[发明专利]发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及发电装置。

背景技术

用蒸汽使涡轮机旋转而驱动发电机的发电装置已得到广泛应用。另外，关于将从涡轮机排出的低压蒸汽进行二次利用的方案，例如在特开2006-2576号及特开2004-100657号中也有记载。

在使用涡轮机的发电装置中，难以控制从涡轮机排出的低压蒸汽的压力，且难以实现低压蒸汽的稳定供给，低压蒸汽的用途受到限制。

因此，研究了利用螺旋膨胀机的容积式蒸汽膨胀机的可能性。容积式蒸汽膨胀机具有转矩与转速无关而由供气压力(一次侧压力)与排气压力(二次侧压力)之差决定，且蒸汽流量与转速成正比的平坦特性。

即使采用容积式蒸汽膨胀机，为了通用且高效地二次利用低压蒸汽，需要在发电装置的排气侧设置缓冲罐或大容积集汽箱，以在低压蒸汽的使用量即使变化时低压蒸汽压力也不变动。但是，因为缓冲容量不能无限增大，因此存在这样的问题：一旦低压蒸汽使用量持续增多，缓冲压力就下降，而一旦低压蒸汽的使用量持续减少，缓冲压力就上升。

另外，在特开2005-176496号中记载有通过发电机的频率设定来控制涡轮机转速的技术。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出如下课题：提供一种即使二次侧的低压蒸汽使用量变化，也能够将二次侧压力保持一定的发电装置。

用以解决上述课题的本发明的发电装置由以下部分组成：将蒸汽的膨胀转换为转矩的容积式蒸汽膨胀机；与上述容积式蒸汽膨胀机的转轴联接的发电机；设定上述发电机的运转频率的发电机运转频率设定单元；检测上述容积式蒸汽膨胀机的排气压力的压力传感器；以及根据上述压力传感器测出的排气压力相对于目标值的偏差来改变上述发电机运转频率设定单元的设定频率的控制单元。

根据这种结构，在低压蒸汽的使用量增加时，二次侧的压力下降，因此，通过检测二次侧的压力下降，使发电机的频率即容积式膨胀机的转速上升，使容积式膨胀机的蒸汽流量大于低压蒸汽的使用量，从而能够恢复二次侧的压力。因此，上述控制单元可以根据上述排气压力相对于目标值的偏差，对上述发电机运转频率设定单元的设定频率进行负反馈，以在上述排气压力下降时将上述发电机运转频率设定单元的设定频率增高。

另外，为了二次利用上述容积式蒸汽膨胀机排出的蒸汽，本发明的发电装置最好设有具备缓冲容量的低压管路。

另外，在本发明的发电装置中，如果上述容积式蒸汽膨胀机是螺旋膨胀机，则可得到理想的平坦输出特性。

另外，本发明的发电装置设有将上述发电机的发电电力频率转换为商用频率的变频器，从而能够将发电电力供给通常可使用的电力系统。

另外，在本发明的发电装置中，通过用上述发电机运转频率设定单元改变上述发电机的励磁电流的频率，能够适当地控制容积式蒸汽膨胀机的转速。

另外，本发明的发电装置在上述容积式蒸汽膨胀机的供气侧设有流量调节阀，上述控制单元在上述发电机的转速等效值小于预定的下限值时，控制上述发电机运转频率设定单元的设定频率，使上述转速等效值维持在上述下限值，并且也可控制上述流量调节阀的开度，使上述排气压力维持在上述目标值。

根据这种结构，在通过设于转轴的风扇进行冷却的风冷式发电机中，能够防止发电机的转速过于下降，冷却能力不足而过热的故障。

作为上述转速等效值，也可以设置检测上述发电机的转速的转速传感器，将由该转速传感器测出的转速作为转速等效值。或者，也可以将上述设定频率作为上述转速等效值。

这样，在本发明的发电装置中按照容积式蒸汽膨胀机的排气压力来控制发电机的转速，从而能够将二次侧的蒸汽压力保持一定，而与二次侧的低压蒸汽的使用量无关。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的发电装置结构的略图。

图2是表示本发明的实施例2的发电装置结构的略图。

图3是表示本发明的实施例3的发电装置结构的略图。

具体实施方式

下面参照附图，说明本发明的实施方式。

图1表示本发明的实施例1的发电装置1。发电装置1通过连接变压器3与电力系统2连接。

发电装置1设有螺旋膨胀机5和同步发电机6，前者是由高压蒸汽集管4供给预定压力Ps(例如5MPa)的高压蒸汽，并将高压蒸汽的膨胀转换为转矩的容积式蒸汽膨胀机的一种，后者连接于螺旋膨胀机5的转轴。