JP2003083003A - ガスタービン及びガスタービン複合発電プラントの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動から短い時間で定格運転に移行できるガ
スタービンを提供すること。 【解決手段】 車室空気温度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとを測
定し（ステップＳ１０２）、両者の差分の絶対値ΔＴが
所定の温度（ここでは１０℃）に収まったら（ステップ
Ｓ１０３）、ガスタービンを併入する（ステップＳ１０
５）。ガスタービンの併入が完了したら、負荷を徐々に
高くするが（ステップＳ１０６）、このときに重ねて処
理部１１０からコントローラ１２０に冷却媒体切替え信
号を送る。そして、動翼蒸気制御弁、圧力調整弁および
排気弁を制御して冷却媒体を蒸気に切替えて（ステップ
Ｓ１０７）、ガスタービン５００の併入および冷却媒体
の切替えが完了する（ステップＳ１０８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高温部の冷却に
空気または蒸気冷却システムを用いたガスタービンに関
し、さらに詳しくは、ガスタービンの起動から短い時間
で定格運転のできる高温部に対して空気または蒸気冷却
を用いたガスタービン及びガスタービン複合発電プラン
トの運転方法、並びにガスタービン複合発電プラントに
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ガスタービン複合サイクルにおい
て熱効率を高めるため、空気の代わりに蒸気を冷却媒体
として使用して、ガスタービンの動翼や静翼といった高
温部を蒸気冷却する技術が使用されつつある。ここで、
乾き蒸気の低圧比熱は基準状態の下でｃｐ＝１．８６ｋ
J／ｋｇＫであり、空気の低圧比熱ｃｐ＝１．００ｋJ／
ｋｇＫの２倍近い値を持っている。このため、蒸気は同
じ質量の空気と比較して熱容量が大きく吸熱効果も高く
なる。また、湿り蒸気を冷却媒体として利用すれば湿り
分の蒸発潜熱も冷却に利用できるので、さらに吸熱効果
が高くなる。このように、冷却媒体に蒸気を使用する
と、空気を使用した場合よりも冷却効率が高くできるの
で、燃焼ガスのタービン入口温度も高くでき、その結果
熱効率を向上させることができる。

【０００３】また、従来タービン動静翼の冷却には圧縮
機からの空気が使用されていたが、この圧縮空気が冷却
に使用されるとタービンから取り出すことのできる仕事
が少なくなってしまう。そこで、空気の代わりに蒸気を
使用すれば、動静翼の冷却空気が省略でき、その分ター
ビンで回収できる仕事は多くなるので、発電効率が向上
する。

【０００４】図９は、動静翼に蒸気冷却を適用したガス
タービンの部分断面図である。また、図１０は、高温部
に蒸気冷却を採用したガスタービン複合プラントを示す
概略図である。このガスタービン複合発電プラントで
は、ＨＲＳＧ３７０（Heat Recovery Steam Generato
r：排熱回収ボイラー）によって、ガスタービンの排気
ガスが持っている熱エネルギーを回収する。回収された
ガスタービン排気ガスの熱エネルギーによって蒸気が作
られて、この高温・高圧の蒸気はまず高圧蒸気タービン
３５０に供給されてこれを駆動し、これに接続された発
電機３５５によって電力を発生する。

【０００５】高圧蒸気タービン３５０で仕事をした蒸気
は、ガスタービンのタービン主軸３１０内に設けられた
蒸気供給管３１１を通って動翼３２１に導かれる。ま
た、ガスタービンのケーシング外側に設けられた蒸気供
給口３３０から静翼３２５へ蒸気が供給される。ここ
で、動翼３２１および静翼３２５内部には冷却流路が設
けられており、動翼３２１および静翼３２５に導かれた
蒸気はこの冷却流路を通過する間に流路内壁面から燃焼
ガスの熱を吸収して流路外へ排出される。その後、動翼
３２１を冷却した蒸気はタービン主軸３１０内に設けら
れた蒸気回収管３１２を通って、また、静翼３２５を冷
却した蒸気は蒸気回収口３３１からガスタービンの外部
へ取り出される。

【０００６】この冷却蒸気は混合器３６０に導かれて、
燃焼器尾筒等を冷却した冷却蒸気等と混合された後、中
圧蒸気タービン３５１や低圧蒸気タービン３５２を駆動
するための作動流体として使用される。中圧蒸気タービ
ン３５１や低圧蒸気タービン３５２を駆動した蒸気は復
水器３６５によって水に戻った後、ポンプによってＨＲ
ＳＧ３７０へ供給されて、再び上記の過程を繰り返す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高温部材に
対して蒸気冷却システムを採用したガスタービン複合プ
ラントにおいては動翼や静翼等の高温部材を効率よく冷
却できる結果、タービン入口温度をより高くすることが
できる。これによって、ガスタービンの熱効率も向上
し、プラント全体の熱効率も向上する。しかしながら、
蒸気冷却システムを使用したガスタービンにおいては、
起動から定格運転までの間に動翼の冷却媒体を空気から
蒸気へ、静翼および燃焼器尾筒の冷却媒体を工場の補助
ボイラー蒸気からＨＰＳＨ（High Pressure Super Heat
er：高圧過熱器）の蒸気へ冷却媒体を切替える必要があ
る。これは次の理由による。

【０００８】ガスタービン複合プラントに設置されてい
るＨＲＳＧは熱容量が大きいため、ガスタービンの起動
からしばらくの間は、蒸気タービンの駆動および動翼等
の冷却媒体として使用するための必要な蒸気量を発生で
きない。したがって、ＨＲＳＧから十分な蒸気を発生で
きるようになるまでの間、工場の予備ボイラー等から供
給される蒸気やガスタービンの空気を冷却媒体として使
用する必要がある。そして、ＨＲＳＧから十分な蒸気量
が供給できるようになってから、高温部材の冷却媒体を
予備ボイラーの蒸気やガスタービンの空気からＨＲＳＧ
から供給される蒸気へ切替える必要があるからである。

【０００９】ここで、例えば、ガスタービンの併入と同
時に動翼冷却空気を切替えると、冷却空気と冷却蒸気と
の密度差や比熱差によってガスタービン内部に温度分布
が発生してガスタービンの振動を引き起こし、ガスター
ビンのトリップ（停止）を招く場合があった。したがっ
て、安定してガスタービンを運転するために、上記冷却
媒体の切替えは、必ず一の操作が終了して状態が安定し
てから次の操作をする必要があり、二以上の操作を同時
にすることはなかった。このため、蒸気冷却システムを
使用したガスタービン複合プラントにおいては、ガスタ
ービンの起動から定格運転までに時間を要し燃料や蒸気
の消費が増える結果、起動損失が大きくなるという問題
があった。また、ある時間から定格出力を得ようとする
と、起動から定格運転までの時間を考慮してその分早く
起動を開始する必要があり、プラントを運転する要員の
人件費も余計に必要となっていた。

【００１０】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、ガスタービンの起動から短い時間で定
格運転に移行できる蒸気冷却を用いたガスタービン及び
ガスタービン複合発電プラントの運転方法、並びにガス
タービン複合発電プラントを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係るガスタービンの運転方法は、ガス
タービンの高温部材を冷却する冷却媒体を車室空気から
蒸気へ切替えるにあたって、前記車室空気と前記蒸気と
の温度を測定し、両者の温度を比較する工程と、この比
較結果に基づき、前記車室空気または前記蒸気のうち少
なくとも一方の温度を調整することで、前記車室空気温
度と前記蒸気温度とを揃える工程と、前記車室空気温度
と前記蒸気温度とを揃えた後、ガスタービンの併入期間
に重ねて前記高温部材の冷却媒体を車室空気から蒸気へ
切替える工程と、を有することを特徴とする。

【００１２】このガスタービンの運転方法は、ガスター
ビンの併入期間に重ねて、動翼やタービン主軸といった
ガスタービン高温部材の冷却媒体を、車室空気から蒸気
へ切替えるようにしてある。このようにするために、車
室空気温度と蒸気温度とを揃えてから冷却媒体を切替え
るようにしてある。これまでは、ガスタービンの併入と
同時に動翼冷却空気を切替えると、冷却空気と冷却蒸気
との密度差や比熱差によってガスタービン内部に温度分
布が発生してガスタービンの振動を引き起こし、ガスタ
ービンのトリップ（停止）を招く場合があった。そし
て、実際の発電プラントでこのようなガスタービンのト
リップが発生すると、発電プラントの運用上大きな障害
となるので、これまでは、冷却媒体を蒸気に切替えてか
ら、ガスタービンを併入していた。

【００１３】タービン主軸の軸振動は、タービン主軸の
周方向に温度分布が生じたり、タービン主軸に連結され
ているローターディスクの周方向に温度分布が生じたり
することによって発生する。ここで、切替え対象である
車室空気と蒸気との温度を揃えれば、この温度分布が小
さくなり、タービン主軸の軸振動を許容値以内に収める
ことができる。これによって、ガスタービンの併入期間
に重ねて冷却媒体を切替えても、タービン主軸の軸振動
は許容値の範囲内なのでガスタービンのトリップを回避
できる。その結果、ガスタービンの起動から定格運転ま
でに要する時間を短縮できるので、起動損失を低減でき
る。また、このガスタービンの運転方法をコンピュータ
に実行させるためのプログラム（請求項５）によって、
このガスタービンの運転方法がコンピュータを利用して
実現できる。なお、併入とは、それまで単独で運転され
ていたガスタービンや蒸気タービン等に、発電機をつな
ぐことをいう。

【００１４】ここで、車室空気と蒸気との温度を揃える
とは、理想的には両者の温度が等しくなることをいう
が、実際の運用上は両者の温度差が１５℃以内であれ
ば、タービン主軸の軸振動を許容値に収めることができ
る。ただし、温度差が１５℃以内という条件は、軸振動
の許容限界に近い。したがって、より安定して冷却媒体
を切替えるには１２〜１３℃以内が好ましく、さらに安
全を見込むと両者の温度差は１０℃以内であることが望
ましい。また、ガスタービンの高温部材には、動翼、タ
ービン主軸、ローターディスクあるいは静翼等がある
が、この発明においては温度分布に起因する回転系の不
釣合いによる振動が問題となる。このため、本発明にお
ける高温部材としては、特に動翼、タービン主軸、ある
いはローターディスク等が対象となる（以下同様）。

【００１５】また、請求項２に係るガスタービンの運転
方法は、ガスタービンの高温部材を冷却する冷却媒体を
車室空気から蒸気へ切替えるにあたって、前記車室空気
と前記蒸気との温度を測定し、両者の温度を比較する工
程と、この比較結果に基づき、前記車室空気または前記
蒸気のうち少なくとも一方の温度を調整することで、前
記車室空気温度と前記蒸気温度とを揃える工程と、前記
ガスタービンがその排ガスによって自己の高温部材を冷
却するのに十分な蒸気を発生できる程度まで、前記ガス
タービンの負荷が上昇した状態であるときに、前記高温
部材の冷却媒体を車室空気から前記ガスタービンの排ガ
スによって発生した蒸気へ切替える工程と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００１６】このガスタービンの運転方法は、部分負荷
時に動翼の冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替えるもの
である。動翼やタービン主軸といったガスタービン高温
部材の冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替える際に、両
者の温度を揃えれば軸振動は許容値以内に収まる。この
ようにすれば、ガスタービンの部分負荷時に動翼等の冷
却媒体を車室空気から蒸気へ切替えてもガスタービンの
トリップは発生しない。このため、ガスタービンに負荷
が加わった状態で、動翼やタービン主軸等の冷却媒体を
切替えることができるので、ガスタービンの起動から定
格負荷まで移行する時間を短縮でき、これにともなって
起動損失も抑えることができる。

【００１７】なお、動翼等のガスタービンの高温部材を
冷却する媒体を切替える期間は、ガスタービンの負荷を
限定する必要はなく、車室空気と蒸気との温度を揃える
時期は問わない。例えば、ガスタービンの併入前から両
者の温度を揃える制御をしてもよいし、併入に移行して
から両者の温度を揃える制御をしてもよい。また、この
ガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させるた
めのプログラム（請求項５）によって、このガスタービ
ンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。

【００１８】また、請求項３に係るガスタービン複合発
電プラントの運転方法は、ガスタービンに定格負荷が加
わる前の運転期間であって、且つ燃焼器を冷却する工場
ボイラーその他のガスタービン複合プラント外から供給
される蒸気をガスタービン複合プラント内に備えられた
排熱回収ボイラーからの蒸気に切替える期間に、蒸気タ
ービンを併入することを特徴とする。

【００１９】このガスタービン複合発電プラントの運転
方法は、燃焼器の冷却媒体を工場等の補助ボイラー蒸気
からガスタービンの排熱によって蒸気を発生する排熱回
収ボイラーの蒸気へ切替えるときに、蒸気タービンを併
入するものである。これにより、蒸気タービンの併入
後、ガスタービンの出力が安定するまで待たずに燃焼器
の冷却蒸気を切替えることができるので、定格運転まで
に要する時間を短縮でき、起動損失も低減できる。ま
た、このガスタービン複合発電プラントの運転方法をコ
ンピュータに実行させるためのプログラム（請求項５）
によって、このガスタービンの運転方法がコンピュータ
を利用して実現できる。なお、この発明にいう燃焼器に
は、燃焼器そのものだけでなく燃焼器尾筒も含む。

【００２０】また、請求項４に係るガスタービン複合発
電プラントの運転方法は、ガスタービンの起動時から一
定の期間静翼を冷却するために供給される蒸気を、補助
ボイラーその他のガスタービンの排ガス以外を熱源とし
て生成される補助蒸気からガスタービンの排ガスによっ
て蒸気を発生する排熱回収ボイラーで生成される蒸気に
切替える期間に重ねて、ガスタービンの負荷を上昇させ
ることを特徴とする。

【００２１】このガスタービン複合発電プラントの運転
方法は、静翼の冷却媒体を工場等の補助ボイラー蒸気か
らＨＲＳＧの蒸気に切替える期間と、ガスタービンの負
荷を部分負荷から定格負荷まで上昇させる期間とを重複
させるものである。従来は、温度差や密度差のある冷却
媒体を切替えると、ガスタービン内部に温度分布が発生
してガスタービンの運転に不具合があると考えられてお
り、必ず一の操作が終了して、その後の状態が安定して
から次の操作をしていた。

【００２２】しかし、この問題は動翼やタービン主軸等
の回転系における問題であり、静止系である静翼や燃焼
器あるいは燃焼器尾筒は、多少温度差や密度差のある冷
却媒体を切替えても、回転系にはほとんど影響を与えな
い。このため、ガスタービンの負荷上昇とともに静翼の
冷却蒸気を切替えてもガスタービンのトリップは起こら
ないので定格負荷運転までに要する時間を短縮でき、起
動損失もその分低減できる。また、このガスタービン複
合発電プラントの運転方法をコンピュータに実行させる
ためのプログラム（請求項５）によって、このガスター
ビンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。

【００２３】また、請求項６に係るガスタービン複合発
電プラントは、動翼、静翼、燃焼器または燃焼器尾筒そ
の他の高温部を空気または蒸気で冷却し、かつ発電機に
接続されて電力を発生させるガスタービンと、当該ガス
タービンの排熱を回収し、ここから回収した熱によって
蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、前記高温部材の冷
却媒体を車室空気から前記排熱回収ボイラーの蒸気へ切
替える際に、両者の温度を揃えるように制御する温度調
整手段と、前記ガスタービンの併入期間に重ねて、前記
高温部の冷却媒体を車室空気から前記排熱回収ボイラー
で生成される蒸気に切替える制御手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【００２４】このガスタービン複合発電プラントは、動
翼等の冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替える際に、両
者の温度を揃えてからガスタービンの併入期間に重ねて
切替えるようにしてある。このため、タービン主軸の軸
振動を許容値以内に収めることができ、ガスタービンの
トリップも回避できる。その結果、ガスタービンの起動
から定格運転までに要する時間を短縮できるので、起動
損失を低減できる。また、起動から定格負荷運転までに
要する時間が短いので、運転員の人件費も抑えることが
できる。そして、ガスタービンの起動開始時間が同じで
あれば、従来の運転方法と比較して長時間定常運転がで
きる。さらに、定常運転まで時間を要さないため、運転
と停止とを頻繁に繰り返す場合でも素早く定常出力を得
ることができる。このため、電力の需要に対してこれま
でよりも細かく対応できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
のが含まれるものとする。

【００２６】（実施の形態１）図１は、この発明に係る
ガスタービン複合発電プラントを示す説明図である。こ
のガスタービン複合発電プラント９００は、ガスタービ
ン５００とこれにつながれる発電機６００、蒸気タービ
ン２００とこれにつながれる発電機６１０、およびガス
タービンの排ガスによって蒸気を生成するＨＲＳＧ（排
熱回収ボイラー）４００を備えている。

【００２７】ガスタービン５００は、圧縮機６０と、燃
焼器４６と、タービン５０とを備えており、圧縮機６０
で圧縮された高温・高圧の空気が燃焼器４６に導かれ
る。燃焼器４６では、この高温・高圧の空気に、天然ガ
ス等のガス燃料や、軽油、軽重油等の液体燃料を噴射し
て燃焼させて高温の燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは
燃焼器尾筒４５を通ってタービン５０へ噴射され、ター
ビン５０で高温高圧の燃焼ガスが持つ熱エネルギーを回
転エネルギーに変換する。この回転エネルギーによって
圧縮機６０が駆動され、圧縮機６０を駆動した残りの回
転エネルギーによって発電機６００が駆動されて電力を
発生する。

【００２８】ガスタービン５００を起動する際には、発
電機６００をモーターとして回転させることで起動した
後、ガスタービン用クラッチユニット６５０によって発
電機６００から切り離される。そして、回転数を徐々に
高めて、定格回転数（３０００または３６００ｒｐｍ）
で定速運転に入り、車室３から抽気される車室空気によ
って動翼１、タービン主軸２等を暖機する。暖機終了
後、ガスタービン５００の併入期間に重ねて動翼１の冷
却媒体を車室空気からＨＰ−ＳＨ４２２の蒸気へ切替え
るが、このときには、車室空気と蒸気との温度を揃え
て、具体的には両者の温度差を１０℃以内に合わせてか
ら切替える。この詳細は後述する。

【００２９】タービン５０を駆動した燃焼ガスは、その
熱エネルギーを回収するためＨＲＳＧ４００へ導かれ
る。ここで、ＨＲＳＧ４００はガスタービン５００の排
ガスによって蒸気を生成するので、ガスタービン５００
の排ガス温度が十分高くないと蒸気タービン２００を駆
動するだけの蒸気を発生できない。ここで、ＨＲＳＧ４
００に蒸気タービン２００を駆動できるだけの蒸気を発
生させる熱量を与えるためには、ガスタービン５００に
定格負荷のおよそ２０〜３０％の負荷が加えられている
ことが必要である。この状態におけるガスタービン５０
０の排ガスをＨＲＳＧ４００に与えれば、蒸気タービン
２００を駆動できるだけの蒸気を発生できる。したがっ
て、ガスタービン５００の併入後、一定の負荷が加わっ
た状態（定格負荷の２０〜３０％）でガスタービン５０
０が運転されている状態で蒸気タービン２００を起動す
る。

【００３０】上記負荷状態であれば、ＨＲＳＧ４００は
蒸気タービン２００を駆動するのに十分な蒸気を発生で
きる。そこで、高圧蒸気弁３１、ＩＰ−ＧＶ３２等を開
けて、ＨＲＳＧ４００で生成した蒸気を蒸気タービン２
００の高圧蒸気タービン２１０や中圧蒸気タービン２２
０等に供給する。蒸気タービン２００が駆動されて一定
の回転数（３０００または３６００ｒｐｍ）まで昇速す
ると、蒸気タービン２００を併入する。このときには、
蒸気タービン用クラッチユニット６６０を作動させ、発
電機６１０と蒸気タービン２００とを連結する。この
後、動翼１や燃焼器尾筒４５あるいは燃焼器４６等の冷
却用蒸気を順次高圧蒸気タービン２１０の排気蒸気に切
替えて、これらの切替えが終了したらガスタービン５０
０および蒸気タービン２００の負荷を上昇させて、定格
負荷運転に入る。

【００３１】このように、ガスタービン複合発電プラン
ト９００では、ガスタービン５００の排熱をＨＲＳＧ４
００で回収するため、燃焼ガスの持つ熱エネルギーを効
率よく回収できる。また、ＨＲＳＧ４００や高圧蒸気タ
ービン２１０等によってさまざまな温度レベルを持つ蒸
気が生成されるので、その中から最も適した温度レベル
を持つ蒸気をガスタービン５００の動翼１や燃焼器尾筒
４５あるいは燃焼器４６等を冷却する媒体として使用で
きる。このため、冷却蒸気の温度調節が必要最小限で済
むので、温度調節に余分なエネルギーを消費せず、プラ
ント全体としての熱効率をより高くできる。また、この
ガスタービン複合発電プラント９００では、つぎに説明
する運転方法を採用しているので、ガスタービンの起動
から定格負荷運転までの期間を短くできる。このため、
起動損失を低減でき、経済的な運転ができる。

【００３２】図２は、この発明の実施の形態１に係るガ
スタービンの運転方法を示すフローチャートである。ま
た、図３は、この運転方法に適用できる制御装置を示す
説明図である。この運転方法は、ガスタービンの併入期
間に重ねて動静翼等の冷却に使用されている冷却空気を
バックアップ蒸気に切替える点に特徴がある。まず、ガ
スタービンを起動してガスタービンの運転を開始し、定
格回転数（３０００または３６００ｒｐｍ）まで昇速す
る。定格回転数までガスタービンの回転が上昇すると、
定速運転に入る。

【００３３】ガスタービンの起動直後における定速運転
の段階では、ＨＲＳＧから十分に蒸気が発生していない
ので、動翼の冷却にはガスタービンの車室空気を使用し
て動翼、タービン主軸、ローターディスク、あるいは静
翼の暖機をする（ステップＳ１０１）。その後、ＨＲＳ
Ｇから蒸気が十分に発生してきたら、ガスタービンの併
入期間に重ねて動翼等の冷却媒体を空気から蒸気に切替
える。しかし、それに先立ち、動翼等を冷却していた車
室空気の温度と、ＨＲＳＧ４００内に備えられているＨ
Ｐ−ＳＨ（High Pressure-Super Heater：高圧過熱器）
４２２（図１参照）からのバックアップ蒸気の温度とを
揃える必要がある。これは次の理由による。

【００３４】冷却空気として使用する車室空気温度と蒸
気温度との差が大きいと、ローターディスクやタービン
主軸等の回転系に熱膨張あるいは収縮を生ずる。特にタ
ービン主軸に生ずる周方向の温度分布が大きくなると、
軸振動が大きくなってその許容値を超えてしまい、ガス
タービンの運転を継続できずにトリップ（停止）してし
まう。ここで、車室空気温度と蒸気温度とをほぼ等しく
揃えれば、タービン主軸の振動を許容値以内に収めるこ
とができるので、ガスタービンがトリップするほどの軸
振動は発生しない。このため、軸振動を抑制し、ガスタ
ービンのトリップを招かないようにするため望ましくは
両者の温度を揃える必要があるからである。

【００３５】車室空気温度と蒸気温度とを揃える程度
は、理想的には両者の温度が等しくなるようにすること
が望ましいが、少なくとも両者の温度差を１５℃以内に
すれば、軸振動を許容値内に収めることができる。ただ
し、温度差が１５℃以内という条件は、軸振動の許容限
界に近い。したがって、より安定して冷却媒体を切替え
るには１２〜１３℃以内が好ましく、さらに安全を見込
むと両者の温度差は１０℃以内であることが望ましい。

【００３６】車室空気温度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとを揃え
るために、まず両者を測定して（ステップＳ１０２）、
両者の温度を比較する工程として両者の差分を取り、そ
の絶対値ΔＴが所定の温度（ここでは１０℃）に収まっ
たら（ステップＳ１０３）、ガスタービンを併入する
（ステップＳ１０５）。ΔＴが１０℃よりも大きい場合
には、例えば、つぎに説明する方法で車室空気温度Ｔａ
または蒸気温度Ｔｓのうち少なくとも一方を調整するこ
とで両者の温度を揃える（ステップＳ１０４）。

【００３７】ここで、車室空気温度Ｔａと蒸気温度Ｔｓ
との温度を揃えるために、動翼１とＨＰ−ＳＨ４２２と
の間には、水を高圧蒸気に噴射して高圧蒸気の温度を下
げるための水噴射スプレー３４が備えられている（図１
参照）。この水噴射スプレー３４には高圧給水ポンプ３
７が接続されており、ＨＰ−ＳＨ４２２から供給される
高圧蒸気に水を噴射する。高圧蒸気に噴射された水は微
粒子となって高圧蒸気中に拡散するので、高圧蒸気の温
度を急速に下げることができる。このため、蒸気温度と
車室空気温度とを素早く揃えることができる。

【００３８】また、車室空気温度を調整して、蒸気温度
との温度差を１０℃以内に収めるようにすることもでき
る。図４は、車室空気温度の調整手段を示した説明図で
ある。同図に示すように、車室空気の温度は、流量調整
弁２３によってＴＣＡクーラー２０で冷却する空気量を
変化させたり、あるいは作動させるファン２４の個数を
変化させたり、ファン２４の回転数を変化させることで
調整できる。

【００３９】蒸気温度Ｔｓおよび車室空気温度Ｔａは温
度計４０および４１で測定される（ステップＳ１０
２）。この測定結果は測定器１３１および１３２へ取り
込まれて電気信号に変換される。この電気信号は測定器
１３１および１３２でＡ／Ｄ変換された後、制御装置１
００へ送られて、この内部に備えられている処理部１１
０の減算器１１１によって両者の差分が計算される。そ
して、例えば、この差分の絶対値ΔＴ＝｜Ｔａ−Ｔｓ｜
が所定の回数（ここでは１０回）連続して１０℃以内に
収まったとき、車室空気温度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとの差
が１０℃以内に収まったと判断する。そして、処理部１
１０に備えられた演算器１１２から制御部であるコント
ローラ１２０にガスタービン併入のための制御信号を発
信してガスタービンを併入するが、そうでない場合には
両者の温度を１０℃以内に収めるように調整する。この
調整方法についてつぎに述べる。

【００４０】差分の絶対値ΔＴが１０℃以内に収まらな
い場合には、演算器１１２からコントローラ１２０に温
度調整のための制御信号を送る。そして、コントローラ
１２０によってＴＣＡクーラー２０または水噴射スプレ
ー３４を作動させ、ＴａまたはＴｓを調整して、ΔＴを
１０℃以内に収めるように制御する（ステップＳ１０
４）。このとき、車室空気または冷却蒸気の比熱から、
どの程度の空気をバイパスさせれば、あるいはどの程度
の水を噴射すればどのくらい温度が下がるのかを計算で
きる。したがって、この計算値を温度のフィードバック
とともに使用すると、より早くΔＴを所定の温度範囲に
収めることができる。なお、ＴＣＡクーラー２０または
水噴射スプレー３４は両方同時に作動させてもよいし、
どちらか一方のみを作動させて、ΔＴを１０℃以内に収
めるようにしてもよい。

【００４１】ここで、蒸気温度を上昇させるには、ＨＲ
ＳＧ４００に入力される熱エネルギーを大きくする必要
があるが、ＨＲＳＧ４００は熱容量が大きいため短時間
で蒸気温度を上昇させることは困難である。このため、
車室空気温度Ｔａの方が蒸気温度Ｔｓよりも高い場合に
は、ＴＣＡクーラー２０を通過する空気温度を増やす等
して冷却空気の温度を下げて、ΔＴを１０℃以内に収め
る。一方、車室空気温度Ｔａよりも蒸気温度Ｔｓの方が
高い場合には、水噴射スプレー３４によって蒸気に水噴
射することで蒸気温度Ｔｓを下げつつＴＣＡクーラー２
０を通過する冷却空気の量を少なくすることで、車室空
気温度Ｔａを高くする。このようにすると、車室空気温
度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとが同時に接近するので、より短
い時間でΔＴを１０℃以内に収めることができる。

【００４２】車室空気温度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとの差が
１０℃以内に収まったら、処理部１１０の演算器１１２
からコントローラ１２０にガスタービン併入のための制
御信号を発信してガスタービンを併入する（ステップＳ
１０５）。この制御信号を受けて、コントローラ１２０
はまず発電機６００を起動して、その回転数をガスター
ビン５００の回転数と同期させる。これは、静止してい
る発電機６００に高速回転しているガスタービン５００
をつなぐと、ガスタービン用クラッチユニット６５０や
タービン軸（図示せず）が破損するからである。

【００４３】ガスタービン５００と発電機６００との回
転数が同期したら、処理部１１０からコントローラ１２
０にクラッチ接続信号を送り、コントローラ１２０がガ
スタービン用クラッチユニット６５０を作動させてガス
タービン５００と発電機６００とをつないで併入が完了
する。ガスタービンの併入が完了したら、負荷を徐々に
高くするが（ステップＳ１０６）、このときに重ねて処
理部１１０からコントローラ１２０に冷却媒体切替え信
号を送る。なお、併入が完了してから冷却媒体を切替え
てもよいし、併入と同時に冷却媒体を切替えてもよい。
そして、動翼蒸気制御弁１０、圧力調整弁１１および排
気弁１３を制御して冷却媒体を蒸気に切替えて（ステッ
プＳ１０７）、ガスタービン５００の併入および冷却媒
体の切替えが完了する（ステップＳ１０８）。

【００４４】従来は、併入中あるいは併入後の昇負荷中
に動翼等の冷却媒体を切替えると、負荷の与えられた状
態で回転系に振動の原因となる熱膨張や収縮を与えるこ
とになるので、ガスタービンのトリップを招いていた。
このため、冷却媒体の切替えが終了して回転系の温度分
布が安定してからガスタービンを併入していた。その結
果、定格負荷運転に入るまでに長時間を要する結果、計
画通りにプラントを運転するためにはそれだけ早い時間
にガスタービンを起動する必要があった。また、定格負
荷運転まで運転し続ける結果、高価な冷却蒸気を余分に
使用したり、燃料を余分に消費したりする結果、運転費
用のコストアップを招き、いわゆる起動損失が増加して
いた。

【００４５】しかし、実施の形態１に係るガスタービン
の運転方法では、併入および冷却媒体の切替え時には、
車室空気と蒸気との温度差が１０℃以内に調整されてい
る。したがって、タービン主軸の振動等は許容値内に収
まり、ガスタービンの併入中であってもトリップは発生
しない。このため、ガスタービンの併入期間中に冷却媒
体を空気からバックアップ蒸気に切替えることができる
ので、定格負荷運転に入るまでの時間を従来よりも大幅
に短縮できる。その結果、冷却蒸気や燃料の消費、すな
わち起動損失を低減させることができ、さらに運転員の
人件費も抑えることができる。また、ガスタービンの起
動開始時間が同じであれば、従来の運転方法と比較して
長時間定格負荷運転ができる。さらに、定格負荷運転ま
で時間を要さないため、運転と停止とを頻繁に繰り返す
場合でも素早く定負荷出力を得ることができる。このた
め、電力の需要に対してこれまでよりも細かく対応でき
る。

【００４６】なお、上記処理部１１０は専用のハードウ
エアにより実現されるものであってもよく、また、この
処理部１１０はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）に
より構成され、処理部１１０の機能を実現するためのプ
ログラム（図示省略）をメモリにロードして実行するこ
とによりその機能を実現させるものであってもよい（以
下同様）。また、この制御装置１００には、周辺機器と
して入力装置、表示装置など（いずれも図示省略）をメ
モリにロードして実行することによりその機能を実現さ
せるものであってもよい（以下同様）。

【００４７】（変形例）図５は、実施の形態１の変形例
に係るガスタービンの運転方法を示すフローチャートで
ある。この運転方法は、ガスタービンの併入後、部分負
荷運転時に動静翼等の冷却に使用されている冷却空気を
バックアップ蒸気に切替える点に特徴がある。実施の形
態１に係るコンバインドサイクルの運転方法では、ガス
タービンの併入期間に重ねて冷却空気をバックアップ蒸
気に切替えていたが、この変形例に示すように、ガスタ
ービンの部分負荷時にこの切替えをしてもよい。

【００４８】ここで、部分負荷の意味について説明す
る。図６は、ガスタービンの負荷とガスタービンの排ガ
ス熱量および発生蒸気量との関係を示した説明図であ
る。同図（ａ）は、ガスタービンの負荷と一時間当たり
に発生する蒸気量との関係を表している。ここで、横軸
に示す負荷は、定格負荷を１００％としたときの割合を
表している。また、縦軸に示す発生蒸気量Ｖは、ガスタ
ービンが定格負荷で運転しているときにＨＲＳＧで一時
間あたりに発生する蒸気量を１００％としたときの割合
を表している。図６（ｂ）の縦軸は、ガスタービンの排
ガス熱量Ｑを表し、ガスタービンが定格負荷で運転して
いるときの排ガス熱量Ｑを１００％としたときの割合で
表示してある。

【００４９】冷却媒体を蒸気に切替える前は、車室空気
によって動翼等の高温部分を冷却する。これに対して、
冷却媒体切替え後の蒸気は、ガスタービン自身の排気ガ
スが持つ熱エネルギーをＨＲＳＧで回収することによっ
て生成される。そして、冷却空気を冷却蒸気に切替える
場合には、ガスタービン自身の排気ガスによって、動翼
等の高温部分を冷却するために必要な蒸気量をＨＲＳＧ
で作り出していることが必要である。

【００５０】純粋にエネルギーバランスのみを考慮すれ
ば、例えば図６（ａ）でいうガスタービンの負荷が１５
％程度でも、時間をかければこの必要蒸気量を確保でき
る。しかし、これは発電プラントの起動に時間を要する
ということになり、起動損失を大きくする。したがって
現実的には、起動から短時間で冷却に必要な蒸気量をま
かなうには、純粋にエネルギーバランスを考慮した負荷
よりも大きい負荷が、ガスタービンに加わっていること
が必要である。このときの負荷が部分負荷であり、プラ
ントにもよるがＨＲＳＧで一時間当たりに発生する蒸気
量Ｖが定格負荷時における蒸気量の２０％以上必要であ
り、図６（ｂ）からそのときの負荷は定格負荷の２０％
以上となる。つぎに、この変形例に係る運転方法につい
て、図５を参照しながら説明する。

【００５１】まず、ガスタービンを起動し、車室空気に
よって動翼やタービン主軸等を暖機した後、車室空気温
度Ｔａと蒸気温度Ｔｓとの差が１０℃以内に収まったら
（ステップＳ２０１）、ガスタービンを併入する（ステ
ップＳ２０２）。そして、ガスタービンの負荷を部分負
荷状態まで上昇させる（ステップＳ２０３）。一方、蒸
気温度Ｔｓと車室空気温度Ｔａとの温度差の絶対値ΔＴ
が１０℃以下かどうかを判断する（ステップＳ２０
４）。そして、ΔＴが１０℃よりも大きい場合にはＴＣ
Ａクーラー２０や水噴射スプレー３４によって、ΔＴが
１０℃以下になるように調整する（ステップＳ２０
５）。部分負荷時において、ΔＴが１０℃以下になった
ら、制御装置１００の処理部１１０（図３参照）からコ
ントローラ１２０に冷却媒体切替え信号を送り、動翼蒸
気制御弁１０、圧力調整弁１１および排気弁１３（図１
参照）を制御して、冷却媒体を蒸気に切替えて（ステッ
プＳ２０６）、冷却媒体の切替えが完了する（ステップ
Ｓ２０７）。

【００５２】なお、動翼等の冷却媒体切替えにあたり、
車室空気温度と蒸気温度とを揃えておく必要があるの
は、上記例と同様である。また、そのときの制御につい
ては、上記例の制御が適用できる。この変形例に係るガ
スタービンの運転方法は、部分負荷時に冷却媒体を空気
から冷却蒸気へ切替えるので、ガスタービンの起動から
定格負荷に移行するまでの時間を短縮できるので起動損
失を低減でき、経済的な運転ができる。

【００５３】（実施の形態２）図７は、実施の形態２の
変形例に係るガスタービンの運転方法を示す説明図であ
る。この運転方法は、燃焼器尾筒の冷却媒体を切替える
期間に、蒸気タービンを併入する点に特徴がある。図７
に示すように、まず、燃焼器尾筒４５および燃焼器４６
の冷却媒体を、工場補助ボイラー４８０の蒸気からＨＲ
ＳＧ４００内に備えられたＩＰ−ＳＨ（Intermediate P
ressure-Super Heater：中圧過熱機）４２３の蒸気に切
替える（ステップＳ３０１）。このときには、制御装置
１５０内に備えられた処理部１５３からの切替え信号を
受けて、コントローラ１５５が切替え弁１８０を工場蒸
気側からＩＰ−ＳＨ４２３側に切替える。この切替え弁
１８０は必要な弁を組み合わせて構成される。なお、蒸
気タービン２００の併入と同時に切替え信号を発しても
よいし、切替え信号を発するタイミングをずらしてもよ
い。

【００５４】つぎに、処理部１５３からコントローラ１
５５に蒸気タービン併入信号を送る（ステップＳ３０
２）。するとコントローラ１５５は発電機６１０を起動
して蒸気タービン２００と同期させる。両者の回転が同
期したら、処理部１５３がコントローラ１５５に蒸気タ
ービン用クラッチの接続信号を発し、コントローラ１５
５が蒸気タービン用クラッチユニット６６０を操作す
る。すると、発電機６１０と蒸気タービン２００とが連
結されて蒸気タービン２００の併入が完了する（ステッ
プＳ３０３）。

【００５５】蒸気タービン２００を併入すると、その
分、蒸気タービン２００に加わる負荷が大きくなり、併
入前よりも多くの蒸気を消費するので、ＨＲＳＧ４００
の蒸気消費量も増加する。したがって、燃焼器および燃
焼器尾筒冷却媒体の切替えと蒸気タービン２００の併入
とが重なると、ＨＲＳＧ４００の蒸気消費量がより多く
なる。そして、より多くの蒸気を発生させるためガスタ
ービン５００の負荷も上昇する結果、プラント全体の安
定性が低くなると考えられていた。このため、従来蒸気
タービン２００の併入と尾筒冷却蒸気の切替えとは同時
にできないと考えられていた。

【００５６】しかし、ＨＲＳＧ４００は熱容量が大きい
ので、ガスタービン５００の負荷はＨＲＳＧ４００の負
荷変動にはほとんど影響を受けない。このため、たとえ
燃焼器および燃焼器尾筒冷却蒸気の切替え期間に蒸気タ
ービン２００を併入しても、発電プラント全体の安定性
に与える影響はわずかであることが判明した。なお、燃
焼器尾筒４５および燃焼器４６の冷却媒体を切替える際
には、工場補助ボイラー４８０の蒸気温度とＩＰ−ＳＨ
４２３からの蒸気温度とをできるだけ同じ温度に揃える
ことが望ましい。両者の温度差があまり大きいと、熱衝
撃等によって燃焼器尾筒４５等が損傷を受ける場合があ
るからである。

【００５７】実施の形態２に係るガスタービンの運転方
法によれば、ガスタービンの燃焼器および燃焼器尾筒冷
却蒸気を切替える期間に重ねて蒸気タービンの併入がで
きるようになった。このため、燃焼器および燃焼器尾筒
冷却蒸気を切替えつつ、蒸気タービンを併入できるの
で、定格運転までの時間が短縮でき、起動損失も低減で
きる。

【００５８】（実施の形態３）図８は、この発明の実施
の形態３に係るコンバインドサイクルの運転方法の一例
を示す説明図である。この運転方法は、静翼の冷却媒体
を工場補助ボイラーの蒸気から高圧タービン排気蒸気に
切替えるときと、ガスタービンの負荷を定格負荷まで上
昇させるときとを重複させる点に特徴がある。図８
（ｃ）に示すように、ガスタービン５００および蒸気タ
ービン２００の負荷を定格負荷まで上昇させるととも
に、静翼４の冷却蒸気を工場補助ボイラー４８０の蒸気
から高圧蒸気タービン２１０の排気蒸気に切替える。

【００５９】つぎは、図８（ａ）および（ｃ）を参照し
て説明する。まず、制御装置１６０の処理部１６３から
コントローラ１６５に負荷上昇信号を発して、コントロ
ーラ１６５がガスタービン５００および蒸気タービン２
００の負荷を定格負荷まで上昇させる（ステップＳ４０
１）。具体的には、ガスタービン５００に供給する燃料
および空気を増やしたり、蒸気タービン２００に供給す
る蒸気量を増やしたりすることで、負荷を上昇させる。
つぎに、前記負荷上昇信号の発信と同時に、または負荷
上昇中に、処理部１６３からコントローラ１６５に、静
翼４の冷却媒体切替え信号を発する（ステップＳ４０
２）。するとコントローラ１６５が、この信号を受けて
切替え弁１８２を操作して、静翼４を冷却する蒸気を工
場補助ボイラー蒸気から高圧蒸気タービン排気蒸気に切
替えて、静翼４の冷却媒体切替えが完了する（ステップ
Ｓ４０３）。なお、この切替え弁１８２は、必要な弁を
組み合わせて構成される。

【００６０】ガスタービン動翼等の高温部材に温度の異
なる冷却媒体を流した場合には、熱膨張等によってガス
タービンに不具合が発生し、トリップにつながるおそれ
がある。このため、従来負荷上昇中に冷却蒸気の切替え
はできないと考えられていた。しかし、冷却媒体の密度
差や温度差あるいは比熱差によって不具合を起こすの
は、主に動翼、タービン主軸あるいはローターディスク
といったガスタービンの回転系である。このため、静止
系に設置されている静翼４の冷却媒体を切替えても直接
回転系には影響を与えないので、切替える冷却媒体の温
度差が極端に大きい場合を除いて、運転上支障となる不
適合は発生しない。なお、切替える冷却媒体の温度差が
極端に大きいと、熱衝撃によって静翼４等に不具合を与
えるおそれがあるので、この温度差はあまり大きくなら
ないようにする方が望ましい。このガスタービンの運転
方法では、負荷上昇とともに静翼の冷却蒸気を切替える
ことができるので、定格運転までの時間が短縮でき、起
動損失も低減できる。

【００６１】なお、実施形態３においては静翼の冷却蒸
気を工場蒸気から高圧蒸気タービン排気蒸気に切替えて
いるが、同時に動翼１の冷却蒸気を高圧過熱器４２１の
バックアップ蒸気から高圧蒸気タービン２１０の排気蒸
気に切替えてもよい。このときには、動翼１やタービン
主軸２といった回転系の冷却媒体を切替えるので、切替
え前後で冷却媒体の温度差が大きいと軸振動を発生し、
ガスタービン５００のトリップを招く。このため、高圧
過熱器４２１の蒸気と高圧蒸気タービン２１０の排気蒸
気との温度を揃えるように制御する必要がある。このよ
うにすれば、軸振動を許容値内に収めることができ、ガ
スタービンのトリップも防止できる。なお、このときの
温度を揃える制御については、上記実施の形態１におい
て説明した制御方法が適用できる。このように、この運
転方法ではガスタービンの負荷上昇とともに動翼の冷却
蒸気を切替えることができるので、定格負荷運転までの
時間が短縮でき、起動損失も低減できる。

【００６２】これまで説明した実施の形態１〜３に係る
制御方法を単独で使用しても、ガスタービンの起動から
定格負荷運転までの時間を短縮する作用はある。しか
し、二以上の上記運転方法を組み合わせると、さらにガ
スタービンの起動から定格負荷運転までの時間を短縮で
きるので、起動損失をさらに低減できる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るガ
スタービンの運転方法（請求項１）では、ガスタービン
の併入期間に重ねて、動翼やタービン主軸といったガス
タービン高温部材の冷却媒体を、車室空気から蒸気へ切
替えるようにした。そして、この切替を実現するため
に、車室空気温度と蒸気温度とを揃えてから冷却媒体を
切替えるようにした。このため、冷却媒体の切替え時に
おいてタービン主軸やローターディスクに生ずる周方向
の温度分布を小さくし、タービン主軸の軸振動を許容値
以内に収めることができる。これによって、ガスタービ
ンの併入期間に重ねて冷却媒体を切替えても、タービン
主軸の軸振動は許容値の範囲内なのでガスタービンのト
リップを回避できる。その結果、ガスタービンの起動か
ら定格運転までに要する時間を短縮できるので、起動損
失を低減できる。また、このガスタービンの運転方法を
コンピュータに実行させるためのプログラム（請求項
５）によって、このガスタービンの運転方法がコンピュ
ータを利用して実現できる。

【００６４】また、この発明に係るガスタービンの運転
方法（請求項２）では、いわゆるガスタービンの部分負
荷時に、車室空気温度と蒸気温度とを揃えてから動翼の
冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替えるようにした。動
翼やタービン主軸といったガスタービン高温部材の冷却
媒体を車室空気から蒸気へ切替える際には、両者の温度
を揃えれば軸振動を許容値以内に収めることができる。
このため、ガスタービンに負荷が加わった状態でも動翼
等の冷却媒体を切替えることができるので、ガスタービ
ンの起動から定格負荷まで移行する時間を短縮でき、こ
れにともなって起動損失も抑えることができる。また、
このガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させ
るためのプログラム（請求項５）によって、このガスタ
ービンの運転方法がコンピュータを利用して実現でき
る。

【００６５】また、この発明に係るガスタービン複合発
電プラントの運転方法（請求項３）では、燃焼器の冷却
媒体を、工場等の補助ボイラー蒸気からガスタービンの
排熱によって蒸気を発生する排熱回収ボイラーの蒸気へ
切替えるときに、蒸気タービンを併入するようにした。
これにより、燃焼器の冷却蒸気を切替える時期に合わせ
て蒸気タービンを併入できるので、定格負荷運転までに
要する時間を短縮でき、起動損失も低減できる。また、
このガスタービン複合発電プラントの運転方法をコンピ
ュータに実行させるためのプログラム（請求項５）によ
って、このガスタービンの運転方法がコンピュータを利
用して実現できる。

【００６６】また、この発明に係るガスタービン複合発
電プラントの運転方法（請求項４）では、静翼の冷却媒
体を工場等の補助ボイラー蒸気からＨＲＳＧの蒸気に切
替える期間と、ガスタービンの負荷を部分負荷から定格
負荷まで上昇させる期間とを重複させるようにした。静
止系である静翼や燃焼器あるいは燃焼器尾筒は、多少温
度差や密度差のある冷却媒体を切替えても、回転系には
ほとんど影響を与えず、ガスタービンのトリップも起こ
らない。このため、ガスタービンの負荷上昇とともに静
翼の冷却蒸気を切替えることができるので、定格負荷運
転までに要する時間を短縮でき、起動損失もその分低減
できる。また、このガスタービン複合発電プラントの運
転方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
（請求項５）によって、このガスタービンの運転方法が
コンピュータを利用して実現できる。

【００６７】また、この発明に係るガスタービン複合発
電プラント（請求項６）では、動翼等の冷却媒体を車室
空気から蒸気へ切替える際に、両者の温度を揃えてから
ガスタービンの併入期間に重ねて切替えるようにした。
このため、ガスタービンの起動から定格運転までに要す
る時間を短縮できるので、起動損失を低減できる。ま
た、起動から定格負荷運転までに要する時間が短いの
で、運転員の人件費も抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るガスタービン複合発電プラント
を示す説明図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係るガスタービンの
運転方法を示すフローチャートである。

【図３】この運転方法に適用できる制御装置を示す説明
図である。

【図４】車室空気温度の調整手段を示した説明図であ
る。

【図５】実施の形態１の変形例に係るコンバインドサイ
クルの運転方法を示すフローチャートである。

【図６】ガスタービンの負荷とガスタービンの排ガス熱
量および発生蒸気量との関係を示した説明図である。

【図７】実施の形態２の変形例に係るガスタービンの運
転方法を示す説明図である。

【図８】この発明の実施の形態３に係るコンバインドサ
イクルの運転方法の一例を示す説明図である。

【図９】動静翼に蒸気冷却を適用したガスタービンの部
分断面図である。

【図１０】高温部に蒸気冷却を採用したガスタービン複
合プラントを示す概略図である。

【符号の説明】

１ 動翼 ２ タービン主軸 ３ 車室 ４ 静翼 １０ 動翼蒸気制御弁 １１ 圧力調整弁 １３ 排気弁 ２０ ＴＣＡクーラー ２３ 流量調整弁 ２４ ファン ３１ 高圧蒸気弁 ３４ 水噴射スプレー ３７ 高圧給水ポンプ ４０、４１ 温度計 ４５ 燃焼器尾筒 ４６ 燃焼器 ５０ タービン ６０ 圧縮機 １００、１５０、１６０ 制御装置 １１０、１５３、１６３ 処理部 １１１ 減算器 １１２ 演算器 １２０、１５５、１６５ コントローラ １３１ 測定器 １８０、１８２ 切替え弁 ２００ 蒸気タービン ２１０ 高圧蒸気タービン ２２０ 中圧蒸気タービン ４８０ 工場補助ボイラー ５００ ガスタービン ６００、６１０ 発電機 ６５０ ガスタービン用クラッチユニット ６６０ 蒸気タービン用クラッチユニット ９００ ガスタービン複合発電プラント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G071 AB01 BA10 BA11 CA01 CA04 FA06 HA05 JA03 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA06 DA23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービンの高温部材を冷却する冷却
   媒体を車室空気から蒸気へ切替えるにあたって、 前記車室空気と前記蒸気との温度を測定し、両者の温度
   を比較する工程と、 この比較結果に基づき、前記車室空気または前記蒸気の
   うち少なくとも一方の温度を調整することで、前記車室
   空気温度と前記蒸気温度とを揃える工程と、 前記車室空気温度と前記蒸気温度とを揃えた後、ガスタ
   ービンの併入期間に重ねて前記高温部材の冷却媒体を車
   室空気から蒸気へ切替える工程と、 を有することを特徴とするガスタービンの運転方法。
2. 【請求項２】 ガスタービンの高温部材を冷却する冷却
   媒体を車室空気から蒸気へ切替えるにあたって、 前記車室空気と前記蒸気との温度を測定し、両者の温度
   を比較する工程と、 この比較結果に基づき、前記車室空気または前記蒸気の
   うち少なくとも一方の温度を調整することで、前記車室
   空気温度と前記蒸気温度とを揃える工程と、 前記ガスタービンがその排ガスによって自己の高温部を
   冷却するのに十分な蒸気を発生できる程度まで、前記ガ
   スタービンの負荷が上昇した状態であるときに、前記高
   温部材の冷却媒体を車室空気から前記ガスタービンの排
   ガスによって発生した蒸気へ切替える工程と、 を備えたことを特徴とするガスタービンの運転方法。
3. 【請求項３】 ガスタービンに定格負荷が加わる前の運
   転期間であって、且つ燃焼器を冷却する工場ボイラーそ
   の他のガスタービン複合プラント外から供給される蒸気
   をガスタービン複合プラント内に備えられた排熱回収ボ
   イラーからの蒸気に切替える期間に、蒸気タービンを併
   入することを特徴とするガスタービン複合発電プラント
   の運転方法。
4. 【請求項４】 ガスタービンの起動時から一定の期間静
   翼を冷却するために供給される蒸気を、補助ボイラーそ
   の他のガスタービンの排ガス以外を熱源として生成され
   る補助蒸気からガスタービンの排ガスによって蒸気を発
   生する排熱回収ボイラーで生成される蒸気に切替える期
   間に重ねて、ガスタービンの負荷を上昇させることを特
   徴とするガスタービン複合発電プラントの運転方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載した
   ガスタービンまたはガスタービン複合発電プラントの運
   転方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴
   とするコンピュータプログラム。
6. 【請求項６】 動翼、静翼、燃焼器または燃焼器尾筒そ
   の他の高温部を空気または蒸気で冷却し、かつ発電機に
   接続されて電力を発生させるガスタービンと、 当該ガスタービンの排熱を回収し、ここから回収した熱
   によって蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、 前記高温部材の冷却媒体を車室空気から前記排熱回収ボ
   イラーの蒸気へ切替える際に、両者の温度を揃えるよう
   に制御する温度調整手段と、 前記ガスタービンの併入期間に重ねて、前記高温部の冷
   却媒体を車室空気から前記排熱回収ボイラーで生成され
   る蒸気に切替える制御手段と、 を備えたことを特徴とするガスタービン複合発電プラン
   ト。