JPS6149485B2 - - Google Patents
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- JPS6149485B2 JPS6149485B2 JP53102913A JP10291378A JPS6149485B2 JP S6149485 B2 JPS6149485 B2 JP S6149485B2 JP 53102913 A JP53102913 A JP 53102913A JP 10291378 A JP10291378 A JP 10291378A JP S6149485 B2 JPS6149485 B2 JP S6149485B2
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- JP
- Japan
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- steam
- turbine
- temperature
- waste heat
- heat recovery
- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants 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
- F01K23/06—Plants 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
- F01K23/10—Plants 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスタービンと蒸気タービンを組合せ
たコンバインドプラントの蒸気タービンメタル温
度維持方法およびその装置に係わり、特に蒸気タ
ービンの停止起動方法と、蒸気タービンのグラン
ドシール蒸気系統に関するものである。
たコンバインドプラントの蒸気タービンメタル温
度維持方法およびその装置に係わり、特に蒸気タ
ービンの停止起動方法と、蒸気タービンのグラン
ドシール蒸気系統に関するものである。
ガスタービンと蒸気タービンを組合せたコンバ
インドプラントは、ガスタービンが急速起動可能
であること、蒸気タービンは低圧低温蒸気条件
（50〜80Kg/cm2ｇ、450〜500℃程度）により起動停
止時性が秀れていることにより毎日起動停止する
ミドル火力プラントに適している。
インドプラントは、ガスタービンが急速起動可能
であること、蒸気タービンは低圧低温蒸気条件
（50〜80Kg/cm2ｇ、450〜500℃程度）により起動停
止時性が秀れていることにより毎日起動停止する
ミドル火力プラントに適している。
ところで、コンバインドプラントの起動時間を
短縮するには、ガスタービンは既に10分前後で起
動可能となつているので、蒸気タービンの起動時
間を短縮するようにすれば全体の起動時間を短縮
することができる。蒸気タービンの起動時間を短
縮するには、停止時の蒸気タービンメタル温度を
高い状態で停止し、蒸気タービン再起動時メタル
温度が高い状態で起動できるようにすれば、起動
時のメタル温度と定格負荷時のメタル温度変化幅
が小さくなりメタルの熱応力が軽減できるため、
起動時間を短縮することができる。
短縮するには、ガスタービンは既に10分前後で起
動可能となつているので、蒸気タービンの起動時
間を短縮するようにすれば全体の起動時間を短縮
することができる。蒸気タービンの起動時間を短
縮するには、停止時の蒸気タービンメタル温度を
高い状態で停止し、蒸気タービン再起動時メタル
温度が高い状態で起動できるようにすれば、起動
時のメタル温度と定格負荷時のメタル温度変化幅
が小さくなりメタルの熱応力が軽減できるため、
起動時間を短縮することができる。
しかしながら、ガスタービンと蒸気タービンを
組合せたコンバインドプラントでは、ガスタービ
ンの排ガス温度は、ガスタービン負荷が低負荷に
なる程低下する特性を有し、このガスタービン排
ガスにより蒸気を発生する廃熱回収ボイラの蒸気
温度も低負荷になる程低下する。従つてプラント
停止時蒸気タービンへの主蒸気温度も低下し、蒸
気タービン停止時にはメタル温度も低下してしま
う欠点がある。
組合せたコンバインドプラントでは、ガスタービ
ンの排ガス温度は、ガスタービン負荷が低負荷に
なる程低下する特性を有し、このガスタービン排
ガスにより蒸気を発生する廃熱回収ボイラの蒸気
温度も低負荷になる程低下する。従つてプラント
停止時蒸気タービンへの主蒸気温度も低下し、蒸
気タービン停止時にはメタル温度も低下してしま
う欠点がある。
本発明の目的は、プラント停止時蒸気タービン
メタル温度を高い状態で停止し、再起動時、蒸気
タービンメタル温度の高い状態で起動可能な様に
したコンバインドプラントの蒸気タービンメタル
加熱方法および装置を提供するものである。
メタル温度を高い状態で停止し、再起動時、蒸気
タービンメタル温度の高い状態で起動可能な様に
したコンバインドプラントの蒸気タービンメタル
加熱方法および装置を提供するものである。
本発明の特徴の１つは、ガスタービンと蒸気タ
ービンを組合せたコンバインドプラントにおい
て、蒸気タービン停止時の蒸気タービンメタル温
度を、できるだけ高い状態にするためガスタービ
ン高負荷時の主蒸気温度が高い時蒸気タービンを
停止し、廃熱回収ボイラより発生した蒸気はター
ビンバイパス系統より復水器にバイパスして排出
するようにしたことにある。
ービンを組合せたコンバインドプラントにおい
て、蒸気タービン停止時の蒸気タービンメタル温
度を、できるだけ高い状態にするためガスタービ
ン高負荷時の主蒸気温度が高い時蒸気タービンを
停止し、廃熱回収ボイラより発生した蒸気はター
ビンバイパス系統より復水器にバイパスして排出
するようにしたことにある。
また、本発明の特徴の１つは、ガスタービンと
蒸気タービンを組合せたコンバインドプラントに
おいて、廃熱回収ボイラ蒸気（ドラム蒸気または
過熱器出口蒸気）、あるいは主蒸気、あるいは他
ユニツト蒸気、あるいは補助ボイラ蒸気をタービ
ングランドシール蒸気として使用する系統にヒー
タを設置し、蒸気タービン起動、停止または停止
中に蒸気タービンに供給するグランドシール蒸気
を蒸気タービングランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱するようにしたことにある。
蒸気タービンを組合せたコンバインドプラントに
おいて、廃熱回収ボイラ蒸気（ドラム蒸気または
過熱器出口蒸気）、あるいは主蒸気、あるいは他
ユニツト蒸気、あるいは補助ボイラ蒸気をタービ
ングランドシール蒸気として使用する系統にヒー
タを設置し、蒸気タービン起動、停止または停止
中に蒸気タービンに供給するグランドシール蒸気
を蒸気タービングランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱するようにしたことにある。
また、本発明の特徴の１つは、前記蒸気タービ
ングランドシール系統において高圧タービンに供
給するグランドシール蒸気ラインにのみヒータを
設置し、蒸気タービン起動、停止または停止中
に、高圧蒸気タービン供給するグランドシール蒸
気のみ蒸気タービン高圧グランド部メタル温度に
ほぼ等しい温度に加熱するようにしたことにあ
る。
ングランドシール系統において高圧タービンに供
給するグランドシール蒸気ラインにのみヒータを
設置し、蒸気タービン起動、停止または停止中
に、高圧蒸気タービン供給するグランドシール蒸
気のみ蒸気タービン高圧グランド部メタル温度に
ほぼ等しい温度に加熱するようにしたことにあ
る。
次に本発明の実施例を図面を参照にして説明す
る。
る。
第１図は本発明に適したガスタービンと蒸気タ
ービンを組合せた一般的なコンバインドプラント
の系統を示す。第１図において、ガスタービン発
電装置１００は空気圧縮機１０１とガスタービン
１０２と、空気圧縮機１０１で加圧された空気に
燃料を吹き込んで燃焼させ、ガスタービン１０２
を動作する燃料ガスを発生させる燃焼器１０４
と、ガスタービン１０２により駆動される発電機
１０３から構成される。ガスタービン１０２から
排出される排気ガスはダクト１０５を通つて廃熱
回収ボイラ２００に導びかれ、排気ガスの保有熱
を回収した後に煙突２０４から大気に排出され
る。廃熱回収ボイラ２００にはその内部を流れる
ガスタービン排気ガスの上流側から過熱器２０
１、蒸発器２０２、ドラム２０５、節炭器２０３
が設置されている。従つて復水器３０６から廃熱
回収ボイラ２００へ供給された給水は節炭器２０
３で加熱した後に蒸発器２０２、ドラム２０５で
蒸発させ、過熱器２０１で過熱後、蒸気タービン
発電装置３００にタービンク駆動用蒸気として供
給している。
ービンを組合せた一般的なコンバインドプラント
の系統を示す。第１図において、ガスタービン発
電装置１００は空気圧縮機１０１とガスタービン
１０２と、空気圧縮機１０１で加圧された空気に
燃料を吹き込んで燃焼させ、ガスタービン１０２
を動作する燃料ガスを発生させる燃焼器１０４
と、ガスタービン１０２により駆動される発電機
１０３から構成される。ガスタービン１０２から
排出される排気ガスはダクト１０５を通つて廃熱
回収ボイラ２００に導びかれ、排気ガスの保有熱
を回収した後に煙突２０４から大気に排出され
る。廃熱回収ボイラ２００にはその内部を流れる
ガスタービン排気ガスの上流側から過熱器２０
１、蒸発器２０２、ドラム２０５、節炭器２０３
が設置されている。従つて復水器３０６から廃熱
回収ボイラ２００へ供給された給水は節炭器２０
３で加熱した後に蒸発器２０２、ドラム２０５で
蒸発させ、過熱器２０１で過熱後、蒸気タービン
発電装置３００にタービンク駆動用蒸気として供
給している。
蒸気タービン発電装置３００は、高圧蒸気ター
ビン３０３、低圧蒸気タービン３０４と、廃熱回
収ボイラ２００の過熱器２０１から蒸気を高圧蒸
気タービン３０３に導びく主蒸気管３０１と、該
主蒸気管に設置されて高圧タービン３０３に流入
する蒸気量を制御する蒸気弁３０２と、蒸気ター
ビン３０３，３０４によつて駆動される発電機３
０５と蒸気タービン３０３，３０４で仕事した蒸
気を凝縮する復水器３０６とから構成される。そ
して復水器３０６内の復水は給水配管４０３を通
じて廃熱回収ボイラ２００の節炭器２０３に該給
水配管４０３に設置された復水ポンプ４０２およ
び給水ポンプ４０５により供給されている。また
前記給水配管４０３には給水加熱器４０４が設置
され、該給水加熱器４０４には蒸気タービン３０
３から抽気蒸気を抽気管４０７により導びくこと
によつて廃熱回収ボイラ２００の節炭器２０３に
供給される給水温度を加熱している。
ビン３０３、低圧蒸気タービン３０４と、廃熱回
収ボイラ２００の過熱器２０１から蒸気を高圧蒸
気タービン３０３に導びく主蒸気管３０１と、該
主蒸気管に設置されて高圧タービン３０３に流入
する蒸気量を制御する蒸気弁３０２と、蒸気ター
ビン３０３，３０４によつて駆動される発電機３
０５と蒸気タービン３０３，３０４で仕事した蒸
気を凝縮する復水器３０６とから構成される。そ
して復水器３０６内の復水は給水配管４０３を通
じて廃熱回収ボイラ２００の節炭器２０３に該給
水配管４０３に設置された復水ポンプ４０２およ
び給水ポンプ４０５により供給されている。また
前記給水配管４０３には給水加熱器４０４が設置
され、該給水加熱器４０４には蒸気タービン３０
３から抽気蒸気を抽気管４０７により導びくこと
によつて廃熱回収ボイラ２００の節炭器２０３に
供給される給水温度を加熱している。
更に主蒸気管３０１からタービンバイパス配管
４０８、タービンバイパス弁４０９を経て復水器
３０６に導くタービンバイパス系統を設え蒸気タ
ービン３００への余剰蒸気を復水器３０６にバイ
パスして排出できるようにしている。
４０８、タービンバイパス弁４０９を経て復水器
３０６に導くタービンバイパス系統を設え蒸気タ
ービン３００への余剰蒸気を復水器３０６にバイ
パスして排出できるようにしている。
第２図は、蒸気タービン発電装置３００の一般
的な蒸気タービングランドシール蒸気系統を示
す。タービングランドシール蒸気系統は、主蒸気
管３０１から分枝したグランドシール蒸気管３０
７、グランド蒸気調整器３０８、高圧グランドシ
ール蒸気管３０９、低圧グランドシール蒸気管３
１０、冷却ループ配管３１１、及び高圧グランド
部３１２、低圧グランド３１３より構成される。
蒸気タービングランド部は停止、起動または停止
中復水器３０６の真空が保持されている時、高圧
タービン３０３、低圧タービン３０４内は真空に
なつており、グランド部３１３，３１２よりター
ビン内に大気が流入するのを防ぐため、主蒸気管
３０１の蒸気をグランド蒸気調整器３０８で減圧
し高圧グランド部３１２、低圧グランド部３１３
に蒸気を供給しシールする様にしている。また蒸
気タービン負荷運転中は高圧タービン内３０３は
大気圧力以上となるため高圧グランド部３１２よ
り抽出した蒸気を高圧グランドシール蒸気管３０
９、低圧グランドシール蒸気管３１０、冷却ルー
プ管３１１を経て低圧グランド部３１３に蒸気を
供給しシールする様にしている。
的な蒸気タービングランドシール蒸気系統を示
す。タービングランドシール蒸気系統は、主蒸気
管３０１から分枝したグランドシール蒸気管３０
７、グランド蒸気調整器３０８、高圧グランドシ
ール蒸気管３０９、低圧グランドシール蒸気管３
１０、冷却ループ配管３１１、及び高圧グランド
部３１２、低圧グランド３１３より構成される。
蒸気タービングランド部は停止、起動または停止
中復水器３０６の真空が保持されている時、高圧
タービン３０３、低圧タービン３０４内は真空に
なつており、グランド部３１３，３１２よりター
ビン内に大気が流入するのを防ぐため、主蒸気管
３０１の蒸気をグランド蒸気調整器３０８で減圧
し高圧グランド部３１２、低圧グランド部３１３
に蒸気を供給しシールする様にしている。また蒸
気タービン負荷運転中は高圧タービン内３０３は
大気圧力以上となるため高圧グランド部３１２よ
り抽出した蒸気を高圧グランドシール蒸気管３０
９、低圧グランドシール蒸気管３１０、冷却ルー
プ管３１１を経て低圧グランド部３１３に蒸気を
供給しシールする様にしている。
第３図は本発明によるコンバインドプラントの
ホツトスタート（プラント停止より再起動までの
停止時間が10時間前後の起動を言う）における停
止起動曲線を示す。
ホツトスタート（プラント停止より再起動までの
停止時間が10時間前後の起動を言う）における停
止起動曲線を示す。
まず停止曲線においてガスタービン負荷降下開
始と共に蒸気タービン負荷も降下開始する。この
場合ガスタービン停止と蒸気タービン停止を同時
期に行なうと、ガスタービン負荷降下によりガス
タービン排ガス温度も低下し、これに伴ない主蒸
気温度も低下するため蒸気タービン停止時のター
ビン流入蒸気温度も低くメタル温度が低い状態で
停止する欠点がある。従つて本発明の特徴の１つ
は、停止時の蒸気タービンメタル温度をできるだ
け高い状態にするため停止方法として図示のごと
くガスタービン高負荷時の主蒸気温度が高い時、
蒸気タービンを停止し廃熱回収ボイラより発生し
た余剰蒸気はタービンバイパス系統より復水器に
バイパスして排出する。しかしこの停止方法にお
いても、蒸気タービン停止後はメタル温度が高い
が蒸気タービン停止後復水器にタービンバイパス
系統より蒸気が流入するため復水器真空を保持す
る必要があり、この余剰蒸気排出のためのタービ
ンバイパスによる復水器への蒸気排出完了までは
復水器真空保持のためにグランドシール蒸気供給
の必要がある。このためこのシール蒸気がグラン
ド部より蒸気タービン内部に流入することにより
蒸気タービンメタル温度が冷却され、メタル温度
が低下してしまうことになる。このメタル温度低
下をなくすためガスタービン負荷降下により低下
する蒸気タービングランドシール蒸気をヒータに
より加熱し蒸気タービン高圧グランド部温度にほ
ぼ等しい蒸気温度に調整して復水器内真空が大気
圧になるタービングランド部にシール蒸気を供給
するようにする。この様にして蒸気タービン停止
後のメタル温度を高い状態に保持することがで
き、10時間前後の停止期間中、自然放熱によりあ
る程度冷却されるが再起動時においてもメタル温
度を高い状態にすることができる。
始と共に蒸気タービン負荷も降下開始する。この
場合ガスタービン停止と蒸気タービン停止を同時
期に行なうと、ガスタービン負荷降下によりガス
タービン排ガス温度も低下し、これに伴ない主蒸
気温度も低下するため蒸気タービン停止時のター
ビン流入蒸気温度も低くメタル温度が低い状態で
停止する欠点がある。従つて本発明の特徴の１つ
は、停止時の蒸気タービンメタル温度をできるだ
け高い状態にするため停止方法として図示のごと
くガスタービン高負荷時の主蒸気温度が高い時、
蒸気タービンを停止し廃熱回収ボイラより発生し
た余剰蒸気はタービンバイパス系統より復水器に
バイパスして排出する。しかしこの停止方法にお
いても、蒸気タービン停止後はメタル温度が高い
が蒸気タービン停止後復水器にタービンバイパス
系統より蒸気が流入するため復水器真空を保持す
る必要があり、この余剰蒸気排出のためのタービ
ンバイパスによる復水器への蒸気排出完了までは
復水器真空保持のためにグランドシール蒸気供給
の必要がある。このためこのシール蒸気がグラン
ド部より蒸気タービン内部に流入することにより
蒸気タービンメタル温度が冷却され、メタル温度
が低下してしまうことになる。このメタル温度低
下をなくすためガスタービン負荷降下により低下
する蒸気タービングランドシール蒸気をヒータに
より加熱し蒸気タービン高圧グランド部温度にほ
ぼ等しい蒸気温度に調整して復水器内真空が大気
圧になるタービングランド部にシール蒸気を供給
するようにする。この様にして蒸気タービン停止
後のメタル温度を高い状態に保持することがで
き、10時間前後の停止期間中、自然放熱によりあ
る程度冷却されるが再起動時においてもメタル温
度を高い状態にすることができる。
次に起動曲線について説明する。起動において
は、まず次にガスタービンを起動し廃熱回収ボイ
ラ蒸気が発生後、主蒸気温度が蒸気タービン初段
後メタル温度にほぼマツチした時点にて蒸気ター
ビンを起動することになるが、蒸気タービン起動
前に復水器真空上昇を行なつておく必要があり、
タービングランドシール蒸気はホツトスタートの
場合には廃熱回収ボイラの残圧による蒸気を利用
し、タービングランドにシール蒸気を供給し、復
水器空気抽出器（図示せず）により復水器の真空
上昇を行なう。この場合蒸気タービンメタル温度
は前記のごとく高いが主蒸気管よりの蒸気をその
まま減圧して、タービングランド部にシール蒸気
を供給すると蒸気温度が低いためタービンメタル
を冷却してしまう。このため起動時においても主
蒸気管より抽出したタービングランド部へのシー
ル蒸気をタービン初段后メタル温度にほぼ等しい
温度まで加熱してシール蒸気を供給する様にす
る。
は、まず次にガスタービンを起動し廃熱回収ボイ
ラ蒸気が発生後、主蒸気温度が蒸気タービン初段
後メタル温度にほぼマツチした時点にて蒸気ター
ビンを起動することになるが、蒸気タービン起動
前に復水器真空上昇を行なつておく必要があり、
タービングランドシール蒸気はホツトスタートの
場合には廃熱回収ボイラの残圧による蒸気を利用
し、タービングランドにシール蒸気を供給し、復
水器空気抽出器（図示せず）により復水器の真空
上昇を行なう。この場合蒸気タービンメタル温度
は前記のごとく高いが主蒸気管よりの蒸気をその
まま減圧して、タービングランド部にシール蒸気
を供給すると蒸気温度が低いためタービンメタル
を冷却してしまう。このため起動時においても主
蒸気管より抽出したタービングランド部へのシー
ル蒸気をタービン初段后メタル温度にほぼ等しい
温度まで加熱してシール蒸気を供給する様にす
る。
第４図は、本発明による停止、起動、停止中蒸
気タービングランド部に供給するシール蒸気をヒ
ータにより加熱する蒸気タービングランドシール
蒸気系統を示す。第４図は第２図で説明した一般
的な蒸気タービングランドシール蒸気系統のグラ
ンド蒸気調整器３０８の前側に電気ヒータ３１４
を設置したもので電気ヒータ３１４は電気ヒータ
３１４出口の温度調整器（タービンメタル温度に
ほぼ等しい温度に設定する）３１５により電圧調
整器３１６を調整し出口蒸気温度を調整する。
気タービングランド部に供給するシール蒸気をヒ
ータにより加熱する蒸気タービングランドシール
蒸気系統を示す。第４図は第２図で説明した一般
的な蒸気タービングランドシール蒸気系統のグラ
ンド蒸気調整器３０８の前側に電気ヒータ３１４
を設置したもので電気ヒータ３１４は電気ヒータ
３１４出口の温度調整器（タービンメタル温度に
ほぼ等しい温度に設定する）３１５により電圧調
整器３１６を調整し出口蒸気温度を調整する。
次に本発明による起動時間短縮の効果の一例に
ついて説明する。
ついて説明する。
定格負荷時のガスタービン排ガス温度560℃、
主蒸気圧力56Kg/cm2ｇ、主蒸気温度480℃のコンバ
インドプラントにおいて、ガスタービンと蒸気タ
ービンを同時に停止し蒸気タービングランドシー
ル蒸気をヒータにより加熱しない場合は、蒸気タ
ービン停止時のガスタービン排ガス温度250℃、
主蒸気温度230℃、蒸気タービン高圧グランド部
メタル温度130℃となり、10時間停止中110℃まで
自然放熱により冷却される。起動時には蒸気ター
ビンメタル温度110℃より、定格負荷時のメタル
温度400℃まで上昇することになり、そのメタル
温度変化量は400−110＝290℃となる。
主蒸気圧力56Kg/cm2ｇ、主蒸気温度480℃のコンバ
インドプラントにおいて、ガスタービンと蒸気タ
ービンを同時に停止し蒸気タービングランドシー
ル蒸気をヒータにより加熱しない場合は、蒸気タ
ービン停止時のガスタービン排ガス温度250℃、
主蒸気温度230℃、蒸気タービン高圧グランド部
メタル温度130℃となり、10時間停止中110℃まで
自然放熱により冷却される。起動時には蒸気ター
ビンメタル温度110℃より、定格負荷時のメタル
温度400℃まで上昇することになり、そのメタル
温度変化量は400−110＝290℃となる。
第５図は蒸気タービンメタル温度変化量の制限
曲線の一例を示すもので、メタル温度変化量290
℃、寿命消費率（１回の起動停止におけるタービ
ンメタルの熱応力による寿命消費量を言う。）
0.01％の場合、メタル温度変化率は230℃/Hrと
なり蒸気タービン起動に要する時間は 290℃÷230℃/Hr＝1.26Hr（76分） となる。
曲線の一例を示すもので、メタル温度変化量290
℃、寿命消費率（１回の起動停止におけるタービ
ンメタルの熱応力による寿命消費量を言う。）
0.01％の場合、メタル温度変化率は230℃/Hrと
なり蒸気タービン起動に要する時間は 290℃÷230℃/Hr＝1.26Hr（76分） となる。
これに対し、本発明により、例えば、ガスター
ビン80％負荷時蒸気タービンを停止し、蒸気ター
ビングランドシール蒸気を停止時及び起動時、ヒ
ータにより蒸気タービン高圧グランド部メタル温
度にほぼ等しい温度に加熱する場合は、蒸気ター
ビン停止時のガスタービン排ガス温度550℃、主
蒸気温度470℃、蒸気タービンメタル温度370℃と
なり、10時間停止中300℃まで自然放熱により冷
却される。このため起動時より定格負荷までの蒸
気タービンメタル温度変化量は400−300＝100℃
となる。
ビン80％負荷時蒸気タービンを停止し、蒸気ター
ビングランドシール蒸気を停止時及び起動時、ヒ
ータにより蒸気タービン高圧グランド部メタル温
度にほぼ等しい温度に加熱する場合は、蒸気ター
ビン停止時のガスタービン排ガス温度550℃、主
蒸気温度470℃、蒸気タービンメタル温度370℃と
なり、10時間停止中300℃まで自然放熱により冷
却される。このため起動時より定格負荷までの蒸
気タービンメタル温度変化量は400−300＝100℃
となる。
第５図により、前記の場合と同様に、メタル温
度変化量100℃、寿命消費率0.01％の場合、メタ
ル温度変化率は470℃/Hrとなり、蒸気タービン
起動に要する時間は 100℃÷470℃/Hr＝0.21Hr（13分） となる。
度変化量100℃、寿命消費率0.01％の場合、メタ
ル温度変化率は470℃/Hrとなり、蒸気タービン
起動に要する時間は 100℃÷470℃/Hr＝0.21Hr（13分） となる。
前者の蒸気タービン起動時間76分に対し、本発
明による後者の蒸気タービン起動時間は13分であ
るため、63分短縮できることになり、この短縮時
間はコンバインドプラントとしての起動時間を短
縮できることになる。
明による後者の蒸気タービン起動時間は13分であ
るため、63分短縮できることになり、この短縮時
間はコンバインドプラントとしての起動時間を短
縮できることになる。
本発明によれば、ガスタービン高負荷時蒸気タ
ービンを停止し、停止時及び起動時、蒸気タービ
ングランド部に供給するグランドシール蒸気を、
メタル温度にほぼ等しい温度までヒータにより加
熱することによつて、コンバインドプラントの起
動時間を短縮させるという効果が達成できる。
ービンを停止し、停止時及び起動時、蒸気タービ
ングランド部に供給するグランドシール蒸気を、
メタル温度にほぼ等しい温度までヒータにより加
熱することによつて、コンバインドプラントの起
動時間を短縮させるという効果が達成できる。
第３図、第４図による実施例はプラントの停止
時間が10時間前後のホツトスタートの場合につい
て説明したが、停止時間が10時間より短かい場
合、あるいは長い場合の停止起動についても、同
様の効果を達成できることはもちろんである。
時間が10時間前後のホツトスタートの場合につい
て説明したが、停止時間が10時間より短かい場
合、あるいは長い場合の停止起動についても、同
様の効果を達成できることはもちろんである。
また、蒸気タービングランドシール蒸気は主蒸
気を使用する方法について述べたが廃熱回収ボイ
ラ蒸気（ドラム蒸気または過熱出口蒸気）、ある
いは他ユニツト蒸気、あるいは補助ボイラ蒸気
を、蒸気タービングランドシール蒸気に使用する
場合においても蒸気タービンメタル温度にほぼ等
しい温度まで加熱することにより同様の効果を達
成できることは明白である。
気を使用する方法について述べたが廃熱回収ボイ
ラ蒸気（ドラム蒸気または過熱出口蒸気）、ある
いは他ユニツト蒸気、あるいは補助ボイラ蒸気
を、蒸気タービングランドシール蒸気に使用する
場合においても蒸気タービンメタル温度にほぼ等
しい温度まで加熱することにより同様の効果を達
成できることは明白である。
また、蒸気タービングランドシール蒸気のヒー
タは電気ヒータについて述べたが、他の油ガス等
を燃焼とし加熱するヒータ等の場合においても同
様な効果を達成できる。
タは電気ヒータについて述べたが、他の油ガス等
を燃焼とし加熱するヒータ等の場合においても同
様な効果を達成できる。
次に本発明の他の実施例を説明する。
第６図から第１０図は、蒸気タービン低圧グラ
ンド部のメタル温度は負荷運転中高圧グランド部
のメタル温度より低くなつており蒸気タービン停
止後高圧グランド部と同じ高い温度のシール蒸気
を供給した場合メタルに大きな温度変化を与え不
具合を生じる場合がある。この場合の不具合をな
くす実施例を提供するものである。尚、蒸気ター
ビングランドシール蒸気系統は第４図に示したも
のと大部分同じものであるので相違点について説
明する。
ンド部のメタル温度は負荷運転中高圧グランド部
のメタル温度より低くなつており蒸気タービン停
止後高圧グランド部と同じ高い温度のシール蒸気
を供給した場合メタルに大きな温度変化を与え不
具合を生じる場合がある。この場合の不具合をな
くす実施例を提供するものである。尚、蒸気ター
ビングランドシール蒸気系統は第４図に示したも
のと大部分同じものであるので相違点について説
明する。
他の実施例の１つである第６図は、高圧タービ
ン３０３に供給する高圧グランドシール蒸気管３
０９のラインにのみ電気ヒータ３１４を設置し、
蒸気タービン起動、停止または停止中に、高圧タ
ービン３０３に供給するグランドシール蒸気を蒸
気タービン高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱する様にする。低圧タービン３０４
に供給するグランドシール蒸気は、主蒸気３０１
の蒸気をグランド蒸気調整器３０８にて減圧しそ
のまま供給する様にする。
ン３０３に供給する高圧グランドシール蒸気管３
０９のラインにのみ電気ヒータ３１４を設置し、
蒸気タービン起動、停止または停止中に、高圧タ
ービン３０３に供給するグランドシール蒸気を蒸
気タービン高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱する様にする。低圧タービン３０４
に供給するグランドシール蒸気は、主蒸気３０１
の蒸気をグランド蒸気調整器３０８にて減圧しそ
のまま供給する様にする。
第７図は、グランド蒸気調整器３０８の前側に
電気ヒータ３１４を設置し、電気ヒータ３１４の
前流側より電気ヒータ３１４をバイパスして低圧
蒸気タービン３０４のグランド部３１３にシール
蒸気を供給するバイパスシール蒸気管３１７、減
圧弁３１８、切替弁３１９を設置し、蒸気タービ
ン起動、停止または停止中高圧タービン３０３の
グランド部３１２には電気ヒータ３１４にて高圧
グランド部メタル温度にほぼ等しい温度に加熱し
た蒸気を、低圧タービン３０４のグランド部３１
３には、電気ヒータ３１４をバイパスした蒸気を
供給する様にする。
電気ヒータ３１４を設置し、電気ヒータ３１４の
前流側より電気ヒータ３１４をバイパスして低圧
蒸気タービン３０４のグランド部３１３にシール
蒸気を供給するバイパスシール蒸気管３１７、減
圧弁３１８、切替弁３１９を設置し、蒸気タービ
ン起動、停止または停止中高圧タービン３０３の
グランド部３１２には電気ヒータ３１４にて高圧
グランド部メタル温度にほぼ等しい温度に加熱し
た蒸気を、低圧タービン３０４のグランド部３１
３には、電気ヒータ３１４をバイパスした蒸気を
供給する様にする。
第８図は、グランド蒸気調整器３０８の前側に
電気ヒータ３１４を設置し、低圧タービン３０４
のグランド部３１３に供給する低圧グランドシー
ル系統の冷却ループ配管３１１の上部にスプレー
水装置３２２を設置し、蒸気タービン起動、停止
または停止中高圧タービン３０３のグランド部３
１２には電気ヒータ３１４にて高圧グランド部メ
タル温度にほぼ等しい温度に加熱した蒸気を、低
圧タービン３０４のグランド部３１３にはスプレ
ー水により冷却した低温蒸気を供給する様にす
る。
電気ヒータ３１４を設置し、低圧タービン３０４
のグランド部３１３に供給する低圧グランドシー
ル系統の冷却ループ配管３１１の上部にスプレー
水装置３２２を設置し、蒸気タービン起動、停止
または停止中高圧タービン３０３のグランド部３
１２には電気ヒータ３１４にて高圧グランド部メ
タル温度にほぼ等しい温度に加熱した蒸気を、低
圧タービン３０４のグランド部３１３にはスプレ
ー水により冷却した低温蒸気を供給する様にす
る。
第９図は、グランド蒸気調整器３０８の前側に
電気ヒータ３１４を設置し、低圧タービン３０４
のグランド部３１３に供給する低圧グランドシー
ル配管３１０に蒸気封水熱交換器３２３を設置
し、蒸気タービン起動、停止または停止中高圧タ
ービン３０３のグランド部３１２には電気ヒータ
３１４にて高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱した蒸気を、低圧タービン３０４の
グランド部３１３には蒸気対水熱交換器３２２に
より冷却した低温の蒸気を供給する様にする。
電気ヒータ３１４を設置し、低圧タービン３０４
のグランド部３１３に供給する低圧グランドシー
ル配管３１０に蒸気封水熱交換器３２３を設置
し、蒸気タービン起動、停止または停止中高圧タ
ービン３０３のグランド部３１２には電気ヒータ
３１４にて高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に加熱した蒸気を、低圧タービン３０４の
グランド部３１３には蒸気対水熱交換器３２２に
より冷却した低温の蒸気を供給する様にする。
第１０図は、グランド蒸気調整器３０８の前側
に電気ヒータ３１４を設置し、電気ヒータ３１４
の前流側より電気ヒータ３１４をバイパスして低
圧蒸気タービン３０４のグランド部３１３にシー
ル蒸気を供給するバイパスシール蒸気管３１７、
減圧弁３１８を設置し、蒸気タービン起動、停止
または停止中高圧タービン３０３のグランド部３
１２には、高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に電気ヒータ３１４にて加熱した蒸気を、
低圧グランド部３１３には、電気ヒータ３１４の
影響を受けない、すなわち電気ヒータ３１４をバ
イパスした蒸気を供給できる高低圧別々のグラン
ドシール蒸気系統を設ける様にする。
に電気ヒータ３１４を設置し、電気ヒータ３１４
の前流側より電気ヒータ３１４をバイパスして低
圧蒸気タービン３０４のグランド部３１３にシー
ル蒸気を供給するバイパスシール蒸気管３１７、
減圧弁３１８を設置し、蒸気タービン起動、停止
または停止中高圧タービン３０３のグランド部３
１２には、高圧グランド部メタル温度にほぼ等し
い温度に電気ヒータ３１４にて加熱した蒸気を、
低圧グランド部３１３には、電気ヒータ３１４の
影響を受けない、すなわち電気ヒータ３１４をバ
イパスした蒸気を供給できる高低圧別々のグラン
ドシール蒸気系統を設ける様にする。
第１図はガスタービンと蒸気タービンを組合せ
た一般的なコンバインドプラント系統図、第２図
は一般的な蒸気タービングランドシール蒸気系統
図、第３図は本発明の一実施例を示すコンバイン
ドプラントの停止起動曲線、第４図は本発明の一
実施例を示す蒸気タービングランドシール蒸気系
統図、第５図は本発明による効果を説明するため
の蒸気タービンメタル温度変化量の制限曲線の一
例、第６図〜第１０図は本発明の他の実施例を示
す蒸気タービングランドシール蒸気系統図であ
る。 １０２……ガスタービン、２００……廃熱回収
ボイラ、３０１……主蒸気管、３０３……高圧タ
ービン、３０４……低圧タービン、３０６……復
水器、３０７……グランドシール蒸気管、３０９
……高圧グランドシール蒸気管、３１０……低圧
グランドシール蒸気管、３１１……冷却ループ
管、３１２……高圧グランド部、３１３……低圧
グランド部、３１４……電気ヒータ、３１５……
温度調整器、３１７……バイパスシール蒸気管、
３２２……水スプレ装置、４０８……タービンバ
イパス管、４０９……タービンバイパス弁。
た一般的なコンバインドプラント系統図、第２図
は一般的な蒸気タービングランドシール蒸気系統
図、第３図は本発明の一実施例を示すコンバイン
ドプラントの停止起動曲線、第４図は本発明の一
実施例を示す蒸気タービングランドシール蒸気系
統図、第５図は本発明による効果を説明するため
の蒸気タービンメタル温度変化量の制限曲線の一
例、第６図〜第１０図は本発明の他の実施例を示
す蒸気タービングランドシール蒸気系統図であ
る。 １０２……ガスタービン、２００……廃熱回収
ボイラ、３０１……主蒸気管、３０３……高圧タ
ービン、３０４……低圧タービン、３０６……復
水器、３０７……グランドシール蒸気管、３０９
……高圧グランドシール蒸気管、３１０……低圧
グランドシール蒸気管、３１１……冷却ループ
管、３１２……高圧グランド部、３１３……低圧
グランド部、３１４……電気ヒータ、３１５……
温度調整器、３１７……バイパスシール蒸気管、
３２２……水スプレ装置、４０８……タービンバ
イパス管、４０９……タービンバイパス弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンと、該ガスタービンの排気によ
り加熱されて蒸気を発生する廃熱回収ボイラと、
該廃熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動され
る蒸気タービンを組合せてなるコンバインドプラ
ントにおいて、前記プラントの運転を停止するに
際し、ガスタービンが高負荷運転をしている状態
で蒸気タービンを停止し、廃熱回収ボイラより発
生した蒸気はタービンバイパス系統より復水器に
バイパスして排出し、もつて蒸気タービン停止時
の蒸気タービンメタル温度を蒸気タービン運転中
の温度近傍に保つことを特徴とするコンバインド
プラントの蒸気タービンメタル温度維持方法。 ２ ガスタービンと、該ガスタービンの排気によ
り加熱されて蒸気を発生する廃熱回収ボイラと、
該廃熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動され
る蒸気タービンを組合せてなるコンバインドプラ
ントにおいて、前記プラントの運転を停止するに
際し、ガスタービンが高負荷運転をしている状態
で蒸気タービンを停止し、廃熱回収ボイラより発
生した蒸気はタービンバイパス系統より復水器に
バイパスして排出すると共に、該廃熱回収ボイラ
で発生した蒸気がガスタービンの負荷減少ととも
に起きる温度低下を回避して、グランドシール蒸
気を運転中のタービンメタル温度より低下しない
ように該廃熱回収ボイラで発生した蒸気をグラン
ドシールに入る前に強制加熱し、もつて蒸気ター
ビン停止時の蒸気タービンメタル温度を蒸気ター
ビン運転中の温度近傍に保つことを特徴とするコ
ンバインドプラントの蒸気タービンメタル温度維
持方法。 ３ ガスタービンと、該ガスタービンの排気によ
り加熱されて蒸気を発生する廃熱回収ボイラと、
該廃熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動され
る蒸気タービンを組合せてなるコンバインドプラ
ントにおいて、前記廃熱回収ボイラ蒸気、あるい
は主蒸気、あるいは他ユニツト蒸気、あるいは補
助ボイラ蒸気等の蒸気を前記蒸気タービンのグラ
ンドシール蒸気として供給する系統と、該系統内
にはグランドシール蒸気を加熱するヒータと、ガ
スタービン負荷減少により該グランドシール蒸気
が蒸気タービン停止時タービンメタルよりも低下
しないように該ヒータを制御する制御系統を備え
たことを特徴とするコンバインドプラントの蒸気
タービンメタル温度維持装置。 ４ 前記グランドシール蒸気の供給系統が、高圧
グランド部および低圧グランド部のそれぞれにあ
るものにおいて、前記ヒータと前記制御系統を高
圧グランド部へ蒸気を供給する系統のみに設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のコ
ンバインドプラントの蒸気タービンメタル温度維
持装置。 ５ 前記グランドシール蒸気の供給系統にヒータ
を設けると共に、低圧グランド部に供給するグラ
ンドシール蒸気系統の復水器ネツク内冷却ループ
配管上部に蒸気を冷却する水スプレ装置を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のコ
ンバインドプラントの蒸気タービンメタル温度維
持装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10291378A JPS5532916A (en) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | Method of making temperature of steam turbine metal of combined plant constant and its device |
| US06/068,562 US4282708A (en) | 1978-08-25 | 1979-08-22 | Method for the shutdown and restarting of combined power plant |
| DE2934340A DE2934340C2 (de) | 1978-08-25 | 1979-08-24 | Verfahren zum Abschalten und Wiederanfahren einer kombinierten Gas - Dampfkraftanlage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10291378A JPS5532916A (en) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | Method of making temperature of steam turbine metal of combined plant constant and its device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5532916A JPS5532916A (en) | 1980-03-07 |
| JPS6149485B2 true JPS6149485B2 (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=14340086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10291378A Granted JPS5532916A (en) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | Method of making temperature of steam turbine metal of combined plant constant and its device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4282708A (ja) |
| JP (1) | JPS5532916A (ja) |
| DE (1) | DE2934340C2 (ja) |
Cited By (1)
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Also Published As
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|---|---|
| US4282708A (en) | 1981-08-11 |
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| JPS5532916A (en) | 1980-03-07 |
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