JPH09242508A

JPH09242508A - コンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置

Info

Publication number: JPH09242508A
Application number: JP4640596A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Tanaka; 俊彦田中; Takayuki Nagashima; 孝幸長嶋; Shiro Hino; 史郎日野; Shoichiro Fujioka; 昭一郎藤岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-04
Also published as: JP3697310B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸気の損失を低減しつつ、安全に排熱回収ボイ
ラを停止すること。【解決手段】ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラ
の給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸
気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービン
をタービンバイパス管９を通してバイパスするととも
に、このタービンバイパス管９の圧力を圧力調節手段１
０により調節するコンバインドサイクルプラントにおい
て、前記排熱回収ボイラを停止する際、タービンバイパ
ス管９の圧力調節手段１０を、決められたプラント条件
が成立した時点の制御設定値として制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの排
気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換によって蒸気
を発生させ、この蒸気により蒸気タービンを駆動するコ
ンバインドサイクルプラントにおいて、蒸気タービンで
利用可能な蒸気の損失を抑制しつつ、プラントを安全に
停止するためのコンバインドサイクルプラントの停止方
法およびその停止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来のコンバインドサイクル発
電プラントの構成を示す系統図である。図１１に示すよ
うに、ガスタービンからの高温の排気ガスは、排熱回収
ボイラ（ＨＲＢ）１に導かれることにより、蒸気ドラム
２内の給水が蒸発器３で蒸気にされた後、さらに過熱器
４で過熱蒸気となる。この過熱蒸気は主蒸気管５を通
り、蒸気加減弁（ＭＣＶ）６を経て蒸気タービン７に流
入して仕事をした後、復水器８で水に戻される。

【０００３】また、主蒸気管５にはタービンバイパス管
９が接続されており、蒸気タービン７をバイパスした蒸
気はタービンバイパス管９を通り、タービンバイパス弁
（ＴＢＶ）１０を経て復水器８に導かれ水に戻される。
そして、主蒸気管５には主蒸気圧力センサ１１が取り付
けられている。

【０００４】図１２は従来のコンバインドサイクルプラ
ントの停止方法による回路構成を示すブロック図であ
る。また、図１２はタービンバイパス弁（ＴＢＶ）１０
の制御方法を示し、このタービンバイパス弁１０は電気
信号を空気出力に変換する電空変換器１２により開度が
調整され、この電空変換器１２にはＰＩＤ演算器１３か
らの電気信号が入力される。

【０００５】このＰＩＤ演算器１３は、ＰＶ（プロセス
値）部へ与えられた入力をプロセス値とし、ＳＶ（セッ
ト値）部へ入力された値を圧力制御設定値としてΡＩＤ
制御を行うものである。ＰＩＤ演算器１３のＰＶ部に
は、主蒸気圧力センサ１１の出力である主蒸気圧力ａが
入力する一方、ＳＶ部には切替器１４の出力である圧力
制御設定値ｂが入力する。

【０００６】切替器１４は、切替指令ｃが成立したとき
にＭＣＶ閉時圧力ｄを選択し、切替指令ｃが未成立のと
きに実圧トラッキング圧力ｅを選択して出力する。記憶
器１５は切替指令ｃが成立すると、そのときの主蒸気圧
力ａの値を記憶し、切替指令ｃが未成立になるまで保持
する。実圧トラッキング圧力ｅは、主蒸気圧力ａに信号
発生器１６から出力されたトラッキングバイアスｆを加
算器１７で加算した圧力である。

【０００７】オア回路１８は、切替指令ｃとＭＣＶ（蒸
気加減弁）閉指令ｇとの論理和をとるものであり、ＭＣ
Ｖ閉指令ｇが出力された時だけ切替指令ｃを出力する。
そして、解列信号ｈが出力されると、記憶器１５で保持
した主蒸気圧力ａの値を解除する。

【０００８】このような回路により制御された場合の停
止時のタイムチャートを図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
および（Ｄ）に示す。プラントに対し停止指令が出力さ
れると、図１３（Ｃ）に示すようにガスタービン（Ｇ
Ｔ）が負荷降下を行い、燃料流量を絞っていくため、入
熱量が低下し、（Ａ）に示すように主蒸気圧力ａは次第
に低下していく。

【０００９】この時、タービンバイパス弁１０の圧力制
御設定値（ＳＶ）ｂは、切替器１４により実圧トラッキ
ング圧力ｅが選択されており、主蒸気圧力ａよりトラッ
キングバイパスｆだけ高い値となっている。ここで、
（Ｄ）に示すように発電機出力が所定の値まで低下する
と、蒸気加減弁（ＭＣＶ）６は蒸気タービン７への蒸気
の流入を遮断するため、（Ｂ）に示すように閉動作を開
始する。

【００１０】−方、タービンバイパス弁１０の圧力制御
設定値ｂは、この瞬間の主蒸気圧力ａを記憶した値であ
るＭＣＶ閉時圧力ｄに固定される。ここで、蒸気加減弁
（ＭＣＶ）６が閉止するため、蒸気ドラム２から発生し
た蒸気は圧力が上昇し、（Ａ）に示すように圧力制御設
定値ｂを超えようとするため、タービンバイパス弁１０
が開いて主蒸気を復水器８に逃がし、主蒸気圧力を圧力
制御設定値ｂに保持する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように従来技術による停止方法では、蒸気ドラム２のド
ラム圧力を逃がしながら停止しているため、次回起動す
る際に、時間がかかるという問題があった。また、停止
の際にタービンバイパス弁１０が開いて蒸気タービン７
で利用可能な蒸気を捨てることとなるため、熱エネルギ
ーが損失し、不経済である問題があった。

【００１２】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、蒸気の損失を低減しつつ、安全に排熱回収ボイ
ラを停止するコンバインドサイクルプラントの停止方法
およびその装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１の停止方法は、ガスタービン
の排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸
気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動
する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通
してバイパスするとともに、このタービンバイパス管の
圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイク
ルプラントにおいて、前記排熱回収ボイラを停止する
際、前記タービンバイパス管の圧力調節手段を、決めら
れたプラント条件が成立した時点の制御設定値として制
御することを特徴とする。

【００１４】請求項２の停止装置は、ガスタービンの排
気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラ
と、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービン
に供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸
気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、この
タービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコ
ンバインドサイクルプラントにおいて、前記排熱回収ボ
イラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節
手段を、決められたプラント条件が成立した時点の制御
設定値として制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１５】請求項３の停止方法は、請求項１記載のコ
ンバインドサイクルプラントの停止方法において、ター
ビンバイパス管の圧力調節手段の制御設定値として制御
を開始するプラント条件として、プラントおよびガスタ
ービンのいずれかの停止指令の成立を使用することを特
徴とする。

【００１６】請求項４の停止装置は、請求項２記載のコ
ンバインドサイクルプラントの停止装置において、制御
手段は、プラントおよびガスタービンのいずれかの停止
指令の成立にてタービンバイパス管の圧力調節手段の制
御を開始することを特徴とする。

【００１７】請求項５の停止方法は、請求項１記載のコ
ンバインドサイクルプラントの停止方法において、圧力
調節手段の制御設定値の制限値を複数有し、これらを蒸
気タービンに蒸気を供給する主蒸気管に設けた蒸気加減
弁の閉指令を用いて切り替えることを特徴とする。

【００１８】請求項６の停止装置は、請求項２記載のコ
ンバインドサイクルプラントの停止装置において、圧力
調節手段の制御設定値の制限値が異なる複数の制限器を
設け、これらの制限器を主蒸気管に設けた蒸気加減弁の
閉指令に基づいて切替可能に構成したことを特徴とす
る。

【００１９】請求項７の停止方法は、請求項１または３
記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法におい
て、停止時の圧力調整手段の制御設定値を、ガスタービ
ン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメ
タル温度，ドラム圧力の少なくとも一つを用いて設定す
ることを特徴とする。

【００２０】請求項８停止装置は、請求項２または４記
載のコンバインドサイクルプラントの停止装置におい
て、停止時の圧力調整手段の制御設定値を、ガスタービ
ン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメ
タル温度，ドラム圧力の少なくとも一つを用いて設定可
能に構成したことを特徴とする。

【００２１】請求項９の停止方法は、ガスタービンの排
気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を
発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する
一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通して
バイパスするとともに、このタービンバイパス管の圧力
を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプ
ラントにおいて、前記排熱回収ボイラを停止する際、前
記タ一ビンバイパス管の圧力調節手段を、主蒸気圧力に
バイアス値を加算した値を設定値として制御することを
特徴とする。

【００２２】請求項１０の停止装置は、ガスタービンの
排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイ
ラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービ
ンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記
蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、こ
のタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えた
コンバインドサイクルプラントにおいて、前記排熱回収
ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調
節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定
値として制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００２３】請求項１１の停止方法は、請求項９記載の
コンバインドサイクルプラントの停止方法において、タ
ービンバイパス管の圧力調節手段の制御設定値に異なる
複数の変化率制限を設け、これらを停止指令に基づいて
切り替えることを特徴とする。

【００２４】請求項１２の停止装置は、請求項１０記載
のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、
タービンバイパス管の圧力調節手段に対して変化率制限
の異なる複数の変化率制限器を設け、これらを停止指令
に基づいて切替可能に構成したことを特徴とする。

【００２５】請求項１３の停止方法は、請求項９記載の
コンバインドサイクルプラントの停止方法において、圧
力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件
を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、その
後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をか
けて設定値として出力することを特徴とする。

【００２６】請求項１４の停止装置は、請求項１０記載
のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、
圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条
件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、そ
の後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限を
かけて設定値として出力する設定値出力手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２８】図１は本発明の第１実施形態に係るコンバ
インドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置
による回路構成を示すブロック図である。なお、従来と
同一または対応する部分には図１２と同一の符号を用い
て説明する。

【００２９】この第１実施形態において、タービンバイ
パス管９の圧力調整手段としてのタービンバイパス弁１
０は、従来例と同様に電気信号を空気出力に変換する電
空変換器１２により開度が調整され、この電空変換器１
２にはＰＩＤ演算器１３からの電気信号が入力される。

【００３０】このＰＩＤ演算器１３は、ＰＶ部へ与えら
れた入力をプロセス値とし、ＳＶ部へ入力された値を圧
力制御設定値としてΡＩＤ制御を行うものである。ＰＩ
Ｄ演算器１３のＰＶ部は主蒸気圧力センサ１１の出力で
ある主蒸気圧力ａが入力する一方、ＳＶ部は切替器１４
の出力である圧力制御設定値ｂが入力する。

【００３１】切替器１４は、切替指令ｃが成立したとき
に停止時圧力ｉを選択し、切替指令ｃが未成立のときに
実圧トラッキング圧力ｅを選択して出力する。記憶器１
５は切替指令ｃが成立すると、そのときの主蒸気圧力ａ
の値を記憶し、切替指令ｃが未成立になるまで保持す
る。実圧トラッキング圧力ｅは、信号発生器１６から出
力されたトラッキングバイアスｆを加算器１７で主蒸気
圧力ａに加算した圧力である。

【００３２】オア回路１８は、切替指令ｃと停止指令ｊ
との論理和をとるものであり、停止指令ｊが出力された
時だけ切替指令ｃを出力する。そして、解列信号ｈが出
力されると、記憶器１５で保持した主蒸気圧力ａの値を
解除する。

【００３３】すなわち、第１実施形態では、従来例の回
路構成を示す図１２に対し、記憶器１５からの出力を選
択する切替指令ｃのタイミングを与える条件として停止
指令ｊを使用するように変更したものである。この停止
指令ｊとしては、プラント停止指令またはガスタービン
の停止指令が挙げられる。

【００３４】そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，
記憶器１５，信号発生器１６，加算器１７，オア回路１
８，停止指令ｊおよび解列信号ｈにより制御手段１９が
構成され、この制御手段１９は停止指令ｊの成立にてタ
ービンバイパス管９のタービンバイパス弁１０の開度制
御を開始する。

【００３５】したがって、停止指令ｊが成立した瞬間の
主蒸気圧力がタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値
ｂとなるため、蒸気加減弁６の閉開始時点の主蒸気圧力
がタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値となる従来
の停止方法に比して、蒸気加減弁６の閉動作中に主蒸気
圧力ａの上昇が発生してもタービンバイパス弁１０が開
くことなく制御を継続できる。

【００３６】次に、第１実施形態の作用について説明す
る。

【００３７】第１実施形態による停止時のタイムチャー
トを図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。従来と同様に、プラン
トの停止指令ｊが成立すると、ガスタービン（ＧＴ）が
負荷降下を開始し、入熱が減少するため、主蒸気圧力ａ
が下がり始める。

【００３８】しかし、この時点で既にタービンバイパス
弁１０の圧力制御設定値ｂは、停止指令時の主蒸気圧力
ａにトラッキングバイアスｆを加算した値に固定されて
いる。このため、蒸気加減弁６が閉動作を開始し、主蒸
気圧力ａが上昇しても、直ちにタービンバイパス弁１０
の圧力制御設定値ｂを超えることはなく、タービンバイ
パス弁１０が全閉のままプラントは停止する。これによ
り、蒸気タービン７で利用可能な蒸気の捨てる量をなく
し、安全にプラントを停止させることができる。

【００３９】なお、本実施形態では、タービンバイパス
管９のタービンバイパス弁１０を、その時点の蒸気ドラ
ム２の圧力または蒸気管圧力を設定値として制御を開始
するプラント条件に、停止指令ｊの成立を使用したが、
ＭＣＶ閉指令より時間的に前であれば、その他、決めら
れたプラント条件が成立した時点の信号であってもほぼ
同様の効果が得られる。また、上記停止指令としては、
プラント停止指令やガスタービンの停止指令が挙げられ
る。

【００４０】図３は本発明の第２実施形態に係るコンバ
インドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置
による回路構成を示すブロック図、図４（Ａ）〜（Ｄ）
は第２実施形態による停止時のタイムチャートである。
なお、前記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。以下の各実施形態についても同様であ
る。

【００４１】図３において、本実施形態では前記第１実
施形態のように切替器１４，記憶器１５およびオア回路
１８を設置せず、また停止指令ｊ，解列信号ｈおよび切
替指令ｃも用いることなく、ＰＩＤ演算器１３と加算器
１７との間に、変化率制限器２０が配置されている。そ
して、ＰＩＤ演算器１３，信号発生器１６，加算器１７
および変化率制限器２０により制御手段２１が構成さ
れ、この制御手段２１は排熱回収ボイラ１を停止する際
のタービンバイパス管９のタービンバイパス弁１０を、
主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を加算した値
を設定値として制御する。

【００４２】このように本実施形態によれば、図４に示
すようにタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂ
は、常に主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を加
算した実圧トラッキング圧力ｅの値に制御されることか
ら、停止時に蒸気加減弁６が閉動作し、主蒸気圧力ａが
上昇しても、タービンバイパス弁１０は全閉のままとな
り、蒸気タービン７で利用可能な蒸気の捨てる量をなく
し、安全にプラントを停止させることができる。

【００４３】但し、プラントの異常などによる急激な主
蒸気圧力ａの上昇に対しては、実圧トラッキング圧力ｅ
に対して変化率制限器２０を設けたことから、タービン
バイパス弁１０が開となって蒸気圧力を逃がすことがで
きる。

【００４４】なお、第２実施形態において、変化率制限
の設定値が異なる変化率制限器を追加して複数配置し、
主蒸気圧力値が比較的一定のままとなる通常運転時は、
変化率制眼値を小さく設定した変化率制限器を使用し、
停止時は変化率制限値を大きく設定した変化率制限器に
停止指令を用いて切り替え、停止時のタービンバイパス
弁１０の開動作を少なくするようにしてもよい。

【００４５】また、排熱回収ボイラ１や蒸気タービン７
などの機器の損耗を防ぐためには、そのメタル温度の変
化率を一定以下とする必要があるが、プラント停止時に
蒸気圧が急激に上昇すると、蒸気の飽和温度が急激に上
昇し、これに伴い蒸気温度が急激に変化し、機器のメタ
ル温度を急変させ、機器の寿命消費を早める不具合が生
じる。このため、変化率制限の設定値が異なる変化率制
限器を追加し、停止時は変化率制限の設定値を大きいも
のに停止指令を用いて切り替え、前記の急激なメタル温
度変化を防ぐようにしてもよい。

【００４６】さらに、本実施形態においては、排熱回収
ボイラ１を停止する際にタービンバイパス弁１０の制御
設定値とするために加算するバイアス値を、停止時は通
常運転中の値とは別の値に切り替えるようにしてもよ
い。

【００４７】図５は本発明の第３実施形態に係るコンバ
インドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置
による回路構成を示すブロック図、図６（Ａ）〜（Ｄ）
は第３実施形態による停止時のタイムチャートである。

【００４８】図５に示すように、本実施形態では、従来
の回路構成を示す図１２において、ＰＩＤ演算器１３と
切替器１４との間に、通常用制限器２２と停止用制限器
２３とを並列に設けるとともに、これらと切替器２４を
直列に接続している。

【００４９】したがって、通常用制限器２２と停止用制
限器２３とを並列に設けたことにより、圧力制限値の上
下限が設定され、通常用制限器２２は第２実施形態のよ
うに機器のメタル温度に合わせて設定された変化率の制
限器である一方、停止用制限器２３の圧力制限値は、ガ
スタービンの排気ガス温度に対応して求められた値に設
定される。そして、ＭＣＶ閉指令ｇにより蒸気加減弁６
が閉まり始めた時点で、切替器２４によって通常用制限
器２２から停止用制限器２３に切り替える。

【００５０】そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，
記憶器１５，信号発生器１６，加算器１７，オア回路１
８，通常用制限器２２，停止用制限器２３，切替器２
４，ＭＣＶ閉指令ｇおよび解列信号ｈにより制御手段２
５が構成される。

【００５１】ところで、プラント停止時に蒸気ドラム２
の圧力が上昇し過ぎると、発生蒸気の飽和温度が上昇す
る。ここで、プラント停止中はガスタービンの排気ガス
温度が徐々に低下していくため、この排気ガス温度が過
熱器４内の蒸気の飽和温度より低くなると、過熱器４内
の蒸気の冷却現象が発生し、最悪の場合はドレンが発生
するなどの不具合が生じる。過熱器４でドレンが生成さ
れると蒸気加減弁６が開いている状態では、このドレン
が蒸気タービン７に流入し、蒸気タービン翼を損傷させ
る可能性がある。

【００５２】また、過熱器４でのドレン発生はドレンア
タックによる過熱器４の損傷、また停止後の再起動にて
発生したドレンを捨てる必要があるため、起動時間が延
びてしまうなどの問題がある。

【００５３】これに対し本実施形態によれば、通常用制
限器２０と停止用制限器２１を並列に設けたことによ
り、図６に示すように停止時に主蒸気圧力ａがこの停止
用制限器２１の圧力制限値を超えた時点で、タービンバ
イパス弁１０が開き、蒸気圧力が上昇し過ぎないように
制御することができ、上述した不具合を解消することが
できる。

【００５４】図７は本発明の第４実施形態に係るコンバ
インドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置
による回路構成を示すブロック図、図８（Ａ）〜（Ｅ）
は第４実施形態による停止時のタイムチャートである。
第３実施形態の説明で述べたドレン発生の問題に対して
の別の解決方法として第４実施形態がある。

【００５５】コンバインドサイクルプラントでは、蒸気
ドラム２圧力の変圧運転を行う場合が多いため、過熱器
４での冷却現象が発生する圧力を一定の値として設定す
ることが困難である。このため第４実施形態では、過熱
器４などでの冷却現象が発生するための指標として、ガ
スタービン排気ガス温度（ＥＸＨＴ）ｌを用い、圧力調
整手段としてのタービンバイパス弁１０の停止時圧力制
御設定値ｋを設定する。なお、上記のようにガスタービ
ン排気ガス温度に限らず、蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タ
ービンメタル温度，ドラム圧力の少なくとも１つを使用
してもよい。

【００５６】すなわち、第４実施形態では、例えば図７
に示すようなガスタービン排気ガス温度ｌと停止時圧力
設定演算器２６を用いてタービンバイパス弁１０の圧力
制御を行う。この停止時圧力設定演算器２６は、ガスタ
ービン排ガス温度ｌを飽和温度とする圧力を演算により
求めて出力する演算器である。

【００５７】そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，
信号発生器１６，加算器１７，オア回路１８，停止時圧
力設定演算器２６，ＭＣＶ閉指令ｇ，解列信号ｈおよび
ガスタービン排ガス温度ｌにより制御手段２７が構成さ
れる。

【００５８】したがって、図８（Ａ）に示すように、タ
ービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂは、ＭＣＶ閉
指令ｇが出力されるまで主蒸気圧力ａにトラッキングバ
イアスｆを加算した値に固定されており、ＭＣＶ閉指令
ｇが出力されると、切替器１４は停止時圧力制御設定値
ｋに切り替えられる。そして、解列信号ｈが出力された
場合、圧力制御設定値ｂは切替器１４によりトラッキン
グバイアスｆを加算した値となる。

【００５９】また、ガスタービン（ＧＴ）トリップ時
は、ガスタービン排ガス温度ｌが急激に低下すること
で、停止時圧力制御設定値ｋも急激に低下するが、この
時には既に解列しているので、圧力制御設定値ｂはトラ
ッキングバイアスｆを加算した値となっており、プラン
ト動作に影響を与えない。

【００６０】このように本実施形態によれば、タービン
バイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをガスタービン排ガ
ス温度ｌに基づいて停止時圧力設定演算器２６により設
定することで、過熱器４などでの冷却現象が発生する圧
力以上に蒸気圧力を制御し、どのような運転状態からの
停止でも、上記の不具合を解消することができる。

【００６１】図９は本発明の第５実施形態に係るコンバ
インドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置
による回路構成を示すブロック図、図１０（Ａ）〜
（Ｄ）は第５実施形態による停止時のタイムチャートで
ある。

【００６２】排熱回収ボイラ１や蒸気タービン７などの
機器の損耗を防ぐためには、そのメタル温度の変化率を
一定以下とする必要があるが、プラント停止時に蒸気圧
力が急激に上昇すると、蒸気の飽和温度が急激に上昇
し、これに伴い蒸気温度が急激に変化し、機器のメタル
温度を急変させ、機器の寿命消費を早める不具合が生じ
る。

【００６３】この不具合を防止するため、本実施形態で
は図９および図１０に示すように、圧力調整手段として
のタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをＭＣＶ
閉指令を用いてタービンバイパス管９の圧力までステッ
プダウンするものである。

【００６４】すなわち、本実施形態では、図９に示すよ
うに図３の第２実施形態の構成に加え、加算器１７と変
化率制限器１９との間に切替器２８が配置され、この切
替器２８にはＭＣＶ閉指令ｇがワンショット回路２９を
介して入力される一方、変化率制限器１９にはＭＣＶ閉
指令ｇがワンショット回路２９およびノット回路３０を
介して入力される。

【００６５】また、信号発生器１６から出力されたトラ
ッキングバイアスｆは、減算器３１にも入力され、この
減算器３１において変化率制限器１９の出力信号からト
ラッキングバイアスｆ分を減算し、この減算した信号が
切替器２８に入力される。

【００６６】そして、信号発生器１６，加算器１７，変
化率制限器１９，切替器２８，ワンショット回路２９，
ノット回路３０，減算器３１およびＭＣＶ閉指令ｇによ
り設定値出力手段３２が構成されている。

【００６７】この設定値出力手段３２は、タービンバイ
パス弁１０の圧力制御設定値ｂを停止指令またはプラン
ト条件を用いてタービンバイパス管９の圧力に一旦設定
し、その後この値にトラッキングバイアスｆ値を加算し
た値に変化率制限器１９で変化率の制限をかけて設定値
として出力する。

【００６８】ここで、切替器２８は、ワンショット回路
２９の出力が０の時、実圧トラッキング圧力ｅを選択す
る一方、ワンショット回路２９の出力が１の時、減算器
３１によりトラッキングバイアスｆ値が減算された主蒸
気圧力ａを選択する。

【００６９】また、変化率制限器１９は、ノット回路２
８の出力が０の時、その出力側には入力側の信号に変化
率制限をかけていない信号が出力される一方、ノット回
路２８の出力が１の時には、出力側に入力側の信号に変
化率制限をかけている信号が出力される。

【００７０】次に、第５実施形態の作用について説明す
る。

【００７１】プラントの停止指令ｊが成立すると、ガス
タービン（ＧＴ）が負荷降下を開始し、入熱が減少する
ため、主蒸気圧力が下がり始める。すなわち、ＭＣＶ閉
指令ｇが入力されないと、切替器２６は切り替えられる
ことなく、主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を
加算した実圧トラッキング圧力ｅに変化率の制限をかけ
た圧力制御設定値として出力される。

【００７２】また、ＭＣＶ閉指令ｇが入力されると、ワ
ンショット回路２７が作動して切替器２８を減算器３１
からの信号に切り替え、トラッキングバイアスｆ値が減
算された主蒸気圧力ａに変化率の制限をかけない圧力制
御設定値として出力される。

【００７３】このように本実施形態によれば、タービン
バイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをＭＣＶ閉指令ｇを
用いてタービンバイパス管１０の圧力までステップダウ
ンすることより、ＭＣＶ閉止開始時のドラム圧力上昇時
に、第２実施形態に比べて、先行的にタービンバイパス
管１０を開くことができるので、上述した不具合を解消
することができる。その後、蒸気ドラム２の圧力にバイ
アス値を加算した値を設定値として制御することによ
り、第２実施形態と同様の運転を行うことが可能とな
る。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の停止方法によれば、ガスタービンの排気ガスと排熱回
収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この
蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気
タービンをタービンバイパス管を通してバイパスすると
ともに、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段
により調節するコンバインドサイクルプラントにおい
て、前記排熱回収ボイラを停止する際、前記タービンバ
イパス管の圧力調節手段を、決められたプラント条件が
成立した時点の制御設定値として制御することにより、
プラントの停止過程において、タ一ビンバイパス管を通
じて蒸気タービンをバイパスして復水器に捨てられる蒸
気量を低減しつつ、安全にプラントを停止することがで
きる。その結果、次回の起動時間を短縮することができ
る。

【００７５】請求項２の停止装置によれば、ガスタービ
ンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収
ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タ
ービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され
前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管
と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを
備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、前記排
熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の
圧力調節手段を、決められたプラント条件が成立した時
点の制御設定値として制御する制御手段を設けたことに
より、請求項１と同様の効果が得られる。

【００７６】請求項３の停止方法によれば、請求項１記
載のコンバインドサイクルプラントの停止方法におい
て、タービンバイパス管の圧力調節手段の制御設定値と
して制御を開始するプラント条件として、プラントおよ
びガスタービンのいずれかの停止指令の成立を使用する
ことにより、請求項１と同様の効果が得られる。

【００７７】請求項４の停止装置によれば、請求項２記
載のコンバインドサイクルプラントの停止装置におい
て、制御手段は、プラントおよびガスタービンのいずれ
かの停止指令の成立にてタービンバイパス管の圧力調節
手段の制御を開始することにより、請求項１と同様の効
果が得られる。

【００７８】請求項５の停止方法によれば、請求項１記
載のコンバインドサイクルプラントの停止方法におい
て、圧力調節手段の制御設定値の制限値を複数有し、こ
れらを蒸気タービンに蒸気を供給する主蒸気管に設けた
蒸気加減弁の閉指令を用いて切り替えることにより、請
求項１の効果に加え、過熱器などでのドレンの発生を防
止することができる。その結果、蒸気タービン翼や過熱
器の損傷を未然に防ぎ、また起動時間を短縮することが
できる。

【００７９】請求項６の停止装置によれば、請求項２記
載のコンバインドサイクルプラントの停止装置におい
て、圧力調節手段の制御設定値の制限値が異なる複数の
制限器を設け、これらの制限器を主蒸気管に設けた蒸気
加減弁の閉指令に基づいて切替可能に構成したことによ
り、請求項５と同様の効果が得られる。

【００８０】請求項７の停止方法によれば、請求項１ま
たは３記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法
において、停止時の圧力調整手段の制御設定値を、ガス
タービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気ター
ビンメタル温度，ドラム圧力の少なくとも一つを用いて
設定することにより、過熱器などでの冷却現象が発生す
る圧力以上に蒸気圧力を制御することで、請求項５と同
様の効果が得られる。

【００８１】請求項８停止装置によれば、請求項２また
は４記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置に
おいて、停止時の圧力調整手段の制御設定値を、ガスタ
ービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービ
ンメタル温度，ドラム圧力の少なくとも一つを用いて設
定可能に構成したことにより、請求項５と同様の効果が
得られる。

【００８２】請求項９の停止方法によれば、ガスタービ
ンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により
蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆
動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を
通してバイパスするとともに、このタービンバイパス管
の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイ
クルプラントにおいて、前記排熱回収ボイラを停止する
際、前記タービンバイパス管の圧力調節手段を、主蒸気
圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御する
ことにより、請求項１と同様の効果が得られる。

【００８３】請求項１０の停止装置によれば、ガスター
ビンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回
収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気
タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続さ
れ前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管
と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを
備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、前記排
熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の
圧力調節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算した値
を設定値として制御する制御手段を設けたことにより、
請求項１と同様の効果が得られる。

【００８４】請求項１１の停止方法によれば、請求項９
記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法におい
て、タービンバイパス管の圧力調節手段の制御設定値に
異なる複数の変化率制限を設け、これらを停止指令に基
づいて切り替えることにより、請求項１の効果に加え、
機器の急激なメタル温度変化を防止することができる。
これにより、機器の長寿命化を図ることができる。

【００８５】請求項１２の停止装置によれば、請求項１
０記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置にお
いて、タービンバイパス管の圧力調節手段に対して変化
率制限の異なる複数の変化率制限器を設け、これらの変
化率制限器を停止指令に基づいて切替可能に構成したこ
とにより、請求項１１と同様の効果が得られる。

【００８６】請求項１３の停止方法によれば、請求項９
記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法におい
て、圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラン
ト条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定
し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の
制限をかけて設定値として出力することにより、請求項
１１と同様の効果が得られる。

【００８７】請求項１４の停止装置によれば、請求項１
０記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置にお
いて、圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラ
ント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定
し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の
制限をかけて設定値として出力する設定値出力手段を設
けたことにより、請求項１２と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るコンバインドサイ
クルプラントの停止方法およびその停止装置による回路
構成を示すブロック図。

【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第１実施形
態による停止時のタイムチャート。

【図３】本発明の第２実施形態に係るコンバインドサイ
クルプラントの停止方法およびその停止装置による回路
構成を示すブロック図。

【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第２実施形
態による停止時のタイムチャート。

【図５】本発明の第３実施形態に係るコンバインドサイ
クルプラントの停止方法およびその停止装置による回路
構成を示すブロック図。

【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第３実施形
態による停止時のタイムチャート。

【図７】本発明の第４実施形態に係るコンバインドサイ
クルプラントの停止方法およびその停止装置による回路
構成を示すブロック図。

【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は第
４実施形態による停止時のタイムチャート。

【図９】本発明の第５実施形態に係るコンバインドサイ
クルプラントの停止方法およびその停止装置による回路
構成を示すブロック図。

【図１０】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第５実施
形態による停止時のタイムチャート。

【図１１】従来のコンバインドサイクル発電プラントの
構成を示す系統図。

【図１２】従来のコンバインドサイクルプラントの停止
方法および装置による回路構成を示すブロック図。

【図１３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は従来のコ
ンバインドサイクルプラントの停止時のタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１排熱回収ボイラ２蒸気ドラム３蒸発器４過熱器５主蒸気管６蒸気加減弁７蒸気タービン８復水器９タービンバイパス管１０タービンバイパス弁１１主蒸気圧力センサ１２電空変換器１３ＰＩＤ演算器１４切替器１５記憶器１６信号発生器１７加算器１８オア回路１９制御手段２０変化率制限器２１制御手段２２通常用制限器２３停止用制限器２４切替器２５制御手段２６停止時圧力設定演算器２７制御手段２８切替器２９ワンショット回路３０ノット回路３１減算器３２設定値出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤岡昭一郎東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイ
ラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を
蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービ
ンをタービンバイパス管を通してバイパスするととも
に、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段によ
り調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、前
記排熱回収ボイラを停止する際、前記タービンバイパス
管の圧力調節手段を、決められたプラント条件が成立し
た時点の制御設定値として制御することを特徴とするコ
ンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項２】ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い
蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイ
ラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管
と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパ
スするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管
に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクル
プラントにおいて、前記排熱回収ボイラを停止する際の
前記タービンバイパス管の圧力調節手段を、決められた
プラント条件が成立した時点の制御設定値として制御す
る制御手段を設けたことを特徴とするコンバインドサイ
クルプラントの停止装置。
【請求項３】請求項１記載のコンバインドサイクルプ
ラントの停止方法において、タービンバイパス管の圧力
調節手段の制御設定値として制御を開始するプラント条
件として、プラントおよびガスタービンのいずれかの停
止指令の成立を使用することを特徴とするコンバインド
サイクルプラントの停止方法。
【請求項４】請求項２記載のコンバインドサイクルプ
ラントの停止装置において、制御手段は、プラントおよ
びガスタービンのいずれかの停止指令の成立にてタービ
ンバイパス管の圧力調節手段の制御を開始することを特
徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項５】請求項１記載のコンバインドサイクルプ
ラントの停止方法において、圧力調節手段の制御設定値
の制限値を複数有し、これらを蒸気タービンに蒸気を供
給する主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令を用いて切
り替えることを特徴とするコンバインドサイクルプラン
トの停止方法。
【請求項６】請求項２記載のコンバインドサイクルプ
ラントの停止装置において、圧力調節手段の制御設定値
の制限値が異なる複数の制限器を設け、これらの制限器
を主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替
可能に構成したことを特徴とするコンバインドサイクル
プラントの停止装置。
【請求項７】請求項１または３記載のコンバインドサ
イクルプラントの停止方法において、停止時の圧力調整
手段の制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気
温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力
の少なくとも一つを用いて設定することを特徴とするコ
ンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項８】請求項２または４記載のコンバインドサ
イクルプラントの停止装置において、停止時の圧力調整
手段の制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気
温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力
の少なくとも一つを用いて設定可能に構成したことを特
徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項９】ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイ
ラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を
蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービ
ンをタービンバイパス管を通してバイパスするととも
に、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段によ
り調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、前
記排熱回収ボイラを停止する際、前記タ一ビンバイパス
管の圧力調節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算し
た値を設定値として制御することを特徴とするコンバイ
ンドサイクルプラントの停止方法。
【請求項１０】ガスタービンの排気ガスと熱交換を行
い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボ
イラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管
と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパ
スするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管
に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクル
プラントにおいて、前記排熱回収ボイラを停止する際の
前記タービンバイパス管の圧力調節手段を、主蒸気圧力
にバイアス値を加算した値を設定値として制御する制御
手段を設けたことを特徴とするコンバインドサイクルプ
ラントの停止装置。
【請求項１１】請求項９記載のコンバインドサイクル
プラントの停止方法において、タービンバイパス管の圧
力調節手段の制御設定値に異なる複数の変化率制限を設
け、これらを停止指令に基づいて切り替えることを特徴
とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項１２】請求項１０記載のコンバインドサイク
ルプラントの停止装置において、タービンバイパス管の
圧力調節手段に対して変化率制限の異なる複数の変化率
制限器を設け、これらを停止指令に基づいて切替可能に
構成したことを特徴とするコンバインドサイクルプラン
トの停止装置。
【請求項１３】請求項９記載のコンバインドサイクル
プラントの停止方法において、圧力調整手段の制御設定
値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイ
パス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス値
を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力
することを特徴とするコンバインドサイクルプラントの
停止方法。
【請求項１４】請求項１０記載のコンバインドサイク
ルプラントの停止装置において、圧力調整手段の制御設
定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバ
イパス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス
値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出
力する設定値出力手段を設けたことを特徴とするコンバ
インドサイクルプラントの停止装置。