特許 7153498 コンバインドサイクル発電プラント

(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】

(24)【登録日】2022-10-05

(45)【発行日】2022-10-14

(54)【発明の名称】コンバインドサイクル発電プラント

(51)【国際特許分類】

   F01K 23/10 20060101AFI20221006BHJP

   F02C 6/18 20060101ALI20221006BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20221006BHJP

   F02C 9/18 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

F01K23/10 U

F02C6/18 B

F01D25/00 G

F01D25/00 V

F02C9/18

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018149382

(22)【出願日】2018-08-08

(65)【公開番号】P2020023942

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青木 肇

(72)【発明者】

【氏名】星野 辰也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 善幸

(72)【発明者】

【氏名】原田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】佐野 光

(72)【発明者】

【氏名】笠 正憲

【審査官】落合 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－０２６３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０００３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３１８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４２３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８１５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－２７７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－２３３２０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｋ ２３／１０

Ｆ０２Ｃ ６／１８

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気を圧縮し、圧縮途中の空気である第１圧縮空気の出口である抽気口および圧縮終了の空気である第２圧縮空気の出口である吐出口を有する圧縮機と、排気口を有し、燃料と前記第２圧縮空気との燃焼によって生成された燃焼ガスにより駆動され、前記排気口から排ガスを排出するタービンとを有するガスタービンと、
前記排ガスから熱を回収して、第１圧力の蒸気を生成する高圧熱交換器、および前記第１圧力よりも低い第２圧力の蒸気を生成し、前記高圧熱交換器の下流側に配置された低圧熱交換器を有する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラにより生成された前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
一端が前記圧縮機の前記抽気口に接続され、他端が前記排熱回収ボイラ内の前記高圧熱交換器と前記低圧熱交換器との間の領域に配置された第１抽気配管と、
前記第１抽気配管に設けられた第１流量調整弁と、
一端が前記圧縮機の前記吐出口に接続され、他端が前記第１抽気配管に接続された第２抽気配管と、
前記第２抽気配管に設けられた第２流量調整弁と、
前記ガスタービンの起動時に、前記第１流量調整弁又は前記第２流量調整弁を開状態とする制御装置とを備えている、コンバインドサイクル発電プラント。

【請求項2】

前記第１抽気配管において前記第１流量調整弁の下流側に設けられ、前記第１圧縮空気が流入する流入口、前記第１圧縮空気を流出させる第１流出口、および前記第１圧縮空気を前記排熱回収ボイラ内の前記領域に流出させる第２流出口を有する第１三方弁と、
前記第１三方弁の前記第１流出口と前記排熱回収ボイラとを接続する第１ボイラ上流側接続配管と、
前記第２抽気配管において前記第２流量調整弁の下流側に設けられ、前記第２圧縮空気が流入する流入口、前記第２圧縮空気を流出させる第１流出口、および前記第２圧縮空気を前記第１抽気配管の方に流出させる第２流出口を有する第２三方弁と、
前記第２三方弁の前記第１流出口と前記排熱回収ボイラとを接続する第２ボイラ上流側接続配管と、
前記領域の雰囲気温度を検出する第１温度センサと、
前記第１抽気配管において前記第１流量調整弁よりも上流側に設けられ、前記第１圧縮空気の温度を検出する第２温度センサと、
前記第２抽気配管において前記第２流量調整弁よりも上流側に設けられ、前記第２圧縮空気の温度を検出する第３温度センサと、をさらに備え、
前記制御装置は、第１処理又は第２処理を行うように構成され、
前記第１処理は、前記第２温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が第１所定値よりも高い場合に、前記第１流量調整弁を開状態とすると共に前記第１三方弁の前記第１流出口を閉状態にしかつ前記第１三方弁の前記第２流出口を開状態にし、前記第２温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が前記第１所定値以下になった際に、前記第１三方弁の前記第２流出口を閉状態にしかつ前記第１三方弁の前記第１流出口を開状態にする、又は前記第１流量調整弁を閉状態とすると共に前記第２流量調整弁を開状態にしかつ前記第２三方弁の前記第１流出口を開状態にして前記第２三方弁の前記第２流出口を閉状態にする処理であり、
前記第２処理は、前記第３温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が第２所定値よりも高い場合に、前記第２流量調整弁を開状態とすると共に前記第２三方弁の前記第１流出口を閉状態にしかつ前記第２三方弁の前記第２流出口を開状態にし、前記第３温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が前記第２所定値以下になった際に、前記第２三方弁の前記第２流出口を閉状態にしかつ前記第２三方弁の前記第１流出口を開状態にする、又は前記第２流量調整弁を閉状態とすると共に前記第１流量調整弁を開状態にしかつ前記第１三方弁の前記第１流出口を開状態にして前記第１三方弁の前記第２流出口を閉状態にする処理である、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンバインドサイクル発電プラントに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エネルギーをより効率的に利用するために、コンバインドサイクル発電プラントが使用されている。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン、蒸気タービン、排熱回収ボイラ等を備えており、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせた発電方式を採用するものである。このようなコンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービンにて仕事をした後の排ガスを排熱回収ボイラに導き、排ガスの熱を利用して蒸気を発生させ、その蒸気により蒸気タービンを駆動する。

【0003】

例えば特許文献１の図９に記載されたコンバインドサイクル発電プラントにおける排熱回収ボイラには、高圧の蒸気を生成する高圧熱交換器および低圧の蒸気を生成する低圧熱交換器が上流側からこの順に設けられている。高圧熱交換器により生成された蒸気および低圧熱交換器により生成された蒸気は、蒸気タービンに送られて回転エネルギーの生成に寄与する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－３１８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の蒸気タービンは、高圧蒸気により駆動される高圧蒸気タービンと、高圧蒸気タービンにシャフトにより連結され低圧蒸気により駆動される低圧蒸気タービンを含む二段タイプのものである。しかし、蒸気タービンには、高圧蒸気の膨張過程の途中で低圧蒸気が導入される一段タイプのものもある。

【0006】

ところで、排熱回収ボイラの起動時には、ガスタービンからの排ガスによって高圧熱交換器および低圧熱交換器の順で温められる。そのため、低圧熱交換器から蒸気が生成されるのは、高圧熱交換器から蒸気が生成された後となる。ここで、高圧熱交換器により生成される蒸気および低圧熱交換器により生成される蒸気の両方による仕事によって、蒸気タービンの出力が定格出力に達する。従って、迅速に発電を行う観点から、低圧熱交換器により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することが望まれる。

【0007】

そこで、本発明は、排熱回収ボイラの低圧熱交換器により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することができるコンバインドサイクル発電プラント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】

【0008】

本発明のコンバインドサイクル発電プラントは、空気を圧縮し、圧縮途中の空気である第１圧縮空気の出口である抽気口および圧縮終了の空気である第２圧縮空気の出口である吐出口を有する圧縮機と、排気口を有し、燃料と前記第２圧縮空気との燃焼によって生成された燃焼ガスにより駆動され、前記排気口から排ガスを排出するタービンとを有するガスタービンと、前記排ガスから熱を回収して、第１圧力の蒸気を生成する高圧熱交換器、および前記第１圧力よりも低い第２圧力の蒸気を生成し、前記高圧熱交換器の下流側に配置された低圧熱交換器を有する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラにより生成された前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、一端が前記圧縮機の前記抽気口に接続され、他端が前記排熱回収ボイラ内の前記高圧熱交換器と前記低圧熱交換器との間の領域に配置された第１抽気配管と、前記第１抽気配管に設けられた第１流量調整弁と、一端が前記圧縮機の前記吐出口に接続され、他端が前記第１抽気配管に接続された第２抽気配管と、前記第２抽気配管に設けられた第２流量調整弁と、前記ガスタービンの起動時に、前記第１流量調整弁又は前記第２流量調整弁を開状態とする制御装置とを備えているものである。

【0009】

本発明に従えば、ガスタービンの起動時に、圧縮機により生成された第１圧縮空気が第１抽気配管を介して排熱回収ボイラ内の高圧熱交換器と低圧熱交換器との間の領域に送られ、又は、第２圧縮空気が第２抽気配管を介して前記領域に送られる。これにより、低圧熱交換器は第１圧縮空気又は第２圧縮空気によって温められる。これによって、低圧熱交換器により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することができる。

【0010】

上記発明において、本発明のコンバインドサイクル発電プラントは、前記第１抽気配管において前記第１流量調整弁の下流側に設けられ、前記第１圧縮空気が流入する流入口、前記第１圧縮空気を流出させる第１流出口、および前記第１圧縮空気を前記排熱回収ボイラ内の前記領域に流出させる第２流出口を有する第１三方弁と、前記第１三方弁の前記第１流出口と前記排熱回収ボイラとを接続する第１ボイラ上流側接続配管と、前記第２抽気配管において前記第２流量調整弁の下流側に設けられ、前記第２圧縮空気が流入する流入口、前記第２圧縮空気を流出させる第１流出口、および前記第２圧縮空気を前記第１抽気配管の方に流出させる第２流出口を有する第２三方弁と、前記第２三方弁の前記第１流出口と前記排熱回収ボイラとを接続する第２ボイラ上流側接続配管と、前記領域の雰囲気温度を検出する第１温度センサと、前記第１抽気配管において前記第１流量調整弁よりも上流側に設けられ、前記第１圧縮空気の温度を検出する第２温度センサと、前記第２抽気配管において前記第２流量調整弁よりも上流側に設けられ、前記第２圧縮空気の温度を検出する第３温度センサと、をさらに備え、前記制御装置は、第１処理又は第２処理を行うように構成され、前記第１処理は、前記第２温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が第１所定値よりも高い場合に、前記第１流量調整弁を開状態とすると共に前記第１三方弁の前記第１流出口を閉状態にしかつ前記第１三方弁の前記第２流出口を開状態にし、前記第２温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が前記第１所定値以下になった際に、前記第１三方弁の前記第２流出口を閉状態にしかつ前記第１三方弁の前記第１流出口を開状態にする、又は前記第１流量調整弁を閉状態とすると共に前記第２流量調整弁を開状態にしかつ前記第２三方弁の前記第１流出口を開状態にして前記第２三方弁の前記第２流出口を閉状態にする処理であり、前記第２処理は、前記第３温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が第２所定値よりも高い場合に、前記第２流量調整弁を開状態とすると共に前記第２三方弁の前記第１流出口を閉状態にしかつ前記第２三方弁の前記第２流出口を開状態にし、前記第３温度センサにより検出された温度と前記第１温度センサにより検出された温度との差が前記第２所定値以下になった際に、前記第２三方弁の前記第２流出口を閉状態にしかつ前記第２三方弁の前記第１流出口を開状態にする、又は前記第２流量調整弁を閉状態とすると共に前記第１流量調整弁を開状態にしかつ前記第１三方弁の前記第１流出口を開状態にして前記第１三方弁の前記第２流出口を閉状態にする処理であってもよい。

【0011】

上記構成に従えば、低圧熱交換器が第１圧縮空気又は第２圧縮空気により温まった際には、排熱回収ボイラ内に第１圧縮空気又は第２圧縮空気が抽気される。これにより、ガスタービンの起動時にはサージを防止することができ、ガスタービンの運転時には低ＮＯｘ運転を行うことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、排熱回収ボイラの低圧熱交換器により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。

【図2】第１実施形態の制御装置の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実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、本発明に係る実施形態のコンバインドサイクル発電プラント（ＣＣＰＰ：Combined Cycle Power Plant）について図面を参照して説明する。以下に説明するコンバインドサイクル発電プラントは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

【0015】

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラント１は、図示しない発電機に接続されたガスタービン２と、排ガスから熱を回収して蒸気を生成する竪型構造の排熱回収ボイラ３と、ダクト４と、抽気配管５，２６と、ボイラ上流側接続配管８，１７と、三方弁６，１６と、流量調整弁９，１９と、温度センサ１０，１１，１８と、制御装置１２と、蒸気タービン５０とを備えている。制御装置１２は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリおよびＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵにより実行される。

【0016】

ガスタービン２は、圧縮機２１、図示しない燃焼器、および排気口２３が設けられたタービン２２を備えている。圧縮機２１は、圧縮途中の空気（圧縮機途中段の空気）である第１圧縮空気の出口である抽気口２４、および圧縮終了の空気である第２圧縮空気の出口である吐出口２５を有している。

【0017】

ガスタービン２においては、圧縮機２１で生成された第２圧縮空気と燃料とを上記燃焼器で混合燃焼させ、発生した燃焼ガスをタービン２２へ供給してタービン２２の羽根を回転させることにより、燃焼ガスの熱エネルギーを回転運動エネルギーに変換する。タービン２２からの排ガス（燃焼ガス）は排気口２３から排出される。なお、ガスタービン２の燃料として、ＬＮＧ（天然ガス）、水素ガス、副生ガス、および液体燃料等が挙げられる。

【0018】

ダクト４の一端は排気口２３に接続されており、ダクト４の他端は排熱回収ボイラ３の下部に接続されている。排気口２３から排出された排ガスはダクト４を通じて排熱回収ボイラ３内に流入される。

【0019】

また、コンバインドサイクル発電プラント１は、ダクト４に接続されガスタービン２からの排ガスを大気中に放出する煙管１３と、ダクト４に設けられた排気バイパスダンパ４１とをさらに備えている。

【0020】

排気バイパスダンパ４１は、制御装置１２の制御によって、排ガスを煙管１３に流入させると共に排熱回収ボイラ３への排ガスの流入を遮断する第１位置Ｐ１又は排熱回収ボイラ３へ排ガスを流入させると共に煙管１３への排ガスの流入を遮断する第２位置Ｐ２に位置される。排気バイパスダンパ４１が第１位置Ｐ１に位置される場合とは、排ガスが排熱回収ボイラ３内に流入しないため、排熱回収ボイラ３による蒸気の生成が行われない場合である。即ち、蒸気タービン５０に接続された図示しない発電機による発電が行われない場合である。これに対して、排気バイパスダンパ４１が第２位置Ｐ２に位置される場合とは、排ガスが排熱回収ボイラ３内に流入するため、ガスタービン２に接続された図示しない発電機による発電と蒸気タービン５０に接続された上記発電機による発電とが複合されて行われる場合である。なお、図１では、排気バイパスダンパ４１が第１位置Ｐ１に位置された状態が実線により図示され、排気バイパスダンパ４１が第２位置Ｐ２に位置された状態が二点鎖線により図示されている。

【0021】

排熱回収ボイラ３は、高圧熱交換器３１および低圧熱交換器３２を有している。高圧熱交換器３１は、排ガスと、水および蒸気の一方又は両方との間で熱交換を行うことにより第１圧力（高圧）の蒸気を生成する。また、低圧熱交換器３２は、高圧熱交換器３１の下流側に配置されており、排ガスと、水および蒸気の一方又は両方との間で熱交換を行うことにより第１圧力よりも低い第２圧力（低圧）の蒸気を生成する。

【0022】

高圧熱交換器３１と蒸気タービン５０とは配管５１により接続されている。また、低圧熱交換器３２と蒸気タービン５０とは、蒸気タービン５０において下流端が配管５１の下流端よりも下流側に配置された配管５２により接続されている。高圧熱交換器３１により生成された蒸気は配管５１により蒸気タービン５０に送られ、低圧熱交換器３２により生成された蒸気は配管５２により蒸気タービン５０に送られる。

【0023】

抽気配管５の一端は圧縮機２１の抽気口２４に接続され、その他端は排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に配置されている。本実施形態では、抽気配管５のうち、他端を含め排熱回収ボイラ３内に配置された部分（以下、予熱部分と記載）は低圧熱交換器３２の図示しない管群のガス上流側全面を後述の圧縮空気によって覆えるように配置されている。上記の予熱部分には、低圧熱交換器３２に向けて開口された複数の図示しない孔部が設けられており、この孔部から流出した第１圧縮空気又は後述の第２圧縮空気が低圧熱交換器３２に向けて供給されるようになっている。これによって、低圧熱交換器３２は第１圧縮空気又は第２圧縮空気により温められる。

【0024】

流量調整弁１９は、抽気配管５に設けられており、抽気配管５内を流れる第１圧縮空気の量を制御する。流量調整弁１９の動作は制御装置１２により制御される。

【0025】

三方弁１６は、抽気配管５において流量調整弁１９よりも下流側の位置に設けられている。この三方弁１６は、第１圧縮空気が流入する流入口１６ａ、第１圧縮空気を流出させる第１流出口１６ｂ、および第１圧縮空気を排熱回収ボイラ３内の上記領域に流出させる第２流出口１６ｃを有している。三方弁１６の動作は制御装置１２により制御される。ボイラ上流側接続配管１７は、三方弁１６の第１流出口１６ｂとダクト４の排気バイパスダンパ４１よりも上流側の部分とを接続している。

【0026】

抽気配管２６の一端は圧縮機２１の吐出口２５に接続され、その他端は抽気配管５のうち三方弁１６よりも下流側の部分に接続されている。この構成により、圧縮機２１からの第２圧縮空気が抽気配管２６，５を介して排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に供給されるようになっている。

【0027】

流量調整弁９は、抽気配管２６に設けられており、抽気配管２６内を流れる第２圧縮空気の量を制御する。流量調整弁９の動作は制御装置１２により制御される。

【0028】

三方弁６は、抽気配管２６において流量調整弁９よりも下流側の位置に設けられている。この三方弁６は、第２圧縮空気が流入する流入口６ａ、第２圧縮空気を流出させる第１流出口６ｂ、および第２圧縮空気を排熱回収ボイラ３内の上記領域に流出させる第２流出口６ｃを有している。三方弁６の動作は制御装置１２により制御される。ボイラ上流側接続配管８は、三方弁６の第１流出口６ｂとダクト４の排気バイパスダンパ４１よりも上流側の部分とを接続する。

【0029】

温度センサ１０は、排熱回収ボイラ３内の上記領域の排ガス温度を検出し、その検出結果の信号を制御装置１２に出力する。温度センサ１８は、抽気配管５において流量調整弁１９の上流側に配置され、抽気配管５内を流れる第１圧縮空気の温度を検出し、その検出結果の信号を制御装置１２に出力する。温度センサ１１は、抽気配管２６において流量調整弁９の上流側に配置され、抽気配管２６内を流れる第２圧縮空気の温度を検出し、その検出結果の信号を制御装置１２に出力する。

【0030】

このような構成において、ガスタービン２の起動時、即ち温度センサ１８により検出された温度と温度センサ１０により検出された温度との差が所定値（第１所定値）よりも高い場合に、制御装置１２は、抽気配管５を開放するように流量調整弁１９を開状態とすると共に三方弁１６の第１流出口１６ｂを閉状態にしかつ第２流出口１６ｃを開状態にする（第１予熱処理）。これにより、圧縮機２１からの第１圧縮空気が抽気配管５を通じて排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に送られる。これによって、低圧熱交換器３２は第１圧縮空気により温められる。なお、第１予熱処理および後述の第２予熱処理は、排気バイパスダンパ４１が第２位置Ｐ２に位置する場合に行われる。

【0031】

その後、制御装置１２は、温度センサ１８により検出された温度と温度センサ１０により検出された温度との差が所定値以下になった際には、流量調整弁１９の開状態を維持すると共に三方弁１６の第２流出口１６ｃを閉状態にしかつ第１流出口１６ｂを開状態にする。これにより、圧縮機２１からの第１圧縮空気は、ボイラ上流側接続配管１７を通じて排熱回収ボイラ３内に流入する。このことによって、ガスタービン２の起動時のサージを防止することができる。

【0032】

ここで、制御装置１２は、上記の第１予熱処理の代わりに、以下の第２予熱処理を行ってもよい。制御装置１２は、温度センサ１１により検出された温度と温度センサ１０により検出された温度との差が所定値（第２所定値）よりも高い場合に、制御装置１２は、抽気配管２６を開放するように流量調整弁９を開状態とすると共に三方弁６の第１流出口６ｂを閉状態にしかつ第２流出口６ｃを開状態にする。これにより、圧縮機２１からの第２圧縮空気が抽気配管２６，５を通じて排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に送られる。これによって、低圧熱交換器３２は第２圧縮空気により温められる。その後、制御装置１２は、温度センサ１１により検出された温度と温度センサ１０により検出された温度との差が所定値以下になった際には、流量調整弁９の開状態を維持すると共に三方弁６の第２流出口６ｃを閉状態にしかつ第１流出口６ｂを開状態にする。これにより、圧縮機２１からの第２圧縮空気は、ボイラ上流側接続配管８を通じて排熱回収ボイラ３内に流入する。このことによって、ガスタービン２の低ＮＯｘ運転を行うことができる。

【0033】

続いて、制御装置１２による制御方法について説明する。図２は制御装置１２による上述の第１予熱処理の流れを示すフローチャートである。

【0034】

制御装置１２は、抽気配管５を開放するように流量調整弁１９を開状態とすると共に三方弁１６の第１流出口１６ｂを閉状態にしかつ第２流出口１６ｃを開状態にする（ステップＳ１）。これにより、圧縮機２１からの第１圧縮空気が抽気配管５を通じて排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に流入する。これによって、低圧熱交換器３２は第１圧縮空気により温められる。

【0035】

続いて、制御装置１２は、温度センサ１８により検出された温度（図２ではＴ２と記載）と温度センサ１０により検出された温度（図２ではＴ１と記載）との差が所定値よりも高いか否かを判別する（ステップＳ２）。上記差が所定値よりも高い場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、上記差が所定値以下である場合には（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ２の処理を繰り返す。

【0036】

ステップＳ３では、制御装置１２は、流量調整弁１９の開状態を維持すると共に三方弁１６の第２流出口１６ｃを閉状態にしかつ第１流出口１６ｂを開状態にする。これにより、圧縮機２１からの第１圧縮空気はボイラ上流側接続配管１７を通じて排熱回収ボイラ３内に流入する。

【0037】

以上説明したように、本実施形態のコンバインドサイクル発電プラント１においては、圧縮機２１からの第１圧縮空気又は第２圧縮空気が排熱回収ボイラ３内の高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間の領域に送られる。これにより、低圧熱交換器３２は第１圧縮空気又は第２圧縮空気によって温められる。これによって、低圧熱交換器３２により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することができる。

【0038】

また、制御装置１２による上述の第１予熱処理が終了した後、第１圧縮空気がボイラ上流側接続配管１７を介して排熱回収ボイラ３内に送られる。或いは、制御装置１２による上述の第２予熱処理が終了した後、第２圧縮空気がボイラ上流側接続配管１８を介して排熱回収ボイラ３内に送られる。このような構成によって、ガスタービン２の起動時にはサージを防止することができ、ガスタービン２の運転時には低ＮＯｘ運転を行うことができる。

【0039】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラント１ａについて図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、上述の第１実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付与し、その説明を省略する。

【0040】

図３に示すように、第２実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラント１ａは、排熱回収ボイラ３内において、高圧熱交換器３１と低圧熱交換器３２との間に中圧熱交換器３３を備えている。中圧熱交換器３３は、上述した第１圧力と第２圧力との間の圧力の蒸気を生成する。中圧熱交換器３３と蒸気タービン５０とは、蒸気タービン５０において下流端が配管５１の下流端よりも下流側であってかつ配管５２の下流端よりも上流側に配置された配管５３により接続されている。中圧熱交換器３３により生成された蒸気は配管５３により蒸気タービン５０に送られる。

【0041】

抽気配管５の一端は、第１実施形態と同様に圧縮機２１の抽気口２４に接続され、その他端は排熱回収ボイラ３内の中圧熱交換器３３と低圧熱交換器３２との間の領域に配置されている。抽気配管５のうち、他端を含め排熱回収ボイラ３内に配置された部分（予熱部分）は低圧熱交換器３２の図示しない管群のガス上流側全面を圧縮空気によって覆えるように配置されている。上記の予熱部分には、低圧熱交換器３２に向けて開口された複数の図示しない孔部が設けられており、この孔部から流出した第１圧縮空気又は第２圧縮空気が低圧熱交換器３２に向けて供給される。これによって、低圧熱交換器３２は温められる。

【0042】

第２実施形態のコンバインドサイクル発電プラント１ａにおいても、第１実施形態のコンバインドサイクル発電プラント１と同様に、ガスタービン２の起動時に、圧縮機２１からの第１圧縮空気又は第２圧縮空気が排熱回収ボイラ３内の中圧熱交換器３３と低圧熱交換器３２との間の領域に送られる。これにより、低圧熱交換器３２は温められる。これによって、低圧熱交換器３２により蒸気が生成されるまでの時間を短縮することができる。また、ガスタービン２の起動時にはサージを防止することができ、ガスタービン２の運転時には低ＮＯｘ運転を行うことができるという効果も第１実施形態と同様に奏される。

【0043】

（他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば以下の通りである。

【0044】

上記第１および第２実施形態では、竪型構造の排熱回収ボイラ３を採用したが、これに限らず、横型構造の排熱回収ボイラを採用してもよい。

【0045】

また、上記第１および第２実施形態では、煙管１３が設けられたコンバインドサイクル発電プラント１、１ａについて説明したが、煙管１３が設けられていないコンバインドサイクル発電プラントについても本発明を同様に適用することができる。

【0046】

また、上記第１および第２実施形態では、高圧蒸気の膨張過程の途中で低圧蒸気が導入される一段タイプの蒸気タービン５０について例を挙げて説明したが、蒸気タービン５０の構成はこれに限定されるものではなく、高圧蒸気により駆動される高圧蒸気タービンと、高圧蒸気タービンにシャフトにより連結され低圧蒸気により駆動される低圧蒸気タービンを含む二段タイプのものを採用してもよい。

【0047】

また、上記第１および第２実施形態では、三方弁６，１６を採用したが、これに限定されるものではなく、三方弁６の代わりに、ボイラ上流側接続配管８に開閉弁を設けかつ抽気配管２６の下流端の上流側に開閉弁を設けてもよい。また、三方弁１６の代わりに、ボイラ上流側接続配管１７に開閉弁を設けかつ抽気配管５の下流側部分に開閉弁を設けてもよい。

【0048】

また、上記第１および第２実施形態では、第１圧縮空気により低圧熱交換器３２を温めた後、その第１圧縮空気を排熱回収ボイラ３内に抽気するようにしたが、第２圧縮空気を排熱回収ボイラ３内に抽気してもよい。また、第２圧縮空気により低圧熱交換器３２を温めた後、その第２圧縮空気を排熱回収ボイラ３内に抽気するようにしたが、第１圧縮空気を排熱回収ボイラ３内に抽気してもよい。

【0049】

さらに、上記第１および第２実施形態では、三方弁６，１６および流量調整弁９，１９を制御装置１２により制御するように構成したが、これらを別個独立して制御する各制御装置を設けてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ コンバインドサイクル発電プラント
２ ガスタービン
３ 排熱回収ボイラ
４ ダクト
５ 抽気配管（第１抽気配管）
６ 三方弁（第２三方弁）
６ａ，１６ａ 流入口
６ｂ，１６ｂ 第１流出口
６ｃ，１６ｃ 第２流出口
８ ボイラ上流側接続配管（第２ボイラ上流側接続配管）
９ 流量調整弁（第２流量調整弁）
１０ 温度センサ（第１温度センサ）
１１ 温度センサ（第３温度センサ）
１２ 制御装置
１６ 三方弁（第１三方弁）
１７ ボイラ上流側接続配管（第１ボイラ上流側接続配管）
１８ 温度センサ（第２温度センサ）
１９ 流量調整弁（第１流量調整弁）
２１ 圧縮機
２２ タービン
２３ 排気口
２４ 抽気口
２５ 吐出口
３１ 高圧熱交換器
３２ 低圧熱交換器
５０ 蒸気タービン

【図1】

【図2】

【図3】