JPH06257706A - コンバインドサイクル発電プラントのクリーンアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気サイクル単独運転中、高温状態にある給
水配管合流部に過大な熱応力をもたらすことなく、ガス
クーラ系を通る復水の水質を維持すること。 【構成】 低圧ガスクーラ７の出口から直接高圧ガスク
ーラ６の入口に至る連絡管３１が設けられ、この経路に
クリーンアップ弁３２が介装されている。低圧給水加熱
器１７の出口から分岐して低圧ガスクーラ７の入口に至
る分岐管３３が切換弁３４を介して、設けられる。この
切換弁３４のバイパス経路を構成するバイパス管３３が
バイパス弁３６を介して設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排気再燃形コンバインド
サイクル発電プラントに係り、特にガスクーラ系を通る
復水の滞留なくして水質を維持するのに好適なクリーン
アップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気再燃形コンバインドサイクル発電プ
ラントは、一般に、次のような機器から構成される。す
なわち、図２において、このコンバインドサイクル発電
プラントはガスサイクルと蒸気サイクルとからなり、ガ
スサイクルにおいては圧縮機１で圧縮された空気は燃焼
器２に導かれそこに投入される燃料と混合されて燃焼
し、燃焼ガスとしてガスタービン３に送られる。燃焼ガ
スはガスタービン３内で膨張して仕事を行い、発電機４
が駆動される。ガスタービン３の排気は燃焼用空気とし
てボイラ５に送られ、そこに投入される燃料と混合され
て再度燃焼し、ボイラ排ガスとして高圧および低圧ガス
クーラ６、７を順次を通る間に蒸気サイクルの給・復水
を加熱し、煙突８から系外に排出される。なお、ボイラ
５に送れるガスタービン排ガスとボイラ５に入る給水と
をガスタービンを用いて熱交換させることもある。

【０００３】一方、蒸気サイクルにおいてはボイラ５で
燃焼ガスによって給水が加熱され、蒸気が発生する。こ
の蒸気は高圧タービン９に導かれ、そこで、膨張して仕
事を行い、さらに再熱器１０に送られて加熱される。こ
の再熱蒸気は中圧タービン１１、低圧タービン１２に送
られ、そこで再度膨張を遂げる。これらの高圧、中圧お
よび低圧タービン９、１１、１２、の仕事で発電機１３
が駆動され、電気出力が発生する、低圧タービン１２の
排気は復水器１４に送られ、そこに導かれる冷却水によ
って冷却されて凝縮し、復水となる。この復水は復水ポ
ンプ１５によって抽出されて一部は低圧給水加熱器１
６、１７に送られ、残りは低圧ガスヒータ７に送られ、
それぞれそこで加熱される。双方の復水は加熱された後
に合流し、脱気器１８に送られて脱気され、給水ブース
タポンプ１９、および給水ポンプ２０で昇圧され、一部
は高圧給水加熱器２１に送られ、残りは高圧ガスヒータ
６に送られ、それぞれそこで加熱される。双方の給水は
加熱された後に合流し、ボイラ給水としてボイラ５に送
られ、上述したサイクルを繰り返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したガスサイクル
と蒸気サイクルとからなるコンバインドサイクル発電プ
ラントでは高温の燃焼ガスを動作媒体とするガスサイク
ル側のガスタービン３が点検等のために停止する機会が
多い。

【０００５】そこで、双方のサイクルのうち、ガスサイ
クルを蒸気サイクルから切り離して蒸気サイクル単独運
転が可能になるような機器構成を採用する場合が考えら
れる。 この蒸気サイクル単独運転では低圧ガスクーラ
７および高圧ガスクーラ６に加熱源となるボイラ排ガス
が供給されたいためにこれらの機器の運転を停止しなけ
ればならない。停止中は給・復水の流れがなく、時間の
経過と共に水質が低下してしまう。このため、点検完了
後に再起動するには長時間にわたる低圧ガスクーラ７お
よび高圧ガスクーラ６の洗浄、つまりクリーンアップが
必要となる。この長時間にわたるクリーンアップを省略
することを意図して、従来、次のような復水の水質を維
持する方法が提案されている。すなわち、図３に示すよ
うに、低圧ガスクーラ７の入り口にある入口弁２３を閉
止し、小流量を通水可能なバイパス弁２４を全開し、常
時小流量の復水を低圧ガスクーラ７に供給し、出口側に
備えられる出口弁２５を全開に保って低圧給水加熱器１
７の出口で復水と合流させると共に、高圧ガスクーラ６
の入口にある入口弁２６を閉止し、小流量を通水可能な
バイパス弁２７を全開し、常時、給水の小流量を高圧ガ
スクーラ６に供給し、出口側に備えられる出口弁２８を
全開に保って高圧給水加熱器２２の出口で給水と合流さ
せる方法である。

【０００６】しかしながら、この方法においては双方の
給水加熱器１７、２２の出口でその給水加熱器１７、２
２を通って加熱された高温の給・復水に加熱されない低
温の給・復水が混合されることから、配管の構成材料に
熱衡撃がもたらされる可能性がある。特に高圧給水加熱
器２２の出口では給水の温度が高く、過大な熱応力が生
じる危険性がある。また、別のやり方として、低圧ガス
クーラ７の入口弁２３を閉止し、バイパス弁２４を全開
して小流量の復水を低圧ガスクーラ７に供給して、そこ
での通水を保ちながら、この後復水を低圧給水加熱器１
７の出口で復水と合流させず、出口弁２５の閉止状態を
保って復水回収弁２９を開けて復水器１４に導いて全量
回収する方法がある。なお、高圧ガスクーラ６への通水
方法および復水回収弁３０による排出方法は上記の方法
と同様である。

【０００７】しかしながら、この方法においては小流量
とはいえ高圧ガスクーラ６に流れる給水は給水ポンプ２
０で３００kg／cm² 以上に加圧された水であり、この給
水を復水器１４に排出することは大きな動力損失を伴な
い得策でない。また一方、高温高圧の給水が真空に保持
される復水器１４に流入するまでに配管内でフラシして
しまい、エロジョンが発生する原因となる。

【０００８】本発明の目的は蒸気サイクル単独運転中、
高温状態にある給水配管合流部に過大な熱応力をもたら
すことなく、ガスクーラ系を通る復水の水質を維持する
ことのできるコンバインドサイクル発電プラントのクリ
ーンアップ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は低圧ガスクーラの出口と高圧ガスクーラの入
口とを直接連絡するクリーンアップ弁を有する連絡弁を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】蒸気サイクル単独運転中、常時復水ポンプで昇
圧された復水の一部を低圧ガスヒータに通水し、さらに
この復水を連絡管を通して高圧ガスヒータに通水する。
これにより双方のガスヒータ内での復水の滞留がなくな
り、水質の低下が防止される。このとき、通水された復
水を高温状態にある給水配管内を通る給水には合流させ
ず、復水器に還す。かくして給水配管合流部には冷たい
復水が流れず、そこに過大な熱応力が生じるのを防止す
ることが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のー実施例を図１を参照して説
明する。

【００１２】なお、本図中、従来技術の図２および図３
に示される構成と同一の構成には同一の符号を付してお
り、これらについては説明を省略する。

【００１３】図１において、低圧ガスクーラ７の出口か
ら直接高圧ガスクーラ６の入口に至る連絡管３１が設け
られ、この連絡管３１の経路にはクリーンアップ弁３２
が介装されている。

【００１４】さらに、低圧給水加熱器１７の出口から分
岐して低圧ガスクーラ７の入口に至る分岐管３３が設け
られ、この分岐管３３の経路には切替弁３４が介装され
ている。また切替弁３４のバイパス経路を構成するバイ
パス管３５がバイパス弁３６を介して設けられる。

【００１５】なお、図中符号３７は復水を系外に排出す
るブロー弁を示している。

【００１６】次に、上記構成によるところの作用を説明
する。

【００１７】蒸気サイクル単独運転時、ボイラ５から出
るボイラ排ガスがなくなり、低圧ガスクーラ７および高
圧ガスクーラ６に送られる復水が止められる。この双方
のガスクーラ６、７の運転停止に臨んで低圧ガスクーラ
７の入口弁２３および出口弁２５を閉止する。同様に、
高圧ガスクーラ６の入口弁２６および出口弁２８も閉止
する。

【００１８】さらに、バイパス弁２４、双方のガスクー
ラ６、７を連絡する連絡管３１に備えられたクリーンア
ップ弁３２および高圧ガスクーラ６と復水器１４とを連
絡する経路にある復水回収弁３０を全開する。このと
き、復水ポンプ１５で昇圧された復水の一部がバイパス
弁２４を経て低圧ガスクーラ７に流れ、さらに連絡管３
１を通って高圧ガスクーラ６に流れ、復水回収弁３０を
経て復水器１４に達する。これにより、双方のガスクー
ラ６、７の運転停止中、小流量の復水を低圧ガスクーラ
７および高圧ガスクーラ６に流し続けることができる。

【００１９】この小流量の復水は高圧給水加熱器２２で
加熱された高温高圧の給水中に注入されないので、給水
を導く配管に熱衡撃をもたらさない。また、高圧ガスク
ーラ６を通る水は給水ではなく、復水ポンプ１５で抽出
される復水のために動力損失は僅かである。

【００２０】さらに、復水器１４に導くときに、配管内
で起こるフラッシュに起因するエロージョンも防止する
ことができる。

【００２１】また、双方のガスクーラ６、７の停止期間
が短い場合、低温の復水を供給する代わりに比較的高温
の復水を低圧ガスクーラ７および高圧ガスクーラ６に供
給する。このときは、バイパス弁２４は閉止したままで
分岐管３３の経路にある切換弁３４をバイパスするバイ
パス弁３６を全開する。低圧給水加熱器１７を出た復水
の一部は分岐管３３に流れ、さらに、バイパス弁３６を
経て低圧ガスクーラ７に達し、連絡管３１を通って高圧
ガスクーラ６に流れ、復水器１４に達する。これにより
ガスクーラ系の温度を比較的高温に保持することがで
き、ガスサイクルの再起動に要する時間を短縮すること
が可能である。

【００２２】一方、双方のガスヒータ６、７の停止期間
がやや長期にわたるとき、簡単には水質汚だくが取り除
げない。これに対処する運転方法は再起動前に低圧ガス
クーラ７の入口の入口弁２３を全開し、高圧ガスクーラ
６の出口に備えられるブロー弁３７を全開する。このと
き、復水ポンプ１５によって双方のガスクーラ６、７を
洗浄するのに充分な量の復水が送られ、これが低圧ガス
クーラ７および高圧ガスクーラ６を順次通るために、短
時間でクリーンアップを完了させることができる。その
後、ブロー弁３７を閉止し、復水回収弁３０を全開して
循環経路を形成し、切換弁３４を全開する。このとき、
低圧給水加熱器１７を出た高温の復水が分岐管３３を通
って低圧ガスクーラ７に流れ、短時間のうちに系統機器
が暖められて行く。これによりガスサイクル起動前のウ
ォーミングを早期に完了させてコンバインドサイクル運
転への移行を早めることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は低圧ガスク
ーラの出口と高圧ガスクーラの入口とを連絡管で直接連
絡するようにしたので、蒸気サイクル単独運転中におい
ても、高温状態にある給水配管合流部に過大な熱応力を
生じることなく、また、給水ポンプの動力損失および復
水器に還る配管でエロージョンを発生させることなく、
ガスクーラ系を通る復水の水質の低下を防止することが
できる。

【００２４】したがって、本発明によれば、ガスサイク
ル起動前のウォーミングを早期に完了させ、コンバイン
ドサイクル運転の移行を早められるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリーンアップ装置ー実施例を示
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プ
ラントを示す系統図。

【図３】従来のコンバインドサイクル発電プラントの給
・復水系統を示す系統図。

【符号の説明】

３………ガスタービン ５………ボイラ ６………高圧ガスクーラ ７………低圧ガスクーラ ９………高圧タービン １２………低圧タービン １６、１７…低圧給水加熱器 ２１、２２…高圧給水加熱器 ２４、３６…バイパス弁 ３１………連絡管 ３２………クリーンアップ弁 ３３………分岐管 ３４………切換弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気サイクルのためのボイラおよび蒸気
   タービンならびにガスサイクルのためのガスタービンを
   備え、前記ガスタービンの排気を前記ボイラの燃焼用空
   気として該ボイラに導くように構成し、それぞれ独立し
   て蒸気サイクルの給・復水を加熱するように前記蒸気タ
   ービンから抽気を導く高圧および低圧給水加熱器ならび
   に前記ボイラから排ガスを導く高圧および低圧クーラを
   設けてなる排気再燃形コンバインドサイクル発電プラン
   トにおいて、前記低圧ガスクーラの出口と前記高圧ガス
   クーラの入口とを直接連絡するクリーンアップ弁を有す
   る連絡管を設けたことを特徴とするコンバインドサイク
   ル発電プラントのクリーンアップ装置。
2. 【請求項２】 前記低圧給水加熱器の出口から分岐して
   前記低圧ガスクーラの入口に至る切換弁および切換弁バ
   イパス経路有する分岐管を設けたことを特徴とする請求
   項１記載のコンバインドサイクル発電プラントのクリー
   ンアップ装置。