(57)【要約】【課題】一軸コンバイドサイクル発電プラントは発電機が大容量化し、発電機１台をタンデム接続した場合には、大型化して陸上での発電機輸送が不可となる。【解決手段】一つの軸にガスタービン１、蒸気タービン２、発電機３が順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、２台の発電機３ａ、３ｂをタンデムに接続すると共に、２台の発電機のうち１台の発電機をサイリスタ起動装置１７によりモータ化して駆動し、タービンを起動することで、発電機の小型化を図る。【選択図】図１
2015119520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸にガスタービン、蒸気タービン、発電機がこの順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、前記２台の発電機のうち少なくとも１台の発電機をサイリスタ起動装置によりモータ化して駆動し、前記ガスタービンを起動するようにした発電プラント。
【請求項２】
前記サイリスタ起動装置を２台設け、前記２台のサイリスタ起動装置により前記２台の発電機をそれぞれモータ化して駆動するようにした請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
前記サイリスタ起動装置と前記発電機の間に断路器を設けた請求項１または請求項２に記載の発電プラント。
【請求項４】
前記２台の発電機はクラッチを介して接続され、前記クラッチにより前記２台の発電機の接続を切り離して駆動するようにした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電プラント。
【請求項５】
一つの軸にガスタービン、発電機、蒸気タービンがこの順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、前記２台の発電機のうち少なくとも１台の発電機をサイリスタ起動装置によりモータ化して駆動し、前記ガスタービンを起動するようにした発電プラント。
【請求項６】
前記サイリスタ起動装置を２台設け、前記２台のサイリスタ起動装置により前記２台の発電機をそれぞれモータ化して駆動するようにした請求項５に記載の発電プラント。
【請求項７】
前記サイリスタ起動装置と前記発電機の間に断路器を設けた請求項５または請求項６に記載の発電プラント。
【請求項８】
前記２台の発電機はクラッチを介して接続され、前記クラッチにより前記２台の発電機の接続を切り離して駆動するようにした請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の発電プラント。
【請求項９】
前記発電機と前記蒸気タービンはクラッチを介して接続され、前記クラッチにより前記蒸気タービンの接続を切り離して駆動するようにした請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の発電プラント。
【請求項１０】
一つの軸にガスタービン、蒸気タービン、発電機がこの順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、前記発電機のうち１台の発電機にトルクコンバータを介して電動機を接続し、前記電動機により前記ガスタービンを起動するようにした発電プラント。
【請求項１１】
前記２台の発電機はクラッチを介して接続され、前記クラッチにより前記２台の発電機の接続を切り離して駆動するようにした請求項１０に記載の発電プラント。
【請求項１２】
前記２つの発電機の容量が異なるようにした請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一軸コンバインドサイクル型の発電プラントに関するもので、特に発電機２台をタンデムに接続した発電プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所においては、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル型の発電プラントが使用されている。
このコンバインドサイクル型の発電は、最初に圧縮空気の中で燃料を燃やしてガスを発生させ、その圧力でガスタービンを回して発電する。ガスタービンを回し終えた排ガスは、まだ十分な余熱があるため、この余熱を使って水を沸騰させ、蒸気タービンによる発電を行うようになっている。
【０００３】
コンバインドサイクル型の発電は、その機械的構造により大きく二つに分けられる。一つは、ガスタービンの軸と蒸気タービンの軸を一直線に並べ、この軸で発電機を回す構造であり、これを「一軸型」という。もう一つは、ガスタービン＋発電機を一つのユニットとして、これを複数台並べて、排熱回収ボイラで作った蒸気を１か所に集め、これで蒸気タービンを回して発電するタイプで、ガスタービンと蒸気タービンが別々の軸を有することから「多軸型」と呼ばれている。
【０００４】
一軸型は一般的に複数軸により発電設備が構成されるため、各軸を独立で運用可能であり、軸単位で停止し他の軸を定格負荷で運転することで、プラント全体の部分負荷効率を高く保つことができる。
このようなコンバインドサイクル型の発電プラントは、同じ量の燃料で通常の火力発電より多くの電力を作ることができ、同じ量の電気を作るのにＣＯ２の排出量が少ないことから、地球温暖化防止の観点で積極的な開発が進められている。
【０００５】
一軸上に高、中、低圧の１組のタービンを配置して発電機を駆動するタンデムコンパウンド形発電設備において、超電導発電機と常電導発電機をタンデムに接続して、常電導発電機のみに自動電圧調整装置（ＡＶＲ）を接続して電圧制御するようにしたもの（特許文献１参照）、また２台の超電導発電機をタンデムに接続して、一方の発電機を変動負荷用に、他方の発電機を基礎負荷用に分割構成したもの（特許文献２参照）が知られている。
【０００６】
さらに発電機と機械的に接続されたガスタービンを起動するためには、発電機を電動機として回転させるため、静止形周波数変換装置（ＳＦＣ＝Static Frequency Converter）と呼ばれるサイリスタ起動装置により、可変電圧可変周波数の電力を発電機に供給する。このサイリスタ起動装置による起動は、ガスタービンが自らの燃焼エネルギーで自立して回転できるようになるまで行われ、その後起動装置は発電機から分離される（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−５７３９号公報
【特許文献２】特開平４−１２５０５６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の大容量（６００ＭＶＡ以上）の一軸コンバインドサイクル発電プラントは、海岸部あるいは大河川部に建設されていたので、船での輸送が可能であり輸送制限の問題は生じていなかった。しかしながら昨今のガスタービンの大型化から一軸コンバイドサイクル発電プラントは更なる大型化が進み、発電機も大容量化し、内陸部に建設する火力発電プラントの場合で発電機１台をタンデム接続した場合には、発電機体格が陸上での輸送制限を超過しており、発電機輸送が不可となる問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、一軸コンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続するようにして１台の発電機容量を低減して陸上での輸送を可能とし、且つ間接水素冷却発電機の適用を可能とする容量まで低減することで発電効率アップを狙った発電プラントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の発電プラントは、一つの軸にガスタービン、蒸気タービン、発電機が前記の順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、２台の発電機のうち少なくとも１台の発電機をサイリスタ起動装置によりモータ化して駆動し、ガスタービンを起動するようにしたものである。
【００１１】
また、この発明の発電プラントは、一つの軸にガスタービン、発電機、蒸気タービンが前記の順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、２台の発電機のうち少なくとも１台の発電機をサイリスタ起動装置によりモータ化して駆動し、ガスタービンを起動するようにしたものである。
【００１２】
また、この発明の発電プラントは、一つの軸にガスタービン、蒸気タービン、発電機が前記の順に配置されたコンバインドサイクル型の発電プラントにおいて、発電機２台をタンデムに接続すると共に、発電機のうち１台の発電機にトルクコンバータを介して電動機を接続し、モータによりガスタービンを起動するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、発電機２台をタンデムに接続する構成としたので、１台の発電機容量を低減することができて発電機の体格も小さくなり、輸送制限を超過して発電機輸送が不可となる問題点がなくなる。また、発電機容量が低減したことで間接水素冷却発電機の適用を可能とすることでき、発電効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１、２の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態３の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態４、５の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態６の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態７の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態８の発電プラントの軸構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１、３、４、６の発電プラントの単線図を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２、５の発電プラントの単線図を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態７、８の発電プラントの単線図を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態９の発電プラントの系統図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず図１〜図６に基づいて、この発明に使用される一軸コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成について説明する。
図１は一つの軸にガスタービン１、蒸気タービン２および発電機３ａ、３ｂ（総称する場合は添字を省略する）が配置され、ガスタービン１―蒸気タービン２―発電機３の順に配置されたＣＳＧ配置の軸構成を示したコンバインドサイクル型の発電プラントで、発電機３ａ、３ｂは２台がタンデムに接続されている。
図２は図１の構成において、２台の発電機３ａ、３ｂがクラッチ４を介して接続されたコンバインドサイクル型の発電プラントを示している。
【００１６】
図３は一つの軸にガスタービン１、発電機３ａ、３ｂおよび蒸気タービン２が配置され、ガスタービン１―発電機３―蒸気タービン２の順に配置されたＣＧＳ配置の軸構成を示したコンバインドサイクル型の発電プラントで、発電機３ａ、３ｂは２台がタンデムに接続され、１台の発電機３ｂと蒸気タービン２の間はクラッチ４を介して接続されている。
図４は図３の構成において、発電機３と蒸気タービン２間のクラッチ４が省略され、２台の発電機３ａ、３ｂがクラッチ４を介して接続されたコンバインドサイクル型の発電プラントを示している。
【００１７】
図５は一つの軸にガスタービン１、蒸気タービン２および発電機３ａ、３ｂが配置され、ガスタービン１―蒸気タービン２―発電機３の順に配置されたＣＳＧ配置の軸構成を示したコンバインドサイクル型の発電プラントで、発電機３ａ、３ｂは２台がタンデムに接続され、２台の発電機３のうち１台の発電機３ｂにトルクコンバータ６を介して電動機５を接続したものである。
図６は図５の構成において、２台の発電機３ａ、３ｂがクラッチ４を介して接続されたコンバインドサイクル型の発電プラントを示している。
【００１８】
次に、図７〜図９に基づいて、この発明に使用される一軸コンバインドサイクル型の発電プラントの単線図について説明する。
図７は１台の静止形周波数変換装置（ＳＦＣ＝Static Frequency Converter）と呼ばれるサイリスタ起動装置を用いて発電機３を駆動してタービンを起動するようにしたものである。
【００１９】
図７において、２台の発電機３ａ、３ｂは主回路に設けられた特高圧遮断機７、主要変圧器８および２つの発電機遮断機１５を介して系統に電力を供給するようになっている。また、各発電機３ａ、３ｂの界磁コイルには主回路から励磁変圧器９、界磁遮断機１０およびサイリスタ励磁装置１４を介して電流が供給されるようになっている。
サイリスタ励磁装置１４には自動電圧調整装置（ＡＶＲ）１３が接続され、自動電圧調整装置（ＡＶＲ）１３は発電機３ａ、３ｂに流れる電流を計器用変流器１１で、電圧を計器用変圧器１２でそれぞれ検出して、発電機３ａ、３ｂの界磁コイルに流れる電流を調整して発電機３ａ、３ｂが出力する電圧を制御するようになっている。
【００２０】
２台の発電機３ａ、３ｂには、それぞれＳＦＣ用入力断路器（単に断路器と称する場合もある）１６を介して１台の静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれるサイリスタ起動装置１７が接続され、ガスタービン１の起動時にはサイリスタ起動装置１７により、可変電圧可変周波数の電力を発電機３に供給して、発電機３をモータ化して駆動するようになっている。
【００２１】
図８は静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれるサイリスタ起動装置１７を２台設け、それぞれのサイリスタ起動装置１７を用いて各発電機３ａ、３ｂを駆動してタービンを起動するようにしたものである。その他の構成は図７と同じにつき、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図９はサイリスタ起動装置１７を使用しないでタービンを起動するようにした単線図で、図７および図８の構成からサイリスタ起動装置１７を省略し、一方の発電機３ｂに別のモータ（図９では省略）を接続してタービンを起動するようにしたものである。図９において、図７と同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００２３】
図１０は上記した図１〜図６の軸構成および図７〜図９の単線図に基づいてタービン１、２が起動され、そのタービン１、２に連結された発電機３により発電された電力の系統図を示すもので、２つの発電機３ａ、３ｂの容量は異なるものにして、一方の発電機３ａは特高圧遮断機７、主要変圧器８を介して系統に電力を供給するようにし、他方の発電機３ｂは１０ＫＶクラスの所内設備に電力を供給するようにしたものである。
【００２４】
以下、図１〜図６の軸構成、図７〜図９の単線図および図１０の系統図に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
【００２５】
実施の形態１．
実施の形態１の発電プラントは、図１の軸構成と図７の単線図で構成するもので、この図１と図７に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図１のように、一つの軸にガスタービン１と蒸気タービン２とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂが順に配置されたＣＳＧ配置とし、単線図は図７のように、２台の発電機３ａ、３ｂがそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれる１台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
【００２６】
次に上記構成の動作について説明する。まず、ガスタービン１を起動する前に２台の発電機３ａ、３ｂのうち１台の発電機３ａにサイリスタ起動装置１７の出力が流れるよう発電機３ａ側のＳＦＣ用入力断路器１６を閉じる。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちにサイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力が閉路されたＳＦＣ用入力断路器１６を介して一方の発電機３ａに供給される。電力が供給された発電機３ａはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。ガスタービン１が自らの燃焼エネルギーで自立して回転できるようになったらＳＦＣ用入力断路器１６は開路され、サイリスタ起動装置１７は発電機３から分離される。
【００２７】
このように、実施の形態１では、発電機３をタンデムに２台接続して１台の発電機容量を低減し、１台のサイリスタ起動装置１７で発電機１台を電動機化してタービンを起動し運転可能としている。したがって、２台の断路器１６のうち１台が故障したとしても、他の１台が健全であれば、ガスタービン１は起動可能であり信頼性を向上させている。
また、１台の発電機容量が低減されているので、発電機３として水直接冷却発電機を使用しなくても、間接水素冷却発電機で賄えるので、発電機効率および運転・保守の面で優れたものになる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態２の発電プラントは、図１の軸構成と図８の単線図で構成するもので、この図１と図８に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図１のように、一つの軸にガスタービン１と蒸気タービン２とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂが順に配置されたＣＳＧ配置とし、単線図は図８のように、２台の発電機３ａ、３ｂがそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ＝Static Frequency Converter）と呼ばれる２台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
即ち、実施の形態２の発明は、２台のサイリスタ起動装置１７により２台の発電機３ａ、３ｂでガスタービン１を起動できるようにしたものである。
【００２９】
次に上記構成の動作について説明する。まず、ガスタービン１を起動する前に２台の断路器１６を閉じ、２台の発電機３ａ、３ｂにそれぞれ２台のサイリスタ起動装置１７の出力が流れるようにする。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちに各サイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力がそれぞれ断路器１６を介して２台の発電機３ａ、３ｂに供給される。電力が供給された発電機３ａ、３ｂはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。ガスタービン１が自らの燃焼エネルギーで自立して回転できるようになったら断路器１６は開路され、サイリスタ起動装置１７は発電機３ａ、３ｂから分離される。
【００３０】
このように、実施の形態２では、発電機３ａ、３ｂをタンデムに２台接続して１台の発電機容量を低減し、２台のサイリスタ起動装置１７で２台の発電機３ａ、３ｂを電動機化してガスタービン１を起動し運転可能としている。
したがって、２台の断路器１６、２台のサイリスタ起動装置１７のうちいずれか１台が故障したとしても他の１台が健全であれば、ガスタービン１を起動可能であり信頼性を向上させ、起動時間も短縮可能となる。
加えて、２台のサイリスタ起動装置１７で起動するため、各サイリスタ起動装置１７の容量は実施の形態１で示した１台分のサイリスタ起動装置１７の半分の容量へ低減することも可能となる。但し、この場合の起動時間は実施の形態１と同一であり、起動時間の短縮はできない。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態３の発電プラントは、図２の軸構成と図７の単線図で構成するもので、この図２と図７に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図２のように、一つの軸にガスタービン１と蒸気タービン２とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂが順に配置され、２台の発電機３ａ、３ｂはクラッチ４を介して連結されたＣＳＧ配置とし、単線図は図７のように、２台の発電機３ａ、３ｂがそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれる１台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
【００３２】
次に上記構成の動作について説明する。まず、２台の発電機３ａ、３ｂ間にあるクラッチ４を開放し、１台の発電機３ｂをタービン１、２が接続された軸から切り離す。次にガスタービン１を起動する前に切り離されていない発電機３ａにサイリスタ起動装置１７の出力が流れるよう発電機３ａに接続された側の断路器１６を閉じる。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちにサイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力が閉路された断路器１６を介して一方の発電機３ａに供給される。電力が供給された発電機３ａはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。
【００３３】
このように、実施の形態３では、タンデムに２台接続された発電機３ａ、３ｂのうち１台の発電機３ｂを切り離して、１台のサイリスタ起動装置１７で１台の発電機３ａを電動機化してガスタービン１を起動し運転可能としている。したがって、起動時間の短縮が図れると共に、１台の発電機３で運転するので、５０％負荷以下の場合でも高効率運転を可能とすることができる。
【００３４】
実施の形態４．
実施の形態４の発電プラントは、図３の軸構成と図７の単線図で構成するもので、この図３と図７に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図３のように、一つの軸にガスタービン１とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２が順に配置され、１台の発電機３ｂと蒸気タービン２の間はクラッチ４を介して連結されたＣＧＳ配置とし、単線図は図７のように、２台の発電機３ａ、３ｂがそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれる１台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
【００３５】
次に上記構成の動作について説明する。まず、１台の発電機３ｂと蒸気タービン２の間にあるクラッチ４を閉じ、ガスタービン１と２台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２が一軸に接続された状態とする。次に、ガスタービン１を起動する前に２台の発電機３ａ、３ｂのうち１台の発電機３ａにサイリスタ起動装置１７の出力が流れるよう２台の断路器１６のうち１台を閉じる。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちにサイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力が閉路された断路器１６を介して一方の発電機３ａに供給される。電力が供給された発電機３ａはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。
【００３６】
このように、実施の形態４では、大容量の一軸ＣＧＳ配置のコンバインドサイクル型発電プラントに適用し、２台の発電機３ａ、３ｂをタンデムに接続し、実施の形態１と同様に１台のサイリスタ起動装置１７でガスタービン１を起動することができる。また起動時に、クラッチ４で発電機３ｂと蒸気タービン２間を開放して、蒸気タービン２をガスタービン１および発電機３ａが接続された軸から切り離すと、起動時間も短くなる。
【００３７】
実施の形態５．
実施の形態５の発電プラントは、図３の軸構成と図８の単線図で構成するもので、この図３と図８に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図３のように、一つの軸にガスタービン１とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２が順に配置され、１台の発電機３ｂと蒸気タービン２の間はクラッチ４を介して連結されたＣＧＳ配置とし、単線図は図８のように、２台の発電機３ａ、３ｂがそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれる２台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
【００３８】
次に上記構成の動作について説明する。まず、１台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２の間にあるクラッチ４を閉じ、ガスタービン１と２台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２が一軸に接続された状態とする。次にガスタービン１を起動する前に２台の断路器１６を閉じ、２台の発電機３ａ、３ｂにそれぞれ２台のサイリスタ起動装置１７の出力が流れるようにする。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちに各サイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力がそれぞれ断路器１６を介して２台の発電機３ａ、３ｂに供給される。電力が供給された発電機３ａ、３ｂはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。
【００３９】
このように、実施の形態５では、大容量の一軸ＣＧＳ配置のコンバインドサイクル型発電プラントに適用し、２台の発電機３をタンデムに接続し、２台のサイリスタ起動装置でガスタービン１を起動することができる。また起動時に、クラッチ４で発電機３ｂと蒸気タービン２間を開放して、蒸気タービン２をガスタービン１および発電機３ａが接続された軸から切り離すと、起動時間も短くなる。
また、２台の断路器１６、２台のサイリスタ起動装置１７のうちいずれか１台が故障したとしても他の１台が健全であれば、ガスタービン１を起動可能であり信頼性を向上させ、起動時間も短縮可能となる。加えて、２台のサイリスタ起動装置１７で起動するため、各サイリスタ起動装置１７の容量は実施の形態４で示した１台分のサイリスタ起動装置１７の半分の容量へ低減することも可能となる。
【００４０】
実施の形態６．
実施の形態６の発電プラントは、図４の軸構成と図７の単線図で構成するもので、この図４と図７に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図４のように、一つの軸にガスタービン１とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂと蒸気タービン２が順に配置され、２台の発電機３ａ、３ｂ間はクラッチ４を介して連結されたＣＧＳ配置とし、単線図は図７のように、２台の発電機３がそれぞれＳＦＣ用入力断路器１６を介して静止形周波数変換装置（ＳＦＣ）と呼ばれる１台のサイリスタ起動装置１７に接続された構成とする。
【００４１】
次に上記構成の動作について説明する。まず、２台の発電機３ａ、３ｂ間にあるクラッチ４を開放し、１台の発電機３ｂをガスタービン１が接続された軸から切り離す。次にガスタービン１を起動する前に切り離されていない発電機３ａにサイリスタ起動装置１７の出力が流れるよう発電機３ａに接続された側の断路器１６を閉じる。次に、サイリスタ起動装置１７の起動回路が確立されたのちにサイリスタ起動装置１７が出力を開始し、可変電圧可変周波数の電力が閉路された断路器１６を介して一方の発電機３ａに供給される。電力が供給された発電機３ａはモータ化してそれに連結されたガスタービン１が起動を開始する。
【００４２】
このように、実施の形態６では、大容量の一軸ＣＧＳ配置のコンバインドサイクル型発電プラントに適用し、２台の発電機３ａ３ｂ間にクラッチ４を設けて、このクラッチ４で１台の発電機３ｂを切り離してガスタービン１を起動し、１台の発電機３ａで運転を行うことで５０％負荷以下の場合でも高効率運転を可能とすることができる。
【００４３】
実施の形態７．
実施の形態７の発電プラントは、図５の軸構成と図９の単線図で構成するもので、この図５と図９に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図５のように、一つの軸にガスタービン１と蒸気タービン２とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂとが順に配置されたＣＳＧ配置とし、２台の発電機３ａ、３ｂのうち、外側にある発電機３ｂにトルクコンバータ６を介して電動機５を接続したものである。単線図は図９に示すように、サイリスタ起動装置１７が省略され、一方の発電機３ｂに別のモータ（図５の電動機５）を接続してガスタービン１を起動するようにしたものである。
【００４４】
次に上記構成の動作について説明する。サイリスタ起動装置１７を用いることなく、発電機３ｂにトルクコンバータ６を介して接続された電動機５を回転させることにより、発電機３ａ、３ｂの軸に連結されたガスタービン１を回転して、ガスタービン１を起動する。
このように、実施の形態７では、大容量の一軸ＣＳＧ配置のコンバインドサイクル型発電プラントに適用し、２台の発電機３をタンデムに接続し、トルクコンバータ６および電動機５の各１台でガスタービン１を起動するようにしたから、サイリスタ起動装置１７および断路器１６が不要となり、起動前のサイリスタ起動装置１７の起動回路を確立する工程を省略することができる。
【００４５】
実施の形態８．
実施の形態８の発電プラントは、図６の軸構成と図９の単線図で構成するもので、この図６と図９に基づいて説明する。
コンバインドサイクル型の発電プラントの軸構成は、図６のように、一つの軸にガスタービン１と蒸気タービン２とタンデムに接続した２台の発電機３ａ、３ｂとが順に配置されたＣＳＧ配置とし、２台の発電機３ａ、３ｂのうち、外側にある発電機３ｂにトルクコ
ンバータ６を介して電動機５を接続すると共に、２台の発電機３ａ、３ｂ間にクラッチ４を配置したものである。単線図は図９に示すように、一方の発電機３ｂに別のモータ（図６の電動機５）を接続してガスタービン１を起動するようにしたものである。
【００４６】
次に上記構成の動作について説明する。まず発電機３ｂにトルクコンバータ６を介して接続された電動機５を回転させることにより、発電機３を回転させガスタービン１を起動する。ガスタービン１の起動後に、２台の発電機３ａ、３ｂ間にあるクラッチ４を開放し、１台の発電機３ｂをガスタービン１が接続された軸から切り離す。
【００４７】
このように、実施の形態８では、大容量の一軸ＣＳＧ配置のコンバインドサイクル型発電プラントに適用し、２台の発電機３をタンデムに接続し、サイリスタ起動装置１７を用いることなくトルクコンバータ６および電動機５の各１台でガスタービン１を起動するようにしたから、サイリスタ起動装置１７および断路器１６が不要となり、起動前のサイリスタ起動装置１７の起動回路を確立する工程を省略することができる。
また、２台の発電機３ａ、３ｂの間にクラッチ４を設け、クラッチ４で一台の発電機３の接続を切り離して発電機１台で運転することで、５０％負荷以下の場合でも高効率運転を可能とすることができる。
【００４８】
実施の形態９．
次に実施の形態９の発電プラントについて図１０に基づいて説明する。
上記した実施の形態１〜８において、２台の発電機３ａ、３ｂをタンデムに接続して両方の発電機３をサイリスタ起動装置１７または電動機５によりタービンを起動して発電するものにおいては、２台の発電機３ａ、３ｂの容量は同じものについて説明したが、実施の形態９の発明は、２台の発電機３の容量は異なる構成としたものである。
【００４９】
図１０に示すように、実施の形態１〜８で使用された２台の発電機３ａのうち、一方の発電機３ａの出力は特高圧遮断機７、主要変圧器８を介して系統側の需要家へ電源を供給することにし、他方の発電機３ｂの出力は１０ｋＶクラスの所内設備へ電源供給するようにする。
このように、実施の形態９では、タンデムに接続された２台の発電機３ａ、３ｂの容量を異なるものにしたから、種々の用途に利用できる。
【００５０】
以上のように、この発明に係る大容量の一軸コンバインドサイクル型の発電プラントは、発電機２台をタンデムに接続し、軸構成はＣＳＧ配置とＣＧＳ配置、起動方式はサイリスタ起動とトルクコンバータ起動、運転は全負荷運転と部分負荷運転、ならびに発電機は同一容量発電機２台の場合と異なる容量２台をタンデム接続する場合を考慮したから、１台の発電機容量を低減することができて発電機の体格が小さくなり、発電機輸送の問題が解決される。
【００５１】
なおこの発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１：ガスタービン、２：蒸気タービン、  ３ａ、３ｂ：発電機、  ４：クラッチ、
５：電動機、  ６：トルクコンバータ、  １３：自動電圧調整装置（ＡＶＲ）、
１４：サイリスタ励磁装置、  １６：ＳＦＣ用入力断路器（断路器）、
１７：サイリスタ起動装置（ＳＦＣ）。
【図１】
2015119520.tif 000003
【図２】
2015119520.tif 000004
【図３】
2015119520.tif 000005
【図４】
2015119520.tif 000006
【図５】
2015119520.tif 000007
【図６】
2015119520.tif 000008
【図７】
2015119520.tif 000009
【図８】
2015119520.tif 000010
【図９】
2015119520.tif 000011
【図１０】
2015119520.tif 000012