JPS63230912A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

コンバインドサイクル発電プラント

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JPS63230912A
JPS63230912A JP6422987A JP6422987A JPS63230912A JP S63230912 A JPS63230912 A JP S63230912A JP 6422987 A JP6422987 A JP 6422987A JP 6422987 A JP6422987 A JP 6422987A JP S63230912 A JPS63230912 A JP S63230912A
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JP
Japan
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steam
turbine
gas
auxiliary
compressor
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Pending
Application number
JP6422987A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Fukuda
浩 福田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • F01K23/12Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • 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]
    • 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
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    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

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  • 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は熱効率の向上を図ると共に、過大な設備投資を
不要とし得るようにしたコンバインドサイクル発電プラ
ントに関するものである。
(従来の技術) 第2図は、従来の代表的な一輪形ガス/蒸気コンバイン
ドサイクル発電プラントの構成例を示したものである。
第2図において、空気圧縮機1と、ガスタービン2と1
発電機3と、蒸気タービン4とは一軸に直結されている
。通常運転中においては、燃料ガスaは燃料調節弁5を
介して燃焼器6へ導入され、ここで大気中の空気すを空
気圧縮機1にて圧縮した高圧空気Cと混合、燃焼される
。そして、燃焼器6を出たIS諷高圧ガスdは、ガスタ
ービン2においてトルクを発生させた後に。
ガスタービン2から排出されて排ガスeとなるが、この
排ガスeはまだ高温の状態であり、排ガスe中の熱量を
回収するために設置された排熱回収ボイラ7にて蒸気を
発生させた後、低温排ガスfとなって煙突8より排出さ
れる。一方、排熱回収ボイラ7での排熱回収により発生
した蒸気Qは、排熱回収ボイラ7の出口と蒸気タービン
4の入口とを接続する主蒸気管9.および蒸気加減弁1
0を介して蒸気タービン4に導入され、ここでトルクを
発生させた後に復水器11にて水に凝縮され、さらに給
水ポンプ12により再び排熱回収ボイラ7へ送り込まれ
る。このようにして、タービン2と蒸気タービン4にて
発生したトルクのうち、空気すの圧縮に費やされる分を
差し引いた残りが発電機3にて電気エネルギーに変換さ
れ、図示しない電力系統に供給されることになる。
以上は、通常運転中の各機器の働きについて説明したも
のであるが、−輪形ガス/蒸気コンバインドサイクル発
電プラントの起動に際しては、煙道のパージ、燃焼器6
着火、ガスタービン2.排熱回収ボイラ7の暖機等の操
作が必要であり、これらの間はガスタービン2が自立し
て軸のトルクを負担できるまでの期間について何んらか
の補助動力が必要となる。このため、一般的には第2図
中に示したように、起動用モータ13とトルクコンバー
タ14等により、起動時の補助動力を供給するようにし
ている。
また、このような−輪形ガス/蒸気コンバインドサイク
ル発電プラントにおいては、蒸気タービン4は排熱回収
によって得られる蒸気のエネルギーを最大限に有効利用
することを主眼として計画されており、蒸気加減弁10
は起動過程において、排熱回収ボイラ7からの蒸気発生
量と蒸気タービン4の熱疲労による寿命消費を考慮して
、プログラム的に一定の速度で開くような制■が行なわ
れ、調速、負荷制御機能は有していない。すなわち、調
速、負荷制御は全てガスタービン2の燃料調節弁5によ
って行なわれる。
ところで、このような−輪形ガス/蒸気コンバインドサ
イクル発電プラントを、例えば製鉄所等の電力供給用と
して設置する場合には、省エネルギーの観点から高炉、
転炉等の排ガスを燃料ガスaとして用いることが考えら
れる。この高炉、転炉等の排ガス中には、水素、−酸化
炭素等の可燃ガスが含まれるが、一般の天然ガス、LP
G等に比べるとその発熱lは低く、またガスの圧力もほ
ぼ大気圧に等しい程度の低圧である。そのため、これら
のガスを燃料ガスaとして用いるためには、何んらかの
形で昇圧する必要がある。
そこでこのための手段としては、モータ駆動の燃料ガス
圧縮機等により燃料ガスaを昇圧してガスタービン2に
供給することが考えられるが、所内動力によって燃料ガ
ス圧縮機を駆動することは、プラントの熱効率上から損
失が多く、高効率を特徴とするコンバインドサイクル発
電プラントの構成としては望ましくない。一方、このよ
うな点を改善するためには、燃料ガスaを昇圧するため
の燃料ガス圧縮機を、空気圧縮機1.ガスタービン2、
発電t13.蒸気タービン4と軸直結し、軸動を燃料ガ
ス圧縮機に直接伝達することにより、プラントの熱効率
を高めることが考えられる。しかし、このような構成の
コンバインドサイクル発電プラントにおいては、通常運
転中の熱効率は上述した構成のプラントに比べて高くす
ることはできるものの、軸の起動過程においては燃料ガ
ス圧縮機が最初から負荷として存在することとなる。こ
の点は、第2図のような通常のコンバインドサイクル発
電プラントとは大きく異なっており、軸の起動から定格
回転数に至るまでの間のガスタービン2の燃焼が比較的
不安定な領域において、ガスタービン2自身に負荷を負
わせることなく回転上昇を行な、うためには、補助動力
源として非常に大容量の起動モータ13やトルクコンバ
ータ14が必要となり、これらの補助動力源に過大な設
備投資が必要となってくる。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、従来のコンバインドサイクル発電プラン
トにおいては熱効率が低く、また熱効率を向上させよう
とすると起動用の補助動力源への過大な設備投資が必要
になるという問題があった。
本発明は上述のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的はプラントの熱効率の向上を図ると共に
、起動用の補助動力源への過大な設備投資を不要とする
ことが可能なコンバインドサイクル発電プラントを提供
することにある。
[発明の構成] 〈問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明のコンバインドサイ
クル発電プラントは、ガスタービンと、低カロリー低圧
ガスを燃料ガスとして導入し、この燃料ガスを圧縮して
上記ガスタービンに供給する燃料ガス圧縮機と、上記ガ
スタービンの排熱を排熱回収ボイラで回収することによ
り発生する蒸気によって駆動される蒸気タービンと、上
記ガスタービンおよび蒸気タービンにより発生するトル
クを電気エネルギーに変換する発電機とを一軸に直結し
、他の蒸気発生源より得られる補助蒸気を。
上記排熱回収ボイラの出口と蒸気タービンの入口とを接
続する主蒸気管に導入する補助蒸気管を備えて構成する
ようにしたことを特徴とする。
(作用) 上述のコンバインドサイクル発電プラントにおいては、
低カロリー低圧ガスを圧縮してガスタービンに供給する
燃料ガス圧縮機を、ガスタービン、発電機、蒸気タービ
ンと軸直結し、また他の蒸気発生源より得られる補助蒸
気を、排熱回収ボイラの出口と蒸気タービンの入口とを
接続する主蒸気管に導入する補助蒸気管を備えているこ
とから、軸動を燃料ガス圧縮機に直接伝達することによ
り、プラントの熱効率を高めることができ、しかもプラ
ントの起動時に、他の蒸気発生源から得られる補助蒸気
を蒸気タービンに導入することにより、ガスタービンの
起動に必要な補助動力を蒸気タービンにて供給し、過大
な起動用設備を設置することが不要となる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は、本発明による一輪形ガス/蒸気コンバインド
サイクル発電プラントの構成例を示すものであり、第2
図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
すなわち、第1図に示す本実施例では、第2図における
起動用の補助動力源としての起動用モータ13.トルク
コンバータ14を省略し、製鉄所の高炉ガス等の低カロ
リー低圧ガスを燃料ガスaとして導入し、この燃料ガス
aを圧縮してガスタービン2に供給する燃料ガス圧縮I
a15を、空気圧縮機1.ガスターピン21発電113
.蒸気タービン4と増速ギア16を介して軸直結し、ま
た排熱回収ボイラ7の出口と蒸気タービン4の入口とを
接続する主蒸気管9の蒸気加減弁10の上流側に、図示
しない他の蒸気発生源に通じる補助蒸気母管から補助蒸
気りを供給するための補助蒸気管17を接続し、ざらに
起動時と通常運転時の蒸気源の切換えを行なうための補
助蒸気止め弁18゜逆止弁19を、補助蒸気管17.主
蒸気管9に夫々設置するように、したものである。
以上のように構成したコンバインドサイクル発電プラン
トにおいては、低力Oり一低圧ガスである燃料ガスaを
圧縮してガスタービン2に供給する燃料ガス圧縮機15
を、空気圧縮*i、ガスタービン21発電機3.蒸気タ
ービン4と軸直結していることから、軸動を燃料ガス圧
縮1115に直接伝達することにより、コンバインドサ
イクル発電プラントの熱効率を高めることができる。ま
た、軸の起動に際しては、補助蒸気止め弁18を開き。
蒸気加減弁10の開度を調節することにより、他の蒸気
発生源より得られる補助蒸気りがその注入量を加減して
蒸気タービン4に導入されることから、ガスタービン2
の起動に必要な補助動力が蒸気タービン4にて供給され
ることになる。これにより、過大な起動用設備を設置す
ることが一切不要となる。
上述したように、本実施例による一輪形ガス/蒸気コン
バインドサイクル発電プラントは、空気圧縮機1と、ガ
スタービン2と、低カロリー低圧ガスを燃料ガスaとし
て導入し、この燃料ガスaを圧縮して上記ガスタービン
2に供給する燃料ガス圧縮機15と、上記ガスタービン
2の排熱を排熱回収ボイラ7で回収することにより発生
する蒸気qによって駆動される蒸気タービン4と、上記
ガスタービン2および蒸気タービン4により発生するト
ルクを電気エネルギーに変換する発電機3とを−軸に直
結し、他の蒸気発生源より得られる補助蒸気1)を、上
記排熱回収ボイラ7の出口と蒸気タービン4の入口とを
接続する主蒸気管9に導入する補助蒸気管17を備えて
構成するようにしたものである。
従って、空気圧縮1fi1.ガスタ発電221発電R3
,蒸気タービン4の軸動を、燃料ガス圧縮機15に直接
伝達することにより、プラントの熱効率を高めることが
できる。また、しかもプラントの起動時に、他の蒸気発
生源から得られる補助蒸気りを蒸気タービン4に導入す
ることにより、ガスタービン2の起動に必要な補助動力
を蒸気タービン4にて供給することができ、起動用の補
助動力源としての従来のような起動用モータ13.トル
クコンバータ14等の過大な起動用設備を設置すること
が不要となる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実施す
ることができるものである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、低カロリー低圧ガ
スを圧縮してガスタービンに供給する燃料ガス圧縮機を
、ガスタービン、発電機、蒸気タービンと軸直結し、ま
た他の蒸気発生源より得られる補助蒸気を、排熱回収ボ
イラの出口と蒸気タービンの入口とを接続する主蒸気管
に導入する補助蒸気管を備える構成としたので、プラン
トの熱効率の向上を図ると共に、起動用の補助動力源へ
の過大な設備投資を不要とすることが可能なコンバイン
ドサイクル発電プラントが提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一輪形ガス/N気コンバインドサ
イクル発電プラントの一実施例を示す構成図、第2図は
従来の一輪形ガス/蒸気コンバインドサイクル発電プラ
ントを示す構成図である。 1・・・空気圧縮機、2・・・ガスタービン、3・・・
発電機、4・・・蒸気タービン、5・・・燃料調節弁、
6・・・燃焼器、7・・・排熱回収ボイラ、8・・・煙
突、9・・・主蒸気管、10・・・蒸気加減弁、11・
・・復水器、12・・・給水ポンプ、15・・・燃料ガ
ス圧縮機、16・・・増速ギア、17・・・補助蒸気管
、18・・・補助蒸気止め弁、19・・・逆止弁。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガスタービンと、低カロリー低圧ガスを燃料ガスとして
    導入し、この燃料ガスを圧縮して前記ガスタービンに供
    給する燃料ガス圧縮機と、前記ガスタービンの排熱を排
    熱回収ボイラで回収することにより発生する蒸気によつ
    て駆動される蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび
    蒸気タービンにより発生するトルクを電気エネルギーに
    変換する発電機とを一軸に直結し、他の蒸気発生源より
    得られる補助蒸気を、前記排熱回収ボイラの出口と蒸気
    タービンの入口とを接続する主蒸気管に導入する補助蒸
    気管を備えて構成するようにし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。
JP6422987A 1987-03-20 1987-03-20 コンバインドサイクル発電プラント Pending JPS63230912A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0758045A1 (de) * 1995-08-08 1997-02-12 Asea Brown Boveri Ag Anfahrverfahren einer Kombianlage
EP0768449A1 (de) * 1995-10-10 1997-04-16 Asea Brown Boveri Ag Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0758045A1 (de) * 1995-08-08 1997-02-12 Asea Brown Boveri Ag Anfahrverfahren einer Kombianlage
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