JP2003518220A - 蒸気タービン設備の運転方法およびこの方法で運転される蒸気タービン設備 - Google Patents
蒸気タービン設備の運転方法およびこの方法で運転される蒸気タービン設備Info
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
-
- 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
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
蒸気タービン設備（１）の運転中、先ず、化石燃料（Ｂ）の燃焼によって発生された煙道ガス（ＲＧ）は、高温熱交換器（３）において、蒸気タービン（７）の水・蒸気回路（６）内を流れる水蒸気（ＷＤ）と熱交換されて導かれ、この水蒸気（ＷＤ）は蒸気タービン（７）に主蒸気（ＦＤ）として、特に８００℃より高温の主蒸気温度（ＴFD）で導入される。続いて、高温熱交換器（３）で冷却された煙道ガス（ＲＧ）は、廃熱ボイラ（４）において水・蒸気回路（６）内を流れる給水（ＳＷ）と熱交換して導かれ、水蒸気（ＷＤ）が発生する。
Description
【０００１】
本発明は、化石燃料の燃焼によって発生した煙道ガスが、蒸気タービンの水・
蒸気回路内を流れる媒体と熱交換して導かれる蒸気タービン設備の運転方法に関
する。また本発明は、この方法で運転される蒸気タービン設備に関する。
蒸気回路内を流れる媒体と熱交換して導かれる蒸気タービン設備の運転方法に関
する。また本発明は、この方法で運転される蒸気タービン設備に関する。
【０００２】
一次エネルギー担体として化石燃料（特に石炭）が使用される発電所の場合、
ガスタービン設備と蒸気タービン設備との複合利用を共通とする種々のいわゆる
複合プロセスが利用される。即ち、いわゆる石炭ガス化複合発電設備（Integrat
ed Gasification Combined Cycle IGCC） において、石炭が空気分解設備で発
生した酸素を供給されながらガス化され、その際に発生した燃料ガスが、ガス浄
化を行った後、燃焼器において燃焼される。その燃焼の際に生じた高温煙道ガス
は、１０００℃〜１４００℃の入口温度でガスタービンに導入され、そこで膨張
される。仕事をしながら膨張して約５４０℃に冷却された煙道ガスは、廃熱ボイ
ラにおいて、蒸気タービンの水・蒸気回路内を流れる水・蒸気混合物の形の媒体
と熱交換して導かれる。その際に発生した主蒸気は、約５４０℃の入口温度で蒸
気タービンに導入され、そこで仕事をしながら膨張する。
ガスタービン設備と蒸気タービン設備との複合利用を共通とする種々のいわゆる
複合プロセスが利用される。即ち、いわゆる石炭ガス化複合発電設備（Integrat
ed Gasification Combined Cycle IGCC） において、石炭が空気分解設備で発
生した酸素を供給されながらガス化され、その際に発生した燃料ガスが、ガス浄
化を行った後、燃焼器において燃焼される。その燃焼の際に生じた高温煙道ガス
は、１０００℃〜１４００℃の入口温度でガスタービンに導入され、そこで膨張
される。仕事をしながら膨張して約５４０℃に冷却された煙道ガスは、廃熱ボイ
ラにおいて、蒸気タービンの水・蒸気回路内を流れる水・蒸気混合物の形の媒体
と熱交換して導かれる。その際に発生した主蒸気は、約５４０℃の入口温度で蒸
気タービンに導入され、そこで仕事をしながら膨張する。
【０００３】
別の複合プロセスとして、加圧流動床燃焼複合発電（Pressurized Fluidized
Bed Combustion PFBC）および加圧微粉炭燃焼（Pressurized Pulverized Coal
Combustion PPCC）が存在し、同様に、一次エネルギー担体として石炭が燃焼
され、浄化された燃焼生成物が、高温煙道ガスとしてガスタービンに直接導入さ
れる。この複合プロセスの場合も、ガスタービンにおいて仕事をしながら膨張し
約５００℃〜５５０℃に冷却された煙道ガスは、廃熱ボイラあるいは廃熱熱交換
器において、蒸気タービンの水・蒸気回路内を流れる媒体と熱交換して導かれる
。その際に発生した水蒸気は、廃熱ボイラ自体で、あるいは燃焼設備において過
熱され、主蒸気として蒸気タービンに導入される。
Bed Combustion PFBC）および加圧微粉炭燃焼（Pressurized Pulverized Coal
Combustion PPCC）が存在し、同様に、一次エネルギー担体として石炭が燃焼
され、浄化された燃焼生成物が、高温煙道ガスとしてガスタービンに直接導入さ
れる。この複合プロセスの場合も、ガスタービンにおいて仕事をしながら膨張し
約５００℃〜５５０℃に冷却された煙道ガスは、廃熱ボイラあるいは廃熱熱交換
器において、蒸気タービンの水・蒸気回路内を流れる媒体と熱交換して導かれる
。その際に発生した水蒸気は、廃熱ボイラ自体で、あるいは燃焼設備において過
熱され、主蒸気として蒸気タービンに導入される。
【０００４】
この複合プロセスの場合も、純粋な化石燃料式蒸気タービン設備の場合と同様
に、蒸気タービンにおいて仕事をしながら膨張した蒸気は、この蒸気タービンに
後置接続された復水器において凝縮され、給水として水・蒸気回路にあらためて
導入される。
に、蒸気タービンにおいて仕事をしながら膨張した蒸気は、この蒸気タービンに
後置接続された復水器において凝縮され、給水として水・蒸気回路にあらためて
導入される。
【０００５】
雑誌「ＶＧＢ クラフトベルクステヒニーク (Kraftwerkstechnik) ７７（１
９９７年）、第７号、第５３７〜５４３頁に掲載の論文“ＥＦＣＣ−石炭ガス化
複合発電所の未来構想”に、いわゆる石炭外燃式ガスタービン（External Fired
Combined Cycle EFCC）が記載されている。この複合プロセスの場合、石炭の
燃焼によって発生した高温煙道ガスが圧縮空気と熱交換して導かれる高温熱交換
器が使用されている。その際約１４００℃までの温度に加熱された空気が、ガス
タービンに作動媒体として導入される。圧縮空気との熱交換によって冷却された
煙道ガスは更に廃熱ボイラに導入される。そこで行われた蒸気タービンの水・蒸
気回路内を導かれる媒体との熱交換で冷却された煙道ガスは、脱窒装置（ＤＥＮ
ＯＸ装置）及び／又は脱硫装置（ＲＥＡ装置）で浄化され、その後煙突を介して
大気に放出されるる。
９９７年）、第７号、第５３７〜５４３頁に掲載の論文“ＥＦＣＣ−石炭ガス化
複合発電所の未来構想”に、いわゆる石炭外燃式ガスタービン（External Fired
Combined Cycle EFCC）が記載されている。この複合プロセスの場合、石炭の
燃焼によって発生した高温煙道ガスが圧縮空気と熱交換して導かれる高温熱交換
器が使用されている。その際約１４００℃までの温度に加熱された空気が、ガス
タービンに作動媒体として導入される。圧縮空気との熱交換によって冷却された
煙道ガスは更に廃熱ボイラに導入される。そこで行われた蒸気タービンの水・蒸
気回路内を導かれる媒体との熱交換で冷却された煙道ガスは、脱窒装置（ＤＥＮ
ＯＸ装置）及び／又は脱硫装置（ＲＥＡ装置）で浄化され、その後煙突を介して
大気に放出されるる。
【０００６】
ＥＦＣＣプロセスにおいていわゆる融灰燃焼で発生した高温ガスは、まず灰の
分離によって浄化され、続いて高温熱交換器に導入される。高温に曝される部品
（例えば内部を圧縮空気が貫流し周囲を高温煙道ガスが流れる管束）は、セラミ
ックス材料あるいは耐熱特殊合金の金属材料から成っている。
分離によって浄化され、続いて高温熱交換器に導入される。高温に曝される部品
（例えば内部を圧縮空気が貫流し周囲を高温煙道ガスが流れる管束）は、セラミ
ックス材料あるいは耐熱特殊合金の金属材料から成っている。
【０００７】
この新たな構想によって、石炭ガス発電設備（ＩＧＣＣ）、加圧流動床発電設
備（ＰＦＢＣ）あるいは加圧微粉炭燃焼（ＰＰＣＣ）による複合プロセスに比べ
て、設備効率が５１％〜５３％に増大することが期待される。しかしこの石炭外
燃式ガスタービンを備えた複合プロセス（ＥＦＣＣ）の場合、ガスタービンに対
する作動媒体として使用する空気が機械式に圧縮されねばならないという欠点が
ある。そのために必要な圧縮エネルギーは、一部がガスタービンにおいて膨張に
よって回収される。しかし、プロセス全体は効率が低下し、特にその必要な機械
エネルギーが、電流発生に利用されずに不利である。
備（ＰＦＢＣ）あるいは加圧微粉炭燃焼（ＰＰＣＣ）による複合プロセスに比べ
て、設備効率が５１％〜５３％に増大することが期待される。しかしこの石炭外
燃式ガスタービンを備えた複合プロセス（ＥＦＣＣ）の場合、ガスタービンに対
する作動媒体として使用する空気が機械式に圧縮されねばならないという欠点が
ある。そのために必要な圧縮エネルギーは、一部がガスタービンにおいて膨張に
よって回収される。しかし、プロセス全体は効率が低下し、特にその必要な機械
エネルギーが、電流発生に利用されずに不利である。
【０００８】
本発明の課題は、できるだけ高い設備効率が、簡単に、蒸気タービンに対する
主蒸気のできるだけ高い入口温度によって達成されるような蒸気タービン設備の
運転方法を提供することにある。またこの方法を実施するために特に適した蒸気
タービン設備を提供することにある。
主蒸気のできるだけ高い入口温度によって達成されるような蒸気タービン設備の
運転方法を提供することにある。またこの方法を実施するために特に適した蒸気
タービン設備を提供することにある。
【０００９】
方法に関する課題は本発明に基づいて請求項１に記載の手段によって解決され
る。そのために、先ず、高温熱交換器において、一次媒体として化石燃料の燃焼
によって発生した高温煙道ガスが、二次媒体として蒸気タービンの水・蒸気回路
内を流れる媒体と熱交換して導かれる。その際に特に８００℃より高い温度に加
熱された水蒸気が蒸気タービンに主蒸気として導入される。続いて、高温熱交換
器で冷却された煙道ガスは、水蒸気を発生するために、廃熱ボイラにおいて水・
蒸気回路内を流れる給水と熱交換して導かれる。
る。そのために、先ず、高温熱交換器において、一次媒体として化石燃料の燃焼
によって発生した高温煙道ガスが、二次媒体として蒸気タービンの水・蒸気回路
内を流れる媒体と熱交換して導かれる。その際に特に８００℃より高い温度に加
熱された水蒸気が蒸気タービンに主蒸気として導入される。続いて、高温熱交換
器で冷却された煙道ガスは、水蒸気を発生するために、廃熱ボイラにおいて水・
蒸気回路内を流れる給水と熱交換して導かれる。
【００１０】
ドイツ特許出願公開第６９３１６６３４号明細書において、例えばゴミ燃焼の
ような問題のある燃料を燃焼して発生した排気ガスを、高温熱交換器を利用して
蒸気発生のために利用する方式が知られている。もっともその場合、高温熱交換
器および廃熱ボイラは排気ガス側が並列接続され、そして、蒸気側を廃熱ボイラ
に後置接続された過熱器並びに高温熱交換器が閉回路において例えば補助エネル
ギー担体としての空気によって貫流される。
ような問題のある燃料を燃焼して発生した排気ガスを、高温熱交換器を利用して
蒸気発生のために利用する方式が知られている。もっともその場合、高温熱交換
器および廃熱ボイラは排気ガス側が並列接続され、そして、蒸気側を廃熱ボイラ
に後置接続された過熱器並びに高温熱交換器が閉回路において例えば補助エネル
ギー担体としての空気によって貫流される。
【００１１】
本発明は、ＥＦＣＣプロセスで必要とされる機械的圧縮エネルギーが、空気の
代わりに液体が圧縮され続いて熱で蒸発されるときに、電流発生のために良好に
利用できるという考えから出発している。特に、蒸気タービンの通常の水・蒸気
回路から取出される水蒸気を加熱することが有効である。その水蒸気は、高温熱
交換器において１２００℃〜１４００℃の温度まで加熱され、続いて、冷却形高
温蒸気タービンにおいて膨張される。この高温蒸気タービンは発電機あるいは給
水ポンプを駆動する。
代わりに液体が圧縮され続いて熱で蒸発されるときに、電流発生のために良好に
利用できるという考えから出発している。特に、蒸気タービンの通常の水・蒸気
回路から取出される水蒸気を加熱することが有効である。その水蒸気は、高温熱
交換器において１２００℃〜１４００℃の温度まで加熱され、続いて、冷却形高
温蒸気タービンにおいて膨張される。この高温蒸気タービンは発電機あるいは給
水ポンプを駆動する。
【００１２】
このようにして、高温熱交換器から取出されたエネルギーは、ＥＦＣＣプロセ
スに比べてエクセルギー的に良好に利用される。同じ効率の場合でも、蒸気ター
ビンのための水蒸気を加熱すると、同じ機械的有効エネルギーの際に、ＥＦＣＣ
プロセスの場合よりも小形の構造設備にできる。その理由は、一方では、伝達さ
れる高温熱量が同じである場合、ＥＦＣＣプロセスでは一般にガスタービン廃熱
が燃焼部に導入されるので、このＥＦＣＣプロセスに比べて、燃料装入が高くな
ることにある。他方では、高温熱交換器はＥＦＣＣプロセスに比べて小さく設計
できる。これは、同じ機械的有効エネルギーに対して同じ効率である場合に、燃
料装入が同じでなければならないからである。蒸気タービンにより高温熱量を有
効に利用することにより、同じ電気出力の場合、ＥＦＣＣプロセスに比べて通常
の蒸気用部品を減らすことができる。更に、この場合に必要な空気圧縮機が省か
れる。
スに比べてエクセルギー的に良好に利用される。同じ効率の場合でも、蒸気ター
ビンのための水蒸気を加熱すると、同じ機械的有効エネルギーの際に、ＥＦＣＣ
プロセスの場合よりも小形の構造設備にできる。その理由は、一方では、伝達さ
れる高温熱量が同じである場合、ＥＦＣＣプロセスでは一般にガスタービン廃熱
が燃焼部に導入されるので、このＥＦＣＣプロセスに比べて、燃料装入が高くな
ることにある。他方では、高温熱交換器はＥＦＣＣプロセスに比べて小さく設計
できる。これは、同じ機械的有効エネルギーに対して同じ効率である場合に、燃
料装入が同じでなければならないからである。蒸気タービンにより高温熱量を有
効に利用することにより、同じ電気出力の場合、ＥＦＣＣプロセスに比べて通常
の蒸気用部品を減らすことができる。更に、この場合に必要な空気圧縮機が省か
れる。
【００１３】
８００℃あるいはそれ以上の高い主蒸気温度を調整するために、蒸気タービン
は、目的に適って冷却される。そのために、好適には、水・蒸気回路から取出さ
れた水蒸気が利用される。
は、目的に適って冷却される。そのために、好適には、水・蒸気回路から取出さ
れた水蒸気が利用される。
【００１４】
本発明の有利な実施態様において、廃熱ボイラ内で発生した水蒸気がまず、別
個の蒸気タービンにおいて仕事をしながら膨張され、ここで膨張された水蒸気が
、高温熱交換器において、この高温熱交換器の蒸気側に後置接続された蒸気ター
ビンの主蒸気温度に加熱される。その両蒸気タービンは、発電機を備えた共通軸
上に置かれ（単軸構造）、水・蒸気回路の内部で廃熱ボイラの加熱器に前置接続
されている共通の復水器で運転される。高温熱交換器の蒸気側に後置接続された
蒸気タービンは、いわば、高温熱交換器の蒸気側に前置接続された蒸気タービン
の高温部分を形成している。
個の蒸気タービンにおいて仕事をしながら膨張され、ここで膨張された水蒸気が
、高温熱交換器において、この高温熱交換器の蒸気側に後置接続された蒸気ター
ビンの主蒸気温度に加熱される。その両蒸気タービンは、発電機を備えた共通軸
上に置かれ（単軸構造）、水・蒸気回路の内部で廃熱ボイラの加熱器に前置接続
されている共通の復水器で運転される。高温熱交換器の蒸気側に後置接続された
蒸気タービンは、いわば、高温熱交換器の蒸気側に前置接続された蒸気タービン
の高温部分を形成している。
【００１５】
蒸気タービン設備に関する課題は本発明に基づいて請求項５に記載の手段によ
って解決される。その有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
って解決される。その有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１６】
廃熱ボイラの煙道ガス側に前置接続されかつ蒸気側に後置接続され、例えばセ
ラミックス材料から成る熱交換器加熱器を備えた高温熱交換器は、蒸気側が、好
適には蒸気冷却形高温蒸気タービンに前置接続されている。蒸気タービンを冷却
するためにこの蒸気タービンに、水・蒸気回路から取出された水蒸気を冷却蒸気
として蒸気タービンに導入する冷却蒸気管が接続されている。この冷却蒸気管が
、高温熱交換器を廃熱ボイラに接続する蒸気管に接続されていると好ましい。別
個の蒸気タービンを備えた実施態様の場合、その冷却蒸気管は、別個の蒸気ター
ビンを高温熱交換器の加熱器に接続する蒸気管に接続されている。この蒸気管を
介して、加熱すべきあるいは過熱すべき水蒸気も導かれる。
ラミックス材料から成る熱交換器加熱器を備えた高温熱交換器は、蒸気側が、好
適には蒸気冷却形高温蒸気タービンに前置接続されている。蒸気タービンを冷却
するためにこの蒸気タービンに、水・蒸気回路から取出された水蒸気を冷却蒸気
として蒸気タービンに導入する冷却蒸気管が接続されている。この冷却蒸気管が
、高温熱交換器を廃熱ボイラに接続する蒸気管に接続されていると好ましい。別
個の蒸気タービンを備えた実施態様の場合、その冷却蒸気管は、別個の蒸気ター
ビンを高温熱交換器の加熱器に接続する蒸気管に接続されている。この蒸気管を
介して、加熱すべきあるいは過熱すべき水蒸気も導かれる。
【００１７】
以下において本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。各図において
同一部分には同一符号が付されている。
同一部分には同一符号が付されている。
【００１８】
図１に示されている蒸気タービン設備は、例えば微粉炭を大気燃焼して灰を分
離器２において溶融状態で流し出す方式の燃焼設備（融灰燃焼設備）１と、高温
熱交換器３と、この高温熱交換器３に後置接続された廃熱ボイラ４とを有してい
る。廃熱ボイラ４の加熱器５は蒸気タービン７の水・蒸気回路６に接続されてい
る。高温熱交換器３は蒸気側が廃熱ボイラ４に後置接続され、蒸気タービン７に
前置接続されている。そのために例えば、セラミック材料あるいは特殊合金（例
えば酸化物分散強化（ＯＤＳ=Oxide Dispersion-Strengthend）合金）の耐熱金
属から成る高温熱交換器３の加熱器８は、上流側が蒸気管９を介して廃熱ボイラ
４の加熱器５に接続され、下流側が高温蒸気管１０を介して蒸気タービン７に接
続されている。
離器２において溶融状態で流し出す方式の燃焼設備（融灰燃焼設備）１と、高温
熱交換器３と、この高温熱交換器３に後置接続された廃熱ボイラ４とを有してい
る。廃熱ボイラ４の加熱器５は蒸気タービン７の水・蒸気回路６に接続されてい
る。高温熱交換器３は蒸気側が廃熱ボイラ４に後置接続され、蒸気タービン７に
前置接続されている。そのために例えば、セラミック材料あるいは特殊合金（例
えば酸化物分散強化（ＯＤＳ=Oxide Dispersion-Strengthend）合金）の耐熱金
属から成る高温熱交換器３の加熱器８は、上流側が蒸気管９を介して廃熱ボイラ
４の加熱器５に接続され、下流側が高温蒸気管１０を介して蒸気タービン７に接
続されている。
【００１９】
蒸気タービン設備の運転中、燃焼設備１において燃料Ｂ（特に石炭）が空気Ｌ
を供給されながら燃焼される。その際に発生された高温燃焼生成物が、灰分離器
２において浄化された後で、例えば８００℃〜１４００℃の煙道ガス温度ＴRGの
煙道ガスＲＧとして、高温熱交換器３の一次側に導入される。高温煙道ガスＲＧ
は高温熱交換器３において、その二次側に加熱器８を介して導かれる水蒸気ＷＤ
と熱交換される。その際に加熱された水蒸気は、蒸気タービン７に、８００℃あ
るいはそれ以上の主蒸気温度あるいは入口温度を持つ主蒸気ＦＤとして導入され
る。主蒸気ＦＤは蒸気タービン７内で仕事をしながら膨張し、電流発生のために
発電機１１を駆動する。
を供給されながら燃焼される。その際に発生された高温燃焼生成物が、灰分離器
２において浄化された後で、例えば８００℃〜１４００℃の煙道ガス温度ＴRGの
煙道ガスＲＧとして、高温熱交換器３の一次側に導入される。高温煙道ガスＲＧ
は高温熱交換器３において、その二次側に加熱器８を介して導かれる水蒸気ＷＤ
と熱交換される。その際に加熱された水蒸気は、蒸気タービン７に、８００℃あ
るいはそれ以上の主蒸気温度あるいは入口温度を持つ主蒸気ＦＤとして導入され
る。主蒸気ＦＤは蒸気タービン７内で仕事をしながら膨張し、電流発生のために
発電機１１を駆動する。
【００２０】
蒸気タービン７内で仕事をしながら膨張した主蒸気ＦＤは、蒸気タービン７に
後置接続された復水器１２内で凝縮される。その際に生じた復水あるいは給水Ｓ
Ｗは、給水ポンプ１３を介して、例えば予熱器およびこれに後置接続された蒸発
器の形をした廃熱ボイラ４の加熱器５に導入される。廃熱ボイラ４で発生した水
蒸気ＷＤは、高温熱交換器３の蒸気側に蒸気管９を介して導入される。
後置接続された復水器１２内で凝縮される。その際に生じた復水あるいは給水Ｓ
Ｗは、給水ポンプ１３を介して、例えば予熱器およびこれに後置接続された蒸発
器の形をした廃熱ボイラ４の加熱器５に導入される。廃熱ボイラ４で発生した水
蒸気ＷＤは、高温熱交換器３の蒸気側に蒸気管９を介して導入される。
【００２１】
蒸気タービン７は冷却蒸気ＫＤによって冷却され、従って特に高温蒸気タービ
ンとして形成されている。この実施例において、冷却蒸気ＫＤは水・蒸気回路６
の蒸気管９から取出される。そのために冷却蒸気管１４が、高温熱交換器３を廃
熱ボイラ４に接続する蒸気管９に接続されている。
ンとして形成されている。この実施例において、冷却蒸気ＫＤは水・蒸気回路６
の蒸気管９から取出される。そのために冷却蒸気管１４が、高温熱交換器３を廃
熱ボイラ４に接続する蒸気管９に接続されている。
【００２２】
図２の実施例において、蒸気タービン設備は高温蒸気タービン７の他に別の（
第２）蒸気タービン１５を有している。この第２蒸気タービン１５は、共通の軸
（単軸）１６を介して発電機１１を駆動する。高温煙道ガスＲＧの発生は図１の
実施例と同様に行われる。この場合、高温熱交換器３において高温煙道ガスＲＧ
が、ここでは第２蒸気タービン１５から取出された水蒸気ＷＤと熱交換して導か
れる。そのために、第２蒸気タービン１５は蒸気側が廃熱ボイラ４と高温熱交換
器３との間に接続されている。第２蒸気タービン１５はまた排気側が復水器１２
に接続されている。この復水器１２に高温蒸気タービン７の排気側が開口してい
る。
第２）蒸気タービン１５を有している。この第２蒸気タービン１５は、共通の軸
（単軸）１６を介して発電機１１を駆動する。高温煙道ガスＲＧの発生は図１の
実施例と同様に行われる。この場合、高温熱交換器３において高温煙道ガスＲＧ
が、ここでは第２蒸気タービン１５から取出された水蒸気ＷＤと熱交換して導か
れる。そのために、第２蒸気タービン１５は蒸気側が廃熱ボイラ４と高温熱交換
器３との間に接続されている。第２蒸気タービン１５はまた排気側が復水器１２
に接続されている。この復水器１２に高温蒸気タービン７の排気側が開口してい
る。
【００２３】
従って、図２の実施例において、別個の第２蒸気タービン１５の本来の高温部
分は、高温ガスタービン７の形に形成され、一方この高温部分は、図１の実施例
において蒸気タービン７に一体化されている。図２の蒸気タービン設備において
、高温部分として動作する蒸気タービン７は、また冷却蒸気ＫＤによって冷却さ
れる。この冷却蒸気ＫＤは別個の第２蒸気タービン１５を高温熱交換器３の加熱
器８に接続する蒸気管１７から取出され、この蒸気管１７に接続された冷却蒸気
管１８を介して高温蒸気タービン７に導かれる。
分は、高温ガスタービン７の形に形成され、一方この高温部分は、図１の実施例
において蒸気タービン７に一体化されている。図２の蒸気タービン設備において
、高温部分として動作する蒸気タービン７は、また冷却蒸気ＫＤによって冷却さ
れる。この冷却蒸気ＫＤは別個の第２蒸気タービン１５を高温熱交換器３の加熱
器８に接続する蒸気管１７から取出され、この蒸気管１７に接続された冷却蒸気
管１８を介して高温蒸気タービン７に導かれる。
【００２４】
蒸気タービン設備１の運転圧力は、実質的に、高温熱交換器３の強度によって
、１４００℃の運転温度において約１５バール〜３０バールに制限される。この
ために、水・蒸気回路６における運転圧力ｐは、約２５０バールの通常の水・蒸
気回路に比べて、３０バール低い。１０００℃の運転温度において、運転圧力は
１５０バールに高められる。
、１４００℃の運転温度において約１５バール〜３０バールに制限される。この
ために、水・蒸気回路６における運転圧力ｐは、約２５０バールの通常の水・蒸
気回路に比べて、３０バール低い。１０００℃の運転温度において、運転圧力は
１５０バールに高められる。
【図１】
冷却形高温蒸気タービンに対する主蒸気発生用高温熱交換器を備えた蒸気ター
ビン設備の概略構成図。
ビン設備の概略構成図。
【図２】
単軸構造で２機の蒸気タービンを備えた蒸気タービン設備の図１に相当した図
。
。
１ 燃焼設備
２ 灰分離器
３ 高温熱交換器
４ 廃熱ボイラ
６ 水・蒸気回路
７ 蒸気タービン
９ 蒸気管
１３ 冷却蒸気管
１５ 別個の蒸気タービン
１７ 蒸気管
Claims (10)
- 【請求項１】 化石燃料（Ｂ）の燃焼によって発生した煙道ガス（ＲＧ）が
、蒸気タービン（７）の水・蒸気回路（６）内を流れる媒体（ＳＷ、ＷＤ）と熱
交換して導かれる蒸気タービン設備の運転方法において、先ず、高温煙道ガス（
ＲＧ）が高温熱交換器（３）の一次側に導入され、そこで高温熱交換器（３）の
二次側に導入され水・蒸気回路（６）内を流れる水蒸気（ＷＤ）と熱交換して導
かれ、その際に加熱された水蒸気が蒸気タービン（７）に主蒸気（ＦＤ）として
導入され、続いて、高温熱交換器（３）で冷却された煙道ガス（ＲＧ）が廃熱ボ
イラ（４）において水・蒸気回路（６）内を流れる給水（ＳＷ）と熱交換して導
かれ、水蒸気（ＷＤ）が発生する蒸気タービン設備の運転方法。 - 【請求項２】 水蒸気（ＷＤ）が高温熱交換器（３）内において、８００℃
あるいはそれ以上の主蒸気温度（ＴFD）に加熱される請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 蒸気タービン（７）が水・蒸気回路（６）から取出された水
蒸気（ＷＤ）で冷却される請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 廃熱ボイラ（４）内で発生した水蒸気（ＷＤ）が別個の蒸気
タービン（１５）に導かれ、そこで仕事をしながら膨張した水蒸気（ＷＤ）が高
温熱交換器（３）に導かれる請求項１乃至３の１つに記載の方法。 - 【請求項５】 煙道ガス（ＲＧ）を発生するための化石燃料（Ｂ）の燃焼設
備（１）を備えた蒸気タービン設備において、煙道ガス（ＲＧ）が、高温熱交換
器（３）内およびこの高温熱交換器（３）に煙道ガス側において後置接続された
廃熱ボイラ（４）内を、蒸気タービン（７）の水・蒸気回路（６）内を流れる媒
体（ＳＷ、ＷＤ）と熱交換して導かれ、高温熱交換器（３）が蒸気側において廃
熱ボイラ（４）と蒸気タービン（７）との間に接続されている蒸気タービン設備
。 - 【請求項６】 蒸気タービン（７）が、水・蒸気回路（６）から取出された
水蒸気（ＷＤ）をこの蒸気タービン（７）に冷却蒸気（ＫＤ）として導入する冷
却蒸気管（１４）に接続されていることを特徴とする請求項５記載の蒸気タービ
ン設備。 - 【請求項７】 冷却蒸気管（１４）が、高温熱交換器（３）を廃熱ボイラ（
４）に接続する蒸気管（９）に接続されていることを特徴とする請求項６記載の
蒸気タービン設備。 - 【請求項８】 蒸気側において廃熱ボイラ（４）と高温熱交換器（３）との
間に接続された別個の蒸気タービン（１５）を有していることを特徴とする請求
項５乃至７の１つに記載の蒸気タービン設備。 - 【請求項９】 別個の蒸気タービン（１５）を高温熱交換器（３）の加熱器
（８）に接続する蒸気管（１７）を有し、この蒸気管（１７）に、高温熱交換器
（３）に蒸気側において後置接続された蒸気タービン（７）に冷却蒸気（ＫＤ）
を導入するための冷却蒸気管（１８）が接続されていることを特徴とする請求項
８記載の蒸気タービン設備。 - 【請求項１０】 燃焼設備（１）に灰分離器（２）が後置接続されているこ
とを特徴とする請求項５乃至９の１つに記載の蒸気タービン設備。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| DE19961808 | 1999-12-21 | ||
| DE19961808.9 | 1999-12-21 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003518220A true JP2003518220A (ja) | 2003-06-03 |
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| DE (1) | DE50015393D1 (ja) |
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Cited By (1)
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-
2000
- 2000-12-08 US US10/168,686 patent/US20030145596A1/en not_active Abandoned
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- 2000-12-08 DE DE50015393T patent/DE50015393D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-08 JP JP2001547446A patent/JP2003518220A/ja active Pending
- 2000-12-08 EP EP00989839A patent/EP1240414B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-08 CZ CZ20022493A patent/CZ300521B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-12-08 WO PCT/DE2000/004373 patent/WO2001046566A1/de active Application Filing
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| US20030145596A1 (en) | 2003-08-07 |
| CN1297732C (zh) | 2007-01-31 |
| CZ300521B6 (cs) | 2009-06-10 |
| WO2001046566A1 (de) | 2001-06-28 |
| CZ20022493A3 (cs) | 2003-05-14 |
| CN1411530A (zh) | 2003-04-16 |
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