JPH05280302A - 給水加熱器制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】高圧給水系統の給水加熱器系統には給水加熱器
１０，１１，１２と流量調節弁１６ａとが設けられる一
方、ガスクーラ１４の系統には入口弁９ｂが設けられ
る。制御手段には給水加熱器１０，１１，１２に供給さ
れる蒸気タービンの抽気熱量とガスクーラ１４に供給さ
れるガスタービンの排ガス熱量との熱量比を演算する演
算手段が設けられ、この熱量比に応じて流量調節弁１６
ａが開閉制御される。また、低圧給水系統１ａ〜６につ
いても同様に構成される。 【効果】給水系統の熱損失を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ガスタービン
の排ガスをボイラに導入して再燃させるリパワリング発
電所等の給水加熱器制御装置に係り、特に給水加熱器と
並設されるガスクーラとに流す給水流量の分配比を制御
する給水加熱器制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図７を用いて従来技術について
説明すると、図示省略したが蒸気タービンを回転させた
蒸気は、復水器にて冷却されて凝縮し、復水となる。そ
して、復水が復水ポンプで昇圧された後、２台併設され
ている復水ブースタポンプ１ａ，１ｂで昇圧され、低圧
給水加熱器入口弁２ａを経て低圧第１給水加熱器３と低
圧第２給水加熱器４に入る。両低圧給水加熱器３，４で
は、各々蒸気タービンの抽気にて加熱される。

【０００３】一方、復水ブースタポンプ１ａ，１ｂにて
昇圧された復水は、低圧給水加熱器入口弁２ａと並列に
設けられた低圧ガスクーラ入口弁２ｂを経て、低圧ガス
クーラ６に入る。その後、復水は低圧ガスクーラ６にて
図示省略したボイラ系統のボイラ出口ガスと熱交換され
加熱される。こうして、低圧給水加熱器３，４と低圧ガ
スクーラ６にて加熱された復水は、脱気器７に入り脱気
される。

【０００４】さらに、脱気された給水は２台の給水ポン
プ８ａ，８ｂにて昇圧される。ここで、昇圧された給水
は、高圧給水加熱器入口弁９ａを経て、高圧第１給水加
熱器１０、高圧第２給水加熱器１１、高圧第３給水加熱
器１２に順次入る。また、給水は、高圧ガスクーラ入口
弁９ｂを経て高圧ガスクーラ１４に入る。ここで、高圧
給水加熱器群１０，１１，１２では、蒸気タービンの抽
気により、高圧ガスクーラ１４ではボイラの排ガスによ
り各々加熱され、ボイラに圧送される。なお、５は低圧
給水加熱器バイパス弁を示し、１３は高圧給水加熱器バ
イパス弁を示す。

【０００５】次に、上記した復水・給水系統を備えたリ
パワリング等の発電所の高圧／低圧ガスクーラと給水加
熱器の運転法についてその概要を説明する。なお、高圧
系と低圧系共に基本的な運転法は同一であるので、ここ
では、説明を簡単にするために高圧系についてのみ説明
する。

【０００６】まず、起動時、給水ポンプ８ａ，８ｂが起
動すると共に、高圧給水加熱器入口弁９ａ、高圧ガスク
ーラ入口弁９ｂの両弁を全開とし、給水を流す。その
後、ガスタービンを点火し、起動させる。さらに、ボイ
ラを起動させ、蒸気を確立していく。

【０００７】発電所起動時は、ボイラの昇温が先行する
ため、高圧ガスクーラ１４側では給水が昇温されるが、
蒸気タービン系統では抽気起動されていないため、高圧
給水加熱器群１０，１１，１２では昇温されない。そし
て、徐々に負荷上昇がされ抽気起動された後は、高圧給
水加熱器群１０，１１，１２でも昇温され始める。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術では、起動時に給水温度が低くなり、熱損
失を生じるという問題がある。

【０００９】すなわち、起動時高圧／低圧給水加熱器入
口弁と高圧／低圧ガスクーラ入口弁とが同時に全開とな
り、その後の抽気起動後短い間は、高圧／低圧ガスクー
ラには、高温ガスが送気されて給水が加熱されるが高圧
／低圧給水加熱器群には抽気が抽入されないために給水
が加熱されていない。そのため、高圧／低圧ガスクーラ
で加熱された給水も高圧／低圧給水加熱器群の出口で合
流した際に、給水の温度は低くなり、熱損失を生じると
いう問題があった。

【００１０】そこで、本発明は、起動時においても高圧
／低圧ガスクーラにて加熱された給水が冷却されて熱損
失を生じないようにする給水加熱器制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、蒸気
タービンの抽気により給水が加熱される給水加熱器系統
とガスクーラでガスタービンの排ガスにより給水が加熱
されるガスクーラ系統とからなる給水系統とを有し、こ
の給水系統の入口側で前記給水加熱器系統と前記ガスク
ーラ系統とに分岐し、かつ、前記給水系統の出口側で合
流するリパワリング発電所等に設けられる給水加熱器を
制御する給水加熱器制御装置において、前記給水加熱器
系統にこの系統の供給流量を制御する給水加熱器調節弁
を配置すると共に、前記給水加熱器に供給される前記蒸
気タービンの抽気熱量と前記ガスクーラへ供給される前
記ガスタービンの排ガス熱量との熱量比に応じて前記給
水加熱噐調節弁を開閉制御する制御手段を設けるように
したものである。

【００１２】請求項３の発明は、蒸気タービンの抽気に
より給水が加熱される給水加熱器系統とガスクーラでガ
スタービンの排ガスにより給水が加熱されるガスクーラ
系統とからなる給水系統とを有し、この給水系統の入口
側で前記給水加熱器系統と前記ガスクーラ系統とに分岐
し、かつ、前記給水系統の出口側で合流するリパワリン
グ発電所等に設けられる給水加熱器を制御する給水加熱
器制御装置において、前記給水加熱器系統にこの系統の
供給流量を制御する給水加熱器調節弁を配置すると共
に、前記ガスクーラ系統にこの系統の供給流量を制御す
るガスクーラ制御弁を配置し、前記給水加熱器に供給さ
れる前記蒸気タービンの抽気熱量と前記ガスクーラへ供
給される前記ガスタービンの排ガス熱量との熱量比に応
じて前記給水加熱噐調節弁と前記ガスクーラ調節弁とを
開閉制御する制御手段を設けるようにしたものである。

【００１３】

【作用】上記構成により、給水加熱器に供給される抽気
の熱量とガスクーラに供給されるガスの熱量の比に基づ
いて給水加熱器とガスクーラへ流入する給水量が制御す
る。これによって、抽気起動前は、ガスクーラへのみに
給水が流入され、給水加熱器に給水が流入されない。そ
のため、給水系統の出口で低温の給水が給水加熱系統か
ら流入されることがなく熱損失を少なくする。そして、
抽気起動後は、給水加熱系統に徐々に給水が流入され
る。従って、給水系統の出口で給水加熱系統の給水温度
がガスクーラ出口の給水温度に近づけながら混入され、
熱損失を極めて小さく抑えることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例を示す給水加熱
器制御装置の系統図、図２は図１の制御ブロック図の一
例である。図７と同一符号は、同一部分または相当部分
を示す。図１が図７と異なる点は、低圧ガスクーラ入口
弁２ａの出口側と低圧第１給水加熱器３の入口側の配管
に低圧給水加熱器入口流量調節弁１５ａを設ける一方、
高圧給水加熱器入口弁９ａの出口側と高圧第１給水加熱
器１０の入口側との配管に高圧給水加熱器入口流量調節
弁１６ａを設けたことである。

【００１６】また、低圧給水加熱器入口流量調節弁１５
ａと高圧給水加熱器入口流量調節弁１６ａとを制御する
給水加熱器制御装置の制御ブロックは、図２に示すよう
に抽気熱量演算器１７とガス熱量演算器１８と熱量比演
算器１９と流量設定器２０とコントローラ２１とで構成
される。

【００１７】なお、高圧給水加熱器入口流量調節弁１６
ａを制御する制御ブロックと低圧給水加熱器入口流量調
節弁１５ａを制御する制御ブロックは、基本ロジックが
同一であるため、ここでは、高圧給水加熱器入口流量調
節弁１６ａに対する制御ブロックについて説明する。

【００１８】ここで、抽気熱量演算器１７は、蒸気ター
ビン負荷信号ａを入力して抽気蒸気の総入熱量を演算し
て抽気蒸気総入熱量信号を出力する。ガス熱量演算器１
８は、ガスタービン負荷信号ｂを入力して高圧ガスクー
ラ１４への総入熱量を演算して高圧ガスクーラ総入熱量
信号を出力する。熱量比演算器１９は、上記抽気蒸気総
入熱量信号と高圧ガスクーラ総入熱量信号との比を演算
して熱量比演算信号を出力する。流量設定器２０は、上
記熱量比演算信号と給水流量信号ｃとに基づいて高圧給
水加熱器群の給水流量を演算して流量設定信号を出力す
る。コントローラ２１は、上記流量設定信号と開度計２
２からの開度フィードバック信号とにより高圧給水加熱
器入口流量調節弁１６ａへ開度信号を出力する。

【００１９】次に、本実施例の高圧系の作用について説
明する。なお、低圧系についても作用は、ほぼ同じであ
る。

【００２０】まず、発電所の起動時、給水ポンプ８ａ，
８ｂの起動と共に、高圧給水加熱器入口弁９ａと高圧ガ
スクーラ入口弁９ｂとの両弁が全開とされる。ガスター
ビンの点火後、ボイラが起動される。この時点でガスタ
ービンは負荷をとり、蒸気タービンは無負荷の状態であ
る。このとき、蒸気タービン負荷信号ａが抽気熱量演算
器１７に入力され、抽気蒸気総入熱量信号の値が零とし
て熱量比演算器１９に出力される。

【００２１】一方、ガスタービン負荷信号ｂが、ガス熱
量演算器１８に入力され、高圧ガスクーラ総入熱量信号
が熱量比演算器１９に出力される。熱量比演算器１９で
は、抽気蒸気総入熱量信号の零と高圧ガスクーラ総入熱
量信号との比が演算され、熱量比演算信号を零として出
力される。零の熱量比演算信号が熱量比演算器１９に入
力されると、熱量比演算器１９では、流量設定信号が零
としてコントローラ２１に出力される。この結果、高圧
給水加熱器入口流量調節弁１６ａへの開度信号が零とな
り、高圧給水加熱器入口流量調節弁１６ａは全閉とされ
る。

【００２２】従って、蒸気タービンが無負荷時は、全給
水が高圧ガスクーラ１４側を流れる。その後、蒸気ター
ビンも負荷をとり、抽気運転がされると蒸気タービン負
荷信号ａにより抽気熱量演算器１７で抽気蒸気の総入熱
量が演算される。この抽気蒸気総入熱量信号とガスター
ビン負荷信号ｂにより演算された高圧ガスクーラ総入熱
量信号とが熱量比演算器１９に入力して両者の比が演算
され、熱量比演算信号が出力される。そして、熱量比演
算信号が流量設定器２０に入力され、ガスタービン負荷
信号ｂに応じて流量設定信号が出力される。

【００２３】コントローラ２１では、流量設定信号と開
度計２２の開度信号とにより高圧給水加熱器入口流量調
節弁１６ａを開度制御する。これにより、抽気蒸気の総
入熱量と高圧ガスクーラの総入熱量との比に対応した流
量が得られるように高圧給水加熱器入口流量調節弁１６
ａが制御される。つまり、例えば、抽気熱量が高圧給水
加熱器側と高圧ガスクーラ１４側とで１：２の比率にな
るように高圧給水加熱器入口流量調節弁１６ａの開度が
制御される。

【００２４】このように、抽気熱量とガス熱量との比に
より給水加熱器群とガスクーラへ流入する流量比を決め
て制御することにより、給水加熱器群出口とガスクーラ
出口において加熱された給水が合流しても熱損失を極め
て少なくすることができる。

【００２５】図３に本発明の他の実施例を示す。

【００２６】図２に示す実施例ではガスタービン負荷信
号ｂを用いているが、図３の実施例では、高圧ガスクー
ラ入口ガス温度信号ｄを入力し、これより、ガス熱量演
算器２３が高圧ガスクーラ１４へのガス熱量の総量を演
算し、高圧ガスクーラ総入熱量を出力するようにしてい
る。なお、他の構成および作用は、図２の実施例と同一
である。

【００２７】図４に本発明の他の実施例を示す。

【００２８】図２に示す実施例では開度計２２を用いて
いるが、この開度計２２を用いることなくコントローラ
２１では、流量設定器２０の流量設定信号に基づいて高
圧給水加熱器入口流量調節弁１６ａを開度制御するよう
にしてもよい。これにより、抽気蒸気の総入熱量と高圧
ガスクーラの総入熱量との比に対応した流量が得られる
ように高圧給水加熱器入口流量弁１６が制御される。な
お、他の構成および作用は、図２の実施例と同一であ
る。

【００２９】次に、図５、図６を用いて本発明の他の実
施例について説明する。

【００３０】図５において図１と異なる点は、低圧ガス
クーラ６の入口に低圧ガスクーラ入口流量調節弁１５ｂ
と高圧ガスクーラ１４の入口に高圧ガスクーラ入口流量
調節弁１６ｂとを各々設けたことである。

【００３１】本実施例の給水加熱器制御装置（高圧用）
は、蒸気タービン負荷信号ａを入力して、これより抽気
蒸気の総入熱量を算出する抽気熱量演算器１７と、ガス
タービン負荷信号ｂを入力して、これより高圧ガスクー
ラ１４への総入熱量を算出するガス熱量演算器１８と、
これら両演算器１７，１８の演算結果に基づいて抽気熱
量とガス熱量の比を求める熱量比演算器１９と、この熱
量比演算器１９の演算結果により求められる高圧給水加
熱器群と高圧ガスクーラ１４への各々の給水流量比を得
て各々の入口流量調節弁１６ａ，１６ｂの開度信号を開
度フィードバック信号として、これらより両入口流量調
節弁１６ａ，１６ｂの開度を制御するコントローラ２１
とコントローラ２４とにより構成される。このようにし
ても作用効果については、図１，図２の実施例と同一で
ある。なお、２５は開度計である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、給
水加熱器に供給される抽気熱量とガスクーラに供給され
るガス熱量の熱量比により、給水加熱器とガスクーラへ
入力する給水量の比を演算して制御することにより、給
水加熱器出口とガスクーラ出口との合流点で給水温度を
近づけて混入させるために熱損失を極めて小さく抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す給水加熱器制御装置の
系統図である。

【図２】図１の制御ブロック図である。

【図３】図２の他の実施例を示す制御ブロック図であ
る。

【図４】図２または図３の他の実施例を示す制御ブロッ
ク図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す給水加熱器制御装置
の系統図である。

【図６】図５の制御ブロック図である。

【図７】従来例を示す図１または図５に対応する給水加
熱器制御装置の系統図である。

【符号の説明】

３ 低圧第１給水加熱器 ４ 低圧第２給水加熱器 ６ 低圧ガスクーラ １０ 高圧第１給水加熱器 １１ 高圧第２給水加熱器 １２ 高圧第３給水加熱器 １４ 高圧ガスクーラ １５ａ 低圧給水加熱器入口流量調節弁 １５ｂ 低圧ガスクーラ入口流量調節弁 １６ａ 高圧給水加熱器入口流量調節弁 １６ｂ 高圧ガスクーラ入口流量調節弁 １７ 抽気熱量演算器 １８ ガス熱量演算器 １９ 熱量比演算器 ２０ 流量設定器 ２１ コントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービンの抽気により給水が加熱さ
   れる給水加熱器系統とガスクーラでガスタービンの排ガ
   スにより給水が加熱されるガスクーラ系統とからなる給
   水系統とを有し、この給水系統の入口側で前記給水加熱
   器系統と前記ガスクーラ系統とに分岐し、かつ、前記給
   水系統の出口側で合流するリパワリング発電所等に設け
   られる給水加熱器を制御する給水加熱器制御装置におい
   て、 前記給水加熱器系統にこの系統の供給流量を制御する給
   水加熱器調節弁を配置すると共に、前記給水加熱器に供
   給される前記蒸気タービンの抽気熱量と前記ガスクーラ
   へ供給される前記ガスタービンの排ガス熱量との熱量比
   に応じて前記給水加熱噐調節弁を開閉制御する制御手段
   を設けたことを特徴とする給水加熱器制御装置。
2. 【請求項２】 前記蒸気タービンの抽気熱量を蒸気ター
   ビン負荷信号により演算する手段と、前記ガスタービン
   の排ガス熱量をガスタービン負荷信号または前記ガスク
   ーラの入口温度により演算する手段と、これらの手段に
   より演算された前記蒸気タービンの抽気熱量と前記ガス
   タービンの排ガス熱量との熱量比を演算する手段と、こ
   の手段により演算された熱量比と前記給水系統の流量と
   に基づいて前記給水加熱器調節弁とを制御する制御手段
   としたことを特徴とする請求項１記載の給水加熱器制御
   装置。
3. 【請求項３】 蒸気タービンの抽気により給水が加熱さ
   れる給水加熱器系統とガスクーラでガスタービンの排ガ
   スにより給水が加熱されるガスクーラ系統とからなる給
   水系統とを有し、この給水系統の入口側で前記給水加熱
   器系統と前記ガスクーラ系統とに分岐し、かつ、前記給
   水系統の出口側で合流するリパワリング発電所等に設け
   られる給水加熱器を制御する給水加熱器制御装置におい
   て、 前記給水加熱器系統にこの系統の供給流量を制御する給
   水加熱器調節弁を配置すると共に、前記ガスクーラ系統
   にこの系統の供給流量を制御するガスクーラ制御弁を配
   置し、前記給水加熱器に供給される前記蒸気タービンの
   抽気熱量と前記ガスクーラへ供給される前記ガスタービ
   ンの排ガス熱量との熱量比に応じて前記給水加熱噐調節
   弁と前記ガスクーラ調節弁とを開閉制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする給水加熱器制御装置。
4. 【請求項４】 前記蒸気タービンの抽気熱量を蒸気ター
   ビン負荷信号により演算する手段と、前記ガスタービン
   の排ガス熱量をガスタービン負荷信号または前記ガスク
   ーラの入口温度により演算する手段と、これらの手段に
   より演算された前記蒸気タービンの抽気熱量と前記ガス
   タービンの排ガス熱量との熱量比を演算する手段と、こ
   の手段により演算された熱量比と前記給水系統の流量と
   に基づいて前記給水加熱器調節弁と前記ガスクーラ調節
   弁とを制御する制御手段としたことを特徴とする請求項
   ３記載の給水加熱器制御装置。