特開 2022-158316 一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158316

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 15/10 20060101AFI20221006BHJP

   F01K 23/14 20060101ALI20221006BHJP

   F01K 23/10 20060101ALI20221006BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

F01D15/10 D

F01K23/14

F01D15/10 A

F01K23/10 V

F01D25/00 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063102

(22)【出願日】2021-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(74)【代理人】

【識別番号】100164688

【弁理士】

【氏名又は名称】金川 良樹

(72)【発明者】

【氏名】奥尾 章矩

(72)【発明者】

【氏名】高橋 信之

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 照昌

【テーマコード（参考）】

3G081

【Ｆターム（参考）】

3G081BA02

3G081BA03

3G081BA16

3G081BB00

3G081BC07

3G081BD00

3G081DA30

(57)【要約】

【課題】一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチの状態を所望の態様で検出できるクラッチ状態検出装置の提供。
【解決手段】一実施の形態によれば、クラッチ状態検出装置１００は、ガスタービン２の回転速度と蒸気タービン４の回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出部１０１と、蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する蒸気圧力検出部１０２と、速度差検出部１０１で回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ蒸気圧力検出部１０２で入口蒸気圧力が所定圧力以上であることが検出された際に、クラッチが接続状態であると判定する判定部１０３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置であって、
前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出部と、
前記蒸気タービンの入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する蒸気圧力検出部と、
前記速度差検出部で前記回転速度差が前記所定値以下であることが検出され且つ前記蒸気圧力検出部で前記入口蒸気圧力が前記所定圧力以上であることが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定部と、を備える、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項2】

前記速度差検出部は、前記回転速度差が前記所定値よりも大きい値の他の所定値以上であるか否かも検出するようになっており、
前記判定部は、前記速度差検出部で前記回転速度差が前記他の所定値以上であることが検出された際に、前記クラッチが遮断状態であると判定する、請求項１に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記速度差検出部で前記回転速度差が所定値以下であることが検出されない際に、及び／又は、前記蒸気圧力検出部で前記入口蒸気圧力が前記所定圧力以上あることが検出されない際に、前記クラッチが遮断状態であると判定する、請求項１又は２に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項4】

前記蒸気タービンは、前記ガスタービンの排ガスにより排熱回収ボイラで生成される高圧蒸気により回転する高圧タービンと、前記高圧蒸気の圧力よりも低い圧力の蒸気により回転する他のタービンとを有し、
前記蒸気圧力検出部は、前記他のタービンの入口蒸気圧力が前記所定圧力としての第１所定圧力以上であることを検出した際に、又は、前記他のタービンの入口蒸気圧力が前記所定圧力としての第１所定圧力以上であり且つ前記高圧タービンの入口蒸気圧力が前記所定圧力としての第２所定圧力以上であることを検出した際に、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力が前記所定圧力以上であると判定する、請求項１乃至３のいずれかに記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項5】

前記他のタービンは、前記高圧タービンが排出した蒸気を加熱した再熱蒸気により回転する中圧タービンである、請求項４に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項6】

ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置であって、
前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出部と、
前記発電機の発電出力が増加したか否かを検出する発電出力検出部と、
前記速度差検出部で前記回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ前記発電出力検出部で前記発電出力が増加したことが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定部と、を備える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項7】

前記速度差検出部は、前記回転速度差が前記所定値よりも大きい値の他の所定値以上であるか否かも検出するようになっており、
前記判定部は、前記速度差検出部で前記回転速度差が前記他の所定値以上であることが検出された際に、前記クラッチが遮断状態であると判定する、請求項６に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項8】

前記発電出力検出部は、互いに異なる２つの時点での前記発電機の発電出力の差分を演算し、前記差分が所定出力値以上である際に、前記発電出力が増加したと判定する、請求項６又は７に記載の一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置。

【請求項9】

ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出方法であって、
前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出工程と、
前記蒸気タービンの入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する蒸気圧力検出工程と、
前記速度差検出工程で前記回転速度差が前記所定値以下であることが検出され且つ前記蒸気圧力検出工程で前記入口蒸気圧力が前記所定圧力以上であることが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定工程と、を備える、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出方法。

【請求項10】

ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出方法であって、
前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出工程と、
前記発電機の発電出力が増加したか否かを検出する発電出力検出工程と、
前記速度差検出工程で前記回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ前記発電出力検出工程で前記発電出力が増加したことが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定工程と、を備えるクラッチ状態検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとを繋ぐ共通の回転軸を備える。このような発電プラントには、上記回転軸の発電機と蒸気タービンとの間の部分にクラッチが設けられ、このクラッチで発電機と蒸気タービンとの間の動力伝達を接続状態又は遮断状態に切り替えるものがある。

【0003】

上記のようにクラッチを備える一軸型コンバインドサイクル発電プラントの一般的な起動操作では、まず、発電機と蒸気タービンとの間の動力伝達がクラッチにより遮断状態とされる。次いで、ガスタービンが回転駆動され、発電機がガスタービンの回転によって回転する。そして、ガスタービンが定格回転速度に到達した後、発電機が送電網に並列される。

【0004】

そして、上記並列後、ガスタービンの排ガスにより排熱回収ボイラで発生した蒸気が蒸気タービンに供給され、蒸気タービンが回転駆動される。そして、蒸気タービンが定格回転速度に到達した際、クラッチが発電機と蒸気タービンとの間の動力伝達を接続状態に切り替え、蒸気タービンの回転動力も発電機に伝達される。なお、上記クラッチは、通常、蒸気タービンが定格回転速度に到達した際に、機械的に且つ自動的に接続状態に切り替わるように構成されている。

【0005】

図４は、上述の一般的な起動操作を説明するグラフである。詳しくは、図４のグラフは、ガスタービンが定格回転速度に到達し且つ発電機が並列された後の様子を示している。図示のグラフにおける横軸は時間であり、縦軸はタービン回転速度である。符号Ｒ１で示す線は、ガスタービンの回転速度を示し、符号Ｒ２で示す線は、蒸気タービンの回転速度を示し、符号ＭＷで示す線は、発電機出力を示す。

【0006】

ガスタービンの回転速度Ｒ１が定格回転速度に到達して維持されると、発電機出力ＭＷは、基本的に一定の値となる。そして、この状態における所定のタイミングで（図４中、時間軸上の「ＳＴ起動」で）、蒸気タービンが回転駆動される。その後、蒸気タービン回転速度Ｒ２は次第に増加し、その後、定格回転速度に維持される。そして、時間軸上の「クラッチ接続」に示すように、クラッチによって発電機と蒸気タービンとの間の動力伝達が接続状態に切り替えられる。これにより、蒸気タービンの動力も発電機に伝わり、発電機出力ＭＷが上昇している。

【0007】

上記のようなクラッチを備える一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおいて良好な制御を実施するためには、クラッチの接続遮断を的確に検出する機能が必要である。図５は、一軸型コンバインドサイクル発電プラントで使用可能なクラッチ状態検出装置の例の概略構成を示す。

【0008】

図５のクラッチ状態検出装置は、速度差検出部２０１と、保持回路部２０２とを備える。このクラッチ状態検出装置は、クラッチ接続状態においてガスタービンの回転速度Ｒ１と蒸気タービンの回転速度Ｒ２とが一致することに着目するものであり、速度差検出部２０１でガスタービンの回転速度Ｒ１と蒸気タービンの回転速度Ｒ２との回転速度差（ＧＴ／ＳＴ回転速度差）を検出する。そして、保持回路部２０２は、速度差検出部２０１の検出結果を受け、ＧＴ／ＳＴ回転速度差が小さい場合にセット状態になり、ＧＴ／ＳＴ回転速度差が大きい場合にリセット状態になる。そして、例えば保持回路部２０２がセット状態である際にクラッチ接続状態が特定され、リセット状態である際にクラッチ遮断状態が特定される。

【0009】

しかしながら、図５に示す構成では、クラッチ遮断後にガスタービン及び蒸気タービンの回転速度を降速させる際にも、クラッチ接続状態が検出される場合がある。図６は、図５に示すクラッチ状態検出装置が、ガスタービン及び蒸気タービンの降速時にクラッチ接続状態を検出する様子の例を説明するグラフである。

【0010】

図６の例では、クラッチ遮断後に、まず、蒸気タービンが停止され、次にガスタービンが停止され、それぞれの回転速度Ｒ１，Ｒ２は次第に低下していく。そして、ガスタービンのタービン時定数が蒸気タービンの時定数よりも小さいことで、ガスタービンが後に停止されたにもかかわらず、その低下した回転速度Ｒ１が蒸気タービンの低下した回転速度Ｒ２に追いついている。この場合、ガスタービンの停止後で且つ蒸気タービンの停止前においては、ＧＴ／ＳＴ回転速度差が大きくなり、クラッチ遮断が検出されるが、蒸気タービンが停止された後においては、ＧＴ／ＳＴ回転速度差が小さくなり、クラッチ接続状態が検出される。

【0011】

通常の起動運転では、発電機と蒸気タービンとの間の動力伝達が接続状態となった際に、供給蒸気を増加させて蒸気タービンの出力を増加させる。例えばこのような供給蒸気を増加させる処理が、クラッチ接続状態の検出に応じて開始するよう自動化されている場合には、上記のような降速時に検出されるクラッチ接続状態を契機に蒸気タービンの出力が増加する状況が生じ得る。この場合、不所望な運転がなされる状況が生じ得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００３－１３７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチの状態を所望の態様で検出できるクラッチ状態検出装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

一実施の形態において、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置は、ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置である。このクラッチ状態検出装置は、前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出部と、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する蒸気圧力検出部と、前記速度差検出部で前記回転速度差が前記所定値以下であることが検出され且つ前記蒸気圧力検出部で前記入口蒸気圧力が前記所定圧力以上であることが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定部と、を備える。

【0015】

また、一実施の形態において、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置は、ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出装置である。このクラッチ状態検出装置は、前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出部と、前記発電機の発電出力が増加したか否かを検出する発電出力検出部と、前記速度差検出部で前記回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ前記発電出力検出部で前記発電出力が増加したことが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定部と、を備える。

【0016】

また、一実施の形態において、一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおけるクラッチ状態検出方法は、ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出方法である。この方法は、前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出工程と、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する蒸気圧力検出工程と、前記速度差検出工程で前記回転速度差が前記所定値以下であることが検出され且つ前記蒸気圧力検出工程で前記入口蒸気圧力が前記所定圧力以上であることが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定工程と、を備える。

【0017】

また、一実施の形態において、一軸型コンバインドサイクル発電プラントにおけるクラッチ状態検出方法は、ガスタービンと、発電機と、蒸気タービンとが共有の回転軸により繋がれ、前記発電機と前記蒸気タービンとの間の動力伝達をクラッチにより接続状態又は遮断状態に切り替える一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチ状態検出方法である。この方法は、前記ガスタービンの回転速度と前記蒸気タービンの回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出する速度差検出工程と、前記発電機の発電出力が増加したか否かを検出する発電出力検出工程と、前記速度差検出工程で前記回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ前記発電出力検出工程で前記発電出力が増加したことが検出された際に、前記クラッチが接続状態であると判定する判定工程と、を備える。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、一軸型コンバインドサイクル発電プラントのクラッチの状態を所望の態様で検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置を備える一軸型コンバインドサイクル発電プラントの構成を概略的に示す図である。

【図2】第１の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】第２の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置の構成を概略的に示す図である。

【図4】一軸型コンバインドサイクル発電プラントの一般的な起動操作を説明するグラフを示す図である。

【図5】一軸型コンバインドサイクル発電プラントで使用可能なクラッチ状態検出装置の例の概略構成を示す図である。

【図6】図５に示すクラッチ状態検出装置が降速時のクラッチ接続状態を検出する様子の例を説明するグラフを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付の図面を参照して各実施の形態を詳細に説明する。

【0021】

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１００を備える一軸型コンバインドサイクル発電プラント１を概略的に示している。

【0022】

図１の一軸型コンバインドサイクル発電プラント１は、ガスタービン２と、発電機３と、蒸気タービン４と、を備える。ガスタービン２、発電機３及び蒸気タービン４は、一つの回転軸５を共有しており、この回転軸５により繋がれている。これにより、一軸型コンバインドサイクル発電プラント１のパワートレインが形成されている。

【0023】

ガスタービン２、発電機３及び蒸気タービン４は、発電機３がガスタービン２と蒸気タービン４との間に位置するように回転軸５上に配置される。回転軸５における発電機３と蒸気タービン４との間の部分にはクラッチ６が設けられ、クラッチ６は、発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達を接続状態又は遮断状態に切り替えるように構成されている。

【0024】

クラッチ６は、ガスタービン２及び発電機３の回転速度と蒸気タービン４の回転速度とが一致した際に、発電機３側の部分と蒸気タービン４側の部分とがかみ合って、接続状態になり、ガスタービン２及び発電機３の回転速度と蒸気タービン４の回転速度との速度差が一定以上大きくなった際に、発電機３側の部分と蒸気タービン４側の部分とが離れ、遮断状態になる。

【0025】

クラッチ６が接続状態になった際には、蒸気タービン４の回転がクラッチ６を介して発電機３に伝わり、発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達が接続状態になる。一方、クラッチ６が遮断状態になった際には、蒸気タービン４の回転はクラッチ６を介して発電機３に伝わらず、発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達は遮断状態になる。

【0026】

発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達が接続状態になると、ガスタービン２の回転動力と蒸気タービン４の回転動力とを同時に発電機３に伝達させることが可能となり、発電出力の上昇を図ることができる。なお、クラッチ６の構造は特に限られるものではなく、例えばヘリカルスプライン嵌合等のかみ合せクラッチや、摩擦クラッチ等が採用され得る。

【0027】

ガスタービン２には、燃料制御弁７を介して燃料ｆが供給され、蒸気タービン４には、排熱回収ボイラ（図示せず）等からの蒸気Ｓｈ、Ｓｒが蒸気加減弁８、９を介して供給される。

【0028】

本実施の形態における蒸気タービン４は、一例として、高圧タービン１０と、中圧タービン１１と、低圧タービン１２と、を有し、高圧タービン１０は、排熱回収ボイラからの高圧蒸気Ｓｈを高圧蒸気加減弁８を介して供給され、高圧蒸気Ｓｈにより回転する。排熱回収ボイラは、ガスタービン２の排ガスの熱により高圧蒸気を生成し、高圧タービン１０側に供給するものである。

【0029】

また、中圧タービン１１は、再熱蒸気加減弁９を介して再熱蒸気Ｓｒを供給され、再熱蒸気Ｓｒにより回転する。再熱蒸気Ｓｒは、例えば高圧タービン１０が排出した蒸気を図示しない再熱器により加熱することで生成される。このような再熱蒸気Ｓｒの圧力は、高圧蒸気の圧力よりも低くなる。

【0030】

一方、低圧タービン１２は、中圧タービン１１が排出した蒸気により回転するように構成される。なお、蒸気タービン４は図示の例に限られるものではなく、例えば高圧タービンと低圧タービンとで構成されるものや、単一のタービンで構成されるもの等でもよい。

【0031】

また、中圧タービン１１の車室に形成される蒸気入口と再熱蒸気加減弁９との間の蒸気流路には、第１蒸気圧力センサ１３が設けられ、高圧タービン１０の車室に形成される蒸気入口と高圧蒸気加減弁８との間の蒸気流路には、第２蒸気圧力センサ１４が設けられる。第１蒸気圧力センサ１３は、中圧タービン１１の蒸気入口に流入する中圧タービン１１の入口蒸気圧力を検出し、第２蒸気圧力センサ１４は、高圧タービン１０の蒸気入口に流入する高圧タービン１０の入口蒸気圧力を検出する。

【0032】

また、本実施の形態では、ガスタービン２の回転速度を検出する第１速度センサ１５と、蒸気タービン４の回転速度を検出する第２速度センサ１６と、がさらに設けられている。第１速度センサ１５は、クラッチ６に対して発電機３及びガスタービン２側に配置され、第２速度センサ１６は、クラッチ６に対して蒸気タービン４側に配置されている。これら各センサ１５、１６は、例えばロータリーエンコーダ等でもよい。

【0033】

上述した一軸型コンバインドサイクル発電プラント１の起動操作は、上述した一般的な起動操作と同様の手順で実施される。すなわち、起動時においては、まず、発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達がクラッチ６により遮断状態とされる。次に、ガスタービン２が回転駆動され、発電機３がガスタービン２の回転によって回転する。そして、ガスタービン２が定格回転速度に到達した後、発電機３が送電網に並列される。そして、上記並列後、ガスタービン２の排ガスにより排熱回収ボイラで発生した高圧蒸気Ｓｈ等が蒸気タービン４に供給され、蒸気タービン４が回転駆動される。

【0034】

ここで、高圧蒸気加減弁８は、蒸気タービン４の回転速度が定格回転速度に向けて上昇するように弁開度を漸次増加させて、高圧蒸気Ｓｈの供給量を増加させていく。このように高圧蒸気Ｓｈの供給量が増加される場合、高圧タービン１０の入口蒸気圧力は、供給量に比例して増加する。また、再熱蒸気加減弁９も、蒸気タービン４の回転速度が定格回転速度に向けて上昇するように弁開度を漸次増加させて、再熱蒸気Ｓｒの供給量を増加させていく。このように再熱蒸気Ｓｒの供給量が増加される場合、中圧タービン１１の入口蒸気圧力も、供給量に比例して増加する。そして、蒸気タービン４が定格回転速度に到達したときに、クラッチ６が発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達を接続状態に切り替え、蒸気タービン４の動力も発電機３に伝達されることになる。

【0035】

以下、本実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１００について説明する。

【0036】

図２は、クラッチ状態検出装置１００の構成を概略的に示す。図２に示すように、本実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１００は、速度差検出部１０１と、蒸気圧力検出部１０２と、判定部１０３と、を有している。

【0037】

クラッチ状態検出装置１００は、プロセッサを含む例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等で構成され、必要なプログラムを記憶部から読み出して実行することで、各種の機能（速度差検出部１０１，蒸気圧力検出部１０２、判定部１０３の各機能）を実現してもよい。上記記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。

【0038】

なお、上記プロセッサという文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ： ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ、ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ： ＦＰＧＡ）等の回路を意味する。一方で、クラッチ状態検出装置１００は、論理回路を有するＩＣチップでも構成され得る。

【0039】

速度差検出部１０１は、ガスタービン２の回転速度と蒸気タービン４の回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出し、蒸気圧力検出部１０２は、蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であるか否かを検出する。そして、判定部１０３は、速度差検出部１０１で回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ蒸気圧力検出部１０２で入口蒸気圧力が所定圧力以上であることが検出された際に、クラッチ６が接続状態であると判定する。

【0040】

詳しくは、速度差検出部１０１は、第１速度センサ１５が検出するガスタービン２の回転速度Ｒ１の情報及び第２速度センサ１６が検出する蒸気タービン４の回転速度Ｒ２の情報を取得し、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差を、第１所定値（所定値）及びこの第１所定値よりも大きい第２所定値（他の所定値）と比較する。

【0041】

そして、速度差検出部１０１は、上記回転速度差が第１所定値以下であることが検出された場合に、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号を判定部１０３に入力し、上記回転速度差が第２所定値以上であることが検出された場合に、回転速度差が大きいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号を判定部１０３に入力するようになっている。

【0042】

なお、速度差検出部１０１は上記態様に限られるものではなく、上記回転速度差を１つの所定値と比較し、上記回転速度差が所定値以上であった場合に、「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号を判定部１０３に入力し、上記回転速度差が所定値未満である場合に、「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号を判定部１０３に入力するような構成等でもよい。

【0043】

また、蒸気圧力検出部１０２は、第１蒸気圧力センサ１３が検出する中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１の情報及び第２蒸気圧力センサ１４が検出する高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２の情報を取得し、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１を第１所定圧力と比較し、高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２を第２所定圧力と比較するように構成されている。

【0044】

詳しくは、蒸気圧力検出部１０２は、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が所定圧力としての上記第１所定圧力以上であり且つ高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が所定圧力としての上記第２所定圧力以上であることを検出した際に、「蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上である」と判定する。そして、蒸気圧力検出部１０２は、このように蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であると判定した場合に「ＳＴ出力有り」の信号を判定部１０３に入力するようになっている。なお、この「ＳＴ出力有り」の信号は、蒸気タービン４の入口蒸気圧力が蒸気供給量の増加により上昇していることを示す信号として生成されるものである。

【0045】

一方で、蒸気圧力検出部１０２は、上記のように蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であると判定されない場合には、「ＳＴ出力無し」の信号を判定部１０３に入力する。蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であると判定されない場合とは、本実施の形態において、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が上記第１所定圧力未満であるか、及び／又は、高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が上記第２所定圧力未満である場合を意味する。

【0046】

なお、蒸気圧力検出部１０２は、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が上記第１所定圧力以上であること及び高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が上記第２所定圧力以上であることのいずれか一方を検出した際に、「ＳＴ出力有り」の信号を判定部１０３に入力する構成等でもよい。この際、蒸気圧力検出部１０２は、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１の情報のみを取得する構成等でもよい。また、蒸気圧力検出部１０２は、「ＳＴ出力無し」の信号を生成しない構成等でもよい。

【0047】

そして、本実施の形態における判定部１０３は、論理積ゲート部１０４と、論理和ゲート部１０５と、保持回路部１０６と、を有している。

【0048】

論理積ゲート部１０４は、速度差検出部１０１からの「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号及び蒸気圧力検出部１０２からの「ＳＴ出力有り」の信号を両方取得するＡＮＤ条件が成立した場合に、入力信号Ｉｎ１を保持回路部１０６に入力し、ＡＮＤ条件が成立しない場合には、入力信号Ｉｎ１を保持回路部１０６に入力しないように構成されている。

【0049】

論理和ゲート部１０５は、速度差検出部１０１からの「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号及び蒸気圧力検出部１０２からの「ＳＴ出力無し」の信号のうちの少なくともいずれかを取得するＯＲ条件が成立した場合に、入力信号Ｉｎ２を保持回路部１０６に入力し、何ら信号を取得しない場合に、入力信号Ｉｎ２を保持回路部１０６に入力しないように構成されている。

【0050】

そして、保持回路部１０６は、論理積ゲート部１０４から入力信号Ｉｎ１を取得したときにセット状態になり、論理和ゲート部１０５から入力信号Ｉｎ２を取得したときにリセット状態になるように構成されている。そして、保持回路部１０６は、セット状態であるときにクラッチ６が接続状態であることを示す信号（図２における「クラッチ接続」）を生成し、リセット状態であるときにクラッチ６が遮断状態であることを示す信号（図２における「クラッチ遮断」）を生成する。これら信号を参照することにより、現在のクラッチ６の状態を判定することが可能となる。

【0051】

なお、本実施の形態における保持回路部１０６はフリップフロップ回路の構成を利用するものであるが、その構成は特に限られるものではない。

【0052】

以下、クラッチ状態検出装置１００の作用を、図４に示した起動操作、及び図６に示したクラッチ遮断後の降速時の様子を参照しつつ説明する。

【0053】

まず、図４に従う起動操作では、ガスタービン２が定格回転速度に到達した後に、ガスタービン２の排ガスにより排熱回収ボイラで発生した高圧蒸気Ｓｈ等が蒸気タービン４に供給され、蒸気タービン４が回転駆動される。そして、蒸気タービン４の回転速度は次第に上昇し、蒸気タービン４の回転速度が定格回転速度に到達したときに、クラッチ６が発電機３と蒸気タービン４との間の動力伝達を接続状態にする。

【0054】

ここで、上述のように蒸気タービン４の回転速度は次第に上昇することで、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差は小さくなる。この際、クラッチ状態検出装置１００は、回転速度差が上記第１所定値以下であることが速度差検出部１０１で検出された場合に、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号を速度差検出部１０１から判定部１０３に入力する（速度差検出工程）。

【0055】

また、上述のように蒸気タービン４の回転速度が定格回転速度に向けて次第に上昇する際には、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１及び高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が次第に増加する。そして、クラッチ状態検出装置１００は、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が蒸気第１所定圧力以上であり且つ高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が上記第２所定圧力以上であることが蒸気圧力検出部１０２で検出された場合に、蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上であると判定し、「ＳＴ出力有り」の信号を蒸気圧力検出部１０２から判定部１０３に入力する（蒸気圧力検出工程）。

【0056】

以上のように、判定部１０３（詳しくは、論理積ゲート部１０４）に「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号及び「ＳＴ出力有り」の信号が入力されることで、論理積ゲート部１０４で論理積が成立し、クラッチ状態検出装置１００は、論理積ゲート部１０４から入力信号Ｉｎ１を保持回路部１０６に入力する。この際、保持回路部１０６は、セット状態になり、クラッチ６が接続状態であることを示す信号を生成する。これにより、クラッチ状態検出装置１００は、現在のクラッチ６の状態が接続状態であると判定し、より詳しくは起動時におけるクラッチ６の接続状態であると判定する（判定工程）。

【0057】

一方で、図６に示すクラッチ遮断後の降速時においては、クラッチ遮断後に、まず、蒸気タービン４が停止され、次にガスタービン２が停止され、ガスタービン２の回転速度Ｒ１及び蒸気タービン４の回転速度Ｒ２は次第に低下していく。そして、ガスタービン２が後に停止されたにもかかわらず、ガスタービン２の回転速度Ｒ１が蒸気タービン４の低下した回転速度Ｒ２に追いつく。

【0058】

この際、クラッチ状態検出装置１００では、ガスタービン２が停止された後で且つ蒸気タービン４が停止される前において、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が上記第２所定値以上であることが速度差検出部１０１で検出される。そして、回転速度差が大きいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号が速度差検出部１０１から判定部１０３に入力される。これにより、クラッチ状態検出装置１００では、判定部１０３における論理和ゲート部１０５で論理和が成立し、論理和ゲート部１０５から入力信号Ｉｎ２が保持回路部１０６に入力される。この際、保持回路部１０６はリセット状態になり、クラッチ６が遮断状態であることを示す信号が生成され、クラッチ状態検出装置１００は、現在のクラッチ６の状態が遮断状態であると判定する。

【0059】

また、蒸気タービン４の回転速度Ｒ２が低下する際には、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１及び高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が次第に低下する。そのため、クラッチ状態検出装置１００は、あるタイミングで、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が第１所定圧力未満であること及び／又は高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が第２所定圧力未満であることを蒸気圧力検出部１０２で検出する。この際、「ＳＴ出力無し」の信号が蒸気圧力検出部１０２から判定部１０３に入力される。これによっても、保持回路部１０６がリセット状態になり、クラッチ６が遮断状態であることを示す信号が生成され、クラッチ状態検出装置１００は、現在のクラッチ６の状態が遮断状態であると判定する。

【0060】

また、ガスタービン２の回転速度Ｒ１が蒸気タービン４の低下した回転速度Ｒ２に追いついてしまった際、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が上記第１所定値以下であることが速度差検出部１０１で検出され、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号が速度差検出部１０１から判定部１０３に入力される。

【0061】

しかしながら、蒸気タービン４の回転速度Ｒ２が低下する際には、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１及び高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が低下する。そのため、クラッチ状態検出装置１００は、中圧タービン１１の入口蒸気圧力Ｐ１が第１所定圧力以上であり且つ高圧タービン１０の入口蒸気圧力Ｐ２が第２所定圧力以上であることを検出することはない。したがって、「ＳＴ出力有り」の信号が判定部１０３の論理積ゲート部１０４に入力されることはない。したがって、論理積ゲート部１０４で論理積が成立することはなく、論理積ゲート部１０４から入力信号Ｉｎ１が保持回路部１０６に入力されることはない。そのため、保持回路部１０６のリセット状態は維持され、クラッチ６が接続状態であることは検出されない。

【0062】

以上に説明した本実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１００は、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度との回転速度差が所定値（本例では、第１所定値）以下であるか否かを検出する速度差検出部１０１と、蒸気タービン４の入口蒸気圧力が所定圧力以上（本例では、中圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ１≧第１所定圧力、且つ、高圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ２≧第２所定圧力）であるか否かを検出する蒸気圧力検出部１０２と、速度差検出部１０１で回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ蒸気圧力検出部１０２で入口蒸気圧力が所定圧力以上であることが検出された際に、クラッチ６が接続状態であると判定する判定部１０３と、を備える。

【0063】

すなわち、このクラッチ状態検出装置１００は、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が小さくなったか否かという点だけでなく、入口蒸気圧力が大きくなったか否かという点をも考慮して、クラッチ６が接続状態であるか否かを判断する。

【0064】

これにより、クラッチ６の状態を所望の態様で検出できる。具体的には、起動時におけるクラッチ６の接続状態だけを検出し、降速時におけるクラッチ６の接続状態の検出を除外する態様で、クラッチ６の接続状態を検出できる。とりわけ、本実施の形態ではクラッチ６が入口蒸気圧力が増加したことを基準の１つとしてクラッチ接続状態を判定することで、判定の応答性の観点で有利となる。

【0065】

また、本実施の形態における速度差検出部１０１は、上記回転速度差が上記所定値（第１所定値）よりも大きい値の他の所定値（第２所定値）以上であるか否かも検出し、回転速度差が他の所定値以上であるときに、回転速度差は大きいと判定する。そして、判定部１０３は、速度差検出部１０１で上記回転速度差が上記他の所定値以上であることが検出された際に、クラッチ６が遮断状態であると判定する。

【0066】

このように速度差検出部１０１が２つの判断基準（所定値及び他の所定値）を用いて回転速度差が小さいか又は大きいかを判定する場合、回転速度の検出誤差により回転速度差が小さいこと又は大きいことが不所望に検出されること回避できる。そのため、判定部１０３が行うクラッチ状態の判定の信頼性を向上できる。

【0067】

また、本実施の形態における判定部１０３は、速度差検出部１０１で回転速度差が所定値以下であることが検出されない際に（詳しくは、回転速度差が第１所定値以下であることが検出されず且つ回転速度差が第２所定値以上であることが検出された際に）、及び／又は、蒸気圧力検出部１０２で入口蒸気圧力が所定圧力以上あること（詳しくは、中圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ１≧第１所定圧力、且つ、高圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ２≧第２所定圧力）が検出されない際に、クラッチ６が遮断状態であると判定する。

【0068】

このように判定部１０３が、２つ条件うちの少なくともいずれかの条件が成立した場合にクラッチ６が遮断状態であると判定する構成では、クラッチ６の遮断状態を判定する際の応答性を高めることができる。

【0069】

また、本実施の形態における蒸気圧力検出部１０２は、中圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ１≧第１所定圧力、且つ、高圧タービンの入口蒸気圧力Ｐ２≧第２所定圧力であることが検出された際に、蒸気タービン４の入口蒸気圧が上昇していることを示す「ＳＴ出力有り」の信号を判定部１０３に入力する。「ＳＴ出力有り」の信号は、クラッチ接続状態を判定する際の指標であるが、本実施の形態では、この信号を生成する際の判断基準が２つの条件が同時に成立する場合となる。これにより、クラッチ接続状態を判定する際の信頼性を向上させている。

【0070】

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について図１及び図３を参照しつつ説明する。図３は、第２の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１１０の構成を概略的に示す。図３に示すクラッチ状態検出装置１１０は、速度差検出部１１１と、発電出力検出部１１２と、判定部１１３と、を有している。クラッチ状態検出装置１１０は図１に示した一軸型コンバインドサイクル発電プラント１に適用されており、以下のクラッチ状態検出装置１１０の説明においては図１で説明した構成要素を用いる場合があるが、その詳細な説明は省略する。

【0071】

本実施の形態では、速度差検出部１１１が、ガスタービン２の回転速度と蒸気タービン４の回転速度との回転速度差が所定値以下であるか否かを検出し、発電出力検出部１１２は、発電機３の発電出力が増加したか否かを検出する。そして、判定部１１３は、速度差検出部１０１で回転速度差が所定値以下であることが検出され且つ発電出力検出部１１２で発電出力が増加したことが検出された際に、クラッチ６が接続状態であると判定する。

【0072】

詳しくは、速度差検出部１１１は、第１速度センサ１５が検出するガスタービン２の回転速度Ｒ１の情報及び第２速度センサ１６が検出する蒸気タービン４の回転速度Ｒ２の情報を取得し、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差を、第１所定値（所定値）及びこの第１所定値よりも大きい第２所定値（他の所定値）と比較する。

【0073】

そして、速度差検出部１１１は、上記回転速度差が第１所定値以下であることが検出された場合に、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号を判定部１０３に入力し、上記回転速度差が第２所定値以上である場合に、回転速度差が大きいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号を判定部１１３に入力する。

【0074】

発電出力検出部１１２は、例えば互いに異なる２つの時点での発電機３の発電出力の差分を順次演算し、演算した差分が所定出力値以上である際に、発電出力が増加したと判定するようになっている。そして、発電出力検出部１１２は、発電出力が増加したと判定した場合に、発電出力が増加したことを示す「発電機出力増」の信号を判定部１０３に入力する。本実施の形態では、クラッチ６が遮断状態から接続状態に移行したレベルで発電出力が増加した場合に、「発電機出力増」の信号が生成されることを想定している。本実施の形態における発電出力検出部１１２は、互いに異なる２つの時点での発電機３の発電出力の差分を順次演算するべく、発電機３の発電出力ＭＷの情報を順次取得するように構成されている。

【0075】

なお、発電出力検出部１１２の処理は、上述の態様に限られるものではなく、例えば所定の期間における発電出力の増加率や、積分値等を、対応する閾値と比較することで、発電機３の発電出力が増加したか否かを判定してもよい。

【0076】

また、本実施の形態における判定部１１３は、論理積ゲート部１１４と保持回路部１１６とで構成されている。そして、論理積ゲート部１１４は、速度差検出部１１１からの「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号及び発電出力検出部１１２からの「発電機出力増」の信号を両方取得するＡＮＤ条件が成立した場合に、入力信号Ｉｎ１を保持回路部１１６に入力し、ＡＮＤ条件が成立しない場合には、入力信号Ｉｎ１を保持回路部１１６に入力しないように構成されている。

【0077】

また、保持回路部１１６は、上述のように論理積ゲート部１１４から入力信号Ｉｎ１を入力されるか又は速度差検出部１１１から「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号を入力されるようになっている。そして、保持回路部１１６は、論理積ゲート部１１４から入力信号Ｉｎ１を取得したときに、セット状態になり、速度差検出部１１１から「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号を取得したときに、リセット状態になるように構成されている。

【0078】

そして、保持回路部１１６は、セット状態であるときに、クラッチ６が接続状態であることを示す信号（図３における「クラッチ接続」）を生成し、リセット状態であるときに、クラッチ６が遮断状態であることを示す信号（図３における「クラッチ遮断」）を生成する。これら信号を参照することにより、現在のクラッチ６の状態を判定することが可能となる。

【0079】

以下、クラッチ状態検出装置１１０の作用を、図４に示した起動操作、及び図６に示したクラッチ遮断後の降速時の様子を参照しつつ説明する。

【0080】

まず、図４に示す起動操作では、蒸気タービン４の回転速度Ｒ２が次第に上昇することで、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差は小さくなる。この際、クラッチ状態検出装置１１０は、回転速度差が上記第１所定値以下であることが速度差検出部１１１で検出された場合に、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号を速度差検出部１１１から判定部１１３に入力する。

【0081】

また、蒸気タービン４の回転速度が定格回転速度に到達した際には、クラッチ６が接続状態になり、蒸気タービン４の回転動力が発電機３に伝達されることで、発電出力が増加する。これにより、発電出力検出部１１２は、互いに異なる２つの時点での発電機の発電出力の差分が所定出力値以上であることを検出し、発電出力が増加したことを示す「発電機出力増」の信号を判定部１０３に入力する。

【0082】

以上のように、判定部１０３（詳しくは、論理積ゲート部１１４）に「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号及び「発電機出力増」の信号が入力されることで、論理積ゲート部１１４で論理積が成立し、クラッチ状態検出装置１１０は、論理積ゲート部１１４から入力信号Ｉｎ１を保持回路部１１６に入力する。この際、保持回路部１１６は、セット状態になり、クラッチ６が接続状態であることを示す信号を生成する。これにより、クラッチ状態検出装置１１０は、現在のクラッチ６の状態が接続状態であると判定し、より詳しくは起動時におけるクラッチ６の接続状態であると判定する。

【0083】

一方で、図６に示すクラッチ遮断後の降速時では、クラッチ遮断後に、まず、蒸気タービン４が停止され、次にガスタービン２が停止され、ガスタービン２の回転速度Ｒ１及び蒸気タービン４の回転速度Ｒ２は次第に低下していく。そして、ガスタービン２が後に停止されたにもかかわらず、ガスタービン２の回転速度Ｒ１が蒸気タービン４の低下した回転速度Ｒ２に追いつく。

【0084】

この際、クラッチ状態検出装置１１０では、蒸気タービン４が停止された後で且つガスタービン２が停止される前において、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が上記第２所定値以上であることが速度差検出部１１１で検出される。そして、回転速度差が大きいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差大」の信号が速度差検出部１１１から判定部１１３に入力される。これにより、クラッチ状態検出装置１１０では、判定部１１３における保持回路部１１６がリセット状態になり、クラッチ６が遮断状態であることを示す信号が生成され、クラッチ状態検出装置１１０は、現在のクラッチ６の状態が遮断状態であると判定する。

【0085】

一方で、その後、ガスタービン２の回転速度Ｒ１が蒸気タービン４の低下した回転速度Ｒ２に追いついてしまった際には、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が上記第１所定値以下であることが速度差検出部１１１で検出され、回転速度差が小さいことを示す「ＧＴ／ＳＴ回転速度差小」の信号が速度差検出部１１１から判定部１１３（詳しくは、論理積ゲート部１１４）に入力される。

【0086】

しかしながら、ガスタービン２の回転速度Ｒ１が低下する際には解列しているため、発電出力は０である。そのため、クラッチ状態検出装置１１０では、発電出力検出部１１２から判定部１０３（詳しくは、論理積ゲート部１１４）に「発電機出力増」の信号が入力されることはない。そのため、論理積ゲート部１１４で論理積が成立することはなく、論理積ゲート部１１４から入力信号Ｉｎ１が保持回路部１０６に入力されることはない。そのため、保持回路部１０６のリセット状態は維持され、クラッチ６が接続状態であることは検出されない。なお、本実施の形態では、クラッチ遮断後の降速時においては、蒸気タービン４が停止された後、発電機３と送電網とが解列され、その後、ガスタービン２が停止される。

【0087】

以上に説明した第２の実施の形態にかかるクラッチ状態検出装置１１０は、ガスタービン２の回転速度Ｒ１と蒸気タービン４の回転速度Ｒ２との回転速度差が小さくなったか否かという点だけでなく、クラッチ６が遮断状態から接続状態に移行したレベルで発電出力が増加したか否かという点をも考慮して、クラッチ６が接続状態であるか否かを判断する。これにより、第１の実施の形態と同様に、クラッチ６の状態を所望の態様で検出できる。すなわち、具体的には、起動時におけるクラッチ６の接続状態だけを検出し、降速時におけるクラッチ６の接続状態の検出を除外する態様で、クラッチ６の接続状態を検出できる。とりわけ、本実施の形態ではクラッチ６が遮断状態から接続状態に移行したレベルで発電出力が増加したか否かを実際の発電出力ＭＷから判定するため、判定の信頼性の観点で有利となる。

【0088】

以上、実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。このような実施の形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0089】

１…一軸型コンバインドサイクル発電プラント、２…ガスタービン、３…発電機、４…蒸気タービン、５…回転軸、６…クラッチ、７…燃料制御弁、８…高圧蒸気加減弁、９…再熱蒸気加減弁、１０…高圧タービン、１１…中圧タービン、１２…低圧タービン、１３…第１蒸気圧力センサ、１４…第２蒸気圧力センサ、１５…第１速度センサ、１６…第２速度センサ、１００，１１０…クラッチ状態検出装置、１０１，１１１…速度差検出部、１０２…蒸気圧力検出部、１０３，１１３…判定部、１０４，１１４…論理積ゲート部、１０５…論理和ゲート部、１０６，１１６…保持回路部、１１２…発電出力検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】