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公開番号2025010976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023113321
出願日2023-07-10
発明の名称プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラント
出願人東芝プラントシステム株式会社,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F01D 17/00 20060101AFI20250116BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】蒸気タービンのバイパス用のバイパス弁の開度を好適に制御可能なプラント制御装置を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、プラント制御装置は、熱交換器を含み、前記熱交換器からの熱を用いて蒸気を生成するボイラと、前記ボイラにより生成された前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ボイラにより生成された前記蒸気を前記蒸気タービンに送気する配管と、前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮させる復水器と、前記配管内の前記蒸気を、前記蒸気タービンをバイパスさせて前記復水器に送気するバイパス弁と、前記熱交換器または前記配管で発生するドレン水を排出するドレン弁と、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記バイパス弁の開度を制御するバイパス弁制御部と、前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度が変化するように、前記ドレン弁の開度を制御するドレン弁制御部とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
熱交換器を含み、前記熱交換器からの熱を用いて蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラにより生成された前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記ボイラにより生成された前記蒸気を前記蒸気タービンに送気する配管と、
前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮させる復水器と、
前記配管内の前記蒸気を、前記蒸気タービンをバイパスさせて前記復水器に送気するバイパス弁と、
前記熱交換器または前記配管で発生するドレン水を排出するドレン弁と、
前記ドレン弁を通過した前記ドレン水を受け入れる受入れ容器と、
を備える発電プラントを制御するプラント制御装置であって、
前記バイパス弁の開度を制御するバイパス弁制御部と、
前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度が変化するように、前記ドレン弁の開度を制御するドレン弁制御部と、
を備えるプラント制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記バイパス弁制御部は、前記バイパス弁の開度を制御する第１制御信号を出力し、
前記ドレン弁制御部は、前記ドレン弁の開度を制御する第２制御信号を生成し、前記第１制御信号に応じて前記第２制御信号を前記第３制御信号に補正し、前記第３制御信号を出力する、
請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項３】
前記発電プラントは、ガスにより駆動されるガスタービンをさらに備え、
前記ボイラは、前記ガスタービンから排出された排ガスを前記熱交換器に供給し、前記熱交換器からの熱を用いて前記蒸気を生成する排熱回収ボイラである、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項４】
前記ドレン弁制御部は、前記バイパス弁の開度が第１開度よりも大きいと判断した場合に、前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度を変化させる、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項５】
前記ドレン弁制御部は、
前記バイパス弁の開度が前記第１開度よりも小さいと判断した場合に、前記ドレン弁の開度を第２開度に設定し、
前記バイパス弁の開度が前記第１開度よりも大きいと判断した場合に、前記ドレン弁の開度を前記第２開度よりも大きく設定する、
請求項４に記載のプラント制御装置。
【請求項６】
前記ドレン弁制御部は、
過去から現在までの前記バイパス弁の開度の最大値を記憶し、
前記バイパス弁の開度が前記第１開度よりも大きいと判断した後において、現在の前記バイパス弁の開度が前記最大値よりも大きいと判断した場合には、前記ドレン弁の開度を増加させ、
前記バイパス弁の開度が前記第１開度よりも大きいと判断した後において、現在の前記バイパス弁の開度が前記最大値よりも小さいと判断した場合には、前記ドレン弁の開度を維持する、
請求項４に記載のプラント制御装置。
【請求項７】
前記ドレン弁制御部は、前記バイパス弁の開度が第３開度よりも小さいと判断した場合に、前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度を変化させる、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項８】
前記ドレン弁制御部は、
前記バイパス弁の開度が前記第３開度よりも大きいと判断した場合に、前記ドレン弁の開度を第４開度に設定し、
前記バイパス弁の開度が前記第３開度よりも小さいと判断した場合に、前記ドレン弁の開度を前記第４開度よりも小さく設定する、
請求項７に記載のプラント制御装置。
【請求項９】
前記ドレン弁制御部は、
過去から現在までの前記バイパス弁の開度の最小値を記憶し、
前記バイパス弁の開度が前記第３開度よりも小さいと判断した後において、現在の前記バイパス弁の開度が前記最小値よりも小さいと判断した場合には、前記ドレン弁の開度を減少させ、
前記バイパス弁の開度が前記第３開度よりも小さいと判断した後において、現在の前記バイパス弁の開度が前記最小値よりも大きいと判断した場合には、前記ドレン弁の開度を維持する、
請求項７に記載のプラント制御装置。
【請求項１０】
前記ドレン弁制御部は、
前記バイパス弁の開度が所定の範囲外にあると判断した場合に、前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度を変化させ、
前記バイパス弁の開度が前記所定の範囲外にあると判断した後において、前記バイパス弁の開度が所定の条件を満たした場合には、前記バイパス弁の開度が変化しても前記ドレン弁の開度を維持する、
請求項１に記載のプラント制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラントに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えている。ガスタービンは、燃焼器から供給されたガスにより駆動される。排熱回収ボイラは、ガスタービンから排出された排ガスの熱を利用して主蒸気を生成する。蒸気タービンは、排熱回収ボイラから供給された主蒸気により駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６１３９３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンバインドサイクル発電方式は、ガスタービンの排ガスの熱を排熱回収ボイラにより回収し、この熱により生成された蒸気で蒸気タービンを駆動する発電方式である。この発電方式では、蒸気タービンが起動される前に、タービンバイパス弁を開弁させて、蒸気タービンをバイパス（迂回）して主蒸気を他に送気する必要がある。タービンバイパス弁の適切な開度の範囲は、例えば８０％以下である。しかし、タービンバイパス弁の開度がしばしば大きくなり過ぎることが問題となる。
【０００５】
例えば、タービンバイパス弁制御圧力設定値を高くすることで、タービンバイパス弁の開度を低減する方法が知られている。しかし、この方法には、蒸気の圧力も高くなってしまうという欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、蒸気タービンのバイパス用のバイパス弁の開度を好適に制御可能なプラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラントを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一の実施形態によれば、プラント制御装置は、熱交換器を含み、前記熱交換器からの熱を用いて蒸気を生成するボイラと、前記ボイラにより生成された前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ボイラにより生成された前記蒸気を前記蒸気タービンに送気する配管と、前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮させる復水器と、前記配管内の前記蒸気を、前記蒸気タービンをバイパスさせて前記復水器に送気するバイパス弁と、前記熱交換器または前記配管で発生するドレン水を排出するドレン弁と、前記ドレン弁を通過した前記ドレン水を受け入れる受入れ容器と、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記バイパス弁の開度を制御するバイパス弁制御部と、前記バイパス弁の開度に応じて前記ドレン弁の開度が変化するように、前記ドレン弁の開度を制御するドレン弁制御部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。
第１実施形態のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
第２実施形態のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
比較例のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１～図４において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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