JPH03242429A - ガスタービンプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、再生式ガスタービンの排ガスを利用して、同
−排ガスボイラにより蒸気と温水とを選択供給できるよ
うにしたガスタービンプラントに関する。

従来の技術 従来、ガスタービンを利用して蒸気と温水とを選択供給
する技術が知られている。すなわち、自然または強制循
環の水管式排ガスボイラの汽水ドラムや水ドラムまた節
炭器出口から温水を抽出する方法である。

また、複数種類の工場プロセス蒸気を供給するために、
汽水ドラムを２個設置した強制循環水式ガスタービン排
ガスボイラもある。

発明が解決しようとする課題 ところが、従来の排ガスボイラは、蒸気の送気中に温水
の供給を行うようにしているため、蒸気条件から切離し
て任意の圧力、温度の温水を供給することができず、ま
た水管や過熱器管の過熱を防止するために温水の抽出量
をむやみに増大させることができなかった。

近年、省エネルギシステムとして、電気、蒸気、温水を
供給するコージェネレーションプラントが脚光を浴びて
きた。その−環として、電力と暖房、給油用の温水を同
時に供給する熱電併給プラントが実用化されている。

これらは季節によったり、また休日によったり、甚だし
いときには時間帯によって変化し、電力供給と同時に、
冷暖房用の蒸気あるいは温水とを任意に、しかも迅速に
切り替えができるプラントの需要が高まっている。すな
わち、地域冷暖房、空港あるいは個別のＩＣ工場、ホテ
ル、病院、スポーツセンター等が需要の対象となってい
る。

なお、蒸気あるいは温水を冷暖房用に供給する方法とし
て、これらを吸収冷凍機の熱源として用いる方法がある
。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電
力と蒸気または電力と温水の両者をひとつのシステムで
同時に得られ、低コストで、かつ切り替えが極めて迅速
に行えるガスタービンプラントを提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
、再生式ガスタービン発電機と、風量調整ダンパを備え
た再生熱交換器のラインと、この再生熱交換器ラインを
バイパスするバイパスラインと、ガスタービンの排熱に
よって蒸気または温水を発生する貫流排ガスボイラと、
この排ガスボイラをバイパスする排ガスバイパスライン
と、前記排ガスボイラの給水再循環ラインに流量制御弁
を設けた給水ラインと、前記排ガスボイラの出口に設置
され、前記風量調整ダンパの開度を調節する温度調整器
と、前記排ガスボイラの出口に併設した蒸気系と温水系
とにそれぞれ遮断弁を介して連設された一対の制御弁と
を備えたものである。

作用 このような手段によれば、排ガスボイラに流入するガス
タービン排ガス温度は、再生熱交換器を通過する圧縮空
気量によって変化する。この空気量は、再生熱交換器の
ラインとそのバイパスラインに設置された風量調整ダン
パの開度調整によっ９ て、連続氏来肚辻址量量に変化する。排ガスボイラの管
側出口に設けられた温度検出器からの制御信号は、温度
調整器を経て、風量調整ダンパの開度調節を行い、排ガ
スボイラからの蒸気または温水の温度を所定の運転可能
範囲の中で設定値に制御維持する。

また、蒸気供給と温水供給の切り替えは、給水系に設置
された流量制御弁によって行われる。すなわち、蒸気は
温水に比べて極めて大量の熱エネルギによって発生する
ため、給水量の調節はそのまま蒸気供給と温水供給の切
り替えに短絡する。

実施例 以下図面を参照して本発明を一実施例について詳述する
。

第１図において、軸流空気圧縮機１、燃焼器２、ガスタ
ービン３、再生熱交換器４および発電機５によって構成
される再生式ガスタービン発電機６には、風量調整ダン
パ２８を備えた再生熱交換器のライン３１と風量調整ダ
ンパ７を備えたバイパスライン８が設けられている。再
生熱交換器４からのガスタービン排ガスは、貫流排ガス
ボイラ９に導かれる。

この排ガスボイラ９への給水は、複数の遮断弁ｌＯが連
設された給水タンク１１から給水ポンプ１２によって供
給される。この際、排ガスボイラ９への給水流量は、排
ガスボイラ入口給水ライン３２に設置した流量計１３か
らの信号を流量制御コントローラ１４へ導入し、再循環
ライン２７に設置した流量制御弁１５の開度を変化させ
制御する。また、温水供給時に温水流量を絞り込む場合
、この流量制御弁１５では絞りきれないことがあるが、
その場合には、温水ボイラ出口の流量制御弁１９の開度
を絞り、この系の流れ抵抗を増加させ、再循環ライン２
７側への流量を増加させる方法をとる。

なお、温水の戻りがある場合には、戻りライン１８を通
して給水タンク１１へ回収する。給水タンク１１への給
水供給は、タンクレベルコントローラ１６と流量制御弁
１７とによって行う。

排ガスボイラ９に流入するガスタービン排ガス温度は、
再生熱交換器４を通過する圧縮空気量によって変化する
。この空気量は、再生熱交換器のライン３１とそのバイ
パスライン７とに夫々設置された風量調整ダンパ２８と
７の開度調整によって、連続低速用吸気通路に変化する
。排ガスボイラ９の管側出口に設けられた温度検出端子
２５．２９からの制御信号は、温度調整器２６を経て、
風量調整ダンパ２８と７の開度調節を行い、排ガスボイ
ラ９からの蒸気または温水の温度を所定の運転可能範囲
の中で設定値に制御維持する。

蒸気を供給する場合には、温水供給ライン２０を閉とし
、蒸気供給ライン２１を用いる。この場合、必要とする
蒸気の圧力は圧力検出端子２２と、圧力調整器２３およ
び圧力制御弁２４にて設定される。また、必要とされる
蒸気の温度は、温度検出端子２９、温度調整器２６と、
風量調整ダンパ７．２８の開度調整にて設定温度とされ
る。

すなわち、高温蒸気を必要とする場合には、ガスタービ
ン排ガス温度よりも低温の圧縮空気が再生熱交換器４を
通過する量を減少させるように再生熱交換器ライン３１
の風量調整ダンパ２８の開度を減少させ、一方バイパス
ライン８の風量調整ダンパ７の開度を増加させればよい
。

温水を供給する場合には、蒸気供給ライン２１を閉とし
、温水供給ライン２０を用いる。この場合にも、必要と
される温水温度は蒸気同様、温度検出端子２５、温度調
整器２６と風量調整ダンパ７．２８の開度調整にて設定
温度とする。

なお、蒸気、温水とも排ガスボイラ９への給水供給量は
、設定流量となるよう、再循環ライン２７の流量制御弁
１５の開度を制御する。

また、蒸気、温水とも供給しない場合は、排ガスボイラ
９の排ガスバイパスライン３０を開とし、排ガスボイラ
側への排ガス供給を行わないこととする。これにより、
ボイラチューブが空炊き状態となることを防止でき、不
必要に高温度のある材料を使う必要がなくなる。

ここで供給される蒸気、温水は主に冷暖房用の熱源とし
て使用される。すなわち、蒸気は温水に比べて極めて大
量の熱エネルギによって発生するため、給水量の調節は
そのまま蒸気供給と温水供給の切り替えに短絡する。ち
なみに、１ｋｇ／ｃｒｒｆＧの飽和水と飽和蒸気のエン
タルピは、それぞれ約１２０　ｋｃａｌ／ｋｇ、約６４
６ｋｃａｌ／ｋｇ、　５　ｋｇ／　ｃｒｄ　Ｇのそれは
約１５９ｋｃａｌ／ｋｇ、約６５８ｋｃａｌ／ｋｇで、
気化の潜熱はそれぞれ約５３６ｋｃａｌ／ｋｇ、約４９
９ｋｃａｌ／ｋｇにも達する。

また、排ガスボイラ９の管側出口には制御弁１９゜２４
が設けられているが、蒸気系の制御弁２４は設定条件に
合致した蒸気圧とするために、また温水系の制御弁１９
は温水流量の制御として給水系に設けた流量制御弁の補
助として用いる（温水流量を低減させる時、温水系の圧
力損失を高め、給水系再循環ライン２７への戻りを増加
させる）。

なお、温度、流量、圧力はボイラの性能等から定まる運
転可能範囲があるので、その範囲内で設定することとな
る。

また、貫流ボイラは、汽水ドラムを有せず、飽和水がそ
のまま蒸気管人口に戻されることがないから、前記の潜
熱調節のみで蒸気ボイラまたは温水ボイラに容易に切替
えられ、また伝熱部容量が循環式ボイラに比べて小さい
ために極めて迅速に蒸気と水との切替えが行える。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、電力と蒸気または
電力と温水の両者をひとつのシステムで同時に得られる
熱電併給コージェネレーションプラントを提供でき、ひ
とつのシステムで温水、蒸気を供給できるので、低コス
トであり、しかも蒸気と温水の切り替えは、極めて迅速
である。

したがって、地域冷暖房、空港あるいは個別のＩＣ構造
、ホテル、病院、スポーツセンタ等の空気調和、給湯用
に低コストで経済性の高いプラントを供給することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す系統図である。 １・・空気圧縮機、２・・燃焼器、３・・ガスタービン
、４・・再生熱交換器、５・・発電機、６・・再生式ガ
スタービン発電機、７・・風量調整ダンパ、８・・熱交
換器バイパスライン、９・・貫流排ガスボイラ、１１・
・給水タンク、１５・・流量制御弁、１９・・流量制御
弁、１０・・遮断弁、２１・・圧力制御弁、２６・・温
度調整器、２７・・給水再循環ライン、２８・・風量調
整ダンパ、３０・・排ガスバイパスライン、３１・・再
生熱交換器ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 再生式ガスタービン発電機と、風量調整ダンパを備えた
   再生熱交換器のラインと、この再生熱交換器ラインをバ
   イパスするバイパスラインと、ガスタービンの排熱によ
   って蒸気または温水を発生する貫流排ガスボイラと、こ
   の排ガスボイラをバイパスする排ガスバイパスラインと
   、前記排ガスボイラの給水再循環ラインに流量制御弁を
   設けた給水ラインと、前記排ガスボイラの出口に設置さ
   れ、前記風量調整ダンパの開度を調節する温度調整器と
   、前記排ガスボイラの出口に併設した蒸気系と温水系と
   にそれぞれ遮断弁を介して連設された一対の制御弁とを
   備えたことを特徴とするガスタービンプラント。