JP2003329201A - 排熱回収ボイラと複合発電方法と装置 - Google Patents
排熱回収ボイラと複合発電方法と装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排熱回収ボイラの高圧高温系統に大型の調節
弁を設けることなく、蒸気純度を高く保つことができる
排熱回収ボイラ又は複合発電方法と装置を提供するこ
と。 【解決手段】 発電用のガスタービン２９の排気ガスの
熱を利用して過熱器１１、１２、１５、１６、２０と再
熱器１７、１８と蒸発器４、８、１３と節炭器１、２、
３、６、７、１０を備えた排熱回収ボイラで給水を加熱
して蒸気を生成させ、該排熱回収ボイラで得られた蒸気
を用いて蒸気タービン３０、３１、３３を駆動させる複
合発電方法において、過熱器２０の出口蒸気温度の制御
を従来と同様に注水により行うこととし、かつ、その注
水として用いる水は蒸気純度を高く保つためボイラ給水
の注水ではなく、低圧蒸発器４の出口の蒸気配管４１を
ボイラ給水と間接熱交換させて凝縮させた高純度水を過
熱蒸気温度低減器４７に供給して使用する。
弁を設けることなく、蒸気純度を高く保つことができる
排熱回収ボイラ又は複合発電方法と装置を提供するこ
と。 【解決手段】 発電用のガスタービン２９の排気ガスの
熱を利用して過熱器１１、１２、１５、１６、２０と再
熱器１７、１８と蒸発器４、８、１３と節炭器１、２、
３、６、７、１０を備えた排熱回収ボイラで給水を加熱
して蒸気を生成させ、該排熱回収ボイラで得られた蒸気
を用いて蒸気タービン３０、３１、３３を駆動させる複
合発電方法において、過熱器２０の出口蒸気温度の制御
を従来と同様に注水により行うこととし、かつ、その注
水として用いる水は蒸気純度を高く保つためボイラ給水
の注水ではなく、低圧蒸発器４の出口の蒸気配管４１を
ボイラ給水と間接熱交換させて凝縮させた高純度水を過
熱蒸気温度低減器４７に供給して使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの排
ガスの熱を利用して排熱回収ボイラ及び該排熱回収ボイ
ラで蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを駆動し
て発電に供する複合発電システムに関するものであり、
特に、最新式の１５００℃級ガスタービン用の排熱回収
ボイラとしてガスタービンの翼冷却に好適な蒸気を提供
する複合発電方法と装置に関するものである。
ガスの熱を利用して排熱回収ボイラ及び該排熱回収ボイ
ラで蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを駆動し
て発電に供する複合発電システムに関するものであり、
特に、最新式の１５００℃級ガスタービン用の排熱回収
ボイラとしてガスタービンの翼冷却に好適な蒸気を提供
する複合発電方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の排熱回収ボイラを用いる複
合発電システムの構成を示す。ガスタービン２９の排気
ガスの熱を利用する排熱回収ボイラで得られた蒸気を用
いて高圧蒸気タービン３０、中圧蒸気タービン３１、低
圧蒸気タービン３３を駆動させて発電機３４の発電を行
う。図２では各蒸気タービン３０、３１、３３とガスタ
ービン２９の回転軸は発電機３４の回転軸と同軸になっ
ている。
合発電システムの構成を示す。ガスタービン２９の排気
ガスの熱を利用する排熱回収ボイラで得られた蒸気を用
いて高圧蒸気タービン３０、中圧蒸気タービン３１、低
圧蒸気タービン３３を駆動させて発電機３４の発電を行
う。図２では各蒸気タービン３０、３１、３３とガスタ
ービン２９の回転軸は発電機３４の回転軸と同軸になっ
ている。
【０００３】図２に示す排熱回収ボイラにはガスタービ
ン排気ガス３９が導入される排ガス流路に排熱回収ボイ
ラが設けられ、排熱回収ボイラで熱回収された後の排ガ
スは出口排ガス４０として排熱回収ボイラから排出され
る。排熱回収ボイラ内の排ガス流路は本明細書では水平
方向にガスが流れる排ガス流路として説明しているが、
排ガス流路は鉛直方向に向いたものでも良い。
ン排気ガス３９が導入される排ガス流路に排熱回収ボイ
ラが設けられ、排熱回収ボイラで熱回収された後の排ガ
スは出口排ガス４０として排熱回収ボイラから排出され
る。排熱回収ボイラ内の排ガス流路は本明細書では水平
方向にガスが流れる排ガス流路として説明しているが、
排ガス流路は鉛直方向に向いたものでも良い。
【０００４】図２に示す排熱回収ボイラでは排ガス流路
の最下流側から最上流に向けて順次、低圧節炭器１、中
圧一次節炭器２、高圧一次節炭器３、低圧蒸発器４、中
圧二次節炭器６、高圧二次節炭器７、中圧蒸発器８、高
圧三次節炭器１０、中圧過熱器１１、低圧過熱器１２、
高圧蒸発器１３、高圧一次過熱器１５、高圧二次過熱器
１６、一次再熱器１７、二次再熱器１８、高圧三次過熱
器２０が配置されている。また排熱回収ボイラの排ガス
流路の外には汽水分離ドラム５、９、１４、流量調節弁
５０、再熱器過熱低減器１９等が配置されている。
の最下流側から最上流に向けて順次、低圧節炭器１、中
圧一次節炭器２、高圧一次節炭器３、低圧蒸発器４、中
圧二次節炭器６、高圧二次節炭器７、中圧蒸発器８、高
圧三次節炭器１０、中圧過熱器１１、低圧過熱器１２、
高圧蒸発器１３、高圧一次過熱器１５、高圧二次過熱器
１６、一次再熱器１７、二次再熱器１８、高圧三次過熱
器２０が配置されている。また排熱回収ボイラの排ガス
流路の外には汽水分離ドラム５、９、１４、流量調節弁
５０、再熱器過熱低減器１９等が配置されている。
【０００５】低圧節炭器１に導入される給水は加熱され
た後、低圧蒸気汽水分離ドラム５から低圧蒸発器４に供
給される。また中圧一次節炭器２と高圧一次節炭器３に
供給された給水は加熱の後、それぞれ中圧二次節炭器６
と高圧二次節炭器７に供給される。中圧二次節炭器６で
加熱された給水は中圧蒸気汽水分離ドラム９に送られた
後、中圧蒸発器８で加熱され、再び中圧蒸気汽水分離ド
ラム９に戻る。また高圧二次節炭器７で加熱された給水
は高圧三次節炭器１０に送られ、さらに加熱された後、
高圧蒸気汽水分離ドラム１４に送られる。高圧蒸気汽水
分離ドラム１４で分離された蒸気は高圧一次過熱器１５
に供給され、高圧蒸気汽水分離ドラム１４で分離された
給水は高圧蒸発器１３に送られ、加熱される。
た後、低圧蒸気汽水分離ドラム５から低圧蒸発器４に供
給される。また中圧一次節炭器２と高圧一次節炭器３に
供給された給水は加熱の後、それぞれ中圧二次節炭器６
と高圧二次節炭器７に供給される。中圧二次節炭器６で
加熱された給水は中圧蒸気汽水分離ドラム９に送られた
後、中圧蒸発器８で加熱され、再び中圧蒸気汽水分離ド
ラム９に戻る。また高圧二次節炭器７で加熱された給水
は高圧三次節炭器１０に送られ、さらに加熱された後、
高圧蒸気汽水分離ドラム１４に送られる。高圧蒸気汽水
分離ドラム１４で分離された蒸気は高圧一次過熱器１５
に供給され、高圧蒸気汽水分離ドラム１４で分離された
給水は高圧蒸発器１３に送られ、加熱される。
【０００６】中圧一次節炭器２で加熱された汽水混合物
の一部は中圧二次節炭器６に供給されるが、他の一部は
再熱器過熱低減器１９を経由して二次再熱器１８に送ら
れて再熱蒸気を生成し、中圧蒸気タービン３１の駆動に
利用される。
の一部は中圧二次節炭器６に供給されるが、他の一部は
再熱器過熱低減器１９を経由して二次再熱器１８に送ら
れて再熱蒸気を生成し、中圧蒸気タービン３１の駆動に
利用される。
【０００７】低圧蒸発器４で加熱された汽水混合物は低
圧蒸気汽水分離ドラム５に送られた後、該ドラム５で分
離された蒸気は低圧過熱器１２に供給され、低圧過熱蒸
気となり、得られた過熱蒸気は該過熱蒸気の温度と圧力
に最も類似した過熱蒸気が利用される中圧タービン３１
の中段に供給され、ここで仕事をした後、さらに低圧蒸
気タービン３３の駆動に利用される。
圧蒸気汽水分離ドラム５に送られた後、該ドラム５で分
離された蒸気は低圧過熱器１２に供給され、低圧過熱蒸
気となり、得られた過熱蒸気は該過熱蒸気の温度と圧力
に最も類似した過熱蒸気が利用される中圧タービン３１
の中段に供給され、ここで仕事をした後、さらに低圧蒸
気タービン３３の駆動に利用される。
【０００８】また、中圧蒸発器８で加熱された汽水混合
物は中圧蒸気汽水分離ドラム９に送られた後、蒸気が分
離され、蒸気は中圧過熱器１１に供給され、中圧過熱蒸
気となり、中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４を経由
してガスタービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の
冷却に利用される。
物は中圧蒸気汽水分離ドラム９に送られた後、蒸気が分
離され、蒸気は中圧過熱器１１に供給され、中圧過熱蒸
気となり、中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４を経由
してガスタービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の
冷却に利用される。
【０００９】また、高圧蒸発器１３で加熱された汽水混
合物は高圧蒸気汽水分離ドラム１４に送られた後、蒸気
が分離され、蒸気は高圧一次過熱器１５に供給され、高
圧過熱蒸気となり、一部は、さらに過熱されるために高
圧二次過熱器１６と高圧三次過熱器２０に順次送られ
る。
合物は高圧蒸気汽水分離ドラム１４に送られた後、蒸気
が分離され、蒸気は高圧一次過熱器１５に供給され、高
圧過熱蒸気となり、一部は、さらに過熱されるために高
圧二次過熱器１６と高圧三次過熱器２０に順次送られ
る。
【００１０】高圧三次過熱器２０で得られた高圧過熱蒸
気は高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２６を経由し
てガスタービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の冷
却に利用される。また、高圧三次過熱器２０で得られた
高圧過熱蒸気の他の一部は高圧蒸気タービン３０で使用
される。高圧蒸気タービン３０で使用された蒸気は高圧
蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管２７を経由してガス
タービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の冷却に利
用される。また、高圧蒸気タービン３０で使用された蒸
気の一部は高圧蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管２７
に送られる前に管２８ｂと蒸気配管３２を経由して一次
再熱器１７に送られる。
気は高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２６を経由し
てガスタービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の冷
却に利用される。また、高圧三次過熱器２０で得られた
高圧過熱蒸気の他の一部は高圧蒸気タービン３０で使用
される。高圧蒸気タービン３０で使用された蒸気は高圧
蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管２７を経由してガス
タービン２９に送られ、ガスタービン排気翼の冷却に利
用される。また、高圧蒸気タービン３０で使用された蒸
気の一部は高圧蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管２７
に送られる前に管２８ｂと蒸気配管３２を経由して一次
再熱器１７に送られる。
【００１１】また、高圧一次過熱器１５で得られた高圧
過熱蒸気の他の一部は高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽
気管２５を経由してガスタービン２９に送られ、ガスタ
ービン排気翼の冷却に利用される。ガスタービン２９に
送られてガスタービン排気翼の冷却に利用された蒸気は
戻り管２８ａから配管３２を経由して一次再熱器１７に
送られる。
過熱蒸気の他の一部は高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽
気管２５を経由してガスタービン２９に送られ、ガスタ
ービン排気翼の冷却に利用される。ガスタービン２９に
送られてガスタービン排気翼の冷却に利用された蒸気は
戻り管２８ａから配管３２を経由して一次再熱器１７に
送られる。
【００１２】中圧蒸気タービン３１で使用された蒸気は
低圧蒸気タービン３３に送られて低圧蒸気タービン３３
を駆動した後、復水器３５で利用される。復水器３５の
下方にはホットウエル３６が設けられ、この復水は必要
に応じて補給水４８を補給した後、復水ポンプ３７によ
り低圧節炭器１、中圧一次節炭器２及び高圧一次節炭器
３に給水される。このとき給水の一部は高中圧給水ポン
プ３８により昇圧されて中圧一次節炭器２及び高圧一次
節炭器３に給水される。
低圧蒸気タービン３３に送られて低圧蒸気タービン３３
を駆動した後、復水器３５で利用される。復水器３５の
下方にはホットウエル３６が設けられ、この復水は必要
に応じて補給水４８を補給した後、復水ポンプ３７によ
り低圧節炭器１、中圧一次節炭器２及び高圧一次節炭器
３に給水される。このとき給水の一部は高中圧給水ポン
プ３８により昇圧されて中圧一次節炭器２及び高圧一次
節炭器３に給水される。
【００１３】ガスタービン２９の翼の冷却蒸気としては
起動時は必要圧力を確保するため、高圧一次過熱器１５
出口から高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２５によ
り、また、高圧三次過熱器２０出口から高圧一次過熱器
出口翼冷却蒸気抽気管２６により、さらに中圧過熱器１
１出口から中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４によ
り、それぞれ蒸気が抽気される。また、通常運転時は高
圧蒸気タービン３０出口蒸気が高圧蒸気タービン排気翼
冷却蒸気抽気管２７により、中圧過熱器１１出口蒸気が
中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４によりそれぞれガ
スタービン２９の翼の冷却蒸気が抽気される。
起動時は必要圧力を確保するため、高圧一次過熱器１５
出口から高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２５によ
り、また、高圧三次過熱器２０出口から高圧一次過熱器
出口翼冷却蒸気抽気管２６により、さらに中圧過熱器１
１出口から中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４によ
り、それぞれ蒸気が抽気される。また、通常運転時は高
圧蒸気タービン３０出口蒸気が高圧蒸気タービン排気翼
冷却蒸気抽気管２７により、中圧過熱器１１出口蒸気が
中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管２４によりそれぞれガ
スタービン２９の翼の冷却蒸気が抽気される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】図２に示す複合発電シ
ステムに用いられる１５００℃ 級ガスタービンでは前
述のようにガスタービン翼の冷却に排熱回収ボイラで発
生する蒸気の一部を使用する。このとき、ガスタービン
翼に蒸気中の不純物が付着してガスタービン翼の冷却効
果が低下することを回避するためにガスタービン翼冷却
用に用いる蒸気は高純度の性状が要求される。
ステムに用いられる１５００℃ 級ガスタービンでは前
述のようにガスタービン翼の冷却に排熱回収ボイラで発
生する蒸気の一部を使用する。このとき、ガスタービン
翼に蒸気中の不純物が付着してガスタービン翼の冷却効
果が低下することを回避するためにガスタービン翼冷却
用に用いる蒸気は高純度の性状が要求される。
【００１５】ところで、過熱器の蒸気温度コントロール
用に通常当該過熱器の前流側に蒸気温度低減器を設置し
て、該蒸気温度低減器に注水して蒸気温度のコントロー
ルをしている。この蒸気温度低減器に注水した水は過熱
蒸気と混合されるが、この過熱蒸気をガスタービン翼の
冷却に利用すると、前記蒸気温度コントロール用の水中
の不純物がガスタービン翼に付着してガスタービン翼の
冷却効果が低下するおそれがある。そのため、通常設置
される各過熱器の出口蒸気の温度制御のために行う蒸気
温度低減器を用いる注水システムを採用することができ
ない。すなわち補給水４８中の不純物が蒸気中に含有さ
れて、その不純物がガスタービン翼冷却時に翼に付着し
てしまう。
用に通常当該過熱器の前流側に蒸気温度低減器を設置し
て、該蒸気温度低減器に注水して蒸気温度のコントロー
ルをしている。この蒸気温度低減器に注水した水は過熱
蒸気と混合されるが、この過熱蒸気をガスタービン翼の
冷却に利用すると、前記蒸気温度コントロール用の水中
の不純物がガスタービン翼に付着してガスタービン翼の
冷却効果が低下するおそれがある。そのため、通常設置
される各過熱器の出口蒸気の温度制御のために行う蒸気
温度低減器を用いる注水システムを採用することができ
ない。すなわち補給水４８中の不純物が蒸気中に含有さ
れて、その不純物がガスタービン翼冷却時に翼に付着し
てしまう。
【００１６】そのため、図２に示すシステムでは高圧三
次過熱器２０出口の過熱蒸気の温度制御は蒸気温度低減
器を用いないで次のようにして行う。すなわち、高圧二
次過熱器バイパス管２１ａを高圧一次過熱器１５出口に
設け、また高圧二次過熱器バイパス管２１ｂを高圧二次
過熱器１６出口に設け、該バイパス管２１ａに調節弁２
２及びバイパス管２１ｂに調節弁２３をそれぞれ設け、
調節弁２２及び調節弁２３の開度調整により高圧二次過
熱器１６での吸熱量を調節し、以て高圧三次過熱器２０
出口蒸気温度を調節している。
次過熱器２０出口の過熱蒸気の温度制御は蒸気温度低減
器を用いないで次のようにして行う。すなわち、高圧二
次過熱器バイパス管２１ａを高圧一次過熱器１５出口に
設け、また高圧二次過熱器バイパス管２１ｂを高圧二次
過熱器１６出口に設け、該バイパス管２１ａに調節弁２
２及びバイパス管２１ｂに調節弁２３をそれぞれ設け、
調節弁２２及び調節弁２３の開度調整により高圧二次過
熱器１６での吸熱量を調節し、以て高圧三次過熱器２０
出口蒸気温度を調節している。
【００１７】このように従来の過熱蒸気のバイパス蒸気
温度制御システムでは通常、高圧二次過熱器１８の蒸気
バイパス方式が採用されているので、主蒸気系統及びバ
イパス蒸気系統に蒸気の流量を調節するための調節弁２
２、２３が設置され、高圧高温系統に大型の調節弁２
２、２３を２台設置する必要があること、調節弁２２、
２３の差圧分だけ、高圧蒸発器１３の運転圧力が高くな
り、これらの伝熱面積の増加、設計圧力の増加を余儀な
くされる等、排熱回収ボイラの建設コストを高くしてし
まう問題点があった。
温度制御システムでは通常、高圧二次過熱器１８の蒸気
バイパス方式が採用されているので、主蒸気系統及びバ
イパス蒸気系統に蒸気の流量を調節するための調節弁２
２、２３が設置され、高圧高温系統に大型の調節弁２
２、２３を２台設置する必要があること、調節弁２２、
２３の差圧分だけ、高圧蒸発器１３の運転圧力が高くな
り、これらの伝熱面積の増加、設計圧力の増加を余儀な
くされる等、排熱回収ボイラの建設コストを高くしてし
まう問題点があった。
【００１８】そこで、本発明の課題は排熱回収ボイラの
高圧高温系統に大型の調節弁を設けることなく、蒸気純
度を高く保つことができる排熱回収ボイラ又は複合発電
方法と装置を提供することである。
高圧高温系統に大型の調節弁を設けることなく、蒸気純
度を高く保つことができる排熱回収ボイラ又は複合発電
方法と装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明では、過熱器出口
蒸気温度制御を従来と同様に注水により行うこととし、
かつ、その注水として用いる水は蒸気純度を高く保つた
めボイラ給水の注水ではなく、発生蒸気を直接凝縮させ
た高純度水を使用するものである。
蒸気温度制御を従来と同様に注水により行うこととし、
かつ、その注水として用いる水は蒸気純度を高く保つた
めボイラ給水の注水ではなく、発生蒸気を直接凝縮させ
た高純度水を使用するものである。
【００２０】すなわち、燃焼排気ガスの熱を利用して給
水を加熱して蒸気を生成させるために過熱器、蒸発器、
再熱器及び節炭器のうちの少なくとも過熱器と蒸発器を
備えた排熱回収ボイラにおいて、排熱回収ボイラに給水
を送る給水配管と、前記蒸発器で発生した蒸気の一部を
流す蒸気抽気配管と、前記蒸気抽気配管内の蒸気と前記
給水配管内の給水とを間接的に熱交換させる間接熱交換
器と、前記過熱器出口の蒸気温度を調節するための過熱
蒸気過熱低減器と、前記間接熱交換器で得られる蒸気抽
気配管内の蒸気を冷却して得られる凝縮水を前記過熱蒸
気過熱低減器に導く減温水配管とを備えた排熱回収ボイ
ラである。
水を加熱して蒸気を生成させるために過熱器、蒸発器、
再熱器及び節炭器のうちの少なくとも過熱器と蒸発器を
備えた排熱回収ボイラにおいて、排熱回収ボイラに給水
を送る給水配管と、前記蒸発器で発生した蒸気の一部を
流す蒸気抽気配管と、前記蒸気抽気配管内の蒸気と前記
給水配管内の給水とを間接的に熱交換させる間接熱交換
器と、前記過熱器出口の蒸気温度を調節するための過熱
蒸気過熱低減器と、前記間接熱交換器で得られる蒸気抽
気配管内の蒸気を冷却して得られる凝縮水を前記過熱蒸
気過熱低減器に導く減温水配管とを備えた排熱回収ボイ
ラである。
【００２１】また、本発明は、発電用のガスタービンの
排気ガスの熱を利用して過熱器、蒸発器、再熱器及び節
炭器のうちの少なくとも過熱器と蒸発器を備えた排熱回
収ボイラで給水を加熱して蒸気を生成させ、該排熱回収
ボイラで得られた蒸気を用いて蒸気タービンを駆動させ
る複合発電方法において、前記蒸発器又は過熱器で発生
した蒸気の一部を給水の予熱に利用して凝縮させ、その
凝縮水を過熱器出口の蒸気温度調節用の減温水に使用す
る複合発電方法である。また、本発明は、前記複合発電
方法を実施するための発電装置も含む。
排気ガスの熱を利用して過熱器、蒸発器、再熱器及び節
炭器のうちの少なくとも過熱器と蒸発器を備えた排熱回
収ボイラで給水を加熱して蒸気を生成させ、該排熱回収
ボイラで得られた蒸気を用いて蒸気タービンを駆動させ
る複合発電方法において、前記蒸発器又は過熱器で発生
した蒸気の一部を給水の予熱に利用して凝縮させ、その
凝縮水を過熱器出口の蒸気温度調節用の減温水に使用す
る複合発電方法である。また、本発明は、前記複合発電
方法を実施するための発電装置も含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。図１に本発明の実施の形態の排熱回収
ボイラを用いる複合発電システムの構成を示す。図１に
示す複合発電システムでは、図２に示す複合発電システ
ムと同じく、ガスタービン２９の排気ガス３９の熱を利
用する排熱回収ボイラで得られた蒸気を用いて高圧蒸気
タービン３０、中圧蒸気タービン３１、低圧蒸気タービ
ン３３を駆動させて発電機３４の発電を行う。各蒸気タ
ービン３０、３１、３３とガスタービン２９の回転軸は
発電機３４の回転軸と同軸になっている。
と共に説明する。図１に本発明の実施の形態の排熱回収
ボイラを用いる複合発電システムの構成を示す。図１に
示す複合発電システムでは、図２に示す複合発電システ
ムと同じく、ガスタービン２９の排気ガス３９の熱を利
用する排熱回収ボイラで得られた蒸気を用いて高圧蒸気
タービン３０、中圧蒸気タービン３１、低圧蒸気タービ
ン３３を駆動させて発電機３４の発電を行う。各蒸気タ
ービン３０、３１、３３とガスタービン２９の回転軸は
発電機３４の回転軸と同軸になっている。
【００２３】図１に示す複合発電システムを構成する各
装置、部材で図２に示す複合発電システムと同じものは
同一番号を付して、その説明は省略するが、図１に示す
複合発電システムでは図２に示す複合発電システムに比
較して、主蒸気系統及びバイパス蒸気系統に蒸気の流量
を調節するための調節弁２２、２３が設置されていない
ことが異なる。前記調節弁２２、２３を設置する代わり
に、低圧汽水分離ドラム５から低圧過熱器１２に供給す
る蒸気の一部を通す低圧飽和蒸気抽気管４１と該低圧飽
和蒸気抽気管４１内の蒸気を用いてボイラへの給水を加
熱する加熱器４２と該給水加熱器４２で冷却された飽和
蒸気が凝縮して得られるドレンを溜めるドレンタンク４
３と該ドレンタンク４３で得られたドレンを送り出す高
圧過熱器スプレ水昇圧ポンプ４４とドレンを流す高圧過
熱器過熱低減器スプレ管４５と高圧過熱器過熱低減器ス
プレ管４５に設けられた高圧過熱器出口蒸気温度制御用
流量調節弁４６と高圧二次過熱器１６と高圧三次過熱器
２０を接続する過熱蒸気配管４９に高圧過熱器過熱低減
器４７を設けている。
装置、部材で図２に示す複合発電システムと同じものは
同一番号を付して、その説明は省略するが、図１に示す
複合発電システムでは図２に示す複合発電システムに比
較して、主蒸気系統及びバイパス蒸気系統に蒸気の流量
を調節するための調節弁２２、２３が設置されていない
ことが異なる。前記調節弁２２、２３を設置する代わり
に、低圧汽水分離ドラム５から低圧過熱器１２に供給す
る蒸気の一部を通す低圧飽和蒸気抽気管４１と該低圧飽
和蒸気抽気管４１内の蒸気を用いてボイラへの給水を加
熱する加熱器４２と該給水加熱器４２で冷却された飽和
蒸気が凝縮して得られるドレンを溜めるドレンタンク４
３と該ドレンタンク４３で得られたドレンを送り出す高
圧過熱器スプレ水昇圧ポンプ４４とドレンを流す高圧過
熱器過熱低減器スプレ管４５と高圧過熱器過熱低減器ス
プレ管４５に設けられた高圧過熱器出口蒸気温度制御用
流量調節弁４６と高圧二次過熱器１６と高圧三次過熱器
２０を接続する過熱蒸気配管４９に高圧過熱器過熱低減
器４７を設けている。
【００２４】前記低圧飽和蒸気抽気管４１で得られた飽
和蒸気からドレンを生成させて、このドレンを高圧過熱
器過熱低減器４７から過熱蒸気配管４９に供給すること
で、高圧三次過熱器２０の出口蒸気温度を制御すること
ができる。また、ガスタービン２９に送られてガスター
ビン排気翼の冷却用の蒸気として純度の高い過熱蒸気を
用いることができる。
和蒸気からドレンを生成させて、このドレンを高圧過熱
器過熱低減器４７から過熱蒸気配管４９に供給すること
で、高圧三次過熱器２０の出口蒸気温度を制御すること
ができる。また、ガスタービン２９に送られてガスター
ビン排気翼の冷却用の蒸気として純度の高い過熱蒸気を
用いることができる。
【００２５】このように図１に示すシステムでは、図２
に示す主蒸気系統及びバイパス蒸気系統に蒸気の流量を
調節するための大型の調節弁２２、２３を設ける必要が
無くなるだけでなく、調節弁２２、２３を設けないので
高圧蒸発器１３の運転圧力が高くなる不具合も無い。
に示す主蒸気系統及びバイパス蒸気系統に蒸気の流量を
調節するための大型の調節弁２２、２３を設ける必要が
無くなるだけでなく、調節弁２２、２３を設けないので
高圧蒸発器１３の運転圧力が高くなる不具合も無い。
【００２６】図１はスプレ水として低圧蒸気ドラムの飽
和蒸気を凝縮させて使用するシステムであるが、熱収支
のバランス上、低圧過熱蒸気、中圧飽和蒸気、中圧過熱
蒸気、高圧飽和蒸気を利用することでも同様の効果が得
られる。
和蒸気を凝縮させて使用するシステムであるが、熱収支
のバランス上、低圧過熱蒸気、中圧飽和蒸気、中圧過熱
蒸気、高圧飽和蒸気を利用することでも同様の効果が得
られる。
【００２７】
【発明の効果】本発明のシステムによれば排熱回収ボイ
ラで発生した高純度の蒸気から直接凝縮させた高純度水
を高圧過熱器にスプレできるので、従来システムの課題
を回避し、かつ、高圧過熱蒸気の蒸気純度を高く保つこ
とができ、ガスタービンの翼冷却蒸気として供すること
が可能となる。
ラで発生した高純度の蒸気から直接凝縮させた高純度水
を高圧過熱器にスプレできるので、従来システムの課題
を回避し、かつ、高圧過熱蒸気の蒸気純度を高く保つこ
とができ、ガスタービンの翼冷却蒸気として供すること
が可能となる。
【図１】本発明による排熱回収ボイラシステムの実施例
を示す。
を示す。
【図２】従来技術による排熱回収ボイラシステムの実施
例を示す。
例を示す。
１ 低圧節炭器 ２ 中圧一時節炭
器 ３ 高圧一時節炭器 ４ 低圧蒸発器 ５ 低圧蒸気ドラム ６ 中圧二次節炭
器 ７ 高圧二次節炭器 ８ 中圧蒸発器 ９ 中圧蒸気ドラム １０ 高圧三次節
炭器 １１ 中圧過熱器 １２ 低圧過熱器 １３ 高圧蒸発器 １４ 高圧蒸気ド
ラム １５ 高圧一次過熱器 １６ 高圧二次過
熱器 １７ 一次再熱器 １８ 二次再熱器 １９ 再熱器過熱低減器 ２０ 高圧三次過
熱器 ２１ａ、２１ｂ 高圧二次過熱器バイパス管 ２２ 高圧二次過熱器バイパス調節弁 ２３ 高圧二次過熱器出口調節弁 ２４ 中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２５ 高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２６ 高圧三次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２７ 高圧蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管 ２８ａ、２８ｂ 翼冷却蒸気戻り管 ２９ ガスタービ
ン ３０ 高圧蒸気タービン ３１ 中圧蒸気タ
ービン ３２ 蒸気配管 ３３ 低圧蒸気タ
ービン ３４ 発電機 ３５ 復水器 ３６ ホットウェル ３７ 復水ポンプ ３８ 高中圧給水ポンプ ３９ ガスタービ
ン排気ガス ４０ 排熱回収ボイラ出口排ガス ４１ 耐圧飽和蒸
気抽気管 ４２ 給水加熱器 ４３ ドレンタン
ク ４４ 高圧過熱器スプレ水昇圧ポンプ ４５ 高圧過熱器過熱低減器スプレ管 ４６ 高圧過熱器出口蒸気温度制御用流量調節弁 ４７ 高圧過熱器過熱低減器 ４８ 補給水 ４９ 過熱蒸気配管 ５０ 流量調節弁
器 ３ 高圧一時節炭器 ４ 低圧蒸発器 ５ 低圧蒸気ドラム ６ 中圧二次節炭
器 ７ 高圧二次節炭器 ８ 中圧蒸発器 ９ 中圧蒸気ドラム １０ 高圧三次節
炭器 １１ 中圧過熱器 １２ 低圧過熱器 １３ 高圧蒸発器 １４ 高圧蒸気ド
ラム １５ 高圧一次過熱器 １６ 高圧二次過
熱器 １７ 一次再熱器 １８ 二次再熱器 １９ 再熱器過熱低減器 ２０ 高圧三次過
熱器 ２１ａ、２１ｂ 高圧二次過熱器バイパス管 ２２ 高圧二次過熱器バイパス調節弁 ２３ 高圧二次過熱器出口調節弁 ２４ 中圧過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２５ 高圧一次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２６ 高圧三次過熱器出口翼冷却蒸気抽気管 ２７ 高圧蒸気タービン排気翼冷却蒸気抽気管 ２８ａ、２８ｂ 翼冷却蒸気戻り管 ２９ ガスタービ
ン ３０ 高圧蒸気タービン ３１ 中圧蒸気タ
ービン ３２ 蒸気配管 ３３ 低圧蒸気タ
ービン ３４ 発電機 ３５ 復水器 ３６ ホットウェル ３７ 復水ポンプ ３８ 高中圧給水ポンプ ３９ ガスタービ
ン排気ガス ４０ 排熱回収ボイラ出口排ガス ４１ 耐圧飽和蒸
気抽気管 ４２ 給水加熱器 ４３ ドレンタン
ク ４４ 高圧過熱器スプレ水昇圧ポンプ ４５ 高圧過熱器過熱低減器スプレ管 ４６ 高圧過熱器出口蒸気温度制御用流量調節弁 ４７ 高圧過熱器過熱低減器 ４８ 補給水 ４９ 過熱蒸気配管 ５０ 流量調節弁
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼排気ガスの熱を利用して給水を加熱
して蒸気を生成させるために過熱器、蒸発器、再熱器及
び節炭器のうちの少なくとも過熱器と蒸発器を備えた排
熱回収ボイラにおいて、 排熱回収ボイラに給水を送る給水配管と、 前記蒸発器で発生した蒸気の一部を流す蒸気抽気配管
と、 前記蒸気抽気配管内の蒸気と前記給水配管内の給水とを
間接的に熱交換させる間接熱交換器と、 前記過熱器出口の蒸気温度を調節するための過熱蒸気過
熱低減器と、 前記間接熱交換器で得られる蒸気抽気配管内の蒸気を冷
却して得られる凝縮水を前記過熱蒸気過熱低減器に導く
減温水配管とを備えたことを特徴とする排熱回収ボイ
ラ。 - 【請求項２】 発電用のガスタービンの排気ガスの熱を
利用して過熱器、蒸発器、再熱器及び節炭器のうちの少
なくとも過熱器と蒸発器を備えた排熱回収ボイラで給水
を加熱して蒸気を生成させ、該排熱回収ボイラで得られ
た蒸気を用いて蒸気タービンを駆動させる複合発電方法
において、 前記蒸発器又は過熱器で発生した蒸気の一部を給水の予
熱に利用して凝縮させ、その凝縮水を過熱器出口の蒸気
温度調節用の減温水に使用することを特徴とする複合発
電方法。 - 【請求項３】 発電用のガスタービンと、該ガスタービ
ンの排気ガスの熱を利用して給水を加熱して蒸気を生成
させるために過熱器、蒸発器、再熱器及び節炭器のうち
の少なくとも過熱器と蒸発器を備えた排熱回収ボイラ
と、該排熱回収ボイラで得られた蒸気を用いて駆動させ
る蒸気タービンを備えた複合発電装置において、 排熱回収ボイラに給水を送る給水配管と、 前記蒸発器で発生した蒸気の一部を流す蒸気抽気配管
と、 前記蒸気抽気配管内の蒸気と前記給水配管内の給水とを
間接的に熱交換させる間接熱交換器と、 前記過熱器出口の蒸気温度を調節するための過熱蒸気過
熱低減器と、 前記間接熱交換器で得られる蒸気抽気配管内の蒸気を冷
却して得られる凝縮水を前記過熱蒸気過熱低減器に導く
減温水配管とを備えたことを特徴とする複合発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131578A JP2003329201A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 排熱回収ボイラと複合発電方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131578A JP2003329201A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 排熱回収ボイラと複合発電方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003329201A true JP2003329201A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29695889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002131578A Pending JP2003329201A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 排熱回収ボイラと複合発電方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003329201A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090894A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | General Electric Co <Ge> | 給水ポンプサイズを縮小するために燃料ガス加熱器の排水を使用する蒸気温度調節用装置 |
| CN102705864A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-03 | 黄绍新 | 火电机组锅炉烟气余热利用的方法及其装置 |
| CN103868043A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 盐城市锅炉制造有限公司 | 一种煤气化装置的余热锅炉设备 |
| CN107420868A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-01 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种焦炉荒煤气高温段热量高效回收工艺 |
| KR101887971B1 (ko) * | 2014-10-27 | 2018-08-13 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 복합 화력 발전 설비들의 저 부하 턴다운 |
| CN113374542A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-10 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 一种燃气蒸汽机组的快速启动系统 |
| JP2021135037A (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 排熱回収ボイラおよびその運転方法 |
| CN114909193A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-16 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于熔盐储热的火电机组灵活运行系统 |
| CN115654951A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 思源交大河北科技有限公司 | 一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统 |
-
2002
- 2002-05-07 JP JP2002131578A patent/JP2003329201A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090894A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | General Electric Co <Ge> | 給水ポンプサイズを縮小するために燃料ガス加熱器の排水を使用する蒸気温度調節用装置 |
| CN102705864A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-03 | 黄绍新 | 火电机组锅炉烟气余热利用的方法及其装置 |
| CN102705864B (zh) * | 2012-06-15 | 2014-09-17 | 黄绍新 | 火电机组锅炉烟气余热利用的方法及其装置 |
| CN103868043A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 盐城市锅炉制造有限公司 | 一种煤气化装置的余热锅炉设备 |
| US10519816B2 (en) | 2014-10-27 | 2019-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Low load turndown for combined cycle power plants |
| KR101887971B1 (ko) * | 2014-10-27 | 2018-08-13 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 복합 화력 발전 설비들의 저 부하 턴다운 |
| CN107420868A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-01 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种焦炉荒煤气高温段热量高效回收工艺 |
| JP2021135037A (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 排熱回収ボイラおよびその運転方法 |
| JP7184103B2 (ja) | 2020-02-27 | 2022-12-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 排熱回収ボイラおよびその運転方法 |
| CN113374542A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-10 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 一种燃气蒸汽机组的快速启动系统 |
| CN113374542B (zh) * | 2021-07-07 | 2024-06-04 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 一种燃气蒸汽机组的快速启动系统 |
| CN114909193A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-16 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于熔盐储热的火电机组灵活运行系统 |
| CN114909193B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-02-27 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于熔盐储热的火电机组灵活运行系统 |
| CN115654951A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 思源交大河北科技有限公司 | 一种蓄热式电炉烟气余热回收利用系统 |
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