ガスタービンコンバインドサイクルプラント及びガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法
【課題】排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】ＧＴＣＣプラント１０には、ガスタービン１６からの排ガスを煙管２２に流入させると共に排ガスボイラ２０への流入を遮断する第１位置、及び排ガスを排ガスボイラ２０へ流入させると共に煙管２２への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する排気バイパスダンパ２４、圧縮機１２で圧縮された圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させる抽気管２６、抽気管２６に設けられ開状態で圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させ、閉状態で圧縮空気の抽気を遮断するバルブ２８が設けられている。排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４が第１位置に位置し、バルブ２８が開状態となり、パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置し、バルブ２８が閉状態となる。
【解決手段】ＧＴＣＣプラント１０には、ガスタービン１６からの排ガスを煙管２２に流入させると共に排ガスボイラ２０への流入を遮断する第１位置、及び排ガスを排ガスボイラ２０へ流入させると共に煙管２２への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する排気バイパスダンパ２４、圧縮機１２で圧縮された圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させる抽気管２６、抽気管２６に設けられ開状態で圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させ、閉状態で圧縮空気の抽気を遮断するバルブ２８が設けられている。排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４が第１位置に位置し、バルブ２８が開状態となり、パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置し、バルブ２８が閉状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンコンバインドサイクルプラント及びガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンコンバインドサイクル（Gas Turbine Combined Cycle）プラントは、ガスタービンから排気される排ガスから熱回収する排ガスボイラ（Heat Recovery Steam Generator：以下、「ＨＲＳＧ」ともいう。）の蒸気によって蒸気タービンを駆動させる。
【０００３】
ガスタービンコンバインドサイクルプラントは、ガスタービンによるサイクルから蒸気タービンを含めた複合サイクルへ移行する場合に、排ガスボイラ内に残留しているガスをパージする必要がある。
【０００４】
ここで、ガスタービンからの排ガスを用いて上記パージを行う場合、排ガスボイラに可燃性ガスが残留している可能性があるため、米国防火協会による安全基準ＮＦＰＡ８５によれば、ガスタービンからの排ガスの温度が１００°Ｆ（３７．８℃）以下でなければ、上記パージのために排ガスを用いることはできないとされている。
【０００５】
このため、特許文献１には、ガスタービン入口ガイドベーン（ＩＧＶ）を調整又は位置決めし直して、ガスタービン排気温度を必要な温度範囲まで低下させた後に、ガスタービンとＨＲＳＧとの間に設けられている排気バイパスダンパをパージ位置に開く技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−８０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術では、ＨＲＳＧをパージするために排気温度が低下するようにガスタービンを運転しなければならないため、排気温度が低下するまで待ち時間が生じ、パージに要する時間が長く、ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転効率も低下する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制するガスタービンコンバインドサイクルプラント及びガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントは以下の手段を採用する。
【００１０】
すなわち、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記流路に設けられ、前記排ガスを前記煙管に流入させると共に前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させると共に前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、前記圧縮手段によって生成された圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管と、前記抽気管に設けられ、開状態で前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段と、前記排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段が前記第１位置に位置すると共に前記開閉手段が開状態となり、前記パージが終了した場合に、前記遮断手段が前記第２位置に位置すると共に前記開閉手段が閉状態となるように、前記遮断手段及び前記開閉手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１１】
本発明によると、ガスタービンが、燃料と圧縮手段によって生成された圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気する。そして、流路を介してガスタービンの排気口に接続された排ガスボイラが、ガスタービンの排ガスから熱回収して蒸気を発生させる。さらに、流路には、排ガスを大気に放出する煙管に流入させると共に排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び排ガスを排ガスボイラへ流入させると共に煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段が備えられる。
【００１２】
すなわち、遮断手段が第１位置に位置している場合は、排ガスボイラによる発電は行われず、遮断手段が第２位置に位置している場合は、ガスタービンによる発電と排ガスボイラによる発電が行われる。
【００１３】
ここで、排ガスボイラによる発電を行う前に、排ガスボイラ内に残留しているガスをパージしなければならない。
【００１４】
本発明によると、ガスタービンコンバインドサイクルプラントには、圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させるための抽気管が設けられ、抽気管には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で圧縮空気のガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段が設けられている。そして、制御手段によって、排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、ガスタービンが駆動している状態で、遮断手段が第１位置に位置すると共に開閉手段が開状態となり、パージが終了した場合に、遮断手段が第２位置に位置すると共に開閉手段が閉状態となるように、遮断手段及び開閉手段が制御される。
【００１５】
これによって、ガスタービンが駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となるので、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、前記抽気管を冷却することによって、前記抽気管を流れる前記圧縮空気を冷却する冷却手段をさらに備えてもよい。
【００１７】
本発明によれば、冷却手段によって、抽気管を流れる圧縮空気が冷却されるので、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラをパージするために用いることができる。
【００１８】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、前記排ガスボイラ内の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、前記冷却手段が、前記温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、前記抽気管に対する冷却量を制御してもよい。
【００１９】
本発明によれば、温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、冷却手段による抽気管に対する冷却量が制御されるので、排ガスボイラへ抽気する圧縮空気の温度をより精度高く制御することができる。
【００２０】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、蒸気を水に戻す復水手段と、前記抽気管を流れる前記圧縮空気と前記復水手段から給水された水とを熱交換する熱交換手段と、をさらに備えてもよい。
【００２１】
本発明によれば、熱交換手段によって、抽気管を流れる圧縮空気の熱が復水手段から給水された水へ交換されるので、既存の設備を用いて、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラをパージするために用いることができる。
【００２２】
一方、上記課題を解決するために、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法は以下の手段を採用する。
【００２３】
すなわち、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記排ガスを前記煙管に流入させ、前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させ、前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法であって、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段を前記第１位置に位置させる第１工程と、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管に設けられた開閉手段を開状態とすることによって、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させる第２工程と、前記排ガスボイラへ抽気した前記圧縮空気が所定量に達した場合に、前記開閉手段を閉状態とすることによって、前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する第３工程と、前記遮断手段を前記第２位置に位置させる第４工程と、を含む。
【００２４】
本発明によると、ガスタービンコンバインドサイクルプラントには、圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させるための抽気管が設けられ、抽気管には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で圧縮空気のガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段が設けられている。そして、本発明は、排ガスボイラ内のガスをパージさせる場合に、ガスタービンが駆動している状態で、遮断手段が第１位置に位置させると共に開閉手段を開状態とし、パージが終了した場合に、遮断手段を第２位置に位置させると共に開閉手段を閉状態とするように、遮断手段及び開閉手段を制御する。
【００２５】
これによって、ガスタービンが駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となるので、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクル（以下、「ＧＴＣＣ」という。）プラント１０の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００３０】
図１に、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。
【００３１】
ＧＴＣＣプラント１０は、空気を圧縮し圧縮空気を生成する圧縮機１２と、燃料と圧縮機１２によって生成された圧縮空気とを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、燃焼器１４によって生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービン１６と、バイパス１８を介して排気口に接続され、排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラ２０と、バイパス１８に設けられ、ガスタービン１６から排気された排ガスを大気に放出する煙管２２と、を備えている。
【００３２】
なお、ガスタービン１６は、不図示の発電機に接続されており、接続された発電機を回転させ発電を行う。そして、排ガスボイラ２０で発生させた蒸気は、不図示の蒸気タービンを駆動させ、該蒸気タービンの回転エネルギーは電力に変換される。
【００３３】
また、燃焼器１４で用いられる燃料として、例えば、天然ガス、都市ガス、灯油、軽油、ガソリン、Ａ重油などの軽質燃料が用いられる。
【００３４】
また、バイパス１８には、ガスタービン１６から排気された排ガスを煙管２２に流入させると共に排ガスボイラ２０への流入を遮断する第１位置、及び上記排ガスを排ガスボイラ２０へ流入させると共に煙管２２への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する排気バイパスダンパ２４が設けられている。
【００３５】
なお、排気バイパスダンパ２４が、第１位置に位置している場合とは、ガスタービン１６から排気された排ガスが排ガスボイラ２０へ流入しないため、排ガスボイラによる発電が行われない場合である。一方、排気バイパスダンパ２４が、第２位置に位置している場合とは、ガスタービン１６から排気された排ガスが排ガスボイラ２０へ流入するため、ＧＴＣＣプラント１０が、ガスタービン１６による発電と排ガスボイラ２０による発電とを複合して行っている場合である。
【００３６】
さらに、ＧＴＣＣプラント１０は、圧縮機１２からの圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させるための抽気管２６を備えている。そして、抽気管２６には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させ、閉状態で圧縮空気の排気ガスボイラ２０への抽気を遮断するバルブ２８が設けられている。
【００３７】
抽気管２６を介して排ガスボイラ２０へ抽気される圧縮空気は、圧縮機１２で生成された圧縮空気の一部である。また、バルブ２８の開度は調節可能とされ、圧縮機１２から排ガスボイラ２０へ抽気される圧縮空気の量を任意に変化させてもよい。
【００３８】
また、排気バイパスダンパ２４は、ダンパ駆動部３０によって、上記第１位置及び上記第２位置の何れかに位置するように駆動され、バルブ２８は、バルブ駆動部３２によって、上記開状態及び閉状態の何れかの状態とされる。
【００３９】
そして、ＧＴＣＣプラント１０には、ＧＴＣＣプラント１０全体の制御を司る制御部３４が備えられている。
【００４０】
本第１実施形態に係る制御部３４は、排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４が第１位置に位置すると共にバルブ２８が開状態となり、上記パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置すると共にバルブ２８が閉状態となるように、排気バイパスダンパ２４及びバルブ２８を制御する排ガスボイラパージ処理を実行する。
【００４１】
次に、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００４２】
図２は、制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、バルブ２８は、排ガスボイラパージ処理が実行される前には閉状態とされている。
【００４３】
まず、ステップ１００では、排気バイパスダンパ２４が、第１位置に位置しているか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０４へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ１０２へ移行する。すなわち、本ステップで否定判定となった場合とは、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置している場合である。
【００４４】
ステップ１０２では、排気バイパスダンパ２４を第１位置へ位置するようにダンパ駆動部３０へ第１移動信号を送信し、ステップ１０４へ移行する。ダンパ駆動部３０は、制御部３４から送信された第１移動信号を受信すると、排気バイパスダンパ２４を第２位置から第１位置へ移動させる。
【００４５】
ステップ１０４では、バルブ２８が開状態となるようにバルブ駆動部３２へ開信号を送信する。バルブ駆動部３２は、制御部３４から送信された開信号を受信すると、バルブ２８を開状態とする。
【００４６】
次のステップ１０６では、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行する一方、否定判定の場合は、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されるまで待ち状態となる。すなわち、本ステップが肯定判定となる場合とは、排ガスボイラ１０のパージが終了したことを示す。
【００４７】
なお、本第１実施形態では、上記所定の空気量を、一例として、排ガスボイラ２０の体積の３倍の空気量とするが、所定の空気量は、排ガスボイラ２０をパージできる量であればよく、これに限られない。そして、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０では、ステップ１０６において肯定判定となる場合を、所定の空気量が抽気されるまでの予め導出された時間が経過した場合とするが、これに限らず、排ガスボイラ２０へ抽気される空気量を測定し、測定結果が所定の空気量となった場合等としてもよい。
【００４８】
ステップ１０８では、バルブ２８が閉状態となるようにバルブ駆動部３２へ閉信号を送信する。バルブ駆動部３２は、制御部３４から送信された閉信号を受信すると、バルブ２８を閉状態とする。
【００４９】
次のステップ１１０では、排気バイパスダンパ２４が第２位置へ位置するようにダンパ駆動部３０へ第２移動信号を送信する。ダンパ駆動部３０は、制御部３４から送信された第２移動信号を受信すると、排気バイパスダンパ２４を第１位置から第２位置へ移動させ、本プログラムを終了する。
【００５０】
以上説明したように、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４を第１位置に位置させると共にバルブ２８を開状態とし、パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４を第２位置に位置させると共にバルブ２８を閉状態とするので、ガスタービン１６が駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となり、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５２】
図３に、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図３における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、抽気管２６に、抽気管２６を冷却することによって、抽気管２６を流れる圧縮空気を冷却する冷却装置４０を備えている。なお、本第２実施形態に係る冷却装置４０は、抽気管２６に水を噴霧するスプレー部４２を備えており、スプレー部４２は、給水管４４を介して、不図示の給水タンクと接続されている。そして、給水管４４に設けられているバルブ４６を開状態とすることで、スプレー部４２から水が抽気管２６へ噴霧される。
【００５４】
なお、バルブ４６は、バルブ駆動部４８によって、開状態及び閉状態の何れかの状態とされる。
【００５５】
また、制御部３４は、バルブ駆動部４８を制御することによって、冷却装置４０による冷却の開始及び停止の制御を行う。
【００５６】
次に、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００５７】
図４は、本第２実施形態に係る制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、以下の図４に対する説明において、図２と同様の処理については図２と同一の符号を付して、その説明を省略し、主に図２に示される排ガスボイラパージ処理と異なる処理について説明する。
【００５８】
ステップ１００で肯定判定となった場合、及びステップ１０２に示す処理が終了した場合は、ステップ２００へ移行する。
【００５９】
ステップ２００では、抽気管２６の冷却を開始するように冷却装置４０へ冷却開始信号を送信し、ステップ１０４へ移行する。冷却装置４０は、制御部３４から送信された冷却開始信号を受信すると、抽気管２６の冷却を開始する。なお、本第２実施形態では、冷却装置４０は、抽気管２６へ水の噴霧を開始する。
【００６０】
ステップ１０８では、バルブ２８が閉状態となるようにバルブ駆動部３２へ閉信号を送信し、ステップ２０２へ移行する。
【００６１】
ステップ２０２では、抽気管２６の冷却を停止するように冷却装置４０へ冷却停止信号を送信し、ステップ１１０へ移行する。冷却装置４０は、制御部３４から送信された冷却停止信号を受信すると、バルブ駆動部４８がバルブ４６を閉状態とする。これにより、冷却装置４０は、抽気管２６への水の噴霧を停止するので、抽気管２６の冷却が停止される。
【００６２】
以上説明したように、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、冷却装置４０によって、抽気管２６を流れる圧縮空気が冷却されるので、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラ２０をパージするために用いることができる。
【００６３】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６４】
図５に、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図５における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、温度センサによって排ガスボイラ２０内の温度を測定し、該温度を示す温度情報を出力する温度測定部５０を備えている。本第３実施形態に係る温度測定部５０は、温度センサとして熱電対を用いるが、これに限らず、抵抗測温体等の他の接触型の温度センサ、及び赤外線温度センサ等の非接触型の温度センサ等の他の温度センサを用いてもよい。
【００６６】
また、制御部３４は、温度冷却装置４０に対して冷却の開始及び停止の制御を行うと共に、温度測定部５０で測定された温度（以下、「測定温度」という。）と、排ガスボイラ２０のパージのために適した温度として予め定められた温度（例えば、１００°Ｆ（３７．８℃）であり、以下、「設定温度」という。）とのを比較する。そして、制御部３４は、温度測定部５０による測定温度が設定温度となるように，冷却装置４０の抽気管２６に対する冷却量を制御する。
【００６７】
次に、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００６８】
図６は、本第３実施形態に係る制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、以下の図６に対する説明において、図４と同様の処理については図４と同一の符号を付して、その説明を省略し、主に図４に示される排ガスボイラパージ処理と異なる処理について説明する。
【００６９】
ステップ１０４では、バルブ２８が開状態となるようにバルブ駆動部３２へ開信号を送信し、ステップ３００へ移行する。
【００７０】
ステップ３００では、温度測定部５０から排ガスボイラ２０の測定温度の大きさを示す温度情報を取得する。
【００７１】
次のステップ３０２では、ステップ３００で取得した温度情報により示される測定温度が設定温度以下であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０６へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ３０４へ移行する。
【００７２】
ステップ３０４では、冷却装置４０による抽気管２６に対する冷却量を増加させるための冷却量増加信号を冷却装置４０へ送信した後、ステップ１０６へ移行する。冷却装置４０は、制御部１０から送信された冷却量増加信号を受信すると、抽気管２６に噴霧する水の量を予め設定された量だけ増加する。
【００７３】
ステップ１０６では、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ３００へ戻る。
【００７４】
以上説明したように、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、温度測定部５０によって測定された測定温度が設定温度となるように、冷却装置４０による抽気管２６に対する冷却量が制御されるので、排ガスボイラ２０へ抽気する圧縮空気の温度をより精度高く制御することができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
【００７６】
図７に、本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図７における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、排ガスボイラ２０で発生した蒸気を水（飽和水）に戻す復水器６０と、抽気管２６を流れる圧縮空気と復水器６０から給水された水とを熱交換する熱交換器６２と、を備えている。
【００７８】
復水器６０からの水は、復水ポンプ６４によって給水管６６を介して熱交換器６２へ給水される。なお、給水管６６は、熱交換器６２を介して排ガスボイラ２０へ至る給水管６６Ａ、及び熱交換器６２を介さずに排ガスボイラ２０へ至る給水管６６Ｂに分岐し、排ガスボイラ２０へ至る前で再び合流する。
【００７９】
そして、熱交換器６２によって、圧縮機１２から抽気された圧縮空気は、復水器６０から給水された水と熱交換される。これによって、圧縮空気の温度は低下し、温度が低下した圧縮空気は、排ガスボイラ２０へ送られる。一方、熱交換器６２へ給水された水は、給水管６６Ｂを流れる水と共に排ガスボイラ２０へ給水される。
【００８０】
以上説明したように、本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、熱交換器６２によって、抽気管２６を流れる圧縮空気と復水器６０から給水された水とが熱交換されるので、既存の設備を用い、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラ２０をパージするために用いることができる。
【００８１】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
例えば、上記第２，３実施形態では、冷却装置４０として、抽気管２６に水を噴霧するスプレー装置を用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、冷却装置４０として、抽気管２６に冷風を送風する送風装置、例えばペルチェ素子等の熱電素子を用いた冷却装置等、他の冷却装置を用いてもよい。なお、冷却装置４０として送風装置を用いた場合、第３実施形態に係る排ガスボイラパージ処理のステップ３０４では、抽気管２６への送風量を増加させる。また、冷却装置４０として熱電素子を用いた冷却装置を用いた場合、上記ステップ３０４では、熱電素子に印加する電圧の量を増加させる。
【００８３】
また、上記第４実施形態では、復水器６０として、排ガスボイラ２０で発生した蒸気を水に戻す復水器を用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、復水器６０として、他のボイラで発生した蒸気を水に戻す復水器を用いてもよい。
【００８４】
さらに、上記第２実施形態と上記第４実施形態とを組み合わせてもよい。さらに、上記第３実施形態と上記第４実施形態とを組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０ ＧＴＣＣプラント
１２ 圧縮機
１６ ガスタービン
２０ 排ガスボイラ
２２ 煙管
２４ 排気バイパスダンパ
２６ 抽気管
２８ バルブ
３４ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンコンバインドサイクルプラント及びガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンコンバインドサイクル（Gas Turbine Combined Cycle）プラントは、ガスタービンから排気される排ガスから熱回収する排ガスボイラ（Heat Recovery Steam Generator：以下、「ＨＲＳＧ」ともいう。）の蒸気によって蒸気タービンを駆動させる。
【０００３】
ガスタービンコンバインドサイクルプラントは、ガスタービンによるサイクルから蒸気タービンを含めた複合サイクルへ移行する場合に、排ガスボイラ内に残留しているガスをパージする必要がある。
【０００４】
ここで、ガスタービンからの排ガスを用いて上記パージを行う場合、排ガスボイラに可燃性ガスが残留している可能性があるため、米国防火協会による安全基準ＮＦＰＡ８５によれば、ガスタービンからの排ガスの温度が１００°Ｆ（３７．８℃）以下でなければ、上記パージのために排ガスを用いることはできないとされている。
【０００５】
このため、特許文献１には、ガスタービン入口ガイドベーン（ＩＧＶ）を調整又は位置決めし直して、ガスタービン排気温度を必要な温度範囲まで低下させた後に、ガスタービンとＨＲＳＧとの間に設けられている排気バイパスダンパをパージ位置に開く技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−８０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術では、ＨＲＳＧをパージするために排気温度が低下するようにガスタービンを運転しなければならないため、排気温度が低下するまで待ち時間が生じ、パージに要する時間が長く、ガスタービンコンバインドサイクルプラントの運転効率も低下する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制するガスタービンコンバインドサイクルプラント及びガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントは以下の手段を採用する。
【００１０】
すなわち、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記流路に設けられ、前記排ガスを前記煙管に流入させると共に前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させると共に前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、前記圧縮手段によって生成された圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管と、前記抽気管に設けられ、開状態で前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段と、前記排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段が前記第１位置に位置すると共に前記開閉手段が開状態となり、前記パージが終了した場合に、前記遮断手段が前記第２位置に位置すると共に前記開閉手段が閉状態となるように、前記遮断手段及び前記開閉手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１１】
本発明によると、ガスタービンが、燃料と圧縮手段によって生成された圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気する。そして、流路を介してガスタービンの排気口に接続された排ガスボイラが、ガスタービンの排ガスから熱回収して蒸気を発生させる。さらに、流路には、排ガスを大気に放出する煙管に流入させると共に排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び排ガスを排ガスボイラへ流入させると共に煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段が備えられる。
【００１２】
すなわち、遮断手段が第１位置に位置している場合は、排ガスボイラによる発電は行われず、遮断手段が第２位置に位置している場合は、ガスタービンによる発電と排ガスボイラによる発電が行われる。
【００１３】
ここで、排ガスボイラによる発電を行う前に、排ガスボイラ内に残留しているガスをパージしなければならない。
【００１４】
本発明によると、ガスタービンコンバインドサイクルプラントには、圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させるための抽気管が設けられ、抽気管には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で圧縮空気のガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段が設けられている。そして、制御手段によって、排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、ガスタービンが駆動している状態で、遮断手段が第１位置に位置すると共に開閉手段が開状態となり、パージが終了した場合に、遮断手段が第２位置に位置すると共に開閉手段が閉状態となるように、遮断手段及び開閉手段が制御される。
【００１５】
これによって、ガスタービンが駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となるので、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、前記抽気管を冷却することによって、前記抽気管を流れる前記圧縮空気を冷却する冷却手段をさらに備えてもよい。
【００１７】
本発明によれば、冷却手段によって、抽気管を流れる圧縮空気が冷却されるので、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラをパージするために用いることができる。
【００１８】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、前記排ガスボイラ内の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、前記冷却手段が、前記温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、前記抽気管に対する冷却量を制御してもよい。
【００１９】
本発明によれば、温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、冷却手段による抽気管に対する冷却量が制御されるので、排ガスボイラへ抽気する圧縮空気の温度をより精度高く制御することができる。
【００２０】
また、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントでは、蒸気を水に戻す復水手段と、前記抽気管を流れる前記圧縮空気と前記復水手段から給水された水とを熱交換する熱交換手段と、をさらに備えてもよい。
【００２１】
本発明によれば、熱交換手段によって、抽気管を流れる圧縮空気の熱が復水手段から給水された水へ交換されるので、既存の設備を用いて、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラをパージするために用いることができる。
【００２２】
一方、上記課題を解決するために、本発明のガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法は以下の手段を採用する。
【００２３】
すなわち、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記排ガスを前記煙管に流入させ、前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させ、前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法であって、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段を前記第１位置に位置させる第１工程と、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管に設けられた開閉手段を開状態とすることによって、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させる第２工程と、前記排ガスボイラへ抽気した前記圧縮空気が所定量に達した場合に、前記開閉手段を閉状態とすることによって、前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する第３工程と、前記遮断手段を前記第２位置に位置させる第４工程と、を含む。
【００２４】
本発明によると、ガスタービンコンバインドサイクルプラントには、圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させるための抽気管が設けられ、抽気管には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で圧縮空気のガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段が設けられている。そして、本発明は、排ガスボイラ内のガスをパージさせる場合に、ガスタービンが駆動している状態で、遮断手段が第１位置に位置させると共に開閉手段を開状態とし、パージが終了した場合に、遮断手段を第２位置に位置させると共に開閉手段を閉状態とするように、遮断手段及び開閉手段を制御する。
【００２５】
これによって、ガスタービンが駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となるので、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係るガスタービンコンバインドサイクルプラントの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係るガスタービンコンバインドサイクル（以下、「ＧＴＣＣ」という。）プラント１０の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００３０】
図１に、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。
【００３１】
ＧＴＣＣプラント１０は、空気を圧縮し圧縮空気を生成する圧縮機１２と、燃料と圧縮機１２によって生成された圧縮空気とを燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、燃焼器１４によって生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービン１６と、バイパス１８を介して排気口に接続され、排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラ２０と、バイパス１８に設けられ、ガスタービン１６から排気された排ガスを大気に放出する煙管２２と、を備えている。
【００３２】
なお、ガスタービン１６は、不図示の発電機に接続されており、接続された発電機を回転させ発電を行う。そして、排ガスボイラ２０で発生させた蒸気は、不図示の蒸気タービンを駆動させ、該蒸気タービンの回転エネルギーは電力に変換される。
【００３３】
また、燃焼器１４で用いられる燃料として、例えば、天然ガス、都市ガス、灯油、軽油、ガソリン、Ａ重油などの軽質燃料が用いられる。
【００３４】
また、バイパス１８には、ガスタービン１６から排気された排ガスを煙管２２に流入させると共に排ガスボイラ２０への流入を遮断する第１位置、及び上記排ガスを排ガスボイラ２０へ流入させると共に煙管２２への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する排気バイパスダンパ２４が設けられている。
【００３５】
なお、排気バイパスダンパ２４が、第１位置に位置している場合とは、ガスタービン１６から排気された排ガスが排ガスボイラ２０へ流入しないため、排ガスボイラによる発電が行われない場合である。一方、排気バイパスダンパ２４が、第２位置に位置している場合とは、ガスタービン１６から排気された排ガスが排ガスボイラ２０へ流入するため、ＧＴＣＣプラント１０が、ガスタービン１６による発電と排ガスボイラ２０による発電とを複合して行っている場合である。
【００３６】
さらに、ＧＴＣＣプラント１０は、圧縮機１２からの圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させるための抽気管２６を備えている。そして、抽気管２６には、開状態で圧縮空気を排ガスボイラ２０へ抽気させ、閉状態で圧縮空気の排気ガスボイラ２０への抽気を遮断するバルブ２８が設けられている。
【００３７】
抽気管２６を介して排ガスボイラ２０へ抽気される圧縮空気は、圧縮機１２で生成された圧縮空気の一部である。また、バルブ２８の開度は調節可能とされ、圧縮機１２から排ガスボイラ２０へ抽気される圧縮空気の量を任意に変化させてもよい。
【００３８】
また、排気バイパスダンパ２４は、ダンパ駆動部３０によって、上記第１位置及び上記第２位置の何れかに位置するように駆動され、バルブ２８は、バルブ駆動部３２によって、上記開状態及び閉状態の何れかの状態とされる。
【００３９】
そして、ＧＴＣＣプラント１０には、ＧＴＣＣプラント１０全体の制御を司る制御部３４が備えられている。
【００４０】
本第１実施形態に係る制御部３４は、排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４が第１位置に位置すると共にバルブ２８が開状態となり、上記パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置すると共にバルブ２８が閉状態となるように、排気バイパスダンパ２４及びバルブ２８を制御する排ガスボイラパージ処理を実行する。
【００４１】
次に、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００４２】
図２は、制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、バルブ２８は、排ガスボイラパージ処理が実行される前には閉状態とされている。
【００４３】
まず、ステップ１００では、排気バイパスダンパ２４が、第１位置に位置しているか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０４へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ１０２へ移行する。すなわち、本ステップで否定判定となった場合とは、排気バイパスダンパ２４が第２位置に位置している場合である。
【００４４】
ステップ１０２では、排気バイパスダンパ２４を第１位置へ位置するようにダンパ駆動部３０へ第１移動信号を送信し、ステップ１０４へ移行する。ダンパ駆動部３０は、制御部３４から送信された第１移動信号を受信すると、排気バイパスダンパ２４を第２位置から第１位置へ移動させる。
【００４５】
ステップ１０４では、バルブ２８が開状態となるようにバルブ駆動部３２へ開信号を送信する。バルブ駆動部３２は、制御部３４から送信された開信号を受信すると、バルブ２８を開状態とする。
【００４６】
次のステップ１０６では、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行する一方、否定判定の場合は、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されるまで待ち状態となる。すなわち、本ステップが肯定判定となる場合とは、排ガスボイラ１０のパージが終了したことを示す。
【００４７】
なお、本第１実施形態では、上記所定の空気量を、一例として、排ガスボイラ２０の体積の３倍の空気量とするが、所定の空気量は、排ガスボイラ２０をパージできる量であればよく、これに限られない。そして、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０では、ステップ１０６において肯定判定となる場合を、所定の空気量が抽気されるまでの予め導出された時間が経過した場合とするが、これに限らず、排ガスボイラ２０へ抽気される空気量を測定し、測定結果が所定の空気量となった場合等としてもよい。
【００４８】
ステップ１０８では、バルブ２８が閉状態となるようにバルブ駆動部３２へ閉信号を送信する。バルブ駆動部３２は、制御部３４から送信された閉信号を受信すると、バルブ２８を閉状態とする。
【００４９】
次のステップ１１０では、排気バイパスダンパ２４が第２位置へ位置するようにダンパ駆動部３０へ第２移動信号を送信する。ダンパ駆動部３０は、制御部３４から送信された第２移動信号を受信すると、排気バイパスダンパ２４を第１位置から第２位置へ移動させ、本プログラムを終了する。
【００５０】
以上説明したように、本第１実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、排ガスボイラ２０内のガスをパージする場合に、ガスタービン１６が駆動している状態で、排気バイパスダンパ２４を第１位置に位置させると共にバルブ２８を開状態とし、パージが終了した場合に、排気バイパスダンパ２４を第２位置に位置させると共にバルブ２８を閉状態とするので、ガスタービン１６が駆動している状態でも、排ガスボイラのパージが可能となり、排ガスボイラのパージに要する時間を短くすると共に、運転効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５２】
図３に、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図３における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、抽気管２６に、抽気管２６を冷却することによって、抽気管２６を流れる圧縮空気を冷却する冷却装置４０を備えている。なお、本第２実施形態に係る冷却装置４０は、抽気管２６に水を噴霧するスプレー部４２を備えており、スプレー部４２は、給水管４４を介して、不図示の給水タンクと接続されている。そして、給水管４４に設けられているバルブ４６を開状態とすることで、スプレー部４２から水が抽気管２６へ噴霧される。
【００５４】
なお、バルブ４６は、バルブ駆動部４８によって、開状態及び閉状態の何れかの状態とされる。
【００５５】
また、制御部３４は、バルブ駆動部４８を制御することによって、冷却装置４０による冷却の開始及び停止の制御を行う。
【００５６】
次に、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００５７】
図４は、本第２実施形態に係る制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、以下の図４に対する説明において、図２と同様の処理については図２と同一の符号を付して、その説明を省略し、主に図２に示される排ガスボイラパージ処理と異なる処理について説明する。
【００５８】
ステップ１００で肯定判定となった場合、及びステップ１０２に示す処理が終了した場合は、ステップ２００へ移行する。
【００５９】
ステップ２００では、抽気管２６の冷却を開始するように冷却装置４０へ冷却開始信号を送信し、ステップ１０４へ移行する。冷却装置４０は、制御部３４から送信された冷却開始信号を受信すると、抽気管２６の冷却を開始する。なお、本第２実施形態では、冷却装置４０は、抽気管２６へ水の噴霧を開始する。
【００６０】
ステップ１０８では、バルブ２８が閉状態となるようにバルブ駆動部３２へ閉信号を送信し、ステップ２０２へ移行する。
【００６１】
ステップ２０２では、抽気管２６の冷却を停止するように冷却装置４０へ冷却停止信号を送信し、ステップ１１０へ移行する。冷却装置４０は、制御部３４から送信された冷却停止信号を受信すると、バルブ駆動部４８がバルブ４６を閉状態とする。これにより、冷却装置４０は、抽気管２６への水の噴霧を停止するので、抽気管２６の冷却が停止される。
【００６２】
以上説明したように、本第２実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、冷却装置４０によって、抽気管２６を流れる圧縮空気が冷却されるので、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラ２０をパージするために用いることができる。
【００６３】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６４】
図５に、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図５における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、温度センサによって排ガスボイラ２０内の温度を測定し、該温度を示す温度情報を出力する温度測定部５０を備えている。本第３実施形態に係る温度測定部５０は、温度センサとして熱電対を用いるが、これに限らず、抵抗測温体等の他の接触型の温度センサ、及び赤外線温度センサ等の非接触型の温度センサ等の他の温度センサを用いてもよい。
【００６６】
また、制御部３４は、温度冷却装置４０に対して冷却の開始及び停止の制御を行うと共に、温度測定部５０で測定された温度（以下、「測定温度」という。）と、排ガスボイラ２０のパージのために適した温度として予め定められた温度（例えば、１００°Ｆ（３７．８℃）であり、以下、「設定温度」という。）とのを比較する。そして、制御部３４は、温度測定部５０による測定温度が設定温度となるように，冷却装置４０の抽気管２６に対する冷却量を制御する。
【００６７】
次に、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の作用を説明する。
【００６８】
図６は、本第３実施形態に係る制御部３４によって実行される排ガスボイラパージ処理の流れを示すフローチャートであり、同図に示される排ガスボイラパージ処理を実行するための排ガスボイラパージプログラムは制御部３４が備えている不図示の記憶手段の所定領域に予め記憶されている。なお、以下の図６に対する説明において、図４と同様の処理については図４と同一の符号を付して、その説明を省略し、主に図４に示される排ガスボイラパージ処理と異なる処理について説明する。
【００６９】
ステップ１０４では、バルブ２８が開状態となるようにバルブ駆動部３２へ開信号を送信し、ステップ３００へ移行する。
【００７０】
ステップ３００では、温度測定部５０から排ガスボイラ２０の測定温度の大きさを示す温度情報を取得する。
【００７１】
次のステップ３０２では、ステップ３００で取得した温度情報により示される測定温度が設定温度以下であるか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０６へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ３０４へ移行する。
【００７２】
ステップ３０４では、冷却装置４０による抽気管２６に対する冷却量を増加させるための冷却量増加信号を冷却装置４０へ送信した後、ステップ１０６へ移行する。冷却装置４０は、制御部１０から送信された冷却量増加信号を受信すると、抽気管２６に噴霧する水の量を予め設定された量だけ増加する。
【００７３】
ステップ１０６では、所定の空気量が排ガスボイラ２０へ抽気されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行する一方、否定判定の場合は、ステップ３００へ戻る。
【００７４】
以上説明したように、本第３実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、温度測定部５０によって測定された測定温度が設定温度となるように、冷却装置４０による抽気管２６に対する冷却量が制御されるので、排ガスボイラ２０へ抽気する圧縮空気の温度をより精度高く制御することができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
【００７６】
図７に、本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０の構成を示す。なお、図７における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、排ガスボイラ２０で発生した蒸気を水（飽和水）に戻す復水器６０と、抽気管２６を流れる圧縮空気と復水器６０から給水された水とを熱交換する熱交換器６２と、を備えている。
【００７８】
復水器６０からの水は、復水ポンプ６４によって給水管６６を介して熱交換器６２へ給水される。なお、給水管６６は、熱交換器６２を介して排ガスボイラ２０へ至る給水管６６Ａ、及び熱交換器６２を介さずに排ガスボイラ２０へ至る給水管６６Ｂに分岐し、排ガスボイラ２０へ至る前で再び合流する。
【００７９】
そして、熱交換器６２によって、圧縮機１２から抽気された圧縮空気は、復水器６０から給水された水と熱交換される。これによって、圧縮空気の温度は低下し、温度が低下した圧縮空気は、排ガスボイラ２０へ送られる。一方、熱交換器６２へ給水された水は、給水管６６Ｂを流れる水と共に排ガスボイラ２０へ給水される。
【００８０】
以上説明したように、本第４実施形態に係るＧＴＣＣプラント１０は、熱交換器６２によって、抽気管２６を流れる圧縮空気と復水器６０から給水された水とが熱交換されるので、既存の設備を用い、より圧縮比の高い圧縮空気を、排ガスボイラ２０をパージするために用いることができる。
【００８１】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
例えば、上記第２，３実施形態では、冷却装置４０として、抽気管２６に水を噴霧するスプレー装置を用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、冷却装置４０として、抽気管２６に冷風を送風する送風装置、例えばペルチェ素子等の熱電素子を用いた冷却装置等、他の冷却装置を用いてもよい。なお、冷却装置４０として送風装置を用いた場合、第３実施形態に係る排ガスボイラパージ処理のステップ３０４では、抽気管２６への送風量を増加させる。また、冷却装置４０として熱電素子を用いた冷却装置を用いた場合、上記ステップ３０４では、熱電素子に印加する電圧の量を増加させる。
【００８３】
また、上記第４実施形態では、復水器６０として、排ガスボイラ２０で発生した蒸気を水に戻す復水器を用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、復水器６０として、他のボイラで発生した蒸気を水に戻す復水器を用いてもよい。
【００８４】
さらに、上記第２実施形態と上記第４実施形態とを組み合わせてもよい。さらに、上記第３実施形態と上記第４実施形態とを組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０ ＧＴＣＣプラント
１２ 圧縮機
１６ ガスタービン
２０ 排ガスボイラ
２２ 煙管
２４ 排気バイパスダンパ
２６ 抽気管
２８ バルブ
３４ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、
燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、
流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、
前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、
前記流路に設けられ、前記排ガスを前記煙管に流入させると共に前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させると共に前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、
前記圧縮手段によって生成された圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管と、
前記抽気管に設けられ、開状態で前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段と、
前記排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段が前記第１位置に位置すると共に前記開閉手段が開状態となり、前記パージが終了した場合に、前記遮断手段が前記第２位置に位置すると共に前記開閉手段が閉状態となるように、前記遮断手段及び前記開閉手段を制御する制御手段と、
を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項２】
前記抽気管を冷却することによって、前記抽気管を流れる前記圧縮空気を冷却する冷却手段をさらに備えた請求項１記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項３】
前記排ガスボイラ内の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記冷却手段は、前記温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、前記抽気管に対する冷却量が制御される請求項２記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項４】
蒸気を水に戻す復水手段と、
前記抽気管を流れる前記圧縮空気と前記復水手段から給水された水とを熱交換する熱交換手段と、
をさらに備えた請求項１記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項５】
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記排ガスを前記煙管に流入させ、前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させ、前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法であって、
前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段を前記第１位置に位置させる第１工程と、
前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管に設けられた開閉手段を開状態とすることによって、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させる第２工程と、
前記排ガスボイラへ抽気した前記圧縮空気が所定量に達した場合に、前記開閉手段を閉状態とすることによって、前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する第３工程と、
前記遮断手段を前記第２位置に位置させる第４工程と、
を含むガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法。
【請求項１】
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、
燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、
流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、
前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、
前記流路に設けられ、前記排ガスを前記煙管に流入させると共に前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させると共に前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、
前記圧縮手段によって生成された圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管と、
前記抽気管に設けられ、開状態で前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させ、閉状態で前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する開閉手段と、
前記排ガスボイラ内のガスをパージする場合に、前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段が前記第１位置に位置すると共に前記開閉手段が開状態となり、前記パージが終了した場合に、前記遮断手段が前記第２位置に位置すると共に前記開閉手段が閉状態となるように、前記遮断手段及び前記開閉手段を制御する制御手段と、
を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項２】
前記抽気管を冷却することによって、前記抽気管を流れる前記圧縮空気を冷却する冷却手段をさらに備えた請求項１記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項３】
前記排ガスボイラ内の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記冷却手段は、前記温度測定手段によって測定された温度が予め定められた温度となるように、前記抽気管に対する冷却量が制御される請求項２記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項４】
蒸気を水に戻す復水手段と、
前記抽気管を流れる前記圧縮空気と前記復水手段から給水された水とを熱交換する熱交換手段と、
をさらに備えた請求項１記載のガスタービンコンバインドサイクルプラント。
【請求項５】
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮手段と、燃料と前記圧縮手段によって生成された前記圧縮空気との燃焼により生成された燃焼ガスにより駆動し、排気口から排ガスを排気するガスタービンと、流路を介して前記排気口に接続され、前記排ガスから熱回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記流路に設けられ、前記排ガスを大気に放出する煙管と、前記排ガスを前記煙管に流入させ、前記排ガスボイラへの流入を遮断する第１位置、及び前記排ガスを前記排ガスボイラへ流入させ、前記煙管への流入を遮断する第２位置の何れかに位置する遮断手段と、を備えたガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法であって、
前記ガスタービンが駆動している状態で、前記遮断手段を前記第１位置に位置させる第１工程と、
前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させるための抽気管に設けられた開閉手段を開状態とすることによって、前記圧縮空気を前記排ガスボイラへ抽気させる第２工程と、
前記排ガスボイラへ抽気した前記圧縮空気が所定量に達した場合に、前記開閉手段を閉状態とすることによって、前記圧縮空気の前記ガスボイラへの抽気を遮断する第３工程と、
前記遮断手段を前記第２位置に位置させる第４工程と、
を含むガスタービンコンバインドサイクルプラントのパージ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１２５（Ｐ２０１２−２１２５Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３７２０９（Ｐ２０１０−１３７２０９）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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