JP2002221007A - 火力発電プラント - Google Patents
火力発電プラントInfo
- Publication number
- JP2002221007A JP2002221007A JP2001014575A JP2001014575A JP2002221007A JP 2002221007 A JP2002221007 A JP 2002221007A JP 2001014575 A JP2001014575 A JP 2001014575A JP 2001014575 A JP2001014575 A JP 2001014575A JP 2002221007 A JP2002221007 A JP 2002221007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- steam
- plant
- pressure turbine
- thermal power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、高出力化、高プラント熱効率化の向
上を図った火力発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係る火力発電プラントは、既設の
蒸気タービンプラント２６を設置するとともに、蒸気タ
ービンプラントの高圧タービンに高温、高圧の蒸気を供
給できる蒸気タービン２７を新たに設置した。
上を図った火力発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係る火力発電プラントは、既設の
蒸気タービンプラント２６を設置するとともに、蒸気タ
ービンプラントの高圧タービンに高温、高圧の蒸気を供
給できる蒸気タービン２７を新たに設置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電プラント
に係り、特に既設のタービンプラントに新設のタービン
を組み合わせた火力発電プラントに関する。
に係り、特に既設のタービンプラントに新設のタービン
を組み合わせた火力発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の火力発電プラントでは、エネルギ
を有効に利用して高出力化し、高効率のプラントが求め
られており、これらの要望に対してリパワリングと称し
て既設の蒸気タービンプラント（コンベンショナルプラ
ント）に新設のガスタービンプラントを組み合わせ、排
熱回収式のコンバインドサイクル発電プラントや排熱再
燃式のコンバインドサイクル発電プラントが実用機とし
て運転が行われている。
を有効に利用して高出力化し、高効率のプラントが求め
られており、これらの要望に対してリパワリングと称し
て既設の蒸気タービンプラント（コンベンショナルプラ
ント）に新設のガスタービンプラントを組み合わせ、排
熱回収式のコンバインドサイクル発電プラントや排熱再
燃式のコンバインドサイクル発電プラントが実用機とし
て運転が行われている。
【０００３】前者の排熱回収式のコンバインドサイクル
発電プラントは、図８に示すように、いわゆるトッピン
グサイクルとして新設のガスタービンプラント１を設置
し、いわゆるボトミングサイクルとして新設の排熱回収
ボイラ２と既設の蒸気タービンプラント３とを設置する
ものである。
発電プラントは、図８に示すように、いわゆるトッピン
グサイクルとして新設のガスタービンプラント１を設置
し、いわゆるボトミングサイクルとして新設の排熱回収
ボイラ２と既設の蒸気タービンプラント３とを設置する
ものである。
【０００４】ガスタービンプラント１は、空気圧縮機
４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６、発電機７
を備え、空気圧縮機４で吸い込んだ空気を圧縮して高圧
化し、その高圧空気とともに燃料をガスタービン燃焼器
５に供給して燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガ
スタービン６で膨張させ、膨張の際に発生した動力（回
転トルク）で発電機７を駆動する構成になっている。
４、ガスタービン燃焼器５、ガスタービン６、発電機７
を備え、空気圧縮機４で吸い込んだ空気を圧縮して高圧
化し、その高圧空気とともに燃料をガスタービン燃焼器
５に供給して燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをガ
スタービン６で膨張させ、膨張の際に発生した動力（回
転トルク）で発電機７を駆動する構成になっている。
【０００５】また、排熱回収ボイラ２は、ガスタービン
プラント１のガスタービン６から供給される排ガス（ガ
スタービン排気）を熱源とし、蒸気タービンプラント３
から供給される給水を被加熱源として熱交換させ、蒸気
を発生させて蒸気タービンプラント３に供給するように
なっている。
プラント１のガスタービン６から供給される排ガス（ガ
スタービン排気）を熱源とし、蒸気タービンプラント３
から供給される給水を被加熱源として熱交換させ、蒸気
を発生させて蒸気タービンプラント３に供給するように
なっている。
【０００６】一方、蒸気タービンプラント３は、高圧タ
ービン８、中圧タービン９、第１低圧タービン１０、第
２低圧タービン１１、発電機１２を備え、高圧タービン
８で排熱回収ボイラ２からの蒸気に膨張仕事をさせた
後、タービン排気として排熱回収ボイラ２の再熱器（図
示せず）に戻して再び熱を加え、再熱蒸気として中圧タ
ービン９に供給して膨張仕事をさせ、膨張仕事後のター
ビン排気を第１低圧タービン１０、第２低圧タービン１
１のそれぞれに供給して再び膨張仕事をさせ、膨張仕事
の際に発生した動力で発電機１２を駆動するようになっ
ている。なお、第１低圧タービン１０および第２低圧タ
ービン１１のそれぞれで膨張仕事を終えたタービン排気
は、復水器、給水加熱器等（ともに図示せず）を介して
給水として排熱回収ボイラ２に戻される。
ービン８、中圧タービン９、第１低圧タービン１０、第
２低圧タービン１１、発電機１２を備え、高圧タービン
８で排熱回収ボイラ２からの蒸気に膨張仕事をさせた
後、タービン排気として排熱回収ボイラ２の再熱器（図
示せず）に戻して再び熱を加え、再熱蒸気として中圧タ
ービン９に供給して膨張仕事をさせ、膨張仕事後のター
ビン排気を第１低圧タービン１０、第２低圧タービン１
１のそれぞれに供給して再び膨張仕事をさせ、膨張仕事
の際に発生した動力で発電機１２を駆動するようになっ
ている。なお、第１低圧タービン１０および第２低圧タ
ービン１１のそれぞれで膨張仕事を終えたタービン排気
は、復水器、給水加熱器等（ともに図示せず）を介して
給水として排熱回収ボイラ２に戻される。
【０００７】後者の排気再燃式のコンバインドサイクル
発電プラントは、図９に示すように、ガスタービンプラ
ント１のガスタービン６からの排ガスをボイラ１３に供
給する際、ガスタービン６を強制通風機（ＦＤＦ）とし
て利用するとともに、ボイラ１３に燃料を加えてガスタ
ービン６からの排ガスを再燃させ、その一部の燃焼ガス
を高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス給水加熱器２３に
供給して給水を加熱するものである。すなわち、このタ
イプの発電プラントは、新設のガスタービンプラント
１、高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス給水加熱器２
３、煙突２５と、既設のボイラ１３、再熱器１４、蒸気
タービンプラント３の高圧タービン８、中圧タービン
９、低圧タービン１５、発電機１６、復水器１７、復水
ポンプ１８、低圧給水加熱器１９、脱気器２０、給水ポ
ンプ２１、高圧給水加熱器２２とを組み合わせたもので
ある。
発電プラントは、図９に示すように、ガスタービンプラ
ント１のガスタービン６からの排ガスをボイラ１３に供
給する際、ガスタービン６を強制通風機（ＦＤＦ）とし
て利用するとともに、ボイラ１３に燃料を加えてガスタ
ービン６からの排ガスを再燃させ、その一部の燃焼ガス
を高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス給水加熱器２３に
供給して給水を加熱するものである。すなわち、このタ
イプの発電プラントは、新設のガスタービンプラント
１、高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス給水加熱器２
３、煙突２５と、既設のボイラ１３、再熱器１４、蒸気
タービンプラント３の高圧タービン８、中圧タービン
９、低圧タービン１５、発電機１６、復水器１７、復水
ポンプ１８、低圧給水加熱器１９、脱気器２０、給水ポ
ンプ２１、高圧給水加熱器２２とを組み合わせたもので
ある。
【０００８】このような構成を備えた排気再燃式のコン
バインドサイクル発電プラントは、新設のガスタービン
プラント１のガスタービン６から既設のボイラ１３へ供
給する排ガスに燃料を加えて助燃し、一部を蒸気の発生
用に、また残りを給水の加熱用に利用される。
バインドサイクル発電プラントは、新設のガスタービン
プラント１のガスタービン６から既設のボイラ１３へ供
給する排ガスに燃料を加えて助燃し、一部を蒸気の発生
用に、また残りを給水の加熱用に利用される。
【０００９】ボイラ１３から発生した蒸気は、高圧ター
ビン８で膨張仕事をした後、タービン排気として再熱器
１４で加熱され、再熱蒸気として中圧タービン９、低圧
タービン１５にそれぞれ供給されて膨張仕事をし、膨張
仕事で発生した動力で発電機１６を駆動する。
ビン８で膨張仕事をした後、タービン排気として再熱器
１４で加熱され、再熱蒸気として中圧タービン９、低圧
タービン１５にそれぞれ供給されて膨張仕事をし、膨張
仕事で発生した動力で発電機１６を駆動する。
【００１０】低圧タービン１５を出たタービン排気は、
復水器１７で凝縮させて復水にし、その復水を復水ポン
プ１８で昇圧させ、昇圧後、給水として低圧給水加熱器
１９、低圧ガス給水加熱器２３、脱気器２０、給水ポン
プ２１、高圧給水加熱器２２、高圧ガス給水加熱器２４
に順次供給し、脱気、予熱（再生）した後、ボイラ１３
に戻すようになっている。なお、高圧給水加熱器２２、
低圧給水加熱器１９の熱源は、中圧タービン９からの抽
気蒸気が用いられ、高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス
給水加熱器２３は、ガスタービン６からの排ガスをボイ
ラ１３で助燃した燃焼ガスが熱源として用いられ、給水
を予熱後、煙突２５から大気に放出される。
復水器１７で凝縮させて復水にし、その復水を復水ポン
プ１８で昇圧させ、昇圧後、給水として低圧給水加熱器
１９、低圧ガス給水加熱器２３、脱気器２０、給水ポン
プ２１、高圧給水加熱器２２、高圧ガス給水加熱器２４
に順次供給し、脱気、予熱（再生）した後、ボイラ１３
に戻すようになっている。なお、高圧給水加熱器２２、
低圧給水加熱器１９の熱源は、中圧タービン９からの抽
気蒸気が用いられ、高圧ガス給水加熱器２４、低圧ガス
給水加熱器２３は、ガスタービン６からの排ガスをボイ
ラ１３で助燃した燃焼ガスが熱源として用いられ、給水
を予熱後、煙突２５から大気に放出される。
【００１１】このように、排熱回収式のコンバインドサ
イクル発電プラントといい、排気再燃式のコンバインド
サイクル発電プラントといい、いずれもガスタービンプ
ラント１から出る排ガスをあますところなく巧みに利用
し、出力を増加させ、プラント熱効率を増加させてい
た。また、この種の発電プラントは、ＮＯｘ等の公害問
題を考慮して良質の燃料、例えば液化天然ガス（ＬＮ
Ｇ）を使用している。
イクル発電プラントといい、排気再燃式のコンバインド
サイクル発電プラントといい、いずれもガスタービンプ
ラント１から出る排ガスをあますところなく巧みに利用
し、出力を増加させ、プラント熱効率を増加させてい
た。また、この種の発電プラントは、ＮＯｘ等の公害問
題を考慮して良質の燃料、例えば液化天然ガス（ＬＮ
Ｇ）を使用している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図８および図９に示し
た既設の蒸気タービンプラント３は、例えば圧力２５０
ｋｇ／ｃｍ２以上、温度５３８℃以上の超臨界の蒸気状
態量を取り扱うことをベースに設計されている。
た既設の蒸気タービンプラント３は、例えば圧力２５０
ｋｇ／ｃｍ２以上、温度５３８℃以上の超臨界の蒸気状
態量を取り扱うことをベースに設計されている。
【００１３】しかし、新設のガスタービンプラント１か
ら出る排ガスは、温度が６００℃〜７００℃前後であ
る。このため、排熱回収ボイラ２から発生する蒸気の状
態量は、既設の蒸気タービンプラント３の設計計画値と
大幅にずれており、既設の蒸気タービンプラント３の性
能を設計値通りに発揮させることが難しい。
ら出る排ガスは、温度が６００℃〜７００℃前後であ
る。このため、排熱回収ボイラ２から発生する蒸気の状
態量は、既設の蒸気タービンプラント３の設計計画値と
大幅にずれており、既設の蒸気タービンプラント３の性
能を設計値通りに発揮させることが難しい。
【００１４】また、既設の蒸気タービンプラント３に新
設のガスタービンプラント１を組み合わせる場合、既設
のボイラ１３や給水用の純水装置（図示せず）等を撤去
し、それ等に代わってガスタービンプラント１や制御装
置等の新設の装置を設置しなければならず、現場の作業
者にとって多くの労力が強いられる。
設のガスタービンプラント１を組み合わせる場合、既設
のボイラ１３や給水用の純水装置（図示せず）等を撤去
し、それ等に代わってガスタービンプラント１や制御装
置等の新設の装置を設置しなければならず、現場の作業
者にとって多くの労力が強いられる。
【００１５】また、既設のボイラ１３は、燃料として石
炭や重油等を使用していたが、新設のガスタービンプラ
ント１を設置すると、良質の燃料、例えばＬＮＧが必要
となり、燃料コストが増加する。
炭や重油等を使用していたが、新設のガスタービンプラ
ント１を設置すると、良質の燃料、例えばＬＮＧが必要
となり、燃料コストが増加する。
【００１６】本発明は、このような事情に照らしてなさ
れたもので、既設の蒸気タービンプラントに設計条件で
ある超臨界に相当する状態量の蒸気が供給できるように
新設の蒸気タービンを前置タービンとして選定し、高出
力化、高プラント熱効率化の向上を図った火力発電プラ
ントを提供することを目的とする。
れたもので、既設の蒸気タービンプラントに設計条件で
ある超臨界に相当する状態量の蒸気が供給できるように
新設の蒸気タービンを前置タービンとして選定し、高出
力化、高プラント熱効率化の向上を図った火力発電プラ
ントを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る火力発電プ
ラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記
載したように、既設の蒸気タービンプラントを設置する
とともに、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンに
この高圧タービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高
圧の蒸気を供給できる蒸気タービンを前記下プラントの
上流側に新たに設置したものである。
ラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記
載したように、既設の蒸気タービンプラントを設置する
とともに、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンに
この高圧タービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高
圧の蒸気を供給できる蒸気タービンを前記下プラントの
上流側に新たに設置したものである。
【００１８】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項２に記載したよう
に、新設の蒸気タービンは、背圧タービンであることを
特徴とするものである。
上述の目的を達成するために、請求項２に記載したよう
に、新設の蒸気タービンは、背圧タービンであることを
特徴とするものである。
【００１９】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項３に記載したよう
に、背圧タービンは、第１背圧タービンと第２背圧ター
ビンとに分けて設置したものである。
上述の目的を達成するために、請求項３に記載したよう
に、背圧タービンは、第１背圧タービンと第２背圧ター
ビンとに分けて設置したものである。
【００２０】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項４に記載したよう
に、背圧タービンは、初段落部をカーチス段に構成する
とともに、残りを通常段落部に構成したものである。
上述の目的を達成するために、請求項４に記載したよう
に、背圧タービンは、初段落部をカーチス段に構成する
とともに、残りを通常段落部に構成したものである。
【００２１】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項５に記載したよう
に、カーチス段は、理論蒸気速度をＣとし、翼の周速を
Ｕとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．２≦Ｕ／Ｃ≦０．
４の範囲に設定したものである。
上述の目的を達成するために、請求項５に記載したよう
に、カーチス段は、理論蒸気速度をＣとし、翼の周速を
Ｕとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．２≦Ｕ／Ｃ≦０．
４の範囲に設定したものである。
【００２２】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項６に記載したよう
に、通常段落部は、理論蒸気速度をＣとし、翼の周速を
Ｕとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．
６の範囲に設定したものである。
上述の目的を達成するために、請求項６に記載したよう
に、通常段落部は、理論蒸気速度をＣとし、翼の周速を
Ｕとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．
６の範囲に設定したものである。
【００２３】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項７に記載したよう
に、背圧タービンは、タービン部品にＮｉの含有率が３
５％以上のＮｉ基合金鋼を用いるものである。
上述の目的を達成するために、請求項７に記載したよう
に、背圧タービンは、タービン部品にＮｉの含有率が３
５％以上のＮｉ基合金鋼を用いるものである。
【００２４】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項８に記載したよう
に、新設の蒸気タービンは、高速蒸気タービンであるこ
とを特徴とするものである。
上述の目的を達成するために、請求項８に記載したよう
に、新設の蒸気タービンは、高速蒸気タービンであるこ
とを特徴とするものである。
【００２５】また、本発明に係る火力発電プラントは、
上述の目的を達成するために、請求項９に記載したよう
に、既設の蒸気タービンプラントを設置するとともに、
前記蒸気タービンプラントの高圧タービンにこの高圧タ
ービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高圧の蒸気を
供給できる背圧タービンを前記下プラントの上流側に新
たに設置する一方、前記高圧タービンのタービン排気と
前記背圧タービンのタービン排気とを合流させて加熱
し、再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タ
ービンに供給する再熱器を備えたものである。
上述の目的を達成するために、請求項９に記載したよう
に、既設の蒸気タービンプラントを設置するとともに、
前記蒸気タービンプラントの高圧タービンにこの高圧タ
ービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高圧の蒸気を
供給できる背圧タービンを前記下プラントの上流側に新
たに設置する一方、前記高圧タービンのタービン排気と
前記背圧タービンのタービン排気とを合流させて加熱
し、再熱蒸気として前記蒸気タービンプラントの中圧タ
ービンに供給する再熱器を備えたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る火力発電プラ
ントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用し
て説明する。
ントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用し
て説明する。
【００２７】図１は、本発明に係る火力発電プラントの
第１実施形態を示す概略系統図である。
第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２８】本実施形態に係る火力発電プラントは、既
設の蒸気タービンプラント（コンベンショナルタービ
ン）２６のリパワリングとして、既設のタービンである
蒸気タービンプラント２６の上流側に入口蒸気条件が既
設の蒸気タービンプラント２６よりもさらに高温、高圧
で、かつこのタービン排気条件が既設の蒸気タービンプ
ラント２６の入口蒸気条件と一致させる背圧タービン２
７を新設タービンとして発電機２８とともに設置したも
のである。
設の蒸気タービンプラント（コンベンショナルタービ
ン）２６のリパワリングとして、既設のタービンである
蒸気タービンプラント２６の上流側に入口蒸気条件が既
設の蒸気タービンプラント２６よりもさらに高温、高圧
で、かつこのタービン排気条件が既設の蒸気タービンプ
ラント２６の入口蒸気条件と一致させる背圧タービン２
７を新設タービンとして発電機２８とともに設置したも
のである。
【００２９】既設のタービンである蒸気タービンプラン
ト２６は、高圧タービン２９、中圧タービン３０、再熱
器３１、第１低圧タービン３２、第２低圧タービン３
３、発電機３４を備えた構成になっている。
ト２６は、高圧タービン２９、中圧タービン３０、再熱
器３１、第１低圧タービン３２、第２低圧タービン３
３、発電機３４を備えた構成になっている。
【００３０】このような構成を備えた火力発電プラント
において、ボイラ３５で発生した高温・高圧の蒸気は、
背圧タービン２７で膨張仕事をし、膨張仕事中に発生し
た動力（回転トルク）で発電機２８を駆動する。
において、ボイラ３５で発生した高温・高圧の蒸気は、
背圧タービン２７で膨張仕事をし、膨張仕事中に発生し
た動力（回転トルク）で発電機２８を駆動する。
【００３１】また、背圧タービン２７を出たタービン排
気は、既設のタービンとしての蒸気タービンプラント２
６の高圧タービン２９が必要とする高温・高圧の蒸気条
件となって流入する。
気は、既設のタービンとしての蒸気タービンプラント２
６の高圧タービン２９が必要とする高温・高圧の蒸気条
件となって流入する。
【００３２】高圧タービン２９で膨張仕事を終えたター
ビン排気は、再熱器３１で加熱させ、その再熱蒸気を中
圧タービン３０で膨張仕事をさせた後、第１低圧タービ
ン３２および第２低圧タービン３３でも膨張仕事をさ
せ、その際に発生させた動力で発電機３４を駆動する。
ビン排気は、再熱器３１で加熱させ、その再熱蒸気を中
圧タービン３０で膨張仕事をさせた後、第１低圧タービ
ン３２および第２低圧タービン３３でも膨張仕事をさ
せ、その際に発生させた動力で発電機３４を駆動する。
【００３３】このように本実施形態は、既設のタービン
としての蒸気タービンプラント２６に新設のタービンと
しての背圧タービン２７を設置し、ボイラ３５で発生し
た従来よりもさらに高温・高圧の蒸気を新設の背圧ター
ビン２７で膨張仕事をさせて発電機２８を駆動するとと
もに、新設の背圧タービン２７から出た高温・高圧のタ
ービン排気を既設のタービンとしての蒸気タービンプラ
ント２６に供給して膨張仕事をさせたので、既設の蒸気
タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気を供給するこ
とができ、既設の蒸気タービンプラント２６に最高効率
点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の運転を実現
させることができる。
としての蒸気タービンプラント２６に新設のタービンと
しての背圧タービン２７を設置し、ボイラ３５で発生し
た従来よりもさらに高温・高圧の蒸気を新設の背圧ター
ビン２７で膨張仕事をさせて発電機２８を駆動するとと
もに、新設の背圧タービン２７から出た高温・高圧のタ
ービン排気を既設のタービンとしての蒸気タービンプラ
ント２６に供給して膨張仕事をさせたので、既設の蒸気
タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気を供給するこ
とができ、既設の蒸気タービンプラント２６に最高効率
点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の運転を実現
させることができる。
【００３４】図２は、本発明に係る火力発電プラントの
第２実施形態を示す概略系統図である。
第２実施形態を示す概略系統図である。
【００３５】本実施形態に係る火力発電プラントは、新
設のタービンとして設置した背圧タービン２７からのタ
ービン排気と既設のタービンとしての蒸気タービンプラ
ント２６における高圧タービン２９からのタービン排気
を加熱して再熱蒸気として中圧タービン３０に供給する
再熱器３１を備えたものである。
設のタービンとして設置した背圧タービン２７からのタ
ービン排気と既設のタービンとしての蒸気タービンプラ
ント２６における高圧タービン２９からのタービン排気
を加熱して再熱蒸気として中圧タービン３０に供給する
再熱器３１を備えたものである。
【００３６】このように、本実施形態は、新設の前置タ
ービンとしての背圧タービン２７のタービン排気と既設
のタービンとしての蒸気タービンプラント２６における
高圧タービン２９のタービン排気とを合流させ、この合
流したタービン排気を再び加熱して再熱蒸気として中圧
タービン３０に供給する再熱器３６を備えたので、既設
のタービンとしての蒸気タービンプラント２６に高温・
高圧の蒸気を供給することができ、既設の蒸気タービン
プラント２６に最高効率点で運転させ、高出力、高プラ
ント熱効率の運転を実現させることができる。
ービンとしての背圧タービン２７のタービン排気と既設
のタービンとしての蒸気タービンプラント２６における
高圧タービン２９のタービン排気とを合流させ、この合
流したタービン排気を再び加熱して再熱蒸気として中圧
タービン３０に供給する再熱器３６を備えたので、既設
のタービンとしての蒸気タービンプラント２６に高温・
高圧の蒸気を供給することができ、既設の蒸気タービン
プラント２６に最高効率点で運転させ、高出力、高プラ
ント熱効率の運転を実現させることができる。
【００３７】なお、既設のタービンとしての蒸気タービ
ンプラント２６に流入する蒸気条件が６００℃程度の高
温で、かつ新設のタービンとしての背圧タービン２７に
流入する蒸気条件がさらに高温の場合、背圧タービン２
７は、ノズル、ロータ、タービン翼等のタービン部品に
Ｎｉの含有率が３５％以上のＮｉ基合金鋼を使用するこ
とが必要とされる。Ｎｉの含有率が３５％以上のＮｉ基
合金鋼は、図６に示すように、従来材の耐熱鋼に較べて
高い高温クリープ強度を確保することができることに基
づく。
ンプラント２６に流入する蒸気条件が６００℃程度の高
温で、かつ新設のタービンとしての背圧タービン２７に
流入する蒸気条件がさらに高温の場合、背圧タービン２
７は、ノズル、ロータ、タービン翼等のタービン部品に
Ｎｉの含有率が３５％以上のＮｉ基合金鋼を使用するこ
とが必要とされる。Ｎｉの含有率が３５％以上のＮｉ基
合金鋼は、図６に示すように、従来材の耐熱鋼に較べて
高い高温クリープ強度を確保することができることに基
づく。
【００３８】また、既設のタービンとしての蒸気タービ
ンプラント２６に流入する蒸気条件が６００℃程度の高
温で、かつ新設のタービンとしての背圧タービン２７に
流入する蒸気条件がさらに高温の場合、例えば、図３に
示すように新設のタービンとしての背圧タービン２７を
第１発電機２８ａを備えた第１背圧タービン２７ａと、
第２発電機２８ｂを備えた第２背圧タービン２７ｂとの
２台にして設置してもよい。
ンプラント２６に流入する蒸気条件が６００℃程度の高
温で、かつ新設のタービンとしての背圧タービン２７に
流入する蒸気条件がさらに高温の場合、例えば、図３に
示すように新設のタービンとしての背圧タービン２７を
第１発電機２８ａを備えた第１背圧タービン２７ａと、
第２発電機２８ｂを備えた第２背圧タービン２７ｂとの
２台にして設置してもよい。
【００３９】図４は、本発明に係る火力発電プラントの
第３実施形態を示す概略系統図である。
第３実施形態を示す概略系統図である。
【００４０】本実施形態に係る火力発電プラントは、新
設のタービンとして背圧タービン２７を設置し、既設の
タービンとして蒸気タービンプラント２６を設置すると
ともに、新設のタービンとしての背圧タービン２７の初
段落部ＳＴ１をカーチス段（高負荷翼段落）とし、残り
を通常段落部ＳＴ２に構成したものである。
設のタービンとして背圧タービン２７を設置し、既設の
タービンとして蒸気タービンプラント２６を設置すると
ともに、新設のタービンとしての背圧タービン２７の初
段落部ＳＴ１をカーチス段（高負荷翼段落）とし、残り
を通常段落部ＳＴ２に構成したものである。
【００４１】カーチス段（高負荷翼段落）は、理論蒸気
速度をＣとし、翼の周速をＵとするとき、速度比Ｕ／Ｃ
を、図５に示すように、０．２≦Ｕ／Ｃ≦０．４の範囲
に設定される。また、残りの通常段落部ＳＴ２は、速度
比Ｕ／Ｃを、図５に示すように、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．
６の範囲に設定される。新設の背圧タービン２７の初段
落部ＳＴ１をカーチス段（高負荷翼段落）としたのは、
熱落差をＨＲとするとき、理論蒸気速度ＣがＣ＝９１．
５√（ＨＲ）であるから、翼周速が同じであれば熱落差
ＨＲが大きくとれることに基づく。
速度をＣとし、翼の周速をＵとするとき、速度比Ｕ／Ｃ
を、図５に示すように、０．２≦Ｕ／Ｃ≦０．４の範囲
に設定される。また、残りの通常段落部ＳＴ２は、速度
比Ｕ／Ｃを、図５に示すように、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．
６の範囲に設定される。新設の背圧タービン２７の初段
落部ＳＴ１をカーチス段（高負荷翼段落）としたのは、
熱落差をＨＲとするとき、理論蒸気速度ＣがＣ＝９１．
５√（ＨＲ）であるから、翼周速が同じであれば熱落差
ＨＲが大きくとれることに基づく。
【００４２】このように、本実施形態は、新設のタービ
ンとして設置した背圧タービン２７の初段落部ＳＴ１を
カーチス段とし、残りを通常段落部ＳＴ２に構成し、初
段落部ＳＴ１の速度比速度比Ｕ／Ｃを、０．２≦Ｕ／Ｃ
≦０．４の範囲に設定するとともに、残りの通常段落部
ＳＴ２の速度比Ｕ／Ｃを、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．６の範
囲に設定してタービン段落数を少なくさせたので、既設
の蒸気タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気にして
供給することができ、既設の蒸気タービンプラント２６
に高い効率点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の
運転を実現させることができる。
ンとして設置した背圧タービン２７の初段落部ＳＴ１を
カーチス段とし、残りを通常段落部ＳＴ２に構成し、初
段落部ＳＴ１の速度比速度比Ｕ／Ｃを、０．２≦Ｕ／Ｃ
≦０．４の範囲に設定するとともに、残りの通常段落部
ＳＴ２の速度比Ｕ／Ｃを、０．４≦Ｕ／Ｃ≦０．６の範
囲に設定してタービン段落数を少なくさせたので、既設
の蒸気タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気にして
供給することができ、既設の蒸気タービンプラント２６
に高い効率点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の
運転を実現させることができる。
【００４３】図７は、本発明に係る火力発電プラントの
第４実施形態を示す概略系統図である。
第４実施形態を示す概略系統図である。
【００４４】本実施形態に係る火力発電プラントは、新
設のタービンとして高速蒸気タービン３７を設置し、既
設のタービンとして蒸気タービンプラント２６を設置す
るとともに、新設のタービンとしての高速蒸気タービン
３７を回転数が５０００〜６３００ｒｐｍの範囲に設定
し、発電機２８との間に減速機３８を設けたものであ
る。
設のタービンとして高速蒸気タービン３７を設置し、既
設のタービンとして蒸気タービンプラント２６を設置す
るとともに、新設のタービンとしての高速蒸気タービン
３７を回転数が５０００〜６３００ｒｐｍの範囲に設定
し、発電機２８との間に減速機３８を設けたものであ
る。
【００４５】このように、本実施形態は、新設のタービ
ンとして高速蒸気タービン３７を設置し、高速蒸気ター
ビン３７の回転数を５０００〜６３００ｒｐｍの範囲に
設定し、タービン段落数を少なくさせたので、既設の蒸
気タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気にして供給
することができ、既設の蒸気タービンプラント２６に高
い効率点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の運転
を実現させることができる。
ンとして高速蒸気タービン３７を設置し、高速蒸気ター
ビン３７の回転数を５０００〜６３００ｒｐｍの範囲に
設定し、タービン段落数を少なくさせたので、既設の蒸
気タービンプラント２６に高温・高圧の蒸気にして供給
することができ、既設の蒸気タービンプラント２６に高
い効率点で運転させ、高出力、高プラント熱効率の運転
を実現させることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る火力
発電プラントは、既設のタービンとしての蒸気タービン
プラントに高温・高圧の蒸気を供給できるように、新設
のタービンとしての蒸気タービンを選定したので、既設
の蒸気タービンプラントに高い効率点で運転させ、高出
力、高プラント熱効率の運転を実現させることができ
る。
発電プラントは、既設のタービンとしての蒸気タービン
プラントに高温・高圧の蒸気を供給できるように、新設
のタービンとしての蒸気タービンを選定したので、既設
の蒸気タービンプラントに高い効率点で運転させ、高出
力、高プラント熱効率の運転を実現させることができ
る。
【図１】本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態
を示す概略系統図。
を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る火力発電プラントの第２実施形態
を示す概略系統図。
を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る火力発電プラントの第２実施形態
における変形例を示す概略系統図。
における変形例を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る火力発電プラントの第３実施形態
を示す概略系統図。
を示す概略系統図。
【図５】タービン段落部効率と速度比との関係を示す翼
効率のグラフ。
効率のグラフ。
【図６】クリープ破断応力と温度との関係を示す従来材
の耐熱鋼とＮｉ基合金鋼との強度を対比させたグラフ。
の耐熱鋼とＮｉ基合金鋼との強度を対比させたグラフ。
【図７】本発明に係る火力発電プラントの第４実施形態
を示す概略系統図。
を示す概略系統図。
【図８】従来のコンバインドサイクル発電プラントを示
す概略系統図。
す概略系統図。
【図９】従来の他のコンバインドサイクル発電プラント
を示す概略系統図。
を示す概略系統図。
１ ガスタービンプラント ２ 排熱回収ボイラ ３ 蒸気タービンプラント ４ 空気圧縮機 ５ ガスタービン燃焼器 ６ ガスタービン ７ 発電機 ８ 高圧タービン ９ 中圧タービン １０ 第１低圧タービン １１ 第２低圧タービン １２ 発電機 １３ ボイラ １４ 再熱器 １５ 低圧タービン １６ 発電機 １７ 復水器 １８ 復水ポンプ １９ 低圧給水加熱器 ２０ 脱気器 ２１ 給水ポンプ ２２ 高圧給水加熱器 ２３ 低圧ガス給水加熱器 ２４ 高圧ガス給水加熱器 ２５ 煙突 ２６ 蒸気タービンプラント ２７ 背圧タービン ２７ａ 第１背圧タービン ２７ｂ 第２背圧タービン ２８ 発電機 ２８ａ 第１発電機 ２８ｂ 第２発電機 ２９ 高圧タービン ３０ 中圧タービン ３１ 再熱器 ３２ 第１低圧タービン ３３ 第２低圧タービン ３４ 発電機 ３５ ボイラ ３７ 高速蒸気タービン ３８ 減速機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｋ 7/10 Ｆ０１Ｋ 7/10 13/02 13/02 Ｇ
Claims (9)
- 【請求項１】 既設の蒸気タービンプラントを設置する
とともに、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンに
この高圧タービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高
圧の蒸気を供給できる蒸気タービンを前記蒸気タービン
プラントの上流側に新たに設置したことを特徴とする火
力発電プラント。 - 【請求項２】 新設の蒸気タービンは、背圧タービンで
あることを特徴とする請求項１記載の火力発電プラン
ト。 - 【請求項３】 背圧タービンは、第１背圧タービンと第
２背圧タービンとに分けて設置したことを特徴とする請
求項２記載の火力発電プラント。 - 【請求項４】 背圧タービンは、初段落部をカーチス段
に構成するとともに、残りを通常段落部に構成したこと
を特徴とする請求項２記載の火力発電プラント。 - 【請求項５】 カーチス段は、理論蒸気速度をＣとし、
翼の周速をＵとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．２≦Ｕ
／Ｃ≦０．４の範囲に設定したことを特徴とする請求項
４記載の火力発電プラント。 - 【請求項６】 通常段落部は、理論蒸気速度をＣとし、
翼の周速をＵとするとき、速度比Ｕ／Ｃを、０．４≦Ｕ
／Ｃ≦０．６の範囲に設定したことを特徴とする請求項
４記載の火力発電プラント。 - 【請求項７】 背圧タービンは、タービン部品にＮｉの
含有率が３５％以上のＮｉ基合金鋼を用いることを特徴
とする請求項２記載の火力発電プラント。 - 【請求項８】 新設の蒸気タービンは、高速蒸気タービ
ンであることを特徴とする請求項１記載の火力発電プラ
ント。 - 【請求項９】 既設の蒸気タービンプラントを設置する
とともに、前記蒸気タービンプラントの高圧タービンに
この高圧タービンの入口蒸気条件を満足させる高温、高
圧の蒸気を供給できる背圧タービンを前記下プラントの
上流側に新たに設置する一方、前記高圧タービンのター
ビン排気と前記背圧タービンのタービン排気とを合流さ
せて加熱し、再熱蒸気として前記蒸気タービンプラント
の中圧タービンに供給する再熱器を備えたことを特徴と
する火力発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014575A JP2002221007A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 火力発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014575A JP2002221007A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 火力発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221007A true JP2002221007A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18881253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001014575A Pending JP2002221007A (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 火力発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002221007A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232484A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Toshiba Corp | 蒸気弁および蒸気弁の製造方法 |
| JP2007006684A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Ebara Corp | 発電装置 |
| JP2009511810A (ja) * | 2005-10-17 | 2009-03-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 蒸気タービン発電所並びに蒸気タービン発電所の増設方法 |
| JP2018053896A (ja) * | 2007-04-27 | 2018-04-05 | ▲偉▼忠 ▲馮▼ | 新型のタービン発電機ユニット |
| JP2021092172A (ja) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 新太郎 石山 | 超臨界ｃｏ２ガスを用いた発電装置及び発電システム |
-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014575A patent/JP2002221007A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232484A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Toshiba Corp | 蒸気弁および蒸気弁の製造方法 |
| JP2007006684A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Ebara Corp | 発電装置 |
| JP4684762B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2011-05-18 | 株式会社荏原製作所 | 発電装置 |
| JP2009511810A (ja) * | 2005-10-17 | 2009-03-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 蒸気タービン発電所並びに蒸気タービン発電所の増設方法 |
| JP4833293B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2011-12-07 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 蒸気タービン発電所並びに蒸気タービン発電所の増設方法 |
| JP2018053896A (ja) * | 2007-04-27 | 2018-04-05 | ▲偉▼忠 ▲馮▼ | 新型のタービン発電機ユニット |
| JP2021092172A (ja) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 新太郎 石山 | 超臨界ｃｏ２ガスを用いた発電装置及び発電システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6782703B2 (en) | Apparatus for starting a combined cycle power plant | |
| US6499302B1 (en) | Method and apparatus for fuel gas heating in combined cycle power plants | |
| US6644011B2 (en) | Advanced Cheng Combined Cycle | |
| EP0676532B1 (en) | Steam injected gas turbine system with topping steam turbine | |
| EP2535542B1 (en) | Systems and methods for improving the efficiency of a combined cycle power plant | |
| EP2204554A2 (en) | Method for expanding compressor discharge bleed air | |
| EP2573360B1 (en) | Fuel heating in combined cycle turbomachinery | |
| EP1992791A2 (en) | Thermal power plant | |
| JPH10131719A (ja) | 蒸気冷却ガスタービンシステム | |
| US6244039B1 (en) | Combined cycle plant having a heat exchanger for compressed air | |
| EP2535533A2 (en) | Asymmetrical combined cycle power plant | |
| JP2001214759A (ja) | ガスタービンコンバインドサイクル | |
| JP2004162601A (ja) | デュアル燃料型一軸コンバインドプラントにおける蒸気タービン出力推定装置 | |
| JPH10501315A (ja) | 蒸気タービンパワープラントの動作方法及びその方法の実施のための蒸気タービンパワープラント | |
| JPH1061413A (ja) | 排気再燃式複合発電プラント | |
| JP2002221007A (ja) | 火力発電プラント | |
| JPH074210A (ja) | 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント | |
| JP4028070B2 (ja) | コンバインドサイクル発電プラント | |
| JPH1113488A (ja) | 蒸気冷却型ガスタービンを用いた排気再燃コンバインドプラント | |
| US20140069078A1 (en) | Combined Cycle System with a Water Turbine | |
| JPH10325336A (ja) | ガスタービン発電システム | |
| JP3095680B2 (ja) | 水素酸素燃焼タービンプラント | |
| JP2690566B2 (ja) | 複合発電プラント | |
| JP4322433B2 (ja) | 蒸気タービンプラント | |
| JPH0988518A (ja) | 複合発電プラント |