JPH06185308A - ガスタービン・蒸気タービン複合サイクルプラント - Google Patents
ガスタービン・蒸気タービン複合サイクルプラントInfo
- Publication number
- JPH06185308A JPH06185308A JP34187192A JP34187192A JPH06185308A JP H06185308 A JPH06185308 A JP H06185308A JP 34187192 A JP34187192 A JP 34187192A JP 34187192 A JP34187192 A JP 34187192A JP H06185308 A JPH06185308 A JP H06185308A
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- JP
- Japan
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- gas turbine
- heat
- steam
- gas
- turbine system
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- 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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-
- 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]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】加圧流動床燃焼器２，燃焼ガスを作動流体とす
るガスタービン３，加圧流動床燃焼器の余剰熱を用いて
蒸気を発生させ蒸気タービン９を駆動させる複合サイク
ルプラントにおいて、加圧流動床燃焼器の余剰熱をガス
タービン１５，ガス加熱器１６，熱交換器１９からなる
閉サイクルガスタービンシステムを介して水・蒸気系へ
伝える。 【効果】加圧流動床燃焼器の高温の熱エネルギを有効に
利用することにより複合サイクルプラントの熱効率が向
上する。
るガスタービン３，加圧流動床燃焼器の余剰熱を用いて
蒸気を発生させ蒸気タービン９を駆動させる複合サイク
ルプラントにおいて、加圧流動床燃焼器の余剰熱をガス
タービン１５，ガス加熱器１６，熱交換器１９からなる
閉サイクルガスタービンシステムを介して水・蒸気系へ
伝える。 【効果】加圧流動床燃焼器の高温の熱エネルギを有効に
利用することにより複合サイクルプラントの熱効率が向
上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭を燃料とする加圧
流動床燃焼器を有するガスタービン・蒸気タービン複合
サイクルプラントに係わり、特に、熱効率の向上を図っ
た複合サイクルプラントに関する。
流動床燃焼器を有するガスタービン・蒸気タービン複合
サイクルプラントに係わり、特に、熱効率の向上を図っ
た複合サイクルプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧流動床燃焼器を有するガスタービン
・蒸気タービン複合サイクルプラントの代表的な構成を
図３に示す。
・蒸気タービン複合サイクルプラントの代表的な構成を
図３に示す。
【０００３】圧縮機１により加圧された空気は加圧流動
床燃焼器２で石炭を燃焼させ、その結果生じた燃焼ガス
はガスタービン３内で膨張し、仕事をし、発電機４を駆
動する。ガスタービン３を出た燃焼ガスは排熱回収器５
で蒸気系給水に熱を与え、スタック６から大気中へ放出
される。排熱回収器５で加熱された給水は加圧流動床燃
焼器２内の蒸発器７内で蒸気となり過熱器８で過熱さ
れ、蒸気タービン９で膨張して仕事をし、発電機１０を
駆動する。蒸気タービン９からの排蒸気はコンデンサ１
１で復水となり給水ポンプにより排熱回収器５内のエコ
ノマイザ１３に送られ、また一部の給水は蒸気タービン
９からの抽気による給水加熱器１４を通り、蒸気系内を
循環する。
床燃焼器２で石炭を燃焼させ、その結果生じた燃焼ガス
はガスタービン３内で膨張し、仕事をし、発電機４を駆
動する。ガスタービン３を出た燃焼ガスは排熱回収器５
で蒸気系給水に熱を与え、スタック６から大気中へ放出
される。排熱回収器５で加熱された給水は加圧流動床燃
焼器２内の蒸発器７内で蒸気となり過熱器８で過熱さ
れ、蒸気タービン９で膨張して仕事をし、発電機１０を
駆動する。蒸気タービン９からの排蒸気はコンデンサ１
１で復水となり給水ポンプにより排熱回収器５内のエコ
ノマイザ１３に送られ、また一部の給水は蒸気タービン
９からの抽気による給水加熱器１４を通り、蒸気系内を
循環する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この複合サイクルプラ
ントの熱効率を向上させる手段は、高温化によりガスタ
ービン及び蒸気タービンの効率を向上させることが有効
であり、耐熱材料の開発ならびに機器の開発が進められ
ている。一方、現状の温度条件範囲内でエネルギを有効
利用することも重要な課題である。
ントの熱効率を向上させる手段は、高温化によりガスタ
ービン及び蒸気タービンの効率を向上させることが有効
であり、耐熱材料の開発ならびに機器の開発が進められ
ている。一方、現状の温度条件範囲内でエネルギを有効
利用することも重要な課題である。
【０００５】図４は排熱回収器５及び加圧流動床燃焼器
２のガス温度変化と水・蒸気温度変化図示したものであ
る。
２のガス温度変化と水・蒸気温度変化図示したものであ
る。
【０００６】エコノマイザでのガス温度と水の温度の差
は比較的小さく、熱交換によるエクセルギ損失は小さ
い。加圧流動床燃焼器内のガス温度は場所的にほぼ一定
となるため、蒸発器及び過熱器におけるガス温度と水・
蒸気温度の差は大きくなり、熱交換によるエクセルギ損
失は大きい。すなわち、もっと温度が低くても水の蒸発
・過熱に使える質の高い熱で水・蒸気を加熱しているこ
とになる。
は比較的小さく、熱交換によるエクセルギ損失は小さ
い。加圧流動床燃焼器内のガス温度は場所的にほぼ一定
となるため、蒸発器及び過熱器におけるガス温度と水・
蒸気温度の差は大きくなり、熱交換によるエクセルギ損
失は大きい。すなわち、もっと温度が低くても水の蒸発
・過熱に使える質の高い熱で水・蒸気を加熱しているこ
とになる。
【０００７】本発明は加圧流動床燃焼器内の高温のガス
の熱の一部を仕事に変え、蒸発器ならびに過熱器での熱
交換に必要かつ十分な温度までガス温度をさげてから水
・蒸気へ熱を与えることにより、複合サイクルプラント
の熱効率を向上させるものである。
の熱の一部を仕事に変え、蒸発器ならびに過熱器での熱
交換に必要かつ十分な温度までガス温度をさげてから水
・蒸気へ熱を与えることにより、複合サイクルプラント
の熱効率を向上させるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る複合サイク
ルプラントは加圧流動床燃焼器，燃焼ガス作動流体とす
るガスタービンシステム、及び排熱回収エコノマイザ，
蒸発器，過熱器，蒸気タービンなどからなる水・蒸気系
の蒸気タービンシステムを備えるとともに、加圧流動床
燃焼器を高熱源とし、水・蒸気系の蒸発器，過熱器から
なる熱交換器を低熱源とするガスタービンシステムを設
置したものである。
ルプラントは加圧流動床燃焼器，燃焼ガス作動流体とす
るガスタービンシステム、及び排熱回収エコノマイザ，
蒸発器，過熱器，蒸気タービンなどからなる水・蒸気系
の蒸気タービンシステムを備えるとともに、加圧流動床
燃焼器を高熱源とし、水・蒸気系の蒸発器，過熱器から
なる熱交換器を低熱源とするガスタービンシステムを設
置したものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、閉サイクルガスタービンシス
テムが加圧流動床燃焼器から得た熱量の一部が電力に変
換され、排熱は全て水・蒸気系への熱入力となる。閉サ
イクルガスタービンシステムにおける機械損失と大気へ
の放熱分のエネルギ損失は僅かであり、閉サイクルガス
タービンシステムで消費された熱量のほぼ全量が電力に
変換される。蒸気ガスタービンシステムへの熱入力は閉
サイクルガスタービンシステムで消費された熱量だけ少
なくなるが、コンデンサでの廃熱も少なくなるため、複
合サイクルプラント全体での発電量は増加し、熱効率は
向上する。
テムが加圧流動床燃焼器から得た熱量の一部が電力に変
換され、排熱は全て水・蒸気系への熱入力となる。閉サ
イクルガスタービンシステムにおける機械損失と大気へ
の放熱分のエネルギ損失は僅かであり、閉サイクルガス
タービンシステムで消費された熱量のほぼ全量が電力に
変換される。蒸気ガスタービンシステムへの熱入力は閉
サイクルガスタービンシステムで消費された熱量だけ少
なくなるが、コンデンサでの廃熱も少なくなるため、複
合サイクルプラント全体での発電量は増加し、熱効率は
向上する。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図１で説明する。
【００１１】ガスタービンシステムは圧縮機１，加圧流
動床燃焼器２，ガスタービン３，発電機４から構成され
ている。
動床燃焼器２，ガスタービン３，発電機４から構成され
ている。
【００１２】閉サイクルガスタービンシステムでは、圧
縮機１５で加圧された空気または窒素などのガスは加圧
流動床燃焼器２に設けられたガス加熱器１６で昇温さ
れ、ガスタービン１７で膨張し、仕事をして発電機１８
を駆動する。ガスタービン１７から排出されたガスは閉
サイクルガスタービンシステムの低熱源である熱交換器
１９に入り、蒸気タービンシステムの蒸発器７，過熱器
８の水・蒸気に熱を与えて、温度が下がる。このガスは
再び圧縮機１５に入り閉サイクルガスタービンシステム
内を循環する。
縮機１５で加圧された空気または窒素などのガスは加圧
流動床燃焼器２に設けられたガス加熱器１６で昇温さ
れ、ガスタービン１７で膨張し、仕事をして発電機１８
を駆動する。ガスタービン１７から排出されたガスは閉
サイクルガスタービンシステムの低熱源である熱交換器
１９に入り、蒸気タービンシステムの蒸発器７，過熱器
８の水・蒸気に熱を与えて、温度が下がる。このガスは
再び圧縮機１５に入り閉サイクルガスタービンシステム
内を循環する。
【００１３】蒸気タービンシステムでは、コンデンサ１
１の復水は給水ポンプ１２により、一部は給水加熱器１
４を通り、残りはガスタービン排熱回収器５内のエコノ
マイザ１３を通り、熱交換器１９内の蒸発器７，過熱器
８で閉サイクルガスタービンシステムの排熱により加熱
され過熱蒸気となって、蒸気タービン９に入る。過熱蒸
気は蒸気タービン９内で膨張し、仕事をすることにより
発電機１０を駆動し、コンデンサ１１で復水される。
１の復水は給水ポンプ１２により、一部は給水加熱器１
４を通り、残りはガスタービン排熱回収器５内のエコノ
マイザ１３を通り、熱交換器１９内の蒸発器７，過熱器
８で閉サイクルガスタービンシステムの排熱により加熱
され過熱蒸気となって、蒸気タービン９に入る。過熱蒸
気は蒸気タービン９内で膨張し、仕事をすることにより
発電機１０を駆動し、コンデンサ１１で復水される。
【００１４】本発明の複合サイクルプラントは以上の構
成からなるが、排熱回収器５内および熱交換器１９内の
ガス温度変化と水・蒸気温度変化を図２に示した。従来
のプラントの図４の例に比べ、蒸発器ならびに過熱器に
おけるガス温度と水・蒸気温度の差は大幅に小さくな
り、熱交換によるエネルギ損失は減少している。
成からなるが、排熱回収器５内および熱交換器１９内の
ガス温度変化と水・蒸気温度変化を図２に示した。従来
のプラントの図４の例に比べ、蒸発器ならびに過熱器に
おけるガス温度と水・蒸気温度の差は大幅に小さくな
り、熱交換によるエネルギ損失は減少している。
【００１５】図３に示した従来方式による構成と図１の
本発明との例とを性能計算比較すると、従来方式での複
合サイクルプラント熱効率４２.８％ に対して、本発明
例の熱効率は４９.０％と、６.２％効率が向上する。な
おこの計算例では加圧流動床燃焼器ガス温度８６５℃，
燃料は瀝青炭スラリ，空気過剰率１.２０ ，主蒸気圧力
１７ＭＰａ，温度５６６℃，再熱蒸気温度５９３℃，燃
焼ガス大気放出温度１４０℃と仮定して計算した。
本発明との例とを性能計算比較すると、従来方式での複
合サイクルプラント熱効率４２.８％ に対して、本発明
例の熱効率は４９.０％と、６.２％効率が向上する。な
おこの計算例では加圧流動床燃焼器ガス温度８６５℃，
燃料は瀝青炭スラリ，空気過剰率１.２０ ，主蒸気圧力
１７ＭＰａ，温度５６６℃，再熱蒸気温度５９３℃，燃
焼ガス大気放出温度１４０℃と仮定して計算した。
【００１６】本実施例では加圧流動床燃焼器の余剰熱を
全て閉サイクルガスタービンシステムを介して水・蒸気
に与えたが、加圧流動床燃焼器内に伝熱管を設け、余剰
熱の一部を直接熱交換により水・蒸気に与えても同様な
効果が得られる。
全て閉サイクルガスタービンシステムを介して水・蒸気
に与えたが、加圧流動床燃焼器内に伝熱管を設け、余剰
熱の一部を直接熱交換により水・蒸気に与えても同様な
効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば加圧流動床燃焼器の高温
の熱エネルギを有効に利用することが可能なため、複合
サイクルプラントの熱効率を向上することができる。
の熱エネルギを有効に利用することが可能なため、複合
サイクルプラントの熱効率を向上することができる。
【図１】本発明の一実施例の閉サイクルガスタービンシ
ステム組合わせた加圧流動床燃焼器を有するガスタービ
ン・蒸気タービン複合サイクルプラントの系統図。
ステム組合わせた加圧流動床燃焼器を有するガスタービ
ン・蒸気タービン複合サイクルプラントの系統図。
【図２】本発明の一実施例でのガス系と水・蒸気系との
間の熱交換時の温度変化を示す説明図。
間の熱交換時の温度変化を示す説明図。
【図３】加圧流動床燃焼器を有するガスタービン・蒸気
タービン複合サイクルプラントの代表的な系統図。
タービン複合サイクルプラントの代表的な系統図。
【図４】このプラントにおけるガス系と水・蒸気系との
間の熱交換時の温度変化を示す説明図。
間の熱交換時の温度変化を示す説明図。
１…圧縮機、２…加圧流動床燃焼器、３，１７…ガスタ
ービン、４,１０,１８…発電機、５…排熱回収器、６…
スタック、７…蒸発器、８…過熱器、９…蒸気タービ
ン、１１…コンデンサ、１２…給水ポンプ、１３…エコ
ノマイザ、１４…給水加熱器、１５…圧縮機、１６…ガ
ス加熱器、１９…熱交換器。
ービン、４,１０,１８…発電機、５…排熱回収器、６…
スタック、７…蒸発器、８…過熱器、９…蒸気タービ
ン、１１…コンデンサ、１２…給水ポンプ、１３…エコ
ノマイザ、１４…給水加熱器、１５…圧縮機、１６…ガ
ス加熱器、１９…熱交換器。
Claims (2)
- 【請求項１】加圧流動床燃焼器と、この燃焼ガスを作動
流体とするガスタービンシステム，ガスタービンの排熱
と、加圧流動床燃焼器の余剰の熱源とする蒸気タービン
システムからなるガスタービン・蒸気タービン複合サイ
クルプラントにおいて、前記加圧流動床燃焼器の余剰の
熱を閉サイクルガスタービンシステムを介して前記蒸気
タービンシステムへ伝えることを特徴とするガスタービ
ン・蒸気タービン複合サイクルプラント。 - 【請求項２】請求項１において、前記加圧流動床燃焼器
の余剰の熱の一部を前記閉サイクルガスタービンシステ
ムを介して蒸気タービンシステムへ伝え、残りの熱を前
記加圧流動床燃焼器内の伝熱管により直接熱交換させる
ことにより蒸気タービン系へ伝えるガスタービン・蒸気
タービン複合サイクルプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187192A JPH06185308A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ガスタービン・蒸気タービン複合サイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187192A JPH06185308A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ガスタービン・蒸気タービン複合サイクルプラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06185308A true JPH06185308A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18349397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34187192A Pending JPH06185308A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ガスタービン・蒸気タービン複合サイクルプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06185308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076781A1 (de) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Alstom Technology Ltd | Krafterzeugungsanlage |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34187192A patent/JPH06185308A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076781A1 (de) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Alstom Technology Ltd | Krafterzeugungsanlage |
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