JPH0724595Y2 - 複合プラントのバイパス煙突 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、蒸気タービン及びガスタービンを有する複合
プラントに使用され、特に、ガスタービンからの排気処
理を行なう複合プラントのバイパス煙突に関する。

［従来の技術］ 例えば火力プラントにおいて、ガスタービンからの排気
を排ガスボイラに導入し、この排ガスボイラにより蒸気
を発生させて蒸気タービンを駆動する蒸気タービン・ガ
スタービン複合プラントは、極めて高いプラント熱効率
が得られるため、ガスタービンの高温化につれて急速に
需要が高まっている。

この種の複合プラントの特徴としては、運転の多様性が
あげられ、例えばガスタービンのみの単独運転が可能な
ように設計されている。この場合、ガスタービンからの
排気は、ボイラ系のダンパにより仕切られて排ガスボイ
ラには流入せず、ガスタービンと排ガスボイラとに連通
するダクトに配設されたバイパス煙突を通して大気に放
出される。

第３図は従来のバイパス煙突の外観構成を示すもので、
ガスタービンと排ガスボイラとに連通するダクト１の上
側面には、電動または油圧式の開閉装置２の検査口３を
備えたダンパ４、主として管軸方向の伸びを吸収する伸
縮継手５、そして、吸収型消音器６及びバイパス煙突７
がそれぞれ連設される。

上記消音器６は、その外壁に設けられた複数個の取付座
８を介して複数本の支柱９によって支えられる。また、
上記ダンパ４は、リブ10によって補強されたダクト1Aを
介して脚11によって支えられる。なお、上記ダクト1,ダ
ンパ4,伸縮継手５、及び消音器６それぞれの排気流路の
断面形状は、一般に矩形であり、煙突７には鋼板製の円
筒が使用される。

ここで、ダンパ４はダクト1Aを介して支持しているが、
支柱によって直接支える構造のものも実用されている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記従来のバイパス煙突において、伸縮継手５内を流れ
る排ガスの圧力は略大気圧であるが、温度は極めて高
く、排ガスの容積流量が極めて大きい。このため、伸縮
継手５は大型になり、高価な購入品が使用されている。

しかも、この伸縮継手５はガスタービン毎に配設される
もので、例えば６台のガスタービンを必要とする1,090M
Wの複合プラントでは、６個の伸縮継手５が必要にな
る。

本考案は上記課題に鑑みなされたもので、高価な伸縮継
手を使用することなく、複合プラントの低価格化を図る
ことが可能になる複合プラントのバイパス煙突を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本考案に係わる複合プラントのバイパス煙突
は、蒸気タービン及びガスタービンを有する複合プラン
トの排ガスダクト系に配設されるもので、排ガスダクト
の一側面に開閉機能を備えたダンパを介して連設される
下部バイパスダクトと、この下部バイパスダクトの開口
が該下部バイパスダクトの側壁及び開口基端部との間に
それぞれ所定の隙間を設定して挿入連設される上部バイ
パスダクトと、この上部バイパスダクトに連設され外壁
に設けられた取付座を介して支柱により支えられた消音
器とを備えて構成したものである。

［作用］ つまり、排ガスダクト系の熱膨脹時において、上記下部
バイパスダクトと上部バイパスダクトとが接触しないよ
うにした隙間を上記所定の隙間として設定することで、
従来の伸縮継手を使用せずともバイパス煙突を構成する
ことができ、しかも、ガスタービン単独運転時の高負荷
時には、排ガスの流速が上昇して該バイパスダクト内が
負圧になることで、上記下部バイパスダクトと上部バイ
パスダクトとの隙間から大気が流入して排ガスと共に流
れるので、バイパスダクト，消音器，及び煙突の各最高
使用温度を低下することができ、安価な鋼板を用いて構
成することが可能になる。

［実施例］ 以下図面により本考案の一実施例について説明する。

第１図は複合プラントのバイパス煙突の外観構成を示す
もので、同図において、前記第３図で示した従来のパイ
パス煙突と同一の構成部分については同一の符号を付し
てその説明を省略する。

第１図において、ダクト1Aの上面に設置されたダンパ４
の上部には、下部バイパスダクト12がフランジ結合さ
れ、壁面の取付座８を介して支柱９で支えられた消音器
６の下部には、上部バイパスダクト13がフランジ結合さ
れる。

ここで、上部バイパスダクト13の開口に対し下部バイパ
スダクト12の開口は、該下部バイパスダクト12の側壁及
び開口基端部との間にそれぞれ所定の隙間S1,S2,S3を設
定して挿入された状態で連設されるもので、上部バイパ
スダクト13は消音器６の取付座８を起点として下向きに
熱膨張し、下部バイパスダクト12はダクト1Aの底面を起
点として上向きに熱膨張するので、この上下バイパスバ
イパスダクト間の熱膨張逃げとして、垂直方向の隙間S1
が設定される。

第２図は上記第１図の複合プラントのバイパス煙突にお
ける上下バイパスダクト間の連通部を示すＩ−Ｉ線断面
構成図であり、下部バイパスダクト12と上部バイパスバ
スダクト13との間には、その熱膨張逃げとして水平方向
の隙間S2及びS3が設定される。

つまり、どのような運転状態においても、水平方向の熱
膨脹差を吸収し互いに接触しない構造とされる。

ここで、ガスタービンの排ガス温度は、全負荷時550℃
程度、1/4負荷時300℃程度であり、上記バイパスダクト
12,13内の流速は、全負荷時400m/sec程度、1/4負荷時28
m/sec程度で、動圧はそれぞれ約35kg/sec,約20kg/secで
ある。

すなわち、上記構成による複合プラントのバイパス煙突
では、ガスタービン単独運転時の排気は、ダクト１→1A
→ダンパ４→下部バイパスダクト12→上部バイパスダク
ト13→消音器６→煙突７を通して大気へ放出される。こ
の場合、上記バイパスダクト12,13との間には、熱膨張
に見合った隙間S1,S2,S3が設けられているので、その冷
態時と運転時とを通じて両者が接触することはない。

なお、一般に、ガスタービンの低負荷時には、排ガスの
温度が低いため容積流量が小さく、上記バイパスダクト
12,13を流れるガスの流速は遅い。このため、該バイパ
スダクト12,13部におけるガス圧は僅かに大気圧を上回
り、若干の排ガスが上記隙間S1,S2,S3から流出するが、
漏洩部が高所にあり、且つ、ガスの温度も低いため、何
等問題になることはない。

一方、ガスタービンの高負荷時には、ガスの温度が上昇
し、容積流量が大きくなってガスの流速が速くなる。こ
の時、バイパスダクト12,13内は負圧になり、エゼクタ
効果によって大気中の空気が隙間S1,S2,S3から流入す
る。すると、上記バイパスダクト12,13内に流入した低
温の空気は、その流路壁に沿って流れるので、該バイパ
スダクト12,13、消音器６、及び煙突７の壁面温度は低
下することになる。

したがって、上記構成の複合プラントのバイパス煙突に
よれば、従来必要とした高価な伸縮継手５（第３図参
照）を使用することなく設置することができ、しかも、
消音器６の外壁や煙突７の最高使用温度が低下するの
で、安価な鋼板を用いた構成が可能であり、現地組立て
工事も容易になることで、複合プラントの大幅なコスト
低減を実現できる。

例えば118MWガスタービン６台と191MW蒸気タービン２台
とで構成される1,090MW複合プラントにおいて、ガスタ
ービンが単独運転される多様性プラントの場合に、本考
案実施例のバイパス煙突を使用すれば、１台当たり700
万円×６台＝4,200万円のコスト低減が可能になる。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、蒸気タービン及びガスタ
ービンを有する複合プラントの排ガスダクト系に配設さ
れるもので、排ガスダクトの一側面に開閉機能を備えた
ダンパを介して連設される下部バイパスダクトと、この
下部バイパスダクトの開口が該下部バイパスダクトの側
壁及び開口基端部との間にそれぞれ所定の隙間を設定し
て挿入連設される上部バイパスダクトと、この上部バイ
パスダクトに連設され外壁に設けられた取付座を介して
支柱により支えられた消音器とを備えて構成したので、
高価な伸縮継手を使用することなく、複合プラントの低
価格化を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係わる複合プラントのバイ
パス煙突を示す外観構成図、第２図は上記第１図の複合
プラントのバイパス煙突における上下バイパスダクト間
の連通部を示すＩ−Ｉ線断面構成図、第３図は従来のバ
イパス煙突を示す外観構成図である。 １、1A……ダクト、４……ダンパ、６……消音器、７…
…煙突、８……取付座、９……支柱、12……下部バイパ
スダクト、13……上部バイパスダクト、S1……垂直方向
隙間、S2,S3……水平方向隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気タービン及びガスタービンを有する複
   合プラントの排ガスダクト系に配設される複合プラント
   のバイパス煙突において、 排ガスダクトの一側面に開閉機能を備えたダンパを介し
   て連設される下部バイパスダクトと、 この下部バイパスダクトの開口が挿入連設される上部バ
   イパスダクトと、 この上部バイパスダクトに連設され外壁に設けられた取
   付座を介して支柱により支えられた消音器とを具備し、 上記下部バイパスダクトと上部バイパスダクトとの連設
   部分における下部バイパスダクトの外側壁と上部バイパ
   スダクトの内側壁との間及び下部バイパスダクトの基端
   部と上部バイパスダクトの開口端部との間にそれぞれ所
   定の隙間を設定したことを特徴とする複合プラントのバ
   イパス煙突。