(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口が共通の主蒸気コモンヘッダ、出口が共通の排気コモンヘッダにそれぞれ接続された複数の背圧タービンと、上記主蒸気コモンヘッダと上記排気コモンヘッダの間に設けられたタービンバイパス弁とを備え、上記排気コモンヘッダの蒸気が蒸気利用設備へ供給される発電プラントにおいて、上記複数の背圧タービンのうち一部がトリップした時、背圧タービン１台当りの定格排気流量にトリップした背圧タービンの台数を乗じた排気流量を設定値として上記タービンバイパス弁の出口蒸気流量を制御するとともに、トリップしていない背圧タービンにより上記排気コモンヘッダの圧力を制御することを特徴とする発電プラントの制御方法。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複数の背圧タービンを備え、更にそれら背圧タービンの入口と出口がそれぞれ共通のコモンヘッダに接続されている発電プラントに適用されるタービンバイパス制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の背圧タービンを備えた従来の発電所で、それら背圧タービンがすべてコモンヘッダに接続されて、一斉に排気圧力制御を行なう例は無かった。ところが近年、後流の蒸気利用設備で消費される全蒸気量の変動が大きい時、１台の排圧タービンでは容量が小さくこの変化を吸収できないこと、複数台の排圧タービンのうち１台が故障してトリップ状態となった時、ヘッダが共通ならばトリップした排気タービンによる供給不足蒸気を他の排圧タービンにより自動制御で補わせることが容易であること、更に排圧タービンの一部を定期点検等のため停止しなければならなくなった時も、ヘッダが共通なら点検対象でない他の排圧タービンに停止タービン分の不足蒸気量を自動制御で補わせることが容易にできること等の理由により、複数の背圧タービンの出入口にそれぞれ共通のコモンヘッダを用いることが計画されている。
【０００３】
図１はそのような発電プラントの一例を示す概略系統図である。この図において、ボイラ（１ａ）、……、（１ｍ）は複数台であり、これらで発生した蒸気は主蒸気コモンヘッダ（２）へ供給される。主蒸気コモンヘッダ（２）には圧力を検出する圧力発信器（７Ａ）が取り付けられており、この主蒸気コモンヘッダ（２）の圧力を一定にするように、ボイラ出力の主蒸気流量をボイラ制御により調整する。背圧タービン（３ａ）、……、（３ｎ）も複数台あり、主蒸気コモンヘッダ（２）より主蒸気を取り込み、発電を行ないながら主蒸気よりも減圧された排気蒸気を排気コモンヘッダ（４）へ排出する。排気コモンヘッダ（４）には圧力を検出する圧力発信器（７Ｂ）が取り付けられており、この排気コモンヘッダ（４）の圧力を一定にするように、図示しない各タービンガバナ弁を排気タービン制御により調整する。排気コモンヘッダ（４）で集められた蒸気は、図示しない後流の蒸気利用設備において各種目的に使用される。
【０００４】
タービンバイパス弁（５）は、背圧タービン（３ａ）、……、（３ｎ）と並列し、主蒸気コモンヘッダ（２）と排気コモンヘッダ（４）との間に１台または複数台設置されている。これは、主蒸気コモンヘッダ（２）の蒸気を、背圧タービン（３ａ）、……、（３ｎ）を経由せずに、直接減圧して排気コモンヘッダ（４）へ流すもので、複数の背圧タービン（３ａ）、……、（３ｎ）のうち一部が事故その他等の理由により運転できない場合に使用する。すなわち、一部の背圧タービンが停止している時に、タービンバイパス弁（５）の出口圧力を制御することにより、排気コモンヘッダ（４）の圧力変動を吸収する。
【０００５】
タービンバイパス弁（５）には蒸気を冷却する装置としてスプレー水制御弁（６）があり、タービンバイパス弁（５）により減圧された蒸気の温度を温度検出器（９）を用いて減温する。またタービンバイパス弁（５）入口の蒸気流量を検出する流量発信器（８Ａ）とタービンバイパス蒸気を冷却するために供給される冷却水（スプレー水）の流量を検出する流量発信器（８Ｂ）が設置される。タービンバイパス系統の蒸気流量はこれらの流量発信器（８Ａ）、（８Ｂ）で検出された値の総和となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、複数の背圧タービンがすべてコモンヘッダに接続されて一斉に排気圧力制御を行なう例は従来無かったので、それらの背圧タービンがトリップした場合の制御も確立していなかった。図２は、従来の考え方による制御方法を用いて、背圧タービンおよびタービンバイパス弁を制御する場合の制御系統の一例を示す図である。
【０００７】
通常運転時は、タービンバイパス弁（１５）を用いずに背圧タービン（１３ａ）、……、（１３ｎ）のみにより、排気コモンヘッダの圧力（１７Ｂ）を減算器（１１）で設定値と比較し、ＰＩ制御器（１２）を用いて制御する。排気コモンヘッダの圧力設定値は一定である。
【０００８】
複数台の背圧タービン（１３ａ）、……、（１３ｎ）のうち、１台もしくはそれ以上のタービンが使用できない場合（但し、１台以上の背圧タービンは運転中とする。）には、背圧タービンは通常時と同じくプロセス値として排気コモンヘッダ圧力（１７Ｂ）を用いて制御する。更に排気コモンヘッダへの蒸気供給を確保するためにタービンバイパス弁（１５）を開かなければならないが、このタービンバイパス弁制御は排気タービン制御と並列する別のＰＩ制御系の減算器（１９）、ＰＩ制御器（２０）を用いて行なう。排気コモンヘッダ圧力の設定値は排気タービン制御の場合と同じである。
【０００９】
このような制御方法では、排気コモンヘッダの圧力（１７Ｂ）という１つのプロセス値を並列した２系列のＰＩ制御系の減算器（１１）、ＰＩ制御器（１２）と減算器（１９）、ＰＩ制御器（２０）で制御することとなり、これら２系列の制御系（背圧タービンの圧力制御とタービンバイパス弁の圧力制御）が互いに干渉し合って適正に制御できない。すなわち上記制御方法においては、排気コモンヘッダの圧力制御として、トリップしなかった残りのタービンによる排圧制御と並列してタービンバイパス弁の出口圧力制御が行なわれてしまい、ＰＩコントローラ相互の干渉が生じるとともに、片一方のＰＩコントローラの出力が過大となり、排気ヘッダ圧力の変動やタービン出力の変動が生じ、望ましい状態ではない。また、各背圧タービンの出力をトリップ前と大きく変化させず、更に排気コモンヘッダの圧力変化を最小限にするようなタービンバイパス運用を行なうが、同一のプロセス値（排気コモンヘッダ圧力）を同時に別々のコントローラ（ＰＩコントローラ）により制御するのは避けなければならない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、入口が共通の主蒸気コモンヘッダ、出口が共通の排気コモンヘッダにそれぞれ接続された複数の背圧タービンと、上記主蒸気コモンヘッダと上記排気コモンヘッダの間に設けられたタービンバイパス弁とを備え、上記排気コモンヘッダの蒸気が蒸気利用設備へ供給される発電プラントにおいて、上記複数の背圧タービンのうち一部がトリップした時、背圧タービン１台当りの定格排気流量にトリップした背圧タービンの台数を乗じた排気流量を設定値として上記タービンバイパス弁の出口蒸気流量を制御するとともに、トリップしていない背圧タービンにより上記排気コモンヘッダの圧力を制御することを特徴とする発電プラントの制御方法を提案するものである。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、複数の背圧タービンのうち一部がトリップした時、背圧タービン１台当りの定格排気流量にトリップした背圧タービンの台数を乗じた排気流量を設定値としてタービンバイパス弁の出口流量を制御するとともに、排気コモンヘッダの圧力はトリップしていない背圧タービンにより制御することになるので、背圧タービン制御とタービンバイパス弁制御が全く別個の制御系となり、相互の干渉が起きることはなく、円滑な制御を行なうことができる。
【００１２】
【実施例】
図３は本発明方法の一実施例の制御系統を示す図である。
【００１３】
本実施例においても、背圧タービン（２３ａ）、……、（２３ｎ）の制御は従来と同じ要領で行なう。すなわち、排気コモンヘッダの圧力（２７Ｂ）を減算器（２１）で排気コモンヘッダ圧力設定値と比較し、ＰＩ制御器（２２）を用いて制御する。
【００１４】
本実施例では、タービンバイパス弁（２５）の制御方法として、プロセス値はタービンバイパス弁入口蒸気流量（２８Ａ）とタービンバイパス系冷却スプレ水流量（２８Ｂ）との和を加算器（２６）で求めたタービンバイパス弁出口蒸気流量を用い、これをタービンバイパス弁出口蒸気流量設定値と減算器（２９）で比較し、ＰＩ制御器（３０）により制御する。タービンバイパス弁出口蒸気流量設定値は次のように規定して流量制御を行なう。
【００１６】
背圧タービンが常時定格で運転している設備では、各背圧タービンの排気流量は定格値として判っている。そこで（トリップした背圧タービンの台数）×（背圧タービン１台当りの定格排気流量）をタービンバイパスさせる蒸気流量とする。この流量に基づきタービンバイパス弁の規定開度を決めて、その開度まで弁を急速に開く。その後は、この蒸気流量を設定値としたタービンバイパス弁出口蒸気流量制御を行なう。
【００１８】
本実施例によれば、背圧タービン制御とタービンバイパス弁制御が全く異なるものとなり、同一のプロセス値を複数のコントローラ（ＰＩコントローラ）で制御することが無いので、相互の干渉は起きず、円滑な制御を行なうことができる。したがって、背圧タービンの一部がトリップした時、主蒸気コモンヘッダ、排気コモンヘッダの圧力変動や排気コモンヘッダから抽出される蒸気流量の変動を最小限に抑えることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、共通のコモンヘッダに接続された複数の背圧タービンの一部がトリップした時でも、背圧タービン制御とタービンバイパス制御が全く異なる制御系で行なわれるので、相互の干渉が生じることなく、タービン入口の主蒸気コモンヘッダ、タービン出口の排気コモンヘッダの圧力変動や排気コモンヘッダから抽出される蒸気流量の変動を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は複数の背圧タービンの出入口にそれぞれ共通のコモンヘッダを設けた発電プラントの一例を示す概略系統図である。
【図２】図２は従来の制御方法によるタービンバイパス制御系統の一例を示す図である。
【図３】図３は本発明の制御方法が実施されるタービンバイパス制御系統の一例を示す図である。
【符号の説明】
（１ａ）、（１ｍ）      ボイラ
（２）                  主蒸気コモンヘッダ
（３ａ）、（３ｎ）      背圧タービン
（４）                  排気コモンヘッダ
（５）                  タービンバイパス弁
（６）                  スプレー水制御弁
（７Ａ）、（７Ｂ）      圧力発信器
（８Ａ）、（８Ｂ）      流量発信器
（９）                  温度検出器
（１１）、（２１）      減算器
（１２）、（２２）      ＰＩ制御器
（１３ａ）、（１３ｎ）  背圧タービン
（２３ａ）、（２３ｎ）  背圧タービン
（１５）、（２５）      タービンバイパス弁
（２６）                加算器
（１７Ｂ）、（２７Ｂ）  排気コモンヘッダ圧力
（２８Ａ）              タービンバイパス弁入口蒸気流量
（２８Ｂ）              タービンバイパス系冷却スプレ水流量
（１９）、（２９）      減算器
（２０）、（３０）      ＰＩ制御器
【図１】
0003649454.tif 000002
【図２】
0003649454.tif 000003
【図３】
0003649454.tif 000004