JPH10339109A - 多軸コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
多軸コンバインドサイクル発電プラントInfo
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- JPH10339109A JPH10339109A JP14647497A JP14647497A JPH10339109A JP H10339109 A JPH10339109 A JP H10339109A JP 14647497 A JP14647497 A JP 14647497A JP 14647497 A JP14647497 A JP 14647497A JP H10339109 A JPH10339109 A JP H10339109A
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- 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
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- 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
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- 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
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンと排熱回収ボイラとを一つの単
位として１セットとし、複数のセットにおける各排熱回
収ボイラで発生する蒸気を集合して蒸気タービンに供給
するようにしたいわゆる多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントにおいて、多セットのガスタービンがアン
バランスな出力で運転された場合に生じる異常に高温に
対応し、蒸気冷却の機能の安定性を損ずることなく、冷
却蒸気の温度を適切に調整して、入手性の良い素材を使
用し得る様にしたものを提供することを課題とする。 【解決手段】 高圧蒸気タービン排気を冷却蒸気として
各ガスタービンの高温部に供給する冷却蒸気供給経路に
減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度を低下させるよ
うに構成し、ガスタービンの高温部の冷却媒体として選
んだ高圧蒸気タービン排気中に減温装置で高温水をスプ
レーして加え、同冷却蒸気の温度を低下させてこれをガ
スタービンの高温部へ供給することにより冷却を行うよ
うに構成した。
位として１セットとし、複数のセットにおける各排熱回
収ボイラで発生する蒸気を集合して蒸気タービンに供給
するようにしたいわゆる多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントにおいて、多セットのガスタービンがアン
バランスな出力で運転された場合に生じる異常に高温に
対応し、蒸気冷却の機能の安定性を損ずることなく、冷
却蒸気の温度を適切に調整して、入手性の良い素材を使
用し得る様にしたものを提供することを課題とする。 【解決手段】 高圧蒸気タービン排気を冷却蒸気として
各ガスタービンの高温部に供給する冷却蒸気供給経路に
減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度を低下させるよ
うに構成し、ガスタービンの高温部の冷却媒体として選
んだ高圧蒸気タービン排気中に減温装置で高温水をスプ
レーして加え、同冷却蒸気の温度を低下させてこれをガ
スタービンの高温部へ供給することにより冷却を行うよ
うに構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数のガスタービン
と排熱回収ボイラの組合せに対して単一の蒸気タービン
を当てて構成した多軸コンバインドサイクル発電プラン
トに関する。
と排熱回収ボイラの組合せに対して単一の蒸気タービン
を当てて構成した多軸コンバインドサイクル発電プラン
トに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンバインドサイクル発電プラントは、
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
【０００３】このコンバインドサイクル発電プラントで
は、効率向上のための一つのポイントを、ガスタービン
の高温化に置いて研究開発が進められてきた。
は、効率向上のための一つのポイントを、ガスタービン
の高温化に置いて研究開発が進められてきた。
【０００４】一方、高温化の達成には、タービン構造体
の耐熱性の面から冷却システムを追求する必要があり、
この分野でも種々の試行錯誤が行われており、冷却媒体
として旧来の圧縮空気の利用から脱して、蒸気を用いて
蒸気冷却を行う形態へと進展してきている。
の耐熱性の面から冷却システムを追求する必要があり、
この分野でも種々の試行錯誤が行われており、冷却媒体
として旧来の圧縮空気の利用から脱して、蒸気を用いて
蒸気冷却を行う形態へと進展してきている。
【０００５】一例として挙げれば、特開平０５−１６３
９６０号公報のものがあるが、ここに記載されたもの
は、ガスタービンの冷却媒体として蒸気を採用するとい
う概念の開示はともかくとして、その冷却蒸気は排熱回
収ボイラの中圧蒸気を用いるものであり、蒸気のトータ
ル分量が十分ではなく、安定した確実な冷却を確保する
には必ずしも十分とは言い難いものであった。
９６０号公報のものがあるが、ここに記載されたもの
は、ガスタービンの冷却媒体として蒸気を採用するとい
う概念の開示はともかくとして、その冷却蒸気は排熱回
収ボイラの中圧蒸気を用いるものであり、蒸気のトータ
ル分量が十分ではなく、安定した確実な冷却を確保する
には必ずしも十分とは言い難いものであった。
【０００６】従って、昨今では、これから更に一歩進ん
で、前記冷却蒸気として、分量的に十分であり、安定し
た冷却を実施できる点に着目して、高圧タービンの排気
を前記冷却蒸気として用いるものが検討されるに至って
いる。
で、前記冷却蒸気として、分量的に十分であり、安定し
た冷却を実施できる点に着目して、高圧タービンの排気
を前記冷却蒸気として用いるものが検討されるに至って
いる。
【０００７】また一方、コンバインドサイクル発電プラ
ントそのものについてみれば、ガスタービンと排熱回収
ボイラと蒸気タービンを全て１対１の関係で配列した単
軸形式のものから、ガスタービンと排熱回収ボイラとの
組合せを複数系列設け、これらを併せて１基の蒸気ター
ビンと組合せる多軸形式のものまで考案され、これら単
軸、多軸の何れを問わずに冷却媒体として冷却蒸気の採
用が検討されている状況にある。
ントそのものについてみれば、ガスタービンと排熱回収
ボイラと蒸気タービンを全て１対１の関係で配列した単
軸形式のものから、ガスタービンと排熱回収ボイラとの
組合せを複数系列設け、これらを併せて１基の蒸気ター
ビンと組合せる多軸形式のものまで考案され、これら単
軸、多軸の何れを問わずに冷却媒体として冷却蒸気の採
用が検討されている状況にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記したように従来の
蒸気冷却方式は、冷却媒体として排熱回収ボイラの中圧
蒸気を使用することから脱皮して、蒸気タービンの高圧
排気の使用へと進展することによりその実用性を一段と
高めたが、高圧排気はその温度も高いことから被冷却部
に当たるガスタービンの高温部は、この高温に耐えられ
る材料を選択して作らなければならない。
蒸気冷却方式は、冷却媒体として排熱回収ボイラの中圧
蒸気を使用することから脱皮して、蒸気タービンの高圧
排気の使用へと進展することによりその実用性を一段と
高めたが、高圧排気はその温度も高いことから被冷却部
に当たるガスタービンの高温部は、この高温に耐えられ
る材料を選択して作らなければならない。
【０００９】しかし、高温に耐え得る材料はその特性を
厳しく要求されること等から、自ずと高価なものとな
り、なかでもタービンディスク等に至っては、コストダ
ウン等の要求も有って、適切な素材の入手に苦慮すると
いう設計製作上も厳しい問題があるのが実態である。
厳しく要求されること等から、自ずと高価なものとな
り、なかでもタービンディスク等に至っては、コストダ
ウン等の要求も有って、適切な素材の入手に苦慮すると
いう設計製作上も厳しい問題があるのが実態である。
【００１０】しかも、ガスタービンと排熱回収ボイラと
蒸気タービンとをそれぞれ１対１の関係で組み合わせた
いわゆる単軸型のコンバインドサイクル発電プラントは
ともかく、ガスタービンと排熱回収ボイラとを一つの単
位として１セットとし、複数のセットにおける各排熱回
収ボイラで発生する蒸気を集合して蒸気タービンに供給
するようにしたいわゆる多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントにおいては、多セットのガスタービンがア
ンバランスな出力で運転された場合には、蒸気タービン
への供給蒸気量の減少等に起因して、高圧タービン排気
である冷却蒸気温度が異常に高温となるケースも発生
し、燃焼器や翼の耐熱強度もさることながら、ディスク
の耐熱強度が非常に問題となる。
蒸気タービンとをそれぞれ１対１の関係で組み合わせた
いわゆる単軸型のコンバインドサイクル発電プラントは
ともかく、ガスタービンと排熱回収ボイラとを一つの単
位として１セットとし、複数のセットにおける各排熱回
収ボイラで発生する蒸気を集合して蒸気タービンに供給
するようにしたいわゆる多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントにおいては、多セットのガスタービンがア
ンバランスな出力で運転された場合には、蒸気タービン
への供給蒸気量の減少等に起因して、高圧タービン排気
である冷却蒸気温度が異常に高温となるケースも発生
し、燃焼器や翼の耐熱強度もさることながら、ディスク
の耐熱強度が非常に問題となる。
【００１１】本発明はこのような状況に鑑み、特に多軸
型のものに適用して好ましい結果の得られるようにし、
蒸気冷却の機能の安定性を何ら損ずることなく、冷却媒
体として用いる冷却蒸気の温度を適切に調整して、入手
性の良い素材を使用してガスタービンを製作し得るコン
バインドサイクル発電プラントを提供することを課題と
するものである。
型のものに適用して好ましい結果の得られるようにし、
蒸気冷却の機能の安定性を何ら損ずることなく、冷却媒
体として用いる冷却蒸気の温度を適切に調整して、入手
性の良い素材を使用してガスタービンを製作し得るコン
バインドサイクル発電プラントを提供することを課題と
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するべくなされたもので、ガスタービンと同ガスタ
ービンの排気を熱源とする排熱回収ボイラとの組合せを
複数列設け、各排熱回収ボイラの発生蒸気を集合して単
一の蒸気タービンに供給する多軸コンバインドサイクル
発電プラントにおいて、高圧蒸気タービン排気を冷却蒸
気として各ガスタービンの高温部に供給する冷却蒸気供
給経路に減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度を低下
させた多軸コンバインドサイクル発電プラントを提供す
るものである。
解決するべくなされたもので、ガスタービンと同ガスタ
ービンの排気を熱源とする排熱回収ボイラとの組合せを
複数列設け、各排熱回収ボイラの発生蒸気を集合して単
一の蒸気タービンに供給する多軸コンバインドサイクル
発電プラントにおいて、高圧蒸気タービン排気を冷却蒸
気として各ガスタービンの高温部に供給する冷却蒸気供
給経路に減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度を低下
させた多軸コンバインドサイクル発電プラントを提供す
るものである。
【００１３】即ち、ガスタービンの高温部の冷却媒体と
して先ず高圧蒸気タービン排気を選んで採用し、かつ、
この高圧蒸気タービン排気を冷却蒸気として供給する冷
却蒸気供給経路において減温装置により同冷却蒸気の温
度を低下させ、これをガスタービンの高温部へ供給する
ことにより冷却を行うものである。
して先ず高圧蒸気タービン排気を選んで採用し、かつ、
この高圧蒸気タービン排気を冷却蒸気として供給する冷
却蒸気供給経路において減温装置により同冷却蒸気の温
度を低下させ、これをガスタービンの高温部へ供給する
ことにより冷却を行うものである。
【００１４】この様に、分量的に十分の高圧排気をその
供給経路において温度を低下させるようにしたことによ
り、被冷却部に当たるガスタービン高温部は耐熱性能を
低下した素材を採用可能とし、多軸コンバインドサイク
ル発電プラントとして全体効率を低下することなく安定
した冷却の実施を可能としたものである。
供給経路において温度を低下させるようにしたことによ
り、被冷却部に当たるガスタービン高温部は耐熱性能を
低下した素材を採用可能とし、多軸コンバインドサイク
ル発電プラントとして全体効率を低下することなく安定
した冷却の実施を可能としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１６】本実施の形態は、多軸コンバインドサイク
ル発電プラントの基本型を示し、ガスタービンプラント
と排熱回収プラントとを組み合わせたものを２系列配置
し、両系列で発生する蒸気を単一の蒸気タービンプラン
トに供給するようにしたものであり、ガスタービンプラ
ントと排熱回収プラントのセットは各系列同一であるの
で一方の系列を説明し、他方の系列については説明を省
略する。
ル発電プラントの基本型を示し、ガスタービンプラント
と排熱回収プラントとを組み合わせたものを２系列配置
し、両系列で発生する蒸気を単一の蒸気タービンプラン
トに供給するようにしたものであり、ガスタービンプラ
ントと排熱回収プラントのセットは各系列同一であるの
で一方の系列を説明し、他方の系列については説明を省
略する。
【００１７】１０はガスタービンプラントで、ガスター
ビン１１、同ガスタービン１１で駆動される空気圧縮機
１２、同空気圧縮機１２から供給される圧縮空気を燃料
と共に燃焼させる燃焼器１３を主要機器として構成され
ている。
ビン１１、同ガスタービン１１で駆動される空気圧縮機
１２、同空気圧縮機１２から供給される圧縮空気を燃料
と共に燃焼させる燃焼器１３を主要機器として構成され
ている。
【００１８】このガスタービン１１内には、図示省略の
動翼、静翼等が内在し、これ等が冷却を必要とする高温
部１１ａに相当することになる。また燃焼器１３は燃焼
室後域から燃焼ガス出口にかけて尾筒冷却部１３ａを有
しており、同尾筒冷却部１３ａも前記高温部１１ａ同様
に冷却を必要とする部位となっている。
動翼、静翼等が内在し、これ等が冷却を必要とする高温
部１１ａに相当することになる。また燃焼器１３は燃焼
室後域から燃焼ガス出口にかけて尾筒冷却部１３ａを有
しており、同尾筒冷却部１３ａも前記高温部１１ａ同様
に冷却を必要とする部位となっている。
【００１９】そして、前記ガスタービン１１の高温部１
１ａに向かって、冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経路
１４と、また同冷却蒸気供給経路１４から分岐して、前
記燃焼器１３の尾筒冷却部１３ａへ冷却蒸気を供給する
冷却蒸気分岐経路１５がそれぞれ設けられている。
１ａに向かって、冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経路
１４と、また同冷却蒸気供給経路１４から分岐して、前
記燃焼器１３の尾筒冷却部１３ａへ冷却蒸気を供給する
冷却蒸気分岐経路１５がそれぞれ設けられている。
【００２０】また、１６は減温装置で、ガスタービン１
１の高温部１１ａへ冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経
路１４に配置され、後述する排熱回収ボイラ２０等から
の高温水をスプレーして前記冷却蒸気の温度を低下させ
るものである。
１の高温部１１ａへ冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経
路１４に配置され、後述する排熱回収ボイラ２０等から
の高温水をスプレーして前記冷却蒸気の温度を低下させ
るものである。
【００２１】なお、前記排熱回収ボイラ２０中の後述す
る中圧蒸発器２６には、中圧蒸気を取り出す中圧蒸気供
給経路３５が連絡しており、同中圧蒸気供給経路３５は
前記冷却蒸気供給経路１４から冷却蒸気分岐経路１５が
分岐した後流位置に連絡し、同冷却蒸気供給経路１４中
に中圧蒸気を混入するように配置されている。
る中圧蒸発器２６には、中圧蒸気を取り出す中圧蒸気供
給経路３５が連絡しており、同中圧蒸気供給経路３５は
前記冷却蒸気供給経路１４から冷却蒸気分岐経路１５が
分岐した後流位置に連絡し、同冷却蒸気供給経路１４中
に中圧蒸気を混入するように配置されている。
【００２２】また、３７はガスタービン冷却蒸気回収経
路で、中圧第２再熱器２８の入口側に連通し、また３８
は尾筒冷却蒸気回収経路で、前記中圧第２再熱器２８の
出口側に連通している。
路で、中圧第２再熱器２８の入口側に連通し、また３８
は尾筒冷却蒸気回収経路で、前記中圧第２再熱器２８の
出口側に連通している。
【００２３】２０は排熱回収ボイラで、前記ガスタービ
ン１１の排気を加熱源とし、その内部は、高圧蒸気発生
部と、中圧蒸気発生部と、低圧蒸気発生部とに区分され
て構成されている。
ン１１の排気を加熱源とし、その内部は、高圧蒸気発生
部と、中圧蒸気発生部と、低圧蒸気発生部とに区分され
て構成されている。
【００２４】各蒸気発生部に区画される機器を蒸気のマ
クロな流れ順に従って羅列すれば、低圧蒸気発生部は、
低圧節炭器２１、低圧蒸発器２２、低圧過熱器２３等で
構成され、中圧蒸気発生部は、中圧節炭器２４、中圧給
水ポンプ２５、中圧蒸発器２６、第１再熱器２７、第２
再熱器２８等で構成されている。
クロな流れ順に従って羅列すれば、低圧蒸気発生部は、
低圧節炭器２１、低圧蒸発器２２、低圧過熱器２３等で
構成され、中圧蒸気発生部は、中圧節炭器２４、中圧給
水ポンプ２５、中圧蒸発器２６、第１再熱器２７、第２
再熱器２８等で構成されている。
【００２５】そして高圧蒸気発生部は、高圧第１節炭器
２９、高圧給水ポンプ３０、高圧第２節炭器３１、高圧
蒸発器３２、高圧第１過熱器３３、そして高圧第２過熱
器３４等で構成されている。
２９、高圧給水ポンプ３０、高圧第２節炭器３１、高圧
蒸発器３２、高圧第１過熱器３３、そして高圧第２過熱
器３４等で構成されている。
【００２６】また、これら排熱回収ボイラ２０の高圧蒸
気発生部、中圧蒸気発生部および低圧蒸気発生部で発生
する蒸気および高温水は、後述の蒸気タービンプラント
４０およびガスタービンプラント１０の冷却蒸気となる
高圧排気の冷却蒸気供給経路１４等へ供給されるが、そ
の詳細は後に説明する。
気発生部、中圧蒸気発生部および低圧蒸気発生部で発生
する蒸気および高温水は、後述の蒸気タービンプラント
４０およびガスタービンプラント１０の冷却蒸気となる
高圧排気の冷却蒸気供給経路１４等へ供給されるが、そ
の詳細は後に説明する。
【００２７】本実施の形態においては、前記の様に構成
されたガスタービンプラント１０と排熱回収ボイラ２０
の組合せで１セットの配列構成とし、このセットを図示
の様に２系列（２セット）並行に配置してこれを単一の
蒸気タービンプラント４０に組合せている。
されたガスタービンプラント１０と排熱回収ボイラ２０
の組合せで１セットの配列構成とし、このセットを図示
の様に２系列（２セット）並行に配置してこれを単一の
蒸気タービンプラント４０に組合せている。
【００２８】即ち、４０は蒸気タービンプラントを示
し、前記排熱回収ボイラ２０の高圧第２過熱器３４から
途中を省略して図示した経路※２を経て高圧蒸気を供給
される高圧タービン４１、中圧第２再熱器２８から経路
※３を経て中圧蒸気を供給される中圧タービン４２、そ
して同中圧タービン４２の排気、および前記低圧過熱器
２３から経路※４を経て低圧蒸気を供給される低圧ター
ビン４３から構成されている。
し、前記排熱回収ボイラ２０の高圧第２過熱器３４から
途中を省略して図示した経路※２を経て高圧蒸気を供給
される高圧タービン４１、中圧第２再熱器２８から経路
※３を経て中圧蒸気を供給される中圧タービン４２、そ
して同中圧タービン４２の排気、および前記低圧過熱器
２３から経路※４を経て低圧蒸気を供給される低圧ター
ビン４３から構成されている。
【００２９】そして経路※３については図示した様に前
記各系列の排熱回収ボイラ２０からの再熱蒸気が合流し
て中圧タービン４２に供給されているが、経路※２の高
圧過熱蒸気および経路※４の低圧過熱蒸気は、図示省略
するが経路※３と同様に前記２系列が合流して高圧ター
ビン４１または低圧タービン４３にそれぞれ供給されて
いる。
記各系列の排熱回収ボイラ２０からの再熱蒸気が合流し
て中圧タービン４２に供給されているが、経路※２の高
圧過熱蒸気および経路※４の低圧過熱蒸気は、図示省略
するが経路※３と同様に前記２系列が合流して高圧ター
ビン４１または低圧タービン４３にそれぞれ供給されて
いる。
【００３０】なお、低圧タービン４３の排気は、その下
流に設けられた復水器４４で凝縮され、ボイラ給水ポン
プ４５、グランドコンデンサ４６と順次経由して前記排
熱回収ボイラ２０へと循環される。
流に設けられた復水器４４で凝縮され、ボイラ給水ポン
プ４５、グランドコンデンサ４６と順次経由して前記排
熱回収ボイラ２０へと循環される。
【００３１】なおまた、５１はガスタービンプラント１
０で駆動される発電機、５２は蒸気タービンプラント４
０で駆動される発電機を示している。
０で駆動される発電機、５２は蒸気タービンプラント４
０で駆動される発電機を示している。
【００３２】以上各種機器を羅列して概略的に説明した
が、本実施の形態は各系列においてガスタービン１１の
高温部１１ａへ冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経路１
４に減温装置１６を配置し、排熱回収ボイラ２０の中圧
節炭器２４、高圧第２節炭器３１から経路※１で示すよ
うに高温水供給経路３６に連通し、減温装置１６で冷却
蒸気である高圧排気中に熱水をスプレーして前記冷却蒸
気の温度を低下させるようにしている。
が、本実施の形態は各系列においてガスタービン１１の
高温部１１ａへ冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給経路１
４に減温装置１６を配置し、排熱回収ボイラ２０の中圧
節炭器２４、高圧第２節炭器３１から経路※１で示すよ
うに高温水供給経路３６に連通し、減温装置１６で冷却
蒸気である高圧排気中に熱水をスプレーして前記冷却蒸
気の温度を低下させるようにしている。
【００３３】なお、ここでは経路※１として中圧節炭器
２４から連通するものと高圧第２節炭器３１からのもの
の２経路を示しているが、両方の経路を共に使用して
も、また、いずれか一方のみを使用するように切り換え
てもよいことは勿論である。
２４から連通するものと高圧第２節炭器３１からのもの
の２経路を示しているが、両方の経路を共に使用して
も、また、いずれか一方のみを使用するように切り換え
てもよいことは勿論である。
【００３４】本実施の形態は前記した様に構成されてお
り、定常状態に於けるガスタービン１１の高温部１１
ａ、および燃焼器１３の尾筒冷却部１３ａの冷却は次の
ようにおこなわれる。
り、定常状態に於けるガスタービン１１の高温部１１
ａ、および燃焼器１３の尾筒冷却部１３ａの冷却は次の
ようにおこなわれる。
【００３５】即ち、高圧タービン４１の高圧排気が冷却
蒸気供給経路１４を経て供給され、一部は途中で分流し
て冷却蒸気分岐経路１５から燃焼器１３に至り、尾筒冷
却部１３ａを冷却し、また、分流しなかった残部はその
まま冷却蒸気供給経路１４を経てガスタービン１１に至
りその高温部１１ａ冷却する。
蒸気供給経路１４を経て供給され、一部は途中で分流し
て冷却蒸気分岐経路１５から燃焼器１３に至り、尾筒冷
却部１３ａを冷却し、また、分流しなかった残部はその
まま冷却蒸気供給経路１４を経てガスタービン１１に至
りその高温部１１ａ冷却する。
【００３６】高圧タービン４１を出る高圧排気の温度
は、その温度低下の一例を示せば約３７０℃であり、こ
の温度の蒸気に晒されるとタービン動翼及びそのディス
クのような可動部分は特に耐熱条件が厳しくなり、それ
をクリヤーするために高価な材料を必要とし、経済的条
件が悪くなる。
は、その温度低下の一例を示せば約３７０℃であり、こ
の温度の蒸気に晒されるとタービン動翼及びそのディス
クのような可動部分は特に耐熱条件が厳しくなり、それ
をクリヤーするために高価な材料を必要とし、経済的条
件が悪くなる。
【００３７】しかも本実施の形態のものは、ガスタービ
ンプラント１０と排熱回収ボイラ２０とを１セットと
し、複数セットのものの排熱回収ボイラで発生する蒸気
を集合して蒸気タービンに供給するように構成した多軸
型のコンバインドサイクル発電プラントであるために、
何れか一方のガスタービン１１の機能低下等により同ガ
スタービン１１がアンバランスな出力で運転された場合
には、蒸気タービンプラント４０への供給蒸気量の減少
等に起因して、高圧タービン排気温度が異常に高温とな
るケースも発生し、燃焼器や翼の耐熱強度もさることな
がら、ディスクの耐熱強度が非常に問題となる。
ンプラント１０と排熱回収ボイラ２０とを１セットと
し、複数セットのものの排熱回収ボイラで発生する蒸気
を集合して蒸気タービンに供給するように構成した多軸
型のコンバインドサイクル発電プラントであるために、
何れか一方のガスタービン１１の機能低下等により同ガ
スタービン１１がアンバランスな出力で運転された場合
には、蒸気タービンプラント４０への供給蒸気量の減少
等に起因して、高圧タービン排気温度が異常に高温とな
るケースも発生し、燃焼器や翼の耐熱強度もさることな
がら、ディスクの耐熱強度が非常に問題となる。
【００３８】しかし、排熱回収ボイラ２０の中圧節炭器
２４、高圧第２節炭器３１から経路※１、高温水供給経
路３６を経て供給される高温水は、１００〜３００℃で
あるので、これを減温装置１６で高圧排気中にスプレー
すれば前記冷却蒸気の温度は大幅に低下し、前記タービ
ン動翼及びそのディスクのような可動部分を製作する素
材として比較的安価で入手性の良い材料で対応でき、経
済的条件は大幅に好転する。
２４、高圧第２節炭器３１から経路※１、高温水供給経
路３６を経て供給される高温水は、１００〜３００℃で
あるので、これを減温装置１６で高圧排気中にスプレー
すれば前記冷却蒸気の温度は大幅に低下し、前記タービ
ン動翼及びそのディスクのような可動部分を製作する素
材として比較的安価で入手性の良い材料で対応でき、経
済的条件は大幅に好転する。
【００３９】なお、燃焼器１３の尾筒冷却部１３ａは固
定構造物であるため、同じ３７０℃の温度条件であって
も、比較的安価な材料で対応出来るので、冷却蒸気分岐
経路１５に対しては中圧蒸気を混入する必要はない。
定構造物であるため、同じ３７０℃の温度条件であって
も、比較的安価な材料で対応出来るので、冷却蒸気分岐
経路１５に対しては中圧蒸気を混入する必要はない。
【００４０】そしてガスタービン１１の高温部１１ａを
冷却した冷却蒸気は、ガスタービン冷却蒸気回収経路３
７を経て第２再熱器２８に回収され、また燃焼器１３の
尾筒冷却部１３ａを冷却して冷却蒸気は、尾筒冷却蒸気
回収経路３８を経て前記第２再熱器２８の出口側に至
り、同第２再熱器２８を経て加熱された他の蒸気と共に
中圧タービン４２に供給されて回収される。
冷却した冷却蒸気は、ガスタービン冷却蒸気回収経路３
７を経て第２再熱器２８に回収され、また燃焼器１３の
尾筒冷却部１３ａを冷却して冷却蒸気は、尾筒冷却蒸気
回収経路３８を経て前記第２再熱器２８の出口側に至
り、同第２再熱器２８を経て加熱された他の蒸気と共に
中圧タービン４２に供給されて回収される。
【００４１】この様に本実施の形態によれば、ガスター
ビン１１の高温部１１ａを冷却する冷却蒸気は、高圧タ
ービン４１の高圧排気に中圧節炭器２４、高圧第２節炭
器３１等から高温水をスプレーして冷却蒸気を温度低下
して用いることにより、多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントでガスタービン１１がアンバランスな出力
で運転された場合であっても、ガスタービン１１の高温
部１１ａは耐熱要求をクリヤーすることができ、タービ
ンの製作コストを大幅に節減することができるものであ
る。
ビン１１の高温部１１ａを冷却する冷却蒸気は、高圧タ
ービン４１の高圧排気に中圧節炭器２４、高圧第２節炭
器３１等から高温水をスプレーして冷却蒸気を温度低下
して用いることにより、多軸型のコンバインドサイクル
発電プラントでガスタービン１１がアンバランスな出力
で運転された場合であっても、ガスタービン１１の高温
部１１ａは耐熱要求をクリヤーすることができ、タービ
ンの製作コストを大幅に節減することができるものであ
る。
【００４２】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
もよいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
もよいことはいうまでもない。
【００４３】
【発明の効果】以上本発明によれば、ガスタービンと同
ガスタービンの排気を熱源とする排熱回収ボイラとの組
合せを複数列設け、各排熱回収ボイラの発生蒸気を集合
して単一の蒸気タービンに供給する多軸コンバインドサ
イクル発電プラントにおいて、高圧蒸気タービン排気を
冷却蒸気として各ガスタービンの高温部に供給する冷却
蒸気供給経路に減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度
を低下させるように構成し、ガスタービンの高温部の冷
却媒体として選んだ高圧蒸気タービン排気中に減温装置
で高温水をスプレーして加え、同冷却蒸気の温度を低下
させてこれをガスタービンの高温部へ供給することによ
り冷却を行うものである。
ガスタービンの排気を熱源とする排熱回収ボイラとの組
合せを複数列設け、各排熱回収ボイラの発生蒸気を集合
して単一の蒸気タービンに供給する多軸コンバインドサ
イクル発電プラントにおいて、高圧蒸気タービン排気を
冷却蒸気として各ガスタービンの高温部に供給する冷却
蒸気供給経路に減温装置を配設し、前記冷却蒸気の温度
を低下させるように構成し、ガスタービンの高温部の冷
却媒体として選んだ高圧蒸気タービン排気中に減温装置
で高温水をスプレーして加え、同冷却蒸気の温度を低下
させてこれをガスタービンの高温部へ供給することによ
り冷却を行うものである。
【００４４】従って本発明では、分量的に十分の高圧排
気を温度を低下させて冷却蒸気として用いることによ
り、被冷却部に当たるガスタービン高温部は耐熱性能を
低下した素材を採用可能とし、多軸コンバインドサイク
ル発電プラントとして全体効率を低下することなく安定
した冷却の実施を可能としたものである。
気を温度を低下させて冷却蒸気として用いることによ
り、被冷却部に当たるガスタービン高温部は耐熱性能を
低下した素材を採用可能とし、多軸コンバインドサイク
ル発電プラントとして全体効率を低下することなく安定
した冷却の実施を可能としたものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係わる多軸コンバイン
ドサイクル発電プラントの概要を模式的に示す説明図。
ドサイクル発電プラントの概要を模式的に示す説明図。
１０ ガスタービンプラント １１ ガスタービン １１ａ 高温部 １２ 空気圧縮機 １３ 燃焼器 １３ａ 尾筒冷却部 １４ 冷却蒸気供給経路 １５ 冷却蒸気分岐経路 １６ 減温装置 ２０ 排熱回収ボイラ ２１ 低圧節炭器 ２２ 低圧蒸発器 ２３ 低圧過熱器 ２４ 中圧節炭器 ２５ 中圧給水ポンプ ２６ 中圧蒸発器 ２７ 第１再熱器 ２８ 第２再熱器 ２９ 高圧第１節炭器 ３０ 高圧給水ポンプ ３１ 高圧第２節炭器 ３２ 高圧蒸発器 ３３ 高圧第１過熱器 ３４ 高圧第２過熱器 ３５ 中圧蒸気供給経路 ３６ 高温水供給経路 ３７ ガスタービン冷却蒸気回収経路 ３８ 尾筒冷却蒸気回収経路 ４０ 蒸気タービンプラント ４１ 高圧タービン ４２ 中圧タービン ４３ 低圧タービン ４４ 復水器 ４５ ボイラ給水ポンプ ４６ グランドコンデンサ ５１ 発電機 ５２ 発電機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 潔 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービンと同ガスタービンの排気を
熱源とする排熱回収ボイラとの組合せを複数列設け、各
排熱回収ボイラの発生蒸気を集合して単一の蒸気タービ
ンに供給する多軸コンバインドサイクル発電プラントに
おいて、高圧蒸気タービン排気を冷却蒸気として各ガス
タービンの高温部に供給する冷却蒸気供給経路に減温装
置を配設し、前記冷却蒸気の温度を低下させたことを特
徴とする多軸コンバインドサイクル発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14647497A JP3586542B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 多軸コンバインドサイクル発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14647497A JP3586542B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 多軸コンバインドサイクル発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339109A true JPH10339109A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3586542B2 JP3586542B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=15408467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14647497A Expired - Fee Related JP3586542B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 多軸コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3586542B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1205641A2 (en) * | 2000-11-13 | 2002-05-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle gas turbine system |
| JP2013539836A (ja) * | 2010-09-13 | 2013-10-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 排熱回収ボイラ |
| CN104481618A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-01 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种高参数超超临界汽轮发电机组 |
| CN104632310A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-20 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种提高真空与凝结水余热供热嵌入式复合系统与装置 |
| CN104807344A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-29 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统 |
| CN107202356A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-26 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组余热梯级利用供热系统 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14647497A patent/JP3586542B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1205641A2 (en) * | 2000-11-13 | 2002-05-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle gas turbine system |
| EP1205641A3 (en) * | 2000-11-13 | 2003-11-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle gas turbine system |
| US6966171B2 (en) | 2000-11-13 | 2005-11-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle gas turbine system |
| JP2013539836A (ja) * | 2010-09-13 | 2013-10-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 排熱回収ボイラ |
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| CN104632310A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-20 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种提高真空与凝结水余热供热嵌入式复合系统与装置 |
| CN104807344A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-29 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统 |
| CN104807344B (zh) * | 2015-04-13 | 2017-04-19 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统 |
| CN107202356A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-26 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组余热梯级利用供热系统 |
| CN107202356B (zh) * | 2017-06-19 | 2022-12-06 | 北京北方三合能源技术有限公司 | 一种火电机组余热梯级利用供热系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3586542B2 (ja) | 2004-11-10 |
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