JPH06507459A - ガス・蒸気タービン複合設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス・蒸気タービン複合設備 本発明は、ガスタービンに排気ガス側において水・蒸気・糸環回路における蒸気 タービン用の原気を発生ずるためのボイラが後置接続され、ボイラが石炭微粉砕 機に後置接続された燃焼装置を有しているよ・うなガス・蒸気タービン複合設備 に間する。

ガス・蒸気タービン複合設備を設計し構築する際には、特に燃焼装置を持つ既存 の蒸気タービン設備にガスタービン設備を連結する際には、高い総合効率を得る ためにガスタービン、蒸気タービンおよびボイラの相互に関係する出力が互いに 調和されねばならない、その総合効率は、ガスタービンが全負荷で長時間運転さ れればされるほど大きくなる。もっともこの種の設備では、ガスタービンの排気 ガスは一般にボイラの燃焼装置に対する燃焼用空気として利用されるので、例え ば燃焼装置の火炎温度の低下によるボイラ出力の変動は、ガスタービンの排気ガ ス量と燃焼装置に対する必要な空気量あるいは酸素量との間に不均衡を生じるお それがある。これによって特に部分負荷範囲において設備の効率は限られた範囲 でしか最適化できない。

本発明の課題は、既存の蒸気タービン設備にガスタービンを追加装備する際にす べての運転状態においてできるだけ高い総合効率を得ることにある。その場合既 存の構造群を十分に利用できるようにしようとするものである。

この課題は本発明によれば、第一の熱交換器内で冷却されたガスタービンからの 排気ガスの第一の調整可能な部分流が燃焼装置に燃焼用空気として導入され、冷 却済み排気ガスの第二の調整可能な部分流が石炭微粉砕機用の空気を加熱するた めに第二の熱交換器に導入され、冷却済み排気ガスの第三の調整可能な部分流が ボイラを貫流する燃焼装置からの煙道ガスに混合されることによって解決される 。

蒸気タービンに対して追加的な蒸気を発生するためには、ガスタービンからの排 気ガスで貫流される熱交換器あるいは冷却器が蒸気タービンの水・蒸気・循環回 路に接続されていることがを利である。その場合、ガスタービンからの排気ガス は有利には、蒸気タービン設備の既存の煙道ガス通路を設計した際の許容最高温 度まで冷却される。

燃焼装置に対する燃焼用空気の酸素を濃くするためには、第二の熱交換器で加熱 された空気の一部が冷却済みの排気ガスの第一の部分流に導入される。

石炭微粉砕機における温度を調整するために、第二〇熱交換器で加熱された石炭 微粉砕機用の空気に低温の空気が混合される。

本発明によって得られる利点は特に、一方ではガスタービンからの排気ガスを熱 交換器で冷却することによって蒸気タービン設備の既存の煙道ガス通路の過熱が 確実に避けられること、他方では冷却済みの排気ガスを調整可能な複数の部分流 に分割することによって、排気ガスに含まれる熱を総合プロセスに対して追加的 に利用することができ、従って運転状態に無関係に設備の高い総合効率が得られ ることにある。

本発明の詳細な説明するために図面を参照して実施例について説明する０図面に は、ガスタービンからの排気ガスが調整可能な三つの部分流に分割されるガス・ 蒸気タービン複合設備が概略的に示されている。

図面におけるガス・蒸気タービン複合設備は、ボイラ２、水・蒸気・循環回路３ に接続され発電機５に連結されている蒸気タービン４、およびボイラ２に前置接 続され発電機７に連結されているガスタービン６を有している。ボイラ２は燃焼 装！８を有しており、この燃焼装ｆ８は燃料配管９を介して石炭微粉砕＊ｉ。

に接続されている。

概略的に示されている蒸気タービン４の水・蒸気・循環回路３には、復水器１５ 、この復水器１５に後置接続されているポンプ１６およびボイラ２内に配置され ている予熱器１７が接続されている。予熱器１７は出口側が、弁１９が接続され ている第一の分岐管１８を介して、ガスタービン６から高温の排気ガスａで加熱 される熱交換器２０に接続されている。予熱器１７は更に第二の分岐管２２を介 してボイラ２内において燃焼室２３の範囲に配置されている加熱装置２４に接続 されている。

熱交換器２０は出口側が蒸気配管２１を介して蒸気タービン４に接続されている 。熱交換器２０は一次側がガスタービン６に接続されている排気ガス管２５に接 続されている。

ガスタービン６からの排気ガスａの第一部分流Ｌｌを燃焼装置８に導入するため に、燃焼装置８に開口している第一の部分流配管２６が排気ガス管２５に接続さ れている。排気ガス管２５は更に第二の部分流配管２７を介してボイラ２の入口 ２ａに接続されている。排気ガス管２５は更に第二〇熱交換器２９が接続されて いる第三の部分流配管２８ををしている。各部分流配管２６．２７．２８にはフ ラッパ弁３０．３１．３２、例えば絞りフラッパ弁あるいは別の調整機構が接続 されている。それらのフラッパ弁３０．３１．３２は図示していない電動機で作 動される。

ガス・蒸気タービン複合設備の運転中において、ガスタービン６から流出する高 温の排気ガスａは熱交換器２０において約４００℃に冷却されるので、煙道ガス 通路として形成された部分流配管２６．２７．２８の壁は４００℃以上に加熱さ れることはない、排気ガスａの流れ方向において熱交換器２０の後ろで、排気ガ スａは調整可能な三つの部分流ｔ１、ｔ２、ｔ３に分割される。その際部分流配 管２６を通って流れる部分流ｔ１は、燃焼装置８の燃焼用空気の需要に合わせて 調整され、即ち特に設備の運転状態に関して調整される。その場合、部分流ｔ１ には圧縮されかつ熱交換器２９において予熱済みの空気圧縮機３５からの空気り を混合できる。そのために空気圧縮１１３５は熱交換器２９の二次側に接続され ている空気配管３６を介して部分流配管２６に接続されている。必要な空気量に 調整するために空気配管３６にはフラッパ弁３７が接続されている。

負荷が低下し従ゲζ燃焼装置８における燃焼用空気の需要が減少した場合、燃焼 装置８にと９で不要な量の排気ガスａは部分流配管２７．２８を介して一方では ボイラ２に導入され、他方では第二の熱交換器２９を通って導かれる。その場合 、部分流配管２７を通って流れる排気ガスａの部分流ｔ３は燃焼装置８内で発生 した燃焼ガスｒに混合される。排気ガスａの部分流し３および燃焼ガスｒはボイ ラ２からその出口２ｂおよびガスフィルタ４０を通って煙突（図示せず）の方向 に出る。

部分流配管２８を通って導かれる排気ガスａの調整可能な部分流ｔ２は熱交換器 ２９において空気配管３６内を流れる空気りを加熱し、そしてボイラ２がら流出 する燃焼ガス１−にガスフィルタ４０の後ろで混合される。

熱交換器２９においては第二の部分流ｔ２によって加熱された空気圧縮機３５か らの空気りは空気配管３６の分岐管４１を介して石炭微粉砕機」０に流入するこ の空気は、一方では石炭微粉砕機１０に石炭配管４２を介して導入される石炭ｋ を乾燥するための熱媒体として使用され、他方では石炭微粉砕機ＩＯで微粉砕し た石炭ｋを燃料配管９を介して燃焼装Ｗ８に導入するための搬送媒体として使用 される。空気配管３６から出てフラッパ弁４４が接続されている分岐管４１には 、熱交換器２９の前で空気配管３６に接続されフラッパ弁４６が接続されている 低温空気配管４５が開口している。その場合、フラッパ弁４６で調整できる低温 空気流を熱交換器２９からの加熱済み空気りに混合することによって、石炭微粉 砕機１０に対する空気りの温度が調整される。

燃焼装置８からの燃焼ガスｒおよび部分流配管２７を介してボイラ２に流入する 排気ガスａの部分流ｔ３は蒸気タービン４に対する蒸気を発生するために使用さ れる。そのために水が復水器１５からポンプ１６によって燃焼ガスｒと排気ガス ａで加熱される予熱器１７に搬送され、そこで予熱される０分岐管２２を通って 流れる加熱済みの水は燃焼装置８からの高温煙道ガスｒで加熱される加熱面２４ において蒸発され過熱される。過熱済み蒸気は蒸気配管５０を介して蒸気タービ ン４に導入される。分岐管１８を通って流れる加熱済みの水は熱交換器２０にお いて同様に蒸発および過熱され、蒸気タービン４に導入される。そこで過熱済み の蒸気は弛緩され、続いて復水器１５において凝縮される。

ガスタービン１６からの冷却済み排気ガスａを本発明に基づいて三つの調整可能 な部分流し１、ｔ２、Ｌ３に分割することによって、一方ではガスタービン６は 種々の運転状態において必要な空気量に関する燃焼装置の需要から切り離される 。他方ではボイラ２従って１気発生プロセスはガスタービン６の負荷状態に無

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガスタービン（６）に排気ガス側において水・蒸気・循環回路（３）におけ る蒸気タービン（４）用の蒸気を発生するためのボイラ（２）が後置接続されボ イラ（２）が石炭微粉砕機（１０）に後置接続された燃焼装置（８）を有してい るガス・蒸気タービン複合設備において、−　第一の熱交換器（２０）内で冷却 されたガスタービン（６）からの排気ガス（ａ）の第一の調整可能な部分流（ｔ １）が燃焼装置（８）に燃焼用空気として導入され、 −　冷却済み排気ガス（ａ）の第二の調整可能な部分流（ｔ２）が石炭微粉砕機 （１０）用の空気（Ｌ）を加熱するために第二の熱交換器（２９）に導入され、 −　冷却済み排気ガス（ａ）の第三の調整可能な部分流（ｔ３）がボイラ（２） を貫流する燃焼装置（８）からの煙道ガス（ｒ）に混合される、ことを特徴とす るガス・蒸気タービン複合設備。 ２．ガスタービン（６）からの排気ガス（ａ）で貫流される熱交換器（２０）が 蒸気タービン（４）の水・蒸気・循環回路（３）に挿入接続されることを特徴と する請求の範囲１記載のガス・蒸気タービン複合設備。 ３．第二の熱交換器（２９）で加熱された空気（Ｌ）の一部が冷却済みの排気ガ ス（ａ）の第一の部分流（ｔ１）に導入されることを特徴とする請求の範囲１又 は２記載のガス・蒸気タービン複合設備。 ４．第二の熱交換器（２９）で加熱された石炭微粉砕機（１０）用の空気（Ｌ） に低温空気（Ｌ）が混合されることを特徴とする請求の範囲１ないし３の１つに 記載のガス・蒸気タービン複合設備。