JPH08200016A - 複合サイクル発電プラント負荷制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複合サイクル発電プラントにおける蒸気タービ
ン負荷制御において、高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁
とを協調的に操作し、低圧蒸気圧力の変動を抑制しつつ
蒸気タービン負荷を制御する。 【構成】ガスタービン燃料弁１と高圧蒸気加減弁７及び
低圧蒸気加減弁９を操作し、プラント負荷を制御する。
このとき、二つの蒸気加減弁を独立に操作すると、低圧
蒸気圧力が変動する。そこで、高圧蒸気圧力検出値ＰＨ
及び低圧蒸気圧力検出値ＰＬを加味して高圧蒸気加減弁
７と低圧蒸気加減弁９とを協調操作する。低圧蒸気圧力
の変動を抑制しつつ蒸気タービン負荷を制御できる。 【効果】高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁を協調的に操
作することで、蒸気タービン負荷制御時に発生する低圧
蒸気の圧力変動を抑制し、プラント急速負荷追従を可能
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラントの制御シ
ステムに係り、特に急速な負荷追従を要求される複合サ
イクル発電プラントに好適な負荷制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電力需要は年々増加しており、中夜間電
力需要格差も増大している。そのため、現在負荷調整に
用いられている複合サイクル発電プラントには、さらな
る負荷追従能力が求められている。従来の複合サイクル
発電プラント負荷制御では、負荷追従の役目をガスター
ビン側で行い、蒸気タービン側は、蒸気加減弁全開にし
て効率のよい排熱回収の役目を果たすのが一般的であ
る。しかし、負荷追従特性は専らガスタービンの負荷応
答特性によって決まるので、頻繁な負荷変動に対して
は、その追従に限界がある。また、燃焼系に与える影響
も大いため、負荷変化率及び負荷変化幅は小さく制限さ
れている。

【０００３】上述のような問題を解決するために、蒸気
加減弁操作による蒸気タービン負荷制御技術がある。蒸
気タービン負荷制御技術に関しては、例えば、特開昭57
−83616 号に記載されているもの（以下、従来技術１）
がある。本技術は、複合サイクル発電プラントにおい
て、ガスタービン負荷制御により発電機の出力を制御す
ると共に、負荷設定値信号と発電機の出力値信号とを比
較して、その偏差信号つまり負荷偏差信号を検出する
と、上述のガスタービンの燃料量操作による負荷制御に
加えて蒸気タービンの蒸気加減弁操作により負荷を制御
するようにするものである。

【０００４】一方、近年、排熱回収効率の向上のため、
排熱回収ボイラは多重圧化し、蒸気系の構造は更に複雑
になっている。ここで、多重圧型複合サイクル発電プラ
ントについて、その代表的な例として二重圧型複合サイ
クル発電プラントについて簡単に説明する。この形式の
プラントでは、排熱回収ボイラ内に高圧蒸気発生器と低
圧蒸気発生器が設置される。ここで、上述の二つの蒸気
発生器は、各々節炭器，蒸発器，気水分離ドラム及び過
熱器から構成される。高圧蒸気発生器は高圧蒸気を、低
圧蒸気発生器は低圧蒸気をそれぞれ発生し、これらの発
生蒸気によって蒸気タービンを駆動する。蒸気タービン
の構成は、（１）高圧蒸気によって駆動される高圧蒸気
タービンと、低圧蒸気によって駆動される低圧蒸気ター
ビンとを有する場合と、（２）同一の蒸気タービンの高
圧段に高圧蒸気を、低圧段に低圧蒸気を導入する場合が
ある。（１）の場合、高圧蒸気タービンの排気はまだ十
分なエネルギーを持っているため、低圧蒸気と混合して
から低圧蒸気タービンに導入するのが一般的である。

【０００５】このように複雑化した多重圧型の複合サイ
クル発電プラントにおいては、蒸気加減弁が複数個存在
するため、蒸気加減弁の協調動作が必要になる。二重圧
型複合サイクル発電プラントにおいて、二つの蒸気加減
弁を協調操作する技術として、特開平5−240005 号に記
載されているもの（以下、従来技術２）がある。これ
は、高圧蒸気加減弁の操作信号に対応して作動する低圧
蒸気加減弁開度制限手段を設け、低圧蒸気加減弁を先行
制御してその閉鎖遅れによる問題を起こさせないように
する技術である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１及び従来技術２では、次の点で問題があった。
即ち、蒸気加減弁を操作すると、蒸気加減弁前後の配管
内に圧力変動が生ずる。蒸気加減弁を絞るとき、蒸気加
減弁上流で圧力が上昇し、下流で圧力が低下する。蒸気
加減弁を開ける場合にはその逆の圧力変動が発生する。
蒸気加減弁を急速に操作すると、圧力変動も急激にな
る。

【０００７】複合サイクル発電プラントの排熱回収ボイ
ラは、一般の火力ボイラに比較して、その圧力温度が低
いためドラム型である。上述の急激な圧力変動は、この
気水分離ドラム（以下、ドラム）の水位を変動させる。
ドラム水位の大きな変動は非常に危険であり、プラント
緊急停止の条件ともなっているため、ドラム水位変動の
原因となる蒸気圧力の変動は、抑制する必要がある。従
来技術１はこの蒸気加減弁操作時の圧力変動について言
及していない。

【０００８】一方、二重圧型複合サイクル発電プラント
において、蒸気加減弁を操作する場合、複数ある蒸気加
減弁の内の１つを操作した場合にも、圧力変動はプラン
ト全体に伝播する。複数の蒸気加減弁を同時に操作した
場合には、互いの干渉によって、より複雑な圧力変動が
発生する。この圧力変動は、プラントの負荷帯，プラン
ト負荷の履歴，蒸気加減弁の操作量及び開閉速度、また
開動作であるか閉動作であるか等によって異なる。その
ため、従来技術２のように、予め設定した関数等によっ
て、蒸気加減弁開閉による悪影響、特に蒸気圧力の変動
を抑制するように高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁との
協調動作を実現することは非常に困難である。

【０００９】本発明の目的は、複合サイクル発電プラン
トにおいて、あらゆる負荷帯における如何なる蒸気加減
弁操作に対しても、特に低圧蒸気圧力に大きな変動を誘
起しない、急速負荷追従に好適なプラント負荷制御シス
テムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】排熱回収ボイラが単圧型
の場合、蒸気圧力の変動を抑制しつつ蒸気タービン負荷
を制御するように蒸気加減弁を操作することは不可能で
ある。しかし、排熱回収ボイラが二重圧型の場合は、複
数ある蒸気加減弁を協調的に操作することで、少なくと
も低圧蒸気発生器に発生する圧力変動と、それに伴う低
圧ドラム水位の変動を抑制することができる。

【００１１】蒸気加減弁操作により蒸気タービン負荷を
制御し、同時に低圧蒸気の圧力変動を抑制するために、
高圧及び低圧の二つの蒸気加減弁の協調動作させる方法
としては、幾つかの方法が考えられる。ここで、高圧蒸
気発生器からの発生蒸気量は低圧蒸気発生器からの発生
蒸気量の数倍するため、高圧蒸気加減弁の動作による影
響は非常に大きくなる。そこで、高圧蒸気系の情報に従
って低圧蒸気加減弁開度を決定する方式が有効であると
考えられる。

【００１２】即ち、複合サイクル発電プラントの負荷制
御システムにおいて、負荷偏差信号を比例積分演算して
蒸気加減弁開度補正バイアス信号を発生する第二の比例
積分制御手段と，プラント負荷指令の変動に応じて第二
の比例積分制御手段に対する負荷偏差信号の入力をオン
／オフする入力切替え手段と，高圧蒸気加減弁の開度を
任意の値に固定する高圧蒸気加減弁開度設定信号を発生
する高圧蒸気加減弁開度設定手段と，高圧蒸気加減弁開
度設定信号に蒸気加減弁開度補正バイアス信号を加算し
て、高圧蒸気加減弁操作信号を発生する第一の加算手段
と，高圧蒸気圧力検出値ＰＨを、蒸気加減弁開度補正バ
イアス信号が０でなくなった瞬間の高圧蒸気圧力検出値
であるＰＨ０で割った値、即ちＰＨ／ＰＨ０を算出し、
蒸気加減弁開度補正バイアス信号にＰＨ／ＰＨ０を乗じ
て、低圧蒸気加減弁開度補正バイアス信号を算出する演
算手段と，プラント負荷指令の変動に応じて低圧蒸気圧
力目標値を算出する低圧蒸気圧力目標値発生手段と，低
圧蒸気圧力目標値と低圧蒸気圧力検出値との偏差である
低圧蒸気圧力偏差信号を算出する第二の減算手段と，低
圧蒸気圧力偏差信号を比例積分演算して低圧蒸気圧力補
正バイアス信号を発生する第三の比例積分制御手段と，
低圧蒸気加減弁の開度を任意の値に固定する低圧蒸気加
減弁開度設定信号を発生する低圧蒸気加減弁開度設定手
段と，低圧蒸気加減弁開度設定信号に、低圧蒸気加減弁
開度補正バイアス信号と低圧蒸気圧力補正バイアス信号
を加算して、低圧蒸気加減弁操作信号を発生する第二の
加算手段とからなる蒸気加減弁協調操作手段を有するこ
とを特徴とした、複合サイクル発電プラント負荷制御シ
ステムによって、上述の問題は解決できる。

【００１３】

【作用】上記本発明の構成によれば、プラント負荷指令
と実負荷に偏差が生じ、これを解消するために蒸気加減
弁を制御して蒸気タービンの負荷を制御する場合であっ
ても、高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁を協調的に操作
し、蒸気加減弁操作によって発生する低圧蒸気圧力の変
動を抑制することが可能となり、プラント急速負荷追従
が可能となる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に、複合サイク
ル発電プラント及びプラント制御システムの概要を図４
を用いて説明する。ガスタービン燃料弁１によって燃焼
器２に燃料が投入される。燃焼器２の出口から吐出され
る高温ガスによって、ガスタービン３の機械出力を発生
する。ガスタービン３から吐出された高温の排ガスは、
排熱回収ボイラ４に導入される。排熱回収ボイラ４に
は、高圧蒸気発生器５と低圧蒸気発生器６があり、ガス
タービンの排ガスから熱回収し、２つの圧力の蒸気を発
生する。高圧蒸気発生器５で発生した高圧蒸気は、高圧
蒸気加減弁７を介して高圧蒸気タービン８に導入され
る。低圧蒸気発生器６で発生した低圧蒸気は、低圧蒸気
加減弁９を介して高圧蒸気タービン８を出た蒸気と合流
してから低圧蒸気タービン１０に導入される。復水器１
１は低圧蒸気タービン１０の排気を復水する。復水器１
１で復水された水は、給水ポンプ１２で加圧され排熱回
収ボイラ４に導入される。発電機１３は高圧蒸気タービ
ン８及び低圧蒸気タービン１０の機械出力を、発電機１
４はガスタービン３の機械出力を電気出力に変換する。

【００１５】従来のプラント負荷制御システムは、ガス
タービンの負荷制御のみで構成され、蒸気加減弁は通常
全開に固定される。ガスタービン負荷制御は、まず減算
手段２０で、プラント負荷Ｌとプラント負荷指令ＭＷＤ
との差即ち負荷偏差信号を算出する。次に比例積分制御
２１に負荷偏差信号を入力し、ガスタービン燃料弁操作
信号ＡＧＴを算出する。このとき、高圧蒸気加減弁開度
設定手段１３０及び低圧蒸気加減弁開度設定手段１９０
は、蒸気加減弁開度を全開にする信号を発生する。

【００１６】本発明の一実施例のプラント負荷制御シス
テムの概要を図１に示す。

【００１７】ガスタービン負荷制御は、前述した従来の
負荷制御システムと同様に、ＭＷＤとＬとの負荷偏差信
号からＡＧＴを発生する。

【００１８】蒸気タービン負荷制御は、蒸気加減弁協調
操作１００により、高圧蒸気加減弁７及び低圧蒸気加減
弁９を協調的に操作する。まず、入力切替え手段１１０
が、プラントの状態に応じて負荷偏差信号を蒸気加減弁
協調操作１００に入力する。ここで、入力切替え手段１
１０は、ＭＷＤが変化した場合にオン、ＭＷＤ一定の場
合にオフとする。比例積分制御１２０は、負荷偏差信号
を入力し、蒸気加減弁開度補正バイアス信号ＢＶを発生
する。比例積分制御１２０は、入力切替え手段１１０の
動作により負荷偏差信号が突然０になった場合、そのま
までは比例積分制御１２０の積分の値が残ってしまい、
次の動作に支障を来す恐れがあるため、負荷偏差信号が
０になった時点で積分の値を０にリセットする機能を有
している。

【００１９】高圧蒸気加減弁７については、まず、高圧
蒸気加減弁開度設定手段１３０で、高圧蒸気加減弁開度
を任意の値に固定する高圧蒸気加減弁開度設定信号を発
生する。加算手段１４０で高圧蒸気加減弁開度設定信号
にＢＶを加算して、高圧蒸気加減弁操作信号ＡＨを算出
する。

【００２０】低圧蒸気加減弁９については、まず、演算
手段１５０で、ＢＶを入力して低圧蒸気加減弁開度補正
バイアス信号ＢＶＬを算出する。この演算手段１５０
は、以下の式に従ってＢＶＬを算出する。

【００２１】ＢＶＬ＝ＢＶ×ＰＨ／ＰＨ０ ここで、ＰＨは高圧蒸気圧力検出値、ＰＨ０はＢＶが０
から変化し始めたときのＰＨである。これは、高圧蒸気
加減弁７の開閉により、高圧蒸気圧力が変化するため、
高圧蒸気加減弁７の下流側の圧力は、高圧蒸気加減弁開
度だけでなく高圧蒸気圧力にも依存するためである。一
方、低圧蒸気圧力目標値発生手段１６０にＭＷＤとＰＬ
とを入力し、低圧蒸気圧力目標値を発生し、減算手段１
７０で低圧蒸気圧力検出値ＰＬとの偏差である低圧蒸気
圧力偏差信号を算出する。この低圧蒸気圧力偏差信号を
比例積分制御１８０に入力し、低圧蒸気圧力補正バイア
ス信号ＢＰＬを発生する。一方、低圧蒸気加減弁開度設
定手段１９０で、低圧蒸気加減弁開度を任意の値に固定
する低圧蒸気加減弁開度設定信号を発生する。加算手段
２００では、前述のＢＶＬとＢＰＬ及び低圧蒸気加減弁
開度設定信号を加算して、低圧蒸気加減弁操作信号ＡＬ
を算出する。

【００２２】本発明において使用される三つの比例積分
制御は、上下限制限手段，比例積分手段及び変化率制限
手段から構成される。

【００２３】低圧蒸気圧力目標値発生手段１６０の概要
と動作を図２に示す。低圧蒸気圧力目標値発生手段１６
０は関数発生手段１６１と時間遅れ要素１６２とから構
成する。関数発生手段１６１は、プラント定常負荷状
態、即ちプラントが長時間一定負荷に保たれた後のバラ
ンス状態におけるＭＷＤと低圧蒸気圧力との関係を示し
ており、ＭＷＤを入力して静的低圧蒸気圧力目標値を算
出する。時間遅れ要素１６２は、ガスタービンの負荷変
動に対する低圧蒸気圧力の応答遅れを模擬したもので、
静的低圧蒸気圧力目標値を入力して動的低圧蒸気圧力目
標値を算出する。図２にＭＷＤ変化に伴う低圧蒸気圧力
目標値の変化を示す。低圧蒸気圧力目標値は、ＭＷＤに
遅れてゆっくりと変化している。

【００２４】では次に、本発明における実施例のプラン
ト負荷制御システムの動作について説明する。

【００２５】まず、プラントが定常負荷状態の場合、Ｍ
ＷＤとＬが等しくなるため、減算手段２０の出力は０と
なり、比例積分制御２１の出力即ちＡＧＴは一定値とな
る。この場合、入力切替え手段１１０により負荷偏差が
蒸気加減弁協調動作１００に入力されず、比例積分制御
１２０はリセットされたままなので、比例積分制御１２
０の出力は０になる。従って、演算手段１５０の出力も
０となる。低圧蒸気圧力目標値は、定常負荷状態ではＰ
Ｌと一致する。従って、減算手段１７０の出力は０とな
り、比例積分制御１８０の出力も０となる。従ってＡＨ
及びＡＬは何れも一定値となる。

【００２６】ＭＷＤが変化した場合、ガスタービン負荷
制御では、ＭＷＤとＬに偏差が生じ、減算手段２０の出
力が０でなくなるため、比例積分制御２１が動作し、Ｌ
とＭＷＤの偏差に応じたＡＧＴが出力される。

【００２７】一方、蒸気加減弁協調操作１００では、入
力切替え手段１１０により、負荷偏差信号を比例積分制
御１２０に入力する。比例積分制御１２０では、負荷偏
差信号が入力されてＢＶを出力する。

【００２８】まず、高圧蒸気加減弁７の操作に関して
は、加算手段１４０でＢＶを高圧蒸気加減弁開度設定信
号に加算してＡＨを算出する。

【００２９】低圧蒸気加減弁９の操作に関しては、まず
ＢＶを演算手段１５０に入力し、前述の式に従ってＢＶ
Ｌを発生する。一方、低圧蒸気圧力目標値発生手段１６
０では、ＭＷＤ変化に応じて前述のように低圧蒸気圧力
目標値を算出し、減算手段１７０で低圧蒸気圧力偏差信
号を発生する。ここで、ＢＶに基づく高圧蒸気加減弁７
の動作により、ＰＬに変動が生じる為、低圧蒸気圧力偏
差信号が０でなくなり、比例積分制御１８０が動作して
低圧蒸気圧力補正バイアスＢＰＬを発生する。最後に加
算手段１９０において、ＢＶＬ，ＢＰＬ及び低圧蒸気加
減弁開度設定信号を加算してＡＬを算出する。

【００３０】ＭＷＤの変化が終了し、ＭＷＤ一定となっ
た場合、入力切替え手段１１０はオフとなり、比例積分
制御１２０への負荷偏差信号の入力は０となる。そのた
め、ＭＷＤ変化が終了した時点で、高圧蒸気加減弁開度
設定信号及び低圧蒸気加減弁開度設定信号により固定さ
れるべき蒸気加減弁開度と、実際の蒸気加減弁開度とは
違っている。そこで、比例積分制御１２０は、入力切替
え手段１１０がオフになったとき、積分の初期値をリセ
ットし、０に戻すように操作する。比例積分制御１２０
は、変化率制限手段が組み込まれているため、積分の初
期値がリセットされた場合には、その出力は連続的かつ
速やかに０になる。

【００３１】以上のような本発明の負荷制御システムの
動作により、ＬとＭＷＤに偏差が生じ、これを解消する
ために蒸気加減弁操作により蒸気タービン負荷を制御す
る場合にも、高圧蒸気加減弁７と低圧蒸気加減弁９とを
協調的に動作せしめ、低圧ドラム水位変動の原因となる
低圧蒸気圧力の変動を抑制しながら、蒸気タービン負荷
を制御できる。

【００３２】図４に示した従来のプラント負荷制御シス
テムによるプラント負荷降下の例を図５に示す。このと
きＭＷＤは、ガスタービン負荷変化率の限界と同じ変化
率で降下させている。図のように、ＭＷＤに従ってＡＧ
Ｔが変化し、ガスタービン負荷ＬＧＴが制御されて、Ｌ
はＭＷＤに追従している。一方ＬＳＴは、ＬＧＴの変化
による排熱回収ボイラ４の入熱の変化と、排熱回収ボイ
ラ４の大きな熱容量のため、ＬＧＴ変化に大きく遅れて
変化している。低圧蒸気圧力ＰＬは、ＬＳＴと同様にＬ
ＧＴに遅れてゆっくりと変化している。

【００３３】本発明における実施例のプラント負荷制御
システムによるプラント負荷降下の例を図３に示す。本
例では、図５の負荷降下の例の２倍の負荷変化率でＭＷ
Ｄを変化させているため、従来のプラント負荷制御シス
テムでは負荷追従できない。本発明によって、図３では
蒸気タービン負荷が変化しており、それによって時刻Ｔ
１からＴ２でプラント急速負荷追従が可能になってい
る。この間、本発明のプラント負荷制御システムによる
蒸気加減弁協調操作１００により、ＰＬは安定化され、
図５と同様にゆっくりと変化している。

【００３４】比較のため、ＡＬを一定とした場合、即ち
低圧蒸気加減弁９を所定の開度に固定した場合のＰＬの
応答を図中に点線で示す。ＡＨの変化に伴い、大きな圧
力変動が発生しているのがわかる。本実施例の制御系に
よって、ＰＬの変動は完全に抑制されている。

【００３５】時刻Ｔ２以降、即ちＭＷＤ変化終了後で
は、入力切替え手段１１０のオフ動作と、比例積分制御
１２０のリセットにより、ＡＨ及びＡＬは連続的かつ速
やかに高圧蒸気加減弁開度設定信号及び低圧蒸気陰弁開
度設定信号に一致している。

【００３６】本実施例ではガスタービンと蒸気タービン
のそれぞれに発電機が設置されている、いわゆる多軸型
の複合サイクル発電プラントのうち、ガスタービン一軸
に対し蒸気タービン一軸の場合について説明した。本発
明は、複数軸のガスタービンと一軸の蒸気タービンを組
み合わせた場合においても、本制御系は適用可能であ
り、同様の効果が得られる。また本発明は、ガスタービ
ンと蒸気タービンが１軸に結ばれ、１つの発電機を駆動
する１軸型の複合サイクル発電プラントにおいても適用
可能である。この場合、負荷として直接発電機から検出
できるのはプラント負荷Ｌのみとなるため、ガスタービ
ン負荷ＬＧＴまたは蒸気タービン負荷LSTの推定手段が
必要になる。

【００３７】本実施例は、二重圧型の例を示している
が、三重圧型以上の場合でも、高圧蒸気タービンを通っ
た蒸気が、他の蒸気タービンを通過し、それらの蒸気タ
ービンの間に圧力変動が悪影響を与えるような要素がつ
ながれている構成であれば、有効であることは言うまで
もない。

【００３８】低圧蒸気加減弁の位置に関して、図１のよ
うに低圧蒸気と高圧蒸気タービン排気の合流部より低圧
蒸気発生器側に設置されている場合のほかに、前述の合
流部の下流側即ち低圧蒸気タービン側に設置されている
場合でも、本発明の制御系をそのまま適用可能であり、
同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、急激な蒸気加減
弁操作による低圧蒸気圧力の変動を抑制し、プラント緊
急停止の原因となる低圧ドラム水位変動を抑制するた
め、蒸気タービン負荷制御によるプラント急速負荷追従
が可能になるという点である。

【００４０】本発明の第２の効果は、排熱回収ボイラの
蒸気圧力の変動を抑制するため、繰り返し応力による配
管の疲労を防止し、プラント寿命の延長に貢献できるこ
とである。

【００４１】本発明の第３の効果は、蒸気圧力の変動を
抑制するように高圧蒸気加減弁と低圧蒸気加減弁を協調
操作するため、低圧蒸気加減弁操作による補助的な蒸気
タービン負荷制御の効果が期待でき、高圧蒸気加減弁の
過大な操作を防止し、高圧蒸気圧力の異常な上昇を未然
に防ぐことが可能な点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合サイクル発電プラントの概要及び本発明に
係る実施例のプラント負荷制御システムの機能ブロック
線図である。

【図２】本発明に係わる実施例の低圧蒸気圧力目標値発
生手段の機能ブロック線図及び動作を示す説明図であ
る。

【図３】本発明に係る実施例を適用した結果のプラント
負荷応答及び低圧蒸気圧力応答を示す説明図である。

【図４】複合サイクル発電プラントの概要及び従来のプ
ラント負荷制御システムの機能ブロック線図である。

【図５】従来のプラント負荷制御システムを適用した結
果のプラント負荷応答及び低圧蒸気圧力応答を示す説明
図である。

【符号の説明】

１…ガスタービン燃料弁、２…燃焼器、３…ガスタービ
ン、４…排熱回収ボイラ、５…高圧蒸気発生器、６…低
圧蒸気発生器、７…高圧蒸気加減弁、８…高圧蒸気ター
ビン、９…低圧蒸気加減弁、１０…低圧蒸気タービン、
１１…復水器、１２…給水ポンプ、１３，１４…発電
機、２０，１７０…減算手段、２１，120,１８０…比例
積分制御、１００…蒸気加減弁協調操作、１１０…入力
切替え手段、１３０…高圧蒸気加減弁開度設定手段、１
４０，２００…加算手段、１５０…演算手段、１６０…
低圧蒸気圧力目標値発生手段、１６１…関数発生手段、
162…時間遅れ要素、１９０…低圧蒸気加減弁開度設定
手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 孝生 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスタービンと，該ガスタービンの排気に
   より高圧蒸気を発生する高圧蒸気発生器及び低圧蒸気を
   発生する低圧蒸気発生器を備える排熱回収ボイラと，前
   記低圧蒸気により駆動される低圧蒸気タービンと，前記
   高圧蒸気により駆動される高圧蒸気タービンと，前記高
   圧蒸気タービンに流入される高圧蒸気流量を制御する高
   圧蒸気加減弁と，前記低圧タービンに流入される低圧蒸
   気流量を制御する低圧蒸気加減弁とを有する複合サイク
   ル発電プラントの負荷制御システムにおいて、 前記プラントの負荷指令が変化した時に、前記負荷指令
   と実負荷との偏差に基づいて、前記加減弁の開度補正信
   号を作成する手段と、 前記開度補正信号と前記高圧蒸気加減弁の開度設定信号
   とに基づいて、前記高圧蒸気加減弁の制御信号を作成す
   る手段と、 前記開度補正信号と前記低圧蒸気の検出信号とに基づい
   て、前記低圧蒸気加減弁の開度補正バイアス信号を作成
   する手段と、 前記開度補正バイアス信号と前記低圧蒸気加減弁の開度
   設定信号とに基づいて、前記低圧蒸気加減弁の制御信号
   を作成する手段、とを備えてなることを特徴とする複合
   サイクル発電プラントの負荷制御システム。
2. 【請求項２】ガスタービンと排熱回収ボイラと蒸気ター
   ビンとからなり、前記排熱回収ボイラ内部に高圧蒸気発
   生器と低圧蒸気発生器を有し、前記蒸気タービンは、高
   圧蒸気タービン及び低圧蒸気タービンからなり、該高圧
   蒸気発生器からの発生蒸気である高圧蒸気を、高圧蒸気
   加減弁を介して前記高圧蒸気タービンに導入し、前記低
   圧蒸気発生器からの発生蒸気である低圧蒸気を、低圧蒸
   気加減弁を介して、前記高圧蒸気タービンの排気と合流
   してから前記低圧蒸気タービンに導入する形式の複合サ
   イクル発電プラントで、プラント負荷指令とプラント負
   荷の偏差である負荷偏差信号を発生する第一の減算手段
   と、該負荷偏差信号を比例積分演算してガスタービン燃
   料弁操作信号を発生する第一の比例積分制御手段とを有
   する負荷制御システムにおいて、 前記負荷偏差信号を比例積分演算して蒸気加減弁開度補
   正バイアス信号を発生する第二の比例積分制御手段と，
   前記プラント負荷指令の変動に応じて前記第二の比例積
   分制御手段に対する前記負荷偏差信号の入力をオン／オ
   フする入力切替え手段と，前記高圧蒸気加減弁の開度を
   任意の値に固定する高圧蒸気加減弁開度設定信号を発生
   する高圧蒸気加減弁開度設定手段と，該高圧蒸気加減弁
   開度設定信号に前記蒸気加減弁開度補正バイアス信号を
   加算して、高圧蒸気加減弁操作信号を発生する第一の加
   算手段と，高圧蒸気圧力検出値ＰＨを、前記蒸気加減弁
   開度補正バイアス信号が０でない時の前記高圧蒸気圧力
   検出値であるＰＨ０で割った値、（ＰＨ／ＰＨ０）を算
   出し、前記蒸気加減弁開度補正バイアス信号にＰＨ／Ｐ
   Ｈ０を乗じて、低圧蒸気加減弁開度補正バイアス信号を
   算出する演算手段と，前記プラント負荷指令の変動に応
   じて低圧蒸気圧力目標値を算出する低圧蒸気圧力目標値
   発生手段と，該低圧蒸気圧力目標値と低圧蒸気圧力検出
   値との偏差である低圧蒸気圧力偏差信号を算出する第二
   の減算手段と，該低圧蒸気圧力偏差信号を比例積分演算
   して低圧蒸気圧力補正バイアス信号を発生する第三の比
   例積分制御手段と，前記低圧蒸気加減弁の開度を任意の
   値に固定する低圧蒸気加減弁開度設定信号を発生する低
   圧蒸気加減弁開度設定手段と，該低圧蒸気加減弁開度設
   定信号に、前記低圧蒸気加減弁開度補正バイアス信号と
   前記低圧蒸気圧力補正バイアス信号を加算して、低圧蒸
   気加減弁操作信号を発生する第二の加算手段とからなる
   蒸気加減弁協調操作手段を有することを特徴とした、複
   合サイクル発電プラント負荷制御システム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の複合サイクル発電プラン
   トの負荷制御システムにおいて、前記入力切替え手段
   は、前記プラント負荷指令が変化した場合には、前記第
   二の比例積分制御手段に対して前記負荷偏差信号を入力
   し、前記プラント負荷指令が一定の場合には、前記第二
   の比例積分制御手段に対して前記負荷偏差信号を入力し
   ないことを特徴とする複合サイクル発電プラント負荷制
   御システム。
4. 【請求項４】請求項２に記載の複合サイクル発電プラン
   トの負荷制御システムにおいて、前記低圧蒸気圧力目標
   値発生手段は、プラント定常負荷状態における前記プラ
   ント負荷指令と低圧蒸気圧力との関係を示す関数を発生
   する関数発生手段と，前記ガスタービンの負荷変動に対
   する前記低圧蒸気圧力の応答遅れを模擬した時間遅れ要
   素とを有し、前記関数発生手段に前記プラント負荷指令
   を入力して、静的低圧蒸気圧力目標値を算出し、該静的
   低圧蒸気圧力目標値を前記時間遅れ要素に入力して、前
   記プラント負荷指令が変化した場合の過渡状態に応じた
   動的低圧蒸気圧力目標値を算出することを特徴とする複
   合サイクル発電プラント負荷制御システム。
5. 【請求項５】請求項２に記載の複合サイクル発電プラン
   トの負荷制御システムにおいて、前記第二の比例積分制
   御手段は、前記入力切替え手段によって入力される前記
   負荷偏差信号が突然オフになった場合、前記比例積分手
   段を初期状態にリセットする機能を有することを特徴と
   する複合サイクル発電プラント負荷制御システム。