JPH0693879A - コンバインドプラント及びその運転方法 - Google Patents
コンバインドプラント及びその運転方法Info
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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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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
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- F01K23/108—Regulating means specially adapted therefor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】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にある。 【構成】コンバインドプラントに、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、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
配管を具備する。 【効果】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。
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にある。 【構成】コンバインドプラントに、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、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
配管を具備する。 【効果】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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
だし、図１と同じ部分は説明せず、違う部分のみ説明す
る）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】蒸気冷却ガスタービンシステムの基本系統図。
【図２】蒸気冷却ガスタービンシステムの運転フロー
図。
図。
【図３】蒸気冷却ガスタービンシステムの制御系統。
【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。
びバイパス弁を設けた系統図。
【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。
統図。
【図６】冷却媒体排出管に膨張タービンを設けた系統
図。
図。
【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。
ガスタービン空気圧縮機に戻す系統図。
【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。
給装置とする系統図。
【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。
系統図。
【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。
た系統図。
【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。
クを用いた系統図。
【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。
クを用いた系統図。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (8)
- 【請求項１】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。 - 【請求項２】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。 - 【請求項３】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。 - 【請求項４】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。 - 【請求項５】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コンバインドプラ
ントの運転方法。 - 【請求項６】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。 - 【請求項７】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。 - 【請求項８】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298792A JPH0693879A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | コンバインドプラント及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298792A JPH0693879A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | コンバインドプラント及びその運転方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000371480A Division JP3750519B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | コンバインドプラント及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693879A true JPH0693879A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17097217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24298792A Pending JPH0693879A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | コンバインドプラント及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693879A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998046872A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrale electrique a cycle combine et procede pour amener de la vapeur de refroidissement a la turbine a gaz de ladite centrale |
| WO1999037900A1 (fr) * | 1996-07-24 | 1999-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fil frise composite |
| WO1999037902A1 (fr) * | 1996-07-24 | 1999-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrale electrique a cycle mixte |
| WO1999037901A1 (fr) * | 1996-07-24 | 1999-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrale electrique a cycle combine |
| WO1999039084A1 (en) * | 1996-07-30 | 1999-08-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power generation plant |
| JP2000248962A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Toshiba Corp | コンバインドサイクル発電プラントの運転方法 |
| US6164056A (en) * | 1996-07-24 | 2000-12-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle electric power plant |
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| JP2012102648A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24298792A patent/JPH0693879A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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