JPH1037711A - 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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- JPH1037711A JPH1037711A JP8194600A JP19460096A JPH1037711A JP H1037711 A JPH1037711 A JP H1037711A JP 8194600 A JP8194600 A JP 8194600A JP 19460096 A JP19460096 A JP 19460096A JP H1037711 A JPH1037711 A JP H1037711A
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Classifications
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- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
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- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
-
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【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、圧縮空気を用いる
段階から冷却蒸気を用いる段階へと変わりつつあるが、
何らかの異常により供給蒸気が遮断されるような時、冷
却蒸気のバックアップについて適切な対応を要する等、
その実用化に当たっては解明し、かつ、解決すべき事項
が未だ山積している。このようなニーズに応えて、起動
時はもとより、稼働時に於いてもバックアップ機能を有
し、異常発生に対して蒸気冷却を確実に維持する装置を
提供する。 【解決手段】 ガスタービン１０１の高温被冷却部を蒸
気で冷却する蒸気冷却システム４００の冷却蒸気である
高圧タービン３０１の排気が急減した時、排熱回収ボイ
ラ２００の高圧蒸気又は中圧蒸気を蒸気冷却システムに
導いて、これを冷却蒸気として用いることにより、蒸気
冷却を確実に維持しうるようにした。
は、ガスタービンの冷却系統として、圧縮空気を用いる
段階から冷却蒸気を用いる段階へと変わりつつあるが、
何らかの異常により供給蒸気が遮断されるような時、冷
却蒸気のバックアップについて適切な対応を要する等、
その実用化に当たっては解明し、かつ、解決すべき事項
が未だ山積している。このようなニーズに応えて、起動
時はもとより、稼働時に於いてもバックアップ機能を有
し、異常発生に対して蒸気冷却を確実に維持する装置を
提供する。 【解決手段】 ガスタービン１０１の高温被冷却部を蒸
気で冷却する蒸気冷却システム４００の冷却蒸気である
高圧タービン３０１の排気が急減した時、排熱回収ボイ
ラ２００の高圧蒸気又は中圧蒸気を蒸気冷却システムに
導いて、これを冷却蒸気として用いることにより、蒸気
冷却を確実に維持しうるようにした。
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。
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、ガスタービン
の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、ガスタービン
の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提案されるに至った。
【０００７】一例として挙げれば、特開平０５−１６３
９６０号公報のものがある。この特開平０５−１６３９
６０号公報のものを、その主要部を抜き出して、図２に
示して説明すれば、次の様な構成となっている。
９６０号公報のものがある。この特開平０５−１６３９
６０号公報のものを、その主要部を抜き出して、図２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１３、空気圧縮機１８、燃焼
器１９を主要構成とするガスタービンプラント１１、同
ガスタービンプラント１１の排気ガスを加熱源として、
高圧ドラム２０、中圧ドラム２１、低圧ドラム２２を主
要構成とする排熱回収ボイラ１４、及び同排熱回収ボイ
ラ１４から蒸気を供給される高圧タービン１５ａ、中圧
タービン１５ｂ、低圧タービン１５ｃを主要構成とする
蒸気タービンプラント１２によりコンバインドサイクル
発電プラント１０が構成されている。
器１９を主要構成とするガスタービンプラント１１、同
ガスタービンプラント１１の排気ガスを加熱源として、
高圧ドラム２０、中圧ドラム２１、低圧ドラム２２を主
要構成とする排熱回収ボイラ１４、及び同排熱回収ボイ
ラ１４から蒸気を供給される高圧タービン１５ａ、中圧
タービン１５ｂ、低圧タービン１５ｃを主要構成とする
蒸気タービンプラント１２によりコンバインドサイクル
発電プラント１０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５０であり、前記排熱回収ボイラ
１４の中圧ドラム２１を出た中圧蒸気を冷却蒸気とし
て、蒸気供給経路５１を経てガスタービン１３の高温被
冷却部に設けた蒸気冷却系統５２に導き、この高温被冷
却部を冷却することにより同冷却蒸気は加熱され、即ち
熱エネルギーを回収して、蒸気回収系統５３を経て蒸気
タービンプラント１２の中圧タービン１５ｂへ供給さ
れ、有効に回収されるものである。
は、蒸気冷却システム５０であり、前記排熱回収ボイラ
１４の中圧ドラム２１を出た中圧蒸気を冷却蒸気とし
て、蒸気供給経路５１を経てガスタービン１３の高温被
冷却部に設けた蒸気冷却系統５２に導き、この高温被冷
却部を冷却することにより同冷却蒸気は加熱され、即ち
熱エネルギーを回収して、蒸気回収系統５３を経て蒸気
タービンプラント１２の中圧タービン１５ｂへ供給さ
れ、有効に回収されるものである。
【００１０】なお、蒸気系統６０はバックアップ系統で
あり、バックアップ蒸気を排熱回収ボイラ１４の高圧ド
ラム２０から高圧蒸気ライン４２を経て供給可能にした
もので、ガスタービン１３の起動時に使用されるもので
ある。即ち、ガスタービン１３の起動時には、排気側の
追従遅れのために、ボイラ発生蒸気量が不足しているの
で、この不足分を補充しないと前記蒸気冷却システム５
０が正常に機能しなくなることから、この蒸気系統６０
によるバックアップ系統の設置が必要となる。
あり、バックアップ蒸気を排熱回収ボイラ１４の高圧ド
ラム２０から高圧蒸気ライン４２を経て供給可能にした
もので、ガスタービン１３の起動時に使用されるもので
ある。即ち、ガスタービン１３の起動時には、排気側の
追従遅れのために、ボイラ発生蒸気量が不足しているの
で、この不足分を補充しないと前記蒸気冷却システム５
０が正常に機能しなくなることから、この蒸気系統６０
によるバックアップ系統の設置が必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの特開平０５
−１６３９６０号公報に記載されたものは、ガスタービ
ン１３の冷却媒体として蒸気を採用するという概念の開
示はともかくとして、その細部においては工夫し解決し
なければならない課題が多数残されている。
−１６３９６０号公報に記載されたものは、ガスタービ
ン１３の冷却媒体として蒸気を採用するという概念の開
示はともかくとして、その細部においては工夫し解決し
なければならない課題が多数残されている。
【００１２】例えば、前記した蒸気系統６０によるバッ
クアップは、ガスタービン１３の起動に際しボイラ発生
蒸気量の不足を補充するために行うものであり、通常の
負荷運転時に何らかの異常によりガスタービン１３の高
温被冷却部への供給蒸気が遮断される事に対応するもの
ではない。
クアップは、ガスタービン１３の起動に際しボイラ発生
蒸気量の不足を補充するために行うものであり、通常の
負荷運転時に何らかの異常によりガスタービン１３の高
温被冷却部への供給蒸気が遮断される事に対応するもの
ではない。
【００１３】要するに、前記特開平０５−１６３９６０
号公報に記載されたものには、通常の負荷運転時に於け
る異常事態の発生に対するバックアップの思想はなく、
このような場合には、空気による冷却に切り換えると
か、ガスタービン１３をトリップさせることになる。
号公報に記載されたものには、通常の負荷運転時に於け
る異常事態の発生に対するバックアップの思想はなく、
このような場合には、空気による冷却に切り換えると
か、ガスタービン１３をトリップさせることになる。
【００１４】蒸気冷却を空気冷却に切り換えて運転する
と、冷却能力不足が明らかとなり、ガスタービン負荷を
ランバックさせる等の熱負荷減の措置をとらざるを得な
いという不具合が有る。
と、冷却能力不足が明らかとなり、ガスタービン負荷を
ランバックさせる等の熱負荷減の措置をとらざるを得な
いという不具合が有る。
【００１５】本発明は、このような不具合を解消し、起
動時はもとより、稼働時に於いてもバックアップ機能を
有し、異常発生に際しても蒸気冷却を確実に維持するよ
うにしたものを提供することを課題とするものである。
動時はもとより、稼働時に於いてもバックアップ機能を
有し、異常発生に際しても蒸気冷却を確実に維持するよ
うにしたものを提供することを課題とするものである。
【００１６】
【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し、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ようにすると
ともに、前記高圧タービンの排気が急減したとき前記排
熱回収ボイラの高圧蒸気または中圧蒸気を前記蒸気冷却
システムに導くように構成したコンバインドサイクル発
電プラントを提供し、通常の負荷運転時に蒸気タービン
がトリップ等して、高圧排気が無くなるか、または減少
するような異常事態の発生によりガスタービンの高温被
冷却部への供給蒸気が遮断されるような事が起こって
も、前記高圧排気に替わって高圧蒸気または中圧蒸気で
直ちにバックアップして、ガスタービンプラントの稼働
を安定して維持し得るものである。
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し、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ようにすると
ともに、前記高圧タービンの排気が急減したとき前記排
熱回収ボイラの高圧蒸気または中圧蒸気を前記蒸気冷却
システムに導くように構成したコンバインドサイクル発
電プラントを提供し、通常の負荷運転時に蒸気タービン
がトリップ等して、高圧排気が無くなるか、または減少
するような異常事態の発生によりガスタービンの高温被
冷却部への供給蒸気が遮断されるような事が起こって
も、前記高圧排気に替わって高圧蒸気または中圧蒸気で
直ちにバックアップして、ガスタービンプラントの稼働
を安定して維持し得るものである。
【００１７】また本発明は、前記排熱回収ボイラの高圧
蒸気を前記蒸気冷却システムに導く際、飽和蒸気を注入
して温度調節するように構成したコンバインド発電プラ
ントを提供し、前記バックアップを行う蒸気として、飽
和水ではなく、飽和蒸気を選択して用いることにより、
ガスタービンプラントの高温被冷却部に、ミストが飛来
するのを防止することができ、熱衝撃の発生、回転部先
端での冷却通路の閉塞等の問題を回避することができた
ものである。
蒸気を前記蒸気冷却システムに導く際、飽和蒸気を注入
して温度調節するように構成したコンバインド発電プラ
ントを提供し、前記バックアップを行う蒸気として、飽
和水ではなく、飽和蒸気を選択して用いることにより、
ガスタービンプラントの高温被冷却部に、ミストが飛来
するのを防止することができ、熱衝撃の発生、回転部先
端での冷却通路の閉塞等の問題を回避することができた
ものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１９】１０１はガスタービン、１０２は同ガスタ
ービン１０１で駆動される空気圧縮機、１０３は燃焼器
で空気圧縮機１０２から供給される圧縮空気を燃料と共
に燃焼させ、前記ガスタービン１０１を駆動する。１０
４は発電機で前記空気圧縮機１０２と共に駆動される。
このガスタービン１０１、空気圧縮機１０２燃焼器１０
３及び発電機１０４とによりガスタービンプラント１０
０が構成される。
ービン１０１で駆動される空気圧縮機、１０３は燃焼器
で空気圧縮機１０２から供給される圧縮空気を燃料と共
に燃焼させ、前記ガスタービン１０１を駆動する。１０
４は発電機で前記空気圧縮機１０２と共に駆動される。
このガスタービン１０１、空気圧縮機１０２燃焼器１０
３及び発電機１０４とによりガスタービンプラント１０
０が構成される。
【００２０】前記ガスタービン１０１の排気ガスは、排
気ダクト１０５を経て排熱回収ボイラ２００に導かれ
る。この排熱回収ボイラ２００は、高圧過熱器２０４、
高圧蒸発器２０５、高圧節炭器２０６、中圧過熱器２０
７、低圧過熱器２０８、中圧蒸発器２０９、高中圧節炭
器２１０、低圧蒸発器２１１、低圧節炭器２１２、更に
前記高圧蒸発器２０５、中圧蒸発器２０９、及び低圧蒸
発器２１１にそれぞれ連接した高圧ドラム２０１、中圧
ドラム２０２及び低圧ドラム２０３等で構成され、前記
排気ガスを加熱源として、高圧、中圧、及び低圧の各圧
力の蒸気を発生する。
気ダクト１０５を経て排熱回収ボイラ２００に導かれ
る。この排熱回収ボイラ２００は、高圧過熱器２０４、
高圧蒸発器２０５、高圧節炭器２０６、中圧過熱器２０
７、低圧過熱器２０８、中圧蒸発器２０９、高中圧節炭
器２１０、低圧蒸発器２１１、低圧節炭器２１２、更に
前記高圧蒸発器２０５、中圧蒸発器２０９、及び低圧蒸
発器２１１にそれぞれ連接した高圧ドラム２０１、中圧
ドラム２０２及び低圧ドラム２０３等で構成され、前記
排気ガスを加熱源として、高圧、中圧、及び低圧の各圧
力の蒸気を発生する。
【００２１】３０１は高圧タービン、３０２は中圧ター
ビンまた３０３は低圧タービンで、高圧タービン３０１
は前記排熱回収ボイラ２００の高圧過熱器２０４から高
圧蒸気ライン３０６を経て供給される高圧蒸気で駆動さ
れ、また、低圧タービン３０３は同排熱回収ボイラ２０
０の低圧過熱器２０８から低圧蒸気ライン３０７を経て
供給される低圧蒸気と、後記する中圧タービン３０２の
排気との混合蒸気で駆動される。
ビンまた３０３は低圧タービンで、高圧タービン３０１
は前記排熱回収ボイラ２００の高圧過熱器２０４から高
圧蒸気ライン３０６を経て供給される高圧蒸気で駆動さ
れ、また、低圧タービン３０３は同排熱回収ボイラ２０
０の低圧過熱器２０８から低圧蒸気ライン３０７を経て
供給される低圧蒸気と、後記する中圧タービン３０２の
排気との混合蒸気で駆動される。
【００２２】他方、中圧タービン３０２は、前記排熱回
収ボイラ２００から中圧蒸気ライン３１１を経て供給さ
れる中圧蒸気のみに依存するのではなく、後述する蒸気
冷却システム４００で高温被冷却部を冷却し、蒸気回収
系統４０５から供給される高圧タービン３０１の高圧排
気を主体とする蒸気により駆動される。
収ボイラ２００から中圧蒸気ライン３１１を経て供給さ
れる中圧蒸気のみに依存するのではなく、後述する蒸気
冷却システム４００で高温被冷却部を冷却し、蒸気回収
系統４０５から供給される高圧タービン３０１の高圧排
気を主体とする蒸気により駆動される。
【００２３】そしてこの高圧タービン３０１、中圧ター
ビン３０２及び低圧タービン３０３は、発電機３０４と
併せて軸直結され、かつ、前記低圧タービン３０３に連
結したコンデンサ３０５を含めて蒸気タービンプラント
３００が構成される。
ビン３０２及び低圧タービン３０３は、発電機３０４と
併せて軸直結され、かつ、前記低圧タービン３０３に連
結したコンデンサ３０５を含めて蒸気タービンプラント
３００が構成される。
【００２４】４０１は冷却蒸気供給系統で、前記高圧タ
ービン３０１の排気部３１０に連結しており、同高圧タ
ービン３０１の排気を受け入れるように構成されてい
る。
ービン３０１の排気部３１０に連結しており、同高圧タ
ービン３０１の排気を受け入れるように構成されてい
る。
【００２５】４０２は第１の蒸気冷却系統で、前記冷却
蒸気供給系統４０１から分岐して前記燃焼器１０３を冷
却し、また、４０３は第２の蒸気冷却系統、４０４は第
３の蒸気冷却系統で、前記第１の蒸気冷却系統４０２と
同様にそれぞれ前記冷却蒸気供給系統４０１から分岐し
て、前記ガスタービン１０１の高温被冷却部を冷却す
る。
蒸気供給系統４０１から分岐して前記燃焼器１０３を冷
却し、また、４０３は第２の蒸気冷却系統、４０４は第
３の蒸気冷却系統で、前記第１の蒸気冷却系統４０２と
同様にそれぞれ前記冷却蒸気供給系統４０１から分岐し
て、前記ガスタービン１０１の高温被冷却部を冷却す
る。
【００２６】そしてこの並行に分岐した第１、第２、第
３の蒸気冷却系統４０２、４０３、４０４により蒸気冷
却システム４００を構成し、それぞれに供給される高圧
排気を冷却媒体として高温被冷却部を冷却した後、同冷
却媒体を再び合流し、蒸気回収系統４０５を経て、前記
中圧タービン３０２へ供給する。
３の蒸気冷却系統４０２、４０３、４０４により蒸気冷
却システム４００を構成し、それぞれに供給される高圧
排気を冷却媒体として高温被冷却部を冷却した後、同冷
却媒体を再び合流し、蒸気回収系統４０５を経て、前記
中圧タービン３０２へ供給する。
【００２７】５０１は第１のバックアップ用蒸気冷却系
統で、高圧ドラム２０１の高圧蒸気を過熱低減器５０３
を経て前記冷却蒸気供給系統４０１へ供給出来るように
なっている。また５０２は第２のバックアップ用蒸気冷
却系統で、中圧ドラム２０２の中圧蒸気を前記冷却蒸気
供給系統４０１へ供給出来るようになっている。
統で、高圧ドラム２０１の高圧蒸気を過熱低減器５０３
を経て前記冷却蒸気供給系統４０１へ供給出来るように
なっている。また５０２は第２のバックアップ用蒸気冷
却系統で、中圧ドラム２０２の中圧蒸気を前記冷却蒸気
供給系統４０１へ供給出来るようになっている。
【００２８】図示は省略しているが、この冷却蒸気供給
系統４０１と、第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０
１と、第２のバックアップ用蒸気冷却系統５０２との３
者は、互いに関連して制御される制御弁をそれぞれ配置
しており、冷却蒸気供給系統４０１が前記高圧タービン
３０１からの高圧排気の供給を停止するとき、第１のバ
ックアップ用蒸気冷却系統５０１か又は第２のバックア
ップ用蒸気冷却系統５０２の少なくともいずれか一方
が、高圧蒸気又は中圧蒸気を冷却蒸気供給系統４０１へ
供給して、高圧排気の停止を高圧蒸気又は中圧蒸気でバ
ックアップ出来るようになっている。
系統４０１と、第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０
１と、第２のバックアップ用蒸気冷却系統５０２との３
者は、互いに関連して制御される制御弁をそれぞれ配置
しており、冷却蒸気供給系統４０１が前記高圧タービン
３０１からの高圧排気の供給を停止するとき、第１のバ
ックアップ用蒸気冷却系統５０１か又は第２のバックア
ップ用蒸気冷却系統５０２の少なくともいずれか一方
が、高圧蒸気又は中圧蒸気を冷却蒸気供給系統４０１へ
供給して、高圧排気の停止を高圧蒸気又は中圧蒸気でバ
ックアップ出来るようになっている。
【００２９】即ち、第１のバックアップ用蒸気冷却系統
５０１と、第２のバックアップ用蒸気冷却系統５０２と
により、蒸気冷却システム４００のバックアップ系統５
００を構成している。
５０１と、第２のバックアップ用蒸気冷却系統５０２と
により、蒸気冷却システム４００のバックアップ系統５
００を構成している。
【００３０】なお、中圧蒸気による第２のバックアップ
用蒸気冷却系統５０２は、通常時も使用することが可能
であり、これを通常時使用している場合には、まず高圧
排気がなくなった段階で同第２のバックアップ用蒸気冷
却系統５０２からバックアップ用蒸気をスムーズに供給
し、第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０１からのバ
ックアップ用蒸気はそのあとに供給されることになる。
この時第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０１からの
バックアップ用蒸気は、高圧蒸気ドラム２０１の飽和蒸
気と高圧過熱器２０４の出口蒸気の混合蒸気により高圧
排気と同レベルの圧力、温度に制御する。
用蒸気冷却系統５０２は、通常時も使用することが可能
であり、これを通常時使用している場合には、まず高圧
排気がなくなった段階で同第２のバックアップ用蒸気冷
却系統５０２からバックアップ用蒸気をスムーズに供給
し、第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０１からのバ
ックアップ用蒸気はそのあとに供給されることになる。
この時第１のバックアップ用蒸気冷却系統５０１からの
バックアップ用蒸気は、高圧蒸気ドラム２０１の飽和蒸
気と高圧過熱器２０４の出口蒸気の混合蒸気により高圧
排気と同レベルの圧力、温度に制御する。
【００３１】また、第２のバックアップ用蒸気冷却系統
５０２についても第１のバックアップ用蒸気冷却系統５
０１と同様のシステムとする場合と全体の熱バランスを
計画する際に、高圧排気と同レベルの圧力、温度に計画
しておく方法がある。
５０２についても第１のバックアップ用蒸気冷却系統５
０１と同様のシステムとする場合と全体の熱バランスを
計画する際に、高圧排気と同レベルの圧力、温度に計画
しておく方法がある。
【００３２】なお、図中１０６は空気圧縮機１０２への
空気供給系統、３０８はコンデンサ３０５の冷却水供給
系統、また、３０９はコンデンサ３０５で得た復水が排
熱回収ボイラ２００へ供給される給水系統を示す。
空気供給系統、３０８はコンデンサ３０５の冷却水供給
系統、また、３０９はコンデンサ３０５で得た復水が排
熱回収ボイラ２００へ供給される給水系統を示す。
【００３３】そして高圧タービン３０１に入った蒸気
は、ほぼ全量が高圧排気として冷却蒸気供給系統４０１
を通り被冷却部４００で加熱されて中圧タービン３０２
に入ってくる。中圧タービン３０２に入った蒸気はター
ビン内部で仕事そしその後低圧タービン３０３を通り復
水器３０５へ流入する。
は、ほぼ全量が高圧排気として冷却蒸気供給系統４０１
を通り被冷却部４００で加熱されて中圧タービン３０２
に入ってくる。中圧タービン３０２に入った蒸気はター
ビン内部で仕事そしその後低圧タービン３０３を通り復
水器３０５へ流入する。
【００３４】このように本実施の形態によれば、ガスタ
ービンプラント１００の高温被冷却部を冷却するに際
し、蒸気タービンプラント３００中の高圧排気、若しく
は、排熱回収ボイラ２００中の高圧蒸気、中圧蒸気及び
低圧蒸気のなかで、流量、圧力、温度の最適値及びシス
テム効率の最適化を考えて、高圧タービン３０１の高圧
排気を利用するのが有効である点に着目し、これを冷却
媒体として採用使用し、かつ、このガスタービンプラン
ト１００の被冷却部の冷却によって回収した熱量を中圧
タービン３０２に持込み、系外に捨てることなく全てを
汲み上げ、熱効率を向上させ得るものである。
ービンプラント１００の高温被冷却部を冷却するに際
し、蒸気タービンプラント３００中の高圧排気、若しく
は、排熱回収ボイラ２００中の高圧蒸気、中圧蒸気及び
低圧蒸気のなかで、流量、圧力、温度の最適値及びシス
テム効率の最適化を考えて、高圧タービン３０１の高圧
排気を利用するのが有効である点に着目し、これを冷却
媒体として採用使用し、かつ、このガスタービンプラン
ト１００の被冷却部の冷却によって回収した熱量を中圧
タービン３０２に持込み、系外に捨てることなく全てを
汲み上げ、熱効率を向上させ得るものである。
【００３５】しかも中圧タービン３０２の作動蒸気は、
このようにガスタービンプラント１００から供給される
ので、排熱回収ボイラ２００中に再熱器を設置する必要
はなく、プラントの設計製作にさいし大幅なコストダウ
ンとなるものである。
このようにガスタービンプラント１００から供給される
ので、排熱回収ボイラ２００中に再熱器を設置する必要
はなく、プラントの設計製作にさいし大幅なコストダウ
ンとなるものである。
【００３６】そして又、稼働中に蒸気タービンプラント
３００がトリップして、高圧排気が無くなるか又は減少
するような事態が発生した場合には、冷却蒸気供給系統
４０１の高圧排気の供給機能を完全に殺し、第１のバッ
クアップ用蒸気冷却系統５０１又は第２のバックアップ
用蒸気冷却系統５０２のいずれか一方又は両方を使用し
て、高圧蒸気又は中圧蒸気を冷却蒸気供給系統４０１へ
供給することにより、高圧排気の停止を高圧蒸気か又は
中圧蒸気でバックアップする。なお、このバックアップ
を高圧蒸気で行うか又は中圧蒸気で行うかの選択は、こ
こに至る稼働中の高圧排気の状況に応じて、決められ
る。
３００がトリップして、高圧排気が無くなるか又は減少
するような事態が発生した場合には、冷却蒸気供給系統
４０１の高圧排気の供給機能を完全に殺し、第１のバッ
クアップ用蒸気冷却系統５０１又は第２のバックアップ
用蒸気冷却系統５０２のいずれか一方又は両方を使用し
て、高圧蒸気又は中圧蒸気を冷却蒸気供給系統４０１へ
供給することにより、高圧排気の停止を高圧蒸気か又は
中圧蒸気でバックアップする。なお、このバックアップ
を高圧蒸気で行うか又は中圧蒸気で行うかの選択は、こ
こに至る稼働中の高圧排気の状況に応じて、決められ
る。
【００３７】多くの場合、高圧の飽和蒸気を過熱低減器
５０３で減温減圧して用いるのが好ましい。と言うの
は、ガスタービンプラント１００の被冷却部では、ミス
トが飛来して、熱衝撃が発生したり、回転部先端で遠心
力と相まって冷却通路が閉塞すると言うような不具合の
発生を避けたいので、ミスト発生を防止した飽和蒸気に
よる減温した蒸気の使用が好ましいわけである。
５０３で減温減圧して用いるのが好ましい。と言うの
は、ガスタービンプラント１００の被冷却部では、ミス
トが飛来して、熱衝撃が発生したり、回転部先端で遠心
力と相まって冷却通路が閉塞すると言うような不具合の
発生を避けたいので、ミスト発生を防止した飽和蒸気に
よる減温した蒸気の使用が好ましいわけである。
【００３８】なお、高圧タービン３０１の高圧排気を直
接利用する際には、プラント効率を維持するために、ガ
スタービンプラント１００の被冷却部での圧力損失を極
力抑えることが望ましい。
接利用する際には、プラント効率を維持するために、ガ
スタービンプラント１００の被冷却部での圧力損失を極
力抑えることが望ましい。
【００３９】つまり蒸気タービン入口の圧力を極力高く
したい為に、本実施の形態においては被冷却部の冷却蒸
気供給部で、第１、第２、第３の蒸気冷却系統４０２、
４０３、４０４を並行に分岐して構成しており、これに
より圧力損失を抑えることができたものである。
したい為に、本実施の形態においては被冷却部の冷却蒸
気供給部で、第１、第２、第３の蒸気冷却系統４０２、
４０３、４０４を並行に分岐して構成しており、これに
より圧力損失を抑えることができたものである。
【００４０】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。
【００４１】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ガスタービンプ
ラントの高温被冷却部の冷却に、冷却蒸気として量的、
圧力的、又は温度的にみて最適な高圧タービンの高圧排
気を用いることにより、高温被冷却部の高温化、または
被冷却部範囲の拡張に追随して対処できるようにした蒸
気冷却システムを有するものに於いて、蒸気タービンが
トリップ等して、高圧排気が無くなるか、または減少す
るような事が起こっても、この高圧排気に替わって高圧
蒸気または中圧蒸気で直ちにバックアップして、ガスタ
ービンプラントの稼働を維持し得るものである。
ラントの高温被冷却部の冷却に、冷却蒸気として量的、
圧力的、又は温度的にみて最適な高圧タービンの高圧排
気を用いることにより、高温被冷却部の高温化、または
被冷却部範囲の拡張に追随して対処できるようにした蒸
気冷却システムを有するものに於いて、蒸気タービンが
トリップ等して、高圧排気が無くなるか、または減少す
るような事が起こっても、この高圧排気に替わって高圧
蒸気または中圧蒸気で直ちにバックアップして、ガスタ
ービンプラントの稼働を維持し得るものである。
【００４２】また、請求項２の発明によれば、前記バッ
クアップを行う蒸気を、従来の飽和水でなく飽和蒸気と
することにより、ガスタービンプラントの高温被冷却部
に、ミストが飛来するのを防止することができ、熱衝撃
の発生、回転部先端での冷却通路の閉塞等の問題を回避
することができたものである。
クアップを行う蒸気を、従来の飽和水でなく飽和蒸気と
することにより、ガスタービンプラントの高温被冷却部
に、ミストが飛来するのを防止することができ、熱衝撃
の発生、回転部先端での冷却通路の閉塞等の問題を回避
することができたものである。
【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】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 １０３ 燃焼器 ２００ 排熱回収ボイラ ２０１ 高圧ドラム ２０２ 中圧ドラム ２０３ 低圧ドラム 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 ４００ 蒸気冷却システム ４０１ 冷却蒸気供給系統 ４０２ 第１の蒸気冷却系統 ４０３ 第２の蒸気冷却系統 ４０４ 第３の蒸気冷却系統 ５００ バックアップ系統 ５０１ 第１のバックアップ用蒸気冷却系統 ５０２ 第２のバックアップ用蒸気冷却系統 ５０３ 過熱低減器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｃ
Claims (2)
- 【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し、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ようにするとともに、
前記高圧タービンの排気が急減したとき前記排熱回収ボ
イラの高圧蒸気または中圧蒸気を前記蒸気冷却システム
に導くように構成し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】 前記排熱回収ボイラの高圧蒸気を前記蒸
気冷却システムに導く際、飽和蒸気を注入して温度調節
するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の
コンバインドサイクル発電プラント。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19460096A JP3776516B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | コンバインドサイクル発電プラント |
| PCT/JP1998/000259 WO1999037890A1 (en) | 1996-07-24 | 1998-01-23 | Combined cycle power plant |
| EP98900997A EP0978636B1 (en) | 1996-07-24 | 1998-01-23 | Combined cycle power plant |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19460096A JP3776516B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | コンバインドサイクル発電プラント |
| PCT/JP1998/000259 WO1999037890A1 (en) | 1996-07-24 | 1998-01-23 | Combined cycle power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1037711A true JPH1037711A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3776516B2 JP3776516B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=16327251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19460096A Expired - Fee Related JP3776516B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3776516B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022579A1 (en) | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charging device |
| JP2010090894A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | General Electric Co <Ge> | 給水ポンプサイズを縮小するために燃料ガス加熱器の排水を使用する蒸気温度調節用装置 |
| WO2013039088A1 (ja) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン冷却システム及びガスタービン冷却方法 |
| CN112682828A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-04-20 | 北京京诚科林环保科技有限公司 | 煤气发电双热源供热系统及方法 |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP19460096A patent/JP3776516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022579A1 (en) | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charging device |
| JP2010090894A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | General Electric Co <Ge> | 給水ポンプサイズを縮小するために燃料ガス加熱器の排水を使用する蒸気温度調節用装置 |
| WO2013039088A1 (ja) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン冷却システム及びガスタービン冷却方法 |
| JP2013064328A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン冷却システム及びガスタービン冷却方法 |
| CN112682828A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-04-20 | 北京京诚科林环保科技有限公司 | 煤气发电双热源供热系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3776516B2 (ja) | 2006-05-17 |
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