JPH04259609A - コンバインドサイクル制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数台のガスタービン
サイクルがそれぞれ排熱回収ボイラを介して１台の蒸気
タービンサイクルに結合されたコンバインドサイクルに
よって発電するコンバインド発電プラントに係り、特に
、排熱回収ボイラの蒸気を蒸気タービンに供給する系統
に設けられた蒸気加減弁、および、排熱回収ボイラの蒸
気を複水器に逃がす系統に設けられた蒸気バイパス弁を
制御するコンバインドサイクル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンバインド発電プラントとして、複数
台のガスタービンにそれぞれ対応して設けられる排熱回
収ボイラの発生蒸気を１台の蒸気タービンに供給するも
のがある。図５はガスタービンを便宜上２台としたこの
種のコンバインド発電プラントの蒸気サイクルである。

【０００３】図５において、第１ガスタービン１ａから
排出される高温高圧の排ガスは第１排熱回収ボイラ２ａ
に導かれ、水との熱交換により低温にされた状態で大気
中に放出される。これと同様に、第２ガスタービン１ｂ
から排出される高温高圧の排ガスは第２排熱回収ボイラ
３ａに導かれ、水との熱交換により低温にされた状態で
大気中に放出される。第１排熱回収ボイラ２ａは第１高
圧ドラム２ｂおよび第１低圧ドラム２ｃを備え、熱交換
によって変態した蒸気をこれらのドラムから発生する。 第２排熱回収ボイラ３ａもまた第２高圧ドラム３ｂおよ
び第２低圧ドラム３ｃを備え、同じく熱交換によって変
態した蒸気をこれらのドラムから発生する。

【０００４】第１高圧ドラム２ｂから発生する蒸気と第
２高圧ドラム３ｂから発生する蒸気は一緒にされて高圧
蒸気加減弁４を通り蒸気タービン６の高圧部に供給され
る。 また、第１低圧ドラム２ｃから発生する蒸気と第２低圧
ドラム３ｃから発生する蒸気は一緒にされて低圧蒸気加
減弁５を通り蒸気タービン６の中・低圧部に供給される
。蒸気タービン６に供給された蒸気は回転エネルギーに
変換され、仕事をし終えた後は複水器１０で冷却されて
水となる。これにより、蒸気タービン６と同一軸で連結
されている蒸気タービン発電機７から電力を発生する。

【０００５】また、第１高圧ドラム２ｂの発生蒸気は高
圧蒸気加減弁４の手前に設けられた第１高圧蒸気バイパ
ス弁８ａを通して複水器１０に直接供給され、第１低圧
ドラム２ｃの発生蒸気は低圧蒸気加減弁５の手前に設け
られた第１低圧蒸気バイパス弁８ｂを通して複水器１０
に直接供給されるようになっている。同様に、第２高圧
ドラム３ｂの発生蒸気は高圧蒸気加減弁４の手前に設け
られた第２高圧蒸気バイパス弁９ａを通して複水器１０
に直接供給され、第２低圧ドラム３ｃの発生蒸気は低圧
蒸気加減弁５の手前に設けられた第２低圧蒸気バイパス
弁９ｂを通して複水器１０に直接供給されるようになっ
ている。

【０００６】上述した高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気
加減弁５は内部構成が実質的に同一の蒸気加減弁制御回
路によってそれぞれ制御される。また、第１高圧蒸気バ
イパス弁８ａ，第１低圧蒸気バイパス弁８ｂ、第２高圧
蒸気バイパス弁９ａ，第２低圧蒸気バイパス弁９ｂもま
た、設定圧力が異なるだけで内部構成が実質的に同一の
蒸気バイパス弁制御回路によってそれぞれ制御される。

【０００７】図６は蒸気加減弁制御回路の構成を示すブ
ロック図である。この蒸気加減弁制御回路は、主に、速
度制御器１１、負荷制御器１２、蒸気圧力制御器１３お
よび低値選択器１４で構成され、速度制御器１１の出力
信号と負荷制御器１２の出力信号とを加算した信号が低
値選択器１４の一方入力として、蒸気圧力制御器１３の
出力信号が低値選択器１４の他方入力としてそれぞれ加
えられ、いずれか値の小さい一方の信号が蒸気加減弁開
度設定信号として低値選択器１４から出力される。

【０００８】ここで、負荷制御器１２は設定器１２０　
、積分器１２１　、変化率制限器１２２　、スイッチ１
２３　およびランバック目標設定器１２４　を備えてい
る。そして、設定器１２０　の出力信号と積分器１２１
　の出力信号との偏差を変化率制限器１２２　で変化率
を制限した後、積分器１２１　の入力とし、ここで積分
して得られた信号を負荷制御器１２の出力信号としてい
る。また、ランバック時にスイッチ１２３　を閉成して
、設定器１２０　の出力信号の値がランバック目標設定
器１２４　の値になるように構成されている。

【０００９】一方、蒸気圧力制御器１３はスイッチ１３
０　、蒸気圧力設定器１３１　、減算器１３２　，１３
５　、ＰＩＤ演算器１３３　、バイアス器１３４　を備
えている。そして、スイッチ１３０　が図示した不動作
状態にあると、減算器１３２　によって蒸気圧力実測信
号Ｓ１から蒸気圧力設定器１３１　の出力信号が減算さ
れ、その減算結果がＰＩＤ演算器１３３　に入力される
。このＰＩＤ演算器１３３　でＰＩＤ演算して得られた
信号を蒸気圧力制御器１３の出力信号としている。また
、スイッチ１３０　が図示したとは反対側に切換えられ
る、いわゆる、動作時には減算器１３５　によって蒸気
圧力実測信号Ｓ１からバイアス器１３４　の出力信号が
減算され、さらに、減算器１３２　によって蒸気圧力実
測信号Ｓ１から減算器１３５　の減算結果信号を減算す
ることによって、実際にはバイアス器１３４　の出力信
号をＰＩＤ演算器１３３　に加えることになる。

【００１０】なお、スイッチ１３０　は、高圧蒸気加減
弁４および低圧蒸気加減弁５が全開するまで図示した不
動作状態を維持し、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加
減弁５が全開してから蒸気タービンの停止指令が与えら
れるまで図示したとは反対の動作状態にさせられるもの
である。また、蒸気圧力実測信号Ｓ１は、一般に蒸気タ
ービンヘッダー圧力である。

【００１１】図７は蒸気バイパス弁制御回路の構成を示
すブロック図である。この蒸気バイパス弁制御回路は、
スイッチ１５、蒸気圧力設定器１６、減算器１７、ＰＩ
Ｄ演算器１８、バイアス器１９および加算器２０を備え
ている。ここで、スイッチ１５が図示した不動作状態で
は、減算器１７により蒸気圧力実測信号Ｓ２から蒸気圧
力設定器１６の出力信号が減算され、その減算結果がＰ
ＩＤ演算器１８に入力され、ここでＰＩＤ演算して得ら
れた信号が蒸気バイパス弁開度設定信号として出力され
る。これにより、蒸気圧が蒸気圧力設定器１６で設定さ
れた値に維持される。また、スイッチ１５０　が図示し
たとは反対側に切換えられる、いわゆる、動作時には、
加算器２０によって蒸気圧力実測信号Ｓ２にバイアス器
１９の出力信号が加算され、さらに、減算器１７によっ
て加算結果信号と蒸気圧力実測信号Ｓ２との差が演算さ
れてＰＩＤ演算器１８に加えられる。

【００１２】なお、スイッチ１５は第１高圧蒸気バイパ
ス弁８ａおよび第１低圧蒸気バイパス弁８ｂが全閉する
まで図示した不動作状態を維持し、第１高圧蒸気バイパ
ス弁８ａおよび第１低圧蒸気バイパス弁８ｂが全閉して
から蒸気タービンの停止指令が与えられるまで図示した
とは反対の動作状態にさせられるものである。また、蒸
気圧力実測信号Ｓ２は、一般に排熱回収ボイラの出口圧
力か、あるいは、蒸気バイパス弁直前の圧力である。

【００１３】このように構成されたコンバインド発電プ
ラントを運転する場合、ガスタービン２台を同時期に起
動することもあれば、１台づつ起動することもある。ガ
スタービンを２台同時期に起動した場合と、１台づつ起
動した場合とでは、蒸気圧力制御器１３内の蒸気圧力設
定器１３１　の値が変わるだけで、蒸気タービン６の動
作は同じであるので、ここでは、１台毎に起動する場合
について説明する。

【００１４】先ず、第１ガスタービン１ａを起動して第
１排熱回収ボイラ２ａに高温、高圧の排ガスを供給し、
第１高圧ドラム２ｂおよび第１低圧ドラム２ｃの水を蒸
発させる。そして、蒸気タービン６を起動させるまでの
間、速度制御器１１および負荷制御器１２の出力信号を
零にし、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５を全
閉にしておく。このとき、第１高圧蒸気バイパス弁８ａ
および第１低圧蒸気バイパス弁８ｂは、スイッチ１５が
図示した不動作状態にあることから、蒸気圧力設定器１
６の出力信号に基づき第１排熱回収ボイラ２ａの出口圧
力を所定値に維持するように制御される。

【００１５】続いて、高圧蒸気が蒸気タービン６を起動
させ得る状態になれば、速度制御器１１の出力信号を増
大させて高圧蒸気加減弁４を開けて蒸気タービン６を起
動させる。そして、定格速度に到達後に蒸気タービン発
電機７を電力系統に併入する。その後、設定器１２０　
の出力信号を増大させることにより、負荷制御器１２の
出力を増大させ、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減
弁５を徐々に開いて、全開にする。

【００１６】この間、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気
加減弁５が開かれたことにより、第１排熱回収ボイラ２
ａの出口の高圧蒸気圧力および低圧蒸気圧力が低下する
ため、第１高圧蒸気バイパス弁８ａおよび第１低圧蒸気
バイパス弁８ｂを閉じて第１排熱回収ボイラ２ａの出口
の高圧蒸気圧力および低圧蒸気圧力を所定値に維持させ
ている。 そして、高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気加減弁５が全
開する頃に、第１高圧蒸気バイパス弁８ａおよび第１低
圧蒸気バイパス弁８ｂが全閉するように蒸気圧力設定器
１６が設定されている。

【００１７】このように、高圧蒸気加減弁４および低圧
蒸気加減弁５が全開した後は、蒸気圧力制御器１３のス
イッチ１３０　を動作させてバイアス器１３４　の出力
信号により、常時弁を開ける側の信号をＰＩＤ演算器１
３３　に入力することによって、高圧蒸気加減弁４およ
び低圧蒸気加減弁５を常時全開させている。そして、蒸
気タービン停止指令が与えられるまでこの状態を保持す
る。

【００１８】一方、第１高圧蒸気バイパス弁８ａおよび
第１低圧蒸気バイパス弁８ｂが全閉した後は、スイッチ
１５を動作させてバイアス器１９の出力信号により、常
時、弁を閉じる側の信号をＰＩＤ演算器１８に入力する
ことによって、第１高圧蒸気バイパス弁８ａおよび第１
低圧蒸気バイパス弁８ｂを常時全閉させている。そして
、蒸気タービン停止指令が与えられるまでこの状態を保
持する。

【００１９】このように、各弁が一旦全開あるいは全閉
になると、これを保持している。その理由は、全体の出
力に対する発電機負荷の負荷状態に対しては先ずガスタ
ービン出力で応答し、蒸気タービン発電機７の出力につ
いては排熱回収ボイラの出口蒸気状態で決定するように
しているためである。これは蒸気タービンの出力が排熱
回収ボイラの出口蒸気状態に依存し、この排熱回収ボイ
ラの出口蒸気状態はガスタービン排気ガス温度に依存し
、また、ガスタービン排ガス温度はガスタービンの出力
によって決定される。従って、コンバインドサイクルの
出力は、ガスタービン出力に依存することから、ガスタ
ービンの出力制御により排熱回収ボイラの出力蒸気状態
、特に、出口蒸気圧力を変化させ、これに応じた蒸気タ
ービンの出力を得る、いわゆる、蒸気タービンの変圧運
転を行っている。

【００２０】つまり、コンバインド発電プラントの効率
を最大にするため、すなわち、ガスタービン出力に対す
る蒸気タービン出力が最大になるようにするために変圧
運転をしている。

【００２１】次に、第１ガスタービン１ａの継続運転中
に第２ガスタービン１ｂを起動させる場合について説明
する。

【００２２】第２ガスタービン１ｂを起動して、第２排
熱回収ボイラ３ａ内の第２高圧ドラム３ｂおよび第２低
圧ドラム３ｃの水を蒸発させる。そして、第１排熱回収
ボイラ２ａの出口蒸気圧力と第２排熱回収ボイラ３ａの
出口蒸気圧力とを均圧させる。この間、第１排熱回収ボ
イラ２ａから発生する蒸気は蒸気タービン６に供給され
、第２排熱回収ボイラ３ａから発生する蒸気は第２高圧
蒸気バイパス弁９ａおよび第２低圧蒸気バイパス弁９ｂ
を通して複水器１０に供給されている。この場合、均圧
させるために蒸気圧力設定器１６を調節するので第２高
圧蒸気バイパス弁９ａおよび第２低圧蒸気バイパス弁９
ｂは開度制御される。

【００２３】このようにして均圧操作した後、バイパス
系統の分岐点よりも蒸気加減弁側に設けられる、図示省
略の第２排熱回収ボイラ高圧蒸気出口弁および低圧蒸気
出口弁を徐々に開けて第２排熱回収ボイラ３ａから発生
する蒸気を蒸気タービン６に供給する。このように、高
圧蒸気出口弁および低圧蒸気出口弁を開けば第２排熱回
収ボイラ３ａの出口蒸気圧力が降下しようとするため、
この間第２高圧蒸気バイパス弁９ａおよび第２低圧蒸気
バイパス弁９ｂを閉めて第２排熱回収ボイラ３ａの蒸気
圧力を維持するように制御される。

【００２４】その後、高圧蒸気出口弁および低圧蒸気出
口弁が全開し、第２高圧蒸気バイパス弁９ａおよび第２
低圧蒸気バイパス弁９ｂが全閉した段階で第２排熱回収
ボイラ３ａの起動が完了する。また、第２高圧蒸気バイ
パス弁９ａおよび第２低圧蒸気バイパス弁９ｂは前述し
た第１高圧蒸気バイパス弁８ａおよび第２低圧蒸気バイ
パス弁９ｂと同様に、スイッチ１５を動作させて常時全
閉している。そして、排熱回収ボイラが２台起動し、２
台分の蒸気を蒸気タービン６に供給し始めると、排熱回
収ボイラの出口蒸気圧力は約２倍に上昇する。蒸気ター
ビン発電機７の出力も約２倍になる。

【００２５】これと同様に、若し、３台の排熱回収ボイ
ラを運転すれば、１台のときに比べて出口蒸気圧力およ
び蒸気タービン発電機７の出力はそれぞれ約３倍になる
。

【００２６】これまでの説明から明らかなように、それ
ぞれ排熱回収ボイラを介して、複数台のガスタービンで
１台の蒸気タービンを運転するコンバインド発電プラン
トでは、排熱回収ボイラと対になるガスタービンの台数
に応じて排熱回収ボイラの出口蒸気圧力および蒸気ター
ビン発電機出力が決まることになる。

【００２７】また、排熱回収ボイラの発生蒸気を出来る
限り多く蒸気タービンに供給するように蒸気加減弁を全
開にして、変圧運転するのが一般的である。

【００２８】このため、複数台のガスタービンで１台の
蒸気タービンを運転している時に、１台のガスタービン
または排熱回収ボイラが緊急停止すると、排熱回収ボイ
ラの出口蒸気圧力が急低下する。すなわち、３台のガス
タービンで１台の蒸気タービンを運転している状態で、
１台のガスタービンもしくはこれに結合される１台の排
熱回収ボイラが緊急停止すれば、排熱回収ボイラの出口
蒸気圧力は２／３　になろうとし、同様に、２台のガス
タービンで１台の蒸気タービンを運転している状態で、
１台のガスタービンもしくはこれに結合される１台の排
熱回収ボイラが緊急停止すれば、排熱回収ボイラの出口
蒸気圧力は１／２　になろうとする。

【００２９】このように、排熱回収ボイラの出口蒸気圧
力が急降下する事態に対して何もしなければ、運転を継
続している排熱回収ボイラの蒸気流量は増加する。この
蒸気流量の増加によって蒸気自体が湿り傾向となり、蒸
気タービンの翼を損傷させることがある。また、蒸気流
量の増加によってドラムの水位が異常に低くなって排熱
回収ボイラを緊急停止させなければならない事態に至る
。

【００３０】これを防ぐため従来は、負荷制御器１２内
のスイッチ１２３を閉成し、ランバック目標設定器１２
４　によりランバック目標開度まで所定のレートで蒸気
加減弁を閉めて、排熱回収ボイラの出口蒸気圧力が急降
下するのを防いでいた。

【００３１】図８はそれぞれ排熱ガス回収ボイラを有す
る２台のガスタービンによって１台の蒸気タービンを運
転する場合、蒸気加減弁をランバック目標値まで閉める
際に、スイッチ１２３　を閉成させる論理回路図である
。同図において、２台のガスタービンおよび２台の排熱
回収ボイラの各緊急停止信号が論理和回路２１に加えら
れている。よって、このうちのいずれかが緊急停止する
と論理和回路２１の出力が「Ｈ」になる。また、２台の
排熱回収ボイラの各起動完了信号を論理積回路２３に加
えている。 従って、これらが起動を完了すれば論理積回路２３の出
力が「Ｈ」になる。この論理積回路２３にはオフディレ
イタイマ２６が接続され、排熱回収ボイラが停止しても
所定時間を経過するまで「Ｈ」の信号を出力し続ける。 そして、論理和回路２１の出力信号、オフディレイタイ
マ２６の出力信号および蒸気タービンの起動信号が論理
積回路２４に加えられている。従って、蒸気タービンが
起動完了し、かつ、２台のガスタービンおよび２台の排
熱回収ボイラの全てが正常動作しているときに、このう
ちのいずれかが緊急停止すると論理積回路２４の出力信
号が「Ｈ」になる。また、論理積回路２４の出力信号と
、スイッチ１２３　の状態信号とが論理和回路２２に加
えられ、緊急停止に応じて論理和回路２２の出力が「Ｈ
」になり、これ以降、若しスイッチ１２３　が閉成する
限り「Ｈ」のままとなる。 さらにまた、この論理和回路２２の出力信号と、ランバ
ック目標加減弁開度に到達したときに始めて「Ｈ」にな
る信号を論理反転回路２７で反転した信号とが論理積回
路２５に加えられる。しかして、２台のガスタービンお
よび２台の排熱回収ボイラのいずれか１台でも緊急停止
すると論理積回路２５からスイッチ１２３　を閉成させ
る「Ｈ」の信号が出力され、その後、蒸気加減弁がラン
バック目標開度、すなわち、約１／２　の開度まで閉め
られた段階で論理積回路２５の出力が「Ｌ」に変えられ
スイッチ１２３　が開放される。

【００３２】なお、それぞれ排熱回収ボイラを有する３
台のガスタービンによって１台の蒸気タービンを運転す
る発電プラントでは、図８の構成に対して、運転台数を
判断する論理回路が追加されると共に、ランバック目標
設定器１２４　の値を約１／２　開度または約２／３　
開度のどちらに設定するかの論理回路が付加されること
になる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンバ
インドサイクル制御装置にあっては、ガスタービン若し
くは排熱回収ボイラの緊急停止時における排熱回収ボイ
ラの出口蒸気圧力の変動を予測し、その予測値に基いて
蒸気加減弁を閉操作していたため、緊急停止時の排熱回
収ボイラの状態によっては、その出口蒸気圧力が異常に
上昇したり、下降したりすることがある。

【００３４】そうすると、図示していない給水流量の調
節により高圧ドラムおよび低圧ドラムの水位を制御して
いるドラム水位制御の外乱となり、場合によっては高圧
ドラム若しくは低圧ドラムの水位が異常に高くなったり
、異常に低くなったりするという問題があった。

【００３５】因みに、ドラム水位が異常に高くなった場
合には蒸気が湿り傾向になり、蒸気タービン６の翼を損
傷させるおそれがあるため蒸気タービン６を緊急停止さ
せなければならない。また、ドラム水位が異常に低くな
った場合には、高圧ドラムまたは低圧ドラムが空だき状
態になるため排熱回収ボイラの入熱を遮断し、蒸気ター
ビン６を停止させなければならない。

【００３６】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、複数台のガスタービンがそれぞれ排熱回
収ボイラを介して、１台の蒸気タービンに蒸気を供給し
ている状態で、ガスタービン若しくは排熱回収ボイラの
いずれかが緊急停止したときに、運転を継続している排
熱回収ボイラの運転を安定化させるこのとのできるコン
バインドサイクル制御装置を得ることを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数台のガス
タービンがそれぞれ排熱回収ボイラを介して結合される
１台の蒸気タービンの蒸気加減弁を全開し、前記ガスタ
ービンの出力を制御してこの出力に応じた最大出力を前
記蒸気タービンで得るようにしているコンバインドサイ
クル制御装置において、前記ガスタービンおよび排熱回
収ボイラの少なくとも１台が緊急停止したとき、この緊
急停止時若しくは緊急停止直前の実測値を設定値とし、
運転を継続している前記排熱回収ボイラの出口蒸気圧力
が該設定値に一致するように蒸気サイクルに設けた弁の
開度を制御する定圧蒸気圧力制御手段を備えたことを特
徴とするものである。

【００３８】この場合、蒸気サイクルに設けた弁として
蒸気加減弁、あるいは、蒸気バイパス弁のいずれか一方
の開度を制御することが好ましい。

【００３９】また、蒸気サイクルに設けた弁の開度を制
御する間、この弁に対する制御系の動作を俊敏にするよ
うにしている。

【００４０】

【作用】この発明においては、ガスタービンおよび排熱
回収ボイラの少なくとも１台が緊急停止したとき、この
緊急停止時若しくは緊急停止直前の実測値を目標値とし
て、蒸気サイクルに設けた蒸気加減弁または蒸気バイパ
ス弁の開度を制御する、いわゆる、定圧蒸気圧力制御を
実行するので運転を継続している排熱回収ボイラの出口
蒸気圧力を一定に維持することができ、これによって、
これらの排熱回収ボイラのドラムの水位の変動を抑え得
ると共に、コンバインド発電プラントの運転の安定化が
可能となる。

【００４１】この場合、蒸気加減弁または蒸気バイパス
弁に対する制御系の動作を俊敏にすることにより確実な
定圧蒸気圧力制御ができる。

【００４２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係る蒸気加減弁
制御回路の構成を示すブロック図であり、図中、図６と
同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示して
いる。そして、図６に示した負荷制御器１２の代わり負
荷制御器１２Ａ　を用い、蒸気圧力制御器１３の代わり
に蒸気圧力制御器１３Ａ　を用いている。このうち、負
荷制御器１２Ａ　は図６に示した負荷制御器１２中のス
イッチ１２３　およびランバック目標設定器１２４　を
除去し、蒸気圧力制御器１３Ａ　は図６に示した蒸気圧
力制御器１３内に設定器１３６　，１３７　およびスイ
ッチ１３８　，１３９　を付加した構成になっている。 ここで、設定器１３６　にはＰＩＤ演算器１３３　の通
常の制御定数が、設定器１３７　にはＰＩＤ演算器１３
３　の動作を俊敏にする制御定数がそれぞれ設定され、
スイッチ１３８　はこれらを切換えてＰＩＤ演算器１３
３　に入力するようになっている。また、スイッチ１３
９　はランバック中に蒸気圧力実測信号Ｓ１を蒸気圧力
設定器１３１　に加えて、蒸気圧力設定器１３１　の内
容を実測値に置換えるものである。

【００４３】図２はこの実施例に係るスイッチ動作の論
理回路図であり、図８と同一の符号を付したものはそれ
ぞれ同一の要素を示している。これは図８の構成に対し
て、オンディレイタイマ２８および論理積回路２９を付
加した構成になっており、論理積回路２５の出力信号を
、オンディレイタイマ２８を介して、論理積回路２９の
一方入力とし、蒸気圧力制御安定中の状態信号を論理積
回路２９の他方入力とし、さらに、この論理積回路２９
の出力を論理反転回路２７の入力としている。なお、図
８では論理積回路２５の出力信号によってスイッチ１２
３　を制御したが、この図２では論理積回路２５の出力
信号によってスイッチ１３０　を不動作状態に、スイッ
チ１３８　を動作状態に、スイッチ１３９　を瞬時閉動
作させるように変更してある。

【００４４】上記のように構成された本実施例の動作を
、特に、従来装置と異なる点を中心にして以下に説明す
る。

【００４５】先ず、第１ガスタービン１ａおよび第２ガ
スタービン１ｂの両方を運転すると共に、それぞれ第１
排熱回収ボイラ２ａおよび第２排熱回収ボイラ３ａを介
して、１台の蒸気タービン６に蒸気を安定供給している
状態では、スイッチ動作の論理回路中の論理積回路２５
の出力は「Ｌ」である。このため、図１に示した蒸気加
減弁制御装置のスイッチ１３０　は図示したとは反対側
に切換えられた動作状態にあり、スイッチ１３８　は図
示した不動作状態にあり、さらに、スイッチ１３９　は
図示した開放状態にある。従って、ＰＩＤ演算器１３３
　は通常の制御定数によってＰＩＤ動作することから、
従来装置と全く同様に高圧蒸気加減弁４および低圧蒸気
加減弁５は全開され、蒸気タービンの変圧運転制御が行
われる。

【００４６】次に、第１ガスタービン１ａ、第２ガスタ
ービン１ｂ、第１排熱回収ボイラ２ａおよび第２排熱回
収ボイラ３ａのいずれか１台が緊急停止すると、スイッ
チ動作の論理回路中の論理積回路２５の出力は「Ｈ」に
変化する。 これにより、スイッチ１３０　は図示した不動作状態に
、スイッチ１３８　は図示したとは反対側に切換えられ
る動作状態にされると共に、スイッチ１３９　が瞬時閉
動作せしめられる。

【００４７】このように、スイッチ１３０　が不動作状
態になると共に、スイッチ１３９　が瞬時閉動作すると
、蒸気圧力設定器１３１　の設定内容が圧力低下以前の
蒸気圧力の実測値に置換され、減算器１３２　にはこの
設定値と、圧力低下しようとする蒸気圧力実測信号Ｓ１
とが加えられる。これにより、蒸気圧力制御器１３Ａ　
は蒸気圧力実測値を目標とする制御信号を出力するため
、蒸気加減弁は定圧蒸気圧力制御される。

【００４８】このとき、スイッチ１３８　が動作し、設
定器１３７　の定数にしたがってＰＩＤ演算器１３３　
が動作するため、蒸気圧力制御器１３の出力信号は俊敏
に変化する。

【００４９】一方、論理積回路２５の出力信号が「Ｈ」
になって、オンディレイタイマ２８がカウントアップし
た時に蒸気圧力制御が安定しておれば、すなわち、出口
蒸気圧力の一定維持が完了しておれば論理積回路２９の
出力信号を「Ｈ」に、論理反転回路２７の出力信号を「
Ｌ」に、論理積回路２５の出力信号を「Ｌ」にして蒸気
タービンの変圧運転に復旧させる。

【００５０】かくして、２台のガスタービンと１台の蒸
気タービンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコン
バインドサイクルで、ガスタービンおよび排熱回収ボイ
ラのいずれか１台が緊急停止した場合に、運転を継続し
ている排熱回収ボイラの出口蒸気圧力を一定に維持する
ことができると共に、排熱回収ボイラ内の高圧ドラムお
よび低圧ドラムの水位を安定に制御することができる。

【００５１】なお、上記実施例では論理積回路２５の出
力によりオンディレイタイマ２８を作動させ、自動的に
変圧運転に復旧させたが、蒸気圧力制御の安定が確認さ
れれば手動のスイッチ等で変圧運転に復旧させるように
してもよい。

【００５２】また、この実施例ではスイッチ１３９　に
より蒸気圧力設定器１３１　の設定内容を、緊急停止時
に入力した蒸気圧力実測信号を使用して置換しているが
、緊急停止信号の出力の遅れを考慮して、その入力時点
よりも所定時間だけ前の蒸気圧力実測信号を利用するこ
ともでせきる。また、スイッチ１３８　によってＰＩＤ
演算器１３３　の制御定数を切換えてその動作を俊敏に
する代わりに、従来装置として図６に示したスイッチ１
２３　およびランバック目標設定器１２４　による蒸気
加減弁セットバック機能を用いてもよく、さらに、これ
ら両方の機能を持たせることによってより俊敏な制御が
可能となる。

【００５３】さらにまた、上記実施例では、２台のガス
タービンと１台の蒸気タービンとが排熱回収ボイラを介
して結合されたコンバインドサイクルに適用するものに
ついて説明したが、３台以上のガスタービンと１台の蒸
気タービンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコン
バインドサイクルにあっては、論理和回路２１の代わり
に全てのガスタービンおよび排熱回収ボイラの緊急停止
信号を入力する論理和回路と、論理積回路２３の代わり
に全ての排熱回収ボイラの起動完了信号を入力する論理
積回路を用いることによって上述したと同様な制御がで
きる。

【００５４】図３は本発明の他の実施例に係る蒸気バイ
パス弁制御回路の構成を示すブロック図、図４はこの実
施例に係るスイッチ動作の論理回路図である。このうち
、図３に示した蒸気バイパス弁制御回路は図１に示した
蒸気加減弁制御回路と併用するもので、図４に示したス
イッチ動作の論理回路は蒸気加減弁制御回路および蒸気
バイパス弁制御回路の各スイッチを動作させるものであ
る。

【００５５】図３において、図７と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示している。ここでは、Ｐ
ＩＤ演算器１８の通常の制御定数が設定された設定器３
０と、ランバック中にＰＩＤ演算器１８の動作を俊敏に
する制御定数が設定された設定器３１と、これら定数を
切換えてＰＩＤ演算器１８に入力するスイッチ３２が付
加されているほか、瞬時閉動作により蒸気圧力設定器１
６の内容を蒸気圧力実測信号Ｓ２の値に置換させる（ト
ラッキング）させるスイッチ３３が付加されている。

【００５６】図４において、論理積回路２３、オフディ
レイタイマ２６および論理積回路４０によって、第１排
熱回収ボイラ、第２排熱回収ボイラおよび蒸気タービン
の全てが起動完了したことを検出している。また、論理
和回路３４、論理積回路４１，４２，４３および論理反
転回路５３によって、第１ガスタービンまたは第１排熱
回収ボイラのいずれかが停止したとき、蒸気バイパス弁
が定圧蒸気圧力制御中であり、かつ、第１蒸気バイパス
弁が所定の開度以上開いていることを検出している。さ
らに、論理和回路３６、論理積回路４６，４７，４８お
よび論理反転回路５５によって、第２ガスタービンまた
は第２排熱回収ボイラのいずれかが停止したとき、蒸気
バイパス弁が定圧蒸気圧力制御中であり、かつ、第２蒸
気バイパス弁が所定の開度以上開いていることを検出し
ている。そして、論理和回路３８，３９、論理積回路５
１，５２、論理反転回路５７およびオンディレイタイマ
６０により蒸気加減弁制御回路中のスイッチ１３８　，
１３９　の動作信号を得ている。また、論理和回路３５
、論理積回路４４，４５、論理反転回路５４およびオン
ディレイタイマ５８により第１高圧蒸気バイパス弁に対
応する蒸気バイパス弁制御回路中のスイッチ３２，３３
の動作信号を得ている。さらに、論理和回路３７、論理
積回路４９，５０、論理反転回路５６およびオンディレ
イタイマ５９により第２高圧蒸気バイパス弁に対応する
蒸気バイパス弁制御回路中のスイッチ３２，３３の動作
信号を得ている。

【００５７】この実施例ではガスタービンおよび排熱回
収ボイラのいずれか１台が緊急停止したとき、「蒸気バ
イパス弁で定圧蒸気圧力制御をしており」、「蒸気バイ
パス弁が所定の開度以上開いていた場合、すなわち、蒸
気バイパス弁で排熱回収ボイラ出口蒸気圧力を維持する
ことが可能な状態」になっていた場合に、排熱回収ボイ
ラ出口蒸気圧力の一定維持作用を蒸気バイパス弁で行う
ものである。

【００５８】なお、蒸気バイパス弁で排熱回収ボイラ出
口蒸気圧力を一定に維持することが不可能な状態になっ
ていた場合には、蒸気加減弁で蒸気圧力を一定に維持さ
せる。一方、蒸気加減弁で蒸気圧力一定維持を行う判断
をして蒸気バイパス弁が開いていた場合には蒸気バイパ
ス弁を強制的に閉めるようにする。

【００５９】かくして、この実施例によれば、蒸気バイ
パス弁を用いた蒸気タービンの定圧運転制御が可能とな
る。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなようにこの
発明によれば、複数台のガスタービンと１台の蒸気ター
ビンとが排熱回収ボイラを介して結合されたコンバイン
ドサイクルで、ガスタービンおよび排熱回収ボイラの少
なくとも１台が緊急停止した場合に、運転を継続してい
る排熱回収ボイラの出口蒸気圧力を一定に維持すること
ができると共に、排熱回収ボイラ内の高圧ドラムおよび
低圧ドラムの水位を安定に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る蒸気加減弁制御回路
の構成を示すブロック図。

【図２】この発明の一実施例に係るスイッチ動作の論理
回路図。

【図３】この発明の他の実施例に係る蒸気バイパス弁制
御回路の構成を示すブロック図。

【図４】この発明の他の実施例に係るスイッチ動作の論
理回路図。

【図５】一般的なコンバインドサイクル発電プラントの
蒸気サイクル図。

【図６】従来のコンバインドサイクル制御装置の蒸気加
減弁制御回路の構成を示すブロック図。

【図７】従来のコンバインドサイクル制御装置の蒸気バ
イパス弁制御回路の構成を示すブロック図。

【図８】従来のコンバインドサイクル制御装置のスイッ
チ動作の論理回路図。

【符号の説明】

１ａ　　第１ガスタービン １ｂ　　第２ガスタービン ２ａ　　第１排熱回収ボイラ ３ａ　　第２排熱回収ボイラ ４　　高圧蒸気加減弁 ５　　低圧蒸気加減弁 ６　　蒸気タービン ８ａ　　第１高圧蒸気バイパス弁 ８ｂ　　第１低圧蒸気バイパス弁 １０　　複水器 １１　　速度制御器 １２Ａ　　負荷制御器 １３Ａ　　蒸気圧力制御器 １４　　低値選択器 １６　　蒸気圧力設定器 １８　　ＰＩＤ演算器 ３０　　設定器 ３１　　設定器 ３２　　スイッチ １２０　　設定器 １２１　　積分器 １３１　　蒸気圧力設定器 １３３　　ＰＩＤ演算器 １３６　　設定器 １３７　　設定器 １３８　　スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台のガスタービンがそれぞれ排熱回収
   ボイラを介して結合される１台の蒸気タービンの蒸気加
   減弁を全開し、前記ガスタービンの出力を制御してこの
   出力に応じた最大出力を前記蒸気タービンで得るように
   しているコンバインドサイクル制御装置において、前記
   ガスタービンおよび排熱回収ボイラの少なくとも１台が
   緊急停止したとき、この緊急停止時若しくは緊急停止直
   前の実測値を設定値とし、運転を継続している前記排熱
   回収ボイラの出口蒸気圧力が該設定値に一致するように
   蒸気サイクルに設けた弁の開度を制御する定圧蒸気圧力
   制御手段を備えたことを特徴とするコンバインドサイク
   ル制御装置。
2. 【請求項２】前記蒸気サイクルに設けた弁の開度を制御
   する間、この弁に対する制御系の動作を俊敏にする制御
   定数変更手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載のコンバインドサイクル制御装置。