JP6548989B2 - Combined cycle power plant thermal energy storage - Google Patents

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Description

本発明は一般に複合サイクル発電所に関する。さらに詳細には、本発明は、ガスタービンのギヤの回転及び/又は非燃焼の動作中の複合サイクル発電所の熱回収蒸気発生器部内の熱エネルギーを保存する為のシステム及び方法に関する。   The present invention relates generally to combined cycle power plants. More particularly, the present invention relates to a system and method for storing thermal energy in a heat recovery steam generator section of a combined cycle power plant during operation of rotating and / or non-combustible gears of a gas turbine.

複合サイクルガスタービン発電所の1つの種類は、少なくとも1つのガスタービン及び少なくとも1つの蒸気タービンを複合して利用し電力を生成する。発電所は、ガスタービンが熱回収蒸気発生器(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)などの熱回収システムを通して蒸気タービンに熱的に接続されるように構成される。ガスタービンは一般に、圧縮器区間、圧縮器区間から下流に配設された燃焼区間、及び、燃焼区間から下流にあるタービン区間を含む。ガスタービンのロータ軸が発電機に連結される。蒸気タービンのロータ軸が同じ発電機又は別の発電機に連結されてもよい。   One type of combined cycle gas turbine power plant combines at least one gas turbine and at least one steam turbine to generate electrical power. The power plant is configured such that the gas turbine is thermally connected to the steam turbine through a heat recovery system, such as a Heat Recovery Steam Generator (HRSG). Gas turbines generally include a compressor section, a combustion section disposed downstream from the compressor section, and a turbine section downstream from the combustion section. A rotor shaft of the gas turbine is coupled to the generator. The rotor shafts of the steam turbine may be connected to the same generator or to another generator.

一般に、HRSGは、ガスタービンのタービン排気ダクトから下流に位置付けられる1つ又は複数の熱交換器を含む。ガスタービンの燃焼動作中に、高温の燃焼排気ガスが、排気ダクトからHRSGを通って排気筒から流出する。高温の燃焼排気ガスからの熱エネルギーが、熱交換器を介して水などの作動流体へ変換され、加圧蒸気の流れが蒸気タービンに供給される。   In general, the HRSG includes one or more heat exchangers located downstream from the turbine exhaust duct of the gas turbine. During the combustion operation of the gas turbine, hot combustion exhaust gases exit the exhaust stack from the exhaust duct through the HRSG. Thermal energy from the hot combustion exhaust gases is converted to a working fluid, such as water, via a heat exchanger, and a stream of pressurized steam is supplied to the steam turbine.

ある例では、ガスタービンがピーク又は高電力需要期間中に主に動作し、非ピーク又は低需要期間中に停止してもよい。しかしながら、停止中又は非燃焼動作期間中は、ガスタービンロータが撓むのを保護する為に、電気モータに連結される回転ギヤを介してガスタービンのロータ軸を何らかの望ましい最低回転速度で回し続けるのが一般に望ましい。   In some instances, the gas turbine may operate primarily during peak or high power demand periods and shut down during non-peak or low demand periods. However, during shutdown or non-combustion operation, the rotor shaft of the gas turbine is kept rotating at any desired minimum rotational speed via the rotating gear connected to the electric motor to protect the gas turbine rotor from bending. Is generally desirable.

ロータが回転ギヤを介して回転するに従い、周囲空気が、圧縮器区間を通して引き込まれ、燃焼区間の圧縮器吐出ケースの中に導かれ、タービン区間を通して排気ダクトの外に導かれ、次いでHRSGに通される。回転ギヤ動作中に圧縮器から流れる空気が、熱エネルギーを僅かに増加させる場合があるが、圧縮器からHRSGの中に通過する空気の温度は、特に、ガスタービンの燃焼動作が停止した直後に、HRSGの熱交換器の中に滞留する作動流体の温度よりも低い場合がある。その結果、熱交換器内の作動流体からの熱エネルギーが温度の低い方の排気空気へ失われる。   As the rotor rotates through the rotating gear, ambient air is drawn through the compressor section, led into the compressor discharge case of the combustion section, led through the turbine section out of the exhaust duct, and then passed to the HRSG Be done. The air flowing from the compressor during rotary gear operation may slightly increase the thermal energy, but the temperature of the air passing from the compressor into the HRSG may be particularly short after combustion operation of the gas turbine has ceased , May be lower than the temperature of the working fluid staying in the heat exchanger of the HRSG. As a result, thermal energy from the working fluid in the heat exchanger is lost to the lower temperature exhaust air.

回転ギヤ動作中のHRSGにおける作動流体からの熱エネルギーが損失すると、発電所の性能全体に悪影響を与える虞がある。たとえば、ガスタービン及び蒸気タービンの両方の最大限動作が実現し得る前に、HRSGの内の作動流体を所要動作温度までに戻すのに時間がその分必要となる場合がある。さらに、HRSGの内の作動流体と高温のタービン排気ガスとの間の大きな温度差異が、特に最初の立ち上げ期間中、HRSGの種々の部品に熱応力を呈する結果となり、全体的なHRSG性能に影響を与える虞がある。したがって、ガスタービンの回転ギヤ動作中のHRSG作動流体からの熱損失を保存する為のシステム及び方法が有益であろう。   The loss of thermal energy from the working fluid at the HRSG during rotary gear operation can adversely affect overall plant performance. For example, time may be required to bring the working fluid within the HRSG back to the required operating temperature before maximum operation of both gas and steam turbines can be realized. In addition, the large temperature difference between the working fluid within the HRSG and the hot turbine exhaust gases results in the thermal stress on the various parts of the HRSG, especially during the first start-up period, which contributes to the overall HRSG performance. It may affect. Accordingly, systems and methods for preserving heat loss from HRSG working fluid during rotary gear operation of a gas turbine would be beneficial.

本発明の態様及び有利な点が、以下で続く説明において詳述されるか、又は説明から明らかになり得るか、又は本発明の実施を通じて理解され得る。   Aspects and advantages of the present invention are detailed in the description that follows, or may become apparent from the description, or may be understood through practice of the present invention.

本発明の1つの実施形態が、複合サイクル発電所である。複合サイクル発電所は、主流路、主流路の下流に配設された熱交換器を有する熱回収蒸気発生器、主流路に流体的に連通し熱回収蒸気発生器から下流に配設された排気筒、及び、ガスタービンのロータ軸に連結された可逆回転ギヤを有するガスタービンを含む。可逆回転ギヤが、ガスタービンの回転ギヤ逆回転動作中にロータ軸を逆回転させて、燃焼排気ガスの流れを反転させ、熱交換器を通して排気筒からガスタービンの主流路の中に戻し、これによって、熱回収蒸気発生器に貯蔵された熱エネルギーを保存する。   One embodiment of the present invention is a combined cycle power plant. The combined cycle power plant includes a main flow path, a heat recovery steam generator having a heat exchanger disposed downstream of the main flow path, and an exhaust flow downstream of the heat recovery steam generator in fluid communication with the main flow path. A gas turbine including a cylinder and a reversible rotating gear coupled to a rotor shaft of the gas turbine. The reversible rotation gear reversely rotates the rotor shaft during the rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine to reverse the flow of the combustion exhaust gas and return it from the exhaust stack into the main flow path of the gas turbine through the heat exchanger. Store the thermal energy stored in the heat recovery steam generator.

本開示の別の実施形態は、回転ギヤ動作中の複合サイクル発電所の熱エネルギーを保存する為の方法である。複合サイクル発電所は、ロータ軸、ガスタービンの排気出口から下流の熱回収蒸気発生器、及び、熱回収蒸気発生器から下流の排気筒を有するガスタービンを備える。方法は、燃焼排気ガスをガスタービンの燃焼動作中にガスタービンから熱回収蒸気発生器を通して排気筒の中に導き、この場合ロータ軸が通常回転方向に回転し、ガスタービンの燃焼区間を停止させて、これによってロータ軸を減速し最後に停めるステップを含む。方法は、可逆回転ギヤを介してガスタービンのロータ軸を逆回転させるステップをさらに含み、この場合、ロータ軸が逆回転することで燃焼排気ガスを排気筒から反転流れ方向に熱回収蒸気発生器を通して及びガスタービンの主流路を通して引き戻す。   Another embodiment of the present disclosure is a method for storing thermal energy of a combined cycle power plant during rotary gear operation. The combined cycle power plant includes a gas turbine having a rotor shaft, a heat recovery steam generator downstream from an exhaust outlet of the gas turbine, and an exhaust stack downstream from the heat recovery steam generator. The method directs the combustion exhaust gases from the gas turbine through the heat recovery steam generator into the exhaust stack during the combustion operation of the gas turbine, in which case the rotor shaft rotates in the normal direction of rotation and stops the combustion section of the gas turbine The step of decelerating and finally stopping the rotor shaft is thereby included. The method further includes the step of reversing the rotor shaft of the gas turbine via the reversible rotating gear, wherein the rotor shaft reversely rotates so that the combustion exhaust gas is recovered from the exhaust stack in the reverse flow direction. And through the main flow path of the gas turbine.

また、本発明は、複合サイクル発電所の熱エネルギーを保存する為の方法を含む。複合サイクル発電所は、ロータ軸、ガスタービンの排気出口から下流の熱回収蒸気発生器、及び、熱回収蒸気発生器から下流の排気筒を有するガスタービンを備える。方法は、ガスタービンの燃焼動作中に燃焼排気ガスをガスタービンから熱回収蒸気発生器を通して排気筒の中に導くステップを含み、この場合、ロータ軸が通常回転方向に回転する。さらに、方法は、ガスタービンの燃焼区間を停止するステップを含み、こうしてロータ軸を回転させる為の可逆回転ギヤに係合できるに十分な速度にロータ軸を減速することを可能にする。また、方法は、可逆回転ギヤを介してロータ軸を逆回転させるステップを含み、この場合、ロータ軸が逆回転して、燃焼排気ガスを排気筒から反転流れ方向に熱回収蒸気発生器を通して及びガスタービンの主流路を通して引き戻す。方法は、さらに、燃焼排気ガスがガスタービンの入口区間を出るときにこれの温度を測定するステップ、及び、測定した燃焼排気ガス温度を所定最大圧縮器入口温度と比較し、ここで測定温度が所定最大圧縮器入口温度を下回る場合に回転ギヤがロータ軸を逆回転させ続け、温度が所定最大圧縮器入口温度を超える場合に回転ギヤがロータ軸の逆回転を停めてロータ軸の通常回転を再開するステップを含む。   The invention also includes a method for storing thermal energy of a combined cycle power plant. The combined cycle power plant includes a gas turbine having a rotor shaft, a heat recovery steam generator downstream from an exhaust outlet of the gas turbine, and an exhaust stack downstream from the heat recovery steam generator. The method includes the step of directing the combustion exhaust gases from the gas turbine through the heat recovery steam generator into the stack during the combustion operation of the gas turbine, in which case the rotor shaft rotates in the normal direction of rotation. In addition, the method includes the step of stopping the combustion section of the gas turbine, thus making it possible to decelerate the rotor shaft to a speed sufficient to engage a reversible rotating gear for rotating the rotor shaft. The method also includes the step of reversing the rotor shaft through the reversible rotating gear, wherein the rotor shaft reversely rotates to pass the combustion exhaust gas from the stack in the reverse flow direction through the heat recovery steam generator and It pulls back through the main flow path of the gas turbine. The method further comprises the steps of measuring the temperature of the combustion exhaust gas as it exits the inlet section of the gas turbine, and comparing the measured combustion exhaust gas temperature to a predetermined maximum compressor inlet temperature, wherein the measured temperature is The rotary gear continues reverse rotation of the rotor shaft below the predetermined maximum compressor inlet temperature, and the rotation gear stops reverse rotation of the rotor shaft when the temperature exceeds the predetermined maximum compressor inlet temperature, and normal rotation of the rotor shaft Including resuming steps.

当業者は、明細書を検討すれば、そのような実施形態の特徴及び態様、他をさらに良く理解するであろう。   Those skilled in the art will better understand the features and aspects of such embodiments, and others, upon review of the specification.

本発明の完全且つ有効な開示が、その当業者にとって最善の態様を含め、明細書の残りの部分で添付の図面の参照を含めてさらに具体的に説明される。   The complete and effective disclosure of the present invention, including the best mode for those skilled in the art, is more specifically described in the remaining part of the specification, including the reference to the attached drawings.

本発明の種々の実施形態を組み込んでもよい典型的なガスタービンの機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of an exemplary gas turbine that may incorporate various embodiments of the present invention. 本発明の種々の実施形態による、図1に示すような典型的なガスタービンの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of an exemplary gas turbine as shown in FIG. 1 according to various embodiments of the present invention. 本発明の1つの実施形態による、図2に示すような複合サイクル発電所の熱エネルギーを保存する為の方法を表わすブロック図である。FIG. 3 is a block diagram representing a method for storing thermal energy of a combined cycle power plant as shown in FIG. 2 according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態による、図2に示すような複合サイクル発電所の熱エネルギーを保存する為の方法を表わすブロック図である。FIG. 3 is a block diagram representing a method for storing thermal energy of a combined cycle power plant as shown in FIG. 2 according to one embodiment of the present invention.

ここに、本発明の実施形態を提示する為の詳細な言及を行い、これらの実施形態うちの1つ又は複数の実例が、添付の図面に図示される。詳細な説明は、番号及び文字指示を用いて図面内の特徴を参照する。本発明の同様又は類似の部分を参照する為に、図面及び明細書の同様又は類似の指示が用いられている。本明細書に用いられるように、1つの部品を別の部品と区別する為に、用語「第1の」、「第2の」、及び「第3の」が相互に交換して用いられてもよく、これらの用語は、個々の構成要素の位置又は重要性を示す意図はない。用語「上流」及び「下流」は、流路における流体流れに対する相対的な方向を参照する。たとえば、「上流」はそこから流体が流れる方向を指し、「下流」はそこへ流体が流れる方向を指す。   Reference will now be made in detail to the present embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the accompanying drawings. The detailed description refers to features in the drawings using number and letter designations. Similar or similar designations in the drawings and specification are used to refer to like or similar parts of the invention. As used herein, the terms "first", "second" and "third" are used interchangeably to distinguish one part from another Also, these terms are not intended to indicate the location or importance of the individual components. The terms "upstream" and "downstream" refer to the relative direction to fluid flow in the flow path. For example, "upstream" refers to the direction from which fluid flows, and "downstream" refers to the direction into which fluid flows.

各実例は、本発明の説明の為に提供されるが本発明を限定するものでない。事実、修正及び変形が本発明においてその範囲又は精神から乖離することなく為され得ることは当業者に明白であろう。たとえば、1つの実施形態の部分として図示及び記載される特徴が、別の実施形態に用いられてさらに別の実施形態がもたらされてもよい。このように、本発明は、添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内に存するようなそのような修正及び変形を含むものとする。本発明の典型的な実施形態が、例示を目的に、単一のガスタービン、単一の蒸気タービン、及び単一の熱回収蒸気発生器、特には単一の熱交換器を有する複合サイクル発電所という文脈で一般的に記載されるが、当業者は容易に理解するように、本発明の実施形態は、複数のガスタービン、蒸気タービン、及び/又は複数のHRSGユニットを有する何れの複合サイクル発電所に適用されてもよい。   Each example is provided by way of explanation of the invention, but not as a limitation of the invention. In fact, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit thereof. For example, features illustrated and described as part of one embodiment may be used on another embodiment to yield yet another embodiment. Thus, the present invention is intended to cover such modifications and variations as fall within the scope of the appended claims and their equivalents. An exemplary embodiment of the present invention is, by way of example, a combined cycle power generation with a single gas turbine, a single steam turbine, and a single heat recovery steam generator, in particular a single heat exchanger. Although generally described in the context of the present invention, as one of ordinary skill in the art will readily appreciate, embodiments of the present invention include any combination cycle having multiple gas turbines, steam turbines, and / or multiple HRSG units. It may be applied to a power plant.

ここで、図面を参照すると、同じ番号が図を通して同じ要素を指し、図1は、本発明の種々の実施形態を組み込んでもよい典型的な複合サイクル発電所10の機能ブロック図を提供する。図1に示すように、一般に発電所10はガスタービン12を含む。ガスタービン12は一般に、ガスタービン12に入る空気16を浄化し且つ状態を整える為の一連のフィルタ、冷却コイル、水分分離器、及び/又は装置(図示せず)を含んでもよい入口区間14を含む。圧縮器20を含む圧縮器区間18が、入口区間14から下流に配設される。圧縮器吐出ケースなどの外側ケース26の周りに環状に配置された複数の燃焼器24を含んでいる燃焼区間22が、圧縮器20から下流に配設される。特定の実施形態では、外側ケース26は中に高圧プレナム28を画定する。   Referring now to the drawings, like numerals indicate like elements throughout the figures and FIG. 1 provides a functional block diagram of a typical combined cycle power plant 10 that may incorporate various embodiments of the present invention. As shown in FIG. 1, power plant 10 generally includes a gas turbine 12. Gas turbine 12 generally includes an inlet section 14 which may include a series of filters, cooling coils, moisture separators, and / or devices (not shown) for purifying and conditioning air 16 entering gas turbine 12. Including. A compressor section 18 including a compressor 20 is disposed downstream from the inlet section 14. Disposed downstream from the compressor 20 is a combustion section 22 including a plurality of combustors 24 disposed annularly around an outer case 26 such as a compressor discharge case. In particular embodiments, the outer case 26 defines a high pressure plenum 28 therein.

高及び/又は低圧力タービン32を含むタービン区間30が、燃焼区間22から下流に配設される。1つの実施形態では、ガスタービン32が、タービン32の出口から下流に配設された排気ダクト又はディフューザ36を含む排気区間34を備える。特定の実施形態では、入口区間14、圧縮器20、燃焼区間22の外側ケース26、タービン32、及び排気ダクト36が、ガスタービン12を通る主流路38を画定する。   A turbine section 30 including high and / or low pressure turbines 32 is disposed downstream from the combustion section 22. In one embodiment, gas turbine 32 includes an exhaust section 34 including an exhaust duct or diffuser 36 disposed downstream from the outlet of turbine 32. In particular embodiments, the inlet section 14, the compressor 20, the outer case 26 of the combustion section 22, the turbine 32, and the exhaust duct 36 define a main flow path 38 through the gas turbine 12.

ロータ軸40が、ガスタービン12の軸中心線に沿って延在する。ロータ軸40は単一の軸でもよく、又は一緒に連結されてガスタービン12を通る単一の軸を形成する複数の軸を含んでもよい。圧縮器20は一般に圧縮器ブレード42の複数の列又は段を含み、この場合、圧縮器ブレード42の各列が圧縮器ロータディスク44を介してロータ軸40に連結される。さらに、タービン32は、一般に、タービンブレード46の複数の列又は段を含み、この場合、タービンブレードの各列がタービンロータディスク48を介してロータ軸40に連結される。圧縮器ブレード42及びタービンブレード46は一般に、ロータ軸40の通常回転方向50の通常回転により、空気16が入口区間14を通って圧縮器20の中へ引き込まれるように、装着され、角度付けられ、且つ/又は形成される。反時計方向に図示されるが、通常回転方向50は、圧縮器ブレード42及びタービンブレード46の構成に依存して時計方向又は反時計方向の何れであってもよい。   A rotor shaft 40 extends along an axial center line of the gas turbine 12. The rotor shaft 40 may be a single shaft or may include multiple shafts coupled together to form a single shaft through the gas turbine 12. The compressor 20 generally comprises a plurality of rows or stages of compressor blades 42, where each row of compressor blades 42 is connected to the rotor shaft 40 via a compressor rotor disk 44. Further, the turbine 32 generally includes a plurality of rows or stages of turbine blades 46, where each row of turbine blades is coupled to the rotor shaft 40 via a turbine rotor disk 48. The compressor blades 42 and the turbine blades 46 are generally mounted and angled such that the normal rotation of the rotor shaft 40 in the normal direction of rotation 50 causes the air 16 to be drawn into the compressor 20 through the inlet section 14 And / or formed. Although illustrated counterclockwise, the normal direction of rotation 50 may be either clockwise or counterclockwise depending on the configuration of the compressor blade 42 and the turbine blade 46.

また、複合サイクル発電所10は、タービン32及び排気ダクト36の少なくとも一方から下流に配設された熱回収蒸気発生器52を含む。熱回収蒸気発生器52は、一般に、ガスタービン12の主流路38に流体的に連通する少なくとも1つの熱交換器54を含む。熱交換器52は、電力を生成する為の発電機58に接続されてもよい1つ又は複数の蒸気タービン56に流体的に連結される。   The combined cycle power plant 10 also includes a heat recovery steam generator 52 disposed downstream from at least one of the turbine 32 and the exhaust duct 36. The heat recovery steam generator 52 generally includes at least one heat exchanger 54 in fluid communication with the main flow path 38 of the gas turbine 12. The heat exchanger 52 is fluidly coupled to one or more steam turbines 56 that may be connected to a generator 58 for generating electrical power.

ロータ軸40が通常回転方向50に回転するガスタービン12の燃焼動作中に、回転する圧縮器ブレード42によって、空気16が入口区間14を通って圧縮器20の中に通り、そこで主流路38に沿って進行するにつれて徐々に圧縮され、これにより、圧縮空気60が燃焼区間22へ供給される。圧縮空気60の少なくとも一部分が、種々の燃焼器24の中に導かれ、そこで、燃料と混合されて、可燃燃料−空気混合物を供給する。各燃焼器24内の燃料−空気混合物が燃焼して高温、高圧、高速の燃焼ガス62を提供する。燃焼ガス62が、次いでタービン32内に導かれ、そこで運動エネルギーが燃焼ガス62からタービンロータブレード48を介して伝達され、これによって、ロータ軸40が回転する。   During the combustion operation of the gas turbine 12 in which the rotor shaft 40 rotates in the normal direction of rotation 50, the rotating compressor blades 42 cause the air 16 to pass through the inlet section 14 into the compressor 20 where it enters the main flow path 38 As it travels along, it is gradually compressed, whereby compressed air 60 is supplied to the combustion zone 22. At least a portion of the compressed air 60 is directed into various combustors 24 where it is mixed with fuel to provide a combustible fuel-air mixture. The fuel-air mixture in each combustor 24 burns to provide high temperature, high pressure, high velocity combustion gases 62. The combustion gases 62 are then directed into the turbine 32 where kinetic energy is transferred from the combustion gases 62 through the turbine rotor blades 48, which causes the rotor shaft 40 to rotate.

燃焼ガス64が、タービン32を出て排気ダクト36を通って、燃焼排気ガス64として流れる。燃焼排気ガス64が、熱回収蒸気発生器52の熱交換器54を通って及び/又はそれに亘って流れ、そこで、燃焼排気ガス64からの残りの熱エネルギーの一部分が熱交換器54を介して水などの作動流体66へ変換される。一般に、伝達された熱エネルギーは作動流体66を蒸気68に変換するのに十分である。蒸気68は、次いで蒸気タービン56へ導かれる。燃焼排気ガス64が、次いで排気筒又は排気ダクト70を通して導かれ、通常、大気に放出される。燃焼排気ガス64が、熱回収蒸気発生器52の熱交換器54に亘って流れた後でも、熱エネルギーのかなりの量を保持する。さらに、ユニットが停止し回転ギヤ動作中のときは、熱伝達は、熱回収蒸気発生器の作動流体から、ガスタービン圧縮器の回転ギヤ動作によって誘引される空気流へのものであってもよい。   Combustion gases 64 exit turbine 32 and pass through exhaust duct 36 as combustion exhaust gases 64. The combustion exhaust gas 64 flows through and / or across the heat exchanger 54 of the heat recovery steam generator 52, where a portion of the remaining thermal energy from the combustion exhaust gas 64 is through the heat exchanger 54. It is converted to a working fluid 66 such as water. In general, the transferred thermal energy is sufficient to convert the working fluid 66 into steam 68. The steam 68 is then directed to the steam turbine 56. The combustion exhaust gas 64 is then directed through the stack or exhaust duct 70 and is generally released to the atmosphere. Even after the combustion exhaust gas 64 flows across the heat exchanger 54 of the heat recovery steam generator 52, it retains a significant amount of thermal energy. Furthermore, when the unit is at rest and in rotary gear operation, heat transfer may be from the working fluid of the heat recovery steam generator to the air flow induced by the rotary gear operation of the gas turbine compressor. .

図2は、本発明の種々の実施形態による、図1に示すような、典型的な複合サイクル発電所10の概略側面図を提供する。種々の実施形態では、図1及び図2に示すように、発電機/モータ72が、回転ギヤ76を介してロータ軸40に連結される。具体的な実施形態において、回転ギヤ76及び/又はモータ72は可逆である。言い換えると、回転ギヤ76及び/又はモータ72が、ロータ軸40を、通常回転方向50(図1)又は通常回転方向50に反対又は逆である逆回転方向76(図2)の何れかに回転させるように構成される。   FIG. 2 provides a schematic side view of an exemplary combined cycle power plant 10, as shown in FIG. 1, in accordance with various embodiments of the present invention. In various embodiments, as shown in FIGS. 1 and 2, a generator / motor 72 is coupled to the rotor shaft 40 via a rotating gear 76. In a specific embodiment, the rotating gear 76 and / or the motor 72 are reversible. In other words, the rotary gear 76 and / or the motor 72 rotate the rotor shaft 40 either in the normal direction of rotation 50 (FIG. 1) or in the reverse direction of rotation 76 (FIG. 2) opposite or opposite to the normal direction of rotation 50 Configured to

ある実施形態では、図2に示すように、ガスタービン12は、ブロア又は空気ポンプ80及び主流路38に流体的に連通する1つ又は複数の抽気口78を含む。抽気口78はガスタービン12に沿った種々の地点に配設されてもよい。たとえば、1つの実施形態では、抽気口82が、入口区間14に沿って配設され、入口区間14内に画定される主流路38の一部分に流体的に連通する。1つの実施形態では、抽気口84が、圧縮器区間18の圧縮器20に沿って配設され、圧縮器20内に画定される主流路38の一部分に流体的に連通する。1つの実施形態では、抽気口86が、燃焼区間22の外側ケース26に沿って配設され、外側ケース26及び/又は高圧プレナム28内に画定される主流路38の一部分に流体的に連通する。1つの実施形態では、抽気口88が、タービン区間30のタービン32に沿って配設され、タービン32内に画定される主流路38の一部分に流体的に連通する。1つの実施形態では、抽気口90が、排気区間34の排気ダクト36に沿って配設され、排気ダクト36内に画定される主流路38の一部分に流体的に連通する。   In one embodiment, as shown in FIG. 2, the gas turbine 12 includes one or more bleed ports 78 in fluid communication with the blower or air pump 80 and the main flow passage 38. The bleed ports 78 may be disposed at various points along the gas turbine 12. For example, in one embodiment, a bleed port 82 is disposed along the inlet section 14 and is in fluid communication with a portion of the main flow path 38 defined in the inlet section 14. In one embodiment, a bleed port 84 is disposed along the compressor 20 of the compressor section 18 and is in fluid communication with a portion of the main flow path 38 defined within the compressor 20. In one embodiment, a bleed port 86 is disposed along the outer case 26 of the combustion section 22 and is in fluid communication with a portion of the main flow passage 38 defined in the outer case 26 and / or the high pressure plenum 28. . In one embodiment, a bleed port 88 is disposed along the turbine 32 of the turbine section 30 and is in fluid communication with a portion of the main flow path 38 defined within the turbine 32. In one embodiment, a bleed port 90 is disposed along the exhaust duct 36 of the exhaust section 34 and is in fluid communication with a portion of the main flow path 38 defined within the exhaust duct 36.

複合サイクル発電所10は、図2に示すような抽気口78の何れか又は全てを含む。抽気口78は、請求項の中で特定的に記載しない限り、ガスタービン12の特定の区間又は部品に沿った何れの特定の配置にも限定されない。   The combined cycle power plant 10 includes any or all of the bleed ports 78 as shown in FIG. The bleed vent 78 is not limited to any particular arrangement along a particular section or part of the gas turbine 12 unless specifically stated in the claims.

ブロア80は、ガスタービン12の回転ギヤ逆回転動作中に、ガスタービン12の対応する区間又は部品における主流路38から空気16及び/又は燃焼排気ガス64を引き戻す為に適当な任意のブロアモータ、空気ポンプ又は装置を含んでもよい。特定の実施形態では、ブロア80が、排気筒70に流体的に連通し、よって、主流路38と排気筒70との間の流路を提供する。   The blower 80 is any blower motor suitable for drawing air 16 and / or combustion exhaust gas 64 back from the main flow path 38 in the corresponding section or part of the gas turbine 12 during rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine 12 It may include a pump or device. In certain embodiments, the blower 80 is in fluid communication with the exhaust stack 70, thus providing a flow path between the main flow passage 38 and the exhaust stack 70.

特定の実施形態では、排気筒70が少なくとも1つの可動ハッチ92を含む。閉位置又は少なくとも部分的な閉位置において、ハッチ92が排気筒70を大気から密封又は少なくとも部分的に密封する。開状態で、破線に見られるように、ハッチ92によって、燃焼排気ガス64が大気に放出される。1つの実施形態では、ハッチ92が少なくとも部分的に閉鎖されて、燃焼排気ガス64の少なくとも一部分を排気筒70内に保持する。   In a particular embodiment, the stack 70 includes at least one moveable hatch 92. In the closed or at least partially closed position, the hatch 92 seals or at least partially seals the stack 70 from the atmosphere. In the open state, as seen in dashed line, the hatch 92 vents the combustion exhaust gas 64 to the atmosphere. In one embodiment, the hatch 92 is at least partially closed to retain at least a portion of the combustion exhaust gas 64 within the exhaust stack 70.

従来では、ガスタービン12が停止する又は非燃焼状態で動作していると、ロータ軸40を回転させ続ける為に、回転ギヤ76を係合させ、これにより、ロータ軸40の撓む可能性を低減させ、且つ/又は複合サイクル発電所10を運転に戻すのに必要な立ち上がり時間を改善させる。しかしながら、回転ギヤ76がロータ軸40を通常回転方向50に回すので、周囲空気16が入口14を通って圧縮器20の中に引き込まれ、そこで主流路38に沿って燃焼区間22の外側ケース26を通り、タービン32を通り、排気ダクト36を通り、熱回収蒸気発生器52の熱交換器54に亘って流れる。熱交換器54に亘って流れる空気16が、熱交換器54内に蓄えられている作動流体66に比べて比較的温度が低い。その結果、熱エネルギーが温度の低い方の空気16へ失われ、よって、熱回収蒸気発生器52及び/又は複合サイクル発電所10の全体効率が潜在的に低下する。   Conventionally, when the gas turbine 12 is stopped or operating in a non-combustible state, the rotary gear 76 is engaged to keep the rotor shaft 40 rotating, thereby allowing the rotor shaft 40 to bend. And / or improve the rise time required to bring the combined cycle power plant 10 back into operation. However, as the rotating gear 76 turns the rotor shaft 40 in the normal rotational direction 50, ambient air 16 is drawn into the compressor 20 through the inlet 14 where it is along the main flow path 38 and the outer case 26 of the combustion zone 22. , Through the turbine 32, through the exhaust duct 36, and over the heat exchanger 54 of the heat recovery steam generator 52. The air 16 flowing across the heat exchanger 54 is at a relatively lower temperature than the working fluid 66 stored in the heat exchanger 54. As a result, thermal energy is lost to the lower temperature air 16, thus potentially reducing the overall efficiency of the heat recovery steam generator 52 and / or the combined cycle power plant 10.

本明細書に記載され、図1及び図2に図示されるように、複合サイクル発電所の種々の実施形態は、熱回収蒸気発生器52内に、特にはガスタービン12の回転ギヤ動作中に熱交換器54又は熱回収蒸気発生器52の熱交換器内に蓄えられる作動流体64に蓄えられる熱エネルギーを保存する為の方法100を提供する。たとえば、ステップ102では、図3に示されるように、及び図1に図示されるように、方法100は、ガスタービン12の燃焼動作中に、燃焼排気ガス64をガスタービン12から熱回収蒸気発生器52を通して排気筒70の中に導くことを含み、この場合、ロータ軸40が通常回転方向50(図1)に回転する。図3に示されるように、ステップ104で、方法100は、ガスタービン12の燃焼区間22を停止させることを含む。燃焼区間22を停止させることには、燃焼器24への燃料供給を低下させるか停止することを含み得る。方法100は、ロータ軸40を減速させ且つ/又は一時的に停めて、ガスタービン12の燃焼区間22を停止させた後に回転ギヤ76及び/又はモータ72が係合され得るようにすることをさらに含んでもよい。   As described herein and illustrated in FIGS. 1 and 2, various embodiments of the combined cycle power plant may be integrated into the heat recovery steam generator 52, particularly during rotary gear operation of the gas turbine 12. A method 100 is provided for storing the thermal energy stored in the working fluid 64 stored in the heat exchanger 54 or in the heat exchanger of the heat recovery steam generator 52. For example, in step 102, as shown in FIG. 3 and as illustrated in FIG. 1, the method 100 generates heat recovery steam from the combustion exhaust gas 64 from the gas turbine 12 during the combustion operation of the gas turbine 12. Leading through the vessel 52 into the exhaust stack 70, in which case the rotor shaft 40 rotates in the normal direction of rotation 50 (FIG. 1). As shown in FIG. 3, at step 104, the method 100 includes shutting off the combustion zone 22 of the gas turbine 12. Stopping the combustion zone 22 may include reducing or stopping the fuel supply to the combustor 24. Method 100 further slows down and / or temporarily stops rotor shaft 40 so that rotating gear 76 and / or motor 72 may be engaged after stopping combustion section 22 of gas turbine 12. May be included.

図3に示されまた図2に図示されるように、ステップ106において、方法は、回転ギヤ74及び/又はモータ72を介してロータ軸40を逆回転させ(逆回転方向76に)、この場合、ロータ軸40が逆回転すると、燃焼排気ガス64が、排気筒から反転流れ方向に、熱回収蒸気発生器52を通して且つ少なくとも部分的に主流路38を通して引き戻される。たとえば、燃焼排気ガス64が、排気ダクト36に入り、タービン32、燃焼区間22、及び圧縮器20を通って流れ、次いで、入口区間14に向かって流れ且つ/又はそこから流出してもよい。燃焼排気ガス64が、大気からの空気16よりも熱いので、燃焼排気ガス64と熱交換器54に蓄えられた作動流体64の間の熱伝達率が低下し、よって、システムが熱回収蒸気発生器52に蓄えられた熱エネルギーを保存でき、複合サイクル発電所10の全体効率を改善できる。   As shown in FIG. 3 and illustrated in FIG. 2, in step 106, the method reversely rotates the rotor shaft 40 (in reverse rotation direction 76) via the rotating gear 74 and / or the motor 72, in this case When the rotor shaft 40 reversely rotates, the combustion exhaust gas 64 is pulled back through the heat recovery steam generator 52 and at least partially through the main flow passage 38 in the reverse flow direction from the exhaust stack. For example, combustion exhaust gas 64 may enter exhaust duct 36, flow through turbine 32, combustion section 22, and compressor 20, then flow toward and / or out of inlet section 14. Because the combustion exhaust gas 64 is hotter than the air 16 from the atmosphere, the heat transfer coefficient between the combustion exhaust gas 64 and the working fluid 64 stored in the heat exchanger 54 is reduced, thus the system generates heat recovery steam The thermal energy stored in the vessel 52 can be stored, and the overall efficiency of the combined cycle power plant 10 can be improved.

特定の実施形態では、方法100は、ガスタービン12の区間内の燃焼排気ガス64の温度を測定することをさらに含んでもよい。温度は、1つもしくは複数の熱電対又は任意の他の適当な1つのセンサもしくは複数のセンサ(図示せず)によって測定されてもよい。温度は何れの1つ又は複数の位置で取られてもよい。たとえば、温度は、排気筒70、熱回収蒸気発生器52、排気ダクト36、タービン32、燃焼区間22、圧縮器18、及び/又は入口区間14のうちの1つ又は複数において測定されてもよい。   In certain embodiments, the method 100 may further include measuring the temperature of the combustion exhaust gas 64 in the section of the gas turbine 12. The temperature may be measured by one or more thermocouples or any other suitable sensor or sensors (not shown). The temperature may be taken at any one or more locations. For example, the temperature may be measured at one or more of an exhaust stack 70, a heat recovery steam generator 52, an exhaust duct 36, a turbine 32, a combustion section 22, a compressor 18, and / or an inlet section 14. .

1つの実施形態では、また、方法100は、熱回収蒸気発生器52及び/又は排気筒70を限定しないが含むガスタービン12の区間内の測定した温度が、所定限度を超えるときに、ロータ軸40の逆回転を停め、ロータ軸40の通常回転を再開することを含んでもよい。たとえば、入口区間14に見られる種々の部品、たとえば空気フィルタが、たとえば燃焼排気ガス64の温度よりかなり下回る場合がある華氏150〜250度の範囲で、ある最高温度限度を有してもよい。   In one embodiment, the method 100 also causes the rotor shaft to measure when the measured temperature within the section of the gas turbine 12 including but not limited to the heat recovery steam generator 52 and / or the exhaust stack 70 exceeds a predetermined limit. It may include stopping the reverse rotation of 40 and resuming the normal rotation of the rotor shaft 40. For example, various components found in the inlet section 14, such as an air filter, may have a maximum temperature limit, for example, in the range of 150 to 250 degrees Fahrenheit which may be well below the temperature of the combustion exhaust gas 64.

特定の実施形態では、方法100は、ガスタービン12の回転ギヤ逆回転動作中に、燃焼排気ガス64の少なくとも一部分を主流路38から種々の流体導管を介して排気筒70の中に導いて戻すことを含む。その結果、再循環された燃焼排気ガス64内に滞留する潜熱エネルギーを用いて、熱交換器54内の燃焼排気ガス64と作動流体66との間の熱伝達率を低下させることができ、よって、システムは、熱回収蒸気発生器52に蓄えられた熱エネルギーを保存し複合サイクル発電所10の全体効率を改善することができる。   In certain embodiments, the method 100 directs at least a portion of the combustion exhaust gas 64 back from the main flow path 38 via various fluid conduits into the exhaust stack 70 during rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine 12. Including. As a result, the latent heat energy remaining in the recirculated combustion exhaust gas 64 can be used to reduce the heat transfer coefficient between the combustion exhaust gas 64 and the working fluid 66 in the heat exchanger 54, and thus The system can store the thermal energy stored in the heat recovery steam generator 52 to improve the overall efficiency of the combined cycle power plant 10.

特定の実施形態では、方法100は、また、回転ギヤ逆回転動作中にブロア80を活性化することを含んでもよく、この場合、ブロア80は抽気口78の1つ又は複数に流体的に連結され(図2)、またこの場合、1つ又は複数の抽気口78は主流路38に流体的に連通する。このことにより入口区間14に向かって導かれている燃焼排気ガス64の体積を減少させることができ、よって、システムは入口区間14での受け入れ可能温度を維持でき、一方で、再循環された燃焼排気ガス64内に滞留する潜熱エネルギーを用いて熱回収蒸気発生器52に蓄えられた熱エネルギーをさらに保存し、複合サイクル発電所10の全体効率を改善することができる。   In certain embodiments, the method 100 may also include activating the blower 80 during rotary gear reverse rotation operation, where the blower 80 is fluidly coupled to one or more of the bleed ports 78. (FIG. 2), and in this case, one or more bleed ports 78 are in fluid communication with the main flow path 38. This can reduce the volume of the combustion exhaust gas 64 being directed towards the inlet section 14 so that the system can maintain an acceptable temperature at the inlet section 14 while recirculating combustion. The latent heat energy remaining in the exhaust gas 64 can be used to further preserve the thermal energy stored in the heat recovery steam generator 52 to improve the overall efficiency of the combined cycle power plant 10.

1つの実施形態では、方法100は、ガスタービンの回転ギヤ逆回転動作中、ハッチ92を介して排気筒70を大気から少なくとも部分的に密封することをさらに含んでもよく(図2)、これによって、システムは、熱回収蒸気発生器52に蓄えられた熱エネルギーを保存でき、複合サイクル発電所10の全体効率を改善できる。   In one embodiment, the method 100 may further include at least partially sealing the stack 70 from the atmosphere via the hatch 92 during the rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine (FIG. 2), The system can store the thermal energy stored in the heat recovery steam generator 52 and improve the overall efficiency of the combined cycle power plant 10.

図4は、本発明の1つの実施形態による、複合サイクル発電所10の熱エネルギーを保存する為の方法200のフロー図を提供する。方法200は、ステップ202で、ガスタービン12の燃焼動作中に燃焼排気ガス64をガスタービン12から熱回収蒸気発生器52を通して排気筒70の中に導くことを含む。方法200は、ステップ204において、ガスタービン12の燃焼区間22を停止することを含む。方法200は、ステップ206で、可逆回転ギヤ74及び/又はモータ72を介してロータ軸40を逆回転させることを含み、この場合、ロータ軸40が逆回転すると、燃焼排気ガス64を排気筒70から反転流れ方向に、熱回収蒸気発生器52を通して及びガスタービン12の主流路38を通して引き戻す。方法200は、ステップ208で、ガスタービン12の入口区間14を出るときに、燃焼排気ガス64の温度を測定することを含む。方法200は、ステップ210で、測定された燃焼排気ガス64の温度を所定最大圧縮器入口温度と比較し、ここで測定された温度が所定最大圧縮器入口温度を下回る場合に、回転ギヤ74がロータ軸40を逆回転させ続け、温度が所定最大圧縮器入口温度を超える場合に、回転ギヤ74及び/又はモータ72がロータ軸40の逆回転を停め、ロータ軸40の通常回転を再開することを含む。   FIG. 4 provides a flow diagram of a method 200 for storing thermal energy of combined cycle power plant 10, according to one embodiment of the present invention. The method 200 includes, at step 202, directing the combustion exhaust gas 64 from the gas turbine 12 through the heat recovery steam generator 52 and into the exhaust stack 70 during the combustion operation of the gas turbine 12. The method 200 includes stopping the combustion zone 22 of the gas turbine 12 at step 204. The method 200 includes, at step 206, reversing the rotor shaft 40 via the reversible rotation gear 74 and / or the motor 72, wherein the rotation of the rotor shaft 40 causes the combustion exhaust gas 64 to enter the exhaust stack 70. From the heat recovery steam generator 52 and back through the main flow path 38 of the gas turbine 12 in the reverse flow direction. The method 200 includes measuring the temperature of the combustion exhaust gas 64 as it exits the inlet section 14 of the gas turbine 12 at step 208. The method 200 at step 210 compares the measured temperature of the combustion exhaust gas 64 to a predetermined maximum compressor inlet temperature, and if the measured temperature is below the predetermined maximum compressor inlet temperature, the rotating gear 74 The rotor gear 40 and / or the motor 72 stops the reverse rotation of the rotor shaft 40 and resumes the normal rotation of the rotor shaft 40 when the rotor shaft 40 continues to reversely rotate and the temperature exceeds the predetermined maximum compressor inlet temperature. including.

この記載の説明は、実例を用いて、最善の態様を含めて本発明を開示し、また、任意の装置又はシステムを製作及び使用すること並びに任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、当業者が本発明を実施できるようにする。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって規定され、当業者に想到される他の実例を含んでもよい。そのような他の実例は、請求項の文言と相違しない構造的要素を含むならば、又は請求項の文言から実質的に相違しない等価な構造的要素を含むならば、請求項の範囲内とする。   This written description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and also includes making and using any apparatus or system and performing any incorporated method. Allowing those skilled in the art to practice the present invention. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other instances are within the scope of the claims, if they contain structural elements that do not differ from the wording of the claims, or if they contain equivalent structural elements that do not differ substantially from the wording of the claims. Do.

10 複合サイクル発電所
12 ガスタービン
14 入口区間
16 空気
18 圧縮器区間
20 圧縮器
22 燃焼区間
24 燃焼器
26 外側ケース
28 高圧プレナム
30 タービン区間
32 タービン
34 排気区間
36 排気ダクト、ディフューザ
38 主流路
40 ロータ軸
42 圧縮器ブレード
44 圧縮器ロータディスク
46 タービンブレード
48 タービンロータディスク
50 通常回転方向
52 熱回収蒸気発生器
54 熱交換器
56 蒸気タービン
58 発電機
60 圧縮空気
62 燃焼ガス
64 燃焼排気ガス
66 作動流体
68 蒸気
70 排気筒、排気ダクト
72 発電機/モータ
74 回転ギヤ
76 逆回転方向
78、82、84、86、88、90 抽気口
80 ブロア又は空気ポンプ
92 可動ハッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 combined cycle power plant 12 gas turbine 14 inlet area 16 air 18 compressor area 20 compressor 22 combustion area 24 combustor 26 outer case 28 high pressure plenum 30 turbine area 32 turbine 34 exhaust area 36 exhaust duct, diffuser 38 main flow path 40 rotor Shaft 42 compressor blade 44 compressor rotor disk 46 turbine blade 48 turbine rotor disk 50 normal rotation direction 52 heat recovery steam generator 54 heat exchanger 56 steam turbine 58 generator 60 compressed air 62 combustion gas 64 combustion exhaust gas 66 working fluid 68 steam 70 exhaust cylinder, exhaust duct 72 generator / motor 74 rotating gear 76 reverse rotation direction 78, 82, 84, 86, 88, 90 extraction port 80 blower or air pump 92 movable hatch

Claims (19)

主流路(38)が中に画定され、ロータ軸(40)を有するガスタービン(12)と、
前記主流路(38)から下流に配設された熱交換器(54)を有する熱回収蒸気発生器(52)と、
前記主流路(38)に流体的に連通し前記熱回収蒸気発生器(52)から下流に配設された排気筒(70)と、
前記ガスタービン(12)の前記ロータ軸(40)に連結された可逆回転ギヤ(74)とを備え、
前記可逆回転ギヤ(74)が、前記ガスタービン(12)の回転ギヤ逆回転動作中に前記ロータ軸(40)を逆回転させて、燃焼排気ガス(64)の流れを反転させ、前記排気筒(70)から前記熱交換器(54)を通って前記ガスタービン(12)の前記主流路(38)の中に戻す、複合サイクル発電所(10)。
A gas turbine (12) having a main shaft (38) defined therein and having a rotor shaft (40);
A heat recovery steam generator (52) having a heat exchanger (54) disposed downstream from the main flow passage (38);
An exhaust pipe (70) disposed in fluid communication with the main flow path (38) and disposed downstream from the heat recovery steam generator (52);
And a reversible rotating gear (74) connected to the rotor shaft (40) of the gas turbine (12),
The reversible rotation gear (74) reversely rotates the rotor shaft (40) during the rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine (12) to reverse the flow of the combustion exhaust gas (64), and the exhaust cylinder A combined cycle power plant (10), from (70) through the heat exchanger (54) back to the main flow path (38) of the gas turbine (12).
前記主流路(38)が、排気ダクト(36)、タービン(32)、圧縮器吐出ケース、圧縮器(20)、及び入口(14)のうちの1つ又は複数によって少なくとも部分的に画定される請求項1記載の複合サイクル発電所(10)。 The main flow passage (38) is at least partially defined by one or more of an exhaust duct (36), a turbine (32), a compressor discharge case, a compressor (20), and an inlet (14) A combined cycle power plant (10) according to claim 1. 前記排気筒(70)がハッチ(92)を備え、前記ハッチ(92)が前記ガスタービン(12)からの排気ガスを前記排気筒(70)の中に少なくとも部分的に密封する請求項1記載の複合サイクル発電所(10)。 The exhaust arrangement (70) according to claim 1, wherein the exhaust arrangement (70) comprises a hatch (92), which at least partially seals the exhaust gas from the gas turbine (12) into the exhaust arrangement (70). Combined cycle power plant (10). 前記ガスタービン(12)が、前記主流路(38)に流体的に連通する抽気口(78、82、84、86、88、90)を備え、前記抽気口(78、82、84、86、88、90)が前記排気筒(70)に流体的に連結される請求項1記載の複合サイクル発電所(10)。 The gas turbine (12) includes a bleed port (78, 82, 84, 86, 88, 90) in fluid communication with the main flow path (38), and the bleed port (78, 82, 84, 86, A combined cycle power plant (10) according to any of the preceding claims, wherein 88, 90) are fluidly connected to said stack (70). 前記抽気口(82)が前記ガスタービン(12)の入口区間(14)に沿って位置付けられる請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 A combined cycle power plant (10) according to claim 4, wherein the bleed port (82) is located along the inlet section (14) of the gas turbine (12). 前記抽気口(84)が、前記ガスタービン(12)の圧縮器(20)に沿って位置付けられる請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 A combined cycle power plant (10) according to claim 4, wherein the bleed port (84) is located along a compressor (20) of the gas turbine (12). 前記抽気口(86)が、前記ガスタービン(12)の燃焼区間(22)の外側ケース(26)に沿って位置付けられる請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 A combined cycle power plant (10) according to claim 4, wherein the bleed port (86) is located along the outer case (26) of the combustion section (22) of the gas turbine (12). 前記抽気口(88)が、前記ガスタービン(12)のタービン(32)に沿って位置付けられる請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 A combined cycle power plant (10) according to claim 4, wherein the bleed port (88) is located along a turbine (32) of the gas turbine (12). 前記抽気口(90)が、前記ガスタービン(12)の排気ダクト(36)に沿って位置付けられる請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 A combined cycle power plant (10) according to claim 4, wherein the bleed port (90) is located along an exhaust duct (36) of the gas turbine (12). 前記抽気口(78、82、84、86、88、90)及び前記排気筒(70)に流体的に連結されたブロア(80)をさらに備え、前記ブロア(80)が、前記主流路(38)と前記排気筒(70)との間に流体的連通を提供する請求項4記載の複合サイクル発電所(10)。 The fuel cell system further comprises a blower (80) fluidly connected to the bleed port (78, 82, 84, 86, 88, 90) and the exhaust pipe (70), the blower (80) comprising the main flow passage (38). A combined cycle power plant (10) according to claim 4, providing fluid communication between the) and the stack (70). 回転ギヤ(74)動作中の複合サイクル発電所(10)の熱エネルギーを保存する方法であって、前記複合サイクル発電所(10)が、ロータ軸(40)を有するガスタービン(12)、前記ガスタービン(12)の排気出口(36)から下流の熱回収蒸気発生器(52)、及び前記熱回収蒸気発生器(52)から下流の排気筒(70)を含み、
前記ガスタービン(12)の燃焼動作中に、燃焼排気ガス(64)を前記ガスタービン(12)から前記熱回収蒸気発生器(52)を通して前記排気筒(70)の中に導くことであって、前記ロータ軸(40)が通常回転方向に回転する、導くことと、
前記ガスタービン(12)の前記燃焼区間(22)を停止することと、
前記回転ギヤ(74)を介して前記ガスタービン(12)の前記ロータ軸(40)を逆回転させることであって、前記ロータ軸(40)を逆回転させることで、前記燃焼排気ガス(64)を前記ガスタービン(12)の前記排気筒(70)から反転流れ方向に引き込み、前記熱回収蒸気発生器(52)を通して及び主流路(38)を通して引き戻す、逆回転させることと
を含む、方法。
A method of storing thermal energy of a combined cycle power plant (10) during operation of a rotating gear (74), said combined cycle power plant (10) comprising a rotor shaft (40), a gas turbine (12), A heat recovery steam generator (52) downstream from an exhaust outlet (36) of the gas turbine (12), and an exhaust stack (70) downstream from the heat recovery steam generator (52);
Directing combustion exhaust gas (64) from the gas turbine (12) through the heat recovery steam generator (52) into the exhaust stack (70) during the combustion operation of the gas turbine (12); Guiding the rotor shaft (40) to rotate normally.
Stopping the combustion section (22) of the gas turbine (12);
Reverse rotating the rotor shaft (40) of the gas turbine (12) through the rotating gear (74), and rotating the rotor shaft (40) in reverse, the combustion exhaust gas (64) And reverse rotation) from the exhaust stack (70) of the gas turbine (12) in the reverse flow direction, pulling it back through the heat recovery steam generator (52) and through the main flow passage (38). .
前記ガスタービン(12)の区間内の前記燃焼排気ガス(64)の温度を測定することをさらに含む請求項11記載の方法。 The method of claim 11, further comprising: measuring a temperature of the combustion exhaust gas (64) within the section of the gas turbine (12). 前記ガスタービン(12)の区間内の測定された温度が所定限度よりも高い場合、前記ロータ軸(40)の前記逆回転を停め、前記ロータ軸(40)の通常回転を再開することをさらに含む請求項12記載の方法。 And stopping the reverse rotation of the rotor shaft (40) and resuming normal rotation of the rotor shaft (40) when the measured temperature in the section of the gas turbine (12) is higher than a predetermined limit. The method of claim 12 comprising. 前記所定温度限度が、前記圧縮器(20)入口で華氏125〜250度の範囲内である請求項13記載の方法。 The method of claim 13, wherein the predetermined temperature limit is within the range of 125 to 250 degrees Fahrenheit at the compressor (20) inlet. 前記回転ギヤ逆回転動作中、ブロア(80)を活性化させることをさらに含み、前記ブロア(80)が抽気口(78、82、84、86、88、90)に流体的に連結され、前記抽気口(78、82、84、86、88、90)が前記主流路(38)に流体的に連通する請求項11記載の方法。 The method further includes activating a blower (80) during the rotating gear reverse rotation operation, the blower (80) being fluidly connected to the bleed port (78, 82, 84, 86, 88, 90), A method according to claim 11, wherein a bleed port (78, 82, 84, 86, 88, 90) is in fluid communication with the main flow passage (38). 前記燃焼排気ガス(64)の少なくとも一部分を、前記ブロア(80)を介して前記主流路(38)から前記抽気口(78、82、84、86、88、90)を通して前記排気筒(70)の中に導くことをさらに含む請求項15記載の方法。 At least a portion of the combustion exhaust gas (64) from the main flow passage (38) through the blower (80) and the bleed port (78, 82, 84, 86, 88, 90) through the exhaust pipe (70) 16. The method of claim 15, further comprising: guiding into. 前記ガスタービン(12)の回転ギヤ逆回転動作中に、前記排気筒(70)を少なくとも部分的に大気から密封することをさらに含む請求項11記載の方法。 The method according to claim 11, further comprising: at least partially sealing the exhaust stack (70) from the atmosphere during rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine (12). 前記ガスタービン(12)の前記回転ギヤ逆回転動作中に、前記燃焼排気ガス(64)の少なくとも一部分を前記ガスタービン(12)の前記主流路(38)から前記排気筒(70)の中に導き戻すことをさらに含む請求項11記載の方法。 During the rotary gear reverse rotation operation of the gas turbine (12), at least a portion of the combustion exhaust gas (64) from the main flow path (38) of the gas turbine (12) into the exhaust stack (70) The method of claim 11, further comprising: directing back. ロータ軸(40)を有するガスタービン(12)、前記ガスタービン(12)の排気出口(36)から下流の熱回収蒸気発生器(52)、及び前記熱回収蒸気発生器(52)から下流の排気筒(70)を含む複合サイクル発電所(10)の熱エネルギーを保存する方法であって、
前記ガスタービン(12)の燃焼動作中に、燃焼排気ガス(64)を前記ガスタービン(12)から前記熱回収蒸気発生器(52)を通して前記排気筒(70)の中に導くことと、
前記ガスタービン(12)の前記燃焼区間(22)を停止することと、
可逆回転ギヤ(74)を介して前記ガスタービン(12)のロータ軸(40)を逆回転させることであって、前記ロータ軸(40)が逆回転することで、前記燃焼排気ガス(64)を前記排気筒(70)から反転流れ方向に前記熱回収蒸気発生器(52)を通して及び前記ガスタービン(12)の主流路(38)を通して引き戻す、逆回転させることと、
前記燃焼排気ガス(64)の温度を、前記ガスタービン(12)の入口区間(14)から出るときに測定することと、
前記測定した燃焼排気ガス(64)の温度を所定最大圧縮器入口温度と比較することであって、前記測定温度が前記所定最大圧縮器入口温度を下回る場合に前記ロータ軸(40)の逆回転を続け、前記温度が前記所定最大圧縮器入口温度を超える場合に前記ロータ軸(40)の逆回転を中止する、比較することと、を含む、方法。
A gas turbine (12) having a rotor shaft (40), a heat recovery steam generator (52) downstream from an exhaust outlet (36) of the gas turbine (12), and a downstream from the heat recovery steam generator (52) A method of storing thermal energy of a combined cycle power plant (10) comprising a stack (70), comprising:
Directing combustion exhaust gas (64) from the gas turbine (12) through the heat recovery steam generator (52) into the exhaust stack (70) during the combustion operation of the gas turbine (12);
Stopping the combustion section (22) of the gas turbine (12);
Reverse rotating the rotor shaft (40) of the gas turbine (12) through the reversible rotation gear (74), the reverse rotation of the rotor shaft (40), the combustion exhaust gas (64) Reverse rotation from the exhaust stack (70) through the heat recovery steam generator (52) and the main flow path (38) of the gas turbine (12) in the reverse flow direction;
Measuring the temperature of the combustion exhaust gas (64) as it exits the inlet section (14) of the gas turbine (12);
Comparing the measured temperature of the combustion exhaust gas (64) with a predetermined maximum compressor inlet temperature, the reverse rotation of the rotor shaft (40) if the measured temperature is below the predetermined maximum compressor inlet temperature And comparing, stopping reverse rotation of said rotor shaft (40) if said temperature exceeds said predetermined maximum compressor inlet temperature.
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