JPS5885322A - ガスタ−ビン発電プラントの安全制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉砕燃料が燃焼するための流動床燃焼機と
コンプレッサとを有するがスタービン発電プラントの安
全制御装置に関し、％にガスタービン発電プラント内の
コンゾレツサノ安全制御を行なうガスタービン発電プラ
ントｌの安全制御装置に関する。

ガスタービン発電プラントは、シャブ氏、その他、米国
特許費号３，７９１，１３７．１９７４年２月１２日、
及びモスコヴイツ氏、その他、４、′１６４，８４６．
１９７９年８月、２１日、及びＶ、デ４’バイアスｒ　
６０−　Ｍｗｒ　ＰＦＢ　Ｊガスタービン発電プラント
」ガスタービンワールドマガジン、１９７７年３月にお
いて公知であり、コンプレ、すによって運転されるがス
タービンカ≧らＯ圧縮された空気が二酸化炭素と二酸イ
ヒ゛イオウ・との吸着をする粒状吸着剤を拡散するよう
な流動床反応機あるいは流動床燃焼機を備えている。燃
焼機のがス状生成物は、燃焼機から運ばれた固体の除去
をする七ノやレータ（ガス洗浄−装置）を通って、負荷
運転をする発電機としてのガスタービンへ導かれる。

このようながスタービン発電プラントの運転において、
ガスタービンが故意あるいは偶発的に停止する場合、負
荷喪失によって圧力のサージと衝激が生じるという問題
がある。流動床燃焼機及びセパレータ、あるいは燃焼生
産物のガス洗浄装置は、圧縮さ孔、極めて大きな体積を
有する気体が供給されるから、高温ガス流体（例えば３
７１℃と約１０５１’Ｃとの間＋５５．０００　／１３
の体積）はすはやく放出されず、このプラントが停止さ
れ、゛コンプレッサの出力が減少あるいは降下した時、
流動床燃焼機からコンプレッサの方向へガス流体の流れ
が生じる。

この高温がス流体の逆流はコンプレッサの放出部で逆圧
力を生じ、この逆圧力はコンプレ、す内に押しよせ、コ
ンプレッサ［ｉｔ傷を与える〇さらに、高温ガスと、運
けれてきたガス流内の不燃焼炭、ドルマイト、灰のよう
な微粉固体とはコンプレッサや他の組部に損傷を与える
。

この発明は以上の点に鑑みてなされたもので、この発明
の０鉛は、流動床燃焼機を備えるがスタービン発電プラ
ントにおいて、タービン負荷の喪失の時、コンプレ、す
のサージと、コンプレッサ内へ案内されてきた固体のキ
ャリオーバとを防ぐがスタービン発電プラントの安全制
御装置を提供することにある。

つまシ、この発明は、流動床燃焼機からコンプレ、すの
ガス流体の逆流とこの逆流から生じるコンプレッサのサ
ージと損傷とを起すことなく、このプラントの運転を停
止することができるように流動床燃焼機を有するガスタ
ービン発電プラントに安全制御装置を提供することであ
る０ それゆえ、この発明は、粉砕燃料が燃焼して圧力燃焼ガ
スを生産する流動床燃焼＠を備えるがスタービン発電プ
ラント内に、安全制御装置を提供する事に臨んでなされ
たものである。空気入口及び空気放出口を備える空気圧
縮手段は、第１導管手段によって結合され、この第１導
管手段は、コンプレ、すの空気放出口から＃ｆ、動床動
床様焼機縮空気を通し、この圧縮空気は、粉砕燃料と内
部にある他の物質とを拡散し、燃料の燃焼を促進する０
このプラントはガスタービンのようなエクスパンダを有
し、とのエクスパンダは第２導管手段によって結合され
て、流動床燃焼機から案内される燃焼がスを受は入れて
運転される。

安全制御手段は第２導管手段内にパルプ手段を有し、こ
のパルプ手段はそζを通っている燃焼ガスの流れを制御
し、所定の操作位置でエクス／ＩＰンダヘ流れる燃焼ガ
スの流れを止める。自動制御手段は、例えば逆止め弁で
あり、この逆止め弁は第１導管手段内に位置し、流動床
燃焼機から空気圧縮手段へ流れる第１導管内のガス流体
の流れを妨げる。ベント手段は、プラントの運転停止を
した時、流動床燃焼機のブローダウンに対処するために
提供される。

この発明の実施態様における安全制御装置は第１導管手
段を備え、３つに分かれた枝導管を有する。３つに分か
れた第１の枝導管は、圧縮手段から流動床燃焼機へ圧縮
空気の一部を導入して、粉砕燃料としての粒状固体燃料
と二酸化イオウの吸着剤とを拡散し、粒状固体燃料・の
燃焼を促進し、第２の枝導管は、圧縮空気の一部を流動
床燃焼機へ導入し、流動床燃焼機内の熱交換をして流動
床燃焼機の温度制御をし、第３の枝導管は圧縮空気の一
部をセ・母レート手段へ導入し、燃焼ガス内に案内され
た固体群の除去を援助する。この第１導管手段内に、自
動制御　゛手段は、少なくとも２つの逆止め弁を備え、
１つは導管手段の２つの枝導管の間の部分に位置し、も
う１つの逆止め弁は、圧縮手段の放出口と３つの枝導管
の他の１つとの間に挿入されている。

詳細に説明する。

参照番号１ｏは、この発明の一実施例の安全制御装置を
侑するがスターピン発電プラントである。この発電プラ
ントは流動床燃焼機１２を備え、この流動床燃焼機−１
２は、反応又は燃焼ゾーン１８と、２つの入口高圧部２
ｏと、２２と、出口高圧部２４とに、流動床燃焼機の内
部を４つに分けている３つの横断して伸びている仕切り
１４，１５．１６を備えている・流動床燃焼機１２は導
管２６を介して、燃料供給手段２８へ結合し、この燃料
供給手段は燃焼シー７１８へ粒状固体燃料を供給する。

この流動床燃焼機１２で使われる粒状固体燃料は石炭で
あっても良い。懺た、流動床燃焼機１２は導管３２を介
して供給手段３０へ結合し、この供給手段は、例えば粉
砕ドルマイトのような二酸化イオウの吸着剤を燃焼ゾー
ン１Ｂへ供給する。仕切り１４は穴かあけられ、または
ツイヤを有し、燃焼ゾーン１８内へ高圧部２０がら空気
が供給される。燃焼ゾーン１８内の燃焼温度を制御する
ために、熱交換器３４は燃焼ゾーン１８へ挿入され、入
口高圧部２２がら空気を導入し、出口高圧部２４内へ熱
交換された気体を放出するように結合されている。燃焼
ゾーン１８内で生産された灰は、放出導管２１と、灰ク
ーラ２３と、灰ホッパ２５とを介して燃焼ゾーン１８か
ら取り除か九る。

圧縮空気は、メイン導管３６と枝導管４ノとを介して、
コンプレッサ３８から入口高圧部２０内へ供給される。

一方、コンプレッサ３８からの冷たい空気は、メイン専
管３６と枝導管４ノとを介して、入口高圧部２２へ分配
されて供給される。枝導管４０及び４１を通る圧縮空気
の流れは各々のノやイブ内においてパルプ４２゜４４に
よって調節される。パルプ４２．４４ｄコンプレツサ３
８から放出される圧縮空気の分配を調節し、この圧縮空
気のおよそ１／３は高圧部２０へ導入され、粒状固体燃
料を拡散し、燃料の燃焼を促進し、一方圧縮空無の２／
３は高圧部２２へ分配され、熱交換器３４へ流れ、燃焼
ゾーン１８を冷す。

バイパス’４’＃４６の一端はメイン導管、９６　ヘ結
合し、メイン導管３６からの圧縮空気が導入され、補助
燃焼憔４８を通過する５、ガスやオイルのような燃料は
選択的に補助燃焼機４８内へ注入され、運転開始時に圧
縮空気を熱することが必要な時に熱いガスを導管４０を
介して高圧部２０へ供給する。パルプ５０はパイ／４ス
導管４６に供給され、補助燃焼機４８へ流れる圧縮空気
を制御する。

始動燃焼機５２は・、導管５４を介してメイン導管３６
から圧縮空気を受は入れて、燃焼ガスを作り出す、パル
プ５５は導管５４を通る流れを制御するため導管５４内
へ提供される、工、この炉焼ガスは導管５８ときれいな
燃焼ガスの導管６０とを介して、始動燃焼機５２からタ
ービンへ運ばれる。とのきれい表燃焼ガスの導管６０ｔ
ｒｉハルプロ１を備えている０がスタービン５６はコン
プレッサ３８を運転するように結合されている。

清浄システムはグランド内に備えられ、この清浄システ
ムは、出口導管７６を介して流動床燃焼機１２から放出
された燃焼ガス１に１導管’Ｉ’０，１２．７４によっ
て直列に連通している複数の七ノｆレーク６２，６４，
６６．６８に連−続的に供給するものである。セノソレ
ータ６２は導管７１を介して流動床燃焼機１２へ結合さ
れ、燃焼ガスと一緒に運はれて、セパレータ６２内で分
離された未燃焼粒状固体燃料は燃焼ゾ・−ン１８へ返却
される。きれいな燃焼ガスは、出口導管７８を介してセ
パレータ６８から放出され、きれいな燃焼ガスの導管６
０内へ流れ、ガスタービン５６へ運ばれる。出口導管７
８は、パルプ８２を有する導＊ＳＯを備えるベント手段
へ結合し、とΩベント手段は水洗浄機８４によって放出
される流体流を制御する導管８５と結合されている。セ
パレータ６８は、空気を必要とするので導管８８によっ
て流動床燃焼機ノー２と結合している。導管８８はその
一端で流動床燃焼機１２の出口高圧部２４と結合し、他
端はセ／ＩＦレータ６８と結合している。一部の圧縮空
気は、メイン導管３６と導ｔ８８とへ結合されているバ
イパス導１１１ｓｏを通って、セパレータ６８へ直接供
給、される。パルプ９２は導９ｊ９゜Ｋ挿入され、通過
流量を制御する。圧縮空気は、セパレータ６８を通シ、
パルプ９６を備えるパイ／４ス導管９４を介してきれい
な燃焼ガスの導管６０中へ流れる事が可能である・ ガスタービニ１５６ｄ、導管１０２と１０３とによって
自由タービンｉｏｏへ排気ガスを放出するように連結さ
れている。隔離パルプｉｏｎは導’ｅｔｉｏｓに挿入さ
れ、ガスタービン５６がら自由タービン１００中へ排気
ガスの流れを制御する。また、パルプ制御されるバイパ
ス導管ノ０６は、ガスタービン５６から自由タービン１
００の排気導管１０８へ排気ガスを通過させるように備
えられていＥｏ導管１１０は、自由タービン１００の排
気導管１０８から、又はガスタービン５６の排気導管１
０２から、廃熱メイラ（図示せず）へ排気ガスを導入す
るように備えられている０パルプ１１２は導管１１ｏに
備えられ、この導１ｔ１１０はｆスタービン５６から自
由タービン１００へ通じるバイパスへ排気ガスを導入し
て、廃熱がイラヘ連結されている。自由タービン１００
は交流機１１４のような負荷へ連結されている。

この一実施例の安全制御装置は、消音機（図示せず）を
介して、一端がメイン導管３６、他端が大気へ結合して
いるパイ・ぐス導管１１６に備えている。バイパス導管
１１６はアン千す：。

９　、ｐＺルプ１１１１を備え、このアンチサージパル
プ１１ｇは、突然の負荷喪失で起るプラント運転の緊急
の停止の場合、大気中へ圧縮空気の放出を行なうように
開放される。自動制御手段は、メイン導−管３６内で流
動床燃焼機１゛２からコンブレ、す３８方向に生じるガ
ス流体の流れを妨げるように備えられている。自動制御
手段は、バイパス導管１１６とメイン導＠ｓｅとの結合
から下流のメイン導管３６に挿入された少なくとも１つ
の逆止め弁１２０を備え、枝導管４１と枝導管４０との
間のメイン導管３６の部分中に挿入される第２逆止め弁
１２２を備えることもできる０この逆止め弁１２２は、
導管３６゜５４．５８．６０又は導管３６，９０．”９
４゜６０を介して、流動床燃焼機１２からタービン５６
へガスの流れを妨げ、パルプ４２，５０゜５５又はパル
プ４２，５０，９２，９６．６１は、突然の負荷喪失あ
るいはプラントの運転停止の時開放状態を維持する。プ
ラント１０の運転停止と、流動床燃焼機１２と、セノ臂
レータ６４．６６．６８を備える清浄手段とのブローダ
ウン又は圧力減少との効果のため、パルプ８２及び８６
は開かれ、バルブ６１は閉じられて、流動床燃焼機と導
管８０及び８５を通る清浄手段との通風を妨げる。通風
されたガスは、汚染を避ける丸め大気中へ放出される前
に水洗浄機８４で洗浄される。

流動床燃焼機を備えるガスタービン発電プラントにおけ
る安全制御装置は、いままで詳述してきたように、負荷
喪失の間コンプレ、すは通風され、流動床燃焼機は、放
出部を通じて粒状固体がコンプレッサへ侵入することに
よって生じる損傷やサージを、コンプレッサに生じさせ
ることなく（ブローダウンされる。

本発明は、上記一実施例に限られることなく、この発明
の趣旨を逸脱しない範囲で也々変形可能である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、この発明のガスタービン発電プラントの安
全制御装置のブロック図である。 １２・・・流動床燃焼機、２８・・・粉砕燃料供給手段
、３４・・・熱交換器、３６・・・メイン導管、３８・
・・コンプレッサ、４０，４７．９０・・・枝導管、５
６・・・ガスタービン、６２，６４，６６．６８・・・
セパレータ、８４・・・水洗浄装置、１００・・・自由
タービン、１２０，１２２・・・逆止め弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）粉砕燃料を受は入れる燃料供給手段を備え、燃焼し
   、燃焼ガスを生産する流動床燃焼機と；空気入口と空気
   放出口を有する空気圧縮手段と；粉砕燃料を拡散し、か
   つ燃焼を促進するため上記空気圧縮手段の空気放出口と
   流動床燃焼機とを連通ずる第１導管手段と；エクスパン
   ダ手段と；エクスパンダ手段を運転するように流動床燃
   焼機から上記エクスパンダ手段へ燃焼がスｆ導く第２導
   管手段とを具備するガスタービン発電プラント、の安全
   制御装置であって、このがスタービン釦荀グランドの安
   全制御装置は、燃焼がスの流れを制御する上記第２導管
   手段内に宵見られ、所定の操作位置で上記エクスパンダ
   手段へ流れる燃焼ガスの流れを止めるパルプ手段と；上
   記第１導管手段に備えられ、流動床燃焼機から上記空気
   圧縮手段へ流れる上記第１専管手段内のがス流体の流れ
   を防ぐ自動制御手段と；を備える事を特徴とするガスタ
   ービン発電プラントの安全制御装置。 ２）上記エクスパンダ手段は、上記空気圧縮手段を運転
   するように結合さｎ、ているがスタービンと、がスター
   ビンが運転されて出る排勿がスが導入されるように連結
   され、かつ負＃を運転するように連結されている自由タ
   ービンとを備える事を特徴とする特許請求の範囲第１項
   Ｈじ載のがスタービン発電プラントの安全制御装置３）
   上記自動制御手段は少なくとも１つの逆止め弁を備える
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガスタービ
   ン発箱プラントの安全制御装置０ ４）上記第１導管手段は、これの上Ｈｔ空空気圧子手段
   放出口と上記自動制御手段との間の部分へ連結され、上
   記流動床燃焼機のまわりの圧動空気を迂回させるパルプ
   制御パイ・９ス導管を儂える事ｆ％徴とする特許請求の
   範囲第２稠記載のがスタービン発電グランドの安全制御
   装置。 ５）上記流動床燃焼機は温度を制御する熱交換器を備え
   、上記第２導管手段は、燃焼ガスから運ばれてくる固体
   粒子を取シ除くセパレート手段を有し、上記第１、導管
   手段は３つの枝導管を有し、第１の枝導管を通る圧縮空
   気は、空気圧縮手段から流動床燃焼機へ導入され、粉砕
   燃料を拡散し、燃焼を促進し、第２の枝導管を通る圧縮
   空気は上記熱交換器へ尋人され、第３の枝導管を通る圧
   縮空気は上記セパレート手段へｍ人され、上記自動制御
   手段は少なくとも１つの逆止め弁を備え、１つは上記第
   １導管手段の２つの枝導管の間に位置され、他の逆止め
   弁は上記空気圧縮手段の上記放出口と上記３つの枝導管
   の他の１つとの曲に挿入される事を特徴とする特許掴ｎ
   求の範囲第１項記載のがスタービン侃電プラントへ安全
   制御装置。