JP2018538479A - コンバインドサイクルパワープラントにおける煙突エネルギ制御 - Google Patents

コンバインドサイクルパワープラントにおける煙突エネルギ制御 Download PDF

Info

Publication number
JP2018538479A
JP2018538479A JP2018532586A JP2018532586A JP2018538479A JP 2018538479 A JP2018538479 A JP 2018538479A JP 2018532586 A JP2018532586 A JP 2018532586A JP 2018532586 A JP2018532586 A JP 2018532586A JP 2018538479 A JP2018538479 A JP 2018538479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power plant
steam
economizer
pressure
combined cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018532586A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6615358B2 (ja
Inventor
オー. セルマン ウイガー
オー. セルマン ウイガー
カリッシュ マシュー
カリッシュ マシュー
ボイスヴァート ステファニー
ボイスヴァート ステファニー
デシュムク アンカー
デシュムク アンカー
フィンペル マーク
フィンペル マーク
ラママーシー バラジ
ラママーシー バラジ
カンセラード ミゲル
カンセラード ミゲル
ヴィッテ ペーター
ヴィッテ ペーター
シモン ロープ ペーター
シモン ロープ ペーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Inc
Original Assignee
Siemens Westinghouse Power Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Westinghouse Power Corp filed Critical Siemens Westinghouse Power Corp
Publication of JP2018538479A publication Critical patent/JP2018538479A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6615358B2 publication Critical patent/JP6615358B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/106Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • F01K23/108Regulating means specially adapted therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/106Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L19/00Slide valve-gear or valve arrangements with reciprocatory and other movement of same valve, other than provided for in F01L17/00, e.g. longitudinally of working cylinder and in cross direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F22B1/1815Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

コンバインドサイクルパワープラントおよび煙突エネルギ制御を行うコンバインドパワープラントの動作方法を提供する。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービンと、複数の加熱面を含む排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを含む。各加熱面は、パワープラントの始動中、排熱回収ボイラでの蒸気の発生を低減するため、部分的にバイパスすることができる。ガスタービンの排気ガスから抽出されるエネルギを小さくすることができる。より多くのエネルギが排気用煙突を通して放出可能となる。蒸気タービンは、パワープラントの始動中、ガスタービン負荷の制限なしに始動可能である。パワープラントの始動中、空冷凝縮器の寸法を増大させずに、ガスタービンの高い負荷を維持しつつ、蒸気タービンを始動可能である。

Description

本発明の態様は、コンバインドサイクルパワープラントおよび煙突エネルギ制御を行うコンバインドサイクルパワープラントの動作方法に関する。
関連技術の説明
コンバインドサイクルパワープラントは、燃料ガスと空気との混合物の燃焼からパワー出力を形成する1つもしくは複数のガスタービンから形成可能である。1つもしくは複数の排熱回収ボイラは、ガスタービンから排気ガスを受け取るため、ガスタービンの下流に配置可能である。排熱回収ボイラは、排気ガスからエネルギを抽出して蒸気を発生可能である。当該蒸気は、付加的なパワー出力を形成するために、蒸気タービンへ転送可能である。蒸気タービンは複数の圧力蒸気タービン、例えば高圧蒸気タービン、中間圧蒸気タービンおよび低圧蒸気タービンから形成可能である。凝縮器は、蒸気タービンの出口に配置可能である。
蒸気タービンをロールオフ可能にするには、低圧蒸気タービンの排気圧を低減して所定のレベルに維持しなければならない。このことは、凝縮器内の付加的な冷却能力を必要とすることがある。凝縮器は、水冷凝縮器であってもまたは空冷凝縮器であってもよい。水冷凝縮器を備えたパワープラントでは、付加的な冷却能力を僅かな負荷のみで得ることができる。しかし、空冷凝縮器を備えたパワープラントでは、付加的な冷却能力によって大きなコスト負荷が生じうる。
蒸気タービンの始動中、排熱回収ボイラ内で発生した全ての蒸気を凝縮器へバイパスすることができる。凝縮器の冷却能力は、蒸気タービンの要求限界値の下方に凝縮器の圧力を維持するには適切でないことがある。ガスタービンが高い負荷で、例えば基本負荷で動作する場合、凝縮器のより大きな冷却能力が必要になることもある。凝縮器の冷却能力は、周囲が暖かい時期に高い負荷でガスタービンを動作させる場合、いっそう大きく要求されうる。こうした問題を克服する手法の1つとして、ガスタービンの負荷の低減による凝縮器の熱負荷の低減を挙げることができる。当該アプローチはパワープラントのパワー形成能力を制限しうる。こうした問題を克服する別の手段には、凝縮器の寸法増大を挙げることもできる。空冷凝縮器の寸法増大はプラントの全設置面積を大幅に増大させうる。このことはパワープラントの建造コストを大幅に増大させうる。
概要
コンバインドサイクルパワープラントおよび煙突エネルギ制御を行うコンバインドサイクルパワープラントの動作方法に関連して、本発明の態様を簡潔に説明する。
一態様によれば、コンバインドサイクルパワープラントが提供される。コンバインドサイクルパワープラントは、パワー出力を生成しかつ排気ガスを発生するように構成されたガスタービンを含む。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービンの下流に配置されており、ガスタービンからの排気ガスを受け取ってこの排気ガスからエネルギを抽出することにより蒸気を発生するように構成された複数の加熱面を含む排熱回収ボイラを含む。コンバインドサイクルパワープラントは、複数の加熱面を通過した後の排気ガスを放出するように構成された排気用煙突を含む。コンバインドサイクルパワープラントは、パワー出力を形成するための排熱回収ボイラ内で発生した蒸気を受け取るように構成された蒸気タービンを含む。複数の加熱面は、パワープラントの始動中、部分的にバイパスされて、排気ガスから抽出されるエネルギを小さくするため、蒸気の発生を低減するように構成されている。排気用煙突は、パワープラントの始動中、蒸気の発生の低減および排気ガスから抽出されるエネルギの低減によって、より大きなエネルギを有する排気ガスを放出するように構成されている。蒸気タービンは、ガスタービンが基本負荷までの負荷で動作している間、始動可能であるように構成されている。
一態様によれば、コンバインドサイクルパワープラントの動作方法が提供される。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービンと、このガスタービンの下流に配置された複数の加熱面を含む排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを含む。方法は、パワー出力を生成しかつ排気ガスを発生するように、ガスタービンを動作させることを含む。方法は、パワープラントの始動中、ガスタービンの排気ガスから抽出されるエネルギを小さくするため、排熱回収ボイラ内で発生する蒸気の発生が低減されるよう、複数の加熱面を部分的にバイパスすることを含む。方法は、パワープラントの始動中、蒸気の発生の低減および排気ガスから抽出されるエネルギの低減によって、より大きなエネルギを有する排気ガスを、排気用煙突を通して放出することを含む。方法は、ガスタービンが基本負荷までの負荷で動作している間、蒸気タービンを始動することを含む。
上述および下述の本願の種々の態様および実施形態は、明示的に説明する組み合わせにおいてのみならず、他の組み合わせにおいても適用可能である。本明細書を読んで理解した技術者には、種々の修正も想到されるであろう。
本願の例示的な実施形態を、以下に、添付図を参照して詳細に説明する。
一実施形態によるコンバインドサイクルパワープラントを示す概略図である。 一実施形態によるコンバインドサイクルパワープラントのプラントパワー出力曲線を示す概略的なグラフである。 一実施形態による排熱回収ボイラの高圧蒸気系を示す概略図である。 一実施形態による排熱回収ボイラの中間圧蒸気系を示す概略的な斜視図である。 一実施形態による排熱回収ボイラの低圧蒸気系を示す概略図である。 一実施形態による、コンバインドサイクルパワープラントの煙突エネルギ制御を行う始動から通常動作モードへの移行を示す概略的なフローチャートである。
理解を助けるため、各図に共通する同一の要素の指示には、可能なかぎり、同一の参照番号を用いている。
発明の詳細な説明
以下に、添付図を参照しながら、本発明の態様に関する詳細な説明を述べる。
図1には、一実施形態によるコンバインドサイクルパワープラント100の概略図が示されている。図1の例示的な実施形態に示されているように、コンバインドサイクルパワープラント100は、ガスタービン200を含むことができる。ガスタービン200は、燃料ガスと空気との混合物の燃焼からパワー出力を形成することができる。ガスタービン200は、パワー出力を出力する発電機400に接続可能である。ガスタービン200は、このガスタービン200の出口に排気ガス210を発生しうる。図示の例示的な実施形態によれば、パワープラント100は、燃料ガスを予熱する燃料ガス加熱器220を含むことができる。
一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100は、排熱回収ボイラ(HRSG)500を含むことができる。図1の例示的な実施形態に示されているように、HRSG500は、ガスタービン200の下流に配置可能である。HRSG500は、ガスタービン200から排気ガス210を受け取ることができる。一実施形態によれば、HRSG500は、複数の圧力蒸気系を含むことができる。図1に示されている例示的な実施形態では、HRSG500は、高圧(HP)蒸気系600、中間圧(IP)蒸気系700および低圧(LP)蒸気系800を含む3つの圧力蒸気系を含む。HRSG500は複数の加熱面を含む。図1に示されている例示的な実施形態では、HRSG500の各加熱面は、HP過熱器660、再熱器650、HP蒸発器640、HP節炭器620、IP過熱器760、IP蒸発器740、IP節炭器720、LP過熱器850、LP蒸発器840および凝縮液予熱器820を含んでいる。排気ガス210は各加熱面を横断して流れ、排気ガス210からエネルギが抽出されることにより、蒸気が発生する。一実施形態によれば、パワープラント100は、排気用煙突900を含むことができる。排気ガス210は、加熱面を通過した後、排気用煙突900を介してコンバインドサイクルパワープラント100を出ることができる。図1に示されている例示的な実施形態によれば、HRSG500は、HPドラム630、IPドラム730およびLPドラム830を含む。
一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100は、蒸気タービン300を含むことができる。蒸気タービン300は、HRSG500内で発生した蒸気を受け取って、パワー出力を形成することができる。一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100は、単一シャフト構成であってもよいし、または多シャフト構成であってもよい。図1に示されているコンバインドサイクルパワープラント100は、ガスタービン200および蒸気タービン300が共通の発電機400に接続されている単一シャフト構成となっている。多シャフト構成では、ガスタービン200と蒸気タービン300とを別個の発電機にそれぞれ接続することができる。
一実施形態によれば、蒸気タービン300は、多重の圧力蒸気タービン、例えばHP蒸気タービン、IP蒸気タービンおよびLP蒸気タービンを含むことができる。図1に示されている例示的な実施形態によれば、HP蒸気タービンは、HP蒸気系600内で発生したHP蒸気を、HP蒸気ライン670を介して受け取ることができる。IP蒸気タービンは、IP蒸気系700内で発生したIP蒸気を、IP蒸気ライン770を介して受け取ることができる。LP蒸気タービンは、LP蒸気系800内で発生したLP蒸気を、LP蒸気ライン870を介して受け取ることができる。一実施形態によれば、高圧蒸気タービンから排気された蒸気は、低温再熱部610を介してHRSG500へ返送可能であり、再熱器650での再熱によって付加的なIP蒸気を形成することができる。
一実施形態によれば、凝縮器310は、蒸気タービン300の出口に配置可能である。凝縮器310からの水は、凝縮液抽出ポンプ811を用いて、凝縮液ライン810を介してHRSG500の凝縮液予熱器820にリターン可能である。ボイラフィードポンプ812は、HP蒸気系600およびIP蒸気系700に水を供給するため、凝縮液予熱器820の下流に配置可能である。
一実施形態によれば、パワープラント100の始動中または蒸気タービン300が利用不可能である場合、HRSG500内で発生したLP蒸気を、LP蒸気バイパス弁880により凝縮器310へバイパス可能である。HRSG500内で発生したHP蒸気は、HP蒸気バイパス弁680により低温再熱部610へバイパス可能である。HPバイパス蒸気は、HRSG500のIP蒸気系700において発生したIP蒸気と混合可能であり、再熱器650を通って流れることができる。再熱された蒸気は、IP蒸気バイパス弁780により、凝縮器310へバイパス可能である。
一実施形態によれば、蒸気タービン300が動作中である場合、蒸気タービン300の排気圧はトリップレベルの下方に維持されなければならない。パワープラント100の始動中または蒸気タービン300が利用不可能である場合、HRSG500内で発生する全ての蒸気を凝縮器310へバイパスすることができる。ガスタービン200が周囲の暖かくなる時期に、高い負荷、例えば基本負荷までの負荷で動作する場合、凝縮器310の冷却能力は、蒸気タービン300の後端圧を要求限界値の下方に維持するには適切でないことがある。
当該問題に対処する1つのアプローチには、パワープラント100の始動中、ガスタービン200の負荷を部分負荷レベルに保持することが含まれうる。凝縮器310の圧力は、蒸気タービン300がロールオフ可能となるよう、トリップレベルの下方に維持されなければならない。ガスタービン200は、蒸気タービン300がHRSG500内で発生した全ての蒸気を引き受けることができる場合、基本負荷まで上昇可能である。しかし、当該アプローチは、始動中、パワープラント100の全パワー出力を低下させてしまう。他のアプローチは、凝縮器310の寸法増大を含みうる。また、空冷凝縮器を備えたパワープラント100では、こうしたアプローチは、パワープラント100の全設置面積およびパワープラント100の建造コストを大幅に増大しうる。
図示の実施形態では、コンバインドサイクルパワープラント100と、パワープラント100の始動中、ガスタービン200の負荷勾配の制限の必要性を除去可能な、コンバインドサイクルパワープラント100の動作方法とが示されている。図示の実施形態により、パワープラント100の始動中、蒸気タービン300の背圧をトリップレベルの下方に維持するための空冷凝縮器の寸法増大の必要性を除去可能である。図示の実施形態では、パワープラント100の始動中、HRSG500の加熱面を部分的にバイパスすることにより、HRSG500の蒸気の形成を低減することができる。ガスタービン200の排気ガス210から抽出されるエネルギを小さくできる。より大きなエネルギを有する排気ガス210を、排気用煙突900を介して放出可能である。蒸気タービン300は、ガスタービン200がパワープラント100の始動中、基本負荷までの負荷で動作している間、始動可能である。蒸気タービン300は、パワープラント100の始動中、ガスタービン200が、暖かい周囲温度、例えば90°F以上までの周囲温度において基本負荷までの負荷で動作している間、始動可能である。
図2には、一実施形態による、コンバインドサイクルパワープラント100のプラントパワー出力曲線の概略的なグラフが示されている。図2に示されているように、曲線120は、パワープラント100の始動中、ガスタービン(GT)の負荷勾配の制限を含むプラントパワー出力を表すことができる。図示の例示的な実施形態では、パワープラント100の始動中、蒸気タービン(ST)を始動する際に、部分負荷レベル、例えば50%の負荷レベルで、GTの負荷を保持可能である。曲線140は、パワープラント100の始動中、GTの負荷勾配が制限されない場合のプラントパワー出力を表すことができる。図示の例示的な実施形態では、GTは、パワープラント100の始動中、STが始動される際に、高い負荷まで、例えば基本負荷まで上昇させることができる。図2に示されているように、パワープラント100は、プラントの始動中、GTの負荷勾配が制限される場合のパワー出力よりも大きな、GTの負荷勾配が制限されない場合のパワー出力を形成可能である。一実施形態によれば、GTの負荷勾配が制限されない場合のパワープラント100の始動時間は、GTの負荷勾配が制限される場合のパワープラント100の始動時間に比べ、短縮可能である。
図3には、一実施形態による、HRSG500のHP蒸気系600の概略図が示されている。図3に示されている実施形態によれば、ボイラフィードポンプ812によりHP蒸気系600へ水を供給することができる。例示的な実施形態に示されているように、HP蒸気系600は、複数の加熱面、例えばHP節炭器620、このHP節炭器620の下流に配置されたHP蒸発器640およびこのHP蒸発器640の下流に配置されたHP過熱器660を含む。HPドラム630は、HP蒸発器640に接続可能である。HPドラムレベル制御弁631は、HPドラム630の上流に配置可能である。一実施形態によれば、HP節炭器620は、複数の段を有することができる。図3に示されている例示的な実施形態では、HP節炭器620は6つの段を有する。上流のHP節炭器620aは複数の上流段を有する。下流のHP節炭器620bは複数の下流段を有する。図3の例示的な実施形態に示されているように、上流のHP節炭器620aは、最初の5つの上流段を有する。下流のHP節炭器620bは、最後の1つの下流段を有する。
一実施形態によれば、HP節炭器620は、自身を部分的にバイパスする相互接続の配管を含むことができる。図3に示されている実施形態によれば、上流のHP節炭器620aは、上流のHP節炭器バイパス弁622aにより、上流のHP節炭器バイパスライン621aを介して部分的にバイパス可能である。下流のHP節炭器620bは、下流のHP節炭器バイパス弁622bにより、下流のHP節炭器バイパスライン621bを介して部分的にバイパス可能である。
一実施形態によれば、HP節炭器620の最終段を有する下流のHP節炭器620bにおいては、フラッシングは全くもしくは最小限しか発生しえない。一実施形態によれば、下流のHP節炭器620bは、予め定められたレベルのフラッシングがHP節炭器620の最終段において許容可能なものとなるよう、予め定められたレベルへ部分的にバイパス可能である。一実施形態によれば、下流のHP節炭器620bは、予め定められたレベル、例えば約20%まで部分的にバイパス可能である。このことにより、HP節炭器620の最終段での約5%までのフラッシングが許容可能となる。一実施形態によれば、上流のHP節炭器620aは、下流のHP節炭器620bよりも高くてよい予め定められたレベルへ部分的にバイパス可能である。一実施形態によれば、上流のHP節炭器620aは、例えば約90%までの予め定められたレベルへ部分的にバイパス可能である。HP節炭器620を通して、約10%の最小流量をつねに維持可能である。上流のHP節炭器バイパスライン621aの寸法は、上流のHP節炭器620aへの90%までのバイパス流量に適合するように構成可能である。したがって、上流のHP節炭器バイパス弁622aは、約90%までのバイパス流量を制御するように構成可能である。例示的な実施形態によれば、上流のHP節炭器バイパスライン621aの寸法は、約6inchの直径であってよい。例示的な実施形態によれば、下流のHP節炭器バイパスライン621bの寸法は、下流のHP節炭器620bへの約20%までのバイパス流量に適合するように構成可能である。したがって、下流のHP節炭器バイパス弁622bは、約20%までのバイパス流量を制御するように構成可能である。例示的な実施形態によれば、上流のHP節炭器バイパスライン621aと下流のHP節炭器バイパスライン621bとの混合点は、約5%までのフラッシングを許容するサーマルスリーブおよび噴霧管によって構成可能である。
図3に示されている一実施形態によれば、HP蒸気系600は、中間段の過熱低減器660aを含む。中間段の過熱低減器660aは、HP過熱器660内に配置可能である。一実施形態によれば、HP蒸気系600は、最終段の過熱低減器660bを含む。
一実施形態によれば、HP過熱器660内で発生した蒸気の温度は、パワープラントの始動中、中間段での噴霧水流を増大することにより、例えば中間段での噴霧水流を最大レベルまで増大することにより、低下させることができる。一実施形態によれば、再熱器650内で発生した蒸気の温度は、パワープラントの始動中、中間段での噴霧水流を増大することにより、例えば中間段での噴霧水流を最大レベルまで増大することにより、低下させることができる。
図1の実施形態によれば、低温再熱部610へのHPバイパス蒸気の温度は、パワープラントの始動中、HP蒸気バイパス弁680を用いて低下させることができる。一実施形態によれば、低温再熱部610へのHPバイパス蒸気の温度は、パワープラントの始動中、500°Fまで低下させることができる。このことにより、HRSG500の前端での排気ガス210のエネルギをより多く吸収できる。このことにより、HP節炭器620の最終段での排気ガス210の温度を低下させることができる。このことにより、IP蒸気系700およびLP蒸気系800での排気ガス210の温度を低下させることができる。このことにより、IP蒸気系700およびLP蒸気系800を充填するための圧力レベルを低減することができる。
図4には、一実施形態による、HRSG500のIP蒸気系700の概略的な斜視図が示されている。図4に示されている実施形態によれば、ボイラフィードポンプ812により、IP蒸気系700へ水を供給可能である。例示的な実施形態に示されているように、IP蒸気系700は、複数の加熱面、例えばIP節炭器720、このIP節炭器720の下流に配置されたIP蒸発器740およびこのIP蒸発器740の下流に配置されたIP過熱器750を含む。IPドラム730は、IP蒸発器740に接続可能である。IPロータ空冷器760は、IPドラム730に接続可能である。IPドラムレベル制御弁731は、IPドラム730の上流に配置可能である。IPドラム圧力制御弁732はIP過熱器750の出口に配置可能である。
一実施形態によれば、IP節炭器720は、パワープラントの始動中、IP節炭器バイパス弁722を用い、IP節炭器バイパスライン721を介して部分的にバイパス可能である。IP節炭器720を通る最小流量は、パワープラントの始動中、維持可能である。このことにより、パワープラントの始動中、IPロータ空冷器760の動作を維持することができる。このことにより、パワープラントの始動から通常動作モードへの移行中、冷水が高温のIP節炭器720内へ導入される際の、IP節炭器720における熱的急冷を回避することができる。
図4に示されている実施形態によれば、IPドラム730の圧力は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、IPドラム圧力制御弁732を用いて増大させることができる。一実施形態によれば、IPドラム730の圧力は、IPドラム730での蒸気の発生が煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中に消失しうるように、増大可能である。一実施形態によれば、IP蒸気系700における蒸気発生は、IPロータ空冷器760によって形成可能である。一実施形態によれば、IPドラム730の圧力は、パワープラントの始動中、低温再熱部610の圧力を上回るように増大可能である。
図5には、一実施形態による、HRSG500のLP蒸気系800の概略図が示されている。図5に示されている例示的な実施形態によれば、凝縮液は、凝縮液抽出ポンプ811を用いてLP蒸気系800内へ導入可能である。例示的な実施形態に示されているように、LP蒸気系800は、複数の加熱面、例えばLP凝縮液予熱器820、このLP凝縮液予熱器820の下流に配置されたLP蒸発器840およびこのLP蒸発器の下流に配置されたLP過熱器850を含む。LPドラム830はLP蒸発器840に接続可能である。LPドラムレベル制御弁831は、LPドラム830の上流に配置可能である。LPドラム圧力制御弁832は、LP過熱器850の出口に配置可能である。図5に示されている実施形態によれば、凝縮液再循環ポンプ824を凝縮液予熱器820内に配置可能である。
図5に示されている実施形態によれば、LP蒸気系800は、凝縮液予熱器バイパスライン821を含む。凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822は、凝縮液予熱器バイパスライン821内に配置可能である。図示の実施形態によれば、上流の凝縮液予熱器分離弁823aは、LP凝縮液予熱器820の入口に配置可能である。下流の凝縮液予熱器分離弁823bは、LP凝縮液予熱器820の出口に配置可能である。一実施形態によれば、LP凝縮液予熱器820は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、バイパス可能である。LP蒸気系800は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、蒸気の発生を遮断するために阻止可能である。LP蒸気系800の領域860は、パワープラントの始動中、分離可能である。図5に示されている例示的な実施形態によれば、分離領域860は、LP凝縮液予熱器820の入口からLP過熱器850の出口までを含むことができる。LP蒸気系800に導入される凝縮液は、LP凝縮液予熱器820をバイパスした後、ボイラフィードポンプ812によってIP蒸気系700およびHP蒸気系600へ供給可能である。LP蒸気系800は、パワープラントの始動中、不活性化可能である。
一実施形態によれば、LP凝縮液予熱器バイパスライン821の寸法は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、100%の凝縮液予熱器バイパス流量に適合しうるように構成可能である。したがって、LP凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822は、100%の凝縮液予熱器バイパス流量に適合しうるように構成可能である。
一実施形態によれば、LPドラム830の圧力は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、LPドラム圧力制御弁832を用いて増大可能である。一実施形態によれば、LPドラム830の圧力は、LPドラム圧力制御弁832を閉鎖することにより増大可能である。LPドラム830は、パワープラントの始動中、分離可能である。一実施形態によれば、LPドラム830の安全設定値は、例えば510psiaまで増大可能である。一実施形態によれば、LPドラム830の壁厚さは、例えば33mmまで増大可能である。
図1によれば、ガスタービン200の排気ガス210はHRSG500の加熱面を横断して流れ、この排気ガス210からのエネルギを抽出することにより、蒸気が発生する。排気ガス210は、排気用煙突900を介してコンバインドサイクルパワープラント100を出ることができる。一実施形態によれば、排気用煙突900は、煙突エネルギ制御を行うパワープラントの始動中、HRSG500での蒸気の発生の低減によって、高温および高温過渡特性に曝されることがあり、排気ガス210から抽出されるエネルギが減少する。排気用煙突900は、より多くのエネルギの放出に適合しうるように構成可能である。一実施形態によれば、排気用煙突900の分離層を追加可能である。排気用煙突900の内部剛性構造は、高温過渡特性によって回避できる。排気用煙突900の強度は、外部剛性構造によって強化可能である。排気用煙突900は、より小さくより堅固にすることが求められうる。
図3の実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100は、煙突エネルギ制御において始動可能である。一実施形態によれば、煙突エネルギ制御を開始するコンバインドサイクルパワープラント100の初期設定には、最大連続定格出力でのガスタービン200のセットアップが含まれる。最終段の過熱低減器660bは、蒸気タービン300の始動を可能にするため、約824°Fの噴霧温度へ設定可能である。中間段の過熱低減器660aは、HRSG500の前端での排気ガス210の熱抽出を最大化するため、例えば飽和を約27°F上回る噴霧温度へ設定可能である。HPバイパス蒸気圧は、HP蒸気バイパス弁680を用いて、蒸気タービン300の始動を可能にする圧力レベル、例えば1200psiaへ設定可能である。IPバイパス蒸気圧は、IP蒸気バイパス弁780を用いて、蒸気タービン300の始動を可能にする圧力レベル、例えば290psiaへ設定可能である。
一実施形態によれば、HP流入路制御には、HP節炭器620の下流に配置されたHPドラム630内の水温と、HPドラム630の入口での水温との温度差が含まれる。図3に関連する実施形態によれば、HP流入路は、HP節炭器バイパスライン621a,621bを介してHP節炭器620をバイパスするバイパス流量を調整することにより、制御可能である。HP節炭器バイパス弁622a,622bは、バイパス流量を制御するため、連続的に調整可能である。一実施形態によれば、煙突エネルギ制御を行う始動でのHP流入路制御は、パワープラントの始動中、HP節炭器620での最小流量を維持するため、設定値、例えば約140°Fまで初期的に増大可能である。
図4に関連する実施形態によれば、IPドラム圧力制御弁732は、煙突エネルギ制御を行う始動でのIPドラム圧の初期設定値を、パワープラントの始動中、IP節炭器720での最小流量を維持しかつIPロータ空冷器760の動作を維持するための圧力レベル、例えば約521psiaへ増大させることができる。
図1に関連する実施形態によれば、燃料ガス加熱器220のリターンパイプラインを凝縮液ライン810に接続することができる。図5に関連する実施形態によれば、LP凝縮液予熱器820は、煙突エネルギ制御を行う始動中、完全にバイパス可能である。一実施形態によれば、燃料ガス加熱器220のリターンパイプラインが凝縮液予熱器バイパスライン821の入口下流の凝縮液ライン810に接続されている場合、煙突エネルギ制御を行う始動の初期設定において燃料ガス加熱器220をスイッチオフすることができる。一実施形態によれば、燃料ガス加熱器220のリターンパイプラインは、凝縮液予熱器バイパスライン821の入口上流の凝縮液ライン810へ接続されるように修正可能である。
図5に関連する実施形態によれば、凝縮液分離弁823aおよび823bは、煙突エネルギ制御を行う始動の初期設定において閉鎖可能である。凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822は、パワープラントの始動中、流れが凝縮液予熱器820をバイパスできるよう、開放可能である。凝縮液予熱器再循環ポンプ824はスイッチオフ可能である。LPドラム圧力制御弁832は、パワープラントの始動中、LPドラム830の分離のために閉鎖可能である。LPドラムレベル制御弁831は、凝縮液予熱器820内の水を沸騰させ、パワープラントの始動中、LPドラム830内に累積することができるよう、開放可能である。
一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100は、煙突エネルギ制御を行う始動と通常動作モードとの間で、連続制御ステップに続いて移行可能である。各制御ステップは、パワープラント制御システムによって実行可能である。グラフィックユーザインタフェース(GUI)は、移行制御ステップを実行するためのパワープラント制御システム内に設けることができる。
一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント100の、煙突エネルギ制御を行う始動から通常動作モードへの移行は、HRSG500のLP蒸気系800でのフラッシングを回避するため、HRSG500のIP蒸気系700およびHP蒸気系600から開始可能である。一実施形態によれば、LP蒸気系800を通常動作へ切り換える前に、LP蒸気系800を通常動作の温度レベルまで冷却するのに適切な時間を割り当てることができる。
図6には、一実施形態による、煙突エネルギ制御を行う始動から通常動作モードへのコンバインドサイクルパワープラント100の移行についての概略的なフローチャート10が示されている。図6に示されているように、IPドラムの圧力設定値は、ステップS1での圧力レベル、例えば低温再熱部の圧力まで低減可能である。このことにより、IP蒸気流を増大できる。ステップS2では、IP節炭器バイパス弁722を閉鎖可能である。このことにより、IP節炭器720を動作させることができる。ステップS3では、HP流入路の制御設定値を、予め定められたレベル、例えば35°Fまで低減可能である。ステップS4では、HP節炭器バイパス弁622aおよび622bを閉鎖可能である。このことによりHP節炭器620を動作させることができる。
一実施形態によれば、LP蒸気系800は、排気用煙突900の温度が冷却され、予測されたレベルで安定化されるまで、遮断状態を維持することができる。このことにより、LP蒸発器840および凝縮液予熱器820を冷却可能である。図6に示されている実施形態によれば、ステップS5において、排気用煙突900の温度が予め定められたレベルまで冷却可能となる。一実施形態によれば、排気用煙突900の温度を、通常動作レベル、例えば376.5°Fまで冷却可能である。これにはおよそ10分かかることがある。ステップS6では、LPドラムレベル制御弁831を閉鎖して、凝縮液予熱器820からLPドラム830を分離することができる。ステップS7では、凝縮液予熱器820内の温水の再循環のために、凝縮液予熱器再循環ポンプ824をスイッチオン可能である。一実施形態によれば、凝縮液予熱器再循環ポンプ824は、低温凝縮液が凝縮液予熱器820内へ導入される際の急冷を回避するために、全流量でスイッチオン可能である。ステップS8では、凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822を部分的に閉鎖可能である。一実施形態によれば、凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822は、100%のバイパスから93%のバイパスへと緩慢に閉鎖できる。上流の凝縮器予熱器分離弁823aは開放可能である。低温凝縮水は、凝縮液予熱器820の入口に達する前に、凝縮液予熱器再循環リターンラインからの温水と混合可能である。ステップS9では、凝縮液予熱器820の入口での水温を所定の度合だけ、例えば約29°Fだけ上方に凝縮液予熱器820の出口での水温を維持するために、凝縮液予熱器再循環ポンプ824への流れを制御可能である。一実施形態によれば、凝縮液予熱器再循環ポンプ824への流れは、凝縮液予熱器再循環ポンプ824の下流の流量制御弁によって制御可能である。ステップS10では、凝縮液予熱器820への流れが緩慢に増大されるよう、凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822を緩慢に調整可能である。一実施形態によれば、凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822はさらに、凝縮液予熱器820の入口での水温を、予め定められた率、例えば45°F/minの低下率で、通常動作レベルに達するまで低下させるため、凝縮液予熱器820への流れが緩慢に増大されるよう、緩慢に閉鎖可能である。一実施形態によれば、凝縮液予熱器820の入口での水温の通常動作レベルは136°Fであってよい。ステップS11では、凝縮液予熱器820の入口での水温が通常動作レベルに達した際に、凝縮液予熱器バイパス流量制御弁822を完全に閉鎖可能である。このことにより、凝縮液予熱器820を完全に動作させることができる。
図6に示されている実施形態によれば、ステップS12で、LPドラム圧力制御弁832が緩慢に開放を開始する。LPドラム830の圧力は、通常動作レベル、例えば75psiaまで緩慢に低減可能である。LP過熱器850の圧力は、通常動作レベル、例えば75psiaまで緩慢に低減可能である。当該プロセスには約5分かかることがある。ステップS13では、LPドラムのレベル設定値は、第1のスウェルがLPドラム830内で発生した後、始動レベルから通常動作レベルまで上昇させることができる。このことにより、LPドラムレベル制御弁831を、パワープラント100の制御システムが定めた所定のパーセンテージまで開放することができる。下流の予熱器分離弁823bは開放可能である。LPドラム830内への水の充填を開始可能である。
一実施形態によれば、パワープラント100は、煙突エネルギ制御を行う始動から通常動作モードへ、図6に示されている連続制御ステップに続いて移行可能である。パワープラント100の通常動作中、蒸気タービン300は、蒸気タービン300がトリップした場合、リスタートが必要となることがある。パワープラント100は、通常動作モードから煙突エネルギ制御を行う始動への移行が必要となることもある。このことにより、ガスタービン200の負荷を低減せずに、蒸気タービン300のロールオフを可能とすることができる。パワープラント100の、通常動作モードから煙突エネルギ制御を行う始動への移行は、図6に示されているのと逆順での以下のような連続制御ステップによって実行可能である。
一態様によれば、提案している実施形態によって、コンバインドサイクルパワープラント100の始動中、HRSG500内の蒸気の発生を低減することができる。ガスタービン200の排気ガス210から抽出されるエネルギを低減可能である。排気用煙突900を通してより多くのエネルギを放出させることができる。
一態様によれば、提案している実施形態によって、コンバインドサイクルパワープラント100の始動中、ガスタービン200の負荷の制限を除去することができる。図示の実施形態では、コンバインドサイクルパワープラント100の良好なパワー形成効率を得ることができる。
一態様によれば、提案している実施形態によって、コンバインドサイクルパワープラント100の始動中、ガスタービン200の高い負荷を維持しながら蒸気タービン300を始動するための空冷凝縮器の寸法増大を除去することができる。図示の実施形態は、コンバインドサイクルパワープラントの全設置面積の増大を除去することができる。図示の実施形態では、コンバインドサイクルパワープラント100の建造コストを大幅に低減することができる。
本発明の教説を実現する種々の実施形態を示してここに詳細に説明したが、当該分野の技術者は、こうした教説をさらに実現する多くの他の変形実施形態を容易に想到しうる。本発明は、その用途において、明細書中または図中に示した各要素の構造および配置につき、例示的な実施形態の詳細には限定されない。本発明は、他の実施形態も可能であり、種々の方式で実現可能または実行可能である。また、ここに使用した語句および概念は説明のためのものであり、限定と見なされるものでないことを理解されたい。「含む」「から成る」または「有する」およびここで用いたその変化形の使用は、そこに列挙した項目およびその等価物ならびに付加的な項目の包含を意味する。格別の指定または限定がないかぎり、「実装される」「接続される」「支持される」「結合される」なる語およびその変化形は広義に用いられ、直接および間接の実装、接続、支持および結合を包含する。さらに「接続する」「結合する」は、物理的もしくは機械的な接続または結合に限定されない。
100 コンバインドサイクルパワープラント
120 従来のコンバインドサイクルパワープラントのプラントパワー出力
140 煙突エネルギ制御を行うコンバインドサイクルパワープラントのプラントパワー出力
200 ガスタービン
210 ガスタービンからの排気ガス
220 燃料ガス加熱器
300 蒸気タービン
310 凝縮器
400 発電機
500 排熱回収ボイラ(HRSG)
600 HRSGの高圧(HP)蒸気系
610 低温再熱部
620 HP節炭器
620a 上流のHP節炭器
620b 下流のHP節炭器
621a 上流のHP節炭器バイパスライン
621b 下流のHP節炭器バイパスライン
622a 上流のHP節炭器バイパス弁
622b 下流のHP節炭器バイパス弁
630 HPドラム
631 HPドラムレベル制御弁
640 HP蒸発器
650 再熱器
660 HP過熱器
660a 中間段の過熱低減器
660b 最終段の過熱低減器
670 HP蒸気ライン
680 HP蒸気バイパス弁
700 HRSGの中間圧(IP)蒸気系
720 IP節炭器
721 IP節炭器バイパスライン
722 IP節炭器バイパス弁
730 IPドラム
731 IPドラムレベル制御弁
732 IPドラム圧力制御弁
740 IP蒸発器
750 IPロータ空冷器
760 IP過熱器
770 IP蒸気ライン
780 IP蒸気バイパス弁
800 HRSGの低圧(LP)蒸気系
810 凝縮液ライン
811 凝縮液抽出ポンプ
812 ボイラフィードポンプ
820 凝縮液予熱器
821 凝縮液予熱器バイパスライン
822 凝縮液予熱器バイパス流量制御弁
823a 上流の凝縮液予熱器分離弁
823b 下流の凝縮液予熱器分離弁
824 凝縮液予熱器再循環ポンプ
830 LPドラム
831 LPドラムレベル制御弁
832 LPドラム圧力制御弁
840 LP蒸発器
850 LP過熱器
860 LP蒸気系の分離領域
870 LP蒸気ライン
880 LP蒸気バイパス弁
900 排気用煙突

Claims (20)

  1. コンバインドサイクルパワープラントであって、
    パワー出力を生成しかつ排気ガスを発生するように構成されたガスタービンと、
    前記ガスタービンの下流に配置されており、前記ガスタービンからの排気ガスを受け取って該排気ガスからエネルギを抽出することにより蒸気を発生するように構成された複数の加熱面を含む排熱回収ボイラと、
    前記複数の加熱面を通過した後の排気ガスを放出するように構成された排気用煙突と、
    パワー出力を形成するために前記排熱回収ボイラ内で発生された蒸気を受け取るように構成された蒸気タービンと
    を含み、
    前記複数の加熱面が、前記パワープラントの始動中、部分的にバイパスされて、排気ガスから抽出されるエネルギを小さくするため、蒸気の発生を低減するように構成されており、
    前記排気用煙突は、前記パワープラントの始動中、蒸気の発生の低減および排気ガスから抽出されるエネルギの低減によって、より大きいエネルギを有する排気ガスを放出するように構成されており、
    前記蒸気タービンは、前記ガスタービンが基本負荷までの負荷で動作している間、始動可能であるように構成されている、
    コンバインドサイクルパワープラント。
  2. 前記排熱回収ボイラは、高圧節炭器を含む高圧蒸気系を含み、
    前記高圧節炭器は、前記パワープラントの始動中、部分的にバイパスされるように構成されている、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  3. 前記高圧節炭器は、複数の段を含み、
    上流の高圧節炭器は複数の上流段を含み、下流の高圧節炭器は複数の下流段を含み、
    前記上流の高圧節炭器は、前記パワープラントの始動中、前記下流の高圧節炭器によって部分的にバイパスされる予め定められたレベルよりも高い予め定められたレベルへ部分的にバイパスされるように構成されている、
    請求項2記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  4. 前記下流の高圧節炭器によって部分的にバイパスされる前記予め定められたレベルは、前記パワープラントの始動中、前記下流の高圧節炭器において予め定められたレベルのフラッシングが許容可能となるように定められている、
    請求項3記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  5. 前記パワープラントはさらに、前記パワープラントの始動中、高圧のバイパス蒸気の温度を低下させるように構成された高圧蒸気バイパス弁を含む、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  6. 前記排熱回収ボイラは、中間圧節炭器を含む中間圧蒸気系を含み、
    前記中間圧節炭器は、前記パワープラントの始動中、部分的にバイパスされるように構成されている、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  7. 前記パワープラントはさらに、中間圧ドラム圧力制御弁を含み、
    前記中間圧ドラム圧力制御弁は、前記パワープラントの始動中、中間圧ドラムを通る流れを消失させるため、該中間圧ドラムの圧力を増大させるように構成されている、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  8. 前記排熱回収ボイラは、凝縮液予熱器を含む低圧蒸気系を含み、
    前記低圧蒸気系は、前記パワープラントの始動中、前記凝縮液予熱器のバイパスにより遮断されるように構成されている、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  9. 前記パワープラントはさらに、前記パワープラントの始動中、低圧ドラムを分離するように構成された低圧ドラム圧力制御弁を含む、
    請求項1記載のコンバインドサイクルパワープラント。
  10. ガスタービンと、該ガスタービンの下流に配置された複数の加熱面を含む排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを含むコンバインドサイクルパワープラントの動作方法であって、該方法は、
    パワー出力を生成し、排気ガスを発生するように、前記ガスタービンを動作させること、
    前記パワープラントの始動中、前記ガスタービンの排気ガスから抽出されるエネルギを小さくするため、前記排熱回収ボイラ内で発生する蒸気の発生が低減されるよう、前記複数の加熱面を部分的にバイパスすること、
    前記パワープラントの始動中、蒸気の発生の低減および排気ガスから抽出されるエネルギの低減によって、より大きなエネルギを有する排気ガスを、排気用煙突を通して放出すること、および
    前記ガスタービンが基本負荷までの負荷で動作している間、前記蒸気タービンを始動すること
    を含む、方法。
  11. 前記排熱回収ボイラは、高圧節炭器を含む高圧蒸気系を含み、
    前記パワープラントの始動中、前記高圧節炭器を部分的にバイパスする、
    請求項10記載の方法。
  12. 前記高圧節炭器は、複数の段を含み、上流の高圧節炭器は複数の上流段を含み、下流の高圧節炭器は複数の下流段を含み、
    前記パワープラントの始動中、前記下流の高圧節炭器によって部分的にバイパスされる予め定められたレベルよりも高い予め定められたレベルへ、前記上流の高圧節炭器を部分的にバイパスする、
    請求項11記載の方法。
  13. 前記下流の高圧節炭器によって部分的にバイパスされる前記予め定められたレベルを、前記パワープラントの始動中、前記下流の高圧節炭器において予め定められたレベルのフラッシングが許容可能となるように定める、
    請求項12記載の方法。
  14. 前記方法はさらに、前記パワープラントの始動中、高圧のバイパス蒸気の温度を低下させることを含む、
    請求項10記載の方法。
  15. 前記方法はさらに、前記パワープラントの始動中、中間段での噴霧水流を増大することを含む、
    請求項10記載の方法。
  16. 前記排熱回収ボイラは、中間圧節炭器を含む中間圧蒸気系を含み、
    前記パワープラントの始動中、前記中間圧節炭器を部分的にバイパスする、
    請求項10記載の方法。
  17. 前記方法はさらに、前記パワープラントの始動中、中間圧ドラムを通る流れを消失させるため、中間圧ドラムの圧力を増大することを含む、
    請求項10記載の方法。
  18. 前記排熱回収ボイラは、凝縮液予熱器を含む低圧蒸気系を含み、
    前記パワープラントの始動中、前記凝縮液予熱器のバイパスにより、前記低圧蒸気系を遮断する、
    請求項10記載の方法。
  19. 前記方法はさらに、前記パワープラントの始動中、低圧ドラムを分離することを含む、
    請求項10記載の方法。
  20. 前記コンバインドサイクルパワープラントは、
    中間圧ドラムの圧力設定値を低温再熱部の圧力まで低減すること、
    中間圧節炭器バイパス弁を閉鎖すること、
    高圧流入路の制御設定値を予め定められたレベルまで低減すること、
    高圧節炭器バイパス弁を閉鎖すること、
    前記排気用煙突の温度を予め定められたレベルまで冷却すること、
    低圧ドラムレベル制御弁を閉鎖すること、
    凝縮液予熱器再循環ポンプをスイッチオンすること、
    凝縮液予熱器バイパス弁を部分的に閉鎖すること、
    凝縮液予熱器の出口での水温が凝縮液予熱器の入口での水温を所定の度合だけ上回って維持されるように、凝縮液予熱器再循環流量を調整すること、
    前記凝縮液予熱器の入口での水温が予め定められた率で低下するよう、前記凝縮液予熱器バイパス弁を緩慢に調整すること、
    前記凝縮液予熱器の入口での水温が通常動作レベルに達した場合、前記凝縮液予熱器バイパス弁を完全に閉鎖すること、
    低圧ドラムの圧力が通常動作レベルまで低下するよう、低圧ドラム圧力制御弁を緩慢に開放すること、および
    第1のスウェルが前記低圧ドラム内で発生した後、始動時の水レベルから通常時の水レベルへ低圧ドラムのレベル設定値を増大すること
    を含むプロセスに続いて、始動から通常動作モードへ移行する、
    請求項10記載の方法。
JP2018532586A 2015-12-22 2015-12-22 コンバインドサイクルパワープラントにおける煙突エネルギ制御 Active JP6615358B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2015/067248 WO2017111932A1 (en) 2015-12-22 2015-12-22 Stack energy control in combined cycle power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018538479A true JP2018538479A (ja) 2018-12-27
JP6615358B2 JP6615358B2 (ja) 2019-12-04

Family

ID=55640830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018532586A Active JP6615358B2 (ja) 2015-12-22 2015-12-22 コンバインドサイクルパワープラントにおける煙突エネルギ制御

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10808578B2 (ja)
EP (1) EP3374604A1 (ja)
JP (1) JP6615358B2 (ja)
KR (1) KR102052016B1 (ja)
CN (1) CN108474268B8 (ja)
WO (1) WO2017111932A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11313252B2 (en) * 2018-10-02 2022-04-26 Nooter/Eriksen, Inc. Enhanced HRSG for repowering a coal-fired electrical generating plant
US10851990B2 (en) 2019-03-05 2020-12-01 General Electric Company System and method to improve combined cycle plant power generation capacity via heat recovery energy control
EP3971396A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-23 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Steam generator with attemperators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11270348A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Hitachi Zosen Corp ガスタービン・コージェネレーション設備
JP3694530B2 (ja) * 1996-06-26 2005-09-14 株式会社日立製作所 一軸型コンバインドサイクルプラント及びその運転方法
US20100089024A1 (en) * 2007-01-30 2010-04-15 Brueckner Jan Method for operating a gas and steam turbine plant and a gas and steam turbine plant for this purpose
JP2012508861A (ja) * 2008-11-13 2012-04-12 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 排熱回収ボイラの運転方法

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2427031A (en) * 1938-04-30 1947-09-09 Babcock & Wilcox Co Fluid heat exchange apparatus
US3177659A (en) * 1962-08-02 1965-04-13 Westinghouse Electric Corp Heat exchange apparatus
US3640250A (en) * 1970-03-24 1972-02-08 Foster Wheeler Corp Steam temperature control spray system
US4353207A (en) * 1980-08-20 1982-10-12 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in simple cycle combustion turbine plants
US4353206A (en) * 1980-08-20 1982-10-12 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in combined cycle plants
CH655548B (ja) * 1982-03-31 1986-04-30
US4576124A (en) * 1984-10-25 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for fluidly connecting a boiler into pressurized steam feed line and combined-cycle steam generator power plant embodying the same
US4735043A (en) * 1985-07-08 1988-04-05 International Power Technology Method and apparatus for improved start-up procedures in conventional steam power generators and dual fluid Cheng cycle engines
US5412937A (en) * 1993-11-04 1995-05-09 General Electric Company Steam cycle for combined cycle with steam cooled gas turbine
US5628179A (en) * 1993-11-04 1997-05-13 General Electric Co. Steam attemperation circuit for a combined cycle steam cooled gas turbine
US5577377A (en) * 1993-11-04 1996-11-26 General Electric Co. Combined cycle with steam cooled gas turbine
DE19506787B4 (de) * 1995-02-27 2004-05-06 Alstom Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine
US5904039A (en) * 1995-05-15 1999-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Method and configuration for deaerating a condensate
US6220014B1 (en) * 1996-06-26 2001-04-24 Hitachi, Ltd. Single shaft combined cycle plant and operating method thereof
DE19736889C1 (de) * 1997-08-25 1999-02-11 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage und Gas- und Dampfturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
JP3808987B2 (ja) 1997-09-18 2006-08-16 株式会社東芝 コンバインドサイクル発電プラントの運転方法
DE19846225C2 (de) * 1998-10-07 2002-05-29 Siemens Ag Gas- und Dampfturbinenanlage
DE19848748A1 (de) * 1998-10-22 2000-04-27 Asea Brown Boveri Verfahren zum Anfahren eines Dampfsystems und Dampfsystem zur Durchführung des Verfahrens
DE19944920B4 (de) * 1999-09-20 2013-11-21 Alstom Technology Ltd. Kombikraftwerk mit Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Wasser in den Frischdampf
US6397575B2 (en) * 2000-03-23 2002-06-04 General Electric Company Apparatus and methods of reheating gas turbine cooling steam and high pressure steam turbine exhaust in a combined cycle power generating system
JP2001317704A (ja) * 2000-05-01 2001-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合プラント、及び、排熱回収ボイラの水張り方法
TW541393B (en) * 2000-07-25 2003-07-11 Siemens Ag Method to operate a gas-and steam turbine device and the corresponding device
JP3716188B2 (ja) * 2001-04-10 2005-11-16 三菱重工業株式会社 ガスタービンコンバインドプラント
WO2003024559A1 (de) * 2001-09-14 2003-03-27 Alstom Technology Ltd Verfahren und vorrichtung zur thermischen entgasung
US7168233B1 (en) * 2005-12-12 2007-01-30 General Electric Company System for controlling steam temperature
UA97513C2 (ru) * 2007-03-22 2012-02-27 Нутер/Эриксен, Инк. Высокоэффективный подогреватель питательной воды
US7874162B2 (en) * 2007-10-04 2011-01-25 General Electric Company Supercritical steam combined cycle and method
EP2255076B1 (de) * 2008-02-26 2015-10-07 Alstom Technology Ltd Verfahren zur regelung eines dampferzeugers und regelschaltung für einen dampferzeuger
US8205451B2 (en) * 2008-08-05 2012-06-26 General Electric Company System and assemblies for pre-heating fuel in a combined cycle power plant
US8186142B2 (en) * 2008-08-05 2012-05-29 General Electric Company Systems and method for controlling stack temperature
JP5221443B2 (ja) * 2009-05-08 2013-06-26 株式会社東芝 一軸型複合サイクル発電プラントの起動方法および一軸型複合サイクル発電プラント
US20120312019A1 (en) * 2010-02-01 2012-12-13 Nooter/Eriksen, Inc. Process and apparatus for heating feedwater in a heat recovery steam generator
US8616001B2 (en) 2010-11-29 2013-12-31 Echogen Power Systems, Llc Driven starter pump and start sequence
US20130097993A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-25 Himanshu Raja Heat recovery steam generator and methods of coupling same to a combined cycle power plant
US9074494B2 (en) * 2011-10-21 2015-07-07 General Electric Company System and apparatus for controlling temperature in a heat recovery steam generator
US9429044B2 (en) * 2012-01-13 2016-08-30 Alstom Technology Ltd Supercritical heat recovery steam generator reheater and supercritical evaporator arrangement
JP5618336B2 (ja) * 2012-01-24 2014-11-05 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コンバインドサイクル型発電プラントおよび運転方法
EP2698507B1 (en) 2012-08-17 2017-03-01 General Electric Technology GmbH System and method for temperature control of reheated steam
US8820078B1 (en) * 2013-08-06 2014-09-02 Thomas Edward Duffy Heat recovery steam generator and method for fast starting combined cycles
US9399927B2 (en) * 2014-01-17 2016-07-26 Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, Inc. Method and apparatus for operating a gas turbine power plant at low load conditions with stack compliant emissions levels
JP6368611B2 (ja) * 2014-10-03 2018-08-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン、コンバインドサイクルプラント、ガスタービンの起動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3694530B2 (ja) * 1996-06-26 2005-09-14 株式会社日立製作所 一軸型コンバインドサイクルプラント及びその運転方法
JPH11270348A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Hitachi Zosen Corp ガスタービン・コージェネレーション設備
US20100089024A1 (en) * 2007-01-30 2010-04-15 Brueckner Jan Method for operating a gas and steam turbine plant and a gas and steam turbine plant for this purpose
JP2012508861A (ja) * 2008-11-13 2012-04-12 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 排熱回収ボイラの運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180371956A1 (en) 2018-12-27
KR102052016B1 (ko) 2019-12-04
CN108474268A (zh) 2018-08-31
EP3374604A1 (en) 2018-09-19
CN108474268B (zh) 2020-11-03
CN108474268B8 (zh) 2021-01-19
KR20180095907A (ko) 2018-08-28
US10808578B2 (en) 2020-10-20
WO2017111932A1 (en) 2017-06-29
JP6615358B2 (ja) 2019-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9376962B2 (en) Fuel gas heating with thermal energy storage
CA2718367C (en) Direct heating organic ranking cycle
JP5227352B2 (ja) 熱回収蒸気発生器及び関連する蒸気ラインを予め加温するためのシステム及び方法
JP6884721B2 (ja) プラント制御装置、プラント制御方法、および発電プラント
RU2595192C2 (ru) Электростанция с встроенным предварительным нагревом топливного газа
US4873827A (en) Steam turbine plant
US8776521B2 (en) Systems and methods for prewarming heat recovery steam generator piping
US8387388B2 (en) Turbine blade
JP5916053B2 (ja) 低圧蒸気タービンから熱を抽出する給水加熱器を備えたシステム
JP6830049B2 (ja) 制御装置とそれを備えたガスタービンコンバインドサイクル発電システム、プログラム、およびガスタービンコンバインドサイクル発電システムの制御方法
JP6615358B2 (ja) コンバインドサイクルパワープラントにおける煙突エネルギ制御
JP4503995B2 (ja) 再熱蒸気タービンプラントおよびその運転方法
JP2004245184A (ja) 再熱蒸気タービンプラントとその起動方法
JP5959454B2 (ja) 蒸気タービンシステム
EP3262284B1 (en) Combined cycle power plant having supercritical steam turbine
JP2019173696A (ja) コンバインドサイクル発電プラント、およびその運転方法
JP2558855B2 (ja) 蒸気ーガス複合サイクル発電プラントの運転方法およびその発電プラント
Radovich Agile HRSG
Wittchow 3.7 Power plant operation: 3 Fossil-fueled power plants

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180821

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180821

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191007

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6615358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250