JPH0223213A

JPH0223213A - 再熱型コンバインドプラントの起動方法

Info

Publication number: JPH0223213A
Application number: JP17255688A
Authority: JP
Inventors: Koji Hiramoto; 康治平本; Masaru Murata; 勝村田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2642954B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ガスタービン、発電機及び蒸気タービンを一
軸上に連結構成した再熱型コンバインドプラントに関し
、より詳細にはその蒸気タービンの起動システムに関す
る。

従来の技術発電効率を高めるために蒸気サイクルを再熱式とした再
熱型コンバインドプラントが従来から開発されているが
、その−例を第２図に示す。

第２図において、ガスタービンｌと、低圧タービン２、
中圧タービン３及び高圧タービン４からなる蒸気タービ
ンと、発電機５とは一軸上に連結されている。

また、ガスタービン１からの高温排ガス６が保有する熱
を回収するための排熱回収装置７が設けられている。

この排熱回収装置７において、排ガス６の上流側から二
次過熱器８、高圧蒸発器９、高圧エコノマイザ１０、−
次週熱器１１、中圧蒸発器１２、中圧エコノマイザ１３
、低圧蒸発器１４及び低圧エコノマイザ１５の順で配置
され、また二次過熱器８の下には再熱器１６が配置され
ている。

そして、この排熱回収装置７の二次過熱器８からの高圧
蒸気（主蒸気）が、ライン１７及びこのライン１７の途
中に設けられた排熱回収装置高圧部出口止め弁１８と高
圧蒸気止め弁１９を経て、高圧タービン４に流入し、こ
れにより高圧タービン４を駆動する。

この高圧タービン４の排気が、それから、ライン２０及
びこのライン２０の途中に設けられた逆止弁２１を通し
て流れ、混合器２２で排熱回収装置７の一次過熱器１１
からライン２３を通して送られてくる中圧蒸気と混合し
た後、ライン２４を通して再熱器１６に流入する。

再熱器１６で加熱された蒸気は、それから、ライン２５
．２６及びライン２６の途中に設けられた排熱回収装置
再熱部用口止め弁２７と再熱蒸気止め弁２８を経て中圧
タービン３に流入して、中圧タービン３を駆動する。

その後、この中圧タービン３の排気が、ライン２９を通
して流れ、排熱回収装置７の低圧蒸発ドラム３０からラ
イン３１．３２及びライン３２の途中に設けられた低圧
蒸気止め弁３３を経て送られてくる低圧蒸気と混合した
後、ライン３４を通して低圧タービン２に流入し、低圧
タービン２で仕事した後、復水器３５で凝縮されて復水
となる。

そして、この復水器３５内の復水が、復水ポンプ３６に
よりライン３７を通して排熱回収装置７の低圧エコノマ
イザ１５へ送られる。また、中圧エコノマイザ１３には
、低圧蒸気ドラム３０内の水がポンプ３８により送られ
る。更に、高圧エコノマイザ１０には、中圧蒸気ドラム
３９内の水がポンプ４０により送られる。

なお、４１は高圧蒸気ドラム、４２は脱気器である。

一方、低圧、中圧、及び高圧タービン２．３及び４には
それぞれタービンバイパスライン４３．４４及び４５が
設けられ、タービンバイパスライン４３゜４４は復水器
３５に至り、またタービンバイパスライン４５はライン
２４の途中部分に至るように接続されている。そして、
各タービンバイパスラインの途中にはそれぞれタービン
バイパス弁４６．４７及び４８が設けられている。

発明が解決しようとする課題第２図に示したように、蒸気サイクルを再熱式として発
電効率を高めるようにした再熱型コンバインドプラント
においては、しかし、その蒸気タービンの起動システム
に次に述べるような問題があるものである。

すなわち、再熱サイクルの採用により、蒸気タービンの
起動にあたっては、ロータ寿命消費の観点から、高圧部
ロータと再熱部ロータとに過大な熱応力作用しないよう
に、蒸気タービンに流入する蒸気の温度が適性となるよ
う充分な配慮が必要である。

特に、ガスタービンと蒸気タービンとが一軸上に連結さ
れているプラントにおいて、蒸気タービンの起動を行う
場合、その駆動用補助蒸気の温度と、蒸気タービンの高
圧部及び再熱部の各ロータメタル温度とのマツチングを
さ仕ることが重要であるが、一つの蒸気源で２ケ所のメ
タルマツチングを行うためには何らかの工夫が必要であ
る。

このように、再熱型蒸気タービンでは、高圧部と中圧部
との２つの高温部があり、起動時には各々のメタル温度
になるべ（近い蒸気を導入して、両者のメタルマツチン
グを行うことが熱応力の点から要求されるものである。

しかるに、蒸気タービン駆動用補助蒸気を高圧タービン
に導入して起動した場合には、高圧タービンにて蒸気は
仕事をして温度が低下し、一方ガスタービンは着火され
ていないことから、高圧タービンを出た蒸気は再熱器に
導かれても加熱されることなく中圧タービンに導入され
ることとなる。

したがって、中圧タービンのメタル温度より低い蒸気が
導入されるので、熱応力的に望ましくない状態となり、
それ故高圧タービン及び中圧タービンの両者のメタルマ
ツチングを満足させることはほとんど不可能である。

そこで、これを解決する方法として、蒸気タービン駆動
用補助蒸気を高圧タービン及び中圧タービンの各々に導
入し、高圧タービンの排気は再熱器に送らず直接復水器
へ戻す方法が考えられる。

この方法は、前述したメタルマツチングの点からは望ま
しいものであるが、しかし、高圧タービンのみで仕事を
した多量の蒸気が復水器へ捨てられるので、エネルギの
無駄使いとなる問題がある。

課題を解決するための手段本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
、ガスタービン、発電機及び蒸気タービンを一軸上に連
結構成した再熱型コンバインドプラントにおいて、蒸気
タービン駆動用補助蒸気源を再熱蒸気止め弁の入口側に
接続したものである。

作用このような手段によれば、したがって、蒸気タービン駆
動用補助蒸気を中圧タービンに導入して起動するので、
この中圧タービンのみのメタルマツチングに配慮を払っ
て起動することができる。そして、高圧タービンには、
その最終段冷却のための必要最小限の補助蒸気を導入す
るだけですむ。

実施例以下第１図を参照して、本発明の好適な実施例について
詳述する。なお、第１図において、第２図に示したもの
と同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明
は省略する。

しかして、本実施例によれば、蒸気タービン駆動用補助
蒸気源例えば補助蒸気ヘッダ（図示せず）から延びるラ
イン５０が再熱蒸気止め弁２８の入口側のライン２６の
部分に接続され、このライン５０の途中には補助蒸気止
め弁５１が設けられている。

また、同じく、補助蒸気ヘッダから延びるライン５２が
高圧蒸気止め弁１９の入口側のライン１７の部分に接続
され、このライン５２の途中には補助蒸気止め弁５３が
設けられている。

更に、高圧タービン４の排気が流れるライン２０の途中
からライン５４が分岐されて、復水器３５に接続され、
このライン５４の途中にはベンチレータ弁５５が設けら
れている。

次に、その作用について説明する。

蒸気タービンの起動時において、排熱回収装置高圧部出
口止め弁２７は閉じられ、また中圧タービン用補助蒸気
比め弁５１は開かれる。

したがって、蒸気タービン駆動用補助蒸気が、補助蒸気
ヘッダから再熱部ロータの回転力に必要な量でもってラ
イン５０を通して供給され、それからライン２６及び再
熱蒸気止め弁２８を経て中圧タービン３に流入して仕事
を行い、それからライン２９３４を通して低圧タービン
２に流入して仕事を行い、それから復水器３５で復水と
なり、その後復水ポンプ３６により回収ライン５６を通
して補給水ライン（図示せず）へ戻される。

一方、高圧タービン４には蒸気タービン駆動用補助蒸気
が流れないため、高圧タービン最終段の過熱現象が発生
し、正常な運転が確保できない事態が生じる場合もある
。

そこで、この対策として、補助蒸気ヘッダからの補助蒸
気の一部が、高圧タービン最終段冷却用として、ライン
５２及び高圧タービン用補助蒸気止め弁５３を通して供
給され、それからライン１７及び高圧蒸気止め弁１９を
経て高圧タービン４に導入される。

この高圧タービン最終段を冷却するのに必要な最小限の
蒸気の量は非常に少ないために、たとえ温度差があって
も高圧部ロータの熱応力を過大にすることはない。

そして、高圧タービン４を出たこの冷却用補助蒸気は、
排熱回収装置７に供給されないで、回収ライン５４及び
ベンチレータ弁５５を経て復水器３５へ送られて、復水
となる。この間、排熱回収装置高圧部出口止め弁１８は
閉じられている。

なお、第１図に示した構成においては、ガスタービン１
１蒸気タービン２，３．４及び発電機５の順で配列され
ているが、本発明はこの配列方式に限定されるものでは
なく、ガスタービン、発電機及び蒸気タービンの順とし
た入れる方式、又は蒸気タービン、発電機及びガスター
ビンの順とした配列方式などであっても、何ら差しつか
えないものである。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば、ガスタービン、発
電機及び蒸気タービンを一軸上に連結構成した再熱型コ
ンバインドプラントにおいて、蒸気タービン駆動用補助
蒸気を中圧タービンに導入して起動するようにしたので
、起動時（回転上昇時）における蒸気タービンのメタル
マツチング対象が中圧タービン（再熱部）の１ケ所に限
られる。

したがってこの中圧タービンのメタルマツチングに主眼
をおいて蒸気タービンを起動することができ、よって温
度制御を簡略化して、起動操作を容易にすることができ
る。

また、このように蒸気タービンのメタルマツチングが容
易となることから、ロータで発生する熱応力を限りなく
小さくすることが可能となる。

更に、蒸気タービン駆動用補助蒸気は、中圧タービン及
び低圧タービンの両者で仕事をするため、大きな熱落差
が得られる。

そして、高圧タービンには、その最終段冷却のための必
要最小限の補助蒸気を導入するだけですみ、その量も非
常に少ないことから、使用する補助蒸気量が少なく、そ
れ故復水器へ捨てられるエネルギも少なくすることがで
きる。

この点、高圧タービン起動の場合には、低圧タービン最
終段冷却用の補助蒸気が別途必要となるが、その量は高
圧タービン最終段冷却の場合に比べて非常に多くなるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による再熱型コンバインドプラントの一
例を示す系統図、第２図は従来例を示す図である。！・・ガスタービン、２・・低圧タービン、３・・中圧
タービン、４・・高圧タービン、５・・発電機、６・・
排ガス、７・・排熱回収装置、１９・・高圧蒸気止め弁
、２８・・再熱蒸気止め弁、３５・・復水器、５０・・
蒸気タービン駆動用補助蒸気供給ライン、５１・・駆動
用補助蒸気止め弁、５２・・冷却用補助蒸気供給ライン
、５３・・冷却用補助蒸気止め弁、５４・・冷却用補助
蒸気回収ライン、（ほか１名）手続補正書（自発）昭和６３年８月８日

Claims

【特許請求の範囲】

ガスタービン、発電機及び蒸気タービンを一軸上に連結
構成した再熱型コンバインドプラントにおいて、蒸気タ
ービン駆動用補助蒸気源を再熱蒸気止め弁の入口側に接
続したことを特徴とする再熱型コンバインドプラント。