(57)【要約】【課題】発電プラントにおいて自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる発電機の水素ガス圧制御装置を得る。【解決手段】発電プラントの自動起動に先立ち、発電機２はターニング装置３にて低速で数十分程度回転される。ところが、発電プラントの自動起動に際し、発電機２の機内を冷却する水素ガスの圧力が不足すると自動起動に支障を来すおそれがある。そこで、制御装置１６は、発電プラントの自動起動すなわちサイリスタ起動装置５による発電機２の起動に支障を来さないように、ターニング装置３から起動開始前の事前情報として駆動開始信号Ｓ２を得て、ターニング装置３が発電機２の駆動を開始したタイミングで水素ガス供給弁１２を制御して発電機２へ供給する水素ガス量を調整し、発電機２内の水素ガス圧の制御を開始する。【選択図】図１
2015116050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
事前情報検出装置と制御装置とを有し、機内を水素ガスによって冷却され発電プラントを構成する発電機の水素ガス圧制御装置であって、
前記事前情報検出装置は、前記発電機が準備段階あるいは待機状態にあって定格回転数よりも低い回転数で回転している状態から定格回転数まで加速される動作である起動が行われる前の事前情報を検出するものであり、
前記制御装置は、前記事前情報に基づいて前記起動よりも前に前記発電機の前記水素ガスの圧力の制御を開始するものである
発電機の水素ガス圧制御装置。
【請求項２】
前記発電機は、前記準備段階としてターニング装置により予め決められた回転数で駆動されるものであり、
前記事前情報検出装置は、前記ターニング装置による前記発電機の駆動開始の情報を前記事前情報として検出するものである
請求項１に記載の発電機の水素ガス圧制御装置。
【請求項３】
前記発電機は、蒸気タービンによって駆動されるものであって、前記蒸気タービンから排出される蒸気は復水器により冷却されるものであり、
前記事前情報検出装置は、前記発電機が運転停止状態にあってかつ前記復水器内の圧力が予め決められた値以下であることを前記事前情報として検出するものである
請求項１に記載の発電機の水素ガス圧制御装置。
【請求項４】
前記発電機は、蒸気タービンによって駆動され、前記蒸気タービンから排出される蒸気は復水器により冷却されるものであり、かつ前記準備段階としてターニング装置により予め決められた回転数で駆動されるものであり、
前記事前情報検出装置は、前記ターニング装置による前記発電機の駆動開始の情報又は前記発電機が運転停止状態にあってかつ前記復水器内の圧力が予め決められた値以下であることを前記事前情報として検出するものである
請求項１に記載の発電機の水素ガス圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスにより機内の冷却が行われる発電機の水素ガス圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスにより機内の冷却を行う水素冷却方式の発電機において、運転中に水素ガスの圧力を発電機（回転電機）の負荷及び力率に応じた値に自動調整して発電機内部における機械損の低減を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、機内の温度と圧力を検知して水素ガスの供給の制御すなわち圧力の制御を行うものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−８６４５６号公報（第１頁右欄及び第１図）
【特許文献２】特開平２−１５９９４３号公報（第２頁左下欄、第１図及び第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水素冷却方式の発電機を持つ発電プラントにおいて、一般的に自動起動システムの起動条件に発電機の水素ガスの圧力が規定値以内に入っていることが条件として含まれている。一方、従来の発電機の水素ガスの圧力制御は前記のようにして行われ、運転中の水素ガスの圧力の制御については種々の工夫がなされている。しかし、例えば起動前の準備段階にある発電機や、運転再開に備えて待機中の発電機の水素ガスの圧力の制御については、特に考慮がなされていなかった。従って、発電機の起動前に水素ガスの圧力が規定値以内に入っているという条件が満たされないことがあった。その場合、運転員が手動操作にて水素ガスの圧力を調整し規定値内に入れる必要があり、起動前に発電機の水素ガスの圧力が規定値以内に入っていなければ自動起動が遅延するなど支障を来すことがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためにされたものであり、発電プラントにおいて自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる発電機の水素ガス圧制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る発電機の水素ガス圧制御装置においては、
事前情報検出装置と制御装置とを有し、機内を水素ガスによって冷却され発電プラントを構成する発電機の水素ガス圧制御装置であって、
前記事前情報検出装置は、前記発電機が準備段階あるいは待機状態にあって定格回転数よりも低い回転数で回転している状態から定格回転数まで加速される動作である起動が行われる前の事前情報を検出するものであり、
前記制御装置は、前記事前情報に基づいて前記起動よりも前に前記発電機の前記水素ガスの圧力の制御を開始するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る発電機の水素ガス圧制御装置は、以上のように構成されているので、発電プラントにおいて自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる発電機の水素ガス圧制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。図１において、蒸気タービン１に水素冷却方式の発電機２が直結され、蒸気タービン１にて駆動される。発電機２に事前情報検出装置としてのターニング装置３が図示しないギア装置を介して結合されている。蒸気タービン１の蒸気排出口に、復水器４が設けられ、冷却された水蒸気は図示しないボイラーへ戻される。発電機２に水素ガスボンベ１１が水素ガス供給弁１２を介して接続されている。発電機２の図示しない電機子巻線にサイリスタ起動装置５が接続されている。
【００１０】
圧力計１３は、発電機２内の水素ガスの圧力を測定し、指示する。発電機２内の水素ガスの圧力値Ｓ１が圧力計１３から制御装置１６へ送信される。ターニング装置３の駆動開始信号Ｓ２がターニング装置３から制御装置１６へ送信される。制御装置１６はこれらの情報に基づき水素ガス供給弁１２を制御して発電機２の水素ガスの圧力の調整を行う。なお、この実施の形態は、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたコンバインドシステムであるが、ガスタービン関係の構成は図示を省略している。
【００１１】
次に動作について説明する。発電機２の起動に際し、まずターニング装置３により発電機２が毎分数回転程度の低速で一定時間回転される。次いで、発電機２の起動を行う。すなわち、サイリスタ起動装置５から発電機２の図示しない電機子巻線に可変電圧可変周波数の電力が供給され、発電機２が電動機として動作し、回転速度が上昇し定格回転数まで加速される。その後、蒸気タービン１へ蒸気が供給され、発電機２が駆動される。
【００１２】
なお、蒸気タービン１の動作中、その排気口の圧力は復水器４により所定の真空度例えば４ｋＰａ以上の真空度すなわち予め決められた圧力である約９７ｋＰａ以下に維持される。制御装置１６は、圧力計１３から発電機２の水素ガスの圧力値Ｓ１を受信する。圧力値Ｓ１が規定値の下限例えば３９０ｋＰａになると水素ガス供給弁１２を開放して水素ガスボンベ１１から発電機２内に水素ガスを供給する。圧力値Ｓ１が規定値の上限例えば４１０ｋＰａになると水素ガス供給弁１２を閉じて水素ガスの供給を停止する。これにより、発電機の水素ガスの圧力の制御が行われる。
【００１３】
制御装置１６は、これらの制御を事前情報としてのターニング装置３が起動したタイミングすなわち駆動開始信号Ｓ２を受信したタイミングで開始する。ターニング装置３による発電機２の駆動は、発電所の自動起動システムの起動開始よりも前のタイミングで例えば数十分前に開始される。このため、自動起動システムが起動するときには水素ガスの圧力を規定値内に入れることができ、自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる。
【００１４】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。図２において、復水器４の機内の真空度を測定する真空計２１、発電機２の回転数を測定する回転計２２、制御装置２６が設けられている。この場合、真空計２１および回転計２２が事前情報検出装置である。真空計２１から復水器４内の真空度（圧力）Ｓ３が制御装置２６に送信される。回転計２２から発電機２の回転数Ｓ４が制御装置２６へ送信される。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００１５】
次に動作について説明する。発電機２が運転を停止するとき発電機２の回転数は定格回転数から次第に減速するが、復水器４内の真空度が所定の真空度例えば運転状態と同じ真空度に維持されている場合に、蒸気タービン１の排気が続けられるので蒸気タービン１は停止しないで一定の低い回転数で回転し続ける場合がある。この場合、ターニング装置３のギアが発電機２の軸に噛み合わないようにされているので事前情報としてターニング装置３による発電機の駆動開始情報（駆動開始信号Ｓ２）を用いることができない。なお、この場合発電機２は低速で回転を続けているので、再起動に際しターニング装置３を用いる必要はない。
【００１６】
制御装置２６は、事前情報としての発電機２が運転停止状態にあって、かつ真空計２１から送信される真空度Ｓ３が所定の真空度例えば４ｋＰａ以上の真空度すなわち約９７ｋＰａ以下の圧力である場合に、発電機２の水素ガスの圧力が規定の範囲内例えば３９０〜４１０ｋＰａの範囲にあるように制御を継続する。なお、発電機２の運転状態の情報すなわち発電機２が運転停止状態にあることの情報は、発電機２の回転計２２からの回転数Ｓ４が定格回転数未満であることを把握したり、発電機２の図示しない主回路遮断器が開路されていること等から得ることができる。
【００１７】
これにより、自動起動システムの起動にともない発電機２が再起動するときに規定の範囲内の水素ガスの圧力を確保することができ、自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる。なお、従来は発電機２の停止にともない発電機２の水素ガスの圧力の制御も停止されていたため、水素ガスの圧力は時間の経過とともに低下するので、再起動のときに水素ガスの圧力が不足して起動が遅延する場合があった。
【００１８】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３である発電機の水素ガス圧制御装置の構成を示す構成図である。この実施の形態は、図１の実施の形態１と図２の実施の形態２とを組み合わせたものである。図３において、圧力計１３は、発電機２内の水素ガスの圧力を測定、指示する。発電機２内の水素ガスの圧力値Ｓ１が圧力計１３から制御装置３６へ送信され、ターニング装置３の駆動開始信号Ｓ２が制御装置３６へ送信される。真空計２１は、復水器４内の真空度Ｓ３を測定し、制御装置３６へ送信する。回転計２２は、発電機２の回転数Ｓ４を制御装置２６へ送信する。制御装置３６は、発電機２内の水素ガスの圧力値Ｓ１、ターニング装置３の駆動開始信号Ｓ２、復水器４内の真空度Ｓ３、発電機２の回転数Ｓ４に基づき、水素ガス供給弁１２を制御して発電機２の水素ガスの圧力の調整を行う。
【００１９】
次に動作について説明する。圧力計１３の圧力値Ｓ１を制御装置３６が受信する。その圧力値Ｓ１が規定値の下限になると水素ガス供給弁１２を開放して発電機内に水素ガスを供給する。圧力値Ｓ１が規定値の上限になると水素ガス供給弁１２を閉じて水素ガスの供給を停止する。これらの制御の開始条件として、実施の形態１の条件すなわちターニング装置３による駆動開始信号Ｓ２と、実施の形態２の条件すなわち発電機２が運転停止状態であってかつ復水器４内の真空度Ｓ３が所定値以上すなわち復水器４内の圧力が所定値以下であることをＯＲで追加する。これら二つの条件により、発電機が新規に起動する際でも、再起動する際でもどちらの場合でも水素ガスの圧力を確保することができ、自動起動の遅延などの起動の支障を来すことを防止できる。
【００２０】
以上の各実施の形態において、事前情報として発電機２が準備段階にあることを検出する例としてターニング装置３からの駆動開始信号Ｓ２を用いるものを示したが、これに限らず発電機２の回転数（毎分数回転で回転）その他の情報を用いることができる。
また、実施の形態２及び３において、再起動に備えて発電機が待機中であることを示す情報として、
ａ．発電機２の回転数が定格回転数未満である
ｂ．発電機２の主回路遮断器が開路されている
ｃ．復水器４内の圧力が所定値以下である
を組み合わせて用いる例を示したが、これらの情報に限られるものではなく、適宜他の情報を用いることができる。
【００２１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  蒸気タービン、２  発電機、３  ターニング装置、４  復水器、
５  サイリスタ起動装置、１１  水素ガスボンベ、１２  水素ガス供給弁、
１３  圧力計、１４  駆動装置、１６  制御装置、２１  真空計、２２  回転計、
２６，３６  制御装置。
【図１】
2015116050.tif 000003
【図２】
2015116050.tif 000004
【図３】
2015116050.tif 000005