JPH10131717A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントInfo
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- JPH10131717A JPH10131717A JP8286630A JP28663096A JPH10131717A JP H10131717 A JPH10131717 A JP H10131717A JP 8286630 A JP8286630 A JP 8286630A JP 28663096 A JP28663096 A JP 28663096A JP H10131717 A JPH10131717 A JP H10131717A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05B2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterised by the cooling medium
- F05B2260/233—Heat transfer, e.g. cooling characterised by the cooling medium the medium being steam
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンバインドサイクル発電プラントにおいて
は、ガスタービンの冷却系統として、冷却蒸気を用いる
ものも提案される様になってきたが、未だ確立された技
術レベルには達していないのが実情である。本発明はこ
のような状況に鑑みてなされたもので、より安全・確実
に機能する蒸気冷却システムを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 高圧タービンの排気を分岐してその一部
を蒸気冷却システムへ、また他の一部を排熱回収ボイラ
の再熱器入口にそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供
給したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後そ
の出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に
供給されたものと合流して同再熱器で温度調整され、後
流のタービンに供給されて熱回収するようにし、分量的
に充分な高圧タービン排気を有効に活用して安全・確実
な冷却システムを得た。
は、ガスタービンの冷却系統として、冷却蒸気を用いる
ものも提案される様になってきたが、未だ確立された技
術レベルには達していないのが実情である。本発明はこ
のような状況に鑑みてなされたもので、より安全・確実
に機能する蒸気冷却システムを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 高圧タービンの排気を分岐してその一部
を蒸気冷却システムへ、また他の一部を排熱回収ボイラ
の再熱器入口にそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供
給したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後そ
の出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に
供給されたものと合流して同再熱器で温度調整され、後
流のタービンに供給されて熱回収するようにし、分量的
に充分な高圧タービン排気を有効に活用して安全・確実
な冷却システムを得た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンプラ
ントと蒸気タービンプラントとを組み合わせたコンバイ
ンドサイクル発電プラントに関するものである。
ントと蒸気タービンプラントとを組み合わせたコンバイ
ンドサイクル発電プラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンバインドサイクル発電プラントは、
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
【０００３】このコンバインドサイクル発電プラントで
は、効率向上のための一つのポイントを、高温域を何処
まで高め得るか、と言う点に置いて研究開発が進められ
てきた。
は、効率向上のための一つのポイントを、高温域を何処
まで高め得るか、と言う点に置いて研究開発が進められ
てきた。
【０００４】一方、高温域の形成には、タービン構造体
の耐熱性の面から冷却システムを設けねばならず、この
冷却システムにおける冷却媒体としては従来から空気が
用いられて来た。
の耐熱性の面から冷却システムを設けねばならず、この
冷却システムにおける冷却媒体としては従来から空気が
用いられて来た。
【０００５】しかし、冷却媒体として空気を用いる限
り、例え高温域を達成し得たとしても、冷却に要した空
気を自らの空気圧縮機で必要圧力迄昇圧するのに要した
動力損失と、また、高温ガスの通過するタービン流路内
に部品の冷却に使用した空気を最終的に混合させる事に
より平均ガス温度を低下させてガスの持つエネルギーを
低下せしめる結果になることとの両方を考慮すると、熱
効率のこれ以上の向上は期待できないところまで来てい
る。
り、例え高温域を達成し得たとしても、冷却に要した空
気を自らの空気圧縮機で必要圧力迄昇圧するのに要した
動力損失と、また、高温ガスの通過するタービン流路内
に部品の冷却に使用した空気を最終的に混合させる事に
より平均ガス温度を低下させてガスの持つエネルギーを
低下せしめる結果になることとの両方を考慮すると、熱
効率のこれ以上の向上は期待できないところまで来てい
る。
【０００６】この問題点を解決し更に効率向上を図るべ
く、ガスタービンの冷却媒体として前記した空気に替え
て、蒸気を採用するものが現れ、例えば、特開平７−４
２１０号公報に示されるものが提案されるに至った。
く、ガスタービンの冷却媒体として前記した空気に替え
て、蒸気を採用するものが現れ、例えば、特開平７−４
２１０号公報に示されるものが提案されるに至った。
【０００７】この特開平７−４２１０号公報のものを、
その主要部を抜き出して、図３に示して説明すれば、次
の様な構成となっている。
その主要部を抜き出して、図３に示して説明すれば、次
の様な構成となっている。
【０００８】ガスタービン１、空気圧縮機２、および燃
焼器３を主要構成とするガスタービンプラント５、同ガ
スタービンプラント５の排気ガスを加熱源として、高圧
蒸気発生部１１、中圧蒸気発生部１２、低圧蒸気発生部
１３および再熱器１４を主要構成とする排熱回収ボイラ
１０、及び同排熱回収ボイラ１０から蒸気を供給される
高圧タービン２１、中圧タービン２２、および低圧ター
ビン２３を主要構成とする蒸気タービンプラント２０に
よりコンバインドサイクル発電プラントが構成されてい
る。
焼器３を主要構成とするガスタービンプラント５、同ガ
スタービンプラント５の排気ガスを加熱源として、高圧
蒸気発生部１１、中圧蒸気発生部１２、低圧蒸気発生部
１３および再熱器１４を主要構成とする排熱回収ボイラ
１０、及び同排熱回収ボイラ１０から蒸気を供給される
高圧タービン２１、中圧タービン２２、および低圧ター
ビン２３を主要構成とする蒸気タービンプラント２０に
よりコンバインドサイクル発電プラントが構成されてい
る。
【０００９】そして、ここに組入れられた冷却システム
は、蒸気冷却システムであり、前記高圧タービン２１の
段落の途中から抜き出した抽気蒸気を冷却蒸気として用
い、これを蒸気供給経路２４を経てガスタービン１の高
温被冷却部に設けた蒸気冷却系統３０に導き、この高温
被冷却部を冷却している。
は、蒸気冷却システムであり、前記高圧タービン２１の
段落の途中から抜き出した抽気蒸気を冷却蒸気として用
い、これを蒸気供給経路２４を経てガスタービン１の高
温被冷却部に設けた蒸気冷却系統３０に導き、この高温
被冷却部を冷却している。
【００１０】このようにしてガスタービン１の高温被冷
却部を冷却する冷却蒸気は、この冷却によってそれ自身
としては加熱され、即ちガスタービン１の高温被冷却部
から熱エネルギーを与えられ、その後再熱器１４を経て
更に加熱され、蒸気タービンプラント２０の中圧タービ
ン２２へ供給されて蓄積した熱エネルギーを回収される
ものである。
却部を冷却する冷却蒸気は、この冷却によってそれ自身
としては加熱され、即ちガスタービン１の高温被冷却部
から熱エネルギーを与えられ、その後再熱器１４を経て
更に加熱され、蒸気タービンプラント２０の中圧タービ
ン２２へ供給されて蓄積した熱エネルギーを回収される
ものである。
【００１１】なお、２５は復水器で、ここで得られる凝
縮水は、加圧ポンプ２６により給水管２７を経て排熱回
収ボイラ１０へ送られるが、その一部は分岐して、給水
ポンプ２８により水スプレー管２９から前記した冷却蒸
気である高圧タービンの抽気中に混入され、冷却蒸気を
低温化している。
縮水は、加圧ポンプ２６により給水管２７を経て排熱回
収ボイラ１０へ送られるが、その一部は分岐して、給水
ポンプ２８により水スプレー管２９から前記した冷却蒸
気である高圧タービンの抽気中に混入され、冷却蒸気を
低温化している。
【００１２】６は発電機で、前記ガスタービンプラント
５と蒸気タービンプラント２０により駆動される。
５と蒸気タービンプラント２０により駆動される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記のように構成され
た従来のものにあっては、ガスタービン１の高温被冷却
部に設けた蒸気冷却系統３０に導かれてこの高温被冷却
部を冷却する冷却蒸気として、高圧タービン２１の段落
の途中から抜き出した抽気蒸気を用いているので、冷却
蒸気として用いるにはその分量が必ずしも十分ではな
い。
た従来のものにあっては、ガスタービン１の高温被冷却
部に設けた蒸気冷却系統３０に導かれてこの高温被冷却
部を冷却する冷却蒸気として、高圧タービン２１の段落
の途中から抜き出した抽気蒸気を用いているので、冷却
蒸気として用いるにはその分量が必ずしも十分ではな
い。
【００１４】従って、蒸気冷却系統３０を始めとして、
高温被冷却部における冷却蒸気の圧力損失を十分に小さ
いものにしないと、冷却システムとして成立し難いもの
となる。
高温被冷却部における冷却蒸気の圧力損失を十分に小さ
いものにしないと、冷却システムとして成立し難いもの
となる。
【００１５】また、冷却蒸気の流量が十分でないと、高
温被冷却部での蒸気の温度が大きくなるので、後流の、
例えば中圧タービン入口温度にあわせるためにスプレー
等が必要となり、これはそのままプラントの効率低下に
結びつくこととなる。
温被冷却部での蒸気の温度が大きくなるので、後流の、
例えば中圧タービン入口温度にあわせるためにスプレー
等が必要となり、これはそのままプラントの効率低下に
結びつくこととなる。
【００１６】また、冷却蒸気の経路は直列の流路となっ
ているので、万一冷却蒸気の漏れが上流側で起きた場合
には、下流側の翼には冷却蒸気が供給されないこととな
り、下流側の翼は損傷する危険性をはらんだものであ
る。
ているので、万一冷却蒸気の漏れが上流側で起きた場合
には、下流側の翼には冷却蒸気が供給されないこととな
り、下流側の翼は損傷する危険性をはらんだものであ
る。
【００１７】本発明は、従来のものにおけるこれらの問
題点を解消し、高圧タービンの排気を有効に活用して全
体の効率を大幅に向上するようにしたものを提供するこ
とを課題とするものである。
題点を解消し、高圧タービンの排気を有効に活用して全
体の効率を大幅に向上するようにしたものを提供するこ
とを課題とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するべくなされたもので、ガスタービンプラントと蒸
気タービンプラントとを組合せ、ガスタービンからの排
熱を利用して蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排熱
回収ボイラを備えるとともに、前記ガスタービンの高温
被冷却部を蒸気で冷却する蒸気冷却システムを設け、こ
の蒸気冷却システムからの過熱蒸気を蒸気タービンに回
収させるように構成したコンバインドサイクル発電プラ
ントにおいて、前記蒸気タービンプラントを少なくとも
高圧タービンと低圧タービンとから構成するとともに、
前記高圧タービンの排気を前記蒸気冷却システムに導く
管路、前記排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管路、お
よび前記蒸気冷却システムの出口蒸気を前記再熱器の中
間に導く管路を設けたコンバインドサイクル発電プラン
トを提供し、高圧タービンの排気を分岐してその一部を
蒸気冷却システムへ、また他の一部を排熱回収ボイラの
再熱器入口にそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供給
したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後その
出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に供
給されたものと合流して同再熱器で温度調整され、後流
のタービンに供給されて熱回収するようにしたものであ
る。
決するべくなされたもので、ガスタービンプラントと蒸
気タービンプラントとを組合せ、ガスタービンからの排
熱を利用して蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排熱
回収ボイラを備えるとともに、前記ガスタービンの高温
被冷却部を蒸気で冷却する蒸気冷却システムを設け、こ
の蒸気冷却システムからの過熱蒸気を蒸気タービンに回
収させるように構成したコンバインドサイクル発電プラ
ントにおいて、前記蒸気タービンプラントを少なくとも
高圧タービンと低圧タービンとから構成するとともに、
前記高圧タービンの排気を前記蒸気冷却システムに導く
管路、前記排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管路、お
よび前記蒸気冷却システムの出口蒸気を前記再熱器の中
間に導く管路を設けたコンバインドサイクル発電プラン
トを提供し、高圧タービンの排気を分岐してその一部を
蒸気冷却システムへ、また他の一部を排熱回収ボイラの
再熱器入口にそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供給
したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後その
出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に供
給されたものと合流して同再熱器で温度調整され、後流
のタービンに供給されて熱回収するようにしたものであ
る。
【００１９】また、本発明は、ガスタービンプラントと
蒸気タービンプラントとを組合せ、ガスタービンからの
排熱を利用して蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排
熱回収ボイラを備えるとともに、前記ガスタービンの高
温被冷却部を蒸気で冷却する蒸気冷却システムを設け、
この蒸気冷却システムからの過熱蒸気を蒸気タービンに
回収させるように構成したコンバインドサイクル発電プ
ラントにおいて、前記蒸気タービンプラントを少なくと
も高圧タービンと低圧タービンとから構成するととも
に、前記高圧タービンの排気を前記蒸気冷却システムに
導く管路、前記排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管
路、後流のタービン入口に導く管路、および前記蒸気冷
却システムの出口蒸気を前記再熱器の中間に導く管路を
設けたコンバインドサイクル発電プラントを提供し、高
圧タービンの排気を分岐して蒸気冷却システム、排熱回
収ボイラの再熱器入口、および後流のタービン入口にそ
の一部づつをそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供給
したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後その
出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に供
給されたものと合流させて温度調整し、更にこれを後流
のタービン入口に直接向けたものに合流させ、これら全
部を併せて後流のタービンに供給して熱回収するように
したものである。
蒸気タービンプラントとを組合せ、ガスタービンからの
排熱を利用して蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排
熱回収ボイラを備えるとともに、前記ガスタービンの高
温被冷却部を蒸気で冷却する蒸気冷却システムを設け、
この蒸気冷却システムからの過熱蒸気を蒸気タービンに
回収させるように構成したコンバインドサイクル発電プ
ラントにおいて、前記蒸気タービンプラントを少なくと
も高圧タービンと低圧タービンとから構成するととも
に、前記高圧タービンの排気を前記蒸気冷却システムに
導く管路、前記排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管
路、後流のタービン入口に導く管路、および前記蒸気冷
却システムの出口蒸気を前記再熱器の中間に導く管路を
設けたコンバインドサイクル発電プラントを提供し、高
圧タービンの排気を分岐して蒸気冷却システム、排熱回
収ボイラの再熱器入口、および後流のタービン入口にそ
の一部づつをそれぞれ供給し、蒸気冷却システムへ供給
したものは所定の冷却を行って自身は加熱された後その
出口から再熱器の中間部へと導き、前記再熱器入口に供
給されたものと合流させて温度調整し、更にこれを後流
のタービン入口に直接向けたものに合流させ、これら全
部を併せて後流のタービンに供給して熱回収するように
したものである。
【００２０】更にまた、本発明は、前記ガスタービンの
高温被冷却部が複数の並列する蒸気通路を有するコンバ
インドサイクル発電プラントを提供し、前記高圧タービ
ンの排気のうち分岐されて蒸気冷却システムへ供給した
ものは、高温被冷却部において並列する蒸気通路に供給
されることにより、直列通路の場合のように、連続する
複数の被冷却部において、先行する被冷却部での温度上
昇の影響を受けて後続の被冷却部の入口で冷却蒸気供給
温度を調整しなければならないという必要は無くなり、
また、同直列通路の場合のように上流側で蒸気漏れ等が
発生すると下流側に冷却蒸気が供給されなくなるという
心配も無く、プラントの効率を損なうことなく、かつ、
安全度の高いものにすることが出来るようにしたもので
ある。
高温被冷却部が複数の並列する蒸気通路を有するコンバ
インドサイクル発電プラントを提供し、前記高圧タービ
ンの排気のうち分岐されて蒸気冷却システムへ供給した
ものは、高温被冷却部において並列する蒸気通路に供給
されることにより、直列通路の場合のように、連続する
複数の被冷却部において、先行する被冷却部での温度上
昇の影響を受けて後続の被冷却部の入口で冷却蒸気供給
温度を調整しなければならないという必要は無くなり、
また、同直列通路の場合のように上流側で蒸気漏れ等が
発生すると下流側に冷却蒸気が供給されなくなるという
心配も無く、プラントの効率を損なうことなく、かつ、
安全度の高いものにすることが出来るようにしたもので
ある。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１および図２に基づいて説明する。
図１および図２に基づいて説明する。
【００２２】１００はガスタービンプラントで、ガスタ
ービン１０１、同ガスタービン１０１で駆動される空気
圧縮機１０２、同空気圧縮機１０２から供給される圧縮
空気を燃料と共に燃焼させる燃焼器１０３を主要機器と
して構成されている。
ービン１０１、同ガスタービン１０１で駆動される空気
圧縮機１０２、同空気圧縮機１０２から供給される圧縮
空気を燃料と共に燃焼させる燃焼器１０３を主要機器と
して構成されている。
【００２３】２００は排熱回収ボイラで、前記ガスター
ビン１０１の排気ガスを加熱源とし、高圧蒸気発生部２
０１、中圧蒸気発生部２０２及び低圧蒸気発生部２０３
および再熱器２０４を主要部として構成されている。
ビン１０１の排気ガスを加熱源とし、高圧蒸気発生部２
０１、中圧蒸気発生部２０２及び低圧蒸気発生部２０３
および再熱器２０４を主要部として構成されている。
【００２４】３００は蒸気タービンプラントで、前記排
熱回収ボイラ２００から高圧蒸気を供給される（供給系
統は図示省略した）高圧タービン３０１、蒸気供給系統
４０５からの蒸気を供給される中圧タービン３０２およ
び前記排熱回収ボイラ２００等から低圧蒸気を供給され
る低圧タービン３０３を主要機器として構成されてい
る。
熱回収ボイラ２００から高圧蒸気を供給される（供給系
統は図示省略した）高圧タービン３０１、蒸気供給系統
４０５からの蒸気を供給される中圧タービン３０２およ
び前記排熱回収ボイラ２００等から低圧蒸気を供給され
る低圧タービン３０３を主要機器として構成されてい
る。
【００２５】４００は蒸気冷却システムで、高圧排気管
４０１により前記高圧タービン３０１の排気部３０４ａ
に連絡し、ガスタービン１０１の高温被冷却部を冷却す
る蒸気冷却系統４０３と、前記中圧蒸気発生部２０２か
ら中圧蒸気供給系統４０４で連絡されて燃焼器１０３の
高温被冷却部を冷却する蒸気冷却系統４０２を、主要機
器として構成されている。
４０１により前記高圧タービン３０１の排気部３０４ａ
に連絡し、ガスタービン１０１の高温被冷却部を冷却す
る蒸気冷却系統４０３と、前記中圧蒸気発生部２０２か
ら中圧蒸気供給系統４０４で連絡されて燃焼器１０３の
高温被冷却部を冷却する蒸気冷却系統４０２を、主要機
器として構成されている。
【００２６】ここでガスタービン１０１の高温被冷却部
を冷却する蒸気冷却系統４０３は、その出口蒸気を管路
４０６により再熱器２０４の中間位置へ導くように連絡
されており、また、燃焼器１０３の高温被冷却部を冷却
する蒸気冷却系統４０２の出口蒸気は、管路４０７を経
て蒸気供給系統４０５に合流し、中圧タービン３０２の
入口に導かれるように連絡されている。
を冷却する蒸気冷却系統４０３は、その出口蒸気を管路
４０６により再熱器２０４の中間位置へ導くように連絡
されており、また、燃焼器１０３の高温被冷却部を冷却
する蒸気冷却系統４０２の出口蒸気は、管路４０７を経
て蒸気供給系統４０５に合流し、中圧タービン３０２の
入口に導かれるように連絡されている。
【００２７】なお、前記高圧タービン３０１の高圧排気
は、前記排気部３０４ａと対称に、またはこれから分岐
して（ここでは対称のものを示している）、排気部３０
４ｂを有し、同排気部３０４ｂから再熱器２０４の入口
に連絡している。
は、前記排気部３０４ａと対称に、またはこれから分岐
して（ここでは対称のものを示している）、排気部３０
４ｂを有し、同排気部３０４ｂから再熱器２０４の入口
に連絡している。
【００２８】また、前記高圧タービン３０１の高圧排気
は、排気部３０４ｂで前記高圧排気管４０１と分岐した
管路４０８を経て蒸気供給系統４０５に合流し、中圧タ
ービン３０２の入口に連絡されている。
は、排気部３０４ｂで前記高圧排気管４０１と分岐した
管路４０８を経て蒸気供給系統４０５に合流し、中圧タ
ービン３０２の入口に連絡されている。
【００２９】本実施の形態においては、前記したよう
に、冷却蒸気として高圧タービン３０１の高圧排気を用
い、かつガスタービン１０１の蒸気冷却系統４０３から
その出口蒸気を管路４０６により再熱器２０４の中間位
置へ導くようにしたことにより、蒸気冷却系統４０３に
おいては、冷却後の蒸気温度を後流位置の中圧タービン
３０２の入口温度まで上昇させる必要がないものであ
る。
に、冷却蒸気として高圧タービン３０１の高圧排気を用
い、かつガスタービン１０１の蒸気冷却系統４０３から
その出口蒸気を管路４０６により再熱器２０４の中間位
置へ導くようにしたことにより、蒸気冷却系統４０３に
おいては、冷却後の蒸気温度を後流位置の中圧タービン
３０２の入口温度まで上昇させる必要がないものであ
る。
【００３０】この様に冷却による蒸気の温度上昇が小さ
くてすまされるということは、蒸気冷却部における伝熱
面積を小さくすることができると言うことであり、この
ことは、とりもなおさず圧損を小さく出来ると言う事で
ある。
くてすまされるということは、蒸気冷却部における伝熱
面積を小さくすることができると言うことであり、この
ことは、とりもなおさず圧損を小さく出来ると言う事で
ある。
【００３１】要するに、一般に蒸気冷却系統で冷却後の
蒸気温度を所定の値にしようとするとき、冷却蒸気の流
量が小さければ冷却蒸気流路の熱伝達率、及び冷却蒸気
流路の伝熱面積を大にして冷却蒸気の温度上昇を大きく
しなければならず、その結果として、圧損が大となる
が、前記したように温度の上昇は再熱器に任せ、同蒸気
冷却系統では無理に所定の温度にまで高めなくてもよい
となれば、前記冷却蒸気流路の熱伝達率、及び冷却蒸気
流路の伝熱面積を大にしなくてもよいので、翼１枚当た
りの圧力損失を低く抑えることができるものである。
蒸気温度を所定の値にしようとするとき、冷却蒸気の流
量が小さければ冷却蒸気流路の熱伝達率、及び冷却蒸気
流路の伝熱面積を大にして冷却蒸気の温度上昇を大きく
しなければならず、その結果として、圧損が大となる
が、前記したように温度の上昇は再熱器に任せ、同蒸気
冷却系統では無理に所定の温度にまで高めなくてもよい
となれば、前記冷却蒸気流路の熱伝達率、及び冷却蒸気
流路の伝熱面積を大にしなくてもよいので、翼１枚当た
りの圧力損失を低く抑えることができるものである。
【００３２】その結果として、前記蒸気冷却系統４０３
における冷却蒸気の流路を、後述するように並列形状に
構成することが容易となり、蒸気のリーク発生時の安全
性が向上することになる。
における冷却蒸気の流路を、後述するように並列形状に
構成することが容易となり、蒸気のリーク発生時の安全
性が向上することになる。
【００３３】そしてこのように並列流路で冷却蒸気を流
すようにした結果として、温度上昇は小さく設定でき、
途中で水分のスプレー等を行う必要もないので、スプレ
ーによる効率低下、損失というような不具合も無くなる
ものである。
すようにした結果として、温度上昇は小さく設定でき、
途中で水分のスプレー等を行う必要もないので、スプレ
ーによる効率低下、損失というような不具合も無くなる
ものである。
【００３４】なお、本実施の形態における前記ガスター
ビン１０１の高温被冷却部を冷却する蒸気冷却系統４０
３は、図１では概略表示したに止まるが、詳細には冷却
蒸気の流れを並列流路で構成しており、それを図２によ
り説明する。
ビン１０１の高温被冷却部を冷却する蒸気冷却系統４０
３は、図１では概略表示したに止まるが、詳細には冷却
蒸気の流れを並列流路で構成しており、それを図２によ
り説明する。
【００３５】図２において、５０１は第１段静翼、５０
２は第２段静翼、また５０３は第１段動翼、５０４は第
２動静翼である。５０５は冷却蒸気の供給経路で、途中
で分岐して第１段静翼の冷却蒸気通路５０５ａと第２段
静翼の冷却蒸気通路５０５ｂとに通じている。
２は第２段静翼、また５０３は第１段動翼、５０４は第
２動静翼である。５０５は冷却蒸気の供給経路で、途中
で分岐して第１段静翼の冷却蒸気通路５０５ａと第２段
静翼の冷却蒸気通路５０５ｂとに通じている。
【００３６】各冷却蒸気通路５０５ａ、５０５ｂは、そ
れぞれ第１、第２段静翼５０１、５０２の被冷却部を経
て第１段静翼の回収通路５０６ａ、および第２段静翼の
回収通路５０６ｂへ通じ、その後流でこの回収通路５０
６ａ、５０６ｂは蒸気回収通路５０６へ合流している。
れぞれ第１、第２段静翼５０１、５０２の被冷却部を経
て第１段静翼の回収通路５０６ａ、および第２段静翼の
回収通路５０６ｂへ通じ、その後流でこの回収通路５０
６ａ、５０６ｂは蒸気回収通路５０６へ合流している。
【００３７】即ち、前記冷却蒸気通路５０５ａ、５０５
ｂおよびこれに通じる回収通路５０６ａ、５０６ｂは、
第１、第２段静翼５０１、５０２の位置において、互い
に独立した並列の通路を構成している。
ｂおよびこれに通じる回収通路５０６ａ、５０６ｂは、
第１、第２段静翼５０１、５０２の位置において、互い
に独立した並列の通路を構成している。
【００３８】一方、動翼側についてみると、前記静翼側
と対称に、５０７は冷却蒸気の供給経路で、途中で分岐
して第１段動翼の冷却蒸気通路５０７ａと第２段動翼の
冷却蒸気通路５０７ｂとに通じている。
と対称に、５０７は冷却蒸気の供給経路で、途中で分岐
して第１段動翼の冷却蒸気通路５０７ａと第２段動翼の
冷却蒸気通路５０７ｂとに通じている。
【００３９】そして各冷却蒸気通路５０７ａ、５０７ｂ
は、それぞれ第１、第２段動翼５０３、５０４の被冷却
部を経て第１段動翼の回収通路５０８ａ、および第２段
動翼の回収通路５０８ｂへ通じ、その後流でこの回収通
路５０８ａ、５０８ｂは蒸気回収通路５０８へ合流して
いる。
は、それぞれ第１、第２段動翼５０３、５０４の被冷却
部を経て第１段動翼の回収通路５０８ａ、および第２段
動翼の回収通路５０８ｂへ通じ、その後流でこの回収通
路５０８ａ、５０８ｂは蒸気回収通路５０８へ合流して
いる。
【００４０】即ち前記静翼側と同様に、前記冷却蒸気通
路５０８ａ、５０８ｂおよびこれに通じる回収通路５０
８ａ、５０８ｂは、第１、第２段動翼５０１、５０２の
位置において、互いに独立した並列の通路を構成してい
る。
路５０８ａ、５０８ｂおよびこれに通じる回収通路５０
８ａ、５０８ｂは、第１、第２段動翼５０１、５０２の
位置において、互いに独立した並列の通路を構成してい
る。
【００４１】従って、この並列流路において、先ず静翼
側についてみると、図示省略した外部の冷却蒸気源から
供給される冷却蒸気は、供給経路５０５から導入されて
冷却蒸気通路５０５ａ、５０５ｂに分岐し、第１段静翼
５０１および第２段静翼５０２へそれぞれ直接導入さ
れ、同第１段静翼５０１および第２段静翼５０２の高温
被冷却部を冷却することにより自身は加熱され、その後
それぞれ独立の回収通路５０６ａ、５０６ｂを経て蒸気
回収通路５０６へ合流し、図示省略の後流に設置した再
熱器を経て蒸気タービン等で熱回収される。
側についてみると、図示省略した外部の冷却蒸気源から
供給される冷却蒸気は、供給経路５０５から導入されて
冷却蒸気通路５０５ａ、５０５ｂに分岐し、第１段静翼
５０１および第２段静翼５０２へそれぞれ直接導入さ
れ、同第１段静翼５０１および第２段静翼５０２の高温
被冷却部を冷却することにより自身は加熱され、その後
それぞれ独立の回収通路５０６ａ、５０６ｂを経て蒸気
回収通路５０６へ合流し、図示省略の後流に設置した再
熱器を経て蒸気タービン等で熱回収される。
【００４２】この場合、冷却蒸気通路５０５ａを流れる
冷却蒸気は、冷却蒸気通路５０５ｂとは無関係であり、
また冷却蒸気通路５０５ｂを流れる冷却蒸気は、冷却蒸
気通路５０５ａとは無関係であるので、一方に冷却蒸気
の洩れが生じたとしても、それがそっくりそのまま他方
に及ぶというものでもなく、翼損傷等の発生を回避する
ことのできるものである。
冷却蒸気は、冷却蒸気通路５０５ｂとは無関係であり、
また冷却蒸気通路５０５ｂを流れる冷却蒸気は、冷却蒸
気通路５０５ａとは無関係であるので、一方に冷却蒸気
の洩れが生じたとしても、それがそっくりそのまま他方
に及ぶというものでもなく、翼損傷等の発生を回避する
ことのできるものである。
【００４３】一方、動翼側については、前記静翼側と全
く同様に翼損傷等の不具合も回避し、蒸気回収通路５０
８を経て図示省略の蒸気タービン等で熱回収されるもの
であることは、重ねて説明するまでもなく容易に理解さ
れるであろう。
く同様に翼損傷等の不具合も回避し、蒸気回収通路５０
８を経て図示省略の蒸気タービン等で熱回収されるもの
であることは、重ねて説明するまでもなく容易に理解さ
れるであろう。
【００４４】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。
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。
【００４５】
【発明の効果】以上本発明によれば、ガスタービンの高
温被冷却部の冷却媒体として分量的にも十分な高圧ター
ビン排気を採用し、冷却媒体が不足することなく安全確
実な冷却を行いうると共に、この被冷却部を出た出口蒸
気を再熱器の中間を通して温度調整をしたうえ、後流の
蒸気タービンで回収することにより、被冷却部での高温
化を防いで温度上昇に伴う圧力損失を抑え、後流の蒸気
タービンの出力を向上して発電端効率を向上することが
できたものである。
温被冷却部の冷却媒体として分量的にも十分な高圧ター
ビン排気を採用し、冷却媒体が不足することなく安全確
実な冷却を行いうると共に、この被冷却部を出た出口蒸
気を再熱器の中間を通して温度調整をしたうえ、後流の
蒸気タービンで回収することにより、被冷却部での高温
化を防いで温度上昇に伴う圧力損失を抑え、後流の蒸気
タービンの出力を向上して発電端効率を向上することが
できたものである。
【００４６】また、請求項２の発明によれば、高圧ター
ビンの排気は、高温被冷却部への供給、排熱回収ボイラ
の再熱器への供給に加えて後流のタービン入口への直接
の供給が行われ、かつ、前記排熱回収ボイラへ供給され
たものは前記高温被冷却部を出たものと再熱器の途中で
合流し、これらのものが合わさって後流のタービンで仕
事をするものであるので、これらの供給を行う管路で調
整を行うことにより、前記後流のタービンの作動を所望
なものにすることが容易となり、同後流のタービンの効
率向上を一段と高めることができたものである。
ビンの排気は、高温被冷却部への供給、排熱回収ボイラ
の再熱器への供給に加えて後流のタービン入口への直接
の供給が行われ、かつ、前記排熱回収ボイラへ供給され
たものは前記高温被冷却部を出たものと再熱器の途中で
合流し、これらのものが合わさって後流のタービンで仕
事をするものであるので、これらの供給を行う管路で調
整を行うことにより、前記後流のタービンの作動を所望
なものにすることが容易となり、同後流のタービンの効
率向上を一段と高めることができたものである。
【００４７】また、請求項３の発明によれば、ガスター
ビンの高温被冷却部の蒸気通路は複数の並列通路で形成
しているので、各通路は互いに独立して機能し、一方の
蒸気漏れが他方の蒸気供給に直接影響するものでもな
く、安全度の高い、そして効率の高いものを得ることの
できたものである。
ビンの高温被冷却部の蒸気通路は複数の並列通路で形成
しているので、各通路は互いに独立して機能し、一方の
蒸気漏れが他方の蒸気供給に直接影響するものでもな
く、安全度の高い、そして効率の高いものを得ることの
できたものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係わるコンバインドサ
イクル発電プラントの系統図。
イクル発電プラントの系統図。
【図２】図１のガスタービンにおける冷却部の要部を抜
粋してその概要を示す概略図。
粋してその概要を示す概略図。
【図３】従来のコンバインドサイクル発電プラントの系
統図。
統図。
１００ ガスタービンプラント １０１ ガスタービン １０２ 空気圧縮機 １０３ 燃焼器 ２００ 排熱回収ボイラ ２０１ 高圧蒸気発生部 ２０２ 中圧蒸気発生部 ２０３ 低圧蒸気発生部 ２０４ 再熱器 ３００ 蒸気タービンプラント ３０１ 高圧タービン ３０２ 中圧タービン ３０３ 低圧タービン ３０４ａ 排気部 ３０４ｂ 排気部 ４００ 蒸気冷却システム ４０１ 高圧排気管 ４０２ 蒸気冷却系統 ４０３ 蒸気冷却系統 ４０４ 蒸気冷却系統 ４０５ 蒸気冷却系統 ４０６ 管路 ４０７ 管路 ４０８ 管路
フロントページの続き (72)発明者 福泉 靖史 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスタービンプラントと蒸気タービンプ
ラントとを組合せ、ガスタービンからの排熱を利用して
蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排熱回収ボイラを
備えるとともに、前記ガスタービンの高温被冷却部を蒸
気で冷却する蒸気冷却システムを設け、この蒸気冷却シ
ステムからの過熱蒸気を蒸気タービンに回収させるよう
に構成したコンバインドサイクル発電プラントにおい
て、前記蒸気タービンプラントを少なくとも高圧タービ
ンと低圧タービンとから構成するとともに、前記高圧タ
ービンの排気を前記蒸気冷却システムに導く管路、前記
排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管路、および前記蒸
気冷却システムの出口蒸気を前記再熱器の中間に導く管
路を設けたことを特徴とするコンバインドサイクル発電
プラント。 - 【請求項２】 ガスタービンプラントと蒸気タービンプ
ラントとを組合せ、ガスタービンからの排熱を利用して
蒸気タービン駆動用蒸気を発生させる排熱回収ボイラを
備えるとともに、前記ガスタービンの高温被冷却部を蒸
気で冷却する蒸気冷却システムを設け、この蒸気冷却シ
ステムからの過熱蒸気を蒸気タービンに回収させるよう
に構成したコンバインドサイクル発電プラントにおい
て、前記蒸気タービンプラントを少なくとも高圧タービ
ンと低圧タービンとから構成するとともに、前記高圧タ
ービンの排気を前記蒸気冷却システムに導く管路、前記
排熱回収ボイラの再熱器入口に導く管路、後流のタービ
ン入口に導く管路、および前記蒸気冷却システムの出口
蒸気を前記再熱器の中間に導く管路を設けたことを特徴
とするコンバインドサイクル発電プラント。 - 【請求項３】 前記ガスタービンの高温被冷却部が複数
の並列する蒸気通路を有することを特徴とする請求項１
または２に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28663096A JP3564241B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | コンバインドサイクル発電プラント |
| CA002230334A CA2230334C (en) | 1996-10-29 | 1998-02-24 | Combined cycle power plant |
| EP98103387A EP0939201A1 (en) | 1996-10-29 | 1998-02-26 | Combined cycle power plant |
| US09/031,888 US6116017A (en) | 1996-10-29 | 1998-02-27 | Combined cycle power plant with steam cooled gas turbine |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28663096A JP3564241B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | コンバインドサイクル発電プラント |
| CA002230334A CA2230334C (en) | 1996-10-29 | 1998-02-24 | Combined cycle power plant |
| EP98103387A EP0939201A1 (en) | 1996-10-29 | 1998-02-26 | Combined cycle power plant |
| US09/031,888 US6116017A (en) | 1996-10-29 | 1998-02-27 | Combined cycle power plant with steam cooled gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10131717A true JPH10131717A (ja) | 1998-05-19 |
| JP3564241B2 JP3564241B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=32996054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28663096A Expired - Fee Related JP3564241B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6116017A (ja) |
| EP (1) | EP0939201A1 (ja) |
| JP (1) | JP3564241B2 (ja) |
| CA (1) | CA2230334C (ja) |
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| US6244039B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-06-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle plant having a heat exchanger for compressed air |
| US6389794B2 (en) | 1999-07-01 | 2002-05-21 | General Electric Company | Method and apparatus for fuel gas moisturization and heating |
| US6474069B1 (en) | 2000-10-18 | 2002-11-05 | General Electric Company | Gas turbine having combined cycle power augmentation |
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| US8495878B1 (en) | 2012-04-09 | 2013-07-30 | Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc | Feedwater heating hybrid power generation |
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| JP2984442B2 (ja) * | 1991-11-15 | 1999-11-29 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの蒸気冷却方法及び装置 |
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-
1996
- 1996-10-29 JP JP28663096A patent/JP3564241B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-24 CA CA002230334A patent/CA2230334C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-26 EP EP98103387A patent/EP0939201A1/en not_active Ceased
- 1998-02-27 US US09/031,888 patent/US6116017A/en not_active Expired - Lifetime
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