JP2000213708A - Pressurized fluidized bed combined power generation facility - Google Patents
Pressurized fluidized bed combined power generation facilityInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動層複合発
電設備に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressurized fluidized bed combined cycle power generation facility.
【0002】[0002]
【従来の技術】加圧流動層複合発電設備の一例を図2に
よって説明すると、内部が加圧雰囲気になっている圧力
容器1の中に加圧流動層ボイラ本体2が設けられてお
り、加圧流動層ボイラ本体2内の下部には複数本の散気
管3が配設されており、該散気管3は、圧力容器1内の
加圧空気4を、途中に後述する灰クーラ5が設けられた
取入管6から風箱7へ取り入れて上方に噴出するように
なっている。2. Description of the Related Art An example of a pressurized fluidized bed combined cycle power plant will be described with reference to FIG. 2. A pressurized fluidized bed boiler body 2 is provided in a pressure vessel 1 having a pressurized atmosphere inside. A plurality of air diffusers 3 are disposed in the lower part of the pressurized fluidized-bed boiler main body 2, and the air diffusers 3 supply pressurized air 4 in the pressure vessel 1 and an ash cooler 5 described later in the middle. The intake pipe 6 is taken into the wind box 7 and blows upward.
【0003】前記散気管3の上部には、石炭スラリ等の
燃料を供給する燃料供給管8が配設されていると共に、
流動層9を形成するための石灰石等の脱硫材、石炭灰等
が混合されたベッド材10がベッド材貯蔵容器(図示せ
ず)から供給されるようになっており、コンプレッサ1
1から圧力容器1内に供給された加圧空気4が前記取入
管6から風箱7を介して散気管3に供給され上方に噴出
されることにより流動層9が形成され、前記燃料供給管
8から供給された燃料が流動層9の中で撹拌されて効率
よく燃焼されるようになっている。A fuel supply pipe 8 for supplying a fuel such as coal slurry is disposed above the air diffuser 3.
A bed material 10 mixed with a desulfurizing material such as limestone and coal ash for forming the fluidized bed 9 is supplied from a bed material storage container (not shown).
The pressurized air 4 supplied from the pressure vessel 1 into the pressure vessel 1 is supplied from the intake pipe 6 to the diffuser pipe 3 via the wind box 7 and is ejected upward to form the fluidized bed 9, and the fuel supply pipe is formed. The fuel supplied from 8 is stirred in the fluidized bed 9 and burned efficiently.
【0004】前記加圧流動層ボイラ本体2内における流
動層9の形成部には、伝熱管によって形成された蒸発器
12及び過熱器13と再熱器14とが配設されており、
過熱器13の蒸気流通方向上流側端部は蒸発器12を介
して管路15によりボイラ給水系統16に、下流側端部
は管路17により蒸気タービン18の高圧タービン19
の蒸気入口に接続され、又、再熱器14の蒸気流通方向
上流側端部は管路20により蒸気タービン18の高圧タ
ービン19の蒸気出口に、下流側端部は管路21により
蒸気タービン18の中低圧タービン22を構成する中圧
タービン22aの蒸気入口に接続されており、更に、前
記中圧タービン22aから蒸気が導入される低圧タービ
ン22bの蒸気出口は管路23により復水器24に接続
されている。[0004] An evaporator 12, a superheater 13, and a reheater 14, which are formed by heat transfer tubes, are provided in a portion of the pressurized fluidized bed boiler main body 2 where the fluidized bed 9 is formed.
The upstream end of the superheater 13 in the steam flow direction is connected to the boiler water supply system 16 via the evaporator 12 via the pipe 15 and the downstream end is connected to the high pressure turbine 19 of the steam turbine 18 via the pipe 17.
The upstream end of the reheater 14 in the steam flow direction is connected to the steam outlet of the high-pressure turbine 19 of the steam turbine 18 via a pipe 20, and the downstream end is connected to the steam turbine 18 via a pipe 21. Is connected to a steam inlet of a medium pressure turbine 22a constituting the medium / low pressure turbine 22, and a steam outlet of a low pressure turbine 22b into which steam is introduced from the medium pressure turbine 22a is connected to a condenser 24 by a pipe 23. It is connected.
【0005】前記ボイラ給水系統16は、中低圧タービ
ン22から排出された蒸気を冷却凝縮する復水器24
と、該復水器24の出側に設けられた復水ポンプ25
と、該復水ポンプ25で昇圧されたボイラ給水を加熱す
る低圧給水加熱器26と、該低圧給水加熱器26からの
ボイラ給水を脱気するための脱気器27と、該脱気器2
7の出側に設けられた給水ポンプ28と、該給水ポンプ
28で昇圧されたボイラ給水を加熱する高圧給水加熱器
29とを備えてなる構成を有している。[0005] The boiler water supply system 16 includes a condenser 24 for cooling and condensing steam discharged from the medium / low pressure turbine 22.
And a condensate pump 25 provided on the outlet side of the condenser 24.
A low-pressure feedwater heater 26 for heating the boiler feedwater pressurized by the condensate pump 25; a deaerator 27 for degassing the boiler feedwater from the low-pressure feedwater heater 26;
7 and a high-pressure feed water heater 29 for heating the boiler feed water pressurized by the feed pump 28.
【0006】前記加圧流動層ボイラ本体2の上部には、
蒸発器12、過熱器13、並びに再熱器14内の水や蒸
気を加熱した後の高温で且つ高圧の排ガス30が分岐ダ
クト31を介して導かれる複数(例えば六基)のサイク
ロン32が配設されて、前記排ガス30中の灰を分離す
るようになっており、サイクロン32には、排ガス管3
3を介して圧力容器1外部に設けられたセラミックチュ
ーブフィルタ等のフィルタ装置34が接続され、該フィ
ルタ装置34には、前述したコンプレッサ11を駆動し
且つ余剰動力でガスタービン発電機37を駆動するガス
タービン36が排ガス管35を介して接続されている。On the upper part of the pressurized fluidized bed boiler main body 2,
A plurality of (for example, six) cyclones 32 through which a high-temperature and high-pressure exhaust gas 30 after heating water and steam in the evaporator 12, the superheater 13, and the reheater 14 are guided through the branch duct 31 are arranged. The ash in the exhaust gas 30 is separated, and the cyclone 32 has an exhaust gas pipe 3.
A filter device 34 such as a ceramic tube filter provided outside the pressure vessel 1 is connected to the filter device 34 via the filter device 3. The filter device 34 drives the compressor 11 and drives the gas turbine generator 37 with excess power. A gas turbine 36 is connected via an exhaust gas pipe 35.
【0007】前記ガスタービン36のガス出口は煙道3
8により煙突39に接続され、該煙道38途中には、高
圧給水加熱器29より下流側における管路15を流れる
ボイラ給水によってガスタービン36からの排ガス30
の熱を回収する第一段高圧ガスクーラ40と、高圧給水
加熱器29のバイパスライン41を流れるボイラ給水に
よってガスタービン36からの排ガス30の熱を回収す
る第二段高圧ガスクーラ42と、低圧給水加熱器26の
バイパスライン43を流れるボイラ給水によってガスタ
ービン36からの排ガスの熱を回収する低圧ガスクーラ
44とが設けられている。The gas outlet of the gas turbine 36 is connected to the flue 3
8 connected to a chimney 39, and in the middle of the flue 38, an exhaust gas 30 from a gas turbine 36 is supplied by boiler water flowing through the pipe 15 downstream of the high-pressure water heater 29.
And a second-stage high-pressure gas cooler 42 that recovers heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 by boiler feedwater flowing through the bypass line 41 of the high-pressure feedwater heater 29, and a low-pressure feedwater heating. And a low-pressure gas cooler 44 for recovering heat of exhaust gas from the gas turbine 36 by boiler feedwater flowing through a bypass line 43 of the vessel 26.
【0008】一方、前記圧力容器1内には、サイクロン
32で分離された分離灰45の熱を加圧空気4によって
回収する灰クーラ5が設けられている。On the other hand, the pressure vessel 1 is provided with an ash cooler 5 for recovering the heat of the separated ash 45 separated by the cyclone 32 with the pressurized air 4.
【0009】前述の如き加圧流動層複合発電設備におい
ては、コンプレッサ11により圧縮した加圧空気4を圧
力容器1内へ供給し、該圧力容器1内の加圧空気4を取
入管6から取り入れて灰クーラ5で分離灰45により加
熱した後、風箱7を介して散気管3から上方に噴出させ
ると、加圧流動層ボイラ本体2内で流動層9が形成さ
れ、燃料供給管8から供給された燃料が流動層9の中で
撹拌されて効率よく燃焼される。In the pressurized fluidized bed combined cycle power plant as described above, the compressed air 4 compressed by the compressor 11 is supplied into the pressure vessel 1, and the compressed air 4 in the pressure vessel 1 is taken in from the inlet pipe 6. After being heated by the ash cooler 5 with the separated ash 45 and then spouted upward from the air diffuser 3 through the wind box 7, a fluidized bed 9 is formed in the pressurized fluidized bed boiler main body 2, and The supplied fuel is stirred in the fluidized bed 9 and burned efficiently.
【0010】前記流動層9の中で燃料が燃焼すると、そ
の熱エネルギーは、流動状態のベッド材10に伝達さ
れ、更に、該ベッド材10及び燃焼ガスからの熱伝達に
より、前記熱エネルギーが蒸発器12、過熱器13、再
熱器14に伝達される。When the fuel is burned in the fluidized bed 9, the thermal energy is transmitted to the bed material 10 in a fluidized state, and the heat energy is further evaporated by the heat transfer from the bed material 10 and the combustion gas. The heat is transmitted to the heater 12, the superheater 13, and the reheater 14.
【0011】ボイラ給水系統16から蒸発器12へ供給
されるボイラ給水は前記熱エネルギーによって蒸気化
し、その蒸気は過熱器13により過熱蒸気となり、該過
熱蒸気は蒸気タービン18の高圧タービン19に流入し
て該高圧タービン19が駆動される。The boiler feed water supplied from the boiler feed system 16 to the evaporator 12 is vaporized by the thermal energy, and the steam is turned into superheated steam by the superheater 13, and the superheated steam flows into the high-pressure turbine 19 of the steam turbine 18. Thus, the high-pressure turbine 19 is driven.
【0012】高圧タービン19を駆動した後の蒸気は、
再熱器14へ流入し、該再熱器14によって再熱された
蒸気は中低圧タービン22に流入して、該中低圧タービ
ン22を駆動し、更に中低圧タービン22を駆動した後
の蒸気は、ボイラ給水系統16の復水器24によってボ
イラ給水に戻され、復水ポンプ25を経て低圧給水加熱
器26において加熱されると共に、バイパスライン43
へ分岐されたボイラ給水の一部により低圧ガスクーラ4
4においてガスタービン36からの排ガス30の熱が回
収された後、脱気器27でボイラ給水の脱気が行われ、
該脱気器27で脱気されたボイラ給水は、給水ポンプ2
8により昇圧された後、高圧給水加熱器29において加
熱されると共に、バイパスライン41へ分岐されたボイ
ラ給水の一部により第二段高圧ガスクーラ42において
ガスタービン36からの排ガス30の熱が回収され、更
に第一段高圧ガスクーラ40においてガスタービン36
からの排ガス30の熱が回収され、再び蒸発器12へ供
給される。The steam after driving the high pressure turbine 19 is:
The steam that flows into the reheater 14 and is reheated by the reheater 14 flows into the medium-to-low pressure turbine 22, drives the medium-to-low pressure turbine 22, and the steam that drives the medium-to-low pressure turbine 22 is Is returned to the boiler feed water by the condenser 24 of the boiler feed water system 16, is heated in the low-pressure feed water heater 26 via the condensate pump 25, and
Low pressure gas cooler 4 by a part of boiler feed water
After the heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 is recovered in 4, the boiler feed water is deaerated by the deaerator 27,
The boiler feed water degassed by the deaerator 27 is supplied to the feed pump 2
After being pressurized by 8, it is heated in the high-pressure feed water heater 29, and the heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 is recovered in the second-stage high-pressure gas cooler 42 by a part of the boiler feed water branched to the bypass line 41. , And the gas turbine 36 in the first-stage high-pressure gas cooler 40.
The heat of the exhaust gas 30 is recovered and supplied to the evaporator 12 again.
【0013】このようにして、蒸気タービン18は蒸気
により駆動され、蒸気タービン18に接続された蒸気タ
ービン発電機49によって発電が行われる。In this way, the steam turbine 18 is driven by the steam, and power is generated by the steam turbine generator 49 connected to the steam turbine 18.
【0014】一方、前記加圧流動層ボイラ本体2内にお
いて燃焼した燃料の排ガス30は、蒸発器12、過熱器
13、並びに再熱器14内の水や蒸気を加熱した後、分
岐ダクト31を介してサイクロン32へ導入され、排ガ
ス30中の灰が分離され、サイクロン32で大部分の灰
が分離された排ガス30は、排ガス管33を介して圧力
容器1外部に設けられたセラミックチューブフィルタ等
のフィルタ装置34へ導入され、該フィルタ装置34に
おいて更に灰が捕集除去された後、排ガス管35を介し
てガスタービン36に供給され、これによりガスタービ
ン36が駆動され、該ガスタービン36により前記コン
プレッサ11が駆動されると共に、余剰動力でガスター
ビン発電機37が駆動され、発電が行われる。On the other hand, the exhaust gas 30 of the fuel burned in the pressurized fluidized-bed boiler main body 2 heats water and steam in the evaporator 12, the superheater 13, and the reheater 14, and then passes through the branch duct 31. The ash in the exhaust gas 30 is separated through the cyclone 32 and the ash in the exhaust gas 30 is separated, and the exhaust gas 30 from which most of the ash is separated by the cyclone 32 is a ceramic tube filter or the like provided outside the pressure vessel 1 via the exhaust gas pipe 33. After the ash is further collected and removed in the filter device 34, the ash is supplied to a gas turbine 36 via an exhaust gas pipe 35, whereby the gas turbine 36 is driven, and the gas turbine 36 While the compressor 11 is driven, the gas turbine generator 37 is driven by the surplus power to generate power.
【0015】前記ガスタービン36を駆動した後の排ガ
ス30は、煙道38を流れ、第一段高圧ガスクーラ40
において高圧給水加熱器29の下流側のボイラ給水によ
って熱が回収され、第二段高圧ガスクーラ42において
高圧給水加熱器29のバイパスライン41を流れるボイ
ラ給水によって熱が回収され、更に低圧ガスクーラ44
において低圧給水加熱器26のバイパスライン43を流
れるボイラ給水によって熱が回収され、煙突39から大
気へ放出される。After driving the gas turbine 36, the exhaust gas 30 flows through a flue 38 and a first-stage high-pressure gas cooler 40.
The heat is recovered by the boiler feedwater downstream of the high-pressure feedwater heater 29, the heat is recovered by the boiler feedwater flowing through the bypass line 41 of the high-pressure feedwater heater 29 in the second-stage high-pressure gas cooler 42, and the low-pressure gas cooler 44
The heat is recovered by the boiler feedwater flowing through the bypass line 43 of the low-pressure feedwater heater 26 in the step (2), and is discharged from the chimney 39 to the atmosphere.
【0016】前記サイクロン32で分離された分離灰4
5は、前記灰クーラ5において取入管6から風箱7を介
して散気管3へ供給される加圧空気4により熱が回収さ
れて冷却された後、圧力容器1の外部の灰処理装置(図
示せず)に輸送される。The separated ash 4 separated by the cyclone 32
In the ash cooler 5, after the heat is recovered and cooled by the pressurized air 4 supplied from the intake pipe 6 to the air diffuser 3 via the wind box 7 in the ash cooler 5, the ash treatment device ( (Not shown).
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の如き
加圧流動層複合発電設備においては、流動媒体である石
炭灰の溶融による凝集やアルカリ金属の蒸発によるガス
タービン36の翼の腐食防止の面から、流動層9の層温
度を860[℃]程度に抑えることが必要であり、その
ため、蒸発器12、過熱器13、再熱器14の水や蒸気
側に流動層9から多量の熱を取り出すことになる。In the pressurized fluidized bed combined cycle power plant as described above, the surface of the gas turbine 36 is prevented from corroding due to agglomeration due to melting of coal ash as a fluid medium and evaporation of alkali metal. Therefore, it is necessary to suppress the bed temperature of the fluidized bed 9 to about 860 ° C., so that a large amount of heat from the fluidized bed 9 is supplied to the water or steam side of the evaporator 12, the superheater 13, and the reheater 14. Will be taken out.
【0018】その結果、蒸気タービン18による蒸気タ
ービン発電機49の出力が全出力の80〜85%となっ
て全体に占める割合が高くなり、これは、復水器24に
おいて海水等に捨てられてしまう熱量が増加することに
つながり、複合発電によるプラント効率の向上が少ない
という欠点を有していた。As a result, the output of the steam turbine generator 49 by the steam turbine 18 is 80 to 85% of the total output, and the proportion of the total output is high. This is discarded by the condenser 24 in seawater or the like. This leads to an increase in the amount of heat to be generated, and there is a disadvantage that the improvement in plant efficiency by combined power generation is small.
【0019】尚、従来においては、図2に示されるよう
な加圧流動層複合発電設備の他にも、図3に示されるよ
うに、ガス/液体燃料焚のガスタービンで仕事をした後
の排ガスを排熱回収ボイラに導き、その排熱を回収して
蒸気を発生させ、蒸気タービンを駆動する、いわゆる排
熱回収式の複合発電設備もあるが、このような排熱回収
式の複合発電設備の場合、ガスタービン入口温度の制約
から燃料投入量が決まると共に温度上昇を抑えるために
空気量を減らすことができないため、ガスタービンから
排出される排ガス中に含まれる酸素濃度が15%程度と
なり、排ガスの熱損失が大きかった。Conventionally, in addition to the pressurized fluidized-bed combined power generation equipment as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, a gas / liquid fuel-fired gas turbine has been used. There is a so-called exhaust heat recovery combined power generation facility that guides the exhaust gas to an exhaust heat recovery boiler, recovers the exhaust heat to generate steam, and drives a steam turbine. In the case of equipment, the amount of fuel input is determined by the restriction of the gas turbine inlet temperature, and the amount of air cannot be reduced in order to suppress the temperature rise. Therefore, the concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the gas turbine is about 15%. The heat loss of the exhaust gas was large.
【0020】又、図2、図3に示されるような複合発電
設備以外には、図4に示されるような、ボイラ押込通風
機の代りにガスタービン発電設備を設置し、ガスタービ
ンで仕事をした後の排ガスをボイラ燃料の燃焼用空気と
して利用し、併せて排ガスの持つ余熱を回収する、いわ
ゆる排気再燃式の複合発電設備や、図5に示されるよう
な、ガスタービンの排ガスで蒸気サイクルの給水を加熱
する、いわゆる給水加熱式の複合発電設備もあるが、こ
のような排気再燃式や給水加熱式の複合発電設備の場
合、いずれも全出力に対するガスタービンの出力比が小
さく、プラント効率の向上が少なかった。In addition to the combined power generation equipment shown in FIGS. 2 and 3, a gas turbine power generation equipment is installed in place of the boiler push-in fan as shown in FIG. The so-called exhaust gas recycle-type combined power generation facility, which uses the exhaust gas after combustion as boiler fuel combustion air and collects the residual heat of the exhaust gas, as shown in FIG. There is also a so-called feedwater heating type combined power generation facility that heats the feedwater.However, in the case of such an exhaust gas reburning type or feedwater heating type combined power generation facility, the output ratio of the gas turbine to the total output is small, and the plant efficiency is low. There was little improvement.
【0021】本発明は、斯かる実情に鑑み、全出力に占
めるガスタービンの出力の割合を高くすることができ、
プラント効率の向上を図り得る加圧流動層複合発電設備
を提供しようとするものである。According to the present invention, in view of such circumstances, the ratio of the output of the gas turbine to the total output can be increased,
An object of the present invention is to provide a pressurized fluidized bed combined cycle power generation facility capable of improving plant efficiency.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料焚の高圧
ガスタービンと、該高圧ガスタービンから排出される排
ガスが導入される圧力容器と、該圧力容器内に設置され
且つ圧力容器内に導入された前記高圧ガスタービンから
の排ガスを内部へ導入することにより流動層が形成され
る加圧流動層ボイラ本体と、該加圧流動層ボイラ本体か
ら排出される排ガスにより駆動される低圧ガスタービン
と、前記加圧流動層ボイラ本体内の流動層における熱交
換により発生する蒸気によって駆動される蒸気タービン
とを備えたことを特徴とする加圧流動層複合発電設備に
かかるものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a fuel-fired high-pressure gas turbine, a pressure vessel into which exhaust gas discharged from the high-pressure gas turbine is introduced, and a pressure vessel installed in the pressure vessel and contained in the pressure vessel. A pressurized fluidized-bed boiler main body in which a fluidized bed is formed by introducing the introduced exhaust gas from the high-pressure gas turbine into the inside, and a low-pressure gas turbine driven by exhaust gas discharged from the pressurized fluidized-bed boiler main body And a steam turbine driven by steam generated by heat exchange in the fluidized bed in the pressurized fluidized bed boiler body.
【0023】前記加圧流動層複合発電設備においては、
燃料焚の高圧ガスタービンから排出される排ガスを圧力
容器内の加圧流動層ボイラ本体へ導入する排ガス導入ラ
イン途中に、前記排ガスを所要温度に冷却する排ガス冷
却装置を配設することが望ましい。In the pressurized fluidized-bed combined power generation facility,
It is desirable to dispose an exhaust gas cooling device that cools the exhaust gas to a required temperature in the middle of an exhaust gas introduction line that introduces exhaust gas discharged from a fuel-fired high-pressure gas turbine into a pressurized fluidized bed boiler body in a pressure vessel.
【0024】加圧流動層ボイラ本体へ供給される高圧給
水の一部により排ガスを冷却するガスクーラと、燃料焚
の高圧ガスタービンへ導入される燃焼用空気を排ガスに
より加熱するエアヒータと、低圧給水の一部により排ガ
スを冷却するガスクーラとのうちの少なくとも一つを前
記排ガス冷却装置とすることができる。A gas cooler for cooling the exhaust gas by a part of the high-pressure water supplied to the pressurized fluidized-bed boiler main body; an air heater for heating the combustion air introduced into the fuel-fired high-pressure gas turbine with the exhaust gas; At least one of the gas cooler that partially cools the exhaust gas can be the exhaust gas cooling device.
【0025】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。According to the above means, the following effects can be obtained.
【0026】燃料焚の高圧ガスタービンから排出される
排ガスは、圧力容器へ導入され、加圧流動層ボイラ本体
内部において再燃され、該加圧流動層ボイラ本体から排
出される排ガスにより低圧ガスタービンが駆動される一
方、前記加圧流動層ボイラ本体内の流動層における熱交
換により発生する蒸気によって蒸気タービンが駆動さ
れ、これにより、全出力に占めるガスタービンの出力の
割合が高くなる。Exhaust gas discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine is introduced into a pressure vessel and reburned inside the pressurized fluidized-bed boiler main body. On the other hand, the steam turbine is driven by steam generated by heat exchange in the fluidized bed in the pressurized fluidized bed boiler main body, whereby the ratio of the gas turbine output to the total output is increased.
【0027】前記加圧流動層複合発電設備において、燃
料焚の高圧ガスタービンから排出される排ガスを圧力容
器内の加圧流動層ボイラ本体へ導入する排ガス導入ライ
ン途中に、前記排ガスを所要温度に冷却する排ガス冷却
装置を配設すると、圧力容器が過度に温度上昇すること
が防止され、圧力容器を高級な材料で製作する必要がな
くなる。In the pressurized fluidized-bed combined power generation facility, the exhaust gas discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine is introduced into the pressurized fluidized-bed boiler body in the pressure vessel. When the exhaust gas cooling device for cooling is provided, the temperature of the pressure vessel is prevented from rising excessively, and the pressure vessel does not need to be made of a high-grade material.
【0028】加圧流動層ボイラ本体へ供給される高圧給
水の一部により排ガスを冷却するガスクーラと、燃料焚
の高圧ガスタービンへ導入される燃焼用空気を排ガスに
より加熱するエアヒータと、低圧給水の一部により排ガ
スを冷却するガスクーラとのうちの少なくとも一つを前
記排ガス冷却装置とすると、燃料焚の高圧ガスタービン
から排出される排ガスの熱が有効に回収される形とな
る。A gas cooler for cooling the exhaust gas by a part of the high-pressure feedwater supplied to the pressurized fluidized-bed boiler main body; an air heater for heating the combustion air introduced into the fuel-fired high-pressure gas turbine with the exhaust gas; When at least one of the gas cooler that partially cools the exhaust gas is the exhaust gas cooling device, the heat of the exhaust gas discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine is effectively recovered.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】図1は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図2に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1に示
す如く、ガスタービン発電機37を駆動するガスタービ
ン36を燃料焚の高圧ガスタービン36aと低圧ガスタ
ービン36bとから構成すると共に、前記燃料焚の高圧
ガスタービン36aから排出される排ガス46を排ガス
導入ライン47を介して圧力容器1内へ導入し、該圧力
容器1内に導入された燃料焚の高圧ガスタービン36a
からの排ガス46を、灰クーラ5と取入管6と風箱7と
散気管3とを介して加圧流動層ボイラ本体2内部へ導入
するようにし、更に、加圧流動層ボイラ本体2から排出
される排ガスにより前記低圧ガスタービン36bを駆動
するよう構成した点にある。尚、高圧ガスタービン36
a及び低圧ガスタービン36bと同軸に配設されるコン
プレッサ11は、高圧コンプレッサ11aと低圧コンプ
レッサ11bとから構成してある。FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. In the figure, portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same components, and the basic configuration is the same as that of the conventional device shown in FIG. As shown in FIG. 1, the gas turbine 36 for driving a gas turbine generator 37 is composed of a fuel-fired high-pressure gas turbine 36a and a low-pressure gas turbine 36b. At the same time, the exhaust gas 46 discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine 36a is introduced into the pressure vessel 1 through an exhaust gas introduction line 47, and the fuel-fired high-pressure gas turbine 36a introduced into the pressure vessel 1 is introduced.
Is introduced into the pressurized fluidized-bed boiler main body 2 through the ash cooler 5, the intake pipe 6, the wind box 7, and the diffuser pipe 3, and further discharged from the pressurized fluidized-bed boiler main body 2. That is, the low-pressure gas turbine 36b is driven by the discharged exhaust gas. The high-pressure gas turbine 36
The compressor 11 disposed coaxially with the compressor a and the low-pressure gas turbine 36b includes a high-pressure compressor 11a and a low-pressure compressor 11b.
【0031】本図示例の場合、燃料焚の高圧ガスタービ
ン36aから排出される排ガス46を圧力容器1へ導入
する排ガス導入ライン47途中には、前記排ガス46を
圧力容器1の耐熱上必要とされる所要温度に冷却する排
ガス冷却装置48を配設してあり、該排ガス冷却装置4
8は、加圧流動層ボイラ本体2へ供給される高圧給水5
0の一部により排ガス46を冷却するガスクーラ48a
と、高圧コンプレッサ11aから燃料焚の高圧ガスター
ビン36aの燃焼器51へ導入される燃焼用空気52を
排ガス46により加熱するエアヒータ48bと、低圧給
水53の一部により排ガス46を冷却するガスクーラ4
8cとから構成してある。尚、前記排ガス46を圧力容
器1の耐熱上必要とされる所要温度に冷却できるのであ
れば、前記ガスクーラ48aとエアヒータ48bとガス
クーラ48cは、必ずしも全て設ける必要はなく、その
うちの少なくとも一つを排ガス冷却装置48として設け
るようにすればよい。In the illustrated example, the exhaust gas 46 is required for the heat resistance of the pressure vessel 1 in the middle of an exhaust gas introduction line 47 for introducing the exhaust gas 46 discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine 36 a into the pressure vessel 1. An exhaust gas cooling device 48 for cooling the exhaust gas to a required temperature.
8 is a high-pressure water supply 5 supplied to the pressurized fluidized-bed boiler main body 2
Gas cooler 48a for cooling the exhaust gas 46 by a part of the gas
And an air heater 48b for heating combustion air 52 introduced from a high-pressure compressor 11a to a combustor 51 of a fuel-fired high-pressure gas turbine 36a by exhaust gas 46, and a gas cooler 4 for cooling the exhaust gas 46 by a part of the low-pressure feedwater 53.
8c. If the exhaust gas 46 can be cooled to a required temperature required for the heat resistance of the pressure vessel 1, the gas cooler 48a, the air heater 48b, and the gas cooler 48c do not necessarily need to be provided. What is necessary is just to provide as the cooling device 48.
【0032】次に、上記図示例の作動を説明する。Next, the operation of the illustrated example will be described.
【0033】図1に示す加圧流動層複合発電設備におい
ては、コンプレッサ11の低圧コンプレッサ11bによ
り圧縮した加圧空気を高圧コンプレッサ11aで更に圧
縮し燃焼用空気52として燃焼器51へ供給すると、該
燃焼器51において燃料と燃焼用空気52とが混合され
て燃焼が行われ、燃料焚の高圧ガスタービン36aが駆
動され、ガスタービン発電機37により発電が行われ
る。In the pressurized fluidized bed combined cycle power plant shown in FIG. 1, the compressed air compressed by the low pressure compressor 11b of the compressor 11 is further compressed by the high pressure compressor 11a and supplied to the combustor 51 as combustion air 52. The fuel and the combustion air 52 are mixed and burned in the combustor 51, the fuel-fired high-pressure gas turbine 36 a is driven, and the gas turbine generator 37 generates power.
【0034】燃料焚の高圧ガスタービン36aを駆動し
た後の排ガス46は、排ガス導入ライン47を通り、排
ガス冷却装置48のガスクーラ48aにおいて加圧流動
層ボイラ本体2へ供給される高圧給水50の一部により
冷却され、該ガスクーラ48aにおいて冷却された排ガ
ス46は、エアヒータ48bにおいて高圧コンプレッサ
11aから燃料焚の高圧ガスタービン36aの燃焼器5
1へ導入される燃焼用空気52を加熱し排ガス46自体
は冷却され、該エアヒータ48bにおいて冷却された排
ガス46は、更にガスクーラ48cにおいて加圧流動層
ボイラ本体2へ供給される低圧給水53の一部により冷
却され、圧力容器1の耐熱上必要とされる所要温度に冷
却された後、圧力容器1内へ導入される。Exhaust gas 46 after driving the fuel-fired high-pressure gas turbine 36 a passes through an exhaust gas introduction line 47 and is supplied to a pressurized fluidized-bed boiler main body 2 in a gas cooler 48 a of an exhaust gas cooling device 48. The exhaust gas 46 cooled by the gas cooler 48a is cooled by the gas cooler 48a, and is discharged from the high-pressure compressor 11a to the combustor 5 of the fuel-fired high-pressure gas turbine 36a in the air heater 48b.
Exhaust gas 46 itself is cooled by heating the combustion air 52 introduced into the air heater 1, and the exhaust gas 46 cooled by the air heater 48 b is further cooled by a gas cooler 48 c into one of the low-pressure feedwater 53 supplied to the pressurized fluidized-bed boiler main body 2. After being cooled by the unit and cooled to a required temperature required for the heat resistance of the pressure vessel 1, it is introduced into the pressure vessel 1.
【0035】前記圧力容器1内へ導入された燃料焚の高
圧ガスタービン36aの排ガス46は、取入管6から取
り入れられて灰クーラ5で分離灰45により加熱された
後、風箱7を介して散気管3から上方に噴出し、加圧流
動層ボイラ本体2内で流動層9が形成され、燃料供給管
8から供給された燃料が流動層9の中で撹拌されて効率
よく燃焼される。The exhaust gas 46 of the fuel-fired high-pressure gas turbine 36 a introduced into the pressure vessel 1 is taken in from the intake pipe 6, heated by the ash cooler 5 by the separated ash 45, and then passed through the wind box 7. The fluid is blown upward from the air diffuser 3 to form a fluidized bed 9 in the pressurized fluidized bed boiler main body 2, and the fuel supplied from the fuel supply pipe 8 is stirred in the fluidized bed 9 and burned efficiently.
【0036】尚、前記燃料焚の高圧ガスタービン36a
の排ガス46中には、酸素がおよそ15%程度含まれて
いるため、これを燃焼用空気として流動層9で石炭等の
燃料を燃焼させることは充分可能であり、又、流動層9
で燃料の燃焼が行われて加圧流動層ボイラ本体2から排
出される排ガス中に含まれる酸素濃度は、およそ3.5
%程度まで低下する。The fuel-fired high-pressure gas turbine 36a
Since about 15% of oxygen is contained in the flue gas 46 of the above, it is sufficiently possible to burn fuel such as coal in the fluidized bed 9 using this as combustion air.
The concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the pressurized fluidized-bed boiler body 2 due to the combustion of the fuel in
%.
【0037】前記流動層9の中で燃料が燃焼すると、従
来の場合と同様、その熱エネルギーは、流動状態のベッ
ド材10に伝達され、更に、該ベッド材10及び燃焼ガ
スからの熱伝達により、前記熱エネルギーが蒸発器1
2、過熱器13、再熱器14に伝達され、ボイラ給水系
統16から蒸発器12へ供給されるボイラ給水は前記熱
エネルギーによって蒸気化し、その蒸気は過熱器13に
より過熱蒸気となり、該過熱蒸気は蒸気タービン18の
高圧タービン19に流入して該高圧タービン19が駆動
され、高圧タービン19を駆動した後の蒸気は、再熱器
14へ流入し、該再熱器14によって再熱された蒸気は
中低圧タービン22に流入して、該中低圧タービン22
を駆動し、更に中低圧タービン22を駆動した後の蒸気
は、ボイラ給水系統16の復水器24によってボイラ給
水に戻され、復水ポンプ25を経て低圧給水加熱器26
において加熱されると共に、バイパスライン43へ分岐
されたボイラ給水の一部により低圧ガスクーラ44にお
いてガスタービン36からの排ガス30の熱が回収され
た後、脱気器27でボイラ給水の脱気が行われ、該脱気
器27で脱気されたボイラ給水は、給水ポンプ28によ
り昇圧された後、高圧給水加熱器29において加熱され
ると共に、バイパスライン41へ分岐されたボイラ給水
の一部により第二段高圧ガスクーラ42においてガスタ
ービン36からの排ガス30の熱が回収され、更に第一
段高圧ガスクーラ40においてガスタービン36からの
排ガス30の熱が回収され、再び蒸発器12へ供給さ
れ、このようにして、蒸気タービン18は蒸気により駆
動され、蒸気タービン18に接続された蒸気タービン発
電機49によって発電が行われる。When the fuel is burned in the fluidized bed 9, the thermal energy is transmitted to the bed material 10 in a fluidized state as in the conventional case, and furthermore, by the heat transfer from the bed material 10 and the combustion gas. The heat energy is supplied to the evaporator 1
2. The boiler feedwater transmitted to the superheater 13 and the reheater 14 and supplied from the boiler feedwater system 16 to the evaporator 12 is vaporized by the heat energy, and the steam is converted into superheated steam by the superheater 13, Flows into the high-pressure turbine 19 of the steam turbine 18 to drive the high-pressure turbine 19, and the steam after driving the high-pressure turbine 19 flows into the reheater 14, and the steam reheated by the reheater 14 Flows into the medium / low pressure turbine 22 and
And the steam after driving the medium / low pressure turbine 22 is returned to the boiler feedwater by the condenser 24 of the boiler feedwater system 16, and passed through the condensate pump 25 to the low pressure feedwater heater 26.
After the heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 is recovered in the low-pressure gas cooler 44 by a part of the boiler feedwater branched to the bypass line 43, the boiler feedwater is deaerated by the deaerator 27. The boiler feedwater degassed by the deaerator 27 is pressurized by a feedwater pump 28, then heated in a high-pressure feedwater heater 29, and partially heated by a boiler feedwater branched to a bypass line 41. The heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 is recovered in the two-stage high-pressure gas cooler 42, and the heat of the exhaust gas 30 from the gas turbine 36 is recovered in the first-stage high-pressure gas cooler 40, and supplied to the evaporator 12 again. Then, the steam turbine 18 is driven by steam and is generated by a steam turbine generator 49 connected to the steam turbine 18. It is carried out.
【0038】前記加圧流動層ボイラ本体2内において燃
焼した燃料の排ガス30は、蒸発器12、過熱器13、
並びに再熱器14内の水や蒸気を加熱した後、分岐ダク
ト31を介してサイクロン32へ導入され、排ガス30
中の灰が分離され、サイクロン32で大部分の灰が分離
された排ガス30は、排ガス管33を介して圧力容器1
外部に設けられたセラミックチューブフィルタ等のフィ
ルタ装置34へ導入され、該フィルタ装置34において
更に灰が捕集除去された後、排ガス管35を介してガス
タービン36の低圧ガスタービン36bに供給され、こ
れにより低圧ガスタービン36bが駆動され、その動力
が前記燃料焚の高圧ガスタービン36aの動力と共に高
圧コンプレッサ11a及び低圧コンプレッサ11bとガ
スタービン発電機37の駆動に利用される。An exhaust gas 30 of fuel burned in the pressurized fluidized-bed boiler main body 2 is supplied to an evaporator 12, a superheater 13,
After heating the water and steam in the reheater 14, it is introduced into the cyclone 32 through the branch duct 31,
The exhaust gas 30 from which the ash in the ash has been separated and most of the ash has been separated by the cyclone 32 is passed through the exhaust gas pipe 33 to the pressure vessel 1.
After being introduced into a filter device 34 such as a ceramic tube filter provided outside, and further collecting and removing ash in the filter device 34, the ash is supplied to a low-pressure gas turbine 36 b of a gas turbine 36 via an exhaust gas pipe 35. As a result, the low-pressure gas turbine 36b is driven, and its power is used for driving the high-pressure compressor 11a, the low-pressure compressor 11b, and the gas turbine generator 37 together with the power of the fuel-fired high-pressure gas turbine 36a.
【0039】前記低圧ガスタービン36bを駆動した後
の排ガス30は、煙道38を流れ、第一段高圧ガスクー
ラ40において高圧給水加熱器29の下流側のボイラ給
水によって熱が回収され、第二段高圧ガスクーラ42に
おいて高圧給水加熱器29のバイパスライン41を流れ
るボイラ給水によって熱が回収され、更に低圧ガスクー
ラ44において低圧給水加熱器26のバイパスライン4
3を流れるボイラ給水によって熱が回収され、煙突39
から大気へ放出される。The exhaust gas 30 after driving the low-pressure gas turbine 36b flows through the flue 38, and in the first-stage high-pressure gas cooler 40, heat is recovered by the boiler feedwater downstream of the high-pressure feedwater heater 29. In the high-pressure gas cooler 42, heat is recovered by the boiler feedwater flowing through the bypass line 41 of the high-pressure feedwater heater 29, and further in the low-pressure gas cooler 44, the bypass line 4 of the low-pressure feedwater heater 26 is removed.
Heat is recovered by boiler feedwater flowing through
Emitted from the atmosphere.
【0040】こうして、燃料焚の高圧ガスタービン36
aの排ガス46を圧力容器1内の加圧流動層ボイラ本体
2内部において再燃させ、加圧流動層ボイラ本体2から
排出される排ガスにより低圧ガスタービン36bを駆動
するようにしたことにより、全出力に占めるガスタービ
ン36の出力の割合を高くすることができ、プラント効
率の向上を図り得る一方、排ガス冷却装置48により圧
力容器1の過度の温度上昇を防止でき、圧力容器1への
負担を軽減できると共に、燃料焚の高圧ガスタービン3
6aから排出される排ガス46の熱を無駄なく有効に回
収できる。Thus, the fuel-fired high-pressure gas turbine 36
The exhaust gas 46a is recombusted inside the pressurized fluidized-bed boiler main body 2 in the pressure vessel 1, and the low-pressure gas turbine 36b is driven by the exhaust gas discharged from the pressurized fluidized-bed boiler main body 2, so that the total output is increased. The ratio of the output of the gas turbine 36 in the gas turbine 36 can be increased, and the plant efficiency can be improved. On the other hand, the exhaust gas cooling device 48 can prevent an excessive rise in the temperature of the pressure vessel 1 and reduce the load on the pressure vessel 1 High pressure gas turbine 3 with fuel
The heat of exhaust gas 46 discharged from 6a can be effectively recovered without waste.
【0041】尚、本発明の加圧流動層複合発電設備は、
上述の図示例にのみ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内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。The combined pressurized fluidized-bed power generation equipment of the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the illustrated example described above, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項1
記載の加圧流動層複合発電設備によれば、全出力に占め
るガスタービンの出力の割合を高くすることができ、プ
ラント効率の向上を図り得るという優れた効果を奏し
得、又、本発明の請求項2記載の加圧流動層複合発電設
備によれば、上記効果に加え更に、排ガス冷却装置によ
り圧力容器の過度の温度上昇を防止でき、圧力容器への
負担を軽減できるという優れた効果を奏し得、更に又、
本発明の請求項3記載の加圧流動層複合発電設備によれ
ば、上記効果に加え更に、燃料焚の高圧ガスタービンか
ら排出される排ガスの熱を無駄なく有効に回収できると
いう優れた効果を奏し得る。As described above, the first aspect of the present invention is as described above.
According to the pressurized fluidized bed combined cycle power plant described, the ratio of the output of the gas turbine to the total output can be increased, and an excellent effect that the plant efficiency can be improved can be obtained. According to the pressurized fluidized bed combined cycle power generation equipment of claim 2, in addition to the above-mentioned effects, the exhaust gas cooling device can prevent an excessive rise in the temperature of the pressure vessel, and can also reduce the burden on the pressure vessel. Can play, and also
According to the pressurized fluidized bed combined cycle power plant of the third aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, an excellent effect that the heat of the exhaust gas discharged from the fuel-fired high-pressure gas turbine can be effectively recovered without waste. I can play.
【図1】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an example of an embodiment of the present invention.
【図2】従来における加圧流動層複合発電設備の一例の
全体概要構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of an example of a conventional pressurized fluidized bed combined cycle power plant.
【図3】従来における排熱回収式複合発電設備の一例の
全体概要構成図である。FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of an example of a conventional exhaust heat recovery combined cycle power plant.
【図4】従来における排気再燃式複合発電設備の一例の
全体概要構成図である。FIG. 4 is an overall schematic configuration diagram of an example of a conventional exhaust gas reburning combined cycle power plant.
【図5】従来における給水加熱式複合発電設備の一例の
全体概要構成図である。FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of an example of a conventional feed water heating combined cycle power generation facility.
1 圧力容器 2 加圧流動層ボイラ本体 9 流動層 18 蒸気タービン 30 排ガス 36a 高圧ガスタービン 36b 低圧ガスタービン 37 ガスタービン発電機 46 排ガス 47 排ガス導入ライン 48 排ガス冷却装置 48a ガスクーラ 48b エアヒータ 48c ガスクーラ 49 蒸気タービン発電機 50 高圧給水 51 燃焼器 52 燃焼用空気 53 低圧給水 Reference Signs List 1 pressure vessel 2 pressurized fluidized-bed boiler main body 9 fluidized bed 18 steam turbine 30 exhaust gas 36a high-pressure gas turbine 36b low-pressure gas turbine 37 gas turbine generator 46 exhaust gas 47 exhaust gas introduction line 48 exhaust gas cooling device 48a gas cooler 48b air heater 48c gas cooler 49 steam turbine Generator 50 High pressure water supply 51 Combustor 52 Combustion air 53 Low pressure water supply
Claims (3)
スタービンから排出される排ガスが導入される圧力容器
と、該圧力容器内に設置され且つ圧力容器内に導入され
た前記高圧ガスタービンからの排ガスを内部へ導入する
ことにより流動層が形成される加圧流動層ボイラ本体
と、該加圧流動層ボイラ本体から排出される排ガスによ
り駆動される低圧ガスタービンと、前記加圧流動層ボイ
ラ本体内の流動層における熱交換により発生する蒸気に
よって駆動される蒸気タービンとを備えたことを特徴と
する加圧流動層複合発電設備。1. A fuel-fired high-pressure gas turbine, a pressure vessel into which exhaust gas discharged from the high-pressure gas turbine is introduced, and a high-pressure gas turbine installed in the pressure vessel and introduced into the pressure vessel. Pressurized fluidized-bed boiler body in which a fluidized bed is formed by introducing exhaust gas into the interior, a low-pressure gas turbine driven by exhaust gas discharged from the pressurized fluidized-bed boiler body, and the pressurized fluidized-bed boiler And a steam turbine driven by steam generated by heat exchange in the fluidized bed in the main body.
る排ガスを圧力容器内の加圧流動層ボイラ本体へ導入す
る排ガス導入ライン途中に、前記排ガスを所要温度に冷
却する排ガス冷却装置を配設した請求項1記載の加圧流
動層複合発電設備。2. An exhaust gas cooling device for cooling exhaust gas to a required temperature is provided in an exhaust gas introduction line for introducing exhaust gas discharged from a fuel-fired high-pressure gas turbine into a pressurized fluidized bed boiler body in a pressure vessel. The combined pressurized fluidized-bed power generation facility according to claim 1.
給水の一部により排ガスを冷却するガスクーラと、燃料
焚の高圧ガスタービンへ導入される燃焼用空気を排ガス
により加熱するエアヒータと、低圧給水の一部により排
ガスを冷却するガスクーラとのうちの少なくとも一つを
排ガス冷却装置とした請求項2記載の加圧流動層複合発
電設備。3. A gas cooler for cooling exhaust gas with a part of high-pressure feed water supplied to a pressurized fluidized-bed boiler body, an air heater for heating combustion air introduced into a fuel-fired high-pressure gas turbine with the exhaust gas, and a low-pressure gas heater. 3. The pressurized fluidized bed combined cycle power plant according to claim 2, wherein at least one of the gas cooler for cooling the exhaust gas by a part of the feedwater is an exhaust gas cooling device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11013254A JP2000213708A (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Pressurized fluidized bed combined power generation facility |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11013254A JP2000213708A (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Pressurized fluidized bed combined power generation facility |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
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-
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