联合循环设备及联合循环设备的运行控制方法与流程

本发明涉及一种联合循环设备及联合循环设备的运行控制方法。

背景技术：

燃气轮机联合循环(Gas Turbine Combined Cycle：GTCC)发电设备具备燃气轮机、回收从燃气轮机排放的排气的热量而生成蒸汽的废热回收锅炉及通过废热回收锅炉中所生成的蒸汽而旋转的蒸汽轮机(例如，参考专利文献1)。在GTCC发电设备中，通过燃气轮机及蒸汽轮机的旋转，例如发电机被驱动，从而转动能转换为电能。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭63-87202号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

在GTCC发电设备中，当改变设备整体的负载时，改变燃气轮机的负载，且追随着改变蒸汽轮机的负载。即，若燃气轮机的负载发生变动，则排气的流量及温度发生变动，因此排气的排热量发生变动。若排热量发生变动，则废热回收锅炉中所产生的蒸汽的量发生变动。若蒸汽产生量发生变动，则流入蒸汽轮机的蒸汽量发生变动，因此蒸汽轮机的负载发生变动。由此，设备整体的负载发生变动。因此，GTCC发电设备中，对于相对于整体的负载变动的燃气轮机的负载追随性，蒸汽轮机的负载追随性变低。

本发明是鉴于上述而完成，其目的在于提供一种能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性的联合循环设备及联合循环设备的运行控制方法。用于解决技术课题的手段

本发明所涉及的联合循环设备具备：燃气轮机，具有压缩空气的压缩机、从燃料供给管路供给燃料且使通过所述压缩机压缩的压缩空气燃烧的燃烧器及通过所述燃烧器中所产生的燃烧气体而旋转的涡轮，且调整燃料供给量的燃料调整阀设置于所述燃料供给管路；废热回收锅炉，回收从所述燃气轮机排放的排气的热量而生成蒸汽；蒸汽轮机，通过所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽而旋转；主蒸汽管路，将所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽供给至所述蒸汽轮机；主蒸汽阀，设置于所述主蒸汽管路，且调整所述蒸汽的流通量；旁通管路，从所述主蒸汽管路分支，且与比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧连接；旁通阀，设置于所述旁通管路，且调整所述蒸汽的流通量；及控制部，使所述燃料调整阀、所述主蒸汽阀及所述旁通阀进行如下运行：闭旁通运行，将所述主蒸汽阀设为开启的状态，将所述燃料调整阀的开度设为与所述燃气轮机及所述蒸汽轮机的合计负载的目标值相应的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态；以及负载降低追随运行，在所述闭旁通运行中，当输入了降低所述合计负载的所述目标值的负载降低请求时，在开启所述主蒸汽阀的状态下，根据所述目标值减小所述燃料调整阀的开度，在将所述旁通阀设为开启的状态之后，当所述合计负载达到了所述目标值时，将所述旁通阀设为关闭的状态。

因此，当输入了负载降低请求时，从废热回收锅炉流向主蒸汽管路的一部分蒸汽流向旁通管路，因此供给至蒸汽轮机的蒸汽的供给量降低。在该情况下，能够在随着燃气轮机的负载下降而废热回收锅炉中蒸汽产生量降低之前，降低蒸汽轮机的负载。由此，能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性。

在本发明的联合循环设备中，所述控制部在所述负载降低追随运行中，逐渐改变所述旁通阀的开度。

因此，通过逐渐改变旁通阀的开度，能够防止蒸汽轮机的负载变得不稳定。

在本发明的联合循环设备中，所述控制部在所述负载降低追随运行中，减小所述燃料调整阀的开度，以便在通过将所述旁通阀设为关闭的状态而所述蒸汽轮机的负载增加时，根据所述蒸汽轮机的负载的增加而所述燃气轮机的负载减少。

因此，能够抑制燃气轮机及蒸汽轮机的合计负载发生变动。

本发明的联合循环设备还具备冷凝器，所述冷凝器配置于比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧，所述蒸汽轮机及所述旁通管路与所述冷凝器连接。

因此，从废热回收锅炉流向旁通管路的蒸汽被冷凝器冷凝，因此能够作为冷凝水而再利用。

本发明的联合循环设备还具备冷却水供给部，所述冷却水供给部将冷却所述冷凝器的冷却水供给至所述冷凝器，所述控制部具有泵控制部，所述泵控制部使在所述负载降低追随运行中供给至所述冷凝器的冷却水的每单位时间的量多于在所述闭旁通运行中供给至所述冷凝器的冷却水的每单位时间的量。

因此，能够抑制通过从旁通管路供给的蒸汽而冷凝器中的冷却水的温度上升至所需要的温度以上，因此能够抑制冷凝器的出口温度的上升。

在本发明的联合循环设备中，所述冷却水供给部具有：第1供给部，在所述闭旁通运行及所述负载降低追随运行中向所述冷凝器供给冷却水；及第2供给部，在所述负载降低追随运行中与所述第1供给部一同向所述冷凝器供给冷却水。

因此，通过在加大供给至冷凝器的冷却水的每单位时间的量时使用第2供给部，能够轻松地调整冷却水的供给量。

在本发明的联合循环设备中，所述控制部使所述燃料调整阀、所述主蒸汽阀及所述旁通阀进行如下负载提高追随运行，即，在所述闭旁通运行中，当输入提高所述合计负载的所述目标值的负载提高请求时，在开启所述主蒸汽阀的状态下，将所述旁通阀设为开启的状态而等待所述负载提高请求的输入，在输入所述负载提高请求之后，根据所述目标值增加所述燃料调整阀的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态。

因此，当输入负载提高请求时，预先使从废热回收锅炉流向主蒸汽管路的一部分蒸汽流向旁通管路，当输入了负载提高请求时，使原本流向旁通管路的蒸汽流向主蒸汽管路，因此能够有效地增加供给至蒸汽轮机的蒸汽的供给量。在该情况下，能够在随着燃气轮机的负载增加而废热回收锅炉中蒸汽产生量增加之前，增加蒸汽轮机的负载。由此，能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性。

并且，本发明所涉及的联合循环设备具备：燃气轮机，具有压缩空气的压缩机、从燃料供给管路供给燃料且使通过所述压缩机压缩的压缩空气燃烧的燃烧器及通过所述燃烧器中所产生的燃烧气体而旋转的涡轮，且调整燃料供给量的燃料调整阀设置于所述燃料供给管路；废热回收锅炉，回收从所述燃气轮机排放的排气的热量而生成蒸汽；蒸汽轮机，通过所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽而旋转；主蒸汽管路，将所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽供给至所述蒸汽轮机；主蒸汽阀，设置于所述主蒸汽管路，且调整所述蒸汽的流通量；旁通管路，从所述主蒸汽管路分支，且与比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧连接；旁通阀，设置于所述旁通管路，且调整所述蒸汽的流通量；及控制部，使所述燃料调整阀、所述主蒸汽阀及所述旁通阀进行如下运行：闭旁通运行，将所述主蒸汽阀设为开启的状态，将所述燃料调整阀的开度设为与所述燃气轮机及所述蒸汽轮机的合计负载的目标值相应的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态；以及负载提高追随运行，在所述闭旁通运行中，当输入提高所述合计负载的所述目标值的负载提高请求时，在开启所述主蒸汽阀的状态下，将所述旁通阀设为开启的状态而等待所述负载提高请求的输入，在输入所述负载提高请求之后根据所述目标值增加所述燃料调整阀的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态。

因此，预先使从废热回收锅炉流向主蒸汽管路的一部分蒸汽流向旁通管路，当输入了负载提高请求时，使原本流向旁通管路的蒸汽流向主蒸汽管路，因此能够有效地增加供给至蒸汽轮机的蒸汽的供给量。在该情况下，能够在随着燃气轮机的负载增加而废热回收锅炉中蒸汽产生量增加之前，增加蒸汽轮机的负载。由此，能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性。

在本发明的联合循环设备中，所述控制部在所述负载提高追随运行中，逐渐改变所述旁通阀的开度。

因此，通过逐渐改变旁通阀的开度，能够防止蒸汽轮机的负载变得不稳定。

在本发明的联合循环设备中，所述控制部在所述负载提高追随运行中，增加所述燃料调整阀的开度，以便在通过将所述旁通阀设为开启的状态而所述蒸汽轮机的负载减少时，根据所述蒸汽轮机的负载的减少而所述燃气轮机的负载增加。

因此，能够抑制燃气轮机及蒸汽轮机的合计负载发生变动。

本发明的联合循环设备还具备冷凝器，所述冷凝器配置于比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧，所述蒸汽轮机及所述旁通管路与所述冷凝器连接。

因此，从废热回收锅炉流向旁通管路的蒸汽被冷凝器冷凝，因此能够作为冷凝水而再利用。

本发明的联合循环设备还具备冷却水供给部，所述冷却水供给部将冷却所述冷凝器的冷却水供给至所述冷凝器，所述控制部具有泵控制部，所述泵控制部使在所述负载提高追随运行中供给至所述冷凝器的冷却水的每单位时间的量多于在所述闭旁通运行中供给至所述冷凝器的冷却水的每单位时间的量。

因此，能够抑制通过从旁通管路供给的蒸汽而冷凝器中的冷却水的温度上升至所需要的温度以上，因此能够抑制冷凝器的出口温度的上升。

本发明的联合循环设备中，所述冷却水供给部具有：第1供给部，在所述闭旁通运行及所述负载降低追随运行中向所述冷凝器供给冷却水；及第2供给部，在所述负载提高追随运行中与所述第1供给部一同向所述冷凝器供给冷却水。

因此，通过在加大供给至冷凝器的冷却水的每单位时间的量时使用第2供给部，能够轻松地调整冷却水的供给量。

并且，本发明所涉及的联合循环设备的运行方法中，所述联合循环设备具备：燃气轮机，具有压缩空气的压缩机、从燃料供给管路供给燃料且使通过所述压缩机压缩的压缩空气燃烧的燃烧器及通过所述燃烧器中所产生的燃烧气体而旋转的涡轮，且调整燃料供给量的燃料调整阀设置于所述燃料供给管路；废热回收锅炉，回收从所述燃气轮机排放的排气的热量而生成蒸汽；蒸汽轮机，通过所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽而旋转；主蒸汽管路，将所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽供给至所述蒸汽轮机；主蒸汽阀，设置于所述主蒸汽管路，且调整所述蒸汽的流通量；旁通管路，从所述主蒸汽管路分支，且与比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧连接；及旁通阀，设置于所述旁通管路，且调整所述蒸汽的流通量，所述联合循环设备的运行控制方法包括进行如下运行的步骤：闭旁通运行，将所述主蒸汽阀设为开启的状态，将所述燃料调整阀的开度设为与所述燃气轮机及所述蒸汽轮机的合计负载的目标值相应的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态；及负载降低追随运行，在所述闭旁通运行中，当输入降低所述合计负载的目标值的负载降低请求时，在开启所述主蒸汽阀的状态下，根据所述目标值减小所述燃料调整阀的开度，在将所述旁通阀设为开启的状态之后，在所述合计负载达到了所述目标值之后将所述旁通阀设为关闭的状态。

因此，能够在随着燃气轮机的负载下降而废热回收锅炉中蒸汽产生量降低之前，降低蒸汽轮机的负载。由此，能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性。

并且，本发明所涉及的联合循环设备的运行方法中，所述联合循环设备具备：燃气轮机，具有压缩空气的压缩机、从燃料供给管路供给燃料且使通过所述压缩机压缩的压缩空气燃烧的燃烧器及通过所述燃烧器中所产生的燃烧气体而旋转的涡轮，且调整燃料供给量的燃料调整阀设置于所述燃料供给管路；废热回收锅炉，回收从所述燃气轮机排放的排气的热量而生成蒸汽；蒸汽轮机，通过所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽而旋转；主蒸汽管路，将所述废热回收锅炉中所生成的所述蒸汽供给至所述蒸汽轮机；主蒸汽阀，设置于所述主蒸汽管路，且调整所述蒸汽的流通量；旁通管路，从所述主蒸汽管路分支，且与比所述蒸汽轮机更靠所述蒸汽的流动方向下游侧连接；及旁通阀，设置于所述旁通管路，且调整所述蒸汽的流通量；所述联合循环设备的运行控制方法包括进行如下运行的步骤：闭旁通运行，将所述主蒸汽阀设为开启的状态，将所述燃料调整阀的开度设为与所述燃气轮机及所述蒸汽轮机的合计负载的目标值相应的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态；及负载提高追随运行，在所述闭旁通运行中，当输入提高所述合计负载的所述目标值的负载提高请求时，在开启所述主蒸汽阀的状态下，将所述旁通阀设为开启的状态而等待所述负载提高请求的输入，在输入所述负载提高请求之后根据所述目标值增加所述燃料调整阀的开度，将所述旁通阀设为关闭的状态。

因此，能够在随着燃气轮机的负载增加而废热回收锅炉中蒸汽产生量增加之前，增加蒸汽轮机的负载。由此，能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够提高相对于整体的负载变动的蒸汽轮机的追随性的联合循环设备及联合循环设备的运行控制方法。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的GTCC发电设备的一例的图。

图2是表示第1实施方式所涉及的控制部的结构的一例的框图。

图3是表示第1实施方式所涉及的GTCC发电设备的动作的时序图。

图4是表示第1实施方式所涉及的GTCC发电设备的动作的流程图。

图5是表示进行闭旁通运行的GTCC发电设备的例子的图。

图6是表示进行负载降低追随运行的GTCC发电设备的例子的图。

图7是简略表示自输入负载降低请求后的时间与GTCC负载之间的关系的图表。

图8是表示第2实施方式所涉及的GTCC发电设备的动作的时序图。

图9是表示第2实施方式所涉及的GTCC发电设备的动作的流程图。

图10是简略表示自输入负载降低请求后的时间与GTCC负载之间的关系的图表。

图11是表示变形例所涉及的GTCC发电设备的动作的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明所涉及的燃气轮机联合循环(GTCC)发电设备的实施方式进行说明。另外，本发明并不被该实施方式所限定。并且，下述实施方式的构成要件中包含本领域技术人员能够取代且容易取代的要件，或实质上相同的要件。

<第1实施方式>

图1是表示第1实施方式所涉及的GTCC发电设备100的一例的图。如图1所示，GTCC发电设备100具备燃气轮机10、废热回收锅炉20、蒸汽轮机30、冷凝器40、冷却水供给部50及控制部60。

燃气轮机10具有压缩机11、燃烧器12及涡轮13。压缩机11从空气导入管路La引入空气并进行压缩，使之成为高温高压的压缩空气。

燃烧器12对从压缩机11经由压缩空气供给管路Lb供给的压缩空气供给燃料并使其燃烧。燃料供给管路Ld与燃烧器12连接。燃料供给管路Ld向燃烧器12供给燃料。燃料调整阀Vd设置于燃料供给管路Ld。燃料调整阀Vd通过调整开度来调整相对于燃烧器12的燃料供给量。燃料调整阀Vd的开度由控制部60调整。

涡轮13通过从燃烧器12经由燃烧气体供给管路Lc供给的高温高压的燃烧气体而旋转。涡轮13与转子14及驱动轴15连结。转子14及驱动轴15通过涡轮13的旋转而旋转。驱动轴15与发电机G1连接。发电机G1将驱动轴15的转动能转换为电能并输出。发电机G1将输出值(负载)发送至控制部60。并且，涡轮13将旋转中所使用的燃烧气体(排气)向排气管路Le排放。

废热回收锅炉20设置于排气管路Le，且与流经排气管路Le的排气进行热交换，并回收排气的热量而生成蒸汽。废热回收锅炉20将已生成的蒸汽向主蒸汽管路L1排放。废热回收锅炉20具有废热回收部21。废热回收部21为热交换器，载热体(蒸汽)流经传热管L0的内部，并且在流经传热管外的排气与流经内部的载热体之间进行热交换。关于图1的废热回收部21，示出了1个热交换器，但也可以具备省煤器(economizer)、加热器及再热器等多个热交换器。传热管L0连接冷凝水管路L3与主蒸汽管路L1。

蒸汽轮机30与主蒸汽管路L1连接。蒸汽轮机30具有涡轮31及转子32。涡轮31通过从废热回收锅炉20经由主蒸汽管路L1供给的蒸汽而旋转。转子32通过涡轮31的旋转而旋转。转子32与发电机G2连接。发电机G2将转子32的转动能转换为电能并输出。发电机G2将输出值(负载)发送至控制部60。涡轮31将旋转中所使用的蒸汽向排放管路L2排放。

在主蒸汽管路L1中设置有主蒸汽阀V1。主蒸汽阀V1调整在主蒸汽管路L1中流通的蒸汽的流量。主蒸汽阀V1的开闭动作由控制部60控制。

并且，在主蒸汽管路L1中设置有旁通管路L4。旁通管路L4从主蒸汽管路L1分支，且与比蒸汽轮机30更靠蒸汽的流动方向下游侧的排放管路L2连接。旁通管路L4将在主蒸汽管路L1中流通的蒸汽的至少一部分绕过蒸汽轮机30而供给至排放管路L2。在旁通管路L4中设置有旁通阀V4。旁通阀V4调整在旁通管路L4中流通的蒸汽的流量。旁通阀V4的开闭动作由控制部60控制。

冷凝器40配置于比蒸汽轮机30更靠蒸汽的流动方向下游侧，例如与排放管路L2连接。冷凝器40冷凝从排放管路L2供给的蒸汽中的水分，而生成冷凝水。冷凝器40将已生成的冷凝水向冷凝水管路L3排放。冷凝水管路L3与上述传热管L0连接。因此，从冷凝水管路L3供给的冷凝水在传热管L0中流通。

冷却水供给部50对冷凝器40供给冷却水。冷却水供给部50具有取水管51及排水管52。取水管51的一端配置于海中，另一端与冷凝器40连接。在取水管51中设置有第1泵53。第1泵53汲取海水且使其在取水管51中流通而供给至冷凝器40。排水管52的一端与冷凝器40连接，另一端配置于海中。排水管52使供给至冷凝器40而用于冷却的冷却水流通而使其返回到海中。

并且，冷却水供给部50具有分支管54。分支管54设置成从取水管51中比第1泵53更靠冷却水的流动方向上游侧的第1部分51a分支。并且，分支管54与取水管51中比第1泵53更靠冷却水的流动方向下游侧的第2部分51b连接。因此，分支管54以绕过第1泵53的方式与取水管51连接。在分支管54中设置有第2泵55。第2泵55汲取海水，且使其从取水管51经由第1部分51a及分支管54而在第2部分51b及取水管51中流通，并供给至冷凝器40。

控制部60控制GTCC发电设备100的各部的动作。图2是表示控制部60的结构的一例的框图。如图2所示，控制部60具有主蒸汽阀控制部61、旁通阀控制部62、燃料调整阀控制部63及泵控制部64。

主蒸汽阀控制部61控制主蒸汽阀V1的开闭动作。旁通阀控制部62控制旁通阀V4的开闭动作。旁通阀控制部62能够调整旁通阀V4的开度。燃料调整阀控制部63控制燃料调整阀Vd的开闭动作。燃料调整阀控制部63能够调整燃料调整阀Vd的开度。泵控制部64控制第1泵53及第2泵55的动作。泵控制部64能够单独控制第1泵53的动作及第2泵55的动作。

接着，对如上述构成的GTCC发电设备100的动作进行说明。图3是表示GTCC发电设备100的动作的时序图。图3的横轴表示时刻。图4是表示GTCC发电设备100的动作的流程图。图4是按顺序说明图3所示的各部的动作的图。以下，按照图3及图4对GTCC发电设备100的动作进行说明。

首先，控制部60启动燃气轮机10。燃气轮机10中，压缩机11压缩空气，燃烧器12中压缩空气与燃料被燃烧，通过燃烧气体而涡轮13旋转。发电机G1通过涡轮13的旋转而开始发电，并将输出值发送至控制部60。

在该动作中，控制部60根据目标值调整燃料调整阀Vd的开度(步骤S10)。例如，当GTCC发电设备100进行恒定负载运行时，控制部60以燃气轮机10及蒸汽轮机30的合计负载(以下，标记为“GTCC负载”)的目标值成为100％的方式进行设定。然后，控制部60以GTCC负载成为100％的方式调整燃料调整阀Vd的开度。另外，关于目标值与燃料调整阀Vd的开度之间的关系，能够预先求出，并作为数据表存储于控制部60。

并且，控制部60中，主蒸汽阀控制部61将主蒸汽阀V1设定为开状态(步骤S20)，旁通阀控制部62将旁通阀V4设定为闭状态(步骤S30)。通过步骤S20及步骤S30，主蒸汽管路L1被开放，旁通管路L4被封闭。

并且，控制部60中，泵控制部64启动第1泵53，并向冷凝器40供给冷却水(步骤S40)。如此，在步骤S10至步骤S40中，控制部60进行如下闭旁通运行，即，将主蒸汽阀V1设为开启的状态，将燃料调整阀Vd的开度设为与GTCC负载的目标值相应的开度，将旁通阀V4设为关闭的状态。另外，关于从步骤S20至步骤S40的动作，控制部60可以在相同的时刻进行所有动作，也可以将至少1个动作在不同的时刻进行。

燃气轮机10中，涡轮13向排气管路Le排放排气G。排气G经由排气管路Le供给至废热回收锅炉20。废热回收锅炉20吸收从排气管路Le供给的排气G的排热而生成蒸汽S1。图5是表示进行闭旁通运行的GTCC发电设备100的例子的图。如图5所示，在闭旁通运行中，旁通阀V4成为闭状态，旁通管路L4被封闭。因此，废热回收锅炉20中所生成的蒸汽S1不会流经旁通管路L4，而经由主蒸汽管路L1供给至蒸汽轮机30。

蒸汽轮机30中，通过从废热回收锅炉20供给的蒸汽S1而涡轮31旋转。发电机G2通过涡轮31的旋转而开始发电，并将输出值发送至控制部60。蒸汽轮机30排放旋转中所使用的蒸汽S2，并经由排放管路L2供给至冷凝器40。冷凝器40冷凝所供给的蒸汽S2中的水分而生成冷凝水W，并经由冷凝水管路L3供给至废热回收锅炉20。冷却水供给部50通过第1泵53向冷凝器40供给冷却水R，由此冷却冷凝器40。冷却了冷凝器40的冷却水R从排水管52排放到海中。

如此，通过燃气轮机10的动作，发电机G1进行发电，通过蒸汽轮机30的动作，发电机G2进行发电。当GTCC负载达到了目标值即100％时，GTCC发电设备100成为恒定负载运行(时刻t1)。

接着，控制部60检测是否输入了将GTCC负载的目标值从100％降低的负载降低请求(步骤S50)。负载降低请求例如当在电力系统中发生了需求降低的情况等降低GTCC发电设备100的GTCC负载时被输入。

当检测到负载降低请求的输入时(步骤S50的“是”、时刻t2)，控制部60使GTCC负载追随负载降低请求中的新目标值，因此进行负载降低追随运行。以下，以输入了将GTCC负载的目标值降低至80％的负载降低请求的情况为例子，对负载降低追随运行进行具体说明。

泵控制部64启动第2泵55(步骤S60)。通过第2泵55启动，被汲取的海水从取水管51流经第1部分51a及分支管54，并流经第2部分51b及取水管51，而供给至冷凝器40。因此，冷凝器40被通过第1泵53供给的冷却水R及通过第2泵55供给的冷却水R冷却。因此，与仅启动第1泵53的情况相比，冷却冷凝器40的每单位时间的冷却水R的量变多。当旁通阀V4为开状态时，不经由蒸汽轮机30的蒸汽S1供给至冷凝器40。该蒸汽S1与经由了蒸汽轮机30的蒸汽S2相比具有较多的热能。通过第1泵53及第2泵55而冷却水R被供给至冷凝器40中，因此抑制冷凝器40中的冷却水R的温度上升至所需要的温度以上，并且抑制冷凝器40的出口温度的上升。

并且，燃料调整阀控制部63根据负载降低请求中的新目标值，减小燃料调整阀Vd的开度(步骤S70)。即，燃料调整阀控制部63减少相对于燃烧器12的燃料供给量，因此减小燃料调整阀Vd的开度。此时，燃料调整阀控制部63以随着时间的经过而开度逐渐减小的方式控制燃料调整阀Vd的开度。

并且，旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为开状态(步骤S70)。另外，在本实施方式中，通过旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为开状态的动作作为与上述的通过燃料调整阀控制部63减小燃料调整阀Vd的开度的动作并列进行的动作，而在相同的步骤S70中进行说明，但并不限定于此，例如也可以先进行其中任一个。图6是表示进行负载降低追随运行的GTCC发电设备100的例子的图。如图6所示，通过将旁通阀V4设为开状态，旁通管路L4被开放，主蒸汽管路L1与排放管路L2连接。因此，流经主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1经由旁通管路L4输送到排放管路L2，并供给至冷凝器40。

在步骤S70中，旁通阀控制部62随着时间的经过而逐渐增加旁通阀V4的开度。例如，如图3所示，旁通阀控制部62以恒定的比例增加旁通阀V4的开度。并且，旁通阀控制部62例如调整开度增加的速度，以便旁通阀V4的开度在GTCC负载达到目标值之前的时点(时刻t3)成为全开状态。当旁通阀V4的开度成为全开状态时，旁通阀控制部62之后以全开状态维持旁通阀V4的开度。

GTCC发电设备100将旁通阀V4变更为开状态，从而到目前为止从废热回收锅炉20流向主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1流向旁通管路L4。因此，供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的供给量减少。从将旁通阀V4变更为开状态起到向蒸汽轮机30的蒸汽供给量减少为止的时间早于废热回收锅炉20中的蒸汽产生量伴随燃气轮机10的负载下降而减少为止的时间。因此，蒸汽轮机30的负载有效地减少。

然后，控制部60检测GTCC负载是否达到了目标值(步骤S80)，GTCC负载达到目标值为止继续进行上述运行(步骤S80的“否”)。当检测到GTCC负载达到了目标值时(步骤S80的“是”、时刻t4)，旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为闭状态(步骤S90)。

在本步骤中，旁通阀控制部62随着时间的经过而逐渐减小旁通阀V4的开度。例如，如图3所示，旁通阀控制部62以恒定的比例减小旁通阀V4的开度。当旁通阀V4的开度成为全闭状态时(时刻t5)，旁通阀控制部62之后以全闭状态维持旁通阀V4的开度。

并且，当减小旁通阀V4的开度时，到目前为止流经旁通管路L4的蒸汽S1成为流经主蒸汽管路L1。因此，供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的量增加，蒸汽轮机30的负载增加。于是，燃料调整阀控制部63减小燃料调整阀Vd的开度(步骤S90)。另外，在本实施方式中，通过燃料调整阀控制部63减小燃料调整阀Vd的开度的动作作为为与上述的通过旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为闭状态的动作并列进行的动作，而在相同的步骤S90中进行说明，但并不限定于此，例如也可以先进行其中任一个。在本步骤中，燃料调整阀Vd的开度减小，因此燃气轮机10的负载减少。相对于蒸汽轮机30的负载增加，控制部60减少燃气轮机10的负载，由此控制GTCC负载的变动。

在图3中，作为例子举出了以燃料调整阀Vd的开度在时刻t5成为恒定值的方式进行控制的情况。当进行该控制时，预先概算将旁通阀V4设为闭状态时增加的蒸汽轮机30的负载，计算出与概算值相应的燃料调整阀Vd的开度。然后，逐渐减小燃料调整阀Vd的开度直至成为计算值即可。另外，关于燃料调整阀Vd的开度的控制，并不限定于上述方式。例如，燃料调整阀控制部63也可以一边检测燃气轮机10及蒸汽轮机30的负载，一边根据GTCC负载调整燃料调整阀Vd的开度。在该情况下，也可以在时刻t5之后继续进行燃料调整阀Vd的开度的调整。

并且，若旁通阀V4成为全闭状态，则旁通管路L4被封闭，因此来自主蒸汽管路L1的蒸汽S1不会被供给至冷凝器40中。因此，使用第2泵55来供给冷却水R的必要性减少。因此，当旁通阀V4成为全闭状态时，泵控制部64停止第2泵55的动作(步骤S100、时刻t5)。在停止第2泵55的动作之后，或在步骤S50中未检测到负载降低请求的输入时(步骤S50的“否”)，检测是否输入了GTCC设备100的动作结束命令(步骤S110)，当检测到时，结束动作(步骤S110的“是”)。并且，当未检测到动作结束命令时(步骤S110的“否”)，重复进行步骤S50之后的动作。如此，控制部60进行负载降低追随运行。

如以上，当输入了负载降低请求时，本实施方式所涉及的GTCC发电设备100在负载降低追随运行中，使从废热回收锅炉20流向主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1流向旁通管路L4。因此，供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的供给量降低。由此，针对负载降低请求，能够有效地降低蒸汽轮机30的负载，因此能够提高蒸汽轮机30的负载追随性。

图7是简略表示自输入负载降低请求后的时间与GTCC负载之间的关系的图表。图7的横轴为时刻，纵轴表示GTCC负载的值。并且，图7的实线曲线102表示进行了本实施方式的负载降低追随运行时的关系。并且，图7的单点划线曲线104表示未进行负载降低追随运行而在封闭旁通管路L4的状态下减小了燃料调整阀Vd的开度时的关系。图7的横轴的时刻t2及t4与图3中的时刻t2及t4相对应。

如图7所示，GTCC发电设备100通过进行负载降低追随，直至GTCC负载达到目标值为止的时间例如缩短Δta。因此，GTCC发电设备100能够提高GCTT负载的追随性。该时间Δta根据增加旁通阀V4的开度时的增加速度及变更燃料调整阀Vd的开度时的变更速度等而发生变动。

并且，在本实施方式中，当调整燃料调整阀Vd的开度时，燃料调整阀控制部63采用随着时间的经过而逐渐减小开度的方式。并且，当切换旁通阀V4的开闭状态时，旁通阀控制部62采用随着时间的经过而逐渐变更开度的方式。由此，能够抑制燃气轮机10及蒸汽轮机30的负载急剧地变动，因此能够抑制电源质量的下降。

<第2实施方式>

接着，对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，对当在GTCC发电设备100中进行闭旁通运行时，输入提高GTCC负载的负载提高请求时的动作进行说明。负载提高请求例如在电力系统中预计到需求增加的情况等增加GTCC负载时被输入。

图8是表示GTCC发电设备100的动作的时序图。图8的横轴表示时刻。

图9是表示GTCC发电设备100的动作的流程图。图9是按顺序说明图8所示的各部的动作的图。以下，按照图8及图9对GTCC发电设备100的动作进行说明。另外，在第2实施方式中，以输入负载提高请求的预定时刻(例如图8的时刻t8)明确的情况为例子进行说明。

控制部60进行如下闭旁通运行，即，将主蒸汽阀V1设为开启的状态，将燃料调整阀Vd的开度设为与GTCC负载的目标值相应的开度，将旁通阀V4设为关闭的状态。在第2实施方式中，控制部60例如以GTCC发电设备100成为GTCC负载80％的方式设定燃料调整阀Vd的开度。另外，第2实施方式为从闭旁通运行的状态提高GTCC负载的目标值时的例子，因此闭旁通运行中的GTCC负载的目标值小于100％即可。

在该状态下，当成为比负载提高请求的输入予定时刻t8早规定时间的时刻t6时，控制部60使GTCC负载追随负载提高请求中的新目标值，因此进行负载提高追随运行。另外，关于上述规定时间(从时刻t6至时刻t8的时间)，能够预先设定。以下，以输入将GTCC负载的目标值提高至100％的负载提高请求的情况为例子，对负载提高追随运行进行具体说明。

旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为开状态(步骤S210)。通过将旁通阀V4设为开状态，旁通管路L4被开放，主蒸汽管路L1与排放管路L2连接。因此，流经主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1经由旁通管路L4输送至排放管路L2，并供给至冷凝器40。

在步骤S210中，旁通阀控制部62随着时间的经过而逐渐增加旁通阀V4的开度。例如，如图8所示，旁通阀控制部62以恒定的比例增加旁通阀V4的开度。并且，旁通阀控制部62例如调整开度增加的速度，以便旁通阀V4的开度在输入负载提高请求之前的时点(时刻t7)成为全开状态。当旁通阀V4的开度成为全开状态时，旁通阀控制部62之后以全开状态维持旁通阀V4的开度。

并且，当开启旁通阀V4时，到目前为止流经主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1成为流经旁通管路L4。因此，供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的量减少，蒸汽轮机30的负载减少。于是，燃料调整阀控制部63以燃料调整阀Vd的开度增加的方式进行调整(步骤S220)。在步骤S220中，燃料调整阀Vd的开度增加，因此燃气轮机10的负载增加。相对于蒸汽轮机30的负载减少，控制部60增加燃气轮机10的负载，由此抑制GTCC负载的变动。

在图8中，作为例子举出了以燃料调整阀Vd的开度以恒定的比例增加的方式进行控制的情况，但并不限定于此。例如，燃料调整阀控制部63也可以一边检测燃气轮机10及蒸汽轮机30的负载，一边根据GTCC负载调整燃料调整阀Vd的开度。在该情况下，也可以根据GTCC负载而增加或减少燃料调整阀Vd的开度。

并且，泵控制部64启动第2泵55(步骤S230)。通过第2泵55启动，被汲取的海水从取水管51流向第1部分51a及分支管54，并流经第2部分51b及取水管51而供给至冷凝器40。通过第1泵53及第2泵55而冷却水R被供给至冷凝器40中，因此抑制冷凝器40中的冷却水R的温度上升至所需要的温度以上，并且抑制冷凝器40的出口温度的上升。

在该状态下，控制部60检测有无负载提高请求的输入(步骤S240)，并等待直至有负载提高请求的输入(步骤S240的“否”)。当有负载提高请求的输入时(步骤S240的“是”)，燃料调整阀控制部63根据负载提高请求中的新目标值，增加燃料调整阀Vd的开度(步骤S250)。在本步骤中，燃料调整阀控制部63以随着时间的经过而开度逐渐增加的方式控制燃料调整阀Vd的开度。

并且，即使经过了负载提高请求的输入时刻t8之后，旁通阀控制部62也将旁通阀V4维持为开状态，而在经过规定时间后的时刻t9将旁通阀V4变更为闭状态(步骤S250)。另外，关于在负载提高请求的输入后将旁通阀V4维持为开状态的时间即从时刻t8至时刻t9的时间，可以预先设定，例如也可以由控制部60根据GTCC负载的值进行计算。另外，在本实施方式中，通过旁通阀控制部62将旁通阀V4变更为闭状态的动作作为与上述的通过燃料调整阀控制部63增加燃料调整阀Vd的开度的动作并列进行的动作，而在相同的步骤S250中进行说明，但并不限定于此，例如也可以先进行其中任一个。在本步骤中，旁通阀控制部62随着时间的经过而逐渐减小旁通阀V4的开度。例如，如图8所示，旁通阀控制部62以恒定的比例减小旁通阀V4的开度。当旁通阀V4的开度成为全闭状态时(时刻t10)，旁通阀控制部62之后以全闭状态维持旁通阀V4的开度。

GTCC发电设备100通过将旁通阀V4设为闭状态，切断旁通管路L4中的蒸汽S1的流动，来自废热回收锅炉20的蒸汽S1流向主蒸汽管路L1。因此，供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的供给量增加。从将旁通阀V4变更为闭状态起到向蒸汽轮机30的蒸汽供给量增加为止的时间早于废热回收锅炉20中的蒸汽产生量伴随燃气轮机10的负载增加而增加为止的时间。因此，蒸汽轮机30的负载有效地增加。

另外，在图8中，作为例子举出了旁通阀V4成为全闭状态的时刻、将燃料调整阀Vd的开度设为恒定的时刻及GTCC负载达到目标值(100％)的时刻在时刻t10时一致的情况，但并不限定于此。其中任意时刻可以在时刻t10之前或之后。

并且，当旁通阀V4成为全闭状态时，泵控制部64停止第2泵55的动作(步骤S260、时刻t10)。如此，控制部60进行负载提高追随运行。

如以上，本实施方式所涉及的GTCC发电设备100预先使从废热回收锅炉20流向主蒸汽管路L1的一部分蒸汽S1流向旁通管路L4，当输入了负载提高请求时，使原本流向旁通管路L4的蒸汽S1流向主蒸汽管路L1，因此能够有效地增加供给至蒸汽轮机30的蒸汽S1的供给量。在该情况下，能够在随着燃气轮机10的负载增加而废热回收锅炉20中蒸汽产生量增加之前，增加蒸汽轮机30的负载。由此，能够提高蒸汽轮机30的负载追随性。

图10是简略表示自输入负载提高请求后的时间与GTCC负载之间的关系的图表。图10的横轴为时刻，纵轴表示GTCC负载的值。并且，图10的实线曲线106表示进行了本实施方式的负载提高追随运行时的关系。并且，图7的单点划线曲线108表示未进行负载提高追随运行而在封闭旁通管路L4的状态下增加了燃料调整阀Vd的开度时的关系。图10的横轴的时刻t8及t10与图8中的时刻t8及t10相对应。

如图10所示，GTCC发电设备100通过进行负载提高追随，直至GTCC负载达到目标值为止的时间例如缩短Δtb。因此，GTCC发电设备100能够提高GCTT负载的追随性。该时间Δtb根据减小旁通阀V4的开度时的减小速度及变更燃料调整阀Vd的开度时的变更速度等而发生变动。

本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内能够加以适当变更。例如，在上述实施方式中，以GTCC发电设备100分别进行负载降低追随运行及负载提高追随运行时的动作为例子进行了说明，但并不限定于此，也可以是能够执行负载降低追随运行及负载提高追随运行这两者。

图11是表示变形例所涉及的GTCC发电设备100的动作的流程的流程图。以下，参考图11对GTCC发电设备100进行负载降低追随运行及负载提高追随运行这两者时的动作进行说明。如图11所示，控制部60进行如下闭旁通运行，即，将主蒸汽阀V1设为开启的状态，将燃料调整阀Vd的开度设为与GTCC负载的目标值相应的开度，将旁通阀V4设为关闭的状态(步骤S310)。在步骤S310中，GTCC发电设备100例如进行第1实施方式中的从步骤S10至步骤S40的动作作为闭旁通运行。

接着，控制部60检测是否输入了降低GTCC负载的目标值的负载降低请求(步骤S320)。当检测到负载降低请求的输入时(步骤S320的“是”)，控制部60使GTCC负载追随负载降低请求中的新目标值，因此进行负载降低追随运行(步骤S330)。在步骤S330中，GTCC发电设备100例如进行第1实施方式中的从步骤S60至步骤S100的动作作为负载降低追随运行。

当未检测到负载降低请求的输入时(步骤S320的“否”)，控制部60检测有无输入提高GTCC负载的目标值的负载提高请求的予定(步骤S340)。当检测到有负载提高请求的输入予定时(步骤S340的“是”)，控制部60在输入了负载提高请求时使GTCC负载追随新目标值，因此进行负载提高追随运行(步骤S350)。在步骤S350中，GTCC发电设备100例如进行第2实施方式中的从步骤S210至步骤S260的动作作为负载提高追随运行。

在进行了负载降低追随运行之后，且进行了负载提高追随运行之后，或当未检测到负载提高请求的输入予定时(步骤S340的“否”)，控制部60判断是否结束GTCC发电设备100的动作(步骤S360)。当判断为结束动作时(步骤S360的“是”)，GTCC发电设备100按照判断结束GTCC发电设备100的动作。当判断为继续进行动作时(步骤S360的“否”)，GTCC发电设备100重复进行步骤S320之后的动作。

由此，即使在输入负载降低请求及负载提高请求中的任一个的情况下，GTCC发电设备100也能够有效地增减蒸汽轮机30的负载。由此，能够提高蒸汽轮机的负载追随性。

并且，在上述实施方式中，以设置有1个蒸汽轮机30的结构为例子进行了说明，但并不限定于此，也可以是设置有多级蒸汽轮机30的结构。并且，当设置多级蒸汽轮机30时，旁通管路L4的下游侧端部可以连接在高压侧的蒸汽轮机与低压侧的蒸汽轮机之间。

并且，在上述实施方式中，在负载降低追随运行及负载提高追随运行中，以控制部60以恒定的比例改变旁通阀V4及燃料调整阀Vd的开度的情况为例子进行了说明，但并不限定于此。例如，控制部60也可以阶段性地改变旁通阀V4及燃料调整阀Vd的开度。并且，控制部60也可以使旁通阀V4及燃料调整阀Vd的开度的变化的比例逐渐变大或逐渐变小。

并且，在上述实施方式中，以在负载降低追随运行中通过关闭旁通阀V4而增加蒸汽轮机30的负载时，为了抑制GTCC负载的变动而减少燃气轮机10的负载的情况为例子进行了说明，但并不限定于此。例如，只要GTCC负载的变动在容许范围内，则也可以不减少燃气轮机10的负载。

同样地，以在负载提高追随运行中通过开启旁通阀V4而减少蒸汽轮机30的负载时，为了抑制GTCC负载的变动而增加燃气轮机10的负载的情况为例子进行了说明，但只要GTCC负载的变动在容许范围内，则也可以不增加燃气轮机10的负载。

并且，在上述实施方式中，以在冷却水供给部50中，通过第1泵53及第2泵55汲取的冷却水在取水管51的第2部分51b汇合而供给至冷凝器40的情况为例子进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是通过第1泵53汲取的冷却水及通过第2泵55汲取的冷却水以不同的路径供给至冷凝器40的结构。

符号说明

G-排气，G1、G2-发电机，La-空气导入管路，Lb-压缩空气供给管路，Lc-燃烧气体供给管路，Ld-燃料供给管路，Le-排气管路，L0-传热管，L1-主蒸汽管路，L2-排放管路，L3-冷凝水管路，L4-旁通管路，R-冷却水，S1、S2-蒸汽，t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9-时刻，Vd-燃料调整阀，V1-主蒸汽阀，V4-旁通阀，W-冷凝水，10-燃气轮机，11-压缩机，12-燃烧器，13、31-涡轮，14、32-转子，15-驱动轴，20-废热回收锅炉，21-废热回收部，30-蒸汽轮机，40-冷凝器，50-冷却水供给部，51-取水管，51a-第1部分，51b-第2部分，52-排水管，53-第1泵，54-分支管，55-第2泵，60-控制部，61-主蒸汽阀控制部，62-旁通阀控制部，63-燃料调整阀控制部，64-泵控制部，100-GTCC发电设备，102、104、106、108-曲线。