JPH0617606A - コンバインドプラント - Google Patents

コンバインドプラント

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JPH0617606A
JPH0617606A JP17458692A JP17458692A JPH0617606A JP H0617606 A JPH0617606 A JP H0617606A JP 17458692 A JP17458692 A JP 17458692A JP 17458692 A JP17458692 A JP 17458692A JP H0617606 A JPH0617606 A JP H0617606A
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water heater
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heater
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Akihiro Kawauchi
章弘 川内
Hideaki Komatsu
秀明 小松
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    • 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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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 排気再燃コンバインドプラントにおいて、部
分負荷時の給水加熱器をウオーミングすることで、給水
加熱器を高負荷相当に保持し、負荷変化時の温度変化を
低減し、プラント運用性を向上させ、かつ信頼性も確保
する。 【構成】 ガス給水加熱器4の出口からの給水を給水加
熱器3の入口に、ガス給水加熱器連結管13を接続する
ことで、給水加熱器3を高負荷(50%以上)時の給水温
度相当にウオーミング可能とした。また、抽気ウオーミ
ング系統を設置することで、抽気系のウオーミングを可
能とし、さらにプラント運用性を向上させた。 【効果】 給水加熱器を部分負荷時にも高負荷(50%以
上)時と同じ温度に保持可能であるため、給水加熱器ウ
オーミング操作が不要となり、負荷変化特性が向上する
と共に、温度変化が低減されるので寿命消費も少なくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンバインドプラント
に関するもので、特に、蒸気タービンプラントの給水加
熱器をウオーミングさせるガス給水加熱器を備えた排気
再燃のためのコンバインドプラントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気再燃を行うコンバインドプラ
ントは、ボイラー蒸気タービンプラントにガスタービン
設備を併設し、ガスタービンまたはボイラ排ガスを蒸気
タービンプラントの給水系に熱回収するシステム構成が
採用されており、ガスタービン設備の保守・点検時等
も、ボイラー蒸気タービンプラント単独でプラント運転
を可能とするように、ガス給水加熱器と蒸気タービンプ
ラントの給水加熱器は並列に接続されている。
【0003】図7はそのような従来の排気再燃のための
コンバインドプラントの給水系統構成を示すものであ
る。本図では、特に高圧給水加熱器周囲系統を対象とし
て示すが、低圧給水加熱器周囲系統においても同様の系
統構成となる。図7において、脱気器01から給水ポン
プ02により高圧給水加熱器03(03a〜03c)を
通過して昇温された給水が給水管05を通してボイラへ
給水される(以下給水系という)。
【0004】排気再燃コンバインドプラントでは、ボイ
ラまたはガスタービン排ガス08の熱量を給水系に回収
するため、給水系から分岐してガス給水加熱器04を設
置し、該ガス給水加熱器04を通過し昇温した給水を、
ガス給水加熱器給水管06を通して給水系に戻すように
構成されている。そして、給水加熱器03を通過して昇
温した給水に混合させて給水管07にてボイラへ給水す
るようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のような排気再燃
コンバインドプラントでは、以下に述べるような問題が
生じる。 (1)ガスタービンまたはボイラ排ガスと給水系の熱交
換により、ガス給水加熱器04の通水量が増加し、蒸気
タービンプラントの給水加熱器03の通水量が減少す
る。そして、蒸気タービンの給水加熱器抽気系統09か
らの抽気量の減少とともに、給水加熱器07出口の給水
管05での給水温度とガス給水加熱器04出口のガス給
水加熱器給水管06での給水温度との間に温度差が発生
し、給水配管05及び06の合流部に熱応力が発生する
ため、頻繁な負荷変化運用に対する寿命消費量(低サイ
クルの疲労)が増加する。 (2)このようにして、蒸気タービンプラントの給水加
熱器03の通水量が減少し、ついにはボイラ給水の全量
をガス給水加熱器04側に通水することになる。したが
って、蒸気タービンプラントの給水加熱器03はヒータ
カット運転相当の運転となり、そのため次回負荷上昇時
に給水加熱器03のウオーミングが必要となり、給水加
熱負荷変化時間に給水加熱器03の切替時間を含めなけ
ればならないため運用性が低下する。 (3)さらに、負荷遮断時に、蒸気タービンの給水加熱
器抽気系統09からの抽気が遮断されるため、蒸気ター
ビンプラントの給水加熱器03出口の給水管05での給
水温度が低下し、ガス給水加熱器04出口のガス給水加
熱器給水管06での給水温度との温度差が発生し、給水
配管05及び06の合流部に熱応力が発生する。
【0006】本発明は、上記問題点(1)〜(3)に鑑
みてなされたもので、その目的は、給水加熱器とガス給
水加熱器の給水配管合流部の熱応力発生を低減するとと
もに、プラント運用性を向上させることのできるガス給
水加熱器装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンバインドプラントは、その排ガスを蒸
気タービンプラントのボイラ燃焼用空気として利用する
ガスタービンと、前記蒸気タービンプラントに設置され
た高圧または低圧給水加熱器、並びに該給水加熱器に抽
気を行う給水加熱器抽気系統とからなる蒸気タービンプ
ラントの給水系と、前記ガスタービンまたはボイラ排ガ
スと前記蒸気タービンプラントの高圧または低圧給水と
を熱交換させる高圧または低圧ガス給水加熱器とを備え
たコンバインドプラントにおいて、前記ガス給水加熱器
と前記給水加熱器とを直列配置させる系統を設置したこ
とを第一の特徴とする。
【0008】上記コンバインドプラントの構成に加え、
さらに前記蒸気タービンプラントの前記給水加熱器抽気
系統に、バイパス系統からなり抽気流量調整手段を備え
たウオーミング手段を設けたことを第二の特徴とする。
【0009】
【作用】ガス給水加熱器と給水加熱器とを直列配置とし
ているので、給水加熱器にウオーミング水(給水)を通
水可能となり、蒸気タービンプラントの給水加熱器を常
時ウオーミング状態に保つことができる。また、このと
きの蒸気タービン抽気は、停止させておいても差支えな
いが、ウオーミング手段により少量の抽気を流せる構成
としておけば、高負荷時の抽気運用に際して、抽気切替
時間が短縮され、プラント運用性が向上する。
【0010】
【実施例】以下図面により本発明の実施例を示す。以下
の各実施例では、特に高圧給水加熱器周囲系統を対象と
して示すが、低圧給水加熱器周囲系統においても同様の
系統構成となる。なお、実施例を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付し、重複
説明は省略する。
【0011】図1に本発明における実施例1について説
明する。図1において、脱気器1から給水ポンプ2によ
り高圧給水加熱器3(3a〜3b)を通過して昇温され
た給水は、高圧給水加熱器3c出口の給水管5に設置さ
れた給水止弁11入口からガス高圧給水加熱器4入口にガ
ス給水加熱器連結管10が接続されている。そして、ガ
ス高圧給水加熱器4を通過して昇温された給水は、ガス
給水加熱器給水管6を通して給水管7からボイラへ給水
されるような構成となっている。なお、本実施例では高
圧ガス給水加熱器4入口給水止弁12は閉運用としてい
る。
【0012】従来のコンバインドプラントにおいては、
ヒータカット運転状態で給水及び抽気を停止した状態で
は、高圧給水加熱器3及び配管の放熱により、高圧給水
加熱器3では脱気器1内飽和水温度以下に冷却されてし
まい最終的には周囲温度40℃以下まで低下する可能性が
ある。しかしながら、上記のような構成とすることによ
り、常時脱気器1飽和水温度の給水が供給される。した
がって、高圧給水加熱器3のウオーミングが可能とな
る。
【0013】このように、本発明の実施例1によれば、
高圧給水加熱器3に通水しない場合でも、脱気各飽和水
温度程度(130 ℃〜200 ℃程度)に常時ウオーミング可
能であり、次回起動時のウオーミングを必要としないの
で、ウオーミング時間の低減に伴うプラント運用性の向
上を図ることができる。図2に、本発明の実施例2を示
す。
【0014】本実施例では、高圧ガス給水加熱器4出口
給水管6に設置された給水止弁15入口から、高圧給水
加熱器3入口にガス給水加熱器連絡管13を接続し、全
量通水か又は一部通水させることによる高圧給水加熱器
3をウオーミング可能としている。本実施例では、高圧
給水加熱器3入口給水止弁14は閉運用としている。こ
のように本実施例においては、ガス給水加熱器4出口給
水温度の給水が給水加熱器3に供給されるので、蒸気タ
ービンプラントの給水加熱器3は、高負荷時の給水温度
相当にウオーミングされる。したがって、給水加熱器を
常時50%負荷以上の温度にウオーミング可能であり、負
荷変化対応が容易となる。
【0015】図3に、本発明の実施例3を示す。本実施
例においては、高圧ガス給水加熱器4を分割し(4a,
4b)、各々の高圧給水加熱器給水管の出口から、ガス
給水加熱器連絡管18、19を取出し、弁17(本実施
例においては止弁を示したが、アナログ的に制御可能な
弁でもよい)を介して接続するとともに、高圧給水加熱
器3入口にガス給水加熱器連絡管16を接続して、高圧
給水加熱器3をウオーミング可能な構成としている。
【0016】このように本実施例においては、ガス給水
加熱器4出口の給水温度が、蒸気タービンプラントの給
水加熱器の通常運転温度に対して高すぎる場合に、ガス
給水加熱器を分割して、適切な給水温度を得られる部位
から給水を蒸気タービンプラントの給水加熱器に供給す
ることにより、給水加熱器をウオーミングすることがで
きる。したがって、給水加熱器使用温度域に適合した温
度の給水を供給可能であり、さらにプラント運用性が向
上する。
【0017】図4に、本発明の実施例4を示す。本実施
例においては、図1に示した実施例1に加え、さらに給
水加熱器3を積極的にウオーミングするため、給水加熱
器3の給水加熱器抽気系統9に対して、少容量抽気を可
能としたウオーミング手段20(20a,20b,20
c)を設置したものである。すなわちウオーミング手段
20は、図に示すように、規定の温度に維持させるのに
必要な抽気蒸気量を流せるバイパス系統を設け、該系統
に流量を調整する手段としての弁を備えている。
【0018】このように、本実施例においては、蒸気タ
ービンプラントの給水加熱器3に対し給水加熱器抽気系
統9にウオーミング手段20をバイパスさせて設置する
ことで、給水加熱器3及び給水加熱器抽気系統9の両者
を同時にウオーミングすることができる。さらに給水加
熱器運用の切替時の温度差の軽減を図り、プラント運用
性が向上する。
【0019】図5に、本発明の実施例5を示す。本実施
例においては、図2に示した実施例2に加え、さらに給
水加熱器3を積極的にウオーミングするため、給水加熱
器3の給水加熱器抽気系統9に対して、小容量抽気を可
能としたウオーミング手段21(21a,21b,21
c)を設置したものである。
【0020】図6に、本発明の実施例6を示す。図3に
示した実施例3に加え、さらに給水加熱器3を積極的に
ウオーミングするため、給水加熱器3の給水加熱器抽気
系統9に対して、小容量抽気を可能としたウオーミング
手段22(22a,22b,22c)を設置したもので
ある。以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明
は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【0021】たとえば、実施例3における止弁17を、
前述したようにアナログ的に制御可能な弁に置き換える
ことも可能である。また、同実施例において、ガス給水
加熱器4は、給水加熱器3のウオーミング温度に応じて
分割することや、ガスタービンあるいはボイラ排ガス用
のガス給水加熱器が別置されている形式の設備や、一つ
のガス給水加熱器の中で適当な2ヶ所以上の部位からガ
ス給水加熱器連絡管を取り出す設備のいずれの方法にお
いても可能である。
【0022】また、実施例4のウオーミング手段20の
流量を調整する手段として、弁に代えてオリフィスを設
置することも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、タービンプラントの給水加熱器をウオーミン
グし、給水加熱器とガス給水加熱器の合流部の温度差を
小さくすることにより、給水加熱器とガス給水加熱器の
給水配管合流部の熱応力発生を低減することができる。
【0024】また、脱気各飽和水温度程度に常時ウオー
ミング可能であり、次回起動時のウオーミングを必要と
しないので、ウオーミング時間の低減に伴うプラント運
用性の向上が図れる。プラント運用性を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のコンバインドプラントの実施例1の
系統構成図。
【図2】 本発明のコンバインドプラントの実施例2の
系統構成図。
【図3】 本発明のコンバインドプラントの実施例3の
系統構成図。
【図4】 本発明のコンバインドプラントの実施例4の
系統構成図。
【図5】 本発明のコンバインドプラントの実施例5の
系統構成図。
【図6】 本発明のコンバインドプラントの実施例6の
系統構成図。
【図7】 従来技術の系統構成図。
【符号の説明】
1…脱気器、2…給水ポンプ、3…高圧給水加熱器、4
…ガス給水加熱器、5…給水管、6…ガス給水加熱器給
水管、7…給水管 8…排ガス 9…給水加熱器抽気系
統、10,13,16,18,19…ガス給水加熱器連結管、11,
12,14,15,17…給水止弁、20,21,22…抽気ウオーミ
ング手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その排ガスを蒸気タービンプラントのボ
    イラ燃焼用空気として利用するガスタービンと、前記蒸
    気タービンプラントに設置された高圧または低圧給水加
    熱器、並びに該給水加熱器に抽気を行う給水加熱器抽気
    系統とからなる蒸気タービンプラントの給水系と、前記
    ガスタービンまたはボイラ排ガスと前記蒸気タービンプ
    ラントの高圧または低圧給水とを熱交換させる高圧また
    は低圧ガス給水加熱器とを備えたコンバインドプラント
    において、前記給水加熱器の出口からの給水を前記ガス
    給水加熱器に通水する系統を備えたことを特徴とするコ
    ンバインドプラント。
  2. 【請求項2】 その排ガスを蒸気タービンプラントのボ
    イラ燃焼用空気として利用するガスタービンと、前記蒸
    気タービンプラントに設置された高圧または低圧給水加
    熱器、並びに該給水加熱器に抽気を行う給水加熱器抽気
    系統とからなる蒸気タービンプラントの給水系と、前記
    ガスタービンまたはボイラ排ガスと前記蒸気タービンプ
    ラントの高圧または低圧給水とを熱交換させる高圧また
    は低圧ガス給水加熱器とを備えたコンバインドプラント
    において、前記ガス給水加熱器の出口からの給水を前記
    給水加熱器の入口に通水する系統を備えたことを特徴と
    するコンバインドプラント。
  3. 【請求項3】 前記ガス給水加熱器は分割され、分割さ
    れた各々のガス給水加熱器の出口からの給水を前記蒸気
    タービンプラントの給水加熱器の入口へ通水する系統を
    備えたことを特徴とする請求項2記載のコンバインドプ
    ラント。
  4. 【請求項4】 前記給水加熱器抽気系統に、バイパス系
    統からなり抽気流量調整手段を備えたウオーミング手段
    を設けたことを特徴とする請求項1、2または3記載の
    コンバインドプラント。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610621A (ja) * 1992-06-29 1994-01-18 Toshiba Corp 汽力発電設備のリパワリングシステム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610621A (ja) * 1992-06-29 1994-01-18 Toshiba Corp 汽力発電設備のリパワリングシステム

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