JPH0968004A

JPH0968004A - コンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法

Info

Publication number: JPH0968004A
Application number: JP22545695A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okubo; 貴司大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 1997-03-11
Anticipated expiration: 2015-09-01
Also published as: JP3641030B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡単な操作で排熱回収ボイラと蒸気タービンと
を分離させることなく、実圧方式による安全弁の作動テ
ストを短期間に能率よく行なうことができるコンバイン
ドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法を提供
する。【解決手段】燃焼器３４で駆動されるガスタービン３５
とその排熱回収ボイラ３６、及び当ボイラで駆動される
蒸気タービン３７とからコンバインドサイクル発電プラ
ント３０Ａを構成し、蒸気系４３，３５，５３，５８に
安全弁６１〜６３；６５〜６８を設置し、その作動テス
トを行なうに際して、ガスタービン３５を無負荷あるい
は極低負荷（例えば０〜２０％）で運転させつつ蒸気タ
ービン３７に蒸気を流入させた状態で蒸気加減弁７１，
７４，７６あるいはインターセプト弁７３を絞り込んで
蒸気系４３，３５，５３，５８の圧力を上昇させ、安全
弁６１〜６３；６５〜６８を作動させ、実圧方式の作動
テストを行なう。

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
ル発電プラントの安全弁作動テスト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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と蒸気タービンプラントとを組み合
せたもので、高効率発電プラントとして注目されてい
る。コンバインドサイクル発電プラントは、燃料を燃焼
させた燃焼ガスで駆動されるガスタービンとガスタービ
ンからの排ガスを熱源として蒸気を発生させる排熱回収
ボイラと、この発熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動さ
れる蒸気タービンと、上記ガスタービンや蒸気タービン
で駆動される発電機を主な構成機器として備える。

【０００３】一方、我国では、排熱回収ボイラ等のボイ
ラやボイラ付属設備には、その耐圧部を保護する安全弁
の設置が法律（省令）により義務付けられている。

【０００４】安全弁は、ボイラやその付属設備におい
て、最高使用圧力が同じ箇所に、１個または複数個設け
られ、その弁容量の合計は最大通過蒸気量以上で、かつ
最初の１つの安全弁の作動圧力が最高使用圧力以下に設
定されている。一般に、ボイラやボイラ付属設備の耐圧
部の最高使用圧力は、プラント運用上起こり得る最も高
い圧力に設計上の裕度を付加して決定されるので、安全
弁の作動圧力は、プラント運用上の最高圧力より１０〜
２０％程度高い圧力となっている。

【０００５】安全弁はボイラやその付属設備の耐圧部を
保護するために設けられるものであり、発電プラントの
建設時あるいは定期検査時に一旦安全弁を分解したら、
安全性の確認と弁機能保護のために、安全弁の作動テス
トが行なわれる。

【０００６】従来から行なわれている安全弁の作動テス
トは、次の２つの方法に大別される。

【０００７】１つは、安全弁のより簡便な作動テスト方
法であり、安全弁のばねを予めジャッキ等を用いて圧縮
し、弁作動がし易いアシスト状態で安全弁を作動させて
テストを行なう方法で、ジャッキアップ方式と呼ばれて
いる。このジャッキアップ方式では、安全弁の作動圧力
の５０〜８０％程度の圧力で弁作動させることができ、
簡便な方法である。

【０００８】他の１つは、外的なアシストを用いず、耐
圧部の圧力を実際の安全弁の作動圧力まで上昇させて弁
作動テストを行なう方法であり、実圧方式と呼ばれてい
る。実圧方式の安全弁の作動テストは耐圧部を安全弁作
動圧力、すなわちほぼ最高使用圧力まで昇圧させて弁作
動させるので、ジャッキアップ方式に較べ安全弁の作動
環境をより正確に再現できるメリットがある。このた
め、実圧方式の安全弁作動テストは、ジャッキアップ方
式と較べ、ジャッキの設置やこの設置に伴う諸調整が不
要な上に、作動環境の再現が圧力的にほぼ完全である優
れたテスト方法であるので、実圧方式の安全弁作動テス
トの採用が望まれる。

【０００９】実圧方式の安全弁作動テストを実施した発
電プラントに、図２に示すようにガスタービンを備えな
い火力発電プラントがある。

【００１０】この火力発電プラントは、ボイラ１内で主
バーナ２により燃料を燃焼させて蒸発器（水管）３や過
熱器４で蒸気を発生させる。符号２ａは点火バーナであ
る。発生した蒸気を主蒸気系５を介して蒸気タービン６
の高圧タービン７に供給して仕事をさせる一方、高圧タ
ービン７で仕事した蒸気を再熱蒸気系８に設けられた再
熱器９で加熱して再熱蒸気を生成し、この再熱蒸気を中
圧タービン１０、続いて低圧タービン１１に案内し、蒸
気タービン６を駆動している。この蒸気タービン６の駆
動により発電機１２で発電せしめられる一方、蒸気ター
ビン６で仕事をした膨脹蒸気は復水器１３に案内されて
冷却され、復水となる。

【００１１】この火力発電プラントには主蒸気系５に安
全弁１５が備えられる一方、再熱蒸気系８にも再熱器９
の入口側および出口側に安全弁１６が備えられる。

【００１２】図１に示す火力発電プラントで安全弁１
５，１６の作動テストを行なう場合には、初めに、主蒸
気系５の主蒸気塞止弁（ＭＳＶ）１８と主蒸気加減弁
（ＭＣＶ）１９および再熱蒸気系８の再熱止め弁（ＲＳ
Ｖ）２０とインターセプト弁（ＩＣＶ）２１を全閉する
とともに、再熱蒸気系８の高圧タービン排気側に設けた
再熱短管２２を取り外し、再熱器９側と蒸気タービン６
側双方を盲板等で閉止する。このようにしてボイラ１と
蒸気タービン６を分離させる。

【００１３】次に、主蒸気系５に設置の過熱器４出口側
の安全弁１５を作動テストするときには、極低負荷でボ
イラ１のバーナ２を焚いて主蒸気系５を昇圧させる。こ
のとき、ボイラ細管（熱交換管）の過熱を防ぐために、
主蒸気系５のドレン弁２３を開放しておき、ボイラ細管
を通る必要最低限の蒸気量を確保する。過熱器４の安全
弁１５の作動テスト時には、再熱器９に蒸気は流れない
が、再熱蒸気系８のドレン弁２４も開放させておき、再
熱器９の昇圧を防ぐとともに、再熱器細管等のメタル温
度が許容値を超えないようにバーナ２を調節し、再熱器
９を保護する。

【００１４】主蒸気系５の圧力が上昇し、安全弁１５の
作動圧力に達して安全弁１５が作動したら、作動状態を
チェックしてボイラ１のバーナ２を消火し、安全弁１５
の作動テストが終了する。

【００１５】次に、再熱蒸気系８の安全弁１６の作動テ
ストを行なう。この場合には、予め設置されたボイラ主
蒸気系５から再熱蒸気系８への安全弁テスト用連絡管２
５の閉止板２６を取り外し、代りに連絡短管を挿入して
接続する。その後、ボイラ１のバーナ２を極低負荷で焚
き、主蒸気系５からの蒸気で再熱蒸気系８を昇圧させて
安全弁１６の作動テストを行なう。

【００１６】従来の火力発電プラントにおける実圧方式
の安全弁作動テストは、主蒸気系５の安全弁１５につい
ては主蒸気系５の主蒸気塞止弁１８と主蒸気加減弁１９
を全閉し、再熱蒸気系８の高圧タービン排気側に設けら
れる閉止板を併用し、ボイラ１と蒸気タービン６を分離
して行なう。また、再熱蒸気系８の安全弁１６について
は、テスト用連絡管２５を用いて再熱蒸気系８を昇圧さ
せて弁作動を行なう。これらの安全弁１５，１６の作動
テストにおいて、再熱器９を含むボイラ細管（熱交換
管）の保護のために、ボイラ１のバーナ２は極低負荷で
運転し、主蒸気系５や再熱蒸気系８に適正な昇圧率を確
保するために、バーナ２の点火・消火を繰り返し、火力
を調整することが一般に行なわれている。

【００１７】火力発電プラントに適用される実圧方式の
安全弁作動テストをコンバインドサイクル発電プラント
に適用すると、図３に示すように表わされる。

【００１８】このコンバインドサイクル発電プラント３
０はガスタービンプラント３１と蒸気タービンプラント
３２を組み合せたものである。

【００１９】コンバインドサイクル発電プラント３０の
ガスタービンプラント３１は空気圧縮機３３で圧縮され
た空気を燃焼器３４で燃料とともに燃焼させ、その燃焼
ガスをガスタービン３５に案内してガスタービン３５を
駆動させ、仕事をしている。ガスタービン３５で仕事を
し、膨脹した排気ガスは、再熱式の排熱回収ボイラ３６
に送られ、この排熱回収ボイラ３６にて蒸気タービンプ
ラント３２の蒸気タービン３７駆動用蒸気を発生させて
いる。

【００２０】排熱回収ボイラ３６の高圧蒸発器４０で加
熱された蒸気は高圧ドラム４１を経て過熱器４２で過熱
され、主蒸気系４３を通り、蒸気タービン３７の高圧タ
ービン４４に流入して仕事をする。高圧タービン４４で
仕事をした蒸気は高圧タービン排気系の再熱蒸気系４５
を通り、再熱器４６にて再び加熱され、再熱蒸気となっ
て中圧タービン４７に送られ、仕事をする一方、中圧タ
ービン４７で仕事をした蒸気は、続いて低圧タービン４
８に送られて仕事をし、発電機４９を駆動させ、発電を
行なう。

【００２１】一方、蒸気タービン３７の中圧タービン４
７には、中圧蒸発器５０で加熱された蒸気が中圧ドラム
５１を経て中圧過熱器５２で過熱され、この加熱蒸気が
中圧蒸気系５３を経て高圧タービン４４からのタービン
排気と合流し、再熱器４６で再熱されて案内されるよう
になっている。また、低圧タービン４８には、低圧蒸発
器５５で加熱された蒸気が低圧ドラム５６を経て低圧過
熱器５７で過熱され、低圧蒸気系５８を経て流れ、中圧
タービン４７からのタービン排気と合流して案内される
ようになっている。

【００２２】ところで、一軸型コンバインドサイクル発
電プラントは蒸気タービン３７とガスタービン３５とが
共通の駆動軸で相互に作動連結され、発電機４９を駆動
させるようになっている。多軸型コンバインドサイクル
発電プラントには蒸気タービン３７とガスタービン３５
はそれぞれ発電機４９に個別に連結されている。

【００２３】蒸気タービン３７の低圧タービン４８で仕
事をし、膨脹した蒸気は復水器６０で冷却されて復水と
なる。この復水は図示しない復水給水系を経て排熱回収
ボイラ３６側に戻される。

【００２４】このコンバインドサイクル発電プラント３
０には、排熱回収ボイラ３６の高中低圧ドラム４１，５
１，５６に安全弁６１，６２，６３がそれぞれ設けら
れ、主（高圧）蒸気系４３、中圧蒸気系５３、低圧蒸気
系５８および再熱蒸気系４５にも安全弁６５，６６，６
７，６８がそれぞれ設けられている。

【００２５】コンバインドサイクル発電プラント３０に
おいて、主（高圧）蒸気系４３の安全弁６１，６５の作
動テストを行なう場合、排熱回収ボイラ３６と蒸気ター
ビン３７とを分離させるために、主蒸気系４３の高圧
（主）蒸気塞止弁（ＭＳＶ）７０、高圧（主）蒸気加減
弁（ＭＣＶ）７１、再熱蒸気止め弁（ＲＳＶ）７２、イ
ンターセプト弁（ＩＣＶ）７３、中圧蒸気加減弁（ＩＣ
Ｖ）７４、低圧蒸気止め弁（ＬＳＶ）７５および低圧蒸
気加減弁（ＬＣＶ）７６を全閉する。同時に高圧タービ
ン排気側の再熱蒸気系４５から再熱短管７７を取り外
し、火力発電プラントの主蒸気系安全弁の作動テストと
同様に、両側を閉止板（図示せず）で閉止する。

【００２６】このとき、一軸型コンバインドサイクル発
電プラント等で、ガスタービン３５の運転中に蒸気ター
ビン３７を冷却する必要がある場合には、前述した各弁
のうちいずれかを開弁させるか、あるいは独立した冷却
蒸気系統を設け、蒸気タービン３７に必要な冷却蒸気量
を供給して冷却するようになっている。

【００２７】その際、再熱蒸気系４５は再熱器４６の入
口側および出口側が共に閉止されるので、再熱器４６の
温度とその周りを流れる排ガス温度がほぼ同一となる。
このため、ガスタービン３５の運転は、排熱回収ボイラ
３６の再熱器４６周辺の温度が再熱器４６の温度制限値
を超えないことが必要である。一般に、ガスタービン３
５を極低負荷あるいは無負荷で運転すれば、再熱器４６
のメタル温度が温度制限値を超えることがない。火力発
電プラントでボイラ１内のバーナ２を極低負荷で焚いて
安全弁１５の作動テストを行なうのと同様である。

【００２８】コンバインドサイクル発電プラント３０で
は、ガスタービン３５を極低負荷あるいは無負荷で運転
させ、従来の火力発電プラントの安全弁の作動テストと
同じ要領で、主（高圧）蒸気系４３を昇圧させて安全弁
６１，６５の作動テストを行なうことができる。同様
に、中圧蒸気系５３または低圧蒸気系５８を昇圧させる
ことにより、それらの安全弁６２，６６；６２，６７の
作動テストを行なうことができる。

【００２９】しかし、火力発電プラントの場合と異な
り、コンバインドサイクル発電プラント３０では、主蒸
気系４３等の系統内に適当な昇圧率を得るために（図２
に示すボイラ１のバーナ２のように）、ガスタービン３
５の点火・消火を繰り返して排熱回収ボイラ３６への入
熱を調節することができない。

【００３０】このため、コンバインドサイクル発電プラ
ント３０では蒸気タービン３７の高圧タービン４４、中
圧タービン４７および低圧タービン４８を適宜バイパス
する高圧タービンバイパス回路８０、中圧タービンバイ
パス回路８１および低圧タービンバイパス回路８２をそ
れぞれ設け、各タービンバイパス回路８０，８１，８２
に設けたタービンバイパス弁８３，８３，８４をそれぞ
れ調節して、主蒸気系４３、中圧蒸気系５３および低圧
蒸気系５８の昇圧率を調節しながら、実圧方式の安全弁
の作動テストを行なうようになっている。

【００３１】タービンバイパス回路８０，８１，８２を
安全弁の作動テストに用いる方法では、高圧ドラム４１
からの蒸気を高圧タービンバイパス回路８０を経て復水
器６０にダンプしている。同様に中圧ドラム５１からの
蒸気を中圧タービンバイパス回路８１を経て復水器６０
にダンプしており、低圧ドラム５６からの蒸気は低圧タ
ービンバイパス回路８２を経て復水器６０にダンプさせ
ている。

【００３２】このため、主蒸気系４３の安全弁、すなわ
ち高圧ドラム安全弁６１あるいは高圧過熱器出口安全弁
６５の作動テストを行なう場合には、高圧バイパス弁８
３を絞ることにより主蒸気系４３内の圧力を上昇させ、
弁作動テストを容易に行なうことができる。

【００３３】同様に、中圧蒸気系５３の安全弁６２，６
６の作動テストは、中圧バイパス弁８４を、また低圧蒸
気系５８の安全弁６３，６７の作動テストは、低圧バイ
パス弁８５をそれぞれ絞ることにより、中圧蒸気系５３
または低圧蒸気系５８の圧力を上昇させて作動テストを
行なうことができる。

【００３４】このように、コンバインドサイクル発電プ
ラント３０においても、蒸気発生源である蒸気ドラム
（高圧ドラム４１、中圧ドラム５１、低圧ドラム５６）
を有する主蒸気系４３、中圧蒸気系５３および低圧蒸気
系５８に備えられた安全弁は実圧方式による弁作動テス
トを容易に行なうことができる。

【００３５】一方、蒸気発生源を持たない再熱蒸気系４
５の安全弁６８の作動テストは、蒸気ドラムを備えた蒸
気系統から再熱蒸気系４５に蒸気を送ることで、再熱蒸
気系４５を昇圧させて行なうのが従来の作動テスト方法
である。

【００３６】図３に示されたコンバインドサイクル発電
プラントにおいて、中圧ドラム５１から再熱蒸気系４５
に蒸気を送る場合、中圧蒸気加減弁７４を開き、中圧バ
イパス弁８４を閉じる。一方、高圧ドラム４１から再熱
蒸気系４５に蒸気を送る場合には、主（高圧）蒸気系４
３と再熱蒸気系４５を接続する連絡ライン８７を新たに
追設し、この連絡ライン８７を介して再熱蒸気系４５に
弁テスト用蒸気を送る。両方を併用し、中圧ドラム５１
および高圧ドラム４１から双方の蒸気を再熱蒸気系４５
に送る方法も考えられる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】コンバインドサイクル
発電プラント３０の安全弁の弁作動テストを行なう場
合、従来の実圧方式の安全弁作動テスト方法では、排熱
回収ボイラ３６と蒸気タービン３７とを分離させるため
に、高圧タービン排気側に再熱短管７７を設け、仮設の
閉止板を設ける必要がある。

【００３８】また、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動
テストを行なうために、主（高圧）蒸気系４３と再熱蒸
気系４５を接続する連絡ライン８７の追設も必要に応じ
て要求される。

【００３９】さらに、一軸型コンバインドサイクル発電
プラントにおいては、安全弁の作動テスト時に蒸気ター
ビン３７の冷却のために、特設の冷却蒸気系統を追設し
なければならないことも考えられる。

【００４０】一般に、高圧タービン４４の排気ラインで
ある再熱蒸気系４５は、高温である上に大口径であるた
め、安全弁の作動テスト毎に閉止板を着脱させるために
面倒で大掛りな着脱作業が要求される。

【００４１】閉止板の着脱作業時には、まず保温材を取
り外して取外し部分が分解可能な温度に冷えるまで待
ち、充分に冷えてから（再熱短管を取り外して）閉止板
を取り付ける。閉止板の取付後に再び保温材を取り付け
た安全弁の作動テストを行なう。作動テスト終了後は、
再び保温材を取り外し、取外し部分が冷えるのを待って
閉止板を取り外す。閉止板を取り外した後（再熱短管を
取り付けて）、保温材を装着させ、復旧させるまでの一
連の作業に数日の期間を要し、安全弁の作動テストに長
期間を要し、コスト増大を招く原因となっている。

【００４２】また、主蒸気系４３と再熱蒸気系４５とを
接続する連絡ライン８７も高温配管であるため、連絡ラ
イン８７の追設・撤去に複雑で大掛りな作業を要する。
さらに、一軸型コンバインドサイクル発電プラントの場
合には、蒸気タービン３７の冷却蒸気系統の追設工事も
必要となり、面倒で大掛りな追設工事が要求される。こ
のように安全弁の作動テストに大掛りで日数のかかる面
倒な作業を要求され、安全弁テスト作業に長時間を要
し、コストアップの原因となっていた。

【００４３】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、排熱回収ボイラと蒸気タービンとを分離させる
ことなく、簡単な操作で短期間に安全弁の作動テストを
能率よく行なうことができるコンバインドサイクル発電
プラントの安全弁作動テスト方法を提供することを目的
とする。

【００４４】本発明の他の目的は、安全弁の作動テスト
に追設工事を不要にし、安全弁の作動テストを低コスト
で短期間に簡単かつ容易に行なうことができるコンバイ
ンドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法を提
供することにある。

【００４５】

【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安全弁作動テスト方法は、ガ
スタービンからの排ガス温度を積極的に低く保持するこ
とにより、排熱回収ボイラと蒸気タービンとを分離させ
ることなく、安全弁の作動テストを能率よく行ない得る
ようにしたものである。

【００４６】請求項１に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法では、上述した課題
を解決するために、燃焼器からの燃焼ガスで駆動される
ガスタービンと、このガスタービンからの排ガスを熱源
とする排熱回収ボイラと、このボイラで発生した蒸気で
駆動される蒸気タービンとからコンバインドサイクル発
電プラントを構成し、前記排熱回収ボイラと蒸気タービ
ンを連絡する蒸気系に安全弁を設置し、この安全弁の作
動テストを行なう方法において、安全弁の作動テストを
行なう際、ガスタービンを無負荷あるいは極低負荷で運
転させつつ蒸気系を通して蒸気タービンに蒸気を流入さ
せた状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト
弁を絞り込んで蒸気系の圧力を上昇させ、安全弁を作動
させる方法である。

【００４７】請求項２に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を
解決するために、請求項１に加えて、ガスタービンの燃
焼用空気を圧縮する空気圧縮機に入口ガイドベーンを設
け、この入口ガイドベーンを安全弁の作動テストの際、
予め設定された角度より開いて吸込空気量を増大させて
ガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温
度を下げる安全弁作動テスト方法である。

【００４８】請求項３に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を
解決するために、請求項１または２に加えて、安全弁の
作動テストを行なう際、ガスタービンの燃焼用空気を圧
縮する空気圧縮機に吸入される空気を強制冷却させてガ
スタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温度
を下げる安全弁作動テスト方法である。

【００４９】請求項４に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を
解決するために、請求項１に加えて、蒸気系は蒸気ター
ビンの高圧タービンを駆動させる主蒸気系と、高圧ター
ビンからのタービン排気を再加熱する再熱蒸気系とを少
なくとも有し、再熱蒸気系に並設された複数のインター
セプト弁を用いて再熱蒸気系の安全弁を作動テストする
際、複数のインターセプト弁のうちの少なくとも１つを
全閉し、残りのインターセプト弁を絞ることにより、再
熱蒸気系内の圧力を上昇させ、再熱蒸気系の安全弁の作
動テストを行なう安全弁作動テスト方法である。

【００５０】請求項５に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を
解決するために、請求項１に加えて、安全弁の作動テス
トを行なう際、蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセ
プト弁を最低開度近傍で所要時間保持した後に一時的に
全閉させ、蒸気系内の圧力を上昇させて安全弁の作動テ
ストを行なう安全弁作動テスト方法である。

【００５１】請求項６に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を
解決するために、請求項１に加えて、蒸気系に蒸気加減
弁の上流側から蒸気タービンをバイパスするタービンバ
イパス回路を設け、安全弁の作動テストを行なう際、蒸
気タービンバイパス回路に設けたバイパス弁と蒸気加減
弁の弁操作を協働させ、蒸気タービンに流入する蒸気の
大部分あるいは全部がタービンバイパス回路を通るよう
にした上で、前記バイパス弁の絞り込み操作を行なって
蒸気系内の圧力を上昇させ、安全弁を作動させる安全弁
作動テスト方法である。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付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
発電プラントの安全弁作動テスト方法を実施するために
用いられるコンバインドサイクル発電プラントの一例を
概略的に示す系統図である。このコンバインドサイクル
発電プラントを説明するに当り、図３に示す代表的なコ
ンバインドサイクル発電プラントと全体的な構成は近似
しているので、対応部分には同一符号を付して説明す
る。

【００５４】コンバインドサイクル発電プラント３０Ａ
は、ガスタービンプラント３１と再熱式蒸気タービンプ
ラント３２を組み合せて構成される。このコンバインド
サイクル発電プラント３０は空気圧縮機３３、ガスター
ビン３５、蒸気タービン３７および発電機４９から発電
を行なうパワートレーンを構成している。

【００５５】ガスタービンプラント３１の空気圧縮機３
３の入口側に入口ガイドベーン（ＩＧＶ）９１が設けら
れ、このガイドベーン９１で流入空気流量が調節され
る。空気圧縮機３３のガイドベーン９１の流入側には流
入空気を強制的に冷却する吸気冷却器９２が設けられて
おり、この吸気冷却器９２を通って空気が空気圧縮機３
３に流入するようになっている。空気圧縮機３３に案内
された空気は、ここで圧縮され、続いて燃焼器３４で燃
料ガスと混合して燃焼せしめられ、高温高圧の燃焼ガス
となる。この燃焼ガスはガスタービン３５に案内され、
ここで仕事をした後、排ガスとなって排熱回収ボイラ３
６に送られる。

【００５６】排熱回収ボイラ３６では、排ガスの排熱を
利用して蒸気タービン３７の駆動用蒸気を発生させてお
り、再熱式ボイラとして機能する。排熱回収ボイラ３６
内には、上流側から下流側に向って高圧過熱器４２、再
熱器４６、高圧蒸発器４０、中圧過熱器５２、低圧過熱
器５７、中圧蒸発器５０および低圧蒸発器５５等が順次
熱交換可能に配置され、これらの熱交換機器で順次熱交
換された排ガスは低温となり、図示しない煙突により大
気中に放出される。

【００５７】一方、排熱回収ボイラ３６の高圧蒸発器４
０で加熱された蒸気は高圧ドラム４１に案内された後、
続いて過熱器４２に案内されて過熱され、乾き蒸気とな
る。この蒸気は主蒸気系３７を通り主蒸気塞止弁７０お
よび主蒸気加減弁７１を経て蒸気タービン３７の高圧タ
ービン４４に案内されて、高圧タービン４４を回転駆動
させる。

【００５８】また、排熱回収ボイラ３６の中圧蒸発器５
０で発生した蒸気は、中圧ドラム５１を経て中圧過熱器
５２で過熱された後、中圧蒸気系５３を通り、中圧蒸気
加減弁７４を経て高圧タービン４４からのタービン排気
を合流し、再熱蒸気系４５の再熱器４６で再加熱され
る。再加熱されて温度上昇した蒸気はインターセプト弁
７３および再熱塞止弁７２を経て中圧タービン４７に流
入し、中圧タービン４７を回転駆動させる。

【００５９】さらに、排熱回収ボイラ３６の低圧蒸発器
５５で発生した蒸気は、低圧ドラム５６を経て低圧加熱
器５７に案内され、ここで加熱作用を受けて低圧蒸気と
なる。この低圧蒸気は低圧蒸気系５８を通り、低圧蒸気
塞止弁７５および低圧蒸気加減弁７６を経て中圧タービ
ン４７からのタービン排気と合流して低圧タービン４８
に流入され、この低圧タービン４８を回転駆動させる。

【００６０】蒸気タービン３７は高圧タービン４４、中
圧タービン４７および低圧タービン４８が作動されて発
電機４９を駆動させ、発電を行なうようになっている。

【００６１】蒸気タービン３７を駆動させて仕事をした
蒸気は膨脹して低圧タービン４８から復水器６０に案内
され、ここで冷却作用を受けて凝縮し、復水となる。こ
の復水は図示しない復水給水系を経て排熱回収ボイラ３
６側に戻され、再使用に供される。

【００６２】ところで、コンバインドサイクル発電プラ
ント３０Ａの再熱式蒸気タービンプラント３２では、起
動時等に高圧蒸気条件を確立するために、蒸気タービン
３７をバイパスする高圧タービンバイパス回路８０が設
けられ、このタービンバイパス回路８０に高圧バイパス
弁８３が設けられる。そして、高圧バイパス弁８３を開
放させて高圧蒸気を復水器６０に直接流すことで高圧蒸
気条件を確保している。高圧（主）蒸気系４３の安全弁
６１，６５は高圧ドラム４１と高圧加熱器４２出口側に
設置される。

【００６３】また、蒸気タービンプラント３２では、中
圧蒸気条件を確立するために、中圧タービン４７および
低圧タービン４８をバイパスする中圧タービンバイパス
回路８１が設けられ、このタービンバイパス回路８１に
中圧バイパス弁８４が設置される。中圧蒸気系５３の安
全弁６２，６６は、中圧ドラム５１と中圧過熱器５２の
出口側にそれぞれ設けられ、再熱蒸気系４５の安全弁６
８は再熱器４６の入口側と出口側に設けられる。

【００６４】さらに、蒸気タービンプラント３２では、
低圧蒸気条件を確立するために、低圧タービン４８をバ
イパスする低圧タービンバイパス回路８２が設けられ、
このタービンバイパス回路８２に低圧バイパス弁８５が
設置される。低圧蒸気系５８の安全弁６３，６７は低圧
ドラム５６と低圧過熱器５７の出口側に設けられる。

【００６５】次に、コンバインドサイクル発電プラント
３０Ａの安全弁の作動テストについて説明する。

【００６６】再熱式蒸気タービンプラント３２に備えら
れる安全弁の作動テストを行なう場合、初めに、ガスタ
ービンプラント３１のガスタービン３５を無負荷あるい
は極低負荷（例えば０〜２０％負荷）で運転する。この
とき、高圧・中圧および低圧バイパス弁８３，８４，８
５は全閉し、排熱回収ボイラ３６で発生した蒸気は全量
蒸気タービン３７に流れるように、排熱回収ボイラ３６
と蒸気タービン３７の分離は行なわない。

【００６７】この状態で高圧蒸気系である主蒸気系４３
の安全弁６１，６５の作動テストを行なう場合には、主
蒸気加減弁７１を徐々に絞り込んでいって主蒸気系４３
の圧力を調整しながら、昇圧して安全弁６１，６５の作
動テストを行なう。安全弁６１，６５の作動を確認した
ら主蒸気加減弁７１の開度を元に戻し、主蒸気系４３内
の圧力を元に戻す。

【００６８】中圧蒸気系５３の安全弁６２，６６の作動
テストを行なう場合にも、高圧蒸気系４３と同様であ
り、中圧蒸気加減弁７４の弁制御により中圧蒸気系５３
内の圧力調整を行なって昇圧させ、作動テストを行な
う。低圧蒸気系５８の安全弁６３，６７の作動テストを
行なう場合にも、同様にして低圧蒸気加減弁７６の弁制
御により作動テストを行なう。

【００６９】一方、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動
テストを行なうときには、再熱蒸気系４５のインターセ
プト弁７３を絞って系内圧力を上昇させる。しかし、再
熱蒸気系４５の系内圧力を上昇させると、この圧力上昇
に伴い、高圧タービン４４の効率劣化と風損により高圧
タービン４４のタービン排気温度が上昇する傾向があ
る。このため、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テス
トには注意を要する。

【００７０】ガスタービン３５が無負荷あるいは極低負
荷状態の運転で再熱蒸気系４５の圧力を安全弁６８の作
動圧力まで上昇させたとき、高圧タービン４４のタービ
ン排気温度が、プラントの強度上の制限温度を超える場
合には、ガスタービン３５の排ガス温度を下げる作業が
行なわれ、高圧タービン４４のタービン排気が制限温度
を超えないように調節される。

【００７１】ガスタービン３５からの排ガス温度を下げ
る操作は、（ｉ）空気圧縮機３３の入口ガイドベーン９
１のベーン操作および（ii）吸気冷却装置９２による吸
入空気の強制冷却のいずれか一方により行なわれる。

【００７２】入口ガイドベーン（ＩＧＶ）９１のベーン
操作においては、ガイドベーンのベーン角度を設定角度
より若干大きく開いて吸入空気量を増大させて、ガスタ
ービン３５の排ガス温度を下げる。ガスタービン３５か
らの排ガス温度を低下させることにより、高圧過熱器４
２出口の主蒸気温度を下げることができ、ひいては、高
圧タービン４４からのタービン排気温度を下げることが
できる。

【００７３】一方、吸気冷却装置９２を作動させて、空
気圧縮機３３に吸入させる空気を強制的に冷却し、温度
を下げることによってもガスタービン３５からの排ガス
温度を低下させることができ、同様にして主蒸気温度を
下げ、蒸気タービン４４からのタービン排気を下げるこ
とができる。このようにして、高圧タービン４４からの
タービン排気が制限温度を越えるのを未然に、しかも確
実に防止することができる。

【００７４】高圧タービン４４からのタービン排気が制
限温度を超えないように調節して、インターセプト弁７
３を絞り込んでいき、再熱蒸気系４５内の系内圧力を調
節しながら昇圧させ、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作
動テストを行なう。安全弁６８の作動テスト終了後には
インターセプト弁７３を元の開度状態に戻す。

【００７５】ところで、コンバインドサイクル発電プラ
ント３０Ａの安全弁の作動テスト時に、蒸気加減弁７
１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３を最低弁
開度まで絞り込んでいっても、蒸気量の不足により、蒸
気系４３，４５，５３，５８の圧力を安全弁作動圧力ま
で上昇させることができない場合も生じ得る。この場合
には、次のいずれかあるいは双方の操作が併用されて安
全弁の作動テストが行なわれる。

【００７６】（ｉ）ガスタービンの負荷を少し上昇させ
て排熱回収ボイラ３６で発生する蒸気量を増大させる。

【００７７】（ii）蒸気加減弁７１，７４，７６あるい
はインターセプト弁７３を最低弁開度に一旦（所要時
間）保持した後、一時的に全閉し、蒸気系４３，４５，
５３または５８内の圧力を上昇させて安全弁６１，６
５；６８；６２，６６または６３，６７を作動させると
ともに、安全弁の作動後速かに蒸気加減弁７１，７４，
７６あるいはインターセプト弁７３を最低弁開度まで開
けて蒸気系の圧力を整定させる。その後、蒸気加減弁７
１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３の弁開度
を徐々に元に戻す。

【００７８】また、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動
テストにおいて、インターセプト弁７３は複数個、一般
には２個並設されている。インターセプト弁７３が複数
個並設されている場合には、一方のインターセプト弁を
全閉し、残りのインターセプト弁の通過蒸気量が増加し
た状態で後者のインターセプト弁を絞って再熱蒸気系４
５を昇圧させて安全弁６８の作動テストを行なう方法も
ある。

【００７９】さらに、蒸気タービンプラント３２に高圧
・中圧および低圧のタービンバイパス回路８０，８１，
８２を設けた場合には、各蒸気系４３，５３，５８の安
全弁６１，６５；６２，６６；６３，６７の作動テスト
を行なう際に、タービンバイパス弁８３，８４，８５を
開いて蒸気系４３，５３，５８内を昇圧し、作動テスト
を行なう方法もある。この場合には、各蒸気系４３，５
３，５８の昇圧を開始させる前に蒸気加減弁７１，７
４，７６を通過していた蒸気量の大部分がタービンバイ
パス回路８０，８１，８２に案内されるように、蒸気加
減弁とタービンバイパス弁８３，８４，８５を協働させ
る。この協働弁操作は各蒸気加減弁７１，７４，７６を
閉めつつ、これらの蒸気加減弁の弁閉操作に追従させて
各タービンバイパス弁８３，８４，８５を開けてゆく。
そして、大部分の蒸気が各タービンバイパス回路８０，
８１，８２を案内されるようになった後、再びタービン
バイパス弁８３，８４，８５を絞り込んでゆき、各蒸気
系４３，５３，５８内の圧力を上昇させ、安全弁６１，
６５；６２，６６；６３，６７の作動テストを行なうこ
ともできる。

【００８０】このように、このコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁の作動テストにおいては、蒸気ター
ビンプラント３２に連絡ラインや蒸気冷却系統を追設し
たり、また一切手を加えることなく、全ての安全弁の作
動テストを運転操作だけで行なうことができる。

【００８１】このコンバインドサイクル発電プラントは
一軸型の発電プラントだけでなく、多軸型の発電プラン
トにも適用することができる。さらに、蒸気タービンは
高圧タービン、中圧タービンおよび低圧タービンを備え
た例を説明したが、蒸気タービンは高圧タービンと低圧
タービンとを組み合せたもの、あるいは中高圧タービン
と低圧タービンとを組み合せたもの、その他種々の組合
せが考えられる。蒸気タービンの組合せに応じて、蒸気
系の主（高圧）蒸気系、中圧蒸気系および低圧蒸気系の
組合せも種々変化する。

【００８２】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係るコンバ
インドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法に
おいては、安全弁の作動テスト時に排熱回収ボイラと蒸
気タービンとを分離させることなく、再熱短管や閉止板
の付け替え工事、特設の連絡ラインや蒸気冷却系統の付
設や撤去の必要がなく、実圧方式による安全弁の作動テ
ストを安全かつ確実に行なうことができる。

【００８３】請求項１に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁
の作動テストを行なう際、ガスタービンを無負荷あるい
は極低負荷で運転させつつ蒸気系を通して蒸気タービン
に蒸気を流入させた状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいは
インターセプト弁を絞り込んで蒸気系の圧力を上昇さ
せ、安全弁を作動させるので、簡単な構造で短期間に実
圧方式による安全弁の作動テストを能率よく行なうこと
ができる。

【００８４】請求項２に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁
の作動テストの際、空気圧縮機の入口ガイドベーンを設
定角度より開いて吸入空気量を増大させてガスタービン
を運転させ、ガスタービンからの排気ガス温度を下げた
から、高圧タービンのタービン排気温度が強度上の制限
温度を超えるのを未然にかつ有効的に防止でき、再熱蒸
気系の安全弁の作動テストを実圧方式で行なうことがで
きる。

【００８５】請求項３に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁
の作動テスト時に空気圧縮機への吸入空気を強制冷却さ
せてガスタービンを運転させ、その排ガス温度を下げた
から、請求項２の場合と同様に再熱蒸気系の安全弁の作
動テストを実圧方式で行なうことができる。

【００８６】請求項４に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、再熱蒸
気系に並設された複数のインターセプト弁を用いて安全
弁の作動テストを行なう際、少なくとも１つのインター
セプト弁を全閉し、残りのインターセプト弁を絞ること
により、再熱蒸気系の圧力を下げ、その安全弁の作動テ
ストを実圧方式で行ない得るようにしたので、再熱蒸気
系の圧力上昇の調整が容易で、能率よく安全弁の作動テ
ストを行なうことができる。

【００８７】請求項５に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、蒸気系
の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を最低弁開度近
傍で所要時間保持した後一時的に全閉させ、蒸気系内の
圧力を上昇させたから、蒸気系の安全弁の作動テストを
能率よく行なうことができる。

【００８８】請求項６に記載のコンバインドサイクル発
電プラントの安全弁作動テスト方法においては、蒸気タ
ービンをバイパスするタービンバイパス回路に設けたバ
イパス弁と蒸気系の蒸気加減弁の弁操作で協働させて蒸
気系内の圧力上昇を調整しながら上昇させることがで
き、蒸気系の安全弁の作動テストを実圧方式で能率よく
行なうことができる。

【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
トの安全弁作動テスト方法の実施形態を示すもので、コ
ンバインドサイクル発電プラントの概念を示す系統図。

【図２】従来の火力発電プラントを示す系統図。

【図３】代表的なコンバインドサイクル発電プラントを
概略的に示す系統図。

【符号の説明】

３０，３０Ａコンバインドサイクル発電プラント３１ガスタービン３２蒸気タービンプラント３３空気圧縮機３４燃焼器３５ガスタービン３６排熱回収ボイラ（再熱式ボイラ）３７蒸気タービン４０高圧蒸発器４１高圧ドラム４２高圧過熱器４３主蒸気系（高圧蒸気系）４４高圧タービン４５再熱蒸気系（高圧タービン排気系）４６再熱器４７中圧タービン４８低圧タービン４９発電機５０中圧蒸発器５１中圧ドラム５２中圧過熱器５３中圧蒸気系５５低圧蒸発器５６低圧ドラム５７低圧過熱器５８低圧蒸気系６０復水器６１，６２，６３，６６，６６，６７，６８安全弁７０主蒸気塞止弁（ＭＳＶ）７１主蒸気加減弁（ＭＣＶ）７２再熱止め弁（ＲＳＶ）７３インターセプト弁（ＩＣＶ）７４中圧蒸気加減弁（ＩＣＶ）７５低圧止め弁（ＬＳＶ）７６低圧加減弁（ＬＣＶ）８０高圧タービンバイパス回路８１中圧タービンバイパス回路８２低圧タービンバイパス回路８３，８４，８５タービンバイパス弁９１入口ガイドベーン９２吸気冷却器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼器からの燃焼ガスで駆動されるガス
タービンと、このガスタービンからの排ガスを熱源とす
る排熱回収ボイラと、このボイラで発生した蒸気で駆動
される蒸気タービンとからコンバインドサイクル発電プ
ラントを構成し、前記排熱回収ボイラと蒸気タービンを
連絡する蒸気系に安全弁を設置し、この安全弁の作動テ
ストを行なう方法において、安全弁の作動テストを行な
う際、ガスタービンを無負荷あるいは極低負荷で運転さ
せつつ蒸気系を通して蒸気タービンに蒸気を流入させた
状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を
絞り込んで蒸気系の圧力を上昇させ、安全弁を作動させ
ることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント
の安全弁作動テスト方法。
【請求項２】ガスタービンの燃焼用空気を圧縮する空
気圧縮機に入口ガイドベーンを設け、この入口ガイドベ
ーンを安全弁の作動テストの際、予め設定された角度よ
り開いて吸込空気量を増大させてガスタービンを運転さ
せ、ガスタービンからの排ガス温度を下げる請求項１に
記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動
テスト方法。
【請求項３】安全弁の作動テストを行なう際、ガスタ
ービンの燃焼用空気を圧縮する空気圧縮機に吸入される
空気を強制冷却させてガスタービンを運転させ、ガスタ
ービンからの排ガス温度を下げる請求項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安全弁作動テ
スト方法。
【請求項４】蒸気系は蒸気タービンの高圧タービンを
駆動させる主蒸気系と、高圧タービンからのタービン排
気を再加熱する再熱蒸気系とを少なくとも有し、再熱蒸
気系に並設された複数のインターセプト弁を用いて再熱
蒸気系の安全弁を作動テストする際、複数のインターセ
プト弁のうちの少なくとも１つを全閉し、残りのインタ
ーセプト弁を絞ることにより、再熱蒸気系内の圧力を上
昇させ、再熱蒸気系の安全弁の作動テストを行なう請求
項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全
弁作動テスト方法。
【請求項５】安全弁の作動テストを行なう際、蒸気系
の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を最低開度近傍
で所要時間保持した後に一時的に全閉させ、蒸気系内の
圧力を上昇させて安全弁の作動テストを行なう請求項１
に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作
動テスト方法。
【請求項６】蒸気系に蒸気加減弁の上流側から蒸気タ
ービンをバイパスするタービンバイパス回路を設け、安
全弁の作動テストを行なう際、蒸気タービンバイパス回
路に設けたバイパス弁と蒸気加減弁の弁操作を協働さ
せ、蒸気タービンに流入する蒸気の大部分あるいは全部
がタービンバイパス回路を通るようにした上で、前記バ
イパス弁の絞り込み操作を行なって蒸気系内の圧力を上
昇させ、安全弁を作動させる請求項１記載のコンバイン
ドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。