JPS6081407A - 複合サイクル発電プラントシステムの負荷制御装置 - Google Patents

複合サイクル発電プラントシステムの負荷制御装置

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JPS6081407A
JPS6081407A JP18986283A JP18986283A JPS6081407A JP S6081407 A JPS6081407 A JP S6081407A JP 18986283 A JP18986283 A JP 18986283A JP 18986283 A JP18986283 A JP 18986283A JP S6081407 A JPS6081407 A JP S6081407A
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/101Regulating means specially adapted therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野] 水元り」は、ガスタービン、発電慎および蒸気タービン
を一軸上に配列したー軸形像合サイクルプラントが機数
軸設置された複合サイクル発電プラントシステムの負荷
制御III装随に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] 複合サイクル発電プラントの燃料は、液化天然ガス(以
下LNGと略称す)を用いる場合が多い。 LNG基地の系統1を第1図において駅5明する。船な
どで輸送されてきたLNGは、LNGタンク1に収納さ
ノt1そのLNGをポンプ2.3a、3bで引き出して
気化器415に入れる。一方海氷刀でンブ6でくみ上げ
られたfHj水7をそれぞれ気化器4.5E注ぐことに
より、−162℃の蔽化ガス20°Ct;tl後q)海
水で暖めることで再ガス化される。このガスを燃料配管
9を通して発電所へ送り、ボイラー又はガスタービンな
どの燃料として使用する。 またI、 N Gタンク1に貯蔵されてす)るl、NG
は、低温液化(−162°C)されているが、タンク外
の気温はO℃〜35℃位でをλるために、この両者のず
酷aiいが太きいと常に一部はガス化する。このifス
をボイルオフガス(以下BOGと略称す)と呼ぶ。 この130Giタンク1内に充満するので、コン7゜レ
ツザーlOによって引き出して再ガス化して焼料自己′
面9へせ■1シている。そjてこσ) 炉i N))自
1.寥δ9のJ・:・料B−プ月4 id’ 、一定圧
力になるよう(二d=整弁12゜13で制4i111さ
れている。 −qqb形4y合サイクル発電フリントにおり)て、第
1図の燃料配管9からのガスは、燃料調願弁(二よって
制御されてガスタービンの燃焼器(=供給される。そし
てその制御方法は、速度設定信号と氾A互に連結さオし
たガスクーピン、蒸気クーピンおよび発電機の回転数の
検出信号とを演錯処i4d l、 、その結果によって
ガスタービンの燃焼器に入る燃料流鼠を制御してガスタ
ービンの出力をfli’l側1している。 また−軸形抄合サイクル発電プラントでは1発電機がガ
スタービンおよび蒸気タービンに直結されているので、
ガスタービンと蒸幼4クービンの出力の和が発電機の出
力になる。そして負荷検出器から検出される実負イb′
Jと負荷目標値から出力される負荷設定値とを演算し、
負荷すなわち発電機出力が負荷設定に皆しくなるようf
lflf (R1される。 以上のように複合サイクル発電プラントにおいては、負
荷制御が宮吋行lわ才しているけ?Lども、第1図のL
N(J基地の気化器4.5などが故障などで停止した場
合に、充分なガスが発tLI六1111へ送られないた
めに第1図のL N G基地の41故で発電所を強制的
に停止せさるを得なかった。この場合には、タンク1か
らのボイルオフガス−゛′M時発生しているために、空
気中へ放出させなければならなかった。 [発明の目的] 本発明の目的Q寸、LNG基地の気化器などの故障の場
合、燃料タンクからのボイルオフガスを空気中へ放出す
ることなく、このガスを発電5所で使用して安定した9
句制御を実行し得る複合サイクル発電プラントシステム
の負荷制御装置を折供するにある。 しう6明の概要] 本発明による複信すイクル発′亀プラントシステムの負
荷制御架に1′は、−軸形複合サイクル発電プラントに
おいて、ガスタービンへ燃料を供給するI、NOG基地
気化器の停止の場合に、ボイルオフガスによる燃料圧力
を一定圧力に1トリ御することによって発i+r、 r
yr所内の負荷を一定に制御するよう(二+?>成した
ことを’[b’徴とするものである。 「発明の実施例」 J、)下水発明を第2図および第3図に示す’JJ X
%例(一ついて説明する。゛まず本発明の対象になる一
軸ji:? 複合サイクル発1にプラントを示す第1図
におい′C%発電プラントを+i17成するガスタービ
ン21.蒸気タービン25および発電機26に、空気圧
縮1;I?23とともに同じ軸で直結されている。そし
て第1図のLNG基地の燃料配管9からのガスは、燃料
調節弁20によって制御され、ガスタービン2Iの燃焼
器22に供IQされる。ガスタービン21の排ガスは、
排熱回収ボイラ24を通過して蒸気を発生させる。この
蒸気は、蒸気加減弁28を介して蒸気タービン25に供
給され、その蒸気のエンタルピーによりタービン25を
回転させて同軸に直結した発電機26を駆動して電力を
発生させている蒸気タービン25で仕事し終った蒸気は
、復水器27で復水となる。 第2図の複合サイクル発電プラントの制御は、速度設定
31から出力される速度設定(g号31aと回転数検出
器29からのガスタービン21.函気タービン25およ
びヴへ′1
【を機2bの回転数298を減算器:32に
入力し、その減算結果て′得られる偏差イBMに演3)
 tvr[j器、調5ご率ゲイン33で比例演算を行な
い、サーボ増巾器34を通して燃料調節弁20の開度を
加減することによって行なわれる。この結果ガスタービ
ン21の燃焼+!522に入いる燃料流掃が制+1lt
lされてガスタービン21の出力が制御される。一方、
蒸気タービン25の方は、ガスタービン21の排ガスの
エンタルピーにより排熱回収ボイラ24からの蒸乞エン
タルピーが決定されるために、蒸気加減弁28を−5[
!開度にしておくと、イシ水器27の真空度により一代
的に出力が決定さiする。 この結果、発′亀機20がガスタービン21および蒸気
タービン25に連結されているので、ガスタービン21
と蒸気タービン25の出力の和がyib ’に機26の
出力となる。この発?l、機負荷の検出器;35から検
出される笑負荷と、負荷目標値3bから出力される負荷
設定器信号の偏差な減掬器37により演算し、その出力
に応じて速度設定器31を変化さぜれば、最終的(二に
1例差が零すなわち負荷である+f5電徐電荷負荷出力
3負荷設定:36に等しく々るように制御される。 仄に第3図は一軸形俵合すイクル発1Lプラントが第−
軸から第n 1llllの級数軸を並設して摺合ザイク
ル発電プラントシステムを<F<成し、この発′ItL
プラントシステムを1V′I、力9↑々統から見て1ユ
ニツトとして機能するように目画された紡括負ダi制佃
1装置を示している。第3図において、各軸は波線で囲
んだ部分で示すように第2図におけるθ5H器37、発
1に、機負荷検出器35および速度設定群別の各回路を
独立に有し、そして各−1の各減獅器37の入力側に変
化率設定器50を設けている。 こハ5ら各軸の変化率設定器50に指令される負荷目標
値iは、図示の負荷11111 n系67によって作ら
れる。すなわち、中央給電指令所より与えられる複合サ
イクル発電プラントシステムの負荷目標値41と、発電
Phi内の負荀股定器より力えられるす[内モード負荷
目標値42のどちらかが切換器43で選択されて負荷目
標値信号43aとなる。この11号43aは負荷変化率
設定器44を辿って負荷化力44’aとなり、本発明(
二よって設けられたρg1メjの燃洋斗1雪d潰゛9よ
り検出される燃料圧力を1till #lIする燃料圧
力制御系66の信号Taと第1図のLNG基地の気化器
4゜5などの故障時に加(資)器65で加算される。し
たがって正常時は燃料圧力系66の信号Taは加(転)
、器(55E入力されない。 加算器65の信号65aは負荷下限制限器45および9
荷の上限制限器46を経て発電所としての負+ijr指
令値46aとなる。オた氾1軸から第rl ’IIII
 tでの負4工が加貌器47で加胸、されることによっ
て得ら才しる?νJ合サイクルプラントシステムの実出
力gと、9荷指令値46aとの1itll差りが減巽器
48によって辿34−されてその偏差を入力とする比ψ
;目、、15分演算器49によって各軸への負荷目標1
111が祷られる。@軸に与えられた各軸の負荷目標値
iは、各軸の変化率l+v定器りOで設Wさ)する変化
率1ii1.l限値以内の変化仝となるようにfull
限杯ノ1て各軸の負伺相令値36となる。各軸の負荷4
.マ令飴+に’、lと各軸の発電機出力、35の1!:
il差りが減請器;37によって演算されてイ堝丹lに
Vl、じて速I3設定器別のnpW値が増7+表ネれる
。そしてこ才1以1f:l:は第2図のfllj御回路
により複合サイクルプラントの出力制御が行なわれる。 さて本発明に42・いて設けた燃料圧力系66は、圧力
検出器14でに131図のL N G基ガUの燃料配′
色゛9の燃料圧力14aを検出し、この燃料圧力14a
と)法科圧力設定器61の鮎科圧力設定埴61aとの偏
差を減3”L器62で演算し、この演算結果の押潰62
aに対して演算器63で比例、積分を演ヤし、この結果
を切換¥′+64を辿して圧力信号ゴaとして加算器6
5に送るように構成されている。そしてその切換器64
 i−t 。 第1図の]、 N G基地が正常の[、にけ無イ8号1
’ bを選択して接地されており、LNG基地のI(當
の場合に(ii号Taを選択するように構成さf′シて
いる。 次に本発明による複合サイクル光′亀プラントの負荷制
御装置の作動な凱3図にもとすいてi・、1町する。プ
ラントの通常運転中は、燃料圧力制御系66が切換器6
4によって針信号Tb側に切り換っている。そして負荷
4111側1系67において、切換器43が負荷目標値
41と発雷、所内モード負荷目標領・12とのどちらか
を選択し、各回路を経るごとに制イ111演檜さ7して
各iIす1)への負荷目標値iを得る。この負荷目標値
1は各軸の変化率設定器50によって各軸の負荷指令値
30とになり、各軸の発′猷扱出カニう5との偏差Jに
応じて速屋設定器31のトyO足値が増減される。 こわ、以降(は絹2図の制御回路により複合サイクルプ
ラントの出力制御が行なわれる。 次にプラントの通常運転中に第1図のLNU基地で、気
化器4 、5などが故障して正常に燃料を発1比PRへ
送ることができなくなった場合に姓r1燃料出力制御系
66の切換器64が信号1゛a側に切り換わる。寸だそ
の時に中央給電指令n丁からのり荷設定器41が切換器
I帛で洸択きれている場合は、発電所内での負荷設定器
・12佃に切り換わる。この場合の角、?:j設定値は
、L N G基地の事故に対応して低い値に設定さiす
る。 またL N (J基地X11故時の場合は、改めて設定
された低い負荷設定11「(に合わせて^IJもって設
定されている燃料圧力の設定器61からの信号61aと
実際の燃料圧力14a(この燃料圧力14.lijボイ
ルオフガスそのものの圧力となる)との1桶差62aを
とり、[′之定さitた燃料圧力になるようにしながら
負荷指令として発l(、I”)r所内で設定さtしてい
る負荷44aに加えられる。このようにして法定δ、1
1−た系列としての負荷目標値6511は、前記したよ
うに負荷上限値45および負荷下限値46を通過して系
列としての負荷目標値46aとなる。以下の:171J
御は前記したものと同様でを)るので省略する。このよ
うにしてLNG基地で事故が発生して気化器が全て停止
した場合においても、ボイルオフガスのみは一足圧力が
イ4.Jられるので、そのボイルオフガスを可動に利用
して発電プラントを運転すべく負荷制御が続行される。 [発明の効果] 以上のように本発明においては、ガスタービン。 発□屯機および蒸気タービンを組み合わせた一611型
複合サイクル発電プラントが腹数軸設5dされた複合サ
イクルプラントシステムにおいて、中央給電指令IN 
”tたは発電層所内からの負荷設定イーをうけて発電所
所内の9荷を負荷設定110に】旦従させる負荷;6す
両系に、前記ガスタービンへ燃料を供給するL N (
3基地の気化器の停止の場合にボイルオフガスによる燃
料圧力を一定圧力に制で1得する燃料圧先制(+Ill
系を附加したことにより、LNG基地の気化器の故障の
場合でも、そのLNGタンクからのボイルオフガスを空
気中へ放出することなく、かえってこのガスを発電所で
使用して一定制御で運転を続行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はLNG基地のガス配管関係を示す系統図、第2
図は一軸形枦合サイクル発電プラントを示す順路構成図
、第3図は本発明による複合サイクル発電プラント7ス
テムの鎖荷制御装誼の一実施例を示す系統図である。 1・・LNGタンク 4.5・・・全1、化器9・・・
燃料配v 21・・・ガスタービン22・・燃焼器 2
3・・・空気圧縮ベレ24・排熱回収ボイラ Z5・・
・蒸気タービン、31・・・速度設定器 33・・・へ
IA1足率ゲイン、34・・・サーボ増[1〕器 35
・・・発1F5機負荷4は用益;3b・・・負荷目積+
ifi、 41 、42・負荷目標1匿43・・・切換
器 4,1・・・負荷変化″4.設定器115・・・負
荷下限1b1]限益 46・・・負企I上限制N☆益4
9・・・比例、桓分演鋳器 :)O・・・変化率設定t
:丼61・・・燃料圧力醗定器 63・・・債n器64
・・・tlIj換器 65・・・加貌、器66・・・燃
料圧力1ii11側1糸 67・・・負荷制御系@ 1
 図 O

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (II ガスタービン、発電1機および蒸気タービンを
    絹み合せたー軸形桧合すイクル発′[ILプラントな一
    軸または蚊数軸設置した複合サイクルプラントシステム
    において、中央給電指令ノーjr又は発し所所内からの
    負荷設定値を受けて発電所所内の負荷を負荷設定値に追
    従させる負荷ib1.l側1系と、前記ガスタービンへ
    燃料を供給するL N (J il地の気化器の停止時
    にボイルオフガス(二よる燃料圧力を一定圧力に制イI
    する燃料圧力制御系とを具備し、前記LNG基地の気化
    器の停止時に燃料圧力信号1系の予め設定されている燃
    料圧力信号と実際の燃料圧力との偏差をとり、これを予
    め設定された燃料圧力になるように負荷制御装置の負荷
    指令に加えるように構成したことを特徴とする複合サイ
    クル発市、プラントシステムの負荷制御装置。 (2)燃料圧力制御系は、予め設定された燃料圧当設>
    〆′11^、とLNG基地の燃料配管より検出される燃
    料圧力との偏差を′OIL算する滅9−器と、この偏差
    に対して比例、積分を演算する演算器と、この演1つ、
    結果をL N G 、’ge地の気化器の停止時のみ負
    荷制御系に加える切換器とから構成したことを特徴とす
    る特許請求のif!?)、間第1項記載の初台ザイクル
    発′IU1プラントシステムの負荷制御装置。
JP18986283A 1983-10-13 1983-10-13 複合サイクル発電プラントシステムの負荷制御装置 Granted JPS6081407A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008291817A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Chugoku Electric Power Co Inc:The 発電プラント及び発電プラントの発電方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008291817A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Chugoku Electric Power Co Inc:The 発電プラント及び発電プラントの発電方法

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