JPH08326509A - 排気再燃型コンバインドサイクルプラント設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備構成を簡略化し、コスト及び設置スペー
スを削減する。 【構成】 ガスタービン装置１とボイラ装置４とを備え
ている排気再燃型コンバインドサイクルプラント設備で
あって、ボイラ装置４に接続されたボイラ排ガスダクト
１５に、ボイラ排ガス１３の温度を低下させると同時に
給水１８の加熱を行うガス給水加熱器１９を設置し、ガ
スタービン装置１のタービン排ガス２をボイラ装置４に
導くタービン排ガスダクト３に、ボイラ装置４の熱媒体
２９とタービン排ガス２とを熱交換させる熱交換器３０
を設置し、タービン排ガスダクト３におけるガスタービ
ン装置１と熱交換器３０との間に、押込み通風機７から
のボイラ用燃焼空気８を供給する空気供給ダクト３３を
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気再燃型コンバイン
ドサイクルプラント設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の排気再燃型コンバインド
サイクルプラント設備の一例を示したものであって、ガ
スタービン装置１からのタービン排ガス２がタービン排
ガスダクト３を介してボイラ装置４に供給されるように
なっており、且つ前記タービン排ガスダクト３には、ボ
イラ装置４に供給される給水の一部、或いはボイラ装置
４によって発生した蒸気の一部を熱媒体５として導入
し、ガスタービン装置１からボイラ装置４に導かれるタ
ービン排ガス２を冷却して温度を低下させると同時に熱
媒体５を加熱するようにしたガスタービン排ガスクーラ
６を備えている。

【０００３】また、前記タービン排ガスダクト３におけ
るガスタービン排ガスクーラ６とボイラ装置４との間に
は、押込み通風機７からのボイラ用燃焼空気８を供給す
るための空気供給ダクト９を接続している。図中、１
０，１１は、前記タービン排ガスダクト３と空気供給ダ
クト９における接続点１２より夫々の上流側位置に配置
したダンパを示す。

【０００４】前記ボイラ装置４の下流側に接続されてボ
イラ装置４からのボイラ排ガス１３を下流の煙突１４に
導くボイラ排ガスダクト１５には、ボイラ装置４を単独
で運転する際に、ボイラ排ガス１３によってボイラ用燃
焼空気８を加熱するためのガスエアヒータ１６を配設し
ている。ボイラ装置４を単独で運転する際、煙突１４よ
り排出されるボイラ排ガス１３の温度が高いと、ボイラ
装置４の運転効率が大幅に低下してしまうため、前記ガ
スエアヒータ１６によってボイラ用燃焼空気８とボイラ
排ガス１３とを熱交換させてガス温度を下げている。こ
の際、ボイラ用燃焼空気８の加熱は、ボイラ装置４の燃
焼安定性確保の点からも必要となる。

【０００５】また、前記ボイラ排ガスダクト１５に、前
記ガスエアヒータ１６をバイパスするバイパスダクト１
７を配設し、該バイパスダクト１７に、ボイラ排ガス１
３の温度を低下させると同時にボイラ装置４に供給する
給水１８の加熱を行うガス給水加熱器１９を設置して熱
回収を行うようにしている。

【０００６】図中２０，２１は、前記ボイラ排ガスダク
ト１５とバイパスダクト１７における接続点２２より夫
々の下流側位置に配置したダンパを示す。また、２３は
ガスタービン装置１に備えたガスタービン発電機、２４
はボイラ装置４からの過熱蒸気２５によって駆動される
蒸気タービン、２６は蒸気タービン発電機を示す。

【０００７】図２の設備において、ガスタービン装置１
とボイラ装置４とを併用して運転する場合は、押込み通
風機７は停止されてダンパ１１が閉じられ、ダンパ１０
が開けられた状態で運転されており、ガスタービン装置
１からのタービン排ガス２は、タービン排ガスダクト３
によりガスタービン排ガスクーラ６を介してボイラ装置
４に供給される。

【０００８】この時、ガスタービン装置１からのタービ
ン排ガス２の温度は通常６５０℃前後の高温となってお
り、このような高温のタービン排ガス２がそのままボイ
ラ装置４に供給されると、ボイラ装置４のバーナウィン
ドボックス等の構成材料の強度に問題を生じることにな
るため、前記ガスタービン排ガスクーラ６に、ボイラ装
置４に供給される給水の一部、或いはボイラ装置４によ
って発生した蒸気の一部等からなる熱媒体５を冷却源と
して導入して、前記タービン排ガス２を前記ボイラ装置
４の構成材料等に影響を与えないように低下させ、同時
に熱媒体５により熱回収を行ってボイラ装置４に戻すよ
うにしている。

【０００９】また、ボイラ装置４からのボイラ排ガス１
３は、ボイラ排ガスダクト１５によりガスエアヒータ１
６を経て煙突１４に導かれる。

【００１０】この時、ボイラ装置４からのボイラ排ガス
１３の温度は、通常３００℃前後となっているが、前記
したように併用運転時は押込み通風機７が停止していて
ボイラ用燃焼空気８がないので、熱交換されずに煙突に
導かれることになる。しかし、前記したような３００℃
前後の高温のボイラ排ガス１３を煙突１４から大気に排
出することはできず、又この様な高温の熱を大気に捨て
ることは熱効率の面からも不経済である。

【００１１】このため、ダンパ２１を閉とし、ダンパ２
０を開とすることにより、ボイラ排ガス１３のすべてを
バイパスダクト１７に流して、ボイラ装置４に供給する
給水１８が供給されているガス給水加熱器１９によって
ボイラ排ガス１３の温度を低下し、同時に給水１８を加
熱して熱回収するようにしている。

【００１２】図２の設備において、ボイラ装置４を単独
で運転する場合は、ガスタービン装置１が停止されてダ
ンパ１０が閉じられ、ダンパ１１が開けられて、押込み
通風機７からのボイラ用燃焼空気８が空気供給ダクト９
を介してボイラ装置４に供給されて運転される。

【００１３】また、ダンパ２０が閉じられ、ダンパ２１
が開けられて、ボイラ装置４からのボイラ排ガス１３が
ガスエアヒータ１６に導かれ、ボイラ排ガス１３の熱に
よりボイラ用燃焼空気８を加熱すると同時にボイラ排ガ
ス１３を冷却して熱回収する。

【００１４】図３は、従来の排気再燃型コンバインドサ
イクルプラント設備の他の例を示したものであるが、図
３の設備は、図２の設備に対してガスエアヒータ１６が
排除されて、タービン排ガスダクト３と空気供給ダクト
９の構成が異なったものであるので、この相違している
部分についてのみ説明する。

【００１５】図示するように、ボイラ装置４からのボイ
ラ排ガス１３を煙突１４に導くボイラ排ガスダクト１５
に、ボイラ排ガス１３の温度を低下させると同時にボイ
ラ装置４に供給する給水１８の加熱を行うガス給水加熱
器１９を設置して熱回収を行うようにしてる。

【００１６】また、押込み通風機７からのボイラ用燃焼
空気８をボイラ装置４の入口に供給している空気供給ダ
クト９に、ボイラ装置４或いは蒸気タービン２４系の蒸
気の一部を加熱源２７として導入し、押込み通風機７か
らボイラ装置４に導かれるボイラ用燃焼空気８の加熱を
行うようにしたスチームエアヒータ２８を設置してい
る。

【００１７】図３の設備において、ガスタービン装置１
とボイラ装置４とを併用して運転する場合は、押込み通
風機７は停止されてダンパ１１が閉じられ、ダンパ１０
が開けられた状態で運転されており、ガスタービン装置
１からのタービン排ガス２は、タービン排ガスダクト３
によりガスタービン排ガスクーラ６を介してボイラ装置
４に供給される。

【００１８】一方、ボイラ装置４からのボイラ排ガス１
３は、ボイラ排ガスダクト１５に備えたガス給水加熱器
１９に導かれ、ボイラ装置４に供給する給水１８が供給
されている前記ガス給水加熱器１９によってボイラ排ガ
ス１３の温度を低下し、同時に給水１８を加熱して熱回
収する。

【００１９】図３の設備において、ボイラ装置４を単独
で運転する場合は、ガスタービン装置１が停止されてダ
ンパ１０が閉じられ、ダンパ１１が開けられて、押込み
通風機７からのボイラ用燃焼空気８が空気供給ダクト９
を介してボイラ装置４に供給されて運転される。このと
き、ボイラ装置４或いは蒸気タービン２４系の蒸気の一
部が加熱源２７としスチームエアヒータ２８に導かれて
いることにより、ボイラ用燃焼空気８が加熱されてボイ
ラ装置４の燃焼安定性が確保されるようになっている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図２及び
図３に示した従来の排気再燃型コンバインドサイクルプ
ラント設備においては、ボイラ装置４を単独で運転する
ために、図２の設備では大型のガスエアヒータ１６を設
置し、また図３の設備ではスチームエアヒータ２８を単
独で備えるようにしているために、何れの場合も設備コ
ストが嵩むと共に、ガスエアヒータ１６及びスチームエ
アヒータ２８を設置するためのスペースを確保するのが
大変となる等の問題を有していた。

【００２１】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、設備構成を簡略化することができ、且つコスト及び
設置スペースを削減できる排気再燃型コンバインドサイ
クルプラント設備を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の排気再燃型コン
バインドサイクルプラント設備は、ガスタービン装置と
ボイラ装置とを備えている排気再燃型コンバインドサイ
クルプラント設備であって、ボイラ装置に接続されたボ
イラ排ガスダクトに、ボイラ排ガスの温度を低下させる
と同時に給水の加熱を行うガス給水加熱器を設置し、ガ
スタービン装置のタービン排ガスをボイラ装置に導くタ
ービン排ガスダクトに、前記ボイラ装置の熱媒体と前記
タービン排ガスとを熱交換させる熱交換器を設置し、前
記タービン排ガスダクトにおけるガスタービン装置と熱
交換器との間に、押込み通風機からのボイラ用燃焼空気
を供給する空気供給ダクトを接続したことを特徴とする
ものである。

【００２３】

【作用】本発明では、ガスタービン装置とボイラ装置と
を併用して運転する場合は、押込み通風機は停止され
て、ガスタービン装置からのタービン排ガスがタービン
排ガスダクトにより熱交換器を介してボイラ装置に供給
される。この時、熱交換器には、ボイラ装置からの熱媒
体が導かれているので、熱交換によりタービン排ガスの
温度を下げてボイラ装置に高温のタービン排ガスが導入
されるのを防止している。

【００２４】一方、ボイラ装置からのボイラ排ガスは、
ボイラ排ガスダクトに備えたガス給水加熱器に導かれ、
ボイラ装置に供給する給水が供給されているガス給水加
熱器によってボイラ排ガスの温度を低下し、同時に給水
を加熱して熱回収を行う。

【００２５】また、ボイラ装置を単独で運転する場合
は、ガスタービン装置が停止されて、押込み通風機から
のボイラ用燃焼空気が空気供給ダクトにより熱交換器を
介してボイラ装置に供給されて運転される。このとき、
熱交換器には、ボイラ装置からの熱媒体が導かれている
ので、ボイラ用燃焼空気は熱媒体により加熱され、これ
によってボイラ装置の燃焼安定性が確保される。

【００２６】従って、前記熱交換器によって、ガスター
ビン装置とボイラ装置との併用時にはタービン排ガスの
冷却を行わせ、またボイラ装置の単独運転時にはボイラ
用燃焼空気の加熱を行わせるようにしているので、ボイ
ラ装置を単独で運転する際に従来設置していたガスエア
ヒータやスチームエアヒータを省略して、設備構成を簡
略化し、コスト及び設置スペースを削減することができ
る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２８】図１は、前記図２、３の従来の排気再燃型
コンバインドサイクルプラント設備に適用した本発明の
一実施例を示したもので、図中同一の符号を付したもの
は同一物を表わしている。

【００２９】図１に示すように、ガスタービン装置１か
らのタービン排ガス２がタービン排ガスダクト３を介し
てボイラ装置４に供給されるようになっており、前記タ
ービン排ガスダクト３には、ボイラ装置４によって加熱
された給水または蒸気の一部からなる熱媒体２９を導入
するようにした熱交換器３０を配設し、且つ前記タービ
ン排ガスダクト３の熱交換器３０の上流側にはダンパ３
１を配設している。

【００３０】また、前記タービン排ガスダクト３におけ
るダンパ３１と熱交換器３０との間には、押込み通風機
７からのボイラ用燃焼空気８をダンパ３２を介して供給
するようにした空気供給ダクト３３を接続している。

【００３１】ボイラ装置４の下流側に接続されてボイラ
装置４からのボイラ排ガス１３を下流の煙突１４に導く
ボイラ排ガスダクト１５には、図３と同様のガス給水加
熱器１９を配設している。

【００３２】次に上記実施例の作用を説明する。

【００３３】図１の実施例において、ガスタービン装置
１とボイラ装置４とを併用して運転する場合は、押込み
通風機７は停止されてダンパ３２が閉じられ、ダンパ３
１が開けられた状態で運転されており、ガスタービン装
置１からのタービン排ガス２は、タービン排ガスダクト
３により熱交換器３０を介してボイラ装置４に供給され
る。

【００３４】この時、熱交換器３０には、ボイラ装置４
からの給水或いは蒸気からなる熱媒体２９が導かれてい
て熱交換によりタービン排ガス２の温度を下げるように
しているので、ボイラ装置４に高温のタービン排ガス２
が導入されるのを防止することができる。

【００３５】一方、ボイラ装置４からのボイラ排ガス１
３は、ボイラ排ガスダクト１５に備えたガス給水加熱器
１９に導かれ、ボイラ装置４に供給する給水１８が供給
されている前記ガス給水加熱器１９によってボイラ排ガ
ス１３の温度を低下し、同時に給水１８を加熱して熱回
収を行う。

【００３６】図１の実施例において、ボイラ装置４を単
独で運転する場合は、ガスタービン装置１が停止されて
ダンパ３１が閉じられ、ダンパ３２が開けられて、押込
み通風機７からのボイラ用燃焼空気８が、空気供給ダク
ト３３により熱交換器３０を介してボイラ装置４に供給
されて運転される。このとき、ボイラ装置４からの給水
或いは蒸気からなる熱媒体２９が熱交換器３０に導かれ
ていることにより、ボイラ用燃焼空気８が熱媒体２９に
よって加熱され、これによりボイラ装置４の燃焼安定性
が確保される。この時のボイラ装置４に導かれるボイラ
用燃焼空気８の温度は、例えば約１００℃以上を目標温
度として加熱される。

【００３７】前記したように、熱交換器３０は、ガスタ
ービン装置１とボイラ装置４との併用時には、タービン
排ガス２の冷却を行う冷却装置として作用させ、またボ
イラ装置４の単独運転時は、ボイラ用燃焼空気８の加熱
を行う加熱装置として作用させるため、ボイラ装置４か
ら取り出して熱交換器３０に導く熱媒体２９は、上記両
方の作用を満足する温度域から取り出すようにする。

【００３８】上記実施例によれば、タービン排ガスダク
ト３に備えた熱交換器３０によって、ガスタービン装置
１とボイラ装置４との併用時にはタービン排ガス２の冷
却を行わせ、またボイラ装置４の単独運転時にはボイラ
用燃焼空気８の加熱を行わせるようにしたことにより、
ボイラ装置４の燃焼安定性を損うことなく、ボイラ装置
を単独で運転する際に従来設置していたガスエアヒータ
やスチームエアヒータを省略して、設備構成を簡略化
し、コスト及び設置スペースを削減することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、タービン排ガスダクト
に設置した熱交換器により、ガスタービン装置とボイラ
装置との併用時にはタービン排ガスの冷却を行わせ、ま
たボイラ装置の単独運転時にはボイラ用燃焼空気の加熱
を行わせるようにしたことにより、ボイラの燃焼安定性
を損うことなく、ボイラ装置を単独で運転する際に従来
設置していたガスエアヒータやスチームエアヒータを省
略して、設備構成を簡略化し、コスト及び設置スペース
を削減することができる等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略側面図である。

【図２】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラン
ト設備の一例を示す概略側面図である。

【図３】従来の排気再燃型コンバインドサイクルプラン
ト設備の他の例を示す概略側面図である。

【符号の説明】

１ ガスタービン装置 ２ タービン排ガス ３ タービン排ガスダクト ４ ボイラ装置 ７ 押込み通風機 ８ ボイラ用燃焼空気 ９ 空気供給ダクト １３ ボイラ排ガス １５ ボイラ排ガスダクト １９ ガス給水加熱器 ２９ 熱媒体 ３０ 熱交換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービン装置とボイラ装置とを備え
   ている排気再燃型コンバインドサイクルプラント設備で
   あって、ボイラ装置に接続されたボイラ排ガスダクト
   に、ボイラ排ガスの温度を低下させると同時に給水の加
   熱を行うガス給水加熱器を設置し、ガスタービン装置の
   タービン排ガスをボイラ装置に導くタービン排ガスダク
   トに、前記ボイラ装置の熱媒体と前記タービン排ガスと
   を熱交換させる熱交換器を設置し、前記タービン排ガス
   ダクトにおけるガスタービン装置と熱交換器との間に、
   押込み通風機からのボイラ用燃焼空気を供給する空気供
   給ダクトを接続したことを特徴とする排気再燃型コンバ
   インドサイクルプラント設備。