JP6415122B2 - コンバインドサイクル設備 - Google Patents
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Description
図1−1に示すように、本実施例に係るコンバインドサイクル設備10Aは、空気(大気)11を圧縮する空気圧縮機12と、空気圧縮機12で圧縮された圧縮空気11Aと燃料13とを燃焼する燃焼器14と、燃焼器14からの高温・高圧の燃焼ガス15により駆動されるパワータービン16とを備えたガスタービン17と、パワータービン16を駆動し、燃焼排ガス排出ラインL4で排出される燃焼排ガス18を分岐して第1燃焼排ガス18Aと第2燃焼排ガス18Bとする分岐部19と、分岐された第1燃焼排ガス18Aからの熱エネルギーを用いて超臨界水ラインL10により供給される超臨界水21と熱交換する第1排熱回収部(第1熱交換部20A)22と、第1排熱回収部22からの第1蒸気23により駆動される高圧蒸気タービン24と、高圧蒸気タービン24を駆動した後の排気蒸気25を、分岐した第2燃焼排ガス18Bからの熱エネルギーにより熱交換して再加熱する第2排熱回収部(第2熱交換部20B)26と、再加熱した第2蒸気27により駆動される低圧蒸気タービン28と、を備えている。
燃焼排ガス排出ラインL4A及び燃焼排ガス排出ラインL4Bを介して第1排熱回収部22及び第2排熱回収部26に、第1燃焼排ガス18Aと第2燃焼排ガス18Bとをそれぞれ供給している。
これにより第2熱交換後の第3燃焼排ガス18Cを有効利用することができる。
図5は、燃焼排ガスの温度降下線と本実施例の第1排熱回収部の超臨界水温度上昇線とにおける温度とエンタルピーとの関係図である。
これに対して、図5に示すように、本実施例のように、超臨界水21を用いて熱回収して第1蒸気23を得る場合には、燃焼排ガス18Aの温度降下線と略平行した比較的フラットなエンタルピー線となるので、第1排熱回収部22で熱回収し易いものとなる。
また、この得られた第2蒸気27を低圧蒸気タービン28で動力を回収している。
図6に示すように、本実施例のように、排気蒸気25を用いて熱回収して第2蒸気27を得る場合には、分岐した燃焼排ガス18Bの温度降下線と略平行した比較的フラットなエンタルピー線となるので、第2排熱回収部26の第2熱交換部20Bでは熱回収し易いものとなる。
すなわち、排気蒸気25自体を、第2排熱回収部26の第2熱交換部20Bにおいて、分岐した他方の燃焼排ガス18Bを用いて再加熱させることができるので、コンバインドサイクルでのサイクル効率の向上を図ることができる。
また、第2熱交換部20Bでは、燃焼排ガス(617℃)18Bを用いて、高圧蒸気タービン24からの排気蒸気(温度220℃/20BarG)25を熱交換し、第2蒸気(580℃/20BarG)27としている。
さらに、第2熱交換部20Bを通過した第3燃焼排ガス(250℃)18Cを用いて、超臨界水21の分岐した一部(30℃/300BarG(30MPa))21aを熱交換して、蒸気(220℃/300BarG(30MPa))21bとして、超臨界水ラインL10の途中に導入している。
本実施例に係るコンバインドサイクル設備10Bは、図2に示すように、実施例1に係るコンバインドサイクル設備10Aにおいて、第3熱交換部20Cを設置せず、第2排熱回収部26から排出する第3燃焼排ガス18Cをガス導入ラインL30により、第1排熱回収部22内に直接導入している。これにより、第1熱交換部20Aでの熱交換効率の向上を図るようにしている。
図1に示す実施例1に係るコンバインドサイクル設備10Aでは、燃焼排ガス18を分岐して、第1排熱回収部22と第2排熱回収部26とを並列に設置していたが、図3−1に示すように、本実施例のコンバインドサイクル設備10Cでは、一台の排熱回収装置45を設け、この排熱回収装置45の内部を2つの通路46A、46Bに仕切る分岐用仕切部47を燃焼排ガス18のガス流れ方向に沿って設けて、第1排熱回収部22と第2排熱回収部26とを並列して設置するようにしている。
また、第2熱交換部20Bにおいては、第2燃焼排ガス18Bと熱交換して第2蒸気27を得ている。この第2蒸気27で低圧蒸気タービン28を駆動している。
さらに、第3熱交換部20Cにおいては、超臨界水21の一部21aを、両者の熱交換後の燃焼排ガスで熱交換し、熱交換後の超臨界水21bは、第1熱交換部20Aに導入している。
11 空気(大気)
11A 圧縮空気
12 空気圧縮機
13 燃料
14 燃焼器
15 燃焼ガス
16 パワータービン
17 ガスタービン
18 燃焼排ガス
18A 第1燃焼排ガス
18B 第2燃焼排ガス
18C 第3燃焼排ガス
21 超臨界水
22 第1排熱回収部
23 第1蒸気
24 高圧蒸気タービン
25 高圧排気蒸気
26 第2排熱回収部
27 第2蒸気
28 低圧蒸気タービン
29 低圧排気蒸気
41A、41B 燃焼排ガス
41C 合流排ガス
Claims (1)
- 空気を圧縮する空気圧縮機と、前記空気圧縮機で圧縮された圧縮空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、前記燃焼器からの高温・高圧の燃焼ガスにより駆動されるパワータービンとを備えたガスタービンと、
前記パワータービンを駆動した燃焼排ガスからの熱エネルギーを用いて第1超臨界水ラインにより供給される超臨界水と熱交換する第1熱交換部と、
前記第1熱交換部からの第1蒸気により駆動される高圧蒸気タービンと、
前記高圧蒸気タービンを駆動した後の排気蒸気を、前記燃焼排ガスからの熱エネルギーにより熱交換して再加熱する第2熱交換部と、
前記第2熱交換部からの再加熱した第2蒸気により駆動される低圧蒸気タービンと、
前記第1熱交換部と前記第2熱交換部とが、各々独立に設けれ、前記パワータービンを駆動した燃焼排ガスを第1燃焼排ガスと第2燃焼排ガスとに分岐して供給する分岐部を有する燃焼排ガス排出ラインと、
前記第2熱交換部の後流側に設けられ、該第2熱交換部で熱交換した後の前記燃焼排ガスと前記超臨界水の一部とを間接熱交換する第3熱交換部と、
前記低圧蒸気タービンからの第3水蒸気中の水分を凝縮する復水器と、
前記復水器で凝縮した復水を臨界圧以上の前記超臨界水に昇圧する昇圧ポンプと、
前記第1超臨界水ラインから分岐され、前記超臨界水の一部を前記第3熱交換部に供給する第2超臨界水ラインと、を備え、
前記第3熱交換部で熱交換した前記超臨界水からの蒸気を、前記第1超臨界水ラインに導入することを特徴とするコンバインドサイクル設備。
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