(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で生じた燃焼ガスによって駆動されて翼を有するガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて前記燃焼器に圧縮空気を供給し車軸を有する圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気によって駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンで仕事を終えた蒸気を復水させる復水器と、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を有するコンバインドサイクル発電設備において、
前記排熱回収ボイラは、前記復水器で生成された水を加熱してその温度を上昇させる節炭器および、発生した蒸気を溜める蒸気ドラムを有し、
前記コンバインドサイクル発電設備はさらに、
前記節炭器で加熱された水と前記圧縮機から抽出された圧縮空気とを熱交換させて前記圧縮空気を冷却し、前記ガスタービンの翼および前記圧縮機の車軸の少なくとも一方を冷却するための冷却空気を生成する抽出空気冷却器と、
この抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却系統に送るバイパス系統と、
を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項２】
請求項１に記載に記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却のための冷却系統に送られる圧縮空気の温度が所定の範囲に入るように、前記バイパス系統を通る前記圧縮空気の流量を制御する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項３】
請求項２に記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記抽出空気冷却器から前記ガスタービン翼および圧縮機車軸それぞれを冷却するための各冷却系統を有し、
前記バイパス系統は、前記抽出空気冷却器をバイパスして前記各冷却系統に接続される複数のバイパス系統からなり、
前記各冷却系統それぞれに送られる圧縮空気の温度がそれぞれの所定の範囲に入るように、前記複数のバイパス系統それぞれを通る前記圧縮空気の流量を個別に制御する手段を有すること、
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸それぞれを冷却するための各冷却系統に供給される前記圧縮空気を、必要に応じて、前記抽出空気冷却器を介さずに全量前記バイパス系統を経由して供給する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記抽出空気冷却器の抽出空気下流側に湿分分離器が配置されていること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項６】
請求項４に記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記抽出空気冷却器の抽出空気下流側に湿分分離器が配置され、
前記湿分分離器の水位が所定の位置よりも高くなったときに、前記各冷却系統に供給される圧縮空気を、前記抽出空気冷却器を介さずに全量前記バイパス系統を経由して供給する手段を有すること、
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記燃焼器に燃料を供給する燃料系統と、
前記抽出空気冷却器で生成された前記冷却空気を使用して前記燃料系統の燃料を適宜排出するための燃料パージ空気系統と、
前記抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記燃料パージ空気系統に送る燃料パージ空気バイパス系統と、
をさらに有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項８】
燃料を燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で生じた燃焼ガスによって駆動されて翼を有するガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて前記燃焼器に圧縮空気を供給し車軸を有する圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気によって駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンで仕事を終えた蒸気を復水させる復水器と、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を有するコンバインドサイクル発電設備の運転方法において、
前記排熱回収ボイラは、前記復水器で生成された水を加熱してその温度を上昇させる節炭器および、発生した蒸気を溜める蒸気ドラムを有し、
前記コンバインドサイクル発電設備はさらに、前記節炭器で加熱された水と前記圧縮機から抽出された圧縮空気とを熱交換させて前記圧縮空気を冷却し、前記ガスタービンの翼および前記圧縮機の車軸の少なくとも一方を冷却するための冷却空気を生成する抽出空気冷却器を有し、
前記運転方法は、前記抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記ガスタービン翼および圧縮機車軸の少なくとも一方の冷却系統に送ること、
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備運転方法。
【請求項９】
請求項８に記載のコンバインドサイクル発電設備運転方法において、
前記ガスタービン翼および圧縮機車軸の少なくとも一方の冷却系統に送られる圧縮空気の温度が所定の範囲に入るように、前記抽出空気冷却器をバイパスして送られる前記圧縮空気の流量を制御すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインドサイクル発電設備とその運転方法に係り、特にそのガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクル発電設備において、熱効率を改善および機器信頼性を確保するために、ガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置が設置される場合がある。空気圧縮機より抽出したガスタービン翼冷却用空気は、直接ガスタービンへ供給されていた。一方、近年、より効率の高い発電設備が求められており、それを実現するためにガスタービン燃焼温度の高温化によるプラント効率の向上が図られている。したがって、ガスタービン入口燃焼ガス温度は１３００℃から１５００℃以上となっており、それに従い空気圧縮機も大型化し、吐出空気も高温・高圧となってきた。
【０００３】
このため、ガスタービンと同様に、空気圧縮機も熱負荷の高い状況下にて用いられることとなり、ガスタービン高温部品以外に空気圧縮機吐出部部品も強制的に空気にて冷却するようになってきており、さらに、空気圧縮機の吐出空気が高温になってきているので、本空気系統に冷却器を設けガスタービンおよび空気圧縮機に供給する空気を冷却するようになってきた。
【０００４】
ここで、プラント効率向上という観点から、上記冷却器サイクル内の排熱回収ボイラの節炭器より前記冷却器へ冷却水を供給し、冷却器を経由した冷却水は排熱回収ボイラの蒸気ドラムへ回収し、熱効率を上げるという系統が設置されるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記冷却器を有する冷却空気系統において、プラント負荷降下が急激に起こった場合は、排熱回収ボイラからの冷却水はその残熱により高く温度が維持され、逆にガスタービンはすぐに燃料を絞られることにより熱負荷が下がるため、前記冷却器を通過させると空気温度が高めとなり、空気を冷却器に通過させると逆効果となる場合が出てきた。したがって、冷却空気の一部の量をまたは、全量を冷却器をバイパスさせて運転した方が、得策な場合が出てきた。
【０００６】
また、空気圧縮機車軸およびガスタービン翼では、その最適冷却空気温度は相違するため、供給する空気温度を各々調節するためには、冷却器をバイパスさせた高温の空気と、各々の機器が必要とする冷却空気の温度よりさらに低く冷却された空気とを混合して規定の冷却空気に調節しないと、プラントが過渡的に変化した場合は供給する空気温度が変動してしまい、安定して最適な温度の空気を供給することが難しいという問題が出てきた。
【０００７】
さらに、空気冷却器に冷却水を使用した場合、チューブ破断等の事故の際には、冷却水が冷却空気へ混入し、そのままガスタービンへ流入する恐れがあり、急激な熱変化によりガスタービンを損傷させるという懸念が出てきた。
【０００８】
その上、空気圧縮機から抽気された空気にて燃料管の燃料パージを従来行っていたが、上に述べたように抽出空気が高温になってきたため、燃料管の材質向上の必要性が出てきた。またパッキン等の劣化が早くなりプラントの信頼性が落ちるという問題が出てきた。
本発明の目的は、上記課題の全部または一部を解決することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するものであって、請求項１の発明は、燃料を燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で生じた燃焼ガスによって駆動されて翼を有するガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて前記燃焼器に圧縮空気を供給し車軸を有する圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気によって駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンで仕事を終えた蒸気を復水させる復水器と、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を有するコンバインドサイクル発電設備において、前記排熱回収ボイラは、前記復水器で生成された水を加熱してその温度を上昇させる節炭器および、発生した蒸気を溜める蒸気ドラムを有し、前記コンバインドサイクル発電設備はさらに、前記節炭器で加熱された水と前記圧縮機から抽出された圧縮空気とを熱交換させて前記圧縮空気を冷却し、前記ガスタービンの翼および前記圧縮機の車軸の少なくとも一方を冷却するための冷却空気を生成する抽出空気冷却器と、この抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却系統に送るバイパス系統と、を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００１０】
この発明によれば、コンバインドサイクル発電設備の空気圧縮機の車軸およびガスタービンの翼に、安定してその適当な冷却温度の冷却空気を供給することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載に記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却のための冷却系統に送られる圧縮空気の温度が所定の範囲に入るように、前記バイパス系統を通る前記圧縮空気の流量を制御する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００１２】
この発明によれば、請求項１の発明の作用・効果が得られるほか、ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却のための冷却系統に送られる圧縮空気の温度を所定の範囲に保持することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記抽出空気冷却器から前記ガスタービン翼および圧縮機車軸それぞれを冷却するための各冷却系統を有し、前記バイパス系統は、前記抽出空気冷却器をバイパスして前記各冷却系統に接続される複数のバイパス系統からなり、前記各冷却系統それぞれに送られる圧縮空気の温度がそれぞれの所定の範囲に入るように、前記複数のバイパス系統それぞれを通る前記圧縮空気の流量を個別に制御する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００１４】
この発明によれば、請求項２の発明の作用・効果が得られるほか、ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の冷却のための冷却系統に送られる圧縮空気の温度をそれぞれの最適な温度範囲に制御することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１、２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記ガスタービンの翼および圧縮機の車軸それぞれを冷却するための各冷却系統に供給される前記圧縮空気を、必要に応じて、前記抽出空気冷却器を介さずに全量前記バイパス系統を経由して供給する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００１６】
この発明によれば、請求項１、２または３の発明の作用・効果が得られるほか、冷却器チューブ破断等の異常時に空気圧縮機より抽出された空気を全量冷却器をバイパスさせることにより冷却空気への冷却水の混入を防ぐことが可能となり、これによって、空気圧縮機およびガスタービンの損傷を防ぐことができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記抽出空気冷却器の抽出空気下流側に湿分分離器が配置されていること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００１８】
この発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、冷却器の故障の際、冷却空気へ混入した冷却水を除去し、空気圧縮機およびガスタービンへの冷却水の混入を防ぎ、空気圧縮機およびガスタービンの損傷を防ぐことができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項４に記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記抽出空気冷却器の抽出空気下流側に湿分分離器が配置され、前記湿分分離器の水位が所定の位置よりも高くなったときに、前記各冷却系統に供給される圧縮空気を、前記抽出空気冷却器を介さずに全量前記バイパス系統を経由して供給する手段を有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００２０】
この発明によれば、請求項４の発明の作用・効果が得られるほか、冷却器の故障の際、冷却空気へ混入した冷却水を除去し、空気圧縮機およびガスタービンへの冷却水の混入を防ぎ、空気圧縮機およびガスタービンの損傷を防ぐことができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電設備において、前記燃焼器に燃料を供給する燃料系統と、前記抽出空気冷却器で生成された前記冷却空気を使用して前記燃料系統の燃料を適宜排出するための燃料パージ空気系統と、前記抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記燃料パージ空気系統に送る燃料パージ空気バイパス系統と、をさらに有すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備である。
【００２２】
この発明によれば、請求項１ないし５のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、燃料管の材質グレードを上げる必要が無くなり、さらに燃料管に使用されているパッキン等への熱応力を緩和して、系統の信頼性を上げることが可能となる。
【００２３】
請求項８の発明は、燃料を燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で生じた燃焼ガスによって駆動されて翼を有するガスタービンと、このガスタービンによって駆動されて前記燃焼器に圧縮空気を供給し車軸を有する圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気によって駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンで仕事を終えた蒸気を復水させる復水器と、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を有するコンバインドサイクル発電設備の運転方法において、前記排熱回収ボイラは、前記復水器で生成された水を加熱してその温度を上昇させる節炭器および、発生した蒸気を溜める蒸気ドラムを有し、前記コンバインドサイクル発電設備はさらに、前記節炭器で加熱された水と前記圧縮機から抽出された圧縮空気とを熱交換させて前記圧縮空気を冷却し、前記ガスタービンの翼および前記圧縮機の車軸の少なくとも一方を冷却するための冷却空気を生成する抽出空気冷却器を有し、前記運転方法は、前記抽出空気冷却器を適宜バイパスして前記圧縮機から抽出された圧縮空気を前記ガスタービン翼および圧縮機車軸の少なくとも一方の冷却系統に送ること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備運転方法である。
【００２４】
この発明によれば、コンバインドサイクル発電設備の空気圧縮機の車軸およびガスタービンの翼に、安定してその適当な冷却温度の冷却空気を供給することができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８に記載のコンバインドサイクル発電設備運転方法において、前記ガスタービン翼および圧縮機車軸の少なくとも一方の冷却系統に送られる圧縮空気の温度が所定の範囲に入るように、前記抽出空気冷却器をバイパスして送られる前記圧縮空気の流量を制御すること、を特徴とするコンバインドサイクル発電設備運転方法である。
【００２６】
この発明によれば、請求項８の発明の作用・効果が得られるほか、ガスタービンの翼および圧縮機の車軸の少なくとも一方の冷却のための冷却系統に送られる圧縮空気の温度を所定の範囲に保持することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施の形態を図面を参照しながら説明する。ただし、共通の部分には共通の符号を付して、説明を適宜省略する。
［第１の実施形態］（請求項１、２、５、８、９）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、ガスタービン設備１に、蒸気タービン設備２と発電機３および排熱回収ボイラ４を組み合わせた構成となっている。
【００２８】
ガスタービン設備１は、吸気設備５、空気圧縮機６、燃焼器７、ガスタービン８を備えている。吸気設備５で吸い込んだ大気は空気圧縮機６で圧縮されて高圧化される。その高圧空気は燃料制御弁９および燃料供給管１０を通って供給されてきた燃料とともに、燃焼器７にて燃焼し、その燃焼ガスはガスタービン８に流れて膨張し、ガスタービン８を駆動した後、排熱回収ボイラ４に流れる。
【００２９】
排熱回収ボイラ４は、節炭器１７、蒸気ドラム１８、過熱器１９、再熱器２０を有する。蒸気タービン設備２の復水器１４から供給される復水は、復水ポンプ１５および給水ポンプ１６にて昇圧され、節炭器１７で昇温される。さらに、蒸気ドラム１８へ供給され、過熱器１８または再熱器１９にて加熱後、過熱蒸気となって蒸気タービン設備２に供給される。
【００３０】
蒸気タービン設備２は、高圧蒸気タービン１１、中圧蒸気タービン１２、低圧蒸気タービン１３、復水器１４を備えている。排熱回収ボイラ４からの蒸気は、各蒸気タービンにて膨張仕事をし、仕事を終えた蒸気は復水器１４に導かれ、ここで凝縮されて復水となり、排熱回収ボイラ４へ復水ポンプ１５、給水ポンプ１６にて送水される。
発電機３は、ガスタービン８および各蒸気タービン１１、１２、１３にて駆動され電気を発生させる。
【００３１】
ここで、空気圧縮機６から抽出された空気は、空気圧縮機抽出空気管２１から抽出空気冷却器２２を通り湿分分離器２３を経由してガスタービン冷却空気管２６、８６から、空気圧縮機６の車軸およびガスタービン８の翼へそれぞれ供給される。ここで、抽出空気冷却器２２および湿分分離器２３をバイパスするガスタービン用抽出空気バイパス管２４には、ガスタービン用抽出空気バイパス調節弁２５が設置されている。なお、抽出空気冷却器２２には、抽出空気を冷却するために、排熱回収ボイラ４の節炭器１７より給水が供給され、抽出空気冷却器２２を通り排熱回収ボイラ４の蒸気ドラム１８に回収される。
【００３２】
本実施形態によれば、プラントの急激な負荷変化が起こった場合にも、空気圧縮機６の車軸およびガスタービン８の翼へ供給する空気温度を抽出空気冷却器２２の出口空気量とバイパス管２４を流れる空気量を調節弁２５にて制御することができる。最適な温度の冷却空気を安定してガスタービン８の翼および空気圧縮機６の車軸に供給できる。なお、設定空気温度は、空気圧縮機６の車軸およびガスタービン８の翼のうち必要とする冷却空気温度が最も低い温度の機器に合わせた制御とする。
【００３３】
また、湿分分離器２３を抽出空気冷却器２２の後流側に設置することにより、当該冷却器２２のチューブ破断等の故障の際、冷却空気へ混入した冷却水を除去することができ、これにより、空気圧縮機６およびガスタービン８本体への冷却水の混入を防ぎ、空気圧縮機６およびガスタービン８の損傷を防ぐことが可能となる。
【００３４】
図２は、図１のコンバインドサイクル発電設備をベースに、ガスタービン冷却空気管２６とバイパス管２４との合流部の後流側の冷却空気管路８６にガスタービン冷却空気温度検出器４０を設置したものである。他の構成は図１と同様である。
【００３５】
図２の構成によれば、検出器４０で検出された空気温度と予め設定された空気温度とを比較することにより、バイパス管３４に設けられた調節弁２５の開度を演算・制御することができる。これにより、プラントの急激な負荷変化が起こった場合にも、最適な温度の冷却空気を安定してガスタービンに供給できる。
【００３６】
図３は、図２のガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置の制御ブロック図である。ガスタービン冷却空気管８６に設置されたガスタービン冷却空気温度検出器４０により検出された空気温度と温度コントローラ４６内の温度設定器４３にて予め設定された空気温度とを比較器４４にて比較し、比較結果を調節計４５を経由して信号として調節弁２５に送り前記調節弁を駆動する。
【００３７】
［第２の実施形態］（請求項１、２、３、５、８、９）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、空気圧縮機６の車軸およびガスタービン８の翼では、その最適冷却空気温度が相違することを考慮する。すなわち、空気圧縮機６より抽出された空気を冷却する冷却器２２に２つのバイパス管５４、２７を設け、各バイパス管５４、２７に調節弁５５、２８を設ける。抽出空気冷却器２２出口空気量とバイパス管５５、２７を流れる空気量をそれぞれ、調節弁５５、２８にて制御する。
【００３８】
これにより、ガスタービン冷却空気管５６および圧縮機冷却空気管２９に供給する空気の温度をそれぞれの最適冷却空気温度になるように個別に制御することができる。他の構成は図１と同様である。
【００３９】
図５は、図４のコンバインドサイクル発電設備をベースに、ガスタービン冷却空気管５６にガスタービン冷却空気温度検出器７０を、また圧縮機冷却空気管２９に圧縮機冷却空気温度検出器４１を設置したものである。他の構成は図４と同様である。
【００４０】
図５の構成によれば、ガスタービン冷却空気管５６および圧縮機冷却空気管２９に供給する空気の温度をそれぞれの最適冷却空気温度になるように個別に制御することができる。
【００４１】
図６は、図５のガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置の制御ブロック図である。ガスタービン冷却空気管５６に設置されたガスタービン冷却空気温度検出器７０により検出された空気温度と温度コントローラ７６内の温度設定器７３にて予め設定された空気温度とを比較器７４にて比較し、比較結果を調節計７５を経由して信号として調節弁５５に送りその調節弁５５を駆動する。
【００４２】
また、圧縮機冷却空気管２９に設置された圧縮機冷却空気温度検出器４１により検出された空気温度と温度コントローラ９６内の温度設定器９３にて予め設定された空気温度とを比較器９４にて比較し、結果を調節計９５を経由して信号として調節弁２８に送りその調節弁２８を駆動する。
【００４３】
［第３の実施形態］（請求項１、２、３、４、５、６、８、９）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、図４をベースに、抽出空気冷却器２２および湿分分離器２３をバイパスする抽出空気冷却器バイパス管３０および抽出空気冷却器バイパス切替弁（バイパス管側）３１と湿分分離器２３の出口の抽出空気冷却器バイパス切替弁（湿分分離器出口管側）３２を設ける。他の構成は図４と同様である。
【００４４】
本実施形態によれば、抽出空気冷却器２２のチューブ破断等の異常時、抽出空気冷却器バイパス切替弁（バイパス管側）３１を全開し、抽出空気冷却器バイパス切替弁（湿分分離器出口管側）３２を全閉させ、前記空気圧縮機より抽出された空気を全量冷却器をバイパスさせることにより、空気圧縮機およびガスタービン冷却空気への冷却水の混入を防ぐことが可能となり、空気圧縮機およびガスタービンの損傷を防ぐことができる。
【００４５】
［第４の実施形態］（請求項１、２、３、４、５、６、８、９）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、図７の変形例である。すなわち、抽出空気冷却器２２および湿分分離器２３をバイパスする抽出空気冷却器バイパス管６０と湿分分離器２３の出口との合流部に、抽出空気冷却器バイパス切替弁（バイパス管側および湿分分離器出口管側）の代わりに、三方弁の抽出空気冷却器バイパス切替弁（三方弁）３３を設けるものである。他の構成は図７と同様である。図７のコンバインドサイクル発電設備では２個の弁３１、３２の操作で流路の切り替えをするが、この図８のコンバインドサイクル発電設備では１個の３方弁３３の操作で流路切替えを実現できる。
【００４６】
［第５の実施形態］（請求項１、２、３、４、５、６、８、９）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、図７および図８の変形例を示したものである。すなわち、抽出空気冷却器２２および湿分分離器２３をバイパスする抽出空気冷却器バイパス管６０と抽出空気冷却器２２へのラインの分岐部に、抽出空気冷却器バイパス切替弁（バイパス管側および湿分分離器出口管側）の代わりに、三方弁の抽出空気冷却器バイパス切替弁（三方弁）６３を設けるものである。他の構成は図７および図８と同様である。また効果も、図７および図８と同様である。
【００４７】
［第６の実施形態］（請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、図８のコンバインドサイクル発電設備をベースに、さらに抽出空気冷却器２２の冷却空気をガスタービン燃料系統の燃料パージ用空気としても使用する。すなわち、抽出空気冷却器２２および湿分分離器２３をバイパスする燃料供給管用抽出空気バイパス管３４および燃料供給管用抽出空気バイパス調節弁３５を設け、抽出空気冷却器２２出口からの冷却空気とバイパスした抽出空気を合流させ燃料供給管パージ管３６から燃料供給管パージ弁３７を通り燃料供給管１０へ空気を供給する。他の構成は図８と同様である。
【００４８】
本実施形態によれば、冷却器２２で冷却後の空気を使用することにより、燃料管１０および燃料管に使用されているパッキン等への熱応力を緩和して、系統の信頼性を上げることが可能となる。また、燃料管１０へパージ用空気として供給する空気の温度を冷却器出口空気量とバイパス管３４を流れる空気量を調節弁にて制御することにより、最適な温度の燃料管パージ空気を安定して供給できる。
【００４９】
図１１は、図１０のコンバインドサイクル発電設備をベースに、ガスタービン冷却空気管５６にガスタービン冷却空気温度検出器７０を、また圧縮機冷却空気管２９に圧縮機冷却空気温度検出器４１を、燃料供給管パージ管に燃料供給管パージ空気温度検出器４２を設置したものである。他の構成は図１０と同様である。
【００５０】
本実施形態によれば、前記各冷却器出口管と各バイパス管との合流管に設けられた冷却空気温度を検出する検出器７０、４１、４２で検出された空気温度それぞれについて予め設定された空気温度とを比較することによりバイパス管５４、２７、３４に設けられた調節弁５５、２８、３５の開度を演算・制御することにより、空気圧縮機６の車軸、ガスタービン８の翼、燃料管のそれぞれの最適冷却空気温度になるように制御することができる。
【００５１】
図１２は、図１１のガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置の構成を表わした制御ブロック図である。ガスタービン冷却空気管５６に設置されたガスタービン冷却空気温度検出器７０により検出された空気温度と温度コントローラ７６内の温度設定器７３にて予め設定された空気温度とを比較器７４にて比較し、比較結果を調節計７５を経由して信号として調節弁５５に送りその調節弁を駆動する。
【００５２】
また、圧縮機冷却空気管２９に設置された圧縮機冷却空気温度検出器４１により検出された空気温度と温度コントローラ９６内の温度設定器９３にて予め設定された空気温度とを比較器９４にて比較し、結果を調節計９５を経由して信号として調節弁２８に送り前記調節弁を駆動する。
【００５３】
さらに、燃料供給管パージ管３６に設置された燃料供給管パージ空気温度検出器４２により検出された空気温度と温度コントローラ１４６内の温度設定器１４３にて予め設定された空気温度とを比較器１４４にて比較し、結果を調節計１４５を経由して信号として調節弁３５に送り前記調節弁を駆動する。
【００５４】
［第７の実施形態］（請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係るコンバインドサイクル発電設備の構成図である。本実施形態は、図７をベースに、抽出空気冷却器２２または、湿分分離器２３にレベル検出器４７を設置したものである。他の構成は図７と同様である。
【００５５】
本実施形態によれば、空気圧縮機６より抽出された空気を冷却する抽出空気冷却器２２にレベル検出器４７が設けられ、さらに、湿分分離器２３に検出器７７が設けられている。レベル検出器４７またはレベル検出器７７により検出されたレベルにより異常と判断された場合は、冷却器バイパス管３０に設けた切替弁３１を全開し、ガスタービン冷却空気管２６に設置されている切替弁３２を全閉させて、空気圧縮機６より抽出された空気を全量当該冷却器をバイパスさせる。これにより、ガスタービンへの冷却水の流入を防止し、ガスタービンを損傷することを防止することができる。
【００５６】
図１４は、図１３の実施形態に係るガスタービン空気圧縮機抽出空気冷却装置の構成を表わした操作ブロック図である。湿分分離器２３に設置されたレベル検出器７７により検出されたレベルがある値α以上になった場合に吐出空気冷却バイパス切替弁（バイパス管側）を全開とし、吐出空気冷却バイパス切替弁（冷却器出口管側）を全閉とするものである。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンバインドサイクル発電設備の少なくとも空気圧縮機の車軸およびガスタービンの翼に、安定してその適当な冷却温度の冷却空気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第１の実施の形態を表す概略系統図。
【図２】図１のコンバインドサイクル発電設備の変形例を表す概略系統図。
【図３】図２のコンバインドサイクル発電設備の制御ブロック図。
【図４】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第２の実施の形態を表す概略系統図。
【図５】図４のコンバインドサイクル発電設備の変形例を表す概略系統図。
【図６】図５のコンバインドサイクル発電設備の制御ブロック図。
【図７】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第３の実施の形態を表す概略系統図。
【図８】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第４の実施の形態を表す概略系統図。
【図９】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第５の実施の形態を表す概略系統図。
【図１０】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第６の実施の形態を表す概略系統図。
【図１１】図１０のコンバインドサイクル発電設備の変形例を表す概略系統図。
【図１２】図１０のコンバインドサイクル発電設備の制御ブロック図。
【図１３】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の第７の実施の形態を表す概略系統図。
【図１４】図１３のコンバインドサイクル発電設備の操作ブロック図。
【符号の説明】
１…ガスタービン設備、２…蒸気タービン設備、３…発電機、４…排熱回収ボイラ、５…吸気設備、６…空気圧縮機、７…燃焼器、８…ガスタービン、９…燃料制御弁、１０…燃料供給管、１１…高圧蒸気タービン、１２…中圧蒸気タービン、１３…低圧蒸気タービン、１４…復水器、１５…復水ポンプ、１６…給水ポンプ、１７…節炭器、１８…蒸気ドラム、１９…過熱器、２０…再熱器、２１…空気圧縮機抽出空気管、２２…抽出空気冷却器、２３…湿分分離器、２４…ガスタービン用抽出空気バイパス管、２５…ガスタービン用抽出空気バイパス調節弁、２６…ガスタービン冷却空気管、２７…圧縮機用抽出空気バイパス管、２８…圧縮機用抽出空気バイパス調節弁、２９…圧縮機空気冷却管、３０…抽出空気冷却器バイパス管、３１…抽出空気冷却器バイパス切替弁（バイパス管側）、３２…抽出空気冷却器バイパス切替弁（湿分分離器出口管側）、３３…抽出空気冷却器バイパス切替弁（三方弁）、３４…燃料供給管用抽出空気バイパス管、３５…燃料供給管用抽出空気バイパス調節弁、３６…燃料供給管パージ管、３７…燃料供給管パージ弁、４０…ガスタービン冷却空気温度検出器、４１…圧縮機冷却空気温度検出器、４２…燃料供給管パージ空気温度検出器、４３…温度設定器、４４…比較器、４５…調節計、４６…温度コントローラ、４７…レベル検出器、５４…ガスタービン用抽出空気バイパス管、５５…ガスタービン用抽出空気バイパス調節弁、５６…ガスタービン冷却空気管、６０…抽出空気冷却器バイパス管、６３…抽出空気冷却器バイパス切替弁（三方弁）、７０…ガスタービン冷却空気温度検出器、７３…温度設定器、７４…比較器、７５…調節計、７６…温度コントローラ、７７…レベル検出器、８６…ガスタービン冷却空気管、９３…温度設定器、９４…比較器、９５…調節計、９６…温度コントローラ、１４３…温度設定器、１４４…比較器、１４５…調節計、１４６…温度コントローラ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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