JPS60198337A - ガスタ−ビンの燃料系統加熱装置 - Google Patents

ガスタ−ビンの燃料系統加熱装置

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JPS60198337A
JPS60198337A JP5334984A JP5334984A JPS60198337A JP S60198337 A JPS60198337 A JP S60198337A JP 5334984 A JP5334984 A JP 5334984A JP 5334984 A JP5334984 A JP 5334984A JP S60198337 A JPS60198337 A JP S60198337A
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JP
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steam
fuel
turbine
gas turbine
pipe
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JP5334984A
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English (en)
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Haruzo Hori
堀 治三
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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
    • F01K23/106Plants 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
    • F01K23/108Regulating means specially adapted therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • F02C7/224Heating fuel before feeding to the burner
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はガスタービンと蒸気タービンとを組合せたコン
バインドサイクル発電設備において、液化ガス燃料を供
給する燃料配管の加熱や保温を効率的に行なえるように
した燃料系統加熱装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ガスタービン発鑞設備は、近年エネルギー節減の観点か
ら、ガスタービンと、その排AK−利用する蒸気タービ
ンとを組付せたコンバインドサイクル発電設−として多
用される傾向にある。
第1図は従来のコンバインドサイクル発電設備の一例と
して高圧および低圧の2種類の蒸気タービンを併用した
設備を示す。
同図において、給気管1から供給された大気はコンプレ
ッサー2で圧縮された後、燃焼器3に導入され、燃料配
管4から燃料止め弁5および燃料制御弁6を通して供給
される燃比ガスに混合されてこれを燃焼させる。この燃
焼によって発生した高温の排ガスはガスタービン7に導
入され、ガスタービン7およびこれに直結した発電機8
を駆動した後、排ガス管9全通して排熱回収ボイラ10
に導かれる。
排熱回収ボイラlOでは導入された排ガスの熱を利用し
てボイラ水を加熱し、高温の蒸気を発生させる。コンバ
インドサイクルでは、熱効率を上げるため、蒸気条件の
異なる2種類以上の蒸気を発生させるのが通例である。
排熱回収ボイラ10で発生した高圧蒸気は高圧蒸気管1
1を通り、高圧蒸気とめ弁12および高圧蒸気加減弁1
3を経て高圧蒸気タービン14に導入される。
また、低圧蒸気は低圧蒸気管15を通り、低圧蒸気止め
弁16および低圧蒸気加減弁17を経た後、高圧蒸気タ
ービン14の最終段落からの排気と共に、低圧蒸気ター
ビン18に導入される。
高圧蒸気タービン14および低圧蒸気タービン18には
発電機19が直結されており、これらを駆動した蒸気は
復水器加に導入され、冷却されて復水となる。、21お
よびnは蒸気タービン14 、18の中間段落に接続し
た抽気ラインを示す。
従来、ガスタービン7の燃料としては軽油や灯油等の液
体燃料が多用されていたが、最近ではエネルギー資源の
輸送技術や液化技術等の進歩に伴い、液化天然ガス(L
NG)や液化石油ガス(L PG)等の液化ガスが使用
されるようになってきた。
液化ガス、例えばLPGをガスタービンの燃料として使
用する場合には、LPGの露点温度が加気圧で102℃
と高く、常温下では燃料配管4内で液化凝縮を起こして
燃料止め弁5や燃料制御弁6を浸食させたり、燃焼器3
内での不均一な流址分布に伴う局所的な燃焼ガスの異常
高温化を招来する等のおそれがある。
このため、第2図に示すように、燃料配管4に蒸気トレ
ース配管るを離設し、これに連結管列を介して補助ボイ
ラ25を接続し、いかなる運転状態においてもLPGが
液化しないよう、その露点以上の温度に加熱保温を行な
うようにしている。第2図中、加は燃料供給装置を示す
上述のように、従来のガスタービンでは、LPG等の露
点温度の高いガス燃料を使用する場合、ガスタービンの
運転中には常時、補助ボイラからの蒸気のみを蒸気トレ
ース配管に流して燃料を加熱するようにしていた。
ガスタービンの長時間停止後の再起動に際しては、外気
温度にまで冷却される燃料配管を短時間に所定温度まで
上昇させる必要があるため、補助ボイラとしてはかなり
大きな容量のものが使用され、高温の過熱蒸気を蒸気ト
レース配”#f 23に連続的に流すようにしているが
、高温の過熱蒸気を常時供給すれば液化燃料が必要以上
に加熱されることになり、また発電プラントのエネルギ
ー効率を低下させる結果となる。
従って、エネルギー節減が特に強く要請される現在、従
来技術では、この要請に応えることができなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、コンバイ
ンドサイクル発電設備の特性を十二分に活用し、大巾な
エネルギ節減を可能にしたガスタ−ビンの燃料系統加熱
装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の装置は、上述の目的を達成するため、ガスター
ビンの燃料配・Uに添設した蒸気トレ−2配饗に、コン
バインドサイクル発′1設備の蒸気タービン側から温度
条件の異なる複数種の蒸気を選択して供給することによ
って熱効率を高めることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
次に、第3図ないし第5図を参照して本発明の詳細な説
明する。なお、これらの図では第1図およびi;442
図におけると同一部材には同一符号を付し、共通部分に
ついての詳細な説明は省略する。
第3図において、コンバインドサイクル発電設備の構成
は第1図におけると同一である。この実施例では、高圧
蒸気管11.高圧蒸気タービン14の抽気ライン21、
低圧蒸気管15、低圧蒸気タービン18の抽気ラインn
および補助ボイラ6には夫々、トレース用蒸気供給管2
7 a % 27 eが接続されている。
これらのトレース用蒸気供給管27a〜27eは夫々止
め弁286 % 28 e全通して蒸気ヘッダー29に
集められ、この蒸気ヘッダー四は調整弁3ot−備えた
連結管24を介して蒸気トレース配′W23に連結され
ている。
燃料配管4には、燃料止め弁5の近傍上流側に、燃料配
管4のメタル温度を検出するメタル温蜆検出器31が取
付けられている。調節器32はメタル温度検出器31の
検出信号に基いて制御1i11信号を調整弁:30に向
けて出力し、その開度を調整する。
上述のように構成した本発明装置の実施例においては、
補助ボイラ5からの蒸気のほか、蒸気温度の異なる4撞
類の蒸気が選択的に蒸気トレース配管るに供給され、燃
料配管4を加熱する。
即ち、プラントの起動時や長時間停止後の立上がり時に
は蒸気タービン14 、18側に蒸気源がないので、補
助ボイラ25金運転して過熱蒸気を発生させ、これを蒸
気トレース配管乙に送り込む。この場合、燃料配管4の
メタル温度は外気温度筐で冷却されているので、補助ボ
イラδからの高温の過熱蒸気を連続的に流し続ける。そ
の間、メタル温度検出器31によって燃料配管4の温度
を検出し、これが所定の設定値(LPGの露点温度中α
)まで上昇すると、調節器32からの制御信号により調
整弁(資)の開度が調整され、蒸気トL/−ス配管nに
供給される蒸気量が制御される。
燃料配管4のメタル温度が上述の設定値に到達したこと
を確認し7’cQL燃料供給装置がで気化されたLPG
を燃焼器3へ供給し、ガスタービン7を起動する。これ
により、排熱回収ボイラlOによシ高圧、低圧蒸気が発
生するので、高圧蒸気タービン14および低圧蒸気ター
ビンも起動する。
このようにして蒸気タービン14 、18側に蒸気源が
確保されると、燃料配管4のメタル温度を上述の設定値
に保つために必要最低限の温度のトレース用蒸気を供給
するトレース用蒸気供給管27a〜2′7dに連なる止
め弁28a −28dを選択して開き、止め弁28eを
閉じると共に補助ボイラ25を速力1に・六■J山y 
、L人血9只・、9只^の佃わ漁りにより、蒸気タービ
ン14 、18側からの選択された蒸気は蒸気ヘッダー
四を通り、蒸気トレース用配管乙に供給され、燃料配管
4を加熱する。この場合も、メタル温度検出器31の出
力に基いて調節器32から調整弁に向けて制(至)信号
が出力され、トレース用蒸気の流量を制御して燃料配管
4のメタル温度を所定の設定値に制御する。
なお、プラントを短期間停止させた後、再起動させる場
合には、排熱回収ボイラには、数日間程度でおれば残圧
が少るので、プラント停止中でも蒸気タービン側の蒸気
源を臘保することができる。
このような場合には、補助ボイラδを起動させることな
く、トレース用蒸気供給!27 m 、 27 cから
供給される高圧または低圧のトレース用蒸気を蒸気トレ
ース配管乙に導入することによってプラント停止中でも
燃料配管4の加熱を継続させることが可能である。
第4図は本発明の他の実施例を示す。この実施例では、
第1図や第3図における補助ボイラ5は使用されておら
ず、替シに、電気ヒータを備えた複合管おが使用されて
いる。
複合管おけ、第5図に示すように1燃料配管4に蒸気ト
レース配管nとシーズヒータ線等の電気ヒータあを沿わ
せて、適当間隔毎にバインド線あて結束し、これらを、
カルシウムシリケート等から成る熱絶縁層あて包みこみ
、スチール線37でバインドし、その外側に、鋼板等を
円筒状に彎曲成形して端部をかしめたシース38を被覆
して構成されている。
第4図において、複合管おの電気ヒータ讃には+7 )
−1線39を介して電源装置40が接続されている。
この電源装置は、メタル温度検出器31からの検出信号
に基いて作動する調節器4】によって制御され、電気ヒ
ータあをオン・オフ制御する。
第4図および第5図に示す実施例においては、プラント
の起動時に電気タービン側の蒸気源を利用できない場合
に、電気ヒータあに通電し、燃料配管4を加熱°または
保温し、蒸気タービン側の蒸気源を利用できる場合には
、第3図につき説明したと同様に蒸気源からのトレース
用蒸気による温度制御を行なう。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明装置においては燃料配管4の加熱ま
たは保温エネルギーを、補助タービンゐまたは電気ヒー
タあのほか、蒸気タービン側からのトレース用蒸気によ
って行なうようにしたので、補助タービンの運転時間ま
たは電気ヒータの連成時間は短縮され、エネルギー節減
を図ることができる。
また、蒸気タービン側の蒸気源を温度中性の異なる複数
種のなかから選択セきるようにしたので、熱効率的に最
適な蒸気を使用して燃料配管の温度を一定に制御でき、
その点でもエネルギー節減が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のコンバインドサイクル発電設備の構成例
を示す系統図、第2図は従来のガスタービンの燃料系統
の加熱装置の系統図、第3図は本発明の実施例を示すコ
ンバインドサイクル発電設備の系統図、第4図は本発明
の他の実施例を示すガスタービンの燃料系統の加熱装置
の系統図、第5図は複合管の具体例を示す斜視図である
。 1・・・給気管、2・・・コンプレッサー、3・・・燃
焼器、4・・・燃料配管、5・・・燃料止め弁、6・・
・燃料制御弁、7・・・ガスタービン、8・・・発電機
、9・・・排ガス管、io・・・排熱回収ボイラ、11
・・・高圧蒸気管、12・・・高圧蒸気止め弁、13・
・・高圧蒸気加減弁、14・・・高圧蒸気タービン、1
5・・・低圧蒸気管、16・・・低圧蒸気止め弁、17
・・・低圧蒸気加減弁、18・・・低圧蒸気タービン、
19・・・発電機、加・・・復水器、2i、O・・・抽
気ライン、n・・・蒸気トレース配管、U・・・連結管
、δ・・・補助ボイラ、26・・・燃料供給装置、27
a〜27e・・・トレース用蒸気供給管、28 a %
 28 e・・・止め弁、四・・・蒸気ヘッダー、刃・
・・調整弁、31・・・メタル温度検出器、32・・・
調節器、お・・・複合管、あ・・・電気ヒータ、あ・・
・バインド線、36・・・熱絶縁層、37・・・スチー
ル線、関・・・シース、39・・・リード線、40・・
・電源装置、41・・・調節器。 出願人代理人 猪 股 清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、m点温度が高く、液化しやすいガス燃料を使用する
    ガスタービンと、その排熱iり用して蒸気を発生する排
    熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラの発生蒸気により
    駆動される蒸気タービンとから成るコンバインドサイク
    ル@電設備において、燃料供給装置と燃焼器とを結ぶ燃
    料配管に添設した蒸気トレース配管に、前記蒸気タービ
    ン側から温度条件の異なる複数種の蒸気を選択して供給
    できるようにしたことを特徴とするガスタービンの燃料
    系統加熱装置。 2、複数種の蒸気が排熱回収ボイラから得られる高圧蒸
    気と低圧蒸気、およびこれらの蒸気によって駆動される
    蒸気タービンからの抽気蒸気であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のガスタービンの燃料系統加
    熱装置。 3、蒸気タービン側からの複数種の蒸気と補助タービン
    からの蒸気を選択的に蒸気トレース配管に供給できるよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項に記載のガスタービンの燃料系統加熱装置。 4、燃料配管に電気ヒータが添設されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載のガス
    タービンの燃料系統加熱装置。 5、燃料配管に取付けたメタ〃温就検出器の出力に基い
    て作動する調節器によシ、連結管に介挿した調整弁の開
    度を制御するようにしたことを6、メタル温度検出器の
    出力に基いて作動する調節器により電気ヒータの電源装
    置を制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第5項に記載のガスタービンの燃料系統加熱装置。
JP5334984A 1984-03-19 1984-03-19 ガスタ−ビンの燃料系統加熱装置 Pending JPS60198337A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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