JPH045404A - Compound electric power generating plant and method and device for preventing overspeed thereof - Google Patents

Compound electric power generating plant and method and device for preventing overspeed thereof

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JPH045404A
JPH045404A JP10532790A JP10532790A JPH045404A JP H045404 A JPH045404 A JP H045404A JP 10532790 A JP10532790 A JP 10532790A JP 10532790 A JP10532790 A JP 10532790A JP H045404 A JPH045404 A JP H045404A
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茂生 白倉
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功 四郎丸
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二川原 誠逸
Masayuki Fukai
雅之 深井
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Abstract

PURPOSE:To increase safety for plant operation by arranging an overspeed- preventive device to cut off fuel supply to a gas turbine at a specific time under a condition that steam supply to a steam turbine is cut off. CONSTITUTION:A compound electric power generating plant is constituted by connecting a gas turbine 1, an air compressor 2, a steam turbine 3 and an electric power generator 4 to one shaft. An overspeed-preventive device cuts off gas turbine fuel and steam turbine supply steam by shutting completely steam-cutoff valves 16 and 17, steam-regulation valves 11 and 13, a fuel-cutoff valve 18 and a fuel-adjusting valve 6. The fuel supply to said gas turbine 1 is cut off when the volume reduction of fuel supply to the gas turbine 1 reaches below a stable combustion limit under a condition that steam supply to the steam turbine 3 is cut off. In this way, safety for a plant operation can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた複
合発電プラントに係り、特に、過速を防止するに好適な
過速防止装置を備える複合発電プラントに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a combined power generation plant that combines a gas turbine and a steam turbine, and particularly to a combined power generation plant that is equipped with an overspeed prevention device suitable for preventing overspeed. Regarding.

[従来の技術] 第3図は、複合発電プラントの系統図である。[Conventional technology] FIG. 3 is a system diagram of a combined power generation plant.

この複合発電プラントは、ガスタービン1と空気圧縮機
2と蒸気タービン3と発電機4とが一軸に連結されてお
り、燃焼器5において燃焼された燃料は高温ガスとなり
ガスタービン1つまり軸全体を回転駆動する。燃焼に必
要な空気は空気圧縮機より供給され、また、要求出力等
に応じて燃料量が燃料流量調節弁6により制御される。
In this combined power generation plant, a gas turbine 1, an air compressor 2, a steam turbine 3, and a generator 4 are connected to one shaft, and the fuel combusted in the combustor 5 turns into high-temperature gas and consumes the entire gas turbine 1, that is, the shaft. Drive rotation. Air necessary for combustion is supplied by an air compressor, and the amount of fuel is controlled by a fuel flow control valve 6 according to the required output and the like.

熱エネルギが回転エネルギに変換された後の排ガスは排
熱回収用ボイラ7に送られ、ここで給水との熱交換を行
い、蒸気を発生する。この蒸気は、蒸気タービン3に供
給されて蒸気タービン3を回転駆動する。前記給水は、
復水器8から復水ポンプ9により排熱回収用ボイラ7へ
送水され、低圧ドラム10にて発生した蒸気は低圧蒸気
加減弁11を介して蒸気タービン3の低圧段へ、高圧ド
ラム12にて発生した蒸気は高圧蒸気加減弁13を介し
て蒸気タービン4の高圧段へ夫々駆動用蒸気として供給
される。
After the thermal energy has been converted into rotational energy, the exhaust gas is sent to the exhaust heat recovery boiler 7, where it exchanges heat with the feed water to generate steam. This steam is supplied to the steam turbine 3 and drives the steam turbine 3 to rotate. The water supply is
Water is sent from the condenser 8 to the exhaust heat recovery boiler 7 by the condensate pump 9, and the steam generated in the low pressure drum 10 is sent to the low pressure stage of the steam turbine 3 via the low pressure steam control valve 11, and then to the high pressure drum 12. The generated steam is supplied to the high pressure stages of the steam turbine 4 as driving steam via the high pressure steam control valve 13, respectively.

このようにして得られたガスタービン1及び蒸気タービ
ン3の回転エネルギは1発電機4により電気エネルギに
変換され、所望の電力が得られる。
The rotational energy of the gas turbine 1 and the steam turbine 3 thus obtained is converted into electrical energy by the first generator 4, and desired electric power is obtained.

尚、14.15は高圧タービンバイパス弁、低圧タービ
ンバイパス弁である。
In addition, 14.15 is a high pressure turbine bypass valve and a low pressure turbine bypass valve.

この複合発電プラントにおいて、発電機4の出力制御あ
るいは周波数(速度)制御は、燃料調節弁6と蒸気加減
弁11.13は開度制御により行われる。これに対し、
タービンバイパス弁14.15はプラント起動時にバイ
パス経路を形成するために用いられ、或いは、蒸気圧力
が異常に高くなったとき(通常は規定圧力の10%程度
高)にプラント保護のために開放される。
In this combined power generation plant, the output control or frequency (speed) control of the generator 4 is performed by controlling the opening degree of the fuel control valve 6 and the steam control valves 11 and 13. On the other hand,
Turbine bypass valves 14 and 15 are used to form a bypass path when starting up the plant, or are opened to protect the plant when steam pressure becomes abnormally high (usually about 10% higher than the rated pressure). Ru.

ガスタービン1や蒸気タービン3等の回転体の保護を考
えた場合、最も考慮しなければならない点は過速防止で
ある。このため、従来から、第4図に示す保安装置が複
合発電プラントに設置されている。この保安装置は、法
律で設置が義務付けられているもので、回転体の速度(
回転数)が所定値以上になった時点で駆動力源となるガ
スタービン燃料及び蒸気タービン供給蒸気を遮断するよ
うに機能する。第4図の例では、蒸気タービンの回転数
が定格回転数の110%以上となり或いはガスタービン
の回転数が定格回転数の111%以上となったときに、
第3図の蒸気遮断弁16.17や蒸気加減弁11.13
、燃料遮断弁18や燃料調節弁6を全開にする。
When considering the protection of rotating bodies such as the gas turbine 1 and the steam turbine 3, the most important consideration is overspeed prevention. For this reason, a safety device shown in FIG. 4 has conventionally been installed in combined power generation plants. This safety device is required to be installed by law, and the speed of the rotating body (
It functions to cut off the gas turbine fuel and the steam turbine supply steam, which are the driving power sources, when the rotational speed (rotation speed) reaches a predetermined value or more. In the example shown in FIG. 4, when the rotation speed of the steam turbine becomes 110% or more of the rated rotation speed or the rotation speed of the gas turbine becomes 111% or more of the rated rotation speed,
Steam cutoff valve 16.17 and steam control valve 11.13 in Figure 3
, fully open the fuel cutoff valve 18 and fuel control valve 6.

尚、従来技術に関連するものとして、例えば特開昭57
−83821号がある。
Incidentally, as related to the prior art, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 57
There is No.-83821.

[発明が解決しようとする課題] 第3図で説明した複合発電プラントは、ガスタ−ビン1
と蒸気タービン3により1つの発電機4を駆動する形式
のものであり、一般に一軸型と呼ばれる。これに対し、
複数のガスタービン排ガスにより一台のタービン発電機
を爵動する形式のものを多軸型という。このいずれの形
式の複合発電プラントであっても、総発電出力に対する
ガスタービン出力と蒸気タービン出力の貢献比率は、通
常、3対7或いは4対6程度である。このため、電力系
統の周波数を安定化させる目的で、或いは発電機出力制
御の目的で、燃料調節弁6のみを制御したときは、総発
電出力の3,4割しか緊急の出力・周波数制御に貢献で
きないことになる。燃料量を制御すれば、ガスタービン
排ガス量が変化し、排熱回収用ボイラ7の発生蒸気量が
変化し、この結果として蒸気タービン出力も変化するこ
とになるが、このプロセスでの発電機出力・周波数の応
動には数分以上の遅れ時間があり、出力・周波数制御を
緊急に行う場合には十分な効果が得られない。緊急の出
力・周波数制御に10割貢献させるためには、蒸気加減
弁11.13も出力・周波数制御信号により操作する必
要がある。このため、上記の公知例では、出力・周波数
制御信号により燃料調節弁6の他に蒸気加減弁13も操
作している。
[Problem to be solved by the invention] The combined power generation plant illustrated in FIG.
This is a type in which one generator 4 is driven by a steam turbine 3, and is generally called a single-shaft type. On the other hand,
A type in which a single turbine generator is driven by multiple gas turbine exhaust gases is called a multi-shaft type. In any type of combined power generation plant, the contribution ratio of the gas turbine output and the steam turbine output to the total power generation output is usually about 3:7 or 4:6. Therefore, when only the fuel control valve 6 is controlled for the purpose of stabilizing the frequency of the power system or controlling the generator output, only 30 to 40% of the total power generation output is required for emergency output/frequency control. You will not be able to contribute. If the amount of fuel is controlled, the amount of gas turbine exhaust gas will change, the amount of steam generated by the exhaust heat recovery boiler 7 will change, and as a result, the steam turbine output will also change, but the generator output in this process will change.・There is a delay time of several minutes or more in frequency response, and sufficient effects cannot be obtained when output/frequency control is performed urgently. In order to contribute 100% to the emergency output/frequency control, the steam control valves 11 and 13 must also be operated by the output/frequency control signals. Therefore, in the above-mentioned known example, in addition to the fuel control valve 6, the steam control valve 13 is also operated by the output/frequency control signal.

しかるに、本発明者等の検討によると、蒸気圧力制御機
能を備えない上記の如き発電プラントでは、出力・周波
数制御信号により蒸気加減弁を操作したとしても、蒸気
タービンは電力系統の出力・周波数制御に十分に貢献で
きないことが判明した。
However, according to the study conducted by the present inventors, in the above-mentioned power plants that do not have a steam pressure control function, even if the steam control valve is operated by the output/frequency control signal, the steam turbine does not control the output/frequency control of the power system. It turned out that it was not possible to make a sufficient contribution to the

蒸気タービンに流入する蒸気量Fは、蒸気加減弁の前後
の圧力P1.P2の差と弁開度Aとの積で定まり、発電
出力は蒸気量に比例するというように一般に理解されて
いるが、殆どの発電プラントの蒸気加減弁は、臨界状態
で使用されているために、蒸気加減弁の前圧P1と弁開
度Aとの積で蒸気量が定まる。この関係は夫々次式(L
L (2)で表される。
The amount of steam F flowing into the steam turbine is determined by the pressure P1 before and after the steam control valve. It is determined by the product of the difference in P2 and the valve opening A, and it is generally understood that the power generation output is proportional to the amount of steam, but the steam control valve in most power plants is used in a critical state. The amount of steam is determined by the product of the front pressure P1 of the steam control valve and the valve opening A. This relationship is expressed by the following formula (L
It is expressed as L (2).

F=A・ (P□−p ’−)        ・・・
(1)F=A−Pl           ・・・(2
)第3図に示した複合発電プラントでの蒸気流量Fは(
2)式で求まり、且つ、蒸気加減弁の前圧P工が一定に
制御されるわけではないので、出力・周波数制御信号の
印加に対して次の様に応動する。
F=A・(P□−p'−)...
(1) F=A-Pl...(2
) The steam flow rate F in the combined cycle power plant shown in Figure 3 is (
2) Since the front pressure P of the steam control valve is not controlled to be constant, it responds to the application of the output/frequency control signal as follows.

例えば、電力系統の電力供給過多により周波数が高くな
った場合、発電出力を低減して周波数を下げるべく蒸気
加減弁を絞ったとしても、前圧P工が上昇してしまい、
この結果、希望通りに蒸気流量Fを減少させることがで
きない。逆に、蒸気流量Fを増大させて周波数を回復さ
せるために蒸気加減弁を開いたときは、前圧Pユが低下
してしまい、蒸気流量Fを思い通りに増大させるとかで
きない。
For example, if the frequency increases due to an oversupply of power in the power system, even if the steam control valve is throttled to reduce the power generation output and lower the frequency, the front pressure P will rise.
As a result, the steam flow rate F cannot be reduced as desired. Conversely, when the steam control valve is opened to increase the steam flow rate F and restore the frequency, the prepressure P decreases, making it impossible to increase the steam flow rate F as desired.

これに対し、前圧P工が一定に保持されていれば、蒸気
加減弁の開度と蒸気流量Fとは比例的に増減し、良好な
制御を行い得ることになる。出力・周波数制御信号によ
り蒸気加減弁を制御するとき、同信号に連動してタービ
ンバイパス弁を逆方向に開閉することで、蒸気加減弁を
開閉したときの蒸気圧力の変動を抑制することができる
。従って、これにより十分な出力・周波数調整機能を発
揮することができ、特に系統単独発生時等の急激な出力
変化にも対応することが可能となる。
On the other hand, if the prepressure P is kept constant, the opening degree of the steam control valve and the steam flow rate F will increase or decrease proportionally, and good control can be performed. When the steam control valve is controlled by the output/frequency control signal, by opening and closing the turbine bypass valve in the opposite direction in conjunction with the signal, it is possible to suppress fluctuations in steam pressure when the steam control valve is opened and closed. . Therefore, this makes it possible to exhibit a sufficient output/frequency adjustment function, and in particular, it becomes possible to cope with sudden changes in output such as when a single system occurs.

系統単独等が発生したときの系統需要の急激な低下に対
し、発電出力を絞り込もうという動作に多少の遅れが生
しることは、ある程度はやむを得ず、従って、系統単独
等が発生した場合の過速はある程度しかたのないものと
いえる。この過速の程度が大きくなれば、第4図に示す
保安装置が動作することになる。特に、系統需要が著し
く低下し、ガスタービン燃料がガスタービンの安定燃焼
上の最低負荷に相当する量まで絞り込まれたうえ、蒸気
加減弁も全閉している状態では、これ以上の駆動力抑制
が不可(調速能力無し)となり、この時点での需給アン
バランスが過速を増大せしめ、保安装置による回転体の
過速防止が必要となる。
It is unavoidable to some extent that there will be some delay in the operation to reduce power generation output in response to a sudden drop in grid demand when grid isolation occurs. It can be said that overspeeding is unavoidable to some extent. If the degree of overspeed becomes large, the safety device shown in FIG. 4 will be activated. In particular, when the system demand has significantly decreased, the gas turbine fuel has been reduced to the amount equivalent to the minimum load for stable combustion of the gas turbine, and the steam control valve is fully closed, further reduction of driving force is required. is disabled (no speed regulating ability), and the supply-demand imbalance at this point increases overspeeding, making it necessary to prevent overspeeding of the rotating body using a safety device.

しかし、保安装置による過速防止が図られるとはいえ、
明らかに過速状態に入ることが分かつている状況のもと
で、保安装置が動作するまで過速を静観していることは
、安全上好ましくない。換言すれば、調速能力が無くな
りそれでも過速しているということは、調速装置の故障
と路間−であリ、これを放置しておくことは、安全上問
題である。
However, although safety devices are used to prevent overspeeding,
In a situation where it is clearly known that the vehicle will enter an overspeeding state, it is not desirable from a safety standpoint to wait until the safety device is activated. In other words, if the speed regulating ability is lost and the vehicle is still overspeeding, this is likely due to a failure of the speed regulating device and a road failure, and leaving this as it is is a safety problem.

本発明の目的は、従来の保安装置のみに頼るよりもより
安全な運転を可能にする複合発電プラントとその過速防
止方法及び装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a combined power generation plant and an overspeed prevention method and device thereof that enable safer operation than relying only on conventional safety devices.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該
ガスタービンの排熱により発生させた蒸気で駆動される
蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービ
ンの機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを
備える複合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンへ
の供給蒸気が遮断された状態のもとで前記ガスタービン
への供給燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下になったと
き該ガスタービンへの燃料供給を遮断することで、達成
される。
[Means for Solving the Problem] The above object is to provide a gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and a gas turbine and a steam turbine driven by the gas turbine and the steam turbine. In a combined power generation plant comprising a generator that converts mechanical energy into electrical energy, the fuel supply to the gas turbine is reduced to below a stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off. This is accomplished by cutting off the fuel supply to the gas turbine when this happens.

また、上記目的は、蒸気タービンへの供給蒸気が遮断さ
れた状態のもとで前記ガスタービンへの供給燃料の絞り
込みが安定燃焼限度以下になり且つ送電系統側に異常が
発生したとき該ガスタービンへの燃料供給を遮断するこ
とでも、達成される。
In addition, the above purpose is to prevent the gas turbine from turning off when the throttle of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit and an abnormality occurs on the power transmission system side in a state where the steam supplied to the steam turbine is cut off. This can also be achieved by cutting off the fuel supply to the

また、上記目的は、燃焼ガスで駆動されるガスタービン
と、該ガスタービンの排熱により発生させた蒸気で駆動
される蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気
タービンの機械エネルギを電気エネルギに変換する発電
機と、前記ガスタービンまたは前記蒸気タービンの回転
速度が「定格速度十規定値」になったときにガスタービ
ンへの燃料供給及び蒸気タービンへの蒸気供給を遮断す
る保安装置とを備える複合発電プラントの過速防止装置
において、蒸気タービンへの蒸気供給が遮断された状態
で前記ガスタービンへの供給燃料の絞り込みが安定燃焼
限度以下になったとき前記保安装置が動作する前に該ガ
スタービンへの燃料供給を遮断することでも、達成され
る。
The above object also includes a gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and converting the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. and a safety device that shuts off the fuel supply to the gas turbine and the steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches the "rated speed 10 specified value" In an overspeed prevention device for a power generation plant, when the restriction of fuel supplied to the gas turbine becomes below a stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off, the overspeed prevention device prevents the gas turbine from operating before the safety device operates. This can also be achieved by cutting off the fuel supply to the

[作用] 本発明では、蒸気タービンへの蒸気供給が遮断された状
態で且つ、ガスタービンの調速能力無しとなった場合、
つまり、明らかにガスタービンが過速していきそのまま
放っておくと保安装置が動作する状況となった場合、保
安装置が動作する前にガスタービンへの燃料供給を遮断
するので、より安全なプラント運転が可能となる。
[Operation] In the present invention, when the steam supply to the steam turbine is cut off and the gas turbine has no speed regulating ability,
In other words, if the gas turbine clearly overspeeds and if left unchecked, the safety device will activate, the fuel supply to the gas turbine will be cut off before the safety device activates, making the plant safer. Driving becomes possible.

口実施例コ 以下、本発明の好適な実施例を第1図及び第2図を参照
して説明する。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は本発明の一実施例に係る複合発電プラントの設
けられる過速防止装置の制御構成図である。この複合発
電プラントに設けられる従来の保安装置は、蒸気タービ
ンの回転数が定格回転数の110%以上となり、或いは
、ガスタービンの回転数が定格回転数の111%以上に
なった場合、ガスタービンへの燃料供給を遮断すると共
に、蒸気タービンへの蒸気供給を遮断するようになって
いる。
FIG. 1 is a control configuration diagram of an overspeed prevention device provided in a combined power generation plant according to an embodiment of the present invention. Conventional safety devices installed in this combined power generation plant are designed to prevent the gas turbine from shutting down when the speed of the steam turbine reaches 110% or more of the rated speed, or when the speed of the gas turbine reaches 111% or more of the rated speed. In addition to cutting off the fuel supply to the steam turbine, it also cuts off the steam supply to the steam turbine.

この保安装置に対し、本実施例では、−点鎖線で囲む過
速防止装置を付加したことを特徴としている。つまり、
蒸気加減弁全開(蒸気遮断弁全閉でもよい)の条件が成
立し、且つ、ガスタービン或いは蒸気タービンの回転数
が定格回転数より規定値だけ高くなった場合に、ガスタ
ービンへの燃料供給を遮断するようにしている。この過
速防止装置は、保安装置の動作前に作動させる関係上、
前記規定値は、ガスタービンの定格回転数の10%の値
より小さな値例えば定格回転数の5%の値としている。
In addition to this safety device, this embodiment is characterized by the addition of an overspeed prevention device surrounded by a dashed line. In other words,
When the conditions for the steam control valve to be fully open (the steam cutoff valve may be fully closed) are met, and the rotational speed of the gas turbine or steam turbine is higher than the rated rotational speed by a specified value, the fuel supply to the gas turbine is stopped. I'm trying to block it. This overspeed prevention device is activated before the safety device operates, so
The specified value is a value smaller than 10% of the rated rotational speed of the gas turbine, for example, a value of 5% of the rated rotational speed.

ガスタービンへの燃料供給を遮断するには、燃料遮断弁
18を全開にすると共に、燃料調節弁6も全開としても
よいが、従来の保安装置も別に設置しであるので、この
本実施例による過速防止装置では、燃料調節弁6のみを
全開とする。
In order to cut off the fuel supply to the gas turbine, the fuel cutoff valve 18 may be fully opened and the fuel control valve 6 may also be fully opened, but since a conventional safety device is also installed separately, this embodiment In the overspeed prevention device, only the fuel control valve 6 is fully opened.

回転体の速度制御は、ガスタービンの燃料調節弁の開度
制御と、蒸気タービンの蒸気加減弁の開度制御とで行う
が、前者の制御が直接的(燃料を絞れば、即、出力・速
度に効いてくる)なのに対し、後者の場合は排熱回収用
ボイラでの熱回収遅れがあり、この遅れをもって制御す
るため、補助的な色彩が濃い。従って、系統単独等が発
生したときに過速を防止するには、ガスタービンへの燃
料供給量制御を主体として行うが、燃料を絞りきれなく
なる状態(これ以上絞り込むと、ガスタービンの安定燃
焼上の最低負荷を割ってしまい、燃料量の調整可能領域
(燃料調節弁の弁開度調整可能領域)を逸脱してしまう
場合等)においては、蒸気加減弁も全開に制御される蓋
然性が高く、この場合には、事実上調速機能がなくなっ
たといえる(勿論、速度を上げる方向の調速制御は可能
である)。本実施例では、「蒸気加減弁が全開となった
」ことをもって調速不能と判定し、この時点において過
速している場合、つまり、定格回転数に対して例えば1
05%の回転数となっている場合に、ガスタービンへの
燃料供給を遮断する。この実施例によれば、従来の保安
装置が動作する前に駆動源が断たれ、過速が防止される
The speed of the rotating body is controlled by controlling the opening of the gas turbine's fuel control valve and the opening of the steam regulating valve of the steam turbine, but the former is directly controlled (as soon as the fuel is throttled, the output and On the other hand, in the latter case, there is a delay in heat recovery in the waste heat recovery boiler, and control is performed using this delay, so the auxiliary effect is strong. Therefore, in order to prevent overspeed when an isolated system occurs, etc., the main focus is to control the amount of fuel supplied to the gas turbine. (e.g., when the minimum load of the steam control valve falls below the minimum load and the fuel amount falls outside the adjustable range of the fuel amount (the range where the valve opening of the fuel control valve can be adjusted)), there is a high probability that the steam control valve will also be controlled to be fully open. In this case, it can be said that the speed regulating function has virtually disappeared (of course, speed regulating control in the direction of increasing the speed is possible). In this embodiment, it is determined that speed regulation is not possible when "the steam control valve is fully opened", and if the speed is overspeeding at this point, for example,
When the rotation speed is 0.5%, the fuel supply to the gas turbine is cut off. According to this embodiment, the drive source is cut off before the conventional safety device operates, thereby preventing overspeeding.

第2図は、本発明の別実施例に係る過速防止装置の制御
構成図である。本実施例は、第1図の実施例の「調速能
力無しで過速している」という条件を更に確実に検知す
ることを目的とした実施例であり、蒸気加減弁全開検出
器やガスタービン過速検出器等の誤動作によるガスター
ビン燃料供給の誤遮断を防止するのに有効である。この
第2図の実施例では、第1図の実施例における条件に加
え以下の条件が全て成立したときガスタービンへの燃料
供給を遮断している。尚、保安装置の構成については第
1@と同様である。
FIG. 2 is a control configuration diagram of an overspeed prevention device according to another embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment aimed at more reliably detecting the condition of "overspeeding without speed regulating capability" in the embodiment shown in FIG. This is effective in preventing erroneous cutoff of gas turbine fuel supply due to malfunction of a turbine overspeed detector or the like. In the embodiment shown in FIG. 2, fuel supply to the gas turbine is cut off when all of the following conditions are met in addition to the conditions in the embodiment shown in FIG. Note that the configuration of the security device is the same as the first @.

条件1ニガスタービンまたは蒸気タービンの速度上昇率
が所定値(例えば定格回転数の。。
Condition 1: The speed increase rate of the gas turbine or steam turbine is a predetermined value (for example, the rated rotation speed).

3%/5ee)以上ある。過速しているとはいえ、過速
の上昇程度が小さいならば、保安装置を動作させるまで
には至らないと考えられるためである。
3%/5ee) or more. This is because even if the vehicle is overspeeding, if the increase in overspeed is small, it is unlikely that the safety device will be activated.

条件2:燃料調節弁6の弁開度が所定弁開度γ%(例え
ば40,0%)以下となる。燃料調節弁の調整能力無し
つまり供給燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下になり供
給燃料の絞り込みが調整可能領域を逸脱したことを確実
に検出するためである。
Condition 2: The valve opening of the fuel control valve 6 is equal to or less than a predetermined valve opening γ% (for example, 40.0%). This is to reliably detect that the fuel control valve has no adjustment capability, that is, the throttling of the supplied fuel has fallen below the stable combustion limit, and that the throttling of the supplied fuel has deviated from the adjustable range.

条件3:送電系統側に異常が発生していること。Condition 3: An abnormality has occurred on the power transmission system side.

「調m能力無しで過速している現象ゴが系統単独等が発
生したことに起因しているのであれば、この条件3を付
加することで、より確実な過速防止となる。
``If the phenomenon of overspeeding without adjustment capability is caused by an isolated system, etc., adding this condition 3 will more reliably prevent overspeeding.

本実施例では、第1図の実施例における2つの条件に加
え、条件1〜条件3を付加することで、「調整能力無し
で過速している」ことを確実に検出している。しかし、
この3つの条件のうち1つのみを第1図の実施例に追加
するだけでもよいことはいうまでもない。
In this embodiment, by adding Conditions 1 to 3 in addition to the two conditions in the embodiment of FIG. 1, it is possible to reliably detect "overspeeding without adjustment ability". but,
It goes without saying that it is sufficient to add only one of these three conditions to the embodiment shown in FIG.

尚、本発明は、−軸型の複合発電プラントに限らず、多
軸型の複合発電プラントにも同様に適用できることはい
うまでもない。
It goes without saying that the present invention is applicable not only to a -shaft type combined power generation plant but also to a multishaft type combined power generation plant.

[発明の効果] 本発明によれば、調速能力が無く且つ過速しており放っ
ておくと保安装置が動作してしまうような状況のもとで
、保安装置の動作前にガスタービンの駆動源を遮断する
ことができるので、プラント運転の安全性を高めること
が可能となる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, in a situation where the gas turbine does not have speed regulating ability and is overspeeding, and if left unchecked, the safety device will operate, the gas turbine is activated before the safety device operates. Since the drive source can be shut off, it is possible to improve the safety of plant operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る過速防止装置の制御構
成図、第2図は本発明の別実施例に係る過速防止装置の
制御構成図、第3図は一軸型の複合発電プラントの構成
図、第4図は保安装置の制御構成図である。 1・・ガスタービン、3・・・蒸気タービン、4・・発
電機、S・・・燃焼器、6・・・燃料調節弁、7・・・
排熱回収用ボイラ、11・・・低圧蒸気加減弁、13・
・・高圧蒸気加減弁、16.17・・・蒸気遮断弁、1
8・・燃料遮断弁。 代理人 弁理士  秋 本 正 実 第 図 第 図
FIG. 1 is a control configuration diagram of an overspeed prevention device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control configuration diagram of an overspeed prevention device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a uniaxial type composite FIG. 4 is a block diagram of the power generation plant, and FIG. 4 is a control block diagram of the safety device. 1... Gas turbine, 3... Steam turbine, 4... Generator, S... Combustor, 6... Fuel control valve, 7...
Exhaust heat recovery boiler, 11...low pressure steam control valve, 13.
...High pressure steam control valve, 16.17...Steam cutoff valve, 1
8. Fuel cutoff valve. Agent Patent Attorney Tadashi Akimoto Actual Diagram Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える複
合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンへの供給蒸
気が遮断された状態のもとで前記ガスタービンへの供給
燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下になったとき該ガス
タービンへの燃料供給を遮断する過速防止装置を備える
ことを特徴とする複合発電プラント。 2、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える複
合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンへの供給蒸
気が遮断された状態のもとで前記ガスタービンへの供給
燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下になり且つ送電系統
側に異常が発生したとき該ガスタービンへの燃料供給を
遮断する過速防止装置を備えることを特徴とする複合発
電プラント。 3、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える複
合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンへの供給蒸
気が遮断された状態のもとで前記ガスタービンへの供給
燃料の絞り込みが調整可能領域を逸脱したとき該ガスタ
ービンへの燃料供給を遮断する過速防止装置を備えるこ
とを特徴とする複合発電プラント。 4、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える複
合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンへの供給蒸
気が遮断された状態のもとで前記ガスタービンへの燃料
の絞り込みが調整可能領域を逸脱し且つ送電系統側に異
常が発生したとき該ガスタービンへの燃料供給を遮断す
る過速防止装置を備えることを特徴とする複合発電プラ
ント。 5、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記ガス
タービンまたは前記蒸気タービンの回転速度が「定格速
度+a」になったときにガスタービンへの燃料供給及び
蒸気タービンへの蒸気供給を遮断する保安装置とを備え
る複合発電プラントにおいて、蒸気タービンへの蒸気供
給が遮断された状態でガスタービンの回転数が「定格速
度+b(ここで、0<b<a)」になったとき該ガスタ
ービンへの燃料供給を遮断する過速防止装置を備えるこ
とを特徴とする複合発電プラント。 6、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記ガス
タービンまたは前記蒸気タービンの回転速度が「定格速
度+a」になったときにガスタービンへの燃料供給及び
蒸気タービンへの蒸気供給を遮断する保安装置とを備え
る複合発電プラントにおいて、蒸気タービンへの蒸気供
給が遮断された状態で送電系統側に異常が発生し且つガ
スタービンの回転数が「定格速度+b(ここで、0<b
<a)」になったとき該ガスタービンへの燃料供給を遮
断する過速防止装置を備えることを特徴とする複合発電
プラント。 7、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記ガス
タービンまたは前記蒸気タービンの回転速度が「定格速
度+規定値」になったときにガスタービンへの燃料供給
及び蒸気タービンへの蒸気供給を遮断する保安装置とを
備える複合発電プラントにおいて、蒸気タービンへの蒸
気供給が遮断された状態で前記ガスタービンへの供給燃
料の絞り込みが安定燃焼限度以下になったとき前記保安
装置が動作する前に該ガスタービンへの燃料供給を遮断
する過速防止装置を備えることを特徴とする複合発電プ
ラント。 8、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える複
合発電プラントの過速防止装置において、前記蒸気ター
ビンへの供給蒸気が遮断された状態のもとで前記ガスタ
ービンへの供給燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下にな
ったとき該ガスタービンへの燃料供給を遮断する手段を
備えることを特徴とする過速防止装置。 9、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスター
ビンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気ター
ビンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機械
エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記ガス
タービンまたは前記蒸気タービンの回転速度が「定格速
度+規定値」になったときにガスタービンへの燃料供給
及び蒸気タービンへの蒸気供給を遮断する保安装置とを
備える複合発電プラントの過速防止装置において、蒸気
タービンへの蒸気供給が遮断された状態で前記ガスター
ビンへの供給燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下になっ
たとき前記保安装置が動作する前に該ガスタービンへの
燃料供給を遮断する手段を備えることを特徴とする過速
防止装置。 10、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスタ
ービンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気タ
ービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機
械エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備える
複合発電プラントの過速防止方法において、少なくとも
、前記蒸気タービンへの供給蒸気が遮断された状態のも
とで前記ガスタービンへの供給燃料の絞り込みが安定燃
焼限度以下になったとき該ガスタービンへの燃料供給を
遮断することを特徴とする過速防止方法。 11、燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、該ガスタ
ービンの排熱により発生させた蒸気で駆動される蒸気タ
ービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンの機
械エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記ガ
スタービンまたは前記蒸気タービンの回転速度が「定格
速度+規定値」になったときにガスタービンへの燃料供
給及び蒸気タービンへの蒸気供給を遮断する保安装置と
を備える複合発電プラントの過速防止装置において、蒸
気タービンへの蒸気供給が遮断された状態で前記ガスタ
ービンへの供給燃料の絞り込みが安定燃焼限度以下にな
ったとき前記保安装置が動作する前に該ガスタービンへ
の燃料供給を遮断することを特徴とする過速防止方法。
[Scope of Claims] 1. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a system that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In a combined cycle power generation plant comprising a generator that converts the gas turbine into A combined power generation plant characterized by being equipped with an overspeed prevention device that cuts off fuel supply to. 2. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In a combined power generation plant equipped with, when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off, and an abnormality occurs on the power transmission system side. A combined power generation plant characterized by being equipped with an overspeed prevention device that cuts off fuel supply to a gas turbine. 3. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In a combined power generation plant, the fuel supply to the gas turbine is cut off when the narrowing of the fuel supplied to the gas turbine deviates from an adjustable range while the steam supply to the steam turbine is cut off. A combined power generation plant characterized by being equipped with an overspeed prevention device. 4. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In a combined power generation plant equipped with the following, when the throttle of fuel to the gas turbine deviates from an adjustable range under a state in which the supply of steam to the steam turbine is cut off and an abnormality occurs on the power transmission system side, the gas A combined power generation plant characterized by being equipped with an overspeed prevention device that cuts off fuel supply to a turbine. 5. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. , a combined power plant comprising: a safety device that shuts off fuel supply to the gas turbine and steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches "rated speed + a"; An overspeed prevention device that cuts off the fuel supply to the gas turbine when the rotational speed of the gas turbine reaches "rated speed + b (here, 0<b<a)" while the steam supply to the gas turbine is cut off. A combined power generation plant characterized by: 6. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by the exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. , a combined power plant comprising: a safety device that shuts off fuel supply to the gas turbine and steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches "rated speed + a"; An abnormality occurs on the power transmission system side while the steam supply to the
A combined power generation plant characterized by comprising an overspeed prevention device that cuts off fuel supply to the gas turbine when the condition becomes <a). 7. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. , a combined power generation plant comprising a safety device that shuts off fuel supply to the gas turbine and steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches "rated speed + specified value", overspeeding to cut off the fuel supply to the gas turbine before the safety device operates when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off; A combined power generation plant characterized by being equipped with a prevention device. 8. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In an overspeed prevention device for a combined cycle power generation plant, when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below a stable combustion limit in a state where the supply of steam to the steam turbine is cut off, the gas turbine is supplied to the gas turbine. An overspeed prevention device characterized by comprising means for cutting off fuel supply. 9. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. , a safety device for cutting off fuel supply to the gas turbine and steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches "rated speed + specified value". In the speed prevention device, when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off, the fuel supply to the gas turbine is stopped before the safety device operates. An overspeed prevention device characterized by comprising means for interrupting. 10. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated by exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. In the overspeed prevention method for a combined cycle power plant comprising: at least when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit under a state in which the steam supplied to the steam turbine is cut off, the gas An overspeed prevention method characterized by cutting off fuel supply to a turbine. 11. A gas turbine driven by combustion gas, a steam turbine driven by steam generated from exhaust heat of the gas turbine, and a generator that converts the mechanical energy of the gas turbine and the steam turbine into electrical energy. , a safety device for cutting off fuel supply to the gas turbine and steam supply to the steam turbine when the rotational speed of the gas turbine or the steam turbine reaches "rated speed + specified value". In the speed prevention device, when the restriction of the fuel supplied to the gas turbine becomes below the stable combustion limit while the steam supply to the steam turbine is cut off, the fuel supply to the gas turbine is stopped before the safety device operates. An overspeed prevention method characterized by cutting off.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011197006A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 General Electric Co <Ge> Method and system for testing overspeed protection system of powerplant machine
JP2011197007A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 General Electric Co <Ge> Method and system for testing overspeed protection system of powerplant machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011197006A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 General Electric Co <Ge> Method and system for testing overspeed protection system of powerplant machine
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