JP2000018010A

JP2000018010A - 排気再燃用コンバインド発電プラント

Info

Publication number: JP2000018010A
Application number: JP10186049A
Authority: JP
Inventors: Chikanori Momotake; 慎徳百武; Masamichi Kanbara; 正道神原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】部分負荷時に対応して、循環水量をコントロ
ールし、排ガス給水加熱器循環ラインの循環水ポンプの
容量を小さく設定できるようにし、かつ制御性の向上を
図ることができるようにした排気再燃用コンバインド発
電プラントを提供する。【解決手段】ガスタービンと、排気再燃ボイラと、蒸
気タービンとを含み、排ガス給水加熱器への給水ライン
を複数設け、負荷状態に応じて使用する給水ラインを切
り換えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気再燃用コンバ
インド発電プラントに関する。本発明は特に、排気再燃
用プラントにおいて、負荷の変化に伴う給水ライン切り
替えシステムを設けた排気再燃用コンバインド発電プラ
ントに関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電プラントとして、ガスタービ
ン、排気再燃ボイラ及び蒸気タービンを組み合わせたタ
イプの排気再燃用コンバインド発電プラントが採用され
ている。このようなコンバイド発電プラントにおいて、
排ガス給水加熱器に給水ラインを通じて給水を供給し、
これを循環して排気再燃ボイラに戻すことが行われてい
る。

【０００３】ここで、全負荷稼働時は問題はないが、部
分負荷時は負荷に応じて給水ラインを通じて供給される
水の温度が低下する。このような状況では、硫酸腐食や
ガス腐食防止が発生するおそれがある。そこで、排ガス
給水加熱器入口給水温度を再循環ポンプでコントロール
している。すなわち、硫酸腐食やガス腐食防止のために
再循環ポンプによる循環量を大きくして、排ガス給水加
熱器内の配管表面の温度をこのような腐食を生じないよ
う一定以上（酸露点以上）に保つようにしている。しか
しながら、排ガス給水加熱器入口給水温度を一定以上に
保つために大きな再循環ポンプを採用しなければならな
かった。この結果、排ガス給水加熱器循環水ポンプの容
量は、定格運転時必要容量に対し非常に大きくなり、制
御が大ざっぱなものとなる傾向があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に対
して、部分負荷時に対応して、循環水量をコントロール
し、排ガス給水加熱器循環ラインの循環水ポンプの容量
を小さく設定できるようにし、かつ制御性の向上を図る
ことができるようにした排気再燃用コンバインド発電プ
ラントを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる排気再燃用コンバインド発電プラン
トは、ガスタービンと、排気再燃ボイラと、蒸気タービ
ンとを含み、排ガス給水加熱器への給水ラインを複数設
け、負荷状態に応じて使用する給水ラインを切り換える
ようにしたことを特徴とする。すなわち、本発明は、加
熱器の段数ごとに切り替えることのできる機構を付加す
ることにより、負荷に合わせて循環水量をコントロール
することができるようにしている。本発明ではかかる構
成とすることにより、起動時等の部分負荷時において、
そのような運転状態に応じた温度の給水ラインから排ガ
ス給水ラインに給水を引き込むので、循環水量を小さく
できる。したがって、排ガス給水加熱器循環ラインの循
環水ポンプの容量を小さくでき、コスト削減が可能とな
る。さらに、正確な制御を行うことができる。また、起
動時等の部分負荷時において、排ガス給水加熱器での低
温腐食を回避しつつ、高効率なプラント運用が可能とな
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面に示した実施の形
態を参照しながら本発明にかかる排気再燃用コンバイン
ド発電プラントを説明する。図１に、本発明に係る排気
再燃用コンバインド発電プラントの一実施の形態につい
て、その概要を示す。本実施の形態に係る排気再燃用コ
ンバインド発電プラントは、主機として、ガスタービン
１、排気再燃ボイラ２、蒸気タービンを含む。蒸気ター
ビンは、高圧タービン３、中圧タービン４、及び二つの
低圧タービン５、６から構成されている。

【０００７】ガスタービン１と排気再燃ボイラ２とは、
ガスライン７で接続している。排気再燃ボイラ２からの
ガスライン８は、脱硝装置９、高圧ガス給水加熱器１
０、低圧ガス給水加熱器１１を経て煙突１２へと接続し
ている。そして、この脱硝装置９の後流で分岐し、ガス
ライン８は、エアヒータ１３を経て煙突１２の上流で合
流する。排気再燃ボイラ２は、蒸気配管１４、１５によ
って、高圧タービン３と中圧タービン４とに接続されて
いる。

【０００８】高圧タービン３は、蒸気を戻す蒸気配管１
６によって排気再燃ボイラ２に接続している。さらに、
高圧タービン３は、蒸気配管１７、１８によってその高
温側１９と低温側２０とが別々の加熱器２１、２２と接
続している。高圧タービン３は、一部の蒸気を燃焼器２
６に供給するために、燃焼器２６と蒸気配管２７で接続
している。この燃焼器２６は蒸気配管２８で中圧タービ
ン４に至る蒸気配管１５に接続している。

【０００９】中圧タービン４は、蒸気配管２９、３０に
よってその高温側３１と低温側３２とが別々の加熱器３
３、３４と接続している。中圧タービン４は、低圧ター
ビン５、６及びＢＦＰＴ３５に蒸気を供給するため、こ
れらと蒸気配管３６、３７、３８で接続している。

【００１０】二つの低圧タービン５、６の高温側４１、
４２は、蒸気配管４３によって脱気器２５に接続してい
る。また、低圧タービン５、６は、その中高温側４４、
４５と中低温側４６、４７とが各々蒸気配管４８、４９
を経て加熱器５０、５１に接続している。さらに、低圧
タービン５、６は、その低温側５２、５３が蒸気配管５
４を経て、復水器５５以降の給水系に接続している。な
お、ＢＦＰＴ３５からの蒸気は、蒸気配管５６で合流す
る。

【００１１】復水器５５以降の給水系は、復水ポンプ５
７を経て、加熱器５１、５０、３４、３３、２２、２
１、脱気器２５等を経て排気再燃ボイラ２に給水ライン
５８で接続されている。給水系のうち、低圧ガス加熱器
１１が設けられている側には、低圧ガス給水加熱器再循
環ポンプ５９によって循環水の循環が行われる。給水系
のうち、高圧ガス加熱器１０が設けられている側には、
高圧ガス給水加熱器再循環ポンプ６０によって循環水の
循環が行われる。

【００１２】脱気器２５からの給水ライン５８は、ＢＦ
Ｐ６１を経て、給水ライン５８から給水ライン６２が分
岐する。給水ライン６２は、弁６３を経て、高圧ガス給
水加熱器１０に接続されている。本実施の形態ではさら
に、加熱器３４、３３、２２の下流から給水ライン６
４、６５、６６を分岐し、高圧ガス加熱器１０へ循環水
を循環することができるようになっている。

【００１３】上記したように、本実施の形態では、加熱
器２５、３３、２２の段数ごとに切り替えることができ
るように、高圧ガス給水加熱器１０への給水ラインを複
数設け、一系統ではなく、多系統を採用している。以上
が本実施の形態に係る排気再燃用コンバインド発電プラ
ントの主な構成である。本実施の形態に係る排気再燃用
コンバインド発電プラントは、上記説明した以外にも、
後述する付帯機器を含み、さらに実機においては、当業
者にとって自明の図示しない必要な電子制御機器等の制
御機器も含むものである。

【００１４】次に、上記構成の本実施の形態に係る排気
再燃用コンバインド発電プラントの機能・作用の概要を
説明する。本実施の形態に係る排気再燃用コンバインド
発電プラントは、ガスタービン１に燃料を供給して燃焼
させ、ガスタービン１の回転によって電力得ると共に、
ガスタービン１からの排熱を排気再燃ボイラ２で回収
し、蒸気タービンを回転させて電力を得る点について、
従来の排気再燃用コンバインド発電プラントと同様であ
る。さらに、他の機器に排ガス、蒸気、給水を好適に循
環させ、全体としてのプラント効率を良くしている。以
下にさらに説明する。

【００１５】まず、ガスタービン１は、圧縮側７１で大
気を取り入れ、燃料を燃焼器２６で燃焼して膨張側７２
に排ガスを送り込み、さらに、この排ガスをガスライン
７によって風道蒸発器７３を経て排気再燃ボイラ２に送
り込む。排気再燃ボイラ２では、供給される給水等との
熱交換によって熱回収が行われる。排気再燃ボイラ２を
出た排ガスは、ガスライン８に排出される。排ガスは、
脱硝装置９、高圧ガス給水加熱器１０、低圧ガス給水加
熱器１１を経て煙突１２から排出される。一方、エアヒ
ータ１３にも排ガスが流れ、燃焼用空気との間で熱交換
を行う。

【００１６】排気再燃ボイラ２からの主蒸気は、蒸気配
管１４によって、高圧タービン３に供給される。高圧タ
ービン３の高温側１９の蒸気は、蒸気配管１７を経て、
加熱器２１に導入される。加熱器２１では給水ライン５
８を流れる給水との間で熱交換が行われ、排出された蒸
気は、さらに加熱器２２に導かれる。高圧タービン３の
低温側２０の蒸気は、蒸気配管１８を経て、加熱器２２
に導入される。加熱器２２では給水ライン５８を流れる
給水との間で熱交換が行われ、排出された蒸気は、さら
に加熱器３３に導かれる。

【００１７】高圧タービン３の高温側１９の蒸気の一部
は、蒸気配管２７を経て、燃焼器２６に尾筒冷却用蒸気
として供給される。燃焼器２６を経た蒸気は、蒸気配管
２８を通って、蒸気配管１５で排気再燃ボイラ２からの
高温再熱蒸気と合流し、中圧タービン４に供給される。
高圧タービン３の低温側２０の蒸気の一部は、蒸気を戻
す蒸気配管１６によって排気再燃ボイラ２に戻される。

【００１８】中圧タービン４の高温側３１の蒸気は、蒸
気配管２９を経て、加熱器３３に導入される。加熱器３
３では給水ライン５８を流れる給水との間で熱交換が行
われ、排出された蒸気は、さらに加熱器３４に導かれ
る。中圧タービン４の低温側３２の蒸気は、蒸気配管３
０を経て、加熱器３４に導入される。加熱器３４では給
水ライン５８を流れる給水との間で熱交換が行われる。
中圧タービン４の低温側３２からの蒸気は、蒸気配管３
６、３７、３８を経由して、低圧タービン５、６及びＢ
ＦＰＴ３５に導かれる。

【００１９】低圧タービン５、６の中高温側４４、４５
と中低温側４６、４７の蒸気は、各々蒸気配管４８、４
９を経て加熱器５０、５１に供給される。加熱器５０で
は、給水との間で熱交換が行われ、凝結水はヒータドレ
ンタンク７５からヒータドレンポンプ７６によって、給
水ライン５８に弁７７を経て流れる。加熱器５１では、
給水との間で熱交換が行われ、凝結水は弁７８を経て復
水器５５に導かれる。そして、低圧タービン５、６の低
温側５２、５３の蒸気は、蒸気配管５４を経て、復水器
５５以降の給水系に供給される。なお、ＢＦＰＴ３５
は、ボイラ給水ポンプ用の動力回収を行い、ＢＦＰＴ３
５からの蒸気は、蒸気配管５６から蒸気配管５４で低圧
タービン５、６からの蒸気と合流する。復水器５５を出
た給水は、復水ポンプ５７により、グランド・コンデン
サー（Ｇ．Ｃ．、ＧｒｏｕｎｄＣｏｎｄｅｎｓｅｒ）
９０を経て加熱器５１、５０、３４、３３、２２、２
１、脱気器２５等を経て、排気再燃ボイラ２に給水ライ
ン５８を流れて供給される。

【００２０】給水系のうち、低圧ガス加熱器１１が設け
られている側では、低圧ガス給水加熱器再循環ポンプ５
９によって、弁７９、逆止弁８０を経て循環水の循環が
行われる。循環する水は、復水器５５からの給水を一部
取りだしたものであり、循環水は一定温度に達した後給
水ライン８１から給水ライン５８に排出される。給水系
のうち、高圧ガス加熱器１０が設けられている側では、
高圧ガス給水加熱器再循環ポンプ６０によって、弁８
２、逆止弁８３を経て循環水の循環が行われる。循環す
る水は、全負荷時には、復水器５５からの給水を一部取
りだしたものであり、循環水は一定温度に達した後給水
ライン８４から給水ライン５８に排出される。

【００２１】ここで、負荷状態が変化し、部分負荷の状
態になると、弁６３を閉じ、負荷が低下して行くと、そ
の状態に応じて適宜、弁１０１、１０２、１０３のいず
れかを開放し、循環させる水の取り出しラインを変更し
て行く。これによって、部分負荷となっても、高圧ガス
給水加熱器１０に循環する給水の温度を適切に保つこと
ができる。したがって、起動時等の部分負荷時におい
て、そのような運転状態に応じた温度の給水ラインから
排ガス給水ラインに給水を引き込むので、循環水量を小
さくできる。したがって、排ガス給水加熱器循環ライン
の循環水ポンプ６０の容量を小さくでき、コスト削減が
可能となる。さらに、正確な制御を行うことができる。
また、起動時等の部分負荷時において、排ガス給水加熱
器１０での低温腐食を回避しつつ、高効率なプラント運
用が可能となる。なおここで、図中１０４、１０５、１
０６で示したものは逆止弁である。

【００２２】なおまた、脱気器２５では、タービン抽気
によって給水を直接加熱し、給水中の不凝縮性ガス（酸
素、炭酸ガス等）を除去する。酸素、炭酸ガスの濃度
は、腐食の原因とならない程度まで減少され、給水ポン
プ、配管、ボイラ、その他ボイラ給水系の腐食防止を図
ることができる。脱気器２５では、供給された高圧蒸気
によって給水の脱気を適宜行った後、ボイラ給水ポンプ
６１によって、給水ライン５８の後流に給水を供給す
る。

【００２３】本実施の形態に係る排気再燃用コンバイン
ド発電プラントは、前記したように上記説明した以外に
も、当業者にとって自明の図示しない必要な電子制御機
器等の制御機器も含む。したがって、これらの制御機器
によって、図１に示した構成要素を制御し、本実施の形
態の特徴部分である給水ラインの切り替え等全ての動作
を最適に保って稼働させることができる。

【００２４】

【発明の効果】上記したところから明かなように本発明
によれば、部分負荷時に対応して、循環水量をコントロ
ールし、排ガス給水加熱器循環ラインの循環水ポンプの
容量を小さく設定できるようにし、かつ制御性の向上を
図ることができるようにした排気再燃用コンバインド発
電プラントが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気再燃用コンバインド発電プラ
ントの一実施の形態を説明する概念図である。

【符号の説明】

１ガスタービン２排気再燃ボイラ３高圧タービン４中圧タービン５、６低圧タービン７、８ガスライン９脱硝装置１０高圧ガス給水加熱器１１低圧ガス給水加熱器１２煙突１３エアヒータ１４、１５、１６、１７、１８蒸気配管１９高圧タービン３の高温側２０低温側２１、２２加熱器２７蒸気配管２５脱気器２６燃焼器２９、３０蒸気配管３１中圧タービン４の高温側３２中圧タービン４の低温側３３、３４加熱器３５ＢＦＰＴ３６、３７、３８蒸気配管４１、４２低圧タービン５、６の高温側４３、４８、４９蒸気配管４４、４５低圧タービン５、６の中高温側４４、４５４６、４７中低温側５０、５１加熱器５２、５３低圧タービン５、６の低温側５４、５６蒸気配管５５復水器５７復水ポンプ５８給水ライン５９低圧ガス給水加熱器再循環ポンプ６０高圧ガス給水加熱器再循環ポンプ６１ＢＦＰ７３風道蒸発器７５ヒータドレンタンク７６ヒータドレンポンプ７８、７９、８２弁８０、８３逆止弁８１、８４給水ライン１０１、１０２、１０３弁１０４、１０５、１０６逆止弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスタービンと、排気再燃ボイラと、蒸
気タービンとを含み、排ガス給水加熱器への給水ライン
を複数設け、負荷状態に応じて使用する給水ラインを切
り換えるようにしたことを特徴とする排気再燃用コンバ
インド発電プラント。