JPH1061410A - コンバインドサイクルプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大がかりな土木作業を不要にして、各構成機器
の合理的な配置および設置面積の縮少化、さらにはガス
タービン建屋の縮小化を図ることが可能なコンバインド
サイクルプラントを提供する。 【解決手段】架台上に設置されたガスタービン装置１
と、このガスタービン装置からの排気ガスにより蒸気を
発生する立置排熱回収ボイラ２と、この排熱回収ボイラ
で発生した蒸気により駆動される蒸気タービン３と、こ
の蒸気タービンあるいは前記ガスタービンあるいはその
両者で駆動される発電機７とを備え、前記ガスタービン
装置１が、燃焼用空気を吸気する吸気装置１３およびこ
の吸気装置より取り入れられた空気をガスタービンの燃
焼器まで導く吸気ダクト９を備えているコンバインドサ
イクルプラントにおいて、前記燃焼用空気を吸気する吸
気装置および吸気ダクトをコンクリート架台８の下方部
で、かつ地上に配置するとともに、前記吸気装置の吸気
面を複数面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンバインドサイク
ルプラントの改良に係わり、特に立置排熱回収ボイラを
備えているコンバインドサイクルプラントに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種のコン
バインドサイクルプラントは、例えば特開平４−１８７
８３０号公報にも開示されているように、ガスタービン
装置に大気より空気を取り入れるに際し、その吸気口
を、ガスタービン装置の下方部に設ける構造としたり、
また実開昭６２−１６７０２号公報のように、吸気ダク
トを地下に埋設するとともに、吸気口をこれに接続した
構成、すなわち大気より空気を吸入する空気取入室を地
下ピット内におさめるようにしたり、また、排熱回収ボ
イラを立て型，すなわち立置排熱回収ボイラとするなど
して据付スペースの縮小化、各構成機器の合理的な配
置、さらにはガスタービン建屋の縮小化を図るようにし
ているのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように形成されて
いるコンバインドサイクルプラントであると、たしかに
一般に横長である排熱回収ボイラが縦に配置されること
から、この排熱回収ボイラの据付け面積は小さくなり、
またガスタービン装置に空気を取り入れる空気取入室が
地下ピット内におさめられるので、据付スペースの縮小
化、またガスタービン建屋の縮小化が図られるが、しか
しこのように形成されるコンバインドサイクルプラント
では、ガスタービン装置の架台近傍の地下にピットが設
けられることになることから、その周囲の土木的な補強
の問題があり、また地下ピットを掘削する土木作業が必
要となりそのプラント設備が高価となる嫌いがあった。

【０００４】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、この大がかりな土木作業を不要に
して、各構成機器の合理的な配置および設置面積の縮少
化、さらにはガスタービン建屋の縮小化を図ることが可
能なこの種のコンバインドサイクルプラントを提供する
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、架台
上に設置されたガスタービン装置と、このガスタービン
装置からの排気ガスにより蒸気を発生する立置排熱回収
ボイラと、この排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆
動される蒸気タービンと、この蒸気タービンあるいは前
記ガスタービンあるいはその両者で駆動される発電機と
を備え、前記ガスタービン装置が、燃焼用空気を吸気す
る吸気装置およびこの吸気装置より取り入れられた空気
をガスタービンの燃焼器まで導く吸気ダクトを備えてい
るコンバインドサイクルプラントにおいて、前記燃焼用
空気を吸気する吸気装置および吸気ダクトをガスタービ
ン架台の下方部で、かつ地上に配置するとともに、前記
吸気装置の吸気面を複数面に設けるようになし所期の目
的を達成するようにしたものである。

【０００６】またこの場合、前記ガスタービン装置から
の排気ガスを、ガスタービンの軸方向に排気するように
形成するとともに、その軸方向先端に前記立置排熱回収
ボイラを配置するようにしたものである。また、前記立
置排熱回収ボイラと前記吸気装置とを一体に形成するよ
うにしたものである。また、前記吸気装置の吸気面を３
面としたものである。

【０００７】すなわちこのように形成されたコンバイン
ドサイクルプラントであると、燃焼用空気を吸気する吸
気装置および吸気ダクトをガスタービン架台の下方部
で、かつ地上に配置し、かつ吸気装置の吸気面が複数面
に形成されていることから、吸気装置の吸気が複数面か
ら行なわれ、その分吸気装置の小型化が図られ、かつ吸
気装置および吸気ダクトがガスタービン架台の下方部
で、かつ地上に配置されていることから、従来のように
地下ピットを設けることなく、したがって大がかりな土
木作業を不要にして、各構成機器の合理的な配置および
設置面積の縮少化、さらにはガスタービン建屋の縮小化
を図ることが可能となるのである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはその排熱回収ボイラを
備えたコンバインドサイクルプラントが示されている。
１がガスタービン装置で、その空気の取り入れおよび燃
焼ガス排出は、ガスタービン装置の下方から空気の吸入
が行なわれ、作動後の燃焼ガスはタービンの軸方向に排
出される。いわゆる下方吸気、軸流排気式のガスタービ
ン装置である。

【０００９】２はそのガスタービン装置１から排出され
た燃焼ガスを熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ
である。また、３はその排熱回収ボイラ２で発生した蒸
気を駆動蒸気とする蒸気タービン装置である。

【００１０】ガスタービン装置１は、吸入された空気
（導入空気）を加圧する圧縮機４と、この圧縮機４によ
って加圧された加圧空気を燃料系統から供給された燃料
とともに燃焼する燃焼器５と、燃焼により生じた燃焼ガ
スにより駆動されるガスタービン６とを備えている。ガ
スタービン６の軸方向端部は、負荷をとる発電機７に結
合されている。

【００１１】排熱回収ボイラ２の内部には、燃焼ガスに
よって給水を予熱する節炭器１７、ガスタービン装置１
から排出される燃焼ガスのNOx成分を除去する脱硝装置
１６、節炭器にて予熱された給水を蒸発させる蒸発器１
５、蒸発器にて蒸気化した給水を加熱する過熱器１４が
設けられており、ガスタービン装置からの燃焼ガスはこ
の排熱回収ボイラの下方より上方へと流れ、そして熱を
回収した後の燃焼ガスは煙突（図示なし）より排出され
る。

【００１２】過熱器１４で生じた蒸気は蒸気配管を通じ
て蒸気タービン装置３に導かれ、蒸気タービン３で仕事
をする。その後、蒸気を水に変える復水器に回収され
る。蒸気タービン装置３は発電機７に結合され負荷を取
る。そして蒸気タービン装置３からは復水器により復水
された給水が給水配管を通じて節炭器に導かれるように
形成されている。

【００１３】ここで、蒸気タービンを駆動する蒸気は、
上記に示したように、蒸気タービン装置３、復水器、排
熱回収ボイラ内の節炭器、蒸発器、過熱器を循環してい
るが、蒸気が排熱回収ボイラ内を自然に循環しようとす
る力は、循環回路の垂直高さ、循環回路内の蒸気の温度
差、圧力等により決定されるが、本発明において、排熱
回収ボイラを立置とすることにより横置の場合に比べて
循環回路の垂直高さが高くなり、ボイラ循環ポンプを必
要とする強制循環方式となる場合がある。なお、上記は
単圧式ボイラについて説明を行ったが、複圧式、再熱式
についても同様である。

【００１４】また、排熱回収ボイラにおいて、燃焼ガス
が排気ダクト、この排熱回収ボイラを経て煙突から排気
されるためには、燃焼ガスの圧力の関係が、煙突出口の
圧力、煙突とこの排熱回収ボイラを結ぶダクトと煙突と
の取り合い点での圧力、この排熱回収ボイラ出口での圧
力、ガスタービン出口での圧力の順に高くなる必要があ
るが、この排熱回収ボイラ、ダクトの設計段階で節炭
器、蒸発器、過熱器等の伝熱管のピッチを広げる、ある
いはボイラおよびダクトの径を広げる等の対策を施する
ことにより圧力損失を調節し、上記条件に合致するよう
に設計する。

【００１５】さらに、ガスタービンから軸流方向に排気
される燃焼ガスがスムーズに上方へ流れ、かつその圧力
に耐えうるように排熱回収ボイラを設計する必要が有
る。

【００１６】ガスタービン装置１はコンクリート架台８
により支持されている。ガスタービン６で燃焼するため
の空気を取り入れるための空気取り入れ室（吸気装置）
１３は、排気ダクト１２の下方の地上に、また、その空
気を導くための吸気ダクト９は架台の下方の地上の架台
の柱の間に敷設され、ガスタービン圧縮機４とガスター
ビン圧縮機上流側に接続されている吸気室１０の下部に
接続されている。また、この空気取り入れ室１３は、ガ
スタービン架台の下方部で、かつ地上に配置されるとと
もに、その吸気面が複数面，すなわち３面となるように
形成される。

【００１７】このように立置排熱回収ボイラを用いるこ
とにより、軸方向のスペースファクタが改善されること
は勿論のこと、さらに三面吸気の空気取り入れ室を用い
ることにより空気取り入れ室のスペースも小さくでき、
これによりこの排熱回収ボイラを建屋に近づけられ、ま
た、排気ダクトを短くできることから、軸方向のスペー
スファクタがさらに改善され排気ダクトの圧力損失もさ
らに減少することができる。

【００１８】このように形成することにより、従来のよ
うに吸気ダクトおよび吸気口を地下に埋設する必要がな
くなり、大がかりな土木作業をなくすることができ、土
木工事費の削減が図れる。空気取り入れ室１３にて吸い
込まれた空気は吸気ダクト９を通り、吸気口１１を経て
吸気室１０に下方より導入され、空気取り入れ口を介し
て圧縮機４に導入される。圧縮機４に導入された空気は
圧縮されて燃焼器５に導かれ、燃料と混合されて直接燃
焼され、ガスタービン６に送られ、ガスタービン６内で
膨張して動力を発生させる。

【００１９】その後、排気ダクト１２に排気され排熱回
収ボイラ２に導入され熱交換し、蒸気タービン３を駆動
させるための蒸気を発生させ、煙突より排気される。さ
らに、空気取り入れ室１３を三面吸気とすることによ
り、二面吸気の場合よりも空気取り入れ室の縮小化を図
っている。なお、排熱回収ボイラ２の架台と空気取り入
れ室１３を一体とすることも可能である。

【００２０】以上述べてきたように、このように形成さ
れたコンバインドサイクルプラントであると、ガスター
ビンの吸気方式を下方吸気方式とし、排気方式を軸流排
気方式とすることにより、排気ダクトの下方に空気取り
入れ室を布設でき、ガスタービンの軸と直角方向のスペ
ースファクタが改善され、さらに排気ダクトの曲がりを
少なくでき、圧力損失を減少させることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、大がかりな土木作業を不要にして、各構成機器の合
理的な配置および設置面積の縮少化、さらにはガスター
ビン建屋の縮小化を図ることができるこの種のコンバイ
ンドサイクルプラントを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンバインドサイクルプラントの一実
施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１…ガスタービン装置、２…排熱回収ボイラ、３…蒸気
タービン、４…圧縮機、５…燃焼器、６…ガスタービ
ン、７…発電機、８…コンクリート架台、９…吸気ダク
ト、１０…吸気室、１１…吸気口、１２…排気ダクト、
１３…空気取り入れ室（吸気装置）、１４…過熱器、１
５…蒸発器、１６…脱硝装置、１７…節炭器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架台上に設置されたガスタービン装置
   と、このガスタービン装置からの排気ガスにより蒸気を
   発生する立置排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで
   発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、この蒸
   気タービンあるいは前記ガスタービンあるいはその両者
   で駆動される発電機とを備え、前記ガスタービン装置
   が、燃焼用空気を吸気する吸気装置およびこの吸気装置
   より取り入れられた空気をガスタービンの燃焼器まで導
   く吸気ダクトを備えているコンバインドサイクルプラン
   トにおいて、 前記燃焼用空気を吸気する吸気装置および吸気ダクトを
   ガスタービン架台の下方部で、かつ地上に配置するとと
   もに、前記吸気装置の吸気面を複数面としたことを特徴
   とするコンバインドサイクルプラント。
2. 【請求項２】 前記ガスタービン装置からの排気ガス
   を、ガスタービンの軸方向に排気するように形成すると
   ともに、その軸方向先端に前記立置排熱回収ボイラが配
   置されている請求項１記載のコンバインドサイクルプラ
   ント。
3. 【請求項３】 前記立置排熱回収ボイラと前記吸気装置
   とが一体に形成されている請求項２記載のコンバインド
   サイクルプラント。
4. 【請求項４】 前記吸気装置の吸気面が３面である請求
   項１，２または３記載のコンバインドサイクルプラン
   ト。