(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱回収ボイラーに対し熱を供給するガスタービンと、前記熱回収ボイラーに蒸気導管を介して接続される蒸気タービンと、この蒸気タービンと熱回収ボイラーを接続する戻し管の途中に設けられる復水器と、蒸気タービンの作動に過剰な蒸気を前記蒸気導管から復水器へバイパスするバイパス管とを備えた発電設備であって、前記蒸気導管に供給される蒸気量を検出するための第一流量計と、蒸気タービンに供給される蒸気量を検出するための第二流量計と、これら第一流量計および第二流量計からの検出量に基づいて前記ガスタービンの駆動を制御する制御装置とが設けられ、この制御装置は、ガスタービン起動後に第一流量計の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とする機能と、ガスタービンの出力をホールド状態とした後、第一流量計と第二流量計の検出量の差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除する機能とを有したことを特徴とする発電設備。
【請求項２】
ガスタービンの駆動に伴って発生する熱を熱回収ボイラーに供給して熱回収ボイラーで蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気導管を介して蒸気タービンに供給し、蒸気タービンに供給した後の蒸気を復水器を介して熱回収ボイラーに戻すようにし、熱回収ボイラーで発生した蒸気を蒸気導管を介して蒸気タービンに供給する一方で、蒸気タービンの作動に過剰な蒸気をバイパス管を介して復水器に供給するようにした発電設備の制御方法であって、ガスタービン起動後に、蒸気導管に供給される蒸気量を検出する第一流量計の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とし、ガスタービンの出力をホールド状態とした後、第一流量計と蒸気タービンに供給される蒸気量を検出する第二流量計の検出量との差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除することを特徴とする発電設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電設備およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガスタービン・コンバインド発電設備は、ガスタービンの排熱を回収する熱回収ボイラーと、熱回収ボイラーに蒸気導管を介して接続される蒸気タービンと、蒸気タービンと熱回収ボイラーを接続する戻し管の途中に設けられる復水器および脱気器と備えている。
【０００３】
上記発電設備において、ガスタービンの起動によって発生した排ガスによって熱回収ボイラーで蒸気を発生させ、この蒸気は、蒸気導管から蒸気タービンに供給され、これにより蒸気タービンの構成材料の温度が上昇して蒸気タービンを作動させ、蒸気は、その後復水器、脱気器を通り熱回収ボイラーに戻される。
【０００４】
前記ガスタービンを起動させるに当たっては、例えば初期にその負荷を１０％程度とし、その後一定の負荷率（メーカーにより決められた値）で１００％まで上昇させている。しかし、この一定の負荷率により発生する蒸気量は、蒸気タービンの構成材料を、歪なく温度上昇させるのには多過ぎる。このため、蒸気導管と復水器とをバイパス管で接続し、蒸気タービンの構成材料の温度上昇に過剰な蒸気をバイパス管に流し、復水器に供給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記発電設備では、蒸気タービンの構成材料の温度上昇に過剰な蒸気をバイパス管に流し、復水器に供給するようにしているが、このために処理能力の大きな復水器を必要としていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得る発電設備およびその制御方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、熱回収ボイラーに対し熱を供給するガスタービンと、前記熱回収ボイラーに蒸気導管を介して接続される蒸気タービンと、この蒸気タービンと熱回収ボイラーを接続する戻し管の途中に設けられる復水器と、蒸気タービンの作動に過剰な蒸気を前記蒸気導管から復水器へバイパスするバイパス管とを備え、前記蒸気導管に供給される蒸気量を検出するための第一流量計と、蒸気タービンに供給される蒸気量を検出するための第二流量計と、これら第一流量計および第二流量計からの検出量に基づいて前記ガスタービンの駆動を制御する制御装置とが設けられ、この制御装置は、ガスタービン起動後に第一流量計の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とする機能と、ガスタービンの出力をホールド状態とした後、第一流量計と第二流量計の検出量の差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除する機能とを有している。
【０００８】
上記構成において、ガスタービンの駆動に伴って発生する熱を熱回収ボイラーに供給して熱回収ボイラーで蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気導管を介して蒸気タービンに供給し、蒸気タービンに供給した後の蒸気を復水器を介して熱回収ボイラーに戻すようにし、熱回収ボイラーで発生した蒸気を蒸気導管を介して蒸気タービンに供給する一方で、蒸気タービンの作動に過剰な蒸気をバイパス管を介して復水器に供給するようにし、ガスタービン起動後に、蒸気導管に供給される蒸気量を検出する第一流量計の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とし、ガスタービンの出力をホールド状態とした後、第一流量計と蒸気タービンに供給される蒸気量を検出する第二流量計の検出量との差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除することで、蒸気のバイパス量が低減されて、復水器の能力を小さくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る発電設備（ガスタービン・コンバインドサイクル発電システムが用いられる）１は、回転数制御装置Ｍを備えたガスタービンＧが設けられ、このガスタービンＧの駆動によって発生する排熱を回収する熱回収ボイラー２の本体３に、高圧蒸気発生部４および低圧蒸気発生部５が設けられ、前記高圧蒸気発生部４、低圧蒸気発生部５がそれぞれ高圧蒸気導管６の分岐管９、低圧蒸気導管８を介して蒸気タービン１０の入口側に接続され、高圧蒸気発生部４および低圧蒸気発生部５は、接続管１８を介して接続されている。
【００１０】
また、この蒸気タービン１０の出口側は復水器１１の入口側に接続管１１ａを介して接続され、高圧蒸気導管６に、前記蒸気タービン１０の作動に過剰な蒸気を前記高圧蒸気導管６から復水器１１へバイパスするバイパス管７が接続されている。また、低圧蒸気導管８の分岐管１３が脱気器１４の入口側に接続されるとともに、復水器１１の出口側が復水管１１ｂを介して脱気器１４の入口側に接続されている。そして、脱気器１４の出口側は、戻し管１５を介して前記低圧蒸気発生部５に接続されている。なお、前記高圧蒸気導管６の分岐管９およびバイパス管７の途中には、蒸気流量調節バルブ２１が取付けられている。
【００１１】
そして、高圧蒸気導管６の途中に、これに供給される蒸気量（主蒸気量ともいう）を検出するための第一流量計１２が接続され、高圧蒸気導管６の分岐管９に蒸気タービン１０に供給される蒸気量を検出するための第二流量計１７が接続され、第一流量計１２および第二流量計１７と前記ガスタービンＧの回転数制御装置Ｍと回線１９を介して接続されている。
【００１２】
また、第一流量計１２および第二流量計１７からの検出量に基づいて前記ガスタービンＧの駆動を制御する制御装置（図示せず）が設けられ、この制御装置は、ガスタービン起動後に第一流量計１２の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とする機能と、ガスタービンＧの出力をホールド状態とした後、第一流量計１２と第二流量計１７の検出量の差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除する機能とを有している。
【００１３】
上記構成において、ガスタービンＧを初期起動時にその負荷を１０％程度とし、その後一定の負荷率で上昇させると、熱回収ボイラー２がガスタービンＧの排熱を回収して高圧蒸気発生部４で蒸気を発生し、遅延して低圧蒸気発生部５で蒸気が発生し、蒸気が蒸気タービン１０に供給されてその構成材料の温度を上昇させて蒸気タービン１０を立上げる。蒸気タービン１０の作動に過剰な蒸気は、高圧蒸気導管６からバイパス管７によって復水器１１へバイパスされる。そして、蒸気は復水器１１で復水となり、脱気器１４に至って脱気され、低圧蒸気発生部５に戻される。
【００１４】
ところで、第一流量計１２によって高圧蒸気導管６に供給される蒸気量を検出しており、第二流量計１７によって蒸気タービン１０に供給される蒸気量を検出している。ここで、点火時から高圧蒸気導管６に供給される蒸気量、すなわち第一流量計１２が例えば４０(t/h)を検出した時点で、制御装置は、ガスタービンＧの出力をホールド状態とする。そして、経時的に第一流量計１２が検出する流量と、第二流量計１７が検出する流量の差が１０(t/h)になった時点で、前記負荷上昇率で上昇させ、次に制御装置は、第一流量計１２が例えば７０(t/h)を検出した時点で、ガスタービンＧの出力を再びホールド状態とする。そして、経時的に第一流量計１２が検出する流量と、第二流量計１７が検出する流量の差が１０(t/h)になった時点で前記負荷上昇率で再び上昇させ、ガスタービンＧを定格の出力とする。こうすることにより、蒸気タービン１０の作動に過剰な蒸気は、高圧蒸気導管６からバイパス管７から復水器１１へバイパスされるので、蒸気のバイパス量を低減させることができる。
【００１５】
このように、ガスタービン起動後に、高圧蒸気導管６に供給される蒸気量を検出する第一流量計１２の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とし、ガスタービンＧの出力をホールド状態とした後、第一流量計１２と蒸気タービン１０に供給される蒸気量を検出する第二流量計１７の検出量との差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除するといった動作を繰り返すことで蒸気のバイパス量を低減させることができ、これにより復水器１１の能力を小さくすることができる。
【００１６】
図２および図３は上記本発明の実施の形態に係るもので、図４および図５は従来例を示す。図２および図４は、横軸を点火時からの経過時間(min)とし、縦軸を蒸気量(kg/h)としたグラフ図、図３および図５は横軸を点火時からの経過時間(min）とし、縦軸をガスタービン出力(％)としたグラフ図である。
【００１７】
図２および図３から、ガスタービン出力を段階的に変化させることで、高圧蒸気導管６に供給される蒸気量（主蒸気量）も段階的に変化し、蒸気タービン１０に供給される蒸気量が緩やかに変化し、また、図４で示した場合と比較して、蒸気のバイパス量が低減しているのが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、蒸気導管に供給される蒸気量を検出するための第一流量計と、蒸気タービンに供給される蒸気量を検出するための第二流量計と、これら第一流量計および第二流量計からの検出量に基づいてガスタービンの駆動を制御する制御装置とが設けられ、この制御装置は、ガスタービン起動後に、蒸気導管に供給される蒸気量を検出する第一流量計の検出量が所定値まで上昇した際にガスタービン出力をホールド状態とし、ガスタービンの出力をホールド状態とした後、第一流量計と蒸気タービンに供給される蒸気量を検出する第二流量計の検出量との差が所定値に達した際にガスタービン出力のホールド状態を解除するので、蒸気のバイパス量を低減させることができ、これにより復水器の能力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す発電設備の全体構成図である。
【図２】同じく点火時からの経過時間と蒸気量との関係を示したグラフ図である。
【図３】同じく点火時からの経過時間とガスタービン出力との関係を示したグラフ図である。
【図４】従来の発電設備における点火時からの経過時間と蒸気量との関係を示したグラフ図である。
【図５】同じく点火時からの経過時間とガスタービン出力との関係を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１      発電設備
２      熱回収ボイラー
４      高圧蒸気発生部
５      低圧蒸気発生部
６      高圧蒸気導管
７      バイパス管
８      低圧蒸気導管
１０    蒸気タービン
１１    復水器
１２    第一流量計
１４    脱気器
１７    第二流量計
２１    蒸気流量調節バルブ
Ｇ      ガスタービン
Ｍ      回転数制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003732016.tif 000006