【手続補正書】
【提出日】平成20年7月29日(2008.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  空気を圧縮し燃焼用空気を作る圧縮機と、
燃料と前記圧縮機で生成された燃焼用空気とを燃焼させる燃焼器と、
内部に冷却流路が設けられ、且つ少なくとも蒸気がこの冷却流路に供給されることで、前記燃焼器の燃焼ガスによって上昇した温度が冷却される動翼、静翼その他のガスタービンの高温部材と、
前記燃焼器からの燃焼ガスが前記動翼に噴射されることによって駆動されるタービンとを備え、
前記高温部材のうち少なくとも一つの高温部材を冷却した後の蒸気を、これ以外の高温部材のうち少なくとも一つの高温部材の冷却蒸気として使用し、さらに、上記静翼を冷却した後の蒸気を上記動翼の内部冷却流路に導いて、当該動翼の冷却蒸気とすることを特徴とするガスタービン。
【請求項２】  空気を圧縮し燃焼用空気を作る圧縮機と、
燃料と前記圧縮機で生成された燃焼用空気とを燃焼させる燃焼器と、
内部に冷却流路が設けられ、且つ少なくとも蒸気がこの冷却流路に供給されることで、前記燃焼器の燃焼ガスによって上昇した温度が冷却される動翼、静翼その他のガスタービンの高温部材と、
前記燃焼器からの燃焼ガスが前記動翼に噴射されることによって駆動されるタービンとを備え、
前記高温部材のうち少なくとも一つの高温部材を冷却した後の蒸気を、これ以外の高温部材のうち少なくとも一つの高温部材の冷却蒸気として使用し、さらに、上記動翼を冷却した後の蒸気を上記静翼の内部冷却流路に導いて、当該静翼の冷却蒸気とすることを特徴とするガスタービン。
【請求項３】  空気を圧縮し燃焼用空気を作る圧縮機と、
燃料と前記圧縮機で生成された燃焼用空気とを燃焼させる燃焼器と、
内部に冷却流路が設けられ、且つ少なくとも蒸気がこの冷却流路に供給されることで、前記燃焼器の燃焼ガスによって上昇した温度が冷却される動翼、静翼その他のガスタービンの高温部材と、
前記燃焼器からの燃焼ガスが前記動翼に噴射されることによって駆動されるタービンとを備え、
前記高温部材のうち少なくとも一つの高温部材を冷却した後の蒸気を、これ以外の高温部材のうち少なくとも一つの高温部材の冷却蒸気として使用し、さらに、上記動翼はガスタービンの車室空気を冷却媒体として使用した後に、上記高温部材を冷却した後の蒸気を冷却媒体として使用するものであり、
上記ガスタービンの高温部材から上記動翼へ蒸気を導く配管と、
前記高温部材を冷却した後の蒸気温度と前記車室空気温度とを揃えた後、前記動翼の冷却媒体を車室空気から高温部材を冷却した後の蒸気に切替える冷却媒体切替え手段とを備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項４】  さらに、ガスタービンを併入する前に、上記高温部材を冷却した後の蒸気を上記動翼の冷却媒体として使用することを特徴とする請求項１または３に記載のガスタービン。
【請求項５】  ガスタービン動翼の冷却媒体を、ガスタービンの車室空気から、動翼を除く、静翼その他のガスタービンの高温部材を冷却した後の蒸気に切替えるにあたって、
前記車室空気温度と前記蒸気温度とを測定し、この測定結果に基づいて前記車室空気温度または前記蒸気温度のうち少なくとも一方を調整することにより、両者の温度を揃える工程と、
前記車室空気温度と前記蒸気温度とを揃えた後、前記ガスタービン動翼の冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替える工程と、
を有することを特徴とするガスタービンの運転方法。
【請求項６】  さらに、ガスタービンの併入前に上記ガスタービン動翼の冷却媒体を車室空気から上記高温部材を冷却した後の蒸気に切替えることを特徴とする請求項５に記載のガスタービンの運転方法。
【請求項７】  請求項５または６に記載したガスタービンの運転方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】  請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービンと、
このガスタービンに接続された発電機と、
前記ガスタービンの排ガスによって蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、
当該排熱回収ボイラーで生成された蒸気を前記ガスタービンの高温部材に供給し、当該高温部材を冷却するための配管と、
前記排熱回収ボイラーで生成された蒸気が供給され、発電機を駆動して電力を発生する蒸気タービンと、
を備えたことを特徴とするガスタービン複合発電プラント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るガスタービンは、空気を圧縮し燃焼用空気を作る圧縮機と、燃料と前記圧縮機で生成された燃焼用空気とを燃焼させる燃焼器と、内部に冷却流路が設けられ、且つ少なくとも蒸気がこの冷却流路に供給されることで、前記燃焼器の燃焼ガスによって上昇した温度が冷却される動翼、静翼その他のガスタービンの高温部材と、前記燃焼器からの燃焼ガスが前記動翼に噴射されることによって駆動されるタービンとを備え、前記高温部材のうち少なくとも一つの高温部材を冷却した後の蒸気を、これ以外の高温部材のうち少なくとも一つの高温部材の冷却蒸気として使用することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明に係るガスタービンは、上記ガスタービンにおいて、さらに、上記静翼を冷却した後の蒸気を上記動翼の内部冷却流路に導いて、当該動翼の冷却蒸気とすることを特徴とする。このガスタービンでは、静翼を冷却した後の蒸気を動翼の冷却に使用するため、動翼と静翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はない。その結果、冷却蒸気の消費量を従来の半分にできる。例えば暖機終了時点においては、静翼を冷却した蒸気の温度は４００℃前後であり、動翼の暖機・冷却に使用している車室空気温度とほぼ等しい。したがって、動翼の冷却媒体を車室空気から静翼を冷却した後の蒸気へ切替える際には、両者の温度をほとんど調整することなく切替えることができる。このため、動翼やタービン主軸の暖機時に、車室空気を冷却して使用する必要がなくなるので、冷却に要するエネルギーを節約できる。また、従来よりも高い温度で暖機できるので、ガスタービンの起動から定格運転までに要する時間もそれだけ短くできる。これらの作用により、従来よりもガスタービンの起動損失を低く抑えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係るガスタービンは、上記ガスタービンにおいて、さらに、上記動翼を冷却した後の蒸気を上記静翼の内部冷却流路に導いて、当該静翼の冷却蒸気とすることを特徴とする。このガスタービンでは、動翼を冷却した後の蒸気を静翼の冷却に使用するため、静翼と動翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はない。その結果、冷却蒸気の消費量を従来の半分にできるので、この分、起動損失を抑えることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係るガスタービンは、上記ガスタービンにおいて、さらに、上記動翼はガスタービンの車室空気を冷却媒体として使用した後に、上記高温部材を冷却した後の蒸気を冷却媒体として使用するものであり、上記ガスタービンの高温部材から上記動翼へ蒸気を導く配管と、前記高温部材を冷却した後の蒸気温度と前記車室空気温度とを揃えた後、前記動翼の冷却媒体を車室空気から高温部材を冷却した後の蒸気に切替える冷却媒体切替え手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明に係るガスタービンは、上記ガスタービンにおいて、さらに、ガスタービンを併入する前に、上記高温部材を冷却した後の蒸気を上記動翼の冷却媒体として使用することを特徴とする。ガスタービンに加わる負荷が変化すると、それにともなって発熱量も変化する。したがって、負荷変動にともなって、冷却媒体が奪う熱量も変化するので、静翼等を冷却した蒸気をそのまま動翼の冷却に使用すると、温度条件が合わない場合がある。このような場合には、静翼等を冷却した後の蒸気に水を噴射したり、ＨＲＳＧの高圧過熱器で過熱された高温蒸気を混合させたりすることで、蒸気温度を調整してから動翼の冷却に使用する必要がある。ガスタービンの併入前であれば、静翼等を冷却した後の蒸気をそのまま使用できるので、温度調整の手間を要さないのでより好ましい。ここで、ガスタービンの併入とは、それまで単独で運転されていたガスタービンに発電機を接続して、電力を発生させることをいう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明に係るガスタービンの運転方法は、ガスタービン動翼の冷却媒体を、ガスタービンの車室空気から、動翼を除く、静翼その他のガスタービンの高温部材を冷却した後の蒸気に切替えるにあたって、前記車室空気温度と前記蒸気温度とを測定し、この測定結果に基づいて前記車室空気温度または前記蒸気温度のうち少なくとも一方を調整することにより、両者の温度を揃える工程と、前記車室空気温度と前記蒸気温度とを揃えた後、前記ガスタービン動翼の冷却媒体を車室空気から蒸気へ切替える工程と、を有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
なお、このガスタービンの運転方法においては、マニュアル操作によって車室空気温度と静翼等を冷却した後の蒸気温度とを調整するようにしてもよい。また、このガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによって、このガスタービンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明に係るガスタービンの運転方法は、上記ガスタービンの運転方法において、さらに、ガスタービンの併入前に上記ガスタービン動翼の冷却媒体を車室空気から上記高温部材を冷却した後の蒸気に切替えることを特徴とする。このガスタービンの運転方法は、ガスタービンの併入前に、動翼の冷却媒体を車室空気から静翼等を冷却した蒸気に切替えるようにしてある。このため、静翼等を冷却した後の蒸気をそのまま使用でき、温度調整の手間を要さないのでより好ましい。なお、弁等の冷却媒体切替え手段をマニュアル操作によって操作して、冷却媒体を切替えてもよい。また、このガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによって、このガスタービンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係るガスタービン複合発電プラントは、上記ガスタービンと、このガスタービンに接続された発電機と、前記ガスタービンの排ガスによって蒸気を生成する排熱回収ボイラーと、当該排熱回収ボイラーで生成された蒸気を前記ガスタービンの高温部材に供給し、当該高温部材を冷却するための配管と、前記排熱回収ボイラーで生成された蒸気が供給され、発電機を駆動して電力を発生する蒸気タービンと、を備えたことを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るガスタービンでは、静翼や燃焼器尾筒等の冷却を要するガスタービンの高温部材を冷却した後の蒸気を、同じく冷却を要する高温部材である動翼や燃焼器等の冷却に使用するようにした。このため、ある高温部材を冷却した後の蒸気を、他の高温部材を冷却するために使用できるので、それだけ蒸気の使用量を少なくでき、起動損失を低減できる。また、冷却対象である高温部材の温度レベルに合わせた蒸気を供給できるので、温度調整の手間を軽減できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
また、この発明に係るガスタービンでは、ガスタービンの静翼その他の高温部材を冷却した後の蒸気を、動翼の冷却に使用するようにした。このため、動翼と静翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はないので、冷却蒸気の消費量を従来の約半分にできる。また、動翼の冷却媒体を車室空気から静翼を冷却した後の蒸気へ切替える際には、両者の温度をほとんど調整することなく切替えることができる。このため、従来と比較して温度調整に要するエネルギーや手間を低減できる。また、従来よりも高い温度で暖機できるので、ガスタービンの起動から定格運転までに要する時間もそれだけ短くできる。これらの作用により、従来よりもガスタービンの起動損失を従来よりも低く抑えることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、この発明に係るガスタービンでは、動翼を冷却した後の蒸気を静翼の冷却に使用するようにしたので、静翼と動翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はなくなる。その結果、冷却蒸気の消費量を従来の半分にできるので、この分、起動損失を抑えることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、この発明に係るガスタービンでは、動翼の冷却媒体を車室空気温度からガスタービンの高温部材を冷却した後の蒸気へ切替える際に、両者の温度を揃えてから切替えるようにした。このため、冷却媒体の切替え時における軸振動を許容値以内に収めることができるので、ガスタービンのトリップを招くことなく安定して運転できる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、この発明に係るガスタービンでは、上記ガスタービンにおいて、さらに、ガスタービンを併入する前に、静翼その他の高温部材を冷却した後の蒸気を上記動翼の冷却媒体として使用するようにした。このため、静翼を冷却した後の蒸気を動翼の冷却媒体としてほとんど温度調整なしに使用できるので、温度調整の手間を要さず素早く冷却媒体を切替えることができる。これによって、ガスタービンの起動から定格負荷運転までに要する時間を短縮できるので、その分、起動損失を抑えることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
また、この発明に係るガスタービンの運転方法では、静翼その他のガスタービンの高温部材を冷却した後の蒸気を動翼の冷却に使用するガスタービンにおいて、動翼の冷却媒体を車室空気からこの蒸気に切替える際には、両者の温度を揃えてから切替えるようにした。このため、ガスタービンの軸振動を許容値以内に収めることができるので、ガスタービンのトリップを招くことなく安定してガスタービンの運転ができる。また、静翼等を冷却した後の蒸気を使用して動翼を冷却するので、動翼と静翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はなく、冷却蒸気の消費量を従来の半分にできる。さらに、この発明に係るコンピュータプログラムによれば、このガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによって、このガスタービンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、この発明に係るガスタービンの運転方法では、ガスタービンの併入前に、動翼の冷却媒体を車室空気から静翼等を冷却した蒸気に切替えるようにした。このため、静翼等を冷却した後の蒸気をそのまま使用でき、温度調整の手間を要さないので、定格負荷運転までに要する時間を短縮できる。さらに、この発明に係るコンピュータプログラムによれば、このガスタービンの運転方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによって、このガスタービンの運転方法がコンピュータを利用して実現できる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
また、この発明に係るガスタービン複合発電プラントでは、蒸気冷却を適用したガスタービンであって、ガスタービンの静翼等を冷却した蒸気を動翼の冷却に使用するようにした。このため、動翼と静翼とにそれぞれ別個に冷却蒸気を供給する必要はないので、冷却蒸気の消費量を従来の半分にできる。また、動翼の冷却媒体を切替える際には従来よりも高い温度の蒸気を使用できるので、車室空気の温度調整に要するエネルギーを低減できる。そして、従来よりも高い温度の車室空気によって動翼等を暖機できるので、プラントの起動から定格運転までに要する時間もそれだけ短くできる。その結果、これまでよりもガスタービン複合発電プラントの起動損失を低く抑えることができるので経済的である。