JP2004137912A

JP2004137912A - ガスタービン複合発電プラント

Info

Publication number: JP2004137912A
Application number: JP2002301045A
Authority: JP
Inventors: Masahide Ubatani; 宇麼谷　雅英; Takashi Nakano; 中野　隆; Masaru Kishimoto; 岸本　勝; Masakatsu Harada; 原田　正勝
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】蒸気タービンの効率を改善してプラント全体の効率を向上させること。
【解決手段】ガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとを同軸で連結して第一発電機１を駆動し、高圧蒸気タービン２０ｈから分離した低圧蒸気タービン２０ｌによって第二発電機２を駆動する。同軸に連結されたガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとは、３６００ｒｐｍ又は３０００ｒｐｍで回転して第一発電機１を駆動する。中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとは同軸に連結されており、１８００ｒｐｍ又は１５００ｒｐｍで第二発電機２を駆動して、交流電力を発生させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスタービン複合発電プラントに関し、さらに詳しくは、低圧蒸気タービンの効率を高くしてプラント全体の効率を向上させることのできるガスタービン複合発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービン複合発電プラントは、ガスタービンの排ガスが持つ熱エネルギーをＨＲＳＧ（Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｔｅａｍ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：排熱回収ボイラ）によって回収し、蒸気タービンを駆動して発電するプラントである。このように、ガスタービンの排ガスが持つ熱エネルギーを回収して電力を発生させるので、プラント効率を向上させることができる。このようなガスタービン複合発電プラントには、特許文献１〜３に開示されたものが知られている。
【０００３】
図５は、従来のガスタービン複合発電プラントの一例を示す説明図である。発電機９０１には、ガスタービン９１０と蒸気タービン９２０とが同軸に連結されている。蒸気タービン９２０は、高圧蒸気タービン９２０ｈと、中圧蒸気タービン９２０ｉと、低圧蒸気タービン９２０ｌとが同軸に連結されて構成される。そして、ガスタービン９１０と蒸気タービン９２０とは３６００ｒｐｍ又は３０００ｒｐｍで回転して、発電機９０１から周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚの交流電力を発生させる。
【０００４】
ガスタービン９１０の排ガスＧは、ＨＲＳＧ９１２へ送られて蒸気を発生させる。そして、ＨＲＳＧ９１２から供給される高圧蒸気Ｓｈ等によって蒸気タービン９２０が駆動される。蒸気タービン９２０を構成する低圧蒸気タービン９２０ｌを駆動した後の蒸気は、蒸気タービン９２０の下方に配置された復水器９１４によって水に戻される。そして、再びＨＲＳＧ９１２で蒸気となって蒸気タービン９２０を駆動する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−１４５３０４号公報　Ｐ４
【特許文献２】
特開昭６２−１０１８０９号公報　Ｐ６　第１図、第２図
【特許文献３】
特開平２−１４０４０５号公報　Ｐ７　第１図、第３図
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、復水器９１４の真空度を高めて低圧蒸気タービン９２０ｌの熱落差を増やすことにより、蒸気タービン９２０の効率を向上させようとすると、蒸気タービン９２０の最終段である低圧蒸気タービン９２０ｌの動翼を長くする必要があった。しかしながら、従来のガスタービン複合発電プラント９００においては、低圧蒸気タービン９２０ｌとガスタービン９１０とが同軸で連結されている。このため、低圧蒸気タービン９２０ｌの回転数は、ガスタービン９１０や高圧蒸気タービン９２０ｈの回転数と同一とせざるを得ず、低圧蒸気タービン９２０ｌの動翼を長くするにも限界があった。
【０００７】
低圧蒸気タービン９２０ｌを流れる排気体積流量Ｑｖを大きくしても、低圧蒸気タービン９２０ｌの動翼長が十分に長くないと、排気損失が大きくなるため、低圧蒸気タービン９２０ｌの効率を逆に低下させてしまう。したがって、従来のガスタービン複合発電プラント９００においては、復水器９１４の真空度を７．０×１０^４Ｐａから１１．０×１０^４Ｐａ（５０〜８０ｍｍＨｇ）程度までしか高くすることができず、蒸気タービン９２０及びガスタービン複合発電プラント９００の効率向上を妨げていた。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蒸気タービンの最終段である低圧蒸気タービンの効率を高くすることにより、プラント全体の効率を向上させることのできるガスタービン複合発電プラントを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係るガスタービン複合発電プラントは、ガスタービンと、当該ガスタービンの排ガスによって生成される蒸気で駆動される蒸気タービンとによって電力を発生するガスタービン複合発電プラントにおいて、前記蒸気タービンが高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンとに分離してそれぞれ別個の発電機を駆動することを特徴とする。
【０００９】
このガスタービン複合発電プラントは、ガスタービン排ガスの熱によって発生させた蒸気によって駆動される蒸気タービンから低圧蒸気タービンを分離して、それぞれ別個の発電機を駆動する。このとき、低圧蒸気タービンを高圧蒸気タービンよりも低い回転数で運転する。このような構成によって、低圧蒸気タービンの動翼にはより長い翼を使用できるので、復水器の真空度をより高く保つことにより低圧蒸気タービンを通過する排気体積流量を大きくしても、低圧蒸気タービンの効率を向上させることができる。これによって、ガスタービン複合発電プラント全体の効率も向上させることができる。
【００１０】
低圧蒸気タービンは、高圧蒸気タービンの半分の回転数で運転することが好ましい。例えば、高圧蒸気タービンを３６００ｒｐｍ又は３０００ｒｐｍで運転する場合には、低圧蒸気タービンは１８００ｒｐｍ又は１５００ｒｐｍで運転する。このとき、復水器の真空度（絶対真空度）は、２．５×１０^４Ｐａから５．０×１０^４Ｐａ程度が好ましい。
【００１１】
また、一軸型のガスタービン複合発電プラントに本発明を適用する場合には、請求項２に係るガスタービン複合発電プラントのように、ガスタービンと、高圧蒸気タービンとが同軸に連結されて第一発電機を駆動し、さらに前記第一発電機とは別の第二発電機に連結されてこれを駆動する低圧蒸気タービンと、この低圧蒸気タービンの下流に設けられ、当該低圧蒸気タービンの排気を水に戻す復水器とを備えたガスタービン複合発電プラントにおいて、前記低圧蒸気タービンを前記高圧蒸気タービンよりも低い回転数で駆動する。
【００１２】
また、多軸型のガスタービン複合発電プラントに本発明を適用する場合には、請求項３に係るガスタービン複合発電プラントのように、ガスタービンと当該ガスタービンによって駆動されるガスタービン用発電機で構成される複数のガスタービン発電ユニットと、前記ガスタービン用発電機とは別の第一蒸気タービン用発電機と連結されてこれを駆動する高圧蒸気タービンと、前記第一蒸気タービン用発電機とは別の第二蒸気タービン用発電機に連結されてこれを駆動する低圧蒸気タービンと、この低圧蒸気タービンの下流に設けられ、当該低圧蒸気タービンの排気を水に戻す復水器とを備え、前記低圧蒸気タービンを前記高圧蒸気タービンよりも低い回転数で駆動する。
【００１３】
また、請求項４に係るガスタービン複合発電プラントは、上記ガスタービン複合発電プラントにおいて、上記高圧蒸気タービン又は上記低圧蒸気タービンのいずれか一方と同軸に連結されて当該いずれかの蒸気タービンと同じ回転数で駆動される中圧蒸気タービンを備えたことを特徴とする。このようにすれば、高圧蒸気タービンの蒸気出口部及び中圧蒸気タービンの蒸気入口部の圧力損失が減少するので、その分蒸気タービンの効率が向上する。さらに、高圧蒸気タービンと中圧蒸気タービンとの車室設計が容易になるので、プラントの製造費を抑えることができる。
【００１４】
また、請求項５に係るガスタービン複合発電プラントは、上記ガスタービン複合発電プラントにおいて、さらに、上記復水器は軸流型又は横置き型であることを特徴とする。軸流型の復水器を使用すれば、低圧蒸気タービンの排気損失をさらに低減できるので、その分低圧蒸気タービンの効率を高くできる。また、従来のように下方排気型の復水器を使用した場合と比較して、ガスタービン複合発電プラントの全高を低くできるので、建屋高さを低くして建屋や基礎の建設費を低減させたり、耐震設計を比較的容易にしたりすることができる。なお、横置き型の復水器を使用した場合には、プラントの全高を低くして建屋や基礎の建設費を低減させる等の効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、本発明はガスタービンと高圧蒸気タービンとが同一の発電機を駆動する、いわゆる同軸型ガスタービン複合発電プラントのみならず、複数のガスタービンに対して単独の蒸気タービンを備えたいわゆる多軸型ガスタービン複合発電プラントに対しても適用できる。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態１に係るガスタービン複合発電プラントを示す説明図である。このガスタービン複合発電プラント１００は、ガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとを同軸で連結して第一発電機１を駆動し、高圧蒸気タービン２０ｈから分離した低圧蒸気タービン２０ｌによって第二発電機２を駆動する点に特徴がある。なお、次の説明においては、中圧蒸気タービン２０ｉも高圧蒸気タービン２０ｈから分離して、低圧蒸気タービン２０ｌとともに第二発電機２を駆動する例を説明する。
【００１７】
ガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとはクラッチ３０を介して同軸で連結されており、第一発電機１を駆動する。ガスタービン１０は起動後数分で定格運転に移行できるが、高圧蒸気タービン２０ｈは、ＨＲＳＧ１２が高圧蒸気タービン２０ｈの運転に十分な量の蒸気を供給できるようになるまで運転できない。このため、ＨＲＳＧ１２が十分な蒸気を発生するまでの間はガスタービン１０を単独で運転するため、クラッチ３０を介してガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとを連結する。一方、中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとは同軸に連結されており、第一発電機１とは別個に設けられた第二発電機２を駆動する。
【００１８】
なお、ＨＲＳＧ１２とは別個に蒸気発生源を設け、ここで発生する蒸気を高圧蒸気タービン２０ｈに供給して駆動することで、ガスタービン１０を起動してもよい。このようにすれば、ガスタービン１０を起動するために第一発電機１を起動用モータとして使用する必要はない。これによって、第一発電機１を起動用モータとして使用するために必要なインバータやサイリスタ等の設備が不要になるので、ガスタービン複合発電プラント１００の製造コストを低減できる。
【００１９】
また、高圧蒸気タービン２０ｈを駆動するには不十分であるが、中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとを駆動できるだけの蒸気が発生したときには、この蒸気によって中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとを駆動してもよい。従来のガスタービン複合発電プラント９００では、図５に示すように、蒸気タービン９２０とガスタービン９１０とが同軸に連結されていた。このため、高圧蒸気タービン９２０ｈが起動できるようになるまでは蒸気タービン９２０を駆動することができず、蒸気タービン９２０とガスタービン９１０とを連結できなかった。
【００２０】
しかし、中圧蒸気タービン２０ｉ等を駆動できるだけの蒸気が発生したとき、まず中圧蒸気タービン２０ｉ等によって第二発電機２を駆動すれば、高圧蒸気タービン２０ｈの起動を待たずに低圧蒸気タービン２０ｌ等の出力をプラントの電力として取り出すことができる。このように、本発明のガスタービン複合発電プラント１００では、高圧蒸気タービン２０ｈと低圧蒸気タービン２０ｌ等とを分離しているので、このような起動手順によってプラントの起動性を向上させることができる。
【００２１】
ガスタービン１０の排ガスＧはＨＲＳＧ１２へ供給されて、ここで排ガスＧの熱エネルギーが回収される。ＨＲＳＧ１２は、ガスタービン１０の排ガスＧから回収した熱エネルギーによって蒸気を発生し、高圧蒸気Ｓｈが高圧蒸気タービン２０ｈへ供給される。また、高圧蒸気タービン２０ｈを駆動した後の蒸気やＨＲＳＧ１２から供給される中圧蒸気Ｓｉによって中圧蒸気タービン２０ｉが駆動される。中圧蒸気タービン２０ｉと同軸に配置された低圧蒸気タービン２０ｌは、中圧蒸気タービン２０ｉを駆動した後の蒸気やＨＲＳＧ１２から供給される低圧蒸気Ｓｌによって駆動される。低圧蒸気タービン２０ｌを駆動した蒸気は復水器１４で水に戻された後、ＨＲＳＧ１２へ送られて再び蒸気となって高圧蒸気タービン２０ｈ等を駆動する。
【００２２】
同軸に連結されたガスタービン１０と高圧蒸気タービン２０ｈとは、３６００ｒｐｍ又は３０００ｒｐｍで回転して第一発電機１を駆動する。また、このガスタービン複合発電プラント１００では、低圧蒸気タービン２０ｌを高圧蒸気タービン２０ｈから分離させているので、低圧蒸気タービン２０ｌを高圧蒸気タービン２０ｈよりも低い回転数で運転できる。中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとは、１８００ｒｐｍ又は１５００ｒｐｍで第二発電機２を駆動して、交流電力を発生させる。なお、第一発電機１には二極発電機を、第二発電機２には四極発電機を使用して、両方の発電機で発電される交流電力の周波数を揃えてある。
【００２３】
低圧蒸気タービン２０ｌは高圧蒸気タービン２０ｈの半分の回転数で運転されるので、低圧蒸気タービン２０ｌの動翼に作用する遠心力を従来よりも低減できる。これによって、従来よりも２〜２０％長い動翼を低圧蒸気タービン２０ｌに使用できる。
【００２４】
このように長翼を使用すれば、復水器の真空度（絶対真空度）を従来の１．５〜２．０倍程度高くして低圧蒸気タービン２０ｌを通過する排気体積流量Ｑｖを大きくしても、排気損失を低く抑えることができる。これによって、従来よりも大きい排気体積流量Ｑｖで低圧蒸気タービン２０ｌを運転しても、従来よりも高い効率で低圧蒸気タービン２０ｌを運転できる。具体的に本発明に係るガスタービン複合発電プラント１００においては、復水器の真空度を２．５×１０^４Ｐａから５．０×１０^４Ｐａ（２０ｍｍＨｇ〜４０ｍｍＨｇ）程度まで高くできる。
【００２５】
また、図１に示すように、中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとを同軸に連結した場合には、中圧蒸気タービン２０ｉを駆動した蒸気を短い配管で低圧蒸気タービン２０ｌへ供給できる。その結果、従来のように長い配管を取り回した場合と比較して蒸気の温度低下及び圧力損失を低くを抑えることができるので、低圧蒸気タービン２０ｌの効率を従来よりも高くできるという作用・効果も得られる。
【００２６】
また、図１に示すように、高圧蒸気タービン２０ｈから中圧蒸気タービン２０ｉ及び低圧蒸気タービン２０ｌを分離すれば、高圧蒸気タービン２０ｈの排気と中圧蒸気タービン２０ｉ入口との干渉がなくなる。これによって、高圧蒸気タービン２０ｈの蒸気出口部及び中圧蒸気タービン２０ｉの蒸気入口部における構造自由度が増加するので、プラントの製造費を抑えることができる（以下同様）。
【００２７】
さらに、高圧蒸気タービン２０ｈから中圧蒸気タービン２０ｉ及び低圧蒸気タービン２０ｌを分離すれば、ダブルフロー型の高圧蒸気タービン２０ｈを使用しやすくなる。そして、ダブルフロー型の高圧蒸気タービン２０ｈを使用すれば、高圧蒸気タービン２０ｈのスラスト荷重をほとんどゼロにできるので、スラスト軸受を容易に設計・製造できる。この場合には高圧蒸気タービン２０ｈに通常発生するスラスト荷重が発生しないので、その分軸受損失を低減して高圧蒸気タービン２０ｈの効率も向上させることができる（以下同様）。
【００２８】
なお、高圧蒸気タービン２０ｈと中圧蒸気タービン２０ｉとを同軸に連結し、低圧蒸気タービン２０ｌをこれらと分離してもよい。このガスタービン複合発電プラント１０１を図２に示す。このガスタービン複合発電プラント１０１においても、上記ガスタービン複合発電プラント１００の奏するプラント効率の向上という効果を得ることができる。
【００２９】
図３は、本発明を多軸型のガスタービン複合発電プラントに適用した例を示す説明図である。この多軸型のガスタービン複合発電プラント１０２は、ガスタービン用発電機１_１〜１_ｎと、これに連結されたガスタービン１０_１〜１０_ｎとで構成されるガスタービン発電ユニット３０_１〜３０_ｎを備えている。各ガスタービン発電ユニット３０_１〜３０_ｎにはそれぞれＨＲＳＧ１２_１〜１２_ｎが備えられており、各ガスタービン１０_１〜１０_ｎから排出される排ガスの熱エネルギーを回収する。
【００３０】
また、ガスタービン複合発電プラント１０２には、高圧蒸気タービン２０ｈと中圧蒸気タービン２０ｉと低圧蒸気タービン２０ｌとで構成される蒸気タービン２０が備えられている。高圧蒸気タービン２０ｈと低圧蒸気タービン２０ｌとは分離されており、それぞれ第一蒸気タービン用発電機である高圧蒸気タービン用発電機３と第二蒸気タービン用発電機である低圧蒸気タービン用発電機４とを駆動する。中圧蒸気タービン２０ｉは、図３（ａ）に示すように低圧蒸気タービン２０ｌと同軸に連結してもよい。また、図３（ｂ）に示すように、高圧蒸気タービン２０ｈと同軸に連結してもよい。なお、図３（ｂ）では、ＨＲＳＧからの配管系は省略してある。
【００３１】
各ＨＲＳＧ１２_１〜１２_ｎで生成された蒸気は、高圧蒸気タービン２０ｈや中圧蒸気タービン２０ｉ等に供給されてこれらを駆動する。高圧蒸気タービン２０ｈは３６００ｒｐｍ又は３０００ｒｐｍで回転し、高圧蒸気タービン用発電機３を駆動する。また、低圧蒸気タービン２０ｌは、１８００ｒｐｍ又は１５００ｒｐｍで回転して、低圧蒸気タービン用発電機４を駆動する。低圧蒸気タービン２０ｌの後段には復水器１４が備えられており、復水器の真空度は２．５×１０^４Ｐａから５．０×１０^４Ｐａ（２０ｍｍＨｇ〜４０ｍｍＨｇ）で運転される。
【００３２】
本発明を適用した多軸型のガスタービン複合発電プラント１０２においても、低圧蒸気タービン２０ｌを高圧蒸気タービン２０ｈから分離して、高圧蒸気タービン２０ｈよりも低い回転数で低圧蒸気タービン２０ｌを駆動する。これによって、従来よりも大きい排気体積流量Ｑｖで低圧蒸気タービン２０ｌを運転しても、従来よりも高い効率で低圧蒸気タービン２０ｌを運転できるので、従来よりもプラント効率を高くできる。
【００３３】
図４は、この発明及び従来のガスタービン複合発電プラントに備えられた低圧蒸気タービンの排気損失と排気体積流量との関係を示す説明図である。従来例に係る低圧蒸気タービン９２０ｌは図中一点鎖線で示し、この発明に係る低圧蒸気タービン２０ｌは図中実線で示す。従来のガスタービン複合発電プラント９００（図５参照）に備えられた低圧蒸気タービン９２０ｌの動翼長は約１ｍである。そして、本発明のガスタービン複合発電プラント１００に備えられた低圧蒸気タービン２０ｌの動翼長は約１．４ｍである。また、低圧蒸気タービンの回転数は、従来の低圧蒸気タービン９２０ｌで３０００ｒｐｍ、本発明に係る低圧蒸気タービン２０ｌでは１５００ｒｐｍである。
【００３４】
図４から明らかなように、従来の低圧蒸気タービン９２０ｌは、復水器の真空度を従来のＶａ_１からＶａ_２まで高くして、排気体積流量Ｑｖを従来のＱｖ_１からＱｖ_２まで大きくすると、排気損失はｓ_３まで大きくなる。これに対し、本発明に係る低圧蒸気タービン２０ｌは、従来の低圧蒸気タービン９２０ｌでは排気損失がｓ_３まで大きくなる排気体積流量Ｑｖ_２の領域においても、排気損失を従来の低圧蒸気タービン９２０ｌの排気損失ｓ_１よりも小さいｓ_２に抑えることができる。これによって、排気体積流量を大きくして低圧蒸気タービン２０ｌから従来よりも大きな出力を取り出す場合でも、排気損失は従来よりも小さく押さえることができる。その結果、従来の低圧蒸気タービン９２０ｌを大きな排気体積流量Ｑｖ_２で運転する場合と比較して、低圧蒸気タービン２０ｌの排気損失を低減できるので、蒸気タービン２０全体としての効率は１．５〜２．０％向上させることができる。これによって、ガスタービン複合発電プラント１００の効率もそれだけ高くできる。
【００３５】
以上、このガスタービン複合発電プラント１００、１０１、１０２は、低圧蒸気タービン２０ｌを高圧蒸気タービン２０ｈと分離して、高圧蒸気タービン２０ｈ及びガスタービン１０よりも低い回転数で駆動する。これによって、低圧蒸気タービン２０ｌの動翼には従来の低圧蒸気タービン９２０ｌよりも長い翼を使用できるので、低圧蒸気タービン２０ｌを通過する排気体積流量を大きくして、低圧蒸気タービン２０ｌの効率を向上させることができる。これによって、蒸気タービン２０及びガスタービン複合発電プラント１００の効率も向上させることができる。
【００３６】
また、低圧蒸気タービン２０ｌを高圧蒸気タービン２０ｈ及びガスタービン１０から分離すれば、ガスタービン複合発電プラント１００の全長を短くできるので、低圧蒸気タービン２０ｌには軸流型の復水器１４を使用しやすくなる。軸流型の復水器１４を使用すれば、低圧蒸気タービン２０ｌの排気損失をさらに低減できるので、その分低圧蒸気タービン２０ｌの効率を高くできる。さらに、従来のように下方排気型の復水器９１４（図５参照）を使用した場合と比較して、ガスタービン複合発電プラント１００等の全高を低くできるので、建屋高さを低くして建屋や基礎の建設費を低減させたり、耐震設計を比較的容易にしたりすることができる。
【００３７】
なお、図１（ｂ）に示すように、本発明のガスタービン複合発電プラント１００等には、横置き型の復水器１４を使用することもできる。この場合には、プラントの全高を低くして建屋や基礎の建設費を低減させる等の効果を得ることができる。なお、中圧蒸気タービン２０ｉを高圧蒸気タービン２０ｈと同軸に連結し、高圧蒸気タービン２０ｈ等よりも低い回転数で低圧蒸気タービン２０ｌを駆動した場合も軸流型又は横置き型の復水器１４等を使用できるので、同様の作用・効果を得ることができる。
【００３８】
また、本発明のガスタービン複合発電プラント１００等では、高圧蒸気タービン２０ｈから低圧蒸気タービン２０ｌを分離しているので、従来と比較してガスタービン複合発電プラント１００を構成する蒸気タービン２０の全長を短くできる。これによって、蒸気タービン２０の軸受間隔を従来よりも短縮できるので、蒸気タービン２０を構成する高圧蒸気タービン２０ｈの伸差を従来よりも小さくできる。その結果、高圧蒸気タービン２０ｈ等の軸方向間隔を従来よりも小さくできるので、蒸気タービン２０全体の効率をさらに向上させることができる。なお、高圧蒸気タービン２０ｈから中圧蒸気タービン２０ｉ及び低圧蒸気タービン２０ｌを分離して、両者を同軸で運転する場合でも同様の作用・効果を得ることができる。特に同軸型のガスタービン複合発電プラントにおいては、ガスタービン１０と蒸気タービン２０とを同軸で連結するのでプラントの全長が長くなるため、低圧蒸気タービン２０ｌ等を高圧蒸気タービン２０ｈから分離する効果は大きい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るガスタービン複合発電プラント（請求項１）では、ガスタービンと蒸気タービンとを備えた同軸型又は多軸型のガスタービン複合発電プラントにおいて、蒸気タービンから低圧蒸気タービンを分離した。そして、低圧蒸気タービンを高圧蒸気タービンよりも低い回転数で運転して、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンとはそれぞれ別個の発電機を駆動するようにした。このような構成によって、低圧蒸気タービンの動翼にはより長い翼を使用できるので、復水器の真空度をより高く保って低圧蒸気タービンを通過する排気体積流量を大きくすることにより、低圧蒸気タービンの効率を向上させることができる。これによって、ガスタービン複合発電プラント全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るガスタービン複合発電プラントを示す説明図である。
【図２】高圧蒸気タービンと中圧蒸気タービンとを同軸に連結し、低圧蒸気タービンをこれらと分離したガスタービン複合発電プラントを示す説明図である。
【図３】本発明を多軸型のガスタービン複合発電プラントに適用した例を示す説明図である。
【図４】この発明及び従来のガスタービン複合発電プラントに備えられた低圧蒸気タービンの排気損失と排気体積流量との関係を示す説明図である。
【図５】従来のガスタービン複合発電プラントの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　第一発電機
１_１、１_ｎ　ガスタービン用発電機
２　第二発電機
３　高圧蒸気タービン用発電機
４　低圧蒸気タービン用発電機
１０、１０_１、１０_ｎ　ガスタービン
１４　復水器
２０　蒸気タービン
２０ｈ　高圧蒸気タービン
２０ｉ　中圧蒸気タービン
２０ｌ　低圧蒸気タービン
３０_１、３０_ｎ　ガスタービン発電ユニット
１００、１０１、１０２　ガスタービン複合発電プラント

Claims

ガスタービンと、当該ガスタービンの排ガスによって生成される蒸気で駆動される蒸気タービンとによって電力を発生するガスタービン複合発電プラントにおいて、
前記蒸気タービンが高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンとに分離してそれぞれ別個の発電機を駆動することを特徴とするガスタービン複合発電プラント。
ガスタービンと、高圧蒸気タービンとが同軸に連結されて第一発電機を駆動し、さらに前記第一発電機とは別の第二発電機に連結されてこれを駆動する低圧蒸気タービンと、この低圧蒸気タービンの下流に設けられ、当該低圧蒸気タービンの排気を水に戻す復水器とを備えたガスタービン複合発電プラントにおいて、前記低圧蒸気タービンを前記高圧蒸気タービンよりも低い回転数で駆動することを特徴とするガスタービン複合発電プラント。
ガスタービンと当該ガスタービンによって駆動されるガスタービン用発電機で構成される複数のガスタービン発電ユニットと、
前記ガスタービン用発電機とは別の第一蒸気タービン用発電機と連結されてこれを駆動する高圧蒸気タービンと、
前記第一蒸気タービン用発電機とは別の第二蒸気タービン用発電機に連結されてこれを駆動する低圧蒸気タービンと、
この低圧蒸気タービンの下流に設けられ、当該低圧蒸気タービンの排気を水に戻す復水器とを備え、
前記低圧蒸気タービンを前記高圧蒸気タービンよりも低い回転数で駆動することを特徴とするガスタービン複合発電プラント。
上記高圧蒸気タービン又は上記低圧蒸気タービンのいずれか一方と同軸に連結されて当該いずれかの蒸気タービンと同じ回転数で駆動される中圧蒸気タービンを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスタービン複合発電プラント。
さらに、上記復水器は軸流型又は横置き型であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスタービン複合発電プラント。