(57)【要約】【課題】排熱回収ボイラーを適切に冷却することが可能な発電設備、発電設備制御装置、および発電設備制御方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、発電設備は、ガスにより駆動されるガスタービンを備える。前記設備はさらに、前記ガスタービンからの排ガスの熱により水から蒸気を生成する排熱回収ボイラーを備える。前記設備はさらに、前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される蒸気タービンを備える。前記設備はさらに、前記排熱回収ボイラー内の圧力を前記蒸気用の弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、前記排熱回収ボイラー内に前記水および前記蒸気の流れを生じさせて前記排熱回収ボイラーを冷却する発電設備制御装置を備える。【選択図】図１
2020125700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスにより駆動されるガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱により水から蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、
前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記排熱回収ボイラー内の圧力を前記蒸気用の弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、前記排熱回収ボイラー内に前記水および前記蒸気の流れを生じさせて前記排熱回収ボイラーを冷却する発電設備制御装置と、
を備える発電設備。
【請求項２】
前記発電設備制御装置は、前記ガスタービンが点火されていない状態で、前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転する、請求項１に記載の発電設備。
【請求項３】
前記発電設備制御設備は、前記弁の開度が１０％未満にならないように前記排熱回収ボイラー内の圧力を調整する、請求項１または２に記載の発電設備。
【請求項４】
前記発電設備制御設備は、前記排熱回収ボイラー内の圧力が一定速度で低下するように前記排熱回収ボイラー内の圧力を調整する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項５】
前記排熱回収ボイラーは、前記水を前記蒸気に変化させる蒸発器と、前記蒸気を溜める蒸気ドラムとを備え、
前記発電設備制御設備は、前記蒸気ドラム内の圧力を前記弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転する、請求項１から４のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項６】
前記蒸気タービンは、１つ以上のタービンを含み、
前記弁は、前記蒸気タービンのうちの少なくとも１つのタービンをバイパスするように前記蒸気を流通させるタービンバイパス弁を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項７】
前記蒸気タービンは、前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される高圧タービンと、前記高圧タービンからの前記蒸気により駆動される中圧タービンと、前記中圧タービンからの前記蒸気により駆動される低圧タービンとを含み、
前記弁は、前記高圧タービンをバイパスするように前記蒸気を流通させる高圧タービンバイパス弁と、前記中圧タービンをバイパスするように前記蒸気を流通させる中圧タービンバイパス弁と、前記低圧タービンをバイパスするように前記蒸気を流通させる低圧タービンバイパス弁の少なくともいずれかを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項８】
前記排熱回収ボイラーは、前記水を前記高圧タービン用の前記蒸気、前記中圧タービン用の前記蒸気、および前記低圧タービン用の前記蒸気にそれぞれ変化させる高圧、中圧、および低圧蒸発器と、前記高圧タービン用の前記蒸気、前記中圧タービン用の前記蒸気、および前記低圧タービン用の前記蒸気をそれぞれ溜める高圧、中圧、および低圧蒸気ドラムとを備え、
前記発電設備制御設備は、前記高圧、中圧、または低圧蒸気ドラム内の圧力を前記高圧、中圧、または低圧タービンバイパス弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転する、請求項７に記載の発電設備。
【請求項９】
前記蒸気タービンを駆動またはバイパスした前記蒸気を前記水に変化させる復水器をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項１０】
前記排熱回収ボイラーから前記水を排出する第１流路と、
前記第１流路からの前記水をタンクに排出する第２流路と、
前記第１流路からの前記水を前記復水器に排出する第３流路と、
をさらに備える請求項９に記載の発電設備。
【請求項１１】
前記第１流路から前記水が供給され、前記水を前記第２または第３流路に排出する三方切替弁をさらに備える、請求項１０に記載の発電設備。
【請求項１２】
前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気を、前記復水器と前記発電設備の外部のいずれかに排出する弁をさらに備える、請求項９から１１のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項１３】
前記排熱回収ボイラーの冷却時に前記排熱回収ボイラー内で発生するドレンを前記排熱回収ボイラーから抽出して前記復水器に排出する弁をさらに備える、請求項９から１２のいずれか１項に記載の発電設備。
【請求項１４】
ガスにより駆動されるガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱により水から蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、
前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
を備える発電設備を制御する発電設備制御装置であって、
前記発電設備制御装置は、前記排熱回収ボイラー内の圧力を前記蒸気用の弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、前記排熱回収ボイラー内に前記水および前記蒸気の流れを生じさせて前記排熱回収ボイラーを冷却するよう構成されている、発電設備制御装置。
【請求項１５】
ガスにより駆動されるガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの熱により水から蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、
前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
を備える発電設備を制御する発電設備制御方法であって、
前記排熱回収ボイラー内の圧力を前記蒸気用の弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、前記排熱回収ボイラー内に前記水および前記蒸気の流れを生じさせて前記排熱回収ボイラーを冷却することを含む、発電設備制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電設備、発電設備制御装置、および発電設備制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複合式発電設備（コンバインドサイクル発電プラント）は、ガスタービンと、排熱回収ボイラーと、蒸気タービンと、復水器とを備えている。ガスタービンは、燃焼器から排出された燃焼ガスにより駆動される。排熱回収ボイラーは、ガスタービンから排出された排ガスの熱により水から蒸気を生成する。蒸気タービンは、排熱回収ボイラーから排出された蒸気により駆動される。復水器は、蒸気タービンを駆動またはバイパスした蒸気を水に戻す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１２０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、比較例の発電設備の構成を示す模式図である。
【０００５】
図７の発電設備は複合式発電設備であり、ガスタービン１１と、排熱回収ボイラー１２と、蒸気タービン１３と、復水器１４と、復水ポンプ１５と、給水ポンプ１６と、主蒸気止め弁１７と、再熱蒸気止め弁１８と、低圧主蒸気止め弁１９とを備えている。
【０００６】
ガスタービン１１は、圧縮機１１ａを備えている。蒸気タービン１３は、高圧タービン１３ａと、中圧タービン１３ｂと、低圧タービン１３ｃとを備えている。排熱回収ボイラー１２は、高圧節炭器１ａと、高圧給水流量調節弁２ａと、高圧蒸気ドラム３ａと、高圧蒸発器４ａと、高圧過熱器５ａと、中圧節炭器１ｂと、中圧給水流量調節弁２ｂと、中圧蒸気ドラム３ｂと、中圧蒸発器４ｂと、中圧過熱器５ｂと、低圧節炭器１ｃと、低圧給水流量調節弁２ｃと、低圧蒸気ドラム３ｃと、低圧蒸発器４ｃと、低圧過熱器５ｃと、再熱器６とを備えている。
【０００７】
図７の発電設備はさらに、高圧タービンバイパス弁２１ａと、中圧タービンバイパス弁２１ｂと、低圧タービンバイパス弁２１ｃと、高圧蒸発器ブロー弁２２ａと、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂと、低圧蒸発器ブロー弁２２ｃと、ブローダウンタンク２３と、排水弁２４とを備えている。
【０００８】
以下、本比較例の発電設備の動作を説明する。
【０００９】
ガスタービン１１は、圧縮器１１ａと、不図示の燃焼器とを備えている。圧縮機１１ａは、空気を導入して燃焼器に圧縮空気を供給する。燃焼器は、燃料を圧縮空気と共に燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを発生させる。ガスタービン１１は、燃焼器が発生させた燃焼ガスにより駆動される。これにより、ガスタービン１１に接続された発電機が駆動され、発電機が発電を行う。
【００１０】
排熱回収ボイラー１２は、ガスタービン１１が保有する排熱を利用して蒸気（主蒸気）を発生させ、具体的には、ガスタービン１１から排出された排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる。
【００１１】
蒸気タービン１３は、排熱回収ボイラー１２にて発生した蒸気により駆動される。具体的には、高圧タービン１３ａが、排熱回収ボイラー１２にて発生した蒸気により駆動される。排熱回収ボイラー１２内の再熱器６は、高圧タービン１３ａから排出された蒸気を、上記の排ガスの熱を用いて加熱する。中圧タービン１３ｂは、再熱器６から排出された蒸気（再熱蒸気）により駆動される。低圧タービン１３ｃは、中圧タービン１３ｂから排出された蒸気（低圧再熱蒸気）により駆動される。これにより、蒸気タービン１３に接続された発電機が駆動され、発電機が発電を行う。この発電機は、ガスタービン１１に接続された発電機と同じものでも別のものでもよい。
【００１２】
復水器１４は、蒸気タービン１３を駆動またはバイパスした蒸気を冷却する。これにより、蒸気が凝縮され水に戻る。復水ポンプ１５は、復水器１４から排出された水（復水）を低圧節炭器１ｃに送水する。
【００１３】
低圧節炭器１ｃは、復水器１４からの水を排ガスにより加熱して、低圧給水流量調節弁２ｃを介して低圧ドラム３ｃに供給する。低圧給水流量調節弁２ｃは、低圧ドラム３ｃに供給する水の量を調整する。低圧蒸気ドラム３ｃ内に貯えられた水は、給水ポンプ１６により中圧節炭器１ｂおよび高圧節炭器１ａに送水される。
【００１４】
中圧節炭器１ｂは、低圧蒸気ドラム３ｃからの水を排ガスにより加熱して、中圧給水流量調節弁２ｂを介して中圧ドラム３ｂに供給する。中圧給水流量調節弁２ｂは、中圧ドラム３ｂに供給する水の量を調整する。
【００１５】
高圧節炭器１ａは、低圧蒸気ドラム３ｃからの水を排ガスにより加熱して、高圧給水流量調節弁２ａを介して高圧ドラム３ａに供給する。高圧給水流量調節弁２ａは、高圧ドラム３ａに供給する水の量を調整する。
【００１６】
高圧蒸発器４ａ、中圧蒸発器４ｂ、低圧蒸発器４ｃはそれぞれ、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、低圧ドラム３ｃから供給された水（給水）を排ガスにより加熱して蒸気に変化させる。高圧蒸発器４ａ、中圧蒸発器４ｂ、低圧蒸発器４ｃ内で発生した蒸気はそれぞれ、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、低圧ドラム３ｃ内に溜まる。高圧過熱器５ａ、中圧過熱器５ｂ、低圧過熱器５ｃはそれぞれ、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、低圧ドラム３ｃから供給された蒸気を排ガスにより過熱する。
【００１７】
高圧過熱器５ａにより過熱された蒸気（高圧蒸気）は、上述の主蒸気であり、主蒸気止め弁１７を介して高圧タービン１３ａに供給される。中圧過熱器５ｂにより過熱された蒸気（中圧蒸気）は、上述の再熱蒸気とは別の蒸気である。中圧蒸気の流路と再熱蒸気の流路は、図７に示すように合流しており、合流した流路に再熱蒸気止め弁１８が設けられている。中圧蒸気と再熱蒸気は、再熱蒸気止め弁１８を介して中圧タービン１３ｂに供給される。低圧過熱器５ｃにより過熱された蒸気（低圧蒸気）は、上述の低圧再熱蒸気とは別の蒸気であり、低圧主蒸気とも呼ばれる。低圧主蒸気の流路と低圧再熱蒸気の流路は、図７に示すように合流しており、低圧主蒸気の流路に低圧主蒸気止め弁１９が設けられている。低圧主蒸気は、低圧主蒸気止め弁１９を介して低圧タービン１３ｃに供給される。
【００１８】
主蒸気止め弁１７、再熱蒸気止め弁１８、低圧主蒸気止め弁１９はそれぞれ、高圧タービン１３ａ、中圧タービン１３ｂ、低圧タービン１３ｃの入口付近に配置されている。蒸気タービン１３を運転しないときには、主蒸気止め弁１７、再熱蒸気止め弁１８、低圧主蒸気止め弁１９が閉鎖され、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、低圧タービンバイパス弁２１ｃが開放される。その結果、高圧蒸気は、高圧タービンバイパス弁２１ａを介して復水器１４に回収され、高圧タービン１３ａをバイパスすることとなる。また、中圧蒸気は、中圧タービンバイパス弁２１ｂを介して復水器１４に回収され、中圧タービン１３ｂをバイパスすることとなる。また、低圧蒸気は、低圧タービンバイパス弁２１ｃを介して復水器１４に回収され、低圧タービン１３ｃをバイパスすることとなる。このように、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気はそれぞれ、高圧タービン１３ａ、中圧タービン１３ｂ、低圧タービン１３ｃを駆動せずにバイパスするように流通させることもできる。なお、高圧蒸気は、より詳細には、高圧タービンバイパス弁２１ａ、再熱器６、中圧タービンバイパス弁２１ｂを介して復水器１４に回収される。
【００１９】
高圧蒸発器ブロー弁２２ａ、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂ、低圧蒸発器ブロー弁２２ｃはそれぞれ、高圧蒸発器４ａ、中圧蒸発器４ｄ、低圧蒸発器４ｃ内の水を排出するために使用される。これらの蒸発器からこれらのブロー弁を介して排出された水（排水）は、排水弁２４を介してブローダウンタンク２３に流入する。
【００２０】
ブローダウンタンク２３は、発電設備の外部に排出する排水を一時的に貯えておくために使用される。なお、ブローダウンタンク２３内の排水を発電設備の外部に排出する際には、排水が高温であることから、あらかじめブローダウンタンク２３内で排水に冷却水を混合する。そして、冷却水により減温された排水を、ブローダウンタンク２３から発電設備の外部に排出する。
【００２１】
次に、本比較例の排熱回収ボイラー１２の強制冷却について説明する。
【００２２】
本比較例の排熱回収ボイラー１２の強制冷却は、給水ポンプ１６を運転し、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、および低圧ドラム３ｃへの送水を継続した状態で行われる。この状態で、高圧蒸発器ブロー弁２２ａ、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂ、低圧蒸発器ブロー弁２２ｃをそれぞれ、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、低圧ドラム３ｃの圧力に応じて徐々に開ける。これにより、排熱回収ボイラー１２内に保有されている高温水を排出しつつ、排熱回収ボイラー１２内に低温水を導入する。その結果、排熱回収ボイラー１２内の水が高温水から低温水に入れ替わり、排熱回収ボイラー１２が冷却される。
【００２３】
以上のように、本比較例の強制冷却は、排熱回収ボイラー１２内の水の入れ替えのみにより行われる。そのため、以下のような問題が生じる。例えば、排熱回収ボイラー１２内の水の収熱能力に異常が生じている場合には、必要な冷却効率が得られず、冷却完了までに長時間を要する。また、強制冷却中は高圧蒸発器ブロー弁２２ａ、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂ、低圧蒸発器ブロー弁２２ｃから水を排出し続けるため、排熱回収ボイラー１２の使用水量が多量となる。さらに、発電設備内の排水設備の容量には制限があるため、一般に排熱回収ボイラー１２の高圧系統の冷却と中圧系統の冷却は同時に実施することができない。
【００２４】
そこで、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、排熱回収ボイラーを適切に冷却することが可能な発電設備、発電設備制御装置、および発電設備制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
一の実施形態によれば、発電設備は、ガスにより駆動されるガスタービンを備える。前記設備はさらに、前記ガスタービンからの排ガスの熱により水から蒸気を生成する排熱回収ボイラーを備える。前記設備はさらに、前記排熱回収ボイラーからの前記蒸気により駆動される蒸気タービンを備える。前記設備はさらに、前記排熱回収ボイラー内の圧力を前記蒸気用の弁により調整しつつ前記ガスタービンを１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、前記排熱回収ボイラー内に前記水および前記蒸気の流れを生じさせて前記排熱回収ボイラーを冷却する発電設備制御装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の発電設備の動作を説明するためのグラフである。
【図３】第１実施形態の発電設備の動作を説明するための別のグラフである。
【図４】第２実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
【図５】第３実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
【図６】第４実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。
【図７】比較例の発電設備の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１〜図７において、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。図１の発電設備は、図７に示す構成要素に加えて、発電設備制御装置３１を備えている。以下、発電設備制御装置３１は「制御装置３１」と略記する。
【００２９】
制御装置３１は、図１の発電設備の種々の動作を制御する。制御装置３１の例は、プロセッサ、電子回路、パーソナルコンピュータなどである。制御装置３１は例えば、ガスタービン１１、排熱回収ボイラー１２、蒸気タービン１３、復水器１４、復水ポンプ１５、および給水ポンプ１６の動作や、主蒸気止め弁１７、再熱蒸気止め弁１８、低圧主蒸気止め弁１９、およびその他の弁の開度を制御する。
【００３０】
制御装置３１はさらに、排熱回収ボイラー１２の強制冷却を制御する。具体的には、排熱回収ボイラー１２の強制冷却時において、制御装置３１は、排熱回収ボイラー１２内の圧力を蒸気用の弁により調整しつつ、ガスタービン１１を１０００回転／分（ｒｐｍ）以下の回転速度で運転する。これにより、排熱回収ボイラー１２内に水および蒸気の流れを生じさせて、排熱回収ボイラー１２を冷却する。ここで、排熱回収ボイラー１２内の圧力の例は、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、または低圧ドラム３ｃ内の蒸気の圧力（ドラム圧力）である。また、蒸気用の弁の例は、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、または低圧タービンバイパス弁２１ｃである。
【００３１】
以下、本実施形態の排熱回収ボイラー１２の強制冷却についてより詳細に説明する。
【００３２】
排熱回収ボイラー１２の強制冷却時には、ガスタービン１１を点火せずに、ガスタービン１１を１０００回転／分以下の低速回転数で運転する。これにより、ガスタービン１１内に残留する熱を排熱回収ボイラー１２に排熱すると共に、排熱回収ボイラー１２内の熱移動を発生させる。回転数が１０００回転／分以下であれば、ガスタービン１１を点火せずに運転することができる。本実施形態の回転数は、例えば８００回転／分である。
【００３３】
排熱回収ボイラー１２内で熱移動が発生すると、高圧蒸発器４ａ、中圧蒸発器４ｂ、低圧蒸発器４ｃで発生する蒸気がそれぞれ、高圧蒸気ドラム３ａ、中圧蒸気ドラム３ｂ、低圧蒸気ドラム３ｃを経由して、高圧過熱器５ａ、中圧過熱器５ｂ、低圧過熱器５ｃに流入する。本実施形態では、蒸気タービン１３を運転しないために、主蒸気止め弁１７、再熱蒸気止め弁１８、低圧主蒸気止め弁１９は全閉とし、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、低圧タービンバイパス弁２１ｃを開とする。
【００３４】
ただし、制御装置３１は、排熱回収ボイラー１２で発生した蒸気の圧力を調整するために、強制冷却中の高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、低圧タービンバイパス弁２１ｃの開度を制御する。よって、本実施形態の蒸気は、これらの弁により圧力が調整されつつ復水器１４に回収される。このような運転を継続することで、強制冷却を効率的に行うことが可能となる。
【００３５】
高圧蒸気ドラム３ａ、中圧蒸気ドラム３ｂ、低圧蒸気ドラム３ｃ内の圧力は、強制冷却前には飽和蒸気圧力まで昇圧されているが、強制冷却時には高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、低圧タービンバイパス弁２１ｃにより減圧することが可能である。この際、急激に圧力変化を発生させると、各蒸気ドラムの水位変動が発生し、高圧給水流量調節弁２ａ、中圧給水流量調節弁２ｂ、低圧給水流量調節弁２ｃからの給水だけでは各蒸気ドラムの水を賄いきれず、各蒸気ドラム内の保有水が枯渇するおそれがある。そのため、各蒸気ドラム内の圧力は徐々に降下させる必要がある。
【００３６】
そこで、本実施形態では、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、および低圧ドラム３ｃ内の蒸気の圧力をそれぞれ、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、および低圧タービンバイパス弁２１ｃにより調整しながら強制冷却を実施する。これにより、強制冷却中の各蒸気ドラム内の圧力を徐々に降下させることが可能となる。その結果、各蒸気ドラムの飽和蒸気圧力が降下し、排熱回収ボイラー１２内の給水温度も低減されるため、高効率で強制冷却を行うことができる。
【００３７】
図２および図３は、第１実施形態の発電設備の動作を説明するためのグラフである。
【００３８】
図２は、タービンバイパス弁２１ａ〜２１ｃを使用しない強制冷却中のドラム圧力の推移の一例を示している。図３は、タービンバイパス弁２１ａ〜２１ｃを使用した強制冷却中のドラム圧力の推移の一例を示している。図２および図３のドラム圧力は、高圧ドラム３ａ、中圧ドラム３ｂ、または低圧ドラム３ｃ内の蒸気の圧力を示している。図２および図３はさらに、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、または低圧タービンバイパス弁２１ｃの開度［％］の推移を示している。
【００３９】
例えば、図２および図３は、高圧タービンバイパス弁２１ａの開度と、高圧ドラム３ａのドラム圧力との関係を示している。図２では、高圧タービンバイパス弁２１ａの開度が０％に維持されており、高圧ドラム３ａのドラム圧力が時間経過と共に曲線状に低下している。一方、図３では、高圧タービンバイパス弁２１ａの開度が時間経過と共に６０％から０％へと減少しており、高圧ドラム３ａのドラム圧力が時間経過と共に直線状に低下している。すなわち、ドラム圧力が一定速度で低下している。図３では、所定の時間に、高圧ドラム３ａのドラム圧力が０に到達しており（点Ｐ１）、高圧タービンバイパス弁２１ａの開度が極小開度に到達している（点Ｐ２）。本実施形態の極小開度は、１０％である。以上のような関係は、中圧タービンバイパス弁２１ｂの開度と中圧ドラム３ｂのドラム圧力との間や、低圧タービンバイパス弁２１ｃの開度と低圧ドラム３ｃのドラム圧力との間にも成り立つ。
【００４０】
本実施形態では、例えば図３の制御を採用する。以下、この制御の利点を説明する。
【００４１】
本実施形態の発電設備は、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、および低圧タービンバイパス弁２１ｃを備えているため、高圧系統、中圧系統、および低圧系統の蒸気の流通を別々に制御することも同時に制御することも可能である。本実施形態の強制冷却では、高圧蒸気ドラム３ａ、中圧蒸気ドラム３ｂ、低圧蒸気ドラム３ｃが保有する飽和蒸気圧力の低下にあわせて、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、低圧タービンバイパス弁２１ｃの開度を減少させていく。しかしながら、微少開度での長時間運転は、各タービンバイパス弁のシート面にて損傷（腐食）を発生させる要因となる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、タービンバイパス弁の開度が１０％に到達したら、関連する蒸気ドラムの圧力制御を完了とし、その弁の開度を１０％から１００％へと徐々に増加させる（図３）。これにより、タービンバイパス弁の損傷を抑制することが可能となる。図３は、タービンバイパス弁の開度が１０％未満にならないようにドラム圧力を制御する様子を示している。
【００４３】
図３のような制御によれば、弁の開度が１０％に到達した後、高圧蒸気ドラム３ａ、中圧蒸気ドラム３ｂ、低圧蒸気ドラム３ｃが保有している圧力は、各蒸気ドラムの運転中の最低圧力に対して十分に低くなっている。そのため、圧力制御を完了させたことによる各蒸気ドラムの大きな水位変動は発生しない。よって、高圧給水流量調節弁２ａ、中圧給水流量調節弁２ｂ、低圧給水流量調節弁２ｃのみでの各蒸気ドラムの水位を制御することが可能となる。
【００４４】
以上のように、本実施形態の制御装置３１は、排熱回収ボイラー１２内の圧力を蒸気用の弁により調整しつつガスタービン１１を１０００回転／分以下の回転速度で運転することで、排熱回収ボイラー１２内に水および蒸気の流れを生じさせて排熱回収ボイラー１２を冷却する。よって、本実施形態によれば、排熱回収ボイラー１２を適切に冷却することが可能となる。
【００４５】
例えば、本実施形態では、高圧・中圧・低圧系統にそれぞれ設けられたタービンバイパス弁２１ａ〜２１ｃを用いてドラム圧力を一定速度で低下させていくことで（図３）、蒸気ドラムの飽和蒸気温度を一定速度で降下させることができる。これにより、冷却効率を著しく上げることができ、冷却に必要な時間を著しく短縮することを可能とする。
【００４６】
また、本実施形態では、高圧タービンバイパス弁２１ａ、中圧タービンバイパス弁２１ｂ、および低圧タービンバイパス弁２１ｃにより、高圧系統、中圧系統、および低圧系統の蒸気の流通を別々に制御することも同時に制御することも可能である。例えば、これらの系統の蒸気の流通を同時に制御することで、強制冷却に要する時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。図４の発電設備は、図１の発電設備の排水弁２４を、三方切替弁３２に置き換えた構成を有している。
【００４８】
本実施形態では、排熱回収ボイラー１２の強制冷却時に、高圧蒸発器４ａ、中圧蒸発器４ｂ、低圧蒸発器４ｃの下部にそれぞれ配置された高圧蒸発器ブロー弁２２ａ、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂ、低圧蒸発器ブロー弁２２ｃを開とする。その結果、高温の給水が排熱回収ボイラー１２から排出されることで、高圧節炭器１ａ、高圧蒸気ドラム３ａ、高圧蒸発器４ａ、中圧節炭器１ｂ、中圧蒸気ドラム３ｂ、中圧蒸発器４ｂ、低圧節炭器１ｃ、低圧蒸気ドラム３ｃ、低圧蒸発器４ｃが冷却される。
【００４９】
排出された水は、排熱回収ボイラー１２と三方切替弁３２との間の流路を介して、三方切替弁３２に流入する。三方切替弁３２は、流入した水の排出先を、ブローダウンタンク２３に向かう流路と、復水器１４に向かう流路のいずれかに切り替えることができる。
【００５０】
本実施形態では、水をブローダウンタンク２３に排出することで、水を発電設備の外部に排出するまでブローダウンタンク２３に貯えておくことができる。一方、本実施形態では、水を復水器１４に排出することで、強制冷却中において水および蒸気を排熱回収ボイラー１２と復水器１４との間で循環させることができる。これにより、発電設備の外部への給水の流出をなくすことが可能となると共に、ブローダウンタンク２３内の排水を冷却するための冷却水を不要とすることが可能となる。その結果、排熱回収ボイラー１２やブローダウンタンク２３の使用水量を低減することが可能となる。
【００５１】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。図５の発電設備は、図４の発電設備の再熱蒸気止め弁１８と低圧主蒸気止め弁１９とをそれぞれ、再熱蒸気止め弁３３と低圧主蒸気止め弁３４とに置き換えた構成を有している。
【００５２】
本実施形態の再熱蒸気止め弁３３はベントを備えている。よって、再熱蒸気止め弁３３が閉鎖されている場合にも、再熱蒸気止め弁３３に流入した蒸気を、再熱蒸気止め弁３３から発電設備の外部に排出することができる。また、低圧主蒸気止め弁１９も、同様のベントを備えている。本実施形態ではさらに、主蒸気止め弁１７も、同様のベントを備える主蒸気止め弁に置き換えてもよい。
【００５３】
本実施形態の制御装置３１は、このようなベントから発電設備の外部に蒸気を排出する際に、復水器１４へ蒸気が流入しないように、中圧タービンバイパス弁２１ｂおよび低圧タービンバイパス弁２１ｃを全閉とすることが望ましい。これにより、復水器１４の真空を強制冷却完了前に破壊することが可能となり、復水器１４内での作業開始時期を早めることが可能となる。
【００５４】
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の発電設備の構成を示す模式図である。図６の発電設備は、図４に示す構成要素に加えて、高圧過熱器ブロー弁３５ａと、中圧過熱器ブロー弁３５ｂと、低圧過熱器ブロー弁３５ｃと、再熱器ブロー弁３６とを備えている。
【００５５】
本実施形態では、排熱回収ボイラー１２の強制冷却中に高圧過熱器５ａ、中圧過熱器５ｂ、低圧過熱器５ｃ、再熱器６内に発生するドレンを復水器１４に回収する。排熱回収ボイラー１２を構成する低圧節炭器１ｃ、低圧蒸発器４ｃ、低圧過熱器５ｃ、中圧節炭器１ｂ、中圧蒸発器４ｂ、中圧過熱器５ｂ、高圧節炭器１ａ、高圧蒸発器４ａ、高圧過熱器５ａ、および再熱器６の内、蒸気の通り道となる蒸気管である低圧過熱器５ｃ、中圧過熱器５ｂ、高圧過熱器５ａ、および再熱器６には、ドレンを起動前に排出するための低圧過熱器ブロー弁３５ｃ、中圧過熱器ブロー弁３５ｂ、高圧過熱器ブロー弁３５ａ、および再熱器ブロー弁３６がそれぞれ設けられている。これらの弁が設けられた流路は、高圧蒸発器ブロー弁２２ａ、中圧蒸発器ブロー弁２２ｂ、および低圧蒸発器ブロー弁２２ｃの下流の流路に合流している。
【００５６】
排熱回収ボイラー１２の強制冷却中も、排熱回収ボイラー１２の温度が低下する影響で蒸気管内にドレンが滞留するため、これらのブロー弁を開とすることが望ましい。本実施形態では、このドレンを、三方切替弁３２によりブローダウンタンク２３の代わりに復水器１４に排出することができる。
【００５７】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な設備、装置、および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した設備、装置、および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ：高圧節炭器、１ｂ：中圧節炭器、１ｃ：低圧節炭器、
２ａ：高圧給水流量調節弁、２ｂ：中圧給水流量調節弁、２ｃ：低圧給水流量調節弁、
３ａ：高圧蒸気ドラム、３ｂ：中圧蒸気ドラム、３ｃ：低圧蒸気ドラム、
４ａ：高圧蒸発器、４ｂ：中圧蒸発器、４ｃ：低圧蒸発器、
５ａ：高圧過熱器、５ｂ：中圧過熱器、５ｃ：低圧過熱器、６：再熱器、
１１：ガスタービン、１１ａ：圧縮機、１２：排熱回収ボイラー、
１３：蒸気タービン、１３ａ：高圧タービン、１３ｂ：中圧タービン、
１３ｃ：低圧タービン、１４：復水器、１５：復水ポンプ、１６：給水ポンプ、
１７：主蒸気止め弁、１８：再熱蒸気止め弁、１９：低圧主蒸気止め弁、
２１ａ：高圧タービンバイパス弁、２１ｂ：中圧タービンバイパス弁、
２１ｃ：低圧タービンバイパス弁、２２ａ：高圧蒸発器ブロー弁、
２２ｂ：中圧蒸発器ブロー弁、２２ｃ：低圧蒸発器ブロー弁、
２３：ブローダウンタンク、２４：排水弁、３１：発電設備制御装置、
３２：三方切替弁、３３：再熱蒸気止め弁、３４：低圧主蒸気止め弁、
３５ａ：高圧過熱器ブロー弁、３５ｂ：中圧過熱器ブロー弁、
３５ｃ：低圧過熱器ブロー弁、３６：再熱器ブロー弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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