JPH05296407A - 排気再燃形コンバインドサイクル発電設備 - Google Patents

排気再燃形コンバインドサイクル発電設備

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Publication number
JPH05296407A
JPH05296407A JP9637092A JP9637092A JPH05296407A JP H05296407 A JPH05296407 A JP H05296407A JP 9637092 A JP9637092 A JP 9637092A JP 9637092 A JP9637092 A JP 9637092A JP H05296407 A JPH05296407 A JP H05296407A
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JP
Japan
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gas
feed water
boiler
exhaust gas
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP9637092A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Kaneko
和正 金子
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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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05296407A publication Critical patent/JPH05296407A/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

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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】 【目的】部分負荷時においても給水再循環ラインエロー
ジョン、給水流量制御への外乱などの不具合を発生させ
ることなく、ボイラ節炭器でのスチーミングを防止す
る。 【構成】ガスタービン33排気をボイラ35の燃焼用空
気として使用し、このボイラ35の排ガスで蒸気サイク
ル系の給水を加熱するスタックガスクーラ37を設けた
排気再燃形コンバインドサイクル発電設備において、ス
タックガスクーラ37に対して排ガス上流側に設置され
ガス冷却用の冷却水を導入してスタックガスクーラ37
の給水温度を制御する給水温度制御用ガスクーラ36を
備えたものである。

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排気をボイ
ラの燃焼用空気として使用する排気再燃形コンバインド
サイクル発電設備に関する。
【0002】
【従来の技術】排気再燃形コンバインドサイクル発電設
備のシステムの一例を図2に示す。このシステムはガス
サイクル系と蒸気サイクル系とから大略構成され、ガス
サイクル系において、圧縮機1で圧縮された空気は燃焼
器2に導かれ、燃料を燃焼しガスタービン3を通してガ
スタービン発電機4を駆動させる。このガスタービン3
にて仕事をしたガスタービン排ガスは次段のボイラ5に
導かれ、このボイラ5の燃焼用空気として利用され、ボ
イラ排ガスとなる。このボイラ排ガスはさらにスタック
ガスクーラ(以下、SGCという。)6に導かれ、蒸気
サイクル系の給水加熱用として利用された後、系外に排
出される。
【0003】一方、蒸気サイクル系においてボイラ5に
て発生した蒸気は、主蒸気管7により高圧蒸気タービン
8へ導かれる。この高圧蒸気タービン8で仕事をした蒸
気は、低温再燃蒸気管9により、再熱器10へ至る。こ
の再熱器10で加熱された蒸気は、高温再燃蒸気管11
によって中圧蒸気タービン12へ導かれる。この中圧蒸
気タービン12で仕事をした蒸気は、クロスオーバー管
13により低圧蒸気タービン14へ導かれる。したがっ
て、高圧蒸気タービン8、中圧蒸気タービン12、およ
び低圧蒸気タービン14は発電機15を駆動させる。
【0004】さらに、低圧蒸気タービン14で仕事をし
た蒸気は、復水器16へ導かれて復水となる。この復水
器16で復水となった水は、復水ポンプ17により加圧
され、復水管18を介し低圧給水加熱器19a,19
b,19cにより加熱された後、脱気器20にて脱気さ
れ、その脱気された水は給水管21を介し給水ポンプ2
2でさらに加圧され、給水流量調節弁23または24を
経て高圧給水加熱器25a,25b,25cまたはSG
C6で加熱され、それぞれ高圧給水加熱器出口弁26ま
たはスタックガスクーラ出口弁27を経てボイラ1に至
り、これら一連のサイクルを繰り返す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記排気再燃形コンバ
インドサイクル発電設備のシステムにおいて、ガスター
ビン3は常に一定回転で運転する必要があることなどの
制約から、ガスタービン排ガス量は部分負荷であっても
ほとんど減少しない。
【0006】しかしながら、蒸気サイクル系では部分負
荷になると、負荷にほぼ比例して主蒸気量、給水量は減
少する。つまり、部分負荷時にはSGC6を通過する給
水量が減少するにもかかわらず、加熱源として定格時と
同程度の排ガスがSGC6に供給される状況が発生し、
給水が必要以上に加熱され、ボイラ節炭器で給水のスチ
ーミングが発生するという問題点がある。
【0007】この問題点を解決するために従来のシステ
ムでは、SGC6にタービン8,12,14で必要とす
る給水量以上の給水を供給し、給水の温度上昇を抑え、
余剰な給水はSGC6出口から流量調節弁28,フラッ
シュ防止用オリフィス29などを介し、復水器16へ戻
す再循環ライン30を設けている。
【0008】しかし、この再循環ライン30では、高圧
且つ高温の給水を復水器16の真空まで減圧することに
なるため、流量調節弁28から復水器16の導入部にお
いて給水のフラッシュによるエロージョンなどの不具合
が発生し易いという問題点がある。
【0009】また、余剰の給水を給水ポンプ22で昇圧
することになるため、大きな動力損失が生じる。さら
に、給水流量制御上も給水指令と独立してSGC6出口
温度により給水流量を変化させる必要があるため、給水
流量制御に外乱を与える不具合も生ずる。
【0010】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、部分負荷時においても給水再循環ラインエロー
ジョン、給水流量制御への外乱などの不具合を発生させ
ることなく、ボイラ節炭器でのスチーミングを防止可能
な給水温度制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る排気再燃形
コンバインドサイクル発電設備は、上述した課題を解決
するために、ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気と
して使用し、このボイラの排ガスで蒸気サイクル系の給
水を加熱するスタックガスクーラを設けた排気再燃形コ
ンバインドサイクル発電設備において、上記スタックガ
スクーラに対して排ガス上流側に設置されガス冷却用の
冷却水を導入して上記スタックガスクーラの給水温度を
制御する給水温度制御用ガスクーラを備えたものであ
る。
【0012】
【作用】上記の構成を有する本発明においては、スタッ
クガスクーラに対して排ガス上流側に給水温度制御用ガ
スクーラを設置し、この給水温度制御用ガスクーラにガ
ス冷却用の冷却水を導入してスタックガスクーラの給水
温度を制御するようにしたので、部分負荷時においても
給水再循環ラインエロージョン、給水流量制御への外乱
などの不具合を発生させることなく、ボイラ節炭器での
スチーミングを防止することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図1は本発明に係る排気再燃形コンバイン
ドサイクル発電設備の一実施例を示す。この排気再燃形
コンバインドサイクル発電設備のシステムは、ガスサイ
クル系と蒸気サイクル系とから大略構成され、ガスサイ
クル系において、圧縮機31で圧縮された空気は燃焼器
32に導かれ、燃料を燃焼しガスタービン33を通して
ガスタービン発電機34を駆動させる。このガスタービ
ン34にて仕事をしたガスタービン排ガスは次段のボイ
ラ35に導かれ、このボイラ35の燃焼用空気として利
用され、ボイラ排ガスとなる。このボイラ排ガスは給水
温度制御用クーラ(以下、FGCという。)36を経て
SGC37に導かれ、このSGC37により蒸気サイク
ル系の給水加熱用として利用された後、系外に排出され
る。
【0015】一方、蒸気サイクル系においてボイラ35
にて発生した蒸気は、主蒸気管38により高圧蒸気ター
ビン39へ導かれる。この高圧蒸気タービン39で仕事
をした蒸気は、低温再燃蒸気管40により、再熱器41
へ至る。この再熱器41で加熱された蒸気は、高温再燃
蒸気管42によって中圧蒸気タービン43へ導かれる。
この中圧蒸気タービン43で仕事をした蒸気は、クロス
オーバー管44により低圧蒸気タービン45へ導かれ
る。したがって、高圧蒸気タービン39、中圧蒸気ター
ビン43、および低圧蒸気タービン45は発電機46を
駆動させる。
【0016】さらに、低圧蒸気タービン45で仕事をし
た蒸気は、復水器47へ導かれて復水となる。この復水
器47で復水となった水は、復水ポンプ48により加圧
され、復水管49を介し低圧給水加熱器50a,50
b,50cにより加熱された後、脱気器51にて脱気さ
れ、その脱気された水は給水管52を介し給水ポンプ5
3でさらに加圧され、給水流量調節弁54または55を
経て高圧給水加熱器56a,56b,56cまたはSG
C37で加熱され、それぞれ高圧給水加熱器出口弁57
またはスタックガスクーラ出口弁58を経てボイラ35
に至り、これら一連のサイクルを繰り返す。
【0017】ところで、SGC37に対してボイラ35
の排ガス上流側(排ガスの高温側)に設置されたFGC
36には、給水再循環ライン59に接続した給水再循環
用ポンプ60により補給水タンク61からの給水が抽出
される。そして、給水再循環ライン59にはSGC37
の出口側に設けた給水温度検出器62により流量調整さ
れる給水流量調整弁63が連結されている。
【0018】また、FGC36はここで収熱された給水
を調整弁64およびフラッシュ防止用オリフィス65を
経て復水器47に戻す一方、調整弁66を経て補給水タ
ンク61に返すための給水再循環ライン67を有してい
る。この調整弁64,66は復水器47のレベルコント
ローラ68の指令により開閉が制御される。次に、本実
施例の作用について説明する。
【0019】部分負荷時などにおいて蒸気タービン系と
して必要な給水流量に対し、給水の加熱源であるボイラ
排ガスが過剰に供給される状況になった場合、SGC3
7の出口給水は過度に昇温され、ボイラ節炭器でのスチ
ーミングが発生する危険性が発生する。すなわち、部分
負荷時にボイラ節炭器でスチーミングを発生させる原因
としては、部分負荷になった場合にもガスタービン33
の排ガスが定格時(100%負荷時)に比べほとんど減
少しないため、ほぼ負荷比例で減少する高圧蒸気タービ
ン39、中圧蒸気タービン43、および低圧蒸気タービ
ン45の給水に対し、過剰な排ガスが加熱源として供給
されるためである。
【0020】これを防止するため、SGC37の給水上
流側(ガスの高温側)に設置したFGC36に補給水タ
ンク61から適性量の冷却水を導入し、この冷却水で熱
交換してSGC37に入る排ガス系の熱量を減少させる
ことにより、SGC37出口給水の温度を調整する。こ
の時、SGC37出口給水温度はボイラ負荷に対して上
限値が設定されており、SGC24出口給水の温度が設
定値以下になるように給水流量調整弁63は調整されて
いる。これにより、ボイラ節炭器における圧力と給水温
度のアンバランスによるスチーミングを防止することが
できる。
【0021】つまり、本実施例ではボイラ負荷により予
め設定されたSGC37の出口温度上限値に対し、その
設定値以下となるようにFGC36への通水を給水流量
調整弁62で調整し、排ガス系の過剰な熱量を収熱す
る。その結果FGC36の出口排ガス温度、すなわちS
GC37の入口ガス温度が低下すると、SGC37にお
ける給水の収熱量が減少するため、ボイラ35の給水温
度の昇温を防止することができる。
【0022】また、FGC36にて収熱した給水は給水
再循環ライン67を通り復水器47に戻される。この
時、復水器47のホットウェルレベルが戻り給水により
高くなった場合、復水器47のレベルコントローラ68
の指令により、復水器47への調整弁64が開から閉に
作動し、補給水タンク61への調整弁66が閉から開方
向に作動して、復水器47のホットウェルレベルが調整
される。
【0023】このように本実施例によれば、給水温度制
御用の給水を系統上、かなり低温である補給水タンク6
1から抽出するため、制御用に必要な給水の絶対量が少
なくて済み、他の高温の抽出源に比べ、コンパクトな系
統を構成することが可能となる。そして、温度制御範囲
も広く設定することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排気
再燃形コンバインドサイクル発電設備によれば、スタッ
クガスクーラに対して排ガス上流側に給水温度制御用ガ
スクーラを設置しガス冷却用の冷却水を導入してスタッ
クガスクーラの給水温度を制御するようにしたので、部
分負荷時においても給水再循環ラインエロージョン、給
水流量制御への外乱などの不具合を発生させることな
く、ボイラ節炭器でのスチーミングを防止することがで
きる。その結果、プラント運用上における融通性を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る排気再燃形コンバインドサイクル
発電設備の一実施例を示す系統図。
【図2】従来の排気再燃形コンバインドサイクル発電設
備を示す系統図。
【符号の説明】
31 圧縮機 32 燃焼器 33 ガスタービン 34 ガスタービン発電機 35 ボイラ 36 給水温度制御用クーラ(FGC) 37 スタックガスクーラ(SGC) 39 高圧蒸気タービン 43 中圧蒸気タービン 45 低圧蒸気タービン 59 給水再循環ライン 60 給水再循環用ポンプ 61 補給水タンク給水温度検出器 62 給水温度検出器 63 給水流量調整弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気
    として使用し、このボイラの排ガスで蒸気サイクル系の
    給水を加熱するスタックガスクーラを設けた排気再燃形
    コンバインドサイクル発電設備において、上記スタック
    ガスクーラに対して排ガス上流側に設置されガス冷却用
    の冷却水を導入して上記スタックガスクーラの給水温度
    を制御する給水温度制御用ガスクーラを備えたことを特
    徴とする排気再燃形コンバインドサイクル発電設備。
JP9637092A 1992-04-16 1992-04-16 排気再燃形コンバインドサイクル発電設備 Pending JPH05296407A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411926A1 (de) * 1993-04-08 1994-10-13 Toyoda Automatic Loom Works Taumelscheibenkompressor mit variabler Förderleistung
DE19515658A1 (de) * 1994-04-28 1995-11-02 Toyoda Automatic Loom Works Taumelscheibenkompressor mit schwenkbarer Taumelscheibe
JP2021067420A (ja) * 2019-10-25 2021-04-30 日鉄エンジニアリング株式会社 排熱回収システム

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