JP2003518223A - 蒸気タービンの運転方法並びにその方法で運転される蒸気タービンを備えたタービン設備 - Google Patents

蒸気タービンの運転方法並びにその方法で運転される蒸気タービンを備えたタービン設備

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JP2003518223A JP2001547453A JP2001547453A JP2003518223A JP 2003518223 A JP2003518223 A JP 2003518223A JP 2001547453 A JP2001547453 A JP 2001547453A JP 2001547453 A JP2001547453 A JP 2001547453A JP 2003518223 A JP2003518223 A JP 2003518223A
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Abstract

(57)【要約】 主蒸気（ＦＤ）が導入されて仕事をしながら膨張する蒸気タービン（５、５′）の運転方法において、その主蒸気（ＦＤ）が、本発明に基づいて、ガスタービン（２、２′）においてそこに導入された冷却蒸気（ＫＤ）の加熱によって発生される。そのために、水蒸気（ＷＤ）で冷却される蒸気タービン（５、５′）の入口側が、蒸気冷却形ガスタービン（２、２′）に、主蒸気管（６、６′）を介して接続され、この主蒸気管（６、６′）を介して蒸気タービン（５、５′）に、ガスタービン（２、２′）からの加熱済み冷却蒸気（ＫＤ）が主蒸気（ＦＤ）として導入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の前文に記載の蒸気タービンの運転方法に関する。また本
発明は、この方法で運転される蒸気タービンを備えたタービン設備に関する。
【０００２】 従来の原動所で使用されているガスタービンによれば、今日において約４０％
までのプラント効率が得られる。ガスタービンの作動媒体は、圧縮空気の供給下
における燃料（例えば石油あるいは天然ガス）の燃焼によって発生される。ガス
タービンの運転温度あるいは作動媒体温度は今日では約１２００℃〜１４００℃
にある。この高い作動媒体温度のために、一般に、ガスタービンのタービン部品
（特に、その静翼、動翼並びにタービン軸及び／又はタービン車室）は冷却され
る。そのために使用される冷却材は、国際公開第９７／２３７１５号パンフレッ
トの場合圧縮空気の一部であり、あるいはまた国際公開第９８／４８１６１号パ
ンフレットの場合燃料混合物である。
【０００３】 それに対して、従来使用されている蒸気タービンによれば、約５４０℃の主蒸
気温度の場合、約３８％〜４０％のプラント効率が得られる。主蒸気温度を６０
０℃にし、主蒸気圧を２７０バールにして主蒸気状態を高めるため、およびこれ
によって蒸気タービンの効率を高めるために、国際公開第９７／２５５２１号パ
ンフレットにおいて、タービン軸および特に所定の動翼の脚部を冷却蒸気で冷却
することが考えられている。蒸気冷却形蒸気タービンは米国特許第２４５１２６
１号明細書でも知られている。
【０００４】 ガスタービンからの膨張済み作動媒体に含まれる熱を、水・蒸気回路に接続さ
れている蒸気タービン用の蒸気を発生するために利用するガス・蒸気複合タービ
ン設備によれば、主蒸気温度が約５４０℃で、主蒸気圧が例えば約１２０バール
の場合、今日では約５５％〜６０％のプラント効率が得られる。その場合、熱伝
達は、ガスタービンに後置接続され内部に管あるいは管束の形の加熱器が配置さ
れている廃熱ボイラで行われる。その加熱器は蒸気タービンの水・蒸気回路に接
続されている。蒸気タービンに導入される主蒸気の温度は主に、例えば蒸気冷却
形ガスタービンから流出する排気ガスの温度に左右される。その排気ガス温度は
通常約５５０℃である。
【０００５】 雑誌「モダーン パワー システム（Modern Power System）」、１９９５年
６月、第２９〜３３頁に掲載の論文“改良形ガスタービン、効率６０％障壁の突
破”によって、ガス・蒸気複合タービン設備においてガスタービン用の冷却材と
して蒸気を使用することが知られている。その冷却蒸気は蒸気タービンの水・蒸
気回路から取出され、続いてこの水・蒸気回路に加熱済み冷却蒸気として再び導
入される。
【０００６】 ガスタービン用の冷却材として使用される蒸気が、ガスタービンの排気側に後
置接続された廃熱ボイラから取出され、蒸気タービンの中圧部あるいは低圧部に
直接導入されるか、廃熱ボイラに設けられた再熱器を介して導入されるようなガ
ス・蒸気複合タービン設備は、ヨーロッパ特許出願公開第０９１１５０４号明細
書、米国特許第５７７８６５７号明細書、米国特許第５４７１８３２号明細書、
米国特許第５６２８１７９号明細書および米国特許第４４２４６６８号明細書で
も知られている。
【０００７】 これらすべての公知の設備の場合、ガスタービンにおける冷却蒸気は、蒸気タ
ービンに導入される廃熱交換で得られる最大約５４０℃の主蒸気温度より高い温
度に加熱されない。そのためにプラント効率はもともと、（上述した所望の主蒸
気温度６００℃に比べて）低い主蒸気温度だけによって制限される。冷却蒸気が
達成可能な最大主蒸気温度より高い温度に加熱されても、これによって増大した
加熱済み冷却蒸気の運転能力あるいはエクセルギーは、全くあるいはほんの僅か
しか利用されない。
【０００８】 本発明の課題は、ガスタービンにおいて加熱された冷却蒸気の熱の有効利用に
よって、プラント効率の増大が達成されるような蒸気タービンの運転方法を提供
することにある。また、この方法を実施するために特に適した蒸気タービンを備
えたタービン設備を提供することにある。
【０００９】 この方法についての課題は本発明に基づいて請求項１に記載の手段によって解
決される。そのために、蒸気タービンは（実際には専ら）ガスタービンにおいて
加熱された冷却蒸気で運転され、そのためにその冷却蒸気は冷却形蒸気タービン
に主蒸気として導入される。その場合、好適には、ガスタービンに直接冷却蒸気
が導入され、この冷却蒸気がガスタービンにおいて加熱あるいは過熱される。し
かしガスタービンに冷却水も導入でき、その冷却水は、ガスタービンにおいてま
ず蒸発され、続いて加熱ないしは過熱される。
【００１０】 同様に蒸気冷却形蒸気タービンは６００℃より高い温度に加熱された冷却蒸気
で運転される。この冷却蒸気は、ガス・蒸気複合タービン設備において個別蒸気
タービン、即ち、ガス・蒸気複合タービン設備における既存の蒸気タービンに加
えた補助蒸気タービンに対する主蒸気として使われる。
【００１１】 本発明は、蒸気冷却形ガスタービンの場合、その１２００℃より高い運転温度
に基づいて、ガスタービンにおいて加熱された冷却蒸気が６００℃より高い蒸気
温度で得られるという考えから出発している。これによって、ガスタービンは、
実際に、蒸気発生器および高い主蒸気温度の主蒸気を発生するための過熱器とし
て動作する。蒸気冷却形ガスタービンからの加熱済み冷却蒸気によって蒸気ター
ビンが運転されるとき、その入口蒸気温度あるいは主蒸気温度は、ガスタービン
の高い運転温度まで近づけられる。これによって、特に簡単に且つ効果的に、一
方では、蒸気タービン用として、従来求められた６００℃より高い温度の主蒸気
が簡単に発生する。これにより、蒸気タービンの効率が一層高められる。他方で
は、ガスタービンにおいて６００℃あるいはそれ以上の温度に加熱された冷却蒸
気の運転能力あるいはエクセルギーが、従来の設備構想によってできるよりも良
好に利用できる。これはまたプラント効率を増大させる。
【００１２】 ガスタービンの内部において冷却蒸気を適当に案内することによって、実際に
冷却蒸気を特に７００℃〜８００℃に加熱することができる。これによって（冷
却蒸気を低い温度へ加熱することに比べて）生じる（比較的小さな温度勾配によ
る）ガスタービンの内部における比較的低い冷却作用は、冷却蒸気の流量増大に
よって補償される。これはまた、加熱済み冷却蒸気を個別蒸気タービンにおいて
仕事をしながら膨張させることによって、その冷却蒸気のエネルギーを有効利用
することにより可能である。
【００１３】 そのために必要な大きな冷却蒸気流量に対する補助的な圧縮エネルギーは、例
えばガスタービンからの排気ガスとの熱交換によって発生される主蒸気で運転さ
れるガス・蒸気複合タービン設備における蒸気タービンの既存の水・蒸気回路か
ら、あるいはその廃熱ボイラから、冷却蒸気が取出されることによって、熱的に
発生される。その場合、この既存の水・蒸気回路に好適には蒸気タービンにおい
て膨張された加熱済み冷却蒸気も低温蒸気として導入される。
【００１４】 蒸気タービンにおいて通常必要とされる別個の主蒸気加熱器あるいは過熱器は
、いわば、熱交換伝熱面となるガスタービン部品、特にその蒸気冷却形タービン
翼及び／又はタービン軸によって実現される。これは、同じ冷却作用において冷
却蒸気のエクセルギーの特に有効利用を可能にする。その蒸気タービンは、ガス
タービンの空気圧縮機および廃熱ボイラに導入される給水に対する給水ポンプを
機械的に駆動するために直接使用されるか、あるいは例えば補助設備に対する発
電用に使用される。
【００１５】 ガスタービンからの加熱済み冷却蒸気で運転される蒸気タービンが別個に用意
されているガス・蒸気複合タービン設備の場合、この個別蒸気タービンの冷却に
使用される水蒸気は、ガスタービンの排気側に後置接続された廃熱ボイラから取
出されるか、あるいはガス・蒸気複合タービン設備の蒸気タービンの水・蒸気回
路から取出される。
【００１６】 好適には、冷却に使用される水蒸気は個別蒸気タービン自体から取出され、こ
の個別蒸気タービンにあらためて導入される。冷却に使用される水蒸気は、個別
蒸気タービンの（主蒸気として流入する加熱済み冷却蒸気の流れ方向に見て）少
なくとも第１動翼列ないしは第１静翼列の動翼並びに静翼を貫流する。
【００１７】 冷却に使用される水蒸気は、個別蒸気タービンの動翼に、そのタービン軸を介
して、加熱済み冷却蒸気の流入方向と逆向きに、即ちこの蒸気タービンに導入さ
れる主蒸気の流入方向と逆向きに導入される。そのタービン軸は好適には中空軸
として形成され、これによって冷却蒸気の案内に使われる。タービン軸内および
タービン翼内で加熱された水蒸気は個別蒸気タービンの内部に特にその作動室の
中に導入される。その水蒸気の導入は、タービン翼を介して行われ、そのタービ
ン翼にある開口あるいは孔を通してタービン翼から、加熱済み冷却蒸気が作動室
の中に流出する。その代わりにまた、その水蒸気の導入は、冷却に使用される水
蒸気が、入口範囲における高い蒸気圧に比べて低圧あるいは中圧の個別蒸気ター
ビンの圧力段から取出され、タービン翼の貫流後にその圧力段に、あるいはそれ
より低い圧力範囲に戻されることによって、循環によって行われる。冷却に使用
される水蒸気は個別蒸気タービンから排出され、別の用途にも導入できる。
【００１８】 そのような蒸気冷却のために、その個別蒸気タービンは、６００℃より高く、
特に７００℃より高い主蒸気温度で高温タービンとして運転することができる。
好適には少なくとも第１静翼列及び／又は第１動翼列並びにタービン車室および
タービン軸を貫流する冷却に使用される水蒸気は、個別蒸気タービンの翼表面な
いしは壁表面に冷却保護層を形成する。これによって、作動媒体あるいは主蒸気
として使用するガスタービンからの加熱済み冷却蒸気が、全くあるいはほんの僅
かしか冷却されないことが保証される。個別蒸気タービンの冷却のために、その
タービン車室およびタービン翼並びにタービン軸の壁温は例えば５４０℃より低
い温度に保たれる。これは、加熱済み冷却蒸気の温度が６００℃より高く主蒸気
圧が例えば１２０バールである場合でも、有用な安価な標準材料を使用すること
を可能にする。７００℃より高い主蒸気温度の場合、個別蒸気タービンの特に第
１静翼列および動翼列の範囲において、そのタービン部品に断熱層を設けると有
利である。
【００１９】 この高い主蒸気温度のために、タービン設備の効率も通常の設備に比べて高め
られる。即ち、ガスタービンからの加熱済み冷却蒸気で運転される個別蒸気ター
ビンの蒸気冷却は、蒸気冷却形ガスタービンに比べて、個別蒸気タービンの作動
室に流入する冷却蒸気自体が作動媒体として使用され、水・蒸気回路内を循環さ
れる、という大きな利点を有する。水蒸気による個別蒸気タービンの冷却に基づ
いて、タービン車室、タービン翼およびタービン軸に対して通常の材料を使用す
る場合、主蒸気温度は８００℃まで高められ、従ってプラント効率は従来得られ
た６０％のプラント効率に比べて２〜４％だけ６２〜６４％に高められる。
【００２０】 タービン設備についての課題は本発明に基づいて請求項１０に記載の手段によ
って解決される。本発明の有利な実施態様はその従属請求項に記載されている。
【００２１】 本発明によって得られる利点は特に、蒸気冷却形ガスタービンの加熱済み冷却
蒸気を、同様に特に蒸気冷却形の蒸気タービンに対する主蒸気として使用するこ
とによって、その加熱済み冷却蒸気のエクセルギーあるいは運転能力が特に有効
利用されるために、特に高いプラント効率が得られることにある。ガスタービン
がそのような個別高温蒸気タービンに対する主蒸気発生器あるいは過熱器として
利用されることによって、化石燃料式あるいは太陽熱利用式の蒸気発生器を備え
た旧式蒸気タービン設備に比べて、あるいは旧式のガス・蒸気複合タービン設備
に比べて、蒸気発生器が要らなくなり、少なくとも蒸気発生器ないしはボイラに
通常設けられている主蒸気加熱器あるいは過熱器が要らなくなる。
【００２２】 ガスタービンの加熱済み冷却蒸気で運転される蒸気タービン自体が、例えば水
・蒸気回路からの、好適には既存の蒸気タービンからの水蒸気で冷却され、従っ
て高温蒸気の運転能力が特に有効利用されることによって、プラント効率が一層
高められる。ガスタービンを貫流する冷却蒸気の流量の増大及び／又はガスター
ビン用として使用される冷却蒸気の冷却蒸気温度の増大は、蒸気冷却効果が強め
られるために、ガスタービンのガス入口温度の増大を可能にする。
【００２３】 上述の方法によれば、４０バールより低く制限された主蒸気圧においても、個
別蒸気タービン用の主蒸気温度は７００℃より高くできる。ガスタービンの内部
における冷却蒸気の約６００℃までの加熱でも既に、上述の効果に基づいて、プ
ラント効率に有利に作用する。
【００２４】 以下において図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。各図において同
一部分には同一符号が付されている。
【００２５】 図１におけるタービン設備１はガスタービン２を有している。このガスタービ
ン２の入口側に、燃焼室（図示せず）で発生した煙道ガスＲＧが作動媒体として
導入される。ガスタービン２に、その軸３およびタービン車室４を介して冷却蒸
気ＫＤが導入される。この冷却蒸気ＫＤは、詳細に図示されていない方式で、特
にガスタービン２のタービン翼を冷却するために利用され、ガスタービン２内で
例えば６００℃〜８００℃の温度に加熱される。
【００２６】 ガスタービン２で加熱された冷却蒸気ＫＤは蒸気タービン５に主蒸気ＦＤとし
て導入される。そのために、蒸気タービン５の入口側は主蒸気管６を介してガス
タービン６に接続されている。その主蒸気管６は分岐管６ａを介してタービン軸
３およびこのタービン軸３を介してタービン２の動翼に通じ、分岐管６ｂを介し
てガスタービン２の静翼に通じている。
【００２７】 ガスタービン２用の冷却蒸気ＫＤは冷却蒸気管７を介してガスタービン２に導
入される。その冷却蒸気管７は第１分岐管７ａを介してタービン軸３およびこの
タービン軸３を介してタービン２の動翼に通じ、第２分岐管７ｂを介してタービ
ン車室４およびこのタービン車室４を介してガスタービン２の静翼に通じている
。これによって冷却蒸気ＫＤは、特に高温煙道ガスＲＧの流入範囲において、ガ
スタービン２のタービン翼、タービン軸３並びにタービン車室あるいは車室部分
を冷却するために利用され、ガスタービン２内で例えば６００℃〜８００℃の温
度に加熱される。
【００２８】 蒸気タービン５において膨張した低温蒸気ＮＤが、既存の水・蒸気回路８に導
入され、次いで図示されていない方式で凝縮されるので、ガスタービン２用の冷
却蒸気ＫＤは少なくとも一部がその低温蒸気ＮＤから得られる。必要な冷却蒸気
圧に加圧された復水は、続いて特にガスタービン２からの排気ガスＡＧとの熱交
換によって蒸発され、その際に発生した蒸気が所望の冷却蒸気温度に加熱される
。低温蒸気ＮＤは少なくとも一部が別の用途にも例えばプロセス蒸気として導か
れる。
【００２９】 図２におけるガス・蒸気複合タービン設備１′は、空気圧縮機１０が連結され
たガスタービン２′を備えたガスタービン設備と、ガスタービン２′に前置接続
された燃焼室１２とを有している。この燃焼室１２において、燃料が圧縮空気Ｌ
の供給下において燃焼され、ガスタービン２′に対する作動媒体あるいは燃焼ガ
スＡが発生される。ガスタービン２′および空気圧縮機１０並びに別の蒸気ター
ビン１４および発電機１６は、共通のタービン軸３′上に置かれている。従って
この実施例において、ガス・蒸気複合タービン設備１′は単軸形設備として形成
されている。
【００３０】 ガスタービン２′の排気側に廃熱ボイラ１８が後置接続されている。この廃熱
ボイラ１８の加熱器２０は蒸気タービン１４の水・蒸気回路２２に、この蒸気タ
ービン１４の排気側に後置接続された復水器２４を介して接続されている。ガス
タービン２′で仕事をしながら膨張した作動媒体Ａは、廃熱ボイラ１８に煙道ガ
スあるいは排気ガスＲとして導入される。
【００３１】 蒸気タービン１４には、廃熱ボイラ１８で煙道ガスＲとの熱交換によって発生
した主蒸気ＦＤ′が導入される。この蒸気タービン１４の例えば高圧段、中圧段
及び／又は低圧段で仕事をしながら膨張した蒸気は、低温蒸気ＮＤ1として復水
器２４に導かれ、そこで凝縮される。復水器２４で生じた復水は給水Ｓとして廃
熱ボイラ１８の加熱器２０にあらためて導入される。
【００３２】 蒸気タービン１４の適当な個所から蒸気が抽出され、冷却蒸気ＫＤとしてガス
タービン２′に導入される。蒸気タービン１４から取出された蒸気の部分流は、
廃熱ボイラ１８にも、従って水・蒸気回路２２にも戻される。これにより、ガス
タービン２′に導入される単位時間当たりの冷却蒸気量を特に適切に調整するこ
とができ、これによってガスタービン２′を貫流する冷却蒸気流量を有効制御す
ることができる。
【００３３】 そのために、ガスタービン２′は蒸気タービン１４に冷却蒸気管２６を介して
接続されている。この冷却蒸気管２６は第１分岐管２６ａを介してガスタービン
２′の静翼（図示せず）および車室部分に通じ、第２分岐管２６ｂを介してガス
タービン２′のタービン軸３′およびガスタービン２′の動翼に通じている。こ
れによって、冷却蒸気ＫＤは、特に高温燃焼ガスあるいは作動媒体Ａの流入範囲
において、ガスタービン２′のタービン翼、タービン軸３′並びに車室部分を冷
却するために利用され、例えば６００℃〜８００℃の温度に加熱される。
【００３４】 ガスタービン２′で加熱された冷却蒸気ＫＤは、個別蒸気タービン５′に主蒸
気ＦＤとして導入される。そのために、個別蒸気タービン５′の入口側は主蒸気
管６′を介してガスタービン２′に接続されている。その主蒸気管６′は分岐管
６ａ′、６ｂ′を介して静翼ないしはタービン軸３′に通じている。個別蒸気タ
ービン５′で膨張した低温蒸気ＮＤ2は復水器２４に、あるいは別の用途に例え
ばプロセス蒸気として導入される。
【００３５】 蒸気タービン５、５′は主蒸気ＦＤ、即ちガスタービン２、２′からの加熱済
み冷却蒸気ＫＤの温度および圧力に対して設計されている。これによって、その
作動能力が特に有効利用され、従ってタービン設備１、１′の特に高い効率が得
られる。加熱済み冷却蒸気ＫＤ、従って主蒸気ＦＤの主蒸気温度ＴFDは特に６０
０℃〜７００℃である。従って、蒸気タービン５、５′は高温蒸気タービンとし
て動作する。
【００３６】 ガスタービン２、２′に導入される燃焼または煙道ガスＲＧの作動媒体温度Ｔ RG は、通常１２００℃より高いので、特にガスタービン２、２′のタービン翼が
いわば主蒸気加熱器として利用されることによって、冷却蒸気ＫＤも７００℃よ
り高い主蒸気温度ＴＦＤに加熱される。加熱済み冷却蒸気ＫＤ、ＦＤの有効利用
によって、ガスタービン２、２′を貫流する冷却蒸気流量もそれに応じて増大し
、これにより冷却蒸気ＫＤのエネルギー発生量が増大すると同時に、冷却効果が
増大する。
【００３７】 主蒸気温度ＴFDをＴFD＞６００℃の高い温度になるようにするために、蒸気タ
ービン５、５′は好適には水蒸気ＷＤ自体で同様に冷却される。これは、図３お
よび図４における実施例に非常に分かり易く示されている。冷却に使用される水
蒸気ＷＤは蒸気タービン５の適当な個所から取出される（図１参照）。水蒸気Ｗ
Ｄはまた蒸気タービン１４あるいは廃熱ボイラ１８からも取出せ、従って図２の
実施例において蒸気タービン１４の水・蒸気回路２２の適当な個所から取出せる
（図２参照）。
【００３８】 図３に概略的に示されているように、冷却に使用される水蒸気ＷＤは、一方で
は、タービン軸２８に、およびこのタービン軸２８を介して少なくとも第１動翼
列３２の動翼３０に導入される。この実施例において、蒸気タービン５、５′に
導入された主蒸気ＫＤ、ＦＤの流入方向３４に見て、第２の動翼列３２にも冷却
に使用される水蒸気ＷＤが導入される。その場合、水蒸気ＷＤは、中空軸として
形成されたタービン軸２８に好適には、加熱済み冷却蒸気ＫＤ、従って主蒸気Ｆ
Ｄの流入方向３４と逆向きに導入される。これによって、冷却に使用される水蒸
気ＷＤは、蒸気タービン５、５′の内部で流入方向３４に膨張しますます冷たく
なる主蒸気ＦＤに沿って加熱される。
【００３９】 第１静翼列３８の静翼３６にも、その冷却のために水蒸気ＷＤが導入される。
この実施例において、追加的に、蒸気タービン５、５′の第２、第３の静翼列３
８の静翼３６も、水蒸気ＷＤで冷却される。
【００４０】 タービン軸２８、動翼３０および静翼３６を貫流する水蒸気ＷＤは、蒸気ター
ビン５、５′の作動室４０に導入される。そこで水蒸気ＷＤは膨張した主蒸気Ｆ
Ｄと混合され、この主蒸気ＦＤと一緒に低温蒸気ＮＤとして蒸気タービン５、５
′から出る。
【００４１】 図４の実施例において、冷却に使用される水蒸気ＷＤは、蒸気タービン５、５
′の中圧部位ｐMあるいは低圧部位ｐNから取出され、蒸気タービン５、５′の高
圧部位ｐHに配置された少なくとも第１動翼列３２の動翼３０に導かれる。その
ために、この実施例の場合、中圧部位ｐMにおいてタービン軸２８に入口開口４
２が設けられている。この入口開口４２を介して、中圧あるいは低圧の水蒸気Ｗ
Ｄがタービン軸２８内に流入し、このタービン軸２８を通って動翼３０に流入す
る。そこで加熱された水蒸気ＷＤは、動翼３０からタービン軸２８およびこの実
施例の場合に低圧部位ｐNの位置でこのタービン軸２８に設けられた出口開口４
４を通って、蒸気タービン５、５′の作動室４０に戻される。水蒸気ＷＤの流れ
は、差圧によって、即ち中圧部位ｐMと比較的低い蒸気圧の低圧部位ｐNとの間に
おける圧力落差あるいは圧力勾配によって発生される。
【００４２】 この第２の実施例において、蒸気タービン５、５′の少なくとも第１静翼列３
８の静翼３６も、同様に、中圧部位ｐMから取出された静翼３６の貫流後に低圧
部位ｐNに導かれる水蒸気ＷＤの循環によって冷却される。これらの両実施例に
おいてまた、冷却に使用される水蒸気ＷＤは図示されていない様式で蒸気タービ
ン５、５′の車室壁に沿って導かれる。更に両実施例において、少なくとも第１
静翼列３８ないしは第１動翼列３２の静翼３６ないしは動翼３０に、防熱層ある
いは断熱層４６が設けられている。
【００４３】 また両実施例において、冷却に使用される水蒸気ＷＤは詳細に図示されていな
い方式で蒸気タービン５、５′の車室壁に沿って導かれ、車室壁に同様に断熱層
が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 蒸気冷却形ガスタービンと加熱済み冷却蒸気で運転される高温蒸気タービンと
を備えたタービン設備のブロック回路図。
【図２】 蒸気冷却形ガスタービンと個別高温蒸気タービンとを備えたガス・蒸気複合タ
ービン設備のブロック回路図。
【図３】 図１および図２における蒸気冷却形高温蒸気タービンの異なった実施例の概略
構成図。
【図４】 蒸気冷却形高温蒸気タービンの更に異なった実施例の概略構成図。
【符号の説明】
２、２′ ガスタービン ５、５′ 蒸気タービン ６、６′ 主蒸気管 ７ 冷却蒸気管 １４ 蒸気タービン １８ 廃熱ボイラ ２６ 冷却蒸気管 ２８ タービン軸 ３０ 動翼 ３２ 動翼列 ３６ 静翼 ３８ 静翼列 ４０ 作動室 ＫＤ 冷却蒸気 ＦＤ 主蒸気 ＷＤ 水蒸気 ＮＤ 低温蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＩＮ，ＪＰ，ＵＳ Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BA15 BB00 BC06 BC07 DA03 DA23 DA30

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービン（２、２′）に導入された冷却蒸気（ＫＤ）が
    ガスタービン（２、２′）内で加熱されることによって蒸気（ＦＤ）が発生され
    、この蒸気（ＦＤ）が導入されて仕事をしながら膨張する蒸気タービン（５、５
    ′）の運転方法において、蒸気タービン（５、５′）が、ガスタービン（２、２
    ′）からの６００℃より高い主蒸気温度（ＴFD）に加熱された冷却蒸気（ＫＤ）
    で運転され、蒸気タービン（５、５′）が水蒸気（ＷＤ）で冷却されることを特
    徴とする蒸気タービンの運転方法。
  2. 【請求項２】 冷却に使用される水蒸気（ＷＤ）が蒸気タービン（５）自体
    から取出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 冷却に使用される水蒸気（ＷＤ）が多数の動翼（３０）およ
    び静翼（３６）に導入され、これらを貫流し、その水蒸気（ＷＤ）が蒸気タービ
    ン（５、５′）の動翼（３０）にタービン軸（２８）を介して導入されることを
    特徴とする請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 タービン翼（３０、３６）内で加熱された水蒸気（ＷＤ）が
    そこから流出し、蒸気タービン（５、５′）の内部にその作動室（４０）の中に
    導入されることを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも第１動翼列（３２）ないしは静翼列（３８）の動
    翼（３０）及び／又は静翼（３６）が、蒸気タービン（５、５′）の中圧部位（
    ｐM）から取出され動翼（３０）ないしは静翼（３６）を貫流した後で低圧部位
    （ｐN）に導入される水蒸気（ＷＤ）の循環によって冷却されることを特徴とす
    る請求項３又は４記載の方法。
  6. 【請求項６】 ガスタービン（２、２′）用の冷却蒸気（ＫＤ）の少なくと
    も一部が、蒸気タービン（５）から取出された低温蒸気（ＮＤ）から発生される
    ことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 冷却蒸気（ＫＤ）が、ガスタービン（２′）の排気側に後置
    接続された廃熱ボイラ（１８）から取出されることを特徴とする請求項１乃至５
    の１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 冷却に使用される水蒸気（ＷＤ）が廃熱ボイラ（１８）から
    取出されることを特徴とする請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 冷却蒸気（ＫＤ）及び／又は冷却に使用される水蒸気（ＷＤ
    ）が、廃熱ボイラ（１８）からの蒸気（ＦＤ）で運転される別の蒸気タービン（
    １４）から取出されることを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至９の１つに記載の方法で運転される蒸気冷却
    形蒸気タービン（５、５′）と蒸気冷却形ガスタービン（２、２′）とを備え、
    その蒸気タービン（５、５′）の入口側がガスタービン（２、２′）に主蒸気管
    （６、６′）を介して接続され、蒸気タービン（５、５′）にその主蒸気管（６
    、６′）を介して、ガスタービン（２、２′）からの加熱済み冷却蒸気（ＫＤ）
    が主蒸気（ＦＤ）として導入されるタービン設備。
  11. 【請求項１１】 ガスタービン（２、２′）が蒸気タービン（５、５′）に
    冷却蒸気管（７、２６）を介して接続され、蒸気タービン（５、５′）から取出
    された冷却蒸気（ＫＤ）が、その冷却蒸気管（７、２６）を介してガスタービン
    （２、２′）に導入されることを特徴とする請求項１０記載のタービン設備。
  12. 【請求項１２】 ガスタービン（２′）の排気側に後置接続された廃熱ボイ
    ラ（１８）を備え、この廃熱ボイラ（１８）の加熱器（２０）が蒸気タービン（
    ５′）の水・蒸気回路（２２）に接続されている請求項１０記載のタービン設備
    。
  13. 【請求項１３】 ガスタービン（２′）が別の蒸気タービン（１４）に冷却
    蒸気管（２６）を介して接続され、その蒸気タービン（１４）から取出された冷
    却蒸気（ＫＤ）が冷却蒸気管（２６）を通してガスタービン（２′）に導入され
    ることを特徴とする請求項１２記載のタービン設備。
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