JPH03908A - コンバインドサイクルプラントの起動方法 - Google Patents

コンバインドサイクルプラントの起動方法

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JPH03908A
JPH03908A JP13386789A JP13386789A JPH03908A JP H03908 A JPH03908 A JP H03908A JP 13386789 A JP13386789 A JP 13386789A JP 13386789 A JP13386789 A JP 13386789A JP H03908 A JPH03908 A JP H03908A
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    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F01K23/02Plants 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、ガスタービンと蒸気タービンとを組合せたコ
ンバインドサイクルプラントの起動方法に関する。
(従来の技術) 従来のガスタービンと蒸気タービンとを組合せた発電設
備は、第5図に示すように構成され、まず、圧縮機21
に吸込まれた空気は、そこで圧縮され、燃焼器23へ送
り込まれる。燃焼器23で発生した高温ガスは、ガスタ
ービン22を回転させ、発電機12を駆動して発電する
。ガスタービン22から排出された約540℃のKEE
!ガスは、排ガスとしてHR3G (排ガスボイラ)1
に導入され、この排ガスボイラ1では、低圧蒸発器3と
高圧蒸発器5を用いてこの高温ガスの熱エネルギにより
蒸気を発生させ、低圧ドラム7と高圧ドラム8を経て低
圧蒸気を蒸気タービン13に送るようにする。また、高
圧蒸気は過熱器6を経て蒸気タービン]3へ送られる。
この蒸気により蒸気タービン13を回転させ、発71i
機12をさらに駆動してた屯する。蒸気タービン13で
膨張した蒸気は復水器14により復水され、低圧給水ポ
ンプ11を経−ご低圧節炭器2と高圧節炭器4へ予熱の
ために供給される。
このような従来の一軸型コンバインドサイクルプラント
を起動する時には、まず、ガスタービン22てパージ運
転を行い、排ガスボイラ1やそれに接続されたダクト内
の燃料成分をパージした後、第6図に示ずように排ガス
ボイラ1のウオーミング運転を行う。そして、圧力計1
6により低圧ドラム7の圧力を検出してドラム圧力があ
る圧力以上になった時に、制御装置25を制御してガス
タービン22の回転を昇速し、定格回転に到達したこと
を回転計17により検出して、その後に負荷をとってい
くようにしである。
このよ・うな排ffスポイラ1のウオーミング(暖房)
運転が必要な理由は、 (i)−軸型コンバインドサイクルプラントでガスター
ビンと蒸気タービンが同軸に配置されているので、蒸気
タービンに蒸気を流さずに定格回転数までその回転数を
上昇させると、低圧側の蒸気タービンの羽根とロータが
風損で加熱され、振動、変形を生じることになる。
(II)この風損防止のために流す冷却用蒸気として、
温度の低い低圧蒸気を用いるが、この低圧蒸気は飽和蒸
気なので、ある圧力以上にならないと蒸気タービン内で
膨張した後、湿り域に入り蒸気タービンの羽根を損傷し
てしまうことになる。
そのため、低圧ドラム内の圧力が蒸気タービン内で膨張
した蒸気の湿り域に入らない圧力に上昇するまで、蒸気
タービンをウオーミング回転数で運転し、その後、蒸気
タービンの回転数を上昇するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のコンバインドサイクル
プラントの起動方法では、蒸気タービンがウオーミング
回転数で回転している時に排ガスボイラに流入する排ガ
スの熱エネルギが非常に少ない。そのため、ドラム圧力
が上昇するまでに長時間を要し、かつ、起動ロスも多く
なるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、運転軸側
の低圧蒸気で起動軸側の蒸気タービンをクーリングする
ことにより、起動時の排ガスボイラのウオーミング時間
を短縮し、かつ、起動ロスの低減を図ったコンバインド
サイクルプラントの起動方法を提供することを目的とし
ている。
〔発明の構成〕
(課題を構成するための手段) 本発明は、ガスタービンと蒸気タービンとを11合せて
なるコンバインドサイクル発電設備を複数並設したコン
バインドサイクルプラントにおいて、起動軸ωすの低圧
主蒸気管と運転軸側の低圧生蒸気管とをクーリング弁を
介して接続し、起動軸側の起動時に該クーリング弁を開
にして運転軸側から低圧蒸気を起動軸側の蒸気タービン
に導入してクーリングし、ついで、該蒸気タービンを定
格回転数まで上昇させて起動軸側の排ガスボイラのウオ
ーミングを行なうようにしたことを特徴とする。
(作 用) 前記のように構成されコンバインドサイクルプラントの
起動方法において、起動軸側のコンバインドサイクル発
電設備の起動時にそのガスタービンの回転数が定格回転
数の70%まで上昇させ、かつ、その蒸気圧力が湿り域
に入らない圧力以下の時にクーリング弁を開にして起動
軸側の蒸気タービンに運転軸側から低圧蒸気を導入して
、蒸気タービンのクーリングを行う。ついで、該蒸気タ
ービンの回転数を一気にその定格回転数まで上昇させて
起動軸側の排ガスボイラのウオーミングを急速に行なう
。さらに、蒸気タービン内で蒸気が膨張した後、その圧
力が湿り域に入らない圧力となった時に、クーリング弁
を閉にして起動軸側のコンバインドサイクル発電設備の
単独運転に入り、その後、定常運転に入る。
(実施例) 本発明のコンバインドサイクルプラントの起動方法の実
施例を第1図から第3図について説明する。
第1図に示すように、本発明のコンバインドサイクル発
電設備は、ガスタービン22と蒸気タービン13とを組
合せて構成され、複数のこれらコンバインドサイクル発
電設備を並列に配設してコンバインドサイクルプラント
として運転する。まず、圧縮機21.21’ に吸込ま
れた空気は、そこで圧縮され、燃焼器23.23’へ送
り込まれる。燃焼器23.23’で発生した高温ガスは
ガスタービン22.22’ を回転させ、これにより発
電機12.12’を駆動して発電するようになっている
。ガスタービン22.22’ から排出された高温ガス
は、排ガスとして排ガスボイラ1゜1′に導入される。
排ガスボイラ1,1′では、低圧蒸発器3,3′ と高
圧蒸発器5.5′を用いてこの高温ガスの熱エネルギに
より蒸気を発生させ、低圧ドラム7.7′ と高圧ドラ
ム8.8′を経て低圧蒸気を蒸気タービン13.13’
 に送るようにする。また、高圧蒸気は過熱器6を経て
蒸気タービン13.13’ に送られる。この蒸気によ
り蒸気タービン13.13’ を回転させ、それにより
発電機をさらに駆動して発電する。
そして、排ガスボイラ1,1′を起動しようとする時に
は、起動しようとする排ガスボイラ(起動軸側)、例え
ば排ガスボイラ1の低圧主蒸気管9と現在運転している
排ガスボイラ1(運転軸側)の低圧主蒸気管9′とを調
節弁、例えば低圧加減弁15.15’をもつ管路ならび
に低圧加減弁15.15’の下流側で中間にクーリング
弁18゜18′をもつクーリングラインを介して接続す
る。
そして起動軸側の低圧加減弁15の開度高圧加減弁19
の開度、タービン回転数及びドラム低圧計16で検出し
た低圧ドラム7の圧力を人力し、低圧加減弁15及びク
ーリング弁18の開度指令信号を出力する制御装置25
を配設する。
このようにして構成されたコンバインドサイクルプラン
トを起動する時には、第2図のコンバインドサイクルプ
ラント起動時の各弁の開閉シーケンスのアルゴリズムに
示すように、まず、起動軸側のガスタービン22を起動
しその回転数を順次上昇させる。そして、ガスタービン
22の回転数が定格回転数の70%まで上昇した段階で
蒸気圧力が湿り域に入らない圧力以下の時に起動軸側と
運転軸側との間に配設されているクーリングライン10
のクーリング弁18’、1gを開にし、運転軸側の低圧
蒸気をクーリングライン10を介して起動軸側の蒸気タ
ービン13に導いて蒸気ター゛ビン13のクーリングを
開始する。この際、起動軸側の低圧加減弁15と高圧加
減弁19は閉のままなので、起動軸側の排ガスボイラ1
は、圧力上昇状態となっている。起動軸側のタービンの
回転数が定格回転数に達したら、第3図に示すように直
ちに発電機12の負荷をとり、ガスタービン22への燃
料投下量を増加させ、排ガスボイラ1を急速にウオーム
アツプする。そして、低圧ドラム7の圧力をドラム圧力
計16で検出し、蒸気タービン13内での蒸気の膨張後
、その圧力が湿り域に入らない圧力となった時にクーリ
ング弁18を閉とし、低圧主蒸気加減弁15を開とし、
起動軸側のコンバインドサイクル発電設備の単独運転に
入る。その後、低圧加減弁15及び高圧加減弁19を全
開にして全負荷に移行し、定常運転に入るようにする。
このようにして、コンバインドサイクルプラントの起動
後、直ちに負荷がとれるので、排ガスボイラのウオーミ
ングが急速に行なえ、全負荷までの到達時間が短縮され
る。
また、本発明のフンバインドサイクルプラントの起動方
法の他の実施例を第4図に示す。この実施例では、第1
図に示した実施例とは基本的な構成は同一であって、た
だ、第1図に示したクーリングライン10に運転軸側の
低圧蒸気ラインを連結せずに、補助ボイラ24を接続し
て起動軸側のコンバインドサイクルプラントのウオーミ
ングを行なうようにしである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、コンバインドサイクルプラントの起動
後、直ちにタービンの負荷がとれるので、ガスタービン
を排ガスボイラのウオーミング回転数に保持することな
く回転上昇でき、そのため、起動軸側の排ガスボイラの
ウオーミング(暖機)が急速に行なえるので、ウオーミ
ング時間を大巾に短縮でき、その結果、全体としてコン
バインドサイクルプラントの起動時間が短縮され、さら
に起動ロスを低減することが可能となる。
また蒸気タービンの羽根とロータの風損等による損傷が
未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のコンバインドサイクルプラントの起動
方法の系統図、第2図は第1図の系統図によるコンバイ
ンドサイクルプラントの起動時における6弁の開閉シー
ケンスを示すアルゴリズム、第3図は本発明の起動方法
によってコンバインドサイクルプラントを起動した時の
起動曲線図、第4図は本発明のコンバインドサイクルプ
ラントの起動方法の他の実施例の系統図、第5図は従来
のコンバインドサイクルプラントの系統図、第6図はそ
の起動曲線図である。 1・・・HR3G (排ガスボイラ)、2・・・低圧節
炭器、3・・・低圧蒸発器、4・・・高圧節炭器、5・
・・高圧蒸発器、6・・・過熱器、7・・・低圧ドラム
、8・・・高圧ドラム、9・・・低圧主蒸気管、10・
・・クーリングライン、11・・・低圧給水ポンプ、1
2・・・発電機、13・・・蒸気タービン、14・・・
復水器、15・・・低圧加減弁、16・・・ドラム圧力
計、17・・・回転計、18・・・クーリング弁、22
・・・ガスタービン、25・・・制御装置。 出願人代理人  佐  藤  −雄 第2図 第1図 起動軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガスタービンと蒸気タービンとを組合せてなるコンバイ
    ンドサイクル発電設備を複数並設したコンバインドサイ
    クルプラントにおいて、起動軸側の低圧主蒸気管と運転
    軸側の低圧主蒸気管とをクーリング弁を介して接続し、
    起動軸側の起動時に該クーリング弁を開にして運転軸側
    から低圧蒸気を起動軸側の蒸気タービンに導入してクー
    リングし、ついで、該蒸気タービンを定格回転数まで上
    昇させて起動軸側の排ガスボイラのウォーミングを行な
    うコンバインドサイクルプラントの起動方法。
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