JP4383594B2 - 複合発電システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備えた複合発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
石炭を燃料とする流動層燃焼器は、燃焼器内部の温度を850℃程度に維持するため、燃焼器の炉壁に廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及びガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガスタービンを非常停止させた場合、ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気が流動層燃焼器の空気加熱器に供給されなくなり、空気加熱器を形成している高圧空気管が焼損する恐れがある。
【0004】
本発明は、係る従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスタービンを非常停止させた時、流動層燃焼器の空気加熱器を形成している高圧空気管の焼損を防ぐことが可能である複合発電システムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る複合発電システムは、流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴としている。
【0006】
本発明によれば、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って流動層燃焼器の炉壁に設けられている空気加熱器内に導入され、空気加熱管の焼損を防ぐことができる。
【0007】
また、本発明は、前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けることにより、ガスタービンの放熱後、高圧空気管内の蒸気を流動層燃焼器内に放出することができる。
【0008】
また、本発明は、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱することにより、ごみ(RDF)焚きの場合にも適用することができる。
【0009】
また、本発明の複合発電システムは、流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴としている。
【0010】
本発明によれば、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って外部熱交換器に設けられている空気加熱用の熱交換部内に導入され、該熱交換部の焼損を防ぐことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
図1に示すように、石炭aを燃料とする流動層燃焼器1は、燃焼器内部の温度を850℃程度に維持するため、燃焼器の炉壁2に廃熱ボイラ3に供給する給水bを加熱する給水加熱器4およびガスタービン5の空気圧縮機6から吐出された高圧空気cを加熱する空気加熱器7を備えている。
【0013】
一方、流動層燃焼器1は、流動層dを形成する1次空気eや、炉内温度の維持および燃焼用の2次空気としてガスタービンの排ガスfを導入しており、流動層燃焼器1から排出された燃焼ガスgは、サイクロン8を経て廃熱ボイラ3に導かれる。そして、廃熱ボイラ3で発生した蒸気hは、発電機9を回転させる駆動源として蒸気タービン10に供給される。
【0014】
ガスタービンの空気圧縮機6から吐出された高圧空気cは、上記空気加熱器7によって加熱されたのち、ガスタービンの燃焼器11に導かれて天然ガスや灯油などの燃料iの燃焼空気となる。ガスタービン5によって駆動される発電機12は、通常、蒸気タービンの発電機9と共に複合発電を行う。
【0015】
本発明では、ガスタービン5の非常停止に備え、廃熱ボイラ3から蒸気タービン10に至る蒸気管13と、ガスタービンの空気圧縮機6から流動層燃焼器の空気加熱器7に至る高圧空気管14との間にバルブ15を備えた第1非常用配管16を設ける一方、空気加熱器7からガスタービンの燃焼器11に至る配管17から分岐し、流動層燃焼器1内に連通する第2非常用配管18を備えている。この第2非常用配管18は、バルブ19を備えている。
【0016】
しかして、ガスタービン5を非常停止させた時は、第1非常用配管16に設けたバルブ15を開く。すると、廃熱ボイラ3で発生した蒸気hの一部が高圧空気管14を通って流動層燃焼器1の空気加熱器7内に導入され、空気加熱器7を形成している加熱管20の焼損を防ぐことができる。蒸気hは、空気加熱器7の加熱管20が焼損を起こさない程度、導入すれば良い。
【0017】
但し、第2非常用配管18のバルブ19は、所定の時間差、つまり、ガスタービン5が放熱に要する時間(大凡3時間程度)をおいて開き、空気加熱器7内の蒸気を流動層燃焼器1内に放出するようになっている。
【0018】
従って、ガスタービン5を非常停止させた場合でも、蒸気タービン10は、通常通り運転を続けることができる。なお、図中、符号jは空気を示している。
【0019】
図2は、石炭の代わりにごみ(RDF)を燃料に用いた場合の例である。RDFは、塩素などの高温腐食燃焼ガスの排出が低いと言われているが、廃熱ボイラの蒸気条件、つまり、100ata、500℃とすることまでは困難とされている。そこで、本システムは、廃熱ボイラ3からの高圧蒸気を過熱器21で過熱するため、ガスタービン5の排ガスfを利用している。
【0020】
その他の構造および機能は、第1の実施の形態と変わらないため、同じ部品に同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。なお、図中、符号nは2次空気を示している。
【0021】
図3は、本システムをを外部循環式流動層燃焼器に適用した例である。ガスタービン5の空気圧縮機6から吐出された高圧空気はcは、外部循環式流動層燃焼器1’の外部熱交換器23の熱交換部24を通ってガスタービン5の燃焼器11に供給されるようになっている。また、廃熱ボイラ3の給水bは、外部循環式流動層燃焼器1’の外部熱交換器23の熱交換部25を通って廃熱ボイラ3に供給されるようになっている。
【0022】
その他の構造および機能は、第1の実施の形態と変わらないため、同じ部品に同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。
【0023】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたので、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って流動層燃焼器の炉壁に設けられている空気加熱器内に導入され、空気加熱管の焼損を防ぐことができるようになった。
【0024】
また、本発明は、前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けたため、ガスタービンの放熱後、高圧空気管内の蒸気を流動層燃焼器内に放出することができるようになった。
【0025】
また、本発明は、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱するため、ごみ(RDF)焚きの場合にも適用することができるようになった。
【0026】
また、本発明は、流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたので、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って外部熱交換器に設けられている空気加熱用の熱交換部内に導入され、該熱交換部の焼損を防ぐことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複合発電システムの系統図である。
【図2】本発明に係る複合発電システムの他の例を示す系統図である。
【図3】本発明に係る複合発電システムの更に他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
1,1’ 流動層燃焼器
2 流動層燃焼器の炉壁
3 廃熱ボイラ
4 給水加熱器
5 ガスタービン
6 ガスタービンの空気圧縮機
7 空気加熱器
9 第1発電機
10 蒸気タービン
12 第2発電機
13 蒸気管
14 高圧空気管
15 バルブ
16 非常用配管
b 給水
c 高圧空気
f 流動層燃焼器の排ガス
h 蒸気
Claims (4)
- 流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴とする複合発電システム。
- 前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けた請求項1記載の複合発電システム。
- 前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱するようにした請求項1又は2記載の複合発電システム。
- 流動層燃焼器と、第1発電機を駆動する蒸気タービンと、第2発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴とする複合発電システム。
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---|---|---|---|
JP24950399A JP4383594B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 複合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP24950399A JP4383594B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 複合発電システム |
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JP2001073716A JP2001073716A (ja) | 2001-03-21 |
JP4383594B2 true JP4383594B2 (ja) | 2009-12-16 |
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ID=17193946
Family Applications (1)
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JP24950399A Expired - Lifetime JP4383594B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 複合発電システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP4383594B2 (ja) |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP24950399A patent/JP4383594B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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