JPH05179904A - ガス／蒸気複合動力プラント - Google Patents
ガス／蒸気複合動力プラントInfo
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- JPH05179904A JPH05179904A JP4140218A JP14021892A JPH05179904A JP H05179904 A JPH05179904 A JP H05179904A JP 4140218 A JP4140218 A JP 4140218A JP 14021892 A JP14021892 A JP 14021892A JP H05179904 A JPH05179904 A JP H05179904A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants 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
- F01K23/06—Plants 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
- F01K23/10—Plants 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
- F01K23/106—Plants 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/211—Heat transfer, e.g. cooling by intercooling, e.g. during a compression cycle
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- 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】
【目的】 組み合わされたガス／蒸気複合動力プラント
において、熱ガスの温度を高めることなくプラントの効
率を増大させる。 【構成】 ガスターボ群が、少なくとも２つの圧縮機
１，２と、少なくとも２つのガスタービン８，１０とか
ら成っており、第１の圧縮機１の下流側に中間冷却器３
が配置されていて、該中間冷却器３の冷却側に、該中間
冷却器に作用接続している蒸発器４が配置されており、
該蒸発器４からの蒸気量２０が、蒸気循環路に設けられ
た蒸気タービン６に導入されるようになっており、第１
のガスタービン８の下流側に熱ガス形成手段９が設けら
れている。
において、熱ガスの温度を高めることなくプラントの効
率を増大させる。 【構成】 ガスターボ群が、少なくとも２つの圧縮機
１，２と、少なくとも２つのガスタービン８，１０とか
ら成っており、第１の圧縮機１の下流側に中間冷却器３
が配置されていて、該中間冷却器３の冷却側に、該中間
冷却器に作用接続している蒸発器４が配置されており、
該蒸発器４からの蒸気量２０が、蒸気循環路に設けられ
た蒸気タービン６に導入されるようになっており、第１
のガスタービン８の下流側に熱ガス形成手段９が設けら
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、組み合わされたガス／
蒸気複合動力プラントであって、主として、化石燃料を
供給される少なくとも１つのガスターボ群と、少なくと
も１つの蒸気循環路と、前記ガスターボ群に後置された
少なくとも１つの排熱回収ボイラとが設けられていて、
該排熱回収ボイラに、前記ガスターボ群の排ガスが供給
されるようになっている形式のものに関する。
蒸気複合動力プラントであって、主として、化石燃料を
供給される少なくとも１つのガスターボ群と、少なくと
も１つの蒸気循環路と、前記ガスターボ群に後置された
少なくとも１つの排熱回収ボイラとが設けられていて、
該排熱回収ボイラに、前記ガスターボ群の排ガスが供給
されるようになっている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】「組み合わされたガス／蒸気複合動力プ
ラント」とは、少なくとも１つのガスターボ群と少なく
とも１つの蒸気タービン循環路とが協働する複合動力プ
ラントを意味する。ガスターボ群の運転から生じた排ガ
スは排熱回収蒸気発生器（＝排熱回収ボイラ）に通され
る。この排熱回収ボイラでは、この排ガスの残留熱ポテ
ンシャルが、蒸気タービンへの供給に必要となる蒸気を
発生させるために利用される。この付加的な蒸気出力は
プラントの熱効率を一層高める。したがって、このよう
な複合プラントは、約５０〜５５％のオーダ内を変動す
る極めて良好な変換効率を有していることが判ってい
る。この複合プラントの効率をより一層大きく高めるた
めの１つの可能性としては、熱ガス温度を高めることが
考えられるが、しかしこの場合には別の不都合が生じて
しまう。すなわち、プラントの効率や、生産された電流
の経済性、つまりプラントの固有コストに対して不都合
な影響が生じてしまう。たとえば、１４００℃を越える
温度を有する熱ガスを供給しようとすると、この燃焼か
らのＮＯx放出量が飛躍的に増大してしまうような範囲
に温度が突入してしまうことは避けられない。したがっ
て、やはり水噴射または蒸気噴射のような措置が必要と
なる。このような措置は、温度上昇から理論的に予想し
得る効率改善を再びほとんど無効にしてしまうので、こ
れに関する効率利益は、このためにかけられた手間や費
用とは全く無関係となり、たんに熱ガス温度を高める毎
に、温度に合わせた高価な材料の使用と、特に羽根を冷
却するための予防手段とにますます費用がかかるだけで
ある。
ラント」とは、少なくとも１つのガスターボ群と少なく
とも１つの蒸気タービン循環路とが協働する複合動力プ
ラントを意味する。ガスターボ群の運転から生じた排ガ
スは排熱回収蒸気発生器（＝排熱回収ボイラ）に通され
る。この排熱回収ボイラでは、この排ガスの残留熱ポテ
ンシャルが、蒸気タービンへの供給に必要となる蒸気を
発生させるために利用される。この付加的な蒸気出力は
プラントの熱効率を一層高める。したがって、このよう
な複合プラントは、約５０〜５５％のオーダ内を変動す
る極めて良好な変換効率を有していることが判ってい
る。この複合プラントの効率をより一層大きく高めるた
めの１つの可能性としては、熱ガス温度を高めることが
考えられるが、しかしこの場合には別の不都合が生じて
しまう。すなわち、プラントの効率や、生産された電流
の経済性、つまりプラントの固有コストに対して不都合
な影響が生じてしまう。たとえば、１４００℃を越える
温度を有する熱ガスを供給しようとすると、この燃焼か
らのＮＯx放出量が飛躍的に増大してしまうような範囲
に温度が突入してしまうことは避けられない。したがっ
て、やはり水噴射または蒸気噴射のような措置が必要と
なる。このような措置は、温度上昇から理論的に予想し
得る効率改善を再びほとんど無効にしてしまうので、こ
れに関する効率利益は、このためにかけられた手間や費
用とは全く無関係となり、たんに熱ガス温度を高める毎
に、温度に合わせた高価な材料の使用と、特に羽根を冷
却するための予防手段とにますます費用がかかるだけで
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の、組み合わされたガス／蒸気複合動力プ
ラントを改良して、熱ガスの温度を高めることなくプラ
ントの効率を増大させることである。
で述べた形式の、組み合わされたガス／蒸気複合動力プ
ラントを改良して、熱ガスの温度を高めることなくプラ
ントの効率を増大させることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、ガスターボ群が、少なくとも２つ
の圧縮機と、少なくとも２つのガスタービンとから成っ
ており、第１の圧縮機の下流側に中間冷却器が配置され
ていて、該中間冷却器の冷却側に、該中間冷却器に作用
接続している蒸発器が配置されており、該蒸発器からの
蒸気量が、蒸気循環路に設けられた蒸気タービンに導入
されるようになっており、第１のガスタービンの下流側
に熱ガス形成手段が設けられているようにした。
に本発明の構成では、ガスターボ群が、少なくとも２つ
の圧縮機と、少なくとも２つのガスタービンとから成っ
ており、第１の圧縮機の下流側に中間冷却器が配置され
ていて、該中間冷却器の冷却側に、該中間冷却器に作用
接続している蒸発器が配置されており、該蒸発器からの
蒸気量が、蒸気循環路に設けられた蒸気タービンに導入
されるようになっており、第１のガスタービンの下流側
に熱ガス形成手段が設けられているようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明の大きな利点は次の点に認められ
る。すなわち、プラントにかかる固有コストが減じられ
ると同時に、複合動力プラントの効率を、ガスタービン
手前の２００℃の混合温度で約６０％に高めることがで
きる。このことは、第１に圧縮機に中間冷却器が補填さ
れることにより達成される。この中間冷却器は比出力を
高める。その結果、複合プラントの効率は著しく減少し
てしまうはずであるが、しかしこのような不都合な作用
は、本発明における回路によって相殺される。すなわ
ち、中間冷却器からの熱が利用されるようになってい
て、この場合、圧力水が形成され、この圧力水は蒸発器
で一部が蒸気に変換され、この蒸気は次いで適当な個所
で蒸気タービンに導入される。この蒸気は、圧力比に応
じて２〜４ポイントの複合効率に寄与する。第２に、付
加的な効率増大を生ぜしめる付加的な手段が設けられて
おり、この場合、圧縮された空気はまず従来通りに燃焼
器で約３００℃から約１３５０℃にまで加熱され、それ
から高圧タービンで放圧される。この過程において、混
合値の温度は１２００℃から約１０００℃にまで減じら
れる。引き続き、この温度はさらにもう一度、約１４０
０℃にまで中間過熱され、この場合、後続の低圧タービ
ンにおいて同じく１２００℃の平均タービン入口温度が
生じる。これにより、排熱回収ボイラに流入する煙道ガ
スは約６００℃を有するようになる。前記の２つの手段
を相互依存させることにより、複合プラントの効率を限
定された量で最大限に増大させることができる。
る。すなわち、プラントにかかる固有コストが減じられ
ると同時に、複合動力プラントの効率を、ガスタービン
手前の２００℃の混合温度で約６０％に高めることがで
きる。このことは、第１に圧縮機に中間冷却器が補填さ
れることにより達成される。この中間冷却器は比出力を
高める。その結果、複合プラントの効率は著しく減少し
てしまうはずであるが、しかしこのような不都合な作用
は、本発明における回路によって相殺される。すなわ
ち、中間冷却器からの熱が利用されるようになってい
て、この場合、圧力水が形成され、この圧力水は蒸発器
で一部が蒸気に変換され、この蒸気は次いで適当な個所
で蒸気タービンに導入される。この蒸気は、圧力比に応
じて２〜４ポイントの複合効率に寄与する。第２に、付
加的な効率増大を生ぜしめる付加的な手段が設けられて
おり、この場合、圧縮された空気はまず従来通りに燃焼
器で約３００℃から約１３５０℃にまで加熱され、それ
から高圧タービンで放圧される。この過程において、混
合値の温度は１２００℃から約１０００℃にまで減じら
れる。引き続き、この温度はさらにもう一度、約１４０
０℃にまで中間過熱され、この場合、後続の低圧タービ
ンにおいて同じく１２００℃の平均タービン入口温度が
生じる。これにより、排熱回収ボイラに流入する煙道ガ
スは約６００℃を有するようになる。前記の２つの手段
を相互依存させることにより、複合プラントの効率を限
定された量で最大限に増大させることができる。
【０００６】請求項２以下には、請求項１に記載のガス
／蒸気複合動力プラントの有利な改良形が記載されてい
る。
／蒸気複合動力プラントの有利な改良形が記載されてい
る。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
説明する。
【０００８】媒体の流れ方向は矢印で示してある。
【０００９】図１には、中間冷却と中間過熱とを行う、
組み合わされたガス／蒸気複合動力プラントの回路図が
示されている。この複合プラントにおける圧縮機段は２
つの部分圧縮機１，２に分割されている。これら２つの
圧縮機１，２の間には、つまり第１の圧縮機１の下流側
と第２の圧縮機２の上流側との間には、中間冷却器３が
接続されており、この中間冷却器では、部分圧縮された
空気が中間冷却される。この中間冷却器３において前記
中間冷却プロセスから生ぜしめられた熱水は、後置され
た蒸発器４に供給される。この蒸発器は単段式でも多段
式でもよい。この場所で蒸発が行われ、こうして得られ
た蒸気２０は、ガスターボ群の下流側に配置された蒸気
タービン６に適当な個所で供給される。この蒸気は、圧
力比に応じて２〜４ポイントの複合効率に寄与する。圧
縮機２からの圧縮された空気は、たとえば４５バールで
第１の熱ガス発生装置７に流入する。この熱ガス発生装
置７は燃焼器として構成されていると有利である。この
燃焼器では、前記空気が約３５０℃から約１３５０℃の
熱ガス温度にまで加熱される。この熱ガスは続いて高圧
タービン８に供給され、この高圧タービンでは、４５バ
ールから約１４バールへのガス膨張が行われる。熱ガス
の温度はこの高圧タービン８において１２００℃から約
８５０℃への混合値の低下を受ける。この高圧タービン
８からの排ガスは、有利には燃焼器として構成されてい
る第２の熱ガス発生装置９において、約１４００℃にま
で加熱され、これにより、この第２の燃焼器９に後置さ
れた低圧タービン１０に対しても１２００℃のバランス
のとれた平均タービン入口温度が得られる。第１の燃焼
器７も第２の燃焼器９も、液状および／またはガス状の
燃料を用いて運転可能である。両タービン８，１０のた
めの冷却空気流量はそれぞれ約１０〜１５％であり、圧
縮機１，２から適当な個所で取り出される（図１では認
められない）。低圧タービン１０では、約１４の圧力比
で膨張が行われ、この場合、前記低圧タービンの下流側
に後置された排熱回収ボイラ１１に流入する排ガスは、
約６００℃を有している。この場所では、蒸気が２つの
圧力段で形成されて、引き続き、後置された蒸気タービ
ン６に供給される。２圧力段式の排熱回収ボイラの代わ
りに、３圧力段式の排熱回収ボイラを使用することもで
きる。前記蒸気タービン６には、復水器１２が後置され
ており、この場合、冷却媒体１３としては、水または空
気を使用することができる。蒸気タービン６からの排蒸
気の凝縮物は次いで２つの部分流に分かれる。一方の部
分流１４はフィードポンプ１５を介して排熱回収ボイラ
１１に導入される。他方の部分流１６は別のフィードポ
ンプ１７を介して中間冷却器３と蒸発器４とを通って流
れる。中間冷却器３では、圧縮機１から到来する空気が
７０℃にまで再冷却され、この場合、水は約１８０〜２
００℃にまで昇温する。この水自体の再冷却は、蒸発器
４において蒸発熱が引き出されることにより行われる。
蒸発器４は脱ガス器としても使用され得る。ガスターボ
群も蒸気タービンも各１つの発電機１８，１９を駆動す
る。上で説明したような回路、つまり高圧タービン８の
下流側でかつ低圧タービン１０の上流側に配置された第
２の燃焼器９を備えたような回路は、少なくとも５ポイ
ントの複合効率に寄与するので、公知従来技術に属する
複合プラントの約５５％の効率収率から出発して、前記
蒸発器４で得られた蒸気２０を蒸気タービン６に導入す
ることから得られる効率改善を考慮すると、上で説明し
た回路では少なくとも６０％の効率が得られる訳であ
る。
組み合わされたガス／蒸気複合動力プラントの回路図が
示されている。この複合プラントにおける圧縮機段は２
つの部分圧縮機１，２に分割されている。これら２つの
圧縮機１，２の間には、つまり第１の圧縮機１の下流側
と第２の圧縮機２の上流側との間には、中間冷却器３が
接続されており、この中間冷却器では、部分圧縮された
空気が中間冷却される。この中間冷却器３において前記
中間冷却プロセスから生ぜしめられた熱水は、後置され
た蒸発器４に供給される。この蒸発器は単段式でも多段
式でもよい。この場所で蒸発が行われ、こうして得られ
た蒸気２０は、ガスターボ群の下流側に配置された蒸気
タービン６に適当な個所で供給される。この蒸気は、圧
力比に応じて２〜４ポイントの複合効率に寄与する。圧
縮機２からの圧縮された空気は、たとえば４５バールで
第１の熱ガス発生装置７に流入する。この熱ガス発生装
置７は燃焼器として構成されていると有利である。この
燃焼器では、前記空気が約３５０℃から約１３５０℃の
熱ガス温度にまで加熱される。この熱ガスは続いて高圧
タービン８に供給され、この高圧タービンでは、４５バ
ールから約１４バールへのガス膨張が行われる。熱ガス
の温度はこの高圧タービン８において１２００℃から約
８５０℃への混合値の低下を受ける。この高圧タービン
８からの排ガスは、有利には燃焼器として構成されてい
る第２の熱ガス発生装置９において、約１４００℃にま
で加熱され、これにより、この第２の燃焼器９に後置さ
れた低圧タービン１０に対しても１２００℃のバランス
のとれた平均タービン入口温度が得られる。第１の燃焼
器７も第２の燃焼器９も、液状および／またはガス状の
燃料を用いて運転可能である。両タービン８，１０のた
めの冷却空気流量はそれぞれ約１０〜１５％であり、圧
縮機１，２から適当な個所で取り出される（図１では認
められない）。低圧タービン１０では、約１４の圧力比
で膨張が行われ、この場合、前記低圧タービンの下流側
に後置された排熱回収ボイラ１１に流入する排ガスは、
約６００℃を有している。この場所では、蒸気が２つの
圧力段で形成されて、引き続き、後置された蒸気タービ
ン６に供給される。２圧力段式の排熱回収ボイラの代わ
りに、３圧力段式の排熱回収ボイラを使用することもで
きる。前記蒸気タービン６には、復水器１２が後置され
ており、この場合、冷却媒体１３としては、水または空
気を使用することができる。蒸気タービン６からの排蒸
気の凝縮物は次いで２つの部分流に分かれる。一方の部
分流１４はフィードポンプ１５を介して排熱回収ボイラ
１１に導入される。他方の部分流１６は別のフィードポ
ンプ１７を介して中間冷却器３と蒸発器４とを通って流
れる。中間冷却器３では、圧縮機１から到来する空気が
７０℃にまで再冷却され、この場合、水は約１８０〜２
００℃にまで昇温する。この水自体の再冷却は、蒸発器
４において蒸発熱が引き出されることにより行われる。
蒸発器４は脱ガス器としても使用され得る。ガスターボ
群も蒸気タービンも各１つの発電機１８，１９を駆動す
る。上で説明したような回路、つまり高圧タービン８の
下流側でかつ低圧タービン１０の上流側に配置された第
２の燃焼器９を備えたような回路は、少なくとも５ポイ
ントの複合効率に寄与するので、公知従来技術に属する
複合プラントの約５５％の効率収率から出発して、前記
蒸発器４で得られた蒸気２０を蒸気タービン６に導入す
ることから得られる効率改善を考慮すると、上で説明し
た回路では少なくとも６０％の効率が得られる訳であ
る。
【００１０】図１に示したような回路の配置形式に関し
ては、約４５以上の大きな圧力比の理由で、２軸式ガス
タービンが使用されることが要求される。それというの
は、プロセス経過中での容積流量の変動が極めて大きい
からである。さらに、圧縮機出口温度を所定の範囲内に
保持するためには、既に図１につき説明したように圧縮
に中間冷却が行われる。流体力学的見地から見て理想的
な配置形式はもちろん、図２に示したような「コアエン
ジン」を備えたものである。コアエンジンとは、圧縮機
２と燃焼器７と高圧タービン８とを備えた、出力的にバ
ランス調整されたガスターボ群が同軸的に挿入されたも
のである。
ては、約４５以上の大きな圧力比の理由で、２軸式ガス
タービンが使用されることが要求される。それというの
は、プロセス経過中での容積流量の変動が極めて大きい
からである。さらに、圧縮機出口温度を所定の範囲内に
保持するためには、既に図１につき説明したように圧縮
に中間冷却が行われる。流体力学的見地から見て理想的
な配置形式はもちろん、図２に示したような「コアエン
ジン」を備えたものである。コアエンジンとは、圧縮機
２と燃焼器７と高圧タービン８とを備えた、出力的にバ
ランス調整されたガスターボ群が同軸的に挿入されたも
のである。
【００１１】図２には、ガスターボ群に関して原則的に
図１の場合と同じ回路が、流体力学的に見て理想的な配
置形式において示されている。ただし、このような２軸
式の同軸配置形式においては、第１の燃焼器７の下流側
と第２の燃焼器９の下流側とで熱ガス導管が排除されて
いる。このためには、たとえば燃焼器が環状燃焼器とし
て構成されている。当然ながら、このことは両燃焼器に
ついて云えることである。これらの燃焼器は等圧式（is
obare）の燃焼器の代わりに、等容積式（isocore）の燃
焼器であってもよい。等容積式の燃焼器の場合には、燃
焼室としてセルホイールの個々のセルを使用することが
できる。
図１の場合と同じ回路が、流体力学的に見て理想的な配
置形式において示されている。ただし、このような２軸
式の同軸配置形式においては、第１の燃焼器７の下流側
と第２の燃焼器９の下流側とで熱ガス導管が排除されて
いる。このためには、たとえば燃焼器が環状燃焼器とし
て構成されている。当然ながら、このことは両燃焼器に
ついて云えることである。これらの燃焼器は等圧式（is
obare）の燃焼器の代わりに、等容積式（isocore）の燃
焼器であってもよい。等容積式の燃焼器の場合には、燃
焼室としてセルホイールの個々のセルを使用することが
できる。
【００１２】圧縮機２と燃焼器７と高圧タービン８とを
有する、出力的にバランス調整されたガスターボ群は同
軸的に嵌め込まれて１つのユニットを形成しており、こ
のユニットの回転数は、圧縮機１と燃焼室９と低圧ター
ビン１０とを備えた低圧群の回転数とは無関係であり、
このユニットの回転数は一般に比較的高く設定されてい
る。これにより、このユニットは、圧力増幅ユニットと
呼ぶことができる。したがって、低圧ユニットは基本ユ
ニットを形成している。このような配置構成は組立てユ
ニットシステムにとって理想的である。前記基本ユニッ
トは５０Hzまたは６０Hzに対してもほぼ同じ質量流量で
設計され得るので、この組立てユニットシステムの使用
能力を最大限に拡げることができる。
有する、出力的にバランス調整されたガスターボ群は同
軸的に嵌め込まれて１つのユニットを形成しており、こ
のユニットの回転数は、圧縮機１と燃焼室９と低圧ター
ビン１０とを備えた低圧群の回転数とは無関係であり、
このユニットの回転数は一般に比較的高く設定されてい
る。これにより、このユニットは、圧力増幅ユニットと
呼ぶことができる。したがって、低圧ユニットは基本ユ
ニットを形成している。このような配置構成は組立てユ
ニットシステムにとって理想的である。前記基本ユニッ
トは５０Hzまたは６０Hzに対してもほぼ同じ質量流量で
設計され得るので、この組立てユニットシステムの使用
能力を最大限に拡げることができる。
【００１３】当然ながら、単軸式の配置形式をとること
も技術的には排除されていない。ただし、このような配
置形式を用いると、圧力比の点で最適となる配置形式に
比べて２〜３の効率ポイントが犠牲にされる。比出力に
関しては、約１５％の減少を覚悟しなければならない。
その代り、コントロール兼セーフティシステムが単純と
なるという運転上の利点が得られる。効率の点で見た部
分負荷特性は、単軸構造に基づきそれほど深刻には損な
われない。なぜならば、場合によっては圧縮機用の前導
管列調整(Vorleitreihenverstellung)に関係した吸込空
気予熱により、部分負荷時の極めて良好な効率特性が得
られるからである。さらに、純然たるガスタービンとし
ては、つまり蒸気タービンが後置されていないガスター
ビンとしては、中間加熱が効率の点で全く効果のないこ
とが判っている。逆に、減少を覚悟しなければならな
い。しかしながら、中間加熱を伴う中間冷却または中間
加熱を伴わない中間冷却は大きな圧力比において上記程
度の効率を改善する。比出力は中間過熱を行うだけでも
約２０％だけ増大し、中間加熱と中間冷却とを併用する
と約２／３も増大する。
も技術的には排除されていない。ただし、このような配
置形式を用いると、圧力比の点で最適となる配置形式に
比べて２〜３の効率ポイントが犠牲にされる。比出力に
関しては、約１５％の減少を覚悟しなければならない。
その代り、コントロール兼セーフティシステムが単純と
なるという運転上の利点が得られる。効率の点で見た部
分負荷特性は、単軸構造に基づきそれほど深刻には損な
われない。なぜならば、場合によっては圧縮機用の前導
管列調整(Vorleitreihenverstellung)に関係した吸込空
気予熱により、部分負荷時の極めて良好な効率特性が得
られるからである。さらに、純然たるガスタービンとし
ては、つまり蒸気タービンが後置されていないガスター
ビンとしては、中間加熱が効率の点で全く効果のないこ
とが判っている。逆に、減少を覚悟しなければならな
い。しかしながら、中間加熱を伴う中間冷却または中間
加熱を伴わない中間冷却は大きな圧力比において上記程
度の効率を改善する。比出力は中間過熱を行うだけでも
約２０％だけ増大し、中間加熱と中間冷却とを併用する
と約２／３も増大する。
【図１】本発明によるガス／蒸気複合動力プラントの回
路図である。
路図である。
【図２】ガスタービンの２軸式の同軸配置形式を示す回
路図である。
路図である。
１，２ 圧縮機、 ３ 中間冷却器、 ４ 蒸発器、
６ 蒸気タービン、７ 熱ガス発生装置、 ８ 高圧タ
ービン、 ９ 燃焼器、 １０ 低圧タービン、 １１
排熱回収ボイラ、 １２ 復水器、 １３ 冷却媒
体、 １４ 部分流、 １５ フィードポンプ、 １６
部分流、 １７ フィードポンプ、１８，１９ 発電
機、 ２０ 蒸気
６ 蒸気タービン、７ 熱ガス発生装置、 ８ 高圧タ
ービン、 ９ 燃焼器、 １０ 低圧タービン、 １１
排熱回収ボイラ、 １２ 復水器、 １３ 冷却媒
体、 １４ 部分流、 １５ フィードポンプ、 １６
部分流、 １７ フィードポンプ、１８，１９ 発電
機、 ２０ 蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ａ 7910−3Ｇ 7/143 7910−3Ｇ (72)発明者 アルフレート ホイザーマン スイス国 リーデン ボルディシュトラー セ 48 (72)発明者 ハンス ヴェットシュタイン スイス国 フィスリスバッハ クラーラシ ュトラーセ 12
Claims (6)
- 【請求項１】 組み合わされたガス／蒸気複合動力プラ
ントであって、主として、化石燃料を供給される少なく
とも１つのガスターボ群と、少なくとも１つの蒸気循環
路と、前記ガスターボ群に後置された少なくとも１つの
排熱回収ボイラとが設けられていて、該排熱回収ボイラ
に、前記ガスターボ群の排ガスが供給されるようになっ
ている形式のものにおいて、ガスターボ群が、少なくと
も２つの圧縮機（１，２）と、少なくとも２つのガスタ
ービン（８，１０）とから成っており、第１の圧縮機
（１）の下流側に中間冷却器（３）が配置されていて、
該中間冷却器（３）の冷却側に、該中間冷却器に作用接
続している蒸発器（４）が配置されており、該蒸発器
（４）からの蒸気量（２０）が、蒸気循環路に設けられ
た蒸気タービン（６）に導入されるようになっており、
第１のガスタービン（８）の下流側に熱ガス形成手段
（９）が設けられていることを特徴とする、組み合わさ
れたガス／蒸気複合動力プラント。 - 【請求項２】 前記熱ガス形成手段が燃焼器（９）とし
て構成されている、請求項１記載のガス／蒸気複合動力
プラント。 - 【請求項３】 ガスターボ群が、第１の圧縮機（１）と
燃焼器（９）と第２のガスタービン（１０）とを備えた
基本ユニットと、第２の圧縮機（２）と燃焼器（７）と
第１のガスタービン（８）とを備えた圧力増幅ユニット
とから成っている、請求項１または２記載のガス／蒸気
複合動力プラント。 - 【請求項４】 前記基本ユニット（１，９，１０）が、
前記圧力増幅ユニット（２，７，８）に対して２軸式に
構成されている、請求項３記載のガス／蒸気複合動力プ
ラント。 - 【請求項５】 前記燃焼器（７，９）が、等圧式または
等容積式の装置として構成されている、請求項３記載の
ガス／蒸気複合動力プラント。 - 【請求項６】 前記基本ユニット（１，９，１０）が、
ほぼ等しい質量流量において５０Hzまたは６０Hzで運転
可能である、請求項３記載のガス／蒸気複合動力プラン
ト。
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|---|---|---|---|
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| DE4118062.3 | 1991-06-01 |
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|---|---|
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| CN112154262A (zh) * | 2018-05-22 | 2020-12-29 | 西门子股份公司 | 具有膨胀机的扩展的燃气轮机工艺 |
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