【手続補正書】
【提出日】平成16年8月25日(2004.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【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、蒸気タービンプラントのタービン排気を上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部に供給し、ガスタービン高温部を冷却後、上記蒸気タービンプラントに回収さ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、起動運転時または部分負荷運転時、上記排熱回収ボイラから比較的温度の低い蒸気を上記蒸気タービンプラントの高圧タービンに供給するとともに、上記高圧タービンに定圧運転を行わせる一方、上記排熱回収ボイラの再熱器を上記蒸気タービンプラントの中圧タービンに接続する再熱蒸気系に前圧制御を行わせ、上記高圧タービンで膨張後のタービン排気に上記排熱回収ボイラの中圧ドラムから発生する蒸気を合流させ、その合流蒸気をガスタービン高温部に供給して冷却し、冷却後、その合流蒸気を上記再熱器からの再熱蒸気に合流させて上記中圧タービンに回収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２】
部分負荷運転時は、複数台設置されたガスタービンプラントの運転台数を減少させた運転時であ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の運転方法。
【請求項３】
起動運転時は、大気温度が予め定められた温度以上になった場合、またはガスタービンに供給される高圧タービンからの蒸気温度、圧力が予め定められた範囲外になった場合であ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の運転方法。
【請求項４】
高圧タービンの定圧運転は、排熱回収ボイラと高圧タービンとを互に接続する主蒸気系に設置した主蒸気止め弁および蒸気加減弁のいずれか一方で弁開度を絞って行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に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】
主蒸気止め弁および蒸気加減弁のいずれか一方で弁開度を絞る弁信号は、ガスタービン高温部に設けた冷却蒸気供給系および冷却蒸気回収系のいずれか一方の温度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に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】
再熱蒸気系の前圧制御は、再熱蒸気系に設けた再熱蒸気組み合せ弁の弁開度を絞って行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に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】
再熱蒸気組み合せ弁を絞る弁信号は、ガスタービン高温部に設けた冷却蒸気供給系および冷却蒸気回収系のいずれか一方の圧力であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に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わせたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、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を上記排熱回収ボイラの再熱器に供給する低温再熱蒸気系と、この低温再熱蒸気系から分岐し、タービン排気を冷却蒸気として上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部に供給する冷却蒸気供給系と、この冷却蒸気供給系に接続し、上記排熱回収ボイラの中圧過熱器から供給される蒸気を上記タービン排気に合流させる中圧過熱蒸気系と、上記ガスタービン高温部を冷却後の蒸気を、上記再熱器と上記蒸気タービンプラントの中圧タービンとを接続する再熱蒸気系に回収させる冷却蒸気回収系と、上記排熱回収ボイラの第１高圧過熱器の出口と第２高圧過熱器の入口とを接続する過熱蒸気管を分岐するバイパス系と、このバイパス系から比較的温度の低い蒸気を上記高圧タービンに供給する主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９】
低温再熱蒸気系は、高圧タービンから再熱器に供給するタービン排気の流量を制御する低温再熱流量調整弁を備えたことを特徴とする請求項８に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１０】
バイパス系は流量調整弁を備えたことを特徴とする請求項８に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１１】
ガスタービンプラントからの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
この排熱回収ボイラにより発生した蒸気を動力源とする蒸気タービンプラントと、
上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部の一部または全部が蒸気により冷却されるとともに、
このガスタービン高温部を冷却するガスタービン冷却蒸気を供給する系統の一つとして、上記蒸気タービンプラントの高圧タービンから排熱回収ボイラ再熱器へ低温再熱蒸気を導く低温再熱蒸気系から分岐して上記低温再熱蒸気の一部もしくは全部を上記ガスタービン高温部へ導く冷却蒸気供給系と共に、
排熱回収ボイラの中圧過熱器から中圧蒸気を冷却蒸気供給系に導く中圧蒸気過熱系と、
上記排熱回収ボイラにおいて高圧過熱器が少なくとも二つ以上に分割されるとともに、
高圧ドラムを出た蒸気は第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ連続して導かれる構成を有し、
第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ蒸気を導く蒸気配管から分岐して、第１高圧過熱器出口蒸気を第２高圧過熱器をバイパスさせるバイパス系統を有するコンバインドサイクル発電プラントであって、
起動運転時もしくは部分負荷運転時におけるガスタービン冷却蒸気がその温度許容値を超える場合に、第１高圧過熱器出口蒸気の一部もしくは全部を第２高圧過熱器をバイパスさせて高圧蒸気温度を降下させるとともに、
温度の降下した低温再熱蒸気をガスタービン高温部へ供給し、ガスタービン冷却蒸気温度を降下させて、前記温度許容値内となるガスタービン冷却蒸気を供給する
ことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１２】
ガスタービンプラントからの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
この排熱回収ボイラにより発生した蒸気を動力源とする蒸気タービンプラントと、
上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部の一部または全部が蒸気により冷却されるとともに、
このガスタービン高温部を冷却するガスタービン冷却蒸気を供給する系統の一つとして、上記蒸気タービンプラントの高圧タービンから排熱回収ボイラ再熱器へ低温再熱蒸気を導く低温再熱蒸気系から分岐して上記低温再熱蒸気の一部もしくは全部を上記ガスタービン高温部へ導く冷却蒸気供給系と共に、
排熱回収ボイラの中圧過熱器から中圧蒸気を冷却蒸気供給系に導く中圧蒸気過熱系と、
上記排熱回収ボイラにおいて高圧過熱器が少なくとも二つ以上に分割されるとともに、
高圧ドラムを出た蒸気は第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ連続して導かれる構成を有し、
第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ蒸気を導く蒸気配管から分岐して、第１高圧過熱器出口蒸気を第２高圧過熱器をバイパスさせるバイパス系統を有するコンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービン高温部への入口配管もしくはガスタービン高温部からの出口配管に温度検出器を設け、
ガスタービンの負荷に対してガスタービン冷却蒸気の温度許容値を超える場合に、第１高圧過熱器出口蒸気の一部もしくは全部を第２高圧過熱器をバイパスさせて高圧蒸気温度を降下させるとともに、
上記温度検出器からの信号に基づいて、上記高圧タービン入口に設けた主蒸気加減弁もしくは主蒸気止め弁のいずれかを一方を絞り
温度の降下した低温再熱蒸気をガスタービン高温部へ供給し、ガスタービン冷却蒸気温度を降下させて、前記温度許容値内となるガスタービン冷却蒸気を供給する
ことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１３】
ガスタービンプラントは、排熱回収ボイラを連接して複数台に構成するとともに、蒸気タービンプラントは、上記ガスタービンプラントの軸と切り離して別置きに設置した１台の多軸型であることを特徴とする請求項８、請求項１１または請求項１２のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１４】
ガスタービンプラントは、蒸気タービンプラントを軸直結させた一軸型であることを特徴とする請求項８、請求項１１または請求項１２のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、蒸気の温度・圧力が高いとき、減温・減圧器を用いて水を投入し、適温・適圧に調整することが考えられているが、その水の清浄度の管理が不十分であると、ガスタービン動静翼内の通路にダストが堆積し目詰りが生じ、冷却性能が低下するため酸化・腐食の原因になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、バイパス系は流量調整弁を備えたものである。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、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、ガスタービンプラントからの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラにより発生した蒸気を動力源とする蒸気タービンプラントと、上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部の一部または全部が蒸気により冷却されるとともに、このガスタービン高温部を冷却するガスタービン冷却蒸気を供給する系統の一つとして、上記蒸気タービンプラントの高圧タービンから排熱回収ボイラ再熱器へ低温再熱蒸気を導く低温再熱蒸気系から分岐して上記低温再熱蒸気の一部もしくは全部を上記ガスタービン高温部へ導く冷却蒸気供給系と共に、排熱回収ボイラの中圧過熱器から中圧蒸気を冷却蒸気供給系に導く中圧蒸気過熱系と、上記排熱回収ボイラにおいて高圧過熱器が少なくとも二つ以上に分割されるとともに、高圧ドラムを出た蒸気は第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ連続して導かれる構成を有し、第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ蒸気を導く蒸気配管から分岐して、第１高圧過熱器出口蒸気を第２高圧過熱器をバイパスさせるバイパス系統を有するコンバインドサイクル発電プラントであって、起動運転時もしくは部分負荷運転時におけるガスタービン冷却蒸気がその温度許容値を超える場合に、第１高圧過熱器出口蒸気の一部もしくは全部を第２高圧過熱器をバイパスさせて高圧蒸気温度を降下させるとともに、温度の降下した低温再熱蒸気をガスタービン高温部へ供給し、ガスタービン冷却蒸気温度を降下させて、前記温度許容値内となるガスタービン冷却蒸気を供給することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、ガスタービンプラントからの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラにより発生した蒸気を動力源とする蒸気タービンプラントと、上記ガスタービンプラントのガスタービン高温部の一部または全部が蒸気により冷却されるとともに、このガスタービン高温部を冷却するガスタービン冷却蒸気を供給する系統の一つとして、上記蒸気タービンプラントの高圧タービンから排熱回収ボイラ再熱器へ低温再熱蒸気を導く低温再熱蒸気系から分岐して上記低温再熱蒸気の一部もしくは全部を上記ガスタービン高温部へ導く冷却蒸気供給系と共に、排熱回収ボイラの中圧過熱器から中圧蒸気を冷却蒸気供給系に導く中圧蒸気過熱系と、上記排熱回収ボイラにおいて高圧過熱器が少なくとも二つ以上に分割されるとともに、高圧ドラムを出た蒸気は第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ連続して導かれる構成を有し、第１高圧過熱器から第２高圧過熱器へ蒸気を導く蒸気配管から分岐して、第１高圧過熱器出口蒸気を第２高圧過熱器をバイパスさせるバイパス系統を有するコンバインドサイクル発電プラントであって、ガスタービン高温部への入口配管もしくはガスタービン高温部からの出口配管に温度検出器を設け、ガスタービンの負荷に対してガスタービン冷却蒸気の温度許容値を超える場合に、第１高圧過熱器出口蒸気の一部もしくは全部を第２高圧過熱器をバイパスさせて高圧蒸気温度を降下させるとともに、上記温度検出器からの信号に基づいて、上記高圧タービン入口に設けた主蒸気加減弁もしくは主蒸気止め弁のいずれかを一方を絞り温度の降下した低温再熱蒸気をガスタービン高温部へ供給し、ガスタービン冷却蒸気温度を降下させて、前記温度許容値内となるガスタービン冷却蒸気を供給することを特徴とする。さらに、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、ガスタービンプラントは、排熱回収ボイラを連接して複数台に構成するとともに、蒸気タービンプラントは、上記ガスタービンプラントの軸と切り離して別置きに設置した１台の多軸型であることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１４に記載したように、ガスタービンプラントは、蒸気タービンプラントを軸直結させた一軸型であることを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
本実施形態に係る運転方法は、先ず、第１高圧過熱器１３ａの出口と第２高圧過熱器１２ａの入口とを接続する過熱蒸気管５０ａから分岐したバイパス系５２ａの流量調整弁５１ａを開弁させる。流量調整弁５１ａを開弁させると、第１高圧過熱器１３ａから第３高圧過熱器１０ａ、主蒸気系３１ａを介して高圧タービン２７に供給する主蒸気は、第２高圧過熱器１２ａをバイパスさせているので、その温度を下げることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
しかし、主蒸気の温度が下ったと言っても、高圧タービン２７からガスタービン８ａの高温部４０ａに供給される冷却蒸気としてのタービン排気は、適温範囲の上限値にとどまっている。このため、高圧タービン２７の運転幅を広げ、より一層安定運転を行わせるには、第１主蒸気系３１ａのＩＰＣによる定圧運転が行われる。高圧タービン２７は、第１主蒸気系３１ａの主蒸気止め弁３２または蒸気加減弁３３に弁開度を絞らせて定圧運転を行うと、主蒸気の温度が若干高くなるが、その高くなった分、より多く膨張仕事をしてタービン効率を向上させるので、その結果、タービン排気の温度をより低く下げ、安定運転を確保することができる。なお、主蒸気止め弁３２または蒸気加減弁３３は、冷却蒸気供給系３９ａおよび冷却蒸気回収系４１ａのいずれかに設けた温度検出器（図示せず）の検出温度信号に基づいて弁開度が設定されている。