(57)【要約】【課題】通常運転中の系統周波数変動等に伴いタービン負荷を急減させた場合であっても給水ポンプ駆動タービンへ必要な蒸気を供給できるようにすること。【解決手段】制御装置４０は、通常運転中に一定以上のタービン負荷急減が生じたときに、蒸気管２３の給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを開くと共に、高圧タービンバイパス蒸気管２６の高圧タービンバイパス弁２７を開くための制御を行い、これにより加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上となり且つバイパス弁２７の開度が一定以上となった場合に、蒸気管２８の低温再熱蒸気遮断弁２９を開くための制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラに設けられた過熱器で発生した蒸気を主蒸気管を通じて高圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、その排気を低温再熱蒸気管を通じて前記ボイラに設けられた再熱器で再熱した後、高温再熱蒸気管を通じて中圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、この中圧タービンの排気を低圧タービンに供給して膨張仕事をさせた後、復水器で復水し、この復水を給水ポンプ駆動タービンで駆動される給水ポンプにより前記ボイラに給水として供給するよう構成した蒸気タービン設備において、
前記中圧タービンから抽気された蒸気を加減弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第１の蒸気管と、
前記主蒸気管内の蒸気をバイパス弁を介して前記低温再熱蒸気管へバイパスさせることが可能な第２の蒸気管と、
前記第１の蒸気管から供給される蒸気とは異なる別の系統からの補助蒸気を遮断弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第３の蒸気管と、
前記第１の蒸気管の加減弁の開度が一定以上となり且つ前記第２の蒸気管のバイパス弁の開度が一定以上となった場合に、前記第３の蒸気管の遮断弁を開く制御を行う制御手段とを具備することを特徴とする蒸気タービン設備。
【請求項２】
前記第３の蒸気管は、前記給水ポンプ駆動タービンに供給する蒸気の圧力を調節するための調節弁を備え、
前記制御手段は、前記遮断弁の開度が一定以上となった場合に、前記調節弁を調整して前記給水ポンプ駆動タービンに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン設備。
【請求項３】
前記第３の蒸気管は前記低温再熱蒸気管と前記第２の蒸気管との合流位置より下流の前記低温再熱蒸気管に接続され、当該低温再熱蒸気管内の蒸気を前記補助蒸気としたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項４】
前記第３の蒸気管は、前記第１及び第２の蒸気管とは異なる別の系統から得られる蒸気を前記補助蒸気としたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の蒸気タービン設備。
【請求項５】
ボイラに設けられた過熱器で発生した蒸気を主蒸気管を通じて高圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、その排気を低温再熱蒸気管を通じて前記ボイラに設けられた再熱器で再熱した後、高温再熱蒸気管を通じて中圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、この中圧タービンの排気を低圧タービンに供給して膨張仕事をさせた後、復水器で復水し、この復水を給水ポンプ駆動タービンで駆動される給水ポンプにより前記ボイラに給水として供給するよう構成し、前記中圧タービンから抽気された蒸気を加減弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第１の蒸気管と、前記主蒸気管内の蒸気をバイパス弁を介して前記低温再熱蒸気管へバイパスさせることが可能な第２の蒸気管と、前記第１の蒸気管から供給される蒸気とは異なる別の系統からの補助蒸気を遮断弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第３の蒸気管とを設けた蒸気タービン設備に適用される給水ポンプ駆動タービン運転方法において、
前記第１の蒸気管の加減弁の開度が一定以上となり且つ前記第２の蒸気管のバイパス弁の開度が一定以上となった場合に、前記第３の蒸気管の遮断弁を開くための制御を行うことを特徴とする給水ポンプ駆動タービン運転方法。
【請求項６】
前記第３の蒸気管は前記低温再熱蒸気管と前記第２の蒸気管との合流位置より下流の前記低温再熱蒸気管に接続され、当該低温再熱蒸気管内の蒸気を前記補助蒸気としたことを特徴とする請求項５記載の給水ポンプ駆動タービン運転方法。
【請求項７】
前記第３の蒸気管は前記第１及び第２の蒸気管とは異なる別の系統から得られる蒸気を前記補助蒸気としたことを特徴とする請求項５記載の給水ポンプ駆動タービン運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水ポンプ駆動タービンを備えた蒸気タービン設備および給水ポンプ駆動タービン運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電プラントなどの蒸気タービン設備には、ボイラドラムに水を供給することが可能な、給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動タービンが設けられる。
【０００３】
蒸気タービン設備では、事故があった際の負荷遮断や所内単独運転においてタービン負荷を急減させると、給水ポンプ駆動タービンへ供給されるべきタービン抽気の量が急減する。このとき、給水ポンプ駆動タービンへ供給される蒸気が不足しないようにするためには、例えば蒸気タービン排気を直接、給水ポンプ駆動タービンへ供給する経路を形成する。特許文献１には、負荷遮断や所内単独運転により負荷が急減した場合に、再熱器に供給される蒸気タービン排気の一部を分流して給水ポンプ駆動タービンに供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、事故時のみならず、通常運転時においても、系統周波数変動等の不安定な状態が生じた場合にはタービン負荷を急減させる。この場合、ボイラドラムから発生する蒸気の量は急激には減少しないため、主蒸気圧力の上昇を抑えるためにタービンバイパス弁を開く。しかしながら、このとき、タービン負荷の急減のためにタービン加減弁の開度を減少させているため、ボイラドラムから発生する蒸気の量の減少に比べ、タービン抽気により供給される給水ポンプ駆動タービン用の蒸気の量の減少が著しくなり、給水ポンプが必要な流量の給水を行えなくなり、ドラムレベルが急激に減少してしまう。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、通常運転中の系統周波数変動等に伴いタービン負荷を急減させた場合であっても給水ポンプ駆動タービンへ必要な蒸気を供給することができる蒸気タービン設備および給水ポンプ駆動タービン運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による蒸気タービン設備は、ボイラに設けられた過熱器で発生した蒸気を主蒸気管を通じて高圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、その排気を低温再熱蒸気管を通じて前記ボイラに設けられた再熱器で再熱した後、高温再熱蒸気管を通じて中圧タービンに供給して膨張仕事をさせ、この中圧タービンの排気を低圧タービンに供給して膨張仕事をさせた後、復水器で復水し、この復水を給水ポンプ駆動タービンで駆動される給水ポンプにより前記ボイラに給水として供給するよう構成した蒸気タービン設備において、前記中圧タービンから抽気された蒸気を加減弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第１の蒸気管と、前記主蒸気管内の蒸気をバイパス弁を介して前記低温再熱蒸気管へバイパスさせることが可能な第２の蒸気管と、前記第１の蒸気管から供給される蒸気とは異なる別の系統からの補助蒸気を遮断弁を介して前記給水ポンプ駆動タービンに供給することが可能な第３の蒸気管と、前記第１の蒸気管の加減弁の開度が一定以上となり且つ前記第２の蒸気管のバイパス弁の開度が一定以上となった場合に、前記第３の蒸気管の遮断弁を開く制御を行う制御手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、通常運転中の系統周波数変動等に伴いタービン負荷を急減させた場合であっても給水ポンプ駆動タービンへ必要な蒸気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図。
【図２】同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図。
【図３】同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図。
【図５】同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図。
【図６】同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図。
【図８】同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図。
【図９】同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
最初に、図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図である。
【００１２】
図１の蒸気タービン設備は、例えば火力発電プラントに設置されるものであり、主な構成要素として、ボイラドラム１、スーパーヒータ（過熱器）２、主蒸気管３、高圧タービン加減弁４、高圧タービン５、低温再熱蒸気管６、再熱器７、高温再熱蒸気管８、再熱蒸気加減弁９、中圧タービン１０、クロスオーバ管１１、低圧タービン１２、復水器１３、復水ポンプ１４、低圧給水加熱器１５、脱気器１６、給水ポンプ１７ａ，１７ｂ、高圧給水加熱器１８、タービン発電機２０、抽気蒸気管２１、抽気逆止弁２２、蒸気管２３、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂ、および給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂを有する。
【００１３】
この蒸気タービン設備においては、ボイラドラム１に設けられたスーパーヒータ２で加熱されて発生した蒸気を、主蒸気管３を通じて、高圧タービン加減弁４にて蒸気量を加減しつつ高圧タービン５に供給して、膨張仕事をさせ、その排気を低温再熱蒸気管６を通じてボイラドラム１に設けられた再熱器７で再熱した後、高温再熱蒸気管８を通じて、再熱蒸気加減弁９にて蒸気量を加減しつつ中圧タービン１０に供給して、膨張仕事をさせ、この中圧タービン１０の排気をクロスオーバ管１１を通じて低圧タービン１２に供給し、膨張仕事をさせた後、復水器１３で復水し、この復水を復水ポンプ１４で加圧して給水し、この給水を低圧給水加熱器１５にてタービン抽気により加温した後、脱気器１６にて脱気し、脱気された水を、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂで駆動される給水ポンプ１７ａ，１７ｂによりボイラドラム１に供給するよう構成している。タービン発電機１２は、高圧タービン９、中圧タービン１０、および低圧タービン１１によって発生する回転トルクにより駆動される。
中圧タービン１０から抽気される蒸気は、抽気蒸気管２１を通じて抽気逆止弁２２を経由し、さらに蒸気管２３を通じて、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂにより蒸気量を加減されて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給される。これにより、蒸気の供給を受けた給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂは、給水ポンプ１７ａ，１７ｂを駆動する。
【００１４】
また、上記蒸気タービン設備は、更なる構成要素として、高圧タービンバイパス蒸気管２６、高圧タービンバイパス弁２７、蒸気管２８、低温再熱蒸気遮断弁２９、低温再熱蒸気調節弁３０、圧力トランスミッタ３１ａ，３１ｂ、および制御装置４０を有する。
【００１５】
高圧タービンバイパス蒸気管２６は、高圧タービンバイパス弁２７を備え、主蒸気管３内の蒸気を高圧タービンバイパス弁２７を介して低温再熱蒸気管６へバイパスさせることが可能である。高圧タービンバイパス弁２７は、制御装置４０からの指令に応じて開閉動作し、高圧タービンバイパス蒸気管２６を通る蒸気の量を設定する。
【００１６】
蒸気管２８は、低温再熱蒸気管６と高圧タービンバイパス蒸気管２６との接続部の下流位置にて低温再熱蒸気管６に接続されている。そして蒸気管２８は、低温再熱蒸気遮断弁２９および低温再熱蒸気調節弁３０を備え、低温再熱蒸気管６内の蒸気を補助蒸気として低温再熱蒸気遮断弁２９および低温再熱蒸気調節弁３０を介して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給することが可能である。低温再熱蒸気遮断弁２９は、制御装置４０からの指令信号に応じて開閉動作し、蒸気管２８を通る補助蒸気の量を設定する。低温再熱蒸気調節弁３０は、制御装置４０からの指令信号に応じて蒸気管２８を通る補助蒸気の圧力を設定する。
【００１７】
圧力トランスミッタ３１ａ，３１ｂは、蒸気管２３を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂにそれぞれ供給される蒸気の圧力を計測するものであり、制御装置４０が低温再熱蒸気調節弁３０を通じて当該蒸気圧力をフィードバック制御するために使用される。なお、圧力トランスミッタ３１ａ，３１ｂが設置される場所は、蒸気管２３に限られず、例えば蒸気管２８に設けられていてもよい。
【００１８】
制御装置４０は、当該プラントにおける各種の状態に応じて、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに必要な蒸気が供給されるよう、各種の蒸気管の弁を制御するためのプロセッサである。
【００１９】
このような構成において、通常運転が安定しているときは、蒸気管２１および２３を介して供給される、中圧タービン１０より抽気された蒸気により給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂが駆動され、当該給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂにより給水ポンプ１７ａ，１７ｂが駆動されて給水を行っている。このとき、上記制御装置４０は、高圧タービン加減弁４、再熱蒸気加減弁９、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂは適度な開度で開き、一方、高圧タービンバイパス弁２７および低温再熱蒸気遮断弁２９は閉じた状態となるよう制御している。
【００２０】
一方、事故があった際の負荷遮断や所内単独運転、ランバックなどの特殊運転時においては、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９を急閉し、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う。これにより、高圧タービン５および中圧タービン１０に流入する蒸気の量を急減させる。このとき、中圧タービン１０から抽気される蒸気の量が急減し、このままではボイラドラム１へ給水するための給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂ用の駆動蒸気が不足することになる。そこで、制御装置４０は、更に低温再熱蒸気遮断弁２９を開くと共に低温再熱蒸気調節弁３０を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、蒸気が主蒸気管３から高圧タービンバイパス蒸気管２６を通じて低温再熱蒸気管６へ送られ、高圧タービンバイパス蒸気管２６の接続部の下流における低温再熱蒸気管６内の蒸気が、補助蒸気としてその量および圧力が適切に調整されて蒸気管２８を通じ供給される。したがって、このとき給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂは、蒸気管２１および２３を介して供給される蒸気と蒸気管２８を介して供給される補助蒸気の両者によって駆動される。
【００２１】
また、通常運転中であっても、当該プラントにて系統周波数変動等の不安定な状態が生じた場合は、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させ、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う。これにより、高圧タービン５および中圧タービン１０に流入する蒸気の量を減少させる。このとき、中圧タービン１０から抽気される蒸気の量が減少し、このままではボイラドラム１へ給水するための給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂ用の駆動蒸気が不足することになる。そこで、制御装置４０は、更に給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、これにより給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、低温再熱蒸気遮断弁２９を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う。また、低温再熱蒸気遮断弁２９の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、低温再熱蒸気調節弁３０を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、蒸気が主蒸気管３から高圧タービンバイパス蒸気管２６を通じて低温再熱蒸気管６へ送られ、高圧タービンバイパス蒸気管２６の接続部の下流における低温再熱蒸気管６内の蒸気が、補助蒸気としてその量および圧力が適切に調整されて蒸気管２８を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給されることになる。
【００２２】
なお、通常運転時やプラント起動／停止時に給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが過渡的に全開したとしても、高圧タービンバイパス弁２７が開していなければボイラドラム１からの蒸気発生量に見合ったタービン抽気量は確保されているため、低温再熱蒸気管６から給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへの蒸気供給を行わない。
【００２３】
図２は、同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図である。
【００２４】
図２に示されるように、事故があった際には、「負荷遮断または所内単独運転」、もしくは「ランバック」などの特殊運転が行われる。このとき、制御装置４０は、低温再熱蒸気遮断弁２９に対して「開指令」を送り、その後に、低温再熱蒸気遮断弁２９の「全開」を検知すると、低温再熱蒸気調節弁３０に対して蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００２５】
一方、通常運転中であっても系統周波数変動等があった場合には、負荷急減が行われる。この場合、高圧タービンバイパス弁２７および給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが開かれる。制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７が「全閉のＮＯＴ」、即ち、少しでも開いた状態となり、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが「全開」となったことを検知すると、低温再熱蒸気遮断弁２９に対して「開指令」を送り、その後に、低温再熱蒸気遮断弁２９の「全開」を検知すると、低温再熱蒸気調節弁３０に対して補助蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００２６】
なお、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの状態を伝える経路の途中に、オフ・ディレイ・タイマを介在させてもよい。その場合、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが「全開」となった時には、即座に、低温再熱蒸気遮断弁２９に対して「開指令」が出され、一方、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが「全開」でなくなった時には、一定の遅延があってから、低温再熱蒸気遮断弁２９に対して「閉指令」が出されることになる。これにより、まだ安定状態に十分には戻っていないタービンに過度な負荷がかかることを防ぐことができる。
【００２７】
ここで、図３を参照して、同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を説明する。
【００２８】
制御装置４０は、通常運転中に系統周波数変動等の不安定な状態を示す信号を検知すると、タービン負荷を急減させるための制御を実施し（ステップＳ１１）、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させる。更に、制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７を開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ１２）。
【００２９】
次いで、制御装置４０は、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度および高圧タービンバイパス弁２７の開度をそれぞれ監視し（ステップＳ１３）、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、低温再熱蒸気遮断弁２９を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ１４）。
【００３０】
次いで、制御装置４０は、低温再熱蒸気遮断弁２９の開度を監視し（ステップＳ１５）、低温再熱蒸気遮断弁２９の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、低温再熱蒸気調節弁３０を通る補助蒸気が一定の圧力となるよう調整するための制御を行う（ステップＳ１６）。
【００３１】
次いで、制御装置４０は、低温再熱蒸気調節弁３０により調節される補助蒸気の蒸気圧力を監視し（ステップＳ１７）、所定の蒸気圧力が得られたら、一連の処理を終了する。なお、ここで処理を終了せずに、ステップＳ１６およびステップＳ１７の処理を繰り返すようにしてもよい。
【００３２】
このように、第１の実施形態によれば、従来のような事故があった際の負荷遮断や所内単独運転といった特殊運転時だけでなく、通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時においても、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ必要な駆動蒸気を供給することが可能となる。
また、第１の実施形態によれば、通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時に、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給される蒸気の圧力を調整することができるので、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂの駆動を制御しやすくなり、給水ポンプ１７ａ，１７ｂにて必要な給水流量を容易に実現することができる。
【００３３】
また、第１の実施形態によれば、通常運転時やプラント起動／停止時に給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが過渡的に全開したとしても、高圧タービンバイパス弁２７が開していなければ、低温再熱蒸気管６から給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへの蒸気供給は行われないため、プラントのヒートバランスどおりの運転を実現することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３５】
なお、この第２の実施形態（図４〜図６）では、前述の第１の実施形態（図１〜図３）と共通する要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図である。
【００３７】
図４の蒸気タービン設備は、図１の蒸気タービン設備が有する各種要素に加え、更に、補助蒸気管２８’、補助蒸気遮断弁２９’および補助蒸気調節弁３０’を有する。
【００３８】
補助蒸気管２８’は、補助蒸気遮断弁２９’および補助蒸気調節弁３０’を備え、前述の蒸気管２１，２３や蒸気管２６，２８とは異なる別の系統から得られる補助蒸気（例えば、図示しない補助ボイラから排気される補助蒸気など）を補助蒸気遮断弁２９’および補助蒸気調節弁３０’を介して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給することが可能である。なお、補助蒸気管２８’は、例えば主蒸気管３内の蒸気を取り込むように構成されていてもよい。補助蒸気遮断弁２９’は、制御装置４０からの指令信号に応じて開閉動作し、補助蒸気管２８’を通る蒸気の量を設定する。補助蒸気調節弁３０’は、制御装置４０からの指令信号に応じて補助蒸気管２８’を通る蒸気の圧力を設定する。
【００３９】
こうした要素の追加に伴い、本実施形態の制御装置４０は、低温再熱蒸気遮断弁２９および補助蒸気遮断弁２９’のいずれか一方もしくは両方に対して開閉動作を指示することができる。例えば、低温再熱蒸気遮断弁２９および補助蒸気遮断弁２９’のうち、片方は、予備用として普段は使用せずに常に全閉としておき、もう片方が故障したときにだけ使用するようにしてもよい。また、低温再熱蒸気遮断弁２９および補助蒸気遮断弁２９’を両方とも使用して開閉動作を連動させ、片方が故障したときに、もう片方だけを使用するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態の制御装置４０は、低温再熱蒸気調節弁３０および補助蒸気調節弁３０’のいずれか一方もしくは両方を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する補助蒸気の圧力を一定に保つための制御を行うことができる。例えば、低温再熱蒸気遮断弁２９および補助蒸気遮断弁２９’のうち、片方だけ（例えば、補助蒸気遮断弁２９’だけ）を開いた場合には、低温再熱蒸気調節弁３０および補助蒸気調節弁３０’のうちの該当する方（例えば、補助蒸気調節弁３０’）の開度を調整する。また、低温再熱蒸気調節弁３０および補助蒸気調節弁３０’を両方とも開いた場合には、低温再熱蒸気調節弁３０および補助蒸気調節弁３０’の動作を連動させる、あるいは、片方の圧力を一定にしたままで、もう片方の圧力を調節するようにようにしてもよい。
【００４１】
このような構成において、通常運転が安定しているときは、制御装置４０は、高圧タービン加減弁４、再熱蒸気加減弁９、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂは適度な開度で開き、一方、高圧タービンバイパス弁２７および低温再熱蒸気遮断弁２９は閉じ、更に、補助蒸気遮断弁２９’も閉じた状態となるよう制御している。
【００４２】
一方、事故があった際の負荷遮断や所内単独運転、ランバックなどの特殊運転時においては、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９を急閉し、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、更に低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’を開くと共に低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する補助蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、量および圧力が適切に調整された補助蒸気が蒸気管２８もしくは補助蒸気管２８’を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給されることになる。
【００４３】
また、通常運転中に系統周波数変動等の不安定な状態が生じた場合は、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させ、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、更に給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、これにより給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う。また、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、量および圧力が適切に調整された補助蒸気が蒸気管２８もしくは補助蒸気管２８’を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給されることになる。
【００４４】
図５は、同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図である。
【００４５】
図５に示されるように、事故があった際には、「負荷遮断または所内単独運転」、もしくは「ランバック」などの特殊運転が行われる。このとき、制御装置４０は、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’に対して「開指令」を送り、その後に、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’の「全開」を検知すると、低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’に対して補助蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００４６】
一方、通常運転中であっても系統周波数変動等があった場合には、負荷急減が行われる。この場合、高圧タービンバイパス弁２７および給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが開かれる。制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７が「全閉のＮＯＴ」、即ち、少しでも開いた状態となり、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが「全開」となったことを検知すると、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’に対して「開指令」を送り、その後に、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’の「全開」を検知すると、低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’に対して補助蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００４７】
なお、この場合も、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの状態を伝える経路の途中に、オフ・ディレイ・タイマを介在させてもよい。
【００４８】
ここで、図６を参照して、同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を説明する。
【００４９】
制御装置４０は、通常運転中に系統周波数変動等の不安定な状態を示す信号を検知すると、タービン負荷を急減させるための制御を実施し（ステップＳ２１）、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させる。更に、制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７を開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ２２）。
【００５０】
次いで、制御装置４０は、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度および高圧タービンバイパス弁２７の開度をそれぞれ監視し（ステップＳ２３）、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ２４）。
【００５１】
次いで、制御装置４０は、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’の開度を監視し（ステップＳ２５）、低温再熱蒸気遮断弁２９もしくは補助蒸気遮断弁２９’の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’を通る補助蒸気が一定の圧力となるよう調整するための制御を行う（ステップＳ２６）。
【００５２】
次いで、制御装置４０は、低温再熱蒸気調節弁３０もしくは補助蒸気調節弁３０’により調節される補助蒸気の蒸気圧力を監視し（ステップＳ２７）、所定の蒸気圧力が得られたら、一連の処理を終了する。なお、ここで処理を終了せずに、ステップＳ２６およびステップＳ２７の処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５３】
このように、第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果が得られるほか、通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時などにおいて補助蒸気を給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給するに際し、蒸気管２８を経由する経路だけでなく、補助蒸気管２８’を経由する経路も利用することができるので、故障等の不具合に柔軟に対応でき、信頼性を向上させることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、図７〜図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５５】
なお、この第３の実施形態（図７〜図９）では、前述の第２の実施形態（図４〜図６）と共通する要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。以下では、第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る蒸気タービン設備の構成の一例を示す図である。
【００５７】
図７の蒸気タービン設備は、図４の蒸気タービン設備が有する各種要素のうち、蒸気管２８、低温再熱蒸気遮断弁２９、および低温再熱蒸気調節弁３０が設けられていない構成となっている。
【００５８】
このような構成において、通常運転が安定しているときは、制御装置４０は、高圧タービン加減弁４、再熱蒸気加減弁９、給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂは適度な開度で開き、一方、高圧タービンバイパス弁２７および補助蒸気遮断弁２９’は閉じた状態となるよう制御している。
【００５９】
一方、事故があった際の負荷遮断や所内単独運転、ランバックなどの特殊運転時においては、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９を急閉し、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、更に補助蒸気遮断弁２９’を開くと共に補助蒸気調節弁３０’を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、量および圧力が適切に調整された補助蒸気が補助蒸気管２８’を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給されることになる。
【００６０】
また、通常運転中に系統周波数変動等の不安定な状態が生じた場合は、制御装置４０は、タービン負荷を急減させるために、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させ、高圧タービンバイパス弁２７を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、更に給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、これにより給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、補助蒸気遮断弁２９’を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う。また、補助蒸気遮断弁２９’の開度が一定以上（例えば、全開）になったら、補助蒸気調節弁３０’を調整して給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂに供給する蒸気の圧力を一定に保つための制御を行う。これにより、量および圧力が適切に調整された補助蒸気が補助蒸気管２８’を通じて給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給されることになる。
【００６１】
図８は、同実施形態の制御装置４０による特殊運転時の動作ロジックと通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の動作ロジックとを組み合わせた概念の一例を示す図である。
【００６２】
図８に示されるように、事故があった際には、「負荷遮断または所内単独運転」、もしくは「ランバック」などの特殊運転が行われる。このとき、制御装置４０は、補助蒸気遮断弁２９’に対して「開指令」を送り、その後に、補助蒸気遮断弁２９’の「全開」を検知すると、補助蒸気調節弁３０’に対して補助蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００６３】
一方、通常運転中であっても系統周波数変動等があった場合には、負荷急減が行われる。この場合、高圧タービンバイパス弁２７および給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが開かれる。制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７が「全閉のＮＯＴ」、即ち、少しでも開いた状態となり、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂが「全開」となったことを検知すると、補助蒸気遮断弁２９’に対して「開指令」を送り、その後に、補助蒸気遮断弁２９’の「全開」を検知すると、補助蒸気調節弁３０’に対して補助蒸気の「圧力設定」の指示を送る。
【００６４】
なお、この場合も、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの状態を伝える経路の途中に、オフ・ディレイ・タイマを介在させてもよい。
【００６５】
ここで、図９を参照して、同実施形態における通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時の制御装置４０による動作の一例を説明する。
【００６６】
制御装置４０は、通常運転中に系統周波数変動等の不安定な状態を示す信号を検知すると、タービン負荷を急減させるための制御を実施し（ステップＳ３１）、高圧タービン加減弁４及び再熱蒸気加減弁９の開度を減少させる。更に、制御装置４０は、高圧タービンバイパス弁２７を開く（例えば、全開にする）ための制御を行い、且つ、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂを一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ３２）。
【００６７】
次いで、制御装置４０は、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度および高圧タービンバイパス弁２７の開度をそれぞれ監視し（ステップＳ３３）、給水ポンプ駆動タービン加減弁２４ａ，２４ｂの開度が一定以上（例えば、全開）となり且つ高圧タービンバイパス弁２７の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、補助蒸気遮断弁２９’を一定以上開く（例えば、全開にする）ための制御を行う（ステップＳ３４）。
【００６８】
次いで、制御装置４０は、補助蒸気遮断弁２９’の開度を監視し（ステップＳ３５）、補助蒸気遮断弁２９’の開度が一定以上（例えば、全開）になったときに、補助蒸気調節弁３０’を通る蒸気が一定の圧力となるよう調整するための制御を行う（ステップＳ３６）。
【００６９】
次いで、制御装置４０は、補助蒸気調節弁３０’により調節される蒸気圧力を監視し（ステップＳ３７）、所定の蒸気圧力が得られたら、一連の処理を終了する。なお、ここで処理を終了せずに、ステップＳ３６およびステップＳ３７の処理を繰り返すようにしてもよい。
【００７０】
このように、第３の実施形態によれば、前述の蒸気管２８、低温再熱蒸気遮断弁２９、および低温再熱蒸気調節弁３０が無くても、通常運転中の系統周波数変動等に伴う負荷急減時などにおいて補助蒸気を給水ポンプ駆動タービン２５ａ，２５ｂへ供給するに際し、補助蒸気管２８’を経由する経路を利用することができるので、前述の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…ボイラドラム、２…スーパーヒータ、３…主蒸気管、４…高圧タービン加減弁、５…高圧タービン、６…低温再熱蒸気管、７…再熱器、８…高温再熱蒸気管、９…再熱蒸気加減弁、１０…中圧タービン、１１…クロスオーバ管、１２…低圧タービン、１３…復水器、１４…復水ポンプ、１５…低圧給水加熱器、１６…脱気器、１７ａ，１７ｂ…給水ポンプ、１８…高圧給水加熱器、２０…タービン発電機、２１…抽気蒸気管、２２…抽気逆止弁、２３…蒸気管、２４ａ，２４ｂ…給水ポンプ駆動タービン加減弁、２５ａ，２５ｂ…給水ポンプ駆動タービン、２６…高圧タービンバイパス蒸気管、２７…高圧タービンバイパス弁、２８…蒸気管、２９…低温再熱蒸気遮断弁、３０…低温再熱蒸気調節弁、２８’…補助蒸気管、２９’…補助蒸気遮断弁、３０’…補助蒸気調節弁、３１ａ，３１ｂ…圧力トランスミッタ、４０…制御装置。
【図１】
2010163892.tif 000003
【図２】
2010163892.tif 000004
【図３】
2010163892.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010163892.tif 000008
【図７】
2010163892.tif 000009
【図８】
2010163892.tif 000010
【図９】
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