(57)【要約】【課題】多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、要求負荷の変動に短時間で対応する。【解決手段】ガスタービンの出力調節のみで多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、ガスタービンの出力調節及び蒸気タービンの出力調節で多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替る（Ｓ１５）。低負荷モードでは、蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気を蒸気タービンに供給し、蒸気タービンに初負荷をかける（Ｓ２１〜２３）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記ガスタービンの出力調節のみで前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、
前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記高負荷モードのときに前記要求負荷が小さくなり、前記低負荷モードに切り替わると、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給する、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項３】
請求項２に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記低負荷モードに切り替わった後、再び前記高負荷モードに切り替わるまでの間中、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給する、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項４】
請求項２に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記低負荷モードに切り替わった後の要求負荷が前記ガスタービンの出力調節のみでは対応しない高負荷の要求負荷になる時点である負荷変更時点が予め把握されている場合、
前記低負荷モードに切り替ってから、前記負荷変更時点より前の時点である蒸気供給停止時点まで、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給し、前記蒸気供給停止時点から前記負荷変更時点まで前記蒸気タービンへの蒸気供給を停止し、前記負荷変更時点から前記高負荷モードへ移行処理し、
前記蒸気供給停止時点は、前記負荷変更時点に至ったときに、前記蒸気タービンの内部温度が前記予め定められた温度以上である時点である、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記ガスタービンを起動してから、前記排熱回収ボイラーからの蒸気が前記蒸気タービンに供給するための条件を満たせば、前記要求負荷の高低に関わらず、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給する、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記多軸コンバインドサイクルプラントは、前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、前記蒸気タービンを介さずに前記排熱回収ボイラーから前記復水器に導く蒸気の流量を調節するバイパス蒸気弁と、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンへ供給される蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、を備えており、
前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記バイパス蒸気弁及び前記主蒸気弁を開けた上で、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とのうちの少なくとも一方の蒸気弁の開度を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、
前記多軸コンバインドサイクルプラントは、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラーへ送られる前記排気ガスの流量を調節する排気ガスダンパーを備えており、
前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記排気ガスダンパーの開度を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法。
【請求項８】
ガスタービンと、
前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、
前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動し、前記ガスタービンのガスタービンロータと機械的に連結されていない蒸気タービンロータを有する蒸気タービンと、
前記ガスタービンの出力及び前記蒸気タービンの出力調節を制御する制御装置と、
前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンに供給される蒸気の流量を調節する蒸気供給調節器と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ガスタービンの出力調節のみで多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、
前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項９】
請求項８に記載の多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記制御装置は、前記高負荷モードのときに前記要求負荷が小さくなり、前記低負荷モードに切り替えると、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項１０】
請求項９に記載の多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えた後、再び前記高負荷モードに切り替えるまでの間中、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項１１】
請求項９に記載の多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えた後の要求負荷が前記ガスタービンの出力調節のみでは対応しない高負荷の要求負荷になる時点である負荷変更時点を予め把握しており、
前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えてから、前記負荷変更時点より前の時点である蒸気供給停止時点まで、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気供給停止時点から前記負荷変更時点まで前記蒸気タービンへの蒸気供給を前記蒸気供給調節器により停止させ、前記負荷変更時点から前記高負荷モードへ移行処理し、
前記蒸気供給停止時点は、前記負荷変更時点に至ったときに、前記蒸気タービンの内部温度が前記予め定められた温度以上である時点である、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか一項に記載の多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、
前記蒸気タービンを介さずに前記排熱回収ボイラーから前記復水器に供給される蒸気の流量を調節するバイパス蒸気弁と、
前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンへ供給される蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、を備え、
前記蒸気供給調節器は、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とを有し、
前記制御装置は、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記バイパス蒸気弁及び前記主蒸気弁を開けた上で、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とのうちの少なくとも一方の蒸気弁の開度を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項１３】
請求項８から１１のいずれか一項に記載の多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、
前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラーへ供給される前記排気ガスの流量を調節する排気ガスダンパーを備え、
前記制御装置は、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記排気ガスダンパーの開度を制御する、
多軸コンバインドサイクルプラント。
【請求項１４】
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンに供給される蒸気の流量を調節する蒸気供給調節器と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラントの制御装置において、
前記ガスタービンの出力調節のみで前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、
前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける、
多軸コンバインドサイクルプラントの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンと、ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、を備え、ガスタービンロータと蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラント、その制御装置、及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンを備えているプラントとしては、この蒸気タービンの他、ガスタービンと、ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させて、この蒸気を蒸気タービンに送る排熱回収ボイラーと、を備えているコンバインドサイクルプラントがある。
【０００３】
コンバインドサイクルプラントには、ガスタービンロータと蒸気タービンロータとが機械的に連結されている一軸コンバインドサイクルプラントと、ガスタービンロータと蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラントとがある。
【０００４】
ところで、蒸気タービンは、起動開始時における蒸気タービンの温度に応じて起動時間が変わる。この起動時間については、例えば、以下の特許文献１に詳細に記載されている。この特許文献１には、例えば、蒸気タービンにおける第一段動翼のメタル温度が常温に近いコールド状態では起動時間が例えば２６０分程度かかり、メタル温度が定常運転時に近いホット状態では起動時間が例えば３５〜７０分程度かかり、メタル温度がコルード状態とホット状態の間の温度であるウォーム状態では起動時間が例えば１００分かかる旨が記載されている。
【０００５】
すなわち、蒸気タービンは、起動開始時における蒸気タービンの内部温度が低ければ低いほど、起動時間が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９７７９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多軸コンバインドサイクルプラントは、ガスタービンロータと蒸気タービンロータとが機械的に連結されていないため、ガスタービンの駆動中、蒸気タービンを停止させておくことができる。このため、多軸コンバインドサイクルプラントでは、コールド状態、ウォーム状態、ホット状態うち、いずれの状態からも蒸気タービンを起動することが考えられる。
【０００８】
このような多軸コンバインドサイクルプラントでは、他の発電プラントと同様、外部からの要求負荷の変動が大きい場合、この要求負荷の変動にできる限り短時間で対応できることが望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、要求負荷の変動に短時間で対応できる多軸コンバインドサイクルプラント、その制御装置、その運転方法を提供することを目的とする。
【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発明に係る一態様としての多軸コンバインドプラントの運転方法は、
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、前記ガスタービンの出力調節のみで前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける。
【００１１】
当該運転方法では、要求負荷に対してガスタービンの出力調節のみで対応する低負荷モードの場合でも、蒸気タービンに待機流量分の蒸気を供給する。このため、当該運転方法では、低負荷モードの際に、ガスタービンの出力調節のみで対応しない高負荷の要求負荷を受け付けたとしても、この時点で、既に、蒸気タービンの内部温度が予め定められた温度以上になっており、且つ蒸気タービンには初負荷がかかっている。よって、当該運転方法では、高負荷の要求負荷を受け付けた時点から、ガスタービンの出力と蒸気タービンの出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になるまでの時間を短くすることができる。
【００１２】
また、前記多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、前記高負荷モードのときに前記要求負荷が小さくなり、前記低負荷モードに切り替わると、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給してもよい。
【００１３】
この場合、前記低負荷モードに切り替わった後、再び前記高負荷モードに切り替わるまでの間中、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給してもよい。
【００１４】
また、この場合、前記低負荷モードに切り替わった後の要求負荷が前記ガスタービンの出力調節のみでは対応しない高負荷の要求負荷になる時点である負荷変更時点が予め把握されている場合、前記低負荷モードに切り替ってから、前記負荷変更時点より前の時点である蒸気供給停止時点まで、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給し、前記蒸気供給停止時点から前記負荷変更時点まで前記蒸気タービンへの蒸気供給を停止し、前記負荷変更時点から前記高負荷モードへ移行処理し、前記蒸気供給停止時点は、前記負荷変更時点に至ったときに、前記蒸気タービンの内部温度が前記予め定められた温度以上である時点であってもよい。
【００１５】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、前記ガスタービンを起動してから、前記排熱回収ボイラーからの蒸気が前記蒸気タービンに供給するための条件を満たせば、前記要求負荷の高低に関わらず、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンへ供給してもよい。
【００１６】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、前記多軸コンバインドサイクルプラントは、前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、前記蒸気タービンを介さずに前記排熱回収ボイラーから前記復水器に導く蒸気の流量を調節するバイパス蒸気弁と、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンへ供給される蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、を備え、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記バイパス蒸気弁及び前記主蒸気弁を開けた上で、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とのうちの少なくとも一方の蒸気弁の開度を制御してもよい。
【００１７】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントの運転方法において、前記多軸コンバインドサイクルプラントは、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラーへ送られる前記排気ガスの流量を調節する排気ガスダンパーを備え、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記ガスダンパーの開度を制御してもよい。
【００１８】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての多軸コンバインドサイクルプラントは、
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動し、前記ガスタービンのガスタービンロータと機械的に連結されていない蒸気タービンロータを有する蒸気タービンと、前記ガスタービンの出力及び前記蒸気タービンの出力調節を制御する制御装置と、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンに供給される蒸気の流量を調節する蒸気供給調節器と、を備え、
前記制御装置は、前記ガスタービンの出力調節のみで前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける。
【００１９】
当該多軸コンバインドサイクルプラントでは、要求負荷に対してガスタービンの出力調節のみで対応する低負荷モードの場合でも、蒸気タービンに待機流量分の蒸気を供給する。このため、当該多軸コンバインドサイクルプラントでは、低負荷モードの際に、ガスタービンの出力調節のみで対応しない高負荷の要求負荷を受け付けたとしても、この時点で、既に、蒸気タービンの内部温度が予め定められた温度以上になっており、且つ蒸気タービンには初負荷がかかっている。よって、当該多軸コンバインドサイクルプラントでは、高負荷の要求負荷を受け付けた時点から、ガスタービンの出力と蒸気タービンの出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になるまでの時間を短くすることができる。
【００２０】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、前記制御装置は、前記高負荷モードのときに前記要求負荷が小さくなり、前記低負荷モードに切り替えると、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御してもよい。
【００２１】
この場合、前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えた後、再び前記高負荷モードに切り替えるまでの間中、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御してもよい。
【００２２】
また、この場合、前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えた後の要求負荷が前記ガスタービンの出力調節のみでは対応しない高負荷の要求負荷になる時点である負荷変更時点を予め把握しており、前記制御装置は、前記低負荷モードに切り替えてから、前記負荷変更時点より前の時点である蒸気供給停止時点まで、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気供給停止時点から前記負荷変更時点まで前記蒸気タービンへの蒸気供給を前記蒸気供給調節器により停止させ、前記負荷変更時点から前記高負荷モードへ移行処理し、前記蒸気供給停止時点は、前記負荷変更時点に至ったときに、前記蒸気タービンの内部温度が前記予め定められた温度以上である時点であってもよい。
【００２３】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、前記蒸気タービンからの蒸気を水に戻す復水器と、前記蒸気タービンを介さずに前記排熱回収ボイラーから前記復水器に供給される蒸気の流量を調節するバイパス蒸気弁と、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンへ供給される蒸気の流量を調節する主蒸気弁と、を備え、前記蒸気供給調節器は、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とを有し、
前記制御装置は、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記バイパス蒸気弁及び前記主蒸気弁を開けた上で、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記バイパス蒸気弁と前記主蒸気弁とのうちの少なくとも一方の蒸気弁の開度を制御してもよい。
【００２４】
また、以上のいずれかの前記多軸コンバインドサイクルプラントにおいて、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラーへ供給される前記排気ガスの流量を調節する排気ガスダンパーを備え、前記制御装置は、前記待機流量の蒸気を前記蒸気タービンに供給する場合、前記待機流量の蒸気が前記蒸気タービンへ供給させるよう、前記排気ガスダンパーの開度を制御してもよい。
【００２５】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての多軸コンバインドサイクルプラントの制御装置は、
ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスで蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラーから前記蒸気タービンに供給される蒸気の流量を調節する蒸気供給調節器と、を備え、前記ガスタービンのガスタービンロータと前記蒸気タービンの蒸気タービンロータとが機械的に連結されていない多軸コンバインドサイクルプラントの制御装置において、
前記ガスタービンの出力調節のみで前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、前記ガスタービンの出力調節及び前記蒸気タービンの出力調節で前記多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとを、要求負荷に応じて切り替え、前記低負荷モードのときでも、前記蒸気タービンが予め定められている初負荷を維持できる待機流量の蒸気が前記蒸気タービンに供給されるよう、前記蒸気供給調節器を制御し、前記蒸気タービンに前記初負荷をかける。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様によれば、要求負荷の変動に短時間で対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る第一実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの系統図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図３】比較例における多軸コンバインドサイクルプラントの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明に係る第一実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの動作を示すタイミングチャート（その２）である。
【図５】本発明に係る第一実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの動作順序を示すフローチャート（その１）である。
【図６】本発明に係る第一実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの動作順序を示すフローチャート（その２）である。
【図７】本発明に係る第一実施形態の変形例における多軸コンバインドサイクルプラントの動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明に係る第一実施形態の変形例における多軸コンバインドサイクルプラントの動作順序を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る第二実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの系統図である。
【図１０】本発明に係る第三実施形態における多軸コンバインドサイクルプラントの系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る多軸コンバインドサイクルプラントの各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２９】
「第一実施形態」
まず、図１〜図６を参照して、本発明に係る多軸コンバインドサイクルプラントの第一実施形態について説明する。
【００３０】
本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電するガスタービン発電機１７と、ガスタービン発電機１７と電力系統１との電気的な接続及び遮断を行うガスタービン遮断器１８と、ガスタービン１０から排気された排気ガスＥＧの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラー２０と、排熱回収ボイラー２０で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン３０と、蒸気タービン３０の駆動で発電する蒸気タービン発電機３７と、蒸気タービン発電機３７と電力系統１との電気的な接続及び遮断を行う蒸気タービン遮断器３８と、蒸気タービン３０を駆動させた蒸気を水に戻す復水器３４と、復水器３４中の水を排熱回収ボイラー２０に戻す給水ポンプ３５と、排熱回収ボイラー２０を通過した排気ガスＥＧを大気に放出する煙突２６と、を備えている。
【００３１】
ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された空気中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１２と、を備えている。タービン１２のタービンロータと圧縮機１１の圧縮機ロータとは、同一の軸線を中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ１３を成している。このガスタービンロータ１３には、ガスタービン発電機１７のロータが接続されている。
【００３２】
燃焼器１４には、外部の燃料供給源からの燃料Ｆをこの燃焼器１４に供給する燃料ライン１５が接続されている。この燃料ライン１５には、燃焼器１４に供給する燃料Ｆの流量を調節する燃料調節弁１６が設けられている。
【００３３】
タービン１２の排気口と煙突２６とは、煙道２５で接続されている。この煙道２５に排熱回収ボイラー２０が設けられている。
【００３４】
蒸気タービンロータ３３は、蒸気タービン発電機３７のロータと連結されている。なお、この蒸気タービンロータ３３は、ガスタービンロータ１３と機械的に連結されていない。このため、ガスタービンロータ１３の回転と蒸気タービンロータ３３の回転とは同期しておらず、ガスタービンロータ１３が回転していても、蒸気タービンロータ３３が回転しているとは限らない。
【００３５】
蒸気タービン３０の蒸気入口と排熱回収ボイラー２０の蒸気出口とは、主蒸気ライン２１で接続されている。この主蒸気ライン２１には、蒸気タービン３０に流入する蒸気の流量を調節する主蒸気弁２２が設けられている。蒸気タービン３０の蒸気出口は復水器３４の蒸気入口に接続されている。この主蒸気ライン２１中で主蒸気弁２２より上流側の位置からは、バイパスライン２３が分岐している。このバイパスライン２３は、復水器３４の蒸気入口に接続されている。このバイパスライン２３には、バイパスライン２３を通る蒸気の流量を調節するバイパス蒸気弁２４が設けられている。復水器３４の復水出口と排熱回収ボイラー２０の水入口とは、給水ライン３６で接続されている。この給水ライン３６には、給水ポンプ３５が設けられている。なお、本実施形態では、主蒸気弁２２とバイパス蒸気弁２４とで蒸気供給調節器を構成している。
【００３６】
本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントは、さらに、上位装置５９からの要求負荷等に応じてガスタービン１０や蒸気タービン３０の動作等を制御する制御装置５０を備えている。この制御装置５０は、ガスタービン１０に供給する燃料Ｆの流量を制御する燃料制御部５２と、蒸気タービン３０に流入する蒸気である主蒸気の流量を制御する主蒸気制御部５３と、バイパスライン２３を流れる蒸気であるバイパス蒸気の流量を制御するバイパス蒸気制御部５４と、ガスタービン遮断器１８を制御するガスタービン遮断器制御部５５と、蒸気タービン遮断器３８を制御する蒸気タービン遮断器制御部５６と、これらの制御部５２〜５６を制御する統合制御部５１と、を有する。
【００３７】
燃料制御部５２は、燃料調節弁１６に対して弁開度を指示し、主蒸気制御部５３は、主蒸気弁２２に対して弁開度を指示し、バイパス蒸気制御部５４は、バイパス蒸気弁２４に対して弁開度を指示する。
【００３８】
統合制御部５１には、ガスタービン１０、蒸気タービン３０、さらに各ライン等に設けられているセンサ等からの信号や、上位装置５９からの要求負荷が入力する。本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントの運転モードとしては、ガスタービン１０の出力調節のみで多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節する低負荷モードと、ガスタービン１０の出力調節及び蒸気タービン３０の出力調節で多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節できる高負荷モードとがある。統合制御部５１は、上位装置５９からの要求負荷の大きさに応じて、低負荷モードで運転するか高負荷モードで運転するかを判断し、各制御部５２〜５６に対してモードに応じた指示を与える。
【００３９】
次に、図２に示すタイミングチャート及び図５に示すフローチャートに従って、本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントの動作について説明する。なお、ここでは、ガスタービン１０及び蒸気タービン３０が共に停止している状態からガスタービン遮断器１８及び蒸気タービン遮断器３８が共に電力系統１に併入され、高負荷モードになるまでの動作について説明する。
【００４０】
制御装置５０は、上位装置５９から要求負荷を受け付けると（ｔ１（図２）、Ｓ１０（図５））、ガスタービン１０を起動させる（ｔ２（図２）、Ｓ１１（図５））。この際、制御装置５０は、図示されていない起動装置に指示を与え、この起動装置によりガスタービンロータ１３を回転させる。この結果、ガスタービン１０の圧縮機１１は、大気中の空気Ａを圧縮し、圧縮した空気Ａを燃焼器１４に供給する。さらに、制御装置５０の燃料制御部５２は、燃料調節弁１６に対して弁開度を指示し、燃料ライン１５からの燃料Ｆを燃焼器１４に供給させる。燃焼器１４では、圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆが燃焼し、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、燃焼器１４からタービン１２内に送られ、ガスタービンロータ１３を回転させる。このガスタービンロータ１３の回転で、ガスタービンロータ１３に連結されているガスタービン発電機１７のロータも回転する。
【００４１】
制御装置５０の統合制御部５１は、燃焼器１４への燃料Ｆの供給量を徐々に増やす旨を燃料制御部５２に指示する。この結果、燃焼器１４への燃料Ｆの供給量が徐々に増え、ガスタービンロータ１３の回転数が次第に高まる。統合制御部５１は、ガスタービンロータ１３の回転数が所定回転数（定格回転数の数十パーセントの回転数）になると、起動装置によるガスタービンロータ１３の回転補助を中止させる。統合制御部５１は、ガスタービンロータ１３の回転数が定格回転数になると（ｔ３（図２）、Ｓ１２（図５））、ガスタービン遮断器制御部５５に対して、併入を指示する。ガスタービン遮断器制御部５５は、この併入の指示を受けると、ガスタービン遮断器１８に対して接続を指示する。この結果、ガスタービン遮断器１８は、閉じて、ガスタービン発電機１７と電力系統１とが電気的に接続され、ガスタービン発電機１７が電力系統１に併入される（ｔ４（図２）、Ｓ１３（図５））。
【００４２】
ガスタービンロータ１３を回転させた燃焼ガスは、排気ガスＥＧとしてガスタービン１０から排気され、排熱回収ボイラー２０を介して、煙突２６から大気に放出される。排熱回収ボイラー２０は、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの熱を用いて水を蒸気にする。排熱回収ボイラー２０で発生した蒸気は、主蒸気ライン２１及びバイパスライン２３を介して復水器３４に供給される。すなわち、この時点で、主蒸気弁２２は全閉であり、バイパス蒸気弁２４は全開である。復水器３４に供給された蒸気は、ここで水に戻され、給水ライン３６を介して排熱回収ボイラー２０に戻される。
【００４３】
統合制御部５１は、排熱回収ボイラー２０で発生した蒸気が蒸気タービン３０に供給するための条件を満たすか否かを判断する（Ｓ１４（図５））。統合制御部５１は、この条件を満たす、つまり蒸気条件が成立したと判断すると、先の要求負荷に対して低負荷モードにするか否かを判断する（Ｓ１５（図５））。つまり、統合制御部５１は、先の要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応するか否かを判断する。
【００４４】
本実施形態では、先の要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合（Ｓ１５でＹＥＳ）でも、蒸気条件が成立すれば、排熱回収ボイラー２０からの蒸気を蒸気タービン３０に供給する。具体的に、統合制御部５１は、蒸気タービン３０が初負荷を維持できる待機流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気制御部５３及びバイパス蒸気制御部５４に指示を与える。バイパス蒸気制御部５４は、バイパス蒸気弁２４を全開のまま維持させ、主蒸気制御部５３は、バイパス蒸気弁２４が全開のときに待機流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に弁開度を指示する（ｔ５（図２）、Ｓ２１（図５））。但し、この弁開度は０でない。よって、この際、バイパス蒸気弁２４及び主蒸気弁２２は、共に開いていることなる。また、主蒸気制御部５３は、主蒸気弁２２に対して、蒸気タービン３０に供給される蒸気の流量が徐々に待機流量に近づくよう、弁開度を指示する。
【００４５】
ここで、初負荷とは、併入時に最初に蒸気タービン３０にかける予め定めた負荷であり、例えば、蒸気タービン３０の定格負荷の５％程度の負荷である。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合でも、主蒸気弁２２を所定の弁開度にし、バイパス蒸気弁２４を全開にして、排熱回収ボイラー２０からの蒸気のうちで待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給する一方で、残りの蒸気をバイパスライン２３を介して復水器３４に供給する。なお、排熱回収ボイラー２０からの蒸気のうちで待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給できれば、バイパス蒸気弁２４を全開する必要はない。例えば、バイパス蒸気弁２４を所定の弁開度（０ではない）にし、主蒸気弁２２を全開にしてもよいし、バイパス蒸気弁２４及び主蒸気弁２２のそれぞれを所定の弁開度（０ではない）にしてもよい。
【００４７】
蒸気タービン３０に供給される蒸気の流量が徐々に増えて、蒸気タービンロータ３３の回転数が定格回転数になると（ｔ６（図２）、Ｓ２２（図５））、統合制御部５１は、蒸気タービン遮断器制御部５６に対して、併入の指示を与える。蒸気タービン遮断器制御部５６は、この併入の指示を受けると、蒸気タービン遮断器３８に対して接続を指示する。この結果、蒸気タービン遮断器３８は、閉じて、蒸気タービン発電機３７と電力系統１とが電気的に接続され、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入される（ｔ７（図２）、Ｓ２３（図５））。そして、蒸気タービン３０に供給される蒸気流量が待機流量になると、蒸気タービン３０の負荷は、初負荷になる。以上で、蒸気タービン３０の起動から低負荷モードへの移行が完了する。
【００４８】
この低負荷モードが維持されていると、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が例えば５００〜５３０℃程度になる。この温度は、蒸気タービン３０がホット状態であるか否かを判断するしきい値（例えば、３００℃）以上であり、本実施形態では、低負荷モードでも蒸気タービン３０はホット状態を維持することになる。なお、本実施形態の蒸気タービン３０では、定格出力相当の蒸気が供給され続けているとき、第一段動翼の温度は例えば５５０℃になる。さらに、本実施形態では、低負荷モードでも、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入されており、蒸気タービンロータ３３が定格回転数で回転する。
【００４９】
統合制御部５１は、上位装置５９から新たに要求負荷を受け付けると（ｔ８（図２）、Ｓ２４（図５））、この要求付加に対して低負荷モードで対応するか否かを判断する（Ｓ２５（図５））。統合制御部５１は、低負荷モードで対応すると判断すると（Ｓ２５でＹＥＳ）、待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給する低負荷モードを維持する。この際、統合制御部５１は、ガスタービン１０の出力のみを調節して、要求負荷の変動に対応する。ガスタービン１０の出力調節は、例えば、燃料調節弁１６の弁開度の調節等で対応する。
【００５０】
また、統合制御部５１は、新たに受け付けた要求負荷に対して、低負荷モードで対応しないと判断すると（Ｓ２５でＮＯ）、高負荷モードに移行する。つまり、統合制御部５１は、多軸コンバインドサイクルプラントの運転モードを低負荷モードから高負荷モードに切り替える。具体的に、統合制御部５１は、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全閉にさせると共に、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を所定の弁開度にさせる（ｔ９（図２）、Ｓ２６）。この際、主蒸気制御部５３は、要求負荷のうちで増加分について蒸気タービン３０の出力で補うために必要な流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に対して弁開度を指示する。この結果、蒸気タービン３０へ供給される蒸気の流量は徐々に増加し、これに伴って蒸気タービン３０の出力も徐々に高まる。そして、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になると（ｔ１０（図２））、主蒸気弁２２の弁開度がほぼ一定になり、蒸気タービン３０の出力もほぼ一定になる。以上で、低負荷モードから高負荷モードへの移行が完了する。
【００５１】
以降、高負荷モードにおいて、統合制御部５１は、新たな要求負荷を受け付けるたびに、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とのうち、一方又は両方を調節して、多軸コンバインドサイクルプラントの出力を調節して、要求負荷に対応する。
【００５２】
また、前述のステップ１５において、統合制御部５１は、先の要求負荷が低負荷モードで対応しないと判断すると（Ｓ１５でＮＯ）、低負荷モードを経ずに高負荷モードに移行する。この場合も、統合制御部５１は、先に説明した高負荷モードへの移行時と同様、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全閉にさせると共に、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を所定の弁開度にさせる（Ｓ１６（図５））。この際、主蒸気制御部５３は、要求負荷のうちで蒸気タービン３０の出力で補うために必要な流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に対して弁開度を指示する。続いて、統合制御部５１は、蒸気タービンロータ３３の回転数が定格回転数になると（Ｓ１７（図５））、蒸気タービン遮断器制御部５６に対して、併入を指示する。この結果、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入される（Ｓ１８（図５））。
【００５３】
蒸気タービン発電機３７の併入後も、蒸気タービン３０へ供給される蒸気の流量は徐々に増加し、これに伴って蒸気タービン３０の出力も徐々に高まる。そして、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になると、前述したように、主蒸気弁２２の弁開度がほぼ一定になり、蒸気タービン３０の出力もほぼ一定になる。以上で、蒸気タービン３０の起動から低負荷モードへの移行が完了する。
【００５４】
ここで、比較例について、図３に示すタイムチャートを用いて説明する。
【００５５】
この比較例では、最初に受け付けた要求負荷（ｔ１）に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合、排熱回収ボイラー２０で発生した蒸気が蒸気タービン３０に供給するための条件を満たしても（ｔ５ａ）、蒸気を蒸気タービン３０に供給しない。つまり、この比較例では、蒸気条件が成立しても、主蒸気弁２２の全閉が維持されると共に、バイパス蒸気弁２４の全開が維持される。
【００５６】
その後、新たな要求負荷を受け付け（ｔ６ａ）、ガスタービン１０の出力調節のみでこの要求負荷に対応しない場合、バイパス蒸気弁２４が全閉になり、主蒸気弁２２が所定の弁開度になって、要求負荷のうちで増加分を蒸気タービン３０の出力で補える流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給され始める（ｔ７ａ）。この結果、蒸気タービンロータ３３の回転数が次第に高まり、この回転数が定格回転数になると（ｔ８ａ）、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入される（ｔ９ａ）。蒸気タービン発電機３７の併入後も、蒸気タービン３０へ供給される蒸気の流量は徐々に増加し、これに伴って蒸気タービン３０の出力も徐々に高まる。そして、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になると（ｔ１０ａ）、主蒸気弁２２の弁開度がほぼ一定になり、蒸気タービン３０の出力もほぼ一定になる。
【００５７】
この比較例では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた時点（ｔ６ａ）で、主蒸気弁２２を開けている。このため、この比較例では、この要求負荷を受け付けた時点（ｔ６ａ）から、蒸気タービン３０へ蒸気が供給され始め、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が次第に高まると共に、蒸気タービンロータ３３の回転数が次第に高まる。その後、第一段動翼の温度が前述のしきい値（例えば、３００℃）以上になり、且つ蒸気タービンロータ３３が定格回転数になると（ｔ８ａ）、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入される（ｔ９ａ）。よって、この比較例では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた時点（ｔ６ａ）から、蒸気タービン３０の出力が高まって、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になる（ｔ９ａ）までの時間Ｔ２が長くなる。
【００５８】
一方、本実施形態では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた時点（ｔ８（図２））で、既に、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が前述のしきい値（例えば、３００℃）以上の５００℃以上である。しかも、蒸気タービンロータ３３の回転数が定格回転数になっている上に、蒸気タービン発電機３７が既に電力系統１に併入されている。よって、本実施形態では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた時点（ｔ８（図２））から、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になる（ｔ１０（図２））までの時間Ｔ１を比較例よりも遥かに短くすることができる。
【００５９】
次に、図４に示すタイミングチャート及び図６に示すフローチャートに従って、本実施形態の高負荷モードになった以降における多軸コンバインドサイクルプラントの動作について説明する。
【００６０】
高負荷モードでは、前述したように、バイパス蒸気弁２４が全閉で、主蒸気弁２２が蒸気タービン３０に求められる出力に応じた所定の弁開度になっている。統合制御部５１は、上位装置５９から要求負荷を受け付けると（ｔ２０（図４）、Ｓ３０（図６））、この要求負荷に対して低負荷モードで対応するか否かを判断する（Ｓ３１（図６））。統合制御部５１は、低負荷モードで対応しないと判断すると（Ｓ３１でＮＯ）、高負荷モードを維持する。
【００６１】
また、統合制御部５１は、ステップ３０（ｔ２０（図４））で受け付けた要求負荷に対して、低負荷モードで対応すると判断すると（Ｓ３１でＹＥＳ）、低負荷モードに移行する。つまり、統合制御部５１は、多軸コンバインドサイクルプラントの運転モードを高負荷モードから低負荷モードに切り替える。具体的に、統合制御部５１は、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全開にさせると共に、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を所定の弁開度にさせる（ｔ２１（図４）、Ｓ３２（図６））。この際、主蒸気制御部５３は、バイパス蒸気弁２４が全開のときに待機流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に弁開度を指示する。
【００６２】
すなわち、本実施形態では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合でも、主蒸気弁２２を所定の弁開度にし、バイパス蒸気弁２４を全開にして、排熱回収ボイラー２０からの蒸気のうちで待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給する一方で、残りの蒸気をバイパスライン２３を介して復水器３４に供給する。
【００６３】
蒸気タービン３０に供給される蒸気の流量が次第に減少して待機流量になると、蒸気タービン３０の負荷は、初負荷になる（ｔ２２（図４））。以上で、高負荷モードから低負荷モードへの移行が完了する。
【００６４】
統合制御部５１は、低負荷モードへ移行後、上位装置５９から要求負荷を受け付けると（ｔ２３（図４）、Ｓ３３（図６））、この要求負荷に対して低負荷モードで対応するか否かを判断する（Ｓ３４（図６））。統合制御部５１は、低負荷モードで対応すると判断すると（Ｓ３４でＹＥＳ）、待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給する低負荷モードを維持する。この際、統合制御部５１は、ガスタービン１０の出力のみを調節して、要求負荷の変動に対応する。
【００６５】
また、統合制御部５１は、ステップ３３（ｔ２３（図４））で受け付けた要求負荷に対して、低負荷モードで対応しないと判断すると（Ｓ３４でＮＯ）、高負荷モードに移行する。具体的に、統合制御部５１は、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全開にさせると共に、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を所定の弁開度にさせる（ｔ２４（図４）、Ｓ３５（図６））。この際、主蒸気制御部５３は、要求負荷のうちで増加分について蒸気タービン３０の出力で補うために必要な流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に対して弁開度を指示する。この結果、蒸気タービン３０へ供給される蒸気の流量は徐々に増加し、これに伴って蒸気タービン３０の出力も徐々に高まる。そして、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になると（ｔ２５（図４））、主蒸気弁２２の弁開度がほぼ一定になり、蒸気タービン３０の出力もほぼ一定になる。以上で、低負荷モードから高負荷モードへの移行が完了する。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合でも、蒸気タービン３０に待機流量分の蒸気を供給し、蒸気タービン発電機３７を電力系統１に併入しておく。このため、本実施形態では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けたとしても、この時点（ｔ２３（図４））で、既に、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が前述のしきい値（例えば、３００℃）以上の５００℃以上である。しかも、蒸気タービンロータ３３の回転数が定格回転数になっている上に、蒸気タービン発電機３７が既に電力系統１に併入されている。よって、本実施形態では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた時点（ｔ２３（図２））から、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になる（ｔ２５（図４））までの時間Ｔ１を短くすることができる。
【００６７】
以上、本実施形態では、ガスタービン１０の出力調節のみで対応している際に、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた場合、この要求負荷を受け付けてから、多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷に対応する出力になるまでの時間を短くすることができる。
【００６８】
「第一実施形態の変形例」
次に、図７に示すタイミングチャート及び図８に示すフローチャートに従って、以上で説明した第一実施形態の変形例について説明する。
【００６９】
以上で説明した第一実施形態では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する期間中、蒸気タービン３０に待機流量分の蒸気を供給する。本変形例では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する期間、蒸気タービン３０に待機流量分の蒸気を供給するものの、この期間の一部で蒸気タービン３０に待機流量分の蒸気を供給しない。
【００７０】
本変形例は、ガスタービン１０及び蒸気タービン３０が共に停止している状態からガスタービン発電機１７及び蒸気タービン発電機３７が共に電力系統１に併入されるまで、つまり高負荷モードになるまでの動作が第一実施形態と同様である。そこで、以下では、高負荷モードになった以降における多軸コンバインドサイクルプラント動作について説明する。
【００７１】
本変形例でも、統合制御部５１は、高負荷モードの際に、上位装置５９から要求負荷を受け付けると（ｔ２０（図７）、Ｓ４０（図８））、この要求負荷に対して低負荷モードで対応するか否かを判断する（Ｓ４１（図８））。統合制御部５１は、低負荷モードで対応しないと判断すると（Ｓ４１でＮＯ）、高負荷モードを維持する。また、統合制御部５１は、この要求負荷に対して、低負荷モードで対応すると判断すると（Ｓ４１でＹＥＳ）、第一実施形態と同様に、低負荷モードに移行する。この結果、バイパス蒸気弁２４が全開になると共に、主蒸気弁２２が待機蒸気相当の弁開度になる（ｔ３１（図７）、Ｓ４２（図８））。
【００７２】
蒸気タービン３０に供給される蒸気の流量が次第に減少して待機流量になると、蒸気タービン３０の負荷は、初負荷になる（ｔ３２（図７））。以上で、高負荷モードから低負荷モードへの移行が完了する。
【００７３】
ここで、本変形例では、低負荷モードに切り替わった後の要求負荷がガスタービン１０の出力調節のみでは対応しない高負荷の要求負荷になる時点（負荷変更時点（t３４））が予め把握されている。例えば、要求負荷の変更が計画的な場合は、これに該当する。
【００７４】
本変形例では、低負荷モードに切り替ってから（ｔ３２）負荷変更時点（ｔ３４）前の蒸気供給停止時点（ｔ３３）まで、待機流量分の蒸気を蒸気タービン３０に供給し、蒸気供給停止時点（ｔ３３）から負荷変更時点（ｔ３４）まで蒸気タービン３０への蒸気供給を停止する。そして、本変形例では、負荷変更時点（ｔ３４）から高負荷モードへ移行処理する。
【００７５】
蒸気供給停止時点（ｔ３３）で、蒸気タービン３０への蒸気供給を停止すると、その後、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度は、例えば、５００℃から徐々に低下する。仮に、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が前述のしきい値（例えば、３００℃）よりも低くなる前に、高負荷モードに移行処理すれば、蒸気タービン３０がホット状態であるため、高負荷の要求負荷を受け付ける時点（ｔ３４）から蒸気タービン３０が定格回転数に至るまでの時間Ｔ４を短くすることができる。そこで、本変形例では、待機流量分の蒸気供給を停止してから（ｔ３３）、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が予め定められた温度（例えば、３００℃）になるまでの時間Ｔ３を予め把握しておき、予定の負荷変更時点（ｔ３４）から時間Ｔ３分遡った時点を蒸気供給停止時点ｔ３３とする。
【００７６】
本変形例では、低負荷モードに切り替わると（ｔ３２（図７））、統合制御部５１が高負荷モードで対応する要求負荷の受付予定時点（ｔ３４（図７））の所定時間（Ｔ３）前であるか否かを判断する。つまり、統合制御部５１は、高負荷の要求負荷になる時点（ｔ３４）から所定時間Ｔ３前の蒸気供給停止時点（ｔ３３（図７））になったか否かを判断する（Ｓ４３（図８））。統合制御部５１は、蒸気供給停止時点（ｔ３３（図７））になったと判断すると（Ｓ４３でＹＥＳ）、電力系統１に対する蒸気タービン発電機３７の併入を解除すると共に、前述したように、蒸気タービン３０への蒸気供給を停止させる。つまり、統合制御部５１は、蒸気タービン遮断器制御部５６に対して併入解除を指示すると共に、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全開にさせ、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を全閉にさせる（ｔ３３（図７）、Ｓ４４（図８））。
【００７７】
その後、統合制御部５１は、高負荷の要求負荷を受け付けると（ｔ３４（図７）、Ｓ４５（図８））、バイパス蒸気制御部５４によりバイパス蒸気弁２４を全閉にさせると共に、主蒸気制御部５３により主蒸気弁２２を所定の弁開度にさせる（ｔ３５（図７）、Ｓ４６（図８））。この際、主蒸気制御部５３は、要求負荷のうちで増加分について蒸気タービン３０の出力で補うために必要な流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、主蒸気弁２２に対して弁開度を指示する。さらに、統合制御部５１は、蒸気タービンロータ３３の回転数が定格回転数になると（ｔ３６（図７）、Ｓ４７（図８））、蒸気タービン遮断器制御部５６に対して、併入の指示を与える。蒸気タービン遮断器制御部５６は、この併入の指示を受けると、蒸気タービン遮断器３８に対して接続を指示する。この結果、蒸気タービン遮断器３８は、閉じて、蒸気タービン発電機３７と電力系統１とが電気的に接続され、蒸気タービン発電機３７が電力系統１に併入される（ｔ３７（図７）、Ｓ４８（図８））。蒸気タービン発電機３７の併入後も、蒸気タービン３０へ供給される蒸気の流量は徐々に増加し、これに伴って蒸気タービン３０の出力も徐々に高まる。そして、ガスタービン１０の出力と蒸気タービン３０の出力とを合わせた多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になると（ｔ３８）、主蒸気弁２２の弁開度がほぼ一定になり、蒸気タービン３０の出力もほぼ一定になる。
【００７８】
以上のように、本変形例では、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する場合でも、蒸気タービン３０に待機流量分の蒸気を一時的ではあるが供給する。このため、本変形例でも、その後、ガスタービン１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けたとしても、この時点で、既に、蒸気タービン３０の第一段動翼の温度が予め定められた温度以上で、蒸気タービン３０はホット状態である。よって、本変形例では、前述したように、高負荷の要求負荷を受け付けた時点ｔ３４から蒸気タービン３０が定格回転数に至る（ｔ３６）までの時間Ｔ４が短くなり、結果として、高負荷の要求負荷を受けた時点ｔ３４から多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷になる（ｔ３８）までの時間Ｔ５を短くすることができる。
【００７９】
「第二実施形態」
次に、図９を参照して、本発明に係る多軸コンバインドサイクルプラントの第二実施形態について説明する。
【００８０】
本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントは、二基のガスタービン１０，１０と、一基の蒸気タービン３０と、を備えている２ｏｎ１タイプの多軸コンバインドサイクルプラントである。
【００８１】
本実施形態では、二基のガスタービン１０,１０毎に、ガスタービン発電機１７、ガスタービン遮断器１８、排熱回収ボイラー２０、及び煙突２６が設けられている。
【００８２】
二基の排熱回収ボイラー２０,２０の蒸気出口は、いずれも、主蒸気ライン２１により、一基の蒸気タービン３０の蒸気入口に接続されている。各主蒸気ライン２１には、主蒸気弁２２が設けられている。この蒸気タービン３０の蒸気出口は、第一実施形態と同様、復水器３４の蒸気入口に接続されている。各主蒸気ライン２１中で主蒸気弁２２より上流側の位置からは、バイパスライン２３が分岐している。各バイパスライン２３は、いずれも、復水器３４の蒸気入口に接続されている。各バイパスライン２３には、バイパス蒸気弁２４が設けられている。復水器３４の復水出口には、主給水ライン３６ｍが接続されている。この主給水ライン３６ｍには、給水ポンプ３５が設けられている。主給水ライン３６ｍは、給水ポンプ３５よりも下流側の位置で二つに分岐し、一方が第一給水ライン３６ａを成し、他方が第二給水ライン３６ｂを成す。第一給水ライン３６ａは、二基の排熱回収ボイラー２０，２０のうちの一方の排熱回収ボイラー２０の水入口に接続され、第二給水ライン３６ｂは、他方の排熱回収ボイラー２０の水入口に接続されている。
【００８３】
蒸気タービン３０には、第一実施形態と同様、蒸気タービン３０の駆動で発電する蒸気タービン発電機３７が接続されている。この蒸気タービン発電機３７には、電力系統１との電気的な接続及び遮断を行う蒸気タービン遮断器３８が接続されている。２基のガスタービン１０，１０の各ガスタービンロータ１３，１３相互は、機械的に連結されていない。さらに、２基のガスタービン１０，１０の各ガスタービンロータ１３，１３と蒸気タービンロータ３３とも、機械的に連結されていない。
【００８４】
本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントも、上位装置５９からの要求負荷等に応じてガスタービン１０や蒸気タービン３０の動作等を制御する制御装置５０ａを備えている。この制御装置５０ａも、図１に示す第一実施形態の制御装置５０と同様、燃料制御部５２、主蒸気制御部５３、バイパス蒸気制御部５４、ガスタービン遮断器制御部５５、蒸気タービン遮断器制御部５６、及び統合制御部５１を有する。但し、本実施形態の制御装置５０ａでは、燃料制御部５２、主蒸気制御部５３、バイパス蒸気制御部５４、及びガスタービン遮断器制御部５５がいずれもガスタービン１０毎に設けられている。
【００８５】
本実施形態の２ｏｎ１タイプの多軸コンバインドサイクルプラントも、基本的に、第一実施形態、又はその変形例の多軸コンバインドサイクルプラントと同様に、運転される。よって、本実施形態でも、二基のガスタービン１０，１０の出力調節のみで対応している際に、二基のガスタービン１０，１０の出力調節のみで対応しない要求負荷を受け付けた場合、この要求負荷を受け付けてから、多軸コンバインドサイクルプラントの出力が要求負荷に対応する出力になるまでの時間を短くすることができる。
【００８６】
なお、二基のガスタービンと一基の蒸気タービンとを備えている２ｏｎ１タイプの多軸コンバインドサイクルプラントのみならず、三基のガスタービンと一基の蒸気タービンとを備えている３ｏｎ１タイプの多軸コンバインドサイクルプラントや、４ｏｎ１タイプの多軸コンバインドサイクルプラントに対しても、第一実施形態又はその変形例の多軸コンバインドサイクルプラントと同様に運転してもよい。
【００８７】
「第三実施形態」
次に、図１０を参照して、本発明に係る多軸コンバインドサイクルプラントの第三実施形態について説明する。
【００８８】
本実施形態の多軸コンバインドサイクルプラントも、第一実施形態と同様、ガスタービン１０と、排熱回収ボイラー２０と、蒸気タービン３０とを備えている。本実施形態において、ガスタービン１０及びガスタービン発電機１７周り、蒸気タービン３０及び蒸気タービン発電機３７周り、復水器３４周りも、第一実施形態と同様である。さらに、本実施形態でも、ガスタービン１０におけるタービン１２の排気口と煙突２６とは、煙道２５で接続され、この煙道２５に排熱回収ボイラー２０が設けられている。但し、本実施形態では、この煙道２５中で、排熱回収ボイラー２０より上流側の位置からは、副煙道２８が分岐している。この副煙道２８には副煙突２９が接続されている。煙道２５における副煙道２８の分岐部分には、煙道２５を通って排熱回収ボイラー２０に流れる排気ガスの流量を調節する一方で、不要な排気ガスを副煙道２８側に流す排気ガスダンパー２７が設けられている。また、本実施形態では、給水ポンプ３５の下流側に、給水ライン３６を流れる水の流量を調節する給水弁３９が設けられている。なお、本実施形態では、排気ガスダンパー２７と給水弁３９とで蒸気供給調節器を構成している。
【００８９】
本実施形態では、排気ガスダンパー２７の開度および給水弁３９の開度を調節することで、低負荷モード時に蒸気タービン３０に供給する蒸気の待機流量を制御する。このため、本実施形態の制御装置５０ｂは、燃料制御部５２、主蒸気制御部５３、バイパス蒸気制御部５４、ガスタービン遮断器制御部５５、蒸気タービン遮断器制御部５６、及び統合制御部５１の他、排気ガスダンパー２７の開度を制御する排気ガス制御部５７と、給水弁３９の開度を制御する給水制御部５８と、を有している。
【００９０】
本実施形態は、ガスタービン１０及び蒸気タービン３０が共に停止している状態からガスタービン発電機１７が電力系統１に併入されるまでの動作が第一実施形態と同様である。本実施形態でも、ガスタービン発電機１７が電力系統１に併入されるまで、主蒸気弁２２は全閉で、バイパス蒸気弁２４は全開である。また、本実施形態では、給水弁３９は全開である。さらに、本実施形態では、排気ガスダンパー２７は全開で、ガスタービン１０からの排気ガスの全てが排熱回収ボイラー２０に流れる状態である。このため、ガスタービン１０が起動すると、このガスタービン１０からの排気ガスの全てが排熱回収ボイラー２０に供給され、この排熱回収ボイラー２０で蒸気が発生する。排熱回収ボイラー２０で発生した蒸気は、主蒸気ライン２１及びバイパスライン２３を経て、復水器３４に送られて、そこで水に戻る。この水は、給水ライン３６を介して、排熱回収ボイラー２０に戻る。
【００９１】
本実施形態では、ガスタービン発電機１７が電力系統１に併入され、蒸気条件が成立すると、主蒸気制御部５３からの指示で主蒸気弁２２が全開になる一方で、バイパス蒸気制御部５４からの指示でバイパス蒸気弁２４が全閉になる。さらに、本実施形態では、排気ガス制御部５７により排気ガスダンパー２７の開度が調節されると共に、給水制御部５８により給水弁３９の開度が調節される。排気ガスダンパー２７の開度調節及び給水弁３９の開度調節により、主蒸気ライン２１を流れる蒸気が前述の蒸気条件を満たしつつも、蒸気系及び給水系を循環する流体（蒸気、水）の循環量が待機流量になる。
【００９２】
よって、本実施形態でも、第一実施形態と同様、要求負荷に対してガスタービン１０の出力調節のみで対応する低負荷モードの場合でも、蒸気条件が成立すれば、待機流量の蒸気を蒸気タービン３０に供給する。
【００９３】
本実施形態で、低負荷モードから高負荷モードへ移行する場合、排気ガスダンパー２７及び給水弁３９は全開になる。また、主蒸気弁２２は、要求負荷のうちで増加分について蒸気タービン３０の出力で補うために必要な流量の蒸気が蒸気タービン３０に供給されるよう、弁開度が設定される。
【符号の説明】
【００９４】
１：電力系統、１０：ガスタービン、１１：圧縮機、１２：タービン、１３：ガスタービンロータ、１４：燃焼器、１５：燃料ライン、１６：燃料調節弁、１７：ガスタービン発電機、１８：ガスタービン遮断器、２０：排熱回収ボイラー、２１：主蒸気ライン、２２：主蒸気弁、２３：バイパスライン、２４：バイパス蒸気弁、２５：煙道、２６：煙突、２７：排気ガスダンパー、２８：副煙道、２９：副煙突、３０：蒸気タービン、３３：蒸気タービンロータ、３４：復水器、３５：給水ポンプ、３９：給水弁、５０，５０ａ，５０ｂ：制御装置、５１：統合制御部、５２：燃料制御部、５３：主蒸気制御部、５４：バイパス蒸気制御部、５５：ガスタービン遮断器制御部、５６：蒸気タービン遮断器制御部、５７：排気ガス制御部、５８：給水制御部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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