加し、その結果、再熱器１６及び過熱器１７のヒートバランスが保持され、再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の値に保持される。
【００３２】
上記排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、例えば気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換え、蒸気タービン出力とガスタービン出力の合計出力を所定の値まであげる場合について、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を示す図１１を参照しつつ説明すると以下に記述したようになる。すなわち、蒸気タービン２２，２５の駆動による蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の６２％の出力Ｐ_S62に上昇するまでは、図１１の水平線Ｉに沿った気力単独運転を行い、蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の６２％の出力Ｐ_S62になったら、垂線ＩＩに示すように蒸気タービン出力Ｐ_Sを最大出力の６２％の出力Ｐ_S62に保持した状態でガスタービン１０を起動してコンバインドサイクル運転を開始し、ガスタービン出力Ｐ_Gを最大出力の５０％の出力Ｐ_G50まで上昇させ、ガスタービン出力Ｐ_Gが最大出力の５０％の出力Ｐ_G50に達したら、斜線ＩＩＩに示すごとく、蒸気タービン出力Ｐ_S及びガスタービン出力Ｐ_Gを、蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の７５％の出力Ｐ_S75になり、ガスタービン出力Ｐ_Gが最大出力Ｐ_G100になるまで上昇させ、ガスタービン出力Ｐ_Gが最大出力Ｐ_G100に達したら、以後は水平線ＩＶに示すように、ガスタービン出力Ｐ_Gは最大出力Ｐ_G100に保持したままで蒸気タービン出力Ｐ_Sを最大出力Ｐ_S100に達するまで上昇させる。
【００３３】
コンバインドサイクル運転から気力単独運転に切換える場合の手順は気力単独運転からコンバインドサイクル運転に移行する場合の手順とは逆になる。
【００３４】
而して、排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて気力単独運転からコンバインドサイクル運転に、或いはコンバインドサイクル運転から気力単独運転に切換える際には、蒸気タービン２２，２５とガスタービン１０の単位時間当りの出力の変化の割合の相違を考慮すると、各タービン２２，２５，１０の出力のバランスをとるためには、図１１の線Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ或いは線ＩＶ，ＩＩＩ，ＩＩ，Ｉに倣って出力を増加若しくは減少させることが望ましく、又再熱器ガスダンパ１８や過熱器ガスダンパ２０の開度も、実際の蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gとが図１１の線ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ、或いは線ＩＶ，ＩＩＩ，ＩＩＩ ，ＩＩに沿いバランスを保って変更されるよう調整することが望ましい。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置においては、
ｉ） コンバインドサイクル運転に移行した場合も関数発生器２９から出力された、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cを基に再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求めると共に過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘを求め、再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘにより再熱器ガスダンパ１８の開度を調整し、過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘにより過熱器ガスダンパ２０の開度を調整しているだけであるため、実際の蒸気タービン出力Ｐ_Sやガスタービン出力Ｐ_Gが考慮されず、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度に保持するのが難しい、
ｉｉ） 蒸気タービン２２，２５とガスタービン１０では、単位時間当りの出力の増減割合である負荷追従性能が異なるが、従来のように負荷追従性能の相違を考慮しない場合には、各タービン２２，２５，１０の実際の運転状態が考慮されず、従って、コンバインドサイクル運転時には、再熱器出側蒸気温度Ｔはなかなか安定せず具合が悪い、
ｉｉｉ） ｉ）、ｉｉ）により蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gのバランスが取りにくく、各タービン２２，２５，１０が安定した定格出力に達するまでに時間が掛かる、
等の問題があった。
【００３６】
本発明は、上述の実情に鑑み、コンバインドサイクル運転を行う際に蒸気タービン２２，２５及びガスタービン１０の実際の運転状態を考慮し、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gがバランスを保ちつつ迅速且つ確実に所定の出力に達し、しかも出力が安定して維持できるよう再熱器出側蒸気温度Ｔを制御すること及び気力単独運転からコンバインドサイクル運転への切換え、或いはコンバインドサイクル運転から気力単独運転への切換えを円滑に行い得るようにすることを目的としてなしたものである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、火炉１ａで生じた燃焼ガスＧ３が流通し得る後部伝熱部１ｃを前後２つの燃焼ガス流通路３，４に仕切ると共に一方の燃焼ガス流通路３又は４内に再熱器１６が配置され、他方の燃焼ガス流通路４又は３内に過熱器１７が配置されたボイラ本体１と、
ボイラ本体１における燃焼ガス流通路３又は４の再熱器１６よりも燃焼ガスＧ３流れ方向下流側に配置された開閉可能な再熱器ガスダンパ１８と、
ボイラ本体１における燃焼ガス流通路４又は３の過熱器１７よりも燃焼ガスＧ３流れ方向下流側に配置され且つ前記再熱器ガスダンパ１８が開く場合には絞られ、絞られる場合には開くようにした開閉可能な過熱器ガスダンパ２０と、
気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時にボイラ本体１の過熱器１７で生成された過熱蒸気により駆動されると共に発電機２４を駆動し得るようにした蒸気タービン２２と、
気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時に、前記蒸気タービン２２から抽気された後ボイラ本体１の再熱器１６で生成された再熱蒸気により駆動されると共に発電機２７を駆動し得るようにした蒸気タービン２５と、
コンバインドサイクル運転時に燃焼ガスにより駆動されると共に発電機１２を駆動し得るようにしたガスタービン１０と、
気力単独運転時には空気Ａを、又コンバインドサイクル運転時には空気Ａとガスタービン１０から排出されたタービン排ガスＧ１が混合して生成された燃焼用ガスＧ２を、ボイラ本体１の火炉１ａへ送給し得るようにしたダクト７と、
を備えた排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、
蒸気タービン２２或いは２５、又は蒸気タービン２２，２５の駆動により生じた蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応してガスタービン出力指令Ｐ_GOを出力し得るようにした関数発生器３６と、
該関数発生器３６からのガスタービン出力指令Ｐ_GOとガスタービン１０の駆動により生じたガスタービン出力Ｐ_Gとの比をとってガスタービン出力比αを求める比率演算器３７と、
該比率演算器３７からのガスタービン出力比αに対応して係数βを出力し得るようにした関数発生器３８と、
蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_Bを出力し得るようにした関数発生器４０，４１と、
両関数発生器４０，４１からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_Bの差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸを求める減算器４２と、
該減算器４２からのガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸと前記関数発生器３８からの係数βを掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gを求める掛算器４３と、
再熱器１６で再熱された蒸気の温度を検出するための再熱器出側蒸気温度検出器３１と、
該再熱器出側蒸気温度検出器３１からの再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oの差をとって再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを求める減算器３２と、
該減算器３２からの再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを処理して再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを求める調節器３３と、
前記関数発生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと前記調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求め前記再熱器ガスダンパ１８を開閉する駆動装置１９へ与える加算器４４と、
該加算器４４からの再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを逆変換して過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘを求め前記過熱器ガスダンパ２０を開閉する駆動装置２１へ与える信号逆変換器３５と、
を備えて成るものである。
【００３８】
又、本発明では、関数発生器３８と掛算器４３との間に変化率制御器３９を設けると良い。
【００３９】
【作用】
気力単独運転時には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して関数発生器４０から出力される基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aが加算器４４へ与えられ、又再熱器出側蒸気温度検出器３１で検出した再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oの差である再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴは調節器３３で処理され、再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rとして加算器４４へ与えられ、加算器４４では基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算されて再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘが求められ、該指令Ｘは駆動装置１９に与えられて駆動装置１９が駆動され、再熱器ガスダンパ１８が開かれ、或いは絞られる。又再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは信号逆変換器３５で逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘとなり駆動装置２１へ与えられ、駆動装置２１が駆動されて過熱器ガスダンパ２０が絞られ、或いは開かれる。このためボイラ本体１における後部伝熱部１ｃを流通する燃焼ガスＧ３の流量が調整され、再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の温度に制御される。
【００４０】
コンバインドサイクル運転時には、蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応したガスタービン出力指令Ｐ_GOとガスタービン出力Ｐ_Gの比をとってガスタービン出力比αが求められ、該比αから係数βが求められ、一方、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して関数発生器４０，４１から出力された基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_Bの差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸが求められ、掛算器４３で偏差ΔＸに前記係数βを掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gが求められ、加算器４４では前記関数発生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと、調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算されて再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘが求められ、該指令Ｘを基に再熱器ガスダンパ１８が開かれ、或いは絞られ、又再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは信号逆変換器３５で逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘが求められ、該指令１−Ｘを基に過熱器ガスダンパ２０が絞られ、或いは開かれる。このようにコンバインドサイクル運転時には、蒸気タービン出力Ｐ_S及びガスタービン出力Ｐ_Gを考慮して再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を行っているため、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは予め定めた関係を保持でき、従って定常運転時はもとより例えば気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換えて蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gをあげて行くような過渡的な場合においても、再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を正確且つ確実にしかも安定して制御することができる。
【００４１】
係数βを変化率制限器３９を通して掛算器４３に与える場合には、蒸気タービン出力Ｐ_S或いはガスタービン出力Ｐ_Gの単位時間当りの変化率を押えることができ、再熱器ガスダンパ１８及び過熱器ガスダンパ２０の開閉をゆっくりと行うことができるため、より一層安定した再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を行うことができる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
【００４３】
図１〜図５は本発明の一実施例で、再熱器出側蒸気温度制御装置が適用される排気再燃型コンバインドサイクルプラント自体は、図７に示すプラントと全く同じである。而して、本実施例においては、蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，２５の駆動により生じた蒸気タービン出力Ｐ_Sは発電機２４、或いは発電機２４，２７を介して検出し得るようになっており、ガスタービン１０の駆動により生じたガスタービン出力Ｐ_Gは発電機１２を介して検出し得るようになっている。
【００４４】
本実施例における再熱器出側蒸気温度制御装置を図１により説明すると、図中、３６は蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，２５からの蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応してガスタービン出力指令Ｐ_GOを出力し得るようにした関数発生器、３７は関数発生器３６からのガスタービン出力指令Ｐ_GOによりガスタービン１０からのガスタービン出力Ｐ_Gを除算してガスタービン出力比αを求める比率演算器、３８は比率演算器３７からのガスタービン出力比αに対応した非線形補償係数βを出力する関数発生器、３９は関数発生器３８から与えられる非線形補償係数βの単位時間当りの変化率が予め定めた所定の変化率よりも大きい場合にその変化率を制限して非線形補償係数βを出力し得るようにした変化率制限器である。
【００４５】
４０は蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが気力単独運転時の値の場合には、蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aを出力し、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOがコンバインドサイクル運転時の値の場合も蒸気タービン２２，２５を駆動したと仮定した場合に必要となる、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aを出力する関数発生器、４１は気力単独運転時には蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，２５の駆動に伴い、又コンバインドサイクル運転時には蒸気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bを出力する関数発生器、４２は関数発生器４１，４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bと基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸを求める減算器、４３は減算器４２からのガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸに関数発生器３８から変化率制限器３９を介して与えられた非線形補償係数βを掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gを求める掛算器、４４は関数発生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと、従来の場合と同様、減算器３２で求められた再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴに対応して比例積分調節器３３から与えられた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rとを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求める加算器であり、加算器４４で求めた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは再熱器ガスダンパ１８の駆動装置１９に与え得るようになっていると共に、信号逆変換器３５に与え得るようになっており、信号逆変換器３５からの過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは、過熱器ガスダンパ２０の駆動装置２１に与え得るようになっている。
【００４６】
再熱蒸気管２６に接続した再熱器出側蒸気温度検出器３１から減算器３２を経て比例積分調節器３３に至る経路は従来の場合と全く同じである。
【００４７】
上述の再熱器出側蒸気温度制御装置の関数発生器３６，３８，４０，４１には、図２、図３、図４、図５に示すごとき関数Ｆ３（ｘ）、Ｆ４（ｘ）、Ｆ５（ｘ）、Ｆ６（ｘ）が設置してある。
【００４８】
而して、図２に示す関数Ｆ３（ｘ）は、コンバインドサイクル運転を行う際に、各タービン２２，２５，１０の出力のバランスや負荷追従性の相違を考慮して決定した、蒸気タービン出力Ｐ_Sと、蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応したガスタービン出力指令Ｐ_GOとの関係を表わすものである。
【００４９】
図３に示す関数Ｆ４（ｘ）は、ガスタービン出力指令Ｐ_GOと実際のガスタービン出力Ｐ_Gの比であるガスタービン出力比α＝Ｐ_G／Ｐ_GOと、該出力比αにより定まる非線形補償係数βの関係を表わすものである。
【００５０】
図４に示す関数Ｆ５（ｘ）は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと、該蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが気力単独運転時の値の場合には、蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの関係を表わすと共に、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと、該蒸気タービン出力指令Ｐ_SOがコンバインドサイクル運転時の値の場合も蒸気タービン２２，２５のみを駆動したと仮定した場合に必要となる、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの関係を表わすものである。
【００５１】
図５に示す関数Ｆ６（ｘ）は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと、気力単独運転時には蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，２５の運転に伴い、又コンバインドサイクル運転時には蒸気タービン２２，２５及びガスタービン１０の駆動に伴い必要となる、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bの関係を表わすものである。
【００５２】
各関数Ｆ３（ｘ）〜Ｆ６（ｘ）は、試運転等により再熱器出側蒸気温度Ｔをチェックしながら、理論的、経験的に決定される。
【００５３】
なお、図２中、Ｐ_S62は蒸気タービン２２，２５の出力を合計した出力である最大出力Ｐ_S100の６２％の出力、Ｐ_S75は同最大出力Ｐ_S100の７５％の出力、Ｐ_GO50^{はガスタービン出力指令Ｐ}GO^{の最大出力指令Ｐ}GO100^{の５０％の出力指令を表}わしている。
【００５４】
次に、本実施例の作動について図７をも参照しつつ説明する。
【００５５】
蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２２，２５が駆動されガスタービン１０が駆動されない気力単独運転時には、所定の値の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが関数発生器４０，４１に与えられる。
【００５６】
このため、関数発生器４０からは、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aが出力されて加算器４４及び減算器４２に与えられ、関数発生器４１からは蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bが出力されて減算器４２に与えられ、減算器４２では基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_BとＸ_Aの差がとられてガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸ（＝Ｘ_B−Ｘ_A）が求められるが、気力単独運転の場合はＸ_B＝Ｘ_Aであるため、ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸ＝０となり、減算器４２からは信号が出力されることはない。
【００５７】
一方、蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２２，２５の出力は、発電機２４或いは発電機２４，２７を介して関数発生器３６に与えられるが、気力単独運転時には、関数発生器３６からは何等指令が出力されない。又ガスタービン１０は駆動されていないため、発電機１２からはガスタービン出力Ｐ_Gは出力されず、比率演算器３７で演算されるガスタービン出力比Ｐ_G／Ｐ_GO＝０／０＝０であり、関数発生器３８からも何等指令は出力されない（β＝０）。従って、掛算器４３では、ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_G＝０となり、掛算器４３から指令が出力されることはない。
【００５８】
一方、再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２６を送給される再熱蒸気の温度は再熱器出側蒸気温度検出器３１により検出され、再熱器出側蒸気温度Ｔとして減算器３２へ与えられ、減算器３２では、再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差がとられて再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴが求められ、求められた再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴは比例積分調節器３３で比例積分されて再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが求められ、該再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rは加算器４４へ与えられる。
【００５９】
加算器４４では、関数発生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと比例積分調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算されて再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_A＋Ｘ_R）が求められ、求められた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは、駆動装置１９及び信号逆変換器３５へ与えられる。
【００６０】
このため、駆動装置１９が駆動されて再熱器ガスダンパ１８が所定の開度に調整され、又信号逆変換器３５では再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘが逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘが求められ、求められた過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１へ与えられ、駆動装置２１が駆動されて過熱器ガスダンパ２０が所定の開度に調整される。
【００６１】
例えば、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが高くなって再熱器ガスダンパ１８がある角度だけ開いた場合には、この開いた角度によって増加する再熱器ガスダンパ１８を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量分だけ、過熱器ガスダンパ２０を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量が減少するよう、過熱器ガスダンパ２０は絞られ、逆に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが下降して再熱器ガスダンパ１８が絞られた場合には、絞られた角度によって減少する再熱器ガスダンパ１８を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量分だけ過熱器ガスダンパ２０を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量が増加するよう、過熱器ガスダンパ２０は開くことになる。従ってボイラ本体１における後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を下降する燃焼ガスＧ３の流量は蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して所定の流量に調整され、再熱器出側蒸気温度Ｔは再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oになるよう制御される。
【００６２】
コンバインドサイクル運転時には、蒸気タービン２２，２５及びガスタービン１０が駆動されている。このため、蒸気タービン２２，２５の出力は、発電機２４，２７を介し蒸気タービン出力Ｐ_Sとして関数発生器３６に与えられ、ガスタービン１０の出力は、発電機１２を介しガスタービン出力Ｐ_Gとして比率演算器３７へ与えられる。
【００６３】
而して、関数発生器３６からは、図２に示すごとき、蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応したガスタービン出力指令Ｐ_GOが出力されて比率演算器３７へ与えられ、比率演算器３７では、ガスタービン１０からのガスタービン出力Ｐ_Gがガスタービン出力指令Ｐ_GOにより除算されてガスタービン出力比αが求められ、求められた出力比αは関数発生器３８へ与えられる。
【００６４】
関数発生器３８では、図３に示すごとく、ガスタービン出力比αに対応して、すなわち、ガスタービン出力指令Ｐ_GOと実際に発生したガスタービン出力Ｐ_Gの差に対応して非線形補償係数βが求められ、該非線形補償係数βは変化率制限器３９を介して掛算器４３へ与えられる。変化率制限器３９においては、単位時間当りの変化率は予め定められているため、非線形補償係数βは急激に変化することはない。
【００６５】
一方、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOは関数発生器４０，４１へ与えられており、関数発生器４０からは、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aが出力されて加算器４４及び減算器４２に与えられ、関数発生器４１からは、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bが出力されて減算器４２へ与えられている。
【００６６】
このため減算器４２では、基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_BとＸ_Aの差がとられてガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸ（＝Ｘ_B−Ｘ_A）が求められ、求められたガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸは掛算器４３へ与えられ、掛算器４３では、ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸに非線形補償係数βが掛けられて、ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_G（＝β・ΔＸ）が求められ、該ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gは加算器４４に与えられる。
【００６７】
加算器４４では、関数発生器３６からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと、従来の場合と同様再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差である再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを比例積分調節器３３で比例積分することにより得られた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_A＋Ｘ_G＋Ｘ_R）が求められ、求められた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは駆動装置１９に与えられると共に信号逆変換器３５にも与えられ、信号逆変換器３５で再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを逆変換することにより得られた過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１に与えられる。
【００６８】
このため、気力単独運転の場合と同様、駆動装置１９は再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘにより駆動されて再熱器ガスダンパ１８が所定の開度に調整され、駆動装置２１は、過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘにより駆動されて過熱器ガスダンパ２０が所定の開度に調整される。
【００６９】
例えば、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが高くなって再熱器ガスダンパ１８が開いた場合は、この開いた角度に対応して過熱器ガスダンパ２０が絞られ、逆に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが低くなって再熱器ガスダンパ１８が絞られた場合には、この絞られた角度に対応して過熱器ガスダンパ２０が開くのは、気力単独運転時と同じである。このため、ボイラ本体１における後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を下降する燃焼ガスＧ３の流量は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO、ガスタービン出力指令Ｐ_GOのみならず実際の蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gを基に制御されることになり、従って、コンバインドサイクル運転時に、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは図１１に示すように予め定めた所定の関係を保持でき、再熱器出側蒸気温度Ｔは、実際の蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gに対応して正確で安定した状態に制御される。
【００７０】
本実施例において気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換え、ガスタービン出力Ｐ_Gや蒸気タービン出力Ｐ_Sを定常運転状態まで上昇させる際にも、再熱器ガスダンパ１８、過熱器ガスダンパ２０は蒸気タービン出力指令Ｐ_SOのみを基準とするのではなく、実際の蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gを基に図１１の線ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに示すように制御する。すなわち、検出された蒸気タービン出力Ｐ_Sが、例えば蒸気タービン２２，２５夫々の定格出力を合計した最大出力Ｐ_S100の６２％よりも少ない出力Ｐ_S62以下の場合には、関数発生器３６からガスタービン出力指令Ｐ_GOは出力されないが、図２に示すように、蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力Ｐ_S100の６２％の出力に達すると、蒸気タービン出力Ｐ_SはＰ_S62に保持されたまま、ガスタービン１０が起動され、ガスタービン１０の出力は発電機１２を介しガスタービン出力Ｐ_Gとして比率演算器３７へ与えられる。
【００７１】
このため比率演算器３７では、通常のコンバインドサイクル運転時と同様にしてガスタービン出力Ｐ_Gが関数発生器３６からのガスタービン出力指令Ｐ_GOにより除算されてガスタービン出力比αが求められ、求められたガスタービン出力比αは関数発生器３８へ与えられ、関数発生器３８では、ガスタービン出力比αに対応した非線形補償係数βが求められ、該非線形補償係数βは掛算器４３へ与えられる。該係数βは、ガスタービン出力Ｐ_Gの増加に従い経時的に大きくなる。
【００７２】
一方、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが最大出力Ｐ_S100の６２％の出力に相当している場合には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに基づいて関数発生器４０，４１から出力される基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_Bは変化せず一定である。このため、掛算器４３からは非線形補償係数βの変化に従い比例して変化するガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gが出力されて加算器４４に与えられ、又再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oが等しくない場合には、比例積分調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算器４４に与えられる。このため、加算器４４で求められて駆動装置１９及び信号逆変換器３５に与えられる再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは時間の経過に従い徐々に大きくなり、駆動装置１９により開閉される再熱器ガスダンパ１８の開度は徐々に大きくなる。又信号逆変換器３５から出力される過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは徐々に小さくなり、駆動装置２１により開閉される過熱器ガスダンパ２０の開度は徐々に絞られる。
【００７３】
而して、ガスタービン出力Ｐ_Gの増加に伴い、再熱器ガスダンパ１８が徐々に開き、過熱器ガスダンパ２０が徐々に絞られると、燃焼ガス流通路３を通過する燃焼ガスＧ３の流量は徐々に増加し、燃焼ガス流通路４を通過する燃焼ガスＧ３の流量は徐々に減少するが、この場合も蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは予め定められた関係を保持している。従って、コンバインドサイクル運転を開始してガスタービン出力Ｐ_Gをあげて行くような過渡的な場合においても、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にする制御を正確に且つ安定して行うことができる。
【００７４】
図２において、ガスタービン出力指令Ｐ_GOがＰ_GO50に達すると、次いで蒸気タービン出力Ｐ_SをＰ_S62からＰ_S75まで上昇させつつ、蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応してガスタービン出力指令Ｐ_GOをＰ_GO50からＰ_GO100まであげる制御が行われるが、この場合には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO、ガスタービン出力指令Ｐ_GO、蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gは経時的に上昇し、基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_B、ガスタービン出力比α、非線形補償係数βも経時的に変化し、徐々に大きくなる。このため、再熱器ガスダンパ１８を更に開くための再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは更に大きくなり、過熱器ガスダンパ２０を絞る過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは徐々に小さくなる結果、燃焼ガス流通路３も下降する燃焼ガスＧ３の流量は益々増加し、燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガスＧ３の流量は増々減少する。而して、この場合にも蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは予め定めた関係を保持しているため、再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を安定して確実に行うことができる。
【００７５】
図２において、蒸気タービン出力Ｐ_SがＰ_S75に達し、ガスタービン出力指令Ｐ_GOがＰ_GO100に達すると、ガスタービン出力指令Ｐ_GOはＰ_GO100のままで、蒸気タービン出力Ｐ_SがＰ_S100まで上昇するが、この場合には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO、蒸気タービン出力Ｐ_Sの上昇に伴い、再熱器ガスダンパ１８を開くための再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは徐々に大きくなり、過熱器ガスダンパ２０を絞る過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは徐々に小さくなる。而して、この場合も、上述した各場合と同様、再熱器出側蒸気温度Ｔは安定して確実に所定の温度に制御される。
【００７６】
本実施例で変化率制限器３９を設けているのは次のような理由による。すなわち、蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gのうちの何れかが、何等かの原因で急激に変化したような場合には、ガスタービン出力指令Ｐ_GO延いてはガスタービン出力比αが急激に変化し、その結果、非線形補償係数βも急激に変化する。しかるに、非線形補償係数βが急激に変化すると掛算器４３から出力されるガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gも急激に変化するため、再熱器ガスダンパ１８や過熱器ガスダンパ２０も急激に変化し、燃焼ガス流通路３，４を通る燃焼ガスＧ３の流量が急激に増減し、再熱器出側蒸気温度Ｔがなかなか所定の温度に落着かない虞れがある。しかるに変化率制限器３９を設ければ、関数発生器３８から出力される非線形補償係数βが急激に変化しても変化率制限器３９から出力される非線形補償係数βは単位時間当りに徐々に変化し、掛算器４３から出力されるガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gも徐々に変化するため、加算器４４から出力される再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ、信号逆変換器３５から出力される過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘも徐々に変化する。従って、再熱器ガスダンパ１８、過熱器ガスダンパ２０の開度も徐々に調整され、燃焼ガス流通路３，４を流通する燃焼ガスＧ３の流量が急激に変化することがなく、より一層安定して再熱器出側蒸気温度の制御を行うことができる。
【００７７】
上述のごとく、本実施例では、排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、定常的なコンバインドサイクル運転時はもとより、気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換えて蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gを所定の値まで上昇させる過渡的な場合にも、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gを図１１の線ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに示す望ましい蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を保持しつつ、後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を流通する燃焼ガスＧ３の流量を制御でき、延いては再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度に安定して且つ確実に制御することができる。
【００７８】
なお、本発明の実施例においては、過渡的な状態として気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換える場合について説明したが、コンバインドサイクル運転から気力単独運転へ切換える場合も適用できること（この場合には、気力単独運転からコンバインドサイクル運転へ切換える場合とは逆に制御が行われる）、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置によれば、請求項１の場合には、定常的なコンバインドサイクル運転の場合はもとより気力単独運転からコンバインドサイクル運転に切換える場合やコンバインドサイクル運転から気力単独運転に切換える過渡的な場合も含めて、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を所定の関係に保持することができ、従って再熱器出側蒸気温度Ｔを正確且つ安定して所定の温度に制御することができ、請求項２の場合には再熱器出側蒸気温度Ｔの制御をより一層正確且つ安定して行うことができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置の一実施例のブロック図である。
【図２】図１の関数発生器３６に設定される蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力指令Ｐ_GOとの関係を表わすグラフである。
【図３】図１の関数発生器３８に設定されるガスタービン出力比Ｐ_G／Ｐ_GO＝αと非線形補償係数βの関係を表わすグラフである。
【図４】図１の関数発生器４０に設定される蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの関係を表わすグラフである。
【図５】図１の関数発生器４１に設定される蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bの関係を表わすグラフである。
【図６】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置の一例のブロック図である。
【図７】排気再燃型コンバインドサイクルプラントの一般的な概略配置図である。
【図８】図７の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける蒸気の流れを示す系統図である。
【図９】図６の関数発生器２８に設定される気力単独運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sとの関係を表わすグラフである。
【図１０】図６の関数発生器２９に設定するコンバインドサイクル運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cの関係を表わすグラフである。
【図１１】排気再燃型コンバインドサイクルプラントのコンバインドサイクル運転時における蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を表わすグラフである。
【符号の説明】
１ ボイラ本体
１ａ 火炉
１ｃ 後部伝熱部
３ 燃焼ガス流通路
４ 燃焼ガス流通路
１０ ガスタービン
１２ 発電機
１６ 再熱器
１７ 過熱器
１８ 再熱器ガスダンパ
１９ 駆動装置
２０ 過熱器ガスダンパ
２１ 駆動装置
２２ 蒸気タービン
２４ 発電機
２５ 蒸気タービン
２７ 発電機
３１ 再熱器出側蒸気温度検出器
３２ 減算器
３３ 比例積分調節器（調節器）
３５ 信号逆変換器
３６ 関数発生器
３７ 比率演算器
３８ 関数発生器
３９ 変化率制限器
４０ 関数発生器
４１ 関数発生器
４２ 減算器
４３ 掛算器
４４ 加算器
Ａ 空気
Ｇ１ タービン排ガス
Ｇ２ 燃焼用ガス
Ｇ３ 燃焼ガス
Ｐ_SO 蒸気タービン出力指令
Ｐ_GO ガスタービン出力指令
Ｐ_S 蒸気タービン出力
Ｐ_G ガスタービン出力
Ｔ 再熱器出側蒸気温度
Ｔ_O 再熱器出側設定蒸気温度
ΔＴ 再熱器出側蒸気温度偏差
Ｘ_R 再熱器ガスダンパ補正開度指令
Ｘ 再熱器ガスダンパ修正開度指令
１−Ｘ 過熱器ガスダンパ修正開度指令
α ガスタービン出力比
β 非線形補償係数（係数）
Ｘ_A 基準再熱器ガスダンパ開度指令
Ｘ_B 基準再熱器ガスダンパ開度指令
ΔＸ ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差
Ｘ_G ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令

Claims (2)

1. 火炉（１ａ）で生じた燃焼ガス（Ｇ３）が流通し得る後部伝熱部（１ｃ）を前後２つの燃焼ガス流通路（３）（４）に仕切ると共に一方の燃焼ガス流通路（３）又は（４）内に再熱器（１６）が配置され、他方の燃焼ガス流通路（４）又は（３）内に過熱器（１７）が配置されたボイラ本体（１）と、
   ボイラ本体（１）における燃焼ガス流通路（３）又は（４）の再熱器（１６）よりも燃焼ガス（Ｇ３）流れ方向下流側に配置された開閉可能な再熱器ガスダンパ（１８）と、
   ボイラ本体（１）における燃焼ガス流通路（４）又は（３）の過熱器（１７）よりも燃焼ガス（Ｇ３）流れ方向下流側に配置され且つ前記再熱器ガスダンパ（１８）が開く場合には絞られ、絞られる場合には開くようにした開閉可能な過熱器ガスダンパ（２０）と、
   気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時にボイラ本体（１）の過熱器（１７）で生成された過熱蒸気により駆動されると共に発電機（２４）を駆動し得るようにした蒸気タービン（２２）と、
   気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時に、前記蒸気タービン（２２）から抽気された後ボイラ本体（１）の再熱器（１６）で生成された再熱蒸気により駆動されると共に発電機（２７）を駆動し得るようにした蒸気タービン（２５）と、
   コンバインドサイクル運転時に燃焼ガスにより駆動されると共に発電機（１２）を駆動し得るようにしたガスタービン（１０）と、
   気力単独運転時には空気（Ａ）を、又コンバインドサイクル運転時には空気（Ａ）とガスタービン（１０）から排出されたタービン排ガス（Ｇ１）が混合して生成された燃焼用ガス（Ｇ２）を、ボイラ本体（１）の火炉（１ａ）へ送給し得るようにしたダクト（７）と、
   を備えた排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、
   蒸気タービン（２２）或いは（２５）、又は蒸気タービン（２２）（２５）の駆動により生じた蒸気タービン出力（Ｐ_S）に対応してガスタービン出力指令（Ｐ_GO）を出力し得るようにした関数発生器（３６）と、
   該関数発生器（３６）からのガスタービン出力指令（Ｐ_GO）とガスタービン（１０）の駆動により生じたガスタービン出力（Ｐ_G）との比をとってガスタービン出力比（α）を求める比率演算器（３７）と、
   該比率演算器（３７）からのガスタービン出力比（α）に対応して係数（β）を出力し得るようにした関数発生器（３８）と、
   蒸気タービン出力指令（Ｐ_SO）に対応して基準再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_A）（Ｘ_B）を出力し得るようにした関数発生器（４０）（４１）と、
   両関数発生器（４０）（４１）からの基準再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_A）（Ｘ_B）の差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差（ΔＸ）を求める減算器（４２）と、
   該減算器（４２）からのガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差（ΔＸ）と前記関数発生器（３８）からの係数（β）を掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_G）を求める掛算器（４３）と、
   再熱器（１６）で再熱された蒸気の温度を検出するための再熱器出側蒸気温度検出器（３１）と、
   該再熱器出側蒸気温度検出器（３１）からの再熱器出側蒸気温度（Ｔ）と再熱器出側設定蒸気温度（Ｔ_O）の差をとって再熱器出側蒸気温度偏差（ΔＴ）求める減算器（３２）と、
   該減算器（３２）からの再熱器出側蒸気温度偏差（ΔＴ）を処理して再熱器ガスダンパ補正開度指令（Ｘ_R）を求める調節器（３３）と、
   前記関数発生器（４０）からの基準再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_A）と掛算器（４３）からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_G）と前記調節器（３３）からの再熱器ガスダンパ補正開度指令（Ｘ_R）を加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令（Ｘ）を求め前記再熱器ガスダンパ（１８）を開閉する駆動装置（１９）へ与える加算器（４４）と、
   該加算器（４４）からの再熱器ガスダンパ修正開度指令（Ｘ）を逆変換して過熱器ガスダンパ修正開度指令（１−Ｘ）を求め前記過熱器ガスダンパ（２０）を開閉する駆動装置（２１）へ与える信号逆変換器（３５）と、
   を備えてなることを特徴とする排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置。
2. 関数発生器（３８）と掛算器（４３）との間に変化率制限器（３９）を設けた請求項１に記載の排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置。

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