JP6882945B2 - Combined cycle plant controller and combined cycle plant shutdown method - Google Patents

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Description

本発明は、ガスタービンと排熱回収ボイラと蒸気タービンを備えるコンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法に関するものである。 The present invention relates to a control device for a combined cycle plant including a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler, and a steam turbine, and a method for stopping the combined cycle plant.

コンバインドサイクル発電は、まず、天然ガスなどを燃料としてガスタービンを駆動して１回目の発電を行い、次に、排熱回収ボイラがガスタービンの排ガスを回収して蒸気を生成し、この蒸気により蒸気タービンを駆動して２回目の発電を行うものである。コンバインドサイクルプラントは、このコンバインドサイクル発電を実行するための発電プラントである。 In combined cycle power generation, first, a gas turbine is driven by using natural gas or the like as fuel to generate electricity for the first time, and then an exhaust heat recovery boiler recovers the exhaust gas of the gas turbine to generate steam, and the steam is used. It drives a steam turbine to generate electricity for the second time. The combined cycle plant is a power plant for carrying out this combined cycle power generation.

コンバインドサイクルプラントは、所定期間ごとにその稼働を停止して定期点検を実施する必要がある。このコンバインドサイクルプラントの定期点検時、ガスタービンの出力を低下させると共に、蒸気タービンの出力を低下させ、ガスタービンと蒸気タービンのメタル温度を低下させている。このとき、ガスタービンや蒸気タービンのメタル温度を早期に低下させる必要があることから、軸負荷降下レートを一定としてガスタービンの出力を低下させることで、蒸気タービンの出力を低下させてメタル温度を所定温度まで低下させる運転を実施している。 It is necessary to stop the operation of the combined cycle plant at regular intervals and carry out regular inspections. During the periodic inspection of this combined cycle plant, the output of the gas turbine is reduced, the output of the steam turbine is reduced, and the metal temperatures of the gas turbine and the steam turbine are lowered. At this time, since it is necessary to lower the metal temperature of the gas turbine or steam turbine at an early stage, the output of the gas turbine is lowered by keeping the shaft load drop rate constant to lower the output of the steam turbine and lower the metal temperature. The operation of lowering the temperature to a predetermined temperature is being carried out.

なお、このようなコンバインドサイクルプラントの停止方法としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。 As a method of stopping such a combined cycle plant, for example, there is one described in Patent Document 1 below.

特開２０１５−１９４０８６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-194086

コンバインドサイクルプラントにて、蒸気タービンを冷却させるとき、軸出力（ガスタービン出力）を下げることで蒸気温度が下がり、結果としてメタル温度を低下させる。蒸気タービンのケーシング内には静翼保持環などの熱容量が小さい静止部品を含むため、動翼が取付けられたロータよりも早期に温度低下する。すると、蒸気タービンのメタル温度が低下する過程で、静止部品は、動翼が取付けられたロータよりも早期に熱収縮し、両者のクリアランスが狭くなり、接触してしまうおそれがある。そのため、従来、蒸気タービンの冷却停止過程で、振動センサによりロータの軸振動を検出し、接触の有無を確認して、ロータの曲がりが発生するような軸振動が発生すると、軸負荷降下レートを変更し、ガスタービンの出力低下率を小さくするような制御を実施している。即ち、ロータの軸振動が増加すると、軸出力の変化率（ガスタービンの出力変化率）の設定を下げることで、蒸気温度の変化率を下げ、ケーシング側の熱収縮速度を緩和している。軸出力の変化率調整は蒸気温度の変化率調整と同等の関係であり、軸出力変化率調整を行うことで、熱収縮速度の緩和となり機械的な損傷を防いでいるが、一方で過剰に温度変化率を低くしすぎると、定期点検などでコンバインドサイクルプラントの停止するために蒸気タービンを冷却する場合、蒸気タービンの冷却にかかる時間が長時間となって定期点検にかかる期間が長くなり、コンバインドサイクルプラントの稼働率が低下してしまうという問題がある。 When the steam turbine is cooled in the combined cycle plant, the steam temperature is lowered by lowering the shaft output (gas turbine output), and as a result, the metal temperature is lowered. Since the casing of the steam turbine contains stationary parts having a small heat capacity such as a stationary blade holding ring, the temperature drops earlier than that of the rotor to which the moving blades are attached. Then, in the process of lowering the metal temperature of the steam turbine, the stationary parts may heat-shrink earlier than the rotor to which the moving blades are attached, and the clearance between the two may become narrow and come into contact with each other. Therefore, conventionally, in the process of stopping the cooling of the steam turbine, the shaft vibration of the rotor is detected by the vibration sensor, the presence or absence of contact is confirmed, and when the shaft vibration that causes the rotor to bend occurs, the shaft load drop rate is determined. It has been changed to reduce the output reduction rate of the gas turbine. That is, when the shaft vibration of the rotor increases, the change rate of the shaft output (the output change rate of the gas turbine) is lowered to lower the change rate of the steam temperature and relax the heat shrinkage rate on the casing side. The adjustment of the rate of change of the shaft output has the same relationship as the adjustment of the rate of change of the steam temperature. By adjusting the rate of change of the shaft output, the heat shrinkage rate is relaxed and mechanical damage is prevented, but on the other hand, it is excessive. If the temperature change rate is set too low, when the steam turbine is cooled to stop the combined cycle plant during periodic inspections, the steam turbine will take a long time to cool and the periodic inspection will take a long time. There is a problem that the operating rate of the combined cycle plant decreases.

本発明は、上述した課題を解決するものであり、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図るコンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a combined cycle plant and a method for stopping the combined cycle plant, which shortens the time for stopping the plant and improves the operating rate. ..

上記の目的を達成するための本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置は、圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラにより生成された蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備えるコンバインドサイクルプラントにおいて、排ガス温度の低下率が、前記蒸気タービンの静止部と回転部との隙間が予め設定された許容隙間以上に維持される蒸気による冷却レートとなるように、前記ガスタービンの出力を制御する、ことを特徴とするものである。 The control device of the combined cycle plant of the present invention for achieving the above object is a gas turbine having a compressor, a combustor and a turbine, and an exhaust heat recovery boiler that generates steam by exhausting heat of exhaust gas from the gas turbine. In a combined cycle plant including the steam turbine driven by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler, the rate of decrease in the exhaust gas temperature is set in advance by setting the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine. It is characterized in that the output of the gas turbine is controlled so that the cooling rate by steam is maintained above the permissible gap.

従って、予め蒸気タービンの静止部と回転部との隙間が許容隙間以上に維持されるときの排ガス温度の低下率に対する蒸気による冷却レートを設定しておき、プラントの停止時に、この排ガス温度の低下率が設定した蒸気による冷却レートとなるようにガスタービンの出力を制御することで、蒸気タービンの静止部と回転部との隙間を最適値に維持し、両者の接触による回転軸の曲げを抑制することができると共に、排ガス温度の低下率に応じてガスタービンの出力を制御すればよく、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図ることができる。 Therefore, the cooling rate by steam is set in advance with respect to the rate of decrease in exhaust gas temperature when the gap between the stationary part and the rotating part of the steam turbine is maintained above the allowable gap, and this decrease in exhaust gas temperature when the plant is stopped. By controlling the output of the gas turbine so that the rate is the set cooling rate of steam, the gap between the stationary part and the rotating part of the steam turbine is maintained at the optimum value, and bending of the rotating shaft due to contact between the two is suppressed. In addition, the output of the gas turbine may be controlled according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature, so that the time for stopping the plant can be shortened and the operating rate can be improved.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると、前記ガスタービンの出力の低下を抑制することを特徴としている。 The control device of the combined cycle plant of the present invention is characterized in that when the rate of decrease in exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value, the decrease in output of the gas turbine is suppressed.

従って、プラントの停止時に、ガスタービンの出力を大きく低下させていき、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、ガスタービンの出力の低下を抑制するため、蒸気タービンの静止部と回転部との隙間を最適値に維持しながら、簡単な制御でプラントの冷却停止時間を短縮することができる。 Therefore, when the plant is stopped, the output of the gas turbine is greatly reduced, and when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the decrease in the output of the gas turbine is suppressed. It is possible to shorten the cooling stop time of the plant with simple control while maintaining the gap between the gas and the gas at the optimum value.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、プラント停止時に、燃料の供給量を減少することで前記ガスタービンの出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いて前記ガスタービンの出力を低下させ、排ガス温度の低下率が前記許容最大値を超えると、燃料の供給量の減少を抑制することを特徴としている。 In the control device of the combined cycle plant of the present invention, when the plant is stopped, the output of the gas turbine is output by using a preset cooling stop mode in which the output of the gas turbine is reduced to a constant level by reducing the amount of fuel supplied. When the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the decrease in the amount of fuel supplied is suppressed.

従って、プラント停止時に、まず、冷却停止モードを用いてガスタービンの出力を一定に低下させ、次に、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、燃料の供給量の減少を抑制するため、制御の簡素化を図ることができる。 Therefore, when the plant is shut down, the output of the gas turbine is first reduced to a constant level using the cooling shutdown mode, and then when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the permissible maximum value, the decrease in the fuel supply amount is suppressed. , Control can be simplified.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が前記許容最大値を超えると、燃料供給ラインに設けられた燃料制御弁の閉動作を抑制すると共に、蒸気供給ラインに設けられた蒸気制御弁の閉動作を抑制することを特徴としている。 In the control device of the combined cycle plant of the present invention, when the rate of decrease in exhaust gas temperature exceeds the permissible maximum value, the closing operation of the fuel control valve provided in the fuel supply line is suppressed, and the control device is provided in the steam supply line. It is characterized by suppressing the closing operation of the steam control valve.

従って、排ガス温度の低下率に応じて燃料制御弁と蒸気制御弁の開閉制御を実施すればよく、制御する対象機器が減少して制御の簡素化を図ることができる。 Therefore, the opening / closing control of the fuel control valve and the steam control valve may be performed according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature, and the number of target devices to be controlled can be reduced to simplify the control.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最小値を下回ると、前記燃料制御弁の閉動作の抑制を解除すると共に、前記蒸気制御弁の閉動作の抑制を解除することを特徴としている。 In the control device of the combined cycle plant of the present invention, when the reduction rate of the exhaust gas temperature falls below the preset allowable minimum value, the suppression of the closing operation of the fuel control valve is released and the closing operation of the steam control valve is released. It is characterized by releasing the suppression.

従って、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えてガスタービンの出力の低下を抑制した後、排ガス温度の低下率が許容最小値を下回ると、再び、ガスタービンの出力を低下させることで、蒸気タービンの静止部と回転部との接触を抑制しながら、蒸気タービンを早期に冷却することができる。 Therefore, after the decrease rate of the exhaust gas temperature exceeds the allowable maximum value and the decrease in the output of the gas turbine is suppressed, when the decrease rate of the exhaust gas temperature falls below the allowable minimum value, the output of the gas turbine is decreased again. The steam turbine can be cooled at an early stage while suppressing the contact between the stationary part and the rotating part of the steam turbine.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、前記ガスタービンの出力が予め設定された運用最低出力に到達すると、排ガス温度の低下率が蒸気の前記冷却レートとなるように前記ガスタービンの出力を制御することを特徴としている。 In the control device of the combined cycle plant of the present invention, when the output of the gas turbine reaches a preset minimum operating output, the output of the gas turbine is controlled so that the rate of decrease in exhaust gas temperature becomes the cooling rate of steam. It is characterized by doing.

従って、ガスタービンの出力が運用最低出力まで低下してから、排ガス温度の低下率が蒸気の冷却レートとなるようにガスタービンの出力を制御するため、蒸気タービンが冷却停止する過程で、必要な領域だけ排ガス温度の低下率に基づく制御を実行すればよく、制御の簡素化を図ることができる。 Therefore, in order to control the output of the gas turbine so that the rate of decrease in the exhaust gas temperature becomes the cooling rate of the steam after the output of the gas turbine drops to the minimum operating output, it is necessary in the process of stopping the cooling of the steam turbine. It is sufficient to execute the control based on the rate of decrease in the exhaust gas temperature only in the region, and the control can be simplified.

また、本発明のコンバインドサイクルプラントの停止方法は、圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラにより生成された蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備えるコンバインドサイクルプラントにおいて、燃料の供給量を減少することで前記ガスタービンの出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いて前記ガスタービンの出力を低下させる工程と、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると燃料の供給量の減少を抑制すると共に蒸気の供給量の減少を抑制する工程と、を有することを特徴とするものである。 Further, the method of stopping the combined cycle plant of the present invention includes a gas turbine having a compressor, a combustor and a turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by exhaust heat of exhaust gas from the gas turbine, and the exhaust heat recovery. In a combined cycle plant comprising a steam turbine driven by steam generated by a boiler, said using a preset cooling stop mode that reduces the output of the gas turbine to a constant level by reducing the amount of fuel supplied. It has a step of reducing the output of the gas turbine and a step of suppressing a decrease in the fuel supply amount and a decrease in the steam supply amount when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value. It is characterized by that.

従って、蒸気タービンの静止部と回転部との隙間を最適値に維持し、両者の接触による回転軸の曲げを抑制することができると共に、排ガス温度の低下率に応じてガスタービンの出力を制御すればよく、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図ることができる。 Therefore, the gap between the stationary part and the rotating part of the steam turbine can be maintained at the optimum value, bending of the rotating shaft due to contact between the two can be suppressed, and the output of the gas turbine is controlled according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature. This is sufficient, and the time required to shut down the plant can be shortened to improve the operating rate.

本発明のコンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法によれば、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図ることができる。 According to the control device of the combined cycle plant and the method of stopping the combined cycle plant of the present invention, it is possible to shorten the time for stopping the plant and improve the operating rate.

図１は、本実施形態のコンバインドサイクルプラントを表す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a combined cycle plant of the present embodiment. 図２は、コンバインドサイクルプラントの停止方法を表すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a method of stopping the combined cycle plant. 図３は、コンバインドサイクルプラントの停止時におけるタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart when the combined cycle plant is stopped.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るコンバインドサイクルプラントの制御装置及びコンバインドサイクルプラントの停止方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the combined cycle plant control device and the combined cycle plant shutdown method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes a combination of the respective embodiments.

図１は、本実施形態のコンバインドサイクルプラントを表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a combined cycle plant of the present embodiment.

本実施形態において、図１に示すように、コンバインドサイクルプラント１０は、ガスタービン１１と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１２と、蒸気タービン１３と、制御装置１４とを備えている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the combined cycle plant 10 includes a gas turbine 11, an exhaust heat recovery steam generator (HRSG) 12, a steam turbine 13, and a control device 14.

ガスタービン１１は、圧縮機２１と、燃焼器２２と、タービン２３と、発電機２４とを有しており、圧縮機２１とタービン２３と発電機２４は、回転軸（ロータ）２５により一体回転可能に連結されている。圧縮機２１は、空気取り込みラインＬ１から取り込んだ空気を圧縮する。燃焼器２２は、圧縮機２１から圧縮空気供給ラインＬ２を通して供給された圧縮空気と、燃料ガス供給ラインＬ３から供給された燃料ガスとを混合して燃焼する。燃料ガス供給ラインＬ３は、燃焼器２２に供給する燃料ガスの供給量を調整する燃料調整弁（燃料制御弁）２６が設けられている。タービン２３は、燃焼器２２から燃焼ガス供給ラインＬ４を通して供給された燃焼ガスにより回転駆動する。発電機２４は、タービン２３が回転することで伝達される回転力により発電する。 The gas turbine 11 includes a compressor 21, a combustor 22, a turbine 23, and a generator 24, and the compressor 21, the turbine 23, and the generator 24 are integrally rotated by a rotating shaft (rotor) 25. It is connected as possible. The compressor 21 compresses the air taken in from the air take-in line L1. The combustor 22 mixes and burns the compressed air supplied from the compressor 21 through the compressed air supply line L2 and the fuel gas supplied from the fuel gas supply line L3. The fuel gas supply line L3 is provided with a fuel regulating valve (fuel control valve) 26 for adjusting the supply amount of the fuel gas supplied to the combustor 22. The turbine 23 is rotationally driven by the combustion gas supplied from the combustor 22 through the combustion gas supply line L4. The generator 24 generates electricity by the rotational force transmitted by the rotation of the turbine 23.

排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１（タービン２３）から排ガス排出ラインＬ５を介して排出された排ガスの排熱によって蒸気を発生させるものである。排熱回収ボイラ１２は、図示しないが、熱交換器として、高圧、中圧、低圧の過熱器と蒸発器と節炭器とを有している。排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１からの排ガスが内部を通過することで、過熱器、蒸発器、節炭器の順に熱回収を行うことで蒸気を生成する。そして、排熱回収ボイラ１２は、蒸気を生成した使用済の排ガスを排出する排ガス排出ラインＬ６を介して煙突（図示略）が連結されている。 The exhaust heat recovery boiler 12 generates steam by exhaust heat of exhaust gas discharged from the gas turbine 11 (turbine 23) via the exhaust gas discharge line L5. Although not shown, the exhaust heat recovery boiler 12 has a high-pressure, medium-pressure, and low-pressure superheater, an evaporator, and an economizer as heat exchangers. The exhaust heat recovery boiler 12 generates steam by recovering heat in the order of a superheater, an evaporator, and an economizer by passing the exhaust gas from the gas turbine 11 through the inside. A chimney (not shown) is connected to the exhaust heat recovery boiler 12 via an exhaust gas discharge line L6 that discharges used exhaust gas that has generated steam.

蒸気タービン１３は、排熱回収ボイラ１２により生成された過熱蒸気により駆動するものであり、タービン３１と発電機３２とを有している。蒸気タービン１３は、高圧タービン３３と中圧タービン３４と低圧タービン３５とが一軸に連結されて構成され、発電機３２も同軸上に連結されている。そして、排熱回収ボイラ１２の高圧過熱器の高圧蒸気を高圧タービン３３に供給する高圧蒸気供給ラインＬ１１が設けられると共に、高圧タービン３３を駆動した中圧蒸気を排熱回収ボイラ１２の再熱器に戻す中圧蒸気回収ラインＬ１２が設けられている。そして、高圧蒸気供給ラインＬ１１は、高圧蒸気加減弁（蒸気制御弁）３６が設けられている。また、再熱器で過熱された中圧蒸気を中圧タービン３４に供給する中圧蒸気供給ラインＬ１３が設けられると共に、中圧タービン３４を駆動した中圧蒸気を低圧タービン３５に供給する低圧蒸気搬送ラインＬ１４が設けられている。そして、中圧蒸気供給ラインＬ１３は、インターセプト弁（蒸気制御弁）３７が設けられている。発電機３２は、タービン３１が回転することで伝達される回転力により発電する。 The steam turbine 13 is driven by superheated steam generated by the exhaust heat recovery boiler 12, and has a turbine 31 and a generator 32. The steam turbine 13 is configured by connecting a high-pressure turbine 33, a medium-pressure turbine 34, and a low-pressure turbine 35 in a uniaxial manner, and a generator 32 is also coaxially connected. Then, a high-pressure steam supply line L11 for supplying the high-pressure steam of the high-pressure superheater of the exhaust heat recovery boiler 12 to the high-pressure turbine 33 is provided, and the medium-pressure steam driving the high-pressure turbine 33 is reheated by the exhaust heat recovery boiler 12. A medium-pressure steam recovery line L12 for returning to is provided. The high-pressure steam supply line L11 is provided with a high-pressure steam control valve (steam control valve) 36. Further, a medium pressure steam supply line L13 for supplying the medium pressure steam overheated by the reheater to the medium pressure turbine 34 is provided, and the low pressure steam for supplying the medium pressure steam driving the medium pressure turbine 34 to the low pressure turbine 35 is provided. A transport line L14 is provided. The medium pressure steam supply line L13 is provided with an intercept valve (steam control valve) 37. The generator 32 generates electricity by the rotational force transmitted by the rotation of the turbine 31.

蒸気タービン１３は、低圧タービン３５を駆動した蒸気を冷却する復水器３８が設けられている。復水器３８は、低圧タービン３５から排出された蒸気を冷却水（例えば、海水）により冷却して復水とするものである。この復水器３８は、生成した復水を復水供給ラインＬ１５を介して排熱回収ボイラ１２（節炭器）に送る。復水供給ラインＬ１５は、腹水ポンプ３９が設けられている。 The steam turbine 13 is provided with a condenser 38 that cools the steam that drives the low-pressure turbine 35. The condenser 38 cools the steam discharged from the low-pressure turbine 35 with cooling water (for example, seawater) to make the condenser water. The condenser 38 sends the generated condensate to the exhaust heat recovery boiler 12 (economizer) via the condensate supply line L15. The condensate supply line L15 is provided with an ascites pump 39.

そのため、コンバインドサイクルプラント１０の稼働時、ガスタービン１１にて、圧縮機２１は空気を圧縮し、燃焼器２２は供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼する。タービン２３は燃焼器２２から供給された燃焼ガスにより回転駆動し、発電機２４が発電を行う。また、ガスタービン１１（タービン２３）から排出された排ガスは、排熱回収ボイラ１２に送られ、排熱回収ボイラ１２は蒸気を生成し、過熱蒸気が蒸気タービン１３に送られる。高圧タービン３３と中圧タービン３４と低圧タービン３５は、この過熱蒸気により回転駆動し、発電機３２が発電を行う。低圧タービン３５で使用された蒸気は、復水器３８で冷却されて復水となり、排熱回収ボイラ１２に戻される。 Therefore, when the combined cycle plant 10 is in operation, the compressor 21 compresses the air in the gas turbine 11, and the combustor 22 mixes and burns the supplied compressed air and the fuel gas. The turbine 23 is rotationally driven by the combustion gas supplied from the combustor 22, and the generator 24 generates electricity. Further, the exhaust gas discharged from the gas turbine 11 (turbine 23) is sent to the exhaust heat recovery boiler 12, the exhaust heat recovery boiler 12 generates steam, and the superheated steam is sent to the steam turbine 13. The high-pressure turbine 33, the medium-pressure turbine 34, and the low-pressure turbine 35 are rotationally driven by the superheated steam, and the generator 32 generates electricity. The steam used in the low-pressure turbine 35 is cooled by the condenser 38 to be condensate, and is returned to the exhaust heat recovery boiler 12.

制御装置１４は、燃料調整弁２６と高圧蒸気加減弁３６とインターセプト弁３７の開度を調整することができる。制御装置１４は、燃料調整弁２６の開度を調整することで、燃料ガス供給ラインＬ３から燃焼器２２に供給される燃料ガスの供給量を調整する。また、制御装置１４は、高圧蒸気加減弁３６の開度を調整することで、排熱回収ボイラ１２から高圧蒸気供給ラインＬ１１により高圧タービン３３に供給される高圧蒸気の供給量を調整する。更に、制御装置１４は、インターセプト弁３７の開度を調整することで、排熱回収ボイラ１２から中圧蒸気供給ラインＬ１３により中圧タービン３４に供給される中圧蒸気の供給量を調整する。 The control device 14 can adjust the opening degrees of the fuel adjusting valve 26, the high-pressure steam control valve 36, and the intercept valve 37. The control device 14 adjusts the supply amount of the fuel gas supplied from the fuel gas supply line L3 to the combustor 22 by adjusting the opening degree of the fuel adjustment valve 26. Further, the control device 14 adjusts the opening degree of the high-pressure steam control valve 36 to adjust the supply amount of high-pressure steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 12 to the high-pressure turbine 33 by the high-pressure steam supply line L11. Further, the control device 14 adjusts the opening degree of the intercept valve 37 to adjust the supply amount of the medium pressure steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 12 to the medium pressure turbine 34 by the medium pressure steam supply line L13.

また、制御装置１４は、コンバインドサイクルプラント１０を構成するガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２、蒸気タービン１３を制御可能となっている。制御装置１４は、操作装置４１が接続されており、操作装置４１から入力された各種の指令信号によりガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２、蒸気タービン１３を制御する。 Further, the control device 14 can control the gas turbine 11, the exhaust heat recovery boiler 12, and the steam turbine 13 that constitute the combined cycle plant 10. The control device 14 is connected to the operation device 41, and controls the gas turbine 11, the exhaust heat recovery boiler 12, and the steam turbine 13 by various command signals input from the operation device 41.

ところで、上述したコンバインドサイクルプラント１０の定期点検を行うために、その稼働を停止するとき、ガスタービン１１の出力を低下させると共に、蒸気タービン１３の出力を低下させ、ガスタービン１１と蒸気タービン１３のメタル温度を低下させている。このとき、動翼が取付けられたロータよりも静翼が取付けられたケーシングが早期に温度低下することから、両者の熱膨張差によりケーシングと動翼または静翼とロータとのクリアランスが狭くなり、接触してしまうおそれがある。この場合、蒸気タービン１３の冷却停止過程で、ロータの軸振動を検出し、検出した軸振動に応じて軸負荷降下レートを変更することが考えられるが、コンバインドサイクルプラント１０の停止時間が長くなってしまうという問題がある。 By the way, in order to carry out the periodic inspection of the combined cycle plant 10 described above, when the operation is stopped, the output of the gas turbine 11 is lowered and the output of the steam turbine 13 is lowered, so that the gas turbine 11 and the steam turbine 13 are reduced. The metal temperature is lowered. At this time, since the temperature of the casing to which the stationary blades are attached drops earlier than that of the rotor to which the moving blades are attached, the clearance between the casing and the moving blades or the stationary blades and the rotor becomes narrower due to the difference in thermal expansion between the two. There is a risk of contact. In this case, it is conceivable to detect the shaft vibration of the rotor in the cooling stop process of the steam turbine 13 and change the shaft load drop rate according to the detected shaft vibration, but the shutdown time of the combined cycle plant 10 becomes long. There is a problem that it will end up.

本実施形態では、ガスタービン１１の排ガス温度の低下率が、蒸気タービン１３の静止部（ケーシングや静翼など）と回転部（ロータや動翼など）との隙間が予め設定された許容隙間以上に維持される蒸気の冷却レートとなるように、ガスタービン１１の出力を制御するようにしている。そのため、ガスタービン１１は、タービン２３から排出された排ガスの温度を計測する温度センサ４２が設けられており、温度センサ４２は、計測結果を制御装置１４に出力する。 In the present embodiment, the rate of decrease in the exhaust gas temperature of the gas turbine 11 is equal to or greater than the allowable gap set in advance between the stationary portion (casing, stationary blade, etc.) and the rotating portion (rotor, moving blade, etc.) of the steam turbine 13. The output of the gas turbine 11 is controlled so that the cooling rate of the steam is maintained at. Therefore, the gas turbine 11 is provided with a temperature sensor 42 for measuring the temperature of the exhaust gas discharged from the turbine 23, and the temperature sensor 42 outputs the measurement result to the control device 14.

具体的に説明すると、排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１の排ガスの排熱により水を加熱して蒸気を生成し、過熱蒸気を蒸気タービン１３に供給する。そのため、蒸気タービン１３に供給される蒸気温度は、ガスタービン１１から排出される排ガス温度に依存し、ほぼ比例状態である。また、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の大きさ（変化）は、蒸気タービン１３へ供給される蒸気の変化率（上昇率または低下率）に依存し、この蒸気温度の変化率（上昇率または低下率）は、ガスタービン１１から排出される排ガス温度の変化率（上昇率または低下率）に依存する。 Specifically, the exhaust heat recovery boiler 12 heats water by the exhaust heat of the exhaust gas of the gas turbine 11 to generate steam, and supplies the superheated steam to the steam turbine 13. Therefore, the steam temperature supplied to the steam turbine 13 depends on the exhaust gas temperature discharged from the gas turbine 11, and is in a substantially proportional state. Further, the size (change) of the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 depends on the rate of change (rate of increase or decrease) of the steam supplied to the steam turbine 13, and the rate of change of the steam temperature. (Rate of increase or rate of decrease) depends on the rate of change (rate of increase or rate of decrease) of the exhaust gas temperature discharged from the gas turbine 11.

そのため、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の大きさと蒸気タービン１３へ供給される蒸気の変化率（低下率）との関係を事前に実験などにより求め、蒸気タービン１３へ供給される蒸気の変化率（低下率）とガスタービン１１から排出される排ガス温度の変化率（低下率）との関係を事前に実験などにより求めておく。すると、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の大きさとガスタービン１１から排出される排ガス温度の変化率（低下率）との関係が明確となる。そして、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の最適値に対する排ガス温度の低下率の許容最大値を設定しておく。 Therefore, the relationship between the size of the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 and the rate of change (decrease rate) of the steam supplied to the steam turbine 13 is obtained in advance by an experiment or the like, and the steam turbine 13 is supplied to the steam turbine 13. The relationship between the rate of change (decrease rate) of steam and the rate of change (decrease rate) of the exhaust gas temperature discharged from the gas turbine 11 is obtained in advance by an experiment or the like. Then, the relationship between the size of the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 and the rate of change (decrease rate) of the exhaust gas temperature discharged from the gas turbine 11 becomes clear. Then, the maximum allowable value of the rate of decrease in the exhaust gas temperature with respect to the optimum value of the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 is set.

そして、コンバインドサイクルプラント１０を冷却停止するとき、制御装置１４は、燃料の供給量を減少することでガスタービン１１の出力を一定に低下させると共に、蒸気の供給量を減少することで蒸気タービン１３の出力を一定に低下させる冷却停止モードを用いてコンバインドサイクルプラント１０を停止させる。コンバインドサイクルプラント１０の出力を低下させるとき、現在の出力と目標出力とを比較して燃料の供給量（弁開度）の減少率と蒸気の供給量（弁開度）の減少率を設定する。本実施形態の冷却停止モードは、現在の出力と目標出力とに基づいて設定された燃料の供給量の減少率と蒸気の供給量の減少率に予め設定された補正値を加算して設定される。即ち、本実施形態の冷却停止モードは、従来の冷却停止モードより燃料の供給量の減少率と蒸気の供給量の減少率が大きいものである。 Then, when the combined cycle plant 10 is cooled and stopped, the control device 14 reduces the fuel supply amount to reduce the output of the gas turbine 11 to a constant level, and reduces the steam supply amount to reduce the steam supply amount to the steam turbine 13. The combined cycle plant 10 is shut down using a cooling stop mode that reduces the output of the combined cycle plant 10 to a constant level. When reducing the output of the combined cycle plant 10, the reduction rate of the fuel supply amount (valve opening) and the reduction rate of the steam supply amount (valve opening) are set by comparing the current output and the target output. .. The cooling shutdown mode of the present embodiment is set by adding a preset correction value to the reduction rate of the fuel supply amount and the reduction rate of the steam supply amount set based on the current output and the target output. To. That is, in the cooling shutdown mode of the present embodiment, the reduction rate of the fuel supply amount and the reduction rate of the steam supply amount are larger than those of the conventional cooling shutdown mode.

そして、この冷却停止モードの実行時に、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、ガスタービン１１の出力の低下を抑制する。排ガス温度の低下率が許容最大値を超えることは、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が最適値より小さくなることであり、このとき、ガスタービン１１の出力の低下を抑制することで、排ガス温度の低下率、つまり、蒸気温度の低下率が小さくなり、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の減少が抑制される。 Then, when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value when the cooling stop mode is executed, the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed. When the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 becomes smaller than the optimum value, and at this time, the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed. Therefore, the rate of decrease in the exhaust gas temperature, that is, the rate of decrease in the steam temperature is reduced, and the decrease in the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 is suppressed.

また、ガスタービン１１の出力の低下を抑制すると、排ガス温度の低下率が小さくなり、蒸気タービン１３のメタル温度の低下が抑制され、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が増加する。そのため、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最小値を下回ると、再び、ガスタービン１１の出力の低下の抑制を解除し、冷却停止モードによりガスタービン１１の出力を低下させる。この処理の繰り返しによりコンバインドサイクルプラント１０を停止させる。 Further, when the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed, the decrease rate of the exhaust gas temperature becomes small, the decrease in the metal temperature of the steam turbine 13 is suppressed, and the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 increases. Therefore, when the rate of decrease in the exhaust gas temperature falls below the preset allowable minimum value, the suppression of the decrease in the output of the gas turbine 11 is released again, and the output of the gas turbine 11 is decreased by the cooling shutdown mode. By repeating this process, the combined cycle plant 10 is stopped.

ここで、コンバインドサイクルプラント１０の停止方法について詳細に説明する。図２は、コンバインドサイクルプラントの停止方法を表すフローチャートである。 Here, a method of stopping the combined cycle plant 10 will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing a method of stopping the combined cycle plant.

本実施形態のコンバインドサイクルプラント１０の停止方法は、ガスタービン１１への燃料ガスの供給量を減少することでガスタービン１１の出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いてガスタービン１１の出力を低下させる工程と、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると燃料ガスの供給量の減少を抑制すると共に蒸気の供給量の減少を抑制する工程とを有する。 The method of stopping the combined cycle plant 10 of the present embodiment is to use a preset cooling stop mode in which the output of the gas turbine 11 is reduced to a constant level by reducing the amount of fuel gas supplied to the gas turbine 11. It has a step of reducing the output of No. 11 and a step of suppressing a decrease in the supply amount of fuel gas and suppressing a decrease in the supply amount of steam when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value.

具体的に説明すると、図１及び図２に示すように、ステップＳ１１にて、制御装置１４は、コンバインドサイクルプラント１０の冷却停止指令が入力されたかどうかを判定する。ここで、冷却停止指令が入力されていないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１１の処理を継続して行う。一方、冷却停止指令が入力されたと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１２にて、ガスタービン１１の負荷（出力）が予め設定された運用最低軸負荷に到達（運用最低軸負荷まで低下）したかどうかを判定する。 More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, in step S11, the control device 14 determines whether or not a cooling stop command for the combined cycle plant 10 has been input. Here, if it is determined (No) that the cooling stop command has not been input, the process of step S11 is continued. On the other hand, when it is determined (Yes) that the cooling stop command has been input, the load (output) of the gas turbine 11 reaches the preset minimum operating shaft load (decreases to the minimum operating shaft load) in step S12. Determine if.

ここで、ガスタービン１１の負荷が運用最低軸負荷に到達していないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１１に戻る。一方、ガスタービン１１の負荷が運用最低軸負荷に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１３にて、コンバインドサイクルプラント１０の冷却停止モードを開始する。このコンバインドサイクルプラント１０の冷却停止モードとは、ガスタービン１１の出力（軸出力）を予め設定された低下率で低下させると共に、蒸気タービン１３の出力を所定の低下率で低下させるモードである。 Here, if it is determined (No) that the load of the gas turbine 11 has not reached the operation minimum shaft load, the process returns to step S11. On the other hand, when it is determined (Yes) that the load of the gas turbine 11 has reached the minimum operating shaft load, the cooling stop mode of the combined cycle plant 10 is started in step S13. The cooling shutdown mode of the combined cycle plant 10 is a mode in which the output (shaft output) of the gas turbine 11 is reduced at a preset reduction rate and the output of the steam turbine 13 is reduced at a predetermined reduction rate.

即ち、ガスタービン１１の出力（軸出力）の調整は、燃料ガスの供給量を調整することにより行うものであり、制御装置１４が燃料調整弁２６の開度を調整する。また、蒸気タービン１３の出力の調整は、過熱蒸気の供給量を調整することにより行うものであり、制御装置１４は、高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度を調整する。そのため、コンバインドサイクルプラント１０の冷却停止モードでは、制御装置１４が燃料調整弁２６の開度を所定の変化率で減少することで、ガスタービン１１の出力（軸出力）を一定に低下させると共に、高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度を所定の変化率で減少することで、蒸気タービン１３の出力を一定に低下させる。 That is, the output (shaft output) of the gas turbine 11 is adjusted by adjusting the supply amount of the fuel gas, and the control device 14 adjusts the opening degree of the fuel adjusting valve 26. Further, the output of the steam turbine 13 is adjusted by adjusting the supply amount of superheated steam, and the control device 14 adjusts the opening degrees of the high-pressure steam control valve 36 and the intercept valve 37. Therefore, in the cooling stop mode of the combined cycle plant 10, the control device 14 reduces the opening degree of the fuel regulating valve 26 at a predetermined rate of change, thereby reducing the output (shaft output) of the gas turbine 11 to a constant level. By reducing the opening degrees of the high-pressure steam control valve 36 and the intercept valve 37 at a predetermined rate of change, the output of the steam turbine 13 is reduced to a constant level.

ステップＳ１４にて、制御装置１４は、排ガス温度の低下率が許容最大値以下であるかどうかを判定する。ここで、排ガス温度の低下率が許容最大値以下であると判定（Ｙｅｓ）されると、コンバインドサイクルプラント１０を冷却停止モードで冷却させる処理を継続する。一方、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えたと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、制御装置１４が燃料調整弁２６の開度の減少を停止し、その開度を維持させる。また、制御装置１４が高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度の減少を停止し、その開度を維持させる。 In step S14, the control device 14 determines whether or not the rate of decrease in the exhaust gas temperature is equal to or less than the maximum allowable value. Here, if it is determined (Yes) that the rate of decrease in the exhaust gas temperature is equal to or less than the maximum allowable value, the process of cooling the combined cycle plant 10 in the cooling shutdown mode is continued. On the other hand, if it is determined (No) that the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the process proceeds to step S15. In step S15, the control device 14 stops the decrease in the opening degree of the fuel adjusting valve 26 and maintains the opening degree. Further, the control device 14 stops the decrease in the opening degree of the high-pressure steam control valve 36 and the intercept valve 37, and maintains the opening degree.

なお、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えたとき、燃料調整弁２６の開度を維持してもよいし、開度の減少率を小さくしてもよい。また、高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度を維持してもよいし、開度の減少率を小さくしてもよい。すると、ガスタービン１１の出力（軸出力）の低下が抑制されると共に、蒸気タービン１３の出力の低下が抑制される。 When the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the opening degree of the fuel regulating valve 26 may be maintained or the rate of decrease in the opening degree may be reduced. Further, the opening degree of the high-pressure steam control valve 36 and the intercept valve 37 may be maintained, or the reduction rate of the opening degree may be reduced. Then, the decrease in the output (shaft output) of the gas turbine 11 is suppressed, and the decrease in the output of the steam turbine 13 is suppressed.

即ち、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が最適値より小さくなってしまい、ガスタービン１１の出力の低下を継続すると共に、蒸気タービン１３の出力の低下を継続すると、蒸気タービン１３の静止部と回転部とが接触して軸振動が大きくなってしまう。そのため、このとき、燃料調整弁２６と高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度の減少を抑制し、ガスタービン１１及び蒸気タービン１３の出力の低下を抑制する。すると、排ガス温度の低下率、つまり、蒸気温度の低下率が小さくなり、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の減少が抑制される。 That is, when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 becomes smaller than the optimum value, the output of the gas turbine 11 continues to decrease, and the steam turbine continues to decrease. If the output of the steam turbine 13 continues to decrease, the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 come into contact with each other and the shaft vibration becomes large. Therefore, at this time, the decrease in the opening degree of the fuel adjusting valve 26, the high-pressure steam control valve 36, and the intercept valve 37 is suppressed, and the decrease in the output of the gas turbine 11 and the steam turbine 13 is suppressed. Then, the rate of decrease in the exhaust gas temperature, that is, the rate of decrease in the steam temperature is reduced, and the decrease in the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 is suppressed.

ガスタービン１１の出力の低下を抑制すると、排ガス温度の低下率が小さくなると共に、蒸気温度の低下率が小さくなることから、蒸気タービン１３のメタル温度の低下が抑制される。すると、蒸気タービン１３の静止部と回転部との熱膨張差が減少し、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が増加する。ステップＳ１６にて、制御装置１４は、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最小値以下になるかどうかを判定する。ここで、排ガス温度の低下率が許容最小値より大きいと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１５に戻って処理を継続する。一方、排ガス温度の低下率が許容最小値以下であると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１４に戻り、制御装置１４は、燃料調整弁２６の開度を所定の変化率で減少することで、ガスタービン１１の出力（軸出力）を一定に低下させると共に、高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度を所定の変化率で減少することで、蒸気タービン１３の出力を一定に低下させる。そして、制御装置１４は、排ガス温度の低下率が許容最大値以下であるかどうかを判定する。 When the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed, the decrease rate of the exhaust gas temperature is reduced and the decrease rate of the steam temperature is reduced, so that the decrease in the metal temperature of the steam turbine 13 is suppressed. Then, the difference in thermal expansion between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 decreases, and the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 increases. In step S16, the control device 14 determines whether or not the rate of decrease in the exhaust gas temperature is equal to or less than a preset allowable minimum value. Here, if it is determined (No) that the rate of decrease in the exhaust gas temperature is larger than the allowable minimum value, the process returns to step S15 and the process is continued. On the other hand, when it is determined (Yes) that the rate of decrease in the exhaust gas temperature is equal to or less than the allowable minimum value, the process returns to step S14, and the control device 14 reduces the opening degree of the fuel regulating valve 26 by a predetermined rate of change. , The output (shaft output) of the gas turbine 11 is reduced to a constant level, and the opening degrees of the high-pressure steam control valve 36 and the intercept valve 37 are reduced at a predetermined rate of change to reduce the output of the steam turbine 13 to a constant level. .. Then, the control device 14 determines whether or not the rate of decrease in the exhaust gas temperature is equal to or less than the maximum allowable value.

上述したステップＳ１３からステップＳ１６の繰り返し処理によりガスタービン１１の出力が低下すると共に、蒸気タービン１３の出力が低下し、ステップＳ１７にて、コンバインドサイクルプラント１０が停止する。 By repeating the process from step S13 to step S16 described above, the output of the gas turbine 11 is reduced, the output of the steam turbine 13 is reduced, and the combined cycle plant 10 is stopped in step S17.

上述した本実施形態のコンバインドサイクルプラント１０の停止時における各状態量の変動について説明する。図３は、コンバインドサイクルプラントの停止時におけるタイムチャートである。 The fluctuation of each state quantity when the combined cycle plant 10 of the present embodiment described above is stopped will be described. FIG. 3 is a time chart when the combined cycle plant is stopped.

図３に示すように、時間ｔ１にて、ガスタービン１１の負荷が運用最低軸負荷に到達すると、ここで、コンバインドサイクルプラント１０の冷却停止モードを開始する。即ち、制御装置１４は、燃料調整弁２６の開度を所定の変化率で減少すると共に、高圧蒸気加減弁３６（インターセプト弁３７）の開度を所定の変化率で減少する。また、このとき、ＩＧＶ（入口案内翼）の開度を所定の変化率で減少する。 As shown in FIG. 3, when the load of the gas turbine 11 reaches the operation minimum shaft load at time t1, the cooling stop mode of the combined cycle plant 10 is started here. That is, the control device 14 reduces the opening degree of the fuel adjusting valve 26 at a predetermined rate of change, and reduces the opening degree of the high-pressure steam control valve 36 (intercept valve 37) at a predetermined rate of change. At this time, the opening degree of the IGV (entrance guide blade) is reduced at a predetermined rate of change.

すると、ガスタービン１１の出力（軸出力）が一定に低下し、ガスタービン１１の出力低下により排ガス温度が低下し、排ガス温度の低下率が大きくなる。そのため、排熱回収ボイラ１２が生成する蒸気量が減少し、蒸気タービン１３の出力が一定に低下する。 Then, the output (shaft output) of the gas turbine 11 decreases to a constant level, the exhaust gas temperature decreases due to the decrease in the output of the gas turbine 11, and the rate of decrease in the exhaust gas temperature increases. Therefore, the amount of steam generated by the exhaust heat recovery boiler 12 is reduced, and the output of the steam turbine 13 is constantly reduced.

このとき、制御装置１４は、排ガス温度の低下率を監視しており、時間ｔ２にて、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、制御装置１４は、燃料調整弁２６及びＩＧＶの開度の減少を停止して一定開度に維持すると共に、高圧蒸気加減弁３６（インターセプト弁３７）の開度の減少を停止して一定開度を維持する。すると、ガスタービン１１の出力低下が停止して一定出力に維持され、排ガス温度の低下率が小さくなり、蒸気温度の低下率も小さくなることから、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間の減少が抑制される。 At this time, the control device 14 monitors the rate of decrease in the exhaust gas temperature, and when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the permissible maximum value at time t2, the control device 14 opens the fuel regulating valve 26 and the IGV. The decrease in temperature is stopped to maintain a constant opening degree, and the decrease in opening degree of the high-pressure steam control valve 36 (intercept valve 37) is stopped to maintain a constant opening degree. Then, the decrease in the output of the gas turbine 11 is stopped and maintained at a constant output, the rate of decrease in the exhaust gas temperature is reduced, and the rate of decrease in the steam temperature is also reduced. Decrease is suppressed.

その後、時間ｔ３にて、排ガス温度の低下率が許容最小値以下になると、再び、コンバインドサイクルプラント１０の冷却停止モードを開始する。即ち、制御装置１４は、燃料調整弁２６及びＩＧＶの開度を所定の変化率で減少することで、ガスタービン１１の出力（軸出力）を一定に低下させると共に、高圧蒸気加減弁３６及びインターセプト弁３７の開度を所定の変化率で減少することで、蒸気タービン１３の出力を一定に低下させる。すると、ガスタービン１１の出力が一定に低下し、ガスタービン１１の出力低下により排ガス温度が低下し、排ガス温度の低下率が大きくなる。そのため、排熱回収ボイラ１２が生成する蒸気量が減少し、蒸気タービン１３の出力が一定に低下する。 After that, when the rate of decrease in the exhaust gas temperature becomes equal to or less than the allowable minimum value at time t3, the cooling shutdown mode of the combined cycle plant 10 is started again. That is, the control device 14 reduces the opening degree of the fuel regulating valve 26 and the IGV at a predetermined rate of change to reduce the output (shaft output) of the gas turbine 11 to a constant level, and the high-pressure steam control valve 36 and the intercept. By reducing the opening degree of the valve 37 at a predetermined rate of change, the output of the steam turbine 13 is reduced to a constant level. Then, the output of the gas turbine 11 decreases to a certain level, the exhaust gas temperature decreases due to the decrease in the output of the gas turbine 11, and the rate of decrease in the exhaust gas temperature increases. Therefore, the amount of steam generated by the exhaust heat recovery boiler 12 is reduced, and the output of the steam turbine 13 is constantly reduced.

このように本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置にあっては、圧縮機２１と燃焼器２２とタービン２３を有するガスタービン１１と、ガスタービン１１からの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラ１２と、排熱回収ボイラ１２により生成された蒸気により駆動する蒸気タービン１３とを備え、排ガス温度の低下率が、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が予め設定された許容隙間以上に維持される蒸気による冷却レートとなるように、ガスタービン１１の出力を制御している。 As described above, in the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, the gas turbine 11 having the compressor 21, the combustor 22, and the turbine 23, and the exhaust heat of the exhaust gas from the gas turbine 11 generates steam. The heat recovery boiler 12 and the steam turbine 13 driven by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 12 are provided, and the rate of decrease in the exhaust gas temperature is set in advance by setting the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13. The output of the gas turbine 11 is controlled so that the cooling rate is maintained by the steam above the permissible gap.

従って、予め、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間が適正隙間以上に維持されるときの排ガス温度の低下率に対する蒸気による冷却レートを設定しておき、プラントの停止時に、この排ガス温度の低下率が設定した蒸気による冷却レートとなるようにガスタービン１１の出力を制御する。そのため、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間を最適値に維持し、両者の接触による回転軸の曲げを抑制することができると共に、排ガス温度の低下率に応じてガスタービン１１の出力を制御すればよく、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図ることができる。 Therefore, the cooling rate by steam with respect to the rate of decrease in the exhaust gas temperature when the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 is maintained above the appropriate gap is set in advance, and this exhaust gas temperature is set when the plant is stopped. The output of the gas turbine 11 is controlled so that the rate of decrease of is the cooling rate by the set steam. Therefore, the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 can be maintained at an optimum value, bending of the rotating shaft due to contact between the two can be suppressed, and the output of the gas turbine 11 can be adjusted according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature. It is sufficient to control the above, and it is possible to shorten the time for shutting down the plant and improve the operating rate.

本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると、ガスタービン１１の出力の低下を抑制する。従って、プラントの停止時に、ガスタービン１１の出力を大きく低下させていき、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、ガスタービン１１の出力の低下を抑制するため、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間を最適値に維持しながら、簡単な制御でプラントの冷却停止時間を短縮することができる。 In the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, when the reduction rate of the exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value, the reduction of the output of the gas turbine 11 is suppressed. Therefore, when the plant is stopped, the output of the gas turbine 11 is greatly reduced, and when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed. It is possible to shorten the cooling stop time of the plant with simple control while maintaining the optimum value of the gap between the turbine and the rotating part.

本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、プラント停止時に、燃料の供給量を減少することでガスタービン１１の出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いてガスタービン１１の出力を低下させ、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、燃料の供給量の減少を抑制する。従って、プラント停止時に、まず、冷却停止モードを用いてガスタービン１１の出力を低下させ、次に、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、燃料の供給量の減少を抑制するため、制御の簡素化を図ることができる。 In the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, the output of the gas turbine 11 is output by using a preset cooling stop mode in which the output of the gas turbine 11 is reduced to a constant level by reducing the amount of fuel supplied when the plant is stopped. When the rate of decrease in exhaust gas temperature exceeds the maximum allowable value, the decrease in fuel supply is suppressed. Therefore, when the plant is stopped, the output of the gas turbine 11 is first reduced by using the cooling stop mode, and then when the reduction rate of the exhaust gas temperature exceeds the allowable maximum value, the decrease in the fuel supply amount is suppressed. Control can be simplified.

本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えると、燃料ガス供給ラインＬ３に設けられた燃料調整弁２６の閉動作を抑制すると共に、高圧蒸気供給ラインＬ１１に設けられた高圧蒸気加減弁３６の閉動作を抑制する。従って、排ガス温度の低下率に応じて燃料調整弁２６と高圧蒸気加減弁３６の開閉制御を実施すればよく、制御する対象機器が減少して制御の簡素化を図ることができる。 In the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds the allowable maximum value, the closing operation of the fuel regulating valve 26 provided in the fuel gas supply line L3 is suppressed, and the high-pressure steam supply line is suppressed. The closing operation of the high-pressure steam control valve 36 provided in L11 is suppressed. Therefore, the opening / closing control of the fuel regulating valve 26 and the high-pressure steam control valve 36 may be performed according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature, and the number of target devices to be controlled can be reduced to simplify the control.

本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最小値を下回ると、燃料調整弁２６の閉動作を大きくすると共に、高圧蒸気加減弁３６の閉動作を大きくする。従って、排ガス温度の低下率が許容最大値を超えてガスタービン１１の出力の低下を抑制した後、排ガス温度の低下率が許容最小値を下回ると、再び、ガスタービン１１の出力を低下させることで、蒸気タービン１３の静止部と回転部との接触を抑制しながら、蒸気タービン１３を早期に冷却することができる。 In the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, when the reduction rate of the exhaust gas temperature falls below the preset allowable minimum value, the closing operation of the fuel regulating valve 26 is increased and the closing operation of the high-pressure steam control valve 36 is performed. Enlarge. Therefore, after the decrease rate of the exhaust gas temperature exceeds the allowable maximum value and the decrease in the output of the gas turbine 11 is suppressed, when the decrease rate of the exhaust gas temperature falls below the allowable minimum value, the output of the gas turbine 11 is decreased again. Therefore, the steam turbine 13 can be cooled at an early stage while suppressing the contact between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13.

本実施形態のコンバインドサイクルプラントの制御装置では、ガスタービン１１の出力が予め設定された運用最低出力に到達すると、排ガス温度の低下率が蒸気の冷却レートとなるようにガスタービン１１の出力を制御する。従って、ガスタービン１１の出力が運用最低出力まで低下してから、排ガス温度の低下率が蒸気の冷却レートとなるようにガスタービン１１の出力を制御するため、蒸気タービン１３が冷却停止する過程で、必要な領域だけ排ガス温度の低下率に基づく制御を実行すればよく、制御の簡素化を図ることができる。 In the control device of the combined cycle plant of the present embodiment, when the output of the gas turbine 11 reaches a preset minimum operating output, the output of the gas turbine 11 is controlled so that the rate of decrease in the exhaust gas temperature becomes the cooling rate of steam. To do. Therefore, in order to control the output of the gas turbine 11 so that the rate of decrease in the exhaust gas temperature becomes the cooling rate of steam after the output of the gas turbine 11 drops to the minimum operating output, in the process of stopping the cooling of the steam turbine 13. It is sufficient to execute the control based on the rate of decrease in the exhaust gas temperature only in the necessary region, and the control can be simplified.

また、本実施形態のコンバインドサイクルプラントの停止方法にあっては、燃料の供給量を減少することでガスタービン１１の出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いてガスタービン１１の出力を低下させる工程と、排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると燃料の供給量の減少を抑制すると共に蒸気の供給量の減少を抑制する工程とを有する。従って、蒸気タービン１３の静止部と回転部との隙間を最適値に維持し、両者の接触による回転軸の曲げを抑制することができると共に、排ガス温度の低下率に応じてガスタービン１１の出力を制御すればよく、プラントを停止させる時間を短縮して稼働率の向上を図ることができる。 Further, in the method of stopping the combined cycle plant of the present embodiment, the gas turbine 11 uses a preset cooling stop mode in which the output of the gas turbine 11 is reduced to a constant level by reducing the fuel supply amount. It has a step of reducing the output and a step of suppressing a decrease in the fuel supply amount and a decrease in the steam supply amount when the rate of decrease in the exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value. Therefore, the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine 13 can be maintained at an optimum value, bending of the rotating shaft due to contact between the two can be suppressed, and the output of the gas turbine 11 can be adjusted according to the rate of decrease in the exhaust gas temperature. It is sufficient to control the above, and it is possible to shorten the time for shutting down the plant and improve the operating rate.

なお、上述した実施形態では、排ガス温度をガスタービン１１におけるタービン２３から排出された排ガスの温度を温度センサ４２により計測したが、排ガス温度は、温度センサ４２が計測したものに限定されるものではない。例えば、排ガス温度をガスタービン１１における燃焼器２２から排出された排ガスの温度としたり、タービン２３内を流れる排ガスの温度としたり、また、圧縮機２１内に取り込まれる空気量と燃焼器２２に供給される燃料量に基づいて排ガス温度を推定したりしてもよい。 In the above-described embodiment, the exhaust gas temperature is measured by the temperature sensor 42 for the exhaust gas temperature discharged from the turbine 23 in the gas turbine 11, but the exhaust gas temperature is not limited to that measured by the temperature sensor 42. Absent. For example, the exhaust gas temperature is set to the temperature of the exhaust gas discharged from the combustor 22 in the gas turbine 11, the temperature of the exhaust gas flowing in the turbine 23, and the amount of air taken into the compressor 21 and supplied to the combustor 22. The exhaust gas temperature may be estimated based on the amount of fuel produced.

１０ コンバインドサイクルプラント
１１ ガスタービン
１２ 排熱回収ボイラ
１３ 蒸気タービン
１４ 制御装置
２１ 圧縮機
２２ 燃焼器
２３ タービン
２４ 発電機
２５ 回転軸
２６ 燃料調整弁（燃料制御弁）
３１ タービン
３２ 発電機
３６ 高圧蒸気加減弁（蒸気制御弁）
３７ インターセプト弁（蒸気制御弁）
３８ 復水器
４１ 操作装置
４２ 温度センサ 10 Combined cycle plant 11 Gas turbine 12 Exhaust heat recovery boiler 13 Steam turbine 14 Controller 21 Compressor 22 Combustor 23 Turbine 24 Generator 25 Rotating shaft 26 Fuel regulating valve (fuel control valve)
31 Turbine 32 Generator 36 High-pressure steam control valve (steam control valve)
37 Intercept valve (steam control valve)
38 Condenser 41 Operating device 42 Temperature sensor

Claims (5)

圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラにより生成された蒸気により駆動する蒸気タービンと、
を備えるコンバインドサイクルプラントにおいて、
排ガス温度の低下率が、前記蒸気タービンの静止部と回転部との隙間が予め設定された許容隙間以上に維持される蒸気による冷却レートとなるように、前記ガスタービンの出力を制御し、
排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると、燃料供給ラインに設けられる燃料制御弁の閉動作を抑制して前記ガスタービンの出力の低下を抑制すると共に、蒸気供給ラインに設けられる蒸気制御弁の閉動作を抑制する、
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラントの制御装置。 A gas turbine with a compressor, a combustor and a turbine,
An exhaust heat recovery boiler that generates steam by exhausting heat from the exhaust gas from the gas turbine,
A steam turbine driven by steam generated by the exhaust heat recovery boiler, and
In a combined cycle plant equipped with
The output of the gas turbine is controlled so that the rate of decrease in the exhaust gas temperature is a cooling rate by steam in which the gap between the stationary portion and the rotating portion of the steam turbine is maintained at a preset allowable gap or more .
When the rate of decrease in exhaust gas temperature exceeds a preset allowable maximum value, the closing operation of the fuel control valve provided in the fuel supply line is suppressed to suppress the decrease in the output of the gas turbine, and the gas turbine is provided in the steam supply line. Suppresses the closing operation of the steam control valve
A control device for a combined cycle plant. プラント停止時に、燃料の供給量を減少することで前記ガスタービンの出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いて前記ガスタービンの出力を低下させ、排ガス温度の低下率が前記許容最大値を超えると、燃料の供給量の減少を抑制することを特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置。 When the plant is shut down, the output of the gas turbine is reduced by using a preset cooling stop mode that reduces the output of the gas turbine by reducing the amount of fuel supplied, and the rate of decrease in the exhaust gas temperature is the allowable rate. The control device for a combined cycle plant according to claim 1, wherein when the maximum value is exceeded, a decrease in the amount of fuel supplied is suppressed. 排ガス温度の低下率が予め設定された許容最小値を下回ると、前記燃料制御弁の閉動作の抑制を解除すると共に、前記蒸気制御弁の閉動作の抑制を解除することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置。 The claim is characterized in that when the rate of decrease in the exhaust gas temperature falls below a preset allowable minimum value, the suppression of the closing operation of the fuel control valve is released and the suppression of the closing operation of the steam control valve is released. 1 or the control device for the combined cycle plant according to claim 2. 前記ガスタービンの出力が予め設定された運用最低出力に到達すると、排ガス温度の低下率が蒸気の前記冷却レートとなるように前記ガスタービンの出力を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルプラントの制御装置。 When the output of the gas turbine reaches the set operational minimum output in advance, according to claim 1, characterized in that the reduction rate of the exhaust gas temperature to control the output of the gas turbine so that the cooling rate of the steam Item 3. The control device for a combined cycle plant according to any one of items 3. 圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラにより生成された蒸気により駆動する蒸気タービンと、
を備えるコンバインドサイクルプラントにおいて、
燃料の供給量を減少することで前記ガスタービンの出力を一定に低下させる予め設定された冷却停止モードを用いて前記ガスタービンの出力を低下させる工程と、
排ガス温度の低下率が予め設定された許容最大値を超えると燃料の供給量の減少を抑制すると共に蒸気の供給量の減少を抑制する工程と、
を有することを特徴とするコンバインドサイクルプラントの停止方法。 A gas turbine with a compressor, a combustor and a turbine,
An exhaust heat recovery boiler that generates steam by exhausting heat from the exhaust gas from the gas turbine,
A steam turbine driven by steam generated by the exhaust heat recovery boiler, and
In a combined cycle plant equipped with
A step of reducing the output of the gas turbine using a preset cooling stop mode that reduces the output of the gas turbine to a constant level by reducing the amount of fuel supplied.
When the rate of decrease in exhaust gas temperature exceeds the preset allowable maximum value, the process of suppressing the decrease in fuel supply and the decrease in steam supply, and
A method of shutting down a combined cycle plant, which comprises having.
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