JPH10288009A - 発電プラント - Google Patents

発電プラント

Info

Publication number
JPH10288009A
JPH10288009A JP9893497A JP9893497A JPH10288009A JP H10288009 A JPH10288009 A JP H10288009A JP 9893497 A JP9893497 A JP 9893497A JP 9893497 A JP9893497 A JP 9893497A JP H10288009 A JPH10288009 A JP H10288009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
gas turbine
turbine
power plant
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9893497A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Matsuda
秀雄 松田
Nariomi Yoshida
斎臣 吉田
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP9893497A priority Critical patent/JPH10288009A/ja
Publication of JPH10288009A publication Critical patent/JPH10288009A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンの高温部材を蒸気サイクルから
供給される蒸気によって所要の冷却を行わせてガスター
ビン出口における蒸気温度を低く抑えつつも、プラント
の熱効率の低下を抑えることのできる複合発電プラント
を提供する。 【解決手段】 ガスタービンc、排熱回収ボイラd、及
び蒸気タービンを備え、蒸気タービンは高圧タービン
e、中圧タービンf、低圧タービンgからなる。ガスタ
ービンcの高温部材である燃焼器尾筒、静翼、動翼が蒸
気サイクルから供給される蒸気で冷却される。燃焼器尾
筒冷却部jと静翼冷却部mを冷却したあとの蒸気は中圧
タービンfへ導入される。一方、動翼冷却部nを冷却し
たあとの蒸気は排熱回収ボイラdの再熱器p1 とp2 の
中間に戻して再度加熱して中圧タービンfに導入してい
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、ガスタービンの高
温部材を蒸気サイクルから供給される蒸気で冷却するよ
うにした蒸気冷却式ガスタービンを備えた複合発電プラ
ントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来考えられている蒸気冷却式ガスター
ビン複合発電プラントの構成を図4に示している。図4
において、cはガスタービンを示し、圧縮機bとガスタ
ービン発電機aが同軸に連結されている。dは排熱回収
ボイラを示し、ガスタービンcの排気ガスから排熱を回
収する。
【0003】kは排熱回収ボイラdの過熱器を、pは再
熱器を示している。eは高圧蒸気タービン、fは中圧蒸
気タービン、gは低圧蒸気タービンを示しており、これ
らに同軸に蒸気タービン発電機hが連結されている。i
は燃焼器、jは燃焼器尾筒冷却部であり、mは静翼冷却
部、nは動翼冷却部(図ではその動翼冷却部nへの軸端
の出入口のみを示している)である。
【0004】図4の蒸気冷却式ガスタービンでは、高圧
蒸気タービンeの排気の一部を分岐し、ガスタービンの
高温部品である燃焼器尾筒冷却部j、静翼冷却部m、動
翼冷却部nを各々冷却する。熱交換した後の高温の蒸気
は、中圧蒸気タービンfの入口に戻し、中圧蒸気タービ
ン及び低圧蒸気タービンにて膨張させ、エネルギを回収
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】中圧蒸気タービンf入
口の蒸気温度はプラントの熱効率上高い方が望ましい
が、動翼冷却部nを出た蒸気の温度を高く設定すると、
動翼基部の機械的強度を担う構造部が高温にさらされる
ことになるため、この部位に耐熱性に優れた高級な材料
を使用する必要があり、コストの上昇や、加工性の悪さ
によるメンテナンス性の低下が避けられなかった。
【0006】本発明は、ガスタービンの高温部材に対し
蒸気サイクルから供給される蒸気によって所要の冷却を
行わせる際に、ガスタービン出口における蒸気温度を低
くしながらも、プラントの熱効率の低下を抑えることの
できる複合発電プラントを提供することを課題としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
高温部材を蒸気サイクルから供給される蒸気で冷却する
形式の複合発電プラントにおける前記課題を解決するた
め、例えば動翼を含むガスタービン高温部材を冷却した
あとの蒸気を再度加熱する手段を設ける。
【0008】本発明の複合発電プラントで用いる蒸気再
加熱のための手段としては排熱回収ボイラの再熱器であ
ってよく、この場合、ガスタービンの高温部材を冷却し
たあとの蒸気は再熱器の入口または中間部に回収するよ
うにする。
【0009】以上のように構成することによって、本発
明の複合発電プラントではガスタービンの高温部材を冷
却したあとの蒸気温度を低くしながらも、その冷却に用
いたあとの蒸気を排熱回収ボイラの再熱器などの再度加
熱する手段に導いて昇温するので中圧蒸気タービンの入
口蒸気温度を高く保つことができ、これによって複合発
電プラントの効率を高く維持することができる。
【0010】また、本発明は、前記した課題を解決する
ため、ガスタービンの高温部材を冷却したあとの蒸気を
中圧蒸気タービンの中間段または中圧段以降の蒸気ター
ビンの低圧部に戻すようにした構成の複合発電プラント
を提供する。このように構成することによって、ガスタ
ービンの高温部材を冷却した後の蒸気温度が比較的低い
場合でも蒸気を中圧蒸気タービンの中圧段以降の膨張線
に沿って効率良く膨張を行わせる。
【0011】以上のように、本発明によれば、プラント
効率を維持しつつ、ガスタービンの高温部材を十分に冷
却した上で、構造部の設計温度を低く設定でき、加工性
が良く、価格が安く、メンテナンス性に優れた材料を使
用することを可能とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明による複合発電プラ
ントについて図1〜図3に示した実施の形態に基づいて
具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、
図4に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡
単にするため同じ符号を付してあり、それらについての
重複する説明は省略する。
【0013】(実施の第1形態)まず、図1に示した実
施の第1形態による複合発電プラントについて説明す
る。図1においてp1 は再熱器1であり、p2 は再熱器
2である。この実施の第1形態の複合発電プラントにお
いて、高圧蒸気タービンeの排気の一部をガスタービン
の燃焼器尾筒冷却部j、静翼冷却部m及び動翼冷却部n
の冷却に使用する点までは従来の技術と変わらない。
【0014】しかしながら、本実施の第1形態では、動
翼冷却部nを出た冷却蒸気を再熱器1(p1 )と再熱器
2(p2 )の中間に戻している。一方、燃焼器尾筒冷却
部j及び静翼冷却器mを出た冷却蒸気は中圧蒸気タービ
ンfの入口に戻している。
【0015】以上の構成をもつ図1の複合発電プラント
では、ガスタービンの高温部材を冷却した蒸気を再熱器
pの入口ないしは途中に戻す構成を採ることにより、ガ
スタービンの高温部材を冷却したあとの蒸気温度を低く
抑えつつ、再熱器pで十分熱吸収することにより中圧蒸
気タービンfの入口蒸気温度を高く保つことができる。
これにより、プラント効率を高く保ったまま、ガスター
ビン動翼の機械強度を担う構造部材の設計温度を低く設
定し、安価でメンテナンス性に優れた材料を使用するこ
とが可能となる。
【0016】特に、ガスタービン動翼を保持していて強
大な遠心力に耐える必要のあるタービンディスクは、動
翼冷却蒸気がその内部を通るため、高温下における材料
強度が問題となる部位である。従来はその要求を満たす
ため高価で加工性が悪いながらも高級な耐熱鋼を使用せ
ざるを得なかった。本発明によれば設計温度を下げるこ
とが可能なためより安価な低級材料を使用しても十分な
強度を確保することが可能である。
【0017】(実施の第2形態)次に、図2に示した実
施の第2形態による複合発電プラントについて説明す
る。本実施の第2形態の複合発電プラントでは、高圧蒸
気タービンeの排気をすべてガスタービンの高温部材の
冷却部j,m,nに供給し、動翼冷却部nを冷却した蒸
気は再熱器pの入口に、燃焼器尾筒冷却部j及び静翼冷
却部mを出た蒸気を中圧蒸気タービンfの入口にそれぞ
れ戻している。
【0018】燃焼器尾筒冷却部j及び静翼冷却部mから
の蒸気は、それぞれ所定の中圧蒸気タービンfの入口温
度まで昇温して戻される。動翼冷却部nへは残り高圧蒸
気タービンeの排気がすべて供給され、出口温度はより
低くなる。この動翼冷却部nを出た蒸気は十分な伝熱面
積を持った再熱器pの入口に戻され、再熱器pにて所定
の温度まで再加熱された後、燃焼器尾筒冷却部j、静翼
冷却部mを出た蒸気と混合して中圧蒸気タービンfに供
給される。
【0019】この実施の第2形態による複合発電プラン
トでは、ガスタービンの高温部材を冷却した蒸気の出口
温度が中圧蒸気タービンfの入口の所定温度となるよう
にガスタービン冷却蒸気量を調整し余剰の蒸気を再熱器
pに流す方法(実施の第1形態)と異なり、余剰蒸気は
すべて動翼冷却部nに流すことを特徴としている。この
構成では、再熱器pの分割が省略されるほか、高圧蒸気
タービンeの排気をガスタービン側と再熱器p側に分配
する分岐点及びその配分制御が不要となり、システムが
簡素化できる。
【0020】この実施の第2形態ではガスタービンの高
温部材を通過する蒸気量が増え、圧力損失が増加するた
め、高圧蒸気タービンeの排気温度が上昇するが、実際
にはガスタービン冷却蒸気量が増えることによりガスタ
ービン高温部材における熱伝達性能が向上しメタル温度
が下がるため特に支障とならない。また動翼冷却部nの
出口蒸気温度は低くなるが、再熱器pの伝熱面積を増す
ことで十分に昇温することが可能で、プラント効率を高
く維持することが可能である。
【0021】(実施の第3形態)次に図3に示した実施
の第3形態による複合発電プラントについて説明する。
図3に示すものでは、ガスタービンの燃焼器尾筒冷却部
j及び静翼冷却部mを出た蒸気を中圧蒸気タービンfの
入口に、動翼冷却部nを出た蒸気を中圧蒸気タービンf
の中間段に戻す構成としている。
【0022】本実施の第3形態による複合発電プラント
でも、高圧蒸気タービンeの排気の一部がガスタービン
高温部材の冷却部j,m,nに供給される。燃焼器尾筒
冷却部j及び静翼冷却部mを出た蒸気は再熱器pの出口
蒸気と合流して中圧蒸気タービンfへと送られる。一
方、動翼冷却部nを出た蒸気は中圧蒸気タービンfの途
中に設けられた混気取合口Oに戻され、中圧蒸気タービ
ンfの下流及び低圧蒸気タービンgにて膨張し仕事を発
生する。
【0023】本実施の第3形態の複合発電プラントによ
れば、比較的圧力損失が小さく出口温度を高く設定でき
る燃焼器尾筒冷却部j及び静翼冷却部mの蒸気を中圧蒸
気タービンfの入口に、また、複雑なシール部や狭隘な
翼内部流路を通過するため圧力損失が大きめでしかも翼
を支持するディスクの耐熱強度が問題となるため出口温
度を上げられない動翼冷却部nの蒸気を中圧蒸気タービ
ンfの途中にそれぞれ戻すことにより、中圧蒸気タービ
ンfの膨張線に沿った効率の良い膨張が可能となる。
【0024】この実施形態では動翼冷却部nの蒸気の許
容圧損に対する要求値が緩和されるとともに、燃焼器尾
筒冷却部j、静翼冷却部mの蒸気側に不要な圧力ドロッ
プを挿入する必要がなくなり、再熱系の圧力損失を動翼
系のそれに依存することなく最小限に抑えることが可能
である。これにより、再熱系の圧力損失に大きく影響を
受けるプラント効率を高く維持することが可能となる。
【0025】なお、本実施形態では動翼冷却部nを出た
蒸気を中圧蒸気タービンfの中間段に戻しているが、場
合によっては低圧蒸気タービンgを含め中圧蒸気タービ
ンfの中間段以降の適宜の箇所に戻すように構成してよ
い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ガスタ
ービンの高温部材を高圧蒸気タービン排気で冷却したあ
との蒸気を再熱器など再度加熱する手段で加熱するよう
にした複合発電プラントを提供するもので、これによれ
ば、ガスタービンの高温部材を冷却したあとの冷却部出
口蒸気温度を低く設定しても、その冷却に用いたあとの
蒸気を再熱器などで昇温するので中圧蒸気タービンの入
口蒸気温度を高く保ち、複合発電プラントの効率を高く
維持することができる。
【0027】また、本発明により、ガスタービンの高温
部材を冷却したあとの蒸気を中圧ガスタービンの中間段
以降の蒸気タービンの低圧部に戻すように構成した複合
発電プラントでは、ガスタービンの高温部材を冷却した
比較的低温の蒸気を蒸気タービンの膨張線に沿って効率
良く膨張させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態による複合発電プラン
トの構成を示す説明図。
【図2】本発明の実施の第2形態による複合発電プラン
トの構成を示す説明図。
【図3】本発明の実施の第3形態による複合発電プラン
トの構成を示す説明図。
【図4】ガスタービンの高温部材を高圧蒸気タービン排
気で冷却する形式の従来の複合発電プラントの構成を示
す説明図。
【符号の説明】
a ガスタービン発電機 b 圧縮機 c ガスタービン d 排熱回収ボイラ e 高圧蒸気タービン f 中圧蒸気タービン g 低圧蒸気タービン h 蒸気タービン発電機 i 燃焼器 j 燃焼器尾筒冷却部 k 過熱器 m 静翼冷却部 n 動翼冷却部 p,p1 ,p2 再熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F22B 1/18 F22B 1/18 E

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービンの高温部材を、独立した熱
    源もしくは少なくとも当該ガスタービンの排気を熱源と
    した蒸気サイクルから供給される蒸気にて冷却する形式
    の発電プラントにおいて、前記ガスタービン高温部材を
    冷却したあとの蒸気を再度加熱する手段を設けたことを
    特徴とする発電プラント。
  2. 【請求項2】 前記再度加熱する手段が独立した熱源も
    しくは少なくとも当該ガスタービンの排気を熱源とした
    蒸気サイクルに含まれるボイラの再熱器である、請求項
    1に記載の発電プラント。
  3. 【請求項3】 前記ガスタービン高温部材を冷却したあ
    との蒸気を前記再熱器の入口または中間部に供給する、
    請求項2に記載の発電プラント。
  4. 【請求項4】 冷却される前記ガスタービンの高温部材
    にガスタービン動翼を含む、請求項1〜3のいずれか1
    つに記載の発電プラント。
  5. 【請求項5】 ガスタービンの高温部材を蒸気サイクル
    から供給される蒸気で冷却する形式の発電プラントにお
    いて、前記ガスタービン高温部材を冷却したあとの蒸気
    を蒸気タービンの相応する圧力の部位に回収するように
    構成したことを特徴とする発電プラント。
JP9893497A 1997-04-16 1997-04-16 発電プラント Pending JPH10288009A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9893497A JPH10288009A (ja) 1997-04-16 1997-04-16 発電プラント

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9893497A JPH10288009A (ja) 1997-04-16 1997-04-16 発電プラント

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10288009A true JPH10288009A (ja) 1998-10-27

Family

ID=14232963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9893497A Pending JPH10288009A (ja) 1997-04-16 1997-04-16 発電プラント

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10288009A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017502241A (ja) * 2013-12-19 2017-01-19 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH 複合サイクル発電プラント

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017502241A (ja) * 2013-12-19 2017-01-19 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH 複合サイクル発電プラント
US10590807B2 (en) 2013-12-19 2020-03-17 General Electric Company Combined cycle power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3890104B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラントおよびその冷却用蒸気供給方法
US6499302B1 (en) Method and apparatus for fuel gas heating in combined cycle power plants
JP4337960B2 (ja) コンバインドサイクルシステムにおいて補助蒸気を供給するための装置及び方法
JP3652962B2 (ja) ガスタービンコンバインドサイクル
JPH10131719A (ja) 蒸気冷却ガスタービンシステム
JP2011085133A (ja) 再熱ガスタービン
JP3564241B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラント
JPH1150812A (ja) 排気再燃式コンバインドサイクル発電プラント
JP2699808B2 (ja) 蒸気冷却ガスタービンコンバインドプラント
JP3586542B2 (ja) 多軸コンバインドサイクル発電プラント
JPH10288009A (ja) 発電プラント
WO1999037889A1 (en) Combined cycle power plant
JP3389019B2 (ja) 蒸気冷却ガスタービン
JP3782565B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラント
JP2986426B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント
JP3880746B2 (ja) 排熱回収装置およびその運転方法
JP2001214758A (ja) ガスタービン複合発電プラント設備
JPS6060207A (ja) 蒸気タ−ビンプラント
JP5475315B2 (ja) コンバインドサイクル発電システム
JPH10325338A (ja) コンバインドサイクル発電プラント
JP2960371B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント
JPH11311132A (ja) 蒸気冷却ガスタービンシステム
JP2000130107A (ja) ガスタービン併設式複合サイクル発電設備
JP2001090552A (ja) ガスタービンの蒸気冷却システム
JP3586538B2 (ja) コンバインドサイクル発電プラント

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990615