JP2000080926A - 火力発電プラント及びその運転方法 - Google Patents
火力発電プラント及びその運転方法Info
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Abstract
果的にガスタービンバイパス配管系統の結露による配管
腐食を防止することができる火力発電プラントを提供す
ることにある。 【解決手段】ガスタービン8を出た高温ガスの一部をガ
スタービンバイパス配管1に還流させる保温配管2を設
け、同配管の先端を複数の細管に分岐し、それぞれの細
管がタービンバイパス配管壁面に対して水平方向と鉛直
方向のどちらにも傾いた角度を持って合流する。
Description
係り、特にガスタービンバイパス配管を有する加圧流動
床発電プラント(PFBC)などに好適な火力発電プラ
ントに関する。
うにボイラーで生成した高温ガスを直接ガスタービンに
送り込む構成のプラントでは、起動時およびプラント異
常事象発生時に高温ガスをガスタービンに流入させずバ
イパスさせて放出するバイパス配管が設けられる。
ス系統の概略図を示す。まず、ボイラー4に燃料(微粉
炭)13と空気14を供給し、ボイラー4内での燃焼に
より高温ガスを発生させる。ボイラー4で発生した高温
ガスは、サイクロン5により灰粒子が分離され、高温ガ
ス主配管3によりガスタービン8に流入する。ガスター
ビン8には発電機9が繋がっており、高温ガスによるガ
スタービン8の回転により発電機9が作動する。
ガス遮断弁7が設けられ、起動時の一定時間やプラント
異常事象発生時には高温ガス遮断弁7が閉じられ、ガス
タービン8への高温ガスの流入を停止する。この高温ガ
ス遮断弁7の上流において、この弁が閉じられた場合に
高温ガスをバイパスさせるガスタービンバイパス配管1
が高温ガス主配管3から分岐している。
ガス主配管3から分岐した直後にバイパス流量調整弁6
が設けられ、プラント通常運転時は閉状態、起動時の一
定時間やプラント異常事象発生時には開状態となり、高
温ガスをガスタービンからバイパスさせる。このガスタ
ービンバイパス配管1は、ガスタービン8の下流の高温
ガス主配管3に合流する。ガスタービン8およびガスタ
ービンバイパス配管1から高温ガス主配管3に流入した
高温ガスは、脱硝装置10および排熱回収熱交換器11
を通り煙突12から外部へ放出される。
の一定時間およびプラント異常事象発生時にのみガスタ
ービンバイパス配管1に高温ガスが流れ、プラント通常
運転時は、定常的なガス流れはなく一時的に流された高
温ガスの残留分が滞留する状態となる。このガスタービ
ンバイパス配管1に滞留した高温ガスは、自然放熱によ
り徐々に冷却され、一定温度以下になると配管内で結露
する。石炭燃焼排ガス中には、微量ではあるがSOx,
NOxが残留しており結露した場合には強酸性溶液が生
成される。そのため、配管内壁面に酸腐食が発生し、配
管減肉による強度低下や貫通孔発生によるガス漏れが生
じる可能性がある。
たように、ガスタービンバイパス配管1に残留水を引き
抜いて除去するドレン系統15を設け、これにより結露
が発生した場合の配管腐食を防止してきた。このドレン
系統15を正常に作動させるには制御系,各種弁,計装
系など種々の機器が必要となる。また、各種プラント運
転状態に適合した適切なドレン系統の運転管理が必要と
なる。
ストおよび運転方法を簡素化するためには、プラント全
体の配管系統構成の見直しが必要であり、ガスタービン
バイパス配管1に設けられるドレン系統15もその対象
となる。結露による配管腐食防止方法としては、原理的
に、結露が発生する温度以上に常にガスタービンバイパ
ス配管1を保温すればよい。その保温方法としては、通
常運転時にガスタービンバイパス配管1の全領域で高温
ガスの結露点以上の保温が成立し、同時に従来のドレン
系統15より配管系統構成および使用方法が簡素化され
る必要がある。
ス配管1の全領域で結露点以上の保温を実施する方法と
しては種々の方法が考えられるが、最も低コストで効率
的な方法は、高温ガスの一部をガスタービンバイパス配
管1に還流させる方法である。同方法によれば、新たな
熱源を設ける必要はない。
パス配管の除熱された低温の滞留ガス中に、まだ除熱さ
れていない高温ガスが流入することになる。このような
場合、ガスの温度差による浮力により高温ガスが配管内
上部に上昇し、配管内部で高温領域と低温領域が分離さ
れた状態となる温度成層化現象が発生しやすい。このよ
うな事象が発生した場合には、高温ガスを常時ガスター
ビンバイパス配管1に還流させているにも関わらず、配
管内壁面内の低温領域で部分的に結露が発生し、腐食が
進行する可能性がある。
て、効果的にガスタービンバイパス配管系統の結露によ
る配管腐食を防止することができる火力発電プラント及
びその運転方法を提供することにある。
の第1の発明は、ボイラー,ガスタービン、前記ボイラ
ーで発生した高温ガスを前記ガスタービンに供給する高
温ガス配管、及び前記ボイラーからの高温ガスを前記ガ
スタービンをバイパスしてその下流側に供給するタービ
ンバイパス配管を有する高温ガス系統を備えた火力発電
プラントにおいて、前記ガスタービンを出た高温ガスの
一部を前記タービンバイパス配管に還流させる戻り配管
を設ける。
ントの運転方法において、通常運転時にも、前記戻り配
管を介して前記タービンバイパス配管に高温ガスを一定
量還流させ、前記タービンバイパス配管を一定温度以上
に保つ。
発明を詳細に説明する。図1に、本発明による火力発電
プラントの第1実施例の高温ガス系統を示す。流入した
燃料13と空気14により高温のボイラー4に燃焼ガス
が発生する。この高温ガスは、サイクロン5でガス中の
灰粒子を一定スケール(粒子径)以下に分離した後、高
温ガス主配管3によりガスタービン8に流入する。
る高温ガス遮断弁7は開状態、ガスタービンバイパス配
管1の最上流にあるバイパス流量調整弁6は閉状態にあ
る。これにより、ボイラー4で発生する高温ガスはすべ
てガスタービン8に流入する。ガスタービン8を出た高
温ガスは、脱硝装置10,排熱回収熱交換器11を通過
して煙突12から放出される。したがって、ガスタービ
ンバイパス配管1には、高温ガスは流入しない。
ト異常事象発生時には、高温ガス遮断弁7は閉状態、バ
イパス流量調整弁6は開状態になり、高温ガスは全てガ
スタービンバイパス配管1に流入する。この場合、高温
ガスは、ガスタービン8の下流で高温ガス主配管3に再
び流入し(図1のD点)、脱硝装置10,排熱回収熱交
換器11を通過して煙突12から放出される。
1を通常運転時に保温するために、ガスタービン8の下
流の高温ガス主配管3のC点から、ガスタービンバイパ
ス配管1のバイパス流量調整弁6の下流直後(B点)に
連結する戻り配管である保温配管2を設置する。これら
の配管構成では、ガスタービンバイパス配管1と保温配
管2を通過する流れ(C点→B点→D点)による圧力損
失が高温ガス主配管の直通路(C点→D点)での圧力損
失より小さければ、C点→B点→D点の流れは新たな駆
動機構なしで実現できる。即ち、高温ガス主配管の直通
路(C点→D点)間に、流量調整弁を設けるか、大きな圧
力損失を発生する機器を配置すれば、C点→B点→D点
の還流が自然に実現できる。
ガスの一部をC点からB点,D点に還流させることによ
り、常時、ガスタービンバイパス配管1の保温に必要な
流量を流すことが可能となる。また、この配管系統設置
により従来のドレン系統は不要となる。そのため、本実
施例では、ドレン系統に比べ運転に必要な計装,制御系
および弁数を大幅に削減できる。また、ガスタービンバ
イパス配管1の保温に必要な高温ガス流量は、高温ガス
全流量の2〜3%であり、プラント全体の熱効率や成立
性にはほとんど影響はない。
パス配管1に保温配管2を合流させた配管構成で、実際
のプラント建屋内における3次元構造の一例を示す。実
プラントでは、各種機器との取り合い、および配管熱膨
張による曲げの吸収のため、ガスタービンバイパス配管
1は、図3に示したような3次元的に曲がりの多い配管
経路となることが多い。また、本実施例では、保温配管
2は、ガスタービンバイパス配管1に一本の細管として
合流している。図4に合流部であるB点近傍の拡大図を
示す。前述したように、ガスタービンバイパス配管1内
の除熱された低温の滞留ガス中に、まだ除熱されていな
い高温ガスが流入すると、ガス温度差による浮力によ
り、高温ガスが配管内上部に上昇し、配管内部で高温領
域と低温領域が分離された状態となる温度成層化現象が
発生しやすい。
よび構造において、130℃の残留ガスで満たされたガ
スタービンバイパス配管1に、424℃の高温ズスを保
温配管2のノズルから還流させた場合の配管内温度分布
の解析結果を示す。この構造の場合、還流高温ガスは図
3の白抜き矢印の方向に流れる。図5に示した温度分布
は、図3における水平配管部分の鉛直方向(ポイントX
−ポイントX′間)の分布を示している。同図から分か
るように、水平配管部分で温度成層化が発生しているこ
とが分かる。配管下部では約120℃であるが、上部で
は約270℃を示している。
分確保しているため、温度成層化は発生するが配管下部
の最低温度は、高温ガスの結露発生温度約50℃より十
分高い。従って、保温配管2を設けるだけで、ガスター
ビンバイパス配管1の結露による腐食を効果的に防止で
きる。
ビンバイパス配管1を保温するためには、上記温度成層
化を緩和する必要がある。図6に、これを実現するため
のガスタービンバイパス配管1と保温配管2の合流部の
概略構成を示す。本実施例構造では、保温配管2の先端
が複数の細管に分岐し、それぞれの細管が、ガスタービ
ンバイパス配管1の周方向に一定間隔で、ガスタービン
バイパス配管1の壁面に対して水平方向と鉛直方向のど
ちらにも傾いた角度を持って合流する構造を持つ。この
ような合流部構造を持つことにより、ガスタービンバイ
パス配管1に高温ガスが流入した時に、図6のような強
い旋回流が発生する。この旋回流により、合流部近傍で
の温度混合が強化され、ガスタービンバイパス配管1内
での温度成層化が緩和される。そのため、より少ない高
温ガスの還流量で確実にガスタービンバイパス配管1の
保温を実現でき、結露による腐食防止を更に効果的に図
れる。
高温ガスの還流方法としては、図1の第1実施例のよう
に、バイパス流量調整弁6の直後に還流させるだけでな
く、図7に示すように、ガスタービンバイパス配管1の
管軸方向の複数の箇所に保温配管系からの分岐管2aを
合流させる構成も考えられる。図7は、本発明による火
力発電プラントの第2実施例の高温ガス系統を示す。図
8は、図7のガスタービンバイパス配管1の3次元構造
の一例を示す。同図のような配管構成を用いても、前記
した温度成層化を防止し、確実にガスタービンバイパス
配管1の保温を実現できる。従って、本実施例でも第1
実施例と同じ効果が得られる。
て、効果的にガスタービンバイパス配管系統の結露によ
る配管腐食を防止することができる。
ガス系統を示す概略構成図。
概略構成図。
例を示す図。
析結果の一例を示す図。
部の他の実施例を示す概略構成図。
ガス系統を示す概略構成図。
例を示す図。
温ガス主配管、4…ボイラー、5…サイクロン、6…バ
イパス流量調整弁、7…高温ガス遮断弁、8…ガスター
ビン、9…発電機、10…脱硝装置、11…排熱回収熱
交換器、12…煙突、13…燃料、14…空気。
Claims (5)
- 【請求項1】ボイラー,ガスタービン、前記ボイラーで
発生した高温ガスを前記ガスタービンに供給する高温ガ
ス配管、及び前記ボイラーからの高温ガスを前記ガスタ
ービンをバイパスしてその下流側に供給するタービンバ
イパス配管を有する高温ガス系統を備えた火力発電プラ
ントにおいて、前記ガスタービンを出た高温ガスの一部
を前記タービンバイパス配管に還流させる戻り配管を設
けたことを特徴とする火力発電プラント。 - 【請求項2】請求項1において、前記戻り配管のうち、
前記タービンバイパス配管に合流する部分が複数の細管
に分岐していることを特徴とする火力発電プラント。 - 【請求項3】請求項2において、前記戻り配管の細管
は、前記タービンバイパス配管の周方向に一定間隔で、
その壁面に対して水平方向及び鉛直方向のどちらにも傾
いた角度を持って合流する構造を有することを特徴とす
る火力発電プラント。 - 【請求項4】請求項1乃至3の何れかにおいて、前記戻
り配管は、前記タービンバイパス配管の管軸方向の複数
の位置で合流することを特徴とする火力発電プラント。 - 【請求項5】請求項1に記載の火力発電プラントの運転
方法において、通常運転時にも、前記戻り配管を介して
前記タービンバイパス配管に高温ガスを一定量還流さ
せ、前記タービンバイパス配管を一定温度以上に保持す
ることを特徴とする火力発電プラントの運転方法。
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---|---|---|---|
JP25069898A JP3978888B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 火力発電プラント及びその運転方法 |
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JP25069898A Expired - Lifetime JP3978888B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 火力発電プラント及びその運転方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005080771A1 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービンプラント |
WO2005080772A1 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービンプラント |
JP2009121777A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及び加圧流動焼却設備の立ち上げ運転方法 |
WO2012176254A1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | 熱技術開発株式会社 | 閉サイクルガスタービン |
WO2013140655A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-26 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP25069898A patent/JP3978888B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005080771A1 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービンプラント |
WO2005080772A1 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービンプラント |
CN100404820C (zh) * | 2004-02-23 | 2008-07-23 | 三菱重工业株式会社 | 燃气涡轮机组 |
US7596947B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine plant |
JP2009121777A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及び加圧流動焼却設備の立ち上げ運転方法 |
WO2012176254A1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | 熱技術開発株式会社 | 閉サイクルガスタービン |
WO2013140655A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-26 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン |
KR20140100576A (ko) * | 2012-03-19 | 2014-08-14 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 가스 터빈 |
CN104053860A (zh) * | 2012-03-19 | 2014-09-17 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气涡轮 |
US9085982B2 (en) | 2012-03-19 | 2015-07-21 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine |
JPWO2013140655A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2015-08-03 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン |
KR101640334B1 (ko) | 2012-03-19 | 2016-07-15 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 가스 터빈 |
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