JPH09257209A - コンバインドサイクル発電プラントの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低圧節炭器のホットバンキング水を、給水の加
温媒体として再循環系から高圧給水系に供給するとき、
給水を迅速に適正温度にコントロールできるコンバイン
ドサイクル発電プラントの制御装置を提供する。 【解決手段】ガスタービン５５の排ガスを熱源として蒸
気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービン５１に供給
する排熱回収ボイラ５２を備え、この排熱回収ボイラ５
２に上記排ガスの流に沿って順次、高圧ドラム６２、中
圧ドラム６６、低圧ドラム６９をそれぞれ設け、各ドラ
ム毎に独立して給水を供給する給水系７２と、上記排熱
回収ボイラ５２の低圧節炭器７１の出口側から分岐さ
れ、上記給水系７２に接続する再循環系９２とをそれぞ
れ備える一方、上記再循環系９２の再循環弁９４に、上
記給水系７２の給水温度にもとずいて弁開閉信号を与え
る制御手段を備えたコンバインドサイクル発電プラント
の制御装置において、上記給水系７２の給水温度にもと
ずいて演算し、上記再循環弁９４に弁開閉信号を与える
制御手段に信号遅れ補償要素回路９７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置に係り、特に起動時や負荷
変動時、排熱回収ボイラに供給される給水の温度を一定
値にコントロールし、給水の温度低下に伴う排熱回収ボ
イラの運転トラブルを未然に防ぐコンバインドサイクル
発電プラントの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンバインドサイクル発電プラン
トには、ガスタービンプラント、蒸気タービンプラン
ト、排熱回収ボイラを一つにまとめて軸系列に構成し、
この軸系列を複数備えたものがある。

【０００３】複数の軸系列を備えるコンバインド発電プ
ラントは、ガスタービンプラントと蒸気タービンプラン
トとを、単一軸で結合する一軸型のものと、互に軸を別
にする二軸型のものがあり、設置領域の広狭、制御機構
の簡素性を考慮すると一軸型のものが多く採用され、そ
の構成は図１４に示すものがある。

【０００４】一軸型のコンバインドサイクル発電プラン
トは、圧縮機１の駆動力により吐出される圧縮空気を燃
焼器２に案内し、ここで燃料弁３により流量コントロー
ルされる燃料を加えて燃焼させて燃焼ガスを生成し、こ
の燃焼ガスをガスタービン４に案内して膨張仕事をさ
せ、膨張仕事で得た回転トルクにより単一軸５上に設置
される発電機ｂ、蒸気タービン７を駆動するようになっ
ている。

【０００５】ガスタービン４は、膨張仕事後の燃焼ガス
を排ガス（排熱）として排熱回収ボイラ８に供給し、そ
の排ガスを熱源に排熱回収ボイラ８で蒸気を発生させる
熱回収が図られている。

【０００６】排熱回収ボイラ８は、発生する蒸気を加減
弁７ａを介して蒸気タービン７に供給し、膨張仕事をさ
せて回転トルクを得、回転トルクにより単一軸５を駆動
させるようになっている。

【０００７】蒸気タービン７は、膨張仕事をした後の蒸
気を排気蒸気として復水器２０に供給し、ここで冷却さ
れ、復水・給水として排熱回収ボイラ８に戻される。

【０００８】排熱回収ボイラ８は、排ガスの流れに沿っ
て順次、高圧過熱器９、高圧ドラム１０を備える高圧蒸
発器１１、中圧過熱器１２、高圧節炭器１３、中圧ドラ
ム１４を備える中圧蒸発器１５、中圧節炭器１６、低圧
ドラム１７を備える低圧蒸発器１８、低圧節炭器１９を
それぞれ備える構成になっている。

【０００９】高圧過熱器９の過熱蒸気は、加減弁７ａを
経て蒸気タービン７の初段落に、中圧過熱器１２の過熱
蒸気は、蒸気タービン７の途中段落に、また低圧ドラム
１７の低圧蒸気は、蒸気タービン７の後流段落にそれぞ
れ供給される。

【００１０】一方、排熱回収ボイラ８には、特開平７−
２２５００３号公報に見られるように、いわゆる独立給
水方式と呼ばれ、給水を排熱回収ボイラ８の各熱交換器
毎に分けて供給する給水系２１が設けられている。この
給水系２１は、復水器２０で冷却される復水を給水とし
て排熱回収ボイラ８の高圧節炭器１３に直接案内する高
圧給水系２２と、この高圧給水系２２で分流される給水
を排熱回収ボイラ８の低圧節炭器１９に直接案内する低
圧給水系２３と、低圧節炭器１９の出口側で分岐し、一
方を中圧節炭器１６に接続する中圧給水系２５と、他方
を高圧給水系２２に接続する再循環系２４とをそれぞれ
備える独立給水式構造になっている。また、高圧給水系
２２には、給水を分流させ、復水器２０に戻すミニマム
フロー系２６が設けられている。

【００１１】高圧給水系２２は、給水の流れに沿って順
次、復水ポンプ２７、給水温度計２８、給水ポンプ２
９、高圧節炭器１３、調整弁３６、高圧ドラム１０をそ
れぞれ備え、復水器２０の復水を給水として復水ポンプ
２７で昇圧し、さらに給水ポンプ２９で再昇圧し、再昇
圧後の給水を高圧節炭器１３で加熱させ、調整弁３６で
流量コントロールした後高圧ドラム１０に案内し、ここ
で高圧蒸発器１１で蒸発させた後、高圧過熱器９で過熱
蒸気にして蒸気タービン７の初段落に供給するようにな
っている。

【００１２】低圧給水系２３は、低圧給水ポンプ３１、
逆止弁３２、低圧節炭器１９、調整弁３７、低圧ドラム
３７をそれぞれ備え、高圧給水系２２から分流される給
水を、低圧給水ポンプ３１で昇圧し、昇圧後の給水を低
圧節炭器１９で加温させ、加温後の飽和水を調整弁３７
で流量コントロールした後低圧ドラム１７に案内し、こ
こで低圧蒸発器１８で蒸発させた後、飽和蒸気として蒸
気タービン７の後流段落に供給するようになっている。

【００１３】中圧給水系２５は、中圧節炭器１６、逆止
弁３８、調整弁３９、中圧ドラム１４をそれぞれ備え、
低圧給水系２３の給水を低圧節炭器１９で加温させ、加
温後の飽和水を中圧節炭器１６で加熱させ、加熱後の飽
和蒸気を調整弁３９で流量コントロールした後、中圧ド
ラム１４に案内し、ここで中圧蒸発器１５で蒸発させた
後、中圧過熱器１２で過熱蒸気にして蒸気タービン７の
途中段落に供給するようになっている。

【００１４】再循環系２４は、止め弁３３、再循環弁３
４をそれぞれ備え、起動時、再循環弁３４を弁開させ、
高圧給水系２２を流れる給水に、排熱回収ボイラ８の低
圧節炭器１９の比較的高温なホットバンキング水（運転
停止中低圧節炭器に残っている残熱水）を加えて加温さ
せ、加温後の給水を低圧給水ポンプ３１、逆止弁３２を
経て低圧節炭器１９に流し、その伝熱管の内外温度差を
ほぼ均衡させ、排ガス中に含まれる水分の結露に伴う低
圧節炭器１９の局所の露点腐食、酸化腐食の防止を図っ
ている。

【００１５】ミニマムフロー系２６は、ミニマムフロー
弁３５を備え、起動時や負荷変動時、高圧給水系２２を
流れる給水が不足しているとき、給水流量計４２の出力
信号によりミニマムフロー弁３５を弁開させ、不足する
給水を復水器２０に戻して再び高圧給水系２２に還流さ
せ、給水ポンプ２９の最小給水量を確保することにより
ポンプ過熱防止を図っている。

【００１６】ミニマムフロー弁３５を制御する回路は、
図１７に示すように、給水流量計４２の実給水流量信号
に、予じめ設定された設定器４３の設定信号を加減算器
４４で突合わせ、誤差が出ると、誤差信号をもとに補償
演算器４５で弁開閉信号を演算し、演算信号をミニマム
フロー弁３５に与えて弁開閉を行わせ、給水ポンプ２９
の最小給水量を確保している。

【００１７】ところで、低圧節炭器１９の露点腐食・酸
化腐食の発生防止にあたり、図１４、図１５で示す従来
技術では、低圧節炭器１９に供給される給水の温度が約
６０℃になるように給水温度計２８の実温度の信号がコ
ントローラ４０に与えられ、この実温度信号により再循
環弁３４を開閉制御させ、低圧節炭器１９のホットバン
キング水の流量コントロールを行い、給水の温度調節を
していた。

【００１８】低圧節炭器１９に供給される給水の設定温
度約６０℃は、コントローラ４０で自由に可変できるよ
うになっている。すなわち、ガスタービン４から排熱回
収ボイラ８に供給される排ガスには、大気中の水分と燃
料中の水分が含まれており、特に大気中の水分の増減は
季節に左右される。夏場のように気温が高いとき、大気
中の水分が多く、冬場のように気温が低いとき、大気中
の水分は少ない。このため、コントローラ４０は、図１
５に示すように、大気温度計４６の実大気温度をもとに
関数発生器４７から排ガスの水分が結露しない給水温度
を求め、求めた給水温度信号に給水温度計２８の実温度
信号を加減算器４８で突合わせ、誤差が出ると、誤差信
号をもとに補償演算器４９で弁開閉信号を演算し、演算
信号により再循環弁３４を開閉制御させ、大気温度に見
合うように、給水を加温する低圧節炭器１９のホットバ
ンキング水の流量コントロールしている。なお、排熱回
収ボイラ８が負荷運転に入ると、低圧節炭器１９の結露
問題はなくなるので、再循環弁３４は弁閉となる。ま
た、弁閉後、再循環弁３４の弁シートからリークがあっ
てはならないので、図１６に示すように、コントローラ
４１は弁閉信号を止め弁３３に与え、リーク防止の完全
化を期している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】図１４で示す従来のコ
ンバインドサイクル発電プラントでは、給水系２１が高
圧給水系２２、中圧給水系２５、低圧給水系２３と区分
けされ、排熱回収ボイラ８の高圧ドラム１０、中圧ドラ
ム１４、低圧ドラム１７のそれぞれに給水を供給でき
る、独立給水構造を採っているので、負荷運転時、各ド
ラム１０，１４，１７への給水の供給が安定化する利点
を持つ反面、低圧節炭器１９の結露防止用に設けた再循
環系２４の再循環弁３４を、高圧給水系２２の給水温度
計２８の実給水温度信号により開閉させている。このた
め、給水流量の変動の激しい起動時、再循環弁３４の開
閉制御がまにあわず、低圧節炭器１９に供給される給水
の温度は設定温度を維持できず、運転上、諸種のトラブ
ルが発生する不具合、不都合があった。

【００２０】このような原因について、図１８を用いて
詳しく説明すると、ガスタービン４の運転モードは、運
転指令があると、図１８の（ａ）に示すように、その回
転数を徐々に昇速させ、この間排熱回収ボイラ８に残っ
ている未燃焼ガスを大気に排出させるパージ運転を行っ
ている。パージ運転終了後、ガスタービン４は、燃焼器
２に燃料着火を行わせ、回転数を定格まで昇速させ、定
格回転数整定後、燃焼器２に燃料投入が行われ、並列運
転に入り、負荷を定格まで上昇させる。

【００２１】一方、低圧ドラム１７のドラム水位は、図
１８の（ｂ）の破線で示すように、当初、比較的低く設
定されている。

【００２２】給水系２１の給水ポンプ２９および低圧給
水ポンプ３１がともに駆動され、また燃焼器２の燃料着
火が行われると、低圧ドラム１７の設定ドラム水位は、
図１８の（ｂ）の破線の位置まで上昇される。ところ
が、この時点において、低圧ドラム１７には、給水が供
給されており、またその水面から蒸発が始まっているた
め、気泡が出、この気泡のためにプライミングやスエー
リング等の水位変動があらわれ、図示実線の実水位は、
図示破線の設定水位から大きくはずれる。このため、低
圧給水ポンプ３１は低圧ドラム１７の実水位を設定水位
に近づけるため、図１８の（ｃ）の一点鎖線ｇで示すよ
うに、給水を増加させる運転が行われる。この給水の増
加に伴って、図１４で示す高圧給水系２２の給水温度計
２８は、再循環系２４の再循環弁３４に実給水温度にも
とずく弁開信号を与えるようになっている。

【００２３】しかし、給水温度計２８は、機器固有の特
性上、給水温度検出信号に遅れが出る。このためコント
ローラ４０から再循環弁３４に弁拡開信号を与えると
き、図１８の（ｅ）の一点鎖線ｇで示すように、弁拡開
信号が遅れ、この遅れに伴って図１８の（ｆ）に示すよ
うに、低圧節炭器１９のホットバンキング水による高圧
給水系２２の給水への加温がおそくなる。

【００２４】このように、設定温度よりも低い給水が、
過渡的に低圧節炭器１９に流れる結果、排ガス温度との
熱的均衡がとれず、低圧節炭器１９の伝熱管表面に排ガ
ス中の水分が結露するこがあった。

【００２５】また、低圧ドラム１７の実水位が、図１８
の（ｂ）の破線で示す設定水位よりもオーバシュートす
ると、低圧給水ポンプ３１は低圧節炭器１９を経て低圧
ドラム１７に供給する給水を、図１８の（ｃ）の一点鎖
線ｈで示すように絞り込む運転を行っている。

【００２６】しかし、この場合も、給水温度計２８から
再循環弁３４のコントローラ４０に弁絞り開度信号を与
えても、給水温度計２８の給水温度検出信号に遅れが出
ているため、再循環弁３４の絞り開度の応答が遅れ、過
渡的ではあるが、図１８の（ｄ）で示すように、設定給
水温度よりも高いまま低圧節炭器１９に給水が流れるこ
とがあった。

【００２７】実給水温度が設定給水温度よりも高くなり
すぎると、低圧給水ポンプ３１および給水ポンプ２９は
ともに、必要吸い込み揚程（ＮＰＳＨ）が確保できなく
なり、給水の圧力低下に伴って気泡のキャビテーション
が発生し、ポンプインペラの壊食を引き起すおそれがあ
り、また、ポンプケーシングの上半、下半の温度差によ
りポンプインペラ軸のアライメントが変位し、軸受の焼
き付けのおそれがある。

【００２８】本発明は、このような事情にもとずいてな
されたものであり、低圧節炭器のホットバンキング水
を、給水の加温媒体として再循環系から給水系に供給す
るとき、給水を迅速に適正温度にコントロールするコン
バインドサイクル発電プラントの制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２９】また、本発明の他の目的は、低圧節炭器の
ホットバンキング水を、給水の加温媒体として再循環系
から給水系に供給され、給水が所定温度になったとき、
再循環系の止め弁を確実に弁閉にするコンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置を提供することにある。

【００３０】また、本発明の他の目的は、給水系の給水
ポンプの最小給水流量を確実に確保するとともに、給水
を適正温度にして給水ポンプに供給するコンバインドサ
イクル発電プラントの制御装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコンバイン
ドサイクル発電プラントの制御装置は、上記目的を達成
するために、請求項１に記載したように、ガスタービン
の排ガスを熱源として蒸気を発生させ、発生した蒸気を
蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラを備え、この排
熱回収ボイラに上記排ガスの流に沿って順次、高圧ドラ
ム、中圧ドラム、低圧ドラムをそれぞれ設け、各ドラム
毎に独立して給水を供給する給水系と、上記排熱回収ボ
イラの低圧節炭器の出口側から分岐され、上記給水系に
接続する再循環系とをそれぞれ備える一方、上記再循環
系の再循環弁に、上記給水系の給水温度にもとずいて弁
開閉信号を与える制御手段を備えたコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置において、上記給水系の給水
温度にもとずいて演算し、上記再循環弁に弁開閉信号を
与える制御手段に、信号遅れ補償要素回路を設けたもの
である。

【００３２】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項２に記載したように、信号遅れ補償要素回路から再循
環弁に与えられる弁開閉信号に、給水系の給水温度をも
とに演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段の
出力信号を加算させる加算演算器を設けたものである。

【００３３】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項３に記載したように、信号遅れ補償要素回路が演算す
る制御要素は、高圧給水系を流れる給水流量信号にした
ものである。

【００３４】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項４に記載したように、信号遅れ補償要素回路が演算す
る制御要素は、低圧節炭器の出口側の給水温度信号にし
たものである。

【００３５】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項５に記載したように、信号遅れ補償要素回路は、演算
する制御要素を低圧節炭器の出口側の給水温度信号と給
水系の給水流量信号とに求める一方、これら給水温度信
号と給水流量信号とで再循環弁に与えられる弁開閉信号
を演算する弁開度演算器を設けたものである。

【００３６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項６に記載したように、信号遅れ補償要素回路は、演算
する制御要素を低圧給水系の給水温度に求める一方、上
記信号遅れ補償要素回路から再循環弁に与えられる弁開
閉信号と、高圧給水系の給水温度をもとに演算し、再循
環弁に弁開閉信号を与える制御手段の出力信号とのう
ち、いずれか低値信号を選択する低値優先演算器を設け
たものである。

【００３７】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項７に記載したように、高圧給水系の給水温度をもとに
演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、予
じめ定められた弁開閉信号を上記再循環弁に与える弁開
度設定器を設けるとともに、上記給水温度が所定温度よ
りも高いとき、上記弁開度設定器の出力信号により再循
環弁を弁開させる切替器を設けたものである。

【００３８】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項８に記載したように、切替器は、高圧給水系の給水温
度の高低を判別し、給水温度が所定温度よりも高いとき
切替え作動信号を出力する温度判別器により切替えられ
るものである。

【００３９】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項９に記載したように、高圧給水系の給水温度をもとに
演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、予
じめ定められた弁開信号を上記再循環弁に与える弁開度
設定器を設けるとともに、上記制御手段の弁開閉信号が
上記再循環弁に与えられる前に、上記弁開度設定器の設
定弁開信号を上記再循環弁に与える切替器を設けたもの
である。

【００４０】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１０に記載したように、切替器は、制御要素の高低を
判別し、制御要素が所定値になったとき切替え作動信号
を出力する判別器により切替えられるものである。

【００４１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１１に記載したように、制御要素は、ガスタービン回
転数、ガスタービン負荷、ガスタービン排ガス温度、低
圧節炭器出口給水温度、低圧ドラム器内圧力、高圧給水
系の給水流量のいずれかにしたものである。

【００４２】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１２に記載したように、高圧給水系の給水温度をもと
に演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、
予じめ定められた弁開信号を上記再循環弁に与える温度
弁開度設定器を設けるとともに、上記制御手段の弁開閉
信号が上記再循環弁に与えられる前に、上記温度弁開度
設定器の設定弁開度信号を上記再循環弁に与える切替器
を設けたものである。

【００４３】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１３に記載したように、高圧給水系の給水温度をもと
に演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、
弁開度演算器を設け、上記制御手段の弁開閉信号が上記
再循環弁に与えられる前に、上記弁開度演算器の弁開閉
信号を上記再循環弁に与える切替器を設けたものであ
る。

【００４４】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１４に記載したように、弁開度演算器が弁開閉信号を
演算する制御要素は、高圧給水系の給水温度にしたもの
である。

【００４５】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１５に記載したように、高圧給水系の給水温度をもと
に演算し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、
温度変化率演算回路を設けるとともに、上記制御手段の
出力信号と上記温度変化率演算回路の出力信号のうち、
いずれか一方の出力信号を上記再循環弁の弁開閉信号と
して選択する選択演算器を設けたものである。

【００４６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１６に記載したように、温度変化率制御回路は、高圧
給水系の給水温度をもとに温度変化率を算出する温度変
化率演算器と、温度変化率演算器により算出された温度
変化率信号に、予じめ定められた温度変化率設定器の設
定温度変化率信号を突合わせ、誤差信号が出ると、誤差
信号を演算するＰＩＤ演算器とをそれぞれ備えたもので
ある。

【００４７】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１７に記載したように、ガスタービンの排ガスを熱源
として蒸気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに
供給する排熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラに
上記排ガスの流に沿って順次、高圧ドラム、中圧ドラ
ム、低圧ドラムをそれぞれ設け、各ドラム毎に独立して
給水を供給する給水系と、上記排熱回収ボイラの低圧節
炭器の出口側から分岐され、上記給水系に接続する再循
環系とをそれぞれ備える一方、上記再循環系の止め弁
に、弁閉信号を与える制御手段を備えたコンバインドサ
イクル発電プラントの制御装置において、上記止め弁に
弁閉信号を与える制御手段に、上記給水系を流れる給水
が所定温度になったとき、上記止め弁を強制的に弁閉に
させる弁閉指令器を設けるとともに、弁閉指令器の弁閉
信号を上記止め弁に与える切替器を設けたものである。

【００４８】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１８に記載したように、切替器は、高圧給水系の給水
温度の高低を判別し、給水温度が所定温度になったと
き、切替え作動信号を出力する判別器により切替えるこ
とができるようにしたものである。

【００４９】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項１９に記載したように、ガスタービンの排ガスを熱源
として蒸気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに
供給する排熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラに
上記排ガスの流に沿って順次、高圧ドラム、中圧ドラ
ム、低圧ドラムをそれぞれ設け、各ドラム毎に独立して
給水を供給する給水系と、上記排熱回収ボイラの低圧節
炭器の出口側から分岐され、上記給水系に接続する再循
環系と上記給水系に設けた給水ポンプの最小給水流量を
確保するミニマムフロー系とをそれぞれ備える一方、上
記ミニマムフロー系のミニマムフロー弁に弁開閉信号を
与える制御手段を備えたコンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置において、上記ミニマムフロー弁に第１
ミニマムフロー弁開度設定器と第２ミニマムフロー弁開
度設定器をそれぞれ設け、上記給水系を流れる給水流量
が少ないとき、第２ミニマムフロー弁開度設定器の弁開
閉信号を上記ミニマムフロー弁に与える一方、上記給水
系を流れる給水の温度が所定温度よりも高いとき、第１
ミニマムフロー弁開度設定器の弁開閉信号を上記ミニマ
ムフロー弁に与える切替器を設けたものである。

【００５０】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項２０に記載したように、切替器は、給水系の給水温度
の高低を判別し、給水温度が所定温度よりも高いとき切
替え作動信号を出力する判別器により切替えることがで
きるようにしたものである。

【００５１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置は、上記目的を達成するために、請求
項２１に記載したように、第１ミニマムフロー弁開度設
定器からミニマムフロー弁に与えられる弁開閉信号は、
第２ミニマムフロー弁開度設定器の弁開閉信号よりも大
きい弁開閉度に設定したものである。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンバインド
サイクル発電プラントの制御装置の第１実施形態につい
て図面を参照して説明する。

【００５３】図１は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置を採用したコンバインドサイ
クル発電プラントの概略系統図である。このコンバイン
ドサイクル発電プラントは、ガスタービンプラント５
０、蒸気タービン５１、排熱回収ボイラ５２をそれぞれ
備えている。

【００５４】ガスタービンプラント５０は、圧縮機５
３、燃焼器５４、ガスタービン５５をそれぞれ備え、圧
縮機５３の駆動力により吐出される圧縮空気を燃焼器５
４に案内し、ここで燃料弁５８により流量コントロール
される燃料を加えて燃焼ガスを生成し、燃焼ガスをガス
タービン５５に案内して膨張仕事をさせ、膨張仕事で得
た回転トルクにより単一軸５６上に設される発電機５
７、蒸気タービン５１を駆動するようになっている。な
お、本実施形態では、ガスタービン５５と蒸気タービン
５１とを単一軸５６で結合しているが、ガスタービン軸
と蒸気タービン軸を別々にすることも含まれる。

【００５５】ガスタービンプラント５０は、膨張仕事後
の燃焼ガスを排ガス（排熱）として排熱回収ボイラ５２
に供給し、その排ガスを熱源に排熱回収ボイラ５２で蒸
気を発生させる熱回収が図られている。

【００５６】排熱回収ボイラ５２は、発生する蒸気を加
減弁５９を介して蒸気タービン５１に供給し、膨張仕事
をさせて回転トルクを得、回転トルクにより単一軸５６
を駆動させるようになっている。

【００５７】蒸気タービン５１は、膨張仕事をした後の
蒸気を排気蒸気として復水器６０に供給し、ここで冷却
され、復水・給水として排熱回収ボイラ５２に供給す
る。

【００５８】排熱回収ボイラ５２は、排ガスの流れに沿
って順次、複数の熱交換器、例えば高圧過熱器６１、高
圧ドラム６２を備える高圧蒸発器６３、中圧過熱器６
４、高圧節炭器６５、中圧ドラム６６を備える中圧蒸発
器６７、中圧節炭器６８、低圧ドラム６９を備える低圧
蒸発器７０、低圧節炭器７１をそれぞれ備える構成にな
っている。

【００５９】高圧過熱器６１の過熱蒸気は、加減弁５９
を経て蒸気タービン５１の初段落に、中圧過熱器６４の
過熱蒸気は、蒸気タービン５１の途中段落に、また低圧
ドラム６９の低圧蒸気は、蒸気タービン５１の後流段落
にそれぞれ供給される。

【００６０】一方、排熱回収ボイラ５２には、給水を各
熱交換器毎に分けて供給する給水系７２が設けられてい
る。この給水系７２は、復水器６０で冷却される復水を
給水として排熱回収ボイラ５２の高圧節炭器６５に直接
案内する高圧給水系７３と、この高圧給水系７３で分流
される給水を排熱回収ボイラ５２の低圧節炭器７１に直
接案内する低圧給水系７４と、低圧節炭器７１の出口側
を分岐し、一方を中圧節炭器６８に接続する中圧給水系
７５と、他方を高圧給水系７３に接続する再循環系２４
とをそれぞれ備える独立給水式構造になっている。ま
た、高圧給水系７３には、給水を分流させ、復水器６０
に戻すミニマムフロー系７６が設けられている。

【００６１】高圧給水系７３は、給水の流れに沿って順
次、復水ポンプ７７、給水温度計７８、第１給水流量計
７９、給水ポンプ８０、第２給水流量計８１、逆止弁８
２、高圧節炭器６５、調整弁８３、高圧ドラム６２をそ
れぞれ備え、復水器６０の復水を給水として復水ポンプ
７７で昇圧し、昇圧後の給水の温度・流量を給水温度計
７８、第１給水流量計７９でそれぞれ検出し、さらに給
水ポンプ８０で再昇圧し、再昇圧後の給水を第２給水流
量計８１で検出した後、高圧節炭器６５で加熱させ、調
整弁８３で流量コントロールした後、高圧ドラム６２に
案内し、ここで高圧蒸発器６３で蒸発させた後、高圧過
熱器６１で過熱蒸気にして蒸気タービン５１の初段落に
供給するようになっている。

【００６２】低圧給水系７４は、低圧給水ポンプ８４、
逆止弁８５、低圧給水温度計８６、低圧給水流量計８
７、低圧節炭器７１、低圧節炭器出口温度計８８、調整
弁８９、低圧ドラム６９をそれぞれ備え、高圧給水系７
３から分流される給水を、低圧給水ポンプ８４で昇圧
し、昇圧後の給水の温度・流量を低圧給水温度計８６、
低圧給水流量計８７でそれぞれ検出し、低圧節炭器１９
で加温させ、加温後の飽和水の温度を低圧節炭器出口温
度計８８で検出し、調整弁８９で流量コントロールした
後低圧ドラム６９に案内し、ここで低圧蒸発器７０で蒸
発させた後、飽和蒸気として蒸気タービン５１の後流段
落に供給するようになっている。

【００６３】中圧給水系７５は、中圧節炭器６８、逆止
弁９０、調整弁９１、中圧ドラム６６をそれぞれ備え、
低圧給水系７４の給水を低圧節炭器７１で加温させ、加
温後の飽和水を中圧節炭器６８で加熱させ、加熱後の飽
和蒸気を調整弁９１で流量コントロールした後、中圧ド
ラム６６に案内し、ここで中圧蒸発器６７で蒸発させた
後、中圧過熱器６４で過熱蒸気にして蒸気タービン５１
の途中段落に供給するようになっている。

【００６４】再循環系９２は、止め弁９３、再循環弁９
４をそれぞれ備え、起動時、再循環弁９４を弁開させ、
高圧給水系７３を流れる給水に、排熱回収ボイラ５２の
低圧節炭器７１の比較的高温なホットバイキング水（運
転停止中低圧節炭器に残っている残熱水）を加えて加温
させ、加温後の給水を低圧給水ポンプ８４、逆止弁８
５、低圧給水温度計８６、低圧給水流量計８７を経て低
圧節炭器７１に流し、その伝熱管の内外温度差をほぼ均
衡させ、排ガス中に含まれる水分の結露に伴う低圧節炭
器７１の局所の露点腐食、酸化腐食の防止を図ってい
る。

【００６５】再循環系９２は、高圧給水系７３の給水温
度計７８により検出される実給水温度信号をコントロー
ラ６に与え、ここで弁開閉信号を演算し、演算信号によ
り再循環弁９４を開閉制御させるようになっている。な
お、符号９３ａは止め弁９３に開閉信号を与えるコント
ローラである。

【００６６】しかし、給水温度計７８により検出される
実給水温度信号は、機器の固有の特性により遅れが出る
ため、本実施形態では図２で示されるコントローラ９６
に組み込まれる従来の制御回路に、信号遅れ補償要素回
路９７（フィードフォワード回路）を組み合せ、一時的
に信号遅れ補償要素回路９７の出力信号により再循環弁
９４を迅速に弁開閉させておき、その後コントローラ９
６の出力信号により信号遅れ補償要素回路９７の出力信
号を修正し、修正信号を再循環弁９４に弁開閉信号とし
て与える二段弁開閉回路に構成したものである。

【００６７】コントローラ９６は、大気温度計９８の実
大気温度をもとに関数発生器９９から排ガスの水分が低
圧節炭器７１で結露しない給水温度を求め、求めた給水
温度信号に、給水温度計７８の実給水温度信号を加減算
器１００で突き合わせ、誤差が出ると、誤差信号をもと
にフィードバック信号補償演算器１０１で弁開閉信号を
演算し、演算信号を加算演算器１０３に出力する。

【００６８】一方、信号遅れ補償要素回路９７は、第１
給水流量計７９または第２給水流量計８１のいずれか一
方で実給水流量を検出し、実給水流量信号を信号遅れ補
償演算器１０２で弁開閉信号を演算し、演算信号を加算
演算器１０３に出力する。この場合、コントローラ９６
の給水温度計７８に出力遅れがあるので、信号遅れ補償
要素回路９７の出力が先行的に再循環弁９４に与えら
れ、弁開閉制御が行われる。また、信号遅れ補償要素回
路９７の出力信号は、リニア特性から一定特性に変るよ
うになっているので、上記フィードバック信号補償演算
１０１の遅れの弁開閉信号が加算演算器１０３で加算さ
れ、信号遅れ補償要素回路９７の出力信号を修正し、修
正信号として加算演算器１０３から再循環弁９４に与え
られる。なお、信号遅れ補償演算器１０２には、関数演
算回路、伝達関数演算回路、微分方程式によって信号が
処理される演算回路のいずれかの回路が組み込まれてい
る。

【００６９】このように、本実施形態では、給水温度計
７８の実給水温度検出信号遅れを一時的に信号遅れ補償
要素回路９７でカバーさせることにより、低圧給水ポン
プ８４から低圧節炭器７１を経て低圧ドラム６９に供給
される給水が、図３の（ｃ）の一点鎖線ｍで示すよう
に、ドラム設定水位の増加に伴って増加しても、再循環
弁９４を従来より早く応答させ、低圧節炭器７１のホッ
トバンキング水を高圧給水系７３に供給できるようにし
たので、高圧給水系７３から低圧給水系７４を経て低圧
節炭器７１に供給される給水の温度を、図３の（ｄ）に
示すように、設定給水温度にほぼ一致させることができ
る。

【００７０】また、低圧給水ポンプ８４から低圧節炭器
７１を経て低圧ドラム６９に供給される給水が、図３の
（ｃ）の一点鎖線ｎで示すように、ドラム設定水位に対
し、実水位のオーバシュート分を修正させることに伴っ
て減少しても、再循環弁９４を弁絞り開度に早く応答さ
せることができるので、実給水温度を、図３の（ｄ）に
示すように、設定給水温度にほぼ維持させることができ
る。

【００７１】したがって、本実施形態によれば、給水ポ
ンプ８０、低圧給水ポンプ８４、低圧節炭器７１に流れ
る給水が適温になっているので、各ポンプ８０，８４の
キャビテーションの発生が防止でき、また排ガスの水分
の結露に伴う低圧節炭器７１の露点腐食等が防止でき、
信頼性の高い運転を実現することができる。

【００７２】図４は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第１実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００７３】本実施例は、信号遅れ補償要素回路９７の
制御要素信号として低圧節炭器出口温度計８８から検出
される給水の温度に求めたものである。

【００７４】本実施例では、低圧節炭器出口温度計８８
から検出される給水の温度を、信号遅れ補償要素回路９
７の制御要素信号として再循環弁９４を先行的に弁開閉
に使用するので、高圧給水系７３の給水の過渡的な温度
上昇、温度低下を防ぐことができる。特に、低圧節炭器
７１の出口側の給水を他の用途に使用する発電プラント
においては、給水が外乱要素となるので、この給水温度
信号を再循環弁９４の弁開閉の先行信号として使用する
ことが望ましい。

【００７５】図５は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第２実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００７６】本実施例は、信号遅れ補償要素回路９７の
制御要素信号として低圧節炭器出口温度計８８から検出
される給水の温度と、高圧給水系７３の第１給水流量計
７９または低圧給水系７４の低圧給水流量計８７のいず
れかから検出される給水の温度とに求めたものである。

【００７７】本実施例では、第１給水流量計７９または
低圧給水流量計８７のいずれかから検出される実給水流
量信号と、低圧節炭器出口温度計８８から検出される実
給水温度信号とを弁開度演算器１０４で演算し、演算信
号を加算演算器１０３を経て再循環系９４の弁開閉に先
行的に使用するものである。

【００７８】この場合の演算処理は、低圧節炭器出口温
度計８８から検出される実給水温度をもとにエンタルピ
Ｈｏｕｔを求め、また第１給水流量計７９または低圧給
水流量計８７のいずれかから検出される実給水流量を使
用する一方、給水のエンタルピＨｃｎｄと低圧節炭器７
１が必要とする設定給水温度のエンタルピＨとは事前に
わかっているので、低圧節炭器７１のホットバンキング
水を再循環系９２を経て高圧給水系７３に流す供給量Ｆ
ｒｅｃは、熱平衡の考え方から、次式で求めることがで
きる。

【００７９】

【数１】 この供給量Ｆｒｅｃを関数Ｆとして再循環弁９４の弁開
度を求める場合、 弁開度＝Ｆ（Ｆｒｅｃ） の関係式で弁開度を求めることができる。

【００８０】したがって、本実施例によれば、上式を満
たす演算回路を、弁開度演算器１０４に組み込むことに
より、給水の流量・温度の変動に対し、従来よりもより
一層早く再循環弁９４の弁開閉をさせることができる。

【００８１】図６は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第３実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００８２】本実施例は、信号遅れ補償要素回路９７の
制御要素信号として低圧給水系９４の低圧給水温度計８
６から検出される実給水温度に求める一方、信号遅れ補
償要素回路９７の出力信号か、またはコントローラ９６
の出力信号かいずれか一方の低値信号を選択して再循環
弁９４の弁開閉に使用するものである。

【００８３】本実施例では、低圧給水温度計８６から検
出される実給水温度信号に、予じめ設定される温度設定
器１０５の設定温度信号を加減算器１０６で突き合わ
せ、誤差が出ると、誤差信号を信号遅れ補償演算器１０
２で弁開閉信号を演算する。

【００８４】低値優先演算器１０７は、信号遅れ補償演
算器１０２の演算信号またはコントローラ９６の演算信
号のうち、いずれか低値信号を優先選択し、弁開閉信号
として再循環弁９４に与え、再循環弁９４の弁開閉をコ
ントロールする。

【００８５】したがって、本実施例によれば信号遅れ補
償要素回路９７の制御要素信号を低圧給水温度計８６か
ら検出される実給水温度に求め、この実給水温度をもと
に信号遅れ補償要素回路９７の出力信号とコントローラ
９６の出力信号とのうち、いずれか低値信号を選択する
低値優先演算器１０７を設けているので、設定給水温度
により近い給水温度にして給水を低圧節炭器７１に供給
することができる。

【００８６】なお、低圧節炭器７１に供給される給水の
温度コントロールを重点に置き、給水ポンプ８０に供給
される給水の温度コントロールを副次的に扱う場合、給
水ポンプ８０に供給される給水の温度が高く、ポンプ危
険運転領域に入る場合を考慮し、再循環弁９４を一早く
弁絞り開度にできるリミッタを、低値優先演算器１０７
と置き換えてもよい。

【００８７】図７は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第４実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００８８】本実施例は、給水温度計７８の給水温度信
号検出遅れにより再循環弁９４の弁開閉の応答が遅れ、
給水温度が設定温度を大幅に越えるとき、給水温度計７
８の検出給水温度の高低を判別する温度判別器１０９を
設けるとともに、検出給水温度が設定温度よりも高いと
き、温度判別器１０９の駆動力により、予じめ設定され
る弁開度設定器１０８の弁開度信号を再循環弁９４に通
電させる切替器１１０を設けたものである。

【００８９】本実施例では、コントローラ９６の弁開閉
信号が再循環弁９４に与えられる間、弁開度設定器１０
８の予じめ定められた弁開閉信号で再循環弁９４を強制
的に弁開閉させるので、給水温度が設定温度よりも異常
に高くなることがない。

【００９０】したがって、本実施例によれば、給水温度
が異常に高いことに伴う給水ポンプ８０や低圧給水ポン
プ８４の損傷事故を最少に防ぐことができる。

【００９１】図８は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第５実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００９２】コンバインドサイクル発電プラントがコー
ルド状態から起動を開始するとき、高圧給水系７３の給
水に供給される低圧節炭器７１のホットバンキング水は
温度が低く、加温用としては適していない。このため高
圧給水系７３の給水に供給される低圧節炭器７１のホッ
トバンキング水が所定温度になるまで待つ必要がある。

【００９３】しかし、低圧節炭器７１のホットバンキン
グ水が所定温度になってから高圧給水系７３の給水に急
激に供給すると、給水は擾乱を引き起し、低圧ドラム６
９の水位制御に悪影響を与えることがある。

【００９４】本実施例は、給水の擾乱を防ぐために、コ
ンバインドサイクル発電プラントの起動前から再循環弁
９４を一定開度に弁開状態にしておく制御回路を設けた
ものである。

【００９５】この制御回路は、低圧節炭器７１のホット
バンキング水が所定温度になるまで制御要素１１１、例
えばガスタービン回転数、ガスタービン負荷、ガスター
ビンから排熱回収ボイラに供給される排ガス温度、排ガ
ス流量、低圧節炭器の出口給水温度、低圧ドラムの器内
圧力、高圧給水系の給水流量のいずれか一つの高低を判
別する判別器と、ホットバンキング水が所定温度になる
まで再循環弁９４を一定弁開度に保持する弁開度設定器
１１３と、ホットバンキング水が所定温度になると、高
圧給水系７３の給水温度計７８からの実給水温度演算信
号により再循環弁９４を弁開閉させる切替器１１４とを
それぞれ備える構成になっている。

【００９６】本実施例では、ホットバンキング水が所定
温度になるまで弁開度設定器１１３の出力信号により再
循環弁９４を一定弁開度に保持しておき、この間、判別
器１１２により制御要素１１１の高低を判別し、ホット
バンキングが所定温度になると、判別器１１２から切替
器１１４に与えられる切替信号により、コントローラ９
６の実給水温度演算信号で再循環弁９４を弁開閉させる
ので、ホットバンキング水を高圧給水系７３の給水に供
給する際、その給水の擾乱を防ぐことができる。

【００９７】したがって、本実施例によれば、低圧ドラ
ム６９へは、安定した給水を供給することができる。

【００９８】図９は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの制御装置の第６実施例を示す概略ブロ
ック図である。なお、第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【００９９】本実施例は、図８で示す第５実施例の弁開
度設定器１１３に代えて温度弁開度設定器１１５を設け
たものである。なお、その他の構成部品は図１０で示す
構成部品と同一である。

【０１００】温度弁開度設定器１１５は、ホットバンキ
ング水の所定温度よりも低い温度のとき、再循環弁９４
に出力する弁開度信号が設定されている。

【０１０１】本実施例は、ホットバンキング水が所定温
度になるまで、温度弁開度設定器１１５の設定弁開度信
号により再循環弁９４を一定開度に保持しておき、この
間、判別器１１２により制御要素１１１（例えばガスタ
ービン回転数、ガスタービン負荷、排ガス温度、排ガス
流量、低圧節炭器の出口給水温度、低圧ドラムの器内圧
力、高圧給水系の給水流量のいずれか一つ）の高低を判
別し、ホットバンキング水が所定温度になると、判別器
１１２から切替器１１４に与えられる切替信号により、
コントローラ９６の実給水温度演算信号で再循環弁９４
を弁解閉させるようになっている。

【０１０２】したがって、本実施例では、再循環弁９４
は温度弁開度設定器１１５の出力信号により予じめ定め
られた弁開状態になっているので、所定温度のホットバ
ンキング水を高圧給水系７３の給水に供給する際、その
給水を設定温度以上にならないよう円滑に加温させるこ
とができる。

【０１０３】図１０は、本発明に係るコンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置の第７実施例を示す概略ブ
ロック図である。なお、第１実施形態および第６実施例
と同一構成部品には同一符号を付し、その重複説明を省
略する。

【０１０４】本実施例は、図９で示す第６実施例の温度
弁開度設定器１１５に代えて給水温度計７８の実給水温
度信号をもとに弁開閉信号を演算する弁開度演算器１１
６を設けたものである。

【０１０５】本実施例では、ホットバンキング水が所定
温度になるまでの間、給水温度計７８の実給水温度信号
をもとに弁開度演算器１１６で弁開閉信号を演算し、演
算信号を再循環弁９４に与えて弁開閉をさせておき、ホ
ットバンキング水が所定温度になると、コントローラ９
６の実給水温度演算信号で再循環弁９４を弁開閉させる
構成にしたものである。

【０１０６】したがって、本実施例によれば、ホットバ
ンキング水が所定温度になるまで、再循環弁９４は実給
水温度に見合う弁開閉信号でコントロールされるので、
実情に沿ったよりきめの細かいコントロールを行うこと
ができる。

【０１０７】図１１は、本発明に係るコンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置の第８実施例を示す概略ブ
ロック図である。なお第１実施形態と同一構成部品には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【０１０８】本実施例は、コントローラ９６に組み込ま
れている従来の制御回路に、給水温度計７８の実給水温
度の温度変化率をもとに再循環弁９４の弁開閉信号を演
算する温度変化率演算回路１３１を組合せたものであ
る。

【０１０９】温度変化率演算回路１３１は、給水温度計
７８の実給水温度の変化率を算出する温度変化率演算器
１１７と、この温度変化率演算器１１７の演算信号に、
予じめ定められた温度変化率設定器１１８の設定信号を
突合わせる加減算器１１９と、加減算器１１９で誤差が
出ると、誤差信号をＰＩＤ処理するＰＩＤ演算器１２０
と、ＰＩＤ演算器１２０の出力信号またはコントローラ
９６の出力信号のうち、いずれか一方を選択する選択演
算器１２１とをそれぞれ備える構成になっている。な
お、選択演算器１２１は、具体的には上記二つの出力信
号のうち、いずれか一方の出力信号に切替える切替器、
いずれか一方の出力信号をカットするリミッタ、いずれ
か一方の低値信号を選択する低値優先演算器、いずれか
一方の出力信号に他方の出力信号を加えて加減算する加
減算器のうち、いずれかが採用される。

【０１１０】本実施例は、ホットバンキング水を高圧給
水系７３の給水に供給するとき、温度変化率演算回路１
３１の演算信号により再循環弁９４を弁開閉させるの
で、給水を急激に温度上昇させることができない。

【０１１１】したがって、本実施例によれば、給水ポン
プ８０、低圧給水ポンプ８４の上下半ケーシングの温度
差が生じることがなく、温度差によって生じていた従来
の各ポンプの損傷問題を防止することができる。

【０１１２】図１２は、本発明に係るコンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置の第２実施形態を示す概略
ブロック図である。

【０１１３】本実施形態は、図１で示される再循環系９
２の止め弁９３を強制的に弁閉にさせる弁閉指令器１２
３を設けたものである。

【０１１４】従来、止め弁９３はコントローラ９３ａに
組み込まれている制御回路により弁閉にしていたが、コ
ントローラ９３ａの信号遅れにより迅速に完全閉止でき
ない場合があった。

【０１１５】本実施形態では、給水温度計７８の実給水
温度信号の高低を判別器１２２で判別し、実給水温度が
所定温度になったとき、切替器１２４を作動させ、弁閉
指令器１２３の指令信号により止め弁９３を強制的に弁
閉させたものである。

【０１１６】したがって、本実施形態によれば、止め弁
９３を迅速に完全閉止させることができるので、再循環
弁９４に仮に弁シートからリークがあってもホットバン
キング水のリークを完全に防止することができる。

【０１１７】図１３は、本発明に係るコンバインドサイ
クル発電プラントの制御装置の第３実施形態を示す概略
ブロック図である。

【０１１８】本実施形態は、起動時や負荷変動時、図１
に示される高圧給水系７３を流れる給水が少なくなるの
で、ミニマムフロー系７６の最小給水流量を確保するた
め、ミニマムフロー弁９５に第１ミニマムフロー弁開度
設定器１２５、第２ミニマムフロー弁開度設定器１２６
をそれぞれ設け、給水温度の高低によって第１ミニマム
フロー弁開度設定器１２５と第２ミニマムフロー弁開度
設定器１２６とをそれぞれ使い分けができるよう構成し
たものである。

【０１１９】本実施形態では、高圧給水系７３を流れる
給水が少ないとき、第２ミニマムフロー弁開度設定器１
２６の弁開度設定信号が切替器１２８を経て加減算器１
２９に出力され、ここで第２給水流量計８１の実給水流
量信号と突合わされる。誤差が出ると、誤差信号はフィ
ードバック信号補償演算器１３０で弁開閉信号を演算
し、演算信号をミニマムフロー弁９５に与え、ミニマム
フロー弁９５を弁開閉させる。

【０１２０】一方、温度検出器７８は、図１に示される
再循環系９２のホットバンキング水により加温される高
圧給水系７３の実給水温度を検出しており、検出実給水
温度の高低は判別器１２７により判別される。判別器１
２７は、検出実給水温度信号が設定給水温度信号を越え
るとき、切替器１２８の接点を切替え作動させ、第２ミ
ニマムフロー弁開度設定器１２６の弁開度設定の信号よ
り高い弁開度に設定された弁開度設定信号が第１ミニマ
ムフロー弁開度設定器１２から切替器１２８を経て加減
算器１２９に出力され、ここで第２給水流量計８１の実
給水量信号と突合わされる。誤差が出ると、誤差信号は
フィードバック信号補償演算器１３０で弁開閉信号を演
算し、演算信号をミニマムフロー弁９５に与え、ミニマ
ムフロー弁９５を上記第２ミニマムフロー弁開度設定器
１２６の弁開度設定信号よりも弁増開させるようになっ
ている。

【０１２１】したがって、本実施形態によれば、給水が
少ないとき、ミニマムフロー系７６のミニマムフロー弁
９５を弁開させることにより高圧給水系７３の最小給水
流量が確保できるので、給水ポンプ８０、低圧給水ポン
プ８４の給水不足による損傷事故を防止することができ
る。また、給水温度が所定温度を越えるとき、ミニマム
フロー弁９５を弁増開させることによりミニマムフロー
系７６に比較的多くの給水を流すことができるので、給
水ポンプ８０、低圧給水ポンプ８４に流れる給水が相対
的に少なくなり、比較的温度の高い給水から各ポンプが
受ける被害が少なくなる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るコン
バインドサイクル発電プラントの制御装置は、給水系の
給水温度にもとずいて演算し、再循環弁に弁開閉信号を
与える制御手段に、信号遅れ補償要素回路を設け、信号
遅れ補償要素回路により上記制御手段から上記再循環弁
に与えられる弁開閉信号の遅れをカバーするので、給水
を一早く適正温度にして低圧節炭器に供給することがで
きる。したがって、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントの制御装置によれば、排ガス中の水分によ
る低圧節炭器の結露を防止することができ、また、給水
系の各ポンプのキャビテーション発生を防止できる等す
ぐれた効果を相する。

【０１２３】また、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントの制御装置は、再循環系の止め弁に強制的
に弁閉信号を与える弁閉指令器を設けているので、止め
弁を確実に弁閉にすることができる。したがって、本発
明に係るコンバインドサイクル発電プラントの制御装置
によれば、止め弁を確実に弁閉にすることができるの
で、低圧節炭器のホットバンキング水の給水系への供給
が確実に防止でき、給水系を流れる給水の温度を上昇さ
せることがない。

【０１２４】また、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントの制御装置は、ミニマムフロー系のミニマ
ムフロー弁に第１ミニマムフロー弁開度設定器と第２ミ
ニマムフロー弁開度設定器とをそれぞれ設け、給水系を
流れる給水流量が少ないとき、第２ミニマムフロー弁開
度設定器によりミニマムフロー弁を弁開閉させ、給水温
度が所定温度よりも高くなったとき、第１ミニマムフロ
ー弁開度設定器によりミニマムフロー弁を弁増開させて
いるので、給水系の各ポンプの最小給水流量を確実に確
保でき、給水温度を所定温度に維持することができる。
したがって、本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの制御装置によれば、給水系の各ポンプを給水の
過小流量、給水の過温に伴う損傷事故から防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置を適用したコンバインドサイクル発電プラ
ントの概略系統図。

【図２】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第１実施形態を示す概略ブロック図。

【図３】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の特性を示す特性線図で、（ａ）はガスタ
ービン運転モードを示し、（ｂ）は低圧給水ドラムの水
位変動を示し、（ｃ）は排熱回収ボイラに供給される給
水流量および排熱回収ボイラが発生する蒸気流量を示
し、（ｄ）は設定給水温度に対する実給水温度を示し、
（ｅ）は再循環弁の開度特性を示し、（ｆ）は再循環系
に流れる低圧節炭器のホットバンキング水量をそれぞれ
示す図。

【図４】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第１実施例を示す概略ブロック図。

【図５】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第２実施例を示す概略ブロック図。

【図６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第３実施例を示す概略ブロック図。

【図７】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第４実施例を示す概略ブロック図。

【図８】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第５実施例を示す概略ブロック図。

【図９】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの制御装置の第６実施例を示す概略ブロック図。

【図１０】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置の第７実施例を示す概略ブロック図。

【図１１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置の第８実施例を示す概略ブロック図。

【図１２】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置の第２実施形態を示す概略ブロック図。

【図１３】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラ
ントの制御装置の第３実施形態を示す概略ブロック図。

【図１４】従来のコンバインドサイクル発電プラントを
示す概略系統図。

【図１５】従来のコンバインドサイクル発電プラントの
再循環弁の制御回路を示す概略ブロック図。

【図１６】従来の再循環系の止め弁の制御回路を示す概
略ブロック図。

【図１７】従来のミニマムフロー弁の制御回路を示す概
略ブロック図。

【図１８】従来のコンバインドサイクル発電プラントの
制御装置の特性を示す特性線図で、（ａ）ガスタービン
運転モードを示し、（ｂ）は低圧給水ドラムの水位変動
を示し、（ｃ）は排熱回収ボイラに供給される給水流量
および排熱回収ボイラが発生する蒸気流量を示し、
（ｄ）は設定給水温度に対する実給水温度を示し、
（ｅ）は再循環弁の開度特性を示し、（ｆ）は再循環系
に流れる低圧節炭器のホットバンキング水量をそれぞれ
示す図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 燃焼器 ３ 燃料弁 ４ ガスタービン ５ 単一軸 ６ 発電機 ７ 蒸気タービン ８ 排熱回収ボイラ ９ 高圧過熱器 １０ 高圧ドラム １１ 高圧蒸発器 １２ 中圧過熱器 １３ 高圧節炭器 １４ 中圧ドラム １５ 中圧蒸発器 １６ 中圧節炭器 １７ 低圧ドラム １８ 低圧蒸発器 １９ 低圧節炭器 ２０ 復水器 ２１ 給水系 ２２ 高圧給水系 ２３ 低圧給水系 ２４ 再循環系 ２５ 中圧給水系 ２６ ミニマムフロー系 ２７ 復水ポンプ ２８ 給水温度計 ２９ 給水ポンプ ３０ 逆止弁 ３１ 低圧給水ポンプ ３２ 逆止弁 ３３ 止め弁 ３４ 再循環弁 ３５ ミニマムフロー弁 ３６ 調整弁 ３７ 調整弁 ３８ 逆止弁 ３９ 調整弁 ４０ コントローラ ４１ コントローラ ４２ 給水流量計 ４３ 設定器 ４４ 加減算器 ４５ 補償演算器 ４６ 大気温度計 ４７ 関数発生器 ４８ 加減算器 ４９ 補償演算器 ５０ ガスタービンプラント ５１ 蒸気タービン ５２ 排熱回収ボイラ ５３ 圧縮機 ５４ 燃焼器 ５５ ガスタービン ５６ 単一軸 ５７ 発電機 ５８ 燃料弁 ５９ 加減弁 ６０ 復水器 ６１ 高圧過熱器 ６２ 高圧ドラム ６３ 高圧蒸発器 ６４ 中圧過熱器 ６５ 高圧節炭器 ６６ 中圧ドラム ６７ 中圧蒸発器 ６８ 中圧節炭器 ６９ 低圧ドラム ７０ 低圧蒸発器 ７１ 低圧節炭器 ７２ 給水系 ７３ 高圧給水系 ７４ 低圧給水系 ７５ 中圧給水系 ７６ ミニマムフロー系 ７７ 復水ポンプ ７８ 給水温度計 ７９ 第１給水流量計 ８０ 給水ポンプ ８１ 第２給水流量計 ８２ 逆止弁 ８３ 調整弁 ８４ 低圧給水ポンプ ８５ 逆止弁 ８６ 低圧給水温度計 ８７ 低圧給水流量計 ８８ 低圧節炭器出口温度計 ８９ 調整弁 ９０ 逆止弁 ９１ 調整弁 ９２ 再循環系 ９３ 止め弁 ９３ａ コントローラ ９４ 再循環弁 ９５ ミニマムフロー弁 ９６ コントローラ ９７ 信号遅れ補償要素回路 ９８ 大気温度計 ９９ 関数発生器 １００ 加減算器 １０１ フィードバック信号補償演算器 １０２ 信号遅れ補償演算器 １０３ 加算演算器 １０４ 弁開度演算器 １０５ 温度設定器 １０６ 加減算器 １０７ 低値優先演算器 １０８ 弁開度設定器 １０９ 温度判別器 １１０ 切替器 １１１ 制御要素 １１２ 判別器 １１３ 弁開度設定器 １１４ 切替器 １１５ 温度弁開度設定器 １１６ 弁開度演算器 １１７ 温度変化率演算器 １１８ 温度変化率設定器 １１９ 加減算器 １２０ ＰＩＤ演算器 １２１ 選択演算器 １２２ 判別器 １２３ 弁閉指令器 １２４ 切替器 １２５ 第１ミニマムフロー弁開度設定器 １２６ 第２ミニマムフロー弁開度設定器 １２７ 判別器 １２８ 切替器 １２９ 加減算器 １３０ フィードバック信号補償演算器 １３１ 温度変化率演算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 武史 神奈川県横浜市鶴見区末広町２の４ 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 鈴木 恒夫 神奈川県横浜市鶴見区末広町２の４ 株式 会社東芝京浜事業所内

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービンの排ガスを熱源として蒸気
   を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに供給する排
   熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラに上記排ガス
   の流に沿って順次、高圧ドラム、中圧ドラム、低圧ドラ
   ムをそれぞれ設け、各ドラム毎に独立して給水を供給す
   る給水系と、上記排熱回収ボイラの低圧節炭器の出口側
   から分岐され、上記給水系に接続する再循環系とをそれ
   ぞれ備える一方、上記再循環系の再循環弁に、上記給水
   系の給水温度にもとずいて弁開閉信号を与える制御手段
   を備えたコンバインドサイクル発電プラントの制御装置
   において、上記給水系の給水温度にもとずいて演算し、
   上記再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、信号遅
   れ補償要素回路を設けたことを特徴とするコンバインド
   サイクル発電プラントの制御装置。
2. 【請求項２】 信号遅れ補償要素回路から再循環弁に与
   えられる弁開閉信号に、給水系の給水温度をもとに演算
   し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段の出力信号
   を加算させる加算演算器を設けたことを特徴とする請求
   項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの制御
   装置。
3. 【請求項３】 信号遅れ補償要素回路が演算する制御要
   素は、高圧給水系を流れる給水流量信号であることを特
   徴とする請求項１または２に記載のコンバインドサイク
   ル発電プラントの制御装置。
4. 【請求項４】 信号遅れ補償要素回路が演算する制御要
   素は、低圧節炭器の出口側の給水温度信号であることを
   特徴とする請求項１または２に記載のコンバインドサイ
   クル発電プラントの制御装置。
5. 【請求項５】 信号遅れ補償要素回路は、演算する制御
   要素を低圧節炭器の出口側の給水温度信号と給水系の給
   水流量信号とに求める一方、これら給水温度信号と給水
   流量信号とで再循環弁に与えられる弁開閉信号を演算す
   る弁開度演算器を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載のコンバインドサイクル発電プラントの制御装置。
6. 【請求項６】 信号遅れ補償要素回路は、演算する制御
   要素を低圧給水系の給水温度に求める一方、上記信号遅
   れ補償要素回路から再循環弁に与えられる弁開閉信号
   と、高圧給水系の給水温度をもとに演算し、再循環弁に
   弁開閉信号を与える制御手段の出力信号とのうち、いず
   れか低値信号を選択する低値優先演算器を設けたことを
   特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクル発電
   プラントの制御装置。
7. 【請求項７】 高圧給水系の給水温度をもとに演算し、
   再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、予じめ定め
   られた弁開閉信号を上記再循環弁に与える弁開度設定器
   を設けるとともに、上記給水温度が所定温度よりも高い
   とき、上記弁開度設定器の出力信号により再循環弁を弁
   開させる切替器を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載のコンバインドサイクル発電プラントの制御装置。
8. 【請求項８】 切替器は、高圧給水系の給水温度の高低
   を判別し、給水温度が所定温度よりも高いとき切替え作
   動信号を出力する温度判別器により切替えられることを
   特徴とする請求項７に記載のコンバインドサイクル発電
   プラントの制御装置。
9. 【請求項９】 高圧給水系の給水温度をもとに演算し、
   再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、予じめ定め
   られた弁開信号を上記再循環弁に与える弁開度設定器を
   設けるとともに、上記制御手段の弁開閉信号が上記再循
   環弁に与えられる前に、上記弁開度設定器の設定弁開信
   号を上記再循環弁に与える切替器を設けたことを特徴と
   する請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラン
   トの制御装置。
10. 【請求項１０】 切替器は、制御要素の高低を判別し、
    制御要素が所定値になったとき切替え作動信号を出力す
    る判別器により切替えられることを特徴とする請求項９
    に記載のコンバインドサイクル発電プラントの制御装
    置。
11. 【請求項１１】 制御要素は、ガスタービン回転数、ガ
    スタービン負荷、ガスタービン排ガス温度、低圧節炭器
    出口給水温度、低圧ドラム器内圧力、高圧給水系の給水
    流量のいずれかであることを特徴とする請求項１０に記
    載のコンバインドサイクル発電プラントの制御装置。
12. 【請求項１２】高圧給水系の給水温度をもとに演算し、
    再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、予じめ定め
    られた弁開信号を上記再循環弁に与える温度弁開度設定
    器を設けるとともに、上記制御手段の弁開閉信号が上記
    再循環弁に与えられる前に、上記温度弁開度設定器の設
    定弁開度信号を上記再循環弁に与える切替器を設けたこ
    とを特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクル
    発電プラントの制御装置。
13. 【請求項１３】 高圧給水系の給水温度をもとに演算
    し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、弁開度
    演算器を設け、上記制御手段の弁開閉信号が上記再循環
    弁に与えられる前に、上記弁開度演算器の弁開閉信号を
    上記再循環弁に与える切替器を設けたことを特徴とする
    請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの
    制御装置。
14. 【請求項１４】 弁開度演算器が弁開閉信号を演算する
    制御要素は、高圧給水系の給水温度であることを特徴と
    する請求項１３に記載のコンバインドサイクル発電プラ
    ントの制御装置。
15. 【請求項１５】 高圧給水系の給水温度をもとに演算
    し、再循環弁に弁開閉信号を与える制御手段に、温度変
    化率演算回路を設けるとともに、上記制御手段の出力信
    号と上記温度変化率演算回路の出力信号のうち、いずれ
    か一方の出力信号を上記再循環弁の弁開閉信号として選
    択する選択演算器を設けたことを特徴とする請求項１に
    記載のコンバインドサイクル発電プラントの制御装置。
16. 【請求項１６】 温度変化率制御回路は、高圧給水系の
    給水温度をもとに温度変化率を算出する温度変化率演算
    器と、温度変化率演算器により算出された温度変化率信
    号に、予じめ定められた温度変化率設定器の設定温度変
    化率信号を突合わせ、誤差信号が出ると、誤差信号を演
    算するＰＩＤ演算器とをそれぞれ備えたことを特徴とす
    る請求項１５に記載のコンバインドサイクル発電プラン
    トの制御装置。
17. 【請求項１７】 ガスタービンの排ガスを熱源として蒸
    気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに供給する
    排熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラに上記排ガ
    スの流に沿って順次、高圧ドラム、中圧ドラム、低圧ド
    ラムをそれぞれ設け、各ドラム毎に独立して給水を供給
    する給水系と、上記排熱回収ボイラの低圧節炭器の出口
    側から分岐され、上記給水系に接続する再循環系とをそ
    れぞれ備える一方、上記再循環系の止め弁に、弁閉信号
    を与える制御手段を備えたコンバインドサイクル発電プ
    ラントの制御装置において、上記止め弁に弁閉信号を与
    える制御手段に、上記給水系を流れる給水が所定温度に
    なったとき、上記止め弁を強制的に弁閉にさせる弁閉指
    令器を設けるとともに、弁閉指令器の弁閉信号を上記止
    め弁に与える切替器を設けたことを特徴とするコンバイ
    ンドサイクル発電プラントの制御装置。
18. 【請求項１８】 切替器は、高圧給水系の給水温度の高
    低を判別し、給水温度が所定温度になったとき、切替え
    作動信号を出力する判別器により切替えられることを特
    徴とする請求項１７に記載のコンバインドサイクル発電
    プラントの制御装置。
19. 【請求項１９】 ガスタービンの排ガスを熱源として蒸
    気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに供給する
    排熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラに上記排ガ
    スの流に沿って順次、高圧ドラム、中圧ドラム、低圧ド
    ラムをそれぞれ設け、各ドラム毎に独立して給水を供給
    する給水系と、上記排熱回収ボイラの低圧節炭器の出口
    側から分岐され、上記給水系に接続する再循環系と上記
    給水系に設けた給水ポンプの最小給水流量を確保するミ
    ニマムフロー系とをそれぞれ備える一方、上記ミニマム
    フロー系のミニマムフロー弁に弁開閉信号を与える制御
    手段を備えたコンバインドサイクル発電プラントの制御
    装置において、上記ミニマムフロー弁に第１ミニマムフ
    ロー弁開度設定器と第２ミニマムフロー弁開度設定器を
    それぞれ設け、上記給水系を流れる給水流量が少ないと
    き、第２ミニマムフロー弁開度設定器の弁開閉信号を上
    記ミニマムフロー弁に与える一方、上記給水系を流れる
    給水の温度が所定温度よりも高いとき、第１ミニマムフ
    ロー弁開度設定器の弁開閉信号を上記ミニマムフロー弁
    に与える切替器を設けたことを特徴とするコンバインド
    サイクル発電プラントの制御装置。
20. 【請求項２０】 切替器は、給水系の給水温度の高低を
    判別し、給水温度が所定温度よりも高いとき切替え作動
    信号を出力する判別器により切替えられることを特徴と
    する請求項１９に記載のコンバインドサイクル発電プラ
    ントの制御装置。
21. 【請求項２１】 第１ミニマムフロー弁開度設定器から
    ミニマムフロー弁に与えられる弁開閉信号は、第２ミニ
    マムフロー弁開度設定器の弁開閉信号よりも大きい弁開
    閉度に設定したことを特徴とする請求項１９に記載のコ
    ンバインドサイクル発電プラントの制御装置。