JP2006046087A - 造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気タービンを起動させる際、ミスマッチ温度を抑制させるとともに、ガスタービン系列の負荷と造水プラントの負荷とを低下させることなく高いバランス状態に維持させる造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントは、造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの蒸気タービン５２Ａの入口側と他の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂの蒸気タービン５２Ｂの入口側とを互いに接続させる高圧蒸気ヘッダ６９に、造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａからの蒸気と前記他の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂからの蒸気とを区分けして蒸気タービン５２Ａ供給する高圧蒸気ヘッダ仕切弁７１Ａ，７１Ｂを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発電量と造水量をバランスさせながら、蒸気タービンを良好に起動させる造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法に関する。

造水コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンで膨張仕事を終えたガスタービン排気を排熱回収ボイラに熱源として供給し、ここで蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気タービンに供給して膨張仕事をさせ、膨張仕事後の蒸気タービン排気を造水プラントに供給し、供給された蒸気タービン排気を熱源として海水を蒸発させて淡水化するものであり、その構成として図２に示すものがある。

この造水コンバインドサイクル発電プラントは、並列配置の第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａおよび第２の造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂに、並列配置の複数の造水プラント群２Ａ，２Ｂを組み合わせている。

また、この造水コンバインドサイクル発電プラントは、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａと第２の造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂとの間に横断して配置された高圧蒸気ヘッダ３および低圧蒸気ヘッダ４を備え、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａおよび第２の造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂのそれぞれから複数の造水プラント群２Ａ，２Ｂのそれぞれに自在に蒸気が供給できる構成になっている。

第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａは、第１−１のガスタービン系列１Ａ_１−１に、並列配置の第１−２のガスタービン系列１Ａ_１−２と一つの第１の蒸気タービン５Ａとを組み合わせている。

また、第２の造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂも、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａと同様に、第２−１のガスタービン系列１Ｂ_２−１に、並列配置の第２−２のガスタービン系列１Ｂ_２−２と一つの第２の蒸気タービン５Ｂとを組み合わせている。

第１−１のガスタービン系列１Ａ_１は、第１−１の発電機６Ａ_１−１、第１−１の空気圧縮機７Ａ_１−１、第１−１のガスタービン燃焼器８Ａ_１−１、第１−１のガスタービン９Ａ_１−１および第１−１の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１を備えている。

第１−１の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１は、第１−１の高圧ドラム１１Ａ_１−１に接続する第１−１の蒸発器１２Ａ_１−１と第１−１の高圧過熱器１３Ａ_１−１とを備えている。

一方、第１の蒸気タービン５Ａは、第１の蒸気タービン入口弁１４Ａ、第１の蒸気タービン発電機１５Ａを備えるとともに、第１−１の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１の出口側とを互いに接続する第１−１の主蒸気管１６Ａ_１−１と、この第１−１の主蒸気管１６Ａ_１−１の途中に第１−１のタービンバイパス弁１７Ａ_１−１を介装させて第１の蒸気タービン出口側に接続する第１−１のタービンバイパス管１８Ａ_１−１とを備えている。

また、第１−１の主蒸気管１６Ａ_１−１は、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａの第１−２のガスタービン系列１Ａ_１−２における第１−２の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−２の出口から延設する第１−２の主蒸気管１６Ａ_１−２を主蒸気合流点Ｐ_１（Ｐ_２）に接続させている。

なお、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａにおける第１−２のガスタービン系列１Ａ_１−２の他の各構成要素および第２の造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂにおける第２−１のガスタービン系列１Ｂ_２−１および第２−２のガスタービン系列１Ｂ_２−２の各構成要素と機能、内容的に同じなので、各構成要素に添字「１−２」、「２−１」、「２−２」を付すにとどめ、重複説明を省略する。

このような構成を備える第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａの第１−１ガスタービン系列１Ａ_１−１において、第１−１空気圧縮機６Ａ_１−１で吸い込んだ大気（空気）を圧縮して高圧化し、この高圧空気を燃料とともに第１−１のガスタービン燃焼器８Ａ_１−１に供給し、ここで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスを第１−１ガスタービン９Ａ_１−１で膨張仕事をさせ、その際発生する動力で第１−１発電機６Ａ_１−１を駆動するとともに、膨張仕事を終えたガスタービン排気を第１−１排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１に熱源として供給する。

ガスタービン排気を熱源として供給された第１−１の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１は、第１−１の高圧ドラム１１Ａ_１−１および第１−１の蒸発器１２Ａ_１−１のそれぞれで給水を蒸発、気液分離させた後、第１−１の高圧過熱器１３Ａ_１−１で過熱蒸気にし、この過熱蒸気を第１−１の主蒸気管１６Ａ_１−１、第１−１の蒸気タービン入口側止め弁１９Ａ_１−１、第１の蒸気タービン入口弁１４Ａを介して第１の蒸気タービン５Ａに供給する間に第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａの第１−２ガスタービン系列１Ａ_１−２における第１−２の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−２の第１−２主蒸気管１６Ａ_１−２からの過熱蒸気と合流点Ｐ_１で合流させる。

合流後の過熱蒸気は、高圧蒸気ヘッダ２０を介して第１の蒸気タービン入口弁１４Ａで流量制御され、第１の蒸気タービン５Ａで膨張仕事をし、その際、発生する動力（トルク）で第１の蒸気タービン発電機２１Ａを駆動する。

膨張仕事を終えた蒸気タービン排気は、第１の蒸気タービン出口側止め弁２２Ａ、低圧蒸気ヘッダ２３を介して造水プラント群２Ａ，２Ｂに熱源として供給され、ここで海洋等から供給された海水を蒸発させて淡水化させる。

海水を淡水化させた蒸気タービン排気は、凝縮し、復水ポンプ群２４Ａ，２４Ｂで昇圧され、復水・給水として復水給水系２５Ａ，２５Ｂを介して第１−１，第１−２の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１，１０Ａ_１−２の第１−１，第１−２の高圧ドラム１１Ａ_１−１，１１Ａ_１−２および第２−１，２−２の排熱回収ボイラ１０Ｂ_２−１，１０Ｂ_２−２の高圧ドラム１１Ｂ_２−１，１１Ｂ_２−２のそれぞれに戻される。

他方、造水コンバインドサイクル発電プラントは、例えば、発電運転、造水運転の併用運転中、造水量「高」の指令を受けたとき、第１−１のタービンバイパス弁１７Ａ_１−１を開弁させ、第１−１の排熱回収ボイラ１０Ａ_１−１からの主蒸気を第１−１のタービンバイパス管１８Ａ_１−１を介して造水プラント群２Ａ，２Ｂに供給する。

その際、低圧蒸気ヘッダ２３に供給される蒸気の圧力が低い場合、あるいは圧力変動が激しい等、淡水化の生成に悪影響を与える場合、検出した蒸気圧信号を基に第１−１のタービンバイパス弁１７Ａ_１−１は、開閉制御される。

なお、図２に示した造水コンバインドサイクル発電プラントは、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａの第１−１のガスタービン系列１Ａ_１−１を説明の便宜上、代表例として説明したが、第１の造水コンバインドサイクル発電系列１Ａの第１−２のガスタービン系列１Ａ_１−２および第２造水コンバインドサイクル発電系列１Ｂの第２−１のガスタービン系列１Ｂ_２−１、第２−２のガスタービン系列１Ｂ_２−２の各構成要素も上述と同様に挙動するので、重複説明を省略する。

さらに、この種の技術には、造水、発電併用運転中、発電量が「高」または「低」に切り替わったときの運転が、例えば特開平５−２９３４６０号公報（特許文献１）が開示されている。
特開平５−２９３４６０号公報

図２に示した従来の造水コンバインドサイクル発電プラントには、幾つかの問題点を持っているが、その中でも蒸気タービン起動の際、ガスタービン系列および造水プラントの負荷バランス維持の問題がある。

例えば、ガスタービン系列のガスタービンおよび排熱回収ボイラが定格負荷運転中で、造水プラントも定格負荷運転中のとき、造水コンバインドサイクル発電プラントは、主蒸気管の蒸気タービン入口弁を閉弁させるとともに、タービンバイパス系のタービンバイパス弁を開弁させ、排熱回収ボイラから発生した過熱蒸気をタービンバイパス系を介して造水プラントに供給し、ここで海洋等から取水した海水等を蒸発させて淡水化させている。

このとき、蒸気タービンに電力需要「増」による負荷指令があったとき、造水コンバインドサイクル発電プラントは、タービンバイパス弁の弁開度を絞り、蒸気タービン入口弁を開弁させ、排熱回収ボイラから発生する過熱蒸気をそのまま蒸気タービンに供給すると、タービンノズル、タービンケーシング等の静止部品、部材の許容メタル（金属）温度を超えることがある。

過熱蒸気の温度が許容メタル温度を超えたミスマッチ温度になると、蒸気タービンは、静止部品、部材に熱変形を生じさせる。ミスマッチ温度が高ければ高いほど熱変形は大きくなる。

熱変形が大きくなると、静止部品、部材はタービンロータ等の回転部品、部材に接触する、いわゆるラビングが発生し、振動等事故発生の要因になる。

このため、造水コンバインドサイクル発電プラントは、蒸気タービンから検出したメタル温度と排熱ン回収ボイラの過熱蒸気から検出した蒸気温度とを突き合わせ、偏差が生じたとき、その偏差を演算し、演算信号でガスタービン系列の負荷を下げ、具体的にはガスタービン燃焼器に燃料を供給する燃料弁の弁開度を絞っている。

しかし、この場合、ミスマッチ温度の問題は解決できるものの、その反面、排熱回収ボイラから発生する過熱蒸気の蒸気温度が低くなるため、造水プラントの負荷が低下し、これに伴って淡水化量も低下する等の問題を抱えていた。

このような問題点に対し、造水コンバインドサイクル発電プラントでは、蒸気タービンに負荷指令があったとき、ガスタービン系列の負荷と造水プラントの負荷とを高く維持させつつ、ミスマッチ温度問題をクリアにさせる改善が求められていた。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、蒸気タービンを起動させる際、ミスマッチ温度を抑制させるとともに、ガスタービン系列の負荷と造水プラントの負荷とを低下させることなく高いバランス状態に維持させる造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法を提供することを目的とする。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記に任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記蒸気タービンの入口側と他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの入口側とを互いに接続させる高圧蒸気ヘッダに、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気と前記他の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気とを区分けして前記蒸気タービンに供給する高圧蒸気ヘッダ仕切弁を備えたものである。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記蒸気タービンの入口側と他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの入口側とを互いに接続させる高圧蒸気ヘッダに、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気と前記他の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気とを区分けして前記蒸気タービンに供給する高圧蒸気ヘッダ仕切弁を備えるとともに、前記蒸気タービンの出口側と、前記他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの出口側とを互いに接続させる低圧蒸気ヘッダを備えたものである。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記排熱回収ボイラと前記蒸気タービンとを互いに接続させる主蒸気管から分岐し、前記蒸気タービンの出口側に接続させるタービンバイパス管を備えたものである。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントの運転方法は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にし、これら複数系列のうち、一方の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンに負荷指令があったとき、負荷指令のあった蒸気タービン側の造水コンバインドサイクル発電系列から供給される蒸気と他方の残りの造水コンバインドサイクル発電系列から供給される蒸気とを互いに区分けして前記造水プラントに流す高圧蒸気ヘッダ仕切弁を閉弁させる一方、前記負荷指令のあった蒸気タービン側の前記造水コンバインドサイクル発電系列の発電負荷を低下させるとともに、この発電負荷の低下および前記造水プラントの造水負荷の低下に伴って前記他方の残りの造水コンバインドサイクル発電系列に発電負荷および造水負荷を補完させる方法である。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法は、複数の造水コンバインドサイクル発電系列のそれぞれに組み込まれた蒸気タービンの入口側を互いに接続させる高圧蒸気ヘッダに高圧蒸気ヘッダ仕切弁を設け、この高圧蒸気ヘッダ仕切弁により複数の各造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気の流れを区分けするとともに、起動が求められた造水コンバインドサイクル発電系列側の負荷を低下させて、低い蒸気温度を起動が求められ蒸気タービン供給し、発電負荷と造水負荷とが低下した分、残りの造水コンバインドサイクル発電系列側で補完させるので、蒸気タービンのメタルミスマッチ温度を抑制することができ、発電量と造水量を高くバランスさせて維持させることができる。

以下、本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。

図１は、本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法の実施形態を示す概略図である。

本実施形態に係る造水コンバインドサイクル発電プラントは、並列配置の第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａおよび第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂに、並列配置の複数の造水プラント群５１Ａ，５１Ｂを組み合わせたものである。

なお、造水コンバインドサイクル発電系列を第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａと第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂとに留めたのは、説明の便宜上、一つの例として抜き出したもので、実際には、一系列のみ、あるいは三系列以上のものもある。

第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａは、第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１に、並列配置の第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２と一つの第１の蒸気タービン５２Ａとを組み合わせている。

また、第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂも、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａと同様に、第２−１のガスタービン系列５０Ｂ_２−１に並列配置の第２−２と一つの第２の蒸気タービン５２Ｂとを組み合わせている。

第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１は、第１−１の発電機５３Ａ_１−１、第１−１の空気圧縮機５４Ａ_１−１、第１−１のガスタービン燃焼器５５Ａ_１−１、第１−１のガスタービン５６Ａ_１−１を備え、第１−１の空気圧縮機５３Ａ_１−１で吸い込んだ空気（大気）を圧縮して高圧化し、この高圧空気を燃料とともに第１−１のガスタービン燃焼器５５Ａ_１−１に供給して燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスを第１−１のガスタービン５６Ａ_１−１で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（トルク）で第１−１の発電機５３Ａ_１−１を駆動する。

また、第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１は、第１−１の高圧ドラム５８Ａ_１−１に接続する第１−１の蒸発器５９Ａ_１−１と第１−１の高圧過熱器６０Ａ_１−１とを収容する第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−１を備え、第１−１のガスタービン５６Ａ_１−１で膨張仕事を終えたガスタービン排熱を熱源として第１−１の蒸発器５９Ａ_１−１に供給し、給水を蒸発させ、蒸発させた蒸気を第１−１の高圧ドラム５８Ａ_１−１で気液分離させ、気液分離後の蒸気を第１−１の高圧過熱器６０Ａ_１−１で過熱蒸気にしている。

一方、第１の蒸気タービン５２Ａは、第１の蒸気タービン発電機６１Ａを備えるとともに、その入口側を途中に止め弁６２Ａ、第１の蒸気タービン入口弁６３Ａを介装して第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−１の出口側に接続する第１−１の主蒸気管６４Ａ_１−１と、その出口側を途中に止め弁６５Ａを介装して造水プラント群５１Ａ，５１Ｂに接続する第１の蒸気タービン排気管６６Ａとを備えている。

また、第１の蒸気タービン５２Ａは、第１−１の主蒸気管６４Ａ_１−１の途中から分岐し、途中に第１−１のタービンバイパス弁６７Ａ_１−１を介装して第１の蒸気タービン排気管６６Ａに接続する第１−１のタービンバイパス管６８Ａ_１−１を備えている。

なお、第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２は、第１−２の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−２の出口側から延設し、第１−１のガスタービン系列５０_１−１における第１−１の主蒸気管６４Ａ_１−１に接続し、途中に止め弁６２Ｂを介装する第１−２の主蒸気管６４Ａ_１−２と、この第１−２の主蒸気管６４Ａ_１−２の途中から分岐し、途中に第１−２のタービンバイパス弁６７Ａ_１−２を介装して第１−１のタービンバイパス管６８Ａ_１−１に接続する第１−２のタービンバイパス管６８Ａ_１−２を備えている点が第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１と異なる構成要素になっている。このため、第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２の他の構成要素は、第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１の構成要素と機能、内容的に同一なので、添字「１−２」を付し、重複説明を省略する。

また、第２の造水コンバインドサイクル発電系列５Ｂにおける第２−１のガスタービン系列５０Ｂ_２−１、第２−２のガスタービン系列５０Ｂ_２−２、第２−１の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−１、第２−２の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−２および第２の蒸気タービン５２Ｂのそれぞれの構成要素も、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５Ａにおける第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１、第１−２のガスタービン系列Ａ_１−２、第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−１、第１−２の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−２および第１の蒸気タービン５２Ａのそれぞれの構成要素と機能、内容的に同じなので、添字「２−１」、「２−２」を付し、重複説明を省略する。

このような構成を備えた造水コンバインドサイクル発電プラントに対し、本実施形態は、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの第１の蒸気タービン５０Ａと第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂの第２の蒸気タービン５Ｂとのそれぞれの入口側およびそれぞれの出口側を互いに接続させる高圧蒸気ヘッダ６９および低圧蒸気ヘッダ７０のうち、高圧蒸気ヘッダ６９に高圧蒸気ヘッダ仕切弁７１Ａ，７１Ｂを設けたものである。

次に、本実施形態に係る造水コンバインドサイクル発電プラントの運転方法を説明する。

例えば、第１−１の主蒸気管６４Ａ_１−１に設けた第１の蒸気タービン入口弁６３Ａを閉弁させるとともに、高圧蒸気ヘッダ６９に設けた高圧蒸気ヘッダ仕切弁７１Ａ，７１Ｂを閉弁させ、第１−１のタービンバイパス管６８Ａ_１−１の第１−１のタービンバイパス弁６７Ａ_１−１、第１−２のタービンバイパス弁６８Ａ_１−２の第１−２のタービンバイパス弁６７Ａ_１−２、第２−１のタービンバイパス管６８Ｂ_２−１の第２−１のタービンバイパス弁６７Ｂ_２−２のそれぞれを開弁させて造水運転を行っているときに、第１の蒸気タービン５２Ａに負荷指令があった場合、本実施形態は、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１および第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２の負荷を低下させ、具体的には燃料弁（図示せず）を絞るとともに、第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−１および第１−２の排熱回収ボイラ５のＡ_１−２のそれぞれから発生する蒸気の蒸気温度を低下させた後、第１の蒸気タービン入口弁６３Ａを開弁させ、第１の蒸気タービン５２Ａの許容メタル温度以下に蒸気温度を調整し、第_２−１の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−１の主蒸気管６４Ｂ_２−１および第２−２の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−２の第２−２の主蒸気管６４Ｂ_２−２のそれぞれから第１の蒸気タービン５２Ａに供給する蒸気をカットする。

この間、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ１−１および第１−２の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−２のにそれぞれから発生した蒸気の一部は、第１−１のタービンバイパス管６８Ａ_１−１、第１−２のタービンバイパス管６８Ａ_２−１および第１の蒸気タービン排気管６６Ａを介して低圧蒸気ヘッダ７０に集められる。

また、第２の造水コンバインドサイクル発電系列５Ｂの第２−１の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−１および第２−２の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−２のそれぞれから発生した蒸気は、第２−１の主蒸気管６４Ｂ_２−１および第２−２の主蒸気管６４Ｂ_２−２、第２の蒸気タービン５２Ｂ、または第２−１のタービンバイパス管６８Ｂ_２−１、第２−２のタービンバイパス管６８Ｂ_２−２および第２の蒸気タービン排気管６６Ｂを介して低圧蒸気ヘッダ７０に集められる。

低圧蒸気ヘッダ７０に集められた蒸気タービン排気は、造水プラント群５１Ａ，５１Ｂのそれぞれに熱源として供給され、ここで海洋等からの海水を蒸発させて淡水化させた後、凝縮し、この凝縮水を復水給水として復水ポンプ群７２Ａ，７２Ｂ、復水給水系７３Ａ，７３Ｂのそれぞれを介して第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａにおける第１−１の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−１の第１−１の高圧ドラム５８Ａ_１−１、第１−２の排熱回収ボイラ５７Ａ_１−２の第１−２の高圧ドラム５８Ａ_１−２および第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂにおける第２−１の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−１の第２−１の高圧ドラム５８Ｂ_２−１、第２−２の排熱回収ボイラ５７Ｂ_２−２の第２−２の高圧ドラム５８Ｂ_２−２のそれぞれに戻される。

なお、第１の蒸気タービン５２Ａを起動させる際、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１、第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２の負荷を低下させるので、その分だけ発電負荷および造水負荷は低下する。

しかし、本実施形態は、第１の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ａの第１−１のガスタービン系列５０Ａ_１−１、第１−２のガスタービン系列５０Ａ_１−２の負荷低下分を第２の造水コンバインドサイクル発電系列５０Ｂの第２−１のガスタービン系列５０Ｂ_２−１、第２−２のガスタービン系列５０Ｂ_２−２の負荷を増加させて補完するので、発電量と造水量を高くバランスさせた状態で維持することができる。

本発明に係る造水コンバインドサイクル発電プラントおよびその運転方法の実施形態を説明する際に使用するプラント概略図。 従来の造水コンバインドサイクル発電プラントを示す概略図。

符号の説明

１Ａ 第１の造水コンバインドサイクル発電系列
１Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン系列
１Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン系列
１Ｂ 第２のガスタービン系列
１Ｂ_１−２ 第２−１のガスタービン系列
１Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン系列
２Ａ，２Ｂ 造水プラント群
３ 高圧蒸気ヘッダ
４ 低圧蒸気ヘッダ
５Ａ 第１の蒸気タービン
５Ｂ 第２の蒸気タービン
６Ａ_１−１ 第１−１の発電機
６Ａ_１−２ 第１−２の発電機
６Ｂ_２−１ 第２−１の発電機
６Ｂ_２−２ 第２−２の発電機
７Ａ_１−１ 第１−１の空気圧縮機
７Ａ_１−２ 第１−２の空気圧縮機
７Ｂ_２−１ 第２−１の空気圧縮機
７Ｂ_２−２ 第２−２の空気圧縮機
８Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン燃焼器
８Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン燃焼器
８Ｂ_２−１ 第２−１のガスタービン燃焼器
８Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン燃焼器
９Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン
９Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン
９Ｂ_２−１ 第２−１のガスタービン
９Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン
１０Ａ_１−１ 第１−１の排熱回収ボイラ
１０Ａ_１−２ 第１−２の排熱回収ボイラ
１０Ｂ_２−１ 第２−１の排熱回収ボイラ
１０Ｂ_２−２ 第２−２の排熱回収ボイラ
１１Ａ_１−１ 第１−１の高圧ドラム
１１Ａ_１−２ 第１−２の高圧ドラム
１１Ｂ_２−１ 第２−１の高圧ドラム
１１Ｂ_２−２ 第２−２の高圧ドラム
１２Ａ_１−１ 第１−１の蒸発器
１２Ａ_１−２ 第１−２の蒸発器
１２Ｂ_２−１ 第２−１の蒸発器
１２Ｂ_２−２ 第２−２の蒸発器
１３Ａ_１−１ 第１−１の高圧過熱器
１３Ａ_１−２ 第１−２の高圧過熱器
１３Ｂ_２−１ 第２−１の高圧過熱器
１３Ｂ_２−２ 第２−２の高圧過熱器
１４Ａ 第１の蒸気タービン入口弁
１４Ｂ 第２の蒸気タービン入口弁
１５Ａ 第１の蒸気タービン発電機
１５Ｂ 第２の蒸気タービン発電機
１６Ａ_１−１ 第１−１の主蒸気管
１６Ａ_１−２ 第１−２の主蒸気管
１６Ｂ_２−１ 第２−１の主蒸気管
１６Ｂ_２−２ 第２−２の主蒸気管
１７Ａ_１−１ 第１−１のタービンバイパス弁
１７Ａ_１−２ 第１−２のタービンバイパス弁
１７Ｂ_２−１ 第２−１のタービンバイパス弁
１７Ｂ_２−２ 第２−２のタービンバイパス弁
１８Ａ_１−１ 第１−１のタービンバイパス管
１８Ａ_１−２ 第１−２のタービンバイパス管
１８Ｂ_２−１ 第２−１のタービンバイパス管
１８Ｂ_２−２ 第２−２のタービンバイパス管
１９Ａ_１−１ 第１−１の蒸気タービン入口側止め弁
１９Ａ_１−２ 第１−２の蒸気タービン入口側止め弁
１９Ｂ_２−１ 第２−１の蒸気タービン入口側止め弁
１９Ｂ_２−２ 第２−２の蒸気タービン入口側止め弁
２２Ａ 第１の蒸気タービン出口側止め弁
２２Ｂ 第２蒸気タービン出口側止め弁
２４Ａ，２４Ｂ 復水ポンプ群
２４Ａ，２４Ｂ 復水給水系
５０Ａ 第１の造水コンバインドサイクル発電系列
５０Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン系列
５０Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン系列
５０Ｂ 第２のガスタービン系列
５０Ｂ_１−２ 第２−１のガスタービン系列
５０Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン系列
５１Ａ，５１Ｂ 造水プラント群
５２Ａ 第１の蒸気タービン
５２Ｂ 第２の蒸気タービン
５３Ａ_１−１ 第１−１の発電機
５３Ａ_１−２ 第１−２の発電機
５３Ｂ_２−１ 第２−１の発電機
５３Ｂ_２−２ 第２−２の発電機
５４Ａ_１−１ 第１−１の空気圧縮機
５４Ａ_１−２ 第１−２の空気圧縮機
５４Ｂ_２−１ 第２−１の空気圧縮機
５４Ｂ_２−２ 第２−２の空気圧縮機
５５Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン燃焼器
５５Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン燃焼器
５５Ｂ_２−１ 第２−１のガスタービン燃焼器
５５Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン燃焼器
５６Ａ_１−１ 第１−１のガスタービン
５６Ａ_１−２ 第１−２のガスタービン
５６Ｂ_２−１ 第２−１のガスタービン
５６Ｂ_２−２ 第２−２のガスタービン
５７Ａ_１−１ 第１−１の排熱回収ボイラ
５７Ａ_１−２ 第１−２の排熱回収ボイラ
５７Ｂ_２−１ 第２−１の排熱回収ボイラ
５７Ｂ_２−２ 第２−２の排熱回収ボイラ
５８Ａ_１−１ 第１−１の高圧ドラム
５８Ａ_１−２ 第１−２の高圧ドラム
５８Ｂ_２−１ 第２−１の高圧ドラム
５８Ｂ_２−２ 第２−２の高圧ドラム
５９Ａ_１−１ 第１−１の蒸発器
５９Ａ_１−２ 第１−２の蒸発器
５９Ｂ_２−１ 第２−１の蒸発器
５９Ｂ_２−２ 第２−２の蒸発器
６０Ａ_１−１ 第１−１の高圧過熱器
６０Ａ_１−２ 第１−２の高圧過熱器
６０Ｂ_２−１ 第２−１の高圧過熱器
６０Ｂ_２−２ 第２−２の高圧過熱器
６１Ａ 第１の蒸気タービン発電機
６１Ｂ 第２の蒸気タービン発電機
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ 止め弁
６３Ａ 第１の蒸気タービン入口弁
６３Ｂ 第１の蒸気タービン入口弁
６４Ａ_１−１ 第１−１の主蒸気管
６４Ａ_１−２ 第１−２の主蒸気管
６４Ｂ_２−１ 第２−１の主蒸気管
６４Ｂ_２−２ 第２−２の主蒸気管
６５Ａ，６５Ｂ 止め弁
６６Ａ 第１の蒸気タービン排気管
６６Ｂ 第２の蒸気タービン排気管
６７Ａ_１−１ 第１−１のタービンバイパス弁
６７Ａ_１−２ 第１−２のタービンバイパス弁
６７Ｂ_２−１ 第２−１のタービンバイパス弁
６７Ｂ_２−２ 第２−２のタービンバイパス弁
６８Ａ_１−１ 第１−１のタービンバイパス管
６８Ａ_１−２ 第１−２のタービンバイパス管
６８Ｂ_２−１ 第２−１のタービンバイパス管
６８Ｂ_２−２ 第２−２のタービンバイパス管
６９ 高圧蒸気ヘッダ
７０ 低圧蒸気ヘッダ
７１Ａ，７１Ｂ 高圧蒸気ヘッダ仕切弁
７２Ａ，７２Ｂ 復水ポンプ群
７３Ａ，７３Ｂ 復水給水系

Claims (4)

1. ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記蒸気タービンの入口側と他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの入口側とを互いに接続させる高圧蒸気ヘッダに、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気と前記他の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気とを区分けして前記蒸気タービンに供給する高圧蒸気ヘッダ仕切弁を備えたことを特徴とする造水コンバインドサイクル発電プラント。
2. ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記蒸気タービンの入口側と他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの入口側とを互いに接続させる高圧蒸気ヘッダに、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気と前記他の造水コンバインドサイクル発電系列からの蒸気とを区分けして前記蒸気タービンに供給する高圧蒸気ヘッダ仕切弁を備えるとともに、前記蒸気タービンの出口側と、前記他の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンの出口側とを互いに接続させる低圧蒸気ヘッダを備えたことを特徴とする造水コンバインドサイクル発電プラント。
3. ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にして備えた造水コンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記任意の造水コンバインドサイクル発電系列の前記排熱回収ボイラと前記蒸気タービンとを互いに接続させる主蒸気管から分岐し、前記蒸気タービンの出口側に接続させるタービンバイパス管を備えたことを特徴とする造水コンバインドサイクル発電プラント。
4. ガスタービン系列に排熱回収ボイラ、蒸気タービン、造水プラントを組み合わせた造水コンバインドサイクル発電系列を複数系列にし、これら複数系列のうち、一方の造水コンバインドサイクル発電系列の蒸気タービンに負荷指令があったとき、負荷指令のあった蒸気タービン側の造水コンバインドサイクル発電系列から供給される蒸気と他方の残りの造水コンバインドサイクル発電系列から供給される蒸気とを互いに区分けして前記造水プラントに流す高圧蒸気ヘッダ仕切弁を閉弁させる一方、前記負荷指令のあった蒸気タービン側の前記造水コンバインドサイクル発電系列の発電負荷を低下させるとともに、この発電負荷の低下および前記造水プラントの造水負荷の低下に伴って前記他方の残りの造水コンバインドサイクル発電系列に発電負荷および造水負荷を補完させることを特徴とする造水コンバインドサイクル発電プラントの運転方法。

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