JP2986426B2 - 水素燃焼タービンプラント - Google Patents
水素燃焼タービンプラントInfo
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- F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水素燃焼タービンプ
ラントの改良に係わり、特に蒸気系で結合された複数の
タービンを備え、その第１のタービンの静翼がその内部
を流通する冷却媒体により冷却するように形成されてい
る水素燃焼タービンプラントに関するものである。
ラントの改良に係わり、特に蒸気系で結合された複数の
タービンを備え、その第１のタービンの静翼がその内部
を流通する冷却媒体により冷却するように形成されてい
る水素燃焼タービンプラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素燃焼タービンサイクルとしてASME C
OGEN−TURBO IGTI−Vol.6(1991)435−442にＧｒａｚサ
イクルが公表されている。図６にこのＧｒａｚサイクル
を示す。昇圧された酸素と水素は燃焼器１で反応して高
温の蒸気となり第１のタービン２を駆動する。第１のタ
ービン２の排気蒸気３はまだ十分に高温であるから第２
の再生熱交換器５と第１の再生熱交換器４を通って減温
され、蒸気圧縮機６に供給される。
OGEN−TURBO IGTI−Vol.6(1991)435−442にＧｒａｚサ
イクルが公表されている。図６にこのＧｒａｚサイクル
を示す。昇圧された酸素と水素は燃焼器１で反応して高
温の蒸気となり第１のタービン２を駆動する。第１のタ
ービン２の排気蒸気３はまだ十分に高温であるから第２
の再生熱交換器５と第１の再生熱交換器４を通って減温
され、蒸気圧縮機６に供給される。
【０００３】一方、第２の再生熱交換器５を通過した蒸
気は分岐点７において分岐し第３のタービン８を駆動す
る。第３のタービン８を駆動した蒸気は復水器９にて水
となり、燃焼器１で水素、酸素の燃焼により生成した蒸
気の量だけ排水される。復水器９を出た水はポンプ１０
にて昇圧され第１の再生熱交換器４に供給される。さら
に第２の再生熱交換器５で昇温されて過熱蒸気となり第
２のタービン１１を駆動する。
気は分岐点７において分岐し第３のタービン８を駆動す
る。第３のタービン８を駆動した蒸気は復水器９にて水
となり、燃焼器１で水素、酸素の燃焼により生成した蒸
気の量だけ排水される。復水器９を出た水はポンプ１０
にて昇圧され第１の再生熱交換器４に供給される。さら
に第２の再生熱交換器５で昇温されて過熱蒸気となり第
２のタービン１１を駆動する。
【０００４】第２のタービン１１を駆動した蒸気は燃焼
器１の入口に供給される。燃焼器１の入口では圧縮機出
口蒸気と第２のタービン１１を駆動した蒸気が合流し、
水素、酸素の燃焼により生成した蒸気とともに第１のタ
ービン２の駆動蒸気となる。このようにＧｒａｚサイク
ルは圧縮機６、燃焼器１および第１のタービン２からな
るブレイトンサイクル（トッピングサイクル）と第２の
タービン１１、第３のタービン８を中心とするランキン
サイクル（ボトミングサイクル）が再生熱交換器４、５
を介し一体的に統合されている。
器１の入口に供給される。燃焼器１の入口では圧縮機出
口蒸気と第２のタービン１１を駆動した蒸気が合流し、
水素、酸素の燃焼により生成した蒸気とともに第１のタ
ービン２の駆動蒸気となる。このようにＧｒａｚサイク
ルは圧縮機６、燃焼器１および第１のタービン２からな
るブレイトンサイクル（トッピングサイクル）と第２の
タービン１１、第３のタービン８を中心とするランキン
サイクル（ボトミングサイクル）が再生熱交換器４、５
を介し一体的に統合されている。
【０００５】従来のガスタービンコンハ゛イント゛サイ
クルでは空気を作動媒体とするガスタービン（トッピン
グサイクル）とガスタービン排ガス熱により生成される
蒸気を作動媒体とする蒸気タービン（ボトミングサイク
ル）の互いに独立した組み合わせで、空気と蒸気（水）
の２種類の流体からなるサイクルであるが、Ｇｒａｚサ
イクルは第１のタービン２の排気蒸気の分岐蒸気でボト
ミングサイクルを構成しており、蒸気（水）１種類の流
体からなるサイクルである点が違いとして挙げられる。
クルでは空気を作動媒体とするガスタービン（トッピン
グサイクル）とガスタービン排ガス熱により生成される
蒸気を作動媒体とする蒸気タービン（ボトミングサイク
ル）の互いに独立した組み合わせで、空気と蒸気（水）
の２種類の流体からなるサイクルであるが、Ｇｒａｚサ
イクルは第１のタービン２の排気蒸気の分岐蒸気でボト
ミングサイクルを構成しており、蒸気（水）１種類の流
体からなるサイクルである点が違いとして挙げられる。
【０００６】このようなＧｒａｚサイクルに代表される
ようなトッピングサイクル、ボトミングサイクルともに
１種類の流体からなる水素燃焼サイクルを水素燃焼単一
流体サイクルと呼ぶこととする。ここで、水と水蒸気の
ように相変化した流体は１つの流体とみなしている。
ようなトッピングサイクル、ボトミングサイクルともに
１種類の流体からなる水素燃焼サイクルを水素燃焼単一
流体サイクルと呼ぶこととする。ここで、水と水蒸気の
ように相変化した流体は１つの流体とみなしている。
【０００７】水素燃焼タービンでは排出物が水であるた
めに、化石燃料の様に燃焼温度上昇によるＮＯｘ発生を
心配する必要がなく環境適合性に優れ、燃焼温度すなわ
ち前記第１のタービン２の入口温度をさらに上げて高効
率化を図ることができる。しかしながら実際問題として
第１のタービンの入口温度はタービン翼の許容温度をは
るかに超えており翼の冷却が不可欠である。第１０回ガ
スタービン秋期講演会講演論文集（１９９５．８）でＧ
ｒａｚサイクルに第１のタービン２の冷却を考慮した系
統が公表されており、その系統図を図７に示す。
めに、化石燃料の様に燃焼温度上昇によるＮＯｘ発生を
心配する必要がなく環境適合性に優れ、燃焼温度すなわ
ち前記第１のタービン２の入口温度をさらに上げて高効
率化を図ることができる。しかしながら実際問題として
第１のタービンの入口温度はタービン翼の許容温度をは
るかに超えており翼の冷却が不可欠である。第１０回ガ
スタービン秋期講演会講演論文集（１９９５．８）でＧ
ｒａｚサイクルに第１のタービン２の冷却を考慮した系
統が公表されており、その系統図を図７に示す。
【０００８】第１のタービン２の冷却には圧縮機６から
の抽気蒸気を用い、冷却後の蒸気は第１のタービン２の
ガスパス中に放出されている。この冷却方法をオープン
冷却と呼ぶことにする。
の抽気蒸気を用い、冷却後の蒸気は第１のタービン２の
ガスパス中に放出されている。この冷却方法をオープン
冷却と呼ぶことにする。
【０００９】このオープン冷却方式では冷却蒸気が主流
ガスに混じる事による主流ガスの温度低下と空力損失、
動翼については冷却蒸気のポンピング損失が加わる。さ
らに図７に示したＧｒａｚサイクルにおいては、オープ
ン冷却により主流の蒸気温度が低下し、第１のタービン
２の排気温度が低下するため、再生熱交換器４、５での
交換熱量が減少し、分岐点７からボトミングサイクルに
向かう蒸気流量が減少する。すなわち第２のタービン１
１、第３のタービン８の出力が低下する。
ガスに混じる事による主流ガスの温度低下と空力損失、
動翼については冷却蒸気のポンピング損失が加わる。さ
らに図７に示したＧｒａｚサイクルにおいては、オープ
ン冷却により主流の蒸気温度が低下し、第１のタービン
２の排気温度が低下するため、再生熱交換器４、５での
交換熱量が減少し、分岐点７からボトミングサイクルに
向かう蒸気流量が減少する。すなわち第２のタービン１
１、第３のタービン８の出力が低下する。
【００１０】一方で蒸気圧縮機６に流入する蒸気量が増
加するため蒸気圧縮機６の駆動力が大きくなる。以上の
要因でオープン冷却方式ではプラント効率は低下する。
第１のタービン入口温度が１７００℃のＧｒａｚサイク
ルで動、静翼にオープン冷却方式を適用した場合、第１
のタービン入口蒸気流量に対する冷却蒸気流量比が１０
ポイント％増加に対してプラント効率は約１．３ポイン
ト％下がり、プラント効率は著しく低下する。
加するため蒸気圧縮機６の駆動力が大きくなる。以上の
要因でオープン冷却方式ではプラント効率は低下する。
第１のタービン入口温度が１７００℃のＧｒａｚサイク
ルで動、静翼にオープン冷却方式を適用した場合、第１
のタービン入口蒸気流量に対する冷却蒸気流量比が１０
ポイント％増加に対してプラント効率は約１．３ポイン
ト％下がり、プラント効率は著しく低下する。
【００１１】オープン冷却方式に代わる翼の冷却方式と
して、例えば特開昭５７−１７６３０９号公報に記載さ
れているようにクローズド冷却方式が提案されている。
クローズド冷却方式とはガスタービン高温部冷却後の冷
媒をガスパス中に放出することなく翼から回収する方式
である。クローズド冷却方式ではオープン冷却方式の欠
点として挙げた主流ガスの温度低下、空力損失、ポンピ
ング損失が減少し、プラント効率が飛躍的に向上する。
さらに温度上昇した回収冷媒をプラントで有効に利用す
れば更なる効率向上が期待できる。またこのものでは、
ガスタービンコンバインドサイクルにおいて、ガスター
ビン翼部をボトミングサイクルからの蒸気で冷却し冷却
後の蒸気を再びボトミングサイクルに戻すようにしてい
る。
して、例えば特開昭５７−１７６３０９号公報に記載さ
れているようにクローズド冷却方式が提案されている。
クローズド冷却方式とはガスタービン高温部冷却後の冷
媒をガスパス中に放出することなく翼から回収する方式
である。クローズド冷却方式ではオープン冷却方式の欠
点として挙げた主流ガスの温度低下、空力損失、ポンピ
ング損失が減少し、プラント効率が飛躍的に向上する。
さらに温度上昇した回収冷媒をプラントで有効に利用す
れば更なる効率向上が期待できる。またこのものでは、
ガスタービンコンバインドサイクルにおいて、ガスター
ビン翼部をボトミングサイクルからの蒸気で冷却し冷却
後の蒸気を再びボトミングサイクルに戻すようにしてい
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】水素燃焼タービンにお
いても翼冷却をクローズド冷却方式とすれば従来のガス
タービンと同様にプラント効率は向上する。しかし水素
燃焼タービンを用いた水素燃焼単一流体サイクルではト
ッピングサイクルとボトミングサイクルが同一流体で統
合され互いに強く影響を及ぼしあうことから、ガスター
ビンコンバインドプラントとは特性が大きく異なる。
いても翼冷却をクローズド冷却方式とすれば従来のガス
タービンと同様にプラント効率は向上する。しかし水素
燃焼タービンを用いた水素燃焼単一流体サイクルではト
ッピングサイクルとボトミングサイクルが同一流体で統
合され互いに強く影響を及ぼしあうことから、ガスター
ビンコンバインドプラントとは特性が大きく異なる。
【００１３】また、タービン翼を許容メタル温度内に冷
却するための好適な冷媒の温度、圧力、流量が存在し、
冷却後の冷媒は熱交換による温度上昇、冷却パス通過圧
力損失による圧力低下、間隙部からの冷媒リークによる
流量減少を伴い回収される。翼冷却条件を満足する冷媒
をプラントから供給し、冷却後の冷媒を再びプラントの
温度、圧力の適合するところに回収する系統はサイクル
毎に異なるため、水素燃焼単一流体サイクルにおいても
プラント効率向上効果の大きい独自の供給／回収系統が
存在する。
却するための好適な冷媒の温度、圧力、流量が存在し、
冷却後の冷媒は熱交換による温度上昇、冷却パス通過圧
力損失による圧力低下、間隙部からの冷媒リークによる
流量減少を伴い回収される。翼冷却条件を満足する冷媒
をプラントから供給し、冷却後の冷媒を再びプラントの
温度、圧力の適合するところに回収する系統はサイクル
毎に異なるため、水素燃焼単一流体サイクルにおいても
プラント効率向上効果の大きい独自の供給／回収系統が
存在する。
【００１４】水素燃焼単一流体サイクルでは一般的に、
第１のタービンの冷却にプラント内に存在する蒸気を用
いることが考えられる。従来のガスタービンコンバイン
ドサイクルではタービンガスパス側は空気であるので、
蒸気冷却を適用すると、空気より蒸気の熱伝達率が高く
翼メタル温度低減の効果は大きくなるが、水素燃焼単一
流体サイクルではガス側、冷却側ともに蒸気となり翼メ
タル温度低減の効果は従来のガスタービンコンバインド
サイクルほど得られないことになり、より多くの冷却蒸
気量が必要となる。
第１のタービンの冷却にプラント内に存在する蒸気を用
いることが考えられる。従来のガスタービンコンバイン
ドサイクルではタービンガスパス側は空気であるので、
蒸気冷却を適用すると、空気より蒸気の熱伝達率が高く
翼メタル温度低減の効果は大きくなるが、水素燃焼単一
流体サイクルではガス側、冷却側ともに蒸気となり翼メ
タル温度低減の効果は従来のガスタービンコンバインド
サイクルほど得られないことになり、より多くの冷却蒸
気量が必要となる。
【００１５】さらに、水素燃焼タービンでは従来のガス
タービン以上の高温化が要求され冷却蒸気流量の増加傾
向にあり、必要蒸気流量がプラント内に存在する蒸気量
を上回る恐れもある。また、メタルの許容温度が上がら
ないままで高温化を行うと、供給蒸気の温度を下げ、回
収蒸気の温度上昇も抑える必要がありプラント効率が低
減する恐れがある。
タービン以上の高温化が要求され冷却蒸気流量の増加傾
向にあり、必要蒸気流量がプラント内に存在する蒸気量
を上回る恐れもある。また、メタルの許容温度が上がら
ないままで高温化を行うと、供給蒸気の温度を下げ、回
収蒸気の温度上昇も抑える必要がありプラント効率が低
減する恐れがある。
【００１６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、水素燃焼タービンの高温化に伴う
翼冷却性能を向上させることができ、プラント効率の向
上を図ることができるこの種の水素燃焼タービンプラン
トを提供するにある。
目的とするところは、水素燃焼タービンの高温化に伴う
翼冷却性能を向上させることができ、プラント効率の向
上を図ることができるこの種の水素燃焼タービンプラン
トを提供するにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、水素
と酸素とを燃焼する燃焼器と、この燃焼により生成され
た水蒸気で駆動される第１のタービンと、この第１のタ
ービンの排気蒸気の分岐蒸気で駆動される第３のタービ
ンと、この第３のタービン駆動後の蒸気を復水する復水
器と、この復水器により復水された水と前記第１のター
ビンの排気蒸気との熱交換により生成された蒸気で駆動
される第２のタービンと、この第２のタービンの排気蒸
気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを駆動する
閉ループと、前記第１のタービンの排気蒸気の前記分岐
蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給し、蒸気圧縮
機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループとを備え、前記第１のタービンの静翼
がその内部を流通する冷却媒体により冷却するように形
成されている水素燃焼タービンプラントにおいて、前記
第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として第１の
タービン排気蒸気との熱交換により生成される高温水を
用い、かつ冷却後の温度上昇した水を第１のタービンの
ガスパス中に放出することなく静翼から回収し、かつこ
の回収した媒体を前記第２のタービンを駆動する蒸気の
給水として用いるようにし所期の目的を達成するように
したものである。
と酸素とを燃焼する燃焼器と、この燃焼により生成され
た水蒸気で駆動される第１のタービンと、この第１のタ
ービンの排気蒸気の分岐蒸気で駆動される第３のタービ
ンと、この第３のタービン駆動後の蒸気を復水する復水
器と、この復水器により復水された水と前記第１のター
ビンの排気蒸気との熱交換により生成された蒸気で駆動
される第２のタービンと、この第２のタービンの排気蒸
気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを駆動する
閉ループと、前記第１のタービンの排気蒸気の前記分岐
蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給し、蒸気圧縮
機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループとを備え、前記第１のタービンの静翼
がその内部を流通する冷却媒体により冷却するように形
成されている水素燃焼タービンプラントにおいて、前記
第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として第１の
タービン排気蒸気との熱交換により生成される高温水を
用い、かつ冷却後の温度上昇した水を第１のタービンの
ガスパス中に放出することなく静翼から回収し、かつこ
の回収した媒体を前記第２のタービンを駆動する蒸気の
給水として用いるようにし所期の目的を達成するように
したものである。
【００１８】また、第１のタービンの静翼を冷却する冷
却媒体として、復水された水を第３のタービンの抽気蒸
気により加熱し昇圧した高温水を用い、冷却後の温度上
昇した水を第１のタービンのガスパス中に放出すること
なく静翼から回収し、第２のタービンを駆動する蒸気の
給水として用いるようにしたものである。
却媒体として、復水された水を第３のタービンの抽気蒸
気により加熱し昇圧した高温水を用い、冷却後の温度上
昇した水を第１のタービンのガスパス中に放出すること
なく静翼から回収し、第２のタービンを駆動する蒸気の
給水として用いるようにしたものである。
【００１９】また、第１のタービンの静翼と動翼の両方
または静翼と動翼のいづれかを冷却する冷却媒体として
第２のタービンの抽気もしくは排気蒸気を用い、冷却後
の温度上昇した蒸気を第１のタービンのガスパス中に放
出することなく翼から回収し、第１のタービン駆動蒸気
の一部として用いるようにしたものである。また、翼冷
却後の回収した蒸気を第１のタービンの排気蒸気と熱交
換してさらに温度をあげ、温度上昇した回収蒸気を第１
のタービン駆動蒸気の一部として用いるようにしたもの
である。
または静翼と動翼のいづれかを冷却する冷却媒体として
第２のタービンの抽気もしくは排気蒸気を用い、冷却後
の温度上昇した蒸気を第１のタービンのガスパス中に放
出することなく翼から回収し、第１のタービン駆動蒸気
の一部として用いるようにしたものである。また、翼冷
却後の回収した蒸気を第１のタービンの排気蒸気と熱交
換してさらに温度をあげ、温度上昇した回収蒸気を第１
のタービン駆動蒸気の一部として用いるようにしたもの
である。
【００２０】すなわちこのように形成された水素燃焼タ
ービンプラントであると、第１のタービンの静翼にクロ
ーズド水冷却を適用しクローズド水冷却系統を構成する
ことにより、第１のタービンの排気蒸気と熱交換して蒸
気を発生させる給水加熱過程で翼冷却熱が充分回収され
て給水温度を上昇させることができ、すなわちボトミン
グサイクルの蒸気発生量を増加させることができ、ボト
ミングの出力の増加を図ることができ、さらにこのボト
ミングサイクルの蒸気発生量の増加により蒸気圧縮機に
供給される蒸気量が減少し、すなわち蒸気圧縮機の動力
が減少し、プラント効率の向上を図ることができる。
ービンプラントであると、第１のタービンの静翼にクロ
ーズド水冷却を適用しクローズド水冷却系統を構成する
ことにより、第１のタービンの排気蒸気と熱交換して蒸
気を発生させる給水加熱過程で翼冷却熱が充分回収され
て給水温度を上昇させることができ、すなわちボトミン
グサイクルの蒸気発生量を増加させることができ、ボト
ミングの出力の増加を図ることができ、さらにこのボト
ミングサイクルの蒸気発生量の増加により蒸気圧縮機に
供給される蒸気量が減少し、すなわち蒸気圧縮機の動力
が減少し、プラント効率の向上を図ることができる。
【００２１】また蒸気よりも冷却性能に優れた水を静止
部である静翼に適用することにより、静翼を許容メタル
温度に保つことが容易になり、さらに静翼を水冷却にす
る分だけ動翼冷却蒸気を十分に確保することもできる。
また、クローズド水冷却系統は第１のタービンの排気蒸
気と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱過程で循環経
路をなしていることから、必要な冷却水を十分に供給で
きるので冷却水が不足することはなく、また、供給され
る冷却水は冷却後の高温水により昇温されているので、
ガスパス側の蒸気と冷却水との温度差による静翼に働く
熱応力を小さくすることができる。
部である静翼に適用することにより、静翼を許容メタル
温度に保つことが容易になり、さらに静翼を水冷却にす
る分だけ動翼冷却蒸気を十分に確保することもできる。
また、クローズド水冷却系統は第１のタービンの排気蒸
気と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱過程で循環経
路をなしていることから、必要な冷却水を十分に供給で
きるので冷却水が不足することはなく、また、供給され
る冷却水は冷却後の高温水により昇温されているので、
ガスパス側の蒸気と冷却水との温度差による静翼に働く
熱応力を小さくすることができる。
【００２２】また、翼冷却の圧力損失を考慮して、第２
のタービンの出口蒸気ではなく途中段からの抽気蒸気で
第１のタービン翼を冷却している。冷却蒸気流量調整装
置などの圧力損失要素を設置していない分プラント効率
が向上する。さらに第２のタービンを駆動した蒸気で第
１のタービン翼を冷却しているので、第２のタービンの
出力が増加する。さらに冷却蒸気の回収熱量は燃焼器に
供給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸
素量を少なくできプラント効率が向上する。
のタービンの出口蒸気ではなく途中段からの抽気蒸気で
第１のタービン翼を冷却している。冷却蒸気流量調整装
置などの圧力損失要素を設置していない分プラント効率
が向上する。さらに第２のタービンを駆動した蒸気で第
１のタービン翼を冷却しているので、第２のタービンの
出力が増加する。さらに冷却蒸気の回収熱量は燃焼器に
供給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸
素量を少なくできプラント効率が向上する。
【００２３】また、第１のタービンの冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温している。許容メタル温度が上がらな
いまま第１のタービンの入口温度が上昇すると、冷却蒸
気流量が増加するのと同時に回収される蒸気の温度上昇
も小さくなる。温度上昇の小さい蒸気を燃焼器に回収す
ると、プラント効率の上昇を妨げる。冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温することにより、プラント効率の低下
を抑制することができる。
生熱交換器で昇温している。許容メタル温度が上がらな
いまま第１のタービンの入口温度が上昇すると、冷却蒸
気流量が増加するのと同時に回収される蒸気の温度上昇
も小さくなる。温度上昇の小さい蒸気を燃焼器に回収す
ると、プラント効率の上昇を妨げる。冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温することにより、プラント効率の低下
を抑制することができる。
【００２４】また、第１のタービンの全量の蒸気がボト
ミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜ングサ
イクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通常、起動
時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸気圧縮機
はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるので起動時
の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存在しない
とプラントの信頼性が向上する。また、駆動力が必要な
蒸気圧縮機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン
に流入する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占め
る第１のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高
温である第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さ
くなり、冷却蒸気流量も少なくなる。よって、動翼、静
翼共に蒸気冷却するのに十分な量を確保することができ
る。
ミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜ングサ
イクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通常、起動
時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸気圧縮機
はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるので起動時
の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存在しない
とプラントの信頼性が向上する。また、駆動力が必要な
蒸気圧縮機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン
に流入する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占め
る第１のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高
温である第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さ
くなり、冷却蒸気流量も少なくなる。よって、動翼、静
翼共に蒸気冷却するのに十分な量を確保することができ
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはその水素燃焼タービン
プラントの系統が示されている。この実施例は水素燃焼
単一流体サイクルの一つである図６のＧｒａｚサイクル
に対して、第１のタービン２に冷却系統を付加したもの
である。この実施例では静翼にクローズド水冷却、動翼
にクローズド蒸気冷却を採用している。
発明を詳細に説明する。図１にはその水素燃焼タービン
プラントの系統が示されている。この実施例は水素燃焼
単一流体サイクルの一つである図６のＧｒａｚサイクル
に対して、第１のタービン２に冷却系統を付加したもの
である。この実施例では静翼にクローズド水冷却、動翼
にクローズド蒸気冷却を採用している。
【００２６】第１のタービン２の排気蒸気３は第２の再
生熱交換器５で熱回収され分岐点７で一部の蒸気が第３
のタービン８に供給される。第３のタービン８に供給さ
れた蒸気は抽気配管１３により一部抽気され、第３のタ
ービン８排気蒸気は復水器９により復水される。復水は
水素と酸素の燃焼量分だけ排水されポンプ１５で昇圧後
に給水加熱器１４に供給される。
生熱交換器５で熱回収され分岐点７で一部の蒸気が第３
のタービン８に供給される。第３のタービン８に供給さ
れた蒸気は抽気配管１３により一部抽気され、第３のタ
ービン８排気蒸気は復水器９により復水される。復水は
水素と酸素の燃焼量分だけ排水されポンプ１５で昇圧後
に給水加熱器１４に供給される。
【００２７】抽気配管１３から抽気された蒸気は給水加
熱器１４に供給されポンプ１５を出た給水を加熱する。
給水を加熱した蒸気はドレンとなり、ポンプ１６で昇圧
され給水と合流する。本実施例における給水加熱器１４
の効果として、一つは抽気により復水器９に流入する蒸
気が減少することにより復水器９での放熱量が少なくな
るのでプラント効率が上昇する点を挙げることができ
る。もう１つは給水加熱器１４により第１の再生熱交換
器４の給水入口温度が上昇するので、第１の再生熱交換
器４出口から蒸気圧縮機６に向かう蒸気温度の低下を抑
制することができる。すなわち、第１の再生熱交換器４
出口蒸気の凝縮による蒸気圧縮機６への水滴の侵入を抑
制できる。本実施例では給水加熱器は１台のみであるが
複数台の設置も考えられる。
熱器１４に供給されポンプ１５を出た給水を加熱する。
給水を加熱した蒸気はドレンとなり、ポンプ１６で昇圧
され給水と合流する。本実施例における給水加熱器１４
の効果として、一つは抽気により復水器９に流入する蒸
気が減少することにより復水器９での放熱量が少なくな
るのでプラント効率が上昇する点を挙げることができ
る。もう１つは給水加熱器１４により第１の再生熱交換
器４の給水入口温度が上昇するので、第１の再生熱交換
器４出口から蒸気圧縮機６に向かう蒸気温度の低下を抑
制することができる。すなわち、第１の再生熱交換器４
出口蒸気の凝縮による蒸気圧縮機６への水滴の侵入を抑
制できる。本実施例では給水加熱器は１台のみであるが
複数台の設置も考えられる。
【００２８】給水加熱器１４を出た給水はポンプ１０で
第１のタービン２の静翼１８を水冷却する時に飽和沸騰
しない十分な圧力まで昇圧され第１の再生熱交換器４に
供給される。第１の再生熱交換器４出口給水は静翼１８
冷却後の高温水と合流点１７で合流後温度上昇する。合
流後の給水は分岐点１９で冷却水として静翼１８に流れ
る一方、ポンプ２０でさらに昇圧され第２の再生熱交換
器５に供給される。
第１のタービン２の静翼１８を水冷却する時に飽和沸騰
しない十分な圧力まで昇圧され第１の再生熱交換器４に
供給される。第１の再生熱交換器４出口給水は静翼１８
冷却後の高温水と合流点１７で合流後温度上昇する。合
流後の給水は分岐点１９で冷却水として静翼１８に流れ
る一方、ポンプ２０でさらに昇圧され第２の再生熱交換
器５に供給される。
【００２９】静翼１８に流れた冷却水は冷却後ポンプ２
１で環による圧力損失分昇圧され、分岐点２２に達す
る。回収された冷却水は分岐点２２で動翼冷却蒸気を減
温するために温度調節器２３に一部供給され、その残り
の回収冷却水は合流点１７で第１の再生熱交換器４出口
給水と合流する。本実施例における静翼１８の冷却系統
は分岐点１９から静翼１８、静翼１８から合流点１７、
合流点１７から分岐点１９と循環経路をなしている。こ
の循環経路をとることにより必要な冷却水を十分に供給
できるので冷却水が不足することはない。
１で環による圧力損失分昇圧され、分岐点２２に達す
る。回収された冷却水は分岐点２２で動翼冷却蒸気を減
温するために温度調節器２３に一部供給され、その残り
の回収冷却水は合流点１７で第１の再生熱交換器４出口
給水と合流する。本実施例における静翼１８の冷却系統
は分岐点１９から静翼１８、静翼１８から合流点１７、
合流点１７から分岐点１９と循環経路をなしている。こ
の循環経路をとることにより必要な冷却水を十分に供給
できるので冷却水が不足することはない。
【００３０】静翼冷却系統としてこのように循環経路を
とらず、第１の再生熱交換器４出口給水を直接静翼１８
の冷却に用いることも考えられる。この方法では供給す
る冷却水の温度が循環経路をとる場合よりも低いため
に、ガスパス側の蒸気と冷却水との温度差による静翼１
８熱応力が問題になる可能性があるが、翼材料が強度的
に問題無ければ適用できる。
とらず、第１の再生熱交換器４出口給水を直接静翼１８
の冷却に用いることも考えられる。この方法では供給す
る冷却水の温度が循環経路をとる場合よりも低いため
に、ガスパス側の蒸気と冷却水との温度差による静翼１
８熱応力が問題になる可能性があるが、翼材料が強度的
に問題無ければ適用できる。
【００３１】これらのクローズド水冷却系統ではボトミ
ングサイクルで第１のタービン２の排気蒸気と熱交換し
て蒸気を発生させる過程のうちの給水加熱過程で、第１
の再生熱交換器４から第２の再生熱交換器５に至る時に
静翼冷却熱を回収し給水温度が上昇している。すなわち
ボトミングサイクルの蒸気発生量が増加して第２のター
ビン１１、第３のタービン８の出力が増加し、かつ、蒸
気圧縮機６に供給される蒸気量が減少し蒸気圧縮機６の
動力が減少するのでプラント効率が上昇する。
ングサイクルで第１のタービン２の排気蒸気と熱交換し
て蒸気を発生させる過程のうちの給水加熱過程で、第１
の再生熱交換器４から第２の再生熱交換器５に至る時に
静翼冷却熱を回収し給水温度が上昇している。すなわち
ボトミングサイクルの蒸気発生量が増加して第２のター
ビン１１、第３のタービン８の出力が増加し、かつ、蒸
気圧縮機６に供給される蒸気量が減少し蒸気圧縮機６の
動力が減少するのでプラント効率が上昇する。
【００３２】ポンプ２０で昇圧された給水は第２の再生
熱交換器５で第１のタービン２の排気蒸気との熱交換で
過熱蒸気となり、第２のタービン１１に供給される。第
２のタービン１１を駆動した排気蒸気は分岐点２４に達
し、蒸気の一部が第１のタービン２の動翼２６の冷却用
として温度調節器２３に供給される。温度調節器２３に
供給された蒸気は、分岐点２２からの静翼冷却回収水
で、ある程度の過熱度を保ちつつ動翼２６を冷却するの
に十分な温度に減温される。
熱交換器５で第１のタービン２の排気蒸気との熱交換で
過熱蒸気となり、第２のタービン１１に供給される。第
２のタービン１１を駆動した排気蒸気は分岐点２４に達
し、蒸気の一部が第１のタービン２の動翼２６の冷却用
として温度調節器２３に供給される。温度調節器２３に
供給された蒸気は、分岐点２２からの静翼冷却回収水
で、ある程度の過熱度を保ちつつ動翼２６を冷却するの
に十分な温度に減温される。
【００３３】温度調節器２３で減温された蒸気は局部的
に水滴を含んでいる可能性があるので、ミストセパレー
タ２５で完全に水分を除去して動翼２６に供給される。
動翼冷却蒸気に水分を含んでいたとすると、ロータにア
ンバランスが生じてロータの加振源となるので、動翼冷
却蒸気には水分を含んでいてはならない。ミストセパレ
ータ２５を出た蒸気は第１のタービン２の軸端から供給
される。
に水滴を含んでいる可能性があるので、ミストセパレー
タ２５で完全に水分を除去して動翼２６に供給される。
動翼冷却蒸気に水分を含んでいたとすると、ロータにア
ンバランスが生じてロータの加振源となるので、動翼冷
却蒸気には水分を含んでいてはならない。ミストセパレ
ータ２５を出た蒸気は第１のタービン２の軸端から供給
される。
【００３４】供給軸端では静止部とロータとの接続部で
冷却蒸気は若干リークしてロータに供給され、ロータ内
部を冷却しつつ動翼２６に供給される。動翼２６の付け
根にも隙間が存在し若干の蒸気リークが生じる。動翼２
６を冷却し温度上昇した蒸気は、分岐点２４から流量調
節弁２７を経由した蒸気と合流点２８で合流する。合流
した蒸気は燃焼器１を通して第１のタービン２の駆動蒸
気の一部として用いる。本実施例では、冷却蒸気は第２
のタービン１１を通過しているので、第２の再生熱交換
器５で発生した蒸気を直接冷却蒸気として供給する場合
よりも第２のタービン１１の出力が大きくなるのでプラ
ント効率が向上する。
冷却蒸気は若干リークしてロータに供給され、ロータ内
部を冷却しつつ動翼２６に供給される。動翼２６の付け
根にも隙間が存在し若干の蒸気リークが生じる。動翼２
６を冷却し温度上昇した蒸気は、分岐点２４から流量調
節弁２７を経由した蒸気と合流点２８で合流する。合流
した蒸気は燃焼器１を通して第１のタービン２の駆動蒸
気の一部として用いる。本実施例では、冷却蒸気は第２
のタービン１１を通過しているので、第２の再生熱交換
器５で発生した蒸気を直接冷却蒸気として供給する場合
よりも第２のタービン１１の出力が大きくなるのでプラ
ント効率が向上する。
【００３５】さらに冷却蒸気の回収熱量は燃焼器１に供
給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸素
量を少なくできプラント効率が向上する。プラント効率
の向上には第１のタービン２入口の高温化が不可欠であ
り、蒸気よりも冷却性能に優れた水を静止部である静翼
１８に適用することにより、許容メタル温度内に抑える
ことが容易となる。水冷却系統を循環経路とし、供給す
る冷却水の温度を或程度高温に保っているので、水冷却
静翼に発生する温度差すなわち熱応力を低減することが
できる。動翼へのクローズド水冷却の適用については、
沸騰によるロータ重量アンバランス発生の問題で難しい
と考えられる。
給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸素
量を少なくできプラント効率が向上する。プラント効率
の向上には第１のタービン２入口の高温化が不可欠であ
り、蒸気よりも冷却性能に優れた水を静止部である静翼
１８に適用することにより、許容メタル温度内に抑える
ことが容易となる。水冷却系統を循環経路とし、供給す
る冷却水の温度を或程度高温に保っているので、水冷却
静翼に発生する温度差すなわち熱応力を低減することが
できる。動翼へのクローズド水冷却の適用については、
沸騰によるロータ重量アンバランス発生の問題で難しい
と考えられる。
【００３６】本発明の他の実施例を図２に示す。本実施
例が図１の実施例と異なるのは動翼２６の冷却蒸気の供
給箇所として第２のタービン１１の途中段１０１から抽
気しており、流量調節弁２７を用いていない点である。
抽気点１０１から合流点２８までは、動翼２６を冷却す
る経路と第２のタービン１１出口を通過する経路が並列
的に接続されている。動翼に必要な蒸気量を供給するに
は冷却蒸気の圧力損失を考慮して、第２のタービン１１
の排気圧力よりも高い圧力すなわち途中段１０１から抽
気する必要がある。一方図１の実施例では第２のタービ
ン１１出口の分岐点２４から合流点２８で冷却経路と非
冷却経路が並列に接続されている。
例が図１の実施例と異なるのは動翼２６の冷却蒸気の供
給箇所として第２のタービン１１の途中段１０１から抽
気しており、流量調節弁２７を用いていない点である。
抽気点１０１から合流点２８までは、動翼２６を冷却す
る経路と第２のタービン１１出口を通過する経路が並列
的に接続されている。動翼に必要な蒸気量を供給するに
は冷却蒸気の圧力損失を考慮して、第２のタービン１１
の排気圧力よりも高い圧力すなわち途中段１０１から抽
気する必要がある。一方図１の実施例では第２のタービ
ン１１出口の分岐点２４から合流点２８で冷却経路と非
冷却経路が並列に接続されている。
【００３７】冷却蒸気の圧力損失を考慮し、かつ、動翼
に必要な蒸気量を供給するために、非冷却経路に圧損要
素とみなすことのできる流量調節弁２７が設置されてい
る。図２の実施例の方が図１の実施例より圧損要素を設
置していない分効率が良い。ただし冷却蒸気流量の積極
的な調節が必要な場合は流量調節弁２７を持つ図１の実
施例が有効である。
に必要な蒸気量を供給するために、非冷却経路に圧損要
素とみなすことのできる流量調節弁２７が設置されてい
る。図２の実施例の方が図１の実施例より圧損要素を設
置していない分効率が良い。ただし冷却蒸気流量の積極
的な調節が必要な場合は流量調節弁２７を持つ図１の実
施例が有効である。
【００３８】また本実施例では静翼１８冷却後の高温水
を冷却器１０２で減温している。冷却器１０２によって
冷却器出口水温度、すなわち合流点１７における合流後
の静翼冷却水供給温度を調整することができる。
を冷却器１０２で減温している。冷却器１０２によって
冷却器出口水温度、すなわち合流点１７における合流後
の静翼冷却水供給温度を調整することができる。
【００３９】本発明の他の実施例を図３に示す。本実施
例が図１の実施例と異なるのは動翼２６冷却後の蒸気を
第３の再生熱交換器２０１で昇温している点である。第
１のタービン２入口温度が上昇すると、動翼２６はカ゛
ス側、冷却側ともに蒸気であるため、メタル温度の上昇
を抑える点からも、より多くの冷却蒸気量が必要とな
り、回収される蒸気の温度も低下する。温度の低い蒸気
が燃焼器１に流入すると、より多くの燃料が必要となり
効率低下の要因となる。そこで、冷却後の蒸気を第１の
タービン２出口に設置された第３の再生熱交換器２０１
で昇温し、燃焼器１に供給することでプラント効率の低
下を抑制することができる。また本実施例では温度調節
器２３に供給される減温水として復水器９で復水された
水を用いている。
例が図１の実施例と異なるのは動翼２６冷却後の蒸気を
第３の再生熱交換器２０１で昇温している点である。第
１のタービン２入口温度が上昇すると、動翼２６はカ゛
ス側、冷却側ともに蒸気であるため、メタル温度の上昇
を抑える点からも、より多くの冷却蒸気量が必要とな
り、回収される蒸気の温度も低下する。温度の低い蒸気
が燃焼器１に流入すると、より多くの燃料が必要となり
効率低下の要因となる。そこで、冷却後の蒸気を第１の
タービン２出口に設置された第３の再生熱交換器２０１
で昇温し、燃焼器１に供給することでプラント効率の低
下を抑制することができる。また本実施例では温度調節
器２３に供給される減温水として復水器９で復水された
水を用いている。
【００４０】本発明の他の実施例を図４に示す。本実施
例が図１の実施例と異なるのは分岐点７において全量の
蒸気が第３のタービン８に流入しているため、蒸気圧縮
機および第１の再生熱交換器が存在しない点である。第
１のタービン２の排気蒸気３は第２の再生熱交換器５で
熱回収され分岐点７で全量の蒸気が第３のタービン８に
供給される。第３のタービン８に供給された蒸気は抽気
配管１３により一部抽気され、第３のタービン８排気蒸
気は復水器９により復水される。
例が図１の実施例と異なるのは分岐点７において全量の
蒸気が第３のタービン８に流入しているため、蒸気圧縮
機および第１の再生熱交換器が存在しない点である。第
１のタービン２の排気蒸気３は第２の再生熱交換器５で
熱回収され分岐点７で全量の蒸気が第３のタービン８に
供給される。第３のタービン８に供給された蒸気は抽気
配管１３により一部抽気され、第３のタービン８排気蒸
気は復水器９により復水される。
【００４１】復水は水素と酸素の燃焼量分だけ排水され
ポンプ１５で昇圧後に給水加熱器１４に供給される。抽
気配管１３から抽気された蒸気は給水加熱器１４に供給
されポンプ１５を出た給水を加熱する。給水を加熱した
蒸気はドレンとなり、ポンプ１６で昇圧され給水と合流
する。給水加熱器１４を出た給水はポンプ１０で第１の
タービン２の静翼１８を水冷却する時に飽和沸騰しない
十分な圧力まで昇圧され合流点１７に達する。
ポンプ１５で昇圧後に給水加熱器１４に供給される。抽
気配管１３から抽気された蒸気は給水加熱器１４に供給
されポンプ１５を出た給水を加熱する。給水を加熱した
蒸気はドレンとなり、ポンプ１６で昇圧され給水と合流
する。給水加熱器１４を出た給水はポンプ１０で第１の
タービン２の静翼１８を水冷却する時に飽和沸騰しない
十分な圧力まで昇圧され合流点１７に達する。
【００４２】合流点１７では静翼１８冷却後の高温水と
合流後温度上昇する。合流後の給水は分岐点１９で冷却
水として静翼１８に流れる一方、ポンプ２０でさらに昇
圧され第２の再生熱交換器５に供給される。静翼１８に
流れた冷却水は冷却後ポンプ２１で冷却水循環による圧
力損失分昇圧され、分岐点２２に達する。回収された冷
却水は分岐点２２で動翼冷却蒸気を減温するために温度
調節器２３に一部供給され、その残りの回収冷却水は合
流点１７で第１の再生熱交換器４出口給水と合流する。
合流後温度上昇する。合流後の給水は分岐点１９で冷却
水として静翼１８に流れる一方、ポンプ２０でさらに昇
圧され第２の再生熱交換器５に供給される。静翼１８に
流れた冷却水は冷却後ポンプ２１で冷却水循環による圧
力損失分昇圧され、分岐点２２に達する。回収された冷
却水は分岐点２２で動翼冷却蒸気を減温するために温度
調節器２３に一部供給され、その残りの回収冷却水は合
流点１７で第１の再生熱交換器４出口給水と合流する。
【００４３】本実施例では分岐点７において全量の蒸気
がボトミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜
ングサイクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通
常、起動時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸
気圧縮機はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるの
で起動時の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存
在しない本実施例はプラントの信頼性が向上する。
がボトミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜
ングサイクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通
常、起動時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸
気圧縮機はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるの
で起動時の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存
在しない本実施例はプラントの信頼性が向上する。
【００４４】本発明の他の実施例を図５に示す。本実施
例が図４の実施例と異なるのは第１のタービン２の静翼
冷却にクローズド蒸気冷却を採用している点である。ポ
ンプ１０で昇圧された給水は第２の再生熱交換器５で過
熱蒸気となり、第２のタービン１１に供給されている。
第２のタービン１１を出た蒸気は分岐点２４において、
蒸気の一部が翼冷却用として分岐点３０１に達する。本
実施例においては、他の実施例に見られるように冷却蒸
気の供給側に温度調節器は設置されていない。よって、
第２のタービン１１の入口蒸気条件および圧力比は冷却
蒸気の蒸気条件を満足する様に設定されている。
例が図４の実施例と異なるのは第１のタービン２の静翼
冷却にクローズド蒸気冷却を採用している点である。ポ
ンプ１０で昇圧された給水は第２の再生熱交換器５で過
熱蒸気となり、第２のタービン１１に供給されている。
第２のタービン１１を出た蒸気は分岐点２４において、
蒸気の一部が翼冷却用として分岐点３０１に達する。本
実施例においては、他の実施例に見られるように冷却蒸
気の供給側に温度調節器は設置されていない。よって、
第２のタービン１１の入口蒸気条件および圧力比は冷却
蒸気の蒸気条件を満足する様に設定されている。
【００４５】分岐点３０１において、蒸気は静翼冷却用
蒸気と動翼冷却用蒸気に分配される。静翼冷却用蒸気は
静翼冷却後回収され、燃焼器１を経由して第１のタービ
ン２の駆動蒸気の一部として用いられる。動翼冷却用蒸
気についても動翼冷却後回収され、燃焼器１を経由して
第１のタービン２の駆動蒸気の一部として用いられる。
蒸気と動翼冷却用蒸気に分配される。静翼冷却用蒸気は
静翼冷却後回収され、燃焼器１を経由して第１のタービ
ン２の駆動蒸気の一部として用いられる。動翼冷却用蒸
気についても動翼冷却後回収され、燃焼器１を経由して
第１のタービン２の駆動蒸気の一部として用いられる。
【００４６】また本実施例では駆動力が必要な蒸気圧縮
機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン２に流入
する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占める第１
のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高温であ
る第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さくな
り、冷却蒸気流量を少なくできる。よって、動翼、静翼
の両方を蒸気冷却するのに十分な量を確保できる。
機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン２に流入
する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占める第１
のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高温であ
る第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さくな
り、冷却蒸気流量を少なくできる。よって、動翼、静翼
の両方を蒸気冷却するのに十分な量を確保できる。
【００４７】以上説明してきたようにこのように形成さ
れた水素燃焼タービンプラントであると、第１のタービ
ンの静翼にクローズド水冷却を適用しクローズド水冷却
系統を構成することにより、第１のタービンの排気蒸気
と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱過程で翼冷却熱
を回収し給水温度が上昇する。すなわちボトミングサイ
クルの蒸気発生量が増加してボトミングの出力が増加す
る。さらにボトミングサイクルの蒸気発生量が増加する
ことにより蒸気圧縮機に供給される蒸気量が減少し蒸気
圧縮機の動力が減少する。以上の効果でプラント効率が
上昇する。
れた水素燃焼タービンプラントであると、第１のタービ
ンの静翼にクローズド水冷却を適用しクローズド水冷却
系統を構成することにより、第１のタービンの排気蒸気
と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱過程で翼冷却熱
を回収し給水温度が上昇する。すなわちボトミングサイ
クルの蒸気発生量が増加してボトミングの出力が増加す
る。さらにボトミングサイクルの蒸気発生量が増加する
ことにより蒸気圧縮機に供給される蒸気量が減少し蒸気
圧縮機の動力が減少する。以上の効果でプラント効率が
上昇する。
【００４８】また蒸気よりも冷却性能に優れた水を静止
部である静翼に適用することにより、静翼を許容メタル
温度に保つことが容易になる。さらに静翼を水冷却にす
る分だけ動翼冷却蒸気を十分に確保することもできる。
部である静翼に適用することにより、静翼を許容メタル
温度に保つことが容易になる。さらに静翼を水冷却にす
る分だけ動翼冷却蒸気を十分に確保することもできる。
【００４９】また、クローズド水冷却系統は第１のター
ビンの排気蒸気と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱
過程で循環経路をなしている。循環経路をとることによ
って必要な冷却水を十分に供給できるので冷却水が不足
することはない。また、供給される冷却水は冷却後の高
温水により昇温されているので、ガスパス側の蒸気と冷
却水との温度差による静翼に働く熱応力を小さくするこ
とができる。
ビンの排気蒸気と熱交換して蒸気を発生させる給水加熱
過程で循環経路をなしている。循環経路をとることによ
って必要な冷却水を十分に供給できるので冷却水が不足
することはない。また、供給される冷却水は冷却後の高
温水により昇温されているので、ガスパス側の蒸気と冷
却水との温度差による静翼に働く熱応力を小さくするこ
とができる。
【００５０】また、翼冷却の圧力損失を考慮して、第２
のタービンの出口蒸気ではなく途中段からの抽気蒸気で
第１のタービン翼を冷却している。冷却蒸気流量調整装
置などの圧力損失要素を設置していない分プラント効率
が向上する。さらに第２のタービンを駆動した蒸気で第
１のタービン翼を冷却しているので、第２のタービンの
出力が増加する。さらに冷却蒸気の回収熱量は燃焼器に
供給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸
素量を少なくできプラント効率が向上する。
のタービンの出口蒸気ではなく途中段からの抽気蒸気で
第１のタービン翼を冷却している。冷却蒸気流量調整装
置などの圧力損失要素を設置していない分プラント効率
が向上する。さらに第２のタービンを駆動した蒸気で第
１のタービン翼を冷却しているので、第２のタービンの
出力が増加する。さらに冷却蒸気の回収熱量は燃焼器に
供給されるので、回収温度が高ければ投入する水素、酸
素量を少なくできプラント効率が向上する。
【００５１】また、第１のタービンの冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温している。許容メタル温度が上がらな
いまま第１のタービンの入口温度が上昇すると、冷却蒸
気流量が増加するのと同時に回収される蒸気の温度上昇
も小さくなる。温度上昇の小さい蒸気を燃焼器に回収す
ると、プラント効率の上昇を妨げる。冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温することにより、プラント効率の低下
を抑制することができる。
生熱交換器で昇温している。許容メタル温度が上がらな
いまま第１のタービンの入口温度が上昇すると、冷却蒸
気流量が増加するのと同時に回収される蒸気の温度上昇
も小さくなる。温度上昇の小さい蒸気を燃焼器に回収す
ると、プラント効率の上昇を妨げる。冷却後の蒸気を再
生熱交換器で昇温することにより、プラント効率の低下
を抑制することができる。
【００５２】また、第１のタービンの全量の蒸気がボト
ミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜ングサ
イクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通常、起動
時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸気圧縮機
はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるので起動時
の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存在しない
とプラントの信頼性が向上する。また、駆動力が必要な
蒸気圧縮機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン
に流入する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占め
る第１のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高
温である第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さ
くなり、冷却蒸気流量も少なくなる。よって、動翼、静
翼共に蒸気冷却するのに十分な量を確保できる。
ミングサイクルに供給されているので、トッヒ゜ングサ
イクルに蒸気圧縮機が存在しない。圧縮機は通常、起動
時の運転安定性を確保するのが課題であり、蒸気圧縮機
はさらに常温常圧では水である蒸気を用いるので起動時
の暖機運転法の課題も有する。蒸気圧縮機が存在しない
とプラントの信頼性が向上する。また、駆動力が必要な
蒸気圧縮機が存在せず、蒸気圧縮機から第１のタービン
に流入する蒸気がなくなるため、プラント全出力に占め
る第１のタービンの出力割合が小さくなる。すなわち高
温である第１のタービンを流れる作動蒸気の割合も小さ
くなり、冷却蒸気流量も少なくなる。よって、動翼、静
翼共に蒸気冷却するのに十分な量を確保できる。
【００５３】
【発明の効果】以上種々説明してきたように本発明によ
れば、水素燃焼タービンの高温化に伴う翼冷却性能を向
上させることができ、プラント効率の向上を図ることが
可能なこの種の水素燃焼タービンプラントを得ることが
できる。
れば、水素燃焼タービンの高温化に伴う翼冷却性能を向
上させることができ、プラント効率の向上を図ることが
可能なこの種の水素燃焼タービンプラントを得ることが
できる。
【図１】本発明の水素燃焼タービンプラントの一実施例
を示す系統図である。
を示す系統図である。
【図２】本発明の水素燃焼タービンプラントの他の実施
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図３】本発明の水素燃焼タービンプラントの他の実施
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図４】本発明の水素燃焼タービンプラントの他の実施
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図５】本発明の水素燃焼タービンプラントの他の実施
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図６】Ｇｒａｚサイクルの系統図である。
【図７】Ｇｒａｚサイクルに翼冷却系統を付加した系統
図である。
図である。
１…燃焼器、２…第１のタービン、３…第１のタービン
の排気蒸気、４…第１の再生熱交換器、５…第２の再生
熱交換器、６…蒸気圧縮機、７…分岐点、８…第３のタ
ービン、１１…第２のタービン、１８…静翼、２３…温
度調節器、２５…ミストセパレータ、２６…動翼、１０
０…燃料（水素，酸素）、１０１…第２のタービンの抽
気点、１０２…冷却器、２０１…第３の再生熱交換器、
３０１…分岐点。
の排気蒸気、４…第１の再生熱交換器、５…第２の再生
熱交換器、６…蒸気圧縮機、７…分岐点、８…第３のタ
ービン、１１…第２のタービン、１８…静翼、２３…温
度調節器、２５…ミストセパレータ、２６…動翼、１０
０…燃料（水素，酸素）、１０１…第２のタービンの抽
気点、１０２…冷却器、２０１…第３の再生熱交換器、
３０１…分岐点。
フロントページの続き (72)発明者 川池 和彦 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社日立製作所 電力・電機開発本 部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02F 7/18 F01K 25/00 F02C 1/10 F02C 3/22
Claims (18)
- 【請求項１】 水素と酸素とを燃焼する燃焼器と、この
燃焼により生成された水蒸気で駆動される第１のタービ
ンと、この第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で駆動
される第３のタービンと、この第３のタービン駆動後の
蒸気を復水する復水器と、この復水器により復水された
水と前記第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生
成された蒸気で駆動される第２のタービンと、この第２
のタービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１の
タービンを駆動する閉ループと、前記第１のタービンの
排気蒸気の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機
に供給し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収
し第１のタービンを駆動する閉ループとを備え、前記第
１のタービンの静翼がその内部を流通する冷却媒体によ
り冷却するように形成されている水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として第
１のタービン排気蒸気との熱交換により生成される高温
水を用い、かつ冷却後の温度上昇した水を第１のタービ
ンのガスパス中に放出することなく静翼から回収し、か
つこの回収した媒体を前記第２のタービンを駆動する蒸
気の給水として用いるようにしたことを特徴とする水素
燃焼タービンプラント。 - 【請求項２】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のタービン
を駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復
水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換によ
り生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタ
ービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のター
ビンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排気蒸気
の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給
し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループとから構成される水素燃
焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
復水された水を第３のタービンの抽気蒸気により加熱し
昇圧した高温水を用い、冷却後の温度上昇した水を第１
のタービンのガスパス中に放出することなく静翼から回
収し、第２のタービンを駆動する蒸気の給水として用い
るようにしたことを特徴とする水素燃焼タービンプラン
ト。 - 【請求項３】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のタービン
を駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復
水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換によ
り生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタ
ービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のター
ビンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排気蒸気
の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給
し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループとから構成される水素燃
焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼と動翼の両方または静翼と動
翼のいずれかを冷却する冷却媒体として第１のタービン
排気蒸気との熱交換により生成される水蒸気を用い、冷
却後の温度上昇した水蒸気を第１のタービンのガスパス
中に放出することなく翼から回収し、第１のタービン駆
動蒸気の一部として用いるようにしたことを特徴とする
水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項４】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のタービン
を駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復
水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換によ
り生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタ
ービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のター
ビンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排気蒸気
の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給
し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループとから構成される水素燃
焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼と動翼の両方または静翼と動
翼のいずれかを冷却する冷却媒体として第２のタービン
の抽気もしくは排気蒸気を用い、冷却後の温度上昇した
蒸気を第１のタービンのガスパス中に放出することなく
翼から回収し、第１のタービン駆動蒸気の一部として用
いるようにしたことを特徴とする水素燃焼タービンプラ
ント。 - 【請求項５】 前記回収した蒸気を第１のタービンの排
気蒸気と熱交換してさらに温度を上げるとともに、この
温度上昇した回収蒸気を前記第１のタービン駆動蒸気の
一部として用いるようにした請求項３または４記載の水
素燃焼タービンプラント。 - 【請求項６】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のタービン
を駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復
水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換によ
り生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタ
ービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のター
ビンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排気蒸気
の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に供給
し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループとから構成される水素燃
焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記第１のタービン排気蒸気との熱交換により生成され
る高温水を用いるとともに、冷却後の温度上昇した水を
前記第１のタービンのガスパス中に放出することなく静
翼から回収し、この回収した媒体を前記第２のタービン
を駆動する蒸気の給水として用い、かつ前記第１のター
ビンの動翼を冷却する冷却媒体として、前記第１のター
ビン排気蒸気との熱交換により生成される水蒸気を用い
るとともに、冷却後の温度上昇した水蒸気を第１のター
ビンのガスパス中に放出することなく翼から回収し、第
１のタービン駆動蒸気の一部として用いるようにしたこ
とを特徴とする 水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項７】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動し、
第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水された水
と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成され
る蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービンの排
気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを駆動
する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラント
において、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として第
１のタービン排気蒸気との熱交換により生成される高温
水を用い、冷却後の温度上昇した水を第１のタービンの
ガスパス中に放出することなく静翼から回収し、第２の
タービンを駆動する蒸気の給水として用いるようにした
ことを特徴とする水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項８】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動し、
第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水された水
と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成され
る蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービンの排
気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを駆動
する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラント
において、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
復水された水を第３のタービンの抽気蒸気により加熱し
昇圧した高温水を用い、冷却後の温度上昇した水を第１
のタービンのガスパス中に放出することなく静翼から回
収し、第２のタービンを駆動する蒸気の給水として用い
るようにしたことを特徴とする水素燃焼タービンプラン
ト。 - 【請求項９】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の水
蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動し、
第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動し、
第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水された水
と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成され
る蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービンの排
気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを駆動
する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラント
において、 前記第１のタービンの静翼と動翼の両方または静翼と動
翼のいずれかを冷却する冷却媒体として第１のタービン
排気蒸気との熱交換により生成される水蒸気を用い、冷
却後の温度上昇した水蒸気を第１のタービンのガスパス
中に放出することなく翼から回収し、第１のタービン駆
動蒸気の一部として用いるようにしたことを特徴とする
水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１０】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動
し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水され
た水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成
される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービン
の排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼と動翼の両方または静翼と動
翼のいずれかを冷却する冷却媒体として第２のタービン
の抽気もしくは排気蒸気を用い、冷却後の温度上昇した
水蒸気を第１のタービンのガスパス中に放出することな
く翼から回収し、第１のタービン駆動蒸気の一部として
用いるようにしたことを特徴とする水素燃焼タービンプ
ラント。 - 【請求項１１】 前回回収した蒸気を第１のタービンの
排気蒸気と熱交換してさらに温度をあげ、この温度上昇
した回収蒸気を前記第１のタービン駆動蒸気の一部とし
て用いるようにした請求項９または１０記載の水素燃焼
タービンプラント。 - 【請求項１２】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動
し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水され
た水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成
される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービン
の排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記第１のタービン排気蒸気との熱交換により生成され
る高温水を用いるとともに、冷却後の温度上昇した水を
前記第１のタービンのガスパス中に放出することなく静
翼から回収し、前記第２のタービンを駆動する蒸気の給
水として用い、かつ 前記第１のタービンの動翼を冷却す
る冷却媒体として、第１のタービン排気蒸気との熱交換
により生成される水蒸気を用いるとともに、冷却後の温
度上昇した水蒸気を前記第１のタービンのガスパス中に
放出することなく翼から回収し、前記第１のタービン駆
動蒸気の一部として用いるようにしたことを特徴とする
水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１３】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気で第３のタービ ンを駆動
し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水され
た水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成
される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービン
の排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
第１のタービン排気蒸気との熱交換により生成される高
温水を用いるとともに、冷却後の温度上昇した水を第１
のタービンのガスパス中に放出することなく静翼から回
収し、前記第２のタービンを駆動する蒸気の給水として
用い、かつ 前記第１のタービンの動翼を冷却する冷却媒
体として、第２のタービンの抽気もしくは排気蒸気を用
いるとともに、冷却後の温度上昇した水蒸気を前記第１
のタービンのガスパス中に放出することなく翼から回収
し、前記第１のタービン駆動蒸気の一部として用いるよ
うにしたことを特徴とする水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１４】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動
し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水され
た水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成
される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービン
の排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記復水された水を第３のタービンの抽気蒸気により加
熱し昇圧した高温水を用いるとともに、冷却後の温度上
昇した水を第１のタービンのガスパス中に放出すること
なく静翼から回収し、前記第２のタービンを駆動する蒸
気の給水として用い、かつ 前記第１のタービンの動翼を
冷却する冷却媒体として、前記第１のタービン排気蒸気
との熱交換により生成される水蒸気を用いるとともに、
冷却後の温度上昇した水蒸気を第１のタービンのガスパ
ス中に放出することなく翼から回収し、前記第１のター
ビン駆動蒸気の一部として用いるようにしたことを特徴
とする水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１５】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気で第３のタービンを駆動
し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水され、復水され
た水と第１のタービンの排気蒸気との熱交換により生成
される蒸気で第２のタービンを駆動し、第２のタービン
の排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１のタービンを
駆動する閉ループから構成される水素燃焼タービンプラ
ントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記復水された水を第３のタービンの抽気蒸気により加
熱し昇圧した高温水を用いるとともに、冷却後の温度上
昇した水を前記第１のタービンのガスパス中に放出する
ことなく静翼から回収し、前記第２のタービンを駆動す
る蒸気の給水として用い、かつ 前記第１のタービンの動
翼を冷却する冷却媒体として、前記第２のタービンの抽
気もしくは排気蒸気を用いるとともに、冷却後の温度上
昇した水蒸気を第１のタービンのガスパス中に放出する
ことなく翼から回収し、前記第１のタービン駆動蒸気の
一部として用いるようにしたことを特徴とする水素燃焼
タービンプラント。 - 【請求項１６】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のター
ビンを駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水さ
れ、復水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交
換により生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第
２のタービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排
気蒸気の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に
供給し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し
第１のタービンを駆動する閉ループとから構成される水
素燃焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記第１のタービン排気蒸気との熱交換により生成され
る高温水を用いるとともに、冷却後の温度上昇した水を
前記第１のタービンのガスパス中に放出することなく静
翼から回収し、この回収した媒体を前記第２のタービン
を駆動する蒸気の給水として用い、かつ 前記第１のター
ビンの動翼を冷却する冷却媒体として、前記第２のター
ビンの 抽気もしくは排気蒸気を用いるとともに、冷却後
の温度上昇した蒸気を前記第１のタービンのガスパス中
に放出することなく翼から回収し、前記第１のタービン
駆動蒸気の一部として用いるようにしたことを特徴とす
る水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１７】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のター
ビンを駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水さ
れ、復水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交
換により生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第
２のタービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排
気蒸気の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に
供給し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し
第１のタービンを駆動する閉ループとから構成される水
素燃焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記復水された水を前記第３のタービンの抽気蒸気によ
り加熱し昇圧した高温水を用いるとともに、冷却後の温
度上昇した水を第１のタービンのガスパス中に放出する
ことなく静翼から回収し、前記第２のタービンを駆動す
る蒸気の給水として用い、かつ 前記第１のタービンの動
翼を冷却する冷却媒体として前記第１のタービン排気蒸
気との熱交換により生成される水蒸気を用いるととも
に、冷却後の温度上昇した水蒸気を第１のタービンのガ
スパス中に放出することなく翼から回収し、前記第１の
タービン駆動蒸気の一部として用いるようにしたことを
特徴とする水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１８】 水素と酸素を燃焼器で燃焼して高温の
水蒸気を生成し、この水蒸気で第１のタービンを駆動
し、第１のタービンの排気蒸気の分岐蒸気で第３のター
ビンを駆動し、第３のタービン駆動後の蒸気は復水さ
れ、復水された水と第１のタービンの排気蒸気との熱交
換により生成される蒸気で第２のタービンを駆動し、第
２のタービンの排気蒸気を前記燃焼器入口に回収し第１
のタービンを駆動する閉ループと、第１のタービンの排
気蒸気の前記分岐蒸気以外の残りの蒸気を蒸気圧縮機に
供給し、蒸気圧縮機出口蒸気を前記燃焼器入口に回収し
第１ のタービンを駆動する閉ループとから構成される水
素燃焼タービンプラントにおいて、 前記第１のタービンの静翼を冷却する冷却媒体として、
前記復水された水を前記第３のタービンの抽気蒸気によ
り加熱し昇圧した高温水を用いるとともに、冷却後の温
度上昇した水を第１のタービンのガスパス中に放出する
ことなく静翼から回収し、前記第２のタービンを駆動す
る蒸気の給水として用い、かつ 前記第１のタービンの動
翼を冷却する冷却媒体として、前記第２のタービンの抽
気もしくは排気蒸気を用いるとともに、冷却後の温度上
昇した蒸気を前記第１のタービンのガスパス中に放出す
ることなく翼から回収し、前記第１のタービン駆動蒸気
の一部として用いるようにしたことを特徴とする水素燃
焼タービンプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14632397A JP2986426B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 水素燃焼タービンプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14632397A JP2986426B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 水素燃焼タービンプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339172A JPH10339172A (ja) | 1998-12-22 |
| JP2986426B2 true JP2986426B2 (ja) | 1999-12-06 |
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ID=15405081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14632397A Expired - Fee Related JP2986426B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 水素燃焼タービンプラント |
Country Status (1)
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4598943B2 (ja) * | 2000-11-28 | 2010-12-15 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの蒸気冷却装置 |
| JP4610722B2 (ja) * | 2000-11-28 | 2011-01-12 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの蒸気冷却装置 |
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1997
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