(57)【要約】  【課題】  本発明は、閉サイクルシステムであるとともに、定格負荷運転時に各ガスタービンを安全に制御することができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。  【解決手段】  ＬＰＴ３からのヘリウムガスをバイパスするためのバイパス路１１にオリフィス１１ａを設けることにより、定格負荷運転時において、ＰＴ４に供給するヘリウムガスをバイパス路１１にバイパスさせることで、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を設計値に維持することができる。【選択図】      図１
2005233149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、
該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮するコンプレッサと同軸となる第１ガスタービンと、
前記第１ガスタービンから排出される前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる第２ガスタービンと、
前記第２ガスタービンを前記冷却材にバイパスさせるバイパス路と、
を備え、
定格負荷運転時に、前記第１ガスタービンの回転数が所定の回転数の範囲内とするために前記バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御することを特徴とするガスタービンプラント。
【請求項２】
前記バイパス路に、該バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御するためのオリフィスを備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンプラント。
【請求項３】
前記バイパス路に、該バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御するためのバイパス弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンプラント。
【請求項４】
前記コンプレッサをｎ（ｎは１以上の整数）個備えるとともに、前記ｎ個のコンプレッサそれぞれと同軸となるｎ軸の前記第１ガスタービンを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のガスタービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガス炉によって発生した熱を利用するガスタービンプラントに関するもので、特に、高温ガス炉の熱により加熱されたガスにより駆動するとともに排ガスを高温ガス炉に供給するガスタービン圧縮機を備えたガスタービンプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の一形式である高温ガス炉は、燃料として核燃料を熱に強い熱分解炭素（ＰｙＣ）や炭化珪素（ＳｉＣ）で被覆した被覆粒子燃料を用いるとともに減速剤と炉内構造材に熱に強い黒鉛を使用するもので、ヘリウムガスがその冷却材に用いられる。又、この高温ガス炉に用いられる被覆粒子燃料として、黒鉛ブロックに燃料棒を挿入したブロック型燃料や球状に圧縮成型したペブルベッド型燃料が使用されている。そして、炉心を金属材料の代わりにセラミックス材料で構成することによって、炉心が１０００℃近くの高温でも耐えることのできる構成とされる。
【０００３】
よって、高温ガス炉より発生した熱を利用して、８００℃以上の高い出口ガス温度という他の形式の原子炉では得られない高温のガス温度を得ることができ、熱効率の高い発電を達成することができる。又、使用される燃料は、燃料温度が上昇しても燃料溶融、被覆層破損はほとんど生じず、事故条件下においても核分裂生成物を保持するため、その安全性にも優れている。又、この高温ガス炉として、我が国においても、高温工学試験研究炉（ＨＴＴＲ：High Temperature Engineering Test Reactor）の運転が行われている。
【０００４】
このような高温ガス炉が発電プラントにおいて、高温ガス炉からの高温ガスによって蒸気を発生し蒸気タービンを駆動する蒸気サイクル発電や、高温ガス炉からの高温ガスによりガスタービンを駆動する閉サイクルガスタービン発電が用いられている。このとき、在来の火力発電並の蒸気条件の蒸気タービン発電では、略４０％の熱効率が得られるが、原子炉出口冷却材温度を略８５０℃以上とする閉サイクルガスタービン発電を使用することにより、４５〜５０％の熱効率が得られる可能性がある。
【０００５】
そして、この熱効率の高い閉サイクルガスタービン発電を利用した高温ガス炉として、高温ガス炉を循環する系統とガスタービンを循環する系統とを異なる系統としたガスタービンプラントにおける高温ガス炉が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１で開示されたガスタービンプラントにおいては、一次回路に備えられる高温ガス炉で得られた高温のヘリウムガスを用いて二次回路のヘリウムガスを加熱し、加熱した二次回路のヘリウムガスによりガスタービンが駆動する。
【０００６】
又、本出願人は、高圧コンプレッサと同軸のガスタービン及び発電機と同軸のガスタービンとを別軸にして備えるとともに、この別軸のガスタービンを高温ガス炉からのヘリウムガスによって駆動するガスタービンプラントを開示している（特許文献２参照）。このガスタービンプラントでは、ガスタービンから排出されたヘリウムガスがコンプレッサで圧縮された後、高温ガス炉に供給される。このような構成のガスタービンプラントに使用されるとともにペブルベッド型燃料を使用するペブルベッド炉心を備えたペブルベッドモジュール型高温ガス炉（ＰＢＭＲ：Pebble Bed Modular Reactor）が開発されている。
【０００７】
又、特許文献２におけるガスタービンプラントは、２軸のガスタービンを備えたガスタービンとし、発電機と同軸のガスタービンを更に低圧コンプレッサとも一軸となるように構成している。そのため、この低圧コンプレッサ及び発電機と一軸に接続されるガスタービンにかかる負荷が大きくなる。よって、上述のＰＢＭＲを用いたガスタービンプラントにおいて、この負荷を分散させるために、低圧コンプレッサと一軸にしたガスタービンを設け、３軸構成としたガスタービンプラントが採用されているものが開発されている。
【特許文献１】特開平１０−３２２２１５号公報
【特許文献２】特開平９−１４４５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高温ガス炉では、コンプレッサと同軸のタービンの回転数を低下させることができるが、上昇させることができない。よって、実機のプラント効率とヘリウムガスの流量との関係が設計点よりずれたために、定格負荷運転時において、その回転数が低い値でタービンが回転するとき、このタービンの回転数を上昇させることができないため、コンプレッサやタービンが備える動翼が共振して破損する恐れがある。
【０００９】
このような問題を鑑みて、本発明は、閉サイクルシステムであるとともに、定格負荷運転時に各ガスタービンを安全に制御することができるガスタービンプラント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に本発明のガスタービンプラントは、被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮するコンプレッサと同軸となる第１ガスタービンと、前記第１ガスタービンから排出される前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる第２ガスタービンと、前記第２ガスタービンを前記冷却材にバイパスさせるバイパス路と、を備え、定格負荷運転時に、前記第１ガスタービンの回転数が所定の回転数の範囲内とするために前記バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御することを特徴とする。
【００１１】
このように構成されるガスタービンプラントは、定格負荷運転時において、前記高温ガス炉より排出される高温高圧の前記冷却材が前記第１ガスタービンそれぞれに順番に与えられて回転することにより、前記第１ガスタービンと同軸のコンプレッサを回転駆動させる。又、最終段となる前記第１ガスタービンから排出された前記冷却材が前記第２ガスタービンに供給されることで、前記第２ガスタービンが回転し前記発電機が発電を行う。そして、該第２ガスタービンから排出された前記冷却材が前記第１ガスタービンによって回転されるコンプレッサによって圧縮されて高圧に昇圧された後、前記高温ガス炉に帰還される。
【００１２】
このようなガスタービンプラントにおいて、前記バイパス路に、該バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御するためのオリフィスを備えるものとしても構わないし、前記バイパス路に、該バイパス路を流れる前記冷却材の流量を制御するためのバイパス弁を備えるものとしても構わない。
【００１３】
又、前記第１ガスタービンの回転数そのものを検出し、該回転数が所定値を下回ったとき、前記バイパス路の流量を増加し、該回転数が所定値以上となったとき、前記バイパス路の流量を減少させるものとしても構わない。
【００１４】
又、これらのガスタービンプラントにおいて、前記コンプレッサをｎ（ｎは１以上の整数）個備えるとともに、前記ｎ個のコンプレッサそれぞれと同軸となるｎ軸の前記第１ガスタービンを備える。
【００１５】
このｎ軸の前記第１ガスタービンを備えるガスタービンプラントにおいて、前記第１ガスタービンが２軸以上であるとともに、前記ｎ軸の第１ガスタービンの内、前記高温ガス炉に近い初段の前記第１ガスタービン以外のｎ−１軸の前記第１ガスタービンそれぞれを前記冷却材にバイパスさせるｎ−１個のバイパス弁を備え、起動時に、前記ｎ−１個のバイパス弁の開度を制御して、前記ｎ軸の第１ガスタービンそれぞれを前記初段の第１ガスタービンから順番に１軸毎に定格回転数にその回転数を高くするものとしても構わない。
【００１６】
このとき、前記バイパス弁を前記第１ガスタービン１軸毎に前記冷却材をバイパスさせるように直列に配設するようにしても構わないし、最終段の前記第１ガスタービンからｎ−１軸のガスタービンをバイパスさせるバイパス弁、最終段の前記第１ガスタービンからｎ−２軸のガスタービンをバイパスさせるバイパス弁、…、最終段の前記第１ガスタービン１軸をバイパスさせるバイパス弁のように、並列に配設するようにしても構わない。
【００１７】
又、前記バイパス弁が、前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとしても構わない。このとき、前記バイパス弁を直列に配設するとき、最終段の前記第１ガスタービンをバイパスさせる前記バイパス弁のみを前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとする。又、前記バイパス弁を並列に配設するとき、ｎ−１個の前記バイパス弁それぞれを前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとする。
【００１８】
又、これらのガスタービンプラントにおいて、前記コンプレッサから前記高温ガス炉に供給される前記冷却材と、前記第２ガスタービンから排出される前記冷却材との熱交換を行う熱交換器を設けるものとしても構わない。又、前記第２ガスタービンと前記コンプレッサとの間の経路に、前記冷却材を冷却する前置冷却器を設けるとともに、前記コンプレッサの間の経路に、前記冷却材を冷却するｎ−１個の中間冷却器を設けるものとしても構わない。更に、上述の各ガスタービンプラントにおいて、前記冷却材としてヘリウムガスを用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、複数軸のガスタービンプラントを起動時に定格回転数まで昇速させるとき、バイパス弁を設けることによって、このバイパス弁の開度を制御してコンプレッサと同軸のガスタービンそれぞれを個々に制御して昇速させることができる。よって、全てのガスタービンを一度に昇速させる場合と比べて、各ガスタービン毎に定格回転数まで昇速されたか否かを確認することができるので、安全に起動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１のガスタービンプラントは、核分裂生成物（ＦＰ：Fission Products）を核分裂させた際の熱エネルギーを供給されたヘリウムガスに与えて高温のヘリウムガスを排出する高温ガス炉１と、高温ガス炉１から排出されるヘリウムガスにより駆動する高圧ガスタービン（ＨＰＴ）２と、ＨＰＴ２から排出されたヘリウムガスにより駆動する低圧タービン（ＬＰＴ）３と、ＬＰＴ３から排出されたヘリウムガスにより駆動するパワーガスタービン（ＰＴ）４と、ＰＴ４と同軸で構成されるとともにＰＴ４により回転される発電機５と、ＰＴ４から排出されたヘリウムガスが供給されて熱交換を行う熱交換器６と、熱交換器６で熱を放出したヘリウムガスを冷却する前置冷却器７と、前置冷却器７で冷却されたヘリウムガスを圧縮する低圧コンプレッサ（ＬＰＣ）８と、ＬＰＣ８で圧縮されて昇圧されたヘリウムガスを冷却する中間冷却器９と、中間冷却器９で冷却されたヘリウムガスを圧縮して熱交換器６に供給する高圧コンプレッサ（ＨＰＣ）１０と、を備える。
【００２２】
又、この図１のガスタービンプラントは、ＬＰＴ３から排出されるヘリウムガスをＰＴ４をバイパスさせて熱交換器６に供給するためのバイパス路１１を備えるとともに、このバイパス路１１にはバイパス路１１を流れるヘリウムガスの流量を制御するための交換可能なオリフィス１１ａが設置される。即ち、バイパス路１１に設置されるオリフィス１１ａによって決まる流量制限値によって、バイパス路１１を流れるヘリウムガスの流量及びＰＴ４に供給されるヘリウムガスの流量が設定される。
【００２３】
このようにバイパス路１１が設けられるとき、まず、定格負荷運転時におけるＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を計測する。ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数が安全に運転できる回転数より低い場合はバイパス路１１にバイパスさせることによりＬＰＴ出口圧力を下げてＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を上昇させる。
【００２４】
このように構成されるガスタービンプラントを定格負荷で運転するとき、減速材と炉内構造材には熱に強い黒鉛が使用されて耐熱構造とされた高温ガス炉１に、ＦＰであるセラミックス微小燃料粒子を熱分解炭素や炭化珪素で多重に被覆した被覆粒子燃料である燃料要素が供給されて、燃料要素内のＦＰが核分裂を行う。このＦＰの核分裂により発生する熱エネルギーが熱交換器６より供給されるヘリウムガスに与えられ、高温高圧のヘリウムガスをＨＰＴ２に供給する。尚、被覆粒子燃料である燃料要素として、ペブルベッド型燃料又はブロック型燃料が使用される。
【００２５】
そして、高温ガス炉１からの高温高圧のヘリウムガスによりＨＰＴ２が回転し、ＨＰＣ１０を回転させるとともに、このＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスがＬＰＴ３に供給される。同様に、ＨＰＴ２を回転させたヘリウムガスによりＬＰＴ３が回転し、ＬＰＣ８を回転させるとともに、このＬＰＴ３から排出されるヘリウムガスがＰＴ４に供給される。更に、ＬＰＴ３を回転させたヘリウムガスによりＰＴ４が回転し、発電機５を回転させて発電を行う。このとき、設置されたオリフィス１１ａによる流量分のヘリウムガスがＬＰＴ３から熱交換器６にバイパスされる。このようにしてＨＰＴ２、ＬＰＴ３、ＰＴ４それぞれを回転させて仕事を行ったヘリウムガスが熱交換器６に供給される。
【００２６】
熱交換器６では、ＰＴ４から排出された高温のヘリウムガスが供給されるとともに、ＨＰＣ１０で圧縮されたヘリウムガスがＰＴ４からのヘリウムガスと熱交換を行うことによって、加温されたＨＰＣ１０からのヘリウムガスを高温ガス炉１に供給するとともに、冷却されたＰＴ４からのヘリウムガスが前置冷却器７に与えられる。この前置冷却器７で冷却されたヘリウムガスがＬＰＴ３で回転されるＬＰＣ８に与えられることで、圧縮されて昇圧される。このとき、前置冷却器７で冷却されることで、ヘリウムガスの密度を高くしてＬＰＣ８での圧縮効率を高くする。
【００２７】
そして、昇圧されたヘリウムガスが中間冷却器９で再度冷却された後、ＨＰＴ２で回転されるＨＰＣ１０で圧縮された昇圧される。このとき、中間冷却器９でヘリウムガスが冷却されることで、前置冷却器７で冷却されたときと同様、ヘリウムガスの密度を高くしてＨＰＣ１０での圧縮効率を高くする。このＨＰＣ１０で昇圧されたヘリウムガスが熱交換器６で加温されて、高温ガス炉１に供給される。
【００２８】
このように、本実施形態によると、バイパス路１１にオリフィス１１ａを設置することによって、バイパス路１１を流れるヘリウムガスを最適な流量に制限することができる。即ち、ＰＴ４に供給するヘリウムガスの流量をできる限り多いものとするとともにＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を設計値で維持できる流量のヘリウムガスをバイパス路１１にバイパスできるように、オリフィス１１ａの流量値が設定されることで、定格負荷運転を安全に且つ高効率で安全に運転を行うことができる。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図２は、本実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。尚、図２のガスタービンプラントにおいて、図１のガスタービンプラントと同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３０】
図２のガスタービンプラントは、図１のガスタービンプラントと異なり、バイパス路１１においてオリフィス１１ａの代わりにバイパス弁１１ｂを備えるとともに、ＨＰＴ２の回転数を計測する回転数計１２と、ＬＰＴ３の回転数を計測する回転数計１３と、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数それぞれに応じてバイパス弁１１ｂの開度を制御するバイパス制御部１４と、を備える。このように構成されるガスタービンプラントの定格負荷運転時における基本動作は、第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態を参照するものとし、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
第１の実施形態と同様、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３及びＰＴ４それぞれを高温ガス炉１から供給される高温高圧のヘリウムガスによって回転駆動させることで、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３及びＰＴ４それぞれと同軸のＨＰＣ１０及びＬＰＣ８及び発電機５を動作させ、定格負荷運転が行われる。このとき、回転数計１２で検出されたＨＰＴ２の回転数と、回転数計１３で検出されたＬＰＴ３の回転数計とがそれぞれ、バイパス制御部１４に与えられる。そして、バイパス制御部１４では、与えられたＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数それぞれを、計画値と比較し、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３それぞれが安全な回転数で運転しているか否かを判断する。
【００３２】
このように、本実施形態によると、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３それぞれの回転数が計画値以上であるか否かを確認し、計画値を下回ったときはバイパス弁１１ｂを開くことによって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を制御することができる。即ち、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数それぞれを検出してバイパス弁１１ｂの開度を制御することによって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を計画値で維持するようにバイパス路１１を流れるヘリウムガスの流量を制御することができる。よって、定格負荷運転を安全に且つ高効率で行うことができる。
【００３３】
尚、第１及び第２の実施形態において、ＨＰＴ及びＬＰＴ及びＰＴの３軸のガスタービンプラントとしたが、１軸以上のコンプレッサと同軸のガスタービンと発電機と同軸のガスタービンとを備える２軸以上となるｎ軸のガスタービンプラントに対して適用できる。
【００３４】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。尚、図３のガスタービンプラントにおいて、図２のガスタービンプラントと同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図３のガスタービンプラントは、図２のガスタービンプラントの構成に、更に、ＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスをＬＰＴ３をバイパスさせるバイパス弁１５を備える。このように構成されるガスタービンプラントは、定格負荷運転時において、バイパス弁１５を全閉状態とするとともに、第２の実施形態と同様の動作を行うことでバイパス弁１１ｂの開度を制御して、第１の実施形態で説明した基本動作を行う。よって、定格負荷運転時における動作の詳細な説明については、第１及び第２の実施形態を参照するものとして、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
以下に、本実施形態のガスタービンプラントの起動時動作について、図４を参照して以下に説明する。まず、バイパス弁１１ｂ，１５が全閉の状態とされる。そして、貯蔵タンク（不図示）のヘリウムガスを、図１のガスタービンプラントにおける、高温ガス炉１、ＨＰＴ２、ＬＰＴ３、ＰＴ４、熱交換器６、ＬＰＣ８、及びＨＰＣ９により構成されるヘリウムガスのメイン系統に注入する。このとき、同時に、初期設定用のブロワシステム（不図示）を起動して、このメイン系統に注入されたヘリウムガスを循環させるとともに、ＬＰＣ８及びＨＰＣ１０にはヘリウムガスが流れないように流量制御する。
【００３７】
そして、メイン系統に注入されたヘリウムガスの温度及び圧力が所定値に到達したことが確認されると、高温ガス炉１内の臨界運転に移行する。そして、高温ガス炉１内が臨界に達すると、高温ガス炉１における出口温度を所定の温度範囲内に制御する。その後、ＨＰＴ２、ＬＰＴ３及びＰＴ４を流れるヘリウムの流量を制御するとともに、発電機５をサイリスタとして動作させてＰＴ４の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させる。そして、ＰＴ４の回転数が定格回転数Ｒｂまで上昇したことが確認されると、発電機５を併入させる。
【００３８】
このようにして、起動開始してから時間ｔａが経過したときに、発電機５が併入されると、図４（ａ）、（ｂ）のように、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数が回転数Ｒａに到達していることが確認される。そして、ＬＰＣ８及びＨＰＣ１０を流れるヘリウムガスの流量を制御してプラントの負荷を上昇させる。このとき、図４（ｃ）のように、バイパス弁１５を開度ｘ％まで開けて、バイパス弁１５を介してＨＰＴ２からのヘリウムガスの一部をＰＴ４に供給する。そして、負荷を上昇させるとともに、図４（ａ）のように、ＨＰＴ２の回転数を定格回転数Ｒｂに昇速させる。尚、バイパス弁１５の開度がｘ％まで開けることによって、図４（ｂ）のように、ＬＰＴ３の回転数を回転数Ｒａで保持することができる。
【００３９】
そして、時間ｔｂ経過後にＨＰＴ２の回転数が定格回転数Ｒｂに到達したことが確認されると、図４（ｃ）のように、バイパス弁１５を全閉として、ＨＰＴ２からのヘリウムガスを全てＬＰＴ３に供給する。よって、ＬＰＴ３に流れるヘリウムガスの流量が多くなるので、図４（ｂ）のように、ＬＰＴ３の回転数が定格回転数Ｒｂまで上昇する。このようにして、ＨＰＴ２、ＨＰＴ３、及びＰＴ４の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させると、更にプラントの負荷を上昇させて、無負荷運転から定格負荷運転に移行する。尚、このようにプラントの負荷を上昇させているとき、高温ガス炉１における出口温度が所定の温度となるように制御される。
【００４０】
このように、本実施形態において、バイパス弁１５を設けることによって、プラント起動時において、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を個別に制御することができる。よって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数をそれぞれ定格回転数まで上昇させて、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３を安全領域で動作させることができる。
【００４１】
上述のガスタービンプラントの起動動作において、バイパス弁１１ｂを全閉の状態とするとともにバイパス弁１５の開度を制御することで、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を順番に上昇させるものとしたが、バイパス弁１１ｂをバイパス弁１５と同様のタイミングでその開度を制御することで、ＰＴ４をバイパスさせるとともにＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を順番に上昇させることも可能である。
【００４２】
尚、本実施形態において、第２の実施形態と同様、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３それぞれの回転数を計測する回転数計１２，１３と、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数それぞれに応じてバイパス弁１１ｂの開度を制御するバイパス制御部１４とを備え、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数が計画値となるようにヘリウムの流量制御を自動的に行うようにしても構わない。
【００４３】
又、本実施形態におけるガスタービンプラントは、３軸のガスタービンによって構成されるものとしたが、３軸以上のｎ軸のガスタービンに適用できる。このとき、図５及び図６のように、発電機と同軸のガスタービン（ＰＴ）４が１軸であるため、コンプレッサＣ１〜Ｃｎ−１それぞれと同軸のガスタービンＴ１〜Ｔｎ−１がｎ−１軸となるとともに、初段のガスタービンＴ１以外のコンプレッサＣ２〜Ｃｎ−１と同軸の各ガスタービンＴ２〜Ｔｎ−２をバイパスするためのバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２がｎ−２個設けられる。
【００４４】
そして、図５のように、コンプレッサと同軸のｎ−２軸の各ガスタービン毎にバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を直列に設けることもでき、又、図６のように、ｎ−２軸のガスタービンＴ２〜Ｔｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖ１、ｎ−３軸のガスタービンＴ３〜Ｔｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖ２、…、１軸のガスタービンＴｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖｎ−２のようにバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を並列に設けることもできる。
【００４５】
更に、図５及び図６のようにバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２が配設されるとき、その起動時において、図５の場合、まず、バイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を開いて、ガスタービンＴ１を定格回転数とした後、バイパス弁Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖｎ−２を順番に全閉にして、ガスタービンＴ２，Ｔ３，…，Ｔｎ−１の順に定格回転数に昇速させる。このとき、バイパス弁１１ｂを全閉とすることもできるし、所定の開度だけ開くこともできる。又、図６の場合、まず、バイパス弁Ｖ１を開いて、ガスタービンＴ１を定格回転数とした後にバイパス弁Ｖ１を全閉とした後、バイパス弁Ｖ２，…，Ｖｎ−２の順番に、その開度を開いた後に全閉にして、ガスタービンＴ２，Ｔ３，…，Ｔｎ−１の順に定格回転数に昇速させる。このときも同様に、バイパス弁１１ｂを全閉としても良いし、所定の開度だけ開くようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のガスタービンプラントは、高温ガス炉及び複数軸のガスタービンを備えたガスタービンプラントにおいて適用可能であり、高温ガス炉に使用される被覆粒子燃料がペブルベッド型燃料及びブロック型燃料いずれの場合であっても、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】は、第１の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。
【図２】は、第２の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。
【図３】は、第３の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。
【図４】は、図３のガスタービンプラントの起動時の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】は、第３の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。
【図６】は、第３の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    高温ガス炉
２    ＨＰＴ
３    ＬＰＴ
４    ＰＴ
５    発電機
６    熱交換器
７    前置冷却器
８    ＬＰＣ
９    中間冷却器
１０    ＨＰＣ
１１    バイパス路
１１ａ    オリフィス
１１ｂ，１５    バイパス弁
１２    温度検出器
１３    流量検出器
１４    バイパス制御部
【図１】
2005233149.tif 000003
【図２】
2005233149.tif 000004
【図３】
2005233149.tif 000005
【図４】
2005233149.tif 000006
【図５】
2005233149.tif 000007
【図６】
2005233149.tif 000008