JPH08246814A - ごみ焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

ごみ焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラント

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JPH08246814A
JPH08246814A JP7047497A JP4749795A JPH08246814A JP H08246814 A JPH08246814 A JP H08246814A JP 7047497 A JP7047497 A JP 7047497A JP 4749795 A JP4749795 A JP 4749795A JP H08246814 A JPH08246814 A JP H08246814A
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崎 操 鬼
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Toshihisa Kiyokuni
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気量の変動時においても余剰蒸気を有効利
用でき、ガスタービンの起動・停止時においても蒸気タ
ービンの運転を継続することができるようにしたごみ焼
却炉利用コンバインドサイクル発電プラントを得るこ
と。 【構成】 ごみ焼却炉１で発生した蒸気をガスタービン
の排熱を利用する排熱回収ボイラ２で加熱した後、蒸気
タービン１１に供給するようにしたごみ焼却炉利用コン
バインドサイクル発電プラントにおいて、蒸気タービン
１１の主蒸気入口ノズル部を高温蒸気入口ノズル部２６
ａと低温蒸気入口ノズル部２６ｂに２分割するととも
に、主蒸気系統を上記高温蒸気入口ノズル部と低温蒸気
入口ノズル部にそれぞれ接続された２つの系統２５ａ，
２５ｂに分岐し、その主蒸気系統に蒸気温度に対応して
上記２つの系統のいずれか一方に蒸気を供給する切替え
弁２７ａ，２７ｂを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉で発生した
蒸気をガスタービンの排熱を利用する排熱回収ボイラで
加熱した後、蒸気タービンに供給するようにしたごみ焼
却炉利用コンバインドサイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ごみ焼却炉を利用した発電設備
では、清掃工場の所内電力を賄うことのみを目的として
計画されており、発電に使用する蒸気量以外の余剰蒸気
は蒸気タービンをバイパスさせ復水器などに回収するこ
とが行なわれており、ごみが有するエネルギーは必ずし
も有効利用されていない。
【０００３】しかしながら、近年の逼迫する電力需要に
対応するとともに二酸化炭素の排出量の抑制を目的と
し、大型分散型電源として蒸気量の全量を発電に利用し
たり、一歩進めてより高効率をめざして、ガスタービン
とその排熱を利用する排熱回収ボイラと蒸気タービン設
備をもつコンバインドサイクルプラントとすることが多
くなってきている。
【０００４】図１２は、ごみ焼却炉１で発生した蒸気で
発電するようにしたプラントにガスタービンの排熱を利
用する排熱回収ボイラを組合わせたコンバインドサイク
ル発電プラントの概略系統図であって、上記ごみ焼却炉
１で発生した蒸気が排熱回収ボイラ２に供給されそこで
過熱されるようにしてある。
【０００５】すなわち、上記排熱回収ボイラ２にはガス
タービン３の排ガスダクト４が接続されており、ガスタ
ービン３の排ガスが上記排ガスダクト４を介して排熱回
収ボイラ２に供給されるとともに、排熱回収ボイラ２内
には節炭器５、蒸発器６、及び過熱器７が設けられ、そ
の過熱器７に上記ごみ焼却炉１の主蒸気管８が接続され
ている。
【０００６】しかして、ごみ焼却炉１で発生した蒸気
は、上記過熱器７でガスタービン３からの排ガスと熱交
換して過熱された後、主蒸気止め弁９及び蒸気加減弁１
０を経て蒸気タービン１１に供給される。蒸気タービン
１１に供給された蒸気はそこで仕事を行ない発電機１２
を作動させ、一方蒸気タービン１１で仕事を行なった蒸
気は復水器１３で復水された後、復水ポンプ１４及び給
水管１５を介して前記ごみ焼却炉１に還流される。
【０００７】上記給水管１５には復水ポンプ１４の下流
側からボイラ給水管１６が分岐導出されており、そのボ
イラ給水管１５がボイラ給水ポンプ１７を介して前記節
炭器５に接続されている。節炭器５には蒸気ドラム１８
が接続されており、その蒸気ドラム１８には蒸発器６が
接続され、循環ポンプ１９によって蒸気ドラム１８内の
給水が蒸発器６に供給されるようにしてある。
【０００８】したがって、復水ポンプ１４によって給水
管１５に送給された給水の一部はボイラ給水管１６を経
て節炭器５で予熱された後蒸気ドラム１８に流入し、さ
らに蒸発器６で加熱される。そして、そこで発生した蒸
気が前記主蒸気管８内のごみ焼却炉１で発生した蒸気と
合流される。
【０００９】一方、前記主蒸気管８には主蒸気止め弁９
の上流側からタービンバイパス系２０が分岐導出され、
減圧弁２１及び減温器２２を介して余剰蒸気を復水器１
３に放出するようにしてある。
【００１０】ところで、上記ごみ焼却炉を利用するコン
バインドサイクルプラントにおけるガスタービン発電設
備はピーク電力需要に協力するため、昼間のみ運用し夜
間は停止することが要求され、連続運転よりもＤＳＳ
（Daily Start Stop）運転またはＷＳＳ（Weekly Start
Stop)運転の運用となることが一般的である。
【００１１】また、ごみ焼却炉の蒸気温度は排ガス温度
と腐食の関係から安全な範囲としては１５０〜３３０℃
程度に限定される。したがってごみ発電の蒸気タービン
蒸気条件としては、ほぼ２００〜３００℃程度に設定す
るのが一般的である。
【００１２】上記ごみ焼却炉利用のコンバインドサイク
ルプラントは、ごみ焼却炉からの蒸気（約２００〜３０
０℃程度の蒸気温度）をさらにガスタービンの排熱を利
用する排熱回収ボイラから発生する蒸気と合流させた
後、排熱回収ボイラの過熱器で約４００〜５００℃程度
の蒸気に加熱して蒸気タービンに導き運転するが、夜間
等はガスタービンを停止し、ごみ焼却炉からの蒸気（約
２００〜３００℃程度の蒸気温度）を上記蒸気タービン
に導き運転するため、昼・夜間の運用において、蒸気条
件の異なる２種類の主蒸気を同一の主蒸気系統によって
蒸気タービンに導き運転する必要がある。
【００１３】ところが、この場合には昼間から夜間への
切替え運転の時、ガスタービンを夜間停止することで、
蒸気タービンの主蒸気温度が約４００〜５００℃程度の
蒸気温度から約２００〜３００℃程度の蒸気温度へ瞬時
（約１〜２分）で変化するため、ガスタービンと排熱回
収ボイラの負荷を蒸気タービン入口温度許容変化率に準
じて減少させた後に、ガスタービンを停止させざるを得
ない。そのため、停止に要する時間が約５０〜７０分程
度と長くなる。また、ガスタービン非常停止時は一旦蒸
気タービンを停止して再起動する手順を踏んでいた。
【００１４】一方、ごみ焼却炉からの蒸気量は、ごみの
投入量やごみ質の変化などによって瞬間的に変動するた
め、その変動蒸気量は蒸気タービンに流入されず、蒸気
タービンをバイパスして復水器へ回収することが多い。
また、ごみ焼却炉利用発電プラントを計画した時点の、
ごみ焼却量、ごみ発熱量は将来的には必ず増加し、ごみ
焼却炉からの蒸気量も増加する。
【００１５】しかし、計画時において蒸気タービン流入
蒸気量は決定されているため、蒸気量の増加分は復水器
へバイパスさせて回収している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにごみ焼却
炉を利用するコンバインドサイクル発電プラントは、運
用面からみると余剰小電力を電力会社へ売電する場合と
卸電気事業のように全量売電する場合があり、安定した
電源設備として機能しなくてはならないことと、ＤＳＳ
及びＷＳＳ運転に対応することにより、起動・停止運転
の繰返しによって生じる機器の熱疲労による寿命低下を
軽減させる必要がある。また、未利用エネルギーの有効
利用・高効率化という観点から設置される発電プラント
であるにもかかわらず、瞬時のごみ蒸気量変化、将来の
ごみ焼却量、ごみ発熱量の変動による蒸気量の増加を有
効利用できない等の問題がある。
【００１７】一方、運転方法として、従来は蒸気タービ
ンを運転しておいて、後にガスタービンを起動する場
合、ガスタービンは８〜１５分程度で１００％負荷まで
到達するため、排熱回収ボイラで過熱された主蒸気温度
が急激に上昇する。さらにプラント運転中にガスタービ
ンがトリップした場合は排熱がなくなるため、排熱回収
ボイラからの主蒸気温度が急激に降下し蒸気タービン温
度変化許容値を越える。したがって、一旦蒸気タービン
も停止させ再起動させなければならない等の問題があ
る。
【００１８】また、ＤＳＳ、ＷＳＳの運用をする場合、
蒸気タービンにおいては昼・夜間の運用で蒸気条件の異
なる２種類の主蒸気を同一ラインで蒸気タービンに供給
させるため、熱応力に対する蒸気タービンの構造上の対
応が必要となる。しかも、ごみ焼却場に隣接されるため
機器配置は極力コンパクトにすることが必要となる。
【００１９】本発明はこのような点に鑑み、蒸気量の変
動時においても余剰蒸気を有効利用することができ、上
記運用時においても蒸気タービンの運転を継続すること
ができ、機器配置もコンパクトにできるごみ焼却炉利用
コンバインドサイクル発電プラントを得ることを目的と
する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ごみ焼却
炉で発生した蒸気をガスタービンの排熱を利用する排熱
回収ボイラで加熱した後、蒸気タービンに供給するよう
にしたごみ焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラン
トにおいて、蒸気タービンの主蒸気入口ノズル部を高温
蒸気入口ノズル部と低温蒸気入口ノズル部に２分割する
とともに、主蒸気系統を上記高温蒸気入口ノズル部と低
温蒸気入口ノズル部にそれぞれ接続された２つの系統に
分岐し、その両系統にそれぞれ蒸気温度に対応して上記
２つの系統のいずれか一方に蒸気を供給する切替え弁を
設けたことを特徴とする。
【００２１】第２の発明は、上記排熱回収ボイラに排ガ
スを導入する排ガスダクトに、排熱回収ボイラをバイパ
スして排ガスを流通させる排ガスバイパス装置を設ける
とともに、排熱回収ボイラに導入される排ガス量を制御
するダンパを設けたことを特徴とする。
【００２２】また、第３の発明は、排熱回収ボイラと蒸
気タービンを結ぶ主蒸気系統に蒸気ヘッダーまたはアキ
ュームレータを設けるとともに、上記ごみ焼却炉で発生
した蒸気を排熱回収ボイラをバイパスして直接上記蒸気
ヘッダーまたはアキュームレータに導く排熱回収ボイラ
バイパス系統を設けたことを特徴とする。
【００２３】さらに、第４の発明は、排熱回収ボイラに
助燃用のパイロットバーナを設けたことを特徴とする。
【００２４】第５の発明は、上記排熱回収ボイラの過熱
器の中間段から抽気し、その抽気を蒸気タービンの中間
段落に供給するようにしたことを特徴とする。
【００２５】また、第６の発明は、ごみ焼却炉で発生し
た蒸気の一部を減圧器を介して蒸気タービンの中間段落
に供給するようにしたことを特徴とする。
【００２６】第７の発明は、ごみ焼却炉発生蒸気量及び
蒸気加減弁の開度に対応して蒸気タービン入口蒸気圧の
圧力設定値を変更する前圧制御装置を設けたことを特徴
とする。
【００２７】さらに第８の発明は、ガスタービン、発電
機及び蒸気タービンを一軸上に配設し、ガスタービンと
発電機、及び発電機と蒸気タービンとをそれぞれ自動嵌
脱装置を介して連結したことを特徴とする。
【００２８】
【作用】第１の発明においては、昼夜間の主蒸気温度が
異なる場合でも、その温度に対応して主蒸気系統及び主
蒸気入口ノズル部を選択切り替えることにより、蒸気タ
ービンを停止させることなく運転を継続することができ
る。
【００２９】また第２の発明においては、ガスタービン
起動時及び停止時にダンパの開度を調整し、排熱回収ボ
イラに流入する排ガス量を調整する。これによって蒸気
タービン入口温度の急変を抑えることができ、蒸気ター
ビンを一度停止することなくガスタービンを起動・停止
することができる。
【００３０】第３の発明は、ガスタービン起動時及び停
止時に排熱回収ボイラバイパス系統への主蒸気の流量が
調整され、蒸気タービン入口温度の急変が抑えられる。
したがって、ガスタービン非常停止時においても蒸気タ
ービンの運転が継続可能となる。
【００３１】さらに第４の発明は、ガスタービン起動・
停止時及びガスタービントリップ時に、パイロットバー
ナを点消火するとともに、パイロットバーナへの燃料供
給量を調整する。しかして、蒸気タービンの入口蒸気温
度の急変を抑えることができ、蒸気タービンの継続運転
が可能となる。
【００３２】また第５の発明は、ガスタービン起動時及
び停止時に過熱器の中間段からの抽気を蒸気タービンの
中間段落に供給することができる。したがって、この場
合も蒸気タービンをトリップさせることなく継続運転が
可能となる。
【００３３】第６の発明は、ごみ焼却炉から発生した蒸
気が蒸気タービンの最大呑込み量以上になった場合、そ
の余剰蒸気が蒸気タービンの中間段落に供給される。し
たがって、ごみ焼却炉からの蒸気を有効に利用できる。
【００３４】さらに、第７の発明は、ごみ焼却炉からの
蒸気量により蒸気タービンの前圧制御の設定値が変更さ
れる。したがって、ごみ焼却炉発生蒸気が増加した場合
でもタービンバイパスで復水器に逃がすことなく発生蒸
気の有効活用が図れる。
【００３５】また、第８の発明のように構成することに
より、設置スペースの省力化が図れる。
【００３６】
【実施例】以下、図１乃至図１１を参照して本発明の実
施例について説明する。なお図中図１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。
【００３７】図１において、ごみ焼却炉１で発生した蒸
気を蒸気タービン１１に導く主蒸気管８が排熱回収ボイ
ラ２の過熱器７の下流側において２つの蒸気管２５ａ，
２５ｂに分岐されており、その各蒸気管２５ａ，２５ｂ
の先端が蒸気タービン１１の互いに２分割された主蒸気
入口ノズル部に接続されている。
【００３８】すなわち、蒸気タービン１１の主蒸気入口
ノズル部は、蒸気温度が高温の場合にもできる限り絞る
必要がないようにした高温蒸気入口ノズル部２６ａと、
低温の蒸気を導入し得る低温蒸気入口ノズル部２６ｂに
２分割されており、蒸気管２５ａが高温蒸気入口ノズル
部２６ａに接続され、蒸気管２５ｂが低温蒸気入口ノズ
ル部２６ｂに接続されている。そして、両蒸気管２５
ａ，２５ｂにそれぞれ切替弁２７ａ，２７ｂ、主蒸気止
め弁９ａ，９ｂ、蒸気加減弁１０ａ，１０ｂが設けられ
ている。
【００３９】しかして、昼間の運用においては切替弁２
７ａが開、切替弁２７ｂが閉とされ、ごみ焼却炉１で発
生した主蒸気がガスタービン３の運転により発生する排
ガスを利用する排熱回収ボイラ２で高温化された後、主
蒸気止め弁９ａ及び蒸気加減弁１０ａを経て、高温蒸気
入口ノズル部２６ａから蒸気タービン１１に導入され
る。
【００４０】一方、夜間の運用においてはガスタービン
３とその排ガスを利用する排熱回収ボイラ２が停止され
るため排熱回収ボイラ２から出る蒸気温度が低温とな
る。そのため、切替弁２７ａ，２７ｂが切替えられ、切
替弁２７ａが閉、切替弁２７ｂが開とされ、低温の主蒸
気は上記切替弁２７ｂ、主蒸気止め弁９ｂ及び蒸気加減
弁１０ｂを経て、低温蒸気入口ノズル部２６ｂから蒸気
タービン１１に導入される。
【００４１】したがって、昼間運用から夜間運用への切
替え時においても、蒸気加減弁を大幅に絞るような作動
をさせる必要もなく蒸気タービン入口温度の急変に対応
することができる。したがって、ガスタービン３が非常
停止した場合でも切替弁２７ａ，２７ｂの操作により蒸
気タービン１１の運転を継続することができる。すなわ
ち、昼・夜間における２種類の主蒸気をそれぞれの体積
流量に見合った昼夜間用の２系統の主蒸気ラインを介し
て蒸気タービンに導入することができる。
【００４２】しかも、この場合には冬期等の夜間時に排
熱回収ボイラ２が停止した状態においても、その中をご
み焼却炉１で発生した蒸気が流通するので、排熱回収ボ
イラ２の凍結防止効果を奏する。
【００４３】なお、上記実施例においては主蒸気管が排
熱回収ボイラ２より下流側で分岐したものを示したが、
図２に示すように、排熱回収ボイラ２の上流側で分岐さ
せてもよい。この場合には、夜間運用時に圧力損失が大
きな排熱回収ボイラ２を介さずに直接蒸気を蒸気タービ
ン１１に導入させることができ、その分効率アップを図
ることができる。
【００４４】図３は、本発明の他の実施例であり、ガス
タービン３に接続されている排ガスダクト４に排熱回収
ボイラ２をバイパスする排ガスバイパスダクト２８が設
けられている。そして、上記排ガスバイパスダクト２８
と排熱回収ボイラ２への通路の分岐点に上記排熱回収ボ
イラ２方向の排ガスダクト４及び排ガスバイパスダクト
２８への開口面積を制御するダンパ２９が設けられてお
り、排熱回収ボイラ２の出口温度を検出するボイラ出口
温度検出器３０による検出温度によってモータ３１が作
動され、そのモータ３１によりダンパ２９の開度が制御
されるようにしてある。
【００４５】ところで、ごみ焼却炉１及び蒸気タービン
１１のみで運転されている状態で、ガスタービン３を起
動する場合、そのままガスタービン３を起動した場合に
はごみ焼却炉１からの蒸気がガスタービン３の排ガスに
よって排熱回収ボイラ２で過熱されるため、蒸気タービ
ン入口温度が急速に上昇することとなり、蒸気タービン
温度変化率を越えることとなり、蒸気タービンとしては
多大な熱応力が発生し好ましくない。また、停止する場
合も同様に、ガスタービン３の排熱が瞬時になくなるた
め同様なことが発生する。
【００４６】そこで、本実施例においては、ガスタービ
ン３の起動により排熱回収ボイラ２の出口部の蒸気温度
が上昇すると、それに応じてダンパ２９が排ガスバイパ
スダクト２８への開口が広くなるように作動され、ガス
タービンの排ガスの一部が排ガスバイパスダクト２８を
介して排出され、蒸気タービン入口温度の急速な上昇が
防止される。そして、ボイラ出口温度検出器３０で蒸気
温度をみながら排熱回収ボイラ２へのガス量が次第に多
くなるようにダンパ２９の開度が制御され、蒸気タービ
ン１１に問題ない上昇率で排熱回収ボイラ出口蒸気温度
が上昇される。
【００４７】一方、ガスタービン３を停止させる場合
も、ガスタービン３が運転中に排熱回収ボイラ２への排
ガス流量が次第に少なくなるようにダンパ２９を或一定
の降下率で閉動作させていき、ごみ焼却炉１からの蒸気
と排熱回収ボイラ出口蒸気温度が略同程度の蒸気温度と
なった時点でガスタービン３が停止される。このように
して、蒸気タービンの入口温度を常に所定の温度変化率
を越えることがないように制御でき、蒸気タービンの継
続運転を可能とする。
【００４８】図４にダンパ開度とボイラ蒸気温度の関係
を示す。
【００４９】図５は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、排熱回収ボイラ２と蒸気タービン１１とを結ぶ
主蒸気管８の途中にはヘッダまたはアキュームレータ３
３が設けられており、排熱回収ボイラ２で過熱された蒸
気が一旦上記ヘッダまたはアキュームレータ３３に導入
され、そこから蒸気タービン１１に導入されるようにし
てある。
【００５０】また、ごみ焼却炉１の出口部と上記ヘッダ
またはアキュームレータ３３間には、排熱回収ボイラ２
をバイパスする排熱回収ボイラバイパス管３４が設けら
れており、その排熱回収ボイラバイパス管３４、排熱回
収ボイラ２の主蒸気入口部及び排熱回収ボイラ出口部に
は、蒸気タービン入口蒸気温度を検出する温度検出器３
５の検出信号によって制御されるバイパス弁３６、排熱
回収ボイラ入口弁３７及び排熱回収ボイラ出口弁３８が
設けられている。
【００５１】しかして、ガスタービン停止でごみ焼却炉
１と蒸気タービン１１のみで運転される場合は、ごみ焼
却炉１からの蒸気は排熱回収ボイラ２を介せず、排熱回
収ボイラバイパス管３４、ヘッダまたはアキュームレー
タ３３を介して蒸気タービン１１に導入される。
【００５２】そこで、上記状態からガスタービン３を起
動する場合には、排熱回収ボイラ入口弁３７及び排熱回
収ボイラ出口弁３８が開方向に制御され、ごみ焼却炉１
からの蒸気が排熱回収ボイラ２に導かれる。この場合、
上記排熱回収ボイラ入口弁３４、排熱回収ボイラ出口弁
３８及びバイパス弁３６は蒸気タービン入口蒸気温度を
検出する温度検出器３５の検出信号に応じ、蒸気タービ
ン入口蒸気の温度変化率が規定値以下となるように開度
調整される。したがって、これによって蒸気タービン入
口温度の急変を抑えることができ、ガスタービン３を蒸
気タービン１１の入口蒸気温度の急変を考慮して起動す
る必要がなく起動時間を短縮することができる。
【００５３】また、通常運転状態からガスタービン３を
停止する場合、そのガスタービン停止とともに排熱回収
ボイラ出口蒸気温度は急速に低下するが、蒸気は一旦ヘ
ッダまたはアキュームレータ３３により蒸気タービン入
口蒸気温度の急速な低下を緩和することができ、蒸気タ
ービン１１の熱応力を低減することができる。また、通
常運転時にガスタービン３がトリップした場合も同様に
蒸気タービン入口蒸気温度の急速な低下を緩和でき、蒸
気タービン１１をトリップさせることなく、運転を継続
することができる。
【００５４】図６は本発明の他の実施例を示す図であ
り、排熱回収ボイラ２内にはパイロットバーナ４０が設
けられている。一方、蒸気タービン１１の蒸気入口部に
は蒸気タービン入口蒸気温度を検出する温度検出器３５
が設けられており、その温度検出器３５からの検出信号
によって、上記パイロットバーナ４０用の燃料調整弁４
１の開度が制御されるようにしてある。
【００５５】しかして、ごみ焼却炉１及び蒸気タービン
１１のみで運転されている状態からガスタービン３を起
動する場合には、そのガスタービン３の起動前に、上記
パイロットバーナ４０を点火し、燃料調整弁４１で燃料
を調整して蒸気タービンに問題ない上昇率で排熱回収ボ
イラ出口蒸気温度を上昇させる。そして、蒸気温度がガ
スタービン運転時の温度付近まで到達した時点で、ガス
タービン３を起動する。このようにしてガスタービン３
が起動されたら排ガスの増加に伴ない排熱回収ボイラ出
口蒸気温度が規定値となるようにパイロットバーナ４０
の燃料を調整し、排熱回収ボイラ２の熱源をパイロット
バーナ４０からガスタービン排ガスに切り替える。この
ようにしてガスタービン起動時の蒸気タービン入口蒸気
温度の急変を抑えることができ、蒸気タービンの多大な
熱応力を防止することができる。
【００５６】通常運転状態からガスタービン３を停止す
る場合も、同様にガスタービン停止前にパイロットバー
ナ４０を点火し、ガスタービン３の停止に伴ない、蒸気
タービン入口蒸気温度変化率が許容値内になるように、
パイロットバーナ４０の燃料を調整することにより、蒸
気タービン１１の多大な熱応力を防止でき、蒸気タービ
ン１１をトリップさせることなく運転を継続することが
できる。なお、パイロットバーナ４０はガスタービント
リップで点火することでなく、通常運転時に点火してお
いてもよい。
【００５７】図７は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、排熱回収ボイラ２の過熱器７から蒸気タービン
１１に蒸気を供給する主蒸気管８には排熱回収ボイラ出
口弁４２を設けるとともに、上記過熱器７の中間段と蒸
気タービン１１の中間段落とが混圧系統４３によって接
続されており、その混圧系統４３には排熱回収ボイラ中
段出口弁４４及び減圧弁４５が設けられている。
【００５８】ところで、前述のように通常の運転中か
ら、ガスタービン３を停止する場合には、ガスタービン
３の排熱がなくなるため、蒸気タービン入口温度が急速
に降下することになり、蒸気タービン温度変化率を越え
ることとなり、蒸気タービン１１としては多大な熱応力
を発生し好ましくない。
【００５９】そこで、本実施例においては、通常運転時
にガスタービン３がトリップした場合には排熱回収ボイ
ラ出口弁４２を閉じ排熱回収ボイラ中段出口弁４４を開
く。しかして、ごみ焼却炉１からの蒸気は過熱器７の中
間段から減圧弁４５を介して蒸気タービン１１の中間段
落に導入される。したがって、蒸気タービン１１は上記
中間段落に供給された蒸気によって回転駆動することが
でき、運転を継続させることができる。
【００６０】図８は、本発明のさらに他の実施例を示す
図であり、ごみ焼却炉１から蒸気を排熱回収ボイラ２に
導入する主蒸気管８の途中から混圧蒸気管４６が分岐導
出され、その混圧蒸気管４６が、調節弁４７、混圧蒸気
止め弁４８及び混圧蒸気加減弁４９を介して蒸気タービ
ン１１の中間段落に接続されている。そして、上記調節
弁４７の上流側には圧力検出器５０が設けられており、
その圧力検出器５０により検出された、ごみ焼却炉１で
発生した蒸気圧信号によって上記調節弁４７が制御され
るようにしてある。
【００６１】しかして、蒸気タービン１１の入口蒸気量
が蒸気タービン最大呑み込み量を越え、主蒸気圧力が上
昇すると、これが圧力検出器５０によって検出され、調
節弁５０が開かれる。したがって、余剰蒸気が混圧蒸気
止め弁４８及び混圧蒸気加減弁４９を介して蒸気タービ
ン１１に導入され、余剰蒸気の活用が図られる。
【００６２】また、通常運転時からガスタービン停止時
には、主蒸気止め弁９を閉とし、混圧蒸気系統すなわち
混圧蒸気管４６から蒸気タービンの中間段落に蒸気を供
給することに切り替えることで蒸気タービンの運転を継
続することができる。
【００６３】図９は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、ごみ焼却炉１からの蒸気量が蒸気タービンの計
画値以上に増加した場合に対応するため、蒸気タービン
１１の前圧を調整する前圧制御装置５１が設けられてい
る。
【００６４】すなわち、排熱回収ボイラ２で加熱された
蒸気を蒸気タービン１１に導入する主蒸気管８には、そ
の主蒸気の流量を検出する流量検出器５２及び圧力検出
器５３が設けられるとともに、蒸気加減弁１０にはその
開度検出器５４が設けられている。上記流量検出器５
２、及び開度検出器５４からの検出信号はそれぞれ前圧
制御装置５１の関数発生器５５に入力され、そこで蒸気
タービン１１に流入する蒸気量及び蒸気加減弁１０の開
度に応じて、図１０に示すように蒸気タービンの前圧の
設定値が変更され、その設定値と圧力検出器５３で検出
される圧力とによって蒸気タービンの前圧が制御され
る。
【００６５】しかして、ごみ焼却炉１からの蒸気が増加
し、蒸気タービン１１の蒸気加減弁１０が規定開度に到
達したら蒸気タービン前圧制御の設定値が上げられ、タ
ービンバイパス系統から復水器１３に逃げる蒸気量が制
限される。したがって、ごみ焼却炉からの蒸気の有効活
用が図られる。
【００６６】図１１は、上述の如きプラントにおけるガ
スタービン３、発電機１２及び蒸気タービン１１の配置
関係を示す図であり、ガスタービン３、発電機１２及び
蒸気タービン１１が同一軸上に配置されており、ガスタ
ービン３と発電機１２が自動嵌脱装置５６によって連結
され、また発電機１２と蒸気タービン１１が自動嵌脱装
置５７によって連結されている。しかして、この場合、
図１等に示すようにガスタービン３と蒸気タービン１１
とを別軸にするものに比し、設置スペースを狭くするこ
とができ、設置スペースの省力化を図ることができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、ご
み質、量の変化にも十分対応することができ、ごみ焼却
炉から発生する蒸気を有効にエネルギーとして利用する
ことができる。しかも昼・夜の運用の変化時、ガスター
ビン非常停止時にも蒸気タービン入口蒸気温度変化の緩
和ができ、蒸気タービン運転を継続することができる。
また、一軸に設置した場合には設置スペースの省力化も
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のごみ焼却炉利用コンバインドサイクル
発電プラントの一実施例を示す図。
【図２】図１の他の実施例を示す図。
【図３】本発明の他の実施例を示す図。
【図４】ダンパ開度とボイラ出口蒸気温度変化説明図。
【図５】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【図６】本発明の他の実施例を示す図。
【図７】本発明の他の実施例を示す図。
【図８】図７の他の実施例を示す図。
【図９】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【図１０】前圧制御装置の圧力設定値変更説明図。
【図１１】ガスタービン等の配置の一例を示す図。
【図１２】従来のごみ焼却炉利用コンバインドサイクル
発電プラントの概略系統図。
【符号の説明】
１ ごみ焼却炉 ２ 排熱回収ボイラ ３ ガスタービン ７ 過熱器 ８ 主蒸気管 ９，９ａ，９ｂ 主蒸気止め弁 １０，１０ａ，１０ｂ 蒸気加減弁 １３ 復水器 ２０ タービンバイパス系 ２６ａ 高温蒸気入口ノズル部 ２６ｂ 低温蒸気入口ノズル部 ２７ａ，２７ｂ 切替弁 ２８ 排ガスバイパスダクト ２９ ダンパ ３０ ボイラ出口温度検出器 ３３ ヘッダまたはアキュームレータ ３４ 排熱回収ボイラバイパス管 ３７ 排熱回収ボイラ入口弁 ３８，４２ 排熱回収ボイラ出口弁 ４０ パイロットバーナ ４４ 排熱回収ボイラ中段出口弁 ４６ 混圧蒸気管 ４７ 調節弁 ５１ 前圧制御装置 ５５ 関数発生器 ５６，５７ 自動嵌脱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清 國 寿 久 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、蒸気タービンの主蒸
    気入口ノズル部を高温蒸気入口ノズル部と低温蒸気入口
    ノズル部に２分割するとともに、主蒸気系統を上記高温
    蒸気入口ノズル部と低温蒸気入口ノズル部にそれぞれ接
    続された２つの系統に分岐し、その両系統にそれぞれ蒸
    気温度に対応して上記２つの系統のいずれか一方に蒸気
    を供給する切替え弁を設けたことを特徴とする、ごみ焼
    却炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
  2. 【請求項２】低温蒸気入口ノズル部に接続された主蒸気
    系統を排熱回収ボイラの上流側で分岐させたことを特徴
    とする、請求項１記載のごみ焼却炉利用コンバインドサ
    イクル発電プラント。
  3. 【請求項３】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、上記排熱回収ボイラ
    に排ガスを導入する排ガスダクトに、排熱回収ボイラを
    バイパスして排ガスを流通させる排ガスバイパス装置を
    設けるとともに、排熱回収ボイラに導入される排ガス量
    を制御するダンパを設けたことを特徴とする、ごみ焼却
    炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
  4. 【請求項４】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、排熱回収ボイラと蒸
    気タービンを結ぶ主蒸気系統に蒸気ヘッダーまたはアキ
    ュームレータを設けるとともに、上記ごみ焼却炉で発生
    した蒸気を排熱回収ボイラをバイパスして直接上記蒸気
    ヘッダーまたはアキュームレータに導く排熱回収ボイラ
    バイパス系統を設けたことを特徴とする、ごみ焼却炉利
    用コンバインドサイクル発電プラント。
  5. 【請求項５】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、排熱回収ボイラに助
    燃用のパイロットバーナを設けたことを特徴とする、ご
    み焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
  6. 【請求項６】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、上記排熱回収ボイラ
    の過熱器の中間段から抽気し、その抽気を蒸気タービン
    の中間段落に供給するようにしたことを特徴とする、ご
    み焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
  7. 【請求項７】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、上記ごみ焼却炉で発
    生した蒸気の一部を減圧器を介して蒸気タービンの中間
    段落に供給するようにしたことを特徴とする、ごみ焼却
    炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
  8. 【請求項８】ごみ焼却炉で発生した蒸気をガスタービン
    の排熱を利用する排熱回収ボイラで加熱した後、蒸気タ
    ービンに供給するようにしたごみ焼却炉利用コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、ごみ焼却炉発生蒸気
    量及び蒸気加減弁の開度に対応して蒸気タービン入口蒸
    気圧の圧力設定値を変更する前圧制御装置を設けたこと
    を特徴とする、ごみ焼却炉利用コンバインドサイクル発
    電プラント。
  9. 【請求項９】ガスタービン、発電機及び蒸気タービンを
    一軸上に配設し、ガスタービンと発電機、及び発電機と
    蒸気タービンとをそれぞれ自動嵌脱装置を介して連結し
    たことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載
    のごみ焼却炉利用コンバインドサイクル発電プラント。
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