JP3524731B2 - 回収式蒸気冷却ガスタービン - Google Patents
回収式蒸気冷却ガスタービンInfo
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Description
タービンに関し、ガスタービン動翼の蒸気冷却系統を簡
素化するものである。
ガスタービンの燃焼ガスも高温化し、そのためにガスタ
ービンの高温部品、即ち、静翼と動翼の冷却は空気冷却
方式から冷却性能の優れている蒸気冷却方式が提案され
ている。図3はこのような複合発電プラントにおいて、
ガスタービンの高温部品の冷却に蒸気冷却方式を採用し
た例を示す。
口111を通ってガスタービン圧縮機1に入った空気は
ガスタービン圧縮機1内で昇圧されて、高圧高温の空気
となって燃焼器2に供給される。燃焼器2では燃料供給
管112から供給される燃料が燃焼し高温の燃焼ガスと
なってガスタービン3に供給され膨張し動力を発生す
る。このガスタービン3は空気圧縮機1及び発電機4を
駆動する。
ス供給管路200を通って排熱回収ボイラ5に供給され
る。排熱回収ボイラ5では、復水器22からの給水を給
水ポンプ23で昇圧し給水配管108を通して、低圧エ
コノマイザ9に供給し、低圧エコノマイザ9出口の給水
を低圧ドラム6へ送る一方で、中圧加圧ポンプ17で昇
圧し低圧エコノマイザ9に再循環させたり、中圧エコノ
マイザ11を通して中圧ドラム7に送る。さらに低圧エ
コノマイザ9出口の給水は高圧加圧ポンプ18で昇圧さ
れ高圧エコノマイザ13を通して高圧ドラム8に送られ
る。高圧ドラム8に接続された高圧蒸発器14で蒸発し
た蒸気は過熱器15で過熱され主蒸気配管100を通っ
て高圧蒸気タービン19に供給され高圧蒸気タービン1
9で動力を発生し再熱蒸気戻り管101を通って再熱器
16に供給される。再熱器16入口では中圧ドラム7に
接続された中圧蒸発器12で蒸発させた蒸気を混合す
る。再熱器16で再熱された蒸気は再熱蒸気管103を
通って中圧蒸気タービン20に供給される。中圧蒸気タ
ービン20で動力を発生した蒸気は低圧蒸気タービン2
1に供給される。低圧ドラム6に接続された低圧蒸発器
10で蒸発させた蒸気も低圧蒸気タービン21に供給さ
れる。低圧蒸気タービン21で動力を発生した蒸気は復
水器22で凝縮する。高圧蒸気タービン19、中圧蒸気
タービン20及び低圧蒸気タービン21で発生した動力
は発電機4を駆動する。
へは高圧タービン19の途中段から冷却蒸気供給管10
7が接続され、高圧タービン途中段の蒸気がガスタービ
ン冷却蒸気として使用される。冷却蒸気供給管107に
は給水管108からの水を加圧ポンプ27によって昇圧
し高圧タービン途中段からの冷却蒸気にスプレー管10
9から水スプレーすることにより冷却蒸気の温度を減温
している。冷却蒸気を減温することによりガスタービン
高温部24の温度上昇を押さえガスタービン高温部24
の材料の負担を低減できる。冷却蒸気はガスタービン高
温部24を通過し熱回収を行い昇温され数ata の圧力を
損失する。そして、この熱回収蒸気を温度、圧力とも一
致する再熱器16の途中300に回収する。このように
複合発電プラントにおいて、ガスタービンの高温部24
を蒸気により冷却し、冷却後の蒸気を温度、圧力とも一
致可能な再熱器途中300に回収している。
蒸気冷却方式においてはガスタービンの高温部24に高
圧蒸気タービン19から抽気した蒸気を導入して冷却し
ているが、高温部24の冷却に適した温度にするために
スプレー管109で水スプレーをして減温し、温度を調
節している。このために復水器22からの戻りの給水管
108からスプレー管109、加圧ポンプ27等の流路
が必要となり、又、冷却蒸気供給管107の蒸気温度を
調整することにより高温部24、即ち動翼、静翼、等を
共通の冷却蒸気で冷却しており、蒸気温度の調整がむず
かしい構成である。
の冷却は高圧蒸気タービンからの排気で行い、動翼の冷
却は静翼の冷却蒸気より多少温度の低い蒸気とするため
に、高圧蒸気タービンの排気に排熱回収ボイラの中圧蒸
発器からの蒸気の一部を混合して導き、冷却する方式が
検討されている。このような方式においては水スプレー
をする系統が必要ないが、高圧蒸気タービンからの蒸気
系路と中圧蒸発器を抽気する経路が必要であり、中圧蒸
発器の系統を更に単純化することが望まれていた。
ンにおいて、動翼を冷却する蒸気系統を簡略化すると共
に、更に排熱回収ボイラの中圧蒸発器の系統も単純化
し、動翼の冷却を有効に確保することを課題としてなさ
れたものである。
決するために次の(1),(2)の手段を提供する。
ボイラを加熱し、同排熱回収ボイラで発生した蒸気で蒸
気タービンを駆動する複合発電サイクルを構成するガス
タービンであって、前記ガスタービンの静翼には前記蒸
気タービンの高圧側の排気の一部を抽気して供給し、前
記ガスタービンの動翼には前記排熱回収ボイラの中圧蒸
発器が発生する蒸気の全量を供給し、冷却後の蒸気をそ
れぞれ前記排熱回収ボイラに回収することを特徴とする
回収式蒸気冷却ガスタービン。
翼の冷却蒸気には、同冷却蒸気の不足時に蒸気タービン
の高圧側からの排気の一部を混入して補充可能としたこ
とを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
ンにおいては、ガスタービンの静翼には蒸気タービンの
高圧側の排気をそのまま供給し、動翼には静翼よりは温
度の低い排熱回収ボイラの中圧蒸発器から発生する蒸気
の全量を供給してそれぞれ冷却する構成としたので、静
翼と動翼の各冷却系統が独立して設けられ、それぞれの
冷却温度に適した蒸気が導かれる。そのため動翼の冷却
系統が中圧蒸発器の蒸気全量を動翼に流入する経路のみ
で良いので簡素化される。
気が不足するような場合には、蒸気タービンの高圧側の
蒸気を一部バイパス管及び弁を設ける等の手段により混
入できるので、通常運転時には中圧蒸発器の蒸気の全量
で冷却をしており、蒸気量が不足となった時にのみ蒸気
を補充することができる。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係る回収式蒸気冷却ガスタービンの系統図
である。図において30はガスタービン、31はガスタ
ービン30の高温部である静翼冷却蒸気通路、32は同
じく動翼冷却蒸気通路であり、冷却用蒸気が通る。33
は圧縮機、34は燃焼器、35は発電機であり、これら
30〜35でガスタービン系統を構成している。
蒸気タービン、38は中圧蒸気タービン、39は低圧蒸
気タービン、40は復水器、41はポンプ、42は発電
機である。これら30〜42でガスタービン系統と蒸気
タービン系統とを組合せて複合発電プラントを構成し、
ガスタービン30で発電機35を駆動すると共に、その
排気を排熱回収ボイラ36に導き、この排熱により排熱
回収ボイラ36で蒸気を発生させ、その蒸気を高圧蒸気
タービン37、中圧蒸気タービン38、低圧蒸気タービ
ン39にそれぞれ供給して発電機42を駆動し、発電す
る。
ザ43、低圧蒸発器44、中圧エコノマイザ45、中圧
蒸発器46、低圧加熱器47、高圧加熱器〈2〉48、
中圧再熱器〈2〉49、中圧再熱器〈1〉50が設けら
れており、更に、高圧加熱器〈1〉51、高圧加熱器5
2、高圧エコノマイザ〈1〉53、高圧エコノマイザ
〈2〉54が設けられ、これら43〜54で排熱回収ボ
イラ36の蒸気系を構成している。
配管であり、中圧蒸発器46の蒸気ドラムで発生する蒸
気の全量が動翼冷却蒸気通路32に導かれる。56はバ
イパス管であり、高圧蒸気タービン37からの排気の一
部を、必要時にのみ弁57を開いて動翼冷却蒸気通路3
2へ導かれる蒸気に混入し、蒸気不足時に補充できるも
のである。
て説明すると、燃焼器34で燃焼した高温燃焼ガスによ
りガスタービン30が駆動され、発電機35を回して発
電を行う。ガスタービン30の排気は排熱回収ボイラ3
6に導かれ、その排熱でボイラ内の各機器を加熱し、そ
の排気は図示省略の煙突より大気へ放出される。
48で発生した蒸気は高圧蒸気タービン37に導かれ、
これを駆動し、その排気は中圧再熱器〈1〉50に戻さ
れると共に、その一部は後述するようにガスタービンの
動翼冷却蒸気の補充用として必要に応じて抽気される。
高圧蒸気タービン37の排出蒸気は中圧再熱器〈1〉5
0で再加熱されて中圧再熱器〈2〉49でも加熱され、
中圧蒸気タービン38へ供給され、これを駆動し、その
排気は低圧蒸気タービン39へ供給されてこれを駆動す
る。低圧蒸気タービン39には、又、中圧蒸気タービン
38の排気に加えて低圧加熱器47からの蒸気も供給さ
れる。
ン37,38,39が駆動され、これらに同軸に連結さ
れている発電機42を回し、発電が行なわれ、低圧蒸気
タービン39から低温の蒸気は復水器40で凝縮し、ポ
ンプ41で排熱回収ボイラ36の低圧エコノマイザ43
に戻される。低圧エコノマイザ43で加熱された水の一
部は低圧蒸発器44のドラムに入り、ここから低圧加熱
器47で加熱されて低圧蒸気となり、前述のように低圧
蒸気タービン39へ供給される。
は、中圧エコノマイザ45に入り、ここで加熱されて中
圧蒸発器46に入り、中圧蒸気となる。この中圧蒸発器
46で発生した蒸気の全量は配管55を通り、ガスター
ビン30の動翼冷却蒸気通路32に供給され、動翼を冷
却後排熱回収ボイラ36の中圧再熱器〈2〉49に戻し
て回収される。又、この中圧蒸発器46から供給される
蒸気が不足する時には、必要に応じて弁57を開き、バ
イパス管56を通して高圧蒸気タービン37の排蒸気の
一部を抽気して配管55の蒸気に混入して補充すること
ができる。
ビン37の排気を一部抽気してそのまま供給し、静翼を
冷却し、冷却後の蒸気は動翼冷却後の蒸気と一緒にな
り、中圧再熱器〈2〉49へ戻し、回収される。
スタービンによれば、ガスタービン30の静翼冷却蒸気
通路31には高圧蒸気タービン37の排気を一部抽気し
て供給し、動翼冷却蒸気通路32には静翼冷却蒸気通路
31よりも低い温度の蒸気を供給する必要があるので、
排熱回収ボイラ36の中圧蒸発器46の発生する蒸気の
全量を流してそれぞれ独立した冷却系路を構成して静
翼、動翼を冷却し、かつ動翼の冷却蒸気が不足するか、
あるいは温度を調節する必要がある時のみ、高圧蒸気タ
ービン37の排気を混入して補充、調整ができるように
構成したので、冷却蒸気系統が動翼と静翼とでそれぞれ
独立し、単純化すると共に、従来のように高温部として
の水スプレーのみによる温度調整に比べて動翼と静翼と
でそれぞれ独立に冷却蒸気温度を適温に設定することが
できる。
ービンは、ガスタービンの排熱により排熱回収ボイラを
加熱し、同排熱回収ボイラで発生した蒸気で蒸気タービ
ンを駆動する複合発電サイクルを構成するガスタービン
であって、前記ガスタービンの静翼には前記蒸気タービ
ンの高圧側の排気の一部を抽気して供給し、前記ガスタ
ービンの動翼には前記排熱回収ボイラの中圧蒸発器が発
生する蒸気の全量を供給し、冷却後の蒸気をそれぞれ前
記排熱回収ボイラに回収することを特徴としている。こ
のような構成により、静翼と動翼の冷却蒸気系統が簡素
化されると共に、それぞれ独立の系統により蒸気温度の
調整が簡単となるものである。
いて、前記動翼の冷却蒸気には、同冷却蒸気の不足時に
蒸気タービンの高圧側からの排気の一部を混入して補充
可能としたことを特徴としている。このような構成によ
り、動翼の冷却蒸気が不足するような場合には、蒸気タ
ービンの高圧側の排気により補充することができるの
で、ガスタービンの安定した運転が可能となる。
スタービンの系統図である。
複合発電プラントの系統図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ガスタービンの排熱により排熱回収ボイ
ラを加熱し、同排熱回収ボイラで発生した蒸気で蒸気タ
ービンを駆動する複合発電サイクルを構成するガスター
ビンであって、前記ガスタービンの静翼には前記蒸気タ
ービンの高圧側の排気の一部を抽気して供給し、前記ガ
スタービンの動翼には前記排熱回収ボイラの中圧蒸発器
が発生する蒸気の全量を供給し、冷却後の蒸気をそれぞ
れ前記排熱回収ボイラに回収することを特徴とする回収
式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項2】 前記動翼の冷却蒸気には、同冷却蒸気の
不足時に蒸気タービンの高圧側からの排気の一部を混入
して補充可能としたことを特徴とする請求項1記載の回
収式蒸気冷却ガスタービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27579797A JP3524731B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27579797A JP3524731B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11107708A JPH11107708A (ja) | 1999-04-20 |
JP3524731B2 true JP3524731B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17560556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27579797A Expired - Fee Related JP3524731B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3524731B2 (ja) |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP27579797A patent/JP3524731B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH11107708A (ja) | 1999-04-20 |
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