JPH09166027A

JPH09166027A - ガスターボ装置団

Info

Publication number: JPH09166027A
Application number: JP29500496A
Authority: JP
Inventors: Benno Basler; バスラーベンノ; Mircea Fetescu; フェテチュミルセア
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Management AG
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1997-06-24
Also published as: EP0778396A3; EP0778396A2; DE19541890A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ベンドをさらに一層簡単にし、かつ煙道ガス
通路内での排ガス損失を回避する。【解決手段】ベンド１が少なくとも第１の位置では熱
交換器３と出口通路４とに密に結合されており、かつ、
ベンドの曲がり角度Ｗが６０°より小さい（Ｗ＜６０
°）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】煙道ガス通路を介してガスタ
ービンの下流に接続された熱交換器を備えたガスターボ
装置団であって、煙道ガス通路が主として出口通路と、
この出口通路から流出する排ガス流を熱交換器又は排ガ
ス煙突内へ選択的に切換制御するために出口通路に続い
て設けられたベンドとから成り、このベンドが排ガス流
を第１の位置では熱交換器内に、かつ第２の位置では排
ガス煙突内へ誘導する形式のものに関する。本発明はさ
らにこのガスターボ装置団を運転する方法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】煙道ガス通路を介してガスタービンの下
流に接続された熱交換器を備えたこの種のガスターボ装
置団はドイツ連邦共和国特許第２９２６３６６号明細書
に基づき公知である。

【０００３】上記明細書にはフラップ又はスライダを省
いた簡単な構造的な手段で実現される排ガス切換制御の
ための装置が記載されている。排ガス流の切換制御のた
めのベンドは水平軸線を中心として角９０度だけ旋回可
能であり、かつ第１の位置で廃熱蒸気発生器への供給通
路内へ、かつ第２の位置で排ガス煙突内へ開口する。こ
の排ガス煙突はベンドを介して架台上に配置されてお
り、従ってこの排ガス煙突は煙道ガス通路の軸線内に位
置している。しかも、ベンドのための回転装置は比較的
複雑であり、かつ特別な支承機構と駆動装置とを必要と
する。その上、種々の部品の数が多いため、装置の供用
性が低下する。それというのは、部品点数が多いことに
より故障の可能性も増大するからである。

【０００４】有利には、流れ損失を回避すべく、直角な
ベンド内に排ガス流を偏向させるための格子が配置され
る。

【０００５】シールを回避するために、出口通路とベン
ドとの間の移行部に、エゼクタの形成のための環状隙間
が設けられている。しかし、この環状隙間を通って排ガ
スが流出すると共に、流入した空気により廃熱蒸気発生
器内の排ガスの利得に関するエネルギ損失が生じる。そ
の場合、この排ガス損失にもとづく廃熱蒸気発生器内で
の利得損失は２％までに達し、しかもこの利得損失は装
置団の耐用寿命全体にわたり継続する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
述べた形式のガスターボ装置団においてベンドをさらに
一層簡単にし、かつ煙道ガス通路内での排ガス損失を回
避することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載のように、ベンドが少なくとも第１
の位置では熱交換器と出口通路とに密に結合されてお
り、かつ、ベンドの曲がり角度が６０°より小さいこと
により解決される。

【０００８】又、このガスターボ装置団の本発明による
運転法は、請求項７に記載のように、ベンドを備えたガ
スターボ装置団を第１の位置又は第２の位置で運転停止
し、ベンドを解離し、かつベンドを引き出して回転軸線
を中心として回転させ、かつベンドを再び押し入れ、か
つ新たな位置で固定し、かつ、ガスターボ装置団を再び
運転することを特徴としている。

【０００９】

【発明の効果】本発明の利点とするところは特に、煙道
ガス通路内での排ガスの漏れがもはや生じないことにあ
る。このことにより、排ガスの全熱エネルギが蒸気の発
生のために利用され、これにより、装置団全体の効率が
向上する。ベンドの曲がり角度が６０度より小さく選択
されていることにより、ベンド内での流れ損失が最小と
なり、かつベンド内の偏向格子を省くことができ、これ
によりベンドのコストが軽減される。その上、部品がシ
ンプルでありかつ部品点数が少ないことにより、耐用寿
命並びに装置団の供用性が増大する。さらに、このこと
により、装置団の設備費用及び維持費用が軽減される。

【００１０】排ガス煙突が熱交換器と並んで地上に設置
されると特に有利である。これにより、架台及び類似物
が不要となるため排ガス煙突が簡単化される。さらに、
排ガス煙突が熱交換器と並んで配置されるため装置団全
体がコンパクトとなり、換言すれば、排ガス煙突及び熱
交換器をも含めたガスターボ装置団の全長が短縮され
る。

【００１１】さらに、ベンドが方形横断面を有している
と効果的である。このことにより、所望角度９０度、１
８０度及び２７０度の正確な回転が可能となり、新たな
位置での位置決めが簡単となる。さらに、このことによ
り、熱交換器内への排ガスの流入が改善され、このこと
の結果、熱利得が向上する。

【００１２】出口通路に膨張エレメントを取り付けるこ
との利点は、膨張エレメントによりベンドが不安定化さ
れないことにある。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面につき本発明の実施の
形態を詳しく説明する。

【００１４】図面には本発明の理解にとって重要なエレ
メントだけを図示した。同じ作用を有するエレメントは
種々の図面においても同じ符号で示されている。作動媒
体の流れ方向は矢印で示されている。

【００１５】図１にガスターボ装置団が略示されてお
り、このガスターボ装置団は主として、１つの軸４２を
介して互いに結合された圧縮機４０、タービン４１及び
発電機４６と、燃焼室４３とから成る。圧縮機４０内で
は空気が空気供給部４４を介して吸い込まれて圧縮され
る。圧縮された空気は燃焼室４３内に誘導される。燃焼
室４３内では燃焼空気に燃料４５が供給され、燃料空気
混合物が燃焼する。発生した煙道ガスはガスタービン４
１内に誘導され、このガスタービン内で膨張させられ、
煙道ガスのエネルギの一部が回転エネルギに変換され
る。この回転エネルギは軸４２を介して発電機４６の駆
動のために使用される。

【００１６】依然として熱い排ガスは、主として出口通
路４と、下流に位置する湾曲した結合部材であるベンド
１とから成る煙道ガス通路を介して排出される。ベンド
１は出口通路４を、排ガス煙突２の供給通路１０に又は
熱交換器、例えば廃熱蒸気発生器３に選択的に接続させ
る。排ガス煙突２と、廃熱蒸気発生器３から成る熱交換
器３とは互いに並んで装置団の基礎上に設置されてい
る。その配置は、曲がりによる流れ損失をできるだけ少
なくすべく、ベンド１の曲がり角度Ｗが可能な限り小さ
くなるように、即ち少なくとも６０度より小さくなるよ
うに行われる。さらに、排ガス煙突２は出口通路４の軸
線５内に位置しないように配置されている。このことに
より、装置団の全長が短縮される。

【００１７】廃熱蒸気発生器３内では排ガスから熱エネ
ルギが奪われ、これにより水が蒸発する。排ガスは熱エ
ネルギの放出後、煙突（図示せず）を介して大気中へ誘
導される。廃熱蒸気発生器３内で発生した蒸気は蒸気消
費機（ｓｔｅａｍｃｏｎｓｕｍｅｒ）、例えば蒸気タ
ービンに供給される。排ガス流がベンド１を介して排ガ
ス煙突２へ誘導される場合には、排ガスは熱エネルギの
回収なしに直に周囲へ放出される。

【００１８】通常はまずガスターボ装置団と排ガス煙突
２とが構築される。ベンド１を介して排ガス煙突２がガ
スタービン４１に接続され、次いで、ガスターボ装置団
が運転されることができる。廃熱蒸気発生器３はガスタ
ーボ装置団と並んで構築される。廃熱蒸気発生器３及び
蒸気消費機の構築が完了すると、ガスターボ装置団が運
転停止される。次いでベンド１が十分に冷却されるまで
放置される。この放置時間は一般的には１日より少な
い。この冷却時間はほぼガスタービン出口温度とガスタ
ービン４１の冷却速度とに依存している。しかる後に、
ベンド１が出口通路４と供給通路１０とから解離され
る。次いで、ベンド１が回転軸線５を中心として回転さ
せられる。ベンド１は回転を容易にすべくその位置から
引き出されることもでき、角１８０度回転され、かつ新
たな位置へ押し入れられる。ベンド１は出口通路４及び
廃熱蒸気発生器３に又はこの廃熱蒸気発生器３への供給
通路（図示せず）に結合される。

【００１９】図１によれば、ベンド１がフランジ６を介
して出口通路４に、かつフランジ７を介して排ガス煙突
２又は廃熱蒸気発生器３に結合される。この結合は図２
に示したようにねじ９により行われる。この結合はそれ
ぞれ完全に密に、即ち結合箇所で排ガス損失が生じない
ように行われる。出口通路４の下流側の端部に膨張エレ
メント８、例えばベローズが取付けられている。この膨
張エレメント８は出口通路４の熱膨張を吸収する。こ種
の膨張エレメント８は煙道ガス通路のどの箇所にでも、
例えばベンド１にも、排ガス煙突２及び廃熱蒸気発生器
３への供給通路にも配置することができる。その場合、
この膨張エレメント８は予想される熱膨張に応じて設計
される。

【００２０】図３及び図４には、方形横断面を有するベ
ンド１を備えた強制貫流式の廃熱蒸気発生器３が示され
ている。この方形横断面は廃熱蒸気発生器３内への排ガ
スの流入を改善すべく選択されたものである。さらに、
この方形横断面により、廃熱蒸気発生器３との結合が簡
略化される。さらに、この方形横断面により、ベンド１
の回転、この場合には角９０度の回転が簡単となる。こ
の方形横断面は角９０度、角１８０度及び角２７０度の
正確な回転を可能にする。横断面の選択により、その他
の任意の角度を設定することができる。ベンド１を角９
０度回転させる場合には、方形横断面は当然ながら正方
形で設計されなければならない。それゆえ、円形横断面
を有する出口通路４は下流側端部で円形横断面から連続
的に方形横断面へ移行させられる。排ガス煙突２は、廃
熱蒸気発生器３と並んで位置するように底板１１を介し
て基礎１２上に固定される。基礎１２上へのその他の部
材の固定は図示されていない。

【００２１】図３では出口通路４がベンド１を介して廃
熱蒸気発生器３に結合されている。付属のガスターボ装
置団及び蒸気消費機は通常運転されている。蒸気消費機
又は廃熱蒸気発生器３を運転停止する場合には、まずガ
スターボ装置団が運転停止されなければならない。ベン
ド１が十分に冷却された後に、ねじ９が解離され、ベン
ド１がその位置から引き出される。次いでベンド１は回
転軸線５を中心として角９０度回転され、かつ新たな位
置へ押し入れられる。

【００２２】図４では、ベンド１が新たな位置で排ガス
煙突２への供給通路１０に結合されている。ベンド１が
固定された後すぐに、ガスターボ装置団を再び運転する
ことができる。廃熱蒸気発生器３又は蒸気消費機内での
作業はガスターボ装置団の運転中に実施されることがで
きる。

【００２３】複数のガスターボ装置団の互いに並んだ配
置は図示されていないが、この場合でも、上述したのと
同じことが該当する。しかしこの場合には、熱交換器と
並んだ排ガス煙突の配置により、複数のガスターボ装置
団が同一の排ガス煙突を使用することができるようにな
る。しかしこの場合には、一方のガスターボ装置団の排
ガスが他方のガスターボ装置団に悪影響を与えないよう
に排ガス煙突が変更されなければならない。この変更
は、仕切壁又は小さな排ガス煙突を全体の排ガス煙突内
に組み込むことにより達成される。その場合、例えば小
さな排ガス煙突は、全体の煙突の高さに比して低い高さ
を有することができる。

【００２４】本発明は図示の実施例に制約されないのは
勿論である。廃熱蒸気発生器の種類は任意であり、かつ
本発明によれば、任意の熱交換器を使用することができ
る。膨張エレメントの構成は熱膨張に応じて選択され、
かつ当然ながらその他の手段によっても行うことができ
る。ベンドへの移行箇所にシール部材を配置することも
できる。その場合、シール部材は熱膨張を吸収すること
ができるように設計することができる。ベンドとその他
の部材との結合のために、ねじの代わりに任意に解離可
能な結合手段、例えば液力的な締付手段を選択すること
ができる。この場合には、この締付手段によってベンド
に（冷たいベンドに関連して）若干の膨張が与えられる
ことにより、ベンドは例えば熱い状態でも取付け及び取
外し可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に基づく排ガス切換制御のた
めの装置の平面図である。

【図２】図１の符号ＩＩで示した円内の拡大詳細図であ
る。

【図３】本発明の別の実施例に基づく排ガス切換制御の
ための装置の側面図である。

【図４】図３に基づく排ガス切換制御のための装置の平
面図である。

【符号の説明】

１ベンド、２排ガス煙突、３廃熱蒸気発生
器、４出口通路、５回転軸線、６，７フラン
ジ、８膨張エレメント、９ねじ、１０供給
通路、１１底板、１２基礎、４０圧縮機、
４１ガスタービン、４２軸、４３燃焼室、
４４空気供給部、４５燃料、４６発電機、
Ｗ曲がり角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】煙道ガス通路を介してガスタービン（４
１）の下流に接続された熱交換器（３）を備えたガスタ
ーボ装置団であって、煙道ガス通路が主として出口通路
（４）と、この出口通路（４）から流出する排ガス流を
熱交換器（３）又は排ガス煙突（２）内へ選択的に切換
制御するために出口通路に続いて設けられたベンド
（１）とから成り、このベンド（１）が排ガス流を第１
の位置では熱交換器（３）内に、かつ第２の位置では排
ガス煙突（２）内へ誘導する形式のものにおいて、ベンド（１）が少なくとも第１の位置では熱交換器
（３）と出口通路（４）とに密に結合されており、か
つ、ベンド（１）の曲がり角度（Ｗ）が６０°より小さ
い（Ｗ＜６０°）ことを特徴とするガスターボ装置団。
【請求項２】熱交換器が廃熱蒸気発生器（３）から成
る、請求項１記載のガスターボ装置団。
【請求項３】排ガス煙突（２）が熱交換器（３）と並
んで地上に設置されている、請求項１記載のガスターボ
装置団。
【請求項４】ベンド（１）が方形横断面を有してい
る、請求項１記載のガスターボ装置団。
【請求項５】煙道ガス通路（１，４）が、熱膨張の吸
収のための少なくとも１つの膨張エレメント（８）を備
えている、請求項１記載のガスターボ装置団。
【請求項６】膨張エレメント（８）が出口通路（４）
の下流側端部に配置されている、請求項５記載のガスタ
ーボ装置団。
【請求項７】請求項１に記載のガスターボ装置団を運
転するための方法において、ベンド（１）を備えたガスターボ装置団を第１の位置又
は第２の位置で運転停止し、ベンド（１）を解離し、か
つベンド（１）を引き出して回転軸線（５）を中心とし
て回転させ、かつベンド（１）を再び押し入れ、かつ新
たな位置で固定し、かつ、ガスターボ装置団を再び運転
することを特徴とする、ガスターボ装置団を運転するた
めの方法。