JPH08260912A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

コンバインドサイクル発電プラント

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JPH08260912A
JPH08260912A JP6112695A JP6112695A JPH08260912A JP H08260912 A JPH08260912 A JP H08260912A JP 6112695 A JP6112695 A JP 6112695A JP 6112695 A JP6112695 A JP 6112695A JP H08260912 A JPH08260912 A JP H08260912A
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JP
Japan
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steam
turbine
gas
exhaust
gas turbine
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Application number
JP6112695A
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English (en)
Inventor
Nobuo Okita
田 信 雄 沖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6112695A priority Critical patent/JPH08260912A/ja
Publication of JPH08260912A publication Critical patent/JPH08260912A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最低負荷を従来より低下させ、かつガスター
ビン単独運転を可能とし、運用性を向上させたコンバイ
ンドサイクル発電プラントを得ること。 【構成】 ガスタービン３と蒸気タービン９とを組み合
わせ、ガスタービン３の排ガス中の排熱の一部を蒸気タ
ービンサイクルで熱回収するコンバインドサイクル発電
プラントにおいて、ガスタービン３の排熱の一部を貯蔵
する蓄熱装置３１と、その蓄熱装置３１に貯蔵した熱を
利用して、蒸気を発生させる蒸気発生装置３２とを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンと蒸気タ
ービンを組み合わせたコンバインドサイクル発電プラン
トに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンと蒸気タービンとを組み合
わせて、ガスタービン排ガス中の排熱を蒸気タービンサ
イクルで熱回収して発電に利用することにより、プラン
ト効率の大幅な向上を得るようにした排熱回収式コンバ
インドサイクルは一般に知られている。
【０００３】また、近年では、既設汽力発電設備にガス
タービンプラントを追設し、コンバインドサイクルを構
成するいわゆるリパワリングシステムも実用化されてお
り、それなりの効果を上げている。
【０００４】すなわち、既設の発電プラントをコンバイ
ンド化することにより発電効率を向上させることがで
き、またガスタービンを追設するため、発電所全体とし
ての発生電力量を増加させることができ、さらに既設汽
力発電設備の改造部分を少なくでき比較的短期間でリパ
ワリングを行なうことができる等の特長がある。
【０００５】ところで、近年の大幅な電力需要の伸び、
それに伴なう各電力会社の電力予備率の低下、これに対
処するために新たな発電所を早急に建設することの困難
さ等の問題があり、リパワリングシステムは、現状にお
けるこれらの問題に対処できる有効な手段の一つである
と考えられる。
【０００６】図８は、コンバインドサイクルプラントの
基本的な構成図であって、コンプレッサ１で加圧された
空気が燃焼室２に導入され、その燃焼室２に供給された
燃料の燃焼によって高温のガスとなりガスタービン３に
供給される。ガスタービン３に供給されたガスはそこで
仕事を行ない、ガスタービン３を作動させそのガスター
ビン３に直結されている発電機４を駆動する。
【０００７】一方、上記ガスタービン３からの排ガスは
排熱回収ボイラ５に供給され、そこで蒸気タービン用の
給水と熱交換した後スタック６から大気中に放出され
る。
【０００８】上記排熱回収ボイラ５で発生した蒸気は、
蒸気止め弁７及び蒸気加減弁８を介して蒸気タービン９
に導入され、その蒸気タービン９の作動によって発電機
１０が駆動される。また上記蒸気タービン９で仕事を行
なった蒸気は復水器１１で復水された後給水ポンプ１２
によって前記排熱回収ボイラ５に還流される。
【０００９】これに対し、リパワリングシステムは既設
汽力発電設備を利用するため、その構成が若干異なって
いる。
【００１０】図９は、汽力発電設備にガスタービンプラ
ントを追設し、排気再燃型コンバインドサイクルを構成
した従来のリパワリングシステムの構成図である。汽力
発電設備は一般的な構成であり、ボイラ１８で発生した
蒸気が主蒸気管１９を介して高圧タービン９ａに供給さ
れ、そこで仕事を行なった蒸気は再熱器２０で再熱され
た後高温再熱管２１を通り中圧タービン９ｂに送給さ
れ、さらにクロスオーバ管２２を介して低圧タービン９
ｃに送給される。
【００１１】上記低圧タービン９ｃで仕事を行なった蒸
気は復水器１１で復水された後、復水ポンプ１２ａによ
って低圧給水加熱器２３ａ，２３ｂ，２３ｃを経て脱気
器２４に送られる。そして、上記脱気器２４で脱気され
た給水は、給水ポンプ１２ｂによって高圧給水加熱器２
５ａ，２５ｂ，２５ｃを経てボイラ１８に還流される。
【００１２】ところで、このような汽力発電設備に対し
てガスタービンプラントが追設されており、ガスタービ
ン３の排気をボイラ１８に対して燃焼用空気として供給
するように構成されている。そして、上記ボイラ１８と
スタック６間に、ボイラ１８の高温の排ガスを有効に利
用するとともに排ガスの温度を下げる目的で、高圧ガス
クーラ２６及び低圧ガスクーラ２７が設けられ、その高
圧ガスクーラ２６によってボイラ１８への給水の一部を
加熱し、低圧ガスクーラ２７によって脱気器２４への給
水の一部を加熱するようにしてある。
【００１３】しかして、この場合はガスタービン３の排
気をボイラ１８の燃焼用空気として利用するため空気予
熱器が不要となる。
【００１４】図１０は、パラレルブロック型コンバイン
ドサイクルを構成した従来のリパワリングシステムの構
成図であって、このシステムは排気再燃型コンバインド
サイクルと異なり、ガスタービン３の排気が排熱回収ボ
イラ５に供給されるようにしてある。その排熱回収ボイ
ラ５には給水ポンプ１２ｂで送給される給水の一部が分
岐導管２８を介して供給され、そこでガスタービン３の
排気との熱交換によって発生した蒸気が主蒸気管１９又
は高温再熱管２１に戻される。なお、図中符号２９はボ
イラ１８における燃焼用空気の空気予熱器である。
【００１５】したがって、このシステムはガスタービン
の排気を排熱回収ボイラ５に供給してそこで熱回収する
ものであって、蒸気タービンとガスタービンの組合わせ
出力比率の幅が広く、また空気予熱器２９に空気を供給
する強制通風機３０が常時運転されているため蒸気ター
ビン単独運転が容易に行なえる等の特徴がある。
【００１６】図１１は、また他の排熱回収型コンバイン
ドサイクルの構成を示す図であって、ボイラ及び給水加
熱器を撤去し、排熱回収ボイラ５内に、低圧蒸発器、高
圧蒸発器、再熱器、及び加熱器等が設けられている。
【００１７】しかして、このサイクルは、改造範囲が比
較的大きいが、リパワリング後の性能は最も向上する等
の特徴がある。
【００１８】また、図１２に示すようにガスタービン３
の排ガスを高圧ガスクーラ２６及び低圧ガスクーラ２７
で直接熱回収するようにしたものもある。そして、この
サイクルは改造範囲が最も小さいが、リパワリング後の
性能向上も最も小さいため、海外でも実用例は少ない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガスタービ
ンは、低負荷においてもその排ガス量及び排熱量はさほ
ど減らず、排熱回収式及びパラレルブロック式の場合
は、ガスタービンの排熱量に見合って発生した相当量の
蒸気を蒸気タービンへ導入して発電に利用されるため、
蒸気タービンの負荷はさほど下がらない。
【００２０】また、排気再燃式の場合は、同様にガスタ
ービンの低負荷においてもガスクーラでの回収熱量はさ
ほど下がらず、一方蒸気タービンの給水は負荷にほぼ比
例して下がるため、ガスクーラ出口の給水温度が上が
り、ボイラ節炭器でスチーミングを起こし、ボイラチュ
ーブの損傷となる可能性がある。このため、ガスタービ
ン低負荷においても、蒸気タービンの負荷をあまり下げ
ることができない。
【００２１】このようなことから、従来のコンバインド
サイクルにおいては、コンバインド運転で低負荷運転を
行なったとき、最低負荷が制限されて運用性が損なわれ
る等の問題がある。
【００２２】また、ガスタービン単独運転は、排ガス温
度を下げることができず、高温排ガスによるスタックの
損傷を招くため行なうことはない。一方、日負荷追従の
ために、負荷を下げようとする場合には、蒸気タービン
の負荷をあまり下げることができないことから、ガスタ
ービンを停止する必要があり、頻繁なガスタービンの起
動停止がガスタービンの寿命を急激に短くすることにな
り、補修費の増大につながる等の問題がある。
【００２３】なお、排熱回収式の場合は、蒸気タービン
単独運転ができないため、ガスタービン停止はプラント
停止となり、負荷がとれなくなる。
【００２４】さらに、前記コンバインドサイクルにおい
ては、給水の一部または全部を使って排ガスクーラ又は
排熱回収ボイラで排熱を回収しているため、既設の給水
加熱器へ通水する給水量が減るか又は全く使用しなくな
り、抽気量が減少する。このため、蒸気タービンの下流
側に流れる蒸気量が増加する。またパラレルブロック方
式、排熱回収方式で、発生した蒸気を蒸気タービンの途
中へ導入する場合は、さらにそれより下流側の蒸気量が
増加する。したがって、リパワリングの場合、コンバイ
ンド運転の定格負荷では、既設の蒸気タービンの中低圧
部が過負荷になるため、改造の際に蒸気タービンの一部
をとりかえる必要がある等の問題がある。
【００２５】本発明は、このような点に鑑み、最低負荷
を従来より低下させ、かつガスタービン単独運転を可能
にして運用性を向上させたコンバインドサイクル発電プ
ラントを得ることを目的とする。
【００２６】また本発明の他の目的は、排熱回収式の場
合でも蒸気タービン単独運転を可能とし、リパワリング
の場合は蒸気タービンの改造範囲を減らすことができる
コンバインドサイクル発電プラントを得ることを目的と
する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ガスター
ビンと蒸気タービンとを組み合わせ、ガスタービンの排
ガス中の排熱の一部を蒸気タービンサイクルで熱回収す
るコンバインドサイクル発電プラントにおいて、ガスタ
ービンの排熱の一部を貯蔵する蓄熱装置と、その蓄熱装
置に蓄熱した熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生装
置とを設けたことを特徴とする。
【００２８】第２の発明は、ガスタービンと蒸気タービ
ンとを組み合わせ、ガスタービンの排ガス中の排熱の一
部を蒸気タービンサイクルで熱回収するコンバインドサ
イクル発電プラントにおいて、ガスタービンの排熱によ
って加熱された蒸気を熱水として貯蔵するアキュームレ
ータと、アキュームレータに貯蔵され熱水から減圧によ
り蒸気を発生させる減圧弁とを有することを特徴とす
る。
【００２９】第３の発明は、ガスタービンと蒸気タービ
ンとを組み合わせ、ガスタービンの排ガス中の排熱の一
部を蒸気タービンサイクルで熱回収するコンバインドサ
イクル発電プラントにおいて、ガスタービンの排熱によ
って加熱された蒸気の有する熱を貯蔵する蓄熱装置と、
その蓄熱装置を経た蒸気を熱水として貯蔵するアキュー
ムレータと、その蓄熱装置で発生した蒸気を上記蓄熱装
置の蓄熱によって加熱する蒸気加熱装置とを有すること
を特徴とする。
【００３０】
【作用】プラントの低負荷時においては、ガスタービン
排熱の一部を蓄熱装置へ熱回収することにより、従来よ
り最低負荷を下げることができ、また全量の排ガスを蓄
熱装置へ通すことによりガスタービン単独運転も可能と
なる。排熱回収方式の場合は、蒸気発生装置から蒸気を
供給することにより蒸気タービン単独運転も可能とな
る。
【００３１】さらに、リパワリングの場合は、定格出力
においてガスタービン排熱の一部を蓄熱装置へ熱回収す
ることにより、ガスクーラ又は排熱回収ボイラの回収熱
量が減り、その分給水加熱器への抽気量が増え或は発生
蒸気量が減るため、蒸気タービンの中、低圧の負荷分担
が減る。また、同時に蒸気タービン途中から蒸気を抽気
してアキュームレータへ蓄熱しても同様の効果が得られ
る。
【００３２】
【実施例】以下、図１乃至図７を参照して本発明の実施
例について説明する。なお、図中図８等と同一部分には
同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００３３】図１において、排熱回収ボイラ５で発生し
た蒸気は蒸気止め弁７及び蒸気加減弁８を経て蒸気ター
ビン９に導入され、そこで仕事を行なった蒸気は復水器
１１で復水され、給水ポンプ１２によって排熱回収ボイ
ラ５に還流される。そして、蒸気タービン９によって発
電機１０が駆動され発電が行なわれる。
【００３４】一方、ガスタービン３の排ガスは排熱回収
ボイラ５に導入され給水と熱交換して蒸気を発生させ排
熱の回収が行なわれるとともに、その排ガスはスタック
６から大気中に放出される。
【００３５】ところで、上記排熱回収ボイラ５にはこれ
と並列に、例えば溶融塩を熱媒体とする蓄熱装置３１及
びこの蓄熱装置３１の蓄熱によって蒸気を発生させる蒸
気発生装置３２が配設されている。上記蓄熱装置３１に
はガスタービン３の排ガスの一部又は全量がガスダンパ
３３を介して供給されるようにしてあり、蓄熱装置３１
から排出される排ガスはスタック６から大気中に放出さ
れる。
【００３６】一方、排熱回収ボイラ５に給水を供給する
給水管３４には排熱回収ボイラ５の入口側において分配
調節弁３５を介して第二の給水管３６が分岐導出され、
その第二の給水管３６が前記蒸気発生装置３２に接続さ
れ、その蒸気発生装置３２で発生した蒸気を送給する蒸
気管３７が、排熱回収ボイラ５の蒸気を蒸気タービン９
に導入する主蒸気管３８に接続されている。
【００３７】しかして、低負荷時においては、ガスター
ビン３の排ガスがガスダンパ３３からなる制御装置によ
って排熱回収ボイラ５と蓄熱装置３１に分配・制御さ
れ、排ガス中の余分の熱量が蓄熱装置３１に蓄熱され
る。
【００３８】一方、上記蓄熱を利用する時には、給水の
一部が分配調節弁３５及び第二の給水管３６を介して蒸
気発生装置３２に導入され、そこで蓄熱装置３１に蓄熱
された熱によって加熱される。そして、そこで発生した
蒸気が蒸気管３７を介して排熱回収ボイラ５からの蒸気
と合流され、蒸気タービン９に導入される。
【００３９】ところで、上記実施例においては、蒸気発
生装置３２で発生した蒸気を排熱回収ボイラ５からの蒸
気と合流させるようにしたものを示したが、発電機１０
ａに直結された別置蒸気タービン３９を設け、蒸気発生
装置３２で発生した蒸気を蒸気止め弁４０及び蒸気加減
弁４１を介して別置蒸気タービン３９に直接導入するよ
うにしてもよい。
【００４０】なお、分配調節弁３５による排熱回収ボイ
ラ５と蒸気発生装置３２への給水の分配量は、負荷に応
じて制御されるように予め設定しておくことができる。
【００４１】図２乃至図４を参照して上記実施例の特性
について説明する。図２は従来のプラントにおける１日
の時刻に対する需要負荷（一点鎖線）、プラント負荷
（実線）、及びガスタービン負荷（点線）の関係を示す
図で、図３及び図４は本発明のプラントにおける図２と
同様な特性線図である。
【００４２】そこで、従来のプラントにおいては、図２
に示すように、需要負荷の変化に対し、プラント負荷の
変化は或負荷以上では需要負荷に追従するように対応可
能であるが、低負荷においては需要より大幅に上回って
いる。これは、ガスタービン３の最低負荷においてもガ
スタービン排ガスの排熱量はさほど減らず、このため排
熱回収ボイラ５で発生する蒸気量も余り減少させること
ができず、蒸気タービン９及び発電機１０の出力が大き
いためである。
【００４３】これに対し、本実施例では、図３に示すよ
うに、低負荷ではガスタービン３の排ガスの一部又は全
量がガスダンパ３３により蓄熱装置３１へ分配されるの
で、その分配量を制御することにより、排熱回収ボイラ
５で発生する蒸気量、即ち蒸気タービン９の負荷を任意
に減少させることができる。
【００４４】なお、排ガスの全量を蓄熱装置３１へ分配
させた場合はガスタービン単独運転となる。図中、右上
りハッチング部分が蓄熱状態を示す。
【００４５】次に需要負荷が最大付近の時は、ガスター
ビン３を高効率な高負荷に保持し、ガスダンパ３３によ
り、ガスタービン排ガスの蓄熱装置３１への分配量を制
御することにより、蒸気タービン負荷を制御しプラント
負荷を変化させながらも高効率で運用できる。また、リ
パワリングの場合には、蒸気タービンの負荷分担をおさ
え、過負荷を防ぐことができる。
【００４６】中間負荷帯は、蓄熱装置３１に貯蔵された
熱を蒸気発生装置３２で放出し、分配調整弁３５で分配
制御された給水を蒸気にかえ、蒸気タービン９または別
置蒸気タービン３９へ導くことにより蒸気タービン負荷
を増加させる。この場合、ガスタービンは低負荷のまま
となる。なお、図中右下りハッチング部分が蓄熱による
蒸気発生状態を示す。
【００４７】以上は、ガスタービンの寿命を短くしない
ためにガスタービンを停止させない運用であるが、蒸気
タービン単独の運用を考慮したのが図４の例である。
【００４８】この例の低負荷帯では、ガスタービン３を
停止し、蒸気タービン９への蒸気は、蓄熱装置３１に貯
蔵された熱を蒸気発生装置３２で放出し給水の全量を分
配調整弁３５で蒸気発生装置３２へ導くことによって得
られる。中間負荷帯から高負荷帯では、蓄熱運用となる
ようガスタービン負荷を高負荷に保持するため、高効率
な運用範囲は図３の例より長くなる。
【００４９】以上２例の運用方法は作用を説明するため
の例であり、この他需要負荷に応じ様々の運用が可能で
ある。
【００５０】このように、本実施例では、プラントの最
低負荷を従来よりも下げることが可能で、かつガスター
ビン単独運転と蒸気タービン単独運転の両方が可能とな
り、運用性の大幅な向上を期待することができる。ま
た、リパワリングの場合は、既設蒸気タービンの過負荷
をおさえることにより、既設蒸気タービンの改造範囲を
減少させることができる。
【００５１】図５は、本発明の他の実施例の系統を示す
図であり、図１のものと相違する点は、蓄熱装置および
蒸気発生装置の代りに排熱回収ボイラ５で発生した蒸気
の一部または全部をそのまま熱水として貯蔵するアキュ
ームレータ４２と、貯蔵した熱水を減圧して再び制御さ
れた蒸気として取り出す減圧弁４３を基本構成とする蒸
気貯蔵システムを設けた点である。
【００５２】すなわち、排熱回収ボイラ５で発生した蒸
気を蒸気タービン９に導入する主蒸気管３８から分岐蒸
気管４４が導出されており、この分岐蒸気管４４が止め
弁４５ａ及び調節弁４６ａを介してアキュームレータ４
２に接続されており、またこのアキュームレータ４２に
はそのアキュームレータ４２から蒸気を減圧弁４３を介
して蒸気タービン９の中間段落に供給する蒸気管４７が
接続されている。なお、４５ｂは止め弁である。また、
上記分岐蒸気管４４には調節弁４６ａの下流側に、貯蔵
する蒸気を飽和温度まで下げるための減温器４８が設け
られており、給水ポンプ１２で加圧された給水の一部が
スプレ水として止め弁４５ｃ及び調節弁４６ｃを介して
供給されるようにしてある。
【００５３】しかして、低負荷時においては、排熱回収
ボイラ５で発生した蒸気の一部または全部がアキューム
レータ４２に熱水として貯蔵され、必要時に蒸気タービ
ン９の中間段落或は別置蒸気タービン３９に供給され
る。
【００５４】本実施例においては、アキュームレータ４
２で発生した蒸気は減圧弁４３で減圧制御されるため、
その導入先は貯蔵蒸気の供給元より低圧になるのが特徴
である。したがって、導入先としては上記蒸気タービン
９の中間段落或は別置蒸気タービン３９以外に、発電に
利用しない場合は圧力を調整して工場等への送気に利用
できる。また、アキュームレータ４２に貯蔵された熱水
は、蒸気として取り出す他、熱水のまま取り出すことも
でき、工場や家庭の暖房等にも利用できる。
【００５５】このように、熱媒体は蒸気と熱水で取扱い
が容易であるため、付属設備が殆ど必要なく、発電の他
の熱併給等広範囲に利用できる。したがって、アキュー
ムレータに蓄熱した熱は、電力需要だけに左右されず、
熱併給との選択的な利用が可能となるため、運用性は図
１の実施例よりさらに向上させることができる。
【００５６】また、アキュームレータは、産業用として
多種多様されており、その技術は確立され、信頼性、実
用性の点で図１の実施例より優れている。
【００５７】図６は、図９に示す排気再燃型リパワリン
グシステムに本発明を適用した実施例の系統図であり、
図５で示すような蒸気貯蔵システムを蒸気タービンの中
間段落に適用したものである。
【００５８】すなわち、高圧タービン９ａの最終段落に
は抽気管５０が設けられており、その抽気管５０が止め
弁４５ａ、調節弁４６ａ及び減温器４８ａを介してアキ
ュームレータ４２ａに接続されており、またそのアキュ
ームレータ４２ａに接続された蒸気管４７が止め弁４５
ｂ、減圧弁４３ａを介してクロスオーバー管２３または
別置蒸気タービン３９に接続されている。また高圧ガス
クーラ２６を通った給水をボイラ２０に送給する給水管
５１には分岐管５２が分岐導出されており、その分岐管
５２が止め弁４５ｄ、減圧弁４３ｂを介して抽気管５０
の調節弁４６ａの上流側に接続されている。さらに、前
記クロスオーバー管２３には、止め弁４５ｅ、調節弁４
６ｅ、及び減圧器４８ｂを有する蒸気管５３が接続され
ており、その蒸気管５３の先端が第二のアキュームレー
タ４２ｂに接続されている。なお、符号４５ｆ，４６ｆ
は上記減温器４８ｂに冷却水を供給する導管に設けられ
た止め弁及び調節弁である。
【００５９】一方、ガスタービン３の排気をボイラ１８
に供給する排ガス供給管５４にはガスダンパ５５が設け
られており、上記排ガスの一部または全部を高圧ガスク
ーラ２６の上流側に供給し得るようにしてある。
【００６０】しかして、プラントの低負荷時においては
高圧タービン９ａの排気の一部が止め弁４５ａ及び調節
弁４６ａを介してアキュームレータ４２ａに抽気され
る。したがって、中圧タービン９ｂ及び低圧タービン９
ｃで仕事をする蒸気が減少し、蒸気タービンの負荷を下
げることができる。また、高圧ガスクーラ２６の出口給
水温度が高圧になった場合には、ボイラ１８の節炭器で
のスチーミングを回避するために、高圧ガスクーラ２６
の出口からボイラ１８側に給水を戻す配管上の止弁４５
ｇを閉め、止め弁４５ｄを開けることにより高圧ガスク
ーラ２６で高温となった給水が、ボイラ１８をバイパス
し減圧弁４３ｂで減圧フラッシュされ、アキュームレー
タ４２ａに導入される。このようにしてボイラ節炭器で
のスチーミングで決まる最低負荷を下げることができ
る。
【００６１】このように、本実施例はガスタービンの排
ガスにより発生する蒸気を直接貯蔵するものではない
が、排気再燃式リパワリングを構成したときに生ずる抽
気量の減少と、それに伴う中圧、低圧タービンの蒸気量
の増加により、余剰となった蒸気を抽気してアキューム
レータへ貯蔵するもので、間接的にガスタービンの排熱
の一部を蓄熱できる。
【００６２】一方、ガスタービンの単独運転を行なう場
合には、ガスダンパ５５によってガスタービン排ガスを
ボイラ１８をバイパスさせて高圧ガスクーラ２６へ導く
とともに、止め弁４５ｄを開けて給水を全量高圧ガスク
ーラ２６及び止め弁４５ｄを経てアキュームレータ４２
ａへ回収する。しかして、高圧給水加熱器２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ、ボイラ１８及び高圧タービン９ａ等へ給水
及び蒸気を導かずに、かつガスタービン排ガスを高圧ガ
スクーラ２６及び低圧ガスクーラ２７で減温して運転す
ることができる。
【００６３】アキュームレータ４２ａに貯蔵された蒸気
は、必要に応じ、減圧弁４３ａを介してクロスオーバ管
２３へ或は別置蒸気タービン３９に導入される。
【００６４】また、高負荷時に最も過負荷となる低圧タ
ービン９ｃの負荷をさらに下げるためには、蒸気管５３
を介して蒸気の一部を第二のアキュームレータ４２ｂに
抽気することもでき、既設の蒸気タービンの過負荷を防
止し、リパワリングにおける改造範囲を減らすことがで
きる。上記第二のアキュームレータ４２ｂに蓄熱した熱
水は圧力が低いため、弁等を介して温水が必要な個所に
そのまま供給することができる。
【００６５】図７はパラレルブロック型リパワリングシ
ステムに本発明を適用した実施例を示す図であり、図６
と同じく蒸気貯蔵システムを適用しているが、パラレル
ブロック型であるため、排熱回収ボイラ５で発生した蒸
気の一部または全部をアキュームレータ４２に貯蔵する
ようにしてある。この場合、発生する蒸気温度は、既設
の蒸気タービン９ａの主蒸気温度に近く、５００℃以上
とかなり高温となっているため、アキュームレータ４２
へ導く前に蓄熱装置３１で熱回収して減温するととも
に、アキュームレータ４２から蒸気を発生させる時に
は、その蓄熱装置３１に付設されている蒸気加熱装置３
２ａにおいて、上記蓄熱装置３１に蓄熱した熱で蒸気を
加熱するように構成してある。
【００６６】しかして、この場合には、蓄熱装置３１で
蒸気を減温することにより、減温装置により飽和温度ま
で減温するためのスプレ水が少なくて済み、また蒸気加
熱装置３２ａで発生蒸気を加熱することにより発生した
蒸気は、過熱蒸気となるため、効率向上となる。さら
に、回収先を既設の蒸気タービンに戻す場合、圧力、温
度の高い中圧タービン９ｂの入口に戻すことができ有効
に蒸気を回収することができる。
【００６７】このように、本実施例においては、低負荷
帯において、排熱回収ボイラ５での発生蒸気を全量又は
大部分アキュームレータ４２へ貯蔵することにより、蒸
気タービンへ導かれる蒸気量を減らすことができ、最低
負荷を下げることができる。
【００６８】ガスタービン単独運転時は、給水を全量排
熱回収ボイラ５及びアキュームレータ４２に導入する。
したがって、高圧給水加熱器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ、
ボイラ１８、蒸気タービン９ａ，９ｂ，９ｃへの給水及
び蒸気は０となり、ガスタービンの排ガスは排熱回収ボ
イラ５で減温される。
【００６９】高負荷帯域においては、排熱回収ボイラ５
で発生した蒸気を全量既設蒸気タービンの主蒸気管１９
に戻し、高圧タービン９ａの負荷分担を極力高め、補助
的手段として、高圧タービン９ａの排気等からアキュー
ムレータ４２に蒸気を貯蔵することもできる。この場
合、中圧、低圧タービン９ｂ，９ｃの負荷分担を減ら
し、中、低圧タービンが過負荷となることを防ぎ、既設
蒸気タービンの改造範囲を減らすことができる。
【００７０】なお、パラレルブロック方式において、排
熱回収ボイラ５での発生蒸気を中圧タービン９ｂへ導く
サイクルもあるが、この場合は逆に高負荷時に、この発
生蒸気を全量アキュームレータヘ貯蔵することにより、
中、低圧タービン９ｂ，９ｃの過負荷を防ぐことができ
る。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ガスタ
ービンの排熱の一部を貯蔵する蓄熱装置或はアキューム
レータと、その蓄熱装置或はアキュームレータに貯蔵さ
れた熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生装置を設け
たので、ガスタービンの排熱の余剰熱量を一時的に貯蔵
させることができ、プラントの最低負荷を従来より低下
させることができ、かつガスタービンの単独運転も可能
となり、運用性を大幅に向上させることができる。ま
た、排熱回収型コンバインドサイクルの場合は、蒸気タ
ービン単独運転も可能となる。しかも、リパワリングの
コンバインドサイクルの場合は、蒸気タービンの改造範
囲を減らすことができ、改造費用の削減と改造のための
プラント停止期間の減少を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンバインドサイクル発電プラントの
一実施例の系統図。
【図２】従来のプラントにおける、需要負荷、プラント
負荷及びガスタービン負荷の変化特性の一例を示す図。
【図３】本発明の一実施例における図２と対応する特性
線図。
【図４】本発明の他の実施例における図２と対応する特
性線図。
【図５】本発明の他の実施例の系統図。
【図６】排熱再燃型リパワリングシステムに本発明を適
用した実施例の系統図。
【図７】パラレルブロック型リパワリングシステムに本
発明を適用した実施例の系統図。
【図８】従来のコンバインドサイクルシステムの系統
図。
【図９】従来のリパワリングシステムの一例を示す系統
図。
【図１０】従来のリパワリングシステムの他の例を示す
系統図。
【図１１】従来のリパワリングシステムのさらに他の例
を示す系統図。
【図１２】従来のリパワリングシステムの他の例を示す
系統図。
【符号の説明】
１ コンプレッサ ２ 燃焼室 ３ ガスタービン ５ 排熱回収ボイラ ９ 蒸気タービン ９ａ 高圧タービン ９ｂ 中圧タービン ９ｃ 低圧タービン １０，１０ａ 発電機 １８ ボイラ １９ 主蒸気管 ２１ クロスオーバ管 ２４ 脱気器 ２９ 空気予熱器 ３１ 蓄熱装置 ３２ 蒸気発生装置 ３３，３５ ガスダンパ ４２，４２ａ，４２ｂ アキュームレータ ４３，４３ａ，４３ｂ 減圧弁 ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆ 止
め弁 ４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４６ｆ 調節弁 ４８ａ，４８ｂ 減温器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わ
    せ、ガスタービンの排ガス中の排熱の一部を蒸気タービ
    ンサイクルで熱回収するコンバインドサイクル発電プラ
    ントにおいて、ガスタービンの排熱を貯蔵する蓄熱装置
    と、その蓄熱装置に貯蔵した熱を利用して蒸気を発生さ
    せる蒸気発生装置と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。
  2. 【請求項２】蓄熱装置及び蒸気発生装置が排熱回収ボイ
    ラと並列に配設されていることを特徴とする、請求項１
    記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  3. 【請求項３】ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わ
    せ、ガスタービンの排ガス中の排熱の一部を蒸気タービ
    ンサイクルで熱回収するコンバインドサイクル発電プラ
    ントにおいて、ガスタービンの排熱によって加熱された
    蒸気を熱水として貯蔵するアキュームレータと、アキュ
    ームレータに貯蔵され熱水から減圧により蒸気を発生さ
    せる減圧弁とを有することを特徴とする、コンバインド
    サイクル発電プラント。
  4. 【請求項４】アキュームレータには蒸気タービンの抽気
    を熱水として貯蔵することを特徴とする、請求項３記載
    のコンバインドサイクル発電プラント。
  5. 【請求項５】アキュームレータには高圧ガスクーラで加
    熱された熱水も貯蔵可能としたことを特徴とする、請求
    項３記載のコンバインドサイクル発電プラント。
  6. 【請求項６】ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わ
    せ、ガスタービンの排ガス中の排熱の一部を蒸気タービ
    ンサイクルで熱回収するコンバインドサイクル発電プラ
    ントにおいて、ガスタービンの排熱によって加熱された
    蒸気の有する熱を貯蔵する蓄熱装置と、その蓄熱装置を
    経た蒸気を熱水として貯蔵するアキュームレータと、そ
    の蓄熱装置で発生した蒸気を上記蓄熱装置の蓄熱によっ
    て加熱する蒸気加熱装置とを有することを特徴とする、
    コンバインドサイクル発電プラント。
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