JP2013015043A - コンバインドサイクル発電プラント及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補助蒸気発生装置7と、主蒸気における圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測する計測器33,34,35と、ガスタービン2の起動後に蒸気タービン3に供給される蒸気を補助蒸気から主蒸気に切り替える切替手段と、を備えたコンバインドサイクル発電プラント1を用い、切替手段は、排熱回収ボイラ4から発生する主蒸気がST通気前に確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを示すデータと、計測器によって計測された圧力、温度、及び流量の少なくとも一つとに基づいて、排熱回収ボイラの主蒸気が確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを判断し、この判断がなされた時点で即座に上記切り替えを行う。
【選択図】図1
Description
コンバインドサイクル発電プラントの中でも、ガスタービンと蒸気タービンとが同一軸上に構成されるものは一軸型コンバインドサイクル発電プラントと呼ばれている。一軸型コンバインドサイクル発電プラントは、全軸長の短縮、ロータ数減による軸系の信頼性向上、運用性・保守性の向上に大きな効果がある。
低圧蒸気タービンは、定常状態においては排熱回収ボイラにて生成された主蒸気が大量に供給されるため冷却蒸気は不要であるが、ガスタービン起動時においては、排熱回収ボイラで発生する蒸気が少なく充分な蒸気量が得られないため、外部から補助蒸気を導入することによって低圧蒸気タービンを冷却する必要がある(例えば、特許文献1参照)。
図6(a)に示すように、ガスタービン102の起動直後は、排熱回収ボイラ104において蒸気が沸いていないため、低圧過熱器116、中圧過熱器115、及び高圧過熱器114から供給される主蒸気Dは、タービンバイパス配管125,126,127を介して、高圧蒸気タービン111の出口管124及び復水器106にバイパスされる。一方、補助蒸気発生装置107において生成した補助蒸気は減温され冷却蒸気Aとされた後、低圧主蒸気供給配管123に供給され、これにより、低圧蒸気タービン113が冷却される。
一方、各タービンバイパス配管125,126,127に設けられているタービンバイパス弁も閉じられ、排熱回収ボイラ104で発生した蒸気は全量蒸気タービンに導入される。
本発明は、ガスタービンと、該ガスタービンに同軸状に接続された蒸気タービンと、前記ガスタービンの排気により主蒸気を発生する排熱回収ボイラと、補助蒸気を発生する補助蒸気発生装置と、前記主蒸気における圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測する計測器と、前記ガスタービンの起動後に前記蒸気タービンに供給される蒸気を前記補助蒸気から前記主蒸気に切り替える切替手段と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記切替手段は、前記排熱回収ボイラから発生する主蒸気がST通気前に確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを示すデータと、前記計測器によって計測された圧力、温度、及び流量の少なくとも一つとに基づいて、前記排熱回収ボイラの主蒸気が確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを判断し、この判断がなされた時点で即座に上記切り替えを行うように構成されたことを特徴とする。
図1に示すように、本実施形態の一軸型コンバインドプラント1は、ガスタービン2に蒸気タービン3を1軸により、同軸状に接続したものであり、ガスタービン2と蒸気タービン3の回転駆動力により発電機5を駆動して発電させるように構成されている。ガスタービン2の排気出口には、排熱回収ボイラ4(HRSG)が接続されている。また、蒸気タービン3には、復水器6及び復水ポンプ18が設けられており、蒸気タービン3で膨張仕事をして駆動した後の蒸気を復水器6に排出させて復水に凝縮するようになっている。また、コンバインドプラント1は、蒸気タービン3に冷却蒸気を供給するための補助蒸気発生装置7を備えている。
蒸気タービン3は、高圧蒸気タービン11(HP)、中圧蒸気タービン12(IP)、低圧蒸気タービン13(LP)の3つのタービンを具備している。
排熱回収ボイラ4には、高圧蒸気タービン11に供給される高圧蒸気を過熱する高圧過熱器14、中圧蒸気タービン12に中圧蒸気を供給する中圧過熱器15、低圧蒸気タービン13に低圧蒸気を供給する低圧過熱器16が設けられている。さらに、排熱回収ボイラ4には、高圧蒸気タービン11に対して仕事をした蒸気を再加熱する、再熱器17(RH)が設けられている。
補助蒸気発生装置7は、補助蒸気供給管30を介して低圧主蒸気供給配管23に接続されている。
低圧主蒸気供給配管23は、図1に示すコンバインドプラント1を構成する排熱回収ボイラ4の低圧過熱器16と低圧蒸気タービン13とを接続する配管である。
低圧主蒸気供給配管23の最も上流側(低圧過熱器16側)には、流量計33(FX)、温度計34(TE)、及び圧力計35(PX)が設けられている。タービンバイパス配管27は、これら計測装置の下流に接続されており、このタービンバイパス配管27は、復水器6にバイパス接続されている。更に下流側には、主蒸気の供給を遮断するための低圧主蒸気供給弁36が設けられている。
図4は、コンバインドプラント1の起動から定常状態に至る過程におけるST通気条件、低圧蒸気切替条件が満たされるタイミング、及び冷却蒸気切替が実施されるタイミングを示すタイミングチャートであり、(a)は従来、(b)は本実施形態のコンバインドサイクル発電プラントのタイミングチャートである。また、図4において、「0」は条件が満たされず、「1」は条件が満たされたことを示す。
圧力、温度、及び流量の条件は、以下である。
低圧主蒸気圧力P>P0(MPa)
低圧主蒸気温度T>T0(℃)
低圧主蒸気量F>F0 (t/h)
また、低圧主蒸気温度Tは、冷却蒸気Aの運用温度T0と同じとした。低圧主蒸気量F0については、圧力Pと同様に、冷却蒸気量F1に対して、余裕を考慮して定められた値である。
Claims (4)
- ガスタービンと、
該ガスタービンに同軸状に接続された蒸気タービンと、
前記ガスタービンの排気により主蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
補助蒸気を発生する補助蒸気発生装置と、
前記主蒸気における圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測する計測器と、
前記ガスタービンの起動後に前記蒸気タービンに供給される蒸気を前記補助蒸気から前記主蒸気に切り替える切替手段と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、
前記切替手段は、前記排熱回収ボイラから発生する主蒸気がST通気前に確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを示すデータと、前記計測器によって計測された圧力、温度、及び流量の少なくとも一つとに基づいて、前記排熱回収ボイラの主蒸気が確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを判断し、この判断がなされた時点で即座に上記切り替えを行うように構成されたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。 - 前記計測器は、前記排熱回収ボイラの低圧過熱器によって供給される主蒸気における圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測するように構成された請求項1に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
- ガスタービンと、
該ガスタービンに同軸状に接続された蒸気タービンと、
前記ガスタービンの排気により主蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
補助蒸気を発生する補助蒸気発生装置と、
前記主蒸気の圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測する計測器と、
前記ガスタービンの起動後に前記蒸気タービンに供給される蒸気を前記補助蒸気から前記主蒸気に切り替える切替手段と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントの運転方法であって、
前記排熱回収ボイラから発生する主蒸気がST通気前に確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを示すデータを予め取得しておき、
前記計測器によって前記圧力、前記温度、及び前記流量の少なくとも一つを計測するとともに、
前記圧力、前記温度、及び前記流量の少なくとも一つと前記データとに基づいて前記排熱回収ボイラの主蒸気が確実に確保され且つ途中で蒸気量が減少することがないことを判断し、この判断がなされた時点で即座に上記切り替えを行うことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントの運転方法。 - 前記計測器により、前記排熱回収ボイラの低圧過熱器によって供給される主蒸気における圧力、温度、及び流量の少なくとも一つを計測する請求項3に記載の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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