(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされ、
副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却する前の空気を副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却した後の空気で間接熱交換して加熱する熱交換器を備えることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【請求項２】
燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされ、
主圧縮機からの空気が被蒸気冷却部分に供給されるようにされていて、該主圧縮機から被蒸気冷却部分に供給される空気の少なくとも一部の圧力が、被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より低い場合に、主圧縮機から出た空気を副圧縮機で昇圧し、被蒸気冷却部分内の空気の圧力が被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より高くなるようにされていることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【請求項３】
燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされ、
副圧縮機が、運転状態に応じて、外気と、主圧縮機からの空気と、排熱回収ボイラからの蒸気との内の、一つ、または、複数を、加圧できるようにされていることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【請求項４】
副圧縮機は、起動時に外気を加圧し、次に外気と主圧縮機からの空気を加圧し、次に主圧縮機からの空気と排熱回収ボイラからの単独では被蒸気冷却部分を冷却するには不十分な蒸気を加圧し、その後、主圧縮機からの空気の加圧を漸減し排熱回収ボイラからの蒸気の加圧を漸増していく、ことを特徴とする請求項３に記載のコンバインドサイクルプラント。
【請求項５】
燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされ、
被蒸気冷却部分を通った冷却媒体の一部を副圧縮機により被蒸気冷却部分に導く冷却媒体循環回路が設けられ、冷却媒体循環回路には冷却媒体を減温するための水供給手段が介装されていることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【請求項６】
燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされ、
被蒸気冷却部分に加えて、空気で冷却される被空気冷却部分を有し、被空気冷却部分に副圧縮機から空気が供給され、該空気の少なくとも一部が燃焼用空気として燃焼器へ供給されるようにされていることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクルプラントは、図８に示すように、燃焼器２と、その燃焼器２から供給された高温高圧の燃焼ガスによって動力を発生するガスタービン３と、燃焼器２に加圧した空気を供給するガスタービン３と同軸の主圧縮機１と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラ４と、その排熱回収ボイラ４が発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービン５と、を備えており、そのエネルギ効率の向上のためには、ガスタービン３の入口温度を可能な限り高める必要がある。
【０００３】
そのためには、燃焼器２やガスタービン３の高温部分に使用される材料の耐熱性の向上が求められ、それに対応して冷却性の向上が求められ、高温部分の冷却によって増大した冷却媒体のエネルギ増分の回収と、冷却媒体を燃焼器に放出しないようにしてガスタービン３の入口ガスの高温化することが求められている。
【０００４】
そこで、冷却性の向上、熱回収及びガスタービン３の入口ガスの高温化の目的の達成のために、図８に示すように、前記高温部分の少なくとも一部を冷却する冷却媒体として、空気の代わりに、それよりも冷却性に優れた、排熱ボイラ４からの蒸気を使用すると共に、高温部分を通過し、過熱された蒸気を主流ガスに放出せず、蒸気タービン５に送るようになった。
【０００５】
ここで、上記のように構成された、コンバインドサイクルプラントの起動について簡単に説明すると、先ずガスタービン３が起動され、そのガスタービン３に同軸の主圧縮機１も回転開始し、空気を取り込み、燃焼器２へ送る空気の圧縮を開始すると共に、それによって加圧された空気が燃焼器２へ送られる。燃料に点火され、燃料供給量が増大されると、その燃焼ガスによってガスタービン３はその回転速度を次第に速め、排ガスを排熱ボイラ４に送る。それに伴って、燃焼器２やガスタービン３の翼等の温度は次第に上昇するため、その冷却が必要になって来る。
【０００６】
しかしながら、上述の昇温した高温部分のうちの蒸気によって冷却される部分の蒸気冷却には次のような問題点がある（蒸気によって冷却される高温部分を被蒸気冷却部分Ｈと呼ぶ）。すなわち、ガスタービン３の起動初期は、なお排熱回収ボイラ４が発生する蒸気の圧力が低く、その量も少ないため、このような蒸気で被蒸気冷却部分Ｈの冷却を行うと、その部分を構成する材料の温度を許容値以下に保つことが出来ない。
【０００７】
そして、被蒸気冷却部分Ｈ内の一部の蒸気圧力が、それと接する主流ガスの圧力よりも低い場合、接合部等の僅かな隙間から漏れた、燃焼ガスよりなる主流ガスが、蒸気供給、回収ラインに漏れ、その中を流れる蒸気に混入するという問題が発生する。
そこで、従来の排熱回収ボイラ４とは別に補助ボイラを設けることも考案されている。しかし、この補助ボイラの設置は設備費を増大すると共に、プラントの構成・運転等を複雑にするという問題がある。
【０００８】
そこで、例えば特開平４−１４８０３５号、特開平１０−３７７１２公報に記載の装置では、主圧縮機１の加圧した空気を蒸気の代替冷却媒体として、被蒸気冷却部分Ｈに必要に応じて供給するように構成されている。このように構成することにより、例えば、起動して、排熱回収ボイラ４からの蒸気の温度・圧力がそれぞれ所定の値に達するまでは、主圧縮機１からの空気によって被蒸気冷却部分Ｈが冷却される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の装置では、主圧縮機１はガスタービンと同軸であり、主圧縮機１から供給される空気の量、圧力はガスタービンの回転速度に依存して変化する。そのため、定格回転数に達するまでの初めの時間は、主圧縮機１から供給される空気の量、圧力は共に低く、被蒸気冷却部分Ｈを充分に冷却することができない。その結果、燃料の増量を早めることができず、それだけ排熱回収ボイラで発生する蒸気の量・圧力の上昇が遅れるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑み、簡単な構造で各運転状態で被蒸気冷却部分を充分に冷却できるようにしたガスタービン・蒸気タービンコンバインドサイクルプラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の発明によれば、燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、燃焼器に加圧した空気を供給するガスタービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであって、
ガスタービンとは異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされているコンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントではガスタービンと異軸の副圧縮機から供給される空気で被蒸気冷却部分を冷却することができる供給できる。
【００１２】
上記の発明によれば、副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却する前の空気を副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却した後の空気で間接熱交換して加熱する熱交換器を備える、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは副圧縮機から被蒸気冷却部分に供給される空気は、熱交換器により副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却した後の空気で間接熱交換され、加熱される。
【００１３】
上記の発明によれば、主圧縮機からの空気が被蒸気冷却部分に供給されるようにされていて、該主圧縮機から被蒸気冷却部分に供給された空気の少なくとも一部の圧力が、被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より低い場合に、主圧縮機から出た空気を副圧縮機で昇圧し、被蒸気冷却部分内の空気が被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より高くなるようにされている、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは主圧縮機から被蒸気冷却部分に供給された空気の少なくとも一部の圧力が、被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より低い場合に、主圧縮機から出た空気は副圧縮機で、被蒸気冷却部分内の空気が被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より高くなるように昇圧される。
【００１４】
上記の発明によれば、副圧縮機が、運転状態に応じて、外気と、主圧縮機からの空気と、排熱回収ボイラからの蒸気との内の、一つ、または、複数を、加圧できるようにされている、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは、副圧縮機が、運転状態に応じて、外気と、主圧縮機からの空気と、排熱回収ボイラからの蒸気との内の、一つ、または、複数を、加圧できるようにされている。
【００１５】
上記の発明によれば、副圧縮機は、起動時に外気を加圧し、次に外気と主圧縮機からの空気を加圧し、次に主圧縮機からの空気と排熱回収ボイラからの蒸気単独では被蒸気冷却部分を冷却するには不十分な蒸気を加圧し、その後、主圧縮機からの空気の加圧を漸減し排熱回収ボイラからの蒸気の加圧を漸増していく、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは、副圧縮機は、起動時に外気を加圧し、次に外気と主圧縮機からの空気を加圧し、次に主圧縮機からの空気と排熱回収ボイラからの蒸気単独では被蒸気冷却部分を冷却するには不十分な蒸気を加圧し、その後、主圧縮機からの空気の加圧を漸減し排熱回収ボイラからの蒸気の加圧を漸増していく。
【００１６】
上記の発明によれば、被蒸気冷却部分を通った冷却媒体の一部を副圧縮機により被蒸気冷却部分に導く冷却媒体循環回路が設けられ、冷却媒体循環回路には冷却媒体を減温するための水供給手段が介装されている、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは、被蒸気冷却部分を通った冷却媒体の一部は、冷却媒体循環回路で副圧縮機により被蒸気冷却部分に還流されるが、水供給手段により減温されてから還流される。
【００１７】
上記の発明によれば、被蒸気冷却部分に加えて、空気で冷却される被空気冷却部分を有し、被空気冷却部分に副圧縮機から空気が供給され、該空気の少なくとも一部が燃焼用空気として燃焼器へ供給されるようにされている、コンバインドサイクルプラントが提供される。
この用に構成されたコンバインドサイクルプラントでは被蒸気冷却部分に加えて、空気で冷却される被空気冷却部分を有し、被空気冷却部分に副圧縮機から空気が供給され、該空気の少なくとも一部が燃焼用空気として燃焼器へ供給される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、第１の実施の形態について説明するが、図１がこの第１の実施の形態の構成を示す図であって、図８に示した従来技術と同様に、燃焼器２と、その燃焼器２から供給された高温高圧の燃焼ガスによって動力を発生するガスタービン３と、燃焼器２に加圧した空気を供給するガスタービン３と同軸の主圧縮機１と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラ４と、その排熱回収ボイラ４が発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービン５と、を備え、排熱回収ボイラ４の出口と、被蒸気冷却部分Ｈの入口がライン１００で接続され、被蒸気冷却部分Ｈは定格運転時には排熱回収ボイラ４から供給される蒸気で冷却されるようになっている。
なお、被蒸気冷却部分Ｈは、例えば燃焼器２に設けられているが、これに限定されるものでもなく、ガスタービン３の翼に設けられることもある。また、その他の高温部分は、定格運転時には、主圧縮機１からの高圧空気で冷却されるが、これらも、従来技術と同じである。
【００１９】
しかし、本発明のこの第１の実施の形態では、さらにガスタービン３とは異軸の、例えば、電気モータ等の、外部動力で駆動される、副圧縮機６を有し、副圧縮機６の吐出口はライン２５０によってライン１００と接続されている。そして、排熱回収ボイラ４からの蒸気の量、圧力が不十分な起動時等には、排熱回収ボイラ４からのライン１００のバルブが閉じられ、副圧縮機６の吸入側のライン２００に設けられたバルブ２１０を開き、副圧縮機６の高圧空気がライン１００を通って被蒸気冷却部分Ｈに供給されるようになっている。
【００２０】
以下、上記のように構成された第１の実施の形態の作用、効果について図２を参照しながら説明する。
図２は、ガスタービン冷却蒸気温度、ガスタービン冷却蒸気圧力、ガスタービン回転数、被冷却部分温度、ガスタービン負荷の起動からの変化を示す図であって、実線で示されるのが本発明の第１の実施の形態の場合であって、点線で示されるのが起動後初期段階で蒸気の量と圧力が不十分な場合、主圧縮機１からの空気で冷却する特開平１０−３７７１２号に記載の装置の場合である。
【００２１】
主圧縮機１からの空気の量と圧力はガスタービン３の回転速度に依存して変化するので、燃料着火から定格回転数に達するまでは、主圧縮機１からの加圧空気で冷却していると、その量・圧力が共に低いために、燃料量を増加し、ガスタービン３、主圧縮機１の回転速度を増加させると、冷却能力が低いため被蒸気冷却部分Ｈの温度が急上昇し、許容値を超えるおそれがある。
【００２２】
そこで、上述した第１の実施の形態のように、ガスタービン３と異軸の副圧縮機６が予め起動されていると、それから必要な量と圧力の空気が被蒸気冷却部分Ｈに送られるため、冷却能力の立ち上がりが速く、燃料量の増加速度を高めることが出来、それによって、図２の実線で示すように、排熱回収ボイラ４で発生する蒸気の量・圧力の上昇速度が増し、被蒸気冷却部分Ｈの冷却媒体の蒸気への切替、それに伴う定格運転への移行が速められる。
【００２３】
なお、副圧縮機６は、せいぜい、被蒸気冷却部分Ｈの冷却媒体が蒸気へ切替えられるまでの、被蒸気冷却部分Ｈが接する主流ガスの温度が比較的低い時間使用されるものであって、それに必要な量と圧力の空気が確保される小容量のものでよい。また、途中でガスタービン３と主圧縮機１へ切替えられる場合には、さらに小容量のものでもよい。
【００２４】
次に、第２の実施の形態について図３を参照して説明する。
この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態に加えて、さらに、副圧縮機６の吐出側のライン２５０に熱交換器７を備えており、この熱交換器７で、副圧縮機６から吐出されライン１００に向かう被蒸気冷却部分Ｈを冷却する前の空気を、被蒸気冷却部分Ｈを冷却した後の空気と間接熱交換し、加熱するようにしたものである。
【００２５】
したがって、運転初期において、排気ライン３００側の三方バルブ３０１の調節によって、副圧縮機６から吐出される空気は、前記被蒸気冷却部分Ｈを通り、昇温した後、熱交換器７に回るよう設定されているので、蒸気が供給されるライン１００が予め暖機され、その後の被蒸気冷却部分Ｈへの蒸気供給がドレン発生の問題もなく早期に開始可能となる。
【００２６】
次に、第３の実施の形態について図４を参照して説明する。
この第３の実施の形態は、第１の実施の形態に加えて、主圧縮機１からの空気が、例えば燃焼器２である被蒸気冷却部分Ｈに代替冷却媒体として供給される場合、しかも燃焼被蒸気冷却部分Ｈ内の少なくとも一部の空気の圧力が、被蒸気冷却部分Ｈと接する主流ガスである燃焼ガスの圧力より低い場合（一般に被蒸気冷却部分Ｈを通過する圧損失によって、その圧力が主流ガスのそれよりも低くなる）に、主圧縮機１から出た空気を副圧縮機６で昇圧して、燃焼ガスの圧力より高め、起動後初期段階の空気による冷却能力を向上するものである。
【００２７】
図４がこの第３の実施の形態の構成を示す図であって、図１に示した第１の実施の形態に対して、主圧縮機１の出口と副圧縮機６の吸入側のライン２００がライン４００で結ばれている。
そして、主圧縮機１から燃焼被蒸気冷却部分Ｈ内に導かれた空気の少なくとも一部の高圧空気の圧力が、被蒸気冷却部分Ｈと接する燃焼ガスの圧力より低い場合には、ライン２００のバルブ２１０が閉じられ、ライン２００のバルブ２１０が開かれ、副圧縮機６がブースタとして主圧縮機１から出た高圧空気を再加圧し、被蒸気冷却部分Ｈ内に導かれた高圧空気の圧力が、被蒸気冷却部分Ｈと接する燃焼ガスの圧力より高くなるようにする。
【００２８】
第３の実施の形態は上記のように構成され、作用し、別にブースタを設けることなく、主圧縮機１から出た高圧空気を燃焼ガスの圧力より高くなるように昇圧することができ、起動後初期段階の空気による冷却能力を向上することができる。
【００２９】
次に、第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態は、外気と、主圧縮機１からの空気と、排熱回収ボイラ４からの蒸気の内の１つ、または、複数を、運転状態に応じて副圧縮機６で昇圧するようにしたものである。
図５が、この第３の実施の形態の構成を示す図であって、図４に示した第２の実施の形態に対して、主圧縮機１の出口と副圧縮機６の吸入側のライン２００がライン５００によって、副圧縮機６の出口が接続される位置よりも上流においてライン１００と接続されている。そして、ライン５００の接続位置と副圧縮機６の出口の接続位置の間のライン１００にバルブ１２０が設けられている。
【００３０】
作用について説明すると、バルブ１１０を閉、バルブ１２０を閉、バルブ２１０を開、バルブ４１０を閉の状態で、予め、副圧縮機６が起動され、暖機される。この副圧縮機６が吐出した空気は、プラント起動後、被蒸気冷却部分Ｈの冷却に使用される。さらに、主圧縮機１からの空気の量・圧力が次第に上昇したら、バルブ４１０が開にされ、主圧縮機１からの空気も被蒸気冷却部分Ｈの冷却に寄与するようになる。
【００３１】
次いで、バルブ２１０が閉にされ、バルブ１２０を閉のままバルブ１２０が開かれ、被蒸気冷却部分Ｈに排熱回収ボイラ４からの蒸気の供給が開始される。それに伴って、バルブ４１０が絞られ、主圧縮機１からの高圧空気の被蒸気冷却部分Ｈへの供給量が削減され、排熱回収ボイラ４からの蒸気量の増加に応じて、被蒸気冷却部分Ｈに供給される冷却媒体は空気から蒸気に次第に置換される。
【００３２】
それによって、従来は、排熱回収ボイラ４からの蒸気単独で被蒸気冷却部分Ｈの冷却が可能になるまでは、空気のみで冷却していたのに対し、この第３の実施の形態では、途中から、単独で被蒸気冷却部分Ｈの冷却が可能なものではないが排熱回収ボイラ４からの蒸気が加えられ空気と蒸気で冷却される。その結果空気のみの場合よりも速やかに冷却能力が高められ、早い段階から、燃料量を一層増加することが可能となり、それによって排熱回収ボイラで発生する蒸気の量・圧力の上昇速度がさらに増し、蒸気のみによる冷却への切替え、および、それに伴う定格運転への移行が一層速められる。
【００３３】
なお、蒸気を加え始める時期は、空気と蒸気とよりなる混合冷却媒体中の蒸気が、主圧縮機１や被蒸気冷却部分Ｈで凝縮しない温度・圧力条件が整えられた時点、すなわち、これらの機器の暖機が完了した時点以降ならば、早ければ早い程よいといえる。
ちなみに、排熱回収ボイラ４の発生蒸気量が少ない場合は、混合冷却媒体の温度が低くても、空気の割合が高く、蒸気分圧が低いため、また、発生蒸気量が多い場合は、混合冷却媒体は蒸気分圧が高いが、その温度が高くなっていて、いずれにしても蒸気の凝縮は起こらない。
【００３４】
次に、第５の実施の形態について説明する。
この第５の実施の形態は、第３の実施の形態の構成に加えて、被蒸気冷却部分Ｈの冷却をおこなった後の冷却媒体の一部を途中で水を加えて減温して副圧縮の吸入側に戻すようにしたものである。
図６がこの第５の実施の形態の構成を示す図であって、ライン３００とライン５００がバルブ６１０が介装されたライン６００で接続され、ライン５００のライン６００の接続位置より下流の位置に水供給手段８が配設されている。
【００３５】
第５の実施の形態は上記のように構成され、バルブ６１０が開かれると被蒸気冷却部分Ｈを通って昇温した冷却媒体がライン６００を通って副圧縮機６に向かうが、途中で、水供給手段８の、例えば、噴霧ノズルから噴霧される水によりその潜熱が奪われ減温してから、副圧縮機６を経て被水蒸気冷却部分Ｈに再循環される。その結果、被蒸気冷却部分Ｈに供給する空気、あるいは、排熱回収ボイラ４からの蒸気の量を減らすことができ、主圧縮機から燃焼器に供給する空気量を増大することができガスタービンの効率向上ができ、また副圧縮機、排熱回収ボイラの容量を小さくできるので設備費を低減できる。
【００３６】
次に、第６の実施の形態について説明する。
この第６の実施の形態は、第１の実施の形態の構成に加えて、高温部分のうち、被蒸気冷却部分Ｈを除く部分が、主圧縮機１からの高圧空気が供給される被空気冷却部分Ｉ（例えばガスタービン３の翼等）であって、その被空気冷却部分Ｉに副圧縮機６から空気を供給し、被空気冷却部分Ｉで加熱された空気を燃焼器２に供給するようにしたものである。
図７が、この第６の実施の形態の構成を示す図であって、第１の実施の形態に対して、副圧縮機６の出口と被空気冷却部分Ｉの入口がライン７００で接続され、被空気冷却部分Ｉの出口と燃焼器２の入口がライン８００で結ばれている。
【００３７】
第６の実施の形態は上記のように構成され、第１の実施の形態の作用効果に加えて、被空気冷却部分Ｉは、副圧縮機６からの高圧空気によって冷却される。しかも、その被空気冷却部分Ｉの冷却によって受熱した高温の空気が燃焼器２に戻されるため、プラント全体のエネルギ効率が向上する。
【００３８】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、燃焼器と、その燃焼器から供給される燃焼ガスにービンと同軸の主圧縮機と、ガスタービンの排ガスで蒸気を発生する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラが発生した蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、を備え、燃焼器、および、または、ガスタービンの、その少なくとも一部に、排熱回収ボイラからの蒸気で冷却する被蒸気冷却部分が含まれるガスタービンと蒸気タービンのコンバインドサイクルプラントであるが、ガスタービンと異軸の外部動力で駆動される副圧縮機を備え、該副圧縮機の加圧した空気を被蒸気冷却部分に供給できるようにされていて、ガスタービンと異軸の副圧縮機から供給される空気で被蒸気冷却部分を冷却することができ、起動時のように主圧縮機から供給される空気の量、圧力が不十分な場合でも被蒸気冷却部分を十分に冷却できる。したがって、燃料の増量を早めて速やかに定格運転に到達させることができる。
【００３９】
特に、上記のように構成すれば、副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却する前の空気を副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却した後の空気で間接熱交換して加熱する熱交換器を備え、副圧縮機から被蒸気冷却部分に供給される空気は、熱交換器により副圧縮機から吐出され被蒸気冷却部分を冷却した後の空気で間接熱交換され、加熱されている。したがって、被蒸気冷却部分に蒸気を供給するラインおよび被蒸気冷却部分が蒸気が供給される前に暖められており蒸気の供給を開始した時にドレンが発生しないので、蒸気冷却開始時の冷却能力が向上する。
【００４０】
特に、上記のように構成すれば、主圧縮機からの空気が被蒸気冷却部分に供給されるようにされていて、該主圧縮機から被蒸気冷却部分に供給された空気の少なくとも一部の圧力が、被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より低い場合に、主圧縮機から出た空気を副圧縮機で昇圧し、被蒸気冷却部分内の空気が被蒸気冷却部分と接する燃焼ガスの圧力より高くなるようにされているので、空気で冷却するときの冷却能力を向上することができる。したがって、さらに速やかに定格運転に到達させることができる。
【００４１】
特に、上記のように構成すれば、副圧縮機が、運転状態に応じて、外気と、主圧縮機からの空気と、排熱回収ボイラからの蒸気との内の、一つ、または、複数を、加圧できるようにされていて、運転状態に応じて、被蒸気冷却部分を多様な方法で冷却することができる。
【００４２】
特に、上記のように構成すれば、副圧縮機は、起動時に外気を加圧し、次に外気と主圧縮機からの空気を加圧し、次に主圧縮機からの空気と排熱回収ボイラからの蒸気単独では被蒸気冷却部分を冷却するには不十分な蒸気を加圧し、その後、主圧縮機からの空気の加圧を漸減し排熱回収ボイラからの蒸気の加圧を漸増していくので、冷却能力の高い蒸気を早めに供給することができ冷却能力の立ち上がりを早めることができる。したがって、さらに速やかに定格運転に到達させることができる。
【００４３】
特に、上記のように構成すれば、被蒸気冷却部分を通った冷却媒体の一部を副圧縮機により被蒸気冷却部分に導く冷却媒体循環回路が設けられ、冷却媒体循環回路には冷却媒体を減温するための水供給手段が介装されており、被蒸気冷却部分を通った冷却媒体の一部は、冷却媒体循環回路で副圧縮機により被蒸気冷却部分に還流されるが、水供給手段により減温されてから還流され、その分、被蒸気冷却部分の冷却のための空気、蒸気を減らすことができ、主圧縮機から燃焼器に供給する空気量を増大することができガスタービンの効率向上ができ、また副圧縮機、排熱回収ボイラの容量を小さくできるので設備費を低減できる。
【００４４】
特に、上記のように構成すれば、被蒸気冷却部分に加えて、空気で冷却される被空気冷却部分を有し、被空気冷却部分に副圧縮機から空気が供給され、該空気の少なくとも一部が燃焼用空気として燃焼器へ供給されるようにされていて、空気で冷却される被空気冷却部分を有し、被空気冷却部分に副圧縮機から空気が供給され、該空気の少なくとも一部が燃焼用空気として燃焼器へ供給されるので、高温の空気が燃焼器に供給されガスタービンの効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の作用、効果を説明するグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】従来技術の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…主圧縮機
２…燃焼器
３…ガスタービン
４…排熱回収ボイラ
５…蒸気タービン
６…副圧縮機
７…熱交換器
８…水供給手段
Ｈ…被蒸気冷却部分
Ｉ…被空気冷却部分
【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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