JPS6212364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンと、このガスタービン
の排気により蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
該排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動され
る蒸気タービンとを備えて成るコンバインドプラ
ントに関する。特に、蒸気タービンからの復水を
排熱回収ボイラに供給する構成のものであつて、
そのボイラへの供給用の給水系統を改良したコン
バインドプラントに関する。

この種のものにおいては、第１図に示すよう
に、ガスタービン１２の排気により蒸気を発生す
る排熱回収ボイラ２０には、供給水を予熱する低
圧節炭器２５と、この低圧節炭器２５で加熱した
供給水を蒸気化する低圧ボイラ２４とが備えられ
ているが、従来技術にあつては低圧節炭器２５入
口の給水温度が低く、このためガスタービン１２
からの排ガス中に含まれる水分等により節炭器チ
ユーブ周囲が低温腐食を起こし、チユーブが損傷
する虞がある。配管４６を介して低圧節炭器２５
に送り込まれる供給水は30℃程度であり、一方節
炭器２５外壁は高温の排ガスにさらされるので、
水その他の凝縮は避けられず、そのためかかる問
題が生ずる。具体的には、管の外周に単に水分が
凝縮するのみならず、水あか乃至は汚泥の如き物
質が粘着し、これにより熱伝導効率も悪くなり、
更には腐食がもたらされることがある。

この問題に対処するため、第２図のような技術
が提案されている。これは、ラインＡを設けて低
圧ボイラ２４のドラムから、降水管を介してボイ
ラ２４内の加熱水を一部低圧節炭器２５の入口に
供給し、もつて低圧節炭器２５に入る供給水の温
度を高めたものである。しかしこの構成である
と、低圧ボイラ２４内の150℃位の高温熱水を引
かなければならないので、それに用いるポンプ４
３′は強度の大きい、高温用のものを使用しなけ
ればならず、設備費としても動力費としても不利
であり、かつ構成も複雑になる。降水管を介さず
に、直接低圧ボイラ２４からラインＡで熱水を引
く場合も事態は全く同様である。

一方、この従来例では、給水ポンプ４３の出口
がわにミニマムフロー管Ｂを設けて、ここから低
圧ボイラ２４に一部給水がなされるようにしてあ
る。給水ポンプ４３により分岐管Ｆには常に最低
でも一定量の流量が維持されなければならないの
で、このミニマムフローを低圧ボイラ２４に引く
構成としたものである。このような構成を採る場
合において、操作性その他の関係から、給水流量
調整弁を、ライン４６における符号Ｃの位置では
なく、低圧ボイラ２４入口に近い点Ｄの位置に移
し、このＤ点に給水流量調整弁等の抵抗体を設け
てこれにより給水流量の制御乃至は抑制を行う構
成にしたい場合がある。しかしこのように給水流
量調整弁等をＤ点に設置した時には、給水ポンプ
４３のミニマムフロー管Ｂが低圧ボイラ２４のド
ラムに接続されているために、不都合が生じるこ
とがある。例えば、低圧ボイラ２４のドラム内の
水位高信号によりＤ点の給水流量調整弁は閉とな
るが、該弁がＣ点にある場合と異なり給水ポンプ
４３への給水は続き、給水ポンプ４３のミニマム
フロー管Ｂを介したミニマムフローは低圧ボイラ
２４に流れこもうとするため、ボイラ２４に充満
する。場合によつては溢れることも考えられる。

本発明は、上記のような背景においてなされた
もので、その目的とする所は、上記したような抵
抗体（流量調整弁等）を低圧ボイラと低圧節炭器
との間に設置する構成を採り、しかも給水ポンプ
のミニマムフローを確保しつつ、低圧ボイラへの
充満などの問題の発生を防止し、かつ安価で簡単
な構成によつて節炭器入口の給水温度を上昇させ
ることにより節炭器チユーブでの低温腐食を確実
に防止できるコンバインドプラントを提供するこ
とである。

この目的を達成するため、本発明においては、
低圧節炭器の出口側からの分岐管の分岐点と低圧
ボイラとの間に給水系に流動抵抗を与える抵抗体
を設置する構成を採用するとともに、前記分岐管
に設置した給水ポンプの吐出側から分岐配管を分
岐させ、この分岐配管を調整弁を介して低圧節炭
器の入口側給水管に接続し、これにより低圧節炭
器への供給水を高める構成とし、もつて低圧節炭
器のチユーブへの異物の凝縮付着を防止して、伝
熱効率の阻害を防ぎ、低温腐食をも防止するもの
である。同時に、この分岐配管の流れは給水ポン
プによりなされ、従つてコスト的にも有利であ
り、しかもこの流れが給水ポンプのミニマムフロ
ーを確保するものにもなるので、上記加温効果と
このミニマムフロー確保という、双方の利点を兼
ね備えるものである。

以下、本発明の一実施例について、第３図を参
照して説明する。この例は本発明をコンバインド
発電プラントに適用したものである。

このコンバインドプラントは、ガスタービン１
２と、該ガスタービン１２の排気により蒸気を発
生する排熱回収ボイラ２０と、該排熱回収ボイラ
２０で発生した蒸気により駆動される蒸気タービ
ン３５とを備えている。排熱回収ボイラ２０は、
蒸気タービン３５からの復水を供給水としてこれ
を加熱するものであるが、この構成は次のように
なつている。まず、この排熱回収ボイラ２０は、
供給水を加熱する低圧節炭器２５と、該節炭器２
５で加熱した供給水を蒸気化する低圧ボイラ２４
とを備えている。このような低圧節炭器２５と、
低圧ボイラ２４とを連通させる配管Ｅからは分岐
管Ｆが分岐され、この分岐管Ｆは給水ポンプ４３
を経由して高圧節炭器２３に導かれている。該高
圧節炭器２３で加熱された供給水は高圧ボイラ２
２で蒸気化される。上記したような低圧、高圧の
両ボイラ２４，２２からの発生蒸気は、それぞれ
低圧蒸気管３２、高圧蒸気管３１により、蒸気タ
ービン３５に導かれ、ここで仕事をする。

上記のような構成において、前述した分岐管Ｆ
の分岐点F′と、低圧ボイラ２４との間に、給水
系に流動抵抗を与える抵抗体４４が設置される。
かつ、分岐管Ｆの給水ポンプ４３吐出側からは、
分岐配管５１が分岐されている。この分岐配管５
１は、調整弁５２を介して低圧節炭器２５の入口
側給水管に接続されている。かかる分岐配管５１
からの給水により、低圧節炭器２５への供給水の
温度は高められる。

この結果、一度低圧節炭器２５において加熱さ
れた水が、一部低圧節炭器２５の供給水に加えら
れるので、供給水の温度は上がる。一度排ガスで
加熱されたものが加えられるのであるから、排ガ
スの温度に応じて高温になつた熱水が分岐配管５
１を介して加えられるわけであり、従つて排ガス
と、低圧節炭器２５との温度差も小さくなつて、
排ガス中の水分その他の凝縮による低圧節炭器２
５チユーブへの異物の付着は防止されて、熱伝導
効率が阻害されることもなくなり、かつチユーブ
の低温腐食は確実に防止される。

しかも、分岐配管５１への通水は、給水ポンプ
４３の駆動力により行われている。ボイラ２４か
らの高熱水でなく、低圧節炭器２５からの熱水を
引いて来るので、さほど耐熱・強力なポンプであ
る必要はないため、もともと設置されているこの
給水ポンプ４３をそのまま兼用できるのである。
第２図の従来例に比して、構成ははるかに簡明で
あり、設備・動力その他の費用も少なくて済むこ
とは容易に理解されよう。

更に上記のような構成の故に、抵抗体４４が低
圧節炭器２５と低圧ボイラ２４との間であつてか
つ分岐管Ｆの分岐点F′よりも低圧ボイラ２４に
近い側にあつても、低圧ボイラ２４への満水等の
問題は生じない。かかる問題を発生させる第２図
に示す如くミニマムフロー管Ｂは本構成では不要
だからである。このミニマムフロー管Ｂがなくて
も、分岐配管５１が、給水ポンプ４３のミニマム
フローを流す役割を果たし、かつその制御は調整
弁５２で任意になし得るからである。

次に、本実施例の具体的な構成について、更に
詳しく説明する。本例は既述のとおり発電プラン
トであつて、ガスタービン１２と蒸気タービン３
５とが各々別の発電機１３，３６を駆動する型式
のものである。

ガスタービン発電装置１０は、上記したガスタ
ービン１２と、空気圧縮機１１と、該空気圧縮機
１１で加圧された空気に燃料を吹き込んで燃焼さ
せてガスタービン１２動作用の燃焼ガスを発生さ
せる燃焼器１４と、ガスタービン１２により駆動
される発電機１３とから構成される。ガスタービ
ン１２から排出される排気ガスはダクト１５を通
つて排熱回収ボイラ２０に導かれ、排気ガスの保
有熱を回収した後に煙突２６から大気に排出され
る。排熱回収ボイラ２０にはその内部を流れるガ
スタービン排気ガスの上流側から過熱器２１、高
圧ボイラ２２、高圧節炭器２３、低圧ボイラ２
４、低圧節炭器２５が順次設置されている。前記
した如く低圧節炭器２５の出口と高圧節炭器２３
入口を連通する配管Ｆの途中には給水ポンプ４３
が備えられている。

低圧節炭器２５と低圧ボイラ２４とを連通する
配管Ｅの途中に抵抗体４４が設置されることは前
述したとおりであるが、高圧節炭器２３と高圧ボ
イラ２２とを連通する配管Ｇの途中にも、抵抗体
４５が設置されている。これらは給水系に流動低
抗を与える役割を果たす。例えばこの流動抵抗体
４４，４５は流量調整用の弁で構成することがで
きる。本例でも、それにより具体化している。

次に、各ボイラ２２，２４からの蒸気を用いる
蒸気タービン発電装置について述べる。

蒸気タービン発電装置３０は蒸気タービン３５
と、排熱回収ボイラ２０の低圧ボイラ２４から蒸
気タービン３５に蒸気を導く低圧蒸気管３２と、
高圧ボイラ２２から過熱器２１を通つて蒸気ター
ビン３５へ蒸気を導く高圧蒸気管３１と、前記低
圧、高圧蒸気管に配置されて蒸気タービン３５に
流入する蒸気量を制御する蒸気弁３４，３３と、
蒸気タービン３５によつて駆動される発電機３６
と、蒸気タービン３５で仕事をした蒸気を凝縮す
る復水器４１とから構成される。そして復水器４
１内の復水は給水管４５を通じて排熱回収ボイラ
２０の低圧節炭器２５に該給水管４５に設置され
た復水ポンプ４２により供給されている。

ここで、低圧節炭器２５と高圧節炭器２３を連
通する配管Ｆの途中に設置された給水ポンプ４３
の吐出側配管から配管を分岐し、分岐配管５１と
して低圧節炭器２５の入口側給水配管に接続す
る。そして、該分岐配管５１の途中に流量調整弁
５２を設置して、その流量を調節するようにす
る。

この分岐配管５１の流量は、低圧節炭器入口給
水温度か、または給水ポンプ４３の通過流量信号
からのいずれか一方、またはその双方に基づい
て、調整弁５２の開度を調節することにより制御
する。この分岐配管５１に、低圧節炭器２５への
供給水を加温する作用と、給水ポンプ４３のミニ
マムフローを確保する作用とを果たさせるためで
ある。低圧節炭器入口給水温度に基づいて調整弁
５２を制御することによつて、その供給水の加温
という作用を有効に行わせることができる。また
給水ポンプ４３の通過流量信号に基づいて調整弁
５２を制御することによつて、該ポンプ４３のミ
ニマムフローを確保できる。適用プラントによつ
て、いずれを重視するかは適宜設定されるべきで
あるが、本実施例にあつては、ミニマムフローを
確保すると共に、供給水の加温をも有効に行わせ
るため、給水ポンプ４３のミニマムフロー量と、
低圧節炭器２５の入口温度を適正に保てる流量と
のうちいずれか大きい値を選択するように制御を
行つている。

このような本実施例における調整弁５２の制御
方法について、第４図を用いて説明する。給水加
温のために必要な分岐配管５１中の流量（たて
軸）は、プラント負荷（横軸）にほぼ比例してい
る。従つてプラント負荷０〜30％では、ミニマム
フロー量に応じた弁開を行わせ、30％以上では給
水加温必要量に応じた弁開を行わせている。

よつて本実施例によれば、給水ポンプ４３のミ
ニマムフロー量を確保でき、しかも低圧節炭器２
５のチユーブ周囲への異物付着による伝熱効率の
低下や、低温腐食という問題の発生を確実に防ぐ
ことができる。

上述したとおり本発明のコンバインドプラント
は、分岐管の給水ポンプ吐出側から分岐した分岐
配管を調整弁を介して低圧節炭器入口側給水管に
接続したので、これにより該節炭器への給水温度
を上げることができ、従つて節炭器のチユーブへ
の異物付着を防止できるので伝熱効率の低下や低
温腐食を防ぐことができる。構成は簡単で、もと
もと設置されている給水ポンプを用いるため、安
価でもある。しかも、分岐配管からの流量によ
り、給水ポンプのミニマムフローを常に確保して
おくことができる。このようにミニマムフローは
分岐配管を流れる構成であるため、抵抗体を分岐
管の分岐点と低圧ボイラとの間に設けても、該抵
抗体の閉塞によつてもそのミニマムフローが低圧
ボイラに流れるというようなことは起こり得な
い。従つて、かかる抵抗体を設置しても、従来技
術をそのまま適用した場合に生ずる問題は一掃さ
れるのである。

なお、当然のことではあるが、本発明は図示の
実施例にのみ限定されるのではない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来例の系統図を
示す。第３図は本発明の一実施例に係るコンバイ
ンドプラントの系統図、第４図は第３図の例の流
量調整弁の制御方法を説明するためのグラフであ
る。 １２……ガスタービン、２０……排熱回収ボイ
ラ、２２……高圧ボイラ、２３……高圧節炭器、
２４……低圧ボイラ、２５……低圧節炭器、３１
……高圧蒸気管、３２……低圧蒸気管、３５……
蒸気タービン、４１……復水器、４３……給水ポ
ンプ、４４……抵抗体、４６……（入口側）給水
管、５１……分岐配管、Ｅ……（低圧節炭器と低
圧ボイラとを連通させる）配管、Ｆ……分岐管、
F′……分岐点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンと、該ガスタービンの排気によ
   り蒸気を発生する排熱回収ボイラと、該排熱回収
   ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気ター
   ビンとを備え、前記排熱回収ボイラには蒸気ター
   ビンからの復水である供給水を加熱する低圧節炭
   器と、該節炭器で加熱した供給水を蒸気化する低
   圧ボイラとを具備させ、該低圧節炭器と低圧ボイ
   ラとを連通させる配管からは分岐管を設けてこの
   分岐管は給水ポンプを経由して高圧節炭器に導
   き、該高圧節炭器で加熱した供給水は高圧ボイラ
   で蒸気化させ、かつ前記低圧及び高圧両ボイラで
   の発生蒸気は各々低圧蒸気管及び高圧蒸気管で蒸
   気タービンに導いて成るコンバインドプラントに
   おいて、 前記分岐管の分岐点と低圧ボイラとの間に給水
   系に流動抵抗を与える抵抗体を設置し、更に前記
   分岐管の給水ポンプ吐出側から分岐配管を分岐さ
   せ、該分岐配管は調整弁を介して前記低圧節炭器
   の入口側給水管に接続する構成としたことを特徴
   とするコンバインドプラント。 ２ 前記分岐配管の調整弁は、低圧節炭器入口給
   水温度かまたは前記給水ポンプの通過流量信号か
   の一方またはその双方により開度調整することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のコン
   バインドプラント。