JPH10288007A - コンバインドサイクル発電プラントにおける冷却蒸気供給方法 - Google Patents
コンバインドサイクル発電プラントにおける冷却蒸気供給方法Info
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Abstract
トとを組み合わせたコンバインドサイクル発電プラント
において、プラント停止後の再起動を熱衝撃を発生させ
ることなく、より早く、そして的確かつ安全におこなう
ようにした冷却蒸気供給方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 ガスタービン起動前からガスタービン起
動時の燃焼ガス圧以上の圧力の補助蒸気を供給してガス
タービンを暖機し、この状態でガスタービンを起動して
一定負荷で一定時間ホールド運転し、排熱回収ボイラが
前記補助蒸気の条件に達したら同補助蒸気の供給を停止
して排熱回収ボイラの高圧過熱器から高圧タービンをバ
イパスした蒸気を供給し、排熱回収ボイラの出力が定格
に達したら前記バイパスを閉じて高圧タービン排気を供
給して定常運転に切り換えて前記ガスタービン冷却部を
冷却するようにした。
Description
トと蒸気タービンプラントとを組み合わせたコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、プラントの起動から
定常運転に至る過程でのガスタービン冷却部へ冷却蒸気
を供給する方法に関する。
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
ントにおいては、ガスタービンの冷却手法が技術開発の
一つの大きなテーマであり、特に点検工事等の後のプラ
ント立ち上げ時、毎週運転を停止するWSS,毎日運転
を停止するDSS等におけるプラント停止後の再起動に
ついて、より効果的なものを求めて試行錯誤が重ねられ
ている状況にある。
式であった旧来の運転の場合では、ガスタービンを起動
すると圧縮機の主流または抽気が自動的に冷却空気とし
て供給されるために、格別の手当てをしなくても燃焼器
または翼部の冷却が開始され、格別問題なく安全な稼働
状態に入ることができた。
れ、冷却媒体として前記圧縮空気の使用から冷却蒸気を
用いることが検討されるようになった昨今では、プラン
ト再起動に際してのガスタービンの冷却技術は、未だ確
立したものがなく、試行錯誤が更に深まった状況にあ
る。
または翼部を冷却する従来の蒸気冷却式ガスタービンで
は、ガスタービンが起動しても排熱回収ボイラからの自
缶蒸気の発生は遅れざるを得ないため、これが定常状態
に到達するまでの間、冷却蒸気通路の暖気等を含めて種
々の問題を残している。
点を解消し、プラント停止後の再起動をより早く、そし
て的確かつ安全におこなうようにしたコンバインドサイ
クル発電プラントにおける冷却蒸気供給方法を提供する
ものである。
解決するべくなされたもので、ガスタービン冷却部に対
して、ガスタービン起動前からガスタービン起動時の燃
焼ガス圧以上の圧力の補助蒸気を供給してガスタービン
を暖機し、この状態でガスタービンを起動して一定負荷
で一定時間ホールド運転し、排熱回収ボイラが前記補助
蒸気の条件に達したら同補助蒸気の供給を停止して排熱
回収ボイラの高圧過熱器から高圧タービンをバイパスし
た蒸気を供給し、排熱回収ボイラの出力が定格に達した
ら前記バイパスを閉じて高圧タービン排気を供給して定
常運転に切り換えるようにしたコンバインドサイクル発
電プラントにおける冷却蒸気供給方法を提供するもので
ある。
に従ってプラントを立ち上げるに際しては、ガスタービ
ン冷却部に対して次の手順で冷却蒸気を供給する。
回らない圧力の補助蒸気を起動前から供給してガスター
ビンを暖機しておき、次いでガスタービンを起動して一
定負荷の下で一定時間ホールド運転を行って排熱回収ボ
イラの蒸気温度、蒸気圧力を徐々に高め、同排熱回収ボ
イラの蒸気条件が前記暖機を受け持った補助蒸気の蒸気
条件に達した段階で補助蒸気の供給を止めて高圧タービ
ンをバイパスした高圧過熱蒸気を供給し、更に進んで排
熱回収ボイラの出力、即ち蒸気条件が定格に達したら前
記バイパスを閉じて高圧過熱器、高圧タービンと経由し
て高圧タービン排気を供給して定常運転に入るようにし
ている。
が入り込む余地もなく、早い立ち上がりで、かつ高温部
を確実に冷却して安全性を高め、しかもこの高温部から
確実に熱回収し、効率向上にも寄与するようにしたもの
である。
づいて説明する。図はコンバインドサイクル発電プラン
トを構成するガスタービン、蒸気タービン及び排熱回収
ボイラの3者の相対的な配列関係を概略的に示すもので
ある。
0へ作動ガスを供給する燃焼器11、及び圧縮空気を供
給する空気圧縮機12等と対になって設けられており、
同ガスタービン10内には動翼を中心とした高温冷却部
10aと、静翼を中心とした高温冷却部10bが、そし
て燃焼器11内にはその壁面に形成された高温冷却部1
1aがそれぞれ設けられている。
ルの系から外れて設けられ、必要に応じて同コンバイン
ドサイクルの系、またはその他の発電所設備へ蒸気を供
給出来るように配設されている。
で、前記補助蒸気供給経路14は前記補助ボイラ13の
出力側に連絡され、ガスタービン10の高温冷却部10
a、10b及び燃焼器11の高温冷却部11aへ補助蒸
気を供給する経路を形成し、また、前記排気経路15は
これら高温冷却部10a、10b及び11aを出た補助
蒸気を後述する復水器25へ導く経路を形成している。
ービンまたは低圧タービン等と対になってコンバインド
サイクルのボトミングサイクルとしての蒸気タービン部
分を構成するが、ここでは同高圧タービン20のみを代
表として示している。
ボイラ30からの蒸気を前記高圧タービン20をバイパ
スして、前記ガスタービン10および燃焼器11の高温
冷却部10a、10b及び11aへ供給する経路を形成
している。
高圧排気経路22は前記高圧タービン20の高圧排気を
前記ガスタービン10および燃焼器11の高温冷却部1
0a、10b及び11aへ供給する経路へ連通し、ま
た、前記回収経路23は各高温冷却部10a、10b及
び11aで高温化した冷却蒸気の熱エネルギを後述の排
熱回収ボイラ30へ回収する経路を形成している。
蒸気タービン部分の一方の終端には復水器25が配設さ
れており、ここで復水化した高温水は前記排熱回収ボイ
ラ30へ帰還し、再び蒸気化されて、同じサイクルを繰
り返す。
圧、中圧および高圧の3圧形式であるが、ここでは説明
の都合上高圧過熱器31と再熱器32を代表として示
し、他の詳細は省略している。33は高圧蒸気経路で、
図示省略の高圧蒸発器(HPEV)から高圧蒸気を前記
高圧過熱器31へ供給している。また34は再熱蒸気経
路で、前記再熱器32で調整した蒸気を図示省略の中圧
タービンへ供給する経路を形成するものである。
しているので、例えば排気経路15と回収経路23の様
に、図面上では一本線で記載されているが、これは途中
に適宜締切り弁が配設されており、同一線上の表示であ
っても流れ方向はそれぞれ所期の作動方向に向いてお
り、排気経路15は左側に向いて復水器25へ通じ、回
収経路23は右側に向いて排熱回収ボイラ30に連通す
るようになっているものである。
り、その作動状況を説明すると次のようになる。即ち発
電プラントは週に一度運転を停止してまた再起動するW
SSまた毎日運転を停止して翌日再起動するDSS、そ
して定期点検作業の完了後というようにいわゆるプラン
トの立ち上げにを行うことがしばしばある。
ビン10を起動する前から補助ボイラ13の補助蒸気を
補助蒸気供給経路14を経てガスタービン10および燃
焼器11へ供給し、ガスタービン10の例えば動翼に相
当する高温冷却部10a、静翼に相当する高温冷却部1
0bそして燃焼器11の壁面等の高温冷却部11aを通
してこれらの部分を暖機し、最後は復水器25へ回収し
ている。
ービン10が起動する際の燃焼ガス圧力に負けて機器破
損が発生しない様に、起動時に発生する燃焼ガス圧力以
上とし、約20 ata,200〜300℃であることが望
ましい。
を起動し、順次昇速してガスタービン負荷が20%に達
した所でこの負荷状態を一定時間ホールドし、同ガスタ
ービン10の排気を熱源とする排熱回収ボイラ30か
ら、いわゆる自缶蒸気が発生するまでこのホールド運転
を継続する。
し、蒸気条件が補助蒸気の圧力に匹敵する20 ataに達
したら、補助蒸気の供給を停止し、高圧過熱器31から
バイパス経路21を経て同高圧過熱器31の蒸気をガス
タービン10および燃焼器11へ供給する。なお、ここ
でガスタービン10および燃焼器11の各高温冷却部1
0a、10b、11aを通過した冷却蒸気は回収経路2
3を経て再熱器32へ流れる。
て昇速し、高圧過熱器31の出口圧力が40 ataに達し
た時に定格到達を確認し、前記バイパス経路21を閉止
し、排熱回収ボイラ30の高圧過熱器31から高圧の過
熱蒸気を過熱蒸気経路24を経て高圧タービン20へ供
給し定格運転に切り換える。従って、この段階からガス
タービンの冷却部、即ち、ガスタービン10及び燃焼器
11の各高温冷却部10a、10b、11aに対して前
記高圧タービン20の高圧排気が高圧排気経路22から
供給され、ガスタービン冷却部が冷却される一方、冷却
蒸気はこの冷却部で加熱されて熱エネルギをもらい受
け、回収経路23、再熱器32、更に再熱蒸気経路34
から図示省略の中圧タービンと至り、熱エネルギを回収
されることになる。
ビンの起動に先駆けて冷却部を補助蒸気で充満し、ドレ
ン等を除去する上、同補助蒸気による暖機運転によりガ
スタービン冷却部は温められているので、定格運転に近
づいて高圧過熱器31からいわゆる自缶蒸気が入ってき
ても、熱衝撃が発生することもなく、平静に対応でき安
全性の高いプラントを構成することができるものであ
る。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
もよいことはいうまでもない。
イクル発電プラントにおいて、ガスタービン冷却部に対
して、ガスタービン起動前からガスタービン起動時の燃
焼ガス圧以上の圧力の補助蒸気を供給してガスタービン
を暖機し、この状態でガスタービンを起動して一定負荷
で一定時間ホールド運転し、排熱回収ボイラが前記補助
蒸気の条件に達したら同補助蒸気の供給を停止して排熱
回収ボイラの高圧過熱器から高圧タービンをバイパスし
た蒸気を供給し、排熱回収ボイラの出力が定格に達した
ら前記バイパスを閉じて高圧タービン排気を供給して定
常運転に切り換えて前記ガスタービン冷却部を冷却する
ものであり、このような手順を経て冷却蒸気が供給され
ることにより、冷却部に対して不具合な熱衝撃が発生す
るおそれもなく、安全にして安定した起動が行われ、さ
らに安定した定常運転へと引き継がれ、この種コンバイ
ンドサイクル発電プラントの信頼性を一段と向上するこ
とができたものである。
イクル発電プラントの要部を模式的に示す説明図。
Claims (1)
- 【請求項1】 ガスタービン冷却部に対して、ガスター
ビン起動前からガスタービン起動時の燃焼ガス圧以上の
圧力の補助蒸気を供給してガスタービンを暖機し、この
状態でガスタービンを起動して一定負荷で一定時間ホー
ルド運転し、排熱回収ボイラが前記補助蒸気の条件に達
したら同補助蒸気の供給を停止して排熱回収ボイラの高
圧過熱器から高圧タービンをバイパスした蒸気を供給
し、排熱回収ボイラの出力が定格に達したら前記バイパ
スを閉じて高圧タービン排気を供給して定常運転に切り
換えるようにしたことを特徴とするコンバインドサイク
ル発電プラントにおける冷却蒸気供給方法。
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
JP09728497A JP3586537B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | コンバインドサイクル発電プラントにおける冷却蒸気供給方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10288007A true JPH10288007A (ja) | 1998-10-27 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020003708A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 複合発電設備及びその運用方法 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP09728497A patent/JP3586537B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020003708A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 複合発電設備及びその運用方法 |
JP2020002895A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 複合発電設備及びその運用方法 |
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