(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、
前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、
前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、
前記冷却空気ラインを経て前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量を調節する流量調節器と、
前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、
を備えるガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付部と、
前記受付部が受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定部と、
前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量が前記ガスタービンの運転状態に応じて定まる目標流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第一指令を発生する第一指令発生部と、
前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記目標流量より多い変化時流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第二指令を発生する第二指令発生部と、
前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生部と、
前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生部と、
前記第一指令又は前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第三指令又は前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力部と、
を有するガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記変化時流量は、前記目標流量よりも予め定められた割合だけ多い、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第二指令発生部は、前記変化時流量が得られる前記流量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第二指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第二指令発生部は、前記変化時流量に関する目標値と前記冷却空気の現状の流量との偏差が小さくなるよう定められた前記流量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第二指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第二指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第二指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第二指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第二指令中止条件を満たすと、前記第二指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記指令出力部は、
前記第二指令発生部が前記第二指令を発生している場合、前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第二指令発生部が前記第二指令を発生していない場合、前記第一指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、
前記第四指令発生部が前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生部が前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記変化時温度は、前記目標温度より予め定められた割合だけ低い、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第四指令発生部は、前記変化時温度が得られる前記冷却量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第四指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第四指令発生部は、前記変化時温度の目標値と前記冷却空気の現状の温度との偏差が小さくなるよう定められた前記冷却量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第四指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第四指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第四指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記第四指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第四指令中止条件を満たすと、前記第四指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、
前記流量調節器は、前記冷却空気ライン中で前記昇圧機よりも前記空気圧縮機側の吸気ラインに設けられ、前記吸気ラインを流れる前記冷却空気の流量を調節する吸気弁である、
ガスタービン冷却系統。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、
前記冷却空気ラインは、前記空気圧縮機で圧縮された圧縮空気を前記昇圧機に導く吸気ラインと、前記昇圧機で昇圧された空気を前記高温部品に導く吐出ラインと、前記吐出ラインを流れる空気を前記吸気ラインに戻すリターンラインと、を有し、
前記流量調節器は、前記リターンラインを流れる空気の流量を調節するリターン弁である、
ガスタービン冷却系統。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、
前記流量調節器は、前記昇圧機のケーシングに設けられ、前記ケーシング内に流入する前記冷却空気の流量を調節するインレットガイドベーンである、
ガスタービン冷却系統。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、前記冷却量調節器と、を備え、
前記冷却器は、前記圧縮空気と冷却媒体とを熱交換させて、前記圧縮空気を冷却する熱交換器であり、
前記冷却量調節器は、前記熱交換器に流入する前記冷却媒体の流量を調節する冷媒弁である、
ガスタービン冷却系統。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統と、
前記ガスタービンと、
を備えるガスタービン設備。
【請求項１８】
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、前記冷却空気ラインを経て前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量を調節する流量調節器と、前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、を備えるガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付工程と、
前記受付工程で受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定工程と、
前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量が前記ガスタービンの運転状態に応じて定まる目標流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第一指令を発生する第一指令発生工程と、
前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記目標流量より多い変化時流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第二指令を発生する第二指令発生工程と、
前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生工程と、
前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生工程と、
前記第一指令又は前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第三指令又は前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力工程と、
を実行するガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記変化時流量は、前記目標流量よりも予め定められた割合だけ大きい、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第二指令発生工程では、前記変化時流量が得られる前記流量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第二指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第二指令発生工程では、前記変化時流量に関する目標値と前記冷却空気の現状の流量との偏差が小さくなるよう定められた前記流量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第二指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２２】
請求項１８から２１のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第二指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第二指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２３】
請求項１８から２１のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第二指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第二指令中止条件を満たすと、前記第二指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２４】
請求項１８から２３のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記指令出力工程では、
前記第二指令発生工程で前記第二指令を発生している場合、前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第二指令発生工程で前記第二指令を発生していない場合、前記第一指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する、
を実行するガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２５】
請求項１８から２４のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記変化時温度は、前記目標温度より予め定められた割合だけ低い、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２６】
請求項１８から２５のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第四指令発生工程では、前記変化時温度が得られる前記冷却量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第四指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２７】
請求項１８から２４のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第四指令発生工程では、前記変化時温度の目標値と前記冷却空気の現状の温度との偏差が小さくなるよう定められた前記冷却量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第四指令として発生する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２８】
請求項１８から２７のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第四指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第四指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【請求項２９】
請求項１８から２８のいずれか一項に記載のガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記第四指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第四指令中止条件を満たすと、前記第四指令の発生を中止する、
ガスタービン冷却系統の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンで燃焼ガスに接する高温部品を冷却するためのガスタービン冷却系統、これを備えるガスタービン設備、ガスタービン冷却系統の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、燃料を圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。ガスタービンでは、燃焼器の燃焼筒や、タービンの動翼や静翼等が高温の燃焼ガスに晒されるため、これらの高温部品を冷却して、これらの高温部品を燃焼ガスの熱から保護する必要がある。
【０００３】
以下の特許文献１には、ガスタービンの高温部品の一つである燃焼器の燃焼筒を冷却するための冷却系統が開示されている。この冷却系統は、ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼筒に導く冷却空気ラインと、冷却空気ライン中の圧縮空気を冷却する冷却器と、冷却空気ライン中の冷却空気を昇圧する昇圧機と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０７０５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術では、ガスタービンの負荷変化時の対応について考慮されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、冷却空気の使用量を抑えつつ、負荷変化時でも高温部品を冷却することができる技術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】
【０００７】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの冷却系統の制御装置は、
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、前記冷却空気ラインを経て前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量を調節する流量調節器と、前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、を備えるガスタービン冷却系統の制御装置において、前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定部と、前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量が前記ガスタービンの運転状態に応じて定まる目標流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第一指令を発生する第一指令発生部と、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記目標流量より多い変化時流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第二指令を発生する第二指令発生部と、前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生部と、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生部と、前記第一指令又は前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第三指令又は前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力部と、を有する。
【０００８】
ガスタービンの負荷が変化すると、空気圧縮機の吐出圧が変化する。このため、昇圧機の吸気圧は、空気圧縮機の吐出圧の変化に伴って変化する。一方、昇圧機の吐出圧は、冷却空気ラインの存在により、空気圧縮機の吐出圧の変化に対して遅れて変化する。よって、ガスタービンの負荷が変化すると、昇圧機の圧力比が変化する関係で、昇圧機を流れる冷却空気の流量が変化し、結果として、高温部品に供給される冷却空気の流量が変化する。すなわち、ガスタービンの負荷が変化すると、この変化に伴って過渡的に冷却空気の流量が減少する。このため、ガスタービンの負荷が変化すると、冷却空気による高温部品の冷却能力が低下することがある。
【０００９】
そこで、当該制御装置では、制御装置の負荷変化判定部が負荷が変化したと判定すると、流量調節器の操作量を、冷却空気の負荷静定時用の目標流量より多い変化時流量になり得る量にする。よって、当該制御装置では、負荷変化時に、高温部品に供給される冷却空気の流量の減少を抑えることができる。
前述したように、ガスタービンの負荷が変化すると、冷却空気による高温部品の冷却能力が低下することがある。そこで、当該制御装置では、負荷変化判定部が負荷が変化したと判定すると、冷却量調節器の操作量を、冷却空気の負荷静定時の目標温度より低い変化時温度になり得る量にする。よって、当該制御装置では、負荷変化時に、高温部品に供給される冷却空気の温度を下げることができる。
【００１０】
ここで、前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記変化時流量は、前記目標流量よりも予め定められた割合だけ多くてもよい。
【００１１】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第二指令発生部は、前記変化時流量が得られる前記流量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第二指令として発生してもよい。
【００１２】
また、前記一態様としての前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第二指令発生部は、前記変化時流量に関する目標値と前記冷却空気の現状の流量との偏差が小さくなるよう定められた前記流量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第二指令として発生してもよい。
【００１３】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第二指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第二指令の発生を中止してもよい。
【００１４】
当該制御装置では、第二指令発生部が第二指令の発生を中止すると、指令出力部が第一指令に基づく流量調節器指令を流量調節器に出力する。よって、負荷変化が収まると、流量調節器の操作量は、冷却空気の流量が変化時流量よりも少ない負荷静定時用の目標流量になり得る量になる。よって、当該制御装置では、負荷静定時に、高温部品に供給する冷却空気の流量を抑えることができる。
【００１５】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第二指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第二指令中止条件を満たすと、前記第二指令の発生を中止してもよい。
【００１６】
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としてのガスタービン冷却系統の制御装置は、
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、を備えるガスタービン冷却系統の制御装置において、
前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定部と、前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生部と、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生部と、前記第四指令発生部が前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生部が前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力部と、を有する。
【００１７】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記指令出力部は、前記第二指令発生部が前記第二指令を発生している場合、前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第二指令発生部が前記第二指令を発生していない場合、前記第一指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第四指令発生部が前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生部が前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力してもよい。
【００２０】
また、前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記変化時温度は、前記目標温度より予め定められた割合だけ低くてもよい。
【００２１】
また、前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第四指令発生部は、前記変化時温度が得られる前記冷却量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第四指令として発生してもよい。
【００２２】
また、前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第四指令発生部は、前記変化時温度の目標値と前記冷却空気の現状の温度との偏差が小さくなるよう定められた前記冷却量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第四指令として発生してもよい。
【００２３】
また、前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第四指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第四指令の発生を中止してもよい。
【００２４】
また、前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御装置において、前記第四指令発生部は、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定部により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第四指令中止条件を満たすと、前記第四指令の発生を中止してもよい。
【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ガスタービン冷却系統は、
以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、前記流量調節器は、前記冷却空気ライン中で前記昇圧機よりも前記空気圧縮機側の吸気ラインに設けられ、前記吸気ラインを流れる前記冷却空気の流量を調節する吸気弁である。
【００２６】
上記目的を達成するための発明に係る他の一態様としてのガスタービン冷却系統は、
以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、前記冷却空気ラインは、前記空気圧縮機で圧縮された圧縮空気を前記昇圧機に導く吸気ラインと、前記昇圧機で昇圧された空気を前記高温部品に導く吐出ラインと、前記吐出ラインを流れる空気を前記吸気ラインに戻すリターンラインと、を有し、前記流量調節器は、前記リターンラインを流れる空気の流量を調節するリターン弁である。
【００２７】
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の一態様としてのガスタービン冷却系統は、
以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、前記流量調節器は、前記昇圧機のケーシングに設けられ、前記ケーシング内に流入する前記冷却空気の流量を調節するインレットガイドベーンである。
【００２８】
上記目的を達成するための発明に係るさらに一態様としてのガスタービン冷却系統は、
以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、を備え、前記流量調節器は、前記昇圧機の駆動量を調節可能な駆動量調節器である。
【００２９】
上記目的を達成するための発明に係るさらに一態様としてのガスタービン冷却系統は、
前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、前記冷却量調節器と、を備え、前記冷却器は、前記圧縮空気と冷却媒体とを熱交換させて、前記圧縮空気を冷却する熱交換器であり、前記冷却量調節器は、前記熱交換器に流入する前記冷却媒体の流量を調節する冷媒弁である。
【００３０】
上記目的を達成するための発明に係るさらに一態様としてのガスタービン冷却系統は、
前記第三指令発生部及び前記第四指令発生部を有する、以上のいずれかの制御装置と、前記冷却空気ラインと、前記冷却器と、前記昇圧機と、前記流量調節器と、前記冷却量調節器と、を備え、前記冷却器は、前記圧縮空気が内部を通るラジエターと、前記ラジエターを外部から冷却するファンと、を有し、前記冷却量調節器は、前記ファンの駆動量を調節可能な駆動量調節器である。
【００３１】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービン設備は、
以上のいずれかのガスタービン冷却系統と、前記ガスタービンと、を備える。
【００３２】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンの冷却系統の制御方法は、
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、前記冷却空気ラインを経て前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量を調節する流量調節器と、前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、を備えるガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付工程と、前記受付工程で受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定工程と、前記高温部品に供給される前記冷却空気の流量が前記ガスタービンの運転状態に応じて定まる目標流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第一指令を発生する第一指令発生工程と、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記目標流量より多い変化時流量になり得る前記流量調節器の操作量を示す第二指令を発生する第二指令発生工程と、前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生工程と、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生工程と、前記第一指令又は前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第三指令又は前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力工程と、を実行する。
【００３３】
前述したように、ガスタービンの負荷が変化すると、この変化に伴って過渡的に冷却空気の流量が減少し、冷却空気による高温部品の冷却能力が低下することがある。
【００３４】
そこで、当該制御方法では、負荷変化判定工程により負荷が変化したと判定されると、流量調節器の操作量を、冷却空気の負荷静定時用の目標流量より多い変化時流量になり得る量にする。よって、当該制御方法では、負荷変化時に、高温部品に供給される冷却空気の流量の減少を抑えることができる。
前述したように、ガスタービンの負荷が変化すると、冷却空気による高温部品の冷却能力が低下することがある。そこで、当該制御方法では、負荷変化判定工程により負荷が変化したと判定されると、冷却量調節器の操作量を、冷却空気の負荷静定時用の目標温度より低い変化時温度になり得る量にする。よって、当該制御方法では、負荷変化時に、高温部品に供給される冷却空気の温度を下げることができる。
【００３５】
ここで、前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記変化時流量は、前記目標流量よりも予め定められた割合だけ大きくてもよい。
【００３６】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第二指令発生工程では、前記変化時流量が得られる前記流量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第二指令として発生してもよい。
【００３７】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第二指令発生工程では、前記変化時流量に関する目標値と前記冷却空気の現状の流量との偏差が小さくなるよう定められた前記流量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第二指令として発生してもよい。
【００３８】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第二指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第二指令の発生を中止してもよい。
【００３９】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第二指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第二指令中止条件を満たすと、前記第二指令の発生を中止してもよい。
【００４０】
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としてのガスタービン冷却系統の制御方法は、
ガスタービンの空気圧縮機で圧縮された圧縮空気をガスタービン中で燃焼ガスに接する高温部品に導く冷却空気ラインと、前記冷却空気ライン中の前記圧縮空気を冷却して冷却空気にする冷却器と、前記冷却空気ライン中の前記冷却空気を昇圧する昇圧機と、前記冷却器による前記圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器と、を備えるガスタービン冷却系統の制御方法において、
前記ガスタービンの負荷を示す負荷指令を受け付ける受付工程と、前記受付工程で受け付けた前記負荷指令が示す負荷が変化したか否かを判定する負荷変化判定工程と、前記冷却空気の温度が目標温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第三指令を発生する第三指令発生工程と、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定されると、前記冷却空気の温度が前記目標温度より低い変化時温度になり得る前記冷却量調節器の操作量を示す第四指令を発生する第四指令発生工程と、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力する指令出力工程と、を実行する。
【００４１】
また、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記指令出力工程では、前記第二指令発生工程で前記第二指令を発生している場合、前記第二指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第二指令発生工程で前記第二指令を発生していない場合、前記第一指令に基づく流量調節器指令を前記流量調節器に出力し、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生している場合、前記第四指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力し、前記第四指令発生工程で前記第四指令を発生していない場合、前記第三指令に基づく冷却量調節器指令を前記冷却量調節器に出力してもよい。
【００４４】
前記第三指令発生工程及び前記第四指令発生工程を実行する、前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記変化時温度は、前記目標温度より予め定められた割合だけ低くてもよい。
【００４５】
前記第三指令発生工程及び前記第四指令発生工程を実行する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第四指令発生工程では、前記変化時温度が得られる前記冷却量調節器のフィードフォワード目標操作量を示す指令を前記第四指令として発生してもよい。
【００４６】
また、前記第三指令発生工程及び前記第四指令発生工程を実行する、前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第四指令発生工程では、前記変化時温度の目標値と前記冷却空気の現状の温度との偏差が小さくなるよう定められた前記冷却量調節器のフィードバック操作量を示す指令を前記第四指令として発生してもよい。
【００４７】
前記第三指令発生工程及び前記第四指令発生工程を実行する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第四指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定されると、前記第四指令の発生を中止してもよい。
【００４８】
前記第三指令発生工程及び前記第四指令発生工程を実行する、以上のいずれかの前記ガスタービン冷却系統の制御方法において、前記第四指令発生工程では、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷が変化したと判定された後、前記負荷変化判定工程により前記負荷指令が示す負荷の変化が終了したと判定され、且つ予め定められた第四指令中止条件を満たすと、前記第四指令の発生を中止してもよい。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の一態様では、負荷変化時に、高温部品に供給される冷却空気の流量の減少を抑えることができる。このため、本発明の一態様では、負荷静定時に高温部品に供給する冷却空気の流量を、負荷変化時を考慮して多くする必要がない。よって、本発明の一態様によれば、負荷静定時の冷却空気の使用量を抑えつつ、負荷変化時でも高温部品を十分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービン設備の系統図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービン設備で高負荷流量領域での各部の動作等を示すタイミングチャートである。同図の（ａ）は負荷指令が示す負荷の変化を示し、同図の（ｂ）は、実際の負荷の変化を示し、同図の（ｃ）は吸気弁の操作量の変化を示し、同図の（ｄ）は冷媒弁の変化を示す。
【図５】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービン設備で低負荷流量領域での各部の動作等を示すタイミングチャートである。同図の（ａ）は負荷指令が示す負荷の変化を示し、同図の（ｂ）は、実際の負荷の変化を示し、同図の（ｃ’）はリターン弁の操作量の変化を示し、同図の（ｄ）は冷媒弁の変化を示す。
【図６】本発明に係る第一実施形態におけるスプリット制御の考え方を示す説明図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図８】本発明に係る実施形態の第一変形例におけるガスタービン設備の系統図である。
【図９】本発明に係る実施形態の第二変形例におけるガスタービン設備の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
「第一実施形態」
以下、本発明に係るガスタービン設備の第一実施形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
【００５２】
本実施形態のガスタービン設備は、図１に示すように、ガスタービン１と、ガスタービン１の高温部品を冷却するガスタービン冷却系統（以下、単に冷却系統とする）５０と、を備えている。
【００５３】
ガスタービン１は、外気Ａを圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機１０と、燃料供給源からの燃料Ｆを圧縮空気で燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器２０と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン３０と、を備える。
【００５４】
空気圧縮機１０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１２と、この圧縮機ロータ１２を覆う圧縮機車室１７と、を有する。また、タービン３０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ３２と、このタービンロータ３２を覆うタービン車室３７と、を有する。圧縮機ロータ１２とタービンロータ３２とは、同一の軸線Ａｒ上に位置し、互いに連結されてガスタービンロータ２を成す。ガスタービン１は、さらに、圧縮機車室１７とタービン車室３７との間に配置されている中間車室６を備える。この中間車室６には、燃焼器２０が取り付けられている。圧縮機車室１７と中間車室６とタービン車室３７とは、互いに連結されてガスタービン車室７を成す。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸方向、軸方向でタービン３０に対して空気圧縮機１０が存在する側を軸方向上流側、軸方向上流側の反対側を軸方向下流側とする。
【００５５】
タービンロータ３２は、ロータ軸３３と、このロータ軸３３に設けられている複数の動翼列３４と、を有する。複数の動翼列３４は、軸方向に並んでいる。各動翼列３４は、それぞれ、軸線Ａｒに対する周方向に並んでいる複数の動翼３５を有する。タービン３０は、さらに、タービン車室３７の内周側に固定されている複数の静翼列３８を有する。静翼列３８は、いずれかの動翼列３４の軸方向上流側に配置されている。各静翼列３８は、それぞれ、軸線Ａｒに対する周方向に並んでいる複数の静翼３９を有する。タービン車室３７の内周側とロータ軸３３の外周側との間の環状の空間は、燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路３１を形成する。
【００５６】
燃焼器２０は、燃焼ガスＧをタービン３０の燃焼ガス流路３１に送る燃焼筒２２と、この燃焼筒２２内に燃料Ｆ及び圧縮空気を噴出する燃料噴出器２１とを有している。燃料噴出器２１には、ここに燃料Ｆを送る燃料ライン２５が接続されている。この燃料ライン２５には、ここを流れる燃料Ｆの流量を調節する燃料弁２６が設けられている。
【００５７】
ガスタービン１を構成する各種部品のうち、燃焼器２０の燃焼筒２２、動翼３５、及び静翼３９は、いずれも燃焼ガスＧに曝される高温部品を成す。
【００５８】
ガスタービンロータ２には、発電機４０が接続されている。この発電機４０には、この発電機４０の出力を検知する出力計７８が設けられている。
【００５９】
冷却系統５０は、冷却空気ライン５１と、昇圧機６１と、冷却器６４と、検知器７１と、制御装置１００と、を備える。
【００６０】
冷却空気ライン５１は、中間車室６に接続されていると共に、高温部品の一つである燃焼筒２２に接続されている。この冷却空気ライン５１は、空気圧縮機１０から中間車室６内に流入した圧縮空気を燃焼筒２２に導く。冷却器６４は、冷却空気ライン５１の圧縮空気を冷却して冷却空気にする。この冷却器６４は、例えば、冷却空気ライン５１の圧縮空気と冷却媒体とを熱交換させて、この圧縮空気を冷却する熱交換器である。この冷却器６４には、冷却媒体を冷却器に送る媒体ライン６５が接続されている。この媒体ライン６５には、この媒体ライン６５を流れる冷却媒体の流量を調節する冷媒弁６６が設けられている。この冷媒弁６６は、冷却媒体の流量を調節することで、冷却器６４における圧縮空気の冷却量を調節する冷却量調節器として機能する。昇圧機６１は、冷却空気ライン５１の冷却空気を昇圧する。この昇圧機６１は、例えば、遠心式圧縮機又は軸流圧縮機である。昇圧機６１は、モータ６２で駆動する。
【００６１】
冷却空気ライン５１は、中間車室６の圧縮空気を昇圧機６１に導く吸気ライン５２と、昇圧機６１で圧縮された空気を燃焼筒２２へ導く吐出ライン５５と、吐出ライン５５を流れる空気の一部を吸気ライン５２に戻すリターンライン５６と、を有する。なお、以下では、吸気ライン５２で、中間車室６から冷却器６４までの部分を未冷却吸気ライン５３、冷却器６４から昇圧機６１までの部分を冷却済み吸気ライン５４とする。冷却済み吸気ライン５４には、吸気弁６９が設けられている。この吸気弁６９は、冷却済み吸気ライン５４を流れる冷却空気、つまり昇圧機６１が吸い込む冷却空気の流量を調節する。よって、この吸気弁６９は、冷却空気ライン５１を経て燃焼筒２２に供給される冷却空気の流量を制御する流量調節器として機能する。リターンライン５６は、吐出ライン５５と未冷却吸気ライン５３とを接続する。リターンライン５６には、リターン弁５７が設けられている。このリターン弁５７は、リターンライン５６を流れる冷却空気の流量を調節することで、間接的に吐出ライン５５を流れる冷却空気の流量を調節する。よって、このリターン弁５７も、燃焼筒２２に供給される冷却空気の流量を制御する流量調節器として機能する。
【００６２】
検知器７１は、冷却済み吸気ライン５４を流れる冷却空気の温度Ｔiを検知する吸気温度計７２と、冷却済み吸気ライン５４を流れる冷却空気の圧力Ｐｉを検知する吸気圧力計７３と、吐出ライン５５を流れる冷却空気の温度Ｔｏを検知する吐出温度計７４と、吐出ライン５５を流れる冷却空気の圧力Ｐｏを検知する吐出圧力計７５と、吐出ライン５５を流れる冷却空気の体積流量Ｆｏを検知する吐出流量計７６と、を有する。
【００６３】
制御装置１００を説明する前に、冷却系統５０から燃焼筒２２に供給される冷却空気の流量を制御する方法を以下に説明する。
前述したように、中間車室６から抽気された圧縮空気は、吸気ライン５２に設けた冷却器６４で冷却され、吸気弁６９を経て昇圧機６１に吸引される。昇圧機６１で昇圧された冷却空気は、一部の冷却空気がリターン弁５７を有するリターンライン５６から吸気ライン５２に戻され、残りの冷却空気は、吐出ライン５５を経て燃焼筒２２に供給される。リターンライン５６は、昇圧機６１の運転域がサージ域に入るのを防止するため、昇圧機６１の保護のために設けるラインである。昇圧機６１の通常運転時における吐出ライン５５を流れる冷却空気の流量は、吸気弁６９とリターン弁５７の開閉制御で調整される。但し、吸気弁６９とリターン弁５７を同時に制御すると、相互干渉により制御が不安定になる。そこで、本実施形態では、制御弁（吸気弁６９、リターン弁５７）の制御相互干渉を避けるため、制御弁に対する弁操作指令（以下、基準弁指令と呼ぶ）を、冷却空気の高負荷流量域と低負荷流量域に区分けして、スプリット制御を行う。このスプリット制御では、基準弁指令の指令値が所定値以上の場合には、専ら吸気弁６９の開度を制御し、基準弁指令の指令値が所定値未満の場合には、専らリターン弁５７の開度を制御する。
【００６４】
図６を参照して、スプリット制御について具体的に説明する。図６における縦軸は、吸気弁指令及びリターン弁指令が示す弁開度（％）を示す。横軸は、基準弁指令の指令値を示す。また、実線は、吸気弁指令の開度を示し、点線はリターン弁指令の開度を示す。
基準弁指令の指令値が、５０％以上の領域を高負荷流量領域（吸気弁制御域）として扱う。また、基準弁指令の指令値が、５０％未満の領域を低負荷流量領域（リターン弁制御域）として扱う。なお、基準弁指令の指令値を高負荷流量領域と低負荷流量領域に区分する分岐点をスプリット点Ｐと呼ぶ。スプリット点Ｐである基準弁指令の指令値５０％は、一例であり、この値に限定されない。
【００６５】
基準弁指令の指令値が高負荷流量領域の場合は、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度は、基準弁指令の指令値の変化に対して正の相関性を持って変化する開度に設定される。一方、基準弁指令の指令値が高負荷流量領域の場合におけるリターン弁指令ＦｒＣＯが示す開度は、０％（全閉）に設定される。ガスタービン１の負荷が増大すると、冷却空気の必要量が増加する。このため、高負荷流量領域では、ガスタービン１の負荷に対して正の相関性を持って変化する基準弁指令の指令値の増加と共に、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度を大きくする。また、ガスタービン１の負荷が減少すると、冷却空気の必要量が減少する。このため、高負荷流量領域では、ガスタービン１の負荷に対して正の相関性を持って変化する基準弁指令の指令値の減少と共に、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度を小さくする。吸気弁指令ＦＣＯが示す開度は、スプリット点Ｐで最少開度ＳＶminになる。この最少開度ＳＶminは、例えば、２０％である。なお、最少開度ＳＶminの２０％は一例であり、この値に限定されない。
【００６６】
基準弁指令の指令値が低負荷流量領域の場合は、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度は、前述の最少開度ＳＶminに設定される。基準弁指令の指令値が低負荷流量領域の場合でも、ガスタービン１の負荷が減少すると、冷却空気の必要量が減少する。そこで、基準弁指令の指令値が低負荷流量領域の場合、ガスタービン１の負荷の減少に伴って、吸気弁６９の開度を小さくすると、昇圧機６１を流れる冷却空気の流量が低下する。昇圧機６１を流れる冷却空気の流量がある値以下に低下すると、昇圧機６１の運転域がサージ域に入る。つまり、昇圧機６１は、サージングの発生が高まる。そこで、基準弁指令の指令値が低負荷流量領域の場合は、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度を最少開度ＳＶminに維持しつつ、リターン弁の開度を変更する。基準弁指令の指令値が低負荷流量領域の場合、リターン弁指令ＦｒＣＯが示す開度は、基準弁指令の指令値の変化に対して負の相関性を持って変化する開度に設定される。このため、低負荷流量領域では、ガスタービン１の負荷に対して正の相関性を持って変化する基準弁指令の開度の増加と共に、リターン弁指令ＦｒＣＯが示す開度を小さくする。なお、吸気弁指令ＦＣＯが示す開度は、スプリット点Ｐで最少開度ＳＶminになり、基準弁指令の指令値が１００％で、最大開度１００％になる。リターン弁指令ＦｒＣＯが示す開度は、基準弁指令の指令値が０％で１００％（全開）になり、スプリット点Ｐで０％（全閉）になる。
【００６７】
制御装置１００は、図２に示すように、受付部１０１と、流量調節器指令発生部１１０と、冷媒弁指令発生部（冷却量調節器指令発生部）１３０と、負荷変化判定部１５０と、吸気弁指令出力部（流量調節器指令出力部）１６１と、リターン弁指令出力部（流量調節器指令出力部）１６２と、冷媒弁指令出力部（冷却量調節器指令出力部）１６３と、を有する。
【００６８】
受付部１０１は、検知器７１で検知された冷却空気の状態量、出力計７８が検知された出力（負荷）、及び上位制御装置１７０からの負荷指令ＬＯを受け付ける。ここで、負荷とは、ガスタービン１の負荷、すなわち、発電機４０の出力である。従って、負荷指令ＬＯとは、ガスタービン１にかける負荷を指示する指令である。
【００６９】
負荷変化判定部１５０は、指令遅延部１５１と、負荷偏差演算部１５２と、変化条件判定部１５３と、を有する。指令遅延部１５１は、受付部１０１が受け付けた負荷指令ＬＯを受け付け、これを所定時間後に出力する。負荷偏差演算部１５２は、受付部１０１が受け付けた負荷指令ＬＯが示す負荷と指令遅延部１５１から出力された負荷指令ＬＯが示す負荷との偏差を求める。変化条件判定部１５３は、負荷偏差演算部１５２が求めた偏差が所定値以上であり、且つ偏差が所定値以上の状態が所定時間継続していると、負荷が変化した旨の変化検知指令ＬcsＯを出力する。また、変化条件判定部１５３は、負荷が変化したと判定した後、負荷偏差演算部１５２が求めた偏差が所定値未満であり、且つ偏差が所定値未満の状態が所定時間継続していると、負荷変化が終了した旨の変化終了指令ＬceＯを出力する。
【００７０】
流量調節器指令発生部１１０は、第一指令発生部１１１と、第二指令発生部１２１とを有する。第一指令発生部１１１は、検知器７１で検知された状態量に応じた流量調節器（吸気弁６９及びリターン弁５７）の操作量（開度）を示す第一指令ＦＣＯ１を発生する。第二指令発生部１２１は、負荷変化時の流量調節器の操作量（開度）を示す第二指令ＦＣＯ２を発生する。
【００７１】
第一指令発生部１１１は、目標流量発生部１１２と、流量偏差演算部１１３と、第一操作量算出部１１４と、を有する。目標流量発生部１１２は、ガスタービン１の運転状態に応じた、吐出ライン５５を流れる冷却空気の目標流量Ｆｓｔを発生する。ここでは、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いる。目標流量発生部１１２は、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して正の相関性を持つ目標流量Ｆｓｔを発生する。なお、ここでは、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いるが、負荷指令ＬＯが示す負荷を用いてもよい。さらに、これら負荷の他に、空気圧縮機１０が吸い込む空気の温度、ガスタービン１から排気された排気ガスの温度等を考慮して目標流量Ｆｓｔを定めてもよい。流量偏差演算部１１３は、吐出流量計７６で検知された冷却空気の流量Ｆｏと目標流量Ｆｓｔとの偏差を求める。なお、昇圧機６１を通る冷却空気の流量は、吸気弁６９の入口圧と昇圧機６１の吐出圧との比である圧力比及び弁開度で定まる。第一操作量算出部１１４は、この偏差に応じたフィードバック操作量である第一操作量を算出して、この操作量を示す第一指令ＦＣＯ１を出力する。
【００７２】
前述したように、目標流量Ｆｓｔは、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して正の相関性を持つ。このため、この目標流量Ｆｓｔに基づく流量調節器の第一指令ＦＣＯ１も、基本的に、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して正の相関性を持つ。
【００７３】
第二指令発生部１２１は、第二操作量算出部１２２と、指令第一遅延部１２８と、指令第二遅延部１２９と、を有する。第二操作量算出部１２２は、ガスタービン１の運転状態に応じた流量調節器のフィードフォワード目標操作量である第二操作量を算出して、この操作量を示す第二指令ＦＣＯ２を出力する。ここでも、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いる。第二操作量算出部１２２は、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して正の相関性を持つ第二操作量を算出する。この第二操作量は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量が得られるフィードフォワード目標操作量である。この第二指令ＦＣＯ２が示す第二操作量は、第一指令ＦＣＯ１が示す第一操作量よりも大きい。なお、ここでも、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いるが、負荷指令ＬＯが示す負荷を用いてもよい。さらに、これら負荷の他に、空気圧縮機１０が吸い込む空気の温度、ガスタービン１から排気された排気ガスの温度等を考慮してフィードフォワード目標操作量を定めてもよい。指令第一遅延部１２８は、負荷変化判定部１５０からの変化検知指令ＬcsＯを第一時間Ｔ１遅らせて出力する。指令第二遅延部１２９は、負荷変化判定部１５０からの変化終了指令ＬceＯを第二時間Ｔ２遅らせて出力する。第二時間Ｔ２は、第一時間Ｔ１よりも長い。第二指令中止条件は、例えば、この第二時間Ｔ２である。第二操作量算出部１２２は、指令第一遅延部１２８から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第二指令ＦＣＯ２を出力する。また、この第二操作量算出部１２２は、指令第二遅延部１２９から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、第二指令ＦＣＯ２の出力を中止する。
【００７４】
冷媒弁指令発生部１３０は、第三指令発生部１３１と、第四指令発生部１４１とを有する。第三指令発生部１３１は、検知器７１で検知された状態量に応じた冷媒弁６６の操作量（開度）を示す第三指令ＱＣＯ３を発生する。第四指令発生部１４１は、負荷変化時の冷媒弁６６の操作量（開度）を示す第四指令ＱＣＯ４を発生する。
【００７５】
第三指令発生部１３１は、目標温度発生部１３２と、温度偏差演算部１３３と、第三操作量算出部１３４と、を有する。目標温度発生部１３２は、ガスタービン１の運転状態に応じた冷却空気の目標温度Ｔｓｔを発生する。ここでは、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いる。目標温度発生部１３２は、ガスタービン１の負荷の変化に対して負の相関性を持つ目標温度Ｔｓｔを発生する。なお、ここでは、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いるが、負荷指令ＬＯが示す負荷を用いてもよい。さらに、これら負荷の他に、空気圧縮機１０が吸い込む空気の温度、ガスタービン１から排気された排気ガスの温度等を考慮して目標温度Ｔｓｔを定めてもよい。温度偏差演算部１３３は、吐出温度計７４で検知された冷却空気の温度Ｔｏと目標温度Ｔｓｔとの偏差を求める。第三操作量算出部１３４は、この偏差に応じたフィードバック操作量である第三操作量を算出して、この操作量を示す第三指令ＱＣＯ３を出力する。
【００７６】
第四指令発生部１４１は、第四操作量算出部１４２と、指令第三遅延部１４８と、指令第四遅延部１４９と、を有する。第四操作量算出部１４２は、ガスタービン１の運転状態に応じた冷媒弁６６のフィードフォワード目標操作量である第四操作量を算出して、この操作量を示す第四指令ＱＣＯ４を出力する。ここでも、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いる。第四操作量算出部１４２は、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して負の相関性を持つ第四操作量を算出する。この第四操作量は、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより、この目標温度Ｔｓｔの予め定められた割合分だけ低い変化時温度が得られるフィードフォワード目標操作量である。よって、この第四操作量は、第三操作量よりも大きい。なお、ここでも、ガスタービン１の運転状態として、出力計７８で検知されたガスタービン１の負荷Ｐｗを用いるが、負荷指令ＬＯが示す負荷を用いてもよい。さらに、これら負荷の他に、空気圧縮機１０が吸い込む空気の温度、タービンから排気された排気ガスの温度等を考慮してフィードフォワード目標操作量を定めてもよい。指令第三遅延部１４８は、負荷変化判定部１５０からの変化検知指令ＬcsＯを第一時間Ｔ１遅らせて出力する。指令第四遅延部１４９は、負荷変化判定部１５０からの変化終了指令ＬceＯを第三時間Ｔ３遅らせて出力する。第三時間Ｔ３は、第一時間Ｔ１及び前述の第二時間Ｔ２よりも長い。第四指令中止条件は、例えば、この第三時間Ｔ３である。第四操作量算出部１４２は、指令第三遅延部１４８から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第四指令ＱＣＯ４を出力する。また、この第四操作量算出部１４２は、指令第四遅延部１４９から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、第四指令ＱＣＯ４の出力を中止する。
【００７７】
吸気弁指令出力部（流量調節器指令出力部）１６１は、流量調節器指令発生部１１０からの流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合で、且つ第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生している場合、この第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令（流量調節器指令）ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。また、吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合で、且つ第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生していない場合、第一指令発生部１１１からの第一指令ＦＣＯ１に基づく吸気弁指令（流量調節器指令）ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。なお、吸気弁指令ＦＣＯは、流量調節器指令である第一指令ＦＣＯ１及び第二指令ＦＣＯ２を、吸気弁６９の制御に合わせた態様に変えた指令である。
【００７８】
リターン弁指令出力部（流量調節器指令出力部）１６２は、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合で、且つ第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生している場合、この第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令（流量調節器指令）ＦｒＣＯをリターン弁５７に出力する。また、リターン弁指令出力部１６２は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合で、且つ第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生していない場合、第一指令発生部１１１からの第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令（流量調節器指令）ＦｒＣＯをリターン弁５７に出力する。このリターン弁指令ＦｒＣＯも、流量調節器指令である第一指令ＦＣＯ１及び第二指令ＦＣＯ２を、リターン弁５７の制御に合わせた態様に変えた指令である。
【００７９】
なお、流量調節器指令としての第一指令ＦＣＯ１及び第二指令ＦＣＯ２は、前述したように、ガスタービン１の負荷Ｐｗの変化に対して正の相関性を持つ。また、第一指令ＦＣＯ１又は第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯが示す操作量（開度）は、第一指令ＦＣＯ１又は第二指令ＦＣＯ２が示す操作量（開度）に対して正の相関性を持つ。よって、吸気弁指令ＦＣＯが示す操作量（開度）は、ガスタービン１の負荷Ｐｗが大きくなった場合、吸気弁指令ＦＣＯが示す操作量（開度）も大きくなる。一方、第一指令ＦＣＯ１又は第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯが示すリターン弁５７の操作量（開度）は、同じ第一指令ＦＣＯ１又は第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯが示す吸気弁の開度に対して、補数的である。すなわち、第一指令ＦＣＯ１又は第二指令ＦＣＯ２が示す開度が大きくなった場合、この流量調節器指令に基づく吸気弁指令ＦＣＯが示す吸気弁６９の開度は大きくなるものの、この流量調節器指令に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯが示すリターン弁５７の開度は小さくなる。
【００８０】
冷媒弁指令出力部（冷却量調節器指令出力部）１６３は、第四指令発生部１４１が第四指令ＱＣＯ４を発生している場合、この第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令（冷却量調節器指令）ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する。また、冷媒弁指令出力部１６３は、第四指令発生部１４１が第四指令ＱＣＯ４を発生していない場合、第三指令発生部１３１からの第三指令ＱＣＯ３に基づく冷媒弁指令（冷却量調節器指令）を冷媒弁６６に出力する。なお、冷媒弁指令ＱＣＯは、第三指令ＱＣＯ３又は第四指令ＱＣＯ４を、冷媒弁６６の制御に合わせた態様に変えた指令である。
【００８１】
次に、図３に示すフローチャートに従って、制御装置１００の動作について説明する。
【００８２】
検知器７１は、常時、冷却空気の状態量を検知し、これを制御装置１００に送る（検知工程）。
【００８３】
制御装置１００の受付部１０１は、上位制御装置１７０から負荷指令ＬＯを受け付けると共に、検知器７１で検知された冷却空気の状態量及び出力計７８で検知された負荷Ｐｗを随時受け付ける（Ｓ１：受付工程）。
【００８４】
制御装置１００の負荷変化判定部１５０は、負荷指令ＬＯが示す負荷が変化したか否かを判定する（Ｓ２:負荷変化判定工程）。負荷変化判定部１５０の指令遅延部１５１は、前述したように、受付部１０１が受け付けた負荷指令ＬＯを受け付け、これを所定時間後に出力する。負荷偏差演算部１５２は、受付部１０１が受け付けた負荷指令ＬＯが示す負荷と指令遅延部１５１から出力された負荷指令ＬＯが示す負荷との偏差を求める。変化条件判定部１５３は、負荷偏差演算部１５２が求めた偏差が所定以上であり、且つ偏差が所定値以上の状態が所定時間継続していると、負荷が変化した旨の変化検知指令ＬcsＯを出力する。また、変化条件判定部１５３は、負荷が変化したと判定した後、負荷偏差演算部１５２が求めた偏差が所定値未満であり、且つ偏差が所定値未満の状態が所定時間継続していると、負荷変化が終了した旨の変化終了指令ＬceＯを出力する。
【００８５】
制御装置１００の流量調節器指令発生部１１０は、吸気弁６９及びリターン弁５７に対する指令、つまり流量調節器指令を発生する（Ｓ３：流量調節器指令発生工程）。また、この流量調節器指令発生工程（Ｓ３）と並行して、制御装置１００の冷媒弁指令発生部１３０は、冷媒弁６６に対する指令を発生する（Ｓ４：冷媒弁指令（冷却量調節器指令）発生工程）。
【００８６】
流量調節器指令発生工程（Ｓ３）では、第一指令発生部１１１が流量調節器（吸気弁６９及びリターン弁５７）に対する第一指令ＦＣＯ１を発生する（Ｓ３ａ：第一指令発生工程）。第一指令発生工程（Ｓ３ａ）では、第一指令発生部１１１の流量偏差演算部１１３が、ガスタービン１の運転状態に応じた目標流量Ｆｓｔと吐出流量計７６で検知された冷却空気の流量Ｆｏとの偏差を求める。第一操作量算出部１１４は、この偏差に応じたフィードバック操作量である第一操作量を算出して、この操作量を示す第一指令ＦＣＯ１を出力する。
【００８７】
吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生していない限り、この第一指令ＦＣＯ１に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する（Ｓ５：吸気弁指令（流量調節器指令）出力工程）。吸気弁６９は、この吸気弁指令ＦＣＯを受けると、第一指令ＦＣＯ１に応じた開度になる。一方、リターン弁指令出力部１６２は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１が発生している場合でも、第二指令ＦＣＯ２が発生している場合でも、リターン弁指令ＦｒＣＯとして、全閉である開度０％を示す指令をリターン弁５７に出力する（Ｓ６：リターン弁指令（流量調節器指令）出力工程）。この結果、吸気弁６９は、この吸気弁指令ＦＣＯを受けると、第一指令ＦＣＯが示す第一操作量に応じた開度になる。一方、リターン弁５７は、このリターン弁指令ＦｒＣＯにより開度が０％になる。この結果、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、吐出ライン５５には、吸気弁６９の制御により、ガスタービン１の運転状態に応じた目標流量Ｆｓｔの冷却空気が流れるようになる。よって、燃焼筒２２には、この燃焼筒２２の冷却に適切な流量の冷却空気が供給される。
【００８８】
また、吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１が発生している場合でも、第二指令ＦＣＯ２が発生している場合でも、吸気弁指令ＦＣＯとして、最少開度ＳＶmin（例えば、２０％）を示す指令を吸気弁６９に出力する（Ｓ５：吸気弁指令（流量調節器指令）出力工程）。吸気弁６９は、この吸気弁指令ＦＣＯにより開度が最少開度ＳＶminで一定になる。なお、この最少開度ＳＶminは、吸気弁６９の特性等により適宜変更される。一方、リターン弁指令出力部１６２は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生していない限り、第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯをリターン弁５７に出力する（Ｓ６：リターン弁指令（流量調節器指令）出力工程）。リターン弁５７は、このリターン弁指令ＦｒＣＯを受けると、第一指令ＦＣＯ１が示す第一操作量に応じた開度になる。但し、リターン弁指令ＦｒＣＯは、第一操作量に対する補数的な操作量を示す。従って、ガスタービン１の負荷Ｐｗが増加し、第一操作量が大きくなった場合、リターン弁指令ＦｒＣＯが示すリターン弁５７の操作量（開度）は小さくなる。この結果、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、リターン弁５７の制御により、リターンライン５６を流れる冷却空気の流量が少なくなり、吐出ライン５５には、ガスタービン１の運転状態に応じた目標流量Ｆｓｔの冷却空気が流れるようになる。よって、燃焼筒２２には、この燃焼筒２２の冷却に適切な流量の冷却空気が供給される。
【００８９】
また、冷媒弁指令発生工程（Ｓ４）では、第三指令発生部１３１が冷媒弁６６に対する第三指令ＱＣＯ３を発生する（Ｓ４ａ：第三指令発生工程）。第三指令発生工程（Ｓ４ａ）では、第三指令発生部１３１の温度偏差演算部１３３が、ガスタービン１の運転状態に応じた目標温度Ｔｓｔと吐出温度計７４で検知された冷却空気の温度Ｔｏとの偏差を求める。第三操作量算出部１３４は、この偏差に応じたフィードバック操作量である第三操作量を算出して、この操作量を示す第三指令ＱＣＯ３を出力する。
【００９０】
冷媒弁指令出力部１６３は、第四指令発生部１４１が第四指令ＱＣＯ４を発生していない限り、この第三指令ＱＣＯ３に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する（Ｓ７：冷媒弁指令（冷却量調節器指令）出力工程）。冷媒弁６６は、冷媒弁指令ＱＣＯを受けると、第三操作量に応じた開度になり、吐出温度計７４で検知される冷却空気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｓｔになる。この結果、燃焼筒２２には、この燃焼筒２２の冷却に適切な温度の冷却空気が供給される。
【００９１】
ガスタービン１の負荷が変化すると、空気圧縮機１０の吐出圧が変化する。このため、昇圧機６１の吸気圧も、空気圧縮機１０の吐出圧の変化に伴って変化する。一方、昇圧機６１の吐出圧は、冷却空気ライン５１の存在により、空気圧縮機１０の吐出圧の変化に対して遅れて変化する。よって、ガスタービン１の負荷が変化すると、昇圧機６１の圧力比が変化する関係で、昇圧機６１を流れる冷却空気の流量が変化し、結果として、燃焼筒２２に供給される冷却空気の流量が変化する。すなわち、ガスタービン１の負荷が変化すると、この変化に伴って過渡的に冷却空気の流量が減少する。このため、ガスタービン１の負荷が変化すると、冷却空気による燃焼筒２２の冷却能力が低下することがある。
【００９２】
そこで、本実施形態では、ガスタービン１の負荷変化時には、流量調節器指令発生工程（Ｓ３）で第二指令発生工程（Ｓ３ｂ）を実行すると共に、冷媒弁指令発生工程（Ｓ４）で第四指令発生工程（Ｓ４ｂ）を実行して、燃焼筒２２へ供給する冷却空気の流量を多くすると共に、この冷却空気の温度を下げる。
【００９３】
流量調節器指令発生工程（Ｓ３）の第二指令発生工程（Ｓ３ｂ）では、流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１における第二操作量算出部１２２が、ガスタービン１の運転状態に応じた流量調節器のフィードフォワード目標操作量である第二操作量を算出する。第二指令発生部１２１の指令第一遅延部１２８は、負荷変化判定部１５０から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、この変化検知指令ＬcsＯを第一時間Ｔ１後に第二操作量算出部１２２に出力する。第二指令発生部１２１における第二操作量算出部１２２は、この変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第二操作量を示す第二指令ＦＣＯ２を出力する。
【００９４】
第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生すると、吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１に対して優先して、この第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する（Ｓ５：吸気弁指令（流量調節器指令）出力工程）。吸気弁６９は、この吸気弁指令ＦＣＯを受けると、第二操作量に応じた開度になる。すなわち、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、吸気弁６９は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。一方、リターン弁指令出力部１６２は、前述したように、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１が発生している場合でも、第二指令ＦＣＯ２が発生している場合でも、リターン弁指令ＦｒＣＯとして、開度０％を示す指令をリターン弁５７に出力する（Ｓ６：リターン弁指令（流量調節器指令）出力工程）。よって、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域での負荷変化時、吸気弁６９の制御により、燃焼筒２２に供給される冷却空気の流量の減少を抑えることができる。
【００９５】
また、吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、前述したように、第一指令ＦＣＯ１が発生している場合でも、第二指令ＦＣＯ２が発生している場合でも、吸気弁指令ＦＣＯとして、最少開度ＳＶmin（例えば、２０％）を示す指令を吸気弁６９に出力する（Ｓ５：吸気弁指令（流量調節器指令）出力工程）。吸気弁６９は、この吸気弁指令ＦＣＯにより開度が最少開度ＳＶminで一定になる。一方、リターン弁指令出力部１６２は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２を発生すると、第一指令ＦＣＯ１に優先して、この第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯをリターン弁５７に出力する（Ｓ６：リターン弁指令（流量調節器指令）出力工程）。リターン弁５７は、このリターン弁指令ＦｒＣＯを受けると、第二操作量に応じた開度になる。但し、リターン弁指令ＦｒＣＯは、前述したように、第二操作量に対する補数的な操作量を示す。従って、ガスタービン１の負荷Ｐｗが増加し、第二操作量が大きくなった場合、リターン弁指令ＦｒＣＯが示すリターン弁５７の操作量（開度）は小さくなる。すなわち、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、リターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。よって、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域での負荷変化時、リターン弁５７の制御により、リターンライン５６を流れる冷却空気の流量が少なくなり、燃焼筒２２に供給される冷却空気の必要流量を維持することができる。
【００９６】
第二指令発生部１２１の指令第二遅延部１２９は、負荷変化判定部１５０から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、この変化終了指令ＬceＯを第二時間Ｔ２後に第二操作量算出部１２２に出力する。第二指令発生部１２１における第二操作量算出部１２２は、この変化終了指令ＬceＯを受け付けると、第二操作量を示す第二指令ＦＣＯ２の出力を中止する。
【００９７】
第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２の発生を中止すると、吸気弁指令出力部１６１は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する（Ｓ５：吸気弁（流量調節器指令）指令出力工程）。吸気弁６９が、この吸気弁指令ＦＣＯを受けると、前述したように、第一操作量に応じた開度になる。この結果、吐出ライン５５には、ガスタービン１の運転状態に応じた目標流量Ｆｓｔの冷却空気が流れるようになる。なお、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合、リターン弁５７の開度は０％（全閉）で一定である。
【００９８】
また、第二指令発生部１２１が第二指令ＦＣＯ２の発生を中止すると、リターン弁指令出力部１６２は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯをリターン弁５７に出力する（Ｓ６：リターン弁指令（流量調節器指令）出力工程）。このリターン弁指令ＦｒＣＯが出力されると、吐出ライン５５に、ガスタービン１の運転状態に応じた目標流量Ｆｓｔの冷却空気が流れるように、リターン弁５７の開度が第一操作量に応じた開度に制御される。なお、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合、吸気弁６９の開度は最少開度ＳＶmin（例えば、２０％）で一定である。
【００９９】
冷媒弁指令発生工程（Ｓ４）の第四指令発生工程（Ｓ４ｂ）では、冷媒弁指令発生部１３０の第四指令発生部１４１における第四操作量算出部１４２が、ガスタービン１の運転状態に応じた冷媒弁６６のフィードフォワード目標操作量である第四操作量を算出する。第四指令発生部１４１の指令第三遅延部１４８は、負荷変化判定部１５０から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、この変化検知指令ＬcsＯを第一時間Ｔ１後に第四操作量算出部１４２に出力する。第四指令発生部１４１における第四操作量算出部１４２は、この変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第四操作量を示す第四指令ＱＣＯ４を出力する。
【０１００】
第四指令発生部１４１が第四指令ＱＣＯ４を発生すると、冷媒弁指令出力部１６３は、第三指令ＱＣＯ３に対して優先して、この第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する（Ｓ７：冷媒弁指令（冷却量調節器指令）出力工程）。冷媒弁６６は、この冷媒弁指令ＱＣＯを受けると、第四操作量に応じた開度になる。すなわち、冷媒弁６６は、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより、この目標温度Ｔｓｔの予め定められた割合分だけ低い変化時温度の冷却空気が得られる開度になる。よって、負荷変化時に、燃焼筒２２に供給される冷却空気の温度は低下する。
【０１０１】
第四指令発生部１４１の指令第四遅延部１４９は、負荷変化判定部１５０から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、この変化終了指令ＬceＯを第三時間Ｔ３後に第四操作量算出部１４２に出力する。第四指令発生部１４１における第四操作量算出部１４２は、この変化終了指令ＬceＯを受け付けると、第四操作量を示す第四指令ＱＣＯ４の出力を中止する。
【０１０２】
第四指令発生部１４１が第四指令ＱＣＯ４の発生を中止すると、第三指令ＱＣＯ３に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する（Ｓ７：冷媒弁指令（冷却量調節器指令）出力工程）。冷媒弁６６は、この冷媒弁指令ＱＣＯを受けると、前述したように、第三操作量に応じた開度になり、吐出温度計７４で検知される冷却空気の温度が目標温度Ｔｓｔになる。
【０１０３】
次に、図４に示すタイミングチャートに従って、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域での負荷変化時の吸気弁（流量調節器）６９、リターン弁５７（流量調節器）及び冷媒弁（冷却量調節器）６６の動作について説明する。
【０１０４】
図４の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が切替負荷Ｌｃ以上の場合に、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ１のとき増加し始めたとする。出力計７８で検知されるガスタービン１の負荷である実負荷は、図４の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の増加開始（ｔ１）から多少遅れて増加し始める。
【０１０５】
負荷指令ＬＯが示す負荷が切替負荷Ｌｃ以上の場合、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域になる。この場合、リターン弁５７の開度は０％（全閉）で一定である。
【０１０６】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、図４の（ｃ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加開始（ｔ１）から第一時間Ｔ１後に、第二指令ＦＣＯ２を発生する。吸気弁指令出力部１６１は、この第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。この結果、吸気弁６９は、それまでの開度より大きい、第二指令ＦＣＯ２が示す第二操作量に応じた開度になる。すなわち、吸気弁６９は、前述したように、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１０７】
また、冷媒弁指令発生部１３０の第四指令発生部１４１は、図４の（ｄ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加開始（ｔ１）から第一時間Ｔ１後に、第四指令ＱＣＯ４を発生する。冷媒弁指令出力部１６３は、この第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する。この結果、冷媒弁６６は、第四指令ＱＣＯ４が示す第四操作量に応じた開度になる。すなわち、冷媒弁６６は、前述したように、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより、この目標温度Ｔｓｔの予め定められた割合分だけ低い変化時温度の冷却空気が得られる開度になる。
【０１０８】
負荷指令ＬＯが示す負荷の変化開始から空気圧縮機１０の吐出圧が変化するまでに時間遅れがある。そこで、本実施形態では、空気圧縮機１０の吐出圧の変化時に吸気弁６９及び冷媒弁６６の操作量変化を合わせるため、負荷指令ＬＯが示す負荷の変化開始（ｔ１）から第一時間Ｔ１後に、吸気弁６９に対して第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯを出力し、冷媒弁６６に対して第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを出力する。
【０１０９】
なお、負荷変化判定部１５０は、負荷指令ＬＯが示す負荷が変化してから、多少の時間を経てから、負荷変化を認識し、この認識後に変化検知指令ＬcsＯ等を出力する。負荷指令ＬＯが示す負荷が変化してから、負荷変化判定部１５０が負荷変化を認識するまでの時間は、上記第一時間Ｔ１よりも短い。このため、ここでは、負荷指令ＬＯが示す負荷が変化した時刻と、負荷変化判定部１５０が負荷変化を認識した時刻とは、同一時刻として扱う。
【０１１０】
図４の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ２のとき増加が終了したとする。ガスタービン１の実負荷は、図４の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の増加終了（ｔ２）から多少遅れて増加が終了する。
【０１１１】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、図４の（ｃ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加終了（ｔ２）から第二時間Ｔ２後に、第二指令ＦＣＯ２の発生を中止する。吸気弁指令出力部１６１は、第一指令発生部１１１が発生している第一指令ＦＣＯ１に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。この結果、吸気弁６９は、それまでの開度より小さい、第一指令ＦＣＯ１が示す第一操作量に応じた開度になる。すなわち、吸気弁６９は、前述したように、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔの冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１１２】
また、冷媒弁指令発生部１３０の第四指令発生部１４１は、図４の（ｄ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加終了（ｔ２）から第三時間Ｔ３後に、第四指令ＱＣＯ４の発生を中止する。冷媒弁指令出力部１６３は、第三指令発生部１３１が発生している第三指令ＱＣＯ３に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを吸気弁６９に出力する。この結果、冷媒弁６６は、第三指令ＱＣＯ３が示す第三操作量に応じた開度になる。すなわち、冷媒弁６６は、前述したように、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔの冷却空気が流れ得る開度になる。
【０１１３】
負荷指令ＬＯが示す負荷の変化終了から空気圧縮機１０の吐出圧の変化が終了するまでに時間遅れがある。このため、本実施形態では、空気圧縮機１０の吐出圧の変化後に、吸気弁６９及び冷媒弁６６の操作量変化させるため、負荷指令ＬＯが示す負荷の変化開始から第二時間Ｔ２後に、吸気弁６９に対して第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯを出力し、負荷指令ＬＯが示す負荷の変化開始から第三時間Ｔ３後に、冷媒弁６６に対して第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを出力する。
【０１１４】
図４の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ３のとき減少し始めたとする。出力計７８で検知されるガスタービン１の負荷である実負荷は、図４の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の減少開始（ｔ３）から多少遅れて減少し始める。
【０１１５】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、図４の（ｃ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少開始（ｔ３）から第一時間Ｔ１後に、第二指令ＦＣＯ２を発生する。吸気弁指令出力部１６１は、この第二指令ＦＣＯ２に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。この結果、吸気弁６９は、それまでの第一操作量に応じた開度より大きい、第二指令ＦＣＯ２が示す第二操作量に応じた開度になる。
【０１１６】
また、冷媒弁指令発生部１３０の第四指令発生部１４１は、図４の（ｄ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少開始（ｔ３）から第一時間Ｔ１後に、第四指令ＱＣＯ４を発生する。冷媒弁指令出力部１６３は、この第四指令ＱＣＯ４に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する。この結果、冷媒弁６６は、第四指令ＱＣＯ４が示す第四操作量に応じた開度になる。
【０１１７】
図４の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ４のとき減少が終了したとする。ガスタービン１の実負荷は、図４の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の減少終了（ｔ４）から多少遅れて減少が終了する。
【０１１８】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、図４の（ｃ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少終了（ｔ４）から第二時間Ｔ２後に、第二指令ＦＣＯ２の発生を中止する。吸気弁指令出力部１６１は、第一指令発生部１１１が発生している第一指令ＦＣＯ１に基づく吸気弁指令ＦＣＯを吸気弁６９に出力する。この結果、吸気弁６９は、それまでの第二操作量に応じた開度より小さい、第一指令ＦＣＯ１が示す第一操作量に応じた開度になる。
【０１１９】
また、冷媒弁指令発生部１３０の第四指令発生部１４１は、図４の（ｄ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少終了（ｔ４）から第三時間Ｔ３後に、第四指令ＱＣＯ４の発生を中止する。冷媒弁指令出力部１６３は、第三指令発生部１３１が発生している第三指令ＱＣＯ３に基づく冷媒弁指令ＱＣＯを冷媒弁６６に出力する。この結果、冷媒弁６６は、第三指令ＱＣＯ３が示す第三操作量に応じた開度になる。
【０１２０】
次に、図５に示すタイミングチャートに従って、流量調節器指令（基準弁指令）の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域での負荷変化時の吸気弁（流量調節器）６９、リターン弁５７（流量調節器）及び冷媒弁（冷却量調節器）６６の動作について説明する。
【０１２１】
図５の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が切替負荷未満Ｌｃの場合に、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ１のとき増加し始めたとする。出力計７８で検知されるガスタービン１の負荷である実負荷は、図５の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の増加開始（ｔ１）から多少遅れて増加し始める。
【０１２２】
負荷指令ＬＯが示す負荷が切替負荷未満Ｌｃの場合、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域になる。この場合、吸気弁６９の開度は、最少開度ＳＶmin（例えば、２０％）で一定である。また、冷媒弁指令発生部１３０及び冷媒弁指令出力部１６３の動作は、流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより高負荷流量域の場合と流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合と同じである。従って、以下では、負荷指令ＬＯが示す負荷が切替負荷Ｌｃ未満の場合、つまり流量調節器指令の指令値がスプリット点Ｐより低負荷流量域の場合における冷媒弁指令発生部１３０及び冷媒弁指令出力部１６３の動作の説明を省略する。
【０１２３】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加開始（ｔ１）から第一時間Ｔ１後に、第二指令ＦＣＯ２を発生する。リターン弁指令出力部１６２は、図５の（ｃ’）に示すように、この第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ２をリターン弁５７に出力する。負荷指令ＬＯが示す負荷が増加している場合、第一指令ＦＣＯ１が示す操作量も増加する。しかも、第二指令ＦＣＯ２が示す操作量は、第一指令ＦＣＯ１が示す操作量よりも大きな値である。また、リターン弁指令ＦｒＣＯ２が示すリターン弁５７の操作量ＦｒＣＯ２は、流量調節器指令（第一指令又は第二指令）が示す操作量に対する補数的な操作量である。このため、このリターン弁指令ＦｒＣＯ２が示すリターン弁５７の操作量（開度）は、流量調節器指令（第一指令又は第二指令）が示す操作量が大きくなると、逆に減少する。この結果、リターン弁５７の開度は、これまでの開度より、負荷の増加分（第一指令が示す操作量の増加分）以上に小さくなる。具体的に、リターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１２４】
図５の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ２のとき増加が終了したとする。ガスタービン１の実負荷は、図５の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の増加終了（ｔ２）から多少遅れて増加が終了する。
【０１２５】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、負荷指令ＬＯが示す負荷の増加終了（ｔ２）から第二時間Ｔ２後に、第二指令ＦＣＯ２の発生を中止する。リターン弁指令出力部１６２は、図５の（ｃ’）に示すように、第一指令発生部１１１が発生している第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ１をリターン弁５７に出力する。第一指令ＦＣＯ１が示す操作量は、第二指令ＦＣＯ２が示す操作量より小さい。しかも、前述したように、このリターン弁指令ＦｒＣＯ１が示すリターン弁５７の操作量は、流量調節器指令（第一指令又は第二指令）が示す操作量に対する補数的な操作量である。よって、第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ１が示す操作量は、第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ２より逆に小さい。この結果、リターン弁５７は、それまでの開度より大きくなる。具体的に、リターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔの冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１２６】
図５の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ３のとき減少し始めたとする。出力計７８で検知されるガスタービン１の負荷である実負荷は、図５の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の減少開始（ｔ３）から多少遅れて減少し始める。
【０１２７】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少開始（ｔ３）から第一時間Ｔ１後に、第二指令ＦＣＯ２を発生する。リターン弁指令出力部１６２は、図５の（ｃ’）に示すように、この第二指令ＦＣＯ２に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ２をリターン弁５７に出力する。第二指令ＦＣＯ２が示す操作量は、第一指令ＦＣＯ１が示す操作量より大きい。しかも、前述したように、このリターン弁指令ＦｒＣＯ２が示すリターン弁５７の操作量ＦｒＣＯ２は、流量調節器指令（第一指令又は第二指令）が示す操作量に対する補数的な操作量である。このため、このリターン弁指令ＦｒＣＯ２が示すリターン弁５７の操作量（開度）は、流量調節器指令（第一指令又は第二指令）が示す操作量が大きくなると、逆に減少する。この結果、リターン弁５７の開度は、これまでの開度より小さくなる。具体的に、リターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１２８】
図５の（ａ）に示すように、負荷指令ＬＯが示す負荷が時刻ｔ４のとき減少が終了したとする。ガスタービン１の実負荷は、図５の（ｂ）に示すように、この負荷指令ＬＯが示す負荷の減少終了（ｔ４）から多少遅れて減少が終了する。
【０１２９】
流量調節器指令発生部１１０の第二指令発生部１２１は、負荷指令ＬＯが示す負荷の減少終了（ｔ４）から第二時間Ｔ２後に、第二指令ＦＣＯ２の発生を中止する。リターン弁指令出力部１６２は、図５の（ｃ’）に示すように、第一指令発生部１１１が発生している第一指令ＦＣＯ１に基づくリターン弁指令ＦｒＣＯ１をリターン弁５７に出力する。この結果、リターン弁５７は、これまでより大きくなる。具体的に、リターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔの冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。
【０１３０】
以上のように、本実施形態では、負荷変化時でも高温部品である燃焼筒２２の冷却に必要十分な冷却空気を供給することができる。このため、本実施形態では、負荷静定時に燃焼筒２２に供給する冷却空気の流量を、負荷変化時を考慮して多くする必要がない。よって、本実施形態では、負荷静定時の冷却空気の使用量を抑えつつ、負荷変化時でも高温部品を十分に冷却することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、第二操作量算出部１２２がガスタービン１の運転状態に応じた流量調節器のフィードフォワード目標操作量である第二操作量を算出し、第四操作量算出部１４２がガスタービン１の運転状態に応じた冷媒弁６６のフィードフォワード目標操作量である第四操作量を算出する。しかしながら、第二操作量及び第四操作量は、固定値であってもよい。具体的に、流量調節器の第二操作量は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより多い変化時流量が得られる操作量であれば、例えば、吸気弁６９の開度が全開を示す操作量や、吸気弁６９の開度が９０％を示す操作量であってもよい。また、冷媒弁６６の第四操作量は、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより低い温度の冷却空気が得られる操作量であれば、例えば、冷媒弁６６の開度が全開を示す操作量や、冷媒弁６６の開度が９０％を示す操作量であってもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、負荷変化の形態である負荷増加時及び負荷減少時に、流量調節器の操作量として第二操作量を採用する。しかしながら、負荷減少時、流量調節器の操作量として第二操作量を採用せず、第一操作量を採用してもよい。すなわち、流量調節器の操作量として、負荷が減少しても、第一操作量を維持し続けてもよい。さらに、本実施形態では、負荷増加時及び負荷減少時に、冷媒弁６６の操作量として第四操作量を採用する。しかしながら、負荷減少時、冷媒弁６６の操作量として第四操作量を採用せず、第三操作量を採用してもよい。すなわち、冷媒弁６６の操作量として、負荷が減少しても、第三操作量を維持し続けてもよい。これらの場合、図４（ｃ）で二点鎖線で示すように、負荷減少時、吸気弁６９の操作量（開度）は、負荷減少に伴う第一操作量の減少により減少する。また、同図（ｄ）で二点鎖線で示すように、負荷減少時、冷媒弁６６の操作量（開度）は、負荷減少に伴う第三操作量の減少により減少する。また、図５（ｃ’）で二点鎖線で示すように、負荷減少時、リターン弁５７の操作量（開度）は、負荷減少に伴う第一操作量の減少により増加する。
【０１３３】
「第二実施形態」
ガスタービン設備の第二実施形態について、図７を参照して詳細に説明する。
【０１３４】
本実施形態のガスタービン設備は、制御装置１００ａの構成が上記実施形態における制御装置１００の構成と異なることを除いて、上記実施形態のガスタービン設備と同じである。よって、以下では、本実施形態の制御装置１００ａについて説明する。
【０１３５】
本実施形態の制御装置１００ａも、上記第一実施形態の制御装置１００と同様、受付部１０１と、負荷変化判定部１５０と、流量調節器指令発生部１１０ａと、冷媒弁指令発生部１３０ａと、吸気弁指令出力部１６１と、冷媒弁指令出力部１６３と、を有する。流量調節器指令発生部１１０ａは、上記第一実施形態の流量調節器指令発生部１１０と同様、第一指令発生部１１１及び第二指令発生部１２１ａを有する。冷媒弁指令発生部１３０ａは、上記第一実施形態の冷媒弁指令発生部１３０と同様、第三指令発生部１３１及び第四指令発生部１４１ａを有する。
【０１３６】
本実施形態の第二指令発生部１２１ａは、上記第一実施形態の第二指令発生部１２１と同様に、第二操作量算出部１２２ａと、指令第一遅延部１２８と、指令第二遅延部１２９と、を有する。本実施形態の第二指令発生部１２１ａは、さらに、目標流量発生部１２３と、流量偏差演算部１２４と、を有する。本実施形態の第二指令発生部１２１ａは、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２と同様、ガスタービン１の運転状態に応じた、吐出ライン５５を流れる冷却空気の目標流量を発生する。但し、本実施形態における第二指令発生部１２１ａの目標流量発生部１２３が発生する目標流量Ｆｃｔは、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより、この目標流量Ｆｓｔの予め定められた割合分だけ多い流量である。流量偏差演算部１２４は、吐出流量計７６で検知された冷却空気の流量Ｆｏと目標流量Ｆｃｔとの偏差を求める。第二操作量算出部１２２ａは、この偏差に応じたフィードバック操作量である第二操作量を算出する。この第二操作量算出部１２２ａは、指令第一遅延部１２８から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第二操作量を示す第二指令ＦＣＯ２を出力する。また、この第二操作量算出部１２２ａは、指令第二遅延部１２９から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、この第二指令ＦＣＯ２の出力を中止する。
【０１３７】
すなわち、本実施形態の第二指令発生部１２１ａは、第一指令発生部１１１が発生する第一指令ＦＣＯ１と同様に、フィードバック操作量を示す指令を発生する。
【０１３８】
本実施形態の第四指令発生部１４１ａは、上記第一実施形態の第四指令発生部１４１と同様に、第四操作量算出部１４２ａと、指令第三遅延部１４８と、指令第四遅延部１４９と、を有する。本実施形態の第四指令発生部１４１ａは、さらに、目標温度発生部１４３と、温度偏差演算部１４４と、を有する。本実施形態の第四指令発生部１４１ａは、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２と同様、ガスタービン１の運転状態に応じた冷却空気の目標温度を発生する。但し、第四指令発生部１４１ａの目標温度発生部１４３が発生する目標温度Ｔｃｔは、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより、この目標温度Ｔｓｔの予め定められた割合分だけ低い温度である。温度偏差演算部１４４は、吸気温度計７２で検知された冷却空気の温度Ｔｉと目標温度Ｔｃｔとの偏差を求める。第四操作量算出部１４２ａは、この偏差に応じたフィードバック操作量である第四操作量を算出する。この第四操作量算出部１４２ａは、指令第三遅延部１４８から変化検知指令ＬcsＯを受け付けると、第四操作量を示す第二指令ＦＣＯ２を出力する。また、この第四操作量算出部１４２ａは、指令第四遅延部１４９から変化終了指令ＬceＯを受け付けると、この第四指令ＱＣＯ４の出力を中止する。
【０１３９】
すなわち、本実施形態の第四指令発生部１４１ａは、第三指令発生部１３１が発生する第三指令ＱＣＯ３と同様に、フィードバック操作量を示す指令を発生する。
【０１４０】
本実施形態でも、負荷変化時、吸気弁６９及びリターン弁５７は、第一指令発生部１１１の目標流量発生部１１２が発生する目標流量Ｆｓｔより多い変化時流量の冷却空気が吐出ライン５５に流れ得る開度になる。また、負荷変化時、冷媒弁６６は、第三指令発生部１３１の目標温度発生部１３２が発生する目標温度Ｔｓｔより低い変化時温度の冷却空気が得られる開度になる。
【０１４１】
従って、本実施形態でも、第一実施形態と同様、負荷静定時の冷却空気の使用量を抑えつつ、負荷変化時でも高温部品を十分に冷却することができる。
【０１４２】
なお、本実施形態の第四指令発生部１４１ａは、吸気温度計７２で検知された冷却空気の温度Ｔｉと目標温度との偏差に応じたフィードバック操作量を算出する。しかしながら、第四指令発生部１４１ａは、第三指令発生部１３１と同様に、吐出温度計７４で検知された冷却空気の温度Ｔｏと目標温度との偏差に応じたフィードバック操作量を算出してもよい。但し。冷却器６４から流出する冷却空気の温度変化に対して、吸気温度計７２で検知される冷却空気の温度Ｔｉは、吐出温度計７４で検知される冷却空気の温度Ｔｏより、応答性が高い。このため、負荷変化時における冷却量調節器のフィードバック操作量を求める際には、本実施形態のように、吸気温度計７２で検知された冷却空気の温度Ｔｉを用いることが好ましい。
【０１４３】
「第一変形例」
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の第一変形例について、図８を参照して説明する。
【０１４４】
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の流量調節器は、吸気弁６９及びリターン弁５７である。一方、本変形例の流量調節器は、昇圧機６１のモータ６２の回転数を変えるインバータ６３及びリターン弁５７である。制御装置１００の流量調節器指令出力部１６１は、このインバータ６３に指令を出力し、流量調節器指令出力部１６２は、上記実施形態と同様に、リターン弁５７に指令を出力する。
【０１４５】
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の冷却器６４は、熱交換器である。一方、本変形例の冷却器６４ａは、内部を圧縮空気が流れるラジエター６５ａと、このラジエター６５ａの外部に空気を吹き付けるファン６６ａと、このファン６６ａを駆動するモータ６７ａと、を有する。また、本実施形態の冷却量調節器は、ファン６６ａのモータ６７ａの回転数を変えるインバータ（駆動量調節器）６８ａである。制御装置１００の冷却量調節器指令出力部１６３は、このインバータ６８ａに指令を出力する。
【０１４６】
昇圧機６１のモータ６２の回転数を変えることにより、高温部品に供給する冷却空気の流量を変えることができる。また、ファン６６ａのモータ６７ａの回転数を変えることにより、冷却空気の温度を変えることができる。よって、本変形例でも、以上の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
「第二変形例」
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の第二変形例について、図９を参照して説明する。
【０１４８】
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の流量調節器は、吸気弁６９及びリターン弁５７である。一方、本変形例の流量調節器は、昇圧機６１のケーシング内に流入する冷却空気の流量を変えるインレットガイドベーン（以下、ＩＧＶとする）６８及びリターン弁５７である。このＩＧＶ６８は、昇圧機６１のケーシング内の吸込口側に配置されている可変翼６８ｃと、この可変翼６８ｃの角度を変える翼駆動装置６８ｂと、を有する。制御装置１００の流量調節器指令出力部１６１は、このＩＧＶ６８の翼駆動装置６８ｂに指令を出力する。また、流量調節器指令出力部１６２は、上記実施形態と同様に、リターン弁５７に指令を出力する。
【０１４９】
上記第一実施形態及び上記第二実施形態におけるガスタービン設備の冷却器６４は、熱交換器である。一方、本変形例の冷却器６４ａは、内部を圧縮空気が流れるラジエター６５ａと、このラジエター６５ａの外部に空気を吹き付ける複数のファン６６ａと、複数のファン６６ａ毎に設けられているモータ６７ａと、を有する。また、本実施形態の冷却量調節器は、複数のファン６６ａ毎に設けられているモータ（駆動量調節器）６７ａである。制御装置１００の冷却量調節器指令出力部１６３は、複数のモータに指令を出力する。
【０１５０】
昇圧機６１のＩＧＶ６８の可変翼６８ｃの角度を変えることにより、高温部品に供給する冷却空気の流量を変えることができる。また、複数のファン６６ａ毎に設けられているモータ６７ａの稼動台数を変えることにより、冷却空気の温度を変えることができる。よって、本変形例でも、以上の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
なお、上記第一実施形態、上記第一変形例及び本変形例で示す流量調節器の態様と、上記第一実施形態、上記第一変形例及び本変形例で示す冷却量調節器の態様との組み合わせは、如何なる組み合わせであってもよい。
【０１５２】
「その他の変形例」
上記各実施形態において、制御装置１００，１００ａと上位制御装置１７０とは別体であるが、これらは一体であってもよい。
【０１５３】
上記各実施形態では、冷媒弁（冷却量調節器）６６に関する第三操作量は、ガスタービン１の運転状態によって変化する変動値であるが、この第三操作量は、固定値であってもよい。この場合、冷却空気の温度は、冷却器６４を通過する圧縮空気の流量の変化等に応じて変化する。この冷却空気の温度は、変化時温度との関係で目標温度として扱われる。この場合も、冷媒弁（冷却量調節器）６６の操作量を第四操作量にすることで実現する変化時温度は、この目標温度よりも低くする。従って、第三操作量を固定値とした場合でも、第四操作量は、上記各実施形態と同様に、第三操作量より大きくなり、負荷変化時の冷却温度が下がることになる。
【０１５４】
上記各実施形態では、流量調節器指令発生部１１０，１１０ａは、吸気弁用の指令とリターン弁用の指令とを発生する。しかしながら、吸気弁用の指令発生部とリターン弁用の指令発生部とを個別に設けてもよい。
【０１５５】
上記各実施形態及び上記各変形例における制御装置１００，１００ａは、負荷変化時に対応するため、第二指令発生部１２１，１２１ａ及び第四指令発生部１４１，１４１ａを有する。しかしながら、制御装置は、第二指令発生部と第四指令発生部とのうち、いずれか一方の指令発生部を有してもよい。
【０１５６】
上記各実施形態及び上記各変形例の冷却系統５０は、高温部品としての燃焼筒２２に冷却空気を送る。しかしながら、冷却系統５０は、高温部品であれば、燃焼筒２２以外の部品に冷却空気を送ってもよい。例えば、タービン３０の動翼３５や静翼３９に冷却空気を送ってもよい。
【符号の説明】
【０１５７】
１：ガスタービン、２：ガスタービンロータ、６：中間車室、７：ガスタービン車室、１０：空気圧縮機、１２：圧縮機ロータ、１７：圧縮機車室、２０：燃焼器、２１：燃料噴出器、２２：燃焼筒、２５：燃料ライン、２６：燃料弁、３０：タービン、３１：燃焼ガス流路、３２：タービンロータ、３３：ロータ軸、３４：動翼列、３５：動翼、３７：タービン車室、３８：静翼列、３９：静翼、４０：発電機、５０：ガスタービン冷却系統、５１：冷却空気ライン、５２：吸気ライン、５３：未冷却吸気ライン、５４：冷却済み吸気ライン、５５：吐出ライン、５６：リターンライン、５７：リターン弁、６１：昇圧機、６２：モータ、６３：インバータ、６４，６４ａ：冷却器、６５ａ：ラジエター、６６：冷媒弁（冷却量調節器）、６６ａ：ファン、６７ａ：モータ、６８ａ：インバータ、６８：インレットガイドベーン（ＩＧＶ）、６８ｃ：可変翼、６８ｂ：翼駆動装置、６９：吸気弁（流量調節器）、７１：検知器、７２：吸気温度計、７３：吸気圧力計、７４：吐出温度計、７５：吐出圧力計、７６：吐出流量計、７８：出力計、１００，１００ａ：制御装置、１０１：受付部、１１０，１１０ａ：流量調節器指令発生部、１１１：第一指令発生部、１１２：目標流量発生部、１１３：流量偏差演算部、１１４：第一操作量算出部、１２１，１２１ａ：第二指令発生部、１２２，１２２ａ：第二操作量算出部、１２３：目標流量発生部、１２４：流量偏差演算部、１２８：指令第一遅延部、１２９：指令第二遅延部、１３０，１３０ａ：冷媒弁指令発生部（冷却量調節器指令発生部）、１３１：第三指令発生部、１３２：目標温度発生部、１３３：温度偏差演算部、１３４：第三操作量算出部、１４１，１４１ａ：第四指令発生部、１４２，１４２ａ：第四操作量算出部、１４３：目標温度発生部、１４４：温度偏差演算部、１４８：指令第三遅延部、１４９：指令第四遅延部、１５０：負荷変化判定部、１５１：指令遅延部、１５２：負荷偏差演算部、１５３：変化条件判定部、１６１：吸気弁指令出力部（流量調節器指令出力部）、１６２：リターン弁指令出力部（流量調節器指令出力部）、１６３：冷媒弁指令出力部（冷却量調節器指令出力部）、１７０：上位制御装置
【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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