JPH08177411A - 排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンバインドサイクル運転時に、ガスタービ
ン出力及び蒸気タービン出力を所定の関係に保持した状
態で再熱器出側温度が所定の温度になるようにする。 【構成】 蒸気タービン出力指令Ｐ_SOにより定まる基準
再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_AとＸ_Bの差と蒸気タービン
出力Ｐ_S及びガスタービン出力Ｐ_Gを基に決まる非線形補
償係数βを掛けて得られたガスタービン駆動補正再熱器
ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと、基準再熱器ガスダンパ開度
指令Ｘ_Aと、再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸
気温度Ｔ_Oの差を比例積分して得られた再熱器ガスダン
パ補正開度指令Ｘ_Rを加算して、再熱器ガスダンパ修正
開度指令Ｘを求め、該指令Ｘにより再熱器ガスダンパ１
８の開度を調整し、再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを
逆変換して得られた過熱器ガスダンパ修正開度指令１−
Ｘにより過熱器ガスダンパ２０の開度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排気再燃型コンバインド
サイクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱効率の向上を図るため、発電機
及び圧縮機を駆動した後のタービン排ガスを空気と混合
して燃焼用ガスを生成し、該燃焼用ガスをボイラへ送給
してボイラにおける燃料の燃焼に供するようにした排気
再燃型コンバインドサイクルプラントが実用化されつつ
あり、斯かるプラントの一例は、図７に示されている。

【０００３】図７中、１は火炉１ａ及び副側壁１ｂ並び
に後部伝熱部１ｃを備えたボイラ本体であり、後部伝熱
部１ｃは後伝部中間壁２により前後２つの燃焼ガス流通
路３，４に仕切られている。又５は火炉１ａ下部に設置
したバーナであり、該バーナ５から噴射された燃料の燃
焼により火炉１ａにおいて燃焼ガスＧ３が生成されるよ
うになっている。

【０００４】６は外気をダクト７及び風箱８を介し燃焼
用の空気Ａとして火炉１ａ内へ送給する強圧通風機、９
はボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ下部に接続されてボイ
ラ排ガスＧ４を後工程へ送給するための排ガスダクトで
ある。

【０００５】１０は燃焼器１１から送給された燃焼ガス
により駆動され、発電機１２及び圧縮機１３を駆動し得
るようにしたガスタービンであり、燃焼器１１では、噴
射された燃料が圧縮機１３から送給された圧縮空気と混
合して燃焼し得るようになっている。

【０００６】１４はガスタービン１０から排出されたタ
ービン排ガスＧ１をダクト７へ送給し得るよう、ダクト
７の中途部に接続されたダクトであり、コンバインドサ
イクル運転時には、ガスタービン１０から排出されたタ
ービン排ガスＧ１は、ダクト１４からダクト７へ導入さ
れ、強圧通風機６からの空気Ａと合流、混合して燃焼用
ガスＧ２が生成され、生成された燃焼用ガスＧ２はダク
ト７、風箱８を通って火炉１ａ内へ送給し得るようにな
っている。

【０００７】１５はボイラ本体１の伝熱部で加熱されて
生成した主蒸気を過熱するためにボイラ本体１の副側壁
１ｂ内に格納した過熱器、１６はボイラ本体１における
後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３内に配置された再熱
器、１７は同燃焼ガス流通路４内に配置された過熱器で
あり、過熱器１７を通った過熱蒸気は過熱器１５へ送給
されるようになっている。

【０００８】１８は燃焼ガス流通路３の下部に再熱器１
６よりも下方に位置するよう配置され、燃焼ガス流通路
３を下降してまた燃焼ガスＧ３の流量を制御するための
再熱器ガスダンパであり、該再熱器ガスダンパ１８は駆
動装置１９により開度調整し得るようになっている。

【０００９】２０は燃焼ガス流通路４の下部に過熱器１
７よりも下方に位置するよう配置され、燃焼ガス流通路
４を下降して来た燃焼ガスＧ３の流量を制御するための
過熱器ガスダンパであり、該過熱器ガスダンパ２０は駆
動装置２１により開度調整し得るようになっている。

【００１０】なお、再熱器ガスダンパ１８が開く場合に
は、過熱器ガスダンパ２０は絞られ、再熱器ガスダンパ
１８が絞られる場合には、過熱器ガスダンパ２０は開く
ようになっている。

【００１１】２２は過熱器１７，１５で過熱されて過熱
蒸気管２３を介し送給された過熱蒸気により駆動され且
つ発電機２４を駆動し得るようにした高圧の蒸気タービ
ン、２５は蒸気タービン２２から抽気された後再熱器１
６で再熱されて再熱蒸気管２６を介し送給された再熱蒸
気により駆動され且つ発電機２７を駆動し得るようにし
た中、低圧の蒸気タービンである。

【００１２】蒸気タービン２２，２５は後述の蒸気ター
ビン出力指令Ｐ_SOに対応して、蒸気タービン２２のみ、
或いは蒸気タービン２２，２５の両方を駆動し得るよう
になっている。而して、図８に示すように蒸気タービン
２２から抽気された蒸気は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO
が低い場合には、再熱器１６へ送給することなく、バイ
パスされて復水器４５へ戻るようになっており、蒸気タ
ービン出力指令Ｐ_SOが或る程度高い場合には、蒸気ター
ビン２２から抽気後再熱器１６で再熱されて蒸気タービ
ン２５へ導入され、蒸気タービン２５を駆動した後復水
器４５へ戻るようになっている。

【００１３】上記排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントにおいて、ボイラ本体１の後部伝熱部１ｃ内の燃焼
ガス流通路３，４を通る燃焼ガスＧ３の流量を制御し再
熱蒸気の温度を制御するための再熱器出側蒸気温度制御
装置の一例は図６に示されている。

【００１４】図６中、２８は気力単独運転時に蒸気ター
ビン出力指令Ｐ_SOに対応して再熱器ガスダンパ開度指令
Ｘ_Sを出力し得るようにした関数発生器、２９はコンバ
インドサイクル運転時に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対
応して再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cを出力し得るよう
にした関数発生器、３０は気力単独運転時にａｂ側へ切
換って再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Sを出力し、コンバ
インドサイクル運転時にａｃ側へ切換って再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Cを出力し得るようにした切換器であ
る。

【００１５】３１は再熱器１６の出側に接続した再熱蒸
気管２６に接続され、再熱器１６から送出された蒸気の
温度を計測するようにした再熱器出側蒸気温度検出器、
３２は再熱器出側蒸気温度検出器３１で検出した再熱器
出側蒸気温度Ｔと予め設定した再熱器出側設定蒸気温度
Ｔ_Oとの差をとり再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを求める
減算器、３３は減算器３２からの再熱器出側蒸気温度偏
差ΔＴを比例積分して求められた再熱器ガスダンパ補正
開度指令Ｘ_Rを出力し得るようにした比例積分調節器、
３４は切換器３０からの再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_S
又はＸ_Cと再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して
再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求め駆動装置１９に
与えると共に、信号逆変換器３５で再熱器ガスダンパ修
正開度指令Ｘを過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘに
変換したうえ駆動装置２１へ与えるようにした加算器で
ある。

【００１６】上述の再熱器出側蒸気温度制御装置の関数
発生器２８，２９には、図９、図１０に示すように気力
単独運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Sの関係及びコンバインドサイクル運転
時の蒸気タービン出力指令Ｐ_{S O}と再熱器ガスダンパ開度
指令Ｘ_Cの関係が関数Ｆ１（ｘ），Ｆ２（ｘ）として設
定されている。

【００１７】上述の排気再燃型コンバインドサイクルプ
ラントにおいては、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが所定の
値よりも低い場合には、蒸気タービン２２或いは蒸気タ
ービン２２，２５が駆動され、ガスタービン１０は駆動
されない気力単独運転が行われ、蒸気タービン出力指令
Ｐ_SOが所定の値よりも高い場合には、蒸気タービン２
２，２５とガスタービン１０の両方が駆動されるコンバ
インドサイクル運転が行われる。なお、気力単独運転時
には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOの大きさにより蒸気タ
ービン２２のみが駆動される場合と蒸気タービン２２，
２５の両方が駆動される場合があり、コンバインドサイ
クル運転時には、必ず蒸気タービン２２，２５の両方が
駆動されると共にガスタービン１０が駆動される。

【００１８】而して、気力単独運転の場合は、ガスター
ビン１０は停止している。このため、ボイラ本体１の火
炉１ａ内へは、強圧通風機６から吐出された空気Ａが、
ダクト７、風箱８を通って火炉１ａ内へ送給され、バー
ナ５から火炉１ａ内へ噴射された燃料は、強圧通風機６
からの空気Ａと混合して燃焼する。

【００１９】燃料の燃焼により火炉１ａ内で生成した燃
焼ガスＧ３は、火炉１ａ内を上昇しつつボイラ本体１の
伝熱管を流れる水、蒸気を加熱し、過熱器１５を流れる
主蒸気を加熱し、後部伝熱部１ｃにおいて燃焼ガス流通
路３側と４側へ分れ、燃焼ガス流通路３側を下降する燃
焼ガスＧ３は、再熱器１６内を流れる蒸気を再熱し、再
熱器ガスダンパ１８を通って排ガスダクト９へ流入し、
燃焼ガス流通路４側を下降する燃焼ガスＧ３は、過熱器
１７内を流れる蒸気を過熱し、過熱器ガスダンパ２０を
通って排ガスダクト９へ流入して再熱器ガスダンパ１８
からのガスと合流し、一緒になって排ガスダクト９中を
ボイラ排ガスＧ４として後工程へ送給される。

【００２０】ボイラ本体１の伝熱部で生成した蒸気は、
過熱器１７，１５を経て過熱され、過熱蒸気管２３から
蒸気タービン２２へ送給され、蒸気タービン２２を駆動
して抽気され、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが低い場合に
は、直ちに復水器４５へ戻され、蒸気タービン出力指令
Ｐ_SOがある程度高い場合には再熱器１６へ送給され、再
熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２６から中、低圧の蒸
気タービン２５へ送給される。又蒸気タービン２２或い
は蒸気タービン２２，２５の駆動により発電機２４或い
は発電機２４，２７が駆動される。

【００２１】一方、気力単独運転時には、切換器３０は
ａｂ側に切換っており、関数発生器２８から出力され
た、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Sは、切換器３０を経て加算器３４へ与
えられている。

【００２２】又、再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管２
６を送給される再熱蒸気の温度は再熱器出側蒸気温度検
出器３１により検出され、再熱器出側蒸気温度Ｔとして
減算器３２に与えられ、減算器３２では、再熱器出側蒸
気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差がとられ
て再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ_O）が求めら
れ、該再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴは比例積分調節器３
３へ与えられ、比例積分されて再熱器ガスダンパ補正開
度指令Ｘ_Rが求められ、求められた再熱器ガスダンパ補
正開度指令Ｘ_Rは加算器３４へ与えられる。

【００２３】加算器３４では、切換器３０からの再熱器
ガスダンパ開度指令Ｘ_Sと比例積分調節器３３からの再
熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガス
ダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_S＋Ｘ_R）が求められ、求め
られた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは、駆動装置１
９に与えられて駆動装置１９が駆動され、再熱器ガスダ
ンパ修正開度指令Ｘに対応して再熱器ガスダンパ１８が
所定の開度に開閉される。

【００２４】又、再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは信
号逆変換器３５へ与えられ逆変換されて過熱器ガスダン
パ修正開度指令１−Ｘが求められ、該過熱器ガスダンパ
修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１に与えられる。この
ため、駆動装置２１が駆動されて過熱器ガスダンパ２０
が開閉される。

【００２５】再熱器ガスダンパ１８が開くと燃焼ガス流
通路３を下降する燃焼ガスＧ３の流量が増加して再熱器
１６へ与えられる熱量は増加するが、過熱器ガスダンパ
２０は絞られるため燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガ
スＧ３の流量が減少して過熱器１７へ与えられる熱量は
減少し、再熱器ガスダンパ１８が絞られると燃焼ガス流
通路３を下降する燃焼ガスＧ３の流量が減少して再熱器
１６へ与えられる熱量は減少するが、過熱器ガスダンパ
２０は開かれるため燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガ
スＧ３の流量が増加して過熱器１７へ与えられる熱量は
増加する。又再熱器１６を通る燃焼ガスＧ３の流量が制
御されることにより、再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の温
度に制御される。

【００２６】再熱器ガスダンパ１８を絞る場合には、過
熱器ガスダンパ２０を開き、再熱器ガスダンパ１８を開
く場合には過熱器ガスダンパ２０を絞るのは、再熱器ガ
スダンパ１８を通る燃焼ガスＧ３の流量を増加若しくは
減少させた場合には、増加量若しくは減少量に対応して
過熱器ガスダンパ２０を通る燃焼ガスＧ３の流量を減少
若しくは増加させないとボイラ全体のヒートバランスが
崩れ、ボイラの運転に支障を来たす虞れがあるからであ
る。

【００２７】なお、気力単独運転時には、蒸気タービン
出力指令Ｐ_SOの値によっては、蒸気タービン２２のみが
駆動されることもあり、この場合には蒸気タービン２２
から抽気された蒸気は再熱器１６を通らない。

【００２８】コンバインドサイクル運転時には、蒸気タ
ービン２２，２５及びガスタービン１０の両方が駆動さ
れている。すなわち、燃焼器１１で生成された燃焼ガス
Ｇ３はガスタービン１０へ導入されてガスタービン１０
が駆動され、ガスタービン１０により発電機１２及び圧
縮機１３が駆動され、圧縮機１３から吐出された圧縮空
気は燃焼用空気として燃焼器１１へ送給され、ガスター
ビン１０から排出されたタービン排ガスＧ１はダクト１
４を経てダクト７へ送給される。このため、タービン排
ガスＧ１は、強圧通風機６から吐出された空気Ａとダク
ト７の中途部で合流し、混合して燃焼用ガスＧ２が生成
され、生成した燃焼用ガスＧ２は、ダクト７、風箱８を
通ってボイラ本体１の火炉１ａ内に導入される。

【００２９】一方、バーナ５から火炉１ａ内へ噴射され
た燃料は、火炉１ａ内へ導入された燃焼用ガスＧ２と混
合して燃焼し、燃焼ガスＧ３が生成される。この燃焼ガ
スＧ３のボイラ本体１から排ガスダクト９までの流れは
気力単独運転の場合と同じであり、蒸気タービン２２，
２５の駆動により発電機２４，２７が駆動される。

【００３０】斯かるコンバインドサイクル運転を行う場
合には、図６の切換器３０は切換指令によりｂｃ側へ切
換っている。このため、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対
応して関数発生器２９から出力された再熱器ガスダンパ
開度指令Ｘ_Cは、切換器３０を経て加算器３４に与えら
れ、又比例積分調節器３３からは、再熱器出側蒸気温度
検出器３１で検出した再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器出
側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差である再熱器出側蒸気温度偏
差ΔＴを比例積分して求めた再熱器ガスダンパ補正開度
指令Ｘ_Rが加算器３４に与えられる。

【００３１】加算器３４では、切換器３０からの再熱器
ガスダンパ開度指令Ｘ_Cと比例積分調節器３３からの再
熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガス
ダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_C＋Ｘ_R）が求められ、求め
られた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは駆動装置１９
に与えられると共に信号逆変換器３５に与えられ、信号
逆変換器３５では逆変換されて過熱器ガスダンパ修正開
度指令１−Ｘが求められ、該過熱器ガスダンパ修正開度
指令１−Ｘは駆動装置２１に与えられる。このため、駆
動装置１９，２１が駆動されて再熱器ガスダンパ１８及
び過熱器ガスダンパ２０の開度が調整され、後部伝熱部
１ｃの燃焼ガス流通路３，４を流れる燃焼ガスＧ３の流
量が、燃焼ガス流通路３側で増加すれば燃焼ガス流通路
４側では、３側の増加量に対応して減少し、燃焼ガス流
通路３側で減少すれば燃焼ガス流通路４側では、燃焼ガ
ス流通路３側の減少量に対応して増加し、その結果、再
熱器１６及び過熱器１７のヒートバランスが保持され、
再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の値に保持される。

【００３２】上記排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントにおいて、例えば気力単独運転からコンバインドサ
イクル運転に切換え、蒸気タービン出力とガスタービン
出力の合計出力を所定の値まであげる場合について、蒸
気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を示す
図１１を参照しつつ説明すると以下に記述したようにな
る。すなわち、蒸気タービン２２，２５の駆動による蒸
気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の６２％の出力Ｐ_S62に上
昇するまでは、図１１の水平線Ｉに沿った気力単独運転
を行い、蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の６２％の出
力Ｐ_S62になったら、垂線ＩＩに示すように蒸気タービ
ン出力Ｐ_Sを最大出力の６２％の出力Ｐ_S62に保持した状
態でガスタービン１０を起動してコンバインドサイクル
運転を開始し、ガスタービン出力Ｐ_Gを最大出力の５０
％の出力Ｐ_G50まで上昇させ、ガスタービン出力Ｐ_Gが最
大出力の５０％の出力Ｐ_G50に達したら、斜線ＩＩＩに
示すごとく、蒸気タービン出力Ｐ_S及びガスタービン出
力Ｐ_Gを、蒸気タービン出力Ｐ_Sが最大出力の７５％の出
力Ｐ_S75になり、ガスタービン出力Ｐ_Gが最大出力Ｐ_G100
になるまで上昇させ、ガスタービン出力Ｐ_Gが最大出力
Ｐ_G100に達したら、以後は水平線ＩＶに示すように、ガ
スタービン出力Ｐ_Gは最大出力Ｐ_G100に保持したままで
蒸気タービン出力Ｐ_Sを最大出力Ｐ_S100に達するまで上
昇させる。

【００３３】コンバインドサイクル運転から気力単独運
転に切換える場合の手順は気力単独運転からコンバイン
ドサイクル運転に移行する場合の手順とは逆になる。

【００３４】而して、排気再燃型コンバインドサイクル
プラントにおいて気力単独運転からコンバインドサイク
ル運転に、或いはコンバインドサイクル運転から気力単
独運転に切換える際には、蒸気タービン２２，２５とガ
スタービン１０の単位時間当りの出力の変化の割合の相
違を考慮すると、各タービン２２，２５，１０の出力の
バランスをとるためには、図１１の線Ｉ，ＩＩ，ＩＩ
Ｉ，ＩＶ或いは線ＩＶ，ＩＩＩ，ＩＩ，Ｉに倣って出力
を増加若しくは減少させることが望ましく、又再熱器ガ
スダンパ１８や過熱器ガスダンパ２０の開度も、実際の
蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gとが図１１
の線ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ、或いは線ＩＶ，ＩＩＩ，ＩＩ
Ｉ ，ＩＩに沿いバランスを保って変更されるよう調整
することが望ましい。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱
器出側蒸気温度制御装置においては、 ｉ） コンバインドサイクル運転に移行した場合も関数
発生器２９から出力された、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO
に対応した再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Cを基に再熱器
ガスダンパ修正開度指令Ｘを求めると共に過熱器ガスダ
ンパ修正開度指令１−Ｘを求め、再熱器ガスダンパ修正
開度指令Ｘにより再熱器ガスダンパ１８の開度を調整
し、過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘにより過熱器
ガスダンパ２０の開度を調整しているだけであるため、
実際の蒸気タービン出力Ｐ_Sやガスタービン出力Ｐ_Gが考
慮されず、再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度に保持す
るのが難しい、 ｉｉ） 蒸気タービン２２，２５とガスタービン１０で
は、単位時間当りの出力の増減割合である負荷追従性能
が異なるが、従来のように負荷追従性能の相違を考慮し
ない場合には、各タービン２２，２５，１０の実際の運
転状態が考慮されず、従って、コンバインドサイクル運
転時には、再熱器出側蒸気温度Ｔはなかなか安定せず具
合が悪い、 ｉｉｉ） ｉ）、ｉｉ）により蒸気タービン出力Ｐ_Sと
ガスタービン出力Ｐ_Gのバランスが取りにくく、各ター
ビン２２，２５，１０が安定した定格出力に達するまで
に時間が掛かる、等の問題があった。

【００３６】本発明は、上述の実情に鑑み、コンバイン
ドサイクル運転を行う際に蒸気タービン２２，２５及び
ガスタービン１０の実際の運転状態を考慮し、蒸気ター
ビン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gがバランスを保ちつ
つ迅速且つ確実に所定の出力に達し、しかも出力が安定
して維持できるよう再熱器出側蒸気温度Ｔを制御するこ
と及び気力単独運転からコンバインドサイクル運転への
切換え、或いはコンバインドサイクル運転から気力単独
運転への切換えを円滑に行い得るようにすることを目的
としてなしたものである。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、火炉１ａで生
じた燃焼ガスＧ３が流通し得る後部伝熱部１ｃを前後２
つの燃焼ガス流通路３，４に仕切ると共に一方の燃焼ガ
ス流通路３又は４内に再熱器１６が配置され、他方の燃
焼ガス流通路４又は３内に過熱器１７が配置されたボイ
ラ本体１と、ボイラ本体１における燃焼ガス流通路３又
は４の再熱器１６よりも燃焼ガスＧ３流れ方向下流側に
配置された開閉可能な再熱器ガスダンパ１８と、ボイラ
本体１における燃焼ガス流通路４又は３の過熱器１７よ
りも燃焼ガスＧ３流れ方向下流側に配置され且つ前記再
熱器ガスダンパ１８が開く場合には絞られ、絞られる場
合には開くようにした開閉可能な過熱器ガスダンパ２０
と、気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時に
ボイラ本体１の過熱器１７で生成された過熱蒸気により
駆動されると共に発電機２４を駆動し得るようにした蒸
気タービン２２と、気力単独運転時及びコンバインドサ
イクル運転時に、前記蒸気タービン２２から抽気された
後ボイラ本体１の再熱器１６で生成された再熱蒸気によ
り駆動されると共に発電機２７を駆動し得るようにした
蒸気タービン２５と、コンバインドサイクル運転時に燃
焼ガスにより駆動されると共に発電機１２を駆動し得る
ようにしたガスタービン１０と、気力単独運転時には空
気Ａを、又コンバインドサイクル運転時には空気Ａとガ
スタービン１０から排出されたタービン排ガスＧ１が混
合して生成された燃焼用ガスＧ２を、ボイラ本体１の火
炉１ａへ送給し得るようにしたダクト７と、を備えた排
気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、蒸気
タービン２２或いは２５、又は蒸気タービン２２，２５
の駆動により生じた蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応してガ
スタービン出力指令Ｐ_GOを出力し得るようにした関数発
生器３６と、該関数発生器３６からのガスタービン出力
指令Ｐ_GOとガスタービン１０の駆動により生じたガスタ
ービン出力Ｐ_Gとの比をとってガスタービン出力比αを
求める比率演算器３７と、該比率演算器３７からのガス
タービン出力比αに対応して係数βを出力し得るように
した関数発生器３８と、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対
応して基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_Bを出力し
得るようにした関数発生器４０，４１と、両関数発生器
４０，４１からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，
Ｘ_Bの差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダン
パ開度偏差ΔＸを求める減算器４２と、該減算器４２か
らのガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差Δ
Ｘと前記関数発生器３８からの係数βを掛けてガスター
ビン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gを求める掛
算器４３と、再熱器１６で再熱された蒸気の温度を検出
するための再熱器出側蒸気温度検出器３１と、該再熱器
出側蒸気温度検出器３１からの再熱器出側蒸気温度Ｔと
再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oの差をとって再熱器出側蒸
気温度偏差ΔＴを求める減算器３２と、該減算器３２か
らの再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴを処理して再熱器ガス
ダンパ補正開度指令Ｘ_Rを求める調節器３３と、前記関
数発生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A
と掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Gと前記調節器３３からの再熱器ガスダ
ンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算して再熱器ガスダンパ修正
開度指令Ｘを求め前記再熱器ガスダンパ１８を開閉する
駆動装置１９へ与える加算器４４と、該加算器４４から
の再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを逆変換して過熱器
ガスダンパ修正開度指令１−Ｘを求め前記過熱器ガスダ
ンパ２０を開閉する駆動装置２１へ与える信号逆変換器
３５と、を備えて成るものである。

【００３８】又、本発明では、関数発生器３８と掛算器
４３との間に変化率制御器３９を設けると良い。

【００３９】

【作用】気力単独運転時には、蒸気タービン出力指令Ｐ
_SOに対応して関数発生器４０から出力される基準再熱器
ガスダンパ開度指令Ｘ_Aが加算器４４へ与えられ、又再
熱器出側蒸気温度検出器３１で検出した再熱器出側蒸気
温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oの差である再熱器
出側蒸気温度偏差ΔＴは調節器３３で処理され、再熱器
ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rとして加算器４４へ与えら
れ、加算器４４では基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A
と再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算されて再熱
器ガスダンパ修正開度指令Ｘが求められ、該指令Ｘは駆
動装置１９に与えられて駆動装置１９が駆動され、再熱
器ガスダンパ１８が開かれ、或いは絞られる。又再熱器
ガスダンパ修正開度指令Ｘは信号逆変換器３５で逆変換
されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘとなり駆動
装置２１へ与えられ、駆動装置２１が駆動されて過熱器
ガスダンパ２０が絞られ、或いは開かれる。このためボ
イラ本体１における後部伝熱部１ｃを流通する燃焼ガス
Ｇ３の流量が調整され、再熱器出側蒸気温度Ｔは所定の
温度に制御される。

【００４０】コンバインドサイクル運転時には、蒸気タ
ービン出力Ｐ_Sに対応したガスタービン出力指令Ｐ_GOと
ガスタービン出力Ｐ_Gの比をとってガスタービン出力比
αが求められ、該比αから係数βが求められ、一方、蒸
気タービン出力指令Ｐ_SOに対応して関数発生器４０，４
１から出力された基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，
Ｘ_Bの差をとってガスタービン駆動基準再熱器ガスダン
パ開度偏差ΔＸが求められ、掛算器４３で偏差ΔＸに前
記係数βを掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダン
パ開度指令Ｘ_Gが求められ、加算器４４では前記関数発
生器４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、
掛算器４３からのガスタービン駆動補正再熱器ガスダン
パ開度指令Ｘ_Gと、調節器３３からの再熱器ガスダンパ
補正開度指令Ｘ_Rが加算されて再熱器ガスダンパ修正開
度指令Ｘが求められ、該指令Ｘを基に再熱器ガスダンパ
１８が開かれ、或いは絞られ、又再熱器ガスダンパ修正
開度指令Ｘは信号逆変換器３５で逆変換されて過熱器ガ
スダンパ修正開度指令１−Ｘが求められ、該指令１−Ｘ
を基に過熱器ガスダンパ２０が絞られ、或いは開かれ
る。このようにコンバインドサイクル運転時には、蒸気
タービン出力Ｐ_S及びガスタービン出力Ｐ_Gを考慮して再
熱器出側蒸気温度Ｔの制御を行っているため、蒸気ター
ビン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは予め定めた関係を
保持でき、従って定常運転時はもとより例えば気力単独
運転からコンバインドサイクル運転に切換えて蒸気ター
ビン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gをあげて行くような
過渡的な場合においても、再熱器出側蒸気温度Ｔの制御
を正確且つ確実にしかも安定して制御することができ
る。

【００４１】係数βを変化率制限器３９を通して掛算器
４３に与える場合には、蒸気タービン出力Ｐ_S或いはガ
スタービン出力Ｐ_Gの単位時間当りの変化率を押えるこ
とができ、再熱器ガスダンパ１８及び過熱器ガスダンパ
２０の開閉をゆっくりと行うことができるため、より一
層安定した再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を行うことがで
きる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００４３】図１〜図５は本発明の一実施例で、再熱器
出側蒸気温度制御装置が適用される排気再燃型コンバイ
ンドサイクルプラント自体は、図７に示すプラントと全
く同じである。而して、本実施例においては、蒸気ター
ビン２２、或いは蒸気タービン２２，２５の駆動により
生じた蒸気タービン出力Ｐ_Sは発電機２４、或いは発電
機２４，２７を介して検出し得るようになっており、ガ
スタービン１０の駆動により生じたガスタービン出力Ｐ
_Gは発電機１２を介して検出し得るようになっている。

【００４４】本実施例における再熱器出側蒸気温度制御
装置を図１により説明すると、図中、３６は蒸気タービ
ン２２、或いは蒸気タービン２２，２５からの蒸気ター
ビン出力Ｐ_Sに対応してガスタービン出力指令Ｐ_GOを出
力し得るようにした関数発生器、３７は関数発生器３６
からのガスタービン出力指令Ｐ_GOによりガスタービン１
０からのガスタービン出力Ｐ_Gを除算してガスタービン
出力比αを求める比率演算器、３８は比率演算器３７か
らのガスタービン出力比αに対応した非線形補償係数β
を出力する関数発生器、３９は関数発生器３８から与え
られる非線形補償係数βの単位時間当りの変化率が予め
定めた所定の変化率よりも大きい場合にその変化率を制
限して非線形補償係数βを出力し得るようにした変化率
制限器である。

【００４５】４０は蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが気力単
独運転時の値の場合には、蒸気タービン２２、或いは蒸
気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、蒸気タ
ービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開
度指令Ｘ_Aを出力し、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOがコン
バインドサイクル運転時の値の場合も蒸気タービン２
２，２５を駆動したと仮定した場合に必要となる、蒸気
タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ
開度指令Ｘ_Aを出力する関数発生器、４１は気力単独運
転時には蒸気タービン２２、或いは蒸気タービン２２，
２５の駆動に伴い、又コンバインドサイクル運転時には
蒸気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、蒸気
タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ
開度指令Ｘ_Bを出力する関数発生器、４２は関数発生器
４１，４０からの基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bと
基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの差をとってガスタ
ービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸを求める
減算器、４３は減算器４２からのガスタービン駆動基準
再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸに関数発生器３８から変
化率制限器３９を介して与えられた非線形補償係数βを
掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令
Ｘ_Gを求める掛算器、４４は関数発生器４０からの基準
再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、掛算器４３からのガ
スタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gと、
従来の場合と同様、減算器３２で求められた再熱器出側
蒸気温度偏差ΔＴに対応して比例積分調節器３３から与
えられた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rとを加算し
て再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘを求める加算器であ
り、加算器４４で求めた再熱器ガスダンパ修正開度指令
Ｘは再熱器ガスダンパ１８の駆動装置１９に与え得るよ
うになっていると共に、信号逆変換器３５に与え得るよ
うになっており、信号逆変換器３５からの過熱器ガスダ
ンパ修正開度指令１−Ｘは、過熱器ガスダンパ２０の駆
動装置２１に与え得るようになっている。

【００４６】再熱蒸気管２６に接続した再熱器出側蒸気
温度検出器３１から減算器３２を経て比例積分調節器３
３に至る経路は従来の場合と全く同じである。

【００４７】上述の再熱器出側蒸気温度制御装置の関数
発生器３６，３８，４０，４１には、図２、図３、図
４、図５に示すごとき関数Ｆ３（ｘ）、Ｆ４（ｘ）、Ｆ
５（ｘ）、Ｆ６（ｘ）が設置してある。

【００４８】而して、図２に示す関数Ｆ３（ｘ）は、コ
ンバインドサイクル運転を行う際に、各タービン２２，
２５，１０の出力のバランスや負荷追従性の相違を考慮
して決定した、蒸気タービン出力Ｐ_Sと、蒸気タービン
出力Ｐ_Sに対応したガスタービン出力指令Ｐ_GOとの関係
を表わすものである。

【００４９】図３に示す関数Ｆ４（ｘ）は、ガスタービ
ン出力指令Ｐ_GOと実際のガスタービン出力Ｐ_Gの比であ
るガスタービン出力比α＝Ｐ_G／Ｐ_GOと、該出力比αに
より定まる非線形補償係数βの関係を表わすものであ
る。

【００５０】図４に示す関数Ｆ５（ｘ）は、蒸気タービ
ン出力指令Ｐ_SOと、該蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが気力
単独運転時の値の場合には、蒸気タービン２２或いは蒸
気タービン２２，２５の駆動に伴い必要となる、再熱器
出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再熱器ガ
スダンパ開度指令Ｘ_Aの関係を表わすと共に、蒸気ター
ビン出力指令Ｐ_SOと、該蒸気タービン出力指令Ｐ_SOがコ
ンバインドサイクル運転時の値の場合も蒸気タービン２
２，２５のみを駆動したと仮定した場合に必要となる、
再熱器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再
熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの関係を表わすものであ
る。

【００５１】図５に示す関数Ｆ６（ｘ）は、蒸気タービ
ン出力指令Ｐ_SOと、気力単独運転時には蒸気タービン２
２、或いは蒸気タービン２２，２５の運転に伴い、又コ
ンバインドサイクル運転時には蒸気タービン２２，２５
及びガスタービン１０の駆動に伴い必要となる、再熱器
出側蒸気温度Ｔを所定の温度にするための基準再熱器ガ
スダンパ開度指令Ｘ_Bの関係を表わすものである。

【００５２】各関数Ｆ３（ｘ）〜Ｆ６（ｘ）は、試運転
等により再熱器出側蒸気温度Ｔをチェックしながら、理
論的、経験的に決定される。

【００５３】なお、図２中、Ｐ_S62は蒸気タービン２
２，２５の出力を合計した出力である最大出力Ｐ_S100の
６２％の出力、Ｐ_S75は同最大出力Ｐ_S100の７５％の出
力、Ｐ_{G O50}はガスタービン出力指令Ｐ_GOの最大出力指令
Ｐ_GO100の５０％の出力指令を表わしている。

【００５４】次に、本実施例の作動について図７をも参
照しつつ説明する。

【００５５】蒸気タービン２２或いは蒸気タービン２
２，２５が駆動されガスタービン１０が駆動されない気
力単独運転時には、所定の値の蒸気タービン出力指令Ｐ
_SOが関数発生器４０，４１に与えられる。

【００５６】このため、関数発生器４０からは、蒸気タ
ービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開
度指令Ｘ_Aが出力されて加算器４４及び減算器４２に与
えられ、関数発生器４１からは蒸気タービン出力指令Ｐ
_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bが出力
されて減算器４２に与えられ、減算器４２では基準再熱
器ガスダンパ開度指令Ｘ_BとＸ_Aの差がとられてガスター
ビン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸ（＝Ｘ_B−
Ｘ_A）が求められるが、気力単独運転の場合はＸ _B＝Ｘ_A
であるため、ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開
度偏差ΔＸ＝０となり、減算器４２からは信号が出力さ
れることはない。

【００５７】一方、蒸気タービン２２或いは蒸気タービ
ン２２，２５の出力は、発電機２４或いは発電機２４，
２７を介して関数発生器３６に与えられるが、気力単独
運転時には、関数発生器３６からは何等指令が出力され
ない。又ガスタービン１０は駆動されていないため、発
電機１２からはガスタービン出力Ｐ_Gは出力されず、比
率演算器３７で演算されるガスタービン出力比Ｐ_G／Ｐ
_GO＝０／０＝０であり、関数発生器３８からも何等指令
は出力されない（β＝０）。従って、掛算器４３では、
ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_G＝
０となり、掛算器４３から指令が出力されることはな
い。

【００５８】一方、再熱器１６で再熱されて再熱蒸気管
２６を送給される再熱蒸気の温度は再熱器出側蒸気温度
検出器３１により検出され、再熱器出側蒸気温度Ｔとし
て減算器３２へ与えられ、減算器３２では、再熱器出側
蒸気温度Ｔと再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差がとら
れて再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴが求められ、求められ
た再熱器出側蒸気温度偏差ΔＴは比例積分調節器３３で
比例積分されて再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが求
められ、該再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rは加算器
４４へ与えられる。

【００５９】加算器４４では、関数発生器４０からの基
準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと比例積分調節器３３
からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rが加算されて
再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_A＋Ｘ_R）が求め
られ、求められた再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは、
駆動装置１９及び信号逆変換器３５へ与えられる。

【００６０】このため、駆動装置１９が駆動されて再熱
器ガスダンパ１８が所定の開度に調整され、又信号逆変
換器３５では再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘが逆変換
されて過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘが求めら
れ、求められた過熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは
駆動装置２１へ与えられ、駆動装置２１が駆動されて過
熱器ガスダンパ２０が所定の開度に調整される。

【００６１】例えば、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが高く
なって再熱器ガスダンパ１８がある角度だけ開いた場合
には、この開いた角度によって増加する再熱器ガスダン
パ１８を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量分だ
け、過熱器ガスダンパ２０を流れる燃焼ガスＧ３の単位
時間当りの流量が減少するよう、過熱器ガスダンパ２０
は絞られ、逆に蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが下降して再
熱器ガスダンパ１８が絞られた場合には、絞られた角度
によって減少する再熱器ガスダンパ１８を流れる燃焼ガ
スＧ３の単位時間当りの流量分だけ過熱器ガスダンパ２
０を流れる燃焼ガスＧ３の単位時間当りの流量が増加す
るよう、過熱器ガスダンパ２０は開くことになる。従っ
てボイラ本体１における後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通
路３，４を下降する燃焼ガスＧ３の流量は蒸気タービン
出力指令Ｐ_SOに対応して所定の流量に調整され、再熱器
出側蒸気温度Ｔは再熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oになるよ
う制御される。

【００６２】コンバインドサイクル運転時には、蒸気タ
ービン２２，２５及びガスタービン１０が駆動されてい
る。このため、蒸気タービン２２，２５の出力は、発電
機２４，２７を介し蒸気タービン出力Ｐ_Sとして関数発
生器３６に与えられ、ガスタービン１０の出力は、発電
機１２を介しガスタービン出力Ｐ_Gとして比率演算器３
７へ与えられる。

【００６３】而して、関数発生器３６からは、図２に示
すごとき、蒸気タービン出力Ｐ_Sに対応したガスタービ
ン出力指令Ｐ_GOが出力されて比率演算器３７へ与えら
れ、比率演算器３７では、ガスタービン１０からのガス
タービン出力Ｐ_Gがガスタービン出力指令Ｐ_GOにより除
算されてガスタービン出力比αが求められ、求められた
出力比αは関数発生器３８へ与えられる。

【００６４】関数発生器３８では、図３に示すごとく、
ガスタービン出力比αに対応して、すなわち、ガスター
ビン出力指令Ｐ_GOと実際に発生したガスタービン出力Ｐ
_Gの差に対応して非線形補償係数βが求められ、該非線
形補償係数βは変化率制限器３９を介して掛算器４３へ
与えられる。変化率制限器３９においては、単位時間当
りの変化率は予め定められているため、非線形補償係数
βは急激に変化することはない。

【００６５】一方、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOは関数発
生器４０，４１へ与えられており、関数発生器４０から
は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガ
スダンパ開度指令Ｘ_Aが出力されて加算器４４及び減算
器４２に与えられ、関数発生器４１からは、蒸気タービ
ン出力指令Ｐ_SOに対応した基準再熱器ガスダンパ開度指
令Ｘ_Bが出力されて減算器４２へ与えられている。

【００６６】このため減算器４２では、基準再熱器ガス
ダンパ開度指令Ｘ_BとＸ_Aの差がとられてガスタービン駆
動基準再熱器ガスダンパ開度偏差ΔＸ（＝Ｘ_B−Ｘ_A）が
求められ、求められたガスタービン駆動基準再熱器ガス
ダンパ開度偏差ΔＸは掛算器４３へ与えられ、掛算器４
３では、ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏
差ΔＸに非線形補償係数βが掛けられて、ガスタービン
駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_G（＝β・ΔＸ）
が求められ、該ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ
開度指令Ｘ_Gは加算器４４に与えられる。

【００６７】加算器４４では、関数発生器３６からの基
準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aと、掛算器４３からの
ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ
_Gと、従来の場合と同様再熱器出側蒸気温度Ｔと再熱器
出側設定蒸気温度Ｔ_Oとの差である再熱器出側蒸気温度
偏差ΔＴを比例積分調節器３３で比例積分することによ
り得られた再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ_Rを加算し
て再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ（＝Ｘ_A＋Ｘ_G＋
Ｘ_R）が求められ、求められた再熱器ガスダンパ修正開
度指令Ｘは駆動装置１９に与えられると共に信号逆変換
器３５にも与えられ、信号逆変換器３５で再熱器ガスダ
ンパ修正開度指令Ｘを逆変換することにより得られた過
熱器ガスダンパ修正開度指令１−Ｘは駆動装置２１に与
えられる。

【００６８】このため、気力単独運転の場合と同様、駆
動装置１９は再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘにより駆
動されて再熱器ガスダンパ１８が所定の開度に調整さ
れ、駆動装置２１は、過熱器ガスダンパ修正開度指令１
−Ｘにより駆動されて過熱器ガスダンパ２０が所定の開
度に調整される。

【００６９】例えば、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが高く
なって再熱器ガスダンパ１８が開いた場合は、この開い
た角度に対応して過熱器ガスダンパ２０が絞られ、逆に
蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが低くなって再熱器ガスダン
パ１８が絞られた場合には、この絞られた角度に対応し
て過熱器ガスダンパ２０が開くのは、気力単独運転時と
同じである。このため、ボイラ本体１における後部伝熱
部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を下降する燃焼ガスＧ３
の流量は、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO、ガスタービン出
力指令Ｐ_GOのみならず実際の蒸気タービン出力Ｐ_S、ガ
スタービン出力Ｐ_Gを基に制御されることになり、従っ
て、コンバインドサイクル運転時に、蒸気タービン出力
Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは図１１に示すように予め定
めた所定の関係を保持でき、再熱器出側蒸気温度Ｔは、
実際の蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gに対
応して正確で安定した状態に制御される。

【００７０】本実施例において気力単独運転からコンバ
インドサイクル運転に切換え、ガスタービン出力Ｐ_Gや
蒸気タービン出力Ｐ_Sを定常運転状態まで上昇させる際
にも、再熱器ガスダンパ１８、過熱器ガスダンパ２０は
蒸気タービン出力指令Ｐ_SOのみを基準とするのではな
く、実際の蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_G
を基に図１１の線ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに示すように制御
する。すなわち、検出された蒸気タービン出力Ｐ_Sが、
例えば蒸気タービン２２，２５夫々の定格出力を合計し
た最大出力Ｐ_S100の６２％よりも少ない出力Ｐ_S62以下
の場合には、関数発生器３６からガスタービン出力指令
Ｐ_GOは出力されないが、図２に示すように、蒸気タービ
ン出力Ｐ_Sが最大出力Ｐ_S100の６２％の出力に達する
と、蒸気タービン出力Ｐ_SはＰ_S62に保持されたまま、ガ
スタービン１０が起動され、ガスタービン１０の出力は
発電機１２を介しガスタービン出力Ｐ_Gとして比率演算
器３７へ与えられる。

【００７１】このため比率演算器３７では、通常のコン
バインドサイクル運転時と同様にしてガスタービン出力
Ｐ_Gが関数発生器３６からのガスタービン出力指令Ｐ_GO
により除算されてガスタービン出力比αが求められ、求
められたガスタービン出力比αは関数発生器３８へ与え
られ、関数発生器３８では、ガスタービン出力比αに対
応した非線形補償係数βが求められ、該非線形補償係数
βは掛算器４３へ与えられる。該係数βは、ガスタービ
ン出力Ｐ_Gの増加に従い経時的に大きくなる。

【００７２】一方、蒸気タービン出力指令Ｐ_SOが最大出
力Ｐ_S100の６２％の出力に相当している場合には、蒸気
タービン出力指令Ｐ_SOに基づいて関数発生器４０，４１
から出力される基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_B
は変化せず一定である。このため、掛算器４３からは非
線形補償係数βの変化に従い比例して変化するガスター
ビン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Gが出力され
て加算器４４に与えられ、又再熱器出側蒸気温度Ｔと再
熱器出側設定蒸気温度Ｔ_Oが等しくない場合には、比例
積分調節器３３からの再熱器ガスダンパ補正開度指令Ｘ
_Rが加算器４４に与えられる。このため、加算器４４で
求められて駆動装置１９及び信号逆変換器３５に与えら
れる再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは時間の経過に従
い徐々に大きくなり、駆動装置１９により開閉される再
熱器ガスダンパ１８の開度は徐々に大きくなる。又信号
逆変換器３５から出力される過熱器ガスダンパ修正開度
指令１−Ｘは徐々に小さくなり、駆動装置２１により開
閉される過熱器ガスダンパ２０の開度は徐々に絞られ
る。

【００７３】而して、ガスタービン出力Ｐ_Gの増加に伴
い、再熱器ガスダンパ１８が徐々に開き、過熱器ガスダ
ンパ２０が徐々に絞られると、燃焼ガス流通路３を通過
する燃焼ガスＧ３の流量は徐々に増加し、燃焼ガス流通
路４を通過する燃焼ガスＧ３の流量は徐々に減少する
が、この場合も蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出
力Ｐ_Gは予め定められた関係を保持している。従って、
コンバインドサイクル運転を開始してガスタービン出力
Ｐ_Gをあげて行くような過渡的な場合においても、再熱
器出側蒸気温度Ｔを所定の温度にする制御を正確に且つ
安定して行うことができる。

【００７４】図２において、ガスタービン出力指令Ｐ_GO
がＰ_GO50に達すると、次いで蒸気タービン出力Ｐ_SをＰ
_S62からＰ_S75まで上昇させつつ、蒸気タービン出力Ｐ_S
に対応してガスタービン出力指令Ｐ_GOをＰ_GO50からＰ
_GO100まであげる制御が行われるが、この場合には、蒸
気タービン出力指令Ｐ_SO、ガスタービン出力指令Ｐ_GO、
蒸気タービン出力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gは経時的に
上昇し、基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_A，Ｘ_B、ガス
タービン出力比α、非線形補償係数βも経時的に変化
し、徐々に大きくなる。このため、再熱器ガスダンパ１
８を更に開くための再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは
更に大きくなり、過熱器ガスダンパ２０を絞る過熱器ガ
スダンパ修正開度指令１−Ｘは徐々に小さくなる結果、
燃焼ガス流通路３も下降する燃焼ガスＧ３の流量は益々
増加し、燃焼ガス流通路４を下降する燃焼ガスＧ３の流
量は増々減少する。而して、この場合にも蒸気タービン
出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gは予め定めた関係を保持
しているため、再熱器出側蒸気温度Ｔの制御を安定して
確実に行うことができる。

【００７５】図２において、蒸気タービン出力Ｐ_SがＰ
_S75に達し、ガスタービン出力指令Ｐ _GOがＰ_GO100に達す
ると、ガスタービン出力指令Ｐ_GOはＰ_GO100のままで、
蒸気タービン出力Ｐ_SがＰ_S100まで上昇するが、この場
合には、蒸気タービン出力指令Ｐ_SO、蒸気タービン出力
Ｐ_Sの上昇に伴い、再熱器ガスダンパ１８を開くための
再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘは徐々に大きくなり、
過熱器ガスダンパ２０を絞る過熱器ガスダンパ修正開度
指令１−Ｘは徐々に小さくなる。而して、この場合も、
上述した各場合と同様、再熱器出側蒸気温度Ｔは安定し
て確実に所定の温度に制御される。

【００７６】本実施例で変化率制限器３９を設けている
のは次のような理由による。すなわち、蒸気タービン出
力Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gのうちの何れかが、何等か
の原因で急激に変化したような場合には、ガスタービン
出力指令Ｐ_GO延いてはガスタービン出力比αが急激に変
化し、その結果、非線形補償係数βも急激に変化する。
しかるに、非線形補償係数βが急激に変化すると掛算器
４３から出力されるガスタービン駆動補正再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Gも急激に変化するため、再熱器ガスダ
ンパ１８や過熱器ガスダンパ２０も急激に変化し、燃焼
ガス流通路３，４を通る燃焼ガスＧ３の流量が急激に増
減し、再熱器出側蒸気温度Ｔがなかなか所定の温度に落
着かない虞れがある。しかるに変化率制限器３９を設け
れば、関数発生器３８から出力される非線形補償係数β
が急激に変化しても変化率制限器３９から出力される非
線形補償係数βは単位時間当りに徐々に変化し、掛算器
４３から出力されるガスタービン駆動補正再熱器ガスダ
ンパ開度指令Ｘ_Gも徐々に変化するため、加算器４４か
ら出力される再熱器ガスダンパ修正開度指令Ｘ、信号逆
変換器３５から出力される過熱器ガスダンパ修正開度指
令１−Ｘも徐々に変化する。従って、再熱器ガスダンパ
１８、過熱器ガスダンパ２０の開度も徐々に調整され、
燃焼ガス流通路３，４を流通する燃焼ガスＧ３の流量が
急激に変化することがなく、より一層安定して再熱器出
側蒸気温度の制御を行うことができる。

【００７７】上述のごとく、本実施例では、排気再燃型
コンバインドサイクルプラントにおいて、定常的なコン
バインドサイクル運転時はもとより、気力単独運転から
コンバインドサイクル運転に切換えて蒸気タービン出力
Ｐ_S、ガスタービン出力Ｐ_Gを所定の値まで上昇させる過
渡的な場合にも、蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン
出力Ｐ_Gを図１１の線ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに示す望まし
い蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を
保持しつつ、後部伝熱部１ｃの燃焼ガス流通路３，４を
流通する燃焼ガスＧ３の流量を制御でき、延いては再熱
器出側蒸気温度Ｔを所定の温度に安定して且つ確実に制
御することができる。

【００７８】なお、本発明の実施例においては、過渡的
な状態として気力単独運転からコンバインドサイクル運
転に切換える場合について説明したが、コンバインドサ
イクル運転から気力単独運転へ切換える場合も適用でき
ること（この場合には、気力単独運転からコンバインド
サイクル運転へ切換える場合とは逆に制御が行われ
る）、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ること、等は勿論である。

【００７９】

【発明の効果】本発明の排気再燃型コンバインドサイク
ルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置によれ
ば、請求項１の場合には、定常的なコンバインドサイク
ル運転の場合はもとより気力単独運転からコンバインド
サイクル運転に切換える場合やコンバインドサイクル運
転から気力単独運転に切換える過渡的な場合も含めて、
蒸気タービン出力Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を所
定の関係に保持することができ、従って再熱器出側蒸気
温度Ｔを正確且つ安定して所定の温度に制御することが
でき、請求項２の場合には再熱器出側蒸気温度Ｔの制御
をより一層正確且つ安定して行うことができる、等種々
の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気再燃型コンバインドサイクルプラ
ントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置の一実施例の
ブロック図である。

【図２】図１の関数発生器３６に設定される蒸気タービ
ン出力Ｐ_Sとガスタービン出力指令Ｐ_GOとの関係を表わ
すグラフである。

【図３】図１の関数発生器３８に設定されるガスタービ
ン出力比Ｐ_G／Ｐ_GO＝αと非線形補償係数βの関係を表
わすグラフである。

【図４】図１の関数発生器４０に設定される蒸気タービ
ン出力指令Ｐ_SOと基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Aの
関係を表わすグラフである。

【図５】図１の関数発生器４１に設定される蒸気タービ
ン出力指令Ｐ_SOと基準再熱器ガスダンパ開度指令Ｘ_Bの
関係を表わすグラフである。

【図６】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラン
トにおける再熱器出側蒸気温度制御装置の一例のブロッ
ク図である。

【図７】排気再燃型コンバインドサイクルプラントの一
般的な概略配置図である。

【図８】図７の排気再燃型コンバインドサイクルプラン
トにおける蒸気の流れを示す系統図である。

【図９】図６の関数発生器２８に設定される気力単独運
転時の蒸気タービン出力指令Ｐ _SOと再熱器ガスダンパ開
度指令Ｘ_Sとの関係を表わすグラフである。

【図１０】図６の関数発生器２９に設定するコンバイン
ドサイクル運転時の蒸気タービン出力指令Ｐ_SOと再熱器
ガスダンパ開度指令Ｘ_Cの関係を表わすグラフである。

【図１１】排気再燃型コンバインドサイクルプラントの
コンバインドサイクル運転時における蒸気タービン出力
Ｐ_Sとガスタービン出力Ｐ_Gの関係を表わすグラフであ
る。

【符号の説明】

１ ボイラ本体 １ａ 火炉 １ｃ 後部伝熱部 ３ 燃焼ガス流通路 ４ 燃焼ガス流通路 １０ ガスタービン １２ 発電機 １６ 再熱器 １７ 過熱器 １８ 再熱器ガスダンパ １９ 駆動装置 ２０ 過熱器ガスダンパ ２１ 駆動装置 ２２ 蒸気タービン ２４ 発電機 ２５ 蒸気タービン ２７ 発電機 ３１ 再熱器出側蒸気温度検出器 ３２ 減算器 ３３ 比例積分調節器（調節器） ３５ 信号逆変換器 ３６ 関数発生器 ３７ 比率演算器 ３８ 関数発生器 ３９ 変化率制限器 ４０ 関数発生器 ４１ 関数発生器 ４２ 減算器 ４３ 掛算器 ４４ 加算器 Ａ 空気 Ｇ１ タービン排ガス Ｇ２ 燃焼用ガス Ｇ３ 燃焼ガス Ｐ_SO 蒸気タービン出力指令 Ｐ_GO ガスタービン出力指令 Ｐ_S 蒸気タービン出力 Ｐ_G ガスタービン出力 Ｔ 再熱器出側蒸気温度 Ｔ_O 再熱器出側設定蒸気温度 ΔＴ 再熱器出側蒸気温度偏差 Ｘ_R 再熱器ガスダンパ補正開度指令 Ｘ 再熱器ガスダンパ修正開度指令 １−Ｘ 過熱器ガスダンパ修正開度指令 α ガスタービン出力比 β 非線形補償係数（係数） Ｘ_A 基準再熱器ガスダンパ開度指令 Ｘ_B 基準再熱器ガスダンパ開度指令 ΔＸ ガスタービン駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差 Ｘ_G ガスタービン駆動補正再熱器ガスダンパ開度指令

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炉（１ａ）で生じた燃焼ガス（Ｇ３）
   が流通し得る後部伝熱部（１ｃ）を前後２つの燃焼ガス
   流通路（３）（４）に仕切ると共に一方の燃焼ガス流通
   路（３）又は（４）内に再熱器（１６）が配置され、他
   方の燃焼ガス流通路（４）又は（３）内に過熱器（１
   ７）が配置されたボイラ本体（１）と、 ボイラ本体（１）における燃焼ガス流通路（３）又は
   （４）の再熱器（１６）よりも燃焼ガス（Ｇ３）流れ方
   向下流側に配置された開閉可能な再熱器ガスダンパ（１
   ８）と、 ボイラ本体（１）における燃焼ガス流通路（４）又は
   （３）の過熱器（１７）よりも燃焼ガス（Ｇ３）流れ方
   向下流側に配置され且つ前記再熱器ガスダンパ（１８）
   が開く場合には絞られ、絞られる場合には開くようにし
   た開閉可能な過熱器ガスダンパ（２０）と、 気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時にボイ
   ラ本体（１）の過熱器（１７）で生成された過熱蒸気に
   より駆動されると共に発電機（２４）を駆動し得るよう
   にした蒸気タービン（２２）と、 気力単独運転時及びコンバインドサイクル運転時に、前
   記蒸気タービン（２２）から抽気された後ボイラ本体
   （１）の再熱器（１６）で生成された再熱蒸気により駆
   動されると共に発電機（２７）を駆動し得るようにした
   蒸気タービン（２５）と、 コンバインドサイクル運転時に燃焼ガスにより駆動され
   ると共に発電機（１２）を駆動し得るようにしたガスタ
   ービン（１０）と、 気力単独運転時には空気（Ａ）を、又コンバインドサイ
   クル運転時には空気（Ａ）とガスタービン（１０）から
   排出されたタービン排ガス（Ｇ１）が混合して生成され
   た燃焼用ガス（Ｇ２）を、ボイラ本体（１）の火炉（１
   ａ）へ送給し得るようにしたダクト（７）と、を備えた
   排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおいて、 蒸気タービン（２２）或いは（２５）、又は蒸気タービ
   ン（２２）（２５）の駆動により生じた蒸気タービン出
   力（Ｐ_S）に対応してガスタービン出力指令（Ｐ_GO）を
   出力し得るようにした関数発生器（３６）と、 該関数発生器（３６）からのガスタービン出力指令（Ｐ
   _GO）とガスタービン（１０）の駆動により生じたガスタ
   ービン出力（Ｐ_G）との比をとってガスタービン出力比
   （α）を求める比率演算器（３７）と、 該比率演算器（３７）からのガスタービン出力比（α）
   に対応して係数（β）を出力し得るようにした関数発生
   器（３８）と、 蒸気タービン出力指令（Ｐ_SO）に対応して基準再熱器ガ
   スダンパ開度指令（Ｘ _A）（Ｘ_B）を出力し得るようにし
   た関数発生器（４０）（４１）と、 両関数発生器（４０）（４１）からの基準再熱器ガスダ
   ンパ開度指令（Ｘ_A）（Ｘ_B）の差をとってガスタービン
   駆動基準再熱器ガスダンパ開度偏差（ΔＸ）を求める減
   算器（４２）と、 該減算器（４２）からのガスタービン駆動基準再熱器ガ
   スダンパ開度偏差（ΔＸ）と前記関数発生器（３８）か
   らの係数（β）を掛けてガスタービン駆動補正再熱器ガ
   スダンパ開度指令（Ｘ_G）を求める掛算器（４３）と、 再熱器（１６）で再熱された蒸気の温度を検出するため
   の再熱器出側蒸気温度検出器（３１）と、 該再熱器出側蒸気温度検出器（３１）からの再熱器出側
   蒸気温度（Ｔ）と再熱器出側設定蒸気温度（Ｔ_O）の差
   をとって再熱器出側蒸気温度偏差（ΔＴ）求める減算器
   （３２）と、 該減算器（３２）からの再熱器出側蒸気温度偏差（Δ
   Ｔ）を処理して再熱器ガスダンパ補正開度指令（Ｘ_R）
   を求める調節器（３３）と、 前記関数発生器（４０）からの基準再熱器ガスダンパ開
   度指令（Ｘ_A）と掛算器（４３）からのガスタービン駆
   動補正再熱器ガスダンパ開度指令（Ｘ_G）と前記調節器
   （３３）からの再熱器ガスダンパ補正開度指令（Ｘ_R）
   を加算して再熱器ガスダンパ修正開度指令（Ｘ）を求め
   前記再熱器ガスダンパ（１８）を開閉する駆動装置（１
   ９）へ与える加算器（４４）と、 該加算器（４４）からの再熱器ガスダンパ修正開度指令
   （Ｘ）を逆変換して過熱器ガスダンパ修正開度指令（１
   −Ｘ）を求め前記過熱器ガスダンパ（２０）を開閉する
   駆動装置（２１）へ与える信号逆変換器（３５）と、を
   備えてなることを特徴とする排気再燃型コンバインドサ
   イクルプラントにおける再熱器出側蒸気温度制御装置。
2. 【請求項２】 関数発生器（３８）と掛算器（４３）と
   の間に変化率制限器（３９）を設けた請求項１に記載の
   排気再燃型コンバインドサイクルプラントにおける再熱
   器出側蒸気温度制御装置。