JP5675379B2 - Gas turbine exhaust flue structure and plant operation method - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービン排気煙道構造及びプラントの運用方法に関するものである。 The present invention relates to a gas turbine exhaust flue structure and a plant operation method.
一般に、ガスタービンの排気ガスを外部へ排出するガスタービン排気煙道は、ガスタービンに排気ディフューザを介して接続された排気ダクトと、この排気ダクトに接続された煙突と、排気ガスの騒音を低減するための排気サイレンサと、を備えている。 In general, a gas turbine exhaust flue that discharges gas turbine exhaust gas to the outside reduces the noise of the exhaust gas, an exhaust duct connected to the gas turbine via an exhaust diffuser, and a chimney connected to the exhaust duct. And an exhaust silencer.
このガスタービン排気煙道においては、数Hz〜十数Hz程度の低周波騒音が生じる場合があるが、このような低周波騒音を低減するための技術としては、煙突上部に拡張型サイレンサを設置するものがある(例えば、下記特許文献1)。 In this gas turbine exhaust flue, low frequency noise of several Hz to several tens of Hz may occur. As a technique for reducing such low frequency noise, an expansion silencer is installed at the top of the chimney. (For example, the following patent document 1).
しかしながら、従来の技術においては、低周波音の低減を目的としたサイレンサが比較的に大型になるので、支持機構の強度を確保しなければならなかったり、設置までに多大な時間や労力を要したりするという問題があった。 However, in the conventional technology, the silencer for the purpose of reducing the low frequency sound is relatively large, so it is necessary to ensure the strength of the support mechanism, and it takes a lot of time and labor to install. There was a problem of doing.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ガスタービン排気煙道構造において、比較的に小型かつ軽量な構造で低周波騒音を抑止することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress low-frequency noise in a gas turbine exhaust flue structure with a relatively small and lightweight structure.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るガスタービン排気煙道構造は、ガスタービンの排気ガスを外部へと導くガスタービン排気煙道構造であって、前記ガスタービンに接続され、内部に前記排気ガスが流れる排気ガス流路が形成されると共に前記排気ガス流路の上流部と下流部とが曲げ部を介して互いに交差する方向に連続する排気ダクトと、前記排気ダクトに接続され、前記排気ガス流路の下流部から流出した前記排気ガスを外部に導く煙突と、前記排気ダクトの排気ガス流路の下流部に設けられ、前記排気ガスを流入させる排気ガス入口と前記排気ガスを流出させる排気ガス出口とを有するサイレンサと、を備え、前記排気ダクトの排気ガス流路は、前記曲げ部入口の流路断面積に比べて、前記曲げ部出口の流路断面積が小さく形成され、前記サイレンサは、前記排気ガス入口が前記曲げ部出口に開口すると共に、前記排気ガス入口の流路断面積に比べて、前記排気ガス出口の流路断面積が大きく形成されており、前記曲げ部において内方側に向けて凸となった角部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、排気ダクトの排気ガス流路において、曲げ部入口の流路断面積に比べて、曲げ部出口の流路断面積が小さく形成されているので、曲げ部入口における排気ガスの流速に比べて、曲げ部出口における排気ガスの流速が大きくなる。これにより、曲げ部入口の排気ガスをサイレンサ側に吸い寄せることができる。従って、排気ガスが、曲げ部において内方側に向けて凸となった角部に沿って流れ易くなるので、低周波騒音の原因となる排気ガスの剥離が角部で生じ難くなり、低周波騒音を抑止することができる。従って、低周波音の低減を目的とした従来のサイレンサを設ける場合に比べて、比較的に小型かつ軽量な構造で低周波騒音を抑止することができる。
さらに、サイレンサにおいて、排気ガス出口の流路断面積が排気ガス入口の流路断面積よりも大きく形成されているので、仮に排気ガス入口の流路断面積がサイレンサの消音性能を確保するために必要となる流路断面積よりも小さくなったとしても、排気ガス出口において消音性能を回復させることができる。これにより、曲げ部出口の流路断面積を小さく構成することにより、サイレンサの排気ガス入口の流路断面積が小さくなったとしても、サイレンサの消音性能を確保することができる。
よって、低周波帯域を含んだ幅広い周波数帯域の騒音を抑止することができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the gas turbine exhaust flue structure according to the present invention is a gas turbine exhaust flue structure that guides the exhaust gas of the gas turbine to the outside, and is connected to the gas turbine, and the exhaust gas through which the exhaust gas flows An exhaust duct in which an upstream portion and a downstream portion of the exhaust gas passage are formed in a direction intersecting each other via a bent portion, and is connected to the exhaust duct and downstream of the exhaust gas passage. A chimney that guides the exhaust gas flowing out from the section to the outside, an exhaust gas inlet that is provided in a downstream portion of the exhaust gas flow path of the exhaust duct, and that allows the exhaust gas to flow in and an exhaust gas outlet that allows the exhaust gas to flow out A silencer having an exhaust gas flow path of the exhaust duct, the flow passage cross-sectional area of the bent portion outlet being smaller than the flow passage cross-sectional area of the bent portion inlet, Sa, together with the exhaust gas inlet is open to the bend portion outlet port, said compared to the flow path cross-sectional area of the exhaust gas inlet, and the formed flow path cross-sectional area of the exhaust gas outlet is large, in the bent portion A corner that is convex toward the inward side is formed .
According to this configuration, in the exhaust gas passage of the exhaust duct, the flow passage cross-sectional area of the bent portion outlet is formed smaller than the flow passage cross-sectional area of the bent portion inlet. Compared with the flow rate, the flow rate of the exhaust gas at the exit of the bent portion is increased. Thereby, the exhaust gas at the entrance of the bent portion can be sucked to the silencer side. Therefore, the exhaust gas easily flows along the corners convex toward the inward side at the bent portion, so that the separation of the exhaust gas causing low frequency noise is less likely to occur at the corner portions, and the low frequency Noise can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress low frequency noise with a relatively small and light structure compared to the case where a conventional silencer for reducing low frequency sound is provided.
Furthermore, in the silencer, the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas outlet is formed larger than the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas inlet. Even if it becomes smaller than the required flow path cross-sectional area, the noise reduction performance can be recovered at the exhaust gas outlet. Thereby, even if the flow path cross-sectional area of the exhaust gas inlet of the silencer is reduced by configuring the flow path cross-sectional area of the bent portion outlet, it is possible to ensure the silencing performance of the silencer.
Therefore, noise in a wide frequency band including a low frequency band can be suppressed.
また、前記サイレンサは、前記排気ガス入口から前記排気ガス出口に進むに従って、流路断面積が漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、サイレンサの流路断面積が漸次大きくなっているので、サイレンサ内で排気ガスが剥離することを抑制して円滑に通過させることができると共に、排気ガス入口と排気ガス出口との間においても消音性能を確保することができる。
In addition, the silencer is formed such that a cross-sectional area of the flow path gradually increases as it proceeds from the exhaust gas inlet to the exhaust gas outlet.
According to this configuration, since the flow passage cross-sectional area of the silencer is gradually increased, the exhaust gas can be smoothly passed while being prevented from being separated in the silencer, and the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet Silence performance can be ensured even during the period.
また、前記曲げ部は、前記内方側に向けて凸となった角部が丸みを帯びて形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、曲げ部における排気ガスの剥離が更に生じ難くなり、低周波騒音を更に抑止することができる。
Further, the bent portion is characterized in that a corner portion that is convex toward the inward side is rounded.
According to this configuration, exhaust gas separation at the bent portion is less likely to occur, and low-frequency noise can be further suppressed.
また、前記サイレンサは、前記排気ガス入口の流路断面積に比べて、前記排気ガス出口の流路断面積が、前記排気ダクトの排気ガス流路の上流部における前記排気ガスの流れと逆側に向けて大きくなるように形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、ガスタービン排気煙道構造の周囲の構造物の配置に容易に対応することができる。
Further, the silencer has a flow passage cross-sectional area of the exhaust gas outlet that is opposite to the flow of the exhaust gas in an upstream portion of the exhaust gas flow passage of the exhaust duct, as compared with a flow passage cross-sectional area of the exhaust gas inlet. It is formed so that it may become large toward.
According to this structure, it can respond easily to arrangement | positioning of the structure around a gas turbine exhaust flue structure.
さらに、本発明に係るプラントの運用方法は、ガスタービンを有するプラントの運用方法であって、前記ガスタービンと上記のガスタービン排気煙道構造とを設置する第一ステップと、前記ガスタービンを用いてシンプルサイクル運転を行う第二ステップと、前記シンプルサイクル運転をしつつ、前記ガスタービンから排気された前記排気ガスを加熱ガスとして流通させる加熱ガス流路と前記加熱ガス流路を流れる加熱ガスの熱により蒸気を生成する蒸気生成部と前記蒸気生成部で生成された蒸気によって駆動する蒸気タービンとの使用の準備を行う第三ステップと、前記排気ダクトの下流流路を閉塞する一方、前記上流流路と前記加熱流路とを連通させる第四ステップと、前記ガスタービンと前記蒸気タービンとを用いてコンバインドサイクル運転を行う第五ステップと、を有することを特徴とする。
この方法によれば、コンバインドサイクル運転を行う前のシンプルサイクル運転にのみ用いられ、コンバインドサイクル運転開始後に不要となるガスタービン排気煙道構造として、上記のガスタービン排気煙道構造が用いられる。このため、低周波音の低減を目的とした従来のサイレンサを用いる場合に比べて、コストや設置時間、撤去時間等を大幅に節約することができると共に、シンプルサイクル運転において低コストの割に十分な消音効果を得ることができる。
Furthermore, the plant operation method according to the present invention is a plant operation method having a gas turbine, wherein a first step of installing the gas turbine and the gas turbine exhaust flue structure is used, and the gas turbine is used. A second step of performing a simple cycle operation, a heating gas passage for circulating the exhaust gas exhausted from the gas turbine as a heating gas while performing the simple cycle operation, and a heating gas flow through the heating gas passage A third step of preparing for use of a steam generating section that generates steam by heat and a steam turbine driven by the steam generated by the steam generating section; and closing the downstream flow path of the exhaust duct while the upstream A fourth step of communicating the flow path and the heating flow path, and a combined cycle using the gas turbine and the steam turbine. And having a fifth step of performing Le operation, the.
According to this method, the gas turbine exhaust flue structure described above is used as a gas turbine exhaust flue structure that is used only for simple cycle operation before the combined cycle operation and becomes unnecessary after the start of the combined cycle operation. For this reason, compared to using a conventional silencer for the purpose of reducing low-frequency sound, cost, installation time, removal time, etc. can be saved significantly, and it is sufficient for low cost in simple cycle operation. Can achieve a silencing effect.
本発明に係るガスタービン排気煙道構造によれば、比較的に小型かつ軽量な構造で低周波騒音を抑止することができる。 According to the gas turbine exhaust flue structure of the present invention, low frequency noise can be suppressed with a relatively small and light structure.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施形態に係るプラントPを示す概略構成断面図である。
プラントPは、ガスタービンGと、ガスタービンGの排気ガスEを外部へ排出するガスタービン排気煙道(ガスタービン排気煙道構造)Sと、ガスタービンGの回転エネルギによって発電する発電機(不図示)等とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a plant P according to an embodiment of the present invention.
The plant P includes a gas turbine G, a gas turbine exhaust flue (gas turbine exhaust flue structure) S that discharges the exhaust gas E of the gas turbine G to the outside, and a generator (not configured) that generates electric power using the rotational energy of the gas turbine G. Etc.) and the like.
ガスタービン排気煙道Sは、ガスタービンGと共にコンバインドサイクルを構成する蒸気タービン設備Mの設置が完了するまで、ガスタービンGをシンプルサイクルで運転させるために仮設されている。 The gas turbine exhaust flue S is temporarily installed to operate the gas turbine G in a simple cycle until the installation of the steam turbine equipment M constituting the combined cycle together with the gas turbine G is completed.
図1に示すように、ガスタービン排気煙道Sは、ガスタービンGに排気ディフューザDを介して接続された排気ダクト1と、この排気ダクト1に接続されたバイパス煙突(煙突)2と、排気ガスEの騒音を低減するためのスプリッタを有するサイレンサ3とを備えている。
As shown in FIG. 1, a gas turbine exhaust flue S includes an
排気ダクト1は、エルボ型のものであって管の中心線が曲折しており、水平方向の一方向(以下、「一水平方向」と称する。)に延びる横管部11と、この横管部11の外周部において、一水平方向の他方側に寄った位置から略鉛直方向(上方向)に延びた縦管部12とを有している。
なお、本実施形態においては、横管部11の断面形状が円形になっており、縦管部12の断面形状が矩形になっているが、横管部11の断面形状を多角形や楕円形等にしてもよく、縦管部12の断面形状を円形や楕円形、六角形等の多角形等にしてもよい。
The
In this embodiment, the cross-sectional shape of the
この排気ダクト1は、横管部11の一水平方向の一方側に形成された一端開口11aが排気ディフューザDと接続され、縦管部12の上部に形成された上開口部12aがバイパス煙突2と接続されている。また、横管部11の一水平方向の他方側に形成された他端開口11bは、蓋部材11cによって閉塞されている。
縦管部12とバイパス煙突2とは、滑らかに接続されており、縦管部12側からバイパス煙突2側に向かうに従って次第に矩形から円形になるように接続されている。
In the
The
図2は図1のI−I線断面図であり、図3は図1のII−II線断面図である。
図1及び図2に示すように、縦管部12の管壁の、一水平方向の一方側には、管壁から中心側に向けて膨出した膨出部12xが形成されている。この膨出部12xは、図1に示すように、上方側に比べて下方側の膨出量が多くなっており、図2及び図3に示すように、各断面形状が例えば矩形となっている。
2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, a bulging
排気ダクト1の内部には、排気ディフューザDとバイパス煙突2とを連通させる排気ガス流路10が形成されている。
排気ガス流路10は、横管部11と縦管部12と蓋部材11cとで画定されており、上流部13と下流部14とが曲げ部15を介して互いに交差する方向に連続している。
Inside the
The exhaust
上流部13は、横管部11によって画定され、一水平方向に延びており、排気ディフューザDの内部と連通している。
The
下流部14は、縦管部12の管壁と膨出部12xとで画定され、略鉛直方向に延びており、バイパス煙突2の内部に連通している。この下流部14は、図1に示すように、上流から下流に従って流路断面積Aを漸次大きくしている。すなわち、下流部入口14aの流路断面積A2に比べて、下流部出口14bの流路断面積A5が大きくなっている。なお、本明細書においては、不特定の流路断面積を示す場合には符号「A」のみを付し、特定の流路断面積を指す場合には、符号「A」と共に数字の添字を付す。
The
曲げ部15は、図1に示すように、横管部11と縦管部12と蓋部材11cによって画定されており、上流部13と下流部14とを連続させている。この曲げ部15は、上流部13を流れた排気ガスEの流れ方向を変えて下流部14に導く。
曲げ部15においては、膨出部12xの下方側の膨出によって、内方側に向けて凸となった角部15cが丸みを帯びて形成されている。すなわち、横管部11と縦管部12とが本来形成する角部15kが角張っているのに比べて、角部15cは円弧状に形成されている。
As shown in FIG. 1, the bending
In the bending
曲げ部出口15b(下流部入口14a)の流路断面積A2は、曲げ部入口15a(上流部出口13b)の流路断面積A1よりも10%だけ小さくなっている。
The flow path cross-sectional area A 2 of the bend
バイパス煙突2は、縦管部12の上開口部12aと接続されており、下方から上方に向けて流路断面積Aが漸減した絞り部21と、一定の径で形成されていると共に絞り部21から上方に向けて延びる定径部22とを備えている。このバイパス煙突2は、下流部14から流出した排気ガスEを上方に向けて案内して外部に排出する。
The
サイレンサ3は、スプリッタ型のものであり、排気ガス入口3aと排気ガス出口3bとの間に形成された内部流路がスプリッタ(吸音材)3sで画定されており、内部流路を流れる排気ガスEの騒音(低周波騒音よりも高い高周波騒音)を消音するようになっている。
このサイレンサ3は、縦管部12の管壁と膨出部12xとに嵌め込まれており、排気ガス入口3aが曲げ部出口15b(下流部入口14a)において下方を向いて開口していると共に、排気ガス出口3bが下流部出口14bにおいて上方を向いて開口している。
サイレンサ3は、排気ガス入口3aから排気ガス出口3bに進むに従って、スプリッタ3sで分割された流路断面積Aが漸次大きくなるように形成されている。また、このサイレンサ3は、排気ガス入口3aの流路断面積A3に比べて、排気ガス出口3bの流路断面積A4が、一水平方向の一方側(排気ディフューザD側)に向けて大きくなっている。
The
The
The
図4は、ガスタービン排気煙道Sの流路断面積Aの変化を示すグラフである。
図4に示すように、ガスタービン排気煙道Sの流路断面積Aは、曲げ部入口15aにおける流路断面積A1と比べて、曲げ部出口15bの流路断面積A2が10%だけ小さくなる。また、曲げ部出口15bの流路断面積A2に比べて、サイレンサ3の排気ガス入口3aにおける流路断面積A3がスプリッタ3sの分だけ小さくなる。また、排気ガス入口3aから排気ガス出口3bに向かうに従って流路断面積Aが漸次増加し、排気ガス入口3aの流路断面積A3から排気ガス出口3bの流路断面積A4となる。また、排気ガス出口3bの流路断面積A4に比べて、下流部出口14b(バイパス煙突2の入口)の流路断面積A5がスプリッタ3sの分だけ大きくなる。そして、下流部出口14bから定径部22の入口に向かうに従って流路断面積Aが漸次減少し、下流部出口14bの流路断面積A5からバイパス煙突2の定径部22の入口の流路断面積A6となる。
なお、曲げ部出口15bの流路断面積A2と、排気ガス出口3bの流路断面積A4と、定径部22の入口の流路断面積A6は、略同一の大きさに設定されている。
FIG. 4 is a graph showing changes in the flow path cross-sectional area A of the gas turbine exhaust flue S.
As shown in FIG. 4, the flow path cross-sectional area A of the gas turbine exhaust duct S is bent section than the flow path cross-sectional area A 1 at the
Incidentally, the flow path cross-sectional area A 2 of the bend
次に、ガスタービンGのみを用いたシンプルサイクル運転におけるガスタービン排気煙道Sの動作について、図5を用いて説明する。
まず、図5に示すように、排気ガスEが、排気ディフューザDから排気ガス流路10の上流部13に流入すると、一水平方向の一方側から上流部出口13bに向けて流れる。そして、排気ガスEは、曲げ部入口15aから曲げ部15に流入した後に、流れの向きを変えられ、曲げ部出口15bに到達する。そして、曲げ部出口15bに開口する排気ガス入口3aからサイレンサ3に流入する。
Next, the operation of the gas turbine exhaust flue S in the simple cycle operation using only the gas turbine G will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 5, when the exhaust gas E flows from the exhaust diffuser D into the
曲げ部15においては、曲げ部出口15bの流路断面積A2が、曲げ部入口15aの流路断面積A1に比べて10%だけ小さくなっていることから、排気ガスEの流速は、曲げ部入口15aに比べて曲げ部出口15bの方が大きくなる。
また、サイレンサ3の排気ガス入口3aの流路断面積A3が、曲げ部出口15bの流路断面積A2に比べて、さらに小さくなっていることから、排気ガスEが曲げ部出口15bから排気ガス入口3aに流入すると、排気ガスEの流速がさらに増加する。
すなわち、曲げ部入口15aにおける排気ガスEの流速に比べて、曲げ部出口15b及び排気ガス入口3aの排気ガスEの流速の方が大きくなっていることから、曲げ部15を流れる排気ガスEが上方に向けて吸い寄せられる。すなわち、横管部11の管壁の上側に沿って流れて曲げ部15に流入した排気ガスEが、上流部出口13b側に吸い寄せられて、角部15cに沿って流れる。
この際、角部15cが丸みを帯びて形成されていることから、排気ガスEが角部15cに沿って円滑に流れる。
すなわち、排気ガスEが角部15cで剥離せず、低周波騒音の発生が抑制される。
In the bending
Further, the flow path cross-sectional area A 3 of the
That is, since the flow velocity of the exhaust gas E at the
At this time, since the
That is, the exhaust gas E does not peel off at the
サイレンサ3に流入した排気ガスEは、流路断面積Aが漸次大きくなるサイレンサ3の内部を、排気ガス出口3bに向けて流れる。このサイレンサ3を流れる際に、排気ガスEの低周波帯域よりも高い周波数帯域の騒音が消音される。また、流路断面積Aが漸次大きくなることで、排気ガスEが減速した後にバイパス煙突2へと流入する。このため、バイパス煙突2での損失や、バイパス煙突2から外部に放出する際の騒音が小さくなる。
最後にサイレンサ3から流出した排気ガスEは、バイパス煙突2に流入して外部へと排出される。
このように、排気ガスEの低周波騒音の発生を抑止する一方、低周波以外の周波数帯域の騒音を消音しながら、ガスタービンGのシンプルサイクル運転により発電を行う。
The exhaust gas E that has flowed into the
Finally, the exhaust gas E flowing out from the
As described above, power generation is performed by simple cycle operation of the gas turbine G while suppressing generation of low-frequency noise of the exhaust gas E while silencing noise in a frequency band other than the low frequency.
一方、上記のシンプルサイクル運転を行いながら、蒸気タービン設備Mを設置する。
すなわち、蒸気タービン設備Mとして、ガスタービンGから排気された排気ガスEを加熱ガスとして流通させる加熱ガス流路m1、加熱ガス流路m1を流れる加熱ガスの熱により蒸気を生成するボイラ(蒸気生成部)m2と、ボイラm2で生成された蒸気によって駆動する蒸気タービン(不図示)を設置すると共に使用の準備を行う。
そして、蒸気タービン設備Mの使用準備が完了したら、ガスタービンGのシンプルサイクル運転を停止し、排気ダクト1の曲げ部出口15b(下流部14)を閉塞することによって上流部13と下流部14とを遮断する一方、他端開口11bの蓋部材11cを取り除くと共に上流部13と加熱ガス流路m1とを連通させる。
この状態において、ガスタービンGと蒸気タービンとによって発電を行うコンバインドサイクル運転を行う。
なお、バイパス煙突2は、撤去してもよいし、残存させてもよい。
On the other hand, the steam turbine equipment M is installed while performing the above simple cycle operation.
That is, as the steam turbine equipment M, a heating gas flow channel m1 that distributes the exhaust gas E exhausted from the gas turbine G as a heating gas, and a boiler that generates steam by the heat of the heating gas flowing through the heating gas flow channel m1 (steam generation Part) m2 and a steam turbine (not shown) driven by steam generated in the boiler m2 are installed and prepared for use.
And when the use preparation of the steam turbine equipment M is completed, the simple cycle operation of the gas turbine G is stopped, and the
In this state, a combined cycle operation in which power generation is performed by the gas turbine G and the steam turbine is performed.
The
以上説明したように、本実施形態によれば、排気ダクト1の排気ガス流路10において、曲げ部入口15aの流路断面積A1に比べて、曲げ部出口15bの流路断面積A2が小さく形成されているので、曲げ部入口15aにおける排気ガスEの流速に比べて、曲げ部出口15bにおける排気ガスEの流速が大きくなる。これにより、曲げ部入口15aの排気ガスEをサイレンサ3側に吸い寄せることができる。従って、排気ガスEが、曲げ部15の角部15cに沿って流れ易くなるので、低周波騒音の原因となる排気ガスEの剥離が角部15cで生じ難くなり、低周波騒音を抑止することができる。
仮に排気ガスEが角部15cで剥離すると、この剥離を原因とする低周波騒音が生じるので、低周波騒音を消音するための装置(例えば拡張型サイレンサ)が必要となるが、本実施形態によれば低周波騒音の原因となる剥離が生じ難くなる。
従って、低周波騒音を消音するための装置(例えば拡張型サイレンサ)を設ける必要がなく、比較的に小型かつ軽量な構造で低周波騒音を抑止することができる。
As described above, according to this embodiment, in the
If the exhaust gas E is separated at the
Therefore, it is not necessary to provide a device (for example, an expandable silencer) for silencing the low frequency noise, and the low frequency noise can be suppressed with a relatively small and light structure.
さらに、サイレンサ3において、排気ガス出口3bの流路断面積A4が排気ガス入口3aの流路断面積A3よりも大きく形成されているので、仮に排気ガス入口3aの流路断面積A3がサイレンサ3の消音性能を確保するために必要となる流路断面積Aより小さくなったとしても、排気ガス出口3bにおいて消音性能を回復させることができる。これにより、曲げ部出口15bの流路断面積A2を小さく構成することに伴って、サイレンサ3の排気ガス入口3aの流路断面積A3が小さくなったとしても、サイレンサ3の消音性能を十分に確保することができる。
よって、低周波帯域を含んだ幅広い周波数帯域の騒音を抑止することができる。
Furthermore, the
Therefore, noise in a wide frequency band including a low frequency band can be suppressed.
また、サイレンサ3の流路断面積Aが漸次大きくなっているので、サイレンサ3に対して排気ガスEを円滑に通過させることができると共に、排気ガス入口3aと排気ガス出口3bとの間においてもサイレンサ3の消音性能を確保することができる。
Further, since the flow passage cross-sectional area A of the
また、角部15cが丸みを帯びて形成されているので、排気ガスEが角部15cに沿って円滑に流れて、曲げ部入口15aにおける排気ガスEの剥離が更に生じ難くなり、低周波騒音を更に抑止することができる。
In addition, since the
また、排気ガス入口3aの流路断面積A3に比べて、排気ガス出口3bの流路断面積A4が、排気ダクト1の排気ガス流路10の上流部13における排気ガスEの流れと逆側に向けて大きくなるように形成されているので、ガスタービン排気煙道Sの周囲の構造物の配置に容易に対応することができる。
Further, the flow passage cross-sectional area A 4 of the
さらに、本実施形態に係るプラントPの運用方法によれば、シンプルサイクル運転にのみ用いられ、コンバインドサイクル運転開始後に不要となるガスタービン排気煙道Sとして、上記のガスタービン排気煙道Sが用いられる。このため、低周波音の低減を目的とした従来のサイレンサを用いる場合に比べて、コストや設置時間、撤去時間等を大幅に節約することができると共に、シンプルサイクル運転において低コストの割に十分な消音効果を得ることができる。 Furthermore, according to the operation method of the plant P according to the present embodiment, the gas turbine exhaust flue S is used as the gas turbine exhaust flue S that is used only for simple cycle operation and becomes unnecessary after the combined cycle operation is started. It is done. For this reason, compared to using a conventional silencer for the purpose of reducing low-frequency sound, cost, installation time, removal time, etc. can be saved significantly, and it is sufficient for low cost in simple cycle operation. Can achieve a silencing effect.
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、コンバインドサイクル運転を構成する蒸気タービン設備Mの設置及び使用準備が完了するまで、ガスタービンGのみでシンプルサイクル運転させるために仮設したが、蒸気タービン設備Mを設置しないプラントPにおいては常設することも可能である。
Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, until the installation and use preparation of the steam turbine equipment M constituting the combined cycle operation is completed, the steam turbine equipment M is temporarily installed to perform the simple cycle operation only with the gas turbine G. In the plant P which is not installed, it is also possible to install it permanently.
また、上述した実施の形態においては、膨出部12xを設けて流路断面積A2及び角部15cを形成したが、例えば、縦管部12の形状を変更して流路断面積A2及び角部15cの少なくとも一方を形成してもよい。
Further, in the embodiment described above has formed the flow path cross-sectional area A 2 and the
また、上述した実施の形態では、排気ガス入口3aの流路断面積A3に比べて、排気ガス出口3bの流路断面積A4が、排気ダクト1の排気ガス流路10の上流部13における排気ガスEの流れと逆側に向けて大きくなるように形成したが、排気ダクト1の排気ガス流路10の上流部13における排気ガスEの流れと同方向に大きくなるように形成してもよいし、図1の断面において下流部14の中心線を基準にして線対称となるように形成してもよい。
In the above-described embodiment, the flow passage cross-sectional area A 4 of the
また、上述した実施の形態においては、排気ダクト1にエルボ型のものを用いたが、排気ガス流路10を他の構造物で構成してもかまわない。例えば、複数の管部材を交差するように接合しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the elbow type is used for the
また、上述した実施の形態においては、流路断面積A2を流路断面積A1の10%だけ小さく形成したが、その他の割合となるように小さく形成してもよい。但し、流路断面積A2を流路断面積A1よりも10%以上小さく形成すると、排気ガスEの吸込み効果が高くなって角部15cでの剥離が生じ難くなる。
Further, in the above embodiment, although the flow path cross-sectional area A 2 was formed by 10% of the flow path cross-sectional area A 1 small, may be formed small so that the other proportion. However, when the flow path cross-sectional area A 2 smaller form at least 10% than the passage cross-sectional area A 1, becomes high suction effect of the exhaust gas E is peeled off at the
1…排気ダクト
2…バイパス煙突(煙突)
3…サイレンサ
3a…排気ガス入口
3b…排気ガス出口
10…排気ガス流路
13…上流部
14…下流部
15…曲げ部
15a…曲げ部入口
15b…曲げ部出口
15c…角部
A(A1,A2,A3,A4,A5,A6)…流路断面積
D…排気ディフューザ
E…排気ガス
G…ガスタービン
M…蒸気タービン設備
P…プラント
S…ガスタービン排気煙道
m1…加熱ガス流路
m2…ボイラ(蒸気生成部)
1 ...
3 ...
Claims (5)
前記ガスタービンに接続され、内部に前記排気ガスが流れる排気ガス流路が形成されると共に前記排気ガス流路の上流部と下流部とが曲げ部を介して互いに交差する方向に連続する排気ダクトと、
前記排気ダクトに接続され、前記排気ガス流路の下流部から流出した前記排気ガスを外部に導く煙突と、
前記排気ダクトの排気ガス流路の下流部に設けられ、前記排気ガスを流入させる排気ガス入口と前記排気ガスを流出させる排気ガス出口とを有するサイレンサと、を備え、
前記排気ダクトの排気ガス流路は、前記曲げ部入口の流路断面積に比べて、前記曲げ部出口の流路断面積が小さく形成され、
前記サイレンサは、前記排気ガス入口が前記曲げ部出口に開口すると共に、前記排気ガス入口の流路断面積に比べて、前記排気ガス出口の流路断面積が大きく形成されており、
前記曲げ部において内方側に向けて凸となった角部が形成されていることを特徴とするガスタービン排気煙道構造。 A gas turbine exhaust flue structure that guides the exhaust gas of a gas turbine to the outside,
An exhaust duct connected to the gas turbine, in which an exhaust gas passage through which the exhaust gas flows is formed, and an upstream portion and a downstream portion of the exhaust gas passage are continuous in a direction intersecting each other via a bent portion When,
A chimney connected to the exhaust duct and leading the exhaust gas flowing out from the downstream portion of the exhaust gas flow path to the outside;
A silencer provided at a downstream portion of the exhaust gas flow path of the exhaust duct, and having a exhaust gas inlet through which the exhaust gas flows and an exhaust gas outlet through which the exhaust gas flows out,
The exhaust gas flow path of the exhaust duct is formed so that the flow path cross-sectional area of the bent part outlet is smaller than the flow path cross-sectional area of the bent part inlet,
In the silencer, the exhaust gas inlet opens to the bent portion outlet, and the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas outlet is larger than the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas inlet .
A gas turbine exhaust flue structure characterized in that a corner portion convex toward the inward side is formed in the bent portion .
前記ガスタービンと請求項1から4のうちいずれか一項に記載のガスタービン排気煙道構造とを設置する第一ステップと、
前記ガスタービンを用いてシンプルサイクル運転を行う第二ステップと、
前記シンプルサイクル運転をしつつ、前記ガスタービンから排気された前記排気ガスを加熱ガスとして流通させる加熱ガス流路と前記加熱ガス流路を流れる加熱ガスの熱により蒸気を生成する蒸気生成部と前記蒸気生成部で生成された蒸気によって駆動する蒸気タービンとの使用の準備を行う第三ステップと、
前記排気ダクトの下流流路を閉塞する一方、前記上流流路と前記加熱流路とを連通させる第四ステップと、
前記ガスタービンと前記蒸気タービンとを用いてコンバインドサイクル運転を行う第五ステップと、を有することを特徴とするプラントの運用方法。 A method for operating a plant having a gas turbine,
A first step of installing the gas turbine and the gas turbine exhaust flue structure according to any one of claims 1 to 4;
A second step of performing a simple cycle operation using the gas turbine;
While performing the simple cycle operation, a heating gas passage for circulating the exhaust gas exhausted from the gas turbine as a heating gas, a steam generation section for generating steam by the heat of the heating gas flowing through the heating gas passage, A third step of preparing for use with a steam turbine driven by steam generated in the steam generator;
A fourth step of closing the downstream flow path of the exhaust duct while communicating the upstream flow path and the heating flow path;
And a fifth step of performing a combined cycle operation using the gas turbine and the steam turbine.
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