JPH1061413A - 排気再燃式複合発電プラント - Google Patents
排気再燃式複合発電プラントInfo
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- JPH1061413A JPH1061413A JP21889696A JP21889696A JPH1061413A JP H1061413 A JPH1061413 A JP H1061413A JP 21889696 A JP21889696 A JP 21889696A JP 21889696 A JP21889696 A JP 21889696A JP H1061413 A JPH1061413 A JP H1061413A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービン
を採用している既設蒸気タービンプラントにおいても、
既設本来の給水加熱サイクルを大幅に変更することな
く、排気再燃式複合タービンプラントを得ること。 【解決手段】 ボイラー給水ポンプ１１を抽気背圧式の
ボイラ給水ポンプ駆動タービン２４で駆動する蒸気ター
ビンプラントに、新たにガスタービン２０を追設し、そ
のガスタービン２０の排ガスをボイラ１に導入するとと
もに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを熱交
換させる高圧スタックガスクーラ２２及び低圧スタック
ガスクーラ２３とをそれぞれ高圧給水加熱器１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ及び低圧給水加熱器８ａ，８ｂに対して並
列に接続した排気再燃式複合発電プラントにおいて、上
記抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービン２４の背
気管３３を復水器６に背圧制御調節弁３５を介して接続
した。
を採用している既設蒸気タービンプラントにおいても、
既設本来の給水加熱サイクルを大幅に変更することな
く、排気再燃式複合タービンプラントを得ること。 【解決手段】 ボイラー給水ポンプ１１を抽気背圧式の
ボイラ給水ポンプ駆動タービン２４で駆動する蒸気ター
ビンプラントに、新たにガスタービン２０を追設し、そ
のガスタービン２０の排ガスをボイラ１に導入するとと
もに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを熱交
換させる高圧スタックガスクーラ２２及び低圧スタック
ガスクーラ２３とをそれぞれ高圧給水加熱器１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ及び低圧給水加熱器８ａ，８ｂに対して並
列に接続した排気再燃式複合発電プラントにおいて、上
記抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービン２４の背
気管３３を復水器６に背圧制御調節弁３５を介して接続
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、既設蒸気タービン
プラントにガスタービンを追設した排気再燃式複合発電
プラントに関する。
プラントにガスタービンを追設した排気再燃式複合発電
プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、一般的な蒸気タービンプラント
の概略構成を示す系統図であって、ボイラ１で発生した
高圧・高温の主蒸気は高圧タービン２に導入され、そこ
で仕事を行なった蒸気はボイラ１において再熱され高温
再熱蒸気として中圧タービン３及び低圧タービン４に順
次導入され、そこで仕事を行なって発電機５を駆動して
動力が発生される。
の概略構成を示す系統図であって、ボイラ１で発生した
高圧・高温の主蒸気は高圧タービン２に導入され、そこ
で仕事を行なった蒸気はボイラ１において再熱され高温
再熱蒸気として中圧タービン３及び低圧タービン４に順
次導入され、そこで仕事を行なって発電機５を駆動して
動力が発生される。
【０００３】上記低圧タービン４で仕事を行なった蒸気
は復水器６で復水され、その復水は復水ポンプ７により
加圧され、低圧給水加熱器８ａ，８ｂを経て脱気器９に
送られる。そして、上記脱気器９で脱気された給水はブ
ースタポンプ１０及びボイラ給水ポンプ１１で加圧さ
れ、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを経て再び
ボイラ１に還流される。
は復水器６で復水され、その復水は復水ポンプ７により
加圧され、低圧給水加熱器８ａ，８ｂを経て脱気器９に
送られる。そして、上記脱気器９で脱気された給水はブ
ースタポンプ１０及びボイラ給水ポンプ１１で加圧さ
れ、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを経て再び
ボイラ１に還流される。
【０００４】上記ボイラ１には燃料ｆと強制通風機１３
によって送給された空気とが供給され、そこで燃焼して
給水を加熱し主蒸気が発生される。そして、上記ボイラ
１で給水を加熱した後の排ガスは空気予熱器１４でボイ
ラ１に供給される空気と熱交換して予熱した後、煙突１
５から大気中に放出される。
によって送給された空気とが供給され、そこで燃焼して
給水を加熱し主蒸気が発生される。そして、上記ボイラ
１で給水を加熱した後の排ガスは空気予熱器１４でボイ
ラ１に供給される空気と熱交換して予熱した後、煙突１
５から大気中に放出される。
【０００５】一方、前記ボイラ給水ポンプ１１はボイラ
給水ポンプ駆動タービン１６によって駆動される。この
ボイラ給水ポンプ駆動タービン１６は中圧タービン３か
ら抽出された抽気によって作動され、そのボイラ給水ポ
ンプ駆動タービン１６の排気は復水器６に導入される。
また、高圧給水器１２ａ，１２ｂ，１２ｃには中圧ター
ビン３、及び高圧タービン２の適宜段落からの抽気が供
給され給水の加熱が行われ、低圧給水加熱器８ａ，８ｂ
には低圧タービン４の中間段落からの抽気が供給され、
復水の加熱が行われる。
給水ポンプ駆動タービン１６によって駆動される。この
ボイラ給水ポンプ駆動タービン１６は中圧タービン３か
ら抽出された抽気によって作動され、そのボイラ給水ポ
ンプ駆動タービン１６の排気は復水器６に導入される。
また、高圧給水器１２ａ，１２ｂ，１２ｃには中圧ター
ビン３、及び高圧タービン２の適宜段落からの抽気が供
給され給水の加熱が行われ、低圧給水加熱器８ａ，８ｂ
には低圧タービン４の中間段落からの抽気が供給され、
復水の加熱が行われる。
【０００６】また、図８はボイラ給水ポンプ１１を抽気
背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービン１７によって駆
動するようにしたものである。ところが、このようなプ
ラントにおいては、抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動
タービン１７からの抽気及び背気が高圧給水加熱器１２
ａ及び脱気器９、さらに低圧給水加熱器８ｂに熱回収さ
れるサイクルであるため、プラントの運転及び制御が比
較的困難なことから最近では図７に示すような復水式の
ボイラ給水ポンプ駆動タービン１６を用いたものが主流
となっている。
背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービン１７によって駆
動するようにしたものである。ところが、このようなプ
ラントにおいては、抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動
タービン１７からの抽気及び背気が高圧給水加熱器１２
ａ及び脱気器９、さらに低圧給水加熱器８ｂに熱回収さ
れるサイクルであるため、プラントの運転及び制御が比
較的困難なことから最近では図７に示すような復水式の
ボイラ給水ポンプ駆動タービン１６を用いたものが主流
となっている。
【０００７】ところで、最近、上述の如き既設の蒸気タ
ービンプラントに対してガスタービンを追設し、そのガ
スタービン排気をボイラに導入して排気再燃式の複合発
電プラントを構成し、熱効率の改善及び総合的に出力ア
ップを図ることが行われている。
ービンプラントに対してガスタービンを追設し、そのガ
スタービン排気をボイラに導入して排気再燃式の複合発
電プラントを構成し、熱効率の改善及び総合的に出力ア
ップを図ることが行われている。
【０００８】図９は上記既設の蒸気タービンプラントに
対してガスタービンを追設した一例を示す図であって、
コンプレッサ１８で加圧した空気が燃焼器１９に導入さ
れ、そこで別途供給された燃料とともに燃焼し、その燃
焼ガスがガスタービン２０に供給される。そして、上記
ガスタービン２０によって発電機２１が駆動される。
対してガスタービンを追設した一例を示す図であって、
コンプレッサ１８で加圧した空気が燃焼器１９に導入さ
れ、そこで別途供給された燃料とともに燃焼し、その燃
焼ガスがガスタービン２０に供給される。そして、上記
ガスタービン２０によって発電機２１が駆動される。
【０００９】一方、上記ガスタービン２０の排ガスはボ
イラ１に導入され、燃焼に必要な代替空気として利用さ
れる。また、ボイラ１で給水を加熱した後のボイラ排ガ
スは、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに並列に
接続された高圧スタックガスクーラ２２及び低圧給水加
熱器８ａ，８ｂに並列に接続された低圧スタックガスク
ーラ２３を経て煙突１５から大気中に放出される。
イラ１に導入され、燃焼に必要な代替空気として利用さ
れる。また、ボイラ１で給水を加熱した後のボイラ排ガ
スは、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに並列に
接続された高圧スタックガスクーラ２２及び低圧給水加
熱器８ａ，８ｂに並列に接続された低圧スタックガスク
ーラ２３を経て煙突１５から大気中に放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に既に蒸気タービンプラントとして建設されたプラント
に対して、新たにガスタービンを追設してその排ガスを
ボイラに導入して熱回収を行い、さらに排ガスに含まれ
る未燃焼の酸素をもってボイラの燃焼空気に代替として
利用する排熱再燃式複合タービンプラントにおいては、
プラントの熱効率を改善するためボイラの排ガスの保有
熱を蒸気タービン側の給水及び復水で熱回収する必要が
ある。
に既に蒸気タービンプラントとして建設されたプラント
に対して、新たにガスタービンを追設してその排ガスを
ボイラに導入して熱回収を行い、さらに排ガスに含まれ
る未燃焼の酸素をもってボイラの燃焼空気に代替として
利用する排熱再燃式複合タービンプラントにおいては、
プラントの熱効率を改善するためボイラの排ガスの保有
熱を蒸気タービン側の給水及び復水で熱回収する必要が
ある。
【００１１】したがって、既設高圧給水加熱器１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ及び低圧給水加熱器８ａ，８ｂとそれぞ
れ並列に高圧スタックガスクーラ２２及び低圧スタック
ガスクーラ２３が設置されており、そのため、給水系統
が複雑化し、さらに排ガス熱回収及び給水・復水の流量
配分制御が加わり制御が難しくなる等の問題がある。
１２ｂ，１２ｃ及び低圧給水加熱器８ａ，８ｂとそれぞ
れ並列に高圧スタックガスクーラ２２及び低圧スタック
ガスクーラ２３が設置されており、そのため、給水系統
が複雑化し、さらに排ガス熱回収及び給水・復水の流量
配分制御が加わり制御が難しくなる等の問題がある。
【００１２】特に、図８に示すような抽気背圧式のボイ
ラ給水ポンプタービンを採用している既設プラントをリ
パワリング化する場合には、系統構成をシンプルにする
とともに運転・制御性を改善するため、図９のようにボ
イラ給水ポンプ駆動タービン２４を復水式に改造し、ボ
イラ給水ポンプタービン２４から給水加熱器への抽気及
び背気の供給を全て廃止し、加熱サイクルを大幅に改善
して対応する必要があった。
ラ給水ポンプタービンを採用している既設プラントをリ
パワリング化する場合には、系統構成をシンプルにする
とともに運転・制御性を改善するため、図９のようにボ
イラ給水ポンプ駆動タービン２４を復水式に改造し、ボ
イラ給水ポンプタービン２４から給水加熱器への抽気及
び背気の供給を全て廃止し、加熱サイクルを大幅に改善
して対応する必要があった。
【００１３】また、上述のように給水ポンプの駆動を抽
気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンで行うように
した既設蒸気タービンプラントにおいては、ボイラ給水
ポンプ駆動タービンの抽気及び背気をタービン系の高圧
及び低圧給水加熱器、更に脱気器に熱回収して蒸気を凝
縮させることでボイラ給水ポンプ駆動タービン内部で蒸
気に仕事をさせて動力を得る。したがって、上記給水加
熱器の給水及び復水を絞ってボイラ給水ポンプ駆動ター
ビンの抽気量及び背気量を減少させると、ボイラ給水ポ
ンプ駆動タービンの発生動力が減少することになる。
気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンで行うように
した既設蒸気タービンプラントにおいては、ボイラ給水
ポンプ駆動タービンの抽気及び背気をタービン系の高圧
及び低圧給水加熱器、更に脱気器に熱回収して蒸気を凝
縮させることでボイラ給水ポンプ駆動タービン内部で蒸
気に仕事をさせて動力を得る。したがって、上記給水加
熱器の給水及び復水を絞ってボイラ給水ポンプ駆動ター
ビンの抽気量及び背気量を減少させると、ボイラ給水ポ
ンプ駆動タービンの発生動力が減少することになる。
【００１４】しかるに、背気再燃式複合タービンプラン
トにおいては、図９に示すように、蒸気タービン系の高
圧及び低圧給水加熱器と並列にスタックガスクーラ２
２，２３を設置し、このスタックガスクーラ２２，２３
に蒸気タービン系から給水並びに復水を多量に分岐して
供給することになる。その結果、給水加熱器側において
ボイラ給水ポンプ駆動タービンの抽気及び背気の回収能
力が減少することとなり、発生動力も低減してしまうた
め、給水ポンプによるボイラへの給水の供給も減少し、
排気再熱式複合タービンプラントの良好な運転及び制御
が不成立または非常に困難となるためリパワリングが実
現できない等の問題がある。
トにおいては、図９に示すように、蒸気タービン系の高
圧及び低圧給水加熱器と並列にスタックガスクーラ２
２，２３を設置し、このスタックガスクーラ２２，２３
に蒸気タービン系から給水並びに復水を多量に分岐して
供給することになる。その結果、給水加熱器側において
ボイラ給水ポンプ駆動タービンの抽気及び背気の回収能
力が減少することとなり、発生動力も低減してしまうた
め、給水ポンプによるボイラへの給水の供給も減少し、
排気再熱式複合タービンプラントの良好な運転及び制御
が不成立または非常に困難となるためリパワリングが実
現できない等の問題がある。
【００１５】また、複合運転中のプラント負荷によって
スタックガスクーラ側への給水並びに復水の供給量の比
率が変化し、低負荷運転になるほどスタックガスクーラ
側への給水並びに復水の供給量の比率を増す必要があ
り、低負荷では給水加熱器側を停止して全量をスタック
ガスクーラ側に供給することもあるため、ますます良好
な運転及び制御が困難となる。
スタックガスクーラ側への給水並びに復水の供給量の比
率が変化し、低負荷運転になるほどスタックガスクーラ
側への給水並びに復水の供給量の比率を増す必要があ
り、低負荷では給水加熱器側を停止して全量をスタック
ガスクーラ側に供給することもあるため、ますます良好
な運転及び制御が困難となる。
【００１６】本発明はこのような点に鑑み、抽気背圧式
のボイラ給水ポンプ駆動タービンを採用している既設蒸
気タービンプラントにおいても既設本来の給水加熱サイ
クルを大幅に変更することなく、経済性の伴った改造に
より高効率で高信頼性を有する排気再燃式複合タービン
プラントを得ることを目的とする。
のボイラ給水ポンプ駆動タービンを採用している既設蒸
気タービンプラントにおいても既設本来の給水加熱サイ
クルを大幅に変更することなく、経済性の伴った改造に
より高効率で高信頼性を有する排気再燃式複合タービン
プラントを得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ボイラー
給水ポンプを抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービ
ンで駆動する蒸気タービンプラントに、新たにガスター
ビンを追設し、そのガスタービンの排ガスをボイラに導
入してボイラでの燃焼に利用するとともに、そのボイラ
からの排ガスと給水或は復水とを熱交換させる高圧スタ
ックガスクーラ及び低圧スタックガスクーラとをそれぞ
れ高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に対して並列に接
続した排気再燃式複合発電プラントにおいて、上記抽気
背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンの背気管を復水
器に背圧制御調節弁を介して接続したことを特徴とす
る。
給水ポンプを抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービ
ンで駆動する蒸気タービンプラントに、新たにガスター
ビンを追設し、そのガスタービンの排ガスをボイラに導
入してボイラでの燃焼に利用するとともに、そのボイラ
からの排ガスと給水或は復水とを熱交換させる高圧スタ
ックガスクーラ及び低圧スタックガスクーラとをそれぞ
れ高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に対して並列に接
続した排気再燃式複合発電プラントにおいて、上記抽気
背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンの背気管を復水
器に背圧制御調節弁を介して接続したことを特徴とす
る。
【００１８】第２の発明は、上記排気再熱式複合発電プ
ラントにおいて、主タービンから脱気器加熱用抽気を抽
出し、その脱気器加熱用抽気を減圧調節弁を介して脱気
器に供給するようにしたことを特徴とする。
ラントにおいて、主タービンから脱気器加熱用抽気を抽
出し、その脱気器加熱用抽気を減圧調節弁を介して脱気
器に供給するようにしたことを特徴とする。
【００１９】第３の発明は、上記排気再燃式複合発電プ
ラントにおいて、主タービンからの抽気の供給を受け且
つそのヒータドレンをボイラ給水ポンプタービンから抽
気を受ける高圧給水加熱器に回収するドレン系統を、復
水器または低圧給水加熱器へ接続したことを特徴とす
る。
ラントにおいて、主タービンからの抽気の供給を受け且
つそのヒータドレンをボイラ給水ポンプタービンから抽
気を受ける高圧給水加熱器に回収するドレン系統を、復
水器または低圧給水加熱器へ接続したことを特徴とす
る。
【００２０】さらに第４の発明は、高圧給水加熱器出口
から復水器へ給水をスピルオーバさせる給水スピルオー
バ管を設けたことを特徴とする。
から復水器へ給水をスピルオーバさせる給水スピルオー
バ管を設けたことを特徴とする。
【００２１】第５の発明は、ボイラ給水ポンプタービン
で駆動されるボイラ給水ポンプと並列にモータ駆動のボ
イラ給水ポンプが配設されていることを特徴とする。
で駆動されるボイラ給水ポンプと並列にモータ駆動のボ
イラ給水ポンプが配設されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して本
発明の実施の形態について説明する。なお図１中図９と
同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略す
る。
発明の実施の形態について説明する。なお図１中図９と
同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略す
る。
【００２３】図１において、ガスタービン側の空気、ガ
スの流れは、空気がコンプレッサ１８によって燃焼器１
９に導入され、燃焼ガスを発生する。上記燃焼器１９で
発生した燃焼ガスはガスタービン２０に供給され、そこ
で動力を発生して発電機２１を駆動するとともに、その
ガスタービン２０の排ガスがボイラ１に導入され、それ
に含まれる未燃焼酸素を利用してボイラ１の燃焼に利用
され燃料を燃焼する。一方、蒸気タービン系統において
は、ボイラ１で発生した蒸気が、高圧タービン２、中圧
タービン３、及び低圧タービン４で仕事を行った後、復
水器６で復水され、低圧給水加熱器８ａ，８ｂ、脱気器
９、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを経て再び
ボイラ１に還流される。
スの流れは、空気がコンプレッサ１８によって燃焼器１
９に導入され、燃焼ガスを発生する。上記燃焼器１９で
発生した燃焼ガスはガスタービン２０に供給され、そこ
で動力を発生して発電機２１を駆動するとともに、その
ガスタービン２０の排ガスがボイラ１に導入され、それ
に含まれる未燃焼酸素を利用してボイラ１の燃焼に利用
され燃料を燃焼する。一方、蒸気タービン系統において
は、ボイラ１で発生した蒸気が、高圧タービン２、中圧
タービン３、及び低圧タービン４で仕事を行った後、復
水器６で復水され、低圧給水加熱器８ａ，８ｂ、脱気器
９、高圧給水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを経て再び
ボイラ１に還流される。
【００２４】ところで、ボイラ供給ポンプ１１を駆動す
るボイラ給水ポンプ駆動タービン２４には、高圧タービ
ン２から排出された蒸気を再熱器に供給する低温再熱蒸
気管３０から抽出された抽気が供給され、中間段落から
高圧給水加熱器１２ａ加熱用の蒸気が抽出されるように
してある。またボイラ給水ポンプ駆動タービン２４の背
気を低圧給水加熱器８ｂに導入する背気管３１には止め
弁３２が設けられており、その止め弁３２の上流側から
復水器６に接続された第２の背気管３３が分岐導入さ
れ、その第２の背気管３３には、ボイラ給水ポンプ駆動
タービン背圧制御装置３４によって制御される背圧制御
調節弁３５が設けられている。
るボイラ給水ポンプ駆動タービン２４には、高圧タービ
ン２から排出された蒸気を再熱器に供給する低温再熱蒸
気管３０から抽出された抽気が供給され、中間段落から
高圧給水加熱器１２ａ加熱用の蒸気が抽出されるように
してある。またボイラ給水ポンプ駆動タービン２４の背
気を低圧給水加熱器８ｂに導入する背気管３１には止め
弁３２が設けられており、その止め弁３２の上流側から
復水器６に接続された第２の背気管３３が分岐導入さ
れ、その第２の背気管３３には、ボイラ給水ポンプ駆動
タービン背圧制御装置３４によって制御される背圧制御
調節弁３５が設けられている。
【００２５】また、脱気器９には、中圧タービン３の最
終段から抽出された抽気が加熱用蒸気として供給される
ようにしてあり、その脱気器抽気系統３６には減圧調節
弁３７が設けられ、脱気器９が既設建設時の設計圧力に
対して運動圧力が超えることがないように制御される。
終段から抽出された抽気が加熱用蒸気として供給される
ようにしてあり、その脱気器抽気系統３６には減圧調節
弁３７が設けられ、脱気器９が既設建設時の設計圧力に
対して運動圧力が超えることがないように制御される。
【００２６】さらに、ボイラ１側に最も近い高圧給水加
熱器１２ｃの出口側には、その高圧給水加熱器１２ｃを
出た給水を復水器６に還流させるスピルオーバ管３８が
設けられている。
熱器１２ｃの出口側には、その高圧給水加熱器１２ｃを
出た給水を復水器６に還流させるスピルオーバ管３８が
設けられている。
【００２７】また、主タービンからの抽気の供給を受け
そのヒータドレンをボイラ給水ポンプ駆動タービン２４
から抽気を受ける高圧給水加熱器１２ａに回収するドレ
ン系統３９には、復水器６または低圧給水加熱器８ａ，
８ｂにそのドレンを排出するドレン管４０が接続されて
いる。
そのヒータドレンをボイラ給水ポンプ駆動タービン２４
から抽気を受ける高圧給水加熱器１２ａに回収するドレ
ン系統３９には、復水器６または低圧給水加熱器８ａ，
８ｂにそのドレンを排出するドレン管４０が接続されて
いる。
【００２８】一方、低圧給水加熱器８ａの入口側及び低
圧スタックガスクーラ２３の入口側にはそれぞれ復水流
量分配弁４１，４２が設けられ、さらに高圧給水加熱器
１２ａの入口側及び高圧スタックガスクーラ２２の入口
側にはそれぞれ給水流量分配弁４３，４４が設けられて
いる。さらに、タービン駆動のボイラ給水ポンプ１１に
はこれと並列にモータ駆動のボイラ給水ポンプ４５が接
続されている。
圧スタックガスクーラ２３の入口側にはそれぞれ復水流
量分配弁４１，４２が設けられ、さらに高圧給水加熱器
１２ａの入口側及び高圧スタックガスクーラ２２の入口
側にはそれぞれ給水流量分配弁４３，４４が設けられて
いる。さらに、タービン駆動のボイラ給水ポンプ１１に
はこれと並列にモータ駆動のボイラ給水ポンプ４５が接
続されている。
【００２９】しかして、プラント起動及び低負荷におけ
る運用に際しては、ボイラ給水ポンプ駆動タービン２４
の背圧を背圧制御調節弁３５によって制御しながら背気
を復水器６に供給するように切換えることにより、給水
加熱器及びスタックガスクーラ系統の運転状態の干渉を
排除し、ボイラ給水ポンプ駆動タービンの柔軟且つ独立
した運転を行うことができる。図２に、抽気背圧式ボイ
ラ給水ポンプ駆動タービンの背圧制御と復水式ボイラ給
水ポンプ駆動タービンの排圧特性の比較を示す。
る運用に際しては、ボイラ給水ポンプ駆動タービン２４
の背圧を背圧制御調節弁３５によって制御しながら背気
を復水器６に供給するように切換えることにより、給水
加熱器及びスタックガスクーラ系統の運転状態の干渉を
排除し、ボイラ給水ポンプ駆動タービンの柔軟且つ独立
した運転を行うことができる。図２に、抽気背圧式ボイ
ラ給水ポンプ駆動タービンの背圧制御と復水式ボイラ給
水ポンプ駆動タービンの排圧特性の比較を示す。
【００３０】ところで、図３は従来の蒸気タービンプラ
ントにおける給水及び復水システムの運転状態を概念的
に示す図であり、定格出力運転の給水及び復水の流量は
１００％高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に通水さ
れ、部分負荷ではほぼ比例的に減少するが、その全てが
高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に通水される。
ントにおける給水及び復水システムの運転状態を概念的
に示す図であり、定格出力運転の給水及び復水の流量は
１００％高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に通水さ
れ、部分負荷ではほぼ比例的に減少するが、その全てが
高圧給水加熱器及び低圧給水加熱器に通水される。
【００３１】ところが、排気再燃式複合発電プラントに
おける複合運転時においては、図４に示すように、定格
出力運転の給水及び復水の流量は全流量をＢ対Ｃの割合
で給水加熱器側とスタックガスクーラ側との配分され
る。部分負荷時には比例的に配分されるが実際にはスチ
ーミングの発生を抑制するためのスタックガスクーラ側
の方により多く流される。
おける複合運転時においては、図４に示すように、定格
出力運転の給水及び復水の流量は全流量をＢ対Ｃの割合
で給水加熱器側とスタックガスクーラ側との配分され
る。部分負荷時には比例的に配分されるが実際にはスチ
ーミングの発生を抑制するためのスタックガスクーラ側
の方により多く流される。
【００３２】このように、複合運転時においては高圧及
び低圧給水加熱器側はスタックガスクーラ側と給水・複
合の流量を分配し合うのに対し、脱気器９は複合運動及
び蒸気タービン単独運転のいずれにおいても全量復水が
導入されるため、当該部に対する抽気は大幅に変化しな
い。すなわち、ボイラ給水ポンプ駆動タービンからの抽
気を脱気器に供給する場合には、例えば複合運転におい
てはボイラ給水ポンプ駆動タービン２４から高圧給水加
熱器１２ａへの抽気は半減するのに対し、脱気器抽気側
は殆ど変化しないため、脱気器内部の圧力分布が大幅に
変化し運転上及び設計上問題となる。
び低圧給水加熱器側はスタックガスクーラ側と給水・複
合の流量を分配し合うのに対し、脱気器９は複合運動及
び蒸気タービン単独運転のいずれにおいても全量復水が
導入されるため、当該部に対する抽気は大幅に変化しな
い。すなわち、ボイラ給水ポンプ駆動タービンからの抽
気を脱気器に供給する場合には、例えば複合運転におい
てはボイラ給水ポンプ駆動タービン２４から高圧給水加
熱器１２ａへの抽気は半減するのに対し、脱気器抽気側
は殆ど変化しないため、脱気器内部の圧力分布が大幅に
変化し運転上及び設計上問題となる。
【００３３】これに対し、本発明においては前述のよう
に脱気器に対して主タービンすなわち中圧タービンから
の抽気を供給するようにしてあるので、複合運転および
蒸気タービン単独運転によるボイラ給水ポンプ駆動ター
ビン２４の抽気圧力の極端な変動を押さえ、安定した運
転を確保することができる。
に脱気器に対して主タービンすなわち中圧タービンから
の抽気を供給するようにしてあるので、複合運転および
蒸気タービン単独運転によるボイラ給水ポンプ駆動ター
ビン２４の抽気圧力の極端な変動を押さえ、安定した運
転を確保することができる。
【００３４】さらに、高圧タービン等の主タービンから
の抽気の供給を受け且つ当該給水加熱器のドレンを、下
流でボイラ給水ポンプ駆動タービン２４から抽気を受け
る高圧給水加熱器１２ａで熱回収する系統では、ボイラ
給水ポンプ駆動タービンが起動されていないと、高圧給
水加熱器の起動及びサービスイン・アウトの運転操作が
極めて難しい。
の抽気の供給を受け且つ当該給水加熱器のドレンを、下
流でボイラ給水ポンプ駆動タービン２４から抽気を受け
る高圧給水加熱器１２ａで熱回収する系統では、ボイラ
給水ポンプ駆動タービンが起動されていないと、高圧給
水加熱器の起動及びサービスイン・アウトの運転操作が
極めて難しい。
【００３５】しかるに、本発明においては上記高圧給水
加熱器１２ａにドレンを回収するドレン系統３９には復
水器６または低圧給水加熱器８ａ，８ｂにドレンを排出
するドレン管４０が設けられているので、主タービンか
ら抽気の供給を受けている高圧給水加熱器１２ｂ，１２
ｃのドレンを単独で復水器６または低圧給水加熱器８
ａ，８ｂ側に排出することができ、上記不都合を解消す
ることができる。
加熱器１２ａにドレンを回収するドレン系統３９には復
水器６または低圧給水加熱器８ａ，８ｂにドレンを排出
するドレン管４０が設けられているので、主タービンか
ら抽気の供給を受けている高圧給水加熱器１２ｂ，１２
ｃのドレンを単独で復水器６または低圧給水加熱器８
ａ，８ｂ側に排出することができ、上記不都合を解消す
ることができる。
【００３６】また、複合運転におけるプラント部分負荷
においては、スタックガスクーラ側への多量の給水及び
復水の供給が必要となり、給水加熱器側は給水及び復水
が極端に絞られるため、ボイラ給水ポンプ駆動タービン
の抽気・背気が給水加熱器に回収されず、ボイラ給水ポ
ンプ駆動タービンの動力が確保できなくなることがあ
る。
においては、スタックガスクーラ側への多量の給水及び
復水の供給が必要となり、給水加熱器側は給水及び復水
が極端に絞られるため、ボイラ給水ポンプ駆動タービン
の抽気・背気が給水加熱器に回収されず、ボイラ給水ポ
ンプ駆動タービンの動力が確保できなくなることがあ
る。
【００３７】そこで、本発明においては、高圧給水加熱
器の出口側に復水器に連通するスピルオーバ管３８が設
けられている。したがって、図５に示すように、高圧給
水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを強制的に活かして給
水を通水し、それを高圧給水加熱器の出口側から強制的
に復水器６に還流させることができる。したがって、ボ
イラ給水ポンプ駆動タービンの抽気及び背気蒸気の凝縮
能力を高めることができ、給水ポンプ駆動能力を十分確
保することができる。
器の出口側に復水器に連通するスピルオーバ管３８が設
けられている。したがって、図５に示すように、高圧給
水加熱器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを強制的に活かして給
水を通水し、それを高圧給水加熱器の出口側から強制的
に復水器６に還流させることができる。したがって、ボ
イラ給水ポンプ駆動タービンの抽気及び背気蒸気の凝縮
能力を高めることができ、給水ポンプ駆動能力を十分確
保することができる。
【００３８】また、ボイラ給水ポンプの駆動方式をボイ
ラ給水ポンプ駆動タービン２４によるタービン駆動とモ
ータ駆動の給水ポンプ４５とを並列に接続することによ
り、複合運転時において給水ポンプを駆動するために主
タービンから抽気する蒸気量が増加し既設ボイラの設計
蒸気量を越えるようなことを防止することができる。図
６に上記並列運転をした場合の給水量の配分を示す。
ラ給水ポンプ駆動タービン２４によるタービン駆動とモ
ータ駆動の給水ポンプ４５とを並列に接続することによ
り、複合運転時において給水ポンプを駆動するために主
タービンから抽気する蒸気量が増加し既設ボイラの設計
蒸気量を越えるようなことを防止することができる。図
６に上記並列運転をした場合の給水量の配分を示す。
【００３９】なお、本発明においては、ガスタービン停
止時においても、蒸気タービンの単独運転を行うことが
できる。
止時においても、蒸気タービンの単独運転を行うことが
できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、抽
気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンを採用してい
る既設の蒸気タービンプラントにガスタービンを追設
し、高効率且つ増出力を達成できる排気再燃式複合発電
プラントを得ることができる。すなわち、既設の抽気背
圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンを復水式に変更せ
ずに、ボイラ設計蒸発量を増すための大規模改造、主タ
ービンの大改造、給水加熱器及び脱気器の前面新製品へ
の交換等の改造を行うことなく、排気再燃式の複合発電
プラントとして効率的に作動させることができる等の効
果を奏する。
気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンを採用してい
る既設の蒸気タービンプラントにガスタービンを追設
し、高効率且つ増出力を達成できる排気再燃式複合発電
プラントを得ることができる。すなわち、既設の抽気背
圧式のボイラ給水ポンプ駆動タービンを復水式に変更せ
ずに、ボイラ設計蒸発量を増すための大規模改造、主タ
ービンの大改造、給水加熱器及び脱気器の前面新製品へ
の交換等の改造を行うことなく、排気再燃式の複合発電
プラントとして効率的に作動させることができる等の効
果を奏する。
【図１】本発明の排気再燃式の複合発電プラントの概略
構成を示す系統図。
構成を示す系統図。
【図２】複合運転における抽気背圧式ボイラ給水ポンプ
駆動タービンの背圧制御と復水式ボイラ給水ポンプ駆動
タービンの背圧特性の比較説明図。
駆動タービンの背圧制御と復水式ボイラ給水ポンプ駆動
タービンの背圧特性の比較説明図。
【図３】従来の蒸気タービンプラントにおける給水加熱
器の通水量説明図。
器の通水量説明図。
【図４】複合運転時における給水加熱量とスタックガス
クーラの通水量の配分を示す図。
クーラの通水量の配分を示す図。
【図５】複合運転時においてスピルオーバ管を使用した
場合における給水加熱器とスタックガスクーラの通水量
の配分を示す図。
場合における給水加熱器とスタックガスクーラの通水量
の配分を示す図。
【図６】ボイラ給水ポンプをモータ駆動とタービン駆動
のものとの並列運転をした場合の給水量の配分説明図。
のものとの並列運転をした場合の給水量の配分説明図。
【図７】ボイラ給水ポンプ駆動タービンを復水式として
いる蒸気タービンプラントの概略系統図。
いる蒸気タービンプラントの概略系統図。
【図８】ボイラ給水ポンプ駆動タービンを抽気背圧式と
している蒸気タービンプラントの概略系統図。
している蒸気タービンプラントの概略系統図。
【図９】ボイラ給水ポンプ駆動タービンを復水式に改造
して排気再燃式複合発電プラントとした状態を示す概略
系統図。
して排気再燃式複合発電プラントとした状態を示す概略
系統図。
１ ボイラ ２ 高圧タービン ３ 中圧タービン ４ 低圧タービン ６ 復水器 ７ 復水ポンプ ８ａ，８ｂ 低圧給水加熱器 ９ 脱気器 １１ ボイラ給水ポンプ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 高圧給水加熱器 １５ 煙突 １６，２４ ボイラ給水ポンプ駆動タービン １８ コンプレッサ １９ 燃焼器 ２０ ガスタービン ２２ 高圧スタックガスクーラ ２３ 低圧スタックガスクーラ ３１，３３ 背気管 ３５ 背圧制御調節弁 ３６ 脱気器抽気系統 ３７ 減圧調節弁 ３８ スピルオーバ管 ３９ ドレン系統 ４０ ドレン管 ４１，４２ 復水流量分配弁 ４３，４４ 給水流量分配弁 ４５ モータ駆動のボイラ給水ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】ボイラー給水ポンプを抽気背圧式のボイラ
給水ポンプ駆動タービンで駆動する蒸気タービンプラン
トに、新たにガスタービンを追設し、そのガスタービン
の排ガスをボイラに導入してボイラでの燃焼に利用する
とともに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを
熱交換させる高圧スタックガスクーラ及び低圧スタック
ガスクーラとをそれぞれ高圧給水加熱器及び低圧給水加
熱器に対して並列に接続した排気再燃式複合発電プラン
トにおいて、上記抽気背圧式のボイラ給水ポンプ駆動タ
ービンの背気管を復水器に背圧制御調節弁を介して接続
したことを特徴とする、排気再燃式複合発電プラント。 - 【請求項２】ボイラー給水ポンプを抽気背圧式のボイラ
給水ポンプ駆動タービンで駆動する蒸気タービンプラン
トに、新たにガスタービンを追設し、そのガスタービン
の排ガスをボイラに導入してボイラでの燃焼に利用する
とともに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを
熱交換させる高圧スタックガスクーラ及び低圧スタック
ガスクーラとをそれぞれ高圧給水加熱器及び低圧給水加
熱器に対して並列に接続した排気再燃式複合発電プラン
トにおいて、主タービンから脱気器加熱用抽気を抽出
し、その脱気器加熱用抽気を減圧調節弁を介して脱気器
に供給するようにしたことを特徴とする、排気再燃式複
合発電プラント。 - 【請求項３】ボイラー給水ポンプを抽気背圧式のボイラ
給水ポンプ駆動タービンで駆動する蒸気タービンプラン
トに、新たにガスタービンを追設し、そのガスタービン
の排ガスをボイラに導入してボイラでの燃焼に利用する
とともに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを
熱交換させる高圧スタックガスクーラ及び低圧スタック
ガスクーラとをそれぞれ高圧給水加熱器及び低圧給水加
熱器に対して並列に接続した排気再燃式複合発電プラン
トにおいて、主タービンからの抽気の供給を受け且つそ
のヒータドレンをボイラ給水ポンプタービンから抽気を
受ける高圧給水加熱器に回収するドレン系統を、復水器
または低圧給水加熱器へ接続したことを特徴とする、排
気再燃式複合発電プラント。 - 【請求項４】ボイラー給水ポンプを抽気背圧式のボイラ
給水ポンプ駆動タービンで駆動する蒸気タービンプラン
トに、新たにガスタービンを追設し、そのガスタービン
の排ガスをボイラに導入してボイラでの燃焼に利用する
とともに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを
熱交換させる高圧スタックガスクーラ及び低圧スタック
ガスクーラとをそれぞれ高圧給水加熱器及び低圧給水加
熱器に対して並列に接続した排気再燃式複合発電プラン
トにおいて、上記高圧給水加熱器出口から復水器へ給水
をスピルオーバさせる給水スピルオーバ管を設けたこと
を特徴とする、排気再燃式複合発電プラント。 - 【請求項５】ボイラー給水ポンプを抽気背圧式のボイラ
給水ポンプ駆動タービンで駆動する蒸気タービンプラン
トに、新たにガスタービンを追設し、そのガスタービン
の排ガスをボイラに導入してボイラでの燃焼に利用する
とともに、そのボイラからの排ガスと給水或は復水とを
熱交換させる高圧スタックガスクーラ及び低圧スタック
ガスクーラとをそれぞれ高圧給水加熱器及び低圧給水加
熱器に対して並列に接続した排気再燃式複合発電プラン
トにおいて、上記ボイラ給水ポンプタービンで駆動され
るボイラ給水ポンプと並列にモータ駆動のボイラ給水ポ
ンプが配設されていることを特徴とする、排気再燃式複
合発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21889696A JPH1061413A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 排気再燃式複合発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21889696A JPH1061413A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 排気再燃式複合発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1061413A true JPH1061413A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16727013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21889696A Pending JPH1061413A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 排気再燃式複合発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1061413A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008063984A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Hitachi Ltd | 低圧蒸気タービン |
| US20100326074A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine power plant and operation method thereof |
| JP2011102540A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Toshiba Corp | 蒸気タービン発電設備およびその運転方法 |
| CN103498708A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-08 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 | 背压式小汽机驱动给水泵的空冷再热机组系统 |
| CN103835778A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-06-04 | 俞述茜 | 一种发电系统 |
| TWI564469B (zh) * | 2013-09-27 | 2017-01-01 | 東芝股份有限公司 | Steam turbine overturning system and power plant |
| CN108072030A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 | 用于高参数二次再热机组的回热系统 |
| KR20190069994A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 주식회사 포스코건설 | 가스터빈을 이용한 복합 발전설비 |
| CN113062779A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-02 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种给水泵汽轮机性能监测系统以及监测方法 |
| JP2021117880A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社東芝 | プラント機器評価システム、プラント機器評価方法、およびプラント機器評価プログラム |
| US11939915B2 (en) | 2019-03-15 | 2024-03-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment method |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21889696A patent/JPH1061413A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103498708A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-08 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 | 背压式小汽机驱动给水泵的空冷再热机组系统 |
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| CN108072030A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 | 用于高参数二次再热机组的回热系统 |
| KR20190069994A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 주식회사 포스코건설 | 가스터빈을 이용한 복합 발전설비 |
| US11939915B2 (en) | 2019-03-15 | 2024-03-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment method |
| JP2021117880A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社東芝 | プラント機器評価システム、プラント機器評価方法、およびプラント機器評価プログラム |
| CN113062779A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-02 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种给水泵汽轮机性能监测系统以及监测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060630 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061110 |