(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、比較的簡単な構成で、総軸出力を目標総軸出力に維持しながら、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができるコンバインドサイクル動力システムを提供する点にある。【解決手段】  ガスタービン１と、ボイラ２と、蒸気タービン３とを備え、蒸気タービン３に供給される前の蒸気をプロセス蒸気ｐｓとしてプロセス蒸気消費部４へ供給可能に構成されているコンバインドサイクル動力システムにおいて、ガスタービン１の軸出力と蒸気タービン３の軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力となるようにガスタービン１における燃焼量を制御する総軸出力制御手段８１と、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量が目標プロセス蒸気供給量となるように蒸気タービン３への蒸気供給量を制御するプロセス蒸気供給量制御手段８２とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから供給された排ガスを熱源として蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラから供給された蒸気により駆動する蒸気タービンとを備え、
前記蒸気タービンに供給される前の蒸気をプロセス蒸気としてプロセス蒸気消費部へ供給可能に構成されているコンバインドサイクル動力システムであって、
前記ガスタービンの軸出力と前記蒸気タービンの軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力となるように前記ガスタービンにおける燃焼量を制御する総軸出力制御手段と、
前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量が目標プロセス蒸気供給量となるように前記蒸気タービンへの蒸気供給量を制御するプロセス蒸気供給量制御手段とを備えたコンバインドサイクル動力システム。
【請求項２】
前記ガスタービンにおける燃焼量の増加を伴うことなく、前記プロセス蒸気供給量を増加可能なプロセス蒸気増加手段を備え、
前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記蒸気タービンへの蒸気供給量を最小とした状態で前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合に前記プロセス蒸気増加手段を作動させるように構成されている請求項１に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【請求項３】
前記プロセス蒸気増加手段として、燃料の燃焼ガスを前記ボイラに熱源として供給する補助燃焼手段を備えた請求項２に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【請求項４】
前記プロセス蒸気増加手段として、燃料を燃焼させて発生した蒸気を前記プロセス蒸気消費部に供給する蒸気発生手段を備えた請求項２又は３に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【請求項５】
前記ボイラで生成した蒸気を放出可能な蒸気放出手段を備え、
前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記蒸気タービンへの蒸気供給量を最大とした状態で前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の減少が必要と判定した場合に前記蒸気放出手段を作動させるように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【請求項６】
前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも大きい場合に前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の減少が必要であると判定し、前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも小さい場合に前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の増加が必要であると判定するように構成されている請求項１から５の何れか一項に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【請求項７】
前記ガスタービンと前記蒸気タービンとが別体で構成されている請求項１から６の何れか一項に記載のコンバインドサイクル動力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから供給された排ガスを熱源として蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラから供給された蒸気により駆動する蒸気タービンとを備え、
前記蒸気タービンに供給される前の蒸気をプロセス蒸気としてプロセス蒸気消費部へ供給可能に構成されているコンバインドサイクル動力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるコンバインドサイクル動力システムは、燃料の燃焼ガスが持つ熱を発電機駆動用の軸動力に効率良く変換するべく、比較的高温の燃焼ガスが持つ熱を効率良く軸動力に変換可能なガスタービンと、ボイラにより生成した比較的低温の蒸気が持つ熱を効率良く軸動力に変換可能な蒸気タービンとを組み合わることにより、優れたエネルギ効率を達成することができるものである。
【０００３】
また、従来のコンバインドサイクル動力システムは、ガスタービンの軸出力と蒸気タービンの軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力となる、具体的には、ガスタービンの軸動力による発電量と蒸気タービンの軸動力による発電量との総和である総発電量が電力消費部における電力消費量にあった目標発電量となるように、ガスタービンにおける燃焼量（即ち、ガスタービンへの燃料供給量）や蒸気タービンへの蒸気供給量を制御するように構成されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、このようなコンバインドサイクル動力システムでは、ボイラで生成された蒸気のうち、蒸気タービンに供給される前の蒸気を取り出し、その蒸気をプロセス蒸気としてプロセス蒸気消費部に供給して利用することがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−３２５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンバインドサイクル動力システムにおいて、蒸気タービンに供給される前の蒸気をプロセス蒸気としてプロセス蒸気消費部に供給する場合には、蒸気タービンへの蒸気供給量が一定量又はガスタービンと蒸気タービンとの総軸出力に依存した量に設定されているため、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量は成り行きの量となる。
【０００７】
また、このようなコンバインドサイクル動力システムにおいて、プロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気の消費量が比較的多い場合には、燃料の燃焼ガスをボイラに熱源として供給する補助燃焼手段を設け、プロセス蒸気供給量に基づいて補助燃焼手段における燃焼量（即ち、補助燃焼手段への燃料供給量）を制御することにより、総軸出力を変更することなく、プロセス蒸気供給量をプロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気消費量にあった目標プロセス蒸気供給量とすることができる。しかし、このように構成する場合には、比較的熱効率が低い補助燃焼手段を常時作動させた状態とする必要があり、エネルギ効率の低下の原因となる。
【０００８】
また、このようなコンバインドサイクル動力システムにおいて、プロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気の消費量が比較的少ない場合には、ボイラで生成した蒸気を放出可能な蒸気放出手段を設け、プロセス蒸気供給量に基づいて蒸気放出手段の蒸気放出量を制御することにより、総軸出力を変更することなく、プロセス蒸気供給量をプロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気消費量にあった目標プロセス蒸気供給量とすることができる。しかし、このように構成する場合には、蒸気放出手段により蒸気を常時放出させた状態とする必要があり、エネルギ効率の低下の原因となる。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、総軸出力を目標総軸出力に維持しながら、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができるコンバインドサイクル動力システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るコンバインドサイクル動力システムは、燃料の燃焼ガスにより駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから供給された排ガスを熱源として蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラから供給された蒸気により駆動する蒸気タービンとを備え、
前記蒸気タービンに供給される前の蒸気をプロセス蒸気としてプロセス蒸気消費部へ供給可能に構成されているコンバインドサイクル動力システムであって、その第１特徴構成は、前記ガスタービンの軸出力と前記蒸気タービンの軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力となるように前記ガスタービンにおける燃焼量を制御する総軸出力制御手段と、
前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量が目標プロセス蒸気供給量となるように前記蒸気タービンへの蒸気供給量を制御するプロセス蒸気供給量制御手段とを備えた点にある。
【００１１】
上記第１特徴構成によれば、上記総軸出力制御手段により、ガスタービンにおける燃焼量を制御して総軸出力を目標総軸出力としながら、上記プロセス蒸気供給量制御手段により、蒸気タービンへの蒸気供給量を制御してプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量に制御することができる。
【００１２】
即ち、上記プロセス蒸気供給量制御手段は、蒸気タービンへの蒸気供給量を増加又は減少させることで、蒸気タービンに供給されずにプロセス蒸気消費部に供給されるプロセス蒸気供給量が減少又は増加することを利用して、プロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができ、この蒸気タービンへの蒸気供給量を増加又は減少により、蒸気タービンの軸出力が増加又は減少することになる。
一方、上記総軸出力制御手段は、プロセス蒸気供給量制御手段が蒸気タービンへの蒸気供給量を増加又は減少することにより、蒸気タービンの軸出力が増加又は減少するのに伴って、ガスタービンにおける燃焼量を減少又は増加させてガスタービンの軸出力を減少又は増加させることで、総軸出力を目標軸出力に維持することができる。
【００１３】
従って、本発明により、比較的簡単な構成で、総軸出力を目標総軸出力に維持しながら、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができるコンバインドサイクル動力システムを実現することができる。
【００１４】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第２特徴構成は、前記ガスタービンにおける燃焼量の増加を伴うことなく、前記プロセス蒸気供給量を増加可能なプロセス蒸気増加手段を備え、
前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記蒸気タービンへの蒸気供給量を最小とした状態で前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合に前記プロセス蒸気増加手段を作動させるように構成されている点にある。
【００１５】
上記第２特徴構成によれば、プロセス蒸気供給量制御手段は、そのプロセス蒸気増加手段を常時作動させるのではなく、蒸気タービンへの蒸気供給量が最小となりそれ以上減少させることができない状態で、目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合のみ、上記プロセス蒸気増加手段を作動させて、プロセス蒸気供給量を増加させるので、プロセス蒸気増加手段の作動による効率低下を抑制することができる。
【００１６】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第３特徴構成は、前記プロセス蒸気増加手段として、燃料の燃焼ガスを前記ボイラに熱源として供給する補助燃焼手段を備えた点にある。
【００１７】
上記第３特徴構成によれば、上記プロセス蒸気増加手段として、上記補助燃焼手段を設けた場合でも、補助燃焼手段を常時作動させた状態でその燃焼量の制御を行う必要がないので、優れたエネルギ効率を達成することができる。
【００１８】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第４特徴構成は、前記プロセス蒸気増加手段として、燃料を燃焼させて発生した蒸気を前記前記プロセス蒸気消費部に供給する蒸気発生手段を備えた点にある。
【００１９】
上記第４特徴構成によれば、ボイラとは別に、上記プロセス蒸気増加手段として、上記蒸気発生手段を設けた場合でも、蒸気発生手段を常時作動させた状態で、その燃焼量制御による蒸気発生量の制御を行う必要がないので、優れたエネルギ効率を達成することができる。
【００２０】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第５特徴構成は、前記ボイラで生成した蒸気を放出可能な蒸気放出手段を備え、
前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記蒸気タービンへの蒸気供給量を最大とした状態で前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の減少が必要と判定した場合に前記蒸気放出手段を作動させるように構成されている点にある。
【００２１】
上記第５特徴構成によれば、上記蒸気放出手段を設けた場合でも、従来のように蒸気放出手段により蒸気を常時放出させた状態でその蒸気放出量の制御を行う必要がないので、優れたエネルギ効率を達成することができる。
即ち、プロセス蒸気供給量制御手段は、蒸気タービンへの蒸気供給量が最大となりそれ以上増加させることができない状態で、目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の減少が必要と判定した場合のみ、蒸気放出手段を作動させて、ボイラで生成された蒸気を放出するので、プロセス蒸気供給量を減少させ目標プロセス蒸気供給量とすることができる。
【００２２】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第６特徴構成は、前記プロセス蒸気供給量制御手段が、前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも大きい場合に前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の減少が必要であると判定し、前記プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも小さい場合に前記目標プロセス蒸気供給量に対する前記プロセス蒸気供給量の増加が必要であると判定するように構成されている点にある。
【００２３】
上記第６特徴構成によれば、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が所定の設定プロセス蒸気圧力よりも低下した場合には、プロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気消費量が増加したと認識することができ逆に、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が所定の設定プロセス蒸気圧力よりも上昇した場合には、プロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気消費量が減少したと認識することができることを利用して、プロセス蒸気供給量制御手段は、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気圧力が所定の設定プロセス蒸気圧力となるように、プロセス蒸気供給量を増減させることで、プロセス蒸気消費部の蒸気供給量を計測することなく、プロセス蒸気供給量をプロセス蒸気消費部におけるプロセス蒸気消費量にあった目標プロセス蒸気供給量とすることができる。
【００２４】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの第７特徴構成は、前記ガスタービンと前記蒸気タービンとが別体で構成されている点にある。
【００２５】
上記第７特徴構成によれば、ガスタービンと蒸気タービンとが別体、即ち、夫々の出力軸が連結されてない状態で構成されていることにより、夫々の出力軸の回転数等の軸出力状態を個別に設定することができるので、ガスタービンにおける燃焼量と蒸気タービンへの蒸気供給量とを、総軸出力制御手段とプロセス蒸気供給量制御手段とにより個別に制御した場合でも、夫々から比較的効率が良い軸出力状態で軸出力を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係るコンバインドサイクル動力システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
尚、図１は、コンバインドサイクル動力システムの模式的な構成を示す模式図、図２は、コンバインドサイクル動力システムの具体例を示す概略構成図、図３は、プロセス蒸気供給量制御のフロー図、図４は、プロセス蒸気供給量制御におけるプロセス蒸気供給量増加処理のフロー図、図５は、プロセス蒸気供給量制御におけるプロセス蒸気供給量減少処理のフロー図である。
【００２７】
本実施形態のコンバインドサイクル動力システム（以下、本システムと略称する。）は、図１に示すように、燃料の燃焼ガスにより駆動するガスタービン１と、ガスタービン１から供給された排ガスを熱源ｈとして蒸気ｓを生成するボイラ２と、ボイラ２から供給された蒸気ｓにより駆動する蒸気タービン３とを備えて構成されており、更に、蒸気タービン３に供給される前の蒸気ｓをプロセス蒸気ｐｓとしてプロセス蒸気消費部４へ供給可能に構成されている。
【００２８】
そして、本システムは、燃料ｇを燃焼させて生成された燃焼ガスが持つ熱を、発電用の軸動力に効率良く変換するべく、比較的高温の燃焼ガスが持つ熱を効率良く軸動力に変換可能なガスタービン１と、ボイラ２により生成した比較的低温の蒸気ｓが持つ熱を効率良く軸動力に変換可能な蒸気タービン３とを組み合わることにより、優れたエネルギ効率を達成すると共に、ガスタービン１の軸出力と蒸気タービン３の軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力に維持しながら、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができるように構成されている。
【００２９】
更に、本システムには、燃料ｇの燃焼ガスをボイラ２に熱源ｈとして供給する補助燃焼手段５と、ボイラ２で生成した蒸気ｓを放出可能な蒸気放出手段６とを備えて構成されている。
【００３０】
以下、本システムが備える各構成の詳細について、その具体例を示す図２も参照して説明を追加する。
【００３１】
ガスタービン１は、空気ａを圧縮するコンプレッサ部１２と、そのコンプレッサ部１２により圧縮された空気ａを利用して燃料ｇを燃焼させる燃焼部１３と、燃焼部１３により生成された燃焼ガスにより回転駆動するタービン部１４と、そのタービン部１４の軸出力により発電する発電機１５とで構成されている。
また、燃焼部１３への燃料供給量、即ち、ガスタービン１における燃焼量は、調整弁１１の開度調整により調整可能に構成されており、この調整弁１１により燃焼部１３の燃焼量を調整することにより、発電機１５による発電量、即ち、ガスタービン１の軸出力を調整することができる。
【００３２】
ボイラ２は、ガスタービン１のタービン部１４から排出された比較的高温の排ガスが熱源ｈとして内部に通流する筒状のドラム部２１と、そのドラム部２１の外周を覆う状態で配置された水管２２，２３とを備えて構成され、ドラム部２１内を通流する高温の熱源ｈにより水管２２内を通流する水を過熱して、蒸気を発生させるように構成されている。尚、水管２２は、比較的低圧の蒸気を発生するために、ドラム部２１内の熱源ｈの流通方向における比較的下流側に設けられたものであり、水管２３は、比較的高圧の蒸気を発生するために、ドラム部２１内の熱源ｈの流通方向における比較的上流側に設けられたものである。
【００３３】
蒸気タービン３は、ボイラ２の生成された蒸気ｓ、例えば、水管２２で生成された低圧の蒸気ｓにより回転駆動するタービン部３２と、そのタービン部３２の軸出力により発電する発電機３３とで構成されている。
また、蒸気タービン３への蒸気供給量は、調整弁３１の開度調整により調整可能に構成されており、この調整弁３１により蒸気タービン３への蒸気供給量を調整することにより、発電機３３による発電量、即ち、蒸気タービン３の軸出力を調整することができる。
尚、蒸気タービン３の出口側には蒸気ｓを復水させる復水器７が接続されている。
【００３４】
また、ガスタービン１と蒸気タービン３とは、別体、即ち、夫々の軸出力が連結されていない形態で構成されているので、ガスタービン１における燃焼量と蒸気タービン３への蒸気供給量とを個別に調整して、夫々から比較的効率が良い状態で軸出力を取り出すことができる。
【００３５】
補助燃焼手段５は、燃料ｇを空気中に噴出させて燃焼させるバーナ部５２を備え、そのバーナ部５２で燃料ｇを燃焼させることで生成される燃焼ガスを熱源ｈとしてボイラ２のドラム部２１内に供給するために、そのバーナ部５２を、ボイラ２のドラム部５内に配置している。
また、バーナ部５２への燃料供給量、即ち、補助燃焼手段５における補助燃焼量は、調整弁５１の開度調整により調整可能に構成されている。
よって、補助燃焼手段５を作動させる、即ち、調整弁５１を開放状態としてバーナ部５２で燃料ｇを燃焼させることにより、ボイラ２における蒸気生成量を増加させることができる。即ち、この補助燃焼手段５は、ガスタービン１における燃焼量の増加を伴なうことなく、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を増加可能なプロセス蒸気増加手段として機能する。
【００３６】
更に、この調整弁５１の開度を調整する、即ち、補助燃焼手段５における補助燃焼量を調整することにより、ボイラ２における蒸気生成量を調整することができる。
尚、このようにバーナ部５２をドラム部５内に配置する場合には、図示は省略するが、そのドラム部５内のバーナ部５２よりも上流側に、補助燃焼手段５における補助燃焼量に合った量の燃焼用空気を供給するように構成されている。
【００３７】
蒸気放出手段６は、蒸気タービン３のタービン部３２の入口側と復水器７とを接続する形態で設けられた調整弁６１で構成されている。
よって、蒸気放出手段６を作動させる、即ち、調整弁６１を開放状態とすることにより、蒸気タービン３に供給される前の蒸気ｓを復水器７側に放出することができ、更に、その調整弁６１の開度調整を行うことで、蒸気放出手段６による蒸気放出量を調整することができる。
【００３８】
プロセス蒸気消費部４には、例えば、ボイラ２の水管２３で生成された高圧の蒸気ｓがプロセス蒸気ｐｓとして供給される。そして、このプロセス蒸気消費部４においては、その供給されたプロセス蒸気ｐｓを、上述した蒸気タービン３とは別の蒸気タービン４３やその他の消費部４６等で消費している。
更に、プロセス蒸気消費部４において蒸気タービン４３から排出された比較的低圧の蒸気ｓを、本システム側に返送して、水管２２で生成された低圧の蒸気ｓと共に、蒸気タービン３に供給しても構わない。
尚、このプロセス蒸気消費部４において、蒸気タービン４３の出口側には蒸気ｓを復水させる復水器４５が接続されている。
【００３９】
本システムには、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給圧力を検出する圧力計からなるプロセス蒸気圧力検出手段４１が設けられている。
そして、このプロセス蒸気圧力検出手段４１で検出されるプロセス蒸気供給圧力は、ボイラ２からプロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量がプロセス蒸気消費部４におけるプロセス蒸気消費量よりも少ない場合には低い値を示し、ボイラ２からプロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量がプロセス蒸気消費部４におけるプロセス蒸気消費量よりも多い場合には高い値を示すものとなる。
【００４０】
更に、本システムには、コンピュータからなる制御装置８が設けられており、この制御装置８は、ガスタービン１の軸出力と蒸気タービン３の軸出力との総和である総軸出力が目標総軸出力となるようにガスタービン１の燃焼量を制御する総軸出力制御手段８１として機能すると共に、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量が目標プロセス蒸気供給量となるように蒸気タービン３への蒸気供給量を制御するプロセス蒸気供給量制御手段８２として機能するように構成されている。以下、この総軸出力制御手段８１及びプロセス蒸気供給量制御手段８２の詳細構成について説明を追加する。
【００４１】
総軸出力制御手段８１は、発電機１５及び発電機３３の夫々の発電量を、ガスタービン１及び蒸気タービン３の夫々の軸出力として認識して、ガスタービン１の軸出力と蒸気タービン３の軸出力との総和である総軸出力が、電力消費部（図示せず）における電力消費量にあった目標総軸出力となるように、調整弁１１の開度調整によりガスタービン１における燃焼量を制御する。
即ち、総軸出力制御手段８１は、予め決定された目標総軸出力に対して現在の総軸出力が小さい場合には、調整弁１１の開度を増加させてガスタービン１における燃焼量を増加させ、逆に、目標総軸出力に対して現在の総軸出力が小さい場合には、調整弁１１の開度を減少させてガスタービン１における燃焼量を減少させる形態で、ガスタービン１における燃焼量を制御することで、総軸出力を目標総軸出力とする。
【００４２】
一方、プロセス蒸気供給量制御手段８２は、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量がプロセス蒸気消費部４におけるプロセス蒸気消費量にあった目標プロセス蒸気供給量となるように、調整弁３１の開度調整により蒸気タービン３への蒸気供給量を制御するプロセス蒸気供給量制御を実行するように構成されている。
【００４３】
詳しくは、図３に示すように、プロセス蒸気供給量制御手段８２は、プロセス蒸気供給量制御において、プロセス蒸気圧力検出手段４１で検出されたプロセス蒸気供給圧力Ｐが所定の設定プロセス蒸気圧力範囲の下限値Ｐｍｉｎよりも小さいか否かを判定するステップ＃１と、このステップ＃１においてプロセス蒸気供給圧力Ｐが設定プロセス蒸気圧力範囲の下限値Ｐｍｉｎよりも小さくないと判定した場合に、プロセス蒸気供給圧力Ｐが所定の設定プロセス蒸気圧力範囲の上限値Ｐｍａｘよりも大きいか否かを判定するステップ＃２とを実行する。
【００４４】
そして、ステップ＃１においてプロセス蒸気供給圧力Ｐが設定プロセス蒸気圧力範囲の下限値Ｐｍｉｎよりも小さいと判定した場合には、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の増加が必要と判定して、ステップ＃１０においてプロセス蒸気供給量を増加させるためのプロセス蒸気供給量増加処理を実行する。一方、ステップ＃２においてプロセス蒸気圧力検出手段４１で検出されたプロセス蒸気供給圧力Ｐが所定の設定プロセス蒸気圧力範囲の上限値Ｐｍａｘよりも大きいと判定した場合には、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の減少が必要と判定して、ステップ＃２０においてプロセス蒸気供給量を減少させるためのプロセス蒸気供給量減少処理を実行する。
【００４５】
そして、上記ステップ＃１０でプロセス蒸気供給量増加処理を実行した後、上記ステップ＃２０でプロセス蒸気供給量減少処理を実行した後、及び、ステップ＃１及びステップ＃２でプロセス蒸気供給圧力Ｐが設定プロセス蒸気圧力範囲の下限値Ｐｍｉｎ以上且つ上限値Ｐｍａｘ以下の範囲内と判定した後には、上述したステップ＃１に戻り、上述したステップを繰り返し実行する。
【００４６】
プロセス蒸気供給量増加処理は、図４に示すように、基本的には、調整弁３１の開度を小さくして蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを所定の変化量ΔＳ分減少させるステップ＃１３を実行することで、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を増加させる処理である。
【００４７】
但し、プロセス蒸気供給量増加処理において、蒸気放出手段６が作動中であるか否かを判定するステップ＃１１を実行し、そのステップ＃１１において蒸気放出手段６が作動中であると判定した場合には、上記ステップ＃１３において蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを減少させることなく、その蒸気放出手段６を停止又はその蒸気放出量を減少させるステップ＃１４を実行することで、蒸気放出によるエネルギロスをできるだけ少なくしながら、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を増加させる。
【００４８】
更に、プロセス蒸気供給量増加処理において、ステップ＃１１を実行して蒸気放出手段６が作動中でないと判定した場合には、調整弁３１の開度で認識される蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが所定の設定蒸気供給量範囲の下限値Ｓｍｉｎに余裕量Ｓａを加えた値（Ｓｍｉｎ＋Ｓａ）よりも小さいか否か、又は、調整弁１１の開度で認識されるガスタービン１における燃焼量Ｇが所定の設定燃焼量範囲の上限値Ｇｍａｘから余裕量Ｇａを差し引いた値（Ｇｍａｘ−Ｇａ）よりも大きいか否かを判定するステップ＃１２を実行する。
【００４９】
そして、そのステップ＃１２において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍｉｎ＋Ｓａ）より小さいと判定した場合、又は、ガスタービン１における燃焼量Ｇが（Ｇｍａｘ−Ｇａ）よりも大きいと判定した場合にも、上記ステップ＃１３において蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを減少させることなく、補助燃焼手段５を作動又はその補助燃焼量を増加させるステップ＃１５を実行することで、ボイラ２における蒸気生成量を増加させて、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を増加させる。
【００５０】
即ち、プロセス蒸気供給量制御手段８２は、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを最小とした状態、即ち、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍｉｎ＋Ｓａ）より小さい状態で、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合には、プロセス蒸気増加手段としての補助燃焼手段５を作動させるように構成されている。
【００５１】
また、設定蒸気供給量範囲の余裕量Ｓａを、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓの変化量ΔＳ以上に設定し、設定燃焼量範囲の余裕量Ｇａを、上記蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを変化量ΔＳ分変化させたときの総軸出力制御手段８１による総軸出力を目標総軸出力に維持するためのガスタービン１における燃焼量Ｇの変化量以上に設定することで、ステップ＃１２において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍｉｎ＋Ｓａ）以上で、且つ、ガスタービン１における燃焼量Ｇが（Ｇｍａｘ−Ｇａ）以下であると判定した場合に、ステップ＃１３において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを所定の変化量ΔＳ分減少させた場合に、それに応じて、確実に、ガスタービン１における燃焼量Ｇを増加させて、総軸出力を目標総軸出力に維持することができる。
【００５２】
プロセス蒸気供給量減少処理は、図５に示すように、基本的には、調整弁３１の開度を大きくして蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを所定の変化量ΔＳ分増加させるステップ＃２３を実行することで、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を減少させる処理である。
【００５３】
但し、プロセス蒸気供給量減少処理において、補助燃焼手段５が作動中であるか否かを判定するステップ＃２１を実行し、そのステップ＃２１において補助燃焼手段５が作動中であると判定した場合には、上記ステップ＃２３において蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを増加させることなく、その補助燃焼手段５を停止又はその補助燃焼量を減少させるステップ＃２４を実行することで、ボイラ２における蒸気生成量を減少させて、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を減少させる。
【００５４】
更に、プロセス蒸気供給量減少処理において、ステップ＃２１を実行して補助燃焼手段５が作動中でないと判定した場合には、調整弁３１の開度で認識される蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが所定の設定蒸気供給量範囲の上限値Ｓｍａｘから余裕量Ｓａを差し引いた値（Ｓｍａｘ−Ｓａ）よりも大きいか否か、又は、調整弁１１の開度で認識されるガスタービン１における燃焼量Ｇが所定の設定燃焼量範囲の下限値Ｇｍｉｎに余裕量Ｇａを加えた値（Ｇｍｉｎ＋Ｇａ）よりも小さいか否かを判定するステップ＃２２を実行する。
【００５５】
そして、そのステップ＃２２において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍａｘ−Ｓａ）より大きいと判定した場合、又は、ガスタービン１における燃焼量Ｇが（Ｇｍｉｎ＋Ｇａ）よりも小さいと判定した場合にも、上記ステップ＃２３において蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを増加させることなく、蒸気放出手段６を作動又はその蒸気放出量を増加させるステップ＃２５を実行することで、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を減少させる。
【００５６】
即ち、プロセス蒸気供給量制御手段８２は、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを最大とした状態、即ち、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍａｘ−Ｓａ）より大きい状態で、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の減少が必要と判定した場合には、蒸気放出手段６を作動させるように構成されている。
【００５７】
また、設定蒸気供給量範囲の余裕量Ｓａを、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓの変化量ΔＳ以上に設定し、設定燃焼量範囲の余裕量Ｇａを、上記蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを変化量ΔＳ分変化させたときの総軸出力制御手段８１による総軸出力を目標総軸出力に維持するためのガスタービン１における燃焼量Ｇの変化量以上に設定することで、ステップ＃２２において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓが（Ｓｍａｘ−Ｓａ）以下で、且つ、ガスタービン１における燃焼量Ｇが（Ｇｍｉｎ＋Ｇａ）以上であると判定した場合に、ステップ＃２３において、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを所定の変化量ΔＳ分増加させた場合に、それに応じて、確実に、ガスタービン１における燃焼量Ｇを減少させて、総軸出力を目標総軸出力に維持することができる。
【００５８】
〔別実施形態〕
（１）上記実施の形態では、補助燃焼手段５及び蒸気放出手段６を設けたが、プロセス蒸気供給量制御手段８２による蒸気タービン３への蒸気供給量の制御のみで、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を目標プロセス蒸気供給量とすることができれば、これらを省略しても構わない。
【００５９】
（２）上記実施の形態では、プロセス蒸気供給量制御手段８２を、プロセス蒸気圧力検出手段４１で検出したプロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも大きい場合にプロセス蒸気供給量の減少が必要であると判定して、プロセス蒸気供給量減少処理を実行し、プロセス蒸気圧力が設定プロセス蒸気圧力よりも小さい場合にプロセス蒸気供給量の増加が必要であると判定して、プロセス蒸気供給量増加処理を実行するように構成したが、例えば、プロセス蒸気消費部４におけるプロセス蒸気消費量を目標プロセス蒸気供給量として検出し、その検出した目標プロセス蒸気供給量の増減に応じて、プロセス蒸気供給量減少処理又はプロセス蒸気供給量増加処理を実行するように構成しても構わない。
【００６０】
（３）上記実施の形態では、ガスタービン１と蒸気タービン３とを、別体に構成したが、別に、一体、即ち、夫々の出力軸を連結した形態で構成しても構わない。
【００６１】
（４）上記実施の形態で説明したコンバインドサイクル動力システムにおいて、図６に示すように、燃料を燃焼させて発生した蒸気ｓをプロセス蒸気消費部４に供給する蒸気発生手段９を設けても構わない。
このような蒸気発生手段９は、燃料ｇを燃焼させる燃焼部と、その燃焼部からの燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生するボイラ部とを一体型に備えて構成される。
また、この蒸気発生手段９への燃料供給量、即ち、蒸気発生手段９の燃焼部における燃焼量は、調整弁９１の開度調整により調整可能に構成されている。
よって、蒸気発生手段９を作動させる、即ち、調整弁９１を開放状態としてその燃焼部で燃料ｇを燃焼させることに、蒸気ｓを発生して、その蒸気ｓをボイラ２で生成した蒸気ｓに追加供給することができる。即ち、この蒸気発生手段９は、ガスタービン１における燃焼量の増加を伴なうことなく、プロセス蒸気消費部４へのプロセス蒸気供給量を増加可能なプロセス蒸気増加手段として機能する。
【００６２】
更に、この調整弁９１により蒸気発生手段９への燃料供給量を調整することにより、蒸気発生手段９の蒸気発生量を調整することができる。
【００６３】
そして、プロセス蒸気供給量制御手段８２は、補助燃焼手段５の作動制御と同様に、蒸気タービン３への蒸気供給量を最小とした状態で、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合には、プロセス蒸気増加手段としての蒸気発生手段９を作動させるように構成される。そして、このように構成することで、プロセス蒸気消費部へのプロセス蒸気供給量が目標プロセス蒸気供給量とするために、蒸気発生手段９を常時作動させた状態でその蒸気発生量の制御を行う必要がなく、蒸気発生手段９の作動によるエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００６４】
また、上記のようにプロセス蒸気供給量制御手段８２により、蒸気発生手段９の作動を制御する場合において、補助燃焼手段５を省略したり、補助燃焼手段５を常時一定の補助燃焼量で作動させても構わない。
また、プロセス蒸気供給量制御手段８２を、上記蒸気発生手段９の作動制御に加えて、上記実施の形態で説明したように、蒸気タービン３への蒸気供給量Ｓを最小とした状態で、目標プロセス蒸気供給量に対するプロセス蒸気供給量の増加が必要と判定した場合に、補助燃焼手段５を作動させる補助燃焼手段５の作動制御を実行するように構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】コンバインドサイクル動力システムの模式図
【図２】コンバインドサイクル動力システムの概略構成図
【図３】プロセス蒸気供給量制御のフロー図
【図４】プロセス蒸気供給量制御におけるプロセス蒸気供給量増加処理のフロー図
【図５】プロセス蒸気供給量制御におけるプロセス蒸気供給量減少処理のフロー図
【図６】コンバインドサイクル動力システムの別実施形態の模式図
【符号の説明】
【００６６】
１：ガスタービン
２：ボイラ
３：蒸気タービン
４：プロセス蒸気消費部
５：補助燃焼手段
６：蒸気放出手段
８１：総軸出力制御手段
８２：プロセス蒸気供給量制御手段
ｈ：熱源
ｇ：燃料
ｓ：蒸気
ｐｓ：プロセス蒸気
【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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