JPH074210A - 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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- JPH074210A JPH074210A JP14887193A JP14887193A JPH074210A JP H074210 A JPH074210 A JP H074210A JP 14887193 A JP14887193 A JP 14887193A JP 14887193 A JP14887193 A JP 14887193A JP H074210 A JPH074210 A JP H074210A
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- gas turbine
- cooling
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- 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
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】高圧タービン途中段、または排熱回収ボイラ中
圧蒸気をガスタービン高温部へ供給する冷却蒸気供給管
と温度調節のための水スプレー管，ガスタービン高温部
冷却後の蒸気を排熱回収ボイラ再熱器へ回収するための
冷却蒸気排出管，混合器を設置する。 【効果】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システムにおいて、ガスタービ
ン高温部を冷却するために好適な温度，圧力の冷却蒸気
条件を保ち、圧力損失や熱応力を生じさせることなく冷
却蒸気を蒸気タービン系に回収することができ、発電効
率が向上する。
圧蒸気をガスタービン高温部へ供給する冷却蒸気供給管
と温度調節のための水スプレー管，ガスタービン高温部
冷却後の蒸気を排熱回収ボイラ再熱器へ回収するための
冷却蒸気排出管，混合器を設置する。 【効果】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システムにおいて、ガスタービ
ン高温部を冷却するために好適な温度，圧力の冷却蒸気
条件を保ち、圧力損失や熱応力を生じさせることなく冷
却蒸気を蒸気タービン系に回収することができ、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発電プラントの
系統に関する。
却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービン発電プラントの
系統に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの高温部である第一段静翼
の冷却に排熱回収ボイラの高圧蒸気を用い、冷却蒸気を
高圧タービン入口に回収する閉回路蒸気冷却システムの
基本構成及び性能に関して、エーエスエムイーのペーパ
９２−ＧＴ−２４０（ASMEpaper 92−GT−240),“New A
dvanced Cooling Technology and Material of the1500
℃ Class Gas Turbine”）に掲載されている。
の冷却に排熱回収ボイラの高圧蒸気を用い、冷却蒸気を
高圧タービン入口に回収する閉回路蒸気冷却システムの
基本構成及び性能に関して、エーエスエムイーのペーパ
９２−ＧＴ−２４０（ASMEpaper 92−GT−240),“New A
dvanced Cooling Technology and Material of the1500
℃ Class Gas Turbine”）に掲載されている。
【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、空気をガスタービ
ン高温部冷却媒体として用いる従来の方法では、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、空気をガスタービ
ン高温部冷却媒体として用いる従来の方法では、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ガスタービン高温部の冷却性
能を改善でき、また、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することができ
るため、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ガスタービン高温部の冷却性
能を改善でき、また、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することができ
るため、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】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的であ
り、このような構造では冷却蒸気圧力がガスタービン燃
焼ガスの圧力より高くなければ、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。さらに、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。
部材を冷却する場合、高温の燃焼ガスと冷却蒸気は部材
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的であ
り、このような構造では冷却蒸気圧力がガスタービン燃
焼ガスの圧力より高くなければ、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。さらに、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。
【０００６】エーエスエムイーのペーパ９２−ＧＴ−２
４０(ASME paper 92−GT−240)，“New Advanced Cooli
ng Technology and Material of the 1500℃ Class Gas
Turbine”)では、排熱回収ボイラの高圧過熱器途中から
冷却蒸気を抽出し、ガスタービン第一段静翼を冷却した
後、高圧タービン入口に回収している。このとき、冷却
蒸気のガスタービン第一段静翼通過時の圧力損失により
回収蒸気の圧力が高圧タービン入口の主流蒸気圧力に比
べてかなり低下してしまう。よって、主流蒸気と回収蒸
気の圧力を一致させるためには高圧タービン入口の主流
蒸気圧力を降下させなければならず、蒸気タービンの出
力向上効果が低減する恐れがある。また、冷却蒸気の圧
力が１００ata 程度と高圧であるため、ガスタービン翼
冷却溝に亀裂などが生じた場合多量の蒸気が燃焼ガス中
に漏洩する可能性がある。
４０(ASME paper 92−GT−240)，“New Advanced Cooli
ng Technology and Material of the 1500℃ Class Gas
Turbine”)では、排熱回収ボイラの高圧過熱器途中から
冷却蒸気を抽出し、ガスタービン第一段静翼を冷却した
後、高圧タービン入口に回収している。このとき、冷却
蒸気のガスタービン第一段静翼通過時の圧力損失により
回収蒸気の圧力が高圧タービン入口の主流蒸気圧力に比
べてかなり低下してしまう。よって、主流蒸気と回収蒸
気の圧力を一致させるためには高圧タービン入口の主流
蒸気圧力を降下させなければならず、蒸気タービンの出
力向上効果が低減する恐れがある。また、冷却蒸気の圧
力が１００ata 程度と高圧であるため、ガスタービン翼
冷却溝に亀裂などが生じた場合多量の蒸気が燃焼ガス中
に漏洩する可能性がある。
【０００７】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。冷却蒸気
圧力はガスタービン燃焼ガス圧力との関係からガスター
ビンの設計点作動圧力よりもある程度高く設定しなけれ
ばならず、さらにガスタービン高温部通過時の冷却蒸気
圧力損失を考慮すると、高温部入口における冷却蒸気圧
力は約２０ata となり、出口部冷却蒸気圧力は冷却部に
よる圧力損失分低下する。また、現材料ではガスタービ
ン高温部を約８５０℃以下に抑える必要があり、高温部
と冷却蒸気の温度差による熱応力を考慮して、入口にお
ける冷却蒸気温度は２００℃以上、出口では４００℃以
下が望ましい。現状のコンバインドプラントの高圧／再
熱蒸気条件を５３８℃，１００ata ／５３８℃，２５at
a とすると、冷却蒸気の温度，圧力を満足する蒸気は一
般的に高圧タービン出口から抽出することが考えられ
る。冷却後の回収蒸気はかなりの圧力を損失し、蒸気タ
ービン・排熱回収ボイラ系で回収可能な個所は中低圧タ
ービンとなる。しかし、このとき冷却後の蒸気は中低圧
タービン回収点主流蒸気の温度，圧力条件と一致せず、
冷却蒸気を主流蒸気の温度と一致している個所に回収し
ようとすると、回収蒸気の圧力を低下させなければなら
ず、そのため圧力のエネルギ損失が生じる。また、圧力
が一致している個所に回収すると蒸気の温度差により中
低圧タービン流入個所に熱応力が発生してしまう問題が
ある。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発電プラントにおいて、
ガスタービン高温部の冷却に好適な冷却蒸気を供給し、
ガスタービン高温部を冷却した冷却蒸気を蒸気タービン
・排熱回収ボイラ系に回収するのに好適な系統を提供す
ることにある。
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。冷却蒸気
圧力はガスタービン燃焼ガス圧力との関係からガスター
ビンの設計点作動圧力よりもある程度高く設定しなけれ
ばならず、さらにガスタービン高温部通過時の冷却蒸気
圧力損失を考慮すると、高温部入口における冷却蒸気圧
力は約２０ata となり、出口部冷却蒸気圧力は冷却部に
よる圧力損失分低下する。また、現材料ではガスタービ
ン高温部を約８５０℃以下に抑える必要があり、高温部
と冷却蒸気の温度差による熱応力を考慮して、入口にお
ける冷却蒸気温度は２００℃以上、出口では４００℃以
下が望ましい。現状のコンバインドプラントの高圧／再
熱蒸気条件を５３８℃，１００ata ／５３８℃，２５at
a とすると、冷却蒸気の温度，圧力を満足する蒸気は一
般的に高圧タービン出口から抽出することが考えられ
る。冷却後の回収蒸気はかなりの圧力を損失し、蒸気タ
ービン・排熱回収ボイラ系で回収可能な個所は中低圧タ
ービンとなる。しかし、このとき冷却後の蒸気は中低圧
タービン回収点主流蒸気の温度，圧力条件と一致せず、
冷却蒸気を主流蒸気の温度と一致している個所に回収し
ようとすると、回収蒸気の圧力を低下させなければなら
ず、そのため圧力のエネルギ損失が生じる。また、圧力
が一致している個所に回収すると蒸気の温度差により中
低圧タービン流入個所に熱応力が発生してしまう問題が
ある。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発電プラントにおいて、
ガスタービン高温部の冷却に好適な冷却蒸気を供給し、
ガスタービン高温部を冷却した冷却蒸気を蒸気タービン
・排熱回収ボイラ系に回収するのに好適な系統を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】燃焼ガスのガスタービン
入口温度が１３００℃〜１６００℃の場合、ガスタービ
ン高温部冷却後の回収蒸気条件は前述のように約２０at
a ，４００℃程度となる。そして、現在考えられている
コンバインドプラントの高圧／再熱蒸気条件を５３８
℃，１００ata ／５３８℃，２５ata 程度とすると、再
熱器入口蒸気温度は約３００℃，出口蒸気温度は約５４
０℃となり、ガスタービン高温部冷却後の蒸気温度は再
熱器入口と出口間の温度範囲に入る。したがって、再熱
器の途中に冷却蒸気を回収すれば温度条件を一致させる
ことができる。さらに、回収蒸気と再熱器内蒸気の圧力
を一致させるには、再熱器内の設計点蒸気圧力は中圧蒸
気タービン入口の設計点蒸気圧力によって決まることか
ら、再熱器内蒸気圧力が回収蒸気圧力に一致するように
中圧蒸気タービン入口蒸気圧力を設定すればよい。ま
た、コンバインドプラントの諸条件が変更されたとして
も、この方法により冷却蒸気を再熱器の温度，圧力が一
致する個所に回収することができる。以上のことから、
ガスタービン高温部冷却後の蒸気を再熱器途中に回収す
ることによって、回収蒸気と冷却蒸気の温度，圧力を一
致させることができ、冷却蒸気を有効に回収できる。
入口温度が１３００℃〜１６００℃の場合、ガスタービ
ン高温部冷却後の回収蒸気条件は前述のように約２０at
a ，４００℃程度となる。そして、現在考えられている
コンバインドプラントの高圧／再熱蒸気条件を５３８
℃，１００ata ／５３８℃，２５ata 程度とすると、再
熱器入口蒸気温度は約３００℃，出口蒸気温度は約５４
０℃となり、ガスタービン高温部冷却後の蒸気温度は再
熱器入口と出口間の温度範囲に入る。したがって、再熱
器の途中に冷却蒸気を回収すれば温度条件を一致させる
ことができる。さらに、回収蒸気と再熱器内蒸気の圧力
を一致させるには、再熱器内の設計点蒸気圧力は中圧蒸
気タービン入口の設計点蒸気圧力によって決まることか
ら、再熱器内蒸気圧力が回収蒸気圧力に一致するように
中圧蒸気タービン入口蒸気圧力を設定すればよい。ま
た、コンバインドプラントの諸条件が変更されたとして
も、この方法により冷却蒸気を再熱器の温度，圧力が一
致する個所に回収することができる。以上のことから、
ガスタービン高温部冷却後の蒸気を再熱器途中に回収す
ることによって、回収蒸気と冷却蒸気の温度，圧力を一
致させることができ、冷却蒸気を有効に回収できる。
【０００９】冷却用蒸気の抽出個所に関しては、再熱器
の冷却蒸気回収部圧力よりも高い圧力が得られる個所で
なければならない。ガスタービン高温部冷却時の冷却蒸
気圧力損失は高圧タービン出口から再熱器冷却蒸気回収
部までの主流蒸気圧力損失に比べかなり大きく、高圧蒸
気タービン出口を抽出個所とすることは不可能である。
前述のガスタービン高温部入口冷却蒸気条件を考慮する
と、冷却用蒸気は高圧タービン途中段から抽気するか、
または、排熱回収ボイラの中圧蒸気を冷却用蒸気として
用いる方法が考えられる。
の冷却蒸気回収部圧力よりも高い圧力が得られる個所で
なければならない。ガスタービン高温部冷却時の冷却蒸
気圧力損失は高圧タービン出口から再熱器冷却蒸気回収
部までの主流蒸気圧力損失に比べかなり大きく、高圧蒸
気タービン出口を抽出個所とすることは不可能である。
前述のガスタービン高温部入口冷却蒸気条件を考慮する
と、冷却用蒸気は高圧タービン途中段から抽気するか、
または、排熱回収ボイラの中圧蒸気を冷却用蒸気として
用いる方法が考えられる。
【００１０】以上より、高圧タービン途中もしくは排熱
回収ボイラの中圧ドラムからの蒸気をガスタービン高温
部冷却用蒸気として用い、ガスタービン冷却後の蒸気を
再熱器途中の混合部へ回収するための閉ループ冷却蒸気
管系を設置することにより前記課題を解決できる。
回収ボイラの中圧ドラムからの蒸気をガスタービン高温
部冷却用蒸気として用い、ガスタービン冷却後の蒸気を
再熱器途中の混合部へ回収するための閉ループ冷却蒸気
管系を設置することにより前記課題を解決できる。
【００１１】
【作用】再熱器途中に冷却蒸気を回収することで、回収
蒸気または主流蒸気の圧力を降下させることにより回収
蒸気と主流蒸気の圧力条件を一致させる必要がなくな
り、蒸気タービンの出力を有効に向上することができ
る。また、回収部の蒸気温度差も最小限に抑えることが
できるので、蒸気温度差による熱応力も小さくなる。さ
らに、蒸気タービンに冷却蒸気を回収する場合と比べ、
許容熱応力を大きく設定できるので運転制御が容易で、
混合部の構造も単純にできる。さらに、排熱回収ボイラ
の中圧蒸気を冷却用蒸気として用いる場合は冷却用蒸気
の抽出個所，注入個所ともに排熱回収ボイラとなるの
で、冷却蒸気が蒸気タービンに直接影響を与えることが
なく、運転制御が簡単となる。
蒸気または主流蒸気の圧力を降下させることにより回収
蒸気と主流蒸気の圧力条件を一致させる必要がなくな
り、蒸気タービンの出力を有効に向上することができ
る。また、回収部の蒸気温度差も最小限に抑えることが
できるので、蒸気温度差による熱応力も小さくなる。さ
らに、蒸気タービンに冷却蒸気を回収する場合と比べ、
許容熱応力を大きく設定できるので運転制御が容易で、
混合部の構造も単純にできる。さらに、排熱回収ボイラ
の中圧蒸気を冷却用蒸気として用いる場合は冷却用蒸気
の抽出個所，注入個所ともに排熱回収ボイラとなるの
で、冷却蒸気が蒸気タービンに直接影響を与えることが
なく、運転制御が簡単となる。
【００１２】以上の様な閉ループ蒸気冷却回路をガスタ
ービンコンバインドプラントに構成することにより、ガ
スタービン高温部を適切に冷却し冷却蒸気を有効に回収
することができ、発電効率が向上する。
ービンコンバインドプラントに構成することにより、ガ
スタービン高温部を適切に冷却し冷却蒸気を有効に回収
することができ、発電効率が向上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００１４】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
ビン同軸上に設置されている。
【００１５】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５に接続される。排熱回収ボイラ
５には、低圧エコノマイザ９，低圧ドラム６，低圧蒸発
器１０，中圧エコノマイザ１１，中圧ドラム７，中圧蒸
発器１２，高圧エコノマイザ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。
０が、排熱回収ボイラ５に接続される。排熱回収ボイラ
５には、低圧エコノマイザ９，低圧ドラム６，低圧蒸発
器１０，中圧エコノマイザ１１，中圧ドラム７，中圧蒸
発器１２，高圧エコノマイザ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。
【００１６】蒸気タービン系は、高圧蒸気タービン１
９，中圧蒸気タービン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。
９，中圧蒸気タービン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。
【００１７】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５内の低圧エコノマイザ９に
接続される。低圧エコノマイザ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１８出口の配管は、高圧エ
コノマイザ１３につながり高圧ドラム８へ接続される。
２３を通り排熱回収ボイラ５内の低圧エコノマイザ９に
接続される。低圧エコノマイザ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１８出口の配管は、高圧エ
コノマイザ１３につながり高圧ドラム８へ接続される。
【００１８】排熱回収ボイラ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、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出口からは中圧蒸気タービン２０
へ再熱蒸気管１０３が接続され、中圧蒸気タービン２０
出口からは低圧タービン２１へ管路１０４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２
１出口からは、復水器２２に管路１０６が接続される。
復水器２２で凝縮された水は給水ポンプによって加圧さ
れ、給水管１０８により低圧エコノマイザ９へ送られ
る。
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、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出口からは中圧蒸気タービン２０
へ再熱蒸気管１０３が接続され、中圧蒸気タービン２０
出口からは低圧タービン２１へ管路１０４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２
１出口からは、復水器２２に管路１０６が接続される。
復水器２２で凝縮された水は給水ポンプによって加圧さ
れ、給水管１０８により低圧エコノマイザ９へ送られ
る。
【００１９】ガスタービン３の内部には、高温で冷却が
必要な、タービン高温部２４がある。ガスタービン３内
部のタービン高温部２４へは高圧タービン１９の途中段
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。タービン高温部２４出
口の冷却蒸気排出管１１０は、再熱器１６の途中に接続
され、閉回路を形成している。
必要な、タービン高温部２４がある。ガスタービン３内
部のタービン高温部２４へは高圧タービン１９の途中段
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。タービン高温部２４出
口の冷却蒸気排出管１１０は、再熱器１６の途中に接続
され、閉回路を形成している。
【００２０】以下、本実施例を説明する。
【００２１】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。
【００２２】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５に供給され
る。排熱回収ボイラ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９に供給し、低圧エコノマイザ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９に再循環させたり、中圧エコノ
マイザ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１
９で動力を発生し再熱蒸気戻り管１０１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
通って中圧蒸気タービン２０に供給される。中圧蒸気タ
ービン２０で動力を発生した蒸気は低圧蒸気タービン２
１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，中圧蒸気
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５に供給され
る。排熱回収ボイラ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９に供給し、低圧エコノマイザ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９に再循環させたり、中圧エコノ
マイザ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１
９で動力を発生し再熱蒸気戻り管１０１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
通って中圧蒸気タービン２０に供給される。中圧蒸気タ
ービン２０で動力を発生した蒸気は低圧蒸気タービン２
１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，中圧蒸気
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。
【００２３】ガスタービン３内部のタービン高温部２４
へは高圧タービン１９の途中段から冷却蒸気供給管１０
７が接続され、高圧タービン途中段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１０７に
は給水管１０８からの水を加圧ポンプ２７によって昇圧
し高圧タービン途中段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高温部２４の温度上昇
を押さえガスタービン高温部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。そして、こ
の熱回収蒸気を温度，圧力とも一致する再熱器１６の途
中３００に回収する。
へは高圧タービン１９の途中段から冷却蒸気供給管１０
７が接続され、高圧タービン途中段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１０７に
は給水管１０８からの水を加圧ポンプ２７によって昇圧
し高圧タービン途中段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高温部２４の温度上昇
を押さえガスタービン高温部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。そして、こ
の熱回収蒸気を温度，圧力とも一致する再熱器１６の途
中３００に回収する。
【００２４】本実施例によれば、ガスタービン高温部２
４の冷却に好適な蒸気を供給でき、また、熱回収後の冷
却蒸気を温度，圧力とも一致可能な再熱器途中３００に
回収することによって混入による回収蒸気または主流蒸
気の圧力降下や蒸気温度差による合流部の熱応力が生じ
ないので、高効率で安全な蒸気冷却システムを提供でき
る。
４の冷却に好適な蒸気を供給でき、また、熱回収後の冷
却蒸気を温度，圧力とも一致可能な再熱器途中３００に
回収することによって混入による回収蒸気または主流蒸
気の圧力降下や蒸気温度差による合流部の熱応力が生じ
ないので、高効率で安全な蒸気冷却システムを提供でき
る。
【００２５】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排熱回収ボイラの中
圧ドラム７からの中圧蒸気を配管１０２を通して冷却蒸
気供給管１０７に供給し蒸気冷却を行う点である。この
閉ループ蒸気冷却回路は排熱回収ボイラ系から冷却蒸気
を抽出し排熱回収ボイラ系に回収しているので、冷却蒸
気は蒸気タービン系からの影響を直接受けることがなく
プラントの運転制御が他の図１の実施例に比べて容易で
ある。
実施例が図１の実施例と異なるのは排熱回収ボイラの中
圧ドラム７からの中圧蒸気を配管１０２を通して冷却蒸
気供給管１０７に供給し蒸気冷却を行う点である。この
閉ループ蒸気冷却回路は排熱回収ボイラ系から冷却蒸気
を抽出し排熱回収ボイラ系に回収しているので、冷却蒸
気は蒸気タービン系からの影響を直接受けることがなく
プラントの運転制御が他の図１の実施例に比べて容易で
ある。
【００２６】
【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発電プラントに
おいて、ガスタービン高温部の冷却に好適な冷却蒸気を
供給し、ガスタービン高温部を冷却した冷却蒸気を蒸気
タービン・排熱回収ボイラ系に回収するのに好適な系統
を提供でき、発電効率の向上効果がある。
却に蒸気を用いる蒸気冷却ガスタービン発電プラントに
おいて、ガスタービン高温部の冷却に好適な冷却蒸気を
供給し、ガスタービン高温部を冷却した冷却蒸気を蒸気
タービン・排熱回収ボイラ系に回収するのに好適な系統
を提供でき、発電効率の向上効果がある。
【図１】本発明の一実施例の系統図。
【図２】本発明の他の実施例の系統図。
３…ガスタービン、１６…再熱器、２４…タービン高温
部、１０７…冷却蒸気供給管、１１０…冷却蒸気排出
管、３００…冷却蒸気回収部。
部、１０７…冷却蒸気供給管、１１０…冷却蒸気排出
管、３００…冷却蒸気回収部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 昭三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (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 (72)発明者 保泉 信一 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 (72)発明者 野口 芳樹 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 (2)
- 【請求項１】高温冷却部冷却媒体として蒸気を用いるガ
スタービンと、過熱器，再熱器を設け、前記ガスタービ
ンの排ガスにより蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラの発生蒸気によって駆動される高圧
および中圧蒸気タービンとを含むコンバインドプラント
において、前記ガスタービンの高温冷却部冷却蒸気とし
て、高圧蒸気タービン途中段からの抽気蒸気を用い、ガ
スタービン高温冷却部冷却後の蒸気を前記排熱回収ボイ
ラの前記再熱器に回収す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２】高温冷却部冷却媒体として蒸気を用いるガ
スタービンと、過熱器，再熱器，中圧蒸発器を設け、前
記ガスタービンの排ガスにより蒸気を発生させる排熱回
収ボイラと、前記排熱回収ボイラの発生蒸気によって駆
動される高圧および中圧蒸気タービンとから構成される
コンバインドプラントにおいて、前記ガスタービンの高
温冷却部冷却蒸気として、前記排熱回収ボイラの前記中
圧蒸発器からの抽気蒸気を用い、ガスタービン高温冷却
部冷却後の蒸気を前記排熱回収ボイラの前記再熱器に回
収す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 |
|---|---|---|---|
| JP5148871A JP2699808B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP5148871A JP2699808B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074210A true JPH074210A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2699808B2 JP2699808B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=15462591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5148871A Expired - Lifetime JP2699808B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 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) | JP2699808B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743425A1 (en) * | 1995-05-16 | 1996-11-20 | General Electric Company | Combined cycle with steam cooled gas turbine |
| 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 |
| EP0939200A1 (en) * | 1996-10-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Cooling steam system for steam cooled gas turbine |
| EP0939203A1 (en) * | 1996-11-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam cooled gas turbine system |
| EP0939202A1 (en) * | 1996-10-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam cooled gas turbine system |
| US6116017A (en) * | 1996-10-29 | 2000-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power plant with steam cooled gas turbine |
| JP2015125709A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 富士重工業株式会社 | 矢印信号認識装置 |
| EP2444596A3 (en) * | 2010-10-19 | 2017-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine plant |
| JP2018072940A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4395254B2 (ja) | 2000-11-13 | 2010-01-06 | 三菱重工業株式会社 | コンバインドサイクルガスタービン |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5148871A patent/JP2699808B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743425A1 (en) * | 1995-05-16 | 1996-11-20 | General Electric Company | Combined cycle with steam cooled gas turbine |
| EP0939200A1 (en) * | 1996-10-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Cooling steam system for steam cooled gas turbine |
| EP0939202A1 (en) * | 1996-10-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam cooled gas turbine system |
| US5979156A (en) * | 1996-10-29 | 1999-11-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Cooling steam system for steam cooled gas turbine |
| US6116017A (en) * | 1996-10-29 | 2000-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power plant with steam cooled gas turbine |
| EP0939203A1 (en) * | 1996-11-29 | 1999-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam cooled gas turbine system |
| 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 |
| EP2444596A3 (en) * | 2010-10-19 | 2017-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine plant |
| JP2015125709A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 富士重工業株式会社 | 矢印信号認識装置 |
| JP2018072940A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699808B2 (ja) | 1998-01-19 |
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