JPH09112215A - ガスタービンプラントおよびその運転方法 - Google Patents

ガスタービンプラントおよびその運転方法

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JPH09112215A
JPH09112215A JP26734995A JP26734995A JPH09112215A JP H09112215 A JPH09112215 A JP H09112215A JP 26734995 A JP26734995 A JP 26734995A JP 26734995 A JP26734995 A JP 26734995A JP H09112215 A JPH09112215 A JP H09112215A
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JP
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steam
gas turbine
cooling
plant
turbine
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JP26734995A
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Kensuke Suzuki
健介 鈴木
Junji Ishii
潤治 石井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】排熱回収ボイラからの冷却蒸気の圧力、温度、
流量が不足し、ガスタービンの冷却に必要な蒸気条件が
満足されない場合にも補助ボイラを使用せずにガスター
ビンの冷却を充分かつ効率的に行うことのできるガスタ
ービンプラントおよびその運転方法を提供する。 【解決手段】ガスタービン１６、発電機１７および排熱
回収ボイラ１３を少なくとも備えたコンバインドサイク
ル発電プラント１０あるいはコージェネレーションプラ
ントにおいて、排熱回収ボイラ１３で発生する蒸気をガ
スタービン１６の高温部材３３の冷却媒体として供給可
能な蒸気供給系統３０を設ける。蒸気供給系統３０の途
中に冷却空気供給系統４０を接続し、ガスタービン１６
の運転状態に応じて、排気回収ボイラ１３からの冷却蒸
気あるいは冷却空気供給系統４０からの冷却空気を冷却
媒体として切換え使用可能としたガスタービンプラント
１１である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンバインドサイク
ル発電プラントまたはコージェネレーションプラントに
備えられるガスタービンプラントおよびその運転方法に
係り、特に、タービントリップ時や負荷遮断時、通常起
動時、通常停止時等の非定常運転時にも、ガスタービン
の冷却を定格運転時と同様安定的に維持し、ガスタービ
ンプラントの安全運転を行なうことができるガスタービ
ンプラントおよびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ガスタービンを用いた発電プラン
トは高効率が得られる点からコンバインドサイクル発電
プラントが一般的である。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と蒸気タービンプラント
とを組み合せたもので、ガスタービンプラントからの排
熱を排熱回収ボイラで回収し、この排気回収ボイラで蒸
気タービン駆動用蒸気を発生させている。
【０００３】コンバインドサイクル発電プラントの熱効
率の向上はガスタービンプラントのタービン入口温度の
上昇によるガスタービンの高温化により達成されること
が知られている。最新のガスタービンではタービン入口
温度が１１００℃級から１３００℃級へ高温化され、１
３００℃級のガスタービンが実発電プラントへ適用され
ようとしている。
【０００４】従来のガスタービンは、ガスタービンの高
温化に伴なう冷却対策として圧縮機の吐出空気あるいは
圧縮機の途中段階からの抽気空気を冷却媒体として用い
た空気冷却構造を採用し、この空気冷却構造によりガス
タービンの動静翼等の高温部材の冷却を行い、これら高
温部材のメタル温度を低く保ち、高温の燃焼ガス中での
ガスタービンの機械的・物理的強度を確保している。
【０００５】ガスタービンのタービン入口温度をさらに
高温化すると、ガスタービン効率・コンバインドサイク
ル発電効率はさらに向上するが、この発電効率の向上に
はガスタービンのタービン動静翼の冷却効率を一層向上
させることが必須条件である。ガスタービンのタービン
入口温度を高温化しても、タービン動静翼の冷却効率の
向上が無ければ、ガスタービンの機械的・物理的強度を
保持のために多量の冷却空気が必要となる。ところがこ
の冷却空気はタービン動静翼の冷却に用いられた後、主
流ガス（燃焼ガス）中に放出されるため、主流ガスの温
度を下げてしまい、発電プラント効率を下げる原因とな
る。
【０００６】ガスタービンの高温化を図るとタービン入
口温度の上昇によるガスタービンプラントおよびコンバ
インドサイクル発電プラントやコージェネレーションプ
ラントの効率向上が見込まれるが、一方で、空気冷却ガ
スタービンにおいてはタービン動静翼の強度を確保する
ためにメタル温度を低く抑える必要があり、多量の冷却
空気が必要となる。このため主流ガスの温度が降下して
プラント効率を低下させる要因となっている。ガスター
ビンのタービン入口温度を１３００℃の近傍より次第に
上げていくと、空気冷却ガスタービンでは冷却空気量の
増加による主流ガス温度の降下の影響が強くなるため、
タービン入口温度を上げてもプラント熱効率が向上せ
ず、プラント熱効率の低下を来すこととなる。
【０００７】プラント熱効率の低下を抑える方法とし
て、冷却媒体を冷却空気から蒸気あるいは水に変えて冷
却側熱伝達率を高くする方法がある。その一つの方法と
してガスタービンのタービン動静翼等の高温部材の冷却
部に蒸気を流し冷却を行う蒸気冷却ガスタービンがあ
る。この蒸気源としてはガスタービンの排熱を回収して
蒸気発生を行う排熱回収ボイラを使用し、この排熱回収
ボイラで発生した蒸気を利用するのがプラントの効率上
および系統構成上最も好ましい。
【０００８】また、ガスタービンの高温部材冷却後の蒸
気をガスタービンの主流ガス中へ合流させると主流ガス
の温度を低下させるためプラント熱効率上好ましくな
い。一方、冷却後の蒸気はまだ高いエンタルピを有して
いるので、ガスタービンより回収し、コンバインドサイ
クル発電プラントの蒸気タービンへ流入させて動力とし
て回収したり、あるいは、工場プロセス蒸気として再利
用することがプラント全体の熱効率向上の点からも好ま
しい。
【０００９】しかし、排熱回収ボイラで発生した蒸気を
ガスタービンの冷却に使用した場合には以下のような不
具合点がある。すなわち、ガスタービンの運転状態が急
激に変化する通常起動時、通常停止時、あるいは、ター
ビントリップ時、負荷遮断時、低負荷時には、排熱回収
ボイラからの発生蒸気量が少なく、かつ、蒸気圧力も低
いためにタービン動静翼等の高温部材の冷却に必要な蒸
気条件が満足されない。このため、ガスタービンの高温
部材のメタル温度を許容値以下に保つことが出来ず、そ
の結果、ガスタービンは発生する熱応力に対する機械的
・物理的強度を確保することが出来ない問題が生じる。
【００１０】また、ガスタービンの主流ガスの圧力より
も発生蒸気圧力が低い場合、ガスタービンの接合部等に
わずかな隙間があっても、その隙間からのガスリークに
よりガスタービンの燃焼ガスが蒸気系統に混入し、排熱
回収ボイラの蒸気系を循環するため、内部腐食の原因と
なる。さらに、排熱回収ボイラで発生した冷却蒸気自体
が冷却に適した過熱蒸気でなくなってドレン化した場
合、同様に内部腐食につながる。
【００１１】これら蒸気系配管の腐食防止対策として、
ガスタービンの起動、停止あるいは低負荷時に必要蒸気
条件を確保するために、補助ボイラーを設置する方法が
ある。しかし、補助ボイラーを設置すると、システムの
構成要件を増加させ、複雑なシステムになり、発電プラ
ントの信頼性が低下する。また、タービントリップ時な
どへの対応も含めて、発電プラントの運転方法が複雑に
なり、運転員の負担が増すことにもなる。
【００１２】ガスタービンの定常運転や負荷変化運転に
おいては、排熱回収ボイラで発生蒸気量を充分に確保で
きるので、排熱回収ボイラからの蒸気を用いて、冷却蒸
気量を冷却蒸気調整弁により制御して最適運転が行われ
る。一方ガスタービンの運転状態が急激に変化する通常
起動時、通常停止時、ガスタービン・蒸気タービンのト
リップ時、負荷遮断時のような非定常運転時において
も、ガスタービンの冷却を可能としてタービン機器を正
常に作動させ、ガスタービン・蒸気タービンおよび排熱
回収ボイラを含めた蒸気系統が安全に運転されることが
要求される。
【００１３】図４に示す従来のコンバインドサイクル発
電プラント１はガスタービンプラント２からの排熱を排
熱回収ボイラ３で回収し、蒸気タービンプラント４の蒸
気タービン５を駆動させる蒸気を発生させている。
【００１４】一方、排熱回収ボイラ３で発生した蒸気の
一部は冷却蒸気として冷却蒸気供給系統６を介してガス
タービン７のタービン動静翼等の高温部材７ａに供給し
ており、この冷却蒸気でガスタービン７を蒸気冷却して
いる。ガスタービン７の高温部材を冷却した蒸気は温度
上昇し、蒸気回収系統８を経て蒸気タービン５に回収
し、蒸気タービン５の駆動を補助している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】蒸気冷却ガスタービン
７を備えた従来のコンバインドサイクル発電プラント１
においては、運転状態が急激に変化する通常起動時、通
常停止時、またガスタービン７あるいは蒸気タービン５
のトリップ時や負荷遮断時などの非定常運転時には、ガ
スタービン冷却用蒸気の温度、圧力、流量の蒸気条件が
不充分で、ガスタービン７の高温部材７ａの冷却が充分
でなく、高温部材に過度の熱応力が発生する問題があ
る。
【００１６】また、ガスタービン冷却用蒸気の温度、圧
力、流量が不充分であるとガスタービン７の燃焼ガスが
蒸気系に混入したり、ガスタービン冷却用の過熱蒸気の
条件が不足し、ドレン化することによって、蒸気供給系
統６や蒸気回収系統８と高温部材７ａの内部腐食および
ドレン閉塞の原因となり、ガスタービンプラントの安全
性や安定性が損なわれる。
【００１７】コージェネレーションプラントにおいても
同様な欠点ないしは課題がある。
【００１８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、排熱回収ボイラからの冷却蒸気の圧力、温
度、流量が不足し、ガスタービンの冷却に必要な蒸気条
件が満足されない場合にも、補助ボイラーを使用せずに
ガスタービンの冷却を充分かつ効率的に行い、タービン
機器の安全性、安定性を損ねる過大な熱応力を発生させ
ることがなく、信頼性の高いガスタービンプラントおよ
びその運転方法を提供することを目的とする。
【００１９】本発明の他の目的は、空気やドレン化する
可能性のある蒸気が蒸気供給系統や蒸気回収系統に混入
することを最小限に抑え、蒸気供給系統および蒸気回収
系統が酸化などの内部腐食によって損傷するのを未然に
かつ確実に防止し、信頼性の高い運転を行ない得るガス
タービンプラントおよびその運転方法を提供することに
ある。
【００２０】本発明のさらに他の目的はガスタービンの
高温部材冷却部にドレン化する可能性のある蒸気が供給
されるのを未然にかつ有効的に防止し、ガスタービンの
高温部材冷却部がスケール付着によって蒸気経路を閉塞
し冷却効率を悪化させたり、ガスタービンに過大な熱応
力が発生するのを確実にかつ有効的に防止し得るガスタ
ービンプラントおよびその運転方法を提供するにある。
【００２１】本発明の別の目的は、ガスタービンの高温
部材冷却後の蒸気を蒸気タービンに導入する蒸気条件が
整っていない場合、そのような蒸気を蒸気タービンをバ
イパスさせてタービン出口側に案内し、蒸気タービンの
損傷や破損を未然に防止し、信頼性を向上させたガスタ
ービンプラントおよびその運転方法を提供するにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のガスタ
ービンプラントにおいては、上述した課題を解決するた
めに、ガスタービン、発電機および排熱回収ボイラを少
なくとも備えたコンバインドサイクル発電プラントまた
はコージェネレーションプラントを構成するガスタービ
ンプラントにおいて、前記排熱回収ボイラで発生する蒸
気を、ガスタービンの高温部材の冷却媒体として供給可
能な蒸気供給系統を設け、この蒸気供給系統の途中に冷
却空気供給系統を接続し、前記ガスタービン高温部材の
冷却媒体として冷却蒸気および冷却空気をガスタービン
の運転状態に応じて切換え使用可能に構成したものであ
る。
【００２３】請求項２に記載のガスタービンプラントの
運転方法においては、上述した課題を解決するために、
コンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレ
ーションプラントが少なくともガスタービン、発電機お
よび排熱回収ボイラを備え、この排熱回収ボイラで発生
した蒸気および冷却空気供給系統からの冷却空気を、前
記ガスタービンの高温部材冷却媒体として選択的に切換
え使用し、ガスタービンの運転状態に応じてガスタービ
ンの高温部材の冷却媒体を冷却空気から冷却蒸気または
冷却蒸気から冷却空気に順次切り換えて用いる方法であ
る。
【００２４】請求項３に記載のガスタービンプラントに
おいては、上述した課題を解決するために、ガスタービ
ン、発電機および排熱回収ボイラを少なくとも備えたコ
ンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレー
ションプラントを構成するガスタービンプラントにおい
て、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を前記ガスター
ビンの高温部材の冷却媒体として供給可能な蒸気供給系
統を設ける一方、前記ガスタービンの高温部材冷却後の
蒸気を回収する蒸気回収系統を設け、この蒸気回収系統
の途中に回収冷却媒体を大気に放出可能な冷却媒体放出
系統を設けたものである。
【００２５】請求項４に記載のガスタービンプラントの
運転方法においては、上述した課題を解決するために、
コンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレ
ーションプラントが少なくともガスタービン、発電機お
よび排熱回収ボイラを備え、前記ガスタービンの高温部
材の冷却媒体に排熱回収ボイラで発生する蒸気を使用可
能とし、ガスタービンの高温部材の冷却媒体が冷却空気
と蒸気の混合物または冷却空気であるとき、前記高温部
材冷却後の冷却媒体を大気中に放出させる方法である。
【００２６】請求項５に記載のガスタービンプラントに
おいては、上述した課題を解決するために、ガスタービ
ン、発電機および排熱回収ボイラを少なくとも備えたコ
ンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレー
ションプラントを構成するガスタービンプラントにおい
て、前記排熱回収ボイラで発生する蒸気を、ガスタービ
ンの高温部材冷却媒体として供給可能な蒸気供給系統を
設ける一方、前記ガスタービンの高温部材冷却後の蒸気
を回収する蒸気回収系統を設け、前記蒸気供給系統の途
中から分岐された蒸気バイパス系統を、蒸気回収系統に
接続し、前記ガスタービンの高温部材冷却媒体として蒸
気不使用時にも、冷却蒸気を蒸気供給系統および蒸気回
収系統に流通させたものである。
【００２７】請求項６に記載のガスタービンプラントの
運転方法においては、上述した課題を解決するために、
コンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレ
ーションプラントが少なくともガスタービン、発電機お
よび排熱回収ボイラを備え、前記ガスタービンの高温部
材の冷却媒体として蒸気不使用時にも、前記排熱回収ボ
イラで発生した蒸気を蒸気供給系統から蒸気回収系統へ
前記ガスタービンをバイパスして流通させる方法であ
る。
【００２８】請求項７に記載のガスタービンプラントに
おいては、上述した課題を解決するために、ガスタービ
ン、発電機および排熱回収ボイラを少なくとも備えたコ
ンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレー
ションプラントを構成するガスタービンプラントにおい
て、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気で駆動される蒸
気タービンを備えた蒸気タービンプラントを併設し、前
記排熱回収ボイラで発生する蒸気をガスタービンの高温
部材冷却媒体として供給可能な蒸気供給系統を設ける一
方、前記ガスタービンの高温部材冷却後の蒸気を蒸気タ
ービンに回収可能な蒸気回収系統を設け、この蒸気回収
系統は、途中からタービンバイパス回収系統を分岐さ
せ、このタービンバイパス回収系統は蒸気タービンをバ
イパスして蒸気タービン出口に接続され、回収冷却媒体
の回収先を蒸気タービンと復水器で切換え可能に選択さ
せたものである。
【００２９】請求項８に記載のガスタービンプラントの
運転方法においては、上述した課題を解決するために、
コンバインドサイクル発電プラントまたはコージェネレ
ーションプラントが少なくともガスタービン、排熱回収
ボイラ、蒸気タービンおよび発電機を備え、前記排熱回
収ボイラで発生する蒸気をガスタービンの高温部材の冷
却媒体として使用可能とし、ガスタービンの高温部材冷
却後蒸気を蒸気回収系統に回収させる際、ガスタービン
の運転状態によりガスタービン冷却後の蒸気を、蒸気タ
ービンをバイパスさせて蒸気タービン出口側に回収させ
る方法である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。
【００３１】図１は本発明に係るガスタービンプラント
を備えたコンバインドサイクル発電プラントの一例を示
すものである。このコンバインドサイクル発電プラント
１０は多軸型でガスタービンプラント１１と蒸気タービ
ンプラント１２とを組み合せたものである。ガスタービ
ンプラント１１からの排熱は排熱回収ボイラ１３にて回
収され、この排熱回収ボイラ１３で蒸気タービンプラン
ト１２の駆動用蒸気を発生させている。コンバインドサ
イクル発電プラント１０はガスタービンプラント１１と
蒸気タービンプラント１２のタービン軸を共通化させた
一軸型であってもよい。
【００３２】ガスタービンプラント１１は空気を圧縮す
る圧縮機１４と、この圧縮機１４にて圧縮され、昇圧し
た吐出空気を燃料とともに燃焼させるガスタービン燃焼
器１５と、この燃焼器１５で燃焼された高温・高圧の燃
焼ガスにより作動されるガスタービン１６と、このガス
タービン１６により駆動される発電機１７とを有する。
燃料は燃料供給系統１８により燃料調整弁１９を経て供
給される。発電機１７はガスタービン１６のタービン軸
１６ａに図示しないカップリングを介して接続され、ガ
スタービン１６の駆動により発電機１７が回転駆動さ
れ、出力が取り出されるようになっている。
【００３３】一方、ガスタービン１６で仕事をし、膨脹
した燃焼ガスは、続いて排気ガスとなって排熱回収ボイ
ラ１３に案内され、この排熱回収ボイラ１３にて排気ガ
スの排熱が回収され、蒸気タービンプラント１２を駆動
させる蒸気を発生させるようになっている。この意味で
排熱回収ボイラ１３は蒸気発生器として機能する。排熱
回収ボイラ１３にて排熱が回収された排気ガスは、排気
ラインを通り煙突２０から大気中に放出される。
【００３４】排熱回収ボイラ１３で発生した蒸気（過熱
蒸気）は、主蒸気系２２を経て蒸気タービン２３に送ら
れ、この蒸気タービン２３を駆動し、仕事をするように
なっている。蒸気タービン２３の駆動により発電機２４
が回転駆動せしめられ、この発電機２４から出力が取り
出される。
【００３５】また、蒸気タービン２３で仕事をし、膨脹
した蒸気は、続いて復水器２５に送られ、ここで凝縮さ
れて復水となる。この復水は、復水給水系２６を経て給
水ポンプ２７により、排熱回収ボイラ１３に戻され、再
加熱に供される。
【００３６】このようにして、蒸気タービンプラント１
２は排熱回収ボイラ１３、主蒸気系２２、蒸気タービン
２３、復水器２５、復水給水系２６および発電機２４か
ら構成される。
【００３７】他方、排熱回収ボイラ１３で発生した過熱
蒸気の一部はガスタービン１６の高温部材冷却用の蒸気
供給系統３０に案内されるようになっている。蒸気供給
系統３０は排熱回収ボイラ１３の過熱側から取り出さ
れ、途中に蒸気遮断弁３１および蒸気調整弁３２を介し
てガスタービン１６の高温部材３３に接続され、高温部
材３３であるタービン動静翼、例えば高圧段落側のター
ビン蒸気冷却翼等を蒸気冷却するようになっている。
【００３８】したがって、このガスタービン１６は排熱
回収ボイラ１３からの発生蒸気の一部で冷却される蒸気
冷却ガスタービンとして機能し、発生蒸気の一部をガス
タービン１６の高温部材冷却媒体（冷却蒸気）として用
いている。ガスタービン１６の高温部材３３を冷却した
蒸気は蒸気回収系統３４に案内される。この蒸気回収系
統３４は途中に上流側および下流側蒸気遮断弁３５，３
６を備えた蒸気タービン２３の低圧段落に接続される。
【００３９】しかして、ガスタービン１６の高温部材３
３を冷却した蒸気は、燃焼ガスとの間の熱交換により加
熱され、温度上昇した後、蒸気回収系統３４を通って蒸
気タービン２３の低圧段落に導かれ、動力として回収さ
れるようになっている。
【００４０】一方、蒸気供給系統３０の途中に冷却空気
供給系統４０が接続されている。この冷却空気供給系統
４０は圧縮機１４の吐出側から取り出され、途中に空気
遮断弁４１および空気調整弁４２を介して蒸気供給系統
３０の蒸気調整弁３２下流側に、ガスタービン１６の高
温部材３３近くで接続される。
【００４１】冷却空気供給系統４０は、排熱回収ボイラ
１３からの発生蒸気が充分でなく、かつ、ガスタービン
燃焼器１５からの燃焼ガス温度が定格運転時に較べ比較
的に低いときに、圧縮機１４の吐出空気をガスタービン
１６の高温部材３３の冷却媒体（冷却空気）として用い
るものである。ガスタービン１６の高温部材３３の冷却
媒体を、空気から蒸気、あるいは蒸気から空気に切換え
使用するために、冷却空気供給系統４０に空気遮断弁４
１および空気調整弁４２が設けられる。
【００４２】同様の目的で、蒸気供給系統３０にも蒸気
遮断弁３１および蒸気調整弁３２が設けられている。蒸
気供給系統３０には、排熱回収ボイラ１３での発生蒸気
がガスタービン１６の蒸気冷却翼等の高温部材３３の冷
却に必要な蒸気条件を満しているか否かを検出する温度
検出器４３および圧力検出器４４が設けられている。こ
の温度検出器４３および圧力検出器４４からの検出信号
は図示しないＣＰＵ等の判別器で判別され、作動コント
ローラ（図示せず）等で蒸気遮断弁３１、蒸気調整弁３
２および空気遮断弁４１、空気調整弁４２を切り換える
作動制御を行なっている。
【００４３】ガスタービン１６の高温部材３３の冷却
を、冷却空気により行なう場合、または、冷却媒体を冷
却空気から蒸気、あるいは蒸気から冷却空気に切り換え
る場合、蒸気供給・回収系統３０，３４を保護するため
に、冷却媒体放出系統４５が設けられる。この冷却媒体
放出系統４５は蒸気回収系統３４の途中から、例えばガ
スタービン１６の高温部材３３冷却部に出来るだけ近い
部分から分岐され、排熱回収ボイラ１３の排気側に接続
される。冷却媒体放出系統４５は直接大気中に開放され
てもよい。冷却媒体放出系統４５の途中には、蒸気放風
弁４６が設けられる。
【００４４】しかして、ガスタービン１６の高温部材３
３の冷却を冷却空気により行なったり、また、冷却媒体
を冷却空気から蒸気あるいは蒸気から冷却空気に切り換
えて行なう場合には、ガスタービン１６の高温部材３３
冷却後の冷却空気、または冷却空気と蒸気の混合気を冷
却媒体放出系統４５に案内し、煙突２０から大気中に放
出している。この場合には、冷却空気が蒸気回収系統３
４に混入して回収されないように、上流側蒸気遮断弁３
５が蒸気回収系統に設置されている。
【００４５】また、ガスタービン１７の高温部材３３の
冷却を圧縮機１４からの吐出空気により行なっている
間、排熱回収ボイラ１３からの蒸気供給系統３０および
蒸気回収系統３４を予熱（ウォーミングアップ）するた
めに、蒸気バイパス系統４８が設けられる。このバイパ
ス系統４８は蒸気供給系統３０と蒸気回収系統３４を接
続し、ガスタービン１７をバイパスするようになってい
る。
【００４６】この蒸気バイパス系統４８は、蒸気供給系
統３０と蒸気回収系統３４とを出来るだけガスタービン
１６側で接続しており、途中に蒸気バイパス弁４９が設
けられる。蒸気バイパス系統４８は例えば蒸気供給系統
３０の蒸気遮断弁３１上流側から分岐されて取り出さ
れ、蒸気回収系統３４の上流側および下流側蒸気遮断弁
３５，３６間に接続される。
【００４７】蒸気バイパス系統４８は、蒸気供給系統３
０および蒸気回収系統３４を予熱させるために設置され
る一方、ガスタービン１６あるいは蒸気タービン２３の
タービントリップや負荷遮断時に、ガスタービン１６の
高温部材３３に冷却蒸気を案内せず、蒸気回収を行なう
ために設置され、排熱回収ボイラ１３からの冷却蒸気を
ガスタービン１６をバイパスさせて回収するようになっ
ている。
【００４８】さらに、蒸気供給系統３０には、蒸気遮断
弁３１の上流側および蒸気調整弁３２の下流側からドレ
ン配管５０，５１がそれぞれ分岐されている。ドレン配
管５０，５１にはドレン弁５２，５３がそれぞれ設けら
れ、蒸気供給系統３０内で発生した蒸気のドレンを回収
して外部に放出している。ガスタービン１６の高温部材
３３にドレンが流入し、内部腐食が生じるのを防止する
ためである。
【００４９】さらに、蒸気回収系統３４の途中から蒸気
タービン２３をバイパスするタービンバイパス回収系統
５５が分岐されている。このタービンバイパス回収系統
５５は、蒸気回収系統３４の両蒸気遮断弁３５，３６の
間から分岐され、途中に蒸気遮断弁としての蒸気タービ
ンバイパス弁５６を備えて蒸気タービン２３出口側に接
続される。このタービンバイパス回収系統５５は復水器
２５に接続してもよい。
【００５０】タービンバイパス回収系統５５は、蒸気タ
ービン２３がトリップしたとき、蒸気回収系統３４に回
収される冷却蒸気を、蒸気タービン２３をバイパスさ
せ、復水器２５に回収するようになっている。
【００５１】次に、コンバインドサイクル発電プラント
１０の運転について説明する。
【００５２】［通常起動時］コンバインドサイクル発電
プラント１０の起動時には、次の手順でガスタービンプ
ラント１１が起動される。
【００５３】（１） 通常駆動運転時には、図２に示す
ように、ガスタービンプラント１１のガスタービン１６
起動前に、蒸気供給系統３０の蒸気遮断弁３１、蒸気調
整弁３２および蒸気回収系統３４の上流側蒸気遮断弁３
５を全閉にし、冷却空気供給系統４０の空気遮断弁４
１、空気調整弁４２および冷却媒体放出系統４５の蒸気
放風弁４６を全開にする。また、蒸気バイパス系統４８
の蒸気バイパス弁４９とタービンバイパス回収系統５５
の蒸気遮断弁５６を開け、蒸気回収系統３４の下流側蒸
気遮断弁３６を閉じる。
【００５４】（２） 各弁の開閉状態を図２に示すよう
にセットした後、ガスタービンプラント１１のガスター
ビン１６を起動させる。このガスタービン１６の起動時
には、ガスタービン１６の高温部材３３を空気冷却が可
能なタービン入口温度範囲に維持し、この状態で排熱回
収ボイラ１３からガスタービン１６の高温部材３３の冷
却に充分な蒸気条件の過熱蒸気が得られる状態にまで上
げていく。排熱回収ボイラ１３からの冷却蒸気状態は温
度検出器４３と圧力検出器４４にて常時検出される。
【００５５】（３） 排熱回収ボイラ１３から充分な蒸
気条件の冷却蒸気から得られるようになるまで、ドレン
配管５０のドレン弁５２を開閉し、蒸気供給系統３０内
のドレンを外部に放出する。また、タービンバイパス回
収系統５５の蒸気タービンバイパス弁（蒸気遮断弁）５
６を閉じ、蒸気回収系統３４の下流側蒸気遮断弁３６を
開放し、冷却蒸気系統である蒸気供給系統３０および蒸
気回収系統３４をウォームアップする。
【００５６】（４） ガスタービン１６の高温部材３３
の冷却に充分な蒸気条件の過熱蒸気が排熱回収ボイラ１
３から得られた段階で、蒸気供給系統３０の蒸気遮断弁
３１を開放させ、蒸気調整弁３２の弁開度をコントロー
ルする。同時に、冷却空気供給系統４０の空気調整弁４
２の弁開度もコントロールする。
【００５７】このとき、冷却空気供給系統４０の空気調
整弁４２および蒸気供給系統３０の蒸気調整弁３２の弁
開度は、冷却空気１００％の状態から冷却空気・蒸気混
合状態を経て冷却蒸気１００％の状態に切り換わり移行
するようにコントロールされ、空気調整弁４２は閉じる
方向、蒸気調整弁３２は開ける方向に調整される。
【００５８】（５） ガスタービン１６の高温部材３３
に供給される冷却媒体が１００％冷却蒸気になったこと
を確認した上で、蒸気回収系統３４の上流側蒸気遮断弁
３５を全開し、冷却空気供給系統４０の空気遮断弁４１
および冷却媒体放出系統４５の蒸気放風弁４６を全閉さ
せる。このときには、蒸気バイパス系統４８の蒸気バイ
パス弁４９も閉じ、ガスタービン１６の高温部材３３の
冷却を蒸気冷却方式とする。
【００５９】（６） ガスタービン１６を蒸気冷却で冷
却されるようにした状態で、ガスタービン１６は起動運
転状態から通常の運転状態に入り、負荷を上昇させるこ
とにより定格運転に入る。
【００６０】［定格運転］コンバインドサイクル発電プ
ラント１０の定格運転時には、圧縮機１４で圧縮された
空気がガスタービン燃焼器１５で燃料と混合して燃焼せ
しめられ、その燃焼ガスがガスタービン１６に案内され
てガスタービン１６を駆動させる。このガスタービン１
６の駆動により、発電機１７が回転駆動され、発電され
る。
【００６１】ガスタービンプラント１２のガスタービン
１６を駆動した燃焼ガスは膨脹して排熱回収ボイラ１３
に案内される。
【００６２】燃焼ガスはこの排熱回収ボイラ１３にて排
熱が回収され、蒸気タービンプラント１２の復水給水系
２６から供給される給水を加熱している。この給水加熱
により温度降下した排気ガスは排熱回収ボイラ１３の排
気側から煙突２０に案内され、この煙突２０から大気中
に放出される。
【００６３】一方、排熱回収ボイラ１３にて発生した蒸
気（過熱蒸気）は、主蒸気系２２を経て蒸気タービン２
３に送られ、この蒸気タービン２３を駆動し、発電機２
４で発電を行なっている。
【００６４】蒸気タービン２３で仕事をして膨脹した蒸
気は、続いて復水器２５に案内されてここで冷却され、
復水となる。この復水は復水給水系２６を経て排熱回収
ボイラ１３に戻され、再加熱に供される。
【００６５】また、排熱回収ボイラ１３で発生した過熱
蒸気の一部は、蒸気供給系統３０を通ってガスタービン
１６の高温部材３３に供給され、蒸気冷却に供される。
ガスタービン１６の高温部材３３を冷却した蒸気は蒸気
回収系統３４を経て蒸気タービン２３の低圧段落側に導
かれ、動力として回収される。
【００６６】［通常停止時］コンバインドサイクル発電
プラント１０の通常停止時には、次の手順に従ってガス
タービンプラント１１の運転が停止される。
【００６７】（１） ガスタービンプラント１１のガス
タービン１６の負荷を、ガスタービン１６の高温部材３
３の空気冷却が可能なタービン入口温度範囲まで低下さ
せていき、このタービン入口温度範囲に保って、ガスタ
ービン１６の高温部材３３の冷却に充分な蒸気条件の過
熱蒸気が排熱回収ボイラ１３から得られる状態にまで下
げて維持する。このとき、排熱回収ボイラ１３からの冷
却蒸気状態は温度検出器４３と圧力検出器４４にて検出
し、監視される。
【００６８】（２） 続いて、冷却媒体放出系統４５の
蒸気放風弁４６を開放し、蒸気回収系統３４の上流側蒸
気遮断弁３５を閉じて、冷却空気供給系統４０の空気遮
断弁４１を開く。
【００６９】その後、蒸気供給系統３０の蒸気調整弁３
２および冷却空気供給系統４０の空気調整弁４２の弁開
度を調整する。蒸気調整弁３２と空気調整弁４２の弁開
度は、冷却蒸気１００％の状態から冷却空気・蒸気の混
合状態を経て冷却空気１００％の状態に順次移行し、切
り換わるように、蒸気調整弁３２を閉じる方向、空気調
整弁４２を開ける方向で調整する。蒸気調整弁３２を閉
じる方向で調整するとき、蒸気バイパス系統４８の蒸気
バイパス弁４９を開き、余剰蒸気を蒸気回収系統３４側
に流通させる。
【００７０】（３） ガスタービン１６の高温部材３３
の冷却媒体が１００％冷却空気になったことを確認した
上で、蒸気供給系統３０の蒸気遮断弁３１を全閉にす
る。
【００７１】一方、ドレン配管５０，５１のドレン弁５
２，５３を開閉させ、蒸気供給系統３０内で発生したド
レンを外部に放出する。
【００７２】（４） この状態でガスタービンプラント
１１のガスタービン１６を停止させる。
【００７３】（５） ガスタービン１６の停止後に、タ
ービンバイパス回収系統５５の蒸気遮断弁（蒸気タービ
ンバイパス弁）５６を開き、蒸気回収系統３４の蒸気遮
断弁３６を閉じることにより、ガスタービンプラント１
１の通常停止運転が終了する。
【００７４】［ガスタービンのトリップ時］ガスタービ
ンプラント１１のガスタービン１６がトリップした場合
には、排熱回収ボイラ１３からガスタービン１６の高温
部材３３を冷却する冷却蒸気は、次のように処理され
る。
【００７５】（１） ガスタービンプラント１１のガス
タービン１６のトリップ信号によりガスタービン燃焼器
１５に供給される燃料調整弁１９が閉じられ、燃料の供
給が停止される。
【００７６】（２） 蒸気供給系統３０の蒸気遮断弁３
１を全閉にし、冷却媒体放出系統４５の蒸気放風弁４６
と冷却空気供給系統４０の空気遮断弁４１を全開にす
る。
【００７７】このとき、蒸気供給系統３０に冷却空気の
逆流が生じないように、蒸気調整弁３２と冷却空気供給
系統４０の空気調整弁４２の弁開度を調整する。
【００７８】（３） 続いて、蒸気バイパス系統４８の
蒸気バイパス弁４９を開き、この蒸気バイパス弁４９を
開いてから、蒸気回収系統３４の下流側蒸気遮断弁３６
を全閉し、タービンバイパス回収系統５５の蒸気遮断弁
５６を全開にさせる。これにより、蒸気供給系統３０を
案内される排熱回収ボイラ１３からの過熱蒸気を蒸気バ
イパス系統４８からタービンバイパス回収系統５５を経
て復水器２５に案内し、回収させることができる。
【００７９】さらに、この場合には、蒸気供給系統３０
の蒸気調整弁３２を絞り、冷却空気供給系統４０の空気
調整弁４２を徐々に開いていき、ガスタービン１６の高
温部材３３の冷却媒体を１００％冷却空気にする。この
とき、ガスタービン１６の高温部材３３を冷却した冷却
空気と蒸気の混合気または冷却空気は冷却媒体放出系統
４５を経て大気中に放出される。
【００８０】［蒸気タービンのトリップ時］コンバイン
ドサイクル発電プラント１０の定格運転中に、蒸気ター
ビンプラント１２の蒸気タービン２３がトリップした場
合、排熱回収ボイラ１３からガスタービン１６の高温部
材３３を冷却する冷却蒸気は次のように処理される。
【００８１】（１） 蒸気タービン２３のトリップ信号
により、蒸気冷却ガスタービン１６は、ガスタービン１
６の空気冷却が可能となるようにタービン負荷を下げ、
ガスタービン１６の燃焼ガスのタービン入口温度を下げ
る。
【００８２】（２） 続いて、蒸気回収系統３４の上流
側蒸気遮断弁３５を全閉し、冷却媒体放出系統４５の蒸
気放風弁４６と冷却空気供給系統４０の空気遮断弁４１
をそれぞれ全開する。このとき、冷却空気が蒸気供給系
統３０内を逆流しないように、その蒸気調整弁３２と冷
却空気供給系統４０の空気調整弁４２の弁開度を調整す
る。
【００８３】（３） 次に、蒸気バイパス系統４８の蒸
気バイパス弁４９を開き、このバイパス弁４９を開いて
から、蒸気回収系統３４の下流側蒸気遮断弁３６を全閉
し、タービンバイパス回収系統５５の蒸気遮断弁５６を
全開にし、余剰冷却蒸気の一部あるいは全部を蒸気バイ
パス系統４８からタービンバイパス回収系統５５に案内
し、復水器２５に回収している。
【００８４】続いて、蒸気供給系統３０の蒸気調整弁３
２を絞り込んでいく一方、冷却空気供給系統４０の空気
調整弁４２を徐々に開き、ガスタービン１６の高温部材
３３の冷却媒体を徐々に１００％の冷却空気にする。そ
の際、ガスタービン冷却後の蒸気・冷却空気の混合気あ
るいは冷却空気は蒸気放風弁４６から冷却媒体放出系統
４５を経て大気中に放出され、蒸気タービンのトリップ
時の処理が終了する。
【００８５】［負荷の遮断時］コンバインドサイクル発
電プラント１０の運転において、例えば、ガスタービン
プラント１１に負荷遮断が生じると、蒸気冷却ガスター
ビン１６の冷却は次のようにして行なわれる。
【００８６】（１） ガスタービンプラント１１の負荷
遮断時には、燃料調整弁１９の弁開度が狭まり、ガスタ
ービン燃焼器１５に供給される燃料が低下する。この燃
料低下に伴なって燃焼ガス温度が低下する。
【００８７】燃焼ガス温度が、ガスタービン１６の高温
部材３３の空気冷却が可能なタービン入口温度範囲まで
低下すると、このタービン入口温度範囲に維持しつつ、
排熱回収ボイラ１３からの過熱蒸気がガスタービン１６
の冷却に充分な蒸気条件を備えていることを、温度検出
器４３と圧力検出器４４にて検出し、確認する。
【００８８】（２） 次に、冷却媒体放出系統４５の蒸
気放風弁４６を開放し、蒸気回収系統３４の上流側蒸気
遮断弁３５を閉じ、冷却空気供給系統４０の空気遮断弁
４１を開く。
【００８９】続いて、蒸気供給系統３０の蒸気調整弁３
２および冷却空気供給系統４０の空気調整弁４２の弁開
度を調整し、冷却蒸気１００％の状態から、冷却空気・
蒸気混合状態を経て冷却空気１００％の状態へ移行する
ように、空気調整弁４２を開ける方向、蒸気調整弁３２
を閉じる方向に調整する。同時に、蒸気バイパス系統４
８の蒸気バイパス弁４９を開く。
【００９０】（３） ガスタービン１６の高温部材３３
の冷却媒体が１００％冷却空気になったことを確認した
上で、蒸気供給系統３０の蒸気遮断弁３１を全閉にする
ことにより、負荷遮断時の運転が行なわれる。
【００９１】図１に示すコンバインドサイクル発電プラ
ント１０においては、蒸気冷却ガスタービン１６の運転
状態が急激に変化する通常起動時、通常停止時、ガスタ
ービン１６を蒸気タービン２３のトリップ時、負荷遮断
時において、排熱回収ボイラ１３からの冷却蒸気の圧
力、温度、流量が不足し、ガスタービン１６の高温部材
３３の冷却に必要な蒸気条件が満足されない状態であっ
ても、補助ボイラーを使用せずに高温部材３３の冷却を
充分に行なうことができ、タービン機器の安全性を損ね
る過大な熱応力が生じるのを未然にしかも確実に防止で
きる。
【００９２】また、このコンバインドサイクル発電プラ
ント１０に備えられるガスタービンプラント１１におい
ては、蒸気系統である蒸気供給系統３０や蒸気回収系統
３４にガスタービン１６の高温部材３３の冷却空気やド
レン化する可能性のある蒸気が混入するのを最小限に抑
えることができ、蒸気供給・回収系統３０，３４が酸化
などの内部腐食によって損傷するのを防止できる。
【００９３】さらに、蒸気供給系統３０で発生したドレ
ンやドレン発生の可能性のある蒸気は、ドレン配管５
０，５１から外部に放出されたり、また、蒸気バイパス
系統４８から復水器２５側に案内されるので、ガスター
ビン１６の高温部材３３にドレンが案内されるのを未然
に防止でき、ガスタービン１６の高温部材３３に、蒸気
供給系統３０で発生する恐れのあるドレンが混入するの
を確実に防ぐことができる。したがって、高温部材３３
の冷却部にドレンが混入し、スケール付着によって冷却
蒸気経路を閉塞し冷却効率を悪化させたり、過大な熱応
力が発生させることもない。そして、このガスタービン
プラント１１およびその運転方法によって、蒸気回収系
統に回収される蒸気が蒸気タービン２３に導入される蒸
気条件が整っていない場合は、この蒸気が蒸気タービン
２３に供給されることがなく、蒸気タービン２３のター
ビン機器に損傷を与えることもなくなる。
【００９４】図３は本発明に係るガスタービンプラント
を備えたコージェネレーションプラントの一実施形態を
示すものである。
【００９５】コージェネレーションプラント６０は発電
と熱供給とを同時に行なうようにしたプラントである。
図３に示すコージェネレーションプラント６０は発電を
行なうガスタービンプラント１１と、ガスタービンプラ
ント１１からの排熱を回収する排熱回収ボイラ１３と、
この排熱回収ボイラ１３で発生した蒸気（あるいは給
湯）をパイプライン６１を通して建物６２や特定地域の
空調や給湯に利用する排熱利用設備６３とを備えてい
る。
【００９６】コージェネレーションプラント６０は発電
時の排熱の有効利用に加え、遠隔地に巨大な発電所を造
って送電する従来の電気供給システムに較べ送電コスト
が低く、省エネ効果が大きい特徴を有する。コージェネ
レーションプラント６０のエネルギ効率は、コンバイン
ドサイクル発電プラント１０でも４０％台であるのに対
し、７０〜８０％に達し、優れている。
【００９７】図３に示すコージェネレーションプラント
６０に備えられるガスタービンプラント１１は図１に示
すガスタービンプラントと異ならないので同一符号を付
して説明を省略する。
【００９８】また、このガスタービンプラント１１のガ
スタービン１６は排熱回収ボイラ１３で発生した過熱蒸
気の一部を冷却蒸気として利用する蒸気冷却ガスタービ
ンである。このガスタービン１６の冷却設備は、図１に
示すガスタービンプラントと実質的に異ならないので、
同一符号を付して説明を省略する。
【００９９】ただ、ガスタービン１６の高温部材３３を
冷却する蒸気系統は蒸気供給系統３０と蒸気回収系統３
４から構成される点で共通するが、このコージェネレー
ションプラント６０には蒸気タービンプラントが備えら
れていないので、蒸気回収系統３４の冷却蒸気回収先
は、図１に示すものと異なり、排熱利用設備６３であ
る。図３では蒸気回収系統３４から分岐されたバイパス
回収系統６５を設けた例を示したが、このバイパス回収
系統６５は必ずしも必要としない。
【０１００】このコージェネレーションプラント６０に
おいても、ガスタービンプラント１１の通常起動時や通
常停止時、ガスタービン１６のトリップ時や負荷遮断時
の非定常運転時には、図１に示されたコンバインドサイ
クル発電プラント１０のガスタービンプラントと同様な
作動制御が行なわれる。
【０１０１】また、本発明の実施の形態では、ガスター
ビンプラントをコンバインドサイクル発電プラント１０
やコージェネレーションプラント６０に適用した例を示
したが、図３に示す排熱利用設備を図１に示すコンバイ
ンドサイクル発電プラント１０に適用し、蒸気タービン
プラント１２と排熱利用設備６３を併用させてもよい。
蒸気タービンプラント１２と排熱利用設備６３とを併用
させた場合には、排熱回収ボイラ１３はパイプ循環ライ
ンと戻りライン６１を介して建物６２等の排熱利用設備
６３に接続させればよい。蒸気系統３０，３４の蒸気回
収系統３４やタービンバイパス回収系統５５（６５）は
いずれも蒸気タービンプラント１２側に接続される。
【０１０２】また、本発明の一実施形態では、冷却空気
供給系統は圧縮機の吐出空気をガスタービンの冷却媒体
として利用する例を示したが、これは圧縮機の吐出空気
に限定されず、圧縮機の途中段階からの抽気空気であっ
てもよく、また、空気ポンプからポンプアップされた圧
縮空気であってもよい。
【０１０３】
【発明の効果】請求項１および２に記載のガスタービン
プラントおよびその運転方法においては、ガスタービン
の高温部材の冷却媒体として排熱回収ボイラでの発生蒸
気および冷却空気供給系統からの冷却空気を切換え使用
可能となり、ガスタービンの運転状態に応じて冷却蒸気
および冷却空気を選択できるようにしたので、ガスター
ビンプラントの通常起動時、通常停止時、ガスタービン
のトリップ時や負荷遮断時のような急激な運転条件変化
時に、排熱回収ボイラからの蒸気圧力、温度、流量が不
足し、ガスタービンの高温部材の冷却に必要な蒸気条件
が満足されない状態であっても、補助ボイラを不要と
し、補助ボイラを用いなくてもガスタービンの高温部材
の冷却を充分に行なうことができる。ガスタービンの冷
却を充分にかつ効率的に行なうことができるので、ター
ビン機器の安全性、安定性を損ねる過大な熱応力を発生
させることがなく、信頼性の高いものとなる。
【０１０４】請求項３および４に記載のガスタービンプ
ラントおよびその運転方法においては、ガスタービンの
高温部材の冷却媒体に排熱回収ボイラで発生する蒸気を
使用可能とし、ガスタービンの高温部材の冷却媒体が冷
却空気、あるいは冷却空気と蒸気の混合物であるとき、
高温部材冷却後の冷却媒体を大気中に放出させたので、
ガスタービンプラントの急激な運転条件変化時に、冷却
空気やドレン化する恐れのある蒸気が蒸気供給・回収系
統に混入するのを最小限に抑制でき、蒸気供給・回収系
統が酸化などの内部腐食により損傷するのを有効的に防
止でき、信頼性の高い運転を行なうことができる。
【０１０５】さらに、請求項５および６に記載のガスタ
ービンプラントおよびその運転方法においては、ガスタ
ービンの高温部材の冷却媒体として蒸気不使用時にも、
排熱回収ボイラで発生した蒸気を、蒸気供給系統からガ
スタービンをバイパスさせて蒸気回収系統に流通させる
ことができるので、ガスタービンプラントの急激な運転
条件変化時のように、冷却蒸気の蒸気条件がガスタービ
ンの高温部材冷却上不充分あるいは不必要なとき、ガス
タービンをバイパスさせて蒸気供給・回収系統を流すこ
とができ、蒸気供給・回収系統のウォーミングアップを
図ることができる一方、ドレン化する恐れがある蒸気を
ガスタービンの高温部材冷却部に案内するのを未然に有
効的に防止し、高温部材冷却部へのドレン混入によりス
ケール付着が生じたり、このスケール付着によって冷却
蒸気経路を閉塞し、冷却効率を低下させさたり、ガスタ
ービンの高温部材に過大な熱応力を生じさせることもな
く、信頼性の高いものとなる。
【０１０６】さらにまた、請求項７および８に記載のガ
スタービンプラントおよびその運転方法においては、排
熱回収ボイラで発生する蒸気をガスタービンの高温部材
の冷却媒体として使用可能とし、ガスタービンの高温部
材冷却後の冷却媒体を蒸気回収系統に回収する際、ガス
タービンの運転状態に応じて蒸気タービンをバイパスさ
せて蒸気タービン出口側に冷却媒体を回収させたから、
冷却蒸気回収系統に案内される蒸気が蒸気タービンに導
入する蒸気条件を備えていなくても、蒸気タービンをバ
イパスさせ得るので、タービン機器に損傷を未然に防止
でき、信頼性の高い安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスタービンプラントを備えたコ
ンバインドサイクル発電プラントを示す系統図。
【図２】上記コンバインドサイクル発電プラントに備え
られる起動時の主要弁の動作を示す図。
【図３】本発明に係るガスタービンプラントを備えたコ
ージェネレーションシステムを示す系統図。
【図４】従来の多軸型コンバインドサイクル発電プラン
トの代表例を示す系統図。
【符号の説明】
１０ 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 １２ 蒸気タービンプラント １３ 排熱回収ボイラ １４ 圧縮機 １５ ガスタービン燃焼器 １６ ガスタービン １７ 発電機 １８ 燃料供給系統 ２０ 煙突 ２２ 主蒸気系 ２３ 蒸気タービン ２４ 発電機 ２５ 復水器 ２６ 復水給水系 ３０ 蒸気供給系統 ３１ 蒸気遮断弁 ３２ 蒸気調整弁 ３３ 高温部材 ３４ 蒸気回収系統 ３５ 上流側蒸気遮断弁 ３６ 下流側蒸気遮断弁 ４０ 冷却空気供給系統 ４１ 空気遮断弁 ４２ 空気調整弁 ４５ 冷却媒体放出系統 ４６ 蒸気放風弁 ４８ 蒸気バイパス系統 ４９ 蒸気バイパス弁 ５０，５１ ドレン配管 ５２，５３ ドレン弁 ５５ タービンバイパス回収系統 ５６ 蒸気遮断弁（蒸気タービンバイパス弁） ６０ コージェネレーションプラント ６１ パイプライン ６２ 建物 ６３ 排熱利用設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｅ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービン、発電機および排熱回収ボ
    イラを少なくとも備えたコンバインドサイクル発電プラ
    ントまたはコージェネレーションプラントを構成するガ
    スタービンプラントにおいて、前記排熱回収ボイラで発
    生する蒸気を、ガスタービンの高温部材の冷却媒体とし
    て供給可能な蒸気供給系統を設け、この蒸気供給系統の
    途中に冷却空気供給系統を接続し、前記ガスタービン高
    温部材の冷却媒体として冷却蒸気および冷却空気をガス
    タービンの運転状態に応じて切換え使用可能に構成した
    ことを特徴とするガスタービンプラント。
  2. 【請求項２】 コンバインドサイクル発電プラントまた
    はコージェネレーションプラントが少なくともガスター
    ビン、発電機および排熱回収ボイラを備え、この排熱回
    収ボイラで発生した蒸気および冷却空気供給系統からの
    冷却空気を、前記ガスタービンの高温部材冷却媒体とし
    て選択的に切換え使用し、ガスタービンの運転状態に応
    じてガスタービンの高温部材の冷却媒体を冷却空気から
    冷却蒸気または冷却蒸気から冷却空気に順次切り換えて
    用いることを特徴とするガスタービンプラントの運転方
    法。
  3. 【請求項３】 ガスタービン、発電機および排熱回収ボ
    イラを少なくとも備えたコンバインドサイクル発電プラ
    ントまたはコージェネレーションプラントを構成するガ
    スタービンプラントにおいて、前記排熱回収ボイラで発
    生した蒸気を前記ガスタービンの高温部材の冷却媒体と
    して供給可能な蒸気供給系統を設ける一方、前記ガスタ
    ービンの高温部材冷却後の蒸気を回収する蒸気回収系統
    を設け、この蒸気回収系統の途中に回収冷却媒体を大気
    に放出可能な冷却媒体放出系統を設けたことを特徴とす
    るガスタービンプラント。
  4. 【請求項４】 コンバインドサイクル発電プラントまた
    はコージェネレーションプラントが少なくともガスター
    ビン、発電機および排熱回収ボイラを備え、前記ガスタ
    ービンの高温部材の冷却媒体に排熱回収ボイラで発生す
    る蒸気を使用可能とし、ガスタービンの高温部材の冷却
    媒体が冷却空気と蒸気の混合物または冷却空気であると
    き、前記高温部材冷却後の冷却媒体を大気中に放出させ
    ることを特徴とするガスタービンプラントの運転方法。
  5. 【請求項５】 ガスタービン、発電機および排熱回収ボ
    イラを少なくとも備えたコンバインドサイクル発電プラ
    ントまたはコージェネレーションプラントを構成するガ
    スタービンプラントにおいて、前記排熱回収ボイラで発
    生する蒸気を、ガスタービンの高温部材冷却媒体として
    供給可能な蒸気供給系統を設ける一方、前記ガスタービ
    ンの高温部材冷却後の蒸気を回収する蒸気回収系統を設
    け、前記蒸気供給系統の途中から分岐された蒸気バイパ
    ス系統を、蒸気回収系統に接続し、前記ガスタービンの
    高温部材冷却媒体として蒸気不使用時にも、冷却蒸気を
    蒸気供給系統および蒸気回収系統に流通させたことを特
    徴とするガスタービンプラント。
  6. 【請求項６】 コンバインドサイクル発電プラントまた
    はコージェネレーションプラントが少なくともガスター
    ビン、発電機および排熱回収ボイラを備え、前記ガスタ
    ービンの高温部材の冷却媒体として蒸気不使用時にも、
    前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を蒸気供給系統から
    蒸気回収系統へ前記ガスタービンをバイパスして流通さ
    せることを特徴とするガスタービンプラントの運転方
    法。
  7. 【請求項７】 ガスタービン、発電機および排熱回収ボ
    イラを少なくとも備えたコンバインドサイクル発電プラ
    ントまたはコージェネレーションプラントを構成するガ
    スタービンプラントにおいて、前記排熱回収ボイラで発
    生した蒸気で駆動される蒸気タービンを備えた蒸気ター
    ビンプラントを併設し、前記排熱回収ボイラで発生する
    蒸気をガスタービンの高温部材冷却媒体として供給可能
    な蒸気供給系統を設ける一方、前記ガスタービンの高温
    部材冷却後の蒸気を蒸気タービンに回収可能な蒸気回収
    系統を設け、この蒸気回収系統は、途中からタービンバ
    イパス回収系統を分岐させ、このタービンバイパス回収
    系統は蒸気タービンをバイパスして蒸気タービン出口に
    接続され、回収冷却媒体の回収先を蒸気タービンと復水
    器で切換え可能に選択させたことを特徴とするガスター
    ビンプラント。
  8. 【請求項８】 コンバインドサイクル発電プラントまた
    はコージェネレーションプラントが少なくともガスター
    ビン、排熱回収ボイラ、蒸気タービンおよび発電機を備
    え、前記排熱回収ボイラで発生する蒸気をガスタービン
    の高温部材の冷却媒体として使用可能とし、ガスタービ
    ンの高温部材冷却後蒸気を蒸気回収系統に回収させる
    際、ガスタービンの運転状態によりガスタービン冷却後
    の蒸気を、蒸気タービンをバイパスさせて蒸気タービン
    出口側に回収させることを特徴とするガスタービンプラ
    ントの運転方法。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10331610A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電システム
JPH1162619A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気冷却式ガスタービン複合プラント及びその運転制御方法
WO1999037902A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle electric power plant
WO1999037891A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle power plant
WO1999037901A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle electric power 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
JP2001263092A (ja) * 2000-03-15 2001-09-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
EP0995891A3 (de) * 1998-10-20 2002-03-13 Alstom Turbomaschine und Verfahren zum Betrieb derselben
JP2002147253A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン保護装置及び燃料制御装置
JP2006112282A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Hitachi Ltd ガスタービン及びその冷媒供給方法
JP2008248731A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd コンバインド発電プラント
JP2010156332A (ja) * 2008-12-31 2010-07-15 General Electric Co <Ge> 定格圧力に逆らって蒸気タービンを始動するための装置
US8327615B2 (en) 2007-03-29 2012-12-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle powered generating plant having reduced start-up time
CN105443172A (zh) * 2015-12-27 2016-03-30 安徽淮化股份有限公司 用于提高汽轮机做功效率的系统
CN106767119A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法
JP2018071947A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 トクデン株式会社 過熱水蒸気生成装置及び過熱水蒸気生成装置を用いた処理方法
CN110630381A (zh) * 2019-10-29 2019-12-31 中国华能集团有限公司 一种热电比例可调的igcc系统及其运行方法
CN114607477A (zh) * 2022-04-01 2022-06-10 邹平滨能能源科技有限公司 一种单元制机组汽轮机快速冷却方法

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6164056A (en) * 1996-07-24 2000-12-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle electric power plant
WO1999037902A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle electric power plant
WO1999037891A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle power plant
WO1999037901A1 (en) * 1996-07-24 1999-07-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle electric power plant
DE19882244B4 (de) * 1996-07-24 2010-07-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk
JPH10331610A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電システム
JPH1162619A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気冷却式ガスタービン複合プラント及びその運転制御方法
EP0995891A3 (de) * 1998-10-20 2002-03-13 Alstom Turbomaschine und Verfahren zum Betrieb derselben
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
JP2001263092A (ja) * 2000-03-15 2001-09-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
EP1134382A3 (en) * 2000-03-15 2003-05-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. A gas turbine
JP2002147253A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン保護装置及び燃料制御装置
JP2006112282A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Hitachi Ltd ガスタービン及びその冷媒供給方法
JP2008248731A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd コンバインド発電プラント
US8327615B2 (en) 2007-03-29 2012-12-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined cycle powered generating plant having reduced start-up time
US8534038B2 (en) 2007-03-29 2013-09-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combined power plant
JP2010156332A (ja) * 2008-12-31 2010-07-15 General Electric Co <Ge> 定格圧力に逆らって蒸気タービンを始動するための装置
CN105443172A (zh) * 2015-12-27 2016-03-30 安徽淮化股份有限公司 用于提高汽轮机做功效率的系统
CN105443172B (zh) * 2015-12-27 2017-12-19 安徽淮化股份有限公司 用于提高汽轮机做功效率的系统
JP2018071947A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 トクデン株式会社 過熱水蒸気生成装置及び過熱水蒸気生成装置を用いた処理方法
CN106767119A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法
CN110630381A (zh) * 2019-10-29 2019-12-31 中国华能集团有限公司 一种热电比例可调的igcc系统及其运行方法
CN114607477A (zh) * 2022-04-01 2022-06-10 邹平滨能能源科技有限公司 一种单元制机组汽轮机快速冷却方法
CN114607477B (zh) * 2022-04-01 2023-08-01 邹平滨能能源科技有限公司 一种单元制机组汽轮机快速冷却方法

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