JPS62267509A - 発電プラント - Google Patents

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】

〔発明の［１的〕 （産業上の利用分野） 本発明はガスタービン、排ガスボ・イラおび蒸気タービ
ンを右するＮ合発電プラント等の発電プラントに係り、
特に、復水器へバイパスされるバイパス蒸気を減温する
減温器を何する発電プラントの改良に関する。 （従来の技術） 従来の複合発電プラントの一部は第４図に承りように構
成され、空気圧縮機１より吐出される圧縮空気に燃焼３
２で燃料を混合して燃焼させ、この高温配“！ｌ圧の燃
焼ガスをガスタービン３に導入し′Ｃ、ガスタービン３
を駆動する。 これにより、ガスタービン３に接続された発ｆｌ！機４
を駆動してｙｉ！電を行なう。 ガスタービン３にでイ１ト事をしで排気された高温の１
ノ［ガスは排ガスボイラ５に導入され、その蒸発；Ｓ６
を通しで加熱された給水は排ガスボイラドラｌ＼７にで
貯水されて、気液に分離される。耕ガスボイラドラムア
の蒸気は過熱器８でさらに過熱されてから、主蒸気管９
を通して加減弁１０を右づる蒸気タービン１１に導入さ
れる。 これにＪ：す、蒸気タービン１１は回転駆動されて￥′
ｌ電機１を駆動し発電を行なう。 蒸気タービン１１で仕事をした蒸気は復水器１２に排気
され、ここで冷却されて凝縮した復水は復水ポンプ１３
によりテｌ圧されで復水管１４を介して排ガスボイラド
ラム７に戻される。 ところで、複合発電ブラントでは、その様能上プラント
の起動・停止１および大幅な０荷変化が行なわれるが、
これらの場合には排ガスボイラ５が排ガスボイラドラム
７を右するために、その発生蒸気量が緩慢に′命化する
のに対して、蒸気タービン蒸気１１への導入蒸気品は加
減弁１０により急激に変化するので、刊ガスボイラ５に
Ｊ３ける発生蒸気量と蒸気タービン１１の導入蒸気量と
で差を牛じる。この差を逃すためにバイパス配管１５を
設置ノでいる。 バイパス配管１５は、その一端を加減弁１０の上流の主
蒸気管９の途中に接続し、そのＩｌ！！端はバイパス弁
１６を介装してから復水器１２に接続され、主蒸気管９
内を流れる蒸気の一部を復水器１２ヘバイパスさせるよ
うになっている。 主蒸気管９内の蒸気圧は主蒸気圧力検出器１８にＪ：り
検出され、その検出器は圧力調節計１９にて′、ｌ蒸気
圧ツノ設定値と比較され、両者の漏差を比例、積分、微
分したバイパス弁操作１３号によりバイパス弁１６の聞
瓜を制御操作し、バイパス配管１５へのバイパス流量を
制御することにより、主蒸気管９の主蒸気１Ｆを設定１
ｔ１に従って一定に保持し、ＩＪ１ガスボイラ５と然気
タービン１１との協調をとっている。 そして、バイパス配管１５はバイパス弁１６の下流に減
温器２０を介装し、バイパス配管１５を流れるバイパス
蒸気の減温を図っている。 減（ｊ−志２０は注水梵２１を介装した連通管を介して
復水管１４の途中に接続されて、復水をバイパス蒸気に
注水して減温づるものりであり、バイパス蒸気を減温す
ることにより、減温器２０より下流にあるバイパス配管
１５の一部および復水器１２への熱衝撃および熱応力を
緩和しようとするものである。 注水弁２・１は減温器２０の下流にてバイパス蒸気の温
１αを検出づる（局度検出器２２からの検出値を受（プ
る温度調節古１２３からの注水弁操作信号により１；１
；α；ｌｌ’＋　６１１され、減ｔ１２鼎２０へ注水さ
れる復水のｄ水晶をν１谷１１１Ｊる。 一方、バイパス弁１６のリフトはその弁開度を示すｂの
としてリフト検出器２４にＪ、り検出され、そのリフト
信Ｖ：は関数発生器２５によりｈｌｉ　ｉ［さ′れてか
らフィードフォワード（を号どして温度調節計２３にり
えられる。これはバイパス弁１６の開度ａ＋ｌ制御を注
水弁２１の開度制御２Ｉｌに関連さＵろフィードフォワ
ード＋２１！能を持たけることにＪ、す、温度検出器２
２からのフィードバック信号のみによる制御のＲれや無
駄時間による制ｔｉｌｌ系の応答性を改善ザるためであ
る４ （発明が解決しようと１Ｊる問題点） しかしながら、このように構成された従来の複合発電プ
ラントにおいてバイパス弁１Ｇの１７１１度を絞る場合
には、温度検出器２２の検出動作がバイパス弁１６の絞
り動作よりも時間遅れがあるために、バイパス熱気が１
−分に減（晶されづ”にｇｉ？：ｉΔのバイパス蒸気が
直接復水器１２ヘバイパスされ、復水：冴１２やバイパ
ス配管１５の一部に大きな熱応力や熱衝撃を与えてしま
うという問題があつ／ｌ−Ｑ第５図は従来の複合発電ブ
ラントにＪ３　）−Ｊるバイパス蒸気流ＵＡの変動に対
する注水弁操作信号［３と、減温：咎２０による減温後
のバイパス；：・Ｎ気の６，１１ｆｆｌＩＣとの応谷を
それぞれ示しており、蒸気タービン１１の緊張停止や大
幅な負荷変化を想定して、バイパス弁１６が急開し、バ
イパス蒸気流昂がステップ状に上昇し、その後、ランプ
状に低下７る場合を示している。 第５図に示づ“ようにバイパス弁１６が急開ブーると、
バイパス魚気流量Δがステップ状に立ち上がる。その後
、バイパス弁１６が絞られると、バイパス蒸気流量△が
ランプ状に低下し、バイパス弁１６の絞り度を示すリフ
ト信号がそのままフィードラ４ワード１．１号として温
度調節計２３に与えられ、ここでｉｌ、水弁操作信号Ｂ
に換算されて）↑水弁２１に！ｊえられ、注水弁２１の
聞度を絞る。 したがって、バイパス弁１Ｇの絞り度が大きい場合には
、それに応じて注水弁２１が絞られ、場合によってＧＪ
注水弁２１の絞りが過度とイ１ろ。 この場合には、バイパス蒸気への復水の汗水量が減少し
てバイパス蒸気の温度Ｃが上γ７する。しかも、このバ
イパス蒸気の温度Ｃを検出する温度検出）Ｓ２２からの
フィードバック信号はフィードフォワード信号よりも遅
れがあるので、その間、バイパス然気の温度Ｃは上昇し
てしまう。 このために、高温のバイパス蒸気がｆＴ接復水器１２ヘ
バイパスされ、この復水器１２やバイパス配管１５の一
部に熱衝撃や熱応力を与える恐れがあった。 また、複合発電プラントではこのような蒸気タービン１
１の起動・停止および大幅なｆ１荷変化が繁雑に行なわ
れるので、上記問題点（Ｊ重要である。 そこで、本発明の目的は、バイパス１４の絞り時にＪ３
いてもバイパス蒸気を安定して減温することがでさ゛る
発電プラントをＲ供することにある。 （発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明は注水弁の開度制御を行な・うフィードフィーノ
ード借りの変化率を、バイパス弁を閉じる方向の揚台に
所要幅に制限づ°る変化率制限器を設置プたｂのぐあり
、次のＪ、うに構成される。 蒸気タービンに接続された主蒸気管を流れる蒸気の−・
部を復水器へバイパスさせるバイパス配管と、このバイ
パス配管を流れるバイパス然気に一ト記復水器からの復
水を河水５ｔを介して注水して減温する減温：梠と、上
記バイパス配管に介装されてバイパス蒸気の？Ｑ　ｆｉ
３を制ｔｉｌｌ　Ｊるバイパス弁とをイｉし、このバイ
パス弁の聞度を制ｔｉｌｌするためのバイパス弁操竹信
弓を、上記注水弁の開度をフィードフォワード制御する
ためのフィードフォワード信号として共用する発電プラ
ントにおいて、上記バイパス弁を閉じる方向の上記フィ
ードフォワード仏８の変化率を制限ブる変化串制ｆｉｌ
器を８２４プた。 （作用） バイパス弁がバイパス弁操作信号により怠開されると、
このバイパス弁を閉じる方向のフィードブ４ワード信号
の変化率が変化率ふり限器により制限される。 したがって、フィードフォワード信号の変化率が変化率
制御２１１　：己の制御１直を超える場合１、文その制
限値に塁づいてＺ「水弁の開度がフィードフォワード制
御される。 したがって、注水弁は変化率制限器

【・設定ザる＄１限
値を超えて過度に閉じることがなく、バイパス弁が急閉
した場合でしバイパス蒸気に１ｕ水を十分に注水し−Ｃ
減温り゛ることができる。 （実茄例） 以下、本発明の一実施例について第１図〜第３図を参照
し′Ｃ説明１ノる。 第１図は複合発電プラントの系統（ｂ１成を示してＪ３
つ、ガスタービン３０と発電機３１と蒸気タービン３２
と１，１−軸で連結されている。。 ガスタービン３０１Ｊ空気圧縮ｌ３３３にて圧縮された
Ｊｌ：縮空気に燃料を加えて燃焼する燃焼器３４からの
？：Ｓ潟高圧の燃焼ガスを導入して駆動し、発電機３１
を駆動して発電を１１なう。 ガスタービン３０にて仕事をした４１１ガスは排ガスボ
イラ３５に排出される。 排ガスボイラご３５の蒸発器３６を通水して加熱された
給水は排ガスボイラドラム３７にて貯水され、ここで気
液に分離された蒸気を排ガスボイラ３５）の過熱器３８
でざらに過熱してから主蒸気管３９を通して加減弁４０
を右する蒸気タービン３２にｉ・７人する。 これにＪ二り、蒸気タービン３２が発電ｌｊ、１１３１
を駆動して発電が行なわれ１，１へ気タービン３２で什
】１１をしたｉＩ！ｉ気は１ｕ水器４１に排気され、こ
こで冷２Ｊｌされて凝縮した復水は復水ポンプ４２によ
り５′１１１されて、復水管４３を介して１ノ「ガスボ
イラドラム３７に戻される。　　′ 主蒸気管３つの途中には加減弁４０の上流でバイパス配
？？；／１４の一端を接続しており、このバイパス配管
／１４の他９＝：はバイパス弁４５と、減温器４６とを
この順に順次介装してから復水；Ｓ４１に１き続され、
主熱気管３９を流れる主熱気の一部を復水器４１ヘバイ
パスさせる。 減温器４６は注水弁４７を介装した注水管４８を介Ｌ２
て復水管／１３の途中に１１続され、減温？Ｓ／１６に
て復水管４３より復水をバイパス配管４４に注入して、
バイパス蒸気を減温する。 これにより、減？晶されたバイパス然気が復水器４１に
バイパスされるので、熱衝”Ｊ−１”＋熱応力を低減す
ることが′Ｃ″きる。。 減温器４６で減温されたバイパス蒸気の温度は温度検出
器４９ひ検出され、この検出値はフィードバック１５号
として温麻調１ｉｆｌｆｉｔ　５０にりえられる。 福シ商調節＋７＋　：）　Ｏは温度検出器４９からの検
出］直を設定値と比較して偏差を検出し、この偏差を比
例、積分、微分してｉＩＸ水弁民作信号を出力し、注水
弁４７の聞１ａ制御を行なう。 一方、主熱２管３９内の主蒸気圧力は生魚気圧力検出器
５１により検出され、この検出値は圧力調節計５２にで
設定値と比較されて偏差が検出されるど共に、この［ｌ
−差を比例、積分、微分してバイパス弁操作（，１′、
号を出力し、バイパス弁４５の聞度制御を行なう。 バイパス弁操作（：５号はり７４−検出器５３により検
出されて、リフト信号として関数発生器５４にりえられ
、ここでリフト信号を信号補正してフィートノＡワード
信号として編Ｉα調節５１５０に与えるが、その前段で
リフト信号の変化率を変化率制限：！ｈ　Ｊ　５ぐ制限
Ｊる。 変化率ゐ１１限器５５はフィードフォワード信ｇの変化
率のうりで、バイパス弁４５を閉じる方向の変化率のみ
を所要値で制限するものであり、聞く方向の変化率は制
限しない。 これはバイパス弁４５の開磨制御をｔｔなうバイパスブ
ｒ操ｆｆ１５号（リット４ｔ’；’ｊ　）をフィードフ
Ａ１ツートイ５Ｄとして温１．剣調節ｔ１５０に与え、
ｉｔ水弁４７の開度をフィードフＡワード制御２１Ｉシ
、しかも温１哀検出器２２からのフィードバックｆｉｉ
号に時間近れがあるので、バイパス弁４５を開しる変化
率で注水弁４７を先行的に閉じると、フィードバック信
号が４麻調節；、＋　５０に与えられるまでに注水弁４
７の聞度を絞り過ぎて、バイパス、に気の減温が十分に
行なわれない場合があるからぐある。 また、バイパス弁４５を開く方向の変化率で注水弁４７
を開成した場合には、バイパス蒸気の減ｔｌ！が１−分
に行４ｆわれるので、不都合が＜Ｅい。 したがって、バイパス弁４５を開じる方向のリフト信号
（フィードフォワード信８）の変化率が変化率制御器５
）ト）の制限値を超える場合には、その制限的を上＋ｉ
Ｊ　ｆ４瓜調節５１５０に！うえる。 温度調節；；１５０はこのフィードフォワード信号を汗
水弁操作イ、１号として汗水弁／１７の開度制御を先行
して行４ｊい、しかる後に、温度検出器４９がらのフィ
ードバック信号により汗水ブｔ−／１７の開度を修正Ｊ
る。１１１”ｔＫわら、４シ反調節ｒｌ　５０にノイー
ドフＡワード制御機能を持たけることにより、フィード
バック制６０のみにＪ、る制御の近れ亡無駄１．１間に
Ｊ、る応答ｆ１の改ずηを図っている、。 次に、本実施例の「１用についＣ第２図に基づいて説明
フろ。 第２図は本実施例におけるバイパス、預気流艶ａの変動
に対する注水弁操作信号すと、減温器４６による減温１
１２のバイパススへ２の温度Ｃとの応答をそれぞれ示し
ており、蒸気タービン３２の緊急停止や大幅な（１荷変
化を想定して、バイパス弁／１５が急開し、バイパス蒸
気流ＩＲがステップ状にト昇し、−その後、ランプ状に
低ドする場合を示している。 第２図に示すようにバイパス弁４５〕が急開すると、バ
イパス原気流ｆ４ｉ　ａがステップ状に３″ノら上がる
。 その（（、バイパス弁４５の開度が絞られると、バイパ
ス然気流ｆｌｉ　Ｆｌがランプ状に低下し、バイパス弁
４Ｇの開度をル制御操作す゛るバイパス弁操作信号がリ
フｌ−検出器５３によりリノ］−信弓として検出されろ
。 このす７１へ信号は関数梵牛器５４にてｆｊ１″Ｉ３補
正されてフィードフォワード信号として変化率制限器５
ε）に！ｊえられ、ここで、バイパス弁４６を閉じる／
Ｊ向のフィードフォワード１３！；ｊの変化率が所要の
制限１偵を超えていインい場合は、ノイードフＡワード
信号がそのま２釘温度調節甜５０に！ｊえられるが、超
えている場合にはその制ね１１１直がフィードフォワー
ド信号として温度調節ｉｄ’　５０にりえられる。 温度調節計５０はこのフィードフォワード信号と設定値
とを比較して、両者の偏差を比例、積分、微分して汗水
弁操作信号すを注水弁４７にＪノえ、イの開度を絞る。 しＩＪかって、この注水弁操作信号ｔ）は第５図Ｃ示す
従来例の汗水ｊｆ操作信号Ｂに比して、その低下幅が小
幅に制限されている。 これにＪ：す、本実施例では注水弁４７の絞り瓜が従来
例に比して小さくなり、過度の絞りを防１卜することが
て°さる。 その結束、バイパス弁４５の絞り１１５にＪ３いても注
水弁４７を介して減温器４Ｇに復水が上のに注水され、
バイパス蒸気を十分に減温スることができ、第２図に示
すように減温（殺のバイパス然気温度Ｃを第５図で示ず
従来例のものＣよりも減温することができる。 このために、バイパス蒸気が復水器４１へ流入づること
により生ずる熱衝撃や熱応力を低減することができる。 そして、減温お４６にて減温されたバイパス蒸気のン晶
ＩＩＩは）品爪検出罵４９により検出され、この検出１
１Ｃ１はフィードバック信号として温度調節計５０に、
Ｌ）えられる。 温度調節４５０はこのフィードバック信号を設定給と比
較して、両名の備差を比例、積分、微分した汗水弁操作
信号を注水弁４７に与え、フィ制御フォワード制陣にＪ
、る注水弁４７の開度をム１「ずろ。 なお、本発明は第３図に示すようにリフト検出鼎５３（
第１図参照）を省略して、主蒸気圧力調節語５２からの
バイパス弁操作信号を直接関数発生器５４に与え（６Ｊ
：　＜、これによれば制ｔｉｌｌ系の簡素化とコスト低
減とを図ることができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明は、バイパス弁の開度制御を
行ｔｒうためのバイパス弁操作信号をフィードフォワー
ド信号として注水ブ「の開度制す１１に共用し、このバ
イパス弁を開じる方向のフィードフォワード信号の変化
率を変化率ａ＋’ｌ　１３１１器により制［るので、バ
イパス弁の絞り時のｔｔ水弁の絞り過ぎを防止ヂること
ができ、バイパス怒気の減温１不足を防止して、十分に
減温することができる。 したがっで、バイパス弁の絞り時にｄＥいても、バイパ
ス蒸気にＪ、るバイパス配管の一部および復水器の熱栴
撃に　Ｊ、び熱応力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（」本発明に係る光゛市ブラントの一部１＃＋　
ｌ５１１＋の要部系１／ｃ構成図、第２図は第１図Ｃ示
寸実施１１にお（Ｊるバイパス；徐気ω等の変動を／Ｉ
”ｚ　”ｊグラフ、第３図は本発明の池の実施例の要部
系統構成図、第４図は従来のｆ市プラントの一部の系統
構成図、第５図は第４図で示り一従来例のバイパス蒸気
量等の変動を示・Ｊグラフである。 ３２・・・然気タービン、３９・・・−１−蒸気管、４
１・・・復水器、４３・・・復水管、４４・・・バイパ
ス配管、４５・・・バイパス弁、４６・・・減温器、４
７・・・注水弁。 ５５・・・変化率制御器。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久１１２図 １１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気タービンに接続された主蒸気管を流れる蒸気の一部
   を復水器へバイパスさせるバイパス配管と、このバイパ
   ス配管を流れるバイパス蒸気に上記復水器からの復水を
   注水弁を介して注水して減温する減温器と、上記バイパ
   ス配管に介装されてバイパス蒸気の流量を制御するバイ
   パス弁とを有し、このバイパス弁の開度を制御するため
   のバイパス弁操作信号を、上記注水弁の開度をフィード
   フォワード制御するためのフィードフォワード信号とし
   て共用する発電プラントにおいて、上記バイパス弁を閉
   じる方向の上記フィードフォワード信号の変化率を制限
   する変化率制御器を設けたことを特徴とする光電プラン
   ト。