JPH05163961A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントInfo
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- JPH05163961A JPH05163961A JP33223891A JP33223891A JPH05163961A JP H05163961 A JPH05163961 A JP H05163961A JP 33223891 A JP33223891 A JP 33223891A JP 33223891 A JP33223891 A JP 33223891A JP H05163961 A JPH05163961 A JP H05163961A
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- Japan
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- steam
- pressure
- gas turbine
- turbine
- cooling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ガスタービン部の翼を蒸気冷却するとき、その
消費蒸気を少なくしてコンバインドサイクル発電プラン
トのサイクル効率を高める。 【構成】第１過熱器ＨＰＳＨ−１からの高圧蒸気管と補
助蒸気管１６との合流部から分岐してガスタービン部Ｇ
Ｔの翼に結ぶ冷却蒸気管１４と、ガスタービン部の翼か
らは蒸気タービン部ＳＴの高圧タービン８に結ぶ回収管
１９とを備える。
消費蒸気を少なくしてコンバインドサイクル発電プラン
トのサイクル効率を高める。 【構成】第１過熱器ＨＰＳＨ−１からの高圧蒸気管と補
助蒸気管１６との合流部から分岐してガスタービン部Ｇ
Ｔの翼に結ぶ冷却蒸気管１４と、ガスタービン部の翼か
らは蒸気タービン部ＳＴの高圧タービン８に結ぶ回収管
１９とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービン部、蒸
気タービン部を組み合わせたコンバインドサイクル発電
プラントにかかり、とりわけガスタービン部の翼に冷却
媒体として高圧過熱蒸気を用いたコンバインドサイクル
発電プラントに関する。
気タービン部を組み合わせたコンバインドサイクル発電
プラントにかかり、とりわけガスタービン部の翼に冷却
媒体として高圧過熱蒸気を用いたコンバインドサイクル
発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電力消費は加速度的に延び、もは
や既設の蒸気タービンによる発電プラントだけでは対処
しきれない状態にあり、その代替技術としてガスタービ
ンによる発電プラントと、蒸気タービンによる発電プラ
ントとを巧みに組み合わせた、いわゆるコンバインドサ
イクル発電プラントの出現を見ている。
や既設の蒸気タービンによる発電プラントだけでは対処
しきれない状態にあり、その代替技術としてガスタービ
ンによる発電プラントと、蒸気タービンによる発電プラ
ントとを巧みに組み合わせた、いわゆるコンバインドサ
イクル発電プラントの出現を見ている。
【０００３】このコンバインドサイクル発電プラント
は、蒸気タービン単体でのサイクル効率よりも一段と高
い点のほかにガスタービンの特性である急速起動・停止
が蒸気タービン単体よりもすぐれている点で好まれて採
用されている。
は、蒸気タービン単体でのサイクル効率よりも一段と高
い点のほかにガスタービンの特性である急速起動・停止
が蒸気タービン単体よりもすぐれている点で好まれて採
用されている。
【０００４】従来、この種タイプは、ガスタービンから
出た排熱ガスを、二つまたは三つのドラムを有する排熱
回収ボイラに送り、ここで高圧、高温の蒸気を発生せし
め、その過熱蒸気を蒸気タービンに送って回転トルクを
取り出し、その回転トルクを発電機に与えて電気出力を
出すものであり、排熱ガスを巧みに利用する点でサイク
ル効率が高くなっている。
出た排熱ガスを、二つまたは三つのドラムを有する排熱
回収ボイラに送り、ここで高圧、高温の蒸気を発生せし
め、その過熱蒸気を蒸気タービンに送って回転トルクを
取り出し、その回転トルクを発電機に与えて電気出力を
出すものであり、排熱ガスを巧みに利用する点でサイク
ル効率が高くなっている。
【０００５】しかして、サイクル効率が一段と高くなっ
たこの種タイプであっても、発電プラントから出る出力
増加はもとよりさらに一歩向上させたサイクル効率を目
指して日夜研究が進められており、その一つにガスター
ビン翼の材力保証の問題がある。
たこの種タイプであっても、発電プラントから出る出力
増加はもとよりさらに一歩向上させたサイクル効率を目
指して日夜研究が進められており、その一つにガスター
ビン翼の材力保証の問題がある。
【０００６】一般に、この種原動機は、作動ガスの温度
が高ければ高いほど、得られる出力も比例的に増加する
ことは良く知られているところであるが、作動ガスの温
度が高いと回転トルクを作り出すガスタービン翼の材力
は、その超高温度に抗しきれない問題を抱えている。
が高ければ高いほど、得られる出力も比例的に増加する
ことは良く知られているところであるが、作動ガスの温
度が高いと回転トルクを作り出すガスタービン翼の材力
は、その超高温度に抗しきれない問題を抱えている。
【０００７】かかる問題点に対処するため、空気圧縮機
からの高圧空気の一部を利用してガスタービン翼に送り
出す、いわゆる空冷翼やボイラ等の蒸気発生器から蒸気
を一部取り出し、この蒸気をガスタービン翼に送り出
す、いわゆる蒸気冷却翼などが研究されている。
からの高圧空気の一部を利用してガスタービン翼に送り
出す、いわゆる空冷翼やボイラ等の蒸気発生器から蒸気
を一部取り出し、この蒸気をガスタービン翼に送り出
す、いわゆる蒸気冷却翼などが研究されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のガス
タービンの開発は、現状の作動ガス温度（ガスタービン
入口温度）1100℃クラスから1300℃クラスを一つのステ
ップとして、1500℃クラス以上に延ばそうとしており、
このような超高温にしても翼の空冷方式ではサイクル効
率が思った以上の成果が認められていないので、いきお
い翼の蒸気冷却方式への志向が高まっている。この場合
の蒸気源は、中圧系のドラムから引き抜く蒸気が望まし
く、試算によればガスタービン初段落の静翼を例に採っ
たとき、空冷式にくらべ空気圧縮機から燃焼器を経てガ
スタービンに送り出される作動ガス量が40％以上膨張仕
事に寄与でき、このためサイクル効率も相対的に 1.7％
以上向上することが算出されている。
タービンの開発は、現状の作動ガス温度（ガスタービン
入口温度）1100℃クラスから1300℃クラスを一つのステ
ップとして、1500℃クラス以上に延ばそうとしており、
このような超高温にしても翼の空冷方式ではサイクル効
率が思った以上の成果が認められていないので、いきお
い翼の蒸気冷却方式への志向が高まっている。この場合
の蒸気源は、中圧系のドラムから引き抜く蒸気が望まし
く、試算によればガスタービン初段落の静翼を例に採っ
たとき、空冷式にくらべ空気圧縮機から燃焼器を経てガ
スタービンに送り出される作動ガス量が40％以上膨張仕
事に寄与でき、このためサイクル効率も相対的に 1.7％
以上向上することが算出されている。
【０００９】ところが、蒸気冷却方式の蒸気源として中
圧系のドラムからの蒸気を取り出すと、上述のように空
冷方式に比べて優れたものの、蒸気冷却による蒸気消費
が多くなるにしたがい、その増加分が高圧系のドラムに
流れず、このため高圧系のドラムから蒸気タービン部に
送られる過熱蒸気が減少し、結局、蒸気タービン部の出
力は低下する傾向にある。したがって、その蒸気消費が
多くなる場合、中圧系のドラムから蒸気を引き抜くこと
は、一定量ならともかく、必ずしも好ましくはない。
圧系のドラムからの蒸気を取り出すと、上述のように空
冷方式に比べて優れたものの、蒸気冷却による蒸気消費
が多くなるにしたがい、その増加分が高圧系のドラムに
流れず、このため高圧系のドラムから蒸気タービン部に
送られる過熱蒸気が減少し、結局、蒸気タービン部の出
力は低下する傾向にある。したがって、その蒸気消費が
多くなる場合、中圧系のドラムから蒸気を引き抜くこと
は、一定量ならともかく、必ずしも好ましくはない。
【００１０】そこで、この発明は、この種技術分野の飛
躍的発展を求めるものであって、ガスタービン翼の冷却
に蒸気を使用してもサイクル効率は一段と高くなるよう
にするコンバインドサイクル発電プラントを提供するこ
とを目的とする。
躍的発展を求めるものであって、ガスタービン翼の冷却
に蒸気を使用してもサイクル効率は一段と高くなるよう
にするコンバインドサイクル発電プラントを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガスタービ
ン部、蒸気タービン部、排熱回収ボイラを有し、この排
熱回収ボイラにはガスタービン部から送り出される排熱
ガスの流れ方向に沿って次順に高圧ドラム、中圧ドラ
ム、低圧ドラムを備えるとともに、高圧ドラムからの蒸
気を第１過熱器、第２過熱器を経て蒸気タービン部の高
圧タービンに送り出し、ここで膨張仕事をした蒸気を再
熱器で再び過熱し、その過熱蒸気を蒸気タービン部の中
圧タービン、低圧タービンに送り出すコンバインドサイ
クル発電プラントにおいて、上記第１過熱器から延びる
高圧蒸気冷却管と補助蒸気管との合流部から分岐し、ガ
スタービン部の翼に結ぶ冷却蒸気管を設ける一方、ガス
タービン部の翼の出口側は蒸気タービン部の高圧タービ
ンの入口に結ぶ回収管を備えたものである。
ン部、蒸気タービン部、排熱回収ボイラを有し、この排
熱回収ボイラにはガスタービン部から送り出される排熱
ガスの流れ方向に沿って次順に高圧ドラム、中圧ドラ
ム、低圧ドラムを備えるとともに、高圧ドラムからの蒸
気を第１過熱器、第２過熱器を経て蒸気タービン部の高
圧タービンに送り出し、ここで膨張仕事をした蒸気を再
熱器で再び過熱し、その過熱蒸気を蒸気タービン部の中
圧タービン、低圧タービンに送り出すコンバインドサイ
クル発電プラントにおいて、上記第１過熱器から延びる
高圧蒸気冷却管と補助蒸気管との合流部から分岐し、ガ
スタービン部の翼に結ぶ冷却蒸気管を設ける一方、ガス
タービン部の翼の出口側は蒸気タービン部の高圧タービ
ンの入口に結ぶ回収管を備えたものである。
【００１２】
【作用】この発明は、ガスタービン部の翼を蒸気によっ
て冷却するとき、過熱蒸気の温度・圧力が高いこともあ
って、その消費量が比較的少なくてすむ点に着目したも
のであり、第１過熱器から延びる高圧蒸気冷却管等を経
て過熱蒸気をガスタービン部の翼に送り、翼冷却後の蒸
気を回収管を経て蒸気タービン部の高圧タービンに送る
ので、比較的高い温度・圧力で高圧タービンの膨張仕事
に寄与する。したがって、蒸気の消費に無駄が比較的少
なく、くわえて冷却に費やされた蒸気は蒸気タービン部
の高圧タービンに戻されるので、サイクル効率は一段と
高くなる。
て冷却するとき、過熱蒸気の温度・圧力が高いこともあ
って、その消費量が比較的少なくてすむ点に着目したも
のであり、第１過熱器から延びる高圧蒸気冷却管等を経
て過熱蒸気をガスタービン部の翼に送り、翼冷却後の蒸
気を回収管を経て蒸気タービン部の高圧タービンに送る
ので、比較的高い温度・圧力で高圧タービンの膨張仕事
に寄与する。したがって、蒸気の消費に無駄が比較的少
なく、くわえて冷却に費やされた蒸気は蒸気タービン部
の高圧タービンに戻されるので、サイクル効率は一段と
高くなる。
【００１３】なお、起動後まもないころは、第１過熱器
を通る過熱蒸気が所定の温度・圧力に達していないこと
もあって補助蒸気管からの蒸気が使用される。
を通る過熱蒸気が所定の温度・圧力に達していないこと
もあって補助蒸気管からの蒸気が使用される。
【００１４】
【実施例】以下、この発明にかかるコンバインドサイク
ル発電プラントの一実施例を、従来技術と関連させなが
ら添付図を参照して説明する。
ル発電プラントの一実施例を、従来技術と関連させなが
ら添付図を参照して説明する。
【００１５】図１は、この発明にかかるコンバインドサ
イクル発電プラントの代表例の一つである概略系統を示
し、このプラントでは、大別して発電機ＧＥＮ、蒸気タ
ービン部ＳＴ、ガスタービン部ＧＴ、排熱回収ボイラＨ
ＲＳＧを備える一方、発電機ＧＥＮ、蒸気タービン部Ｓ
Ｔ、ガスタービン部ＧＴは共通軸でタンデムに結ばれて
いる。
イクル発電プラントの代表例の一つである概略系統を示
し、このプラントでは、大別して発電機ＧＥＮ、蒸気タ
ービン部ＳＴ、ガスタービン部ＧＴ、排熱回収ボイラＨ
ＲＳＧを備える一方、発電機ＧＥＮ、蒸気タービン部Ｓ
Ｔ、ガスタービン部ＧＴは共通軸でタンデムに結ばれて
いる。
【００１６】ガスタービン部ＧＴは、吸気室１を有する
空気圧縮機２、燃焼器３、ガスタービン４を有し、吸気
室１で除塵後の大気を空気圧縮機２で高圧化し、その高
圧空気を燃焼器３に送り出し、ここで燃料とともに高圧
・高温の作動ガスを作り出し、その作動ガスはガスター
ビン４に送られて膨張仕事をし、熱エネルギを回転エネ
ルギに換えている。
空気圧縮機２、燃焼器３、ガスタービン４を有し、吸気
室１で除塵後の大気を空気圧縮機２で高圧化し、その高
圧空気を燃焼器３に送り出し、ここで燃料とともに高圧
・高温の作動ガスを作り出し、その作動ガスはガスター
ビン４に送られて膨張仕事をし、熱エネルギを回転エネ
ルギに換えている。
【００１７】回転エネルギの消費に使用された作動ガス
は、排熱ガスとして排熱回収ボイラＨＲＳＧに送られ、
ここで蒸気が発生せしめられている。
は、排熱ガスとして排熱回収ボイラＨＲＳＧに送られ、
ここで蒸気が発生せしめられている。
【００１８】排熱回収ボイラＨＲＳＧは、三つのドラム
を有するタイプのものであって、排熱ガスの流れに沿っ
て上流側から下流側に向かって次順に、第２高圧過熱器
ＨＰＳＨ−２、第２再熱器ＲＨ−２、第１再熱器ＲＨ−
１、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１を配する。また、排熱
回収ボイラＨＲＳＧは、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１に
直結する高圧ドラム５を有し、この高圧ドラム５は高圧
蒸発部ＨＰＥＶＡを備えている。
を有するタイプのものであって、排熱ガスの流れに沿っ
て上流側から下流側に向かって次順に、第２高圧過熱器
ＨＰＳＨ−２、第２再熱器ＲＨ−２、第１再熱器ＲＨ−
１、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１を配する。また、排熱
回収ボイラＨＲＳＧは、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１に
直結する高圧ドラム５を有し、この高圧ドラム５は高圧
蒸発部ＨＰＥＶＡを備えている。
【００１９】高圧蒸発部ＨＰＥＶＡの排熱ガス下流側に
は、中圧過熱器ＩＰＳＨ、低圧過熱器ＬＰＳＨ、第２高
圧節炭器ＨＰＥＣＯ−２を介装して中圧蒸発部ＩＰＥＶ
Ａを備える中圧ドラム６が配されている。
は、中圧過熱器ＩＰＳＨ、低圧過熱器ＬＰＳＨ、第２高
圧節炭器ＨＰＥＣＯ−２を介装して中圧蒸発部ＩＰＥＶ
Ａを備える中圧ドラム６が配されている。
【００２０】中圧ドラム６は、排熱ガスの熱エネルギを
あますところなく回収するために設けられたものであっ
て、この中圧ドラム６は、中圧節炭器ＩＰＥＣＯ、第１
高圧節炭器ＨＰＥＣＯ−１を介装して低圧蒸発部ＬＰＥ
ＶＡを備える低圧ドラム７に結ばれている。さらに、低
圧ドラム７の排熱ガス下流側に低圧節炭器ＬＰＥＣＯが
配され、この低圧節炭器ＬＰＥＣＯは蒸気タービン部Ｓ
Ｔからの給水を受けている。
あますところなく回収するために設けられたものであっ
て、この中圧ドラム６は、中圧節炭器ＩＰＥＣＯ、第１
高圧節炭器ＨＰＥＣＯ−１を介装して低圧蒸発部ＬＰＥ
ＶＡを備える低圧ドラム７に結ばれている。さらに、低
圧ドラム７の排熱ガス下流側に低圧節炭器ＬＰＥＣＯが
配され、この低圧節炭器ＬＰＥＣＯは蒸気タービン部Ｓ
Ｔからの給水を受けている。
【００２１】蒸気タービン部ＳＴは、排熱回収ボイラＨ
ＲＳＧからの蒸気を受け、その蒸気エネルギをあますと
ころなく回転エネルギに換えるため、高圧タービン８、
中圧タービン９、低圧タービン10を備えている。すなわ
ち、高圧タービン８は、排熱回収ボイラＨＲＳＧの第２
高圧過熱器ＨＰＳＨ−２からの過熱蒸気を受け、ここで
膨張仕事をさせ、圧力・温度の下がった蒸気を第１再熱
器ＲＨ−１、第２再熱器ＲＨ−２を通して再過熱させ、
再熱後の蒸気を中圧タービン８に送り出し、ここで再び
膨張仕事をさせ、膨張仕事後の蒸気を低圧タービン10で
も膨張仕事させている。こうして膨張仕事後の蒸気は、
復水器11で冷却され、給水としてポンプ12、グランド蒸
気熱交換器13を経て排熱回収ボイラＨＲＳＧの低圧節炭
器ＬＰＥＣＯに戻されている。
ＲＳＧからの蒸気を受け、その蒸気エネルギをあますと
ころなく回転エネルギに換えるため、高圧タービン８、
中圧タービン９、低圧タービン10を備えている。すなわ
ち、高圧タービン８は、排熱回収ボイラＨＲＳＧの第２
高圧過熱器ＨＰＳＨ−２からの過熱蒸気を受け、ここで
膨張仕事をさせ、圧力・温度の下がった蒸気を第１再熱
器ＲＨ−１、第２再熱器ＲＨ−２を通して再過熱させ、
再熱後の蒸気を中圧タービン８に送り出し、ここで再び
膨張仕事をさせ、膨張仕事後の蒸気を低圧タービン10で
も膨張仕事させている。こうして膨張仕事後の蒸気は、
復水器11で冷却され、給水としてポンプ12、グランド蒸
気熱交換器13を経て排熱回収ボイラＨＲＳＧの低圧節炭
器ＬＰＥＣＯに戻されている。
【００２２】上記構成にもとづく作用を説明する。
【００２３】吸気室１を経て吸入された大気空気は、空
気圧縮機２で高圧化された後燃料とともに燃焼器３に送
られ、作動ガスを作り出す。作動ガスはその膨張力でガ
スタービン４を回転駆動させ、排熱ガスとして排熱回収
ボイラＨＲＳＧに送り出される。排熱ガスは矢印に向か
って流れ、この間、給水の予熱、気水分離、蒸発を繰り
返し、最終的に過熱蒸気を生成している。すなわち蒸気
タービン部ＳＴから案内された給水は、低圧節炭器ＬＰ
ＥＣＯで予熱され、その予熱水は一部、第１弁24を経て
低圧ドラム７に分流され、ここで気水分離、低圧蒸発部
ＬＰＥＶＡでの蒸発がなされ、低圧蒸気として低圧過熱
器ＬＰＳＨを経て低圧タービン10に送り出されている。
また、残りの予熱水の一部は、第１高圧節炭器ＨＰＥＣ
Ｏ−１から第２高圧節炭器ＨＰＥＣＯ−２、第３弁26を
経て高圧ドラム５に流れる一方、第２高圧過熱器ＨＰＳ
Ｈ−２に送り出されている。さらに、残りの予熱水の他
の一部は、中圧節炭器ＩＰＥＣＯ、第２弁25を経て中圧
ドラム６に流れる一方、第２再熱器ＲＨ−２にも送り出
されている。
気圧縮機２で高圧化された後燃料とともに燃焼器３に送
られ、作動ガスを作り出す。作動ガスはその膨張力でガ
スタービン４を回転駆動させ、排熱ガスとして排熱回収
ボイラＨＲＳＧに送り出される。排熱ガスは矢印に向か
って流れ、この間、給水の予熱、気水分離、蒸発を繰り
返し、最終的に過熱蒸気を生成している。すなわち蒸気
タービン部ＳＴから案内された給水は、低圧節炭器ＬＰ
ＥＣＯで予熱され、その予熱水は一部、第１弁24を経て
低圧ドラム７に分流され、ここで気水分離、低圧蒸発部
ＬＰＥＶＡでの蒸発がなされ、低圧蒸気として低圧過熱
器ＬＰＳＨを経て低圧タービン10に送り出されている。
また、残りの予熱水の一部は、第１高圧節炭器ＨＰＥＣ
Ｏ−１から第２高圧節炭器ＨＰＥＣＯ−２、第３弁26を
経て高圧ドラム５に流れる一方、第２高圧過熱器ＨＰＳ
Ｈ−２に送り出されている。さらに、残りの予熱水の他
の一部は、中圧節炭器ＩＰＥＣＯ、第２弁25を経て中圧
ドラム６に流れる一方、第２再熱器ＲＨ−２にも送り出
されている。
【００２４】中圧ドラム６は予熱水の一部を受けて気水
分離を行い、この間、中圧蒸発部ＩＰＥＶＡで蒸発し、
中圧蒸気として中圧過熱器ＩＰＳＨから第１再熱器ＲＨ
−１に送り出している。
分離を行い、この間、中圧蒸発部ＩＰＥＶＡで蒸発し、
中圧蒸気として中圧過熱器ＩＰＳＨから第１再熱器ＲＨ
−１に送り出している。
【００２５】このようにして予熱、気水分離、蒸発が繰
り返され、排熱回収ボイラＨＲＳＧから取り出された過
熱蒸気は、蒸気タービン部ＳＴで上述膨張仕事、再熱が
行なわれ、発電機ＧＥＮから電気エネルギが取り出され
ている。
り返され、排熱回収ボイラＨＲＳＧから取り出された過
熱蒸気は、蒸気タービン部ＳＴで上述膨張仕事、再熱が
行なわれ、発電機ＧＥＮから電気エネルギが取り出され
ている。
【００２６】上述従来例に対して、この発明では、ガス
タービン４の運転中、その出口側から入口側に向かって
ガスタービン動静翼の材力低下を補うため各翼に冷却蒸
気を供する冷却蒸気ラインを設けている点に特徴を有す
る。すなわち、ガスタービン４には、各翼に冷却蒸気を
供する冷却蒸気管14が設けられており、この冷却蒸気管
14は、排熱回収ボイラＨＲＳＧの第１高圧過熱器ＨＰＳ
Ｈ−１の出口側Ｃ点まで延び、途中に冷却高圧蒸気止め
弁27を介装する高圧蒸気冷却管15と、図示しない補助ボ
イラに補助蒸気元弁28を介装して結ぶ補助蒸気管16とに
分岐されている。
タービン４の運転中、その出口側から入口側に向かって
ガスタービン動静翼の材力低下を補うため各翼に冷却蒸
気を供する冷却蒸気ラインを設けている点に特徴を有す
る。すなわち、ガスタービン４には、各翼に冷却蒸気を
供する冷却蒸気管14が設けられており、この冷却蒸気管
14は、排熱回収ボイラＨＲＳＧの第１高圧過熱器ＨＰＳ
Ｈ−１の出口側Ｃ点まで延び、途中に冷却高圧蒸気止め
弁27を介装する高圧蒸気冷却管15と、図示しない補助ボ
イラに補助蒸気元弁28を介装して結ぶ補助蒸気管16とに
分岐されている。
【００２７】上記冷却蒸気管14は、流量弁32、ミストセ
パレータ33、バイパス弁17、入口弁18を備えるととも
に、各翼を冷却した蒸気を蒸気タービン部ＳＴの高圧タ
ービン８に戻す回収管19を備える。この回収管19は、戻
り冷却蒸気の圧力調整をする圧力調整弁20、起動前や停
止時にドレン水や残留ガスを処理する第１処理弁21、回
収冷却蒸気を止める阻止弁22を有している。
パレータ33、バイパス弁17、入口弁18を備えるととも
に、各翼を冷却した蒸気を蒸気タービン部ＳＴの高圧タ
ービン８に戻す回収管19を備える。この回収管19は、戻
り冷却蒸気の圧力調整をする圧力調整弁20、起動前や停
止時にドレン水や残留ガスを処理する第１処理弁21、回
収冷却蒸気を止める阻止弁22を有している。
【００２８】一方、ガスタービン部ＧＴの空気圧縮機２
には、パージ管23が設けられており、このパージ管23
は、パージ弁29、冷却蒸気管14、高圧蒸気冷却管15を経
て第２処理弁30を介装するベント管31に結ばれている。
には、パージ管23が設けられており、このパージ管23
は、パージ弁29、冷却蒸気管14、高圧蒸気冷却管15を経
て第２処理弁30を介装するベント管31に結ばれている。
【００２９】上記構成にかかるガスタービンの各翼への
蒸気冷却の説明に先立ち、その前段階としての各管系の
ドレン処理、ウォーミング処理について起動前、起動
後、停止後の各ステップにわけて説明しておく。
蒸気冷却の説明に先立ち、その前段階としての各管系の
ドレン処理、ウォーミング処理について起動前、起動
後、停止後の各ステップにわけて説明しておく。
【００３０】（１）起動前 各管系にはドレン水や不純物が残留しており、これらを
放置しておくと、ガスタービン翼は酸化スケールの発
生、目詰り等に起因する翼の熱応力過多などが発生する
ので、蒸気による各管系へのパージがなされる。このパ
ージの際、補助蒸気元弁28は開口、流量弁32は開口、バ
イパス弁17は開口、圧力調整弁20は開口、第１処理弁21
は開口、第２処理弁30は開口、入口弁18は閉口、阻止弁
22は閉口、冷却高圧蒸気止め弁27は閉口、パージ弁29は
閉口、の手順を経る。こうした手順を経た冷却蒸気ライ
ンには補助蒸気管16から蒸気が送り出され、各管系に残
留するドレン水・空気を外部に送り出す。
放置しておくと、ガスタービン翼は酸化スケールの発
生、目詰り等に起因する翼の熱応力過多などが発生する
ので、蒸気による各管系へのパージがなされる。このパ
ージの際、補助蒸気元弁28は開口、流量弁32は開口、バ
イパス弁17は開口、圧力調整弁20は開口、第１処理弁21
は開口、第２処理弁30は開口、入口弁18は閉口、阻止弁
22は閉口、冷却高圧蒸気止め弁27は閉口、パージ弁29は
閉口、の手順を経る。こうした手順を経た冷却蒸気ライ
ンには補助蒸気管16から蒸気が送り出され、各管系に残
留するドレン水・空気を外部に送り出す。
【００３１】（２）起動後 （２−１）起動初期 上述パージ後、入口弁18を開口し、バイパス弁17を閉口
し、補助蒸気管16からの蒸気を各管系に送り出し、ガス
タービン４の各翼内をウォーミングする。 （２−２）起動中期 ウォーミングが終了すると、補助蒸気元弁28を閉口、第
１処理弁21を閉口、第２処理弁30を閉口し、冷却高圧蒸
気止め弁27を開口させて、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１
からの蒸気を使用してガスタービン４の各翼の冷却が開
始される。この場合、ガスタービン４から排熱回収ボイ
ラＨＲＳＧには排熱ガスが送られているものの、第１高
圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気がガスタービン４の
各翼を冷却するに必要な圧力・温度等の蒸気条件に達し
ていないときは、補助蒸気管16からの蒸気が使用され
る。そして、補助蒸気管16からの蒸気を使ってガスター
ビン４の各翼の冷却をするときには、各弁の開閉は、補
助蒸気元弁28は開口、第１処理弁21は開口、第２処理弁
30は開口、冷却高圧蒸気止め弁27は閉口、流量弁32は開
口、バイパス弁17は閉口、入口弁18は開口、阻止弁22は
閉口、パージ弁29は閉口、の手順を経る。こうした各弁
の操作によって各翼の冷却が始まる。 （２−３）起動後期 この時期になると、ガスタービン４の出力は急速に増
し、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気は各翼を
冷却するに必要な圧力・温度等の蒸気条件に達してい
る。このため補助蒸気管16からの蒸気が切換わって第１
高圧過熱器ＨＰＳＨ−１からの蒸気が使用され、この切
換に際し、各弁の開閉は、補助蒸気元弁28は閉口、第１
処理弁21は閉口、第２処理弁30は閉口、阻止弁22は開
口、の諸操作を行う。こうした各弁の操作によって各翼
の冷却が好ましく行われる。
し、補助蒸気管16からの蒸気を各管系に送り出し、ガス
タービン４の各翼内をウォーミングする。 （２−２）起動中期 ウォーミングが終了すると、補助蒸気元弁28を閉口、第
１処理弁21を閉口、第２処理弁30を閉口し、冷却高圧蒸
気止め弁27を開口させて、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１
からの蒸気を使用してガスタービン４の各翼の冷却が開
始される。この場合、ガスタービン４から排熱回収ボイ
ラＨＲＳＧには排熱ガスが送られているものの、第１高
圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気がガスタービン４の
各翼を冷却するに必要な圧力・温度等の蒸気条件に達し
ていないときは、補助蒸気管16からの蒸気が使用され
る。そして、補助蒸気管16からの蒸気を使ってガスター
ビン４の各翼の冷却をするときには、各弁の開閉は、補
助蒸気元弁28は開口、第１処理弁21は開口、第２処理弁
30は開口、冷却高圧蒸気止め弁27は閉口、流量弁32は開
口、バイパス弁17は閉口、入口弁18は開口、阻止弁22は
閉口、パージ弁29は閉口、の手順を経る。こうした各弁
の操作によって各翼の冷却が始まる。 （２−３）起動後期 この時期になると、ガスタービン４の出力は急速に増
し、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気は各翼を
冷却するに必要な圧力・温度等の蒸気条件に達してい
る。このため補助蒸気管16からの蒸気が切換わって第１
高圧過熱器ＨＰＳＨ−１からの蒸気が使用され、この切
換に際し、各弁の開閉は、補助蒸気元弁28は閉口、第１
処理弁21は閉口、第２処理弁30は閉口、阻止弁22は開
口、の諸操作を行う。こうした各弁の操作によって各翼
の冷却が好ましく行われる。
【００３２】（３）停止時 ガスタービン４の運転が終了し、各管系をそのまま放置
しておくと、残留蒸気のドレン化の影響を受け、また放
置中の管内に空気が流入し、各管系は、酸化・腐食の要
因になる。このため、空気圧縮機２から高圧空気を利用
して各管系内の残留物を外部にパージする操作が行われ
る。この場合、各弁の開閉は、補助蒸気元弁28は閉口、
第１処理弁21は開口、第２処理弁30は開口、冷却高圧蒸
気止め弁27は閉口、阻止弁22は閉口、パージ弁29は開
口、入口弁18は閉口、の諸操作を行い、これによって各
管系内の残留物の外部へのパージが行われる。なお、パ
ージ中、各管系内のミストはミストセパレータ33によっ
て分離・除去される。
しておくと、残留蒸気のドレン化の影響を受け、また放
置中の管内に空気が流入し、各管系は、酸化・腐食の要
因になる。このため、空気圧縮機２から高圧空気を利用
して各管系内の残留物を外部にパージする操作が行われ
る。この場合、各弁の開閉は、補助蒸気元弁28は閉口、
第１処理弁21は開口、第２処理弁30は開口、冷却高圧蒸
気止め弁27は閉口、阻止弁22は閉口、パージ弁29は開
口、入口弁18は閉口、の諸操作を行い、これによって各
管系内の残留物の外部へのパージが行われる。なお、パ
ージ中、各管系内のミストはミストセパレータ33によっ
て分離・除去される。
【００３３】ところで、この発明にかかるコンバインド
サイクル発電プラントでは、上述各弁の開閉操作後、ガ
スタービン４の各翼には冷却用の蒸気が供される。
サイクル発電プラントでは、上述各弁の開閉操作後、ガ
スタービン４の各翼には冷却用の蒸気が供される。
【００３４】先ず、補助蒸気管16からの蒸気が冷却蒸気
管14を経てガスタービン４の各翼に送り出され、ここで
翼冷却後、回収管19、第１処理弁21を経て外部に排出さ
れ、この間、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気
が一定値以上の圧力・温度に達するまで待つ。
管14を経てガスタービン４の各翼に送り出され、ここで
翼冷却後、回収管19、第１処理弁21を経て外部に排出さ
れ、この間、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１から出る蒸気
が一定値以上の圧力・温度に達するまで待つ。
【００３５】第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１の蒸気が一定
値以上に達すると、上述各弁を開閉操作し、第１高圧過
熱器ＨＰＳＨ−１の過熱蒸気を高圧蒸気冷却管15、冷却
蒸気管14を経てガスタービン４の各翼に送り出す。ガス
タービン４の各翼を冷却後、その蒸気は回収管19を経て
蒸気タービン部ＳＴの高圧タービン８の入口に戻され、
ここで膨張仕事に活用される。
値以上に達すると、上述各弁を開閉操作し、第１高圧過
熱器ＨＰＳＨ−１の過熱蒸気を高圧蒸気冷却管15、冷却
蒸気管14を経てガスタービン４の各翼に送り出す。ガス
タービン４の各翼を冷却後、その蒸気は回収管19を経て
蒸気タービン部ＳＴの高圧タービン８の入口に戻され、
ここで膨張仕事に活用される。
【００３６】このように、ガスタービン４の各翼の冷却
として、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１の過熱蒸気を使用
し、冷却後の回収蒸気を上述高圧タービン８に戻すこと
によって、図２にも見られるように、中圧ドラムから引
き抜いた蒸気をガスタービンの各翼に冷却するよりは約
２％のサイクル効率が向上している。これは、中圧ドラ
ムから引き抜いた蒸気よりも温度・圧力が高く、しかも
冷却後の蒸気を高圧タービン８に戻して膨張仕事に活用
することによるものである。
として、第１高圧過熱器ＨＰＳＨ−１の過熱蒸気を使用
し、冷却後の回収蒸気を上述高圧タービン８に戻すこと
によって、図２にも見られるように、中圧ドラムから引
き抜いた蒸気をガスタービンの各翼に冷却するよりは約
２％のサイクル効率が向上している。これは、中圧ドラ
ムから引き抜いた蒸気よりも温度・圧力が高く、しかも
冷却後の蒸気を高圧タービン８に戻して膨張仕事に活用
することによるものである。
【００３７】したがって、サイクル効率の向上は、ガス
タービン４の各翼を冷却するに要する蒸気消費が比較的
少ないことはもとより、燃料の節約に寄与し、ひいては
燃料の節約に伴う大気汚染要因であるＮＯｘやＣＯの発
生も比較的少なくなる。
タービン４の各翼を冷却するに要する蒸気消費が比較的
少ないことはもとより、燃料の節約に寄与し、ひいては
燃料の節約に伴う大気汚染要因であるＮＯｘやＣＯの発
生も比較的少なくなる。
【００３８】
【発明の効果】この発明にかかるコンバインドサイクル
発電プラントでは、第１過熱器からの高圧蒸気冷却管と
補助蒸気管との合流部から分岐してガスタービン部の翼
に結ぶ冷却蒸気管を設ける一方、ガスタービン部の翼か
らは蒸気タービン部の高圧タービンに結ぶ回収管を備え
たもので、この発明によれば、サイクル効率の向上、燃
料の節約に伴う公害問題の抑制等すぐれた効果を奏す
る。
発電プラントでは、第１過熱器からの高圧蒸気冷却管と
補助蒸気管との合流部から分岐してガスタービン部の翼
に結ぶ冷却蒸気管を設ける一方、ガスタービン部の翼か
らは蒸気タービン部の高圧タービンに結ぶ回収管を備え
たもので、この発明によれば、サイクル効率の向上、燃
料の節約に伴う公害問題の抑制等すぐれた効果を奏す
る。
【図１】この発明にかかるコンバインドサイクル発電プ
ラントの概略系統図。
ラントの概略系統図。
【図２】現有のサイクル効率、排熱回収ボイラの中圧ド
ラムからの蒸気を用いてガスタービン部の翼を蒸気冷却
した場合のサイクル効率、この発明による過熱蒸気を用
いてガスタービン部の翼を蒸気冷却した場合のサイクル
効率を、それぞれ比較する特性線図。
ラムからの蒸気を用いてガスタービン部の翼を蒸気冷却
した場合のサイクル効率、この発明による過熱蒸気を用
いてガスタービン部の翼を蒸気冷却した場合のサイクル
効率を、それぞれ比較する特性線図。
ＧＴ ガスタービン部 ＨＲＳＧ 排熱回収ボイラ ＳＴ 蒸気タービン部 ４ ガスタービン ５ 高圧ドラム ６ 中圧ドラム ７ 低圧ドラム ８ 高圧タービン １４ 冷却蒸気管 １５ 高圧蒸気冷却管 １６ 補助蒸気管 １９ 回収管 ＨＰＳＨ−１ 第１過熱器 ＨＰＳＨ−２ 第２過熱器
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービン部、蒸気タービン部、排熱
回収ボイラを有し、この排熱回収ボイラにはガスタービ
ン部から送り出される排熱ガスの流れ方向に沿って次順
に高圧ドラム、中圧ドラム、低圧ドラムを備えるととも
に、高圧ドラムからの蒸気を第１過熱器、第２過熱器を
経て蒸気タービン部の高圧タービンに送り出し、ここで
膨張仕事をした蒸気を再熱器で再び過熱し、その過熱蒸
気を蒸気タービン部の中圧タービン、低圧タービンに送
り出すコンバインドサイクル発電プラントにおいて、上
記第１過熱器から延びる高圧蒸気冷却管と補助蒸気管と
の合流部から分岐し、ガスタービン部の翼に結ぶ冷却蒸
気管を設ける一方、ガスタービン部の翼の出口側は蒸気
タービン部の高圧タービンの入口に結ぶ回収管を備えた
ことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3332238A JP2604082B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | コンバインドサイクル発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3332238A JP2604082B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | コンバインドサイクル発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05163961A true JPH05163961A (ja) | 1993-06-29 |
| JP2604082B2 JP2604082B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=18252724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3332238A Expired - Fee Related JP2604082B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604082B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926318A1 (de) * | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Asea Brown Boveri AG | Kühlsystem für die Gasturbine einer kombinierten Kraftwerksanlage |
| JP2003518223A (ja) * | 1999-12-21 | 2003-06-03 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 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 |
| JP2008196833A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン設備、排熱回収ボイラ装置及びタービン設備の運転方法 |
-
1991
- 1991-12-16 JP JP3332238A patent/JP2604082B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926318A1 (de) * | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Asea Brown Boveri AG | Kühlsystem für die Gasturbine einer kombinierten Kraftwerksanlage |
| JP2003518223A (ja) * | 1999-12-21 | 2003-06-03 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 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 |
| JP2008196833A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン設備、排熱回収ボイラ装置及びタービン設備の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2604082B2 (ja) | 1997-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |