JPH03221701A - 三圧力式排熱回収熱交換器 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスタービンと蒸気タービンとを組合わせ、
て構成されるコンバインドサイクル発電プラントに用い
られる多圧力式排熱回収熱交換器に関する。

（従来の技ｔり コンバインドサイクル発電プラントはガスタービンから
の５００〜６００℃の高温排ガスを排熱回収熱交換器に
導いて蒸気タービン駆動用蒸気を発生させ、ガスタービ
ンと蒸気タービンとを同時に駆動し、これにより高い熱
効率（約４５％）を得るようにしたものである。このコ
ンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンの入
口ガス温度が高いほど高効率となり、最近の１３００℃
級のガスタービンを使用したコンバインドサイクル発電
プラントでは効率が４７％近いものができるようになっ
ている。これはガスタービンの入口ガス温度の向上によ
るガスタービン効率の向上に併せ、ガスタービン排気温
度が上昇し、再熱蒸気サイクルや多圧力式排熱回収熱交
換器が可能となってきたことも大きく寄与している。

第３図に再熱、三圧力式蒸気サイクルに用いられる三圧
力式排熱回収熱交換器の系統図を示す。

このような排熱回収熱交換器は排ガスの流れに沿って高
圧第２過熱器１、再熱器２、高圧第１過熱器３、高圧蒸
発器４、中圧過熱器５、低圧過熱器６、高圧第２節炭器
７、中圧蒸発器８、中圧節炭器９．高圧第１節炭器１０
、低圧蒸発器１１．低圧節炭器１２のような熱交換器管
群を有し、ドラムは高圧蒸気ドラム１３、中圧蒸気ドラ
ム１４．低圧蒸気ドラム１５の三つを有する三圧力式で
ある。また、低圧節炭器１２、高圧第１節炭器１０、中
圧節炭器９の入口側には低圧給水ポンプ１６、高圧給水
ポンプ１７、中圧給水ポンプ１８をそれぞれ配電してい
る。

符号１９．２０．２１はブロー管を、また、符号２２．
２３゜２４は調節弁を示している。

（発明が解決しようとする課題） 第３図に示すように排熱回収熱交換器が再熱三圧力式と
なると機器全体が大きくなり、起動に時間がかかるよう
になる。この起動手順は次のようになっている。

■　低圧給水ポンプ１６を起動し、低圧節炭器１２から
復水器へのブローをブロー管１９を通して行ないながら
、低圧給水ポンプ１６のミニマムフロー運転を行なう。

■　高圧給水ポンプ１７、中圧給水ポンプ１８を起動し
、各節炭器７，９．１０から復水器へのブローをブロー
管２０．２１を通して行ないながら、高圧、中圧給水ポ
ンプ１７．１８のミニマムフロー運転を行なう。

■　ガスタービンを起動する。

■　高圧、中圧、低圧蒸気ドラム１３．１４．１５の圧
力が規定値に上昇するまでミニマムフロー運転を行なう
。このとき、各節炭器７．９．１０．１２の出口で給水
が蒸発し、スチーミングが発生するような場合は、ブロ
ー量を増加させる。

■　蒸気タービンへの通気を開始し、負荷を上昇させる
。各給水流量が増加したら、スチーミングが発生しない
よう節炭器出口温度を制御しながらブロー量を絞り、定
格運転にもっていく。

このような起動過程では、ドラムへの給水が始まるまで
は、各節炭器７．９．１０．１２で加熱されて温度上昇
した水はすべて復水器にブローされることになり、起動
ロスが多い。しかも、各熱交換器がガスの上流側から順
次配電されているので、ある熱交換器で熱吸収が行なわ
れると、その下流の熱交換器に熱がまわらず、ガス下流
側すなわち低圧側の圧力上昇が大きく遅れることになる
。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で起動時間の短縮を果たし、しかも、起動ロスを低減で
きるようにした三圧力式排熱回収熱交換器を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（１１題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために各々異なる圧力の
蒸気を生成する低圧、中圧、高圧蒸気ドラムを有する三
圧力式排熱回収熱交換器において、高圧蒸気ドラムの高
圧第１節炭器から中圧蒸気ドラムにかけて高圧第１節炭
器にて加熱された給水の一部を節炭器を経ることなく直
接中圧蒸気ドラムに導く給水連絡管を圧力調節装置およ
び流量調節装置を介して設けたことを特徴とするもので
ある。

（作用） 起動時にミニマムフロー運転が必要なポンプが低圧給水
ポンプと高圧給水ポンプの２つになり、総ミニマムフロ
ー量が低減、起動ロスを低減することができ、起動時間
の短縮が図れる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図を参照して説明する。

なお、第３図に示される部分と同じ部分には同じ符号を
用い、説明を省略する。

本発明による排熱回収熱交換器は、排ガスの上流側より
みて高圧第２過熱器１、再熱器２、高圧第１過熱器３、
高圧蒸発器４、中圧過熱器５、低圧過熱器６、中圧蒸発
器８、高圧第１節炭器１０、低圧蒸発器１１．低圧節炭
器１２の順に各熱交換器を設けている。さらに、高圧第
１過熱器１０の出口側より分岐した給水連絡管２５にオ
リフィス２６および調節弁２７を設けて中圧ドラム１４
に給水するように構成している。

本発明による排熱回収熱交換器の起動手順は次のように
なる。

■　低圧給水ポンプ１６を起動し、ブロー管１９を通し
て復水器ヘブローしながら低圧給水ポンプ１６のミニマ
ムフロー運転を行なう。

■　高圧給水ポンプ１７を起動し、ブロー管２０を通し
て復水器ヘブローしながらミニマムフロー運転を行なう
。

■〜■については従来の起動方法と同様に実施する。

このように起動操作を行なうと、ポンプのミニマムフロ
ー量は低圧給水ポンプ１６と高圧給水ポンプ１７のミニ
マムフロー量の合計となる。ポンプのミニマムフロー量
はポンプ内部での温度上昇Δｔを１０〜２０℃にするだ
けの量を流す。

このポンプの温度上昇Δｔ℃は次式で示される。

η：任意吐出し量におけるポンプ効率 Ｈ：全揚程 高圧、中圧２つの給水ポンプがある場合には。

それぞれのポンプでミニマムフローが必要となるが、高
圧給水ポンプ１７のみとして、中圧ドラム１４へは高圧
第１節炭器１０よりの減圧水を給水すると、高圧給水ポ
ンプ１７の全揚程は同一であり、ポンプ効率ηは大きく
変化しないから、高圧給水ポンプ１７の必要ミニマムフ
ロー量はほとんど変化しない。

従って、全ミニマムフロー量はほぼ第３図の中圧給水ポ
ンプ１８がなくなった分だけ少なくなる。

このミニマムフロー量の減少になり放出熱量は第２図に
示されるようにミニマムフロー運転が行なわれる間を通
じて大きく減少させられる。すなわち、図中−点鎖線ａ
は従来の系統によった場合の放出熱量を示している。こ
れに対して二点鎖線すは本実施例により構成した場合の
放出熱量であり、ミニマムフロー運転を通じて熱量ΔＱ
が失われるのを抑制でき、起動ロスを大幅に減少させる
ことが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は高圧蒸気ドラムの高圧第１
Ｉｌｉ５炭器から中圧蒸気ドラムにかけて高圧第１１！
１５炭器にて加熱された給水の一部を節炭器を経ること
なく、直接中圧蒸気ドラムに導く給水連絡管を圧力調節
装置および流量調節装置を介して設けているので、コン
パイドサイクル発電プラントの起動時間を大幅に短縮す
るこヒが可能であり、しかも起動ロスを低減させること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三圧力式排熱回収熱交す線図、第
３図は従来の三圧力式排熱回収熱交換器の一例を示す系
統図である。 １・・・高圧第２過熱器 ２・・・再熱器 ３・・・高圧第１過熱器 ４・・・高圧蒸発器 ５・・・中圧過熱器 ６・・・低圧過熱器 ７・・・高圧第２節炭器 ８・・・中圧蒸発器 １０・・・高圧第１節炭器 １１・・・低圧蒸発器 １２・・・低圧節炭器 １３・・・高圧蒸気ドラム １４・・・中圧蒸気ドラム １５・・・低圧蒸気ドラム １６・・・低圧給水ポンプ １７・・・高圧給水ポンプ ２２．２４，２７・・・調節弁 ２５・・・給水連絡管 ２６・・・オリフィス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各々異なる圧力の蒸気を生成する低圧、中圧、高圧蒸
   気ドラムを有する三圧力式排熱回収熱交換器において、
   前記高圧蒸気ドラムの高圧第１節炭器から前記中圧蒸気
   ドラムにかけて該高圧第１節炭器にて加熱された給水の
   一部を節炭器を経ることなく、直接該中圧蒸気ドラムに
   導く給水連絡管を圧力調節装置および流量調節装置を介
   して設けたことを特徴とする三圧力式排熱回収熱交換器
   。