WO2019220786A1 - 蒸気タービンプラント、及びその冷却方法 - Google Patents

蒸気タービンプラント、及びその冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019220786A1
WO2019220786A1 PCT/JP2019/013339 JP2019013339W WO2019220786A1 WO 2019220786 A1 WO2019220786 A1 WO 2019220786A1 JP 2019013339 W JP2019013339 W JP 2019013339W WO 2019220786 A1 WO2019220786 A1 WO 2019220786A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam
temperature
boiler
valve
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/013339
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大輝 藤村
奏 関根
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to US17/049,371 priority Critical patent/US11473445B2/en
Priority to KR1020207032322A priority patent/KR102520288B1/ko
Priority to JP2020519499A priority patent/JP7167136B2/ja
Priority to DE112019002484.1T priority patent/DE112019002484B4/de
Priority to CN201980026083.2A priority patent/CN112334635B/zh
Publication of WO2019220786A1 publication Critical patent/WO2019220786A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/003Arrangements for testing or measuring
    • 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
    • F01K11/00Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • 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
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/003Arrangements for measuring or testing
    • 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
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • 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
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • F01K13/025Cooling the interior by injection during idling or stand-by
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01K23/101Regulating means specially adapted therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F22B1/1815Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/38Determining or indicating operating conditions in steam boilers, e.g. monitoring direction or rate of water flow through water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/31Application in turbines in steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/70Application in combination with
    • F05D2220/72Application in combination with a steam turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/70Application in combination with
    • F05D2220/74Application in combination with a gas turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/303Temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Definitions

  • the present invention relates to a steam turbine plant including a boiler and a steam turbine driven by steam from the boiler, and a cooling method thereof.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-093301 filed in Japan on May 14, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the first method is a method in which after the steam turbine is stopped, cooling air is sent into the steam turbine and the steam turbine is forcibly cooled with the cooling air.
  • the second method is the method described in Patent Document 1 below.
  • this second method in the process of stopping the steam turbine, while increasing the pressure of the steam before it reaches the regulator from the boiler, the temperature of the steam flowing into the steam turbine is lowered by reducing the opening of the regulator. The steam turbine is cooled with this steam.
  • Patent Document 1 it is proposed that after the steam turbine is stopped, natural cooling or forced cooling with cooling air is performed to further reduce the temperature of the steam turbine.
  • the steam turbine cannot be forcibly cooled until the boiler cooling ends after the fuel supply is turned off, and the cooling end of the steam turbine is delayed. There is a point.
  • an object of the present invention is to provide a technique capable of accelerating the completion of cooling of the steam turbine.
  • a boiler that generates steam
  • a fuel valve that adjusts the flow rate of fuel for generating the steam
  • a low-temperature steam generation source that generates low-temperature steam independently of the boiler
  • a steam that is driven from the boiler
  • a steam turbine a main steam line that guides steam generated in the boiler to a steam inlet of the steam turbine, and a main steam control valve that is provided in the main steam line and adjusts a flow rate of steam flowing from the boiler into the steam turbine
  • a low-temperature steam line connected to the low-temperature steam generation source for guiding the low-temperature steam from the low-temperature steam generation source to a position closer to the steam turbine than the main steam control valve in the main steam line, and the low temperature
  • a low-temperature steam valve provided in the steam line for adjusting a flow rate of the low-temperature steam flowing through the low-temperature steam line
  • a control device sends an opening instruction to the low temperature steam valve after sending
  • the steam turbine can be cooled with low-temperature steam after the fuel supply is cut off during the shutdown process of the steam turbine plant. For this reason, in this aspect, the cooling of the steam turbine can be started before the inside of the condenser for returning the steam from the steam turbine to water is broken in vacuum.
  • the blades on the upstream side of the blades on the downstream side of the steam flow are exposed to high-temperature steam, and the blades on the upstream side become hotter.
  • wing on an upstream side can be efficiently cooled by putting low temperature steam into a steam turbine from the steam inlet of a steam turbine like this aspect.
  • the low-temperature steam generation source includes a second boiler that generates steam independently of the first boiler that is the boiler, and a temperature of steam from the second boiler is reduced. And a temperature reducer that generates the low-temperature steam.
  • the control device sends an open instruction to the low-temperature steam valve and then satisfies the predetermined condition when the low-temperature steam is supplied to the temperature reducer.
  • the temperature may be further reduced.
  • the thermal shock to the steam turbine can be suppressed and the steam turbine can be efficiently cooled.
  • the low-temperature steam and the low-temperature steam drain in the low-temperature steam line are connected to the low-temperature steam generation source side of the low-temperature steam valve in the low-temperature steam line.
  • a drain valve provided in the drain discharge line.
  • the control device sends an opening instruction to the fuel valve, sends an opening instruction to the drain valve, and closes the drain valve after a predetermined time has passed since the opening instruction was sent to the drain valve. An instruction is sent and an opening instruction is sent to the low temperature steam valve.
  • the low temperature steam line can be warmed with the low temperature steam before the low temperature steam is supplied to the steam turbine. For this reason, in this aspect, at the time of starting supply of low-temperature steam to the steam turbine, it is possible to suppress that the low-temperature steam partially liquefies in the process of passing through the low-temperature steam line. That is, in this aspect, when the supply of the low temperature steam to the steam turbine is started, the amount of drain of the low temperature steam flowing into the steam turbine can be suppressed.
  • the main steam line branches off from a position closer to the boiler than the main steam control valve, and steam from the boiler is fed into the main steam line in the main steam line.
  • a pressure detector for detecting the pressure at the position.
  • the control device sends a closing instruction to the main steam control valve along with transmission of a closing instruction to the fuel valve, and sends an opening instruction to the surplus steam valve, which is detected by the pressure detector. When the pressure falls below a predetermined pressure, an opening instruction is sent to the low temperature steam valve.
  • the steam from the boiler after the fuel supply is cut off is supplied to the steam turbine, and the steam turbine is cooled by this steam.
  • the temperature of the steam generated from the boiler hardly changes. For this reason, in this aspect, the thermal shock applied to the steam turbine can be minimized before and after the fuel supply is cut off.
  • a pressure detector that detects a pressure at a position closer to the boiler than the main steam control valve in the main steam line may be provided.
  • the control device sends a fine opening instruction indicating that the valve opening is reduced to the main steam control valve in accordance with transmission of the closing instruction to the fuel valve, and the pressure detected by the pressure detector.
  • an opening instruction is sent to the low temperature steam valve.
  • the steam from the boiler after the fuel supply is cut off is supplied to the steam turbine, and the steam turbine is cooled with this steam. For this reason, also in this aspect, it is possible to minimize the thermal shock applied to the steam turbine immediately before the fuel supply is cut off.
  • a condenser for returning the steam from the steam turbine to water, a water supply line for guiding water in the condenser to the boiler, and the water supply line are provided.
  • a boiler water discharge valve that is provided in the boiler water discharge line and adjusts a flow rate of a fluid flowing through the boiler water discharge line.
  • the control device sends a closing instruction to the fuel valve, and then sends an opening instruction to the boiler water discharge valve in a state where the pump is continuously driven.
  • the boiler water discharge line may be connected to the condenser.
  • the water supplied to the boiler from the condenser returns to the condenser via the boiler water discharge line. Therefore, in this aspect, the water in the condenser can be used effectively.
  • control device is configured so that at least a part of a time zone in which the low-temperature steam valve is open overlaps a time zone in which the boiler water discharge valve is open.
  • An opening instruction may be sent to the boiler water discharge valve.
  • a steam turbine cooling process for supplying low-temperature steam to the steam turbine to cool the steam turbine and a boiler cooling process for supplying water from the condenser to the boiler to cool the boiler are executed in parallel. Will do. For this reason, in this aspect, the timing which both a boiler cooling process and a steam turbine cooling process complete can be advanced.
  • the steam turbine may include a temperature detector that detects a temperature at a location where the steam from the boiler contacts. In this case, when the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than a predetermined temperature, the control device sends a close instruction to the low-temperature steam valve.
  • the condenser comprising the condenser, a temperature detector for detecting a temperature at a location where the steam from the boiler is in contact with the steam turbine, and for cooling the steam turbine Cooling air supply device that sends cooling air into the steam turbine, and cooling that is connected to the cooling air supply device and guides the cooling air to a position closer to the steam turbine side than the main steam control valve in the main steam line An air line.
  • the control device determines that the cooling of the boiler is completed before the temperature detected by the temperature detector becomes equal to or lower than a predetermined temperature
  • the control device sends a close instruction to the low-temperature steam valve. Later, a supply instruction is sent to the cooling air supply machine, and if it is determined that the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than a predetermined temperature before the cooling of the boiler is completed, the low temperature steam valve is instructed to close. Send.
  • a gas turbine that is driven by burning fuel may be provided.
  • the boiler is an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of the combustion gas exhausted from the gas turbine.
  • the fuel valve is a valve that adjusts a flow rate of fuel supplied to the gas turbine.
  • a motor for rotating the gas turbine rotor of the gas turbine may be provided.
  • the control device has sent a close instruction to the fuel valve so as to perform a spin operation for rotating the gas turbine rotor at a rotational speed lower than a rated rotational speed of the gas turbine
  • a spin operation instruction is sent to the motor at a timing at which at least a part of the time zone in which the low-temperature steam valve is open overlaps the execution time zone of the spin operation.
  • the gas turbine can be cooled.
  • a method for cooling a steam turbine plant for solving the above problems is as follows.
  • a boiler that generates steam; a steam turbine that is driven by steam from the boiler; a main steam line that guides the steam generated in the boiler to a steam inlet of the steam turbine; and
  • a steam turbine plant cooling method comprising: a main steam control valve that adjusts a flow rate of steam flowing into the steam turbine.
  • the cooling method includes a fuel stop process for stopping fuel supply for generating steam in the boiler, and a low-temperature steam from a low-temperature steam generation source that generates low-temperature steam independently of the boiler after the fuel stop process.
  • a low-temperature steam supply step for guiding the steam to a position closer to the steam turbine than the main steam control valve in the main steam line.
  • the low-temperature steam generation source generates the low-temperature steam by reducing the temperature of steam from a second boiler independent of the first boiler that is the boiler. May be.
  • the temperature of the low temperature steam is set when a predetermined condition is satisfied during the low temperature steam supply step. It may be further reduced.
  • the steam turbine plant is connected to the low-temperature steam generation source, and the low-temperature steam from the low-temperature steam generation source is supplied to the main steam in the main steam line.
  • a low-temperature steam line that leads to a position closer to the steam turbine than a control valve; and a low-temperature steam valve that is provided in the low-temperature steam line and adjusts the flow rate of the low-temperature steam flowing through the low-temperature steam line.
  • a drain discharge step of discharging the low-temperature steam and the low-temperature steam drain on the low-temperature steam generation source side from the low-temperature steam valve in the low-temperature steam line is performed, and the drain discharge After the process, the low-temperature steam supply process may be performed by opening the low-temperature steam valve.
  • the main steam stop step of closing the main steam control valve in accordance with the fuel stop step, and the main steam after the fuel stop step and the main steam stop step A surplus steam supply step of supplying steam on the boiler side of the main steam control valve in the line to the boiler side of the main steam control valve in the main steam line may be executed.
  • the low temperature steam supply step is executed.
  • the flow rate of the steam flowing from the steam from the boiler into the steam turbine is reduced by reducing the opening of the main steam control valve in association with the fuel stop process. You may perform the surplus steam supply process to suppress.
  • the low-temperature steam supply step may be executed when a pressure at a position on the boiler side of the main steam control valve in the main steam line is equal to or lower than a predetermined pressure.
  • the steam turbine plant includes a condenser that returns the steam from the steam turbine to water, and a water supply line that guides water in the condenser to the boiler. And a pump that is provided in the water supply line and sends water in the condenser to a boiler.
  • the boiler cooling step of discharging the water or the steam in a pipe through which the water or the steam passes through the boiler may be executed in a state where the driving of the pump is continued. .
  • the water or the steam in the pipe discharged to the outside of the boiler may be returned to the condenser.
  • At least a part of an execution time zone of the low-temperature steam supply step may overlap an execution time zone of the boiler cooling step.
  • the low temperature steam supply process may be terminated.
  • a temperature at a location where steam from the boiler comes into contact with the steam turbine after the low temperature steam supply process is performed is determined in advance.
  • the low-temperature steam supply process is terminated, while a cooling air supply process for sending cooling air into the steam turbine is performed, and the boiler is cooled.
  • the low-temperature steam supply step may be terminated when the temperature of the place where the steam from the boiler comes into contact is equal to or lower than a predetermined temperature.
  • the steam turbine plant may include a gas turbine that is driven by burning fuel.
  • the boiler generates steam by the heat of the combustion gas exhausted from the gas turbine.
  • the fuel is a fuel supplied to the gas turbine.
  • the steam turbine plant may include a motor that rotates a gas turbine rotor of the gas turbine.
  • you may perform the gas turbine cooling process which rotates the said gas turbine rotor with the rotation speed lower than the rated rotation speed of the said gas turbine after the said fuel stop process.
  • At least a part of the execution time zone of the low temperature steam supply step may overlap the execution time zone of the gas turbine cooling step.
  • the steam turbine is cooled by low-temperature steam from a low-temperature steam generation source independent of a boiler that generates steam for driving the steam turbine. For this reason, according to one aspect of the present invention, the steam turbine can be forcibly cooled even during boiler cooling after the fuel supply is cut off, and the end of cooling of the steam turbine can be accelerated.
  • FIG. 1 is a system diagram of a steam turbine plant in a first embodiment according to the present invention. It is a flowchart (the 1) which shows the stop procedure of the steam turbine plant in 1st embodiment which concerns on this invention. It is a flowchart (the 2) which shows the stop procedure of the steam turbine plant in 1st embodiment which concerns on this invention. It is a graph which shows the change of the metal temperature of a generator output, a rotor rotation speed, and a steam turbine with progress of time in 1st embodiment which concerns on this invention. It is a graph which shows the change of the generator output, the rotor rotation speed, and the metal temperature of a steam turbine with progress of time in the steam turbine plant of a comparative example.
  • the steam turbine plant of the present embodiment includes a gas turbine 10, an exhaust heat recovery boiler 20 that generates steam from the exhaust gas EG from the gas turbine 10, and steam from the exhaust heat recovery boiler 20.
  • Steam turbine 30 to be driven condenser 40 for returning steam from the steam turbine 30 to water, water supply pump 76 for sending water in the condenser 40 to the exhaust heat recovery boiler 20, a generator 45, and a starting motor 49. Therefore, the steam turbine plant of this embodiment is a combined cycle plant.
  • the gas turbine 10 includes a compressor 11 that compresses air A, a combustor 14 that generates fuel gas by burning fuel F in the air compressed by the compressor 11, and a turbine that is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the compressor 11 includes a compressor rotor 12 that rotates about an axis Ar, and a compressor casing 13 that covers the compressor rotor 12.
  • the turbine 15 includes a turbine rotor 16 that rotates about an axis Ar, and a turbine casing 17 that covers the turbine rotor 16.
  • the compressor rotor 12 and the turbine rotor 16 rotate about the same axis Ar, and are connected to each other to form a gas turbine rotor 19.
  • a fuel supply line 65 that supplies fuel F to the combustor 14 is connected to the combustor 14.
  • the fuel supply line 65 is provided with a fuel valve 66 for adjusting the flow rate of the fuel F supplied to the combustor 14.
  • the exhaust heat recovery boiler 20 is a steam saver 21 that heats water from the condenser 40 with the heat of the exhaust gas EG, and water that is heated by the economizer 21 with the heat of the exhaust gas EG to generate steam. It has the evaporator 22 to generate
  • Each of the economizer 21, the evaporator 22, and the superheater 23 has a heat transfer tube for allowing water or steam to pass through the inside and exchanging heat between the water or steam and the exhaust gas EG.
  • the evaporator 22 has a drum 22a in addition to the heat transfer tube.
  • a heat transfer tube temperature detector 98 for detecting the temperature of the heat transfer tube is provided near the outlet of the heat transfer tube of the superheater 23.
  • the steam turbine 30 includes a steam turbine rotor 31 that rotates about an axis Ar, a steam turbine casing 34 that covers the steam turbine rotor 31, and a shaft seal device 39.
  • the steam turbine rotor 31 includes a rotor shaft 32 that rotates about an axis Ar, and a plurality of rotor blade rows 33 that are fixed to the rotor shaft 32.
  • the plurality of blade rows 33 are arranged in the axial direction in which the axis Ar extends.
  • a plurality of stationary blade rows 36 are fixed to the inner peripheral surface of the steam turbine casing 34.
  • the plurality of stationary blade rows 36 are arranged in the direction in which the axial direction extends.
  • Each of the plurality of stationary blade rows 36 is disposed on the upstream side of the steam flow with respect to any one of the plurality of blade rows 33.
  • the first stage stationary blade row disposed on the most upstream side of the steam flow has a metal temperature detector 96 that detects the temperature of the stationary blades constituting the first stage stationary blade row.
  • the shaft seal device 39 is a device that suppresses the outflow of steam in the steam turbine casing 34 from the gap between the end of the steam turbine rotor 31 and the steam turbine casing 34 with steam from the outside.
  • the steam turbine 30 shown in FIG. 1 is a bifurcated exhaust type steam turbine that diverts incoming steam in two directions.
  • the steam turbine 30 of the present embodiment may be a steam turbine of a type that does not divert incoming steam.
  • the condenser 40 includes a heat transfer tube 42 through which a cooling medium such as water flows, and a condenser casing 41 that covers the heat transfer tube 42.
  • the steam from the steam turbine 30 flows into the condenser casing 41 and is cooled by heat exchange with the cooling medium in the heat transfer pipe 42 to become water.
  • the condenser casing 41 is provided with an exhaust line 70 that exhausts the gas in the condenser casing 41 to the outside and reduces the pressure in the condenser casing 41.
  • the exhaust line 70 is provided with a vacuum pump 71 that sucks the gas in the condenser casing 41.
  • the condenser casing 41 is further provided with an outside air line 72 that guides outside air into the condenser casing 41.
  • the outside air line 72 is provided with a vacuum break valve 73.
  • the generator 45 includes a generator rotor 46 that rotates about the axis Ar, and a generator casing 47 that covers the generator rotor 46.
  • the generator 45 is electrically connected to the external system 63 through a connection line 60.
  • the connection line 60 is provided with a transformer 61 and a circuit breaker 62. Further, the connection line 60 is provided with a power detector (output detector) 99 at a position closer to the generator 45 than the circuit breaker 62.
  • the gas turbine rotor 19, the steam turbine rotor 31, and the generator rotor 46 are located on the same axis Ar and mechanically connected to each other. Therefore, the combined cycle plant of this embodiment is called a uniaxial combined cycle plant.
  • the starting motor 49 rotates these rotors about the axis Ar. Since the generator rotor 46 is connected to the gas turbine rotor 19 and the steam turbine rotor 31 as described above, the amount of power generated by the generator 45, that is, the generator output, is the gas turbine output and the steam turbine output. And the combined output.
  • the steam turbine plant of this embodiment includes a low-temperature steam generation source 50 that generates low-temperature steam independently of the exhaust heat recovery boiler 20, a cooling air fan (cooling air supply machine) 55, and a control device 100. And comprising.
  • the low-temperature steam generation source 50 includes an auxiliary boiler (second boiler) 51 that generates steam independently of the exhaust heat recovery boiler 20, a pressure control valve 59 that reduces the pressure of the steam generated in the auxiliary boiler 51, and an auxiliary And a temperature reducer 52 that lowers the temperature of the steam generated in the boiler 51.
  • the temperature reducer 52 includes a nozzle 53 that sprays water for temperature reduction in the steam generated by the auxiliary boiler 51, a temperature-reduction water adjustment valve 54 that adjusts the flow rate of water for temperature reduction supplied to the nozzle 53, Have The temperature reducer 52 reduces the temperature of the steam generated in the auxiliary boiler 51 to make the steam a low temperature steam.
  • the temperature of this low temperature steam is, for example, 140 ° C.
  • the cooling air fan 55 sucks outside air and sends the outside air into the steam turbine casing 34 as cooling air.
  • the steam turbine plant of the present embodiment further includes a water supply line 75, a main steam line 77, a shut-off valve 78, an adjusting valve 79, an excess steam bypass line 80 (hereinafter simply referred to as a bypass line 80), an excess Steam bypass valve 81 (hereinafter simply referred to as surplus steam valve 81), low temperature steam line 82, low temperature steam valve 83, drain discharge line 84, drain valve 85, shaft seal steam line 86, shaft seal steam A valve 87, a plurality of boiler water discharge lines 88, a plurality of boiler water discharge valves 89, a cooling air line 90, and a cooling air valve 91 are provided.
  • the water supply line 75 connects the condenser casing 41 and the economizer 21.
  • a water supply pump 76 is provided in the water supply line 75.
  • the main steam line 77 connects the superheater 23 and the steam inlet of the steam turbine casing 34.
  • the main steam line 77 is provided with a shutoff valve 78 and an adjustment valve (main steam control valve) 79.
  • a steam pressure detector 97 for detecting the pressure of the steam is provided in the main steam line 77 on the superheater 23 side of the shutoff valve 78 and the control valve 79.
  • a first end of the bypass line 80 is connected to a position closer to the superheater 23 than the shutoff valve 78 and the control valve 79 in the main steam line 77.
  • the second end of the bypass line 80 is connected to a position closer to the steam inlet than the shutoff valve 78 and the control valve 79 in the main steam line 77. That is, the bypass line 80 is a line that bypasses the steam from the superheater 23 with respect to the shutoff valve 78 and the regulating valve 79.
  • the surplus steam valve 81 is provided in the bypass line 80.
  • the first end of the low-temperature steam line 82 is connected to the temperature reducer 52, and the second end of the low-temperature steam line 82 is located at a position closer to the steam inlet than the shut-off valve 78 and the control valve 79 in the main steam line 77. It is connected.
  • the low temperature steam valve 83 is provided in the low temperature steam line 82.
  • a first end of the drain discharge line 84 is connected to a position closer to the temperature reducer 52 than the low temperature steam valve 83 in the low temperature steam line 82, and a second end of the drain discharge line 84 is connected to the condenser casing 41.
  • the drain valve 85 is provided in the drain discharge line 84.
  • the first end of the shaft seal steam line 86 is connected to a position closer to the temperature reducer 52 than the connection position to the drain discharge line 84 in the low temperature steam line 82.
  • the second end of the shaft seal steam line 86 is connected to the shaft seal device 39 of the steam turbine 30.
  • the shaft seal steam valve 87 is provided in the shaft seal steam line 86.
  • the first end of the first boiler water discharge line 88a is connected to the drum 22a of the evaporator 22.
  • a second end of the first boiler water discharge line 88 a is connected to the condenser casing 41.
  • the first boiler water discharge valve 89a is provided in the first boiler water discharge line 88a.
  • the first end of the second boiler water discharge line 88b is connected to the vicinity of the outlet of the heat transfer tube constituting the superheater 23.
  • a second end of the second boiler water discharge line 88 b is connected to the condenser casing 41.
  • the second boiler water discharge valve 89b is provided in the second boiler water discharge line 88b.
  • the first end of the cooling air line 90 is connected to the discharge port of the cooling air fan 55.
  • the second end of the cooling air line 90 is connected in the main steam line 77 to a position closer to the steam inlet than the shutoff valve 78 and the control valve 79.
  • the cooling air valve 91 is provided in the cooling air line 90.
  • the control device 100 controls the operations of the valves described above and the operations of various pumps.
  • Compressor 11 of gas turbine 10 compresses air A in the atmosphere and supplies the compressed air A to combustor 14. Further, the fuel F from the fuel supply line 65 is also supplied to the combustor 14. In the combustor 14, the fuel F is combusted in the compressed air A, and high-temperature and high-pressure combustion gas is generated. This combustion gas is sent to the turbine 15 to rotate the turbine rotor 16.
  • the combustion gas that has rotated the turbine rotor 16 is exhausted from the gas turbine 10 as exhaust gas EG, and is discharged to the outside through the exhaust heat recovery boiler 20.
  • Water from the condenser 40 is supplied to the economizer 21 of the exhaust heat recovery boiler 20 via a water supply line 75.
  • the economizer 21 heats this water by exchanging heat with the exhaust gas EG.
  • the water heated by the economizer 21 is further heated by the evaporator 22 and becomes steam.
  • This steam is further heated by the superheater 23 and is supplied to the steam turbine 30 through the main steam line 77 as main steam.
  • the steam that has driven the steam turbine 30 returns to water by the condenser 40. This water is supplied again from the condenser 40 to the economizer 21 through the water supply line 75.
  • the generator rotor 46 is rotated by the rotation of the gas turbine rotor 19 and the steam turbine rotor 31.
  • the generator 45 generates electricity by the rotation of the generator rotor 46.
  • the electric power generated by the generator 45 is supplied to the external system 63 via the transformer 61 and the circuit breaker 62.
  • the control device 100 When receiving a plant stop command from the outside, the control device 100 sends an instruction to the fuel valve 66 to gradually reduce the opening, and gradually reduces the flow rate of the fuel supplied to the combustor 14 (S1). : Fuel reduction process).
  • the gas turbine output gradually decreases.
  • the heat energy contained in the exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10 also gradually decreases, so that the steam generated from the exhaust heat recovery boiler 20 is reduced.
  • the temperature of the steam gradually decreases. For this reason, when the flow rate of the fuel supplied to the combustor 14 gradually decreases, the steam turbine output also gradually decreases.
  • the generator output gradually decreases as shown by the broken line in FIG. 4, and the metal temperature detector as shown by the solid line in FIG.
  • the metal temperature of the steam turbine 30 detected at 96 also gradually decreases.
  • the generator 45 is electrically connected to the external system 63, so that the generator rotor 46, the gas turbine rotor 19 and the like are indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • the rotation number corresponding to the frequency of the external system 63 is continuously maintained. For example, when the frequency of the external system 63 is 60 Hz, the generator rotor 46, the gas turbine rotor 19 and the like continue to maintain 3600 rpm, which is the rotation speed corresponding to the 60 Hz.
  • the control device 100 When the generator output detected by the output detector 99 is equal to or lower than the predetermined output, the control device 100 sends an opening instruction to the circuit breaker 62 to open the circuit breaker 62 and connect the generator 45 to the external system 63. Disconnect from. Further, the control device 100 sends a close instruction to the shut-off valve 78 and the adjusting valve 79, closes the shut-off valve 78 and the adjust valve 79, and sends a close instruction to the fuel valve 66 to close the fuel valve 66 (S2: (Disconnection / shutoff valve and control valve closing / fuel stop process).
  • the transmission of the close instruction to the shutoff valve 78 and the regulating valve 79 in the disconnection / shutoff valve and regulating valve closing / fuel stopping step (S2) is the main steam stopping step.
  • the temperature of the first stage stationary blade detected by the metal temperature detector 96 is, for example, 300 ° C.
  • the control device 100 When the disengagement / shutoff valve and control valve closing / fuel stop process (S2) is completed, the control device 100 performs a gas turbine cooling process (Sgt), a boiler cooling process (Sb), and a steam turbine as shown in FIG. A cooling process (Sst) is performed in parallel.
  • Sgt gas turbine cooling process
  • SB boiler cooling process
  • Sst steam turbine as shown in FIG.
  • a cooling process (Sst) is performed in parallel.
  • the control device 100 causes the starter motor 49 to rotate the gas turbine rotor 19 at a rotational speed lower than the rated rotational speed (for example, 3600 rpm). That is, the control device 100 causes the start motor 49 to intermittently execute the spin operation of the gas turbine 10 a plurality of times.
  • the controller 100 starts the gas turbine 10 spin operations are executed (Sgt2). Thereafter, the control device 100 causes the starting motor 49 to stop the spin operation.
  • the control device 100 causes the start motor 49 to execute the spin operation of the gas turbine 10 (Sgt4). Thereafter, the control device 100 causes the starting motor 49 to stop the spin operation. Similarly, the control device 100 determines whether or not the rotational speed of the gas turbine rotor 19 or the like has reached the turning rotational speed (Sgt5, Sgt7) and causes the starter motor 49 to execute the spin operation (Sgt6, Sgt6). Sgt8).
  • the execution time of the first spin operation is made shorter than the execution time of the later spin operation among a plurality of spin operations.
  • the moving blades of the compressor rotor 12 and the compressor casing 13 may come into contact with each other, and the turbine There is no risk of contact between the rotor blades of the rotor 16 and the turbine casing 17.
  • the execution time of the spin operation is lengthened in order to promote the cooling of the gas turbine 10.
  • the control device 100 ends the gas turbine cooling step (Sgt) assuming that the cooling of the gas turbine 10 is completed.
  • a temperature detector for detecting a part of the temperature of the gas turbine 10 is provided, and the spin operation is repeatedly executed until the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than a predetermined temperature.
  • the gas turbine cooling step (Sgt) may be terminated.
  • the boiler cooling step (Sb) is performed in parallel with the gas turbine cooling step (Sgt) described above.
  • the two steps are executed in parallel so that a part of the execution time zone of the first step of the two steps overlaps with the execution time zone of the second step. Two steps are performed.
  • the control device 100 causes the water in the condenser casing 41 to flow into the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20. Specifically, the control device 100 sends an opening instruction to the boiler water discharge valve 89 while maintaining the state where the water supply pump 76 is driven, and opens the boiler water discharge valve 89 (Sb1: boiler water discharge valve closing step). ). As a result, the water in the condenser casing 41 is supplied into the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20. The water supplied into the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20 exchanges heat with the heat transfer tube to cool the heat transfer tube. Thereafter, the water returns to the condenser casing 41 via the boiler water discharge line 88.
  • the water supplied to the exhaust heat recovery boiler 20 is supplied from the economizer 21 to the drum 22a of the evaporator 22, and a part of the water is supplied to the first boiler water discharge valve 89a and the first boiler water discharge line 88a. Then, it returns to the condenser casing 41. Further, another part of the water supplied to the drum 22a of the evaporator 22 passes through the superheater 23, the second boiler water discharge valve 89b, and the second boiler water discharge line 88b, and enters the condenser casing 41. Return to.
  • the control device 100 determines whether the boiler cooling is completed (Sb2: cooling completion determination process). The control device 100 determines whether or not the boiler cooling is completed, for example, based on whether or not the temperature detected by the heat transfer tube temperature detector 98 is equal to or lower than a predetermined temperature. Note that the control device 100 determines whether or not a predetermined time has elapsed from the start of the boiler water discharge valve opening process (Sb1), or the flow rate determined in advance from the start of the boiler water discharge valve opening process (Sb1). Depending on whether or not the condensate was supplied to the exhaust heat recovery boiler 20, it may be determined whether or not the boiler cooling has been completed.
  • the control device 100 determines that the boiler cooling is completed, the control device 100 sends a stop instruction to the feed water pump 76 and sends a close instruction to the boiler water discharge valve 89.
  • the feed water pump 76 is stopped (Sb3: feed water pump stop process), and the boiler water discharge valve 89 is closed (Sb4: boiler water discharge valve closing process).
  • the control device 100 determines whether or not the temperature Tm of the first stage stationary blade of the steam turbine 30 detected by the metal temperature detector 96 has become equal to or lower than a predetermined temperature Tms after the boiler cooling step (Sb) ends. Judgment (Sx5: metal temperature judgment step). When the control device 100 determines that the temperature Tm of the first stage stationary blade has become equal to or lower than the predetermined temperature Tms, the control device 100 determines that the cooling of the steam turbine 30 is completed and instructs the vacuum break valve 73 of the condenser 40 to open. At the same time, a stop instruction is sent to the vacuum pump 71.
  • the predetermined temperature Tms here is, for example, 170 ° C.
  • the water in the condenser casing 41 is supplied into the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20 as described above. If the water contains a large amount of oxygen, the inner surface of the heat transfer tube may be rusted by oxygen. For this reason, it is necessary to suppress the oxygen concentration in the water supplied to the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20. Therefore, in the present embodiment, during the boiler cooling step (Sb), outside air does not flow into the condenser casing 41, and after the boiler cooling step (Sb) is completed, the vacuum breaking step (Sx5) is executed to Outside air is introduced into the vessel casing 41.
  • the steam turbine cooling step (Sst) includes a surplus steam supply step (Ssta), a low temperature steam supply step (Sstc), and a drain discharge step (Sstb) executed before the low temperature steam supply step (Sstc). ) And. Further, the steam turbine cooling step (Sst) may include a cooling air supply step (Sstd).
  • the control device 100 first sends an opening instruction to the surplus steam valve 81 (Sst1: surplus steam valve opening step). At this time, since the shutoff valve 78 and the control valve 79 are closed, the steam from the exhaust heat recovery boiler 20 does not flow into the steam turbine 30 through the shutoff valve 78 and the control valve 79. The steam from the exhaust heat recovery boiler 20 flows into the steam turbine 30 through a bypass line 80 for the main steam line 77 and an excess steam valve 81 provided in the bypass line 80. The temperature of the steam generated from the exhaust heat recovery boiler 20 is lower than before the fuel supply to the combustor 14 is stopped because the fuel supply to the combustor 14 is stopped at this time.
  • the temperature of the steam gradually decreases with time. Furthermore, if the boiler cooling process (Sb) is started at this time, since the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20 is cooled, the temperature of the steam generated from the exhaust heat recovery boiler 20 becomes lower. In addition, the flow rate of the steam generated from the exhaust heat recovery boiler 20 gradually decreases with time, and the pressure of this steam gradually decreases with time. Therefore, the steam turbine 30 is gradually cooled by the steam flowing in through the surplus steam valve 81.
  • the control device 100 determines whether or not the pressure Pb detected by the steam pressure detector 97 provided in the main steam line 77 has become equal to or lower than a predetermined pressure Ps.
  • Sst2 Steam pressure determination step.
  • the control device 100 determines that the pressure Pb detected by the steam pressure detector 97 is not equal to or lower than the predetermined pressure Ps, the control device 100 passes the steam from the exhaust heat recovery boiler 20 through the surplus steam valve 81 to the steam. The supply to the turbine 30 is continued.
  • the control device 100 sends an opening instruction to the drain valve 85 provided in the drain discharge line 84 ( Sst3: Drain valve opening process).
  • Sst3 Drain valve opening process
  • the drain valve 85 is opened, and the low temperature steam from the temperature reducer 52 flows into the condenser 40 through the low temperature steam line 82 and the drain discharge line 84.
  • the low-temperature steam from the temperature reducer 52 is cooled in the process of passing through the low-temperature steam line 82, while being cooled and partially becomes water. As described above, the water flows into the condenser 40 through the drain discharge line 84 together with the steam.
  • the control device 100 determines whether or not a time Tt from the start of the drain valve opening process (Sst3) to the current time has passed a predetermined time Tts (Sst4: heating). Completion judgment process). If this time Tt has not passed the predetermined time Tts, the control device 100 waits until the time Tt reaches the predetermined time Tts.
  • the control device 100 determines that the time Tt has exceeded the predetermined time Tts, the control device 100 determines that the low-temperature steam line 82 has been sufficiently warmed, while sending a close instruction to the surplus steam valve 81 and the drain valve 85, An opening instruction is sent to the low temperature steam valve 83 (Sst5: surplus steam valve closing / drain valve closing / low temperature steam valve opening process).
  • Sst5 surplus steam valve closing / drain valve closing / low temperature steam valve opening process.
  • the excess steam valve 81 and the drain valve 85 are closed, while the low-temperature steam valve 83 is opened.
  • the low temperature steam from the temperature reducer 52 is supplied to the steam turbine 30 via the low temperature steam line 82. For this reason, the steam turbine 30 is cooled by this low temperature steam.
  • the surplus steam supply process (Ssta) is started in the surplus steam valve opening process (Sst1) described above, and is ended when the surplus steam valve is closed in Sst5.
  • the drain discharge process (Sstb) is started in the drain valve opening process (Sst3), and is ended by the drain valve closing in Sst5.
  • the low temperature steam supply step (Sstc) is started by opening the low temperature steam valve in Sst5.
  • the drain discharge step (Sstb) is executed, and the low temperature steam line 82 is heated with the low temperature steam. For this reason, at the start of a low temperature steam supply process (Sstc), it can suppress that a low temperature steam passes through the low temperature steam line 82, and a part is liquefied. That is, the drain amount of the low-temperature steam flowing into the steam turbine 30 can be suppressed at the start of the low-temperature steam supply process (Sstc).
  • the control device 100 After sending an opening instruction to the low-temperature steam valve 83, the control device 100 determines whether or not boiler cooling has been completed (Sst6: cooling completion determination step), similarly to the cooling completion determination step (Sb2) described above. If the controller 100 determines that the boiler cooling is not completed, the temperature Tm of the first stage stationary blade detected by the metal temperature detector 96 is determined in advance as in the metal temperature determination step (Sx5) described above. It is determined whether or not the temperature has become lower than Tms (Sst7: metal temperature determination step). When the control device 100 determines that the temperature Tm of the first stage stationary blade is not lower than the predetermined temperature Tms, the control device 100 returns to the cooling completion determination step (Sst6).
  • Sst6 cooling completion determination step
  • the control device 100 sends a close instruction to the low-temperature steam valve 83 because the cooling of the steam turbine 30 is completed (Sst8).
  • Low temperature steam valve closing process As a result, the low temperature steam does not flow into the steam turbine 30, and the low temperature steam supply process (Sstc) and the steam turbine cooling process (Sst) are completed.
  • the control device 100 When determining that the boiler cooling has been completed in the cooling completion determination step (Sst6), the control device 100 instructs the vacuum break valve 73 of the condenser 40 to open, as in the vacuum break step (Sx6) described above. At the same time, a stop instruction is sent to the vacuum pump 71. Furthermore, the control device 100 sends a close instruction to the low-temperature steam valve 83 (Sst10: vacuum breaking step (shown in FIG. 3)). As a result, outside air flows into the condenser casing 41, and the vacuum state in the condenser casing 41 is destroyed. Further, the low temperature steam valve 83 is closed, and the low temperature steam supply step (Sstc) is completed.
  • Sst10 vacuum breaking step (shown in FIG. 3)
  • the control device 100 When executing the vacuum breaking step (Sst10), the control device 100 sends an opening instruction to the cooling air valve 91 and sends a driving instruction (or supply instruction) to the cooling air fan 55 (Sst11: cooling air valve opening / cooling air). Fan driving process). As a result, the cooling air from the cooling air fan 55 is supplied to the steam turbine 30 via the cooling air line 90. For this reason, the steam turbine 30 is cooled by this cooling air. As described above, the cooling air supply process (Sstd) is started by executing the cooling air valve opening / cooling air fan driving process (Sst11).
  • the control device 100 When executing the cooling air valve opening / cooling air fan driving step (Sst11), the control device 100 performs the first stage static detection detected by the metal temperature detector 96, as in the above-described metal temperature determination step (Sx5, Sst7). It is determined whether or not the blade temperature Tm has become equal to or lower than a predetermined temperature Tms (Sst12: metal temperature determination step). When determining that the temperature Tm of the first stage stationary blade is not lower than the predetermined temperature Tms, the control device 100 waits until the temperature Tm of the first stage stationary blade is lower than the predetermined temperature Tms.
  • the control device 100 determines that the temperature Tm of the first stage stationary blade is equal to or lower than the predetermined temperature Tms, the control device 100 determines that the cooling of the steam turbine 30 is completed, and sends a stop instruction to the cooling air fan 55.
  • a close instruction is sent to the cooling air valve 91 (Sst13: cooling air fan stop / cooling air valve closing step).
  • the cooling air does not flow into the steam turbine 30, and the cooling air supply process (Sstd) and the steam turbine cooling process (Sst) are completed.
  • the steam turbine 30 is exclusively cooled by the cooling air from the cooling air fan 55. Therefore, the steam turbine plant of the comparative example is obtained by omitting the low-temperature steam line 82 and the bypass line 80 from the steam turbine plant in the present embodiment.
  • the opening degree with respect to the fuel valve 66 is similar to the steam turbine plant of the present embodiment.
  • An instruction is sent to gradually decrease (S1: fuel reduction step).
  • the control device opens to the circuit breaker 62. An instruction is sent, the circuit breaker 62 is opened, and the generator 45 is disconnected from the external system 63. Further, the control device sends a close instruction to the shut-off valve 78 and the control valve 79, closes the shut-off valve 78 and the control valve 79, sends a close instruction to the fuel valve 66, and closes the fuel valve 66 (S2: Solution). (Line / shutoff valve and control valve closing / fuel stop process).
  • the control device like the steam turbine plant of the present embodiment, the gas turbine cooling process (Sgt) and the boiler cooling process (Sb). Execute. However, in the comparative example, the steam turbine cooling step (Sstz) is not executed immediately after the disconnection / shut-off valve and adjustment valve closing / fuel stop step (S2).
  • the steam turbine 30 is exclusively cooled by the cooling air from the cooling air fan 55.
  • the cooling air also flows into the condenser 40.
  • the boiler cooling step (Sb) since it is necessary to suppress the oxygen concentration in the water supplied to the heat transfer tube of the exhaust heat recovery boiler 20, basically during this boiler cooling step (Sb) Air is not allowed to flow into the vessel casing 41.
  • the steam breaking process (Ssbz) is performed after the vacuum break process for the condenser 40 is performed.
  • the surplus steam supply process (Ssta) and the low temperature steam supply process (Sstc) of the steam turbine cooling process (Sst) in the present embodiment steam is supplied to the steam turbine 30 and the steam turbine 30 is cooled with this steam. .
  • air does not flow into the condenser casing 41 in the execution of the surplus steam supply process (Ssta) and the low temperature steam supply process (Sstc). Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the surplus steam supply process (Ssta) and the low temperature steam supply process (Sstc) of the steam turbine cooling process (Sst) are executed in parallel with the boiler cooling process (Sb). . Therefore, in this embodiment, the cooling start timing of the steam turbine 30 can be advanced, and as a result, the cooling completion timing of the steam turbine 30 and the steam turbine plant can be advanced.
  • Steam has a larger heat capacity than air. Therefore, at a stage where the temperature of the steam turbine 30 is high and the temperature difference between the temperature of the steam turbine 30 and the temperature of the low temperature steam is large, the steam turbine per unit time depends on the flow rate of the low temperature steam in the present embodiment.
  • the temperature drop of 30 can be increased. Therefore, in this embodiment, the cooling completion timing of the steam turbine 30 can also be advanced from this viewpoint.
  • the boiler cooling step (Sb) is performed when the temperature of the steam turbine 30 is decreased by the supply of the low-temperature steam and the temperature difference between the temperature of the steam turbine 30 and the temperature of the low-temperature steam becomes small. If completed, the steam turbine 30 is cooled with cooling air having a large temperature difference with respect to the temperature of the steam turbine 30. For this reason, in this embodiment, if the boiler cooling process (Sb) is completed, the temperature of the steam turbine 30 per unit time after the temperature difference between the temperature of the steam turbine 30 and the temperature of the low-temperature steam becomes small. The temperature drop can be increased. Therefore, in this embodiment, the cooling completion timing of the steam turbine 30 can also be advanced from this viewpoint.
  • the surplus steam supply step (Ssta) is executed, and then the low-temperature steam supply step (Sstc) is executed.
  • the surplus steam supply process (Ssta) the steam generated in the superheater 23 is supplied to the steam turbine 30 in the same manner as before the disconnection / shut-off valve and control valve closing / fuel stop process (S2).
  • the temperature of the steam supplied to the steam turbine 30 hardly changes immediately before and after the disconnection / shutoff valve and adjustment valve closing / fuel stop process (S2). Therefore, in this embodiment, the thermal shock given to the steam turbine 30 immediately after the start of the steam turbine cooling step (Sst) can be minimized.
  • the steam turbine 30 of the present embodiment includes an auxiliary boiler 51, a temperature reducer 52, and a low temperature steam line 82 in order to realize a low temperature steam supply process (Sstc).
  • the existing steam turbine plant includes an auxiliary boiler 51, a temperature reducer 52, and a shaft seal steam line 86 that guides the low temperature steam from the temperature reducer 52 to the shaft seal device 39 of the steam turbine 30.
  • the low temperature steam line 82 branched from the shaft seal steam line 86 and connected to the main steam line 77 is provided, the low temperature steam supply process (Sstc) can be realized. Therefore, if the existing steam turbine plant is a plant as described above, the low-temperature steam supply step (Sstc) can be realized while suppressing the modification cost of the equipment.
  • the steam turbine plant of the present embodiment also has a gas turbine 10 and an exhaust heat recovery boiler 20x that generates steam from the exhaust gas EG from the gas turbine 10, as shown in FIG.
  • the gas turbine 10 of the present embodiment is the same as the gas turbine 10 of the first embodiment. Therefore, the gas turbine 10 of the present embodiment also includes the compressor 11, the combustor 14, and the turbine 15. Also in this embodiment, a fuel supply line 65 that supplies fuel F to the combustor 14 is connected to the combustor 14. The fuel supply line 65 is provided with a fuel valve 66 for adjusting the flow rate of the fuel F supplied to the combustor 14.
  • the steam turbine plant of this embodiment includes a high-pressure steam turbine 30a, an intermediate-pressure steam turbine 30b, and a low-pressure steam turbine 30c as steam turbines.
  • the high-pressure steam turbine 30a, the intermediate-pressure steam turbine 30b, and the low-pressure steam turbine 30c are all the same as the steam turbine 30 of the first embodiment, the steam turbine rotor 31, the steam turbine casing 34, and the plurality of stationary blade rows 36.
  • a shaft seal device In FIG. 6, only the shaft seal device 39 c of the low pressure steam turbine 30 c is drawn, and the shaft seal devices of the high pressure steam turbine 30 a and the intermediate pressure steam turbine 30 b are omitted.
  • the first stage stationary blade of the high-pressure steam turbine 30a is provided with a metal temperature detector 96 that detects the temperature of the first stage stationary blade.
  • the exhaust heat recovery boiler 20x of this embodiment has a economizer 21, an evaporator 22, and a superheater 23, like the exhaust heat recovery boiler 20 of the first embodiment.
  • the exhaust heat recovery boiler 20x of the present embodiment further includes a reheater 24 that heats the steam exhausted from the intermediate pressure steam turbine 30b.
  • Each of the economizer 21, the evaporator 22, the reheater 24, and the superheater 23 has a heat transfer tube for allowing water or steam to pass therethrough and for heat exchange between the water or steam and the exhaust gas EG. .
  • the evaporator 22 of the present embodiment also includes a drum 22a in addition to the heat transfer tube.
  • a heat transfer tube temperature detector 98 for detecting the temperature of the heat transfer tube is provided near the outlet of the heat transfer tube of the superheater 23.
  • the exhaust heat recovery boiler 20x includes one or more booster pumps (not shown) that pressurize the water supplied to the economizer 21.
  • the condenser 40 of the present embodiment is the same as the condenser 40 of the first embodiment. Therefore, the condenser 40 of this embodiment also has a heat transfer tube through which a cooling medium such as water flows, and a condenser casing 41 that covers the heat transfer tube.
  • the steam from the low-pressure steam turbine 30c flows into the condenser casing 41, and is cooled by heat exchange with the cooling medium in the heat transfer pipe to become water.
  • the condenser casing 41 is provided with an exhaust line 70 as in the condenser 40 of the first embodiment.
  • the exhaust line 70 is provided with a vacuum pump 71 that sucks the gas in the condenser casing 41.
  • the condenser casing 41 is further provided with an outside air line 72 that guides outside air into the condenser casing 41.
  • the outside air line 72 is provided with a vacuum break valve 73.
  • the generator 45 of the present embodiment is the same as the generator 45 of the first embodiment. Therefore, the generator 45 of this embodiment also has a generator rotor 46 and a generator casing 47.
  • the generator 45 is electrically connected to the external system 63 through the connection line 60 as in the first embodiment.
  • the connection line 60 is provided with a transformer 61 and a circuit breaker 62. Further, the connection line 60 is provided with a power detector (output detector 99) at a position closer to the generator 45 than the circuit breaker 62.
  • the gas turbine rotor 19, the steam turbine rotor 31 of each of the steam turbines 30a, 30b, and 30c, and the generator rotor 46 are located on the same axis Ar and are mechanically connected to each other. Therefore, the combined cycle plant of this embodiment is also called a uniaxial combined cycle plant, as in the first embodiment.
  • the starting motor 49 rotates these rotors about the axis Ar.
  • the steam turbine plant of this embodiment also includes a low-temperature steam generation source 50, a cooling air fan 55, and a control device 100x, similarly to the steam turbine plant of the first embodiment.
  • the low-temperature steam generation source 50 is generated by an auxiliary boiler 51 that generates steam independently of the exhaust heat recovery boiler 20x, a pressure control valve 59 that reduces the pressure of the steam generated in the auxiliary boiler 51, and the auxiliary boiler 51.
  • a temperature reducer 52 that lowers the temperature of the steam.
  • the temperature reducer 52 includes a nozzle 53 that sprays water for temperature reduction in the steam generated by the auxiliary boiler 51, a temperature-reduction water adjustment valve 54 that adjusts the flow rate of water for temperature reduction supplied to the nozzle 53, Have
  • the steam turbine plant of the present embodiment further includes a water supply line 75, a first main steam line 77a, a second main steam line 77b, a first shutoff valve 78a, a second shutoff valve 78b, and a first regulator valve.
  • Main steam control valve 79a
  • second control valve main steam control valve
  • first surplus steam bypass line 80a hereinafter simply referred to as first bypass line 80a
  • second surplus steam bypass Line 80b hereinafter simply referred to as second bypass line 80b
  • first surplus steam bypass valve 81a hereinafter simply referred to as first surplus steam valve 81a
  • second surplus steam bypass valve 81b hereinafter referred to as “second surplus steam bypass valve 81a”.
  • the water supply line 75 connects the condenser casing 41 and the economizer 21.
  • a water supply pump 76 is provided in the water supply line 75.
  • the first main steam line 77a connects the superheater 23 and the steam inlet of the high-pressure steam turbine 30a.
  • the first main steam line 77a is provided with a first shut-off valve 78a and a first adjusting valve 79a. Further, in the first main steam line 77a, a steam pressure detector 97 for detecting steam pressure is provided on the superheater 23 side of the first shutoff valve 78a and the first control valve 79a.
  • a first end of the first bypass line 80a is connected to a position closer to the superheater 23 than the first shutoff valve 78a and the first control valve 79a in the first main steam line 77a.
  • the second end of the first bypass line 80a is connected to a position on the steam inlet side of the high-pressure steam turbine 30a with respect to the first shut-off valve 78a and the first control valve 79a in the first main steam line 77a.
  • the first surplus steam valve 81a is provided in the first bypass line 80a.
  • the high-pressure steam recovery line 92 connects the steam outlet of the high-pressure steam turbine 30a and the steam inlet of the reheater 24.
  • a first end of the ventilator line 93 is connected to the high-pressure steam recovery line 92.
  • the second end of the ventilator line 93 is connected to the condenser casing 41.
  • the ventilator valve 94 is provided in the ventilator line 93.
  • the second main steam line 77b connects the steam outlet of the reheater 24 and the steam inlet of the intermediate pressure steam turbine 30b.
  • the second main steam line 77b is provided with a second shut-off valve 78b and a second adjusting valve 79b.
  • the first end of the second bypass line 80b is connected to a position closer to the superheater 23 than the first shut-off valve 78a and the first control valve 79a in the first main steam line 77a.
  • the second end of the second bypass line 80b is connected to a position on the steam inlet side of the intermediate pressure steam turbine 30b in the second main steam line 77b with respect to the second shutoff valve 78b and the second control valve 79b. Yes.
  • the second surplus steam valve 81b is provided in the second bypass line 80b.
  • the low pressure steam line 95 connects the steam outlet of the intermediate pressure steam turbine 30b and the steam inlet of the low pressure steam turbine 30c.
  • the low temperature steam line 82x includes a main low temperature steam line 82m, a first low temperature steam line 82a, and a second low temperature steam line 82b.
  • the main low-temperature steam line 82m is connected to the temperature reducer 52.
  • the first end of the first low-temperature steam line 82a is connected to the main low-temperature steam line 82m.
  • the second end of the first low-temperature steam line 82a is connected to a position closer to the steam inlet side of the high-pressure steam turbine 30a than the first shut-off valve 78a and the first control valve 79a in the first main steam line 77a.
  • the first low temperature steam valve 83a is provided in the first low temperature steam line 82a.
  • the first end of the first drain discharge line 84a is connected to a position closer to the temperature reducer 52 than the first low temperature steam valve 83a in the first low temperature steam line 82a.
  • a second end of the first drain discharge line 84 a is connected to the condenser casing 41.
  • the first drain valve 85a is provided in the first drain discharge line 84a.
  • the first end of the second low-temperature steam line 82b is connected to the main low-temperature steam line 82m.
  • the second end of the second low-temperature steam line 82b is connected to a position closer to the steam inlet side of the intermediate pressure steam turbine 30b than the second shutoff valve 78b and the second control valve 79b in the second main steam line 77b.
  • the second low temperature steam valve 83b is provided in the second low temperature steam line 82b.
  • the first end of the second drain discharge line 84b is connected to a position closer to the temperature reducer 52 than the second low temperature steam valve 83b in the second low temperature steam line 82b.
  • a second end of the first drain discharge line 84 a is connected to the condenser casing 41.
  • the second drain valve 85b is provided in the second drain discharge line 84b.
  • the first end of the shaft seal steam line 86 is connected to the main low temperature steam line 82m.
  • the second end of the shaft seal steam line 86 is connected to the shaft seal device 39 of the low pressure steam turbine 30c.
  • the shaft seal steam valve 87 is provided in the shaft seal steam line 86.
  • the 1st end of the boiler water discharge line 88 is connected to the exit vicinity of the heat exchanger tube which comprises the superheater 23 similarly to the boiler water discharge line 88 of 1st embodiment.
  • the first end of the first boiler water discharge line 88a is connected to the drum 22a of the evaporator 22.
  • a second end of the first boiler water discharge line 88 a is connected to the condenser casing 41.
  • the first boiler water discharge valve 89a is provided in the first boiler water discharge line 88a.
  • the first end of the second boiler water discharge line 88b is connected to the vicinity of the outlet of the heat transfer tube constituting the superheater 23.
  • a second end of the second boiler water discharge line 88 b is connected to the condenser casing 41.
  • the second boiler water discharge valve 89b is provided in the second boiler water discharge line 88b.
  • the cooling air line 90x has a main cooling air line 90m, a first cooling air line 90a, and a second cooling air line 90b.
  • the main cooling air line 90 m is connected to the discharge port of the cooling air fan 55.
  • the first end of the first cooling air line 90a is connected to the main cooling air line 90m.
  • the second end of the first cooling air line 90a is connected to a position on the steam inlet side of the high-pressure steam turbine 30a with respect to the first shut-off valve 78a and the first control valve 79a in the first main steam line 77a.
  • the first cooling air valve 91a is provided in the first cooling air line 90a.
  • the first end of the second cooling air line 90b is connected to the main cooling air line 90m.
  • the second end of the second cooling air line 90b is connected to a position closer to the steam inlet of the intermediate pressure steam turbine 30b than the second shutoff valve 78b and the second control valve 79b in the second main steam line 77b.
  • the second cooling air valve 91b is provided in the second cooling air line 90b.
  • the control device 100x controls the operations of the valves described above and the operations of various pumps.
  • the gas turbine 10 of this embodiment also operates in the same manner as the gas turbine 10 of the first embodiment.
  • the combustion gas obtained by rotating the turbine rotor 16 of the gas turbine 10 is exhausted from the gas turbine 10 as exhaust gas EG, and is discharged to the outside through the exhaust heat recovery boiler 20x.
  • Water from the condenser 40 is supplied to the economizer 21 of the exhaust heat recovery boiler 20 x via the water supply line 75.
  • the economizer 21 heats this water by exchanging heat with the exhaust gas EG.
  • the water heated by the economizer 21 is further heated by the evaporator 22 and becomes steam. This steam is further heated by the superheater 23, and is supplied as high pressure steam to the high pressure steam turbine 30a via the first main steam line 77a.
  • the steam that has driven the high-pressure steam turbine 30 a flows into the reheater 24 through the high-pressure steam recovery line 92.
  • the steam flowing into the reheater 24 is heated by the reheater 24.
  • the steam heated by the reheater 24 is supplied as intermediate pressure steam (or reheat steam) to the intermediate pressure steam turbine 30b via the second main steam line 77b.
  • the steam that has driven the intermediate pressure steam turbine 30 b is supplied to the low pressure steam turbine 30 c via the low pressure steam line 95.
  • the steam that has driven the low-pressure steam turbine 30 c returns to water by the condenser 40. This water is supplied again to the economizer 21 from the condenser 40 through the water supply line 75.
  • the generator rotor 46 is rotated by the rotation of the gas turbine rotor 19 and the steam turbine rotor 31.
  • the generator 45 generates electricity by the rotation of the generator rotor 46.
  • the electric power generated by the generator 45 is supplied to the external system 63 via the transformer 61 and the circuit breaker 62.
  • the control device 100x when receiving a plant stop command from the outside, the control device 100x sends an instruction to the fuel valve 66 to gradually reduce the opening, and gradually reduces the flow rate of the fuel supplied to the combustor 14.
  • S1 Fuel reduction process
  • the control apparatus 100x performs a disconnection / shut-off valve and a regulating valve closing / fuel stop process (S2x) similarly to 1st embodiment.
  • the control device 100x applies the first control valve 78a, the first control valve 79a, the second control valve 78b, and the second control valve 79b.
  • a close instruction is sent to close the first shutoff valve 78a, the first control valve 79a, the second shutoff valve 78b, and the second control valve 79b.
  • the control device 100x When the disengagement / shut-off valve and control valve closing / fuel stop process (S2x) is completed, the control device 100x, like the first embodiment, performs the gas turbine cooling process (Sgt), the boiler cooling process (Sb), and the steam.
  • the turbine cooling process (Sstx) is executed in parallel.
  • the gas turbine cooling process (Sgt) of this embodiment is the same process as the gas turbine cooling process (Sgt) of the first embodiment.
  • the boiler cooling process (Sb) of this embodiment is the same process as the boiler cooling process (Sb) of the first embodiment.
  • the steam turbine cooling process (Sstx) of the present embodiment is slightly different from the gas turbine cooling process (Sst) of the first embodiment. Therefore, below, description of the gas turbine cooling process (Sgt) and boiler cooling process (Sb) of this embodiment is abbreviate
  • the steam turbine cooling process (Sstx) of this embodiment also includes a surplus steam supply process, a low temperature steam supply process, and a drain discharge process executed before the low temperature steam supply process, as in the first embodiment. Furthermore, the steam turbine cooling process (Sstx) of this embodiment may also include a cooling air supply process.
  • the control device 100x first sends an opening instruction to the ventilator valve 94 (Sstx1: ventilator valve opening step).
  • the ventilator valve 94 is opened, and the steam outlet of the high-pressure steam turbine 30 a and the condenser casing 41 communicate with each other via the high-pressure steam recovery line 92 and the ventilator line 93.
  • the control apparatus 100x performs the surplus steam valve opening process (Sstx1a) similar to the surplus steam valve opening process (Sst1) of the first embodiment.
  • the control device 100x sends an opening instruction to the first surplus steam valve 81a and the second surplus steam valve 81b.
  • a part of the steam from the superheater 23 flows into the high-pressure steam turbine 30a via the first bypass line 80a, and the high-pressure steam turbine 30a is cooled by this steam.
  • the steam that has flowed into the high-pressure steam turbine 30 a is exhausted into the condenser 40 through the high-pressure steam recovery line 92 and the ventilator line 93.
  • the other part of the steam from the superheater 23 flows into the intermediate pressure steam turbine 30b via the second bypass line 80b, and the intermediate pressure steam turbine 30b is cooled by this steam.
  • the steam that has flowed into the intermediate pressure steam turbine 30b flows into the low pressure steam turbine 30c via the low pressure steam line 95, and the low pressure steam turbine 30c is cooled by this steam.
  • the control apparatus 100x performs a steam pressure judgment process (Sst2) after the surplus steam valve opening process (Sstx1a) as in the first embodiment.
  • Sst2 a steam pressure judgment process
  • the control device 100x determines that the pressure Pb detected by the steam pressure detector 97 is equal to or lower than a predetermined pressure Ps in this steam pressure determination step (Sst2)
  • the drain valve opening step A drain valve opening step (Sstx3) similar to Sst3) is executed.
  • the control device 100x sends an opening instruction to the first drain valve 85a and the second drain valve 85b.
  • the control apparatus 100x performs the heating completion determination process (Sst4) after the drain valve opening process (Sstx3) as in the first embodiment.
  • the controller 100x determines that the time Tt from the start of the drain valve opening process (Sstx3) to the current time has passed a predetermined time Tts in the heating completion determination process (Sst4), the first low-temperature steam line Assuming that 82a and the second low-temperature steam line 82b are sufficiently warmed, the surplus steam valve closing / drain valve closing / similar to the surplus steam valve closing / drain valve closing / low temperature steam valve opening process (Sst5) of the first embodiment / A low temperature steam valve opening process (Sstx5) is performed.
  • the control device 100x includes a first surplus steam valve 81a, a second surplus steam valve 81b, a first drain valve 85a, and A close command is sent to the second drain valve 85b, and an open instruction is sent to the first low-temperature steam valve 83a and the second low-temperature valve.
  • a part of the low temperature steam from the temperature reducer 52 is supplied to the high pressure steam turbine 30a via the first low temperature steam line 82a. For this reason, the high pressure steam turbine 30a is cooled by this low temperature steam.
  • the other part of the low temperature steam from the temperature reducer 52 is supplied to the intermediate pressure steam turbine 30b via the second low temperature steam line 82b. For this reason, the intermediate pressure steam turbine 30b is cooled by this low temperature steam.
  • the low temperature steam supplied to the intermediate pressure steam turbine 30 b flows into the low pressure steam turbine 30 c through the low pressure steam line 95. For this reason, the low pressure steam turbine 30c is cooled by this low temperature steam.
  • the surplus steam supply process of the present embodiment starts with the ventilator valve opening process (Sstx1) described above, and ends when the first surplus steam valve 81a and the second surplus steam valve 81b are closed in Sstx5. Moreover, the drain discharge process of this embodiment is started by the drain valve opening process (Sstx3), and is completed by closing the first drain valve 85a and the second drain valve 85b in Sstx5. Further, the low temperature steam supply process is started by opening the first low temperature steam valve 83a and the second low temperature steam valve 83b in Sstx5.
  • the control device 100x After sending an opening instruction to the first low-temperature steam valve 83a and the second low-temperature steam valve 83b, the control device 100x performs the cooling completion determination step (Sst6) in the same manner as the cooling completion determination step (Sst6) of the first embodiment. Execute. When determining that the boiler cooling is not completed in this cooling completion determination step (Sst6), the control device 100x performs the metal temperature determination step (Sst7) in the same manner as the metal temperature determination step (Sst7) of the first embodiment. Execute. When the control device 100x determines that the temperature Tm of the first stage stationary blade detected by the metal temperature detector 96 is not lower than or equal to the predetermined temperature Tms in this metal temperature determination step (Sst7), the cooling is completed.
  • the process returns to the determination step (Sst6).
  • the control device 100x determines that the temperature Tm of the first stage stationary blade has become equal to or lower than the predetermined temperature Tms, the cooling of each steam turbine 30a, 30b, 30c is completed, and the low temperature of the first embodiment is determined.
  • a low temperature steam valve closing step (Sstx8) similar to the steam valve closing step (Sst8) is executed.
  • the control device 100x sends a close instruction to the first low temperature steam valve 83a and the second low temperature steam valve 83b.
  • the low temperature steam does not flow into each of the steam turbines 30a, 30b, 30c, and the low temperature steam supply process and the steam turbine cooling process (Sstx) are completed.
  • the control device 100x When determining that the boiler cooling is completed in the cooling completion determination step (Sst6), the control device 100x performs the same vacuum destruction step (Sstx10 (shown in FIG. 8) as the vacuum destruction step (Sst10) of the first embodiment). ). However, in this vacuum breaking step (Sstx10), the control device 100x sends an opening instruction to the vacuum breaking valve 73 of the condenser 40 and sends a stop instruction to the vacuum pump 71, and then the first low-temperature steam valve 83a. And a close instruction to the second low-temperature steam valve 83b. As a result, outside air flows into the condenser casing 41, and the vacuum state in the condenser casing 41 is destroyed. Furthermore, the first low-temperature steam valve 83a and the second low-temperature steam valve 83b are closed, and the low-temperature steam supply process is completed.
  • the control device 100x When executing the vacuum breaking process (Sstx10), the control device 100x performs the same cooling air valve opening / cooling air fan driving process (Sstx11) as the cooling air valve opening / cooling air fan driving process (Sst11) of the first embodiment. Execute. However, in this cooling air valve opening / cooling air fan driving step (Sstx11), the control device 100x sends an opening instruction to the first cooling air valve 91a and the second cooling air valve 91b. As a result, a part of the cooling air from the cooling air fan 55 is supplied to the high-pressure steam turbine 30a via the first cooling air line 90a. For this reason, the high-pressure steam turbine 30a is cooled by this cooling air.
  • the cooling air supply process of this embodiment is started by executing the cooling air valve opening / cooling air fan driving process (Sstx11).
  • the control device 100x executes the metal temperature determination step (Sst12) as in the metal temperature determination step (Sst12) of the first embodiment.
  • the controller 100x determines in the metal temperature determination step (Sst12) that the temperature Tm of the first stage stationary blade detected by the metal temperature detector 96 has become equal to or lower than a predetermined temperature Tms, each steam turbine 30a. , 30b, 30c is completed, the same cooling air fan stop / cooling air valve closing step (Sstx13) as the cooling air fan stop / cooling air valve closing step (Sst13) of the first embodiment is executed.
  • the bypass line 80 and the surplus steam valve 81 are provided in order to perform the surplus steam supply process.
  • the surplus steam supply process can be performed without providing the bypass line 80 and the surplus steam valve 81.
  • the control device 100x sends an opening instruction to the shutoff valve 78 and indicates that the rice opening is reduced to the control valve 79. Send a fine opening instruction.
  • the steam from the superheater 23 flows into the steam turbine 30 through the main steam line 77, the shutoff valve 78 and the control valve 79.
  • the surplus steam supply process is executed in the steam turbine cooling process. However, it is not necessary to execute this surplus steam supply process in the steam turbine cooling process. In this case, the bypass line and the surplus steam valve for performing the surplus steam supply process can be omitted.
  • low temperature steam having a constant temperature is supplied to the steam turbine in the low temperature steam supply step.
  • the control device may instruct the temperature reducer 52 to lower the temperature of the low temperature steam.
  • the predetermined condition is that the time from the start of the low-temperature steam supply process to the present time has passed for a predetermined time or more, and the temperature of the first stage stationary blade of the steam turbine is equal to or lower than the predetermined temperature. Have become.
  • As a method for lowering the temperature of the low-temperature steam there is a method in which the amount of water sprayed from the nozzle 53 of the temperature reducer 52 is increased by increasing the opening degree of the temperature-reducing water adjustment valve 54. As described above, when the temperature of the low-temperature steam is lowered according to the conditions in the low-temperature steam supply step, the thermal shock to the steam turbine can be suppressed and the steam turbine 30 can be efficiently cooled.
  • the steam turbine plant of the above embodiment includes a starter motor 49 that rotates the gas turbine rotor 19 at the time of start-up.
  • a starter motor 49 that rotates the gas turbine rotor 19 at the time of start-up.
  • All of the steam turbine plants of the above embodiments are uniaxial combined cycle plants. However, it may be a two-shaft combined cycle plant that includes a generator driven by the rotation of the gas turbine rotor 19 and a generator that is different from the generator and generates power by the rotation of the steam turbine rotor. .
  • the generator is driven by the steam turbine.
  • other devices such as a pump may be driven by the steam turbine.
  • the steam turbine plant of the above embodiment is a combined cycle plant including a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler, and a steam turbine.
  • the steam turbine plant may not include a gas turbine.
  • the boiler becomes a conventional boiler with a furnace.
  • the low temperature steam generation source 50 includes an auxiliary boiler 51 and a temperature reducer 52.
  • the steam generated by the auxiliary boiler is steam having a temperature sufficient to cool the steam turbine, it is not necessary to provide the temperature reducer 52.
  • the boiler of the operating steam turbine plant is used as an auxiliary boiler. Also good.
  • the end of cooling of the steam turbine can be accelerated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

蒸気タービンプラントは、ボイラー(20)と、燃料弁(66)と、低温蒸気発生源(50)と、蒸気タービン(30)と、ボイラー(20)で発生した蒸気を蒸気タービン(30)に導く主蒸気ライン(77)と、主蒸気ライン(77)に設けられている主蒸気調節弁(79)と、低温蒸気発生源(50)からの低温蒸気を主蒸気ライン(77)中で主蒸気調節弁(79)よりも蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気ライン(82)と、低温蒸気ライン(82)に設けられている低温蒸気弁(83)と、制御装置(100)と、を備える。制御装置(100)は、蒸気タービンプラントの停止過程で、燃料弁(66)への閉指示を送った後に、低温蒸気弁(83)に開指示を送る。

Description

蒸気タービンプラント、及びその冷却方法
 本発明は、ボイラーと、ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、を備える蒸気タービンプラント、及びその冷却方法に関する。
 本願は、2018年5月14日に、日本国に出願された特願2018-093301号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
 蒸気タービンプラントを点検する場合、蒸気タービンの温度が蒸気タービンに対して点検作業可能な温度に低下するまで待つ必要がある。この待ち時間を短くするため、蒸気タービンを冷却する各種方法がある。
 第一の方法は、蒸気タービンの停止後、この蒸気タービン内に冷却空気を送って、この蒸気タービンを冷却空気で強制冷却する方法である。
 第二の方法は、以下の特許文献1に記載された方法である。この第二の方法では、蒸気タービンの停止過程で、ボイラーから加減弁に至る前の蒸気の圧力を高める一方で、加減弁の開度を絞って、蒸気タービンに流入する蒸気の温度を低下させ、この蒸気で蒸気タービンを冷却する。この特許文献1では、蒸気タービンの停止後、自然冷却、又は、冷却空気による強制冷却を行って、さらに蒸気タービンの温度を低下させることが提案されている。
特開平04-140403号公報
 蒸気タービンプラントを点検する場合、蒸気タービンに蒸気を供給するボイラーも冷却する必要がある。ボイラーを冷却する一般的な方法では、まず、蒸気の発生のための燃料の供給を断ち、且つ蒸気タービンに流入する蒸気の流量を調節する加減弁を閉状態する。その後、復水器内の水をボイラーに供給し、ボイラー内を経由した水をボイラーから排出する。この方法を実行する場合、さび発生を抑制するために、ボイラーに供給する水中の酸素濃度を抑える必要がある。このため、ボイラー冷却中、蒸気タービンに冷却空気を供給しないようにして、この冷却空気が復水器内に流入することを避ける必要がある。
 よって、第一の方法及び第二の方法では、燃料供給を断ってからボイラー冷却が終了するまでの間、蒸気タービンを強制冷却することができず、蒸気タービンの冷却終了が遅くなる、という問題点がある。
 そこで、本発明は、蒸気タービンの冷却終了を早めることができる技術を提供することを目的とする。
 上記問題点を解決するための発明に係る一態様の蒸気タービンプラントは、
 蒸気を発生するボイラーと、前記蒸気の発生のための燃料の流量を調節する燃料弁と、前記ボイラーと独立して、低温蒸気を発生する低温蒸気発生源と、前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ボイラーで発生した蒸気を前記蒸気タービンの蒸気入口に導く主蒸気ラインと、前記主蒸気ラインに設けられ、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する主蒸気調節弁と、前記低温蒸気発生源に接続され、前記低温蒸気発生源からの前記低温蒸気を前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気ラインと、前記低温蒸気ラインに設けられ、前記低温蒸気ラインを流れる前記低温蒸気の流量を調節する低温蒸気弁と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示を送った後に、前記低温蒸気弁に開指示を送る。
 本態様では、蒸気タービンプラントの停止過程で、燃料の供給を断った後、低温蒸気で蒸気タービンを冷却することができる。このため、本態様では、蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器内を真空破壊する前に、蒸気タービンの冷却を開始することができる。
 蒸気タービンでは、その運転中、各段の翼のうち、蒸気流れの下流側の翼より上流側の翼の方が高温の蒸気に晒され、上流側の翼の方が高温になる。このため、本態様のように、低温蒸気を蒸気タービンの蒸気入口から蒸気タービン内に入れることで、上流側の高温の翼を効率的に冷却することができる。
 ここで、前記態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記低温蒸気発生源は、前記ボイラーである第一ボイラーとは独立して蒸気を発生する第二ボイラーと、前記第二ボイラーからの蒸気の温度を低下させて、前記低温蒸気を生成する減温器と、を有してもよい。
 前記減温器を有する態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記制御装置は、前記低温蒸気弁に開指示を送った後、予め定められた条件を満たすと、前記減温器に対して、前記低温蒸気の温度をさらに低下するよう指示してもよい。
 本態様では、蒸気タービンに対する熱衝撃を抑えることができると共に、蒸気タービンを効率的に冷却することができる。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記低温蒸気ライン中で、前記低温蒸気弁よりも前記低温蒸気発生源側に接続され、前記低温蒸気ライン中の前記低温蒸気及び前記低温蒸気のドレンを排出するドレン排出ラインと、前記ドレン排出ライン中に設けられているドレン弁と、を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記燃料弁に対して閉指示を送った後に、前記ドレン弁に開指示を送り、前記ドレン弁に開指示を送ってから所定時間経過すると、前記ドレン弁に閉指示を送ると共に前記低温蒸気弁に開指示を送る。
 本態様では、低温蒸気を蒸気タービンに供給する前に低温蒸気ラインを低温蒸気で温めることができる。このため、本態様では、低温蒸気の蒸気タービンへの供給開始時、低温蒸気が低温蒸気ラインを通る過程で、一部が液化する抑制することができる。つまり、本態様では、低温蒸気の蒸気タービンへの供給開始時、蒸気タービンに流入する低温蒸気のドレン量を抑えることができる。
 また、以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置から分岐し、前記ボイラーから蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導くバイパスラインと、前記バイパスラインを流れる蒸気の流量を調節する余剰蒸気弁と、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力を検知する圧力検知器と、を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示の送信に伴って前記主蒸気調節弁に閉指示を送ると共に、前記余剰蒸気弁に開指示を送り、前記圧力検知器で検知された圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気弁に開指示を送る。
 本態様では、蒸気タービンに低温蒸気を供給される前に、燃料供給が断たれた後のボイラーからの蒸気を蒸気タービンに供給し、この蒸気で蒸気タービンを冷却する。燃料供給を断つ直前直後で、ボイラーから発生する蒸気の温度はほとんど変わらない。このため、本態様では、燃料供給を断つ前後で、蒸気タービンに与える熱衝撃を最小限に抑えることができる。
 また、以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力を検知する圧力検知器を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示の送信に伴って前記主蒸気調節弁に弁開度を小さくする旨を示す微開指示を送り、前記圧力検知器で検知された圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気弁に開指示を送る。
 本態様でも、蒸気タービンに低温蒸気を供給される前に、燃料供給が断たれた後のボイラーからの蒸気を蒸気タービンに供給し、この蒸気で蒸気タービンを冷却する。このため、本態様でも、燃料供給を断つ直前直後で、蒸気タービンに与える熱衝撃を最小限に抑えることができる。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、前記復水器内の水を前記ボイラーに導く給水ラインと、前記給水ラインに設けられ、前記前記復水器内の水をボイラーに送るポンプと、前記ボイラーで水又は蒸気が通る管又はドラムに接続され、前記管又はドラム内の水又は蒸気をボイラー外に排出するボイラー水排出ラインと、前記ボイラー水排出ラインに設けられ、前記ボイラー水排出ラインを流れる流体の流量を調節するボイラー水排出弁と、を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記燃料弁に対して閉指示を送った後に、前記ポンプの駆動を継続した状態で、前記ボイラー水排出弁に開指示を送る。
 本態様では、燃料供給が断たれた後に、復水器内に水をボイラーの管等に供給するので、この水でボイラーを冷却することができる。
 前記復水器を備える態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記ボイラー水排出ラインは、前記復水器に接続されていてもよい。
 本態様では、復水器からのボイラーに供給した水が、ボイラー水排出ラインを介して、復水器内に戻る。よって、本態様では、復水器内の水を有効利用することができる。
 前記復水器を備える態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記制御装置は、前記低温蒸気弁が開いている時間帯の少なくとも一部が、前記ボイラー水排出弁が開いている時間帯に重なるよう、前記ボイラー水排出弁に対して開指示を送ってもよい。
 本態様では、低温蒸気を蒸気タービンに供給して、蒸気タービンを冷却する蒸気タービン冷却工程と、復水器からの水をボイラーに供給してボイラーを冷却するボイラー冷却工程とを並行して実行することになる。このため、本態様では、ボイラー冷却工程と蒸気タービン冷却工程とのいずれもが完了するタイミングを早めることができる。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気タービンで、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度を検知する温度検知器を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になると、前記低温蒸気弁に閉指示を送る。
 前記復水器を備える、以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気タービンで、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度を検知する温度検知器と、前記蒸気タービンを冷却するための冷却空気を前記蒸気タービン内に送る冷却空気供給機と、前記冷却空気供給機に接続され、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に前記冷却空気を導く冷却空気ラインと、を備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になる前に、前記ボイラーの冷却が完了したと判断すると、前記低温蒸気弁に閉指示を送った後に前記冷却空気供給機に供給指示を送り、前記ボイラーの冷却が完了する前に前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になったと判断すると、前記低温蒸気弁に閉指示を送る。
 本態様では、低温蒸気で蒸気タービンを冷却する蒸気タービン冷却工程中に、ボイラーの冷却が完了すれば、この蒸気タービン冷却工程を中止して、冷却空気ファンからの冷却空気で蒸気タービンを冷却することができる。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントにおいて、燃料を燃焼させて駆動するガスタービンを備えてもよい。この場合、前記ボイラーは、前記ガスタービンから排気された燃焼ガスの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラーである。また、前記燃料弁は、前記ガスタービンに供給する燃料の流量を調節する弁である。
 前記ガスタービンを備える態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記ガスタービンのガスタービンロータを回転させるモータを備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記ガスタービンの定格回転数より低い回転数で前記ガスタービンロータを回転させるスピン運転を実行するよう、前記燃料弁に対して閉指示を送った後であって、前記低温蒸気弁が開いている時間帯の少なくとも一部が、前記スピン運転の実行時間帯に重なるタイミングで、前記モータにスピン運転指示を送る。
 本態様では、ガスタービンを冷却することできる。
 上記問題点を解決するための発明に係る一態様の蒸気タービンプラントの冷却方法は、
 蒸気を発生するボイラーと、前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ボイラーで発生した蒸気を前記蒸気タービンの蒸気入口に導く主蒸気ラインと、前記主蒸気ラインに設けられ、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する主蒸気調節弁と、を備える蒸気タービンプラントの冷却方法である。この冷却方法は、前記ボイラーで蒸気の発生のための燃料供給を停止する燃料停止工程と、前記燃料停止工程後に、前記ボイラーと独立して、低温蒸気を発生する低温蒸気発生源からの低温蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気供給工程と、を実行する。
 ここで、前記態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記低温蒸気発生源は、前記ボイラーである第一ボイラーとは独立した第二ボイラーからの蒸気を減温して、前記低温蒸気を生成してもよい。
 前記第二ボイラーからの蒸気を減温する態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記低温蒸気供給工程では、前記低温蒸気供給工程中に予め定められた条件を満たすと、前記低温蒸気の温度をさらに低下させてもよい。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンプラントは、前記低温蒸気発生源に接続され、前記低温蒸気発生源からの前記低温蒸気を前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気ラインと、前記低温蒸気ラインに設けられ、前記低温蒸気ラインを流れる前記低温蒸気の流量を調節する低温蒸気弁と、を備える。この場合、前記燃料停止工程後に、前記低温蒸気ライン中で前記低温蒸気弁よりも前記低温蒸気発生源側の前記低温蒸気及び前記低温蒸気のドレンを排出するドレン排出工程を実行し、前記ドレン排出工程後に、前記低温蒸気弁を開けて前記低温蒸気供給工程を実行してもよい。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記燃料停止工程に伴って前記主蒸気調節弁を閉じる主蒸気停止工程と、前記燃料停止工程及び前記主蒸気停止工程後に、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側に供給する余剰蒸気供給工程と、を実行してもよい。この場合、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気供給工程を実行する。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記燃料停止工程に伴って前記主蒸気調節弁の開度を小さくして、前記ボイラーからの蒸気から前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を抑える余剰蒸気供給工程を実行してもよい。この場合、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気供給工程を実行してもよい。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンプラントは、前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、前記復水器内の水を前記ボイラーに導く給水ラインと、前記給水ラインに設けられ、前記前記復水器内の水をボイラーに送るポンプと、を備えてもよい。この場合、前記燃料停止工程後に、前記ポンプの駆動を継続した状態で、前記ボイラーで水又は蒸気が通る管内の前記水又は前記蒸気を前記ボイラー外に排出するボイラー冷却工程を実行してもよい。
 前記ボイラー冷却工程を実行する態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記ボイラー冷却工程では、ボイラー外に排出した前記管内の前記水又は前記蒸気を前記復水器に戻してもよい。
 前記ボイラー冷却工程を実行する、いずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記低温蒸気供給工程の実行時間帯の少なくとも一部が、前記ボイラー冷却工程の実行時間帯に重なってもよい。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンで、前記低温蒸気供給工程の実行後、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度が予め定められた温度以下になると、前記低温蒸気供給工程を終了してもよい。
 前記ボイラー冷却工程を実行する、以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンで、前記低温蒸気供給工程の実行後、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度が予め定められた温度以下になる前に、前記ボイラーの冷却が完了すると、前記低温蒸気供給工程を終了する一方で、前記蒸気タービン内に冷却空気を送る冷却空気供給工程を実行し、前記ボイラーの冷却が完了する前に、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度が予め定められた温度以下になると、前記低温蒸気供給工程を終了してもよい。
 以上のいずれかの態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンプラントは、燃料を燃焼させて駆動するガスタービンを備えてもよい。この場合、前記ボイラーは、前記ガスタービンから排気された燃焼ガスの熱で蒸気を発生させる。また、前記燃料は、前記ガスタービンに供給する燃料である。
 前記ガスタービンを備える態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記蒸気タービンプラントは、前記ガスタービンのガスタービンロータを回転させるモータを備えてもよい。この場合、前記燃料停止工程後に、前記モータに、前記ガスタービンの定格回転数より低い回転数で前記ガスタービンロータを回転させるガスタービン冷却工程を実行してもよい。
 前記ガスタービン冷却工程を実行する態様の蒸気タービンプラントの冷却方法において、前記低温蒸気供給工程の実行時間帯の少なくとも一部が、前記ガスタービン冷却工程の実行時間帯に重なってもよい。
 本発明の一態様では、蒸気タービンを駆動させるための蒸気を発生するボイラーに対して独立した低温蒸気発生源からの低温蒸気で蒸気タービンを冷却する。このため、本発明の一態様によれば、燃料供給を断った後のボイラー冷却中でも、蒸気タービンを強制冷却でき、蒸気タービンの冷却終了を早めることができる。
本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンプラントの系統図である。 本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンプラントの停止手順を示すフローチャート(その1)である。 本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンプラントの停止手順を示すフローチャート(その2)である。 本発明に係る第一実施形態における時間経過に伴う、発電機出力、ロータ回転数、及び蒸気タービンのメタル温度の変化を示すグラフである。 比較例の蒸気タービンプラントにおける時間経過に伴う、発電機出力、ロータ回転数、及び蒸気タービンのメタル温度の変化を示すグラフである。 本発明に係る第二実施形態における蒸気タービンプラントの系統図である。 本発明に係る第二実施形態における蒸気タービンプラントの停止手順を示すフローチャート(その1)である。 本発明に係る第二実施形態における蒸気タービンプラントの停止手順を示すフローチャート(その2)である。
 以下、本発明に係る蒸気タービンプラントの各種実施形態について、図面を用いて説明する。
 「第一実施形態」
 本発明に係る蒸気タービンプラントの第一実施形態について、図1~図5を参照して説明する。
 本実施形態の蒸気タービンプラントは、図1に示すように、ガスタービン10と、ガスタービン10からの排気ガスEGで蒸気を発生する排熱回収ボイラー20と、排熱回収ボイラー20からの蒸気で駆動する蒸気タービン30と、蒸気タービン30からの蒸気を水に戻す復水器40と、復水器40内の水を排熱回収ボイラー20に送る給水ポンプ76と、発電機45と、起動モータ49と、を備える。よって、本実施形態の蒸気タービンプラントは、コンバインドサイクルプラントである。
 ガスタービン10は、空気Aを圧縮する圧縮機11と、圧縮機11で圧縮された空気中で燃料Fを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器14と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン15と、を備える。圧縮機11は、軸線Arを中心として回転する圧縮機ロータ12と、この圧縮機ロータ12を覆う圧縮機ケーシング13と、を有する。タービン15は、軸線Arを中心として回転するタービンロータ16と、このタービンロータ16を覆うタービンケーシング17と、を有する。圧縮機ロータ12とタービンロータ16とは、同一の軸線Arを中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ19を成している。燃焼器14には、燃焼器14に燃料Fを供給する燃料供給ライン65が接続されている。この燃料供給ライン65には、燃焼器14に供給する燃料Fの流量を調節する燃料弁66が設けられている。
 排熱回収ボイラー20は、復水器40からの水を排気ガスEGの熱で加熱する節炭器21と、節炭器21で加熱された水を排気ガスEGの熱で加熱して蒸気を発生させる蒸発器22と、この蒸気を排気ガスEGの熱でさらに過熱する過熱器23と、を有する。節炭器21、蒸発器22、及び過熱器23は、いずれも、内部を水又は蒸気が通り、この水又は蒸気と排気ガスEGとを熱交換させるための伝熱管を有する。蒸発器22は、伝熱管の他、ドラム22aを有する。過熱器23が有する伝熱管の出口近傍には、この伝熱管の温度を検知する伝熱管温度検知器98が設けられている。
 蒸気タービン30は、軸線Arを中心として回転する蒸気タービンロータ31と、この蒸気タービンロータ31を覆う蒸気タービンケーシング34と、軸封装置39と、を有する。蒸気タービンロータ31は、軸線Arを中心として回転するロータ軸32と、このロータ軸32に固定されている複数の動翼列33と、を有する。複数の動翼列33は、軸線Arが延びている軸線方向に並んでいる。蒸気タービンケーシング34の内周面には、複数の静翼列36が固定されている。複数の静翼列36は、軸線方向が延びている方向に並んでいる。複数の静翼列36のそれぞれは、複数の動翼列33のうちのいずれか一の動翼列33に対して、蒸気流れの上流側に配置されている。複数の静翼列36のうち、蒸気流れの最も上流側に配置されている第一段静翼列には、第一段静翼列を構成する静翼の温度を検知するメタル温度検知器96が設けられている。軸封装置39は、外部からの蒸気で、蒸気タービンロータ31の端部と蒸気タービンケーシング34との隙間から蒸気タービンケーシング34内の蒸気流出を抑える装置である。なお、図1に示す蒸気タービン30は、流入した蒸気を二方向に分流する二分流排気型の蒸気タービンである。しかしながら、本実施形態の蒸気タービン30は、流入した蒸気を分流しない型の蒸気タービンであってもよい。
 復水器40は、水等の冷却媒体が流れる伝熱管42と、この伝熱管42を覆う復水器ケーシング41と、を有する。蒸気タービン30からの蒸気は、復水器ケーシング41内に流入し、伝熱管42内の冷却媒体との熱交換で冷却されて水になる。復水器ケーシング41には、復水器ケーシング41内の気体を外部に排気して、復水器ケーシング41内の圧力を低下させる排気ライン70が設けられている。この排気ライン70には、復水器ケーシング41内の気体を吸引する真空ポンプ71が設けられている。この復水器ケーシング41には、さらに、外気を復水器ケーシング41内に導く外気ライン72が設けられている。この外気ライン72には、真空破壊弁73が設けられている。
 発電機45は、軸線Arを中心として回転する発電機ロータ46と、この発電機ロータ46を覆う発電機ケーシング47と、を有する。この発電機45は、接続線60により外部系統63と電気的に接続されている。この接続線60には、変圧器61、及び遮断器62が設けられている。さらに、この接続線60には、遮断器62よりも発電機45側の位置に電力検知器(出力検知器)99が設けられている。
 ガスタービンロータ19と、蒸気タービンロータ31と、発電機ロータ46とは、同一軸線Ar上に位置し、互いに機械的に連結されている。よって、本実施形態のコンバインドサイクルプラントは、一軸型コンバインドサイクルプラントと呼ばれる。起動モータ49は、軸線Arを中心として、これらのロータを回転させる。発電機ロータ46は、以上のように、ガスタービンロータ19にも蒸気タービンロータ31にも接続されているため、発電機45での発電量、つまり発電機出力は、ガスタービン出力と蒸気タービン出力とを合わせた出力になる。
 本実施形態の蒸気タービンプラントは、以上の他、排熱回収ボイラー20とは独立して低温蒸気を発生する低温蒸気発生源50と、冷却空気ファン(冷却空気供給機)55と、制御装置100と、を備える。低温蒸気発生源50は、排熱回収ボイラー20とは独立して蒸気を発生する補助ボイラー(第二ボイラー)51と、補助ボイラー51で発生した蒸気の圧力を低下させる圧力制御弁59と、補助ボイラー51で発生した蒸気の温度を下げる減温器52と、を有する。減温器52は、補助ボイラー51で発生した蒸気中に減温用の水を噴霧するノズル53と、このノズル53に供給する減温用の水の流量を調節する減温水調節弁54と、を有する。この減温器52は、補助ボイラー51で発生した蒸気の温度を低下させて、この蒸気を低温蒸気にする。この低温蒸気の温度は、例えば、140℃である。冷却空気ファン55は、例えば、外気を吸い込んで、この外気を冷却空気として蒸気タービンケーシング34内に送る。
 本実施形態の蒸気タービンプラントは、さらに、給水ライン75と、主蒸気ライン77と、遮断弁78と、加減弁79と、余剰蒸気バイパスライン80(以下、単にバイパスライン80とする)と、余剰蒸気バイパス弁81(以下、単に余剰蒸気弁81とする)と、低温蒸気ライン82と、低温蒸気弁83と、ドレン排出ライン84と、ドレン弁85と、軸封蒸気ライン86と、軸封蒸気弁87と、複数のボイラー水排出ライン88と、複数のボイラー水排出弁89と、冷却空気ライン90と、冷却空気弁91と、を備える。
 給水ライン75は、復水器ケーシング41と節炭器21とを接続する。この給水ライン75中に給水ポンプ76が設けられている。主蒸気ライン77は、過熱器23と蒸気タービンケーシング34の蒸気入口とを接続する。この主蒸気ライン77に、遮断弁78及び加減弁(主蒸気調節弁)79が設けられている。さらに、この主蒸気ライン77中で、遮断弁78及び加減弁79よりも過熱器23側には、蒸気の圧力を検知する蒸気圧力検知器97が設けられている。バイパスライン80の第一端は、主蒸気ライン77中で遮断弁78及び加減弁79よりも過熱器23側の位置に接続されている。また、このバイパスライン80の第二端は、主蒸気ライン77中で遮断弁78及び加減弁79よりも蒸気入口側の位置に接続されている。すなわち、このバイパスライン80は、遮断弁78及び加減弁79に対して、過熱器23からの蒸気を迂回させるラインである。余剰蒸気弁81は、このバイパスライン80に設けられている。
 低温蒸気ライン82の第一端は、減温器52に接続され、この低温蒸気ライン82の第二端は、主蒸気ライン77中で遮断弁78及び加減弁79よりも蒸気入口側の位置に接続されている。低温蒸気弁83は、この低温蒸気ライン82に設けられている。ドレン排出ライン84の第一端は、低温蒸気ライン82中で低温蒸気弁83よりも減温器52側の位置に接続され、ドレン排出ライン84の第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。ドレン弁85は、このドレン排出ライン84に設けられている。軸封蒸気ライン86の第一端は、低温蒸気ライン82中でドレン排出ライン84との接続位置よりも減温器52側の位置に接続されている。軸封蒸気ライン86の第二端は、蒸気タービン30の軸封装置39に接続されている。軸封蒸気弁87は、この軸封蒸気ライン86に設けられている。
 複数のボイラー水排出ライン88のうち、第一ボイラー水排出ライン88aの第一端は、蒸発器22のドラム22aに接続されている。この第一ボイラー水排出ライン88aの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。複数のボイラー水排出弁89のうち、第一ボイラー水排出弁89aは、この第一ボイラー水排出ライン88aに設けられている。複数のボイラー水排出ライン88のうち、第二ボイラー水排出ライン88bの第一端は、過熱器23を構成する伝熱管の出口近傍に接続されている。第二ボイラー水排出ライン88bの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。複数のボイラー水排出弁89のうち、第二ボイラー水排出弁89bは、この第二ボイラー水排出ライン88bに設けられている。
 冷却空気ライン90の第一端は、冷却空気ファン55の吐出口に接続されている。冷却空気ライン90の第二端は、主蒸気ライン77中で遮断弁78及び加減弁79よりも蒸気入口側の位置に接続されている。冷却空気弁91は、この冷却空気ライン90に設けられている。
 制御装置100は、以上で説明した各弁の動作や、各種ポンプ等の動作を制御する。
 次に、以上で説明した本実施形態の蒸気タービンプラントの動作について説明する。
 ガスタービン10の圧縮機11は、大気中の空気Aを圧縮し、圧縮した空気Aを燃焼器14に供給する。また、燃焼器14には、燃料供給ライン65からの燃料Fも供給される。燃焼器14内では、圧縮された空気A中で燃料Fが燃焼して、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、タービン15に送られ、タービンロータ16を回転させる。
 タービンロータ16を回転させた燃焼ガスは、排気ガスEGとしてガスタービン10から排気され、排熱回収ボイラー20を経て、外部に放出される。排熱回収ボイラー20の節炭器21には、復水器40からの水が給水ライン75を介して供給される。節炭器21は、この水を排気ガスEGと熱交換させて加熱する。節炭器21で加熱された水は、蒸発器22でさらに加熱されて蒸気になる。この蒸気は、過熱器23でさらに過熱され、主蒸気として、主蒸気ライン77を介して蒸気タービン30に供給される。蒸気タービン30を駆動させた蒸気は、復水器40で水に戻る。この水は、復水器40から給水ライン75を介して再び節炭器21に供給される。
 発電機ロータ46は、ガスタービンロータ19及び蒸気タービンロータ31の回転で回転する。発電機45は、この発電機ロータ46の回転で発電する。発電機45が発電した電力は、変圧器61及び遮断器62を介して、外部系統63へ供給される。
 次に、図2及び図3に示すフローチャートと図4に示すグラフとに従って、本実施形態の蒸気タービンプラントの停止過程における動作について説明する。
 制御装置100は、外部からプラント停止指令を受け付けると、燃料弁66に対して、開度を徐々に小さくするよう指示を送り、燃焼器14に供給される燃料の流量を徐々に少なくする(S1:燃料減少工程)。燃焼器14に供給される燃料の流量が徐々に少なくなると、ガスタービン出力が徐々に低下する。また、燃焼器14に供給される燃料の流量が徐々に少なくなると、ガスタービン10から排気される排気ガスEGに含まれる熱エネルギーも徐々に低下するため、排熱回収ボイラー20から発生する蒸気の流量が徐々に少なくなると共に、この蒸気の温度も、徐々に低下する。このため、燃焼器14に供給される燃料の流量が徐々に少なくなると、蒸気タービン出力も徐々に低下する。よって、燃焼器14に供給される燃料の流量が徐々に少なくなると、図4中破線で示すように、発電機出力が徐々に低下すると共に、同図中実線で示すように、メタル温度検知器96で検知される蒸気タービン30のメタル温度も徐々に低下する。
 なお、この燃料減少工程(S1)中でも、発電機45は、外部系統63と電気的に接続されているため、発電機ロータ46及びガスタービンロータ19等は、図4中一点鎖線で示すように、外部系統63の周波数に対応した回転数を維持し続ける。例えば、外部系統63の周波数が60Hzの場合、発電機ロータ46及びガスタービンロータ19等は、この60Hzに対応した回転数である3600rpmを維持し続ける。
 制御装置100は、出力検知器99で検知された発電機出力が予め定められた出力以下になると、遮断器62に開放指示を送り、遮断器62を開放させて、発電機45を外部系統63から解列させる。さらに、制御装置100は、遮断弁78及び加減弁79に閉指示を送り、遮断弁78及び加減弁79を閉じさせると共に、燃料弁66に閉指示を送り、燃料弁66を閉じさせる(S2:解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程)。なお、この解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)における遮断弁78及び加減弁79への閉指示の送信は、主蒸気停止工程である。また、この時点で、メタル温度検知器96により検知される第一段静翼の温度は、例えば、300℃である。
 制御装置100は、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)が完了すると、図4に示すように、ガスタービン冷却工程(Sgt)、ボイラー冷却工程(Sb)、及び蒸気タービン冷却工程(Sst)を並行して実行する。
 ガスタービン冷却工程(Sgt)で、制御装置100は、起動モータ49でガスタービンロータ19を定格回転数(例えば、3600rpm)より低い回転数で回転させる。すなわち、制御装置100は、起動モータ49でガスタービン10のスピン運転を間欠的に複数回実行させる。制御装置100は、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)後、ガスタービンロータ19等の回転数が予め定めたターニング回転数になると(Sgt1)、起動モータ49でガスタービン10のスピン運転を実行させる(Sgt2)。制御装置100は、その後、起動モータ49にスピン運転を中止させる。制御装置100は、スピン運転の停止後、ガスタービンロータ19等の回転数が再びターニング回転数になると(Sgt3)、起動モータ49でガスタービン10のスピン運転を実行させる(Sgt4)。制御装置100は、その後、起動モータ49にスピン運転を中止させる。制御装置100は、以下、同様に、ガスタービンロータ19等の回転数がターニング回転数になったか否かを判断すると共に(Sgt5,Sgt7)、及び起動モータ49にスピン運転を実行させる(Sgt6,Sgt8)。
 以上のスピン運転の実行により、ガスタービン10の圧縮機ケーシング13内、燃焼器14内及びタービンケーシング17内には、外気が通る。この結果、ガスタービン10の圧縮機11、燃焼器14及びタービン15は、外気により冷却される。本実施形態では、複数回のスピン運転のうち、最初の方のスピン運転の実行時間を後の方のスピン運転の実行時間よりも短くする。圧縮機ケーシング13内及びタービンケーシング17内を外気が通ると、圧縮機ケーシング13、圧縮機ロータ12、タービンケーシング17、及びタービンロータ16が外気により冷却される。この際、圧縮機ケーシング13の熱容量と圧縮機ロータ12と熱容量との差から、圧縮機ケーシング13の収縮量と圧縮機ロータ12の収縮量とに差が生じる。同様に、タービンケーシング17の収縮量とタービンロータ16の収縮量とも差が生じる。このため、外気による冷却過程では、圧縮機ロータ12の動翼と圧縮機ケーシング13とが接触するおそれ、及びタービンロータ16の動翼とタービンケーシング17とが接触するおそれが生じる。そこで、本実施形態では、複数回のスピン運転のうち、最初の方のスピン運転の実行時間を短くしている。一方、複数回のスピン運転で、ガスタービン10の圧縮機11、燃焼器14及びタービン15がある程度冷却されると、圧縮機ロータ12の動翼と圧縮機ケーシング13とが接触するおそれ、及びタービンロータ16の動翼とタービンケーシング17とが接触するおそれがなくなる。このため、本実施形態では、複数回のスピン運転のうち、後の方のスピン運転では、ガスタービン10の冷却を促進するために、スピン運転の実行時間を長くする。
 制御装置100は、予め定められた回数のスピン運転を起動モータ49で実行させると、ガスタービン10の冷却が完了したとして、ガスタービン冷却工程(Sgt)を終了する。なお、ガスタービン10の一部の温度を検知する温度検知を設けておき、温度検知器で検知される温度が予め定められた温度以下になるまで、スピン運転を繰り返し実行し、この温度検知器で検知される温度が予め定められた温度以下になると、ガスタービン冷却工程(Sgt)を終了するようにしてもよい。
 ボイラー冷却工程(Sb)は、以上で説明したガスタービン冷却工程(Sgt)と並行して実行される。なお、本実施形態で二つの工程が並行して実行されるとは、二つの工程のうちの第一の工程の実行時間帯の一部が第二の工程の実行時間帯とが重なるように、二つの工程が実行されることである。
 このボイラー冷却工程(Sb)で、制御装置100は、排熱回収ボイラー20の伝熱管内に復水器ケーシング41内の水を流す。具体的に、制御装置100は、給水ポンプ76を駆動させた状態を維持しつつ、ボイラー水排出弁89に開指示を送り、このボイラー水排出弁89を開ける(Sb1:ボイラー水排出弁閉工程)。この結果、復水器ケーシング41内の水は、排熱回収ボイラー20の伝熱管内に供給される。排熱回収ボイラー20の伝熱管内に供給された水は、この伝熱管と熱交換して、この伝熱管を冷却する。その後、この水は、ボイラー水排出ライン88を経て、復水器ケーシング41内に戻る。具体的に、排熱回収ボイラー20の供給された水は、節炭器21から蒸発器22のドラム22aに供給され、その一部が第一ボイラー水排出弁89a及び第一ボイラー水排出ライン88aを経て、復水器ケーシング41内に戻る。また、蒸発器22のドラム22aに供給された水のうちの他の一部は、過熱器23、第二ボイラー水排出弁89b及び第二ボイラー水排出ライン88bを経て、復水器ケーシング41内に戻る。
 制御装置100は、ボイラー水排出弁開工程(Sb1)を実行すると、ボイラー冷却が完了したか否かを判断する(Sb2:冷却完了判断工程)。制御装置100は、ボイラー冷却が完了したか否かを、例えば、伝熱管温度検知器98により検知された温度が予め定められた温度以下になったか否かにより判断する。なお、制御装置100は、ボイラー水排出弁開工程(Sb1)の開始から予め定められた時間が経過したか否か、又は、ボイラー水排出弁開工程(Sb1)の開始から予め定められた流量の復水を排熱回収ボイラー20に供給したか否か等に応じて、ボイラー冷却が完了したか否かを判断してもよい。
 制御装置100は、ボイラー冷却が完了したと判断すると、給水ポンプ76に停止指示を送ると共に、ボイラー水排出弁89に閉指示を送る。この結果、給水ポンプ76が停止し(Sb3:給水ポンプ停止工程)、ボイラー水排出弁89が閉じられる(Sb4:ボイラー水排出弁閉工程)。
 以上で、ボイラー冷却工程(Sb)が終了する。
 制御装置100は、ボイラー冷却工程(Sb)の終了後、メタル温度検知器96で検知された蒸気タービン30の第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったか否かを判断する(Sx5:メタル温度判断工程)。制御装置100は、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったと判断すると、蒸気タービン30の冷却が完了したとして、復水器40の真空破壊弁73に開指示を送ると共に、真空ポンプ71に停止指示を送る。なお、ここでの予め定められた温度Tmsは、例えば、170℃である。この結果、復水器ケーシング41内に外気が流入し、復水器ケーシング41内の真空状態が破壊される(Sx6:真空破壊工程)。また、制御装置100は、メタル温度判断工程(Sx5)で、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になっていないと判断した場合は、図3に示す真空破壊工程(Sst10)を実行する。
 ボイラー冷却工程(Sb)では、前述したように、復水器ケーシング41内の水を排熱回収ボイラー20の伝熱管内に供給する。この水中に酸素が多く含まれていると、伝熱管の内面が酸素によりさびるおそれがある。このため、排熱回収ボイラー20の伝熱管に供給する水中の酸素濃度を抑える必要がある。そこで、本実施形態では、ボイラー冷却工程(Sb)中、復水器ケーシング41内に外気を流入させず、ボイラー冷却工程(Sb)の完了後に、真空破壊工程(Sx5)を実行し、復水器ケーシング41内に外気を導入している。
 蒸気タービン冷却工程(Sst)は、図4に示すように、余剰蒸気供給工程(Ssta)と、低温蒸気供給工程(Sstc)と、低温蒸気供給工程(Sstc)前に実行するドレン排出工程(Sstb)と、を含む。さらに、この蒸気タービン冷却工程(Sst)は、冷却空気供給工程(Sstd)を含む場合がある。
 蒸気タービン冷却工程(Sst)で、制御装置100は、まず、余剰蒸気弁81に開指示を送る(Sst1:余剰蒸気弁開工程)。この時点で、遮断弁78及び加減弁79が閉じているため、排熱回収ボイラー20からの蒸気は、遮断弁78及び加減弁79を経て、蒸気タービン30に流入しない。排熱回収ボイラー20からの蒸気は、主蒸気ライン77に対するバイパスライン80、及びこのバイパスライン80に設けられている余剰蒸気弁81を経て、蒸気タービン30に流入する。排熱回収ボイラー20から発生する蒸気の温度は、この時点で燃焼器14への燃料供給が停止しているため、燃焼器14への燃料供給停止前よりも低い。しかも、この蒸気の温度は、時間経過に伴って徐々に低くなる。さらに、この時点で、ボイラー冷却工程(Sb)が開始されていれば、排熱回収ボイラー20の伝熱管が冷却されるので、排熱回収ボイラー20から発生する蒸気の温度は、より低くなる。また、排熱回収ボイラー20から発生する蒸気の流量が時間経過に伴って徐々に少なくなると共に、この蒸気の圧力も時間経過に伴って徐々に低下する。よって、蒸気タービン30は、余剰蒸気弁81を経て流入する蒸気により、徐々に冷却される。
 制御装置100は、余剰蒸気弁開工程(Sst1)後、主蒸気ライン77に設けられている蒸気圧力検知器97により検知された圧力Pbが予め定められた圧力Ps以下になったか否かを判断する(Sst2:蒸気圧力判断工程)。制御装置100は、蒸気圧力検知器97により検知された圧力Pbが予め定められた圧力Ps以下になっていないと判断すると、余剰蒸気弁81を介して、排熱回収ボイラー20からの蒸気を蒸気タービン30に供給し続ける。一方、制御装置100は、蒸気圧力検知器97により検知された圧力Pbが予め定められた圧力Ps以下になったと判断すると、ドレン排出ライン84に設けられているドレン弁85に開指示を送る(Sst3:ドレン弁開工程)。この結果、ドレン弁85が開き、減温器52からの低温蒸気が、低温蒸気ライン82及びドレン排出ライン84を経て、復水器40に流入する。減温器52からの低温蒸気は、低温蒸気ライン82を通る過程で、この低温蒸気ライン82を加熱する一方で、冷却され、一部が水になる。この水は、前述したように、蒸気と共に、ドレン排出ライン84を経て、復水器40に流入する。
 制御装置100は、ドレン弁開工程(Sst3)後、ドレン弁開工程(Sst3)の開始時点から現時点までの時間Ttが予め定められた時間Tts以上経過したか否かを判断する(Sst4:加熱完了判断工程)。制御装置100は、この時間Ttが予め定められた時間Tts以上経過していなければ、この時間Ttが予め定められた時間Ttsになるまで待つ。制御装置100は、この時間Ttが予め定められた時間Tts以上経過したと判断すると、低温蒸気ライン82が充分に温められたとして、余剰蒸気弁81及びドレン弁85に閉指示を送る一方で、低温蒸気弁83に開指示を送る(Sst5:余剰蒸気弁閉/ドレン弁閉/低温蒸気弁開工程)。この結果、余剰蒸気弁81及びドレン弁85が閉じられる一方で、低温蒸気弁83が開かれる。ドレン弁85が閉じられて、低温蒸気弁83が開けられることで、減温器52からの低温蒸気は、低温蒸気ライン82を経て、蒸気タービン30に供給される。このため、蒸気タービン30は、この低温蒸気で冷却される。
 余剰蒸気供給工程(Ssta)は、以上で説明した余剰蒸気弁開工程(Sst1)で開始され、Sst5における余剰蒸気弁閉で終了する。また、ドレン排出工程(Sstb)は、ドレン弁開工程(Sst3)で開始され、Sst5におけるドレン弁閉で終了する。また、低温蒸気供給工程(Sstc)は、Sst5における低温蒸気弁開で開始される。
 低温蒸気供給工程(Sstc)の実行前に、ドレン排出工程(Sstb)が実行され、低温蒸気ライン82が低温蒸気で温められる。このため、低温蒸気供給工程(Sstc)の開始時に、低温蒸気が低温蒸気ライン82を通る過程で、一部が液化するのを抑制することができる。つまり、低温蒸気供給工程(Sstc)の開始時に、蒸気タービン30に流入する低温蒸気のドレン量を抑えることができる。
 この低温蒸気供給工程(Sstc)では、低温蒸気を蒸気タービン30の蒸気入口から蒸気タービン30内に入れる。蒸気タービン30では、その運転中、各段の翼のうち、蒸気流れの下流側の翼より上流側の翼の方が高温の蒸気に晒され、上流側の翼の方が高温になる。このため、本実施形態のように、低温蒸気を蒸気タービン30の蒸気入口から蒸気タービン30内に入れることで、上流側の高温の翼を効率的に冷却することができる。
 制御装置100は、低温蒸気弁83に開指示を送った後、前述の冷却完了判断工程(Sb2)と同様に、ボイラー冷却が完了したか否かを判断する(Sst6:冷却完了判断工程)。制御装置100は、ボイラー冷却が完了していないと判断すると、前述のメタル温度判断工程(Sx5)と同様に、メタル温度検知器96で検知された第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったか否かを判断する(Sst7:メタル温度判断工程)。制御装置100は、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になっていないと判断すると、冷却完了判断工程(Sst6)に戻る。一方、制御装置100は、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったと判断すると、蒸気タービン30の冷却が完了したとして、低温蒸気弁83に閉指示を送る(Sst8:低温蒸気弁閉工程)。この結果、蒸気タービン30には、低温蒸気が流入しなくなり、低温蒸気供給工程(Sstc)及び蒸気タービン冷却工程(Sst)が終了する。
 制御装置100は、冷却完了判断工程(Sst6)で、ボイラー冷却が完了していると判断すると、前述の真空破壊工程(Sx6)と同様に、復水器40の真空破壊弁73に開指示を送ると共に、真空ポンプ71に停止指示を送る。さらに、制御装置100は、低温蒸気弁83に閉指示を送る(Sst10:真空破壊工程(図3に示す))。この結果、復水器ケーシング41内に外気が流入し、復水器ケーシング41内の真空状態が破壊される。さらに、低温蒸気弁83が閉じられ、低温蒸気供給工程(Sstc)が終了する。
 制御装置100は、真空破壊工程(Sst10)を実行すると、冷却空気弁91に開指示を送ると共に、冷却空気ファン55に駆動指示(又は供給指示)を送る(Sst11:冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程)。この結果、冷却空気ファン55からの冷却空気が冷却空気ライン90を介して蒸気タービン30に供給される。このため、蒸気タービン30は、この冷却空気で冷却される。以上のように、冷却空気供給工程(Sstd)は、冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sst11)の実行で開始される。
 制御装置100は、冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sst11)を実行すると、前述のメタル温度判断工程(Sx5,Sst7)と同様に、メタル温度検知器96で検知された第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったか否かを判断する(Sst12:メタル温度判断工程)。制御装置100は、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になっていないと判断すると、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になるまで待つ。一方、制御装置100は、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったと判断すると、蒸気タービン30の冷却が完了したとして、冷却空気ファン55に停止指示を送ると共に、冷却空気弁91に閉指示を送る(Sst13:冷却空気ファン停止/冷却空気弁閉工程)。この結果、蒸気タービン30には、冷却空気が流入しなくなり、冷却空気供給工程(Sstd)及び蒸気タービン冷却工程(Sst)が終了する。
 以上で、蒸気タービンプラントの停止処理が完了する。
 ここで、本実施形態における蒸気タービンプラントの効果について説明する前に、比較例における蒸気タービンプラントについて、説明する。
 比較例の蒸気タービンプラントでは、専ら、冷却空気ファン55からの冷却空気で蒸気タービン30を冷却する。よって、比較例の蒸気タービンプラントは、本実施形態における蒸気タービンプラントから、低温蒸気ライン82、バイパスライン80を省いたものである。
 比較例の蒸気タービンプラントでも、図5に示すように、本実施形態の蒸気タービンプラントと同様に、比較例の制御装置が外部からプラント停止指令を受け付けると、燃料弁66に対して、開度を徐々に小さくするよう指示を送る(S1:燃料減少工程)。
 燃焼器14に供給される燃料の流量が徐々に少なくなることで、発電機出力が徐々に低下し、この発電機出力が予め定められた出力以下になると、制御装置は、遮断器62に開放指示を送り、遮断器62を開放させて、発電機45を外部系統63から解列する。さらに、制御装置は、遮断弁78及び加減弁79に閉指示を送り、遮断弁78及び加減弁79を閉じさせると共に、燃料弁66に閉指示を送り、燃料弁66を閉じさせる(S2:解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程)。
 制御装置は、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)が完了すると、本実施形態の蒸気タービンプラントと同様に、ガスタービン冷却工程(Sgt)、及びボイラー冷却工程(Sb)を実行する。但し、比較例では、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)後に、直ちに蒸気タービン冷却工程(Sstz)を実行しない。
 比較例での蒸気タービン冷却工程(Sstz)では、前述したように、専ら、冷却空気ファン55からの冷却空気で蒸気タービン30を冷却する。蒸気タービン30に冷却空気が流入すると、復水器40内にも、この冷却空気が流入する。ボイラー冷却工程(Sb)では、前述したように、排熱回収ボイラー20の伝熱管に供給する水中の酸素濃度を抑える必要があるため、このボイラー冷却工程(Sb)中、基本的に、復水器ケーシング41内に空気を流入させない。よって、比較例では、ボイラー冷却工程(Sb)の完了後に、復水器40に対する真空破壊工程を実行した後、蒸気タービン冷却工程(Ssbz)を実行する。
 一方、本実施形態における蒸気タービン冷却工程(Sst)の余剰蒸気供給工程(Ssta)及び低温蒸気供給工程(Sstc)では、蒸気タービン30に蒸気を供給して、この蒸気で蒸気タービン30を冷却する。このため、余剰蒸気供給工程(Ssta)及び低温蒸気供給工程(Sstc)の実行では、復水器ケーシング41内に空気が流入しない。そこで、本実施形態では、図4に示すように、蒸気タービン冷却工程(Sst)の余剰蒸気供給工程(Ssta)及び低温蒸気供給工程(Sstc)をボイラー冷却工程(Sb)に並行して実行する。よって、本実施形態では、蒸気タービン30の冷却開始タイミングを早めることができ、結果として、蒸気タービン30及び蒸気タービンプラントの冷却完了タイミングを早めることができる。
 蒸気は、空気に比べて、熱容量が大きい。このため、蒸気タービン30の温度が高く、この蒸気タービン30の温度と低温蒸気の温度との温度差が大きい段階では、本実施形態における低温蒸気の流量にもよるが、単位時間当たりの蒸気タービン30の降下温度を大きくすることができる。よって、本実施形態では、この観点からも、蒸気タービン30の冷却完了タイミングを早めることができる。
 また、本実施形態では、低温蒸気の供給により、蒸気タービン30の温度が低下し、蒸気タービン30の温度と低温蒸気の温度との温度差が小さくなった段階で、ボイラー冷却工程(Sb)が完了していれば、この蒸気タービン30の温度に対して温度差が大きい冷却空気で、蒸気タービン30を冷却する。このため、本実施形態では、ボイラー冷却工程(Sb)が完了していれば、蒸気タービン30の温度と低温蒸気の温度との温度差が小さくなった以降における、単位時間当たりの蒸気タービン30の降下温度を大きくすることができる。よって、本実施形態では、この観点からも、蒸気タービン30の冷却完了タイミングを早めることができる。
 本実施形態では、蒸気タービン冷却工程(Sst)で、余剰蒸気供給工程(Ssta)を実行してから低温蒸気供給工程(Sstc)を実行する。余剰蒸気供給工程(Ssta)では、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)の前と同様に、過熱器23で発生した蒸気を蒸気タービン30に供給する。このため、本実施形態では、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2)の直前直後で、蒸気タービン30に供給する蒸気の温度はほとんど変わらない。よって、本実施形態では、蒸気タービン冷却工程(Sst)の開始直後における蒸気タービン30に与える熱衝撃を最小限に抑えることができる。
 本実施形態の蒸気タービン30は、低温蒸気供給工程(Sstc)を実現するために、補助ボイラー51及び減温器52と、低温蒸気ライン82と、を備えている。仮に、既設の蒸気タービンプラントが、補助ボイラー51と、減温器52と、減温器52からの低温蒸気を蒸気タービン30の軸封装置39に導く軸封蒸気ライン86と、を備えていれば、この軸封蒸気ライン86にから分岐し、主蒸気ライン77につながる低温蒸気ライン82を設ければ、低温蒸気供給工程(Sstc)を実現することができる。よって、既設の蒸気タービンプラントが、以上のようなプラントであれば、設備の改造コストを抑えつつ、低温蒸気供給工程(Sstc)を実現することができる。
 「第二実施形態」
 本発明に係る蒸気タービンプラントの第二実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。
 本実施形態の蒸気タービンプラントも、第一実施形態の蒸気タービンプラントと同様、図6に示すように、ガスタービン10と、ガスタービン10からの排気ガスEGで蒸気を発生する排熱回収ボイラー20xと、排熱回収ボイラー20xからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器40と、復水器40内の水を排熱回収ボイラー20xに送る給水ポンプ76と、発電機45と、起動モータ49と、を備える。よって、本実施形態の蒸気タービンプラントも、第一実施形態の蒸気タービンプラントと同様、コンバインドサイクルプラントである。
 本実施形態のガスタービン10は、第一実施形態のガスタービン10と同じである。よって、本実施形態のガスタービン10も、圧縮機11と、燃焼器14と、タービン15と、を備える。本実施形態でも、燃焼器14には、燃焼器14に燃料Fを供給する燃料供給ライン65が接続されている。この燃料供給ライン65には、燃焼器14に供給する燃料Fの流量を調節する燃料弁66が設けられている。
 本実施形態の蒸気タービンプラントは、蒸気タービンとして、高圧蒸気タービン30aと、中圧蒸気タービン30bと、低圧蒸気タービン30cと、を備える。高圧蒸気タービン30a、中圧蒸気タービン30b、及び低圧蒸気タービン30cは、いずれも、第一実施形態の蒸気タービン30と同様、蒸気タービンロータ31と、蒸気タービンケーシング34と、複数の静翼列36と、軸封装置と、を有する。なお、図6では、低圧蒸気タービン30cの軸封装置39cのみを描き、高圧蒸気タービン30a及び中圧蒸気タービン30bの軸封装置を省略している。高圧蒸気タービン30aの第一段静翼には、この第一段静翼の温度を検知するメタル温度検知器96が設けられている。
 本実施形態の排熱回収ボイラー20xは、第一実施形態の排熱回収ボイラー20と同様、節炭器21と、蒸発器22と、過熱器23と、を有する。本実施形態の排熱回収ボイラー20xは、さらに、中圧蒸気タービン30bから排気された蒸気を加熱する再熱器24を有する。節炭器21、蒸発器22、再熱器24、及び過熱器23は、いずれも、内部を水又は蒸気が通り、この水又は蒸気と排気ガスEGとを熱交換させるための伝熱管を有する。本実施形態の蒸発器22も、第一実施形態の蒸発器22と同様、伝熱管の他、ドラム22aを有する。過熱器23が有する伝熱管の出口近傍には、この伝熱管の温度を検知する伝熱管温度検知器98が設けられている。また、排熱回収ボイラー20xは、節炭器21に供給された水を昇圧する一以上の昇圧ポンプ(不図示)を備える。
 本実施形態の復水器40は、第一実施形態の復水器40と同じである。よって、本実施形態の復水器40も、水等の冷却媒体が流れる伝熱管と、この伝熱管を覆う復水器ケーシング41と、を有する。低圧蒸気タービン30cからの蒸気は、復水器ケーシング41内に流入し、伝熱管内の冷却媒体との熱交換で冷却されて水になる。復水器ケーシング41には、第一実施形態の復水器40と同様、排気ライン70が設けられている。この排気ライン70には、復水器ケーシング41内の気体を吸引する真空ポンプ71が設けられている。この復水器ケーシング41には、さらに、外気を復水器ケーシング41内に導く外気ライン72が設けられている。この外気ライン72には、真空破壊弁73が設けられている。
 本実施形態の発電機45は、第一実施形態の発電機45と同じである。よって、本実施形態の発電機45も、発電機ロータ46と、発電機ケーシング47と、を有する。この発電機45は、第一実施形態と同様、接続線60により外部系統63と電気的に接続されている。この接続線60には、変圧器61、及び遮断器62が設けられている。さらに、この接続線60には、遮断器62よりも発電機45側の位置に電力検知器(出力検知器99)が設けられている。
 ガスタービンロータ19と、各蒸気タービン30a,30b,30cの蒸気タービンロータ31と、発電機ロータ46とは、同一軸線Ar上に位置し、互いに機械的に連結されている。よって、本実施形態のコンバインドサイクルプラントも、第一実施形態と同様、一軸型コンバインドサイクルプラントと呼ばれる。起動モータ49は、軸線Arを中心として、これらのロータを回転させる。
 本実施形態の蒸気タービンプラントも、第一実施形態の蒸気タービンプラントと同様、低温蒸気発生源50と、冷却空気ファン55と、制御装置100xと、を備える。低温蒸気発生源50は、排熱回収ボイラー20xとは独立して蒸気を発生する補助ボイラー51と、補助ボイラー51で発生した蒸気の圧力を低下させる圧力制御弁59と、補助ボイラー51で発生した蒸気の温度を下げる減温器52と、を有する。減温器52は、補助ボイラー51で発生した蒸気中に減温用の水を噴霧するノズル53と、このノズル53に供給する減温用の水の流量を調節する減温水調節弁54と、を有する。
 本実施形態の蒸気タービンプラントは、さらに、給水ライン75と、第一主蒸気ライン77aと、第二主蒸気ライン77bと、第一遮断弁78aと、第二遮断弁78bと、第一加減弁(主蒸気調節弁)79aと、第二加減弁(主蒸気調節弁)79bと、第一余剰蒸気バイパスライン80a(以下、単に第一バイパスライン80aとする)と、第二余剰蒸気バイパスライン80b(以下、単に第二バイパスライン80bとする)と、第一余剰蒸気バイパス弁81a(以下、単に第一余剰蒸気弁81aとする)と、第二余剰蒸気バイパス弁81b(以下、単に第二余剰蒸気弁81bとする)と、低温蒸気ライン82xと、第一低温蒸気弁83aと、第二低温蒸気弁83bと、第一ドレン排出ライン84aと、第二ドレン排出ライン84bと、第一ドレン弁85aと、第二ドレン弁85bと、軸封蒸気ライン86と、軸封蒸気弁87と、複数のボイラー水排出ライン88と、複数のボイラー水排出弁89と、冷却空気ライン90xと、第一冷却空気弁91aと、第二冷却空気弁91bと、高圧蒸気回収ライン92と、ベンチレータライン93と、ベンチレータ弁94と、低圧蒸気ライン95と、を備える。
 給水ライン75は、復水器ケーシング41と節炭器21とを接続する。この給水ライン75中に給水ポンプ76が設けられている。第一主蒸気ライン77aは、過熱器23と高圧蒸気タービン30aの蒸気入口とを接続する。この第一主蒸気ライン77aに、第一遮断弁78a及び第一加減弁79aが設けられている。さらに、この第一主蒸気ライン77a中で、第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも過熱器23側には、蒸気の圧力を検知する蒸気圧力検知器97が設けられている。第一バイパスライン80aの第一端は、第一主蒸気ライン77a中で第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも過熱器23側の位置に接続されている。また、この第一バイパスライン80aの第二端は、第一主蒸気ライン77a中で第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも高圧蒸気タービン30aの蒸気入口側の位置に接続されている。第一余剰蒸気弁81aは、この第一バイパスライン80aに設けられている。
 高圧蒸気回収ライン92は、高圧蒸気タービン30aの蒸気出口と再熱器24の蒸気入口とを接続する。ベンチレータライン93の第一端は、この高圧蒸気回収ライン92に接続されている。ベンチレータライン93の第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。ベンチレータ弁94は、このベンチレータライン93に設けられている。第二主蒸気ライン77bは、再熱器24の蒸気出口と中圧蒸気タービン30bの蒸気入口とを接続する。この第二主蒸気ライン77bに、第二遮断弁78b及び第二加減弁79bが設けられている。第二バイパスライン80bの第一端は、第一主蒸気ライン77a中で第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも過熱器23側の位置に接続されている。また、この第二バイパスライン80bの第二端は、第二主蒸気ライン77b中で第二遮断弁78b及び第二加減弁79bよりも中圧蒸気タービン30bの蒸気入口側の位置に接続されている。第二余剰蒸気弁81bは、この第二バイパスライン80bに設けられている。
 低圧蒸気ライン95は、中圧蒸気タービン30bの蒸気出口と低圧蒸気タービン30cの蒸気入口とを接続する。
 低温蒸気ライン82xは、主低温蒸気ライン82mと、第一低温蒸気ライン82aと、第二低温蒸気ライン82bとを有する。主低温蒸気ライン82mは、減温器52に接続されている。第一低温蒸気ライン82aの第一端は、主低温蒸気ライン82mに接続されている。第一低温蒸気ライン82aの第二端は、第一主蒸気ライン77a中で第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも高圧蒸気タービン30aの蒸気入口側の位置に接続されている。第一低温蒸気弁83aは、この第一低温蒸気ライン82aに設けられている。第一ドレン排出ライン84aの第一端は、第一低温蒸気ライン82a中で第一低温蒸気弁83aよりも減温器52側の位置に接続されている。第一ドレン排出ライン84aの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。第一ドレン弁85aは、この第一ドレン排出ライン84aに設けられている。第二低温蒸気ライン82bの第一端は、主低温蒸気ライン82mに接続されている。第二低温蒸気ライン82bの第二端は、第二主蒸気ライン77b中で第二遮断弁78b及び第二加減弁79bよりも中圧蒸気タービン30bの蒸気入口側の位置に接続されている。第二低温蒸気弁83bは、この第二低温蒸気ライン82bに設けられている。第二ドレン排出ライン84bの第一端は、第二低温蒸気ライン82b中で第二低温蒸気弁83bよりも減温器52側の位置に接続されている。第一ドレン排出ライン84aの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。第二ドレン弁85bは、この第二ドレン排出ライン84bに設けられている。
 軸封蒸気ライン86の第一端は、主低温蒸気ライン82mに接続されている。軸封蒸気ライン86の第二端は、低圧蒸気タービン30cの軸封装置39に接続されている。軸封蒸気弁87は、この軸封蒸気ライン86に設けられている。ボイラー水排出ライン88の第一端は、第一実施形態のボイラー水排出ライン88と同様、過熱器23を構成する伝熱管の出口近傍に接続されている。
 複数のボイラー水排出ライン88のうち、第一ボイラー水排出ライン88aの第一端は、蒸発器22のドラム22aに接続されている。この第一ボイラー水排出ライン88aの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。複数のボイラー水排出弁89のうち、第一ボイラー水排出弁89aは、この第一ボイラー水排出ライン88aに設けられている。複数のボイラー水排出ライン88のうち、第二ボイラー水排出ライン88bの第一端は、過熱器23を構成する伝熱管の出口近傍に接続されている。第二ボイラー水排出ライン88bの第二端は、復水器ケーシング41に接続されている。複数のボイラー水排出弁89のうち、第二ボイラー水排出弁89bは、この第二ボイラー水排出ライン88bに設けられている。
 冷却空気ライン90xは、主冷却空気ライン90mと、第一冷却空気ライン90aと、第二冷却空気ライン90bと、を有する。主冷却空気ライン90mは、冷却空気ファン55の吐出口に接続されている。第一冷却空気ライン90aの第一端は、主冷却空気ライン90mに接続されている。第一冷却空気ライン90aの第二端は、第一主蒸気ライン77a中で第一遮断弁78a及び第一加減弁79aよりも高圧蒸気タービン30aの蒸気入口側の位置に接続されている。第一冷却空気弁91aは、この第一冷却空気ライン90aに設けられている。第二冷却空気ライン90bの第一端は、主冷却空気ライン90mに接続されている。第二冷却空気ライン90bの第二端は、第二主蒸気ライン77b中で第二遮断弁78b及び第二加減弁79bよりも中圧蒸気タービン30bの蒸気入口側の位置に接続されている。第二冷却空気弁91bは、この第二冷却空気ライン90bに設けられている。
 制御装置100xは、以上で説明した各弁の動作や、各種ポンプ等の動作を制御する。
 次に、以上で説明した本実施形態の蒸気タービンプラントの動作について説明する。
 本実施形態のガスタービン10も、第一実施形態のガスタービン10と同様に動作する。ガスタービン10のタービンロータ16を回転させた燃焼ガスは、排気ガスEGとしてガスタービン10から排気され、排熱回収ボイラー20xを経て、外部に放出される。排熱回収ボイラー20xの節炭器21には、復水器40からの水が給水ライン75を介して供給される。節炭器21は、この水を排気ガスEGと熱交換させて加熱する。節炭器21で加熱された水は、蒸発器22でさらに加熱されて蒸気になる。この蒸気は、過熱器23でさらに過熱され、高圧蒸気として、第一主蒸気ライン77aを介して高圧蒸気タービン30aに供給される。高圧蒸気タービン30aを駆動させた蒸気は、高圧蒸気回収ライン92を経て、再熱器24に流入する。再熱器24に流入した蒸気は、この再熱器24で加熱される。再熱器24で加熱された蒸気は、中圧蒸気(又は再熱蒸気)として、第二主蒸気ライン77bを介して中圧蒸気タービン30bに供給される。中圧蒸気タービン30bを駆動させた蒸気は、低圧蒸気ライン95を介して、低圧蒸気タービン30cに供給される。低圧蒸気タービン30cを駆動させた蒸気は、復水器40で水に戻る。この水は、復水器40ら給水ライン75を介して再び節炭器21に供給される。
 発電機ロータ46は、ガスタービンロータ19及び蒸気タービンロータ31の回転で回転する。発電機45は、この発電機ロータ46の回転で発電する。発電機45が発電した電力は、変圧器61及び遮断器62を介して、外部系統63へ供給される。
 次に、図7及び図8に示すフローチャートに従って、本実施形態の蒸気タービンプラントの停止過程における動作について説明する。
 本実施形態でも、制御装置100xは、外部からプラント停止指令を受け付けると、燃料弁66に対して、開度を徐々に小さくするよう指示を送り、燃焼器14に供給される燃料の流量を徐々に少なくする(S1:燃料減少工程)。そして、制御装置100xは、第一実施形態と同様に、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2x)を実行する。但し、この解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2x)で、制御装置100xは、第一遮断弁78a、第一加減弁79a、第二遮断弁78b、第二加減弁79bに閉指示を送り、第一遮断弁78a、第一加減弁79a、第二遮断弁78b及び第二加減弁79bを閉じさせる。
 制御装置100xは、解列/遮断弁及び加減弁閉/燃料停止工程(S2x)が完了すると、第一実施形態と同様に、ガスタービン冷却工程(Sgt)、ボイラー冷却工程(Sb)、及び蒸気タービン冷却工程(Sstx)を並行して実行する。本実施形態のガスタービン冷却工程(Sgt)は、第一実施形態のガスタービン冷却工程(Sgt)と同じ工程である。また、本実施形態のボイラー冷却工程(Sb)は、第一実施形態のボイラー冷却工程(Sb)と同じ工程である。但し、本実施形態の蒸気タービン冷却工程(Sstx)は、第一実施形態のガスタービン冷却工程(Sst)とわずかに異なる。よって、以下では、本実施形態のガスタービン冷却工程(Sgt)及びボイラー冷却工程(Sb)の説明を省略し、本実施形態の本実施形態の蒸気タービン冷却工程(Sstx)について説明する。
 本実施形態の蒸気タービン冷却工程(Sstx)も、第一実施形態と同様に、余剰蒸気供給工程と、低温蒸気供給工程と、低温蒸気供給工程前に実行するドレン排出工程と、を含む。さらに、本実施形態の蒸気タービン冷却工程(Sstx)も、冷却空気供給工程を含む場合がある。
 蒸気タービン冷却工程(Sstx)で、制御装置100xは、第一実施形態と異なり、まず、ベンチレータ弁94に開指示を送る(Sstx1:ベンチレータ弁開工程)。この結果、ベンチレータ弁94が開き、高圧蒸気タービン30aの蒸気出口と復水器ケーシング41とが、高圧蒸気回収ライン92及びベンチレータライン93を介して連通することになる。次に、制御装置100xは、第一実施形態の余剰蒸気弁開工程(Sst1)と同様の余剰蒸気弁開工程(Sstx1a)を実行する。但し、この余剰蒸気弁開工程(Sstx1a)で、制御装置100xは、第一余剰蒸気弁81a及び第二余剰蒸気弁81bに開指示を送る。この結果、過熱器23からの蒸気の一部は、第一バイパスライン80aを介して、高圧蒸気タービン30aに流入し、この蒸気により高圧蒸気タービン30aが冷却される。高圧蒸気タービン30aに流入した蒸気は、高圧蒸気回収ライン92及びベンチレータライン93を介して、復水器40内に排気される。また、過熱器23からの蒸気の他の一部は、第二バイパスライン80bを介して、中圧蒸気タービン30bに流入し、この蒸気により中圧蒸気タービン30bが冷却される。中圧蒸気タービン30bに流入した蒸気は、低圧蒸気ライン95を介して、低圧蒸気タービン30cに流入し、この蒸気により低圧蒸気タービン30cが冷却される。
 制御装置100xは、余剰蒸気弁開工程(Sstx1a)後、第一実施形態と同様に、蒸気圧力判断工程(Sst2)を実行する。制御装置100xは、この蒸気圧力判断工程(Sst2)で、蒸気圧力検知器97により検知された圧力Pbが予め定められた圧力Ps以下になったと判断すると、第一実施形態のドレン弁開工程(Sst3)と同様のドレン弁開工程(Sstx3)を実行する。但し、このドレン弁開工程(Sstx3)で、制御装置100xは、第一ドレン弁85a及び第二ドレン弁85bに開指示を送る。この結果、減温器52からの低温蒸気の一部が、第一低温蒸気ライン82a及び第一ドレン排出ライン84aを経て、復水器40に流入する。これにより、第一低温蒸気ライン82aが低温蒸気で温められる。さらに、減温器52からの低温蒸気の他の一部が、第二低温蒸気ライン82b及び第二ドレン排出ライン84bを経て、復水器40に流入する。これにより、第二低温蒸気ライン82bが低温蒸気で温められる。
 制御装置100xは、ドレン弁開工程(Sstx3)後、第一実施形態と同様に、加熱完了判断工程(Sst4)を実行する。制御装置100xは、この加熱完了判断工程(Sst4)で、ドレン弁開工程(Sstx3)の開始時点から現時点までの時間Ttが予め定められた時間Tts以上経過したと判断すると、第一低温蒸気ライン82a及び第二低温蒸気ライン82bが充分に温められたとして、第一実施形態の余剰蒸気弁閉/ドレン弁閉/低温蒸気弁開工程(Sst5)と同様の余剰蒸気弁閉/ドレン弁閉/低温蒸気弁開工程(Sstx5)を実行する。但し、この余剰蒸気弁閉/ドレン弁閉/低温蒸気弁開工程(Sstx5)で、制御装置100xは、第一余剰蒸気弁81a、第二余剰蒸気弁81b、第一ドレン弁85a、及び第二ドレン弁85bに閉指令を送り、第一低温蒸気弁83a及び第二低温弁に開指示を送る。この結果、減温器52からの低温蒸気の一部は、第一低温蒸気ライン82aを経て、高圧蒸気タービン30aに供給される。このため、高圧蒸気タービン30aは、この低温蒸気で冷却される。また、減温器52からの低温蒸気の他の一部は、第二低温蒸気ライン82bを経て、中圧蒸気タービン30bに供給される。このため、中圧蒸気タービン30bは、この低温蒸気で冷却される。中圧蒸気タービン30bに供給された低温蒸気は、低圧蒸気ライン95を介して、低圧蒸気タービン30cに流入する。このため、低圧蒸気タービン30cは、この低温蒸気で冷却される。
 本実施形態の余剰蒸気供給工程は、以上で説明したベンチレータ弁開工程(Sstx1)で開始され、Sstx5における第一余剰蒸気弁81a及び第二余剰蒸気弁81bの閉で終了する。また、本実施形態のドレン排出工程は、ドレン弁開工程(Sstx3)で開始され、Sstx5における第一ドレン弁85a及び第二ドレン弁85bの閉で終了する。また、低温蒸気供給工程は、Sstx5における第一低温蒸気弁83a及び第二低温蒸気弁83bの開で開始される。
 制御装置100xは、第一低温蒸気弁83a及び第二低温蒸気弁83bに開指示を送った後、第一実施形態の冷却完了判断工程(Sst6)と同様に、冷却完了判断工程(Sst6)を実行する。制御装置100xは、この冷却完了判断工程(Sst6)で、ボイラー冷却が完了していないと判断すると、第一実施形態のメタル温度判断工程(Sst7)と同様に、メタル温度判断工程(Sst7)を実行する。制御装置100xは、このメタル温度判断工程(Sst7)で、メタル温度検知器96で検知された第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になっていないと判断すると、冷却完了判断工程(Sst6)に戻る。一方、制御装置100xは、第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったと判断すると、各蒸気タービン30a,30b,30cの冷却が完了したとして、第一実施形態の低温蒸気弁閉工程(Sst8)と同様の低温蒸気弁閉工程(Sstx8)を実行する。但し、この低温蒸気弁閉工程(Sstx8)で、制御装置100xは、第一低温蒸気弁83a及び第二低温蒸気弁83bに閉指示を送る。この結果、各蒸気タービン30a,30b,30cには、低温蒸気が流入しなくなり、低温蒸気供給工程及び蒸気タービン冷却工程(Sstx)が終了する。
 制御装置100xは、冷却完了判断工程(Sst6)で、ボイラー冷却が完了していると判断すると、第一実施形態の真空破壊工程(Sst10)と同様の真空破壊工程(Sstx10(図8に示す))を実行する。但し、この真空破壊工程(Sstx10)で、制御装置100xは、復水器40の真空破壊弁73に開指示を送ると共に、真空ポンプ71に停止指示を送った上で、第一低温蒸気弁83a及び第二低温蒸気弁83bに閉指示を送る。この結果、復水器ケーシング41内に外気が流入し、復水器ケーシング41内の真空状態が破壊される。さらに、第一低温蒸気弁83a及び第二低温蒸気弁83bが閉じされ、低温蒸気供給工程が終了する。
 制御装置100xは、真空破壊工程(Sstx10)を実行すると、第一実施形態の冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sst11)と同様の冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sstx11)を実行する。但し、この冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sstx11)で、制御装置100xは、第一冷却空気弁91a及び第二冷却空気弁91bに開指示を送る。この結果、冷却空気ファン55からの冷却空気の一部が第一冷却空気ライン90aを介して高圧蒸気タービン30aに供給される。このため、高圧蒸気タービン30aは、この冷却空気で冷却される。また、冷却空気ファン55からの冷却空気の他の一部が第二冷却空気ライン90bを介して中圧蒸気タービン30bに供給される。このため、中圧蒸気タービン30bは、この冷却空気で冷却される。中圧蒸気タービン30bに供給された冷却空気は、この中圧蒸気タービン30bから低圧蒸気ライン95を介して、低圧蒸気タービン30cに流入する。低圧蒸気タービン30cは、この冷却空気で冷却される。以上のように、本実施形態の冷却空気供給工程は、冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sstx11)の実行で開始される。
 制御装置100xは、冷却空気弁開/冷却空気ファン駆動工程(Sstx11)を実行すると、第一実施形態のメタル温度判断工程(Sst12)と同様に、メタル温度判断工程(Sst12)を実行する。制御装置100xは、このメタル温度判断工程(Sst12)で、メタル温度検知器96で検知された第一段静翼の温度Tmが予め定められた温度Tms以下になったと判断すると、各蒸気タービン30a,30b,30cの冷却が完了したとして、第一実施形態の冷却空気ファン停止/冷却空気弁閉工程(Sst13)と同様の冷却空気ファン停止/冷却空気弁閉工程(Sstx13)を実行する。但し、この冷却空気ファン停止/冷却空気弁閉工程(Sstx13)で、制御装置100xは、第一冷却空気弁91a及び第二冷却空気弁91bに閉指示を送る。この結果、各蒸気タービン30a,30b,30cには、冷却空気が流入しなくなり、冷却空気供給工程及び蒸気タービン冷却工程(Sstx)が終了する。
 以上で、蒸気タービンプラントの停止処理が完了する。
 以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様、蒸気タービン冷却工程(Sstx)の余剰蒸気供給工程及び低温蒸気供給工程では、各蒸気タービン30a,30b,30cに蒸気を供給して、この蒸気で各蒸気タービン30a,30b,30cを冷却する。このため、本実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態でも、各蒸気タービン30a,30b,30c及び蒸気タービンプラントの冷却完了タイミングを早めることができる。
 「変形例」
 以上の各実施形態では、低温蒸気供給工程中に、ボイラー冷却が完了した場合、この低温蒸気供給工程を終了してから、冷却空気供給工程を実行する。しかしながら、ボイラー冷却が完了した後も、第一段静翼の温度が予め定められた温度以下になるまで、低温蒸気供給工程を継続してもよい。この場合、冷却空気ファン55や冷却空気ライン90xを設ける必要はない。
 以上の各実施形態では、余剰蒸気供給工程を実行するため、バイパスライン80及び余剰蒸気弁81を設けている。しかしながら、バイパスライン80及び余剰蒸気弁81を設けなくても、余剰蒸気供給工程を実行することができる。バイパスライン80及び余剰蒸気弁81を設けずに、余剰蒸気供給工程を実行する場合、制御装置100xは、遮断弁78に開指示を送ると共に、加減弁79に米開度を小さくする旨を示す微開指示を送る。この結果、過熱器23からの蒸気は、主蒸気ライン77、遮断弁78及び加減弁79を介して、蒸気タービン30に流入するようになる。
 以上の各実施形態では、蒸気タービン冷却工程で余剰蒸気供給工程を実行する。しかしながら、蒸気タービン冷却工程で、この余剰蒸気供給工程を実行しなくてもよい。この場合、余剰蒸気供給工程を実行するためのバイパスライン及び余剰蒸気弁を省略することができる。
 以上の実施形態では、低温蒸気供給工程で、一定の温度の低温蒸気を蒸気タービンに供給する。しかしながら、低温蒸気供給工程中に予め定められた条件を満たすと、制御装置が減温器52に対して低温蒸気の温度を下げるよう指示するようにしてもよい。この場合、予め定められた条件としては、低温蒸気供給工程の開始時点から現時点までの時間が所定時間以上経過したこと、また、蒸気タービンの第一段静翼の温度が予め定められた温度以下になったこと等がある。また、低温蒸気の温度を下げる方法としては、減温水調節弁54の開度を大きくして、減温器52のノズル53から噴霧する水の量を多くする方法がある。このように、低温蒸気供給工程で、条件に応じて低温蒸気の温度を下げると、蒸気タービンに対する熱衝撃を抑えることができると共に、蒸気タービン30を効率的に冷却することができる。
 以上の実施形態の蒸気タービンプラントは、ガスタービンロータ19を起動時等に回転させる起動モータ49を備えている。しかしながら、外部からの電力を発電機45に供給して、この発電機45を起動モータとして機能させる場合には、別途、起動モータを設ける必要はない。
 以上の実施形態の蒸気タービンプラントは、いずれも、一軸型のコンバインドサイクルプラントである。しかしながら、ガスタービンロータ19の回転で駆動する発電機と、この発電機とは別の発電機で、蒸気タービンロータの回転で発電する発電機とを備える二軸型コンバインドサイクルプラントであってもよい。
 以上の実施形態の蒸気タービンプラントでは、蒸気タービンで発電機を駆動させる。しかしながら、蒸気タービンで、例えば、ポンプ等の他の装置を駆動させてもよい。
 以上の実施形態の蒸気タービンプラントは、いずれも、ガスタービンと排熱回収ボイラーと蒸気タービンとを備えるコンバインドサイクルプラントである。しかしながら、蒸気タービンプラントは、ガスタービンを備えていなくてもよい。この場合、ボイラーは、火炉を有するコンベンショナルなボイラーになる。
 以上の実施形態の低温蒸気発生源50は、補助ボイラー51と、減温器52と、を有する。しかしながら、補助ボイラーが発生する蒸気が、蒸気タービンを冷却するため十分な温度の蒸気である場合には、減温器52を設ける必要はない。また、一つの敷地内に複数の蒸気タービンプラントがある場合、一の蒸気タービンプラントを停止させる際に、運転中の蒸気タービンプラントがあるときには、この運転中の蒸気タービンプラントのボイラーを補助ボイラーとしてもよい。
 本発明の一態様によれば、蒸気タービンの冷却終了を早めることができる。
 
10:ガスタービン
11:圧縮機
12:圧縮機ロータ
13:圧縮機ケーシング
14:燃焼器
15:タービン
16:タービンロータ
17:タービンケーシング
19:ガスタービンロータ
20,20x:排熱回収ボイラー(又はボイラー)
21:節炭器
22:蒸発器
22a:ドラム
23:過熱器
24:再熱器
30:蒸気タービン
30a:高圧蒸気タービン
30b:中圧蒸気タービン
30c:低圧蒸気タービン
31:蒸気タービンロータ
32:ロータ軸
33:動翼列
34:蒸気タービンケーシング
36:静翼列
39,39c:軸封装置
40:復水器
41:復水器ケーシング
42:伝熱管
45:発電機
46:発電機ロータ
47:発電機ケーシング
49:起動モータ
50:低温蒸気発生源
51:補助ボイラー(第二ボイラー)
52:減温器
53:ノズル
54:減温水調節弁
55:冷却空気ファン(冷却空気供給機)
59:圧力制御弁
60:接続線
63:外部系統
61:変圧器
62:遮断器
65:燃料供給ライン
66:燃料弁
70:排気ライン
71:真空ポンプ
72:外気ライン
73:真空破壊弁
75:給水ライン
76:給水ポンプ
77:主蒸気ライン
77a:第一主蒸気ライン
77b:第二主蒸気ライン
78:遮断弁
78a:第一遮断弁
78b:第二遮断弁
79:加減弁(主蒸気調節弁)
79a:第一加減弁(主蒸気調節弁)
79b:第二加減弁(主蒸気調節弁)
80:余剰蒸気バイパスライン(又は、バイパスライン)
80a:第一余剰蒸気バイパスライン(又は、第一バイパスライン)
80b:第二余剰蒸気バイパスライン(又は、第二バイパスライン)
81:余剰蒸気バイパス弁(又は、余剰蒸気弁)
81a:第一余剰蒸気バイパス弁(又は、第一余剰蒸気弁)
81b:第二余剰蒸気バイパス弁(又は、第二余剰蒸気弁)
82,82x:低温蒸気ライン
82m:主低温蒸気ライン
82a:第一低温蒸気ライン
82b:第二低温蒸気ライン
83:低温蒸気弁
83a:第一低温蒸気弁
83b:第二低温蒸気弁
84:ドレン排出ライン
84a:第一ドレン排出ライン
84b:第二ドレン排出ライン
85:ドレン弁
85a:第一ドレン弁
85b:第二ドレン弁
86:軸封蒸気ライン
87:軸封蒸気弁
88:ボイラー水排出ライン
88a:第一ボイラー水排出ライン
88b:第二ボイラー水排出ライン
89:ボイラー水排出弁
89a:第一ボイラー水排出弁
89b:第二ボイラー水排出弁
90,90x:冷却空気ライン
90m:主冷却空気ライン
90a:第一冷却空気ライン
90b:第二冷却空気ライン
91:冷却空気弁
91a:第一冷却空気弁
91b:第二冷却空気弁
92:高圧蒸気回収ライン
93:ベンチレータライン
94:ベンチレータ弁
95:低圧蒸気ライン
96:メタル温度検知器
97:蒸気圧力検知器
98:伝熱管温度検知器
99:電力検知器(又は出力検知器)
100,100x:制御装置
A:空気
EG:排気ガス
F:燃料
Ar:軸線

Claims (18)

  1.  蒸気を発生するボイラーと、
     前記蒸気の発生のための燃料の流量を調節する燃料弁と、
     前記ボイラーと独立して、低温蒸気を発生する低温蒸気発生源と、
     前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、
     前記ボイラーで発生した蒸気を前記蒸気タービンの蒸気入口に導く主蒸気ラインと、
     前記主蒸気ラインに設けられ、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する主蒸気調節弁と、
     前記低温蒸気発生源に接続され、前記低温蒸気発生源からの前記低温蒸気を前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気ラインと、
     前記低温蒸気ラインに設けられ、前記低温蒸気ラインを流れる前記低温蒸気の流量を調節する低温蒸気弁と、
     制御装置と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示を送った後に、前記低温蒸気弁に開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  2.  請求項1に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記低温蒸気発生源は、前記ボイラーである第一ボイラーとは独立して蒸気を発生する第二ボイラーと、前記第二ボイラーからの蒸気の温度を低下させて、前記低温蒸気を生成する減温器と、を有する、
     蒸気タービンプラント。
  3.  請求項1又は2に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記低温蒸気ライン中で、前記低温蒸気弁よりも前記低温蒸気発生源側に接続され、前記低温蒸気ライン中の前記低温蒸気及び前記低温蒸気のドレンを排出するドレン排出ラインと、
     前記ドレン排出ライン中に設けられているドレン弁と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記燃料弁に対して閉指示を送った後に、前記ドレン弁に開指示を送り、前記ドレン弁に開指示を送ってから所定時間経過すると、前記ドレン弁に閉指示を送ると共に前記低温蒸気弁に開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  4.  請求項1から3のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置から分岐し、前記ボイラーから蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導くバイパスラインと、
     前記バイパスラインを流れる蒸気の流量を調節する余剰蒸気弁と、
     前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力を検知する圧力検知器と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示の送信に伴って前記主蒸気調節弁に閉指示を送ると共に、前記余剰蒸気弁に開指示を送り、前記圧力検知器で検知された圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気弁に開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  5.  請求項1から3のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力を検知する圧力検知器を備え、
     前記制御装置は、前記燃料弁への閉指示の送信に伴って前記主蒸気調節弁に弁開度を小さくする旨を示す微開指示を送り、前記圧力検知器で検知された圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気弁に開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  6.  請求項1から5のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、
     前記復水器内の水を前記ボイラーに導く給水ラインと、
     前記給水ラインに設けられ、前記前記復水器内の水をボイラーに送るポンプと、
     前記ボイラーで水又は蒸気が通る管又はドラムに接続され、前記管又はドラム内の水又は蒸気をボイラー外に排出するボイラー水排出ラインと、
     前記ボイラー水排出ラインに設けられ、前記ボイラー水排出ラインを流れる流体の流量を調節するボイラー水排出弁と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記燃料弁に対して閉指示を送った後に、前記ポンプの駆動を継続した状態で、前記ボイラー水排出弁に開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  7.  請求項6に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記ボイラー水排出ラインは、前記復水器に接続されている、
     蒸気タービンプラント。
  8.  請求項6又は7に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記制御装置は、前記低温蒸気弁が開いている時間帯の少なくとも一部が、前記ボイラー水排出弁が開いている時間帯に重なるよう、前記ボイラー水排出弁に対して開指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  9.  請求項1から8のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記蒸気タービンで、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度を検知する温度検知器を備え、
     前記制御装置は、前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になると、前記低温蒸気弁に閉指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  10.  請求項6から8のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記蒸気タービンで、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度を検知する温度検知器と、
     前記蒸気タービンを冷却するための冷却空気を前記蒸気タービン内に送る冷却空気供給機と、
     前記冷却空気供給機に接続され、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に前記冷却空気を導く冷却空気ラインと、
     を備え、
     前記制御装置は、前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になる前に、前記ボイラーの冷却が完了したと判断すると、前記低温蒸気弁に閉指示を送った後に前記冷却空気供給機に供給指示を送り、前記ボイラーの冷却が完了する前に前記温度検知器で検知された温度が予め定められた温度以下になったと判断すると、前記低温蒸気弁に閉指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  11.  請求項1から10のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     燃料を燃焼させて駆動するガスタービンを備え、
     前記ボイラーは、前記ガスタービンから排気された燃焼ガスの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラーであり、
     前記燃料弁は、前記ガスタービンに供給する燃料の流量を調節する弁である、
     蒸気タービンプラント。
  12.  請求項11に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
     前記ガスタービンのガスタービンロータを回転させるモータを備え、
     前記制御装置は、前記ガスタービンの定格回転数より低い回転数で前記ガスタービンロータを回転させるスピン運転を実行するよう、前記燃料弁に対して閉指示を送った後であって、前記低温蒸気弁が開いている時間帯の少なくとも一部が、前記スピン運転の実行時間帯に重なるタイミングで、前記モータにスピン運転指示を送る、
     蒸気タービンプラント。
  13.  蒸気を発生するボイラーと、
     前記ボイラーからの蒸気で駆動する蒸気タービンと、
     前記ボイラーで発生した蒸気を前記蒸気タービンの蒸気入口に導く主蒸気ラインと、
     前記主蒸気ラインに設けられ、前記ボイラーから前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する主蒸気調節弁と、
     を備える蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記ボイラーで蒸気の発生のための燃料供給を停止する燃料停止工程と、
     前記燃料停止工程後に、前記ボイラーと独立して、低温蒸気を発生する低温蒸気発生源からの低温蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気供給工程と、
     を実行する蒸気タービンプラントの冷却方法。
  14.  請求項13に記載の蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記蒸気タービンプラントは、
     前記低温蒸気発生源に接続され、前記低温蒸気発生源からの前記低温蒸気を前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記蒸気タービン側の位置に導く低温蒸気ラインと、
     前記低温蒸気ラインに設けられ、前記低温蒸気ラインを流れる前記低温蒸気の流量を調節する低温蒸気弁と、
     を備え、
     前記燃料停止工程後に、前記低温蒸気ライン中で前記低温蒸気弁よりも前記低温蒸気発生源側の前記低温蒸気及び前記低温蒸気のドレンを排出するドレン排出工程を実行し、
     前記ドレン排出工程後に、前記低温蒸気弁を開けて前記低温蒸気供給工程を実行する、
     蒸気タービンプラントの冷却方法。
  15.  請求項13又は14に記載の蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記燃料停止工程に伴って前記主蒸気調節弁を閉じる主蒸気停止工程と、
     前記燃料停止工程及び前記主蒸気停止工程後に、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の蒸気を、前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側に供給する余剰蒸気供給工程と、
     を実行し、
     前記主蒸気ライン中で前記主蒸気調節弁よりも前記ボイラー側の位置での圧力が予め定められた圧力以下になると、前記低温蒸気供給工程を実行する、
     蒸気タービンプラントの冷却方法。
  16.  請求項13から15のいずれか一項に記載の蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記蒸気タービンプラントは、
     前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、
     前記復水器内の水を前記ボイラーに導く給水ラインと、
     前記給水ラインに設けられ、前記前記復水器内の水をボイラーに送るポンプと、
     を備え、
     前記燃料停止工程後に、前記ポンプの駆動を継続した状態で、前記ボイラーで水又は蒸気が通る管内の前記水又は前記蒸気を前記ボイラー外に排出するボイラー冷却工程を実行する、
     蒸気タービンプラントの冷却方法。
  17.  請求項16に記載の蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記低温蒸気供給工程の実行時間帯の少なくとも一部が、前記ボイラー冷却工程の実行時間帯に重なる、
     蒸気タービンプラントの冷却方法。
  18.  請求項16又は17に記載の蒸気タービンプラントの冷却方法において、
     前記蒸気タービンで、前記低温蒸気供給工程の実行後、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度が予め定められた温度以下になる前に、前記ボイラーの冷却が完了すると、前記低温蒸気供給工程を終了する一方で、前記蒸気タービン内に冷却空気を送る冷却空気供給工程を実行し、
     前記ボイラーの冷却が完了する前に、前記ボイラーからの蒸気が接する箇所の温度が予め定められた温度以下になると、前記低温蒸気供給工程を終了する、
     蒸気タービンプラントの冷却方法。
PCT/JP2019/013339 2018-05-14 2019-03-27 蒸気タービンプラント、及びその冷却方法 Ceased WO2019220786A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/049,371 US11473445B2 (en) 2018-05-14 2019-03-27 Steam turbine plant and cooling method for same
KR1020207032322A KR102520288B1 (ko) 2018-05-14 2019-03-27 증기 터빈 플랜트, 및 그 냉각 방법
JP2020519499A JP7167136B2 (ja) 2018-05-14 2019-03-27 蒸気タービンプラント、及びその冷却方法
DE112019002484.1T DE112019002484B4 (de) 2018-05-14 2019-03-27 Dampfturbinenanlage und kühlverfahren für diese
CN201980026083.2A CN112334635B (zh) 2018-05-14 2019-03-27 蒸汽涡轮机设备及其冷却方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018093301 2018-05-14
JP2018-093301 2018-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019220786A1 true WO2019220786A1 (ja) 2019-11-21

Family

ID=68540147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/013339 Ceased WO2019220786A1 (ja) 2018-05-14 2019-03-27 蒸気タービンプラント、及びその冷却方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11473445B2 (ja)
JP (1) JP7167136B2 (ja)
KR (1) KR102520288B1 (ja)
CN (1) CN112334635B (ja)
DE (1) DE112019002484B4 (ja)
WO (1) WO2019220786A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112780368A (zh) * 2021-01-15 2021-05-11 华电电力科学研究院有限公司 一种汽轮机发电机组的主汽温度控制系统及其控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111878182B (zh) * 2020-06-24 2022-08-23 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 660mw超临界机组旁路控制系统及其控制方法
CN113790086B (zh) * 2021-09-08 2024-06-25 华能南京金陵发电有限公司 一种汽轮机用冷却水系统
CN114607477B (zh) * 2022-04-01 2023-08-01 邹平滨能能源科技有限公司 一种单元制机组汽轮机快速冷却方法
CN115788603B (zh) * 2022-08-22 2025-08-15 山东日照发电有限公司 一种汽轮机及其切缸运行的自动控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53118605A (en) * 1977-03-24 1978-10-17 Toshiba Corp Forced cooling method for turbine
JPH04140403A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Hitachi Ltd 蒸気タービン装置とその冷却運転方法
JP2006009787A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The 蒸気タービンの冷却方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58117306A (ja) * 1981-12-29 1983-07-12 Hitachi Ltd コンバインドプラント
US5042246A (en) * 1989-11-06 1991-08-27 General Electric Company Control system for single shaft combined cycle gas and steam turbine unit
JPH0650106A (ja) * 1992-07-28 1994-02-22 Toshiba Corp 蒸気タービンの冷却加熱装置
JP4295415B2 (ja) * 2000-04-05 2009-07-15 三菱重工業株式会社 一軸式コンバインドタービン設備
JP2008069787A (ja) * 2007-10-03 2008-03-27 Ckd Corp 真空圧力制御システム
US20100229523A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 General Electric Company Continuous combined cycle operation power plant and method
EP2743578A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-18 Nem B.V. Heat exchange system and method for start-up such a heat exchange system
JP2018093301A (ja) 2016-11-30 2018-06-14 キヤノン株式会社 撮像素子及び撮像素子の制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53118605A (en) * 1977-03-24 1978-10-17 Toshiba Corp Forced cooling method for turbine
JPH04140403A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Hitachi Ltd 蒸気タービン装置とその冷却運転方法
JP2006009787A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The 蒸気タービンの冷却方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112780368A (zh) * 2021-01-15 2021-05-11 华电电力科学研究院有限公司 一种汽轮机发电机组的主汽温度控制系统及其控制方法
CN112780368B (zh) * 2021-01-15 2022-10-21 华电电力科学研究院有限公司 一种汽轮机发电机组的主汽温度控制系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112334635A (zh) 2021-02-05
US20210246809A1 (en) 2021-08-12
DE112019002484T5 (de) 2021-01-28
US11473445B2 (en) 2022-10-18
JPWO2019220786A1 (ja) 2021-05-13
DE112019002484B4 (de) 2024-10-02
CN112334635B (zh) 2023-03-24
JP7167136B2 (ja) 2022-11-08
KR20200137014A (ko) 2020-12-08
KR102520288B1 (ko) 2023-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7167136B2 (ja) 蒸気タービンプラント、及びその冷却方法
US8061971B2 (en) Apparatus and method for cooling a turbine
EP2423462B1 (en) Single shaft combined cycle power plant start-up method and single shaft combined cycle power plant
CN1329648C (zh) 燃气轮机装置
US20140165565A1 (en) Steam turbine plant and driving method thereof
US10920623B2 (en) Plant control apparatus, plant control method and power plant
EP1698763A1 (en) Gas turbine combined plant
JP2012167571A (ja) 一軸型複合サイクル発電プラントおよびその運転方法
JP2015183536A (ja) コンバインドサイクルプラント、その制御方法、及びその制御装置
WO1997049903A1 (fr) Centrale a cycle mixte, a arbre unique et procede de fonctionnement
US10975733B2 (en) Compressor driven by ORC waste heat recovery unit and control method
JP5694112B2 (ja) 一軸型複合サイクル発電プラント及びその運転方法
US11879365B2 (en) Steam turbine plant and operation method, combined cycle plant and operation method
JP7120839B2 (ja) 蒸気タービンプラント、及びその起動方法
JP5734117B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラント及びその運転方法
US20090126338A1 (en) Combined cycle power generating plant
JP3919966B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラントの運転方法
WO2022070960A1 (ja) コンバインドサイクルプラント、その起動方法、及びこの方法を実行するための起動制御プログラム
JP2667699B2 (ja) 一軸型コンバインドプラント及びその起動方法
JP4209060B2 (ja) 蒸気冷却急速起動システム
JP2001289009A (ja) 一軸式コンバインドタービン設備
JP4473464B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラントの運転方法
JP2006009787A (ja) 蒸気タービンの冷却方法
JP2025019868A (ja) コンバインドサイクルプラント起動方法、コンバインドサイクルプラント起動制御装置、及び、コンバインドサイクルプラント
JPH10121910A (ja) 補機駆動用蒸気タービン設備

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19804559

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020519499

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207032322

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19804559

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1