JP2002371807A - Turbine equipment and steam converting device - Google Patents

Turbine equipment and steam converting device

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JP2002371807A
JP2002371807A JP2001181143A JP2001181143A JP2002371807A JP 2002371807 A JP2002371807 A JP 2002371807A JP 2001181143 A JP2001181143 A JP 2001181143A JP 2001181143 A JP2001181143 A JP 2001181143A JP 2002371807 A JP2002371807 A JP 2002371807A
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JP
Japan
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steam
turbine
cooling
pressure
heat recovery
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Withdrawn
Application number
JP2001181143A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Nouchi
昇 野内
Seiichi Tanabe
清一 田辺
Tomoko Fujii
智子 藤井
Masahisa Fujimoto
雅久 藤本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure steam for cooling on the gas turbine 1 side, regardless of operation states of an exhaust heat recovering boiler and a steam turbine 6. SOLUTION: This steam converting device 46 makes steam bled from the steam turbine 6 or steam from an auxiliary steam line as a steam source, makes the steam and fluid from the outlet side of high/intermediate pressure water supply pump as saturated steam by being temporarily cooled up to a saturation temperature by a direct contact type heat exchange and converting the saturated steam into superheated steam (cooled steam) of a proper degree of superheat by heat-exchanging or mixing with a part of the steam source steam. Cooled steam converted by the steam converting device 46 is delivered to a combustor 40 of the gas turbine 1, and steam after cooling the combustor 40 is recovered in an intermediate pressure turbine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの燃
焼器等の高温部品に蒸気を導入して冷却を行なう蒸気冷
却装置を有するガスタービン設備に関する。また、本発
明は、ガスタービンの燃焼器等の高温部品に蒸気を導入
して冷却を行なう蒸気冷却装置を有するガスタービン設
備に用いられ、ガスタービンの高温部品の冷却を行う冷
却蒸気を発生させる蒸気変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine facility having a steam cooling device for cooling by introducing steam into a high-temperature component such as a combustor of a gas turbine. Further, the present invention is used for gas turbine equipment having a steam cooling device for introducing and cooling steam to a high-temperature component such as a combustor of a gas turbine, and generates cooling steam for cooling the high-temperature component of the gas turbine. The present invention relates to a steam converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】エネルギー資源の有効利用と経済性の観
点から、発電設備(発電プラント)では様々な高効率化
が図られている。ガスタービンと蒸気タービンを組み合
わせたタービン発電プラント(複合発電プラント)もそ
の一つである。複合発電プラントでは、ガスタービンか
らの高温の排気ガスが排熱回収ボイラーに送られ、排熱
回収ボイラーにより蒸気を発生させ、発生した蒸気を蒸
気タービンに送って蒸気タービンで仕事をするようにな
っている。
2. Description of the Related Art From the viewpoints of effective use of energy resources and economic efficiency, various high efficiencies have been achieved in power generation facilities (power generation plants). A turbine power plant (combined power plant) combining a gas turbine and a steam turbine is one of them. In a combined cycle power plant, high-temperature exhaust gas from a gas turbine is sent to an exhaust heat recovery boiler, and steam is generated by the exhaust heat recovery boiler, and the generated steam is sent to a steam turbine to work at the steam turbine. ing.

【0003】ガスタービンの燃焼器等の高温部品は従来
空気により冷却されていたが、近年の燃焼温度の高温化
にともない冷却性能の高い蒸気により冷却されるように
なってきている。複合発電プラントにおいても、燃焼器
等の高温部品を蒸気によって冷却するガスタービンを適
用し、蒸気タービンと組み合わせて高効率な発電プラン
トが計画されている。例えば、排熱回収ボイラーからの
蒸気(中圧蒸気または、低温再熱蒸気及び中圧蒸気)を
抽気し、配管内で水を噴霧することにより冷却した冷却
蒸気を燃焼器に導き、温度や圧力等に基づいて冷却蒸気
の量を調節して所要量の冷却蒸気を燃焼器に供給するよ
うにしている。そして、冷却後の蒸気は蒸気タービン側
に回収している。このため、効率の良い冷却システムが
構築された複合発電プラントとなる。
Conventionally, high-temperature components such as a combustor of a gas turbine have been cooled by air. However, with the recent rise in combustion temperature, they have been cooled by steam having high cooling performance. Also in a combined cycle power plant, a gas turbine that cools a high-temperature component such as a combustor with steam is applied, and a highly efficient power plant is planned in combination with a steam turbine. For example, steam (medium-pressure steam or low-temperature reheat steam and medium-pressure steam) from an exhaust heat recovery boiler is extracted, and cooling steam cooled by spraying water in pipes is led to a combustor, and the temperature and pressure are reduced. The required amount of cooling steam is supplied to the combustor by adjusting the amount of cooling steam based on the above. Then, the cooled steam is collected on the steam turbine side. For this reason, it becomes a combined cycle power plant in which an efficient cooling system is constructed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービンの
蒸気冷却装置は、排熱回収ボイラーからの中圧蒸気を用
いているため、冷却用に供給できる蒸気量がプラントの
負荷条件によっては制限される。蒸気量を確保するため
に、高圧蒸気を供給源とするバックアップ蒸気系統を追
加したり、冷却用の中圧蒸気量が確保できるように排熱
回収ボイラーの設計を変更して対処しているのが現状で
ある。このため、バックアップ蒸気の系統を追加する分
コスト高になったりバックアップ蒸気流入に伴うプラン
トの効率低下が問題となっていた。
In the conventional gas turbine steam cooling system, the medium pressure steam from the exhaust heat recovery boiler is used. Therefore, the amount of steam that can be supplied for cooling is limited depending on the load conditions of the plant. You. In order to secure the amount of steam, a backup steam system that uses high-pressure steam as a supply source is added, and the design of the exhaust heat recovery boiler is changed to secure the amount of medium-pressure steam for cooling. Is the current situation. For this reason, there has been a problem that the cost increases due to the addition of the backup steam system and that the efficiency of the plant is reduced due to the inflow of the backup steam.

【0005】また、冷却用の中圧蒸気を確保する設計の
排熱回収ボイラーでは、排熱回収ボイラーの設計が制限
されて性能が低下する問題が生じていた。更に、蒸気タ
ービンとガスタービンの台数が異なる設備(例えば、蒸
気タービン1台に対してガスタービンが2台もしくは3
台)にあっては、圧力バランス等のマッチングの制御が
困難になる虞があった。
[0005] Further, in the exhaust heat recovery boiler designed to secure medium-pressure steam for cooling, there has been a problem that the design of the exhaust heat recovery boiler is limited and the performance is reduced. Furthermore, equipment having different numbers of steam turbines and gas turbines (for example, two gas turbines or three gas turbines for one steam turbine)
In this case, there is a possibility that matching control such as pressure balance becomes difficult.

【0006】さらに従来の冷却用蒸気の蒸気源蒸気は温
度が高く蒸気ラインに減温器を設け冷却する必要ある
が、配管中で給水を噴霧する方式であり、燃焼器への水
滴流入を確実に回避するため減温温度を高く設定せざる
を得ず、冷却蒸気量の増加となり効果的な蒸気冷却がで
きなかった。
Further, the conventional steam source steam for cooling steam has a high temperature and needs to be cooled by providing a desuperheater in the steam line. However, it is a system in which water is sprayed in a pipe to ensure that water droplets flow into the combustor. In order to avoid this, the cooling temperature had to be set high, and the amount of cooling steam increased, and effective steam cooling was not possible.

【0007】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、蒸気タービンの運転状況や排熱回収ボイラーのに拘
らずガスタービン側の冷却用の蒸気を確保することがで
きるタービン設備を提供することを目的とする。また、
蒸気タービンの運転状況に拘らずガスタービン側の冷却
用の蒸気を確保することができる蒸気変換装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a turbine facility capable of securing cooling steam on a gas turbine side irrespective of the operation state of a steam turbine and an exhaust heat recovery boiler. With the goal. Also,
It is an object of the present invention to provide a steam converter capable of securing steam for cooling on a gas turbine side irrespective of the operation state of a steam turbine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のタービン設備の構成は、ガスタービンの排気
ガスによって蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、排
熱回収ボイラーの蒸気により作動する蒸気タービンと、
蒸気タービンの排気を復水する復水器と、復水器で凝縮
された復水を高・中圧給水ポンプにより排熱回収ボイラ
ー側に送給する給水系統とからなるタービン設備におい
て、蒸気タービンから抽気した蒸気または補助蒸気ライ
ンからの蒸気を蒸気源とし、高・中圧給水ポンプの出口
側からの流体とを直接接触式熱交換により一旦飽和温度
まで冷却して飽和蒸気とし、次いで蒸気源蒸気の1部と
の熱交換もしくは混合する事により適度の過熱度の過熱
蒸気(冷却蒸気)に変換する蒸気変換装置と、蒸気変換
装置で変換された冷却蒸気をガスタービンの高温部品側
に導入する冷却蒸気供給ラインとを備えたことを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the construction of the turbine equipment according to the present invention is an exhaust heat recovery boiler for generating steam by exhaust gas of a gas turbine, and is operated by the steam of the exhaust heat recovery boiler. A steam turbine,
In a turbine facility comprising a condenser for condensing the exhaust gas of a steam turbine and a water supply system for supplying condensate condensed in the condenser to a waste heat recovery boiler by a high / medium pressure water supply pump, Steam from the auxiliary steam line or steam from the auxiliary steam line is used as a steam source, and the fluid from the outlet side of the high / medium pressure feedwater pump is once cooled to the saturation temperature by direct contact heat exchange to obtain saturated steam, and then the steam source A steam converter that converts superheated steam (cooling steam) with an appropriate degree of superheat by exchanging heat or mixing with part of the steam, and introducing the cooling steam converted by the steam converter to the high-temperature component side of the gas turbine. And a cooling steam supply line.

【0009】そして、排熱回収ボイラーには高圧側節炭
器と低圧側節炭器が備えられ、高・中圧給水ポンプの出
口側からの流体は、低圧節炭器の出口側の流体であるこ
とを特徴とする。また、排熱回収ボイラーには高圧側節
炭器と低圧側節炭器が備えられ、高・中圧給水ポンプの
出口側からの流体は、高圧節炭器の出口側の流体である
ことを特徴とする。また、高・中圧圧給水ポンプの出口
側からの流体は、高・中圧給水ポンプから分岐して送ら
れる給水であることを特徴とする。また、蒸気変換装置
で変換された冷却蒸気はガスタービンの高温部品側に導
入され、高温部品を冷却した後の蒸気は中圧タービンに
回収供給されることを特徴とする。
[0009] The exhaust heat recovery boiler is provided with a high pressure side economizer and a low pressure economizer, and the fluid from the outlet side of the high / medium pressure feedwater pump is the fluid on the exit side of the low pressure economizer. There is a feature. In addition, the heat recovery boiler is provided with a high pressure side economizer and a low pressure side economizer, and the fluid from the outlet side of the high / medium pressure feed pump is the fluid on the outlet side of the high pressure economizer. Features. Further, the fluid from the outlet side of the high / medium pressure water pump is water supplied by branching from the high / medium pressure water pump. Further, the cooling steam converted by the steam converter is introduced to the high-temperature component side of the gas turbine, and the steam after cooling the high-temperature component is recovered and supplied to the medium-pressure turbine.

【0010】また、蒸気変換装置内で、蒸気源の蒸気
が、一旦給水内に投入され直接接触式熱交換により飽和
蒸気に冷却された後、一部の蒸気源蒸気が配管(熱交換
チューブ)を流下することで配管との間の熱交換により
飽和蒸気が過熱され適度の過熱温度の冷却用の蒸気とな
ることを特徴とする。また、蒸気変換装置内で、蒸気源
の蒸気が、一旦給水内に投入され直接接触式熱交換によ
り飽和蒸気に冷却された後、一部の蒸気源蒸気と混合す
る事により昇温し、適度の過熱温度の冷却用の蒸気とな
ることを特徴とする。
Further, in the steam converter, after the steam of the steam source is once introduced into the feed water and cooled to saturated steam by direct contact heat exchange, a part of the steam source steam is piped (heat exchange tube). , The saturated steam is superheated by heat exchange between the pipes and becomes steam for cooling at an appropriate superheated temperature. In the steam converter, the steam from the steam source is injected into the water supply, cooled to saturated steam by direct contact heat exchange, and then mixed with some steam source steam to raise the temperature. Characterized in that it becomes steam for cooling at an overheating temperature of

【0011】また、上記目的を達成するための本発明の
蒸気変換装置は、ガスタービンの排気ガスによって蒸気
を発生させる排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーの
蒸気により作動する蒸気タービンと、蒸気タービンの排
気を復水する復水器と、復水器で凝縮された復水を高・
中圧給水ポンプにより排熱回収ボイラー側に送給する給
水系統とを備えたタービン設備に用いられ、ガスタービ
ンの高温部品の冷却を行う冷却蒸気を発生させる蒸気変
換装置であって、復水器及び/もしくは排熱回収ボイラ
ーからの流体が導入される本体と、本体内に配され水内
に蒸気タービンの蒸気を導入する配管とを備え、直接接
触式熱交換により一旦飽和温度まで冷却して飽和蒸気と
し、次いで蒸気源蒸気の1部との熱交換もしくは混合す
る事により適度の過熱度の過熱蒸気に変換するように
し、冷却用の蒸気の温度を検出する温度検出手段と、温
度検出手段の情報に基づいて蒸気源からの蒸気を蒸気変
換装置の本体内の給水内に投入する蒸気と、本体内配管
内を流下する蒸気もしくは本体内で混合させる蒸気に分
配制御する蒸気分配流量調整手段と、本体内の給水量を
検出する水位検出手段と、水位検出手段の情報に基づい
て排熱回収ボイラーからの流体導入状況を制御する給水
量調整手段とを備えたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a steam converter that generates steam using exhaust gas from a gas turbine, a steam turbine that operates using steam from the exhaust heat recovery boiler, The condenser that condenses the turbine exhaust and the condensate condensed by the condenser
A steam converter for generating cooling steam for cooling high-temperature parts of a gas turbine, which is used for a turbine facility having a water supply system for feeding a waste heat recovery boiler by a medium-pressure water pump. And / or a pipe into which the fluid from the exhaust heat recovery boiler is introduced, and a pipe which is disposed in the main body and introduces steam of the steam turbine into water, and once cooled to a saturation temperature by direct contact heat exchange. Temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling steam, by converting the steam into saturated steam, and then performing heat exchange or mixing with a part of the steam source steam to convert the steam into a superheated steam having an appropriate degree of superheat; Distribution that controls the distribution of the steam from the steam source into the feed water in the main body of the steam converter and the steam flowing down the piping in the main body or mixed in the main body based on the information of Volume adjusting means, a water level detecting means for detecting a water supply amount in the main body, and a water supply amount adjusting means for controlling a fluid introduction state from the exhaust heat recovery boiler based on information of the water level detecting means, I do.

【0012】また、蒸気タービンから導入する蒸気は高
圧タービン抽気(高圧タービン途中段)もしくは高圧タ
ービン排気と2カ所以上の蒸気源からとしてタービンプ
ラントの運転状況に合わせて切り替えるものとする。ま
た、燃焼器を冷却した後の蒸気を蒸気ラインにより中圧
タービンの入口もしくは中圧タービンの途中段等2カ所
以上にに導入するようにしたものであり、プラント運転
状況により回収蒸気の導入先を切り替える方式を採用し
ている。
Further, the steam introduced from the steam turbine is switched from high-pressure turbine bleed air (mid-stage of the high-pressure turbine) or high-pressure turbine exhaust and two or more steam sources in accordance with the operating condition of the turbine plant. In addition, the steam after cooling the combustor is introduced into two or more places, such as the inlet of the intermediate-pressure turbine or the middle stage of the intermediate-pressure turbine, by the steam line. Is adopted.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1に基づいて本発明のタービン
設備を説明する。図1には本発明の第1実施形態例に係
るタービン設備の概略系統を示してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The turbine equipment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic system of a turbine facility according to a first embodiment of the present invention.

【0014】図1に基づいて第1実施形態例を説明す
る。
The first embodiment will be described with reference to FIG.

【0015】図1に示すように、ガスタービン1からの
排気ガスが排熱回収ボイラー2に送られるようになって
おり、排熱回収ボイラー2には高圧加熱ユニット3、中
圧加熱ユニット4及び低圧加熱ユニット5が備えられて
いる。排熱回収ボイラー2内では高圧加熱ユニット3、
中圧加熱ユニット4及び低圧加熱ユニット5を介して蒸
気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービン6に送って
蒸気タービン6で仕事をするようになっている。蒸気タ
ービン6の低圧タービン8の排気は復水器35で凝縮さ
れて復水され、復水ポンプ37により排熱回収ボイラー
2に供給される。
As shown in FIG. 1, the exhaust gas from the gas turbine 1 is sent to an exhaust heat recovery boiler 2. The exhaust heat recovery boiler 2 includes a high-pressure heating unit 3, a medium-pressure heating unit 4, A low-pressure heating unit 5 is provided. In the exhaust heat recovery boiler 2, the high pressure heating unit 3,
Steam is generated via the medium-pressure heating unit 4 and the low-pressure heating unit 5, and the generated steam is sent to the steam turbine 6 to perform work in the steam turbine 6. Exhaust gas from the low-pressure turbine 8 of the steam turbine 6 is condensed and condensed by a condenser 35 and supplied to the exhaust heat recovery boiler 2 by a condensate pump 37.

【0016】高圧加熱ユニット3は、高圧過熱器11、
高圧ドラム12、高圧蒸発器13及び高圧側節炭器とし
ての高圧節炭器41を有している。高圧ドラム12の水
は排熱回収ボイラー2内に配された高圧蒸発器13で加
熱循環され、高圧ドラム12内で高圧蒸気を発生する。
高圧ドラム12で発生した高圧蒸気は排熱回収ボイラー
2内に配された高圧過熱器11で過熱されて蒸気タービ
ン6の高圧タービン7に導入される。高圧ドラム12に
は、復水器35、復水ポンプ37、低圧節炭器/プレヒ
ータ(低圧節炭器)42、高・中圧給水ポンプ10及び
高圧節炭器41を介して給水が行なわれる。また、排熱
回収ボイラー2内には再熱器18が備えられ、高圧ター
ビン7の排気に後述の中圧過熱蒸気が加えられて再熱さ
れて、蒸気導入ライン17から蒸気タービン6の中圧タ
ービン19に供給される。
The high-pressure heating unit 3 includes a high-pressure superheater 11,
It has a high-pressure drum 12, a high-pressure evaporator 13, and a high-pressure economizer 41 as a high-pressure economizer. The water in the high-pressure drum 12 is heated and circulated in a high-pressure evaporator 13 disposed in the exhaust heat recovery boiler 2, and generates high-pressure steam in the high-pressure drum 12.
The high-pressure steam generated by the high-pressure drum 12 is superheated by a high-pressure superheater 11 arranged in the exhaust heat recovery boiler 2 and introduced into the high-pressure turbine 7 of the steam turbine 6. Water is supplied to the high-pressure drum 12 through a condenser 35, a condensate pump 37, a low-pressure economizer / preheater (low-pressure economizer) 42, a high / medium-pressure water supply pump 10, and a high-pressure economizer 41. . Further, a reheater 18 is provided in the exhaust heat recovery boiler 2, and the exhaust of the high-pressure turbine 7 is reheated by adding medium-pressure superheated steam to be described later. It is supplied to a turbine 19.

【0017】低圧加熱ユニット5は、低圧過熱器21、
低圧ドラム22、低圧蒸発器23及び低圧節炭器42を
有している。低圧ドラム22の水は排熱回収ボイラー2
内に配された低圧蒸発器23で加熱循環され、低圧ドラ
ム22内で低圧蒸気を発生する。低圧ドラム22で発生
した低圧蒸気は低圧過熱器21を通って低圧タービン8
に供給される。低圧ドラム22には、復水器35からの
復水が低圧節炭器42を介して給水される。また、低圧
節炭器42の出口側の水の一部が低圧節炭器/プレヒー
タ再循環ポンプ20を介して低圧節炭器42の入口側に
戻される。
The low-pressure heating unit 5 includes a low-pressure superheater 21,
It has a low-pressure drum 22, a low-pressure evaporator 23, and a low-pressure economizer 42. The water in the low-pressure drum 22 is discharged from the heat recovery boiler 2
Heated and circulated by a low-pressure evaporator 23 disposed therein, and generates low-pressure steam in the low-pressure drum 22. The low-pressure steam generated in the low-pressure drum 22 passes through the low-pressure superheater 21 and passes through the low-pressure turbine 8.
Supplied to Condensed water from the condenser 35 is supplied to the low-pressure drum 22 via the low-pressure economizer 42. Further, a part of the water on the outlet side of the low-pressure economizer 42 is returned to the inlet side of the low-pressure economizer 42 via the low-pressure economizer / preheater recirculation pump 20.

【0018】中圧加熱ユニット4は、中圧過熱器31、
中圧ドラム32、中圧蒸発器33及び中圧節炭器43を
有している。中圧ドラム32の水は排熱回収ボイラー2
内に配された中圧蒸発器33で加熱循環され、中圧ドラ
ム32内で中圧蒸気を発生する。中圧ドラム32で発生
した中圧蒸気は中圧過熱器31を通って中圧蒸気ライン
30により再熱器18の入口側に導入され、再熱器18
で高圧タービン排気と共に再熱されて中圧タービン19
に供給される。中圧ドラム32には、復水器35及び低
圧節炭器42、高・中圧給水器ポンプ10及び中圧節炭
器43介して給水が行なわれる。
The medium-pressure heating unit 4 includes a medium-pressure superheater 31,
It has a medium pressure drum 32, a medium pressure evaporator 33 and a medium pressure economizer 43. The water of the medium pressure drum 32 is discharged to the heat recovery boiler 2
It is heated and circulated by a medium-pressure evaporator 33 disposed therein, and generates medium-pressure steam in a medium-pressure drum 32. The medium-pressure steam generated by the medium-pressure drum 32 passes through the medium-pressure superheater 31 and is introduced into the inlet side of the reheater 18 by the medium-pressure steam line 30, and the reheater 18
Is reheated together with the high pressure turbine exhaust and
Supplied to Water is supplied to the intermediate-pressure drum 32 through the condenser 35, the low-pressure economizer 42, the high / intermediate-pressure water supply pump 10, and the intermediate-pressure economizer 43.

【0019】尚、排熱回収ボイラー2内の各機器の配置
は一例であり、節炭器、蒸発器や過熱器の台数や配置は
ガスタービンの性能等により適宜変更されるものであ
る。
The arrangement of each device in the exhaust heat recovery boiler 2 is merely an example, and the number and arrangement of the economizer, the evaporator and the superheater may be appropriately changed according to the performance of the gas turbine.

【0020】一方、ガスタービン1には高温部品として
の燃焼器40が備えられ、燃焼器40は蒸気変換手段と
しての蒸気変換装置46からの蒸気により冷却されるよ
うになっている。尚、ガスタービン1の高温部品として
は、燃焼器40だけでなく、蒸気回収形式の翼を用いた
場合には、翼に冷却蒸気による冷却を適用することも可
能である。
On the other hand, the gas turbine 1 is provided with a combustor 40 as a high-temperature part, and the combustor 40 is cooled by steam from a steam converter 46 as steam conversion means. When high-temperature components of the gas turbine 1 are not only the combustor 40 but also steam recovery type blades, cooling by cooling steam can be applied to the blades.

【0021】図1に示した実施形態例は、高圧タービン
7から抽気ライン55を設けて高圧タービン7から抽気
した蒸気を蒸気変換装置46の蒸気源とすると共に高圧
タービン7の排気ライン59を蒸気変換装置46側につ
ないで高圧タービン7の排気蒸気を蒸気変換装置46の
蒸気源とし、三方弁75で分配した蒸気源蒸気の一部を
冷却用給水内に吹き込み直接接触式熱交換により飽和蒸
気に冷却し、次いで三方弁75で分配した残りの蒸気源
蒸気を配管(熱交換チューブ)内を流下させることによ
り適度の過熱度の蒸気に過熱して燃焼器冷却用蒸気を生
成するものである。蒸気源蒸気の冷却用として高・中圧
給水ポンプ10の出口側の流体として、高・中圧給水ポ
ンプ10で分岐する給水ライン52および47からの給
水を蒸気変換装置46へ給水する構成としている。
In the embodiment shown in FIG. 1, an extraction line 55 is provided from the high-pressure turbine 7 so that the steam extracted from the high-pressure turbine 7 is used as a steam source for the steam converter 46 and the exhaust line 59 of the high-pressure turbine 7 is used as the steam. The exhaust steam of the high-pressure turbine 7 is connected to the converter 46 side as a steam source of the steam converter 46, and a part of the steam source steam distributed by the three-way valve 75 is blown into the cooling water, and the saturated steam is produced by direct contact heat exchange. Then, the remaining steam source steam distributed by the three-way valve 75 is caused to flow down in a pipe (heat exchange tube) to be superheated to steam having an appropriate degree of superheat, thereby producing steam for combustor cooling. . As a fluid on the outlet side of the high / medium pressure water supply pump 10 for cooling the steam source steam, water supplied from the water supply lines 52 and 47 branched from the high / medium pressure water supply pump 10 is supplied to the steam converter 46. .

【0022】給水ライン52には熱交換器48が設けら
れ、高・中圧給水ポンプ10から分岐して送られる給水
が、加熱され給水ライン47を介してて蒸気変換装置4
6に供給される。熱交換器48には、例えば、TCAク
ーラ(冷却用圧縮空気)等が採用される。蒸気変換装置
46で発生した蒸気は、冷却蒸気供給ライン49から燃
焼器40に送られ、燃焼器40を冷却した後の蒸気は蒸
気ライン56により中圧タービン19の入口もしくは中
圧タービン19の途中段に導入するようにしたものであ
る。燃焼器40を冷却した後、中圧タービンへの回収先
はプラント運転状況により適宜切り替える方式を採用す
る。
The water supply line 52 is provided with a heat exchanger 48, and feed water branched from the high / medium pressure water supply pump 10 is heated and heated via the water supply line 47 to the steam converter 4.
6. As the heat exchanger 48, for example, a TCA cooler (compressed air for cooling) or the like is employed. The steam generated in the steam converter 46 is sent from the cooling steam supply line 49 to the combustor 40, and the steam after cooling the combustor 40 is supplied to the inlet of the intermediate pressure turbine 19 or the middle of the intermediate pressure turbine 19 by the steam line 56. It is designed to be introduced in a stage. After cooling the combustor 40, a method of appropriately switching the recovery destination to the intermediate pressure turbine according to the plant operating conditions is adopted.

【0023】上述したタービン設備では、排熱回収ガス
ボイラー2からではなく高圧蒸気タービン7の抽気もし
くは高圧タービン7の排気を蒸気源とし蒸気変換装置4
6に送られ、高・中圧圧給水ポンプ10で分岐する給水
ライン52および47からの給水との熱交換により一旦
飽和蒸気に熱交換され、次いで適度の過熱度に昇温され
て燃焼器冷却蒸気が生成される。冷却蒸気は冷却蒸気供
給ライン49から燃焼器40に送られ、燃焼器40を冷
却した後の蒸気は第1図で記載を省略した減温器を経由
して中圧タービン19の入口もしくは中圧タービン19
の途中段に回収される。このため、ガスタービン1の高
温部品が蒸気変換装置46からの蒸気により冷却され、
即ち、高温部品の冷却蒸気源を蒸気変換装置46とし、
冷却用に供給できる蒸気量が排熱回収ボイラー2側に依
存されず、制限されることがない。
In the above-described turbine equipment, the steam converter 4 uses the extracted steam of the high-pressure steam turbine 7 or the exhaust of the high-pressure turbine 7 as a steam source instead of the exhaust heat recovery gas boiler 2.
6 and is once exchanged with saturated steam by heat exchange with the feedwater from the feedwater lines 52 and 47 branched by the high / medium pressure feedwater pump 10, and then heated to an appropriate degree of superheat to produce the combustor cooling steam. Is generated. The cooling steam is sent from a cooling steam supply line 49 to the combustor 40, and the steam after cooling the combustor 40 passes through a desuperheater not shown in FIG. Turbine 19
Is collected in the middle stage. Therefore, the high-temperature components of the gas turbine 1 are cooled by the steam from the steam converter 46,
That is, the cooling steam source for the high-temperature components is the steam converter 46,
The amount of steam that can be supplied for cooling does not depend on the exhaust heat recovery boiler 2 and is not limited.

【0024】これにより、必要な冷却のための蒸気量を
確保するために、高圧蒸気を供給源とするバックアップ
蒸気系統を追加したり、冷却用の中圧蒸気量が確保でき
るように排熱回収ボイラー2の設計を変更する必要がな
くなる。従って、蒸気変換装置46によりガスタービン
1側の冷却用蒸気を発生させることができ、排熱回収ボ
イラー2側の蒸気を冷却用蒸気として用いる必要がなく
なり、ガスタービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸気タ
ービン6系とが異なるプラントであっても、ガスタービ
ン1側の冷却条件を固定することができ、また、ガスタ
ービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸気タービン6系と
の運転モードに拘らずガスタービン1及び排熱回収ボイ
ラー2を独立して計画することができ、信頼性が向上す
る。
Thus, in order to secure a necessary amount of steam for cooling, a backup steam system using a high-pressure steam as a supply source is added, and exhaust heat recovery is performed so that a medium-pressure steam amount for cooling can be secured. There is no need to change the design of the boiler 2. Therefore, the steam for cooling on the gas turbine 1 side can be generated by the steam converter 46, so that it is not necessary to use the steam on the exhaust heat recovery boiler 2 side as cooling steam, and the gas turbine 1 and the exhaust heat recovery boiler 2 Even if the steam turbine 6 system is different from the plant, the cooling condition on the gas turbine 1 side can be fixed, and the operation mode of the gas turbine 1, the exhaust heat recovery boiler 2 and the steam turbine 6 system can be fixed. The gas turbine 1 and the exhaust heat recovery boiler 2 can be planned independently, and the reliability is improved.

【0025】図2に基づいて第2実施形態例を説明す
る。
A second embodiment will be described with reference to FIG.

【0026】図2に示した実施形態例は、高・中圧給水
ポンプ10の出口側の流体として排熱回収ボイラー2の
中圧節炭器43の出口側の流体を給水ライン54及び給
水ライン47により蒸気変換装置46給水する構成とし
たものである。その他の構成は図1に示した第1実施形
態例と同一である。第2実施形態例のタービン設備も、
高温部品の冷却蒸気源を蒸気変換装置46とし、冷却用
に供給できる蒸気量が排熱回収ボイラー2側に依存され
ず制限されることがない。
In the embodiment shown in FIG. 2, the fluid on the outlet side of the medium pressure saving device 43 of the exhaust heat recovery boiler 2 is used as the fluid on the outlet side of the high / medium pressure water supply pump 10 in the water supply line 54 and the water supply line. 47 is used to supply water to the steam converter 46. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. The turbine equipment of the second embodiment is also
The cooling steam source for the high-temperature components is the steam converter 46, and the amount of steam that can be supplied for cooling does not depend on the exhaust heat recovery boiler 2 side and is not limited.

【0027】従って、蒸気変換装置46によりガスター
ビン1側の冷却用蒸気を発生させることができ、排熱回
収ボイラー2側の蒸気を冷却用蒸気として用いる必要が
なくなり、ガスタービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸
気タービン6系とが異なるプラントであっても、ガスタ
ービン1側の冷却条件を固定することができ、また、ガ
スタービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸気タービン6
系との運転モードに拘らずガスタービン1及び排熱回収
ボイラー2を独立して計画することができ、信頼性が向
上する。
Accordingly, the steam for cooling on the gas turbine 1 side can be generated by the steam converter 46, and it is not necessary to use the steam on the exhaust heat recovery boiler 2 side as cooling steam. Even in a plant where the boiler 2 and the steam turbine 6 system are different, the cooling conditions on the gas turbine 1 side can be fixed, and the gas turbine 1, the exhaust heat recovery boiler 2 and the steam turbine 6
Regardless of the operation mode with the system, the gas turbine 1 and the exhaust heat recovery boiler 2 can be independently planned, and the reliability is improved.

【0028】図3に基づいて第3実施形態例を説明す
る。
A third embodiment will be described with reference to FIG.

【0029】図3に示した実施形態例は、高・中圧給水
ポンプ10の出口側の流体として排熱回収ボイラー2の
高圧節炭器41の出口側の流体を給水ライン53及び給
水ライン47により蒸気変換装置46に給水する構成と
したものである。その他の構成は図1に示した第1実施
形態例と同一である。第3実施形態例のタービン設備
も、高温部品の冷却蒸気源を蒸気変換装置46とし、冷
却用に供給できる蒸気量が排熱回収ボイラー2側に依存
されず制限されることがない。
In the embodiment shown in FIG. 3, the fluid on the outlet side of the high pressure economizer 41 of the exhaust heat recovery boiler 2 is used as the fluid on the outlet side of the high / medium pressure water supply pump 10 in the water supply line 53 and the water supply line 47. Thus, the water is supplied to the steam converter 46 by the above-described method. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. Also in the turbine equipment of the third embodiment, the cooling steam source for the high-temperature components is the steam converter 46, and the amount of steam that can be supplied for cooling is not limited by the exhaust heat recovery boiler 2 and is not limited.

【0030】従って、蒸気変換装置46によりガスター
ビン1側の冷却用蒸気を発生させることができ、排熱回
収ボイラー2側の蒸気を冷却用蒸気として用いる必要が
なくなり、ガスタービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸
気タービン6系とが異なるプラントであっても、ガスタ
ービン1側の冷却条件を固定することができ、また、ガ
スタービン1及び排熱回収ボイラー2と蒸気タービン6
系との運転モードに拘らずガスタービン1及び排熱回収
ボイラー2を独立して計画することができ、信頼性が向
上する。
Therefore, the steam for cooling on the gas turbine 1 side can be generated by the steam converter 46, and it is not necessary to use the steam on the exhaust heat recovery boiler 2 side as cooling steam. Even in a plant where the boiler 2 and the steam turbine 6 system are different, the cooling conditions on the gas turbine 1 side can be fixed, and the gas turbine 1, the exhaust heat recovery boiler 2 and the steam turbine 6
Regardless of the operation mode with the system, the gas turbine 1 and the exhaust heat recovery boiler 2 can be independently planned, and the reliability is improved.

【0031】図4に基づいて図1から図3に示した蒸気
変換装置46の具体的な構成を説明する。図4には蒸気
変換装置46の具体構成を表す断面を示してある。
The specific structure of the steam converter 46 shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a cross section showing a specific configuration of the steam converter 46.

【0032】図に示すように、蒸気変換装置46の本体
71の下部には給水ライン47が連通し、本体71内に
は排熱回収ボイラー2側の流体が給水される。本体71
内の給水量は後述の給水量調整手段により予め定められ
た水位に調整される。抽気ライン55及び排気ライン5
9からの蒸気源蒸気は三方弁75で蒸気管76と本体7
1の蒸気室73への蒸気に分岐される。蒸気管76に分
岐された蒸気源蒸気は本体71下部に導入され、蒸気管
76の先端部の多数の小孔77から給水中に噴出する。
噴出した蒸気は給水と直接接触式熱交換により飽和温度
に冷却され飽和蒸気が生成される。
As shown in the drawing, a water supply line 47 communicates with a lower portion of a main body 71 of the steam converter 46, and a fluid from the exhaust heat recovery boiler 2 is supplied into the main body 71. Body 71
The water supply amount in the inside is adjusted to a predetermined water level by a water supply amount adjusting means described later. Extraction line 55 and exhaust line 5
9 is supplied to the steam pipe 76 and the main body 7 by a three-way valve 75.
It is branched into steam to one steam chamber 73. The steam from the steam source 76 branched into the steam pipe 76 is introduced into the lower part of the main body 71, and is jetted into the feed water from a number of small holes 77 at the tip of the steam pipe 76.
The jetted steam is cooled to the saturation temperature by direct contact heat exchange with the feed water to generate saturated steam.

【0033】一方、本体71の上部には管板72が取り
付けられ、管板72により本体71の上部に蒸気室73
が形成され、三方弁75により分岐された蒸気源蒸気は
蒸気室73に流入する。管板72には複数本の配管(熱
交換チューブ)74が接続され、配管(熱交換チュー
ブ)74の下端は給水の内部に位置している。蒸気室7
3に流入した蒸気源蒸気は配管(熱交換チューブ)74
を流下し、この時、直接接触式熱交換により生成された
飽和蒸気と熱交換し飽和蒸気は過熱蒸気に変換される。
蒸気室73からの蒸気は熱交換により降温し、給水内に
吹き込まれ蒸気管76の蒸気と同様給水との直接接触式
熱交換により飽和蒸気が生成される。
On the other hand, a tube sheet 72 is mounted on the upper part of the main body 71, and the steam chamber 73 is provided on the upper part of the main body 71 by the tube sheet 72.
Is formed, and the steam source steam branched by the three-way valve 75 flows into the steam chamber 73. A plurality of pipes (heat exchange tubes) 74 are connected to the tube sheet 72, and the lower ends of the pipes (heat exchange tubes) 74 are located inside the water supply. Steam room 7
The steam from the steam source flowing into the pipe 3 is a pipe (heat exchange tube) 74.
At this time, heat exchange occurs with the saturated steam generated by the direct contact heat exchange, and the saturated steam is converted into superheated steam.
The temperature of the steam from the steam chamber 73 is lowered by heat exchange, and the steam is blown into the feedwater to generate saturated steam by direct contact heat exchange with the feedwater similarly to the steam in the steam pipe 76.

【0034】上記過熱蒸気を冷却蒸気とし、冷却蒸気供
給ライン49から燃焼器40に送られるようになってい
る。図示の蒸気変換装置46は、比較的大きく且つ重い
ため、蓄熱容量が大きくなり多少の蒸気圧力・温度に変
化があっても、冷却蒸気供給ラインの圧力温度の変化を
低く抑える機能を有している。また蓄熱機能の増大は安
価に且つ容易に実施できる。
The superheated steam is used as cooling steam, and is sent from the cooling steam supply line 49 to the combustor 40. The illustrated steam converter 46 is relatively large and heavy, and has a function of suppressing a change in the pressure and temperature of the cooling steam supply line to be low even if the heat storage capacity is large and the steam pressure and temperature slightly change. I have. In addition, the heat storage function can be easily increased at low cost.

【0035】図5に基づいて図4に示した蒸気変換装置
46の流体の流量制御について説明する。図5には蒸気
変換装置46の流体系統の概略構成を示してある。
The flow rate control of the fluid in the steam converter 46 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a schematic configuration of a fluid system of the steam converter 46.

【0036】図に示すように、冷却蒸気供給ライン49
には温度検出手段としての温度検出器64が設けられ、
温度検出器64により冷却蒸気の温度が検出されて制御
手段65に検出情報が入力される。制御手段65により
三方弁75による蒸気管76と配管(熱交換チューブ)
74に送られる蒸気量が分配調整され、過熱蒸気の温度
が所定温度になるようにされる(蒸気流量制御手段)。
As shown in FIG.
Is provided with a temperature detector 64 as temperature detecting means,
The temperature of the cooling steam is detected by the temperature detector 64, and the detection information is input to the control unit 65. Steam pipe 76 and piping (heat exchange tube) by three-way valve 75 by control means 65
The amount of steam sent to 74 is distributed and adjusted so that the temperature of the superheated steam becomes a predetermined temperature (steam flow control means).

【0037】すなわち、配管(熱交換チューブ)74を
流れる分配蒸気量が増加すれば、冷却蒸気温度の過熱度
が増加し、減少すれば過熱度は低下する。この方式の長
所は万一、三方弁75の不調により配管(熱交換チュー
ブ)74に送給される蒸気がゼロとなっても、蒸気変換
器下部で生成した飽和蒸気の蒸気変換装置71内を上昇
する速度が低いため、配管(熱交換チューブ)74がデ
ミスターの役割を担い飽和蒸気中の水滴は分離されるこ
ととなり、蒸気配管中で給水を噴霧して蒸気を減温させ
る従来の減温器の如く蒸気中に水滴が残りそれが燃焼器
に流入して燃焼器を損傷させる恐れが極めて低くなるこ
とにある。
That is, if the amount of distribution steam flowing through the pipe (heat exchange tube) 74 increases, the degree of superheat of the cooling steam temperature increases, and if it decreases, the degree of superheat decreases. The advantage of this method is that even if the steam supplied to the pipe (heat exchange tube) 74 becomes zero due to malfunction of the three-way valve 75, the inside of the steam converter 71 of the saturated steam generated at the lower part of the steam converter Since the rising speed is low, the pipe (heat exchange tube) 74 plays the role of a demister, and water droplets in the saturated steam are separated. Water droplets remain in the steam as in the case of a combustor, and the risk of the water droplets flowing into the combustor and damaging the combustor is extremely low.

【0038】蒸気源蒸気の高圧タービン抽気55および
高圧タービン排気59にはそれぞれ逆止弁および電動弁
(付番省略)が設けられておりプラント運転状況により
切り替え可能な構成となっている。また燃焼器40冷却
後の蒸気は減温器79を介して後、中圧タービン19入
口および中圧タービン19途中段へそれぞれ逆止弁およ
び電動弁(付番省略)を介して蒸気回収が行われる構成
となっている。蒸気回収先の切り替えは蒸気源蒸気の切
り替えと同様プラントの運転状況により行われる。ま
た、蒸気源蒸気として補助蒸気を導入する補助蒸気系統
63を設けることも可能である。この方式を採用すれ
ば、プラント起動および停止時に蒸気タービンからの蒸
気圧力が低くなり高圧タービン抽気量が不足しても問題
ない。
The high-pressure turbine extraction 55 and the high-pressure turbine exhaust 59 of the steam source steam are provided with a check valve and a motor-operated valve (numbering omitted), respectively, so that they can be switched according to the plant operating conditions. The steam after cooling the combustor 40 is passed through the desuperheater 79, and then is recovered to the inlet of the intermediate-pressure turbine 19 and the middle stage of the intermediate-pressure turbine 19 via a check valve and an electric valve (numbering omitted). It is a configuration that is performed. The switching of the steam recovery destination is performed according to the operating condition of the plant, similarly to the switching of the steam source steam. It is also possible to provide an auxiliary steam system 63 for introducing auxiliary steam as steam source steam. If this method is adopted, there is no problem even if the steam pressure from the steam turbine is reduced at the time of starting and stopping the plant, and the amount of extracted high-pressure turbine is insufficient.

【0039】本体71の下部には給水の水位を検出する
水位検出手段としての水位検出器66が設けられ、水位
検出器66の検出情報が制御手段65に入力される。給
水ライン47には流量制御弁67が設けられ、制御手段
65により流量制御弁67の開閉が制御されて給水の蒸
気変換装置本体71内の給水水位が所定状態に維持され
る(給水量調整手段)。
At the lower part of the main body 71, a water level detector 66 is provided as a water level detecting means for detecting the water level of the supply water, and the detection information of the water level detector 66 is inputted to the control means 65. A flow control valve 67 is provided in the water supply line 47, and the opening and closing of the flow control valve 67 is controlled by the control means 65, so that the water supply level in the steam converter main body 71 of the water supply is maintained in a predetermined state (water supply amount adjusting means). ).

【0040】また、燃焼器40を冷却した後の蒸気を中
圧タービン19に送る蒸気ライン56には減温器79が
設けられ、減温器79には給水ライン47の給水がスプ
レー導入されて蒸気が減温される。
The steam line 56 for sending the steam after cooling the combustor 40 to the intermediate-pressure turbine 19 is provided with a desuperheater 79, and the dewaterer 79 is sprayed with water supplied from a water supply line 47. The steam is cooled down.

【0041】蒸気変換装置46としては、図4に示した
配管(熱交換チューブ)74により飽和蒸気を過熱して
冷却蒸気を生成させる構成の蒸気変換装置46の他に、
図6に示すように、本体71の内部に蒸気源蒸気を吹き
込み飽和蒸気と混合させることにより適正な過熱度の過
熱蒸気として冷却用蒸気を生成する蒸気変換装置81を
用いる方式もある。
As the steam converter 46, in addition to the steam converter 46 having a configuration in which the saturated steam is heated by the pipe (heat exchange tube) 74 shown in FIG.
As shown in FIG. 6, there is also a method using a steam converter 81 that blows a steam source steam into the main body 71 and mixes it with saturated steam to generate cooling steam as superheated steam having an appropriate degree of superheat.

【0042】蒸気変換装置46及び蒸気変換装置81に
より、ガスタービン1の高温部品(燃焼器40)の冷却
蒸気を発生させることができ、排ガスボイラーからの蒸
気を冷却蒸気として用いる必要がなくなる。このため、
排熱回収ボイラー2の運転状況に拘らずガスタービン1
側の冷却用の蒸気を確保することができる蒸気変換装置
46,81とすることが可能になる。
With the steam converter 46 and the steam converter 81, it is possible to generate cooling steam for the high-temperature components (combustor 40) of the gas turbine 1, and it is not necessary to use steam from the exhaust gas boiler as cooling steam. For this reason,
Regardless of the operation state of the exhaust heat recovery boiler 2, the gas turbine 1
It is possible to provide the steam converters 46 and 81 that can secure steam for cooling on the side.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のタービン設備は、ガスタービン
の排気ガスによって蒸気を発生させる排熱回収ボイラー
と、排熱回収ボイラーの蒸気により作動する蒸気タービ
ンと、蒸気タービンの排気を復水する復水器と、復水器
で凝縮された復水を高・中圧給水ポンプにより排熱回収
ボイラー側に送給する給水系統とからなるタービン設備
において、蒸気タービンから抽気した蒸気または補助蒸
気ラインからの蒸気を蒸気源とし、高・中圧給水ポンプ
の出口側からの流体とを直接接触式熱交換により一旦飽
和温度まで冷却して飽和蒸気とし、次いで蒸気源蒸気の
1部との熱交換もしくは混合する事により適度の過熱度
の過熱蒸気に変換する蒸気変換装置と、蒸気変換装置で
変換された冷却蒸気をガスタービンの高温部品側に導入
する冷却蒸気供給ラインとを備えたので、ガスタービン
の高温部品の冷却蒸気を発生させることができ、排ガス
ボイラーからの蒸気を冷却蒸気として用いる必要がなく
なり、蒸気タービンの運転状況に拘らずガスタービン側
の冷却用の蒸気を確保することができる。この結果、ガ
スタービン及び排熱回収ボイラーと蒸気タービン系とが
異なるプラントに適用した場合であっても、ガスタービ
ン側の冷却条件を固定することができ、また、ガスター
ビン及び排熱回収ボイラーと蒸気タービン系との運転モ
ードに拘らずガスタービン及び排熱回収ボイラーを独立
して計画することができ、信頼性を向上させることが可
能になる。
The turbine equipment according to the present invention comprises an exhaust heat recovery boiler for generating steam by the exhaust gas of a gas turbine, a steam turbine operated by the steam of the exhaust heat recovery boiler, and a condensate for condensing the exhaust gas of the steam turbine. In a turbine facility consisting of a water condenser and a condensate condensed in the condenser, and a water supply system that supplies the condensate condensate to the exhaust heat recovery boiler by a high- and medium-pressure water supply pump, the steam extracted from the steam turbine or the auxiliary steam line Is used as a steam source, and the fluid from the outlet side of the high / medium pressure feedwater pump is once cooled to the saturation temperature by direct contact heat exchange to obtain saturated steam, and then heat exchange with a part of the steam source steam or A steam converter that converts the superheated steam into an appropriate superheat degree by mixing, and a cooling steam supply that introduces the cooling steam converted by the steam converter to the high-temperature parts of the gas turbine The steam turbine can generate cooling steam for the high-temperature components of the gas turbine, eliminating the need to use steam from the exhaust gas boiler as cooling steam, regardless of the operating conditions of the steam turbine. Steam can be secured. As a result, even when the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler and the steam turbine system are applied to different plants, the cooling conditions on the gas turbine side can be fixed, and the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler Regardless of the operation mode with the steam turbine system, the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler can be independently planned, and the reliability can be improved.

【0044】本発明の蒸気変換装置は、ガスタービンの
排気ガスによって蒸気を発生させる排熱回収ボイラー
と、排熱回収ボイラーの蒸気により作動する蒸気タービ
ンと、蒸気タービンの排気を復水する復水器と、復水器
で凝縮された復水を高・中圧給水ポンプにより排熱回収
ボイラー側に送給する給水系統とを備えたタービン設備
に用いられ、ガスタービンの高温部品の冷却を行う冷却
蒸気を発生させる蒸気変換装置であって、復水器及び/
もしくは排熱回収ボイラーからの流体が導入される本体
と、本体内に配され水内に蒸気タービンの蒸気を導入す
る配管とを備え、直接接触式熱交換により一旦飽和温度
まで冷却して飽和蒸気とし、次いで蒸気源蒸気の1部と
の熱交換もしくは混合する事により適度の過熱度の過熱
蒸気に変換するようにし、冷却用の蒸気の温度を検出す
る温度検出手段と、温度検出手段の情報に基づいて蒸気
源からの蒸気を蒸気変換装置の本体内の給水内に投入す
る蒸気と、本体内配管内を流下する蒸気もしくは本体内
で混合させる蒸気に分配制御する蒸気分配流量調整手段
と、本体内の給水量を検出する水位検出手段と、水位検
出手段の情報に基づいて排熱回収ボイラーからの流体導
入状況を制御する給水量調整手段とを備えたので、蒸気
タービンの運転状況に拘らずガスタービン側の冷却用の
蒸気を確保することができる。この結果、ガスタービン
及び排熱回収ボイラーと蒸気タービン系とが異なるプラ
ントに適用した場合であっても、ガスタービン側の冷却
条件を固定することができ、また、ガスタービン及び排
熱回収ボイラーと蒸気タービン系との運転モードに拘ら
ずガスタービン及び排熱回収ボイラーを独立して計画す
ることができ、信頼性を向上させることが可能になる。
The steam converter according to the present invention comprises an exhaust heat recovery boiler for generating steam by exhaust gas from a gas turbine, a steam turbine operated by the steam from the exhaust heat recovery boiler, and a condensate for condensing the exhaust gas from the steam turbine. Used for turbine equipment equipped with a water heater and a water supply system that supplies condensate condensed in the condenser to the exhaust heat recovery boiler by a high / medium pressure water supply pump, and cools high-temperature parts of the gas turbine A steam converter for generating cooling steam, comprising a condenser and / or
Alternatively, a main body into which the fluid from the exhaust heat recovery boiler is introduced, and a pipe arranged inside the main body and introducing steam of the steam turbine into the water, and once cooled to the saturation temperature by the direct contact heat exchange to obtain the saturated steam Then, heat exchange or mixing with a part of the steam source steam is performed to convert the superheated steam into a superheated steam having an appropriate degree of superheat, and temperature detection means for detecting the temperature of the cooling steam, and information on the temperature detection means Steam distribution flow rate adjusting means for controlling the distribution of steam from a steam source into the feed water in the main body of the steam converter based on the steam distribution and steam to flow down in the main body piping or to be mixed in the main body, Since the apparatus includes a water level detecting means for detecting a water supply amount in the main body and a water supply amount adjusting means for controlling a state of fluid introduction from the exhaust heat recovery boiler based on information of the water level detecting means, an operation state of the steam turbine is provided. It is possible to secure the steam for cooling regardless gas turbine side. As a result, even when the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler and the steam turbine system are applied to different plants, the cooling conditions on the gas turbine side can be fixed, and the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler Regardless of the operation mode with the steam turbine system, the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler can be independently planned, and the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
FIG. 1 is a schematic system diagram of a turbine facility according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
FIG. 2 is a schematic system diagram of a turbine facility according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
FIG. 3 is a schematic system diagram of a turbine facility according to a third embodiment of the present invention.

【図4】蒸気変換装置46の具体的構成を表す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a specific configuration of the steam converter 46.

【図5】蒸気変換装置46の流体系統の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fluid system of the steam converter 46.

【図6】他の実施形態例に係る蒸気変換装置の概略構成
図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a steam converter according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスタービン 2 排熱回収ボイラー 3 高圧加熱ユニット 4 中圧加熱ユニット 5 低圧加熱ユニット 6 蒸気タービン 7 高圧タービン 10 高・中圧給水ポンプ 11 高圧過熱器 12 高圧ドラム 13 高圧蒸発器 18 再熱器 19 中圧タービン 20 低圧節炭器/プレヒーター循環ポンプ 21 低圧過熱器 22 低圧ドラム 23 低圧蒸発器 30 中圧蒸気ライン 31 中圧過熱器 32 中圧ドラム 33 中圧蒸発器 35 復水器 37 復水ポンプ 41 高圧節炭器 43 中圧節炭器 46,81 蒸気変換装置 47,52,53,54 給水ライン 48 熱交換器 49 冷却蒸気供給ライン 50 蒸気回収ライン 51,56 蒸気ライン 55 抽気ライン 59 排気ライン 64 温度検出器 65 制御手段 66 水位検出器 67 流量制御弁 71 本体(蒸気変換装置) 72 管板 73 蒸気室 75 三方弁 76 蒸気管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 2 Exhaust heat recovery boiler 3 High pressure heating unit 4 Medium pressure heating unit 5 Low pressure heating unit 6 Steam turbine 7 High pressure turbine 10 High / medium pressure feedwater pump 11 High pressure superheater 12 High pressure drum 13 High pressure evaporator 18 Reheater 19 Medium pressure turbine 20 Low pressure economizer / preheater circulation pump 21 Low pressure superheater 22 Low pressure drum 23 Low pressure evaporator 30 Medium pressure steam line 31 Medium pressure superheater 32 Medium pressure drum 33 Medium pressure evaporator 35 Condenser 37 Condensate Pump 41 High-pressure economizer 43 Medium-pressure economizer 46,81 Steam converter 47,52,53,54 Water supply line 48 Heat exchanger 49 Cooling steam supply line 50 Steam recovery line 51,56 Steam line 55 Extraction line 59 Exhaust Line 64 temperature detector 65 control means 66 water level detector 67 flow control valve 71 Converter) 72 tubesheet 73 steam chamber 75 three-way valve 76 the steam pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01D 25/12 F01D 25/12 E F01K 23/10 F01K 23/10 X F02C 7/18 F02C 7/18 A C E F22B 1/18 F22B 1/18 E F22G 1/04 F22G 1/04 (72)発明者 藤井 智子 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 藤本 雅久 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目8番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3G071 AB01 BA10 DA09 DA11 FA06 HA05 JA03 3G081 BA04 BA11 BB00 BC07 BD00 DA03 DA06 DA23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01D 25/12 F01D 25/12 E F01K 23/10 F01K 23/10 X F02C 7/18 F02C 7/18 A C E F22B 1/18 F22B 1/18 E F22G 1/04 F22G 1/04 (72) Inventor Tomoko Fujii 2-1-1 Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo Pref. Masahisa Fujimoto 2-19, Shinhama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo F-term within Takaishi Engineering Co., Ltd. 3G071 AB01 BA10 DA09 DA11 FA06 HA05 JA03 3G081 BA04 BA11 BB00 BC07 BD00 DA03 DA06 DA23

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスタービンの排気ガスによって蒸気を
発生させる排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーの蒸
気により作動する蒸気タービンと、蒸気タービンの排気
を復水する復水器と、復水器で凝縮された復水を高・中
圧給水ポンプにより排熱回収ボイラー側に送給する給水
系統とからなるタービン設備において、蒸気タービンか
ら抽気した蒸気または補助蒸気ラインからの蒸気を蒸気
源とし、高・中圧給水ポンプの出口側からの流体とを直
接接触式熱交換により一旦飽和温度まで冷却して飽和蒸
気とし、次いで蒸気源蒸気の1部との熱交換もしくは混
合する事により適度の過熱度の過熱蒸気に変換する蒸気
変換装置と、蒸気変換装置で変換された冷却蒸気をガス
タービンの高温部品側に導入する冷却蒸気供給ラインと
を備えたことを特徴とするタービン設備。
An exhaust heat recovery boiler that generates steam by exhaust gas of a gas turbine, a steam turbine that is operated by the steam of the exhaust heat recovery boiler, a condenser that condenses the exhaust of the steam turbine, and a condenser And a water supply system that feeds the condensed water condensed by the high / medium pressure water supply pump to the exhaust heat recovery boiler side, using steam extracted from the steam turbine or steam from the auxiliary steam line as a steam source, The fluid from the outlet side of the high / medium pressure feedwater pump is cooled to the saturation temperature by direct contact heat exchange to obtain saturated steam, and then moderately heated by heat exchange or mixing with a part of the steam source steam. A steam converter that converts the steam into superheated steam, and a cooling steam supply line that introduces the cooling steam converted by the steam converter to the high-temperature component side of the gas turbine. And turbine equipment.
【請求項2】 請求項1において、排熱回収ボイラーに
は高圧側節炭器と低圧側節炭器が備えられ、高・中圧圧
給水ポンプの出口側からの流体は、低圧節炭器の出口側
の流体であることを特徴とするタービン設備。
2. The exhaust heat recovery boiler according to claim 1, further comprising a high-pressure side economizer and a low-pressure economizer, and a fluid from an outlet side of the high / medium pressure water supply pump is supplied to the low-pressure economizer. Turbine equipment characterized by being an outlet fluid.
【請求項3】 請求項1において、排熱回収ボイラーに
は高圧側節炭器と低圧側節炭器が備えられ、高・中圧給
水ポンプの出口側からの流体は、高圧節炭器の出口側の
流体であることを特徴とするタービン設備。
3. The exhaust heat recovery boiler according to claim 1, further comprising: a high pressure side economizer and a low pressure side economizer; Turbine equipment characterized by being an outlet fluid.
【請求項4】 請求項1において、高・中圧給水ポンプ
の出口側からの流体は、高・中圧給水ポンプから分岐し
て送られる給水であることを特徴とするタービン設備。
4. The turbine facility according to claim 1, wherein the fluid from the outlet side of the high / medium pressure water supply pump is a water supply branched from the high / medium pressure water supply pump.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4において、蒸気変
換装置で変換された冷却蒸気はガスタービンの高温部品
側に導入され、高温部品を冷却した後の蒸気は中圧ター
ビンに回収供給されることを特徴とするタービン設備。
5. The steam turbine according to claim 1, wherein the cooling steam converted by the steam converter is introduced to a high-temperature component side of the gas turbine, and the steam after cooling the high-temperature component is recovered and supplied to a medium-pressure turbine. Turbine equipment characterized by the following.
【請求項6】 請求項1乃至請求項4において、蒸気変
換装置内で、蒸気源の蒸気が、一旦給水内に投入され直
接接触式熱交換により飽和蒸気に冷却された後、一部の
蒸気源蒸気が配管を流下することで配管との間の熱交換
により飽和蒸気が過熱され適度の過熱温度の冷却用の蒸
気となることを特徴とするタービン設備。
6. The steam converter according to claim 1, wherein in the steam converter, steam from a steam source is once introduced into feed water and cooled to saturated steam by direct contact heat exchange. Turbine equipment characterized in that saturated steam is superheated by heat exchange between the source steam and the pipe when the source steam flows down the pipe to become a cooling steam at an appropriate superheated temperature.
【請求項7】 請求項1乃至請求項4において、蒸気変
換装置内で、蒸気源の蒸気が、一旦給水内に投入され直
接接触式熱交換により飽和蒸気に冷却された後、一部の
蒸気源蒸気と混合する事により昇温し、適度の過熱温度
の冷却用の蒸気となることを特徴とするタービン設備。
7. The steam converter according to claim 1, wherein in the steam converter, steam from a steam source is once introduced into feed water and cooled to saturated steam by direct contact heat exchange, and then a portion of the steam is supplied. Turbine equipment characterized in that by mixing with source steam, the temperature rises and becomes steam for cooling at an appropriate superheat temperature.
【請求項8】 ガスタービンの排気ガスによって蒸気を
発生させる排熱回収ボイラーと、排熱回収ボイラーの蒸
気により作動する蒸気タービンと、蒸気タービンの排気
を復水する復水器と、復水器で凝縮された復水を高・中
圧給水ポンプにより排熱回収ボイラー側に送給する給水
系統とを備えたタービン設備に用いられ、ガスタービン
の高温部品の冷却を行う冷却蒸気を発生させる蒸気変換
装置であって、復水器及び/もしくは排熱回収ボイラー
からの流体が導入される本体と、本体内に配され水内に
蒸気タービンの蒸気を導入する配管とを備え、直接接触
式熱交換により一旦飽和温度まで冷却して飽和蒸気と
し、次いで蒸気源蒸気の1部との熱交換もしくは混合す
る事により適度の過熱度の過熱蒸気に変換するように
し、冷却用の蒸気の温度を検出する温度検出手段と、温
度検出手段の情報に基づいて蒸気源からの蒸気を蒸気変
換装置の本体内の給水内に投入する蒸気と、本体内配管
内を流下する蒸気もしくは本体内で混合させる蒸気に分
配制御する蒸気分配流量調整手段と、本体内の給水量を
検出する水位検出手段と、水位検出手段の情報に基づい
て排熱回収ボイラーからの流体導入状況を制御する給水
量調整手段とを備えたことを特徴とする蒸気変換装置。
8. An exhaust heat recovery boiler for generating steam by exhaust gas of a gas turbine, a steam turbine operated by the steam of the exhaust heat recovery boiler, a condenser for condensing exhaust of the steam turbine, and a condenser Used for turbine equipment equipped with a water supply system that supplies condensed water condensed by the high / medium pressure water supply pump to the exhaust heat recovery boiler side, and generates cooling steam that cools high-temperature parts of the gas turbine A conversion device, comprising: a main body into which a fluid from a condenser and / or a waste heat recovery boiler is introduced; and a pipe disposed in the main body and introducing steam of a steam turbine into water; Once cooled to the saturation temperature by exchange to obtain saturated steam, then heat exchange or mixing with a part of the steam source steam to convert it to superheated steam with an appropriate degree of superheat, and the temperature of the steam for cooling Temperature detecting means for detecting the temperature of the steam, and the steam flowing from the steam source into the water supply in the main body of the steam converter based on the information of the temperature detecting means, and the steam flowing down the piping in the main body or mixed in the main body. Steam distribution flow rate adjusting means for controlling the distribution of steam to be discharged, water level detecting means for detecting the amount of water supply in the main body, and water supply amount adjusting means for controlling the state of introduction of fluid from the exhaust heat recovery boiler based on information from the water level detecting means. And a steam converter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1455056A1 (en) * 1996-06-26 2004-09-08 Hitachi Ltd. Single shaft combined cycle plant and operating method thereof
CN101852105A (en) * 2010-05-25 2010-10-06 山西省电力勘测设计院 Steam exhaust direct-discharge system of feed pump turbine of direct air-cooling unit
CN102374524A (en) * 2011-10-28 2012-03-14 西安热工研究院有限公司 Secondary reheating system for power-station boiler
CN103075214A (en) * 2013-01-27 2013-05-01 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 Extracted steam type steam Rankine combined cycle power generation device
JP2016003579A (en) * 2014-06-13 2016-01-12 三菱重工業株式会社 Combined cycle facility

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