JPH1193693A - コンバインドサイクル発電プラントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラントInfo
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- JPH1193693A JPH1193693A JP25378897A JP25378897A JPH1193693A JP H1193693 A JPH1193693 A JP H1193693A JP 25378897 A JP25378897 A JP 25378897A JP 25378897 A JP25378897 A JP 25378897A JP H1193693 A JPH1193693 A JP H1193693A
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- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】起動運転時や停止運転時、ドレンを適切に処理
してウォーミング蒸気および冷却蒸気のドレンの発生を
抑制し、かつガスタービン高温部に発生する圧縮応力や
引張応力を低く抑えるコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラント
を提供する。 【解決手段】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラ
ントは、ガスタービン４２の高温部７１を真空状態に維
持させてから、順次、パージ運転、ウォーミング運転、
蒸気冷却運転、蒸気冷却停止運転をさせたものである。
してウォーミング蒸気および冷却蒸気のドレンの発生を
抑制し、かつガスタービン高温部に発生する圧縮応力や
引張応力を低く抑えるコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラント
を提供する。 【解決手段】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラ
ントは、ガスタービン４２の高温部７１を真空状態に維
持させてから、順次、パージ運転、ウォーミング運転、
蒸気冷却運転、蒸気冷却停止運転をさせたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンプラ
ントの高温部に、冷却媒体として蒸気を用いて冷却する
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法およびコ
ンバインドサイクル発電プラントに関する。
ントの高温部に、冷却媒体として蒸気を用いて冷却する
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法およびコ
ンバインドサイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のコンバインドサイクルでは、高出
力化・高熱効率化の開発が進められており、これに伴っ
てガスタービン入口の燃焼ガス温度も従来の１３００℃
から１５００℃以上に上昇させる高温化が計画されてい
る。
力化・高熱効率化の開発が進められており、これに伴っ
てガスタービン入口の燃焼ガス温度も従来の１３００℃
から１５００℃以上に上昇させる高温化が計画されてい
る。
【０００３】ガスタービン入口の燃焼ガス温度を高温化
させる場合、従来のように、ガスタービンプラントの高
温部、例えばガスタービン翼等に、例えば高クロム鋼材
を使用し、空気圧縮機の圧縮空気の一部を冷却用として
ガスタービンプラントの高温部に供給していたのでは、
その強度保証上、限界になりつつある。このため、ガス
タービンプラントの高温部に供給する冷却媒体として、
従来の圧縮空気の代替として新たな冷却媒体の模索が開
始され、その一つに蒸気が選定され、蒸気冷却のコンバ
インドサイクル発電プラントとして、例えば特開平５−
１６３９６０号公報、特開平６−９３８７９号公報が既
に公表されている。
させる場合、従来のように、ガスタービンプラントの高
温部、例えばガスタービン翼等に、例えば高クロム鋼材
を使用し、空気圧縮機の圧縮空気の一部を冷却用として
ガスタービンプラントの高温部に供給していたのでは、
その強度保証上、限界になりつつある。このため、ガス
タービンプラントの高温部に供給する冷却媒体として、
従来の圧縮空気の代替として新たな冷却媒体の模索が開
始され、その一つに蒸気が選定され、蒸気冷却のコンバ
インドサイクル発電プラントとして、例えば特開平５−
１６３９６０号公報、特開平６−９３８７９号公報が既
に公表されている。
【０００４】蒸気は、圧縮空気に較べ比熱が高く、ガス
タービンプラントの高温化に伴うその高温部、例えばガ
スタービン静翼・動翼等の熱吸収に適している。しか
し、ガスタービン静翼・動翼等は、その翼内部が複雑に
入り組んだサーペンタイン状の狭い通路になっているた
め、ここを通過する蒸気に不純物、例えばシリカ等が混
入していると、目詰り等の発生により偏った冷却が行な
われ、冷却不均一に伴う熱ひずみにより翼を破損させる
おそれがある。このため、冷却用蒸気は、清浄度の高い
ものが求められている。
タービンプラントの高温化に伴うその高温部、例えばガ
スタービン静翼・動翼等の熱吸収に適している。しか
し、ガスタービン静翼・動翼等は、その翼内部が複雑に
入り組んだサーペンタイン状の狭い通路になっているた
め、ここを通過する蒸気に不純物、例えばシリカ等が混
入していると、目詰り等の発生により偏った冷却が行な
われ、冷却不均一に伴う熱ひずみにより翼を破損させる
おそれがある。このため、冷却用蒸気は、清浄度の高い
ものが求められている。
【０００５】また、ガスタービンプラントの高温部に冷
却用蒸気を供給する場合、適正温度の蒸気を供給できる
蒸気供給源を選定しておかないと、ガスタービンプラン
トの高温部は、ガスタービン駆動ガス（主流ガス）の温
度差との関係から過度な熱応力を発生し、破損するおそ
れがある。このため、ガスタービンプラントの高温部
は、適正温度の冷却用蒸気を供給できる蒸気供給源の確
保を必要としている。
却用蒸気を供給する場合、適正温度の蒸気を供給できる
蒸気供給源を選定しておかないと、ガスタービンプラン
トの高温部は、ガスタービン駆動ガス（主流ガス）の温
度差との関係から過度な熱応力を発生し、破損するおそ
れがある。このため、ガスタービンプラントの高温部
は、適正温度の冷却用蒸気を供給できる蒸気供給源の確
保を必要としている。
【０００６】一方、ガスタービンプラントの高温化に伴
って排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給す
る蒸気も高温化するが、この場合、蒸気温度が高過ぎる
と、蒸気タービンプラントは、過度な熱応力が発生し、
その材力強度の維持が難しくなる。このため、蒸気ター
ビンプラントは、適正温度の蒸気を供給できる蒸気供給
源の確保を必要としている。
って排熱回収ボイラから蒸気タービンプラントに供給す
る蒸気も高温化するが、この場合、蒸気温度が高過ぎる
と、蒸気タービンプラントは、過度な熱応力が発生し、
その材力強度の維持が難しくなる。このため、蒸気ター
ビンプラントは、適正温度の蒸気を供給できる蒸気供給
源の確保を必要としている。
【０００７】このように、コンバインドサイクル発電プ
ラントでは、冷却用蒸気の清浄度といい、適正温度の蒸
気供給といい、ガスタービンプラントおよび蒸気タービ
ンプラントにとって必要不可欠な技術事項を考察して排
熱回収ボイラの中圧過熱器を蒸気供給源に設定してお
り、その例示として図９に示すものが既に提案されてい
る。
ラントでは、冷却用蒸気の清浄度といい、適正温度の蒸
気供給といい、ガスタービンプラントおよび蒸気タービ
ンプラントにとって必要不可欠な技術事項を考察して排
熱回収ボイラの中圧過熱器を蒸気供給源に設定してお
り、その例示として図９に示すものが既に提案されてい
る。
【０００８】このコンバインドサイクル発電プラント
は、ガスタービンプラント１と蒸気タービンプラント２
とを共通の回転軸３で結合させるとともに、排熱回収ボ
イラ４を別置き配置としている。
は、ガスタービンプラント１と蒸気タービンプラント２
とを共通の回転軸３で結合させるとともに、排熱回収ボ
イラ４を別置き配置としている。
【０００９】ガスタービンプラント１は、発電機５、空
気圧縮機６、燃焼器７、ガスタービン８を備え、空気圧
縮機６で吸い込んだ大気ＡＲを高圧の圧縮空気にして燃
焼器７に案内し、ここで燃料を加えて燃焼ガスを生成
し、その燃焼ガスをガスタービン８で膨張させ、その動
力により発電機５を駆動させるようになっている。
気圧縮機６、燃焼器７、ガスタービン８を備え、空気圧
縮機６で吸い込んだ大気ＡＲを高圧の圧縮空気にして燃
焼器７に案内し、ここで燃料を加えて燃焼ガスを生成
し、その燃焼ガスをガスタービン８で膨張させ、その動
力により発電機５を駆動させるようになっている。
【００１０】蒸気タービンプラント２は、高圧タービン
９、中圧タービン１０、低圧タービン１１、復水器１２
をそれぞれ備え、高圧タービン９で膨張後のタービン排
気を排熱回収ボイラ４の再熱器１３に案内して加熱さ
せ、再熱蒸気として中圧タービン１０に案内して膨張さ
せ、そのタービン排気を低圧タービン１１で再び膨張さ
せた後、復水器１２で復水に凝縮させ、給水としてポン
プ１３ａを介して排熱回収ボイラ４に供給するようにな
っている。
９、中圧タービン１０、低圧タービン１１、復水器１２
をそれぞれ備え、高圧タービン９で膨張後のタービン排
気を排熱回収ボイラ４の再熱器１３に案内して加熱さ
せ、再熱蒸気として中圧タービン１０に案内して膨張さ
せ、そのタービン排気を低圧タービン１１で再び膨張さ
せた後、復水器１２で復水に凝縮させ、給水としてポン
プ１３ａを介して排熱回収ボイラ４に供給するようにな
っている。
【００１１】一方、排熱回収ボイラ４は、ガスタービン
プラント１の排ガスＧの流れに沿ってその上流側から下
流側に向って順に、第３高圧過熱器１４、再熱器１３、
第２高圧過熱器１５、第１高圧過熱器１６、高圧ドラム
１７を備えた高圧蒸発器１８、中圧過熱器１９、高圧節
炭器２０、低圧過熱器２１、中圧ドラム２２を備えた中
圧蒸発器２３、中圧節炭器２４、低圧ドラム２５を備え
た低圧蒸発器２６、低圧節炭器２７をそれぞれ収容し、
各熱交換器と排ガスＧとの熱交換により蒸気を発生させ
るようになっている。
プラント１の排ガスＧの流れに沿ってその上流側から下
流側に向って順に、第３高圧過熱器１４、再熱器１３、
第２高圧過熱器１５、第１高圧過熱器１６、高圧ドラム
１７を備えた高圧蒸発器１８、中圧過熱器１９、高圧節
炭器２０、低圧過熱器２１、中圧ドラム２２を備えた中
圧蒸発器２３、中圧節炭器２４、低圧ドラム２５を備え
た低圧蒸発器２６、低圧節炭器２７をそれぞれ収容し、
各熱交換器と排ガスＧとの熱交換により蒸気を発生させ
るようになっている。
【００１２】すなわち、排熱回収ボイラ４は、蒸気ター
ビンプラント２の復水器１２からポンプ１３を介して供
給される給水を低圧節炭器２７で予熱させて低圧ドラム
２５に案内し、ここでドラム水の密度差を利用して低圧
蒸発器２６に循環させて蒸気を生成し、その蒸気を低圧
過熱器２１を介して低圧タービン１１に供給するように
なっている。
ビンプラント２の復水器１２からポンプ１３を介して供
給される給水を低圧節炭器２７で予熱させて低圧ドラム
２５に案内し、ここでドラム水の密度差を利用して低圧
蒸発器２６に循環させて蒸気を生成し、その蒸気を低圧
過熱器２１を介して低圧タービン１１に供給するように
なっている。
【００１３】また、低圧節炭器２７は、その出口側で分
流させた飽和水の一部を低圧ポンプ２８、中圧節炭器２
４を介して低圧ドラム２２に案内し、ここでもドラム水
の密度差を利用して低圧蒸発器２３に循環させて蒸気を
生成し、その蒸気を中圧過熱器１９を介してガスタービ
ンプラント１に供給し、ガスタービン８の高温部を冷却
するようになっている。
流させた飽和水の一部を低圧ポンプ２８、中圧節炭器２
４を介して低圧ドラム２２に案内し、ここでもドラム水
の密度差を利用して低圧蒸発器２３に循環させて蒸気を
生成し、その蒸気を中圧過熱器１９を介してガスタービ
ンプラント１に供給し、ガスタービン８の高温部を冷却
するようになっている。
【００１４】また、低圧節炭器２７は、その残りの飽和
水を高圧ポンプ２９、高圧節炭器２０を介して高圧ドラ
ム１７に案内し、高圧蒸発器１８で循環させて蒸気を生
成し、その蒸気を第１高圧過熱器１６に案内するように
なっている。
水を高圧ポンプ２９、高圧節炭器２０を介して高圧ドラ
ム１７に案内し、高圧蒸発器１８で循環させて蒸気を生
成し、その蒸気を第１高圧過熱器１６に案内するように
なっている。
【００１５】一方、第１高圧過熱器１６は、蒸気を第２
高圧過熱器１５に案内する蒸気管３０と、バイパス弁３
１を介装したバイパス管３２をそれぞれ備えており、第
２高圧過熱器１５で発生した過熱蒸気にバイパス管３２
の蒸気を合流させ、適正温度に下げてから第３高圧過熱
器１４を介して蒸気タービンプラント２の高圧タービン
９に供給するようになっている。
高圧過熱器１５に案内する蒸気管３０と、バイパス弁３
１を介装したバイパス管３２をそれぞれ備えており、第
２高圧過熱器１５で発生した過熱蒸気にバイパス管３２
の蒸気を合流させ、適正温度に下げてから第３高圧過熱
器１４を介して蒸気タービンプラント２の高圧タービン
９に供給するようになっている。
【００１６】このように、既に提案されているコンバイ
ンドサイクル発電プラントでは、排熱回収ボイラ４から
高圧タービン９に蒸気を供給する際、その蒸気供給源を
第１高圧過熱器１６に設定し、ここから発生する蒸気を
第２高圧過熱器１５を介して過熱蒸気にするとき、バイ
パス管３２を介してその蒸気温度を下げ、第３高圧過熱
器１４から主蒸気管３３を介して高圧タービン９に適温
の過熱蒸気、例えば５４０℃として供給している。
ンドサイクル発電プラントでは、排熱回収ボイラ４から
高圧タービン９に蒸気を供給する際、その蒸気供給源を
第１高圧過熱器１６に設定し、ここから発生する蒸気を
第２高圧過熱器１５を介して過熱蒸気にするとき、バイ
パス管３２を介してその蒸気温度を下げ、第３高圧過熱
器１４から主蒸気管３３を介して高圧タービン９に適温
の過熱蒸気、例えば５４０℃として供給している。
【００１７】また、ガスタービン８の高温部に冷却蒸気
を供給する場合、排熱ボイラ４は、中圧過熱器１９で生
成した飽和蒸気と高圧タービン９のタービン排気とを合
流させ、その合流蒸気をガスタービン８に供給し、ガス
タービン入口のガスタービン駆動ガスの高温化に伴うガ
スタービン部材の強度維持を図っている。なお、ガスタ
ービン８の高温部を冷却した蒸気は、再熱器１３の再熱
蒸気とともに再熱蒸気管３４を介して中圧タービン１０
に供給される。
を供給する場合、排熱ボイラ４は、中圧過熱器１９で生
成した飽和蒸気と高圧タービン９のタービン排気とを合
流させ、その合流蒸気をガスタービン８に供給し、ガス
タービン入口のガスタービン駆動ガスの高温化に伴うガ
スタービン部材の強度維持を図っている。なお、ガスタ
ービン８の高温部を冷却した蒸気は、再熱器１３の再熱
蒸気とともに再熱蒸気管３４を介して中圧タービン１０
に供給される。
【００１８】このように、図９に示したコンバインドサ
イクル発電プラントでは、ガスタービン８の高温部を冷
却するにあたり、高圧タービン９のタービン排気に、中
圧加熱器１９の過熱蒸気を合流させ、その合流蒸気を適
温にしてガスタービン８の高温部に供給し、ガスタービ
ンプラント１の高温化に対処させていた。
イクル発電プラントでは、ガスタービン８の高温部を冷
却するにあたり、高圧タービン９のタービン排気に、中
圧加熱器１９の過熱蒸気を合流させ、その合流蒸気を適
温にしてガスタービン８の高温部に供給し、ガスタービ
ンプラント１の高温化に対処させていた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、既に提案さ
れているコンバインドサイクル発電プラントには、ガス
タービン８の高温部を冷却する場合、幾つかの問題点が
含まれている。
れているコンバインドサイクル発電プラントには、ガス
タービン８の高温部を冷却する場合、幾つかの問題点が
含まれている。
【００２０】図９で示したコンバインドサイクル発電プ
ラントは、起動運転中、まず空気圧縮機６の高圧空気を
ガスタービン８の高温部に供給し、その高温部に残留す
るドレンを大気にパージする、いわゆるパージ運転を行
い、ドレンを器外にパージ後、その高温部に冷却蒸気を
供給する冷却蒸気供給運転に切り替えているが、その高
温部の構造が複雑になっているため、ドレンを器外にブ
ローできず、パージ運転に長時間を要し、直ぐさま負荷
併入ができない問題点があった。特に、ガスタービン８
の高温部のうち、タービン静翼やタービン動翼等は、そ
の翼内通路がサーペンタイン状に形成されているため、
サーペンタイン状のコーナ部にドレンが残り、そのドレ
ンを取り除くことが難しい。ドレンを取り除くことがで
きないまま、蒸気冷却運転に入ると、ガスタービン８の
高温部は、ドレンと蒸気との温度差の相違から局所的に
熱応力、熱変形が発生し、これに伴って軸振動、翼損傷
を発生させるおそれがある。
ラントは、起動運転中、まず空気圧縮機６の高圧空気を
ガスタービン８の高温部に供給し、その高温部に残留す
るドレンを大気にパージする、いわゆるパージ運転を行
い、ドレンを器外にパージ後、その高温部に冷却蒸気を
供給する冷却蒸気供給運転に切り替えているが、その高
温部の構造が複雑になっているため、ドレンを器外にブ
ローできず、パージ運転に長時間を要し、直ぐさま負荷
併入ができない問題点があった。特に、ガスタービン８
の高温部のうち、タービン静翼やタービン動翼等は、そ
の翼内通路がサーペンタイン状に形成されているため、
サーペンタイン状のコーナ部にドレンが残り、そのドレ
ンを取り除くことが難しい。ドレンを取り除くことがで
きないまま、蒸気冷却運転に入ると、ガスタービン８の
高温部は、ドレンと蒸気との温度差の相違から局所的に
熱応力、熱変形が発生し、これに伴って軸振動、翼損傷
を発生させるおそれがある。
【００２１】また、ドレン運転中、冷却蒸気供給管のコ
ーナ部などが冷態になっていると、冷却蒸気を供給する
際、その部分からドレンが発生し、そのドレンがガスタ
ービン８の高温部に入るとき、熱衝撃の要因になるおそ
れがある。
ーナ部などが冷態になっていると、冷却蒸気を供給する
際、その部分からドレンが発生し、そのドレンがガスタ
ービン８の高温部に入るとき、熱衝撃の要因になるおそ
れがある。
【００２２】一般に、ガスタービン８の高温部は、起動
・停止運転時に発生する圧縮応力および引張応力の繰り
返しによる材料の疲労の大小によってその寿命が支配さ
れる。材料の疲労は、最大圧縮応力と最大引張応力との
差、言い換えれば応力振幅値に依存し、応力振幅値が小
さいほどその寿命が長くなる。
・停止運転時に発生する圧縮応力および引張応力の繰り
返しによる材料の疲労の大小によってその寿命が支配さ
れる。材料の疲労は、最大圧縮応力と最大引張応力との
差、言い換えれば応力振幅値に依存し、応力振幅値が小
さいほどその寿命が長くなる。
【００２３】最近のコンバインドサイクル発電プラント
は、高出力化、高プラント熱効率化のためにガスタービ
ンプラントの高温化を目指しており、その高温化に伴う
上述応力振幅の増加や上述ドレンの処理等幾つかの問題
点を抱えていた。
は、高出力化、高プラント熱効率化のためにガスタービ
ンプラントの高温化を目指しており、その高温化に伴う
上述応力振幅の増加や上述ドレンの処理等幾つかの問題
点を抱えていた。
【００２４】本発明は、このような問題点を対処するも
ので、起動運転時や停止運転時におけるドレンを適切に
処理することによりドレンの発生を抑制し、かつガスタ
ービンの高温部に発生する圧縮応力や引張応力を低く抑
えて安定運転を行わせるコンバインドサイクル発電プラ
ントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラン
トを提供することを目的とする。
ので、起動運転時や停止運転時におけるドレンを適切に
処理することによりドレンの発生を抑制し、かつガスタ
ービンの高温部に発生する圧縮応力や引張応力を低く抑
えて安定運転を行わせるコンバインドサイクル発電プラ
ントの運転方法およびコンバインドサイクル発電プラン
トを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンバイン
ドサイクル発電プラントの運転方法は、上記の目的を達
成するために、請求項１に記載したように、ガスタービ
ンプラントに、蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボ
イラを組み合せ、上記ガスタービンプラントの高温部に
順次、パージ運転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、
停止運転を行わせるコンバインドサイクル発電プラント
の運転方法において、上記ガスタービンプラントの高温
部を真空状態に維持させた後、パージ運転、ウォーミン
グ運転、蒸気冷却運転、停止運転を順次行わせる方法で
ある。
ドサイクル発電プラントの運転方法は、上記の目的を達
成するために、請求項１に記載したように、ガスタービ
ンプラントに、蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボ
イラを組み合せ、上記ガスタービンプラントの高温部に
順次、パージ運転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、
停止運転を行わせるコンバインドサイクル発電プラント
の運転方法において、上記ガスタービンプラントの高温
部を真空状態に維持させた後、パージ運転、ウォーミン
グ運転、蒸気冷却運転、停止運転を順次行わせる方法で
ある。
【００２６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項２に記載したように、ウォーミング運転は、補助ボ
イラからの蒸気で、ガスタービンプラントの高温部をウ
ォーミングさせる一方、ガスタービン駆動ガスによりガ
スタービンプラントの高温部のメタルを加熱させ、その
加熱温度の飽和圧力が上記ウォーミング蒸気圧力よりも
高くなったとき、上記ガスタービンプラントの高温部の
出口から復水器に接続する冷却蒸気回収系に設けた調整
弁の弁開度を絞り、上記ウォーミング蒸気圧力を下げる
方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項２に記載したように、ウォーミング運転は、補助ボ
イラからの蒸気で、ガスタービンプラントの高温部をウ
ォーミングさせる一方、ガスタービン駆動ガスによりガ
スタービンプラントの高温部のメタルを加熱させ、その
加熱温度の飽和圧力が上記ウォーミング蒸気圧力よりも
高くなったとき、上記ガスタービンプラントの高温部の
出口から復水器に接続する冷却蒸気回収系に設けた調整
弁の弁開度を絞り、上記ウォーミング蒸気圧力を下げる
方法である。
【００２７】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項３に記載したように、蒸気冷却運転は、補助ボイラ
からの蒸気でガスタービンプラントの高温分を冷却させ
る一方、排熱回収ボイラから発生した蒸気で蒸気タービ
ンプラントに通気運転を行わせた後、上記排熱回収ボイ
ラの第１高圧過熱器から発生した蒸気に、上記補助ボイ
ラからの蒸気を合流させて上記ガスタービンプラントの
高温部を冷却させ、その後、上記蒸気タービンプラント
の高圧タービンからのタービン排気に、上記排熱回収ボ
イラの中圧過熱器からの蒸気を合流させて上記ガスター
ビンプラントの高温部を冷却させる方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項３に記載したように、蒸気冷却運転は、補助ボイラ
からの蒸気でガスタービンプラントの高温分を冷却させ
る一方、排熱回収ボイラから発生した蒸気で蒸気タービ
ンプラントに通気運転を行わせた後、上記排熱回収ボイ
ラの第１高圧過熱器から発生した蒸気に、上記補助ボイ
ラからの蒸気を合流させて上記ガスタービンプラントの
高温部を冷却させ、その後、上記蒸気タービンプラント
の高圧タービンからのタービン排気に、上記排熱回収ボ
イラの中圧過熱器からの蒸気を合流させて上記ガスター
ビンプラントの高温部を冷却させる方法である。
【００２８】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項４に記載したように、蒸気冷却運転は、冷却蒸気
に、ガスタービンプラントの空気圧縮機からの高圧空気
を混入させ、上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を高める方
法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項４に記載したように、蒸気冷却運転は、冷却蒸気
に、ガスタービンプラントの空気圧縮機からの高圧空気
を混入させ、上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を高める方
法である。
【００２９】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項５に記載したように、蒸気冷却運転は、冷却蒸気
に、高圧ガスを混入させ、上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係
数を高める方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項５に記載したように、蒸気冷却運転は、冷却蒸気
に、高圧ガスを混入させ、上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係
数を高める方法である。
【００３０】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項６に記載したように、高圧ガスは、不活性ガスであ
ることを特徴とする方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項６に記載したように、高圧ガスは、不活性ガスであ
ることを特徴とする方法である。
【００３１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項７に記載したように、ガスタービンプラントに、蒸
気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、
上記ガスタービンプラントの高温部に順次、パージ運
転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わ
せるコンバインドサイクル発電プラントの運転方法にお
いて、起動時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタ
ービンプラントの高温部のメタルに発生する圧縮応力に
対し、上記ガスタービンプラントの高温部に供給される
冷却蒸気の圧力上昇率を調整し、その調整された圧力上
昇率の冷却蒸気により上記ガスタービンプラントの高温
部の内部から引張応力を発生せしめ、この引張応力によ
り上記圧縮応力を抑制する方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項７に記載したように、ガスタービンプラントに、蒸
気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、
上記ガスタービンプラントの高温部に順次、パージ運
転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わ
せるコンバインドサイクル発電プラントの運転方法にお
いて、起動時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタ
ービンプラントの高温部のメタルに発生する圧縮応力に
対し、上記ガスタービンプラントの高温部に供給される
冷却蒸気の圧力上昇率を調整し、その調整された圧力上
昇率の冷却蒸気により上記ガスタービンプラントの高温
部の内部から引張応力を発生せしめ、この引張応力によ
り上記圧縮応力を抑制する方法である。
【００３２】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項８に記載したように、ガスタービンプラントに、蒸
気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、
上記ガスタービンプラントの高温部に順次、パージ運
転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わ
せるコンバインドサイクル発電プラントの運転方法にお
いて、停止時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタ
ービンプラントの高温部のメタルに発生する引張応力に
対し、上記ガスタービンプラントの高温部に供給される
冷却蒸気の圧力減少率を調整し、その調整された圧力減
少率の冷却蒸気により上記ガスタービンプラントの高温
部の内部から圧縮応力を発生せしめ、この圧縮応力によ
り上記引張応力を抑制する方法である。
ラントの運転方法は、上記の目的を達成するために、請
求項８に記載したように、ガスタービンプラントに、蒸
気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、
上記ガスタービンプラントの高温部に順次、パージ運
転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わ
せるコンバインドサイクル発電プラントの運転方法にお
いて、停止時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタ
ービンプラントの高温部のメタルに発生する引張応力に
対し、上記ガスタービンプラントの高温部に供給される
冷却蒸気の圧力減少率を調整し、その調整された圧力減
少率の冷却蒸気により上記ガスタービンプラントの高温
部の内部から圧縮応力を発生せしめ、この圧縮応力によ
り上記引張応力を抑制する方法である。
【００３３】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項９に記
載したように、ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せたコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、上記ガスタービンプ
ラントの高温部に、ウォーミング用と冷却用とを兼用さ
せて蒸気を供給する冷却蒸気供給系と、蒸気ガスタービ
ンプラントの高温部をウォーミングさせ、あるいは冷却
させた蒸気を上記蒸気タービンプラントの復水器に回収
させる冷却蒸気回収系と、上記冷却蒸気供給系に接続さ
せた補助ボイラと、上記冷却蒸気供給系に上記排熱回収
ボイラの第１高圧過熱器に接続させたバイパス系と、上
記冷却蒸気供給系に上記蒸気タービンプラントの高圧タ
ービンを接続させた低温再熱蒸気系と、上記冷却蒸気供
給系に上記排熱回収ボイラの中圧過熱器を接続させた中
圧蒸気系とを備えたものである。
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項９に記
載したように、ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せたコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、上記ガスタービンプ
ラントの高温部に、ウォーミング用と冷却用とを兼用さ
せて蒸気を供給する冷却蒸気供給系と、蒸気ガスタービ
ンプラントの高温部をウォーミングさせ、あるいは冷却
させた蒸気を上記蒸気タービンプラントの復水器に回収
させる冷却蒸気回収系と、上記冷却蒸気供給系に接続さ
せた補助ボイラと、上記冷却蒸気供給系に上記排熱回収
ボイラの第１高圧過熱器に接続させたバイパス系と、上
記冷却蒸気供給系に上記蒸気タービンプラントの高圧タ
ービンを接続させた低温再熱蒸気系と、上記冷却蒸気供
給系に上記排熱回収ボイラの中圧過熱器を接続させた中
圧蒸気系とを備えたものである。
【００３４】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１０に
記載したように、冷却蒸気供給系は、ガスタービンプラ
ントの空気圧縮機および高圧ガス設備の少なくとも一方
を接続させたものである。
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１０に
記載したように、冷却蒸気供給系は、ガスタービンプラ
ントの空気圧縮機および高圧ガス設備の少なくとも一方
を接続させたものである。
【００３５】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１１に
記載したように、冷却蒸気回収系は、調整弁を備え、ガ
スタービンプラントの高温部を通るウォーミング蒸気あ
るいは冷却蒸気の圧力を調整するものである。
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１１に
記載したように、冷却蒸気回収系は、調整弁を備え、ガ
スタービンプラントの高温部を通るウォーミング蒸気あ
るいは冷却蒸気の圧力を調整するものである。
【００３６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１２に
記載したように、冷却蒸気回収系の調整弁は、ガスター
ビンプラントのガスタービン駆動ガスの温度およびガス
タービンプラントの高温部のメタル温度に基づいて上記
調整弁の弁開度を演算する演算処理部を備えたものであ
る。
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１２に
記載したように、冷却蒸気回収系の調整弁は、ガスター
ビンプラントのガスタービン駆動ガスの温度およびガス
タービンプラントの高温部のメタル温度に基づいて上記
調整弁の弁開度を演算する演算処理部を備えたものであ
る。
【００３７】本発明に係るコンバインドサイクル発電プ
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１３に
記載したように、演算処理部は、起動および停止の運転
スケジュールのプログラムを組み込んだ計算部と、この
計算部の演算信号によりガスタービンプラントの高温部
に発生する応力を算出する応力算出部と、この応力算出
部の演算信号により弁開度を決定する関数器とを備えた
ものである。
ラントは、上記の目的を達成するために、請求項１３に
記載したように、演算処理部は、起動および停止の運転
スケジュールのプログラムを組み込んだ計算部と、この
計算部の演算信号によりガスタービンプラントの高温部
に発生する応力を算出する応力算出部と、この応力算出
部の演算信号により弁開度を決定する関数器とを備えた
ものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンバインド
サイクル発電プラントの運転方法およびコンバインドサ
イクル発電プラントの実施の形態を図面およびその図中
に付した符号を引用して説明する。なお、本発明に係る
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法の説明に
先立ち、その構成について説明する。
サイクル発電プラントの運転方法およびコンバインドサ
イクル発電プラントの実施の形態を図面およびその図中
に付した符号を引用して説明する。なお、本発明に係る
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法の説明に
先立ち、その構成について説明する。
【００３９】図１は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの実施形態を示す概略系統図である。
ル発電プラントの実施形態を示す概略系統図である。
【００４０】本実施形態に係るコンバインドサイクル発
電プラントは、ガスタービンプラント３５に回転軸３６
を介して蒸気タービンプラント３７に結合させるととも
に、ガスタービンプラント３５に冷却蒸気を供給する一
方、蒸気タービンプラント３７にタービン駆動用蒸気を
供給する排熱回収ボイラ３８を別置きに設置する構成に
なっている。
電プラントは、ガスタービンプラント３５に回転軸３６
を介して蒸気タービンプラント３７に結合させるととも
に、ガスタービンプラント３５に冷却蒸気を供給する一
方、蒸気タービンプラント３７にタービン駆動用蒸気を
供給する排熱回収ボイラ３８を別置きに設置する構成に
なっている。
【００４１】ガスタービンプラント３５は、発電機３
９、空気圧縮機４０、燃焼器４１、ガスタービン４２を
備え、空気圧縮機４０で吸い込んだ大気ＡＲを高圧の圧
縮空気にして燃焼器４１に案内し、ここで燃料を加えて
燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４２で
膨張させ、その動力により発電機３９を駆動するように
なっている。
９、空気圧縮機４０、燃焼器４１、ガスタービン４２を
備え、空気圧縮機４０で吸い込んだ大気ＡＲを高圧の圧
縮空気にして燃焼器４１に案内し、ここで燃料を加えて
燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４２で
膨張させ、その動力により発電機３９を駆動するように
なっている。
【００４２】蒸気タービンプラント３７は、高圧タービ
ン４３、中圧タービン４４、低圧タービン４５、復水器
４６をそれぞれ備え、高圧タービン４３で、膨張後のタ
ービン排気を排熱回収ボイラ３８の再熱器４７に案内し
て加熱させ、再熱蒸気として中圧タービン４４に案内し
て膨張させ、そのタービン排気を低圧タービン４５で再
び膨張させた後、復水器４６で復水に凝縮させ、給水と
してポンプ４８を介して排熱ボイラ３８に供給するよう
になっている。
ン４３、中圧タービン４４、低圧タービン４５、復水器
４６をそれぞれ備え、高圧タービン４３で、膨張後のタ
ービン排気を排熱回収ボイラ３８の再熱器４７に案内し
て加熱させ、再熱蒸気として中圧タービン４４に案内し
て膨張させ、そのタービン排気を低圧タービン４５で再
び膨張させた後、復水器４６で復水に凝縮させ、給水と
してポンプ４８を介して排熱ボイラ３８に供給するよう
になっている。
【００４３】一方、排熱回収ボイラ３８は、ガスタービ
ンプラント３５の排ガスＧの流れに沿ってその上流側か
ら下流側に向って順に、第３高圧過熱器４９、再熱器４
７、第２高圧過熱器５０、第１高圧過熱器５１、高圧ド
ラム５２を備えた高圧蒸発器５３、中圧過熱器５４、高
圧節炭器５５、低圧過熱器５６、中圧ドラム６７を備え
た中圧蒸発器５８、中圧節炭器５９、低圧ドラム６０を
備えた低圧蒸発器６１、低圧節炭器６２をそれぞれ収容
し、各熱交換器と排ガスＧとの熱交換により蒸気を発生
させるようになっている。なお、符号６３は、低圧節炭
器６２の飽和水の一部を中圧節炭器５９に供給する低圧
ポンプであり、また符号６４は、その飽和水の一部を高
圧節炭器５５に供給する高圧ポンプである。
ンプラント３５の排ガスＧの流れに沿ってその上流側か
ら下流側に向って順に、第３高圧過熱器４９、再熱器４
７、第２高圧過熱器５０、第１高圧過熱器５１、高圧ド
ラム５２を備えた高圧蒸発器５３、中圧過熱器５４、高
圧節炭器５５、低圧過熱器５６、中圧ドラム６７を備え
た中圧蒸発器５８、中圧節炭器５９、低圧ドラム６０を
備えた低圧蒸発器６１、低圧節炭器６２をそれぞれ収容
し、各熱交換器と排ガスＧとの熱交換により蒸気を発生
させるようになっている。なお、符号６３は、低圧節炭
器６２の飽和水の一部を中圧節炭器５９に供給する低圧
ポンプであり、また符号６４は、その飽和水の一部を高
圧節炭器５５に供給する高圧ポンプである。
【００４４】また、第１高圧過熱器５１は、その出口側
から第２高圧過熱器５０の入口に接続させた過熱蒸気系
６５と、その出口側から調整弁６６を備えて第２高圧過
熱器５０の出口に接続させた第１バイパス系６７と、そ
の出口側から調整弁６８を備えて第３高圧過熱器４９の
調整弁６９の出口側に接続させた第２バイパス系７０を
備えている。この第２バイパス系７０は、第１高圧過熱
器５１から発生した蒸気に、第３高圧過熱器４９から発
生した蒸気を合流させ、その合流蒸気を冷却蒸気として
ガスタービン４２の高温部７１、例えばガスタービン静
翼、ガスタービン動翼等に供給する冷却蒸気供給系７２
に接続している。
から第２高圧過熱器５０の入口に接続させた過熱蒸気系
６５と、その出口側から調整弁６６を備えて第２高圧過
熱器５０の出口に接続させた第１バイパス系６７と、そ
の出口側から調整弁６８を備えて第３高圧過熱器４９の
調整弁６９の出口側に接続させた第２バイパス系７０を
備えている。この第２バイパス系７０は、第１高圧過熱
器５１から発生した蒸気に、第３高圧過熱器４９から発
生した蒸気を合流させ、その合流蒸気を冷却蒸気として
ガスタービン４２の高温部７１、例えばガスタービン静
翼、ガスタービン動翼等に供給する冷却蒸気供給系７２
に接続している。
【００４５】冷却蒸気供給系７２は、ガスタービンプラ
ント３５の高温化に伴ってガスタービン４２の高温部７
１の材力強度を維持するために設けたもので、上述の第
２バイパス系７０からの蒸気のほかに、高圧タービン４
３の低温再熱蒸気系７３からの蒸気に、中圧過熱器５４
の中圧蒸気系７４からの蒸気を合流させ、その合流蒸気
をガスタービン４２の高温部７１に冷却用として供給で
きるようになっている。
ント３５の高温化に伴ってガスタービン４２の高温部７
１の材力強度を維持するために設けたもので、上述の第
２バイパス系７０からの蒸気のほかに、高圧タービン４
３の低温再熱蒸気系７３からの蒸気に、中圧過熱器５４
の中圧蒸気系７４からの蒸気を合流させ、その合流蒸気
をガスタービン４２の高温部７１に冷却用として供給で
きるようになっている。
【００４６】また、冷却蒸気供給系７２は、上述の第２
バイパス系７０からの蒸気に、調整弁７５を備えた補助
ボイラ７６からの蒸気を合流させ、その合流蒸気をガス
タービン４２の高温部７１の冷却用として供給できるよ
うになっている。
バイパス系７０からの蒸気に、調整弁７５を備えた補助
ボイラ７６からの蒸気を合流させ、その合流蒸気をガス
タービン４２の高温部７１の冷却用として供給できるよ
うになっている。
【００４７】また、冷却蒸気供給系７２は、起動運転
中、ガスタービン４２の高温部７１をウォーミングする
ために、その入口側に設けた温度計７７、圧力計７８、
復水器４６に接続する第１ウォーミング回収系７９を備
えている。
中、ガスタービン４２の高温部７１をウォーミングする
ために、その入口側に設けた温度計７７、圧力計７８、
復水器４６に接続する第１ウォーミング回収系７９を備
えている。
【００４８】他方、ガスタービン４２の高温部７１は、
その出口側に高温部７１の冷却中の冷却蒸気を復水器４
６に回収させる冷却蒸気回収系８０と、ウォーミング中
の蒸気を復水器４６に回収させる第２ウォーミング回収
系８１とを備えている。なお、冷却蒸気回収系８０は、
温度計８２、圧力計８３、調整弁８４、減温器８５を備
えている。
その出口側に高温部７１の冷却中の冷却蒸気を復水器４
６に回収させる冷却蒸気回収系８０と、ウォーミング中
の蒸気を復水器４６に回収させる第２ウォーミング回収
系８１とを備えている。なお、冷却蒸気回収系８０は、
温度計８２、圧力計８３、調整弁８４、減温器８５を備
えている。
【００４９】次に、本実施形態に係るコンバインドサイ
クル発電プラントの運転方法を説明する。
クル発電プラントの運転方法を説明する。
【００５０】本実施形態に係るコンバインドサイクル発
電プラントは、ガスタービン４２の起動前から復水器４
６を真空に維持してガスタービン４２の高温部７１のパ
ージ運転を行い、次にガスタービン４２の起動運転を行
っている間にウォーミング運転を行った後、ガスタービ
ン４２の高温部７１の蒸気冷却運転に移行するようにな
っている。
電プラントは、ガスタービン４２の起動前から復水器４
６を真空に維持してガスタービン４２の高温部７１のパ
ージ運転を行い、次にガスタービン４２の起動運転を行
っている間にウォーミング運転を行った後、ガスタービ
ン４２の高温部７１の蒸気冷却運転に移行するようにな
っている。
【００５１】（１）パージ運転 起動前、コンバインドサイクル発電プラントは、第２バ
イパス系７０の調整弁６８、第３高圧過熱器４９の出口
側の調整弁６９および補助ボイラ７６の調整弁７５を閉
弁させた後、復水器４６の真空ポンプ（図示せず）を駆
動し、復水器４６およびこれに連通する第１ウォーミン
グ回収系７９、冷却蒸気回収系８０、第２ウォーミング
回収系８１、冷却蒸気回収系７２、ガスタービン４２の
高温部７１、低温再熱蒸気系７３および第２バイパス系
７０を真空状態に維持する。この真空状態は、例えば飽
和圧力０．０５ata 、飽和温度３３℃に維持される。
イパス系７０の調整弁６８、第３高圧過熱器４９の出口
側の調整弁６９および補助ボイラ７６の調整弁７５を閉
弁させた後、復水器４６の真空ポンプ（図示せず）を駆
動し、復水器４６およびこれに連通する第１ウォーミン
グ回収系７９、冷却蒸気回収系８０、第２ウォーミング
回収系８１、冷却蒸気回収系７２、ガスタービン４２の
高温部７１、低温再熱蒸気系７３および第２バイパス系
７０を真空状態に維持する。この真空状態は、例えば飽
和圧力０．０５ata 、飽和温度３３℃に維持される。
【００５２】ガスタービン４２の高温部７１を真空状態
に維持したコンバインドサイクル発電プラントは、その
圧力差によりガスタービン４２の高温部７１に残留する
空気やドレンを復水器４６に誘引させるパージ運転を行
う。
に維持したコンバインドサイクル発電プラントは、その
圧力差によりガスタービン４２の高温部７１に残留する
空気やドレンを復水器４６に誘引させるパージ運転を行
う。
【００５３】（２）ウォーミング運転 復水器４６の真空を利用してガスタービン４２の高温部
７１に残留する空気やドレンをパージさせたコンバイン
ドサイクル発電プラントは、ガスタービン４２を起動さ
せ、これに伴って燃焼器４１で生成したガスタービン駆
動ガスによりガスタービン４２の高温部７１の外表面を
加熱させる。この場合、ガスタービン４２の高温部７１
は、そのメタル温度を温度計８６により検出させ、温度
計８６の検出温度がその高温部７１内の真空状態におけ
る飽和温度（真空状態時の飽和温度、飽和圧力は、例え
ば３３℃、０．０５ata ）を超えると、補助ボイラ７６
の調整弁５６を開弁させる。
７１に残留する空気やドレンをパージさせたコンバイン
ドサイクル発電プラントは、ガスタービン４２を起動さ
せ、これに伴って燃焼器４１で生成したガスタービン駆
動ガスによりガスタービン４２の高温部７１の外表面を
加熱させる。この場合、ガスタービン４２の高温部７１
は、そのメタル温度を温度計８６により検出させ、温度
計８６の検出温度がその高温部７１内の真空状態におけ
る飽和温度（真空状態時の飽和温度、飽和圧力は、例え
ば３３℃、０．０５ata ）を超えると、補助ボイラ７６
の調整弁５６を開弁させる。
【００５４】調整弁７５が開弁すると、補助ボイラ７６
は、冷却蒸気供給系７２を介してガスタービン４２の高
温部７１に蒸気を供給し、この間、その一部を第１ウォ
ーミング回収系７９を介して復水器４６に回収させる。
また、残りの蒸気はガスタービン４２の高温部７１を通
過後、第２ウォーミング回収系８１および冷却蒸気回収
系８０を介して復水器４６に回収させる。
は、冷却蒸気供給系７２を介してガスタービン４２の高
温部７１に蒸気を供給し、この間、その一部を第１ウォ
ーミング回収系７９を介して復水器４６に回収させる。
また、残りの蒸気はガスタービン４２の高温部７１を通
過後、第２ウォーミング回収系８１および冷却蒸気回収
系８０を介して復水器４６に回収させる。
【００５５】補助ボイラ７６の蒸気によりガスタービン
４２の高温部７１がウォーミング中、コンバインドサイ
クル発電プラントは、ガスタービン駆動ガスにより加熱
された高温部７１のメタル温度を温度計８６で検出さ
せ、その検出温度がウォーミング蒸気の飽和温度、飽和
圧力を超えるようになると、ウォーミング蒸気からドレ
ンが発生しなくなるので、このとき冷却蒸気回収系８０
の調整弁８４の開度を絞ってウォーミング蒸気の圧力
を、その飽和圧力よりも低くなるように下げ、ウォーミ
ング運転を継続する。ウォーミング蒸気がその飽和圧力
よりも若干低い一定圧力に安定すると、コンバインドサ
イクル発電プラントは、ウォーミング運転を終了させ、
ガスタービン負荷運転に移行させる。
４２の高温部７１がウォーミング中、コンバインドサイ
クル発電プラントは、ガスタービン駆動ガスにより加熱
された高温部７１のメタル温度を温度計８６で検出さ
せ、その検出温度がウォーミング蒸気の飽和温度、飽和
圧力を超えるようになると、ウォーミング蒸気からドレ
ンが発生しなくなるので、このとき冷却蒸気回収系８０
の調整弁８４の開度を絞ってウォーミング蒸気の圧力
を、その飽和圧力よりも低くなるように下げ、ウォーミ
ング運転を継続する。ウォーミング蒸気がその飽和圧力
よりも若干低い一定圧力に安定すると、コンバインドサ
イクル発電プラントは、ウォーミング運転を終了させ、
ガスタービン負荷運転に移行させる。
【００５６】（３）蒸気冷却運転 ガスタービン負荷運転中、コンバインドサイクル発電プ
ラントは、排熱回収ボイラ３８の第１高圧過熱器５１か
ら発生する蒸気がガスタービン４２の高温部７１に冷却
蒸気として供給するに必要な温度・圧力になるまで待
ち、この間、補助ボイラ７６から発生する蒸気がガスタ
ービン４２の高温部７１の冷却運転を行う。
ラントは、排熱回収ボイラ３８の第１高圧過熱器５１か
ら発生する蒸気がガスタービン４２の高温部７１に冷却
蒸気として供給するに必要な温度・圧力になるまで待
ち、この間、補助ボイラ７６から発生する蒸気がガスタ
ービン４２の高温部７１の冷却運転を行う。
【００５７】コンバインドサイクル発電プラントは、排
熱回収ボイラ３８の高圧ドラム５２から発生する蒸気が
設計温度・圧力になると、蒸気タービンプラント３７へ
の通気運転を開始する。この通気運転中、コンバインド
サイクル発電プラントは、第３高圧過熱器４９の出口側
の調整弁６９を開弁させ、その一部の蒸気を第２バイパ
ス系７０、冷却蒸気供給系７２を介して補助ボイラ７６
からの蒸気に合流させ、その合流蒸気でガスタービン４
２の高温部７１を冷却するが、第３高圧過熱器４７から
発生する蒸気の温度が予め定められた温度よりも高い
と、第２バイパス系７０の調整弁６８を開弁させ、第１
高圧過熱器５１から発生する蒸気に、第３高圧過熱器４
９から発生する蒸気を合流させて温度を低くし、温度の
低くなった合流蒸気を補助ボイラ６からの蒸気とともに
ガスタービン４２の高温部７１に供給し、冷却後、冷却
蒸気回収系８１を介して復水器４６に回収させる。
熱回収ボイラ３８の高圧ドラム５２から発生する蒸気が
設計温度・圧力になると、蒸気タービンプラント３７へ
の通気運転を開始する。この通気運転中、コンバインド
サイクル発電プラントは、第３高圧過熱器４９の出口側
の調整弁６９を開弁させ、その一部の蒸気を第２バイパ
ス系７０、冷却蒸気供給系７２を介して補助ボイラ７６
からの蒸気に合流させ、その合流蒸気でガスタービン４
２の高温部７１を冷却するが、第３高圧過熱器４７から
発生する蒸気の温度が予め定められた温度よりも高い
と、第２バイパス系７０の調整弁６８を開弁させ、第１
高圧過熱器５１から発生する蒸気に、第３高圧過熱器４
９から発生する蒸気を合流させて温度を低くし、温度の
低くなった合流蒸気を補助ボイラ６からの蒸気とともに
ガスタービン４２の高温部７１に供給し、冷却後、冷却
蒸気回収系８１を介して復水器４６に回収させる。
【００５８】蒸気タービンプラント３７の通気運転が終
了すると、コンバインドサイクル発電プラントは、第２
バイパス系７０の調整弁６８、第３高圧過熱器４９の出
口側の調整弁６９および補助ボイラ７６の調整弁７５を
閉弁させ、高圧タービン４３の低温再熱蒸気系７３から
のタービン排気に、中圧過熱器５４の中圧蒸気系７４か
らの蒸気を合流させ、その合流蒸気により冷却蒸気供給
系７２を介してガスタービン４２の高温部７１を冷却さ
せ、以後、その合流蒸気のみによる蒸気冷却運転を行
う。なお、低温再熱蒸気系７３からのタービン排気に、
中圧蒸気系７４からの蒸気を合流させた、その合流蒸気
の一部は、排熱回収ボイラ３８の再熱器４７に供給さ
れ、ここで加熱され、再熱蒸気として中圧タービン４４
に供給される。
了すると、コンバインドサイクル発電プラントは、第２
バイパス系７０の調整弁６８、第３高圧過熱器４９の出
口側の調整弁６９および補助ボイラ７６の調整弁７５を
閉弁させ、高圧タービン４３の低温再熱蒸気系７３から
のタービン排気に、中圧過熱器５４の中圧蒸気系７４か
らの蒸気を合流させ、その合流蒸気により冷却蒸気供給
系７２を介してガスタービン４２の高温部７１を冷却さ
せ、以後、その合流蒸気のみによる蒸気冷却運転を行
う。なお、低温再熱蒸気系７３からのタービン排気に、
中圧蒸気系７４からの蒸気を合流させた、その合流蒸気
の一部は、排熱回収ボイラ３８の再熱器４７に供給さ
れ、ここで加熱され、再熱蒸気として中圧タービン４４
に供給される。
【００５９】図２は、コンバインドサイクル発電プラン
トの起動時におけるウォーミングおよび蒸気冷却運転
中、ガスタービン４２の高温部７１に供給されるウォー
ミングおよび冷却蒸気の温度・圧力とその高温部７１の
メタル温度との関係を示す線図である。
トの起動時におけるウォーミングおよび蒸気冷却運転
中、ガスタービン４２の高温部７１に供給されるウォー
ミングおよび冷却蒸気の温度・圧力とその高温部７１の
メタル温度との関係を示す線図である。
【００６０】コンバインドサイクル発電プラントは、起
動前からガスタービン４２の高温部７１を、復水器４６
により真空状態に維持させ、さらに、起動中、その高温
部７１を、ガスタービン駆動ガスの熱により高温状態に
させているので、そのメタル温度の飽和圧力よりもウォ
ーミング蒸気および冷却蒸気の圧力を低くしてもドレン
を発生させることがなく、安定運転を行わせることがで
きる。また、ウォーミングおよび冷却蒸気温度は、破線
で示す比較的低い温度でもガスタービン４２の高温部７
１を図示の斜線で示す領域までウォーミングおよび冷却
することができる。
動前からガスタービン４２の高温部７１を、復水器４６
により真空状態に維持させ、さらに、起動中、その高温
部７１を、ガスタービン駆動ガスの熱により高温状態に
させているので、そのメタル温度の飽和圧力よりもウォ
ーミング蒸気および冷却蒸気の圧力を低くしてもドレン
を発生させることがなく、安定運転を行わせることがで
きる。また、ウォーミングおよび冷却蒸気温度は、破線
で示す比較的低い温度でもガスタービン４２の高温部７
１を図示の斜線で示す領域までウォーミングおよび冷却
することができる。
【００６１】他方、停止運転時、コンバインドサイクル
発電プラントは、温度計８６で検出したガスタービン４
２の高温部７１のメタル温度に対する冷却蒸気の圧力が
飽和圧力以下になるように冷却蒸気回収系８０の調整弁
８１を徐々に開弁させ、第２バイパス系７０の調整弁６
８および第３高圧過熱器４９の出口側の調整弁６９を閉
弁させた後、上述の調整弁８１を全開させ、ガスタービ
ン４２の高温部７１に残留する蒸気の全てを、復水器４
６の真空を利用して復水器４６に流出させて停止運転を
終了させる。
発電プラントは、温度計８６で検出したガスタービン４
２の高温部７１のメタル温度に対する冷却蒸気の圧力が
飽和圧力以下になるように冷却蒸気回収系８０の調整弁
８１を徐々に開弁させ、第２バイパス系７０の調整弁６
８および第３高圧過熱器４９の出口側の調整弁６９を閉
弁させた後、上述の調整弁８１を全開させ、ガスタービ
ン４２の高温部７１に残留する蒸気の全てを、復水器４
６の真空を利用して復水器４６に流出させて停止運転を
終了させる。
【００６２】このときのガスタービン４２の高温部７１
に供給される冷却蒸気の温度・圧力と、その高温部７１
のメタル温度との関係は、図３に示すようになり、ガス
タービン４２の高温部７１が真空に維持され、その高温
部７１のメタル温度が高いので、冷却蒸気の圧力・温度
を、メタル温度およびそれに相当する飽和圧力よりも低
くしてもドレンを発生させることがない。
に供給される冷却蒸気の温度・圧力と、その高温部７１
のメタル温度との関係は、図３に示すようになり、ガス
タービン４２の高温部７１が真空に維持され、その高温
部７１のメタル温度が高いので、冷却蒸気の圧力・温度
を、メタル温度およびそれに相当する飽和圧力よりも低
くしてもドレンを発生させることがない。
【００６３】このように、本実施形態に係るコンバイン
ドサイクル発電プラントの運転方法では、復水器４６の
真空を巧みに利用し、復水器４６に連通する第１ウォー
ミング回収系７９、冷却蒸気回収系８０、第２ウォーミ
ング回収系８１、冷却蒸気供給系７２、第２バイパス系
７０を真空状態に維持し、真空状態の下、パージ運転、
ウォーミング運転、蒸気冷却運転、蒸気冷却停止運転を
行うので、サーペンタイン状に形成されたガスタービン
４２の高温部７１に残留する空気やドレンをことごと
く、より一層早く、かつ確実に復水器４６に抽気および
抽水することができ、比較的低い温度・圧力の蒸気で起
動運転時間および停止運転時間を大幅に短縮させること
ができる。
ドサイクル発電プラントの運転方法では、復水器４６の
真空を巧みに利用し、復水器４６に連通する第１ウォー
ミング回収系７９、冷却蒸気回収系８０、第２ウォーミ
ング回収系８１、冷却蒸気供給系７２、第２バイパス系
７０を真空状態に維持し、真空状態の下、パージ運転、
ウォーミング運転、蒸気冷却運転、蒸気冷却停止運転を
行うので、サーペンタイン状に形成されたガスタービン
４２の高温部７１に残留する空気やドレンをことごと
く、より一層早く、かつ確実に復水器４６に抽気および
抽水することができ、比較的低い温度・圧力の蒸気で起
動運転時間および停止運転時間を大幅に短縮させること
ができる。
【００６４】なお、コンバインドサイクル発電プラント
が、毎日、起動運転、停止運転を繰り返す場合（以下、
ＤＳＳ運転という）、ガスタービン４２の高温部７１は
冷却蒸気をドレン化させない温度以上に維持されている
から、この場合、温度計８６から検出されたその高温部
７１のメタル温度が排熱回収ボイラ３８の高圧ドラム５
２から発生する蒸気の飽和温度よりも高いとき、コンバ
インドサイクル発電プラントは、冷却蒸気回収系８０の
調整弁８４を閉弁させておき、第２バイパス系７０の調
整弁６８を開弁させ、ガスタービン４２の高温部７１を
真空状態に維持させないで第１高圧過熱器５１から発生
する蒸気を第２バイパス系７０、冷却蒸気供給系７２を
介してガスタービン４２の高温部７１に直接供給し、ガ
スタービン４２の高温部７１の冷却起動運転を行っても
よい。また、ＤＳＳ運転の場合、温度計８６から検出さ
れた、その高温部７１のメタル温度が排熱回収ボイラ３
８のドラム５２から発生する蒸気の飽和温度よりも低い
とき、コンバインドサイクル発電プラントは、補助ボイ
ラ７６の調整弁７５を開弁させ、補助ボイラ７６の蒸気
を冷却蒸気供給系７２を介してガスタービン４２の高温
部７１に供給し、ガスタービン４２の高温部７１の冷却
起動運転を行ってもよい。
が、毎日、起動運転、停止運転を繰り返す場合（以下、
ＤＳＳ運転という）、ガスタービン４２の高温部７１は
冷却蒸気をドレン化させない温度以上に維持されている
から、この場合、温度計８６から検出されたその高温部
７１のメタル温度が排熱回収ボイラ３８の高圧ドラム５
２から発生する蒸気の飽和温度よりも高いとき、コンバ
インドサイクル発電プラントは、冷却蒸気回収系８０の
調整弁８４を閉弁させておき、第２バイパス系７０の調
整弁６８を開弁させ、ガスタービン４２の高温部７１を
真空状態に維持させないで第１高圧過熱器５１から発生
する蒸気を第２バイパス系７０、冷却蒸気供給系７２を
介してガスタービン４２の高温部７１に直接供給し、ガ
スタービン４２の高温部７１の冷却起動運転を行っても
よい。また、ＤＳＳ運転の場合、温度計８６から検出さ
れた、その高温部７１のメタル温度が排熱回収ボイラ３
８のドラム５２から発生する蒸気の飽和温度よりも低い
とき、コンバインドサイクル発電プラントは、補助ボイ
ラ７６の調整弁７５を開弁させ、補助ボイラ７６の蒸気
を冷却蒸気供給系７２を介してガスタービン４２の高温
部７１に供給し、ガスタービン４２の高温部７１の冷却
起動運転を行ってもよい。
【００６５】図４は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの運転方法の第１実施形態における第１
変形例を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の
構成部分と同一または対応する部分には同一符号を付
す。
ル発電プラントの運転方法の第１実施形態における第１
変形例を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の
構成部分と同一または対応する部分には同一符号を付
す。
【００６６】コンバインドサイクル発電プラントの起動
運転時、ガスタービン４２の高温部７１を通過する冷却
蒸気は、その圧力が、温度計８６で検出したガスタービ
ン４２の高温部７１のメタル温度に対する飽和圧力より
も高いとき、その高温部７１のメタルに接触する際、熱
が吸収され、ドレン化され易い。冷却蒸気は、凝縮熱伝
達係数を、例えば１０，０００kcal／ｍ2 hr℃以上にし
ておくならば、その圧力が上述ガスタービン４２の高温
部７１のメタル温度に対する飽和圧力以上になっていて
も凝縮しにくいことが知見されている。
運転時、ガスタービン４２の高温部７１を通過する冷却
蒸気は、その圧力が、温度計８６で検出したガスタービ
ン４２の高温部７１のメタル温度に対する飽和圧力より
も高いとき、その高温部７１のメタルに接触する際、熱
が吸収され、ドレン化され易い。冷却蒸気は、凝縮熱伝
達係数を、例えば１０，０００kcal／ｍ2 hr℃以上にし
ておくならば、その圧力が上述ガスタービン４２の高温
部７１のメタル温度に対する飽和圧力以上になっていて
も凝縮しにくいことが知見されている。
【００６７】本実施例は、このような点に着目したもの
で、補助ボイラ７６から発生する蒸気を、冷却蒸気供給
系７２を介してガスタービン４２の高温部７１に供給す
る際、または排熱回収ボイラ３８の第１高圧過熱器５１
から発生した蒸気を、第２バイパス系７０、冷却蒸気供
給系７２を介してガスタービン４２の高温部７１に供給
する際、空気圧縮機４０からの抽気した高圧空気を、フ
ィルタ８７で清浄化させ、調整弁８８で流量コントロー
ルして冷却蒸気供給系７２を通る蒸気に混入させ、凝縮
熱伝達係数を非常に高い数値にしたものである。
で、補助ボイラ７６から発生する蒸気を、冷却蒸気供給
系７２を介してガスタービン４２の高温部７１に供給す
る際、または排熱回収ボイラ３８の第１高圧過熱器５１
から発生した蒸気を、第２バイパス系７０、冷却蒸気供
給系７２を介してガスタービン４２の高温部７１に供給
する際、空気圧縮機４０からの抽気した高圧空気を、フ
ィルタ８７で清浄化させ、調整弁８８で流量コントロー
ルして冷却蒸気供給系７２を通る蒸気に混入させ、凝縮
熱伝達係数を非常に高い数値にしたものである。
【００６８】このように、本実施例では、ガスタービン
４２の高温部７１に供給する冷却蒸気に、空気圧縮機４
０からの高圧空気を混入させ、凝縮熱伝達係数を非常に
高い数値にしたから、ガスタービン４２の高温部７１を
冷却する際、冷却蒸気のドレン化を抑制でき、ガスター
ビン４２の高温部７１を安全に冷却運転させることがで
きる。
４２の高温部７１に供給する冷却蒸気に、空気圧縮機４
０からの高圧空気を混入させ、凝縮熱伝達係数を非常に
高い数値にしたから、ガスタービン４２の高温部７１を
冷却する際、冷却蒸気のドレン化を抑制でき、ガスター
ビン４２の高温部７１を安全に冷却運転させることがで
きる。
【００６９】図５は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの運転方法の第１実施形態における第２
変形例を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の
構成部分と同一または対応する部分には同一符号を付
す。
ル発電プラントの運転方法の第１実施形態における第２
変形例を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の
構成部分と同一または対応する部分には同一符号を付
す。
【００７０】本実施例は、第１変形例と同様に、冷却蒸
気供給系７２を通る冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を非常に
高い数値に維持するために、高圧ガス設備９０からの高
圧ガス、例えば窒素等の不活性ガスを調整弁８９で流量
コントロールして冷却蒸気に混入させたものである。
気供給系７２を通る冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を非常に
高い数値に維持するために、高圧ガス設備９０からの高
圧ガス、例えば窒素等の不活性ガスを調整弁８９で流量
コントロールして冷却蒸気に混入させたものである。
【００７１】このように、本実施例では、ガスタービン
４２の高温部７１に供給する冷却蒸気に、高圧ガス設備
９０からの高圧ガスを混入させ、冷却蒸気の凝縮熱伝達
係数を非常に高い数値に維持させたので、冷却蒸気のド
レン化を抑制することができる。
４２の高温部７１に供給する冷却蒸気に、高圧ガス設備
９０からの高圧ガスを混入させ、冷却蒸気の凝縮熱伝達
係数を非常に高い数値に維持させたので、冷却蒸気のド
レン化を抑制することができる。
【００７２】図６は、本発明に係るコンバインドサイク
ル発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図であ
る。なお、第１実施形態の構成部分と同一または対応す
る部分には同一符号を付す。
ル発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図であ
る。なお、第１実施形態の構成部分と同一または対応す
る部分には同一符号を付す。
【００７３】本実施形態は、起動および停止時に発生す
る圧縮応力および引張応力の繰り返しによるガスタービ
ン４２の高温部７１、例えばガスタービン静翼およびガ
スタービン動翼等の材料が疲労を受け、その寿命が短く
なることを考慮し、ガスタービン４２の高温部７１に演
算処理部９１を設け、この演算処理部９１によりその高
温部７１を通る冷却蒸気の圧力上昇率および圧力減少率
を冷却蒸気回収系８０の調整弁８４で適正にコントロー
ルし、その高温部７１の内圧により引張応力または圧縮
応力を発生させ、ガスタービン４２の高温部７１の材料
強度を高い状態に維持できるよう図ったものである。
る圧縮応力および引張応力の繰り返しによるガスタービ
ン４２の高温部７１、例えばガスタービン静翼およびガ
スタービン動翼等の材料が疲労を受け、その寿命が短く
なることを考慮し、ガスタービン４２の高温部７１に演
算処理部９１を設け、この演算処理部９１によりその高
温部７１を通る冷却蒸気の圧力上昇率および圧力減少率
を冷却蒸気回収系８０の調整弁８４で適正にコントロー
ルし、その高温部７１の内圧により引張応力または圧縮
応力を発生させ、ガスタービン４２の高温部７１の材料
強度を高い状態に維持できるよう図ったものである。
【００７４】一般に、ガスタービン４２の高温部７１、
例えばガスタービン動翼では、図７に示すように、起動
時、ガスタービン駆動ガスが流れる際、そのメタルに圧
縮応力が発生し、また停止時、引張応力が発生すること
が知られている。
例えばガスタービン動翼では、図７に示すように、起動
時、ガスタービン駆動ガスが流れる際、そのメタルに圧
縮応力が発生し、また停止時、引張応力が発生すること
が知られている。
【００７５】本実施形態は、起動時に発生する圧縮応力
および停止時に発生する引張応力を抑制するために演算
処理部９１を備えている。この演算処理部９１は、予め
定められたプログラムに基づいて計算する計算部９２
と、計算部９２の演算信号で応力を算出する応力算出部
９３と、応力算出部９３の演算信号で冷却蒸気回収系８
０の調整弁８４の弁開度を設定する関数器９４を備え、
温度計９５により検出されたガスタービン駆動ガス温度
信号および温度計９６により検出されたガスタービン４
２の高温部７１のメタル温度信号に基づいて計算部９２
でプログラム計算し、その計算結果を応力算出部９３で
応力を算出し、その算出応力値に基づいて関数器９４で
弁開度を決定し、調整弁８４を弁開閉制御させ、起動
時、ガスタービン駆動ガスによりガスタービン４２の高
温部７１に発生する圧縮応力に対し、冷却蒸気の圧力上
昇率を調整して、その高温部７１の内部から引張応力を
発生させる一方、停止時、ガスタービン駆動ガスにより
ガスタービン４２の高温部７１に発生する引張応力に対
し、冷却蒸気の圧力減少率を調整して、その高温部７１
の内部から圧縮応力を発生させるようになっている。な
お、計算部９２には、起動および停止の運転スケジュー
ルがプログラムとして組み込まれている。
および停止時に発生する引張応力を抑制するために演算
処理部９１を備えている。この演算処理部９１は、予め
定められたプログラムに基づいて計算する計算部９２
と、計算部９２の演算信号で応力を算出する応力算出部
９３と、応力算出部９３の演算信号で冷却蒸気回収系８
０の調整弁８４の弁開度を設定する関数器９４を備え、
温度計９５により検出されたガスタービン駆動ガス温度
信号および温度計９６により検出されたガスタービン４
２の高温部７１のメタル温度信号に基づいて計算部９２
でプログラム計算し、その計算結果を応力算出部９３で
応力を算出し、その算出応力値に基づいて関数器９４で
弁開度を決定し、調整弁８４を弁開閉制御させ、起動
時、ガスタービン駆動ガスによりガスタービン４２の高
温部７１に発生する圧縮応力に対し、冷却蒸気の圧力上
昇率を調整して、その高温部７１の内部から引張応力を
発生させる一方、停止時、ガスタービン駆動ガスにより
ガスタービン４２の高温部７１に発生する引張応力に対
し、冷却蒸気の圧力減少率を調整して、その高温部７１
の内部から圧縮応力を発生させるようになっている。な
お、計算部９２には、起動および停止の運転スケジュー
ルがプログラムとして組み込まれている。
【００７６】このように、本実施形態では、起動時、ガ
スタービン駆動ガスによる圧縮応力に対し、冷却蒸気の
圧力上昇率を調整し、ガスタービン４２の高温部７１の
内部から引張応力を発生させ、停止時、ガスタービン駆
動ガスによる引張応力に対し、冷却蒸気の圧力減少率を
調整し、ガスタービン４２の高温部７１の内部から引張
応力を発生させる演算処理部９１を備えたので、ガスタ
ービン４２の高温部７１に発生する圧縮応力および引張
応力を低く抑えることができ、ガスタービン４２の高温
部７１の材料強度を高い状態に維持して安定運転を行わ
せることができる。
スタービン駆動ガスによる圧縮応力に対し、冷却蒸気の
圧力上昇率を調整し、ガスタービン４２の高温部７１の
内部から引張応力を発生させ、停止時、ガスタービン駆
動ガスによる引張応力に対し、冷却蒸気の圧力減少率を
調整し、ガスタービン４２の高温部７１の内部から引張
応力を発生させる演算処理部９１を備えたので、ガスタ
ービン４２の高温部７１に発生する圧縮応力および引張
応力を低く抑えることができ、ガスタービン４２の高温
部７１の材料強度を高い状態に維持して安定運転を行わ
せることができる。
【００７７】図８は、ガスタービン４２の高温部７１の
外内部に発生する圧縮応力および引張応力を、本発明と
従来とで対比させた応力線図である。
外内部に発生する圧縮応力および引張応力を、本発明と
従来とで対比させた応力線図である。
【００７８】図８に示した応力線図によれば、起動時、
ガスタービン４２の高温部７１に供給する冷却蒸気の圧
力上昇率を調整して、その高温部７１の内部から引張応
力を発生させる一方、停止時、冷却蒸気の圧力減少率を
調整して、その高温部７１の内部から圧縮応力を発生さ
せるので、実線で示す従来の応力値に比べて破線で示す
本発明の応力値が低くなっていることが認られる。
ガスタービン４２の高温部７１に供給する冷却蒸気の圧
力上昇率を調整して、その高温部７１の内部から引張応
力を発生させる一方、停止時、冷却蒸気の圧力減少率を
調整して、その高温部７１の内部から圧縮応力を発生さ
せるので、実線で示す従来の応力値に比べて破線で示す
本発明の応力値が低くなっていることが認られる。
【００７９】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係るコンバ
インドサイクル発電プラントの運転方法は、パージ運転
時およびウォーミング運転時、復水器の真空を巧みに利
用してガスタービンの高温部に残留する空気やドレンを
ことごとく復水器に排出させる、いわゆる真空起動運転
をさせるので、ガスタービンの高温部に冷却蒸気を供給
してもその冷却蒸気のドレン化を確実に防止でき、ガス
タービンの高温部に安定運転を行わせることができる。
インドサイクル発電プラントの運転方法は、パージ運転
時およびウォーミング運転時、復水器の真空を巧みに利
用してガスタービンの高温部に残留する空気やドレンを
ことごとく復水器に排出させる、いわゆる真空起動運転
をさせるので、ガスタービンの高温部に冷却蒸気を供給
してもその冷却蒸気のドレン化を確実に防止でき、ガス
タービンの高温部に安定運転を行わせることができる。
【００８０】また、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントの運転方法は、ガスタービンの高温部の冷
却運転に際し、最初、補助ボイラからの蒸気でガスター
ビンの高温部を冷却させ、次に補助ボイラからの蒸気と
排熱回収ボイラの第１高圧過熱器からの蒸気との合流蒸
気でガスタービンの高温部を冷却させ、最後、高圧ター
ビンのタービン排気と中圧過熱器からの蒸気との合流蒸
気でガスタービンの高温部を冷却させるので、ガスター
ビンの高温部を確実に冷却することができ、ガスタービ
ンプラントの高温化に充分に対処することができる。
発電プラントの運転方法は、ガスタービンの高温部の冷
却運転に際し、最初、補助ボイラからの蒸気でガスター
ビンの高温部を冷却させ、次に補助ボイラからの蒸気と
排熱回収ボイラの第１高圧過熱器からの蒸気との合流蒸
気でガスタービンの高温部を冷却させ、最後、高圧ター
ビンのタービン排気と中圧過熱器からの蒸気との合流蒸
気でガスタービンの高温部を冷却させるので、ガスター
ビンの高温部を確実に冷却することができ、ガスタービ
ンプラントの高温化に充分に対処することができる。
【００８１】また、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントの運転方法は、ガスタービンの高温部に冷
却蒸気を供給する際、その冷却蒸気に凝縮熱伝達係数の
高い媒体を加えているので、ガスタービンの高温部での
冷却蒸気のドレン化を確実に防止することができる。
発電プラントの運転方法は、ガスタービンの高温部に冷
却蒸気を供給する際、その冷却蒸気に凝縮熱伝達係数の
高い媒体を加えているので、ガスタービンの高温部での
冷却蒸気のドレン化を確実に防止することができる。
【００８２】また、本発明に係るコンバインドサイクル
発電プラントは、ガスタービンの高温部を通る冷却蒸気
の圧力上昇率および圧力減少率を調整する演算処理部を
備えているので、ガスタービンの高温部に発生する圧縮
応力および引張応力を従来よりも大幅に低く抑えること
ができ、ガスタービンの高温部の材料強度を高い状態に
維持することができる。
発電プラントは、ガスタービンの高温部を通る冷却蒸気
の圧力上昇率および圧力減少率を調整する演算処理部を
備えているので、ガスタービンの高温部に発生する圧縮
応力および引張応力を従来よりも大幅に低く抑えること
ができ、ガスタービンの高温部の材料強度を高い状態に
維持することができる。
【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法の第１実施形態を説明する概略系統図。
トの運転方法の第１実施形態を説明する概略系統図。
【図２】コンバインドサイクル発電プラントの起動時、
ガスタービンの高温部に供給される冷却蒸気の温度・圧
力とその高温部のメタル温度との関係を示す線図。
ガスタービンの高温部に供給される冷却蒸気の温度・圧
力とその高温部のメタル温度との関係を示す線図。
【図３】コンバインドサイクル発電プラントの停止時、
ガスタービンの高温部に供給される冷却蒸気の温度・圧
力とその高温部のメタル温度との関係を示す線図。
ガスタービンの高温部に供給される冷却蒸気の温度・圧
力とその高温部のメタル温度との関係を示す線図。
【図４】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法の第１実施形態における第１変形例を説明
する概略系統図。
トの運転方法の第１実施形態における第１変形例を説明
する概略系統図。
【図５】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法の第１実施形態における第２変形例を説明
する概略系統図。
トの運転方法の第１実施形態における第２変形例を説明
する概略系統図。
【図６】本発明に係るコンバインドサイクル発電プラン
トの運転方法の第２実施形態を説明する概略系統図。
トの運転方法の第２実施形態を説明する概略系統図。
【図７】ガスタービンの高温部に発生する応力を説明す
る模式図。
る模式図。
【図８】ガスタービンの高温部に発生する応力を、従来
と本発明とで対比させた応力線図。
と本発明とで対比させた応力線図。
【図９】従来のコンバインドサイクル発電プラントを示
す概略系統図。
す概略系統図。
１ ガスタービンプラント ２ 蒸気タービンプラント ３ 回転軸 ４ 排熱回収ボイラ ５ 発電機 ６ 空気圧縮機 ７ 燃焼器 ８ ガスタービン ９ 高圧タービン １０ 中圧タービン １１ 低圧タービン １２ 復水器 １３ 再熱器 １３ａ ポンプ １４ 第３高圧過熱器 １５ 第２高圧過熱器 １６ 第１高圧過熱器 １７ 高圧ドラム １８ 高圧蒸発器 １９ 中圧過熱器 ２０ 高圧節炭器 ２１ 低圧過熱器 ２２ 中圧ドラム ２３ 中圧蒸発器 ２４ 中圧節炭器 ２５ 低圧ドラム ２６ 低圧蒸発器 ２７ 低圧節炭器 ２８ 低圧ポンプ ２９ 高圧ポンプ ３０ 蒸気管 ３１ バイパス弁 ３２ バイパス管 ３３ 主蒸気管 ３４ 再熱蒸気管 ３５ ガスタービンプラント ３６ 回転軸 ３７ 蒸気タービンプラント ３８ 排熱回収ボイラ ３９ 発電機 ４０ 空気圧縮機 ４１ 燃焼器 ４２ ガスタービン ４３ 高圧タービン ４４ 中圧タービン ４５ 低圧タービン ４６ 復水器 ４７ 再熱器 ４８ ポンプ ４９ 第３高圧過熱器 ５０ 第２高圧過熱器 ５０ 第１高圧過熱器 ５２ 高圧ドラム ５３ 高圧過熱器 ５４ 中圧過熱器 ５５ 高圧過熱器 ５６ 低圧過熱器 ５７ 中圧ドラム ５８ 中圧蒸発器 ５９ 中圧節炭器 ６０ 低圧ドラム ６１ 低圧蒸発器 ６２ 低圧節炭器 ６３ 低圧ポンプ ６４ 高圧ポンプ ６５ 過熱蒸気系 ６６ 調整弁 ６７ 第１バイパス系 ６８，６９ 調整弁 ７０ 第２バイパス系 ７１ 高温部 ７２ 冷却蒸気供給系 ７３ 低温再熱蒸気系 ７４ 中圧蒸気系 ７５ 調整弁 ７６ 補助ボイラ ７７ 温度計 ７８ 圧力計 ７９ 第１ウォーミング回収系 ８０ 冷却蒸気回収系 ８１ 第２ウォーミング回収系 ８２ 温度計 ８３ 圧力計 ８４ 調整弁 ８５ 減温器 ８６ 温度計 ８７ フィルタ ８８，８９ 調整弁 ９０ 高圧ガス設備 ９１ 演算処理部 ９２ 計算部 ９３ 応力算出部 ９４ 関数器 ９５，９６ 温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 鉄三 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内
Claims (13)
- 【請求項１】 ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタ
ービンプラントの高温部に順次、パージ運転、ウォーミ
ング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わせるコンバイ
ンドサイクル発電プラントの運転方法において、上記ガ
スタービンプラントの高温部を真空状態に維持させた
後、パージ運転、ウォーミング運転、蒸気冷却運転、停
止運転を順次行わせることを特徴とするコンバインドサ
イクル発電プラントの運転方法。 - 【請求項２】 ウォーミング運転は、補助ボイラからの
蒸気で、ガスタービンプラントの高温部をウォーミング
させる一方、ガスタービン駆動ガスによりガスタービン
プラントの高温部のメタルを加熱させ、その加熱温度の
飽和圧力が上記ウォーミング蒸気圧力よりも高くなった
とき、上記ガスタービンプラントの高温部の出口から復
水器に接続する冷却蒸気回収系に設けた調整弁の弁開度
を絞り、上記ウォーミング蒸気圧力を下げることを特徴
とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラン
ト。 - 【請求項３】 蒸気冷却運転は、補助ボイラからの蒸気
でガスタービンプラントの高温分を冷却させる一方、排
熱回収ボイラから発生した蒸気で蒸気タービンプラント
に通気運転を行わせた後、上記排熱回収ボイラの第１高
圧過熱器から発生した蒸気に、上記補助ボイラからの蒸
気を合流させて上記ガスタービンプラントの高温部を冷
却させ、その後、上記蒸気タービンプラントの高圧ター
ビンからのタービン排気に、上記排熱回収ボイラの中圧
過熱器からの蒸気を合流させて上記ガスタービンプラン
トの高温部を冷却させることを特徴とするコンバインド
サイクル発電プラントの運転方法。 - 【請求項４】 蒸気冷却運転は、冷却蒸気に、ガスター
ビンプラントの空気圧縮機からの高圧空気を混入させ、
上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を高めることを特徴とす
る請求項１または３記載のコンバインドサイクル発電プ
ラントの運転方法。 - 【請求項５】 蒸気冷却運転は、冷却蒸気に、高圧ガス
を混入させ、上記冷却蒸気の凝縮熱伝達係数を高めるこ
とを特徴とする請求項１または３記載のコンバインドサ
イクル発電プラントの運転方法。 - 【請求項６】 高圧ガスは、不活性ガスであることを特
徴とする請求項５記載のコンバインドサイクル発電プラ
ントの運転方法。 - 【請求項７】 ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタ
ービンプラントの高温部に順次、パージ運転、ウォーミ
ング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わせるコンバイ
ンドサイクル発電プラントの運転方法において、起動
時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタービンプラ
ントの高温部のメタルに発生する圧縮応力に対し、上記
ガスタービンプラントの高温部に供給される冷却蒸気の
圧力上昇率を調整し、その調整された圧力上昇率の冷却
蒸気により上記ガスタービンプラントの高温部の内部か
ら引張応力を発生せしめ、この引張応力により上記圧縮
応力を抑制することを特徴とするコンバインドサイクル
発電プラントの運転方法。 - 【請求項８】 ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタ
ービンプラントの高温部に順次、パージ運転、ウォーミ
ング運転、蒸気冷却運転、停止運転を行わせるコンバイ
ンドサイクル発電プラントの運転方法において、停止
時、ガスタービン駆動ガスにより上記ガスタービンプラ
ントの高温部のメタルに発生する引張応力に対し、上記
ガスタービンプラントの高温部に供給される冷却蒸気の
圧力減少率を調整し、その調整された圧力減少率の冷却
蒸気により上記ガスタービンプラントの高温部の内部か
ら圧縮応力を発生せしめ、この圧縮応力により上記引張
応力を抑制することを特徴とするコンバインドサイクル
発電プラントの冷却用蒸気供給方法。 - 【請求項９】 ガスタービンプラントに、蒸気タービン
プラントおよび排熱回収ボイラを組み合せたコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、上記ガスタービンプ
ラントの高温部に、ウォーミング用と冷却用とを兼用さ
せて蒸気を供給する冷却蒸気供給系と、蒸気ガスタービ
ンプラントの高温部をウォーミングさせ、あるいは冷却
させた蒸気を上記蒸気タービンプラントの復水器に回収
させる冷却蒸気回収系と、上記冷却蒸気供給系に接続さ
せた補助ボイラと、上記冷却蒸気供給系に上記排熱回収
ボイラの第１高圧過熱器に接続させたバイパス系と、上
記冷却蒸気供給系に上記蒸気タービンプラントの高圧タ
ービンを接続させた低温再熱蒸気系と、上記冷却蒸気供
給系に上記排熱回収ボイラの中圧過熱器を接続させた中
圧蒸気系とを備えたことを特徴とするコンバインドサイ
クル発電プラント。 - 【請求項１０】 冷却蒸気供給系は、ガスタービンプラ
ントの空気圧縮機および高圧ガス設備の少なくとも一方
を接続させたことを特徴とする請求項９記載のコンバイ
ンドサイクル発電プラント。 - 【請求項１１】 冷却蒸気回収系は、調整弁を備え、ガ
スタービンプラントの高温部を通るウォーミング蒸気あ
るいは冷却蒸気の圧力を調整することを特徴とする請求
項９記載のコンバインドサイクル発電プラント。 - 【請求項１２】 冷却蒸気回収系の調整弁は、ガスター
ビンプラントのガスタービン駆動ガスの温度およびガス
タービンプラントの高温部のメタル温度に基づいて上記
調整弁の弁開度を演算する演算処理部を備えたことを特
徴とする請求項１１記載のコンバインドサイクル発電プ
ラント。 - 【請求項１３】 演算処理部は、起動および停止の運転
スケジュールのプログラムを組み込んだ計算部と、この
計算部の演算信号によりガスタービンプラントの高温部
に発生する応力を算出する応力算出部と、この応力算出
部の演算信号により弁開度を決定する関数器とを備えた
ことを特徴とする請求項１２記載のコンバインドサイク
ル発電プラント。
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|---|---|---|---|
| JP25378897A JP3808987B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | コンバインドサイクル発電プラントの運転方法 |
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|---|---|---|---|
| JP25378897A JP3808987B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | コンバインドサイクル発電プラントの運転方法 |
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| JP2006002854A Division JP4118301B2 (ja) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | コンバインドサイクル発電プラントの運転方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193693A true JPH1193693A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3808987B2 JP3808987B2 (ja) | 2006-08-16 |
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- 1997-09-18 JP JP25378897A patent/JP3808987B2/ja not_active Expired - Fee Related
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