(57)【要約】【課題】ガスタービンと蒸気タービンとを備える発電プラントを好適に暖機することが可能なプラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラントを提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、プラント制御装置は、ガスタービンと、前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて第１蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記第１蒸気により駆動される第１蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラに設けられ、前記第１蒸気タービンからの排気蒸気を前記排ガスにより加熱して再熱蒸気を生成する再熱器と、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記第１蒸気タービンの起動前に、前記排熱回収ボイラと異なる設備からの第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給して前記第１蒸気タービンを暖機する第１暖気部を備える。前記装置はさらに、前記第１蒸気タービンの起動前に、前記第２蒸気を前記再熱器に供給して前記再熱器を暖機する第２暖気部を備える。【選択図】図１
2019157848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、
前記ガスタービンにより駆動される発電機と、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて第１蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記第１蒸気により駆動される第１蒸気タービンと、
前記排熱回収ボイラに設けられ、前記第１蒸気タービンからの排気蒸気を前記排ガスにより加熱して再熱蒸気を生成する再熱器と、
前記再熱蒸気により駆動される第２蒸気タービンと、
を備える発電プラントを制御するプラント制御装置であって、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記排熱回収ボイラと異なる設備からの第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給して前記第１蒸気タービンを暖機する第１暖気部と、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記第２蒸気を前記再熱器に供給して前記再熱器を暖機する第２暖気部と、
を備えるプラント制御装置。
【請求項２】
前記第１暖機部は、前記ガスタービンの起動前に前記第１蒸気タービンを暖機し、
前記第２暖機部は、前記ガスタービンの起動後に前記再熱器を暖機する、
請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項３】
前記第１暖機部は、前記第１蒸気タービンと前記再熱器のうちの前記第１蒸気タービンのみを暖機し、
前記第２暖機部は、前記第１蒸気タービンと前記再熱器のうちの少なくとも前記再熱器を暖機する、
請求項１または２に記載の記載のプラント制御装置。
【請求項４】
前記第２暖機部は、前記第２蒸気および前記排ガスの熱により前記再熱器を暖機する、請求項１から３のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項５】
前記第２暖機部は、前記第２蒸気を前記排ガスにより加熱することで、加熱された前記第２蒸気の温度を前記設備における前記第２蒸気の温度より高くし、加熱された前記第２蒸気により前記再熱器を暖機する、請求項１から３のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項６】
前記ガスタービンおよび前記発電機と接続された第１軸と、前記第１蒸気タービンと接続された第２軸とを結合するクラッチを備え、
前記クラッチが離脱しているときに、前記ガスタービンおよび前記発電機を起動した状態で前記再熱器を暖機する、請求項１から５のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項７】
前記第２暖機部は、前記第１蒸気タービンの回転数が所定の回転数以下のときに前記再熱器の暖機を開始し、前記第１蒸気タービンの回転数が前記所定の回転数以上のときに前記再熱器の暖機を終了し、
前記所定の回転数は、前記第１蒸気タービンに前記第２蒸気が流入したときに前記第１蒸気タービンに生じる摩擦熱に基づいて設定された回転数である、請求項６に記載のプラント制御装置。
【請求項８】
前記第１蒸気タービンからの前記排気蒸気と、前記設備からの前記第２蒸気とを前記再熱器に供給する第１流路と、
前記第１流路に設けられた第１弁とをさらに備え、
前記第１暖機部は、前記第１弁を閉弁状態にして前記第１蒸気タービンを暖機し、
前記第２暖機部は、前記第１弁を開弁状態にして前記再熱器を暖機する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項９】
前記第１弁は、前記開弁状態において、前記第１蒸気タービンまたは前記設備から前記再熱器への前記蒸気の流れを許容し、前記再熱器から前記第１蒸気タービンまたは前記設備への前記蒸気の流れを遮断する逆止弁である、請求項８に記載のプラント制御装置。
【請求項１０】
前記第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給し、且つ、前記第２蒸気を前記第１弁を介して前記再熱器に供給する第２弁と、
前記第２蒸気を前記第１および第２弁を介さずに前記再熱器に供給する第３弁と、
をさらに備える請求項８または９に記載のプラント制御装置。
【請求項１１】
前記第２暖機部は、前記再熱器の暖機開始からの時間経過に伴い、前記第３弁の開度を増加させる、請求項１０に記載のプラント制御装置。
【請求項１２】
前記第２暖機部は、前記発電プラントの状態に基づいて、前記再熱器を暖機する、請求項１から１１のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項１３】
前記発電プラントの状態は、前記再熱器内の圧力の測定結果、または前記再熱器のドレン水温度の測定結果である、請求項１２に記載のプラント制御装置。
【請求項１４】
前記第２暖機部は、前記第２蒸気を前記再熱器の第１端と第２端の両方から前記再熱器に流入させることで、前記再熱器を暖機する、請求項１から１３のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項１５】
ガスタービンと、
前記ガスタービンにより駆動される発電機と、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて第１蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記第１蒸気により駆動される第１蒸気タービンと、
前記排熱回収ボイラに設けられ、前記第１蒸気タービンからの排気蒸気を前記排ガスにより加熱して再熱蒸気を生成する再熱器と、
前記再熱蒸気により駆動される第２蒸気タービンと、
を備える発電プラントを制御するプラント制御方法であって、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記排熱回収ボイラと異なる設備からの第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給して前記第１蒸気タービンを暖機し、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記第２蒸気を前記再熱器に供給して前記再熱器を暖機する、
ことを含むプラント制御方法。
【請求項１６】
ガスタービンと、
前記ガスタービンにより駆動される発電機と、
前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて第１蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記第１蒸気により駆動される第１蒸気タービンと、
前記排熱回収ボイラに設けられ、前記第１蒸気タービンからの排気蒸気を前記排ガスにより加熱して再熱蒸気を生成する再熱器と、
前記再熱蒸気により駆動される第２蒸気タービンと、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記排熱回収ボイラと異なる設備からの第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給して前記第１蒸気タービンを暖機する第１暖気部と、
前記第１蒸気タービンの起動前に、前記第２蒸気を前記再熱器に供給して前記再熱器を暖機する第２暖気部と、
を備える発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを組み合わせて構成するコンバインドサイクル発電プラントが知られている。排熱回収ボイラは、ガスタービンの排ガスから熱回収して蒸気を生成する。蒸気タービンは、排熱回収ボイラが生成する蒸気により駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１４８００２号公報
【特許文献２】特開平２−３０８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、蒸気タービンのコールド起動を行うと、蒸気タービンのロータは極低温であるのに対し、これを駆動する蒸気は高温であるので大きな温度差を生じ、これに起因して起動中に大きな熱応力が発生する。この熱応力を軽減する手法として、プレウォーミングが知られている。伝統的なプレウォーミングは、蒸気タービンを起動する前のターニング運転中に、高圧タービン排気部より補助蒸気を送入して高圧ロータをウォーミング（暖機）するものである。起動時の熱応力は、大容量で構成部材が肉厚となる大型蒸気タービンにとってより厳しいので、プレウォーミングは主に汽力発電プラントや多軸型コンバインド発電プラントなどに用いられる大容量蒸気タービンに適用されてきた。しかし昨今のガスタービンの大型化・高性能化に伴い、一軸型コンバインド発電プラントの蒸気タービンも大容量されて、プレウォーミングが適用されるようになってきた。
【０００５】
一方、クラッチ結合タイプの一軸型コンバインド発電プラントが昨今導入されるようになってきた。クラッチ結合タイプのプラントでは、ガスタービンと蒸気タービンが駆動されるときに、一方のタービンが他方のタービンから受けるスラスト力（軸方向に働く力）をクラッチが緩和することから、設計面で負担軽減がもたらされる等の様々なメリットが指摘されている。そのため、クラッチ結合タイプのプラントは、今後の一軸型コンバインド発電プラントの主流になるとも目されており、クラッチ結合タイプのプラントにも好適に適用可能なプレウォーミングのニーズが高まると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、ガスタービンと蒸気タービンとを備える発電プラントを好適に暖機することが可能なプラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラントを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一の実施形態によれば、プラント制御装置は、ガスタービンと、前記ガスタービンにより駆動される発電機と、前記ガスタービンからの排ガスの熱を用いて第１蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記第１蒸気により駆動される第１蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラに設けられ、前記第１蒸気タービンからの排気蒸気を前記排ガスにより加熱して再熱蒸気を生成する再熱器と、前記再熱蒸気により駆動される第２蒸気タービンと、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記第１蒸気タービンの起動前に、前記排熱回収ボイラと異なる設備からの第２蒸気を前記第１蒸気タービンに供給して前記第１蒸気タービンを暖機する第１暖気部を備える。前記装置はさらに、前記第１蒸気タービンの起動前に、前記第２蒸気を前記再熱器に供給して前記再熱器を暖機する第２暖気部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。
【図２ａ】第１実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(1/2)である。
【図２ｂ】第１実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(2/2)である。
【図３】第２実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。
【図４ａ】第２実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(1/2)である。
【図４ｂ】第２実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(2/2)である。
【図５】第３実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。
【図６ａ】第３実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(1/3)である。
【図６ｂ】第３実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(2/3)である。
【図６ｃ】第３実施形態の発電プラントの動作を示すフローチャート(3/3)である。
【図７】比較例の発電プラントの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図７では、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。
【００１０】
（比較例）
図７は、比較例の発電プラント１００の構成を示す模式図である。図７の発電プラント１００は、一軸型コンバインドサイクル（Ｃ／Ｃ）発電プラントである。
【００１１】
図７の発電プラント１００は、発電プラント１００の動作を制御するプラント制御装置１０１を備え、さらには、ガスタービン（ＧＴ）１０２と、蒸気タービン（ＳＴ）１０３と、排熱回収ボイラ１０４と、ＭＣＶ弁（高圧加減弁）１０５と、燃料調節弁１０６と、圧縮機１０７と、燃焼器１０８と、蒸発器１０９と、ドラム１１０と、過熱器１１１と、再熱器１１２と、復水器１１３と、循環水ポンプ１１４と、海水１１５の取込部および排出部と、燃料１１６の供給部と、発電機１１７と、ＩＣＶ弁（インターセプト弁）１１８と、高圧タービンバイパス調節弁１１９と、中圧タービンバイパス調節弁１２０と、低温再熱管１２１と、高温再熱管１２２と、逆止弁１２３と、補助ボイラ１２４と、ウォーミング弁１２５と、高圧タービン排気管１２６と、検出用歯車１２７と、再熱ドレン弁１２８および１２９と、ケーシングドレン弁１３０とを備えている。
【００１２】
蒸気タービン１０３は、高圧タービン１０３ａと、中圧／低圧タービン１０３ｂと、高圧ロータ１０３ｃとを備えている。発電プラント１００はさらに、第１段内面メタル温度センサＴＳ１と、ＳＴ回転数検出器ＳＰ１と、火炎検出器ＦＤ１とを備えている。
【００１３】
燃料調節弁１０６は、燃料配管に設けられている。燃料調節弁１０６を開弁すると、燃料配管から燃焼器１０８に燃料１１６が供給される。圧縮機１０７は、その入口から空気を導入し、燃焼器１０８に圧縮空気を供給する。燃焼器１０８は、燃料１１６を圧縮空気中の酸素と共に燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスを発生させる。火炎検出器ＦＤ１は、燃焼器１０８内の火炎を検出し、火炎の検出結果をプラント制御装置１０１に出力する。
【００１４】
本比較例では、ガスタービン１０２、蒸気タービン１０３、および発電機１１７が同じ回転軸（ロータ）に固定されている。ガスタービン１０２は、燃焼ガスにより回転駆動されることで、回転軸を回転させる。発電機１１７は、回転軸に接続されており、回転軸の回転を利用して発電を行う。このように、発電機１１７は、ガスタービン１０２により駆動される。ガスタービン１０２から排出されたガスタービン排ガスＡ１は、排熱回収ボイラ１０４に送られる。排熱回収ボイラ１０４は、後述するように、ガスタービン排ガスＡ１の熱を用いて主蒸気Ａ２を生成する。
【００１５】
蒸発器１０９、ドラム１１０、過熱器１１１、および再熱器１１２は、排熱回収ボイラ１０４内に設けられており、排熱回収ボイラ１０４の一部を構成している。ドラム１１０内の水は、蒸発器１０９に送られ、蒸発器１０９内でガスタービン排ガスＡ１により加熱されることで飽和蒸気となる。飽和蒸気は、過熱器１１１に送られ、過熱器１１１内でガスタービン排ガスＡ１により過熱されることで過熱蒸気となる。排熱回収ボイラ１０４により生成された過熱蒸気は、主蒸気Ａ２として蒸気配管に排出される。
【００１６】
蒸気配管は、主配管とバイパス配管とに分岐している。主配管は高圧タービン１０３ａに接続されており、バイパス配管は低温再熱管１２１に接続されている。ＭＣＶ弁１０５は、主配管に設けられている。高圧タービンバイパス調節弁１１９は、バイパス配管と低温再熱管１２１との接続部に設けられている。
【００１７】
ＭＣＶ弁１０５を開弁すると、主配管からの主蒸気Ａ２が高圧タービン１０３ａに供給される。高圧タービン１０３ａは、主蒸気Ａ２により回転駆動されることで、ガスタービン１０２と共に回転軸を回転させる。その結果、発電機１１７は、ガスタービン１０２と高圧タービン１０３ａにより駆動される。高圧ロータ１０３ｃは、回転軸における高圧タービン１０３ａ内の部分である。高圧タービン１０３ａの排気口（高圧タービン排気部）から排出された主蒸気Ａ２（排気蒸気）は、高圧タービン排気管１２６と低温再熱管１２１とを介して再熱器１１２に供給される。第１段内面メタル温度センサＴＳ１は、高圧タービン１０３ａの第１段内面のメタル温度を検出し、メタル温度の検出結果をプラント制御装置１０１に出力する。ケーシングドレン弁１３０は、高圧タービン１０３ａに接続された配管に設けられており、高圧タービン１０３ａ内で発生したドレン水を排出するために使用される。
【００１８】
一方、高圧タービンバイパス調節弁１１９を開弁すると、バイパス配管からの主蒸気Ａ２が高圧タービン１０３ａをバイパスして低温再熱管１２１に送られる。バイパス配管からの主蒸気Ａ２は、低温再熱管１２１を介して再熱器１１２に供給される。
【００１９】
逆止弁１２３は、図７に示すように低温再熱管１２１に設けられている。逆止弁１２３は、開弁状態において、高圧タービン１０３ａから再熱器１１２への主蒸気Ａ２（排気蒸気）の流れは許容するが、再熱器１１２や高圧タービンバイパス調節弁１１９から高圧タービン１０３ａへの主蒸気Ａ２の流れは遮断する。一方、逆止弁１２３は、閉弁状態においては、いずれの主蒸気Ａ２の流れも遮断する。
【００２０】
上述のようにＭＣＶ弁１０５を開弁する場合には、逆止弁１２３も開弁される。これにより、高圧タービン１０３ａからの主蒸気Ａ２（排気蒸気）は、逆止弁１２３を通過して再熱器１１２に供給される。一方、上述のように高圧タービンバイパス調節弁１１９を開弁する場合には、逆止弁１２３が開弁していても閉弁していても、バイパス配管からの主蒸気Ａ２は、逆止弁１２３で遮断され高圧タービン１０３ａに供給されない。この場合、バイパス配管からの主蒸気Ａ２は、再熱器１１２に供給される。
【００２１】
再熱器１１２の一端（以下「第１端」と呼ぶ）は低温再熱管１２１に接続され、再熱器１１２の他端（以下「第２端」と呼ぶ）は高温再熱管１２２に接続されている。本比較例の再熱器１１２は、高圧タービン１０３ａまたは高圧タービンバイパス調節弁１１９からの主蒸気Ａ２を第１端から取り込み、この主蒸気Ａ２を第２端から排出する。
【００２２】
再熱器１１２は例えば、高圧タービン１０３ａからの主蒸気Ａ２（排気蒸気）を第１端から取り込み、主蒸気Ａ２をガスタービン排ガスＡ１により加熱して再熱蒸気Ａ４を生成する。すなわち、主蒸気Ａ２が加熱されて再熱蒸気Ａ４となる。再熱器１１２は、この再熱蒸気Ａ４を第２端から高温再熱管１２２へと排出する。再熱ドレン弁１２８は、第１端付近で低温再熱管１２１から分岐した管に設けられており、再熱器１１２で発生したドレン水を排出するために使用される。再熱ドレン弁１２９は、第２端付近で高温再熱管１２２から分岐した管に設けられており、再熱器１１２で発生したドレン水を排出するために使用される。
【００２３】
高温再熱管１２２は、第１配管と第２配管とに分岐している。第１配管はＩＣＶ弁１１８に接続され、第２配管は中圧タービンバイパス調節弁１２０に接続されている。
【００２４】
ＩＣＶ弁１１８を開弁すると、第１配管からの再熱蒸気Ａ４が中圧／低圧タービン１０３ｂに供給される。中圧／低圧タービン１０３ｂは、中圧タービンと低圧タービンとを含み、再熱蒸気Ａ４により回転駆動されることで、ガスタービン１０２や高圧タービン１０３ａと共に回転軸を回転させる。その結果、発電機１１７は、ガスタービン１０２、高圧タービン１０３ａ、および中圧／低圧タービン１０３ｂにより駆動される。中圧／低圧タービン１０３ｂから排出された再熱蒸気Ａ４（排気蒸気）は、復水器１１３に送られる。
【００２５】
一方、中圧タービンバイパス調節弁１２０を開弁すると、第２配管からの再熱蒸気Ａ４が中圧／低圧タービン１０３ｂをバイパスして復水器１１３に送られる。復水器１１３は、再熱蒸気Ａ４を海水１１５により冷却し、再熱蒸気Ａ４を海水１１５に戻す。循環水ポンプ１１４は、海水１１５を海から取り込み、復水器１１３に供給する。
【００２６】
検出用歯車１２７は、高圧タービン１０３ａと中圧／低圧タービン１０３ｂとの間において回転軸に設けられている。ＳＴ回転数検出器ＳＰ１は、検出用歯車１２７を利用することで回転軸の回転数（回転速度）を検出し、回転数の検出結果をプラント制御装置１０１に出力する。
【００２７】
補助ボイラ１２４は、排熱回収ボイラ１０４を用いずに蒸気（補助蒸気Ａ３）を生成するために発電プラント１００内に設置されている。補助ボイラ１２４により生成された補助蒸気Ａ３は、ウォーミング弁１２５を開弁することで、高圧タービン排気管１２６を介して高圧タービン１０３ａに供給することができる。これにより、高圧タービン１０３ａを補助蒸気Ａ３により暖機することができる。この暖機は、高圧タービン１０３ａのプレウォーミングとして実施される。
【００２８】
プラント制御装置１０１は、発電プラント１００の種々の動作を制御する。例えば、プラント制御装置１０１は、ＭＣＶ弁１０５、燃料調節弁１０６、ＩＣＶ弁１１８、高圧タービンバイパス調節弁１１９、中圧タービンバイパス調節弁１２０、逆止弁１２３、ウォーミング弁１２５、再熱ドレン弁１２８および１２９、ケーシングドレン弁１３０の開閉や、排熱回収ボイラ１０４、圧縮機１０７、燃焼器１０８、復水器１１３、循環水ポンプ１１４、補助ボイラ１２４の動作などを制御する。
【００２９】
本比較例の発電プラント１００では、ガスタービン１０２と蒸気タービン１０３が同じ軸に固定されている。このタイプの発電プラントを「リジッド結合の一軸型コンバインドサイクル発電プラント」または簡略化して「リジッド結合Ｃ／Ｃ」と呼ぶことにする。以下、本比較例の発電プラント１００（リジッド結合Ｃ／Ｃ）のプラント起動について説明する。
【００３０】
（１）比較例のプレウォーミング
図７は、リジッド結合Ｃ／Ｃである発電プラント１００のプレウォーミングを実施しているときの状態を示している。図７に示す各弁の開閉状態は、全体黒で塗りつぶしてあるものは「全閉」、全体白で抜けているものは「全開」、半分黒で塗りつぶし、半分白で抜けているものは「中間開度」にある。リジッド結合Ｃ／Ｃの発電プラント１００のプレウォーミングは、ガスタービン１０２も蒸気タービン１０３も停止中であるときに（燃料調節弁１０６は黒で全閉状態）、補助ボイラ１２４が供給する補助蒸気Ａ３をウォーミング弁１２５を開弁して高圧タービン１０３ａに送気して高圧ロータ１０３ｃを所定の温度にウォーミング（暖機）する操作である。
【００３１】
この発電プラント１００に関しては、タービンバイパス系統と再熱器１１２の配置に留意されたい。具体的には、高圧タービンバイパス調節弁１１９は再熱器１１２の上流部に該当する低温再熱管１２１に接続され、且つ、中圧タービンバイパス調節弁１２０は再熱器１１２の下流部に該当する高温再熱管１２２に接続されている。このような構成のタービンバイパス系統は「カスケードバイパス」と呼ばれる。
【００３２】
このカスケードバイパスを用いると逆止弁１２３の設置が必要となる。このことを説明する前に逆止弁１２３の動きを説明する。逆止弁１２３は、その内部に駆動用の電磁弁を内蔵している。プラント制御装置１０１がこの電磁弁を励磁したときには、電磁弁は、順方向（この場合は高圧タービン排気管１２６から低温再熱管１２１への流れ）の蒸気の流れを許容するが、逆方向（低温再熱管１２１から高圧タービン排気管１２６への流れ）は遮断する逆止弁として作用する。逆に電磁弁を無励磁にしたときには、順方向も逆方向も遮断する強制閉止の弁となる。
【００３３】
図７に示す逆止弁１２３の動作状態は全体黒で塗りつぶしてあり、これは無励磁で「強制閉止」になっていることを示す。逆に、後述する図１、図３、および図５に示す逆止弁１２３の動作状態は全体白で抜けており、これは励磁で「逆止弁状態」になっていることを示す。
【００３４】
なお発電プラントによっては逆止弁の励磁−無励磁を逆にして、無励磁で逆止弁、励磁で強制閉止とするケースもある。
【００３５】
繰り返すがカスケードバイパスを用いると逆止弁１２３の設置が必要となる。その理由は、以下の通りである。本バイパス系統においては、例えば後述の図１のようにガスタービン１０２が起動した後、ドラム１１０で生成された主蒸気Ａ２が高圧タービンバイパス調節弁１１９を通じて低温再熱管１２１に流入して、それが下流の再熱器１１２に送気される。もし逆止弁１２３がないと、主蒸気Ａ２は上流側に逆流して高圧タービン排気管１２６を経由して高圧タービン１０３ａに流入する問題を生じる。そこでこのとき、プラント制御装置１０１ａは逆止弁１２３を励磁して逆止弁の作用状態とし、この逆流を防止する役目を負う。逆止弁１２３は主にこの目的で設置される。加えて、プレウォーミングを行う際は逆止弁１２３を無励磁にして、再熱器１１２への補助蒸気流入を遮断し、プレウォーミングに要する時間を節約する。
【００３６】
もし単純に補助蒸気Ａ３をウォーミング弁１２５を介して高圧タービン排気管１２６に送気すると、補助蒸気Ａ３は、高圧タービン１０３ａのみならず低温再熱管１２１を通じて再熱器１１２に送気されてしまう。再熱器１１２とは、大きなボリュームの熱交換器でありその伝熱管は大きな熱容量を有するので、補助蒸気Ａ３は、冷機状態の再熱器１１２に熱を奪われて次々と凝縮してドレン水となる。これが高圧タービン１０３ａのウォーミングを遅延させ、プレウォーミングの操作が完了するのに長時間を要する問題を生じる。
【００３７】
そこでカスケードバイパスを用いた発電プラント１００では、プレウォーミング前にプラント制御装置１０１が逆止弁１２３を無励磁にして強制閉止にする。これにより、再熱器１１２への補助蒸気Ａ３の流入を遮断して、高圧タービン１０３ａだけに補助蒸気Ａ３を送気するようにする。その結果、プレウォーミングを効率的かつ短時間に終了させることが可能となり、プラントの起動時間短縮に大きく貢献する。しかし、このプレウォーミング時間の短縮化や補助蒸気Ａ３の消費量低減の代償として、再熱器１１２は冷機状態のまま維持されて、発電プラント１００の起動を迎える。
【００３８】
（２）比較例のプレウォーミングの問題
発電プラント１００の起動後（ガスタービン１０２の起動後）に、ドラム１１０より生成された主蒸気Ａ２が高圧タービンバイパス調節弁１１９を通じて再熱器１１２に流入したとき、この蒸気は冷機状態の再熱器１１２に熱を奪われて次々と凝縮して多量のドレン水となる。この多量のドレン水は、再熱ドレン弁１２８および１２９により系外の図示されないブローダウンタンク等に排水されるように計画される。なお、図７には再熱ドレン弁１２８および１２９の２個が代表的に記載されているのみだが、実際は多数のドレン弁が再熱器１１２の上流部、下流部、そして再熱器１１２自身に設置される。
【００３９】
ここで、カスケードバイパスの起動時の挙動について言及する。この場合、高圧タービンバイパス調節弁１１９が開弁を開始してから約３分後には、中圧タービンバイパス調節弁１２０が開弁する。この３分という短時間は、上述の多量のドレン水や後述の不凝縮性ガスを充分にブローダウンタンクに排出するには短すぎる。そのため、中圧タービンバイパス調節弁１２０が開弁したとき、多量のドレン水が蒸気に押し流されるようにして下流側の中圧タービンバイパス調節弁１２０に向けて流れ込む。この残留ドレン水は、その経路となる配管中でいわゆるウォーターハンマー現象を招来し、場合によっては配管設備を破損する。
【００４０】
また、さほど深刻な事態ではないが、次のような事象が実際の発電プラント起動で問題となる。再熱ドレン弁１２８および１２９は、ドレン水に加えて、再熱器１１２内に残留する不凝縮性ガス（代表的には、空気や、窒素封入された場合の窒素ガス）も排出する役目が期待されている。前述の３分という短時間ではこの排出は不充分であり、不凝縮性ガスは、再熱器１１２内に残留したまま、中圧タービンバイパス調節弁１２０が開弁したときに復水器１１３に流入する。これら不凝縮性ガスは、復水器１１３内の真空度を低下させて、場合によっては真空極低によるプラント緊急停止を生じせしめる。ちなみに、同じ熱交換器である過熱器１１１では、再熱器１１２での問題に匹敵するような深刻なドレン水は発生しない。
【００４１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電プラント１００ａの構成を示す模式図である。
【００４２】
図１の発電プラント１００ａは、発電プラント１００ａの動作を制御するプラント制御装置１０１ｂを備え、さらには、図７に示す構成要素に加えて、クラッチ１３１と、ギャップセンサ（クラッチ勘合検出器）ＧＳ１とを備えている。
【００４３】
プラント制御装置１０１ａは、上述のプラント制御装置１０１と同様の機能を有しているが、プラント制御装置１０１とは異なる機能も有している。例えば、プラント制御装置１０１ａは、クラッチ１３１の動作を制御することや、クラッチ１３１の勘合の検出結果をギャップセンサＧＳ１から受信することが可能である。プラント制御装置１０１ａのその他の機能については、後述する。
【００４４】
上述のように、比較例のプレウォーミングでは、時間短縮のために再熱器１１２をプレウォーミングの対象外としている。そのため、冷機状態のままで放置された再熱器１１２がドレン水を多量に発生させ、プラント起動時の支障となる。第１実施形態では、この問題に対処する手法を導入する。
【００４５】
本実施形態の発電プラント１００ａでは、ガスタービン１０２と蒸気タービン１０３がクラッチ１３１により結合されている。このタイプの発電プラントを「クラッチ結合の一軸型コンバインドサイクル発電プラント」または簡略化して「クラッチ結合Ｃ／Ｃ」と呼ぶことにする。クラッチ１３１は、ガスタービン１０２および発電機１１７と接続された第１回転軸と、高圧蒸気タービン１０３ａおよび中圧／低圧タービン１０３ｂと接続された第２回転軸とを結合することや、第１回転軸と第２回転軸とを切り離すことが可能である。検出用歯車１２７は、高圧タービン１０３ａと中圧／低圧タービン１０３ｂとの間において第２回転軸に設けられており、ＳＴ回転数検出器ＳＰ１は、検出用歯車１２７を利用することで第２回転軸の回転数を検出する。
【００４６】
図１の発電プラント１００ａと図７の発電プラント１００は、このクラッチ１３１の有無の点で相違している。クラッチ１３１の実際の構造は複雑であり、図１はこれを模式化して図示している。発電プラント１００ａが起動を開始した時点では、クラッチ１３１は離脱状態であり、ガスタービン１０２と発電機１１７は先行起動が行われる。このとき、蒸気タービン１０３は停止状態にある。そして、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立したとき、蒸気タービン１０３は自力で昇速起動を行い、定格回転数の近傍にまで昇速したときクラッチ１３１は遠心力の作用で自動的に嵌合する。このようにクラッチ１３１が嵌合した後、すなわち、プラント起動工程の残り後半と通常運転中は、ガスタービン１０２と蒸気タービン１０３で発電機１１７を駆動して発電が行われる。これは、リジッド結合Ｃ／Ｃとである図７の発電プラント１００の場合と同じ発電様式である。
【００４７】
そして、本実施形態では、発電プラント１００の起動工程に「ガスタービン１０２は起動中、且つ、蒸気タービン１０３は停止状態」という特定のタイミングが生じることに着目する。本実施形態では、これが再熱器１１２のプレウォーミングを行う最適なタイミングであると考え、以下の起動処理を実行する。
【００４８】
（１）第１実施形態の第１プレウォーミング
本実施形態でも、発電プラント１００ａの起動前（ガスタービン１０２も蒸気タービン１０３も停止中）にプレウォーミングを行う。このプレウォーミングは、前述したリジッド結合Ｃ／Ｃにおけるプレウォーミングと同様に行われるため、高圧タービン１０３ａは暖機されるものの、再熱器１１２は暖機されない。以下、このプレウォーミングを、後述する「第２プレウォーミング」と区別するために「第１プレウォーミング」と呼ぶ。
【００４９】
第１および第２プレウォーミングは、発電プラント１００ａ内の弁の開閉などを通じてプラント制御装置１０１ａにより制御される。プラント制御装置１０１ａが第１プレウォーミングを実行する機能は、第１暖機部の一例である。プラント制御装置１０１ａが第２プレウォーミングを実行する機能は、第２暖機部の一例である。これらの機能の詳細は、図２を参照して後述する。
【００５０】
本実施形態の第１プレウォーミングは、発電プラント１００の起動処理において第１回目に開始されるプレウォーミングである。また、本実施形態の第２プレウォーミングは、発電プラント１００の起動処理において第２回目に開始されるプレウォーミングであり、第１プレウォーミングよりも後に開始される。
【００５１】
（２）第１実施形態の第２プレウォーミング
図１は、クラッチ結合Ｃ／Ｃである発電プラント１００ａの第２プレウォーミングを実施しているときの状態を示している。図７と同様に、図１に示す各弁の開閉状態は、全体黒で塗りつぶしてあるものは「全閉」、全体白で抜けているものは「全開」、半分黒で塗りつぶし、半分白で抜けているものは「中間開度」にある。図１において、逆止弁１２３は全体白で抜けており、励磁で「逆止弁状態」になっていることを示している。燃料調節弁１０６は半分黒・半分白の中間開度であり、燃料１１６が燃焼器１０８に投入されてガスタービン１０８は起動中であることを示している。
【００５２】
第２プレウォーミングを含む発電プラント１００ａ全体を包括する起動方法は、図２ａおよび図２ｂのフローチャートを用いて詳述するので、ここでは第２プレウォーミングの概要と性質を中心に説明する。
【００５３】
上述のように、発電プラント１００の起動工程には「ガスタービン１０２は起動中、且つ、蒸気タービン１０３は停止状態」というタイミングが生じる。本実施形態では、このタイミングに第２プレウォーミングを行い、具体的には、ガスタービン１０２の着火（燃焼）が開始されたときに第２プレウォーミングを行う。第２プレウォーミングでは、プラント制御装置１０１ａは逆止弁１２３を励磁して（第１プレウォーミングとは逆）これを逆止弁として作用させ、順方向流れを許容する状態にしたうえでウォーミング弁１２５を開弁し、補助蒸気Ａ３を再熱器１１２にも送気してこれをウォーミングする。これは、第１プレウォーミングが行われなかった再熱器１１２の暖機を、第２プレウォーミングが最適なタイミングで行うものである。
【００５４】
（３）最適なタイミングといえる理由
以下、ガスタービン１０２が起動中にあり、且つ、蒸気タービン１０３が停止状態にあることが、なぜ第２プレウォーミングの最適なタイミングであるのかを、２つの理由を挙げて説明する。
【００５５】
第１の理由は、ガスタービン１０２が起動中であることに関係する。
【００５６】
ガスタービン１０２が起動されるとガスタービン排ガスＡ１が生じてこれが過熱器１１１や蒸発器１０９を加熱して主蒸気Ａ２が生成されるが、同時にガスタービン排ガスＡ１は再熱器１１２も加熱する。このことは冷機状態であった再熱器１１２がガスタービン排ガスＡ１の熱で外表面から暖機されることを意味する。そしてこの状態で補助蒸気Ａ３が器内に流入したときは、補助蒸気Ａ３の流入が比較的に穏やかであることと相俟って（このことは後述）凝縮は抑制され、再熱器１１２でのドレン水の発生量は少ない。このように再熱器１１２は外表面からのガスタービン排ガスＡ１と内面からの補助蒸気Ａ３の双方の熱源を利用して、順調に暖機されていく。
【００５７】
この後プラント起動工程は、ドラム１１０より生成された主蒸気Ａ２が高圧タービンバイパス調節弁１１９を通じて再熱器１１２に流入する。しかし、再熱器１１２は字義どおりプレウォーミングされた状態で冷機状態ではないため、多量のドレン水が発生する問題は生じない。
【００５８】
第２の理由は、蒸気タービン１０３が停止中であることに関係する。
【００５９】
リジッド結合Ｃ／Ｃでは、ガスタービン１０２を起動すると軸が結合されている蒸気タービン１０３も一緒に回転上昇してしまう（このことは図３、図４ａ、および図４ｂを参照して後述する）。もしリジッド結合Ｃ／Ｃでガスタービン起動後に第２プレウォーミングを実施した場合、ウォーミング弁１２５を開弁すると補助蒸気Ａ３は再熱器１１２のみならず、高速回転中の高圧タービン１０３ａにも流入する。このとき補助蒸気Ａ３は高圧タービン１０３ａの排気部（低圧段）からその上流側（高圧段）に送気されようとする。しかしこれは通常の流れ（高圧段から低圧段）とは逆であるので、摩擦熱が生じて高圧タービン１０３ａの動羽は損傷ダメージを負う。
【００６０】
換言すれば、第１プレウォーミングでも第２でもプレウォーミングでも、プレウォーミングは一般に高圧タービン１０３ａが停止または極低回転状態のときだけに許容される操作である。従ってガスタービン起動後に第２プレウォーミングを行う第１実施形態は、クラッチ結合Ｃ／Ｃの一軸型コンバインド発電プラント１００ａであり、且つ蒸気タービン１０３が停止中であることが必要となる。一方、リジッド結合Ｃ／Ｃに第２プレウォーミングを適用することは一軸型コンバインド発電プラント１００ａでは不可能であり、第２実施形態の一軸型コンバインド発電プラント１００ｂの構成を必要とする。
【００６１】
上記に関連して、クラッチ結合Ｃ／Ｃの蒸気タービンに発生する「つれ回り」と呼ばれる現象を以下に説明する。
【００６２】
ガスタービン１０２の起動直後ではクラッチ１３１は離脱状態であり、このとき蒸気タービン１０３は停止状態にあると既に説明した。しかし厳密には、停止状態（通気されていない状態）にありながらガスタービン１０２で駆動された潤滑油がクラッチ１３１に流入することで蒸気タービン１０３へトルクを伝達し、ガスタービン１０２が昇速起動すると、それにつられて蒸気タービン１０３も１００ＲＰＭから３００ＲＰＭ程度の回転数で空回りすることが知られている。この現象をつれ回りと呼ぶ。
【００６３】
プレウォーミングは一般に、高圧タービン１０３ａが停止または低回転状態のときだけに許容される操作である。しかし、この観点より１００ＲＰＭから３００ＲＰＭの回転中に補助蒸気Ａ３が送気される事象を評価すれば、この程度の回転数では問題となるほどの深刻な摩擦熱は生じない。換言すれば３００ＲＰＭ程度の回転数はプレウォーミングを許容する充分に低回転の範疇であるので、つれ回りの状態で第２プレウォーミングを行っても問題は生じない。なお後述する図２ａおよび図２ｂのフローチャートでは３００ＲＰＭの回転数に対してマージンを付与した３５０ＲＰＭを閾値として第２プレウォーミングを許容する起動方法が例示され、またこの回転数を超えればウォーミング弁１２５を閉弁する備えも具備される。
【００６４】
（４）第１実施形態のフローチャート
図２ａと図２ｂは、第１実施形態の発電プラント１００ａの動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、発電プラント１００ａの起動方法を示しており、プラント制御装置１０１ａ内に収納されるソフトウェアにより実現される。なお、以下の説明中に使用される具体的な数値は、容易な理解のために記載する一例である。
【００６５】
発電プラント１００ａの起動準備は最初に蒸気タービン１０３のターニング運転より開始される（ステップＳ１０１）。蒸気タービン１０３はターニング運転により約４ＲＰＭから１０ＲＰＭ程度の極低回転に維持され、この運転状態で次の復水器真空上昇が可能となる。
【００６６】
復水器真空上昇が行われると（ステップＳ１０２）、復水器１１３の器内はほぼ真空状態となる。この真空状態を保持することで、後ほど補助蒸気Ａ３がプレウォーミングのため送気されたときに、高圧タービン１０３ａの内部で発生するドレン水はケーシングドレン弁１３０から復水器１１３に適切に排水される。
【００６７】
第１プレウォーミング前に、低温再熱管１２１の逆止弁１２３を無励磁にして強制閉止にする（ステップＳ１０３）。
【００６８】
次に第１プレウォーミングを実施する。第１プレウォーミングでは、先ずウォーミング弁１２５を開弁して（ステップＳ１０４）、補助ボイラ１２４が供給する補助蒸気Ａ３を高圧タービン１０３ａに送気する（ステップＳ１０５）。これにより、高圧タービン１０３ａの暖気が開始され、次第に高圧ロータ１０３ｃは暖機されていく。高圧タービン１０３ａは、第１蒸気タービンの一例であり、補助ボイラ１２４は、排熱回収ボイラ１０４と異なる設備の一例である。主蒸気Ａ２と補助蒸気Ａ３はそれぞれ、第１蒸気と第２蒸気の例である。
【００６９】
なお、補助蒸気源として本実施形態では補助ボイラ１２４を使用しているが、発電プラント１００ａ以外に他の発電プラントが隣接設置される場合では、当該他の発電プラントが生成した蒸気の一部を発電プラント１００ａが受けてこれを補助蒸気源とする場合もある。本実施形態の補助ボイラ１２４の出口部において、補助蒸気Ａ３の圧力と温度はそれぞれ０．７ＭＰａと２５０℃であるが、高圧タービン１０３ａの内部では一部が凝縮しドレン水となるので温度圧力共に低下する。逆止弁１２３は強制閉止の状態なので、送気された補助蒸気Ａ３は再熱器１１２に流入することはなく、高圧タービン１０３ａだけに送気されるので、第１プレウォーミングは効率的かつ短時間に行われる。ウォーミング弁１２５を開弁する具体的な方法としては、例えば既知の方法を採用可能であるため、ここではその詳細の記述は省略する。
【００７０】
なお、補助蒸気Ａ３は暖機の過程で高圧タービン１０３ａにより熱を奪われて凝縮してドレン水となり、このドレン水はケーシングドレン弁１３０により復水器１１３に排水される。図１では、高圧タービン１０３ａの内部にケーシングドレン弁１３０のみが代表的に図示されているのみだが、実際は多数のドレン弁が高圧タービン１０３ａの内部に設置され、これらは復水器１１３に接続されて、ドレン水は適切に排出される。
【００７１】
温度センサＴＳ１はロータ１０３ｃの構成要素である第一段シェル内面メタルの温度を計測する（ステップＳ１０６）。この第一段シェル内面メタル温度はロータ１０３ｃが冷機状態なのか暖機状態なのかを含めロータ１０３ｃの温度を代表する指標である。プラント制御装置１０１ａは、第一段シェル内面メタル温度が１５０℃以上となったか否か判定して（ステップＳ１０７）、第一段シェル内面メタル温度が１５０℃以上になったときウォーミング弁１２５を閉弁して（ステップＳ１０８）第１プレウォーミングを終了する。発電プラントによってはより確実なウォーミングを担保する目的で、例えば第一段シェル内面メタル温度が１５０℃以上になり且つその状態が１時間経過した時点で第１プレウォーミングを終了する場合もある。このようにして一旦１５０℃までウォーミングされた第一段シェル内面メタルはその後も冷えることなく、蒸気タービン１０３の通気開始（ステップＳ２３２）まで１５０℃またはその近傍の温度は保持される。
【００７２】
前述したとおり逆止弁１２３を強制閉止すると効率的なウォーミングが行われるが、それでも第１プレウォーミングに要する時間（ウォーミング弁１２５を開弁してから第一段シェル内面メタル温度が１５０℃以上になるまで）は約３時間程度を必要とする。従ってもし逆止弁１２３を強制閉止せずに再熱器１１２にも補助蒸気Ａ３を送気するプレウォーミングを採用した場合では、再熱器１１２が補助蒸気Ａ３の熱を収奪する結果、約５時間程度を要し、次工程の排熱回収ボイラサービスインや次々工程のガスタービン起動が概ね２時間の遅延となる。言い換えれば逆止弁１２３を強制閉止するプレウォーミングは、これを行わないプレウォーミングよりプラント起動を２時間も早期化できる。この２時間の前倒しが達成できることは大きいので、比較例のリジッド結合Ｃ／Ｃでのプレウォーミングではこのメリットを重視して、敢えて後で問題となる再熱器での多量ドレン水を甘受する起動法を採用していた。第１実施形態はこれを解決することを可能とする。
【００７３】
第１プレウォーミングの終了後に排熱回収ボイラのサービスイン（ステップＳ１０９）を行う。この排熱回収ボイラサービスインでは同ボイラに付属する給水ポンプ（図示されない）を起動し、ドラム１１０の水位を所定の値に確立させて、ガスタービン排ガスＡ１を受け入れる準備が主な操作となる。
【００７４】
前記給水ポンプは高圧のドラム１１０に多量の給水を供給するポンプなので、これを駆動するための補機動力は大きな電力を要する。このことは、商用発電を行わない排熱回収ボイラサービスインは極力短時間で終了するように配慮される。例えばメンテナンスや清掃のために排熱回収ボイラ１０４の全缶ブローを行った場合は、発電プラント１００ａの起動準備に入る前に、缶水水張り操作を終えておく等の処置がとられる。
【００７５】
排熱回収ボイラのサービスインが終了すると、ガスタービン１０２を起動する（ステップＳ１１０）。ガスタービン起動開始の時点では、クラッチ１３１は離脱状態であり、ガスタービン１０２と発電機１１７だけが先行して起動される。このとき蒸気タービン１０３は未だ停止状態にある。ガスタービン１０２を起動すると、まずパージ運転が１０分間行われる（ステップＳ１１１）。その後、燃料調節弁１０６を開弁して、着火および昇速の過程（ステップＳ１１２）を経て定格速度の３０００ＲＰＭに到達し、ＦＳＮＬ（無負荷定格回転）に到達する（ステップＳ１１３）。これらの一連の起動工程中に蒸気タービン１０３は前述の「つれ回り」により、ガスタービン１０２が３０００ＲＰＭで運転している状態において１００ＲＰＭから３００ＲＰＭ程度の回転数で空回りする。
【００７６】
そして発電機１１７の並列許可条件が成立すると（ステップＳ１１４  ＹＥＳ）、発電機１１７が並列される（ステップＳ１１５）。並列許可条件の一例としてガスタービン排ガスＡ１に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）をアンモニア注入で還元するための触媒の温度条件等がある。発電機１１７を並列した後、ガスタービン１０２の出力を２０％負荷に上昇させる（ステップＳ１１６）。ガスタービン１０２の出力が２０％負荷に到達すると（ステップＳ１１７  ＹＥＳ）、そこでガスタービン１０２は負荷保持運転に入る。
【００７７】
ガスタービン１０２の２０％負荷は、蒸気タービン１０３の通気が開始される前に許容される最大出力の一例であり、例えば復水器１１３の冷却水である海水の出入口温度差が７℃を超えない運転が可能な最大出力として与えられるものである。なお、クラッチ結合Ｃ／Ｃのガスタービンを先行起動させて、それを定格出力（１００％負荷）にした状態で蒸気タービンを後発起動させる起動法も考えられるが、環境保護の面から復水器の出入口海水温度差に規制が設けられる発電プラントでは一般にこの起動法は難しい。
【００７８】
ステップＳ１１２でガスタービン１０２の着火が行われた以後は、排熱回収ボイラ１０４にガスタービン排ガスＡ１が流入して、蒸発器１０９、過熱器１１１、再熱器１１２を加熱する。そしてガスタービン１０２の出力が２０％負荷に上昇するにつれてガスタービン排ガスＡ１の熱量（温度、流量）も増加し、これらの加熱も進展していく。蒸発器１０９では蒸発が徐々に開始され、それらはドラム１１０内の蒸気圧力を増加させて、主蒸気Ａ２の蒸気圧力が所定の値まで上昇したとき高圧タービンバイパス弁１１９が開弁を開始する。
【００７９】
説明の便宜上、第１実施形態はこの蒸気圧力として８ＭＰａになったときに高圧タービンバイパス弁１１９が開弁を開始する起動例として以下、説明する。さらに一般的なコールド起動ではガスタービン着火から高圧タービンバイパス弁が開弁されるまで２０分から４０分程度の時間を要するが、第１実施形態はガスタービン１０２の着火（ステップＳ１１２）から高圧タービンバイパス弁１１９の１０％開弁（ステップＳ２１０  ＹＥＳ）まで３０分を要する起動例として以下、説明する。
【００８０】
プラント制御装置１０１ａは、この３０分間を利用して次の手順で第２プレウォーミングを実施する。先ずプラント制御装置１０１ａは、火炎検出器ＦＤ１からの信号を計測して（ステップＳ２０１）、ガスタービン１０２の燃焼器１０８内が着火していることを判断する（ステップＳ２０２  ＹＥＳ）。プラント制御装置１０１ａはまた、蒸気タービン（ＳＴ）回転数検出器ＳＰ１からの信号を計測して（ステップＳ２０３）、蒸気タービン１０３の回転数が３５０ＲＰＭ以下であることを判断する（ステップＳ２０４  ＹＥＳ）。なお、３５０ＲＰＭという閾値は、蒸気タービン１０３のつれ回り現象に配慮したものである。
【００８１】
ＡＮＤゲート処理（ステップＳ２０５）は、ガスタービン１０２の着火と蒸気タービン回転数が３５０ＲＰＭ以下の条件の両方が成立したことを判断して、低温再熱管の逆止弁１２３を励磁する（ステップＳ２０６）。これより逆止弁１２３は本来の逆止弁として作用し、順方向の流れを許容する状態となる。低温再熱管１２１は第１流路の一例であり、逆止弁１２３は第１弁の一例である。
【００８２】
プラント制御装置１０１ａは、ウォーミング弁１２５を開弁し（ステップＳ２０７）、補助ボイラ１２４が供給する補助蒸気Ａ３を送気して（ステップＳ２０８）、第２プレウォーミングを行う。このとき逆止弁１２３は順方向の流れを許容する状態なので、補助蒸気Ａ３は高圧タービン１０３ａへ送気されるのに加えて再熱器１１２にも流入する。そして再熱器１１２は、ガスタービン排ガスＡ１により外表面から暖機されると共に、補助蒸気Ａ３によりその内面から暖機される。このようにして、本実施形態の第２プレウォーミングが実現される。本実施形態では、この第２プレウォーミングの間に、停止中の蒸気タービン１０３が空回り（つれ回り）している。
【００８３】
なお、排熱回収ボイラ１０４では、補助蒸気Ａ３をガスタービン排ガスＡ１により加熱することで、加熱された補助蒸気Ａ３の温度を補助ボイラ１２４における補助蒸気Ａ３の温度より高くし、この加熱された補助蒸気Ａ３により前記再熱器を暖機してもよい。補助ボイラ１２４における補助蒸気Ａ３の温度とは、例えば、補助ボイラ１２４の出口における補助蒸気Ａ３の温度である。
【００８４】
さらにステップＳ２０７のウォーミング弁１２５の開弁は、微開から除々に開度を増加させる制御が付与されている。これにより補助蒸気Ａ３が再熱器１１２に流入する際は、比較的時間を掛けて次第に流入量を増やしていくので、ドレン水の発生はある程度コントロールされてその発生は少ない。これに加えて第２プレウォーミングは３０分間継続するので、この比較的長時間を利用してドレン水は再熱ドレン弁１２８および１２９を通じて問題なくブローダウンタンク等に排水される。またドレン水と共に再熱器１１２の器内に残留する不凝縮性ガスもブローダウンタンクに排出される。このようにして第２プレウォーミングは冷機状態であった再熱器１１２を滞りなく暖機する。
【００８５】
なお、第１実施形態では、第１プレウォーミングとの比較を容易にするため、逆止弁１２３は第２プレウォーミングが行われる直前のタイミングで励磁するものとした（ステップＳ２０６）。しかし、発電プラント１００ａによっては第２プレウォーミングの実施直前よりもっと前段階で逆止弁１２３を励磁してもよく、例えば、ガスタービン１０２が起動したタイミング（ステップＳ１１０）の直後に励磁してもよい。
【００８６】
ちなみに既にプレウォーミングが完了状態にある高圧タービン１０３ａでは、高圧タービン１０３ａに送気された補助蒸気Ａ３は凝縮することもなく、ケーシングドレン弁１３０を介して復水器１１３に排出される。
【００８７】
また中圧タービンタービンバイパス弁１２０は再熱器１１２の圧力が１．０ＭＰａに昇圧したときに開弁する。一方、補助蒸気Ａ３の圧力は０．７ＭＰａであるので、第２プレウォーミングの最中は中圧タービンタービンバイパス弁１２０は閉弁している。その後、高圧タービンバイパス弁１１９が大きく開弁（たとえば１０％開度以上）したときに再熱器１１２の圧力は１．０ＭＰａに昇圧し、中圧タービンタービンバイパス弁１２０はそのとき開弁を開始する。
【００８８】
このように第２プレウォーミングが行われている最中に蒸発器１０９では蒸発が顕著となり、ガスタービン１０２の着火（ステップＳ１１２）から約２５分程度を経過した時点で、主蒸気Ａ２の圧力が８ＭＰａに昇圧して高圧タービンバイパス弁１１９は開弁を開始する。これ以後は、主蒸気Ａ２が高圧タービンバイパス弁１１９を通じて再熱器１１２内に流入する。
【００８９】
比較例のリジッド結合Ｃ／Ｃでは、このときに主蒸気Ａ２が凝縮して再熱器１１２に多量のドレン水が発生する問題を呈した。しかし第１実施形態では第２プレウォーミングが行なわれているので、再熱器１１２はもはや冷機状態ではなく、多量のドレン水が発生する問題は生じない。
【００９０】
そしてガスタービン１０２の着火から３０分を経過した時点で、高圧タービンバイパス弁１１９は１０％開度にまで開度を増して（ステップＳ２１０  ＹＥＳ）、プラント制御装置１０１ａはウォーミング弁１２５を閉弁して（ステップＳ２１１）、第２プレウォーミングを終了する。
【００９１】
以上により、第２プレウォーミングは３０分間実施されることになる。この完了条件を第１プレウォーミングと比較すれば、第１プレウォーミングは第一段シェル内面メタル温度が１５０℃以上となったことを判断して（ステップＳ１０７）、これを完了条件として終了した。これに対し第２プレウォーミングではその主たるウォーミング対象である再熱器１１２（多数の伝熱管チューブの集合体）は第一段シェル内面メタル温度に相当するような再熱器１１２全体を代表する温度計測点を特定できない。従って高圧タービンバイパス弁１１９を経由して主蒸気Ａ２が再熱器１１２に流入し、且つ中圧タービンタービンバイパス弁１２０の開弁が想定される高圧タービンバイパス弁１１９の１０％開度到達時点で第２プレウォーミングを終了する。これは中圧タービンタービンバイパス弁１２０が開弁したとき再熱器１１２内は１．０ＭＰａに昇圧しているので、０．７ＭＰａの補助蒸気Ａ３ではもはや再熱器１１２内に送気できなくなるので、このときに第２プレウォーミングを終了するということである。しかし、３０分を経過する前に蒸気タービン１０３の回転数が３５０ＲＰＭ以上となった場合は（ステップＳ２０４  ＮＯ）ウォーミング弁１２５を閉弁して（ステップＳ２０９）、上述の摩擦熱による高圧タービン１０３ａの損傷を回避する。
【００９２】
プラント制御装置１０１ａはウォーミング弁１２５が全閉したことを確認して（ステップＳ２１２  ＹＥＳ）次の蒸気タービン１０３の通気準備が整う。
【００９３】
ガスタービン１０２の出力を２０％負荷にして負荷保持運転を継続するうちに、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立する（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）。この通気条件の主要な構成要素としては主蒸気Ａ２の圧力条件、流量条件、および温度条件であり、これら全てが所定の値に到達したときに通気条件は成立する。一般的には主蒸気Ａ２の温度上昇がこれらのうち最も緩慢であり、温度条件の成立を以って蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立することになる。なぜなら温度上昇のためには主蒸気Ａ２が過熱器１１１内を通過して加熱される必要があるが、この熱交換が円滑に行われるためには先ず主蒸気Ａ２の圧力が上昇して高圧タービンバイパス弁１１９が開弁し、これにより主蒸気Ａ２の流量が発生する状況を必要とするからである。この順序に照らせば、高圧タービンバイパス弁１１９が１０％開度まで開弁したとき（ステップＳ２１０  ＹＥＳ）に第２プレウォーミングは終了するが、その時点では主蒸気Ａ２の温度条件は未だ成立していない。換言すればその後に蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立したとき（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）には、確実に第２プレウォーミングは終了しており、第２プレウォーミングが蒸気タービン１０３の通気の支障になる等の問題は生じない。
【００９４】
プラント制御装置１０１ａは、ＡＮＤゲート処理（ステップＳ２３１）により、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立したこと（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）と、ウォーミング弁１２５が全閉したこと（ステップＳ２１２  ＹＥＳ）の両方が成立したか否かを判断する。プラント制御装置１０１ａは、これらの両方が成立した場合に、蒸気タービン１０３の通気を開始し（ステップＳ２３２）、ＭＣＶ弁１０５とＩＣＶ弁１１８を開弁する。
【００９５】
通気されると主蒸気Ａ２はＭＣＶ弁１０５を経由して高圧タービン１０３ａに流入し、高圧タービン１０３ａを駆動する。主蒸気Ａ２はその後、高圧タービン１０３ａから排気されて高圧タービン排気管１２６から低温再熱管１２１を経て再熱器１１２に流入し、再び加熱されて再熱蒸気Ａ４となり、ＩＣＶ弁１１８を経由して中圧／低圧タービン１０３ｂに流入し中圧／低圧タービン１０３ｂを駆動する。プラント制御装置１０１ａは、通気開始後にＭＣＶ弁１０５とＩＣＶ弁１１８の開度を制御して昇速を行い（ステップＳ２３３）、蒸気タービン１０３の回転数は定格速度（３０００ＲＰＭ）に向けて上昇する。
【００９６】
蒸気タービン１０３の回転数が定格速度（３０００ＲＰＭ）の近傍まで上昇したとき（ステップＳ２３４  ＹＥＳ）、クラッチ１３１は遠心力の作用で自動的に嵌合する（ステップＳ２３５）。この勘合は、クラッチ１３１自体が有するメカニカルな機序により行われるもので、プラント制御装置１０１ａによる制御の作用ではない。このようにクラッチ１３１が嵌合した後はガスタービン１０２と蒸気タービン１０３の両タービンで発電機１１７を駆動して発電が行われ、これはリジッド結合Ｃ／Ｃと同じ発電様式となる。
【００９７】
ギャップセンサＧＳ１は、クラッチ１３１が勘合しているかどうかを検知する勘合検出器である。プラント制御装置１０１ａはギャップセンサＧＳ１からの信号を入力してクラッチ１３１が勘合したことを判断すると（ステップＳ２３６  ＹＥＳ）、ＭＣＶ弁１０５とＩＣＶ弁１１８の開度を増して、蒸気タービン１０３の初負荷ヒートソーク運転を開始する（ステップＳ２３７）。初負荷ヒートソーク終了後の起動工程は、例えば既知の方法により実行可能である。
【００９８】
（５）第１実施形態の効果
第１実施形態の効果として、例えば次の１）および２）を挙げることができる。
【００９９】
１）本実施形態では第２プレウォーミングを行うので、再熱器１１２に多量のドレン水が発生する問題を解決することができる。
【０１００】
２）本実施形態の第２プレウォーミングは所定の時間（例えば３０分間）継続されるので、不凝縮性ガスが復水器１１３に流入する問題を解決することができる。
【０１０１】
以下、第１実施形態と比較例との相違に言及しながら、これらの効果が生じる第１から第３の理由を説明する。
【０１０２】
第１の理由は、本実施形態の第２プレウォーミングでは、再熱器１１２は補助蒸気Ａ３とガスタービン排ガスＡ１の双方の熱を受けてその内外面より暖機されるので、３０分という比較的短時間でも効果的なプレウォーミングがなされるということである。比較例のプラント起動においてはガスタービン排ガスＡ１の熱だけを３０分間受けた再熱器１１２に主蒸気Ａ２が流入するが、再熱器１１２の熱容量は大きく、このためガスタービン排ガスＡ１だけでは充分な暖機がなされない。
【０１０３】
第２の理由は、再熱器１１２に送気された補助蒸気Ａ３がガスタービン排ガスＡ１の熱を受けて加熱されるというウォーミング効果である。前述のように補助蒸気Ａ３は補助ボイラ１２４の出口部において２５０℃の温度を有するが、再熱器１１２内での凝縮（ドレン水化）により一旦その温度は２５０℃以下になる。しかし再熱器１１２の高温部では、暖気の進行に伴いガスタービン排ガスＡ１に加熱されて補助蒸気Ａ３の温度は２５０℃以上になる。この高温の補助蒸気Ａ３は膨張する過程で再熱器１１２の高温部から低温部に流入する。このようにして比較的ガスタービン排ガスＡ１の熱の恩恵を受けにくい再熱器１１２の低温部にも、より高温化した補助蒸気Ａ３を利用して効果的にウォーミングすることができる。ちなみに昨今、商用発電用ガスタービンは高温化が進み、そのガスタービン排ガスＡ１は新鋭機では（ガスタービンが２０％負荷程度の部分負荷のときにも）６００℃を越える高温に達するものであり、この高温化の技術動向を追い風に本実施形態は第１および第２の効果を享受できる。比較例では補助蒸気Ａ３を使用しないので、このような効果は期待できない。
【０１０４】
なお、再熱器１１２は多数の伝熱管チューブの集合体である。そのなかで排熱回収ボイラ１０４内部の物理的な配置でよりガスタービン１０２に近く設置され、高温のガスタービン排ガスＡ１による加熱を受けることができるチューブをここでは高温部と記し、ガスタービン１０２から遠くに設置されているチューブを低温部と記す。低温部の伝熱管チューブに流れるガスタービン排ガスＡ１は既に高温部や過熱器１１１との熱交換により低温化しており、このために例えば第１の効果の恩恵が高温部に比較して薄く、チューブの暖気の面では不利である。
【０１０５】
第３の理由は、再熱器１１２に流入する主蒸気Ａ２は補助蒸気Ａ３と異なりコントロールが利かないという点である。主蒸気Ａ２はドラム１１０により生成されるが、その発生状況は蒸発器１０９内の缶水温度が所定温度（高圧タービンバイパス調節弁１１９の制御設定圧力の飽和温度であり、この場合は８ＭＰａの飽和温度：２９５．９℃）に到達したとき、急激な蒸発が器内で発生し、それが主蒸気Ａ２の流量の一気に増大させる。そして比較例ではこれを受けて高圧タービンバイパス調節弁１１９も急激にその開度を増加させるので、多量の主蒸気Ａ２が短時間に再熱器１１２に一気に流入し、冷機状態のままウォーミングされる間もなく多量のドレン水が発生する。そしてこの多量の主蒸気Ａ２の流入で再熱器１１２の圧力も急速に１．０ＭＰａに昇圧し、中圧タービンバイパス調節弁１２０は（主蒸気Ａ２が再熱器１１２に流入してから）早くも約３分後に開弁する。そしてこの３分というオーダの短時間ではドレン水や不凝縮性ガスをブローダウンタンクに充分に押流し排出することはできない。このようにして残留する不凝縮性ガスは中圧タービンバイパス調節弁１２０が開弁すると復水器１１３に流入してしまう。
【０１０６】
一方、第１実施形態の第２プレウォーミングにおいては、ウォーミング弁１２５は微開から除々に開度を増加させて開弁していく制御が付与されており、補助蒸気Ａ３は比較的時間を掛けて除々に流入量を増やしながら３０分間継続して再熱器１１２に流入するので、ドレン水の発生は抑制されてその発生量は少ない。またこの３０分間にドレン水や不凝縮性ガスは再熱ドレン弁１２８および１２９を通じて充分にブローダウンタンクに排出することができる。このようにして補助蒸気Ａ３とガスタービン排ガスＡ１により再熱器１１２は時間を掛けコントロールされて暖機されて昇圧・昇温していく。この適切なプレウォーミングが実施された後に、比較例と同様に多量の主蒸気Ａ２が一気に再熱器１１２に流入し、且つ中圧タービンバイパス調節弁１２０が３分後に開弁しても、多量のドレン水発生や不凝縮性ガス流入の問題は生じない。
【０１０７】
なお、再熱器１１２の多量ドレン水と対比するために過熱器１１１のドレン水の発生状況をここに参考記載する。再熱器１１２とドラム１１０の間には高圧タービンバイパス調節弁１１９が存在するのに対し、過熱器１１１とドラム１１０の間を遮るものはない。実際には、発電プラント１００ａが停止しているときにこの間を遮断するための不図示の電動弁があるが、ガスタービン１０２の起動中にはこの電動弁は全開状態であり、事実上この間を遮るものは何もない。
【０１０８】
従って、過熱器１１１には、高圧タービンバイパス調節弁１１９が圧力８ＭＰａで開弁する遥か以前に、主蒸気Ａ２がガスタービン排ガスＡ１により生成される。主蒸気Ａ２が大気圧以上に昇圧したとき、主蒸気Ａ２は過熱器１１１の後流に設置される不図示のドレン弁（これらは再熱器１１２の再熱ドレン弁１２８、１２９に相当する）を通じて系外のブローダウンタンク内に排出され、この過程で主蒸気Ａ２は過熱器１１１の内部を通過してウォーミングが行われる。なぜならこのタンク内は大気圧なので、主蒸気Ａ２が大気圧以上になればドレン弁前後に差圧による流れが生じ、この排出が行われるからである。その後、蒸発器１０９内の缶水温度が所定温度に到達して高圧タービンバイパス調節弁１１９が一気に開弁したときに多量の主蒸気Ａ２が過熱器１１１を通過するが、事前ウォーミングの効果により過熱器１１１での多量のドレン水が発生することはない。
【０１０９】
（６）第１実施形態を適用可能な発電プラント 
第１実施形態は、カスケードバイパスを有するクラッチ結合Ｃ／Ｃの一軸型コンバインド発電プラント１００ａに適用されたが、その他の方式のコンバインドサイクルプラントにも適用可能である。前述のとおり、プレウォーミングは高圧タービン１０３ａが停止しているときか、そのタービン排気部から送気した補助蒸気による摩擦熱が問題とならない極低回転状態のときだけに許容される操作である。従って、ガスタービン起動後にも蒸気タービン１０３が停止中である起動方法を要求される多軸型コンバインドサイクル発電プラント（複数台のガスタービンに１台の蒸気タービンを別軸構成で組み合わせる方式）に本実施形態は適用可能である。
【０１１０】
またプラント設置例としては稀であるが、１台のガスタービンに１台の蒸気タービンを別軸構成で組み合わせる方式にも本実施形態の適用が可能である。何れのコンバインドサイクル方式であっても、カスケードバイパス系統が採用される場合は逆止弁（本実施形態の逆止弁１２３に相当するもの）が設置されるので、本実施形態がそのまま適用可能である。一方、非カスケードバイパス系統が採用されるコンバインドサイクル方式では、このような逆止弁が使用されないので、逆止弁の機能を代行する機器の設置が必要となる。
【０１１１】
しかし、補助蒸気Ａ３の消費量まで含めたトータルの経済性他の面から、本実施形態の効果を効果的に享受できるのは、クラッチ結合タイプの一軸型コンバインド発電プラントでしかもカスケードバイパス系統を採用するコンバインド発電プラントである。一方、リジッド結合Ｃ／Ｃに第１実施形態を適用することは難しい。そして次に記載する第２実施形態は、リジッド結合Ｃ／Ｃに第２プレウォーミングを適用することを可能にするものである。
【０１１２】
なお、本実施形態を多軸型コンバインドサイクル発電プラントに適用した場合、複数のガスタービンユニットのうちで最初に起動されるガスタービンユニットと、この最初に起動されるガスタービン用の再熱器に、本実施形態を適用可能である（以下、このガスタービンユニットを「第１ガスタービンユニット」と呼ぶ）。しかし、第１ガスタービンユニットが起動されると蒸気タービンが通気・昇速されるため、その他のガスタービンユニットとそれらの再熱器に本実施形態を適用することは難しい。そのため、これらのガスタービンユニットやそれらの再熱器は、何らかの別の手法を採用して暖機してもよい。
【０１１３】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の発電プラント１００ｂの構成を示す模式図である。
【０１１４】
図３の発電プラント１００ｂは、発電プラント１００ｂの動作を制御するプラント制御装置１０１ｂを備え、さらには、図７に示す構成要素に加えて、送気配管１３２と、再熱器ウォーミング弁１３３と、送気配管１３４と、ＬＰＣＶ弁（低圧加減弁）１３５とを備えている。
【０１１５】
プラント制御装置１０１ｂは、上述のプラント制御装置１０１、１０１ａと同様の機能を有しているが、プラント制御装置１０１、１０１ａとは異なる機能も有している。例えば、プラント制御装置１０１ｂは、再熱器ウォーミング弁１３３やＬＰＣＶ弁１３５の開閉を制御することが可能である。プラント制御装置１０１ｂのその他の機能については、後述する。
【０１１６】
送気配管１３２は、逆止弁１２３とウォーミング弁１２５とをバイパスするように、低温再熱管１２１と補助ボイラ１２４との間に設けられている。再熱器ウォーミング弁１３３は、送気配管１３２に設けられている。本実施形態の補助蒸気Ａ３は、ウォーミング弁１２５を閉弁し、且つ、再熱器ウォーミング弁１３３を開弁することで、高圧タービン１０３ａと再熱器１１２のうちの再熱器１１２のみに供給することができる（図３参照）。この場合、逆止弁１２３は、開弁されていても閉弁されていてもよい。一方、本実施形態の補助蒸気Ａ３は、ウォーミング弁１２５を開弁し、且つ、再熱器ウォーミング弁１３３および逆止弁１２３を閉弁することで、高圧タービン１０３ａと再熱器１１２のうちの高圧タービン１０３ａのみに供給することができる。ウォーミング弁１２５は第２弁の一例であり、再熱器ウォーミング弁１３３は第３弁の一例である。
【０１１７】
送気配管１３４と、中圧／低圧タービン１０３ｂと補助ボイラ１２４との間に設けられている。ＬＰＣＶ弁１３５は、送気配管１３４に設けられている。本実施形態の補助蒸気Ａ３は、ＬＰＣＶ弁１３５を開弁することで、中圧／低圧タービン１０３ｂに供給することができる。
【０１１８】
本実施形態の発電プラント１００ｂはリジッド結合Ｃ／Ｃなので、クラッチ１３１を備えていない。さらに、本実施形態の発電プラント１００ｂでは、上述のように、補助ボイラ１２４の出口より送気配管１３２を分岐し、これを逆止弁１２３の後流部で低温再熱管１２１に接続しており、送気配管１３２に再熱器ウォーミング弁１３３を設けている。再熱器ウォーミング弁１３３は、ウォーミング弁１２５を閉弁状態にしたままで（即ち補助蒸気Ａ３を高圧タービン１０３ａに流入させることなく）、再熱器１１２にのみ補助蒸気Ａ３を送気することを可能とする。
【０１１９】
さらにリジッド結合Ｃ／Ｃの発電プラント１００ｂでは、ガスタービン１０２の起動・昇速と同時に、これに直結された蒸気タービン１０３も回転上昇が開始されるが、このとき低圧タービン１０３ｂの動翼には風損が発生するのでこれを冷却する必要がある。そのため、本実施形態では、補助ボイラ１２４の出口より送気配管１３４を分岐し、この分岐を中圧／低圧タービン１０３ｂの低圧タービンに接続している。そしてこの送気配管１３４にＬＰＣＶ弁１３５を設置し、このＬＰＣＶ弁１３５を開弁することで補助蒸気Ａ３を低圧タービンに送気し、補助蒸気Ａ３により低圧タービンをクーリングする。以下、このクーリング操作を「低圧クーリング」と呼称する。
【０１２０】
その他の構成に関しては、本実施形態の発電プラント１００ｂは、第１実施形態の発電プラント１００ａと同様に構成可能である。図３は、第２実施形態において第２プレウォーミングを実施しているときの状態を示している。図３に示す各弁の開閉状態（黒塗りつぶし、白抜け）の記法は、図１と同様である。
【０１２１】
（１）第２実施形態のフローチャート
図４ａと図４ｂは、第２実施形態の発電プラント１００ｂの動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、発電プラント１００ｂの起動方法を示しており、プラント制御装置１０１ｂ内に収納されるソフトウェアにより実現される。なお、以下の説明中に使用される具体的な数値は、容易な理解のために記載する一例である。
【０１２２】
蒸気タービンターニングを開始（ステップＳ１０１）して、ガスタービン１０２を起動し（ステップＳ１１０）、ガスタービン１０２の出力が２０％負荷に到達して（ステップＳ１１７  ＹＥＳ）、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立する（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）までは、第１実施形態と同じである。この間に、上述のように第１プレウォーミングが実施される。
【０１２３】
ただしリジッド結合Ｃ／Ｃなのでガスタービン１０２の起動（ステップＳ１１０）と同時に、これに直結された蒸気タービン１０３は回転上昇が開始される（ステップＳ３２０）。プラント制御装置１０１ｂは、蒸気タービン（ＳＴ）回転数検出器ＳＰ１からの信号を計測して（ステップＳ３２１）、蒸気タービン１０３の回転数が１５００ＲＰＭ以上になったことを判断すると（ステップＳ３２２  ＹＥＳ）、ＬＰＣＶ弁１３５を開弁して低圧クーリングを開始する（ステップＳ３２３）。これにより、補助蒸気Ａ３は低圧タービンに送気され、低圧タービンのクーリングが行われる。この低圧クーリングはその後、蒸気タービン１０３の通気開始（ステップＳ３３２）が行われるまで継続し、通気の後にＬＰＣＶ弁１３５を閉弁する（ステップＳ３３８）。
【０１２４】
プラント制御装置１０１ｂは、次の手順で第２プレウォーミングを行う。先ずプラント制御装置１０１ｂは、火炎検出器ＦＤ１からの信号を計測して（ステップＳ３０１）、ガスタービン１０２の燃焼器１０８内が着火していることを判断する（ステップＳ３０２  ＹＥＳ）。ガスタービンの着火が確認されると、低温再熱管１２１の逆止弁１２３を励磁する（ステップＳ３０６）。これにより、逆止弁１２３は本来の逆止弁として作用し、順方向の流れを許容し逆方向の流れは許容しない状態となる。ちなみにこのときウォーミング弁１２５は、第１プレウォーミングの終了時に閉弁されたままである（ステップＳ１０８）。
【０１２５】
プラント制御装置１０１ｂは、再熱器ウォーミング弁１３３を開弁し（ステップＳ３０７）、補助ボイラ１２４が供給する補助蒸気Ａ３を送気して（ステップＳ３０８）、第２プレウォーミングを行う。このとき、逆止弁１２３は逆方向の流れは許容しないので、補助蒸気Ａ３は高圧タービン１０３ａへ逆流して送気されることなく再熱器１１２にのみ流入する。これは、高速回転中の高圧タービン１０３ａに補助蒸気Ａ３を流入させることは許容されないからである。そして、再熱器１１２は、ガスタービン排ガスＡ１により外表面から暖機され、補助蒸気Ａ３により内面から暖機される。このとき、再熱器ウォーミング弁１３３の開弁は、暖機開始からの時間経過に伴い微開から除々に開度を増加させる制御が付与されており、これは第１実施形態のウォーミング弁１２５と同様である。
【０１２６】
しかし第１実施形態と異なるのは、補助ボイラ１２４の負担である。ガスタービンの着火と共に第２プレウォーミングが開始されて、第２ウォーミング用の補助蒸気Ａ３が消費されるのに加えて、その後に蒸気タービン１０３の回転数が１５００ＲＰＭ以上になったときに低圧クーリングも開始され（ステップＳ３２３）、低圧クーリング用の補助蒸気Ａ３も追加的に必要となる。一般に低圧クーリングに必要な補助蒸気Ａ３は５０ｔ／ｈ程度であり、この流量はプレウォーミングに必要な補助蒸気Ａ３の数倍に相当する。そのため、補助ボイラ１２４に要求されるトータルの補助蒸気Ａ３は多量なものとなる。この状況を緩和し、補助ボイラ１２４の負担を軽減しているのが、第２プレウォーミングが再熱器１１２のみを対象とし、補助蒸気Ａ３が高圧タービン１０３ａには送気されない点である。
【０１２７】
このように第２プレウォーミングが行われている最中に蒸発器１０９では蒸発が顕著になる。ガスタービン１０２の着火（ステップＳ１１２）から３０分を経過した時点で、高圧タービンバイパス弁１１９は１０％開度にまで開度を増して（ステップＳ３１０  ＹＥＳ）、プラント制御装置１０１ｂは、再熱器ウォーミング弁１３３を閉弁して（ステップＳ３１１）、第２プレウォーミングを終了する。プラント制御装置１０１ｂは、再熱器ウォーミング弁１３３が全閉したことを確認して（ステップＳ３１２  ＹＥＳ）、次の蒸気タービン１０３の通気準備が整う。
【０１２８】
ガスタービン１０２の出力を２０％負荷にして負荷保持運転を継続するうちに、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立する（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）。
【０１２９】
プラント制御装置１０１ｂは、ＡＮＤゲート処理（ステップＳ３３１）により、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立したこと（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）と、再熱器ウォーミング弁１３３が全閉したこと（ステップＳ３１２  ＹＥＳ）の両方が成立したか否かを判断する。プラント制御装置１０１ｂは、これらの両方が成立したと判断すると、蒸気タービン１０３の通気を開始し（ステップＳ３３２）、ＭＣＶ弁１０５とＩＣＶ弁１１８の開弁を開始する。
【０１３０】
蒸気タービン１０３はガスタービン１０２に直結されているので、既にこの時点で定格速度の３０００ＲＰＭで回転中である。従って第１実施形態のような昇速を行う必要はなく、蒸気タービン１０３の初負荷ヒートソーク運転を開始する（ステップＳ３３７）。これ以後のプラント起動工程は第１実施形態と同様に実行可能であり、説明を省略する。
【０１３１】
（２）第２実施形態の効果 
第２実施形態では、発電プラント１０１ｂに再熱器ウォーミング弁１３３を設けたことで、高速回転中の高圧タービン１０３ａに補助蒸気Ａ３を流入させることなく、再熱器１１２に限定して補助蒸気Ａ３を送気することが可能となる。このようにして、リジッド結合Ｃ／Ｃにも第２プレウォーミングを適用できる。
【０１３２】
（３）第２実施形態の課題 
しかしその一方でリジッド結合Ｃ／Ｃでは低圧クーリングが多量の補助蒸気Ａ３を消費し、プレウォーミングにとって競合する起動工程が存在することが顕在化した。本実施形態では、高速回転する高圧タービン１０３ａへの補助蒸気Ａ３の流入阻止という要望が課せられていることから、ウォーミング弁１２５を閉弁することが必要となり、このことが補助蒸気Ａ３の消費を抑制することは第２実施形態の利点として指摘できる。しかし低圧クーリングとプレウォーミングの並行操作は多量の補助蒸気Ａ３を必要とし、大容量の補助ボイラ１２４で多量の燃料を焚く等の経済面でのデメリットもある。よって、第２実施形態を採用すればリジッド結合Ｃ／Ｃにも第２プレウォーミングを適用することは可能ではあるものの、低圧クーリングに起因する大きな補助ボイラや再熱器ウォーミング弁１３３が必要となる。よって、これらを容認可能な場合には、第２実施形態を採用することが望ましいと考えられる。
【０１３３】
（４）第１実施形態のクラッチ結合Ｃ／Ｃのメリット
この点、第１実施形態ではクラッチ結合Ｃ／Ｃのクラッチ１３１があるので、その離脱状態では高圧タービン１０３ａは高速回転中ではないので、そのプラント起動工程は効率よく第２プレウォーミングを採用することが可能となる。
【０１３４】
なおクラッチ結合Ｃ／Ｃでは、蒸気タービン１０３が通気・昇速を開始した後も低圧クーリングは不要である。この相違は昇速方法の違いに起因しており、リジッド結合Ｃ／Ｃではガスタービン１０２の起動に伴い軸が直結される蒸気タービン１０３も昇速されるのに対し、クラッチ結合Ｃ／Ｃでは蒸気タービン１０３は主蒸気Ａ２の供給を受けて自力昇速することによる。この主蒸気Ａ２は、高圧タービン１０３ａを駆動した後、排気されて再熱器１１２により加熱されて再熱蒸気Ａ４として中圧タービンを駆動した後、ひき続き低圧タービンを駆動する。この蒸気が低圧タービンを冷却するので、補助蒸気Ａ３による低圧クーリングは不要となる。
【０１３５】
ここで、プレウォーミングの観点によれば、第１実施形態のクラッチ結合Ｃ／Ｃのメリットは以下のように考えられる。クラッチ結合Ｃ／Ｃでは、クラッチ１３１が離脱しているときにガスタービン１０２と発電機１１７が先行起動し、そのとき蒸気タービン１０３は停止または極低回転の状態なので、ガスタービン１０２の起動中のプレウォーミングが可能となる。この点に活用すれば、効率的で好適なプレウォーミングが実現できる。また蒸気タービン１０３は自力昇速なので、リジッド結合Ｃ／Ｃのように低圧タービンの風損発生はなく低圧クーリングも不要である。よって、プレウォーミングの際に、補助蒸気Ａ３の使用の面で拘束を受けるという不便さを抑制することができる。
【０１３６】
（第３実施形態）
図５は、第１実施形態の発電プラント１００ｃの構成を示す模式図である。
【０１３７】
図５の発電プラント１００ｃは、発電プラント１００ｃの動作を制御するプラント制御装置１０１ｃを備え、さらには、図７に示す構成要素に加えて、クラッチ１３１と、送気配管１３２と、再熱器ウォーミング弁１３３と、送気配管１３６と、再熱ドレン水温度センサＴＳ２と、ギャップセンサＧＳ１と、再熱器内圧力センサＲＰ１とを備えている。
【０１３８】
プラント制御装置１０１ｃは、上述のプラント制御装置１０１、１０１ａ、１０１ｂと同様の機能を有しているが、プラント制御装置１０１とは異なる機能も有している。例えば、プラント制御装置１０１ｃは、再熱器１１２のドレン水の温度の測定結果を再熱ドレン水温度センサＴＳ２から受信することや、再熱器１１２内の圧力の測定結果を再熱器内圧力センサＲＰ１から受信することが可能である。本実施形態では、再熱ドレン水温度センサＴＳ２が再熱ドレン弁１２９付近に配置され、再熱器内圧力センサＲＰ１が再熱器１１２の第２端付近に配置されているが、これらの配置に限定されるものではない。プラント制御装置１０１ｃのその他の機能については、後述する。
【０１３９】
送気配管１３６は、送気配管１３２と高温再熱管１２２との間に設けられている。再熱器ウォーミング弁１３３は、送気配管１３６と送気配管１３２との接続部と補助ボイラ１２４との間に設けられている。一方、送気配管１３６と高温再熱管１２２との接続部は、再熱器１１２の第２端とＩＣＶ弁１１８との間に設けられている。本実施形態の補助蒸気Ａ３は、再熱器ウォーミング弁１３３を開弁することで、再熱器１１２の第１端と第２端の両方から再熱器１１２に流入させることができる。本実施形態の補助蒸気Ａ３は、高温再熱管１２１を介して再熱器１１２の第１端に供給され、低温再熱管１２２を介して再熱器１１２の第２端に供給される。これにより、プレウォーミングの際に再熱器１１２を補助蒸気Ａ３により両端方向から暖機することが可能となる。
【０１４０】
本実施形態のクラッチ結合Ｃ／Ｃでは、高圧タービン１０３ａが残熱を有するウォーム起動において、再熱器１１２の第２プレウォーミングを実施する。第１および第２実施形態は、コンバインドサイクル発電プラントの長期停止に伴い高圧タービン１０３ａが冷機状態であるコールド起動のプラント起動を取扱ったものである。これに対し、本実施形態は、高圧タービン１０３ａの第１プレウォーミングを省略可能な場合に省略し、再熱器１１２の第２プレウォーミングだけを行うウォーム起動を取扱う。そのため、本実施形態の発電プラント１００ｃは第２実施形態の発電プラント１００ｂに類似する系統を有し、これにより高圧タービン１０３ａと再熱器１１２を別々に独立にプレウォーミングすることができる。
【０１４１】
（１）第３実施形態の発電プラント１００ｃ
図５の発電プラント１００ｃはクラッチ１３１を備えており、補助ボイラ１２４の出口より送気配管１３２を分岐し、この分岐を逆止弁１２３の後流部で低温再熱管１２１に接続している。加えて、送気配管１３２に再熱器ウォーミング弁１３３を設置し、再熱器ウォーミング弁１３３の出口より送気配管１３６を分岐し、この分岐を高温再熱管１２２に接続ししている。さらに、上述のように、高温再熱管１２２には再熱器１１２内の圧力を計測する再熱器内圧力センサＲＰ１が設置され、再熱ドレン弁１２９の配管にはドレン水の温度を計測する再熱ドレン水温度センサＴＳ２が設置されている。
【０１４２】
（２）第３実施形態の詳細
以下、この第３実施形態が必要とされる背景等を説明する。ここに言うコールド起動やウォーム起動は、一般的には第一段シェル内面メタル温度（以下「メタル温度」と略記する）に応じて定義付けされる起動モードである。
【０１４３】
一般にコールド起動は、メタル温度が約３００℃以下の温度帯域に定義される起動モードであるが、そのなかでも高圧ロータ１０３ｃにプレウォーミングが行われる典型的なコールド起動は、メタル温度が１５０℃以下となる冷機状態である。そのような長期停止では再熱器１１２も完全な冷機状態で、再熱器１１２内に不凝縮性ガス（空気や窒素ガス）が侵入していると考えられる。従って、第１実施形態では第１プレウォーミング（高圧タービン１０３ａのプレウォーミング）の実施後に、第２プレウォーミング（再熱器１１２と高圧タービン１０３ａのプレウォーミング）が実施される。
【０１４４】
一方、ウォーム起動とは、一般に内面メタル温度がおおむね３００℃を超える帯域（ただし５００℃以上はホット起動）に定義される起動モードである。このウォーム起動においてメタル温度３００℃超の残熱を有する高圧タービン１０３ａに２５０℃の補助蒸気Ａ３を送気するのは、逆に高圧ロータ１０３ｃを冷却するので許容されない。しかしメタル温度が３００℃近傍の状態で、再熱器１１２のプレウォーミングが不要とは限らない。昨今のコンバインドサイクル発電プラントでは定格負荷運転中におけるメタル温度は５５０℃から６００℃の間であるが、プラント停止後およそ３日程度経過する頃にようやくメタル温度は３００℃近傍まで低下する。このような残熱を有する高圧タービン１０３ａに対し、再熱器１１２はこれまで熱容量が大きいと説明してきたが、それでも高圧タービン１０３ａよりその冷却速度は早い。再熱器１１２では、停止状態で３日を経過するうちに再熱器１１２内が冷えて大気圧以下となり、再熱ドレン弁１２８および１２９を通じてブローダウンタンクから空気が侵入することが想定され得る。
【０１４５】
また、これに備えて防錆保管のため窒素の封入がなされるケースも想定される。すなわち、高圧タービン１０３ａと再熱器１１２の冷却速度はそもそも不均衡であり、その乖離が顕在化するウォーム起動では高圧タービン１０３ａの第１プレウォーミングを省略するが、しかし再熱器１１２の第２プレウォーミングは許容するようなプラント起動法が求められる。
【０１４６】
第２プレウォーミングの主な目的の１つとして、再熱器１１２内に残留する不凝縮性ガス（空気や窒素ガス）を補助蒸気Ａ３により排出する（パージする）ことがある。しかし再熱器１１２内のガスが不凝縮性ガスなのか蒸気なのかを的確に判断することは、一般的には難しい（現実は両者が混在するのが実態であるが、その比率が問題）。再熱器１１２が比較的高温の残熱を有し、再熱器１１２内の大部分が蒸気であるのに、第２プレウォーミングを行うのは補助蒸気Ａ３の浪費であるばかりか、却って補助蒸気Ａ３が再熱器１１２を冷却することにもなりかねない。
【０１４７】
そこで第３実施形態は、再熱器１１２内の圧力を判断し、それが大気圧（概ね０．１ＭＰａ）近傍まで低下したときに不凝縮性ガスの侵入の可能性があると判断して第２プレウォーミングを許容する。その閾値として後述する図６ａ〜図６ｃのフローチャートでは、マージンを付与して再熱器１１２内の圧力が０．２ＭＰａ以下のときに第２プレウォーミングを実施する起動例とした。
【０１４８】
しかし再熱器１１２は多数の伝熱管チューブの集合体であり、滞留するドレン水が隔壁として機能する。この集合体をセクション化するような状態では、再熱器１１２全体を代表する圧力計測点の選定は難しい。例えばある伝熱管チューブ内が０．２ＭＰａ以上のときに、他の伝熱管チューブ内では０．１ＭＰａ以下の負圧にあることもある。
【０１４９】
そこで再熱器１１２内の圧力による判断のバックアップとして、再熱ドレン管に滞留するドレン水温度を判断する。図６ａ〜図６ｃのフローチャートでは、ドレン水温度が１３３℃（０．２ＭＰａの飽和温度）以下のときに第２プレウォーミングを実施する起動例である。
【０１５０】
再熱器１１２内の圧力やドレン水温度を計測するために、前述の再熱器内圧力センサＲＰ１や再熱ドレン水温度センサＴＳ２を設置する。そして、再熱器１１２全体を代表する計測点の選定は難しいという観点からは、再熱器内圧力センサＲＰ１や再熱ドレン水温度センサＴＳ２は代表的に記載されているものである。より実用的には、再熱器内圧力センサＲＰ１や再熱ドレン水温度センサＴＳ２とは別の再熱器内圧力センサや再熱ドレン水温度センサを、他の計測箇所にも設置することが考えられる。
【０１５１】
第２プレウォーミングを必要とするのは、ウォーム起動に限らず、例えば２８０℃のメタル温度を有する高温帯でのコールド起動も該当する。以下、説明の便宜上、第３実施形態はメタル温度が３００℃のウォーム起動の起動例として説明する。ウォーム起動はコールド起動に比較して排熱回収ボイラ１０４全体がより残熱を保持しているので、ガスタービン１０２が着火してから主蒸気Ａ２が生成されるまでの時間がコールド起動より早くなる。第３実施形態はこの点についても配慮が必要となる。
【０１５２】
図５は、発電プラント１００ｃにて再熱器１１２のプレウォーミングを実施しているときの状態を示している。図５に示す各弁の開閉状態（黒塗りつぶし、白抜け）の記法は、図１と同様である。再熱器ウォーミング弁１３３は半分黒で半分白で中間開度（後述するように微開）で開弁状態にあり、再熱器１１２に補助蒸気Ａ３が送気されているが、ウォーミング弁１２５は閉弁状態にあり、高圧タービン１０３ａへの補助蒸気Ａ３の流入はない。逆止弁１２３は白抜きの逆止弁状態であり、低温再熱管１２１に送気された補助蒸気Ａ３が高圧タービン１０３ａに逆流することはない。燃料調節弁１０６は黒で全閉状態にあり、これは、本実施形態の再熱器１１２のプレウォーミングがガスタービン１０２も蒸気タービン１０３も停止中であるときに実施されていることを示している。
【０１５３】
（３）第３実施形態のフローチャート
図６ａ〜図６ｃは、第３実施形態の発電プラント１００ｃの動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、発電プラント１００ｃの起動方法を示しており、プラント制御装置１０１ｃ内に収納されるソフトウェアにより実現される。なお、以下の説明中に使用される具体的な数値は、容易な理解のために記載する一例である。
【０１５４】
発電プラント１００ａの起動準備は、最初に蒸気タービン１０３のターニング運転より開始される（ステップＳ４０１）。蒸気タービン１０３はターニング運転により約４ＲＰＭから１０ＲＰＭ程度の極低回転に維持され、この運転状態で次の復水器真空上昇が可能となる。
【０１５５】
復水器１１３の真空上昇が行われると（ステップＳ４０２）、復水器１１３内はほぼ真空状態となる。
【０１５６】
温度センサＴＳ１はロータ１０３ｃの構成要素である第一段シェル内面メタルのメタル温度を計測する（ステップＳ４０３）。プラント制御装置１０１ｃはメタル温度が１５０℃以上か否か判定する（ステップＳ４０６）。メタル温度が１５０℃以上のとき（ステップＳ４０６  ＹＥＳ）、第１プレウォーミングは実施せずにこれを省略（バイパス）してガスタービン１０２の起動準備に入り、同時に再熱器１１２のプレウォーミングを開始する。メタル温度が１５０℃以下のとき（ステップＳ４０６  ＮＯ）は、第１プレウォーミングを実施して、それが終了してから（ステップＳ４０７  ＹＥＳ）、第２プレウォーミングを実施する。
【０１５７】
ＯＲゲート処理（ステップＳ４０８）では、メタル温度が１５０℃以上のとき（ステップＳ４０６  ＹＥＳ）または第１プレウォーミングが終了してウォーミング弁１２５が閉弁したとき（ステップＳ４０７  ＹＥＳ）のいずれかが成立したことを判断すると、Ｓ４０８の出力が成立する。
【０１５８】
第３実施形態は、メタル温度が３００℃の残熱を保持するウォーム起動を行うので、ステップＳ４０６の判定はＹＥＳであり、高圧タービン１０３ａの第１ウォーミングは実施されない。そしてＳ４０８の出力は成立して逆止弁１２３を励磁し（ステップＳ２０６）、排熱回収ボイラ１０４のサービスイン（ステップＳ１０９）を行い、ガスタービン１０２を起動して（ステップＳ１１０）してガスタービン１０２の出力を２０％負荷にする（ステップＳ１１６）。ガスタービン１０２を起動した後のガスタービン１０２と排熱回収ボイラ１０４の起動工程は第１実施形態と同じなので説明は省略する。この一連のガスタービン１０２の起動準備およびガスタービン１０２の起動と同時進行で、以下のように第２プレウォーミングが実施される。
【０１５９】
ＯＲゲート処理（ステップＳ４０８）の出力が成立すると、再熱器１１２内の圧力センサＲＰ１は再熱器１１２内の圧力を計測する（ステップＳ４０９）。プラント制御装置１０１ｃは、再熱器１１２内の圧力が０．２ＭＰａ以下か否か判定して（ステップＳ４１０）、再熱器１１２内の圧力が０．２ＭＰａ以下のとき（ステップＳ４１０  ＹＥＳ）を判断して、この判断結果をＯＲゲート処理（ステップＳ４１３）に入力する。
【０１６０】
再熱ドレン水温度センサＴＳ２は、再熱ドレン弁１２９の配管中に滞留するドレン水の温度を計測する（ステップＳ４１１）。プラント制御装置１０１ｃは、再熱ドレン水温度が１３３℃以下か否か判定して（ステップＳ４１２）、再熱ドレン水温度が１３３℃以下のとき（ステップＳ４１２  ＹＥＳ）を判断して、この判断結果をＯＲゲート処理（ステップＳ４１３）に入力する。
【０１６１】
ＯＲゲート処理（ステップＳ４１３）は、再熱器１１２内の圧力が０．２ＭＰａ以下のとき（ステップＳ４１０  ＹＥＳ）または再熱ドレン水温度が１３３℃以下のとき（ステップＳ４１２  ＹＥＳ）のいずれかが成立したか否かを判断する。これらのいずれかが成立したと判断した場合には、再熱器ウォーミング弁１３３を開弁し（ステップＳ４１４）補助蒸気Ａ３を再熱器１１２に送気して（ステップＳ４１５）、第２プレウォーミングが開始される。これにより、再熱器１１２内に残留する不凝縮性ガスが、補助蒸気Ａ３により再熱ドレン弁１２８および１２９を経由してブローダウンタンクに排水される。
【０１６２】
このとき、第２実施形態では、再熱器ウォーミング弁１３３を開弁して、補助蒸気Ａ３を低温再熱管１２１を経由して再熱器１１２の上流部のみから送気した。これに対し、第３実施形態では、送気配管１３６を設けて、これを高温再熱管１２２に接続したので、補助蒸気Ａ３は低温再熱管１２１と高温再熱管１２２の両方を経由し、再熱器１１２の上下流部より挟み込むようにして送気される。よって、第３実施形態によれば、一層効果的な不凝縮性ガスの排出（パージ）が行われる。
【０１６３】
再熱器ウォーミング弁１３３の開弁（ステップＳ４１４）は、微開から除々に開度を増加させる制御が付与されている。これは、第１実施形態のウォーミング弁１２５や、第２実施形態の再熱器ウォーミング弁１３３と同様である。ただし再熱器ウォーミング弁１３３の開弁を開始する時点では、ガスタービン１０２は未だ停止状態である。そのため、この場合は再熱器ウォーミング弁１３３の開度は微開を保持しながらドレン水の発生を抑制し、ガスタービン１０２の着火（ステップＳ１１２）がなされた後にガスタービン排ガスＡ１が生成されてから再熱器ウォーミング弁１３３の開度を増加させる。このことは後述で補足する。
【０１６４】
このように第２プレウォーミングが行われている最中に、蒸発器１０９では蒸発が顕著となる。そして、ガスタービン１０２の着火から例えば１０分を経過した時点で、高圧タービンバイパス弁１１９は１０％開度にまで開度を増して（ステップＳ４１６  ＹＥＳ）プラント制御装置１０１ｃは再熱器ウォーミング弁１３３を閉弁して（ステップＳ４１７）第２プレウォーミングを終了する。
【０１６５】
ここでプラント起動時間に関連し、ウォーム起動とコールド起動の相違に言及する。コールド起動に係わる第１実施形態では第２プレウォーミングはガスタービン着火後に開始される、すなわち、補助蒸気Ａ３が再熱器１１２に送気されるのはガスタービン排ガスＡ１が生成された後である。これに対して、ウォーム起動に係わる第３実施形態ではガスタービン起動（ステップＳ１１０）が開始される前に第２プレウォーミングが開始され、補助蒸気Ａ３はガスタービン排ガスＡ１がない状態で再熱器１１２に送気される。
【０１６６】
この相違は次の理由による。コールド起動では排熱回収ボイラ１０４は完全に冷却されているので、ガスタービン１０２が着火してから主蒸気Ａ２が充分に生成されるまでに時間を要し、そのため第２プレウォーミングは３０分間を掛けて実施される。一方、ウォーム起動では排熱回収ボイラ１０４がある程度の残熱を保持しているので、ガスタービン１０２が着火してから主蒸気Ａ２が生成されるまでの時間が１０分と短くなる。
【０１６７】
もし仮にガスタービン着火後に本実施形態の第２プレウォーミングを開始した場合、それが継続される時間は１０分という短い時間となり、再熱器１１２を暖機しつつ不凝縮性ガスをパージする時間として不足する。そこで、ウォーム起動が実行され、微温の残熱を有する再熱器１１２では、ドレン水発生がある程度緩和される状況も勘案した上で、ガスタービン起動前から第２プレウォーミングを開始する。そして前述のように再熱器ウォーミング弁１３３の開弁工程（ステップＳ４１４）では、ガスタービン１０２の起動前には再熱器ウォーミング弁１３３は微開状態を保持しながらドレン水の発生を抑制し、ガスタービン着火（ステップＳ１１２）がなされた後に開度増加される。
【０１６８】
プラント制御装置１０１ｃは、ＡＮＤゲート処理（ステップＳ２３１）により、蒸気タービン１０３の通気許可条件が成立したこと（ステップＳ１１８  ＹＥＳ）と、再熱器ウォーミング弁１３３が全閉したこと（ステップＳ４１８  ＹＥＳ）の両方が成立したか否かを判断する。これらの両方が成立したと判断した場合には、蒸気タービン１０３の通気を開始し（ステップＳ２３２）、ＭＣＶ弁１０５とＩＣＶ弁１１８を開弁する。これ以後の起動工程は第１実施形態と同じなので説明は省略する。
【０１６９】
以上、第３実施形態についてはメタル温度が３００℃のウォーム起動の起動例として説明したが、図６ａ〜図６ｃのプラント起動方法を示すフローチャートはメタル温度が１５０℃以下の典型的なコールド起動にも対応できる。メタル温度が１５０℃以下のときはステップＳ４０６の判定はＮＯであり、第１実施形態と同じ第１プレウォーミングが実施される。そして第１プレウォーミングが終了したこと（ステップＳ４０７  ＹＥＳ）を判定すると、ＯＲゲート処理（ステップＳ４０８）の出力が成立して、ガスタービン起動準備と第２プレウォーミングが同時進行で開始される。
【０１７０】
（４）第３実施形態の効果 
第３実施形態では、再熱器ウォーミング弁１３３を設けて、高圧タービン１０３ａと再熱器１１２を別々にプレウォーミングできる系統構成としたので、ウォーム起動時に第１プレウォーミングを省略して、第２プレウォーミングを実施できる。
【０１７１】
（５）第３実施形態の変形例
第３実施形態では、高圧タービン１０３ａが残熱を有するウォーム起動に関し、コールド起動よりプラント起動時間（この場合はガスタービンが着火してから主蒸気Ａ２が生成されるまでの時間）が短く、このためにガスタービン起動前から第２プレウォーミングを開始するという起動例を説明した。しかしプラント起動時間は、排熱回収ボイラ１０４の残熱に基づいて決定されるだけでなく、ガスタービン１０２の出力状態にも大きく依存する。第１実施形態と第３実施形態では、ガスタービン１０２の出力を２０％負荷に上昇させて、２０％負荷を保持しながら蒸気タービン１０３の通気許可条件の成立を待った。この２０％負荷は、蒸気タービン１０３の通気が開始される前に許容される最大出力の一例であり、例えば復水器１１３の冷却水である海水の出入口温度差が７℃を超えない運転が可能な最大出力として与えられるものと説明した。
【０１７２】
しかし例えば多軸型コンバインドサイクル発電プラントでは、１台のガスタービンに対する復水器１１３の容量は大きくなり、上記の温度差が７℃を超えない運転が可能な最大出力は４０％負荷まで許容される場合もある。以下、そのような発電プラントのコールド起動に第１実施形態を適用することで起こる状況を考察する。
【０１７３】
ガスタービン１０２の出力を４０％負荷に上昇させて、４０％負荷を保持しながら蒸気タービン１０３の通気許可条件の成立を待つ場合、排熱回収ボイラ１０４に残熱のないコールド起動であったとしても、プラント起動時間は３０分より短くなる。例えば、ガスタービン１０２が着火してから主蒸気Ａ２が生成されるまでの時間が１０分になるとする。そうすると、第２プレウォーミングを継続できる時間は第３実施形態で説明したように１０分となり、これでは、再熱器１１２を暖機しつつ不凝縮性ガスをパージする時間として不足する。
【０１７４】
そこでコールド起動であっても、このようなケースでは第３実施形態に準拠して第２プレウォーミングをガスタービン起動前から開始するような変形例が必要となる。例えば、第１プレウォーミングが終了したら、そのタイミングで逆止弁１２３を励磁して第２プレウォーミングを開始する。そのとき、ウォーミング弁１２５は一旦微開の開度で開弁し、この微開を保持しながら再熱器１１２のドレン水を抑制し、ガスタービン着火後にウォーミング弁１２５の開度増加を行う。これは第３実施形態の再熱器ウォーミング弁１３３の制御に準拠する制御方法である。
【０１７５】
逆に、上記の温度差が７℃を超えない運転が可能な最大出力が僅か１０％負荷である場合もある。以下、そのような発電プラントのウォーム起動に第３実施形態を適用することで起こる状況を考察する。
【０１７６】
ガスタービン１０２の出力を１０％負荷に上昇させて、１０％負荷を保持しながら蒸気タービン１０３の通気許可条件の成立を待つ場合、排熱回収ボイラ１０４に残熱を有するウォーム起動であったとしても、プラント起動時間は１０分より長くなる。例えば、ガスタービンが着火してから主蒸気Ａ２が生成されるまでの時間が３０分になるとする。そうすると、第２プレウォーミングはガスタービン着火後に３０分継続できるので、再熱器１１２を暖機しつつ不凝縮性ガスをパージする時間として充分である。このようなケースでは、第１実施形態に準拠して第２プレウォーミングはガスタービン着火後に行う変形例が望ましい。
【０１７７】
クラッチ結合Ｃ／Ｃでは、クラッチ１３１が離脱しているときにガスタービン１０２と発電機１１７の先行起動を許容し、そのとき蒸気タービン１０３は停止または極低回転の状態なので、ガスタービン１０２の起動中のプレウォーミングが可能となる。第１実施形態は、このクラッチ結合Ｃ／Ｃの性質を生かしてガスタービン１０２の起動後に第２プレウォーミングを実施するので、プラント起動の早期化を損なうことなく再熱器１１２での多量のドレン水発生や不凝縮性ガスの復水器侵入という問題を解消することができる。また、第２実施形態や第３実施形態では、高圧タービン１０３ａと再熱器１１２を別々にプレウォーミングできる系統構成としたので、リジッド結合Ｃ／Ｃの場合やウォーム起動の場合にも適切に再熱器１１２のプレウォーミングを行うことが可能となる。
【０１７８】
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装置、方法、およびプラントは、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装置、方法、およびプラントの形態に対し、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】
【０１７９】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ：コンバインドサイクル発電プラント、
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ：プラント制御装置、
１０２：ガスタービン、１０３：蒸気タービン、１０３ａ：高圧タービン、
１０３ｂ：中圧／低圧タービン、１０３ｃ：高圧ロータ、１０４：排熱回収ボイラ、
１０５：ＭＣＶ弁（高圧加減弁）、１０６：燃料調節弁、１０７：圧縮機、
１０８：燃焼器、１０９：蒸発器、１１０：ドラム、１１１：過熱器、
１１２：再熱器、１１３：復水器、１１４：循環水ポンプ、１１５：海水、
１１６：燃料、１１７：発電機、１１８：ＩＣＶ弁（インターセプト弁）、
１１９：高圧タービンバイパス調節弁、１２０：中圧タービンバイパス調節弁、
１２１：低温再熱管、１２２：高温再熱管、１２３：逆止弁、１２４：補助ボイラ、
１２５：ウォーミング弁、１２６：高圧タービン排気管、１２７：検出用歯車、
１２８：再熱ドレン弁、１２９：再熱ドレン弁、１３０：ケーシングドレン弁、
１３１：クラッチ、１３２：送気配管、１３３：再熱器ウォーミング弁、
１３４：送気配管、１３５：ＬＰＣＶ弁（低圧加減弁）、１３６：送気配管、
Ａ１：ガスタービン排ガス、Ａ２：主蒸気、Ａ３：補助蒸気、Ａ４：再熱蒸気、
ＴＳ１：第１段内面メタル温度センサ、ＴＳ２：再熱ドレン水温度センサ、
ＳＰ１：ＳＴ回転数検出器、ＧＳ１：ギャップセンサ（クラッチ勘合検出器）、
ＦＤ１：火炎検出器、ＲＰ１：再熱器内圧力センサ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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