(57)【要約】【課題】  ターニングの回転数を高くしてもタービンロータがターニング装置から離脱するのを防止できる、タービンプラントを提供する。【解決手段】  タービン４１の起動時に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開になるタービンプラント１であって、ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、タービン４１の回転数が大きいことが、所定の要件に含まれる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの起動時に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開になるタービンプラントであって、
ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、前記タービンの回転数が大きいことが、前記所定の要件に含まれる、
ことを特徴とするタービンプラント。
【請求項２】
タービンの起動時に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器の温度調整弁を自動全開にするタービンプラントの運転方法であって、
ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、前記タービンの回転数が大きいことを、前記所定の要件に含む、
ことを特徴とするタービンプラントの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸気でタービンを回転させて発電するタービンプラントおよびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンプラントにおいては、発電を停止してもタービンが高温になっており、そのまま放置するとタービンの各部位（上下）に温度差が生じ、膨張によって変形してしまう。このため、発電停止中においてもターニング装置によってタービンを低速回転させ、タービン全体が均一に冷えるようにしている。
【０００３】
また、このようなターニングにおいて、タービンロータがターニング装置から離脱する場合があるが、離脱後に再度ターニング装置に嵌合することなく、タービンをプレウォーミングすることができる、という蒸気タービンプラントが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このプラントは、タービンに流入した補助蒸気によって、タービンロータをターニング装置から離脱させ、その回転数を補助蒸気逃し調整弁の開度を調整することで制御する。そして、プレウォーミングにおけるタービンロータの回転数を、ターニング装置から離脱する回転数よりも十分に高く設定することで、プレウォーミング中に再度タービンロータがターニング装置に嵌合するのを防ぐものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７８３３８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、タービンの再起動時（リセット時）に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開（自動制御）になるタービンプラントにおいては、温度調整弁の自動全開によって補助蒸気圧力が変動する。この際、タービンのターニングの回転数が十分低い（例えば、約２ｒｐｍ）場合には、タービンロータがターニング装置から離脱することがなかった。
【０００６】
しかしながら、起動時間の短縮などのためにターニングの回転数を高くすると（例えば、約４ｒｐｍ）、補助蒸気圧力の変動によってタービンロータがターニング装置から離脱する場合がある。これは、補助蒸気圧力の変動によってタービンロータのラビリンスに蒸気が流れやすくなり、この蒸気によってタービンロータの回転数がより速く（例えば、４ｒｐｍ以上に）なって、タービンロータがターニング装置から離脱しやすくなるため、と考えられる。
【０００７】
このような離脱が生じて再度タービンロータがターニング装置に嵌合した場合、タービン起動時に熱変形による振動が発生するのを防止するために、十分なターニング時間が必要となる。その結果、並列時間（発電開始時間）が大幅に遅れることになる。このため、タービンロータがターニング装置から離脱するのを防止するために、蒸気式空気予熱器の温度調整弁を手動で操作して補助蒸気圧力が変動しないようにする必要があるが、手間と費用を要する。
【０００８】
そこでこの発明は、ターニングの回転数を高くしてもタービンロータがターニング装置から離脱するのを防止できる、タービンプラントおよびその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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、タービンの起動時に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開になるタービンプラントであって、ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、前記タービンの回転数が大きいことが、前記所定の要件に含まれる、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、タービンの起動時に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器の温度調整弁を自動全開にするタービンプラントの運転方法であって、ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、前記タービンの回転数が大きいことを、前記所定の要件に含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および請求項２の発明によれば、ターニング時の回転数よりも大きい所定回転数よりも、タービンの回転数が大きいと、蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開にされる。換言すると、タービンがターニング時の回転数で回転している場合には、蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開にされない。このため、たとえターニングの回転数を従来よりも高くしても、所定回転数よりも小さい場合には、ターニング時に蒸気式空気予熱器の温度調整弁が自動全開にされず、補助蒸気圧力が変動しない。この結果、タービンロータがターニング装置から離脱するのを防止することができ、温度調整弁の手動操作が不要となるとともに、並列時間を短縮することが可能となり、さらに、タービン起動時の振動を防止することができる。
【００１２】
しかも、タービンの回転数が、ターニング時の回転数よりも大きい所定回転数よりも大きい、ことを所定の要件としているため、所定回転数を十分大きく設定することで、ターニング時の回転数がたとえ変動しても、より確実にターニング時に温度調整弁が自動全開になるのを防止することができる。さらに、所定回転数を調整、設定することで、温度調整弁が自動全開になるタイミングをタービンリセット（非常停止装置のリセット）から所定時間後に調整することが可能となる。
【００１３】
また、従来から存在する所定の要件に、タービンの回転数が所定回転数よりも大きい、という要件を追加するだけでよいため、既存のタービンプラントに対して容易かつ安価に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態に係るタービンプラントを示す概略構成図である
【図２】図１のタービンプラントにおいて、蒸気式空気予熱器の温度調整弁を自動全開にするための所定の要件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係るタービンプラント１を示す概略構成図である。このタービンプラント１は、蒸気でタービン４１を回転させて発電機４２で発電する発電プラントであり、蒸気式空気予熱器（ＳＡＨ）３５の温度調整弁３３を自動全開（自動制御）にするための所定の要件が従来と異なり、その他の構成については従来のタービンプラントと同等であるが、概略次のような構成となっている。
【００１７】
すなわち、ボイラ２で生成された蒸気が、タービン４１に供給されて回転されるとともに、フラッシュタンク３１を介して補助蒸気ヘッダ３２に蓄えられる。そして、補助蒸気ヘッダ３２内の蒸気が温度調整弁３３を介して蒸気式空気予熱器３５に供給され、蒸気式空気予熱器３５で予熱された空気が空気予熱器（ＡＨ）３４でさらに予熱されて、ボイラ２に供給される。また、制御装置５は、温度調整弁３３を含む各種機器、設備を制御する装置であり、ターニング装置４３は、発電停止中（非常停止時）にタービン４１をターニングする装置である。
【００１８】
このような構成において、発電停止時からタービン４１を再起動する（非常停止装置をリセットする）際に、所定の要件を満たすと蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開に移るように、制御装置５の制御回路・プログラムが設定されている。すなわち、図２に示すように、第１の要件として、ＭＦＴ動作（要件Ｃ１）が行われていない（論理記号Ｌ１）こと、つまり、ボイラ２への燃料遮断中ではないこと、を要する。
【００１９】
第２の要件として、フラッシュタンク３１の圧力が所定圧力（×××ＭＰａ）よりも大きく、補助蒸気を十分に供給可能な状態で（要件Ｃ２）、かつ、蒸気式空気予熱器３５への蒸気温度が所定温度以上でウォーミングが完了していること（要件Ｃ３）、を要する。あるいは（論理記号Ｌ２）、空気予熱器３４の入口温度が所定温度（×××℃）よりも大きいこと（要件Ｃ４）、を要する。ここで、フラッシュタンク３１の圧力が所定圧力よりも大きくなると（要件Ｃ２）、温度調整弁３３を一定の開度（非自動全開）で開くようになっている。
【００２０】
第３の要件として、ターニング時の回転数よりも大きく設定された所定回転数よりも、タービン４１の回転数が大きいこと（要件Ｃ５）、を要する。すなわち、タービン４１がターニング装置４３によって回転しているターニング状態ではない、ことを要する。具体的に、この実施の形態では、ターニング時の回転数を４ｒｐｍとし、所定回転数をターニング時の回転数に対して桁違いに大きい５００ｒｐｍとする。
【００２１】
このような第１の要件、第２の要件および第３の要件をすべて満たすと（論理記号Ｌ３）、蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開に移行される（出力Ｃ６）ものである。
【００２２】
次に、このような構成のタービンプラント１の動作および運転方法について説明する。ここで、非常停止装置が作動などして発電停止中の状態から、非常停止装置がリセットなどしてタービン４１を再起動させる場合について、以下に説明する。
【００２３】
まず、発電停止中においては、ターニング装置４３によってタービン４１を低速の４ｒｐｍで回転させ、タービン４１全体が均一に冷えるようにする。次に、フラッシュタンク３１の圧力が所定圧力よりも大きくなると（要件Ｃ２）、温度調整弁３３が一定の開度で開く。
【００２４】
この状態で、上記の第１の要件および第２の要件（要件Ｃ１〜Ｃ４）が満たされても、あるいは、非常停止装置がリセットなどしてタービン４１がリセットされても、タービン４１の回転数が所定回転数５００ｒｐｍ以下の場合、つまり、タービン４１がターニング中の場合には、温度調整弁３３の開度が一定のままとなる。従って、温度調整弁３３は自動全開にならず、補助蒸気圧力は変動しない。
【００２５】
その後、タービン４１の回転数が所定回転数５００ｒｐｍよりも大きくなり（要件Ｃ５）、かつ、上記の第１の要件および第２の要件（要件Ｃ１〜Ｃ４）が満たされると、つまり、ターニングが終了してタービン４１が起動すると、制御装置５によって温度調整弁３３が自動全開になる。
【００２６】
このように、このタービンプラント１およびその運転方法によれば、ターニング時の回転数４ｒｐｍよりも大きい所定回転数５００ｒｐｍよりも、タービン４１の回転数が大きいと、蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開にされる。換言すると、タービン４１がターニング時の回転数４ｒｐｍで回転している場合には、蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開にされない。このため、たとえターニングの回転数を従来の２ｒｐｍよりも高くしても、所定回転数５００ｒｐｍよりも小さい場合には、ターニング時に蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３が自動全開にされず、補助蒸気圧力が変動しない。この結果、タービンロータがターニング装置４３から離脱するのを防止することができ、温度調整弁３３の手動操作が不要となるとともに、並列時間を短縮することが可能となり、さらに、タービン起動時の振動を防止することができる。
【００２７】
しかも、タービン４１の回転数が、ターニング時の回転数４ｒｐｍよりも大きい所定回転数５００ｒｐｍよりも大きい、ことを所定の要件とし、所定回転数５００ｒｐｍがターニング時の回転数４ｒｐｍに対して十分大きく設定されている。このため、ターニング時の回転数がたとえ上昇、変動しても、より確実にターニング時に温度調整弁３３が自動全開になるのを防止することができる。さらに、所定回転数を調整、設定することで、温度調整弁３３が自動全開になるタイミングをタービンリセット（非常停止装置のリセット）から所定時間後に調整することが可能となる。
【００２８】
また、従来から存在する所定の要件、つまり、温度調整弁３３を自動全開にするための要件に、タービン４１の回転数が所定回転数よりも大きい、という要件を追加するだけでよいため、既存のタービンプラントに対して容易かつ安価に適用することができる。
【００２９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、所定回転数を５００ｒｐｍとしているが、ターニング時の回転数と識別できる回転数であれば、その他の回転数でもよい。また、蒸気式空気予熱器３５の温度調整弁３３を自動全開にするための所定の要件として、上記の第１の要件、第２の要件および第３の要件（要件Ｃ１〜Ｃ５）を挙げたが、その他の要件を加えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１        タービンプラント
２        ボイラ
３１      フラッシュタンク
３２      補助蒸気ヘッダ
３３      温度調整弁
３４      空気予熱器
３５      蒸気式空気予熱器
４１      タービン
４２      発電機
４３      ターニング装置
５        制御装置
【図１】
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【図２】
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