JPH11159306A - 回収式蒸気冷却ガスタービン - Google Patents
回収式蒸気冷却ガスタービンInfo
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- JPH11159306A JPH11159306A JP9324565A JP32456597A JPH11159306A JP H11159306 A JPH11159306 A JP H11159306A JP 9324565 A JP9324565 A JP 9324565A JP 32456597 A JP32456597 A JP 32456597A JP H11159306 A JPH11159306 A JP H11159306A
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- gas turbine
- cooling
- turbine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回収式蒸気冷却ガスタービンに関し、起動時
の蒸気投入時の結露を防止し、高温燃焼ガスの冷却蒸気
通路への侵入を防止すると共に停止時の残留蒸気も取除
く。 【解決手段】 ガスタービン１には動翼、静翼冷却蒸気
通路４ａ，４ｂがあり、冷却蒸気配管９，１０より蒸気
が流され冷却し、冷却後の蒸気を回収する。起動時には
圧縮機２からの空気は弁１５、流量調節弁７を通り、又
一部は温度調節器５で温度調整され、三方弁１１，１２
より冷却蒸気通路４ａ，４ｂに流れ、三方弁１３，１
４、流量調節弁８を介して流出し、通路４ａ，４ｂを暖
気する。又、弁１５，１６を閉じ、１７を開いて圧縮機
２の代りに媒体供給源６から外部の空気又は不活性ガス
を流すこともできる。起動時の暖気後は三方弁１１〜１
４を切替えて配管９，１０から通路４ａ，４ｂに蒸気を
流し通常運転時の冷却を行う。更に、停止後には空気に
より通路４ａ，４ｂ内の残留蒸気をパージすることがで
きる。
の蒸気投入時の結露を防止し、高温燃焼ガスの冷却蒸気
通路への侵入を防止すると共に停止時の残留蒸気も取除
く。 【解決手段】 ガスタービン１には動翼、静翼冷却蒸気
通路４ａ，４ｂがあり、冷却蒸気配管９，１０より蒸気
が流され冷却し、冷却後の蒸気を回収する。起動時には
圧縮機２からの空気は弁１５、流量調節弁７を通り、又
一部は温度調節器５で温度調整され、三方弁１１，１２
より冷却蒸気通路４ａ，４ｂに流れ、三方弁１３，１
４、流量調節弁８を介して流出し、通路４ａ，４ｂを暖
気する。又、弁１５，１６を閉じ、１７を開いて圧縮機
２の代りに媒体供給源６から外部の空気又は不活性ガス
を流すこともできる。起動時の暖気後は三方弁１１〜１
４を切替えて配管９，１０から通路４ａ，４ｂに蒸気を
流し通常運転時の冷却を行う。更に、停止後には空気に
より通路４ａ，４ｂ内の残留蒸気をパージすることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回収式蒸気冷却ガス
タービンに関し、ガスタービンの起動時に燃焼器壁面、
動翼、静翼、ロータ等の蒸気冷却用の通路を暖気し、蒸
気投入時の結露の発生を防止すると共に、停止時におい
ても凝縮する蒸気により発生する錆を防止するようにし
たものである。
タービンに関し、ガスタービンの起動時に燃焼器壁面、
動翼、静翼、ロータ等の蒸気冷却用の通路を暖気し、蒸
気投入時の結露の発生を防止すると共に、停止時におい
ても凝縮する蒸気により発生する錆を防止するようにし
たものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、発電プラントの高効率化の要請に
よりガスタービンの燃焼ガスも高温化しており、そのた
めにガスタービンの高温の排ガスを排熱回収ボイラに導
き、これを加熱して蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タ
ービンを駆動する複合発電プラントが開発されている。
このような複合発電プラントにおいては、ガスタービン
の高温部品の冷却を空気冷却方式に代り、冷却性能の優
れた蒸気冷却方式を採用することが提案されている。
よりガスタービンの燃焼ガスも高温化しており、そのた
めにガスタービンの高温の排ガスを排熱回収ボイラに導
き、これを加熱して蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タ
ービンを駆動する複合発電プラントが開発されている。
このような複合発電プラントにおいては、ガスタービン
の高温部品の冷却を空気冷却方式に代り、冷却性能の優
れた蒸気冷却方式を採用することが提案されている。
【０００３】図８は上記に説明したガスタービンの蒸気
冷却方式の一例を示し、起動時の運転方法の例である。
図８において、７０はガスタービン、７１−１、７１−
２、７１−３は静翼、７２−１、７２−２、７２−３は
動翼、７３はガスタービン７０の軸である。７４，７
５，７６，７７はそれぞれ三方弁、８０は蒸気供給管、
８１は空気供給管で図示省略の圧縮機から空気が導かれ
る。８２は空気戻り管、８３，８４は静翼７１−１〜７
１−３にそれぞれ空気又は蒸気の冷却媒体を供給し、回
収する配管である（図では静翼７１−１のみ図示し、そ
の他は省略している）。８５，８６は動翼７２−１〜７
２−３にそれぞれ冷却媒体を供給し、回収する配管であ
り、同じく動翼７２−１のみ図示し、その他は省略して
いる。８７は三方弁７７と７５とを接続する配管であ
る。
冷却方式の一例を示し、起動時の運転方法の例である。
図８において、７０はガスタービン、７１−１、７１−
２、７１−３は静翼、７２−１、７２−２、７２−３は
動翼、７３はガスタービン７０の軸である。７４，７
５，７６，７７はそれぞれ三方弁、８０は蒸気供給管、
８１は空気供給管で図示省略の圧縮機から空気が導かれ
る。８２は空気戻り管、８３，８４は静翼７１−１〜７
１−３にそれぞれ空気又は蒸気の冷却媒体を供給し、回
収する配管である（図では静翼７１−１のみ図示し、そ
の他は省略している）。８５，８６は動翼７２−１〜７
２−３にそれぞれ冷却媒体を供給し、回収する配管であ
り、同じく動翼７２−１のみ図示し、その他は省略して
いる。８７は三方弁７７と７５とを接続する配管であ
る。
【０００４】このような構成のガスタービンにおいて、
ガスタービンの起動時には、三方弁７７を切替えて、蒸
気配管８０側を閉とし、圧縮機からの冷却空気を配管８
１から、８７，三方弁７５を経て８３を通り静翼７１−
１〜７１−３へ導き、静翼内を流通させて、配管８４、
三方弁７４、三方弁７６より配管８２から圧縮機側に戻
している。又、同時に空気は三方弁７５から配管８５を
通り、動翼７２−１〜７２−３に導き、動翼内を流通さ
せ、配管８６、三方弁７４、三方弁７６を通り、配管８
２から圧縮機側へ戻している。
ガスタービンの起動時には、三方弁７７を切替えて、蒸
気配管８０側を閉とし、圧縮機からの冷却空気を配管８
１から、８７，三方弁７５を経て８３を通り静翼７１−
１〜７１−３へ導き、静翼内を流通させて、配管８４、
三方弁７４、三方弁７６より配管８２から圧縮機側に戻
している。又、同時に空気は三方弁７５から配管８５を
通り、動翼７２−１〜７２−３に導き、動翼内を流通さ
せ、配管８６、三方弁７４、三方弁７６を通り、配管８
２から圧縮機側へ戻している。
【０００５】静翼７１−１〜７１−３及び動翼７２−１
〜７２−３が空気により暖められて蒸気を流通するのに
適した温度になると、三方弁７７，７６を切替えて空気
の配管８１，８２側を閉とし、蒸気供給管８０を開とし
て空気の代りに蒸気を供給し、静翼７１−１〜７１−３
及び動翼７２−１〜７２−３に蒸気を流通させて通常の
運転に入る。
〜７２−３が空気により暖められて蒸気を流通するのに
適した温度になると、三方弁７７，７６を切替えて空気
の配管８１，８２側を閉とし、蒸気供給管８０を開とし
て空気の代りに蒸気を供給し、静翼７１−１〜７１−３
及び動翼７２−１〜７２−３に蒸気を流通させて通常の
運転に入る。
【０００６】このように、ガスタービンのスタートに
は、高温部品を冷却する冷却媒体として冷却空気を流通
させ、冷却媒体流通路の温度が蒸気の流通に際して結露
しない温度以上になったときに、前記三方弁を切換えて
冷却空気の流通を停止し、冷却蒸気を流通させるように
している。
は、高温部品を冷却する冷却媒体として冷却空気を流通
させ、冷却媒体流通路の温度が蒸気の流通に際して結露
しない温度以上になったときに、前記三方弁を切換えて
冷却空気の流通を停止し、冷却蒸気を流通させるように
している。
【０００７】図７は蒸気冷却方式を採用したガスタービ
ンの起動方法を示す他の例であり、図において、ガスタ
ービン系統１０１は圧縮機１０４と、この圧縮機１０４
に連結された燃焼器１０６と、この燃焼器１０６から燃
焼ガスを受けて回転駆動されるガスタービン１０８とに
よって構成されている。圧縮機１０４とガスタービン１
０８とは一軸連結構造とされ、発電機１００ａが連結さ
れている。
ンの起動方法を示す他の例であり、図において、ガスタ
ービン系統１０１は圧縮機１０４と、この圧縮機１０４
に連結された燃焼器１０６と、この燃焼器１０６から燃
焼ガスを受けて回転駆動されるガスタービン１０８とに
よって構成されている。圧縮機１０４とガスタービン１
０８とは一軸連結構造とされ、発電機１００ａが連結さ
れている。
【０００８】蒸気タービン系統１０２は、ガスタービン
１０８から排ガス通路１１１を介して排ガスを導入する
排熱回収ボイラ１１２と、このボイラ１１２から蒸気通
路１１３ａ，１１３ｂを介して送られる蒸気で回転駆動
される蒸気タービン１１４と、この蒸気タービン１１４
の排蒸気（気液２相流）を排蒸気通路１１５を介して導
入し水に戻す復水器１１６とによって構成されており、
復水器１１６で発生した復水は復水ポンプ１１７および
復水配管１１８を介して排熱回収ボイラ１１２に還流す
るようになっている。蒸気タービン１１４には発電機１
００ｂが連結されている。これらの蒸気通路１１３ａ，
１１３ｂには調整弁１１９ａ，１１９ｂおよび逆止弁２
００ａ，２００ｂがそれぞれ設けられている。また、排
蒸気通路１１５には調整弁１２１が設けられている。
１０８から排ガス通路１１１を介して排ガスを導入する
排熱回収ボイラ１１２と、このボイラ１１２から蒸気通
路１１３ａ，１１３ｂを介して送られる蒸気で回転駆動
される蒸気タービン１１４と、この蒸気タービン１１４
の排蒸気（気液２相流）を排蒸気通路１１５を介して導
入し水に戻す復水器１１６とによって構成されており、
復水器１１６で発生した復水は復水ポンプ１１７および
復水配管１１８を介して排熱回収ボイラ１１２に還流す
るようになっている。蒸気タービン１１４には発電機１
００ｂが連結されている。これらの蒸気通路１１３ａ，
１１３ｂには調整弁１１９ａ，１１９ｂおよび逆止弁２
００ａ，２００ｂがそれぞれ設けられている。また、排
蒸気通路１１５には調整弁１２１が設けられている。
【０００９】冷却蒸気系統１０３は、主系統１２２ａと
補助系統１２２ｂからなっている。主系統１２２ａは、
一方の蒸気通路１１３ａの途中をガスタービン系統１０
１の高温部位１２３である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１１２
である。
補助系統１２２ｂからなっている。主系統１２２ａは、
一方の蒸気通路１１３ａの途中をガスタービン系統１０
１の高温部位１２３である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１１２
である。
【００１０】補助系統１２２ｂは、蒸気発生部が主系統
１２２ａの一方の蒸気通路１１３ａに、逆止弁１２５お
よび調整弁１２６を有する補助蒸気通路１２７によって
連結され、ガスタービン１０８の高温部位１２３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
１２３を冷却した後、蒸気タービン１１４に送られ、排
蒸気通路１１５に排出される。この排蒸気通路１１５に
補助還流通路１２８が連結され、排蒸気はこの補助還流
通路１２８を介して補助ボイラ１２４に還流するように
なっている。補助還流通路１２８には、流れの方向に沿
って、調整弁１２９、復水器１３０および補助復水ポン
プ１３１が設けられている。
１２２ａの一方の蒸気通路１１３ａに、逆止弁１２５お
よび調整弁１２６を有する補助蒸気通路１２７によって
連結され、ガスタービン１０８の高温部位１２３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
１２３を冷却した後、蒸気タービン１１４に送られ、排
蒸気通路１１５に排出される。この排蒸気通路１１５に
補助還流通路１２８が連結され、排蒸気はこの補助還流
通路１２８を介して補助ボイラ１２４に還流するように
なっている。補助還流通路１２８には、流れの方向に沿
って、調整弁１２９、復水器１３０および補助復水ポン
プ１３１が設けられている。
【００１１】プラントの起動に際しては、まず、補助ボ
イラ１２４を立ち上げた状態のもとで、ガスタービン１
０８を起動し、最初の間補助蒸気通路１２７の調整弁１
２６を開き、冷却用の補助蒸気を補助ボイラ１２４から
逆止弁１２５を介してガスタービン１０８内の高温部位
１２３に送り、冷却した蒸気は、蒸気タービン１１４、
補助還流通路１２８の調整弁１２９を経て復水器１３０
に入り、水となって補助復水ポンプ１３１により補助ボ
イラ１２４に戻る。
イラ１２４を立ち上げた状態のもとで、ガスタービン１
０８を起動し、最初の間補助蒸気通路１２７の調整弁１
２６を開き、冷却用の補助蒸気を補助ボイラ１２４から
逆止弁１２５を介してガスタービン１０８内の高温部位
１２３に送り、冷却した蒸気は、蒸気タービン１１４、
補助還流通路１２８の調整弁１２９を経て復水器１３０
に入り、水となって補助復水ポンプ１３１により補助ボ
イラ１２４に戻る。
【００１２】排熱回収ボイラ１１２から発生する蒸気
は、一方の蒸気通路１１３ａの調整弁１１９ａを閉止し
て蒸気冷却用としては使用しないようにし、他方の蒸気
通路１１３ｂの調整弁１１９ｂを開いて、その程度の蒸
気でも十分使用可能である蒸気タービン１１４に供給す
る。一方、主系統１２２ａの排熱回収ボイラ１１２の蒸
気発生量が増加して良好な蒸気が得られる一定時間後
に、一方の蒸気通路１１３ａの調整弁１１９ａを開き、
排熱回収ボイラ１１２の蒸気を冷却用蒸気として使用す
る。起動後、補助ボイラ１２４は停止する。
は、一方の蒸気通路１１３ａの調整弁１１９ａを閉止し
て蒸気冷却用としては使用しないようにし、他方の蒸気
通路１１３ｂの調整弁１１９ｂを開いて、その程度の蒸
気でも十分使用可能である蒸気タービン１１４に供給す
る。一方、主系統１２２ａの排熱回収ボイラ１１２の蒸
気発生量が増加して良好な蒸気が得られる一定時間後
に、一方の蒸気通路１１３ａの調整弁１１９ａを開き、
排熱回収ボイラ１１２の蒸気を冷却用蒸気として使用す
る。起動後、補助ボイラ１２４は停止する。
【００１３】その後の運転時においては、ガスタービン
１０８の高温の排気ガスは排熱回収ボイラ１１２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１１９ａ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、蒸気タービン１１
４に送られ、他の一部は、調整弁１１９ｂを通って直接
蒸気タービン１１４に送られて膨張し、動力を発生す
る。蒸気タービン１１４を出た水蒸気は復水器１１６に
て水に変り、復水ポンプ１１７により排熱回収ボイラ１
１２に循環する。ガスタービン１０４および蒸気タービ
ン１１４は発電機１００ａ，１００ｂを駆動する。
１０８の高温の排気ガスは排熱回収ボイラ１１２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１１９ａ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、蒸気タービン１１
４に送られ、他の一部は、調整弁１１９ｂを通って直接
蒸気タービン１１４に送られて膨張し、動力を発生す
る。蒸気タービン１１４を出た水蒸気は復水器１１６に
て水に変り、復水ポンプ１１７により排熱回収ボイラ１
１２に循環する。ガスタービン１０４および蒸気タービ
ン１１４は発電機１００ａ，１００ｂを駆動する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の蒸気冷却
方式を採用したガスタービンにおいては、起動時には圧
縮機からの空気をガスタービン高温部に流し、この高温
部が蒸気を流通するのに適した温度となると弁を切替え
て蒸気を流して通常運転に入る方式や、又、起動時には
補助ボイラからの蒸気を高温部へ流して運転を立上げ、
その後排熱回収ボイラからの蒸気に切替えて通常運転に
入る方式等がある。
方式を採用したガスタービンにおいては、起動時には圧
縮機からの空気をガスタービン高温部に流し、この高温
部が蒸気を流通するのに適した温度となると弁を切替え
て蒸気を流して通常運転に入る方式や、又、起動時には
補助ボイラからの蒸気を高温部へ流して運転を立上げ、
その後排熱回収ボイラからの蒸気に切替えて通常運転に
入る方式等がある。
【００１５】ガスタービンの起動時には、ガスタービン
の排気熱が低温で、かつ排熱回収ボイラ配管の熱容量も
あるため適切な温度の冷却蒸気が得られず、そのために
上記のような起動時に圧縮機からの空気や補助ボイラか
らの蒸気を用いて運転を開始している。この起動時の間
にはガスタービンで発生する燃焼ガスから各蒸気冷却部
を保護し、高温ガスが蒸気冷却部に侵入しないようにす
る必要がある。
の排気熱が低温で、かつ排熱回収ボイラ配管の熱容量も
あるため適切な温度の冷却蒸気が得られず、そのために
上記のような起動時に圧縮機からの空気や補助ボイラか
らの蒸気を用いて運転を開始している。この起動時の間
にはガスタービンで発生する燃焼ガスから各蒸気冷却部
を保護し、高温ガスが蒸気冷却部に侵入しないようにす
る必要がある。
【００１６】上記の従来の方法ではこのような目的を達
成するものであるが、本発明においては、更にこのよう
な目的を確実に達成するために、補助ボイラのような大
がかりな設備を用いることなく、起動時に蒸気冷却部を
暖気すると共に、冷却蒸気投入時のドレンの発生を防止
し、高温の燃焼ガスの侵入も確実に防ぐと共に、更に停
止時においても蒸気の残留をなくして残留蒸気の凝縮に
よる錆発生を防止することのできる設備を付加した回収
式蒸気冷却ガスタービンを提供することを課題としてな
されたものである。
成するものであるが、本発明においては、更にこのよう
な目的を確実に達成するために、補助ボイラのような大
がかりな設備を用いることなく、起動時に蒸気冷却部を
暖気すると共に、冷却蒸気投入時のドレンの発生を防止
し、高温の燃焼ガスの侵入も確実に防ぐと共に、更に停
止時においても蒸気の残留をなくして残留蒸気の凝縮に
よる錆発生を防止することのできる設備を付加した回収
式蒸気冷却ガスタービンを提供することを課題としてな
されたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）乃至（９）の手段を提供する。
決するために次の（１）乃至（９）の手段を提供する。
【００１８】（１）ガスタービンの排熱を排熱回収ボイ
ラで回収して蒸気タービンを駆動するシステムを備え、
ガスタービン燃焼器壁面又はタービンの１部動翼又は１
部静翼又はタービンロータの各冷却蒸気通路系統あるい
はこれらの組合せ系統を前記排熱回収ボイラで発生した
蒸気又は蒸気タービンを通る蒸気の内適切な圧力、温度
の蒸気で冷却し、その後前記排熱回収ボイラ又は蒸気タ
ービンあるいは復水器に回収する蒸気系統を有する回収
式蒸気冷却ガスタービンにおいて、ガスタービンの起動
時又は停止時に前記冷却蒸気通路系統あるいはこれらの
組合せ系統に他の系統と遮断して所定媒体を流す媒体供
給系統を設けたことを特徴する回収式蒸気冷却ガスター
ビン。
ラで回収して蒸気タービンを駆動するシステムを備え、
ガスタービン燃焼器壁面又はタービンの１部動翼又は１
部静翼又はタービンロータの各冷却蒸気通路系統あるい
はこれらの組合せ系統を前記排熱回収ボイラで発生した
蒸気又は蒸気タービンを通る蒸気の内適切な圧力、温度
の蒸気で冷却し、その後前記排熱回収ボイラ又は蒸気タ
ービンあるいは復水器に回収する蒸気系統を有する回収
式蒸気冷却ガスタービンにおいて、ガスタービンの起動
時又は停止時に前記冷却蒸気通路系統あるいはこれらの
組合せ系統に他の系統と遮断して所定媒体を流す媒体供
給系統を設けたことを特徴する回収式蒸気冷却ガスター
ビン。
【００１９】（２）上記（１）の発明において、ガスタ
ービン起動時に、前記冷却蒸気通路系統を燃焼ガス圧力
より高くして燃焼ガスが通路系統へ漏洩しないようにし
たことを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
ービン起動時に、前記冷却蒸気通路系統を燃焼ガス圧力
より高くして燃焼ガスが通路系統へ漏洩しないようにし
たことを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
【００２０】（３）上記（２）の発明において、前記冷
却蒸気通路系統に流す媒体として燃焼ガスより高圧の蒸
気を用いたことを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。
却蒸気通路系統に流す媒体として燃焼ガスより高圧の蒸
気を用いたことを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。
【００２１】（４）上記（１）の発明において、前記媒
体供給系統には、媒体の圧縮装置と温度調節装置とを備
えてなることを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。
体供給系統には、媒体の圧縮装置と温度調節装置とを備
えてなることを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。
【００２２】（５）上記（４）の発明において、前記媒
体供給系統は、起動時の前半と後半とで媒体の温度を変
化させ、後半は前半より高温とすることを特徴とする回
収式蒸気冷却ガスタービン。
体供給系統は、起動時の前半と後半とで媒体の温度を変
化させ、後半は前半より高温とすることを特徴とする回
収式蒸気冷却ガスタービン。
【００２３】（６）上記（１）において、前記媒体は圧
縮機からの抽気した空気又は出口空気であることを特徴
とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
縮機からの抽気した空気又は出口空気であることを特徴
とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
【００２４】（７）上記（１）の発明において、前記媒
体は不活性ガスであることを特徴とする回収式蒸気冷却
ガスタービン。
体は不活性ガスであることを特徴とする回収式蒸気冷却
ガスタービン。
【００２５】（８）上記（１）の発明において、前記媒
体供給系統は、ガスタービン停止時に前記冷却蒸気通路
に乾燥空気を流し、同冷却蒸気通路内の残留蒸気をパー
ジして系外に排出可能であることを特徴とする回収式蒸
気冷却ガスタービン。
体供給系統は、ガスタービン停止時に前記冷却蒸気通路
に乾燥空気を流し、同冷却蒸気通路内の残留蒸気をパー
ジして系外に排出可能であることを特徴とする回収式蒸
気冷却ガスタービン。
【００２６】（９）ガスタービンの排熱で蒸気タービン
を駆動すると共に、同蒸気タービンの蒸気系統から蒸気
を一部抽気して前記ガスタービンの高温部の冷却蒸気通
路に導いてこれを冷却し、冷却後の蒸気を前記蒸気ター
ビンの蒸気系統に戻して回収する回収式蒸気冷却ガスタ
ービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時に、
前記冷却蒸気通路の入口側と出口側に接続し、同冷却蒸
気通路に蒸気以外の媒体を流す媒体供給系統を設けたこ
とを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
を駆動すると共に、同蒸気タービンの蒸気系統から蒸気
を一部抽気して前記ガスタービンの高温部の冷却蒸気通
路に導いてこれを冷却し、冷却後の蒸気を前記蒸気ター
ビンの蒸気系統に戻して回収する回収式蒸気冷却ガスタ
ービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時に、
前記冷却蒸気通路の入口側と出口側に接続し、同冷却蒸
気通路に蒸気以外の媒体を流す媒体供給系統を設けたこ
とを特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
【００２７】ガスタービンの起動時においては、ガスタ
ービンの排気熱はまだ低温であり、又、排熱回収ボイラ
配管の熱容量も大きく、蒸気を流しても適切な温度の蒸
気が得られず、この間に冷却蒸気通路に結露が生じた
り、又、高温の燃焼ガスが冷却蒸気通路内に入り込んで
しまう。そこで本発明の（１）では、起動時には冷却蒸
気通路系統を他の系統から遮断し、又、（９）の発明で
は冷却蒸気系統の入口側と出口側に弁等で切替えのでき
る媒体供給系統を接続し、蒸気以外の媒体、例えば、空
気等を流し、暖気を行う。この暖気を行い、冷却蒸気通
路を蒸気温度に近づけ、その後弁を切替えて冷却蒸気通
路を蒸気系に接続し、蒸気を流して通常運転時の冷却を
行う。
ービンの排気熱はまだ低温であり、又、排熱回収ボイラ
配管の熱容量も大きく、蒸気を流しても適切な温度の蒸
気が得られず、この間に冷却蒸気通路に結露が生じた
り、又、高温の燃焼ガスが冷却蒸気通路内に入り込んで
しまう。そこで本発明の（１）では、起動時には冷却蒸
気通路系統を他の系統から遮断し、又、（９）の発明で
は冷却蒸気系統の入口側と出口側に弁等で切替えのでき
る媒体供給系統を接続し、蒸気以外の媒体、例えば、空
気等を流し、暖気を行う。この暖気を行い、冷却蒸気通
路を蒸気温度に近づけ、その後弁を切替えて冷却蒸気通
路を蒸気系に接続し、蒸気を流して通常運転時の冷却を
行う。
【００２８】このような起動時の暖気を行うことより、
蒸気投入時に冷却蒸気通路に結露が生ずることなく、結
露の発生によるロータのアンバランスや振動を防止する
ことができる。又、暖気運転中には冷却蒸気通路には媒
体が流れているので高温の燃焼ガスの侵入が防止され
る。
蒸気投入時に冷却蒸気通路に結露が生ずることなく、結
露の発生によるロータのアンバランスや振動を防止する
ことができる。又、暖気運転中には冷却蒸気通路には媒
体が流れているので高温の燃焼ガスの侵入が防止され
る。
【００２９】本発明の（２），（３）では、流通する媒
体の圧力を外部の燃焼ガスの圧力よりも高くするので、
起動時に冷却蒸気通路系統に高温ガスが侵入するのを確
実に防ぐことができ、ガスによる通路内の酸化等を防止
できる。
体の圧力を外部の燃焼ガスの圧力よりも高くするので、
起動時に冷却蒸気通路系統に高温ガスが侵入するのを確
実に防ぐことができ、ガスによる通路内の酸化等を防止
できる。
【００３０】本発明の（４）においては、媒体供給系統
には圧縮装置と温度調節装置を備え、媒体の加圧を行
い、媒体が流通しやすいようにし、又、媒体の温度を暖
気の温度に適するように、絶えずに適正な温度の調節す
ることができる。
には圧縮装置と温度調節装置を備え、媒体の加圧を行
い、媒体が流通しやすいようにし、又、媒体の温度を暖
気の温度に適するように、絶えずに適正な温度の調節す
ることができる。
【００３１】本発明の（５）では、起動時初期にはター
ビンの動翼は常温〜３００℃程度の低温であり、媒体の
温度もこの温度に合せて暖気を行い、起動の後半にはタ
ービン動翼も高温となり、温度も３００℃〜５００℃程
度となるので、媒体の温度も、これに合せて上昇させて
暖気を行う。従って動翼の温度上昇に合せて媒体の温度
を維持しながら暖気を行うので、動翼と媒体との間の温
度差がなく起動中はもちろん、蒸気投入時においても結
露が生ずることがなく、結露による回転のアンバランス
や振動を確実に防ぐことができる。
ビンの動翼は常温〜３００℃程度の低温であり、媒体の
温度もこの温度に合せて暖気を行い、起動の後半にはタ
ービン動翼も高温となり、温度も３００℃〜５００℃程
度となるので、媒体の温度も、これに合せて上昇させて
暖気を行う。従って動翼の温度上昇に合せて媒体の温度
を維持しながら暖気を行うので、動翼と媒体との間の温
度差がなく起動中はもちろん、蒸気投入時においても結
露が生ずることがなく、結露による回転のアンバランス
や振動を確実に防ぐことができる。
【００３２】本発明の（６）では、媒体として圧縮機か
らの空気を抽気して行うので、媒体の系路が簡単とな
り、又、温度調節や圧力の調整も容易となり、（７）の
発明では媒体としてガスタービンの系外の不活性ガスを
用いることができるので、不活性ガス供給源が設備され
ている場合には容易に媒体として使用でき、ガスタービ
ンの起動時の暖気用の媒体の利用範囲が広がるものであ
る。
らの空気を抽気して行うので、媒体の系路が簡単とな
り、又、温度調節や圧力の調整も容易となり、（７）の
発明では媒体としてガスタービンの系外の不活性ガスを
用いることができるので、不活性ガス供給源が設備され
ている場合には容易に媒体として使用でき、ガスタービ
ンの起動時の暖気用の媒体の利用範囲が広がるものであ
る。
【００３３】更に、ガスタービンの停止時には冷却蒸気
通路内には蒸気が残留し、この残留蒸気が凝縮して錆等
の発生の原因となるが、本発明の（８）においては、停
止時に乾燥した空気を冷却蒸気通路内に流通させ、残留
蒸気をパージすることができるので、停止後には常に蒸
気の残留によるドレーンの発生を確実に防止できる。
通路内には蒸気が残留し、この残留蒸気が凝縮して錆等
の発生の原因となるが、本発明の（８）においては、停
止時に乾燥した空気を冷却蒸気通路内に流通させ、残留
蒸気をパージすることができるので、停止後には常に蒸
気の残留によるドレーンの発生を確実に防止できる。
【００３４】
【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
施の第１形態に係る回収式蒸気冷却ガスタービンの系統
図である。図において１はガスタービンで内部に動翼冷
却蒸気通路４ａ、静翼冷却蒸気通路４ｂを有している。
２は圧縮機、３は燃焼器である。５は温度調節器であり
クーラ等からなり、圧縮機２から抽気した空気の温度を
調節する。６は媒体供給源であり、空気やＮ2 等の不活
性ガスを供給するものであり、空気の場合には圧縮機２
以外の空気供給源から供給される。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る回収式蒸気冷却ガスタービンの系統
図である。図において１はガスタービンで内部に動翼冷
却蒸気通路４ａ、静翼冷却蒸気通路４ｂを有している。
２は圧縮機、３は燃焼器である。５は温度調節器であり
クーラ等からなり、圧縮機２から抽気した空気の温度を
調節する。６は媒体供給源であり、空気やＮ2 等の不活
性ガスを供給するものであり、空気の場合には圧縮機２
以外の空気供給源から供給される。
【００３５】７，８は流量調節弁で、それぞれ冷却媒体
の供給側、排出側に設けられている。９，１０はそれぞ
れ動翼冷却蒸気通路４ａ、静翼冷却蒸気通路４ｂに連通
する冷却蒸気配管であり、図示省略しているが、排熱回
収ボイラで発生した蒸気か又は、蒸気タービンを通る蒸
気の内適切な圧力、温度の蒸気が導かれ、冷却後の蒸気
を排熱回収ボイラ側へ戻して回収するものである。
の供給側、排出側に設けられている。９，１０はそれぞ
れ動翼冷却蒸気通路４ａ、静翼冷却蒸気通路４ｂに連通
する冷却蒸気配管であり、図示省略しているが、排熱回
収ボイラで発生した蒸気か又は、蒸気タービンを通る蒸
気の内適切な圧力、温度の蒸気が導かれ、冷却後の蒸気
を排熱回収ボイラ側へ戻して回収するものである。
【００３６】１１，１２は三方弁であり、それぞれ動
翼、静翼冷却蒸気配管９，１０の流入側に設けられる。
１３，１４も同じく三方弁であり、それぞれ動翼、静翼
冷却蒸気配管９，１０の流出側に設けられている。１
５，１６，１７は媒体をＯＮ／ＯＦＦする弁であり、そ
れぞれ１５，１６は圧縮機３からの空気を、１７は媒体
供給源６からの冷却媒体の流れを開閉する。
翼、静翼冷却蒸気配管９，１０の流入側に設けられる。
１３，１４も同じく三方弁であり、それぞれ動翼、静翼
冷却蒸気配管９，１０の流出側に設けられている。１
５，１６，１７は媒体をＯＮ／ＯＦＦする弁であり、そ
れぞれ１５，１６は圧縮機３からの空気を、１７は媒体
供給源６からの冷却媒体の流れを開閉する。
【００３７】上記構成の実施の第１形態において、起動
時には三方弁１１，１２，１３，１４の蒸気流入、流出
側をそれぞれ閉じ、圧縮機２からの空気を流通させる場
合には、弁１５，１６を開き、弁１７を閉じる。その
後、圧縮機２からの空気を、流量調節弁７で調節して三
方弁１１，１２を介して動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，
４ｂ内に流入させ、三方弁１３，１４、流量調節弁８を
介して流出させ、所定の時間流す。この際、空気の温度
は温度調節器５により調節し、温度を徐々に上げて定常
運転時の蒸気温度に近づけて暖気運転する。
時には三方弁１１，１２，１３，１４の蒸気流入、流出
側をそれぞれ閉じ、圧縮機２からの空気を流通させる場
合には、弁１５，１６を開き、弁１７を閉じる。その
後、圧縮機２からの空気を、流量調節弁７で調節して三
方弁１１，１２を介して動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，
４ｂ内に流入させ、三方弁１３，１４、流量調節弁８を
介して流出させ、所定の時間流す。この際、空気の温度
は温度調節器５により調節し、温度を徐々に上げて定常
運転時の蒸気温度に近づけて暖気運転する。
【００３８】次に、媒体供給源６により外部からの冷却
媒体で暖気する場合には、同じく三方弁１１，１２，１
３，１４の蒸気流入、流出側を閉じ、弁１５，１６も閉
じ、弁１７を開けて媒体供給源６から外部の空気又はＮ
2 等の不活性ガスを流量調節弁７、三方弁１１，１２を
介して動翼、静翼蒸気通路４ａ，４ｂに流し、三方弁１
３，１４、流量調節弁８を介して流出させ、所定の時間
暖気する。
媒体で暖気する場合には、同じく三方弁１１，１２，１
３，１４の蒸気流入、流出側を閉じ、弁１５，１６も閉
じ、弁１７を開けて媒体供給源６から外部の空気又はＮ
2 等の不活性ガスを流量調節弁７、三方弁１１，１２を
介して動翼、静翼蒸気通路４ａ，４ｂに流し、三方弁１
３，１４、流量調節弁８を介して流出させ、所定の時間
暖気する。
【００３９】上記の動翼、静翼に流す圧縮機２からの空
気、又は媒体供給源６からの外部の空気あるいは不活性
ガスの流入圧力は、燃焼ガスよりも圧力を高く設定し、
起動時に動翼、静翼冷却通路４ａ，４ｂ内に高温の燃焼
ガスが侵入しないようにする。
気、又は媒体供給源６からの外部の空気あるいは不活性
ガスの流入圧力は、燃焼ガスよりも圧力を高く設定し、
起動時に動翼、静翼冷却通路４ａ，４ｂ内に高温の燃焼
ガスが侵入しないようにする。
【００４０】導入する空気又は不活性ガスの温度は、起
動初期にはガスタービンの動翼は低温（常温〜３００
℃）であるために、これに合せて常温から３００℃に温
度調節する。又、起動後期にはタービン動翼は高温（３
００℃〜５００℃）となるため、これに合せて３００℃
〜５００℃に調節して流す。
動初期にはガスタービンの動翼は低温（常温〜３００
℃）であるために、これに合せて常温から３００℃に温
度調節する。又、起動後期にはタービン動翼は高温（３
００℃〜５００℃）となるため、これに合せて３００℃
〜５００℃に調節して流す。
【００４１】上記の条件の圧力、温度の空気、又は不活
性ガスを起動時に所定時間流し、ガスタービンの動翼、
静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂの温度が通常運転時の蒸気
温度に近づくと、三方弁１１，１２，１３，１４を切替
えて暖気用の流路を閉じ、冷却蒸気配管９，１０の流入
側と流出側とをそれぞれ連通させて蒸気を流し、通常運
転時の蒸気冷却を行う。
性ガスを起動時に所定時間流し、ガスタービンの動翼、
静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂの温度が通常運転時の蒸気
温度に近づくと、三方弁１１，１２，１３，１４を切替
えて暖気用の流路を閉じ、冷却蒸気配管９，１０の流入
側と流出側とをそれぞれ連通させて蒸気を流し、通常運
転時の蒸気冷却を行う。
【００４２】このような起動時の暖気を行うことによ
り、ガスタービンプラントのコールドスタート時には結
露を生ずることが防止され、結露によるロータのアンバ
ランスや振動の発生を防止することができ、ガスタービ
ンの動翼や静翼の酸化や腐食を防止することができる。
り、ガスタービンプラントのコールドスタート時には結
露を生ずることが防止され、結露によるロータのアンバ
ランスや振動の発生を防止することができ、ガスタービ
ンの動翼や静翼の酸化や腐食を防止することができる。
【００４３】上記のように起動時にガスタービンの動
翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂの流路を暖気し、その
後通常運転を行うが、ガスタービンの停止時には次のよ
うに冷却蒸気通路４ａ，４ｂに残留する蒸気をパージし
て停止後の残留蒸気による凝縮を防止する。
翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂの流路を暖気し、その
後通常運転を行うが、ガスタービンの停止時には次のよ
うに冷却蒸気通路４ａ，４ｂに残留する蒸気をパージし
て停止後の残留蒸気による凝縮を防止する。
【００４４】即ち、暖気運転時と同じように、三方弁１
１〜１４を切替え、冷却蒸気配管９，１０の蒸気流入側
と流出側とを閉じ、暖気と同じ要領で三方弁１１，１２
を介して乾燥した空気を所定時間動翼、静翼蒸気通路４
ａ，４ｂに流入させ、三方弁１３，１４、流量調節弁８
を介して流出させる。これにより通路４ａ，４ｂ内に残
留する蒸気を外部に流出させる。通路４ａ，４ｂ内の残
留蒸気をパージすると三方弁を元の状態に戻し、冷却蒸
気通路９，１０の流入側と流出側を連通させ、暖気側の
流路を閉じる。
１〜１４を切替え、冷却蒸気配管９，１０の蒸気流入側
と流出側とを閉じ、暖気と同じ要領で三方弁１１，１２
を介して乾燥した空気を所定時間動翼、静翼蒸気通路４
ａ，４ｂに流入させ、三方弁１３，１４、流量調節弁８
を介して流出させる。これにより通路４ａ，４ｂ内に残
留する蒸気を外部に流出させる。通路４ａ，４ｂ内の残
留蒸気をパージすると三方弁を元の状態に戻し、冷却蒸
気通路９，１０の流入側と流出側を連通させ、暖気側の
流路を閉じる。
【００４５】なお、図示していないが、燃焼器３の壁面
も同様に蒸気冷却する場合にも、動翼、静翼冷却蒸気通
路４ａ，４ｂと同じように停止後に空気を流して残留蒸
気をパージし、停止後の蒸気の凝縮を防止するようにす
るものである。
も同様に蒸気冷却する場合にも、動翼、静翼冷却蒸気通
路４ａ，４ｂと同じように停止後に空気を流して残留蒸
気をパージし、停止後の蒸気の凝縮を防止するようにす
るものである。
【００４６】図２は本発明の実施の第２形態に係る回収
式蒸気冷却ガスタービンの系統図である。図において、
第１形態と異なる部分は圧縮機２からの空気の抽気系統
をなくし、媒体供給源６からの媒体供給のみとした構成
である。このため媒体供給系統に、加熱器２０、加熱器
２２を備えたアキュムレータ２１、別置の小型圧縮機２
３を設けており、その他の構成は実施の第１形態と同じ
である。
式蒸気冷却ガスタービンの系統図である。図において、
第１形態と異なる部分は圧縮機２からの空気の抽気系統
をなくし、媒体供給源６からの媒体供給のみとした構成
である。このため媒体供給系統に、加熱器２０、加熱器
２２を備えたアキュムレータ２１、別置の小型圧縮機２
３を設けており、その他の構成は実施の第１形態と同じ
である。
【００４７】上記構成の実施の第２形態において、起動
時には三方弁１１〜１４を切替えて冷却蒸気通路９，１
０の蒸気流入側と流出側を閉じ、暖気流路側と動翼、静
翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂとをそれぞれ連通させ、媒体
供給源６より外部の空気又はＮ2 等の不活性ガスを圧縮
機２３で所定の圧力に上昇させてアキュムレータ２１へ
流入させる。
時には三方弁１１〜１４を切替えて冷却蒸気通路９，１
０の蒸気流入側と流出側を閉じ、暖気流路側と動翼、静
翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂとをそれぞれ連通させ、媒体
供給源６より外部の空気又はＮ2 等の不活性ガスを圧縮
機２３で所定の圧力に上昇させてアキュムレータ２１へ
流入させる。
【００４８】アキュムレータ２１は内部圧力を充分高め
るまで流入し、必要に応じて加熱器２２で加熱して必要
温度を維持しておく。ガスタービンの冷却蒸気通路４
ａ，４ｂにおいてはその供給通路の途中や、翼内部への
供給口、回収口等で媒体が多少洩れるので、これらの洩
れ量が多い場合にはこのようなアキュムレータ２１を設
け、リーク量が多くても高圧を維持できるので、効果的
である。
るまで流入し、必要に応じて加熱器２２で加熱して必要
温度を維持しておく。ガスタービンの冷却蒸気通路４
ａ，４ｂにおいてはその供給通路の途中や、翼内部への
供給口、回収口等で媒体が多少洩れるので、これらの洩
れ量が多い場合にはこのようなアキュムレータ２１を設
け、リーク量が多くても高圧を維持できるので、効果的
である。
【００４９】アキュムレータ２１からの媒体は加熱器２
０で温度調節がなされ、三方弁１１，１２を介して動
翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂに流入し、三方弁１
３，１４、流量調節弁８を介して外部に流出して、所定
時間蒸気通路４ａ，４ｂを暖気する。この暖気の圧力、
温度の条件や調整は前述の実施の第１形態と同じ条件で
行うのでその説明は省略する。
０で温度調節がなされ、三方弁１１，１２を介して動
翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂに流入し、三方弁１
３，１４、流量調節弁８を介して外部に流出して、所定
時間蒸気通路４ａ，４ｂを暖気する。この暖気の圧力、
温度の条件や調整は前述の実施の第１形態と同じ条件で
行うのでその説明は省略する。
【００５０】暖気終了後には冷却蒸気通路４ａ，４ｂが
この冷却蒸気温度に近づいているので、三方弁１１〜１
４を切替えて冷却蒸気配管９，１０から動翼、静翼冷却
蒸気通路４ａ，４ｂに蒸気を流して通常運転時の冷却を
行い、ガスタービン停止後には実施の第１形態と同様に
残留蒸気のパージを行う。従って実施の第２形態におい
ても第１形態と同様の効果が得られる。
この冷却蒸気温度に近づいているので、三方弁１１〜１
４を切替えて冷却蒸気配管９，１０から動翼、静翼冷却
蒸気通路４ａ，４ｂに蒸気を流して通常運転時の冷却を
行い、ガスタービン停止後には実施の第１形態と同様に
残留蒸気のパージを行う。従って実施の第２形態におい
ても第１形態と同様の効果が得られる。
【００５１】図３は本発明の実施の第３形態に係る回収
式蒸気冷却ガスタービンの系統図である。図において、
実施の第２形態と異なる部分は、別置の循環用の小型圧
縮機３０と、弁３１，３２、逆止弁３３とを設け、媒体
供給源６からの媒体供給系に加えて、更に媒体を循環で
きるようにした構成である。
式蒸気冷却ガスタービンの系統図である。図において、
実施の第２形態と異なる部分は、別置の循環用の小型圧
縮機３０と、弁３１，３２、逆止弁３３とを設け、媒体
供給源６からの媒体供給系に加えて、更に媒体を循環で
きるようにした構成である。
【００５２】上記の実施の第３形態の構成において、ま
ず三方弁１１〜１４の蒸気流入側と流出側とを閉じると
共に、弁３２を閉じ、媒体供給源６からアキュムレータ
２１を介して導入された空気又は不活性ガスはしばらく
の間流量調節弁８を介して外部へ放出し、その後、弁３
１を閉じて弁３２を開け、圧縮機３０で媒体を加圧して
動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂを通って循環させ
る。媒体を循環させると共に、加熱器２０で媒体を加熱
し、温度調整し、循環による対流を促進させて冷却蒸気
通路４ａ，４ｂを暖気する。
ず三方弁１１〜１４の蒸気流入側と流出側とを閉じると
共に、弁３２を閉じ、媒体供給源６からアキュムレータ
２１を介して導入された空気又は不活性ガスはしばらく
の間流量調節弁８を介して外部へ放出し、その後、弁３
１を閉じて弁３２を開け、圧縮機３０で媒体を加圧して
動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂを通って循環させ
る。媒体を循環させると共に、加熱器２０で媒体を加熱
し、温度調整し、循環による対流を促進させて冷却蒸気
通路４ａ，４ｂを暖気する。
【００５３】暖気の圧力、温度の条件、等は上記の実施
の第１、第２形態と同じであり、ガスタービン停止後の
残留蒸気のパージも上記と同様であるので説明は省略す
る。
の第１、第２形態と同じであり、ガスタービン停止後の
残留蒸気のパージも上記と同様であるので説明は省略す
る。
【００５４】図４は本発明の実施の第４形態、図５は実
施の第５形態に係る回収式蒸気冷却ガスタービンの系統
図であり、図４は図２における実施の第２形態からアキ
ュムレータ２１及び加熱器２２を取除いたものであり、
図５は図４の実施の第４形態に別置の小型圧縮機３０、
弁３１，３２及び逆止弁３３を設け、媒体の循環系を追
加した構成としたものである。
施の第５形態に係る回収式蒸気冷却ガスタービンの系統
図であり、図４は図２における実施の第２形態からアキ
ュムレータ２１及び加熱器２２を取除いたものであり、
図５は図４の実施の第４形態に別置の小型圧縮機３０、
弁３１，３２及び逆止弁３３を設け、媒体の循環系を追
加した構成としたものである。
【００５５】図４、図５においてはそれぞれ図２の構成
からアキュムレータ２１を除去し、かつ図５においては
媒体を循環させたもので、図２の構成では蒸気量のリー
クが多い場合にアキュムレータ２１を設け、大きな圧力
が得られるように構成しているが、図４、図５において
は、このようなリーク量が少なく、必要圧力が充分に確
保できる場合に適用されるものである。
からアキュムレータ２１を除去し、かつ図５においては
媒体を循環させたもので、図２の構成では蒸気量のリー
クが多い場合にアキュムレータ２１を設け、大きな圧力
が得られるように構成しているが、図４、図５において
は、このようなリーク量が少なく、必要圧力が充分に確
保できる場合に適用されるものである。
【００５６】図６は本発明の実施の第６形態に係る回収
式蒸気冷却ガスタービン起動時の系統図であり、蒸気冷
却方式のガスタービンにおいて起動時には空気で暖気を
行い、その後冷却用蒸気を供給して通常運転を行うもの
である。
式蒸気冷却ガスタービン起動時の系統図であり、蒸気冷
却方式のガスタービンにおいて起動時には空気で暖気を
行い、その後冷却用蒸気を供給して通常運転を行うもの
である。
【００５７】図６において、４１はガスタービン、４２
は圧縮機であり、４３は圧縮機からの空気を冷却するク
ーラである。４４ａはガスタービン４１の動翼冷却蒸気
通路、４４ｂは静翼冷却蒸気通路である。５１は尾筒蒸
気制御弁、５２，５３はそれぞれ動翼，静翼蒸気制御
弁、５４は高圧タービン６０からの蒸気止め弁、５５は
中圧タービン６１からの蒸気止め弁である。５６は動翼
冷却空気供給弁、５７は車室空気供給弁、５８は高圧ス
ーパヒータへの蒸気供給弁、６２は燃焼器である。７１
は中間軸へのパイプ、７２は外部ボイラへのパイプであ
る。
は圧縮機であり、４３は圧縮機からの空気を冷却するク
ーラである。４４ａはガスタービン４１の動翼冷却蒸気
通路、４４ｂは静翼冷却蒸気通路である。５１は尾筒蒸
気制御弁、５２，５３はそれぞれ動翼，静翼蒸気制御
弁、５４は高圧タービン６０からの蒸気止め弁、５５は
中圧タービン６１からの蒸気止め弁である。５６は動翼
冷却空気供給弁、５７は車室空気供給弁、５８は高圧ス
ーパヒータへの蒸気供給弁、６２は燃焼器である。７１
は中間軸へのパイプ、７２は外部ボイラへのパイプであ
る。
【００５８】上記のような回収式蒸気冷却ガスタービン
においては、コールドスタート時には、弁５１，５２，
５３，５４，５５，５７，５８は全閉とし、動翼冷却空
気供給弁５６を開き、クーラ４３を作動させて冷却空気
を動翼及び静翼冷却蒸気通路４４ａ，４４ｂに供給して
動翼を冷却し、又必要に応じて燃焼器６２へも供給して
定格速度到着後弁５６を閉じ、車室空気供給弁５７を開
く。これによりクーラ４３を通さない車室空気を１時間
通して２００℃位の温度になるまでディスクのウォーミ
ングを行い、同時に弁５８を開けて高圧スーパヒータの
加熱も行う。
においては、コールドスタート時には、弁５１，５２，
５３，５４，５５，５７，５８は全閉とし、動翼冷却空
気供給弁５６を開き、クーラ４３を作動させて冷却空気
を動翼及び静翼冷却蒸気通路４４ａ，４４ｂに供給して
動翼を冷却し、又必要に応じて燃焼器６２へも供給して
定格速度到着後弁５６を閉じ、車室空気供給弁５７を開
く。これによりクーラ４３を通さない車室空気を１時間
通して２００℃位の温度になるまでディスクのウォーミ
ングを行い、同時に弁５８を開けて高圧スーパヒータの
加熱も行う。
【００５９】このように冷却空気で暖気を行った後に弁
５２，５３，５４を開き、弁５６，５７は閉じて高圧タ
ービン６０からの蒸気を動翼、静翼冷却蒸気通路４４
ａ，４４ｂ及び燃焼器６２へ供給し、中圧タービン６１
へ蒸気を回収し、通常運転に入る。
５２，５３，５４を開き、弁５６，５７は閉じて高圧タ
ービン６０からの蒸気を動翼、静翼冷却蒸気通路４４
ａ，４４ｂ及び燃焼器６２へ供給し、中圧タービン６１
へ蒸気を回収し、通常運転に入る。
【００６０】又、上記に説明の実施の第１〜第５形態に
おいては、ガスタービンの起動時に、圧縮機２からの空
気か、あるいは媒体供給源６からの空気又は不活性ガス
等を燃焼ガス圧力よりも高い圧力として動翼、静翼冷却
蒸気通路４ａ，４ｂに流して暖気をするようにし、その
後蒸気を流して通常の蒸気冷却を行うようにしたので、
蒸気投入時の結露をなくすると共に、高温の燃焼ガスが
動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂ内に侵入するのが防
止される。
おいては、ガスタービンの起動時に、圧縮機２からの空
気か、あるいは媒体供給源６からの空気又は不活性ガス
等を燃焼ガス圧力よりも高い圧力として動翼、静翼冷却
蒸気通路４ａ，４ｂに流して暖気をするようにし、その
後蒸気を流して通常の蒸気冷却を行うようにしたので、
蒸気投入時の結露をなくすると共に、高温の燃焼ガスが
動翼、静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂ内に侵入するのが防
止される。
【００６１】更に、ガスタービン運転停止後に、動翼、
静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂに空気を流し、残留してい
る蒸気をパージすることができるので、停止後の残留蒸
気の凝縮による錆発生を防止することができる。
静翼冷却蒸気通路４ａ，４ｂに空気を流し、残留してい
る蒸気をパージすることができるので、停止後の残留蒸
気の凝縮による錆発生を防止することができる。
【００６２】
【発明の効果】本発明の（１）の回収式蒸気タービン
は、ガスタービンの排熱を排熱回収ボイラで回収して蒸
気タービンを駆動するシステムを備え、ガスタービン燃
焼器壁面又はタービンの１部動翼又は１部静翼又はター
ビンロータの各冷却蒸気通路系統あるいはこれらの組合
せ系統を前記排熱回収ボイラで発生した蒸気又は蒸気タ
ービンを通る蒸気の内適切な圧力、温度の蒸気で冷却
し、その後前記排熱回収ボイラ又は蒸気タービンあるい
は復水器に回収する蒸気系統を有する回収式蒸気冷却ガ
スタービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時
に前記冷却蒸気通路系統あるいはこれらの組合せ系統に
他の系統と遮断して所定媒体を流す媒体供給系統を設け
たことを特徴としている。又、（９）の発明は回収式蒸
気冷却ガスタービンは、ガスタービンの排熱で蒸気ター
ビンを駆動すると共に、同蒸気タービンの蒸気系統から
蒸気を一部抽気して前記ガスタービンの高温部の冷却蒸
気通路に導いてこれを冷却し、冷却後の蒸気を前記蒸気
タービンの蒸気系統に戻して回収する回収式蒸気冷却ガ
スタービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時
に、前記冷却蒸気通路の入口側と出口側に接続し、同冷
却蒸気通路に蒸気以外の媒体を流す媒体供給系統を設け
たことを特徴としている。本発明のこのような構成によ
り蒸気投入時に冷却蒸気通路に結露が生ずることなく、
結露の発生によるロータのアンバランスや振動を防止す
ることができる。又、暖気運転中には冷却蒸気通路には
媒体が流れているので高温の燃焼ガスの侵入が防止され
る。
は、ガスタービンの排熱を排熱回収ボイラで回収して蒸
気タービンを駆動するシステムを備え、ガスタービン燃
焼器壁面又はタービンの１部動翼又は１部静翼又はター
ビンロータの各冷却蒸気通路系統あるいはこれらの組合
せ系統を前記排熱回収ボイラで発生した蒸気又は蒸気タ
ービンを通る蒸気の内適切な圧力、温度の蒸気で冷却
し、その後前記排熱回収ボイラ又は蒸気タービンあるい
は復水器に回収する蒸気系統を有する回収式蒸気冷却ガ
スタービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時
に前記冷却蒸気通路系統あるいはこれらの組合せ系統に
他の系統と遮断して所定媒体を流す媒体供給系統を設け
たことを特徴としている。又、（９）の発明は回収式蒸
気冷却ガスタービンは、ガスタービンの排熱で蒸気ター
ビンを駆動すると共に、同蒸気タービンの蒸気系統から
蒸気を一部抽気して前記ガスタービンの高温部の冷却蒸
気通路に導いてこれを冷却し、冷却後の蒸気を前記蒸気
タービンの蒸気系統に戻して回収する回収式蒸気冷却ガ
スタービンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時
に、前記冷却蒸気通路の入口側と出口側に接続し、同冷
却蒸気通路に蒸気以外の媒体を流す媒体供給系統を設け
たことを特徴としている。本発明のこのような構成によ
り蒸気投入時に冷却蒸気通路に結露が生ずることなく、
結露の発生によるロータのアンバランスや振動を防止す
ることができる。又、暖気運転中には冷却蒸気通路には
媒体が流れているので高温の燃焼ガスの侵入が防止され
る。
【００６３】本発明の（２）は、上記（１）の発明にお
いて、ガスタービン起動時に、前記冷却蒸気通路系統を
燃焼ガス圧力より高くして燃焼ガスが通路系統へ漏洩し
ないようにしたことを特徴としている。又（３）の発明
は、上記（２）の発明において、前記冷却蒸気通路系統
に流す媒体として燃焼ガスより高圧の蒸気を用いたこと
を特徴としている。このような構成により、起動時には
冷却蒸気通路系統に高温ガスが侵入するのを確実に防ぐ
ことができる。
いて、ガスタービン起動時に、前記冷却蒸気通路系統を
燃焼ガス圧力より高くして燃焼ガスが通路系統へ漏洩し
ないようにしたことを特徴としている。又（３）の発明
は、上記（２）の発明において、前記冷却蒸気通路系統
に流す媒体として燃焼ガスより高圧の蒸気を用いたこと
を特徴としている。このような構成により、起動時には
冷却蒸気通路系統に高温ガスが侵入するのを確実に防ぐ
ことができる。
【００６４】本発明の（４）は、上記（１）の発明にお
いて、前記媒体供給系統には、媒体の圧縮装置と温度調
節装置とを備えていることを特徴としている。このよう
な構成により、媒体が流通しやすいようになり又、媒体
の温度を暖気の温度に適するように絶えず適正な温度に
調節することができる。
いて、前記媒体供給系統には、媒体の圧縮装置と温度調
節装置とを備えていることを特徴としている。このよう
な構成により、媒体が流通しやすいようになり又、媒体
の温度を暖気の温度に適するように絶えず適正な温度に
調節することができる。
【００６５】本発明の（５）では、上記（４）の発明に
おいて、前記媒体供給系統は、起動時の前半と後半とで
媒体の温度を変化させ、後半は前半より高温とすること
を特徴としている。このような構成により、動翼と媒体
との間の温度差がなく起動中はもちろん、蒸気投入時に
おいても結露が生ずることがなく、結露による回転のア
ンバランスや振動を確実に防ぐことができる。
おいて、前記媒体供給系統は、起動時の前半と後半とで
媒体の温度を変化させ、後半は前半より高温とすること
を特徴としている。このような構成により、動翼と媒体
との間の温度差がなく起動中はもちろん、蒸気投入時に
おいても結露が生ずることがなく、結露による回転のア
ンバランスや振動を確実に防ぐことができる。
【００６６】本発明の（６）は、上記（１）の発明にお
いて、前記媒体は圧縮機からの抽気した空気又は出口空
気であることを特徴とし、又、（７）の発明では不活性
ガスであることを特徴としているので、ガスタービンの
起動時の暖気用の媒体の利用範囲が広がるものである。
いて、前記媒体は圧縮機からの抽気した空気又は出口空
気であることを特徴とし、又、（７）の発明では不活性
ガスであることを特徴としているので、ガスタービンの
起動時の暖気用の媒体の利用範囲が広がるものである。
【００６７】本発明の（８）は、上記（１）の発明にお
いて、前記媒体供給系統は、ガスタービン停止時に前記
冷却蒸気通路に空気を流し、同冷却蒸気通路内の残留蒸
気をパージして系外に排出可能であることを特徴として
いる。このような構成により、停止後には常に蒸気の残
留によるドレーンの発生を確実に防止できる。
いて、前記媒体供給系統は、ガスタービン停止時に前記
冷却蒸気通路に空気を流し、同冷却蒸気通路内の残留蒸
気をパージして系外に排出可能であることを特徴として
いる。このような構成により、停止後には常に蒸気の残
留によるドレーンの発生を確実に防止できる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの系統図である。
ガスタービンの系統図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの系統図である。
ガスタービンの系統図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの系統図である。
ガスタービンの系統図である。
【図４】本発明の実施の第４形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの系統図である。
ガスタービンの系統図である。
【図５】本発明の実施の第５形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの系統図である。
ガスタービンの系統図である。
【図６】本発明の実施の第６形態に係る回収式蒸気冷却
ガスタービンの起動時の系統図である。
ガスタービンの起動時の系統図である。
【図７】従来の蒸気冷却方式を採用した複合発電プラン
トの系統図である。
トの系統図である。
【図８】従来の蒸気冷却ガスタービンの別の例を示す系
統図である。
統図である。
１，４１ ガスタービン ２，４２ 圧縮機 ３，６２ 燃焼器 ４ａ，４４ａ 動翼冷却蒸気通路 ４ｂ，４４ｂ 静翼冷却蒸気通路 ５ 温度調節器 ６ 媒体供給源 ７，８ 流量調節弁 ９，１０ 冷却蒸気配管 １１，１２，１３，１４ 三方弁 １５，１６，１７ 弁 ２０，２２ 加熱器 ２１ アキュムレータ ２３，３０ 圧縮機 ３１，３２ 弁 ４３ クーラ ５１ 尾筒蒸気制御弁 ５２ 静翼蒸気制御弁 ５３ 動翼蒸気制御弁 ５６ 動翼冷却空気供給弁 ５７ 車室空気供給弁 ６０ 高圧タービン ６１ 中圧タービン
Claims (9)
- 【請求項１】 ガスタービンの排熱を排熱回収ボイラで
回収して蒸気タービンを駆動するシステムを備え、ガス
タービン燃焼器壁面又はタービンの１部動翼又は１部静
翼又はタービンロータの各冷却蒸気通路系統あるいはこ
れらの組合せ系統を前記排熱回収ボイラで発生した蒸気
又は蒸気タービンを通る蒸気の内適切な圧力、温度の蒸
気で冷却し、その後前記排熱回収ボイラ又は蒸気タービ
ンあるいは復水器に回収する蒸気系統を有する回収式蒸
気冷却ガスタービンにおいて、ガスタービンの起動時又
は停止時に前記冷却蒸気通路系統あるいはこれらの組合
せ系統に他の系統と遮断して所定媒体を流す媒体供給系
統を設けたことを特徴する回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。 - 【請求項２】 ガスタービン起動時に、前記冷却蒸気通
路系統を燃焼ガス圧力より高くして燃焼ガスが通路系統
へ漏洩しないようにしたことを特徴とする請求項１記載
の回収式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項３】 前記冷却蒸気通路系統に流す媒体として
燃焼ガスより高圧の蒸気を用いたことを特徴とする請求
項２記載の回収式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項４】 前記媒体供給系統には、媒体の圧縮装置
と温度調節装置とを備えていることを特徴とする請求項
１記載の回収式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項５】 前記媒体供給系統は、起動時の前半と後
半とで媒体の温度を変化させ、後半は前半より高温とす
ることを特徴とする請求項４記載の回収式蒸気冷却ガス
タービン。 - 【請求項６】 前記媒体は圧縮機からの抽気した空気又
は出口空気であることを特徴とする請求項１記載の回収
式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項７】 前記媒体は不活性ガスであることを特徴
とする請求項１記載の回収式蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項８】 前記媒体供給系統は、ガスタービン停止
時に前記冷却蒸気通路に乾燥空気を流し、同冷却蒸気通
路内の残留蒸気をパージして系外に排出可能であること
を特徴とする請求項１記載の回収式蒸気冷却ガスタービ
ン。 - 【請求項９】 ガスタービンの排熱で蒸気タービンを駆
動すると共に、同蒸気タービンの蒸気系統から蒸気を一
部抽気して前記ガスタービンの高温部の冷却蒸気通路に
導いてこれを冷却し、冷却後の蒸気を前記蒸気タービン
の蒸気系統に戻して回収する回収式蒸気冷却ガスタービ
ンにおいて、ガスタービンの起動時又は停止時に、前記
冷却蒸気通路の入口側と出口側に接続し、同冷却蒸気通
路に蒸気以外の媒体を流す媒体供給系統を設けたことを
特徴とする回収式蒸気冷却ガスタービン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32456597A JP3977909B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
| EP98121164A EP0919706B1 (en) | 1997-11-26 | 1998-11-12 | Recovery type steam cooled gas turbine |
| DE69821586T DE69821586T2 (de) | 1997-11-26 | 1998-11-12 | Dampfgekühlte Gasturbine |
| US09/197,604 US6367242B2 (en) | 1997-11-26 | 1998-11-23 | Recovery type steam cooled gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32456597A JP3977909B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159306A true JPH11159306A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3977909B2 JP3977909B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=18167238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32456597A Expired - Fee Related JP3977909B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 回収式蒸気冷却ガスタービン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6367242B2 (ja) |
| EP (1) | EP0919706B1 (ja) |
| JP (1) | JP3977909B2 (ja) |
| DE (1) | DE69821586T2 (ja) |
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| US6957541B2 (en) | 2001-09-13 | 2005-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine and operation method of gas turbine combined electric generating plant, gas turbine combined electric generating plant, and computer product |
| US7587887B2 (en) | 2004-06-30 | 2009-09-15 | Hitachi, Ltd. | Advanced humid air turbine power plant |
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| US8534038B2 (en) | 2007-03-29 | 2013-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined power plant |
| WO2015111637A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン発電設備、ガスタービン冷却空気系統乾燥装置および乾燥方法 |
| WO2016052177A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン、コンバインドサイクルプラント、ガスタービンの起動方法 |
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| JP5927893B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2016-06-01 | 株式会社Ihi | インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器 |
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- 1998-11-12 EP EP98121164A patent/EP0919706B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-23 US US09/197,604 patent/US6367242B2/en not_active Expired - Lifetime
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