JP3919883B2 - Combined cycle power plant - Google Patents
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインドサイクル発電プラントに係り、特にガスタービンプラントのガスタービン燃焼器に投入する燃料を予め加熱させ、その発熱量を高めてプラント熱効率の向上を図ったコンバインドサイクル発電プラントに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の火力発電プラントでは、コンベンショナルな発電プラントに較べて起動運転時間が短く、プラント熱効率の高いコンバインドサイクル発電プラントが主流を占めつつある。このコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントと排熱回収ボイラとを組み合せ、ガスタービンプラントから出た排熱(排ガス)を利用して排熱回収ボイラで蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービンプラントに供給して発電させるものであり、その例示として図13に示す構成のものがある。
【0003】
コンバインドサイクル発電プラント1は、ガスタービンプラント2、蒸気タービンプラント3、排熱回収ボイラ4を備えた構成になっている。
【0004】
ガスタービンプラント2は、空気圧縮機5、ガスタービン燃焼器6、ガスタービン7を備え、空気圧縮機5で吸い込んだ大気ARを高圧化し、その高圧空気に燃料を加えてガスタービン燃焼器6で燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを駆動ガスとしてガスタービン7を駆動するようになっている。
【0005】
また、排熱回収ボイラ4は、ガスタービン7から出た排熱(排ガス)の流れに沿ってその上流側から下流側に向って配置された過熱器8、蒸気ドラム9に連通する蒸発器10、節炭器11をケーシング12に収容し、蒸気タービンプラント3からの給水を節炭器11で加熱し、その加熱水(加熱後の給水)を調節弁13で流量コントロールした後、蒸気ドラム9に案内し、ここで加熱水の比重を利用して蒸発器10で自然循環させて飽和蒸気にし、その飽和蒸気を再び過熱器8で加熱して過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気をタービン駆動蒸気として蒸気タービンプラント3に供給するようになっている。
【0006】
一方、蒸気タービンプラント3は、発電機14に軸直結した蒸気タービン15、復水器16、復水ポンプ17、給水ポンプ18を備え、排熱回収ボイラ4から供給されたタービン駆動蒸気を蒸気タービン15で膨張仕事をさせ、その膨張仕事の際に発生した回転トルクで発電機14を駆動し、電気出力を発生させるようになっている。
【0007】
また、蒸気タービンプラント3は、蒸気タービン15で膨張仕事を終えたタービン排気を復水器16で凝縮させて復水にし、その復水を復水ポンプ17で昇圧して給水にし、その給水を給水ポンプ18で再び昇圧させて排熱回収ボイラ4に還流させるようになっている。
【0008】
このように、従来のコンバインドサイクル発電プラント1では、ガスタービンプラント2のブレイトンサイクルと蒸気タービンプラント3のランキンサイクルを巧みに組み合せ、ガスタービンプラント2の排熱の有効活用によりプラント熱効率がコンベンショナル発電プラントのそれよりも高くなっていた。
【0009】
ところが、従来のコンバインドサイクル発電プラント1のプラント熱効率をより一層向上させた技術として、特開平2−283803号公報が既に公表されている。
【0010】
特開平2−283803号公報で開示された技術は、排熱回収ボイラ4の節炭器11で加熱される給水の温度に着目したものであり、負荷変動があっても熱影響の少ない、その加熱水の熱エネルギを巧みに利用してプラント熱効率の向上を図ったものである。すなわち、この技術は、図14に示すように、ガスタービンプラント2に燃料加熱装置19を設け、この燃料加熱装置19の加熱源として負荷変動の影響の少ない排熱回収ボイラ4の節炭器11の出口側の加熱水に求め、燃料Fを加熱させ、燃料に含まれる水蒸気が蒸発する際に必要な潜熱を取り除いて、結果として発熱量を高めることにより相対的に少ない燃料流量で燃焼ガスを生成し、プラント熱効率の向上に努めている。
【0011】
このように、従来のコンバインドサイクル発電プラント1では、化石燃料枯渇を心配する今日、消費する燃料を極力少なくしてプラント熱効率の向上に努めていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
図14で示した従来のコンバインドサイクル発電プラント1は、燃料Fを燃料加熱装置19で加熱させるにあたり、その加熱源を節炭器11から出た給水の加熱水に求めるために節炭器11の伝熱面積を従来よりも増加させているが、その加熱源を節炭器11から出た加熱水に求めること自体、幾つか改善しなければならない問題点が含まれている。
【0013】
一般に、この種の技術分野において、蒸気ドラム9の入口側に設けた調節弁13の設計差圧(一般に1.5MPaから2MPa程度)は、燃料加熱装置19が必要な圧力(一般に0.2MPa程度)よりも大きくなっている。このため、節炭器11を出た加熱水は、蒸気ドラム9に流れる際、スチーミング(蒸発の一種)を発生させないように、その圧力を、加熱水自身の温度に対する飽和圧力に、上述調節弁13の設計差圧と安全係数を加えた高い値に設定しておく必要がある。
【0014】
しかし、本来、燃料加熱装置19に供給される加熱水は、スチーミング発生防止を考慮してもその圧力が0.2MPa程度に安全係数を加えた値でよいはずなのに、上述高い値に設定すること自体、無駄であり、給水ポンプ18の不必要な動力消費を強いる。
【0015】
また、燃料加熱装置19が必要な加熱源としての加熱水は、加熱された燃料温度に50℃前後を加えた温度(一般に150℃〜200℃程度)に設定することが適正値になっているが、本来、節炭器11を出た加熱水温度は、燃料加熱とは無関係に、プラント全体のヒートバランスから設定されるものである。このため、ヒートバランス上の加熱水は、燃料加熱分だけ温度が高くなり、高くなったことに基づく飽和圧力も余計に高くなり、給水ポンプ18の高い昇圧力が要求され、コスト高になる。
【0016】
また、部分負荷運転のように、燃料加熱装置19に供給される加熱水量が低くなってくると、節炭器11を通過する給水量も低くなってくるが、この場合、その器内圧力が上昇し、このため、節炭器11を出た加熱水は飽和温度を超えてしまい、スチーミング発生のおそれがある。
【0017】
このように、図14で示した従来のコンバインドサイクル発電プラント1では、プラント熱効率を向上させる反面、上述の幾つかの問題点があった。
【0018】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、燃料加熱に用いる加熱水を高い圧力に設定しなくとも燃料を充分に加熱できるようにするとともに、スチーミングの発生を確実に防止できるコンバインドサイクル発電プラントを提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項1に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタービンプラントのガスタービン燃焼器に供給する燃料を加熱する燃料加熱装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンプラントの蒸気タービンのタービン抽気を上記燃料加熱装置に供給する第1タービン抽気系と、上記第1タービン抽気系より上記蒸気タービン下流側のタービン抽気を上記燃料加熱装置に供給する第2タービン抽気系とを備えるとともに、上記燃料加熱装置にて燃料を加熱したタービン抽気を上記蒸気タービンプラントの蒸気タービンまたはその下流の系統に回収させるタービン抽気回収系統を備えたものである。
【0020】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項2に記載したように、抽気回収系は、第1タービン抽気回収系と第2タービン抽気回収系とから構成され、上記第1タービン抽気回収系と上記第2タービン抽気回収系はそれぞれ蒸気タービンに接続されてなることを特徴とする。
【0021】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項3に記載したように、第1タービン抽気系は、部分負荷運転時第1止め弁を開動作させて、蒸気タービンの上流側から燃料加熱装置にタービン抽気を供給する際に使用する一方、第2タービン抽気系は、定格運転時第2止め弁を開動作させて、蒸気タービンの下流側から燃料加熱装置にタービン抽気を供給する際に使用するものである。
【0022】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項4に記載したように、第1タービン抽気系は、第1タービン抽気調節弁を備えるとともに、燃料加熱装置の出口側で検出した燃料温度信号とタービン抽気温度信号とを突き合せ、偏差が出た場合、その偏差に基づいて上記第1タービン抽気調節弁に弁開閉信号を与える演算器を備えたものである。
【0023】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項5に記載したように、第2タービン抽気系は、第2タービン抽気調節弁を備えるとともに、燃料加熱装置の出口側で検出した燃料温度信号とタービン抽気温度信号とを突き合せ、偏差が出た場合、その偏差に基づいて上記第2タービン抽気調節弁に弁開閉信号を与える演算器を備えたものである。
【0024】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項6に記載したように、第1タービン抽気回収系は、第1タービン抽気回収止め弁を備え、この第1タービン抽気回収止め弁を第1止め弁に連動させて弁開閉制御する構成にしたものである。
【0025】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項7に記載したように、第2タービン抽気回収系は、第2タービン抽気回収止め弁を備え、この第2止め弁を第2タービン抽気調節弁に連動させて弁開閉制御する構成にしたものである。
【0026】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項8に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタービンプラントのガスタービン燃焼器に供給する燃料を加熱する燃料加熱装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンプラントの蒸気タービンのタービン抽気を上記燃料加熱装置に供給する第1タービン抽気系と第2タービン抽気系とを備えるとともに、上記燃料加熱装置の燃料を加熱したタービン抽気を上記蒸気タービンプラントの復水器に回収させるタービン抽気回収系を備えたものである。
【0027】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項9に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタービンプラントのガスタービン燃焼器に供給する燃料を加熱する燃料加熱装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンプラントの蒸気タービンのタービン抽気を上記燃料加熱装置に供給する第1タービン抽気系と第2タービン抽気系とを備えるとともに、上記燃料加熱装置の燃料を加熱したタービン抽気を上記蒸気タービンプラントの復水ポンプの出口側に回収させるタービン抽気回収系を備えたものである。
【0028】
本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、上述目的を達成するため、請求項10に記載したように、ガスタービンプラントに蒸気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せ、上記ガスタービンプラントのガスタービン燃焼器に供給する燃料を加熱する燃料加熱装置を備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、上記蒸気タービンプラントの蒸気タービンのタービン抽気を上記燃料加熱装置に供給するタービン抽気系と、上記燃料加熱装置の燃料を加熱したタービン抽気を上記蒸気タービンに回収させるタービン抽気回収系と、上記タービン抽気系に設けた冷却器と、この冷却器に供給する冷却水を、上記蒸気タービンプラントの復水ポンプの出口側に設けた冷却水系と、上記冷却器でタービン抽気を冷却した冷却水を、上記蒸気タービンプラントの給水ポンプの入口側に回収させる冷却水回収系とを備えたものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの実施の形態を図面を参照して説明する。
【0030】
図1は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態を示す概略系統図である。
【0031】
本実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラント20は、ガスタービンプラント21、蒸気タービンプラント22、排熱回収ボイラ23を備えた構成になっている。
【0032】
ガスタービンプラント21は、空気圧縮機24、燃料加熱装置25、ガスタービン燃焼器26、ガスタービン27を備え、空気圧縮機24で吸い込んだ大気ARを高圧化し、その高圧空気に燃料加熱装置25からの加熱された燃料を加えてガスタービン燃焼器26で燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを駆動ガスとしてガスタービン27を駆動する。
【0033】
また、蒸気タービンプラント22は、発電機28に軸直結した蒸気タービン29、復水器30、復水ポンプ31、給水ポンプ32を備え、排熱回収ボイラ23から供給されたタービン駆動蒸気を蒸気タービン29で膨張仕事をさせ、その膨張仕事の際に発生した回転トルクで発電機28を回転駆動して電気出力を得る一方、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器30で凝縮させて復水にし、その復水を復水ポンプ31で昇圧して給水にし、その給水を給水ポンプ32で再び昇圧させて排熱回収ボイラ23に還流させる。
【0034】
一方、排熱回収ボイラ23は、ガスタービン27から出た排熱(排ガス)の流れに沿ってその上流側から下流側に向って配置された過熱器33、蒸気ドラム34に連通する蒸発器35、節炭器36をケーシング37に収容し、蒸気タービンプラント22からの給水を節炭器36で加熱し、その加熱水を調節弁38で流量コントロールした後、蒸気ドラム34に案内し、ここで加熱水の比重を利用して蒸発器35で自然循環させて飽和蒸気にし、その飽和蒸気を再び過熱器33で加熱させて過熱蒸気を発生させ、その過熱蒸気をタービン駆動蒸気として蒸気タービンプラント22に供給する。
【0035】
また、蒸気タービン29は、抽気口39から膨張仕事途中のタービン抽気を、燃料加熱装置25に供給するタービン抽気系40を備え、タービン抽気系40により供給されたタービン抽気で燃料加熱装置25の燃料Fを加熱した後、ドレンとしてのタービン抽気をタービン抽気回収系41を介して回収口42に還流させるようになっている。
【0036】
さらに、タービン抽気系40は、抽気調節弁43を備える一方、燃料加熱装置25の出口側に設けた温度計44で検出した燃料温度信号を、演算器45で弁開閉信号に演算し、その演算信号によりタービン抽気調節弁43を弁開閉させ、タービン抽気の流量をコントロールするようになっている。
【0037】
このように、本実施形態では、燃料加熱装置25の燃料Fの加熱源を、蒸気タービン29のタービン抽気から求めるとともに、タービン抽気系40にタービン抽気調節弁43を備え、燃料加熱装置25で加熱された燃料Fの温度を温度計44で検出し、その検出信号を演算器45で演算し、その演算信号をタービン抽気調節弁43に与えて弁開度をコントロールしているので、燃料Fを過加熱させることなく適正温度に調整してガスタービン燃焼器26に供給することができる。
【0038】
また、本実施形態では、部分負荷運転のように、燃料加熱装置25を通る燃料Fが少ないときでも、タービン抽気調節弁43でタービン抽気を、燃料Fの流量に見合うように流量コントロールしているので、燃料加熱装置25のスチーミングの発生を確実に防止することができる。
【0039】
したがって、本実施形態によれば、燃料加熱装置25のスチーミング発生防止と相俟って燃料加熱装置25に供給するタービン抽気を燃料Fの流量に見合うように制御しているので、従来のように、給水ポンプ32のポンプアップの必要がなく、プラントの消費動力を削減することができ、従来よりもより一層プラント熱効率を向上させることができる。
【0040】
図2は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第1実施例を示す概略系統図である。
【0041】
本実施例は、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱させた後のタービン抽気を回収させるタービン抽気回収系41を、復水器30に接続したものであり、他の構成について第1実施形態と同一なので同一符号を付して、説明を省略する。
【0042】
本実施例は、燃料加熱装置25を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に接続させ、真空になっている復水器30と同一レベルの真空度に維持させることができるようにしたので、タービン抽気で燃料Fを加熱させる際、そのタービン抽気の熱をあますところなく活用できて熱交換をより一層効果的に行わせることができ、従来よりも比較的少ないタービン抽気で燃料Fを加熱させることができる。
【0043】
したがって、本実施形態では、真空の特殊性から比較的少ないタービン抽気で燃料Fを加熱させることができるので、その分、タービン駆動蒸気を出力増加に廻すことができ、プラント熱効率を従来よりも向上させることができる。
【0044】
図3は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第2実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0045】
本実施例は、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱させた後のタービン抽気をドレンとして回収させるタービン抽気回収系41を、復水ポンプ31の出口側に接続したものである。なお、符号46は、ポンプである。
【0046】
本実施例では、燃料Fの加熱後の比較的温度の高いタービン抽気をドレンとして復水ポンプ31の出口側に供給し、給水に合流させて給水を昇温させるので、排熱回収ボイラ23の蒸気ドラム34から発生させる蒸気量を従来よりも増加させることができ、この蒸気量の増加に基づいてプラント熱効率をより一層増加させることができる。
【0047】
図4は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第3実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0048】
本実施例は、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設ける一方、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱後、ドレンとしてのタービン抽気を蒸気タービン29の回収口42,42に回収させる第1タービン抽気回収系41a、第2タービン抽気回収系41bの複数のタービン抽気回収系41を備えたものである。
【0049】
また、本実施例は、各タービン抽気系40a,40bを設けることに伴って各タービン抽気系40a,40bのそれぞれに、第1止め弁47a、第2止め弁47b、第1タービン抽気調節弁48a、第2タービン抽気調節弁48b、第1タービン抽気温度検出器49a、第2タービン抽気温度検出器49bのそれぞれを備えたものである。
【0050】
さらに、本実施例は、各タービン抽気回収系41a,41bを設けることに伴って各タービン抽気回収系41a,41bのそれぞれに、第1タービン抽気回収止め弁50a、第2タービン抽気回収止め弁50bのそれぞれを備えたものである。
【0051】
本実施例は、定格運転時、蒸気タービン29の下流側のタービン駆動蒸気をタービン抽気として燃料Fの加熱源に使用する方がプラント熱効率を比較的高くすることができ、また部分負荷運転時、蒸気タービン29の下流側のタービン駆動蒸気をタービン抽気として燃料加熱装置25に供給すると、燃料Fを適正温度に昇温させることが難しくなることに着目したもので、定格運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、部分負荷運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応して抽気点を切り換えたものである。
【0052】
具体的には、定格運転時、第1タービン抽気系40aは、第1止め弁47a、第1タービン抽気回収止め弁50aを全閉にする一方、第2タービン抽気系40bは第2止め弁47b、第2タービン抽気回収止め弁50bを全開にする。そして、蒸気タービン29の抽気口39から第2タービン抽気系40bを経て燃料加熱装置25に供給されたタービン抽気は、燃料Fを加熱させた後、ドレンとして第2タービン抽気回収止め弁50b、第2タービン抽気回収系41bを経て蒸気タービン29の回収口42に回収される。その際、変換器45は、温度計44で検出した実温度燃料信号と第2タービン抽気温度検出器49bで検出したタービン抽気温度信号とを突き合せ、偏差が出た場合、その偏差に基づいて弁開閉信号を演算し、その演算信号を第2タービン抽気調節弁48bに与えて弁の開度を制御することによってタービン抽気の流量を制御し、燃料Fを適正温度に調整する。
【0053】
他方、部分負荷運転時、上述とは逆に、第1タービン抽気系40aは、第1止め弁47a、第1タービン抽気回収止め弁50aを全開にするとともに、第2タービン抽気系49bは、第2止め弁47a、第2タービン抽気回収止め弁50bを全閉にする。そして、第1タービン抽気系40aは、タービン抽気を燃料加熱装置25に供給し、また、切換器45は上述と同様に、第1タービン抽気調節弁48aの開度を制御し、燃料Fを適正温度に調整する。なお、切換器45には、定格運転および部分負荷運転に応じて第1タービン抽気系40aと第2タービン抽気系40bとが自動的に切り換えることができるように、自動切換回路が組み込まれている。また、本実施例では、各止め弁47a,47b、各タービン抽気調節弁48a,48b、各タービン抽気回収止め弁50a,50bの弁開閉制御を、タービン抽気温度および燃料温度で行っているが、タービン抽気圧力および燃料圧力で行ってもよい。さらに、切換器45の自動切換回路は、タービン抽気温度および燃料温度の予め設定された基準値よりも低くなったとき切換作動するようになっているが、負荷信号で切換作動させてもよい。
【0054】
このように、本実施例では、燃料加熱装置25にタービン抽気を供給するタービン抽気系40を複数系統にして設け、運転状態に応じて使い分けるようにしたから、燃料加熱装置25の燃料Fを適正温度に加熱させてスチーミングを防止することができ、部分負荷運転でも従来よりもより一層安定したプラント熱効率を確保することができる。
【0055】
図5は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第4実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0056】
本実施例は、第1実施形態における第3実施例と同様に、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設け、定格運転時、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、また部分負荷運転時、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応させて抽気点を切り換える一方、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した後のドレンとしてのタービン抽気を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に回収させたものである。
【0057】
このように、本実施形態では、燃料加熱装置25に、燃料加熱源としてのタービン抽気を供給する複数のタービン抽気系40を設けて各運転に対応させて使い分けることができるようにするとともに、その燃料加熱装置25を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に接続させ、真空になっている復水器30と同一レベルの真空度に維持させることができるようにしたので、各運転時、比較的少ないタービン抽気で燃料Fを効果的に加熱させてスチーミングを防止することができ、プラント熱効率を向上させることができる。
【0058】
図6は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第5実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0059】
本実施例は、第1実施形態における第3実施例と同様に、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設け、定格運転時、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、また部分負荷運転時、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応させて抽気点を切り換える一方、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した後のドレンとしてのタービン抽気を、タービン抽気回収系41、ポンプ46を介して復水ポンプ31の出口側に回収させたものである。
【0060】
このように、本実施例では、燃料加熱装置25に、燃料加熱源としてのタービン抽気を供給する複数のタービン抽気系40を設けて各運転に対応させて使い分けることができるようにするとともに、燃料加熱装置25からタービン抽気回収系41、ポンプ46を介して復水ポンプ31の出口側にドレンとしてのタービン抽気を回収させて給水を昇温させるので、各運転時、比較的少ないタービン抽気で燃料Fを効果的に加熱させることができ、さらに排熱回収ボイラ23の蒸気ドラム34からの蒸気量をより多く増加させることができる。
【0061】
図7は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態を示す概略系統図である。なお、第1実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0062】
本実施例は、蒸気タービン29の抽気口39からタービン抽気系40のタービン抽気調節弁43を介して燃料加熱装置25に供給するタービン抽気の温度が高く、燃料加熱装置25の燃料Fが許容温度・圧力を超えて自然発火するおそれがある場合を考慮してタービン抽気系40に冷却器51を設けたものである。
【0063】
この冷却器51は、復水ポンプ31の出口側からバイパスし、給水の一部を冷却水として使用する冷却水系52を備えるとともに、タービン抽気を適温に冷却後、その冷却水を冷却水回収系54の冷却水回収調節弁53を介して給水ポンプ32の入口側に回収できるように図っている。
【0064】
また、この冷却器51は、その出口側にタービン抽気温度計55を備え、検出された実タービン抽気温度が予め定められた基準値を超えた場合、その偏差に基づいて弁開閉信号を演算し、その演算信号を冷却水回収系54の冷却水回収調節弁53に与えて弁開閉制御する変換器56を備えた構成になっている。
【0065】
このように、本実施形態では、蒸気タービン29の抽気口39からタービン抽気系40のタービン抽気調節弁43、冷却器51を介して燃料加熱装置25に供給するタービン抽気で燃料Fを加熱し、加熱後、ドレンとしてのタービン抽気をタービン抽気回収系41を介して蒸気タービン29の回収口42しに回収させる一方、復水ポンプ31の出口側から冷却水系52を介して冷却器51に供給された給水の一部としての冷却水でタービン抽気を適温に冷却後、その冷却水を、冷却水回収系54の冷却水回収調節弁53で流量コントロールして給水ポンプ32の入口側にて回収させたので、燃料Fの加熱に伴って燃料Fに含まれる水蒸気分を蒸発させて潜熱を失わせ、結果的に燃料Fの発熱量を高めることができ、またタービン抽気を適温に冷却させる際に奪った熱で冷却水を比較的高温化にして復水ポンプ31からの給水に合流させてその給水を昇温化させることができる。
【0066】
したがって、本実施形態によれば、燃料Fの潜熱分を除いた発熱量に維持できるようにするとともに、タービン抽気の熱を奪った冷却水で給水を昇温させ、排熱回収ボイラ23の蒸気ドラム34から発生する蒸気量を多くしたので、プラント熱効率を従来よりもより一層向上させることができる。
【0067】
図8は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第1実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態および第2実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0068】
本実施例は、第2実施形態と同様に、タービン抽気系40に冷却器51を設け、この冷却器51でタービン抽気の温度が高いとき、復水ポンプ31の出口側からバイパスし、冷却水系52の給水の一部としての冷却水でタービン抽気を適温に冷却し、冷却の際に昇温した冷却水を冷却水回収系54の冷却水回収調節弁53を介して給水ポンプ32の入口側に回収させるとともに、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した上述タービン抽気を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に回収させたものである。他の構成については、第1実施形態および第2実施形態と同一なので、その説明を省略する。
【0069】
このように、本実施例では、復水ポンプ31の出口側の給水の一部を冷却水として冷却器51でタービン抽気を適温に冷却し、冷却後の昇温化した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させて給水を昇温させるとともに、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱させた上述タービン抽気をタービン抽気回収系41を介して復水器30に回収させて熱の有効活用化を図ったので、プラント熱効率を従来よりもより一層向上させることができる。
【0070】
図9は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第2実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態および第2実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0071】
本実施例も、第2実施形態と同様に、タービン抽気系40に冷却器51を設け、この冷却器51でタービン抽気の温度が高いとき、復水ポンプ31の出口側からの給水の一部としての冷却水でタービン抽気を適温に冷却し、冷却の際に昇温した冷却水を冷却水回収系54の冷却水回収調節弁53を介して給水ポンプ32の入口側に回収させるとともに、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した上述タービン抽気を、タービン抽気回収系41のポンプ46を介して給水ポンプ32の入口側に回収させたものである。
【0072】
このように、本実施例では、復水ポンプ31の出口側の給水の一部を冷却水として冷却器51でタービン抽気を適温に冷却し、冷却後の昇温化した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させて給水を昇温させ、さらに燃料加熱装置25で燃料Fを加熱させた上述タービン抽気もタービン抽気回収系41のポンプ46を介して給水ポンプ32の入口側に回収させて給水をより一層昇温化させたので、排熱回収ボイラ23の蒸気ドラム34から発生する蒸気量を従来よりもより多く発生させることができる。
【0073】
したがって、本実施例によれば、熱の有効活用を図っているので、プラント熱効率を従来よりも一層向上させることができる。
【0074】
図10は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第3実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態および第2実施形態の構成部品を同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0075】
本実施例は、図4で示した第1実施形態における第3実施例のタービン抽気系40およびタービン抽気回収系41に、図8で示した第2実施形態における第1実施例の冷却水系52および冷却水回収系54を組み合せたもので、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設ける一方、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱後、ドレンとしてのタービン抽気を蒸気タービン29の回収口42,42に回収させる第1タービン抽気回収系41a、第2タービン抽気回収系41bの複数のタービン抽気回収系41を備えたものである。
【0076】
また、本実施例は、各タービン抽気系40a,40bを設けることに伴って各タービン抽気系40a,40bのそれぞれに、第1止め弁47a、第2止め弁47b、第1タービン抽気調節弁48a、第2タービン抽気調節弁48b、第1タービン抽気温度検出器49a、第2タービン抽気温度検出器49bのそれぞれを備えたものである。
【0077】
また、本実施例は、各タービン抽気回収系41a,41bを設けることに伴って各タービン抽気回収系41a,41bのそれぞれに、第1タービン抽気回収止め弁50a、第2タービン抽気回収止め弁50bのそれぞれ備えたものである。
【0078】
また、本実施例は、タービン抽気系40に冷却器51を設け、この冷却器51でタービン抽気の温度が高いとき、復水ポンプ31の出口側からバイパスし、冷却水系52の冷却水調節弁57を介して給水の一部としての冷却水でタービン抽気を適温に冷却し、冷却の際に昇温した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させる冷却水回収系54を備えたものである。
【0079】
さらに、本実施例は、タービン抽気系40に冷却器51を設けることに伴って冷却器51の出口側に設けたタービン抽気温度計55で検出したタービン抽気温度信号が予め設定された基準値との間に偏差が出た場合、その偏差に基づいて演算し、冷却水系52の冷却水調節弁57に弁開閉信号を与えて給水の一部としての冷却水の流量コントロールを行わせる変換器56を備えたものである。なお、他の構成にいては、第1実施形態における第3実施例と第2実施形態における第1実施例と同一なので、重複説明を省略する。
【0080】
本実施例は、第1実施形態における第3実施例と同様に、定格運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、部分負荷運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応して抽気点を切り換えたものである。
【0081】
その際、各タービン抽気系40a,40bのいずれからも燃料加熱装置25に供給されるタービン抽気の温度が高い場合、冷却水系52は、復水ポンプ31の出口側の給水の一部としての冷却水を冷却器51に供給し、タービン抽気を適温に冷却し、冷却の際、昇温化した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させるようになっている。また、冷却水系52は、冷却器51でタービン抽気を適温に冷却する際、そのタービン抽気を冷却器51の出口側に設けたタービン抽気温度計55で検出し、その検出信号が予め設定された基準値との間に偏差が出た場合、その偏差に基づいて変換器56で弁開閉信号を演算し、その演算信号を冷却水調節弁57に与えて冷却水の流量をコントロールするようになっている。
【0082】
このように、本実施例では、燃料加熱装置25にタービン抽気を供給するタービン抽気系40を複数系統に設け、運転状態に応じて使い分けるようにするとともに、それぞれタービン抽気の温度が高いとき、冷却水系52に冷却器51を設けてタービン抽気を適温に冷却させ、冷却の際、昇温した冷却水を冷却水回収系54を介して給水ポンプ32の入口側に回収させたので、燃料加熱装置25の燃料Fを適正温度に加熱させてスチーミングを防止することができ、熱の有効活用を図ることができ、部分負荷運転でも従来よりもより一層安定したプラント熱効率を確保することができる。
【0083】
図11は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第4実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態または第2実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0084】
本実施例は、図5で示した第1実施形態における第4実施例のタービン抽気系40およびタービン抽気回収系41に、図10で示した第2実施形態における第3実施例の冷却水系52および冷却水回収系54を組み合せたもので、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設け、定格運転時、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、また部分負荷運転時、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応させて抽気点を切り換える一方、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した後のドレンとしてのタービン抽気を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に回収させるタービン抽気回収系41を備えたものである。
【0085】
また、本実施例は、各タービン抽気系40a,40bを設けることに伴って各タービン抽気系40a,40bのそれぞれに、第1止め弁47a、第2止め弁47b、第1タービン抽気調節弁48a、第2タービン抽気調節弁48b、第1タービン抽気温度検出器49a、第2タービン抽気温度検出器49bのそれぞれを備えたものである。
【0086】
また、本実施例は、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱した後のドレンとしてのタービン抽気を、タービン抽気回収系41を介して復水器30に回収させたものである。
【0087】
また、本実施例は、タービン抽気系40に冷却器51を設け、この冷却器51でタービン抽気の温度が高いとき、復水ポンプ31の出口側からバイパスし、冷却水系52の冷却水調節弁を介して給水の一部としての冷却水でタービン抽気を適温に冷却し、冷却の際に昇温した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させる冷却水回収系54を備えたものである。
【0088】
さらに、本実施例は、タービン抽気系40に冷却器51を設けることに伴って冷却器51の出口側に設けたタービン抽気温度計55で検出したタービン抽気信号が、予め設定された基準値との間に偏差が出た場合、その偏差に基づいて演算し、冷却水系52の冷却水調節弁57に弁開閉信号を与えて給水の一部としての冷却水の流量コントロールを行わせる演算器56を備えたものである。なお、他の構成については、第1実施形態における第4実施例および第2実施形態における第3実施例と同一なので、重複説明を省略する。
【0089】
本実施例は、第1実施形態における第3実施例と同様に、定格運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン下流側の第2タービン抽気系40bを使用し、部分負荷運転時、蒸気タービン29の抽気口39からのタービン抽気を燃料加熱装置25に供給する際、タービン上流側の第1タービン抽気系40aを使用し、各運転に対応して抽気点を切り換えるようになっている。
【0090】
その際、各タービン抽気系40a,40bのいずれからも燃料加熱装置25に供給されるタービン抽気の温度が高い場合、冷却水系52は、復水ポンプ31の出口側の給水の一部としての冷却水を冷却器51に供給し、タービン抽気を適温に冷却し、冷却の際、昇温した冷却水を給水ポンプ32の入口側に回収させるようになっている。また、冷却水系52は、冷却器51でタービン抽気を適温に冷却する際、そのタービン抽気を冷却器51の出口側に設けたタービン抽気温度計55で検出し、その検出信号が予め設定された基準値との間に偏差が出た場合、その偏差に基づいて変換器56で弁開閉信号を演算し、その演算信号を冷却水調節弁57に与えて冷却水の流量をコントロールするようになっている。
【0091】
このように、本実施例では、燃料加熱装置25にタービン抽気を供給するタービン抽気系40を複数系統に設け、運転状態に応じて使い分けるようにするとともに、それでもタービン抽気の温度が高いとき、タービン抽気系40に設けた冷却器51でタービン抽気を適温に冷却させ、冷却の際、昇温した冷却水を冷却水回収系54を介して給水ポンプ32の入口側に回収させたので、燃料加熱装置25の燃料Fを適正温度に加熱させてスチーミングを防止することができ、熱の有効活用を図ることができ、部分負荷運転でも従来よりも一層安定したプラント熱効率を確保することができる。
【0092】
図12は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第5実施例を示す概略系統図である。なお、第1実施形態または第2実施形態の構成部分と同一または対応する部分には同一符号を付す。
【0093】
本実施例は、図6で示した第1実施形態における第5実施例のタービン抽気系40およびタービン抽気回収系41に、図10で示した第2実施形態における第3実施例の冷却水系52および冷却水回収系54を組み合せたもので、蒸気タービン29の抽気口39,39から燃料加熱装置25にタービン抽気を供給する第1タービン抽気系40a、第2タービン抽気系40bの複数のタービン抽気系40を設けるとともに、燃料加熱装置25で燃料Fを加熱後、ドレンとしてのタービン抽気を給水ポンプ32の入口側に回収させるタービン抽気回収系41を設ける一方、タービン抽気系40に設けた冷却器51に、復水ポンプ31からの給水の一部を冷却水として供給する冷却水系52と、タービン抽気を適温に冷却する際、昇温した冷却水を、給水ポンプ32の入口側に回収させた冷却水回収系54とをそれぞれ備えたものである。なお、他の構成については、第1実施形態における第5実施例および第2実施形態における第3実施例と同一なので、重複説明を省略する。
【0094】
このように、本実施例では、燃料加熱装置25にタービン抽気を供給するタービン抽気系40を複数系統に設け、定格運転および部分負荷運転のいずれかの運転に応じて使い分けるようにするともとに、それでもタービン抽気の温度が高いとき、タービン抽気系40に設けた冷却器51でタービン抽気を適温に冷却させ、冷却の際、昇温した冷却水を冷却水回収系54を介して給水ポンプ32の入口側に回収させ、さらに上述燃料加熱装置25からドレンとしてのタービン抽気をタービン抽気回収系41を介して給水ポンプ32の入口側に回収させ給水をより一層上昇させたので、排熱回収ボイラ23の蒸気ドラム34から発生する蒸気量を従来よりも多く発生させることができる。
【0095】
したがって、本実施例によれば、熱の有効活用を図っているので、プラント熱効率を従来よりも一層向上させることができる。
【0096】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、燃料加熱装置の燃料の加熱源をタービン抽気に求め、そのタービン抽気を燃料流量に見合うように流量コントロールしているので、タービン抽気と燃料との熱交換の際、燃料加熱装置でのスチーミングを防止することができ、プラント熱効率を従来よりも大幅に向上させることができる。
【0097】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、燃料加熱装置の燃料を加熱するタービン抽気を定格運転と部分負荷運転とに使い分けることができるようにしているので、部分負荷運転時でも安定したプラント熱効率を確保することができる。
【0098】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、燃料加熱装置の燃料を加熱するタービン抽気が高いとき、そのタービン抽気を適温に冷却させるようにしているので、燃料を安定状態で加熱させることができ、発火等の不測の事故の発生を防止することができる。
【0099】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントは、燃料を加熱した後のタービン抽気およびタービン抽気を適温に冷却した後の冷却水の昇温熱の少なくとも一方で給水を加熱する熱回収を図っているので、安定したプラント熱効率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態を示す概略系統図。
【図2】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第1実施例を示す概略系統図。
【図3】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第2実施例を示す概略系統図。
【図4】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第3実施例を示す概略系統図。
【図5】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第4実施例を示す概略系統図。
【図6】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第1実施形態における第5実施例を示す概略系統図。
【図7】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態を示す概略系統図。
【図8】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第1実施例を示す概略系統図。
【図9】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第2実施例を示す概略系統図。
【図10】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第3実施例を示す概略系統図。
【図11】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第4実施例を示す概略系統図。
【図12】 本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの第2実施形態における第5実施例を示す概略系統図。
【図13】 従来のコンバインドサイクル発電プラントの実施形態を示す概略系統図。
【図14】 従来のコンバインドサイクル発電プラントの別の実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
1 コンバインドサイクル発電プラント
2 ガスタービンプラント
3 蒸気タービンプラント
4 排熱回収ボイラ
5 空気圧縮機
6 ガスタービン燃焼器
7 ガスタービン
8 過熱器
9 蒸気ドラム
10 蒸発器
11 節炭器
12 ケーシング
13 調節弁
14 発電機
15 蒸気タービン
16 復水器
17 復水ポンプ
18 給水ポンプ
19 燃料加熱装置
20 コンバインドサイクル発電プラント
21 ガスタービンプラント
22 蒸気タービンプラント
23 排熱回収ボイラ
24 空気圧縮機
25 燃料過熱装置
26 ガスタービン燃焼器
27 ガスタービン
28 発電機
29 蒸気タービン
30 復水器
31 復水ポンプ
32 給水ポンプ
33 過熱器
34 蒸気ドラム
35 蒸発器
36 節炭器
37 ケーシング
38 調節弁
39 抽気口
40 タービン抽気系
41 タービン抽気回収系
42 回収口
43 タービン抽気調節弁
44 温度計
45 演算器
46 ポンプ
47a 第1止め弁
47b 第2止め弁
48a 第1タービン抽気調節弁
48b 第2タービン抽気調節弁
49a 第1タービン抽気温度検出器
49b 第2タービン抽気温度検出器
50a 第1タービン抽気回収止め弁
50b 第2タービン抽気回収止め弁
51 冷却器
52 冷却水系
53 冷却水回収調節弁
54 冷却水回収系
55 タービン抽気温度計
56 演算器
57 冷却水調節弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combined cycle power plant, and more particularly, to a combined cycle power plant in which fuel to be input to a gas turbine combustor of a gas turbine plant is preheated to increase the heat generation amount to improve plant thermal efficiency.
[0002]
[Prior art]
In recent thermal power plants, a combined cycle power plant having a shorter start-up operation time and higher plant thermal efficiency is becoming the mainstream compared to conventional power plants. This combined cycle power plant combines a gas turbine plant with a steam turbine plant and an exhaust heat recovery boiler, and uses the exhaust heat (exhaust gas) from the gas turbine plant to generate steam with the exhaust heat recovery boiler. Is supplied to a steam turbine plant to generate electric power, and an example thereof is shown in FIG.
[0003]
The combined cycle power plant 1 includes a
[0004]
The
[0005]
Further, the exhaust
[0006]
On the other hand, the
[0007]
Further, the
[0008]
As described above, in the conventional combined cycle power plant 1, the Brayton cycle of the
[0009]
However, as a technique for further improving the plant thermal efficiency of the conventional combined cycle power plant 1, JP-A-2-283803 has already been published.
[0010]
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-283803 is focused on the temperature of the feed water heated by the
[0011]
As described above, in the conventional combined cycle power plant 1, today, worried about exhaustion of fossil fuels, efforts have been made to improve the thermal efficiency of the plant by consuming as little fuel as possible.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional combined cycle power plant 1 shown in FIG. 14, when the fuel F is heated by the
[0013]
In general, in this type of technical field, the design differential pressure (generally about 1.5 MPa to 2 MPa) of the
[0014]
However, the heating water supplied to the
[0015]
In addition, the heating water as a heating source required by the
[0016]
In addition, when the amount of heated water supplied to the
[0017]
As described above, the conventional combined cycle power plant 1 shown in FIG. 14 improves the thermal efficiency of the plant, but has some problems described above.
[0018]
The present invention has been made based on such circumstances, and can sufficiently heat the fuel without setting the heating water used for fuel heating to a high pressure, and can reliably prevent the occurrence of steaming. To provide a combined cycle power plant.Objective.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a combined cycle power plant according to the present invention combines a gas turbine plant with a steam turbine plant and an exhaust heat recovery boiler as described in claim 1, and a gas turbine combustor of the gas turbine plant. In a combined cycle power plant having a fuel heating device for heating fuel supplied to the first turbine bleed system for supplying turbine bleed of the steam turbine of the steam turbine plant to the fuel heating device,A second turbine bleed system for supplying turbine bleed downstream of the steam turbine to the fuel heating device from the first turbine bleed system,The fuel heating deviceAtThe turbine bleed that heated the fuelSteam turbine of a steam turbine plant or a system downstream thereofTo collectTurbine bleed recovery systemIt is equipped with.
[0020]
In order to achieve the above object, the combined cycle power plant according to the present invention includes a first turbine extraction recovery system and a second turbine extraction recovery system as described in
[0021]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 3As described above, the first turbine bleed system is used to open the first stop valve during partial load operation and supply turbine bleed air to the fuel heating device from the upstream side of the steam turbine, The turbine bleed system is used when the second stop valve is opened during rated operation to supply turbine bleed air to the fuel heating device from the downstream side of the steam turbine.
[0022]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 4When the first turbine bleed system includes the first turbine bleed control valve and the fuel temperature signal detected on the outlet side of the fuel heating device is matched with the turbine bleed temperature signal, a deviation occurs. And an arithmetic unit for providing a valve opening / closing signal to the first turbine bleed control valve based on the deviation.
[0023]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 5As described in the above, the second turbine bleed system includes the second turbine bleed control valve and matches the fuel temperature signal detected on the outlet side of the fuel heating device with the turbine bleed temperature signal, resulting in a deviation. And an arithmetic unit for providing a valve opening / closing signal to the second turbine bleed control valve based on the deviation.
[0024]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 6As described above, the first turbine bleed air recovery system includes a first turbine bleed air recovery stop valve, and is configured to control the opening and closing of the first turbine bleed air recovery stop valve in conjunction with the first stop valve. is there.
[0025]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 7As described above, the second turbine bleed air recovery system includes a second turbine bleed air recovery stop valve, and is configured to control the opening and closing of the second stop valve in conjunction with the second turbine bleed air adjustment valve. .
[0026]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 8As described above, in a combined cycle power plant including a fuel heating apparatus that combines a gas turbine plant with a steam turbine plant and an exhaust heat recovery boiler and heats fuel supplied to a gas turbine combustor of the gas turbine plant, A first turbine bleed system and a second turbine bleed system for supplying turbine bleed of the steam turbine of the steam turbine plant to the fuel heating device, and the turbine bleed that has heated the fuel of the fuel heating device to the steam turbine plant A turbine bleed air recovery system for recovery by a condenser is provided.
[0027]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 9As described above, in a combined cycle power plant including a fuel heating apparatus that combines a gas turbine plant with a steam turbine plant and an exhaust heat recovery boiler and heats fuel supplied to a gas turbine combustor of the gas turbine plant, A first turbine bleed system and a second turbine bleed system for supplying turbine bleed of the steam turbine of the steam turbine plant to the fuel heating device, and the turbine bleed that has heated the fuel of the fuel heating device to the steam turbine plant A turbine bleed recovery system for recovery at the outlet side of the condensate pump is provided.
[0028]
The combined cycle power plant according to the present invention achieves the above-described object,Claim 10As described above, in a combined cycle power plant including a fuel heating apparatus that combines a gas turbine plant with a steam turbine plant and an exhaust heat recovery boiler and heats fuel supplied to a gas turbine combustor of the gas turbine plant, A turbine bleed system that supplies turbine bleed of a steam turbine of a steam turbine plant to the fuel heating device, a turbine bleed recovery system that causes the steam turbine to collect turbine bleed that has heated fuel in the fuel heating device, and the turbine bleed system The cooling water provided to the condenser, the cooling water system provided on the outlet side of the condensate pump of the steam turbine plant, and the cooling water obtained by cooling the turbine bleed by the cooler. A cooling water recovery system for recovery at the inlet side of the feed pump of the turbine plantIs.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a combined cycle power plant according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of a combined cycle power plant according to the present invention.
[0031]
The combined
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
On the other hand, the exhaust
[0035]
Further, the
[0036]
Further, the
[0037]
As described above, in the present embodiment, the heating source of the fuel F of the
[0038]
In the present embodiment, the turbine
[0039]
Therefore, according to the present embodiment, the turbine bleed gas supplied to the
[0040]
FIG. 2 is a schematic system diagram showing a first example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
[0041]
In this embodiment, a turbine bleed
[0042]
In the present embodiment, the
[0043]
Therefore, in the present embodiment, the fuel F can be heated with relatively little turbine bleed gas due to the special characteristics of the vacuum, and accordingly, the turbine drive steam can be increased to increase the output, and the plant thermal efficiency is improved compared to the conventional one. Can be made.
[0044]
FIG. 3 is a schematic system diagram showing a second example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment, or respond | corresponds.
[0045]
In this embodiment, a turbine
[0046]
In the present embodiment, the turbine bleed air having a relatively high temperature after heating the fuel F is supplied to the outlet side of the
[0047]
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a third example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment, or respond | corresponds.
[0048]
In the present embodiment, a plurality of
[0049]
In the present embodiment, the
[0050]
Further, in the present embodiment, the first turbine bleed air
[0051]
In the present embodiment, the plant thermal efficiency can be made relatively high when the turbine-driven steam on the downstream side of the
[0052]
Specifically, during rated operation, the first
[0053]
On the other hand, at the time of partial load operation, contrary to the above, the first
[0054]
In this way, in this embodiment, the
[0055]
FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fourth example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment, or respond | corresponds.
[0056]
In this example, as in the third example of the first embodiment, the first
[0057]
As described above, in the present embodiment, the
[0058]
FIG. 6 is a schematic system diagram showing a fifth example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment, or respond | corresponds.
[0059]
In this example, as in the third example of the first embodiment, the first
[0060]
As described above, in this embodiment, the
[0061]
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment, or respond | corresponds.
[0062]
In the present embodiment, the temperature of the turbine bleed gas supplied from the
[0063]
The cooler 51 is provided with a cooling
[0064]
The cooler 51 includes a
[0065]
Thus, in this embodiment, the fuel F is heated by the turbine bleed supplied from the
[0066]
Therefore, according to this embodiment, while maintaining the calorific value excluding the latent heat component of the fuel F, the temperature of the feed water is raised with the cooling water deprived of the heat of the turbine bleed air, and the steam of the exhaust
[0067]
FIG. 8 is a schematic system diagram showing a first example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as or corresponds to the component of 1st Embodiment and 2nd Embodiment.
[0068]
In this example, a cooler 51 is provided in the
[0069]
As described above, in this embodiment, a part of the feed water on the outlet side of the
[0070]
FIG. 9 is a schematic system diagram showing a second example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as or corresponds to the component of 1st Embodiment and 2nd Embodiment.
[0071]
Similarly to the second embodiment, in this embodiment, a cooler 51 is provided in the
[0072]
As described above, in this embodiment, a part of the feed water on the outlet side of the
[0073]
Therefore, according to the present embodiment, since the heat is effectively utilized, the plant thermal efficiency can be further improved than before.
[0074]
FIG. 10 is a schematic system diagram showing a third example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as or corresponds to the component of 1st Embodiment and 2nd Embodiment.
[0075]
This example is different from the
[0076]
In the present embodiment, the
[0077]
Further, in the present embodiment, the first turbine bleed air
[0078]
Further, in this embodiment, the
[0079]
Further, in this embodiment, the turbine bleed temperature signal detected by the
[0080]
As in the third example of the first embodiment, this example provides a second turbine on the downstream side of the turbine when supplying turbine bleed air from the
[0081]
At that time, when the temperature of the turbine bleed air supplied to the
[0082]
As described above, in this embodiment, the
[0083]
FIG. 11 is a schematic system diagram showing a fourth example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the component of 1st Embodiment or 2nd Embodiment, or respond | corresponds.
[0084]
This example is different from the
[0085]
In the present embodiment, the
[0086]
Further, in this embodiment, the turbine bleed as drain after the fuel F is heated by the
[0087]
Further, in this embodiment, the
[0088]
Further, in the present embodiment, the turbine bleed signal detected by the
[0089]
As in the third example of the first embodiment, this example provides a second turbine on the downstream side of the turbine when supplying turbine bleed air from the
[0090]
At that time, when the temperature of the turbine bleed air supplied to the
[0091]
As described above, in this embodiment, the
[0092]
FIG. 12 is a schematic system diagram showing a fifth example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as or corresponds to the component of 1st Embodiment or 2nd Embodiment.
[0093]
This example is different from the
[0094]
As described above, in this embodiment, the
[0095]
Therefore, according to the present embodiment, since the heat is effectively utilized, the plant thermal efficiency can be further improved than before.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, the combined cycle power plant according to the present invention obtains the heating source of the fuel of the fuel heating device from the turbine extraction, and controls the flow rate of the turbine extraction to match the fuel flow rate. During heat exchange with the fuel, steaming in the fuel heating device can be prevented, and the plant thermal efficiency can be significantly improved as compared with the conventional case.
[0097]
Further, the combined cycle power plant according to the present invention is configured so that the turbine bleed gas for heating the fuel of the fuel heating device can be selectively used for rated operation and partial load operation, so that stable plant thermal efficiency even during partial load operation. Can be secured.
[0098]
In the combined cycle power plant according to the present invention, when the turbine bleeder for heating the fuel of the fuel heating device is high, the turbine bleeder is cooled to an appropriate temperature, so that the fuel can be heated in a stable state. The occurrence of unforeseen accidents such as ignition can be prevented.
[0099]
Further, the combined cycle power plant according to the present invention aims at heat recovery for heating the feed water at least one of the turbine extraction after heating the fuel and the temperature rise of the cooling water after cooling the turbine extraction to an appropriate temperature. Stable plant thermal efficiency can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of a combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic system diagram showing a first example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic system diagram showing a second example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a third example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fourth example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic system diagram showing a fifth example of the first embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic system diagram showing a second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic system diagram showing a first example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic system diagram showing a second example of the combined cycle power plant according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic system diagram showing a third example of the second embodiment of the combined cycle power plant according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic system diagram showing a fourth example of the combined cycle power plant according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic system diagram showing a fifth example of the combined cycle power plant according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic system diagram showing an embodiment of a conventional combined cycle power plant.
FIG. 14 is a schematic system diagram showing another embodiment of a conventional combined cycle power plant.
[Explanation of symbols]
1 Combined cycle power plant
2 Gas turbine plant
3 Steam turbine plant
4 Waste heat recovery boiler
5 Air compressor
6 Gas turbine combustor
7 Gas turbine
8 Superheater
9 Steam drum
10 Evaporator
11 economizer
12 casing
13 Control valve
14 Generator
15 Steam turbine
16 Condenser
17 Condensate pump
18 Water supply pump
19 Fuel heating device
20 Combined cycle power plant
21 Gas turbine plant
22 Steam turbine plant
23 Waste heat recovery boiler
24 Air compressor
25 Fuel superheater
26 Gas turbine combustor
27 Gas turbine
28 Generator
29 Steam turbine
30 condenser
31 Condensate pump
32 Water supply pump
33 Superheater
34 Steam drum
35 Evaporator
36 economizer
37 Casing
38 Control valve
39 Air outlet
40 Turbine extraction system
41 Turbine bleed recovery system
42 Collection port
43 Turbine bleed control valve
44 Thermometer
45 Calculator
46 Pump
47a First stop valve
47b Second stop valve
48a First turbine bleed control valve
48b Second turbine bleed control valve
49a First turbine extraction temperature detector
49b Second turbine extraction temperature detector
50a First turbine bleed recovery stop valve
50b Second turbine extraction recovery stop valve
51 Cooler
52 Cooling water system
53 Cooling water recovery control valve
54 Cooling water recovery system
55 Turbine extraction thermometer
56 Calculator
57 Cooling water control valve
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