JP2002309905A - ガスタービンコンバインドプラント - Google Patents
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Abstract
運転時以外の多様な運転状態においても、ガスタービン
の高温空気を、安定して冷却することができるガスター
ビンコンバインドプラントを得ること。 【解決手段】 高圧エコノマイザ39の入口給水は、空
気冷却器24を通過する高温空気の冷却媒体として、空
気冷却器24内に導入され、高温空気と熱交換して高温
化した給水は、高圧エコノマイザ39の出口給水に合流
する回路と、復水器32に合流する回路とに分岐し、各
回路に、これら各回路を流通する給水の流量を調整する
調整弁44,45を設ける。
Description
るガスタービン部と排熱回収ボイラを有する蒸気タービ
ン部とを備えたガスタービンコンバインドプラントに関
し、詳細には、排熱回収ボイラの給水を用いた空気冷却
器を改良したガスタービンコンバインドプラントに関す
る。
縮機によって空気を圧縮して燃焼器に送り、得られた圧
縮空気を燃焼器において燃料とともに加熱燃焼させて高
温高圧のガスを生じさせ、この高温高圧ガスをタービン
中で膨張させることによりタービンを駆動させて発電機
の動力を得ている。
観点から、タービンにおけるガス漏れを極力抑制するこ
とが必要であり、このため、可動部(動翼等)と静止部
(動翼を外周側から囲むケーシング等)との間のクリア
ランスは、可能な限り小さく設計される。
から、作動ガス温度は高温化しており、この高温下にお
いて上記クリアランスを確保するために、タービンの高
温となる部材(以下、高温部材という)を効果的に冷却
して熱膨張を抑えることが重要な課題となっている。
ら抽出して得られた高温空気を冷却して高温部材の冷却
用に供給する空気冷却器が設けられている。
スの排熱を有効に利用するため、この排気ガスを排熱回
収ボイラに送り、排熱回収ボイラによって得られた蒸気
により蒸気タービンを駆動させて他の発電機の動力をも
得るようにしたガスタービンコンバインドプラントが実
用に供されている。
は、蒸気タービンを駆動して排出された蒸気を、復水器
によって凝縮し、得られた水を排熱回収ボイラに供給し
ているが、ガスタービン部からの排気ガスは、排熱回収
ボイラ内を、過熱器、蒸発器、エコノマイザの順に通過
して放熱し、一方、復水器から供給された水(給水)
は、エコノマイザ、蒸発器、過熱器の順に流れて熱を吸
収することによって、ガスタービン部からの排熱を有効
に利用している。
は、ガスタービン部の空気冷却器に導かれた高温空気を
冷却する冷却媒体として、空気冷却器に導入され、高温
空気と熱交換して高温化した給水は、排熱回収ボイラの
給水がより高温化した行程に戻されるように冷却水回路
が設けられ、効率的に熱回収を行うように構成されてい
る。
スタービンコンバインドプラントは、蒸気タービンの起
動時や負荷遮断時に、冷却水回路の二次側(空気冷却器
から排熱回収ボイラに戻る側)が通じる行程(例えば、
ドラムなど)の圧力が高くなるため、冷却水回路の一次
側(排熱回収ボイラから空気冷却器に導かれる側)と二
次側との間の相対的な圧力差が小さくなり、この結果、
空気冷却器を流れる給水量が減少して、高温空気の冷却
が不十分になるおそれがある。
あり、蒸気タービンの起動時や負荷遮断時等の定常運転
時以外の多様な運転状態においても、ガスタービンの高
温空気を、安定して冷却することができるガスタービン
コンバインドプラントを得ることを目的とする。
るため、本発明の請求項1にかかるガスタービンコンバ
インドプラントは、空気圧縮機、燃焼器、ガスタービ
ン、および空気圧縮機から抽出して得られた高温空気を
冷却してガスタービンにおける高温部材の冷却用に供給
する空気冷却器を有するガスタービン部と、ガスタービ
ンから排出された排気ガスの排熱によって蒸気を発生さ
せる排熱回収ボイラ、蒸気によって駆動される蒸気ター
ビン、および蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮さ
せる復水器を有する蒸気タービン部と、を備え、排熱回
収ボイラにおける給水の一部を空気冷却器に導入して高
温空気と熱交換し、この熱交換後の給水を排熱回収ボイ
ラに戻す冷却水回路を有するガスタービンコンバインド
プラントにおいて、熱交換後の給水を復水器に導く分岐
回路と、この分岐回路を流れる給水量を調整する調整弁
と、を備えたことを特徴とする。
排熱回収ボイラにおけるどの行程のものであってもよい
が、液相であることが必要であるため、蒸発器より上流
の行程における給水、例えばエコノマイザを通過する以
前の給水(エコノマイザの入口給水)やエコノマイザを
通過後であって蒸発器通過前の給水(エコノマイザの出
口給水)などである。なお複数のエコノマイザが多段階
に配設されている場合は、それらエコノマイザ間の給水
であってもよい。
スタービンコンバインドプラントによれば、蒸気タービ
ンの起動時や負荷遮断時等、冷却水回路の一次側と二次
側との間の圧力差が小さいときは、略真空状態の復水器
に通じる分岐回路に設けられた調整弁の開度を大きくす
ることにより、空気冷却器に導かれた給水(冷却水)
は、分岐回路を通って復水器に流れ込むため、空気冷却
器を流れる給水量を十分に確保することができ、高温空
気の冷却が不十分になるのを防止することができる。一
方、蒸気タービンの定常運転時には、調整弁の開度を絞
る(完全に閉じてもよい)ことにより、空気冷却器に導
かれた給水の多く(調整弁を完全に閉じた場合は、給水
の全て)は、冷却回路の二次側を通過して排熱回収ボイ
ラに戻されるが、冷却回路の一次側よりも高温の行程
(例えば、エコノマイザ出口)に戻されることによっ
て、従来通りに熱効率よく給水を循環させることができ
る。
じ、定常運転時以外の上述した負荷遮断時等に完全に開
く、という単なる開閉手段を適用してもよい。
ビンコンバインドプラントは、請求項1にかかるガスタ
ービンコンバインドプラントにおいて、冷却水回路は、
排熱回収ボイラにおけるエコノマイザの入口給水の一部
を空気冷却器に導入し、熱交換後の給水をエコノマイザ
の出口給水に合流排水するものであることを特徴とす
る。
は、冷却水回路の一次側と二次側とを具体化したもので
あり、空気冷却器を通過して高温化された給水を、エコ
ノマイザの入口給水よりも高温である出口給水に合流排
水することによって、系内の熱効率を高めることができ
る。
多段のエコノマイザを備えたものであるときは、上記エ
コノマイザは、最上流側や最下流側のエコノマイザに限
定されるものではなく、多段の中間部のものであっても
よく、したがって、エコノマイザの入口給水とは、最上
流側のエコノマイザの入口給水に限定されず、また、エ
コノマイザの出口給水とは、最下流側のエコノマイザの
出口給水に限定されるものではない。
ビンコンバインドプラントは、請求項2にかかるガスタ
ービンコンバインドプラントにおいて、エコノマイザの
出入口間に、エコノマイザを通過する給水量を調整し、
空気冷却器に導入される給水量を相対的に増減させる第
二の調整弁、を設けたことを特徴とする。
コノマイザに流れ、一部が冷却水回路の一次側に分岐し
て流れるが、第二の調整弁を絞り、あるいは完全に閉じ
ることによって、このエコノマイザに流れる給水量を少
なくし、この結果、空気冷却器に通じる冷却水回路の一
次側に分岐する給水量を相対的に増加させることがで
き、空気冷却器によって冷却される高温空気の温度制御
性を向上させるとともに、エコノマイザよりも下流に設
けられている他の調整弁の流量制御性も高めることがで
きる。
ビンコンバインドプラントは、請求項1から3のうちい
ずれか一つにかかるガスタービンコンバインドプラント
において、冷却水回路の一次側の給水よりも低温の給水
を空気冷却器に導入するバイパス回路と、冷却水回路の
一次側とバイパス回路とを選択的に切り換える切換弁
と、を備えたことを特徴とする。
ビンコンバインドプラントは、空気冷却器を通過させる
給水の流量を確保することによって、高温空気に対する
冷却性能を確保するものであるが、請求項4にかかるガ
スタービンコンバインドプラントは、さらに、空気冷却
器に導入される給水を、その温度がより低いものとする
ことによって、空気冷却器の冷却性能を高めるものであ
る。
ビンコンバインドプラントによれば、蒸気タービンの起
動時や負荷遮断時等、冷却水回路の一次側と二次側との
間の圧力差が小さいときは、切換弁をバイパス回路側に
切り換えることにより、冷却水回路の一次側の給水が停
止されて、空気冷却器には、バイパス回路から、冷却水
回路の一次側の給水よりも低温の給水が導入されるた
め、空気冷却器の冷却性能を一層高めることができる。
ビンコンバインドプラントは、請求項4にかかるガスタ
ービンコンバインドプラントにおいて、排熱回収ボイラ
は、高圧側のエコノマイザと、この高圧側のエコノマイ
ザよりも上流側に設けられた低圧側のエコノマイザとを
有し、冷却水回路は、高圧側のエコノマイザの入口給水
の一部を空気冷却器に導入し、熱交換後の給水を高圧側
のエコノマイザの出口給水に合流排水するものであり、
バイパス回路は、低圧側のエコノマイザの入口給水の一
部を空気冷却器に導入するものであることを特徴とす
る。
ビンコンバインドプラントは、冷却水回路の一次側およ
び二次側、並びにバイパス回路を具体化したものであ
り、冷却水回路の一次側の給水である高圧側のエコノマ
イザの入口給水よりも温度が低い給水として、低圧側の
エコノマイザの入口給水を適用することにより、多段の
エコノマイザを有する排熱回収ボイラから容易に、より
低温の給水を得ることができる。
ビンコンバインドプラントは、空気圧縮機、燃焼器、ガ
スタービン、および空気圧縮機から抽出して得られた高
温空気を冷却してタービンにおける高温部材の冷却用に
供給する空気冷却器を有するガスタービン部と、ガスタ
ービンから排出された排気ガスの排熱によって蒸気を発
生させる排熱回収ボイラ、蒸気によって駆動される蒸気
タービン、および蒸気タービンから排出された蒸気を凝
縮させる復水器を有する蒸気タービン部と、を備え、排
熱回収ボイラにおける給水の一部を空気冷却器に導入し
て高温空気と熱交換し、この熱交換後の給水を排熱回収
ボイラに戻す冷却水回路を有するガスタービンコンバイ
ンドプラントにおいて、冷却水回路の一次側の給水より
も低温の給水を空気冷却器に導入するバイパス回路と、
冷却水回路の一次側とバイパス回路とを選択的に切り換
える切換弁と、を備えたことを特徴とする。
スタービンコンバインドプラントによれば、蒸気タービ
ンの起動時や負荷遮断時等、冷却水回路の一次側と二次
側との間の圧力差が小さいときは、空気冷却器を通過す
る給水量は少なくなるが、切換弁をバイパス回路側に切
り換えることにより、空気冷却器には、冷却水回路の一
次側ではなくバイパス回路から、冷却水回路の一次側よ
りも温度の低い給水が供給されるため、空気冷却器の冷
却性能は従来よりも向上し、高温空気の冷却が不十分に
なるのを防止することができる。一方、蒸気タービンの
定常運転時には、切換弁を冷却水回路の一次側に切り換
えることにより、空気冷却器には従来と同様に、冷却水
回路一次側から給水が導入されて、給水の流量に応じた
適切な冷却を行うことができる。
ビンコンバインドプラントは、請求項6にかかるガスタ
ービンコンバインドプラントにおいて、冷却水回路の一
次側は、排熱回収ボイラにおけるエコノマイザの出口給
水の一部を空気冷却器に導入するものであり、バイパス
回路は、エコノマイザの入口給水の一部を空気冷却器に
導入するものであることを特徴とする。
は、冷却水回路の一次側とバイパス回路とを具体化した
ものであり、冷却水回路の一次側としてエコノマイザの
出口給水を用いている場合に、エコノマイザの入口給水
は出口給水よりも低温であることから、この入口給水を
バイパス回路用の給水として用いることにより、エコノ
マイザを有する排熱回収ボイラから容易に、より低温の
給水を得ることができる。
ザを備えたものであるときは、上記エコノマイザは、最
上流側や最下流側のエコノマイザに限定されるものでは
なく、多段の中間部のものであってもよく、したがっ
て、エコノマイザの出口給水とは、最下流側のエコノマ
イザの出口給水に限定されず、また、エコノマイザの入
口給水とは、最上流側のエコノマイザの入口給水に限定
されるものではない。
ンコンバインドプラントの実施の形態について、図面を
参照して説明する。なお、これらの実施の形態によっ
て、本発明が限定されるものではない。
ガスタービンコンバインドプラントの第1の実施の形態
を示すブロック図である。図示のガスタービンコンバイ
ンドプラント10は、ガスタービン部20と蒸気タービ
ン部30とからなり、ガスタービン部20は、空気を圧
縮する空気圧縮機21、空気圧縮機21によって圧縮さ
れた高温空気と燃料とを混合加熱して燃焼させる燃焼器
22、この燃焼器22によって得られた燃焼ガスによっ
て回転駆動されるガスタービン23、および空気圧縮機
21から抽出して得られた高温空気を冷却してガスター
ビン23における高温部材の冷却用に供給する空気冷却
器24を備え、一方、蒸気タービン部30は、ガスター
ビン23から排出された排気ガスの排熱によって蒸気を
発生させる排熱回収ボイラ34、蒸気によって駆動され
る2つの蒸気タービン31a,31b、蒸気タービン蒸
気タービン31aから排出された蒸気を凝縮させる復水
器32、およびグランドコンデンサ33を備えた構成で
ある。
ノマイザ35、低圧ドラム36、低圧蒸発器37、低圧
過熱器38、高圧エコノマイザ39、高圧ドラム40、
高圧蒸発器41、高圧過熱器42、および低圧エコノマ
イザ35の出口給水を昇圧して高圧エコノマイザ39の
入口給水とする給水ポンプ43とを備え、低圧過熱器3
8によって過熱して得られた低圧過熱蒸気は低圧側の蒸
気タービン31aに、高圧過熱器42によって過熱して
得られた高圧過熱蒸気は高圧側の蒸気タービン31b
に、それぞれ導かれる。
は、空気冷却器24を通過する高温空気の冷却媒体とし
て、空気冷却器24内に導入され、高温空気と熱交換し
て高温化した給水は、高圧エコノマイザ39の出口給水
に合流する回路と、復水器32に合流する回路とに分岐
し、各回路には、これらの各回路を流通する給水の流量
を調整する調整弁44,45が設けられ、さらに高圧エ
コノマイザ39から高圧ドラム40間の給水回路にも調
整弁46が設けられている。また、ガスタービン23に
は第一の発電機51が接続され、蒸気タービン31a,
31bには第二の発電機52が接続されている。
ービンコンバインドプラント10の作用について説明す
る。まず、ガスタービン部20の空気圧縮機21が回転
駆動され、この空気圧縮機21の駆動によって供給され
た空気は圧縮され、燃焼器22に供給される。燃焼器2
2には、この圧縮されて高温となった空気(高温空気)
と燃料とが供給され、これらの混合気は加熱燃焼されて
高温高圧ガスとなり、ガスタービン23に供給される。
ガスタービン23は供給された高温高圧ガスによって回
転駆動され、この駆動力が第一の発電機51の動力とな
る。
部は、空気冷却器24に抽出され、この空気冷却器24
によって冷却されて、ガスタービン23のロータや翼、
ケーシング等の高温部材に抽気され、これらの高温部材
の冷却に供される。
ス(排気ガス)は、蒸気タービン部30の排熱回収ボイ
ラ34に導入され、この排気ガスの排熱によって、グラ
ンドコンデンサ33からこの排熱回収ボイラ34に導入
された給水を過熱蒸気化し、この過熱蒸気は各蒸気ター
ビン31a,31bに供給されて、各蒸気タービン31
a,31bを回転駆動し、この駆動力が第二の発電機5
2の動力となる。
回収ボイラ34に導入された給水は、低圧エコノマイザ
35によって加熱され、低圧ドラム36と給水ポンプ4
3に分岐し、低圧ドラム36に供給された給水は、低圧
蒸発器37によって飽和蒸気となり、低圧過熱器38に
よって過熱蒸気となって低圧側の蒸気タービン31aに
供給され、低圧側の蒸気タービン31aを回転駆動させ
る。
コノマイザ39に給水される(入口給水)が、その一部
は、空気冷却器24に供給され、空気圧縮機21から抽
出された高温空気の冷却に供される。そして、高温空気
と熱交換されて高温となった給水は、高圧エコノマイザ
39の出口給水と合流する回路と、復水器32に排水さ
れる回路とに分岐されるが、蒸気タービン31a,31
bの定常運転中は、高圧エコノマイザ39の出口給水と
合流する回路に設けられた調整弁44は開放されてお
り、復水器32に排水される回路に設けられた調整弁4
5は閉鎖されているため、空気冷却器24からの給水は
全て高圧エコノマイザ39の出口給水に合流する。この
とき、高圧エコノマイザ39の出口給水の温度と空気冷
却器24から排水された給水の温度とは略一致し、効率
的な熱回収が行われている。
されている調整弁46を通過して高圧ドラム40に供給
され、高圧蒸発器41によって飽和蒸気となり、高圧過
熱器42によって過熱蒸気となって高圧側の蒸気タービ
ン31bに供給され、高圧側の蒸気タービン31bを回
転駆動させる。高圧蒸気タービン31bを回転駆動した
後の蒸気は、復水器32によって水に戻され、グランド
コンデンサ33に戻される。
ト10の定常運転における動作であるが、次に、蒸気タ
ービン31a,31bの負荷遮断時における動作につい
て説明する。
は、蒸気タービン31a,31bの回転が停止するた
め、高圧ドラム40側の圧力が上昇し、高圧エコノマイ
ザ39の入口側と出口側との圧力差が小さくなり、高圧
エコノマイザ39を流れる給水の流量が減少し、同時
に、空気冷却器24を流れる給水の流量も減少すること
になる。このため、空気冷却器24による高温空気に対
する冷却性能が低下し、ガスタービン23の高温部材に
供給される空気が十分に冷却されなくなり、ガスタービ
ン23は当該高温部材の熱膨張によって損傷するおそれ
がある。
バインドプラント10においては、高圧エコノマイザ3
9の出口給水と合流する回路に設けられた調整弁44を
閉鎖し、復水器32に排水される回路に設けられた調整
弁45を開放する。このように両調整弁44,45を操
作することによって、空気冷却器24の入口側と出口側
との圧力差が回復し、空気冷却器24を流れる給水の流
量が増加して、高温空気に対する冷却性能を確保するこ
とができる。
整弁44が開放されている状態においては、空気冷却器
24の入口側と出口側との間の圧力差は、高温エコノマ
イザ39の入口側と出口側との間の圧力差に一致するた
め、負荷遮断時は、高温エコノマイザ39の入口側と出
口側との間に、十分な圧力差を得ることができず、した
がって、空気冷却器24の入口側と出口側との間の圧力
差も小さくなって、給水の流量が減少するが、調整弁4
4を閉鎖し、かつ略真空である復水器32に通じる回路
に設けられた調整弁44を開放した状態においては、空
気冷却器24の出口側の給水は復水器32に吸引される
ため、高温エコノマイザ39の入口側と出口側との間の
圧力差に拘らず、空気冷却器24の入口側と出口側との
間で、十分な圧力差が確保され、空気冷却器24を流れ
る給水の流量を確保することができる。
ビン31a,31bの負荷遮断時について説明したが、
蒸気タービン31a,31bの停止時や起動時等の、定
常運転時以外運転状態(非定常運転時)においても、負
荷遮断時と同様に動作させることによって、空気冷却器
24の冷却性能を確保することができる。
た状態と完全に閉鎖した状態との択一的な開閉状態だけ
でなく、空気冷却器24によって冷却された空気の温度
に応じて開度を連続的に変化させ、この空気の温度が所
望の温度となるように開度を調整するようにしてもよ
い。
コンバインドプラント10によれば、定常運転時は、空
気冷却器24を通過して高温化された給水を、高温エコ
ノマイザ39の出口給水に合流排水することによって、
効果的に熱回収を図り、非定常運転時は、空気冷却器2
4を流れる給水量を十分に確保することができ、高温空
気の冷却が不十分になるのを防止することができる。
ガスタービンコンバインドプラントの第2の実施の形態
を示すブロック図であり、第1の実施の形態にかかるガ
スタービンコンバインドプラント10に対して、高圧エ
コノマイザ39の入口給水回路のうち、空気冷却器24
への分岐回路よりも下流の給水回路に、この回路を流れ
る給水の流量を調整する調整弁47をさらに設けたもの
である。
ドプラント10は、調整弁47の開度を調整することに
よって、高圧エコノマイザ39に流れる給水と空気冷却
器24に流れる給水との相対的な流量比を調整すること
ができるため、この調整弁47の開度を絞り、かつ調整
弁47の開度を大きくすることによって、空気冷却器2
4に流れる給水の流量を増加させて、空気冷却器24に
よる高温空気に対する冷却性能を向上させることがで
き、一方、調整弁44の開度を絞り、調整弁47の開度
を大きくすることによって、空気冷却器24に流れる給
水の流量を減少させて、空気冷却器24による高温空気
に対する冷却性能を抑制させることができ、したがっ
て、調整弁44および47の開度に応じて空気冷却器2
4によって冷却される高温空気の温度を制御することが
できる。
4から高圧エコノマイザ39の出口給水に合流する給水
回路に設けられた調整弁44のみによっても、高圧エコ
ノマイザ39に流れる給水と空気冷却器24に流れる給
水との相対的な流量比を調整することができるが、この
調整弁44のみでは、空気冷却器24に流れる給水量を
相対的に高めるのは困難であるが、調整弁47と連携さ
せて、開度を調整することにより、高圧エコノマイザ3
9に流れる給水量と空気冷却器24に流れる給水量との
比を任意に調整することができるため、特に、空気冷却
器24の冷却性能を高める方向への温度制御性を向上さ
せることができるとともに、調整弁44による流量制御
性も高めることができる。
ガスタービンコンバインドプラントの第3の実施の形態
を示すブロック図であり、第1の実施の形態にかかるガ
スタービンコンバインドプラント10に対して、空気冷
却器24から復水器32に分岐する給水の回路に代え
て、グランドコンデンサ33から低圧エコノマイザ35
の出口給水に直接合流して低圧エコノマイザ35をバイ
パスする給水回路を備えるとともに、このバイパス回路
に、バイパス回路を開閉する開閉弁49を設け、さら
に、低圧エコノマイザ35の出口側給水回路における、
バイパス回路が合流するよりも上流位置に、この低圧エ
コノマイザ35を流れる回路を開閉する開閉弁48を設
けた構成である。
方が開放されているとき、他方が閉鎖されて、グランド
コンデンサ33からの給水が、低圧エコノマイザ35ま
たはバイパス回路のいずれか一方にのみ流れるように切
り換える切換手段として作用する。
放され、かつ開閉弁49は閉鎖されて、グランドコンデ
ンサ33からの給水は、バイパス回路を通過することな
く全て低圧エコノマイザ35を通過し、この低圧エコノ
マイザ35の出口給水が給水ポンプ43によって昇圧さ
れて空気冷却器24に供給される。
遮断時等、空気冷却器24の出入口間の給水圧力差が小
さいため空気冷却器24に流れる給水量が減少したとき
は、低圧エコノマイザ35の出口側回路の開閉弁48を
閉鎖し、バイパス回路の開閉弁49を開放することによ
り、空気冷却器24に流れ込む給水を、低圧エコノマイ
ザ35の出口給水から入口給水に切り換え、これによっ
て、空気冷却器24に流れ込む給水(低圧エコノマイザ
35の入口給水)は、定常運転時のもの(低圧エコノマ
イザ35の出口給水)よりも低温となる。したがって、
給水の流量が減少しても、空気冷却器24による高温空
気に対する冷却性能が不十分になるのを防止することが
できる。
8,49を連携して開閉させることによって、グランド
コンデンサ33からの給水を、低圧エコノマイザ35を
通過させ、または低圧エコノマイザ35をバイパスさせ
る構成であるが、これら二つの開閉弁48,49に代え
て、両給水回路の分岐部分または合流部分に、両給水回
路のうち一方を選択的に通過させる単一の切換弁を設け
た構成としてもよい。
れ、開度を連続的に調整可能の調整弁に変更し、空気冷
却器24によって冷却された空気の温度に応じて各調整
弁の開度をそれぞれ連続的に変化させ、この空気の温度
が所望の温度となるように開度を調整するようにしても
よい。
プラントは、上述した各実施の形態に限定されるもので
はなく、例えば図4に示すように、第1の実施の形態に
かかるガスタービンコンバインドプラント10に、第3
の実施の形態にかかるガスタービンコンバインドプラン
ト10を組み合わせた形態や、図5に示すように、第2
の実施の形態にかかるガスタービンコンバインドプラン
ト10に、第3の実施の形態にかかるガスタービンコン
バインドプラント10を組み合わせた形態などを適用す
ることもでき、それぞれ、第1の実施の形態にかかるガ
スタービンコンバインドプラント10の効果および第3
の実施の形態にかかるガスタービンコンバインドプラン
ト10の効果を併せて、あるいは、第2の実施の形態に
かかるガスタービンコンバインドプラント10の効果お
よび第3の実施の形態にかかるガスタービンコンバイン
ドプラント10の効果を併せて、奏するものである。
ガスタービンコンバインドプラント(請求項1)によれ
ば、蒸気タービンの起動時や負荷遮断時等、冷却水回路
の一次側と二次側との間の圧力差が小さいときは、略真
空状態の復水器に通じる分岐回路に設けられた調整弁の
開度を大きくすることにより、空気冷却器に導かれた給
水(冷却水)は、分岐回路を通って復水器に投げれ込む
ため、空気冷却器を流れる給水量を十分に確保すること
ができ、高温空気の冷却が不十分になるのを防止するこ
とができる。一方、蒸気タービンの定常運転時には、調
整弁の開度を絞る(完全に閉じてもよい)ことにより、
空気冷却器に導かれた給水の多く(調整弁を完全に閉じ
た場合は、給水の全て)は、冷却回路の二次側を通過し
て排熱回収ボイラに戻されるが、冷却回路の一次側より
も高温の行程(例えば、エコノマイザ出口)に戻される
ことによって、従来通りに熱効率よく給水を循環させる
ことができる。
インドプラント(請求項2)によれば、空気冷却器を通
過して高温化された給水を、エコノマイザの入口給水よ
りも高温である出口給水に合流排水することによって、
系内の熱効率を高めることができる。
インドプラント(請求項3)によれば、第二の調整弁を
絞り、あるいは完全に閉じることによって、このエコノ
マイザに流れる給水量を少なくし、この結果、空気冷却
器に通じる冷却水回路の一次側に分岐する吸水量を相対
的に増加させることができ、空気冷却器によって冷却さ
れる高温空気の温度制御性を向上させるとともに、エコ
ノマイザよりも下流に設けられている他の調整弁の流量
制御性も高めることができる。
インドプラント(請求項4)によれば、蒸気タービンの
起動時や負荷遮断時等、冷却水回路の一次側と二次側と
の間の圧力差が小さいときは、切換弁をバイパス回路側
に切り換えることにより、冷却水回路の一次側の給水が
停止されて、空気冷却器には、バイパス回路から、冷却
水回路の一次側の給水よりも低温の給水が導入されるた
め、空気冷却器の冷却性能を一層高めることができる。
インドプラント(請求項5)によれば、冷却水回路の一
次側の給水である高圧側のエコノマイザの入口給水より
も温度が低い給水として、低圧側のエコノマイザの入口
給水を適用することにより、多段のエコノマイザを有す
る排熱回収ボイラから容易に、より低温の給水を得るこ
とができる。
インドプラント(請求項6)によれば、蒸気タービンの
起動時や負荷遮断時等、冷却水回路の一次側と二次側と
の間の圧力差が小さいときは、空気冷却器を通過する給
水量は少なくなるが、切換弁をバイパス回路側に切り換
えることにより、空気冷却器には、冷却水回路の一次側
ではなくバイパス回路から、冷却水回路の一次側よりも
温度の低い給水が供給されるため、空気冷却器の冷却性
能は従来よりも向上し、高温空気の冷却が不十分になる
のを防止することができる。一方、蒸気タービンの定常
運転時には、切換弁を冷却水回路の一次側に切り換える
ことにより、空気冷却器には従来と同様に、冷却水回路
一次側から給水が導入されて、給水の流量に応じた適切
な冷却を行うことができる。
インドプラント(請求項7)によれば、冷却水回路の一
次側としてエコノマイザの出口給水を用いている場合
に、エコノマイザの入口給水は出口給水よりも低温であ
ることから、この入口給水をバイパス回路用の給水とし
て用いることにより、エコノマイザを有する排熱回収ボ
イラから容易に、より低温の給水を得ることができる。
ントの第1の実施の形態を示す図である。
ントの第2の実施の形態を示す図である。
ントの第3の実施の形態を示す図である。
ントの第4の実施の形態を示す図である。
ントの第5の実施の形態を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 空気圧縮機、燃焼器、ガスタービン、お
よび前記空気圧縮機から抽出して得られた高温空気を冷
却して前記ガスタービンにおける高温部材の冷却用に供
給する空気冷却器を有するガスタービン部と、前記ガス
タービンから排出された排気ガスの排熱によって蒸気を
発生させる排熱回収ボイラ、前記蒸気によって駆動され
る蒸気タービン、および前記蒸気タービンから排出され
た蒸気を凝縮させる復水器を有する蒸気タービン部と、
を備え、 前記排熱回収ボイラにおける給水の一部を前記空気冷却
器に導入して前記高温空気と熱交換し、この熱交換後の
給水を前記排熱回収ボイラに戻す冷却水回路を有するガ
スタービンコンバインドプラントにおいて、 前記熱交換後の給水を前記復水器に導く分岐回路と、こ
の分岐回路を流れる給水量を調整する調整弁と、を備え
たことを特徴とするガスタービンコンバインドプラン
ト。 - 【請求項2】 前記冷却水回路は、前記排熱回収ボイラ
におけるエコノマイザの入口給水の一部を前記空気冷却
器に導入し、前記熱交換後の給水を前記エコノマイザの
出口給水に合流排水するものであることを特徴とする請
求項1に記載のガスタービンコンバインドプラント。 - 【請求項3】 前記エコノマイザの出入口間に、前記エ
コノマイザを通過する給水量を調整し、前記空気冷却器
に導入される給水量を相対的に増減させる第二の調整
弁、を設けたことを特徴とする請求項2に記載のガスタ
ービンコンバインドプラント。 - 【請求項4】 前記冷却水回路の一次側の給水よりも低
温の給水を前記空気冷却器に導入するバイパス回路と、
前記冷却水回路の一次側と前記バイパス回路とを選択的
に切り換える切換弁と、を備えたことを特徴とする請求
項1から3のうちいずれか一つに記載のガスタービンコ
ンバインドプラント。 - 【請求項5】 前記排熱回収ボイラは、高圧側のエコノ
マイザと、この高圧側のエコノマイザよりも上流側に設
けられた低圧側のエコノマイザとを有し、前記冷却水回
路は、前記高圧側のエコノマイザの入口給水の一部を前
記空気冷却器に導入し、前記熱交換後の給水を前記高圧
側のエコノマイザの出口給水に合流排水するものであ
り、前記バイパス回路は、前記低圧側のエコノマイザの
入口給水の一部を前記空気冷却器に導入するものである
ことを特徴とする請求項4に記載のガスタービンコンバ
インドプラント。 - 【請求項6】 空気圧縮機、燃焼器、ガスタービン、お
よび前記空気圧縮機から抽出して得られた高温空気を冷
却して前記タービンにおける高温部材の冷却用に供給す
る空気冷却器を有するガスタービン部と、前記ガスター
ビンから排出された排気ガスの排熱によって蒸気を発生
させる排熱回収ボイラ、前記蒸気によって駆動される蒸
気タービン、および前記蒸気タービンから排出された蒸
気を凝縮させる復水器を有する蒸気タービン部と、を備
え、 前記排熱回収ボイラにおける給水の一部を前記空気冷却
器に導入して前記高温空気と熱交換し、この熱交換後の
給水を前記排熱回収ボイラに戻す冷却水回路を有するガ
スタービンコンバインドプラントにおいて、 前記冷却水回路の一次側の給水よりも低温の給水を前記
空気冷却器に導入するバイパス回路と、前記冷却水回路
の一次側と前記バイパス回路とを選択的に切り換える切
換弁と、を備えたことを特徴とするガスタービンコンバ
インドプラント。 - 【請求項7】 前記冷却水回路の一次側は、前記排熱回
収ボイラにおけるエコノマイザの出口給水の一部を前記
空気冷却器に導入するものであり、前記バイパス回路
は、前記エコノマイザの入口給水の一部を前記空気冷却
器に導入するものであることを特徴とする請求項6に記
載のガスタービンコンバインドプラント。
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