JP2005233148A

JP2005233148A - ガスータービンプラント

Info

Publication number: JP2005233148A
Application number: JP2004046223A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nouchi; 昇野内; Yoshiaki Tsukuda; 嘉章佃; Hideaki Sugishita; 秀昭椙下; Satoru Kanbara; 覚蒲原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-09-02
Also published as: EP1719890A4; CN1918375A; EP1719890A1; EP1719890B1; CN100404820C; WO2005080772A1; RU2326252C1; US20070137203A1; US7596947B2; ZA200606961B

Abstract

【課題】本発明は、複数軸のガスタービンを備えるとともに、起動時に各ガスタービンを安全に制御することができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【解決手段】ＨＰＴ２からのヘリウムガスをバイパスするためのバイパス弁１１を設けることにより、ガスタービンプラント起動時において、バイパス弁１１の開度を制御することによって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を個々に制御して、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３それぞれの回転数が定格回転数まで上昇させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温ガス炉によって発生した熱を利用するガスタービンプラントに関するもので、特に、高温ガス炉の熱により加熱されたガスにより駆動するとともに排ガスを高温ガス炉に供給するガスタービンを備えたガスタービンプラントに関する。

原子炉の一形式である高温ガス炉は、燃料として核燃料を熱に強い熱分解炭素（ＰｙＣ）や炭化珪素（ＳｉＣ）で被覆した被覆粒子燃料を用いるとともに減速剤と炉内構造材に熱に強い黒鉛を使用するもので、ヘリウムガスがその冷却材に用いられる。又、この高温ガス炉に用いられる被覆粒子燃料として、黒鉛ブロックに燃料棒を挿入したブロック型燃料や球状に圧縮成型したペブルベッド型燃料が使用されている。そして、炉心を金属材料の代わりにセラミックス材料で構成することによって、炉心が１０００℃近くの高温でも耐えることのできる構成とされる。

よって、高温ガス炉より発生した熱を利用して、８００℃以上の高い出口ガス温度という他の形式の原子炉では得られない高温のガス温度を得ることができ、熱効率の高い発電を達成することができる。又、使用される燃料は、燃料温度が上昇しても燃料溶融、被覆層破損はほとんど生じず、事故条件下においても核分裂生成物を保持するため、その安全性にも優れている。又、この高温ガス炉として、我が国においても、高温工学試験研究炉（ＨＴＴＲ：High Temperature Engineering Test Reactor）の運転が行われている。

このような高温ガス炉が発電プラントにおいて、高温ガス炉からの高温ガスによって蒸気を発生し蒸気タービンを駆動する蒸気サイクル発電や、高温ガス炉からの高温ガスによりガスタービンを駆動する閉サイクルガスタービン発電が用いられている。このとき、在来の火力発電並の蒸気条件の蒸気タービン発電では、略４０％の熱効率が得られるが、原子炉出口冷却材温度を略８５０℃以上とする閉サイクルガスタービン発電を使用することにより、４５〜５０％の熱効率が得られる可能性がある。

そして、この熱効率の高い閉サイクルガスタービン発電を利用した高温ガス炉として、高温ガス炉を循環する系統とガスタービンを循環する系統とを異なる系統としたガスタービンプラントにおける高温ガス炉が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１で開示されたガスタービンプラントにおいては、一次回路に備えられる高温ガス炉で得られた高温のヘリウムガスを用いて二次回路のヘリウムガスを加熱し、加熱した二次回路のヘリウムガスによりガスタービンが駆動する。

又、本出願人は、高圧コンプレッサと同軸のガスタービン及び発電機と同軸のガスタービンとを別軸にして備えるとともに、この別軸のガスタービンを高温ガス炉からのヘリウムガスによって駆動するガスタービンプラントを開示している（特許文献２参照）。このガスタービンプラントでは、ガスタービンから排出されたヘリウムガスがコンプレッサで圧縮された後、高温ガス炉に供給される。このような構成のガスタービンプラントに使用されるとともにペブルベッド型燃料を使用するペブルベッド炉心を備えたペブルベッドモジュール型高温ガス炉（ＰＢＭＲ：Pebble Bed Modular Reactor）が開発されている。

又、特許文献２におけるガスタービンプラントは、２軸のガスタービンを備えたガスタービンとし、発電機と同軸のガスタービンを更に低圧コンプレッサとも一軸となるように構成している。そのため、この低圧コンプレッサ及び発電機と一軸に接続されるガスタービンにかかる負荷が大きくなる。よって、上述のＰＢＭＲを用いたガスタービンプラントにおいて、この負荷を分散させるために、低圧コンプレッサと一軸にしたガスタービンを設け、３軸構成としたガスタービンプラントが採用されているものが開発されている。
特開平１０−３２２２１５号公報特開平９−１４４５５７号公報

これらのガスタービンプラントにおいては、その起動時に、ガスタービンを構成する各動翼を共振させる回転数を回避するために、各ガスタービンの回転数を安全領域の回転数まで一気に昇速させる必要がある。このとき、特許文献２におけるガスタービンプラントにおいては、発電機をサイリスタとして動作させて発電機と同軸のガスタービンの回転数を昇速させるとともに、高温ガス炉からのヘリウムガスを供給することでコンプレッサと同軸のガスタービンの回転数を昇速させる。

しかしながら、高温ガス炉からのヘリウムガスで昇速されるガスタービンが複数軸ある場合、従来は各軸毎に制御する構成とされていなかった。そのため、起動時にこの複数軸のガスタービンを安全領域の回転数まで昇速制御する際、いずれかのガスタービンが安全領域の回転数に到達せず、動翼の共振が発生して翼の破損が生じる恐れがあった。

このような問題を鑑みて、本発明は、複数軸のガスタービンを備えるとともに、起動時に各ガスタービンを安全に制御することができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のガスタービンプラントは、被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮するコンプレッサと同軸となるｎ軸の第１ガスタービンと、前記ｎ軸の第１ガスタービンそれぞれを回転させた後に最終段となる前記第１ガスタービンから排出される前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる第２ガスタービンと、前記ｎ軸の第１ガスタービンの内、前記高温ガス炉に近い初段の前記第１ガスタービン以外のｎ−１軸の前記第１ガスタービンそれぞれを前記冷却材にバイパスさせるｎ−１個のバイパス弁と、を備え、起動時に、前記ｎ−１個のバイパス弁の開度を制御して、前記ｎ軸の第１ガスタービンそれぞれを前記初段の第１ガスタービンから順番に１軸毎に定格回転数までその回転数を高くすることを特徴とする。

このように構成されるガスタービンプラントは、定格負荷運転時において、前記高温ガス炉より排出される高温高圧の前記冷却材が前記第１ガスタービンそれぞれに順番に与えられて回転することにより、前記第１ガスタービンと同軸のコンプレッサを回転駆動させる。又、最終段となる前記第１ガスタービンから排出された前記冷却材が前記第２ガスタービンに供給されることで、前記第２ガスタービンが回転し前記発電機が発電を行う。そして、該第２ガスタービンから排出された前記冷却材が前記第１ガスタービンによって回転されるコンプレッサによって圧縮されて高圧に昇圧された後、前記高温ガス炉に供給される。

このとき、前記バイパス弁を前記第１ガスタービン１軸毎に前記冷却材をバイパスさせるように直列に配設するようにしても構わないし、最終段の前記第１ガスタービンからｎ−１軸のガスタービンをバイパスさせるバイパス弁、最終段の前記第１ガスタービンからｎ−２軸のガスタービンをバイパスさせるバイパス弁、…、最終段の前記第１ガスタービン１軸をバイパスさせるバイパス弁のように、並列に配設するようにすることが可能である。

又、前記バイパス弁が、前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとしても構わない。このとき、前記バイパス弁を直列に配設するとき、最終段の前記第１ガスタービンをバイパスさせる前記バイパス弁のみを前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとする。又、前記バイパス弁を並列に配設するとき、ｎ−１個の前記バイパス弁それぞれを前記第２ガスタービンをもバイパスさせるものとする。

更に、これらのガスタービンプラントにおいて、前記コンプレッサから前記高温ガス炉に供給される前記冷却材と、前記第２ガスタービンから排出される前記冷却材との熱交換を行う熱交換器を設けることも可能である。又、前記第２ガスタービンと前記コンプレッサとの間の経路に、前記冷却材を冷却する前置冷却器を設けるとともに、前記コンプレッサの間の経路に、前記冷却材を冷却するｎ−１個の中間冷却器を設けることもできる。

又、本発明のガスタービンプラントは、被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮する高圧コンプレッサと同軸となる高圧ガスタービンと、該高圧ガスタービンから排出された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮する低圧コンプレッサと同軸となる低圧ガスタービンと、該低圧ガスタービンから排出された前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる発電用ガスタービンと、低圧ガスタービンを前記冷却材にバイパスさせるバイパス弁とを備え、起動時に、前記バイパス弁を全閉状態にして前記冷却材を充填した後、まず、前記バイパス弁の開度を調節して前記高圧コンプレッサの回転数を定格回転数まで高くし、次に、前記バイパス弁を全閉状態にして前記低圧コンプレッサの回転数を定格回転数まで高くすることを特徴とする。

このように構成されるガスタービンプラントは、定格負荷運転時において、前記高温ガス炉より排出される高温高圧の前記冷却材が前記高圧及び低圧ガスタービンそれぞれに順番に供給されて回転することにより、前記高圧及び低圧コンプレッサを回転駆動させる。又、前記低圧ガスタービンから排出された前記冷却材が前記発電用ガスタービンに供給されることで、前記発電用ガスタービンが回転し前記発電機が発電を行う。そして、該発電用ガスタービンから排出された前記冷却材が前記低圧及び高圧コンプレッサによって順番に圧縮されて高圧に昇圧された後、前記高温ガス炉に供給される。このとき、前記バイパス弁が、前記発電用ガスタービンをもバイパスさせるものとしても構わない。

又、これらのガスタービンプラントにおいて、前記コンプレッサから前記高温ガス炉に供給される前記冷却材と、前記第２ガスタービンから排出される前記冷却材との熱交換を行う熱交換器を設けるものとしても良い。又、前記発電用ガスタービンと前記低圧コンプレッサとの間の経路に、前記冷却材を冷却する前置冷却器を設けるとともに、前記低圧及び高圧コンプレッサの間の経路に、前記冷却材を冷却する中間冷却器を設けるものとしても良い。

更に、上述の各ガスタービンプラントにおいて、前記冷却材としてヘリウムガスを用いる。

本発明によると、複数軸のガスタービンプラントを起動時に定格回転数まで昇速させるとき、バイパス弁を設けることによって、このバイパス弁の開度を制御してコンプレッサと同軸のガスタービンそれぞれを個々に制御して昇速させることができる。よって、全てのガスタービンを一度に昇速させる場合と比べて、各ガスタービン毎に定格回転数まで昇速されたか否かを確認することができるので、安全に起動させることができる。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。

図１のガスタービンプラントは、核分裂生成物（ＦＰ：Fission Products）を核分裂させた際の熱エネルギーを供給されたヘリウムガスに与えて高温のヘリウムガスを排出する高温ガス炉１と、高温ガス炉１から排出されるヘリウムガスにより駆動する高圧ガスタービン（ＨＰＴ）２と、ＨＰＴ２から排出されたヘリウムガスにより駆動する低圧タービン（ＬＰＴ）３と、ＬＰＴ３から排出されたヘリウムガスにより駆動するパワーガスタービン（ＰＴ）４と、ＰＴ４と同軸で構成されるとともにＰＴ４により回転される発電機５と、ＰＴ４から排出されたヘリウムガスが供給されて熱交換を行う熱交換器６と、熱交換器６で熱を放出したヘリウムガスを冷却する前置冷却器７と、前置冷却器７で冷却されたヘリウムガスを圧縮する低圧コンプレッサ（ＬＰＣ）８と、ＬＰＣ８で圧縮されて昇圧されたヘリウムガスを冷却する中間冷却器９と、中間冷却器９で冷却されたヘリウムガスを圧縮して熱交換器６に供給する高圧コンプレッサ（ＨＰＣ）１０と、ＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスをＬＰＴ３をバイパスさせてＰＴ４に供給するためのバイパス弁１１と、を備える。

このように構成されるガスタービンプラントを定格負荷で運転するとき、減速材と炉内構造材には熱に強い黒鉛が使用されて耐熱構造とされた高温ガス炉１に、ＦＰであるセラミックス微小燃料粒子を熱分解炭素や炭化珪素で多重に被覆した被覆粒子燃料である燃料要素が供給されて、燃料要素内のＦＰが核分裂を行う。このＦＰの核分裂により発生する熱エネルギーが熱交換器６より供給されるヘリウムガスに与えられ、高温高圧のヘリウムガスをＨＰＴ２に供給する。尚、被覆粒子燃料である燃料要素として、ペブルベッド型燃料又はブロック型燃料が使用される。

そして、高温ガス炉１からの高温高圧のヘリウムガスによりＨＰＴ２が回転し、ＨＰＣ１０を回転させるとともに、このＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスがＬＰＴ３に供給される。このとき、バイパス弁１１を全閉状態とし、ＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスがＬＰＴ３に全て供給される状態とする。よって、同様に、ＨＰＴ２を回転させたヘリウムガスによりＬＰＴ３が回転し、ＬＰＣ８を回転させるとともに、このＬＰＴ３から排出されるヘリウムガスがＰＴ４に供給される。更に、ＬＰＴ３を回転させたヘリウムガスによりＰＴ４が回転し、発電機５を回転させて発電を行う。このようにしてＨＰＴ２、ＬＰＴ３、ＰＴ４それぞれを回転させて仕事を行ったヘリウムガスが熱交換器６に供給される。

熱交換器６では、ＰＴ４から排出された高温のヘリウムガスが供給されるとともに、ＨＰＣ１０で圧縮されたヘリウムガスがＰＴ４からのヘリウムガスと熱交換を行うことによって、加温されたＨＰＣ１０からのヘリウムガスを高温ガス炉１に供給するとともに、冷却されたＰＴ４からのヘリウムガスが前置冷却器７に与えられる。この前置冷却器７で冷却されたヘリウムガスがＬＰＴ３で回転されるＬＰＣ８に与えられることで、圧縮されて昇圧される。このとき、前置冷却器７で冷却されることで、ヘリウムガスの密度を高くしてＬＰＣ８での圧縮効率を高くする。

そして、昇圧されたヘリウムガスが中間冷却器９で再度冷却された後、ＨＰＴ２で回転されるＨＰＣ１０で圧縮された昇圧される。このとき、中間冷却器９でヘリウムガスが冷却されることで、前置冷却器７で冷却されたときと同様、ヘリウムガスの密度を高くしてＨＰＣ１０での圧縮効率を高くする。このＨＰＣ１０で昇圧されたヘリウムガスが熱交換器６で加温されて、高温ガス炉１に供給される。

このように定格動作時に各部が動作するガスタービンプラントの起動時動作について、図２を参照して以下に説明する。まず、バイパス弁１１が全閉の状態として、貯蔵タンク（不図示）のヘリウムガスを、図１のガスタービンプラントにおける、高温ガス炉１、ＨＰＴ２、ＬＰＴ３、ＰＴ４、熱交換器６、ＬＰＣ８、及びＨＰＣ９により構成されるヘリウムガスのメイン系統に注入する。このとき、同時に、初期設定用のブロワシステム（不図示）を起動して、このメイン系統に注入されたヘリウムガスを循環させるとともに、ＬＰＣ８及びＨＰＣ１０にはヘリウムガスが流れないように流量制御する。

そして、メイン系統に注入されたヘリウムガスの温度及び圧力が所定値に到達したことが確認されると、高温ガス炉１内の臨界運転に移行する。そして、高温ガス炉１内が臨界に達すると、高温ガス炉１における出口温度を所定の温度範囲内に制御する。その後、ＨＰＴ２、ＬＰＴ３及びＰＴ４を流れるヘリウムの流量を制御するとともに、発電機５をサイリスタとして動作させてＰＴ４の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させる。そして、ＰＴ４の回転数が定格回転数Ｒｂまで上昇したことが確認されると、発電機５を併入させる。

このようにして、起動開始してから時間ｔａが経過したときに、発電機５が併入されると、図２（ａ）、（ｂ）のように、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数が回転数Ｒａに到達していることが確認される。そして、ＬＰＣ８及びＨＰＣ１０を流れるヘリウムガスの流量を制御してプラントの負荷を上昇させる。このとき、図２（ｃ）のように、バイパス弁１１を開度ｘ％まで開けて、バイパス弁１１を介してＨＰＴ２からのヘリウムガスの一部をＰＴ４に供給する。そして、負荷を上昇させるとともに、図２（ａ）のように、ＨＰＴ２の回転数を定格回転数Ｒｂに昇速させる。尚、バイパス弁１１の開度がｘ％まで開けることによって、図２（ｂ）のように、ＬＰＴ３の回転数を回転数Ｒａで保持することができる。

そして、時間ｔｂ経過後にＨＰＴ２の回転数が定格回転数Ｒｂに到達したことが確認されると、図２（ｃ）のように、バイパス弁１１を全閉として、ＨＰＴ２からのヘリウムガスを全てＬＰＴ３に供給する。よって、ＬＰＴ３に流れるヘリウムガスの流量が多くなるので、図２（ｂ）のように、ＬＰＴ３の回転数が定格回転数Ｒｂまで上昇する。このようにして、ＨＰＴ２、ＨＰＴ３、及びＰＴ４の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させると、更にプラントの負荷を上昇させて、無負荷運転から定格負荷運転に移行する。尚、このようにプラントの負荷を上昇させているとき、高温ガス炉１における出口温度が所定の温度となるように制御される。

このように、本実施形態において、バイパス弁１１を設けることによって、プラント起動時において、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を個別に制御することができる。よって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数をそれぞれ定格回転数まで上昇させて、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３を安全領域で運転することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。尚、図３のガスタービンプラントにおいて、図１のガスタービンプラントと同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図３のガスタービンプラントは、図１のガスタービンプラントと異なり、バイパス弁１１の代わりに、ＨＰＴ２から排出されるヘリウムガスをＬＰＦ３及びＰＴ４をバイパスさせて熱交換器６に供給するためのバイパス弁１２を備える。このように構成されるガスタービンプラントにおいて定格負荷で運転するとき、バイパス弁１２を全閉状態とするとともに、ガスタービンプラント内の各部が第１の実施形態と同一の動作を行うことで、発電機５での発電が行われる。

このようなガスタービンプラントを起動する際、第１の実施形態と同様、バイパス弁１２を全閉状態とし、貯蔵タンクのヘリウムガスを注入してヘリウムガスを循環させる。そして、メイン系統に注入されたヘリウムガスが所定温度及び所定圧力に達したことを確認すると、高温ガス炉１における出口温度を所定の温度に制御する。

その後、サイリスタとして発電機５を動作させてＰＴ４の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させた後、発電機５を併入する。その後、プラントの負荷を上昇させるとともに、まず、バイパス弁１２を開度ｘ％まで開いてＨＰＴ２の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させた後、次に、バイパス弁１２を全閉としてＬＰＴ３の回転数を定格回転数Ｒｂまで上昇させる。そして、更にプラントの負荷を上昇させて、無負荷運転から定格負荷運転に移行する。

このように、本実施形態において、バイパス弁１２を設けることによって、プラント起動時において、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数を個別に制御することができる。よって、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３の回転数をそれぞれ定格回転数まで上昇させて、ＨＰＴ２及びＬＰＴ３を安全領域で動作させることができる。

尚、上述の第１及び第２の実施形態におけるガスタービンプラントは、３軸のガスタービンによって構成されるものとしたが、３軸以上のｎ軸のガスタービンによるものとしても構わない。このとき、図４〜図７のように、発電機と同軸のガスタービン（ＰＴ）４が１軸であるため、コンプレッサＣ１〜Ｃｎ−１それぞれと同軸のガスタービンＴ１〜Ｔｎ−１がｎ−１軸となるとともに、初段のガスタービンＴ１以外のコンプレッサＣ２〜Ｃｎ−１と同軸の各ガスタービンＴ２〜Ｔｎ−２をバイパスするためのバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２がｎ−２個設けられる。

そして、第１の実施形態と同様に、ＰＴ４をバイパスさせないとき、図４のように、コンプレッサと同軸のｎ−２軸の各ガスタービン毎にバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を直列に設けるものとしても構わないし、図５のように、ｎ−２軸のガスタービンＴ２〜Ｔｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖ１、ｎ−３軸のガスタービンＴ３〜Ｔｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖ２、…、１軸のガスタービンＴｎ−１をバイパスさせるバイパス弁Ｖｎ−２のようにバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を並列に設けるものとしても構わない。又、第２の実施形態と同様に、ＰＴ４をバイパスさせるときは、バイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を直列に配設する場合、図６のように、バイパス弁Ｖｎ−２がＰＴ４をもバイパスさせるように設置し、又、バイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を並列に配設する場合、図７のように、バイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２それぞれがＰＴ４をもバイパスさせるように設置する。

更に、図４〜図７のようにバイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２が配設されるとき、図４及び図６の場合、まず、バイパス弁Ｖ１〜Ｖｎ−２を開いて、ガスタービンＴ１を定格回転数とした後、バイパス弁Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖｎ−２を順番に全閉にして、ガスタービンＴ２，Ｔ３，…，Ｔｎ−１の順に定格回転数に昇速させる。又、図５及び図７の場合、まず、バイパス弁Ｖ１を開いて、ガスタービンＴ１を定格回転数とした後にバイパス弁Ｖ１を全閉とした後、バイパス弁Ｖ２，…，Ｖｎ−２の順番に、その開度を開いた後に全閉にして、ガスタービンＴ２，Ｔ３，…，Ｔｎ−１の順に定格回転数に昇速させる。

本発明のガスタービンプラントは、高温ガス炉及び複数軸のガスタービンを備えたガスタービンプラントにおいて適用可能であり、高温ガス炉に使用される被覆粒子燃料がペブルベッド型燃料及びブロック型燃料いずれの場合であっても、適用することができる。

は、第１の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。は、図１のガスタービンプラントの起動時の動作を示すタイミングチャートである。は、第２の実施形態のガスタービンプラントの構成を示すブロック図である。は、第１の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。は、第１の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。は、第２の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。は、第２の実施形態のガスタービンプラントの別の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１高温ガス炉
２ＨＰＴ
３ＬＰＴ
４ＰＴ
５発電機
６熱交換器
７前置冷却器
８ＬＰＣ
９中間冷却器
１０ＨＰＣ
１１，１２バイパス弁

Claims

被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、
該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮するコンプレッサと同軸となるｎ軸の第１ガスタービンと、
前記ｎ軸の第１ガスタービンそれぞれを回転させた後に最終段となる前記第１ガスタービンから排出される前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる第２ガスタービンと、
前記ｎ軸の第１ガスタービンの内、前記高温ガス炉に近い初段の前記第１ガスタービン以外のｎ−１軸の前記第１ガスタービンそれぞれを前記冷却材にバイパスさせるｎ−１個のバイパス弁と、
を備え、
起動時に、前記ｎ−１個のバイパス弁の開度を制御して、前記ｎ軸の第１ガスタービンそれぞれを前記初段の第１ガスタービンから順番に１軸毎に定格回転数までその回転数を高くすることを特徴とするガスタービンプラント。
前記バイパス弁が、前記第２ガスタービンをもバイパスさせることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンプラント。
被覆粒子燃料内の被覆された核分裂生成物を核分裂させて得られた熱エネルギーにより冷却材に加温する高温ガス炉と、
該高温ガス炉で加温された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮する高圧コンプレッサと同軸となる高圧ガスタービンと、
該高圧ガスタービンから排出された前記冷却材により回転するとともに前記冷却材を圧縮する低圧コンプレッサと同軸となる低圧ガスタービンと、
該低圧ガスタービンから排出された前記冷却材により回転するとともに発電動作を行う発電機と同軸となる発電用ガスタービンと、
低圧ガスタービンを前記冷却材にバイパスさせるバイパス弁と、
を備え、
起動時に、前記バイパス弁を全閉状態にして前記冷却材を充填した後、まず、前記バイパス弁の開度を調節して前記高圧コンプレッサの回転数を定格回転数まで高くし、次に、前記バイパス弁を全閉状態にして前記低圧コンプレッサの回転数を定格回転数まで高くすることを特徴とするガスタービンプラント。
前記バイパス弁が、前記発電用ガスタービンをもバイパスさせることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンプラント。