JPH10306920A - 排ガスダクト装置と該排ガスダクトを備えた排熱回収ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温の排ガスの逆流を防止して前流に配置さ
れている機器の焼損を防止すると共に、ダクト中および
排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）内の保守点検時における作
業の安全性を確保する。 【解決手段】 複数のＨＲＳＧの低温排ガスダクト６を
排ガス合流ダクト８に集合させて、一つの煙突９で排気
させる排ガスダクト装置であり、排ガス合流ダクト８と
煙突９の少なくとも一方に排気ファン１２を配置スルこ
とで、一つの煙突９に対し、排ガスダクト６が合流接続
される軸数が多くなり、排ガス合流ダクト８の内圧が正
圧となる条件においても、高温の排ガスが逆流する危険
性がなくなり、保守点検時における安全性を確保できる
と共に、起動時にダンパ７を全開にしても、高温の排ガ
スの逆流によるダクト前流機器の焼損を防止することが
でき、また排ガス合流ダクト８および煙突９のサイズを
小さく設定できるので設備費が安価となる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の排熱回収ボ
イラの出口煙道が集合し、一つの煙突で排気される構造
の複数軸のコンバインドサイクル設備が集合したシステ
ムの排ガスダクト装置に係り、他方の排熱回収ボイラか
らの排ガスの逆流による前流機器の焼損防止および煙道
ならびに排熱回収ボイラの保守、点検時の安全を確保す
るのに好適な排ガスダクト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来の複数の排熱回収ボイラの出
口煙道が集合し、一つの煙突で排気される構造の複数軸
のコンバインドサイクル設備が集合したシステムを示
す。図３において、ガスタービン２０の運転により発電
機１８を回転させる。また、ガスタービン２０から排出
される排ガス２７は、高温排ガスダクト２１を通り、排
熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２２へ送られる。ＨＲＳＧ２
２にて蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービン１９へ
送り、蒸気タービン１９の運転によって発電機１８を回
転させる。ＨＲＳＧ２２で熱回収された排ガス２７は、
低温排ガスダクト２３、ダンパ２４及び排ガス合流ダク
ト２５を通り、煙突２６より大気へ放出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
の複数の排熱回収ボイラ２２の低温排ガスダクト２３が
排ガス合流ダクト２５に集合し、一つの煙突２６で排気
される構造の複数軸のコンバインドサイクル設備が集合
したシステムにおいて、次のような問題点があった。

【０００４】すなわち、煙突２６の入口部の排ガス合流
ダクト２５内の排ガス圧力が正圧の場合には、ダンパ２
４を全閉にしても、ダンパ２４から高温の排ガスが矢印
２８に示すように漏洩して、ＨＲＳＧ（排熱回収ボイ
ラ）２２側の低温排ガスダクト２３内へ流れ込み、この
低温排ガスダクト２３内およびＨＲＳＧ２２内の保守点
検時における作業が極めて危険であるという問題であ
る。

【０００５】さらに、ガスタービン２０の起動時には、
上記ダンパ２４を全開にするが、この際、高温の排ガス
を逆流して前流に設けられている他のガスタービン２０
等の機器に焼損を与えるという問題があった。

【０００６】したがって、複数軸のコンバインドサイク
ル中の１軸を停止した場合には、ＨＲＳＧ２２の出口部
のダンパ２４の後流を必ず負圧に調整し、排ガスが逆流
しないようにしなければならないという問題がある。

【０００７】しかし、一つの煙突２６に対して、接続さ
れるコンバインドサイクルの軸数が多くなると、排ガス
合流ダクト２５のダクト内圧を負圧にするためには、排
ガス合流ダクト２５のサイズおよび煙突２６のサイズを
大きくする必要がある。一方、排ガス合流ダクト２５の
サイズおよび煙突２６のサイズを小さくするためには、
一つの煙突２６に対して接続されるコンバインドサイク
ルの軸数を少なくする必要があり、結局、煙突２６の本
数を増やすことになり、いずれにしても大きな設置スペ
ースが必要となると共に、設備費が高価となる問題があ
る。

【０００８】本発明の課題は、上記従来技術における問
題点を解消するものであって、複数の排熱回収ボイラの
出口煙道が集合し、一つの煙突で排気される構造の複数
軸のコンバインドサイクル設備が集合したシステムにお
いて、複数軸のコンバインドサイクル中の１軸を停止し
た場合に、ＨＲＳＧ出口部のダンパの後流を負圧にする
ための合流ダクトおよび煙突の大型化、あるいは煙突の
本数を増加することなく、高温の排ガスの逆流を防止し
て前流に配置されている機器の焼損を防止すると共に、
ダクト中およびＨＲＳＧ内の保守点検時における作業の
安全性を確保することができる構造の排ガスダクト装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を解決
するために、本発明は次のような構成を採用する。すな
わち、複数の排熱回収ボイラの低温排ガスダクトを排ガ
ス合流ダクトに集合させて、一つの煙突で排気させる構
造の排ガスダクト装置であって、前記排ガス合流ダクト
と煙突の少なくとも一方に排気ファンを配置した排ガス
ダクト装置である。

【００１０】前記排気ファンにより、排ガス合流ダクト
または煙突での負圧を容易に達成することが可能とな
る。これによって、一つの煙突に対し、排ガスダクトが
合流接続される軸数が多くなり、排ガス合流ダクトの内
圧が正圧となる条件においても、高温の排ガスが逆流す
る危険性がなくなり、保守点検時における安全性を確保
できると共に、起動時にダンパを全開にしても、高温の
排ガスの逆流による前流機器の焼損を防止することがで
き、また排ガス合流ダクトおよび煙突のサイズを小さく
設定できるので設備費が安価となる効果がある。また、
本発明には前記排ガスダクト装置を出口部に備えた排熱
回収ボイラも含まれる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施の形態の一
例として、一つの煙突に複数軸のコンバインドサイクル
設備を集合したシステムを示す。上述した従来の図３に
示す構造に対し、図１に示すように、煙突９に、排気フ
ァン１２が設けられている。図１において、ガスタービ
ン３の運転により発電機１を回転させる。ガスタービン
３から排出される排ガス１０は、高温排ガスダクト４を
通り、ＨＲＳＧ５へ送られる。ＨＲＳＧ５にて蒸気を発
生させ、その蒸気を蒸気タービン２へ送り、蒸気タービ
ン２の運転により発電機１を回転させる。

【００１２】ＨＲＳＧ５で熱回収された排ガス１０は、
低温排ガスダクト６、ダンパ７（全開）、排ガス合流ダ
クト８を通り、煙突９より大気へ放出される。このよう
な通常運転時の排ガス合流ダクト８内および煙突９内の
排ガスの圧力は正圧と示す。

【００１３】複数軸のコンバインドサイクル中の１軸を
停止（ガスタービン３停止）した場合には、排気ファン
駆動モータ１３を起動することにより排ガス合流ダクト
８内の内圧を負圧にすることができ、ＨＲＳＧ５側へ高
温の排ガスが逆流することを防止できるので、ダクト
４、６内およびＨＲＳＧ５等の内部点検時には安全に作
業を遂行することができる。

【００１４】また、ガスタービン３の起動時には、ダン
パ７を開にしなければならないが、排ガス合流ダクト８
内の圧力を検出して、正圧の場合には、排気ファン駆動
モータ１３を起動することにより、排ガス合流ダクト８
内および煙突９内の排ガス圧力を容易に負圧にすること
ができるので、逆流排ガス１１によるガスタービン３の
焼損を防止することができる。その際、排ガス合流ダク
ト８内排ガス圧力は、大気温度またはプラント出力によ
って変化する特性があるので、大気温度またはプラント
出力によって排気ファン駆動モータ１３を起動すること
により、排ガス合流ダクト８内の排ガス圧力を負圧に調
整することも可能である。なお、煙突９内には排ガスの
排出をスムーズに行うための整流板１４が設けられてい
る。

【００１５】図４（ａ）は、複数のガスタービン３の内
の１台を停止し、他のガスタービン３を運転した時の大
気温度と排ガス合流ダクト８内の圧力との関係を示すグ
ラフの一例であるが、このグラフには大気温度がある温
度以上となると排ガス合流ダクト８内の排ガス圧力は正
圧になることを示している。また、図４（ｂ）は、プラ
ント出力と排ガス合流ダクト８内の排ガス圧力との関係
を示すグラフであって、プラント出力が低くなると排ガ
ス合流ダクト８内の排ガス圧力は負圧になることを示し
ている。

【００１６】このように、一つの煙突９に対し接続する
コンバインドサイクルの軸数が多くなっても、排ガス合
流ダクト８内および煙突９内の排ガスの圧力を負圧に調
整することが可能であるので、高温の排ガスの逆流を防
止することができる共に、排ガス合流ダクト８のサイズ
および煙突９のサイズを小さくすることが可能となり、
設置スペースの低減と設備費が安価となる。

【００１７】本発明の実施の形態として、図１において
は、排気ファン１２を煙突９に設置してるが、図２に示
すごとく排ガス合流ダクト８に排気ファン１２を配設し
てもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明の排ガスダクト装置によれば、複
数の排熱回収ボイラの出口煙道が集合し、一つの煙突で
排気される構造の排ガスダクト装置において、煙突また
はダクトに排気ファンを設置しているので、一つの煙突
に対し、接続されるコンバインドサイクルの軸数が多く
なっても、排ガス合流ダクト内の圧力を負圧に調整する
ことができるので、排ガス合流ダクトおよび煙突のサイ
ズを小さくできると共に、設置スペースが小さくなり設
備費が安価となる。また、高温の排ガスが逆流すること
がないので前流の機器を焼損することがなく、また、ダ
クト内および排熱回収ボイラ内の保守点検時における安
全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態として例示した排ガスダ
クト装置の構造を示す模式図である。

【図２】 本発明のその他の実施例の排ガスダクト装置
の構造を示す模式図である。

【図３】 従来の複数のコンバインドサイクルの構成を
示す模式図である。

【図４】 従来の複数のコンバインドサイクルにおける
合流ダクト内圧と大気温度およびプラント出力との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 発電機 ２ 蒸気タービン ３ ガスタービン ４ 高温排ガスダク
ト ５ 排熱回収ボイラ ６ 低温排ガスダク
ト ７ ダンパ ８ 排ガス合流ダク
ト ９ 煙突 １０ 排ガス １１ 逆流排ガス １２ 排気ファン １３ 排気ファン駆動モータ １４ 整流板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の排熱回収ボイラの低温排ガスダク
   トを排ガス合流ダクトに集合させて、一つの煙突で排気
   させる構造の排ガスダクト装置であって、前記排ガス合
   流ダクトと煙突の少なくとも一方に排気ファンを配置し
   たことを特徴とする排ガスダクト装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排ガスダクト装置を出口
   部に備えたことを特徴とする排熱回収ボイラ。