JPH11200889A - Gas turbine combined power generation system - Google Patents

Gas turbine combined power generation system

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JPH11200889A
JPH11200889A JP477798A JP477798A JPH11200889A JP H11200889 A JPH11200889 A JP H11200889A JP 477798 A JP477798 A JP 477798A JP 477798 A JP477798 A JP 477798A JP H11200889 A JPH11200889 A JP H11200889A
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gas turbine
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cooling
temperature
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Hideo Matsuda
秀雄 松田
Narimi Yoshida
斎臣 吉田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform stable cooling with impairing controllability of cooling steam by controlling a superheated spray to control a main steam temperature on the basis of the main steam temperature and a gas turbine cooling steam temperature in a subject system using exhaust gas of a high pressure turbine as gas turbine cooling steam. SOLUTION: A power generation system to control a supply temperature of gas turbine cooling steam by adjusting a main steam temperature by a superheater 10 and a superheating reducer 50 of an exhaust heat recovering boiler, is provided with a temperature detector 51a to detect a main steam temperature T1 from the superheater 10 and a temperature detector 51b to detect a cooling steam temperature T2 of a gas turbine cooling steam supply pipe 54. A proper quantity of spray water 53 is supplied to the superheating reducer 50 by adjusting opening of a superheated spray water control valve 52 by a superheater spray control device 51 on the basis of output signals of these temperature detectors 51a, 51b. Therefore, a temperature of main steam can be always held in a proper value in a simple control shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気冷却式ガスタ
ービンを組み入れたガスタービン複合発電システムに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combined cycle system incorporating a steam-cooled gas turbine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムは、ガスタービンの高温排気をボイラの熱源とし、ガ
スタービン内部の高温部品を蒸気で冷却することを特徴
としたシステムであり、その概略系統を図７に基づいて
説明する。2. Description of the Related Art A steam-cooled gas turbine combined cycle system is a system characterized by using high-temperature exhaust gas from a gas turbine as a heat source of a boiler and cooling high-temperature components inside the gas turbine with steam. A description will be given based on FIG.

【０００３】１は高圧タービンで、中圧タービン５、低
圧タービン１９及び蒸気タービン発電機１４と軸結合さ
れ、複合発電システム中の蒸気タービンによる発電部を
形成している。[0003] Reference numeral 1 denotes a high-pressure turbine, which is axially connected to the intermediate-pressure turbine 5, the low-pressure turbine 19, and the steam turbine generator 14, and forms a power generation unit using the steam turbine in the combined power generation system.

【０００４】２はガスタービン部で、燃焼器１１と尾筒
部分を介して連通されると共にガスタービン圧縮機１２
及びガスタービン発電機１３と軸結合され、複合発電シ
ステム中のガスタービンによる発電部を形成している。[0004] Reference numeral 2 denotes a gas turbine unit, which communicates with a combustor 11 via a transition piece and a gas turbine compressor 12.
And a gas turbine generator 13 to form a power generation unit using a gas turbine in the combined power generation system.

【０００５】３は排熱回収ボイラで再熱器４、過熱器１
０、その他図示省略の蒸発器、節炭器等を含み、前記ガ
スタービン部２のガスタービン排気ガス１８により加熱
され、主蒸気７、高圧再熱蒸気９等を発生し、かつ同排
熱回収ボイラ３からの最終排気は煙突１５により大気に
放出される様に構成されている。[0005] Reference numeral 3 denotes an exhaust heat recovery boiler; a reheater 4 and a superheater 1
0, including an evaporator, an economizer, and the like, not shown, which are heated by the gas turbine exhaust gas 18 of the gas turbine section 2 to generate main steam 7, high-pressure reheat steam 9 and the like, and recover the exhaust heat. The final exhaust from the boiler 3 is configured to be released to the atmosphere by a chimney 15.

【０００６】ここでガスタービン部２は、その高温部分
を冷却する必要から、ガスタービン本体内に動翼被冷却
部２ａと静翼被冷却部２ｂを形成し、また燃焼器１１の
尾筒部分に燃焼器尾筒被冷却部２ｃを形成している。Here, since the gas turbine section 2 needs to cool its high-temperature portion, a moving blade cooled portion 2a and a stationary blade cooled portion 2b are formed in the gas turbine main body, and a transition piece portion of the combustor 11 is formed. The cooling part 2c of the tail pipe of the combustor is formed at the bottom.

【０００７】そしてこれらの高温部分を冷却する冷媒と
して高圧タービン１から排出される高圧タービン排気８
を一部バイパスさせて用い、尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、
静翼冷却蒸気制御弁６ｂ、及び動翼冷却蒸気制御弁６ｃ
を経て前記燃焼器尾筒被冷却部２ｃ、静翼被冷却部２ｂ
及び動翼被冷却部２ａへ供給している。The high-pressure turbine exhaust 8 discharged from the high-pressure turbine 1 as a refrigerant for cooling these high-temperature portions
Is used by partially bypassing the transition pipe cooling steam control valve 6a,
Stator blade cooling steam control valve 6b and moving blade cooling steam control valve 6c
Through the combustor transition piece cooled portion 2c and the stationary blade cooled portion 2b
And the moving blade cooling portion 2a.

【０００８】また、前記高圧タービン排気８の残部は、
再熱器入口制御弁６ｄを経て再熱器４に連通し、同再熱
器４の途中で動翼被冷却部２ａからの冷却蒸気と合流
し、更にその出口で静翼被冷却部２ｂ及び燃焼器尾筒被
冷却部２ｃからの冷却蒸気と合流して中圧タービン入口
制御弁６ｅを経て中圧タービン５へ供給される。The remainder of the high-pressure turbine exhaust 8 is as follows:
The reheater 4 communicates with the reheater 4 via the reheater inlet control valve 6d, merges with the cooling steam from the moving blade cooled portion 2a in the middle of the reheater 4, and further has the stationary blade cooled portion 2b and The cooling steam from the combustor tail pipe cooled portion 2c is combined with the cooling steam and supplied to the intermediate pressure turbine 5 via the intermediate pressure turbine inlet control valve 6e.

【０００９】この様に通常の蒸気冷却式ガスタービン複
合発電システムにおいては、高圧タービン１の排気の一
部が分岐してガスタービン部２に供給され、高温ガスに
晒される燃焼器尾筒被冷却部２ｃ、静翼被冷却部２ｂお
よび動翼被冷却部２ａを冷却する。As described above, in the ordinary steam-cooled gas turbine combined cycle system, a part of the exhaust gas of the high-pressure turbine 1 is branched and supplied to the gas turbine section 2 to be cooled by the combustor transition piece exposed to the high-temperature gas. The part 2c, the stationary blade cooled part 2b, and the moving blade cooled part 2a are cooled.

【００１０】そしてこれら各被冷却部の冷却を行ったこ
とにより高温となった蒸気は、排熱回収ボイラ３の再熱
器４中間部又はその出口に回収され、中圧タービン５に
供給されて膨張し仕事を行う。[0010] The steam which has been heated to a high temperature as a result of the cooling of each of the parts to be cooled is recovered at the intermediate portion of the reheater 4 of the exhaust heat recovery boiler 3 or at the outlet thereof, and supplied to the intermediate pressure turbine 5. Inflates and does work.

【００１１】蒸気サイクルから冷却蒸気をガスタービン
に供給する際、ガスタービン高温部品のメタル温度を制
限値以下に保つため、同高温部の熱負荷に応じて冷却蒸
気量を制御することが好ましい。When the cooling steam is supplied to the gas turbine from the steam cycle, it is preferable to control the amount of the cooling steam in accordance with the heat load of the high temperature part in order to keep the metal temperature of the high temperature part of the gas turbine below the limit value.

【００１２】そのためガスタービン蒸気冷却系統には、
このような蒸気量制御を目的とするいくつかの流量制御
弁（尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、静翼冷却蒸気制御弁６
ｂ、動翼冷却蒸気制御弁６ｃ、再熱器入口制御弁６ｄ、
中圧タービン入口制御弁６ｅ）が設置され、ガスタービ
ン高温被冷却部（動翼被冷却部２ａ、静翼被冷却部２
ｂ、燃焼器尾筒被冷却部２ｃ）出口の蒸気温度が常に制
限値以下となるように蒸気流量制御が行われる。Therefore, the gas turbine steam cooling system includes:
A number of flow control valves (tail pipe cooling steam control valve 6a, stationary blade cooling steam control valve 6
b, bucket cooling steam control valve 6c, reheater inlet control valve 6d,
A medium-pressure turbine inlet control valve 6e) is installed, and the gas turbine high-temperature cooled part (the moving blade cooled part 2a, the stationary blade cooled part 2)
b, The steam flow rate control is performed so that the steam temperature at the outlet of the combustor transition piece cooled portion 2c) is always below the limit value.

【００１３】また、この冷却を行う冷媒については、蒸
気冷却ガスタービン複合発電システムでは、ガスタービ
ン冷却蒸気として高圧タービン排気８が圧力条件および
温度条件の面で最も適していることが多い。In the steam-cooled gas turbine combined power generation system, the high-pressure turbine exhaust 8 is often most suitable as the gas turbine cooling steam in terms of pressure and temperature conditions.

【００１４】高圧タービン排気８の経路からガスタービ
ンへ冷却蒸気を供給する際には、高圧タービン排気８の
一部を分岐バイパスして用い、残部はガスタービン排気
を熱源とする排熱回収ボイラ３に導いて再熱する。When supplying cooling steam from the path of the high-pressure turbine exhaust 8 to the gas turbine, a part of the high-pressure turbine exhaust 8 is used by branching and bypassing, and the rest is an exhaust heat recovery boiler 3 using the gas turbine exhaust as a heat source. And reheat.

【００１５】これは、ガスタービン冷却用として必要以
上の蒸気をガスタービン部２に供給した場合、ガスター
ビン部２を冷却後の出口蒸気温度が中圧タービン５の入
口蒸気として最適な温度を下回り、サイクルの効率を引
き下げることになるため、ガスタービンには必要十分な
量だけを供給し、余剰分は別途排熱回収ボイラ３で加熱
することで、両者が混合する中圧タービン５入口にて最
適な蒸気温度を維持することができるようにするためで
ある。This is because, when excessive steam is supplied to the gas turbine unit 2 for cooling the gas turbine, the outlet steam temperature after cooling the gas turbine unit 2 falls below the optimum temperature as the inlet steam of the intermediate-pressure turbine 5. In order to reduce the efficiency of the cycle, only a necessary and sufficient amount is supplied to the gas turbine, and the surplus is separately heated by the exhaust heat recovery boiler 3, so that the gas turbine is mixed at the inlet of the intermediate pressure turbine 5 where both are mixed. This is because the optimum steam temperature can be maintained.

【００１６】また、ガスタービン高温被冷却部の熱負荷
は、ガスタービン負荷に応じて刻々と変化するため、ガ
スタービン部２に常に適切な蒸気量を供給する制御弁が
必要となるので、この役割を果たすために、再熱器４の
再熱蒸気入口に再熱器入口制御弁６ｄを設置している。Further, since the heat load of the gas turbine high-temperature cooled part changes every moment according to the gas turbine load, a control valve for constantly supplying an appropriate amount of steam to the gas turbine part 2 is required. In order to play a role, a reheater inlet control valve 6d is installed at the reheat steam inlet of the reheater 4.

【００１７】即ち、ガスタービンの負荷が上昇した場合
は、この再熱器入口制御弁６ｄが閉止方向に働き、再熱
器４へ供給する蒸気量を減少させ、代わりにガスタービ
ンへバイパスする蒸気量を増加させてガスタービン高温
被冷却部の熱負荷増大に対応することになる。That is, when the load on the gas turbine rises, the reheater inlet control valve 6d operates in the closing direction to reduce the amount of steam supplied to the reheater 4, and instead, the steam bypassed to the gas turbine. By increasing the amount, it is possible to cope with an increase in the heat load of the gas turbine high temperature cooled part.

【００１８】また、燃焼器１１の尾筒及びガスタービン
の動静翼には、その上流側でそれぞれ系統ごとの蒸気流
量を制御するための制御弁（尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、
静翼冷却蒸気制御弁６ｂ、動翼冷却蒸気制御弁６ｃ、再
熱器入口制御弁６ｄ、中圧タービン入口制御弁６ｅ）が
設置され、各高温被冷却部へそれぞれ最適な蒸気量が供
給されて所期の冷却が行われる様になっている。A control valve (a transition cooling steam control valve 6a, a transition pipe cooling valve 6a) for controlling the steam flow rate for each system is provided upstream of the transition piece of the combustor 11 and the moving and stationary blades of the gas turbine.
A stationary blade cooling steam control valve 6b, a moving blade cooling steam control valve 6c, a reheater inlet control valve 6d, and a medium pressure turbine inlet control valve 6e) are installed, and an optimum steam amount is supplied to each high temperature cooled part. The desired cooling is performed.

【００１９】しかしながら、従来考えられている上記の
様な制御では、次の様なメカニズムにより思う様なガス
タービン冷却蒸気出口温度制御ができないことがある。However, with the above-described control that has been conventionally considered, the gas turbine cooling steam outlet temperature control may not be performed as desired by the following mechanism.

【００２０】現在、或るガスタービン負荷で運転してい
るプラントを負荷上昇する場合を想定してみる。このプ
ラントは前述した手順に従って再熱器入口制御弁を絞っ
ていくが、その際にガスタービン蒸気冷却系統では蒸気
流量が増大することにより、また、再熱器入口制御弁を
含むボイラ再熱器系統では蒸気流量は減少するものの再
熱器入口制御弁の絞り損失が増大することにより、それ
ぞれ系統全体の圧力損失が増大する。Assume that the load of a plant currently operating with a certain gas turbine load is increased. This plant throttles the reheater inlet control valve according to the procedure described above, but at that time, the steam flow in the gas turbine steam cooling system increases, and the boiler reheater including the reheater inlet control valve is also used. Although the steam flow rate decreases in the system, the pressure loss of the entire system increases due to an increase in the throttle loss of the reheater inlet control valve.

【００２１】一方、中圧タービン入口圧力は一定なの
で、各系統圧力損失を積み上げて定まる高圧タービン排
気圧力が上昇する結果となり、高圧タービン排気圧力が
高くなると、高圧タービンにおける熱落差が小さくなっ
て結果として高圧タービン排気温度が上昇する。On the other hand, since the inlet pressure of the intermediate-pressure turbine is constant, the exhaust pressure of the high-pressure turbine, which is determined by accumulating the pressure losses of the respective systems, rises. As a result, the high-pressure turbine exhaust temperature rises.

【００２２】この現象は、高圧タービン排気を冷却蒸気
源とする場合には深刻な問題であって、蒸気流量の増加
による結果が供給蒸気温度の上昇により相殺されること
になる。This phenomenon is a serious problem when the high-pressure turbine exhaust is used as a cooling steam source, and the result of the increase in the steam flow rate is offset by the increase in the supply steam temperature.

【００２３】従って、蒸気冷却流量の制御だけでは、効
果的にガスタービン高温被冷却部出口蒸気温度を制御で
きないと言う問題点が顕在化してくる。Accordingly, the problem that the steam temperature at the outlet of the gas turbine high-temperature cooled part cannot be effectively controlled only by controlling the steam cooling flow rate becomes apparent.

【００２４】また、前記のものと別の態様として改めて
図示は省略するが、冷却蒸気量を増加させるために、前
記図７で説明した構成に更に加えて、排熱回収ボイラ３
の中圧蒸気をガスタービン冷却蒸気の供給側に接続する
経路を設け、冷却蒸気量を増加させることがある。Although not shown again as another embodiment different from the above-mentioned one, in order to increase the amount of cooling steam, in addition to the configuration described in FIG.
There is a case where a path for connecting the medium-pressure steam to the supply side of the gas turbine cooling steam is provided to increase the amount of the cooling steam.

【００２５】この様な構成のものでは、中圧系統のドラ
ム圧力がガスタービン冷却蒸気供給系統の圧力に依存し
て定まる。In such a configuration, the drum pressure of the medium pressure system is determined depending on the pressure of the gas turbine cooling steam supply system.

【００２６】前述の事例では、負荷上昇時には再熱器４
の入口側で再熱器入口制御弁６ｄを絞るため、ガスター
ビン冷却蒸気供給圧力が上昇し、それに伴って中圧ドラ
ム圧力も上昇する。In the case described above, the reheater 4
In order to throttle the reheater inlet control valve 6d on the inlet side of the gas turbine, the gas turbine cooling steam supply pressure rises, and the medium pressure drum pressure rises accordingly.

【００２７】すると図示省略の中圧蒸発器の飽和温度が
上昇してガス温度との温度差が少なくなり、同蒸発器に
おける蒸発量が減少する。Then, the saturation temperature of the medium-pressure evaporator (not shown) increases, the temperature difference from the gas temperature decreases, and the amount of evaporation in the evaporator decreases.

【００２８】その結果としてガスタービンの冷却蒸気量
が減少するため、ガスタービン高温被冷却部出口蒸気温
度が上昇する。As a result, the amount of cooling steam of the gas turbine decreases, so that the temperature of the steam at the gas turbine high-temperature cooled part outlet increases.

【００２９】以上のように、ガスタービン冷却蒸気を増
加させるための再熱器入口制御弁の絞り操作が、高圧タ
ービン排気温度の上昇と、中圧蒸気量の減少を引き起
し、両者の効果が相殺する。As described above, the throttle operation of the reheater inlet control valve for increasing the gas turbine cooling steam causes an increase in the exhaust pressure of the high-pressure turbine and a decrease in the amount of the medium-pressure steam. Offset.

【００３０】この現象は、熱負荷が高く構造上の制約か
ら有効温度差を大きく取れないため所要冷却蒸気流量が
大きい動翼蒸気冷却系統に特に顕著に見られる。This phenomenon is particularly remarkable in a moving blade steam cooling system which requires a large cooling steam flow rate because a large effective load cannot be obtained due to a high heat load and structural restrictions.

【００３１】加えて、動翼は高速回転体であるため、冷
却蒸気が静止系と回転系を往来するために被るポンピン
グ損失が存在するが、じれが蒸気流量の増大に伴って急
激に増大するため、動翼系の圧力損失が大幅に増大する
という特殊な事情もある。In addition, since the rotor blade is a high-speed rotating body, there is a pumping loss incurred when the cooling steam flows between the stationary system and the rotating system, but the kinking increases sharply as the steam flow rate increases. For this reason, there is a special circumstance that the pressure loss of the rotor blade system is greatly increased.

【００３２】図８には動翼の蒸気流量を増減させた場合
の動翼出口蒸気温度の変化の一例を示す。FIG. 8 shows an example of a change in the steam temperature at the moving blade outlet when the steam flow rate of the moving blade is increased or decreased.

【００３３】蒸気流量がＧｏ以下は、ガスタービン蒸気
冷却系全体の圧力損失が、動翼系と並列配置された静翼
系統によって支配されている領域である。When the steam flow rate is equal to or less than Go, the pressure loss of the entire gas turbine steam cooling system is controlled by the stationary blade system arranged in parallel with the moving blade system.

【００３４】一方、蒸気流量がＧｏ以上は、動翼系の圧
力損失が増大して静翼系のそれよりも大きくなり、動翼
系圧力損失が支配的となっている領域である。On the other hand, when the steam flow rate is equal to or higher than Go, the pressure loss of the moving blade system increases and becomes larger than that of the stationary blade system, and the moving blade system pressure loss is dominant.

【００３５】動翼系の圧力損失が支配的となっている領
域では、動翼蒸気流量の増加に伴い、高圧タービン排気
圧力および温度が高くなり、動翼入口蒸気温度が上昇し
ている。In the region where the pressure loss of the moving blade system is dominant, the exhaust pressure and the temperature of the high-pressure turbine increase with the increase of the moving blade steam flow, and the moving blade inlet steam temperature increases.

【００３６】また、動翼冷却蒸気に合流し、動翼入口の
蒸気温度を引き下げ、流量を増やす働きを担う中圧蒸気
の蒸発量が減少し、相対的に高温の高圧タービン排気の
割合が増大していることもわかる。Also, the amount of medium-pressure steam that merges with the moving blade cooling steam, lowers the steam temperature at the moving blade inlet, and increases the flow rate decreases, and the proportion of the relatively high-temperature high-pressure turbine exhaust increases. You can see that he is doing it.

【００３７】これも動翼入口蒸気温度を引き上げる要因
の一つとなっている。結果的に動翼冷却蒸気の温度を制
御弁にて増減しても、動翼出口温度が余り変化せず、冷
却蒸気による出口温度制御が困難であることがわかる。This is also one of the factors for raising the moving blade inlet steam temperature. As a result, even if the temperature of the moving blade cooling steam is increased or decreased by the control valve, the moving blade outlet temperature does not change so much, which indicates that it is difficult to control the outlet temperature using the cooling steam.

【００３８】図９にガスタービン蒸気冷却系統を模式的
に示すが、このうち回転系の動翼を注目すると、動翼自
体に動翼圧損が発生し、その上流及び下流においてそれ
ぞれポンピングロス（ＰＬ）が発生することを示してい
る。FIG. 9 schematically shows a gas turbine steam cooling system. When attention is paid to the moving blades of the rotating system, a moving blade pressure loss occurs in the moving blade itself, and a pumping loss (PL) occurs upstream and downstream of the moving blade. ) Occurs.

【００３９】また、図１０においては、配管圧損に当た
る動翼蒸気ロス、動翼蒸気側制御弁における圧力損失、
前記したポンピングロス、及び動翼自体の圧力損失、そ
してこれらの圧力損失の総和としての動翼系合計の圧力
損失をそれぞれ内訳区分して示している。In FIG. 10, the rotor blade steam loss corresponding to the pipe pressure loss, the pressure loss at the rotor blade steam side control valve,
The pumping loss, the pressure loss of the rotor blade itself, and the total pressure loss of the rotor blade system as a sum of these pressure losses are separately shown.

【００４０】即ち、蒸気流量がＧｏ以上の動翼系の圧力
損失が支配的となる領域では、蒸気流量の増大による動
翼の圧力損失増大と、ポンピングロスによる圧力損失増
大の双方が重なり、動翼系全体の圧力損失が急激に増大
していることがわかる。That is, in the region where the pressure loss of the moving blade system where the steam flow rate is equal to or more than Go is dominant, both the increase in the pressure loss of the moving blade due to the increase in the steam flow rate and the increase in the pressure loss due to the pumping loss overlap. It can be seen that the pressure loss of the entire wing system has increased rapidly.

【００４１】[0041]

【発明が解決しようとする課題】前記した様に従来のこ
の種蒸気を冷却媒体として用いるガスタービン複合発電
システムにおいては、いくつかの問題点を内在するもの
であり、かつ、その制御態様等はより適切なものが求め
られ止まないものである。As described above, in the conventional gas turbine combined power generation system using this kind of steam as a cooling medium, there are some problems inherent in the gas turbine combined power generation system. More appropriate ones are required and never stop.

【００４２】本発明はこの様な観点に立脚し、かつ、前
記した従来のものにおける種々の問題点を解消して、冷
却蒸気の制御性を損なうことなくより安定した蒸気冷却
の実施を可能としたガスタービン複合発電システムを提
供することを課題とするものである。The present invention is based on this point of view and solves the above-mentioned various problems in the prior art to enable more stable steam cooling without impairing the controllability of cooling steam. It is an object of the present invention to provide a combined gas turbine power generation system.

【００４３】[0043]

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気の供給配管に水
スプレイ装置を配置したガスタービン複合発電システム
を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In a steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a supply of cooling steam is provided. An object of the present invention is to provide a gas turbine combined cycle system in which a water spray device is arranged in a pipe.

【００４４】すなわち、本発明によれば、高圧排気をガ
スタービンの冷却蒸気として利用するに際し、同冷却蒸
気の供給配管に水スプレイ装置を配置しているので、同
水スプレイ装置で冷却蒸気の供給温度を一定に制御する
ことにより、ガスタービンの高温被冷却部の出口蒸気温
度を冷却蒸気流量に対してほぼ一義的定め得るので、冷
却蒸気の制御性を大幅に向上するようにすることができ
るものである。That is, according to the present invention, when the high-pressure exhaust gas is used as the cooling steam for the gas turbine, the water spray device is disposed in the cooling steam supply pipe. By controlling the temperature to be constant, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, so that the controllability of the cooling steam can be greatly improved. Things.

【００４５】また本発明は、前記水スプレイ装置の後流
に湿分分離器を配置したガスタービン複合発電システム
を提供し、水スプレイ装置を出てガスタービンの高温被
冷却部に供給される冷却蒸気から不要の湿分を除去し、
ガスタービンの高温被冷却部における冷却蒸気の冷却効
果がより適切に発揮される様にしたものである。Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which a moisture separator is arranged downstream of the water spray device, and the cooling system which exits the water spray device and is supplied to a high-temperature cooled portion of the gas turbine. Remove unnecessary moisture from steam,
The cooling effect of the cooling steam in the high-temperature cooled portion of the gas turbine is more appropriately exerted.

【００４６】また本発明は、前記水スプレイ装置に代え
てガスタービン燃料の燃料加熱器を配置したガスタービ
ン複合発電システムを提供し、ガスタービンの高温被冷
却部に供給される冷却蒸気をガスタービン燃料の燃料加
熱器に導いて燃料を加熱し、その加熱により冷却蒸気を
適温に冷却して、ガスタービンの高温被冷却部の冷却効
果を高め、併せて燃料加熱によるプラント効率の向上を
図るものである。Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which a fuel heater for gas turbine fuel is disposed in place of the water spray device, wherein cooling steam supplied to a high-temperature cooled portion of the gas turbine is supplied to the gas turbine. Heating the fuel by guiding it to the fuel heater of the fuel, cooling the cooling steam to an appropriate temperature by the heating, and increasing the cooling effect of the high-temperature cooled part of the gas turbine, and also improving the plant efficiency by heating the fuel It is.

【００４７】また本発明は、前記水スプレイ装置に代え
て間接熱交換器を配置したガスタービン複合発電システ
ムを提供し、ガスタービンの高温被冷却部に供給される
冷却蒸気を間接熱交換器において実質的に一定に制御す
ることができるので、同高温被冷却部の出口蒸気温度を
冷却蒸気流量に対してほぼ一義的定め得、冷却蒸気の制
御性を大幅に向上するようにすることができるものであ
る。Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which an indirect heat exchanger is arranged in place of the water spray device, wherein cooling steam supplied to a high-temperature cooled portion of the gas turbine is supplied to the indirect heat exchanger. Since the temperature can be controlled to be substantially constant, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part can be substantially uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, and the controllability of the cooling steam can be greatly improved. Things.

【００４８】また本発明は、前記間接熱交換器の冷熱源
として蒸気サイクルの復水を採用したガスタービン複合
発電システムを提供し、この様に間接熱交換器の冷熱源
として蒸気サイクルの復水を用いることにより、前記の
発明と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると共
に、蒸気サイクルの復水に熱エネルギーを回収すること
により、排熱回収ボイラへ循環する復水の再循環量を低
減できるので、同排熱回収ボイラの節炭器等の伝熱面を
コンパクトに形成することが出来、建設費の節減に寄与
するものである。The present invention also provides a gas turbine combined power generation system employing condensate of a steam cycle as a cold heat source of the indirect heat exchanger. As described above, the controllability of the cooling steam is greatly improved in the same manner as the above invention, and the amount of recirculation of the condensed water circulated to the exhaust heat recovery boiler is recovered by recovering thermal energy to the condensed water of the steam cycle Therefore, the heat transfer surface such as the economizer of the exhaust heat recovery boiler can be made compact, which contributes to the reduction of construction costs.

【００４９】また本発明は、前記間接熱交換器の冷熱源
として機器冷却水を採用したガスタービン複合発電シス
テムを提供し、この様に間接熱交換器の冷熱源としてプ
ラント内外の独立機器の冷却水を用いることにより、前
記の発明と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると
共に、既存設備の活用で別途改めて冷却系統を構成する
必要も無く建設費の節減に寄与することに加え、同機器
冷却水に回収した熱エネルギーを適宜活用できる等、種
々の利点を発揮するものである。Also, the present invention provides a gas turbine combined power generation system employing equipment cooling water as a cooling source of the indirect heat exchanger. Thus, as a cooling source of the indirect heat exchanger, cooling of independent equipment inside and outside the plant is provided. By using water, the controllability of the cooling steam is greatly improved as in the case of the above-described invention, and in addition to contributing to the reduction of construction costs without the necessity of separately configuring a cooling system by utilizing existing equipment, Various advantages are exhibited, for example, the thermal energy recovered in the cooling water for the equipment can be appropriately utilized.

【００５０】また本発明は、前記間接熱交換器の冷熱源
として大気を採用したガスタービン複合発電システムを
提供し、この様に間接熱交換器の冷熱源として何処でも
手に入る大気を用いることにより、前記の発明と同様に
冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると共に、別途改めて
冷媒を手当てする必要も無く、また設備も大がかりとす
る必要も無く、ランニングコストおよび建設コストの節
減に寄与する等、種々の利点を発揮するものである。The present invention also provides a gas turbine combined power generation system employing the atmosphere as the cold heat source of the indirect heat exchanger, and using the air available anywhere as the cold heat source of the indirect heat exchanger. As a result, the controllability of the cooling steam is greatly improved in the same manner as in the above-described invention, and there is no need to separately treat the refrigerant, and there is no need to use a large-scale facility, which contributes to a reduction in running costs and construction costs. And so on.

【００５１】また本発明は、前記間接熱交換器の冷熱源
として蒸気サイクルから抽気した蒸気を採用し、熱交換
の後蒸気タービンでエネルギーを回収するようにしたガ
スタービン複合発電システムを提供し、この様に間接熱
交換器の冷熱源として身近の蒸気サイクルから抽気した
蒸気を用いることにより、前記の発明と同様に冷却蒸気
の制御性を大幅に向上すると共に、この位置で冷却蒸気
を冷却して得た熱分を同蒸気サイクルの適切な位置で回
収し、無駄の無い様にしたプラントを構成するようにし
たものである。The present invention also provides a gas turbine combined cycle system in which steam extracted from a steam cycle is adopted as a cold heat source of the indirect heat exchanger, and energy is recovered by a steam turbine after heat exchange. By using the steam extracted from the familiar steam cycle as the cold heat source of the indirect heat exchanger in this way, the controllability of the cooling steam is greatly improved as in the above invention, and the cooling steam is cooled at this position. The obtained heat is collected at an appropriate position in the steam cycle, so as to constitute a plant in which no waste is caused.

【００５２】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、主蒸気の温度を制御する
過熱低減器の過熱スプレイ制御装置に主蒸気の温度情報
と前記ガスタービン冷却蒸気の供給温度情報を入力し、
これらの情報に応じて過熱器スプレイの動作を制御する
ガスタービン複合発電システムを提供し、本発明ではこ
の様に主蒸気の温度情報及びガスタービン冷却蒸気の供
給温度情報により、過熱低減器の過熱スプレイ制御装置
において過熱器スプレイの動作を制御し、その結果主蒸
気の温度を制御するので、ガスタービン冷却蒸気用の冷
却器を特別に改めて設ける必要無しに所望の制御を行う
ことができるものである。Further, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a superheat spray control device of a superheat reducer for controlling the temperature of the main steam is used. Input information and supply temperature information of the gas turbine cooling steam,
The present invention provides a gas turbine combined cycle system that controls the operation of a superheater spray in accordance with such information. In the present invention, as described above, the overheating of the superheat reducer is performed based on the main steam temperature information and the gas turbine cooling steam supply temperature information. Since the operation of the superheater spray is controlled in the spray control device, and as a result, the temperature of the main steam is controlled, the desired control can be performed without the necessity of providing a special cooler for the gas turbine cooling steam. is there.

【００５３】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡し、同中圧蒸気配管に制御弁を設置して
その開度調節によって中圧蒸発器の飽和温度を制御し、
同中圧蒸発器の蒸発量を変えて前記冷却蒸気の温度を制
御するようにしたガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では中圧蒸発器の蒸発量を変えて冷却蒸気供
給系統に中圧蒸気を供給し、これにより冷却蒸気の供給
温度を一定に制御することにより、ガスタービンの高温
被冷却部の出口蒸気温度を冷却蒸気流量に対してほぼ一
義的定め得るので、冷却蒸気の制御性を大幅に向上する
ようにすることができるものである。Further, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and the medium-pressure steam pipe is controlled. Installing a valve and controlling the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting its opening,
The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator. By supplying pressurized steam and thereby controlling the supply temperature of the cooling steam to a constant value, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled portion of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate. It is possible to greatly improve the performance.

【００５４】また本発明は、前記中圧蒸気配管は中圧過
熱器の出口又は中途の何れか一方から連絡したガスター
ビン複合発電システムを提供し、本発明ではガスタービ
ンの冷却蒸気中に供給する中圧蒸気として前記発明の様
に中圧蒸発器を出た飽和蒸気を用いることに止まらず、
同中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて更
に過熱し同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給する
ようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種類、形
態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様にしたも
のである。Also, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the medium-pressure steam pipe is connected from either the outlet of the medium-pressure superheater or the middle thereof, and in the present invention, the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam of the gas turbine. Not limited to using saturated steam that has exited the medium pressure evaporator as in the above invention as the medium pressure steam,
After leaving the medium-pressure evaporator, it is further heated through a medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater, and the type of medium-pressure steam used, The shape is given a range to achieve the desired effect of temperature reduction.

【００５５】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡すると共に、高圧タービンに連通した高
圧主蒸気配管に高圧蒸気加減弁を配置し、同高圧蒸気加
減弁の開度を調節して高圧蒸発器の飽和圧力を変化さ
せ、同高圧蒸発器の蒸発量を変えることにより間接的に
中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度を
制御するようにしたガスタービン複合発電システムを提
供し、本発明では前記発明と同様に中圧蒸気を冷却蒸気
中に供給して同冷却蒸気の温度制御を行うに際して、同
中圧蒸気導入の上流において高圧蒸気加減弁の作動によ
り高圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、これにより間接的
に中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度
を制御するものであり、簡便な弁の開閉動作により適格
な温度制御を実施する様にしたものである。Further, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system and a high-pressure turbine connected to the high-pressure turbine is provided. A high-pressure steam control valve is placed in the main steam pipe, the opening of the high-pressure steam control valve is adjusted to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator, and the medium pressure is indirectly changed by changing the amount of evaporation of the high-pressure evaporator. The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of an evaporator. In the present invention, the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam in the same manner as in the above invention. When controlling the steam temperature, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is changed by the operation of the high-pressure steam control valve upstream of the introduction of the medium-pressure steam, thereby indirectly evaporating the medium-pressure evaporator. It is for controlling the temperature of the cooling steam by changing the one in which was set to implement a qualified temperature control by opening and closing operation of the simple valve.

【００５６】また本発明は、前記冷却蒸気供給系統に供
給する中圧蒸気は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一
方から供給するガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では高圧主蒸気配管に配置した高圧蒸気加減
弁の開度を調節して、結果として制御される中圧蒸気
は、中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて
更に過熱し、同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給
するようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種
類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様に
したものである。Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the intermediate-pressure steam supplied to the cooling steam supply system is supplied from either the outlet of the intermediate-pressure superheater or the middle thereof. The opening degree of the high-pressure steam control valve arranged in the pipe is adjusted, and as a result, the medium-pressure steam controlled as a result exits the medium-pressure evaporator and is further heated through the medium-pressure superheater. The steam is supplied from the outlet of the pressure superheater or from the middle thereof, and the kind and form of the medium-pressure steam to be used is varied to achieve the intended temperature-reducing effect.

【００５７】また本発明は、前記した各発明において、
高圧タービンの排気を冷却蒸気として供給するガスター
ビンの冷却部をガスタービンの動翼系統に限定したガス
タービン複合発電システムを提供し、本発明によればガ
スタービンの高温被冷却部を機械構造的、また冷却構造
的に最もデリケートなガスタービンの動翼系統に特定し
て適切な冷却を行い、その冷却効果を確実なものにした
ものである。Further, according to the present invention, in each of the above-mentioned inventions,
According to the present invention, there is provided a gas turbine combined power generation system in which a cooling portion of a gas turbine that supplies exhaust gas of a high-pressure turbine as cooling steam is limited to a moving blade system of the gas turbine. In addition, the cooling structure is specified to be the most delicate of the moving blade system of the gas turbine, and appropriate cooling is performed to ensure the cooling effect.

【００５８】[0058]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の第１形態を図
１に基づいて説明する。図１はガスタービン冷却蒸気供
給管にスプレー減温器及び湿分分離器を設置した本実施
の形態に係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システム
の概略構成を示している。Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to the present embodiment in which a spray decooler and a moisture separator are installed in a gas turbine-cooled steam supply pipe.

【００５９】なお、本実施の形態の基本構造は、図７に
基づいて前記に説明した従来の装置と多くの部分におい
て同一であるので、重複した説明を避けるべく、これら
同一の構成部分については図面中同一の符号を付して示
しその説明を省略し、本実施の形態の特徴ある部分とし
て、冷却蒸気中に水をスプレーするスプレー減温器２
０、およびこれに続いて設けた湿分分離器２１の構成を
中心として説明する。The basic structure of the present embodiment is the same as that of the conventional apparatus described above with reference to FIG. 7 in many parts. In the drawings, the same reference numerals are given and their description is omitted. As a characteristic part of the present embodiment, a spray desuperheater 2 for spraying water into cooling steam is provided.
The following description focuses on the configuration of the moisture separator 21 provided at 0 and subsequent thereto.

【００６０】即ち、本実施の形態において、２０はスプ
レー減温器でガスタービン部２の高温被冷却部に冷却蒸
気を供給するガスタービン冷却蒸気供給管５４の途中に
設けられている。That is, in the present embodiment, reference numeral 20 denotes a spray desuperheater provided in the middle of a gas turbine cooling steam supply pipe 54 for supplying cooling steam to a high-temperature cooled portion of the gas turbine section 2.

【００６１】また、２１は一定の体積を持った容器で構
成された湿分分離器で、スプレー減温器２０の下流に設
けられ、水滴及びスプレイ水中に含まれる不純物をドレ
ン２２として排出し、これらがガスタービン部２の高温
被冷却部に供給される冷却蒸気中に混入しない様にして
いる。Reference numeral 21 denotes a moisture separator constituted by a container having a fixed volume, which is provided downstream of the spray desuperheater 20 and discharges water droplets and impurities contained in spray water as a drain 22. These are prevented from being mixed into the cooling steam supplied to the high-temperature cooled portion of the gas turbine unit 2.

【００６２】なお、ここで用いられるスプレイ水の水源
は、蒸気タービン系列中の高圧もしくは中圧給水ポンプ
の吐出などが考えられ、また、同スプレイ水の水質が問
題になるようであれば、別途適当な水処理設備を設けて
これを経由してスプレー減温器２０に導く様にしてもよ
い。The water source of the spray water used here may be the discharge of a high-pressure or medium-pressure water supply pump in the steam turbine system, and if the water quality of the spray water poses a problem, it is separately provided. Appropriate water treatment equipment may be provided and the water may be led to the spray desuperheater 20 via the water treatment equipment.

【００６３】この様に構成された本実施の形態にあって
は、スプレー減温器２０により冷却蒸気中に水をスプレ
ーすることにより、ガスタービン部２の高温被冷却部に
供給する冷却蒸気温度を実質的に一定に制御することが
できることになる。In the present embodiment having the above-described structure, water is sprayed into the cooling steam by the spray desuperheater 20 so that the temperature of the cooling steam supplied to the high-temperature cooled portion of the gas turbine unit 2 is increased. Can be controlled to be substantially constant.

【００６４】このためガスタービン部２の高温被冷却部
（動翼被冷却部２ａ、静翼被冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被
冷却部２ｃ）の出口蒸気温度が、冷却蒸気の流量に対し
てほぼ一義的に定まり、蒸気流量制御弁（動翼冷却蒸気
制御弁６ｃ、静翼冷却蒸気制御弁６ｂ、尾筒冷却蒸気制
御弁６ａ）により冷却蒸気流量を調整して同高温被冷却
部の出口蒸気温度が一定になるように制御すればよい。For this reason, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, the stationary blade cooled portion 2b, the combustor transition piece cooled portion 2c) of the gas turbine section 2 depends on the flow rate of the cooling steam. The steam flow control valves (the moving blade cooling steam control valve 6c, the stationary blade cooling steam control valve 6b, and the transition piece cooling steam control valve 6a) adjust the cooling steam flow rate to determine the temperature of the high-temperature portion to be cooled. What is necessary is just to control so that the outlet steam temperature becomes constant.

【００６５】このことは即ち、温度制御のメカニズムが
単純、明確化し、制御性が大幅に向上することになる。This means that the temperature control mechanism is simple and clear, and the controllability is greatly improved.

【００６６】次に本発明の実施の第２形態を図２に基づ
いて説明する。図２はガスタービン冷却蒸気供給管にガ
スタービン燃料の加熱器を設置した本実施の形態に係る
蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構成を
示している。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic configuration of a combined steam-cooled gas turbine power generation system according to the present embodiment in which a gas turbine fuel heater is installed in a gas turbine cooled steam supply pipe.

【００６７】なお前記した従来の装置、及び実施の第１
形態のものと同一の部分については図中に同一の符号を
付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態にお
ける特徴ある構成を中心に説明する。The above-described conventional apparatus and the first embodiment
The same parts as those of the embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the duplicate description will be omitted, and the description will focus on the characteristic configuration in the present embodiment.

【００６８】即ち、本実施の形態において、３０は燃料
加熱器で、ガスタービン部２の高温被冷却部に冷却蒸気
を供給するガスタービン冷却蒸気供給管５４の途中に設
けられ、同冷却蒸気を冷却する代わりにガスタービンの
燃料１７を加熱している。That is, in the present embodiment, reference numeral 30 denotes a fuel heater, which is provided in the middle of a gas turbine cooling steam supply pipe 54 for supplying cooling steam to the high-temperature portion to be cooled of the gas turbine unit 2, and supplies the cooling steam. Instead of cooling, the fuel 17 of the gas turbine is heated.

【００６９】３１は燃料加熱器燃料側バイパス弁で、ガ
スタービンの燃料１７の供給経路で前記燃料加熱器３０
のバイパス路に配置されており、また、３２は燃料加熱
器蒸気側バイパス弁で、ガスタービン冷却蒸気供給管５
４の途中で前記燃料加熱器３０のバイパス路に配置され
ている。Reference numeral 31 denotes a fuel heater fuel-side bypass valve, which is connected to the fuel heater 30 through the supply path of the fuel 17 of the gas turbine.
Reference numeral 32 denotes a fuel heater steam side bypass valve, which is a gas turbine cooling steam supply pipe 5.
In the middle of 4, it is arranged in the bypass of the fuel heater 30.

【００７０】すなわち、この燃料加熱器燃料側バイパス
弁３１または燃料加熱器蒸気側バイパス弁３２を制御し
てそれぞれのバイパス流量を調整することによりガスタ
ービン高温被冷却部へ供給する冷却蒸気の温度を実質的
に一定に制御することができるものである。That is, by controlling the fuel heater fuel side bypass valve 31 or the fuel heater steam side bypass valve 32 to adjust the respective bypass flow rates, the temperature of the cooling steam to be supplied to the gas turbine high temperature cooled part can be reduced. It can be controlled to be substantially constant.

【００７１】このためガスタービン部２の高温被冷却部
（動翼被冷却部２ａ、静翼被冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被
冷却部２ｃ）の出口蒸気温度を、冷却蒸気の流量により
ほぼ一義的に定めることができる。For this reason, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, the stationary blade cooled portion 2b, and the combustor transition piece cooled portion 2c) of the gas turbine section 2 is substantially changed by the flow rate of the cooling steam. It can be determined uniquely.

【００７２】このことは即ち、温度制御のメカニズムが
単純、明確化し、制御性が大幅に向上することになる。This means that the temperature control mechanism is simple and clear, and controllability is greatly improved.

【００７３】なお、本実施の形態では、冷却蒸気の冷却
は、とりもなおさずガスタービン燃料を加熱することに
なるので、これはすなわちガスタービン冷却蒸気供給温
度を下げることによるプラント効率の低下を燃料加熱で
補うことになり、プラントの効率の向上を図ることがで
きるものである。In the present embodiment, the cooling of the cooling steam is to heat the gas turbine fuel, so that the reduction of the plant efficiency due to the lowering of the gas turbine cooling steam supply temperature is achieved. This will be supplemented by fuel heating, and the efficiency of the plant can be improved.

【００７４】なおまた、ここではバイパス弁として燃料
加熱器燃料側バイパス弁３１および燃料加熱器蒸気側バ
イパス弁３２を共に備えたものについて説明したが、こ
れは常に両方揃わねばならないというものではなく、い
ずれか一方だけでも本実施の形態のものとほぼ同等の制
御を行うことができるものである。In addition, here, a description has been given of the case where both the fuel heater fuel-side bypass valve 31 and the fuel heater vapor-side bypass valve 32 are provided as the bypass valve, but it is not always necessary to provide both. The control which is almost the same as that of the present embodiment can be performed by only one of them.

【００７５】次に本発明の実施の第３形態を図３に基づ
いて説明する。図３はガスタービン冷却蒸気供給管に間
接熱交換器を設置した本実施の形態に係る蒸気冷却式ガ
スタービン複合発電システムの概略構成を示している。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to the present embodiment in which an indirect heat exchanger is installed in a gas turbine-cooled steam supply pipe.

【００７６】なお前記した従来の装置、実施の第１形態
及び実施の第２形態のものと同一の部分については図中
に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略して本
実施の形態における特徴ある構成を中心に説明する。The same parts as those of the above-described conventional apparatus, the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted. The following description focuses on the characteristic configuration of the embodiment.

【００７７】即ち、本実施の形態において、４０はガス
タービン冷却蒸気冷却器で、ガスタービン部２の高温被
冷却部に冷却蒸気を供給するガスタービン冷却蒸気供給
管５４の途中に間接熱交換器として設けられ、復水器４
１から復水ポンプ４２で供給されるボイラ給水４４によ
りガスタービン冷却蒸気を冷却するものである。That is, in the present embodiment, reference numeral 40 denotes a gas turbine cooling steam cooler, which is provided in the gas turbine cooling steam supply pipe 54 for supplying cooling steam to the high temperature cooled portion of the gas turbine unit 2. Provided as a condenser 4
The gas turbine cooling steam is cooled by the boiler feed water 44 supplied by the condensate pump 42 from 1.

【００７８】４３はガスタービン冷却蒸気供給温度制御
弁で、ガスタービン冷却蒸気冷却器４０をバイパスする
給水配管に設置されており、同ガスタービン冷却蒸気供
給温度制御弁４３によりガスタービン冷却蒸気冷却器４
０をバイパスする給水の量を制御し、同ガスタービン冷
却蒸気冷却器４０の熱交換量を変化調整することによ
り、ガスタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に
制御することができるものである。Reference numeral 43 denotes a gas turbine cooling steam supply temperature control valve, which is installed in a water supply pipe that bypasses the gas turbine cooling steam cooler 40. The gas turbine cooling steam supply temperature control valve 43 controls the gas turbine cooling steam cooler. 4
The supply temperature of the gas turbine cooling steam can be controlled to be substantially constant by controlling the amount of feedwater bypassing zero and changing and adjusting the amount of heat exchange of the gas turbine cooling steam cooler 40. is there.

【００７９】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、ガスタービン部２の高温被冷却部（動翼
被冷却部２ａ、静翼被冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被冷却部
２ｃ）の出口蒸気温度を、冷却蒸気の流量により一義的
に定めることができる。In the present embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, The outlet steam temperature of the blade cooled portion 2b and the combustor transition piece cooled portion 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【００８０】そしてこのことは即ち、本実施の形態にお
ける温度制御のメカニズムが単純、明確化し、制御性が
大幅に向上することになる。This means that the temperature control mechanism in the present embodiment is simple and clear, and the controllability is greatly improved.

【００８１】なお、図示省略しているが、通常排熱回収
ボイラ３の最下流に配置されている低圧節炭器は、炭酸
腐食防止の観点から給水温度が天然ガス焚きの場合で６
０℃前後となる様に再循環を実施することが多い。Although not shown, the low-pressure economizer usually disposed at the most downstream of the exhaust heat recovery boiler 3 has a water supply temperature of 6 when natural gas is used to prevent carbon dioxide corrosion.
In many cases, recirculation is carried out so as to be around 0 ° C.

【００８２】そのため低圧節炭器の通過給水量が増大
し、伝熱面積が大きくなる。しかしながら本実施の形態
の様に排熱回収ボイラ３の給水温度をガスタービン冷却
蒸気にて加熱して得た場合には、前記低圧節炭器での再
循環量を低減することができ、同低圧節炭器の伝熱面を
小さくすることができ、建設費を低減することができる
ものである。Therefore, the amount of water supplied through the low-pressure economizer increases, and the heat transfer area increases. However, when the feed water temperature of the exhaust heat recovery boiler 3 is obtained by heating with the gas turbine cooling steam as in the present embodiment, the amount of recirculation in the low-pressure economizer can be reduced. The heat transfer surface of the low-pressure economizer can be reduced, and the construction cost can be reduced.

【００８３】なおまた、本実施の形態においては、間接
熱交換器の冷熱源として蒸気サイクルの復水を採用した
例について図示しかつ説明したが、同間接熱交換器の冷
熱源はこれに止まるものではなく、機器冷却水を採用す
ること、大気を採用すること、そしてまた蒸気サイクル
から抽気した蒸気を採用すること等の変形を適用するこ
とができるものである。In the present embodiment, an example in which the condensate of the steam cycle is employed as the cold heat source of the indirect heat exchanger is shown and described, but the cold heat source of the indirect heat exchanger is not limited to this. Instead, modifications such as employing equipment cooling water, employing air, and also employing steam extracted from a steam cycle can be applied.

【００８４】そして機器冷却水を採用した場合にあって
は、前記蒸気サイクルの復水を採用した場合と同様に冷
却蒸気の制御性を大幅に向上することができると共に、
既存設備の活用により冷却系統を別途改めて構成する必
要も無く建設費の節減に寄与し得ることに加え、ここに
採用した機器冷却水で回収した熱エネルギーを適宜活用
できる等、種々の利点を発揮し得るものである。When the equipment cooling water is used, the controllability of the cooling steam can be greatly improved as in the case where the condensing of the steam cycle is employed.
By utilizing existing equipment, there is no need to separately configure a cooling system, which can contribute to the reduction of construction costs, and various advantages such as the ability to appropriately utilize the heat energy recovered by the equipment cooling water adopted here. Can be done.

【００８５】また、大気を採用した場合にあっては、前
記蒸気サイクルの復水を採用した場合及び機器冷却水を
採用した場合と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上す
ることができると共に、間接熱交換器の冷熱源として何
処でも手に入れ易く、別途改めて特別の設備を建設して
冷媒を手当てする必要も無く、また設備自体も大がかり
とする必要も無く、ランニングコストおよび建設コスト
の節減に寄与する等、種々の利点を発揮するものであ
る。In the case where the atmosphere is employed, the controllability of the cooling steam can be greatly improved as in the case where the condensing of the steam cycle is employed and the case where the equipment cooling water is employed. It is easy to obtain anywhere as a source of cold heat for the indirect heat exchanger, there is no need to separately construct special equipment and treat the refrigerant, and there is no need to make the equipment itself large, reducing running costs and construction costs. It offers various advantages, such as contributing to savings.

【００８６】更にまた、蒸気サイクルから抽気した蒸気
を採用した場合にあっては、前記蒸気サイクルの復水を
採用した場合、機器冷却水を採用した場合及び大気を採
用した場合と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上する
ことができると共に、身近の蒸気サイクルから抽気した
蒸気を用いるので、冷却蒸気を冷却して得た熱分を同蒸
気サイクルの適切な位置で回収し、熱効率上ほとんど無
駄の無い様にしたプラントを構築することができるもの
である。Further, when steam extracted from the steam cycle is used, cooling steam is used in the same manner as when condensing water in the steam cycle is used, when equipment cooling water is used, and when air is used. Controllability can be greatly improved, and the steam extracted from the nearby steam cycle is used, so the heat obtained by cooling the cooling steam is collected at an appropriate position in the steam cycle, and almost all It is possible to construct a plant without waste.

【００８７】次に本発明の実施の第４形態を図４に基づ
いて説明する。図４は排熱回収ボイラの過熱器および過
熱低減器により主蒸気温度を調整してガスタービン冷却
蒸気の供給温度を制御する様にした本実施の形態に係る
蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構成を
示している。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to the present embodiment in which the main steam temperature is adjusted by the superheater and the superheat reducer of the exhaust heat recovery boiler to control the supply temperature of the gas turbine cooling steam. 1 shows a schematic configuration.

【００８８】なお前記した従来の装置、実施の第１形
態、実施の第２形態及び実施の第３形態のものと同一の
部分については図中に同一の符号を付して示し、重複す
る説明は省略して本実施の形態における特徴ある構成を
中心に説明する。The same parts as those of the above-described conventional apparatus, the first embodiment, the second embodiment and the third embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and will be repeatedly described. Will be omitted, and the description will focus on characteristic features of the present embodiment.

【００８９】即ち、本実施の形態において、５０は過熱
低減器で、過熱器１０からの主蒸気温度Ｔ１を検知する
温度検出器５１ａ及びガスタービン冷却蒸気供給管５４
の冷却蒸気温度Ｔ２を検知する温度検出器５１ｂの指令
により過熱器スプレイ制御装置５１で過熱スプレイ水制
御弁５２を作動し、適量のスプレイ水５３を供給される
ものである。That is, in this embodiment, reference numeral 50 denotes a superheat reducer, which is a temperature detector 51a for detecting the main steam temperature T1 from the superheater 10, and a gas turbine cooling steam supply pipe 54.
The superheater spray control device 51 operates the superheated spray water control valve 52 in response to a command from the temperature detector 51b for detecting the cooling steam temperature T2 of the cooling water, and an appropriate amount of spray water 53 is supplied.

【００９０】即ち、主蒸気温度Ｔ１と冷却蒸気温度Ｔ２
の情報に基づき、例えばガスタービン冷却蒸気の供給温
度が高い場合は過熱器１０にスプレイ水を投入すること
で主蒸気温度を下げ、間接的にガスタービン冷却蒸気の
温度を引下げる様に構成されている。That is, the main steam temperature T1 and the cooling steam temperature T2
For example, when the supply temperature of the gas turbine cooling steam is high, the main steam temperature is lowered by injecting spray water into the superheater 10, and the temperature of the gas turbine cooling steam is reduced indirectly. ing.

【００９１】本実施の形態では、ガスタービン冷却蒸気
を直接温度制御せずに、排熱回収ボイラ３に既存の過熱
器１０、過熱低減器５０を使用して主蒸気温度を引下げ
ることによりガスタービン冷却蒸気温度を実質的に一定
に制御することができるものである。In the present embodiment, the gas turbine cooling steam is not directly temperature-controlled, but the main steam temperature is reduced by using the existing superheater 10 and superheat reducing device 50 in the exhaust heat recovery boiler 3. The turbine cooling steam temperature can be controlled to be substantially constant.

【００９２】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、ガスタービン部２の高温被冷却部（動翼
被冷却部２ａ、静翼被冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被冷却部
２ｃ）の出口蒸気温度を、冷却蒸気の流量により一義的
に定めることができる。In the present embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, The outlet steam temperature of the blade cooled portion 2b and the combustor transition piece cooled portion 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【００９３】そしてこのことは即ち、本実施の形態にお
ける温度制御のメカニズムが単純、明確化し、制御性が
大幅に向上することになる。This means that the temperature control mechanism in the present embodiment is simple and clear, and controllability is greatly improved.

【００９４】しかも本実施の形態によれば、前記の様に
既存の機器で足り、ガスタービン冷却蒸気用の冷却器を
別途新たに設置する必要がないので、システムがシンプ
ルに構成できる。また、冷却器の設置によるドレンのガ
スタービンへの進入や、系の圧損上昇という問題を生じ
ることもない。Further, according to the present embodiment, as described above, existing equipment is sufficient, and it is not necessary to separately install a cooler for cooling gas turbine cooling steam, so that the system can be configured simply. In addition, there is no problem that the installation of the cooler causes the drain to enter the gas turbine or raise the pressure loss of the system.

【００９５】更に過熱器１０、過熱低減器５０の冷却媒
体として排熱回収ボイラ３の一部に含まれるドラム飽和
蒸気を使用すれば、ガスタービン高温被冷却部の内部で
のデポジットが懸念される不純物の混入も避けることが
できる。Furthermore, if the drum saturated steam contained in a part of the exhaust heat recovery boiler 3 is used as a cooling medium for the superheater 10 and the superheat reducer 50, there is a concern about deposits inside the high temperature cooled part of the gas turbine. It is also possible to avoid contamination with impurities.

【００９６】次に本発明の実施の第５形態を図５に基づ
いて説明する。図５はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、中圧蒸発器の飽和圧力を変えることに
より中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービン冷
却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に係る
蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構成を
示している。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fig. 5 shows a book in which medium-pressure steam is mixed into a gas turbine cooling steam supply pipe and the temperature of the gas turbine cooling steam is reduced by controlling the amount of medium-pressure steam generated by changing the saturation pressure of the medium-pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【００９７】なお前記した従来の装置、及び実施の第１
形態乃至実施の第４形態のものと同一の部分については
図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略し
て本実施の形態における特徴ある構成を中心に説明す
る。The conventional apparatus described above and the first embodiment
The same portions as those of the embodiments to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the overlapping description will be omitted, and the description will center on the characteristic configuration in the present embodiment.

【００９８】即ち、本実施の形態において、６０は中圧
蒸発器で、同中圧蒸発器６０で発生した中圧蒸気６２を
中圧蒸気加減弁６１で加減調整してガスタービン冷却蒸
気供給管５４に供給し、ガスタービン冷却蒸気供給温度
を制御する様に構成されている。That is, in this embodiment, reference numeral 60 denotes a medium-pressure evaporator. The medium-pressure steam 62 generated by the medium-pressure evaporator 60 is adjusted by a medium-pressure steam control valve 61 to adjust the gas turbine cooling steam supply pipe. 54 to control the gas turbine cooling steam supply temperature.

【００９９】換言すれば、中圧蒸発器６０から供給され
る中圧蒸気６２は、中圧蒸気加減弁６１を経てガスター
ビン冷却蒸気供給系統に接続されるが、中圧蒸気加減弁
６１の絞りを加減することにより、中圧蒸発器６０のド
ラム圧力が変化し、中圧蒸気６２の蒸発量をコントロー
ルすることができるものである。そしてこの中圧蒸気６
０のコントロールにより、ガスタービン冷却蒸気の供給
温度を実質的に一定に制御することができるものであ
る。In other words, the medium-pressure steam 62 supplied from the medium-pressure evaporator 60 is connected to the gas turbine cooling steam supply system through the medium-pressure steam control valve 61. By changing the pressure, the drum pressure of the medium-pressure evaporator 60 changes, and the amount of evaporation of the medium-pressure steam 62 can be controlled. And this medium pressure steam 6
By controlling 0, the supply temperature of the gas turbine cooling steam can be controlled to be substantially constant.

【０１００】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、前記した他の実施の形態と同様にガスタ
ービン部２の高温被冷却部（動翼被冷却部２ａ、静翼被
冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被冷却部２ｃ）の出口蒸気温度
を、冷却蒸気の流量により一義的に定めることができ
る。In this embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooling of the gas turbine unit 2 is performed in the same manner as in the other embodiments described above. The outlet steam temperature of the sections (the moving blade cooled section 2a, the stationary blade cooled section 2b, and the combustor transition piece cooled section 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【０１０１】そしてこのことは取りも直さず、本実施の
形態における温度制御のメカニズムが単純、明確化し、
制御性が大幅に向上することになる。This will not be remedied, and the mechanism of temperature control in the present embodiment is simple and clear.
Controllability will be greatly improved.

【０１０２】なお、本実施の形態においては、冷却蒸気
に低温の中圧蒸気を混合することにより同冷却蒸気の供
給温度を引下げ、さらに中圧蒸気の出口に制御弁を設置
して中圧ドラム圧力を変化させることにより中圧蒸気の
蒸発量を加減してガスタービン冷却蒸気の供給温度を制
御している。In this embodiment, the supply temperature of the cooling steam is reduced by mixing the cooling steam with the low-temperature medium-pressure steam, and a control valve is provided at the outlet of the medium-pressure steam to form a medium-pressure drum. The supply temperature of the gas turbine cooling steam is controlled by changing the pressure to adjust the evaporation amount of the medium-pressure steam.

【０１０３】通常運転中は、中圧蒸気加減弁が若干絞り
勝手となるような設計としておき、何らかの要因で冷却
蒸気の供給温度が上がりそうな場合に中圧蒸気加減弁を
開いて中圧蒸気の蒸発量を増し、これによりガスタービ
ン冷却蒸気供給温度を引き下げるようにすることが好ま
しい。即ちこのような工夫により、より適切な温度制御
が可能となるものである。During normal operation, the medium pressure steam control valve is designed to be slightly throttled, and if the supply temperature of the cooling steam is likely to rise due to some factors, the medium pressure steam control valve is opened to open the medium pressure steam control valve. It is preferable to increase the evaporation amount of the gas turbine, thereby lowering the gas turbine cooling steam supply temperature. In other words, such a contrivance enables more appropriate temperature control.

【０１０４】なお、ここではガスタービン冷却蒸気供給
管５４に供給する中圧蒸気６２は中圧蒸発器６０より得
られるものとして説明したが、中圧蒸発器６０を出た後
中圧過熱器を経て過熱された蒸気を用いて同様に制御す
ることが可能である。In the above description, the medium-pressure steam 62 supplied to the gas turbine cooling steam supply pipe 54 has been described as being obtained from the medium-pressure evaporator 60. A similar control is possible with the steam superheated.

【０１０５】従って本実施の形態に説明した中圧蒸発器
６０は、中圧過熱器６０と適宜読み替えしてもよいもの
である。しかもこれが中圧過熱器６０の場合には、その
全経路を通過させて出口から供給させることに限らず、
中圧過熱器６０の途中から供給ささることを含むもので
あって、これにより供給する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせて所期の減温効果を達成することができる様に
したものである。Accordingly, the medium-pressure evaporator 60 described in the present embodiment may be appropriately replaced with the medium-pressure superheater 60. Moreover, in the case where this is a medium-pressure superheater 60, it is not limited to passing through all the paths and supplying from the outlet,
This includes supply from the middle of the intermediate-pressure superheater 60, whereby the type and form of the medium-pressure steam to be supplied is given a wide range so that the intended temperature-reducing effect can be achieved. Things.

【０１０６】次に本発明の実施の第６形態を図６に基づ
いて説明する。図６はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、高圧蒸発器の飽和圧力を変化させるこ
とにより中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービ
ン冷却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に
係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構
成を示している。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a book in which medium-pressure steam is mixed into a gas turbine cooling steam supply pipe, and the gas turbine cooling steam temperature is reduced by controlling the amount of medium-pressure steam generated by changing the saturation pressure of the high-pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【０１０７】なお前記した従来の装置、及び実施の第１
形態乃至実施の第５形態のものと同一の部分については
図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略し
て本実施の形態における特徴ある構成を中心に説明す
る。The conventional apparatus described above and the first embodiment
The same parts as those of the embodiments to the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the overlapping description will be omitted, and the description will focus on the characteristic configuration in the present embodiment.

【０１０８】即ち、本実施の形態において、７０は高圧
蒸気加減弁で、排熱回収ボイラ３中の過熱器１０から高
圧タービン１に至る主蒸気７の供給経路に設けられてお
り、同高圧蒸気加減弁７０の制御により図示省略の高圧
蒸発器の飽和圧力を変化させ、結果として後流の中圧蒸
発器での中圧蒸気の発生量を加減する様にしたものであ
る。That is, in the present embodiment, reference numeral 70 denotes a high-pressure steam control valve which is provided in a supply path of the main steam 7 from the superheater 10 in the exhaust heat recovery boiler 3 to the high-pressure turbine 1. The saturation pressure of the high-pressure evaporator (not shown) is changed by controlling the control valve 70, and as a result, the amount of medium-pressure steam generated in the downstream medium-pressure evaporator is adjusted.

【０１０９】この様な構成の下においては、例えばガス
タービン冷却蒸気の温度を下げる際には、高圧蒸気加減
弁７０を絞ると図示省略の高圧ドラムの飽和圧力、温度
が上昇し、加熱源のガス側との温度差が小さくなって高
圧蒸発量が減少する。Under such a configuration, for example, when lowering the temperature of the gas turbine cooling steam, if the high-pressure steam control valve 70 is throttled, the saturation pressure and temperature of the high-pressure drum (not shown) increase, and the heating source The temperature difference from the gas side becomes smaller, and the amount of high-pressure evaporation decreases.

【０１１０】これに伴って高圧蒸発器の交換熱量が減少
するので、同高圧蒸発器の出口ガス温度が上昇し、排熱
回収ボイラ３内で高圧蒸発器の下流に設置された中圧蒸
発器６０の入口ガス温度も上昇する。これにより中圧蒸
発器６０における蒸発量が増加し、十分な量の中圧蒸気
６２がガスタービン冷却蒸気に供給可能となり、同ガス
タービン冷却蒸気の供給温度が低下する。As a result, the amount of heat exchanged by the high-pressure evaporator decreases, so that the outlet gas temperature of the high-pressure evaporator increases, and the medium-pressure evaporator installed downstream of the high-pressure evaporator in the exhaust heat recovery boiler 3 The inlet gas temperature at 60 also increases. As a result, the amount of evaporation in the medium-pressure evaporator 60 increases, and a sufficient amount of the medium-pressure steam 62 can be supplied to the gas turbine cooling steam, and the supply temperature of the gas turbine cooling steam decreases.

【０１１１】なお、前記実施の第５形態の場合と同様
に、中圧蒸気６２は中圧蒸発器６０から出たものに限定
されるものではなく、中圧蒸発器６０を出た蒸気を図示
省略の中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧過熱
器の出口もしくは途中から供給するようにすることもで
きるものであって、使用する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせた応用を採用し得るものである。As in the case of the fifth embodiment, the medium-pressure steam 62 is not limited to the one that has come out of the medium-pressure evaporator 60, and the steam that has come out of the medium-pressure evaporator 60 is shown in FIG. It can be heated further through an omitted medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. Application.

【０１１２】なお、本実施の形態を含め、前記実施の第
１形態乃至実施の第５形態のものにおいては、冷却蒸気
はガスタービン部２の高温被冷却部として動翼被冷却部
２ａ、静翼被冷却部２ｂ、および燃焼器尾筒被冷却部２
ｃを対象として説明してきたが、同高温被冷却部をガス
タービンの構造、機能等の特性から機械構造的、また冷
却構造的に最もデリケートなガスタービンの動翼系統に
特定して、適切な冷却を行い、確実な冷却効果を得るこ
とも出来るものである。In the first to fifth embodiments, including this embodiment, the cooling steam is used as the high-temperature portion to be cooled of the gas turbine portion 2 and the moving blade-to-be-cooled portion 2 a, Blade cooled part 2b and combustor transition piece cooled part 2
Although the description has been given with reference to c, the high-temperature cooled portion is specified as a moving blade system of a gas turbine which is the most delicate in terms of mechanical structure and cooling structure from the characteristics of the structure and function of the gas turbine, and It is also possible to perform cooling and obtain a reliable cooling effect.

【０１１３】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to such an embodiment.
It goes without saying that various changes may be made to the specific structure within the scope of the present invention.

【０１１４】[0114]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
冷却蒸気の供給配管に水スプレイ装置を配置してガスタ
ービン複合発電システムを構成しているので、高圧排気
をガスタービンの冷却蒸気として利用するに際し、同冷
却蒸気の供給配管に配置した水スプレイ装置で冷却蒸気
の供給温度を一定に制御することにより、ガスタービン
の高温被冷却部の出口蒸気温度を冷却蒸気流量に対して
一義的定め得る様にし、制御の形態をシンプル化して冷
却蒸気の制御性を大幅に向上することができたものであ
る。As described above, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam,
Since the gas spray combined power generation system is configured by disposing a water spray device in the cooling steam supply pipe, the water spray device disposed in the cooling steam supply pipe when using high-pressure exhaust as cooling steam for the gas turbine By controlling the cooling steam supply temperature to a constant value, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine can be uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, and the control mode is simplified to control the cooling steam. This has greatly improved the performance.

【０１１５】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記水スプレイ装置の後流に湿分分離器を配置してガスタ
ービン複合発電システムを構成しているので、同湿分分
離器により水スプレイ装置を出てガスタービンの高温被
冷却部に供給される冷却蒸気から不要の湿分を除去し、
ガスタービンの高温被冷却部における冷却蒸気の冷却効
果をより適切に発揮するシステムを得ることができたも
のである。According to the second aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by disposing a moisture separator downstream of the water spray device. Unnecessary moisture is removed from the cooling steam supplied from the water spray device to the high temperature cooled part of the gas turbine,
It is possible to obtain a system that more appropriately exerts the cooling steam cooling effect in the high-temperature portion to be cooled of the gas turbine.

【０１１６】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記水スプレイ装置に代えてガスタービン燃料の燃料加熱
器を配置してガスタービン複合発電システムを構成し、
ガスタービンの高温被冷却部に供給される冷却蒸気をガ
スタービン燃料の燃料加熱器に導いて燃料を加熱し、そ
の加熱により冷却蒸気を適温に冷却して、ガスタービン
の高温被冷却部の冷却効果を高め、併せて燃料加熱によ
るプラント効率の向上を図るシステムを得ることができ
たものである。According to the third aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by disposing a fuel heater for gas turbine fuel in place of the water spray device.
The cooling steam supplied to the high temperature cooled portion of the gas turbine is guided to the fuel heater for the gas turbine fuel to heat the fuel, and the cooling steam is cooled to an appropriate temperature by the heating, thereby cooling the high temperature cooled portion of the gas turbine. A system that enhances the effect and improves the efficiency of the plant by heating the fuel can be obtained.

【０１１７】また、請求項４に記載の発明によれば、前
記水スプレイ装置に代えて間接熱交換器を配置してガス
タービン複合発電システムを構成し、ガスタービンの高
温被冷却部に供給される冷却蒸気を間接熱交換器におい
て実質的に一定に制御することができるので、同高温被
冷却部の出口蒸気温度を冷却蒸気流量に対して一義的定
め得、以て冷却蒸気の制御性を大幅に向上するものを得
ることができたものである。According to the fourth aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by disposing an indirect heat exchanger instead of the water spray device, and is supplied to a high-temperature cooled portion of the gas turbine. Cooling steam can be controlled to be substantially constant in the indirect heat exchanger, so that the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part can be uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, thereby improving the controllability of the cooling steam. What improved greatly was obtained.

【０１１８】また、請求項５に記載の発明によれば、前
記間接熱交換器の冷熱源として蒸気サイクルの復水を採
用してガスタービン複合発電システムを構成し、このよ
うに間接熱交換器の冷熱源として蒸気サイクルの復水を
用いることにより、前記の発明と同様に冷却蒸気の制御
性を大幅に向上すると共に、蒸気サイクルの復水に熱エ
ネルギーを回収して排熱回収ボイラへ循環する復水の再
循環量を低減できるので、同排熱回収ボイラの節炭器等
の伝熱面をコンパクトに形成することが出来、建設費の
節減に寄与するシステムを得ることが出来たものであ
る。According to the fifth aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by employing condensate of a steam cycle as a cold heat source of the indirect heat exchanger. By using condensate of the steam cycle as the cold heat source, controllability of the cooling steam is greatly improved as in the above invention, and heat energy is recovered in the condensate of the steam cycle and circulated to the waste heat recovery boiler. Can reduce the amount of recirculation of condensate water, thus making it possible to form a compact heat transfer surface such as the economizer of the exhaust heat recovery boiler, and to obtain a system that contributes to the reduction of construction costs. It is.

【０１１９】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記間接熱交換器の冷熱源として機器冷却水を採用してガ
スタービン複合発電システムを構成することにより、前
記の発明と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると
共に、既存設備の活用で別途改めて冷却系統を構成する
必要も無く建設費の節減に寄与することに加え、同機器
冷却水に回収した熱エネルギーを適宜活用できる等、種
々の利点を発揮する有益なシステムを得ることができた
ものである。According to the sixth aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by employing equipment cooling water as a cooling source of the indirect heat exchanger, thereby providing cooling in the same manner as in the above invention. In addition to greatly improving the controllability of steam, it is not necessary to separately configure a cooling system by utilizing existing equipment, contributing to the reduction of construction costs, and the thermal energy recovered in the cooling water for the equipment can be used as appropriate. Thus, a useful system exhibiting various advantages has been obtained.

【０１２０】また、請求項７に記載の発明によれば、前
記間接熱交換器の冷熱源として大気を採用してガスター
ビン複合発電システムを構成することにより、間接熱交
換器の冷熱源として何処でも手に入る大気を用いて前記
の発明と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると共
に、別途改めて冷媒を手当てする必要も無く、また設備
も大がかりとする必要も無く、ランニングコストおよび
建設コストの節減に寄与する等、種々の利点を発揮する
ものである。According to the seventh aspect of the present invention, a gas turbine combined power generation system is configured by employing the atmosphere as a cold heat source of the indirect heat exchanger, so that the cold heat source of the indirect heat exchanger can be varied. However, the controllability of the cooling steam is greatly improved in the same manner as in the above invention using the available atmosphere, and there is no need to separately treat the refrigerant and the equipment does not need to be large-scale. Various advantages are exhibited, such as contributing to cost reduction.

【０１２１】また、請求項８に記載の発明によれば、前
記間接熱交換器の冷熱源として蒸気サイクルから抽気し
た蒸気を採用し、熱交換の後蒸気タービンでエネルギー
を回収するようにしてガスタービン複合発電システムを
構成したことにより、同間接熱交換器の冷熱源として身
近の蒸気サイクルから抽気した蒸気を用いて前記の発明
と同様に冷却蒸気の制御性を大幅に向上すると共に、こ
の位置で冷却蒸気を冷却して得た熱分を同蒸気サイクル
の適切な位置で回収し、エネルギーの無駄の無い様にし
たプラントを得ることが出来たものである。According to the eighth aspect of the present invention, steam extracted from a steam cycle is employed as a cold heat source of the indirect heat exchanger, and energy is recovered by a steam turbine after heat exchange. By configuring the combined turbine power generation system, the controllability of the cooling steam is greatly improved in the same manner as in the above invention by using steam extracted from a nearby steam cycle as a cooling source of the indirect heat exchanger. The heat component obtained by cooling the cooling steam is recovered at an appropriate position in the steam cycle, thereby obtaining a plant in which energy is not wasted.

【０１２２】また、請求項９に記載の発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
主蒸気の温度を制御する過熱低減器の過熱スプレイ制御
装置に主蒸気の温度情報と前記ガスタービン冷却蒸気の
供給温度情報を入力し、これらの情報に応じて過熱器ス
プレイの動作を制御する様にしてガスタービン複合発電
システムを構成しているので、この様な主蒸気の温度情
報及びガスタービン冷却蒸気の供給温度情報により、過
熱低減器の過熱スプレイ制御装置において過熱器スプレ
イの動作を制御し、その結果主蒸気の温度を制御し、以
てガスタービン冷却蒸気用の冷却器を特別に改めて設け
る必要無しに所望の制御を行うことができるようにした
システムを得ることができたものである。According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam.
The temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam are input to the superheat spray control device of the superheat reducer that controls the temperature of the main steam, and the operation of the superheater spray is controlled according to the information. Therefore, the operation of the superheater spray is controlled by the superheat spray control device of the superheat reducer based on the temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam as described above. As a result, it is possible to obtain a system in which the temperature of the main steam is controlled, so that the desired control can be performed without the necessity of newly providing a cooler for the gas turbine cooling steam. .

【０１２３】また、請求項１０に記載の発明によれば、
高圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用
する蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおい
て、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡し、同中圧
蒸気配管に制御弁を設置してその開度調節によって中圧
蒸発器の飽和温度を制御し、同中圧蒸発器の蒸発量を変
えて前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスター
ビン複合発電システムを構成しているので、中圧蒸発器
の蒸発量を変えて冷却蒸気供給系統に中圧蒸気を供給
し、これにより冷却蒸気の供給温度を一定に制御するこ
とにより、ガスタービンの高温被冷却部の出口蒸気温度
を冷却蒸気流量に対してほぼ一義的定め得るので、冷却
蒸気の制御性を大幅に向上するようにするようにしたシ
ステムを得ることができたものである。According to the tenth aspect of the present invention,
In a steam-cooled gas turbine combined cycle power generation system that uses the exhaust of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to the cooling steam supply system, and a control valve is installed in the medium-pressure steam pipe to open it. The gas turbine combined power generation system is configured such that the saturation temperature of the medium-pressure evaporator is controlled by adjustment, and the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator is changed to control the temperature of the cooling steam. By supplying medium-pressure steam to the cooling steam supply system by changing the amount of evaporation of the steam generator, thereby controlling the supply temperature of the cooling steam to a constant value, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine is adjusted to the cooling steam flow rate. On the other hand, since it can be almost uniquely determined, it is possible to obtain a system in which the controllability of the cooling steam is greatly improved.

【０１２４】また、請求項１１に記載の発明によれば、
前記中圧蒸気配管は中圧過熱器の出口又は中途の何れか
一方から連絡してガスタービン複合発電システムを構成
しているので、ガスタービンの冷却蒸気中に供給する中
圧蒸気として前記発明の様に中圧蒸発器を出た飽和蒸気
を用いることに止まらず、同中圧蒸発器を出た後これを
中圧過熱器を経由させて更に過熱し同中圧過熱器の出口
もしくは途中から供給するようにして、使用する中圧蒸
気の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成す
ることができる様にしたものである。According to the eleventh aspect of the present invention,
Since the medium-pressure steam pipe is connected from either the outlet of the medium-pressure superheater or the middle to constitute a gas turbine combined power generation system, the medium-pressure steam of the invention is supplied as medium-pressure steam to be supplied to the cooling steam of the gas turbine. In addition to using the saturated steam from the medium-pressure evaporator, after leaving the medium-pressure evaporator, it is further heated through the medium-pressure superheater and then from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. By supplying the medium-pressure steam, the type and form of the medium-pressure steam to be used are varied so that the intended temperature-reducing effect can be achieved.

【０１２５】また、請求項１２に記載の発明によれば、
高圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用
する蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおい
て、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡すると共
に、高圧タービンに連通した高圧主蒸気配管に高圧蒸気
加減弁を配置し、同高圧蒸気加減弁の開度を調節して高
圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、同高圧蒸発器の蒸発量
を変えることにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変化
させて前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスタ
ービン複合発電システムを構成しているので、前記発明
と同様に中圧蒸気を冷却蒸気中に供給して同冷却蒸気の
温度制御を行うに際して、同中圧蒸気導入の上流におい
て高圧蒸気加減弁の作動により高圧蒸発器の飽和圧力を
変化させ、これにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変
化させて前記冷却蒸気の温度を制御し、簡便な弁の開閉
動作により適格な温度制御を実施するシステムを得るこ
とができたものである。According to the twelfth aspect of the present invention,
In a steam-cooled gas turbine combined cycle system that uses the exhaust of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and a high-pressure steam control valve is connected to a high-pressure main steam pipe connected to the high-pressure turbine. By adjusting the opening of the high-pressure steam control valve to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator and changing the evaporation of the high-pressure evaporator, the evaporation of the medium-pressure evaporator is changed indirectly. Since the gas turbine combined power generation system is configured to control the temperature of the cooling steam, when supplying the medium-pressure steam into the cooling steam and performing the temperature control of the cooling steam as in the above-described invention, Upstream of the introduction of the medium-pressure steam, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is changed by the operation of the high-pressure steam control valve. The temperature was controlled, in which it was possible to obtain a system for implementing the qualifying temperature control by opening and closing operation of the simple valve.

【０１２６】また、請求項１３に記載の発明によれば、
前記冷却蒸気供給系統に供給する中圧蒸気は中圧過熱器
の出口又は中途の何れか一方から供給するようにしてガ
スタービン複合発電システムを構成しているので、高圧
主蒸気配管に配置した高圧蒸気加減弁の開度を調節し
て、結果として制御される中圧蒸気は、中圧蒸発器を出
た後これを中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧
過熱器の出口もしくは途中から供給するようにして使用
する中圧蒸気の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効
果を達成するシステムを得ることができたものである。According to the thirteenth aspect of the present invention,
Since the gas turbine combined power generation system is configured such that the medium-pressure steam supplied to the cooling steam supply system is supplied from one of the outlet and the middle of the medium-pressure superheater, the high-pressure steam disposed in the high-pressure main steam pipe The intermediate pressure steam controlled as a result of adjusting the opening degree of the steam control valve exits the medium pressure evaporator and then further heats this through the medium pressure superheater, and exits from the medium pressure superheater. Alternatively, it is possible to obtain a system in which the kind and form of the medium-pressure steam to be used by being supplied from the middle are varied to achieve the intended temperature-reducing effect.

【０１２７】また、請求項１４に記載の発明によれば、
前記高圧タービンの排気を冷却蒸気として供給するガス
タービンの冷却部をガスタービンの動翼系統に限定して
ガスタービン複合発電システムを構成しているので、ガ
スタービンの高温被冷却部を機械構造的、また冷却構造
的に最もデリケートなガスタービンの動翼系統に特定し
て適切な冷却を行い、その冷却効果を確実なものにした
システムを得ることができたものである。According to the fourteenth aspect of the present invention,
Since the gas turbine combined power generation system is configured by limiting the cooling unit of the gas turbine that supplies the exhaust of the high-pressure turbine as cooling steam to the moving blade system of the gas turbine, the high-temperature cooled portion of the gas turbine is mechanically structured. In addition, it is possible to obtain a system in which a cooling structure is specified to be the most delicate of the moving blade system of the gas turbine, performs appropriate cooling, and ensures the cooling effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の第１形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の第２形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の第３形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a third embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施の第４形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図５】本発明の実施の第５形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の第６形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a sixth embodiment of the present invention.

【図７】従来の蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムの概略構成を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a conventional steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図８】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
ける動翼の蒸気流量を増減させた場合の動翼出口蒸気温
度の変化の一例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a change in the steam temperature at the moving blade outlet when the steam flow rate of the moving blade in the steam-cooled gas turbine combined cycle system is increased or decreased.

【図９】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
けるガスタービン蒸気冷却系統を模式的に示す説明図で
ある。FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a gas turbine steam cooling system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図１０】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムに
おける動翼系の圧力損失をそれぞれ内訳区分して示す説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing pressure loss of a moving blade system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system, each of which is broken down.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 高圧タービン ２ ガスタービン部 ２ａ 動翼被冷却部 ２ｂ 静翼被冷却部 ２ｃ 燃焼器尾筒被冷却部 ３ 排熱回収ボイラ ４ 再熱器 ５ 中圧タービン ６ａ 尾筒冷却蒸気制御弁 ６ｂ 静翼冷却蒸気制御弁 ６ｃ 動翼冷却蒸気制御弁 ６ｄ 再熱器入口制御弁 ６ｅ 中圧タービン入口制御弁 ７ 主蒸気 ８ 高圧タービン排気 ９ 高圧再熱蒸気 １０ 過熱器 １１ 燃焼器 １２ ガスタービン圧縮機 １３ ガスタービン発電機 １４ 蒸気タービン発電機 １５ 煙突 １６ 大気 １７ 燃料 １８ ガスタービン排気ガス １９ 低圧タービン ２０ スプレー減温器 ２１ 湿分分離器 ２２ ドレン ３０ 燃料加熱器 ３１ 燃料加熱器燃料側バイパス弁 ３２ 燃料加熱器蒸気側バイパス弁 ４０ ガスタービン冷却蒸気冷却器 ４１ 復水器 ４２ 復水ポンプ ４３ ガスタービン冷却蒸気供給温度制御弁 ４４ ボイラ給水 ５０ 過熱低減器 ５１ 過熱器スプレイ制御装置 ５１ａ 温度検出器 ５１ｂ 温度検出器 ５２ 過熱スプレイ水制御弁 ５３ スプレイ水 ５４ ガスタービン冷却蒸気供給管 ６０ 中圧蒸発器 ６１ 中圧蒸気加減弁 ６２ 中圧蒸気 ７０ 高圧蒸気加減弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-pressure turbine 2 Gas turbine part 2a Cooled part of rotor blade 2b Cooled part of stationary blade 2c Cooled part of combustor transition piece 3 Exhaust heat recovery boiler 4 Reheater 5 Medium pressure turbine 6a Transition pipe cooling steam control valve 6b Static blade Cooling steam control valve 6c Rotor blade cooling steam control valve 6d Reheater inlet control valve 6e Medium pressure turbine inlet control valve 7 Main steam 8 High pressure turbine exhaust 9 High pressure reheat steam 10 Superheater 11 Combustor 12 Gas turbine compressor 13 Gas Turbine generator 14 Steam turbine generator 15 Chimney 16 Atmosphere 17 Fuel 18 Gas turbine exhaust gas 19 Low pressure turbine 20 Spray cooler 21 Humidity separator 22 Drain 30 Fuel heater 31 Fuel heater Fuel bypass valve 32 Fuel heater Steam side bypass valve 40 Gas turbine cooling steam cooler 41 Condenser 42 Condenser pump 43 Gas turbine cooling steam Supply temperature control valve 44 Boiler feedwater 50 Superheat reducer 51 Superheater spray control device 51a Temperature detector 51b Temperature detector 52 Superheated spray water control valve 53 Spray water 54 Gas turbine cooling steam supply pipe 60 Medium pressure evaporator 61 Medium pressure steam Control valve 62 Medium pressure steam 70 High pressure steam control valve

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成１１年１月１８日[Submission date] January 18, 1999

【手続補正１】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 ガスタービン複合発電システム[Title of the Invention] Gas turbine combined cycle system

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気冷却式ガスタ
ービンを組み入れたガスタービン複合発電システムに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combined cycle system incorporating a steam-cooled gas turbine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムは、ガスタービンの高温排気をボイラの熱源とし、ガ
スタービン内部の高温部品を蒸気で冷却することを特徴
としたシステムであり、その概略系統を図４に基づいて
説明する。2. Description of the Related Art A steam-cooled gas turbine combined cycle system is a system characterized by using high-temperature exhaust gas from a gas turbine as a heat source of a boiler and cooling high-temperature components inside the gas turbine with steam. A description will be given based on FIG .

【０００３】１は高圧タービンで、中圧タービン５、低
圧タービン１９及び蒸気タービン発電機１４と軸結合さ
れ、複合発電システム中の蒸気タービンによる発電部を
形成している。[0003] Reference numeral 1 denotes a high-pressure turbine, which is axially connected to the intermediate-pressure turbine 5, the low-pressure turbine 19, and the steam turbine generator 14, and forms a power generation unit using the steam turbine in the combined power generation system.

【０００４】２はガスタービン部で、燃焼器１１と尾筒
部分を介して連通されると共にガスタービン圧縮機１２
及びガスタービン発電機１３と軸結合され、複合発電シ
ステム中のガスタービンによる発電部を形成している。[0004] Reference numeral 2 denotes a gas turbine unit, which communicates with a combustor 11 via a transition piece and a gas turbine compressor 12.
And a gas turbine generator 13 to form a power generation unit using a gas turbine in the combined power generation system.

【０００５】３は排熱回収ボイラで再熱器４、過熱器１
０、その他図示省略の蒸発器、節炭器等を含み、前記ガ
スタービン部２のガスタービン排気ガス１８により加熱
され、主蒸気７、高圧再熱蒸気９等を発生し、かつ同排
熱回収ボイラ３からの最終排気は煙突１５により大気に
放出される様に構成されている。[0005] Reference numeral 3 denotes an exhaust heat recovery boiler; a reheater 4 and a superheater 1
0, including an evaporator, an economizer, and the like, not shown, which are heated by the gas turbine exhaust gas 18 of the gas turbine section 2 to generate main steam 7, high-pressure reheat steam 9 and the like, and recover the exhaust heat. The final exhaust from the boiler 3 is configured to be released to the atmosphere by a chimney 15.

【０００６】ここでガスタービン部２は、その高温部分
を冷却する必要から、ガスタービン本体内に動翼被冷却
部２ａと静翼被冷却部２ｂを形成し、また燃焼器１１の
尾筒部分に燃焼器尾筒被冷却部２ｃを形成している。Here, since the gas turbine section 2 needs to cool its high-temperature portion, a moving blade cooled portion 2a and a stationary blade cooled portion 2b are formed in the gas turbine main body, and a transition piece portion of the combustor 11 is formed. The cooling part 2c of the tail pipe of the combustor is formed at the bottom.

【０００７】そしてこれらの高温部分を冷却する冷媒と
して高圧タービン１から排出される高圧タービン排気８
を一部バイパスさせて用い、尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、
静翼冷却蒸気制御弁６ｂ、及び動翼冷却蒸気制御弁６ｃ
を経て前記燃焼器尾筒被冷却部２ｃ、静翼被冷却部２ｂ
及び動翼被冷却部２ａへ供給している。The high-pressure turbine exhaust 8 discharged from the high-pressure turbine 1 as a refrigerant for cooling these high-temperature portions
Is used by partially bypassing the transition pipe cooling steam control valve 6a,
Stator blade cooling steam control valve 6b and moving blade cooling steam control valve 6c
Through the combustor transition piece cooled portion 2c and the stationary blade cooled portion 2b
And the moving blade cooling portion 2a.

【０００８】また、前記高圧タービン排気８の残部は、
再熱器入口制御弁６ｄを経て再熱器４に連通し、同再熱
器４の途中で動翼被冷却部２ａからの冷却蒸気と合流
し、更にその出口で静翼被冷却部２ｂ及び燃焼器尾筒被
冷却部２ｃからの冷却蒸気と合流して中圧タービン入口
制御弁６ｅを経て中圧タービン５へ供給される。The remainder of the high-pressure turbine exhaust 8 is as follows:
The reheater 4 communicates with the reheater 4 via the reheater inlet control valve 6d, merges with the cooling steam from the moving blade cooled portion 2a in the middle of the reheater 4, and further has the stationary blade cooled portion 2b and The cooling steam from the combustor tail pipe cooled portion 2c is combined with the cooling steam and supplied to the intermediate pressure turbine 5 via the intermediate pressure turbine inlet control valve 6e.

【０００９】この様に通常の蒸気冷却式ガスタービン複
合発電システムにおいては、高圧タービン１の排気の一
部が分岐してガスタービン部２に供給され、高温ガスに
晒される燃焼器尾筒被冷却部２ｃ、静翼被冷却部２ｂお
よび動翼被冷却部２ａを冷却する。As described above, in the ordinary steam-cooled gas turbine combined cycle system, a part of the exhaust gas of the high-pressure turbine 1 is branched and supplied to the gas turbine section 2 to be cooled by the combustor transition piece exposed to the high-temperature gas. The part 2c, the stationary blade cooled part 2b, and the moving blade cooled part 2a are cooled.

【００１０】そしてこれら各被冷却部の冷却を行ったこ
とにより高温となった蒸気は、排熱回収ボイラ３の再熱
器４中間部又はその出口に回収され、中圧タービン５に
供給されて膨張し仕事を行う。[0010] The steam which has been heated to a high temperature as a result of the cooling of each of the parts to be cooled is recovered at the intermediate portion of the reheater 4 of the exhaust heat recovery boiler 3 or at the outlet thereof, and supplied to the intermediate pressure turbine 5. Inflates and does work.

【００１１】蒸気サイクルから冷却蒸気をガスタービン
に供給する際、ガスタービン高温部品のメタル温度を制
限値以下に保つため、同高温部の熱負荷に応じて冷却蒸
気量を制御することが好ましい。When the cooling steam is supplied to the gas turbine from the steam cycle, it is preferable to control the amount of the cooling steam in accordance with the heat load of the high temperature part in order to keep the metal temperature of the high temperature part of the gas turbine below the limit value.

【００１２】そのためガスタービン蒸気冷却系統には、
このような蒸気量制御を目的とするいくつかの流量制御
弁（尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、静翼冷却蒸気制御弁６
ｂ、動翼冷却蒸気制御弁６ｃ、再熱器入口制御弁６ｄ、
中圧タービン入口制御弁６ｅ）が設置され、ガスタービ
ン高温被冷却部（動翼被冷却部２ａ、静翼被冷却部２
ｂ、燃焼器尾筒被冷却部２ｃ）出口の蒸気温度が常に制
限値以下となるように蒸気流量制御が行われる。Therefore, the gas turbine steam cooling system includes:
A number of flow control valves (tail pipe cooling steam control valve 6a, stationary blade cooling steam control valve 6
b, bucket cooling steam control valve 6c, reheater inlet control valve 6d,
A medium-pressure turbine inlet control valve 6e) is installed, and the gas turbine high-temperature cooled part (the moving blade cooled part 2a, the stationary blade cooled part 2)
b, The steam flow rate control is performed so that the steam temperature at the outlet of the combustor transition piece cooled portion 2c) is always below the limit value.

【００１３】また、この冷却を行う冷媒については、蒸
気冷却ガスタービン複合発電システムでは、ガスタービ
ン冷却蒸気として高圧タービン排気８が圧力条件および
温度条件の面で最も適していることが多い。In the steam-cooled gas turbine combined power generation system, the high-pressure turbine exhaust 8 is often most suitable as the gas turbine cooling steam in terms of pressure and temperature conditions.

【００１４】高圧タービン排気８の経路からガスタービ
ンへ冷却蒸気を供給する際には、高圧タービン排気８の
一部を分岐バイパスして用い、残部はガスタービン排気
を熱源とする排熱回収ボイラ３に導いて再熱する。When supplying cooling steam from the path of the high-pressure turbine exhaust 8 to the gas turbine, a part of the high-pressure turbine exhaust 8 is used by branching and bypassing, and the rest is an exhaust heat recovery boiler 3 using the gas turbine exhaust as a heat source. And reheat.

【００１５】これは、ガスタービン冷却用として必要以
上の蒸気をガスタービン部２に供給した場合、ガスター
ビン部２を冷却後の出口蒸気温度が中圧タービン５の入
口蒸気として最適な温度を下回り、サイクルの効率を引
き下げることになるため、ガスタービンには必要十分な
量だけを供給し、余剰分は別途排熱回収ボイラ３で加熱
することで、両者が混合する中圧タービン５入口にて最
適な蒸気温度を維持することができるようにするためで
ある。This is because, when excessive steam is supplied to the gas turbine unit 2 for cooling the gas turbine, the outlet steam temperature after cooling the gas turbine unit 2 falls below the optimum temperature as the inlet steam of the intermediate-pressure turbine 5. In order to reduce the efficiency of the cycle, only a necessary and sufficient amount is supplied to the gas turbine, and the surplus is separately heated by the exhaust heat recovery boiler 3, so that the gas turbine is mixed at the inlet of the intermediate pressure turbine 5 where both are mixed. This is because the optimum steam temperature can be maintained.

【００１６】また、ガスタービン高温被冷却部の熱負荷
は、ガスタービン負荷に応じて刻々と変化するため、ガ
スタービン部２に常に適切な蒸気量を供給する制御弁が
必要となるので、この役割を果たすために、再熱器４の
再熱蒸気入口に再熱器入口制御弁６ｄを設置している。Further, since the heat load of the gas turbine high-temperature cooled part changes every moment according to the gas turbine load, a control valve for constantly supplying an appropriate amount of steam to the gas turbine part 2 is required. In order to play a role, a reheater inlet control valve 6d is installed at the reheat steam inlet of the reheater 4.

【００１７】即ち、ガスタービンの負荷が上昇した場合
は、この再熱器入口制御弁６ｄが閉止方向に働き、再熱
器４へ供給する蒸気量を減少させ、代わりにガスタービ
ンへバイパスする蒸気量を増加させてガスタービン高温
被冷却部の熱負荷増大に対応することになる。That is, when the load on the gas turbine rises, the reheater inlet control valve 6d operates in the closing direction to reduce the amount of steam supplied to the reheater 4, and instead, the steam bypassed to the gas turbine. By increasing the amount, it is possible to cope with an increase in the heat load of the gas turbine high temperature cooled part.

【００１８】また、燃焼器１１の尾筒及びガスタービン
の動静翼には、その上流側でそれぞれ系統ごとの蒸気流
量を制御するための制御弁（尾筒冷却蒸気制御弁６ａ、
静翼冷却蒸気制御弁６ｂ、動翼冷却蒸気制御弁６ｃ、再
熱器入口制御弁６ｄ、中圧タービン入口制御弁６ｅ）が
設置され、各高温被冷却部へそれぞれ最適な蒸気量が供
給されて所期の冷却が行われる様になっている。A control valve (a transition cooling steam control valve 6a, a transition pipe cooling valve 6a) for controlling the steam flow rate for each system is provided upstream of the transition piece of the combustor 11 and the moving and stationary blades of the gas turbine.
A stationary blade cooling steam control valve 6b, a moving blade cooling steam control valve 6c, a reheater inlet control valve 6d, and a medium pressure turbine inlet control valve 6e) are installed, and an optimum steam amount is supplied to each high temperature cooled part. The desired cooling is performed.

【００１９】しかしながら、従来考えられている上記の
様な制御では、次の様なメカニズムにより思う様なガス
タービン冷却蒸気出口温度制御ができないことがある。However, with the above-described control that has been conventionally considered, the gas turbine cooling steam outlet temperature control may not be performed as desired by the following mechanism.

【００２０】現在、或るガスタービン負荷で運転してい
るプラントを負荷上昇する場合を想定してみる。このプ
ラントは前述した手順に従って再熱器入口制御弁を絞っ
ていくが、その際にガスタービン蒸気冷却系統では蒸気
流量が増大することにより、また、再熱器入口制御弁を
含むボイラ再熱器系統では蒸気流量は減少するものの再
熱器入口制御弁の絞り損失が増大することにより、それ
ぞれ系統全体の圧力損失が増大する。Assume that the load of a plant currently operating with a certain gas turbine load is increased. This plant throttles the reheater inlet control valve according to the procedure described above, but at that time, the steam flow in the gas turbine steam cooling system increases, and the boiler reheater including the reheater inlet control valve is also used. Although the steam flow rate decreases in the system, the pressure loss of the entire system increases due to an increase in the throttle loss of the reheater inlet control valve.

【００２１】一方、中圧タービン入口圧力は一定なの
で、各系統圧力損失を積み上げて定まる高圧タービン排
気圧力が上昇する結果となり、高圧タービン排気圧力が
高くなると、高圧タービンにおける熱落差が小さくなっ
て結果として高圧タービン排気温度が上昇する。On the other hand, since the inlet pressure of the intermediate-pressure turbine is constant, the exhaust pressure of the high-pressure turbine, which is determined by accumulating the pressure losses of the respective systems, rises. As a result, the high-pressure turbine exhaust temperature rises.

【００２２】この現象は、高圧タービン排気を冷却蒸気
源とする場合には深刻な問題であって、蒸気流量の増加
による結果が供給蒸気温度の上昇により相殺されること
になる。This phenomenon is a serious problem when the high-pressure turbine exhaust is used as a cooling steam source, and the result of the increase in the steam flow rate is offset by the increase in the supply steam temperature.

【００２３】従って、蒸気冷却流量の制御だけでは、効
果的にガスタービン高温被冷却部出口蒸気温度を制御で
きないと言う問題点が顕在化してくる。Accordingly, the problem that the steam temperature at the outlet of the gas turbine high-temperature cooled part cannot be effectively controlled only by controlling the steam cooling flow rate becomes apparent.

【００２４】また、前記のものと別の態様として改めて
図示は省略するが、冷却蒸気量を増加させるために、前
記図４で説明した構成に更に加えて、排熱回収ボイラ３
の中圧蒸気をガスタービン冷却蒸気の供給側に接続する
経路を設け、冷却蒸気量を増加させることがある。Although not shown again as another embodiment different from the above, in order to increase the amount of cooling steam, in addition to the configuration described in FIG.
There is a case where a path for connecting the medium-pressure steam to the supply side of the gas turbine cooling steam is provided to increase the amount of the cooling steam.

【００２５】この様な構成のものでは、中圧系統のドラ
ム圧力がガスタービン冷却蒸気供給系統の圧力に依存し
て定まる。In such a configuration, the drum pressure of the medium pressure system is determined depending on the pressure of the gas turbine cooling steam supply system.

【００２６】前述の事例では、負荷上昇時には再熱器４
の入口側で再熱器入口制御弁６ｄを絞るため、ガスター
ビン冷却蒸気供給圧力が上昇し、それに伴って中圧ドラ
ム圧力も上昇する。In the case described above, the reheater 4
In order to throttle the reheater inlet control valve 6d on the inlet side of the gas turbine, the gas turbine cooling steam supply pressure rises, and the medium pressure drum pressure rises accordingly.

【００２７】すると図示省略の中圧蒸発器の飽和温度が
上昇してガス温度との温度差が少なくなり、同蒸発器に
おける蒸発量が減少する。Then, the saturation temperature of the medium-pressure evaporator (not shown) increases, the temperature difference from the gas temperature decreases, and the amount of evaporation in the evaporator decreases.

【００２８】その結果としてガスタービンの冷却蒸気量
が減少するため、ガスタービン高温被冷却部出口蒸気温
度が上昇する。As a result, the amount of cooling steam of the gas turbine decreases, so that the temperature of the steam at the gas turbine high-temperature cooled part outlet increases.

【００２９】以上のように、ガスタービン冷却蒸気を増
加させるための再熱器入口制御弁の絞り操作が、高圧タ
ービン排気温度の上昇と、中圧蒸気量の減少を引き起
し、両者の効果が相殺する。As described above, the throttle operation of the reheater inlet control valve for increasing the gas turbine cooling steam causes an increase in the exhaust pressure of the high-pressure turbine and a decrease in the amount of the medium-pressure steam. Offset.

【００３０】この現象は、熱負荷が高く構造上の制約か
ら有効温度差を大きく取れないため所要冷却蒸気流量が
大きい動翼蒸気冷却系統に特に顕著に見られる。This phenomenon is particularly remarkable in a moving blade steam cooling system which requires a large cooling steam flow rate because a large effective load cannot be obtained due to a high heat load and structural restrictions.

【００３１】加えて、動翼は高速回転体であるため、冷
却蒸気が静止系と回転系を往来するために被るポンピン
グ損失が存在するが、これが蒸気流量の増大に伴って急
激に増大するため、動翼系の圧力損失が大幅に増大する
という特殊な事情もある。[0031] In addition, blades for a high speed rotation body, the cooling steam is present pumping losses incurred to traffic a rotating system and a stationary system, rapidly increases Re this is with the increase of the steam flow rate Therefore, there is a special situation that the pressure loss of the rotor blade system is greatly increased.

【００３２】図５には動翼の蒸気流量を増減させた場合
の動翼出口蒸気温度の変化の一例を示す。FIG . 5 shows an example of a change in the steam temperature at the moving blade outlet when the steam flow rate of the moving blade is increased or decreased.

【００３３】蒸気流量がＧｏ以下は、ガスタービン蒸気
冷却系全体の圧力損失が、動翼系と並列配置された静翼
系統によって支配されている領域である。When the steam flow rate is equal to or less than Go, the pressure loss of the entire gas turbine steam cooling system is controlled by the stationary blade system arranged in parallel with the moving blade system.

【００３４】一方、蒸気流量がＧｏ以上は、動翼系の圧
力損失が増大して静翼系のそれよりも大きくなり、動翼
系圧力損失が支配的となっている領域である。On the other hand, when the steam flow rate is equal to or higher than Go, the pressure loss of the moving blade system increases and becomes larger than that of the stationary blade system, and the moving blade system pressure loss is dominant.

【００３５】動翼系の圧力損失が支配的となっている領
域では、動翼蒸気流量の増加に伴い、高圧タービン排気
圧力および温度が高くなり、動翼入口蒸気温度が上昇し
ている。In the region where the pressure loss of the moving blade system is dominant, the exhaust pressure and the temperature of the high-pressure turbine increase with the increase of the moving blade steam flow, and the moving blade inlet steam temperature increases.

【００３６】また、動翼冷却蒸気に合流し、動翼入口の
蒸気温度を引き下げ、流量を増やす働きを担う中圧蒸気
の蒸発量が減少し、相対的に高温の高圧タービン排気の
割合が増大していることもわかる。Also, the amount of medium-pressure steam that merges with the moving blade cooling steam, lowers the steam temperature at the moving blade inlet, and increases the flow rate decreases, and the proportion of the relatively high-temperature high-pressure turbine exhaust increases. You can see that he is doing it.

【００３７】これも動翼入口蒸気温度を引き上げる要因
の一つとなっている。結果的に動翼冷却蒸気の温度を制
御弁にて増減しても、動翼出口温度が余り変化せず、冷
却蒸気による出口温度制御が困難であることがわかる。This is also one of the factors for raising the moving blade inlet steam temperature. As a result, even if the temperature of the moving blade cooling steam is increased or decreased by the control valve, the moving blade outlet temperature does not change so much, which indicates that it is difficult to control the outlet temperature using the cooling steam.

【００３８】図６にガスタービン蒸気冷却系統を模式的
に示すが、このうち回転系の動翼を注目すると、動翼自
体に動翼圧損が発生し、その上流及び下流においてそれ
ぞれポンピングロス（ＰＬ）が発生することを示してい
る。FIG . 6 schematically shows a gas turbine steam cooling system. When attention is paid to the moving blades of the rotating system, a moving blade pressure loss occurs in the moving blade itself, and a pumping loss (PL) occurs upstream and downstream of the moving blade. ) Occurs.

【００３９】また、図７においては、配管圧損に当たる
動翼蒸気ロス、動翼蒸気側制御弁における圧力損失、前
記したポンピングロス、及び動翼自体の圧力損失、そし
てこれらの圧力損失の総和としての動翼系合計の圧力損
失をそれぞれ内訳区分して示している。In FIG. 7 , the rotor blade steam loss corresponding to the piping pressure loss, the pressure loss at the rotor blade steam side control valve, the pumping loss, the pressure loss of the rotor blade itself, and the sum of these pressure losses The pressure loss of the moving blade system total is shown in breakdown.

【００４０】即ち、蒸気流量がＧｏ以上の動翼系の圧力
損失が支配的となる領域では、蒸気流量の増大による動
翼の圧力損失増大と、ポンピングロスによる圧力損失増
大の双方が重なり、動翼系全体の圧力損失が急激に増大
していることがわかる。That is, in the region where the pressure loss of the moving blade system where the steam flow rate is equal to or more than Go is dominant, both the increase in the pressure loss of the moving blade due to the increase in the steam flow rate and the increase in the pressure loss due to the pumping loss overlap. It can be seen that the pressure loss of the entire wing system has increased rapidly.

【００４１】[0041]

【発明が解決しようとする課題】前記した様に従来のこ
の種蒸気を冷却媒体として用いるガスタービン複合発電
システムにおいては、いくつかの問題点を内在するもの
であり、かつ、その制御態様等はより適切なものが求め
られ止まないものである。As described above, in the conventional gas turbine combined power generation system using this kind of steam as a cooling medium, there are some problems inherent in the gas turbine combined power generation system. More appropriate ones are required and never stop.

【００４２】本発明はこの様な観点に立脚し、かつ、前
記した従来のものにおける種々の問題点を解消して、冷
却蒸気の制御性を損なうことなくより安定した蒸気冷却
の実施を可能としたガスタービン複合発電システムを提
供することを課題とするものである。The present invention is based on this point of view and solves the above-mentioned various problems in the prior art to enable more stable steam cooling without impairing the controllability of cooling steam. It is an object of the present invention to provide a combined gas turbine power generation system.

【００４３】 [0043]

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので 、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、主蒸気の温度を制御する
過熱低減器の過熱スプレイ制御装置に主蒸気の温度情報
と前記ガスタービン冷却蒸気の供給温度情報を入力し、
これらの情報に応じて過熱器スプレイの動作を制御する
ガスタービン複合発電システムを提供し、本発明ではこ
の様に主蒸気の温度情報及びガスタービン冷却蒸気の供
給温度情報により、過熱低減器の過熱スプレイ制御装置
において過熱器スプレイの動作を制御し、その結果主蒸
気の温度を制御するので、ガスタービン冷却蒸気用の冷
却器を特別に改めて設ける必要無しに所望の制御を行う
ことができるものである。 The present invention solves the above-mentioned problems.
In a steam-cooled gas turbine combined power generation system that uses the exhaust of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a superheat spray control device of a superheat reducer that controls the temperature of the main steam is used to solve the problem. Input information and supply temperature information of the gas turbine cooling steam,
The present invention provides a gas turbine combined cycle system that controls the operation of a superheater spray in accordance with such information. In the present invention, as described above, the overheating of the superheat reducer is performed based on the main steam temperature information and the gas turbine cooling steam supply temperature information. Since the operation of the superheater spray is controlled in the spray control device, and as a result, the temperature of the main steam is controlled, the desired control can be performed without the necessity of providing a special cooler for the gas turbine cooling steam. is there.

【００４４】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡し、同中圧蒸気配管に制御弁を設置して
その開度調節によって中圧蒸発器の飽和温度を制御し、
同中圧蒸発器の蒸発量を変えて前記冷却蒸気の温度を制
御するようにしたガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では中圧蒸発器の蒸発量を変えて冷却蒸気供
給系統に中圧蒸気を供給し、これにより冷却蒸気の供給
温度を一定に制御することにより、ガスタービンの高温
被冷却部の出口蒸気温度を冷却蒸気流量に対してほぼ一
義的定め得るので、冷却蒸気の制御性を大幅に向上する
ようにすることができるものである。Further, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and the medium-pressure steam pipe is controlled. Installing a valve and controlling the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting its opening,
The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator. By supplying pressurized steam and thereby controlling the supply temperature of the cooling steam to a constant value, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled portion of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate. It is possible to greatly improve the performance.

【００４５】また本発明は、前記中圧蒸気配管は中圧過
熱器の出口又は中途の何れか一方から連絡したガスター
ビン複合発電システムを提供し、本発明ではガスタービ
ンの冷却蒸気中に供給する中圧蒸気として前記発明の様
に中圧蒸発器を出た飽和蒸気を用いることに止まらず、
同中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて更
に過熱し同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給する
ようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種類、形
態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様にしたも
のである。Also, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the medium-pressure steam piping is connected from either the outlet of the medium-pressure superheater or the middle thereof, and in the present invention, supplies the gas into the cooling steam of the gas turbine. Not limited to using saturated steam that has exited the medium pressure evaporator as in the above invention as the medium pressure steam,
After leaving the medium-pressure evaporator, it is further heated through a medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater, and the type of medium-pressure steam used, The shape is given a range to achieve the desired effect of temperature reduction.

【００４６】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡すると共に、高圧タービンに連通した高
圧主蒸気配管に高圧蒸気加減弁を配置し、同高圧蒸気加
減弁の開度を調節して高圧蒸発器の飽和圧力を変化さ
せ、同高圧蒸発器の蒸発量を変えることにより間接的に
中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度を
制御するようにしたガスタービン複合発電システムを提
供し、本発明では前記発明と同様に中圧蒸気を冷却蒸気
中に供給して同冷却蒸気の温度制御を行うに際して、同
中圧蒸気導入の上流において高圧蒸気加減弁の作動によ
り高圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、これにより間接的
に中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度
を制御するものであり、簡便な弁の開閉動作により適格
な温度制御を実施する様にしたものである。Further, in the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system and a high-pressure turbine communicated with the high-pressure turbine. A high-pressure steam control valve is placed in the main steam pipe, the opening of the high-pressure steam control valve is adjusted to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator, and the medium pressure is indirectly changed by changing the amount of evaporation of the high-pressure evaporator. The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of an evaporator. In the present invention, the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam in the same manner as in the above invention. When controlling the steam temperature, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is changed by the operation of the high-pressure steam control valve upstream of the introduction of the medium-pressure steam, thereby indirectly evaporating the medium-pressure evaporator. It is for controlling the temperature of the cooling steam by changing the one in which was set to implement a qualified temperature control by opening and closing operation of the simple valve.

【００４７】また本発明は、前記冷却蒸気供給系統に供
給する中圧蒸気は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一
方から供給するガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では高圧主蒸気配管に配置した高圧蒸気加減
弁の開度を調節して、結果として制御される中圧蒸気
は、中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて
更に過熱し、同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給
するようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種
類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様に
したものである。Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the intermediate-pressure steam supplied to the cooling steam supply system is supplied from either the outlet of the intermediate-pressure superheater or the middle thereof. The opening degree of the high-pressure steam control valve arranged in the pipe is adjusted, and as a result, the medium-pressure steam controlled as a result exits the medium-pressure evaporator and is further heated through the medium-pressure superheater. The steam is supplied from the outlet of the pressure superheater or from the middle thereof, and the kind and form of the medium-pressure steam to be used is varied to achieve the intended temperature-reducing effect.

【００４８】 [0048]

【発明の実施の形態】 次に本発明の実施の第１形態を図
１に基づいて説明する。図１は排熱回収ボイラの過熱器
および過熱低減器により主蒸気温度を調整してガスター
ビン冷却蒸気の供給温度を制御する様にした本実施の形
態に係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概
略構成を示している。 Figure a first embodiment of DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will now
1 will be described. FIG. 1 shows a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to the present embodiment in which a main steam temperature is adjusted by a superheater and a superheat reducer of an exhaust heat recovery boiler to control a supply temperature of gas turbine cooling steam. 1 shows a schematic configuration.

【００４９】なお前記した従来の装置と同一の部分につ
いては図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は
省略して本実施の形態における特徴ある構成を中心に説
明する。[0049] Note that although the equipment and the same portion of the conventional described above are given the same reference numerals in the figures, and redundant description will be mainly described a configuration in which certain features of the present embodiment is omitted.

【００５０】本実施の形態において、５０は過熱低減器
で、過熱器１０からの主蒸気温度Ｔ１を検知する温度検
出器５１ａ及びガスタービン冷却蒸気供給管５４の冷却
蒸気温度Ｔ２を検知する温度検出器５１ｂの指令により
過熱器スプレイ制御装置５１で過熱スプレイ水制御弁５
２を作動し、適量のスプレイ水５３を供給されるもので
ある。In this embodiment, reference numeral 50 denotes a superheat reducer, which is a temperature detector 51a for detecting a main steam temperature T1 from the superheater 10 and a temperature detector for detecting a cooling steam temperature T2 of a gas turbine cooling steam supply pipe 54. The superheated spray water control valve 5 is controlled by the superheater spray control device 51 according to a command from the heater 51b
2 to supply an appropriate amount of spray water 53.

【００５１】即ち、主蒸気温度Ｔ１と冷却蒸気温度Ｔ２
の情報に基づき、例えばガスタービン冷却蒸気の供給温
度が高い場合は過熱器１０にスプレイ水を投入すること
で主蒸気温度を下げ、間接的にガスタービン冷却蒸気の
温度を引下げる様に構成されている。That is, the main steam temperature T1 and the cooling steam temperature T2
For example, when the supply temperature of the gas turbine cooling steam is high, the main steam temperature is lowered by injecting spray water into the superheater 10, and the temperature of the gas turbine cooling steam is reduced indirectly. ing.

【００５２】本実施の形態では、ガスタービン冷却蒸気
を直接温度制御せずに、排熱回収ボイラ３に既存の過熱
器１０、過熱低減器５０を使用して主蒸気温度を引下げ
ることによりガスタービン冷却蒸気温度を実質的に一定
に制御することができるものである。In this embodiment, the gas turbine cooling steam is not directly temperature-controlled, but the main steam temperature is reduced by using the existing superheater 10 and superheat reducing device 50 in the exhaust heat recovery boiler 3. The turbine cooling steam temperature can be controlled to be substantially constant.

【００５３】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、ガスタービン部２の高温被冷却部（動翼
被冷却部２ａ、静翼被冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被冷却部
２ｃ）の出口蒸気温度を、冷却蒸気の流量により一義的
に定めることができる。In the present embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, The outlet steam temperature of the blade cooled portion 2b and the combustor transition piece cooled portion 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【００５４】そしてこのことは即ち、本実施の形態にお
ける温度制御のメカニズムが単純、明確化し、制御性が
大幅に向上することになる。This means that the temperature control mechanism in the present embodiment is simple and clear, and controllability is greatly improved.

【００５５】しかも本実施の形態によれば、前記の様に
既存の機器で足り、ガスタービン冷却蒸気用の冷却器を
別途新たに設置する必要がないので、システムがシンプ
ルに構成できる。また、冷却器の設置によるドレンのガ
スタービンへの進入や、系の圧損上昇という問題を生じ
ることもない。Further, according to the present embodiment, as described above, existing equipment is sufficient, and there is no need to separately install a cooler for cooling gas turbine cooling steam, so that the system can be configured simply. In addition, there is no problem that the installation of the cooler causes the drain to enter the gas turbine or raise the pressure loss of the system.

【００５６】更に過熱器１０、過熱低減器５０の冷却媒
体として排熱回収ボイラ３の一部に含まれるドラム飽和
蒸気を使用すれば、ガスタービン高温被冷却部の内部で
のデポジットが懸念される不純物の混入も避けることが
できる。Further, if the drum saturated steam contained in a part of the exhaust heat recovery boiler 3 is used as a cooling medium of the superheater 10 and the superheat reducer 50, a deposit inside the high temperature cooled portion of the gas turbine may be concerned. It is also possible to avoid contamination with impurities.

【００５７】次に本発明の実施の第２形態を図２に基づ
いて説明する。図２はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、中圧蒸発器の飽和圧力を変えることに
より中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービン冷
却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に係る
蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構成を
示している。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . Fig. 2 shows a book that lowers the temperature of the gas turbine cooling steam by mixing the medium pressure steam into the gas turbine cooling steam supply pipe and controlling the amount of medium pressure steam generated by changing the saturation pressure of the medium pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【００５８】なお前記した従来の装置、及び実施の第１
形態のものと同一の部分については図中に同一の符号を
付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態にお
ける特徴ある構成を中心に説明する。The above-described conventional apparatus and the first embodiment
The same parts as those in the form states denoted by the same reference numerals in the figures, and redundant description will be mainly described a configuration in which certain features of the present embodiment is omitted.

【００５９】即ち、本実施の形態において、６０は中圧
蒸発器で、同中圧蒸発器６０で発生した中圧蒸気６２を
中圧蒸気加減弁６１で加減調整してガスタービン冷却蒸
気供給管５４に供給し、ガスタービン冷却蒸気供給温度
を制御する様に構成されている。That is, in this embodiment, reference numeral 60 denotes a medium-pressure evaporator. The medium-pressure steam 62 generated by the medium-pressure evaporator 60 is adjusted by a medium-pressure steam control valve 61 to control the gas turbine cooling steam supply pipe. 54 to control the gas turbine cooling steam supply temperature.

【００６０】換言すれば、中圧蒸発器６０から供給され
る中圧蒸気６２は、中圧蒸気加減弁６１を経てガスター
ビン冷却蒸気供給系統に接続されるが、中圧蒸気加減弁
６１の絞りを加減することにより、中圧蒸発器６０のド
ラム圧力が変化し、中圧蒸気６２の蒸発量をコントロー
ルすることができるものである。そしてこの中圧蒸気６
０のコントロールにより、ガスタービン冷却蒸気の供給
温度を実質的に一定に制御することができるものであ
る。In other words, the medium-pressure steam 62 supplied from the medium-pressure evaporator 60 is connected to the gas turbine cooling steam supply system via the medium-pressure steam control valve 61, By changing the pressure, the drum pressure of the medium-pressure evaporator 60 changes, and the amount of evaporation of the medium-pressure steam 62 can be controlled. And this medium pressure steam 6
By controlling 0, the supply temperature of the gas turbine cooling steam can be controlled to be substantially constant.

【００６１】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、前記した他の実施の形態と同様にガスタ
ービン部２の高温被冷却部（動翼被冷却部２ａ、静翼被
冷却部２ｂ、燃焼器尾筒被冷却部２ｃ）の出口蒸気温度
を、冷却蒸気の流量により一義的に定めることができ
る。In this embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooling of the gas turbine unit 2 is performed in the same manner as in the other embodiments described above. The outlet steam temperature of the sections (the moving blade cooled section 2a, the stationary blade cooled section 2b, and the combustor transition piece cooled section 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【００６２】そしてこのことは取りも直さず、本実施の
形態における温度制御のメカニズムが単純、明確化し、
制御性が大幅に向上することになる。This is not corrected, and the mechanism of temperature control in the present embodiment is simple and clear.
Controllability will be greatly improved.

【００６３】なお、本実施の形態においては、冷却蒸気
に低温の中圧蒸気を混合することにより同冷却蒸気の供
給温度を引下げ、さらに中圧蒸気の出口に制御弁を設置
して中圧ドラム圧力を変化させることにより中圧蒸気の
蒸発量を加減してガスタービン冷却蒸気の供給温度を制
御している。In the present embodiment, the supply temperature of the cooling steam is reduced by mixing the cooling steam with the low-temperature medium-pressure steam, and a control valve is provided at the outlet of the medium-pressure steam to provide a medium-pressure drum. The supply temperature of the gas turbine cooling steam is controlled by changing the pressure to adjust the evaporation amount of the medium-pressure steam.

【００６４】通常運転中は、中圧蒸気加減弁が若干絞り
勝手となるような設計としておき、何らかの要因で冷却
蒸気の供給温度が上がりそうな場合に中圧蒸気加減弁を
開いて中圧蒸気の蒸発量を増し、これによりガスタービ
ン冷却蒸気供給温度を引き下げるようにすることが好ま
しい。即ちこのような工夫により、より適切な温度制御
が可能となるものである。During normal operation, the medium pressure steam control valve is designed to be slightly throttled, and if the supply temperature of the cooling steam is likely to rise due to some factors, the medium pressure steam control valve is opened to open the medium pressure steam control valve. It is preferable to increase the evaporation amount of the gas turbine, thereby lowering the gas turbine cooling steam supply temperature. In other words, such a contrivance enables more appropriate temperature control.

【００６５】なお、ここではガスタービン冷却蒸気供給
管５４に供給する中圧蒸気６２は中圧蒸発器６０より得
られるものとして説明したが、中圧蒸発器６０を出た後
中圧過熱器を経て過熱された蒸気を用いて同様に制御す
ることが可能である。In the above description, the medium-pressure steam 62 to be supplied to the gas turbine cooling steam supply pipe 54 is obtained from the medium-pressure evaporator 60. A similar control is possible with the steam superheated.

【００６６】従って本実施の形態に説明した中圧蒸発器
６０は、中圧過熱器６０と適宜読み替えしてもよいもの
である。しかもこれが中圧過熱器６０の場合には、その
全経路を通過させて出口から供給させることに限らず、
中圧過熱器６０の途中から供給ささることを含むもので
あって、これにより供給する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせて所期の減温効果を達成することができる様に
したものである。Therefore, the medium-pressure evaporator 60 described in the present embodiment may be appropriately replaced with the medium-pressure superheater 60. Moreover, in the case where this is a medium-pressure superheater 60, it is not limited to passing through all the paths and supplying from the outlet,
This includes supply from the middle of the intermediate-pressure superheater 60, whereby the type and form of the medium-pressure steam to be supplied is given a wide range so that the intended temperature-reducing effect can be achieved. Things.

【００６７】次に本発明の実施の第３形態を図３に基づ
いて説明する。図３はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、高圧蒸発器の飽和圧力を変化させるこ
とにより中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービ
ン冷却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に
係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構
成を示している。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . FIG. 3 shows a book in which medium-pressure steam is mixed into the gas turbine cooling steam supply pipe, and the gas turbine cooling steam temperature is reduced by controlling the amount of medium-pressure steam generated by changing the saturation pressure of the high-pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【００６８】なお前記した従来の装置、及び実施の第
１、第２形態のものと同一の部分については図中に同一
の符号を付して示し、重複する説明は省略して本実施の
形態における特徴ある構成を中心に説明する。It should be noted that the conventional device described above and the
The same parts as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the overlapping description will be omitted, and the description will focus on the characteristic configuration in the present embodiment.

【００６９】即ち、本実施の形態において、７０は高圧
蒸気加減弁で、排熱回収ボイラ３中の過熱器１０から高
圧タービン１に至る主蒸気７の供給経路に設けられてお
り、同高圧蒸気加減弁７０の制御により図示省略の高圧
蒸発器の飽和圧力を変化させ、結果として後流の中圧蒸
発器での中圧蒸気の発生量を加減する様にしたものであ
る。That is, in the present embodiment, reference numeral 70 denotes a high-pressure steam control valve, which is provided in the supply path of the main steam 7 from the superheater 10 in the exhaust heat recovery boiler 3 to the high-pressure turbine 1. The saturation pressure of the high-pressure evaporator (not shown) is changed by controlling the control valve 70, and as a result, the amount of medium-pressure steam generated in the downstream medium-pressure evaporator is adjusted.

【００７０】この様な構成の下においては、例えばガス
タービン冷却蒸気の温度を下げる際には、高圧蒸気加減
弁７０を絞ると図示省略の高圧ドラムの飽和圧力、温度
が上昇し、加熱源のガス側との温度差が小さくなって高
圧蒸発量が減少する。Under such a configuration, for example, when lowering the temperature of the gas turbine cooling steam, if the high-pressure steam control valve 70 is throttled, the saturation pressure and temperature of the high-pressure drum (not shown) increase, and the heating source The temperature difference from the gas side becomes smaller, and the amount of high-pressure evaporation decreases.

【００７１】これに伴って高圧蒸発器の交換熱量が減少
するので、同高圧蒸発器の出口ガス温度が上昇し、排熱
回収ボイラ３内で高圧蒸発器の下流に設置された中圧蒸
発器６０の入口ガス温度も上昇する。これにより中圧蒸
発器６０における蒸発量が増加し、十分な量の中圧蒸気
６２がガスタービン冷却蒸気に供給可能となり、同ガス
タービン冷却蒸気の供給温度が低下する。As a result, the amount of heat exchanged by the high-pressure evaporator decreases, so that the outlet gas temperature of the high-pressure evaporator increases, and the medium-pressure evaporator installed downstream of the high-pressure evaporator in the exhaust heat recovery boiler 3 The inlet gas temperature at 60 also increases. As a result, the amount of evaporation in the medium-pressure evaporator 60 increases, and a sufficient amount of the medium-pressure steam 62 can be supplied to the gas turbine cooling steam, and the supply temperature of the gas turbine cooling steam decreases.

【００７２】なお、前記実施の第２形態の場合と同様
に、中圧蒸気６２は中圧蒸発器６０から出たものに限定
されるものではなく、中圧蒸発器６０を出た蒸気を図示
省略の中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧過熱
器の出口もしくは途中から供給するようにすることもで
きるものであって、使用する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせた応用を採用し得るものである。As in the case of the second embodiment, the medium-pressure steam 62 is not limited to the one that has come out of the medium-pressure evaporator 60. It can be heated further through an omitted medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. Application.

【００７３】なお、本実施の形態を含め、前記実施の第
１、第２形態のものにおいては、冷却蒸気はガスタービ
ン部２の高温被冷却部として動翼被冷却部２ａ、静翼被
冷却部２ｂ、および燃焼器尾筒被冷却部２ｃを対象とし
て説明してきたが、同高温被冷却部をガスタービンの構
造、機能等の特性から機械構造的、また冷却構造的に最
もデリケートなガスタービンの動翼系統に特定して、適
切な冷却を行い、確実な冷却効果を得ることも出来るも
のである。[0073] Incidentally, including this embodiment, the said embodiment
In the first and second embodiments, the cooling steam is described as a high-temperature portion to be cooled of the gas turbine unit 2 for the moving blade cooled portion 2a, the stationary blade cooled portion 2b, and the combustor transition piece cooled portion 2c. However, the high-temperature part to be cooled has been identified as the most delicate gas turbine blade system in terms of mechanical structure and cooling structure from the characteristics of the structure and function of the gas turbine, and appropriate cooling has been performed. It can also provide a great cooling effect.

【００７４】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.
It goes without saying that various changes may be made to the specific structure within the scope of the present invention.

【００７５】 [0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば 、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
主蒸気の温度を制御する過熱低減器の過熱スプレイ制御
装置に主蒸気の温度情報と前記ガスタービン冷却蒸気の
供給温度情報を入力し、これらの情報に応じて過熱器ス
プレイの動作を制御する様にしてガスタービン複合発電
システムを構成しているので、この様な主蒸気の温度情
報及びガスタービン冷却蒸気の供給温度情報により、過
熱低減器の過熱スプレイ制御装置において過熱器スプレ
イの動作を制御し、その結果主蒸気の温度を制御し、以
てガスタービン冷却蒸気用の冷却器を特別に改めて設け
る必要無しに所望の制御を行うことができるようにした
システムを得ることができたものである。 As described above, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam,
The temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam are input to the superheat spray control device of the superheat reducer that controls the temperature of the main steam, and the operation of the superheater spray is controlled according to the information. Therefore, the operation of the superheater spray is controlled by the superheat spray control device of the superheat reducer based on the temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam as described above. As a result, it is possible to obtain a system in which the temperature of the main steam is controlled, so that the desired control can be performed without the necessity of newly providing a cooler for the gas turbine cooling steam. .

【００７６】また、請求項２に記載の発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡し、同中圧蒸気
配管に制御弁を設置してその開度調節によって中圧蒸発
器の飽和温度を制御し、同中圧蒸発器の蒸発量を変えて
前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスタービン
複合発電システムを構成しているので、中圧蒸発器の蒸
発量を変えて冷却蒸気供給系統に中圧蒸気を供給し、こ
れにより冷却蒸気の供給温度を一定に制御することによ
り、ガスタービンの高温被冷却部の出口蒸気温度を冷却
蒸気流量に対してほぼ一義的定め得るので、冷却蒸気の
制御性を大幅に向上するようにするようにしたシステム
を得ることができたものである。According to the second aspect of the present invention, there is provided a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam.
A medium-pressure steam pipe is connected to the cooling steam supply system, and a control valve is installed in the medium-pressure steam pipe to control the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting the opening, and the evaporation amount of the medium-pressure evaporator is controlled. Since the gas turbine combined power generation system is configured so as to control the temperature of the cooling steam by changing, the medium pressure steam is supplied to the cooling steam supply system by changing the evaporation amount of the medium pressure evaporator, whereby the cooling is performed. By controlling the steam supply temperature to be constant, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, so that the controllability of the cooling steam is greatly improved. The system as described above was obtained.

【００７７】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記中圧蒸気配管は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一
方から連絡してガスタービン複合発電システムを構成し
ているので、ガスタービンの冷却蒸気中に供給する中圧
蒸気として前記発明の様に中圧蒸発器を出た飽和蒸気を
用いることに止まらず、同中圧蒸発器を出た後これを中
圧過熱器を経由させて更に過熱し同中圧過熱器の出口も
しくは途中から供給するようにして、使用する中圧蒸気
の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する
ことができる様にしたものである。According to the third aspect of the present invention, the intermediate-pressure steam pipe is connected to either the outlet of the intermediate-pressure superheater or from the middle thereof to form a gas turbine combined power generation system. The medium-pressure steam supplied to the cooling steam of the gas turbine is not limited to using the saturated steam that has exited the medium-pressure evaporator as in the above invention. In order to achieve the desired temperature reduction effect, the type and form of the medium-pressure steam to be used can be varied by further heating the medium and supplying it from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. It was done.

【００７８】また、請求項４に記載の発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡すると共に、高
圧タービンに連通した高圧主蒸気配管に高圧蒸気加減弁
を配置し、同高圧蒸気加減弁の開度を調節して高圧蒸発
器の飽和圧力を変化させ、同高圧蒸発器の蒸発量を変え
ることにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変化させて
前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスタービン
複合発電システムを構成しているので、前記発明と同様
に中圧蒸気を冷却蒸気中に供給して同冷却蒸気の温度制
御を行うに際して、同中圧蒸気導入の上流において高圧
蒸気加減弁の作動により高圧蒸発器の飽和圧力を変化さ
せ、これにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変化させ
て前記冷却蒸気の温度を制御し、簡便な弁の開閉動作に
より適格な温度制御を実施するシステムを得ることがで
きたものである。According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam.
The medium-pressure steam pipe is connected to the cooling steam supply system, and the high-pressure steam control valve is arranged in the high-pressure main steam pipe connected to the high-pressure turbine. And the temperature of the cooling steam is controlled by indirectly changing the evaporation amount of the medium-pressure evaporator by changing the evaporation amount of the high-pressure evaporator to constitute the gas turbine combined power generation system. Therefore, when the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam and the temperature of the cooling steam is controlled in the same manner as the above invention, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is increased by operating the high-pressure steam control valve upstream of the introduction of the medium-pressure steam. A system that controls the temperature of the cooling steam by indirectly changing the evaporation amount of the medium-pressure evaporator and thereby performing appropriate temperature control by a simple valve opening / closing operation. It is.

【００７９】また、請求項５に記載の発明によれば、前
記冷却蒸気供給系統に供給する中圧蒸気は中圧過熱器の
出口又は中途の何れか一方から供給するようにしてガス
タービン複合発電システムを構成しているので、高圧主
蒸気配管に配置した高圧蒸気加減弁の開度を調節して、
結果として制御される中圧蒸気は、中圧蒸発器を出た後
これを中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧過熱
器の出口もしくは途中から供給するようにして使用する
中圧蒸気の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を
達成するシステムを得ることができたものである。According to the fifth aspect of the present invention, the intermediate-pressure steam supplied to the cooling-steam supply system is supplied from one of the outlet and the middle of the intermediate-pressure superheater. Since the system is configured, adjust the opening of the high-pressure steam control valve located in the high-pressure main steam pipe,
The medium-pressure steam controlled as a result exits the medium-pressure evaporator, is further heated through the medium-pressure superheater, and is supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. A system that achieves a desired temperature reduction effect by giving a variety of types and forms of the pressurized steam could be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の第１形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の第２形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の第３形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a third embodiment of the present invention.

【図４】従来の蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムの概略構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a conventional steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図５】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
ける動翼の蒸気流量を増減させた場合の動翼出口蒸気温
度の変化の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in a moving blade outlet steam temperature when the steam flow rate of the moving blade is increased or decreased in the steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図６】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
けるガスタービン蒸気冷却系統を模式的に示す説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a gas turbine steam cooling system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図７】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
ける動翼系の圧力損失をそれぞれ内訳区分して示す説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing pressure loss of a rotor blade system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system, which is divided into parts.

【符号の説明】 １ 高圧タービン ２ ガスタービン部 ２ａ 動翼被冷却部 ２ｂ 静翼被冷却部 ２ｃ 燃焼器尾筒被冷却部 ３ 排熱回収ボイラ ４ 再熱器 ５ 中圧タービン ６ａ 尾筒冷却蒸気制御弁 ６ｂ 静翼冷却蒸気制御弁 ６ｃ 動翼冷却蒸気制御弁 ６ｄ 再熱器入口制御弁 ６ｅ 中圧タービン入口制御弁 ７ 主蒸気 ８ 高圧タービン排気 ９ 高圧再熱蒸気 １０ 過熱器 １１ 燃焼器 １２ ガスタービン圧縮機 １３ ガスタービン発電機 １４ 蒸気タービン発電機 １５ 煙突 １６ 大気 １７ 燃料 １８ ガスタービン排気ガス １９ 低圧タービン ５０ 過熱低減器 ５１ 過熱器スプレイ制御装置 ５１ａ 温度検出器 ５１ｂ 温度検出器 ５２ 過熱スプレイ水制御弁 ５３ スプレイ水 ５４ ガスタービン冷却蒸気供給管 ６０ 中圧蒸発器 ６１ 中圧蒸気加減弁 ６２ 中圧蒸気 ７０ 高圧蒸気加減弁[Description of Signs] 1 High-pressure turbine 2 Gas turbine section 2a Moving blade cooled section 2b Static blade cooled section 2c Combustor transition piece cooled section 3 Waste heat recovery boiler 4 Reheater 5 Medium pressure turbine 6a Transition pipe cooling steam Control valve 6b Stator blade cooling steam control valve 6c Rotor blade cooling steam control valve 6d Reheater inlet control valve 6e Medium pressure turbine inlet control valve 7 Main steam 8 High pressure turbine exhaust 9 High pressure reheat steam 10 Superheater 11 Combustor 12 Gas Turbine compressor 13 Gas turbine generator 14 Steam turbine generator 15 Chimney 16 Atmosphere 17 Fuel 18 Gas turbine exhaust gas 19 Low pressure turbine 50 Superheat reducer 51 Superheater spray control device 51a Temperature detector 51b Temperature detector 52 Superheat spray water control Valve 53 Spray water 54 Gas turbine cooling steam supply pipe 60 Medium pressure evaporator 61 Medium pressure steam control valve 62 Medium pressure Care 70 high-pressure steam control valve

【手続補正２】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図６】 FIG. 6

【図１】 FIG.

【図２】 FIG. 2

【図３】 FIG. 3

【図４】 FIG. 4

【図５】 FIG. 5

【図７】 FIG. 7

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ａ Ｆ２２Ｇ 5/12 Ｆ２２Ｇ 5/12 Ａ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02C 7/18 F02C 7/18 A F22G 5/12 F22G 5/12 A

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、冷却蒸気の供給配管に水スプレイ装置
を配置したことを特徴とするガスタービン複合発電シス
テム。1. A combined steam turbine-cooled power generation system that uses exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, wherein a water spray device is disposed in a cooling steam supply pipe. 【請求項２】 前記水スプレイ装置の後流に湿分分離器
を配置したことを特徴とする請求項１に記載のガスター
ビン複合発電システム。2. The gas turbine combined cycle system according to claim 1, wherein a moisture separator is disposed downstream of the water spray device. 【請求項３】 前記水スプレイ装置に代えてガスタービ
ン燃料の燃料加熱器を配置したことを特徴とする請求項
１に記載のガスタービン複合発電システム。3. The gas turbine combined cycle system according to claim 1, wherein a fuel heater for gas turbine fuel is disposed in place of the water spray device. 【請求項４】 前記水スプレイ装置に代えて間接熱交換
器を配置したことを特徴とする請求項１に記載のガスタ
ービン複合発電システム。4. The gas turbine combined cycle system according to claim 1, wherein an indirect heat exchanger is disposed in place of the water spray device. 【請求項５】 前記間接熱交換器の冷熱源として蒸気サ
イクルの復水を採用したことを特徴とする請求項４に記
載のガスタービン複合発電システム。5. The gas turbine combined cycle system according to claim 4, wherein condensate of a steam cycle is adopted as a cooling source of the indirect heat exchanger. 【請求項６】 前記間接熱交換器の冷熱源として機器冷
却水を採用したことを特徴とする請求項４に記載のガス
タービン複合発電システム。6. The gas turbine combined cycle system according to claim 4, wherein equipment cooling water is employed as a cooling source of the indirect heat exchanger. 【請求項７】 前記間接熱交換器の冷熱源として大気を
採用したことを特徴とする請求項４に記載のガスタービ
ン複合発電システム。7. The gas turbine combined cycle system according to claim 4, wherein the atmosphere is adopted as a cold source of the indirect heat exchanger. 【請求項８】 前記間接熱交換器の冷熱源として蒸気サ
イクルから抽気した蒸気を採用し、熱交換の後蒸気ター
ビンでエネルギーを回収するようにしたことを特徴とす
る請求項４に記載のガスタービン複合発電システム。8. The gas according to claim 4, wherein steam extracted from a steam cycle is adopted as a cold heat source of the indirect heat exchanger, and energy is recovered by a steam turbine after the heat exchange. Turbine combined power generation system. 【請求項９】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、主蒸気の温度を制御する過熱低減器の
過熱スプレイ制御装置に主蒸気の温度情報と前記ガスタ
ービン冷却蒸気の供給温度情報を入力し、これらの情報
に応じて過熱器スプレイの動作を制御することを特徴と
するガスタービン複合発電システム。9. In a steam-cooled gas turbine combined cycle system using exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, the superheat spray control device of the superheat reducer for controlling the temperature of the main steam includes the main steam temperature information and the superheat spray control device. A gas turbine combined power generation system characterized by inputting supply temperature information of gas turbine cooling steam and controlling operation of a superheater spray according to the information. 【請求項１０】 高圧タービンの排気をガスタービン冷
却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電
システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を
連絡し、同中圧蒸気配管に制御弁を設置してその開度調
節によって中圧蒸発器の飽和温度を制御し、同中圧蒸発
器の蒸発量を変えて前記冷却蒸気の温度を制御するよう
にしたことを特徴とするガスタービン複合発電システ
ム。10. In a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and a control valve is installed in the medium-pressure steam pipe. Controlling the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting the opening thereof, and controlling the temperature of the cooling steam by changing the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator. . 【請求項１１】 前記中圧蒸気配管は中圧過熱器の出口
又は中途の何れか一方から連絡したことを特徴とする請
求項１０に記載のガスタービン複合発電システム。11. The gas turbine combined cycle system according to claim 10, wherein the intermediate-pressure steam pipe is communicated from one of an outlet and a middle of the intermediate-pressure superheater. 【請求項１２】 高圧タービンの排気をガスタービン冷
却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電
システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を
連絡すると共に、高圧タービンに連通した高圧主蒸気配
管に高圧蒸気加減弁を配置し、同高圧蒸気加減弁の開度
を調節して高圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、同高圧蒸
発器の蒸発量を変えることにより間接的に中圧蒸発器の
蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度を制御するよう
にしたことを特徴とするガスタービン複合発電システ
ム。12. A steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, wherein a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system and a high-pressure main steam pipe is connected to the high-pressure turbine. A high-pressure steam control valve is placed in the high-pressure steam control valve, and the opening of the high-pressure steam control valve is adjusted to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator. A gas turbine combined cycle system, wherein the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation. 【請求項１３】 前記冷却蒸気供給系統に供給する中圧
蒸気は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一方から供給
することを特徴とする請求項１２に記載のガスタービン
複合発電システム。13. The gas turbine combined cycle system according to claim 12, wherein the medium-pressure steam supplied to the cooling steam supply system is supplied from any one of an outlet and a middle of the medium-pressure superheater. 【請求項１４】 前記高圧タービンの排気を冷却蒸気と
して供給するガスタービンの冷却部をガスタービンの動
翼系統に限定したことを特徴とする請求項１乃至１３の
何れか一つに記載のガスタービン複合発電システム。14. The gas according to claim 1, wherein a cooling section of the gas turbine that supplies exhaust gas of the high-pressure turbine as cooling steam is limited to a moving blade system of the gas turbine. Turbine combined power generation system.
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