JPH062806A - 給水加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部分負荷時においても排ガスクーラへの給水
量を減少させることなく、給水加熱器および給水管内の
クリーンアップおよびウオーミングを行なうことができ
る給水加熱装置を得ること。 【構成】 蒸気タービン抽気を加熱源とする給水加熱器
とガスタービン排ガスを加熱源とする排ガスクーラとを
並列に接続した給水加熱装置において、給水加熱器１５
ａと給水入口止弁２７間の給水管２６ａから再循環管路
３２を分岐導出し、その再循環管路３２の先端を脱気器
１３に接続するとともに、その再循環管路３２に脱気器
１３へ流入する給水量を制御する流量調整弁３４を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービン発電プラ
ントにガスタービン発電プラントを追設した排気再燃方
式のコンバインドサイクルプラントにおける給水加熱装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の電力需要の伸び、老朽発電所の増
加、燃料の高騰、排出物の環境規制の強化のために、経
年化した既設ボイラ、蒸気タービン発電設備にガスター
ビン発電設備を追設して、プラントの出力増大、効率向
上、寿命延長、環境影響量の低減などを目的とし、プラ
ントの再生化を図ったリパワリングシステムの採用が電
力事業にとって重要な課題の一つになっている。

【０００３】図８は、排気再燃方式を採用したコンバイ
ンドサイクルの従来のシステム構成図であって、ボイラ
１で発生した蒸気は主蒸気管２を経て高圧蒸気タービン
３に供給され、そこで膨脹し仕事を行なった蒸気は低温
再熱管４を経てボイラ１に戻され再熱される。この再熱
された再熱蒸気は高温再熱管５を経て中圧蒸気タービン
６および低圧蒸気タービン７に送られ、そこで膨脹仕事
を行なった後復水器８で復水される。そして各タービン
で行われた仕事は蒸気タービン用発電機９で電気エネル
ギーとして取り出される。

【０００４】上記復水器８で復水された復水は、復水ポ
ンプ１０によって低圧給水加熱器１１ａ，１１ｂ，１１
ｃおよびこれと並列に接続された低圧排ガスクーラ１２
ａを通って脱気器１３に送られ、更に給水ポンプ１４に
よって高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃおよびこ
れと並列に接続された高圧排ガスクーラ１２ｂを経てボ
イラ１に還流される。

【０００５】一方、コンプレッサ１５で加圧された圧縮
空気は燃焼器１７に送られ、その燃焼器１７に供給され
た燃料の燃焼により高圧の混合ガスとなりガスタービン
１８に供給され、そこで膨脹し仕事を行ない、ガスター
ビン用発電機１９で電気エネルギーとし取り出される。
また、上記ガスタービン１７で仕事を行なった排ガスは
ボイラ１に送られ、そこで燃焼用空気として使用され
る。

【０００６】上記ボイラ１からの排ガスは高圧排ガスク
ーラ１２ｂおよび低圧排ガスクーラ１２ａを通り給水お
よび復水と熱交換した後煙突２０から排出される。

【０００７】ところで、高圧給水加熱器１５ｃには抽気
管２１ｃを介して高圧タービン３の途中段落から抽気が
供給され、高圧給水加熱器１５ｂには抽気管２１ｂを介
して低温再熱管４から抽気が供給され、高圧給水加熱器
１５ａには抽気管２１ａを介して中圧タービン６の途中
段落から抽気が供給されるようになっており、さらに各
低圧給水加熱器１１ａ，１１ｂ，１１ｃにはそれぞれ低
圧タービン７の途中段落から抽気管２２ａ，２２ｂ，２
２ｃを介して抽気が供給されるようにしてある。そし
て、各抽気管２１ａ，２１ｂ，２１ｃおよび２２ａ，２
２ｂ，２２ｃにはそれぞれ抽気を全閉できる抽気止弁２
３および抽気の逆流による蒸気タービンのオーバースピ
ードを防止する抽気逆弁２４が設けられている（抽気管
２２ａ，２２ｂ，２２ｃについては図示を一部省略す
る）。

【０００８】図９は、上記高圧給水加熱器回りの給水系
統を示す図であって、高圧給水加熱器１５ｃで発生した
ドレンは、ドレン調整弁２５ａを介してそれより一次側
の高圧給水加熱器１５ｂに流入し、高圧給水加熱器１５
ｂで発生したドレンは同様にドレン調整弁２５ｂを経て
高圧給水加熱器１５ｃに流入し、さらにドレン調整弁２
５ｃを介して脱気器１３に供給される。

【０００９】給水ポンプ１４の出口側において給水管２
６が２つに分岐されており、その一方に高圧給水加熱器
１５ａ等が接続され、他方に高圧排ガスクーラ１２ｂが
接続されている。そして、上記高圧給水加熱器１５ａの
入口側に給水入口止弁２７が設けられ、高圧給水加熱器
１５ｃの出口側に給水出口止弁２８が設けられ、さらに
上記給水入口止弁２７の入口側には高圧給水加熱器１５
ａ側と高圧排ガスクーラ１２ｂへの給水の分配を調整す
る給水調整弁２９が設けられている。一方、高圧排ガス
クーラ１２ｂの入口側および出口側には、ガスタービン
の停止時等において、高圧排ガスクーラ１２ｂへの通水
量を０として系統から遮断するために入口止弁３０およ
び出口止弁３１が設けられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、国内火力発
電プラントは最近昼夜の電力変化に対応するため中間負
荷用として幅広い負荷での運転がしいられているが、こ
のような条件で運用する場合には運転のしやすさから高
圧給水加熱器を全段カットし、ガスタービンの排ガスか
らの回収熱量だけでボイラの必要とする給水温度を確保
できるようなガスタービン／蒸気タービン容量比を見つ
けることが好ましいが、現実的には限られた機種から選
択された組合せのため、図７に示すように蒸気タービン
負荷の７５％前後で高圧給水加熱器のサービスイン・ア
ウトの切替が必要となり、７５％以上では蒸気タービン
からの抽気量で給水の一部の熱量を補うのが普通であ
る。

【００１１】しかして、このように通常の給水加熱器に
対してガスタービン排ガスを加熱源とするガスクーラを
併設設置するものにおいては、圧縮機で圧縮される空気
量は部分負荷においてもさほど変化せず、高圧排ガスク
ーラ１２ｂへ排出される排ガス量は定格運転時と殆ど変
化はない。一方、蒸気タービンサイクル系では、部分負
荷になるとその負荷に応じて復水管や給水管に流れる水
の量が減少する。この結果、部分負荷では、高圧排ガス
クーラ１２ｂの出口給水温度をボイラ１の節炭器（図示
せず）内でのスチーミングが発生する温度以下におさえ
るために高圧排ガスクーラ１２ｂへの給水量はさほど変
らず、一方高圧給水加熱器への給水量は大幅に減少し、
或負荷になると０になる。

【００１２】また、高圧給水加熱器１２ｂへのタービン
抽気量は、給水加熱器のドレンレベルを見てドレン調整
弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより制御されるため、給水
量の減少に伴ないドレン凝縮量が減少すると、ドレン調
整弁２５ａ，…が閉じ、高圧給水加熱器への給水が０に
なるとドレン調整弁２５ａ，…が全閉となりタービン抽
気量は０になる。

【００１３】さらに負荷を下げたまま運転する場合は抽
気弁２３、給水入口止弁２７および給水出口止弁２８を
全閉した状態で運転される。

【００１４】ところが、一旦負荷を下げたまま長時間運
転してから負荷を上げ、給水加熱器に通水すると次のよ
うな問題が生ずる。 （ａ） 長時間給水加熱器および給水管に滞留して汚れ
た給水がボイラ１へ送られる。 （ｂ） 給水加熱器での熱交換は時間遅れがあるため、
通水してからしばらくの間は脱気器の出口温度の冷水が
送られ、高温となった高圧排ガスクーラ出口の給水と混
合される。ここでの温度差は１００℃を超える場合もあ
り、給水管の熱応力が過大となり、負荷変化の頻度によ
っては給水管の寿命を大幅に縮めることがある。

【００１５】なお、部分負荷においては、給水加熱器に
常時少流量の給水を通水して給水加熱する方法もある
が、高圧排ガスクーラへの給水量が減るため、ボイラへ
の給水温度が上がり過ぎて、節炭器内でスチーミングを
起したり、或は微少流量を通水した場合は、抽気量も微
少となるため、ドレン調整弁２５ａ，…の制御性が悪く
なったり、抽気逆止弁２４がハンチングを起して運用性
が悪くなる等の問題がある。

【００１６】本発明はこのような点に鑑み、部分負荷時
においても、排ガスクーラへの給水量を減少させること
なく、給水加熱器および給水管内のクリーンアップおよ
びウオーミングを行なうことができる給水加熱装置を得
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
蒸気タービン抽気を加熱源とする給水加熱器とガスター
ビン排ガスを加熱源とする排ガスクーラとを並列に接続
した給水加熱装置において、給水加熱器と給水入口止弁
間の給水管から再循環管路を分岐導出し、その再循環管
路の先端を脱気器に接続するとともに、その再循環管路
に脱気器へ流入する給水量を制御する流量調整弁を設け
たことを特徴とする。

【００１８】また、第２の発明は、ガスタービンからの
排ガスをボイラに供給する前に給水と熱交換させて温度
を低下させる第１の排ガスクーラと、上記ボイラからの
排ガスで給水を加熱する第２の排ガスクーラとを直列に
接続し、上記両排ガスクーラ間の給水管を止弁を有する
ガスクーラ給水バイパス管によって給水加熱器間に接続
するとともに、最終段給水加熱器の出口部に設けられて
いる給水出口止弁と並列に流量調整弁を設けたことを特
徴とする。

【００１９】第３の発明は、給水加熱器と給水出口弁間
の給水管から再循環管路を分岐導出し、その再循環管路
を流量調整弁を介して脱気器に接続するとともに、抽気
管に微少の加熱蒸気を制御する制御弁を設けたことを特
徴とする。

【００２０】さらに第４の発明は、給水ポンプ、給水調
整弁および給水入口止弁をバイパスし、給水ブスータポ
ンプの出口側と給水加熱器入口側とを連通する給水ポン
プバイパス管を設け、その給水ポンプバイパス管に給水
止弁および逆止弁を設けたことを特徴とする。

【００２１】また、第５の発明は、上記排ガスクーラの
給水入口部と給水加熱器出口側とを流量調整弁を介して
互いに連通させたことを特徴とする。

【００２２】第６の発明は、給水加熱器と給水出口止弁
間の給水管から再循環管路を分岐導出し、その再循環管
路を流量制御弁および減圧装置を介して復水器に接続し
たことを特徴とする。

【００２３】

【作用】第１の発明に係る給水加熱装置においては、部
分負荷になって給水量が減り、全給水量を高圧排ガスク
ーラへ通水して排熱回収し、かつそのまま長時間運転す
る場合は、まず給水出口止弁を開けた状態で給水入口止
弁が閉じられ、高圧給水加熱器への抽気弁が全閉され
る。そこで、高圧排ガスクーラ出口と給水加熱器との合
流点から少流量の給水が高圧給水加熱器を逆流し、再循
環管を通って圧力の低い脱気器へ回収される。

【００２４】しかして、高圧排ガスクーラ出口側の高温
となった給水の一部が給水管および高圧給水加熱器を通
って脱気器へ回収され、常時高温の給水が高圧給水加熱
器内を循環する。

【００２５】一方、再度負荷を上げ高圧給水加熱器へ給
水ポンプ出口の給水を通水して加熱する場合は、脱気器
への再循環管路に設けた止弁を全閉とし、給水入口止弁
を開け給水調整弁で給水流量を制御しながら高圧給水加
熱器へ通水し、その後抽気弁を開けて高圧給水加熱器へ
の抽気を行なう。この場合、抽気量は高圧給水加熱器へ
の給水量の増大に応じた増加することによって高圧給水
加熱器出口からの給水温度を適度な温度に保つことがで
きる。

【００２６】また、第２の発明においては、部分負荷運
転時に第１および第２の排ガスクーラ間の給水が高圧給
水加熱器側に流入し、その一部が高圧給水加熱器の一部
を通り、第２の排ガスクーラから流出する給水と混合
し、残りの給水は他の高圧給水加熱器を経て脱気器に回
収される。しかして、高圧給水加熱器には適当な温度の
給水が流入し最高使用温度以下に保たれ、一方、高圧給
水加熱器および排ガスクーラの出口給水温度の差が小さ
くなり、合流点における熱応力を小さくすることができ
る。

【００２７】第３の発明においては、部分負荷時に高圧
給水加熱器を経た給水が流量調整弁で制御されて脱気器
に回収される。したがって、常時給水の一部が給水管お
よび高圧給水加熱器内を循環し、かつ高圧給水加熱器出
口の給水温度が適度な温度に保たれる。

【００２８】さらに第４の発明は、第３の発明と同様に
部分負荷時にも給水加熱器に給水の一部が流通される
が、この場合ブースタポンプから吐出された給水が上記
給水ポンプをバイパスして給水加熱器に供給される。し
たがってポンプの動力を減少させることができる。

【００２９】第５の発明においては、部分負荷時に給水
加熱器を通った給水が排ガスクーラに供給される給水と
合流され、全給水量が排ガスクーラを経てボイラに供給
される。したがって、給水加熱器内で給水を滞留させる
ことなく、また、給水加熱器の温度を高温に保つことが
でき、負荷上昇を急激に行なっても給水加熱器および給
水管に対して熱応力等の影響を最小限にすることができ
る。

【００３０】さらに、第６の発明においては、負荷が減
少し、給水加熱器への給水量が給水加熱器の必要最低給
水量以下になる場合には、その給水が再循環管路を経て
復水器に回収され、給水加熱器を流れる給水量が常に所
定以上に保たれる。

【００３１】

【実施例】以下、図１乃至図７を参照して本発明につい
て説明する。なお、図中図８および図９と同一部分につ
いては同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００３２】図１は本発明の第１実施例を示す系統図で
あって、給水ポンプ１４の出口側において分岐された給
水加熱器側給水管２６ａには、給水調整弁２９、給水入
口止弁２７が設けられ、その給水入口止弁２７の下流側
に３個の高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設け
られており、その給水加熱器側給水管２６ａの上記給水
入口止弁２７と第１の高圧給水加熱器１５ａとの間から
再循環管路３２が分岐導出されている。この再循環管路
３２にはその途中に止弁３３、流量調整弁３４、および
オリフィス３５が設けられ、その先端が脱気器１３に接
続されている。

【００３３】しかして、この装置においては、定格負荷
運転時には止弁３３が全閉されており、給水調整弁２９
によって高圧給水加熱器１５ａと高圧排ガスクーラ１２
ｂへの給水配分が制御され、給水加熱器ドレン調整弁２
５ａ，２５ｂ，２５ｃによって各高圧給水加熱器１５
ａ，…のドレンレベルが制御され、またそれに対応して
各高圧給水加熱器への抽気量が制御されている。

【００３４】そこで、プラントが部分負荷運転に入り、
高圧給水加熱器１５ａへの給水量が或設定流量以下にな
ると、給水入口止弁２７が全閉され、全給水量が高圧ガ
スクーラ１２ｂへ通水される。そのため、高圧給水加熱
器１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの給水が０になり、抽気加
熱蒸気の凝縮が行なわれず、給水加熱器内のドレンレベ
ルが下がり始め、ドレン調整弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
の全閉となり、続いて抽気弁２３が全閉される。そして
その後止弁３３が全開され、流量調整弁３４が微開され
る。

【００３５】しかして、温度および圧力が高い高圧排ガ
スクーラ１２ｂの出口側における給水合流点から、高圧
排ガスクーラ１２ｂで加熱された給水の一部が高圧給水
加熱器１５ｃ側に逆流し、流量調整弁３４によって制御
された微少量の給水が、高圧給水加熱器１５ｃ，１５
ｂ，１５ａを順次通り、再循環管路３２を経て脱気器１
３に回収される。そして、脱気器１３に流入した給水は
脱気器１３内で混合・脱気され、再び給水ポンプ１４で
昇圧されて高圧排ガスクーラ１２ｂへ送られ加熱され
る。このようにして、部分負荷時においても給水管２６
ａおよび高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに常に
高温の給水が循環される。

【００３６】そこで、再び負荷を上げて給水ポンプ１４
の出口から給水を分岐させて高圧給水加熱器１５ａ，１
５ｂ，１５ｃにも流入させる場合には、まず止弁３３を
全閉とした後、給水入口止弁２７、並びに抽気弁２３を
全開とし、給水調整弁２９で高圧給水加熱器１５ａへの
給水量を制御しながら徐々に増加させ、目標の流量にな
るまで給水調整弁２９の開度を調整する。この時高圧給
水加熱器１５ｃの出口の給水温度は、各高圧給水加熱器
への抽気により加熱され適度な温度に保持される。

【００３７】図２は、上記部分負荷から高負荷への移行
時における給水管２６ａ内の給水温度分布およびその時
間変化を示した図である。縦軸は温度、横軸は給水配管
の位置を示し、Ａは高圧排ガスクーラ出口給水との合流
点、Ｂは給水出口弁、Ｃ〜Ｅは高圧給水加熱器、Ｆは給
水入口止弁の位置に対応している（なお、図中矢印は給
水の流れ方向を示す）。

【００３８】図２の（ａ）は従来の装置における給水温
度分布およびその時間変化を示しており、（イ）は部分
負荷運転中で、給水が全量高圧排ガスクーラへ流入して
いる状態である。給水管のＢからＦ間の給水温度は高圧
給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの給水量が０でそ
こでの熱交換が行なわれないため、給水ポンプ１４出口
の温度（例えば１７０℃）となっている。一方、給水出
口止弁２８は全閉で、合流点Ａでは高圧排ガスクーラ出
口の温度（例えば２７０℃）となり、給水出口止弁位置
Ｂではそれより若干低い温度となっている。

【００３９】（ロ）は給水出口止弁２８および給水入口
止弁２７を開けた状態で、１７０℃の給水が高圧排ガス
クーラ１２ｂから流出した給水と合流点Ａで混合され
る。したがって、ここでの出入口温度差は約１００℃と
なり、給水管に大きな熱応力が発生する。また、同時に
Ａ〜Ｆ間の給水管内に長時間滞留して汚れた給水がボイ
ラに供給される給水中に合流する。

【００４０】（ハ）は、その後高圧給水加熱器への抽気
が開始され、給水加熱器出口の給水温度が上昇している
状態である。また、（ニ）は、高圧給水加熱器への給水
量が目標値に達し、同時に第３の高圧給水加熱器１５ｃ
出口の給水温度も適切な温度（例えば２７０℃）に達し
た状態である。

【００４１】これに対し、本発明装置では図２（ｂ）に
示すように、部分負荷運転中である（イ）では、合流点
Ａから給水の一部が給水管内を逆流しているので、給水
管内の温度分布はその放熱を考慮して高圧排ガスクーラ
出口温度から漸次減少していく。なお、この時給水入口
止弁は全閉となっており、その入口側は給水ポンプ出口
の給水温度（１７０℃）で出口側は合流点Ａの温度（２
７０℃）から給水管の放熱分を差し引いた値となる。

【００４２】また、給水入口止弁を全開とした状態で
は、高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに給水ポン
プ１４出口の給水が供給され、この給水量は給水調整弁
２９で微少となるように制御され、（ロ）に示すよう
に、その温度分布は給水管の残留熱を考慮して給水ポン
プ出口温度から下流側へ漸次増加する。このため合流点
Ａでは従来の装置より温度差が少なく、給水管の熱応力
が小さい。また、給水管中の給水は常時循環しているの
で、汚れた給水が混合することもない。

【００４３】（ハ）は高圧給水加熱器への抽気が開始さ
れ、給水加熱器出口の給水温度が上昇している状態で、
（ニ）は高圧給水加熱器への給水量が目標値に達し、同
時に第３の高圧給水加熱器１５ｃ出口の給水温度も適切
な温度（約２７０℃）に達した状態である。

【００４４】このように、部分負荷運転中に、微少の給
水を給水配管内を逆流させ脱気器へ回収することによ
り、部分負荷から高負荷へ移行する場合に滞留して汚れ
た給水が混合することがなく、かつ給水管の合流点にお
ける温度差を小さくでき、給水管の熱応力を小さくする
ことができる。しかも、追加設備が、給水入口止弁の出
口から分岐され脱気器に接続された再循環管路３２、止
弁３３、流量調整弁３４、およびオリフィス３５だけで
よく、追加改造範囲が少なくてよく、また高温の給水の
一部を脱気器へ再循環して回収することにより、高圧排
ガスクーラ１２ｂへの給水量を増加させ、そこでの熱回
収を多くして、その分脱気器へのタービン抽気量を減少
させることができ、タービンでの仕事すなわち発電端出
力又は発電端効率を向上させることができる。

【００４５】図３は、本発明の他の実施例であり、高圧
排ガスクーラが図１に示す第１の高圧排ガスクーラ１２
ｂとは別にガスタービン排ガスの温度を下げて熱回収を
行なう第２の高圧排ガスクーラ３６が設けられている。

【００４６】しかして、ガスタービンからの排ガスが上
記第２の高圧排ガスクーラ３６に供給され、そこで給水
との熱交換によって温度が低下された後ボイラ１に供給
される。そして、このボイラ１からの排ガスが前記第１
の高圧排ガスクーラ１２ｂに供給されるようにしてあ
る。

【００４７】上記第１の高圧排ガスクーラ１２ｂと第２
の高圧排ガスクーラ３６間の給水管からガスクーラ給水
バイパス管３７が分岐導出され、その先端が高圧給水加
熱器１５ｂと１５ｃ間の給水管に接続されており、その
ガスクーラ給水バイパス管３７には止弁３８が設けられ
ている。また、高圧給水加熱器１５ｃに加熱蒸気を供給
する抽気管２２ｂには、抽気止弁２３および抽逆止弁２
４と並列に微少の抽気量を制御する抽気第２弁３９およ
び抽気第２逆止弁４０が設けられ、さらに上記高圧給水
加熱器１５ｃにはそのドレンを復水器８に回収するドレ
ン管４１が設けられ、そのドレン管４１には止弁４２お
よび減圧用のオリフィス４３が設けられている。さら
に、給水出口止弁２８にはこれと並列に微少の給水量を
調節する流量調節弁４４も設けられている。

【００４８】しかして、定格負荷運転時においては、止
弁３３，３８，４２、抽気第２弁３９および流量調整弁
４４を全閉とし、その他の弁は図１に示したものと同様
な操作を行なうことによって、図１に示すものと同一の
流れとなる。

【００４９】一方、部分負荷になり高圧給水加熱器１５
ａへの給水量が或設定流量以下になると、給水入口止弁
２７が全閉され、全給水量が第１の高圧排ガスクーラ１
２ｂへ通水され、高圧給水加熱器ドレン調整弁２５ａ，
２５ｂ，２５ｃが全閉となった後、抽気弁２３が全閉さ
れる。そこで、止弁３３を全開、流量調整弁３４を微開
することにより図１と同様な流れとなる。

【００５０】その後さらに止弁３８が全開、給水出口止
弁２８が全閉、流量調整弁４４が微開され、それにより
第１の高圧排ガスクーラ１２ｂの出口から給水の一部が
ガスクーラ給水バイパス管３７を通って給水管２６ａへ
流入し、一部が給水管２６ａを逆流し、高圧給水加熱器
１５ｂ，１５ａおよび再循環管路３２を経て脱気器１３
に回収され、他方は高圧給水加熱器１５ｃ、流量調整弁
４４を経て、第２の高圧排ガスクーラ３６の出口給水と
混合した後ボイラ１へ送られる。

【００５１】この場合、流量調整弁４４を経てガスクー
ラ出口給水と合流する給水は、抽気第２弁３９および止
弁４２を開けることによって加熱制御され、適切な温度
に保たれる。

【００５２】このようにして、高圧給水加熱器１５ｂ，
１５ａおよび脱気器１３へは、第１の高圧排ガスクーラ
１２ｂ出口の中間温度の給水が流入し、各機器の最高使
用温度以下におさえることができる。また、高圧給水加
熱器１５ｃ出口の給水温度は抽気により加熱制御されて
いるので、第２の高圧排ガスクーラ３６出口の給水との
温度差を極力小さくすることができる。

【００５３】一方、再び負荷を上げボイラへの給水量を
増加させる場合には、上述とほぼ逆の操作によって行な
うことができる。

【００５４】しかして、本実施例においても図１記載の
ものと同様に、部分負荷運転中は常に給水管および高圧
給水加熱器へ給水が流れ、かつ高圧給水加熱器１５ａ，
１５ｂおよび脱気器１３へは中間の温度の給水が流入
し、最高使用温度以下に保たれる。また、部分負荷から
高負荷へ移行する間は常に高圧給水加熱器１５ｃ出口の
給水温度が適切に保たれ、高圧排ガスクーラ１２ｂの出
口給水温度との差を極力小さくして、給水管の熱応力を
小さくすることができる。

【００５５】図４は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、給水管２６ａには高圧排ガスクーラ出口給水管
２６ｂとの合流点の直前に給水出口第２止弁４５が設け
られており、その給水出口第２止弁４５の入口側の給水
管から再循環管路４６が分岐導出されており、その先端
が脱気器１３に接続されている。そして、その再循環管
路４６には第１実施例と同様に止弁３３、流量調整弁３
４、オリフィス３５が設けられている。

【００５６】一方、高圧給水加熱器１５ａへの抽気管２
１ａには、抽気弁２３および抽気逆止弁２４と並列に微
少抽気を制御するための口径が小さい抽気第２弁４７お
よび抽気第２逆止弁４８が設けられ、上記高圧給水加熱
器１５ａのドレン管に設けられた給水加熱器ドレン調整
弁２５ｃと並列に給水加熱器第２ドレン調整弁４９が設
けられている。

【００５７】しかして、定格負荷運転時においては、止
弁３３、抽気第２弁４７および給水加熱器第２ドレン調
整弁４９を全閉とし、その他の止弁を全開とすることに
よって、第１実施例等と同様に作動する。

【００５８】そこで、部分負荷運転に入り、高圧給水加
熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの給水量が給水調整弁２
９によって制御される或設定流量以下になると、止弁３
３が全開されるとともに給水出口第２止弁４５が全閉さ
れる。したがって、流量調整弁３４によって調整された
流量の給水が、高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ
を通り、再循環管路４６を経て脱気器１３に循環され
る。また、同時に各高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１
５ｃへの抽気弁２３、および給水加熱器ドレン調整弁２
５ａ，２５ｂ，２５ｃを全閉にし、抽気第２弁４７およ
び給水加熱器第２ドレン調整弁４９が開けられる。した
がって、高圧給水加熱器１５ａに流入する給水は、口径
の小さい抽気第２弁４７から流入する微少量の抽気によ
って加熱制御され、適当な温度に保持される。

【００５９】しかして、この実施例においても、部分負
荷運転時に給水管２６ａ、高圧給水加熱器１５ａ，１５
ｂ，１５ｃへ常に微少の給水が流れ、高圧給水加熱器出
口の給水温度は適当な温度に保たれる。

【００６０】また、部分負荷運転から負荷を上げてボイ
ラへの給水量を増加させる場合には、まず流量調整弁３
４で再循環流量を或流量まで増加させ、高圧給水加熱器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの各抽気弁２３を開けるとと
もに抽気第２弁４７を閉じ、さらに各ドレン調整弁２５
ａ，２５ｂ，２５ｃを開け、給水加熱器第２ドレン調整
弁４９が全閉される。

【００６１】したがって、高圧給水加熱器１５ｃの出口
の給水温度は、抽気量の増加により所定温度まで上昇さ
せられ、高圧排ガスクーラ出口給水との温度差が小さく
なる。そこので給水出口第２止弁４５を開け、止弁３３
を全閉すると、脱気器への再循環給水はボイラへの給水
に切換わり、高圧排ガスクーラ１２ｂの出口給水と混合
し、ボイラへの給水量が増加する。

【００６２】このように、部分負荷運転中には微少の給
水を給水管および高圧給水加熱器を通して再循環管路か
ら脱気器に回収し、高圧給水加熱器出口の給水温度は、
微少量の抽気量の制御により適当な温度に保たれ、性能
への影響を極力小さくして給水管および高圧給水加熱器
への連続通水を行なうことができる。

【００６３】また、部分負荷から高負荷へ移行する場合
には、高圧給水加熱器１５ｃ出口の給水温度を適当な温
度まで上昇させてから高圧排ガスクーラ出口の高温給水
と混合させることができ、給水管の温度差による熱応力
を小さくすることができる。

【００６４】図５は、図４の変形例であり、脱気器１３
に給水を再循環させる再循環管路４６が、高圧給水加熱
器１５ｃと給水出口止弁２８との間の給水管２６ａから
分岐導出されており、上記給水出口止弁２８と並列に流
量調整弁５０および減圧用オリフィス５１が設けられて
いる。また、給水管２６には、給水ポンプ１４とその上
流側に設けられている給水ブースタポンプ１４ａとの間
から、給水ポンプ１４、給水調整弁２９および給水入口
止弁２７をバイパスするバイパス管５２が分岐されてい
る。このバイパス管５２には止弁５３および逆止弁５４
が設けられており、先端が高圧給水加熱器１５ａの入口
側の給水管２６ａに接続されている。その他の点は図４
と同一である。

【００６５】しかして、定格負荷運転時においては、止
弁５３および流量調整弁５０を全閉し、その他の弁を図
４のものと同様の操作を行なうことにより、それと同一
の作動を行なわせることができる。

【００６６】次に部分負荷運転時には、給水入口止弁２
７が全閉され、止弁５３および流量調整弁５０が微開さ
れる。したがって、給水ブースタポンプ１４ａの出口の
圧力の低い給水が高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ内を流れ、再循環管路４６を通って脱気器１３に回収
されるとともに、圧力・温度の高い排ガスクーラ１２ｂ
の出口側の給水の一部がオリフィス５１で減圧された
後、高圧給水加熱器１５ｃ出口の給水と合流して脱気器
１３に回収される。

【００６７】しかして、この実施例においては、給水管
および高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ内には常
に給水が流れるとともに、その高圧給水加熱器への給水
は給水ポンプ１４をバイパスして供給するので、ポンプ
動力を節減することができる。しかも、再循環管路４６
を高圧給水加熱器１５ｃと給水出口止弁２８の間の配管
から分岐させたので、タービン建屋内で分岐させること
ができ、比較的距離の短い配管の追設で済み、第３実施
例（図４）のようにタービン建屋の外にある給水合流点
付近から配管を引き回す必要がない。

【００６８】図６は、本発明のさらに他の実施例を示す
図であって、高圧給水加熱器１５ｃの給水出口部と給水
出口止弁２８間の給水管２６ａが流量制御弁５５を有す
るバイパス管５６によって高圧排ガスクーラ１２ｂの入
口側に接続されている。

【００６９】一方、給水ポンプ１４の出口側で分岐され
ている排ガスクーラ給水管２６ｂには、入口止弁３０を
バイパスするようにこれと並列に止弁５７、減圧用オリ
フィス５８および止弁５９を有する管路６０が設けられ
ている。

【００７０】しかして、定格負荷運転時には止弁５７，
５９、流量制御弁５５を全閉することによって第１実施
例等と同じ作用を行なわせることができる。

【００７１】そこで、部分負荷運転時においては、給水
出口止弁２８、入口止弁３０および抽気弁２３が閉鎖さ
れるとともに、止弁５７，５９および流量制御弁５５が
開方向に制御される。したがって、高圧給水加熱器１５
ａ，１５ｂ，１５ｃを通過した給水がバイパス管５６を
経て高圧排ガスクーラ１２ｂの入口に導かれ、止弁５７
等を経た給水と合流して高圧排ガスクーラ１２ｂに導入
される。この場合バイパス管５６から高圧排ガスクーラ
１２ｂ入口部に流入する給水の圧力は高圧給水加熱器１
５ａ，１５ｂ，１５ｃを通過中に低くなるか、排ガスク
ーラ給水管２６ｂを流れる給水もオリフィス５８によっ
て減圧され、上記合流が支障なく行なわれる。

【００７２】また、上記実施例では抽気弁２３を全閉
し、高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃでの加熱を
行なわないようにしたものを示したが、部分負荷運転か
ら通常負荷運転に移行する場合に高圧給水加熱器１５ｃ
の出口給水温度と高圧排ガスクーラ１２ｂの出口給水温
度との差が小さくなるように、抽気弁２３のいずれかを
開き又は部分開放し、給水管２６ａを流れる給水温度を
高めるような運転を行なってもよい。また、上記実施例
では、給水出口止弁２８を閉じ高圧給水加熱器１５ｃか
ら流出する給水を全量バイパス管５６に送っていたが、
給水出口止弁２８と流量制御弁５５を同時に開き、バイ
パス管５６を流れる給水と給水出口止弁２８を流れる流
量を制御してもよい。

【００７３】また、図７は図６に示す実施例にさらに再
循環管路４６を設けたものである。すなわち、最終段の
高圧給水加熱器１５ｃと給水出口止弁２８を結ぶ給水管
から再循環管路４６が分岐導出されており、その先端が
復水器８に接続されるとともに、その再循環管路４６に
も流量調整弁３４および減圧用のオリフィス３５が設け
られている。

【００７４】しかして、負荷が低下し、高圧給水加熱器
内を流れる給水量が減少し、給水加熱器１５ｃ出口の最
低流量と最低温度を確保するのに必要な流量以下となる
と、流量調整弁３４が徐々に開かれ、給水加熱器１５ｃ
から流出した給水が再循環管路４６を経て復水器８に還
流され、高圧給水加熱器内に必要最低量の給水量が確保
される。

【００７５】なお、高圧給水加熱器１５ｃの給水出口部
および高圧排ガスクーラ１２ｂの給水出口部の各給水管
２６ａ，２６ｂにはそれぞれ給水流量・温度センサ６
１，６２が設けられ、高圧排ガスクーラ１２ｂの排ガス
管には排ガス温度センサ６３が設けられており、各セン
サからの検出信号が制御装置６４に入力されている。そ
してその制御装置６４からの出力信号によって各弁の制
御が行なわれる。また、各実施例については高圧給水加
熱器回りについて説明したが、低圧給水加熱器回りにつ
いても同様に適用することができる。

【００７６】

【発明の効果】本発明は、上述のように構成したので、
部分負荷時においても給水加熱器給水管および給水加熱
器内に給水を流通させることができ、高圧排ガスクーラ
への給水量を減少させずに上記給水管および給水加熱器
のクリーンアップを行なうことができ、低負荷運転から
高負荷運転移行時に給水中に汚れた給水が混合すること
を防止することができ、また、給水加熱器出口給水温度
と排ガスクーラ出口給水温度との温度差を極力小さくし
て給水管内の熱応力を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給水加熱装置の一実施例の概略系統
図。

【図２】従来装置と本発明装置の給水管の温度分布とそ
の時間変化との関係説明図。

【図３】本発明の他の実施例の概略系統図。

【図４】本発明のさらに他の実施例の概略系統図。

【図５】本発明の他の実施例の概略系統図。

【図６】本発明のさらに他の実施例の概略系統図。

【図７】本発明の他の実施例の概略系統図。

【図８】従来のコンバインドサイクルタービンプラント
の系統図。

【図９】従来の高圧給水加熱器回りの系統図。

【符号の説明】

１ ボイラ ３ 高圧蒸気タービン ８ 復水器 １０ 復水ポンプ １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 低圧給水加熱器 １２ａ 低圧排ガスクーラ １２ｂ 高圧排ガスクーラ １３ 脱気器 １４ 給水ポンプ １４ａ 給水ブースタポンプ １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 高圧給水加熱器 １７ ガスタービン ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 抽
気管 ２３ 抽気弁 ２４ 抽気逆止弁 ２６ 給水管 ２７ 給水入口止弁 ２８ 給水出口止弁 ２９ 給水調整弁 ３０ 入口止弁 ３１ 出口止弁 ３２，４６ 再循環管路 ３３，３８，４２ 止弁 ３４，４４，５０ 流量調整弁 ３６ 第２の高圧排ガスクーラ ３７ ガスクーラ給水バイパス管 ３９ 抽気第２弁 ４１ ドレン管 ４５ 給水出口第２止弁 ４７ 抽気第２弁 ５２，５６ バイパス管 ５５ 流量制御弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気タービン抽気を加熱源とする給水加熱
   器とガスタービン排ガスを加熱源とする排ガスクーラと
   を並列に接続した給水加熱装置において、給水加熱器と
   給水入口止弁間の給水管から再循環管路を分岐導出し、
   その再循環管路の先端を脱気器に接続するとともに、そ
   の再循環管路に脱気器へ流入する給水量を制御する流量
   調整弁を設けたことを特徴とする給水加熱装置。
2. 【請求項２】ガスタービンからの排ガスをボイラに供給
   する前に給水と熱交換させて温度を低下させる第１の排
   ガスクーラと、上記ボイラからの排ガスで給水を加熱す
   る第２の排ガスクーラとを直列に接続し、上記両排ガス
   クーラ間の給水管を止弁を有するガスクーラ給水バイパ
   ス管によって給水加熱器間に接続するとともに、最終段
   給水加熱器の出口部に設けられている給水出口止弁と並
   列に流量調整弁を設けたことを特徴とする、請求項１記
   載の給水加熱装置。
3. 【請求項３】蒸気タービン抽気を加熱源とする給水加熱
   器とガスタービン排ガスを加熱源とする排ガスクーラと
   を並列に接続した給水加熱装置において、給水加熱器と
   給水出口弁間の給水管から再循環管路を分岐導出し、そ
   の再循環管路を流量調整弁を介して脱気器に接続すると
   ともに、抽気管に微少の加熱蒸気を制御する制御弁を設
   けたことを特徴とする給水加熱装置。
4. 【請求項４】給水ポンプ、給水調整弁および給水入口止
   弁をバイパスし、給水ブスータポンプの出口側と給水加
   熱器入口側とを連通する給水ポンプバイパス管を設け、
   その給水ポンプバイパス管に給水止弁および逆止弁を設
   けたことを特徴とする、請求項３記載の給水加熱装置。
5. 【請求項５】蒸気タービン抽気を加熱源とする給水加熱
   器とガスタービン排ガスを加熱源とする排ガスクーラと
   を並列に接続した給水加熱装置において、上記排ガスク
   ーラの給水入口部と給水加熱器出口側とを流量調整弁を
   介して互いに連通させたことを特徴とする、給水加熱装
   置。
6. 【請求項６】給水加熱器と給水出口止弁間の給水管から
   再循環管路を分岐導出し、その再循環管路を流量制御弁
   および減圧装置を介して復水器に接続したことを特徴と
   する、請求項５記載の給水加熱装置。