低圧タービンバイパス制御装置及び発電プラント
【課題】
通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転を可能とする低圧タービンバイパス制御装置を提供する。
【解決手段】
通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合、例えば、ボイラ１への給水が高圧給水加熱器３０側から高圧給水加熱器バイパス管２９側へ切替わる場合、高圧給水加熱器のバイパス条件（高圧給水加熱器バイパス弁２８の開閉）をとらえ、通常運転時の関数発生器(A)４２から、その状態での熱バランス計算に基づいて算出された関数発生器(B)４３に切り換えて、低圧タービンバイパス弁１２の制御圧力設定を行い、低圧タービンバイパス弁１２の開閉制御を行う。
通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転を可能とする低圧タービンバイパス制御装置を提供する。
【解決手段】
通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合、例えば、ボイラ１への給水が高圧給水加熱器３０側から高圧給水加熱器バイパス管２９側へ切替わる場合、高圧給水加熱器のバイパス条件（高圧給水加熱器バイパス弁２８の開閉）をとらえ、通常運転時の関数発生器(A)４２から、その状態での熱バランス計算に基づいて算出された関数発生器(B)４３に切り換えて、低圧タービンバイパス弁１２の制御圧力設定を行い、低圧タービンバイパス弁１２の開閉制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧タービンバイパス制御装置及び発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧タービンと中低圧タービンを有する火力発電プラントでは、高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ蒸気を排出する高圧タービンバイパス管と、中低圧タービンをバイパスし復水器へ蒸気を排出する低圧タービンバイパス管が設けられている。従来、低圧タービンバイパス管に設けられた低圧タービンバイパス弁を制御する低圧タービンバイパス制御装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、プラント起動時の起動モードの違いにより異なるプラントの目標初負荷に見合った再熱蒸気圧力の目標値を設定し、低圧タービンバイパス弁を制御する低圧タービンバイパス制御装置や、蒸気の一部を工場のプロセス蒸気として用いる蒸気タービンプラントにおいて、特許文献２に記載のように、タービン停止またはボイラ単独運転時においても、プロセス（工場）蒸気の供給を可能とする低圧タービンバイパス制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１１８０７号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ排出された蒸気は再熱器で加熱され、中低圧タービンに供給される。また、高圧タービンまたは高圧タービン排気管から蒸気が抽気され、給水加熱器等に蒸気が供給される。このような発電プラントにおいて、通常負荷運転時は、蒸気発生器から発生した蒸気は全量高圧タービンに供給され、高圧タービンで仕事をした蒸気は再熱器により加熱され、全量中低圧タービンへ供給され、高圧タービンバイパス管と低圧タービンバイパス管にそれぞれ設けられた高圧タービンバイパス弁及び低圧タービンバイパス弁は全閉で待機状態にある。この状態から、高圧タービンまたは高圧タービン排気管から給水加熱器への蒸気の排出が無くなる事象が発生した場合、高圧タービン排気量が増加するため、中低圧タービン入口圧力が上昇し、通常負荷運転時の熱バランスと異なる運転状態になる。このため、この状態で負荷運転を継続しようとした場合、低圧タービンバイパス弁が開動作となり、不要な蒸気の排出によりタービン負荷運転の外乱となる。従来、特許文献１や２を含め、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合の中低圧タービン入口圧力の圧力制御（低圧タービンバイパス弁の開閉制御による中低圧タービン入口圧力の圧力制御）について対策したものはない。
【０００５】
本発明は、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転を可能とする低圧タービンバイパス制御装置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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、低圧タービンバイパス弁の開閉制御を、通常運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合、中低圧タービン入口圧力の制御設定圧力を、その状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えて開閉制御するようにしたものである。
【０００７】
例えば、高圧タービン中間段から蒸気を供給し、ボイラへの給水と熱交換する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし給水をボイラへ供給する給水加熱器バイパス管を有する発電プラントにおいて、ボイラへの給水が給水加熱器側から給水加熱器バイパス側へ切替わり、給水加熱器への給水が断たれ高圧タービン中間段から供給される蒸気との熱交換がされない場合、高圧タービン中間段から給水加熱器への蒸気の流れが無くなり、高圧タービンの排気量が増加するため、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化する。この熱バランスが変化した状態で運転を継続した場合には、中低圧タービン入口圧力の上昇により、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまう。本発明では、これを回避するよう、給水加熱器のバイパス条件をとらえ、給水加熱器をバイパスした状態での熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、中低圧タービン入口圧力の圧力設定値を切り替えることで、通常負荷運転時と同様の制御を可能とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例１）を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１に用いられる、高圧タービン初段圧力に基づいて中低圧タービン入口の制御設定圧力（低圧タービンバイパス弁の開閉制御の圧力）を出力する関数発生器における高圧タービン初段圧力と制御設定圧力との関係を示す図で、通常運転時の関係を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例１に用いられる、高圧タービン初段圧力に基づいて中低圧タービン入口の制御設定圧力（低圧タービンバイパス弁の開閉制御の圧力）を出力する関数発生器における高圧タービン初段圧力と制御設定圧力との関係を示す図で、高圧給水加熱器バイパス運転時の関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例２）を示す図である。
【図４】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例１では、高圧給水加熱器バイパス弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００１２】
本実施例１の概要は、蒸気発生器（ボイラ）、該蒸気発生器から発生された蒸気により駆動する高圧タービン、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービン、復水器、蒸気発生器からの蒸気を高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管（低温再熱管）へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管、再熱器により加熱された再熱蒸気を中低圧タービンをバイパスし復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管、高圧タービンの中間段から供給される蒸気によって蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器（高圧給水加熱器）、該給水加熱器をバイパスし蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管を有する発電プラントにおいて、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出し、中低圧タービン入口圧力を低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置であって、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時には、高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には、負荷運転を阻害しない状態となるように該圧力設定にバイアスを加えることで全閉となるよう制御され、そして、給水加熱器バイパス弁が開き、給水加熱器への給水が断たれ高圧タービン中間段から供給される蒸気との熱交換がされず、高圧タービンから給水加熱器への蒸気の流れが無くなり、高圧タービンの排気量が増加して、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中圧タービン入口圧力の関係が変化し、この熱バランスが変化した状態で運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となりタービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するように、給水加熱器バイパス弁の開動作をとらえ、給水加熱器バイパス後の熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、中低圧タービン入口の圧力設定値を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００１３】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。ボイラ１にて発生した蒸気は、主蒸気配管２を通り、主蒸気止弁５と主蒸気加減弁６を介して高圧タービン７に流入し、仕事をした後、低温再熱蒸気として排出され、低温再熱管８を通り再熱器９に導かれ、再熱器９により加熱された後、高温再熱蒸気となり、高温再熱管１０を通り、再熱蒸気止弁１４とインターセプト弁１５を介して中圧タービン１６に流入する。蒸気は、中圧タービン１６で仕事をした後、低圧タービン１７に流入し、仕事をした後、復水器１８へ排出され、凝縮されて復水となる。復水ポンプ１９で昇圧された復水は、復水管２０を通り、脱気器水位調節弁２３を介して、低圧加熱器２４に流入して加熱され、そして脱気器２５にて脱気された後、給水ポンプ２６にて昇圧され、高圧給水加熱器３０で加熱され、ボイラ１へ給水として供給される。高圧給水加熱器３０には、高圧タービン中間段から、抽気止弁３２が設けられた抽気管３１を介して抽気蒸気が供給され、給水を抽気蒸気により加熱する。また、必要に応じて、低温再熱管または中圧タービン中間段からの抽気蒸気が供給される高圧給水加熱器３０が設置される。
【００１４】
また、起動・停止・緊急停止時等にタービンに通気できない余剰蒸気が発生する過渡運転状態においては、ボイラ１から発生した蒸気は、高圧タービンバイパス弁４を有する高圧タービンバイパス管３を通り、再熱器９で加熱される。再熱器９で加熱された蒸気は、高温再熱蒸気管１０から低圧タービンバイパス弁１２を有する低圧タービンバイパス管１１を通り、減温器１３を介して復水器１８へ排出される。減温器１３には減温弁２２が設けられた減温水管２１を介して復水器１８からの復水が供給される。このように、高圧タービンバイパス管は高圧タービンをバイパスし、低圧タービンバイパス管は中圧タービン及び低圧タービンをバイパスする。本実施例では、中圧タービンを用いているが、中圧タービンを省略することも可能である。このことから本発明では、中圧タービンと低圧タービンとを併せて中低圧タービンと総称し、中低圧タービンという場合、中圧タービン及び低圧タービンの組み合わせと低圧タービンだけの場合の両方を含むものとする。
【００１５】
また、給水管２７には、高圧給水加熱器３０をバイパスして、給水をボイラ１に供給するための高圧給水加熱器バイパス弁２８と高圧給水加熱器バイパス管２９が設けられている。
【００１６】
次に、低圧タービンバイパス弁の制御について説明する。
【００１７】
起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡状態では、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために、高圧タービン初段圧力４０に基づいた中圧タービン入口圧力の制御設定圧力にて低圧タービンバイパス弁が制御され、低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出する。図２Aは、通常運転時における、高圧タービン初段圧力に基づき中圧タービン入口の制御設定圧力を求めるための関数設定器(A)４２の内容を示すもので、この関数設定器(A)４２に基づき圧力設定される。この関数は、通常運転時の熱バランス計算により算出される。
【００１８】
通常負荷運転時の低圧タービンバイパス制御は、図１及び図２Aに示すように、高圧タービン初段圧力４０に基づいて関数演算器(A)４２で得られた制御設定圧力にバイアス値４６を加算した値で制御する。このように制御するため、全閉状態を保持し、通常の負荷運転を阻害しないよう運用されている。尚、低圧タービンバイパス弁１２は高圧タービンバイパス弁４に協調して動作させるため、高圧タービンバイパス弁４が全閉時に低圧タービンバイパス弁１２も閉動作となるよう、バイアス値４６は高圧タービンバイパス弁４全閉の条件にて関数発生器(A)４２の出力に加算器４５において加算される。これによって、低圧タービンバイパス弁１２も全閉待機となる。
【００１９】
ここで、通常運転時に、高圧給水加熱器バイパス弁２８が開き、給水ポンプ２６からボイラ１への給水の供給が給水管２７から高圧給水加熱器バイパス管２９に切り替わると、高圧給水加熱器３０でのタービン抽気との熱交換がなくなるため、抽気の流れが遮断される。抽気が遮断されると高圧タービン７、低温再熱蒸気管８からの蒸気の排出がなくなり、再熱器９から中圧タービン１６に流入する蒸気量が増加し、中圧タービン入口圧力４１が上昇する。
【００２０】
このとき、関数演算器(A)４２に使用していた高圧タービン初段圧力４０と中圧タービン入口圧力４１の熱バランスが通常運転時から変化する。このため、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器(A)４２に基づき設定された圧力値以上に、中圧タービン入口圧力４１が上昇し、低圧タービンバイパス弁１２が開動作となり、高温再熱蒸気が復水器１８に排出され負荷運転に外乱を与え、またエネルギー損失となる。この低圧タービンバイパス弁１２の不要な開動作を回避するために、図１に示すように、高圧給水加熱器バイパス弁２８の開動作をとらえて、信号切替え器４４により、バイパスした状態での熱バランス計算により算出した関数発生器(B)４３に制御設定を切替える。このことで、給水加熱器バイパス運転時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。なお、図中、４７は偏差演算器、４８はPI演算器を示す。
【００２１】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、図２A及び図２Bに示すように、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。図２A及び図２Bは、実施例１に使用した関数発生器を示し、通常運転時と高圧給水加熱器バイパス運転時の関数を比較し、実際の運転圧力との関係を示すものである。図２Aが通常運転時の関数発生器（A）４２、図２Bが高圧給水加熱器バイパス時の関数発生器（B）４３を示している。
【００２２】
本実施例によれば、過剰な高圧タービン排気蒸気の増加により中低圧タービン入口圧力が異常に上昇するような事象で、中低圧タービン入口圧力と高圧タービン初段圧力の関係が通常運転時と異なる熱バランスとなった場合にも、低圧タービンバイパス弁が閉状態を保持することができる。また、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力との熱バランスが変化した場合にも、中圧タービン入口の制御設定値を本事象時の熱バランスに合わせた圧力設定に切替えることで、熱バランスが変化した状態のまま負荷上昇・停止等の操作に対しても安定したバイパス弁の制御が可能となる。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例２は、抽気止弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００２４】
本実施例２の概要は、実施例１と同様に、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時にはタービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には負荷運転を阻害しないように該圧力設定にバイアスを加えることで低圧タービンバイパス弁は全閉となるように制御され、そして、本実施例２では、給水加熱器バイパス弁の開動作に替えて、何らかの要因により高圧タービン中間段から給水加熱器への抽気管に設置された抽気止弁が閉まった場合、高圧タービンの排気量が増加し、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化し、この熱バランスが変化した状態で運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するよう、抽気止弁閉動作をとらえ、抽気止弁閉後の熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、圧力設定値（中低圧タービン入口の圧力設定値）を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００２５】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。基本的な構成は図１と同様である。
【００２６】
本実施例２では、図１に示した実施例１の高圧給水加熱器バイパス弁２８の開動作をとらえる代わりに、高圧タービン７から供給される抽気管３１に設置された抽気止弁３２の閉動作をとらえ、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器（A）４２から、抽気止弁閉状態での熱バランス計算により算出した関数発生器（B）４３に制御設定を切替える。これによって、抽気止弁閉時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。
【００２７】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、実施例１と同様に、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。
【実施例３】
【００２８】
図４は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例３では、プロセス蒸気止弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００２９】
本実施例２の概要は、蒸気発生器、該蒸気発生器から発生された蒸気により駆動する高圧タービン、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービン、復水器と、蒸気発生器からの蒸気を高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管、再熱器により加熱された再熱蒸気を中低圧タービンをバイパスし復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管、高圧タービンまたは、排気管からの抽気を工場等の別の設備で利用するよう供給するプロセス蒸気管を有する蒸気発生プラントにおいて、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出し、中低圧タービン入口圧力を低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置であって、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時には高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には負荷運転を阻害しない状態になるように該圧力設定にバイアスを加えることで全閉となるように制御され、そして、高圧タービン、または、排気管から蒸気を供給するプロセス蒸気が遮断され、高圧タービンの排気量が増加して、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化した状態で、通常の圧力設定のまま運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するよう、プロセス蒸気遮断の条件をとらえ、プロセス蒸気遮断後の熱バランス計算により算出した、初段圧力に基づいた設定に圧力設定値（中低圧タービン入口の圧力設定値）を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００３０】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。基本的な構成は図１と同様である。
【００３１】
本実施例３が適用されるプラントは、図１や図３に示した実施例１や２における抽気管３１に工場等の別設備に蒸気を供給するプロセス蒸気管３３とプロセス蒸気止弁３４が設置されたプラントである。そして、本実施例３では、高圧給水加熱器バイパス弁２８や抽気止弁３２の閉動作をとらえる代わりに、プロセス蒸気止弁３４の閉動作をとらえ、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器（A）４２から、プロセス蒸気止弁閉状態での熱バランス計算により算出した関数発生器（B）４３に制御設定を切替える。これよって、プロセス蒸気止弁閉時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。
【００３２】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、実施例１と同様に、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
1・・・ボイラ、2・・・主蒸気管、3・・・高圧タービンバイパス管、4・・・高圧タービンバイパス弁、5・・・主蒸気止弁、6・・・主蒸気加減弁、7・・・高圧タービン、8・・・低温再熱管、9・・・再熱器、10・・・高温再熱管、11・・・低圧タービンバイパス管、12・・・低圧タービンバイパス弁、13・・・減温器、14・・・再熱蒸気止弁、15・・・インターセプト弁、16・・・中圧タービン、17・・・低圧タービン、18・・・復水器、19・・・復水ポンプ、20・・・復水管、21・・・減温水管、22・・・減温弁、23・・・脱気器水位調節弁、24・・・低圧給水加熱器、25・・・脱気器、26・・・給水ポンプ、27・・・給水管、28・・・高圧給水加熱器バイパス弁、29・・・高圧給水加熱器バイパス管、30・・・高圧給水加熱器、31・・・抽気管、32・・・抽気止弁、33・・・プロセス蒸気管、34・・・プロセス蒸気止弁、40・・・高圧初段圧力（圧力計）、41・・・中圧タービン入口圧力（圧力計）、42・・・関数発生器(A)、43・・・関数発生器(B)、44・・・信号切替え器、45・・・加算器、46・・・バイアス値（固定値）、47・・・偏差演算器、48・・・PI演算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧タービンバイパス制御装置及び発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧タービンと中低圧タービンを有する火力発電プラントでは、高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ蒸気を排出する高圧タービンバイパス管と、中低圧タービンをバイパスし復水器へ蒸気を排出する低圧タービンバイパス管が設けられている。従来、低圧タービンバイパス管に設けられた低圧タービンバイパス弁を制御する低圧タービンバイパス制御装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、プラント起動時の起動モードの違いにより異なるプラントの目標初負荷に見合った再熱蒸気圧力の目標値を設定し、低圧タービンバイパス弁を制御する低圧タービンバイパス制御装置や、蒸気の一部を工場のプロセス蒸気として用いる蒸気タービンプラントにおいて、特許文献２に記載のように、タービン停止またはボイラ単独運転時においても、プロセス（工場）蒸気の供給を可能とする低圧タービンバイパス制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１１８０７号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ排出された蒸気は再熱器で加熱され、中低圧タービンに供給される。また、高圧タービンまたは高圧タービン排気管から蒸気が抽気され、給水加熱器等に蒸気が供給される。このような発電プラントにおいて、通常負荷運転時は、蒸気発生器から発生した蒸気は全量高圧タービンに供給され、高圧タービンで仕事をした蒸気は再熱器により加熱され、全量中低圧タービンへ供給され、高圧タービンバイパス管と低圧タービンバイパス管にそれぞれ設けられた高圧タービンバイパス弁及び低圧タービンバイパス弁は全閉で待機状態にある。この状態から、高圧タービンまたは高圧タービン排気管から給水加熱器への蒸気の排出が無くなる事象が発生した場合、高圧タービン排気量が増加するため、中低圧タービン入口圧力が上昇し、通常負荷運転時の熱バランスと異なる運転状態になる。このため、この状態で負荷運転を継続しようとした場合、低圧タービンバイパス弁が開動作となり、不要な蒸気の排出によりタービン負荷運転の外乱となる。従来、特許文献１や２を含め、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合の中低圧タービン入口圧力の圧力制御（低圧タービンバイパス弁の開閉制御による中低圧タービン入口圧力の圧力制御）について対策したものはない。
【０００５】
本発明は、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転を可能とする低圧タービンバイパス制御装置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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、低圧タービンバイパス弁の開閉制御を、通常運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合、中低圧タービン入口圧力の制御設定圧力を、その状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えて開閉制御するようにしたものである。
【０００７】
例えば、高圧タービン中間段から蒸気を供給し、ボイラへの給水と熱交換する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし給水をボイラへ供給する給水加熱器バイパス管を有する発電プラントにおいて、ボイラへの給水が給水加熱器側から給水加熱器バイパス側へ切替わり、給水加熱器への給水が断たれ高圧タービン中間段から供給される蒸気との熱交換がされない場合、高圧タービン中間段から給水加熱器への蒸気の流れが無くなり、高圧タービンの排気量が増加するため、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化する。この熱バランスが変化した状態で運転を継続した場合には、中低圧タービン入口圧力の上昇により、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまう。本発明では、これを回避するよう、給水加熱器のバイパス条件をとらえ、給水加熱器をバイパスした状態での熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、中低圧タービン入口圧力の圧力設定値を切り替えることで、通常負荷運転時と同様の制御を可能とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通常負荷運転時に中低圧タービン入口圧力が上昇する通常と異なる運転状態となった場合でも不要な低圧タービンバイパス弁の開動作を回避し、且つ各運転状態にて安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例１）を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１に用いられる、高圧タービン初段圧力に基づいて中低圧タービン入口の制御設定圧力（低圧タービンバイパス弁の開閉制御の圧力）を出力する関数発生器における高圧タービン初段圧力と制御設定圧力との関係を示す図で、通常運転時の関係を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例１に用いられる、高圧タービン初段圧力に基づいて中低圧タービン入口の制御設定圧力（低圧タービンバイパス弁の開閉制御の圧力）を出力する関数発生器における高圧タービン初段圧力と制御設定圧力との関係を示す図で、高圧給水加熱器バイパス運転時の関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例２）を示す図である。
【図４】本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統（実施例３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例１では、高圧給水加熱器バイパス弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００１２】
本実施例１の概要は、蒸気発生器（ボイラ）、該蒸気発生器から発生された蒸気により駆動する高圧タービン、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービン、復水器、蒸気発生器からの蒸気を高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管（低温再熱管）へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管、再熱器により加熱された再熱蒸気を中低圧タービンをバイパスし復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管、高圧タービンの中間段から供給される蒸気によって蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器（高圧給水加熱器）、該給水加熱器をバイパスし蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管を有する発電プラントにおいて、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出し、中低圧タービン入口圧力を低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置であって、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時には、高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には、負荷運転を阻害しない状態となるように該圧力設定にバイアスを加えることで全閉となるよう制御され、そして、給水加熱器バイパス弁が開き、給水加熱器への給水が断たれ高圧タービン中間段から供給される蒸気との熱交換がされず、高圧タービンから給水加熱器への蒸気の流れが無くなり、高圧タービンの排気量が増加して、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中圧タービン入口圧力の関係が変化し、この熱バランスが変化した状態で運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となりタービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するように、給水加熱器バイパス弁の開動作をとらえ、給水加熱器バイパス後の熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、中低圧タービン入口の圧力設定値を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００１３】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。ボイラ１にて発生した蒸気は、主蒸気配管２を通り、主蒸気止弁５と主蒸気加減弁６を介して高圧タービン７に流入し、仕事をした後、低温再熱蒸気として排出され、低温再熱管８を通り再熱器９に導かれ、再熱器９により加熱された後、高温再熱蒸気となり、高温再熱管１０を通り、再熱蒸気止弁１４とインターセプト弁１５を介して中圧タービン１６に流入する。蒸気は、中圧タービン１６で仕事をした後、低圧タービン１７に流入し、仕事をした後、復水器１８へ排出され、凝縮されて復水となる。復水ポンプ１９で昇圧された復水は、復水管２０を通り、脱気器水位調節弁２３を介して、低圧加熱器２４に流入して加熱され、そして脱気器２５にて脱気された後、給水ポンプ２６にて昇圧され、高圧給水加熱器３０で加熱され、ボイラ１へ給水として供給される。高圧給水加熱器３０には、高圧タービン中間段から、抽気止弁３２が設けられた抽気管３１を介して抽気蒸気が供給され、給水を抽気蒸気により加熱する。また、必要に応じて、低温再熱管または中圧タービン中間段からの抽気蒸気が供給される高圧給水加熱器３０が設置される。
【００１４】
また、起動・停止・緊急停止時等にタービンに通気できない余剰蒸気が発生する過渡運転状態においては、ボイラ１から発生した蒸気は、高圧タービンバイパス弁４を有する高圧タービンバイパス管３を通り、再熱器９で加熱される。再熱器９で加熱された蒸気は、高温再熱蒸気管１０から低圧タービンバイパス弁１２を有する低圧タービンバイパス管１１を通り、減温器１３を介して復水器１８へ排出される。減温器１３には減温弁２２が設けられた減温水管２１を介して復水器１８からの復水が供給される。このように、高圧タービンバイパス管は高圧タービンをバイパスし、低圧タービンバイパス管は中圧タービン及び低圧タービンをバイパスする。本実施例では、中圧タービンを用いているが、中圧タービンを省略することも可能である。このことから本発明では、中圧タービンと低圧タービンとを併せて中低圧タービンと総称し、中低圧タービンという場合、中圧タービン及び低圧タービンの組み合わせと低圧タービンだけの場合の両方を含むものとする。
【００１５】
また、給水管２７には、高圧給水加熱器３０をバイパスして、給水をボイラ１に供給するための高圧給水加熱器バイパス弁２８と高圧給水加熱器バイパス管２９が設けられている。
【００１６】
次に、低圧タービンバイパス弁の制御について説明する。
【００１７】
起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡状態では、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために、高圧タービン初段圧力４０に基づいた中圧タービン入口圧力の制御設定圧力にて低圧タービンバイパス弁が制御され、低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出する。図２Aは、通常運転時における、高圧タービン初段圧力に基づき中圧タービン入口の制御設定圧力を求めるための関数設定器(A)４２の内容を示すもので、この関数設定器(A)４２に基づき圧力設定される。この関数は、通常運転時の熱バランス計算により算出される。
【００１８】
通常負荷運転時の低圧タービンバイパス制御は、図１及び図２Aに示すように、高圧タービン初段圧力４０に基づいて関数演算器(A)４２で得られた制御設定圧力にバイアス値４６を加算した値で制御する。このように制御するため、全閉状態を保持し、通常の負荷運転を阻害しないよう運用されている。尚、低圧タービンバイパス弁１２は高圧タービンバイパス弁４に協調して動作させるため、高圧タービンバイパス弁４が全閉時に低圧タービンバイパス弁１２も閉動作となるよう、バイアス値４６は高圧タービンバイパス弁４全閉の条件にて関数発生器(A)４２の出力に加算器４５において加算される。これによって、低圧タービンバイパス弁１２も全閉待機となる。
【００１９】
ここで、通常運転時に、高圧給水加熱器バイパス弁２８が開き、給水ポンプ２６からボイラ１への給水の供給が給水管２７から高圧給水加熱器バイパス管２９に切り替わると、高圧給水加熱器３０でのタービン抽気との熱交換がなくなるため、抽気の流れが遮断される。抽気が遮断されると高圧タービン７、低温再熱蒸気管８からの蒸気の排出がなくなり、再熱器９から中圧タービン１６に流入する蒸気量が増加し、中圧タービン入口圧力４１が上昇する。
【００２０】
このとき、関数演算器(A)４２に使用していた高圧タービン初段圧力４０と中圧タービン入口圧力４１の熱バランスが通常運転時から変化する。このため、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器(A)４２に基づき設定された圧力値以上に、中圧タービン入口圧力４１が上昇し、低圧タービンバイパス弁１２が開動作となり、高温再熱蒸気が復水器１８に排出され負荷運転に外乱を与え、またエネルギー損失となる。この低圧タービンバイパス弁１２の不要な開動作を回避するために、図１に示すように、高圧給水加熱器バイパス弁２８の開動作をとらえて、信号切替え器４４により、バイパスした状態での熱バランス計算により算出した関数発生器(B)４３に制御設定を切替える。このことで、給水加熱器バイパス運転時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。なお、図中、４７は偏差演算器、４８はPI演算器を示す。
【００２１】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、図２A及び図２Bに示すように、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。図２A及び図２Bは、実施例１に使用した関数発生器を示し、通常運転時と高圧給水加熱器バイパス運転時の関数を比較し、実際の運転圧力との関係を示すものである。図２Aが通常運転時の関数発生器（A）４２、図２Bが高圧給水加熱器バイパス時の関数発生器（B）４３を示している。
【００２２】
本実施例によれば、過剰な高圧タービン排気蒸気の増加により中低圧タービン入口圧力が異常に上昇するような事象で、中低圧タービン入口圧力と高圧タービン初段圧力の関係が通常運転時と異なる熱バランスとなった場合にも、低圧タービンバイパス弁が閉状態を保持することができる。また、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力との熱バランスが変化した場合にも、中圧タービン入口の制御設定値を本事象時の熱バランスに合わせた圧力設定に切替えることで、熱バランスが変化した状態のまま負荷上昇・停止等の操作に対しても安定したバイパス弁の制御が可能となる。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例２は、抽気止弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００２４】
本実施例２の概要は、実施例１と同様に、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時にはタービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には負荷運転を阻害しないように該圧力設定にバイアスを加えることで低圧タービンバイパス弁は全閉となるように制御され、そして、本実施例２では、給水加熱器バイパス弁の開動作に替えて、何らかの要因により高圧タービン中間段から給水加熱器への抽気管に設置された抽気止弁が閉まった場合、高圧タービンの排気量が増加し、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化し、この熱バランスが変化した状態で運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するよう、抽気止弁閉動作をとらえ、抽気止弁閉後の熱バランス計算により算出した、高圧タービン初段圧力に基づいた設定に、圧力設定値（中低圧タービン入口の圧力設定値）を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００２５】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。基本的な構成は図１と同様である。
【００２６】
本実施例２では、図１に示した実施例１の高圧給水加熱器バイパス弁２８の開動作をとらえる代わりに、高圧タービン７から供給される抽気管３１に設置された抽気止弁３２の閉動作をとらえ、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器（A）４２から、抽気止弁閉状態での熱バランス計算により算出した関数発生器（B）４３に制御設定を切替える。これによって、抽気止弁閉時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。
【００２７】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、実施例１と同様に、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。
【実施例３】
【００２８】
図４は、本発明の一実施例が適用される汽力発電プラントの系統と低圧タービンバイパス制御系統を示す図である。本実施例３では、プロセス蒸気止弁の開動作をとらえ、制御設定となる関数演算器を切替える機能を有している。
【００２９】
本実施例２の概要は、蒸気発生器、該蒸気発生器から発生された蒸気により駆動する高圧タービン、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービン、復水器と、蒸気発生器からの蒸気を高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管、再熱器により加熱された再熱蒸気を中低圧タービンをバイパスし復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管、高圧タービンまたは、排気管からの抽気を工場等の別の設備で利用するよう供給するプロセス蒸気管を有する蒸気発生プラントにおいて、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるために低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を復水器へ排出し、中低圧タービン入口圧力を低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置であって、低圧タービンバイパス弁が、起動・停止・緊急停止時には高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御され、通常負荷運転時には負荷運転を阻害しない状態になるように該圧力設定にバイアスを加えることで全閉となるように制御され、そして、高圧タービン、または、排気管から蒸気を供給するプロセス蒸気が遮断され、高圧タービンの排気量が増加して、中低圧タービン入口圧力が上昇し、高圧タービン初段圧力と中低圧タービン入口圧力の関係が変化した状態で、通常の圧力設定のまま運転を継続する際に、低圧タービンバイパス弁が不要な開動作となり、タービン負荷に外乱を与えてしまうことを回避するよう、プロセス蒸気遮断の条件をとらえ、プロセス蒸気遮断後の熱バランス計算により算出した、初段圧力に基づいた設定に圧力設定値（中低圧タービン入口の圧力設定値）を切り替えて制御されるようにしたものである。
【００３０】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。基本的な構成は図１と同様である。
【００３１】
本実施例３が適用されるプラントは、図１や図３に示した実施例１や２における抽気管３１に工場等の別設備に蒸気を供給するプロセス蒸気管３３とプロセス蒸気止弁３４が設置されたプラントである。そして、本実施例３では、高圧給水加熱器バイパス弁２８や抽気止弁３２の閉動作をとらえる代わりに、プロセス蒸気止弁３４の閉動作をとらえ、通常運転時に低圧タービンバイパス制御に使用していた関数発生器（A）４２から、プロセス蒸気止弁閉状態での熱バランス計算により算出した関数発生器（B）４３に制御設定を切替える。これよって、プロセス蒸気止弁閉時にも通常負荷運転時と同様に熱バランスに基づいた設定にて低圧タービンバイパス弁１２の制御が可能となる。
【００３２】
また、関数発生器(A)４２及び関数発生器(B)４３は、各負荷条件での熱バランス計算に基づいて関数を作成しているため、負荷上昇・降下等により負荷条件が変化した場合においても、実施例１と同様に、中圧タービン入口圧力４１は常に関数発生器(A)４２または関数発生器(B)４３上の圧力にあり、安定した低圧タービンバイパス制御が可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
1・・・ボイラ、2・・・主蒸気管、3・・・高圧タービンバイパス管、4・・・高圧タービンバイパス弁、5・・・主蒸気止弁、6・・・主蒸気加減弁、7・・・高圧タービン、8・・・低温再熱管、9・・・再熱器、10・・・高温再熱管、11・・・低圧タービンバイパス管、12・・・低圧タービンバイパス弁、13・・・減温器、14・・・再熱蒸気止弁、15・・・インターセプト弁、16・・・中圧タービン、17・・・低圧タービン、18・・・復水器、19・・・復水ポンプ、20・・・復水管、21・・・減温水管、22・・・減温弁、23・・・脱気器水位調節弁、24・・・低圧給水加熱器、25・・・脱気器、26・・・給水ポンプ、27・・・給水管、28・・・高圧給水加熱器バイパス弁、29・・・高圧給水加熱器バイパス管、30・・・高圧給水加熱器、31・・・抽気管、32・・・抽気止弁、33・・・プロセス蒸気管、34・・・プロセス蒸気止弁、40・・・高圧初段圧力（圧力計）、41・・・中圧タービン入口圧力（圧力計）、42・・・関数発生器(A)、43・・・関数発生器(B)、44・・・信号切替え器、45・・・加算器、46・・・バイアス値（固定値）、47・・・偏差演算器、48・・・PI演算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンの中間段からの抽気蒸気によって前記蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし前記蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管とを有する蒸気発生プラントにおける前記低圧タービンバイパス弁の開閉制御を行う低圧タービンバイパス弁制御装置であって、
前記低圧タービンバイパス弁は、前記高圧タービンの初段圧力に基づいて設定される前記中低圧タービンの入口の制御設定圧力を、前記中低圧タービンの入口圧力が超えないように開閉制御され、
通常負荷運転時に前記中低圧タービンの入口圧力が上昇する通常運転時と異なる運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、その運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
通常負荷運転時に、前記蒸気発生器への給水が前記給水加熱器側から前記給水加熱器バイパス管側へ切替わる運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記給水加熱器をバイパスした運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項３】
請求項１において、
通常負荷運転時に、前記高圧タービンの中間段から前記給水加熱器へ抽気蒸気を導く抽気管に設けられた抽気止弁が閉まった運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記抽気止弁が閉まった運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項４】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンまたは前記高圧タービン排気管からの抽気蒸気を工場等の別の設備に供給するプロセス蒸気管とを有する蒸気発生プラントにおける前記低圧タービンバイパス弁の開閉制御を行う低圧タービンバイパス弁制御装置であって、
前記低圧タービンバイパス弁は、前記高圧タービンの初段圧力に基づいて設定される前記中低圧タービンの入口の制御設定圧力を、前記中低圧タービンの入口圧力が超えないように開閉制御され、
通常負荷運転時に、前記プロセス蒸気管が遮断された運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記プロセス蒸気管が遮断された運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項５】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンの中間段からの抽気蒸気によって前記蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし前記蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管と、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、前記再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるように前記低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を前記復水器へ排出し、前記中低圧タービン入口圧力を前記低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置とを有する発電プラントであって、
低圧タービンバイパス制御装置は、起動・停止・緊急停止時には、前記低圧タービンバイパス弁を、前記高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御し、
通常負荷運転時には、前記圧力設定にバイアスを加えることで前記低圧タービンバイパス弁が全閉となるように制御し、
通常負荷運転時に前記中低圧タービンの入口圧力が上昇する通常運転時と異なる運転状態となった場合には、前記圧力設定を、その運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンの中間段からの抽気蒸気によって前記蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし前記蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管とを有する蒸気発生プラントにおける前記低圧タービンバイパス弁の開閉制御を行う低圧タービンバイパス弁制御装置であって、
前記低圧タービンバイパス弁は、前記高圧タービンの初段圧力に基づいて設定される前記中低圧タービンの入口の制御設定圧力を、前記中低圧タービンの入口圧力が超えないように開閉制御され、
通常負荷運転時に前記中低圧タービンの入口圧力が上昇する通常運転時と異なる運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、その運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
通常負荷運転時に、前記蒸気発生器への給水が前記給水加熱器側から前記給水加熱器バイパス管側へ切替わる運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記給水加熱器をバイパスした運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項３】
請求項１において、
通常負荷運転時に、前記高圧タービンの中間段から前記給水加熱器へ抽気蒸気を導く抽気管に設けられた抽気止弁が閉まった運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記抽気止弁が閉まった運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項４】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンまたは前記高圧タービン排気管からの抽気蒸気を工場等の別の設備に供給するプロセス蒸気管とを有する蒸気発生プラントにおける前記低圧タービンバイパス弁の開閉制御を行う低圧タービンバイパス弁制御装置であって、
前記低圧タービンバイパス弁は、前記高圧タービンの初段圧力に基づいて設定される前記中低圧タービンの入口の制御設定圧力を、前記中低圧タービンの入口圧力が超えないように開閉制御され、
通常負荷運転時に、前記プロセス蒸気管が遮断された運転状態となった場合、前記制御設定圧力を、前記プロセス蒸気管が遮断された運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする低圧タービンバイパス弁制御装置。
【請求項５】
蒸気発生器と、該蒸気発生器から発生した蒸気により駆動する高圧タービンと、該高圧タービンの排出蒸気を加熱する再熱器と、該再熱器で加熱した再熱蒸気により駆動する中低圧タービンと、復水器と、前記蒸気発生器からの蒸気を前記高圧タービンをバイパスし高圧タービン排気管へ導く高圧タービンバイパス弁を有する高圧タービンバイパス管と、前記再熱器により加熱された再熱蒸気を前記中低圧タービンをバイパスし前記復水器へ導く低圧タービンバイパス弁を有する低圧タービンバイパス管と、前記高圧タービンの中間段からの抽気蒸気によって前記蒸気発生器への給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器をバイパスし前記蒸気発生器へ給水を導く給水加熱器バイパス弁を有する給水加熱器バイパス管と、起動・停止・緊急停止時等の余剰蒸気が発生する過渡運転状態に、前記再熱器出口の再熱蒸気圧力上昇を抑えるように前記低圧タービンバイパス管から余剰蒸気を前記復水器へ排出し、前記中低圧タービン入口圧力を前記低圧タービンバイパス弁にて制御する低圧タービンバイパス制御装置とを有する発電プラントであって、
低圧タービンバイパス制御装置は、起動・停止・緊急停止時には、前記低圧タービンバイパス弁を、前記高圧タービン初段圧力に基づいた圧力設定にて制御し、
通常負荷運転時には、前記圧力設定にバイアスを加えることで前記低圧タービンバイパス弁が全閉となるように制御し、
通常負荷運転時に前記中低圧タービンの入口圧力が上昇する通常運転時と異なる運転状態となった場合には、前記圧力設定を、その運転状態での熱バランス計算に基づく設定に切り換えるようにしたことを特徴とする発電プラント。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６４３７２（Ｐ２０１３−６４３７２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４１５１（Ｐ２０１１−２０４１５１）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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