(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器からの燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、このガスタービンからの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラと、このボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンとからコンバインドサイクル発電プラントを構成し、前記排熱回収ボイラと蒸気タービンを連絡する蒸気系に安全弁を設置し、この安全弁の作動テストを行なう方法において、安全弁の作動テストを行なう際、ガスタービンを無負荷あるいは極低負荷で運転させつつ蒸気系を通して蒸気タービンに蒸気を流入させた状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を絞り込んで蒸気系の圧力を上昇させ、安全弁を作動させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【請求項２】
ガスタービンの燃焼用空気を圧縮する空気圧縮機に入口ガイドベーンを設け、この入口ガイドベーンを安全弁の作動テストの際、予め設定された角度より開いて吸込空気量を増大させてガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温度を下げる請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【請求項３】
安全弁の作動テストを行なう際、ガスタービンの燃焼用空気を圧縮する空気圧縮機に吸入される空気を強制冷却させてガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温度を下げる請求項１または２に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【請求項４】
蒸気系は蒸気タービンの高圧タービンを駆動させる主蒸気系と、高圧タービンからのタービン排気を再加熱する再熱蒸気系とを少なくとも有し、再熱蒸気系に並設された複数のインターセプト弁を用いて再熱蒸気系の安全弁を作動テストする際、複数のインターセプト弁のうちの少なくとも１つを全閉し、残りのインターセプト弁を絞ることにより、再熱蒸気系内の圧力を上昇させ、再熱蒸気系の安全弁の作動テストを行なう請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【請求項５】
安全弁の作動テストを行なう際、蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を最低開度近傍で所要時間保持した後に一時的に全閉させ、蒸気系内の圧力を上昇させて安全弁の作動テストを行なう請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【請求項６】
蒸気系に蒸気加減弁の上流側から蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス回路を設け、安全弁の作動テストを行なう際、蒸気タービンバイパス回路に設けたバイパス弁と蒸気加減弁の弁操作を協働させ、蒸気タービンに流入する蒸気の大部分あるいは全部がタービンバイパス回路を通るようにした上で、前記バイパス弁の絞り込み操作を行なって蒸気系内の圧力を上昇させ、安全弁を作動させる請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクル発電プラントはガスタービンプラントと蒸気タービンプラントとを組み合せたもので、高効率発電プラントとして注目されている。コンバインドサイクル発電プラントは、燃料を燃焼させた燃焼ガスで駆動されるガスタービンとガスタービンからの排ガスを熱源として蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この発熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、上記ガスタービンや蒸気タービンで駆動される発電機を主な構成機器として備える。
【０００３】
一方、我国では、排熱回収ボイラ等のボイラやボイラ付属設備には、その耐圧部を保護する安全弁の設置が法律（省令）により義務付けられている。
【０００４】
安全弁は、ボイラやその付属設備において、最高使用圧力が同じ箇所に、１個または複数個設けられ、その弁容量の合計は最大通過蒸気量以上で、かつ最初の１つの安全弁の作動圧力が最高使用圧力以下に設定されている。一般に、ボイラやボイラ付属設備の耐圧部の最高使用圧力は、プラント運用上起こり得る最も高い圧力に設計上の裕度を付加して決定されるので、安全弁の作動圧力は、プラント運用上の最高圧力より１０〜２０％程度高い圧力となっている。
【０００５】
安全弁はボイラやその付属設備の耐圧部を保護するために設けられるものであり、発電プラントの建設時あるいは定期検査時に一旦安全弁を分解したら、安全性の確認と弁機能保護のために、安全弁の作動テストが行なわれる。
【０００６】
従来から行なわれている安全弁の作動テストは、次の２つの方法に大別される。
【０００７】
１つは、安全弁のより簡便な作動テスト方法であり、安全弁のばねを予めジャッキ等を用いて圧縮し、弁作動がし易いアシスト状態で安全弁を作動させてテストを行なう方法で、ジャッキアップ方式と呼ばれている。このジャッキアップ方式では、安全弁の作動圧力の５０〜８０％程度の圧力で弁作動させることができ、簡便な方法である。
【０００８】
他の１つは、外的なアシストを用いず、耐圧部の圧力を実際の安全弁の作動圧力まで上昇させて弁作動テストを行なう方法であり、実圧方式と呼ばれている。実圧方式の安全弁の作動テストは耐圧部を安全弁作動圧力、すなわちほぼ最高使用圧力まで昇圧させて弁作動させるので、ジャッキアップ方式に較べ安全弁の作動環境をより正確に再現できるメリットがある。このため、実圧方式の安全弁作動テストは、ジャッキアップ方式と較べ、ジャッキの設置やこの設置に伴う諸調整が不要な上に、作動環境の再現が圧力的にほぼ完全である優れたテスト方法であるので、実圧方式の安全弁作動テストの採用が望まれる。
【０００９】
実圧方式の安全弁作動テストを実施した発電プラントに、図２に示すようにガスタービンを備えない火力発電プラントがある。
【００１０】
この火力発電プラントは、ボイラ１内で主バーナ２により燃料を燃焼させて蒸発器（水管）３や過熱器４で蒸気を発生させる。符号２ａは点火バーナである。発生した蒸気を主蒸気系５を介して蒸気タービン６の高圧タービン７に供給して仕事をさせる一方、高圧タービン７で仕事した蒸気を再熱蒸気系８に設けられた再熱器９で加熱して再熱蒸気を生成し、この再熱蒸気を中圧タービン１０、続いて低圧タービン１１に案内し、蒸気タービン６を駆動している。この蒸気タービン６の駆動により発電機１２で発電せしめられる一方、蒸気タービン６で仕事をした膨脹蒸気は復水器１３に案内されて冷却され、復水となる。
【００１１】
この火力発電プラントには主蒸気系５に安全弁１５が備えられる一方、再熱蒸気系８にも再熱器９の入口側および出口側に安全弁１６が備えられる。
【００１２】
図１に示す火力発電プラントで安全弁１５，１６の作動テストを行なう場合には、初めに、主蒸気系５の主蒸気塞止弁（ＭＳＶ）１８と主蒸気加減弁（ＭＣＶ）１９および再熱蒸気系８の再熱止め弁（ＲＳＶ）２０とインターセプト弁（ＩＣＶ）２１を全閉するとともに、再熱蒸気系８の高圧タービン排気側に設けた再熱短管２２を取り外し、再熱器９側と蒸気タービン６側双方を盲板等で閉止する。このようにしてボイラ１と蒸気タービン６を分離させる。
【００１３】
次に、主蒸気系５に設置の過熱器４出口側の安全弁１５を作動テストするときには、極低負荷でボイラ１のバーナ２を焚いて主蒸気系５を昇圧させる。このとき、ボイラ細管（熱交換管）の過熱を防ぐために、主蒸気系５のドレン弁２３を開放しておき、ボイラ細管を通る必要最低限の蒸気量を確保する。過熱器４の安全弁１５の作動テスト時には、再熱器９に蒸気は流れないが、再熱蒸気系８のドレン弁２４も開放させておき、再熱器９の昇圧を防ぐとともに、再熱器細管等のメタル温度が許容値を超えないようにバーナ２を調節し、再熱器９を保護する。
【００１４】
主蒸気系５の圧力が上昇し、安全弁１５の作動圧力に達して安全弁１５が作動したら、作動状態をチェックしてボイラ１のバーナ２を消火し、安全弁１５の作動テストが終了する。
【００１５】
次に、再熱蒸気系８の安全弁１６の作動テストを行なう。この場合には、予め設置されたボイラ主蒸気系５から再熱蒸気系８への安全弁テスト用連絡管２５の閉止板２６を取り外し、代りに連絡短管を挿入して接続する。その後、ボイラ１のバーナ２を極低負荷で焚き、主蒸気系５からの蒸気で再熱蒸気系８を昇圧させて安全弁１６の作動テストを行なう。
【００１６】
従来の火力発電プラントにおける実圧方式の安全弁作動テストは、主蒸気系５の安全弁１５については主蒸気系５の主蒸気塞止弁１８と主蒸気加減弁１９を全閉し、再熱蒸気系８の高圧タービン排気側に設けられる閉止板を併用し、ボイラ１と蒸気タービン６を分離して行なう。また、再熱蒸気系８の安全弁１６については、テスト用連絡管２５を用いて再熱蒸気系８を昇圧させて弁作動を行なう。これらの安全弁１５，１６の作動テストにおいて、再熱器９を含むボイラ細管（熱交換管）の保護のために、ボイラ１のバーナ２は極低負荷で運転し、主蒸気系５や再熱蒸気系８に適正な昇圧率を確保するために、バーナ２の点火・消火を繰り返し、火力を調整することが一般に行なわれている。
【００１７】
火力発電プラントに適用される実圧方式の安全弁作動テストをコンバインドサイクル発電プラントに適用すると、図３に示すように表わされる。
【００１８】
このコンバインドサイクル発電プラント３０はガスタービンプラント３１と蒸気タービンプラント３２を組み合せたものである。
【００１９】
コンバインドサイクル発電プラント３０のガスタービンプラント３１は空気圧縮機３３で圧縮された空気を燃焼器３４で燃料とともに燃焼させ、その燃焼ガスをガスタービン３５に案内してガスタービン３５を駆動させ、仕事をしている。ガスタービン３５で仕事をし、膨脹した排気ガスは、再熱式の排熱回収ボイラ３６に送られ、この排熱回収ボイラ３６にて蒸気タービンプラント３２の蒸気タービン３７駆動用蒸気を発生させている。
【００２０】
排熱回収ボイラ３６の高圧蒸発器４０で加熱された蒸気は高圧ドラム４１を経て過熱器４２で過熱され、主蒸気系４３を通り、蒸気タービン３７の高圧タービン４４に流入して仕事をする。高圧タービン４４で仕事をした蒸気は高圧タービン排気系の再熱蒸気系４５を通り、再熱器４６にて再び加熱され、再熱蒸気となって中圧タービン４７に送られ、仕事をする一方、中圧タービン４７で仕事をした蒸気は、続いて低圧タービン４８に送られて仕事をし、発電機４９を駆動させ、発電を行なう。
【００２１】
一方、蒸気タービン３７の中圧タービン４７には、中圧蒸発器５０で加熱された蒸気が中圧ドラム５１を経て中圧過熱器５２で過熱され、この加熱蒸気が中圧蒸気系５３を経て高圧タービン４４からのタービン排気と合流し、再熱器４６で再熱されて案内されるようになっている。また、低圧タービン４８には、低圧蒸発器５５で加熱された蒸気が低圧ドラム５６を経て低圧過熱器５７で過熱され、低圧蒸気系５８を経て流れ、中圧タービン４７からのタービン排気と合流して案内されるようになっている。
【００２２】
ところで、一軸型コンバインドサイクル発電プラントは蒸気タービン３７とガスタービン３５とが共通の駆動軸で相互に作動連結され、発電機４９を駆動させるようになっている。多軸型コンバインドサイクル発電プラントには蒸気タービン３７とガスタービン３５はそれぞれ発電機４９に個別に連結されている。
【００２３】
蒸気タービン３７の低圧タービン４８で仕事をし、膨脹した蒸気は復水器６０で冷却されて復水となる。この復水は図示しない復水給水系を経て排熱回収ボイラ３６側に戻される。
【００２４】
このコンバインドサイクル発電プラント３０には、排熱回収ボイラ３６の高中低圧ドラム４１，５１，５６に安全弁６１，６２，６３がそれぞれ設けられ、主（高圧）蒸気系４３、中圧蒸気系５３、低圧蒸気系５８および再熱蒸気系４５にも安全弁６５，６６，６７，６８がそれぞれ設けられている。
【００２５】
コンバインドサイクル発電プラント３０において、主（高圧）蒸気系４３の安全弁６１，６５の作動テストを行なう場合、排熱回収ボイラ３６と蒸気タービン３７とを分離させるために、主蒸気系４３の高圧（主）蒸気塞止弁（ＭＳＶ）７０、高圧（主）蒸気加減弁（ＭＣＶ）７１、再熱蒸気止め弁（ＲＳＶ）７２、インターセプト弁（ＩＣＶ）７３、中圧蒸気加減弁（ＩＣＶ）７４、低圧蒸気止め弁（ＬＳＶ）７５および低圧蒸気加減弁（ＬＣＶ）７６を全閉する。同時に高圧タービン排気側の再熱蒸気系４５から再熱短管７７を取り外し、火力発電プラントの主蒸気系安全弁の作動テストと同様に、両側を閉止板（図示せず）で閉止する。
【００２６】
このとき、一軸型コンバインドサイクル発電プラント等で、ガスタービン３５の運転中に蒸気タービン３７を冷却する必要がある場合には、前述した各弁のうちいずれかを開弁させるか、あるいは独立した冷却蒸気系統を設け、蒸気タービン３７に必要な冷却蒸気量を供給して冷却するようになっている。
【００２７】
その際、再熱蒸気系４５は再熱器４６の入口側および出口側が共に閉止されるので、再熱器４６の温度とその周りを流れる排ガス温度がほぼ同一となる。このため、ガスタービン３５の運転は、排熱回収ボイラ３６の再熱器４６周辺の温度が再熱器４６の温度制限値を超えないことが必要である。一般に、ガスタービン３５を極低負荷あるいは無負荷で運転すれば、再熱器４６のメタル温度が温度制限値を超えることがない。火力発電プラントでボイラ１内のバーナ２を極低負荷で焚いて安全弁１５の作動テストを行なうのと同様である。
【００２８】
コンバインドサイクル発電プラント３０では、ガスタービン３５を極低負荷あるいは無負荷で運転させ、従来の火力発電プラントの安全弁の作動テストと同じ要領で、主（高圧）蒸気系４３を昇圧させて安全弁６１，６５の作動テストを行なうことができる。同様に、中圧蒸気系５３または低圧蒸気系５８を昇圧させることにより、それらの安全弁６２，６６；６２，６７の作動テストを行なうことができる。
【００２９】
しかし、火力発電プラントの場合と異なり、コンバインドサイクル発電プラント３０では、主蒸気系４３等の系統内に適当な昇圧率を得るために（図２に示すボイラ１のバーナ２のように）、ガスタービン３５の点火・消火を繰り返して排熱回収ボイラ３６への入熱を調節することができない。
【００３０】
このため、コンバインドサイクル発電プラント３０では蒸気タービン３７の高圧タービン４４、中圧タービン４７および低圧タービン４８を適宜バイパスする高圧タービンバイパス回路８０、中圧タービンバイパス回路８１および低圧タービンバイパス回路８２をそれぞれ設け、各タービンバイパス回路８０，８１，８２に設けたタービンバイパス弁８３，８３，８４をそれぞれ調節して、主蒸気系４３、中圧蒸気系５３および低圧蒸気系５８の昇圧率を調節しながら、実圧方式の安全弁の作動テストを行なうようになっている。
【００３１】
タービンバイパス回路８０，８１，８２を安全弁の作動テストに用いる方法では、高圧ドラム４１からの蒸気を高圧タービンバイパス回路８０を経て復水器６０にダンプしている。同様に中圧ドラム５１からの蒸気を中圧タービンバイパス回路８１を経て復水器６０にダンプしており、低圧ドラム５６からの蒸気は低圧タービンバイパス回路８２を経て復水器６０にダンプさせている。
【００３２】
このため、主蒸気系４３の安全弁、すなわち高圧ドラム安全弁６１あるいは高圧過熱器出口安全弁６５の作動テストを行なう場合には、高圧バイパス弁８３を絞ることにより主蒸気系４３内の圧力を上昇させ、弁作動テストを容易に行なうことができる。
【００３３】
同様に、中圧蒸気系５３の安全弁６２，６６の作動テストは、中圧バイパス弁８４を、また低圧蒸気系５８の安全弁６３，６７の作動テストは、低圧バイパス弁８５をそれぞれ絞ることにより、中圧蒸気系５３または低圧蒸気系５８の圧力を上昇させて作動テストを行なうことができる。
【００３４】
このように、コンバインドサイクル発電プラント３０においても、蒸気発生源である蒸気ドラム（高圧ドラム４１、中圧ドラム５１、低圧ドラム５６）を有する主蒸気系４３、中圧蒸気系５３および低圧蒸気系５８に備えられた安全弁は実圧方式による弁作動テストを容易に行なうことができる。
【００３５】
一方、蒸気発生源を持たない再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストは、蒸気ドラムを備えた蒸気系統から再熱蒸気系４５に蒸気を送ることで、再熱蒸気系４５を昇圧させて行なうのが従来の作動テスト方法である。
【００３６】
図３に示されたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、中圧ドラム５１から再熱蒸気系４５に蒸気を送る場合、中圧蒸気加減弁７４を開き、中圧バイパス弁８４を閉じる。一方、高圧ドラム４１から再熱蒸気系４５に蒸気を送る場合には、主（高圧）蒸気系４３と再熱蒸気系４５を接続する連絡ライン８７を新たに追設し、この連絡ライン８７を介して再熱蒸気系４５に弁テスト用蒸気を送る。両方を併用し、中圧ドラム５１および高圧ドラム４１から双方の蒸気を再熱蒸気系４５に送る方法も考えられる。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
コンバインドサイクル発電プラント３０の安全弁の弁作動テストを行なう場合、従来の実圧方式の安全弁作動テスト方法では、排熱回収ボイラ３６と蒸気タービン３７とを分離させるために、高圧タービン排気側に再熱短管７７を設け、仮設の閉止板を設ける必要がある。
【００３８】
また、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストを行なうために、主（高圧）蒸気系４３と再熱蒸気系４５を接続する連絡ライン８７の追設も必要に応じて要求される。
【００３９】
さらに、一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいては、安全弁の作動テスト時に蒸気タービン３７の冷却のために、特設の冷却蒸気系統を追設しなければならないことも考えられる。
【００４０】
一般に、高圧タービン４４の排気ラインである再熱蒸気系４５は、高温である上に大口径であるため、安全弁の作動テスト毎に閉止板を着脱させるために面倒で大掛りな着脱作業が要求される。
【００４１】
閉止板の着脱作業時には、まず保温材を取り外して取外し部分が分解可能な温度に冷えるまで待ち、充分に冷えてから（再熱短管を取り外して）閉止板を取り付ける。閉止板の取付後に再び保温材を取り付けた安全弁の作動テストを行なう。作動テスト終了後は、再び保温材を取り外し、取外し部分が冷えるのを待って閉止板を取り外す。閉止板を取り外した後（再熱短管を取り付けて）、保温材を装着させ、復旧させるまでの一連の作業に数日の期間を要し、安全弁の作動テストに長期間を要し、コスト増大を招く原因となっている。
【００４２】
また、主蒸気系４３と再熱蒸気系４５とを接続する連絡ライン８７も高温配管であるため、連絡ライン８７の追設・撤去に複雑で大掛りな作業を要する。さらに、一軸型コンバインドサイクル発電プラントの場合には、蒸気タービン３７の冷却蒸気系統の追設工事も必要となり、面倒で大掛りな追設工事が要求される。このように安全弁の作動テストに大掛りで日数のかかる面倒な作業を要求され、安全弁テスト作業に長時間を要し、コストアップの原因となっていた。
【００４３】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、排熱回収ボイラと蒸気タービンとを分離させることなく、簡単な操作で短期間に安全弁の作動テストを能率よく行なうことができるコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法を提供することを目的とする。
【００４４】
本発明の他の目的は、安全弁の作動テストに追設工事を不要にし、安全弁の作動テストを低コストで短期間に簡単かつ容易に行なうことができるコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法を提供することにある。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、ガスタービンからの排ガス温度を積極的に低く保持することにより、排熱回収ボイラと蒸気タービンとを分離させることなく、安全弁の作動テストを能率よく行ない得るようにしたものである。
【００４６】
請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法では、上述した課題を解決するために、燃焼器からの燃焼ガスで駆動されるガスタービンと、このガスタービンからの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラと、このボイラで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンとからコンバインドサイクル発電プラントを構成し、前記排熱回収ボイラと蒸気タービンを連絡する蒸気系に安全弁を設置し、この安全弁の作動テストを行なう方法において、安全弁の作動テストを行なう際、ガスタービンを無負荷あるいは極低負荷で運転させつつ蒸気系を通して蒸気タービンに蒸気を流入させた状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を絞り込んで蒸気系の圧力を上昇させ、安全弁を作動させる方法である。
【００４７】
請求項２に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に加えて、ガスタービンの燃焼用空気を圧縮する空気圧縮機に入口ガイドベーンを設け、この入口ガイドベーンを安全弁の作動テストの際、予め設定された角度より開いて吸込空気量を増大させてガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温度を下げる安全弁作動テスト方法である。
【００４８】
請求項３に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を解決するために、請求項１または２に加えて、安全弁の作動テストを行なう際、ガスタービンの燃焼用空気を圧縮する空気圧縮機に吸入される空気を強制冷却させてガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排ガス温度を下げる安全弁作動テスト方法である。
【００４９】
請求項４に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に加えて、蒸気系は蒸気タービンの高圧タービンを駆動させる主蒸気系と、高圧タービンからのタービン排気を再加熱する再熱蒸気系とを少なくとも有し、再熱蒸気系に並設された複数のインターセプト弁を用いて再熱蒸気系の安全弁を作動テストする際、複数のインターセプト弁のうちの少なくとも１つを全閉し、残りのインターセプト弁を絞ることにより、再熱蒸気系内の圧力を上昇させ、再熱蒸気系の安全弁の作動テストを行なう安全弁作動テスト方法である。
【００５０】
請求項５に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に加えて、安全弁の作動テストを行なう際、蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を最低開度近傍で所要時間保持した後に一時的に全閉させ、蒸気系内の圧力を上昇させて安全弁の作動テストを行なう安全弁作動テスト方法である。
【００５１】
請求項６に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に加えて、蒸気系に蒸気加減弁の上流側から蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス回路を設け、安全弁の作動テストを行なう際、蒸気タービンバイパス回路に設けたバイパス弁と蒸気加減弁の弁操作を協働させ、蒸気タービンに流入する蒸気の大部分あるいは全部がタービンバイパス回路を通るようにした上で、前記バイパス弁の絞り込み操作を行なって蒸気系内の圧力を上昇させ、安全弁を作動させる安全弁作動テスト方法である。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００５３】
図１は本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法を実施するために用いられるコンバインドサイクル発電プラントの一例を概略的に示す系統図である。このコンバインドサイクル発電プラントを説明するに当り、図３に示す代表的なコンバインドサイクル発電プラントと全体的な構成は近似しているので、対応部分には同一符号を付して説明する。
【００５４】
コンバインドサイクル発電プラント３０Ａは、ガスタービンプラント３１と再熱式蒸気タービンプラント３２を組み合せて構成される。このコンバインドサイクル発電プラント３０は空気圧縮機３３、ガスタービン３５、蒸気タービン３７および発電機４９から発電を行なうパワートレーンを構成している。
【００５５】
ガスタービンプラント３１の空気圧縮機３３の入口側に入口ガイドベーン（ＩＧＶ）９１が設けられ、このガイドベーン９１で流入空気流量が調節される。空気圧縮機３３のガイドベーン９１の流入側には流入空気を強制的に冷却する吸気冷却器９２が設けられており、この吸気冷却器９２を通って空気が空気圧縮機３３に流入するようになっている。空気圧縮機３３に案内された空気は、ここで圧縮され、続いて燃焼器３４で燃料ガスと混合して燃焼せしめられ、高温高圧の燃焼ガスとなる。この燃焼ガスはガスタービン３５に案内され、ここで仕事をした後、排ガスとなって排熱回収ボイラ３６に送られる。
【００５６】
排熱回収ボイラ３６では、排ガスの排熱を利用して蒸気タービン３７の駆動用蒸気を発生させており、再熱式ボイラとして機能する。排熱回収ボイラ３６内には、上流側から下流側に向って高圧過熱器４２、再熱器４６、高圧蒸発器４０、中圧過熱器５２、低圧過熱器５７、中圧蒸発器５０および低圧蒸発器５５等が順次熱交換可能に配置され、これらの熱交換機器で順次熱交換された排ガスは低温となり、図示しない煙突により大気中に放出される。
【００５７】
一方、排熱回収ボイラ３６の高圧蒸発器４０で加熱された蒸気は高圧ドラム４１に案内された後、続いて過熱器４２に案内されて過熱され、乾き蒸気となる。この蒸気は主蒸気系３７を通り主蒸気塞止弁７０および主蒸気加減弁７１を経て蒸気タービン３７の高圧タービン４４に案内されて、高圧タービン４４を回転駆動させる。
【００５８】
また、排熱回収ボイラ３６の中圧蒸発器５０で発生した蒸気は、中圧ドラム５１を経て中圧過熱器５２で過熱された後、中圧蒸気系５３を通り、中圧蒸気加減弁７４を経て高圧タービン４４からのタービン排気を合流し、再熱蒸気系４５の再熱器４６で再加熱される。再加熱されて温度上昇した蒸気はインターセプト弁７３および再熱塞止弁７２を経て中圧タービン４７に流入し、中圧タービン４７を回転駆動させる。
【００５９】
さらに、排熱回収ボイラ３６の低圧蒸発器５５で発生した蒸気は、低圧ドラム５６を経て低圧加熱器５７に案内され、ここで加熱作用を受けて低圧蒸気となる。この低圧蒸気は低圧蒸気系５８を通り、低圧蒸気塞止弁７５および低圧蒸気加減弁７６を経て中圧タービン４７からのタービン排気と合流して低圧タービン４８に流入され、この低圧タービン４８を回転駆動させる。
【００６０】
蒸気タービン３７は高圧タービン４４、中圧タービン４７および低圧タービン４８が作動されて発電機４９を駆動させ、発電を行なうようになっている。
【００６１】
蒸気タービン３７を駆動させて仕事をした蒸気は膨脹して低圧タービン４８から復水器６０に案内され、ここで冷却作用を受けて凝縮し、復水となる。この復水は図示しない復水給水系を経て排熱回収ボイラ３６側に戻され、再使用に供される。
【００６２】
ところで、コンバインドサイクル発電プラント３０Ａの再熱式蒸気タービンプラント３２では、起動時等に高圧蒸気条件を確立するために、蒸気タービン３７をバイパスする高圧タービンバイパス回路８０が設けられ、このタービンバイパス回路８０に高圧バイパス弁８３が設けられる。そして、高圧バイパス弁８３を開放させて高圧蒸気を復水器６０に直接流すことで高圧蒸気条件を確保している。高圧（主）蒸気系４３の安全弁６１，６５は高圧ドラム４１と高圧加熱器４２出口側に設置される。
【００６３】
また、蒸気タービンプラント３２では、中圧蒸気条件を確立するために、中圧タービン４７および低圧タービン４８をバイパスする中圧タービンバイパス回路８１が設けられ、このタービンバイパス回路８１に中圧バイパス弁８４が設置される。中圧蒸気系５３の安全弁６２，６６は、中圧ドラム５１と中圧過熱器５２の出口側にそれぞれ設けられ、再熱蒸気系４５の安全弁６８は再熱器４６の入口側と出口側に設けられる。
【００６４】
さらに、蒸気タービンプラント３２では、低圧蒸気条件を確立するために、低圧タービン４８をバイパスする低圧タービンバイパス回路８２が設けられ、このタービンバイパス回路８２に低圧バイパス弁８５が設置される。低圧蒸気系５８の安全弁６３，６７は低圧ドラム５６と低圧過熱器５７の出口側に設けられる。
【００６５】
次に、コンバインドサイクル発電プラント３０Ａの安全弁の作動テストについて説明する。
【００６６】
再熱式蒸気タービンプラント３２に備えられる安全弁の作動テストを行なう場合、初めに、ガスタービンプラント３１のガスタービン３５を無負荷あるいは極低負荷（例えば０〜２０％負荷）で運転する。このとき、高圧・中圧および低圧バイパス弁８３，８４，８５は全閉し、排熱回収ボイラ３６で発生した蒸気は全量蒸気タービン３７に流れるように、排熱回収ボイラ３６と蒸気タービン３７の分離は行なわない。
【００６７】
この状態で高圧蒸気系である主蒸気系４３の安全弁６１，６５の作動テストを行なう場合には、主蒸気加減弁７１を徐々に絞り込んでいって主蒸気系４３の圧力を調整しながら、昇圧して安全弁６１，６５の作動テストを行なう。安全弁６１，６５の作動を確認したら主蒸気加減弁７１の開度を元に戻し、主蒸気系４３内の圧力を元に戻す。
【００６８】
中圧蒸気系５３の安全弁６２，６６の作動テストを行なう場合にも、高圧蒸気系４３と同様であり、中圧蒸気加減弁７４の弁制御により中圧蒸気系５３内の圧力調整を行なって昇圧させ、作動テストを行なう。低圧蒸気系５８の安全弁６３，６７の作動テストを行なう場合にも、同様にして低圧蒸気加減弁７６の弁制御により作動テストを行なう。
【００６９】
一方、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストを行なうときには、再熱蒸気系４５のインターセプト弁７３を絞って系内圧力を上昇させる。しかし、再熱蒸気系４５の系内圧力を上昇させると、この圧力上昇に伴い、高圧タービン４４の効率劣化と風損により高圧タービン４４のタービン排気温度が上昇する傾向がある。このため、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストには注意を要する。
【００７０】
ガスタービン３５が無負荷あるいは極低負荷状態の運転で再熱蒸気系４５の圧力を安全弁６８の作動圧力まで上昇させたとき、高圧タービン４４のタービン排気温度が、プラントの強度上の制限温度を超える場合には、ガスタービン３５の排ガス温度を下げる作業が行なわれ、高圧タービン４４のタービン排気が制限温度を超えないように調節される。
【００７１】
ガスタービン３５からの排ガス温度を下げる操作は、
（ｉ）空気圧縮機３３の入口ガイドベーン９１のベーン操作および
（ii）吸気冷却装置９２による吸入空気の強制冷却のいずれか一方により行なわれる。
【００７２】
入口ガイドベーン（ＩＧＶ）９１のベーン操作においては、ガイドベーンのベーン角度を設定角度より若干大きく開いて吸入空気量を増大させて、ガスタービン３５の排ガス温度を下げる。ガスタービン３５からの排ガス温度を低下させることにより、高圧過熱器４２出口の主蒸気温度を下げることができ、ひいては、高圧タービン４４からのタービン排気温度を下げることができる。
【００７３】
一方、吸気冷却装置９２を作動させて、空気圧縮機３３に吸入させる空気を強制的に冷却し、温度を下げることによってもガスタービン３５からの排ガス温度を低下させることができ、同様にして主蒸気温度を下げ、蒸気タービン４４からのタービン排気を下げることができる。このようにして、高圧タービン４４からのタービン排気が制限温度を越えるのを未然に、しかも確実に防止することができる。
【００７４】
高圧タービン４４からのタービン排気が制限温度を超えないように調節して、インターセプト弁７３を絞り込んでいき、再熱蒸気系４５内の系内圧力を調節しながら昇圧させ、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストを行なう。安全弁６８の作動テスト終了後にはインターセプト弁７３を元の開度状態に戻す。
【００７５】
ところで、コンバインドサイクル発電プラント３０Ａの安全弁の作動テスト時に、蒸気加減弁７１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３を最低弁開度まで絞り込んでいっても、蒸気量の不足により、蒸気系４３，４５，５３，５８の圧力を安全弁作動圧力まで上昇させることができない場合も生じ得る。この場合には、次のいずれかあるいは双方の操作が併用されて安全弁の作動テストが行なわれる。
【００７６】
（ｉ）ガスタービンの負荷を少し上昇させて排熱回収ボイラ３６で発生する蒸気量を増大させる。
【００７７】
（ii）蒸気加減弁７１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３を最低弁開度に一旦（所要時間）保持した後、一時的に全閉し、蒸気系４３，４５，５３または５８内の圧力を上昇させて安全弁６１，６５；６８；６２，６６または６３，６７を作動させるとともに、安全弁の作動後速かに蒸気加減弁７１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３を最低弁開度まで開けて蒸気系の圧力を整定させる。その後、蒸気加減弁７１，７４，７６あるいはインターセプト弁７３の弁開度を徐々に元に戻す。
【００７８】
また、再熱蒸気系４５の安全弁６８の作動テストにおいて、インターセプト弁７３は複数個、一般には２個並設されている。インターセプト弁７３が複数個並設されている場合には、一方のインターセプト弁を全閉し、残りのインターセプト弁の通過蒸気量が増加した状態で後者のインターセプト弁を絞って再熱蒸気系４５を昇圧させて安全弁６８の作動テストを行なう方法もある。
【００７９】
さらに、蒸気タービンプラント３２に高圧・中圧および低圧のタービンバイパス回路８０，８１，８２を設けた場合には、各蒸気系４３，５３，５８の安全弁６１，６５；６２，６６；６３，６７の作動テストを行なう際に、タービンバイパス弁８３，８４，８５を開いて蒸気系４３，５３，５８内を昇圧し、作動テストを行なう方法もある。この場合には、各蒸気系４３，５３，５８の昇圧を開始させる前に蒸気加減弁７１，７４，７６を通過していた蒸気量の大部分がタービンバイパス回路８０，８１，８２に案内されるように、蒸気加減弁とタービンバイパス弁８３，８４，８５を協働させる。この協働弁操作は各蒸気加減弁７１，７４，７６を閉めつつ、これらの蒸気加減弁の弁閉操作に追従させて各タービンバイパス弁８３，８４，８５を開けてゆく。そして、大部分の蒸気が各タービンバイパス回路８０，８１，８２を案内されるようになった後、再びタービンバイパス弁８３，８４，８５を絞り込んでゆき、各蒸気系４３，５３，５８内の圧力を上昇させ、安全弁６１，６５；６２，６６；６３，６７の作動テストを行なうこともできる。
【００８０】
このように、このコンバインドサイクル発電プラントの安全弁の作動テストにおいては、蒸気タービンプラント３２に連絡ラインや蒸気冷却系統を追設したり、また一切手を加えることなく、全ての安全弁の作動テストを運転操作だけで行なうことができる。
【００８１】
このコンバインドサイクル発電プラントは一軸型の発電プラントだけでなく、多軸型の発電プラントにも適用することができる。さらに、蒸気タービンは高圧タービン、中圧タービンおよび低圧タービンを備えた例を説明したが、蒸気タービンは高圧タービンと低圧タービンとを組み合せたもの、あるいは中高圧タービンと低圧タービンとを組み合せたもの、その他種々の組合せが考えられる。蒸気タービンの組合せに応じて、蒸気系の主（高圧）蒸気系、中圧蒸気系および低圧蒸気系の組合せも種々変化する。
【００８２】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁の作動テスト時に排熱回収ボイラと蒸気タービンとを分離させることなく、再熱短管や閉止板の付け替え工事、特設の連絡ラインや蒸気冷却系統の付設や撤去の必要がなく、実圧方式による安全弁の作動テストを安全かつ確実に行なうことができる。
【００８３】
請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁の作動テストを行なう際、ガスタービンを無負荷あるいは極低負荷で運転させつつ蒸気系を通して蒸気タービンに蒸気を流入させた状態で蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を絞り込んで蒸気系の圧力を上昇させ、安全弁を作動させるので、簡単な構造で短期間に実圧方式による安全弁の作動テストを能率よく行なうことができる。
【００８４】
請求項２に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁の作動テストの際、空気圧縮機の入口ガイドベーンを設定角度より開いて吸入空気量を増大させてガスタービンを運転させ、ガスタービンからの排気ガス温度を下げたから、高圧タービンのタービン排気温度が強度上の制限温度を超えるのを未然にかつ有効的に防止でき、再熱蒸気系の安全弁の作動テストを実圧方式で行なうことができる。
【００８５】
請求項３に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、安全弁の作動テスト時に空気圧縮機への吸入空気を強制冷却させてガスタービンを運転させ、その排ガス温度を下げたから、請求項２の場合と同様に再熱蒸気系の安全弁の作動テストを実圧方式で行なうことができる。
【００８６】
請求項４に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、再熱蒸気系に並設された複数のインターセプト弁を用いて安全弁の作動テストを行なう際、少なくとも１つのインターセプト弁を全閉し、残りのインターセプト弁を絞ることにより、再熱蒸気系の圧力を下げ、その安全弁の作動テストを実圧方式で行ない得るようにしたので、再熱蒸気系の圧力上昇の調整が容易で、能率よく安全弁の作動テストを行なうことができる。
【００８７】
請求項５に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、蒸気系の蒸気加減弁あるいはインターセプト弁を最低弁開度近傍で所要時間保持した後一時的に全閉させ、蒸気系内の圧力を上昇させたから、蒸気系の安全弁の作動テストを能率よく行なうことができる。
【００８８】
請求項６に記載のコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法においては、蒸気タービンをバイパスするタービンバイパス回路に設けたバイパス弁と蒸気系の蒸気加減弁の弁操作で協働させて蒸気系内の圧力上昇を調整しながら上昇させることができ、蒸気系の安全弁の作動テストを実圧方式で能率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの安全弁作動テスト方法の実施形態を示すもので、コンバインドサイクル発電プラントの概念を示す系統図。
【図２】従来の火力発電プラントを示す系統図。
【図３】代表的なコンバインドサイクル発電プラントを概略的に示す系統図。
【符号の説明】
３０，３０Ａ  コンバインドサイクル発電プラント
３１  ガスタービン
３２  蒸気タービンプラント
３３  空気圧縮機
３４  燃焼器
３５  ガスタービン
３６  排熱回収ボイラ（再熱式ボイラ）
３７  蒸気タービン
４０  高圧蒸発器
４１  高圧ドラム
４２  高圧過熱器
４３  主蒸気系（高圧蒸気系）
４４  高圧タービン
４５  再熱蒸気系（高圧タービン排気系）
４６  再熱器
４７  中圧タービン
４８  低圧タービン
４９  発電機
５０  中圧蒸発器
５１  中圧ドラム
５２  中圧過熱器
５３  中圧蒸気系
５５  低圧蒸発器
５６  低圧ドラム
５７  低圧過熱器
５８  低圧蒸気系
６０  復水器
６１，６２，６３，６６，６６，６７，６８  安全弁
７０  主蒸気塞止弁（ＭＳＶ）
７１  主蒸気加減弁（ＭＣＶ）
７２  再熱止め弁（ＲＳＶ）
７３  インターセプト弁（ＩＣＶ）
７４  中圧蒸気加減弁（ＩＣＶ）
７５  低圧止め弁（ＬＳＶ）
７６  低圧加減弁（ＬＣＶ）
８０  高圧タービンバイパス回路
８１  中圧タービンバイパス回路
８２  低圧タービンバイパス回路
８３，８４，８５  タービンバイパス弁
９１  入口ガイドベーン
９２  吸気冷却器
【図１】
0003641030.tif 000002
【図２】
0003641030.tif 000003
【図３】
0003641030.tif 000004