JP7185507B2 - 蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント - Google Patents
蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント Download PDFInfo
- Publication number
- JP7185507B2 JP7185507B2 JP2018224390A JP2018224390A JP7185507B2 JP 7185507 B2 JP7185507 B2 JP 7185507B2 JP 2018224390 A JP2018224390 A JP 2018224390A JP 2018224390 A JP2018224390 A JP 2018224390A JP 7185507 B2 JP7185507 B2 JP 7185507B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- bypass valve
- turbine
- pressure
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Description
また、特許文献1には、余剰蒸気のダンプを目的とするものではないが、再熱系統(低温再熱蒸気管、再熱器及び高温再熱蒸気管)のブローを行うために、高圧ドラムから高圧蒸気タービンを経由せず、低温再熱蒸気管に接続されるブロー高圧蒸気供給管を設けることも記載されている。ブロー高圧蒸気供給管に設けられたブロー高圧蒸気供給弁を開くと、ブロー高圧蒸気供給弁及び再熱器を経由して高温再熱蒸気管から復水器にブロー蒸気が流れる。
このため、特許文献1に記載の蒸気タービン設備では、余剰蒸気の復水器へのダンプ時、ブロー高圧蒸気供給弁及び再熱器を経由して高温再熱蒸気管から復水器に流入するブロー蒸気の量が過剰である場合、復水器において蒸気冷却に用いられる冷却流体の出口温度が過度に上昇してしまう。
第1タービンの入口に接続される第1蒸気ラインと、
前記第1蒸気ラインに設けられる第1蒸気弁と、
前記第1タービンよりも入口蒸気圧が低い第2タービンの入口に接続される第2蒸気ラインと、
前記第2蒸気ラインに設けられる再熱器と、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第1分岐通路を含み、前記第1タービン、前記再熱器及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第1分岐通路を経由して復水器に至る第1バイパスラインと、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第2分岐通路を含み、前記第1タービン及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第2分岐通路及び前記再熱器を経由して前記復水器に至る第2バイパスラインと、
前記第1分岐通路に設けられた第1バイパス弁と、
前記第2分岐通路に設けられた第2バイパス弁と、
を含む蒸気タービン設備の始動方法であって、
前記第1蒸気弁を閉状態に維持しながら、前記第1バイパス弁又は前記第2バイパス弁の少なくとも一方を用いて前記第1蒸気ラインの圧力制御を行うステップ
を備え、
前記圧力制御を行うステップでは、前記復水器の冷却流体の入口温度と出口温度の差である温度差ΔT(以降、「冷却流体温度差ΔT」と称する。)が許容値ΔT1に到達する前の少なくとも一部の期間において、前記第1バイパス弁を少なくとも部分的に開いた状態で、前記第2バイパス弁を用いて前記圧力制御を行う。
一方、第2バイパス弁を用いた圧力制御の実行中、かつ、復水器の冷却流体温度差ΔTの許容値ΔT1への到達前の少なくとも一部の期間において、第1バイパス弁は、少なくとも部分的に開いた状態となる。この状態において、第1蒸気ラインの圧力を適切に維持するための制御(圧力制御)の役割は第2バイパス弁が担うことから、第1バイパス弁自体は、圧力制御を実行しなければならないという制約から解放されて、第1バイパス弁の開度の設定の自由度が向上する。よって、第1バイパス弁の開度を比較的大きな値に設定することで、第1蒸気ラインからの余剰蒸気のダンプに起因した復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
前記圧力制御を行うステップでは、前記第2バイパス弁が圧力制御を開始してから規定時間経過後、かつ、前記第2バイパス弁を用いた前記圧力制御の実行中に、前記待機するステップで前記閉状態に維持されていた前記第1バイパス弁を開く。
このため、第2バイパス弁の圧力制御開始から第1バイパス弁を開くまでの時間を適切に設定しておけば、再熱器を経由しない第1バイパスラインを用いた余剰蒸気のダンプを適切なタイミングで開始し、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
前記圧力制御を行うステップでは、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第2バイパス弁の開度を制御するとともに、前記温度差ΔTに基づいて、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開く。
前記圧力制御を行うステップでは、前記温度差ΔTが前記許容値ΔT1よりも低い規定値ΔT2を超えたら、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開く。
前記圧力制御を行うステップは、
前記第1バイパス弁の開度が規定値A1に到達するまで、前記第2バイパス弁を閉じた状態で、前記第1蒸気ラインの圧力を目標圧に維持するように前記第1バイパス弁を用いて前記圧力制御を行う第1ステップと、
前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記圧力制御を行う弁を前記第1バイパス弁から前記第2バイパス弁へと切り替える第2ステップと、
を含む。
このように、最終的に第2バイパス弁に第1蒸気ラインの圧力制御を行わせれば、第2ステップの実行中、第1バイパス弁は圧力制御の役割から解放されて第1バイパス弁の開度の設定の自由度が向上するから、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
また、最初に第1バイパス弁による圧力制御を行うことで、第1ステップの実行中、再熱器を経由しない第1バイパスラインを通じて復水器に余剰蒸気がダンプされ、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇をより一層抑制することができる。
前記第2ステップの実行後、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1に維持しながら、前記第2バイパス弁の開度を制御し、前記第2バイパス弁の開度が規定値A2に到達したら、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1よりも大きくする。
ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて蒸気を生成するように構成されたボイラと、
前記ボイラからの蒸気が供給されるように構成された蒸気タービン設備と、
を含むコンバインドサイクルプラントの始動方法であって、
前記ガスタービンの負荷を規定値まで上昇させた後、前記ガスタービンの負荷を規定値まで上昇させた後、上記(1)~(6)の何れかに記載の始動方法により前記蒸気タービン設備を始動させる。
この点、上記(7)のコンバインドサイクルプラントの始動方法は、上記(1)で述べたとおり、第2バイパス弁を用いた圧力制御の実行中、かつ、復水器の冷却流体温度差ΔTの許容値ΔT1への到達前の少なくとも一部の期間に第1バイパス弁が開かれるので、第1バイパス弁の開度設定の自由度を高めて、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。よって、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制しながら、コンバインドサイクルプラントを高速起動することができる。
前記ガスタービンの負荷を高負荷(例えば、定格負荷の90%)に維持しながら、前記第1蒸気弁を開く。
第1タービンの入口に接続される第1蒸気ラインと、
前記第1蒸気ラインに設けられる第1蒸気弁と、
前記第1タービンよりも入口蒸気圧が低い第2タービンの入口に接続される第2蒸気ラインと、
前記第2蒸気ラインに設けられる再熱器と、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第1分岐通路を含み、前記第1タービン、前記再熱器及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第1分岐通路を経由して復水器に至る第1バイパスラインと、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第2分岐通路を含み、前記第1タービン及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第2分岐通路及び前記再熱器を経由して前記復水器に至る第2バイパスラインと、
前記第1分岐通路に設けられた第1バイパス弁と、
前記第2分岐通路に設けられた第2バイパス弁と、
前記第1バイパス弁及び前記第2バイパス弁を制御するための制御装置と、
を含む蒸気タービン設備であって、
前記制御装置は、
前記第1蒸気弁を閉状態に維持しながら、前記第1蒸気ラインの圧力制御を行うように前記第1バイパス弁又は前記第2バイパス弁の少なくとも一方の開度を調節するように構成され、
前記復水器の冷却流体の入口温度と出口温度の差である温度差ΔTが許容値ΔT1に到達する前の少なくとも一部の期間において、前記第1バイパス弁を少なくとも部分的に開いた状態で、前記圧力制御を行うように前記第2バイパス弁の開度を調節するように構成される。
一方、第2バイパス弁を用いた圧力制御の実行中、かつ、復水器の冷却流体温度差ΔTの許容値ΔT1への到達前の少なくとも一部の期間において、第1バイパス弁は、少なくとも部分的に開いた状態となる。この状態において、第1蒸気ラインの圧力を適切に維持するための制御(圧力制御)の役割は第2バイパス弁が担うことから、第1バイパス弁自体は、圧力制御を実行しなければならないという制約から解放されて、第1バイパス弁の開度の設定の自由度が向上する。よって、第1バイパス弁の開度を比較的大きな値に設定することで、第1蒸気ラインからの余剰蒸気のダンプに起因した復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
前記制御装置は、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第2バイパス弁の開度を制御するとともに、前記温度差ΔTに基づいて、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開くように制御を行う。
前記制御装置は、前記温度差ΔTが前記許容値ΔT1よりも低い規定値ΔT2を超えたら、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開くように制御を行う。
前記制御装置は、前記第1バイパス弁の開度が規定値A1に到達するまで、前記第2バイパス弁を閉じた状態で、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第1バイパス弁を用いて前記圧力制御を行い、
前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記圧力制御を行う弁を前記第1バイパス弁から前記第2バイパス弁へと切り替える制御を行う。
このように、最終的に第2バイパス弁に第1蒸気ラインの圧力制御を行わせれば、第2ステップの実行中、第1バイパス弁は圧力制御の役割から解放されて第1バイパス弁の開度の設定の自由度が向上するから、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
また、最初に第1バイパス弁による圧力制御を行うことで、第1バイパス弁を用いた圧力制御の実行中、再熱器を経由しない第1バイパスラインを通じて復水器に余剰蒸気がダンプされ、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇をより一層抑制することができる。
前記制御装置は、前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1に維持しながら、前記第2バイパス弁の開度を制御し、前記第2バイパス弁の開度が規定値A2に到達したら、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1よりも大きくするように構成される。
ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて蒸気を生成するように構成されたボイラと、
上記(9)~(13)の何れかに記載の蒸気タービン設備と、
を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラからの蒸気が供給されるように構成される。
この点、上記(14)で構成されるコンバインドサイクルプラントは、上記(1)で述べたとおり、第2バイパス弁を用いた圧力制御の実行中、かつ、復水器の冷却流体温度差ΔTの許容値ΔT1への到達前の少なくとも一部の期間に第1バイパス弁が開かれるので、第1バイパス弁の開度設定の自由度を高めて、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。よって、復水器の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制しながら、コンバインドサイクルプラントを高速起動することができる。
なお、本発明の実施形態に係る蒸気タービン設備は、以下で説明するコンバインドサイクルプラント向けの蒸気タービン設備に限定されず、石炭、石油、液化天然ガス、重質油等の燃料を燃焼させるボイラで生成した蒸気によって蒸気タービンを駆動する汽力発電プラント向けの蒸気タービン設備であってもよい。
図1に示す例示的な実施形態では、蒸気タービン10は、第1タービン12としての高圧タービン、第2タービン14としての中圧タービン、および、低圧タービン16という入口蒸気圧がそれぞれ異なる3種類のタービンを含む。他の実施形態では、低圧タービン16が第2タービン14として機能し、蒸気タービン10は、第1タービン12および第2タービン14(即ち、低圧タービン16)の2種類のタービンを含む。さらに別の実施形態では、蒸気タービン10は、高圧タービンよりもさらに入口蒸気圧が高い超高圧タービン(VHP;Very High Pressure turbine)と、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンという入口蒸気圧が異なる4種類のタービンを含み、超高圧タービン又は高圧タービンの何れかが第1タービン12として機能し、高圧タービン又は中圧タービンの何れかが第2タービン14として機能する。
なお、各々のタービンの入口には、蒸気弁(第1蒸気弁22、第2蒸気弁24及び低圧蒸気弁26)が設けられており、各蒸気弁(22、24、26)を介して供給される蒸気によって各タービンが駆動されるようになっている。蒸気タービン10を構成する複数のタービンは、発電機4に連結されており、発電機4を駆動するようになっている。
ガスタービン40は、圧縮空気を生成するための圧縮機42と、圧縮機42により生成された圧縮空気を用いて燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成するための燃焼器44と、燃焼器44からの燃焼ガスによって駆動されるタービン46と、を備える。タービン46のロータは、発電機4の入力軸に連結されており、発電機4において、タービン46から入力される機械的エネルギーが電力に変換される。また、圧縮機42の回転軸は、タービン46のロータに接続されており、タービン46によって圧縮機42が駆動されるようになっている。
排熱回収ボイラ50は、蒸気タービン10を構成する複数種のタービンにそれぞれ対応して設けられる複数のドラム(52,54,56)と、各ドラム(52,54,56)に接続される蒸発器(53,55,57)と、各ドラム(52,54,56)からの蒸気を過熱するための過熱器(62,64,66)と、を含む。図1に示す実施形態では、蒸気タービン10を構成する第1タービン12、第2タービン14及び低圧タービン16にそれぞれ対応して、第1ドラム52、第2ドラム54及び低圧ドラム56の3種類のドラムが設けられるとともに、各ドラムに対応して3種類の蒸発器(53、55、57)及び3種類の過熱器(62,64,66)が設けられる。
また、第2タービン14としての中圧タービンに連通する第2蒸気ライン74には、過熱器64に加えて、過熱器64の下流側において再熱器65がさらに設けられる。
なお、以下の説明では、図1を参照して既に説明した構成要素については、図2においても同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示す蒸気タービン設備100は、第1タービン12、および、第2タービン14を含む複数のタービンを含む。複数のタービンのうち最も入口蒸気圧が低い低圧タービン16には、復水器18が接続されており、低圧タービン16からの排気が復水器18に導かれるようになっている。また、第1タービン12の入口に接続される第1蒸気ライン72と、第2タービン14の入口に接続される第2蒸気ライン74とが設けられ、第2蒸気ライン74には再熱器65が配置される。
なお、図2では第1分岐通路112が直接、復水器18に接続された例を示したが、他の実施形態では、第1バイパスライン110は、第1分岐通路112と復水器18との間に他のラインを含んでいてもよい。例えば、第1バイパスライン110は、第1分岐通路112と、後述の第2バイパスライン120のうち再熱器65の下流側の部位又は低圧バイパスライン80と、を含んでいてもよい。この場合、第1分岐通路112の下流端が、第2バイパスライン120のうち再熱器65の下流側の部位又は低圧バイパスライン80を介して復水器18に接続される。
図2に示す例では、第2分岐通路122の上流端が、第1蒸気ライン72のうち第1蒸気弁22の上流側の部位に接続され、第2分岐通路122の下流端が第1蒸気排出ライン73に接続される。また、第2バイパスライン120は、第2蒸気ライン74のうち再熱器65の下流側かつ第2蒸気弁24の上流側の部位と復水器18とを接続する接続ライン126を含む。
図2に示す例において、蒸気タービン設備100は、第1蒸気ライン72の圧力を検出するための圧力センサ92と、復水器18において低圧タービン16の排気を復水するために用いられる冷却流体の入口温度及び出口温度を検出するための温度センサ94,96と、を備える。例えば、圧力センサ92又は温度センサ94,96の少なくとも一つのセンサの検出信号が制御装置90に入力され、これらのセンサの検出信号が制御装置90における制御に用いられてもよい。
図3に示す例では、第2バイパス弁124による圧力制御を開始してから規定時間経過後、かつ、第2バイパス弁124を用いた圧力制御の実行中に、閉状態に維持されていた第1バイパス弁114を開く制御を行っている。
なお、図3に示すタイムチャートは一例に過ぎず、第1蒸気ライン72の圧力P、復水器18の冷却流体の出入口温度差(冷却流体温度差)ΔT、並びに、第1バイパス弁114及び第2バイパス弁124の弁開度の変化は、蒸気タービン設備100の仕様によって、図3に示す例と同じにならない場合があり得る。
例えば、制御装置90は、図2に示す圧力センサ92から得られた第1蒸気ライン72の圧力検出値と、第1蒸気ライン72の圧力目標値との偏差に基づき定まるフィードバック指令値を第2バイパス弁124に開度指令として与えてもよい。
この圧力制御は、図3の第2バイパス弁開度を示すタイムチャートにおいて、時刻t1~tcに示す波状線で示しており、弁が小刻みに開閉動作をしながら圧力を制御している様子を示している。
図3においては、時刻t1以降、第2バイパス弁124の開度が調節されて、第1蒸気ライン72の圧力が目標値(図3の例では、目標値は、規定圧Pcに向けて徐々に増加する。)に維持されていることが示されている。
図3に示す例では、制御装置90は、時刻t2以降、第1蒸気ライン72の圧力Pが規定圧Pc(タービンへの通気に適した圧力)に十分近づく時刻t3まで、第1バイパス弁114の開度を規定レートで増大させる。第1バイパス弁114が少なくとも部分的に開くことで、第1蒸気ライン72の余剰蒸気の一部が、第1バイパスライン110を介して、再熱器65を経由することなく復水器18に排出される。その結果、図3に示すように、時刻t2以降、復水器18における冷却流体の出入口温度差ΔTの上昇は抑制される。
なお、上述の推定値は、蒸気タービン設備100の運転実績から求めてもよく、あるいは、蒸気タービン設備100の諸元から計算によって求めてもよい。
図4に示す例では、第1蒸気ライン72の圧力を目標値に維持するように第2バイパス弁124の開度を制御するとともに、復水器18の冷却流体の出入口温度差ΔTに基づいて、閉状態の第1バイパス弁を開く制御を行っている。
なお、図4に示すタイムチャートは一例に過ぎず、第1蒸気ライン72の圧力P、復水器18の冷却流体の出入口温度差ΔT、並びに、第1バイパス弁114及び第2バイパス弁124の弁開度の変化は、蒸気タービン設備100の仕様によって、図4に示す例と同じにならない場合があり得る。
なお、図4の例では、目標値は、規定圧Pcに向けて徐々に増加する。時刻t1で第2バイパス弁124の圧力制御が開始された後、第1蒸気ライン72の余剰蒸気が第2バイパスライン120を介して復水器18に排出されるため、復水器18の冷却流体の出入口温度差ΔTは、図4に示すように、時刻t1以降、徐々に増大する。
図4に示す例では、制御装置90は、時刻t4以降、第1蒸気ライン72の圧力Pが規定圧Pc(タービンへの通気に適した圧力)に十分近づく時刻t5まで、第1バイパス弁114の開度を規定レートで増大させる。第1バイパス弁114が少なくとも部分的に開くことで、第1蒸気ライン72の余剰蒸気の一部が、第1バイパスライン110を介して、再熱器65を経由することなく復水器18に排出される。その結果、図4に示すように、時刻t4以降、復水器18における冷却流体の出入口温度差ΔTの上昇は抑制される。
図5に示す例では、ボイラの起動時後、まず、第1バイパス弁114を用いて圧力制御を行い、その後、第1バイパス弁114の開度が規定値に到達したら、圧力制御を行う弁を第1バイパス弁114から第2バイパス弁124に切り替える制御を行っている。
なお、図5のうち時刻t0~時刻t1の期間については、既に図3を参照して説明したものと同様であるから、ここでは説明を省略する。また、図5に示すタイムチャートは一例に過ぎず、第1蒸気ライン72の圧力P、復水器18の冷却流体の出入口温度差ΔT、並びに、第1バイパス弁114及び第2バイパス弁124の弁開度の変化は、蒸気タービン設備100の仕様によって、図5に示す例と同じにならない場合があり得る。
この圧力制御は、図5の第1バイパス弁開度を示すタイムチャートにおいて、時刻t1~t6に示す波状線で示しており、弁が小刻みに開閉動作をしながら圧力を制御している様子を示している。
即ち、時刻t6において、制御装置90は、第1バイパス弁114による圧力制御は停止し、第1バイパス弁114の開度を規定値A1に維持する。その代わり、制御装置90は、第2バイパス弁124に対して開指令を与え、時刻t6以降は第2バイパス弁124による圧力制御を開始する。
この圧力制御は、図5の第2バイパス弁開度を示すタイムチャートにおいて、時刻t6~tcに示す波状線で示しており、弁が小刻みに開閉動作をしながら圧力を制御している様子を示している。
なお、時刻t6以降、第2バイパス弁124が開かれるため、再熱器65を経由する第2バイパスライン120を介した比較的高温の余剰蒸気のダンプにより、復水器18における冷却流体の出入口温度差ΔTの上昇速度が幾分か大きくなる。
こうして、最終的には、第1バイパス弁114を規定値A1よりも大きい開度(図5に示す例では100%開度)に維持した状態で、第2バイパス弁124の圧力制御が行われることで、第1蒸気ライン72の圧力を目標値に維持しながら、第1蒸気ライン72の余剰蒸気を第1バイパスライン110及び第2バイパスライン120を介して復水器18にダンプすることができる。
このように、最終的に第2バイパス弁124に第1蒸気ライン72の圧力制御を行わせれば、その間、第1バイパス弁114は圧力制御の役割から解放されて第1バイパス弁114の開度の設定の自由度が向上するから、復水器18の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
また、最初に第1バイパス弁114による圧力制御を行うことで、その間、再熱器65を経由しない第1バイパスライン110を通じて復水器18に余剰蒸気がダンプされ、復水器18の冷却流体温度差ΔTの上昇をより一層抑制することができる。
一方、第2バイパス弁124を用いた圧力制御の実行中、かつ、復水器18の冷却流体温度差ΔTの許容値ΔT1への到達前の少なくとも一部の期間において、第1バイパス弁114は、少なくとも部分的に開いた状態となる。この状態において、第1蒸気ライン72の圧力を適切に維持するための制御(圧力制御)の役割は第2バイパス弁124が担うことから、第1バイパス弁114自体は、圧力制御を実行しなければならないという制約から解放されて、第1バイパス弁114の開度の設定の自由度が向上する。よって、第1バイパス弁114の開度を比較的大きな値に設定することで、第1蒸気ライン72からの余剰蒸気のダンプに起因した復水器18の冷却流体温度差ΔTの上昇を抑制することができる。
なお、規定値Bは、ガスタービン40の定格負荷(100%負荷)であってもよい。
なお、ステップ20の余剰蒸気のダンプ中における、第1バイパス弁114及び第2バイパス弁124の詳細な動作については、図3~図5に示したとおりである。
なお、ガスタービン40と蒸気タービン10とが同軸上に配置されて、共通の発電機4の入力軸に連結されている場合、ステップS26に替えて、既に電力系統に併入されている発電機4に蒸気タービン10からの機械的エネルギーが伝達されるようにクラッチを嵌合させてもよい。
最終的に、ガスタービン40及び蒸気タービン10の負荷が定格負荷に到達する(ステップS30)。
このような手順により、GTCCプラント1を迅速に起動することができる。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
4 発電機
10 蒸気タービン
12 第1タービン
14 第2タービン
16 低圧タービン
18 復水器
20 ステップ
22 第1蒸気弁
24 第2蒸気弁
26 低圧蒸気弁
40 ガスタービン
42 圧縮機
44 燃焼器
46 タービン
48 排ガス
50 排熱回収ボイラ
52 第1ドラム
54 第2ドラム
56 低圧ドラム
64 過熱器
65 再熱器
66 過熱器
72 第1蒸気ライン
73 第1蒸気排出ライン
74 第2蒸気ライン
75 第2蒸気排出ライン
76 低圧蒸気ライン
78 給水ライン
80 低圧バイパスライン
90 制御装置
92 圧力センサ
94 温度センサ
96 温度センサ
100 蒸気タービン設備
110 第1バイパスライン
112 第1分岐通路
114 第1バイパス弁
120 第2バイパスライン
122 第2分岐通路
124 第2バイパス弁
126 接続ライン
202 ガスタービンの回転数
204 ガスタービンの負荷
212 蒸気タービンの回転数
214 蒸気タービンの負荷
Claims (14)
- 第1タービンの入口に接続される第1蒸気ラインと、
前記第1蒸気ラインに設けられる第1蒸気弁と、
前記第1タービンよりも入口蒸気圧が低い第2タービンの入口に接続される第2蒸気ラインと、
前記第2蒸気ラインに設けられる再熱器と、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第1分岐通路を含み、前記第1タービン、前記再熱器及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第1分岐通路を経由して復水器に至る第1バイパスラインと、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第2分岐通路を含み、前記第1タービン及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第2分岐通路及び前記再熱器を経由して前記復水器に至る第2バイパスラインと、
前記第1分岐通路に設けられた第1バイパス弁と、
前記第2分岐通路に設けられた第2バイパス弁と、
を含む蒸気タービン設備の始動方法であって、
前記第1蒸気弁を閉状態に維持しながら、前記第1バイパス弁又は前記第2バイパス弁の少なくとも一方を用いて前記第1蒸気ラインの圧力制御を行うステップを備え、
前記圧力制御を行うステップでは、前記復水器の冷却流体の入口温度と出口温度の差である温度差ΔTが許容値ΔT1に到達する前の少なくとも一部の期間において、前記第1バイパス弁を少なくとも部分的に開いた状態で、前記第1蒸気ラインの圧力に基づき前記第2バイパス弁の開度を調節することにより前記圧力制御を行う
ことを特徴とする蒸気タービン設備の始動方法。 - 前記圧力制御を行うステップでは、前記第2バイパス弁が圧力制御を開始してから規定時間経過後、かつ、前記第2バイパス弁を用いた前記圧力制御の実行中に、前記閉状態に維持されていた前記第1バイパス弁を開く
請求項1に記載の蒸気タービン設備の始動方法。 - 前記圧力制御を行うステップでは、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第2バイパス弁の開度を制御するとともに、前記温度差ΔTに基づいて、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン設備の始動方法。 - 前記圧力制御を行うステップでは、前記温度差ΔTが前記許容値ΔT1よりも低い規定値ΔT2を超えたら、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開く
ことを特徴とする請求項3に記載の蒸気タービン設備の始動方法。 - 前記圧力制御を行うステップは、
前記第1バイパス弁の開度が規定値A1に到達するまで、前記第2バイパス弁を閉じた状態で、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第1バイパス弁を用いて前記圧力制御を行う第1ステップと、
前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記圧力制御を行う弁を前記第1バイパス弁から前記第2バイパス弁へと切り替える第2ステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービン設備の始動方法。 - 前記第2ステップの実行後、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1に維持しながら、前記第2バイパス弁の開度を制御し、前記第2バイパス弁の開度が規定値A2に到達したら、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1よりも大きくする
ことを特徴とする請求項5に記載の蒸気タービン設備の始動方法。 - ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて蒸気を生成するように構成されたボイラと、
前記ボイラからの蒸気が供給されるように構成された蒸気タービン設備と、
を含むコンバインドサイクルプラントの始動方法であって、
前記ガスタービンの負荷を規定値まで上昇させた後、請求項1乃至6の何れか一項に記載の始動方法により前記蒸気タービン設備を始動させる
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの始動方法。 - 前記ガスタービンの負荷を高負荷に維持しながら、前記第1蒸気弁を開く
ことを特徴とする請求項7に記載のコンバインドサイクルプラントの始動方法。 - 第1タービンの入口に接続される第1蒸気ラインと、
前記第1蒸気ラインに設けられる第1蒸気弁と、
前記第1タービンよりも入口蒸気圧が低い第2タービンの入口に接続される第2蒸気ラインと、
前記第2蒸気ラインに設けられる再熱器と、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第1分岐通路を含み、前記第1タービン、前記再熱器及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第1分岐通路を経由して復水器に至る第1バイパスラインと、
前記第1蒸気弁よりも上流側の前記第1蒸気ラインから分岐する第2分岐通路を含み、前記第1タービン及び前記第2タービンを経由せずに、前記第1蒸気ラインから前記第2分岐通路及び前記再熱器を経由して前記復水器に至る第2バイパスラインと、
前記第1分岐通路に設けられた第1バイパス弁と、
前記第2分岐通路に設けられた第2バイパス弁と、
前記第1バイパス弁及び前記第2バイパス弁を制御するための制御装置と、
を含む蒸気タービン設備であって、
前記制御装置は、
前記第1蒸気弁を閉状態に維持しながら、前記第1蒸気ラインの圧力制御を行うように前記第1バイパス弁又は前記第2バイパス弁の少なくとも一方の開度を調節するように構成され、
前記復水器の冷却流体の入口温度と出口温度の差である温度差ΔTが許容値ΔT1に到達する前の少なくとも一部の期間において、前記第1バイパス弁を少なくとも部分的に開いた状態で、前記圧力制御を行うように前記第1蒸気ラインの圧力に基づき前記第2バイパス弁の開度を調節するように構成された
ことを特徴とする蒸気タービン設備。 - 前記制御装置は、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第2バイパス弁の開度を制御するとともに、前記温度差ΔTに基づいて、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開くように構成された
ことを特徴とする請求項9に記載の蒸気タービン設備。 - 前記制御装置は、前記温度差ΔTが前記許容値ΔT1よりも低い規定値ΔT2を超えたら、前記閉状態から前記第1バイパス弁を開くように構成された
ことを特徴とする請求項10に記載の蒸気タービン設備。 - 前記制御装置は、
前記第1バイパス弁の開度が規定値A1に到達するまで、前記第2バイパス弁を閉じた状態で、前記第1蒸気ラインの圧力を目標値に維持するように前記第1バイパス弁の開度を調節し、
前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記圧力制御を行う弁を前記第1バイパス弁から前記第2バイパス弁へと切り替えるように構成された
ことを特徴とする請求項9に記載の蒸気タービン設備。 - 前記制御装置は、
前記第1バイパス弁の開度が前記規定値A1に到達後、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1に維持しながら、前記第2バイパス弁の開度を制御し、前記第2バイパス弁の開度が規定値A2に到達したら、前記第1バイパス弁の開度を前記規定値A1よりも大きくするように構成された
ことを特徴とする請求項12に記載の蒸気タービン設備。 - ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて蒸気を生成するように構成されたボイラと、
請求項9乃至13の何れか一項に記載の蒸気タービン設備と、
を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラからの蒸気が供給されるように構成された
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018224390A JP7185507B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018224390A JP7185507B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020084947A JP2020084947A (ja) | 2020-06-04 |
JP7185507B2 true JP7185507B2 (ja) | 2022-12-07 |
Family
ID=70907134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018224390A Active JP7185507B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7185507B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022056763A (ja) | 2020-09-30 | 2022-04-11 | 三菱重工業株式会社 | コンバインドサイクルプラント、その起動方法、及びこの方法を実行するための起動制御プログラム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000240405A (ja) | 1999-02-19 | 2000-09-05 | Hitachi Ltd | 再熱発電プラントの運転装置 |
US20100089024A1 (en) | 2007-01-30 | 2010-04-15 | Brueckner Jan | Method for operating a gas and steam turbine plant and a gas and steam turbine plant for this purpose |
JP2015143517A (ja) | 2013-12-25 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 制御装置、及び起動方法 |
JP2017506312A (ja) | 2014-03-28 | 2017-03-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 複合サイクルガスタービンプラント |
CN108301882A (zh) | 2018-03-12 | 2018-07-20 | 西安热工研究院有限公司 | 一种发电机组三级混联旁路系统及其调节方法 |
-
2018
- 2018-11-30 JP JP2018224390A patent/JP7185507B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000240405A (ja) | 1999-02-19 | 2000-09-05 | Hitachi Ltd | 再熱発電プラントの運転装置 |
US20100089024A1 (en) | 2007-01-30 | 2010-04-15 | Brueckner Jan | Method for operating a gas and steam turbine plant and a gas and steam turbine plant for this purpose |
JP2015143517A (ja) | 2013-12-25 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 制御装置、及び起動方法 |
JP2017506312A (ja) | 2014-03-28 | 2017-03-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 複合サイクルガスタービンプラント |
CN108301882A (zh) | 2018-03-12 | 2018-07-20 | 西安热工研究院有限公司 | 一种发电机组三级混联旁路系统及其调节方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020084947A (ja) | 2020-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8739509B2 (en) | Single shaft combined cycle power plant start-up method and single shaft combined cycle power plant | |
US6263662B1 (en) | Combined cycle power generation plant and cooling steam supply method thereof | |
WO2012165601A1 (ja) | 排熱回収ボイラおよび発電プラント | |
JP2010014114A (ja) | 蒸気タービン過負荷バルブ及びそれに関連する方法 | |
KR20050023338A (ko) | 폐열 증기 발생기 | |
US6578352B2 (en) | Combined cycle power plant | |
JP5665621B2 (ja) | 排熱回収ボイラおよび発電プラント | |
WO2015141458A1 (ja) | コンバインドサイクルプラント、その制御方法、及びその制御装置 | |
JP4885199B2 (ja) | ガスタービン運転制御装置及び方法 | |
JP5050013B2 (ja) | 複合発電プラント及びその制御方法 | |
JP2016037966A (ja) | 入口抽気熱システムを含むターボ機械システム及び部分負荷でターボ機械を運転する方法 | |
JP7185507B2 (ja) | 蒸気タービン設備、蒸気タービン設備の始動方法およびコンバインドサイクルプラント | |
JP2000130108A (ja) | 複合サイクル発電プラントの起動方法 | |
JP7433487B2 (ja) | 蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラント並びに蒸気タービン設備の改造方法 | |
JP5400850B2 (ja) | 排熱ボイラシステムの制御方法および制御装置 | |
JP6557491B2 (ja) | ガスタービン及びその運転方法、並びにコンバインドサイクルプラント | |
KR101887971B1 (ko) | 복합 화력 발전 설비들의 저 부하 턴다운 | |
US10344627B2 (en) | Heat recovery steam generator and power plant | |
JP3641518B2 (ja) | コンバインドサイクルプラントの蒸気温度制御方法及び装置 | |
JP2002106831A (ja) | 微粉炭焚ボイラ設備 | |
JP2007285220A (ja) | コンバインドサイクル発電設備 | |
JP2003254011A (ja) | 多軸型コンバインドサイクル発電プラントの運転方法 | |
JPH04246244A (ja) | 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 | |
JPH1193618A (ja) | ガスタービン蒸気冷却系統の蒸気圧制御方法 | |
WO2019167276A1 (ja) | ガスタービンの燃料ガス貯蔵システム及びガスタービンへの燃料ガス供給方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20210910 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220622 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7185507 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |