JPH0230904A - コンバインドプラントの制御方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービン装置と、上記ガスタービンの排
熱を回収して蒸気を発生させるボイラと、上記ボイラの
発生蒸気によって駆動される蒸気タービンとを備えたコ
ンバインドプラントの負荷変動に対応するための制御方
法、及び、同制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は上記コンバインドプラントの一般的な系統図で
ある。

ガスタービン装置は、圧縮機１と、上記圧縮機に連結さ
れたガスタービン３と、燃焼器２とを主な構成要素とし
ている。

ガスタービン３の排気は、排熱回収ボイラ４に導入され
、排気ダクト１４に放出される。該排熱回収ボイラ４へ
は復水器７からの給水管が、給水ポンプ８を経由して導
かれている。一方、排熱回収ボイラ４からは蒸気導管１
５が蒸気タービン５へとつながっており、当該蒸気導管
１５に蒸気制御弁１１が設けられている。

蒸気タービン５は前記ガスタービン装置と連結され、い
わゆる１軸型のコンバインド配置を形成しており、負荷
機器である発電機６も連結されている。

前記燃焼器２へは燃料配管９が接続され、該燃料配管９
には燃料制御弁１０が設けられている。

圧縮機１の入口から導入された空気１６は、該圧縮機１
により昇圧され燃焼器２へ導入される。

該燃焼器２では、外部から燃料配管９を通って送られた
燃料が燃焼し、高温、高圧の燃焼ガスはガスタービン３
を駆動した後、排熱回収ボイラ４へ導入される。排熱回
収ボイラ４へは復水器７からの給水が給水ポンプ８によ
り昇圧されて供給される。前記排熱回収ボイラ４へ供給
された給水はガスタービン排ガスの排熱により、加熱、
蒸発、過熱され蒸気導管１５により蒸気制御弁１１を経
由して蒸気タービン５へ導入される。蒸気タービン５を
駆動した蒸気は復水器７へ導入される。

ガスタービン３および蒸気タービン５で発生した動力に
より、圧縮機１および発電機６が駆動される。

通常の負荷変化は、燃料配管９に設けられた燃料制御弁
１０により燃焼器２への燃料供給量を制御し燃焼器出口
温度、圧力（タービン入口温度、圧力）を変化させるこ
とにより対応される。

すなわち、前記燃焼器２への燃料供給量を燃料制御弁１
０により減少せしめることにより、燃焼器２出ロ温度、
圧力は低下し、ガスタービン３−の出力は減少する。こ
れと同時に排熱回収ボイラ４の入口温度であるガスター
ビン排ガス温度も低下するので、該排熱回収ボイラ４に
おける蒸気発生量は低下し、それに伴い蒸気タービンの
出力も減少する。

コンバインドプラントの負荷が急激に減少する場合の制
御技術については、従来一般に、排熱回収ボイラ系の温
度条件を一定に保ちつつ、流量変化により負荷変化に対
応するよう、空気圧縮機の人口に設けた案内翼（図示せ
ず）の調節が為される。この種の技術については、ニー
・ニス・エム・イー、ペーパー、　８２−ＧＴ　−８３
（ＡＳＭＥ　ＰａＰｅｒ８２−ＧＴ−８３）等にその運
用方法が論じられている。また、特開昭５６−９２３２
７には、ガスタービンにおいて急激な負荷変化要求に対
応するように圧縮機出口部に放風弁を設けて対応するこ
とが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ガスタービン装置単独における急激な
負荷変化に対応するもので、コンバインドプラントにお
ける急激な負荷変化の障害となる排熱回収ボイラおよび
蒸気タービン系についての配慮がなされていない。

コンバインドプラントにおける急激な負荷変化に際して
は、排熱回収ボイラの熱応力の制限および熱容量により
、負荷変化能力を抑えてガスタービン排ガス温度の変化
率を少なくしなければならない点に問題がある。すなわ
ち、コンバインドプラントでは、ガスタービンの負荷を
減少させると同時に、ガスタービン排ガス温度の低下率
を一定範囲に保ち、かつ蒸気タービンの負荷を減少させ
ることが必要となる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、大幅かつ
急激な負荷減少に際して排熱回収ボイラの温度変化を抑
制し、熱応力、熱歪の発生を軽減して安全に対応し得る
制御方法、および上記制御方法の実施に好適で、しかも
既設のガスタービンにも容易に適用し得る制御装置、並
びに、ガスタービンの空気圧縮機の能力を越えて負荷を
増加せしめる必要を生じたとき、これに対応してコンバ
インドプラントの負荷を増加せしめ得る制御方法、およ
び、この制御方法の実施に好適な制御装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

急激な負荷減少に際し、本発明の制御方法は、ガスター
ビン装置の空気圧縮機の最近段または中間段から圧縮空
気を抽気する。

また、負荷増加の際、本発明の制御方法はガスタービン
装置の空気圧縮機の最終段に、外部から圧縮空気を供給
する。

前記の抽気による制御を行うために本発明の装置は、ガ
スタービン装置の空気圧縮機の最終段または中間段に、
抽気制御弁を備えた抽気用配管を接続する。

また、前記の圧縮空気供給による制御を行うために本発
明の装置は、ガスタービン装置の空気圧縮機の最終段に
、空気供給用配管および空気供給制御弁を介して、外部
圧縮空気源を接続する。

〔作用〕

ガスタービン装置の空気圧縮機の回転部材は大きい慣性
を有しているので、負荷の急減要求を受けても吐出空気
流量を急速に減少させ難い。このため、ガスタービン燃
焼器に供給される燃焼用空気流量が急激には減少せず、
負荷の急減に対応することが困難であった。しかし、前
記のようにして空気圧縮機の最終段近傍から抽気すると
、回転部材の慣性に関係なく燃焼用空気供給量が減少し
て、急激な負荷の減少に対応することが出来る。

この作用について、第２図（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ
更に詳しく述べる。

ガスタービン圧縮機最終段または途中段から圧縮空気の
一部を抽気することにより、燃焼器へ流入する空気量は
減少し、それに伴いガスタービン通過流量も減少するこ
とになる。それによって排熱回収ボイラへの供給熱量を
低減することができ、蒸気タービン系の出力低下がはか
られる。

ガスタービンでは抽気空気量の増加に伴い圧縮機出口圧
力が低下し、ガスタービンに対しては入口圧力の低下と
ガス流量の減少が生じる。したがって、同一の負荷では
抽気量の増加に伴い燃焼器出口温度は上昇し、圧縮機圧
力比は低下することになる。これらの計算例を第２図（
Ａ）、（Ｂ）に示す。第２図（Ａ）は抽気量に伴う燃焼
器出口温度とガスタービン負荷との関係を示したもので
、同一の負荷に対して、抽気量の増加に伴い燃焼器出口
温度が増加することを示している。また、第２図（Ｂ）
は抽気量の変化に伴う燃焼器出口温度と圧縮機圧力比と
の関係を示したもので抽気量増大に伴い圧縮機圧力比が
減少することがわかる。

コンバインドプラントの負荷減少に際して、本発明を適
用して空気圧縮機から抽気すると、燃焼器に供給される
燃焼用空気流量が減少する。

従って、燃焼ガス流量も減少する。

而して第２図（Ａ）に示したように、同一負荷であれば
抽気量を増すにつれて燃焼器出口温度が上昇する。

このようにして、燃焼ガス流量の減少と燃焼ガス温度の
上昇とがおこり、・燃焼ガス流の有する顕熱の変化を抑
制するように作用する。

従って、本発明の適用によって、排熱回収ボイラへの排
ガスによる加熱量の変化が軽減され、熱歪、熱応力の発
生が抑制されて安全に負荷急減に対応できる。

また、夏季等で吸入空気温度が高い場合には、コンバイ
ンドプラントを構成している他の機器の容量には余裕が
有るのに、空気圧縮機の能力が限界に達した状態で運転
される場合がある。

このような状態で、更に負荷増加の要求があったときは
、本発明を適用して空気圧縮機の最終段（吐出口の近傍
）に、他から圧縮空気を供給してやれば、空気圧縮機の
吐出流量が増加しなくても。

ガスタービン燃焼器の燃焼用空気流量を増加させて負荷
増加の要求に対応することが出来る。

〔実施例〕

第１図は本発明の制御装置の一実施例を備えたコンバイ
ンドプラントの系統図を示す。

この実施例は、第９図に示した従来例のコンバインドプ
ラントに本発明を適用して改良した例であって、第９図
と同一の図面参照番号を付したものは前記従来例と同様
乃至は類似の構成部分である。

第１図に示した構成が第９図に比して異なる点は、抽気
配管１２．及び、抽気制御弁１３を設けたことである。

本実施例においては、急激な負荷減少要求が生じた場合
、先ず通常通り圧縮機入口案内翼（図示せず）が働き流
量を減少させる。この範囲以上に負荷減少範囲が大きい
場合には、開指示Ａを与えて抽気制御弁１３を開かせ、
圧縮機１出口の圧縮空気の一部を、抽気配管１２を通し
て排熱回収ボイラ出口の排気ダクト１４へと排出（抽気
）する。

上記の抽気により、ガスタービンの燃焼器に供給される
空気流量が減少して、ガスタービン３の出力は減少し、
排熱回収ボイラ４への排ガス流量を減少させることがで
き、蒸気タービン５の出力も減少する。

そして、第２図について説明したように、排熱回収ボイ
ラ４への排ガス流量の減少に伴って、その温度が上昇す
るので、排熱回収ボイラ４に与えられる熱量の変化が軽
減され、排熱回収ボイラの熱歪、熱応力が緩和される。

このため、負荷の急減に際して安全に、かつ迅速に対応
できる。

また、本実施例はガスタービン装置と蒸気タービン発電
機とを連結しであるので、蒸気タービン５によって空気
圧縮機１を駆動することが可能である。これを利用して
、抽気制御弁１３および燃料制御弁１０の操作によって
蒸気タービン５の出力と圧縮機１の動力消費とをバラン
スさせると、急激な負荷減少に対応し得る範囲を無負荷
まで広げることができる。

なお、第１図の実施例では圧縮機１最終段から抽気を行
なっているが、圧縮機途中段において抽気を行なうこと
によっても同様な効果が得られる。

第３図（Ａ）は前記と異なる実施例の系統図を示す。こ
の実施例は、前記の実施例（第１図）における抽気制御
弁１３に、抽気弁制御袋！１１７よりなる自動制御機楕
を設けたものである。

負荷要求ＷＯと発電機６の実５負荷Ｗとの偏差信号（Ｗ
ｏ　　Ｗ）は、抽気弁制御袋Ｗ１１７に入力される。

一方、ガスタービン３出ロガス温度検出装置１９が、ガ
スタービン３出口と排熱回収ボイラ４との間に設置され
る。当該温度検出装置１９からの信号は、ガスタービン
湿度設定袋９！１８に入力される。

該温度設定装置１８へは、抽気弁制御装置１７からの信
号も入力される。蒸気制御弁１１に対応せしめて蒸気制
御弁制御装置２０が設置され、該制御装置２０へは蒸気
タービン入口圧力の信号が入力される。

つぎに、本実施例（第３図）の動作を説明する。

第３図（Ｂ）は、抽気制御装置１７を動作させるための
フローである。

負荷変化の要求が与えられた場合、本第３図（Ｂ）に付
記したフローチャートに示すように、予め次の負荷要求
に対しては急速に対応すべきが否かを入力するか、与え
られた負荷変動範囲が通常の範囲をこえる場合等に抽気
を行なうようにする。第３図では予め通常の制御をする
か、抽気を利用する負荷変化を行なうかを、運転員が選
択して入力する。これは、負荷変動範囲が通常値を超え
る時間帯等は予め予想することができるためである。も
ちろん、前記のように自動的に負荷変動範囲と連動し、
抽気を用いる制御に切り換えることも可能である。前記
第３図（Ｂ）のフロー機能は抽気弁制御装置１７自体で
持ってもよい。

抽気制御を行なうことが入力されると、負荷要求Ｗｏと
発電機６による実負荷Ｗとの偏差（Ｗｏ−Ｗ）は抽気弁
制御装置１７に入力され、予め抽気弁制御装置１７に設
定されたスケジュールに基づき抽気制御弁１３を開けて
抽気を開始する。抽気が開始されると、燃焼器２への空
気流量は減少するため、ガスタービン入口温度が上昇す
る。ガスタービン入口温度の異常上昇を防止するため、
ガスタービン出口の出口ガス温度検出装置１９により検
出されたガス温度はガスタービン入口温度設定装置１８
に入力される。このガスタービン入口温度設定装置１８
へは、上記ガス温度の他に、抽気制御装置１７からの抽
気制御弁開度の信号が入力され、その他に大気温度、圧
縮機出口圧力等の信号も必要に応じて入力され、ガスタ
ービン排ガス温度の設定を行なう。

蒸気制御弁制御装置２０は、弁吐出側の圧力検出器Ｐの
検出値を受けて蒸気タービン５の入口圧力を一定にする
ように蒸気制御弁１１を制御する６抽気を行なうことに
よって、燃焼器２への空気流量の減少が生じると同時に
ガスタービン３の入口圧力も減少するので１通常はガス
タービン排気温度を一定に保つために燃焼器出口温度を
許容値よりも高くする必要はない。

抽気制御弁１３を開いて抽気を開始すると、燃焼器２に
供給される燃焼用空気流量が減少するので。

ガスタービン３への燃焼ガス流量が減少し、ガスタービ
ン出力が減少する６ ガスタービン入口温度設定装置１８は、抽気制御弁の開
度信号Ｂとガスタービン出口温度信号Ｃとを取り込み排
熱回収ボイラ４の入口温度が負荷に応じた設定値となる
ように燃料制御弁１０の開度を定める。

これにより、蒸気タービン５に供給する蒸気の条件を適
正に保つことが出来る。

このとき、抽気によって燃焼ガスの流量が減少゛してい
るので、蒸気タービン５に供給する蒸気流量も減少し、
蒸気タービン５の出力は減少する。

このような操作により、蒸気タービンおよびガスタービ
ンの出力が圧縮機駆動力とバランスした点で発電機６の
出力を無出力とすることも可能である。

本実施例（第３図）によれば、第１図の実施例における
と同様な効果に加えて、急速な負荷変化に対してガスタ
ービンの許容温度を超えることなく良好な負荷制限を行
なえるという本例特有の効果がある。

第４図は本発明の他の実施例を示す０本例は、排熱回収
ボイラ４内、及び蒸気タービン５内の熱応力発生個所に
温度検出器１９’、及び同１９′を設け。

これらの検出器による出力信号に基づいて抽気制御弁１
３を制御する。

本実施例を適用する場合、上記温度検出器１９′及び同
１９′のうちの何れか一方を省略することも出来る。こ
の場合、設計条件を勘案して熱応力に関する危険個所を
選定して該温度検出器を配置すればよい。

熱応力発生場所の温度信号は、予め設定された温度変化
率設定値と比較されながら、抽気制御弁１３およびガス
タービン燃料制御弁１０の制御に利用される。

本実施例によれば、第１図の実施例におけると同様の効
果を奏し、更に排熱回収ボイラおよび蒸気タービンの一
方または両方の熱応力、熱歪をいっそう軽減して、その
寿命を長くすることができるという効果がある。

本発明の更に異なる実施例を第４図に示す。

第１図に示した実施例と異なる構成機器は次の如くであ
る。ガスタービン装置の圧縮機１出口へは抽気配管１２
にかわり空気供給管２５が接続されている。該空気供給
管へは補助空気圧縮機２６が空気供給制御弁２９を介し
て接続されている。該空気圧縮機２６には電動機２８が
接続される。

通常の負荷変動範囲では、前記の補助空気圧縮機２６．
及び、その駆動用電動機２８、並びに空気供給制御弁２
９は使用されないが、急速に発電能力以上の負荷が必要
とされる場合（たとえば、夏期で外気温度が高くガスタ
ービン装置は空気圧縮機１の空気流量が少なくなり、出
力が制限されている時に負荷要求を受けた場合）、電動
機２８により補助空気圧縮機２６を駆動し、空気２７を
圧縮して供給制御弁２９を通して燃焼器２へ供給してや
る。補助空気圧縮機２６を駆動するためには電力を必要
とするが、昇圧された空気を燃焼させて生じた高圧。

高温燃焼ガスはガスタービン３において、該空気圧縮機
２６駆動用電力以上の出力を発生すると同時に排熱回収
ボイラ４人口のガス流量も増加し、蒸気タービン５の出
力も増加する。

本実施例によれば、空気圧縮機の能力によってコンバイ
ンドプラントの出力が制限されている状態において出力
増加要求に対応し得るという効果がある。

本発明の更に異なる実施例を第６図に示す０本実施例が
第１図の実施例と異なる点を以下に述べる。

抽気制御弁１３と圧縮機１との間には蓄熱熱交換器４０
が接続される。圧縮機１から抽出されて蓄熱熱交換器４
０及び抽気制御弁１３を流通した抽気はブースト圧縮機
３０へと導かれる。該圧縮機３０は電動機３１と連結さ
れ、圧縮機３０の一方の配管は制御弁３６を介して蓄熱
熱交換器３７を通り、貯気タンク３８へ接続される。他
の配管は、上記圧縮機３０出口から制御弁３２を介して
補助燃焼器３３へ接続される。

燃焼器３３へは、この他に貯気タンク３８から蓄熱熱交
換器３７を通り制御弁４３を介しての配管、燃料制御弁
４２を介する燃料供給管および、貯気タンク３８から制
御弁３９を介して蓄熱熱交換器４０を通る配管が接続さ
れる。燃焼器３３はガスタービン３４と結ばれ、該ガス
タービンは発電機３５と結ばれている６電力負荷要求が
少なくなり抽気が行なわれると、抽気弁１３が開くと共
に抽気空気は蓄熱熱交換器４゜を通り顕熱を蓄熱材に与
えて温度が低下し、抽気弁１３を通り、電動機３１によ
り駆動されるブースト圧縮機３０に入ってさらに昇圧さ
れ、制御弁３６および蓄熱熱交換器３７で顕熱を与え、
貯気タンク３８へ蓄えられる。

ブースト圧縮機３０で昇圧された抽気空気の一部は制御
弁３２を通り、燃焼器３３へ導かれる。この空気は、燃
料制御弁４２を通って供給される燃料を用いて燃焼を行
ないガスタービン３４を予熱昇温しでおくことも可能で
ある。

電力負荷要求増大の要求があった時には、抽気制御弁１
３は閉じ、ブースト圧縮機３０も停止し、制御弁３２お
よび制御弁３６は閉じて、貯気タンク３８内の高圧空気
は外部に流出しないようにされる。さらに電力負荷増大
の要求が生じた場合には、制御弁３９および制御弁４３
が開き、貯気タンク３８内の空気は蓄熱熱交換器４０、
蓄熱熱交換器３７を通り、蓄熱により昇温されて燃焼器
３３へ導入される。燃焼器３３内では制御弁４２からの
燃料を用いた燃焼が行なわれ、高温高圧の燃焼ガスはタ
ービン３４を駆動し、該タービン３４は発電機３５を駆
動する。

本実施例（第６図）によれば、第１図の実施例における
と同様の効果が得られ、しかも電力負荷増加要求を受け
たとき、既に抽気して貯えてあった圧縮空気を利用した
発電ができるので、コンバインドプラントとしての負荷
対応範囲をより拡大できるという本例特有の効果がある
。

図示を省略するが、更に異なる一実施例では、第１図の
実施例の構成に加えて、ガスタービン装置、蒸気タービ
ン、発電機の連結された軸と連結して、空気膨脹タービ
ンを設置する。該空気膨脹タービンへは抽気配管が結ば
れる。抽気制御が開始され抽気制御弁が開き始めると、
該抽気配管から抽気空気の一部もしくは全部が前記膨張
タービンへ流入する。該膨張タービンでは抽気空気の圧
縮に利用された仕事の一部を回収することができる。ま
た、この膨張タービンをガスタービン装置の空気圧縮機
１と同一軸に連結しておくことにより、抽気により変化
する圧縮機１とガスタービン３との間のスラスト力の変
化をバランスさせるという効果がある。

図示を省略するが、本発明の更に異なる実施例において
は、第１図に示した構成における抽気制御弁１３に代え
て、オン・オフ弁とノズルとの組み合せを複数セット抽
気管に並列させて設ける。ノズルの開孔面積を各々変化
させておけば、オン・オフ弁の操作によって流量の制御
を段階的に行なうことが可能であり、弁筒後に掛かる差
圧に対する制御弁の機械的強度を考慮することなく、第
１図の実施例と同様の効果を単純なオン・オフ弁により
実現できるという効果がある。本発明において制御弁と
は、オリフィスを併設したオン・オフ弁を含むものであ
る。

本発明の更に異なる実施例では、抽気することによって
圧縮機とガスタービンとの流量の差が増大し、圧縮機、
ガスタービン、蒸気タービン、発電機系のスラストが変
化することを防止するために、抽気空気を利用し、抽気
空気圧によるスラストバランス装置を取り付ける。上記
スラストバランス装置への抽気空気量はスラストセンサ
の信号により制御する。

さらに他の実施例では前記の抽気に伴うスラスト力の変
化をバランスさせるために排熱回収ボイラにより発生し
た蒸気、または蒸気タービン抽気蒸気の一部を利用した
スラストバランス装置を取り付け、上記スラストバラン
ス装置への蒸気供給量はスラストセンサの信号により制
御する。

本発明の更に異なる実施例では、抽気により騒音を防止
するために抽気配管に内蔵する消音装置を設置する。該
消音装置はダクト内を複数の室に区切り各々の室の間を
細孔で結ぶ一般的なもので良く、本実施例によれば、第
１図の実施例におけると同様の効果に加えて、静粛なコ
ンバインドプラント配置を実現できるという効果がある
。

第７図は更に異なる実施例の系統図である。本第７図の
実施例が第１図の実施例と異なる点を以下に述べる。圧
縮機１出口から、抽気配管に代えて空気配管５０が制御
弁５１を介して貯気タンク５２に接続されている。貯気
タンク５２からは放出管５４が放出弁５３につながれて
いる。

負荷低下の要求を受けた場合、第１図に示す実施例と同
様に制御弁５１が開き、圧縮機１の出口から抽気空気が
空気配管５０、制御弁５１を通じて貯気タンク５２に流
入し、該タンク内に貯められる。放出弁５３は貯気タン
ク５２内の圧力が設定値以上にならないよう放出管５４
を通して貯気タンク内の空気が放出されるよう制御する
。この実施例（第７図）では抽気空気を蓄熱熱交換器に
通したり、ブースト圧縮機によりさらに昇温したりする
ことなしに当該貯気タンク５２に貯めているが、第６図
に示した実施例における蓄熱熱交換器３７．４０に相当
する蓄熱熱交換器や、同じくブースト圧縮機３０に相当
する圧縮機（いずれも第７図においては図示せず）を利
用すれば、本実施例の効果を更に拡大して熱効率を向上
せしめ得る６ 本例（第７図）において負荷低減の必要が無くなった場
合、制御弁５１は閉じられ抽気は停止される。

抽気操作中に貯気タンク５２内に貯められた高圧の抽気
空気は、その後ガスタービン装置を起動する時、制御弁
５１を開いて燃焼器２に供給し、ガスタービンの起動操
作に利用する。本実施例によればガスタービン装置に従
来のようなディーゼル、蒸気タービン等を用いた起動装
置を設置することなしにガスタービン装置を駆動できる
という効果がある。

前述の第６図の実施例は貯気タンク３８を備えており、
また第７図の実施例は貯気タンク５２を備えていて、負
荷低減の場合に圧縮空気を抽気して貯えておき、その後
の再起動や負荷増加に際して貯蔵圧縮空気を利用するも
のであるが、この考え方を複数組のコンバインドプラン
ト相互の間で同時に適用することも可能である。

第８図は上記の考え方に基づいて本発明を適用した１例
であって、３組のコンバインドプラント（１号機、２号
機、３号機と名付ける）を設けたものである。

１号機〜３号機のそれぞれは、第１図に示した実施例の
コンバインド発電プラントと類似の構成であるが、抽気
配管１２′の接続が異なっている。

説明の便宜上、空気圧縮機１を備えたガスタービン装置
と、排熱回収ボイラ４と、蒸気タービン５とよりなる１
組の原動機をコンバインドプラントのユニッ１へと呼ぶ
。

各ユニットの圧縮機１の最終段は、それぞれ抽気制御弁
１３を介して抽気配管１２′により相互に接続されてい
る。

上記１号機〜３号機のコンバインドプラントユニットは
それぞれ発電機６を駆動する。そして。

１号機のみに駆動装置１００が設けられている。

この実施例（第８図）は、昼休み前後の電力需要変化に
対応するように構成したものである。

昼休み前後の電力需要の変化状態は必ずしも一定のパタ
ーンを有していないが１例えば工場用電力需要は正午か
ら約１時間、需要が激減し、午後１時ごろから需要が急
増して１日のピークに達する例が少なくない。

このような場合、午前中は１号機を稼働させ、２号機、
３号機は休止させておく。

正午ごろ、１号機の負荷要求が急減するので、１号機の
抽気制御弁１３を開いて該１号機の圧縮機１の最終段か
ら抽気して負荷低減対応の操作を行う。この場合の１号
機の操作および作動は第１図に示した実施例におけると
同様である。

この、正午における電力需要急減時においては、約１時
間後に電力需要急増・ピーク到達が予想されるので、上
に述べた１号機からの抽気を利用して、次に述べるよう
に２号機、３号機を起動して待機させておく。

即ち、２号機の抽気制御弁１３を開いて、１号機から抽
気された圧縮空気を２号機の圧縮機１の最終段に供給す
る。

供給された圧縮空気は２号機のガスタービン３に導かれ
て該ガスタービン３を駆動する。このため、２号機は独
立した駆動装置１００を備えていないが起動のための回
転を与えられる。そして燃焼器２に燃料を供給すると自
立起動し、昇温、昇速操作ができる。

３号機も同様にして自立起動する。そして、２゜３号機
は、昼休み後の電力需要のピークに備えて無負荷乃至軽
負荷で待機する。

本実施例（第８図）によれば、１号機の負荷要求急減に
安全に対応することができ、該１号機から抽気した圧縮
空気を有効に利用でき、しかも２号機、３号機は独立し
た専用の駆動装置を設けなくても起動させることができ
る。

図示を省略するが、更に異なる実施例においては、第１
図に示した抽気制御弁１３に、コンバインドプラント停
止信号を与えるように構成すると共に、該抽気制御弁が
上記停止信号によって開弁するように構成する。この実
施例においては、コンバインドプラント停止の際、その
停止指令により、従来例と同様に燃焼器２への燃料供給
が停止される。一方、該抽気弁の開度を、予め設定され
たところに従って軸回転数低下率にそって低下させるよ
うに制御し、排熱回収ボイラの余熱により発生する蒸気
で駆動される蒸気タービ、ンの負荷として圧縮機駆動力
を調整する。

本実施例によれば第１図に示した実施例におけると同様
の効果を奏する上に、コンバインドプラント停止時にも
良好な、無負荷および回転数低下特性を得られるという
本例特有の効果がある。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く、コンバインドプラントにおいて大
幅かつ急激な負荷減少要求が有１だとき、本発明の制御
方法を適用してガスタービン装置の空気圧縮機から抽気
を行うと、燃焼器に供給される空気流量が減少するので
、急激な負荷減少に即応することが出来、しかも、上記
の抽気によって燃焼ガス流量が低下すると共に該燃焼ガ
ス温度が上昇するので、排熱回収ボイラの温度変化が緩
和され、熱歪や熱応力を軽減して安全な負荷減少操作が
できる。

また、本発明方法を適用してガスタービン装置の最終段
近傍に抽気用配管及び抽気制御弁を設けておくと、上記
の発明方法に係る制御操作を容易に行うことが出来る。

また、コンバインドプラントを構成しているガスタービ
ン装置の空気圧縮機の能力の上限に達して出力上昇が制
約されている状態において更に出力増加の要求を受けた
とき１本発明方法を適用して上記空気圧縮機の最終段に
、他から圧縮空気を供給すると、負荷増加要求に即応す
ることができる。

本発明の制御装置を適用して、空気圧縮機の最終段に外
部圧縮空気を供給する管路と空気供給制御弁とを設けて
おくと、上記の発明方法によって負荷増加要求に対応す
る制御操作を容易に行い得る。

更に１本発明装置を適用して複数組のコンバインドプラ
ントのそれぞれの空気圧縮機最終段相互の間を、弁を備
えた抽気配管により接続しておくと、本発明方法を適用
して、予想される負荷変動パターンに応じて安全な負荷
低減、及び負荷増加の準備を行うことができる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御装置の一実施例を備えたコン
バインドプラントの系統図である。 第２図（Ａ）および（Ｂ）は、ガスタービンの特性を説
明するための図表である。 第３図乃至第８図は、それぞれ前記と異なる実施例の系
統図である。 第９図は従来例のコンバインドプラントの系統図である
。 １・・・圧縮機、２・・・燃焼器、３・・・ガスタービ
ン。 ４・・・排熱回収ボイラ、５・・・蒸気タービン、６・
・・発電機、７・・・復水器、８・・・給水ポンプ、９
・・・燃料配管、１０・・・燃料制御弁、１１・・・蒸
気制御弁、　１２．１２’・・・抽気配管、１３・・・
抽気制御弁、１００・・・駆動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気圧縮機を備えたガスタービン装置と、上記ガス
   タービン装置の排熱を回収して蒸気を発生させるボイラ
   と、上記ボイラの発生蒸気によって駆動される蒸気ター
   ビンとを有するコンバインドプラントにおいて、前記空
   気圧縮機の最終段、および途中段の少なくとも一方に連
   通する管路を設け、コンバインドプラントの負荷減少に
   際して上記の管路から圧縮空気を抽気することを特徴と
   する、コンバインドプラントの制御方法。 ２、空気圧縮機を備えたガスタービン装置と、上記ガス
   タービン装置の排熱を回収して蒸気を発生させるボイラ
   と、上記ボイラの発生蒸気によって駆動される蒸気ター
   ビンとを有するコンバインドプラントにおいて、前記空
   気圧縮機の最終段に連通する管路を設け、コンバインド
   プラントの負荷増加に際して上記の管路に外部から圧縮
   空気を供給することを特徴とする、コンバインドプラン
   トの制御方法。 ３、空気圧縮機を備えたガスタービン装置と、上記ガス
   タービン装置の排熱を回収して蒸気を発生させるボイラ
   と、上記ボイラの発生蒸気によって駆動される蒸気ター
   ビンとによってコンバインドプラントユニットを構成し
   、 上記コンバインドプラントユニットの複数組を配置して
   原動機プラントを構成し、 該複数組のコンバインドプラントユニットの内の少なく
   とも１組は起動用の駆動装置を有するものとし、 この汽力原動機プラントに対する負荷要求が通常レベル
   の状態では上記駆動装置を有するコンバインドプラント
   ユニットを運転するとともに、駆動装置を有しないコン
   バインドプラントユニットを休止させておき、 一時的に負荷要求が減少した場合であって、その後には
   通常レベル以上の負荷要求が予想されるとき、前記の駆
   動装置を有するコンバインドプラントユニットの空気圧
   縮機の最終段又は途中段から圧縮空気を抽出し、 上記の抽出した圧縮空気を、前記駆動装置を有しないコ
   ンバインドプラントユニットの空気圧縮機最終段に供給
   して、該駆動装置を有しないコンバインドプラントユニ
   ットを自立起動させ、無負荷乃至低負荷運転状態で待機
   させておき、 負荷要求の増加に際して上記待機中のコンバインドプラ
   ントを負荷運転することを特徴とする、コンバインドプ
   ラントの制御方法。 ４、空気圧縮機を備えたガスタービン装置と、上記ガス
   タービン装置の排熱を回収して蒸気を発生させるボイラ
   と、上記ボイラの発生蒸気によって駆動される蒸気ター
   ビンとを有するコンバインドプラントにおいて、前記空
   気圧縮機の最終段および途中段の少なくとも一方に接続
   した抽気用配管と、上記抽気用配管に設けられて抽気流
   量を制御する抽気制御弁とを有することを特徴とする、
   コンバインドプラントの制御装置。 ５、前記の抽気用配管は、抽気制御弁を介して貯気タン
   クに接続されたものであることを特徴とする、請求項４
   に記載したコンバインドプラントの制御装置。 ６、前記のガスタービン装置と蒸気タービンとは１軸に
   連結されて発電機を直結駆動しており、上記の１軸上に
   空気膨脹タービンが設けられていて、前記抽気用配管は
   上記空気膨脹タービンに接続されていることを特徴とす
   る、請求項４に記載したコンバインドプラントの制御装
   置。 ７、前記抽気用配管に設けられた抽気制御弁は自動制御
   機能を備えたものであり、ガスタービン入口温度が許容
   値を越えないように抽気流量を制御する構造であること
   を特徴とする、請求項４に記載したコンバインドプラン
   トの制御装置。 ８、前記の抽気用配管は、消音器を設けたものであるこ
   とを特徴とする、請求項４に記載したコンバインドプラ
   ントの制御装置。 ９、前記貯気タンクは、弁手段を備えた管路を介してガ
   スタービン燃焼器に接続され、貯気タンク内に貯えられ
   た圧力空気によって起動用の圧縮空気を供給し得る構造
   であることを特徴とする、請求項５に記載したコンバイ
   ンドプラントの制御装置。 １０、前記の抽気用配管の途中に蓄熱熱交換器を設け、
   かつ、前記貯気タンクとガスタービン燃焼器とを接続す
   る管路は上記蓄熱熱交換器を経由する構造であることを
   特徴とする、請求項９に記載したコンバインドプラント
   の制御装置。 １１、前記のガスタービン装置及び蒸気タービンは負荷
   機器としての発電機と連結されており、前記抽気制御弁
   は上記発電機に対する負荷要求と、該発電機の実負荷と
   の偏差信号によって制御される構造であることを特徴と
   する、請求項４に記載したコンバインドプラントの制御
   装置。 １２、前記のガスタービン装置及び蒸気タービンは負荷
   機器としての発電機と連結されており、前記の抽気制御
   弁は負荷停止信号、及び発電機回転数検出信号によって
   制御される構造であることを特徴とする、請求項４に記
   載したコンバインドプラントの制御装置。 １３、空気圧縮機を備えたガスタービン装置と、上記ガ
   スタービン装置の排熱を回収して蒸気を発生させるボイ
   ラと、上記ボイラの発生蒸気によって駆動される蒸気タ
   ービンとを有するコンバインドプラントにおいて、前記
   空気圧縮機の最終段に接続した空気供給用配管と、上記
   空気供給用配管に接続した外部圧縮空気源と、上記空気
   供給用配管に設けた空気供給制御弁とを有することを特
   徴とする、コンバインドプラントの制御装置。 １４、複数組のコンバインドプラントユニットよりなり
   、各組のコンバインドプラントはそれぞれ空気圧縮機を
   備えたガスタービン装置と、上記ガスタービン装置の排
   熱を回収して蒸気を発生させるボイラと、上記ボイラの
   発生蒸気によって駆動される蒸気タービンとによって構
   成されている原動機プラントのコンバインドプラントを
   制御する装置において、 前記複数組のコンバインドプラントユニットの内の少な
   くとも１組は起動用の駆動装置を備えたものとし、かつ
   、上記駆動装置を備えたコンバインドプラントユニット
   の空気圧縮機の最終段若しくは中間段と、該駆動装置を
   備えていないコンバインドプラントの空気圧縮機の最終
   段とを接続する管路、及び、該接続管路の途中に介装し
   た制御弁とを有することを特徴とする、コンバインドプ
   ラントの制御装置。