JPS59221408A - 冷熱発電プラントの制御方法 - Google Patents

冷熱発電プラントの制御方法

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JPS59221408A
JPS59221408A JP9662083A JP9662083A JPS59221408A JP S59221408 A JPS59221408 A JP S59221408A JP 9662083 A JP9662083 A JP 9662083A JP 9662083 A JP9662083 A JP 9662083A JP S59221408 A JPS59221408 A JP S59221408A
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JP
Japan
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turbine
signal
flow rate
flow
lng
Prior art date
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Pending
Application number
JP9662083A
Other languages
English (en)
Inventor
Mutsuo Kato
加藤 睦男
Akira Kato
加藤 公
Kenichi Mochizuki
健一 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPS59221408A publication Critical patent/JPS59221408A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 LNG等の冷熱発電設備においては、タービントリップ
又は負荷遮断が起きたとき、タービンバイパス制御が働
いてLNGの気化を確保するように設計されているが、
本発明はこの発電運転制御からタービンバイパス制御へ
の移行を円滑にしてLNGの気化に大きな影響を与えな
いようにしたプラント制御力法に関する。
LNGによる冷熱発電方式には、第1図に示すようにL
NGを気化し、そのガスでタービンを回1−で発電する
直接膨張方式と、第2図に示すようにLNGの冷熱で2
次媒体を凝縮し、凝縮した2次媒体を再び気化し、その
ガスでタービンを回して発電する2次媒体ランキン力式
がある。
直接膨張力式における従来のプラントの制御は、第1図
に示すように、NG送出配管(p)の圧力を圧力調節計
(q)で検知し、一定の圧力になるようにLNG入口配
管(α)の流量調節計(b)の設定値を変化させ、流量
調節弁(c)によ、シLNG流量を調整している。又L
NG気化器(d)の出口配管(1)の圧力は、圧力調節
計(1)及び(j)で検知し、圧力が一定になるように
LNGタービン入口調節弁(σ)又はタービンバイパス
配%t (h)のバイパス調節弁(j)を制御する。L
NGタービン入口調節弁(g)及びタービンバイパス調
節弁(j)は別々の圧力調節計(/′)及び(j)で制
御されるようになっており、且つタービンバイパス調節
弁(3)を制御する圧力調節計(i)の圧力設定値を、
LNGタービン入ロ調節弁節介力調節泪(1)の設定値
(Pl)より幾分高く設定(P□+α、α−10Kg 
/ cni G以内とする)(第2図囚参照)すること
によって、発電運転中にはLNGの気化流澗のすべてが
LNGタービン(k)に流れるようにしている。又LN
Gタービン(k)が停止、又はトリップ、又は負荷遮断
すると、LNGタービン(k)に流れていたガスの流入
が停止又は減少するため、LNG気化器出口配管(1)
の圧力が第2図(ロ)中(r)の圧力応答曲線のように
上昇し、幾分高く設定されているタービンバイパス調節
弁用圧力調節計(i)の設定値(P1+α)より高くな
るとこの調節計(j)が作動し始めて、バイパス調節弁
(j))が制御されることにより、LNGの気化が継続
されるようになっている。
1−かし、上記従来の制御方式においては、第2図(B
)に示すようにタービントリップ時(壇に、LNGター
ビン(k)に流れていたガス流量(8)が瞬間に遮断さ
れるため、一時的に第2図(ハ)のようにNGの送出(
τ)ができ々くなり、タービンノくイノくス調節介(j
)が作動し、タービンノくイノくス流量(t)が発電運
転中のNGガスの送出流量(τ)に復旧するまでに、第
2図(Oに示すようにNG送出圧力(1L)が減少し、
NG送出圧力(、)が1時的ではあるが大きな変動を生
じて一定に制御することができない問題を有していた。
この問題は、負荷遮断時にも生じていた。
又、2次媒体ランキンカ式における従来のプラントの制
御は、第6図に示すように、NG送出配管(p)の圧力
(圧力調節計(7)からの出力信号)でLNG入口配管
(α)の流量調節計(b)の設定値を制御し、LNGの
気化量を制御している。壕だ、2次媒体ランキンサイク
ルは、2次媒体凝縮器(α′)の凝縮圧力(R2) <
第4図(5)参照)で制御されている。即ち、2次媒体
凝縮液ドラム(b′)に取付けられている圧力調節計(
h′)で2次媒体タービン入口調節弁(、:’)及びタ
ービン・くイ・々ス調節介(j′)の両方を制御してい
る。具体的には、圧力調節計(h’)の出力信号を2つ
の区域(低信号域と高信号域)に分け、低信号域で2次
媒体タービン入口調節弁(i′)を、高信号域でタービ
ンバイパス調節弁(1′)を制御する方法である。
発電運転中は圧力調節計(h′)から低信号域の信号が
自動的に出され、タービン(k′)が停止すると2次媒
体ガスの流入が停止され、2次媒体凝縮器(α′)及び
2次媒体凝縮液ドラム(b′)の圧力が減少する。この
圧力を一定にするために、圧力調節a」(h′)の出力
信号が増加して高信号域に移動し、タービンバイパス調
節弁(3)を制御I〜始め、2次媒体ポンプ(α′)か
ら配管(d′)、2次媒体気化器(α′)及び配管(f
′)を経た2次媒体を、タービンバイパス配管(g′)
及び配管(f′)を介して2次媒体凝縮器(a′)に送
ることにより、2次媒体凝縮圧力h’) (第4図(5
)参照)を一定に維持するようになっている。
しかし、上記従来の制御方式においては、第4図(B)
に示すように、2次媒体タービン(k′)のトリップ時
(T)、タービン(k′)に流れていたガス流量(8′
)が瞬間に遮断され、圧力調節計(h′)の出力信号が
低信号域から高信号域になり、タービンバイパス調節弁
(j′)が作動してタービンバイパス流量(V′)が得
られるまで、2次媒体凝縮器(α′)の圧力(g′)が
減少し、2次媒体凝縮液ドラム(b′)に設置されてい
る2次媒体ボン7’(c’)がNPSH(有効吸込ヘッ
ド)不足で(キャビテーションを起こし)停止しなけれ
ばならない問題を有していた。また、この問題は負荷遮
断時にも生じていた。
本発明は、こうした実情に鑑みてなしたもので、LN’
G等の冷熱発電設備のプラント制御システムに、タービ
ン流量記憶演算装置を設置し、タービンのトリップ又は
負荷遮断時に、タービントリップ又は負荷遮断前のガス
流量を記憶装置から呼び出し、トリップ前の流量又は負
荷遮断によって減少したタービン流量差に相当する調節
計出力信号に変換して圧力調節計の出力信号に加算し、
タービンバイパス調節弁を急速に開いてタービンバイパ
ス運転への移行を早めることによシ、LNGの気化に大
きな変動を与えないようにするととを目的とする。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
1ず、本発明の原理について説明すると、タービン入口
配管に取付けられている流量検出器でタービンを流れて
いる流体流量を一定間隔(例えば2秒以下)で検出し、
タービン流量記憶演算装WK伝送してその流量を記憶す
る。流量記憶演算装置は、最新のデータとそのデータの
1つ前のデータと2つ前のデータまで記憶し、それより
古いデータは消してしまうようになっており、またター
ビントリップ及びタービン負荷遮断信号を受は取れる端
子と、圧力調節計との信号の交換端子を持っていて夫々
に接続されている。タービントリップ又は負荷遮断が生
じたとき、その信号をタービン発電機制御盤から受は取
り、タービン流量記憶演算装置に記憶されている最新デ
ータから1つ又は2つ前の流量を取り出し、この流量又
は負荷遮断によって減少したタービン流量差に相当する
圧カ調”筒針出力信号に変換して、圧力調節計へ伝送す
る。圧力調節計はこの信号を受は現在出力されている信
号に加算し、その後通常の圧力制御を行うことにより、
プラントの運転状態に大きな変動を与えることなく汐−
ビンバイパス制御に円滑に移行することができるように
している。
第5図は直接膨張方式の冷熱発電プラントに適用した本
発明の一例を示すもので、図中(1)はLNG受入配管
、(2)はLNG流量調節計、(3)はLNG流量調節
弁、(4)はLNG気化器、(5)はLNG気化器出口
配管、(6)は圧力調節計、(力はLNGタービン入口
調節弁、(8)はタービンバイパス配管、(9)は圧力
調節計、αQはタービンバイパス調節弁、αυはタービ
ン流量記憶演算装置、02はタービン入口流量計、(L
:1はタービン発電機盤、Q41はLNGタービン、a
l9は再熱器、(t61は発電機9、(171はタービ
ン出口配管、(1〜は後熱器、alはNG送出配管、(
イ)は圧力調節計、Qυは海水を示す。
タービン流量記憶演算装置α]は、タービン入口流量計
02.タルビン発電機盤aC及びLNGN−タービンバ
イパス力調節計(9)と接続されている。
上記構成において、LNG気化器出口配管(5)のター
ビン入口に設けられているタービン入口流量計02で発
電運転中の流量を計測し、この流量信号をタービン流量
記憶演算装置αυへ伝送し、記憶する。
タービントリップ又は負荷遮断が起こると、タービン発
電機盤側でタービントリップ又ハ負荷遮断信号を作り、
タービン記憶演算装置aIJへ伝送する。タービン流量
記憶演算装置anではタービントリップ又は負荷遮断の
信号を受は取ると同時に、この時点よシ1つ又は2つ前
に記憶されていたLNGタービン流量を呼び出し、この
流m、に相陥する圧力調節計出力信号に変換し、圧力調
節計(9)に入力する。自動制御されている圧力調節計
(9)は、タービン流量記憶演算装置(Illから伝送
された信号を受けた瞬間に、現在演算中の信号にタービ
ン流量記憶演算装置(111からの信号を加えた圧力調
節計出力信号を作る演算を行い、この出力信号をタービ
ンバイパス配管(8)に設置されたタービンバイパス調
節弁αQに伝送し、該調節弁αQを急速に開き、タービ
ンa4で遮断された流量に相描する流量をタービンバイ
パス配管(8)側に流す。この後、圧力調節計(9)は
通常の自動制御を行い、タービンバイパス調節弁(ll
を使ってLNGの気化を継続する。これにより、第6図
(ロ)■)に示すように、タービントリップ(1)等に
よりLNGタービンα4に流れていた流量Gηが瞬間に
遮断され、その後にタービンバイパス流量が(至)のよ
うになり、LNG気化器出口圧力も06)のように変動
しても、第6図(C)0に示すようにNG送出圧力(3
I及びNG送出流量+41には殆んど変動を生じさせな
いようにすることができる。
第7図は2次媒体ランキン方式の冷熱発電プラントに適
用した本発明の一例を示すもので、図中Qりは2次媒体
凝縮器、(ハ)は2次媒体凝縮液ドラム、(財)は2次
媒体ポンプ、C!9は2次媒体ポンプ出口配管、(ハ)
は2次媒体気化器、(5)は2次媒体気化器出口配管、
(至)はタービンバイパス配管、翰は2次媒体タービン
入口流量計、(至)は圧力調筒針、(31)は2次媒体
タービy人口調節弁、(32t/″iタ一ビンバイパス
調節弁、(ハ)は2次媒体タービン、θ4)は発電機、
051は2次媒体タービン吐出配管を示し、また第5図
と同一符号を付したもの(d同一物を示している。
タービン流量記憶演算装置Ql)は、2次媒体タービン
入口流量計L29+、タービン発電機盤(13+及び圧
力調節、¥t t30)と接続されており、その作用は
圧力調節計(30)の制菌システムを除き、前記第5図
の場合と同様である。
即ち、圧力調節側(至)は、タービン入口調節弁81)
とタービンバイパス調節弁0渇の両方を制御する。発電
運転中は圧力調節計測の出力信号は低信号域にある。そ
のため、タービンバイパス調節弁(32)は全閉になっ
ている。
タービントリップ又は負荷遮断が起こると、同時に圧力
調節計C30)はタービン流量記憶演算装置(11)て
処理された出力信号を受け、圧力調節計(30iで演算
中の信号に、この受は取った信号を加31−1〜だ圧力
調節計出力信号を、タービンバイパス調節弁C321へ
伝送し、タービンバイパス調節弁c3りを急速に開き、
タービントリップ又は負荷遮断前のタービン流量をター
ビンバイパス配管(28)側に流す。そしてその後、圧
力調節計00によるタービンバイパス運転を継続する。
これにより第8図の)に示すようにタービントリップ(
T)等によりタービン割に流れていた流量(42が瞬間
に遮断され、その後にタービンバイパス流量がθりのよ
うになって変動しても、第8図(5)に示すように2次
媒体凝縮器(社)の圧力+411には殆んど変動を生じ
させないようにすることができ、よって2次媒体ポンプ
(財)が停止するようなことを防止することができる。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものでは々く
、種々の冷熱発電プラントに適用できること、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
上述した本発明の冷熱発電プラントの制御方法によれば
、次のような優れた効果を奏し得る。
(1)  直接膨張方式においては、タービントリップ
と同時に、タービントリップ前のガス流量を回復するよ
うにタービンバイパス調節弁を開くため、気化ガス量の
回復が瞬時に行われる。そのため、ガスの送出圧力の変
化を殆んどなくすことができると共に、タービン入口圧
力もバイパス調節弁が早く開くだめに圧力上昇が少なく
済む。寸だ負荷遮断時にも同様の効果を奏する。
(ii)  2次媒体ランキン方式においても、タービ
ントリップと同時に、タービントリップ前のガス随所を
回復するようにタービンバイパス調節弁を開くため、2
次媒体流量の回復が瞬時ひて行わ力2る。そのため、2
次媒体凝縮圧力は殆んど変化せず、2次媒体ポンプのN
PSHに不足せず、よって2次媒体ポンプがトリップす
るようなことを防止できる。また負荷遮断時にも同様の
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は直接膨張方式における従来のプラント制御の一
例を示す説明図、第2図(A) (B) (C) (D
)は第1図の制御における応答曲線を示す説明図、第6
図は2次媒体ランキン方式における従来の制御の一例を
示す説明図、第4図(A) (B)は第6図の制御にお
ける応答曲線を示す説明図、第5図は直接膨張方式の冷
熱発電プラントに適用1−だ本発明の実施例図、第6図
(A) (B) (C)(至)は第5図における制御の
応答曲線を示す説明図、第7図は2次媒体ランキン方式
の冷熱発電ブランドに適用した本発明の実施例図、第8
図(5)(B)は第7図における制御の応答曲線を示す
説明図である。 (11はLNG受入配管、(2)はLNG流量調節剖、
(3)はLNG流量調節弁、(6)は圧力調節計、(7
)はLNGタービン入口調節弁、(8)はタービンバイ
パス配管、(9)は圧力調節計、θQはタービンバイパ
ス調節弁、αDはタービン流量記憶演算装置、02はタ
ービン入口流量計、03)はタービン発N機盤、α4)
はLNGタービン、(イ)は圧力調節計、(221は2
次媒体凝縮器、(ハ)は2次媒体凝縮液ドラム、c!a
は2次媒体ポンプ、(至)はタービンバイパス配管く・
翰は2次媒体タービン入口流量計、(ト)は圧力調節計
、Gυは2次媒体タービン入口調節弁、02はタービン
バイパス調節弁、(ト)は2次媒体タービンを示す。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 特許出願人代理人 特許出願人代理人 第1図 時間 (分) 時間 (公)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)タービンに流入するガス流量を検出してその値をタ
    ービン流量記憶演算装置に記憶させておき、タービント
    リップ又は負荷遮断時に、前記記憶された流量を呼び出
    して信号に変換し、この信号をタービンバイノくス調節
    介用圧力調節計へ伝送して該圧力調節計の演算信号に加
    えることにより、タービントリップ又は負荷遮断前のガ
    ス流量をバイノくスにより直ち(で回復することを特徴
    とする冷熱発電プラントの制御力法。
JP9662083A 1983-05-31 1983-05-31 冷熱発電プラントの制御方法 Pending JPS59221408A (ja)

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