JPS6236124B2 - - Google Patents

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JPS6236124B2
JPS6236124B2 JP53106263A JP10626378A JPS6236124B2 JP S6236124 B2 JPS6236124 B2 JP S6236124B2 JP 53106263 A JP53106263 A JP 53106263A JP 10626378 A JP10626378 A JP 10626378A JP S6236124 B2 JPS6236124 B2 JP S6236124B2
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JP
Japan
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steam
gas turbine
boiler
steam injection
heat recovery
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JP53106263A
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English (en)
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JPS5535108A (en
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Taiji Inui
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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
    • F01K23/106Plants 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 with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • F01K23/108Regulating means specially adapted therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • F01K21/047Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
    • 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

  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービン、蒸気タービン、排熱
回収ボイラより構成されるコンバインドサイクル
発電プラントにおける、ガスタービン蒸気噴射系
統の制御方式に関する。
第1図に、従来技術によるコンバインドサイク
ル発電プラントでのガスタービン蒸気噴射系統を
示す。
ガスタービン10は圧縮機11と燃焼器12と
タービン13により構成されていて、発電機14
を駆動する。
排熱回収ボイラ20は、ガスの上流側より過熱
器21、蒸発器22、節炭器24より構成されて
いる。上記蒸発器22と上記節炭器24との間に
は、蒸気噴射用ボイラ23が設置されている。
上記蒸気噴射用ボイラ23には、蒸気噴射用蒸
気管41が接続されていて、上記蒸気管41は上
記ガスタービン10の燃焼器12に連結されてい
る。
上記蒸気管41の燃焼器12へ連絡される上流
側に、蒸気噴射量調節弁15が設置されている。
又、蒸気タービンプラント30は蒸気タービン
31、復水器32、復水ポンプ37、低圧ヒータ
33、脱気器34、ドレンポンプ36によつて構
成され、発電機38を駆動する。上記排熱回収ボ
イラ20の過熱器21と上記蒸気タービン31は
主蒸気管42で連結されている。また上記蒸気タ
ービン31の中間部と上記脱気器34、上記低圧
ヒータ33は抽気管39A,39Aで連結され、
それぞれの上流側に抽気逆止弁40A,40Bが
設置されている。上記蒸気タービン31、復水器
32、低圧ヒータ33、脱気器34、排熱回収ボ
イラの節炭器24は、復水器8、給水管43で連
結され、上記脱気器34と上記節炭器24の上流
側に給水ポンプ35が設置されている。
大気1は上記空気圧縮機11によつて圧縮され
燃焼器12に於いて燃料9を燃焼させ、高温ガス
2を発生し上記タービン13に注入し、上記発電
機14を駆動させている。上記ガスタービン13
よりの排ガス3は約520℃の温度で排熱回収ボイ
ラ20に注入される。上記排熱回収ボイラ20で
は、給水43が給水され上記節炭器24、蒸発器
22、過熱器21を通過する内に、上記排ガス3
の熱を回収し、56気圧、455℃の高温高圧の蒸気
7となり、蒸気タービン31へ注入され、発電機
38を駆動する。
上記蒸気タービンの中間より、蒸気は上記抽気
管39A,39Bを通じ脱気器34、低圧ヒータ
33の熱源となつている。
一方、上記蒸気噴射用蒸気ボイラ23に給水4
3が通じ、熱回収し、飽和蒸気5を発生する。上
記飽和蒸気5は、上記ガスタービン10の蒸気噴
射用蒸気流量調節弁15によつてガスタービン側
の燃焼制限又は環境基準より流量調整されて、上
記燃焼器12に注入し、ガスタービン10より排
出されるNOxの低減に使用されている。
従来、この蒸気圧力は、ガスタービン部分負荷
時においても、定格負荷時と同一圧力(例えば18
気圧)で運転されていた。
従つて、第2図に示す如くガスタービン部分負
荷時には、燃焼器側にて必要な蒸気量に対し、過
剰の蒸気がボイラ23より発生し、効率向上のた
めにはこれを有効に利用する必要性があつた。
本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を解消
し、ガスタービン蒸気噴射系統の部分負荷での余
剰蒸気の有効利用を図つたコンバインドプラント
の提供にある。
本発明は、上記目的を達成するため、ガスター
ビン蒸気噴射圧力を負荷に応じて変化させ、余剰
蒸気の発生を増大せしめると共に、その余剰蒸気
をコンバインドプラントの脱気器、低圧給水加熱
器、あるいは復水器等に回収させることを特徴と
する。すなわち、一般に、コンバインドサイクル
発電プラントにおけるガスタービンは、排気特性
改善のために、第1図に示す空気圧縮器11の入
口案内翼開度制御を行い、部分負荷時には空気圧
縮機11の通過空気量は第3図に示すように調整
されている。そして、燃焼器内部圧力は基本的に
この空気量に比例し変化するため、蒸気噴射用蒸
気の必要圧力も、この空気量に比例して変化す
る。
ガスタービン部分負荷には、ガスタービン13
よりの排ガス3の温度が低下し、従つて蒸気噴射
用蒸気ボイラ23の入口ガス温度が低下し、同ボ
イラ23からの発生飽和蒸気5との温度が縮ま
り、同ボイラ23の発生蒸気量が減少する。しか
しここに於て同ボイラ23の圧力を低下させる
と、同発生飽和蒸気5の温度が低下する為同ボイ
ラ23の入口ガス温度との温度差が前者ほどに縮
まらない。その為、同ボイラ23からの発生蒸気
量は増加する。よつて、本発明は、上記の構成を
とることによりガスタービン排ガスを有効に利用
することができるものである。
以下、第4図に基づいて、本発明の一実施例を
詳細に説明する。
図において、第1図の従来例と同じ構成は同一
符号をもつて示し説明を省略する。
蒸気噴射用ボイラ23に連結されている上記噴
射用蒸気管41からは、余剰蒸気回収管61が分
岐されており、上記余剰蒸気回収管61より同時
に分岐管62,63,64が分岐され、各々脱気
器34、低圧給水ヒータ33、復水器32に連結
している。上記分岐管62,63,64には、
各々流量調整弁53,55,58が設置されてい
る。又上記流量調整弁53,55,58の上流側
には圧力調整器51,54,57がそれぞれ設置
されており、上記脱気器34、低圧給水加熱器3
3には、圧力調整器52,56が、それぞれ設置
されている。
大気1は上記空気圧縮機11によつて圧縮され
燃焼器12に於いて燃料9を燃焼させ、高温ガス
2を発生し上記タービン13に注入し、上記発電
機14を駆動させている。上記ガスタービン13
よりの排ガス3は約520℃の温度で排熱回収ボイ
ラ20に注入される。上記排熱回収ボイラ20で
は、給水43が給水され上記節炭器24、蒸発器
22、過熱器21を通過する内に、上記排ガス3
の熱を回収し、56気圧、455℃の高温高圧の蒸気
7となり、蒸気タービン31へ注入され、発電機
38を駆動する。
上記蒸気タービンの中間より、蒸気は上記抽気
管39A,39Bを通じ脱気器34、低圧ヒータ
33の熱源となつている。
一方、上記蒸気噴射用蒸気ボイラ23に給水4
3が通じ、熱回収し、飽和蒸気5を発生する。上
記飽和蒸気5は、上記ガスタービン10の蒸気噴
射用蒸気流量調整弁15によつて流量調整され
て、上記燃焼器12に注入し、ガスタービン10
より排出されるNOxの低減に使用されている。
この蒸気系統は、ガスタービン定格負荷時に
は、圧力調整器51により18気圧に調整されてい
る。この設定値はガスタービン負荷に応じ第2図
に示す特性により、その必要圧力に応じ、切替、
変圧運転される。これにより、部分負荷時、第2
図に示す如く、余剰蒸気量が増大する。この場
合、上記圧力調整器51はこの設定値に調整する
ため上記流量調整弁53を開け、余剰蒸気を上記
脱気器34に流入させる。又、上記圧力調整器5
2は例えば設計圧力2.0気圧に設定されており上
記脱気器34が設計圧力2.0気圧を超えないよう
に上記流量調整弁53を閉める。
又、上記圧力調整器54は圧力調整器51の設
定値に+バイアスした値に設定されており、この
系統の圧力のこの設定値をこえてくるときに、こ
の設定値に調整するため上記流量調整弁55を開
け、余剰蒸気を上記低圧ヒータ33に流入させ
る。又、上記圧力調整器56は0.4気圧に設定さ
れており上記低圧ヒータ33が0.4気圧をこえな
いように上記流量調整弁55を閉める。
さらに上記圧力調整器57は圧力調整器54の
設定値にバイアスを加算した値に設定されてお
り、この系統の圧力がその設定値をこえてくると
きに、この設定値に調整するため上記流量調整弁
58を開け、最終的に余剰蒸気を上記復水器32
へ流入させる。
このように、蒸気噴射系の圧力をガスタービン
の必要圧力に応じ変化させ、部分負荷時で余剰蒸
気を多く発生せしめ、しかも、この余剰蒸気を、
上記脱気器34、低圧ヒータ33、復水器32の
優先順位で有効回収を行つた。
本案の実施例の効果は下記である。
(1) 蒸気噴射圧力を変圧することにより、余剰蒸
気発生が多くなる。
(2) 余剰蒸気を脱気器、低圧給水ヒータの加熱に
回収するため、プラント熱効率が向上する。
(3) 脱気器、低圧給水ヒータ、復水器の優先順位
で余剰蒸気を回収するため、熱効率がより一層
向上する。
(4) 余剰蒸気の回収においても、脱気器、低圧給
水ヒータの内圧がその設計圧力をこえないよう
に制御している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術にかかるコンバインドサイ
クル発電プラントのガスタービン蒸気噴射系統
図、第2図は、ガスタービン負荷に対応した蒸気
噴射用蒸気ボイラの発生蒸気量特性図、第3図
は、ガスタービン燃焼器のガスタービン負荷に対
応した空気流量特性図、第4図は、本発明になる
ガスタービン蒸気噴射系統図である。 41……蒸気噴射用蒸気管、10……ガスター
ビン、20……排熱回収ボイラ、23……蒸気噴
射用ボイラ、51……圧力調整器、53……流量
調整弁、61……余剰蒸気回収管(分岐管)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガスタービンと、蒸気噴射用ボイラを有し該
    ガスタービンの排ガスによつて加熱される排熱回
    収ボイラと、該排熱回収ボイラで発生した蒸気で
    駆動される蒸気タービンとを含んで構成されるコ
    ンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記
    蒸気噴射ボイラとガスタービンを連結している蒸
    気噴射用蒸気管を分岐して前記排熱回収ボイラの
    給水を加熱する手段に連結し、該分岐管には、ガ
    スタービン負荷に応じて蒸気流量もしくは/およ
    び蒸気圧力を調整する制御器を設けたことを特徴
    とするコンバインドサイクル発電プラントにおけ
    るガスタービン蒸気噴射系統の制御方法。 2 ガスタービンと、蒸気噴射用ボイラを有し該
    ガスタービンの排ガスによつて加熱される排熱回
    収ボイラと、該排熱回収ボイラで発生した蒸気で
    駆動される蒸気タービンとを含んで構成されるコ
    ンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記
    蒸気噴射ボイラとガスタービンを連結している蒸
    気噴射用蒸気管から前記排熱回収ボイラの給水を
    加熱する手段に分岐して連結する分岐管と該分岐
    管の蒸気圧力及び蒸気流量をガスタービンの負荷
    に応じて制御するための制御器を備えたことを特
    徴とするコンバインドサイクル発電プラントにお
    けるガスタービン蒸気噴射系統の制御装置。
JP10626378A 1978-09-01 1978-09-01 Controlling system for gas turbine steam jet system of combined cycle generator plant Granted JPS5535108A (en)

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JPS5535108A JPS5535108A (en) 1980-03-12
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Families Citing this family (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4785622A (en) * 1984-12-03 1988-11-22 General Electric Company Integrated coal gasification plant and combined cycle system with air bleed and steam injection
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JPS5022951A (ja) * 1973-07-06 1975-03-12

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JPS5022951A (ja) * 1973-07-06 1975-03-12

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