JP2003020911A - コンバインドプラントの運転方法 - Google Patents

コンバインドプラントの運転方法

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JP2003020911A JP2001204873A JP2001204873A JP2003020911A JP 2003020911 A JP2003020911 A JP 2003020911A JP 2001204873 A JP2001204873 A JP 2001204873A JP 2001204873 A JP2001204873 A JP 2001204873A JP 2003020911 A JP2003020911 A JP 2003020911A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気ラインを簡略化することができるととも
にコストダウンを図ることができるコンバインドプラン
トの運転方法を提供すること。 【解決手段】 ガスタービンプラントと蒸気タービンプ
ラントとを備えるコンバインドプラントの通常運転時
に、蒸気タービンバイパスライン１５に設けられた弁１
６により、ガスタービン蒸気冷却部６を通過する蒸気流
量を調整することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインドプラ
ントの運転方法、より詳しくは、ガスタービンプラント
と蒸気タービンプラントとを組み合わせたコンバインド
プラントの運転方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、発電用のコンバインドプラント
は、ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントとを
組み合わせた構成とされている。このコンバインドプラ
ントは、高温域および低温域をそれぞれガスタービンプ
ラントおよび蒸気タービンプラントに分担させて、高温
域の排熱エネルギを低温域で回収することにより、熱エ
ネルギの有効利用を可能としたものである。 【０００３】近年、コンバインドプラントの熱効率の向
上が要望されている。熱効率の向上はガスタービンプラ
ントのガスタービン入口温度の高温化により達成するこ
とができる。このようにガスタービン入口温度の高温化
が進めば、ガスタービン高温部の冷却能力も増大せざる
を得ない。 【０００４】従来は空気をガスタービン高温部に吹き込
むことにより冷却を行っていたが、空気冷却では冷却能
力が乏しいため冷却能力増大の要請にこたえることがで
きない。そこで、最近では空気よりも熱容量が大きい蒸
気による冷却が注目されている。 【０００５】図６にガスタービンの高温部を蒸気により
冷却する場合の蒸気冷却系統の要部を示す。図６に示す
蒸気冷却系統には、蒸気ドラム１、過熱器２、ガスター
ビン蒸気冷却部蒸気供給圧力調整弁３、モータ弁４、ガ
スタービン蒸気冷却部蒸気出口温度調整弁５、ガスター
ビン蒸気冷却部６、逆止弁７、ガバナ８、蒸気タービン
９、および復水器１０が設けられている。 【０００６】また、ガスタービン蒸気冷却部６の出口管
１１と復水器１０とを連通するバイパスライン１２に
は、バイパス弁１３が設けられている。 【０００７】さらに、蒸気タービン９には蒸気タービン
バイパスライン１５および蒸気タービンバイパス弁１６
が設けられている。この蒸気タービンバイパスライン１
５はガバナ８の上流側に位置する入口管１４と復水器１
０とを連通するバイパス管である。 【０００８】ここで図６を用いて、従来のコンバインド
プラントの運転方法についてその概要を説明する。ま
ず、運転起動初期段階においては、補助ボイラ等からの
蒸気が補助蒸気系統およびガスタービン蒸気冷却部蒸気
出口温度調整弁５を介してガスタービン蒸気冷却部６に
送り込まれるとともにガスタービンが起動される。 【０００９】このとき、蒸気タービン９はまだ停止状態
にあるので、ガバナ８は閉じられた状態にある。 【００１０】ガスタービン蒸気冷却部６に送り込まれた
蒸気は、バイパスライン１２および／または蒸気タービ
ンバイパスライン１５を介して復水器１０に回収され
る。 【００１１】ガスタービンが定常運転状態に近づくにつ
れ、蒸気ドラム１の蒸気圧力は所定の蒸気圧力に近づ
く。ガスタービンが定常運転に到達し、蒸気ドラム１の
蒸気圧力が所定値に達すれば、蒸気ラインが補助蒸気系
統から主蒸気系統に切り換えられる。 【００１２】この時点でもガバナ８は相変わらず閉じら
れており、蒸気ドラム１からの蒸気は、ガスタービン蒸
気冷却部蒸気供給圧力調整弁３および蒸気タービンバイ
パスライン１５を介して復水器１０に回収されたり、あ
るいはモータ弁４、ガスタービン蒸気冷却部蒸気出口温
度調整弁５、ガスタービン蒸気冷却部６、バイパスライ
ン１２および／または蒸気タービンバイパスライン１５
を介して復水器１０に回収される。 【００１３】つぎに、蒸気タービン９の暖機が終了し、
蒸気タービン９に蒸気を導入しても差し支えない状態に
なれば、ガバナ８を徐々に開いて蒸気タービンの回転数
を通常回転数に上昇させていくとともに、バイパス弁１
３および蒸気タービンバイパス弁１６を徐々に閉じてい
き、通常運転状態にする。この時点でガスタービン蒸気
冷却部６を通過した蒸気は蒸気タービン９に回収されて
いる。 【００１４】この通常運転状態において、ガスタービン
蒸気冷却部６を通過する蒸気流量の調整は、バイパス弁
１３を開閉することによって行われている。すなわち、
ガスタービン蒸気冷却部６を通過する蒸気流量が少ない
場合にはバイパス弁１３を開けて蒸気流量を増やし、ま
たガスタービン蒸気冷却部６を通過する蒸気流量が多い
場合にはバイパス弁１３を閉めて蒸気流量を減らすよう
にしている。なお、通常運転状態において蒸気タービン
バイパス弁１６が開けられることはない。この蒸気ター
ビンバイパス弁１６は、通常運転時以外の運転起動時、
運転停止時、あるいは蒸気タービンが異常振動や油圧低
下等によって非常停止した場合、またはガバナ８の故障
等により制御異常が生じた場合に、蒸気を復水器１０に
逃がすために開けられるものである。 【００１５】このように、通常運転時においてコンバイ
ンドプラントのガスタービン蒸気冷却部６を通過する蒸
気流量の調整を行うためには、専用のバイパスライン１
２およびバイパス弁１３を設ける必要があるので、蒸気
ラインが複雑になるとともに多大なコストがかかるとい
う問題点があった。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、蒸気ラインを簡略化することが
できるとともにコストダウンを図ることができるコンバ
インドプラントの運転方法を提供することを目的とす
る。 【００１７】 【課題を解決するための手段】本発明のコンバインドプ
ラントの運転方法では、上記課題を解決するため、以下
の手段を採用した。すなわち、請求項１記載のコンバイ
ンドプラントの運転方法によれば、ガスタービンプラン
トと蒸気タービンプラントとを備え、前記蒸気タービン
プラントは、蒸気タービンへ供給する蒸気を発生する蒸
気ドラムと、前記蒸気タービンを通過した蒸気を凝縮復
水させる復水器と、前記蒸気タービンの上流側と前記復
水器との間を連結して前記蒸気タービンをバイパスする
蒸気タービンバイパスラインとを有し、前記蒸気タービ
ンバイパスラインの上流側と前記蒸気ドラムとの間の配
管に並列的に設けられるとともに、該蒸気ドラムからの
蒸気によって前記ガスタービンプラントの被冷却部を冷
却するガスタービン蒸気冷却部が設けられているコンバ
インドプラントの運転方法において、前記コンバインド
プラントの通常運転時に、前記蒸気タービンバイパスラ
インに設けられた弁により、前記ガスタービン蒸気冷却
部を通過する蒸気流量を調整することを特徴とする。こ
のコンバインドプラントの運転方法においては、通常運
転時におけるガスタービン蒸気冷却部を通過する蒸気流
量の調整が蒸気タービンバイパスラインに設けられた弁
により行われることとなる。すなわち、運転起動時、通
常運転時、運転停止時、蒸気タービン非常停止時、およ
び制御異常時のいずれの場合においてもガスタービン蒸
気冷却部を通過する蒸気流量の調整は、蒸気タービンバ
イパスラインに設けられた弁によって行われることとな
る。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１を参照しながら説明する。図１において、従
来と同じ部材には同じ符号を付与している。 【００１９】図１は本発明による蒸気冷却系統の第１実
施形態を示す図である。図１に示す蒸気冷却系統には、
蒸気ドラム１、過熱器２、ガスタービン蒸気冷却部蒸気
供給圧力調整弁３、モータ弁４、ガスタービン蒸気冷却
部蒸気出口温度調整弁５、ガスタービン蒸気冷却部６、
逆止弁７、ガバナ８、蒸気タービン９、および復水器１
０が設けられている。 【００２０】また、蒸気タービン９には蒸気タービンバ
イパスライン１５および蒸気タービンバイパス弁（弁）
１６が設けられている。この蒸気タービンバイパスライ
ン１６はガバナ８の上流側に位置する入口管１４と復水
器１０とを連通するバイパス管である。 【００２１】ここで図１を用いて、本発明のコンバイン
ドプラントの運転方法についてその概要を説明する。ま
ず、運転起動初期段階において、補助ボイラ等からの蒸
気は補助蒸気系統およびガスタービン蒸気冷却部蒸気出
口温度調整弁５を介してガスタービン蒸気冷却部６に送
り込まれるとともにガスタービンが起動される。 【００２２】このとき、蒸気タービン９はまだ冷機状態
にあるので、ガバナ８は閉じられた状態にある。 【００２３】ガスタービン蒸気冷却部６に送り込まれた
蒸気は、蒸気タービンバイパスライン１５を介して復水
器１０に回収される。 【００２４】ガスタービンが定常運転状態に近づくにつ
れ、蒸気ドラム１の蒸気圧力は所定の蒸気圧力に近づ
く。ガスタービンが定常運転に到達し、蒸気ドラム１の
蒸気圧力が所定値に達すれば、蒸気ラインが補助蒸気系
統から主蒸気系統に切り換えられる。 【００２５】この時点でもガバナ８は相変わらず閉じら
れており、蒸気ドラム１からの蒸気は、ガスタービン蒸
気冷却部蒸気供給圧力調整弁３および蒸気タービンバイ
パスライン１５を介して復水器１０に回収されたり、あ
るいはモータ弁４、ガスタービン蒸気冷却部蒸気出口温
度調整弁５、ガスタービン蒸気冷却部６、逆止弁７、お
よび蒸気タービンバイパスライン１５を介して復水器１
０に回収される。 【００２６】つぎに、蒸気タービン９の暖機が終了し、
蒸気タービン９に蒸気を導入しても差し支えない状態に
なれば、ガバナ８を徐々に開いて蒸気タービンの回転数
を通常回転数に上昇させていくとともに、蒸気タービン
バイパス弁１６を徐々に閉じていき、通常運転状態にす
る。この時点でガスタービン蒸気冷却部６を通過した蒸
気は蒸気タービン９に回収されている。 【００２７】この通常運転状態において、ガスタービン
蒸気冷却部６を通過する蒸気流量の調整は、蒸気タービ
ンバイパス弁１６を開閉することによって行われてい
る。すなわち、ガスタービン蒸気冷却部６を通過する蒸
気流量が少ない場合には蒸気タービンバイパス弁１６を
開けて蒸気流量を増やし、またガスタービン蒸気冷却部
６を通過する蒸気流量が多い場合には蒸気タービンバイ
パス弁１６を閉めて蒸気流量を減らすようにしている。 【００２８】このように、蒸気タービンバイパス弁１６
は、運転起動時、運転停止時、あるいは蒸気タービンが
異常振動や油圧低下等によって非常停止した場合、また
はガバナ６の故障等により制御異常が生じた場合、いず
れの場合においても蒸気を復水器８に逃がすために開け
られるとともに、通常運転時においてガスタービン蒸気
冷却部６を通過する蒸気流量の調整を行うために開閉さ
れるものである。 【００２９】上記の運転方法によれば、通常運転時にお
いてもガスタービン蒸気冷却部を通過する蒸気流量を蒸
気タービンバイパス弁によって調整することができるの
で、従来設けられていたガスタービン蒸気冷却部専用の
バイパスラインおよびバイパス弁を削除することがで
き、蒸気系統を簡略化することができるとともに、大幅
なコストダウンを図ることができる。 【００３０】図２は本発明による蒸気冷却系統の第２実
施形態を示す図である。図２において、第１実施形態と
同じ部材には同じ符号を付与するとともに、それについ
ての説明は省略し、図１との相違点についてのみ説明す
る。 【００３１】図２では、蒸気タービンバイパス弁１６の
上流側で、かつガスタービン蒸気冷却部６の下流側に位
置するとともに、ガスタービン蒸気冷却部蒸気供給圧力
調整弁３とガバナ８との間に位置する配管に高圧側蒸気
タービン１７の排気が流入されるよう構成されている。 【００３２】図３は本発明による蒸気冷却系統の第３実
施形態を示す図である。図３において、第１実施形態と
同じ部材には同じ符号を付与するとともに、それについ
ての説明は省略し、図１との相違点についてのみ説明す
る。 【００３３】図３では、過熱器２の下流側とガスタービ
ン蒸気冷却部蒸気供給圧力調整弁３およびモータ弁４の
上流側との間に位置する配管に高圧側蒸気タービン１７
の排気が流入されるよう構成されている。 【００３４】図４は本発明による蒸気冷却系統の第４実
施形態を示す図である。図４において、第１実施形態と
同じ部材には同じ符号を付与するとともに、それについ
ての説明は省略し、図１との相違点についてのみ説明す
る。 【００３５】図４では、高圧側蒸気タービン１７の排気
が、図２および図３に示す配管、すなわち蒸気タービン
バイパス弁１６の上流側で、かつガスタービン蒸気冷却
部６の下流側に位置するとともに、ガスタービン蒸気冷
却部蒸気供給圧力調整弁３とガバナ８との間に位置する
配管、および過熱器２の下流側とガスタービン蒸気冷却
部蒸気供給圧力調整弁３およびモータ弁４の上流側との
間に位置する配管に流入されるよう構成されている。 【００３６】図５は本発明による蒸気冷却系統の第５実
施形態を示す図である。図５において、第１実施形態と
同じ部材には同じ符号を付与するとともに、それについ
ての説明は省略し、図１との相違点についてのみ説明す
る。 【００３７】図５の構成は、図２の蒸気ドラム１および
過熱器２と高圧側蒸気タービン１７とを入れ替えて配置
したものである。すなわち、蒸気ドラム１および過熱器
２を通った蒸気が、蒸気タービンバイパス弁１６の上流
側で、かつガスタービン蒸気冷却部６の下流側に位置す
るとともに、ガスタービン蒸気冷却部蒸気供給圧力調整
弁３とガバナ８との間に位置する配管に流入するととも
に、高圧側蒸気タービン１７の排気がガスタービン蒸気
冷却部蒸気供給圧力調整弁３およびモータ弁４に流入さ
れるように構成されている。 【００３８】 【発明の効果】この発明のコンバインドプラントの運転
方法によれば、以下の効果が得られる。すなわち、運転
起動時、通常運転時、運転停止時、蒸気タービン非常停
止時、および制御異常時のいずれの場合においてもガス
タービン蒸気冷却部を通過する蒸気流量を蒸気タービン
バイパス弁によって調整することができるので、従来設
けられていたガスタービン蒸気冷却部専用のバイパスラ
インおよびバイパス弁を削除することができ、蒸気系統
を簡略化することができるとともに、大幅なコストダウ
ンを図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明による蒸気冷却系統の第１実施形態を
示す要部概略構成図である。 【図２】 本発明による蒸気冷却系統の第２実施形態を
示す要部概略構成図である。 【図３】 本発明による蒸気冷却系統の第３実施形態を
示す要部概略構成図である。 【図４】 本発明による蒸気冷却系統の第４実施形態を
示す要部概略構成図である。 【図５】 本発明による蒸気冷却系統の第５実施形態を
示す要部概略構成図である。 【図６】 従来による蒸気冷却系統の一実施形態を示す
要部概略構成図である。 【符号の説明】 １ 蒸気ドラム ６ ガスタービン蒸気冷却部 ９ 蒸気タービン １０ 復水器 １５ 蒸気タービンバイパスライン １６ 蒸気タービンバイパス弁（弁）
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｅ Ｚ Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ａ Ｅ (72)発明者 高濱 正幸 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製作所内 Ｆターム(参考） 3G071 AB01 BA27 CA01 CA02 CA09 DA11 GA06 JA02 JA03 3G081 BA01 BA11 BB00 BC07 BD00 DA06 3L021 BA03 CA01 CA02 CA05 CA06 DA03 FA02 FA05

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ガスタービンプラントと蒸気タービンプ
    ラントとを備え、 前記蒸気タービンプラントは、蒸気タービンへ供給する
    蒸気を発生する蒸気ドラムと、前記蒸気タービンを通過
    した蒸気を凝縮復水させる復水器と、前記蒸気タービン
    の上流側と前記復水器との間を連結して前記蒸気タービ
    ンをバイパスする蒸気タービンバイパスラインとを有
    し、 前記蒸気タービンバイパスラインの上流側と前記蒸気ド
    ラムとの間の配管に並列的に設けられるとともに、該蒸
    気ドラムからの蒸気によって前記ガスタービンプラント
    の被冷却部を冷却するガスタービン蒸気冷却部が設けら
    れているコンバインドプラントの運転方法において、 前記コンバインドプラントの通常運転時に、前記蒸気タ
    ービンバイパスラインに設けられた弁により、前記ガス
    タービン蒸気冷却部を通過する蒸気流量を調整すること
    を特徴とするコンバインドプラントの運転方法。
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