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JP2003269188A - Steam injection reheat gas turbine generator - Google Patents

Steam injection reheat gas turbine generator

Info

Publication number
JP2003269188A
JP2003269188A JP2002075494A JP2002075494A JP2003269188A JP 2003269188 A JP2003269188 A JP 2003269188A JP 2002075494 A JP2002075494 A JP 2002075494A JP 2002075494 A JP2002075494 A JP 2002075494A JP 2003269188 A JP2003269188 A JP 2003269188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
combustor
gas turbine
power generation
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002075494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Genichiro Nagahara
元一郎 永原
Tosaku Takamura
東作 高村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP2002075494A priority Critical patent/JP2003269188A/en
Publication of JP2003269188A publication Critical patent/JP2003269188A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動性、発電出力と熱効率、及び過渡応答性
に優れ、かつ蒸気噴射を行なわない時でも、ガス流量、
圧力比、回転速度の低下が少なく、高い発電出力と熱効
率を維持できる蒸気噴射再熱ガスタービン発電装置を提
供する。 【解決手段】 吸気を圧縮する圧縮機12と、圧縮した
空気で燃料を燃焼させる第1燃焼器13と、第1燃焼器
の燃焼ガスで駆動され前記圧縮機を駆動する圧縮機用タ
ービン14とを有する第1ガスタービン装置20と、圧
縮機用タービンの排ガスで燃料を燃焼させる第2燃焼器
15と、第2燃焼器の燃焼ガスで駆動され発電機18を
駆動する発電用タービン16とを有する第2ガスタービ
ン装置22と、第2燃焼器15に水蒸気を噴射する蒸気
噴射装置24とを備え、発電用タービンの回転速度を一
定速度に保持し、かつ、第2燃焼器15への水蒸気の噴
射量により発電出力を制御する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] The gas flow rate, even when steam injection is not performed, is excellent in startability, power generation output and thermal efficiency, and transient response.
Provided is a steam injection reheat gas turbine power generation device capable of maintaining a high power generation output and a high thermal efficiency with a small decrease in a pressure ratio and a rotation speed. SOLUTION: A compressor 12 for compressing intake air, a first combustor 13 for burning fuel with compressed air, a compressor turbine 14 driven by combustion gas of the first combustor and driving the compressor, and A first gas turbine device 20 having a gas turbine, a second combustor 15 for burning fuel with exhaust gas from a compressor turbine, and a power generation turbine 16 driven by combustion gas of the second combustor and driving a generator 18. A second gas turbine device 22 and a steam injection device 24 for injecting steam into the second combustor 15, the rotation speed of the power generation turbine is maintained at a constant speed, and the steam is supplied to the second combustor 15. The power generation output is controlled by the amount of injection.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、再熱ガスタービン
に係り、更に詳しくは、蒸気噴射により発電出力と熱効
率を高めることができる蒸気噴射再熱ガスタービン発電
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reheat gas turbine, and more particularly to a steam injection reheat gas turbine power generator capable of increasing power generation output and thermal efficiency by steam injection.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンへ水蒸気を注入する従来の
蒸気噴射ガスタービン発電装置は、図3に例示するよう
に、大気中から吸入した空気を圧縮機2で圧縮して燃焼
室3に供給し、この圧縮空気で燃料を燃焼させて高温の
燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスによりタービン4を駆
動して圧縮機2及び発電機1を駆動し、更にタービン4
を出た燃焼ガスにより排熱回収ボイラ6で水蒸気を発生
させ、排気を大気中に放出するようになっている。な
お、この図で5は発電機用の減速機である。
2. Description of the Related Art In a conventional steam injection gas turbine power generator for injecting steam into a gas turbine, air sucked from the atmosphere is compressed by a compressor 2 and supplied to a combustion chamber 3 as shown in FIG. , The compressed air is used to burn fuel to generate high-temperature combustion gas, and the combustion gas drives the turbine 4 to drive the compressor 2 and the generator 1.
The exhaust gas is generated in the exhaust heat recovery boiler 6 by the generated combustion gas and the exhaust gas is discharged into the atmosphere. In this figure, 5 is a reducer for a generator.

【0003】かかる従来の蒸気噴射ガスタービン発電装
置は、燃焼室3に排熱回収ボイラ6で発生した水蒸気S
を噴射するためタービンに流入する燃焼ガスの流量が増
大し、かつ燃焼ガスの比熱が増大することからタービン
の出力と熱効率を高めることができる特徴を有してい
る。
In such a conventional steam injection gas turbine power generator, steam S generated in the exhaust heat recovery boiler 6 in the combustion chamber 3 is used.
Since the fuel is injected, the flow rate of the combustion gas flowing into the turbine is increased, and the specific heat of the combustion gas is increased, so that the output and thermal efficiency of the turbine can be increased.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図3に示した
従来の蒸気噴射ガスタービン発電装置は、1軸式ガスタ
ービンであるため、以下の問題点があった。 (1)始動時に圧縮機2及びタービン4だけでなく、負
荷(発電機1)をも駆動する必要があり、大容量の始動
モータ(又はエアタービン)が必要となり、負荷との間
にクラッチが必要となる。従って始動性が悪い。 (2)負荷と直接結合されているため、負荷の要求回転
速度にリンクした回転速度で運転することが必要にな
る。このため、必要動力に関わらず圧縮機2は一定量の
空気を取り込んでしまい、出力制御は主として燃焼量に
よるためサージに陥りやすい。また、特に部分負荷で
は、最適条件での運転はできず燃費に不利である。 (3)圧縮機2及びタービン4の慣性が大きく、一旦変
化した回転速度の回復が遅く、過渡応答性が低い。
However, since the conventional steam injection gas turbine power generator shown in FIG. 3 is a single-shaft gas turbine, it has the following problems. (1) It is necessary to drive not only the compressor 2 and the turbine 4 but also the load (generator 1) at the time of starting, a large capacity starting motor (or air turbine) is required, and a clutch between the load and Will be needed. Therefore, startability is poor. (2) Since it is directly connected to the load, it is necessary to operate at a rotation speed linked to the required rotation speed of the load. For this reason, the compressor 2 takes in a fixed amount of air regardless of the required power, and the output control mainly depends on the combustion amount, so that a surge easily occurs. Further, particularly under partial load, it is not possible to operate under optimum conditions, which is disadvantageous in fuel consumption. (3) The inertia of the compressor 2 and the turbine 4 is large, the recovery of the once changed rotation speed is slow, and the transient response is low.

【0005】上述した1軸式ガスタービンの問題点を解
決するために、図4に例示するような、2軸式ガスター
ビンが提案されている。この2軸式ガスタービンは、圧
縮機2は高圧タービン4aとのみ連結しており、負荷
(発電機1)は、低圧タービン4bと減速機5を介して
連結している。この構成により、2軸式ガスタービン
は、以下の特徴を有する。 (1)始動時に圧縮機2と高圧タービン4aのみの駆動
でよいため、小型の始動用モータの使用ができる。従っ
て始動性が良い。 (2)負荷の要求回転速度とは関係なく圧縮機2と高圧
タービン4aは最も効率の良い最適回転速度で運転がで
きる。従って部分負荷でも効率の低下が少なく燃費が良
い。圧縮機2の回転速度を変化させ必要出力に応じた最
適空気取り入れ量での運転が可能なため、サージマージ
ンが大きく安定した運転が可能である。 (3)圧縮機2及び高圧タービン4の慣性が小さく、か
つ最適回転速度での運転が可能なため変動時の回復が早
く、過渡応答性が高い。
In order to solve the above-mentioned problems of the one-shaft type gas turbine, a two-shaft type gas turbine as illustrated in FIG. 4 has been proposed. In this two-shaft gas turbine, the compressor 2 is connected only to the high-pressure turbine 4a, and the load (generator 1) is connected to the low-pressure turbine 4b via the speed reducer 5. With this configuration, the two-shaft gas turbine has the following features. (1) Since only the compressor 2 and the high pressure turbine 4a need be driven at the time of starting, a small starting motor can be used. Therefore, the startability is good. (2) The compressor 2 and the high-pressure turbine 4a can be operated at the most efficient optimum rotation speed regardless of the required rotation speed of the load. Therefore, the efficiency is small and the fuel consumption is good even with partial load. Since the operation can be performed with the optimum air intake amount according to the required output by changing the rotation speed of the compressor 2, the surge margin is large and stable operation is possible. (3) Since the inertia of the compressor 2 and the high-pressure turbine 4 is small, and the compressor 2 and the high-pressure turbine 4 can be operated at an optimum rotation speed, recovery at the time of fluctuation is fast and transient response is high.

【0006】しかし、この2軸式ガスタービンの燃焼器
3に水蒸気を噴射して、蒸気噴射型再熱ガスタービン発
電装置を構成した場合、以下の問題点がある。蒸気噴射
を行う時には全体のガス流量が大きく、圧力比が高く、
所定の回転速度を維持でき、高い発電出力と熱効率が得
られる。しかし、蒸気噴射を停止すると、高圧タービン
4aと低圧タービン4bのガス流量が大幅に低下し、回
転速度も大幅に低下するため、圧力比も大きく低下し、
この結果、低圧タービン4bは所定の回転速度を維持で
きなくなり、発電出力と熱効率の両方が大きく低下して
しまう。
However, when steam is injected into the combustor 3 of the two-shaft gas turbine to construct a steam injection type reheat gas turbine power generator, there are the following problems. When performing steam injection, the total gas flow rate is high, the pressure ratio is high,
A predetermined rotation speed can be maintained and high power generation output and thermal efficiency can be obtained. However, when the steam injection is stopped, the gas flow rates of the high-pressure turbine 4a and the low-pressure turbine 4b are significantly reduced, and the rotation speed is also significantly reduced, so that the pressure ratio is also significantly reduced.
As a result, the low-pressure turbine 4b cannot maintain a predetermined rotation speed, and both the power generation output and the thermal efficiency are greatly reduced.

【0007】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、始動
性、発電出力と熱効率、及び過渡応答性に優れ、かつ蒸
気噴射を行なわない時でも、ガス流量、圧力比、回転速
度の低下が少なく、高い発電出力と熱効率を維持できる
蒸気噴射再熱ガスタービン発電装置を提供することにあ
る。
The present invention was created to solve such problems. That is, the object of the present invention is to have excellent startability, power generation output and thermal efficiency, and transient response, and even when steam injection is not performed, there is little decrease in gas flow rate, pressure ratio, rotational speed, and high power generation output and thermal efficiency. It is an object of the present invention to provide a steam injection reheat gas turbine power generator that can maintain the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、吸気を
圧縮する圧縮機(12)と、圧縮した空気で燃料を燃焼
させる第1燃焼器(13)と、第1燃焼器の燃焼ガスで
駆動され前記圧縮機を駆動する圧縮機用タービン(1
4)とを有する第1ガスタービン装置(20)と、前記
圧縮機用タービンの排ガスで燃料を燃焼させる第2燃焼
器(15)と、第2燃焼器の燃焼ガスで駆動され発電機
(18)を駆動する発電用タービン(16)とを有する
第2ガスタービン装置(22)と、前記第2燃焼器(1
5)に水蒸気を噴射する蒸気噴射装置(24)とを備
え、前記発電用タービンの回転速度を一定速度に保持
し、かつ、第2燃焼器(15)への水蒸気の噴射量によ
り発電出力を制御することを特徴とする蒸気噴射再熱ガ
スタービン発電装置が提供される。
According to the present invention, a compressor (12) for compressing intake air, a first combustor (13) for combusting fuel with compressed air, and a combustion gas for the first combustor. A turbine for a compressor (1
4), a first gas turbine device (20), a second combustor (15) for combusting fuel with the exhaust gas of the compressor turbine, and a generator (18) driven by combustion gas of the second combustor. A second gas turbine device (22) having a power generation turbine (16) for driving the second combustor (1).
5) is provided with a steam injection device (24) for injecting steam, the rotation speed of the power generation turbine is maintained at a constant speed, and the power generation output is generated by the amount of steam injected into the second combustor (15). There is provided a steam injection reheat gas turbine power generation device characterized by controlling.

【0009】上記本発明の構成によれば、発電機(1
8)に直接連結されない第1ガスタービン装置(20)
を備えるので、上述した2軸式ガスタービンと同様に、
(1)始動時に第1ガスタービン装置のみの駆動でよい
ため、小型の始動用モータの使用ができ、始動性が良
く、(2)負荷の要求回転速度とは関係なく第1ガスタ
ービン装置は最も効率の良い最適回転速度で運転ができ
るので、部分負荷でも効率の低下が少なく燃費が良く、
(3)第1ガスタービン装置の慣性が小さく、かつ最適
回転速度での運転が可能なため変動時の回復が早く、過
渡応答性が高い。
According to the above configuration of the present invention, the generator (1
8) A first gas turbine device (20) not directly connected to
Therefore, like the two-shaft gas turbine described above,
(1) Since only the first gas turbine device needs to be driven at the time of starting, a small starting motor can be used and the startability is good, and (2) the first gas turbine device is independent of the required rotation speed of the load. Since it can be operated at the most efficient optimum rotation speed, there is little decrease in efficiency even at partial load and fuel consumption is good,
(3) Since the inertia of the first gas turbine device is small and the first gas turbine device can be operated at the optimum rotation speed, recovery at the time of fluctuation is fast and the transient response is high.

【0010】また、第2ガスタービン装置(22)のみ
が発電機(18)を駆動し、蒸気噴射装置(24)によ
り第2ガスタービン装置の第2燃焼器(15)のみに水
蒸気が噴射されるので、発電出力は第2燃焼器(15)
への水蒸気の噴射量により容易に制御できる。
Further, only the second gas turbine device (22) drives the generator (18), and the steam injector (24) injects steam only into the second combustor (15) of the second gas turbine device. Therefore, the power generation output is the second combustor (15).
It can be easily controlled by the injection amount of water vapor to the.

【0011】更に、発電用タービンの回転速度を一定速
度に保持するので、蒸気噴射を行なわない時でも、第2
ガスタービン装置の回転速度は維持され、圧力比を維持
でき、水蒸気分のガス流量は低下するが、出力の低下が
少なく、高い発電出力と熱効率を維持できる。
Further, since the rotation speed of the turbine for power generation is maintained at a constant speed, the second speed is maintained even when steam injection is not performed.
The rotation speed of the gas turbine device can be maintained, the pressure ratio can be maintained, and the gas flow rate of the water vapor component decreases, but the decrease in output is small and high power generation output and thermal efficiency can be maintained.

【0012】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
発電用タービン(16)の排ガスで水蒸気を発生させる
排熱回収ボイラ(26)を備える。この構成により、発
電用タービン(16)の排ガスのエネルギーを回収し、
発生する大量の余剰蒸気を有効利用して、発電出力と熱
効率を向上させることができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided an exhaust heat recovery boiler (26) for generating steam from the exhaust gas of the power generation turbine (16). With this configuration, the energy of the exhaust gas of the power generation turbine (16) is recovered,
By effectively utilizing the large amount of surplus steam that is generated, it is possible to improve power generation output and thermal efficiency.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を使用する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals are used for the common parts in each drawing.

【0014】図1は、本発明の蒸気噴射再熱ガスタービ
ン発電装置の全体構成図である。この図に示すように、
本発明の蒸気噴射再熱ガスタービン発電装置10は、第
1ガスタービン装置20、第2ガスタービン装置22、
蒸気噴射装置24及び排熱回収ボイラ26を備える。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a steam injection reheat gas turbine power generator of the present invention. As shown in this figure,
The steam injection reheat gas turbine power generator 10 of the present invention includes a first gas turbine device 20, a second gas turbine device 22,
A steam injection device 24 and an exhaust heat recovery boiler 26 are provided.

【0015】第1ガスタービン装置20は、圧縮機1
2、第1燃焼器13及び圧縮機用タービン14からな
る。圧縮機12は、吸気(外気)を圧縮する好ましくは
軸流圧縮機である。第1燃焼器13は、圧縮機12で圧
縮した空気で燃料を燃焼させる燃焼装置である。この第
1燃焼器13には、燃料のみが圧縮機用タービン14の
回転速度を制御するように流量制御して供給され、水蒸
気の噴射は行わない。圧縮機用タービン14は、第1燃
焼器13の燃焼ガスで駆動され、圧縮機12と機械的に
連結されこれを回転駆動する。またこの圧縮機用タービ
ン14には後述する発電機は連結されていない。上述し
た構成により、第1ガスタービン装置20を単独に、始
動、運転し、その回転速度を最適速度に常時維持するこ
とができる。
The first gas turbine device 20 includes a compressor 1
2, the first combustor 13 and the compressor turbine 14. The compressor 12 is preferably an axial flow compressor that compresses intake air (outside air). The first combustor 13 is a combustion device that burns fuel with the air compressed by the compressor 12. Only fuel is supplied to the first combustor 13 with its flow rate controlled so as to control the rotational speed of the compressor turbine 14, and no steam is injected. The compressor turbine 14 is driven by the combustion gas of the first combustor 13, is mechanically connected to the compressor 12, and rotationally drives this. Further, a generator described later is not connected to the compressor turbine 14. With the configuration described above, the first gas turbine device 20 can be independently started and operated, and the rotation speed thereof can be constantly maintained at the optimum speed.

【0016】第2ガスタービン装置22は、第2燃焼器
15及び発電用タービン16からなる。第2燃焼器15
は、圧縮機用タービン14の排ガスで燃料を燃焼させる
燃焼装置である。この第2燃焼器15には、燃料と水蒸
気が発電用タービン16の回転速度を制御するように流
量制御して供給される。発電用タービン16は、第2燃
焼器15の燃焼ガスで駆動され、減速機17を介して発
電機18を駆動する。発電用タービン16の回転速度
は、図示しない制御装置により、発電機18に適した一
定速度に保持される。上述した構成により、第2ガスタ
ービン装置22を単独運転し、その回転速度を燃料と水
蒸気により最適速度に常時維持することができる。
The second gas turbine device 22 comprises a second combustor 15 and a power generation turbine 16. Second combustor 15
Is a combustion device that burns fuel with exhaust gas from the compressor turbine 14. Fuel and water vapor are supplied to the second combustor 15 at a flow rate controlled so as to control the rotation speed of the power generation turbine 16. The power generation turbine 16 is driven by the combustion gas of the second combustor 15, and drives the power generator 18 via the speed reducer 17. The rotation speed of the power generation turbine 16 is maintained at a constant speed suitable for the power generator 18 by a control device (not shown). With the configuration described above, the second gas turbine device 22 can be operated independently, and its rotation speed can be constantly maintained at the optimum speed by the fuel and the steam.

【0017】蒸気噴射装置24は、第2燃焼器15に水
蒸気を噴射し、その噴射量により発電出力を制御する。
この水蒸気は、発電用タービン16の排ガスで水蒸気を
発生させる排熱回収ボイラ26から供給される。
The steam injection device 24 injects steam into the second combustor 15 and controls the power generation output by the injection amount.
This steam is supplied from an exhaust heat recovery boiler 26 that generates steam from the exhaust gas of the power generation turbine 16.

【0018】図2は、1軸式と2軸式ガスタービンの特
性比較図である。この図において、横軸は発生蒸気量に
対する外部への送気蒸気量の比率であり、0は発生蒸気
量全量をガスタービンの燃焼器に噴射した場合、1は逆
に噴射をしない場合である。また縦軸は、全量噴射時を
基準(1)とする空気流量、圧力比、回転数(回転速
度)、出力の比率である。
FIG. 2 is a characteristic comparison diagram of a single-shaft type and a double-shaft type gas turbine. In this figure, the horizontal axis is the ratio of the amount of steam to be sent to the outside with respect to the amount of generated steam, 0 is the case where the entire amount of generated steam is injected into the combustor of the gas turbine, and 1 is the case where it is not injected conversely. . The vertical axis represents the ratio of the air flow rate, the pressure ratio, the rotation speed (rotation speed), and the output with reference to the time of full injection (1).

【0019】図2において、Aは、従来の1軸式ガスタ
ービンの空気流量、圧力比、回転数(回転速度)であ
り、Bはその出力である。この従来の1軸式ガスタービ
ンは本発明の第2ガスタービン装置22に相当する。ま
た、Cは従来の2軸式ガスタービンの空気流量及び回転
数(回転速度)であり、Dはその圧力比、Eはその出力
である。
In FIG. 2, A is the air flow rate, pressure ratio, and rotation speed (rotation speed) of the conventional single-shaft gas turbine, and B is its output. This conventional single-shaft gas turbine corresponds to the second gas turbine device 22 of the present invention. Further, C is the air flow rate and the rotation speed (rotation speed) of the conventional two-shaft gas turbine, D is the pressure ratio thereof, and E is the output thereof.

【0020】この図から、1軸式ガスタービン及び本発
明の第2ガスタービン装置22では、蒸気噴射量を全量
から0に変化させても、空気流量、圧力比、回転数(回
転速度)は低下せず、出力が約38%低下するにすぎな
い。これに対して、従来の2軸式ガスタービンでは、蒸
気噴射量を全量から0に変化させると、空気流量及び回
転数(回転速度)は約42%低下し、圧力比は約50
%、出力は約70%低下してしまうことがわかる。
From this figure, in the single-shaft gas turbine and the second gas turbine device 22 of the present invention, the air flow rate, the pressure ratio, and the rotation speed (rotation speed) can be changed even if the steam injection amount is changed from the total amount to zero. There is no reduction, only about 38% reduction in output. On the other hand, in the conventional two-shaft gas turbine, when the steam injection amount is changed from the total amount to 0, the air flow rate and the rotation speed (rotation speed) are reduced by about 42%, and the pressure ratio is about 50.
%, The output decreases by about 70%.

【0021】上述したように、本発明の構成によれば、
発電機18に直接連結されない第1ガスタービン装置2
0を備えるので、従来の2軸式ガスタービンと同様に、
(1)始動時に第1ガスタービン装置のみの駆動でよい
ため、小型の始動用モータの使用ができ、始動性が良
く、(2)負荷の要求回転速度とは関係なく第1ガスタ
ービン装置は最も効率の良い最適回転速度で運転ができ
るので、部分負荷でも効率の低下が少なく燃費が良く、
(3)第1ガスタービン装置の慣性が小さく、かつ最適
回転速度での運転が可能なため変動時の回復が早く、過
渡応答性が高い。
As described above, according to the configuration of the present invention,
First gas turbine device 2 that is not directly connected to the generator 18
Since it has 0, like the conventional two-shaft gas turbine,
(1) Since only the first gas turbine device needs to be driven at the time of starting, a small starting motor can be used and the startability is good, and (2) the first gas turbine device is independent of the required rotation speed of the load. Since it can be operated at the most efficient optimum rotation speed, there is little decrease in efficiency even at partial load and fuel consumption is good,
(3) Since the inertia of the first gas turbine device is small and the first gas turbine device can be operated at the optimum rotation speed, recovery at the time of fluctuation is fast and the transient response is high.

【0022】また、第2ガスタービン装置22のみが発
電機18を駆動し、蒸気噴射装置24により第2ガスタ
ービン装置の第2燃焼器15のみに水蒸気が噴射される
ので、発電出力は第2燃焼器15への水蒸気の噴射量に
より容易に制御できる。
Further, since only the second gas turbine device 22 drives the generator 18, and the steam is injected by the steam injection device 24 only into the second combustor 15 of the second gas turbine device, the power generation output is the second. It can be easily controlled by the injection amount of water vapor to the combustor 15.

【0023】更に、発電用タービンの回転速度を一定速
度に保持するので、蒸気噴射を行なわない時でも、第2
ガスタービン装置の回転速度は維持され、圧力比を維持
でき、水蒸気分のガス流量は低下するが、出力の低下が
少なく、高い発電出力と熱効率を維持できる。
Further, since the rotating speed of the power generation turbine is maintained at a constant speed, the second speed is maintained even when steam injection is not performed.
The rotation speed of the gas turbine device can be maintained, the pressure ratio can be maintained, and the gas flow rate of the water vapor component decreases, but the decrease in output is small and high power generation output and thermal efficiency can be maintained.

【0024】また、発電用タービン16の排ガスで水蒸
気を発生させる排熱回収ボイラ26を備える構成によ
り、発電用タービン16の排ガスのエネルギーを回収
し、発生する大量の余剰蒸気を有効利用して、発電出力
と熱効率を向上させることができる。
Further, the exhaust heat recovery boiler 26 for generating water vapor from the exhaust gas of the power generation turbine 16 is used to recover the energy of the exhaust gas of the power generation turbine 16 and effectively utilize the large amount of surplus steam generated. Power generation output and thermal efficiency can be improved.

【0025】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、第2
ガスタービン装置22の第2燃焼器15に蒸気噴射を行
うことにより、発電用タービン16は負荷(発電機1
8)と直結しているので、第2燃焼器15に蒸気噴射を
行わない場合でも出力タービンの回転数は一定のままと
なり、全体の効率低下を抑え、高い熱効率を維持でき
る。また、第1ガスタービン装置20の第1燃焼器13
には蒸気噴射を行わないので、負荷の要求回転数とは関
係なく最も効率の良い最適回転数で運転が可能なため、
高い熱効率を維持できる。
As described above, according to the present invention, the second
By performing steam injection to the second combustor 15 of the gas turbine device 22, the power generation turbine 16 is loaded (power generator 1
Since it is directly connected to 8), the rotational speed of the output turbine remains constant even when the steam is not injected into the second combustor 15, and it is possible to suppress a decrease in overall efficiency and maintain high thermal efficiency. In addition, the first combustor 13 of the first gas turbine device 20.
Since steam injection is not performed on the engine, it is possible to operate at the most efficient optimum rotation speed regardless of the required rotation speed of the load.
High thermal efficiency can be maintained.

【0027】従って、本発明の蒸気噴射再熱ガスタービ
ン発電装置は、始動性、発電出力と熱効率、及び過渡応
答性に優れ、かつ蒸気噴射を行なわない時でも、ガス流
量、圧力比、回転速度の低下が少なく、高い発電出力と
熱効率を維持できる、等の優れた効果を有する。
Therefore, the steam injection reheat gas turbine power generator of the present invention is excellent in startability, power generation output and thermal efficiency, and transient responsiveness, and even when steam injection is not performed, gas flow rate, pressure ratio, rotation speed. It has an excellent effect such as a decrease in power consumption and a high power generation output and thermal efficiency can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の蒸気噴射再熱ガスタービン発電装置の
全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a steam injection reheat gas turbine power generator of the present invention.

【図2】1軸式と2軸式ガスタービンの特性比較図であ
る。
FIG. 2 is a characteristic comparison diagram of a single-shaft type and a double-shaft type gas turbine.

【図3】従来の蒸気噴射ガスタービン発電装置(1軸式
ガスタービン)の全体構成図である。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a conventional steam injection gas turbine power generator (single-shaft gas turbine).

【図4】従来の蒸気噴射ガスタービン発電装置(2軸式
ガスタービン)の全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional steam injection gas turbine power generator (two-shaft gas turbine).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発電機、2 圧縮機、3 燃焼器、4 タービン、
4a 高圧タービン、4b 低圧タービン、5 減速
機、6 排熱回収ボイラ、10 蒸気噴射再熱ガスター
ビン発電装置、12 圧縮機、13 第1燃焼器、14
圧縮機用タービン、15 第2燃焼器、16 発電用
タービン、17 減速機、18 発電機、20 第1ガ
スタービン装置、22 第2ガスタービン装置、24
蒸気噴射装置、26 排熱回収ボイラ
1 generator, 2 compressor, 3 combustor, 4 turbine,
4a high-pressure turbine, 4b low-pressure turbine, 5 speed reducer, 6 exhaust heat recovery boiler, 10 steam injection reheat gas turbine power generator, 12 compressor, 13 first combustor, 14
Turbine for compressor, 15 2nd combustor, 16 Turbine for power generation, 17 Reducer, 18 Generator, 20 1st gas turbine apparatus, 22 2nd gas turbine apparatus, 24
Steam injection device, 26 Exhaust heat recovery boiler

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸気を圧縮する圧縮機(12)と、圧縮
した空気で燃料を燃焼させる第1燃焼器(13)と、第
1燃焼器の燃焼ガスで駆動され前記圧縮機を駆動する圧
縮機用タービン(14)とを有する第1ガスタービン装
置(20)と、 前記圧縮機用タービンの排ガスで燃料を燃焼させる第2
燃焼器(15)と、第2燃焼器の燃焼ガスで駆動され発
電機(18)を駆動する発電用タービン(16)とを有
する第2ガスタービン装置(22)と、 前記第2燃焼器(15)に水蒸気を噴射する蒸気噴射装
置(24)とを備え、 前記発電用タービンの回転速度を一定速度に保持し、か
つ、第2燃焼器(15)への水蒸気の噴射量により発電
出力を制御する、ことを特徴とする蒸気噴射再熱ガスタ
ービン発電装置。
1. A compressor (12) for compressing intake air, a first combustor (13) for combusting fuel with compressed air, and a compression driven by combustion gas of the first combustor to drive the compressor. A first gas turbine device (20) having an engine turbine (14); and a second gas turbine device (20) for combusting fuel with exhaust gas of the compressor turbine.
A second gas turbine device (22) having a combustor (15) and a power generation turbine (16) driven by combustion gas of the second combustor to drive a generator (18); and the second combustor ( 15) is provided with a steam injection device (24) for injecting steam, the rotational speed of the turbine for power generation is maintained at a constant speed, and the power generation output is generated by the amount of steam injected into the second combustor (15). A steam injection reheat gas turbine power generation device characterized by controlling.
【請求項2】 前記発電用タービン(16)の排ガスで
水蒸気を発生させる排熱回収ボイラ(26)を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気噴射再熱ガスタ
ービン発電装置。
2. An exhaust heat recovery boiler (26) for generating steam in the exhaust gas of the power generation turbine (16),
The steam-injection reheat gas turbine power generator according to claim 1, characterized in that.
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