JPH05312054A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントInfo
- Publication number
- JPH05312054A JPH05312054A JP11657892A JP11657892A JPH05312054A JP H05312054 A JPH05312054 A JP H05312054A JP 11657892 A JP11657892 A JP 11657892A JP 11657892 A JP11657892 A JP 11657892A JP H05312054 A JPH05312054 A JP H05312054A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- steam
- shaft
- pressure
- steam turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、蒸気タービンの内部効率を
向上させると共に軸スパンを短縮し建屋のコンパクト化
が可能となるコンバインドサイクル発電プラントを得る
ことにある。 【構成】 本発明のコンバインドサイクル発電プラント
は、蒸気タービンの高圧部もしくは中高圧部を１軸目
に、低圧蒸気タービンを２軸目に配置し、蒸気タービン
を大容量化しその効率を向上させることを特徴とするも
のである。
向上させると共に軸スパンを短縮し建屋のコンパクト化
が可能となるコンバインドサイクル発電プラントを得る
ことにある。 【構成】 本発明のコンバインドサイクル発電プラント
は、蒸気タービンの高圧部もしくは中高圧部を１軸目
に、低圧蒸気タービンを２軸目に配置し、蒸気タービン
を大容量化しその効率を向上させることを特徴とするも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン、蒸気タ
ービン及び発電機を同軸に接続した一軸型コンバインド
サイクル発電プラントに関する。
ービン及び発電機を同軸に接続した一軸型コンバインド
サイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、火力発電所としては化石燃料の節
約及び経済性、環境問題の向上を目的とし、ガスタービ
ン、廃熱回収ボイラ、蒸気タービン、発電機を組合せた
コンバインドサイクル発電プラントの需要が高まってき
ている。
約及び経済性、環境問題の向上を目的とし、ガスタービ
ン、廃熱回収ボイラ、蒸気タービン、発電機を組合せた
コンバインドサイクル発電プラントの需要が高まってき
ている。
【０００３】中でも、ガスタービン、蒸気タービン及び
発電機を同軸に接続した一軸型コンバインドサイクル発
電プラントは、発電機が１台で済み、しかも軸系の起動
や監視が簡素化されるというメリットを有していること
から多用される傾向にある。
発電機を同軸に接続した一軸型コンバインドサイクル発
電プラントは、発電機が１台で済み、しかも軸系の起動
や監視が簡素化されるというメリットを有していること
から多用される傾向にある。
【０００４】図３は、従来のコンバインドサイクル発電
プラントの一例を示すものである。ガスタービン１、コ
ンプレッサ２、高中圧蒸気タービン３、低圧蒸気タービ
ン４、発電機５の各ロータが共通の１軸上に配置されて
いる。このらの軸は、一軸型コンバインドサイクルの大
容量化、高効率化に伴ない全てリジッドカップリングに
て接続される。この軸構成の一部である蒸気タービンは
プラントサイクルの高効率を計るため再熱サイクルと
し、２車室以上を有している。１台のガスタービンから
発生する排気ガスを用いて、排熱回収ボイラ７にて、蒸
気を発生させ同軸にある蒸気タービン蒸気を挿入し動力
を得るようにしている。
プラントの一例を示すものである。ガスタービン１、コ
ンプレッサ２、高中圧蒸気タービン３、低圧蒸気タービ
ン４、発電機５の各ロータが共通の１軸上に配置されて
いる。このらの軸は、一軸型コンバインドサイクルの大
容量化、高効率化に伴ない全てリジッドカップリングに
て接続される。この軸構成の一部である蒸気タービンは
プラントサイクルの高効率を計るため再熱サイクルと
し、２車室以上を有している。１台のガスタービンから
発生する排気ガスを用いて、排熱回収ボイラ７にて、蒸
気を発生させ同軸にある蒸気タービン蒸気を挿入し動力
を得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のコンバインドサイクルにおいては、１台のガスタ
ービンの排熱を利用して、１台の蒸気タービンの動力を
得るようなものであるため、蒸気タービンの容量は、ガ
スタービンの排熱量によって決定される。従来の一軸型
コンバインドサイクルプラントの蒸気タービンの容量と
しては、最大でも100ＭＷ程度であった。このため、蒸
気タービンの内部効率は、圧力の高い高圧、中圧部にお
いて、通過体積、蒸気流量が小さいため、大容量の蒸気
タービンに比べ流体特性上劣化は否めない。
従来のコンバインドサイクルにおいては、１台のガスタ
ービンの排熱を利用して、１台の蒸気タービンの動力を
得るようなものであるため、蒸気タービンの容量は、ガ
スタービンの排熱量によって決定される。従来の一軸型
コンバインドサイクルプラントの蒸気タービンの容量と
しては、最大でも100ＭＷ程度であった。このため、蒸
気タービンの内部効率は、圧力の高い高圧、中圧部にお
いて、通過体積、蒸気流量が小さいため、大容量の蒸気
タービンに比べ流体特性上劣化は否めない。
【０００６】また、全ての軸をリジッドカップリングに
て接続しているため、軸系としてスラスト軸受10を１箇
所にしか設置できず、従来のコンバインドサイクルにお
いて、スラスト軸受10の設置箇所は、コンプレッサ２と
高中圧タービン３の間が伸び差の関係上最適である。こ
のため、低圧タービン４の伸び差は図４に示すように過
大となり、低圧タービン４の内部効率も若干劣化する。
て接続しているため、軸系としてスラスト軸受10を１箇
所にしか設置できず、従来のコンバインドサイクルにお
いて、スラスト軸受10の設置箇所は、コンプレッサ２と
高中圧タービン３の間が伸び差の関係上最適である。こ
のため、低圧タービン４の伸び差は図４に示すように過
大となり、低圧タービン４の内部効率も若干劣化する。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、従来の一軸型コンバインドサイクルを２軸
以上有するプラントにおいて、その一構成である蒸気タ
ービンの高中圧タービン３、低圧タービン４を各軸に振
り分け、蒸気タービンを大容量化しその内部効率を向上
させると共に、軸スパンを短縮し、建屋のコンパクト化
が可能となるコンバインドサイクル発電プラントを提供
することを目的とするものである。
れたもので、従来の一軸型コンバインドサイクルを２軸
以上有するプラントにおいて、その一構成である蒸気タ
ービンの高中圧タービン３、低圧タービン４を各軸に振
り分け、蒸気タービンを大容量化しその内部効率を向上
させると共に、軸スパンを短縮し、建屋のコンパクト化
が可能となるコンバインドサイクル発電プラントを提供
することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービ
ン、コンプレッサ、蒸気タービンおよび発電機をリジッ
ドカップリングにて連結した一軸型コンバインドサイク
ルを２軸以上有するプラントにおいて、蒸気タービンの
高中圧タービンを１軸目に、低圧タービンを２軸目以降
に振り分け、２台以上のガスタービンの排熱より発生す
る蒸気を１台の高中圧蒸気タービンに送入し、中圧排気
蒸気を気筒連絡管にて他軸にある低圧タービンに送入す
るようにしたことを特徴とするものである。
ン、コンプレッサ、蒸気タービンおよび発電機をリジッ
ドカップリングにて連結した一軸型コンバインドサイク
ルを２軸以上有するプラントにおいて、蒸気タービンの
高中圧タービンを１軸目に、低圧タービンを２軸目以降
に振り分け、２台以上のガスタービンの排熱より発生す
る蒸気を１台の高中圧蒸気タービンに送入し、中圧排気
蒸気を気筒連絡管にて他軸にある低圧タービンに送入す
るようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】上述のような構成のコンバインドサイクルにお
いては、高中圧タービンが２台以上のガスタービンの排
熱を回収した蒸気にて運用されるため、高中圧タービン
の通過蒸気流量が２倍以上となる。このため、高中圧タ
ービンの蒸気通路部を大きくすることが可能で、高中圧
タービンの内部効率を向上させることが可能となる。ま
た、低圧タービンは、高中圧部にて発生する伸び差がな
くなるため、低圧タービン内の伸び差が非常に小さくな
り、内部効率を向上することができる。
いては、高中圧タービンが２台以上のガスタービンの排
熱を回収した蒸気にて運用されるため、高中圧タービン
の通過蒸気流量が２倍以上となる。このため、高中圧タ
ービンの蒸気通路部を大きくすることが可能で、高中圧
タービンの内部効率を向上させることが可能となる。ま
た、低圧タービンは、高中圧部にて発生する伸び差がな
くなるため、低圧タービン内の伸び差が非常に小さくな
り、内部効率を向上することができる。
【００１０】さらに、１軸を構成するロータが高中圧ロ
ータと、低圧ロータを２軸に振り分けるため、１軸とし
ての全長が短縮でき、建屋スペースがコンパクトとな
り、建設コストも小さくすることが可能となる。
ータと、低圧ロータを２軸に振り分けるため、１軸とし
ての全長が短縮でき、建屋スペースがコンパクトとな
り、建設コストも小さくすることが可能となる。
【００１１】
【実施例】次に、図１を参照しながら、本発明の一実施
例を説明する。なお、図１において、図３における同一
部分には同一符号を付し、重複する部分の説明は省略す
る。
例を説明する。なお、図１において、図３における同一
部分には同一符号を付し、重複する部分の説明は省略す
る。
【００１２】図１は本発明に係る一軸型コンバインドサ
イクル発電プラントの機器構成を例示するもので、蒸気
タービンとしては高中圧（以下、ＨＩＰという）蒸気タ
ービン３と、低圧（以下、ＬＰという）蒸気タービン４
との２車室以上のものが使用されている。そして、Ａ軸
には、ガスタービン１、コンプレッサ２、及びＨＩＰ蒸
気タービン３と発電機５、Ｂ軸には、ガスタービン１、
コンプレッサ２、ＬＰ蒸気タービン４及び発電機５と１
軸にリジッドカップリングにて連結されている。
イクル発電プラントの機器構成を例示するもので、蒸気
タービンとしては高中圧（以下、ＨＩＰという）蒸気タ
ービン３と、低圧（以下、ＬＰという）蒸気タービン４
との２車室以上のものが使用されている。そして、Ａ軸
には、ガスタービン１、コンプレッサ２、及びＨＩＰ蒸
気タービン３と発電機５、Ｂ軸には、ガスタービン１、
コンプレッサ２、ＬＰ蒸気タービン４及び発電機５と１
軸にリジッドカップリングにて連結されている。
【００１３】蒸気サイクルとしては、ＬＰタービン４か
らの排気蒸気が復水器６にて復水され、各軸のガスター
ビンの排熱を利用する廃熱回収ボイラ（以下、ＨＲＢと
いう）７にて熱交換され、高圧、高温蒸気となる。この
２台のＨＲＢ７から発生する蒸気を合流し、ＨＩＰター
ビン３に送入する。また、ＨＩＰタービン３の中圧部か
らの排気蒸気は、気筒連絡管８によってＬＰタービン４
に送入されるサイクルである。
らの排気蒸気が復水器６にて復水され、各軸のガスター
ビンの排熱を利用する廃熱回収ボイラ（以下、ＨＲＢと
いう）７にて熱交換され、高圧、高温蒸気となる。この
２台のＨＲＢ７から発生する蒸気を合流し、ＨＩＰター
ビン３に送入する。また、ＨＩＰタービン３の中圧部か
らの排気蒸気は、気筒連絡管８によってＬＰタービン４
に送入されるサイクルである。
【００１４】上述のような構成のコンバインドサイクル
発電プラントにおいては、１台のＨＩＰタービン３が、
２台のガスタービン１の廃熱を利用した蒸気を使用する
ため、従来の一軸型コンバインドサイクルのＨＩＰター
ビン３に対して、２倍の蒸気を使用することになる。し
たがって、ＨＩＰタービン３の容量としては、従来のも
のに比べ２倍となる。従来の一軸型コンバインドサイク
ル蒸気タービンの容量は、最大でも 100ＭＷ級であるた
め、この実施例のＨＩＰタービン３は 200ＭＷ級とな
り、同一蒸気条件にてその内部効率は、１％以上向上す
ることができる。
発電プラントにおいては、１台のＨＩＰタービン３が、
２台のガスタービン１の廃熱を利用した蒸気を使用する
ため、従来の一軸型コンバインドサイクルのＨＩＰター
ビン３に対して、２倍の蒸気を使用することになる。し
たがって、ＨＩＰタービン３の容量としては、従来のも
のに比べ２倍となる。従来の一軸型コンバインドサイク
ル蒸気タービンの容量は、最大でも 100ＭＷ級であるた
め、この実施例のＨＩＰタービン３は 200ＭＷ級とな
り、同一蒸気条件にてその内部効率は、１％以上向上す
ることができる。
【００１５】また、２車室以上有する蒸気タービンにお
いて、図１のような構成とすると、各軸のスラスト軸受
10は、Ａ軸はコンプレッサ２とＨＩＰ蒸気タービン３、
Ｂ軸はコンプレッサ２とＬＰ蒸気タービン４との間に各
々設置できる。
いて、図１のような構成とすると、各軸のスラスト軸受
10は、Ａ軸はコンプレッサ２とＨＩＰ蒸気タービン３、
Ｂ軸はコンプレッサ２とＬＰ蒸気タービン４との間に各
々設置できる。
【００１６】したがって、図２に示すように、ＨＩＰ蒸
気タービン３の伸び差は従来と同等であるが、ＬＰ蒸気
タービン４は、ＨＩＰ蒸気タービン３にて発生する伸び
差の影響がなくなるため、非常に小さな伸び差となる。
このため、ＬＰ蒸気タービン４の軸方向間隙を小さくす
ることが可能であり、蒸気のシール効果が大となり、Ｌ
Ｐ蒸気タービン４の内部効率を向上することが可能であ
る。さらに、従来のコンバインドサイクルに比べ、１軸
に使用するロータが４本から３本となるため、１軸の全
長が大きく短縮することとなる。
気タービン３の伸び差は従来と同等であるが、ＬＰ蒸気
タービン４は、ＨＩＰ蒸気タービン３にて発生する伸び
差の影響がなくなるため、非常に小さな伸び差となる。
このため、ＬＰ蒸気タービン４の軸方向間隙を小さくす
ることが可能であり、蒸気のシール効果が大となり、Ｌ
Ｐ蒸気タービン４の内部効率を向上することが可能であ
る。さらに、従来のコンバインドサイクルに比べ、１軸
に使用するロータが４本から３本となるため、１軸の全
長が大きく短縮することとなる。
【００１７】図１の実施例では、２軸について説明した
ものであるが、３軸以上となった場合、ＨＩＰタービン
３を１軸に、他の軸はＬＰタービン１台ずつ配置し、中
圧排気蒸気を蒸気ヘッダに送入し、各軸に振り分けるこ
とも可能である。この場合、ＨＩＰタービン３は、さら
に大容量となり、その内部効率は２軸の場合に比べさら
に上昇する。
ものであるが、３軸以上となった場合、ＨＩＰタービン
３を１軸に、他の軸はＬＰタービン１台ずつ配置し、中
圧排気蒸気を蒸気ヘッダに送入し、各軸に振り分けるこ
とも可能である。この場合、ＨＩＰタービン３は、さら
に大容量となり、その内部効率は２軸の場合に比べさら
に上昇する。
【００１８】このように、ガスタービン１を複数軸有す
るコンバインドサイクルプラントにおいて、蒸気タービ
ンのＨＩＰ蒸気タービン３とＬＰ蒸気タービン４をその
軸数及び運用を考慮し、最適な振り分け方が計画でき
る。
るコンバインドサイクルプラントにおいて、蒸気タービ
ンのＨＩＰ蒸気タービン３とＬＰ蒸気タービン４をその
軸数及び運用を考慮し、最適な振り分け方が計画でき
る。
【００１９】
【発明の効果】上述したごとく、本発明によれば３車室
以上の蒸気タービンにて構成される一軸型コンバインド
サイクル発電プラントを２軸以上有するコンバインドサ
イクルプラントにおいて、一軸型の有利性は維持し、か
つ、蒸気タービンを大容量化することで、蒸気タービン
の効率を向上することができる。
以上の蒸気タービンにて構成される一軸型コンバインド
サイクル発電プラントを２軸以上有するコンバインドサ
イクルプラントにおいて、一軸型の有利性は維持し、か
つ、蒸気タービンを大容量化することで、蒸気タービン
の効率を向上することができる。
【００２０】かつ、蒸気タービンをＨＩＰタービンとＬ
Ｐタービンを別軸に振り分けることで、ＬＰタービンの
軸方向間隙を小さくすることができ、ＬＰタービンの効
率が向上し、さらに、１軸の全長を短縮できるため、建
設コストを小さくすることができる。
Ｐタービンを別軸に振り分けることで、ＬＰタービンの
軸方向間隙を小さくすることができ、ＬＰタービンの効
率が向上し、さらに、１軸の全長を短縮できるため、建
設コストを小さくすることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の特性の説明図。
【図３】従来例を示すブロック図。
【図４】従来例の特性の説明図。
１…ガスタービン、 ２…コンプレッサ、３…高
中圧タービン、 ４…低圧蒸気タービン、５…発電
機、 ６…復水器、７…廃熱回収ボイラ、
８…気筒連絡管、10…スラスト軸受。
中圧タービン、 ４…低圧蒸気タービン、５…発電
機、 ６…復水器、７…廃熱回収ボイラ、
８…気筒連絡管、10…スラスト軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成冨 武 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービン、蒸気タービン、発電機を
同軸に連結し、その連結した軸を複数有するコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、前記蒸気タービンの
高圧部もしくは高中圧部を１軸目に、低圧蒸気タービン
を２軸目以降に配置し、蒸気タービンを大容量化しその
効率を向上させることを特徴とするコンバインドサイク
ル発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11657892A JPH05312054A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | コンバインドサイクル発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11657892A JPH05312054A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | コンバインドサイクル発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312054A true JPH05312054A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14690593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11657892A Pending JPH05312054A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312054A (ja) |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11657892A patent/JPH05312054A/ja active Pending
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