JPH04272409A - 1軸形コンバインドサイクル発電プラントの冷機起動方法 - Google Patents

1軸形コンバインドサイクル発電プラントの冷機起動方法

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JPH04272409A
JPH04272409A JP3321191A JP3321191A JPH04272409A JP H04272409 A JPH04272409 A JP H04272409A JP 3321191 A JP3321191 A JP 3321191A JP 3321191 A JP3321191 A JP 3321191A JP H04272409 A JPH04272409 A JP H04272409A
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JP
Japan
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steam
combined cycle
cycle power
turbine
exhaust heat
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Pending
Application number
JP3321191A
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English (en)
Inventor
Yoshitsune Hisagai
久 貝 恵 常
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン、発電機
および蒸気タービンが直列に連結され、かつ、ガスター
ビンの排熱を利用する排熱回収ボイラにより蒸気を発生
させて蒸気タービンに供給する1軸形コンバインドサイ
クル発電プラントにおいて、ガスタービンの起動から定
格(発電)負荷到達までに要する時間を短縮する冷機起
動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の1軸形コンバインドサイクル発電
プラントは、図2に示すように、ガスタービン25a,
25b,25c、発電機26a,26b,26cおよび
復水器28a,28b,28cを直結した蒸気タービン
27a,27b,27cが直列に連結されている。そし
て、ガスタービン27a,27b,27cの排熱を利用
して排熱回収熱交換器である排熱回収ボイラ29a,2
9b,29cにより蒸気を発生させて蒸気タービン27
a,27b,27cに供給して駆動させ、蒸気タービン
27a,27b,27cに直結された発電機26a,2
6b,26cを回転させて発電するようになっている。 また、発電プラントを大容量にする場合には、この一対
を複数台、図示するように、配置する。
【0003】このような1軸形コンバインドサイクルで
は、ガスタービン25a,25b,25cの起動から発
電プラントが定格回転数に達するまでの間、蒸気タービ
ン27a,27b,27cはガスタービン25a,25
b,25cによつて駆動される。蒸気タービン27a,
27b,27cは、その回転が上昇する間、定格速度の
0〜75%の回転数域までは流入蒸気なしで空回転させ
られ、75%〜100%の回転数まではその中にタービ
ン内部冷却用蒸気が流入し、タービン動翼の風損による
局部的加熱を防止するとともに各部分が万遍なく加熱さ
れる。蒸気タービン27a,27b,27cの内部を冷
却する蒸気は、通常、排熱回収熱交換器である排熱回収
ボイラ29a,29b,29cの低圧ドラムにおいて発
生した蒸気が用いられる。また、1軸形コンバインドサ
イクルの起動プロクラムによれば、ガスタービン排気ガ
スの加熱によつて排熱回収ボイラ29a,29b,29
cの低圧ドラム圧力が規定圧力(2.5ata)に達す
るまでは、直列に連結されたガスタービン25a,25
b,25c、発電機26a,26b,26cおよび蒸気
タービン27a,27b,27c(以下パワートレイン
と呼ぶ)は定格の約50%の回転数に保持される。
【0004】そのため、通常の冷機起動の場合、100
〜110分の保持時間を必要としている。ただし、高温
(ベリーホット)起動の場合は低圧蒸気ドラム圧力がす
でに確立しているので保持時間なしで加速され、短時間
で定格回転数へ到達することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1軸形
コンバインドサイクル発電プラントでは、その冷機起動
時に蒸気タービン内部冷却用として発電プラントに付設
した排熱回収ボイラの低圧ドラム発生蒸気を利用してい
た。そのため、蒸気圧力の確立に長時間(約100分)
を要し、その起動から定格負荷到達までの総所要時間が
著しく長い不具合があつた。
【0006】本発明は蒸気タービン内部冷却用蒸気とし
て排熱回収ボイラの低圧ドラム発生蒸気に代えて、別の
発生源からの蒸気を使用することによつて高温起動時の
保持時間をなくし、あるいはそれを短縮することによつ
てガスタービン起動から発電プラントの定格速度到達ま
での総所要時間を大幅に短縮することを目的としている
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、1
軸形コンバインドサイクル発電プラントにおいて、冷機
起動する排熱回収熱交換装置の蒸気タービンへのタービ
ン内部冷却用蒸気を冷機起動する排熱回収熱交換装置と
は別の蒸気源から供給することにより、冷機起動時間を
短縮するようにした1軸形コンバインドサイクル発電プ
ラントの冷機起動方法に関する。
【0008】
【実施例】本発明の1軸形コンバインドサイクル発電プ
ラントの冷機起動時間短縮方法の実施例を図1について
説明する。図1に示すように、本発明が適用される1軸
形コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン
5a、発電機6aおよび蒸気タービン7aが直列に連結
されるとともに、ガスタービン5aの排熱を利用して熱
回収をする排熱回収熱交換器である排熱回収ボイラ15
aとから構成されている(これらを1ユニットとよぶ)
。通常、発電プラントの容量を増すためこのようなユニ
ットが複数並列に配置されている(図1の場合には、排
熱回収ボイラ15a,15b,15c等からなる3ユニ
ットで発電プラントが構成されている。)。また、排熱
回収ボイラ15a,15b,15cには低圧蒸気を発生
する低圧ドラム1a,1b,1cと高圧蒸気を発生する
高圧ドラム2a,2b,2cとが配設されていてる。そ
して、各ユニットの低圧蒸気管3a,3b,3cは低圧
蒸気管寄せ管9により互に連絡されている。
【0009】この発電プラントの内、排熱回収ボイラ1
5a系統のパワートレインで冷機起動をする場合には、
まず、ガスタービン5aに着火後、排熱回収ボイラ15
aの低圧および高圧ドラム1a,2aから蒸気が発生す
るまでパワートレインを構成するガスタービン5a、発
電機6aおよび蒸気タービン7aが定格回転数(定格速
度)に到達するまでガスタービン5aからのガスタービ
ン排ガスをガスタービン排気管12aを経て排熱回収ボ
イラ15aに供給し、このパワートレインを加速する(
排熱回収ボイ15aの暖機運転をしない。)。このパワ
ートレインの加速中、その回転数が定格の約75%に達
すると運転中の別のパワートレイン、例えば排熱回収ボ
イラ15b系統から電動遮断弁8b,8bを介して低圧
ドラム1bに低圧止め弁15aを介して接続した低圧加
減弁14a′が約10%微開して、低圧蒸気が低圧蒸気
管3a′を経て蒸気タービン7a内にその内部の冷却蒸
気として供給される。
【0010】この冷機起動中のパワートレンが定格回転
数に到達しかつ他の電力系統に併入した後は、ガスター
ビン5aの排ガス量が増加するにしたがって、排熱回収
ボイラ15aの低圧および高圧ドラム1a,2aにおい
て発生する低圧および高圧蒸気量も増加する。そして、
この時、電動遮断弁8a,8aを開いて発生した低圧お
よび高圧蒸気が低圧蒸気管3a′および高圧蒸気管4a
′から低圧止め弁14a、低圧調節弁14a′および高
圧止め弁13a、高圧調節弁13a′を経て蒸気タービ
ン7a内にそれぞれ流入し、蒸気タービン7aの出力を
増加させる。
【0011】とくに、本発明では、蒸気タービン7a,
7b,7cの内部冷却蒸気として、例えば当該排熱回収
ボイラ15aの低圧および高圧ドラム1a,2aで発生
した低圧および高圧蒸気によらず、並置した運転中の別
のユニットあるいは別の蒸気系統から供給することを特
徴としている。
【0012】すなわち、運転中の別のユニットから蒸気
タービン内部の冷却蒸気を供給するためには、各ユニッ
トの低圧蒸気管3a,3b,3cを低圧蒸気管寄せ管9
により互に連通させ、冷機起動を行うユニット(例えば
、ガスタービン5a…系統)への必要蒸気を別にすでに
運転中のユニット(例えば、ガスタービン5b…系統)
から供給する。これにより、当該ユニットの低圧ドラム
(例えば1a)の蒸気発生に要する時間を大幅に短縮で
きる。
【0013】また、別の蒸気系統から冷却蒸気を供給す
る場合には、既設ボイラ、タービン等の蒸気発生装置か
ら接続管16、圧力調節弁11、減温器10および電動
遮断弁8fを低圧蒸気管寄せ管9に接続し、電動遮断弁
8d,8eのいずれかを介して、それぞれの蒸気タービ
ン7a,7b,7cに当該蒸気を供給する。なお、圧力
調節弁11と減温器10は、冷却蒸気の条件と既設ボイ
ラの蒸気条件とを合致させるのに用いられる。要するに
、1軸形コンバインドサイクル発電プラントの冷機起動
の起動ステップについて従来の方法と本発明による方法
とを比較すると次のようになる。
【0014】従来の方法 起動→ガスタービン着火→HRSG暖機→加速→定格速
度到達→併入→定格負荷 本発明の方法 起動→ガスタービン着火→加速→定格速度到達→併入→
定格負荷 本発明の冷機起動方法によれば、従来、冷機起動する排
熱回収ボイラの低圧ドラム発生蒸気を使用して約155
分要している冷機起動が、高温(ベリ−ホット)起動程
度の約55分で完了できることになる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、1軸形コンバインドサ
イクル発電プラントの冷機起動蒸気として、冷機起動す
る排熱回収ボイラの高圧および低圧ドラムにおいて発生
する蒸気に依存することなく、別のユニツトまたは別の
蒸気系統から冷機起動する蒸気タ−ビンに蒸気を供給す
ることにより、タービン内部冷却用蒸気発生に要する時
間を短縮することができ、かつ、高温起動程度の時間で
起動を完了することができる。その結果、1軸形コンバ
インドサイクル発電プラントの起動性が大幅に改善され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷機起動方法を適用する1軸形コンバ
インドサイクル発電プラントの構成図。
【図2】従来の1軸形コンバインドサイクル発電プラン
トの構成図。
【符号の説明】
1a,1b,1c  低圧ドラム 2a,2b,2c  高圧ドラム 3a,3b,3c,3a′,3b′,3c′  低圧蒸
気管 4a,4b,4c  高圧蒸気管 5a,5b,5c  ガスタービン 6a,6b,6c  発電機 7a,7b,7c  蒸気タービン 8a〜8f  電動遮断弁 9  低圧蒸気管寄せ管 10  減温器 11  圧力調節弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1軸形コンバインドサイクル発電プラント
    において、冷機起動する排熱回収熱交換装置の蒸気ター
    ビンへのタービン内部冷却用蒸気を前記冷機起動する排
    熱回収熱交換装置とは別の蒸気源から供給することによ
    り、冷機起動時間を短縮するようにした1軸形コンバイ
    ンドサイクル発電プラントの冷機起動方法。
JP3321191A 1991-02-27 1991-02-27 1軸形コンバインドサイクル発電プラントの冷機起動方法 Pending JPH04272409A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0615061A1 (en) * 1993-03-11 1994-09-14 Hitachi, Ltd. Combined cycle power plant and method of operating it
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US11661867B2 (en) 2019-03-07 2023-05-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine exhaust heat recovery plant

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WO2006136513A3 (de) * 2005-06-21 2007-04-12 Siemens Ag Verfahren zum hochfahren einer gas- und dampfturbinenanlage
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