JPH07119413A - 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント - Google Patents
蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラントInfo
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- JPH07119413A JPH07119413A JP27026793A JP27026793A JPH07119413A JP H07119413 A JPH07119413 A JP H07119413A JP 27026793 A JP27026793 A JP 27026793A JP 27026793 A JP27026793 A JP 27026793A JP H07119413 A JPH07119413 A JP H07119413A
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- Japan
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- steam
- turbine
- gas turbine
- cooling
- heat recovery
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- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05B2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterised by the cooling medium
- F05B2260/233—Heat transfer, e.g. cooling characterised by the cooling medium the medium being steam
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- 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]
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、ガスタービンの高温部を冷却
する媒体として蒸気を用いるガスタービンコンバインド
プラントにおいて、冷却後の蒸気を発電効率の向上のた
めに有効利用するプラントを提供することにある。 【構成】ガスタービン高温部の熱回収蒸気を膨張させる
ために、既設蒸気タービンとは別の新たな蒸気タービン
を設置する。 【効果】本発明によれば、ガスタービンの高温部を冷却
する媒体として蒸気を用いるガスタービンコンバインド
プラントにおいて、ガスタービン高温部冷却後の蒸気を
エネルギー損失させることなく有効に動力に変換でき、
発電効率が向上する。
する媒体として蒸気を用いるガスタービンコンバインド
プラントにおいて、冷却後の蒸気を発電効率の向上のた
めに有効利用するプラントを提供することにある。 【構成】ガスタービン高温部の熱回収蒸気を膨張させる
ために、既設蒸気タービンとは別の新たな蒸気タービン
を設置する。 【効果】本発明によれば、ガスタービンの高温部を冷却
する媒体として蒸気を用いるガスタービンコンバインド
プラントにおいて、ガスタービン高温部冷却後の蒸気を
エネルギー損失させることなく有効に動力に変換でき、
発電効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン高温部の冷
却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコンバインドプ
ラントに関する。
却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコンバインドプ
ラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの高温部、特に翼の冷却に
蒸気を用いるガスタービンの性能及びシステムの基本構
成に関しては、エーエスエムイーのぺーパー８７−ＪＰ
ＧＣ−ＧＴ−１（ASME paper 87−JPGC−GT−1），“ガ
スタービンの閉回路蒸気冷却（Closed Circuit Steam C
ooling in Gas Turbines）”に記載されている。
蒸気を用いるガスタービンの性能及びシステムの基本構
成に関しては、エーエスエムイーのぺーパー８７−ＪＰ
ＧＣ−ＧＴ−１（ASME paper 87−JPGC−GT−1），“ガ
スタービンの閉回路蒸気冷却（Closed Circuit Steam C
ooling in Gas Turbines）”に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンと蒸気タ
ービンを組み合わせたコンバインドプラントはガスター
ビン高温部の材料，冷却方法の進歩によりタービン入口
温度を上昇させることができる可能性があり、それによ
ってさらに効率の向上が期待できるため今後の火力プラ
ントの主力になりつつある。タービンの入口温度は、現
状でも１３００℃に達しており今後は１５００℃を越え
ることが予測されている。しかしながら、従来の空気を
冷却媒体として用いる方法では、高温化にともない冷却
に必要な空気の割合が増加するため、高温化による効率
向上は期待できなくなっている。ガスタービン高温部の
冷却媒体として空気より性能の良い蒸気を用いることは
古くから提案されていたが、今までは空気冷却で十分で
あったことなどから詳細な検討は行われていなかった。
ービンを組み合わせたコンバインドプラントはガスター
ビン高温部の材料，冷却方法の進歩によりタービン入口
温度を上昇させることができる可能性があり、それによ
ってさらに効率の向上が期待できるため今後の火力プラ
ントの主力になりつつある。タービンの入口温度は、現
状でも１３００℃に達しており今後は１５００℃を越え
ることが予測されている。しかしながら、従来の空気を
冷却媒体として用いる方法では、高温化にともない冷却
に必要な空気の割合が増加するため、高温化による効率
向上は期待できなくなっている。ガスタービン高温部の
冷却媒体として空気より性能の良い蒸気を用いることは
古くから提案されていたが、今までは空気冷却で十分で
あったことなどから詳細な検討は行われていなかった。
【０００４】コンバインドプラントに蒸気冷却ガスター
ビンを適用することにより、冷却後の熱回収蒸気を蒸気
タービン系に回収し蒸気タービンの出力を増大させるこ
とができることから、蒸気冷却ガスタービンを用いたコ
ンバインドプラントの実用化への検討が始まろうとして
いる。
ビンを適用することにより、冷却後の熱回収蒸気を蒸気
タービン系に回収し蒸気タービンの出力を増大させるこ
とができることから、蒸気冷却ガスタービンを用いたコ
ンバインドプラントの実用化への検討が始まろうとして
いる。
【０００５】エーエスエムイーのぺーパー８７−ＪＰＧ
Ｃ−ＧＴ−１(ASME paper 87−JPGC−GT−1），“ガス
タービンの閉回路蒸気冷却（Closed Circuit Steam Coo
lingin Gas Turbines)”には、冷却用の蒸気を蒸気ター
ビン系から抽気し、その蒸気でガスタービンを冷却し、
冷却によって高温となった蒸気を蒸気タービン系に戻す
閉回路蒸気冷却の性能検討結果が報告されている。しか
しながら、ガスタービンを冷却する蒸気の温度，圧力の
必要条件，冷却蒸気を蒸気タービン系に戻す場合の冷却
蒸気と蒸気タービン系との蒸気条件のマッチングについ
ての記述はない。
Ｃ−ＧＴ−１(ASME paper 87−JPGC−GT−1），“ガス
タービンの閉回路蒸気冷却（Closed Circuit Steam Coo
lingin Gas Turbines)”には、冷却用の蒸気を蒸気ター
ビン系から抽気し、その蒸気でガスタービンを冷却し、
冷却によって高温となった蒸気を蒸気タービン系に戻す
閉回路蒸気冷却の性能検討結果が報告されている。しか
しながら、ガスタービンを冷却する蒸気の温度，圧力の
必要条件，冷却蒸気を蒸気タービン系に戻す場合の冷却
蒸気と蒸気タービン系との蒸気条件のマッチングについ
ての記述はない。
【０００６】蒸気を用いてガスタービン高温部の翼等の
部材を冷却する場合、高温の燃焼ガスと冷却蒸気は該部
材を境に接している。また、高温部材どうしの接合部、
例えばディスクと動翼の接合部では温度変化時における
変形を考慮して僅かな隙間を設けているのが一般であ
り、このような構造では冷却蒸気圧力がガスタービン燃
焼ガスの圧力より低いと、高温の燃焼ガスが隙間部に進
入し、隙間部の部材温度を上昇させてしまったり、燃焼
ガスが冷却蒸気に混入し冷却蒸気供給回収系の運転を不
可能にする。また、何らかの障害により高温部材に僅か
な亀裂が生じた場合にも高温燃焼ガスが冷却蒸気系統に
混入することとなる。すなわち、冷却時の圧力損失も考
慮して、冷却蒸気の抽気点圧力は少なくとも燃焼ガスの
圧力より大きくなければならない。
部材を冷却する場合、高温の燃焼ガスと冷却蒸気は該部
材を境に接している。また、高温部材どうしの接合部、
例えばディスクと動翼の接合部では温度変化時における
変形を考慮して僅かな隙間を設けているのが一般であ
り、このような構造では冷却蒸気圧力がガスタービン燃
焼ガスの圧力より低いと、高温の燃焼ガスが隙間部に進
入し、隙間部の部材温度を上昇させてしまったり、燃焼
ガスが冷却蒸気に混入し冷却蒸気供給回収系の運転を不
可能にする。また、何らかの障害により高温部材に僅か
な亀裂が生じた場合にも高温燃焼ガスが冷却蒸気系統に
混入することとなる。すなわち、冷却時の圧力損失も考
慮して、冷却蒸気の抽気点圧力は少なくとも燃焼ガスの
圧力より大きくなければならない。
【０００７】現状のコンバインドプラントの蒸気条件
が、５３８℃,１００ata／５３８℃，２５ataであり、
ガスタービンの設計点作動圧力を１５ata程度に想定す
ると、冷却用蒸気は高圧蒸気タービン出口２５ata 程度
から抽気することが一つの方法として考えられる。この
時、ガスタービン高温部を冷却した蒸気を蒸気タービン
系の温度が一致している個所に回収しようとすると、回
収蒸気の圧力を蒸気タービン系の回収点蒸気圧まで低下
させなければならず回収蒸気の圧力のエネルギー損失を
生じる。また、圧力が一致している個所に流入させよう
とすると、回収蒸気の温度が蒸気タービン系の回収点温
度より低くなり主流蒸気の温度を下げてしまい発電効率
の低下を招いたり、蒸気の温度差により流入個所に熱応
力が発生してしまう。
が、５３８℃,１００ata／５３８℃，２５ataであり、
ガスタービンの設計点作動圧力を１５ata程度に想定す
ると、冷却用蒸気は高圧蒸気タービン出口２５ata 程度
から抽気することが一つの方法として考えられる。この
時、ガスタービン高温部を冷却した蒸気を蒸気タービン
系の温度が一致している個所に回収しようとすると、回
収蒸気の圧力を蒸気タービン系の回収点蒸気圧まで低下
させなければならず回収蒸気の圧力のエネルギー損失を
生じる。また、圧力が一致している個所に流入させよう
とすると、回収蒸気の温度が蒸気タービン系の回収点温
度より低くなり主流蒸気の温度を下げてしまい発電効率
の低下を招いたり、蒸気の温度差により流入個所に熱応
力が発生してしまう。
【０００８】この様に、ガスタービン高温部を冷却した
蒸気を蒸気タービン系に有効に回収できる個所は一般に
存在しない。また、ガスタービン高温部を冷却した蒸気
の温度や圧力を制御して蒸気タービン系に回収するのは
運用性の面でも複雑となる。本発明の目的はガスタービ
ン高温部の冷却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコ
ンバインドプラントにおいて、ガスタービン高温部の熱
回収蒸気の持つエネルギーを有効に動力に変換する系統
及び運転方法を提供することにある。
蒸気を蒸気タービン系に有効に回収できる個所は一般に
存在しない。また、ガスタービン高温部を冷却した蒸気
の温度や圧力を制御して蒸気タービン系に回収するのは
運用性の面でも複雑となる。本発明の目的はガスタービ
ン高温部の冷却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコ
ンバインドプラントにおいて、ガスタービン高温部の熱
回収蒸気の持つエネルギーを有効に動力に変換する系統
及び運転方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ガスタービ
ン高温部の熱回収蒸気を膨張させるために、既設蒸気タ
ービンとは別の新たな蒸気タービンを設置することによ
って達成される。
ン高温部の熱回収蒸気を膨張させるために、既設蒸気タ
ービンとは別の新たな蒸気タービンを設置することによ
って達成される。
【００１０】
【作用】コンバインドプラントにおけるガスタービンの
設計点作動圧力は、一般には効率を最大にするように選
択され、入口温度１３００℃〜１６００℃のガスタービ
ンでは、１３ataから１８ata程度である。これらのガス
タービンに蒸気冷却を適用するためには、冷却時の蒸気
の圧損も考慮して、燃焼ガスが蒸気に混入しないよう冷
却蒸気の圧力を２０ata 以上にする必要がある。しか
し、ガスタービン冷却後の熱回収蒸気の温度と圧力が一
致する個所は既設蒸気タービンや排熱回収ボイラーには
存在しない。そこで、この熱回収蒸気を別の新たな蒸気
タービンで膨張させることにより熱回収蒸気の持つ温度
及び圧力のエネルギーを損失することなく有効に動力に
変換することができる。
設計点作動圧力は、一般には効率を最大にするように選
択され、入口温度１３００℃〜１６００℃のガスタービ
ンでは、１３ataから１８ata程度である。これらのガス
タービンに蒸気冷却を適用するためには、冷却時の蒸気
の圧損も考慮して、燃焼ガスが蒸気に混入しないよう冷
却蒸気の圧力を２０ata 以上にする必要がある。しか
し、ガスタービン冷却後の熱回収蒸気の温度と圧力が一
致する個所は既設蒸気タービンや排熱回収ボイラーには
存在しない。そこで、この熱回収蒸気を別の新たな蒸気
タービンで膨張させることにより熱回収蒸気の持つ温度
及び圧力のエネルギーを損失することなく有効に動力に
変換することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００１２】ガスタービン装置は、空気圧縮機１，燃焼
器２，ガスタービン３で構成され、発電機４がガスター
ビンと同軸上に設置されている。
器２，ガスタービン３で構成され、発電機４がガスター
ビンと同軸上に設置されている。
【００１３】ガスタービン３から燃焼ガス供給管路２０
０が、排熱回収ボイラー５に接続される。排熱回収ボイ
ラー５には、低圧エコノマイザー９，低圧ドラム６，低
圧蒸発器１０，中圧エコノマイザー１１，中圧ドラム
７，中圧蒸発器１２，高圧エコノマイザー１３，高圧ド
ラム８，高圧蒸発器１４，過熱器１５，再熱器１６，中
圧加圧ポンプ１７，高圧加圧ポンプ１８が設置されてい
る。蒸気タービンは、高圧蒸気タービン１９，再熱蒸気
タービン２０，低圧タービン２１，復水器２２，給水ポ
ンプ２３で構成されている。復水器２２からの給水配管
は、給水ポンプ２３を通り排熱回収ボイラー５内の低圧
エコノマイザー９に接続される。低圧エコノマイザー９
の出口は低圧ドラム６に接続されると同時に、中圧加圧
ポンプ１７及び高圧加圧ポンプ１８へ接続される。中圧
加圧ポンプ１７出口の配管は中圧エコノマイザー１１に
つながり中圧ドラム７へ接続される。高圧加圧ポンプ１
８出口の配管は、高圧エコノマイザー１３につながり高
圧ドラム８へ接続される。排熱回収ボイラー５内の過熱
器１５からの主蒸気配管１００は高圧蒸気タービン１９
に接続され、高圧蒸気タービン１９出口からは排熱回収
ボイラー５内の再熱器１６へ再熱蒸気戻り配管１０１が
接続される。また、該配管１０１には中圧ドラム７から
の配管１０２も接続される。再熱器１６出口からは再熱
蒸気タービン２０へ再熱蒸気管１０３が接続され、再熱
蒸気タービン２０出口からは低圧タービン２１へ管路１
０４が接続される。また、この低圧蒸気タービン２１へ
は、低圧ドラム６からの配管１０５も接続される。低圧
蒸気タービン２１出口からは、復水器２２に管路１０６
が接続される。
０が、排熱回収ボイラー５に接続される。排熱回収ボイ
ラー５には、低圧エコノマイザー９，低圧ドラム６，低
圧蒸発器１０，中圧エコノマイザー１１，中圧ドラム
７，中圧蒸発器１２，高圧エコノマイザー１３，高圧ド
ラム８，高圧蒸発器１４，過熱器１５，再熱器１６，中
圧加圧ポンプ１７，高圧加圧ポンプ１８が設置されてい
る。蒸気タービンは、高圧蒸気タービン１９，再熱蒸気
タービン２０，低圧タービン２１，復水器２２，給水ポ
ンプ２３で構成されている。復水器２２からの給水配管
は、給水ポンプ２３を通り排熱回収ボイラー５内の低圧
エコノマイザー９に接続される。低圧エコノマイザー９
の出口は低圧ドラム６に接続されると同時に、中圧加圧
ポンプ１７及び高圧加圧ポンプ１８へ接続される。中圧
加圧ポンプ１７出口の配管は中圧エコノマイザー１１に
つながり中圧ドラム７へ接続される。高圧加圧ポンプ１
８出口の配管は、高圧エコノマイザー１３につながり高
圧ドラム８へ接続される。排熱回収ボイラー５内の過熱
器１５からの主蒸気配管１００は高圧蒸気タービン１９
に接続され、高圧蒸気タービン１９出口からは排熱回収
ボイラー５内の再熱器１６へ再熱蒸気戻り配管１０１が
接続される。また、該配管１０１には中圧ドラム７から
の配管１０２も接続される。再熱器１６出口からは再熱
蒸気タービン２０へ再熱蒸気管１０３が接続され、再熱
蒸気タービン２０出口からは低圧タービン２１へ管路１
０４が接続される。また、この低圧蒸気タービン２１へ
は、低圧ドラム６からの配管１０５も接続される。低圧
蒸気タービン２１出口からは、復水器２２に管路１０６
が接続される。
【００１４】ガスタービン３の内部には、高温で冷却が
必要な、タービン冷却部（高温部）２４がある。ガスタ
ービン３内部のタービン冷却部（高温部）２４へは高圧
タービン１９の出口から冷却蒸気供給管１０７が接続さ
れ、冷却蒸気供給管１０７には給水管１０８から加圧ポ
ンプ２７を介して水スプレー管１０９が接続される。タ
ービン冷却部（高温部）２４出口の冷却蒸気排出管１１
０は、新たな別の蒸気タービン２５に接続され発電機２
６を駆動する。そして、タービン２５の排気は排気管１
１３に導かれ復水器２２に接続される。以下、本実施例
を説明する。
必要な、タービン冷却部（高温部）２４がある。ガスタ
ービン３内部のタービン冷却部（高温部）２４へは高圧
タービン１９の出口から冷却蒸気供給管１０７が接続さ
れ、冷却蒸気供給管１０７には給水管１０８から加圧ポ
ンプ２７を介して水スプレー管１０９が接続される。タ
ービン冷却部（高温部）２４出口の冷却蒸気排出管１１
０は、新たな別の蒸気タービン２５に接続され発電機２
６を駆動する。そして、タービン２５の排気は排気管１
１３に導かれ復水器２２に接続される。以下、本実施例
を説明する。
【００１５】ガスタービン空気取り入れ口１１１を通っ
てガスタービン圧縮機１に入った空気はガスタービン圧
縮機１内で昇圧されて、高圧高温の空気となって燃焼器
２に供給される、燃焼器２では燃料供給管１１２から供
給される燃料が燃焼し高温の燃焼ガスとなってガスター
ビン３に供給され膨張し動力を発生する。このガスター
ビン３は空気圧縮機１及び発電機４を駆動する。
てガスタービン圧縮機１に入った空気はガスタービン圧
縮機１内で昇圧されて、高圧高温の空気となって燃焼器
２に供給される、燃焼器２では燃料供給管１１２から供
給される燃料が燃焼し高温の燃焼ガスとなってガスター
ビン３に供給され膨張し動力を発生する。このガスター
ビン３は空気圧縮機１及び発電機４を駆動する。
【００１６】ガスタービン３を出た燃焼ガスは、燃焼ガ
ス供給管路２００を通って排熱回収ボイラー５に供給さ
れる。排熱回収ボイラー５では、復水器２２からの給水
を給水ポンプ２３で昇圧し給水配管１０８を通して、低
圧エコノマイザー９に供給し、低圧エコノマイザー９出
口の給水を低圧ドラム６へ送る一方で、中圧加圧ポンプ
１７で昇圧し低圧エコノマイザー９に再循環させたり、
中圧エコノマイザー１１を通して中圧ドラム７に送る。
さらに低圧エコノマイザー９出口の給水は高圧加圧ポン
プ１８で昇圧され高圧エコノマイザー１３を通して高圧
ドラム８に送られる。高圧ドラム８に接続された高圧蒸
発器１４で蒸発した蒸気は過熱器１５で過熱され主蒸気
配管１００を通って高圧蒸気タービン１９に供給され高
圧蒸気タービン１９で動力を発生し再熱蒸気戻り管１０
１を通って再熱器１６に供給される。再熱器１６入口で
は中圧ドラム７に接続された中圧蒸発器１２で蒸発させ
た蒸気を混合する。再熱器１６で再熱された蒸気は再熱
蒸気管１０３を通って再熱蒸気タービン２０に供給され
る。再熱蒸気タービン２０で動力を発生した蒸気は低圧
蒸気タービン２１に供給される。低圧ドラム６に接続さ
れた低圧蒸発器１０で蒸発させた蒸気も低圧蒸気タービ
ン２１に供給される。低圧蒸気タービン２１で動力を発
生した蒸気は復水器２２で凝縮する。高圧蒸気タービン
１９，再熱蒸気タービン２０及び低圧蒸気タービン２１
で発生した動力は発電機４を駆動する。
ス供給管路２００を通って排熱回収ボイラー５に供給さ
れる。排熱回収ボイラー５では、復水器２２からの給水
を給水ポンプ２３で昇圧し給水配管１０８を通して、低
圧エコノマイザー９に供給し、低圧エコノマイザー９出
口の給水を低圧ドラム６へ送る一方で、中圧加圧ポンプ
１７で昇圧し低圧エコノマイザー９に再循環させたり、
中圧エコノマイザー１１を通して中圧ドラム７に送る。
さらに低圧エコノマイザー９出口の給水は高圧加圧ポン
プ１８で昇圧され高圧エコノマイザー１３を通して高圧
ドラム８に送られる。高圧ドラム８に接続された高圧蒸
発器１４で蒸発した蒸気は過熱器１５で過熱され主蒸気
配管１００を通って高圧蒸気タービン１９に供給され高
圧蒸気タービン１９で動力を発生し再熱蒸気戻り管１０
１を通って再熱器１６に供給される。再熱器１６入口で
は中圧ドラム７に接続された中圧蒸発器１２で蒸発させ
た蒸気を混合する。再熱器１６で再熱された蒸気は再熱
蒸気管１０３を通って再熱蒸気タービン２０に供給され
る。再熱蒸気タービン２０で動力を発生した蒸気は低圧
蒸気タービン２１に供給される。低圧ドラム６に接続さ
れた低圧蒸発器１０で蒸発させた蒸気も低圧蒸気タービ
ン２１に供給される。低圧蒸気タービン２１で動力を発
生した蒸気は復水器２２で凝縮する。高圧蒸気タービン
１９，再熱蒸気タービン２０及び低圧蒸気タービン２１
で発生した動力は発電機４を駆動する。
【００１７】ガスタービン３内部のタービン冷却部（高
温部）２４へは高圧タービン１９の出口から冷却蒸気供
給管１０７が接続され、高圧タービン出口の蒸気がガス
タービン冷却蒸気として使用される。冷却蒸気供給管１
０７には給水管１０８からの水を加圧ポンプ２７によっ
て昇圧し高圧タービン出口からの冷却蒸気に水スプレー
することにより冷却蒸気の温度を減温している。冷却蒸
気を減温することによりガスタービン冷却部（高温部）
２４の温度上昇を押さえガスタービン冷却部（高温部）
２４の材料の負担を低減できる。冷却蒸気はガスタービ
ン冷却部（高温部）２４を通過し熱回収を行い昇温され
数ata の圧力を損失する。この熱回収蒸気を蒸気条件を
調節せずに蒸気タービン１９，２０，２１または排熱回
収ボイラー５に戻すことのできる個所は存在しない。よ
って、蒸気タービン１９，２０，２１とは別の新たなタ
ービン２５を設置し得られた熱回収蒸気を膨張させるこ
とにより、熱回収蒸気のエネルギーを損失させることの
ない高効率のガスタービン蒸気冷却プラントを提供でき
る。
温部）２４へは高圧タービン１９の出口から冷却蒸気供
給管１０７が接続され、高圧タービン出口の蒸気がガス
タービン冷却蒸気として使用される。冷却蒸気供給管１
０７には給水管１０８からの水を加圧ポンプ２７によっ
て昇圧し高圧タービン出口からの冷却蒸気に水スプレー
することにより冷却蒸気の温度を減温している。冷却蒸
気を減温することによりガスタービン冷却部（高温部）
２４の温度上昇を押さえガスタービン冷却部（高温部）
２４の材料の負担を低減できる。冷却蒸気はガスタービ
ン冷却部（高温部）２４を通過し熱回収を行い昇温され
数ata の圧力を損失する。この熱回収蒸気を蒸気条件を
調節せずに蒸気タービン１９，２０，２１または排熱回
収ボイラー５に戻すことのできる個所は存在しない。よ
って、蒸気タービン１９，２０，２１とは別の新たなタ
ービン２５を設置し得られた熱回収蒸気を膨張させるこ
とにより、熱回収蒸気のエネルギーを損失させることの
ない高効率のガスタービン蒸気冷却プラントを提供でき
る。
【００１８】本発明の他の実施例を図２に示す。図２の
実施例が図１の実施例と異なるのは、複数のコンバイン
ドプラント３００，４００のガスタービンから得られる
熱回収蒸気３０２，４０２を新たに設置したタービン２
５の一台に回収している点である。通常、ガスタービン
コンバインドプラント発電所では複数台のガスタービン
コンバインドプラントが並列に設置されており、各々の
ガスタービンコンバインドプラントに新たな蒸気タービ
ンを設置するよりは複数のガスタービンコンバインドプ
ラントに一台の蒸気タービンを設置した方が蒸気流量の
増加により蒸気タービン効率が向上し系統も複雑になら
ない効果がある。
実施例が図１の実施例と異なるのは、複数のコンバイン
ドプラント３００，４００のガスタービンから得られる
熱回収蒸気３０２，４０２を新たに設置したタービン２
５の一台に回収している点である。通常、ガスタービン
コンバインドプラント発電所では複数台のガスタービン
コンバインドプラントが並列に設置されており、各々の
ガスタービンコンバインドプラントに新たな蒸気タービ
ンを設置するよりは複数のガスタービンコンバインドプ
ラントに一台の蒸気タービンを設置した方が蒸気流量の
増加により蒸気タービン効率が向上し系統も複雑になら
ない効果がある。
【００１９】本発明の他の実施例を図３に示す。図３で
は図１の実施例にさらにボイラー５００を設置してお
り、コンバインドプラントの一運転方法を示している。
は図１の実施例にさらにボイラー５００を設置してお
り、コンバインドプラントの一運転方法を示している。
【００２０】起動時においては弁５０１と弁５０２のみ
が開で他の弁５０３，弁５０４，弁５０５は閉とする。
給水５０６はボイラー５００で蒸気となり弁５０２，温
度調整器５０７を通過してタービン２５を駆動し、排気
蒸気は弁５０１を通過して復水器５０８で凝縮される。
そして、ポンプ５０９で加圧されて再びボイラー５００
に供給される。ここで、ボイラー５００からの発生蒸気
の圧力はガスタービンのタービン３内の蒸気圧力より大
きくなるように制御される。また、発電機２６で得られ
る電気はガスタービン起動のためのモーター駆動に使用
することができる。
が開で他の弁５０３，弁５０４，弁５０５は閉とする。
給水５０６はボイラー５００で蒸気となり弁５０２，温
度調整器５０７を通過してタービン２５を駆動し、排気
蒸気は弁５０１を通過して復水器５０８で凝縮される。
そして、ポンプ５０９で加圧されて再びボイラー５００
に供給される。ここで、ボイラー５００からの発生蒸気
の圧力はガスタービンのタービン３内の蒸気圧力より大
きくなるように制御される。また、発電機２６で得られ
る電気はガスタービン起動のためのモーター駆動に使用
することができる。
【００２１】ガスタービン起動時にはコンプレッサー１
からの圧縮空気は燃焼器２で燃焼に使用されることなく
タービン３に送られる。それと同期して弁５０３を開
き、ボイラー５００からの蒸気を温度調整器５１１で適
温にし、ガスタービン３のタービン冷却部（高温部）２
４に送られる。そして、冷却部２４を通過後弁５０２か
らの蒸気と合流し温度調整器５０７を通りタービン２５
に送られる。
からの圧縮空気は燃焼器２で燃焼に使用されることなく
タービン３に送られる。それと同期して弁５０３を開
き、ボイラー５００からの蒸気を温度調整器５１１で適
温にし、ガスタービン３のタービン冷却部（高温部）２
４に送られる。そして、冷却部２４を通過後弁５０２か
らの蒸気と合流し温度調整器５０７を通りタービン２５
に送られる。
【００２２】燃焼器２で燃焼が始まりガスタービン３が
高温になるにつれ弁５０２を閉にしていきタービン冷却
部（高温部）２４を流れる蒸気流量を多くする。
高温になるにつれ弁５０２を閉にしていきタービン冷却
部（高温部）２４を流れる蒸気流量を多くする。
【００２３】ガスタービンからの排気ガス２００により
排熱回収ボイラー蒸気タービン系５１７から冷却蒸気が
生成されると、弁５０５を開にして冷却蒸気を冷却部に
供給する。それと同時に弁５０４を開き、排熱回収ボイ
ラー蒸気タービン系５１７から供給した蒸気量分を排熱
回収ボイラー蒸気タービン系５１７に回収する。
排熱回収ボイラー蒸気タービン系５１７から冷却蒸気が
生成されると、弁５０５を開にして冷却蒸気を冷却部に
供給する。それと同時に弁５０４を開き、排熱回収ボイ
ラー蒸気タービン系５１７から供給した蒸気量分を排熱
回収ボイラー蒸気タービン系５１７に回収する。
【００２４】排熱回収ボイラー蒸気タービン系５１７か
らの冷却蒸気発生量がタービン冷却部（高温部）２４を
冷却するのに十分な量となると、弁５０３と弁５０１を
閉じる。すなわち、定格運転では冷却蒸気は排熱回収ボ
イラー蒸気タービン系５１７のみから供給し、タービン
２５で膨張した蒸気はすべて排熱回収ボイラー蒸気ター
ビン系５１７に回収することになる。
らの冷却蒸気発生量がタービン冷却部（高温部）２４を
冷却するのに十分な量となると、弁５０３と弁５０１を
閉じる。すなわち、定格運転では冷却蒸気は排熱回収ボ
イラー蒸気タービン系５１７のみから供給し、タービン
２５で膨張した蒸気はすべて排熱回収ボイラー蒸気ター
ビン系５１７に回収することになる。
【００２５】このように、蒸気冷却ガスタービンコンバ
インドプラントに新たなタービン２５とボイラー５００
を設置することにより、起動時において、タービン２５
から得られる電気をガスタービン駆動のためなどに使用
でき、かつ、ガスタービン冷却部（高温部）２４に適切
な冷却蒸気を供給でき、有効な運転を行うことができ
る。
インドプラントに新たなタービン２５とボイラー５００
を設置することにより、起動時において、タービン２５
から得られる電気をガスタービン駆動のためなどに使用
でき、かつ、ガスタービン冷却部（高温部）２４に適切
な冷却蒸気を供給でき、有効な運転を行うことができ
る。
【００２６】また、図３の場合で別置蒸気タービンをガ
スタービンと同軸に設置することにより発電機２６が不
要となり、直接駆動することができる。
スタービンと同軸に設置することにより発電機２６が不
要となり、直接駆動することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン高温部の
冷却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコンバインド
プラントにおいて、ガスタービン高温部を冷却した冷却
蒸気をエネルギー損失させることなく有効に動力に変換
可能な系統及び運転方法を提供できる効果がある。
冷却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービンコンバインド
プラントにおいて、ガスタービン高温部を冷却した冷却
蒸気をエネルギー損失させることなく有効に動力に変換
可能な系統及び運転方法を提供できる効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
３…ガスタービン、２４…タービン冷却部（高温部）、
２５…タービン。
２５…タービン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 俊彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (3)
- 【請求項１】ガスタービンとガスタービンの排ガス熱を
回収する排熱回収ボイラーと排熱回収ボイラーから発生
する蒸気で駆動される蒸気タービンとを有し、前記ガス
タービンの高温部を冷却する冷却媒体として蒸気を使用
する蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラントにおい
て、該ガスタービン高温部を通過し回収された蒸気を膨
張させるために、前記蒸気タービン以外の蒸気タービン
を別置したことを特徴とする蒸気冷却ガスタービンコン
バインドプラント。 - 【請求項２】請求項１の蒸気冷却ガスタービンを複数台
備えた蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラントにお
いて、複数台の蒸気冷却ガスタービンから回収される冷
却蒸気を別置された一台の蒸気タービンに導き膨張させ
ることを特徴とする蒸気冷却ガスタービンコンバインド
プラント。 - 【請求項３】請求項１の蒸気冷却ガスタービンコンバイ
ンドプラントにおいて、前記の別置蒸気タービンをガス
タービン起動時の駆動源として用いることを特徴とする
蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026793A JPH07119413A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026793A JPH07119413A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07119413A true JPH07119413A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17483875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27026793A Pending JPH07119413A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119413A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998046872A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrale electrique a cycle combine et procede pour amener de la vapeur de refroidissement a la turbine a gaz de ladite centrale |
| WO1998059158A1 (fr) * | 1997-06-24 | 1998-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif de refroidissement par vapeur pour chambre de combustion de turbine a gaz |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP27026793A patent/JPH07119413A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998046872A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrale electrique a cycle combine et procede pour amener de la vapeur de refroidissement a la turbine a gaz de ladite centrale |
| US6205762B1 (en) | 1997-04-15 | 2001-03-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power generating plant and method of supplying cooling steam for gas turbine in same |
| US6438939B1 (en) | 1997-04-15 | 2002-08-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power plant and cooling steam supply method for gas turbine therein |
| WO1998059158A1 (fr) * | 1997-06-24 | 1998-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif de refroidissement par vapeur pour chambre de combustion de turbine a gaz |
| US6128895A (en) * | 1997-06-24 | 2000-10-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam cooling apparatus for gas turbine |
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