JPH03281905A - 再熱形コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

再熱形コンバインドサイクル発電プラント

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JPH03281905A
JPH03281905A JP8322790A JP8322790A JPH03281905A JP H03281905 A JPH03281905 A JP H03281905A JP 8322790 A JP8322790 A JP 8322790A JP 8322790 A JP8322790 A JP 8322790A JP H03281905 A JPH03281905 A JP H03281905A
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JP
Japan
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pressure
steam
turbine
reheater
superheater
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Pending
Application number
JP8322790A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Nagashima
孝幸 長嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH03281905A publication Critical patent/JPH03281905A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/106Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は再熱形コンバインドサイクル発電プラントに係
り、特にプラントで負−荷遮断が発生したとき、排熱回
収ボイラの高圧蒸気ドラムの器内圧力を高く維持したま
ま、高圧第1過熱器で蒸気が凝縮するのを効果的に防止
し得るようにした再熱形コンバインドサイクル発電プラ
ントに関する。
(従来の技術) 再熱形コンバインドサイクル発電プラントの主要な機器
は第4図に示されるように原動機としてガスタービン1
と蒸気タービン5とを備え、発電機9が双方の原動機の
共通な負荷として一つの軸で結ばれている。また、ガス
タービン1の排ガスを熱源として用いる排熱回収ボイラ
11が備えられ、生成蒸気が蒸気タービン5の作動媒体
として導かれる。蒸気タービン5の排気は復水器10で
冷却水を用いて冷却され、回収した復水が排熱回収ボイ
ラ11に供給される。
より詳しくこれらの機器を説明すると、ガスタ−ビン1
の系は空気を加圧する圧縮機2と、この圧力の高い空気
と燃料とを混合させて燃焼ガスを生成する燃焼器3と、
この燃焼ガスを取り入れて動力を発生するガスタービン
4とが備えられる。
また、蒸気タービン5の系には排熱回収ボイラ11から
送られるそれぞれ圧力の異なる蒸気を取り入れて動力を
発生する高圧タービン6、中圧タービン7および低圧タ
ービン8が備えられ、ガスタービン4およびこれらの各
タービン6.7.8の仕事が発電a19で電気出力に変
換される。
一方、排熱回収ボイラ11の系には高圧第2過熱器12
、再熱器13、高圧第1過熱器14、高圧蒸発器15、
低圧過熱器16、高圧第2節炭器17、中圧過熱器18
、中圧蒸発器19、中圧節炭器20、高圧第1節炭器2
1、低圧蒸発器22および低圧節炭器23が備えられ、
排ガスとの間で熱のやり取りが行なわれる。高圧、中圧
および低圧蒸発器15.19.22にはそれぞれ高圧蒸
気ドラム24、中圧蒸発器25および低圧蒸発ドラム2
6が付属しており、それぞれ高圧給水ポンプ27、中圧
給水ポンプ28および低圧給水ポンプ29で昇圧され、
高圧第1節炭器21、高圧第2節炭器17、中圧節炭器
20および低圧節炭器23を通して送られる給水が供給
され、そこから高圧蒸発器15、中圧蒸発器19および
低圧蒸発器22に送られ、伝熱面を介して排ガスの熱を
受は取り、蒸発させられる。この生成蒸気はそれぞれ高
圧タービン6、中圧タービン7および低圧タービン8の
作動媒体として各蒸気管を通して次のように導かれる。
すなわち、高圧蒸発器15の生成蒸気は高圧第1過熱器
]4、高圧第2過熱器12を経て湿分を除かれた過熱蒸
気となり、主蒸気管30を通して高圧タービン6に、ま
た中圧蒸発器19の生成蒸気は中圧過熱器18を経て湿
分を除かれた過熱蒸気となり、低温再熱蒸気管31を通
して送られる高圧タービン6の排気と混合されて後、再
熱器13で加熱され、高温再熱蒸気管32を通して中圧
タービン7に、さらに低圧蒸発器22の生成蒸気は低圧
過熱器16を経て湿分を除かれ、低圧蒸気管23を通し
て低圧タービン8にそれぞれ導かれる。
さらに、プラントの起動時に生成される温度、圧力の低
い蒸気を高圧タービン6、中圧タービン7および低圧タ
ービン8を通すことなく復水器10に逃がし、あるいは
負荷遮断時に各タービン6.7.8に供給される蒸気を
タービン入口から復水器10に直接逃がすために高圧、
中圧、および低圧タービンバイパス管34.35.36
が各々備えられる。また、これらの経路にはそれぞれタ
ービンバイパス弁37.38.39が設けられる。
さらに、高圧タービン6には負荷遮断時に排気を復水器
10へ直接逃がす高圧タービン排気管40が排気放出弁
41を介して設けられる。
なお、符号42は高圧主蒸気止め弁、43は再熱蒸気止
め弁、44は低圧主蒸気止め弁、45は逆止弁をそれぞ
れ示している。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記したコンバインドサイクル発電プラント
において、負荷遮断が発生すると、各タービン6.7.
8の入口に備えられる主蒸気止め弁42、再熱蒸気止め
弁43および低圧主蒸気止め弁44が瞬時に閉じられ、
これと同時にタービンバイパス弁37.38.39およ
び排気放出弁41が全開され、各蒸発器15.19.2
2で生成される高圧蒸気、中圧蒸気および低圧蒸気が復
水器10にかけて逃がされ、また高圧タービン6内に残
されたエネルギレベルの高い蒸気が復水器lOに排出さ
れる。この過程でガスタービン4から排熱回収ボイラ1
1に流れている排ガスの温度は急速に下がり始め、高圧
第2過熱器12、再熱器13、高圧第1過熱器14の入
口ではこのガス温度の低下により急速に伝熱面の温度が
低下して行く。そして、プラントは定格回転数無負荷(
FNSL)運転に切り換わり、これ以後法の負荷上昇ま
で待機状態になる。このとき、高圧第2過熱器12の入
口ガス温度は負荷遮断後もFSNLSN中は低温の排ガ
スにより一定に保たれている。この間、再熱器13に対
する冷却用中圧蒸気の供給も継続して行なわれるが、再
熱器13の伝熱面内側の蒸気温度は徐々に低下し、つい
にはり−ビンバイパス弁38の設定圧力における飽和温
度まで低下する。このため、高圧第1過熱器14の入口
ガス温度も徐々に下がり、最終的には再熱器13の伝熱
面内側蒸気温度、すなわちタービンバイパス弁38の設
定圧力における飽和温度と平衡してしまう。
上記の現象は第6図に温度変化の推移として示される。
第1過熱器入ロガス温度T1はFSNL運転移行と同時
に徐々に下がり始め、ある時間が経過した後はタービン
バイパス弁37の設定圧力の飽和温度レベルt1よりも
低くなり、タービンバイパス弁38の設定圧力の飽和温
度レベルt2になる。なお、図中、符号T2は第2過熱
器入ロガス温度、符号Sは第1過熱器出口蒸気温度を示
している。
一般に、高圧第1過熱器14の伝熱面内側圧力はタービ
ンバイパス弁37の設定圧力であり、タービンバイパス
弁38の設定圧力よりも高く保って次の負荷上昇時の対
応を早めて定格負荷の回復を短時間で果たすようにして
いる。上記のように高圧第1過熱器14の入口ガス温度
が低くなれば、その伝熱面内側ではタービンバイパス弁
37の設定圧力における飽和温度よりも低い温度になる
部分が生じ、一部の蒸気が凝縮し、ドレンとなることが
避けられない。このドレンを含む蒸気が次の負荷上昇に
伴なう操作によって加圧されると、ウォータハンマが発
生し、衝撃が大きい場合に損傷を生じてしまう。
従来、この対策として、タービンバイパス弁37の設定
圧力をタービンバイパス弁38の圧力と同等ないしそれ
以下とし、高圧第1過熱器14内で多量のドレンを含む
蒸気が発生するのを防止しようとする考えがある。しか
しながら、この方法は負荷遮断が発生したとき、高圧蒸
気ドラム24での器内圧力の低下が激しく、多量の熱を
放出してしまうため、次の負荷上昇を図るとき、これを
回復させるまでに時間が掛かり、起動時間が裏引いてし
まうという難点がある。
そこで、本発明の目的はプラントの負荷遮断の際に高圧
蒸気ドラムの器内圧力を維持したまま、高圧第1過熱器
の伝熱面内部で蒸気が凝縮するのを防止するようにした
再熱形コンバインドサイクル発電プラントを提供するこ
とにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は少なくとも高圧第2
過熱器、再熱器、高圧第1過熱器、高圧、中圧および低
圧蒸発器を有する排熱回収ボイラと、高圧タービン、中
圧タービンおよび低圧タービンを有する蒸気タービンと
、高圧、中圧および低圧蒸発器で生成される蒸気を高圧
、中圧および低圧タービンをそれぞれ迂回して復水器に
導く高圧、中圧および低圧タービンバイパス管とを備え
てなる再熱形コンバインドサイクル発電プラントにおい
て、中圧蒸発器から再熱器にかけて中圧蒸気を導く経路
から分岐され、他端を中圧タービンバイパス管のタービ
ンバイパス弁の下流側あるいは復水器に結ばれる再熱器
バイパス管を再熱器バイパス弁を介して設けたことを特
徴とするものである。
(作用) プラントの負荷遮断においては再熱器ノ(イノくス弁が
全開され、このとき中圧タービンバイパス弁は全閉した
ままにして置く。中圧蒸発器の生成蒸気は再熱器バイパ
ス弁が開放されたことにより再熱器へは流れず、再熱器
バイノくス管および中圧タービンバイパス管を通って復
水器に導入される。
これにより高圧第1過熱器の入口ガス温度はFSNLS
N中を通じてその飽和温度より高く保たれ、伝熱面内側
で蒸気が凝縮するのが防止される。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
なお、第1図中、第4図に示される部分と同一の部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
第1図において、中圧過熱器18から再熱器13にかけ
て中圧蒸気を導く経路にある再熱蒸気の混合部より下流
側から分岐される再熱器7くイ、(ス管46がその他端
を中圧タービンバイパス管35のタービンバイパス弁3
8の下流側に接続して設けられる。この再熱器バイパス
管46の経路内には再熱器バイパス弁47が設けられる
また、再熱器バイパス弁47の制御のために再熱器バイ
パス弁制御装置48が設置すられる。なお、タービンバ
イパス弁37.39は負荷遮断信号が出力されたとき、
その信号により開動作、タービンバイパス弁38は同じ
信号により閉動作させるように制御回路を構成する。
次に、上記構成によるところの作用を説明する。
プラントに負荷遮断が発生すると、各タービン6.7.
8の入口に備えられる主蒸気止め弁42、再熱蒸気止め
弁43および低圧主蒸気止め弁44が全閉される。これ
と同時にタービンバイパス弁37.39および排気放出
弁41が図示しない制御装置から与えられる信号により
、また再熱器バイパス弁47が再熱器バイパス弁制御装
置48から出力される信号により各々全開される。この
ため、高圧蒸発器15の生成蒸気は高圧節1および第2
過熱器14.12を経て高圧タービンバイパス管34に
、また中圧蒸発器19の生成蒸気は中圧過熱器]8を経
て再熱器バイパス管46および中圧タービンバイパス管
35に、さらに低圧蒸発器22の生成蒸気は低圧過熱器
16を経て低圧タービンバイパス管36にそれぞれ流れ
、すべて復水器10に逃がされる。このとき、ガスター
ビン4の出口ガス温度は急速に下がり始め、高圧第2過
熱器12、再熱器13および高圧第1過熱器14の入口
ではこのガス温度の低下により急速に伝熱面の温度が低
下して行く。この後、プラントがFSNL運転に入ると
、高圧第2過熱器12の入口ガス温度は一定となる。こ
の過程で再熱器13には中圧蒸気ドラム25からの冷却
用蒸気が流れず、伝熱面の外を流れる低温の排ガスによ
り伝熱面内側の蒸気温度は高いまま保たれる。このため
高圧第1過熱器14の入口ガス温度もタービンバイパス
弁37の設定圧力の飽和温度よりも高く保たれ、高圧第
1過熱器14の伝熱面内側で蒸気が凝縮してドレンとな
ることはない。
第2図は本発明に従う場合の高圧第2過熱器12、高圧
第1過熱器14の入口ガス温度および高圧第1過熱器の
出口蒸気温度変化の推移を示している。図から明らかな
ようにタービンバイパス弁37の設定圧力の飽和温度レ
ベルt1に対して第1過熱器入ロガス温度T1はFSN
LSN中を通じてその飽和温度レベルt1よりも高く保
たれている。
かくして、上記のように構成したものはプラントで負荷
遮断が発生したとき、高圧蒸気ドラム24の器内圧力は
高いままであり、次の負荷上昇において器内圧力の回復
を待つ必要はなく、全負荷を担う°ところまで短時間の
うちに上昇させることができる。しかも、FSNLSN
中に高圧蒸気ドラム24の器内圧力が維持されることか
ら、高い圧力の熱量を系内に保存しておくことができ、
エネルギの損失を大きく減少させることができる。
なお、上記実施例においては再熱器バイパス管46は中
圧タービンバイパス管35に接続するように構成されて
いるが、第3図に示されるように復水器10と連絡して
いる再熱器バイパス管49として構成することが可能で
ある。この場合も、上記実施例と同様の効果を得ること
ができる。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明は再熱形コンバ
インドサイクル発電プラントの中圧蒸発器から再熱器に
かけて中圧蒸気を導く経路から分岐され、他端を中圧タ
ービンバイパス管のタービンバイパス弁の下流側に、あ
るいは復水器に結ばれる再熱器バイパス管を再熱器バイ
パス弁を介して設けているから、プラントの負荷遮断時
に高圧蒸気ドラムの器内圧力を維持したまま、高圧第1
過熱器の伝熱面内側で蒸気が凝縮するのを防止すること
ができ、このため、ドレンの発生が抑えられるので、負
荷上昇の際にウォーターハンマが発生することはなく、
機器の安全が確保されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による再熱形コンバインドサイクル発電
プラントの一実施例を示す系統図、第2図は本発明に従
うときの高圧第1過熱器の入口ガス温度の変化を示す特
性図、第3図は本発明の他の実施例を示す系統図、第4
図は従来の再熱形コンバインドサイクル発電プラントの
一例を示す系統図、第5図は第4図に示される装置で負
荷遮断が発生した場合の動作説明図、第6図は従来技術
によるときの高圧第1過熱器の入口ガス温度の変化を示
す特性図である。 5・・・・・・・・・蒸気タービン 6・・・・・・・・・高圧タービン 7・・・・・・・・・中圧タービン 8・・・・・・・・・低圧タービン 11・・・・・・・・・排熱回収ボイラ12・・・・・
・・・・高圧第2過熱器13・・・・・・・・・再熱器 14・・・・・・・・・高圧第1過熱器15・・・・・
・・・・高圧蒸発器 19・・・・・・・・・中圧蒸発器 22・・・・・・・・・低圧蒸発器 34・・・・・・・・・高圧タービンバイパス管35・
・・・・・・・・中圧タービンバイパス管36・・・・
・・・・・低圧タービンバイパス管46.49・・・再
熱器バイパス管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  少なくとも高圧第2過熱器、再熱器、高圧第1過熱器
    、高圧、中圧および低圧蒸発器を有する排熱回収ボイラ
    と、高圧タービン、中圧タービンおよび低圧タービンを
    有する蒸気タービンと、前記高圧、中圧および低圧蒸発
    器で生成される蒸気を前記高圧、中圧および低圧タービ
    ンをそれぞれ迂回して復水器に導く高圧、中圧および低
    圧タービンバイパス管とを備えてなる再熱形コンバイン
    ドサイクル発電プラントにおいて、前記中圧蒸発器から
    前記再熱器にかけて中圧蒸気を導く経路から分岐され、
    他端を前記中圧タービンバイパス管のタービンバイパス
    弁の下流側あるいは前記復水器に結ばれる再熱器バイパ
    ス管を再熱器バイパス弁を介して設けたことを特徴とす
    る再熱形コンバインドサイクル発電プラント。
JP8322790A 1990-03-30 1990-03-30 再熱形コンバインドサイクル発電プラント Pending JPH03281905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11415078B2 (en) 2018-07-13 2022-08-16 Mitsubishi Power, Ltd. Combined power generation plant and combined power generation plant control method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11415078B2 (en) 2018-07-13 2022-08-16 Mitsubishi Power, Ltd. Combined power generation plant and combined power generation plant control method

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