JPH06146814A - 蒸気及びガスタービン複合プラントの蒸気タービン制御装置 - Google Patents

蒸気及びガスタービン複合プラントの蒸気タービン制御装置

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JPH06146814A
JPH06146814A JP31940692A JP31940692A JPH06146814A JP H06146814 A JPH06146814 A JP H06146814A JP 31940692 A JP31940692 A JP 31940692A JP 31940692 A JP31940692 A JP 31940692A JP H06146814 A JPH06146814 A JP H06146814A
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JP
Japan
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steam
temperature
turbine
intermediate stage
exhaust gas
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Withdrawn
Application number
JP31940692A
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English (en)
Inventor
Masamitsu Shimada
雅充 島田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラントの起動、停止又は負荷の変動時、主
蒸気が蒸気タービンの入口から流入して中間段に至る蒸
気と、排ガスボイラの中間段から蒸気タービンの中間段
に直接流入する蒸気との温度差が大きくならないように
制御すること。 【構成】 主蒸気が主蒸気止め弁17を経て蒸気タービ
ン19の入口から流入して中間段に至った蒸気の温度
と、排ガスボイラ6の主蒸気発生器10(中間段)から
蒸気タービン19の中間段に蒸気止め弁20を経て直接
導入される蒸気の温度の温度とを、それぞれ検出する蒸
気温度検出器34、32を設ける。そして、これら検出
した蒸気の温度を比較演算器33で比較演算し、その出
力により発振器35を介して蒸気止め弁20を開閉す
る。蒸気温度検出器34を設ける代りに、主蒸気の圧
力、温度を検出し、これらから蒸気タービン19の入口
から中間段に至る蒸気の温度を求めて、比較演算器33
に入力してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2種類の蒸気を発生す
る排ガスボイラを備えた蒸気及びガスタービン複合プラ
ントの蒸気タービン制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種の蒸気及びガスタービン
複合プラントの従来例を示す系統図である。図3におい
て、空気圧縮機1、燃焼器2及びガスタービン3は単純
オープンサイクルガスタービン4を構成し、燃焼器2に
投入された燃料を燃焼させて、発電機5を駆動する。ガ
スタービン3の排ガス温度はまだ高温であるため、この
タービン排ガスを排ガスボイラ6に導いて蒸気を発生さ
せる。
【0003】排ガスボイラ6は、排ガスの入口側から出
口側に向って配設された過熱器7、主蒸気発生器8,1
0、脱硝装置9、2次節炭器11、噴射蒸気蒸発器1
2、1次節炭器13及び脱気器ガス加熱器19によって
構成されている。そして、噴射蒸気蒸発器12で発生し
た蒸気は逆止弁15、遮断弁16を経て、ガスタービン
燃焼器2内に噴射され、これにより燃焼温度を下げて公
害源となる酸化窒素NOxの量を低減させる。
【0004】また、過熱器7からの高温の主蒸気は、主
蒸気止め弁17、蒸気加減弁18を経て、蒸気タービン
19の入口に流入し、一方主蒸気発生器8,10で発生
した低温蒸気の一部は、蒸気止め弁20、蒸気加減弁2
1を経て、蒸気タービン19の中間段に流入し、発電機
22を駆動する。
【0005】蒸気タービン19の排気は復水器23で冷
却され、その復水は復水ポンプ24によって排ガスボイ
ラ6の脱気器25へ送水され、それから給水ポンプ26
によって加圧されて1次節炭器13へ給水される。ま
た、ガスタービン燃焼器2へ噴射された蒸気を補給する
ために、補給水ポンプ27によって補給水が噴射蒸気発
生器12に補給される。
【0006】なお、蒸気タービン19の中間段に蒸気を
導入するのは、ガスタービン3の排気エネルギの排ガス
ボイラ6での利用率を向上させ、蒸気タービンの出力を
増大させて、プラント熱効率の向上を計るためのもの
で、大容量の蒸気及びガスタービン複合プラントでは一
般にこの技術が適用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上述べた
蒸気及びガスタービン複合プラントにあっては、プラン
トの起動、停止時又は負荷の変動時に、主蒸気が蒸気タ
ービンの入口から流入し、膨張して中間段に至った蒸気
の温度と、排ガスボイラの中間段から蒸気タービンの中
間段に直接流入した蒸気の温度とが異なる場合がある。
そして、この温度差が大きいときには、蒸気タービンは
熱衝撃をうけ、タービンケーシングは局部的に不規則な
熱膨張を起してひずみ、回転部と静止部が接触したりロ
ータが変形して、振動が発生する。この振動が激しくな
ると、タービンの運転を不能にし、場合によっては重大
なトラブル発生の原因ともなる。
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、蒸気及びガスタービン複
合プラントにおいて、プラントの起動、停止又は負荷の
変動時に、主蒸気が蒸気タービンの入口から流入し、膨
張して中間段に至る蒸気と、排ガスボイラの中間段から
蒸気タービンの中間段に直接流入する蒸気との温度差が
大きくならないように制御し、これにより蒸気タービン
への熱衝撃をなくすようにした蒸気タービン制御装置を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1記載の本発明に係る蒸気タービン制御装
置は、ガスタービンの排気を排ガスボイラに導入し、こ
の排ガスボイラで発生した高温の主蒸気及び低温の蒸気
をそれぞれ主蒸気止め弁及び蒸気止め弁を介して蒸気タ
ービンの入口及び中間段に導入する蒸気タービンとガス
タービンの複合プラントにおいて、主蒸気が前記蒸気タ
ービンの入口から流入して中間段に至った蒸気の温度を
検出する蒸気温度検出器と、前記排ガスボイラの中間段
から蒸気タービンの中間段に直接導入される蒸気の温度
を検出する蒸気温度検出器と、これら2つの蒸気温度検
出器により検出された蒸気の温度を比較演算する比較演
算器と、この比較演算器の出力により前記蒸気止め弁を
開閉する発振器とを包含する。
【0010】また請求項2記載の本発明に係る蒸気ター
ビン制御装置は、ガスタービンの排気を排ガスボイラに
導入し、この排ガスボイラで発生した高温の主蒸気及び
低温の蒸気をそれぞれ主蒸気止め弁及び蒸気止め弁を介
して蒸気タービンの入口及び中間段に導入する蒸気ター
ビンとガスタービンの複合プラントにおいて、前記蒸気
タービンの入口に導入される主蒸気の圧力及び温度をそ
れぞれ検出する主蒸気圧力検出器及び主蒸気温度検出器
と、これら2つの検出器により検出された主蒸気の圧力
及び温度から主蒸気が蒸気タービンの入口から流入して
中間段に至る蒸気の温度を演算して求める演算回路と、
前記排ガスボイラの中間段から蒸気タービンの中間段に
直接導入される蒸気の温度を検出する蒸気温度検出器
と、この蒸気温度検出器によって検出された蒸気の温度
と前記演算回路で演算して求めた蒸気ガスタービンの中
間段蒸気温度とを比較演算する比較演算器と、この比較
演算器の出力により前記蒸気止め弁を開閉する発振器と
を包含する。
【0011】
【作用】請求項1記載の本発明に係る蒸気タービン制御
装置によれば、蒸気タービンの起動、停止又は負荷変動
時、主蒸気が蒸気タービンの入口から流入し膨張して中
間段に至った蒸気の温度と、排ガスボイラの中間段から
蒸気タービンの中間段に直接流入する蒸気の温度が、そ
れぞれ、蒸気温度検出器で検出される。そして、その温
度差が比較演算器によって演算され、この演算値が上下
限設定値に達したときは、発振器が作動して、排ガスボ
イラの中間段と蒸気タービンの中間段との間を連通する
配管中に設けられている蒸気止め弁を閉じ、蒸気タービ
ンの中間段に直接流入する蒸気を遮断する。また、温度
差が上下限設定値以内になると、該蒸気止め弁が開き、
蒸気タービンの中間段に直接蒸気が再び流入する。
【0012】また、請求項2記載の本発明に係る蒸気タ
ービン制御装置によれば、蒸気タービンの起動、停止又
は負荷変動時、蒸気タービンの入口に流入する主蒸気の
圧力と温度が、それぞれ、主蒸気圧力検出器と主蒸気温
度検出器で検出される。そして、この検出した主蒸気の
圧力と温度から演算回路によって主蒸気が蒸気タービン
の入口から流入して中間段に至る蒸気の温度が演算して
求められる。一方、排ガスボイラの中間段から蒸気ター
ビンの中間段に直接流入する蒸気の温度が蒸気温度検出
器で検出される。それから、以上述べた2つの蒸気の温
度差が比較演算器によって演算され、この演算値が上下
限設定値に達したとき、発振器が作動して、排ガスボイ
ラの中間段と蒸気タービンの中間段との間を連通する配
管中に設けられている蒸気止め弁を閉じ、蒸気タービン
の中間段に直接流入する蒸気を遮断する。また、温度差
が上下限設定値以内になると、該蒸気止め弁が開き、蒸
気タービンの中間段に直接蒸気が再び流入する。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例を示し、
図3に示したものと同一の部分には同一の符号を付し
て、重複する説明は省略する。
【0014】図1において、本実施例によれば、排ガス
ボイラ6の中間段である主蒸気発生器10と蒸気タービ
ン19の中間段との間を連通する配管31には、蒸気温
度検出器32が設けられ、その検出された蒸気温度は比
較演算器33に入力される。一方、主蒸気が蒸気タービ
ン19の入口から流入し、膨張して中間段に至った蒸気
の温度も、蒸気温度検出器34によって検出されて、比
較演算器33に入力される。この比較演算器33には予
めこれらの温度差の正負上下限設定値が入力されてお
り、温度差が設定値に達すると、発振器35からの信号
によって、配管31の蒸気止め弁20は自動的に閉じ
る。そして、上記温度差が設定値以内に復帰すると、蒸
気止め弁20は自動的に開く。なお、蒸気止め弁20の
制御は油圧サーボ制御又は電動弁制御何れによってもよ
い。
【0015】次に、図2は本発明の第2実施例を示す。
本実施例は、図1に示した第1実施例にあっては主蒸気
が蒸気タービン19の入口から流入し、膨張して中間段
に至った蒸気の温度を蒸気温度検出器34により検出し
ていたのに代えて、蒸気タービン19の入口に流入する
主蒸気の圧力と温度を検出し、これらから蒸気タービン
中間段の蒸気温度を演算回路により演算して求めるよう
にしたものである。
【0016】すなわち、本実施例によれば、蒸気タービ
ン19の入口に流入する主蒸気の圧力と温度はそれぞれ
主蒸気圧力検出器36と主蒸気温度検出器37で検出さ
れる。この蒸気条件は、それから、蒸気タービン固有の
性能が入力された演算回路38に導かれ、ここで蒸気タ
ービン中間段での蒸気温度が求められ、その値が比較演
算器33に入力される。そして、その後の比較演算器3
3での排ガスボイラ中間段からの蒸気温度との比較演
算、発振器35の発振及び蒸気止め弁20の自動開閉動
作は、図1に示した場合と変わらないので、その説明は
省略する。
【0017】このように、蒸気タービン中間段の蒸気温
度を蒸気タービン主蒸気の蒸気条件から求めることによ
り、新たに蒸気タービン内部に蒸気温度検出器を追加す
ることなく、現有の主蒸気圧力計と温度計を流用して、
蒸気タービン中間段での蒸気温度を求めることができる
利点がある。
【0018】なお、図1、図2に示した各実施例では、
蒸気タービン19の中間段に直接導入する蒸気を排ガス
ボイラ6の主蒸気発生器10から抽出しているが、過熱
器7の中間から抽出してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、蒸
気及びガスタービン複合プラントにおいて、プラントの
起動、停止又は負荷の変動時に、主蒸気が蒸気タービン
の入口から流入し、膨張して中間段に至る蒸気と、排ガ
スボイラの中間段から蒸気タービンの中間段に直接流入
する蒸気との温度差が大きくならないように制御するこ
とができるので、蒸気タービンへの熱衝撃をなくすこと
ができる。したがって、タービンケーシングの局部的熱
膨張による不規則な熱変形やロータの変形がなくなり、
静止部と回転部の接触トラブルや振動の発生もなくなっ
て、蒸気及びガスタービン複合プラントの信頼性が向上
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蒸気タービン制御装置の一例を示
す蒸気及びガスタービン複合プラントの系統図である。
【図2】本発明に係る蒸気タービン制御装置の他の例を
示す蒸気及びガスタービン複合プラントの系統図であ
る。
【図3】従来の蒸気及びガスタービン複合プラントを示
す系統図である。
【符号の説明】
3 ガスタービン 6 排ガスボイラ 17 主蒸気止め弁 19 蒸気タービン 20 蒸気止め弁 32 蒸気温度検出器 33 比較演算器 34 蒸気温度検出器 35 発振器 36 主蒸気圧力検出器 37 主蒸気温度検出器 38 演算回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスタービンの排気を排ガスボイラに導入
    し、この排ガスボイラで発生した高温の主蒸気及び低温
    の蒸気をそれぞれ主蒸気止め弁及び蒸気止め弁を介して
    蒸気タービンの入口及び中間段に導入する蒸気タービン
    とガスタービンの複合プラントにおいて、主蒸気が前記
    蒸気タービンの入口から流入して中間段に至った蒸気の
    温度を検出する蒸気温度検出器と、前記排ガスボイラの
    中間段から蒸気タービンの中間段に直接導入される蒸気
    の温度を検出する蒸気温度検出器と、これら2つの蒸気
    温度検出器により検出された蒸気の温度を比較演算する
    比較演算器と、この比較演算器の出力により前記蒸気止
    め弁を開閉する発振器とを包含することを特徴とする蒸
    気タービン制御装置。
  2. 【請求項2】ガスタービンの排気を排ガスボイラに導入
    し、この排ガスボイラで発生した高温の主蒸気及び低温
    の蒸気をそれぞれ主蒸気止め弁及び蒸気止め弁を介して
    蒸気タービンの入口及び中間段に導入する蒸気タービン
    とガスタービンの複合プラントにおいて、前記蒸気ター
    ビンの入口に導入される主蒸気の圧力及び温度をそれぞ
    れ検出する主蒸気圧力検出器及び主蒸気温度検出器と、
    これら2つの検出器により検出された主蒸気の圧力及び
    温度から主蒸気が蒸気タービンの入口から流入して中間
    段に至る蒸気の温度を演算して求める演算回路と、前記
    排ガスボイラの中間段から蒸気タービンの中間段に直接
    導入される蒸気の温度を検出する蒸気温度検出器と、こ
    の蒸気温度検出器によって検出された蒸気の温度と前記
    演算回路で演算して求めた蒸気ガスタービンの中間段蒸
    気温度とを比較演算する比較演算器と、この比較演算器
    の出力により前記蒸気止め弁を開閉する発振器とを包含
    することを特徴とする蒸気タービン制御装置。
JP31940692A 1992-11-04 1992-11-04 蒸気及びガスタービン複合プラントの蒸気タービン制御装置 Withdrawn JPH06146814A (ja)

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