JP2005344528A - コンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法 - Google Patents

コンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ガスタービンプラントのガスタービン高温部品の冷却に空気冷却・蒸気冷却切替え方式を採る場合、適正な流量、温度、圧力の制御の下、空気および蒸気のそれぞれをガスタービン高温部品に供給するコンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、冷却媒体回収系統４３から分岐し、ガスタービン６と排熱回収ボイラ３とを結ぶ排ガス供給系統７に接続する空気冷却回収系統３９を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガスタービンプラントに、蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せるコンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法に関する。
最近のコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン入口燃焼ガス温度をひところの１１００℃から１３００℃を経て１５００℃以上を計画しており、より一層の高出力化、高プラント熱効率化を求めている。
このように、ガスタービン入口燃焼ガス温度の高温化に伴って、コンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービン高温部品の強度保証の点から冷却技術を取り入れるようになってきている。ガスタービン入口燃焼ガス温度が１３００℃以下の場合、冷却技術として空気を用いても充分に材料の強度保証を行うことができたが、ガスタービン入口燃焼ガス温度が１５００℃以上になると、空気ではもはや材料の強度保証が難しく、例えば、特開２０００−２４８９６２号公報（特許文献１）等で見られるように、比熱の大きい蒸気による冷却が考えられている。
特開２０００−２４８９６２号公報
ところで、コンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法には、通常（コンベンショナル）の蒸気タービンプラントと同様に、大別してコールドスタート（冷態起動）、ウォームスタート（暖機起動）およびホットスタート（高温起動）等がある。
これら起動運転方法のうち、コールドスタートは、ガスタービンプラントの停止状態から再起動運転まで約３日以上を経ており、また、ウォームスタートは、ガスタービンプラントの停止状態から再起動運転まで約２日〜３日を経ており、さらにホットスタートは、ガスタービンプラントの停止状態から再起動運転まで約数時間から約２日を経ている。
このため、コールドスタートやホットスタートでは、ガスタービン高温部品に供給する冷却用の蒸気を排熱回収ボイラで確保しておくことが難しく、当初、ガスタービン高温部品への冷却を空気で行い、途中から蒸気に切り替える、いわゆる空気冷却・蒸気冷却切替え方式の採用が検討されている。
空気冷却・蒸気冷却切替え方式を導入する場合、ガスタービン高温部品は、クリープ損傷防止、低サイクル疲労防止、高温腐食防止等の制約条件があるので、空気冷却から蒸気冷却に切り替える際、蒸気の流量、温度および圧力を適正値に制御して供給する必要がある。特に、蒸気は、空気に較べて比熱が大きいので、ガスタービン高温部品が過冷却にならないように、温度、圧力、流量等を適正値に制御することが大切である。
本発明は、このような技術事項を考慮してなされたもので、ガスタービン高温部品の冷却に空気冷却・蒸気冷却切替え方式を採る場合、適正な流量、温度、圧力の制御の下、空気および蒸気のそれぞれをガスタービン高温部品に供給するコンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法を提供することを目的とする。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統から分岐し、前記ガスタービンプラントのガスタービンと前記排熱回収ボイラとを結ぶ排ガス供給系統に接続する空気冷却回収系統を備えたものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、空気冷却回収系統は空気流量調整弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統から分岐し、前記ガスタービンプラントのガスタービンと前記排熱回収ボイラとを結ぶ排ガス供給系統に接続する空気冷却回収系統に並列させて空気冷却回収バイパス系統を備えたものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、空気冷却回収バイパス系統はバイパス流量調節弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体供給系統は、前記排熱回収ボイラに接続させる第１蒸気冷却供給系統と、第２蒸気冷却供給系統とを備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、第１蒸気冷却供給系統は、温度調節弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、第２蒸気冷却供給系統は、流量調節弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統は、圧力調節弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統は、流量調節弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体供給系統は、流量調節弁と圧力調節弁とを並列配置にして備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンからのタービン排気を前記排熱回収ボイラの再熱器に案内する低温蒸気管から分岐し、前記冷却媒体供給系統に接続する低温蒸気バイパス系統を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、低温蒸気管は、流量調節弁を備えるとともに、この流量調節弁を低温蒸気バイパス系統との接続点から下流側に設置するものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、低温蒸気バイパス系統は、逆止弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１４に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンの出口を前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる高圧タービンベント管に高圧タービンベンチュレーション弁を備えたものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１５に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの中圧タービンの出口を前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる中圧タービンベント管に中圧タービンベンチュレーション弁を備えたものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１６に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンの出口と前記排熱回収ボイラの再熱器とを結ぶ低温蒸気管に接続させる一方、前記再熱器と前記蒸気タービンプラントの中圧タービンとを結ぶ再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる中圧タービンバイパス管を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１７に記載したように、中圧タービンバイパス管は、中圧タービンバイパス弁を備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１８に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの中圧タービンは、低温蒸気源と冷却蒸気源とを備えるとともに、前記低圧蒸気源と前記冷却蒸気源とを互いに接続させる低圧蒸気管と蒸気管とを備えているものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１９に記載したように、低圧蒸気管は、流量調節弁を備えるとともに、この流量調節弁を蒸気管との接続点から上流側に設置するものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項２０に記載したように、蒸気管は、圧力調節弁を備えるとともに、この圧力調節弁を低圧蒸気管との接続点から上流側に設置するものである。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項２１に記載したように、蒸気管は、逆止弁を備えるとともに、この逆止弁を低圧蒸気管との接続点から上流側に設置するものである。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２２に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行うコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転時、前記排熱回収ボイラから供給され、前記高圧タービンを出た通気蒸気、前記ガスタービン高温部品を冷却後の通気蒸気、前記排熱回収ボイラの再熱器から再熱蒸気系統を介して前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給する再熱蒸気のそれぞれを、前記再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続する中圧タービンバイパス管に設けた中圧タービンバイパス弁により圧力制御を行った後、前記高圧タービンの入口側に設ける蒸気加減弁および前記中圧タービン入口側に設ける再熱蒸気加減弁のうち、少なくともいずれか一方による圧力制御に移行させる方法である。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２３に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気と、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される再熱蒸気とは同時に供給させる方法である。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２４に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気を、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される再熱蒸気としての通気蒸気よりも先に供給させる方法である。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２５に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される通気蒸気としての再熱蒸気を、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気よりも先に供給させる方法である。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２６に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行った後、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記排熱回収ボイラからの蒸気を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンおよび中圧タービンのそれぞれに通気蒸気として供給する前に、前記排熱回収ボイラから蒸気冷却供給系統を介して前記ガスタービン高温部品に供給する冷却用の蒸気を、前記蒸気冷却供給系統に設ける温度調節弁および流量調節弁のそれぞれで温度および流量を制御させ、前記ガスタービン高温部品の冷却後の蒸気を前記蒸気冷却回収系統を介して前記再熱器に供給する際、前記蒸気冷却回収系統に設ける圧力調節弁で圧力を制御させる方法である。
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項２７に記載したように、起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行った後、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記排熱回収ボイラからの蒸気を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンおよび中圧タービンのそれぞれに通気蒸気として供給する前に、前記排熱回収ボイラから蒸気冷却供給系統を介して前記ガスタービン高温部品に供給する冷却用の蒸気を、前記蒸気冷却供給系統に設ける温度調節弁および流量調節弁のそれぞれで温度および流量を制御させ、前記ガスタービン高温部品の冷却後の蒸気を前記蒸気冷却回収系統および前記再熱器を介して前記再熱蒸気系統に供給する際、前記再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続する中圧タービンバイパス管に設ける中圧タービンバイパス弁で圧力を制御させる方法である。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法は、ガスタービン高温部品の冷却に際し、空気冷却、蒸気冷却切替え方式を採るとともに、ガスタービン高温部品に供給する空気および蒸気のそれぞれを適正な流量、温度、圧力に制御するので、ガスタービン高温部品に熱エネルギを無駄なく供給することができ、ガスタービンの高温化と相俟ってプラント熱効率をより一層向上させることができる。
以下、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントおよびその起動運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
図１は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図である。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンプラント１に蒸気タービンプラント２および排熱回収ボイラ３を組み合せた構成になっている。
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６を備え、空気圧縮機４で吸い込んだ空気（大気）を圧縮して高圧空気にし、その高圧空気を燃料とともにガスタービン燃焼器５に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン６で膨張仕事をさせ、膨張仕事を終えた排熱（排ガス）を排ガス供給系統７を介して排熱回収ボイラ３に蒸気発生熱源として供給するようになっている。
また、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８、中圧タービン９、復水器１２を備える低圧タービン１０および発電機１１を互いに軸直結させる構成になっている。
さらに、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８と排熱回収ボイラ３とを互いに接続させる主蒸気系統１３の高圧タービン８入口側に主蒸気止め弁１４と蒸気加減弁１５とを備える一方、中圧タービン９と排熱回収ボイラ３とを互いに接続させる再熱蒸気系統１６の中圧タービン９入口側に再熱蒸気止め弁１７、再熱蒸気加減弁１８を備え、排熱回収ボイラ３で発生する蒸気を主蒸気系統１３の主蒸気止め弁１４、蒸気加減弁１５を介して高圧タービン８に供給し、ここで膨張仕事させ、膨張仕事を終えたタービン排気を低温蒸気管１９を介して排熱回収ボイラ３の再熱器２７に戻し、ここで再び過熱させ、再熱蒸気として再熱蒸気系統１６の再熱蒸気止め弁１７、再熱蒸気加減弁１８を介して中圧タービン９に供給するようになっている。
また、蒸気タービンプラント２は、中圧タービン９に供給する再熱蒸気に膨張仕事させ、膨張仕事を終えたタービン排気を連絡管２０を介して低圧タービン１０に供給し、ここで再び膨張仕事をさせて発電機１１を駆動する一方、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器１２で凝縮させ、復水を生成するようになっている。
また、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８および中圧タービン９のそれぞれを復水器１２に接続させる高圧タービン排気管２１ａおよび再熱蒸気ブロー管２１ｂを備え、例えば、ウォーミング運転等の際のドレンを復水器１２に放出させている。なお、低圧タービン１０は、例えば、別軸系列の排熱回収ボイラにおける低圧過熱器や同軸系列の排熱回収ボイラにおける低圧過熱器等の低圧蒸気源２２を中圧タービン９に接続させ、途中に低圧蒸気止め弁２３、低圧蒸気加減弁２４を介装させる低圧蒸気管２５を備え、低圧蒸気源２２からの蒸気に再熱蒸気を合流させ、出力増加等を図っている。
また、排熱回収ボイラ３は、ガスタービンプラント１の排ガス供給系統７から供給される排ガスの流れに沿って順に、第１過熱器２６、再熱器２７、主蒸気温度調節弁２８ａ，２８ｂを備える第２過熱器２９、蒸気ドラム３０を備える第３過熱器３１を配置し、排ガス供給系統７からの排ガスを熱源とし、蒸気タービンプラント２から供給される給水を過熱させて蒸気を発生するようになっている。
一方、ガスタービンプラント１は、例えばタービンノズル、タービン動翼、タービンロータ、タービンディスク等のガスタービン高温部品３２を冷却する冷却系統３３を空気冷却系統３４と蒸気冷却系統３５とに分け、運転状態に合せて使い分けるようになっている。
空気冷却系統３５は、空気圧縮機４とガスタービン燃焼器５との間から分岐し、途中に逆止弁３６を介装してガスタービン高温部品３２に接続する空気冷却供給系統３７と、ガスタービン高温部品３２の冷却後、途中に空気流量調整弁３８を介装して排ガス供給系統７に空気を回収させる空気冷却回収系統３９を設けている。
また、蒸気冷却系統３５は、上流側の接続点Ｊ１，Ｊ２で接続する第１蒸気冷却供給系統４１ａと第２蒸気冷却供給系統４１ｂとを備えるとともに、接続点Ｊ２の下流側に蒸気冷却供給弁４０を備える一方、第１蒸気冷却供給系統４１ａおよび第２蒸気冷却供給系統４１ｂのうち、少なくともいずれか一方からガスタービン高温部品３２に供給される蒸気で冷却し、冷却後の蒸気を蒸気止め弁４２を介装させて低温蒸気管１９に回収させる蒸気冷却回収系統４３を備えている。
なお、第１蒸気冷却供給系統４１ａは、排熱回収ボイラ３に収容する第１過熱器２６に接続している。
また、第２蒸気冷却供給系統４１ｂは、排熱回収ボイラ３に収容する第２過熱器２９および第３過熱器３１のそれぞれに接続している。
このような空気冷却系統３４と蒸気冷却系統３５とを備える冷却系統３３において、例えばコールドスタートまたはウォームスタート等の冷却用の蒸気が排熱回収ボイラ３等で確保することができない起動運転を行う場合、ガスタービンプラント１は、空気圧縮機４から抽気する高圧空気を空気冷却系統３４で抽気し、逆止弁３６および空気冷却供給系統３７を介してガスタービン高温部品３２に供給し、ガスタービン高温部品３２を冷却する。
ガスタービン高温部品３２を冷却した高圧空気は、空気流量調整弁３８、空気冷却回収系統３９、排ガス供給系統７を介して排熱回収ボイラ３に回収させ、ここで蒸気発生の熱源として再び活用する。
ガスタービン高温部品３２に、空気圧縮機４から抽気する高圧空気を用いて冷却している間に、第１過熱器２６、第２過熱器２９、第３過熱器３１のうち、少なくとも一つ以上とが予め定められた圧力、温度の蒸気を発生させると、排熱回収ボイラ３は、その蒸気を第１および第２蒸気冷却供給系統４１ａ，４１ｂのうち、少なくともいずれか一方から蒸気冷却系統３５の蒸気冷却供給弁４０を介してガスタービン高温部品３２に供給し、ガスタービン高温部品３２を冷却する。
ガスタービン高温部品３２を冷却した蒸気は、蒸気止め弁４２、蒸気冷却回収系統４３を介して低温蒸気管１９に回収させ、ここから排熱回収ボイラ３の再熱器２７に供給され、再加熱され、再熱蒸気として中圧タービン９に供給される。なお、ガスタービンプラント１は、ホットスタート運転またはウォームスタート運転を行う場合、排熱回収ボイラ３の蒸気ドラム３０等にホットバンキング（貯水）された高温水が充分確保されているとき、その高温水を用いてガスタービン高温部品３２を冷却する。
このように、本実施形態は、排熱回収ボイラ３等で蒸気が確保できない起動運転を行う場合、空気圧縮機４からの高圧空気でガスタービン高温部品３２を冷却し、冷却後の高圧空気を排ガス供給系統７に回収させる空気冷却回収系統３９に空気流量調整弁３８を設けて流量制御するので、冷却後の高圧空気を良好に排ガス供給系統７に回収させることができ、蒸気冷却回収系統４３への流入を防止することができる。
図２は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、空気冷却回収系統３９の空気流量調整弁３８の入口側から分岐し、途中でバイパス流量調整弁４４を備える空気冷却回収バイパス系統４５を設けて排ガス供給系統７に接続させたものである。
本実施形態は、空気冷却回収系統３９の空気流量調整弁３８の入口側から分岐し、途中にバイパス流量調整弁４４を備える空気冷却回収バイパス系統４５を設けて排ガス供給系統７に接続させるので、ガスタービン高温部品３２に供給される冷却用の空気が多い場合、冷却後の空気をより早く処理でき、ガスタービン高温部品３２に新たな冷却用の空気をより多く供給できる点で有効である。
図３は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、排熱回収ボイラ３の第１過熱器２６に接続する第１蒸気冷却供給系統４１ａと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ１と、排熱回収ボイラ３の第２過熱器２９および第３過熱器３１に接続する第２蒸気冷却供給系統４１ｂと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ２との間に温度調整弁４６を備えるとともに、第２蒸気冷却供給系統４１ｂと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ２の上流側に流量調整弁４７を備えたものである。
このように、本実施形態は、第１蒸気冷却供給系統４１ａと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ１と第２蒸気冷却供給系統４１ｂと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ２との間に温度調整弁４６を備えるとともに、第２蒸気冷却供給系統４１ｂと蒸気冷却系統３５との接続点Ｊ２の上流側に流量調整弁４７を備え、第１過熱器２６、第２過熱器２９、第３過熱器３１のうち、少なくともいずれか一方から供給される冷却蒸気を適正な圧力または温度に制御してガスタービン高温部品３２に供給するので、ガスタービン高温部品の強度を高く維持させることができ、ガスタービンに安定運転を行わせることができる。
図４は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気を低温蒸気管１９に回収させる蒸気冷却回収系統４３に圧力調整弁４８を備えたものである。
このように、本実施形態は、蒸気冷却回収系統４３に圧力調整弁４８を備え、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気が予め定められている圧力になっているとき圧力調整弁４８を開弁させ蒸気のみを流すようにしているので、空気冷却運転から蒸気冷却運転に切替えの際、空気の低温蒸気管１９等への流入を防止し、腐食等の事故の発生を未然に防止することができる。
図５は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第５実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気を低温蒸気管１９に回収させる蒸気冷却回収系統４３に流量調整弁４９を備えたものである。
このように、本実施形態は、蒸気冷却回収系統４３に流量調整弁４９を備えているので、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気を適正な流量にして低温蒸気管１９に回収させ、低温蒸気管１９や再熱器２７等に過度な熱応力を発生させることがない。
図６は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第６実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気を低温蒸気管１９に回収させる蒸気冷却回収系統４３に並列配置させて流量調整弁４９と圧力調節弁５０とを備えたものである。
このように、本実施形態は、蒸気冷却回収系統４３に流量調節弁４９と圧力調節弁５０とを並列させて備え、ガスタービン高温部品３２の冷却後の蒸気が予め定められている流量になっているとき、流量調節弁４９を開弁させ蒸気のみを流す一方、圧力調節弁５０で適正な圧力に制御しているので、空気の低温蒸気管１９等への流入を防止して腐食等の事故の発生を未然に防止することができ、低温蒸気管１９等に適度な熱応力を発生させることがない。
図７は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第７実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、高圧タービン８の出口と排熱回収ボイラ３の再熱器２７とを互いに接続させる低温蒸気管１９の途中から分岐し、蒸気冷却系統３５の逆止弁５１の出口側に接続させる低温蒸気バイパス系統５２を備えたものである。
このように、本実施形態は、低温蒸気管１９の途中の分岐点Ｊ３から分岐し、蒸気冷却系統３５の逆止弁５１の出口側に接続する低温蒸気バイパス系統５２を備えたので、高圧タービン８からのタービン排気をガスタービン高温部品３２の冷却用の蒸気として利用（高圧タービン８の通気蒸気をガスタービン高温部品３２への冷却蒸気として利用）することができ、高圧タービン８で回収できなかった蒸気の持つ熱エネルギを有効に活用することができ、プラント熱効率を向上させることができる。
図８は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第８実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、第７実施形態と同様に、高圧タービン８と排熱回収ボイラ３の再熱器２７とを互いに接続させる低温蒸気管１９の途中の分岐点Ｊ３から分岐し、蒸気冷却系統３５の逆止弁５１の出口側に接続させる低温蒸気バイパス系統５２を備える一方、分岐点Ｊ３の排熱回収ボイラ３側（下流側）に流量調節弁５３を備えたものである。
このように、本実施形態は、低温蒸気管１９から分岐させる低温蒸気バイパス系統５１の分岐点Ｊ３の下流側である排熱回収ボイラ３側に流量調節弁５３を備え、高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の排熱回収ボイラ３の再熱器２７への供給とガスタービン高温部品３２への冷却蒸気の供給との流量配分を制御するので、高圧タービン１８からのタービン排気（通気蒸気）をガスタービン高温部品３２に適正流量として確実に供給することができる。
図９は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第９実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、第８実施形態と同様に、高圧タービン８と排熱回収ボイラ３の再熱器２７とを互いに接続させる低温蒸気管１９の途中の分岐点Ｊ３から分岐し、蒸気冷却系統３５の逆止弁５１の出口側に接続させる低温蒸気バイパス系統５２を備える一方、分岐点Ｊ３の排熱回収ボイラ３側（下流側）に流量調節弁５３を備える一方、低温蒸気バイパス系統５２にバイパス用逆止弁５４を備えたものである。
このように、本実施形態は、低温蒸気管１９から分岐し、蒸気冷却系統３５の逆止弁５１の出口側に接続させる低温蒸気バイパス系統５２に、バイパス用逆止弁５４を備えているので、高圧タービン８から出たタービン排気（通気蒸気）を冷却蒸気用として蒸気冷却系統３５を介してガスタービン高温部品３２に確実に供給することができ、蒸気エネルギの有効活用を図ることができ、プラント熱効率を向上させることができる。
図１０は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１０実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、高圧タービン８の出口側（タービン排気側）と復水器１２とを互いに接続させる高圧タービンベント管５５に高圧タービンベンチュレーション弁５６とを備えたものである。
このように、本実施形態は、高圧タービン８の出口側と復水器１２とを互いに接続させる高圧タービンベント管５５に高圧タービンベンチュレーション弁５６を備え、蒸気の通気前、高圧タービン８の空転運転中に発生をする風損に伴う摩擦熱等を、高圧タービンベント管５５の高圧タービンベンチュレーション弁５６を介して復水器１２にベントし、高圧タービン８内の圧力を低く抑えるので、高圧タービン８に適度な熱応力を発生させない等の安定な運転を行わせることができる。
図１１は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１１実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、中圧タービン９の入口側（再熱蒸気加減弁１８出口側）と復水器１２とを互いに接続させる中圧タービンベント管５７に中圧タービンベンチュレーション弁５８とを備えたものである。
このように、本実施形態は、中圧タービン９の入口側と復水器１２とを互いに接続させる中圧タービンベント管５７に高圧タービンベンチュレーション弁５８を備え、蒸気の通気前、中圧タービン９の空転運転中に発生をする風損に伴う摩擦熱等を、中圧タービンベント管５７の中圧タービンベンチュレーション弁５８を介して復水器１２にベントし、中圧タービン９内の圧力を低く抑えるので、中圧タービン９に適度な熱応力を発生させない等の安定な運転を行わせることができる。
図１２は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気止め弁１７の入口側から分岐し、復水器１２に接続する中圧タービンバイパス管５９に中圧タービンバイパス弁６０を備えたものである。
一般に、ガスタービンプラント１は、再起動の際、例えばウォームスタートやホットスタートを行う場合、排熱回収ボイラ３に高温水がホットバンキングされているため、すぐさま、排熱回収ボイラ３から蒸気冷却系統３５を介してガスタービン６のガスタービン高温部品３２に冷却蒸気が供給され、ここで冷却後、蒸気冷却回収系統４３の流量調節弁４９、圧力調節弁５０を介して低温蒸気管１９に回収させるようになっている。しかし、この場合、冷却蒸気量が多いので、流量調節弁４９、圧力調節弁５０は、全開させている。このため、冷却蒸気の圧力制御が難しくなっている。
本実施形態は、この点を考慮したもので、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気止め弁１７の入口側から分岐し、復水器１２に接続する中圧バイパス管５９に中圧タービンバイパス弁６０を備え、中圧タービンバイパス弁６０を開閉制御することにより、ガスタービン６のガスタービン高温部品３２を流れる冷却蒸気の圧力を制御するものである。
このように、本実施形態は、中圧タービンバイパス管５９に備える中圧タービンバイパス弁６０を開閉制御することにより、ガスタービン６のガスタービン高温部品３２を流れる冷却蒸気の圧力を制御するので、ガスタービン高温部品３２に過度な熱応力を発生させることなく安定な運転を行わせることができる。
なお、ウォームスタートやホットスタートの場合、排熱回収ボイラ３の、例えば第１過熱器２６から主蒸気系統１３、主蒸気止め弁１４、蒸気加減弁１５を介して高圧タービン８に供給する通気用の蒸気の温度、圧力が予め定められた値に達していないとき、第１過熱器２６から出、主蒸気系統１３を流れる通気用の蒸気の圧力制御は、主蒸気止め弁１４の入口側から分岐し、復水器１２に接続させる高圧タービンバイパス管６６に設けた高圧タービンバイパス弁６７の開閉によって行われる。
また、低圧蒸気源２２から低圧蒸気管２５、低圧蒸気止め弁２３、低圧蒸気加減弁２４、中圧タービン９、連絡管２０を介して低圧タービン１０に冷却蒸気と供給する場合、冷却蒸気が予め定められた温度、圧力になっていないとき、冷却蒸気の圧力制御は、低圧蒸気管２５から分岐し、復水器１２に接続させる低圧タービンバイパス管６８に設けた低圧タービンバイパス弁６９の開閉により行われる。
図１３は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、低圧蒸気源２２、例えば排熱回収ボイラ３の低圧過熱器（図示せず）から低圧蒸気止め弁２３、低圧蒸気加減弁２４、中圧タービン９の連絡管２０を介して低圧タービン１０に冷却蒸気を供給する低圧蒸気管２５と、別の冷却蒸気源６１、例えば別系列の排熱回収ボイラの過熱器（図示せず）からの冷却蒸気を、低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の低圧蒸気管２５に流量調節弁６３を備えたものである。
このように、本実施形態は、低圧蒸気源２２からの冷却蒸気を低圧タービン１０に供給する低圧蒸気管２５と、この低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に別の冷却蒸気源６１からの冷却蒸気を合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の低圧蒸気管２５に流量調節弁６３を備え、低圧蒸気源２２からの冷却蒸気流量を流量調節弁６３で適正値に制御して別の冷却蒸気源６１から冷却蒸気に合流させるので、適正量の冷却蒸気を低圧タービン１０に供給することができる。
図１４は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、低圧蒸気源２２、例えば排熱回収ボイラ３の低圧過熱器（図示せず）から低圧蒸気止め弁２３、低圧蒸気加減弁２４、中圧タービン９の連絡管２０を介して低圧タービン１０に冷却蒸気を供給する流量調節弁６３を備える低圧蒸気管２５と、別の冷却蒸気源６１、例えば別系列の排熱回収ボイラの過熱器（図示せず）からの冷却蒸気を、低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の蒸気管６２に圧力調節弁６４を備えたものである。
このように、本実施形態は、低圧蒸気源２２からの冷却蒸気を低圧タービン１０に供給する低圧蒸気管２５と、この低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に別の冷却蒸気源６１からの冷却蒸気を合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の蒸気管６２に圧力調節弁６４を備え、別の冷却蒸気源６１からの冷却蒸気の圧力を圧力調節弁６４で適正値に制御して低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に合流させるので、適正な圧力の冷却蒸気を低圧タービン１０に供給することができる。
図１５は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１５実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントは、低圧蒸気源２２、例えば排熱回収ボイラ３の低圧過熱器（図示せず）から低圧蒸気止め弁２３、低圧蒸気加減弁２４、中圧タービン９の連絡管２０を介して低圧タービン１０に冷却蒸気を供給する流量調節弁６３を備える低圧蒸気管２５と、別の冷却蒸気源６１、例えば別系列の排熱回収ボイラの過熱器（図示せず）からの冷却蒸気を、低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の蒸気管６２に圧力調節弁６４と逆止弁６５とを備えたものである。
このように、本実施形態は、低圧蒸気源２２からの冷却蒸気を低圧タービン１０に供給する低圧蒸気管２５と、この低圧蒸気管２５を流れる冷却蒸気に別の冷却蒸気源６１からの冷却蒸気を合流させる蒸気管６２との接続点Ｊ４の上流側の蒸気管６２に圧力調節弁６４と逆止弁６５とを備え、別の冷却蒸気源６１からの冷却蒸気の圧力を圧力調節弁６４で適正値に制御するとともに、低圧蒸気源２２の低圧蒸気管２５から接続点Ｊ４を介して蒸気源６２に流れる冷却蒸気の逆流を逆止弁６５で確実に防止するので、安定した圧力の下、冷却蒸気を低圧タービン１０に供給することができる。
次に、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法の実施形態を図１６〜図１８を引用して説明する。なお、本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法は、ホットスタート、ウォームスタートおよびコールドスタートのそれぞれの運転において、ガスタービン高温部品３２の冷却運転および蒸気タービンプラント２の通気運転の際の通気蒸気を利用してガスタービン高温部品の蒸気冷却運転を行うことを適用対象としている。また、図１６〜図１８中、構成部品番号は、図１〜図１５の構成部品番号と同一にしている。
［１］ホットスタートおよびウォームスタート
（１．１）ガスタービン高温部品３２の空気冷却運転
ホットスタートおよびウォームスタートは、ガスタービンプラント１の停止から再起動まで既に説明したように、比較的短く、排熱回収ボイラ３に高温水がホットバンキング（貯水）されている。
しかし、排熱回収ボイラ３にホットバンキングされている高温水は、ガスタービン高温部品３２が冷却用として求めている温度よりも低い場合がある。このため、ガスタービン高温部品３２には空気冷却運転が行われる。
空気冷却運転は、図１に示すように、空気圧縮機４から抽気する高圧空気が用いられる。
まず、ガスタービンプラント１は、空気冷却回収系統３９の空気冷却供給系統３７、逆止弁３６、蒸気冷却系統３５を介してガスタービン６のガスタービン高温部品３２に供給し、ここでガスタービン高温部品３２の冷却後、空気流量調整弁３８で流量制御し、空気冷却回収系統３９、排ガス供給系統７を介して排熱回収ボイラ３に蒸気発生熱利用として供給する。なお、ガスタービン高温部品３２の冷却後の冷却空気は、図２に示すように、バイパス流量調整弁４４で流量制御させて空気冷却回収バイパス系統４５から排熱回収ボイに３に供給してもよい。
ガスタービン高温部品３２の空気冷却運転中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の温度、圧力がガスタービン高温部品３２の求めている値になると、ガスタービンプラント１は空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行させる。
（１．２）ガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転
（ａ）排熱回収ボイラ３から発生する蒸気によるガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転
図１６は、ホットスタートおよびウォームスタートにおけるガスタービン高温部品３２の空気冷却運転後の蒸気冷却運転を行う場合の流れ線図である。排熱回収ボイラ３から発生する蒸気がガスタービン６のガスタービン高温部品３２に必要な温度、圧力になると、排熱回収ボイラ３からガスタービン高温部品３２に蒸気が供給され、蒸気冷却運転が開始される。
このとき、ガスタービンプラント１は、図１６に示すように、主蒸気系統１３の主蒸気止め弁１４と再熱蒸気系統１６の再熱蒸気止め弁１７とを全開させ、第１蒸気冷却供給系統４１ａの温度調節弁４６と第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７とで温度、流量のそれぞれの制御を行わせる。
また、ガスタービンプラント１は、蒸気冷却回収系統４３の流量調節弁４９および圧力調節弁５０を全開させた状態にして冷却蒸気を流すが、その際の圧力制御を中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０で行わせるようになっている。なお、この場合、流量調節弁４９および圧力調節弁５０を全開させるのは、回収用冷却蒸気の流量が多いため、流量調節弁４９および圧力調節弁５０で圧力、温度のそれぞれの制御をさせないようにしている。
また、この場合ガスタービンプラント１は、空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行させているので、空気冷却回収系統３９の空気流量調整弁３８および空気冷却回収バイパス系統４５のバイパス流量調整弁４４を全閉させている。
また、このとき、蒸気タービンプラント２は、通気運転を行っていないので、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を全閉させている。
このようなステップ（工程）を経るガスタービンプラント１は、排熱回収ボイラ３の第１過熱器２６、第２過熱器２９および第３過熱器３１のうち、少なくとも一つ以上から発生する蒸気を冷却蒸気系統３５を介してガスタービン高温部品３２に供給し、ここで冷却させた後、蒸気冷却回収系統４３、低温蒸気管１９、排熱回収ボイラ３の再熱器２７、再熱蒸気系統１６、中圧タービンバイパス管５９および中圧タービンバイパス弁６０を介して復水器１２に回収させている。
この間、ガスタービンプラント１は、ガスタービン６から排ガス供給系統７を介して排熱回収ボイラ３に供給する排ガス（排熱）の温度を制御し、中圧タービン９のケーシング温度と蒸気温度との差が予め定められた許容値に入るように、いわゆるガスタービンＧＴ温度マッチング制御運転を行っている。
（ｂ）中圧タービン９の先行通気運転
ガスタービンＧＴ温度マッチング制御運転中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の通気条件が整うと、蒸気タービンプラント２は、図１６に示すように、中圧タービン９に通気運転を開始させる。
このとき、蒸気タービンプラント２は、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を全閉に維持させ、中圧タービンベント管５７の中圧タービンベンチュレーション弁５８を全閉にさせ、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気加減弁１８を全開させる。
中圧タービン９の通気運転中、ガスタービンプラント１は、排熱回収ボイラ３の第１過熱器２６、第２過熱器２９および第３過熱器３１のうち、少なくともいずれか一方からの蒸気を冷却蒸気として第１蒸気冷却供給系統４１ａ、第２蒸気冷却供給系統４１ｂ、蒸気冷却系統３５を介してガスタービン６のガスタービン高温部品３２に供給し、ここでガスタービン高温部品３２を冷却し、冷却後の蒸気を蒸気冷却回収系統４３、低温蒸気管１９、排熱回収ボイラ３の再熱器２７を介して再熱蒸気系統１６に回収させる。
再熱蒸気系統１６は、回収した蒸気のうち、一部を再熱蒸気弁１７、再熱蒸気加減弁１８を介して中圧タービン９に供給し、ここで膨張仕事をさせた後、連絡管２０を介して低圧タービン１０に供給し、再び低圧タービン１０で膨張仕事をさせて発電機１１を駆動した後、復水器１２に回収させる一方、その残りを中圧タービンバイパス管５９、中圧タービンバイパス弁６０を介して復水器１２に回収させている。
中圧タービン９の通気運転中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の温度と高圧タービン８のケーシングの温度との温度差が予め定められた許容値に入ると、蒸気タービンプラント２は、図１６に示すように、高圧タービン８の通気運転を開始させる。
このとき、蒸気タービンプラント２は、高圧タービンベント管５５の高圧タービンベンチュレーション弁５６を全閉させ、主蒸気系統１３の蒸気加減弁１５を最小開度に開弁させ、その弁開度を排熱回収ボイラ３から発生する蒸気がフロア圧力（過熱蒸気を発生させるときの最低圧力）になるまで維持させ、この間、排熱回収ボイラ３からガスタービン高温部品３２に供給する冷却蒸気の圧力制御を圧力調節弁５０で行わせ、高圧タービンバイパス管６６の高圧タービンバイパス弁６７が予め定められた弁開度ａ％以下になると、排熱回収ボイラ３から主蒸気系統１３を介して高圧タービン８に供給される蒸気の圧力を蒸気加減弁１５で制御させる。なお、蒸気加減弁１５は、急に全開にさせると、フロア圧力が極端に低下するので、最小開度に開弁させ、高圧タービンバイパス弁６７を絞り始める。
また、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０が予め定められた弁開度ｂ％以下になると、再熱蒸気系統１６から中圧タービン９に供給される再熱蒸気の圧力を再熱蒸気加減弁１８で制御させる一方、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７を予め定められた弁開度ｃ％以下になると、低温蒸気管１９の流量調節弁５３で再熱器２７とガスタービン高温部品３２とへの蒸気の供給配分制御を行わせる。
排熱回収ボイラ３から発生する蒸気が充分にフロア圧力を超えるようになると、蒸気タービンプラント２は、図１６に示すように、高圧タービンバイパス管６６の高圧タービンバイパス弁６７、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０、第１蒸気冷却供給系統４１ａの温度調節弁４６および第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７を全閉させ、主蒸気系統１３の蒸気圧力制御を蒸気加減弁１５で、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気圧力制御を再熱蒸気加減弁１８でそれぞれ行わせる。
また、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８から低温蒸気管１９を介して排熱回収ボイラ３の再熱器２７に供給されるタービン排気（通気蒸気）とガスタービン６のガスタービン高温部品３２の冷却蒸気として利用するため、低温蒸気管１９の流量調節弁５３で流量制御させ、再熱器２７とガスタービン高温部品３２とへの適量流量配分を行わせる。
そして、このようなステップ（工程）を経た後、蒸気タービンプラント２は、図１６に示すように、高圧タービン８、中圧タービン９および低圧タービン１０のそれぞれに負荷上昇運転を行わせて定格運転に至らしめる。
また、ガスタービンプラント１は、蒸気タービンプラント２の高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）を、低温蒸気管１９の流量調節弁５３の流量制御の下、低温蒸気バイパス系統５２を介してガスタービン高温部品３２に供給し、ガスタービン高温部品３２の冷却に利用し、定格運転に至らしめる。
このように、本実施形態は、ホットスタートおよびウォームスタートにおいて、ガスタービンプラント１の空気圧縮機４の抽気を利用してガスタービン高温部品３２に空気冷却運転を行わせ、次に、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気を利用してガスタービン高温部品３２に蒸気冷却運転を行わせ、最後に、蒸気タービンプラント２の高圧タービン８のタービン排気（通気蒸気）を利用してガスタービン高温部品３２に蒸気冷却運転を行わせ、プラントから発生するエネルギをあますことなく有効に活用しているので、プラント熱効率をより一層向上させることができる。
（ｃ）高圧タービン８の先行通気運転
図１７は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントにおいて、ホットスタート運転およびウォームスタート運転でのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの第２実施形態を示す流れ線図である。
この場合、先に説明した中圧タービン９の先行通気運転に較べて高圧タービン８の通気条件と中圧タービン９の通気条件とがただ単に入れ替えただけの工程になっているので、ここではその説明を省略する。
本実施形態は、中圧タービン９の先行通気運転と同様に、蒸気タービンプラント２の高圧タービン８のタービン排気（通気蒸気）を利用してガスタービン高温部品３２に蒸気冷却運転を行わせ、プラントから発生するエネルギをあますことなく有効に活用しているので、プラント熱効率をより一層向上させることができる。
（ｄ）高圧タービン８および中圧タービン９の同時通気運転
図１８は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントにおいて、ホットスタート運転およびウォームスタート運転でのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの第３実施形態を示す流れ線図である。
ガスタービンＧＴ温度マッチング制御運転中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の通気条件が整うと、蒸気タービンプラント２は、図１８に示すように、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を全閉に維持させたまま、高圧タービン８および中圧タービン９に同時に通気運転を開始させる。
このとき、蒸気タービンプラント２は、高圧タービンベント管５５の高圧タービンベンチュレーション弁５６を全閉させ、主蒸気系統１３の蒸気加減弁１５を最小開度に開弁させる一方、中圧タービンベント管５７の中圧タービンベンチュレーション弁５８を全閉させ、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気加減弁１８を全開させる。
このように、蒸気加減弁１５の最小開度の開弁と再熱蒸気加減弁１８の全開とが揃ったことを条件に、蒸気タービンプラント２は、通気運転を開始する。そして、蒸気タービンプラント２は、高圧タービンバイパス管６６の高圧タービンバイパス弁６７が予め定められた弁開度ａ％以下になると、高圧タービンバイパス弁６７を全閉させ、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０が予め定められた弁開度ｂ％以下になると、中圧タービンバイパス弁６０を全閉させ、再熱蒸気加減弁１８でガスタービン高温部品３２からの冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を行わせ、さらに、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７および第１蒸気冷却供給系統４１ａの温度調節弁４６を全閉させ、低温蒸気管１９の流量調節弁５３で高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の再熱器２７およびガスタービン高温部品３２のそれぞれへの適正流量配分制御を行わせる。
排熱回収ボイラ３から発生する蒸気がフロア圧力以上になると、蒸気タービンプラント２は、上述の中圧タービン９の先行通気運転または高圧タービン８の先行通気運転と同様に、負荷上昇させて定格運転に至らしめる。
また、ガスタービンプラント１は、高圧タービン８のタービン排気（通気蒸気）を利用してガスタービン高温部品３２を冷却させる。なお、他の工程は、中圧タービン９の先行通気運転または、高圧タービン８の先行通気運転と同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態は、中圧タービン９の先行通気運転および高圧タービン８の先行通気運転と同様に、プラントから出るエネルギをあますことなく有効に活用しているので、プラント熱効率をより一層向上させることができる。
［２］コールドスタート
（２．１）ガスタービン高温部品３２の空気冷却運転
コールドスタートは、ガスタービンプラント１の停止から再起動まで約３日以上を経ているので、排熱回収ボイラ３には、高温水がホットバンキングされていない。このため、ガスタービンプラント１は、空気圧縮機４から発生する高圧空気を利用してガスタービン高温部品３２に空気冷却運転を行わせる。なお、空気圧縮機４は、上述ホットスタートおよびウォームスタートと同一ステップを採るので、ここでは、その説明を省略する。
（２．２）ガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転
（ａ）排熱回収ボイラ３から発生する蒸気によるガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転
ガスタービン高温部品３２の空気冷却運転中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気がガスタービン高温部品３２の求めている蒸気条件（温度、圧力）によると、ガスタービン高温部品３２は、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気で冷却運転を開始する。
図１９および図２０は、コールドスタートにおけるガスタービン高温部品３２の空気冷却運転後の蒸気冷却運転を行う流れ線図である。なお、図１９および図２０中、図１９は、排熱回収ボイラ３から蒸気タービンプラント２に供給される通気蒸気を蒸気加減弁１５で圧力制御を行うまでの流れ線図、図２０は、排熱回収ボイラ３から蒸気タービンプラント２に供給される通気蒸気を蒸気加減弁１５および再熱蒸気加減弁１８で圧力制御を行うときの流れ線図である。また、図１９および図２０中、構成部品番号は、図１〜図１５の構成部品番号と同一にしている。
ガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転に際し、ガスタービンプラント１は、図１９に示すように、空気冷却回収系統３９の空気流量調節弁３８および空気冷却回収バイパス系統４５のバイパス流量調節弁４４を全閉にし、蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０でガスタービン高温部品３２の出口側の冷却蒸気の圧力制御を行わせている。
このとき、蒸気タービンプラント２は、図１９に示すように、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０で排熱回収ボイラ３の再熱器２７から再熱蒸気系統１６に供給される再熱蒸気の圧力制御を行わせている。ここで、中圧タービンバイパス弁６０により再熱蒸気の圧力制御を行わせるのは、例えば低圧蒸気源２２または冷却蒸気源６１から供給される冷却蒸気で低圧タービン１０を蒸気冷却運転している場合、低圧タービン１０からの冷却蒸気が連絡管２０を介して中圧タービン９に逆流しないように、再熱蒸気の圧力を高く維持させておくためである。
再熱蒸気の圧力制御中、ガスタービンプラント１は、ガスタービン６から排ガス供給系統７を介して排熱回収ボイラ３に供給される排ガスの温度を制御し（具体的にはガスタービン燃焼器５に投入する燃料の制御）、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の温度と、例えば高圧タービン８のケーシングとの温度差が予め定められた許容値に収まるようガスタービン６の、いわゆるＧＴ温度マッチングを行っている。
ガスタービン６の、いわゆるＧＴ温度マッチング中、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気が、例えば高圧タービン８の求めている蒸気条件（温度、圧力）になると、いわゆるＳＴ通気蒸気条件が整ったとして、蒸気タービンプラント２は通気運転を開始する。
このとき、蒸気タービンプラント２は、再熱蒸気系統１６の再熱蒸気確保の必要上、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を全開させている。また、この間、ガスタービンプラント１は、排熱回収ボイラ３からガスタービン高温部品３２に供給される冷却蒸気の温度、圧力の制御を第１蒸気冷却供給系統４１ａの温度調節弁４６および第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７で行わせている。
また、蒸気タービンプラント２は、高圧タービンベント管５５の高圧タービンベンチュレーション弁５６および中圧タービンベント管５７の中圧タービンベンチュレーション弁５８を全閉させ、高圧タービン８の入口側に設ける蒸気加減弁１５および中圧タービン９の入口側に設ける再熱蒸気加減弁１８を同時に開弁させる。
蒸気加減弁１５が開弁するとき、過渡的ではあるが、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気の圧力の下り、フロア圧力は確保できなくなる。
このため、蒸気タービンプラント２は、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気のフロア圧力を確保させつつ、高圧タービン８に供給される通気蒸気の圧力制御を蒸気加減弁１５で行わせるため、高圧タービンバイパス管６６の高圧タービンバイパス弁６７が予め定められた弁開度ａ％以下になると、高圧タービンバイパス弁６７で通気蒸気の圧力制御を行わせる。
排熱回収ボイラ３から高圧タービン８に供給される通気蒸気のフロア圧力が確保されると、蒸気タービンプラント２は、高圧タービンバイパス弁６７を全閉させ、蒸気加減弁１５による圧力制御に移行させる。
通気蒸気の圧力制御を蒸気加減弁１５で行わせるにあたり、蒸気タービンプラント２は、図２０に示すように、高圧タービン１８からのタービン排気によって低温蒸気管１９の強度が損なわれないように、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０の弁開度を定め、この定めた弁開度の範囲内で中圧タービンバイパス弁６０の弁開度を制御し、低温蒸気管１９を流れる高圧タービン８からのタービン排気を制御している。そして、蒸気タービンプラント２は、中圧タービンバイパス弁６０が予め定められた弁開度ｂ％以下になるのを待つ。
中圧タービンバイパス弁６０の弁開度が予め定められたｂ％以下になると、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８から出るタービン排気（通気蒸気）圧力が高くなりすぎて圧力制御が難しい場合、あるいはタービン排気（通気蒸気）の圧力が適正値に制御されている場合の二つの選択肢のうち、いずれか一方を選択して次のステップに移行できるようになっている。
中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が適正値（低温蒸気管１９の強度を損なわないタービン排気圧力）になっていると、蒸気タービンプラント２は、中圧タービンバイパス弁６０を全閉させ、中圧タービン９に供給される再熱蒸気の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８に行わせるようになっている。
また、中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が低温蒸気管１９の強度を損なわない適正値を超えているとき、蒸気タービンプラント２は、高圧タービン８からのタービン排気の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８でも肩代わりさせるため、再熱蒸気加減弁１８の弁開度を予め定められたｃ％以上になると、高圧タービン８からのタービン排気の圧力制御を行っている間に、中圧タービンバイパス弁６０を全閉させ、中圧タービン９に供給される再熱蒸気の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８に行わせるようになっている。
（ｂ）通気蒸気によるガスタービン高温部品３の蒸気冷却運転
排熱回収ボイラ３から高圧タービン８に供給される通気蒸気の圧力制御を蒸気加減弁１５で行わせ、高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせることが揃ったことを条件ＡＮＤに、蒸気タービンプラント２は、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を閉じ、高圧タービン８から出るタービン排気（通気蒸気）によるガスタービン高温部品３２の蒸気冷却温度を開始する。
このとき、蒸気タービンプラント２は、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７が予め定められた弁開度ｄ％以下になると、徐々に低温蒸気管１９の流量調節弁５３を開弁させ、流量調節弁５３に高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の再熱器２７およびガスタービン高温部品３２のそれぞれへの流量配分制御を行わせる。
流量調節弁５３による流量配分制御中、蒸気タービンプラント２は、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７を全閉させ、この間、蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０にガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を行わせるため、再熱蒸気加減弁１８の弁開度を絞る。
蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０が予め定められた弁開度ｅ％以上になると、ガスタービン高温部品３２の冷却蒸気の圧力制御を良好に行うことができなくなるので、蒸気タービンプラント２は、ガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせるため、蒸気冷却回収系統４３の流量調節弁４９および圧力調節弁５０を全開させる。
ガスタービン高温部品３２の冷却蒸気の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせるようになると、蒸気タービンプラント２は、蒸気加減弁１５および再熱蒸気加減弁１８のそれぞれにストレス制御（各タービンのケーシング温度と通気蒸気温度との差で生じる熱応力を許容値以下に抑える開度速度制御）を行わせる一方、高圧タービン８、中圧タービン９および低圧タービン１０のそれぞれに負荷上昇運転を行わせて定格運転に至らしめる。
また、ガスタービンプラント１は、蒸気タービンプラント２の高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）を、低温蒸気管１９の流量調節弁５３の流量制御の下、低温蒸気バイパス系統５２を介してガスタービン高温部品３２に供給し、ガスタービン高温部品３２の冷却に利用し、定格運転に至らしめる。
このように、本実施形態は、コールドスタートにおいて、ガスタービンプラント１の空気圧縮機４の抽気を利用してガスタービン高温部品３２に空気冷却運転を行わせ、次に、排熱回収ボイラ３から発生する蒸気を利用してガスタービン高温部品３２に蒸気冷却運転を行わせ、最後に、蒸気タービンプラント２の高圧タービン８のタービン排気（通気蒸気）を利用してガスタービン高温部品３２に蒸気冷却運転を行わせ、プラントから発生するエネルギをあますことなく有効に活用しているので、プラント熱効率をより一層向上させることができる。
図２１および図２２は、コールドスタート、ウォームスタート、ホットスタート、ベリーホットスタート（ガスタービンプラントの停止から再起動運転までの数時間）のそれぞれにおけるガスタービン高温部品３２の空気冷却運転後の蒸気冷却運転を行う流れ線図である。なお、図２１および図２２中、図２１は、排熱回収ボイラ３から蒸気タービンプラント２に供給される通気蒸気を蒸気加減弁１５で圧力制御を行うまでの流れ線図、図２２は、排熱回収ボイラ３から蒸気タービンプラント２に供給される通気蒸気を蒸気加減弁１５および再熱蒸気加減弁１８で圧力制御を行うときの流れ線図である。また、図２１および図２２中、構成部品番号は、図１〜図１５の構成部品番号と同一にしている。
本実施形態は、図２１および図２２のうち、図２１が先に説明したコールドスタートにおけるガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転と同一ステップを採とっているので、ここではその説明を省略し、図２２に示すガスタービン高温部品３２の蒸気冷却運転から説明する。
蒸気タービンプラント２は、図２２に示す中圧タービンバイパス弁６０が予め定められた弁開度ｂ％になったとき、高圧タービン８から出るタービン排気（通気蒸気）の圧力が高く、圧力制御が難しい場合、あるいはタービン排気（通気蒸気）の圧力が適正値に制御されている場合の二つの選択肢のうち、いずれか一方を選択して次のステップに移行できるようになっている。
中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が適正値（低温蒸気管１９の強度を損なわないタービン排気圧力）になっていると、蒸気タービンプラント２は、中圧タービンバイパス弁６０を全閉させ、中圧タービン９に供給される再熱蒸気の圧力制御を再熱蒸気加減弁８に行わせるようにしている。
さらに、図２１に示すように、排熱回収ボイラ３から高圧タービン８に供給される通気蒸気の圧力制御を蒸気加減弁１５で行わせ、高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせることが揃ったことを条件ＡＮＤに、蒸気タービンプラント２は、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を閉じ、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７が予め定められた弁開度ｄ％以下になると、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７および第１蒸気冷却供給系統４１ａの温度調節弁４６を全閉させ、徐々に低温蒸気管１９の流量調節弁５３を開弁させ、流量調節弁５３に高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の再熱器２７およびガスタービン高温部品３２のそれぞれへの流量配分制御を行わせる。
流量調節弁５３による流量配分制御中、蒸気タービンプラント２は、蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０にガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を行わせるため、再熱蒸気加減弁１８の弁開度を絞る。
再熱蒸気加減弁１８の弁開度が絞られる中、蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０が予め定められた弁開度ｅ％以上になると、蒸気タービンプラント２は、ガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせるため、蒸気冷却回収系統４３の流量調節弁４９および圧力調節弁５０を全開させる。
そして、再熱蒸気加減弁１８がガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を行うと、蒸気タービンプラント２は、先に述べたコールドスタートのときと同様に、蒸気加減弁１５および再熱蒸気加減弁１８のそれぞれにストレス制御を行わせ、高圧タービン８、中圧タービン９および低圧タービン１０のそれぞれに負荷上昇運転を行わせ定格運転に至らしめる。このとき、ガスタービンプラント１も、ガスタービン高温部品３２を高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）で冷却させながら定格運転に至らしめる。
一方、中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が高く、圧力制御が難しい場合、蒸気タービンプラント２は、再熱蒸気加減弁１８を予め定められた弁開度ｃ％以上（実再熱蒸気圧力に対処する弁開度）に維持させるとともに、図１９（ａ）に示すように、高圧タービン８に供給される通気蒸気の圧力制御を蒸気加減弁１５で行わせるという条件が揃っても（ＡＮＤ）、未だタービン排気（通気蒸気）の圧力が高い場合、中圧タービンバイパス管５９の中圧タービンバイパス弁６０の実弁開度にバイアスを加えて中圧タービンバイパス弁６０の弁開度を絞るようにしている。
この場合、蒸気タービンプラント２は、中圧タービンバイパス弁６０にバイアスを加えて弁開度を絞り、予め定められた弁開度ｂ％以下になったとき、高圧タービン排気（通気蒸気）の圧力が高く、圧力制御が難しい場合、あるいはタービン排気（通気蒸気）の圧力が適正値に制御されている場合の二つの選択肢のうち、いずれか一方を選択して次のステップに移行できるようになっている。
中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が適正値（低温蒸気管１９の強度を損なわないタービン排気圧力）になっていると、蒸気タービンプラント２は、中圧タービンバイパス弁６０を全閉させ、中圧タービン９に供給される再熱蒸気の圧力制御を再熱蒸気加減弁８に行わせるとともに、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を閉じ、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７を予め定められた弁開度ｄ％以下にするステップに合流させるようになっている。
また、中圧タービンバイパス弁６０の弁開度ｂ％以下の下、高圧タービン８からのタービン排気圧力が高く、圧力制御が難しい場合、蒸気冷却回収系統４３の圧力調節弁５０を予め定められた弁開度ｅ％以上にし、高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）の圧力が適正値（低温蒸気管１９の強度を損なわないタービン排気圧力）になると、蒸気タービンプラント２は、ガスタービン高温部品３２の冷却蒸気（通気蒸気）の圧力制御を再熱蒸気加減弁１８で行わせるため、蒸気冷却回収系統４３の流量調節弁４９および圧力調節弁５０を全開にし、中圧タービンバイパス弁６０および低温蒸気管１９の流量調節弁５３を全閉にするとともに、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７が予め定められた弁開度ｄ％以下になると、低温蒸気管１９の流量調節弁５３を開弁させて、高圧タービン８からのタービン排気（通気蒸気）のガスタービン高温部品３２および再熱器２７のそれぞれへの流量配分制御を行わせ、第２蒸気冷却供給系統４１ｂの流量調節弁４７を全閉にし、図２１に示す高圧タービン８、中圧タービン９および低圧タービン１０のそれぞれのストレス制御のステップに合流させるようになっている。
このように、本実施形態は、ガスタービン高温部品３２の蒸気冷却にあたり、ガスタービン高温部品３２に供給する蒸気を適正な流量、圧力等に制御してガスタービン高温部品３２を冷却させているので、ガスタービン入口燃焼ガス温度をより一層高温化させて、プラント熱効率を向上させることができる。
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第４実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第５実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第６実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第７実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第８実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第９実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１０実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１１実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１２実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１３実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１４実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第１５実施形態を示す概略系統図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、ホットスタート運転およびウォームスタート運転でのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの第１実施形態を示す流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、ホットスタート運転およびウォームスタート運転でのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの第２実施形態を示す流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、ホットスタート運転およびウォームスタート運転でのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの第３実施形態を示す流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、コールドスタートでのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給される通気蒸気を蒸気加減弁で圧力制御を行うまでの流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、コールドスタートでのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給される通気蒸気を蒸気加減弁および再熱蒸気加減弁で圧力制御を行うときの流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、コールドスタート、ウォームスタート、ホットスタート、ベリーホットスタートでのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給される通気蒸気を蒸気加減弁で圧力制御を行うときの流れ線図。 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、コールドスタート、ウォームスタート、ホットスタート、ベリーホットスタートでのガスタービン高温部品の空気冷却運転から蒸気冷却運転に移行したときの排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給される通気蒸気を蒸気加減弁および再熱蒸気加減弁で圧力制御を行うときの流れ線図。
符号の説明
１ ガスタービンプラント
２ 蒸気タービンプラント
３ 排熱回収ボイラ
４ 空気圧縮機
５ ガスタービン燃焼器
６ ガスタービン
７ 排ガス供給系統
８ 高圧タービン
９ 中圧タービン
１０ 低圧タービン
１１ 発電機
１２ 復水器
１３ 主蒸気系統
１４ 主蒸気止め弁
１５ 蒸気加減弁
１６ 再熱蒸気系統
１７ 再熱蒸気止め弁
１８ 再熱蒸気加減弁
１９ 低温蒸気管
２０ 連絡管
２１ａ 高圧タービン排気管
２１ｂ 再熱蒸気ブロー管
２２ 低圧蒸気源
２３ 低圧蒸気止め弁
２４ 低圧蒸気加減弁
２５ 低圧蒸気管
２６ 第１過熱器
２７ 再熱器
２８ａ，２８ｂ 主蒸気温度調節弁
２９ 第２過熱器
３０ 蒸気ドラム
３１ 第３過熱器
３２ ガスタービン高温部品
３３ 冷却系統
３４ 空気冷却系統
３５ 蒸気冷却系統
３６ 逆止弁
３７ 空気冷却供給系統
３８ 空気流量調整弁
３９ 空気冷却回収系統
４０ 蒸気冷却供給弁
４１ａ 第１蒸気冷却供給系統
４１ｂ 第２蒸気冷却供給系統
４２ 蒸気止め弁
４３ 蒸気冷却回収系統
４４ バイパス流量調整弁
４５ 空気冷却回収バイパス系統
４６ 温度調節弁
４７ 流量調節弁
４８ 圧力調節弁
４９ 流量調節弁
５０ 圧力調節弁
５１ 逆止弁
５２ 低温蒸気バイパス系統
５３ 流量調節弁
５４ バイパス用逆止弁
５５ 高圧タービンベント管
５６ 高圧タービンベンチュレーション弁
５７ 中圧タービンベント管
５８ 中圧タービンベンチュレーション弁
５９ 中圧タービンバイパス管
６０ 中圧タービンバイパス弁
６１ 冷却蒸気源
６２ 蒸気管
６３ 流量調節弁
６４ 圧力調節弁
６５ 逆止弁
６６ 高圧タービンバイパス管
６７ 高圧タービンバイパス弁
６８ 中圧タービンバイパス管
６９ 中圧タービンバイパス弁

Claims (27)

  1. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統から分岐し、前記ガスタービンプラントのガスタービンと前記排熱回収ボイラとを結ぶ排ガス供給系統に接続する空気冷却回収系統を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  2. 空気冷却回収系統は空気流量調整弁を備えていることを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  3. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統から分岐し、前記ガスタービンプラントのガスタービンと前記排熱回収ボイラとを結ぶ排ガス供給系統に接続する空気冷却回収系統に並列させて空気冷却回収バイパス系統を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  4. 空気冷却回収バイパス系統はバイパス流量調節弁を備えていることを特徴とする請求項３記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  5. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体供給系統は、前記排熱回収ボイラに接続させる第１蒸気冷却供給系統と、第２蒸気冷却供給系統とを備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  6. 第１蒸気冷却供給系統は、温度調節弁を備えていることを特徴とする請求項５記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  7. 第２蒸気冷却供給系統は、流量調節弁を備えていることを特徴とする請求項５記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  8. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統は、圧力調節弁を備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  9. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統は、流量調節弁を備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  10. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体供給系統は、流量調節弁と圧力調節弁とを並列配置にして備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  11. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンからのタービン排気を前記排熱回収ボイラの再熱器に案内する低温蒸気管から分岐し、前記冷却媒体供給系統に接続する低温蒸気バイパス系統を備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  12. 低温蒸気管は、流量調節弁を備えるとともに、この流量調節弁を低温蒸気バイパス系統との接続点から下流側に設置することを特徴とする請求項１１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  13. 低温蒸気バイパス系統は、逆止弁を備えていることを特徴とする請求項１１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  14. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンの出口を前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる高圧タービンベント管に高圧タービンベンチュレーション弁を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  15. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの中圧タービンの出口を前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる中圧タービンベント管に中圧タービンベンチュレーション弁を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  16. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却媒体回収系統を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンの出口と前記排熱回収ボイラの再熱器とを結ぶ低温蒸気管に接続させる一方、前記再熱器と前記蒸気タービンプラントの中圧タービンとを結ぶ再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続させる中圧タービンバイパス管を備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  17. 中圧タービンバイパス管は、中圧タービンバイパス弁を備えていることを特徴とする請求項１６記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  18. ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合わせ、前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統と、冷却媒体を回収する冷却媒体回収系統とを備えるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンプラントの中圧タービンは、低温蒸気源と冷却蒸気源とを備えるとともに、前記低圧蒸気源と前記冷却蒸気源とを互いに接続させる低圧蒸気管と蒸気管とを備えていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
  19. 低圧蒸気管は、流量調節弁を備えるとともに、この流量調節弁を蒸気管との接続点から上流側に設置することを特徴とする請求項１８記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  20. 蒸気管は、圧力調節弁を備えるとともに、この圧力調節弁を低圧蒸気管との接続点から上流側に設置することを特徴とする請求項１８記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  21. 蒸気管は、逆止弁を備えるとともに、この逆止弁を低圧蒸気管との接続点から上流側に設置することを特徴とする請求項１８記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  22. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行うコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転時、前記排熱回収ボイラから供給され、前記高圧タービンを出た通気蒸気、前記ガスタービン高温部品を冷却後の通気蒸気、前記排熱回収ボイラの再熱器から再熱蒸気系統を介して前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給する再熱蒸気のそれぞれを、前記再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続する中圧タービンバイパス管に設けた中圧タービンバイパス弁により圧力制御を行った後、前記高圧タービンの入口側に設ける蒸気加減弁および前記中圧タービン入口側に設ける再熱蒸気加減弁のうち、少なくともいずれか一方による圧力制御に移行させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
  23. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気と、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される再熱蒸気とは同時に供給させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
  24. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気を、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される再熱蒸気としての通気蒸気よりも先に供給させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
  25. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による前記ガスタービン高温部品の冷却運転中、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、通気運転時、前記再熱器から前記中圧タービンに供給される通気蒸気としての再熱蒸気を、前記排熱回収ボイラから前記高圧タービンに供給される通気蒸気よりも先に供給させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
  26. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行った後、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記排熱回収ボイラからの蒸気を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンおよび中圧タービンのそれぞれに通気蒸気として供給する前に、前記排熱回収ボイラから蒸気冷却供給系統を介して前記ガスタービン高温部品に供給する冷却用の蒸気を、前記蒸気冷却供給系統に設ける温度調節弁および流量調節弁のそれぞれで温度および流量を制御させ、前記ガスタービン高温部品の冷却後の蒸気を前記蒸気冷却回収系統を介して前記再熱器に供給する際、前記蒸気冷却回収系統に設ける圧力調節弁で圧力を制御させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
  27. 起動時、ガスタービンプラントの空気圧縮機から発生する高圧空気を抽気して前記ガスタービンプラントのガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の空気冷却運転中に、排熱回収ボイラからの蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、前記ガスタービン高温部品の蒸気冷却運転中に、前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービンプラントの高圧タービンに通気蒸気として供給した後、その通気蒸気を前記ガスタービン高温部品に供給し、通気蒸気による冷却運転を行った後、その通気蒸気を蒸気冷却回収系統、前記排熱回収ボイラの再熱器および再熱蒸気系統を介して再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タービンに供給するコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法において、前記排熱回収ボイラからの蒸気を前記蒸気タービンプラントの高圧タービンおよび中圧タービンのそれぞれに通気蒸気として供給する前に、前記排熱回収ボイラから蒸気冷却供給系統を介して前記ガスタービン高温部品に供給する冷却用の蒸気を、前記蒸気冷却供給系統に設ける温度調節弁および流量調節弁のそれぞれで温度および流量を制御させ、前記ガスタービン高温部品の冷却後の蒸気を前記蒸気冷却回収系統および前記再熱器を介して前記再熱蒸気系統に供給する際、前記再熱蒸気系統から分岐し、前記蒸気タービンプラントの復水器に接続する中圧タービンバイパス管に設ける中圧タービンバイパス弁で圧力を制御させることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの起動運転方法。
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