[发明专利]多轴联合循环设备及其控制装置、及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及多轴联合循环设备及其控制装置、及其运转方法，该多轴联合循环设备具备燃气涡轮、利用来自燃气涡轮的废气产生蒸汽的废热回收锅炉、以及利用在废热回收锅炉产生的蒸汽进行驱动的蒸汽涡轮，且燃气涡轮转子与蒸汽涡轮转子不机械式地连结。本申请基于2014年3月28日在日本申请的日本特愿2014-070325号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

作为具备蒸汽涡轮的大型设备，有具备燃气涡轮、利用来自燃气涡轮的废气产生蒸汽并将该蒸汽输送至蒸汽涡轮的废热回收锅炉的联合循环设备。

对于联合循环设备，有燃气涡轮转子与蒸汽涡轮转子机械式地连结的单轴联合循环设备、以及燃气涡轮转子与蒸汽涡轮转子不机械式地连结的多轴联合循环设备。

蒸汽涡轮的起动时间根据起动开始时的蒸汽涡轮的温度而改变。关于该起动时间，例如以下的专利文献1中详细记载。在该专利文献1中，例如在蒸汽涡轮中的第一级动叶的金属温度处于接近常温的冷状态下，起动时间约耗费260分钟。另外，在金属温度接近额定运转时的热状态下，起动时间约耗费35～70分钟。另外，在金属温度是冷状态与热状态之间的温度的温状态下，起动时间耗费100分钟。

即，对于蒸汽涡轮，起动开始时的蒸汽涡轮的内部温度越低，起动时间越长。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3977922号公报

在多轴联合循环设备中，由于燃气涡轮转子与蒸汽涡轮转子不机械式地连结，因此在燃气涡轮的驱动中，能够预先使蒸汽涡轮停止。因此，在多轴联合循环设备中，存在从冷状态、温状态、热状态中的任一状态起动蒸汽涡轮的情况。

在这样的多轴联合循环设备中，与其他发电大型设备相同，在来自外部的要求负荷的变动大的情况下，希望能够在尽可能短的时间内应对该要求负荷的变动。

发明内容

发明要解决的课题

本发明提供能够在短时间内应对要求负荷的变动的多轴联合循环设备及其控制装置、及其运转方法。

用于解决课题的手段

根据本发明的第一方式，涉及一种多轴联合循环设备的运转方法，该多轴联合循环设备具备：燃气涡轮；废热回收锅炉，其利用来自所述燃气涡轮的废气产生蒸汽；以及蒸汽涡轮，其利用在所述废热回收锅炉产生的蒸汽进行驱动，所述燃气涡轮的燃气涡轮转子与所述蒸汽涡轮的蒸汽涡轮转子不机械式地连结，其中，根据要求负荷切换低负荷模式和高负荷模式，在所述低负荷模式中仅通过所述燃气涡轮的输出调节来调节所述多轴联合循环设备的输出，在所述高负荷模式中，能够通过所述燃气涡轮的输出调节以及所述蒸汽涡轮的输出调节来调节所述多轴联合循环设备的输出，在所述低负荷模式时，也将所述蒸汽涡轮能够维持预定的初始负荷的待机流量的蒸汽向所述蒸汽涡轮供给，从而对所述蒸汽涡轮施加所述初始负荷。

在所述运转方法中，在对于要求负荷仅通过燃气涡轮的输出调节应对的低负荷模式的情况下，也向蒸汽涡轮供给待机流量的蒸汽。因此，在所述运转方法中，即便在低负荷模式时接收到不仅仅通过燃气涡轮的输出调节应对的高负荷的要求负荷，在该时刻，蒸汽涡轮的内部温度也已经达到预定的温度以上，且对蒸汽涡轮施加有初始负荷。由此，在所述运转方法中，能够缩短从接收到高负荷的要求负荷的时刻到燃气涡轮的输出与蒸汽涡轮的输出相加而得到的多轴联合循环设备的输出达到要求负荷为止的时间。

根据本发明的第二方式，在第一方式所涉及的所述多轴联合循环设备的运转方法的基础上，也可以是，在所述高负荷模式时，当所述要求负荷减小而向所述低负荷模式切换时，将所述待机流量的蒸汽向所述蒸汽涡轮供给。

根据本发明的第三方式，在第二方式所涉及的所述多轴联合循环设备的运转方法的基础上，也可以是，在从切换为所述低负荷模式之后到再次切换为所述高负荷模式的期间，将所述待机流量的蒸汽向所述蒸汽涡轮供给。

根据本发明的第四方式，在第二方式所涉及的所述多轴联合循环设备的运转方法的基础上，也可以是，在预先掌握切换为所述低负荷模式之后的要求负荷达到不仅仅通过所述燃气涡轮的输出调节应对的高负荷的要求负荷的时刻、即负荷变更时刻的情况下，从切换为所述低负荷模式到所述负荷变更时刻之前的时刻即蒸汽供给停止时刻为止，将所述待机流量的蒸汽向所述蒸汽涡轮供给，从所述蒸汽供给停止时刻到所述负荷变更时刻为止，停止朝向所述蒸汽涡轮的蒸汽供给，从所述负荷变更时刻起进行向所述高负荷模式转变的转变处理，所述蒸汽供给停止时刻是在到达所述负荷变更时刻时，所述蒸汽涡轮的内部温度为所述预定的温度以上的时刻。