本發(fā)明涉及多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及其控制裝置、及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備燃?xì)鉁u輪、利用來自燃?xì)鉁u輪的廢氣產(chǎn)生蒸汽的廢熱回收鍋爐、以及利用在廢熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動的蒸汽渦輪，且燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子不機(jī)械式地連結(jié)。本申請基于2014年3月28日在日本申請的日本特愿2014-070325號要求優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

作為具備蒸汽渦輪的大型設(shè)備，有具備燃?xì)鉁u輪、利用來自燃?xì)鉁u輪的廢氣產(chǎn)生蒸汽并將該蒸汽輸送至蒸汽渦輪的廢熱回收鍋爐的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備。

對于聯(lián)合循環(huán)設(shè)備，有燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子機(jī)械式地連結(jié)的單軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備、以及燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子不機(jī)械式地連結(jié)的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備。

蒸汽渦輪的起動時(shí)間根據(jù)起動開始時(shí)的蒸汽渦輪的溫度而改變。關(guān)于該起動時(shí)間，例如以下的專利文獻(xiàn)1中詳細(xì)記載。在該專利文獻(xiàn)1中，例如在蒸汽渦輪中的第一級動葉的金屬溫度處于接近常溫的冷狀態(tài)下，起動時(shí)間約耗費(fèi)260分鐘。另外，在金屬溫度接近額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱狀態(tài)下，起動時(shí)間約耗費(fèi)35～70分鐘。另外，在金屬溫度是冷狀態(tài)與熱狀態(tài)之間的溫度的溫狀態(tài)下，起動時(shí)間耗費(fèi)100分鐘。

即，對于蒸汽渦輪，起動開始時(shí)的蒸汽渦輪的內(nèi)部溫度越低，起動時(shí)間越長。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3977922號公報(bào)

在多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，由于燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子不機(jī)械式地連結(jié)，因此在燃?xì)鉁u輪的驅(qū)動中，能夠預(yù)先使蒸汽渦輪停止。因此，在多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，存在從冷狀態(tài)、溫狀態(tài)、熱狀態(tài)中的任一狀態(tài)起動蒸汽渦輪的情況。

在這樣的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，與其他發(fā)電大型設(shè)備相同，在來自外部的要求負(fù)荷的變動大的情況下，希望能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)應(yīng)對該要求負(fù)荷的變動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明提供能夠在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)對要求負(fù)荷的變動的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及其控制裝置、及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法。

用于解決課題的手段

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，涉及一種多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備：燃?xì)鉁u輪；廢熱回收鍋爐，其利用來自所述燃?xì)鉁u輪的廢氣產(chǎn)生蒸汽；以及蒸汽渦輪，其利用在所述廢熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動，所述燃?xì)鉁u輪的燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與所述蒸汽渦輪的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子不機(jī)械式地連結(jié)，其中，根據(jù)要求負(fù)荷切換低負(fù)荷模式和高負(fù)荷模式，在所述低負(fù)荷模式中僅通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述高負(fù)荷模式中，能夠通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)以及所述蒸汽渦輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述低負(fù)荷模式時(shí)，也將所述蒸汽渦輪能夠維持預(yù)定的初始負(fù)荷的待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給，從而對所述蒸汽渦輪施加所述初始負(fù)荷。

在所述運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的低負(fù)荷模式的情況下，也向蒸汽渦輪供給待機(jī)流量的蒸汽。因此，在所述運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，即便在低負(fù)荷模式時(shí)接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的高負(fù)荷的要求負(fù)荷，在該時(shí)刻，蒸汽渦輪的內(nèi)部溫度也已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的溫度以上，且對蒸汽渦輪施加有初始負(fù)荷。由此，在所述運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，能夠縮短從接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻到燃?xì)鉁u輪的輸出與蒸汽渦輪的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷為止的時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，在第一方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，在所述高負(fù)荷模式時(shí)，當(dāng)所述要求負(fù)荷減小而向所述低負(fù)荷模式切換時(shí)，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第三方式，在第二方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，在從切換為所述低負(fù)荷模式之后到再次切換為所述高負(fù)荷模式的期間，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第四方式，在第二方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，在預(yù)先掌握切換為所述低負(fù)荷模式之后的要求負(fù)荷達(dá)到不僅僅通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻、即負(fù)荷變更時(shí)刻的情況下，從切換為所述低負(fù)荷模式到所述負(fù)荷變更時(shí)刻之前的時(shí)刻即蒸汽供給停止時(shí)刻為止，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給，從所述蒸汽供給停止時(shí)刻到所述負(fù)荷變更時(shí)刻為止，停止朝向所述蒸汽渦輪的蒸汽供給，從所述負(fù)荷變更時(shí)刻起進(jìn)行向所述高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變處理，所述蒸汽供給停止時(shí)刻是在到達(dá)所述負(fù)荷變更時(shí)刻時(shí)，所述蒸汽渦輪的內(nèi)部溫度為所述預(yù)定的溫度以上的時(shí)刻。

根據(jù)本發(fā)明的第五方式，在第一至第四方式的任一方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，從使所述燃?xì)鉁u輪起動之后，只要滿足用于將來自所述廢熱回收鍋爐的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給的條件，無論所述要求負(fù)荷的高低，均將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第六方式，在第一至第五方式的任一的方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備：冷凝器，其使來自所述蒸汽渦輪的蒸汽變回成水；旁通蒸汽閥，其調(diào)節(jié)不經(jīng)由所述蒸汽渦輪而從所述廢熱回收鍋爐導(dǎo)入至所述冷凝器的蒸汽的流量；以及主蒸汽閥，其調(diào)節(jié)從所述廢熱回收鍋爐向所述蒸汽渦輪供給的蒸汽的流量，在將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給的情況下，在打開所述旁通蒸汽閥以及所述主蒸汽閥的基礎(chǔ)上，控制所述旁通蒸汽閥與所述主蒸汽閥中的至少一方的蒸汽閥的開度，以便將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第七方式，在第一至第五方式的任一方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上，也可以是，所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備廢氣調(diào)節(jié)器，該廢氣調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)從所述燃?xì)鉁u輪向所述廢熱回收鍋爐輸送的所述廢氣的流量，在將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給的情況下，控制所述廢氣調(diào)節(jié)器的開度，以使得所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第八方式，涉及一種多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備，具備：燃?xì)鉁u輪；廢熱回收鍋爐，其利用來自所述燃?xì)鉁u輪的廢氣產(chǎn)生蒸汽；蒸汽渦輪，其利用在所述廢熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動，且具有不與所述燃?xì)鉁u輪的燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子機(jī)械式地連結(jié)的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子；控制裝置，其控制所述燃?xì)鉁u輪的輸出以及所述蒸汽渦輪的輸出調(diào)節(jié)；以及蒸汽供給調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)從所述廢熱回收鍋爐向所述蒸汽渦輪供給的蒸汽的流量。

所述控制裝置根據(jù)要求負(fù)荷切換低負(fù)荷模式和高負(fù)荷模式，在所述低負(fù)荷模式中，僅通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述高負(fù)荷模式中，能夠通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)以及所述蒸汽渦輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述低負(fù)荷模式時(shí)，也將所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器控制為，將所述蒸汽渦輪能夠維持預(yù)定的初始負(fù)荷的待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給，從而對所述蒸汽渦輪施加所述初始負(fù)荷。

在所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的低負(fù)荷模式的情況下，也向蒸汽渦輪供給待機(jī)流量的蒸汽。因此，在所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，即便在低負(fù)荷模式時(shí)接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的高負(fù)荷的要求負(fù)荷，在該時(shí)刻，蒸汽渦輪的內(nèi)部溫度也已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的溫度以上，且對蒸汽渦輪施加有初始負(fù)荷。由此，在所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，能夠縮短從接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻到燃?xì)鉁u輪的輸出與蒸汽渦輪的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷為止的時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的第九方式，在第八方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的基礎(chǔ)上，也可以是，所述控制裝置將所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器控制為，在所述高負(fù)荷模式時(shí)，當(dāng)所述要求負(fù)荷減小而向所述低負(fù)荷模式切換時(shí)，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第十方式，在第九方式所涉及的所述控制裝置的基礎(chǔ)上，也可以是，所述控制裝置將所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器控制為，在從切換為所述低負(fù)荷模式之后到再次切換為所述高負(fù)荷模式的期間，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，在第九方式所涉及的所述控制裝置的基礎(chǔ)上，也可以是，所述控制裝置預(yù)先掌握切換為所述低負(fù)荷模式后的要求負(fù)荷達(dá)到不僅僅通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻、即負(fù)荷變更時(shí)刻，所述控制裝置從切換為所述低負(fù)荷模式之后到所述負(fù)荷變更時(shí)刻之前的時(shí)刻即蒸汽供給停止時(shí)刻為止，將所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器控制為，將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給，從所述蒸汽供給停止時(shí)刻到所述負(fù)荷變更時(shí)刻為止，通過所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器使朝向所述蒸汽渦輪的蒸汽供給停止，從所述負(fù)荷變更時(shí)刻起進(jìn)行向所述高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變處理，所述蒸汽供給停止時(shí)刻是在到達(dá)所述負(fù)荷變更時(shí)刻時(shí)，所述蒸汽渦輪的內(nèi)部溫度為所述預(yù)定的溫度以上的時(shí)刻。

根據(jù)本發(fā)明的第十二方式，在第八至第十一方式的任一方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的基礎(chǔ)上，也可以是，所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備：冷凝器，其使來自所述蒸汽渦輪的蒸汽變回成水；旁通蒸汽閥，其調(diào)節(jié)不經(jīng)由所述蒸汽渦輪而從所述廢熱回收鍋爐向所述冷凝器供給的蒸汽的流量；以及主蒸汽閥，其調(diào)節(jié)從所述廢熱回收鍋爐向所述蒸汽渦輪供給的蒸汽的流量，所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器具有所述旁通蒸汽閥與所述主蒸汽閥。

所述控制裝置在將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給的情況下，在打開所述旁通蒸汽閥以及所述主蒸汽閥的基礎(chǔ)上，控制所述旁通蒸汽閥與所述主蒸汽閥中的至少一方的蒸汽閥的開度，以便將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第十三方式，在第八至第十一方式的任一方式所涉及的所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的基礎(chǔ)上，也可以是，所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備廢氣調(diào)節(jié)器，該廢氣調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)從所述燃?xì)鉁u輪向所述廢熱回收鍋爐供給的所述廢氣的流量，所述控制裝置在將所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給的情況下，控制所述廢氣調(diào)節(jié)器的開度，以使得所述待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給。

根據(jù)本發(fā)明的第十四方式，涉及一種多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的控制裝置，該多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備：燃?xì)鉁u輪；廢熱回收鍋爐，其利用來自所述燃?xì)鉁u輪的廢氣產(chǎn)生蒸汽；蒸汽渦輪，其利用在所述廢熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動；以及蒸汽供給調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)從所述廢熱回收鍋爐向所述蒸汽渦輪供給的蒸汽的流量，所述燃?xì)鉁u輪的燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子與所述蒸汽渦輪的蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子不機(jī)械式地連結(jié)，其中，根據(jù)要求負(fù)荷切換低負(fù)荷模式和高負(fù)荷模式，在所述低負(fù)荷模式中，僅通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述高負(fù)荷模式中，能夠通過所述燃?xì)鉁u輪的輸出調(diào)節(jié)以及所述蒸汽渦輪的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)所述多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出，在所述低負(fù)荷模式時(shí)，也將所述蒸汽供給調(diào)節(jié)器控制為，將所述蒸汽渦輪能夠維持預(yù)定的初始負(fù)荷的待機(jī)流量的蒸汽向所述蒸汽渦輪供給，從而向所述蒸汽渦輪施加所述初始負(fù)荷。

發(fā)明效果

根據(jù)上述的多軸聯(lián)合設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法、多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備、多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的控制裝置，能夠在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)對要求負(fù)荷的變動。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的系統(tǒng)圖。

圖2是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作的時(shí)間圖(其一)。

圖3是示出比較例的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作的時(shí)間圖。

圖4是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作的時(shí)間圖(其二)。

圖5是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作順序的流程圖(其一)。

圖6是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作順序的流程圖(其二)。

圖7是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的變形例的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作的時(shí)間圖。

圖8是示出本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式的變形例的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作順序的流程圖。

圖9是本發(fā)明所涉及的第二實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的系統(tǒng)圖。

圖10是本發(fā)明所涉及的第三實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的系統(tǒng)圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖說明本發(fā)明所涉及的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的各種實(shí)施方式。

“第一實(shí)施方式”

首先，參照圖1～圖6說明本發(fā)明所涉及的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的第一實(shí)施方式。

如圖1所示，本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備燃?xì)鉁u輪10、通過燃?xì)鉁u輪10的驅(qū)動而進(jìn)行發(fā)電的燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17、進(jìn)行燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17與電力系統(tǒng)1的電連接以及切斷的燃?xì)鉁u輪斷路器18、利用從燃?xì)鉁u輪10排出的廢氣EG的熱量產(chǎn)生蒸汽的廢熱回收鍋爐20、利用在廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行驅(qū)動的蒸汽渦輪30、通過蒸汽渦輪30的驅(qū)動進(jìn)行發(fā)電的蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37、進(jìn)行蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37與電力系統(tǒng)1的電連接以及切斷的蒸汽渦輪斷路器38、使驅(qū)動蒸汽渦輪30后的蒸汽變回成水的冷凝器34、使冷凝器34中的水返回廢熱回收鍋爐20的供水泵35、以及將通過廢熱回收鍋爐20后的廢氣EG向大氣放出的煙囪26。

燃?xì)鉁u輪10具備壓縮空氣A的壓縮機(jī)11、使燃料F在被壓縮機(jī)11壓縮后的空氣中燃燒并生成燃燒氣體的燃燒器14、以及由高溫高壓的燃燒氣體驅(qū)動的渦輪12。渦輪12的渦輪轉(zhuǎn)子與壓縮機(jī)11的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子以同一軸線作為中心而旋轉(zhuǎn)并相互連結(jié)，形成燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13。在該燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13上連接有燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17的轉(zhuǎn)子。

在燃燒器14上連接有將來自外部的燃料供給源的燃料F供給至該燃燒器14的燃料路徑15。在該燃料路徑15中設(shè)置有調(diào)節(jié)向燃燒器14供給的燃料F的流量的燃料調(diào)節(jié)閥16。

渦輪12的排氣口與煙囪26通過煙道25而連接。在該煙道25中設(shè)置有廢熱回收鍋爐20。

蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33與蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37的轉(zhuǎn)子連結(jié)。需要說明的是，該蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33不與燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13機(jī)械式地連結(jié)。因此，燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的旋轉(zhuǎn)不同步，即便燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33也不一定旋轉(zhuǎn)。

蒸汽渦輪30的蒸汽入口與廢熱回收鍋爐20的蒸汽出口通過主蒸汽路徑21而連接。在該主蒸汽路徑21中設(shè)置有調(diào)節(jié)向蒸汽渦輪30流入的蒸汽的流量的主蒸汽閥22。蒸汽渦輪30的蒸汽出口與冷凝器34的蒸汽入口連接。在該主蒸汽路徑21中，從比主蒸汽閥22靠上游側(cè)的位置分支出旁通路徑23。該旁通路徑23與冷凝器34的蒸汽入口連接。在該旁通路徑23中設(shè)置有調(diào)節(jié)通過旁通路徑23的蒸汽的流量的旁通蒸汽閥24。冷凝器34的冷凝出口與廢熱回收鍋爐20的水入口通過供水路徑36而連接。在該供水路徑36中設(shè)置有供水泵35。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，利用主蒸汽閥22與旁通蒸汽閥24構(gòu)成蒸汽供給調(diào)節(jié)器。

本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備還具備控制裝置50，該控制裝置50根據(jù)來自上位裝置59的要求負(fù)荷等控制燃?xì)鉁u輪10、蒸汽渦輪30的動作等。該控制裝置50具有：控制向燃?xì)鉁u輪10供給的燃料F的流量的燃料控制部52、控制向蒸汽渦輪30流入的蒸汽即主蒸汽的流量的主蒸汽控制部53、控制在旁通路徑23中流動的蒸汽即旁通蒸汽的流量的旁通蒸汽控制部54、控制燃?xì)鉁u輪斷路器18的燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55、控制蒸汽渦輪斷路器38的蒸汽渦輪斷路器控制部56、以及控制上述控制部52～56的綜合控制部51。

燃料控制部52對燃料調(diào)節(jié)閥16指示閥開度，主蒸汽控制部53對主蒸汽閥22指示閥開度，旁通蒸汽控制部54對旁通蒸汽閥24指示閥開度。

來自燃?xì)鉁u輪10、蒸汽渦輪30以及設(shè)置于各路徑等的傳感器等的信號、來自上位裝置59的要求負(fù)荷輸入至綜合控制部51。作為本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，有僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出的低負(fù)荷模式、以及能夠通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)以及蒸汽渦輪30的輸出調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出的高負(fù)荷模式。綜合控制部51根據(jù)來自上位裝置59的要求負(fù)荷的大小來判斷是以低負(fù)荷模式運(yùn)轉(zhuǎn)還是以高負(fù)荷模式運(yùn)轉(zhuǎn)，對各控制部52～56給予與模式對應(yīng)的指示。

接下來，按照圖2所示的時(shí)間圖以及圖5所示的流程圖，說明本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作。在此，說明從燃?xì)鉁u輪10以及蒸汽渦輪30均停止的狀態(tài)到燃?xì)鉁u輪斷路器18以及蒸汽渦輪斷路器38均并入電力系統(tǒng)1并達(dá)到高負(fù)荷模式為止的動作。

控制裝置50在從上位裝置59接收到要求負(fù)荷時(shí)(t1(圖2)、S10(圖5))，使燃?xì)鉁u輪10起動(t2(圖2)、S11(圖5))。此時(shí)，控制裝置50向未圖示的起動裝置給予指示，通過該起動裝置使燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，燃?xì)鉁u輪10的壓縮機(jī)11將大氣中的空氣A壓縮，將壓縮后的空氣A向燃燒器14供給。此外，控制裝置50的燃料控制部52對燃料調(diào)節(jié)閥16指示閥開度，將來自燃料路徑15的燃料F向燃燒器14供給。在燃燒器14中，燃料F在壓縮后的空氣A中燃燒，生成高溫高壓的燃燒氣體。該燃燒氣體從燃燒器14向渦輪12內(nèi)輸送，使燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)。通過該燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)，與燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13連結(jié)的燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17的轉(zhuǎn)子也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

控制裝置50的綜合控制部51向燃料控制部52指示逐漸增加向燃燒器14供給的燃料F的供給量。其結(jié)果是，向燃燒器14供給的燃料F的供給量逐漸增加，燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的轉(zhuǎn)數(shù)逐漸增高。綜合控制部51在燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)(額定轉(zhuǎn)數(shù)的百分之幾十分的轉(zhuǎn)數(shù))時(shí)，中止起動裝置對燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)輔助。綜合控制部51在燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(t3(圖2)、S12(圖5))，對燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55指示并入。燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55在接收到該并入的指示時(shí)，對燃?xì)鉁u輪斷路器18指示連接。其結(jié)果是，燃?xì)鉁u輪斷路器18閉合，燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17與電力系統(tǒng)1電連接，燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17并入電力系統(tǒng)1(t4(圖2)、S13(圖5))。

使燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)的燃燒氣體作為廢氣EG而從燃?xì)鉁u輪10排出，經(jīng)由廢熱回收鍋爐20從煙囪26向大氣放出。廢熱回收鍋爐20使用來自燃?xì)鉁u輪10的廢氣EG的熱量使水變成蒸汽。在廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由主蒸汽路徑21以及旁通路徑23供給至冷凝器34。即，在該時(shí)刻，主蒸汽閥22全閉，旁通蒸汽閥24全開。供給至冷凝器34的蒸汽在此變回水，經(jīng)由供水路徑36返回至廢熱回收鍋爐20。

綜合控制部51判斷是否滿足用于將在廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生的蒸汽向蒸汽渦輪30供給的條件(S14(圖5))。綜合控制部51在判斷為滿足該條件時(shí)，換句話說蒸汽條件成立時(shí)，判斷相對于之前的要求負(fù)荷是否為低負(fù)荷模式(S15(圖5))。換句話說，綜合控制部51判斷相對于之前的要求負(fù)荷是否僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)進(jìn)行應(yīng)對。

在本實(shí)施方式中，在相對于之前的要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)進(jìn)行應(yīng)對的情況下(S15中為是)，若蒸汽條件成立，則將來自廢熱回收鍋爐20的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。具體而言，綜合控制部51向主蒸汽控制部53以及旁通蒸汽控制部54給予指示，以便向蒸汽渦輪30供給蒸汽渦輪30能夠維持初始負(fù)荷的待機(jī)流量的蒸汽。旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24維持全開狀態(tài)，主蒸汽控制部53向主蒸汽閥22指示閥開度，以便在旁通蒸汽閥24全開時(shí)向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽(t5(圖2)、S21(圖5))。其中，該閥開度不是0。由此，此時(shí)，旁通蒸汽閥24以及主蒸汽閥22均打開。另外，主蒸汽控制部53對主蒸汽閥22指示閥開度，以使得向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸接近待機(jī)流量。

在此，初始負(fù)荷指的是并入時(shí)最初向蒸汽渦輪30施加的預(yù)定的負(fù)荷，例如是蒸汽渦輪30的額定負(fù)荷的5％左右的負(fù)荷。

即，在本實(shí)施方式中，在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)來應(yīng)對的情況下，也使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度，使旁通蒸汽閥24全開，將來自廢熱回收鍋爐20的蒸汽中的待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。另一方面，將剩余的蒸汽經(jīng)由旁通路徑23向冷凝器34供給。需要說明的是，只要能夠?qū)碜詮U熱回收鍋爐20的蒸汽中的待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給，則不需要使旁通蒸汽閥24全開。例如，既可以使旁通蒸汽閥24成為規(guī)定的閥開度(非0)，使主蒸汽閥22全開，也可以使旁通蒸汽閥24以及主蒸汽閥22均為規(guī)定的閥開度(非0)。

當(dāng)供給至蒸汽渦輪30的蒸汽的流量逐漸增加，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(t6(圖2)、S22(圖5))，綜合控制部51對蒸汽渦輪斷路器控制部56給予并入的指示。蒸汽渦輪斷路器控制部56在接收到該并入的指示時(shí)對蒸汽渦輪斷路器38指示連接。

其結(jié)果是，蒸汽渦輪斷路器38閉合，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37與電力系統(tǒng)1電連接，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入電力系統(tǒng)1(t7(圖2)、S23(圖5))。然后，當(dāng)供給至蒸汽渦輪30的蒸汽流量達(dá)到待機(jī)流量時(shí)，蒸汽渦輪30的負(fù)荷成為初始負(fù)荷。至此，從蒸汽渦輪30的起動向低負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

當(dāng)維持該低負(fù)荷模式時(shí)，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度例如約為500～530℃。該溫度在判斷蒸汽渦輪30是否處于熱狀態(tài)的閾值(例如，300℃)以上。因此，在本實(shí)施方式中，即便在低負(fù)荷模式下，蒸汽渦輪30也維持熱狀態(tài)。需要說明的是，在本實(shí)施方式的蒸汽渦輪30中，在持續(xù)供給相當(dāng)于額定輸出的蒸汽時(shí)，第一級動葉的溫度例如為550℃。此外，在本實(shí)施方式中，即便在低負(fù)荷模式下，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)3也并入電力系統(tǒng)1，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33以額定轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。

綜合控制部51在重新從上位裝置59接收到要求負(fù)荷時(shí)(t8(圖2)、S24(圖5))，判斷相對于該要求負(fù)荷是否以低負(fù)荷模式應(yīng)對(S25(圖5))。綜合控制部51在判斷為以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S25中為是)，維持將待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給的低負(fù)荷模式。此時(shí)，綜合控制部51僅調(diào)節(jié)燃?xì)鉁u輪10的輸出，來應(yīng)對要求負(fù)荷的變動。燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)例如僅通過燃料調(diào)節(jié)閥16的閥開度的調(diào)節(jié)等進(jìn)行應(yīng)對。

另外，綜合控制部51在判斷為對于重新接收到的要求負(fù)荷不以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S25中為否)，轉(zhuǎn)變?yōu)楦哓?fù)荷模式。換句話說，綜合控制部51將多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)模式從低負(fù)荷模式切換為高負(fù)荷模式。具體而言，綜合控制部51通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全閉，并且通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度(t9(圖2)、S26)。此時(shí)，主蒸汽控制部53對主蒸汽閥22指示閥開度，以便將通過蒸汽渦輪30的輸出來補(bǔ)充要求負(fù)荷中的增加量所需的流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。其結(jié)果是，向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸增加，與之相伴，蒸汽渦輪30的輸出也逐漸增高。然后，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷時(shí)(t10(圖2))，主蒸汽閥22的閥開度變?yōu)榇笾潞愣ǎ羝麥u輪30的輸出也變?yōu)榇笾潞愣?。至此，從低?fù)荷模式向高負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

以下，在高負(fù)荷模式下，綜合控制部51每當(dāng)接收到新的要求負(fù)荷時(shí)，調(diào)節(jié)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出中的一方或者兩方，由此調(diào)節(jié)多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出來應(yīng)對要求負(fù)荷。

另外，在前述的步驟15中，綜合控制部51在判斷為不以低負(fù)荷模式應(yīng)對之前的要求負(fù)荷時(shí)(S15中為否)，不經(jīng)過低負(fù)荷模式就轉(zhuǎn)變?yōu)楦哓?fù)荷模式。在該情況下，與之前說明的向高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變時(shí)相同，綜合控制部51也通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全閉，并且通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度(S16(圖5))。此時(shí)，主蒸汽控制部53對主蒸汽閥22指示閥開度，以使得將要求負(fù)荷中的通過蒸汽渦輪30的輸出進(jìn)行補(bǔ)充所需的流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。接下來，綜合控制部51在蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(S17(圖5))，對蒸汽渦輪斷路器控制部56指示并入。其結(jié)果是，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入電力系統(tǒng)1(S18(圖5))。

在蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入后，向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸增加，與之相伴，蒸汽渦輪30的輸出也逐漸增高。然后，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷時(shí)，如上所述，主蒸汽閥22的閥開度大致恒定，蒸汽渦輪30的輸出也大致恒定。至此，從蒸汽渦輪30的起動向低負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

在此，使用圖3所示的時(shí)間圖說明比較例。

在該比較例中，在對于最初接收到的要求負(fù)荷(t1)僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的情況下，即便滿足用于將在廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生的蒸汽向蒸汽渦輪30供給的條件(t5a)，也不會將蒸汽供給至蒸汽渦輪30。換句話說，在該比較例中，即便蒸汽條件成立，也維持主蒸汽閥22的全閉并且維持旁通蒸汽閥24的全開。

之后，在接收到新的要求負(fù)荷(t6a)，并不僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對該要求負(fù)荷的情況下，旁通蒸汽閥24全閉，主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度，開始向蒸汽渦輪30供給能夠通過蒸汽渦輪30的輸出補(bǔ)充要求負(fù)荷中的增加量的流量的蒸汽(t7a)。其結(jié)果是，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)逐漸增高，當(dāng)該轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(t8a)，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入電力系統(tǒng)1(t9a)。在蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入后，向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸增加，與之相伴，蒸汽渦輪30的輸出也逐漸增高。然后，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷時(shí)(t10a)，主蒸汽閥22的閥開度大致恒定，蒸汽渦輪30的輸出也大致恒定。

在該比較例中，在接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t6a)，使主蒸汽閥22打開。因此，在該比較例中，從接收到該要求負(fù)荷的時(shí)刻(t6a)起開始向蒸汽渦輪30供給蒸汽，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度逐漸增高，并且蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)逐漸增高。之后，當(dāng)?shù)谝患墑尤~的溫度達(dá)到前述的閾值(例如，300℃)以上，且蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(t8a)，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37向電力系統(tǒng)1并入(t9a)。由此，在該比較例中，從接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t6a)，至蒸汽渦輪30的輸出增高，燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷(t9a)為止的時(shí)間T2增長。

另一方面，在本實(shí)施方式中，在接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t8(圖2))，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度已經(jīng)是前述的閾值(例如，300℃)以上的500℃以上。并且，不僅蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)，而且蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37已經(jīng)并入電力系統(tǒng)1。由此，在本實(shí)施方式中，能夠使從接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t8(圖2))到燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷(t10(圖2))為止的時(shí)間T1遠(yuǎn)比比較例短。

接下來，根據(jù)圖4所示的時(shí)間圖以及圖6所示的流程圖，說明本實(shí)施方式的達(dá)到高負(fù)荷模式之后的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的動作。

在高負(fù)荷模式下，如上所述，旁通蒸汽閥24全閉，主蒸汽閥22成為與蒸汽渦輪30要求的輸出相應(yīng)的規(guī)定的閥開度。綜合控制部51在從上位裝置59接收到要求負(fù)荷時(shí)(t20(圖4)、S30(圖6))，判斷對于該要求負(fù)荷是否以低負(fù)荷模式應(yīng)對(S31(圖6))。綜合控制部51在判斷不以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S31中為否)，維持高負(fù)荷模式。

另外，綜合控制部51在判斷為對于在步驟30(t20(圖4))中接收到的要求負(fù)荷以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S31中為是)，向低負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變。換句話說，綜合控制部51將多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)模式從高負(fù)荷模式向低負(fù)荷模式切換。具體而言，綜合控制部51通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全開，并且通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度(t21(圖4)、S32(圖6))。此時(shí)，主蒸汽控制部53向主蒸汽閥22指示閥開度，以便在旁通蒸汽閥24全開時(shí)向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽。

即，在本實(shí)施方式中，即便在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的情況下，也使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度，使旁通蒸汽閥24全開，將來自廢熱回收鍋爐20的蒸汽中的待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給，另一方面將剩余的蒸汽經(jīng)由旁通路徑23向冷凝器34供給。

當(dāng)向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸減少并達(dá)到待機(jī)流量時(shí)，蒸汽渦輪30的負(fù)荷變?yōu)槌跏钾?fù)荷(t22(圖4))。至此，從高負(fù)荷模式向低負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

綜合控制部51在向低負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變后從上位裝置59接收到要求負(fù)荷時(shí)(t23(圖4)、S33(圖6))，判斷對于該要求負(fù)荷是否以低負(fù)荷模式應(yīng)對(S34(圖6))。綜合控制部51在判斷為以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S34中為是)，維持將待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給的低負(fù)荷模式。此時(shí)，綜合控制部51僅調(diào)節(jié)燃?xì)鉁u輪10的輸出來應(yīng)對要求負(fù)荷的變動。

另外，綜合控制部51在判斷為對于在步驟33(t23(圖4))中接收到的要求負(fù)荷不以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S34中為否)，向高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變。具體而言，綜合控制部51通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全開，并且通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度(t24(圖4)、S35(圖6))。此時(shí)，主蒸汽控制部53向主蒸汽閥22指示閥開度，以便將通過蒸汽渦輪30的輸出補(bǔ)充要求負(fù)荷中的增加量所需的流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。其結(jié)果是，向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量逐漸增加，與之相伴，蒸汽渦輪30的輸出也逐漸增高。然后，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷時(shí)(t25(圖4))，主蒸汽閥22的閥開度大致恒定，蒸汽渦輪30的輸出也大致恒定。至此，從低負(fù)荷模式向高負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

如上，在本實(shí)施方式中，即便在對于要求負(fù)荷僅以燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的情況下，也向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽，預(yù)先使蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入電力系統(tǒng)1。因此，在本實(shí)施方式中，即便接收到不僅僅以燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷，在該時(shí)刻(t23(圖4))，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度也已經(jīng)是前述的閾值(例如，300℃)以上的500℃以上。并且，不僅蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)，而且蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37也已經(jīng)并入電力系統(tǒng)1。由此，在本實(shí)施方式中，能夠縮短從接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t23(圖2))到燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷(t25(圖4))為止的時(shí)間T1。

以上，在本實(shí)施方式中，在僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對時(shí)，在接收到不僅僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的情況下，能夠縮短從接收到該要求負(fù)荷到多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到與要求負(fù)荷對應(yīng)的輸出為止的時(shí)間。

“第一實(shí)施方式的變形例”

接下來，根據(jù)圖7所示的時(shí)間圖以及圖8所示的流程圖，說明以上說明的第一實(shí)施方式的變形例。

在以上說明的第一實(shí)施方式中，在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的期間中，向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽。在本變形例中，在對于要求負(fù)荷僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的期間，雖然向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽，但在該期間的一部分不向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽。

本變形例與第一實(shí)施方式的相同之處在于，從燃?xì)鉁u輪10以及蒸汽渦輪30均停止的狀態(tài)到燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17以及蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37均并入電力系統(tǒng)1為止、換句話說變?yōu)楦哓?fù)荷模式為止的動作。因此，以下說明變?yōu)楦哓?fù)荷模式之后的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備動作。

在本變形例中，綜合控制部51也在高負(fù)荷模式時(shí)，當(dāng)從上位裝置59接收到要求負(fù)荷時(shí)(t20(圖7)、S40(圖8))判斷對于該要求負(fù)荷是否以低負(fù)荷模式應(yīng)對(S41(圖8))。綜合控制部51在判斷為不以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S41中為否)，維持高負(fù)荷模式。另外，綜合控制部51在判斷為對于該要求負(fù)荷以低負(fù)荷模式應(yīng)對時(shí)(S41中為是)，與第一實(shí)施方式相同，向低負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變。其結(jié)果是，旁通蒸汽閥24全開，并且主蒸汽閥22成為與待機(jī)蒸汽相當(dāng)?shù)拈y開度(t31(圖7)、S42(圖8))。

當(dāng)供給至蒸汽渦輪30的蒸汽的流量逐漸減少并達(dá)到待機(jī)流量時(shí)，蒸汽渦輪30的負(fù)荷變?yōu)槌跏钾?fù)荷(t32(圖7))。至此，從高負(fù)荷模式向低負(fù)荷模式的轉(zhuǎn)變結(jié)束。

在此，在本變形例中，預(yù)先掌握切換為低負(fù)荷模式后的要求負(fù)荷變?yōu)椴粌H僅通過燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻(負(fù)荷變更時(shí)刻(t34))。例如，適合要求負(fù)荷的變更具有計(jì)劃性的情況。

在本變形例中，從切換為低負(fù)荷模式(t32)到負(fù)荷變更時(shí)刻(t34)前的蒸汽供給停止時(shí)刻(t33)，將待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給，從蒸汽供給停止時(shí)刻(t33)到負(fù)荷變更時(shí)刻(t34)停止向蒸汽渦輪30供給蒸汽。然后，在本變形例中，記性從負(fù)荷變更時(shí)刻(t34)向高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變處理。

若在蒸汽供給停止時(shí)刻(t33)停止向蒸汽渦輪30供給蒸汽，之后，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度從例如500℃逐漸降低。假設(shè)若在蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度低于前述的閾值(例如，300℃)之前進(jìn)行向高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變處理，由于蒸汽渦輪30處于熱狀態(tài)，因此能夠縮短從接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t34)到蒸汽渦輪30達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)為止的時(shí)間T4。因此，在本變形例中，預(yù)先掌握從供給待機(jī)流量的蒸汽供給(t33)到蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度達(dá)到預(yù)定溫度(例如，300℃)為止的時(shí)間T3，將從預(yù)定的負(fù)荷變更時(shí)刻(t34)經(jīng)過時(shí)間T3的時(shí)刻設(shè)為蒸汽供給停止時(shí)刻t33。

在本變形例中，當(dāng)切換為低負(fù)荷模式時(shí)(t32(圖7))，綜合控制部51判斷是否在以高負(fù)荷模式應(yīng)對的要求負(fù)荷的接受預(yù)定時(shí)刻(t34(圖7))的規(guī)定時(shí)間(T3)之前。換句話說，綜合控制部51判斷是否已從變?yōu)楦哓?fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻(t34)到達(dá)規(guī)定時(shí)間T3前的蒸汽供給停止時(shí)刻(t33(圖7))(S43(圖8))。綜合控制部51在判斷為已經(jīng)到達(dá)蒸汽供給停止時(shí)刻(t33(圖7))時(shí)(S43中為是)，解除蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37向電力系統(tǒng)1的并入，并且如上所述那樣停止朝向蒸汽渦輪30的蒸汽供給。換句話說，綜合控制部51對蒸汽渦輪斷路器控制部56指示并入解除，并且通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全開，通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22全閉(t33(圖7)、S44(圖8))。

之后，綜合控制部51在接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷時(shí)(t34(圖7)、S45(圖8))，通過旁通蒸汽控制部54使旁通蒸汽閥24全閉，并且通過主蒸汽控制部53使主蒸汽閥22成為規(guī)定的閥開度(t35(圖7)、S46(圖8))。此時(shí)，主蒸汽控制部53對主蒸汽閥22指示閥開度，以便將通過蒸汽渦輪30的輸出補(bǔ)充要求負(fù)荷中的增加量所需的流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。此外，綜合控制部51在蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(t36(圖7)、S47(圖8))，對蒸汽渦輪斷路器控制部56給予并入的指示。蒸汽渦輪斷路器控制部56在接收該并入的指示時(shí)對蒸汽渦輪斷路器38指示連接。其結(jié)果是，蒸汽渦輪斷路器38閉合，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37與電力系統(tǒng)1電連接，蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入電力系統(tǒng)1(t37(圖7)、S48(圖8))。在蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37并入之后，向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的流量也逐漸增加，與之相伴，蒸汽渦輪30的輸出也逐漸增高。然后，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10的輸出與蒸汽渦輪30的輸出相加而得到的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷時(shí)(t38)，主蒸汽閥22的閥開度大致恒定，蒸汽渦輪30的輸出也大致恒定。

如上，在本變形例中，即便在對于要求負(fù)荷僅以燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)進(jìn)行應(yīng)對的情況下，雖然是暫時(shí)，但也向蒸汽渦輪30供給待機(jī)流量的蒸汽。因此，在本變形例中，即便之后接收到不僅僅以燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷，在該時(shí)刻，蒸汽渦輪30的第一級動葉的溫度也已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的溫度以上，蒸汽渦輪30處于熱狀態(tài)。由此，在本變形例中，如上所述，從接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻t34到蒸汽渦輪30達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)(t36)的時(shí)間T4縮短，其結(jié)果是，能夠縮短從接收到高負(fù)荷的要求負(fù)荷的時(shí)刻t34到多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到要求負(fù)荷(t38)的時(shí)間T5。

“第二實(shí)施方式”

接下來，參照圖9說明本發(fā)明所涉及的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的第二實(shí)施方式。

本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備是具備兩臺燃?xì)鉁u輪10、10以及一臺蒸汽渦輪30的2on1型的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備。

在本實(shí)施方式中，每兩臺燃?xì)鉁u輪10、10設(shè)置有燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17、燃?xì)鉁u輪斷路器18、廢熱回收鍋爐20以及煙囪26。

兩臺廢熱回收鍋爐20、20的蒸汽出口均通過主蒸汽路徑21與一臺蒸汽渦輪30的蒸汽入口連接。在各主蒸汽路徑21中設(shè)置有主蒸汽閥22。該蒸汽渦輪30的蒸汽出口與第一實(shí)施方式相同地與冷凝器34的蒸汽入口連接。從各主蒸汽路徑21中的比主蒸汽閥22靠上游側(cè)的位置分支出旁通路徑23。各旁通路徑23均與冷凝器34的蒸汽入口連接。在各旁通路徑23中設(shè)置有旁通蒸汽閥24。在冷凝器34的冷凝出口連接有主供水路徑36m。在該主供水路徑36m中設(shè)置有供水泵35。主供水路徑36m在比供水泵35靠下游側(cè)的位置分支為二，一方形成第一供水路徑36a，另一方形成第二供水路徑36b。第一供水路徑36a與兩臺廢熱回收鍋爐20、20中的一方的廢熱回收鍋爐20的水入口連接，第二供水路徑36b與另一方的廢熱回收鍋爐20的水入口連接。

與第一實(shí)施方式相同，在蒸汽渦輪30上連接有通過蒸汽渦輪30的驅(qū)動而進(jìn)行發(fā)電的蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37。在該蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37上連接有進(jìn)行與電力系統(tǒng)1的電連接以及切斷的蒸汽渦輪斷路器38。兩臺燃?xì)鉁u輪10、10的各燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13、13彼此不機(jī)械式地連結(jié)。此外，兩臺燃?xì)鉁u輪10、10的各燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子13、13與蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子33均不機(jī)械式地連結(jié)。

本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備也具備根據(jù)來自上位裝置59的要求負(fù)荷等控制燃?xì)鉁u輪10、蒸汽渦輪30的動作等的控制裝置50a。該控制裝置50a也與圖1所示的第一實(shí)施方式的控制裝置50相同地具有燃料控制部52、主蒸汽控制部53、旁通蒸汽控制部54、燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55、蒸汽渦輪斷路器控制部56以及綜合控制部51。但是，在本實(shí)施方式的控制裝置50a中，燃料控制部52、主蒸汽控制部53、旁通蒸汽控制部54以及燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55均針對每臺燃?xì)鉁u輪10設(shè)置。

本實(shí)施方式的2on1型的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備也基本上與第一實(shí)施方式或者其變形例的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備相同地運(yùn)轉(zhuǎn)。

由此，在本實(shí)施方式中，對于在僅通過兩臺燃?xì)鉁u輪10、10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對時(shí)接收到不僅僅通過兩臺燃?xì)鉁u輪10、10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的要求負(fù)荷的情況，也能夠縮短從接收該要求負(fù)荷到多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的輸出達(dá)到與要求負(fù)荷對應(yīng)的輸出為止的時(shí)間。

不僅是具備兩臺燃?xì)鉁u輪與一臺蒸汽渦輪的2on1型的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備，對于具備三臺燃?xì)鉁u輪與一臺蒸汽渦輪的3on1型的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備、4on1型的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備，也可以與第一實(shí)施方式或者其變形例的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備相同地運(yùn)轉(zhuǎn)。

“第三實(shí)施方式”

接下來，參照圖10說明本發(fā)明所涉及的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的第三實(shí)施方式。

本實(shí)施方式的多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備與第一實(shí)施方式相同，也具備燃?xì)鉁u輪10、廢熱回收鍋爐20以及蒸汽渦輪30。在本實(shí)施方式中，燃?xì)鉁u輪10以及燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17部分、蒸汽渦輪30以及蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)37部分、冷凝器34部分也與第一實(shí)施方式相同。此外，在本實(shí)施方式中，燃?xì)鉁u輪10中的渦輪12的排氣口與煙囪26也通過煙道25而連接，在該煙道25中設(shè)置有廢熱回收鍋爐20。但是，在本實(shí)施方式中，在該煙道25中，從比廢熱回收鍋爐20靠上游側(cè)的位置分支出副煙道28。在該副煙道28中連接有副煙囪29。在煙道25中的副煙道28的分支部分設(shè)置有廢氣調(diào)節(jié)器27，該廢氣調(diào)節(jié)器27調(diào)節(jié)通過煙道25向廢熱回收鍋爐20流動的廢氣的流量，另一方面使不必要的廢氣向副煙道28側(cè)流動。另外，在本實(shí)施方式中，在供水泵35的下游側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)在供水路徑36中流動的水的流量的供水閥39。在本實(shí)施方式中，利用廢氣調(diào)節(jié)器27與供水閥39構(gòu)成蒸汽供給調(diào)節(jié)器。

在本實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)廢氣調(diào)節(jié)器27的開度以及供水閥39的開度，由此控制低負(fù)荷模式時(shí)向蒸汽渦輪30供給的蒸汽的待機(jī)流量。因此，本實(shí)施方式的控制裝置50b除了燃料控制部52、主蒸汽控制部53、旁通蒸汽控制部54、燃?xì)鉁u輪斷路器控制部55、蒸汽渦輪斷路器控制部56以及綜合控制部51之外，還具有控制廢氣調(diào)節(jié)器27的開度的廢氣控制部57以及控制供水閥39的開度的供水控制部58。

本實(shí)施方式的從燃?xì)鉁u輪10以及蒸汽渦輪30均停止的狀態(tài)到燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17并入電力系統(tǒng)1之前的動作與第一實(shí)施方式相同。在本實(shí)施方式中，在燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17并入電力系統(tǒng)1之前，主蒸汽閥22也全閉，旁通蒸汽閥24也全開。另外，在本實(shí)施方式中，供水閥39全開。此外，在本實(shí)施方式中，廢氣調(diào)節(jié)器27全開，處于來自燃?xì)鉁u輪10的全部廢氣向廢熱回收鍋爐20流動的狀態(tài)。因此，當(dāng)燃?xì)鉁u輪10起動時(shí)，來自該燃?xì)鉁u輪10的全部廢氣向廢熱回收鍋爐20供給，在該廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生蒸汽。在廢熱回收鍋爐20產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過主蒸汽路徑21以及旁通路徑23后向冷凝器34輸送，在該處變回成水。該水經(jīng)由供水路徑36返回廢熱回收鍋爐20。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)17并入電力系統(tǒng)1，蒸汽條件成立時(shí)，通過來自主蒸汽控制部53的指示使主蒸汽閥22全開，另一方面通過來自旁通蒸汽控制部54的指示使旁通蒸汽閥24全閉。此外，在本實(shí)施方式中，通過廢氣控制部57調(diào)節(jié)廢氣調(diào)節(jié)器27的開度，并且通過供水控制部58調(diào)節(jié)供水閥39的開度。通過廢氣調(diào)節(jié)器27的開度調(diào)節(jié)以及供水閥39的開度調(diào)節(jié)使在主蒸汽路徑21中流動的蒸汽滿足前述的蒸汽條件，并使在蒸汽系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)中循環(huán)的流體(蒸汽、水)的循環(huán)量達(dá)到待機(jī)流量。

由此，在本實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式相同，在對于要求負(fù)荷僅以燃?xì)鉁u輪10的輸出調(diào)節(jié)應(yīng)對的低負(fù)荷模式的情況下，只要蒸汽條件成立，也將待機(jī)流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。在本實(shí)施方式中，在從低負(fù)荷模式向高負(fù)荷模式轉(zhuǎn)變的情況下，廢氣調(diào)節(jié)器27以及供水閥39全開。另外，主蒸汽閥22設(shè)定閥開度，以便將通過蒸汽渦輪30的輸出補(bǔ)充要求負(fù)荷中的增加量所需的流量的蒸汽向蒸汽渦輪30供給。

工業(yè)實(shí)用性

根據(jù)該多軸聯(lián)合設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法、多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備、多軸聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的控制裝置，能夠在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)對要求負(fù)荷的變動。

附圖標(biāo)記說明

1 電力系統(tǒng)

10 燃?xì)鉁u輪

11 壓縮機(jī)

12 渦輪

13 燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子

14 燃燒器

15 燃料路徑

16 燃料調(diào)節(jié)閥

17 燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)

18 燃?xì)鉁u輪斷路器

20 廢熱回收鍋爐

21 主蒸汽路徑

22 主蒸汽閥

23 旁通路徑

24 旁通蒸汽閥

25 煙道

26 煙囪

27 廢氣調(diào)節(jié)器

28 副煙道

29 副煙囪

30 蒸汽渦輪

33 蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子

34 冷凝器

35 供水泵

39 供水閥

50、50a、50b 控制裝置

51 綜合控制部

52 燃料控制部

53 主蒸汽控制部

54 旁通蒸汽控制部

55 燃?xì)鉁u輪斷路器控制部

56 蒸汽渦輪斷路器控制部

57 廢氣控制部

58 供水控制部