JPH0988514A - 蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法 - Google Patents

蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法

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JPH0988514A
JPH0988514A JP7252990A JP25299095A JPH0988514A JP H0988514 A JPH0988514 A JP H0988514A JP 7252990 A JP7252990 A JP 7252990A JP 25299095 A JP25299095 A JP 25299095A JP H0988514 A JPH0988514 A JP H0988514A
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cleaning
steam cooling
turbine
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JP7252990A
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Akinori Koga
昭紀 古閑
Tetsuzo Sakamoto
鉄三 坂本
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】蒸気冷却系統の高温部位等への付着,堆積物質
等を効率よく、確実に除去することができる蒸気冷却型
複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】圧縮機4、燃焼器6およびガスタービン8
を連結したガスタービン系統1と、ガスタービンからの
排ガスを導入する排熱回収ボイラ12、蒸気タービン1
4および復水器16を連結した蒸気タービン系統2と、
ガスタービン系統1の高温部23に冷却用の蒸気を供給
する蒸気冷却系統3とを備えた蒸気冷却型複合発電プラ
ントを運転停止状態として、蒸気冷却系統3に通常運転
時と逆方向に蒸気を流動させる蒸気逆洗を行うことによ
り、その蒸気冷却系統を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン系統と
蒸気タービン系統とを複合し、かつ高温部を蒸気で冷却
する蒸気冷却系統を備えた蒸気冷却型複合発電プラント
の当該蒸気冷却系統を洗浄する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、圧縮機、燃焼器およびガスタービ
ンを連結したガスタービン系統と、前記ガスタービンか
らの排ガスを導入する排熱回収ボイラ、このボイラから
の蒸気で回転される蒸気タービン、および復水器を連結
した蒸気タービン系統とを複合した複合発電プラントが
知られている。
【0003】このような複合発電プラントでは、ガスタ
ービン系統の高温ガスに曝される部位、例えばガスター
ビンのタービン静翼や動翼、または燃焼器等を、圧縮機
から抽気した空気の供給によって冷却するのが一般的で
あった。
【0004】これに対して近年、ガスタービンの高効率
化の要請により燃焼温度の高温化ひいてはタービン部品
の高温化が進む傾向にあることから、冷却性能の優れた
蒸気を高温部品に供給して冷却を行うことが提案されて
いる。
【0005】ガスタービンの高温部品の蒸気冷却系統に
おいては、通常の運転の場合、そのガスタービンと直結
する排熱回収ボイラで発生する蒸気の一部を冷却用とし
て使用し、使用後の蒸気は蒸気タービン駆動用として回
収している。ガスタービンの高温部品の冷却流路は、精
巧な構造であり清浄な冷却蒸気を必要とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排熱回
収ボイラで発生する蒸気、特に運転初期に発生する蒸気
には、溶存酸素、異物粒子などが含まれ、ガスタービン
高温部品の冷却用として適当でない場合がある。すなわ
ち、ボイラチューブの経年劣化による酸化皮膜が剥離し
て飛来したり、水垢や異物などが飛来し、これらがスタ
ービンの高温部品の冷却流路に付着堆積し、狭い冷却流
路の閉塞や、冷却伝熱面への堆積物の付着により冷却不
良などが発生する。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、蒸気冷却系統の高温部位等への付着,堆積物質
等を効率よく、確実に除去することができる蒸気冷却型
複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、圧縮機、燃焼器およびガスタ
ービンを連結したガスタービン系統と、前記ガスタービ
ンからの排ガスを導入する排熱回収ボイラ、蒸気タービ
ンおよび復水器を連結した蒸気タービン系統と、前記ガ
スタービン系統の高温部に冷却用の蒸気を供給する蒸気
冷却系統とを備えた蒸気冷却型複合発電プラントを運転
停止状態として、前記蒸気冷却系統を洗浄する方法であ
って、前記蒸気冷却系統に通常運転時と逆方向に蒸気を
流動させる蒸気逆洗を行うことにより、その蒸気冷却系
統を洗浄することを特徴とする蒸気冷却型複合発電プラ
ントの蒸気冷却系統の洗浄方法。
【0009】請求項2の発明は、請求項1記載の蒸気冷
却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法におい
て、蒸気冷却系統に通常運転時と逆方向に蒸気を流動さ
せる前に、蒸気冷却系統に通常運転時と同方向に蒸気を
流動させる蒸気正洗を行うことを特徴とする。
【0010】請求項3の発明は、請求項1または2記載
の蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方
法において、蒸気冷却系統に冷却用の蒸気を供給する蒸
気発生手段として、蒸気タービン軸シール用蒸気系統ま
たはその他の系統に蒸気を供給するための補助ボイラを
適用することを特徴とする。
【0011】請求項4の発明は、請求項1または2記載
の蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方
法において、蒸気冷却系統に洗浄用の蒸気を供給する蒸
気発生手段として、蒸気タービン系統の排熱回収ボイラ
を適用することを特徴とする。 請求項5の発明は、請
求項4記載の蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系
統の洗浄方法において、冷却用の蒸気を蒸気タービン系
統の蒸気タービン出口その他の蒸気通路から抽気するこ
とを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蒸気冷却型複
合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法の一実施形態
について、図面を参照して説明する。
【0013】図1は本発明の一実施形態による方法を実
施するための蒸気冷却型複合発電プラントの系統構成図
である。
【0014】このプラントは図1に示すように、大別し
てガスタービン系統1と、蒸気タービン系統2と、蒸気
冷却系統3とからなっている。
【0015】ガスタービン系統1は、空気aを圧縮する
圧縮機4と、この圧縮機4に圧縮空気通路5を介して連
結されガスbを燃焼する燃焼器6と、この燃焼器6から
ガス通路7を介して燃焼ガスを受けて回転駆動されるガ
スタービン8とによって構成されている。圧縮機4とガ
スタービン8とは軸9によって一軸連結構造とされ、軸
9の先端には発電機10が連結されている。
【0016】蒸気タービン系統2は、ガスタービン8か
ら排ガス通路11を介して排ガスを導入する排熱回収ボ
イラ12と、このボイラ12から蒸気通路13a,13
bを介して送られる蒸気で回転駆動される蒸気タービン
14と、この蒸気タービン14の排蒸気(気液2相流)
を排蒸気通路15を介して導入し水に戻す復水器16と
によって構成されており、復水器16で発生した復水は
復水ポンプ17および復水配管18を介して排熱回収ボ
イラ12に還流するようになっている。蒸気タービン1
4には発電機10aが連結されている。なお、蒸気通路
13a,13bは一部配管をループ状に分岐させたもの
である。これらの蒸気通路13a,13bには調整弁1
9a,19bおよび逆止弁20a,20bがそれぞれ順
次に設けられるとともに、分岐した一方の蒸気通路13
aの逆止弁20a下流側には調整弁19cが設けられ、
さらに両蒸気通路13a,13bの統合部13cの下流
側には調整弁19dが設けられている。
【0017】冷却蒸気系統3は、主系統21と補助系統
22とからなっている。主系統21は、一方の蒸気通路
13aの途中をガスタービン系統1の被冷却部としての
高温部23、例えばガスタービン8の静翼または動翼に
導くように迂回させたものであり、蒸気源は排熱回収ボ
イラ12である。
【0018】補助系統22は、例えば蒸気タービン軸の
シール用蒸気の供給、その他の目的で設置された補助ボ
イラ24を蒸気源として適用した構成とされている。こ
の補助ボイラ24の蒸気発生部が主系統21の一方の蒸
気通路13aに、逆止弁25および調整弁26を有する
補助蒸気通路27によって連結され、ガスタービン8の
高温部位23に補助蒸気を供給するようになっている。
補助蒸気は高温部位23を冷却した後、蒸気タービン1
4に送られ、排蒸気通路15に排出される。
【0019】また、蒸気通路13a,13bの統合部1
3cと、一方の蒸気通路13aの調整弁19cの上流側
とは補助通路28で接続されており、この補助通路28
には調整弁29が設けられている。
【0020】さらに一方の蒸気通路13aの調整弁19
cの下流側、および補助通路28の調整弁29と統合部
13cとの間から、それぞれ調整弁30a,30bを有
する分岐通路31a,31bが導出され、これら両分岐
通路31a,31bが統合した後、一本となって補助ボ
イラ24の給水部に連結される補助還流通路32が形成
されている。この補助還流通路32には、補助ボイラ2
4側に向かって順次に補助復水器33、水を清浄化する
ための純水装置34、および補助給水ポンプ35が設け
られている。
【0021】このようなプラント構成のもとで、通常運
転時においては、ガスタービン8の高温の排気ガスは排
熱回収ボイラ12に送られて水との熱交換によって水蒸
気を発生する。発生した水蒸気の一部は調整弁19aを
通り、ガスタービン静翼の冷却用蒸気として使用された
後、調整弁19dを通って蒸気タービン14に送られ、
他の一部は、調整弁19b,19dを通って直接蒸気タ
ービン14に送られて膨脹し、動力を発生する。蒸気タ
ービン14を出た水蒸気は復水器16にて水に変り、復
水ポンプ17により排熱回収ボイラ12に循環する。ガ
スタービン4および蒸気タービン14は発電機10a,
10bを駆動する。
【0022】次に、本実施形態による冷却系統3の洗浄
方法について図2および図3を参照して説明する。
【0023】図2は、洗浄用の蒸気を通常の蒸気冷却時
と同一の方向に流通させて洗浄する、いわゆる正洗によ
る洗浄方法の状態を示したものである。なお、本方法の
前提として、プラント停止プロセスで補助ボイラ24か
らの蒸気供給が開始する状態に設定しておく。通常、補
助ボイラ24は、ガスタービン8の起動前に蒸気タービ
ン14の軸シールなどのため使用しており(系統は図示
せず)、ガスタービン停止時には、清浄な蒸気を供給す
る状態になっている。
【0024】そこで、冷却系統3の洗浄に際しては、ま
ず、補助ボイラ24を立ち上げた状態のもとで、洗浄用
として必要な圧力の整った清浄な蒸気が得られる状態に
あることを確認する。そして、プラント停止過程で、排
熱回収ボイラ12と補助ボイラ24との蒸気条件に応じ
て調整弁19a,19b,25を調整し、流量バランス
をとりながら、排熱回収ボイラ12からの冷却蒸気供給
状態から補助ボイラ24による洗浄用蒸気供給へと切り
換える。
【0025】すなわち、図2に示すように、調整弁2
9,30a,19dを閉とする一方、調整弁25,19
c,30bを開とし、補助ボイラ24で発生した蒸気を
矢印cの如く補助蒸気通路27、蒸気通路13a、高温
部23、補助通路28,分岐通路31bおよび補助還流
通路32を介して補助ボイラ24側に循環させる。その
際、高温部23であるガスタービン8の静翼または動翼
の冷却蒸気流路等では、通常運転時と温度条件等の異な
る清浄な蒸気の流動によって、流路内の堆積物や付着物
等が除去される。堆積物や付着物等を伴った洗浄蒸気
は、補助ボイラ24の上流側の補助復水器33で復水と
なった後、純水装置35で清浄化され、これによって補
助ボイラ24には清浄な水が戻る。このようにして、一
定時間洗浄用蒸気を高温部23に流して正洗を行う。こ
の後、図3で示す下記の逆洗に移行する。
【0026】図3は、洗浄用の蒸気を通常の蒸気冷却時
と逆方向に流通させて洗浄する、いわゆる逆洗による洗
浄方法の状態を示したものである。
【0027】まず、前述した一定時間の正洗の後、調整
弁の切り換えを行う。すなわち、正洗時に開としていた
調整弁19c,30bを閉とする一方、閉としていた調
整弁29,30aを開とする。これにより、補助ボイラ
24で発生した蒸気は図3に矢印dで示す如く補助蒸気
通路27、蒸気通路13aの一部、補助通路28,高温
部23、蒸気通路13aの一部、分岐通路31aおよび
補助還流通路32を介して補助ボイラ24側に循環さす
る流れ、つまり逆洗に切り換わる。
【0028】この逆洗の際には、高温部23であるガス
タービン8の静翼または動翼の冷却蒸気流路等では、通
常運転時と流れの方向および温度分布等が異なる清浄な
蒸気のの流動によって、流路内の堆積物の除去および付
着物の剥離等がさらに強力に除去される。堆積物や付着
物等を伴った洗浄蒸気は、補助ボイラ24の上流側の補
助復水器33で復水となった後、純水装置35で清浄化
され、これによって補助ボイラ24には清浄な水が戻
る。このようにして、一定時間洗浄用蒸気を高温部23
に流して逆洗を行う。
【0029】このような実施形態の洗浄方法によると、
清浄な蒸気を冷却蒸気と同一方向に流動させる正洗と、
逆方向に流動させる逆洗とを順次に行う組み合わせ操作
により、正洗で大まかな異物の洗浄が行われ、その正洗
で除去しきれなかった付着物や堆積物が逆洗でさらに強
力に剥離および除去されて効果的に異物を除去すること
ができる。すなわち、洗浄用の蒸気を温度分布や流れ方
向を通常運転時の冷却蒸気と異ならせることで、汚染物
質を効率よく、確実に除去することができる。
【0030】なお、以上の実施形態では正洗と逆洗を順
次に行う場合について説明したが、本発明では必ずしも
そのような方法に限らず、例えば汚染の度合や作業条件
等に応じて正洗と逆洗のいずれか一方のみを実施しても
よく、また場合によっては正洗と逆洗の順を逆にした
り、繰り返す等、種々変更して実施することが可能であ
る。
【0031】また、前記実施形態では、蒸気冷却系統に
洗浄用の蒸気を供給する蒸気発生手段として補助ボイラ
を適用したが、通常運転時には一般に発生蒸気が清浄と
なることを考慮し、洗浄用蒸気発生手段として蒸気ター
ビン系統の排熱回収ボイラを適用することも可能であ
る。また、洗浄用蒸気は、冷却用の蒸気を蒸気タービン
系統の蒸気タービン出口その他の蒸気通路から抽気する
ようにしてもよい。
【0032】さらに、本発明において洗浄する高温部位
としては、ガスタービンのタービン静翼もしくは動翼の
ほか、タービンロータまたは燃焼器のうち一つ以上のも
のに適用することができる。
【0033】さらにまた、蒸気冷却系統によって冷却す
るガスタービン系統の高温部として、ガスタービンのタ
ービン静翼もしくは動翼、タービンロータまたは燃焼器
のうち二つ以上のものを適用し、かつそれらの高温部に
蒸気を直列または並列に流動させることも可能である。
【0034】図4は、ガスタービンの第1段静翼および
第2段静翼に洗浄用蒸気を直列的に流動させるシリーズ
方式とする場合を示した部分的な系統図である。
【0035】この図4に示す実施形態では、ガスタービ
ン8の高温部23である第1段静翼23aと第2段静翼
23bとを直列通路36で接続し、洗浄用の蒸気をこれ
ら第1段静翼23aと第2段静翼23bとに順次に流通
させて正洗または逆洗を行うものである。
【0036】また、図5は、ガスタービンの第1段静翼
および第2段静翼に洗浄用蒸気を並列的に流動させるパ
ラレル方式とする場合を示した部分的な系統図である。
【0037】この図5に示す実施形態では、ガスタービ
ン8の高温部23である第1段静翼23aと第2段静翼
23bとを並列通路37,38で接続し、洗浄用の蒸気
をこれら第1段静翼23aと第2段静翼23bとに並列
的に流通させて正洗または逆洗を行うものである。
【0038】このような図4および図5に示した実施形
態においても、図1〜図3に示した一実施形態と同様の
方法で、複数箇所を効果的に洗浄することができる。
【0039】
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る蒸
気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法に
よると、蒸気冷却系統の高温部位等への付着,堆積物質
等を効率よく、確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による方法を説明するため
のもので、蒸気冷却型複合発電プラントを示す系統構成
図。
【図2】前記実施形態において、正洗時の洗浄用蒸気の
流れの状態を示す図。
【図3】前記実施形態において、逆洗時の洗浄用蒸気の
流れの状態を示す図。
【図4】本発明の他の実施形態による方法を説明するた
めのもので、複数の高温部を直列方式で洗浄する場合の
部分系統図。
【図5】本発明のさらに他の実施形態による方法を説明
するためのもので、複数の高温部を並列方式で洗浄する
場合の部分系統図。
【符号の説明】
1, ガスタービン系統 2, 蒸気タービン系統 3, 蒸気冷却系統 4, 圧縮機 5, 圧縮空気通路 6, 燃焼器 7, ガス通路 8, ガスタービン 9, 軸 10a,10b, 発電機 11 排ガス通路 12 排熱回収ボイラ 13a,13b 蒸気通路 14 蒸気タービン 15 排蒸気通路 16 復水器 17 復水ポンプ 18 復水配管 19a,19b 調整弁 20a,20b, 逆止弁 21 主系統 22 補助系統 23 高温部 23a 第1段静翼 23b 第2段静翼 24 補助ボイラ 25 逆止弁 26 調整弁 27 補助蒸気通路 28 補助通路 29 調整弁 30a,30b 調整弁 31a,31b 分岐通路 32 補助還流通路 33 補助復水器 34 純水装置 35 補助給水ポンプ 36 直列通路 37,38 並列通路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02C 6/18 F02C 6/18 A 7/16 7/16 Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、燃焼器およびガスタービンを連
    結したガスタービン系統と、前記ガスタービンからの排
    ガスを導入する排熱回収ボイラ、蒸気タービンおよび復
    水器を連結した蒸気タービン系統と、前記ガスタービン
    系統の高温部に冷却用の蒸気を供給する蒸気冷却系統と
    を備えた蒸気冷却型複合発電プラントを運転停止状態と
    して、前記蒸気冷却系統を洗浄する方法であって、前記
    蒸気冷却系統に通常運転時と逆方向に蒸気を流動させる
    蒸気逆洗を行うことにより、その蒸気冷却系統を洗浄す
    ることを特徴とする蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気
    冷却系統の洗浄方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の蒸気冷却型複合発電プラ
    ントの蒸気冷却系統の洗浄方法において、蒸気冷却系統
    に通常運転時と逆方向に蒸気を流動させる前に、蒸気冷
    却系統に通常運転時と同方向に蒸気を流動させる蒸気正
    洗を行うことを特徴とする蒸気冷却型複合発電プラント
    の蒸気冷却系統の洗浄方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の蒸気冷却型複合
    発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法において、蒸気
    冷却系統に冷却用の蒸気を供給する蒸気発生手段とし
    て、蒸気タービン軸シール用蒸気系統またはその他の系
    統に蒸気を供給するための補助ボイラを適用することを
    特徴とする蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統
    の洗浄方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の蒸気冷却型複合
    発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法において、蒸気
    冷却系統に洗浄用の蒸気を供給する蒸気発生手段とし
    て、蒸気タービン系統の排熱回収ボイラを適用すること
    を特徴とする蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系
    統の洗浄方法。
  5. 【請求項5】請求項4記載の蒸気冷却型複合発電プラン
    トの蒸気冷却系統の洗浄方法において、冷却用の蒸気を
    蒸気タービン系統の蒸気タービン出口その他の蒸気通路
    から抽気することを特徴とする蒸気冷却型複合発電プラ
    ントの蒸気冷却系統の洗浄方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から5までのいずれかに記載の
    蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法
    において、蒸気冷却系統によって冷却するガスタービン
    系統の高温部として、ガスタービンのタービン静翼もし
    くは動翼、タービンロータまたは燃焼器のうち一つ以上
    のものを適用することを特徴とする蒸気冷却型複合発電
    プラントの蒸気冷却系統の洗浄方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の蒸気冷却型複合発電プラ
    ントの蒸気冷却系統の洗浄方法において、蒸気冷却系統
    によって冷却するガスタービン系統の高温部として、ガ
    スタービンのタービン静翼もしくは動翼、タービンロー
    タまたは燃焼器のうち二つ以上のものを適用し、かつそ
    れらの高温部に蒸気を直列または並列に流動させること
    を特徴とする蒸気冷却型複合発電プラントの蒸気冷却系
    統の洗浄方法。
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