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JP2849140B2 - 廃熱蒸気発生方法と設備 - Google Patents

廃熱蒸気発生方法と設備

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Publication number
JP2849140B2
JP2849140B2 JP1501873A JP50187389A JP2849140B2 JP 2849140 B2 JP2849140 B2 JP 2849140B2 JP 1501873 A JP1501873 A JP 1501873A JP 50187389 A JP50187389 A JP 50187389A JP 2849140 B2 JP2849140 B2 JP 2849140B2
Authority
JP
Japan
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heat transfer
steam
transfer surface
pressure
medium
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP1501873A
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English (en)
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JPH03502479A (ja
Inventor
ブリユツクナー、ヘルマン
シユタデイー、ロタール
プレーク、ヨーゼフ
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH03502479A publication Critical patent/JPH03502479A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2849140B2 publication Critical patent/JP2849140B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/06—Plants 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
    • F01K23/10—Plants 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
    • F01K23/106—Plants 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
    • F01K23/108—Regulating means specially adapted therefor
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
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    • F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined 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)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、少なくとも一つの中圧部分と一つの高圧
部分とを有する蒸気タービンを高温ガスが貫流する廃熱
排気発生器を用いて運転する方法並びに、前記蒸気ター
ビンと、蒸気タービンの高圧部分に接続された高圧伝熱
面系及び蒸気タービンの高圧部分の排気管路に接続され
出口側を蒸気タービンの中圧部分に接続された中間過熱
器伝熱面を有する廃熱蒸気発生器とを備えた前記方法を
実施するための設備に関する。
廃熱蒸気を発生するためにこの種の方法は、欧州特許
出願第0129167号公報に記載されているように、ガスタ
ービン排ガス中に含まれている大きい熱量を有効に蒸気
発生に利用するために、主としてガスタービンの後方で
用いられる。ガスタービン、蒸気タービン複合発電所の
場合にはそのようにして発生させられた蒸気により、蒸
気タービンが電気エネルギーを補助的に発生させるため
に駆動される。しかし排熱蒸気発生器は作られた生ガス
の冷却のために石炭ガス化設備の後方でも使用される。
また廃熱蒸気発生器の中で発生した蒸気はときにはプロ
セス蒸気として又は単純に暖房用蒸気として用いられ
る。しかしながらこれらのすべての用途において、特に
ガスタービン・蒸気タービン複合発電所の場合には、変
換すべき大きいエネルギー量のための個々の及び全体の
効率をできる限り大きくすることに注意しなければなら
ない。
この発明の課題は、廃熱蒸気発生の際の効率を改善す
ることにある。特にガスタービン・蒸気タービン複合発
電所の場合に全体効率を最大にすることを目標とする。
この課題は、少なくとも一つの中圧部分と一つの高圧
部分とを有する蒸気タービンを高温ガスが貫流する廃熱
蒸気発生器を用いて運転する方法において、この発明に
基づき、高圧伝熱面系の中で発生した過熱蒸気が蒸気タ
ービンの高圧部分に供給され、蒸気タービンの高圧部分
の排気に比較的少量の蒸気が添加混合され、その際この
比較的少量の蒸気は廃熱蒸気発生器の中圧蒸発器伝熱面
でこれに供給された予熱給水から発生させられ、この比
較的少量の蒸気と排気とから成る混合蒸気が廃熱蒸気発
生器の中間過熱器伝熱面中で過熱され、そのように過熱
された混合蒸気が蒸気タービンの中圧部分に供給され、
比較的少量の蒸気を調整することにより、中間過熱器伝
熱面の出口での蒸気の温度が高圧過熱器伝熱面の出口で
の蒸気の温度に近づけられることにより解決される。こ
の運転方法により廃熱蒸気発生器中の煙道ガス温度への
給水温度又は蒸気温度の極めて良好な場合、従って蒸気
発生の際の最大可能な効率と中圧蒸気タービンの比較的
大きな効率とが達成される。
少なくとも一つの中圧部分と一つの高圧部分とを有
し、高温ガスが貫流する廃熱蒸気発生器を有し、蒸気タ
ービンの高圧部分に接続された高圧伝熱面を有し、さら
に蒸気タービンの高圧部分の排気管路に接続された中間
過熱器伝熱面を有し、その際中間過熱器伝熱面の出口が
蒸気タービンの中圧部分に接続されるようになっている
蒸気タービンを備えた請求項１に記載の方法を実施する
ための設備において、この発明に基づき、廃熱蒸気発生
器の給水管路が分岐個所へ通じ、この分岐個所から第１
の枝路が高圧伝熱面系の中へ通じ、また第２の枝路が中
圧蒸発器伝熱面の中に通じ、その際中圧蒸発器伝熱面の
出口が中間過熱器伝熱面の入口につながり、そしてその
際中間過熱器伝熱面の出口での蒸気の温度を高圧過熱器
伝熱面の出口での蒸気の温度に近づけるための両枝路の
うちの少なくとも一つに分配比を変更する手段が付設さ
れ、この変更手段は調節回路によって調節可能にされ、
その際この調節回路自体がセンサを介して蒸気（Ｈ）の
温度と蒸気（ＺＤ）の温度とを検出するように構成さ
れる。この手段によりこの方法を実施する際の最大可能
な融通性と廃熱蒸気発生器中の煙道ガス温度分布への適
合可能性とが得られる。
有利な実施態様は請求項２〜４及び６〜16に記載され
ている。
この発明の合目的な実施態様においては、中圧蒸発器
伝熱面に供給される予熱給水が高圧伝熱面系に流入する
予熱給水から分岐させることができる。これにより給水
管路の電圧伝熱面系に従属する第１の枝路から予熱給水
を増量又は減少して分岐させることにより、中圧蒸発器
伝熱面に従属する給水管路の第２の枝路の中に増量又は
減少された中圧蒸気が発生する。それにより蒸気タービ
ンに流入する中圧蒸気の温度が同時に蒸気体積を増加し
ながら低下するか、又は中圧蒸気の温度が同時に蒸気体
積を減少しながら上昇する。この手段により蒸気タービ
ンの中圧部分での蒸気流入の非常に有効な調節が行わ
れ、また同時に廃熱蒸気発生器の伝熱面の温度をも煙道
ガスの状態に適合させることが可能となる。
この種の運転方式はこの発明の特に有利な実施態様に
おいては、蒸気タービンの高圧部分に供給される過熱蒸
気を発生させる高圧伝熱面系と、予熱給水を蒸発または
場合によって過熱するために供給されその出口を蒸気タ
ービンの高圧部分の排気管路に接続された中圧蒸発器伝
熱面と、入口を中圧蒸発器伝熱面の出口及び蒸気タービ
ンの高圧部分の排気管路に接続され、蒸気タービンの排
気と中圧蒸発器伝熱面からの排気とから成る混合蒸気の
過熱のために用いられ、出口を管路を介して蒸気タービ
ンの中圧部分に接続された中間過熱器伝熱面とを備えた
廃熱蒸気発生器により達成される。
廃熱排気発生器中の高圧過熱器伝熱面と中間過熱器伝
熱面とを同一の最高ガス温度領域に配置するのが特に合
目的であることが判明した。この手段により中間過熱器
蒸気ばかりでなく高圧蒸気をも同じ温度に過熱すること
が容易となる。
高圧伝熱面系と中圧蒸発器伝熱面との間の圧力差は、
この発明の実施態様において、中圧蒸発器伝熱面へ通じ
る第２の枝路に組み込まれた絞り弁により容易に達成す
ることができる。
高圧伝熱面系と中圧蒸発器伝熱面との間の圧力差は、
この発明の実施態様において、第１の枝路に組み込まれ
てさらに回転速度制御された搬送ポンプによっても達成
することができる。この手段により予熱器伝熱面の入口
の給水ポンプは中圧蒸発器伝熱面の圧力を発生させるだ
けでなく、一方中圧蒸発器伝熱面と高圧伝熱面系との圧
力差はさらに回転速度制御された搬送ポンプにより補整
される。
この発明の有利な実施態様においては、給水を両枝路
へ可変に分配するために調節弁を第２の枝路へ組み込む
ことができる。それにより中間過熱器伝熱面と高圧過熱
器伝熱面との出口に組み込まれた温度センサを介して、
給水の分配を両過熱器伝熱面の出口での蒸気温度が相接
近するように調節することが可能である。
図面に示す二つの実施例によりこの発明の詳細を説明
する。
図１は、廃熱蒸気発生のためのこの発明に基づく設備の
配置図を、 図２は、給水枝路の分岐個所の図１に示す実施例とは異
なる実施例を、 図３は、廃熱蒸気発生器の個々の伝熱面のQ/T線図中で
の配列を示す。
図１は、ガスタービン発電装置１と蒸気タービン発電
装置６とを備えるガスタービン・蒸気タービン複合発電
所２の配置図を示す。ガスタービン４の排ガス管路３に
は廃熱蒸気発生器５が接続されている。廃熱蒸気発生器
５の伝熱面にはここでも、後に詳細に説明するように蒸
気タービン発電装置６の蒸気タービン47が接続されてい
る。この蒸気タービンは実施例では高圧部分29、中圧部
分15及び低圧部分48を備え、発電機49を駆動する。
ガスタービン４には空気圧縮機７及び発電機８が結合
されている。空気圧縮機７とガスタービン４との間の一
次空気管路９には燃焼室10が設けられ、この燃焼室は例
えば天然ガス又は石油のような燃料により運転される。
ガスタービンの排ガス管路３は廃熱蒸気発生器５を経
て煙突11へ通じる。ガス流出側には、すなわち廃熱蒸気
発生器５の低温側には復水予熱器伝熱面12が設けられて
いる。この伝熱面12の入口は復水ポンプ13を経て復水器
14に接続されている。この伝熱面12の出口は給水タンク
16に通じている。この給水タンク16には給水循環ポンプ
50が接続され、このポンプは再び復水予熱器伝熱面12の
入口に接続されている。給水タンク16には更に低圧給水
ポンプ51が接続され、その出口は低圧汽水分離器53に接
続されている。復水予熱器伝熱面12には、循環ポンプ55
を経て出入口を低圧汽水分離器53に接続された低圧蒸発
器伝熱面54が隣接している。低圧汽水分離器53の蒸気側
は低圧過熱器伝熱面56を経て蒸気タービン47の低圧部分
48に接続されている。廃熱蒸気発生器５の高温側に向か
って廃熱蒸気発生器中には、低圧過熱器伝熱面56に並ん
で第１の高圧エコノマイザ伝熱面17が組み込まれてい
る。この伝熱面17の入口は給水ポンプ19を経て給水管路
18に接続されている。この第１の高圧エコノマイザ伝熱
面17の出口は分岐個所20に接続され、この分岐個所から
第１の枝路21及び第２の枝路22が分岐する。
高圧枝路とも呼ばれる第１の枝路21は図１に示す実施
例では直接第２の高圧エコノマイザ伝熱面23へ、更にこ
れらに接続された高圧汽水分離器26へ通じる。この高圧
汽水分離器26には循環ポンプ38を経て、直列に接続され
た二つの高圧蒸発器伝熱面24、25が接続されている。高
圧汽水分離器26の蒸気側には高圧蒸気管路27が接続さ
れ、この管路は高圧過熱器伝熱面28を経て蒸気タービン
47の高圧部分29へ通じる蒸気管路47へ通じる。
中圧枝路とも呼ばれ分岐個所20から始まる第２の枝路
22は調節弁30及び絞り個所31を経て、第１の高圧エコノ
マイザ伝熱面17と第２の高圧エコノマイザ伝熱面23との
間の廃熱蒸気発生器５中に置かれ直列に接続された二つ
の中圧蒸気器伝熱面32、33へ通じている。これらの伝熱
面32、33の出口は蒸気管路58を経て中間過熱器伝熱面36
に接続され、この伝熱面36は高圧過熱器伝熱面28と共に
高温側端部、すなわち廃熱蒸気発生器５のガスタービン
４からの高温の排ガスが流入する側に組み込まれてい
る。中間過熱器伝熱面36の出口側は蒸気タービン47の中
圧部分15に接続されている。蒸気管路58は更に中間過熱
器伝熱面36の前の結合個所70で、蒸気タービン47の高圧
部分29から中間過熱器伝熱面36へ通じる排気管路35に合
流する。
高圧過熱器伝熱面28ばかりでなく中間過熱器伝熱面36
も廃熱蒸気発生器５の排ガス流入側に、しかも蒸気発生
器の同一温度領域に組み込まれている。このことは伝熱
面のための記号の表示により暗示されている。中圧蒸発
器伝熱面32、33から中間過熱器伝熱面へ通じる蒸気管路
58の中には、破線で示すように、まだ蒸発していない給
水を蒸発器兼過熱器伝熱面へ再循環するために、循環ポ
ンプ39を備えた中圧汽水分離器34を組み込むこともでき
る。
両過熱器伝熱面28、36の蒸気出口には蒸気温度を測定
するための各一つのセンサ40又は41が設けられている。
これらのセンサ40,41は信号処理兼調節回路64を経て第
２の枝路32中の調節弁30に接続されている。
運転時にガスタービン４は発電機８及び同一軸上に据
えられた空気圧縮機７を駆動し、空気圧縮機はガスター
ビン４の燃焼室10に一次空気を供給する。ガスタービン
４の高温の排ガスは実施例では廃熱蒸気発生器５を下か
ら上に向かって貫流し、その際排ガスはその熱を順次廃
熱排気発生器５の中に組み込まれた種々の伝熱面28と36
及び24、25、23、33、32、17、56、54、12にこの順序で
放出する。その後排ガスはこの実施例では廃熱蒸気発生
器５の上端で低温となって煙突11に放出される。廃熱蒸
気発生器の中では熱が種々の温度レベルで利用される。
低温の上端部では熱は、復水ポンプ13を経て搬送される
復水を給水タンク16へ導入する前に温めるか、又は給水
循環ポンプ50により給水タンク16の中身を再び温めるた
めに用いられる。低温蒸気タービン48の運転のために必
要な低圧蒸気を準備するために、給水は低圧給水ポンプ
51により低圧汽水分離器53の中へ搬送され、この分離器
53から循環ポンプ55を経て低圧蒸発器伝熱面54へ搬送さ
れる。低圧汽水分離器53の中に存在する蒸気は低圧過熱
器伝熱面56及び低圧蒸気管路57を経て蒸気タービン47の
低圧部分48へ達し、更にそこから再び復水器14へ達す
る。
蒸気タービン47の中圧部分15及び高圧部分29を運転す
るために必要な蒸気を準備するために、給水は給水ポン
プ19により給水タンク16から第１の高圧エコノマイザ伝
熱面17へ搬送され、そこで再び温められそして分岐個所
20を経て第１のいわゆる高圧枝路21並びに第２のいわゆ
る中圧枝路22へ搬送される。
高圧枝路21を通って送られる給水はまず高圧エコノマ
イザ23の中で温められ、そして直列に接続された両方の
高圧蒸発器伝熱面24、25の中で蒸発し、その際それぞれ
また蒸発していない給水が高圧汽水分離器26及び循環ポ
ンプ38を経て再び高圧蒸発器伝熱面24、25へ送り返され
る。汽水分離器26の上端部で抽出された蒸気は高圧蒸気
管路27を経て廃熱蒸気発生器５の高圧過熱器伝熱面28の
中へ達する。そこで蒸気は蒸気タービン47の高圧部分29
のために予定された温度に過熱される。温度がセンサ40
により測定される過熱高圧蒸気Ｈは、管路47を経て蒸気
タービン47の高圧部分29へ流入する。蒸気タービンの高
圧部分29の出口から流出し部分減圧されたいわゆる排気
Ａは、中圧蒸発器伝熱面32、33中で発生した蒸気Ｄと共
に、排気管路35を経て中間過熱器伝熱面36へ導かれる。
そこでこの蒸気は高圧蒸気Ｈとほぼ同じ高温に過熱さ
れ、中圧蒸気又は中圧過熱された蒸気ＺＤとして蒸気
供給管路37を経て蒸気タービン47の中圧部分15へ供給さ
れる。中圧蒸気の温度はセンサ41により測定される。蒸
気タービン47の中圧部分15の排気は、低圧過熱器伝熱面
から来て蒸気タービンの低圧部分48へ通じる低圧蒸気管
路57へ送り込まれる。排気は蒸気タービンの低圧部分48
の中で更に使い尽くされる。
分岐個所20から始まる第２の枝路22は、温められた給
水を調節弁30及び絞り個所31（絞り個所では圧力が蒸気
タービンの中圧部分15の入口圧力に引き下げられる）を
経て二つの中圧蒸発器伝熱面32、33へ導く。そこで発生
した中圧蒸気は結合個所70で排気管路35へ送り込まれ
る。従ってこの中圧蒸気は中間過熱器伝熱面36の中で過
熱すべき蒸気量を増量する。その結果、高圧過熱器伝熱
面28又は中間過熱器伝熱面36の出口に配置されて両蒸気
供給管路47又は37中の蒸気状態を測定するセンサ40、41
を介して、両過熱器伝熱面28、36の出口での蒸気温度が
相接近するように調節弁30を制御することができる。な
ぜならば調節弁30を一層開く場合に、高圧伝熱面系23、
24、25、28へ流れ込む給水が幾分少なくなるからであ
る。すなわち幾分少ない高圧蒸発Ｈが発生し、しかし高
圧蒸気はそのために高圧過熱器伝熱面で一層強く過熱さ
れ、かつ同時に増量された中圧蒸気が発生する。後者は
中圧蒸発器伝熱面32、33の出口での温度の低下と蒸気管
路58中の温度の低めの蒸気Ｄをもたらす。その結果中間
過熱器伝熱面36の後方の蒸気ＺＤの温度も低下し、又
はその逆となる。これらはすべて注水形過熱低減器を用
いることなく行われ、ここで過熱低減器は必要でなく過
熱低減器は全体効率を低下させるだけである。
総括すると、蒸気管路47、37の高圧蒸気Ｈばかりでな
く中間過熱蒸気ＺＤの温度が蒸気タービンにより許容
されるほぼ等しい温度レベルに上昇するように、廃熱蒸
気発生器５を調節することができるという結果をもたら
す。その場合に全体から見て幾分少なめの蒸気が発生す
るが、蒸気タービンの特に中圧部分15の熱力学的効率は
向上する。更に別の長所として、両枝路21、22に送り込
まれる給水量を単に変更することにより、例えば燃焼室
10の中の燃料の変更による伝熱仕事率の変動を注水形過
熱低減器を使用することなく全体効率の最適化の趣旨で
完全に調節することができる。図１に破線で示された中
圧汽水分離器34及び循環ポンプ39を組み込む場合に、湿
り蒸気が蒸気管路58の中へ達しそのために系全体の調節
能力が制約されるおそれが確実に回避される。
図２は図１に湿す実施例の変形例を示す。ここでは図
１で符号20により示された両枝路21、22のための分岐個
所が符号43により示されている。第１の枝路21中にはこ
の場合は圧力上昇ポンプ44が置かれ、また第２の枝路22
中には制御可能な調節弁45が置かれ、この調節弁はセン
サ40、41で測定された温度に関係して調節回路65により
制御される。その際廃熱蒸気発生器５を含むガスタービ
ン・蒸気タービン複合発電所２のその他の構成が同じ場
合に、給水ポンプ19は蒸気タービン47の中圧部分15の入
口での蒸気圧力に相応する圧力を発生させるだけでよ
い。この圧力は分岐個所43に生じるので、高圧蒸発器伝
熱面24、25へ通じる給水管路の第１の枝路２の中では、
補助の圧力上昇ポンプ44を使用しなければならない。こ
のために絞り弁31を中圧蒸発器伝熱面32、33へ通じる第
２の枝路22では省略することができるので、この第２の
枝路には調節弁45だけを必要とするにすぎない。圧力上
昇ポンプ44の回転速度が調節されるならば、調節弁45さ
えも省略することができる。そのほかに調節の長所と比
較的高い効率の長所とは図１の実施例の場合と同じであ
る。
図３はQ/T線図において、廃熱蒸気発生器５の種々の
伝熱面中を流れる給水又は給水から発生した蒸気へ煙道
ガスの熱動力を伝達する状態を温度に関係して示す。線
図の左側部分には、すなわち高い煙道ガス温度72の領域
には高圧系が設けられ、この高圧系中では110〜150bar
の高圧蒸気が高圧蒸発器伝熱面24、25の中で発生し、高
圧過熱器伝熱面28の中で過熱される。更に線図の左側部
分には中間過熱器伝熱面36が設けられ、この伝熱面36中
では蒸気タービン47の高圧部分29から約20〜40barで出
て来た排気Ａ、及び結合個所70で添加混合された別の中
圧蒸気Ｄが比較的高い温度に過熱される。
図３に示す線図の中央部分では、既に低下した煙道ガ
ス温度において、給水が予熱される高圧エコノマイザ伝
熱面17、23及び中圧蒸発器伝熱面32、33に対する状況が
示されている。中圧蒸発器伝熱面の中で得られる幾分過
熱された蒸気は、タービンの高圧部分の排気Ａに70のと
ころで添加混合されて、そして蒸気タービン47の中圧部
分15へ供給するために、排気Ａと共に中間過熱器伝熱面
36の中で再び過熱される。
図３に示す線図の右側の最後の部分では、既に著しく
低下した煙道ガス温度において、低圧蒸発器伝熱面54中
で予熱された給水から約３〜7barの低圧蒸気が発生し、
低圧過熱器伝熱面56中で過熱される。ここでも給水及び
復水が復水予熱器伝熱面12の中で予熱される。低圧過熱
器伝熱面56中で過熱された低圧蒸気Ｎは、蒸気タービン
47の中圧部分15からの排気と一緒に蒸気タービンの低圧
部分48へ流入し、そこで復水器に生じている圧力まで膨
張する。線図において、発熱蒸気発生器５の煙道ガス温
度の全体の経過における給水又は蒸気への熱伝達の平均
温度がそれぞれ煙道ガス温度に著しく接近しており、こ
のことは熱伝達従って廃熱利用の際の最適化された効果
をもたらすということが分かる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 プレーク、ヨーゼフ ドイツ連邦共和国 Ｄ‐8522 ヘルツオ ーゲンアウラツハ ブンツラウターシユ トラーセ ５ (56)参考文献 実開 昭60−52315（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−123604（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01K 23/10

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一つの中圧部分（15）と一つの
    高圧部分（29）とを有する蒸気タービン（15、29、47、
    48）を高温ガスが貫流する廃熱蒸気発生器（５）を用い
    て運転する方法において、 ａ）高圧伝熱面系（23、24、25、28）で発生した蒸気
    （Ｈ）が蒸気タービン（47）の高圧部分（29）に供給さ
    れ、 ｂ）蒸気タービン（47）の高圧部分（29）の排気（Ａ）
    に比較的少量の蒸気（Ｄ）が添加混合され、その際この
    比較的少量の蒸気（Ｄ）は廃熱蒸気発生器（５）の中圧
    蒸発器伝熱面（32、33）でこれに供給された予熱給水
    （Ｓ）から発生させられ、 ｃ）比較的少量の蒸気（Ｄ）と排気（Ａ）とから成る混
    合蒸気が廃熱蒸気発生器（５）の中間過熱器伝熱面（3
    6）で過熱され、 ｄ）そのように過熱された混合蒸気が蒸気タービンの中
    圧部分（15）に供給され、 ｅ）比較的少量の蒸気（Ｄ）を調整することにより、中
    間過熱器伝熱面（36）の出口での蒸気（ＺＤ）の温度
    が高圧過熱器伝熱面（28）の出口での蒸気（Ｈ）の温度
    に近づけられることを特徴とする蒸気タービンの運転方
    法。
  2. 【請求項２】中圧蒸発器伝熱面（32、33）に供給される
    予熱給水が、高圧伝熱面系（23、24、25、28）に流入す
    る予熱給水（Ｓ）から分岐されることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】高圧伝熱面系（23、24、25、28）と中圧蒸
    発器伝熱面（32、33）との間の給水（Ｓ）の分配が、中
    間過熱器伝熱面（36）の出口での蒸気（ＺＤ）の温度
    に関係して行われることを特徴とする請求項１又は２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】高圧伝熱面系（23、24、25、28）と中圧蒸
    発器伝熱面（32、33）との間の給水の分配が、高圧過熱
    器伝熱面（28）及び中間過熱器伝熱面（36）の出口での
    蒸気の温度差に関係して行われることを特徴とする請求
    項１又２記載の方法。
  5. 【請求項５】少なくとも一つの中圧部分（15）と一つの
    高圧部分（29）とを有し、高温ガスが貫流する廃熱蒸気
    発生器（５）を有し、蒸気タービンの高圧部分に接続さ
    れた高圧伝熱面系（23、24、25、28）を有し、さらに蒸
    気タービンの高圧部分（29）の排気管路（35）に接続さ
    れた中間過熱器伝熱面（36）を有し、その際中間過熱器
    伝熱面の出口が蒸気タービンの中圧部分（15）に接続さ
    れるようになっている蒸気タービンを備えた請求項１記
    載の方法を実施するための設備において、廃熱排気発生
    器（５）の給水管路が分岐個所（20、43）に通じ、この
    分岐個所から第１の枝路が高圧伝熱面系（23、24、25、
    28）へ通じ、また第２の枝路（22）が中圧蒸発器伝熱面
    （32、33）へ通じ、その際中圧蒸発器伝熱面（32、33）
    の出口が中間過熱器伝熱面（36）の入口につながり、そ
    してその際中間過熱器伝熱面（36）の出口での蒸気（Ｚ
    Ｄ）の温度を高圧過熱器伝熱面（28）の出口での蒸気
    （Ｈ）の温度に近づけるための両枝路のうちの少なくと
    も一つに分配比の変更手段（30、44、45）が付設され、
    この変更手段（30、44、45）は調節回路（64、65）によ
    って調節可能にされ、その際この調節回路（64、65）自
    体がセンサ（40、41）を介して蒸気（Ｈ）の温度と蒸気
    （ＺＤ）の温度とを検出することを特徴とする設備。
  6. 【請求項６】廃熱排気発生器（５）が、 ａ） 蒸気タービン（47）の高圧部分（29）に供給され
    る過熱蒸気（Ｈ）を発生させるための高圧伝熱面系（2
    3、24、25、28）を備え、 ｂ） 蒸発及び場合によっては過熱を行うために予熱給
    水（Ｓ）を供給される中圧蒸発器伝熱面（32、33）を備
    え、この伝熱面の出口が蒸気タービンの高圧部分（29）
    の蒸気管路（35）に接続され、 ｃ） 中間過熱器伝熱面（36）を備え、 c1）この伝熱面（36）の入口が中圧蒸発器伝熱面（32、
    33）の出口及び蒸気タービンの高圧部分の排気管路（3
    5）に接続され、 c2）この伝熱面（36）が蒸気タービンの高圧部分（29）
    の排気（Ａ）と中圧蒸発器伝熱面（32、33）からの蒸気
    （Ｄ）とから成る混合蒸気を過熱するために用いられ、 c3）この伝熱面（36）の出口が管路（37）を経て蒸気タ
    ービンの中圧部分（15）に接続される ことを特徴とする請求項５記載の設備。
  7. 【請求項７】絞り弁（31）が中圧蒸発器伝熱面（32、3
    3）へ通じる第２の枝路（22）の中に組み込まれること
    を特徴とする請求項５又は６記載の設備。
  8. 【請求項８】両方の給水枝路（21、22）への給水の分配
    を変更するために、第１の枝路（21）に組み込まれてさ
    らに回転速度制御された圧力上昇ポンプ（44）が用いら
    れることを特徴とする請求項５ないし７の一つに記載の
    設備。
  9. 【請求項９】両方の枝路（21、22）への給水の分配を変
    更するために、第２の枝路（22）中に組み込まれた調節
    弁（30、45）が用いられることを特徴とする請求項５な
    いし８の一つに記載の設備。
  10. 【請求項１０】高圧過熱器伝熱面（28）及び中間過熱器
    伝熱面（36）が廃蒸気発生器（５）における同一の最高
    ガス温度領域に配置されることを特徴とする請求項６な
    いし９の一つに記載の設備。
  11. 【請求項１１】両方の枝路（21、22）への給水の分配比
    を変更するための手段（30、44、45）の制御のために、
    温度センサ（40、41）が過熱伝熱面（28、36）の出口に
    設けられることを特徴とする請求項５ないし10の一つに
    記載の設備。
  12. 【請求項１２】第２の高圧エコノマイザ伝熱面（23）が
    高圧蒸発器伝熱面（24、25）へ通じる第１の枝路（21）
    中に組み込まれることを特徴とする請求項５ないし11の
    一つに記載の設備。
  13. 【請求項１３】中圧蒸発器伝熱面（32、33）の出口が、
    中間過熱器伝熱面（36）に通じるタービンの高圧部分
    （29）の排気管路（35）が接続されることを特徴とする
    請求項５ないし12の一つに記載の設備。
  14. 【請求項１４】分岐個所（20、43）が給水の流れ方向に
    見て第１の高圧エコノマイザ伝熱面（17）の後方に組み
    込まれることを特徴とする請求項５ないし13の一つに記
    載の設備。
  15. 【請求項１５】分岐個所（20、43）が給水の流れ方向に
    見て第２の高圧エコノマイザ伝熱面（23）の前方に組み
    込まれることを特徴とする請求項５ないし14の一つに記
    載の設備。
  16. 【請求項１６】蒸気タービン発電装置にはガスタービン
    発電装置（１）が付設され、ガスタービンの排ガス管路
    （３）が廃熱蒸気発生器（５）に接続されることを特徴
    とする請求項５ないし15の一つに記載の設備。
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