JPS61215409A - 蒸気タ−ビン制御装置 - Google Patents

蒸気タ−ビン制御装置

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JPS61215409A
JPS61215409A JP5654085A JP5654085A JPS61215409A JP S61215409 A JPS61215409 A JP S61215409A JP 5654085 A JP5654085 A JP 5654085A JP 5654085 A JP5654085 A JP 5654085A JP S61215409 A JPS61215409 A JP S61215409A
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steam
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steam turbine
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opening
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神立 文夫
Daisaku Hirata
平田 大作
Masaaki Ishiguro
正昭 石黒
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    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、単数もしくは複数のガスタービンからの排熱
により発生する蒸気で回転駆動する蒸気タービンの制御
l@置に関し、特に蒸気タービンの回転駆動により発電
する蒸気タービン発電機の電力系統併入時における蒸気
制御弁の開度制御手段の改良に関する。
(従来の技術〕 近年、単数もしくは複数のガスタービンと蒸気タービン
とを組合わせたコンバインドプラントが実用に供されて
いる。このコンバインドプラントでは、蒸気タービンの
回転数が定格回転数となったとき、この蒸気タービンの
回転駆動により発電する蒸気タービン発電機を電力系統
に併入するものとなっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記コンバインドプラントにおいては、蒸気
タービン発電機の電力系統併入と同時に蒸気タービンの
蒸気導入側に設けられる蒸気制御弁を一定の開度に開く
ことにより、所定の初負荷すなわち発電機出力を得るも
のとなっている。しかるに、蒸気タービンは、ガスター
ビン運転台数の変化等により蒸気発生器から供給される
蒸気量が異なり、様々な蒸気条件下で運転されている。
第5図(a)(b)は、電力系統併入時における蒸気タ
ービン前蒸気圧A2発電機出力B、蒸気Ill Ill
弁開rxCの時間変化を示す図であり、同図(a)はガ
スタービンの運転台数が1台でタービン前蒸気圧Aが3
0 Ky f /α2にIII 1mされる場合を示し
ており、同図(b)はガスタービンの運転台数が3台で
タービン前蒸気圧Aが4C1f/α2に制御される場合
を示している。同図(a)(b)から明らかなように、
タービン前蒸気圧Aすなわち蒸気条件が30都f/α2
がら40Ktf/am”へ変化すると、発電機出力Bす
なわち初負荷値も変化する。さらに、第5図(a)に示
す如く、ガスタービンが1台だけ運転されているような
場合、蒸気制御弁の開度設定値によっては蒸気制御弁が
急激に開くので、電力系統併入と同時に蒸気圧が低下し
、またタービンバイパス弁の制御遅れもあって、所定の
初負荷値が得られないばかりか、一旦得られた負荷が減
少する、いわゆる逆電力が生じるおそれもあった。
このように蒸気条件が大幅に異なると、電力系統併入毎
に得られる初負荷値を一定の値に制御することは困難で
あった。そのため、最適な状態で蒸気タービン発電機を
電力系統に併入することができなかった。
そこで本発明は、蒸気タービンの回転により発電する蒸
気タービン発電機を最適な状態で電力系統に併入するこ
とができる蒸気タービン制御装置を提供することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
単数もしくは複数のガスタービンからの排熱により発生
する蒸気で回転駆動する蒸気タービンの前蒸気圧を蒸気
圧計測器により計測し、前記蒸気タービンの回転駆動に
より発電する蒸気タービン発電機の電力系統併入時にお
いてこの蒸気圧計測器により計測された蒸気圧の計測値
  −から前記蒸気タービンの蒸気導入側に設けられた
蒸気制御弁の開度を開度算出手段により所定の関数に基
いて算出し、前記蒸気制御弁の開度が開度算出手段にて
算出された開度となる如く予め設定された変化率に基い
て制御するようにしたことを特徴としている。
〔作用〕
このような手段を講じたことにより、蒸気タービン発電
機の電力系統併入時に、常に一定した初負荷が清らかに
得られる。
(実施例〕 第1図〜第4図は本発明の二実施例を示す図であって、
第1図は複数台(この場合は3台)のガスタービンと1
台の蒸気タービンとの組合わせによるコンバインドプラ
ントの構成を示す系統図である。同図において、1a〜
1Cはガスタービンであり、これらガスタービン18〜
1Cから排出された排気は、各排気管28〜2Cを通っ
て各排熱回収蒸゛気発生器(以下、蒸気発生器と略称す
る)38〜3cに供給されるものとなっている。これら
蒸気発生器3a〜3Cは、ガスタービン18〜1Cの排
熱を回収するものであって、より効率的に排熱を回収す
るために2段またはそれ以上に分割して設けられ、それ
ぞれ圧力の異なった蒸気を発生させるようにしたものも
ある。
これら蒸気発生器3a〜3Cから発生される蒸気は、各
逆止弁4a〜4Cおよび蒸気止弁5a〜5Cを介して一
つにまとめられた後、蒸気止弁6および蒸気制御弁7を
介して蒸気タービン8に供給されるものとなっている。
この蒸気タービン8は蒸気の供給によって回転駆動され
、蒸気タービン発電機(不図示)が発電するものとなっ
ている。
そして、蒸気タービン8の回転数が所定の定格回転数に
達したならば前記蒸気タービン発電機が電力系統に併入
されるものとなっている。なお、この蒸気タービン8は
、前記蒸気発生器3a〜3cから発生される蒸気の圧力
に応じて高圧タービンと低圧タービンとに分けられるこ
ともある。
また、前記蒸気発生器3a〜3Cから発生される蒸気は
、各タービンバイパス弁9a〜9cを介して一つにまと
められ、復水器10に供給されるものとなっている。こ
の復水器10から排出されろ水は、前記各蒸気発生器3
8〜3G専用の給水ポンプlla〜11cにより給水さ
れ、給水IIJIll弁12a〜12Cを介して蒸気発
生器3a〜3cに供給されるものとなっている。
第2図は前記蒸気タービン8の電力系統併入時における
初負荷制御を行なう蒸気タービン制御装置の構成を示す
ブロック図である。同図において21は蒸気タービン8
の前照気圧計allIであり、この計測器21にて計測
された蒸気圧の計測値は、関数発生器22に与えられる
ものとなっている。
この関数発生器22は、計測値入力に対し前記蒸気ター
ビン発電機の電力系統併入時における蒸気制御弁7の開
度目標値を、第3図に示す関数に基いて算出するもので
あり、この関数発生器22により算出される開度目標値
は、変化率制限器23に供給されるものとなっている。
なお、上記関数発生器22の関数は、予め計算あるいは
実績テークにより蒸気タービン8の前蒸気圧が変動して
も初負荷が一定となるための蒸気制御弁7の開度を設定
している。
第2F!J中24は蒸気1iIJl!l弁7の開度指令
部であり、この開度指令部24から出力される指令値は
、前記変化率制限器23に供給されるものとなっている
25は前記蒸気タービン発電機に対する併入信号発生部
であり、この信号発生部25から出力される併入信号(
ONloFFの二値化信号)は、ワンショットパルス発
生器26にてワンショットパルスに変換された後、論理
積演算!127の一方の入力端に供給されると共に、信
号反転器28によって反転された後、論理和演算器29
の一方の入力端に供給されるものとなっている。なお、
前記ワンショットパルス発生器26は、入力される併入
信号がOFFからONになった瞬間にON信号を出力し
、それ以外はOFF信号を出力するものとなっている。
30は前記関数発生122からの出力と、前記変化率制
限器23の出力とを比較する二値比較器であり、関数発
生器22からの出力が変化率制限器23の出力よりも小
さいかあるいは等しい場合にON信号を出力し、大きい
場合にはOFF信号を出力するものとなっている。この
二値比較器30から出力される0N10FF二値化信号
は、前記論理和演算器29の他方の入力端に供給される
と共に、信号反転!131にて反転された後、前記論理
積演算!I27の他方の入力端に供給されるものとなっ
ている。
32はフリップフロップ回路であり、前記論理積演算器
27からの入力信号がONのときフリッ出力口ツブ出力
信号をONとし、その債、論理和演算!129からの入
力信号がONとなったときフリッ出力口ツブ出力信号を
OFFとするものであり、かつ前記論理積演算器27お
よび論理和演算器29からの入力信号が共にONのとき
、論理和演算器29からの入力信号が優先され、フリッ
プフロップ出力信号はOFFとなるものである。
上′記フリップ70ツブ回路32がら出力される0N1
0’FF二値化信号は、前記変化率制限器23に供給さ
れるものとなっている。上記変化率制限器23において
は、フリップフロップ回路32から供給される信号がO
Nのときには、その出力を前記関数発生器22から入力
される目標値となる如く予め設定された変化率の制限を
受けながら変化させるものとし、OFFのときにはその
出力を前記開度指令i!ll115から入力される指令
値とするものとなっている。そして、この変化率制御弁
23からの出力は蒸気制御弁7の開度制御部33に供給
され、この開度制御部33により蒸気制御弁7の開度制
御がなされるものとなっている。
次に本実施例の動作について説明する。第1図において
、ガスタービン1a〜1Cによって各々のガスタービン
発電機(不図示)が駆動されると、ガスタービン排気が
発生され、このガスタービン排気は蒸気発生器38〜3
Cによって回収される。
そして、この蒸気発生器38〜3Cにおいて、各給水ポ
ンプ11a〜11cにより給水された水がガスタービン
排気の排熱によって加熱され、蒸気が発生される。この
とき、蒸気発生器3a〜3Cの出口圧力が予め設定され
た最低圧力(例えば30 Kg f /α2G)に達す
るまでは、各蒸気止弁5a〜5Cは閉状態となっている
。したがって、蒸気発生器38〜3cにて発生された蒸
気は、前記出口圧力が最低圧力に達するまではタービン
バイパス弁9a〜9Cを通って復水器10に捨てられる
。その後、前記ガスタービン排気による排熱量が増加し
、蒸気発生器38〜3Cの出口圧力が前記最低圧力に到
達すると、前記蒸気止弁5a〜5Cが開状態となる。そ
の結果1発生蒸気は蒸気タービン8に供給され、蒸気タ
ービン8が回転駆動を開始する。そして、蒸気タービン
8の回転数が定格回転数に到達したならば、前記蒸気タ
ービン発電機が電力系統に併入される。
一方、第2図において、前記蒸気タービン発電機が電力
系統に併入されるまでは、併入信号発生部25からの併
入信号はOFFとなっている。したがって、信号反転1
28の出力はONであり、論理和演算器29の出力もO
Nであるので、フリツプフロツプ回路32の出力はOF
Fである。その結果、変化率制限器23の出力は、開度
指令部24から出力される指令値(通常は蒸気タービン
8の回転数制御出力)となっている。
その後、蒸気タービン発電機が電力系統に併入されると
、前記併入信号発生部25からの併入信号がONとなる
ので、ワンショットパルス発生器26の出力が一瞬だけ
ONとなる。このとき、通常、変化制限器23の出力は
関数発生器22の出力よりも小さくなっているため、二
値比較器30の出力はOFFとなっている。したがって
、論理積演算器27の出力は一瞬だけONとなる。また
、信号反転器28の出力はOFFとなるので、論理和演
算器29の出力はOFFとなる。その結果、フリップフ
Oツブ回路32の出力はONとなる。
かくして、変化率制限器23の出力は、その直前の開度
指令部24から入力される指令値から、関数発生器22
にて蒸気圧計測器21により計測された蒸気圧に応じて
算出された目標値に向かって所定の変化率で推移する。
そして、この蒸気変化率制限器23の出力によって蒸気
制御弁7の開度が制御゛される。すなわち、蒸気制御弁
7は、前記目標値に向かって許容される範囲内で徐々に
開いていく。そして、上記変化率制限器23の出力が関
数発生器22からの入力と同値になったとき、所定の発
電機出力が得られる。
一方、変化率制限器23の出力が関数発生器22の出力
と等しいかあるいは大きくなったとき、二値比較器30
の出力はONとなる。そうなると、論理和演算器29の
出力がONとなるので、フリツプフロツプ回路32の出
力はOFFとなる。その結果、変化率制限器23の出力
は、開度指令部24からの指令値に切換ねる。このとき
、上記開度指令部24からの指令値は、通常、蒸気ター
ビン8の前蒸気圧制御出力あるいは発電機出力制御出力
であり、この指令値を、切換ねる直前の変化率制限器2
3からの出力にトラッキングさせておくことにより、安
定して変化率制限器23の出力すなわち前記開度制御部
33の制御出力値を変化させることができる。
第4図(a)(b)は、前記蒸気タービン発電機の電力
系統併入時における蒸気タービン前蒸気圧A9発電機出
力B、蒸気制御弁開度Cの時間変化を示す図であり、同
図(a)はガスタービンの運転台数が1台でタービン前
蒸気圧Aが30 Kg f      ′/ am ”
に制御され金場合を示しており、同図(b)はガスター
ビンの運転台数が3台でタービン前蒸気圧Aが40 幻
f / clI2に制御される場合を示している。同図
(a)(b)から明らかなように、蒸気タービン前蒸気
圧Aが30 Kl f / tya 2から40都f/
a”に変化しても発電機出力Bは一定である。また、逆
電力による発電機出力の一時的な減少も見られない。
かくして本実施例によれば、蒸気タービン発電機の電力
系統併入時に、従来のように蒸気圧の変化によって初負
荷値が変動するようなことはなく、一定の初負荷値が清
らかに得られる。したがって、蒸気タービン発電機を最
適な状態で電力系統に併入させることができる。
なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。た
とえば、前記実施例では複数(この場合は3台)のガス
タービンと1台の蒸気タービンとを組合わせたコンバイ
ンドプラント用の蒸気タービンに適用した場合を示した
が、1台のガスタービンと1台の蒸気タービンとを組合
わせたフンバインドプラント用蒸気タービンにも適用で
きる。
このほか本発明の要旨を越えない範囲で種々変形実施可
能であるのは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は、単数もしくは複数のガス
タービンからの排熱により発生する蒸気で回転駆動する
蒸気タービンの前蒸気圧を蒸気圧計測器により計測し、
前記蒸気タービンの回転駆動により発電する蒸気タービ
ン発電機の電力系統併入時においてこの蒸気圧計測器に
より計測された蒸気圧の計測値から前記蒸気タービンの
蒸気導入側に設けられた蒸気制御弁の開度を開度算出手
段により所定の関数に基いて算出し、前記蒸気制御弁の
開度が開度算出手段にて算出された開度となる如く予め
設定された変化率に基いて制御するようにしたものであ
る。
したがって本発明によれば、蒸気タービン発電機の電力
系統併入時に常に一定した初負荷が清らかに得られるの
で、蒸気タービン発電機を最適な状態で電力系統に併入
することができる蒸気タービン制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第11!!〜第4図は本発明の一実施例を示す図で、第
1図はフンバインドプラントの構成を示す系統図、第2
図は蒸気タービン制御装置の構成を示すブロック図、第
3図は関数発生器における設定関数を示す図、第4図(
a) (t))は蒸気タービン発電機の電力系統併入時
における蒸気タービン前蒸気圧1尭電機出力、i気制−
弁開度のR量変化を示す図である。第5図(a)(b)
は従来の蒸気タービン発電機の電力系統併入時における
蒸気タービン前蒸気圧1尭電機出力、蒸気制御弁開度の
時間変化を示す図である。 1a〜1C・・・ガスタービン、38〜3G・・・排熱
回収蒸気発生器(蒸気発生11)7・・・蒸気IIJ’
IIJ弁、8・・・蒸気タービン、10・・・復水器、
118〜11G・・・給水ポンプ、21・・・蒸気ター
ビン前原気圧計11.22・・・関数発生器、23・・
・変化率制限器、24・・・開度指令部、25・・・併
入信号発生部、26・・・ワンショットパルス発生部、
27・・・論理積演算器、28.31・・・信号反転器
、29・・・論理和演算器、30・・・二値比較器、3
2・・・フリップフロップ回路、33・・・開度制御部
。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 1CI 第2図 z6 第3図 i!徴序vr劉槙 第4図 (a)         (b) 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 単数もしくは複数のガスタービンからの排熱により発生
    する蒸気で回転駆動する蒸気タービンの前蒸気圧を計測
    する蒸気圧計測器と、前記蒸気タービンの回転駆動によ
    り発電する蒸気タービン発電機の電力系統併入時におい
    て前記蒸気圧計測器により計測された蒸気圧の計測値か
    ら前記蒸気タービンの蒸気導入側に設けられた蒸気制御
    弁の開度を所定の関数に基いて算出する開度算出手段と
    、前記蒸気制御弁の開度が前記開度算出手段にて算出さ
    れた開度となる如く予め設定された変化率に基いて制御
    する開度制御手段とを具備したことを特徴とする蒸気タ
    ービン制御装置。
JP60056540A 1985-03-20 1985-03-20 蒸気タ−ビン制御装置 Expired - Lifetime JPH0680285B2 (ja)

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Cited By (3)

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