(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービン複合サイクル発電プラントにおいて、部分負荷時の蒸気タービン温度性能を向上する排熱回収ボイラの制御を提供する。【解決手段】ガスタービン１２と、排熱回収ボイラ２４と、蒸気タービン６４とを有する複合サイクル発電プラント１０の一部分を制御する方法であり、排熱回収ボイラ２４から蒸気タービン６４に供給される蒸気量の実動作曲線を作成するステップを含み、複合サイクル発電プラント１０の動作中のある時点における排熱回収ボイラ２４の蒸気特性を測定するステップを更に含む。上記排熱回収ボイラ２４の測定された蒸気特性に基づいて、排熱回収ボイラ２４から蒸気タービン６４に蒸気量を供給するステップを更に含む。【選択図】図１
2010276026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのガスタービン（１２）と、少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）と、少なくとも１つの蒸気タービン（６４）とを有する複合サイクル発電プラント（１０）の少なくとも一部分を制御する方法であって、
前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の蒸気特性に対する、前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）から前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に供給される蒸気量の実動作曲線（２０２、３０２）を作成するステップと、
前記複合サイクル発電プラント（１０）の動作中のある時点における前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の蒸気特性を測定するステップと、
前記時点における前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の前記測定された蒸気特性に基づいて、前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）から前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に蒸気量を供給するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記時点における前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の前記測定された蒸気特性に基づいて、前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に蒸気量を供給する前記ステップは、前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に前記蒸気量を提供するように弁（７６）を制御するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の前記蒸気特性は、前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）内の高圧ドラム（３８）の特性である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）内の高圧ドラム（３８）の前記特性は、前記高圧ドラム（３８）から出る蒸気の速度である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の蒸気特性に対する、前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）から前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に供給される蒸気量の実動作曲線（２０２、３０２）を作成する前記ステップは、前記排熱回収ボイラ（２４）内の１つ以上の構成要素の１つ以上の物理的制約を考慮するステップを更に含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記排熱回収ボイラ（２４）の前記１つ以上の構成要素の前記１つ以上の物理的制約には、前記高圧ドラム（３８）の分離能力、高圧及び再熱パイプ蒸気速度、セクションの圧力損失、及び高圧蒸発器セクション（３６）の蒸気噴射がある、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）の蒸気特性に対する、前記少なくとも１つの排熱回収ボイラ（２４）から前記少なくとも１つの蒸気タービン（６４）に供給される蒸気量の実動作曲線（２０２、３０２）を作成する前記ステップは、前記蒸気特性のモデル動作曲線（２０２、３０２）を作成し、前記モデル動作曲線（２０２、３０２）から前記実動作曲線（２０２、３０２）を作成するステップを更に含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合サイクル発電プラントに関し、特に、部分負荷で動作する複合サイクル発電プラントの一部としての蒸気タービンの温度性能向上に関する排熱回収ボイラの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合サイクル発電プラントは、少なくとも１つのガスタービンと蒸気タービンを組み合わせて（即ち、「１×１」構成）、蒸気タービンの出力で動力（例えば、電力）を発生させる。しばしば、複合サイクル発電プラントにおいて発電プラントの部分負荷動作効率を向上させるために、２つのガスタービンと単一の蒸気タービンが組み合わされる（即ち、「２×１」構成）。ガスタービンは、ブレイトンサイクル（「トッピングサイクル」）に従って、仕事を発生する原動機として動作する。ガスタービンのタービンセクションからの高温排気ガスは、一般的に回収熱から蒸気を発生させる排熱回収ボイラ（「ＨＲＳＧ」）に案内され、蒸気は蒸気タービンに供給される。２×１システムの各ガスタービンは一般的にそれぞれ専用のＨＲＳＧを備えており、各ＨＲＳＧの出力は単一の蒸気タービンに供給される。様々な数のガスタービン、ＨＲＳＧ及び蒸気タービンからなるその他の複合サイクル発電プラント構成が、従来技術において知られている。ランキンサイクルに従って蒸気タービンの出力軸において発生する軸出力は、一般的に発電機（「ボトミングサイクル」）において電力に変換される。複合サイクル発電プラントは、適切な制御装置（例えば、１つ以上のコンピュータ制御システム）とその他の残りのプラント部材又は構成要素（例えば、弁、復水器、復水ポンプ等）を更に含む。
【０００３】
ＨＲＳＧと蒸気タービンの接合部分では、適切なＨＲＳＧ及び蒸気タービン動作には一般的に圧力制限（「下限圧力」）値が必要とされる。この下限圧力制限は、一般的にＨＲＳＧの高圧ドラム部分に関連する圧力である。複合サイクル発電プラントのコンピュータ制御システムにおいてこの下限圧力制限に関する固定又は一定設定値を単純に確立することが、従来技術において知られている。この下限圧力の例示的な値は、定格（１００％）圧力の約４０％であることが従来技術において周知である。固定又は設定された下限圧力値（例えば、単一の数字）を有することによって、ＨＲＳＧの製造業者は、ＨＲＳＧが設定された下限圧力値未満では意図的に動作しないようにすることを想定して設計決定を行うことができる。これらの設計決定には、ヘッダー寸法、配管、断面寸法及び弁寸法の決定がある。下限圧力の設定値は、バイパス弁が寸法決めされる際に発電プラント設計にも組み込まれる。更に、設定された下限圧力値は、蒸気タービンが順流に変わった場合に、利用可能な蒸気貯蔵を追加できる。一般に、下限圧力の選択された一定の設定値が増大するにつれて、蒸気タービンの様々な構成要素にかかる応力はそれに応じて増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，７９２，７５９Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この設定された下限圧力値はその他の既知の方法と同じく、一般的にいかなる技術解析にも基づいていない。例えば、少なくとも上記の既知の下限圧力値を利用しない複合サイクル発電プラントは、比較的低圧で長期間動作して、流れ加速腐食、汽水共発、騒音及び振動が起こる可能性がある。更に、一般的な複合サイクル発電プラントがベース又は全負荷で動作するのは９０％未満の時間であるので、部分負荷で発電プラントが大部分の時間動作すると、設定された下限圧力制限による性能の非効率性を招く。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、少なくとも１つのガスタービンと、少なくとも１つの排熱回収ボイラと、少なくとも１つの蒸気タービンとを有する複合サイクル発電プラントの少なくとも一部分を制御する方法である。この方法は、少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性に対する、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに供給される蒸気量の実動作曲線を作成するステップを含む。この方法は、複合サイクル発電プラントの動作中のある時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性を測定するステップを更に含む。この方法は、上記時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの測定された蒸気特性に基づいて、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに蒸気量を供給するステップを更に含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、少なくとも１つのガスタービンと、少なくとも１つの排熱回収ボイラと、少なくとも１つの蒸気タービンとを有する複合サイクル発電プラントの一部であるシステムである。システムは、データを保存するメモリと、少なくとも一部が複合サイクル発電プラントの少なくとも一部分を制御する方法の形態である命令を実行するプロセッサとを含む。この方法は、少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性に対する、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに供給される蒸気量の実動作曲線であって、メモリにデータとして保存される実動作曲線を作成するステップを含む。この方法は、複合サイクル発電プラントの動作中のある時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性を測定するステップを更に含む。この方法は、上記時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの測定された蒸気特性に基づいて、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに蒸気量を供給するステップを更に含む。
【０００８】
本発明の更に別の態様は、少なくとも１つのガスタービンと、少なくとも１つの排熱回収ボイラと、少なくとも１つの蒸気タービンとを有する複合サイクル発電プラントの少なくとも一部分を制御するためのコンピュータ可読コンピュータプログラムコードと、複合サイクル発電プラントの少なくとも一部分を制御する方法をコンピュータに実行させるための命令とを含むコンピュータプログラム製品である。この方法は、少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性に対する、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに供給される蒸気量の実動作曲線を作成するステップを更に含む。この方法は、複合サイクル発電プラントの動作中のある時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの蒸気特性を測定するステップを更に含む。この方法は、上記時点における少なくとも１つの排熱回収ボイラの測定された蒸気特性に基づいて、少なくとも１つの排熱回収ボイラから少なくとも１つの蒸気タービンに蒸気量を供給するステップを更に含む。
【０００９】
上記及びその他の利点及び特徴は、図面に関連してなされる以下の説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を含む、複合サイクル発電プラントの例示的実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に従った、図１の複合サイクル発電プラントの制御における動作曲線のモデルのグラフである。
【図３】本発明の実施形態に従った、図１の複合サイクル発電プラントの制御における実動作曲線のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結びの特許請求の範囲において具体的に指摘され明確に請求されている。本発明の上記及びその他の特徴及び利点は、添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかである。
【００１２】
詳細な説明は、例として図面を参照して、利点及び特徴と共に本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態が実施される複合サイクル発電プラント１０の例示的実施形態である。発電プラント１０は、従来設計のもので良く、圧縮機セクション１４、燃焼器１６及びタービンセクション１８を含むガスタービン１２を備える。発電機２０は、圧縮機セクション１４に接続される。ガスタービン１２のタービンセクション１８からの高温排気ガス２２は、一般的に、複合サイクル発電プラント１０の一部でもある排熱回収ボイラ（「ＨＲＳＧ」）２４に案内される。特に、高温排気ガス２２は、ＨＲＳＧ２４の高圧過熱器第２セクション（「ＨＰ  ＳＨ２」）２６に供給される。
【００１４】
ＨＲＳＧ２４は、主に従来の方式で動作する従来の構成要素からなり、このようなＨＲＳＧ２４の例示的実施形態を図１に示す。その他の設計のＨＲＳＧ２４を本発明の実施形態において利用しても良い。従って、図１のＨＲＳＧ２４は、再熱過熱器第２セクション（「ＲＨ  ＳＨ２」）２８と、補助燃焼用のダクトバーナ３０と、再熱過熱器第１セクション（「ＲＨ  ＳＨ１」）３２と、高圧過熱器第１セクション（「ＨＰ  ＳＨ１」）３４と、高圧蒸発器（「ＨＰ  ＥＶＡＰ」）３６と、高圧ドラム３８とからなる。ＨＲＳＧ２４は、排出制御装置４０と、高圧節炭器（「ＨＰ  ＥＣＯＮ」）４２と、中圧過熱器（「ＩＰ  ＳＨ」）４４と、中圧蒸発器（「ＩＰ  ＥＶＡＰ」）４６と、中圧ドラム４８とを更に含む。ＨＲＳＧ２４は更に、中圧節炭器（ＩＰ  ＥＣＯＮ））５０と、低圧過熱器（「ＬＰ  ＳＨ」）５２と、低圧蒸発器５４と、低圧ドラム５６と、中圧節炭器（「ＩＰ  ＥＣＯＮ」）５８と、ボイラ給水ポンプ６０とを含む。ＩＰ  ＥＣＯＮセクション５８からの出力６２はＨＲＳＧ２４からの排気ガスを表しており、スタックに供給される。図１の節炭器セクション４２、５０、５８は、例えば、対応する蒸発器セクション３６、４６、５４内で蒸気に変換される前に水を予熱する比較的大きな管セクションからなる。図１の複合サイクル発電プラント１０の様々な構成要素間に供給される様々な形態の蒸気（例えば、高圧、中圧／再熱、低圧）及び水は、対応する様々な形式の実線及び点線によって図１に示される。
【００１５】
図１の複合サイクル発電プラント１０は、従来設計のもので良い蒸気タービン６４を更に含む。蒸気タービン６４は、高圧部６６と、中圧部６８と、低圧部７０とを含み、この３つの部６６〜７０は単一軸７２によって接続される。発電機７４も蒸気タービンの一部として軸７２に接続されており、図１の複合サイクル発電プラント１０の出力を表す。蒸気タービン６４は様々な弁を更に含み、ＨＲＳＧ２４の高圧過熱器第２セクション（「ＨＰ  ＳＨ２」）２６からの、蒸気タービン６４の高圧部６６に受け入れられる高圧蒸気の量を制御する主蒸気停止制御弁７６等を含む。更に、遮断制御弁７８も蒸気タービン６４の一部として設けられ、蒸気タービン６４の中圧部６８に供給されるＨＲＳＧ２４のＲＨ  ＳＨ２セクション２８からの再熱蒸気の量を制御する。流入制御弁８０が蒸気タービン６４の一部として設けられ、ＨＲＳＧ２４のＩＰ  ＥＣＯＮセクション５０から蒸気タービン６４の中圧部６８の排出点への低圧蒸気の量を制御する。
【００１６】
図１の実施形態の複合サイクル発電プラント１０は、様々なその他の残りのプラント部材又は構成要素を更に含み、全てではないにしても多くは従来の構成要素からなる。これらには、復水器８２、復水ポンプ８４、高圧再熱バイパス弁８６（「カスケードバイパス」）、再熱復水バイパス弁８８（「再熱バイパス」）、及び制御コンピュータ９０が含まれる。制御コンピュータ９０は、複合サイクル発電プラント１０全体の主制御コンピュータで良く、複合サイクル発電プラント１０の制御に利用される複数のコンピュータの１つでも良い。制御コンピュータ９０は、既知の種類のプロセッサ又はコンピュータ又はプロセッサシステムからなり、内部に組み込まれ、且つ／又はプロセッサと相互作用する様々な種類のメモリ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ等）を更に含み、当該技術で周知のように、複数のコンピュータシステム間で移動可能であり、コンピュータシステム、ひいては内部にコンピュータシステムが配置される複合サイクル発電プラント１０を特定の方式で動作させるためのソフトウェア又はプログラムコードを収容するポータブルメディア形式のメモリ９２（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、又はその他のコンピュータプログラム製品）が含まれる。
【００１７】
図１に図示され、且つ以下でより詳細に説明及び例証される本発明の実施形態によれば、複合サイクル発電プラント１０は、ＨＲＳＧ２４の高圧ドラム３８の定格圧力の割合に対する、ＨＲＳＧ２４の高圧過熱器第２セクション（「ＨＰ  ＳＨ２」）２６によってもたらされる弁７６を介した蒸気タービン６４の高圧部６６への高圧蒸気流量の割合の曲線に従って又は沿って部分的に動作する。ＨＰ  ＳＨ２セクション２６からの蒸気は、ＨＲＳＧ２４からの過熱された蒸気流量の出力を表す。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に従った、ＨＲＳＧ２４の高圧ドラム３８の定格圧力の割合に対する、ＨＲＳＧ２４の高圧過熱器第２セクション（「ＨＰ  ＳＨ２」）２６によってもたらされる蒸気タービン６４の高圧部６６への高圧蒸気流量の割合の動作曲線２０２の予測モデルのグラフ２００である。図２のモデル動作曲線２０２は、例えば、実験的に作成しても良く、或いは他の何らかの適切なモデリング又はその他の方法によって作成しても良い。動作曲線２０２は、本発明の実施形態に従って、上記の既知の従来技術の下限圧力制限に関する一定又は設定値（例えば、４０％）の動作ライン２０４の代わりに利用される。図２から分かるように、モデル動作曲線２０２は、１００％未満のＨＰ蒸気流量圧力の全ての値に対して、従来技術の４０％の動作ライン２０４を下回るＨＰドラム圧力値からなる。曲線２０２は、本発明の実施形態に従って、高圧ドラム３８から出る蒸気の一定速度のラインを有する所望の動作条件を表し、高圧ドラム３８から出る蒸気の最大量を表す（図１）。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、モデル動作曲線２０２は、作成時に、ＨＲＳＧ２４内の１つ以上の様々な構成要素の１つ以上の物理的制約、例えば、高圧ドラム３８の分離能力（高圧ドラム３８から出る蒸気の最大量、及び、ひいてはそのような蒸気の一定速度を確立する要因である）、高圧及び再熱パイプ蒸気速度、セクションの圧力損失、ＨＰ蒸発器セクション３６の蒸気噴射等を考慮に入れている。ここで、これらの構成要素及びそれらの物理的制約は例示的であることに注意されたい。ＨＲＳＧ２４のその他の構成要素及びそれらの対応する物理的制約は、モデル動作曲線２０２を作成する時に、単独又は組み合わせて考慮に入れても良い。
【００２０】
更に、複合サイクル発電プラントの「１×１」構成（即ち、１つのガスタービン１２（図１）と１つの蒸気タービン６４（図１））のシステム自然圧力ライン２０６と、複合サイクル発電プラントの「２×１」構成（即ち、２つのガスタービン１２（図１）と１つの蒸気タービン６４（図１））のシステム自然圧力ライン２０８を図２に示す。システム自然圧力ライン２０６、２０８は、その時点及び未満で主蒸気停止制御弁７６が全開になる動作点を表す。図２に示す単一のモデル動作曲線２０２を、「１×１」構成又は「２×１」構成の両方に利用して良い。図２は、蒸気タービンの動作の最小流量定格垂直線２１０（例えば、ＨＰ蒸気流量の２０％）と、ガスタービン１２（図１）の動作の最小排出コンプライアンス垂直線２１２（例えば、ＨＰ蒸気流量の４０％）を更に示す。
【００２１】
図２に示す各々のシステム自然圧力ライン２０６、２０８に対して、各々上方に延在する矢印線２１４、２１６は、弁７６によって高圧タービンセクション６６に（即ち、弁７６の「絞り」によって）供給される蒸気の量の制御を示す。更に、図２に示す各々のシステム自然圧力ライン２０６、２０８に対して、各々下方に延在する矢印線２１８、２２０は、バイパス弁８６によって高圧タービンセクション６６に（即ち、弁７６の全開、つまり、対応するシステム自然圧力ライン２０６、２０８を下回る動作によって）供給される蒸気の量の制御を示す。
【００２２】
図３は、本発明の実施形態に従った、ＨＲＳＧ２４の高圧ドラム３８の定格圧力の割合に対する、ＨＲＳＧ２４の高圧過熱器第２セクション（「ＨＰ  ＳＨ２」）２６によって蒸気タービン６４の高圧部６６に供給される高圧蒸気流量の割合の実動作曲線３０２のグラフ３００である。例えば、実動作曲線３０２は、１つのガスタービン１２が動作可能である「２×１」構成の複合サイクル発電プラント１０（図１）のものであるが、その他の複合サイクル発電プラント構造（例えば、「１×１」構成）にも適する。図３の実動作曲線３０２は、図２のモデル動作曲線２０２を用いて、そのような動作の結果を検討したテストトライアルにおける複合サイクル発電プラント１０の動作から得られる。従って、実動作曲線３０２もまた、実行時に、ＨＲＳＧ２４内の１つ以上の様々な構成要素の１つ以上の物理的制約、例えば、高圧ドラム３８の分離能力、高圧及び再熱パイプ蒸気速度、セクションの圧力損失、ＨＰ蒸発器セクション３６の蒸気噴射等を考慮に入れている。
【００２３】
図３には、従来技術の４０％下限圧力ライン３０４、システム自然圧力ライン３０６、蒸気タービンの最小流量定格垂直線３０８（例えば、ＨＰ蒸気流量の２０％）、及びガスタービン１２（図１）の最小排出コンプライアンス垂直線３１０（例えば、本例示的実施形態におけるＨＰ蒸気流量の約２８％）を示す。システム自然圧力ライン３０６に関して、ＨＰ蒸気流量の１００％を超える動作は、複合サイクル発電プラント１０（図１）の一部の実施形態において（矢印線３１２によって示すように）ダクト燃焼を生じさせる。更に、図３に示すシステム自然圧力ライン３０６に対して、上方に延在する矢印線３１４は、弁７６によって高圧タービンセクション６６に（即ち、弁７６の「絞り」によって）供給される蒸気の量の制御を示す。更に、図３に示すシステム自然圧力ライン３０６に対して、下方に延在する矢印線３１６は、バイパス弁８６によって高圧タービンセクション６６に（即ち、弁７６の全開によって）供給される蒸気の量の制御を示す。
【００２４】
図３のグラフ３００の水平軸（即ち、ＨＲＳＧ  ＨＰ蒸気流量定格％）に沿った任意の点に関して、その時点のシステム自然圧力ライン３０６と実動作曲線３０２の間の距離は、蒸気タービン６４の高圧部６６に受け入れられる高圧蒸気の量の制御に起因する弁７６の「絞り」の量を表す。図３から分かるように、この距離は実動作曲線３０２のほとんどの点に関して、図３の４０％ライン３０４と図３のシステム自然圧力ライン３０６の間の距離に比べて小さくなっている。その結果、図３の実動作曲線３０２に従った動作は、弁７６全体により小さな差圧をもたらす。これにより、絞り損失の減少、蒸気タービン出力の増大、及び蒸気タービン６４の熱サイクル効率の向上がもたらされる。本例示的実施形態において、実動作曲線３０２は、ガスタービン１２（図１）の全負荷の約８５％未満に関して高圧ドラム圧力（図３の垂直軸）が低くなる。従って、実動作曲線３０２は、ＨＲＳＧ２４、ひいては部分負荷時の複合サイクル発電プラント１０の性能の向上をもたらす。
【００２５】
図１において、高圧ドラム３８は、対応する信号経路９４、例えば単一経路９４を形成する少なくとも１つの有線又は無線ライン等の上で制御コンピュータ９０に信号を提供する。経路９４上の信号は、高圧ドラム３８から出る蒸気の速度を表すものであり、高圧ドラム３８に付随する任意の適切な形式のセンサ又はその他の装置によって直接的又は間接的に検知又は測定される。本発明の実施形態によれば、制御コンピュータ９０は、制御コンピュータ９０に付随するメモリ（制御コンピュータ９０の一部として組み込まれるメモリ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ等）、又は「接続」時に制御コンピュータ９０と相互作用するポータブルメモリ９２（例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フロッピー（登録商標）ディスク等の上記のコンピュータプログラム製品の形式））に、図３の実動作曲線３０２を保存する。図３の実動作曲線３０２は、図１の複合サイクル発電プラント１０の一部又は全部を制御する制御ソフトウェア（例えば、データの形式）の一部である。即ち、実動作曲線は本発明の実施形態のコンピュータ利用発明であっても良く、実動作曲線は、制御コンピュータ９０の一部であるプロセッサによって適切なプログラム言語で組み込まれた命令によって実行されるデータからなる。
【００２６】
動作中、制御コンピュータ９０が図１の高圧ドラム３８から出る蒸気の速度を表す経路９４上の信号を受信すると、制御コンピュータ９０は、図３の実動作曲線３０２を使用して、弁７６（図１）を介して蒸気タービン６４の高圧部６６へと通過することができる高圧蒸気流の量を決定する。これは、実施形態において、主蒸気停止制御弁７６を介して蒸気タービン６４の高圧部６６へと通過するＨＲＳＧ２４のＨＰ  ＳＨ２セクション２６からの高圧蒸気の量を表す信号を提供する制御コンピュータ９０によって実行される。この信号は、対応する信号経路９６、例えば単一経路９６を形成する少なくとも１つの有線又は無線ライン等の上で提供される。本発明の実施形態の技術的効果は、弁７６全体に小さな差圧をもたらすことであり、弁７６全体の絞り損失の減少、比較的大きな蒸気タービン出力、及び蒸気タービン６４の熱サイクル効率の向上をもたらす。図３の実施形態において、実動作曲線３０２は、ガスタービン１２（図１）の全負荷の約８５％未満に関して高圧ドラム圧力（図３の垂直軸）が低くなる。従って、実動作曲線３０２は、ＨＲＳＧ２４、ひいては部分負荷時の複合サイクル発電プラント１０の性能の向上をもたらす。
【００２７】
本発明の実施形態は、高圧ドラム３８（図１）の下限圧力要求に対して比較的大きく直感物理学に基づいた制御曲線を用いて、複合サイクル発電プラントのＨＲＳＧ部分内の１つ以上の物理的制約に基づいてＨＲＳＧ内の圧力を減少させることによって、静的下限圧力要求（即ち、単一の数字−例えば、４０％）に取って代わるか、又は圧力の制御内で圧力要求をなくしさえもする。これらの物理的制約には、例えば、高圧ドラム分離能力、高圧及び低圧パイプ速度、セクションの圧力損失、及び高圧蒸発器の蒸気噴射がある。モデル制御曲線２０２（図２）は、例えば、提案された複合サイクル発電プラントのゲートサイクル（ｇａｔｅｃｙｃｌｅ）モデルを実験的に使用して、実制御曲線３０２（図３）が作成された多数のケースを実行することによって作成される。従って、本発明の実施形態に従った実制御曲線３０２は、動的下限圧力制御からなる。
【００２８】
本発明の実施形態の制御曲線を利用することで、圧力はガスタービン全負荷の約８５％未満で値が低くなっているが、これは利用するＨＲＳＧの構造に応じて変化し得る。その結果、蒸気タービンの主制御弁は弁全体で比較的低い差圧を有し、比較的少ない絞り損失、ひいては、比較的高い蒸気タービン出力及び熱サイクル効率の向上をもたらす。
【００２９】
本発明の実施形態は、主に部分負荷で動作する複合サイクル発電プラントの制御を提供する。特に、本発明の実施形態は、ＨＲＳＧシステムの実際の物理的制約又は境界内でＨＲＳＧ圧力の制御を可能にし、高圧蒸気システム内で比較的低圧を可能にする。この結果、蒸気タービン主制御弁の絞り損失が比較的少なくなり、蒸気タービン出力の増大及びサイクル効率の向上がもたらされる。
【００３０】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明がこのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解されよう。むしろ、本発明は、上述していないが本発明の精神及び範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換又は同等の構成を組み込むように修正できる。更に、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３１】
１０  発電プラント
１２  ガスタービン
１４  圧縮機セクション
１６  燃焼器
１８  タービンセクション
２０，７４  発電機
２２  排気ガス
２４  排熱回収ボイラ
２６，３４  高圧過熱器
２８，３２  再熱過熱器
３０  ダクトバーナ
３６  高圧蒸発器
３８  高圧ドラム
４０  排出制御装置
４２  高圧節炭器
４４  中圧過熱器
４６  中圧蒸発器
４８  中圧ドラム
５０，５８  中圧節炭器
５２  低圧過熱器
５４  低圧蒸発器
５６  低圧ドラム
６０  給水ポンプ
６２  出力
６４  蒸気タービン
６６  高圧部
６８  中圧部
７０  低圧部
７２  軸
７６，８０  制御弁
８２  復水器
８４  復水ポンプ
８６  再熱バイパス弁
８８  復水バイパス弁
９０  制御コンピュータ
９２  メモリ
９４，９６  信号経路
２００，３００  グラフ
２０２，３０２  動作曲線
２０４，２０６，２０８，３０４，３０６  圧力ライン
２１０，２１２，３０８，３１０  垂直線
２１４，２１６，２１８，２２０，３１２，３１４，３１６  矢印線
【図１】
2010276026.tif 000003
【図２】
2010276026.tif 000004
【図３】
2010276026.tif 000005