特許 6245757 冷却装置、これを備えているガスタービン設備、冷却装置の運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245757

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】冷却装置、これを備えているガスタービン設備、冷却装置の運転方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/18 20060101AFI20171204BHJP

   F01D 25/12 20060101ALI20171204BHJP

   F02C 9/18 20060101ALI20171204BHJP

   F02C 7/32 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/18 A

   F01D25/12 E

   F02C9/18

   F02C7/32

   F02C7/18 C

【請求項の数】13

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-106265(P2014-106265)

(22)【出願日】2014年5月22日

(65)【公開番号】特開2015-222022(P2015-222022A)

(43)【公開日】2015年12月10日

【審査請求日】2017年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】高田 和正

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０８２２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５８９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１６４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９０８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３８８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０３１０９５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０４３０７３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／１２

Ｆ０２Ｃ ７／１８

Ｆ０２Ｃ ７／３２

Ｆ０２Ｃ ９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンに対して独立に運転可能な圧縮機を有し、前記ガスタービンの車室内の空気を前記車室から抽気して前記圧縮機で昇圧してから、前記ガスタービンを構成する部品で燃焼ガスと接する高温部品に、前記空気を導く高温部品冷却系と、
前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却系と、
前記ガスタービンへの燃料供給停止中に、前記圧縮機で昇圧された前記空気を前記ロータ冷却系に導く連結系と、
を備えている冷却装置。

【請求項2】

請求項１に記載の冷却装置において、
前記高温部品冷却系は、前記圧縮機が設けられ、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記高温部品に導く高温部品冷却用ラインを有し、
前記連結系は、前記高温部品冷却用ライン中で前記圧縮機が設けられている位置よりも前記高温部品側に接続され、前記圧縮機で昇圧された前記空気を前記ロータ冷却系に導く連結ラインと、前記連結ラインに設けられている連結制御弁と、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記連結制御弁を閉じ、燃料供給停止中に前記連結制御弁を開ける制御装置と、を有する、
冷却装置。

【請求項3】

請求項２に記載の冷却装置において、
前記高温部品冷却系は、前記高温部品冷却用ライン中で、前記連結ラインが接続されている位置よりも前記高温部品側に設けられている高温部品冷却制御弁を有し、
前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記高温部品冷却制御弁を開け、燃料供給停止中に前記高温部品冷却制御弁を閉じる、
冷却装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の冷却装置において、
前記ロータ冷却系は、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却用ラインと、前記ロータ冷却用ラインに設けられているロータ冷却制御弁と、を有し、
前記連結ラインは、前記ロータ冷却用ライン中で、前記ロータ冷却制御弁が設けられている位置よりも前記ロータ側に接続され、
前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記ロータ冷却制御弁を開け、燃料供給停止中に前記ロータ冷却制御弁を閉じる、
冷却装置。

【請求項5】

請求項２から４のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料停止後から予め定められた時点までの冷却必要期間中、少なくとも一時的に前記圧縮機を駆動させ、前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されなければ、前記冷却必要期間経過後に、前記圧縮機を停止させる、
冷却装置。

【請求項6】

請求項２から５のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記高温部品冷却系は、前記高温部品冷却用ライン中で、前記圧縮機が設けられている位置よりも前記車室側に接続されて、大気を吸い込む吸気ラインと、前記吸気ラインを通る大気中の異物を除去するフィルタと、前記吸気ライン中で、前記フィルタよりも前記高温部品冷却用ラインとの接続位置側に設けられている吸気制御弁と、を有し、
前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記吸気制御弁を閉じ、燃料供給停止中に前記吸気制御弁を開ける、
冷却装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の冷却装置と、
前記ガスタービンと、
を備えているガスタービン設備。

【請求項8】

ガスタービンに対して独立に運転可能な圧縮機を有し、前記ガスタービンの車室内の空気を前記車室から抽気して前記圧縮機で昇圧してから、前記ガスタービンを構成する部品で燃焼ガスと接する高温部品に、前記空気を導く高温部品冷却系と、
前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却系と、を備えている冷却装置の運転方法において、
前記ガスタービンへの燃料供給中に前記圧縮機を駆動させ、前記高温部品冷却系からの空気を前記高温部品に供給して、前記高温部品を冷却する高温部品冷却工程と、
前記ガスタービンへの燃料供給中に、前記ロータ冷却系からの空気を前記ロータに供給して、前記ロータを冷却する第一ロータ冷却工程と、
前記ガスタービンへの燃料供給停止中に前記圧縮機を駆動させ、前記ロータ冷却系を介して、前記圧縮機で昇圧された空気を前記ロータに供給して、前記ロータを冷却する第二ロータ冷却工程と、
を実行する冷却装置の運転方法。

【請求項9】

請求項８に記載の冷却装置の運転方法において、
前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機で昇圧された空気の前記ロータ冷却系への流入を促進し、前記圧縮機で昇圧された空気の前記高温部品への流入を抑制する、
冷却装置の運転方法。

【請求項10】

請求項８又は９に記載の冷却装置の運転方法において、
前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機で昇圧されて前記ロータ冷却系に流入した空気の流れであって、前記ロータ冷却系内における前記車室側への流れを抑制し、前記ロータ冷却系内における前記ロータ側への流れ促進する、
冷却装置の運転方法。

【請求項11】

請求項８から１０のいずれか一項に記載の冷却装置の運転方法において、
前記高温部品冷却工程では、前記圧縮機で昇圧された空気の前記ロータ冷却系への流入を抑制し、前記圧縮機で昇圧された空気の前記高温部品への流入を促進する、
冷却装置の運転方法。

【請求項12】

請求項８から１１のいずれか一項に記載の冷却装置の運転方法において、
前記ガスタービンへの燃料停止後から予め定められた時点までの冷却必要期間中、少なくとも一時的に前記圧縮機を駆動させて、前記第二ロータ冷却工程を実行し、
前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されれば、前記第二ロータ冷却工程を終了して、前記高温部品冷却工程及び前記第一ロータ冷却工程を実行し、
前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されなければ、前記冷却必要期間経過後に、前記圧縮機を停止させて、前記第二ロータ冷却工程を終了する、
冷却装置の運転方法。

【請求項13】

請求項８から１２のいずれか一項に記載の冷却装置の運転方法において、
前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機により、前記高温部品冷却系内に大気を吸い込んで、前記ロータ冷却系を介して前記大気を前記ロータに供給する、
冷却装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンの冷却装置、これを備えているガスタービン設備、冷却装置の運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、大気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、この圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。圧縮機は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、これを回転可能に覆う圧縮機車室と、を有している。タービンは、軸線を中心として回転するタービンロータと、これを回転可能に覆うタービン車室と、を有している。

【0003】

タービンロータの動翼の径方向外側端とタービン車室の内周面との間には、所定のクリアランス（以下、このクリアランスをチップクリアランスとする）が必要である。このチップクリアランスは、タービン効率の面から、できる限り小さいことが望ましい。

【0004】

ところで、ガスタービン停止後において、外気に晒されているタービン車室に対して、タービン車室内に配置されているタービンロータの温度は下がりにくい。このため、ガスタービン停止後におけるタービン車室の熱膨張量の単位時間当たりの減少量に対して、タービンロータの熱膨張量の単位時間当たりの減少量が少ない。よって、ガスタービンの停止後、一時的にチップクリアランスが狭くなる。この状態のときに、ガスタービンを起動させると、タービンロータに作用する遠心力で動翼の径方向外側端の位置が径方向外側に変位するため、タービンロータの動翼とタービン車室の内周面とが接触するおそれがある。

【0005】

そこで、以下の特許文献１に記載の技術では、ガスタービン起動時に、ガスタービン車室から抽気した空気を送風機で昇圧し、この空気をタービンロータ内に送り、タービンロータを冷却している。特許文献１に記載の技術では、このようにタービンロータを冷却することで、ガスタービン起動時におけるチップクリアランスを広げて、タービンロータの動翼とタービン車室の内周面との接触を回避している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−０５０８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の技術では、ガスタービン起動時にタービンロータを冷却しているが、冷却を開始してからチップクリアランスが広がるまでには時間差があり、これによりチップ接触を招くおそれがある。

【0008】

そこで、本発明は、ガスタービン起動時にチップクリアランスを確保し得る技術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】

前記問題点を解決するための発明に係る一態様としての冷却装置は、
ガスタービンに対して独立に運転可能な圧縮機を有し、前記ガスタービンの車室内の空気を前記車室から抽気して前記圧縮機で昇圧してから、前記ガスタービンを構成する部品で燃焼ガスと接する高温部品に、前記空気を導く高温部品冷却系と、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却系と、前記ガスタービンへの燃料供給停止中に、前記圧縮機で昇圧された前記空気を前記ロータ冷却系に導く連結系と、を備えている。

【0010】

当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給中、高温部品冷却系により、車室内から抽気した空気で高温部品を冷却することができる。また、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給中、ロータ冷却系により、車室内から抽気した空気でロータを冷却することができる。さらに、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中であっても、高温部品冷却系の圧縮機により昇圧された空気を、連結系及びロータ冷却系を介して、ロータに送ることができる。よって、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中であっても、ロータを冷却することができる。

【0011】

ここで、前記冷却装置において、前記高温部品冷却系は、前記圧縮機が設けられ、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記高温部品に導く高温部品冷却用ラインを有し、前記連結系は、前記高温部品冷却用ライン中で前記圧縮機が設けられている位置よりも前記高温部品側に接続され、前記圧縮機で昇圧された前記空気を前記ロータ冷却系に導く連結ラインと、前記連結ラインに設けられている連結制御弁と、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記連結制御弁を閉じ、燃料供給停止中に前記連結制御弁を開ける制御装置と、を有してもよい。

【0012】

当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給中、連結制御弁が閉じているので、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気は、連結ラインには流れず、専ら、高温部品冷却用ラインに流れる。よって、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給中、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気を効率的に高温部品へ送ることができる。

【0013】

また、前記制御装置を有する前記冷却装置において、前記高温部品冷却系は、前記高温部品冷却用ライン中で、前記連結ラインが接続されている位置よりも前記高温部品側に設けられている高温部品冷却制御弁を有し、前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記高温部品冷却制御弁を開け、燃料供給停止中に前記高温部品冷却制御弁を閉じてもよい。

【0014】

当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、高温部品冷却制御弁が閉じているので、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気は、高温部品冷却用ラインの高温部品側に流れず、専ら、連結ラインに流れる。よって、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気を、連結系を介して、ロータ冷却系に効率的に送ることができる。

【0015】

前記制御装置を有する以上のいずれかの前記冷却装置において、前記ロータ冷却系は、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却用ラインと、前記ロータ冷却用ラインに設けられているロータ冷却制御弁と、を有し、前記連結ラインは、前記ロータ冷却用ライン中で、前記ロータ冷却制御弁が設けられている位置よりも前記ロータ側に接続され、前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記ロータ冷却制御弁を開け、燃料供給停止中に前記ロータ冷却制御弁を閉じてもよい。

【0016】

当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気が連結ラインを介して、ロータ冷却用ラインに流入する。当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、ロータ冷却用ライン中で連結ラインとの接続位置よりも車室側に設けられているロータ冷却制御弁が閉じているので、連結ラインからロータ冷却用ラインに流入した空気は、車室側に流れず、専ら、ロータ側に流れる。よって、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、高温部品冷却系の圧縮機で昇圧された空気を効率的にロータに送ることができる。

【0017】

前記制御装置を有する以上のいずれかの前記冷却装置において、前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料停止後から予め定められた時点までの冷却必要期間中、少なくとも一時的に前記圧縮機を駆動させ、前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されなければ、前記冷却必要期間経過後に、前記圧縮機を停止させてもよい。

【0018】

当該冷却装置では、圧縮機の駆動時間を制限することができるので、圧縮機の駆動のための消費エネルギーを抑えることができる。

【0019】

前記制御装置を有する以上のいずれかの前記冷却装置において、前記高温部品冷却系は、前記高温部品冷却用ライン中で、前記圧縮機が設けられている位置よりも前記車室側に接続されて、大気を吸い込む吸気ラインと、前記吸気ラインを通る大気中の異物を除去するフィルタと、前記吸気ライン中で、前記フィルタよりも前記高温部品冷却用ラインとの接続位置側に設けられている吸気制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記吸気制御弁を閉じ、燃料供給停止中に前記吸気制御弁を開けてもよい。

【0020】

当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、車室内の空気の温度よりも低い大気を高温部品冷却系に取り込み、この空気を圧縮機で昇圧した後、ロータに送ることができる。このため、当該冷却装置では、ガスタービンへの燃料供給停止中、ロータを効率よく冷却することができる。

【0021】

前記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービン設備は、
以上のいずれかの前記冷却装置と、前記ガスタービンと、を備えている。

【0022】

前記問題点を解決するための発明に係る一態様としての冷却装置の運転方法は、
ガスタービンに対して独立に運転可能な圧縮機を有し、前記ガスタービンの車室内の空気を前記車室から抽気して前記圧縮機で昇圧してから、前記ガスタービンを構成する部品で燃焼ガスと接する高温部品に、前記空気を導く高温部品冷却系と、前記車室内の空気を前記車室から抽気して、前記空気を前記ガスタービンのロータに導くロータ冷却系と、を備えている冷却装置の運転方法において、前記ガスタービンへの燃料供給中に前記圧縮機を駆動させ、前記高温部品冷却系からの空気を前記高温部品に供給して、前記高温部品を冷却する高温部品冷却工程と、前記ガスタービンへの燃料供給中に、前記ロータ冷却系からの空気を前記ロータに供給して、前記ロータを冷却する第一ロータ冷却工程と、前記ガスタービンへの燃料供給停止中に前記圧縮機を駆動させ、前記ロータ冷却系を介して、前記圧縮機で昇圧された空気を前記ロータに供給して、前記ロータを冷却する第二ロータ冷却工程と、を実行する。

【0023】

当該運転方法では、ガスタービンへの燃料供給中、高温部品冷却系により、車室内から抽気した空気で高温部品を冷却する冷却することができる。また、当該運転方法では、ガスタービンの燃料供給中、ロータ冷却系による第一ロータ冷却工程の実行により、車室内から抽気した空気でロータを冷却することができる。さらに、当該運転方法では、ガスタービンへの燃料供給停止中であっても、第二ロータ冷却工程の実行により、高温部品冷却系の圧縮機により昇圧された空気を、ロータ冷却系を介して、ロータに送ることができる。よって、当該運転方法では、ガスタービンへの燃料供給停止中であっても、ロータを冷却することができる。

【0024】

ここで、前記冷却装置の運転方法において、前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機で昇圧された空気の前記ロータ冷却系への流入を促進し、前記圧縮機で昇圧された空気の前記高温部品への流入を抑制してもよい。

【0025】

また、以上のいずれかの前記冷却装置の運転方法において、前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機で昇圧されて前記ロータ冷却系に流入した空気の流れであって、前記ロータ冷却系内における前記車室側への流れを抑制し、前記ロータ冷却系内における前記ロータ側への流れ促進してもよい。

【0026】

また、以上のいずれかの前記冷却装置の運転方法において、前記高温部品冷却工程では、前記圧縮機で昇圧された空気の前記ロータ冷却系への流入を抑制し、前記圧縮機で昇圧された空気の前記高温部品への流入を促進してもよい。

【0027】

また、以上のいずれかの前記冷却装置の運転方法において、前記ガスタービンへの燃料停止後から予め定められた時点までの冷却必要期間中、少なくとも一時的に前記圧縮機を駆動させて、前記第二ロータ冷却工程を実行し、前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されれば、前記第二ロータ冷却工程を終了して、前記高温部品冷却工程及び前記第一ロータ冷却工程を実行し、前記冷却必要期間中に前記ガスタービンへの燃料供給が再開されなければ、前記冷却必要期間経過後に、前記圧縮機を停止させて、前記第二ロータ冷却工程を終了してもよい。

【0028】

以上のいずれかの前記冷却装置の運転方法において、前記第二ロータ冷却工程では、前記圧縮機により、前記高温部品冷却系内に大気を吸い込んで、前記ロータ冷却系を介して前記大気を前記ロータに供給してもよい。

【発明の効果】

【0029】

本発明では、ガスタービン起動時にチップクリアランスを確保し得る。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠全体側面図である。

【図2】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。

【図3】本発明に係る一実施形態における冷却装置の構成を示す説明図である。

【図4】本発明に係る一実施形態における燃焼筒の断面図である。

【図5】図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。

【図6】本発明に係る一実施形態における燃焼筒の要部切欠き斜視図である。

【図7】本発明に係る一実施形態における各種冷却工程のタイミングチャートである。

【図8】本発明に係る一実施形態の第一変形例における冷却装置の構成を示す説明図である。

【図9】本発明に係る一実施形態の第二変形例における冷却装置の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明に係るガスタービン設備の実施形態及びその変形例について、図面を参照して詳細に説明する。

【0032】

「実施形態」
以下、本発明に係るガスタービン設備の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。

【0033】

本実施形態のガスタービン設備は、図１に示すように、ガスタービン１０と、このガスタービン１０の構成部品の一部を冷却する冷却装置６０と、を備えている。

【0034】

ガスタービン１０は、空気を圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器３０と、燃焼ガスにより駆動するタービン５０と、を備えている。

【0035】

圧縮機２０は、図２に示すように、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を回転可能に覆う圧縮機車室２５と、複数の静翼段２６と、を有する。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線方向Ｄａの圧縮機側を上流側、タービン側を下流側という。また、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒという。圧縮機ロータ２１は、その軸線Ａｒに沿って軸線方向Ｄａに延びるロータ軸２２と、このロータ軸２２に取り付けられている複数の動翼段２３と、を有する。複数の動翼段２３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼段２３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼２３ａで構成されている。複数の動翼段２３の各下流側には、静翼段２６が配置されている。各静翼段２６は、圧縮機車室２５の内側に設けられている。各静翼段２６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼２６ａで構成されている。ロータ軸２２の径方向外周側と圧縮機車室２５の径方向内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼２６ａ及び動翼２３ａが配置されている領域の環状の空間は、空気が流れつつ圧縮される空気圧縮流路２９を成す。

【0036】

タービン５０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ５１と、タービンロータ５１を回転可能に覆うタービン車室５５と、複数の静翼段５６と、を有する。タービンロータ５１は、その軸線Ａｒに沿って軸線方向Ｄａに延びるロータ軸５２と、このロータ軸５２に取り付けられている複数の動翼段５３と、を有する。複数の動翼段５３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼段５３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼５３ａで構成されている。複数の動翼段５３の各上流側には、静翼段５６が配置されている。各静翼段５６は、タービン車室５５の内側に設けられている。各静翼段５６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼５６ａで構成されている。タービン車室５５は、その外殻を構成する筒状のタービン車室本体５５ａと、その内側に固定されている複数の分割環５５ｂとを有する。複数の分割環５５ｂは、いずれも、複数の静翼段５６の相互の間の位置に設けられている。従って、各分割環５５ｂの径方向内側には、動翼段５３が配置されている。ロータ軸５２の外周側とタービン車室５５の内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼５６ａ及び動翼５３ａが配置されている領域の環状の空間は、燃焼器３０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路５９を成す。ロータ軸５２には、冷却空気が通る冷却空気流路５２ｐが形成されている。また、各動翼５３ａには、ロータ軸５２の冷却空気流路５２ｐに連通した冷却空気流路５３ｐが形成されている。動翼５３ａに形成されている冷却空気流路５３ｐの端は、動翼５３ａの表面で開口している。つまり、動翼５３ａに形成されている冷却空気流路５３ｐは、燃焼ガス流路５９に連通している。

【0037】

圧縮機ロータ２１とタービンロータ５１とは、同一軸線Ａｒ上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、図示されていない発電機のロータが接続されている。また、圧縮機車室２５とタービン車室５５とは、互いに接続されてガスタービン車室１５を成す。空気圧縮流路２９と燃焼ガス流路５９とは軸線方向Ｄａで離れている。ガスタービン車室１５で、軸線方向Ｄａにおける空気圧縮流路２９と燃焼ガス流路５９との間は、中間車室１６を成す。燃焼器３０は、この中間車室１６に取り付けられている。

【0038】

燃焼器３０は、図２及び図３に示すように、高温高圧の燃焼ガスＧをタービン５０の燃焼ガス流路５９内に送る燃焼筒（又は尾筒）４１と、この燃焼筒４１内に燃料及び圧縮空気を供給する燃料供給器３１と、を有する。燃料供給器３１は、燃焼筒４１内に燃料を噴射する複数のノズル３２を有する。各ノズル３２には、燃料ライン３４が接続されている。燃料ライン３４には、複数のノズル３２へ供給する燃料の流量を調節する燃料流量調節弁３５が設けられている。燃焼器３０は、さらに、燃焼筒４１の外周側であってタービン５０の燃焼ガス流路５９側に固定されている冷却空気マニホールド４６を有する。冷却空気マニホールド４６は、燃焼筒４１の外周側との間に冷却空気が溜まる空間を形成する。

【0039】

図４〜図６に示すように、燃焼筒４１は、外周壁板４１ｏと内周壁板４１ｉとを有して構成されている。外周壁板４１ｏと内周壁板４１ｉとは、ろう付け等で接合されている。外周壁板４１ｏと内周壁板４１ｉとのうち、一方の壁板には、他方側から離れる方向に凹み、且つ燃焼筒４１の中心軸が延びる方向に長い複数の溝４２が形成されている。この溝４２の内面と他方の壁板の面との間は、冷却空気が流れる冷却空気流路４３を成している。外周壁板４１ｏで冷却空気マニホールド４６が設けられている位置には、冷却空気流路４３から冷却空気マニホールド４６内の空間へ貫通する複数の入口孔４４が形成されている。また、外周壁板４１ｏで、冷却空気マニホールド４６の上流側の領域には、冷却空気流路４３から燃焼筒４１外側であって中間車室１６の内側へ貫通する複数の出口孔４５がこの領域内の全周に渡って形成されている。なお、ここでの上流側とは、燃焼器３０にとっての上流側で、燃焼筒４１に対して燃料供給器３１が存在する側をいう。

【0040】

圧縮機２０は、外気を吸込んで、これが空気圧縮流路２９を通る過程でこの空気を圧縮する。圧縮された空気、つまり圧縮空気は、圧縮機２０の空気圧縮流路２９から中間車室１６内に流入する。この圧縮空気は、燃焼器３０の燃料供給器３１を介して、燃焼筒４１内に供給される。燃料供給器３１の複数のノズル３２からは、燃焼筒４１内に燃料が噴射される。この燃料は、燃焼筒４１内の圧縮空気中で燃焼する。この燃焼の結果、燃焼ガスＧが生成され、この燃焼ガスＧが燃焼筒４１からタービン５０の燃焼ガス流路５９内に流入する。この燃焼ガスＧが燃焼ガス流路５９を通ることで、タービンロータ５１は回転する。

【0041】

以上で説明したように、ガスタービン１０の構成部品のうち、燃焼筒４１、動翼５３ａ、静翼５６ａ、分割環５５ｂ等は、いずれも高温の燃焼ガスＧに接する。よって、燃焼筒４１、動翼５３ａ、静翼５６ａ、分割環５５ｂ等は、高温部品を成す。

【0042】

冷却装置６０は、図３に示すように、中間車室１６内の空気をこの中間車室１６内から抽気して、この空気を冷却してから昇圧して燃焼筒４１に導く高温部品冷却系７０と、中間車室１６内の空気をこの中間車室１６内から抽気して、この空気を冷却してからタービンロータ５１のロータ軸５２に導くロータ冷却系８０と、高温部品冷却系７０内の空気をロータ冷却系８０に導く連結系９０と、を有する。

【0043】

高温部品冷却系７０は、中間車室１６内の圧縮空気をこの中間車室１６内から抽気して、この空気を燃焼筒４１に設けられている冷却空気マニホールド４６に導く高温部品冷却用ライン７１を有する。さらに、この高温部品冷却系７０は、この高温部品冷却用ライン７１中に設けられているクーラーＡ７６、ブースト圧縮機７７及び高温部品冷却制御弁７８と、を有する。

【0044】

クーラーＡ７６は、中間車室１６から抽気された圧縮空気を冷却できるものであれば、如何なるものでもよい。具体的に、クーラーＡ７６は、例えば、水等の冷却媒体を用いて圧縮空気を冷却する水冷式のものでも、圧縮空気が通るラインにファン等で風を送って、圧縮空気を冷却する空冷式のものでもよい。ブースト圧縮機７７は、中間車室１６から抽気された圧縮空気を昇圧する。このブースト圧縮機７７は、ガスタービン１０に対して独立に運転可能である。よって、このブースト圧縮機７７は、ガスタービン１０が停止しているときでも運転することができる。

【0045】

高温部品冷却用ライン７１は、中間車室１６とクーラーＡ７６とを接続する車室−クーラーＡライン７２と、クーラーＡ７６とブースト圧縮機７７の吸込み口とを接続するクーラーＡ−圧縮機ライン７３と、ブースト圧縮機７７の吐出口と中間車室１６とを接続する圧縮機−車室ライン７４と、圧縮機−車室ライン７４と燃焼筒４１に設けられている冷却空気マニホールド４６とを接続する車室内Ａライン７５と、を有する。高温部品冷却制御弁７８は圧縮機−車室ライン７４中に設けられている。中間車室１６内の圧縮空気は、車室−クーラーＡライン７２、クーラーＡ−圧縮機ライン７３、圧縮機−車室ライン７４、及び車室内Ａライン７５を介して、冷却空気マニホールド４６内に流入可能である。

【0046】

ロータ冷却系８０は、中間車室１６内の圧縮空気をこの中間車室１６内から抽気して、この空気をタービン５０のロータ軸５２に導くロータ冷却用ライン８１を有する。さらに、このロータ冷却系８０は、このロータ冷却用ライン８１中に設けられているクーラーＢ８６、慣性フィルタ８７及びロータ冷却制御弁８８を有する。

【0047】

クーラーＢ８６は、クーラーＡ７６と同様、中間車室１６から抽気された圧縮空気を冷却できるものであれば、如何なるものでもよく、例えば、水冷式のものでも、空冷式のものでもよい。慣性フィルタ８７は、曲がっている流路が内部に形成されおり、慣性で直進しようとする空気中の異物を捕捉する部分を持っているものである。なお、ここに用いるフィルタは、このような慣性フィルタでなくてもよい。また、フィルタは、ロータ冷却系８０に必須のものではなく、省略してもよい。

【0048】

ロータ冷却用ライン８１は、中間車室１６とクーラーＢ８６とを接続する車室−クーラーＢライン８２と、クーラーＢ８６と慣性フィルタ８７とを接続するクーラーＢ−フィルタライン８３と、慣性フィルタ８７と中間車室１６とを接続するフィルタ−車室ライン８４と、フィルタ−車室ライン８４とタービン５０のロータ軸５２とを接続する車室内Ｂライン８５と、を有する。ロータ冷却制御弁８８は、車室−クーラーラインに設けられている。車室内Ｂライン８５は、タービン５０のロータ軸５２に形成されている前述の冷却空気流路５２ｐに接続されている。

【0049】

連結系９０は、高温部品冷却用ライン７１中の空気をロータ冷却用ライン８１中に導く連結ライン９１と、この連結ライン９１中に設けられている連結制御弁９８と、を有する。連結ライン９１の一方の端は、圧縮機−車室ライン７４中のブースト圧縮機７７と高温部品冷却制御弁７８との間の位置に接続されている。また、連結ライン９１の他方の端は、クーラーＢ−フィルタライン８３に接続されている。連結系９０は、さらに、連結制御弁９８の動作を制御する制御装置１００を有する。

【0050】

制御装置１００は、外部からの負荷指令や各種センサからの信号等が入力する主制御部１０１と、主制御部１０１からの指示に応じて燃料流量調節弁３５の開度を制御する燃料制御部１０２と、ブースト圧縮機７７の動作を制御する圧縮機制御部１０４と、冷却装置６０の各制御弁７８,８８,９８の動作を制御する弁制御部１０５と、を有する。この制御装置１００の弁制御部１０５は、前述の連結制御弁９８の動作のみならず、高温部品冷却制御弁７８、ロータ冷却制御弁８８の動作も制御する。この弁制御部１０５と圧縮機制御部１０４とは、冷却装置６０における各駆動機（各制御弁及びブースト圧縮機７７）の制御装置１０３を構成する。

【0051】

次に、以上で説明したガスタービン設備の動作について説明する。

【0052】

ガスタービン１０の運転時、前述したように、圧縮機２０が空気を圧縮して圧縮空気を生成する。

【0053】

制御装置１００の主制御部１０１は、負荷指令や各種センサからの信号に応じて、燃料供給器３１の複数のノズル３２に供給する燃料の流量を定める。燃料制御部１０２は、主制御部１０１が定めた燃料の流量に応じた燃料流量調節弁３５の弁開度を定め、この弁開度を示す信号を燃料流量調節弁３５に送信する。燃料流量調節弁３５はこの信号に応じて駆動し、信号が示す弁開度になる。この結果、複数のノズル３２には、主制御部１０１が定めた流量の燃料が供給される。

【0054】

圧縮機２０が生成した圧縮空気は、中間車室１６内を介して燃焼器３０に流入する。燃焼器３０の燃料供給器３１は、この圧縮空気を燃焼筒４１内に送る。さらに、燃料供給器３１の複数のノズル３２は、燃料流量調節弁３５を経てきた燃料を燃焼筒４１内に噴射する。この燃料は、燃焼筒４１内の圧縮空気中で燃焼する。この燃焼の結果、燃焼ガスＧが生成され、この燃焼ガスＧが燃焼筒４１からタービン５０の燃焼ガス流路５９内に流入する。この燃焼ガスＧが燃焼ガス流路５９を通ることで、タービンロータ５１は回転する。

【0055】

このガスタービン１０の運転時、高温部品冷却系７０の高温部品冷却制御弁７８は、弁制御部１０５からの指示で開いており、連結系９０の連結制御弁９８は、弁制御部１０５からの指示で閉じている。また、このガスタービン１０の運転時、高温部品冷却系７０のブースト圧縮機７７は、圧縮機制御部１０４からの指示で駆動している。よって、中間車室１６内の圧縮空気の一部は、抽気されて、高温部品冷却系７０の車室−クーラーＡライン７２を経てクーラーＡ７６に流入し、ここで冷却される。冷却された圧縮空気は、冷却空気として、クーラーＡ−圧縮機ライン７３を経て、ブースト圧縮機７７内に流入し、ここでさらに昇圧される。この冷却空気は、圧縮機−車室ライン７４及び車室内Ａライン７５を介して、燃焼器３０の冷却空気マニホールド４６内に流入する。

【0056】

冷却空気マニホールド４６内に流入した冷却空気ＣＡは、図６に示すように、燃焼筒４１の入口孔４４を介して、燃焼筒４１の冷却空気流路４３を通り、この燃焼筒４１の出口孔４５から、中間車室１６内に戻る。クーラーＡ７６で冷却された圧縮空気である冷却空気ＣＡは、燃焼筒４１の冷却空気流路４３を通る過程で、燃焼筒４１と熱交換し、燃焼筒４１を冷却する。

【0057】

燃焼筒４１を冷却する圧縮空気は、以上のように、中間車室１６内から抽気され、ブースト圧縮機７７により昇圧されてから、燃焼筒４１の冷却空気流路４３を介して、中間車室１６内に戻される。

【0058】

ガスタービン１０の運転時、ロータ冷却系８０のロータ冷却制御弁８８は、弁制御部１０５からの指示で開いている。よって、中間車室１６内の圧縮空気の一部は、抽気されて、ロータ冷却系８０の車室−クーラーＢライン８２を経て、クーラーＢ８６に流入し、ここで冷却される。冷却された圧縮空気は、冷却空気として、クーラーＢ−フィルタライン８３を経て、慣性フィルタ８７内に流入し、ここで異物が除去される。この冷却空気は、フィルタ−車室ライン８４及び車室内Ｂライン８５を介して、タービンロータ５１のロータ軸５２に形成されている冷却空気流路５２ｐに流入する。冷却空気は、ロータ軸５２の冷却空気流路５２ｐを流れる過程で、ロータ軸５２と熱交換して、ロータ軸５２を冷却する。冷却空気は、さらに、タービンロータ５１の複数の動翼５３ａのそれぞれに形成されている冷却空気流路５３ｐに流入する。冷却空気は、この動翼５３ａの冷却空気流路５３ｐを流れる過程で、動翼５３ａと熱交換して、動翼５３ａを冷却する。動翼５３ａを冷却した冷却空気は、この冷却空気流路５３ｐから燃焼ガス流路５９内に流入し、燃焼ガスＧ中に混入する。

【0059】

以上のように、ガスタービン１０に燃料が供給されているガスタービン運転中では、図７に示すように、高温部品冷却系７０からの冷却空気が高温部品である燃焼筒４１に供給されて燃焼筒４１が冷却されると共に（Ｓ１：高温部品冷却工程）、ロータ冷却系８０からの冷却空気がタービンロータ５１に供給されてタービンロータ５１が冷却される（Ｓ２：第一ロータ冷却工程）。

【0060】

主制御部１０１は、外部からの負荷指令等により、燃料制御部１０２に対して、燃料供給の停止を指示すると共に、弁制御部１０５に対して燃料供給停止の旨を通知する。燃料制御部１０２は、この指示を受けると、燃料流量調節弁３５に対して、弁開度０を示す信号を送信する。つまり、燃料制御部１０２は、燃料流量調節弁３５に対して、弁閉の旨を指示する。この結果、燃料流量調節弁３５が閉じ、燃料供給器３１の複数のノズル３２には、燃料が流れなくなる。

【0061】

また、弁制御部１０５は、主制御部１０１から燃料供給停止の旨の通知を受けると、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８に対して弁閉の旨を指示すると共に、連結制御弁９８に対して弁開の旨を指示する。この結果、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８が閉じ、連結制御弁９８が開く。このため、中間車室１６内の空気の一部が抽気されて、高温部品冷却系７０の車室−クーラーＡライン７２を経てクーラーＡ７６に流入し、ここで冷却される。冷却された空気は、冷却空気として、クーラーＡ−圧縮機ライン７３を経て、ブースト圧縮機７７内に流入し、ここで昇圧される。この冷却空気は、圧縮機−車室ライン７４の一部、連結系９０の連結ライン９１を経て、ロータ冷却系８０の慣性フィルタ８７内に流入し、ここで異物が除去される。この冷却空気は、ロータ冷却系８０のフィルタ−車室ライン８４及び車室内Ｂライン８５を介して、タービンロータ５１のロータ軸５２に形成されている冷却空気流路５２ｐに流入する。冷却空気は、このロータ軸５２の冷却空気流路５２ｐを流れる過程で、ロータ軸５２と熱交換して、ロータ軸５２を冷却する。冷却空気は、さらに、タービンロータ５１の複数の動翼５３ａのそれぞれに形成されている冷却空気流路５３ｐを経て、燃焼ガス流路５９内に流入する。

【0062】

ガスタービン１０への燃料供給が停止し、燃焼ガスＧが生成されず、しかも、圧縮機ロータ２１やタービンロータ５１が実質的に回転していない状態では、中間車室１６内の圧力と燃焼ガス流路５９の圧力とは実質的に大気圧と同じである。そこで、本実施形態では、燃料供給が停止している状態では、中間車室１６内から圧縮空気の一部を抽気し、これをブースト圧縮機７７で昇圧してから、タービンロータ５１に送って、このタービンロータ５１を冷却している（Ｓ３：第二ロータ冷却工程）。

【0063】

このガスタービン１０への燃料供給が停止している状態では、前述したように、高温部品冷却制御弁７８が閉じているので、高温部品冷却系７０のブースト圧縮機７７により昇圧された冷却空気は、燃焼器３０の冷却空気マニホールド４６へ送られない。つまり、ガスタービン１０への燃料供給が停止すると、高温部品冷却工程（Ｓ１）が終了する。また、ガスタービン１０への燃料供給が停止している状態では、前述したように、ロータ冷却制御弁８８が閉じているので、中間車室１６内の空気は、ロータ冷却系８０の車室−クーラーＢライン８２を経て、クーラーＢ８６に流入しない。つまり、ガスタービン１０への燃料供給が停止すると、第一ロータ冷却工程（Ｓ２）も終了する。

【0064】

すなわち、ガスタービン１０への燃料供給が停止されると、図７に示すように、高温部品冷却工程及（Ｓ１）び第一ロータ冷却工程（Ｓ２）が終了する一方で、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）が開始される。

【0065】

ガスタービン１０への燃料供給が停止して、燃焼ガスＧが生成されない状態では、外気に晒されているタービン車室５５に対して、タービン車室５５内に配置されているタービンロータ５１の温度が下がりにくい。このため、タービンロータ５１への燃料供給の停止後におけるタービン車室５５の熱膨張量の単位時間当たりの減少量に対して、タービンロータ５１の熱膨張量の単位時間当たりの減少量が少ない。よって、タービンロータ５１への燃料供給の停止後、タービンロータ５１の動翼５３ａの径方向外側端とタービン車室５５の内周面、つまり分割環５５ｂの内周面との間隔であるチップクリアランスＣが一時的に狭くなる。このように、チップクリアランスＣが狭くなっている状態のときに、ガスタービン１０を起動させると、タービンロータ５１に作用する遠心力で動翼５３ａの径方向外側端の位置が径方向外側に変位する関係で、タービンロータ５１の動翼５３ａとタービン車室５５の内周面とが接触するおそれがある。

【0066】

そこで、本実施形態では、ガスタービン１０への燃料供給が停止して、燃焼ガスＧが生成されない状態のときでも、中間車室１６から抽気した空気を高温部品冷却系７０のブースト圧縮機７７で昇圧し、この空気をタービンロータ５１内に送り、タービンロータ５１を冷却している。

【0067】

ところで、ガスタービン１０への燃料停止後から予め定められた冷却必要期間を経過すると、タービンロータ５１及びタービン車室５５が十分に冷えて、タービンロータ５１とタービン車室５５との温度差がほとんど無くなる。このため、ガスタービン１０への燃料停止後から予め定められた冷却必要期間を経過すると、チップクリアランスＣは、冷却必要期間中にタービンロータ５１を冷却していない場合のチップクリアランスＣより広くなり、タービンロータ５１の動翼５３ａとタービン車室５５の内周面とが接触するおそれがなくなる。

【0068】

本実施形態では、ガスタービン１０への燃料停止後から予め定められた冷却必要期間中、前述したように、中間車室１６から抽気した空気をタービンロータ５１内に送り、タービンロータ５１を冷却している。このため、図７に示すように、この冷却必要期間中に、ガスタービン１０が起動され、ガスタービン１０への燃料供給が再開されても、つまりガスタービン１０がホット起動されても、タービンロータ５１の動翼５３ａとタービン車室５５の内周面との接触を抑えることができる。

【0069】

図７に示すように、冷却必要期間Ｔ中に、ガスタービン１０が起動され、ガスタービン１０への燃料供給が再開されると、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）は終了し、第一ロータ冷却工程（Ｓ２）及び高温部材冷却工程（Ｓ１）が再開される。すなわち、ガスタービン１０への燃料供給が再開されると、弁制御部１０５からの指示により、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８は開き、連結制御弁９８が閉じる。

【0070】

また、本実施形態では、冷却必要期間Ｔ中にガスタービン１０が起動されずに冷却必要期間Ｔを経過すると、主制御部１０１は、圧縮機制御部１０４に対して冷却必要期間Ｔが経過した旨を通知する。圧縮機制御部１０４は、この通知を受けると、ブースト圧縮機７７を停止させる。この結果、冷却必要期間Ｔ中にガスタービン１０が起動されずに冷却必要期間Ｔを経過すると、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）も終了する。

【0071】

以上のように、本実施形態では、ガスタービン１０への燃料停止後から冷却必要期間Ｔ中、タービンロータ５１を冷却しているので、この冷却必要期間Ｔ中にガスタービン１０が起動されるホット起動が実行されても、タービンロータ５１の動翼５３ａとタービン車室５５の内周面との接触を抑えることができる。よって、本実施形態では、定常運転時のチップクリアランスＣをより狭めることができ、ガスタービン１０の効率を高めることができる。

【0072】

仮に、高温部品冷却系７０及びロータ冷却系８０がガスタービン１０に既に設けられている場合、連結系９０を新たに設けることで、本実施形態の冷却装置６０を構成できるので、ガスタービン１０への燃料停止後におけるタービンロータ５１の冷却を実行できる。このため、本実施形態では、ガスタービン１０への燃料停止後におけるタービンロータ５１の冷却装置を別途設ける場合よりも、設備コストを抑えることができる。

【0073】

「第一変形例」
以上で説明したガスタービン設備の実施形態に対する第一変形例について、図８を参照して説明する。

【0074】

本変形例のガスタービン設備は、上記実施形態のガスタービン設備における冷却装置６０の一部を変更したものである。

【0075】

本変形例の冷却装置６０ａにおける高温部品冷却系７０ａは、上記実施形態の高温部品冷却系７０に、大気を吸い込む吸気ライン６１と、吸気ライン６１を通る大気中の異物を除去するフィルタ６２と、吸気ライン６１に設けられる吸気制御弁６８と、を追加したものである。

【0076】

吸気ライン６１は、一方の端が大気開放され、他方の端がクーラーＡ−圧縮機ライン７３に接続されている。フィルタ６２は、この吸気ライン６１に設けられている。また、吸気制御弁６８は、吸気ライン６１中であって、クーラーＡ−圧縮機ライン７３との接続位置とフィルタ６２との間に設けられている。吸気制御弁６８は、制御装置１００の弁制御部１０５により制御される。

【0077】

本変形例では、ガスタービン１０への燃料供給中、弁制御部１０５が、上記実施形態と同様、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８に対して弁開の旨を指示すると共に、連結制御弁９８に対して弁閉の旨を指示する。さらに、本変形例では、弁制御部１０５が、吸気制御弁６８に対して弁閉の旨を指示する。この結果、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８が開き、連結制御弁９８及び吸気制御弁６８が閉じる。よって、ガスタービン１０への燃料供給中、上記実施形態と同様に、中間車室１６内の圧縮空気が高温部品冷却系７０ａにより抽気され、さらに冷却されてから、この圧縮空気が冷却空気として燃焼筒４１に供給される。また、中間車室１６内の圧縮空気がロータ冷却系８０により抽気され、さらに冷却されてから、この圧縮空気が冷却空気としてタービンロータ５１に供給される。すなわち、本変形例でも、ガスタービン１０への燃料供給中、上記実施形態と同様、高温部品冷却工程（Ｓ１）及び第一ロータ冷却工程（Ｓ２）が実行される。

【0078】

また、本変形例でも、ガスタービン１０への燃料供給が停止されると、弁制御部１０５が、上記実施形態と同様、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８に対して弁閉の旨を指示すると共に、連結制御弁９８に対して弁開の旨を指示する。さらに、本変形例では、弁制御部１０５が、吸気制御弁６８に対して弁開の旨を指示する。この結果、高温部品冷却制御弁７８及びロータ冷却制御弁８８が閉じ、連結制御弁９８及び吸気制御弁６８が開く。このため、本変形例では、フィルタ６２及び吸気ライン６１を介して、ブースト圧縮機７７に外気が冷却空気として吸込まれ、これが昇圧される。その後、ブースト圧縮機７７で昇圧された冷却空気は、上記実施形態と同様、連結系９０の連結ライン９１、ロータ冷却系８０の慣性フィルタ８７、フィルタ−車室ライン８４、及び車室内Ｂライン８５を介して、タービンロータ５１に供給される。

【0079】

外気の温度は、基本的に、ガスタービン１０への燃料供給停止後であっても、中間車室１６内の空気の温度より低い。このため、ガスタービン１０への燃料供給停止中において、外気を高温部品冷却系７０ａに取り込んでも、タービンロータ５１を冷却することができる。

【0080】

以上にように、本変形例では、外気を高温部品冷却系７０ａに取り込んで、この外気を冷却空気としてタービンロータ５１に供給することで、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実現している。

【0081】

高温部品冷却系７０ａのクーラーＡ７６が、例えば、ガスタービン１０への燃料供給停止後、中間車室１６内の空気を冷却できないものである場合、本変形例のように、タービンロータ５１の冷却媒体として外気を取り込むことで、ガスタービン１０への燃料供給が停止され後におけるタービンロータ５１の冷却を実現できる。

【0082】

なお、本変形例では、クーラーＡ−圧縮機ライン７３中で、吸気ライン６１との接続位置とクーラーＡ７６との間、又は、車室−クーラーＡライン７２に、さらに、第二の吸気制御弁を設けてもよい。この第二の吸気制御弁は、吸気ライン６１に中に設けられる吸気制御弁６８である第一の吸気制御弁６８が閉じているときに開き、第一の吸気制御弁６８が開いているときに閉じる。このように、第二の吸気制御弁を設けることで、ブースト圧縮機７７は、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）において、吸気ライン６１を介して、専ら外気を吸込めるようになる。また、第一の吸気制御弁６８及び第二の吸気制御弁の替りに、三方弁を設けてもよい。

【0083】

「第二変形例」
以上で説明したガスタービン設備の実施形態に対する第二変形例について、図９を参照して説明する。

【0084】

上記実施形態及び第一変形例の高温部品冷却系は、ガスタービン１０の高温部品のうち、燃焼筒４１を冷却するものである。しかしながら、高温部品冷却系は、他の高温部品を冷却するものであってもよい。

【0085】

例えば、図９に示すように、冷却装置６０ｂの高温部品冷却系７０ｂは、複数の静翼５６ａを冷却するものでもよい。この場合、高温部品冷却系７０ｂの高温部品用冷却ライン７１ｂは、タービン５０の複数の静翼５６ａに接続される。静翼５６ａには、冷却空気が流れる冷却空気流路５６ｐが形成されている。高温部品用冷却ライン７１ｂは、この冷却空気流路５６ｐに接続される。この冷却空気流路５６ｐは、静翼５６ａの表面で開口している。つまり、静翼５６ａに形成されている冷却空気流路５６ｐは、燃焼ガス流路５９に連通している。このため、本変形例では、高温部品である静翼５６ａを冷却することができる。

【0086】

なお、本変形例において、燃焼筒４１の冷却には、例えば、蒸気を用いる方法等が考えられる。また、本変形例において、冷却空気を燃焼ガス流路５９に放出しているが、これに替えて、冷却空気を回収してもよい。

【0087】

また、高温部品冷却系は、図２に示す分割環５５ｂを冷却するものであってもよい。さらに、高温部品冷却系は、各種高温部品のうち、複数種の高温部品を冷却するものであってもよい。

【0088】

「その他の変形例」
以上の実施形態及び変形例では、ガスタービン１０の燃料供給停止に伴って、直ちに、高温部材冷却工程（Ｓ１）及び第一ロータ冷却工程（Ｓ２）を停止すると共に、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実行している。しかしながら、ガスタービン１０の燃料供給停止に伴って、高温部材冷却工程（Ｓ１）及び第一ロータ冷却工程（Ｓ２）を停止した後、時間間隔をあけて、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実行してもよい。

【0089】

また、以上の実施形態及び変形例では、ガスタービン１０の燃料供給停止後、冷却必要期間Ｔ中、ガスタービン１０が起動されなければ、継続して第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実行している。しかしながら、冷却必要期間Ｔ中、断続的に第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実行してもよい。また、ガスタービン１０の燃料供給停止時において、ホット再起動が予定されている場合のみ、第二ロータ冷却工程（Ｓ３）を実行してもよい。

【符号の説明】

【0090】

１０：ガスタービン、１１：ガスタービンロータ、１５:ガスタービン車室、１６:中間車室（又は車室）、２０:圧縮機、２１:圧縮機ロータ、２５:圧縮機車室、３０:燃焼器、３１:燃料供給器、４１:燃焼筒（尾筒又は高温部品）、４３:冷却空気流路、４６:冷却空気マニホールド、５０:タービン、５１:タービンロータ、５２:タービン軸、５２ｐ：冷却空気流路、５３:動翼段、５３ａ：動翼、５３ｐ：冷却空気流路、５５:タービン車室、５５ａ：タービン車室本体、５５ｂ：分割環、５６:静翼段、５６ａ：静翼、５６ｐ：冷却空気流路、６０,６０ａ，６０ｂ：冷却装置、６１:吸気ライン、６２:フィルタ、６８:吸気制御弁、７０,７０ａ，７０ｂ：高温部品冷却系、７１,７１ｂ:高温部品用冷却ライン、７６:クーラーＡ、７７:ブースト圧縮機（又は単に圧縮機）、７８:高温部品冷却制御弁、８０:ロータ冷却系、８１:ロータ冷却用ライン、８６:クーラーＢ、８７:慣性フィルタ、８８:ロータ冷却制御弁、９０:連結系、９１:連結ライン、９８：連結制御弁、１００:制御装置、１０１:主制御部、１０２:燃料制御部、１０４：圧縮機制御部、１０５：弁制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】