(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、
前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、
このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、
予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換手段と
からなる制御手段を備えるとともに、
この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項２】
ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、
この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、
このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段と
を備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、
予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、
この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換器と
からなる制御手段を備えるとともに、
この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項３】
ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、
前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、
このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、
予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換手段と、
この第１の切替手段から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限手段を並列に前記第１の切替手段の下流側に設けるとともに、
さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換手段と、
からなる制御手段を備えるとともに、
この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限手段側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御することを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項４】
ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、
この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、
このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、
予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、
この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換器と、
この第１の切替器から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限器を並列に前記第１の切替器の下流側に設けるとともに、
さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換器と、
からなる制御手段を備えるとともに、
この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限器側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項５】
請求項１記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法において、
予め決められた外部からのプロセス信号に基づいて圧力を演算する圧力設定演算手段を前記切替手段の上流側に設け、
停止時の圧力調整手段の圧力制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力のうち、少なくとも一つ以上を用いることを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項６】
請求項２記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、
予め決められた外部からのプロセス信号に基づいて圧力を演算する圧力設定演算器を前記切替器の上流側に設け、
停止時の圧力調整手段の圧力制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力のうち、少なくとも一つ以上を用いて設定値として構成したことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項７】
ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、
前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスさせ、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するとともに、
前記排熱回収ボイラを停止する際、前記タ一ビンバイパス管の前記圧力調節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御するコンバインドサイクルプラントにおいて、
前記圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力することを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。
【請求項８】
ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、
この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、
このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段と、
前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の前記圧力調節手段を主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御する制御手段と
を備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、
前記タービンバイパス管の圧力調節手段に対して変化率制限の異なる複数の変化率制限器を設け、これらを停止指令に基づいて切替可能に構成したことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【請求項９】
請求項８記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、
圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力する設定値出力手段を設けたことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換によって蒸気を発生させ、この蒸気により蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルプラントにおいて、蒸気タービンで利用可能な蒸気の損失を抑制しつつ、プラントを安全に停止するためのコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来のコンバインドサイクル発電プラントの構成を示す系統図である。図１１に示すように、ガスタービンからの高温の排気ガスは、排熱回収ボイラ（ＨＲＢ）１に導かれることにより、蒸気ドラム２内の給水が蒸発器３で蒸気にされた後、さらに過熱器４で過熱蒸気となる。この過熱蒸気は主蒸気管５を通り、蒸気加減弁（ＭＣＶ）６を経て蒸気タービン７に流入して仕事をした後、復水器８で水に戻される。
【０００３】
また、主蒸気管５にはタービンバイパス管９が接続されており、蒸気タービン７をバイパスした蒸気はタービンバイパス管９を通り、タービンバイパス弁（ＴＢＶ）１０を経て復水器８に導かれ水に戻される。そして、主蒸気管５には主蒸気圧力センサ１１が取り付けられている。
【０００４】
図１２は従来のコンバインドサイクルプラントの停止方法による回路構成を示すブロック図である。また、図１２はタービンバイパス弁（ＴＢＶ）１０の制御方法を示し、このタービンバイパス弁１０は電気信号を空気出力に変換する電空変換器１２により開度が調整され、この電空変換器１２にはＰＩＤ演算器１３からの電気信号が入力される。
【０００５】
このＰＩＤ演算器１３は、ＰＶ（プロセス値）部へ与えられた入力をプロセス値とし、ＳＶ（セット値）部へ入力された値を圧力制御設定値としてΡＩＤ制御を行うものである。ＰＩＤ演算器１３のＰＶ部には、主蒸気圧力センサ１１の出力である主蒸気圧力ａが入力する一方、ＳＶ部には切替器１４の出力である圧力制御設定値ｂが入力する。
【０００６】
切替器１４は、切替指令ｃが成立したときにＭＣＶ閉時圧力ｄを選択し、切替指令ｃが未成立のときに実圧トラッキング圧力ｅを選択して出力する。記憶器１５は切替指令ｃが成立すると、そのときの主蒸気圧力ａの値を記憶し、切替指令ｃが未成立になるまで保持する。実圧トラッキング圧力ｅは、主蒸気圧力ａに信号発生器１６から出力されたトラッキングバイアスｆを加算器１７で加算した圧力である。
【０００７】
オア回路１８は、切替指令ｃとＭＣＶ（蒸気加減弁）閉指令ｇとの論理和をとるものであり、ＭＣＶ閉指令ｇが出力された時だけ切替指令ｃを出力する。そして、解列信号ｈが出力されると、記憶器１５で保持した主蒸気圧力ａの値を解除する。
【０００８】
このような回路により制御された場合の停止時のタイムチャートを図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）に示す。プラントに対し停止指令が出力されると、図１３（Ｃ）に示すようにガスタービン（ＧＴ）が負荷降下を行い、燃料流量を絞っていくため、入熱量が低下し、（Ａ）に示すように主蒸気圧力ａは次第に低下していく。
【０００９】
この時、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値（ＳＶ）ｂは、切替器１４により実圧トラッキング圧力ｅが選択されており、主蒸気圧力ａよりトラッキングバイパスｆだけ高い値となっている。ここで、（Ｄ）に示すように発電機出力が所定の値まで低下すると、蒸気加減弁（ＭＣＶ）６は蒸気タービン７への蒸気の流入を遮断するため、（Ｂ）に示すように閉動作を開始する。
【００１０】
−方、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂは、この瞬間の主蒸気圧力ａを記憶した値であるＭＣＶ閉時圧力ｄに固定される。ここで、蒸気加減弁（ＭＣＶ）６が閉止するため、蒸気ドラム２から発生した蒸気は圧力が上昇し、（Ａ）に示すように圧力制御設定値ｂを超えようとするため、タービンバイパス弁１０が開いて主蒸気を復水器８に逃がし、主蒸気圧力を圧力制御設定値ｂに保持する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように従来技術による停止方法では、蒸気ドラム２のドラム圧力を逃がしながら停止しているため、次回起動する際に、時間がかかるという問題があった。また、停止の際にタービンバイパス弁１０が開いて蒸気タービン７で利用可能な蒸気を捨てることとなるため、熱エネルギーが損失し、不経済である問題があった。
【００１２】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、蒸気の損失を低減しつつ、安全に排熱回収ボイラを停止するコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１の停止方法は、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換手段とからなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２の停止装置は、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換器とからなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の停止方法は、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換手段と、この第１の切替手段から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限手段を並列に前記第１の切替手段の下流側に設けるとともに、さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換手段と、からなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限手段側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の停止装置は、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換器と、この第１の切替器から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限器を並列に前記第１の切替器の下流側に設けるとともに、さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換器と、からなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限器側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５の停止方法は、請求項１記載のコンバインドサイクルプラントの停止方法において、予め決められた外部からのプロセス信号に基づいて圧力を演算する圧力設定演算手段を前記切替手段の上流側に設け、停止時の圧力調整手段の圧力制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力のうち、少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする。
【００１８】
請求項６の停止装置は、請求項２記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、予め決められた外部からのプロセス信号に基づいて圧力を演算する圧力設定演算器を前記切替器の上流側に設け、停止時の圧力調整手段の圧力制御設定値を、ガスタービン排気ガス温度，蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力のうち、少なくとも一つ以上を用いて設定値として構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の停止方法は、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスさせ、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するとともに、前記排熱回収ボイラを停止する際、前記タ一ビンバイパス管の前記圧力調節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御するコンバインドサイクルプラントにおいて、前記圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力することを特徴とする。
【００２０】
請求項８の停止装置は、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段と、前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の前記圧力調節手段を主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御する制御手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、前記タービンバイパス管の圧力調節手段に対して変化率制限の異なる複数の変化率制限器を設け、これらを停止指令に基づいて切替可能に構成したことを特徴とする。
【００２１】
請求項９の停止方法は、請求項８記載のコンバインドサイクルプラントの停止装置において、圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定し、その後この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力する設定値出力手段を設けたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の第１実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図である。なお、従来と同一または対応する部分には図１２と同一の符号を用いて説明する。
【００２９】
この第１実施形態において、タービンバイパス管９の圧力調整手段としてのタービンバイパス弁１０は、従来例と同様に電気信号を空気出力に変換する電空変換器１２により開度が調整され、この電空変換器１２にはＰＩＤ演算器１３からの電気信号が入力される。
【００３０】
このＰＩＤ演算器１３は、ＰＶ部へ与えられた入力をプロセス値とし、ＳＶ部へ入力された値を圧力制御設定値としてΡＩＤ制御を行うものである。ＰＩＤ演算器１３のＰＶ部は主蒸気圧力センサ１１の出力である主蒸気圧力ａが入力する一方、ＳＶ部は切替器１４の出力である圧力制御設定値ｂが入力する。
【００３１】
切替器１４は、切替指令ｃが成立したときに停止時圧力ｉを選択し、切替指令ｃが未成立のときに実圧トラッキング圧力ｅを選択して出力する。記憶器１５は切替指令ｃが成立すると、そのときの主蒸気圧力ａの値を記憶し、切替指令ｃが未成立になるまで保持する。実圧トラッキング圧力ｅは、信号発生器１６から出力されたトラッキングバイアスｆを加算器１７で主蒸気圧力ａに加算した圧力である。
【００３２】
オア回路１８は、切替指令ｃと停止指令ｊとの論理和をとるものであり、停止指令ｊが出力された時だけ切替指令ｃを出力する。そして、解列信号ｈが出力されると、記憶器１５で保持した主蒸気圧力ａの値を解除する。
【００３３】
すなわち、第１実施形態では、従来例の回路構成を示す図１２に対し、記憶器１５からの出力を選択する切替指令ｃのタイミングを与える条件として停止指令ｊを使用するように変更したものである。この停止指令ｊとしては、プラント停止指令またはガスタービンの停止指令が挙げられる。
【００３４】
そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，記憶器１５，信号発生器１６，加算器１７，オア回路１８，停止指令ｊおよび解列信号ｈにより制御手段１９が構成され、この制御手段１９は停止指令ｊの成立にてタービンバイパス管９のタービンバイパス弁１０の開度制御を開始する。
【００３５】
したがって、停止指令ｊが成立した瞬間の主蒸気圧力がタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂとなるため、蒸気加減弁６の閉開始時点の主蒸気圧力がタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値となる従来の停止方法に比して、蒸気加減弁６の閉動作中に主蒸気圧力ａの上昇が発生してもタービンバイパス弁１０が開くことなく制御を継続できる。
【００３６】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３７】
第１実施形態による停止時のタイムチャートを図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。従来と同様に、プラントの停止指令ｊが成立すると、ガスタービン（ＧＴ）が負荷降下を開始し、入熱が減少するため、主蒸気圧力ａが下がり始める。
【００３８】
しかし、この時点で既にタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂは、停止指令時の主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆを加算した値に固定されている。このため、蒸気加減弁６が閉動作を開始し、主蒸気圧力ａが上昇しても、直ちにタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂを超えることはなく、タービンバイパス弁１０が全閉のままプラントは停止する。これにより、蒸気タービン７で利用可能な蒸気の捨てる量をなくし、安全にプラントを停止させることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、タービンバイパス管９のタービンバイパス弁１０を、その時点の蒸気ドラム２の圧力または蒸気管圧力を設定値として制御を開始するプラント条件に、停止指令ｊの成立を使用したが、ＭＣＶ閉指令より時間的に前であれば、その他、決められたプラント条件が成立した時点の信号であってもほぼ同様の効果が得られる。また、上記停止指令としては、プラント停止指令やガスタービンの停止指令が挙げられる。
【００４０】
図３は本発明の第２実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図、図４（Ａ）〜（Ｄ）は第２実施形態による停止時のタイムチャートである。なお、前記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明する。以下の各実施形態についても同様である。
【００４１】
図３において、本実施形態では前記第１実施形態のように切替器１４，記憶器１５およびオア回路１８を設置せず、また停止指令ｊ，解列信号ｈおよび切替指令ｃも用いることなく、ＰＩＤ演算器１３と加算器１７との間に、変化率制限器２０が配置されている。そして、ＰＩＤ演算器１３，信号発生器１６，加算器１７および変化率制限器２０により制御手段２１が構成され、この制御手段２１は排熱回収ボイラ１を停止する際のタービンバイパス管９のタービンバイパス弁１０を、主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を加算した値を設定値として制御する。
【００４２】
このように本実施形態によれば、図４に示すようにタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂは、常に主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を加算した実圧トラッキング圧力ｅの値に制御されることから、停止時に蒸気加減弁６が閉動作し、主蒸気圧力ａが上昇しても、タービンバイパス弁１０は全閉のままとなり、蒸気タービン７で利用可能な蒸気の捨てる量をなくし、安全にプラントを停止させることができる。
【００４３】
但し、プラントの異常などによる急激な主蒸気圧力ａの上昇に対しては、実圧トラッキング圧力ｅに対して変化率制限器２０を設けたことから、タービンバイパス弁１０が開となって蒸気圧力を逃がすことができる。
【００４４】
なお、第２実施形態において、変化率制限の設定値が異なる変化率制限器を追加して複数配置し、主蒸気圧力値が比較的一定のままとなる通常運転時は、変化率制眼値を小さく設定した変化率制限器を使用し、停止時は変化率制限値を大きく設定した変化率制限器に停止指令を用いて切り替え、停止時のタービンバイパス弁１０の開動作を少なくするようにしてもよい。
【００４５】
また、排熱回収ボイラ１や蒸気タービン７などの機器の損耗を防ぐためには、そのメタル温度の変化率を一定以下とする必要があるが、プラント停止時に蒸気圧が急激に上昇すると、蒸気の飽和温度が急激に上昇し、これに伴い蒸気温度が急激に変化し、機器のメタル温度を急変させ、機器の寿命消費を早める不具合が生じる。このため、変化率制限の設定値が異なる変化率制限器を追加し、停止時は変化率制限の設定値を大きいものに停止指令を用いて切り替え、前記の急激なメタル温度変化を防ぐようにしてもよい。
【００４６】
さらに、本実施形態においては、排熱回収ボイラ１を停止する際にタービンバイパス弁１０の制御設定値とするために加算するバイアス値を、停止時は通常運転中の値とは別の値に切り替えるようにしてもよい。
【００４７】
図５は本発明の第３実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図、図６（Ａ）〜（Ｄ）は第３実施形態による停止時のタイムチャートである。
【００４８】
図５に示すように、本実施形態では、従来の回路構成を示す図１２において、ＰＩＤ演算器１３と切替器１４との間に、通常用制限器２２と停止用制限器２３とを並列に設けるとともに、これらと切替器２４を直列に接続している。
【００４９】
したがって、通常用制限器２２と停止用制限器２３とを並列に設けたことにより、圧力制限値の上下限が設定され、通常用制限器２２は第２実施形態のように機器のメタル温度に合わせて設定された変化率の制限器である一方、停止用制限器２３の圧力制限値は、ガスタービンの排気ガス温度に対応して求められた値に設定される。そして、ＭＣＶ閉指令ｇにより蒸気加減弁６が閉まり始めた時点で、切替器２４によって通常用制限器２２から停止用制限器２３に切り替える。
【００５０】
そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，記憶器１５，信号発生器１６，加算器１７，オア回路１８，通常用制限器２２，停止用制限器２３，切替器２４，ＭＣＶ閉指令ｇおよび解列信号ｈにより制御手段２５が構成される。
【００５１】
ところで、プラント停止時に蒸気ドラム２の圧力が上昇し過ぎると、発生蒸気の飽和温度が上昇する。ここで、プラント停止中はガスタービンの排気ガス温度が徐々に低下していくため、この排気ガス温度が過熱器４内の蒸気の飽和温度より低くなると、過熱器４内の蒸気の冷却現象が発生し、最悪の場合はドレンが発生するなどの不具合が生じる。過熱器４でドレンが生成されると蒸気加減弁６が開いている状態では、このドレンが蒸気タービン７に流入し、蒸気タービン翼を損傷させる可能性がある。
【００５２】
また、過熱器４でのドレン発生はドレンアタックによる過熱器４の損傷、また停止後の再起動にて発生したドレンを捨てる必要があるため、起動時間が延びてしまうなどの問題がある。
【００５３】
これに対し本実施形態によれば、通常用制限器２０と停止用制限器２１を並列に設けたことにより、図６に示すように停止時に主蒸気圧力ａがこの停止用制限器２１の圧力制限値を超えた時点で、タービンバイパス弁１０が開き、蒸気圧力が上昇し過ぎないように制御することができ、上述した不具合を解消することができる。
【００５４】
図７は本発明の第４実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図、図８（Ａ）〜（Ｅ）は第４実施形態による停止時のタイムチャートである。第３実施形態の説明で述べたドレン発生の問題に対しての別の解決方法として第４実施形態がある。
【００５５】
コンバインドサイクルプラントでは、蒸気ドラム２圧力の変圧運転を行う場合が多いため、過熱器４での冷却現象が発生する圧力を一定の値として設定することが困難である。このため第４実施形態では、過熱器４などでの冷却現象が発生するための指標として、ガスタービン排気ガス温度（ＥＸＨＴ）ｌを用い、圧力調整手段としてのタービンバイパス弁１０の停止時圧力制御設定値ｋを設定する。なお、上記のようにガスタービン排気ガス温度に限らず、蒸気温度，蒸気圧力，蒸気タービンメタル温度，ドラム圧力の少なくとも１つを使用してもよい。
【００５６】
すなわち、第４実施形態では、例えば図７に示すようなガスタービン排気ガス温度ｌと停止時圧力設定演算器２６を用いてタービンバイパス弁１０の圧力制御を行う。この停止時圧力設定演算器２６は、ガスタービン排ガス温度ｌを飽和温度とする圧力を演算により求めて出力する演算器である。
【００５７】
そして、ＰＩＤ演算器１３，切替器１４，信号発生器１６，加算器１７，オア回路１８，停止時圧力設定演算器２６，ＭＣＶ閉指令ｇ，解列信号ｈおよびガスタービン排ガス温度ｌにより制御手段２７が構成される。
【００５８】
したがって、図８（Ａ）に示すように、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂは、ＭＣＶ閉指令ｇが出力されるまで主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆを加算した値に固定されており、ＭＣＶ閉指令ｇが出力されると、切替器１４は停止時圧力制御設定値ｋに切り替えられる。そして、解列信号ｈが出力された場合、圧力制御設定値ｂは切替器１４によりトラッキングバイアスｆを加算した値となる。
【００５９】
また、ガスタービン（ＧＴ）トリップ時は、ガスタービン排ガス温度ｌが急激に低下することで、停止時圧力制御設定値ｋも急激に低下するが、この時には既に解列しているので、圧力制御設定値ｂはトラッキングバイアスｆを加算した値となっており、プラント動作に影響を与えない。
【００６０】
このように本実施形態によれば、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをガスタービン排ガス温度ｌに基づいて停止時圧力設定演算器２６により設定することで、過熱器４などでの冷却現象が発生する圧力以上に蒸気圧力を制御し、どのような運転状態からの停止でも、上記の不具合を解消することができる。
【００６１】
図９は本発明の第５実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図、図１０（Ａ）〜（Ｄ）は第５実施形態による停止時のタイムチャートである。
【００６２】
排熱回収ボイラ１や蒸気タービン７などの機器の損耗を防ぐためには、そのメタル温度の変化率を一定以下とする必要があるが、プラント停止時に蒸気圧力が急激に上昇すると、蒸気の飽和温度が急激に上昇し、これに伴い蒸気温度が急激に変化し、機器のメタル温度を急変させ、機器の寿命消費を早める不具合が生じる。
【００６３】
この不具合を防止するため、本実施形態では図９および図１０に示すように、圧力調整手段としてのタービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをＭＣＶ閉指令を用いてタービンバイパス管９の圧力までステップダウンするものである。
【００６４】
すなわち、本実施形態では、図９に示すように図３の第２実施形態の構成に加え、加算器１７と変化率制限器１９との間に切替器２８が配置され、この切替器２８にはＭＣＶ閉指令ｇがワンショット回路２９を介して入力される一方、変化率制限器１９にはＭＣＶ閉指令ｇがワンショット回路２９およびノット回路３０を介して入力される。
【００６５】
また、信号発生器１６から出力されたトラッキングバイアスｆは、減算器３１にも入力され、この減算器３１において変化率制限器１９の出力信号からトラッキングバイアスｆ分を減算し、この減算した信号が切替器２８に入力される。
【００６６】
そして、信号発生器１６，加算器１７，変化率制限器１９，切替器２８，ワンショット回路２９，ノット回路３０，減算器３１およびＭＣＶ閉指令ｇにより設定値出力手段３２が構成されている。
【００６７】
この設定値出力手段３２は、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂを停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管９の圧力に一旦設定し、その後この値にトラッキングバイアスｆ値を加算した値に変化率制限器１９で変化率の制限をかけて設定値として出力する。
【００６８】
ここで、切替器２８は、ワンショット回路２９の出力が０の時、実圧トラッキング圧力ｅを選択する一方、ワンショット回路２９の出力が１の時、減算器３１によりトラッキングバイアスｆ値が減算された主蒸気圧力ａを選択する。
【００６９】
また、変化率制限器１９は、ノット回路２８の出力が０の時、その出力側には入力側の信号に変化率制限をかけていない信号が出力される一方、ノット回路２８の出力が１の時には、出力側に入力側の信号に変化率制限をかけている信号が出力される。
【００７０】
次に、第５実施形態の作用について説明する。
【００７１】
プラントの停止指令ｊが成立すると、ガスタービン（ＧＴ）が負荷降下を開始し、入熱が減少するため、主蒸気圧力が下がり始める。すなわち、ＭＣＶ閉指令ｇが入力されないと、切替器２６は切り替えられることなく、主蒸気圧力ａにトラッキングバイアスｆ値を加算した実圧トラッキング圧力ｅに変化率の制限をかけた圧力制御設定値として出力される。
【００７２】
また、ＭＣＶ閉指令ｇが入力されると、ワンショット回路２７が作動して切替器２８を減算器３１からの信号に切り替え、トラッキングバイアスｆ値が減算された主蒸気圧力ａに変化率の制限をかけない圧力制御設定値として出力される。
【００７３】
このように本実施形態によれば、タービンバイパス弁１０の圧力制御設定値ｂをＭＣＶ閉指令ｇを用いてタービンバイパス管１０の圧力までステップダウンすることより、ＭＣＶ閉止開始時のドラム圧力上昇時に、第２実施形態に比べて、先行的にタービンバイパス管１０を開くことができるので、上述した不具合を解消することができる。その後、蒸気ドラム２の圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御することにより、第２実施形態と同様の運転を行うことが可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の停止方法によれば、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換手段とからなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御するので、プラントの停止過程時、タ一ビンバイパス管を通じて蒸気タービンをバイパスして復水器に排気される蒸気量を低減しつつ、安全にプラントを停止することができる。その結果、次回の起動時間を短縮することができる。
【００７５】
請求項２の停止装置によれば、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的にＰＩＤ演算器に出力する切換器とからなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、プラント停止指令およびガスタービン停止指令のいずれかが成立した時点の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたので、請求項１と同様の効果が得られる。
【００７６】
請求項３の停止方法によれば、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスするとともに、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換手段と、この第１の切替手段から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限手段を並列に前記第１の切替手段の下流側に設けるとともに、さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換手段と、からなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限手段側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御するので、停止過程時、コンバインドサイクルプラントに無駄のない安定運転を行わせることができる。
【００７７】
請求項４の停止装置によれば、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、予め決められたプラント条件成立時の主蒸気圧力値を記憶する記憶器と、この記憶器から読み出される主蒸気圧力値と、主蒸気圧力値にバイアス値を加えた実圧トラッキング圧力値とを選択的に出力する第１の切換器と、この第１の切替器から出力される圧力値の上限および下限を設定する２つの制限器を並列に前記第１の切替器の下流側に設けるとともに、さらにこの下流側に上限値または下限値を選択的にＰＩＤ演算器に出力する第２の切換器と、からなる制御手段を備えるとともに、この制御手段は、主蒸気管に設けた蒸気加減弁の閉指令に基づいて切替えた制限器側の圧力信号を圧力制御設定値として前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の圧力調節手段を制御する構成にしたので、必要以上のタービンバイパス運転を制限して無駄なエネルギの消費を抑制することができる。
【００８０】
請求項７の停止方法によれば、ガスタービンの排気ガスと排熱回収ボイラの給水との熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動する一方、前記蒸気タービンをタービンバイパス管を通してバイパスさせ、このタービンバイパス管の圧力を圧力調節手段により調節するとともに、前記排熱回収ボイラを停止する際、前記タ一ビンバイパス管の前記圧力調節手段を、主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御するコンバインドサイクルプラントにおいて、前記圧力調整手段の制御設定値を停止指令またはプラント条件を用いてタービンバイパス管の圧力に一旦設定した後、この値にバイアス値を加算した値に変化率の制限をかけて設定値として出力するので、コンバインドサイクルプラントにきめ細かく無駄のない安定運転を行わせることができる。
【００８１】
請求項８の停止装置によれば、ガスタービンの排気ガスと熱交換を行い蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管と、この主蒸気管に接続され前記蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス管と、このタービンバイパス管に設けた圧力調節手段と、前記排熱回収ボイラを停止する際の前記タービンバイパス管の前記圧力調節手段を主蒸気圧力にバイアス値を加算した値を設定値として制御する制御手段とを備えたコンバインドサイクルプラントにおいて、前記タービンバイパス管の圧力調節手段に対して変化率制限の異なる複数の変化率制限器を設け、これらを停止指令に基づいて切替可能に構成したので、請求項７と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図。
【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第１実施形態による停止時のタイムチャート。
【図３】本発明の第２実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図。
【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第２実施形態による停止時のタイムチャート。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図。
【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第３実施形態による停止時のタイムチャート。
【図７】本発明の第４実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図。
【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は第４実施形態による停止時のタイムチャート。
【図９】本発明の第５実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの停止方法およびその停止装置による回路構成を示すブロック図。
【図１０】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第５実施形態による停止時のタイムチャート。
【図１１】従来のコンバインドサイクル発電プラントの構成を示す系統図。
【図１２】従来のコンバインドサイクルプラントの停止方法および装置による回路構成を示すブロック図。
【図１３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は従来のコンバインドサイクルプラントの停止時のタイムチャート。
【符号の説明】
１  排熱回収ボイラ
２  蒸気ドラム
３  蒸発器
４  過熱器
５  主蒸気管
６  蒸気加減弁
７  蒸気タービン
８  復水器
９  タービンバイパス管
１０  タービンバイパス弁
１１  主蒸気圧力センサ
１２  電空変換器
１３  ＰＩＤ演算器
１４  切替器
１５  記憶器
１６  信号発生器
１７  加算器
１８  オア回路
１９  制御手段
２０  変化率制限器
２１  制御手段
２２  通常用制限器
２３  停止用制限器
２４  切替器
２５  制御手段
２６  停止時圧力設定演算器
２７  制御手段
２８  切替器
２９  ワンショット回路
３０  ノット回路
３１  減算器
３２  設定値出力手段
【図１】
0003697310.tif 000002
【図２】
0003697310.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003697310.tif 000008
【図８】
0003697310.tif 000009
【図９】
0003697310.tif 000010
【図１０】
0003697310.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003697310.tif 000013
【図１３】
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