JP2014185613A - Preheater device of fuel for gas turbine, gas turbine plant including the same, and preheating method of fuel for gas turbine - Google Patents

Preheater device of fuel for gas turbine, gas turbine plant including the same, and preheating method of fuel for gas turbine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preheater device of a fuel for a gas turbine which improves heat efficiency of an entire gas turbine plant while cooling a high temperature component in a gas turbine.SOLUTION: A preheater device of a fuel for a gas turbine includes: a first preheater 51 which conducts heat exchange between steam and a fuel F to preheat the fuel F and flows out the steam cooled by preheating the fuel F as cooling steam CS; a cooling steam line 62 which supplies the cooling steam CS to a high temperature component of a gas turbine 10 contacting with a combustion gas; a superheated steam line 63 in which superheated steam SS, the cooling steam CS that has passed through the high temperature component, passes; a second preheater 52 which conducts heat exchange between the superheated steam SS supplied from the superheated steam line 63 and a fuel F to preheat the fuel F; and a preheat fuel line 71 which supplies the fuel F preheated by the first preheater 51 and the second preheater 52 to a combustor 21.

Description

本発明は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と燃焼ガスにより駆動するタービンとを備えているガスタービンにおけるガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法に関する。   The present invention relates to a preheating device for a gas turbine fuel in a gas turbine including a combustor that burns fuel to generate combustion gas and a turbine that is driven by the combustion gas, a gas turbine plant including the same, and a gas The present invention relates to a method for preheating turbine fuel.

ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を有している。燃焼器に供給される燃料は、燃料を節約し、ガスタービンの効率を高めるために、燃焼器に供給される前に予熱されることが多い。   The gas turbine includes a compressor that compresses air, a combustor that generates combustion gas by burning fuel in the air compressed by the compressor, and a turbine that is driven by the combustion gas. The fuel supplied to the combustor is often preheated before being supplied to the combustor in order to save fuel and increase the efficiency of the gas turbine.

以下の特許文献1には、燃焼器に供給する燃料を蒸気で予熱するガスタービンプラントが開示されている。このガスタービンプラントは、ガスタービンと、このガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、この排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、燃焼器に供給される燃料を加熱する予熱器と、を備えている。予熱器には、排熱回収ボイラーで発生した蒸気を予熱器に供給する第一蒸気ラインが接続されている。さらに、この予熱器には、燃料を加熱した蒸気を燃焼器等の高温部品に導く第二蒸気ラインが接続されている。また、高温部品には、この高温部品を冷却した蒸気を蒸気タービン等に導く第三蒸気ラインが接続されている。このガスタービンプラントは、さらに、第二蒸気ラインを流れている蒸気、つまり燃料を加熱した蒸気を冷却するために、第二蒸気ラインに対して水を噴射する減温スプレーを有している。   Patent Document 1 below discloses a gas turbine plant that preheats fuel supplied to a combustor with steam. This gas turbine plant supplies a gas turbine, an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the gas turbine, a steam turbine that is driven by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler, and a combustor. And a preheater for heating the fuel to be produced. The preheater is connected to a first steam line that supplies steam generated in the exhaust heat recovery boiler to the preheater. Furthermore, the preheater is connected to a second steam line that guides the steam that has heated the fuel to high-temperature components such as a combustor. In addition, a third steam line is connected to the high-temperature parts to guide the steam that has cooled the high-temperature parts to a steam turbine or the like. The gas turbine plant further includes a temperature reducing spray that injects water into the second steam line in order to cool the steam flowing through the second steam line, that is, the steam that has heated the fuel.

特開平10−325338号公報JP-A-10-325338

上記特許文献1に記載の技術では、燃料を加熱した蒸気を水で冷却した後、この蒸気を高温部品に供給しているため、燃料を加熱した蒸気の熱を有効に利用できず、ガスタービンプラント全体での熱効率があまりよくない、という問題点がる。   In the technique described in Patent Document 1, since the steam that has heated the fuel is cooled with water and then this steam is supplied to the high-temperature components, the heat of the steam that has heated the fuel cannot be effectively used. There is a problem that the thermal efficiency of the whole plant is not so good.

そこで、本発明は、ガスタービンにおける高温部品を冷却しつつ、ガスタービンプラント全体での熱効率を高めることができるガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a gas turbine fuel preheating device capable of increasing the thermal efficiency of the entire gas turbine plant while cooling high-temperature components in the gas turbine, a gas turbine plant including the same, and a gas turbine fuel An object of the present invention is to provide a preheating method.

上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービン用燃料の予熱装置は、
蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱すると共に、該燃料の予熱で冷却された蒸気が冷却蒸気として流出する第一予熱器と、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び該燃焼ガスにより駆動するタービンのうちいずれかの部品であって前記燃焼ガスに接する高温部品に対して、前記冷却蒸気を供給する冷却蒸気ラインと、前記高温部品を通過した前記冷却蒸気である過熱蒸気が通る過熱蒸気ラインと、前記過熱蒸気ラインから供給される前記過熱蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱する第二予熱器と、前記第一予熱器及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する予熱燃料ラインと、を備えることを特徴とする。
An apparatus for preheating a gas turbine fuel as one aspect according to the invention for solving the above-described problems,
A first preheater in which steam and fuel are heat-exchanged to preheat the fuel, and the steam cooled by preheating the fuel flows out as cooling steam, and a combustor that burns the fuel to generate combustion gas And a cooling steam line for supplying the cooling steam to any one of the turbines driven by the combustion gas and in contact with the combustion gas, and the cooling steam passing through the high temperature parts A superheated steam line through which a certain superheated steam passes, a second preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the superheated steam supplied from the superheated steam line and the fuel, the first preheater, and the second preheater And a preheating fuel line for supplying the fuel preheated by the preheater to the combustor.

当該予熱装置では、高温部品に蒸気を供給して、この高温部品を冷却しているので、高温部品で燃焼ガスに接する面に沿ってガスタービンの圧縮機から抽気した空気を供給して、高温部品を冷却するよりも、高温部品の冷却効率及びガスタービンプラントの効率を高めることができる。   In the preheating device, steam is supplied to the high-temperature parts and the high-temperature parts are cooled, so the air extracted from the compressor of the gas turbine is supplied along the surface where the high-temperature parts come into contact with the combustion gas, Rather than cooling the parts, the cooling efficiency of the high-temperature parts and the efficiency of the gas turbine plant can be increased.

具体的に、蒸気は、空気と比べて、熱伝導率が高い上に熱容量が大きいので、高温部品を効率的に冷却することができる。また、ガスタービンの圧縮機から圧縮された空気を抽気し、この空気を高温部品の冷却に利用した場合、ガスタービンの出力が低下すると共に排熱回収装置の出力も低下し、結果として、ガスタービンプラントの効率が低下する。一方、当該予熱装置において、排熱回収装置からの蒸気を高温部品の冷却に利用した場合、排熱回収装置の出力が低下するものの、ガスタービンの出力は低下しない。従って、排熱回収装置からの蒸気を高温部品の冷却に利用した方がガスタービンプラントの効率の低下を抑えることができる、言い換えると、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。   Specifically, since steam has a higher thermal conductivity and a larger heat capacity than air, high-temperature components can be efficiently cooled. Moreover, when the compressed air is extracted from the compressor of the gas turbine and this air is used for cooling the high-temperature parts, the output of the gas turbine and the output of the exhaust heat recovery device are also reduced. The efficiency of the turbine plant is reduced. On the other hand, in the preheating device, when the steam from the exhaust heat recovery device is used for cooling the high-temperature components, the output of the exhaust heat recovery device is reduced, but the output of the gas turbine is not reduced. Therefore, the use of the steam from the exhaust heat recovery device for cooling the high-temperature components can suppress a decrease in the efficiency of the gas turbine plant, in other words, the efficiency of the gas turbine plant can be increased.

また、当該予熱装置では、蒸気と燃料とを第一予熱器で熱交換させ、この蒸気を冷却した後、冷却された蒸気を冷却蒸気として高温部品に供給しているので、この観点からも高温部品を効率的に冷却することができる。   Further, in the preheating device, the steam and the fuel are heat-exchanged by the first preheater, and after cooling the steam, the cooled steam is supplied to the high-temperature component as the cooling steam. Parts can be efficiently cooled.

また、当該予熱装置では、高温部品の冷却により過熱された冷却蒸気である過熱蒸気と燃料とを第二予熱器で熱交換させ、燃料を加熱しているので、蒸気の熱、言い換えると、燃焼器の熱を有効に利用することができ、この観点からもガスタービンプラントの効率を高めることができる。   Further, in the preheating device, the superheated steam that is superheated by the cooling of the high-temperature parts and the fuel are heat-exchanged by the second preheater and the fuel is heated, so that the heat of the steam, in other words, combustion The heat of the vessel can be used effectively, and the efficiency of the gas turbine plant can be increased also from this viewpoint.

ところで、特許文献1に記載の技術では、燃焼器の熱を排熱回収装置の蒸気中に戻し、排熱回収装置の効率を高めているが、ガスタービンの効率を高めることはできない。一方、当該予熱装置では、燃焼器の熱を燃料の予熱に利用しているので、ガスタービン及び排熱回収装置の双方の効率を高めることができ、特許文献1よりもガスタービンプラントの効率を高めることができる。   By the way, in the technique described in Patent Document 1, the heat of the combustor is returned to the steam of the exhaust heat recovery device to increase the efficiency of the exhaust heat recovery device, but the efficiency of the gas turbine cannot be increased. On the other hand, in the preheating device, the heat of the combustor is used for preheating the fuel, so that the efficiency of both the gas turbine and the exhaust heat recovery device can be increased. Can be increased.

また、当該予熱装置では、第一予熱器及び第二予熱器で燃料を予熱しているので、燃料の温度をより高くすることができる。   Moreover, in the said preheating apparatus, since the fuel is preheated with the 1st preheater and the 2nd preheater, the temperature of fuel can be made higher.

ここで、前記一態様としての前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料を前記第二予熱器に供給する第一予熱燃料ラインと、前記第二予熱器でさらに予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する第二予熱燃料ラインと、を有してもよい。   Here, in the gas turbine fuel preheating apparatus as the one aspect, the preheating fuel line includes a first preheating fuel line that supplies the fuel preheated by the first preheater to the second preheater; And a second preheating fuel line for supplying the fuel preheated by the second preheater to the combustor.

当該予熱装置では、第一予熱器及び第二予熱器が燃料にとって直列的に並んでいるため、高い温度の燃料を燃焼器に供給することができる。特に、第一予熱器に供給される蒸気の温度よりも、第二予熱器に供給される過熱蒸気の温度の方が高い場合には、効率的に燃料の温度を高めることができる。   In the preheating device, since the first preheater and the second preheater are arranged in series with the fuel, high temperature fuel can be supplied to the combustor. In particular, when the temperature of the superheated steam supplied to the second preheater is higher than the temperature of the steam supplied to the first preheater, the temperature of the fuel can be increased efficiently.

また、前記一態様としての前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料をそれぞれ受け入れて、前記燃焼器に供給する統合予熱燃料ラインを有してもよい。   In the gas turbine fuel preheating apparatus according to the aspect, the preheating fuel line receives the fuel preheated by the first preheater and the fuel preheated by the second preheater. And an integrated preheat fuel line for supplying to the combustor.

当該予熱装置では、第一予熱器及び第二予熱器が燃料によって並列的に並んでいる。このため、一基の予熱器に供給される燃料の流量が少なくなり、例えば、第一予熱器に供給される蒸気の温度と第二予熱器に供給される過熱蒸気の温度とがほぼ同じである場合には、燃料を効率的に加熱することができる。   In the preheating device, the first preheater and the second preheater are arranged in parallel with the fuel. For this reason, the flow rate of the fuel supplied to one preheater decreases, for example, the temperature of the steam supplied to the first preheater and the temperature of the superheated steam supplied to the second preheater are substantially the same. In some cases, the fuel can be heated efficiently.

また、以上のいずれかの前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記燃焼器に供給される前記燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備えてもよい。   The gas turbine fuel preheating apparatus may further include a third preheater that preheats the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium. .

当該予熱装置では、第三予熱器を備えているので、燃料により多くの熱を加えることができる。   Since the preheating device includes the third preheater, more heat can be applied to the fuel.

また、前記第一予熱燃料ライン及び前記第二予熱燃料ラインを有する前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記燃焼器に供給される前記燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、前記予熱燃料ラインは、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記第一予熱器に供給する第三予熱燃料ラインを有してもよい。   In the gas turbine fuel preheating apparatus having the first preheating fuel line and the second preheating fuel line, the fuel supplied to the combustor and a preheating medium are heat-exchanged to preheat the fuel. The preheat fuel line may include a third preheat fuel line that supplies the fuel preheated by the third preheater to the first preheater.

当該予熱装置では、三基の予熱器が燃料にとって直列的に並んでいるため、より高い温度の燃料を燃焼器に供給することができる。   In the preheating device, since the three preheaters are arranged in series with the fuel, higher temperature fuel can be supplied to the combustor.

また、前記統合予熱燃料ラインを有する前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記燃焼器に供給される燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、前記予熱燃料ラインは、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記第一予熱器及び前記第二予熱器のそれぞれに供給する第三予熱燃料ラインを有してもよい。   In the gas turbine fuel preheating apparatus having the integrated preheating fuel line, the gas turbine fuel preheating apparatus further includes a third preheater that preheats the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium, The preheat fuel line may include a third preheat fuel line that supplies the fuel preheated by the third preheater to each of the first preheater and the second preheater.

当該予熱装置では、例えば、第三予熱器に供給される予熱媒体の温度が第一予熱器に供給される蒸気の温度及び第二予熱器に供給される過熱蒸気の温度よりも低く、且つ第一予熱器に供給される蒸気の温度と第二予熱器に供給される過熱蒸気の温度とがほぼ同じである場合には、燃料を効率的に加熱することができる。   In the preheating device, for example, the temperature of the preheating medium supplied to the third preheater is lower than the temperature of the steam supplied to the first preheater and the temperature of the superheated steam supplied to the second preheater, and When the temperature of the steam supplied to the one preheater and the temperature of the superheated steam supplied to the second preheater are substantially the same, the fuel can be efficiently heated.

また、前記統合予熱燃料ラインを有する前記ガスタービン用燃料の予熱装置において、前記燃焼器に供給される燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、前記統合予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料、及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料と共に、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給してもよい。   In the gas turbine fuel preheating apparatus having the integrated preheating fuel line, the gas turbine fuel preheating apparatus further includes a third preheater that preheats the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium, The integrated preheat fuel line supplies the fuel preheated by the third preheater to the combustor together with the fuel preheated by the first preheater and the fuel preheated by the second preheater. May be.

当該予熱装置では、第一予熱器、第二予熱器及び第三予熱器が燃料によって並列的に並んでいる。このため、一基の予熱器に供給される燃料の流量が少なくなり、例えば、第一予熱器に供給される蒸気の温度と第二予熱器に供給される過熱蒸気の温度と第三予熱器に供給される予熱媒体の温度がほぼ同じである場合には、燃料を効率的に加熱することができる。   In the preheating device, the first preheater, the second preheater, and the third preheater are arranged in parallel with the fuel. For this reason, the flow rate of the fuel supplied to one preheater decreases, for example, the temperature of the steam supplied to the first preheater, the temperature of the superheated steam supplied to the second preheater, and the third preheater. When the temperature of the preheating medium supplied to the fuel is approximately the same, the fuel can be efficiently heated.

上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントは、
以上のいずれかの前記ガスタービン用燃料の予熱装置と、前記燃焼器及び前記タービンを有するガスタービンと、前記タービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラーを有する排熱回収装置と、を備え、前記予熱装置は、前記排熱回収装置中の蒸気を前記第一予熱器に供給する予熱媒体ラインを有することを特徴とする。
A gas turbine plant as one aspect according to the invention for solving the above problems is as follows:
Any of the above gas turbine fuel preheating apparatus, a gas turbine having the combustor and the turbine, and an exhaust heat recovery apparatus having an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the turbine The preheating device has a preheating medium line that supplies the steam in the exhaust heat recovery device to the first preheater.

当該ガスタービンプラントは、前記予熱装置を有しているので、ガスタービンの燃料を蒸気で効率的に冷却しつつ、蒸気の熱を有効利用し、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。   Since the gas turbine plant includes the preheating device, it is possible to effectively use the heat of the steam and efficiently improve the efficiency of the gas turbine plant while efficiently cooling the fuel of the gas turbine with the steam.

また、上記問題点を解決するための発明に係る他の態様としてのガスタービンプラントは、
第三予熱器を有する、いずれかの前記ガスタービン用燃料の予熱装置と、前記燃焼器及び前記タービンを有するガスタービンと、前記タービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラーを有する排熱回収装置と、を備え、前記予熱装置は、前記排熱回収装置中の蒸気を前記第一予熱器に供給する第一予熱媒体ラインと、前記排熱回収装置中の蒸気又は水を前記第三予熱器に供給する第二予熱媒体ラインと、を有することを特徴とする。
Moreover, the gas turbine plant as another aspect according to the invention for solving the above-described problems is
One of the gas turbine fuel preheating apparatuses having a third preheater, a gas turbine having the combustor and the turbine, and an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the turbine. An exhaust heat recovery device having a first preheating medium line for supplying steam in the exhaust heat recovery device to the first preheater, and steam or water in the exhaust heat recovery device. And a second preheating medium line that supplies the third preheater.

当該ガスタービンプラントでも、前記予熱装置を有しているので、ガスタービンの燃料を蒸気で効率的に冷却しつつ、蒸気の熱を有効利用し、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。   Since the gas turbine plant also has the preheating device, it is possible to efficiently use the heat of the steam and efficiently improve the efficiency of the gas turbine plant while efficiently cooling the fuel of the gas turbine with the steam.

上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービン用燃料の予熱方法は、
蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱すると共に、該燃料の予熱で冷却された蒸気を冷却蒸気として流出させる第一予熱工程と、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び該燃焼ガスにより駆動するタービンのうちいずれかの部品であって前記燃焼ガスに接する高温部品に対して、前記冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給工程と、前記高温部品を通過した前記冷却蒸気である過熱蒸気と前記燃焼器に供給される前記燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱する第二予熱工程と、前記第一予熱工程及び前記第二予熱工程で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する予熱燃料供給工程と、を実行することを特徴とする。
A method for preheating a gas turbine fuel as one aspect according to the invention for solving the above-described problems,
A first preheating step for heat-exchanging steam and fuel to preheat the fuel and outflowing steam cooled by preheating the fuel as cooling steam, and a combustor for combusting the fuel to generate combustion gas And a cooling steam supply step for supplying the cooling steam to any one of the turbines driven by the combustion gas, which is in contact with the combustion gas, and the cooling steam that has passed through the high temperature part Heat exchange between the superheated steam and the fuel supplied to the combustor to preheat the fuel, and the fuel preheated in the first preheating step and the second preheating step. And a preheating fuel supply step for supplying to the combustor.

当該予熱方法でも、前記予熱装置と同様に、高温部品に蒸気を供給して、この高温部品を冷却しているので、高温部品で燃焼ガスに接する面に沿ってガスタービンの圧縮機から抽気した空気を供給して、高温部品を冷却するよりも、高温部品の冷却効率及びガスタービンプラントの効率を高めることができる。また、当該予熱方法では、蒸気と燃料とを第一予熱工程で熱交換させ、この蒸気を冷却した後、冷却された蒸気を冷却蒸気として高温部品に供給しているので、この観点からも高温部品を効率的に冷却することができる。   Also in the preheating method, steam is supplied to the high-temperature parts and the high-temperature parts are cooled in the same manner as in the preheating device, so that the high-temperature parts are extracted from the compressor of the gas turbine along the surface in contact with the combustion gas. It is possible to increase the cooling efficiency of the high-temperature parts and the efficiency of the gas turbine plant rather than supplying air to cool the high-temperature parts. In the preheating method, the steam and the fuel are exchanged in the first preheating step, and after cooling the steam, the cooled steam is supplied to the high-temperature components as cooling steam. Parts can be efficiently cooled.

また、当該予熱方法では、高温部品の冷却により過熱された冷却蒸気である過熱蒸気と燃料とを第二予熱工程で熱交換させ、燃料を加熱しているので、蒸気の熱、言い換えると、燃焼器の熱を有効に利用することができ、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。   In the preheating method, the superheated steam, which is the cooling steam superheated by cooling the high-temperature parts, and the fuel are heat-exchanged in the second preheating step to heat the fuel, so that the heat of the steam, in other words, combustion The heat of the vessel can be used effectively, and the efficiency of the gas turbine plant can be increased.

さらに、当該予熱方法では、第一予熱工程及び第二予熱工程で燃料を予熱しているので、燃料の温度をより高くすることができる。   Furthermore, in the preheating method, since the fuel is preheated in the first preheating step and the second preheating step, the temperature of the fuel can be further increased.

本発明では、ガスタービンにおける高温部品を冷却しつつ、蒸気の熱を有効利用してガスタービンプラント全体での熱効率を高めることができる。   In the present invention, it is possible to increase the thermal efficiency of the entire gas turbine plant by effectively using the heat of steam while cooling high-temperature components in the gas turbine.

本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。1 is a system diagram of a gas turbine plant in a first embodiment according to the present invention. 本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。It is a typical sectional view of a gas turbine in a first embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine plant in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine plant in 3rd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine plant in 4th embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第五実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine plant in 5th embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係るガスタービンプラントの各種実施形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, various embodiments of a gas turbine plant according to the present invention will be described with reference to the drawings.

「第一実施形態」
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係るガスタービンプラントの第一実施形態について説明する。
"First embodiment"
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, 1st embodiment of the gas turbine plant which concerns on this invention is described.

本実施形態のガスタービンプラントは、図1に示すように、ガスタービン10と、ガスタービン10の駆動で発電する発電機15と、ガスタービン10から排気された排気ガスEGの熱で蒸気を発生させる排熱回収装置100と、排熱回収装置100を通過した排気ガスEGを大気に放出する煙突40と、ガスタービン10に供給する燃料Fを予熱する燃料予熱装置50と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the gas turbine plant of the present embodiment generates steam by the heat of the gas turbine 10, the generator 15 that generates power by driving the gas turbine 10, and the exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10. An exhaust heat recovery device 100 to be discharged, a chimney 40 that discharges exhaust gas EG that has passed through the exhaust heat recovery device 100 to the atmosphere, and a fuel preheating device 50 that preheats the fuel F supplied to the gas turbine 10.

ガスタービン10は、空気を圧縮する圧縮機11と、圧縮機11で圧縮された空気中で燃料Fを燃焼させて燃焼ガスを生成する複数の燃焼器21と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン31と、を備えている。タービン31のタービンロータと圧縮機11の圧縮機ロータとは、同一の軸線を中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータを成している。このガスタービンロータには、発電機15のロータが接続されている。   The gas turbine 10 is driven by a compressor 11 that compresses air, a plurality of combustors 21 that combust fuel F in the air compressed by the compressor 11 to generate combustion gas, and high-temperature and high-pressure combustion gas. A turbine 31. The turbine rotor of the turbine 31 and the compressor rotor of the compressor 11 rotate about the same axis, and are connected to each other to form a gas turbine rotor. The rotor of the generator 15 is connected to this gas turbine rotor.

燃焼器21は、図2に示すように、圧縮機11からの空気A中で燃料Fが燃焼し、燃焼ガスが生成される燃焼筒(又は尾筒)23と、この燃焼筒23内に圧縮機11からの空気A及び燃料Fを噴射する噴射器22と、を有している。燃焼筒23を形成する部材には、この部材を冷却するために、蒸気が通る蒸気流路24が形成されている。   As shown in FIG. 2, the combustor 21 combusts the fuel F in the air A from the compressor 11 and generates combustion gas, and compresses the combustion cylinder 23 in the combustion cylinder 23. And an injector 22 for injecting air A and fuel F from the machine 11. The member forming the combustion cylinder 23 is formed with a steam flow path 24 through which steam passes to cool the member.

タービン31は、複数の燃焼器21からの燃焼ガスにより、軸線Arを中心として回転するタービンロータ32と、このタービンロータ32を回転可能に覆うタービンケーシング35と、を有している。タービンロータ32は、軸線Arと平行な軸方向に延びるロータ本体33と、このロータ本体33の外周に固定されている複数の動翼34と、を有している。また、タービンケーシング35の内周面には、複数の静翼36が固定されている。タービンケーシング35の内周面とロータ本体33の外周面との間は、燃焼器21からの燃焼ガスが通る燃焼ガス流路37を成す。複数の燃焼器21は、軸線Arを中心として周方向に並んで、タービンケーシング35に固定されている。   The turbine 31 includes a turbine rotor 32 that rotates about the axis Ar by combustion gas from the plurality of combustors 21, and a turbine casing 35 that rotatably covers the turbine rotor 32. The turbine rotor 32 includes a rotor main body 33 extending in the axial direction parallel to the axis Ar, and a plurality of moving blades 34 fixed to the outer periphery of the rotor main body 33. A plurality of stationary blades 36 are fixed to the inner peripheral surface of the turbine casing 35. Between the inner peripheral surface of the turbine casing 35 and the outer peripheral surface of the rotor body 33, a combustion gas passage 37 through which the combustion gas from the combustor 21 passes is formed. The plurality of combustors 21 are fixed to the turbine casing 35 side by side in the circumferential direction about the axis Ar.

排熱回収装置100は、図1に示すように、タービン31を駆動させた燃焼ガス、つまりガスタービン10から排気された排気ガスEGの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラー110と、排熱回収ボイラー110で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン121a,121b,121cと、蒸気タービン121a,121b,121cの駆動で発電する発電機122と、蒸気タービン121aを駆動させた蒸気を水に戻す復水器123と、復水器123中の水を排熱回収ボイラー110に戻す給水ポンプ124と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the exhaust heat recovery apparatus 100 includes an exhaust heat recovery boiler 110 that generates steam by the heat of combustion gas that drives the turbine 31, that is, exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10, and exhaust heat. Steam turbines 121a, 121b, and 121c driven by steam generated in the recovery boiler 110, a generator 122 that generates power by driving the steam turbines 121a, 121b, and 121c, and condensate for returning the steam that has driven the steam turbine 121a to water. And a water supply pump 124 for returning the water in the condenser 123 to the exhaust heat recovery boiler 110.

排熱回収装置100は、蒸気タービン121a,121b,121cとして、低圧蒸気タービン121a、中圧蒸気タービン121b、高圧蒸気タービン121cを有している。また、排熱回収ボイラー110は、低圧蒸気LSを発生する低圧蒸気発生部111aと、中圧蒸気ISを発生する中圧蒸気発生部111bと、高圧蒸気HSを発生する高圧蒸気発生部111cと、高圧蒸気タービン121cを駆動させた蒸気を再過熱する再熱部115と、を有している。なお、ここでは、低圧蒸気タービン121a、中圧蒸気タービン121b、高圧蒸気タービン121cの合計3基の蒸気タービンに対して、1基の発電機122を設けているが、各蒸気タービン121a,121b,121cに発電機を設けてもよい。   The exhaust heat recovery apparatus 100 includes a low pressure steam turbine 121a, an intermediate pressure steam turbine 121b, and a high pressure steam turbine 121c as the steam turbines 121a, 121b, and 121c. Further, the exhaust heat recovery boiler 110 includes a low-pressure steam generator 111a that generates low-pressure steam LS, an intermediate-pressure steam generator 111b that generates intermediate-pressure steam IS, a high-pressure steam generator 111c that generates high-pressure steam HS, A reheating unit 115 that reheats the steam that has driven the high-pressure steam turbine 121c. Here, one generator 122 is provided for a total of three steam turbines including the low-pressure steam turbine 121a, the intermediate-pressure steam turbine 121b, and the high-pressure steam turbine 121c, but each steam turbine 121a, 121b, You may provide a generator in 121c.

低圧蒸気発生部111aは、水を加熱する低圧節炭器112aと、低圧節炭器112aで加熱された水を蒸気にする低圧蒸発器113aと、低圧蒸発器113aで発生した蒸気を過熱して低圧蒸気LSを生成する低圧過熱器114aと、を有している。   The low-pressure steam generator 111a superheats the low-pressure economizer 112a that heats water, the low-pressure evaporator 113a that converts water heated by the low-pressure economizer 112a into steam, and the steam generated by the low-pressure evaporator 113a. And a low-pressure superheater 114a that generates low-pressure steam LS.

中圧蒸気発生部111bは、低圧節炭器112aで加熱された水を昇圧する中圧ポンプ116bと、この中圧ポンプ116bで昇圧された水を加熱する中圧節炭器112bと、中圧節炭器112bで加熱された水を蒸気にする中圧蒸発器113bと、中圧蒸発器113bで発生した蒸気を過熱して中圧蒸気ISを生成する中圧過熱器114bと、を有している。   The intermediate pressure steam generator 111b includes an intermediate pressure pump 116b that pressurizes water heated by the low pressure economizer 112a, an intermediate pressure economizer 112b that heats water pressurized by the intermediate pressure pump 116b, An intermediate pressure evaporator 113b that converts water heated by the economizer 112b into steam, and an intermediate pressure superheater 114b that generates intermediate pressure steam IS by overheating the steam generated in the intermediate pressure evaporator 113b. ing.

高圧蒸気発生部111cは、低圧節炭器112aで加熱された水を昇圧する高圧ポンプ116cと、この高圧ポンプ116cで昇圧された水を加熱する第一高圧節炭器112cと、第一高圧節炭器112cで加熱された水をさらに加熱する第二高圧節炭器112dと、第二高圧節炭器112dで加熱された水を蒸気にする高圧蒸発器113cと、高圧蒸発器113cで発生した蒸気を過熱する第一高圧過熱器114cと、第一高圧過熱器114cで過熱された蒸気をさらに過熱して高圧蒸気HSを生成する第二高圧過熱器114dと、を有している。   The high-pressure steam generator 111c includes a high-pressure pump 116c that pressurizes water heated by the low-pressure economizer 112a, a first high-pressure economizer 112c that heats water pressurized by the high-pressure pump 116c, and a first high-pressure economizer. Generated by the second high-pressure economizer 112d for further heating the water heated by the carbonizer 112c, the high-pressure evaporator 113c for converting the water heated by the second high-pressure economizer 112d into steam, and the high-pressure evaporator 113c The first high-pressure superheater 114c that superheats the steam and the second high-pressure superheater 114d that further superheats the steam superheated by the first high-pressure superheater 114c to generate the high-pressure steam HS.

再熱部115は、高圧蒸気タービン121cを駆動させた蒸気を加熱する第一再熱器115aと、第一再熱器115aで過熱された蒸気をさらに過熱して再熱蒸気RHSを生成する第二再熱器115bと、有している。   The reheat unit 115 generates a reheat steam RHS by further superheating the steam reheated by the first reheater 115a that heats the steam that has driven the high-pressure steam turbine 121c and the first reheater 115a. Two reheaters 115b.

再熱部115、高圧蒸気発生部111c、中圧蒸気発生部111b、低圧蒸気発生部111aのそれぞれを構成する要素は、タービン31から煙突40に向かう排気ガスEGの下流側に向かって、第二再熱器115b及び第二高圧過熱器114d、第一再熱器115a、第一高圧過熱器114c、高圧蒸発器113c、第二高圧節炭器112d、中圧過熱器114b及び低圧過熱器114a、中圧蒸発器113b、第一高圧節炭器112c及び中圧節炭器112b、低圧蒸発器113a、低圧節炭器112aの順序で並んでいる。   The elements constituting each of the reheating unit 115, the high-pressure steam generation unit 111c, the intermediate-pressure steam generation unit 111b, and the low-pressure steam generation unit 111a are second to the downstream side of the exhaust gas EG from the turbine 31 toward the chimney 40. Reheater 115b and second high pressure superheater 114d, first reheater 115a, first high pressure superheater 114c, high pressure evaporator 113c, second high pressure economizer 112d, intermediate pressure superheater 114b and low pressure superheater 114a, The medium pressure evaporator 113b, the first high pressure economizer 112c, the medium pressure economizer 112b, the low pressure evaporator 113a, and the low pressure economizer 112a are arranged in this order.

復水器123と低圧節炭器112aとは、給水ライン131で接続されている。この給水ライン131には、前述の給水ポンプ124が設けられている。低圧過熱器114aと低圧蒸気タービン121aの蒸気入口とは、低圧過熱器114aからの低圧蒸気LSを低圧蒸気タービン121aに送る低圧蒸気ライン132で接続されている。低圧蒸気タービン121aの蒸気出口と復水器123とは、低圧蒸気タービン121aを駆動させた低圧蒸気LSが復水器123に供給されるよう互いに接続されている。第一高圧過熱器114cと第二高圧過熱器114dとは、過熱器間蒸気ライン135で接続されている。第二高圧過熱器114dと高圧蒸気タービン121cの蒸気入口とは、第二高圧過熱器114dからの高圧蒸気HSを高圧蒸気タービン121cに送る高圧蒸気ライン138で接続されている。高圧蒸気タービン121cの蒸気出口と第一再熱器115aの蒸気入口とは、高圧蒸気タービン121cからの高圧蒸気HSを第一再熱器115aに送る高圧蒸気回収ライン139で接続されている。第二再熱器115bの蒸気出口と中圧蒸気タービン121bの蒸気入口とは、第二再熱器115bで過熱された蒸気を再熱蒸気RHSとして中圧蒸気タービン121bに送る再熱蒸気ライン136で接続されている。中圧蒸気タービン121bの蒸気出口には、中圧蒸気回収ライン137が接続されている。この中圧蒸気回収ライン137は、低圧蒸気ライン132に合流している。中圧過熱器114bの蒸気出口には、中圧蒸気ライン133が接続されている。この中圧蒸気ライン133は、高圧蒸気回収ライン139に合流している。   The condenser 123 and the low pressure economizer 112 a are connected by a water supply line 131. The water supply line 131 is provided with the above-described water supply pump 124. The low pressure superheater 114a and the steam inlet of the low pressure steam turbine 121a are connected by a low pressure steam line 132 that sends the low pressure steam LS from the low pressure superheater 114a to the low pressure steam turbine 121a. The steam outlet of the low-pressure steam turbine 121 a and the condenser 123 are connected to each other so that the low-pressure steam LS that drives the low-pressure steam turbine 121 a is supplied to the condenser 123. The first high-pressure superheater 114c and the second high-pressure superheater 114d are connected by an inter-superheater steam line 135. The second high pressure superheater 114d and the steam inlet of the high pressure steam turbine 121c are connected by a high pressure steam line 138 that sends the high pressure steam HS from the second high pressure superheater 114d to the high pressure steam turbine 121c. The steam outlet of the high-pressure steam turbine 121c and the steam inlet of the first reheater 115a are connected by a high-pressure steam recovery line 139 that sends the high-pressure steam HS from the high-pressure steam turbine 121c to the first reheater 115a. The steam outlet of the second reheater 115b and the steam inlet of the intermediate pressure steam turbine 121b are a reheat steam line 136 that sends the steam superheated by the second reheater 115b to the intermediate pressure steam turbine 121b as reheated steam RHS. Connected with. An intermediate pressure steam recovery line 137 is connected to the steam outlet of the intermediate pressure steam turbine 121b. The intermediate pressure steam recovery line 137 merges with the low pressure steam line 132. An intermediate pressure steam line 133 is connected to the steam outlet of the intermediate pressure superheater 114b. The intermediate pressure steam line 133 joins the high pressure steam recovery line 139.

燃料予熱装置50は、燃焼器21に供給する燃料Fを加熱する第一予熱器51及び第二予熱器52と、第一予熱器51、第二予熱器52及び燃焼器21を接続する予熱燃料ライン71と、第一予熱器51及び第二予熱器52に対して蒸気の吸排気を行う予熱媒体ライン60と、を有している。   The fuel preheating device 50 is a preheating fuel that connects the first preheater 51 and the second preheater 52 that heat the fuel F supplied to the combustor 21, and the first preheater 51, the second preheater 52, and the combustor 21. A line 71 and a preheating medium line 60 for sucking and exhausting steam to and from the first preheater 51 and the second preheater 52 are provided.

第一予熱器51及び第二予熱器52は、いずれも燃料Fと蒸気とを熱交換する熱交換器である。第一予熱器51の管内側又は管外側の入口には、燃料供給源から延びる燃料供給ライン70が接続されている。予熱燃料ライン71は、第一予熱器51の管内側又は管外側の出口と第二予熱器52の管内側又は管外側の入口とを接続する第一予熱燃料ライン73と、第二予熱器52の管内側又は管外側の出口と燃焼器21とを接続する第二予熱燃料ライン74と、を有している。予熱媒体ライン60は、高圧蒸気タービン121cの抽気ポート125と第一予熱器51の管外側又は管内側の入口とを接続する予熱蒸気供給ライン61と、第一予熱器51の管外側又は管内側の出口と燃焼器21とを接続する冷却蒸気ライン62と、燃焼器21と第二予熱器52の管外側又は管内側の入口とを接続する過熱蒸気ライン63と、第二予熱器52の管外側又は管内側の出口と高圧蒸気回収ライン139とを接続する予熱蒸気回収ライン64と、を有している。   The first preheater 51 and the second preheater 52 are both heat exchangers that exchange heat between the fuel F and the steam. A fuel supply line 70 extending from the fuel supply source is connected to the inlet of the first preheater 51 inside or outside the tube. The preheat fuel line 71 includes a first preheat fuel line 73 that connects an outlet inside or outside the tube of the first preheater 51 and an inlet inside or outside the tube of the second preheater 52, and the second preheater 52. And a second preheating fuel line 74 that connects the outlet on the inside or outside of the tube and the combustor 21. The preheating medium line 60 includes a preheating steam supply line 61 that connects an extraction port 125 of the high-pressure steam turbine 121c and an inlet outside or inside the pipe of the first preheater 51, and an outside or inside of the pipe of the first preheater 51. The cooling steam line 62 that connects the outlet of the combustion chamber 21 to the combustor 21, the superheated steam line 63 that connects the combustion chamber 21 to the outside of the tube of the second preheater 52 or the inlet inside the tube, and the tube of the second preheater 52 A preheated steam recovery line 64 that connects an outlet on the outside or the inside of the pipe and a high pressure steam recovery line 139;

第二予熱燃料ライン74は、図2に示すように、燃焼器21の噴射器22に接続されている。また、冷却蒸気ライン62は、燃焼器21の燃焼筒23における蒸気流路24の一端に接続され、過熱蒸気ライン63は、この蒸気流路24の他端に接続されている。   As shown in FIG. 2, the second preheating fuel line 74 is connected to the injector 22 of the combustor 21. The cooling steam line 62 is connected to one end of the steam flow path 24 in the combustion cylinder 23 of the combustor 21, and the superheated steam line 63 is connected to the other end of the steam flow path 24.

次に、以上で説明した本実施形態のガスタービンプラントの動作について説明する。   Next, operation | movement of the gas turbine plant of this embodiment demonstrated above is demonstrated.

ガスタービン10の圧縮機11は、図2に示すように、大気中の空気Aを圧縮し、圧縮した空気Aを燃焼器21に供給する。また、燃焼器21には、第二予熱燃料ライン74からの燃料Fも供給される。燃焼器21の燃焼筒23内では、圧縮された空気A中で燃料Fが燃焼して、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、燃焼筒23からタービン31の燃焼ガス流路37内に送られ、このタービン31のタービンロータ32を回転させる。このタービンロータ32の回転で、ガスタービン10に接続されている発電機15は発電する。   As shown in FIG. 2, the compressor 11 of the gas turbine 10 compresses air A in the atmosphere and supplies the compressed air A to the combustor 21. The combustor 21 is also supplied with fuel F from the second preheating fuel line 74. In the combustion cylinder 23 of the combustor 21, the fuel F is combusted in the compressed air A, and high-temperature and high-pressure combustion gas is generated. The combustion gas is sent from the combustion cylinder 23 into the combustion gas flow path 37 of the turbine 31, and the turbine rotor 32 of the turbine 31 is rotated. The generator 15 connected to the gas turbine 10 generates power by the rotation of the turbine rotor 32.

タービン31のタービンロータ32を回転させた燃焼ガスは、排気ガスEGとしてガスタービン10から排気され、排熱回収ボイラー110を介して、煙突40から大気に放出される。排熱回収装置100は、ガスタービン10からの排気ガスEGが排熱回収ボイラー110を通る過程で、この排気ガスEGに含まれている熱を回収する。   The combustion gas obtained by rotating the turbine rotor 32 of the turbine 31 is exhausted from the gas turbine 10 as exhaust gas EG, and is discharged from the chimney 40 to the atmosphere via the exhaust heat recovery boiler 110. The exhaust heat recovery apparatus 100 recovers heat contained in the exhaust gas EG in the process in which the exhaust gas EG from the gas turbine 10 passes through the exhaust heat recovery boiler 110.

排熱回収ボイラー110中で、最も下流側(煙突40側)の低圧節炭器112aには、復水器123からの水が給水ライン131を介して供給される。低圧節炭器112aは、この水を排気ガスEGと熱交換させて加熱する。低圧節炭器112aで加熱された水の一部は、低圧蒸発器113aでさらに加熱されて蒸気になる。この蒸気は、低圧過熱器114aでさらに過熱されて低圧蒸気LSとして、低圧蒸気ライン132を介して低圧蒸気タービン121aに供給される。低圧蒸気タービン121aを駆動させた蒸気は、復水器123で水に戻る。この水は、復水器123から給水ライン131を介して再び低圧節炭器112aに供給される。   In the exhaust heat recovery boiler 110, the water from the condenser 123 is supplied through the water supply line 131 to the low-pressure economizer 112a on the most downstream side (chimney 40 side). The low pressure economizer 112a heats this water by exchanging heat with the exhaust gas EG. A part of the water heated by the low pressure economizer 112a is further heated by the low pressure evaporator 113a to become steam. This steam is further heated by the low-pressure superheater 114a and supplied as low-pressure steam LS to the low-pressure steam turbine 121a via the low-pressure steam line 132. The steam that has driven the low-pressure steam turbine 121 a returns to water in the condenser 123. This water is supplied again from the condenser 123 to the low-pressure economizer 112 a through the water supply line 131.

低圧節炭器112aで加熱された水の他の一部は、中圧ポンプ116bで昇圧されて中圧節炭器112bに送られ、低圧節炭器112aで加熱された残りの水は、高圧ポンプ116cで昇圧されて第一高圧節炭器112cに送られる。   The other part of the water heated by the low pressure economizer 112a is pressurized by the intermediate pressure pump 116b and sent to the intermediate pressure economizer 112b, and the remaining water heated by the low pressure economizer 112a is high pressure. The pressure is raised by the pump 116c and sent to the first high-pressure economizer 112c.

第一高圧節炭器112cは、高圧ポンプ116cから送られてきた水を排気ガスEGと熱交換させて加熱する。第一高圧節炭器112cで加熱された水は、第二高圧節炭器112dでさらに過熱される。この水は、高圧蒸発器113cでさらに加熱されて蒸気になる。この蒸気は、第一高圧過熱器114c及び第二高圧過熱器114dでさらに過熱されて高圧蒸気HSとなる。この高圧蒸気HSは、高圧蒸気ライン138を介して高圧蒸気タービン121cに供給される。   The first high-pressure economizer 112c heats the water sent from the high-pressure pump 116c by exchanging heat with the exhaust gas EG. The water heated by the first high pressure economizer 112c is further heated by the second high pressure economizer 112d. This water is further heated by the high-pressure evaporator 113c to become steam. This steam is further superheated by the first high-pressure superheater 114c and the second high-pressure superheater 114d to become high-pressure steam HS. The high-pressure steam HS is supplied to the high-pressure steam turbine 121c via the high-pressure steam line 138.

中圧節炭器112bは、中圧ポンプ116bから送られてきた水を排気ガスEGと熱交換させて加熱する。中圧節炭器112bで加熱された水は、中圧蒸発器113bでさらに加熱されて蒸気になる。この蒸気は、中圧過熱器114bでさらに過熱されて、中圧蒸気ISとなる。この中圧蒸気ISは、中圧蒸気ライン133を介して、高圧蒸気回収ライン139を流れる蒸気と合流し、第一再熱器115a及び第二再熱器115bで再過熱され、再熱蒸気RHSとなる。この再熱蒸気RHSは、再熱蒸気ライン136を介して、中圧蒸気タービン121bに供給される。   The intermediate pressure economizer 112b heats the water sent from the intermediate pressure pump 116b by exchanging heat with the exhaust gas EG. The water heated by the medium pressure economizer 112b is further heated by the intermediate pressure evaporator 113b to become steam. This steam is further superheated by the medium pressure superheater 114b to become medium pressure steam IS. This intermediate pressure steam IS joins with the steam flowing through the high pressure steam recovery line 139 via the intermediate pressure steam line 133, is resuperheated by the first reheater 115a and the second reheater 115b, and reheated steam RHS. It becomes. The reheat steam RHS is supplied to the intermediate pressure steam turbine 121b via the reheat steam line 136.

中圧蒸気タービン121bを駆動させた再熱蒸気RHSは、中圧蒸気回収ライン137及び低圧蒸気ライン132を介して、低圧蒸気タービン121aに供給される。   The reheated steam RHS that has driven the intermediate pressure steam turbine 121b is supplied to the low pressure steam turbine 121a via the intermediate pressure steam recovery line 137 and the low pressure steam line 132.

高圧蒸気タービン121cに供給された高圧蒸気HSの一部は、この高圧蒸気タービン121cの抽気ポート125から予熱蒸気供給ライン61を介して第一予熱器51の管外側又は管内側に供給される。一方、この第一予熱器51の管内側又は管外側には、燃料供給源からの燃料Fが燃料供給ライン70を介して供給される。このため、第一予熱器51内において、燃料供給源からの燃料Fと高圧蒸気タービン121cからの高圧蒸気HSとが熱交換し、燃料Fが加熱される一方で高圧蒸気HSが冷却される(第一予熱工程)。   A part of the high-pressure steam HS supplied to the high-pressure steam turbine 121c is supplied from the extraction port 125 of the high-pressure steam turbine 121c to the outer side or the inner side of the first preheater 51 via the preheating steam supply line 61. On the other hand, the fuel F from the fuel supply source is supplied to the inner side or the outer side of the first preheater 51 through the fuel supply line 70. For this reason, in the first preheater 51, the fuel F from the fuel supply source and the high pressure steam HS from the high pressure steam turbine 121c exchange heat, and the fuel F is heated while the high pressure steam HS is cooled ( First preheating step).

第一予熱器51で冷却された高圧蒸気HSは冷却蒸気CSとして、冷却蒸気ライン62を介して燃焼器21の蒸気流路24内に流入する(冷却蒸気供給工程)。この冷却蒸気CSは、この蒸気流路24を通る過程で、火炎及び燃焼ガスで加熱される燃焼筒23と熱交換し、燃焼筒23を冷却する。一方、冷却蒸気CSは、過熱されて過熱蒸気SSとなる。   The high-pressure steam HS cooled by the first preheater 51 flows into the steam flow path 24 of the combustor 21 through the cooling steam line 62 as the cooling steam CS (cooling steam supply process). The cooling steam CS exchanges heat with the combustion cylinder 23 heated by the flame and the combustion gas in the process of passing through the steam flow path 24 to cool the combustion cylinder 23. On the other hand, the cooling steam CS is heated to become superheated steam SS.

この過熱蒸気SSは、過熱蒸気ライン63を介して、第二予熱器52の管外側又は管内側に供給される。一方、第二予熱器52の管内側又は管外側には、第一予熱器51で加熱された燃料Fが第一予熱燃料ライン73を介して供給される。このため、第二予熱器52内において、第一予熱器51で加熱された燃料Fと燃焼筒23で過熱された冷却蒸気CSである過熱蒸気SSとが熱交換し、燃料Fがさらに加熱される一方で過熱蒸気SSが冷却される(第二予熱工程)。   The superheated steam SS is supplied to the outside or inside of the pipe of the second preheater 52 through the superheated steam line 63. On the other hand, the fuel F heated by the first preheater 51 is supplied to the inner side or the outer side of the second preheater 52 via the first preheated fuel line 73. Therefore, in the second preheater 52, the fuel F heated by the first preheater 51 and the superheated steam SS, which is the cooling steam CS superheated by the combustion cylinder 23, exchange heat, and the fuel F is further heated. Meanwhile, the superheated steam SS is cooled (second preheating step).

第二予熱器52でさらに加熱された燃料Fは、第二予熱燃料ライン74を介して、燃焼器21の噴射器22に供給される(予熱燃料供給工程)。また、第二予熱器52で冷却された過熱蒸気SSは、回収蒸気RSとして、予熱蒸気回収ライン64を介して、高圧蒸気回収ライン139に流入する。つまり、排熱回収装置100からの蒸気である高圧蒸気HSは排熱回収装置100に戻る。   The fuel F further heated by the second preheater 52 is supplied to the injector 22 of the combustor 21 via the second preheat fuel line 74 (preheat fuel supply step). Further, the superheated steam SS cooled by the second preheater 52 flows into the high-pressure steam recovery line 139 via the preheated steam recovery line 64 as the recovered steam RS. That is, the high-pressure steam HS that is steam from the exhaust heat recovery apparatus 100 returns to the exhaust heat recovery apparatus 100.

以上のように、本実施形態では、燃焼筒23の蒸気流路24に蒸気を供給して、この燃焼筒23を冷却しているので、燃焼筒23の内周面に沿ってガスタービン10の圧縮機11から抽気した空気を供給して、燃焼筒23を冷却するよりも、燃焼筒23の冷却効率及びガスタービンプラントの効率を高めることができると共に、NOxの発生を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, steam is supplied to the steam flow path 24 of the combustion cylinder 23 to cool the combustion cylinder 23, so that the gas turbine 10 of the gas turbine 10 extends along the inner peripheral surface of the combustion cylinder 23. The cooling efficiency of the combustion cylinder 23 and the efficiency of the gas turbine plant can be increased and the generation of NOx can be suppressed as compared with cooling the combustion cylinder 23 by supplying air extracted from the compressor 11.

具体的に、蒸気は、空気と比べて、熱伝導率が高い上に熱容量が大きいので、燃焼筒23を効率的に冷却することができる。また、ガスタービン10の圧縮機11から圧縮された空気を抽気し、この空気を燃焼筒23の冷却に利用した場合、ガスタービン10の出力が低下すると共に排熱回収装置100の出力も低下し、結果として、ガスタービンプラントの効率が低下する。一方、本実施形態のように、排熱回収装置100からの蒸気を燃焼筒23の冷却に利用した場合、排熱回収装置100の出力が低下するものの、ガスタービン10の出力は低下しない。従って、排熱回収装置100からの蒸気を燃焼筒23の冷却に利用した方がガスタービンプラントの効率の低下を抑えることができる、言い換えると、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。また、燃焼器21の出口の平均温度、つまり燃焼筒23の出口の平均温度は、タービン31の耐熱性や効率の面から、一定温度に制御される。このため、燃焼筒23の内周面に沿って空気を流す場合、燃焼筒23の出口開口の中央部における温度を高くする必要性が生じ、燃焼ガスの最高温度が高くなり、サーマルNOxが増加する。一方、本実施形態のように、燃焼筒23の蒸気流路24中に蒸気を流す場合、燃焼ガス中に空気の流入がない分、燃焼ガスの最高温度を抑えることができ、サーマルNOxの発生を抑制することができる。   Specifically, since steam has a higher thermal conductivity and a larger heat capacity than air, the combustion cylinder 23 can be efficiently cooled. Further, when the compressed air is extracted from the compressor 11 of the gas turbine 10 and this air is used for cooling the combustion cylinder 23, the output of the gas turbine 10 is reduced and the output of the exhaust heat recovery device 100 is also reduced. As a result, the efficiency of the gas turbine plant is reduced. On the other hand, when the steam from the exhaust heat recovery device 100 is used for cooling the combustion cylinder 23 as in the present embodiment, the output of the exhaust heat recovery device 100 decreases, but the output of the gas turbine 10 does not decrease. Therefore, the use of the steam from the exhaust heat recovery device 100 for cooling the combustion cylinder 23 can suppress a decrease in the efficiency of the gas turbine plant, in other words, the efficiency of the gas turbine plant can be increased. Further, the average temperature at the outlet of the combustor 21, that is, the average temperature at the outlet of the combustion cylinder 23 is controlled to a constant temperature from the viewpoint of heat resistance and efficiency of the turbine 31. For this reason, when air is flowed along the inner peripheral surface of the combustion cylinder 23, it becomes necessary to increase the temperature at the center of the outlet opening of the combustion cylinder 23, the maximum temperature of the combustion gas increases, and the thermal NOx increases. To do. On the other hand, as in this embodiment, when steam flows through the steam flow path 24 of the combustion cylinder 23, the maximum temperature of the combustion gas can be suppressed by the amount of air that does not flow into the combustion gas, and generation of thermal NOx occurs. Can be suppressed.

また、本実施形態では、高圧蒸気タービン121cからの高圧蒸気HSと燃料供給源からの燃料Fとを第一予熱器51で熱交換させ、この高圧蒸気HSを冷却した後、冷却された高圧蒸気HSを冷却蒸気CSとして燃焼筒23に供給しているので、この観点からも燃焼筒23を効率的に冷却することができる。   In the present embodiment, the high pressure steam HS from the high pressure steam turbine 121c and the fuel F from the fuel supply source are heat-exchanged by the first preheater 51, and after cooling the high pressure steam HS, the cooled high pressure steam is cooled. Since HS is supplied to the combustion cylinder 23 as cooling steam CS, the combustion cylinder 23 can be efficiently cooled also from this viewpoint.

また、本実施形態では、燃焼器21の冷却により過熱された冷却蒸気CSである過熱蒸気SSと燃料Fとを第二予熱器52で熱交換させ、燃料Fを加熱しているので、蒸気の熱、言い換えると、燃焼器21の熱を有効に利用することができる。よって、本実施形態では、この観点からも、ガスタービンプラントの効率を高めることができる。   Further, in the present embodiment, the superheated steam SS that is superheated by the cooling of the combustor 21 and the fuel F are heat-exchanged by the second preheater 52 and the fuel F is heated. Heat, in other words, the heat of the combustor 21 can be used effectively. Therefore, in this embodiment, the efficiency of the gas turbine plant can be increased also from this viewpoint.

ところで、特許文献1に記載の技術では、燃焼器の熱を排熱回収装置の蒸気中に戻し、排熱回収装置の効率を高めているが、ガスタービンの効率を高めることはできない。一方、本実施形態では、燃焼器21の熱を燃料Fの予熱に利用しているので、ガスタービン10及び排熱回収装置100の双方の効率を高めることができ、特許文献1よりもガスタービンプラントの効率を高めることができる。   By the way, in the technique described in Patent Document 1, the heat of the combustor is returned to the steam of the exhaust heat recovery device to increase the efficiency of the exhaust heat recovery device, but the efficiency of the gas turbine cannot be increased. On the other hand, in this embodiment, since the heat of the combustor 21 is used for preheating the fuel F, the efficiency of both the gas turbine 10 and the exhaust heat recovery device 100 can be improved. The efficiency of the plant can be increased.

また、本実施形態では、第一予熱器51と第二予熱器52とが燃料Fにとって直列的に並んでいるので、燃料Fの温度を高くすることができる。特に、第一予熱器51に供給される高圧蒸気HSの温度よりも、第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの温度の方が高い場合には、燃料の温度をより効率的に高めることができる。   Moreover, in this embodiment, since the 1st preheater 51 and the 2nd preheater 52 are located in a line with the fuel F in series, the temperature of the fuel F can be made high. In particular, when the temperature of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 is higher than the temperature of the high pressure steam HS supplied to the first preheater 51, the temperature of the fuel is increased more efficiently. be able to.

さらに、本実施形態では、第二予熱器52で燃料Fとの熱交換で冷却された過熱蒸気SSを排熱回収装置100に戻しているため、特許文献1のように、高温部品の冷却で過熱された蒸気を排熱回収装置に戻るよりも、蒸気を排熱回収装置100へ戻す過程における放熱量を小さくすることができる。しかも、蒸気を排熱回収装置100へ戻す配管の耐熱性を低くすることができ、設備コストを抑えることができる。   Furthermore, in this embodiment, since the superheated steam SS cooled by the heat exchange with the fuel F in the second preheater 52 is returned to the exhaust heat recovery device 100, the high-temperature components are cooled as in Patent Document 1. The amount of heat release in the process of returning the steam to the exhaust heat recovery device 100 can be made smaller than returning the superheated steam to the exhaust heat recovery device. Moreover, the heat resistance of the piping that returns the steam to the exhaust heat recovery apparatus 100 can be lowered, and the equipment cost can be reduced.

「第二実施形態」
次に、図3を参照して、本発明に係るガスタービンプラントの第二実施形態について説明する。なお、以下で説明する第二実施形態、第三実施形態、及び第四実施形態は、いずれも、第一実施形態の燃料予熱装置50を変更したものであり、その他の構成は基本的に同じである。そこで、第二実施形態、第三実施形態、及び第四実施形態の説明では、燃料予熱装置について主として説明する。
"Second embodiment"
Next, a second embodiment of the gas turbine plant according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment described below are modifications of the fuel preheating device 50 of the first embodiment, and other configurations are basically the same. It is. Therefore, in the description of the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, the fuel preheating device will be mainly described.

本実施形態の燃料予熱装置50aは、第一実施形態の燃料予熱装置50に、第三予熱器53を追加したものである。このため、本実施形態の予熱燃料ライン71a及び予熱媒体ライン60aは、第一実施形態と多少異なっている。   The fuel preheating device 50a of this embodiment is obtained by adding a third preheater 53 to the fuel preheating device 50 of the first embodiment. For this reason, the preheating fuel line 71a and the preheating medium line 60a of this embodiment are somewhat different from the first embodiment.

第三予熱器53の管内側又は管外側の入口には、燃料供給源から延びる燃料供給ライン70が接続されている。本実施形態の予熱燃料ライン71aは、第一実施形態における第一予熱燃料ライン73及び第二予熱燃料ライン74の他に、第三予熱燃料ライン72を有している。この第三予熱燃料ライン72は、第三予熱器53の管内側又は管外側の出口と第一予熱器51の管内側又は管外側の入口とを接続している。   A fuel supply line 70 extending from the fuel supply source is connected to the inlet of the third preheater 53 on the inside or outside of the tube. The preheating fuel line 71a of the present embodiment has a third preheating fuel line 72 in addition to the first preheating fuel line 73 and the second preheating fuel line 74 in the first embodiment. The third preheating fuel line 72 connects the outlet on the inner side or the outer side of the third preheater 53 and the inlet on the inner side or the outer side of the pipe of the first preheater 51.

本実施形態の予熱媒体ライン60aは、第一実施形態における予熱蒸気供給ライン(第一予熱媒体ライン)61、冷却蒸気ライン62、過熱蒸気ライン63、及び予熱蒸気回収ライン64の他に、予熱水供給ライン(第二予熱媒体ライン)65及び予熱水回収ライン66を有している。予熱水供給ライン65は、排熱回収ボイラー110の中圧節炭器112bと第三予熱器53の管外側又は管内側の入口とを接続している。また、予熱水回収ライン66は、第三予熱器53の管外側又は管内側の出口と排熱回収装置100の給水ライン131とを接続している。   The preheating medium line 60a of this embodiment includes preheating water in addition to the preheating steam supply line (first preheating medium line) 61, the cooling steam line 62, the superheated steam line 63, and the preheated steam recovery line 64 in the first embodiment. A supply line (second preheating medium line) 65 and a preheated water recovery line 66 are provided. The preheated water supply line 65 connects the medium pressure economizer 112 b of the exhaust heat recovery boiler 110 and the inlet of the third preheater 53 on the outer side or the inner side of the pipe. Further, the preheated water recovery line 66 connects the outlet of the third preheater 53 on the outer side or the inner side of the pipe and the water supply line 131 of the exhaust heat recovery device 100.

なお、本実施形態では、予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53に供給される加熱水HW、予熱蒸気供給ライン61を介して第一予熱器51に供給される高圧蒸気HS、過熱蒸気ライン63を介して第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSのうち、第三予熱器53に供給される加熱水HWの温度が最も低く、次に、第一予熱器51に供給される高圧蒸気HSの温度が低く、第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの温度が最も高いことを前提としている。   In the present embodiment, the heated water HW supplied to the third preheater 53 via the preheated water supply line 65, the high pressure steam HS supplied to the first preheater 51 via the preheated steam supply line 61, and superheat. Of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 via the steam line 63, the temperature of the heated water HW supplied to the third preheater 53 is the lowest, and then supplied to the first preheater 51. It is assumed that the temperature of the high-pressure steam HS is low and the temperature of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 is the highest.

本実施形態では、排熱回収ボイラー110の中圧節炭器112bで加熱された加熱水HWの一部が予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53の管外側又は管内側に供給される。一方、この第三予熱器53の管内側又は管外側には、燃料供給源からの燃料Fが燃料供給ライン70を介して供給される。第三予熱器53では、燃料供給源からの燃料Fと中圧節炭器112bからの加熱水HWとが熱交換し、燃料Fが加熱される一方で中圧節炭器112bからの加熱水HWが冷却される。この冷却された加熱水HWは、予熱水回収ライン66を介して、給水ライン131中の給水ポンプ124の吐出側に戻る。   In the present embodiment, a part of the heated water HW heated by the medium pressure economizer 112 b of the exhaust heat recovery boiler 110 is supplied to the outside or inside of the third preheater 53 via the preheated water supply line 65. The On the other hand, the fuel F from the fuel supply source is supplied to the inner side or the outer side of the third preheater 53 via the fuel supply line 70. In the third preheater 53, the fuel F from the fuel supply source and the heated water HW from the intermediate pressure economizer 112b exchange heat, and the fuel F is heated while the heated water from the intermediate pressure economizer 112b is heated. The HW is cooled. The cooled heated water HW returns to the discharge side of the feed water pump 124 in the feed water line 131 via the preheated water recovery line 66.

第三予熱器53で加熱された燃料Fは、第一予熱器51により、中圧節炭器112bからの加熱水HWよりも温度の高い高圧蒸気HSで加熱される。第一予熱器51で加熱された燃料Fは、第二予熱器52で、高圧蒸気HSよりも温度の高い過熱蒸気SSでさらに加熱される。第二予熱器52で加熱された燃料Fは、燃焼器21に供給される。   The fuel F heated by the third preheater 53 is heated by the first preheater 51 with the high-pressure steam HS having a temperature higher than that of the heated water HW from the medium pressure economizer 112b. The fuel F heated by the first preheater 51 is further heated by the second preheater 52 by the superheated steam SS having a temperature higher than that of the high-pressure steam HS. The fuel F heated by the second preheater 52 is supplied to the combustor 21.

以上、本実施形態の燃料予熱装置50aは、第一実施形態の燃料予熱装置50を備えているので、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の燃料予熱装置50aは、第三予熱器53を備えているので、燃料Fの温度をより高めることができる。   As mentioned above, since the fuel preheating apparatus 50a of this embodiment is provided with the fuel preheating apparatus 50 of 1st embodiment, the effect similar to 1st embodiment can be acquired. Furthermore, since the fuel preheating device 50a of the present embodiment includes the third preheater 53, the temperature of the fuel F can be further increased.

また、本実施形態では、温度の低い予熱媒体から温度の高い予熱媒体で順次燃料Fを加熱している。よって、本実施形態では、温度の高い予熱媒体から温度の低い予熱媒体で順次燃料Fを加熱する場合よりも、燃料Fをより高温に且つ効率的に加熱することができる。   In the present embodiment, the fuel F is sequentially heated from the preheating medium having a low temperature to the preheating medium having a high temperature. Therefore, in the present embodiment, the fuel F can be heated to a higher temperature and more efficiently than when the fuel F is sequentially heated from a high temperature preheating medium to a low temperature preheating medium.

「第三実施形態」
次に、図4を参照して、本発明に係るガスタービンプラントの第三実施形態について説明する。
"Third embodiment"
Next, a third embodiment of the gas turbine plant according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態の燃料予熱装置50bも、第一実施形態の燃料予熱装置50に、第三予熱器53を追加したものである。このため、本実施形態の予熱燃料ライン71b及び予熱媒体ライン60bも、第一実施形態と多少異なっている。   The fuel preheating device 50b of the present embodiment is also obtained by adding a third preheater 53 to the fuel preheating device 50 of the first embodiment. For this reason, the preheating fuel line 71b and the preheating medium line 60b of this embodiment are also somewhat different from the first embodiment.

第三予熱器53の管内側又は管外側の入口には、第二実施形態と同様に、燃料供給源から延びる燃料供給ライン70が接続されている。また、第三予熱器53の管外側又は管内側には、予熱水供給ライン65及び予熱水回収ライン66が接続されている。本実施形態の予熱燃料ライン71bは、第三予熱燃料ライン72bと、統合予熱燃料ライン75bとを有している。第三予熱燃料ライン72bは、第三予熱器53の管内側又は管外側の出口と、第一予熱器51及び第二予熱器52の管内側又は管外側の入口とを接続している。また、統合予熱燃料ライン75bは、第一予熱器51及び第二予熱器52の管内側又は管外側の出口と、燃焼器21とを接続している。   A fuel supply line 70 extending from the fuel supply source is connected to the inlet of the third preheater 53 on the inner side or the outer side of the pipe, as in the second embodiment. In addition, a preheated water supply line 65 and a preheated water recovery line 66 are connected to the outer side or the inner side of the third preheater 53. The preheating fuel line 71b of the present embodiment includes a third preheating fuel line 72b and an integrated preheating fuel line 75b. The third preheating fuel line 72 b connects the outlet inside or outside the tube of the third preheater 53 and the inlet inside or outside the tube of the first preheater 51 and the second preheater 52. Further, the integrated preheating fuel line 75 b connects the outlet of the first preheater 51 and the second preheater 52 inside or outside the tube and the combustor 21.

なお、本実施形態では、予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53に供給される加熱水HW、予熱蒸気供給ライン61を介して第一予熱器51に供給される高圧蒸気HS、過熱蒸気ライン63を介して第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSのうち、第三予熱器53に供給される加熱水HWの温度が最も低く、第一予熱器51に供給される高圧蒸気HSの温度と第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの温度とはほぼ同じであることを前提としている。   In the present embodiment, the heated water HW supplied to the third preheater 53 via the preheated water supply line 65, the high pressure steam HS supplied to the first preheater 51 via the preheated steam supply line 61, and superheat. Among the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 via the steam line 63, the temperature of the heated water HW supplied to the third preheater 53 is the lowest, and the high pressure steam supplied to the first preheater 51. It is assumed that the temperature of HS and the temperature of superheated steam SS supplied to the second preheater 52 are substantially the same.

本実施形態では、第二実施形態と同様に、排熱回収ボイラー110の中圧節炭器112bからの加熱水HWの一部が予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53の管外側又は管内側に供給される。また、この第三予熱器53の管内側又は管外側には、燃料供給源からの燃料Fが燃料供給ライン70を介して供給される。第三予熱器53では、燃料供給源からの燃料Fと中圧節炭器112bからの加熱水HWとが熱交換し、燃料Fが加熱される一方で中圧節炭器112bからの加熱水HWが冷却される。この冷却された加熱水HWは、予熱水回収ライン66を介して、給水ライン131中の給水ポンプ124の吐出側に戻る。   In the present embodiment, as in the second embodiment, a part of the heated water HW from the medium pressure economizer 112 b of the exhaust heat recovery boiler 110 is outside the pipe of the third preheater 53 via the preheated water supply line 65. Or it is supplied inside the pipe. Further, the fuel F from the fuel supply source is supplied through the fuel supply line 70 to the inside or outside of the tube of the third preheater 53. In the third preheater 53, the fuel F from the fuel supply source and the heated water HW from the intermediate pressure economizer 112b exchange heat, and the fuel F is heated while the heated water from the intermediate pressure economizer 112b is heated. The HW is cooled. The cooled heated water HW returns to the discharge side of the feed water pump 124 in the feed water line 131 via the preheated water recovery line 66.

第三予熱器53で加熱された燃料Fは、第三予熱燃料ライン72bを介して、第一予熱器51及び第二予熱器52のそれぞれに供給される。第三予熱器53で加熱された燃料Fの一部は、第一予熱器51で、中圧節炭器112bからの加熱水HWよりも温度の高い高圧蒸気HSで加熱される。また、第三予熱器53で加熱された燃料Fの残りの一部は、第二予熱器52で、中圧節炭器112bからの加熱水HWよりも温度が高く且つ高圧蒸気HSとほぼ同じ温度の過熱蒸気SSで加熱される。第一予熱器51及び第二予熱器52で加熱された燃料Fは、統合予熱燃料ライン75bを介して、燃焼器21に供給される。   The fuel F heated by the third preheater 53 is supplied to each of the first preheater 51 and the second preheater 52 via the third preheat fuel line 72b. Part of the fuel F heated by the third preheater 53 is heated by the first preheater 51 with the high-pressure steam HS having a temperature higher than that of the heated water HW from the intermediate pressure economizer 112b. Further, the remaining part of the fuel F heated by the third preheater 53 is the second preheater 52 and has a temperature higher than that of the heated water HW from the intermediate pressure economizer 112b and substantially the same as the high pressure steam HS. Heated with superheated steam SS at temperature. The fuel F heated by the first preheater 51 and the second preheater 52 is supplied to the combustor 21 via the integrated preheat fuel line 75b.

以上、本実施形態も、第一実施形態と同様に、第一予熱器51で燃料Fとの熱交換で冷却された蒸気である冷却蒸気CSが燃焼器21に供給され、この燃焼器21との熱交換で過熱された蒸気である過熱蒸気SSが第二予熱器52に供給されるので、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the cooling steam CS that is the steam cooled by the heat exchange with the fuel F in the first preheater 51 is supplied to the combustor 21. Since the superheated steam SS, which is the superheated steam by the heat exchange, is supplied to the second preheater 52, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態では、第一予熱器51に供給される高圧蒸気HSの温度と第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの温度とがほぼ同じであるので、第三予熱器53で予熱された燃料Fを第一予熱器51及び第二予熱器52に対して並列的に供給することで、燃料Fの予熱効率を高めることができる。   In the present embodiment, the temperature of the high-pressure steam HS supplied to the first preheater 51 and the temperature of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 are substantially the same. By supplying the preheated fuel F to the first preheater 51 and the second preheater 52 in parallel, the preheating efficiency of the fuel F can be increased.

「第四実施形態」
次に、図5を参照して、本発明に係るガスタービンプラントの第四実施形態について説明する。
"Fourth embodiment"
Next, a fourth embodiment of the gas turbine plant according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態の燃料予熱装置50cも、第一実施形態の燃料予熱装置50に、第三予熱器53を追加したものである。このため、本実施形態の予熱燃料ライン71c及び予熱媒体ライン60cも、第一実施形態と多少異なっている。   The fuel preheating device 50c of the present embodiment is also obtained by adding a third preheater 53 to the fuel preheating device 50 of the first embodiment. For this reason, the preheating fuel line 71c and the preheating medium line 60c of this embodiment are also slightly different from the first embodiment.

第一予熱器51、第二予熱器52及び第三予熱器53の管内側又は管外側の入口には、燃料供給源から延びる燃料供給ライン70cが分岐して、それぞれに接続されている。第三予熱器53の管外側又は管内側には、第二及び第三実施形態と同様に、予熱水供給ライン65及び予熱水回収ライン66が接続されている。本実施形態の予熱燃料ライン71cは、統合予熱燃料ライン75cを有している。この統合予熱燃料ライン75cは、第一予熱器51、第二予熱器52及び第三予熱器53の管内側又は管外側の出口と、燃焼器21とを接続している。   Fuel supply lines 70c extending from the fuel supply source are branched and connected to the inlets inside or outside the tubes of the first preheater 51, the second preheater 52, and the third preheater 53, respectively. As in the second and third embodiments, a preheat water supply line 65 and a preheat water recovery line 66 are connected to the outer side or the inner side of the third preheater 53. The preheating fuel line 71c of this embodiment has an integrated preheating fuel line 75c. The integrated preheating fuel line 75 c connects the combustor 21 with the outlets inside or outside the tubes of the first preheater 51, the second preheater 52, and the third preheater 53.

なお、本実施形態では、予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53に供給される加熱水HW、予熱蒸気供給ライン61を介して第一予熱器51に供給される高圧蒸気HS、過熱蒸気ライン63を介して第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの各温度は、ほぼ同じであることを前提としている。   In the present embodiment, the heated water HW supplied to the third preheater 53 via the preheated water supply line 65, the high pressure steam HS supplied to the first preheater 51 via the preheated steam supply line 61, and superheat. It is assumed that the temperatures of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52 via the steam line 63 are substantially the same.

本実施形態では、排熱回収ボイラー110の中圧節炭器112bからの加熱水HWの一部が予熱水供給ライン65を介して第三予熱器53の管外側又は管内側に供給される。また、この第三予熱器53の管内側又は管外側には、燃料供給源からの燃料Fの一部が燃料供給ライン70cを介して供給される。第三予熱器53では、燃料供給源からの燃料Fと中圧節炭器112bからの加熱水HWとが熱交換し、燃料Fが加熱される一方で中圧節炭器112bからの加熱水HWが冷却される。   In the present embodiment, part of the heated water HW from the medium pressure economizer 112 b of the exhaust heat recovery boiler 110 is supplied to the outside or inside of the third preheater 53 via the preheated water supply line 65. Further, a part of the fuel F from the fuel supply source is supplied to the inner side or the outer side of the third preheater 53 via the fuel supply line 70c. In the third preheater 53, the fuel F from the fuel supply source and the heated water HW from the intermediate pressure economizer 112b exchange heat, and the fuel F is heated while the heated water from the intermediate pressure economizer 112b is heated. The HW is cooled.

第一予熱器51の管内側又は管外側にも、燃料供給源からの燃料Fの一部が燃料供給ライン70cを介して供給される。第一予熱器51では、中圧節炭器112bからの加熱水HWとほぼ同じ温度の高圧蒸気HSで燃料供給源からの燃料Fが加熱される。また、第二予熱器52の管内側又は管外側には、燃料供給源からの燃料Fの残り一部が燃料供給ライン70cを介して供給される。第二予熱器52では、中圧節炭器112bからの加熱水HWとほぼ同じ温度の過熱蒸気SSで燃料供給源からの燃料Fが加熱される。   A part of the fuel F from the fuel supply source is also supplied via the fuel supply line 70 c to the inside or outside of the pipe of the first preheater 51. In the first preheater 51, the fuel F from the fuel supply source is heated by the high-pressure steam HS having substantially the same temperature as the heated water HW from the medium pressure economizer 112b. Further, the remaining part of the fuel F from the fuel supply source is supplied to the inner side or the outer side of the second preheater 52 via the fuel supply line 70c. In the second preheater 52, the fuel F from the fuel supply source is heated by the superheated steam SS having substantially the same temperature as the heated water HW from the medium pressure economizer 112b.

本実施形態も、以上の各実施形態と同様に、第一予熱器51で燃料Fとの熱交換で冷却された蒸気である冷却蒸気CSが燃焼器21に供給され、この燃焼器21との熱交換で過熱された蒸気である過熱蒸気SSが第二予熱器52に供給される。   In the present embodiment, similarly to the above embodiments, the cooling steam CS that is the steam cooled by the heat exchange with the fuel F in the first preheater 51 is supplied to the combustor 21. Superheated steam SS that is superheated by heat exchange is supplied to the second preheater 52.

第一予熱器51、第二予熱器52及び第三予熱器53で加熱された燃料Fは、統合予熱燃料ライン75cを介して、燃焼器21に供給される。   The fuel F heated by the first preheater 51, the second preheater 52, and the third preheater 53 is supplied to the combustor 21 via the integrated preheat fuel line 75c.

以上、本実施形態も、第一実施形態と同様に、第一予熱器51で燃料Fとの熱交換で冷却された蒸気である冷却蒸気CSが燃焼器21に供給され、この燃焼器21との熱交換で過熱された蒸気である過熱蒸気SSが第二予熱器52に供給されるので、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the cooling steam CS that is the steam cooled by the heat exchange with the fuel F in the first preheater 51 is supplied to the combustor 21. Since the superheated steam SS, which is the superheated steam by the heat exchange, is supplied to the second preheater 52, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、本実施形態では、第一予熱器51に供給される高圧蒸気HSの温度と第二予熱器52に供給される過熱蒸気SSの温度と第三予熱器53に供給される加熱水HWの温度とがほぼ同じであるので、燃料供給源からの燃料Fを第一予熱器51、第二予熱器52及び第三予熱器53に対して並列的に供給することで、燃料Fの予熱効率を高めることができる。   In the present embodiment, the temperature of the high-pressure steam HS supplied to the first preheater 51, the temperature of the superheated steam SS supplied to the second preheater 52, and the heating water HW supplied to the third preheater 53 are also shown. Since the temperature is substantially the same, the fuel F from the fuel supply source is supplied in parallel to the first preheater 51, the second preheater 52, and the third preheater 53, so that the preheating efficiency of the fuel F is increased. Can be increased.

「第五実施形態」
次に、図6を参照して、本発明に係るガスタービンプラントの第五実施形態について説明する。
"Fifth embodiment"
Next, a fifth embodiment of the gas turbine plant according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態のガスタービンプラントも、以上の実施形態と同様、ガスタービン10と、ガスタービン10の駆動で発電する発電機15と、ガスタービン10から排気された排気ガスEGの熱で蒸気を発生させる排熱回収装置100dと、排熱回収装置100dを通過した排気ガスEGを大気に放出する煙突40と、ガスタービン10に供給する燃料Fを予熱する燃料予熱装置50aと、を備えている。   Similarly to the above embodiment, the gas turbine plant of this embodiment also generates steam by the heat of the gas turbine 10, the generator 15 that generates power by driving the gas turbine 10, and the exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10. An exhaust heat recovery device 100d to be discharged, a chimney 40 that discharges the exhaust gas EG that has passed through the exhaust heat recovery device 100d to the atmosphere, and a fuel preheating device 50a that preheats the fuel F supplied to the gas turbine 10.

本実施形態のガスタービンプラントは、排熱回収装置100dを除いて、第二実施形態のガスタービンプラントと同じである。   The gas turbine plant of the present embodiment is the same as the gas turbine plant of the second embodiment except for the exhaust heat recovery device 100d.

本実施形態の排熱回収装置100dは、ガスタービン10から排気された排気ガスEGの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラー110dと、排熱回収ボイラー110dで発生した蒸気を各種蒸気利用機器150a,150cに送る蒸気供給ライン151a,151cと、各種蒸気利用機器150a,150cからの蒸気を水に戻す復水器153と、復水器153中の水を排熱回収ボイラー110dに戻す給水ポンプ124と、を備えている。   The exhaust heat recovery apparatus 100d of the present embodiment includes an exhaust heat recovery boiler 110d that generates steam by the heat of the exhaust gas EG exhausted from the gas turbine 10, and various steam using devices 150a that generate steam generated by the exhaust heat recovery boiler 110d. , 150c, steam supply lines 151a, 151c, a condenser 153 for returning the steam from the various steam using devices 150a, 150c to water, and a water supply pump 124 for returning the water in the condenser 153 to the exhaust heat recovery boiler 110d. And.

排熱回収ボイラー110dは、低圧蒸気LSを発生する低圧蒸気発生部111aと、高圧蒸気HSを発生する高圧蒸気発生部111cと、を有している。   The exhaust heat recovery boiler 110d has a low-pressure steam generator 111a that generates low-pressure steam LS and a high-pressure steam generator 111c that generates high-pressure steam HS.

低圧蒸気発生部111aは、水を加熱する低圧節炭器112aと、低圧節炭器112aで加熱された水を蒸気にする低圧蒸発器113aと、低圧蒸発器113aで発生した蒸気を過熱して低圧蒸気LSを生成する低圧過熱器114aと、を有している。   The low-pressure steam generator 111a superheats the low-pressure economizer 112a that heats water, the low-pressure evaporator 113a that converts water heated by the low-pressure economizer 112a into steam, and the steam generated by the low-pressure evaporator 113a. And a low-pressure superheater 114a that generates low-pressure steam LS.

高圧蒸気発生部111cは、低圧節炭器112aで加熱された水を昇圧する高圧ポンプ116cと、この高圧ポンプ116cで昇圧された水を加熱する高圧節炭器112cと、高圧節炭器112cで加熱された水を蒸気にする高圧蒸発器113cと、高圧蒸発器113cで発生した蒸気を過熱して高圧蒸気HSを生成する高圧過熱器114cと、を有している。   The high-pressure steam generator 111c includes a high-pressure pump 116c that pressurizes water heated by the low-pressure economizer 112a, a high-pressure economizer 112c that heats water pressurized by the high-pressure pump 116c, and a high-pressure economizer 112c. It has a high-pressure evaporator 113c that turns heated water into steam, and a high-pressure superheater 114c that superheats the steam generated in the high-pressure evaporator 113c to generate high-pressure steam HS.

各種蒸気利用機器150a,150cとしては、例えば、高圧蒸気HSを利用する高圧蒸気利用機器150cや、低圧蒸気LSを利用する低圧蒸気利用機器150aがある。高圧蒸気利用機器150cとしては、例えば、工場における材料等を高圧蒸気HSで加熱する加熱器や、工場における材料と高圧蒸気HSとを反応させる反応塔等がある。また、低圧蒸気利用機器150aとしては、例えば、給湯器、暖房機、吸収冷凍機等がある。   Examples of the various steam using devices 150a and 150c include a high pressure steam using device 150c that uses the high pressure steam HS and a low pressure steam using device 150a that uses the low pressure steam LS. Examples of the high-pressure steam utilization device 150c include a heater that heats materials and the like in a factory with the high-pressure steam HS, and a reaction tower that reacts the materials and the high-pressure steam HS in the factory. Examples of the low-pressure steam using device 150a include a water heater, a heater, an absorption refrigerator, and the like.

復水器153と低圧節炭器112aとは、給水ライン131で接続されている。この給水ライン131には、給水ポンプ124が設けられている。低圧過熱器114aと低圧蒸気利用機器150aとは、低圧蒸気供給ライン151aで接続されている。また、高圧過熱器114cと高圧蒸気利用機器150cとは、高圧蒸気供給ライン151cで接続されている。低圧蒸気利用機器150aと復水器153とは、低圧蒸気回収ライン152aで接続されている。また、高圧蒸気利用機器150cと復水器153とは、高圧蒸気回収ライン152cで接続されている。   The condenser 153 and the low pressure economizer 112 a are connected by a water supply line 131. The water supply line 131 is provided with a water supply pump 124. The low pressure superheater 114a and the low pressure steam utilization device 150a are connected by a low pressure steam supply line 151a. Moreover, the high pressure superheater 114c and the high pressure steam utilization apparatus 150c are connected by the high pressure steam supply line 151c. The low-pressure steam utilization device 150a and the condenser 153 are connected by a low-pressure steam recovery line 152a. The high-pressure steam utilization device 150c and the condenser 153 are connected by a high-pressure steam recovery line 152c.

本実施形態の燃料予熱装置50aにおける予熱蒸気供給ライン61は、高圧蒸気供給ライン151cに接続されている。予熱蒸気回収ライン64は、低圧蒸気発生部111aの低圧蒸発器113aと低圧過熱器114aと接続するラインに接続されている。予熱水供給ライン65は、高圧蒸気発生部111cの高圧節炭器112cと高圧蒸発器113cとを接続するラインに接続されている。予熱水回収ライン66は、第二実施形態と同様に給水ライン131に接続されている。   The preheating steam supply line 61 in the fuel preheating device 50a of this embodiment is connected to the high-pressure steam supply line 151c. The preheated steam recovery line 64 is connected to a line connecting the low pressure evaporator 113a and the low pressure superheater 114a of the low pressure steam generator 111a. The preheated water supply line 65 is connected to a line connecting the high pressure economizer 112c and the high pressure evaporator 113c of the high pressure steam generator 111c. The preheated water recovery line 66 is connected to the water supply line 131 as in the second embodiment.

以上、本実施形態のガスタービンプラントも、第二実施形態の燃料予熱装置50aを備えているので、基本的に第二実施形態と同様の効果を得ることができる。   As mentioned above, since the gas turbine plant of this embodiment is also provided with the fuel preheating apparatus 50a of 2nd embodiment, the effect similar to 2nd embodiment can be acquired fundamentally.

このように、ガスタービンプラントの排熱回収装置は、蒸気発生部を有していれば、蒸気タービンを有していなくてもよい。したがって、第一実施形態、第三実施形態及び第四実施形態のガスタービンプラントの排熱回収装置100も、蒸気タービンを有していなくてもよい。   As described above, the exhaust heat recovery device of the gas turbine plant may not have the steam turbine as long as it has the steam generation unit. Therefore, the exhaust heat recovery apparatus 100 of the gas turbine plant of the first embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment may not include the steam turbine.

また、本実施形態を含め以上の各実施形態の排熱回収ボイラー110,110dは、複数の蒸気発生部を有しているが、一つの蒸気発生部を有していればよい。一つの蒸気発生部のみを有している場合、例えば、この蒸気発生部の過熱器からの蒸気を第一予熱器51に供給し、この蒸気発生部の節炭器で加熱された水を第三予熱器53に供給してもよい。   In addition, the exhaust heat recovery boilers 110 and 110d of each of the above embodiments including this embodiment have a plurality of steam generation units, but it is only necessary to have one steam generation unit. In the case of having only one steam generation part, for example, the steam from the superheater of this steam generation part is supplied to the first preheater 51, and the water heated by the economizer of this steam generation part is The three preheaters 53 may be supplied.

「各種変形例」
第一から第四実施形態の燃料予熱装置では、高圧蒸気タービン121cから抽気した高圧蒸気HSを第一予熱器51に供給し、第二予熱器52から排気された冷却後の過熱蒸気SSである回収蒸気RSを高圧蒸気回収ライン139に戻している。しかしながら、高圧蒸気ライン138中の高圧蒸気HSや、中圧蒸気ライン133中の中圧蒸気IS等を第一予熱器51に供給してもよい。また、第二予熱器52から排気された回収蒸気RSを、第一再熱器115aと第二再熱器115bとを接続するライン中等に戻してもよい。すなわち、排熱回収装置100の蒸気流路中で、第一予熱器51への供給蒸気としての圧力や温度条件等を満たせば如何なる箇所から、第一予熱器51に供給する蒸気を取得してもよい。また、同様に、排熱回収装置100の蒸気流路中で、第二予熱器52から排気された回収蒸気RSを戻す箇所としての圧力や温度条件等を満たせば如何なる箇所に、第二予熱器52から排気された回収蒸気RSを戻してもよい。
`` Various modifications ''
In the fuel preheating devices of the first to fourth embodiments, the high pressure steam HS extracted from the high pressure steam turbine 121c is supplied to the first preheater 51, and is the superheated steam SS after cooling exhausted from the second preheater 52. The recovered steam RS is returned to the high-pressure steam recovery line 139. However, the high pressure steam HS in the high pressure steam line 138, the medium pressure steam IS in the medium pressure steam line 133, and the like may be supplied to the first preheater 51. Further, the recovered steam RS exhausted from the second preheater 52 may be returned to a line connecting the first reheater 115a and the second reheater 115b. That is, the steam supplied to the first preheater 51 is acquired from any location in the steam flow path of the exhaust heat recovery apparatus 100 as long as the pressure and temperature conditions as the supply steam to the first preheater 51 are satisfied. Also good. Similarly, in the steam flow path of the exhaust heat recovery apparatus 100, the second preheater can be placed at any location as long as the pressure, temperature conditions, and the like as a location for returning the recovered steam RS exhausted from the second preheater 52 are satisfied. The recovered steam RS exhausted from 52 may be returned.

また、第二から第五実施形態の燃料予熱装置では、第三予熱器53に加熱水HWを供給しているが、この加熱水HWの替わりに蒸気を供給してもよい。   In the fuel preheating devices of the second to fifth embodiments, the heated water HW is supplied to the third preheater 53, but steam may be supplied instead of the heated water HW.

以上の各実施形態では、第二予熱器52では、燃料Fと過熱蒸気SSとの熱交換により、過熱蒸気SSが冷却されるものの、気体である蒸気のまま第二予熱器52から回収蒸気RSとして排気される。しかしながら、この第二予熱器52で、過熱蒸気SSを凝縮させてもよい。この場合、過熱蒸気SSが持っている熱を燃料Fの予熱に十分に利用することができる。さらに、この場合、過熱蒸気SSを燃料Fとの熱交換で凝縮させることで、過熱蒸気SSと燃料Fとの熱交換率が高まり、第二予熱器52の小型化を図ることができる。なお、過熱蒸気SSの凝縮で得られた水は、例えば、復水器123に戻すことになる。   In each of the embodiments described above, in the second preheater 52, the superheated steam SS is cooled by heat exchange between the fuel F and the superheated steam SS, but the recovered steam RS from the second preheater 52 remains as a gas vapor. As exhausted. However, the second preheater 52 may condense the superheated steam SS. In this case, the heat of the superheated steam SS can be sufficiently utilized for preheating the fuel F. Furthermore, in this case, by condensing the superheated steam SS by heat exchange with the fuel F, the heat exchange rate between the superheated steam SS and the fuel F increases, and the second preheater 52 can be downsized. In addition, the water obtained by the condensation of the superheated steam SS is returned to the condenser 123, for example.

また、以上の各実施形態では、いずれも、ガスタービン10における燃焼器21の燃焼筒23を冷却蒸気CSで冷却する。しかしながら、ガスタービン10を構成する部品で、燃焼ガスに接する高温部品であれば、例えば、タービン31(図2に示す)の動翼34、静翼36、さらにタービンケーシング35の内周面のうちで動翼34に対向する部分を構成する分割環等の高温部品を冷却蒸気CSで冷却してもよい。この場合、タービン31の動翼34又は静翼36等の高温部品に蒸気流路を形成し、この蒸気流路の一端に冷却蒸気ライン62を接続する。   In each of the above embodiments, the combustion cylinder 23 of the combustor 21 in the gas turbine 10 is cooled by the cooling steam CS. However, if the components constituting the gas turbine 10 are high-temperature components that are in contact with the combustion gas, for example, of the rotor blades 34 and the stationary blades 36 of the turbine 31 (shown in FIG. 2), and the inner peripheral surface of the turbine casing 35. The high temperature parts such as the split ring constituting the portion facing the moving blade 34 may be cooled by the cooling steam CS. In this case, a steam channel is formed in a high-temperature component such as the moving blade 34 or the stationary blade 36 of the turbine 31, and the cooling steam line 62 is connected to one end of the steam channel.

また、以上の各実施形態のガスタービンプラントは、排熱回収装置を備えている。しかしながら、ガスタービンプラントは、蒸気発生源を備えていればよく、排熱回収装置はなくてもよい。すなわち、ガスタービンプラントにおける蒸気発生源は、ガスタービン10からの排気ガスとは異なる熱源、例えば、別途、燃料を燃焼させて発生する熱で蒸気を発生するボイラーであってもよい。   Further, the gas turbine plant of each of the above embodiments includes an exhaust heat recovery device. However, the gas turbine plant may be provided with a steam generation source, and the exhaust heat recovery device may not be provided. That is, the steam generation source in the gas turbine plant may be a heat source different from the exhaust gas from the gas turbine 10, for example, a boiler that generates steam by heat generated by separately burning fuel.

10:ガスタービン、11:圧縮機、21:燃焼器21、22:噴射器、23:燃焼筒(高温部品)、24:蒸気流路、31:タービン、32:タービンロータ、33:動翼、35:タービンケーシング、36:静翼、40:煙突、50,50a,50b,50c:燃料予熱装置、51:第一予熱器、52:第二予熱器、53:第三予熱器、60,60a,60b,60c:予熱媒体ライン、61:予熱蒸気供給ライン(第一予熱媒体ライン)、62:冷却蒸気ライン、63:過熱蒸気ライン、64:予熱蒸気回収ライン、65:予熱水供給ライン(第二予熱媒体ライン)、66:予熱水回収ライン、70,70c:燃料供給ライン、71,71a,71b,71c:予熱燃料ライン、72,72b:第三予熱燃料ライン、73:第一予熱燃料ライン、74:第二予熱燃料ライン、75b,75c:統合予熱燃料ライン、100,100d:排熱回収装置、110,110d:排熱回収ボイラー、111a:低圧蒸気発生部、111b:中圧蒸気発生部、111c:高圧蒸気発生部、115:再熱部、121a:低圧蒸気タービン、121b:中圧蒸気タービン、121c:高圧蒸気タービン、123,153:復水器、131:給水ライン、133:中圧蒸気ライン、136:再熱蒸気ライン、138:高圧蒸気ライン、139:高圧蒸気回収ライン、150a:低圧蒸気利用機器、150c:高圧蒸気利用機器、151a:低圧蒸気供給ライン、151c:高圧蒸気供給ライン、152a:低圧蒸気回収ライン、152c:高圧蒸気回収ライン   10: Gas turbine, 11: Compressor, 21: Combustor 21, 22: Injector, 23: Combustion cylinder (high temperature part), 24: Steam flow path, 31: Turbine, 32: Turbine rotor, 33: Rotor blade, 35: turbine casing, 36: stationary blade, 40: chimney, 50, 50a, 50b, 50c: fuel preheater, 51: first preheater, 52: second preheater, 53: third preheater, 60, 60a , 60b, 60c: Preheating medium line, 61: Preheating steam supply line (first preheating medium line), 62: Cooling steam line, 63: Superheated steam line, 64: Preheating steam recovery line, 65: Preheating water supply line (No. 1) Two preheating medium lines), 66: preheated water recovery line, 70, 70c: fuel supply line, 71, 71a, 71b, 71c: preheated fuel line, 72, 72b: third preheated fuel line, 73: first preheated fuel IN, 74: second preheating fuel line, 75b, 75c: integrated preheating fuel line, 100, 100d: exhaust heat recovery device, 110, 110d: exhaust heat recovery boiler, 111a: low pressure steam generator, 111b: medium pressure steam generation Part, 111c: high-pressure steam generating part, 115: reheating part, 121a: low-pressure steam turbine, 121b: medium-pressure steam turbine, 121c: high-pressure steam turbine, 123, 153: condenser, 131: water supply line, 133: medium Pressure steam line, 136: Reheat steam line, 138: High pressure steam line, 139: High pressure steam recovery line, 150a: Low pressure steam utilization equipment, 150c: High pressure steam utilization equipment, 151a: Low pressure steam supply line, 151c: High pressure steam supply Line, 152a: low pressure steam recovery line, 152c: high pressure steam recovery line

Claims (10)

蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱すると共に、該燃料の予熱で冷却された蒸気が冷却蒸気として流出する第一予熱器と、
燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び該燃焼ガスにより駆動するタービンのうちいずれかの部品であって前記燃焼ガスに接する高温部品に対して、前記冷却蒸気を供給する冷却蒸気ラインと、
前記高温部品を通過した前記冷却蒸気である過熱蒸気が通る過熱蒸気ラインと、
前記過熱蒸気ラインから供給される前記過熱蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱する第二予熱器と、
前記第一予熱器及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する予熱燃料ラインと、
を備えることを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
A first preheater that preheats the fuel by exchanging heat between the steam and the fuel, and the steam cooled by the preheating of the fuel flows out as cooling steam;
A cooling steam line for supplying the cooling steam to any one of a combustor that burns fuel to generate combustion gas and a turbine that is driven by the combustion gas and that is in contact with the combustion gas When,
A superheated steam line through which the superheated steam that is the cooling steam that has passed through the high-temperature component passes;
A second preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the superheated steam supplied from the superheated steam line and the fuel;
A preheat fuel line for supplying the fuel preheated by the first preheater and the second preheater to the combustor;
A preheating device for gas turbine fuel, comprising:
請求項1に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料を前記第二予熱器に供給する第一予熱燃料ラインと、前記第二予熱器でさらに予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する第二予熱燃料ラインと、を有する、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to claim 1,
The preheat fuel line includes a first preheat fuel line that supplies the fuel preheated by the first preheater to the second preheater, and the fuel further preheated by the second preheater to the combustor. A second preheating fuel line to supply,
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項1に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料をそれぞれ受け入れて、前記燃焼器に供給する統合予熱燃料ラインを有する、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to claim 1,
The preheat fuel line has an integrated preheat fuel line that receives the fuel preheated by the first preheater and the fuel preheated by the second preheater and supplies the fuel to the combustor, respectively.
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記燃焼器に供給される前記燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備える、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to any one of claims 1 to 3,
A third preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium;
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項2に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記燃焼器に供給される前記燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、
前記予熱燃料ラインは、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記第一予熱器に供給する第三予熱燃料ラインを有する、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to claim 2,
A third preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium;
The preheat fuel line has a third preheat fuel line that supplies the fuel preheated by the third preheater to the first preheater.
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項3に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記燃焼器に供給される燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、
前記予熱燃料ラインは、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記第一予熱器及び前記第二予熱器のそれぞれに供給する第三予熱燃料ラインを有する、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to claim 3,
A third preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium;
The preheat fuel line includes a third preheat fuel line that supplies the fuel preheated by the third preheater to each of the first preheater and the second preheater.
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項3に記載のガスタービン用燃料の予熱装置において、
前記燃焼器に供給される燃料と予熱媒体とを熱交換させて、該燃料を予熱する第三予熱器を備え、
前記統合予熱燃料ラインは、前記第一予熱器で予熱された前記燃料、及び前記第二予熱器で予熱された前記燃料と共に、前記第三予熱器で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する、
ことを特徴とするガスタービン用燃料の予熱装置。
In the gas turbine fuel preheating device according to claim 3,
A third preheater for preheating the fuel by exchanging heat between the fuel supplied to the combustor and a preheating medium;
The integrated preheat fuel line supplies the fuel preheated by the third preheater to the combustor together with the fuel preheated by the first preheater and the fuel preheated by the second preheater. To
A gas turbine fuel preheating apparatus.
請求項1から7のいずれか一項に記載のガスタービン用燃料の予熱装置と、
前記燃焼器及び前記タービンを有するガスタービンと、
前記タービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラーを有する排熱回収装置と、
を備え、
前記予熱装置は、前記排熱回収装置中の蒸気を前記第一予熱器に供給する予熱媒体ラインを有する、
ことを特徴とするガスタービンプラント。
A preheating device for a gas turbine fuel according to any one of claims 1 to 7,
A gas turbine having the combustor and the turbine;
An exhaust heat recovery apparatus having an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the turbine;
With
The preheating device has a preheating medium line for supplying steam in the exhaust heat recovery device to the first preheater.
A gas turbine plant characterized by that.
請求項4から7のいずれか一項に記載のガスタービン用燃料の予熱装置と、
前記燃焼器及び前記タービンを有するガスタービンと、
前記タービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生する排熱回収ボイラーを有する排熱回収装置と、
を備え、
前記予熱装置は、前記排熱回収装置中の蒸気を前記第一予熱器に供給する第一予熱媒体ラインと、前記排熱回収装置中の蒸気又は水を前記第三予熱器に供給する第二予熱媒体ラインと、を有する、
ことを特徴とするガスタービンプラント。
A preheating device for a gas turbine fuel according to any one of claims 4 to 7,
A gas turbine having the combustor and the turbine;
An exhaust heat recovery apparatus having an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the heat of exhaust gas from the turbine;
With
The preheating device includes a first preheating medium line that supplies the steam in the exhaust heat recovery device to the first preheater, and a second that supplies the steam or water in the exhaust heat recovery device to the third preheater. A preheating medium line,
A gas turbine plant characterized by that.
蒸気と燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱すると共に、該燃料の予熱で冷却された蒸気を冷却蒸気として流出させる第一予熱工程と、
燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び該燃焼ガスにより駆動するタービンのうちいずれかの部品であって前記燃焼ガスに接する高温部品に対して、前記冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給工程と、
前記高温部品を通過した前記冷却蒸気である過熱蒸気と前記燃焼器に供給される前記燃料とを熱交換させて、該燃料を予熱する第二予熱工程と、
前記第一予熱工程及び前記第二予熱工程で予熱された前記燃料を前記燃焼器に供給する予熱燃料供給工程と、
を実行することを特徴とするガスタービン用燃料の予熱方法。
A first preheating step in which heat is exchanged between the steam and the fuel to preheat the fuel, and the steam cooled by the preheating of the fuel flows out as cooling steam;
Cooling steam supply for supplying the cooling steam to any one of a combustor that burns fuel to generate combustion gas and a turbine that is driven by the combustion gas and that is in contact with the combustion gas Process,
A second preheating step of preheating the fuel by exchanging heat between the superheated steam that is the cooling steam that has passed through the high-temperature component and the fuel supplied to the combustor;
A preheating fuel supply step for supplying the fuel preheated in the first preheating step and the second preheating step to the combustor;
A method for preheating gas turbine fuel, characterized in that
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