JPH10131716A - ガスタービン蒸気冷却系統の制御方法及び装置 - Google Patents

ガスタービン蒸気冷却系統の制御方法及び装置

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JPH10131716A
JPH10131716A JP28511596A JP28511596A JPH10131716A JP H10131716 A JPH10131716 A JP H10131716A JP 28511596 A JP28511596 A JP 28511596A JP 28511596 A JP28511596 A JP 28511596A JP H10131716 A JPH10131716 A JP H10131716A
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steam
pressure
cooling
gas turbine
load
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JP28511596A
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English (en)
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Yoshiyuki Kita
良之 北
Takashi Sonoda
隆 園田
Tomoyoshi Tanaka
知佳 田中
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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
    • F01K23/106Plants 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンの高温部品を蒸気で冷却する蒸
気冷却系統の制御方法及び装置に関し、負荷降下中等の
蒸気負荷に余裕がある時に中圧系統内に蒸気を蓄え、負
荷上昇時の不足を解消する。 【解決手段】 ガスタービン1の排ガスを排熱回収ボイ
ラ2に送り、高圧ドラム5で発生した蒸気は高圧過熱器
6で加熱し、高圧蒸気タービン3で仕事をし、中圧蒸気
と共に中圧蒸気タービン4に導かれる。中圧ドラム9か
らの蒸気も中圧過熱器10で加熱後、所定量燃焼器等高
温部品8を冷却し、再熱器7からの蒸気と合流する。圧
力制御器16は中圧ドラム圧力検出器13の信号で中圧
蒸気タービン入口圧力検出器14の信号に基づき中圧ド
ラム圧力制御弁11を制御し、中圧ドラム圧力を基準よ
りも高くし、余分な蒸気を中圧系に蓄えるので高温部品
8の冷却蒸気不足をなくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの燃
焼器など高温部品を蒸気にて冷却する制御装置に適用さ
れる蒸気冷却系統の制御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、ガスタービンの燃焼器など高温
部品の冷却に空気が用いられていたが、燃焼温度の高温
化にともない蒸気にて冷却する方法が開発されている。
また、燃焼器など高温部品を蒸気にて冷却するガスター
ビンをコンバインドプラントに適用し、蒸気タービンと
組合せて高効率な発電プラントが計画されている。
【0003】従来の代表的なコンバインドプラントの系
統を図1に基づいて説明するが、図1は本発明の実施の
一形態に係る蒸気冷却の制御系統を適用したコンバイン
ドプラントの系統図であり、本図により冷却系統の制御
をしてない従来例についてその概要を説明する。図1に
おいて、冷却に必要な蒸気は、ガスタービン1自身が発
生した排ガスを排熱回収ボイラ2に送り込み、排熱回収
ボイラ2で発生した蒸気を使用することとなる。さら
に、燃焼器等高温部品8の冷却に使用し、高温に暖めら
れた蒸気は、中圧蒸気タービン4に導入し発電に寄与す
るようにしている。
【0004】排熱回収ボイラ2において、高圧ドラム5
で発生した蒸気は高圧過熱器6にて過熱蒸気となり、高
圧蒸気タービン3にて仕事をし、高圧排気ラインで中圧
蒸気と合流した後、再熱器7で再過熱され、中圧蒸気タ
ービン4に導かれる。中圧ドラム9で発生した蒸気は中
圧過熱器10にて過熱された後、ガスタービン燃焼器等
高温部品8に必要量の1部が導かれ、高温部品8をその
蒸気で冷却し、余分な蒸気は高圧排気ラインで合流し、
再熱器7に導かれる。
【0005】高効率コンバインドプラントでは蒸気圧力
は蒸気タービンの飲み込み量から成り行きで決まってお
り、高温部品8の冷却蒸気系統の構築とその制御方法の
開発が必須となるが、蒸気冷却系統を有した大型コンバ
インドプラントは未だ実運用されておらず、その制御方
法も確率していないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】コンバインドプラント
では、ガスタービンで発生した排ガスを排熱回収ボイラ
に導入し、排熱回収ボイラで発生した蒸気を自らのガス
タービンの燃焼器等高温部品の冷却用に用いることにな
る。排熱回収ボイラの発生蒸気量はガスタービンの負荷
に応じて変化するが、蒸気発生量の追随はガスタービン
の負荷変化に対して数分から十数分の遅れを生ずる。さ
らに、ガスタービンの負荷が高くなる程、必要な冷却蒸
気量は多くなる特性が有る。
【0007】また、排熱回収ボイラはプラント効率を向
上する為、高温高圧蒸気を発生するように計画されてお
り、冷却蒸気用の蒸気条件を満たす蒸気に余裕量が少な
いのが一般的である。
【0008】以上のことから、ガスタービンの負荷変化
時、特に、負荷上昇時において必要な冷却蒸気流量を確
保できないケースが有り、(1)ガスタービン負荷変化
率を下げるなどの運用制限を設ける、(2)他系統の蒸
気を減圧/減温して冷却蒸気に使用する、等の処置を行
う方策が考えられる。しかしながら上記の方策は、プラ
ントの運用性能、効率を犠牲にしており、好ましくな
く、負荷一定中であれば冷却蒸気用の蒸気条件を満たす
蒸気を賄える系統が有るにも関わらず、負荷上昇時に不
足する蒸気を補う系統を設けることは、プラント建設コ
ストを押し上げる結果となる。
【0009】そこで、本発明は、負荷上昇時にしか使用
しない蒸気を補う系統を設置することなく、空気による
燃焼器等高温部品の冷却を行っているガスタービンを使
用したコンバインドプラントと同等の運用性能を有する
蒸気冷却系統の制御方法及びその装置を確率する事を課
題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は前述の
課題を解決するために、次の(1)及び(2)の手段を
提供する。
【0011】(1)ガスタービンの排ガスを排熱回収ボ
イラに送り込み、発生した蒸気で排熱を回収すると共
に、その蒸気の一部を冷却蒸気として取出して燃焼器等
高温部品を同冷却蒸気にて冷却する蒸気冷却系統の制御
方法において、負荷降下中および一定負荷運転中に前記
排熱ボイラ側に蒸気を蓄えておき;負荷上昇時の冷却蒸
気不足を解消することを特徴とするガスタービン蒸気冷
却系統の制御方法。
【0012】(2)上記のガスタービン蒸気冷却系統の
制御方法を実施する制御装置であって、排熱回収ボイラ
の冷却蒸気の取出系統に圧力制御弁を設置し、低負荷帯
での前記排熱回収ボイラの蒸気圧力を高く制御する制御
手段を設けたことを特徴とするガスタービン蒸気冷却系
統の制御装置。
【0013】従来のコンバインドプラントでは、蒸気圧
力は蒸気タービンの飲み込み量から成り行きで決まって
おり、特に制御されていなかった。すなわち、蒸気ター
ビンに飲み込まれる蒸気量と排熱回収ボイラから発生す
る蒸気量とは基本的に同じであったのに対して、本発明
の(1)の方法では、負荷降下中あるいは一定負荷運転
中において排熱回収ボイラ内に蒸気を蓄え、その蒸気を
負荷上昇時に使用し、燃焼器等高温部品の冷却蒸気量を
確保するものである。
【0014】(2)においては、上記の蒸気冷却系統の
制御方法を実施する制御装置として排熱回収ボイラの冷
却蒸気の取出系統に圧力制御弁を設置し、蒸気圧力の制
御手段により低負荷帯での排熱回収ボイラの蒸気圧力を
高く制御し、排熱回収ボイラ内に蒸気を蓄えることがで
き、上記(1)と同様に、その蒸気を負荷上昇時に使用
する事ができるようになる。
【0015】一般に、排熱回収ボイラは蒸気発生ドラム
を有しており、蒸気を保有する容積はガスタービンが必
要とする冷却蒸気量に比べて十分大きいことから、本発
明の(1)の方法及び(2)の装置は有効な手段であ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン蒸気冷却系統の制御装置
であり、再熱式コンバインドプラントに適用した場合の
系統図である。図において、まず、蒸気系統は次のとお
りである。
【0017】ガスタービンの排ガスは、排熱回収ボイラ
2に導かれ、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気を発生す
る。本発明には低圧蒸気系統が直接関与しないので説明
は省略する。高圧ドラム5で発生した蒸気は高圧過熱器
6にて過熱蒸気となり、高圧蒸気タービン3にて仕事を
し、高圧排気ラインで中圧蒸気と合流した後、再熱器7
で再過熱され、中圧蒸気タービン4に導かれる。その
際、再熱器7出口において、ガスタービン燃焼器等高温
部品8を冷却し、高温に過熱された蒸気と合流する。
【0018】中圧ドラム9で発生した蒸気は中圧過熱器
10にて過熱された後、ガスタービン燃焼器等高温部品
8に必要量導かれ、余分な蒸気は高圧排気ラインで合流
し、再熱器7に導かれる。
【0019】従来のコンバインドプラントでは、中圧過
熱器10から出てきた蒸気は全て高圧排気ラインで合流
後、再熱器7に導かれており、合流直前に設置されてい
る中圧ドラム圧力制御弁11は、起動時、一時的に使用
するのみで全開で運用されている。従って、中圧ドラム
圧力制御弁11が全開後の中圧ドラム圧力は中圧蒸気タ
ービン入口圧力に系統の圧力損失を加えた圧力に成り行
きで変動している。
【0020】これに対し、ガスタービンの冷却系統が追
設されるプラントにおいては、中圧ドラム圧力制御弁1
1にて常時圧力制御を行うことになる。その制御方法は
次のとおりである。
【0021】燃焼器等高温部品8を通過した蒸気の温度
は、燃焼器等高温部品8入口に設置した温度制御弁12
にて温度制御される。しかしながら、前記したとおり、
負荷上昇時においては中圧ドラム6の発生蒸気流量が不
足するため、温度制御弁12を全開しても必要な蒸気量
が確保できない。一方、負荷降下中及び負荷一定運転中
は冷却蒸気に余裕が有り、中圧ドラム圧力制御弁11を
とおって再熱器7側に蒸気を逃している。
【0022】そこで、本発明では、負荷降下中及び負荷
一定運転中など冷却蒸気に余裕が有る時は中圧ドラム圧
力制御弁11を絞り、中圧系統内に蒸気を備える制御を
行う。すなわち、図2に示すように中圧ドラム圧力を中
圧蒸気タービン入口圧力で成り行きに決まる値よりも高
く設定することによって実現できる。
【0023】即ち、図2において、横軸は中圧蒸気ター
ビン、縦軸は中圧ドラム圧力を示し、Aは中圧蒸気ター
ビン入口圧力に系統圧損を加算することで成り行きで決
まる中圧ドラム圧力であり、Bは本発明の制御装置を用
いて中圧蒸気タービン入口圧力より高く設定する中圧ド
ラム圧力である。この図のように、Bで示す中圧ドラム
圧力もAで示す成り行きで決まる圧力よりも高く設定す
る。
【0024】ここで、中圧ドラム圧力は中圧ドラム圧力
検出器13にて、中圧タービン入口圧力は中圧蒸気ター
ビン入口圧力検出器14にて、燃焼器等高温部品8の出
口蒸気温度は燃焼器等高温部品出口蒸気温度検出器15
にてそれぞれ検出し、中圧ドラム圧力制御弁11は圧力
制御器16でその開度が制御される。
【0025】圧力制御器16は、図2に示すように、中
圧蒸気タービン入口圧力検出器14からの検出圧力値を
参照し、低負荷時、あるいは一定負荷運転中において中
圧ドラム圧力を成り行きで決まる中圧ドラム圧力Aより
もBのように高く設定するように中圧ドラム圧力制御弁
11の開度を制御し、蒸気を中圧ドラム系に蓄える。ま
た、温度制御弁12は温度制御器17で制御され、燃焼
器等高温部品8の冷却温度が適正となるように弁の開度
が調整される。
【0026】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、ガスタービン蒸気冷却系統の制御方法において、負
荷降下中および一定負荷運転中に排熱回収ガスボイラ側
に蒸気を蓄えておくことを特徴とし、また、この制御方
法を実施する装置として、排熱回収ボイラの冷却蒸気の
取出系統に圧力制御弁を設置し、圧力制御手段で低負荷
帯での排熱回収ボイラの蒸気圧力を高く制御する構成を
特徴としているので、次のような効果を奏する。
【0027】(1)負荷上昇時の冷却蒸気流量不足とい
う問題が解決できるため、負荷変化率を低下させるよう
な運用制限を行うことがない。
【0028】(2)また、他系統から過渡的に冷却蒸気
をバックアップするような系統が必要ないため設備コス
トを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービンの蒸
気冷却系の制御装置の系統図である。
【図2】本発明の実施の一形態に係るガスタービンの蒸
気冷却系の制御方法における中圧ドラム圧力の制御設定
値を示す図である。
【符号の説明】
1 ガスタービン 2 排熱回収ボイラ 3 高圧蒸気タービン 4 中圧蒸気タービン 5 高圧ドラム 6 高圧過熱器 7 再熱器 8 燃焼器等高温部品 9 中圧ドラム 10 中圧過熱器 11 中圧ドラム圧力制御弁 12 温度制御弁 13 中圧ドラム圧力検出器 14 中圧蒸気タービン入口圧力検出器 15 燃焼器等高温部品出口蒸気温度検出器 16 圧力制御器 17 温度制御器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービンの排ガスを排熱回収ボイラ
    に送り込み、発生した蒸気で排熱を回収すると共に、そ
    の蒸気の一部を冷却蒸気として取出して燃焼器等高温部
    品を同冷却蒸気にて冷却する蒸気冷却系統の制御方法に
    おいて、負荷降下中および一定負荷運転中に前記排熱ボ
    イラ側に蒸気を蓄えておき;負荷上昇時の冷却蒸気不足
    を解消することを特徴とするガスタービン蒸気冷却系統
    の制御方法。
  2. 【請求項2】 ガスタービンの排ガスを排熱回収ボイラ
    に送り込み、発生した蒸気で排熱を回収すると共に、そ
    の蒸気の一部を冷却蒸気として取出して燃焼器等高温部
    品を同冷却蒸気にて冷却する蒸気冷却系統の制御装置で
    あって、前記排熱回収ボイラの冷却蒸気の取出系統に圧
    力制御弁を設置し、低負荷帯での前記排熱回収ボイラの
    蒸気圧力を高く制御する制御手段を設けたことを特徴と
    するガスタービン蒸気冷却系統の制御装置。
JP28511596A 1996-10-28 1996-10-28 ガスタービン蒸気冷却系統の制御方法及び装置 Withdrawn JPH10131716A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6220013B1 (en) 1999-09-13 2001-04-24 General Electric Co. Multi-pressure reheat combined cycle with multiple reheaters
US6279308B1 (en) 1997-04-23 2001-08-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling steam control method for combined cycle power generation plants
EP0933505A3 (en) * 1998-01-29 2002-03-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam cooled system in combined cycle power plant
US6389794B2 (en) 1999-07-01 2002-05-21 General Electric Company Method and apparatus for fuel gas moisturization and heating
US6474069B1 (en) 2000-10-18 2002-11-05 General Electric Company Gas turbine having combined cycle power augmentation
JP2010112274A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン冷却系統制御装置、タービン冷却系統、及びタービン冷却系統制御方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6279308B1 (en) 1997-04-23 2001-08-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling steam control method for combined cycle power generation plants
EP0933505A3 (en) * 1998-01-29 2002-03-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam cooled system in combined cycle power plant
EP1752618A2 (en) 1998-01-29 2007-02-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam cooled system in combined cycle power plant
EP1752618A3 (en) * 1998-01-29 2012-06-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam cooled system in combined cycle power plant
US6389794B2 (en) 1999-07-01 2002-05-21 General Electric Company Method and apparatus for fuel gas moisturization and heating
US6220013B1 (en) 1999-09-13 2001-04-24 General Electric Co. Multi-pressure reheat combined cycle with multiple reheaters
US6474069B1 (en) 2000-10-18 2002-11-05 General Electric Company Gas turbine having combined cycle power augmentation
US6519944B2 (en) 2000-10-18 2003-02-18 General Electric Company Method of generating a transient plant power boost in a gas turbine apparatus
JP2010112274A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン冷却系統制御装置、タービン冷却系統、及びタービン冷却系統制御方法

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