JP2005002892A - 自動冷却スピン制御装置及びこの自動冷却スピン制御装置を備えたガスタービンプラント - Google Patents
自動冷却スピン制御装置及びこの自動冷却スピン制御装置を備えたガスタービンプラント Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明は、ガスタービン停止後のガスタービンのスピン動作とスタックダンパの開閉動作とを自動的に行うことができる自動冷却スピン制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】燃焼器１ａの燃料供給を遮断した後、自動冷却スピン制御装置７がスタックダンパ４ａ及びモータ６を制御することによって、スタックダンパ４ａを開いた後に所定時間ガスタービン１を回転させてガスタービン１の回転を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるというスピン動作を自動的に複数回繰り返すことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】燃焼器１ａの燃料供給を遮断した後、自動冷却スピン制御装置７がスタックダンパ４ａ及びモータ６を制御することによって、スタックダンパ４ａを開いた後に所定時間ガスタービン１を回転させてガスタービン１の回転を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるというスピン動作を自動的に複数回繰り返すことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン停止時の冷却スピン動作を行うガスタービンプラントにおけるガスタービン及び当該ガスタービンプラントの冷却スピン動作を制御するための自動冷却スピン制御装置に関するもので、特に、ＨＲＳＧ（排ガスボイラ）にスタックダンパを備えたガスタービンプラント及び当該ガスタービンプラントに対する自動冷却スピン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンプラントにおいて、ガスタービンの停止後、ガスタービンのケーシング内部には、ガスタービン駆動時の燃焼ガスによって昇温された高熱の空気が残留する。そして、このガスタービンのケーシング内部では、高温の空気層が上部に、又、低温の空気層が下部に溜まる。よって、ガスタービンのケーシング内部の上下に温度差ができるため、ケーシング及びガスタービンそれぞれの上部及び下部において冷却される度合いが異なり、その収縮率も異なる。このことより、ケーシング及びガスタービンそれぞれにひずみが生じ、ガスタービンを再起動させたとき、動翼と静翼とが接触するなどして、異常振動を発生することがある。
【０００３】
停止後のケーシング内部の温度差が原因となるガスタービン及びケーシングのひずみを防ぐために、燃焼器への燃料供給を遮断してガスタービンを停止した後、ケーシング内部が十分に冷却されるまで、ガスタービンを定期的にモータなどで駆動するスピン動作が行われる。このようなスピン動作を行うことによって、ケーシング内部の空気を撹拌してケーシング内部の温度差を解消する。従来技術として、本出願人は、このようなスピン動作と燃焼器内に残留している燃料を空気で吹き飛ばすパージ運転とを同時に行うガスタービンの再起動方法を提供している（特許文献１参照）。
【０００４】
又、図９のように、ガスタービン１と蒸気タービン２とを備えたコンバインドプラントにおいては、燃焼器１ａの燃焼ガスにより回転するガスタービン１からの排ガスの熱を利用して蒸気タービン２に供給する蒸気を生成する排ガスボイラ（ＨＲＳＧ）４が排ガスダクト３を介して設けられる。又、ＨＲＳＧ４には、ガスタービン１の停止後、再起動時にできるだけ早く定格負荷に到達するために、ＨＲＳＧ４内部の熱が逃げないようにＨＲＳＧ４の出口側を閉じるスタックダンパ４ａが設けられる。又、燃焼器１ａに圧縮空気を供給する圧縮機５がガスタービン１と同軸となるように設けられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２５３０３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９のように構成されるコンバインドプラントにおいて、ガスタービン１を停止した後、ＨＲＳＧ４におけるドラム内の水をできるだけ高温に保つために、スタックダンパ４ａを閉じるが、このスタックダンパ４ａを閉じたまま、上述のスピン動作を行うと、排ガスダクト３内の圧力が上昇し、排ガスダクト３を破損する恐れがある。尚、ガスタービン１は、クラッチ６ａを介してモータ６の回転が伝達される。即ち、モータ６を駆動させることによって、クラッチ６ａを介してガスタービン１にモータ６の回転が伝達して、ガスタービン１がスピン動作を行う。
【０００７】
そのため、ガスタービン１のスピン動作を行うときには、まず、スタックダンパ４ａを開いてから行う必要がある。そして、ガスタービン１のスピン動作を終了すると、ＨＲＳＧ４内の熱ができるだけ外部に逃げることを防ぐために、スタックダンパ４ａを閉じる。ガスタービン１のスピン動作及びスタックダンパ４ａの開閉動作は自動化されていないため、従来は、運転員が行う必要があった。又、このスピン動作の時間によってスタックダンパ４を開く時間が変更するため、ＨＲＳＧ４内部の熱に影響を与えるため、運転員は、スピン動作に対する時間管理を正確に行う必要がある。以上より、ガスタービン１の停止後のスピン動作を効率よく行うために、運転員に負担がかかる。
【０００８】
このような問題を鑑みて、本発明は、ガスタービン停止後のガスタービンのスピン動作とスタックダンパの開閉動作とを自動的に行うことができる自動冷却スピン制御装置及び該自動冷却スピン制御装置を備えるガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の自動冷却スピン制御装置は、燃焼器への燃料供給を遮断してガスタービンの回転を停止させた後、該ガスタービンからの排ガスの熱より蒸気を発生する排ガスボイラからの排ガスの排出を防ぐスタックダンパを閉じるガスタービンプラントに設置される自動冷却スピン制御装置において、前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出する燃料遮断検出部と、当該燃料遮断検出部で燃料供給の遮断が検出されたタイミングに基づいて、前記ガスタービンを前記燃焼器への燃料供給を行わずに回転させる回転機構の駆動及び停止を制御する第１制御信号を出力する回転機構制御部と、前記スタックダンパの開閉を制御する第２制御信号を出力するスタックダンパ制御部と、を備え、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力し、前記ガスタービンを回転させた後に第１所定時間が経過すると、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力するとともに前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部から出力することで、一時的に前記スタックダンパを開くとともに前記ガスタービンを回転させるスピン動作を制御するとともに、前記燃料遮断検出部により前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出した後、第２所定時間毎に前記スピン動作の制御を複数回行うことを特徴とする。
【００１０】
このようにすることで、前記ガスタービンプラントにおける前記スピン動作を自動的に行うことができるとともに、前記スピン動作を行う回数と、各回毎の前記第１所定時間及び前記第２所定時間とを適宜設定することによって、前記ガスタービンプラントにおいて効率の良い前記スピン動作を実施することができる。又、前記第１所定時間及び前記第２所定時間は、各回の前記スピン動作毎に異なる値に設定することができるものとしても構わない。又、前記スピン動作の回数を１回だけとしても構わない。
【００１１】
このような自動冷却スピン制御装置において、請求項２に記載するように、前記第１所定時間が前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度を超えたときからの時間であるものとして、前記ガスタービンの回転速度が前記所定回転速度を超えて、前記ガスタービンの排ガスを十分に撹拌する効果が現れてから前記第１所定時間が経過したか否かを確認することができる。
【００１２】
又、請求項３に記載するように、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、第３所定時間が経過すると、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部より出力するものとして、前記スタックダンパが十分開いて排ガスの排出が可能な状態とした後に前記ガスタービンを回転させるように制御することができる。又、前記第３所定時間は、各回の前記スピン動作毎に異なる値に設定することができるものとしても構わない。
【００１３】
このとき、請求項４に記載するように、前記燃料遮断検出部が前記ガスタービンの燃料供給の遮断を検出したときに発生する燃料遮断検出信号を前記第２所定時間遅延させる第１遅延回路と、該第１遅延回路からの出力を前記第３所定時間遅延させる第２遅延回路と、前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度になったことを通知する信号と前記第２遅延回路からの出力が入力されるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの出力を前記第１所定時間遅延させる第３遅延回路と、を備え、前記第１遅延回路からの出力をトリガとして、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力し、前記第２遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力し、前記第３遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力するとともに、前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力することで、１回目の前記スピン動作を制御するようにしても構わない。
【００１４】
前記第１〜第３遅延回路を１段だけ設けることで、前記スピン動作を１回だけ制御するものとしても構わない。又、請求項５に記載するように、ｎ（ｎは２以上の整数）回の前記スピン動作を制御するとともに、前記第１〜第３遅延回路をｎ段備え、ｎ段目の前記第１遅延回路が、ｎ−１段目の前記第３遅延回路の出力を前記第２所定時間遅延させるとともに、前記第２遅延回路及び前記第３遅延回路はそれぞれ、同一段の前記第１遅延回路及び前記ＡＮＤ回路からの出力が入力されるものとしても構わない。
【００１５】
又、本発明のガスタービンプラントは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の自動冷却スピン制御装置と、前記ガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの熱により蒸気を発生する前記排ガスボイラと、前記ガスタービンを回転させる前記回転機構と、前記ガスタービンに燃焼ガスを供給する前記燃焼器と、閉じることにより前記排ガスボイラからの前記ガスタービンからの排ガスの排出を防ぐ前記スタックダンパと、前記排ガスボイラから発生する蒸気により回転する蒸気タービンと、を備え、前記ガスタービンへの燃料供給が遮断した後、前記自動冷却スピン制御装置からの前記第１制御信号により前記回転機構が制御されるとともに前記自動冷却スピン制御装置からの前記第２制御信号により前記スタックダンパが制御されることで、前記ガスタービンの前記スピン動作が制御されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明における自動冷却スピン制御装置を備えたコンバインドプラントの構成を示すブロック図である。又、図２は、本実施形態における自動冷却スピン制御装置の内部構成を示すブロック回路図である。
【００１７】
図１のコンバインドプラントは、燃焼器１ａからの燃焼ガスによって回転するガスタービン１と、ガスタービン１の排ガスの熱により発生した蒸気によって回転する蒸気タービン２と、ガスタービン１を回転させた燃焼器１ａからの燃焼ガスを排ガスとして排出する排ガスダクト３と、排ガスダクト３を通じて与えられるガスタービン１からの排ガスの熱を利用して蒸気タービン２に供給する蒸気を発生するＨＲＳＧ４と、回転して外部の空気を圧縮するガスタービン１と同軸の圧縮機５と、ガスタービン１にスピン動作を行わせるためにクラッチ６ａを介して回転を伝達するモータ６と、燃焼器１ａへの燃料供給を遮断した後にガスタービン１の自動冷却スピン動作を制御する自動冷却スピン制御装置７と、プラント全体を制御するための全体制御装置８と、を備える。尚、ガスタービン１と蒸気タービン２とが同軸であっても構わないし、異なる軸に構成されるものであっても構わない。
【００１８】
このようなコンバインドプラントにおいて、自動冷却スピン制御装置７では、図２のように、遅延回路Ｄ０において、ガスタービン１の燃焼器１ａの燃料供給を遮断する燃料供給遮断信号が所定時間Ｔ０だけ遅延されて、ＲＳフリップフロップＲＳ０のセット入力端子に入力される。又、所定回数（本実施形態では３回）のスピン動作が行われる自動冷却スピン動作が完了したことを示す自動冷却スピン完了信号がＲＳフリップフロップＲＳ０のリセット入力端子に入力される。そして、ＲＳフリップフロップＲＳ０の出力がＡＮＤ回路Ａ０の一方の入力端子に入力される。このＡＮＤ回路Ａ０の他方の入力端子には、自動冷却スピン動作を行うことを指示されたことを示す自動冷却スピン選択信号が全体制御装置８から入力される。
【００１９】
又、ガスタービン１の通常動作が指示されたことを示す通常起動信号と自動冷却スピン動作の中止が指示されたことを示す自動冷却スピン中止信号とが、全体制御装置８よりＯＲ回路Ｏ１に入力される。このＯＲ回路Ｏ１からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ１のリセット入力端子に入力されるとともに、ＡＮＤ回路Ａ０の出力がＲＳフリップフロップＲＳ１のセット入力端子に入力される。このＲＳフリップフロップＲＳ１からの出力が、自動冷却スピン動作の開始を示す自動冷却スピン開始信号として出力される。又、ＲＳフリップフロップＲＳ０，ＲＳ１の出力がＡＮＤ回路Ａ１に入力される。このＡＮＤ回路Ａ１からの出力が、自動冷却スピン動作が成される期間であることを示す自動冷却スピン期間信号として出力される。
【００２０】
そして、ＲＳフリップフロップＲＳ１からの自動冷却スピン開始信号が遅延回路Ｄ１に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ２の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ１において所定時間Ｔ１だけ遅延された自動冷却スピン開始信号がパルス発生回路Ｐ１に入力される。又、この遅延回路Ｄ１で遅延された信号と、ガスタービン１の回転速度ｒが所定回転速度ｒｘを超えたことを示す全体制御装置８から送信される回転速度確認信号とが、ＡＮＤ回路Ａ３に入力され、このＡＮＤ回路Ａ３からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ２のセット入力端子に入力される。
【００２１】
ＲＳフリップフロップＲＳ２の出力が遅延回路Ｄ２に入力されて所定時間Ｔ２だけ遅延されると、インバータＩ１及び遅延回路Ｄ３及びパルス発生回路Ｐ４に入力される。又、一方の入力端子に自動冷却スピン開始信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ２の他方の入力端子には、インバータＩ１からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２２】
又、遅延回路Ｄ３で所定時間Ｔ３だけ遅延された信号が遅延回路Ｄ４に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ４の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ４において所定時間Ｔ４だけ遅延された信号がパルス発生回路Ｐ２に入力される。又、この遅延回路Ｄ４からの信号と全体制御装置８からの回転速度確認信号とがＡＮＤ回路Ａ５に入力され、このＡＮＤ回路Ａ５からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ３のセット入力端子に入力される。ＲＳフリップフロップＲＳ３の出力が遅延回路Ｄ５に入力されて所定時間Ｔ５だけ遅延されると、インバータＩ２及び遅延回路Ｄ６及びパルス発生回路Ｐ５に入力される。又、一方の入力端子に遅延回路Ｄ３からの信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ４の他方の入力端子には、インバータＩ２からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２３】
又、遅延回路Ｄ６で所定時間Ｔ６だけ遅延された信号が遅延回路Ｄ７に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ６の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ７において所定時間Ｔ７だけ遅延された信号がパルス発生回路Ｐ３に入力される。又、この遅延回路Ｄ７からの信号と全体制御装置８からの回転速度確認信号とがＡＮＤ回路Ａ７に入力され、このＡＮＤ回路Ａ７からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ４のセット入力端子に入力される。ＲＳフリップフロップＲＳ４の出力が遅延回路Ｄ８に入力されて所定時間Ｔ８だけ遅延されると、インバータＩ３及び遅延回路Ｄ９及びパルス発生回路Ｐ６に入力される。又、一方の入力端子に遅延回路Ｄ６からの信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ６の他方の入力端子には、インバータＩ３からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２４】
又、ＡＮＤ回路Ａ１から出力される自動冷却スピン期間信号が、インバータＩ０に入力されて反転された後、ＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４のリセット入力端子に入力される。又、パルス発生回路Ｐ１〜Ｐ３それぞれからの出力がＯＲ回路Ｏ３の入力端子に入力され、パルス発生回路Ｐ４〜Ｐ６それぞれからの出力がＯＲ回路Ｏ４の入力端子に入力される。
【００２５】
ＯＲ回路Ｏ３からの出力は、ガスタービン１のスピン動作の許可を与える全体制御装置８からのスピン許可信号とともにＡＮＤ回路Ａ８に入力され、このＡＮＤ回路Ａ８から出力されるパルス信号がガスタービン１のスピン動作の開始を指示するスピン動作開始信号としてモータ６に出力される。又、ＯＲ回路Ｏ４から出力されるパルス信号は、ガスタービン１のスピン動作の停止を指示するスピン動作停止信号としてモータ６に出力される。
【００２６】
又、ＯＲ回路Ｏ２からの出力と全体制御装置８からのスタックダンパ４ａの制御を許可するスタックダンパ制御許可信号とがＡＮＤ回路Ａ９に入力され、ＡＮＤ回路Ａ９の出力がスタックダンパ４ａを開くためのスタックダンパ開信号としてスタックダンパ４ａに出力されるとともに、インバータＩ４に入力される。更に、インバータＩ４からは、ＡＮＤ回路Ａ９からの出力を反転することによって、スタックダンパ４ａを閉じるためのスタックダンパ閉信号をスタックダンパ４ａに出力する。又、遅延回路Ｄ９から出力される信号が、自動冷却スピン完了信号としてＲＳフリップフロップＲＳ０のリセット入力端子に入力される。
【００２７】
このように構成される自動冷却スピン制御装置７の動作について、図３の時間とガスタービン１の回転速度ｒとの関係を表したグラフと、図４及び図５の自動冷却スピン制御装置７内の各部における信号の変遷を表したタイミングチャートとを参照して説明する。燃焼器１ａへの燃料供給を遮断するために、燃焼器１ａへの燃料供給を行う燃料供給弁（不図示）に図４（ａ）のようなパルス信号となる燃料供給遮断信号が全体制御装置８から与えられて燃料供給弁を閉じたとき、燃焼器１ａへの燃料供給が遮断されるために、図３のように、ガスタービン１の回転速度ｒが徐々に低くなる。このとき、図３のように、スタックダンパ４ａは開いた状態のままである。
【００２８】
全体制御装置８では、ガスタービン１の回転速度ｒを確認し、その回転速度が所定回転速度ｒｙ（ｒｙ≦ｒｘ）を下回ったとき、図３のように、スタックダンパ４ａを閉じるとともに、図４（ｂ）のように、スタックダンパ制御許可信号をハイとする。よって、ＡＮＤ回路Ａ９には、ハイとなるスタックダンパ制御許可信号が入力されることとなり、自動冷却スピン制御装置７からのスタックダンパ開閉信号によるスタックダンパ４ａの開閉制御が行われるようになる。このとき、ＯＲ回路Ｏ２からの出力がローであるため、図５（ａ）のようにＡＮＤ回路Ａ９から出力されるスタックダンパ開信号がローであるとともに図５（ｂ）のようにインバータＩ４から出力されるスタックダンパ閉信号がハイであるため、スタックダンパ４ａは閉じたままである。
【００２９】
又、燃料供給遮断信号が自動冷却スピン制御装置７の遅延回路Ｄ０にも入力される。尚、全体制御装置８からＡＮＤ回路Ａ０に入力される自動冷却スピン選択信号がハイであるとともに、全体制御装置８からＯＲ回路Ｏ１に入力される通常起動信号及び自動冷却スピン中止信号がともにローである。そして、遅延回路Ｄ０で燃料供給遮断信号が所定時間Ｔ０だけ遅延されてＲＳフリップフロップＲＳ０のセット入力端子に入力されるため、図４（ｃ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ０からの出力が燃料供給遮断信号のパルスより所定時間Ｔ０だけ遅延してハイとなる。
【００３０】
そして、このＲＳフリップフロップＲＳ０からの出力がＡＮＤ回路Ａ０を通じてＲＳフリップフロップＲＳ１のセット入力端子に入力されるため、ＲＳフリップフロップＲＳ１の出力である自動冷却スピン開始信号も、図４（ｄ）のようにハイとなる。又、ＡＮＤ回路Ａ１からの自動冷却スピン期間信号は、ＲＳフリップフロップＲＳ０，ＲＳ１の出力がハイとなるため、図４（ｅ）のように、同様にハイとなる。このとき、遅延回路Ｄ１，Ｄ２で所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ遅延された信号がインバータＩ１に入力されるまで、インバータＩ１へ入力される遅延回路Ｄ２からの出力はローである。
【００３１】
よって、ＡＮＤ回路Ａ２に入力されるインバータＩ１からの出力がハイであり、ＲＳフリップフロップＲＳ１の出力がハイとなると、図４（ｆ）のように、ＡＮＤ回路Ａ２の出力もハイとなる。このように、ＡＮＤ回路Ａ２の出力がハイとなると、ＯＲ回路Ｏ２の出力がハイとなるためＡＮＤ回路Ａ９の出力がハイとなり、スタックダンパ開信号が図５（ａ）のようにハイとなるとともにスタックダンパ閉信号が図５（ｂ）のようにローとなることで、スタックダンパ４ａが図３のように開く。
【００３２】
そして、遅延回路Ｄ１で所定時間Ｔ１だけ自動冷却スピン開始信号が遅延されてハイとなる信号がパルス発生回路Ｐ１に与えられるため、図５（ｃ）のようなハイとなるパルス信号がパルス発生回路Ｐ１より出力され、ＡＮＤ回路Ａ８より図５（ｉ）のようにハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、図３のように、スタックダンパ４ａが開いた後、所定時間Ｔ１が経過して完全に開くと、ガスタービン１の回転を開始する。
【００３３】
その後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘを超えたことが確認されて回転速度確認信号が全体制御装置８からＡＮＤ回路Ａ３に入力されると、図４（ｇ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ２の出力がハイとなり、そして、図４（ｈ）のように、遅延回路Ｄ２で所定時間Ｔ２分だけ遅延されてハイとなる信号が出力される。よって、スピン動作開始信号が出力されてガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至った後、所定時間Ｔ２が経過すると、図５（ｆ）のようにパルス発生回路Ｐ４よりハイとなるパルス信号が出力され、図５（ｊ）のようにＯＲ回路Ｏ４よりハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力される。即ち、図３のように、ガスタービン１の回転が開始して所定回転速度ｒｘに至った後、所定時間Ｔ２が経過するとガスタービン１の回転を停止する。
【００３４】
又、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなるため、インバータＩ１からの出力がローとなり、図４（ｆ）のように、ＡＮＤ回路Ａ２からの出力がローとなる。よって、図５（ａ），（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともに、スタックダンパ閉信号がハイとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが閉じる。更に、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなると、遅延回路Ｄ３からの出力は、所定時間Ｔ３だけ遅延してハイとなる。
【００３５】
そのため、図４（ｉ）のように、ＡＮＤ回路Ａ４からの出力が、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなって所定時間Ｔ３が経過した後、ハイとなる。このようにＡＮＤ回路Ａ４からの出力がハイとなると、ＡＮＤ回路Ａ２がハイとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がハイとなるとともにスタックダンパ閉信号がローとなる。よって、図３のように、ガスタービン１のスピン動作を停止した後に所定時間Ｔ３が経過すると、スタックダンパ４ａが開く。
【００３６】
又、遅延回路Ｄ３からの出力が遅延回路Ｄ４に入力されて、所定時間Ｔ４だけ遅延させてＡＮＤ回路Ａ５に入力される。そして、遅延回路Ｄ３の出力がハイとなってから所定時間Ｔ４が経過すると、まず、図５（ｄ）のようにパルス発生回路Ｐ２よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｉ）のようにＡＮＤ回路Ａ８からハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、図３のように、スタックダンパ４ａが開いてから所定時間Ｔ４が経過すると、ガスタービン１がスピン動作を開始する。このようにしてガスタービン１がスピン動作を開始して、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ったとき、ＡＮＤ回路Ａ５の出力がハイとなるため、ＲＳフリップフロップＲＳ３の出力が図４（ｊ）のようにハイとなる。
【００３７】
そして、ＲＳフリップフロップＲＳ３からの出力がハイとなってから所定時間Ｔ５が経過すると、図４（ｋ）のように、遅延回路Ｄ５の出力がハイとなる。このとき、インバータＩ２を介して遅延回路Ｄ５の出力が入力されるＡＮＤ回路Ａ４の出力が図４（ｉ）のようにローとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２がローとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともにスタックダンパ閉信号がハイとなる。
【００３８】
又、遅延回路Ｄ５の出力が入力されるパルス発生回路Ｐ５より図５（ｇ）のようにハイとなるパルス信号が発生して、図５（ｊ）のように、ＯＲ回路Ｏ４よりハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力される。よって、図３のように、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ってから所定時間Ｔ５が経過すると、スタックダンパ４ａが閉じるとともにガスタービン１がスピン動作を停止する。
【００３９】
その後、遅延回路Ｄ５よりハイの信号が出力されてから所定時間Ｔ６が経過すると、遅延回路Ｄ６の出力がハイとなるため、図４（ｌ）のように、ＡＮＤ回路Ａ６の出力がハイとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２，Ａ４の出力がハイとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がハイとなるとともにスタックダンパ閉信号がローとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが開く。
【００４０】
そして、所定時間Ｔ７が経過すると、遅延回路Ｄ７の出力がハイとなり、図５（ｅ）のようにパルス発生回路Ｐ３よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｉ）のようにＡＮＤ回路Ａ８からハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、スタックダンパ４ａが開いてから所定時間Ｔ７が経過すると、図３のように、ガスタービン１がスピン動作を開始する。そして、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ると、ＡＮＤ回路Ａ７の出力がハイとなり、図４（ｍ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ４の出力がハイとなる。
【００４１】
その後、所定時間Ｔ８が経過すると、図４（ｎ）のように、遅延回路Ｄ８がハイとなり、図４（ｌ）のように、遅延回路Ｄ８の出力がインバータＩ３で反転されて入力されるＡＮＤ回路Ａ６の出力がローとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２，Ａ４の出力がローとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともにスタックダンパ閉信号がハイとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが閉じる。又、図５（ｈ）のようにパルス発生回路Ｐ６よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｊ）のようにＯＲ回路Ｏ４からハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力され、図３のように、ガスタービン１がスピン動作を停止する。
【００４２】
その後、遅延回路Ｄ８からの出力がハイとなってから所定時間Ｔ９が経過すると、図４（ｏ）のように、遅延回路Ｄ９から出力される自動冷却スピン完了信号がハイとなる。よって、自動冷却スピン完了信号がリセット入力端子に入力されるＲＳフリップフロップＲＳ０の出力が図４（ｃ）のようにローとなり、ＡＮＤ回路Ａ１より出力される自動冷却スピン期間信号が図４（ｅ）のようにローとなる。そのため、インバータＩ０からＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４のリセット入力端子に、ハイとなる信号が入力され、ＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４の出力がそれぞれ、図４（ｇ）、（ｊ）、（ｍ）のように、ローとなる。
【００４３】
又、遅延回路Ｄ９から出力される自動冷却スピン完了信号は全体制御装置８にも入力され、自動冷却スピン動作が完了したことが通知され、全体制御装置８から出力される自動冷却スピン中止信号がハイとされるとともにスタックダンパ制御許可信号及びスピン許可信号がローとされる。そのため、ＯＲ回路Ｏ１を介してハイとなる自動冷却スピン中止信号がＲＳフリップフロップＲＳ１のリセット入力端子に入力され、その出力である自動冷却スピン開始信号が図４（ｄ）のようにローとなる。又、自動冷却スピン制御装置７のスタックダンパ開信号及びスタックダンパ閉信号がＡＮＤ回路Ａ９によって図５（ａ）、（ｂ）のように無効とされるとともに、スピン動作開始信号がＡＮＤ回路Ａ８によって図５（ｉ）のように無効とされる。
【００４４】
このように、本実施形態においては、自動冷却スピン制御装置を図２のように構成することにより、図３のように、ガスタービン１の通常運転を停止した後、スタックダンパ４ａを開いた後にガスタービン１のスピン動作を所定時間行ってスタックダンパ４ａを閉じる動作を自動的に所定回数繰り返すことによって、自動冷却スピンを行う。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、本発明における自動冷却スピン制御装置を備えたコンバインドプラントの構成を示すブロック図である。又、図７は、本実施形態における自動冷却スピン制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
図６のコンバインドプラントは、図１のコンバインドプラントと異なり、自動冷却スピン制御装置７ａが、スタックダンパ４ａ及びモータ６に制御信号を与える制御部７１と、スタックダンパ４ａの開閉タイミングやガスタービン１のスピン動作のタイミングを記憶したタイムデータテーブル７２と、ｎ回のスピン動作を計数するカウンタ７３と、スピン動作を行う際の各タイミングの時間を計測するタイマ７４と、を備える。
【００４７】
タイムデータテーブル７２では、自動冷却スピン動作を行う際にｎ回のスピン動作を行うとき、ｎ回のスピン動作それぞれに対して、図８のように、スタックダンパ４ａを閉じてから開くまでの時間Ｔａｍ（ｍは、１≦ｍ≦ｎの整数）と、スタックダンパ４ａを開いた後にガスタービン１がスピン動作を開始するまでの時間Ｔｂｍと、ガスタービン１がスピン動作を開始してからガスタービン１を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるまでの時間Ｔｃｍとを格納する。
【００４８】
以下に、自動冷却スピン制御装置７ａによる動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、ガスタービン１を停止した後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｙを下回ったことを全体制御装置８が確認すると、自動冷却スピン制御装置７ａに対して自動冷却スピン動作を開始するように指示する。このとき、第１の実施形態と同様、全体制御装置８によってスタックダンパ４ａが閉じるように制御される。このように自動冷却スピン動作の開始が自動冷却スピン制御装置７ａに対して指示されると、まず、カウンタ７３の計数値ｋが１に初期化された後（ＳＴＥＰ１）、タイマ７４で計測される時間Ｔが０に初期化される（ＳＴＥＰ２）。
【００４９】
そして、タイムデータテーブル７２より、スタックダンパ４ａを閉じてから開くまでの時間Ｔｋａが読み出されると（ＳＴＥＰ３）、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋａを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ４）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋａとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スタックダンパ４ａを開くための信号をスタックダンパ４ａに送信し、スタックダンパ４ａを開く（ＳＴＥＰ５）。尚、時間Ｔｋａが経過するまで、ＳＴＥＰ４においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５０】
ＳＴＥＰ５でスタックダンパ４ａを開いた後、再び、タイマ７４によって計測される時間Ｔを０に初期化した後（ＳＴＥＰ６）、タイムデータテーブル７２より、スタックダンパ４ａを開いてからガスタービン１のスピン動作を開始するまでの時間Ｔｋｂを読み出すと（ＳＴＥＰ７）、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋｂを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ８）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋｂとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スピン動作を開始するための信号をモータ６に送信し、ガスタービン１によるスピン動作を開始する（ＳＴＥＰ９）。尚、時間Ｔｋｂが経過するまで、ＳＴＥＰ８においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５１】
ＳＴＥＰ９でガスタービン１のスピン動作を開始した後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ったか否かが全体制御装置８によって確認されて回転速度ｒｘに至ったことを示す回転速度確認信号が送信されたか否かが確認される（ＳＴＥＰ１０）。このとき、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘとなって全体制御装置８から回転速度確認信号が送信されると（Ｙｅｓ）、再び、タイマ７４によって計測される時間Ｔを０に初期化した後（ＳＴＥＰ１１）、ガスタービン１のスピン動作を開始してからガスタービン１のスピン動作を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるまでの時間Ｔｋｃを読み出す（ＳＴＥＰ１２）。尚、回転速度確認信号が与えられるまで、ＳＴＥＰ１０において、全体制御装置からの回転速度確認信号が確認される。
【００５２】
ＳＴＥＰ１２でタイムデータテーブル７２より時間Ｔｋｃが読み出されると、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋｃを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ１３）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋｃとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スピン動作を停止するための信号をモータ６に送信して、ガスタービン１によるスピン動作を停止する（ＳＴＥＰ１４）。その後、スタックダンパ４ａを閉じるための信号をスタックダンパ４ａに送信し、とともにスタックダンパ４ａを閉じる（ＳＴＥＰ１５）。尚、時間Ｔｋｃが経過するまで、ＳＴＥＰ１３においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５３】
ＳＴＥＰ１５でスタックダンパ４ａを閉じた後、カウンタ７３による計数値ｋがｎに至ったか否かが確認される（ＳＴＥＰ１６）。このとき、カウンタ７３の計数値ｋがｎでない場合（Ｎｏ）、カウンタ７３による計数値ｋを１つ計数した後（ＳＴＥＰ１７）、ＳＴＥＰ２に移行し、ＳＴＥＰ２以降の動作を再び行う。又、カウンタ７３の計数値ｋがｎである場合、自動冷却スピン動作を終了したことを示す自動冷却スピン完了信号を全体制御装置８に送信して（ＳＴＥＰ１８）、動作を終了する。
【００５４】
本実施形態のように構成することによって、ＳＴＥＰ１６で制限するカウンタ７３の計数値ｎとタイムデータテーブル７２内の時間Ｔａｍ、Ｔｂｍ、Ｔｃｍをそれぞれ設定することによって、自動冷却スピン動作を行う際において、ガスタービン１のスピン動作を適切な回数で設定することができるとともに、スタックダンパ４ａの開く時間及び閉じる時間を適切な時間に設定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、自動冷却スピン制御装置によって、ガスタービンのスピン動作を自動的に制御することができるため、従来のように、運転員によりスピン動作を行う必要がなくなる。又、このスピン動作を行う回数と、各回毎のスピン動作における第１所定時間及び前記第２所定時間及び第３所定時間とを適宜設定することで、ガスタービンのケーシング内部の温度差が小さくしてケーシングのひずみが生じすることを防止することができる。このとき、更に、排ガスボイラからの排出させる排ガスの量を適切な量に設定できるため、ガスタービンからの排ガスを排ガスボイラに排出する排ガスダクトなどの破壊を防ぐとともに、排ガスボイラ内の熱量をある程度保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【図２】図１のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図３】自動冷却スピン動作時におけるガスタービンの回転速度の変遷を示すグラフ。
【図４】図２の自動冷却スピン制御装置の各部における信号の変遷を示すタイミングチャート。
【図５】図２の自動冷却スピン制御装置の各部における信号の変遷を示すタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【図７】図６のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置の動作を示すフローチャート。
【図８】図６のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置が備えるタイムデータテーブル内の記憶状態を示す図。
【図９】従来のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ ガスタービン
１ａ 燃焼器
２ 蒸気タービン
３ 排ガスダクト
４ ＨＲＳＧ
４ａ スタックダンパ
５ 圧縮機
６ モータ
６ａ クラッチ
７，７ａ 自動冷却スピン制御装置
８ 全体制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン停止時の冷却スピン動作を行うガスタービンプラントにおけるガスタービン及び当該ガスタービンプラントの冷却スピン動作を制御するための自動冷却スピン制御装置に関するもので、特に、ＨＲＳＧ（排ガスボイラ）にスタックダンパを備えたガスタービンプラント及び当該ガスタービンプラントに対する自動冷却スピン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンプラントにおいて、ガスタービンの停止後、ガスタービンのケーシング内部には、ガスタービン駆動時の燃焼ガスによって昇温された高熱の空気が残留する。そして、このガスタービンのケーシング内部では、高温の空気層が上部に、又、低温の空気層が下部に溜まる。よって、ガスタービンのケーシング内部の上下に温度差ができるため、ケーシング及びガスタービンそれぞれの上部及び下部において冷却される度合いが異なり、その収縮率も異なる。このことより、ケーシング及びガスタービンそれぞれにひずみが生じ、ガスタービンを再起動させたとき、動翼と静翼とが接触するなどして、異常振動を発生することがある。
【０００３】
停止後のケーシング内部の温度差が原因となるガスタービン及びケーシングのひずみを防ぐために、燃焼器への燃料供給を遮断してガスタービンを停止した後、ケーシング内部が十分に冷却されるまで、ガスタービンを定期的にモータなどで駆動するスピン動作が行われる。このようなスピン動作を行うことによって、ケーシング内部の空気を撹拌してケーシング内部の温度差を解消する。従来技術として、本出願人は、このようなスピン動作と燃焼器内に残留している燃料を空気で吹き飛ばすパージ運転とを同時に行うガスタービンの再起動方法を提供している（特許文献１参照）。
【０００４】
又、図９のように、ガスタービン１と蒸気タービン２とを備えたコンバインドプラントにおいては、燃焼器１ａの燃焼ガスにより回転するガスタービン１からの排ガスの熱を利用して蒸気タービン２に供給する蒸気を生成する排ガスボイラ（ＨＲＳＧ）４が排ガスダクト３を介して設けられる。又、ＨＲＳＧ４には、ガスタービン１の停止後、再起動時にできるだけ早く定格負荷に到達するために、ＨＲＳＧ４内部の熱が逃げないようにＨＲＳＧ４の出口側を閉じるスタックダンパ４ａが設けられる。又、燃焼器１ａに圧縮空気を供給する圧縮機５がガスタービン１と同軸となるように設けられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２５３０３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９のように構成されるコンバインドプラントにおいて、ガスタービン１を停止した後、ＨＲＳＧ４におけるドラム内の水をできるだけ高温に保つために、スタックダンパ４ａを閉じるが、このスタックダンパ４ａを閉じたまま、上述のスピン動作を行うと、排ガスダクト３内の圧力が上昇し、排ガスダクト３を破損する恐れがある。尚、ガスタービン１は、クラッチ６ａを介してモータ６の回転が伝達される。即ち、モータ６を駆動させることによって、クラッチ６ａを介してガスタービン１にモータ６の回転が伝達して、ガスタービン１がスピン動作を行う。
【０００７】
そのため、ガスタービン１のスピン動作を行うときには、まず、スタックダンパ４ａを開いてから行う必要がある。そして、ガスタービン１のスピン動作を終了すると、ＨＲＳＧ４内の熱ができるだけ外部に逃げることを防ぐために、スタックダンパ４ａを閉じる。ガスタービン１のスピン動作及びスタックダンパ４ａの開閉動作は自動化されていないため、従来は、運転員が行う必要があった。又、このスピン動作の時間によってスタックダンパ４を開く時間が変更するため、ＨＲＳＧ４内部の熱に影響を与えるため、運転員は、スピン動作に対する時間管理を正確に行う必要がある。以上より、ガスタービン１の停止後のスピン動作を効率よく行うために、運転員に負担がかかる。
【０００８】
このような問題を鑑みて、本発明は、ガスタービン停止後のガスタービンのスピン動作とスタックダンパの開閉動作とを自動的に行うことができる自動冷却スピン制御装置及び該自動冷却スピン制御装置を備えるガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の自動冷却スピン制御装置は、燃焼器への燃料供給を遮断してガスタービンの回転を停止させた後、該ガスタービンからの排ガスの熱より蒸気を発生する排ガスボイラからの排ガスの排出を防ぐスタックダンパを閉じるガスタービンプラントに設置される自動冷却スピン制御装置において、前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出する燃料遮断検出部と、当該燃料遮断検出部で燃料供給の遮断が検出されたタイミングに基づいて、前記ガスタービンを前記燃焼器への燃料供給を行わずに回転させる回転機構の駆動及び停止を制御する第１制御信号を出力する回転機構制御部と、前記スタックダンパの開閉を制御する第２制御信号を出力するスタックダンパ制御部と、を備え、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力し、前記ガスタービンを回転させた後に第１所定時間が経過すると、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力するとともに前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部から出力することで、一時的に前記スタックダンパを開くとともに前記ガスタービンを回転させるスピン動作を制御するとともに、前記燃料遮断検出部により前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出した後、第２所定時間毎に前記スピン動作の制御を複数回行うことを特徴とする。
【００１０】
このようにすることで、前記ガスタービンプラントにおける前記スピン動作を自動的に行うことができるとともに、前記スピン動作を行う回数と、各回毎の前記第１所定時間及び前記第２所定時間とを適宜設定することによって、前記ガスタービンプラントにおいて効率の良い前記スピン動作を実施することができる。又、前記第１所定時間及び前記第２所定時間は、各回の前記スピン動作毎に異なる値に設定することができるものとしても構わない。又、前記スピン動作の回数を１回だけとしても構わない。
【００１１】
このような自動冷却スピン制御装置において、請求項２に記載するように、前記第１所定時間が前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度を超えたときからの時間であるものとして、前記ガスタービンの回転速度が前記所定回転速度を超えて、前記ガスタービンの排ガスを十分に撹拌する効果が現れてから前記第１所定時間が経過したか否かを確認することができる。
【００１２】
又、請求項３に記載するように、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、第３所定時間が経過すると、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部より出力するものとして、前記スタックダンパが十分開いて排ガスの排出が可能な状態とした後に前記ガスタービンを回転させるように制御することができる。又、前記第３所定時間は、各回の前記スピン動作毎に異なる値に設定することができるものとしても構わない。
【００１３】
このとき、請求項４に記載するように、前記燃料遮断検出部が前記ガスタービンの燃料供給の遮断を検出したときに発生する燃料遮断検出信号を前記第２所定時間遅延させる第１遅延回路と、該第１遅延回路からの出力を前記第３所定時間遅延させる第２遅延回路と、前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度になったことを通知する信号と前記第２遅延回路からの出力が入力されるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの出力を前記第１所定時間遅延させる第３遅延回路と、を備え、前記第１遅延回路からの出力をトリガとして、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力し、前記第２遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力し、前記第３遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力するとともに、前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力することで、１回目の前記スピン動作を制御するようにしても構わない。
【００１４】
前記第１〜第３遅延回路を１段だけ設けることで、前記スピン動作を１回だけ制御するものとしても構わない。又、請求項５に記載するように、ｎ（ｎは２以上の整数）回の前記スピン動作を制御するとともに、前記第１〜第３遅延回路をｎ段備え、ｎ段目の前記第１遅延回路が、ｎ−１段目の前記第３遅延回路の出力を前記第２所定時間遅延させるとともに、前記第２遅延回路及び前記第３遅延回路はそれぞれ、同一段の前記第１遅延回路及び前記ＡＮＤ回路からの出力が入力されるものとしても構わない。
【００１５】
又、本発明のガスタービンプラントは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の自動冷却スピン制御装置と、前記ガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの熱により蒸気を発生する前記排ガスボイラと、前記ガスタービンを回転させる前記回転機構と、前記ガスタービンに燃焼ガスを供給する前記燃焼器と、閉じることにより前記排ガスボイラからの前記ガスタービンからの排ガスの排出を防ぐ前記スタックダンパと、前記排ガスボイラから発生する蒸気により回転する蒸気タービンと、を備え、前記ガスタービンへの燃料供給が遮断した後、前記自動冷却スピン制御装置からの前記第１制御信号により前記回転機構が制御されるとともに前記自動冷却スピン制御装置からの前記第２制御信号により前記スタックダンパが制御されることで、前記ガスタービンの前記スピン動作が制御されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明における自動冷却スピン制御装置を備えたコンバインドプラントの構成を示すブロック図である。又、図２は、本実施形態における自動冷却スピン制御装置の内部構成を示すブロック回路図である。
【００１７】
図１のコンバインドプラントは、燃焼器１ａからの燃焼ガスによって回転するガスタービン１と、ガスタービン１の排ガスの熱により発生した蒸気によって回転する蒸気タービン２と、ガスタービン１を回転させた燃焼器１ａからの燃焼ガスを排ガスとして排出する排ガスダクト３と、排ガスダクト３を通じて与えられるガスタービン１からの排ガスの熱を利用して蒸気タービン２に供給する蒸気を発生するＨＲＳＧ４と、回転して外部の空気を圧縮するガスタービン１と同軸の圧縮機５と、ガスタービン１にスピン動作を行わせるためにクラッチ６ａを介して回転を伝達するモータ６と、燃焼器１ａへの燃料供給を遮断した後にガスタービン１の自動冷却スピン動作を制御する自動冷却スピン制御装置７と、プラント全体を制御するための全体制御装置８と、を備える。尚、ガスタービン１と蒸気タービン２とが同軸であっても構わないし、異なる軸に構成されるものであっても構わない。
【００１８】
このようなコンバインドプラントにおいて、自動冷却スピン制御装置７では、図２のように、遅延回路Ｄ０において、ガスタービン１の燃焼器１ａの燃料供給を遮断する燃料供給遮断信号が所定時間Ｔ０だけ遅延されて、ＲＳフリップフロップＲＳ０のセット入力端子に入力される。又、所定回数（本実施形態では３回）のスピン動作が行われる自動冷却スピン動作が完了したことを示す自動冷却スピン完了信号がＲＳフリップフロップＲＳ０のリセット入力端子に入力される。そして、ＲＳフリップフロップＲＳ０の出力がＡＮＤ回路Ａ０の一方の入力端子に入力される。このＡＮＤ回路Ａ０の他方の入力端子には、自動冷却スピン動作を行うことを指示されたことを示す自動冷却スピン選択信号が全体制御装置８から入力される。
【００１９】
又、ガスタービン１の通常動作が指示されたことを示す通常起動信号と自動冷却スピン動作の中止が指示されたことを示す自動冷却スピン中止信号とが、全体制御装置８よりＯＲ回路Ｏ１に入力される。このＯＲ回路Ｏ１からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ１のリセット入力端子に入力されるとともに、ＡＮＤ回路Ａ０の出力がＲＳフリップフロップＲＳ１のセット入力端子に入力される。このＲＳフリップフロップＲＳ１からの出力が、自動冷却スピン動作の開始を示す自動冷却スピン開始信号として出力される。又、ＲＳフリップフロップＲＳ０，ＲＳ１の出力がＡＮＤ回路Ａ１に入力される。このＡＮＤ回路Ａ１からの出力が、自動冷却スピン動作が成される期間であることを示す自動冷却スピン期間信号として出力される。
【００２０】
そして、ＲＳフリップフロップＲＳ１からの自動冷却スピン開始信号が遅延回路Ｄ１に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ２の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ１において所定時間Ｔ１だけ遅延された自動冷却スピン開始信号がパルス発生回路Ｐ１に入力される。又、この遅延回路Ｄ１で遅延された信号と、ガスタービン１の回転速度ｒが所定回転速度ｒｘを超えたことを示す全体制御装置８から送信される回転速度確認信号とが、ＡＮＤ回路Ａ３に入力され、このＡＮＤ回路Ａ３からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ２のセット入力端子に入力される。
【００２１】
ＲＳフリップフロップＲＳ２の出力が遅延回路Ｄ２に入力されて所定時間Ｔ２だけ遅延されると、インバータＩ１及び遅延回路Ｄ３及びパルス発生回路Ｐ４に入力される。又、一方の入力端子に自動冷却スピン開始信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ２の他方の入力端子には、インバータＩ１からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２２】
又、遅延回路Ｄ３で所定時間Ｔ３だけ遅延された信号が遅延回路Ｄ４に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ４の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ４において所定時間Ｔ４だけ遅延された信号がパルス発生回路Ｐ２に入力される。又、この遅延回路Ｄ４からの信号と全体制御装置８からの回転速度確認信号とがＡＮＤ回路Ａ５に入力され、このＡＮＤ回路Ａ５からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ３のセット入力端子に入力される。ＲＳフリップフロップＲＳ３の出力が遅延回路Ｄ５に入力されて所定時間Ｔ５だけ遅延されると、インバータＩ２及び遅延回路Ｄ６及びパルス発生回路Ｐ５に入力される。又、一方の入力端子に遅延回路Ｄ３からの信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ４の他方の入力端子には、インバータＩ２からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２３】
又、遅延回路Ｄ６で所定時間Ｔ６だけ遅延された信号が遅延回路Ｄ７に入力されるとともにＡＮＤ回路Ａ６の一方の入力端子に入力される。遅延回路Ｄ７において所定時間Ｔ７だけ遅延された信号がパルス発生回路Ｐ３に入力される。又、この遅延回路Ｄ７からの信号と全体制御装置８からの回転速度確認信号とがＡＮＤ回路Ａ７に入力され、このＡＮＤ回路Ａ７からの出力がＲＳフリップフロップＲＳ４のセット入力端子に入力される。ＲＳフリップフロップＲＳ４の出力が遅延回路Ｄ８に入力されて所定時間Ｔ８だけ遅延されると、インバータＩ３及び遅延回路Ｄ９及びパルス発生回路Ｐ６に入力される。又、一方の入力端子に遅延回路Ｄ６からの信号が入力されるＡＮＤ回路Ａ６の他方の入力端子には、インバータＩ３からの出力が入力され、その出力がＯＲ回路Ｏ２の１つの入力端子に入力される。
【００２４】
又、ＡＮＤ回路Ａ１から出力される自動冷却スピン期間信号が、インバータＩ０に入力されて反転された後、ＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４のリセット入力端子に入力される。又、パルス発生回路Ｐ１〜Ｐ３それぞれからの出力がＯＲ回路Ｏ３の入力端子に入力され、パルス発生回路Ｐ４〜Ｐ６それぞれからの出力がＯＲ回路Ｏ４の入力端子に入力される。
【００２５】
ＯＲ回路Ｏ３からの出力は、ガスタービン１のスピン動作の許可を与える全体制御装置８からのスピン許可信号とともにＡＮＤ回路Ａ８に入力され、このＡＮＤ回路Ａ８から出力されるパルス信号がガスタービン１のスピン動作の開始を指示するスピン動作開始信号としてモータ６に出力される。又、ＯＲ回路Ｏ４から出力されるパルス信号は、ガスタービン１のスピン動作の停止を指示するスピン動作停止信号としてモータ６に出力される。
【００２６】
又、ＯＲ回路Ｏ２からの出力と全体制御装置８からのスタックダンパ４ａの制御を許可するスタックダンパ制御許可信号とがＡＮＤ回路Ａ９に入力され、ＡＮＤ回路Ａ９の出力がスタックダンパ４ａを開くためのスタックダンパ開信号としてスタックダンパ４ａに出力されるとともに、インバータＩ４に入力される。更に、インバータＩ４からは、ＡＮＤ回路Ａ９からの出力を反転することによって、スタックダンパ４ａを閉じるためのスタックダンパ閉信号をスタックダンパ４ａに出力する。又、遅延回路Ｄ９から出力される信号が、自動冷却スピン完了信号としてＲＳフリップフロップＲＳ０のリセット入力端子に入力される。
【００２７】
このように構成される自動冷却スピン制御装置７の動作について、図３の時間とガスタービン１の回転速度ｒとの関係を表したグラフと、図４及び図５の自動冷却スピン制御装置７内の各部における信号の変遷を表したタイミングチャートとを参照して説明する。燃焼器１ａへの燃料供給を遮断するために、燃焼器１ａへの燃料供給を行う燃料供給弁（不図示）に図４（ａ）のようなパルス信号となる燃料供給遮断信号が全体制御装置８から与えられて燃料供給弁を閉じたとき、燃焼器１ａへの燃料供給が遮断されるために、図３のように、ガスタービン１の回転速度ｒが徐々に低くなる。このとき、図３のように、スタックダンパ４ａは開いた状態のままである。
【００２８】
全体制御装置８では、ガスタービン１の回転速度ｒを確認し、その回転速度が所定回転速度ｒｙ（ｒｙ≦ｒｘ）を下回ったとき、図３のように、スタックダンパ４ａを閉じるとともに、図４（ｂ）のように、スタックダンパ制御許可信号をハイとする。よって、ＡＮＤ回路Ａ９には、ハイとなるスタックダンパ制御許可信号が入力されることとなり、自動冷却スピン制御装置７からのスタックダンパ開閉信号によるスタックダンパ４ａの開閉制御が行われるようになる。このとき、ＯＲ回路Ｏ２からの出力がローであるため、図５（ａ）のようにＡＮＤ回路Ａ９から出力されるスタックダンパ開信号がローであるとともに図５（ｂ）のようにインバータＩ４から出力されるスタックダンパ閉信号がハイであるため、スタックダンパ４ａは閉じたままである。
【００２９】
又、燃料供給遮断信号が自動冷却スピン制御装置７の遅延回路Ｄ０にも入力される。尚、全体制御装置８からＡＮＤ回路Ａ０に入力される自動冷却スピン選択信号がハイであるとともに、全体制御装置８からＯＲ回路Ｏ１に入力される通常起動信号及び自動冷却スピン中止信号がともにローである。そして、遅延回路Ｄ０で燃料供給遮断信号が所定時間Ｔ０だけ遅延されてＲＳフリップフロップＲＳ０のセット入力端子に入力されるため、図４（ｃ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ０からの出力が燃料供給遮断信号のパルスより所定時間Ｔ０だけ遅延してハイとなる。
【００３０】
そして、このＲＳフリップフロップＲＳ０からの出力がＡＮＤ回路Ａ０を通じてＲＳフリップフロップＲＳ１のセット入力端子に入力されるため、ＲＳフリップフロップＲＳ１の出力である自動冷却スピン開始信号も、図４（ｄ）のようにハイとなる。又、ＡＮＤ回路Ａ１からの自動冷却スピン期間信号は、ＲＳフリップフロップＲＳ０，ＲＳ１の出力がハイとなるため、図４（ｅ）のように、同様にハイとなる。このとき、遅延回路Ｄ１，Ｄ２で所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ遅延された信号がインバータＩ１に入力されるまで、インバータＩ１へ入力される遅延回路Ｄ２からの出力はローである。
【００３１】
よって、ＡＮＤ回路Ａ２に入力されるインバータＩ１からの出力がハイであり、ＲＳフリップフロップＲＳ１の出力がハイとなると、図４（ｆ）のように、ＡＮＤ回路Ａ２の出力もハイとなる。このように、ＡＮＤ回路Ａ２の出力がハイとなると、ＯＲ回路Ｏ２の出力がハイとなるためＡＮＤ回路Ａ９の出力がハイとなり、スタックダンパ開信号が図５（ａ）のようにハイとなるとともにスタックダンパ閉信号が図５（ｂ）のようにローとなることで、スタックダンパ４ａが図３のように開く。
【００３２】
そして、遅延回路Ｄ１で所定時間Ｔ１だけ自動冷却スピン開始信号が遅延されてハイとなる信号がパルス発生回路Ｐ１に与えられるため、図５（ｃ）のようなハイとなるパルス信号がパルス発生回路Ｐ１より出力され、ＡＮＤ回路Ａ８より図５（ｉ）のようにハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、図３のように、スタックダンパ４ａが開いた後、所定時間Ｔ１が経過して完全に開くと、ガスタービン１の回転を開始する。
【００３３】
その後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘを超えたことが確認されて回転速度確認信号が全体制御装置８からＡＮＤ回路Ａ３に入力されると、図４（ｇ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ２の出力がハイとなり、そして、図４（ｈ）のように、遅延回路Ｄ２で所定時間Ｔ２分だけ遅延されてハイとなる信号が出力される。よって、スピン動作開始信号が出力されてガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至った後、所定時間Ｔ２が経過すると、図５（ｆ）のようにパルス発生回路Ｐ４よりハイとなるパルス信号が出力され、図５（ｊ）のようにＯＲ回路Ｏ４よりハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力される。即ち、図３のように、ガスタービン１の回転が開始して所定回転速度ｒｘに至った後、所定時間Ｔ２が経過するとガスタービン１の回転を停止する。
【００３４】
又、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなるため、インバータＩ１からの出力がローとなり、図４（ｆ）のように、ＡＮＤ回路Ａ２からの出力がローとなる。よって、図５（ａ），（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともに、スタックダンパ閉信号がハイとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが閉じる。更に、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなると、遅延回路Ｄ３からの出力は、所定時間Ｔ３だけ遅延してハイとなる。
【００３５】
そのため、図４（ｉ）のように、ＡＮＤ回路Ａ４からの出力が、遅延回路Ｄ２からの出力がハイとなって所定時間Ｔ３が経過した後、ハイとなる。このようにＡＮＤ回路Ａ４からの出力がハイとなると、ＡＮＤ回路Ａ２がハイとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がハイとなるとともにスタックダンパ閉信号がローとなる。よって、図３のように、ガスタービン１のスピン動作を停止した後に所定時間Ｔ３が経過すると、スタックダンパ４ａが開く。
【００３６】
又、遅延回路Ｄ３からの出力が遅延回路Ｄ４に入力されて、所定時間Ｔ４だけ遅延させてＡＮＤ回路Ａ５に入力される。そして、遅延回路Ｄ３の出力がハイとなってから所定時間Ｔ４が経過すると、まず、図５（ｄ）のようにパルス発生回路Ｐ２よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｉ）のようにＡＮＤ回路Ａ８からハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、図３のように、スタックダンパ４ａが開いてから所定時間Ｔ４が経過すると、ガスタービン１がスピン動作を開始する。このようにしてガスタービン１がスピン動作を開始して、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ったとき、ＡＮＤ回路Ａ５の出力がハイとなるため、ＲＳフリップフロップＲＳ３の出力が図４（ｊ）のようにハイとなる。
【００３７】
そして、ＲＳフリップフロップＲＳ３からの出力がハイとなってから所定時間Ｔ５が経過すると、図４（ｋ）のように、遅延回路Ｄ５の出力がハイとなる。このとき、インバータＩ２を介して遅延回路Ｄ５の出力が入力されるＡＮＤ回路Ａ４の出力が図４（ｉ）のようにローとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２がローとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともにスタックダンパ閉信号がハイとなる。
【００３８】
又、遅延回路Ｄ５の出力が入力されるパルス発生回路Ｐ５より図５（ｇ）のようにハイとなるパルス信号が発生して、図５（ｊ）のように、ＯＲ回路Ｏ４よりハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力される。よって、図３のように、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ってから所定時間Ｔ５が経過すると、スタックダンパ４ａが閉じるとともにガスタービン１がスピン動作を停止する。
【００３９】
その後、遅延回路Ｄ５よりハイの信号が出力されてから所定時間Ｔ６が経過すると、遅延回路Ｄ６の出力がハイとなるため、図４（ｌ）のように、ＡＮＤ回路Ａ６の出力がハイとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２，Ａ４の出力がハイとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がハイとなるとともにスタックダンパ閉信号がローとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが開く。
【００４０】
そして、所定時間Ｔ７が経過すると、遅延回路Ｄ７の出力がハイとなり、図５（ｅ）のようにパルス発生回路Ｐ３よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｉ）のようにＡＮＤ回路Ａ８からハイのパルス信号となるスピン動作開始信号が出力される。よって、スタックダンパ４ａが開いてから所定時間Ｔ７が経過すると、図３のように、ガスタービン１がスピン動作を開始する。そして、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ると、ＡＮＤ回路Ａ７の出力がハイとなり、図４（ｍ）のように、ＲＳフリップフロップＲＳ４の出力がハイとなる。
【００４１】
その後、所定時間Ｔ８が経過すると、図４（ｎ）のように、遅延回路Ｄ８がハイとなり、図４（ｌ）のように、遅延回路Ｄ８の出力がインバータＩ３で反転されて入力されるＡＮＤ回路Ａ６の出力がローとなる。よって、ＡＮＤ回路Ａ２，Ａ４の出力がローとなったときと同様、図５（ａ）、（ｂ）のように、スタックダンパ開信号がローとなるとともにスタックダンパ閉信号がハイとなり、図３のように、スタックダンパ４ａが閉じる。又、図５（ｈ）のようにパルス発生回路Ｐ６よりハイとなるパルス信号が出力されて、図５（ｊ）のようにＯＲ回路Ｏ４からハイのパルス信号となるスピン動作停止信号が出力され、図３のように、ガスタービン１がスピン動作を停止する。
【００４２】
その後、遅延回路Ｄ８からの出力がハイとなってから所定時間Ｔ９が経過すると、図４（ｏ）のように、遅延回路Ｄ９から出力される自動冷却スピン完了信号がハイとなる。よって、自動冷却スピン完了信号がリセット入力端子に入力されるＲＳフリップフロップＲＳ０の出力が図４（ｃ）のようにローとなり、ＡＮＤ回路Ａ１より出力される自動冷却スピン期間信号が図４（ｅ）のようにローとなる。そのため、インバータＩ０からＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４のリセット入力端子に、ハイとなる信号が入力され、ＲＳフリップフロップＲＳ２〜ＲＳ４の出力がそれぞれ、図４（ｇ）、（ｊ）、（ｍ）のように、ローとなる。
【００４３】
又、遅延回路Ｄ９から出力される自動冷却スピン完了信号は全体制御装置８にも入力され、自動冷却スピン動作が完了したことが通知され、全体制御装置８から出力される自動冷却スピン中止信号がハイとされるとともにスタックダンパ制御許可信号及びスピン許可信号がローとされる。そのため、ＯＲ回路Ｏ１を介してハイとなる自動冷却スピン中止信号がＲＳフリップフロップＲＳ１のリセット入力端子に入力され、その出力である自動冷却スピン開始信号が図４（ｄ）のようにローとなる。又、自動冷却スピン制御装置７のスタックダンパ開信号及びスタックダンパ閉信号がＡＮＤ回路Ａ９によって図５（ａ）、（ｂ）のように無効とされるとともに、スピン動作開始信号がＡＮＤ回路Ａ８によって図５（ｉ）のように無効とされる。
【００４４】
このように、本実施形態においては、自動冷却スピン制御装置を図２のように構成することにより、図３のように、ガスタービン１の通常運転を停止した後、スタックダンパ４ａを開いた後にガスタービン１のスピン動作を所定時間行ってスタックダンパ４ａを閉じる動作を自動的に所定回数繰り返すことによって、自動冷却スピンを行う。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、本発明における自動冷却スピン制御装置を備えたコンバインドプラントの構成を示すブロック図である。又、図７は、本実施形態における自動冷却スピン制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
図６のコンバインドプラントは、図１のコンバインドプラントと異なり、自動冷却スピン制御装置７ａが、スタックダンパ４ａ及びモータ６に制御信号を与える制御部７１と、スタックダンパ４ａの開閉タイミングやガスタービン１のスピン動作のタイミングを記憶したタイムデータテーブル７２と、ｎ回のスピン動作を計数するカウンタ７３と、スピン動作を行う際の各タイミングの時間を計測するタイマ７４と、を備える。
【００４７】
タイムデータテーブル７２では、自動冷却スピン動作を行う際にｎ回のスピン動作を行うとき、ｎ回のスピン動作それぞれに対して、図８のように、スタックダンパ４ａを閉じてから開くまでの時間Ｔａｍ（ｍは、１≦ｍ≦ｎの整数）と、スタックダンパ４ａを開いた後にガスタービン１がスピン動作を開始するまでの時間Ｔｂｍと、ガスタービン１がスピン動作を開始してからガスタービン１を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるまでの時間Ｔｃｍとを格納する。
【００４８】
以下に、自動冷却スピン制御装置７ａによる動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、ガスタービン１を停止した後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｙを下回ったことを全体制御装置８が確認すると、自動冷却スピン制御装置７ａに対して自動冷却スピン動作を開始するように指示する。このとき、第１の実施形態と同様、全体制御装置８によってスタックダンパ４ａが閉じるように制御される。このように自動冷却スピン動作の開始が自動冷却スピン制御装置７ａに対して指示されると、まず、カウンタ７３の計数値ｋが１に初期化された後（ＳＴＥＰ１）、タイマ７４で計測される時間Ｔが０に初期化される（ＳＴＥＰ２）。
【００４９】
そして、タイムデータテーブル７２より、スタックダンパ４ａを閉じてから開くまでの時間Ｔｋａが読み出されると（ＳＴＥＰ３）、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋａを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ４）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋａとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スタックダンパ４ａを開くための信号をスタックダンパ４ａに送信し、スタックダンパ４ａを開く（ＳＴＥＰ５）。尚、時間Ｔｋａが経過するまで、ＳＴＥＰ４においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５０】
ＳＴＥＰ５でスタックダンパ４ａを開いた後、再び、タイマ７４によって計測される時間Ｔを０に初期化した後（ＳＴＥＰ６）、タイムデータテーブル７２より、スタックダンパ４ａを開いてからガスタービン１のスピン動作を開始するまでの時間Ｔｋｂを読み出すと（ＳＴＥＰ７）、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋｂを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ８）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋｂとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スピン動作を開始するための信号をモータ６に送信し、ガスタービン１によるスピン動作を開始する（ＳＴＥＰ９）。尚、時間Ｔｋｂが経過するまで、ＳＴＥＰ８においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５１】
ＳＴＥＰ９でガスタービン１のスピン動作を開始した後、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘに至ったか否かが全体制御装置８によって確認されて回転速度ｒｘに至ったことを示す回転速度確認信号が送信されたか否かが確認される（ＳＴＥＰ１０）。このとき、ガスタービン１の回転速度ｒが所定の回転速度ｒｘとなって全体制御装置８から回転速度確認信号が送信されると（Ｙｅｓ）、再び、タイマ７４によって計測される時間Ｔを０に初期化した後（ＳＴＥＰ１１）、ガスタービン１のスピン動作を開始してからガスタービン１のスピン動作を停止するとともにスタックダンパ４ａを閉じるまでの時間Ｔｋｃを読み出す（ＳＴＥＰ１２）。尚、回転速度確認信号が与えられるまで、ＳＴＥＰ１０において、全体制御装置からの回転速度確認信号が確認される。
【００５２】
ＳＴＥＰ１２でタイムデータテーブル７２より時間Ｔｋｃが読み出されると、タイマ７４によって計測される時間Ｔが時間Ｔｋｃを経過したか否かが確認される（ＳＴＥＰ１３）。その後、タイマ７４による計測時間Ｔが時間Ｔｋｃとなったことが確認されると（Ｙｅｓ）、スピン動作を停止するための信号をモータ６に送信して、ガスタービン１によるスピン動作を停止する（ＳＴＥＰ１４）。その後、スタックダンパ４ａを閉じるための信号をスタックダンパ４ａに送信し、とともにスタックダンパ４ａを閉じる（ＳＴＥＰ１５）。尚、時間Ｔｋｃが経過するまで、ＳＴＥＰ１３においてタイマ７４による計測時間Ｔが確認される。
【００５３】
ＳＴＥＰ１５でスタックダンパ４ａを閉じた後、カウンタ７３による計数値ｋがｎに至ったか否かが確認される（ＳＴＥＰ１６）。このとき、カウンタ７３の計数値ｋがｎでない場合（Ｎｏ）、カウンタ７３による計数値ｋを１つ計数した後（ＳＴＥＰ１７）、ＳＴＥＰ２に移行し、ＳＴＥＰ２以降の動作を再び行う。又、カウンタ７３の計数値ｋがｎである場合、自動冷却スピン動作を終了したことを示す自動冷却スピン完了信号を全体制御装置８に送信して（ＳＴＥＰ１８）、動作を終了する。
【００５４】
本実施形態のように構成することによって、ＳＴＥＰ１６で制限するカウンタ７３の計数値ｎとタイムデータテーブル７２内の時間Ｔａｍ、Ｔｂｍ、Ｔｃｍをそれぞれ設定することによって、自動冷却スピン動作を行う際において、ガスタービン１のスピン動作を適切な回数で設定することができるとともに、スタックダンパ４ａの開く時間及び閉じる時間を適切な時間に設定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、自動冷却スピン制御装置によって、ガスタービンのスピン動作を自動的に制御することができるため、従来のように、運転員によりスピン動作を行う必要がなくなる。又、このスピン動作を行う回数と、各回毎のスピン動作における第１所定時間及び前記第２所定時間及び第３所定時間とを適宜設定することで、ガスタービンのケーシング内部の温度差が小さくしてケーシングのひずみが生じすることを防止することができる。このとき、更に、排ガスボイラからの排出させる排ガスの量を適切な量に設定できるため、ガスタービンからの排ガスを排ガスボイラに排出する排ガスダクトなどの破壊を防ぐとともに、排ガスボイラ内の熱量をある程度保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【図２】図１のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置の内部構成を示すブロック回路図。
【図３】自動冷却スピン動作時におけるガスタービンの回転速度の変遷を示すグラフ。
【図４】図２の自動冷却スピン制御装置の各部における信号の変遷を示すタイミングチャート。
【図５】図２の自動冷却スピン制御装置の各部における信号の変遷を示すタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【図７】図６のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置の動作を示すフローチャート。
【図８】図６のガスタービンプラント内の自動冷却スピン制御装置が備えるタイムデータテーブル内の記憶状態を示す図。
【図９】従来のガスタービンプラントの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ ガスタービン
１ａ 燃焼器
２ 蒸気タービン
３ 排ガスダクト
４ ＨＲＳＧ
４ａ スタックダンパ
５ 圧縮機
６ モータ
６ａ クラッチ
７，７ａ 自動冷却スピン制御装置
８ 全体制御装置
Claims (6)
- 燃焼器への燃料供給を遮断してガスタービンの回転を停止させた後、該ガスタービンからの排ガスの熱より蒸気を発生する排ガスボイラからの排ガスの排出を防ぐスタックダンパを閉じるガスタービンプラントに設置される自動冷却スピン制御装置において、
前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出する燃料遮断検出部と、
当該燃料遮断検出部で燃料供給の遮断が検出されたタイミングに基づいて、前記ガスタービンを前記燃焼器への燃料供給を行わずに回転させる回転機構の駆動及び停止を制御する第１制御信号を出力する回転機構制御部と、
前記スタックダンパの開閉を制御する第２制御信号を出力するスタックダンパ制御部と、
を備え、
前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力し、前記ガスタービンを回転させた後に第１所定時間が経過すると、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部から出力するとともに前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部から出力することで、一時的に前記スタックダンパを開くとともに前記ガスタービンを回転させるスピン動作を制御するとともに、
前記燃料遮断検出部により前記燃焼器への燃料供給の遮断を検出した後、第２所定時間毎に前記スピン動作の制御を複数回行うことを特徴とする自動冷却スピン制御装置。 - 前記第１所定時間が前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度を超えたときからの時間であることを特徴とする請求項１に記載の自動冷却スピン制御装置。
- 前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部より出力した後、第３所定時間が経過すると、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部より出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動冷却スピン制御装置。
- 前記燃料遮断検出部が前記ガスタービンの燃料供給の遮断を検出したときに発生する燃料遮断検出信号を前記第２所定時間遅延させる第１遅延回路と、
該第１遅延回路からの出力を前記第３所定時間遅延させる第２遅延回路と、
前記ガスタービンの回転速度が所定回転速度になったことを通知する信号と前記第２遅延回路からの出力が入力されるＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路からの出力を前記第１所定時間遅延させる第３遅延回路と、
を備え、
前記第１遅延回路からの出力をトリガとして、前記スタックダンパを開く前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力し、
前記第２遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を駆動する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力し、
前記第３遅延回路からの出力をトリガとして、前記回転機構を停止する前記第１制御信号を前記回転機構制御部が出力するとともに、前記スタックダンパを閉じる前記第２制御信号を前記スタックダンパ制御部が出力することで、
１回目の前記スピン動作を制御することを特徴とする請求項３に記載の自動冷却スピン制御装置。 - ｎ（ｎは２以上の整数）回の前記スピン動作を制御するとともに、
前記第１〜第３遅延回路をｎ段備え、
ｎ段目の前記第１遅延回路が、ｎ−１段目の前記第３遅延回路の出力を前記第２所定時間遅延させるとともに、
前記第２遅延回路及び前記第３遅延回路はそれぞれ、同一段の前記第１遅延回路及び前記ＡＮＤ回路からの出力が入力されることを特徴とする請求項４に記載の自動冷却スピン制御装置。 - 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の自動冷却スピン制御装置と、
前記ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱により蒸気を発生する前記排ガスボイラと、
前記ガスタービンを回転させる前記回転機構と、
前記ガスタービンに燃焼ガスを供給する前記燃焼器と、
閉じることにより前記排ガスボイラからの前記ガスタービンからの排ガスの排出を防ぐ前記スタックダンパと、
前記排ガスボイラから発生する蒸気により回転する蒸気タービンと、
を備え、
前記ガスタービンへの燃料供給が遮断した後、前記自動冷却スピン制御装置からの前記第１制御信号により前記回転機構が制御されるとともに前記自動冷却スピン制御装置からの前記第２制御信号により前記スタックダンパが制御されることで、前記ガスタービンの前記スピン動作が制御されることを特徴とするガスタービンプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003167526A JP2005002892A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動冷却スピン制御装置及びこの自動冷却スピン制御装置を備えたガスタービンプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003167526A JP2005002892A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動冷却スピン制御装置及びこの自動冷却スピン制御装置を備えたガスタービンプラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005002892A true JP2005002892A (ja) | 2005-01-06 |
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| JP2003167526A Withdrawn JP2005002892A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動冷却スピン制御装置及びこの自動冷却スピン制御装置を備えたガスタービンプラント |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2995801A4 (en) * | 2013-05-08 | 2016-12-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | HEAT EXCHANGER THERMAL STORAGE MECHANISM |
-
2003
- 2003-06-12 JP JP2003167526A patent/JP2005002892A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2995801A4 (en) * | 2013-05-08 | 2016-12-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | HEAT EXCHANGER THERMAL STORAGE MECHANISM |
| US10539075B2 (en) | 2013-05-08 | 2020-01-21 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Heat storage mechanism of heat exchanger |
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