JPH06185309A - コンバインドサイクルプラントの給水系装置 - Google Patents
コンバインドサイクルプラントの給水系装置Info
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- JPH06185309A JPH06185309A JP34185992A JP34185992A JPH06185309A JP H06185309 A JPH06185309 A JP H06185309A JP 34185992 A JP34185992 A JP 34185992A JP 34185992 A JP34185992 A JP 34185992A JP H06185309 A JPH06185309 A JP H06185309A
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
し、高圧給水ポンプの効率を高め、しかも運転特性の安
定化を図り得るコンバインドサイクルプラントの給水系
装置を提供する。 【構成】 コンバインドサイクルプラントにおいて、低
圧節炭器35と高圧節炭器38とを給水配管51,5
3,90により直結し、この給水配管90に高圧給水ポ
ンプ54を設け、この高圧給水ポンプ54から高圧節炭
器38、86を経て高圧蒸気ドラム39に給水する一
方、前記高圧給水ポンプ54の中間段から抽水し、その
抽水を中圧節炭器77に給水する給水配管91を設け
た。また、高圧給水ポンプ54の中間段からの抽水を低
圧節炭器35へ導く給水バイパス管92を設けた。
Description
プラントの給水系装置に係り、中圧給水ポンプを廃する
ことにより設備費の節減を図り、かつ、高圧給水ポンプ
のポンプ効率の向上を図るのに好適なコンバインドサイ
クルプラントの給水系装置に関するもので、特に発電プ
ラントに適用される。
ないし図4を参照して説明する。図2は、従来一般に使
用されているガスタービン発電プラントを示す系統図で
ある。図2に示すガスタービン発電プラントは、空気圧
縮機1と、燃焼器2と、ガスタービン3と、発電機4と
を備えて構成されている。そして、この発電プラントは
空気圧縮機1によって吸入された空気を圧縮して燃焼器
2に導き、その圧縮空気中で燃料を燃焼させて高圧高温
ガスを発生させ、さらにその高圧高温ガスをガスタービ
ン3に導き、ガスタービン3内で膨張させて機械的エネ
ルギーを得るサイクルであり、排気は大気に放出する開
放サイクルを利用することが多い。
から排出される排ガスの温度が高温であるため、排ガス
損失がきわめて大きく、正味熱効率は20〜26%程度
となる。したがって、この排ガスを有効に利用すれば、
熱効率が大幅に改善される。なお、ガスタービン発電は
建設費が少なく、始動,停止が迅速であるという長所が
ある。
る蒸気タービン発電プラントを示す系統図である。図3
に示す蒸気タービン発電プラントは、蒸気発生部10
と、蒸気タービン14と、発電機15と、復水器16
と、復水ポンプ17と、2段に設置された給水加熱器1
8,19と、給水ポンプ20と、煙道21内に設置され
た節炭器22および空気予熱器23と、前記発電機15
に付設された変圧設備24と、前記復水器16に設けら
れた冷却水ポンプ25とを有している。前記蒸気発生部
10は、燃焼装置11と、ボイラ12と、過熱器13と
を備えている。
発生部10の燃焼装置11に燃料と空気が送り込まれ
る。燃料としては、石炭、重油またはガスが用いられ
る。空気は、煙道21内に設置された空気予熱器23に
より予熱されて燃焼装置11に供給される。前記ボイラ
12には、給水ポンプ20から吐出された給水が、煙道
21内に設置された節炭器22により温度を高められた
のち送り込まれる。前記ボイラ12に送り込まれた給水
は、燃焼装置11による燃焼熱を受けて蒸発し、さらに
過熱器13により過熱され、過熱蒸気となって蒸気ター
ビン14に送られる。ついで、前記過熱蒸気は蒸気ター
ビン14内で膨張して発電機15を回転させ、電気を発
生させて仕事をする。
失った蒸気は、復水器16に排出される。この復水器1
6では、冷却水ポンプ25から送り込まれた冷却水によ
り蒸気が冷却されて水に復元する。この復水を復水ポン
プ17により復水器16から取り出し、その復水を蒸気
タービン14から抽出した抽気で給水加熱器18,19
により加熱し、給水ポンプ20により再びボイラ12へ
の給水として送り出す。
インドサイクルプラントの系統図である。図4に示すコ
ンバインドサイクルプラントは、ガスタービン開放サイ
クル部と、排熱回収ボイラ34と、蒸気タービンサイク
ル部と、発電機59とを備えて構成されている。近年、
ガスタ−ビンの高温,高効率化が進み、タ−ビン排気温
度が高くなったため、排熱回収式が主流となっている。
このような装置は、例えば、エバラ時報No.132
「コンバインドサイクルプラント用高圧給水ポンプ」頁
28〜32,1985年10月号に記載されている。
機31と、燃焼器32と、ガスタービン33とを有して
いる。また、前記排熱回収ボイラ34は、低圧節炭器3
5と、低圧蒸気ドラム36と、低圧蒸発器37と、中圧
節炭器77と、中圧蒸気ドラム78と、中圧蒸発器79
と、2段の高圧節炭器38,86と、高圧蒸気ドラム3
9と、脱硝装置41と、高圧蒸発器42と、過熱器43
と、高圧給水ポンプ54を含む給水系統とを備えてい
る。この排熱回収ボイラ34には、煙道に続いて煙突6
0が付設されている。
回収ボイラ34で生成された蒸気を動力源とする蒸気タ
ービン46と、復水器47とを備えている。前記蒸気タ
ービン46の低圧段側には、蒸気配管44を介して排熱
回収ボイラ34の低圧蒸気ドラム36が接続されてお
り、高圧段側には蒸気配管45を介して排熱回収ボイラ
34の過熱器43が接続されている。なお、図4に示す
前記復水器47は、軸流式で、内部に脱気装置が設けら
れており、このため脱気器は別設置されていないもので
ある。
は、給水系統で結ばれている。この給水系統は、復水器
47と排熱回収ボイラ34の低圧節炭器35とを結んで
いる給水配管48と、低圧節炭器35と低圧蒸気ドラム
36とを結んでいる給水配管51と、この給水配管51
から分岐され、かつ中圧節炭器77と高圧節炭器38に
結ばれた給水配管53と、中圧節炭器77と中圧蒸気ド
ラム78とを結んでいる給水配管81と、高圧節炭器3
8,86と高圧蒸気ドラム39とを結んでいる給水配管
57,87とを有している。
でいる給水配管48には、低圧給水ポンプ49が設けら
れている。前記低圧節炭器35と低圧蒸気ドラム36と
を結んでいる給水配管51には、給水調整弁(図示せ
ず)が設けられている。前記給水配管51から中圧節炭
器77に至る間に設けられた給水配管88には、中圧給
水ポンプ80が設けれている。さらに、前記給水配管5
1から高圧節炭器38に至る間に設けられた給水配管9
0には、高圧給水ポンプ54が設けられている。また、
前記中圧節炭器77と中圧蒸気ドラム78とを結んでい
る給水配管81には、給水調整弁(図示せず)が設けら
れている。さらに、前記高圧節炭器86と高圧蒸気ドラ
ム39とを結んでいる給水配管87には、給水調整弁
(図示せず)が設けられている。
イクルプラントでは、ガスタービン開放サイクル部は、
前記図2に示したガスタービン発電プラントと同様な働
きにより、発電機59を回転させ、発電させる。なお、
空気圧縮機31は入口案内翼(図示せず)が空気流量を
制御し得るように可変式となっており、部分負荷時にお
けるガスタービン排ガス温度を高めることができる。そ
して、ガスターヒン33からは低圧低温ガスを排ガスと
して排出する。
8から低圧節炭器35に給水された給水を排ガスの余熱
を利用して加熱したのち、給水配管51を通じて低圧蒸
気ドラム36に送り、この低圧蒸気ドラム36から低圧
蒸発器37に入れ、排ガスの余熱を利用してさらに加熱
して蒸気を発生させ、その蒸気を低圧蒸気ドラム36に
戻し、この低圧蒸気ドラム36から低圧過熱器82を経
て、蒸気配管44を通じて蒸気タービン46に飽和蒸気
を送り、蒸気タービン46を回転させる。
部を、給水配管53および中圧給水ポンプ80を通じて
中圧節炭器77に送り込む。そして、この中圧節炭器7
7で排ガスの余熱を利用して加熱したのち、給水配管8
1を通じて中圧蒸気ドラム78に送り、この中圧蒸気ド
ラム78から中圧蒸発器79に入れ、排ガスの余熱を利
用してさらに加熱して蒸気を発生させ、いったん中圧蒸
気ドラム78に戻す。ついで、その蒸気を中圧蒸気ドラ
ム78から中圧過熱器83に送り込んで過熱し、その過
熱器83から再熱器84を経由し、給水配管85を通じ
て蒸気タービン46に過熱蒸気を送り、蒸気タービン4
6を回転させる。
部を、給水配管90および高圧給水ポンプ54を通じて
高圧節炭器38に送り込む。そして、この高圧節炭器3
8で排ガスの余熱を利用して加熱したのち、給水配管5
7を通じて次の高圧節炭器86を経由し、給水配管87
を通じて高圧蒸気ドラム39に送り、この高圧蒸気ドラ
ム39から高圧蒸発器42に送り込み、排ガスの余熱を
利用してさらに加熱したのち、再び高圧蒸気ドラム39
に戻し、この高圧蒸気ドラム39から過熱器43に入れ
て過熱し、その過熱器43から蒸気配管45を通じて蒸
気タービン46に過熱蒸気を送り、蒸気タービン46を
回転させる。
熱器82から送られて来る飽和蒸気と、再熱器84から
蒸気配管85を経て送られて来る高温再熱蒸気と、過熱
器43から送られて来る過熱蒸気とにより回転駆動さ
れ、発電機59を回転させて発電する。また、排熱回収
ボイラ34に供給された排ガス中に含まれている窒素酸
化物は、最適ガス温度部に設置された脱硝装置41によ
り捕集され、窒素酸化物を除去され、かつ仕事をしたの
ちの排ガスは煙突60から大気に排出される。
は、二つの発電方式を組み合わせて、高い熱効率を得よ
うとする発電プラントであり、DSS(毎日起動停止)
として運用されている。なお、コンバインドサイクルプ
ラントの発電機には、ガスタービンサイクル部と蒸気タ
ービンサイクル部とが別軸で各々発電機を持つようにし
た多軸型と、ガスタービンサイクル部と蒸気タービンサ
イクル部とが同軸で共通の発電機を持つ一軸型とがある
が、図4には一軸型の例を示している。
示す従来のコンバインドサイクルプラントの給水系統
は、復水器47と低圧節炭器35とを結んでいる給水配
管48と、これに設けられた低圧給水ポンプ49と、低
圧蒸発器35と低圧蒸気ドラム36を結んでいる給水配
管51と、これに設けられた給水調整弁(図示せず)
と、前記給水配管51から分岐され中圧節炭器77に結
ばれた給水配管88と、これに設けられた中圧給水ポン
プ80と、中圧節炭器77と中圧蒸気ドラム78とを結
んでいる給水配管81と、これに設けられた給水調整弁
(図示せず)と、前記給水配管53から分岐され高圧節
炭器38に結ばれた給水配管90と、これに設けられた
高圧給水ポンプ54と、2段の高圧節炭器38,86と
高圧蒸気ドラム39とを結んでいる給水配管57,87
と、これに設けられた給水調整弁(図示せず)とを有し
て構成されている。
ドサイクルプラントの給水系統は、(1)高圧蒸気ドラ
ム39、中圧蒸気ドラム78、低圧蒸気ドラム36へ給
水するため、各々の仕様を満足するポンプ台数を設置す
ること、(2)高圧給水ポンプ54の仕様(流量、全揚
程、回転数等)を拡大し、標準ポンプの仕様とするこ
と、(3)高圧給水ポンプ54の性能について、効率を
高め、かつ運転特性の安定化を図ること、(4)中圧給
水ポンプ80の吸込圧力の低下を図り、中圧給水ポンプ
80を標準ポンプの仕様とすること、など、経済性およ
び信頼性を向上させる点について十分に配慮されていな
かった。
ポンプを廃し、中圧給水ポンプの負荷を高圧給水ポンプ
で補うことにより、高圧給水ポンプの設計仕様を標準仕
様となし得るコンバインドサイクルプラントの給水系装
置を提供することにある。また、本発明の他の目的(第
二の目的)は、高圧給水ポンプの効率を高め、しかも運
転特性の安定化を図り得るコンバインドサイクルプラン
トの給水系装置を提供することにある。
るために、本発明に係るコンバインドサイクルプラント
の給水系装置の構成は、復水器から取り出した復水を、
低圧節炭器を経由して低圧蒸気ドラムに給水し、その低
圧節炭器を通過したのち、中圧節炭器を経て中圧蒸気ド
ラムへ給水する配管系と、高圧節炭器を経て高圧蒸気ド
ラムに給水する配管系とを備えた高,中,低圧蒸気ドラ
ムを有するコンバインドサイクルプラントの給水系装置
において、前記低圧節炭器と高圧節炭器とを直結する給
水配管を設け、この給水配管に高圧給水ポンプを設け、
この高圧給水ポンプにより高圧節炭器を経て高圧蒸気ド
ラムに給水するとともに、前記高圧給水ポンプの中間段
から抽水し、その抽水を中圧節炭器に給水する給水配管
を設けたものである。
本発明に係るコンバインドサイクルプラントの給水系装
置の構成は、上記第一の発明の構成に加えて、高圧給水
ポンプの中間段からの抽水を中圧蒸気ドラムに給水する
一方、前記高圧給水ポンプの抽水配管をさらに分岐して
低圧節炭器に戻す配管を設けたものである。
る。低圧節炭器と高圧節炭器とを給水配管により直結
し、この給水配管に高圧給水ポンプを設け、高圧蒸気ド
ラムには、前記高圧給水ポンプにより高圧節炭器を経て
給水し、中圧節炭器には前記高圧給水ポンプの中間段か
ら抽水し、その抽水を給水配管を通じて給水するように
しているので、従来の給水系統に比較して、給水ポンプ
を共用化することができる。その結果、高圧給水ポンプ
の設計圧力、給水流量を増加させ、標準ポンプの仕様と
なり、高圧給水ポンプの選定範囲を拡大することができ
る。
となる要因を多く持っているが、本発明では高圧給水ポ
ンプの流量負荷として、中圧蒸気ドラムへの給水を追加
しているので、高圧給水ポンプの運転特性を安定化させ
ることができ、これにより運転動力の低減を図り、エロ
ージョンによる寿命の低下を防止し、高圧給水ポンプの
運転に際しての経済性および信頼性を向上させることが
できる。
明する。図1は、本発明の一実施例に係るコンバインド
サイクルプラントの系統図である。図中、図4と同一符
号のものは、先に説明した従来技術と同等部であるか
ら、その説明を省略する。図1において、54は高圧給
水ポンプ、54aは、高圧給水ポンプの中間段から抽水
する抽水口となる抽水管、90は、高圧給水ポンプ54
と前段の高圧節炭器38とを結ぶ給水配管、91は、高
圧給水ポンプ54の前記抽水口と中圧節炭器77とを結
ぶ給水配管、92は、高圧給水ポンプ54の前記抽水口
と低圧節炭器35とを結ぶ給水配管である。
収ボイラ34の低圧節炭器35と高圧節炭器38とは、
給水配管51,53、高圧給水ポンプ54、給水配管9
0により直結されている。前記高圧給水ポンプ54の中
間段と中圧節炭器77とは、抽水管54a,給水配管9
1により結ばれている。また、前記給水配管91とは別
に、抽水管54aから分岐して低圧節炭器35へ至る給
水バイパス92が設けられており、この給水バイパス9
2は低圧節炭器チュ−ブ外表面腐食防止として給水され
ている。
ラントと、給水系統における他の構成については、前記
図4に示した従来技術と同様である。上述のように、高
圧給水ポンプ54の吸込口は給水配管53,51を通じ
て低圧節炭器35の出口側に接続され、前記高圧給水ポ
ンプ54の抽水管54aは給水配管91を通じて中圧節
炭器77に接続され、前記高圧給水ポンプ54の吐出口
は給水配管90を通じて高圧節炭器38の入口側に接続
されている。
水配管を取り付けた本実施例の給水系統は、次のように
使用され、作用する。すなわち、低圧蒸気ドラム36、
中圧蒸気ドラム78、高圧蒸気ドラム39へ供給する給
水として、図1に示す復水器47から低圧給水ポンプ4
9により復水を取り出し、この給水としての復水を、給
水配管48を通じて低圧給水ポンプ49により低圧節炭
器35に送る。
スの余熱を利用して加熱したのち、給水配管51,53
を通じて高圧給水ポンプ54に送り込む。そして、前記
高圧給水ポンプ54のポンプケーシングにおける中間段
羽根車に対応する位置に設けられた抽水口から給水の一
部を取り出し、その抽水を給水として、抽水管54a,
給水配管91を経て中圧節炭器77に送る。さらに抽水
口より給水の一部を取り出し、その抽水を給水として、
抽水管54a,給水配管92を経て低圧節炭器35に送
る。一方、前記高圧給水ポンプ54の吐出口より給水の
他の一部を吐出し、その給水を給水配管90を通じて高
圧節炭器38に送る。
水系統と同様、前記給水を排ガスの余熱を利用して加熱
したのち、給水配管57,87および給水調整弁(図示
せず)を通じて高圧蒸気ドラム39に送る。前記低圧蒸
気ドラム36に送り込まれた給水、中圧蒸気ドラム78
に送り込まれた給水、および高圧蒸気ドラム39に送り
込まれた給水は、図4に示した従来のコンバインドサイ
クルプラントの場合と同じプロセスを経て蒸気タービン
46に供給され、仕事をする。
圧給水ポンプ54の流量は従来の給水系統の高圧給水ポ
ンプに比較して、中圧節炭器77への給水量分だけ増加
する。一方、ポンプ性能特性は低流量側で不安定となる
要因を多く持っている。この点につき、この実施例で
は、高圧給水ポンプ54の流量負荷として、中圧節炭器
77への給水量分が追加されるので、高圧給水ポンプ5
4の運転特性を安定化させることができ、これにより運
転動力の低減を図り、エロージョンによる寿命の低下を
防止し、高圧給水ポンプの運転に際しての経済性および
信頼性を向上させることができる。なお、本発明は図面
に示す一軸型のコンバインドサイクルプラントに限ら
ず、多軸型のコンバインドサイクルプラントにも適用す
ることができる。
低圧節炭器35と高圧節炭器38とを給水配管51,5
3,90により直結し、この給水配管90に高圧給水ポ
ンプ54を設け、この高圧給水ポンプ54より高圧節炭
器38を経て高圧蒸気ドラム39に給水する一方、前記
高圧給水ポンプ54の中間段から抽水し、その抽水を中
圧節炭器77に給水する給水配管91を設けており、高
圧給水ポンプ54の設計流量、設計圧力を拡大させ、標
準ポンプの仕様となし得るので、高圧給水ポンプ54の
選定範囲を拡大し得る効果がある。
廃すことができるので、機材設備費の低減を図り得る効
果があり、特殊仕様機材を必要としないので、据え付
け、メンテナンスの簡略化を図り得る効果がある。さら
に、高圧給水ポンプ54を標準仕様となし得るので、選
定範囲を拡大でき、しかもポンプの信頼性を向上させ得
る効果がある。
水と節炭器における加熱に際し、低圧節炭器チュ−ブ外
表面腐食が危惧されるが、高圧給水ポンプ54からの高
温水を抽水することにより、チュ−ブ外表面の温度差を
低くすることで腐食防止を行うことができる。すなわ
ち、腐食防止のための給水源を高圧給水ポンプ54とす
ることにより、専用ポンプの設置を廃し、かつ、上述の
高圧給水ポンプ54の流量拡大が得られ、標準ポンプの
仕様となし得る効果もある。
よれば、中圧給水ポンプを廃し、中圧給水ポンプの負荷
を高圧給水ポンプで補うことにより、高圧給水ポンプの
設計仕様を標準仕様となし得るコンバインドサイクルプ
ラントの給水系装置を提供することができる。また、本
発明によれば、高圧給水ポンプの効率を高め、しかも運
転特性の安定化を図り得るコンバインドサイクルプラン
トの給水系装置を提供することができる。
プラントの系統図である。
である。
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 復水器から取り出した復水を、低圧節炭
器を経由して低圧蒸気ドラムに給水し、その低圧節炭器
を通過したのち、中圧節炭器を経て中圧蒸気ドラムへ給
水する配管系と、高圧節炭器を経て高圧蒸気ドラムに給
水する配管系とを備えた高,中,低圧蒸気ドラムを有す
るコンバインドサイクルプラントの給水系装置におい
て、 前記低圧節炭器と高圧節炭器とを直結する給水配管を設
け、 この給水配管に高圧給水ポンプを設け、この高圧給水ポ
ンプにより高圧節炭器を経て高圧蒸気ドラムに給水する
とともに、 前記高圧給水ポンプの中間段から抽水し、その抽水を中
圧節炭器に給水する給水配管を設けたことを特徴とする
コンバインドサイクルプラントの給水系装置。 - 【請求項2】 高圧給水ポンプの中間段からの抽水を中
圧蒸気ドラムに給水する一方、前記高圧給水ポンプの抽
水配管をさらに分岐して低圧節炭器に戻す配管を設けた
ことを特徴とする請求項1記載のコンバインドサイクル
プラントの給水系装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34185992A JP3300079B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | コンバインドサイクルプラントの給水系装置および排熱回収ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34185992A JP3300079B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | コンバインドサイクルプラントの給水系装置および排熱回収ボイラ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001350158A Division JP2002206702A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | コンバインドサイクルプラントの給水系装置および排熱回収ボイラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06185309A true JPH06185309A (ja) | 1994-07-05 |
JP3300079B2 JP3300079B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=18349303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34185992A Expired - Lifetime JP3300079B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | コンバインドサイクルプラントの給水系装置および排熱回収ボイラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3300079B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34185992A patent/JP3300079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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