(57)【要約】【課題】始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための装置及び方法を提供する。【解決手段】弁配列１６は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第１及び第２の制御弁１８，２０と、蒸気供給管路２４において第１及び第２の制御弁１８，２０の上流に配置された止め弁２２とをする。第１の蒸気制御弁１８は、速度制御段階の間、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び前記発電機を電力グリッドに接続することができる所定の回転速度に達するまで、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、第２の蒸気制御弁２０は、蒸気タービン及び発電機が前記所定の回転速度に達して電力グリッドに接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力発電機に接続された地熱蒸気タービン、弁配列は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第１及び第２の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において前記第１及び第２の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、前記第１及び第２の蒸気制御弁は、前記蒸気供給管路に並列に配置されており、前記止め弁（２２）は、前記蒸気供給管路（２４）において前記第１及び第２の蒸気制御弁（１８，２０）の上流に配置されており、前記第１の蒸気制御弁は、前記第２の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、
蒸気は、２ｂａｒ〜２０ｂａｒの圧力で供給され、
前記第１の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
前記第２の蒸気制御弁は、前記蒸気タービン及び前記発電機が前記所定の回転速度に達して前記送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）への蒸気供給を制御するための弁配列（１６）であって、該弁配列（１６）は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）と、蒸気供給管路（２４）において前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）の上流に配置された止め弁（２２）とを有し、前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）は前記蒸気供給管路（２４）において並列に配置されており、前記第１の蒸気制御弁（１８）は、前記第２の蒸気制御弁（２０）よりも小さな流量を有し、
蒸気は２ｂａｒ〜２０ｂａｒの圧力で供給され、
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
前記第２の蒸気制御弁（２０）は、前記蒸気タービン及び前記発電機が前記所定の回転速度に達して送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されていることを特徴とする、発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）への蒸気供給を制御するための弁配列（１６）。
【請求項２】
前記弁配列は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機の回転速度に基づいて、前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第１のフェイルセーフアクチュエータ（Ｃ１）とを含む、請求項１記載の弁配列。
【請求項３】
前記弁配列は、負荷制御段階の間、送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて、前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第１のフェイルセーフアクチュエータ（Ｃ２）とを含む、請求項１又は２記載の弁配列。
【請求項４】
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、速度制御段階の間に、総負荷の１５％まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の５％〜８％が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項５】
前記第２の蒸気制御弁（２０）は、負荷制御段階の間に、総負荷の１５％〜１００％が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項６】
前記第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）のそれぞれは、蝶形弁である、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項７】
前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）は、０．１〜０．０５の範囲の、それぞれの最大の正規化された流量の比を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項８】
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、２５０ｍｍの全開直径を有し、前記第２の蒸気制御弁（２０）は、７００ｍｍの全開直径を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項９】
発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）のための弁配列（１６）を制御する方法であって、前記弁配列は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）であって、蒸気供給管路（２４）において並列に配置されている、第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）と、前記蒸気供給管路において前記第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）の上流に配置された止め弁（２２）とを含み、前記第１の蒸気制御弁（１８）は、前記第２の蒸気制御弁（２０）よりも小さな流量を有し、前記方法は、
速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記第１の蒸気制御弁（１８）を通って２〜２０ｂａｒの圧力で前記蒸気タービンに蒸気を供給し、
前記蒸気タービン発電機が前記所定の回転速度に達して前記送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記第２の蒸気制御弁（２０）を通って前記蒸気タービン発電機に蒸気を供給することを含むことを特徴とする、発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）のための弁配列（１６）を制御する方法。
【請求項１０】
前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機の回転速度に基づいて制御される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動は、負荷制御段階の間、前記送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて制御される、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
前記蒸気は、前記速度制御段階の間、専ら前記第１の蒸気制御弁（１８）を通って前記蒸気タービン発電機に供給される、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動は、前記速度制御段階の間、総負荷の１５％まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の５％〜８％が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動は、前記負荷制御段階の間、総負荷の１５％〜１００％が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示発明は、概して、地熱発電の分野、特に、地熱蒸気タービン発電機の制御に関する。本開示発明の実施の形態は、特に、地熱蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を制御するための弁配列及び／又はこのような弁配列を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱発電所では、地熱エネルギを使用して水を加熱し、これにより蒸気を発生する。蒸気は地熱蒸気タービン発電機において膨張させられ、電気を発生する。冷却されかつ膨張させられた蒸気は凝縮され、供給源へ戻される。地熱発電所のいくつかのタイプは、乾燥蒸気発電所、フラッシュ蒸気発電所（現在運転中の最も一般的なタイプの地熱発電所）及びバイナリサイクル発電所を含む。
【０００３】
地熱発電所は、通常、特定の送電網（グリッド）周波数で作動するＡＣ送電網（又はその他のＡＣ電気系統）に電気を供給する。つまり、地熱蒸気タービン発電機は、送電網周波数と同期させられかつ送電網に接続されることができるように、適切な回転速度（いわゆる同期速度）で作動させられなければならない。したがって、地熱発電所の始動時には、送電網周波数との同期を可能にするために蒸気タービン発電機の回転速度を制御することができることが必要である。しかしながら、既存の地熱蒸気発電所は、始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための機構を提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、始動時に蒸気タービン発電機の回転速度を十分に制御するための装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示発明の第１の態様によれば、発電機に接続された地熱蒸気タービンへの蒸気供給を制御するための弁配列であって、この弁配列は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第１及び第２の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において第１及び第２の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、第１及び第２の蒸気制御弁は、蒸気供給管路において並列に配置されており、第１の蒸気制御弁は、第２の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、
蒸気は、２ｂａｒ〜２０ｂａｒの圧力で供給され、
第１の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が、蒸気タービン及び発電機を電力送電網へ接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
第２の蒸気制御弁は、蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達して電力送電網に接続されると、速度制御段階の後、負荷制御段階の間、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、弁配列が提供される。
【０００６】
本開示発明の第２の態様によれば、発電機に接続された地熱蒸気タービンのための弁配列を制御する方法であって、弁配列は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための第１及び第２の蒸気制御弁と、蒸気供給管路において第１及び第２の蒸気制御弁の上流に配置された止め弁とを含み、第１及び第２の蒸気制御弁は、蒸気供給管路に並列に配置されており、第１の蒸気制御弁は、第２の蒸気制御弁よりも小さな全開直径を有し、前記方法は、
蒸気タービンが、蒸気タービン及び発電機を電力送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、速度制御段階の間、第１の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに２ｂａｒ〜２０ｂａｒの圧力で蒸気を供給し、
蒸気タービン及び発電機が所定の回転速度に達し、電力送電網に接続されると、速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、第２の蒸気制御弁を通じて蒸気タービンに蒸気を供給する、ことを含む。
【０００７】
速度制御段階の間、より小さな全開直径によって表される、第１の蒸気制御弁のより小さな寸法により、蒸気の比較的小さな体積流量が、蒸気タービン発電機に、制御された形式で供給される。これは、蒸気タービン発電機の速度がより注意深く制御されることを可能にし、これにより、ＡＣ電気系統への接続に必要とされる所定の回転速度を、より容易に達することができる。速度制御段階の間、専ら第１の蒸気制御弁を使用することができ、第２のより大きな流量制御弁を遮断状態に維持する。
【０００８】
負荷制御段階の間、より大きな全開直径によって表される、第２の蒸気制御弁のより大きな寸法により、蒸気のより大きな体積流量が蒸気タービン発電機に供給され、これにより、蒸気タービン発電機によってＡＣ電気系統（すなわち発電機負荷）に供給される電力を、必要に応じて変更することができる。
【０００９】
ＡＣ電気系統は所定の電気周波数で作動することが認められるであろう。蒸気タービン発電機がＡＣ電気系統に適切に接続されるために、蒸気タービン発電機は、ＡＣ電気系統の周波数に対応する同期速度で作動する必要がある。蒸気タービン発電機の同期速度ω（ｒｐｍ）は、式ω＝（１２０・ｆ）／ｐを用いて決定され、ここで、ｆは、ＡＣ電気系統の周波数（Ｈｚ）であり、ｐは、蒸気タービン発電機の極の数である。
【００１０】
ＡＣ電気系統は、一般に、ＡＣ電力伝送送電網である。欧州では、所定の周波数（すなわち送電網周波数）は５０Ｈｚである。したがって、二極蒸気タービン発電機の場合、所要の同期速度は３０００ｒｐｍである。
【００１１】
速度制御段階の間、蒸気タービン発電機は、ＡＣ電気系統との同期が生じることができる前に、所要の同期速度よりも僅かに高い回転速度に加速される必要があると予想される。次いで、同期が生じる際、蒸気タービン発電機の回転速度は、同期速度と等しくなるように僅かに低下する。したがって、本明細書で、蒸気タービン発電機をＡＣ電気系統に接続することができる"所定の回転速度"という場合は、所定の回転速度は、必ずしも厳密に同期速度と等しいわけではないと認められるであろう。
【００１２】
弁配列は、速度制御段階の間、蒸気タービン発電機の回転速度に基づいて第１の蒸気制御弁の作動を制御するための閉ループ制御装置を有してよい。
【００１３】
弁配列は、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機からのＡＣ電気系統によって要求される電気的負荷に基づいて第２の蒸気制御弁の作動を制御するための、閉ループ制御装置を有してよい。
【００１４】
閉ループ制御装置の提供は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための蒸気制御弁の直接的な自動化された作動を可能にする。
【００１５】
第１の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の１５％までが蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。第１の蒸気制御弁は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の５％〜８％が蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。
【００１６】
第２の蒸気制御弁は、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の１５％〜１００％が蒸気タービン発電機に供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されてよい。
【００１７】
第１及び第２の蒸気制御弁のそれぞれは蝶形弁であってよい。止め弁も、蝶形弁であってよい。このような弁は、構成部材の信頼性が重要な考慮すべき事項であるようなこの用途によく適した頑強な構成を有する。
【００１８】
ある実施の形態では、第１の蒸気制御弁は、２５０ｍｍの全開直径を有してよく、第２の蒸気制御弁は、７００ｍｍの全開直径を有してよい。
【００１９】
弁の好適な相対寸法は、時にはＫｖａと称されかつ立方メートル毎時で計測される、圧力について正規化された最大体積流量のようなそれぞれの流れ特性によって特徴付けることができる。２つの弁についてのＫｖａの好適な比は、０．１〜０．０５の範囲である。
【００２０】
蒸気タービン発電機は、２流れタービンロータを含んでよく、この２流れタービンロータでは、蒸気は、シャフトの中央において蒸気タービンに進入し、各端部において流出する。
【００２１】
弁配列を制御する方法によれば、第１の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気タービン及び発電機の回転速度に基づいて制御されてよい。第２の蒸気制御弁の作動は、負荷制御段階の間、蒸気タービン及び発電機から送電網によって要求される電気的負荷に基づいて制御されてよい。
【００２２】
蒸気は、負荷制御段階の間、専ら第２の蒸気制御弁を通じて蒸気タービン発電機に供給されてよい。したがって、第１の蒸気制御弁は、負荷制御段階の間、全閉位置にあってよい。
【００２３】
第１の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の１５％までが蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。第１の蒸気制御弁の作動は、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の５％〜８％が蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。
【００２４】
第２の蒸気制御弁の作動は、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の１５％〜１００％が蒸気タービンに供給されるように制御されてよい。
【００２５】
方法は、速度制御段階を開始するために第１の蒸気制御弁を開放させる前に前記止め弁を開放させることを含んでよい。閉鎖位置にあるとき、止め弁は、第１及び第２の蒸気制御弁への蒸気供給を阻止する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】１つの蒸気入口を備えかつ本開示発明による弁配列を有する、地熱蒸気タービン及び発電機システムの概略図である。
【図２】２つの蒸気入口を備えかつ本開示発明による弁配列を有する、地熱蒸気タービン及び発電機システムの概略図である。
【図３】４つの蒸気入口を備えかつ本開示発明による２つの弁配列を有する、地熱蒸気タービン及び発電機システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ここで添付の図面を参照しながら単なる例示としていくつかの実施の形態を説明する。
【００２８】
ＡＣ（交流）発電機１４に接続された地熱蒸気タービン１２を含む地熱蒸気タービン発電機１０が図１に示されている。蒸気タービン発電機１０は、２流れタービンロータを有し、この２流れタービンロータにおいて、流れは、シャフトの中央における蒸気入口１３において蒸気タービン１２に進入し、各端部において流出する。地熱蒸気タービン発電機１０に供給される蒸気は、地熱エネルギを利用して、２ｂａｒ〜２０ｂａｒの比較的低い圧力、一般に約８ｂａｒの圧力で発生される。蒸気タービン発電機１０は、通常運転において、グリッド周波数でグリッドに電気を供給するためのＡＣ送電網に接続されている。したがって、蒸気タービン発電機１０の回転速度は、通常運転中、送電網周波数と同期させられなければならない。
【００２９】
発電機の回転速度がＡＣ送電網の周波数と同期させられることができるように、地熱蒸気タービン発電機１０への蒸気の流れを制御するための弁配列１６が設けられている。弁配列１６は、３つの蝶形弁、すなわち第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０と、止め弁２２とを含む。蝶形弁は、閉鎖位置にあるときには、全て蒸気密である。第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０は、蒸気供給管路２４において並列に配置されており、止め弁２２は、蒸気供給管路２４において第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０の上流に位置決めされている。止め弁２２の目的は、第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０への蒸気の流れを妨げるか又は許容することであるのに対し、第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０の目的は、蒸気タービン発電機１０へ供給される蒸気の体積流量を調節することである。
【００３０】
第１の蒸気制御弁１８は、第２の蒸気制御弁２０よりも小さな全開直径を有する。１つの実施の形態において、第１の蒸気制御弁１８は、２５０ｍｍの全開直径を有するのに対し、第２の蒸気制御弁２０は、７００ｍｍの全開直径を有する。第１の、より小さな蒸気制御弁１８は、ＡＣ送電網への蒸気タービン発電機１０の接続の前に、速度制御段階の間に蒸気タービン発電機１０の回転速度を制御するために使用されるのに対し、第２の蒸気制御弁２０は、発電機の回転速度が一定のままであるときの送電網への蒸気タービン発電機１０の接続の後、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機１０の電力出力を制御するために使用される。
【００３１】
より詳細には、第１及び第２の蒸気制御弁１８，２０と、止め弁２２とは、蒸気タービン発電機１０の始動の前には、全て最初は閉鎖位置にある。蒸気タービン発電機１０への供給のために、所要の圧力及び温度の蒸気が利用可能になると、止め弁２２は開放される。次いで、第１の蒸気制御弁１８は、次第に開放され、蒸気タービン発電機１０への蒸気の増大する体積流量を提供する。蒸気は、蒸気タービン１２において膨張させられ、蒸気タービン発電機１０のロータを加速させる。一般に、速度制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の５％〜１０％を第１の蒸気制御弁１８を介して蒸気タービン発電機１０に供給することができる。
【００３２】
閉ループ制御装置Ｃ１は、蒸気タービン発電機１０の回転速度に基づいて、第１の蒸気制御弁１８に関連した第１のフェイルセーフアクチュエータを制御して、第１の蒸気制御弁１８の開放の程度を制御し、ひいては、蒸気タービン発電機１０へ供給される蒸気の体積流量を調節する。フェイルセーフアクチュエータは、例えば、停電の際に弁１８を閉鎖するばね機構を備えた、液圧式に作動させられるアクチュエータであることができる。
【００３３】
一般に、第１の制御弁は、制御能力を保持するために、最大流量付近までは作動させられない。蒸気タービン発電機１０が、この蒸気タービン発電機１０をＡＣ送電網に接続することができるために必要な所定の回転速度に達した、ということを閉ループ制御装置Ｃ１が検出すると、第１の蒸気制御弁１８は閉鎖され、第２の蒸気制御弁２０は開放され、これにより、蒸気タービン発電機１０への所要の蒸気供給を維持する。上述のように、蒸気タービン発電機１０をＡＣ送電網に接続することができるために必要な所定の速度は、同期速度よりも僅かに高くてよいことに注意すべきである。しかしながら、ＡＣ送電網に接続されると、蒸気タービン発電機１０は、送電網周波数に適した同期速度で回転し、ＡＣ送電網への最小電気負荷を供給する。送電網周波数が５０Ｈｚで、蒸気タービン発電機１０が二極機械である場合、同期速度は３０００ｒｐｍである。
【００３４】
蒸気タービン発電機１０がＡＣ導電網に接続されると、ＡＣ送電網によって要求される電力に基づいて、閉ループ制御装置Ｃ２は、第２の蒸気制御弁２０に関連した第２のフェイルセーフアクチュエータを制御して、第２の蒸気制御弁２０の開放の程度を制御し、ひいては、蒸気タービン発電機１０に供給される蒸気の体積流量を調節する。第２のフェイルセーフアクチュエータは、第１の制御弁１８に関連したフェイルセーフアクチュエータと同じタイプのものであることができる。
【００３５】
ＡＣ送電網により多くの電力が供給される必要があるときには、閉ループ制御装置Ｃ２は第２の蒸気制御弁２０を開放させる程度を増大して、蒸気タービン発電機１０に供給される蒸気の体積流量を増大し、これにより、発生される電気的負荷を増大させる。同様に、ＡＣ送電網によって要求される電力が減少したときには、閉ループ制御装置Ｃ２は、第２の蒸気制御弁２０を開放させる程度を減少させて、蒸気タービン発電機１０に供給される蒸気の体積流量を減少させ、これにより、発生される電気的負荷を減少させる。一般に、負荷制御段階の間、蒸気の利用可能な総体積流量の１５％〜１００％を第２の蒸気制御弁２０を介して蒸気タービン発電機１０に供給することができる。
【００３６】
総流量に応じて、第１の蒸気制御弁は、２５０ｍｍの全開直径を有してよく、第２の蒸気制御弁は、７００ｍｍの全開直径を有してよい。時にはＫｖａと称されかつ立方メートル毎時で計測される、圧力正規化された最大体積流量に関して、第１の制御弁１８は、例えば１８７０ｍ3／ｈのＫｖａを有することができるのに対し、第２の制御弁２０は、例えば２５０００ｍ3／ｈを超えるＫｖａを有することができる。Ｋｖａの結果として生じる比は、一般に、１：１０〜１：２０の範囲であり、このような比は、以下の例で説明するように、第２の制御弁２０が２つ以上の弁によって有効に置き換えられる場合にも有効である。
【００３７】
ここで図２を参照すると、２つの蒸気入口１３，２６を備えた地熱蒸気タービン発電機１１０が示されている。地熱蒸気タービン発電機１１０は、図１に示された蒸気タービン発電機１０と同様であり、したがって、互いに対応する構成部材は、対応する符号を用いて特定されている。
【００３８】
地熱蒸気タービン発電機１と同様に、地熱蒸気タービン発電機１１０は、蒸気タービン発電機１１０への蒸気の供給を制御するための弁配列１６を有する。蒸気タービン発電機１１０は、付加的に、負荷制御段階の間、蒸気タービン発電機１１０に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気供給管路３０に配置された別の蒸気制御弁２８を有する。蒸気供給管路３０において蒸気制御弁２８の上流に止め弁３２が配置されている。蒸気制御弁２８及び止め弁３２は両方とも蝶形弁である。
【００３９】
速度制御段階の間、弁配列１６は、図１に関連して上記で説明した形式において作動させられ、ＡＣ送電網への接続を行うことができる所定の速度に達するまで、蒸気タービン発電機１１０の回転速度を増大する。速度制御段階の間、止め弁３２は閉じられ、蒸気制御弁２８、ひいては蒸気入口２６を通じた蒸気タービン発電機１１０への蒸気の供給を阻止する。
【００４０】
蒸気タービン発電機１１０がＡＣ送電網に接続され、同期速度で回転すると、第１の蒸気制御弁１８は上記で説明したように閉じられ、第２の蒸気制御弁２０が開かれる。ＡＣ送電網によって要求される電力に応じて、同時に又は後で、閉ループ制御装置Ｃ２は蒸気制御弁２８を開き、蒸気タービン発電機１１０に供給される蒸気の体積流量を増大させる。つまり、負荷制御段階の間、両方の蒸気入口１３，２６を介して同時に蒸気を供給することができる。もちろん、蒸気制御弁２８を通じて蒸気を供給することができる前に、止め弁３２が開かれなければならない。
【００４１】
ここで図３を参照すると、４つの蒸気入口４８，５０，５２，５４を備えた地熱蒸気タービン発電機２１０が示されている。地熱蒸気タービン発電機２１０は、図１に示された蒸気タービン発電機１０と同様のものであり、したがって、対応する構成部材は、対応する符号によって識別されている。
【００４２】
地熱蒸気タービン発電機２１０は、蒸気入口４８，５０のうちの一方にそれぞれ接続された蒸気供給管路２４，３４にそれぞれ配置された、蒸気タービン発電機２１０への蒸気の供給を制御するための上記で説明したような２つの弁配列１６を有する。蒸気タービン発電機２１０は、付加的に、負荷制御段階の間に蒸気タービン発電機２１０に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気入口５２に接続された蒸気供給管路３８に配置された別の蒸気制御弁３６を有する。止め弁４０は、蒸気供給管路３８において蒸気制御弁３６の上流に配置されている。蒸気制御弁３６及び止め弁４０は両方とも蝶形弁である。蒸気タービン発電機２１０は、負荷制御段階の間に蒸気タービン発電機２１０に供給される蒸気の体積流量を調節するための、蒸気入口５４に接続された蒸気供給管路４４に配置された別の蒸気制御弁４２も有する。止め弁４６は、蒸気供給管路４４において蒸気制御弁４２の上流に配置されている。蒸気制御弁４２及び止め弁４６は両方とも蝶形弁である。
【００４３】
速度制御段階の間、弁配列１６のうちの一方又は両方は、図１に関連して上記で説明した形式で作動させられ、ＡＣ送電網への接続を行うことができる所定の速度に達するまで、蒸気タービン発電機２１０の回転速度を増大させる。速度制御段階の間、止め弁４０，４６は両方とも閉鎖位置にあり、蒸気制御弁３６，４２及び蒸気入口５２，５４を通じた蒸気タービン発電機２１０への蒸気の供給を阻止する。
【００４４】
蒸気タービン発電機２１０が、ＡＣ送電網に接続され、同期速度で回転すると、それぞれの弁配列１６の第１の蒸気制御弁１８を上記で説明したように閉じることができ、一方又は両方の弁配列１６の第２の蒸気制御弁２０を開くことができる。ＡＣ送電網によって要求される電力に応じて同時に又は後で、閉ループ制御装置Ｃ２は蒸気制御弁３６，４２のうちの一方又は両方を開き、蒸気タービン発電機２１０に供給される蒸気の体積流量を増大させる。もちろん、蒸気をそれぞれの蒸気制御弁３６，４２を通じて供給することができる前に、止め弁４０，４６は開かれなければならない。
【００４５】
図３の配列は、特に、例えば６０ｍ3／ｓｅｃを超えるようなより高い蒸気体積流量に適している。
【００４６】
前述の段落においては典型的な実施の形態が説明されているが、添付の請求の範囲から逸脱することなくこれらの実施の形態に対して様々な変更がなされてよいことを理解すべきである。つまり、請求項の広さ及び範囲は、上記で説明した典型的な実施の形態に限定されるべきではない。請求の範囲及び図面を含む明細書に開示されたそれぞれの特徴は、そうでないことが明らかに述べられない限り、同一、均等又は類似の目的を果たす代替的な特徴によって置き換えられてよい。
【００４７】
例えば、例示された２流れロータ構成以外の蒸気タービン構成が採用されてよい。
【００４８】
説明及び請求の範囲を通じて文脈がそうでないことを明確に要求しない限りは、"含む"、"含んでいる"及び同様の用語は、排他的又は網羅的意味に反するものとして例示的である、すなわち、"含むが、限定されない"という意味に解釈すべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１１０，２１０  地熱蒸気タービン発電機、  １２  地熱蒸気タービン、  １３  蒸気入口、  １４  発電機、  １６  弁配列、  １８  第１の蒸気制御弁、  ２０  第２の蒸気制御弁、  ２２，３２，４０，４６  止め弁、  ２４  蒸気供給管路、  ２６  蒸気入口、  ２８，３６，４２  蒸気制御弁、  ３０，３８，４４  蒸気供給管路、  ４８，５０，５２，５４  蒸気入口
【図１】
2013194743.tif 000003
【図２】
2013194743.tif 000004
【図３】
2013194743.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月22日(2013.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）への蒸気供給を制御するための弁配列（１６）であって、該弁配列（１６）は、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するための第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）と、蒸気供給管路（２４）において前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）の上流に配置された止め弁（２２）とを有し、前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）は前記蒸気供給管路（２４）において並列に配置されており、前記第１の蒸気制御弁（１８）は、前記第２の蒸気制御弁（２０）よりも小さな流量を有し、
蒸気は２ｂａｒ〜２０ｂａｒの圧力で供給され、
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されており、
前記第２の蒸気制御弁（２０）は、前記蒸気タービン及び前記発電機が前記所定の回転速度に達して送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されていることを特徴とする、発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）への蒸気供給を制御するための弁配列（１６）。
【請求項２】
前記弁配列は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機の回転速度に基づいて、前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第１のフェイルセーフアクチュエータ（Ｃ１）とを含む、請求項１記載の弁配列。
【請求項３】
前記弁配列は、負荷制御段階の間、送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて、前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動を制御するための、閉ループ制御装置と、第２のフェイルセーフアクチュエータ（Ｃ２）とを含む、請求項１又は２記載の弁配列。
【請求項４】
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、速度制御段階の間に、総負荷の１５％まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の５％〜８％が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービンに供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項５】
前記第２の蒸気制御弁（２０）は、負荷制御段階の間に、総負荷の１５％〜１００％が蒸気タービンに供給されるように、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するように配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項６】
前記第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）のそれぞれは、蝶形弁である、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項７】
前記第１の蒸気制御弁（１８）及び前記第２の蒸気制御弁（２０）は、０．１〜０．０５の範囲の、それぞれの最大の正規化された流量の比を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項８】
前記第１の蒸気制御弁（１８）は、２５０ｍｍの全開直径を有し、前記第２の蒸気制御弁（２０）は、７００ｍｍの全開直径を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁配列。
【請求項９】
発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）のための弁配列（１６）を制御する方法であって、前記弁配列（１６）は、蒸気タービン発電機に供給される蒸気の体積流量を調節するための第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）であって、蒸気供給管路（２４）において並列に配置されている、第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）と、前記蒸気供給管路において前記第１の蒸気制御弁（１８）及び第２の蒸気制御弁（２０）の上流に配置された止め弁（２２）とを含み、前記第１の蒸気制御弁（１８）は、前記第２の蒸気制御弁（２０）よりも小さな流量を有し、前記方法は、
速度制御段階の間、前記蒸気タービン発電機が、前記蒸気タービン及び前記発電機を送電網に接続することができる所定の回転速度に達するまで、前記第１の蒸気制御弁（１８）を通って２〜２０ｂａｒの圧力で前記蒸気タービンに蒸気を供給し、
前記蒸気タービン発電機が前記所定の回転速度に達して前記送電網に接続されると、前記速度制御段階の終了後、負荷制御段階の間、前記第２の蒸気制御弁（２０）を通って前記蒸気タービン発電機に蒸気を供給することを含むことを特徴とする、発電機（１４）に接続された地熱蒸気タービン（１０，１２，１１０，２１０）のための弁配列（１６）を制御する方法。
【請求項１０】
前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動は、前記速度制御段階の間、前記蒸気タービン及び前記発電機の回転速度に基づいて制御される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動は、負荷制御段階の間、前記送電網によって前記蒸気タービン及び前記発電機に要求される電気的負荷に基づいて制御される、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
前記蒸気は、前記速度制御段階の間、専ら前記第１の蒸気制御弁（１８）を通って前記蒸気タービン発電機に供給される、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の蒸気制御弁（１８）の作動は、前記速度制御段階の間、総負荷の１５％まで、好適には、蒸気の利用できる総体積流量の５％〜８％が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の蒸気制御弁（２０）の作動は、前記負荷制御段階の間、総負荷の１５％〜１００％が前記蒸気タービンに供給されるように、制御される、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【外国語明細書】
2013194743.tif 000006
2013194743.tif 000007
2013194743.tif 000008
2013194743.tif 000009
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