JPH1073008A - コンバインドサイクルプラント及びその起動停止方法 - Google Patents
コンバインドサイクルプラント及びその起動停止方法Info
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- JPH1073008A JPH1073008A JP22985996A JP22985996A JPH1073008A JP H1073008 A JPH1073008 A JP H1073008A JP 22985996 A JP22985996 A JP 22985996A JP 22985996 A JP22985996 A JP 22985996A JP H1073008 A JPH1073008 A JP H1073008A
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- Japan
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- gas turbine
- air
- cooling
- turbine
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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
-
- 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]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気冷却ガスタービンを用いたコンバインド
サイクルプラントにおいて停止中にガスタービン内部に
ドレンが発生することを防止すること。 【解決手段】 タービン部を蒸気によって冷却するよう
にしたガスタービン１と、そのガスタービンの排熱を回
収することにより発生した蒸気によって作動される蒸気
タービン４からなるコンバインドサイクルプラントにお
いて、排熱回収ボイラ６からガスタービンの蒸気冷却部
９に冷却用蒸気を供給する冷却蒸気供給管１０と、上記
蒸気冷却部から排出された気体を蒸気タービン１及び復
水器８に選択的に導出する排気管１１と、上記蒸気冷却
部に第１の蒸気空気置換弁１６を介して蒸気空気置換用
の空気を導入する置換空気供給管１７とを設けた。
サイクルプラントにおいて停止中にガスタービン内部に
ドレンが発生することを防止すること。 【解決手段】 タービン部を蒸気によって冷却するよう
にしたガスタービン１と、そのガスタービンの排熱を回
収することにより発生した蒸気によって作動される蒸気
タービン４からなるコンバインドサイクルプラントにお
いて、排熱回収ボイラ６からガスタービンの蒸気冷却部
９に冷却用蒸気を供給する冷却蒸気供給管１０と、上記
蒸気冷却部から排出された気体を蒸気タービン１及び復
水器８に選択的に導出する排気管１１と、上記蒸気冷却
部に第１の蒸気空気置換弁１６を介して蒸気空気置換用
の空気を導入する置換空気供給管１７とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気を用いてター
ビン部を冷却するガスタービンと、このガスタービンの
排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸気によって
作動される蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサ
イクルプラント、及びその起動方法並びに停止方法に関
する。
ビン部を冷却するガスタービンと、このガスタービンの
排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸気によって
作動される蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサ
イクルプラント、及びその起動方法並びに停止方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】最近、火力発電プラントの高効率化が強
く望まれており、この要望に近づくために新設の火力発
電プラントは勿論のこと既設の通常汽力火力発電プラン
トにおいても、ボイラ燃焼用空気源としたガスタービン
を用い既設蒸気タービンに加えてガスタービンでも発電
を行う、リパワリングによるコンバインドサイクル化が
進められている。
く望まれており、この要望に近づくために新設の火力発
電プラントは勿論のこと既設の通常汽力火力発電プラン
トにおいても、ボイラ燃焼用空気源としたガスタービン
を用い既設蒸気タービンに加えてガスタービンでも発電
を行う、リパワリングによるコンバインドサイクル化が
進められている。
【０００３】このコンバインドサイクルプラントは、通
常、燃料を圧縮機から送り出された高圧空気と一緒に燃
焼器に導入して燃焼させ、この燃焼によって得られた高
温高圧ガスでガスタービンを駆動するガスタービン系統
と、このガスタービン系統の排ガスを排熱回収ボイラに
導入して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを駆
動する蒸気タービン系統とで構成されている。そして、
このようなコンバインドサイクルプラントでは熱効率を
一層向上させるためにガスタービンの入口ガス温度を高
める方式が採用されている。
常、燃料を圧縮機から送り出された高圧空気と一緒に燃
焼器に導入して燃焼させ、この燃焼によって得られた高
温高圧ガスでガスタービンを駆動するガスタービン系統
と、このガスタービン系統の排ガスを排熱回収ボイラに
導入して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを駆
動する蒸気タービン系統とで構成されている。そして、
このようなコンバインドサイクルプラントでは熱効率を
一層向上させるためにガスタービンの入口ガス温度を高
める方式が採用されている。
【０００４】そこで、このタービン入口温度の上昇に伴
ない、ガスタービンの燃焼器や静翼、動翼などの高温ガ
スにさらされる部品には耐熱性超合金材料が用いられて
いる。しかし、これらの材料でもその耐熱温度は８００
〜９００℃程度であり、一方、最近のガスタービン入口
温度は約１３００℃にも達し、材料の限界温度を越えて
いる。したがって、タービン翼を材料の限界温度まで冷
却した冷却翼の使用が必須となっている。
ない、ガスタービンの燃焼器や静翼、動翼などの高温ガ
スにさらされる部品には耐熱性超合金材料が用いられて
いる。しかし、これらの材料でもその耐熱温度は８００
〜９００℃程度であり、一方、最近のガスタービン入口
温度は約１３００℃にも達し、材料の限界温度を越えて
いる。したがって、タービン翼を材料の限界温度まで冷
却した冷却翼の使用が必須となっている。
【０００５】この冷却用の冷却媒体としては、現状では
圧縮機から得られる空気が用いられている。したがっ
て、ガスタービン入口温度が更に上昇した場合、材料を
冷却するために冷却空気流量を増大させる必要があり、
これは圧縮機から抽気される空気の増大につながり、ガ
スタービンの効率低下の要因となるばかりでなく、コン
バインドサイクルプラントの効率低下を招くことにもな
る。
圧縮機から得られる空気が用いられている。したがっ
て、ガスタービン入口温度が更に上昇した場合、材料を
冷却するために冷却空気流量を増大させる必要があり、
これは圧縮機から抽気される空気の増大につながり、ガ
スタービンの効率低下の要因となるばかりでなく、コン
バインドサイクルプラントの効率低下を招くことにもな
る。
【０００６】そこで、冷却媒体を蒸気とするガスタービ
ンの冷却方法も提案されている。これは冷却媒体を従来
用いられている空気から比熱が約２倍で冷却特性が優れ
た蒸気に変えることにより、空気よりも少ない冷却蒸気
で翼有効部、内外エンドウォールを冷却し、冷却空気流
量を低減させることができ、ガスタービンの高効率化、
或は１３００℃以上のさらなる高温化を実現できるよう
になり、コンバインドサイクルプラントの熱効率を向上
させることができる。
ンの冷却方法も提案されている。これは冷却媒体を従来
用いられている空気から比熱が約２倍で冷却特性が優れ
た蒸気に変えることにより、空気よりも少ない冷却蒸気
で翼有効部、内外エンドウォールを冷却し、冷却空気流
量を低減させることができ、ガスタービンの高効率化、
或は１３００℃以上のさらなる高温化を実現できるよう
になり、コンバインドサイクルプラントの熱効率を向上
させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガスタービ
ンの蒸気冷却を行うには蒸気をガスタービン内部に導入
する必要があり、ガスタービンの停止時にはガスタービ
ン内部及び蒸気冷却系配管内の残存蒸気がドレンとなり
残留することになる。そして、このようなドレンがガス
タービン内部等に残留すると、このドレンがガスタービ
ン内部の錆の原因となるばかりでなく、蒸気冷却系内の
ドレンが水滴のままガスタービン内部に進入してきた場
合、ドレンが蒸発する際の潜熱により熱応力を発生させ
て材料の疲労の原因となる等の問題がある。
ンの蒸気冷却を行うには蒸気をガスタービン内部に導入
する必要があり、ガスタービンの停止時にはガスタービ
ン内部及び蒸気冷却系配管内の残存蒸気がドレンとなり
残留することになる。そして、このようなドレンがガス
タービン内部等に残留すると、このドレンがガスタービ
ン内部の錆の原因となるばかりでなく、蒸気冷却系内の
ドレンが水滴のままガスタービン内部に進入してきた場
合、ドレンが蒸発する際の潜熱により熱応力を発生させ
て材料の疲労の原因となる等の問題がある。
【０００８】本発明はこのような点に鑑み、蒸気冷却ガ
スタービンを用いたコンバインドサイクルプラントにお
いて停止中にガスタービン内部にドレンが発生すること
を防止し得るコンバインドサイクルプラント及びその起
動方法並びに停止方法を得ることを目的とする。
スタービンを用いたコンバインドサイクルプラントにお
いて停止中にガスタービン内部にドレンが発生すること
を防止し得るコンバインドサイクルプラント及びその起
動方法並びに停止方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、タービン
部を蒸気によって冷却するようにしたガスタービンと、
そのガスタービンの排熱を回収することにより発生した
蒸気によって作動される蒸気タービンからなるコンバイ
ンドサイクルプラントにおいて、上記ガスタービンの排
熱を回収する排熱回収ボイラからガスタービンの蒸気冷
却部に冷却用蒸気を供給する冷却蒸気供給管と、上記蒸
気冷却部から排出された気体を蒸気タービン及び復水器
に選択的に導出する排気管と、上記蒸気冷却部に第１の
蒸気空気置換弁を介して蒸気空気置換用の空気を導入す
る置換空気供給管とを有することを特徴とする。
部を蒸気によって冷却するようにしたガスタービンと、
そのガスタービンの排熱を回収することにより発生した
蒸気によって作動される蒸気タービンからなるコンバイ
ンドサイクルプラントにおいて、上記ガスタービンの排
熱を回収する排熱回収ボイラからガスタービンの蒸気冷
却部に冷却用蒸気を供給する冷却蒸気供給管と、上記蒸
気冷却部から排出された気体を蒸気タービン及び復水器
に選択的に導出する排気管と、上記蒸気冷却部に第１の
蒸気空気置換弁を介して蒸気空気置換用の空気を導入す
る置換空気供給管とを有することを特徴とする。
【００１０】第２の発明は、第１の発明において、ガス
タービンの蒸気冷却部から排出される排気を導出する排
気管が第２の蒸気空気置換弁を介してガスタービン排気
ダクトに接続されていることを特徴とする。
タービンの蒸気冷却部から排出される排気を導出する排
気管が第２の蒸気空気置換弁を介してガスタービン排気
ダクトに接続されていることを特徴とする。
【００１１】第３の発明は、またガスタービンの蒸気冷
却部から排出される排気を導出する排気管が第２の蒸気
空気置換弁を介して大気中に開放されていることを特徴
とする。
却部から排出される排気を導出する排気管が第２の蒸気
空気置換弁を介して大気中に開放されていることを特徴
とする。
【００１２】第４の発明は、またガスタービンの蒸気冷
却部から排出される排気を導出する排気管が、排熱回収
ボイラに接続されているブローダウンタンクに第２の蒸
気空気置換弁を介して接続されていることを特徴とす
る。
却部から排出される排気を導出する排気管が、排熱回収
ボイラに接続されているブローダウンタンクに第２の蒸
気空気置換弁を介して接続されていることを特徴とす
る。
【００１３】第５の発明は、第１の発明において、蒸気
空気置換用の空気がガスタービンの圧縮機によって供給
されることを特徴とする。
空気置換用の空気がガスタービンの圧縮機によって供給
されることを特徴とする。
【００１４】第６の発明は、また蒸気空気置換用の空気
は別置送風装置によって供給されることを特徴とする。
は別置送風装置によって供給されることを特徴とする。
【００１５】また、第７の発明は、タービン部を蒸気に
よって冷却するようにしたガスタービンと、そのガスタ
ービンの排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸気
によって作動される蒸気タービンからなるコンバインド
サイクルプラントの起動方法において、蒸気空気置換用
の空気をガスタービンの蒸気冷却部に送給するととも
に、その蒸気冷却部から排出された気体を復水器に導出
し、プラント停止中に蒸気冷却系内に残存した蒸気或は
ドレンをパージする工程と、そのパージ工程後に、ガス
タービンの冷却部を蒸気冷却し、冷却後の蒸気を蒸気タ
ービンに導入する工程とを有することを特徴とする。
よって冷却するようにしたガスタービンと、そのガスタ
ービンの排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸気
によって作動される蒸気タービンからなるコンバインド
サイクルプラントの起動方法において、蒸気空気置換用
の空気をガスタービンの蒸気冷却部に送給するととも
に、その蒸気冷却部から排出された気体を復水器に導出
し、プラント停止中に蒸気冷却系内に残存した蒸気或は
ドレンをパージする工程と、そのパージ工程後に、ガス
タービンの冷却部を蒸気冷却し、冷却後の蒸気を蒸気タ
ービンに導入する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】さらに、第８の発明は、タービン部を蒸気
によって冷却するようにしたガスタービンと、そのガス
タービンの排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸
気によって作動される蒸気タービンからなるコンバイン
ドサイクルプラントの停止方法において、ガスタービン
の蒸気冷却部通過後の蒸気の回収先を蒸気タービンから
復水器へ変更する工程と、冷却前の冷却用蒸気の導入先
を蒸気冷却部から復水器へと徐々に変更する工程と、上
記蒸気冷却部に蒸気空気置換用の空気を導入し、ガスタ
ービン蒸気冷却部を上記空気で置換し、置換空気は排気
系に排気する工程を有することを特徴とする。
によって冷却するようにしたガスタービンと、そのガス
タービンの排熱を回収する排熱回収ボイラで発生した蒸
気によって作動される蒸気タービンからなるコンバイン
ドサイクルプラントの停止方法において、ガスタービン
の蒸気冷却部通過後の蒸気の回収先を蒸気タービンから
復水器へ変更する工程と、冷却前の冷却用蒸気の導入先
を蒸気冷却部から復水器へと徐々に変更する工程と、上
記蒸気冷却部に蒸気空気置換用の空気を導入し、ガスタ
ービン蒸気冷却部を上記空気で置換し、置換空気は排気
系に排気する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。
実施の形態について説明する。
【００１８】図１は、本発明の第１の実施の形態の概略
系統図であり、ガスタービン１、圧縮機２、発電機３及
び蒸気タービン４が同一軸上に連結されている。そこ
で、圧縮機２で加圧された空気は燃焼器５に導入され、
その燃焼器５に供給された燃料とともに燃焼して高温高
圧のガスとなってガスタービン１に導入され、そこで仕
事を行う。
系統図であり、ガスタービン１、圧縮機２、発電機３及
び蒸気タービン４が同一軸上に連結されている。そこ
で、圧縮機２で加圧された空気は燃焼器５に導入され、
その燃焼器５に供給された燃料とともに燃焼して高温高
圧のガスとなってガスタービン１に導入され、そこで仕
事を行う。
【００１９】このようにしてガスタービン１で仕事を行
った排ガスは排熱回収ボイラ６に送られ、ここで上記排
ガス中の排熱によって蒸気が発生される。この発生蒸気
は主蒸気止め弁７を介して蒸気タービン４に導入され、
その蒸気タービン４を駆動し、前記ガスタービン１とと
もに発電機３を駆動して発電が行われる。そして、上記
蒸気タービン４で仕事を行った蒸気は復水器８で復水さ
れ、排熱回収ボイラ６に給水として還流される。
った排ガスは排熱回収ボイラ６に送られ、ここで上記排
ガス中の排熱によって蒸気が発生される。この発生蒸気
は主蒸気止め弁７を介して蒸気タービン４に導入され、
その蒸気タービン４を駆動し、前記ガスタービン１とと
もに発電機３を駆動して発電が行われる。そして、上記
蒸気タービン４で仕事を行った蒸気は復水器８で復水さ
れ、排熱回収ボイラ６に給水として還流される。
【００２０】上記ガスタービン１にはそのタービン翼等
の冷却を行う蒸気冷却部９が設けられており、この蒸気
冷却部９の蒸気入口部には前記排熱回収ボイラ６に接続
された冷却蒸気供給管１０が接続されている。また、上
記蒸気冷却部９の蒸気出口部には排気管１１が接続さ
れ、その排気管１１の先端部が冷却蒸気止め弁１２を介
して前記主蒸気止め弁７の下流側に接続されている。
の冷却を行う蒸気冷却部９が設けられており、この蒸気
冷却部９の蒸気入口部には前記排熱回収ボイラ６に接続
された冷却蒸気供給管１０が接続されている。また、上
記蒸気冷却部９の蒸気出口部には排気管１１が接続さ
れ、その排気管１１の先端部が冷却蒸気止め弁１２を介
して前記主蒸気止め弁７の下流側に接続されている。
【００２１】上記排気管１１には上記冷却蒸気止め弁１
２の上流側から冷却蒸気バイパス弁１３を有する冷却蒸
気バイパス管１４が分岐導出され、復水器８に接続され
ている。
２の上流側から冷却蒸気バイパス弁１３を有する冷却蒸
気バイパス管１４が分岐導出され、復水器８に接続され
ている。
【００２２】前記冷却蒸気供給管１０には冷却蒸気入口
弁１５が設けられており、その冷却蒸気入口弁１５の下
流側に、圧縮機２から吐出された空気の一部を供給する
第１の蒸気空気置換弁１６を有する置換空気供給管１７
が接続されている。また、前記冷却蒸気バイパス管１４
には冷却蒸気バイパス弁１３の上流側から第２の蒸気空
気置換弁１８を有する置換空気排出管１９が分岐導出さ
れ、その置換空気排出管１９がガスタービン排気ダクト
２０に接続されている。
弁１５が設けられており、その冷却蒸気入口弁１５の下
流側に、圧縮機２から吐出された空気の一部を供給する
第１の蒸気空気置換弁１６を有する置換空気供給管１７
が接続されている。また、前記冷却蒸気バイパス管１４
には冷却蒸気バイパス弁１３の上流側から第２の蒸気空
気置換弁１８を有する置換空気排出管１９が分岐導出さ
れ、その置換空気排出管１９がガスタービン排気ダクト
２０に接続されている。
【００２３】また、上記冷却蒸気供給管１０は冷却蒸気
入口弁１５の上流側が冷却蒸気止め弁２１を介して復水
器８に接続されている。なお、図中符号２２は主蒸気止
め弁７の上流側と復水器８とを連通する主蒸気バイパス
管であり、２３はその主蒸気バイパス管２２に設けられ
ている主蒸気バイパス弁である。
入口弁１５の上流側が冷却蒸気止め弁２１を介して復水
器８に接続されている。なお、図中符号２２は主蒸気止
め弁７の上流側と復水器８とを連通する主蒸気バイパス
管であり、２３はその主蒸気バイパス管２２に設けられ
ている主蒸気バイパス弁である。
【００２４】しかして、プラントの稼動中においては、
排熱回収ボイラ６で発生した蒸気の一部が冷却蒸気供給
管１０を経てガスタービン１の蒸気冷却部９に送給さ
れ、ガスタービンの蒸気冷却部の冷却が行われる。そし
て、蒸気冷却部を冷却した高温の蒸気は蒸気タービン４
に送られ動力発生に利用される。
排熱回収ボイラ６で発生した蒸気の一部が冷却蒸気供給
管１０を経てガスタービン１の蒸気冷却部９に送給さ
れ、ガスタービンの蒸気冷却部の冷却が行われる。そし
て、蒸気冷却部を冷却した高温の蒸気は蒸気タービン４
に送られ動力発生に利用される。
【００２５】ガスタービンの通常起動方法は起動モータ
によりターニングを行い、排気系内の残存未燃分をパー
ジした後着火し、その後は自力で回転上昇していく。そ
して回転数が定格回転に達した後、発電系統に併入し、
その後負荷上昇から定格負荷運転へと移っていく。
によりターニングを行い、排気系内の残存未燃分をパー
ジした後着火し、その後は自力で回転上昇していく。そ
して回転数が定格回転に達した後、発電系統に併入し、
その後負荷上昇から定格負荷運転へと移っていく。
【００２６】ところで、ガスタービンの蒸気による冷却
を行う場合には、上記パージ運転中に第１の蒸気空気置
換弁１６及び第２の蒸気空気置換弁１８を開き、冷却蒸
気止め弁１２及び冷却蒸気入口弁１５を閉じて、第１の
蒸気空気置換弁１６を介して圧縮機２の吐出空気をガス
タービン１の蒸気冷却部９に導き、蒸気冷却系内の残存
蒸気とドレンを第２の蒸気空気置換弁１８を介してガス
タービン排気ダクト２０へパージする。
を行う場合には、上記パージ運転中に第１の蒸気空気置
換弁１６及び第２の蒸気空気置換弁１８を開き、冷却蒸
気止め弁１２及び冷却蒸気入口弁１５を閉じて、第１の
蒸気空気置換弁１６を介して圧縮機２の吐出空気をガス
タービン１の蒸気冷却部９に導き、蒸気冷却系内の残存
蒸気とドレンを第２の蒸気空気置換弁１８を介してガス
タービン排気ダクト２０へパージする。
【００２７】パージ後は、第１及び第２の蒸気空気置換
弁１６，１８を閉じて蒸気を置換した空気は蒸気冷却系
内に閉じ込める。そこで燃焼器が着火され、排熱回収ボ
イラ６で蒸気が発生し始めると、冷却蒸気止め弁２１が
開かれ、排熱回収ボイラ６で発生した蒸気が復水器８に
落され、その間にその蒸気によって冷却蒸気入口弁１５
までの冷却蒸気供給管１０のウォーミングアップが行わ
れる。また、蒸気タービン主蒸気系統の初期蒸気は主蒸
気バイパス弁２３を開くことによって復水器８に落され
る。
弁１６，１８を閉じて蒸気を置換した空気は蒸気冷却系
内に閉じ込める。そこで燃焼器が着火され、排熱回収ボ
イラ６で蒸気が発生し始めると、冷却蒸気止め弁２１が
開かれ、排熱回収ボイラ６で発生した蒸気が復水器８に
落され、その間にその蒸気によって冷却蒸気入口弁１５
までの冷却蒸気供給管１０のウォーミングアップが行わ
れる。また、蒸気タービン主蒸気系統の初期蒸気は主蒸
気バイパス弁２３を開くことによって復水器８に落され
る。
【００２８】そこで、このプラントを発電系統に併入す
る場合には、主蒸気バイパス弁２３を閉とするとともに
主蒸気止め弁７が開とされ、蒸気タービン４に主蒸気が
供給され、蒸気タービン４が作動される。
る場合には、主蒸気バイパス弁２３を閉とするとともに
主蒸気止め弁７が開とされ、蒸気タービン４に主蒸気が
供給され、蒸気タービン４が作動される。
【００２９】負荷上昇過程でガスタービンの燃焼ガス温
度が翼の限界メタル温度に近づくと、冷却蒸気止め弁２
１が閉、冷却蒸気入口弁１５及び第２の蒸気空気置換弁
１８が開とされる。したがって、排熱回収ボイラ６で発
生した蒸気の一部が冷却蒸気供給管１０を経てガスター
ビンの蒸気冷却部９に導入され、上記蒸気冷却部９内に
閉じ込められていた空気が置換空気排出管１９を通って
ガスタービン排気ダクト２０に排出され、ガスタービン
の蒸気冷却が開始される。
度が翼の限界メタル温度に近づくと、冷却蒸気止め弁２
１が閉、冷却蒸気入口弁１５及び第２の蒸気空気置換弁
１８が開とされる。したがって、排熱回収ボイラ６で発
生した蒸気の一部が冷却蒸気供給管１０を経てガスター
ビンの蒸気冷却部９に導入され、上記蒸気冷却部９内に
閉じ込められていた空気が置換空気排出管１９を通って
ガスタービン排気ダクト２０に排出され、ガスタービン
の蒸気冷却が開始される。
【００３０】その後、第２の蒸気空気置換弁１８が閉、
冷却蒸気バイパス弁１３が開とされ、ガスタービンの蒸
気冷却部９から排出される空気が混入している可能性が
ある蒸気が復水器８に導入され、そこで脱気される。そ
して、蒸気冷却部を含む蒸気冷却系内が完全に蒸気に置
換されたところで冷却蒸気バイパス弁１３が閉、冷却蒸
気止め弁１２が開とされ、蒸気冷却部９を冷却後の高温
蒸気は蒸気タービン４に導入され、その後負荷が上昇さ
れ定格負荷運転へと移行される。
冷却蒸気バイパス弁１３が開とされ、ガスタービンの蒸
気冷却部９から排出される空気が混入している可能性が
ある蒸気が復水器８に導入され、そこで脱気される。そ
して、蒸気冷却部を含む蒸気冷却系内が完全に蒸気に置
換されたところで冷却蒸気バイパス弁１３が閉、冷却蒸
気止め弁１２が開とされ、蒸気冷却部９を冷却後の高温
蒸気は蒸気タービン４に導入され、その後負荷が上昇さ
れ定格負荷運転へと移行される。
【００３１】一方、ガスタービンの通常停止を行う場合
には、定格負荷運転から燃料を絞ることにより負荷降下
が始められ、負荷が零になるところで発電系統から解列
され、無負荷定格回転数の運転状態になると、さらに燃
料が絞られ、回転数が降下され、その後燃料を切り消火
することにより停止される。
には、定格負荷運転から燃料を絞ることにより負荷降下
が始められ、負荷が零になるところで発電系統から解列
され、無負荷定格回転数の運転状態になると、さらに燃
料が絞られ、回転数が降下され、その後燃料を切り消火
することにより停止される。
【００３２】ところで、前述のようにガスタービンの蒸
気冷却を行っている場合には、停止時に蒸気冷却系から
冷却蒸気をパージして蒸気冷却系内の蒸気を空気で置換
することが行われる。
気冷却を行っている場合には、停止時に蒸気冷却系から
冷却蒸気をパージして蒸気冷却系内の蒸気を空気で置換
することが行われる。
【００３３】すなわち、解列後の無負荷定格回転数の運
転状態で冷却蒸気入口弁１５、及び冷却蒸気止め弁１２
が閉、第１の蒸気空気置換弁１６、冷却蒸気バイパス弁
１３及び冷却蒸気止め弁２１が開とされる。したがっ
て、圧縮機２から吐出された空気が第１の蒸気空気置換
弁１６を経てガスタービンの蒸気冷却部９内に導入さ
れ、その蒸気冷却部９内に溜っていた蒸気は冷却蒸気バ
イパス弁１３を経て復水器８に落される。そしてその
後、冷却蒸気バイパス弁１３が閉、第２の蒸気空気置換
弁１８が開とされ、冷却蒸気が混入している可能性があ
る置換空気がガスタービン排気ダクト２０へパージされ
る。
転状態で冷却蒸気入口弁１５、及び冷却蒸気止め弁１２
が閉、第１の蒸気空気置換弁１６、冷却蒸気バイパス弁
１３及び冷却蒸気止め弁２１が開とされる。したがっ
て、圧縮機２から吐出された空気が第１の蒸気空気置換
弁１６を経てガスタービンの蒸気冷却部９内に導入さ
れ、その蒸気冷却部９内に溜っていた蒸気は冷却蒸気バ
イパス弁１３を経て復水器８に落される。そしてその
後、冷却蒸気バイパス弁１３が閉、第２の蒸気空気置換
弁１８が開とされ、冷却蒸気が混入している可能性があ
る置換空気がガスタービン排気ダクト２０へパージされ
る。
【００３４】このように、本発明においては、ガスター
ビンの起動時及び停止時には圧縮機から吐出された空気
をガスタービンの蒸気冷却部に導入し、蒸気と置換する
ので、起動時においては蒸気冷却系内のドレンをパージ
し、またウォーミングアップ中のドレン化する可能性が
ある蒸気の進入を防止することができ、さらに停止時に
は蒸気冷却系内に蒸気が残存することを防止することが
できる。したがって、起動中においては疲労の原因とな
るドレン蒸発の潜熱によって生じる余計な熱応力が発生
せず、停止中は蒸気冷却系内の錆の原因となるドレンが
発生することがなく、蒸気冷却系の劣化が防止され、プ
ラントの信頼性が向上される。
ビンの起動時及び停止時には圧縮機から吐出された空気
をガスタービンの蒸気冷却部に導入し、蒸気と置換する
ので、起動時においては蒸気冷却系内のドレンをパージ
し、またウォーミングアップ中のドレン化する可能性が
ある蒸気の進入を防止することができ、さらに停止時に
は蒸気冷却系内に蒸気が残存することを防止することが
できる。したがって、起動中においては疲労の原因とな
るドレン蒸発の潜熱によって生じる余計な熱応力が発生
せず、停止中は蒸気冷却系内の錆の原因となるドレンが
発生することがなく、蒸気冷却系の劣化が防止され、プ
ラントの信頼性が向上される。
【００３５】図２は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、置換空気排出管１９が排熱回収ボイラ６に設けて
あるブローダウンタンク２４に接続されており、その置
換空気排出管１９には第２の蒸気空気置換弁１８の下流
側に逆止弁２５が設けられている。
あり、置換空気排出管１９が排熱回収ボイラ６に設けて
あるブローダウンタンク２４に接続されており、その置
換空気排出管１９には第２の蒸気空気置換弁１８の下流
側に逆止弁２５が設けられている。
【００３６】しかして、起動時において蒸気冷却部９か
ら排出される空気、或は停止時において冷却蒸気が混入
している可能性がある置換空気は上記ブローダウンタン
ク２４に排出される。したがって、弁の開閉タイミング
を選定して蒸気冷却系内の空気が蒸気に置換されるまで
ブローダウンタンク２４にパージし続ければ、復水器８
に混入する空気量を減少することができ、速やかに負荷
上昇を行うことができる。さらに、図１に示すプラント
では蒸気の混入した置換空気をガスタービン排気ダクト
にパージしているため、蒸気がガスタービン排気ダクト
に与える影響を考慮する必要があるけれども、この図２
に示すプラントでは上述のように置換空気等がブローダ
ウンタンク２４に排出されるため、蒸気がガスタービン
排気ダクトに与える影響を考慮する必要はない。
ら排出される空気、或は停止時において冷却蒸気が混入
している可能性がある置換空気は上記ブローダウンタン
ク２４に排出される。したがって、弁の開閉タイミング
を選定して蒸気冷却系内の空気が蒸気に置換されるまで
ブローダウンタンク２４にパージし続ければ、復水器８
に混入する空気量を減少することができ、速やかに負荷
上昇を行うことができる。さらに、図１に示すプラント
では蒸気の混入した置換空気をガスタービン排気ダクト
にパージしているため、蒸気がガスタービン排気ダクト
に与える影響を考慮する必要があるけれども、この図２
に示すプラントでは上述のように置換空気等がブローダ
ウンタンク２４に排出されるため、蒸気がガスタービン
排気ダクトに与える影響を考慮する必要はない。
【００３７】また、図３はさらに他の実施の形態を示す
図であり、置換空気排出管１９が大気中に開口されてい
る。しかして、この場合は、図１のプラントにおいてガ
スタービン排気ダクトにパージしていた置換蒸気或は置
換空気は大気中にパージされる。
図であり、置換空気排出管１９が大気中に開口されてい
る。しかして、この場合は、図１のプラントにおいてガ
スタービン排気ダクトにパージしていた置換蒸気或は置
換空気は大気中にパージされる。
【００３８】ところで、このプラントでは系統中の蒸気
を大気中に解放してしまうため、起動、停止動作中に給
水しなければならない等の不利が生じるけれども、弁の
開閉タイミングを選定することによって蒸気冷却系内の
空気が蒸気に置換されるまで大気中にパージし続けれ
ば、復水器に混入する空気量を減少させることができ
る。
を大気中に解放してしまうため、起動、停止動作中に給
水しなければならない等の不利が生じるけれども、弁の
開閉タイミングを選定することによって蒸気冷却系内の
空気が蒸気に置換されるまで大気中にパージし続けれ
ば、復水器に混入する空気量を減少させることができ
る。
【００３９】さらに、図４は本発明の他の実施の形態を
示す図であり、冷却蒸気供給管１０には第１の蒸気空気
置換弁１６を介して別置きの送風装置２６が接続してあ
る。しかして、この場合には、蒸気冷却系内の蒸気を空
気で置換する際に、適正な置換空気量を圧縮機から得る
ための制御をガスタービン負荷変動中に行う必要がなく
なり、起動停止の制御が容易となる。
示す図であり、冷却蒸気供給管１０には第１の蒸気空気
置換弁１６を介して別置きの送風装置２６が接続してあ
る。しかして、この場合には、蒸気冷却系内の蒸気を空
気で置換する際に、適正な置換空気量を圧縮機から得る
ための制御をガスタービン負荷変動中に行う必要がなく
なり、起動停止の制御が容易となる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、空
気冷却に比べて高い冷却効率を有する蒸気冷却を行うこ
とができるばかりでなく、その蒸気冷却に伴なう蒸気冷
却系内の錆や起動時の熱応力の原因となるドレンの発生
を確実に防止することができ、蒸気冷却系の劣化を防止
することができる。
気冷却に比べて高い冷却効率を有する蒸気冷却を行うこ
とができるばかりでなく、その蒸気冷却に伴なう蒸気冷
却系内の錆や起動時の熱応力の原因となるドレンの発生
を確実に防止することができ、蒸気冷却系の劣化を防止
することができる。
【図１】本発明のコンバインドサイクルプラントの概略
系統図。
系統図。
【図２】本発明の他の実施の形態の概略系統図。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態の概略系統図。
【図４】本発明の他の実施の形態の概略系統図。
１ ガスタービン ２ 圧縮機 ３ 発電機 ４ 蒸気タービン ６ 排熱回収ボイラ ７ 主蒸気止め弁 ８ 復水器 ９ 蒸気冷却部 １０ 冷却蒸気供給管 １２，２１ 冷却蒸気止め弁 １３ 冷却蒸気バイパス弁 １５ 冷却蒸気入口弁 １６ 第１の蒸気空気置換弁 １７ 置換空気供給管 １８ 第２の蒸気空気置換弁 ２０ ガスタービン排気ダクト ２３ 主蒸気バイパス弁 ２４ ブローダウンタンク ２６ 別置きの送風装置
Claims (9)
- 【請求項１】タービン部を蒸気によって冷却するように
したガスタービンと、そのガスタービンの排熱を回収す
ることにより発生した蒸気によって作動される蒸気ター
ビンからなるコンバインドサイクルプラントにおいて、
上記ガスタービンの排熱を回収する排熱回収ボイラから
ガスタービンの蒸気冷却部に冷却用蒸気を供給する冷却
蒸気供給管と、上記蒸気冷却部から排出された気体を蒸
気タービン及び復水器に選択的に導出する排気管と、上
記蒸気冷却部に第１の蒸気空気置換弁を介して蒸気空気
置換用の空気を導入する置換空気供給管とを有すること
を特徴とするコンバインドサイクルプラント。 - 【請求項２】ガスタービンの蒸気冷却部から排出される
排気を導出する排気管が第２の蒸気空気置換弁を介して
ガスタービン排気ダクトに接続されていることを特徴と
する、請求項１記載のコンバインドサイクルプラント。 - 【請求項３】ガスタービンの蒸気冷却部から排出される
排気を導出する排気管が第２の蒸気空気置換弁を介して
大気中に開放されていることを特徴とする、請求項１記
載のコンバインドサイクルプラント。 - 【請求項４】ガスタービンの蒸気冷却部から排出される
排気を導出する排気管が、排熱回収ボイラに接続されて
いるブローダウンタンクに第２の蒸気空気置換弁を介し
て接続されていることを特徴とする、請求項１記載のコ
ンバインドサイクルプラント。 - 【請求項５】蒸気空気置換用の空気はガスタービンの圧
縮機によって供給されることを特徴とする、請求項１乃
至４のいずれかに記載のコンバインドサイクルプラン
ト。 - 【請求項６】蒸気空気置換用の空気は別置送風装置によ
って供給されることを特徴とする、請求項１乃至４のい
ずれかに記載のコンバインドサイクルプラント。 - 【請求項７】タービン部を蒸気によって冷却するように
したガスタービンと、そのガスタービンの排熱を回収す
る排熱回収ボイラで発生した蒸気によって作動される蒸
気タービンからなるコンバインドサイクルプラントの起
動方法において、蒸気空気置換用の空気をガスタービン
の蒸気冷却部に送給するとともに、その蒸気冷却部から
排出された気体を復水器に導出し、プラント停止中に蒸
気冷却系内に残存した蒸気或はドレンをパージする工程
と、そのパージ工程後に、ガスタービンの冷却部を蒸気
冷却し、冷却後の蒸気を蒸気タービンに導入する工程と
を有することを特徴とする、コンバインドサイクルプラ
ント。 - 【請求項８】プラント停止中に蒸気冷却系内に残存した
蒸気或はドレンをパージした後、ガスタービンの蒸気冷
却部内にパージ空気を閉じ込める工程と、その後ガスタ
ービンの蒸気冷却部内に閉じ込められていた空気を冷却
用蒸気により復水器に排出する工程とを有することを特
徴とする、請求項７記載のコンバインドサイクルプラン
ト。 - 【請求項９】タービン部を蒸気によって冷却するように
したガスタービンと、そのガスタービンの排熱を回収す
る排熱回収ボイラで発生した蒸気によって作動される蒸
気タービンからなるコンバインドサイクルプラントの停
止方法において、ガスタービンの蒸気冷却部通過後の蒸
気の回収先を蒸気タービンから復水器へ変更する工程
と、冷却前の冷却用蒸気の導入先を蒸気冷却部から復水
器へと徐々に変更する工程と、上記蒸気冷却部に蒸気空
気置換用の空気を導入し、ガスタービン蒸気冷却部を上
記空気で置換し、置換空気は排気系に排気する工程を有
することを特徴とする、コンバインドサイクルプラント
の停止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22985996A JPH1073008A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | コンバインドサイクルプラント及びその起動停止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22985996A JPH1073008A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | コンバインドサイクルプラント及びその起動停止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073008A true JPH1073008A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16898820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22985996A Pending JPH1073008A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | コンバインドサイクルプラント及びその起動停止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1073008A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2392787A3 (en) * | 2009-03-31 | 2012-05-23 | General Electric Company | Combined Cycle Power Plant Including a Heat Recovery Steam Generator |
| US8534038B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined power plant |
| EP2664749A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-11-20 | General Electric Company | Combined Cycle Power Plant Including a Heat Recovery Steam Generator |
| US8984892B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-03-24 | General Electric Company | Combined cycle power plant including a heat recovery steam generator |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP22985996A patent/JPH1073008A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8534038B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined power plant |
| EP2392787A3 (en) * | 2009-03-31 | 2012-05-23 | General Electric Company | Combined Cycle Power Plant Including a Heat Recovery Steam Generator |
| US8984892B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-03-24 | General Electric Company | Combined cycle power plant including a heat recovery steam generator |
| EP2664749A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-11-20 | General Electric Company | Combined Cycle Power Plant Including a Heat Recovery Steam Generator |
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