JPH0693879A - Combined plant and operation thereof - Google Patents
Combined plant and operation thereofInfo
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- JPH0693879A JPH0693879A JP24298792A JP24298792A JPH0693879A JP H0693879 A JPH0693879 A JP H0693879A JP 24298792 A JP24298792 A JP 24298792A JP 24298792 A JP24298792 A JP 24298792A JP H0693879 A JPH0693879 A JP H0693879A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの高温部
を蒸気冷却するコンバインドプラント及びその運転方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combined plant for steam cooling a high temperature part of a gas turbine and a method for operating the combined plant.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービンの高温部、特に翼の冷却に
蒸気を用いるガスタービンシステムに関しては、特開平
2−75731号公報に記載の“タービンプラント”が知られ
ている。2. Description of the Related Art A gas turbine system that uses steam for cooling a high temperature portion of a gas turbine, particularly, a blade,
The "turbine plant" described in Japanese Patent Publication No. 2-75731 is known.
【０００３】このタービンプラントにおいては、ガスタ
ービンの排ガスと給水とを排熱回収ボイラで熱交換を行
い、熱交換によって発生した蒸気をガスタービン高温部
に供給し、その後燃焼器へ回収する。また、ガスタービ
ン圧縮機の圧縮空気をガスタービン高温部に供給するよ
うになっており、ガスタービンの起動時及び低負荷運転
時等には、ガスタービン高温部の冷却を行う。In this turbine plant, the exhaust gas of the gas turbine and the feed water are heat-exchanged by an exhaust heat recovery boiler, the steam generated by the heat exchange is supplied to the high temperature part of the gas turbine, and then recovered to the combustor. Further, the compressed air of the gas turbine compressor is supplied to the high temperature part of the gas turbine, and the high temperature part of the gas turbine is cooled when the gas turbine is started up and operated under a low load.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】現在の火力プラントの
主流はコンバインドサイクルプラントであり、今後益々
採用増大の方向にある。このプラントで使用されるガス
タービンの入口ガス温度は現状の１３００℃から、１５
００℃を越えるものが計画されており、高温化に伴いよ
り一層の高効率化が期待されている。しかるに、入口ガ
ス温度の高温化を実現するには、ガスタービン翼の冷却
が不可欠であり、この対策としてガスタービン高温部を
空気冷却したのでは、ガス温度の上昇にともなう空気量
の増加が大きく、そのうえ冷却能力が小さいという問題
がある。この点、公知の蒸気冷却方式は冷却能力が大き
く、優れている。The mainstream of the present thermal power plant is the combined cycle plant, and the adoption thereof is increasing in the future. The inlet gas temperature of the gas turbine used in this plant is 15
It is planned that the temperature will exceed 00 ° C, and further higher efficiency is expected as the temperature rises. However, cooling the gas turbine blades is indispensable in order to raise the inlet gas temperature, and if the gas turbine high-temperature part is air-cooled as a countermeasure, the increase in air volume with the increase in gas temperature is large. Moreover, there is a problem that the cooling capacity is small. In this respect, the known vapor cooling method has a large cooling capacity and is excellent.
【０００５】しかしながら、公知の“タービンプラン
ト”では、ガスタービン高温部の蒸気冷却後、蒸気を燃
焼器に放出しているため、ガスタービンの排ガス温度を
著しく低下させ熱効率を低下させてしまうという問題が
ある。また、ガスタービンの起動時には排熱回収ボイラ
は蒸気を発生しておらず、ガスタービンを冷却する媒体
がないことになる。この点、公知例におけるガスタービ
ン圧縮空気と蒸気の切替使用との思想は有利であるが、
前記プラント効率向上という観点からみると、安全性を
考慮した運用について十分に考慮する必要がある。この
一つとして公知例では、タービンの起動時および低負荷
運転時のみ空気供給流路に設けられている制御弁を開い
て空気を供給しているが、冷却翼損傷時における冷却空
気によるバックアップが不可能であり、損傷の度合いが
大きいほど冷却空気が逆流する恐れがある。However, in the known "turbine plant", since the steam is discharged to the combustor after the steam of the high temperature part of the gas turbine is cooled, the exhaust gas temperature of the gas turbine is remarkably lowered and the thermal efficiency is lowered. There is. Further, the exhaust heat recovery boiler does not generate steam at the time of starting the gas turbine, which means that there is no medium for cooling the gas turbine. In this respect, the idea of switching use of gas turbine compressed air and steam in the known example is advantageous,
From the viewpoint of improving the plant efficiency, it is necessary to fully consider the operation considering safety. In a known example as one of these, air is supplied by opening a control valve provided in the air supply passage only when the turbine is started and at low load operation. It is impossible, and the greater the degree of damage, the more the cooling air may flow back.
【０００６】以上のことから、本発明の目的は、プラン
トの熱効率を低下させることなく、かつ蒸気と圧縮空気
とを切替使用する場合にも安全なコンバインドプラント
の系統とその運転方法を提供するにある。In view of the above, an object of the present invention is to provide a system of a combined plant and a method of operating the same, which does not reduce the thermal efficiency of the plant and is safe even when switching between steam and compressed air. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、圧縮機で圧縮した圧縮空気を用いて燃焼
器で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動する
ガスタービンシステムと、該ガスタービンシステムから
の排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱
回収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムから
の蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備
え、蒸気タービンシステムからの排出蒸気を復水して前
記排熱回収ボイラシステムに給水するコンバインドプラ
ントにおいて、前記圧縮空気を取り出す第１の配管と、
前記蒸気を取り出す第２の配管と、前記第１の配管と前
記第２の配管とを結合し前記ガスタービンシステムのタ
ービンの冷却孔入口に至る第３の配管と、前記ガスター
ビンシステムのタービンの冷却孔出口から蒸気系統に至
る第４の配管と、該第４の配管から分岐し大気に至る配
管を具備したことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a gas turbine system in which compressed air compressed by a compressor is used for combustion in a combustor and a turbine is driven by the combustion gas. A steam turbine comprising: an exhaust heat recovery boiler system for exchanging heat between exhaust gas from the gas turbine system and feed water to obtain steam; and a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system. In a combined plant for condensing exhaust steam from a system to supply water to the exhaust heat recovery boiler system, a first pipe for taking out the compressed air,
A second pipe for taking out the steam; a third pipe connecting the first pipe and the second pipe to the cooling hole inlet of the turbine of the gas turbine system; and a turbine of the gas turbine system. It is characterized in that a fourth pipe from the cooling hole outlet to the steam system and a pipe branching from the fourth pipe to the atmosphere are provided.
【０００８】また、圧縮機で圧縮した圧縮空気を用いて
燃焼器で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動
するガスタービンシステムと、該ガスタービンシステム
からの排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る
排熱回収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステム
からの蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを
備えているとともに、前記ガスタービンシステムのター
ビンはその金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコ
ンバインドプラントの運転方法において、前記コンバイ
ンドプラント起動時には、前記圧縮空気を前記ガスター
ビンシステムのタービンの冷却孔に供給し、前記排熱回
収ボイラで蒸気発生後、前記蒸気を前記ガスタービンシ
ステムの冷却孔に供給することを特徴とするものであ
る。Further, heat exchange is performed between a gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor and a turbine is driven by this combustion gas, and exhaust gas from the gas turbine system and feed water. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a method of operating a combined plant having a cooling hole, at the time of starting the combined plant, the compressed air is supplied to a cooling hole of a turbine of the gas turbine system, steam is generated in the exhaust heat recovery boiler, and then the steam is supplied to the gas turbine. It is characterized by supplying to the cooling holes of the system.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は上記のような系統を採用することによ
り、安全な冷却系統で運用することができ、しかも上記
のような運転方法を採用することによりプラントの効率
を低下させることのないコンバインドプラントを提供す
ることができる。The present invention can be operated in a safe cooling system by adopting the system as described above, and further, by adopting the operation method as described above, the combined efficiency of the plant will not be lowered. A plant can be provided.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照し
て説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１のコンバインドプラントは、ガスター
ビン部分，排熱回収ボイラ部分，蒸気タービン部分，ガ
スタービン冷却系統から構成されている。The combined plant of FIG. 1 comprises a gas turbine part, an exhaust heat recovery boiler part, a steam turbine part and a gas turbine cooling system.
【００１２】このうち、ガスタービン部分は、空気４０
を圧縮する圧縮機１と、燃料４１と圧縮空気を用いて燃
焼する燃焼器２と、燃焼空気により駆動されるガスター
ビン３と、ガスタービン３により駆動される発電機４か
ら構成される。Of these, the gas turbine portion is air 40
A compressor 1 that compresses the fuel, a combustor 2 that burns using fuel 41 and compressed air, a gas turbine 3 that is driven by the combustion air, and a generator 4 that is driven by the gas turbine 3.
【００１３】排熱回収ボイラ部分は、ガスタービン３か
らの排ガスを熱源として蒸気を発生するもので、排ガス
上流から過熱器１５，再熱器１６，高圧蒸発器１４（高
圧ドラム８），高圧エコノマイザー１３，中圧蒸発器１
２（中圧ドラム７），中圧エコノマイザー１１，低圧蒸
発器１０（低圧ドラム６），低圧エコノマイザー９の順
に配置され、その後ガス４３は大気に放出される。排熱
回収ボイラ部分には復水器２３から給水ポンプ２４を介
して給水２５が供給されており、給水は低圧エコノマイ
ザー９から低圧蒸発器１０（低圧ドラム６）へ、中圧エ
コノマイザー１１から中圧蒸発器１２（中圧ドラム７）
へ、高圧エコノマイザー１３から高圧蒸発器１４（高圧
ドラム８）に送られ、それぞれ低圧蒸気，中圧蒸気，高
圧蒸気を得る。なお、１７，１８はそれぞれ中圧加圧ポ
ンプ，高圧加圧ポンプである。蒸気タービン部分は、高
圧蒸気タービン１９と、再熱蒸気タービン２０と、低圧
蒸気タービン２１とから構成される。高圧蒸気タービン
１９には前記の高圧蒸発器１４（高圧ドラム８）からの
高圧蒸気が供給され、再熱蒸気タービン２０には中圧蒸
発器１２（中圧ドラム７）からの蒸気と高圧蒸気タービ
ン１９から高圧蒸気排出管２８を介して排熱回収ボイラ
５に送られる蒸気とが合流されて再熱器１６で再熱さ
れ、再熱蒸気供給管２７を介して再熱蒸気が供給され
る。低圧蒸気タービン２１には低圧蒸発器１０（低圧ド
ラム６）からの低圧蒸気が供給される。The exhaust heat recovery boiler section generates steam by using the exhaust gas from the gas turbine 3 as a heat source, and the superheater 15, the reheater 16, the high pressure evaporator 14 (high pressure drum 8), the high pressure economizer from the upstream of the exhaust gas. Mizer 13, medium pressure evaporator 1
2 (medium pressure drum 7), medium pressure economizer 11, low pressure evaporator 10 (low pressure drum 6), low pressure economizer 9 are arranged in this order, and then the gas 43 is released to the atmosphere. Water supply 25 is supplied to the exhaust heat recovery boiler part from a condenser 23 via a water supply pump 24, and water is supplied from the low pressure economizer 9 to the low pressure evaporator 10 (low pressure drum 6) and from the medium pressure economizer 11. Medium pressure evaporator 12 (medium pressure drum 7)
To the high pressure evaporator 14 (high pressure drum 8) from the high pressure economizer 13 to obtain low pressure steam, medium pressure steam, and high pressure steam, respectively. In addition, 17 and 18 are a medium pressure pressurizing pump and a high pressure pressurizing pump, respectively. The steam turbine portion includes a high pressure steam turbine 19, a reheat steam turbine 20, and a low pressure steam turbine 21. The high-pressure steam turbine 19 is supplied with the high-pressure steam from the high-pressure evaporator 14 (high-pressure drum 8), and the reheat steam turbine 20 is supplied with the steam from the medium-pressure evaporator 12 (medium-pressure drum 7) and the high-pressure steam turbine. The steam sent to the exhaust heat recovery boiler 5 from 19 is merged and reheated in the reheater 16, and the reheated steam is supplied through the reheated steam supply pipe 27. The low-pressure steam turbine 21 is supplied with low-pressure steam from the low-pressure evaporator 10 (low-pressure drum 6).
【００１４】ガスタービン冷却系統は、ガスタービン２
の高温部特に動翼部分を冷却する系統であり、空気冷却
系統と蒸気冷却系統からなる。このうち、空気冷却系統
はガスタービン圧縮機１の圧縮空気の一部を抽気し、冷
却空気供給管３３，逆止弁３８，合流部３００を介して
圧縮空気をガスタービン１のガスタービン冷却部３０に
供給し、これを冷却する。また、蒸気冷却系統は、再熱
蒸気タービン２０の蒸気の一部を抽気し、冷却蒸気供給
管３１，冷却蒸気供給弁３７，合流部300を介して抽気
蒸気をガスタービン１のガスタービン冷却部３０に供給
し、これを冷却する。ガスタービン冷却部３０を冷却し
たあとの空気又は蒸気は冷却媒体排出管３４，冷却媒体
排出弁３５を経由して大気に放出され、あるいは冷却蒸
気戻り管３２，冷却蒸気戻り弁３６を経由して再熱蒸気
タービン２０あるいは低圧蒸気タービン２１に戻され
る。The gas turbine cooling system includes a gas turbine 2
It is a system that cools the high temperature part, especially the moving blade part, and consists of an air cooling system and a steam cooling system. Among them, the air cooling system extracts a part of the compressed air of the gas turbine compressor 1 and supplies the compressed air to the gas turbine cooling unit of the gas turbine 1 through the cooling air supply pipe 33, the check valve 38, and the confluence unit 300. 30 and is cooled. Further, the steam cooling system extracts a part of the steam of the reheat steam turbine 20, and extracts the extracted steam through the cooling steam supply pipe 31, the cooling steam supply valve 37, and the confluence part 300 into the gas turbine cooling part of the gas turbine 1. 30 and is cooled. Air or steam after cooling the gas turbine cooling unit 30 is released to the atmosphere via the cooling medium discharge pipe 34 and the cooling medium discharge valve 35, or via the cooling steam return pipe 32 and the cooling steam return valve 36. It is returned to the reheat steam turbine 20 or the low-pressure steam turbine 21.
【００１５】コンバインドプラントは、概略以上のよう
に構成されており、本発明は図示のガスタービン冷却系
統を備えた点に特徴を有する。そして、ガスタービン冷
却系統の冷却蒸気供給弁３７，冷却媒体排出弁３５，冷
却蒸気戻り弁３６は、ガスタービン冷却系統制御装置１
４０により制御される。この制御のために、ガスタービ
ン冷却系統制御装置１４０は各部の温度検出器１４７乃
至１４９，圧力検出器１４１乃至１４４，流量検出器１
４５，１４６，１５０からの信号を入力し、冷却媒体排
出弁３５，冷却蒸気戻り弁３６，冷却蒸気供給弁３７に
対して制御信号ａ，ｂ，ｃを送り、これを制御する。The combined plant is constructed as described above, and the present invention is characterized in that it is provided with the illustrated gas turbine cooling system. The cooling steam supply valve 37, the cooling medium discharge valve 35, and the cooling steam return valve 36 of the gas turbine cooling system are the gas turbine cooling system control device 1
Controlled by 40. For this control, the gas turbine cooling system controller 140 includes the temperature detectors 147 to 149, the pressure detectors 141 to 144, and the flow rate detector 1 of each part.
The signals from 45, 146 and 150 are input and control signals a, b and c are sent to the cooling medium discharge valve 35, the cooling steam return valve 36 and the cooling steam supply valve 37 to control them.
【００１６】これらの弁の具体的な制御回路構成につい
ては、図３を用いて後述することとし、その前に図２に
よりガスタービン冷却系統の起動時，停止時，異常発生
時の処理手順を説明する。The specific control circuit configuration of these valves will be described later with reference to FIG. 3. Before that, the processing procedure at the time of starting, stopping, and occurrence of an abnormality of the gas turbine cooling system will be described with reference to FIG. explain.
【００１７】図２の左側の一連のブロック図２（ａ）は
ガスタービン冷却系統の起動手順を示している。ガスタ
ービン起動時には、排熱回収ボイラー５での蒸気の発生
がないことから、ガスタービンの冷却はガスタービン圧
縮機１の圧縮空気の一部を抽気して使用する。このた
め、起動準備として冷却蒸気供給弁３７及び冷却蒸気戻
り弁３６を閉じ、冷却媒体排出弁３５を開く(ブロック
１６０，１６１，１６２)。ガスタービンが起動され
（ブロック１６３）、燃料供給管４１より燃焼器２に供
給された燃料に着火，燃焼（ブロック１６４）される。
これにより、冷却空気供給管３３，逆止弁３８，合流部
３００を介して圧縮空気をガスタービン１のガスタービ
ン冷却部３０に供給し、その後、圧縮空気は冷却媒体排
出管３４，冷却媒体排出弁３５を介して大気中に放出さ
れる。その後、ガスタービン回転数が上昇（ブロック１
６５）し、定格回転数に達する（ブロック１６６）と、
ガスタービン発電機４が電力系統に接続されガスタービ
ン負荷が増大（ブロック１６７）する。排熱回収ボイラ
５へ供給されたガスタービン排ガスは、高圧蒸発器１４
（高圧ドラム８），中圧蒸発器１２（中圧ドラム７），
低圧蒸発器１０（低圧ドラム６）等での熱交換により蒸
気を発生する（ブロック１６８）。発生した高圧蒸気，
中圧蒸気，低圧蒸気は夫々高圧蒸気タービン１９，再熱
蒸気タービン２０，低圧蒸気タービン２１に供給（ブロ
ック１６９）され、各蒸気タービンを駆動する。タービ
ンの駆動蒸気は徐々に圧力を高め、冷却蒸気として供給
できる圧力に到達（ブロック１７０）したら、冷却蒸気
供給弁３７を開き、冷却蒸気をガスタービン３に供給し
（ブロック１７１）、以後のガスタービン３の冷却は蒸
気を冷却媒体として行なう。ガスタービン３の冷却がガ
スタービン圧縮機１からの抽気を冷却媒体として行なわ
れている状態をモードＩとし、このモードＩでの冷却媒
体の制御は冷却媒体排出弁３５の開度制御により実現さ
れる。A series of block diagrams 2 (a) on the left side of FIG. 2 show a starting procedure of the gas turbine cooling system. At the time of starting the gas turbine, since there is no generation of steam in the exhaust heat recovery boiler 5, a part of the compressed air of the gas turbine compressor 1 is extracted and used for cooling the gas turbine. Therefore, as a preparation for starting, the cooling steam supply valve 37 and the cooling steam return valve 36 are closed, and the cooling medium discharge valve 35 is opened (blocks 160, 161, 162). The gas turbine is started (block 163), and the fuel supplied from the fuel supply pipe 41 to the combustor 2 is ignited and burned (block 164).
As a result, compressed air is supplied to the gas turbine cooling unit 30 of the gas turbine 1 via the cooling air supply pipe 33, the check valve 38, and the confluence unit 300, and thereafter, the compressed air is cooled by the cooling medium discharge pipe 34 and the cooling medium discharge. It is released into the atmosphere via the valve 35. After that, the gas turbine speed increased (block 1
65), and when the rated speed is reached (block 166),
The gas turbine generator 4 is connected to the power system and the gas turbine load increases (block 167). The gas turbine exhaust gas supplied to the exhaust heat recovery boiler 5 is the high pressure evaporator 14
(High pressure drum 8), medium pressure evaporator 12 (medium pressure drum 7),
Steam is generated by heat exchange in the low-pressure evaporator 10 (low-pressure drum 6) or the like (block 168). High pressure steam generated,
The medium-pressure steam and the low-pressure steam are respectively supplied to the high-pressure steam turbine 19, the reheat steam turbine 20, and the low-pressure steam turbine 21 (block 169) to drive each steam turbine. When the driving steam for the turbine gradually increases in pressure and reaches a pressure at which it can be supplied as cooling steam (block 170), the cooling steam supply valve 37 is opened to supply cooling steam to the gas turbine 3 (block 171). The turbine 3 is cooled by using steam as a cooling medium. The state in which the gas turbine 3 is cooled by using the bleed air from the gas turbine compressor 1 as a cooling medium is referred to as mode I, and the control of the cooling medium in this mode I is realized by controlling the opening degree of the cooling medium discharge valve 35. It
【００１８】次の段階として、再熱蒸気タービン２０か
ら抽気された冷却蒸気は、冷却蒸気供給弁３７，合流部
３００を介してガスタービン抽気と共にガスタービン冷
却部３０に供給され、冷却媒体排出管３４，冷却媒体排
出弁３５を介して大気に放出される。ガスタービン３の
冷却がガスタービン圧縮機１からの抽気と冷却蒸気の混
合気体により行なわれている状態をモードIIとし、この
モードIIでの冷却媒体の制御は冷却媒体排出弁３５の開
度制御により実現される（ブロック１７２）。その後、
冷却蒸気の圧力が設定圧力に達する（ブロック１７３）
と、ガスタービン抽気圧力は冷却蒸気圧力よりも低くな
り、逆止弁３８の作用により冷却蒸気のみが冷却蒸気供
給管３１に供給される（ブロック１７４）。この後、冷
却媒体排出弁３５を閉じ（ブロック１７５）、冷却蒸気
戻り弁３６を開く（ブロック１７６）。これにより、冷
却蒸気の全量が蒸気タービンに回収され（ブロック１７
７）、通常運転（ブロック１７８）に入る。通常運転状
態では、冷却蒸気は冷却蒸気供給管３１，冷却蒸気供給
弁３７，合流部３００を介してガスタービン冷却部３０
に供給され、冷却蒸気戻り弁３６を介して、冷却蒸気戻
り管３２から再熱蒸気タービン２０に回収されることに
なる。ガスタービン３の冷却が冷却蒸気により行なわれ
ている状態をモードIIIとし、このモードIIIでの冷却媒
体の制御は冷却蒸気戻り弁３６の開度制御により実現さ
れる。In the next step, the cooling steam extracted from the reheat steam turbine 20 is supplied to the gas turbine cooling section 30 together with the gas turbine extraction air through the cooling steam supply valve 37 and the confluence section 300, and the cooling medium discharge pipe is supplied. 34, and is discharged to the atmosphere via the cooling medium discharge valve 35. The state in which the gas turbine 3 is cooled by the mixed gas of the extraction steam from the gas turbine compressor 1 and the cooling steam is referred to as mode II, and the control of the cooling medium in this mode II is performed by controlling the opening degree of the cooling medium discharge valve 35. (Block 172). afterwards,
Cooling steam pressure reaches set pressure (block 173)
Then, the gas turbine extraction pressure becomes lower than the cooling steam pressure, and only the cooling steam is supplied to the cooling steam supply pipe 31 by the action of the check valve 38 (block 174). Thereafter, the cooling medium discharge valve 35 is closed (block 175) and the cooling steam return valve 36 is opened (block 176). As a result, the entire amount of cooling steam is recovered by the steam turbine (block 17).
7) Enter normal operation (block 178). In the normal operation state, the cooling steam passes through the cooling steam supply pipe 31, the cooling steam supply valve 37, and the merging part 300, and the gas turbine cooling part 30.
Is supplied to the reheat steam turbine 20 from the cooling steam return pipe 32 via the cooling steam return valve 36. A state in which the cooling of the gas turbine 3 is performed by the cooling steam is referred to as mode III, and the control of the cooling medium in this mode III is realized by controlling the opening degree of the cooling steam return valve 36.
【００１９】次に、ガスタービン冷却系統の停止手順に
ついて図２（ｂ）を用いて説明する。停止時には、ガス
タービンに供給する燃料等を減少させてガスタービン負
荷を減少（ブロック１７９）させ、これにともない排熱
回収ボイラ５の蒸気発生量も減少（ブロック１８０）す
る。その後、排熱回収ボイラ５から蒸気タービンへの蒸
気供給が停止（ブロック１８１）される。蒸気発生量の
減少によりガスタービン冷却部３０に供給する冷却蒸気
の圧力が低下（ブロック１８２）すると、冷却蒸気供給
弁３７は閉（ブロック１８３）される。また冷却蒸気の
圧力低下に伴い、ガスタービン抽気圧力が冷却蒸気圧力
よりも高くなると、逆止弁３８の作用によりガスタービ
ン抽気のみがガスタービン冷却部３０に供給される（ブ
ロック１８４）。ガスタービン抽気による冷却状態にな
ると、冷却蒸気戻り弁３６が閉じられ、冷却媒体排出弁
３５が開かれる（ブロック１８５，１８６）。その後、
ガスタービンは停止される（ブロック１８７）。Next, the procedure for stopping the gas turbine cooling system will be described with reference to FIG. At the time of stop, the fuel or the like supplied to the gas turbine is reduced to reduce the gas turbine load (block 179), and along with this, the steam generation amount of the exhaust heat recovery boiler 5 is also reduced (block 180). Then, the steam supply from the exhaust heat recovery boiler 5 to the steam turbine is stopped (block 181). When the pressure of the cooling steam supplied to the gas turbine cooling unit 30 decreases due to the decrease in the steam generation amount (block 182), the cooling steam supply valve 37 is closed (block 183). When the gas turbine extraction pressure becomes higher than the cooling steam pressure as the cooling steam pressure decreases, only the gas turbine extraction air is supplied to the gas turbine cooling unit 30 by the action of the check valve 38 (block 184). When the cooling state by the gas turbine extraction air is reached, the cooling steam return valve 36 is closed and the cooling medium discharge valve 35 is opened (blocks 185, 186). afterwards,
The gas turbine is shut down (block 187).
【００２０】異常発生時における運転手順を図２（ｃ）
を参照して説明する。定常運転時（冷却蒸気供給管３１
−冷却蒸気供給弁３７−合流部３００−ガスタービン冷
却部３０−冷却蒸気戻り弁３６−冷却蒸気戻り管３２−
再熱蒸気タービン２０の蒸気冷却系統にて蒸気を供給，
回収する運転状態）において、例えば蒸気漏洩等の蒸気
冷却系統の異常を検出（ブロック１８８）すると、冷却
蒸気供給弁３７が閉じられる（ブロック１８９）。この
結果、ガスタービンの冷却は逆止弁３８の作用によりガ
スタービン圧縮機１の圧縮空気に切り替わり、空気冷却
が開始（ブロック１９０）される。この場合に圧縮空気
が蒸気系統に入ることを避けて運転継続するために冷却
蒸気戻り弁３６が閉じられ（ブロック１９１）、冷却媒
体排出弁３５が開かれる（１９２）。この切替により冷
却空気は、タービン冷却部３０及び冷却蒸気排出管３４
を通って大気４３に放出される。なお、冷却蒸気供給管
３１，タービン冷却部３０及び冷却蒸気排出管３４を空
気が通過することによって、管内の蒸気は空気に置換さ
れ、管内に蒸気が残留せず凝縮を起こす心配がない。FIG. 2C shows the operating procedure when an abnormality occurs.
Will be described with reference to. During steady operation (cooling steam supply pipe 31
-Cooling steam supply valve 37-Merging unit 300-Gas turbine cooling unit 30-Cooling steam return valve 36-Cooling steam return pipe 32-
Supplying steam by the steam cooling system of the reheat steam turbine 20,
When an abnormality in the steam cooling system such as steam leakage is detected (block 188) in the recovery operation state (block 188), the cooling steam supply valve 37 is closed (block 189). As a result, the cooling of the gas turbine is switched to the compressed air of the gas turbine compressor 1 by the action of the check valve 38, and the air cooling is started (block 190). In this case, the cooling steam return valve 36 is closed (block 191) and the cooling medium discharge valve 35 is opened (192) in order to avoid the compressed air from entering the steam system and continue the operation. Due to this switching, the cooling air is supplied to the turbine cooling unit 30 and the cooling steam discharge pipe 34.
And is released into the atmosphere 43. When the air passes through the cooling steam supply pipe 31, the turbine cooling unit 30, and the cooling steam discharge pipe 34, the steam in the pipe is replaced with air, and there is no concern that the steam will remain in the pipe and condense.
【００２１】次に、図３に示すガスタービン冷却系統制
御装置１４０の具体的回路構成とその動作について説明
する。Next, the specific circuit configuration and operation of the gas turbine cooling system controller 140 shown in FIG. 3 will be described.
【００２２】まず、冷却媒体排出弁３５は、図２を参照
して説明したように、ガスタービン３の冷却がガスター
ビン圧縮機１からの抽気を冷却媒体として行なわれてい
る状態（モードＩ）と、抽気蒸気の混合体を冷却蒸気と
する状態（モードII）において開度制御される。このモ
ードＩの状態では、冷却蒸気戻り弁３６と冷却蒸気供給
弁３７が閉じられており、ガスタービン抽気は、タービ
ン冷却部３０，冷却蒸気排出管３４を通って大気４３に
放出されている。モードIIの状態では、冷却蒸気供給弁
３７が開放され、混合体はタービン冷却部３０，冷却蒸
気排出管３４を通って大気４３に放出されている。これ
らの状態での冷却媒体排出弁３５の制御のために、ガス
タービン圧縮器１の入口圧力検出器１４１，ガスタービ
ン燃焼器２の入口圧力検出器１４２，ガスタービン排気
温度検出器１４９，冷却蒸気流量検出器１４５，冷却空
気流量検出器１４６，冷却媒体排気圧力検出器１４４の
検出信号が入力信号として使用される。First, as described with reference to FIG. 2, the cooling medium discharge valve 35 is in a state in which the gas turbine 3 is cooled using the bleed air from the gas turbine compressor 1 as a cooling medium (mode I). And the degree of opening is controlled in a state where the mixture of extracted steam is used as cooling steam (mode II). In the mode I state, the cooling steam return valve 36 and the cooling steam supply valve 37 are closed, and the gas turbine extraction air is discharged to the atmosphere 43 through the turbine cooling unit 30 and the cooling steam discharge pipe 34. In the mode II state, the cooling steam supply valve 37 is opened, and the mixture is discharged to the atmosphere 43 through the turbine cooling unit 30 and the cooling steam discharge pipe 34. In order to control the cooling medium discharge valve 35 in these states, the inlet pressure detector 141 of the gas turbine compressor 1, the inlet pressure detector 142 of the gas turbine combustor 2, the gas turbine exhaust temperature detector 149, the cooling steam The detection signals of the flow rate detector 145, the cooling air flow rate detector 146, and the cooling medium exhaust pressure detector 144 are used as input signals.
【００２３】冷却媒体排出弁３５の起動時における制御
（制御信号（ａ））は、ガスタービンの排ガス温度（温
度検出器１４９），ガスタービン圧縮機入口圧力（圧力
検出器１４１），ガスタービン圧縮機１出口圧力（圧力
検出器１４２）の検出信号を関数発生器２００に取り込
み、これらから燃焼器出口温度を算出し、冷却に必要な
空気流量に相当する信号を発生させる。一方、冷却空気
供給管３３を流れる冷却空気流量（流量検出器１４６）
信号と、冷却蒸気供給管３１を流れる冷却蒸気流量（流
量検出器１４５）信号を関数発生器２０１で冷却空気流
量信号に換算した信号を加算器２０９で加算する。な
お、言うまでもないことであるが、モードＩにおいては
冷却空気流量（流量検出器１４６）信号のみが加算器２
０９に入力され、モードIIにおいては冷却空気流量（流
量検出器１４６）信号と冷却蒸気流量（流量検出器１４
５）信号を関数発生器２０１で冷却空気流量信号に換算
した信号が加算器２０９に入力される。次に、ガスター
ビン入口温度信号（関数発生器２００の出力）とガスタ
ービン冷却空気流量信号（加算器２０９の出力）とから
減算器２１０で偏差をとる。そして、比例＋積分（比例
積分器２１３）を行ない、最小値ゲート２１５，最大値
ゲート２２０を介し、制御信号（ａ）として比例積分器
２１３の出力により冷却媒体排出弁３５の駆動装置２２
１に伝える。これにより、前記モードＩ，モードIIを実
行し、ガスタービン入口温度に相当する冷却媒体流量を
確保する。その後、逆止弁３８の作用により抽気空気が
阻止され、冷却蒸気供給管３３に流れる冷却媒体が冷却
蒸気のみになると、加算器２０９の出力は減少し、この
結果として比例積分器２１３の出力が増大するために、
冷却空気供給管３３を流れる冷却空気流量（流量検出器
１４６）信号のほうが、比例積分器２１３の出力よりも
小さくなり、最小値ゲート２１５は関数発生器205の出
力を選択する。The control (control signal (a)) at the time of starting the cooling medium discharge valve 35 is performed by controlling the exhaust gas temperature of the gas turbine (temperature detector 149), the gas turbine compressor inlet pressure (pressure detector 141), the gas turbine compression. The detection signal of the machine 1 outlet pressure (pressure detector 142) is taken into the function generator 200, the combustor outlet temperature is calculated from these, and a signal corresponding to the air flow rate required for cooling is generated. On the other hand, the flow rate of the cooling air flowing through the cooling air supply pipe 33 (flow rate detector 146)
The signal and the signal of the flow rate of the cooling steam flowing through the cooling steam supply pipe 31 (flow rate detector 145) converted into the cooling air flow rate signal by the function generator 201 are added by the adder 209. Needless to say, in Mode I, only the cooling air flow rate (flow rate detector 146) signal is added by the adder 2
09, the cooling air flow rate (flow rate detector 146) signal and the cooling steam flow rate (flow rate detector 14
5) A signal obtained by converting the signal into a cooling air flow rate signal by the function generator 201 is input to the adder 209. Next, the subtracter 210 takes a deviation from the gas turbine inlet temperature signal (output of the function generator 200) and the gas turbine cooling air flow rate signal (output of the adder 209). Then, proportional + integral (proportional integrator 213) is performed, and the driving device 22 of the cooling medium discharge valve 35 is output by the output of the proportional integrator 213 as the control signal (a) via the minimum value gate 215 and the maximum value gate 220.
Tell 1. As a result, the mode I and the mode II are executed, and the flow rate of the cooling medium corresponding to the gas turbine inlet temperature is secured. After that, the bleed air is blocked by the action of the check valve 38, and when the cooling medium flowing in the cooling steam supply pipe 33 is only the cooling steam, the output of the adder 209 decreases, and as a result, the output of the proportional integrator 213 becomes smaller. To increase
The cooling air flow rate (flow rate detector 146) signal flowing through the cooling air supply pipe 33 becomes smaller than the output of the proportional integrator 213, and the minimum value gate 215 selects the output of the function generator 205.
【００２４】ところで、関数発生器２０５の出力はその
入力増大にともない減少するために、冷却媒体排出弁３
５を閉じる信号（最小値）を発生し、時間遅れ回路２１
８，最小値ゲート２１５，最大値ゲート２２０を介して
駆動装置２２１を駆動する。これにより、冷却媒体排出
弁３５は閉じられるが、関数発生器２０５から出力され
る信号は、時間遅れ回路２１８を介しているので、冷却
媒体排出管３４の残留冷却空気をパージした後に閉じら
れる。なお、停止時及び異常発生時には、冷却蒸気排出
管３４内の圧力（圧力検出器１４４）信号から関数発生
器２０２が冷却媒体排出弁３５を開く信号（最大値）を
発生し、最大値ゲート２２０を介して駆動装置２２１に
入力される。この制御により冷却媒体排出弁３５は開か
れ、冷却蒸気と冷却空気は大気に放出される。By the way, the output of the function generator 205 decreases as its input increases, so that the cooling medium discharge valve 3
A signal (minimum value) for closing 5 is generated, and the time delay circuit 21
8. The driving device 221 is driven via the minimum value gate 215 and the maximum value gate 220. As a result, the cooling medium discharge valve 35 is closed, but since the signal output from the function generator 205 passes through the time delay circuit 218, it is closed after purging the residual cooling air in the cooling medium discharge pipe 34. Note that at the time of stoppage and abnormality, the function generator 202 generates a signal (maximum value) for opening the cooling medium discharge valve 35 from the pressure (pressure detector 144) signal in the cooling steam discharge pipe 34, and the maximum value gate 220 Is input to the driving device 221 via. By this control, the cooling medium discharge valve 35 is opened, and the cooling steam and the cooling air are released to the atmosphere.
【００２５】冷却蒸気供給弁３７はモードII（蒸気とガ
スタービン圧縮器抽気の混合体による冷却運転状態）に
おいて開放され、モードIII(蒸気による冷却運転状態）
まで継続して使用される。この段階での制御のために、
冷却蒸気供給弁３７は、冷却蒸気温度検出器１４７，冷
却媒体排気温度検出器１４８，冷却蒸気流量検出器１４
５，冷却蒸気圧力検出器１４３，冷却媒体排気流量検出
器１５０の検出信号を入力として開度制御される。この
起動時における制御（制御信号（ｃ））は、冷却蒸気供
給管３１を流れる冷却蒸気流量（流量検出器１４５），
冷却蒸気供給管３１を流れる冷却蒸気温度（温度検出器
１４７），タービン冷却部３０出口の冷却媒体温度（温
度検出器１４８）の信号を関数発生器２０３に取り込
み、タービン冷却部３０の推定温度を算出し冷却蒸気冷
却能力相当流量信号を出力する。出力された信号は、減
算器２１１で、冷却蒸気供給管３１を流れる冷却蒸気流
量（流量検出器１４５）信号と減算し、比例＋積分（比
例積分器２１４）を行ない、最小値ゲート２１７を介し
て冷却蒸気供給弁３６の駆動装置２２３に入力する。こ
れにより、冷却蒸気供給弁３６は開かれ、冷却蒸気がタ
ービン冷却部３０に供給される。また、停止時には、冷
却蒸気供給管３１を流れる冷却蒸気圧力（圧力検出器１
４３）信号から関数発生器２０４が設定圧力以下になる
と冷却蒸気供給弁３７を閉じる信号を駆動装置２２３に
入力する。異状発生時には、冷却蒸気供給管３１のを流
れる冷却蒸気流量（流量検出器１４５），冷却媒体排出
管３４を流れる冷却媒体の温度（温度検出器１５０）信
号を減算器２１２で減算する。そして、関数発生器２０
８が設定値以上に大きい場合には冷却蒸気供給弁３７を
閉じる信号を駆動装置２２３に入力する。これにより、
冷却蒸気供給弁３７は閉じられ、自動的に空気冷却によ
るバックアップに切替ることができる。The cooling steam supply valve 37 is opened in mode II (cooling operation state by a mixture of steam and gas turbine compressor bleed air), and mode III (cooling operation state by steam)
Will continue to be used. For control at this stage,
The cooling steam supply valve 37 includes a cooling steam temperature detector 147, a cooling medium exhaust temperature detector 148, and a cooling steam flow rate detector 14.
5, the opening degree is controlled by using the detection signals of the cooling steam pressure detector 143 and the cooling medium exhaust flow rate detector 150 as inputs. The control (control signal (c)) at the time of starting is performed by the cooling steam flow rate (flow rate detector 145) flowing through the cooling steam supply pipe 31.
The signals of the cooling steam temperature (temperature detector 147) flowing through the cooling steam supply pipe 31 and the cooling medium temperature (temperature detector 148) at the outlet of the turbine cooling unit 30 are taken into the function generator 203, and the estimated temperature of the turbine cooling unit 30 is calculated. The flow rate signal corresponding to the calculated cooling steam cooling capacity is output. The output signal is subtracted by the subtractor 211 from the signal of the flow rate of the cooling steam (flow rate detector 145) flowing through the cooling steam supply pipe 31 to perform proportional + integral (proportional integrator 214), and the minimum value gate 217 is applied. Input to the drive device 223 of the cooling steam supply valve 36. As a result, the cooling steam supply valve 36 is opened and the cooling steam is supplied to the turbine cooling unit 30. When stopped, the pressure of the cooling steam flowing through the cooling steam supply pipe 31 (pressure detector 1
43) A signal for closing the cooling steam supply valve 37 is input to the driving device 223 when the function generator 204 becomes equal to or lower than the set pressure from the signal. When an abnormality occurs, the subtractor 212 subtracts the cooling steam flow rate (flow rate detector 145) flowing through the cooling steam supply pipe 31 and the temperature of the cooling medium (temperature detector 150) flowing through the cooling medium discharge pipe 34. And the function generator 20
When 8 is greater than the set value, a signal for closing the cooling steam supply valve 37 is input to the drive device 223. This allows
The cooling steam supply valve 37 is closed, and the backup can be automatically switched to air cooling.
【００２６】冷却蒸気戻り弁３６は、冷却空気流量検出
器１４６の検出信号を入力として、開度制御される。冷
却蒸気戻り弁３６の起動時における制御（制御信号
（ｂ））は、冷却空気供給管３３を流れる冷却ガス流量
（流量検出器１４６）信号から関数発生器２０６が、冷
却ガス流量が停止した相当の信号を発生し、冷却蒸気と
冷却ガスとの混合冷却媒体を完全に排出するために時間
遅れ器２１９，最小値ゲート２１６を介して冷却蒸気戻
り弁３６の駆動装置２２２に入力される。これにより、
冷却蒸気戻り弁３６開かれ、モードIII を実行する。ま
た、停止時及び異常発生時には、冷却空気供給管３３を
流れる冷却ガス流量（流量検出器１４６）信号から関数
発生器２０７が、冷却蒸気戻り弁３６を閉じる信号を発
生し、これにより、冷却蒸気戻り弁３６を閉じる。従っ
て、冷却蒸気回収系統に冷却空気が混入することはな
い。The opening degree of the cooling steam return valve 36 is controlled by using the detection signal of the cooling air flow rate detector 146 as an input. The control (control signal (b)) at the time of activation of the cooling steam return valve 36 is equivalent to the function generator 206 stopping the cooling gas flow rate from the cooling gas flow rate (flow rate detector 146) signal flowing through the cooling air supply pipe 33. Is input to the driving device 222 of the cooling steam return valve 36 via the time delay device 219 and the minimum value gate 216 in order to completely discharge the mixed cooling medium of the cooling steam and the cooling gas. This allows
The cooling steam return valve 36 is opened and mode III is executed. Further, at the time of stop and occurrence of an abnormality, the function generator 207 generates a signal for closing the cooling steam return valve 36 from the cooling gas flow rate (flow rate detector 146) signal flowing through the cooling air supply pipe 33, whereby the cooling steam is generated. The return valve 36 is closed. Therefore, the cooling air does not enter the cooling steam recovery system.
【００２７】以下、本発明の他の実施例を説明する（た
だし、図１と同じ部分は説明せず、違う部分のみ説明す
る）。Another embodiment of the present invention will be described below (however, the same parts as in FIG. 1 will not be described, and only different parts will be described).
【００２８】図４に示すコンバインドプラントは、冷却
蒸気排出管３４から復水器２３にかけて冷却蒸気バイパ
ス管４５を設け、冷却蒸気バイパス管には、冷却蒸気バ
イパス弁４６を備えたことを特徴としている。冷却空気
から冷却用蒸気へ置換される場合、完全に蒸気と置換さ
れた後でなければ冷却蒸気戻り弁３６を開き冷却蒸気戻
り管３２を介して蒸気タービン系に冷却蒸気を回収する
ことはできない。従って、完全に冷却空気から冷却蒸気
に置換されるまでは、蒸気の損失となる。そのため本発
明では、冷却空気と冷却蒸気が混合している状態におい
ては、冷却蒸気バイパス弁４６を開いて復水器２３に流
し、蒸気の回収を行うようにする。復水器２３に流れ込
んだ冷却空気と冷却蒸気の混合冷却媒体のうち、冷却空
気は復水器２３に付属されている抽出機によって復水器
２３から外部に排出され、冷却蒸気は復水器によって復
水される。The combined plant shown in FIG. 4 is characterized in that a cooling steam bypass pipe 45 is provided from the cooling steam discharge pipe 34 to the condenser 23, and a cooling steam bypass valve 46 is provided in the cooling steam bypass pipe. . When the cooling air is replaced by the cooling steam, the cooling steam return valve 36 is opened and the cooling steam cannot be recovered to the steam turbine system via the cooling steam return pipe 32 only after the steam is completely replaced by the cooling steam. . Therefore, steam is lost until the cooling air is completely replaced with the cooling steam. Therefore, according to the present invention, when the cooling air and the cooling steam are mixed, the cooling steam bypass valve 46 is opened and allowed to flow into the condenser 23 to recover the steam. Of the mixed cooling medium of the cooling air and the cooling steam flowing into the condenser 23, the cooling air is discharged from the condenser 23 to the outside by the extractor attached to the condenser 23, and the cooling steam is condensed. Condensed by.
【００２９】従って、冷却空気と冷却蒸気の冷却混合媒
体を回収することにより、プラントの効率が向上し、か
つ、冷却蒸気戻り管３２，冷却蒸気戻り弁３６等の蒸気
回収系に異常が発生しても冷却蒸気バイパス４５に蒸気
を通して復水器２３に蒸気を回収することができる。Therefore, by recovering the cooling mixed medium of the cooling air and the cooling steam, the efficiency of the plant is improved and an abnormality occurs in the steam recovery system such as the cooling steam return pipe 32 and the cooling steam return valve 36. However, the steam can be passed through the cooling steam bypass 45 and recovered in the condenser 23.
【００３０】図５に示すコンバインドプラントは、冷却
蒸気供給管３１に冷却装置４８を設け、冷却装置４８に
は、復水器２３からの復水を供給し冷却媒体を冷却する
ことを特徴としている。冷却装置４８は、冷却蒸気供給
管３１に復水器２３からの復水をスプレーさせ、タービ
ン冷却部３０に入る冷却媒体の温度を低下させる。これ
により、蒸気タービンから抽気される冷却蒸気（通常過
熱蒸気）は、冷却装置４８でスプレーすることにより飽
和温度近くまで低下させることができる。従って、ター
ビン冷却部３０における冷却効率を高め冷却媒体の供給
流量を低減できる。また、冷却空気の温度低減により冷
却媒体排出管及び冷却媒体排出弁等の構造部の材料を高
級化する必要がなくプラントのコスト低減の効果があ
る。The combined plant shown in FIG. 5 is characterized in that the cooling steam supply pipe 31 is provided with a cooling device 48, and condensate water from the condenser 23 is supplied to the cooling device 48 to cool the cooling medium. . The cooling device 48 sprays the condensate from the condenser 23 on the cooling steam supply pipe 31, and lowers the temperature of the cooling medium entering the turbine cooling unit 30. As a result, the cooling steam extracted from the steam turbine (usually superheated steam) can be reduced to near the saturation temperature by being sprayed by the cooling device 48. Therefore, the cooling efficiency in the turbine cooling unit 30 can be improved and the supply flow rate of the cooling medium can be reduced. Further, by reducing the temperature of the cooling air, it is not necessary to upgrade the materials of the structural parts such as the cooling medium discharge pipe and the cooling medium discharge valve, and the cost of the plant can be reduced.
【００３１】図６に示すコンバインドプラントは、冷却
媒体排出管３４に膨張タービン７０を設置したことを特
徴としている。冷却媒体排出管３４を流れる冷却媒体は
高い圧力を有しており、そのまま燃焼ガス排出管路４３
に放出することはエネルギーの損失となる。従って、本
発明は、冷却媒体排出管３４に膨張タービン７０を設置
し運転させることにより冷却媒体の高い圧力を有効に利
用し、そのエネルギー回収できるので効率を向上させる
ことができる。The combined plant shown in FIG. 6 is characterized in that an expansion turbine 70 is installed in the cooling medium discharge pipe 34. The cooling medium flowing through the cooling medium discharge pipe 34 has a high pressure, and the combustion gas discharge pipe line 43 is kept unchanged.
It is a loss of energy. Therefore, according to the present invention, by installing and operating the expansion turbine 70 in the cooling medium discharge pipe 34, the high pressure of the cooling medium can be effectively utilized and the energy can be recovered, so that the efficiency can be improved.
【００３２】また、図７に示すコンバインドプラントの
ように、冷却媒体排出管３４に設けた膨張タービン７０
の排気を、ガスタービン空気圧縮機１の入口側に戻して
やることもできる。Further, as in the combined plant shown in FIG. 7, the expansion turbine 70 provided in the cooling medium discharge pipe 34.
It is also possible to return the exhaust gas to the inlet side of the gas turbine air compressor 1.
【００３３】図８に示すコンバインドプラントは、冷却
空気供給装置として補助ガスタービン系統を設けたこと
を特徴としている。補助ガスタービン系統は、空気圧縮
機９０，ガスタービン９１，燃焼器９３及び電動発電機
９２から構成されている。また、冷却系統は、ガスター
ビン空気圧縮機９０の空気の一部を抽気し、冷却空気供
給管９７，逆止弁３８，合流部３００を介してガスター
ビン冷却部３０に供給するようになっており、起動時，
停止時，異常発生時には冷却空気を冷却蒸気供給管３１
に供給するようになっている。The combined plant shown in FIG. 8 is characterized in that an auxiliary gas turbine system is provided as a cooling air supply device. The auxiliary gas turbine system includes an air compressor 90, a gas turbine 91, a combustor 93, and a motor generator 92. Further, the cooling system extracts part of the air of the gas turbine air compressor 90 and supplies it to the gas turbine cooling unit 30 via the cooling air supply pipe 97, the check valve 38, and the confluence unit 300. At the start,
Cooling air is supplied to the cooling steam supply pipe 31 when stopped or when an abnormality occurs
It is designed to be supplied to.
【００３４】次に、図２を併用して補助ガスタービン系
統の動作を説明する。ガスタービン起動時（ブロック１
６３乃至１７０）は、電動発電機９２により空気圧縮機
９０を駆動し、圧縮空気供給弁９６の開と共に燃焼器９
３に圧縮空気が供給され、燃料９４と燃焼される。燃焼
された圧縮空気は燃焼ガスとしてガスタービン９１を駆
動し、発電機として発電を行なう。一方、圧縮空気の一
部は空気圧縮機９０から冷却空気供給管９７，逆止弁３
８，合流部３００を介してガスタービン冷却部３０に供
給される。その後、冷却空気は、冷却媒体排出管３４，
冷却媒体排出弁３５を介して燃焼器９４に供給される。
その後、冷却空気が冷却蒸気に置換（ブロック１７４）
されると、補助ガスタービン系統は独立に運転に入り、
負荷運転，蒸気冷却系のバックアップできる状態を保
つ。Next, the operation of the auxiliary gas turbine system will be described with reference to FIG. At gas turbine startup (block 1
63 to 170) drives the air compressor 90 by the motor generator 92, opens the compressed air supply valve 96, and opens the combustor 9
3 is supplied with compressed air and combusted with the fuel 94. The combusted compressed air drives the gas turbine 91 as combustion gas and generates electricity as a generator. On the other hand, part of the compressed air is supplied from the air compressor 90 to the cooling air supply pipe 97 and the check valve 3.
8. It is supplied to the gas turbine cooling unit 30 via the merging unit 300. After that, the cooling air is supplied to the cooling medium discharge pipe 34,
It is supplied to the combustor 94 via the cooling medium discharge valve 35.
The cooling air is then replaced with cooling steam (block 174).
Then the auxiliary gas turbine system goes into operation independently,
Keep the load operation and steam cooling system backed up.
【００３５】本実施例によれば、空気冷却時にガスター
ビン圧縮機１から空気を抽気しなくてすみ、ガスタービ
ンの動力を低減させることなく、バックアップとして信
頼性を向上できる効果がある。According to the present embodiment, it is not necessary to extract air from the gas turbine compressor 1 during air cooling, and the reliability of backup can be improved without reducing the power of the gas turbine.
【００３６】また、図１０（冷却空気補助圧縮機１１
１），図１１（冷却空気貯蔵タンク１２１），図１２
（冷却ガス貯蔵タンク１３１）に示すように、ガス供給
装置を設けてもよい。Further, FIG. 10 (cooling air auxiliary compressor 11
1), FIG. 11 (cooling air storage tank 121), FIG.
As shown in (cooling gas storage tank 131), a gas supply device may be provided.
【００３７】図９に示すコンバインドプラントは、冷却
蒸気排出管３４から冷却空気をガスタービン圧縮器１に
戻すことを特徴としており、そのために、冷却空気戻り
管１００，圧縮器１０１，冷却空気戻り弁１０２を設置
したものである。The combined plant shown in FIG. 9 is characterized in that cooling air is returned from the cooling steam discharge pipe 34 to the gas turbine compressor 1, and therefore, the cooling air return pipe 100, the compressor 101, and the cooling air return valve. 102 is installed.
【００３８】空気冷却時には、ガスタービン圧縮機１よ
り多量の冷却空気として圧縮空気を抽気し、ガスタービ
ン冷却部３０に供給するので、蒸気冷却時と比べて燃焼
器２及びガスタービン３を通過する空気流量が減少す
る。これにより、ガスタービンで発生する動力が減少し
たり、燃焼器２出口温度が上昇してしまう。従って、本
発明は、空気冷却時に冷却空気戻り弁１０２を開き、冷
却空気戻り管１００，圧縮器１０１を介してガスタービ
ン圧縮機１出口に戻すことにより、圧縮空気流量を変化
させずに、円滑な空気冷却が行える。At the time of air cooling, compressed air is extracted as a large amount of cooling air from the gas turbine compressor 1 and supplied to the gas turbine cooling unit 30, so that it passes through the combustor 2 and the gas turbine 3 as compared with the time of steam cooling. Air flow is reduced. As a result, the power generated in the gas turbine is reduced, and the combustor 2 outlet temperature rises. Therefore, according to the present invention, the cooling air return valve 102 is opened at the time of air cooling and returned to the outlet of the gas turbine compressor 1 via the cooling air return pipe 100 and the compressor 101, so that the compressed air flow rate is not changed and the smooth operation is performed. It can perform effective air cooling.
【００３９】本発明の実施例においては、ガスタービン
３の高温部３０に供給した圧縮空気を直接大気へ排出
し、蒸気を直接再熱蒸気タービン２０に回収している
が、この限りではない。In the embodiment of the present invention, the compressed air supplied to the high temperature portion 30 of the gas turbine 3 is directly discharged to the atmosphere and the steam is directly recovered to the reheat steam turbine 20, but the present invention is not limited to this.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、プラントの熱効率を低
下させることなく、かつ蒸気と圧縮空気とを切替使用す
る場合にも安全な系統とその運転方法を提供することが
できる。According to the present invention, it is possible to provide a safe system and its operating method without lowering the thermal efficiency of the plant and even when switching between steam and compressed air.
【図１】蒸気冷却ガスタービンシステムの基本系統図。FIG. 1 is a basic system diagram of a steam cooling gas turbine system.
【図２】蒸気冷却ガスタービンシステムの運転フロー
図。FIG. 2 is an operation flow chart of the steam cooling gas turbine system.
【図３】蒸気冷却ガスタービンシステムの制御系統。FIG. 3 is a control system of a steam cooling gas turbine system.
【図４】冷却媒体排出管から復水器の間にバイパス管及
びバイパス弁を設けた系統図。FIG. 4 is a system diagram in which a bypass pipe and a bypass valve are provided between the cooling medium discharge pipe and the condenser.
【図５】冷却蒸気供給管に冷却媒体冷却装置を設けた系
統図。FIG. 5 is a system diagram in which a cooling medium cooling device is provided in a cooling steam supply pipe.
【図６】冷却媒体排出管に膨張タービンを設けた系統
図。FIG. 6 is a system diagram in which an expansion turbine is provided in a cooling medium discharge pipe.
【図７】冷却媒体排出管に設けた膨張タービンの排気を
ガスタービン空気圧縮機に戻す系統図。FIG. 7 is a system diagram for returning the exhaust gas of the expansion turbine provided in the cooling medium discharge pipe to the gas turbine air compressor.
【図８】冷却媒体排出管に設けた膨張タービンをガス供
給装置とする系統図。FIG. 8 is a system diagram in which an expansion turbine provided in a cooling medium discharge pipe is used as a gas supply device.
【図９】冷却ガスをガスタービン空気圧縮機に回収する
系統図。FIG. 9 is a system diagram for collecting cooling gas in a gas turbine air compressor.
【図１０】ガス供給装置として別置の補助圧縮機を用い
た系統図。FIG. 10 is a system diagram in which a separately installed auxiliary compressor is used as a gas supply device.
【図１１】ガス供給装置として別置の冷却空気貯蔵タン
クを用いた系統図。FIG. 11 is a system diagram in which a separate cooling air storage tank is used as a gas supply device.
【図１２】ガス供給装置として別置の冷却ガス貯蔵タン
クを用いた系統図。FIG. 12 is a system diagram in which a separate cooling gas storage tank is used as a gas supply device.
１…ガスタービン圧縮機、３…ガスタービン、３０…タ
ービン冷却部、３１…冷却蒸気供給管、３２…冷却蒸気
戻り管、３３…冷却空気供給管、３４…冷却媒体排出
管、３５…冷却媒体蒸気排出弁、３６…冷却蒸気戻り
弁、３７…冷却蒸気供給弁。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine compressor, 3 ... Gas turbine, 30 ... Turbine cooling part, 31 ... Cooling steam supply pipe, 32 ... Cooling steam return pipe, 33 ... Cooling air supply pipe, 34 ... Cooling medium discharge pipe, 35 ... Cooling medium Steam discharge valve, 36 ... Cooling steam return valve, 37 ... Cooling steam supply valve.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 芳樹 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 保泉 真一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 清木 信宏 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 池口 隆 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiki Noguchi 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Shinichi Hoizumi 3-chome, Saiwaicho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor Nobuhiro Kiyoki 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. (72) Takashi Ikeguchi, Ichiguchi Hitachi City, Ibaraki Prefecture 3-1-1, Machi, Hitachi, Ltd. Hitachi factory
Claims (8)
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備え、
蒸気タービンシステムからの排出蒸気を復水して前記排
熱回収ボイラシステムに給水するとともに、前記ガスタ
ービンシステムのタービンはその金属部分を冷却するた
めの冷却孔を備えるコンバインドプラントにおいて、前
記圧縮空気を取り出す第１の配管と、前記蒸気を取り出
す第２の配管と、前記第１の配管と前記第２の配管とを
結合し前記ガスタービンシステムのタービンの冷却孔入
口に至る第３の配管と、前記ガスタービンシステムのタ
ービンの冷却孔出口から蒸気系統に至る第４の配管と、
該第４の配管から分岐し大気に至る第５の配管を具備し
たことを特徴とするコンバインドプラント。1. A gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor, and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange between exhaust gas from the gas turbine system and feed water is performed. And an exhaust heat recovery boiler system for obtaining steam, and a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system,
Condensate the exhaust steam from the steam turbine system to supply water to the exhaust heat recovery boiler system, and the turbine of the gas turbine system is a combined plant equipped with cooling holes for cooling the metal part thereof, in which the compressed air is supplied. A first pipe for taking out, a second pipe for taking out the steam, and a third pipe connecting the first pipe and the second pipe to a cooling hole inlet of a turbine of the gas turbine system, A fourth pipe from the cooling hole outlet of the turbine of the gas turbine system to the steam system;
A combined plant comprising a fifth pipe branching from the fourth pipe to reach the atmosphere.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントにおいて、前記圧縮空気を取り出す第１の
配管と、蒸気を取り出す第２の配管と、前記第１の配管
と前記第２の配管とを結合し前記ガスタービンシステム
のタービンの冷却孔入口に至る第３の配管と、前記ガス
タービンシステムのタービンの冷却孔出口から蒸気系統
に至る第４の配管と、該第４の配管から分岐し大気に至
る第５の配管とを具備し、前記第４の配管および前記第
５の配管にはそれぞれ流量を制御する制御弁を設けたこ
とを特徴とするコンバインドプラント。2. A gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor, and a turbine is driven by this combustion gas, and heat exchange between exhaust gas from the gas turbine system and feed water is performed. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a combined plant having cooling holes, a first pipe for taking out the compressed air, a second pipe for taking out steam, a first pipe and a second pipe for connecting the first pipe and the second pipe are connected to each other. Third pipe leading to a cooling hole inlet and fourth pipe leading to a steam system from a cooling hole outlet of the turbine of the gas turbine system And a fifth pipe branching from the fourth pipe to reach the atmosphere, and a control valve for controlling a flow rate is provided in each of the fourth pipe and the fifth pipe. plant.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントにおいて、前記圧縮空気を取り出す第１の
配管と、蒸気を取り出す第２の配管と、前記第１の配管
と前記第２の配管とを結合し前記ガスタービンシステム
のタービンの冷却孔入口に至る第３の配管と、前記ガス
タービンシステムのタービンの冷却孔出口から蒸気系統
に至る第４の配管と、該第４の配管から分岐し大気に至
る第５の配管とを具備し、前記第１の配管には逆止弁を
設け、前記第２の配管には流量を制御する制御弁を設け
たことを特徴とするコンバインドプラント。3. A gas turbine system in which compressed air compressed by a compressor is used for combustion in a combustor and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange is performed between exhaust gas from the gas turbine system and feed water. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a combined plant having cooling holes, a first pipe for taking out the compressed air, a second pipe for taking out steam, a first pipe and a second pipe for connecting the first pipe and the second pipe are connected to each other. Third pipe leading to a cooling hole inlet and fourth pipe leading to a steam system from a cooling hole outlet of the turbine of the gas turbine system And a fifth pipe branching from the fourth pipe to reach the atmosphere, the first pipe is provided with a check valve, and the second pipe is provided with a control valve for controlling the flow rate. A combined plant characterized by this.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントにおいて、前記圧縮空気を取り出す第１の
配管と、蒸気を取り出す第２の配管と、前記第１の配管
と前記第２の配管とを結合し前記ガスタービンシステム
のタービンの冷却孔入口に至る第３の配管と、前記ガス
タービンシステムのタービンの冷却孔出口から蒸気系統
に至る第４の配管と、該第４の配管から分岐し大気に至
る第５の配管とを具備し、前記第１の配管には逆止弁を
設け、前記第２の配管と前記第４の配管及び前記第５の
配管にはそれぞれ流量を制御する制御弁を設けたことを
特徴とするコンバインドプラント。4. A gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor, and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange between exhaust gas from the gas turbine system and feed water is performed. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a combined plant having cooling holes, a first pipe for taking out the compressed air, a second pipe for taking out steam, a first pipe and a second pipe for connecting the first pipe and the second pipe are connected to each other. Third pipe leading to a cooling hole inlet and fourth pipe leading to a steam system from a cooling hole outlet of the turbine of the gas turbine system A fifth pipe branching from the fourth pipe to reach the atmosphere, a check valve is provided in the first pipe, and the second pipe, the fourth pipe, and the fifth pipe are provided. A combined plant characterized in that each pipe is equipped with a control valve that controls the flow rate.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントの運転方法において、前記コンバインドプ
ラント起動時には、前記圧縮空気を前記ガスタービンシ
ステムのタービンの冷却孔に供給し、前記排熱回収ボイ
ラで蒸気発生後、前記蒸気を前記ガスタービンシステム
の冷却孔に供給することを特徴とするコンバインドプラ
ントの運転方法。5. A gas turbine system in which compressed air compressed by a compressor is used for combustion in a combustor and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange is performed between exhaust gas from the gas turbine system and feed water. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a method of operating a combined plant having a cooling hole, at the time of starting the combined plant, the compressed air is supplied to a cooling hole of a turbine of the gas turbine system, steam is generated in the exhaust heat recovery boiler, and then the steam is supplied to the gas turbine. A method for operating a combined plant, which comprises supplying the cooling holes to the system.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントの運転方法において、前記ガスタービンシ
ステムのタービンの冷却孔に前記圧縮空気が供給されて
いる場合には、冷却後の圧縮空気を大気へ放出し、蒸気
が供給されている場合には、冷却後の蒸気を蒸気系統に
回収することを特徴とするコンバインドプラントの運転
方法。6. A gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor, and a turbine is driven by this combustion gas, and heat exchange between exhaust gas from the gas turbine system and feed water is performed. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In the method for operating a combined plant having cooling holes, when the compressed air is supplied to the cooling holes of the turbine of the gas turbine system, the compressed air after cooling is released to the atmosphere and steam is supplied. In some cases, the method for operating a combined plant is characterized in that the steam after cooling is recovered in a steam system.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントの運転方法において、前記ガスタービンシ
ステムのタービンの冷却孔に供給する冷却媒体を圧縮空
気から蒸気に切替えるとき、切替え時からしばらくの間
は前記冷却媒体を大気へ放出し、その後、前記蒸気を蒸
気系統に回収することを特徴とするコンバインドプラン
トの運転方法。7. A gas turbine system in which compressed air compressed by a compressor is used for combustion in a combustor and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange is performed between exhaust gas from the gas turbine system and feed water. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a method for operating a combined plant having a cooling hole, when switching the cooling medium supplied to the cooling hole of the turbine of the gas turbine system from compressed air to steam, the cooling medium is released to the atmosphere for a while from the time of switching, Then, the method of operating a combined plant, wherein the steam is recovered in a steam system.
で燃焼を行ない、この燃焼ガスでタービンを駆動するガ
スタービンシステムと、該ガスタービンシステムからの
排出ガスと給水との熱交換を行ない、蒸気を得る排熱回
収ボイラシステムと、該排熱回収ボイラシステムからの
蒸気により駆動される蒸気タービンシステムとを備えて
いるとともに、前記ガスタービンシステムのタービンは
その金属部分を冷却するための冷却孔を備えるコンバイ
ンドプラントの運転方法において、前記ガスタービンシ
ステムのタービンの冷却孔に供給する冷却媒体を蒸気か
ら圧縮空気に切替えるとき、切替え時直ちに前記冷却媒
体を大気へ放出することを特徴とするコンバインドプラ
ントの運転方法。8. A gas turbine system in which combustion is performed in a combustor using compressed air compressed by a compressor, and a turbine is driven by the combustion gas, and heat exchange between exhaust gas from the gas turbine system and feed water is performed. And a steam turbine system driven by steam from the exhaust heat recovery boiler system, the turbine of the gas turbine system for cooling the metal part thereof. In a method for operating a combined plant having cooling holes, when the cooling medium supplied to the cooling holes of the turbine of the gas turbine system is switched from steam to compressed air, the cooling medium is immediately released to the atmosphere at the time of switching. How to operate a combined plant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298792A JPH0693879A (en) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | Combined plant and operation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298792A JPH0693879A (en) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | Combined plant and operation thereof |
Related Child Applications (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693879A true JPH0693879A (en) | 1994-04-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24298792A Pending JPH0693879A (en) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | Combined plant and operation thereof |
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