JPH06212910A - Electric power generating plant - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンと蒸気タ
ービンとを用いた複合発電プラント及びガスタービンを
用いた発電プラントに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combined power plant using a gas turbine and a steam turbine and a power plant using a gas turbine.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は、ガスタービンと蒸気タービンと
を用いた従来の複合発電プラントを示す。図8におい
て、ガスタービン1には、燃焼器2で燃料3を圧縮機4
からの空気5によって燃焼させることにより発生したガ
スが供給され、発電機6が駆動される。そして、ガスタ
ービン1の排気7は排ガスボイラ8へ投入されて、その
中に設置されている過熱器9、蒸発器10及び節炭器1
1を順次通過し煙突から大気中へ排出されるが、節炭器
11では復水器よりの給水を加熱し、蒸発器10では蒸
気を発生させ、過熱器9では蒸気タービンへ送る蒸気を
過熱する。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a conventional combined power plant using a gas turbine and a steam turbine. In FIG. 8, the gas turbine 1 has a combustor 2 for supplying fuel 3 to a compressor 4
The gas generated by burning with the air 5 from is supplied, and the generator 6 is driven. Then, the exhaust gas 7 of the gas turbine 1 is introduced into the exhaust gas boiler 8 and the superheater 9, the evaporator 10 and the economizer 1 installed therein.
1 is sequentially discharged to the atmosphere from the chimney, but the economizer 11 heats the feed water from the condenser, the evaporator 10 generates steam, and the superheater 9 superheats the steam sent to the steam turbine. To do.
【0003】次に、図9はガスタービンを用いた従来の
発電プラントを示す。図9において、ガスタービン21
には、燃焼器22で燃料23を圧縮機24からの空気2
5によって燃焼させることにより発生したガスが供給さ
れ、発電機26が駆動される。そして、ガスタービン2
1の排気27は水又は蒸気を用いた冷却器28により冷
却されて、ガスタービン排気ダクト29の許容温度以下
とされ、排ガスボイラ又は煙突へ導びかれる。Next, FIG. 9 shows a conventional power plant using a gas turbine. In FIG. 9, the gas turbine 21
The fuel 23 in the combustor 22 and the air 2 from the compressor 24.
The gas generated by the combustion by 5 is supplied, and the generator 26 is driven. And the gas turbine 2
The exhaust gas 27 of No. 1 is cooled by a cooler 28 using water or steam to a temperature not higher than an allowable temperature of a gas turbine exhaust duct 29, and is guided to an exhaust gas boiler or a chimney.
【0004】従来、このような冷却器28がガスタービ
ン21の出口に設置されるのは次の理由による。すなわ
ち、ガスタービン発電プラントの高効率化を図る手段の
一つにガスタービン入口ガス温度の高温化が挙げられ
る。このとき、ガスタービン入口ガス温度が上がると、
それに伴いガスタービン出口ガス、すなわちガスタービ
ン排気27の温度も上昇する。通常、ガスタービン排気
27は排ガスボイラへ投入して蒸気を発生させ、蒸気タ
ービン発電プラントによる発電を行い、複合発電プラン
トを構成する。この場合、ガスタービン21の出口と排
ガスボイラとの間をダクト29によりつなぎ、ガスター
ビン排気27を排ガスボイラへ導いているが、ガスター
ビン入口ガス温度の高温化に伴いガスタービン排気27
の温度が上昇し、ガスタービン排気ダクト29の耐熱温
度、すなわち該ダクトを構成する材料(一般的には炭素
鋼や合金鋼が用いられる)の使用上限温度(約600℃
程度)を上回るときには、ガスタービン21出口に水又
は蒸気による冷却器28を設置し、ガスタービン排気2
7をその温度がガスタービン排気ダクト29の許容温度
以下となるように冷却するものである。Conventionally, such a cooler 28 is installed at the outlet of the gas turbine 21 for the following reason. That is, one of the means for increasing the efficiency of the gas turbine power plant is to raise the gas temperature at the gas turbine inlet. At this time, if the gas turbine inlet gas temperature rises,
Along with this, the temperature of the gas turbine outlet gas, that is, the temperature of the gas turbine exhaust 27 also rises. Normally, the gas turbine exhaust 27 is put into an exhaust gas boiler to generate steam, and the steam turbine power generation plant generates electric power to form a combined power generation plant. In this case, the outlet of the gas turbine 21 and the exhaust gas boiler are connected by the duct 29 to guide the gas turbine exhaust 27 to the exhaust gas boiler. However, as the gas temperature at the gas turbine inlet increases, the gas turbine exhaust 27
Of the gas turbine exhaust duct 29, that is, the upper limit temperature of the material (generally carbon steel or alloy steel is used) constituting the duct (about 600 ° C.).
Temperature), a cooler 28 using water or steam is installed at the exit of the gas turbine 21 to remove the gas turbine exhaust 2
7 is cooled so that the temperature thereof becomes equal to or lower than the allowable temperature of the gas turbine exhaust duct 29.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示し
た従来の複合発電プラントにあっては次のような問題が
あった。すなわち、複合発電プラントの効率を向上させ
る手段の一つにガスタービン発電効率の向上を狙ったガ
スタービン入口ガス温度の高温化があり、近年開発が大
いに進められている。しかし、ガスタービン入口ガス温
度の高温化を図って所定のガスタービン入口ガス温度を
得るためには、ガスタービン入口の燃焼器へ投入する燃
料の量が増大する問題がある。The conventional combined cycle power generation plant shown in FIG. 8 has the following problems. That is, one of the means for improving the efficiency of the combined cycle power plant is to raise the gas temperature at the gas turbine inlet for the purpose of improving the gas turbine power generation efficiency, and the development of the gas turbine has been greatly advanced in recent years. However, in order to increase the gas turbine inlet gas temperature to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature, there is a problem that the amount of fuel injected into the combustor at the gas turbine inlet increases.
【0006】また、ガスタービン入口ガス温度の高温化
を図った場合、ガスタービン排気温度も上昇するため、
排ガスボイラでの熱回収量が増大し蒸気タービン出力が
増大する。しかし、蒸気タービン出力、すなわち蒸気タ
ービン出口蒸気量の増大は復水器より損失として棄てら
れる熱量、すなわち蒸気タービンプラントの損失を増大
させる。したがって、複合発電プラントのより一層の効
率向上を図るためには、蒸気タービンプラントの出力を
増大させることなく、ガスタービンプラントの効率向上
を図る必要がある。When the gas temperature at the inlet of the gas turbine is increased, the exhaust temperature of the gas turbine also rises.
The heat recovery amount in the exhaust gas boiler increases and the steam turbine output increases. However, an increase in the steam turbine output, that is, the steam turbine outlet steam amount increases the amount of heat that is lost as a loss from the condenser, that is, the steam turbine plant loss. Therefore, in order to further improve the efficiency of the combined cycle power plant, it is necessary to improve the efficiency of the gas turbine plant without increasing the output of the steam turbine plant.
【0007】次に、図9に示した従来のガスタービン発
電プラントにあっては次のような問題があった。すなわ
ち、ガスタービン発電プラントの高効率化を狙いガスタ
ービン入口ガス温度の高温化を図って所定のガスタービ
ン入口ガス温度を得るためには、図8に示した従来の複
合発電プラントと同様に、ガスタービン入口の燃焼器へ
投入する燃料の量が増大する問題がある。Next, the conventional gas turbine power plant shown in FIG. 9 has the following problems. That is, in order to increase the temperature of the gas turbine inlet gas temperature to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature for the purpose of improving the efficiency of the gas turbine power plant, as in the conventional combined power plant shown in FIG. There is a problem that the amount of fuel injected into the combustor at the gas turbine inlet increases.
【0008】また、ガスタービン入口ガス温度の高温化
を図った場合、ガスタービン排気温度も上昇するので、
ガスタービン排気ダクトの耐熱温度との関係より、所定
温度(前述した如く約600℃程度)以上の場合は、ガ
スタービン出口に水又は蒸気によるガス温度冷却器を設
置してガスタービン排気温度を下げる必要があり、現状
では、水又は蒸気を加熱することによってガスタービン
排気温度を下げているが、この場合、水サイクル(ラン
キンサイクル)側の発電比率が上昇し、プラント全体の
効率が低下する問題がある。When the gas temperature at the gas turbine inlet is increased, the exhaust gas temperature of the gas turbine also rises.
Due to the relationship with the heat resistant temperature of the gas turbine exhaust duct, if the temperature is higher than the predetermined temperature (about 600 ° C as described above), install a gas temperature cooler with water or steam at the gas turbine outlet to lower the gas turbine exhaust temperature. Currently, the temperature of the gas turbine exhaust is lowered by heating water or steam, but in this case, the power generation ratio on the water cycle (Rankin cycle) side rises, and the efficiency of the entire plant decreases. There is.
【0009】本発明は、以上述べた従来技術の課題を解
決するためになされたもので、所定のガスタービン入口
ガス温度を得るために必要な燃料投入量を低減でき、ま
た復水器より損失として棄てられる熱量を減少できる複
合発電プラントを提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and can reduce the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature, and the loss from the condenser. It is an object of the present invention to provide a combined power generation plant that can reduce the amount of heat that is discarded as.
【0010】また、本発明は、所定のガスタービン入口
ガス温度を得るために必要な燃料投入量を低減でき、ま
た水サイクル側の比率を上げずにガスタービン排気温度
の低下を行ってプラント効率の低下を防止できるガスタ
ービン発電プラントを提供することを目的とする。Further, according to the present invention, the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature can be reduced, and the gas turbine exhaust temperature can be lowered without increasing the ratio on the water cycle side to improve plant efficiency. It is an object of the present invention to provide a gas turbine power generation plant that can prevent the deterioration of fuel consumption.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】前者の目的を達成するた
めに、請求項1記載の本発明は、ガスタービンの排気が
投入されて蒸気タービン駆動用の蒸気を発生する排ガス
ボイラを備えた発電プラントにおいて、前記排ガスボイ
ラへ投入されるガスタービン排気の熱を用いて、ガスタ
ービン入口の燃焼器へ投入される空気及び燃料の少なく
とも一方を加熱する熱交換器を設けたものである。In order to achieve the former object, the present invention according to claim 1 is an electric power generation equipped with an exhaust gas boiler which is supplied with exhaust gas of a gas turbine to generate steam for driving a steam turbine. In the plant, there is provided a heat exchanger that heats at least one of air and fuel introduced into the combustor at the gas turbine inlet by using heat of the gas turbine exhaust introduced into the exhaust gas boiler.
【0012】また、同じく前者の目的を達成するため
に、請求項2記載の本発明は、ガスタービンの排気が投
入されて蒸気タービン駆動用の蒸気を発生する排ガスボ
イラを備えた発電プラントにおいて、前記排ガスボイラ
で発生した蒸気を用いて、ガスタービン入口の燃焼器へ
投入される空気及び燃料の少なくとも一方を加熱する熱
交換器を設けたものである。Also, in order to achieve the former object, the present invention according to claim 2 is a power generation plant equipped with an exhaust gas boiler which is supplied with exhaust gas of a gas turbine to generate steam for driving a steam turbine, A heat exchanger is provided for heating at least one of air and fuel injected into the combustor at the gas turbine inlet by using the steam generated in the exhaust gas boiler.
【0013】更に、後者の目的を達成するために、請求
項3記載の本発明は、ガスタービンを用いた発電プラン
トにおいて、前記ガスタービンの排気熱を用いて、ガス
タービン入口の燃焼器へ投入される空気及び燃料の少な
くとも一方を加熱する熱交換器を設けたものである。Further, in order to achieve the latter object, the present invention according to claim 3 is, in a power plant using a gas turbine, using exhaust heat of the gas turbine to introduce the gas into a combustor at an inlet of the gas turbine. A heat exchanger for heating at least one of the air and the fuel to be generated is provided.
【0014】[0014]
【作用】請求項1記載の本発明によれば、ガスタービン
の燃焼用空気及び/又は燃料を燃焼器へ投入する前にガ
スタービン排気熱で加熱(予熱)することにより、所定
のガスタービン入口ガス温度を得るために必要な燃料投
入量を低く抑えることができる。また、排ガスボイラへ
投入された熱の一部をガスタービンの燃焼用空気及び/
又は燃料に与えることにより、排ガスボイラで得ている
蒸気タービンへ投入する蒸気の熱量が減少して、複合発
電プラントにおける蒸気タービン出力が減少し、復水器
より損失として棄てられている熱量も減少する。According to the first aspect of the present invention, the air for combustion of the gas turbine and / or the fuel is heated (preheated) by the exhaust heat of the gas turbine before being introduced into the combustor. The amount of fuel input required to obtain the gas temperature can be kept low. In addition, part of the heat input to the exhaust gas boiler is used as combustion air for the gas turbine and / or
Alternatively, by giving it to the fuel, the heat quantity of the steam input to the steam turbine obtained from the exhaust gas boiler decreases, the steam turbine output in the combined cycle power plant decreases, and the heat quantity discarded as a loss from the condenser also decreases. To do.
【0015】また、請求項2記載の本発明によっても、
ガスタービンの燃焼用空気及び/又は燃料を燃焼器へ投
入する前に排ガスボイラで発生した蒸気で加熱(予熱)
することにより、所定のガスタービン入口ガス温度を得
るために必要な燃料投入量を低く抑えることができる。
また、ガスタービン排気の熱量をガスタービンの燃焼用
空気及び/又は燃料に与えることにより、蒸気タービン
サイクルへ与える熱量が減少し、復水器より損失として
排出される熱量も減少する。According to the present invention as set forth in claim 2,
Heating with combustion steam and / or fuel of the gas turbine with steam generated in the exhaust gas boiler (preheating) before introducing it into the combustor
By doing so, it is possible to suppress the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature.
Further, by giving the heat quantity of the gas turbine exhaust to the combustion air and / or fuel of the gas turbine, the heat quantity given to the steam turbine cycle is reduced, and the heat quantity discharged as a loss from the condenser is also reduced.
【0016】更に、請求項3記載の本発明によっても、
ガスタービンの燃焼用空気及び/又は燃料を燃焼器へ投
入する前にガスタービン排気熱で加熱(予熱)すること
により、所定のガスタービン入口ガス温度を得るために
必要な燃料投入量を低く抑えることができる。また、ガ
スタービン排気温度の低下をガスタービン燃焼用空気及
び/又は燃料との熱交換により行うことで、水サイクル
側の比率を上げずに行うため、プラント効率の低下を防
止できる。Further, according to the present invention as set forth in claim 3,
By heating (preheating) the gas turbine combustion air and / or fuel with the gas turbine exhaust heat before introducing it into the combustor, the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature is kept low. be able to. Further, since the temperature of the exhaust gas of the gas turbine is reduced by heat exchange with the gas turbine combustion air and / or the fuel, the ratio on the water cycle side is not increased, so that the reduction of the plant efficiency can be prevented.
【0017】[0017]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0018】図1〜図4は請求項1記載の本発明につい
ての4つの異なる実施例を示し、図8に示したものと同
一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略
する。1 to 4 show four different embodiments of the present invention according to claim 1, the same parts as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. Omit it.
【0019】まず図1に示す実施例は、複合発電プラン
トにおいて、排ガスボイラ8へ投入されるガスタービン
1の排気7の熱を用いて、ガスタービン1入口の燃焼器
2へ投入される空気5を加熱する熱交換器、本実施例で
は空気伝熱面式の熱交換器31を、排ガスボイラ8内の
過熱器9と蒸発器10との間に設けている。First, the embodiment shown in FIG. 1 uses the heat of the exhaust gas 7 of the gas turbine 1 introduced into the exhaust gas boiler 8 in the combined cycle power plant, and the air 5 introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1 A heat exchanger for heating the heat exchanger, which is an air heat transfer surface type heat exchanger 31 in this embodiment, is provided between the superheater 9 and the evaporator 10 in the exhaust gas boiler 8.
【0020】このような熱交換器31を設けてガスター
ビン1の圧縮機4出口の空気5、すなわちガスタービン
1入口の燃焼器2へ投入される空気5を加熱することに
より、所定のガスタービン入口ガス温度を得るために必
要な燃料投入量を低減することができる。また、この加
熱は排ガスボイラ8へ投入される熱、すなわちガスター
ビン排気7の熱を用いて行うため、ガスタービン排気熱
を系外に棄てることなく有効に活用することができる。
更に、これにより蒸気タービンプラント側へ与える熱量
が低下するが、その分蒸気タービンプラントの復水器よ
り系外へ排出される熱量が低下するため、複合発電プラ
ント全体の効率が上昇する。以上により、複合発電プラ
ントの発電効率、すなわち燃料入熱に対する総発電電力
量の比率が上昇する。By providing such a heat exchanger 31 to heat the air 5 at the outlet of the compressor 4 of the gas turbine 1, that is, the air 5 introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1, a predetermined gas turbine is obtained. The amount of fuel input required to obtain the inlet gas temperature can be reduced. Further, since this heating is performed by using the heat input to the exhaust gas boiler 8, that is, the heat of the gas turbine exhaust 7, it is possible to effectively utilize the heat of the gas turbine exhaust without discarding it outside the system.
Further, although the amount of heat applied to the steam turbine plant side is reduced by this, the amount of heat discharged from the condenser of the steam turbine plant to the outside of the system is correspondingly reduced, so that the efficiency of the entire combined cycle power plant is increased. As described above, the power generation efficiency of the combined cycle power generation plant, that is, the ratio of the total amount of generated power to the heat input of the fuel increases.
【0021】なお、ガス温度と空気温度、蒸気温度との
関係により、熱交換器31と過熱器9との配置を変更
し、ガスタービン排気7でまずガスタービン1入口の燃
焼器2へ投入される空気5を加熱し、その後で蒸気を過
熱するようにしてもよい。The arrangement of the heat exchanger 31 and the superheater 9 is changed according to the relationship between the gas temperature, the air temperature and the steam temperature, and the gas turbine exhaust 7 is first introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1. The air 5 may be heated and then the steam may be superheated.
【0022】次に、図2に示す実施例は、複合発電プラ
ントにおいて、排ガスボイラ8へ投入されるガスタービ
ン1の排気7の熱を用いて、ガスタービン1入口の燃焼
器2へ投入される空気5を加熱する熱交換器、本実施例
ではヒートパイプ式の熱交換器32を設け、これにより
ガスタービン1の燃焼用空気5を燃焼器2へ投入する前
にガスタービン排気7で加熱するようにしたものであ
る。したがって、本実施例によっても、図1に示した実
施例と同様な作用効果が得られる。Next, in the embodiment shown in FIG. 2, the heat of the exhaust gas 7 of the gas turbine 1 that is input to the exhaust gas boiler 8 is used to input the gas to the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1 in the combined cycle power plant. A heat exchanger for heating the air 5, a heat pipe type heat exchanger 32 in this embodiment, is provided so that the combustion air 5 of the gas turbine 1 is heated by the gas turbine exhaust 7 before being introduced into the combustor 2. It was done like this. Therefore, according to this embodiment, the same operational effect as that of the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.
【0023】なお、本実施例では排ガスボイラ8内にお
けるヒートパイプ式熱交換器32の伝熱面を過熱器9と
蒸発器10との間に設けているが、ガス温度と空気温
度、蒸気温度との関係により、該伝熱面と過熱器9との
配置を変更し、ガスタービン排気7でまずガスタービン
1入口の燃焼器2へ投入される空気5を加熱し、その後
で蒸気を過熱するようにしてもよい。In this embodiment, the heat transfer surface of the heat pipe heat exchanger 32 in the exhaust gas boiler 8 is provided between the superheater 9 and the evaporator 10. However, the gas temperature, the air temperature, and the steam temperature By changing the arrangement of the heat transfer surface and the superheater 9, the gas turbine exhaust 7 first heats the air 5 introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1, and then superheats the steam. You may do it.
【0024】また、本実施例ではガスタービン排気7の
熱を用いてガスタービン1入口の燃焼器2へ投入される
空気5を加熱するようにしたが、図3に示すように該空
気5に代えて燃焼器2へ投入される燃料3をヒートパイ
プ式熱交換器33で、又は図4に示すようにこれら空気
5及び燃料3の両方をヒートパイプ式熱交換器34で加
熱しても、前述したと同様な作用効果が得られるもので
ある。Further, in the present embodiment, the heat of the gas turbine exhaust 7 is used to heat the air 5 that is introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1. However, as shown in FIG. Alternatively, even if the fuel 3 charged into the combustor 2 is heated by the heat pipe heat exchanger 33, or both the air 5 and the fuel 3 are heated by the heat pipe heat exchanger 34 as shown in FIG. 4, The same operational effect as described above can be obtained.
【0025】なお、図3に示した実施例ではガスタービ
ン1入口の燃焼器2へ投入される燃料3を加熱する熱交
換器33をヒートパイプ式としたが、鋼管式等の他の型
式の熱交換器にしてもよい。また、図4に示した実施例
ではガスタービン1入口の燃焼器2へ投入される燃料3
及び空気5をそれぞれ加熱するヒートパイプ式熱交換器
34の2つの伝熱面を直列に接続した構成としている
が、これら燃料3及び空気5をそれぞれ別個のヒートパ
イプ式又は鋼管式等の熱交換器で加熱するようにしても
よい。In the embodiment shown in FIG. 3, the heat exchanger 33 for heating the fuel 3 charged into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1 is of the heat pipe type, but may be of another type such as a steel pipe type. It may be a heat exchanger. Further, in the embodiment shown in FIG. 4, the fuel 3 injected into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1
The two heat transfer surfaces of the heat pipe type heat exchanger 34 for heating the air 5 and the air 5 are connected in series, but the fuel 3 and the air 5 are heat exchanges such as separate heat pipe type or steel pipe type. You may make it heat with a container.
【0026】次に、図5は請求項2記載の本発明につい
ての一実施例を示し、図8に示したものと同一の部分に
は同一の符号を付して、重複する説明は省略する。この
図5に示す実施例は、排ガスボイラ8で発生した蒸気を
用いて、ガスタービン1入口の燃焼器2へ投入される空
気5及び燃料3をそれぞれ加熱する熱交換器35,36
を設けたものである。Next, FIG. 5 shows an embodiment of the present invention as set forth in claim 2. The same parts as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. . In the embodiment shown in FIG. 5, heat exchangers 35 and 36 that heat the air 5 and the fuel 3 introduced into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1 by using the steam generated in the exhaust gas boiler 8, respectively.
Is provided.
【0027】このような熱交換器35,36を設けて、
ガスタービン1の燃焼用空気5及び燃料3をガスタービ
ン1入口の燃焼器2へ投入する前に排ガスボイラ8で発
生した蒸気で加熱することにより、所定のガスタービン
入口ガス温度を得るために必要な燃料投入量を低く抑え
ることができる。また、ガスタービン排気7の熱量をガ
スタービンの燃焼用空気5及び燃料3に与えることによ
り、蒸気タービンサイクルへ与える熱量が減少し、復水
器より損失として排出される熱量も減少するため、複合
発電プラント全体の効率が上昇する。以上により、複合
発電プラントの発電効率、すなわち燃料入熱に対する総
発電電力量の比率が上昇する。By providing such heat exchangers 35 and 36,
Required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature by heating the combustion air 5 and the fuel 3 of the gas turbine 1 with the steam generated in the exhaust gas boiler 8 before introducing them into the combustor 2 at the inlet of the gas turbine 1. It is possible to keep the amount of fuel input low. Further, since the heat quantity of the gas turbine exhaust 7 is given to the combustion air 5 and the fuel 3 of the gas turbine, the heat quantity given to the steam turbine cycle is reduced, and the heat quantity discharged as a loss from the condenser is also reduced. The efficiency of the entire power plant increases. As described above, the power generation efficiency of the combined cycle power generation plant, that is, the ratio of the total amount of generated power to the heat input of the fuel increases.
【0028】なお、本実施例では排ガスボイラ8内の過
熱器9で過熱した蒸気(主蒸気)を熱交換器36,35
に順次供給して燃料3及び空気5を加熱し、その後主蒸
気を排ガスボイラ8内に新たに設けた過熱器37で過熱
して蒸気タービンへ送るようにしているが、該加熱を主
蒸気でなく再熱蒸気によって行ってもよい。In this embodiment, the steam (main steam) superheated by the superheater 9 in the exhaust gas boiler 8 is replaced by the heat exchangers 36, 35.
Are sequentially supplied to heat the fuel 3 and the air 5, and then the main steam is superheated by the superheater 37 newly provided in the exhaust gas boiler 8 and sent to the steam turbine. Alternatively, reheat steam may be used.
【0029】また、本実施例では排ガスボイラ8で発生
した蒸気を用いてガスタービンの燃焼用空気5及び燃料
3の両方を加熱するようにしたが、これら空気5及び燃
料3の一方を加熱しても前述したと同様な作用効果が得
られるものである。In this embodiment, the steam generated in the exhaust gas boiler 8 is used to heat both the combustion air 5 and the fuel 3 of the gas turbine. However, one of the air 5 and the fuel 3 is heated. Even in this case, the same operational effect as described above can be obtained.
【0030】次に、図6及び図7は請求項3記載の本発
明についての2つの異なる実施例を示し、図9に示した
ものと同一の部分には同一の符号を付して、重複する説
明は省略する。Next, FIGS. 6 and 7 show two different embodiments of the present invention described in claim 3, and the same parts as those shown in FIG. The description will be omitted.
【0031】まず図6に示す実施例は、ガスタービン発
電プラントにおいて、ガスタービン21の排気27の熱
を用いてガスタービン21入口の燃焼器22へ投入され
る空気25を加熱する熱交換器38を設けたものであ
る。このような熱交換器38を設けて、ガスタービンの
燃焼用空気25を燃焼器22へ投入する前にガスタービ
ン排気熱で加熱することにより、所定のガスタービン入
口ガス温度を得るために必要な燃料投入量を低く抑える
ことができる。また、ガスタービン排気温度の低下をガ
スタービンの燃焼用空気との熱交換により行うことで、
水サイクル側の比率を上げずに行うため、プラント効率
の低下を防止できる。First, in the embodiment shown in FIG. 6, in a gas turbine power plant, a heat exchanger 38 for heating the air 25 introduced into the combustor 22 at the inlet of the gas turbine 21 by using the heat of the exhaust 27 of the gas turbine 21. Is provided. By providing such a heat exchanger 38 and heating the combustion air 25 of the gas turbine with the exhaust heat of the gas turbine before introducing it into the combustor 22, it is necessary to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature. The amount of fuel input can be kept low. Also, by lowering the gas turbine exhaust temperature by exchanging heat with the combustion air of the gas turbine,
Since the operation is performed without increasing the ratio on the water cycle side, it is possible to prevent a decrease in plant efficiency.
【0032】次に、図7に示す実施例は、ガスタービン
発電プラントにおいて、ガスタービン21の排気27の
熱を用いてガスタービンの燃料23を加熱する熱交換器
39を設け、燃料23を燃焼器22へ投入する前にガス
タービン排気27の熱で加熱するようにしたものであ
る。したがって、本実施例によっても、図6に示した実
施例と同様な作用効果が得られる。Next, in the embodiment shown in FIG. 7, in the gas turbine power plant, a heat exchanger 39 for heating the fuel 23 of the gas turbine by using the heat of the exhaust 27 of the gas turbine 21 is provided to burn the fuel 23. The gas turbine exhaust 27 is heated by the heat before it is charged into the container 22. Therefore, according to this embodiment, the same operational effect as that of the embodiment shown in FIG. 6 can be obtained.
【0033】なお、図6に示した実施例ではガスタービ
ン21入口の燃焼器22へ投入される空気25を、また
図7に示した実施例ではガスタービン21入口の燃焼器
22へ投入される燃料23を、それぞれガスタービン排
気27の熱を用いて加熱するようにしたが、これら空気
25及び燃料23の両方を加熱しても前述したと同様な
作用効果が得られるものである。In the embodiment shown in FIG. 6, the air 25 introduced into the combustor 22 at the inlet of the gas turbine 21 is introduced, and in the embodiment shown in FIG. 7, the air 25 is introduced into the combustor 22 at the inlet of the gas turbine 21. Although the fuel 23 is heated by using the heat of the gas turbine exhaust 27, the same effect as described above can be obtained by heating both the air 25 and the fuel 23.
【0034】また、図6及び図7に示した各実施例にお
いても、図9に示した従来例と同様に、ガスタービン排
気27の温度を各熱交換器38,39でガスタービン排
気ダクト29の許容温度以下に低下させることができる
ので、該ダクト29を構成する材料として合金鋼等の既
存の材料を用いることができることは勿論である。Also in each of the embodiments shown in FIGS. 6 and 7, as in the conventional example shown in FIG. 9, the temperature of the gas turbine exhaust 27 is controlled by the heat exchangers 38 and 39 in the gas turbine exhaust duct 29. Since it can be lowered to the allowable temperature or lower, the existing material such as alloy steel can be used as the material of the duct 29.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上述べたように、請求項1及び2記載
の本発明によれば、ガスタービンと蒸気タービンとを用
いた複合発電プラントにおいて、排ガスボイラへ投入さ
れるガスタービン排気の熱又は排ガスボイラで発生した
蒸気を用いて、ガスタービン入口の燃焼器へ投入される
空気及び燃料の少なくとも一方を加熱することにより、
所定のガスタービン入口ガス温度を得るために必要な燃
料投入量を低減できると共に、蒸気タービンサイクルの
復水器より捨てられる熱量も減少できるため、複合発電
プラントの効率を上昇させることができる。As described above, according to the present invention as set forth in claims 1 and 2, in the combined power generation plant using the gas turbine and the steam turbine, the heat of the gas turbine exhaust fed to the exhaust gas boiler or By using the steam generated in the exhaust gas boiler, by heating at least one of the air and fuel that are input to the combustor at the gas turbine inlet,
Since the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature can be reduced and the amount of heat discarded from the condenser of the steam turbine cycle can be reduced, the efficiency of the combined cycle power plant can be increased.
【0036】また、請求項3記載の本発明によれば、ガ
スタービンを用いた発電プラントにおいて、ガスタービ
ン排気熱を用いてガスタービン入口の燃焼器へ投入され
る空気及び燃料の少なくとも一方を加熱することによ
り、所定のガスタービン入口ガス温度を得るために必要
な燃料投入量を低減できると共に、ガスタービン排気温
度の低下をガスタービンの燃焼用空気及び/又は燃料と
の熱交換により行うことで、水サイクル側の比率を上げ
ずに行うため、ガスタービン発電プラント効率の低下を
防止することができる。According to the third aspect of the present invention, in a power plant using a gas turbine, at least one of air and fuel injected into the combustor at the inlet of the gas turbine is heated by using heat of exhaust gas from the gas turbine. By this, it is possible to reduce the amount of fuel input required to obtain a predetermined gas turbine inlet gas temperature, and to lower the gas turbine exhaust temperature by heat exchange with combustion air and / or fuel for the gas turbine. Since it is performed without increasing the ratio on the water cycle side, it is possible to prevent a decrease in gas turbine power plant efficiency.
【図1】請求項1記載の本発明に係る発電プラントの一
実施例を示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a power plant according to the present invention according to claim 1.
【図2】同じく請求項1記載の本発明に係る発電プラン
トの他の実施例を示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the power plant according to the present invention as defined in claim 1;
【図3】同じく請求項1記載の本発明に係る発電プラン
トの更に他の実施例を示す系統図である。FIG. 3 is a system diagram showing still another embodiment of the power plant according to the present invention as defined in claim 1;
【図4】同じく請求項1記載の本発明に係る発電プラン
トの更に他の実施例を示す系統図である。FIG. 4 is a system diagram showing still another embodiment of the power plant according to the present invention according to claim 1;
【図5】請求項2記載の本発明に係る発電プラントの一
実施例を示す系統図である。FIG. 5 is a system diagram showing an embodiment of a power plant according to the present invention as set forth in claim 2.
【図6】請求項3記載の本発明に係る発電プラントの一
実施例を示す系統図である。FIG. 6 is a system diagram showing an embodiment of a power plant according to the present invention as set forth in claim 3.
【図7】同じく請求項3記載の本発明に係る発電プラン
トの他の実施例を示す系統図である。FIG. 7 is a system diagram showing another embodiment of the power plant according to the present invention as defined in claim 3;
【図8】従来の発電プラントの一例を示す系統図であ
る。FIG. 8 is a system diagram showing an example of a conventional power generation plant.
【図9】同じく従来の発電プラントの他の例を示す系統
図である。FIG. 9 is a system diagram showing another example of the conventional power plant.
1 ガスタービン 2 燃焼器 3 燃料 4 圧縮機 5 空気 7 排気 8 排ガスボイラ 21 ガスタービン 22 燃焼器 23 燃料 24 圧縮機 25 空気 27 排気 31 熱交換器 32 熱交換器 33 熱交換器 34 熱交換器 35 熱交換器 36 熱交換器 38 熱交換器 39 熱交換器 1 Gas Turbine 2 Combustor 3 Fuel 4 Compressor 5 Air 7 Exhaust 8 Exhaust Gas Boiler 21 Gas Turbine 22 Combustor 23 Fuel 24 Compressor 25 Air 27 Exhaust 31 Heat Exchanger 32 Heat Exchanger 33 Heat Exchanger 34 Heat Exchanger 35 Heat Exchanger 36 Heat Exchanger 38 Heat Exchanger 39 Heat Exchanger
Claims (3)
ビン駆動用の蒸気を発生する排ガスボイラを備えた発電
プラントにおいて、前記排ガスボイラへ投入されるガス
タービン排気の熱を用いて、ガスタービン入口の燃焼器
へ投入される空気及び燃料の少なくとも一方を加熱する
熱交換器を設けたことを特徴とする発電プラント。1. In a power plant equipped with an exhaust gas boiler that receives the exhaust gas of a gas turbine to generate steam for driving a steam turbine, the heat of the gas turbine exhaust gas that is input to the exhaust gas boiler is used to enter the gas turbine inlet. Power plant having a heat exchanger for heating at least one of air and fuel fed into the combustor.
ビン駆動用の蒸気を発生する排ガスボイラを備えた発電
プラントにおいて、前記排ガスボイラで発生した蒸気を
用いて、ガスタービン入口の燃焼器へ投入される空気及
び燃料の少なくとも一方を加熱する熱交換器を設けたこ
とを特徴とする発電プラント。2. In a power plant equipped with an exhaust gas boiler, which is supplied with exhaust gas of a gas turbine to generate steam for driving a steam turbine, the steam generated in the exhaust gas boiler is used to supply the gas turbine to a combustor at an inlet thereof. A power generation plant provided with a heat exchanger for heating at least one of air and fuel to be discharged.
て、前記ガスタービンの排気熱を用いて、ガスタービン
入口の燃焼器へ投入される空気及び燃料の少なくとも一
方を加熱する熱交換器を設けたことを特徴とする発電プ
ラント。3. A power plant using a gas turbine, wherein a heat exchanger for heating at least one of air and fuel introduced into a combustor at an inlet of the gas turbine by using exhaust heat of the gas turbine is provided. Power plant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5026128A JPH06212910A (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric power generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5026128A JPH06212910A (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric power generating plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212910A true JPH06212910A (en) | 1994-08-02 |
Family
ID=12184931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5026128A Pending JPH06212910A (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric power generating plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06212910A (en) |
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1993
- 1993-01-21 JP JP5026128A patent/JPH06212910A/en active Pending
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