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JP2915885B1 - Gas turbine combined cycle system - Google Patents

Gas turbine combined cycle system

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Publication number
JP2915885B1
JP2915885B1 JP477798A JP477798A JP2915885B1 JP 2915885 B1 JP2915885 B1 JP 2915885B1 JP 477798 A JP477798 A JP 477798A JP 477798 A JP477798 A JP 477798A JP 2915885 B1 JP2915885 B1 JP 2915885B1
Authority
JP
Japan
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steam
pressure
gas turbine
temperature
cooling
Prior art date
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JP477798A
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Inventor
秀雄 松田
斎臣 吉田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries 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
    • F01K23/101Regulating means specially adapted therefor
    • 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]

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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

【要約】 【課題】 蒸気冷却式ガスタービンを組み入れたガスタ
ービン複合発電システムにおいて、冷却蒸気の制御性を
損なうことなくより適切で、かつ、安定した蒸気冷却の
実施を可能としたガスタービン複合発電システムを提供
することを課題とする。 【解決手段】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、冷却蒸気の供給配管に水スプレイ装置
等を配置してガスタービン複合発電システムを構成し、
高圧排気をガスタービンの冷却蒸気として利用するに際
し、水スプレイ装置で冷却蒸気の供給温度を一定に制御
することによりガスタービンの高温被冷却部の出口蒸気
温度を冷却蒸気流量に対して一義的定め、制御の形態を
シンプル化して冷却蒸気の制御性を向上した。
A gas turbine combined cycle power generation system incorporating a steam-cooled gas turbine, which is capable of more appropriate and stable steam cooling without impairing controllability of cooling steam. It is an object to provide a system. SOLUTION: In a steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a gas spray combined power generation system is configured by arranging a water spray device or the like in a cooling steam supply pipe,
When using high-pressure exhaust gas as cooling steam for a gas turbine, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine is uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate by controlling the supply temperature of the cooling steam with a water spray device to be constant. The control form has been simplified to improve the controllability of cooling steam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気冷却式ガスタ
ービンを組み入れたガスタービン複合発電システムに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combined cycle system incorporating a steam-cooled gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムは、ガスタービンの高温排気をボイラの熱源とし、ガ
スタービン内部の高温部品を蒸気で冷却することを特徴
としたシステムであり、その概略系統を図4に基づいて
説明する。
2. Description of the Related Art A steam-cooled gas turbine combined cycle system is a system characterized by using high-temperature exhaust gas from a gas turbine as a heat source of a boiler and cooling high-temperature components inside the gas turbine with steam. A description will be given based on FIG .

【0003】1は高圧タービンで、中圧タービン5、低
圧タービン19及び蒸気タービン発電機14と軸結合さ
れ、複合発電システム中の蒸気タービンによる発電部を
形成している。
[0003] Reference numeral 1 denotes a high-pressure turbine, which is axially connected to the intermediate-pressure turbine 5, the low-pressure turbine 19, and the steam turbine generator 14, and forms a power generation unit using the steam turbine in the combined power generation system.

【0004】2はガスタービン部で、燃焼器11と尾筒
部分を介して連通されると共にガスタービン圧縮機12
及びガスタービン発電機13と軸結合され、複合発電シ
ステム中のガスタービンによる発電部を形成している。
[0004] Reference numeral 2 denotes a gas turbine unit, which communicates with a combustor 11 via a transition piece and a gas turbine compressor 12.
And a gas turbine generator 13 to form a power generation unit using a gas turbine in the combined power generation system.

【0005】3は排熱回収ボイラで再熱器4、過熱器1
0、その他図示省略の蒸発器、節炭器等を含み、前記ガ
スタービン部2のガスタービン排気ガス18により加熱
され、主蒸気7、高圧再熱蒸気9等を発生し、かつ同排
熱回収ボイラ3からの最終排気は煙突15により大気に
放出される様に構成されている。
[0005] Reference numeral 3 denotes an exhaust heat recovery boiler, a reheater 4 and a superheater 1.
0, including an evaporator, an economizer, and the like, not shown, which are heated by the gas turbine exhaust gas 18 of the gas turbine section 2 to generate main steam 7, high-pressure reheat steam 9 and the like, and recover the exhaust heat. The final exhaust from the boiler 3 is configured to be released to the atmosphere by a chimney 15.

【0006】ここでガスタービン部2は、その高温部分
を冷却する必要から、ガスタービン本体内に動翼被冷却
部2aと静翼被冷却部2bを形成し、また燃焼器11の
尾筒部分に燃焼器尾筒被冷却部2cを形成している。
Here, since the gas turbine section 2 needs to cool its high-temperature portion, a moving blade cooled portion 2a and a stationary blade cooled portion 2b are formed in the gas turbine main body, and a transition piece portion of the combustor 11 is formed. The cooling part 2c of the tail pipe of the combustor is formed at the bottom.

【0007】そしてこれらの高温部分を冷却する冷媒と
して高圧タービン1から排出される高圧タービン排気8
を一部バイパスさせて用い、尾筒冷却蒸気制御弁6a、
静翼冷却蒸気制御弁6b、及び動翼冷却蒸気制御弁6c
を経て前記燃焼器尾筒被冷却部2c、静翼被冷却部2b
及び動翼被冷却部2aへ供給している。
The high-pressure turbine exhaust 8 discharged from the high-pressure turbine 1 as a refrigerant for cooling these high-temperature portions
Is used by partially bypassing the transition pipe cooling steam control valve 6a,
Stator blade cooling steam control valve 6b and moving blade cooling steam control valve 6c
Through the combustor transition piece cooled portion 2c and the stationary blade cooled portion 2b
And the moving blade cooling portion 2a.

【0008】また、前記高圧タービン排気8の残部は、
再熱器入口制御弁6dを経て再熱器4に連通し、同再熱
器4の途中で動翼被冷却部2aからの冷却蒸気と合流
し、更にその出口で静翼被冷却部2b及び燃焼器尾筒被
冷却部2cからの冷却蒸気と合流して中圧タービン入口
制御弁6eを経て中圧タービン5へ供給される。
The remainder of the high-pressure turbine exhaust 8 is as follows:
The reheater 4 communicates with the reheater 4 via the reheater inlet control valve 6d, merges with the cooling steam from the moving blade cooled portion 2a in the middle of the reheater 4, and further has the stationary blade cooled portion 2b and The cooling steam from the combustor tail pipe cooled portion 2c is combined with the cooling steam and supplied to the intermediate pressure turbine 5 via the intermediate pressure turbine inlet control valve 6e.

【0009】この様に通常の蒸気冷却式ガスタービン複
合発電システムにおいては、高圧タービン1の排気の一
部が分岐してガスタービン部2に供給され、高温ガスに
晒される燃焼器尾筒被冷却部2c、静翼被冷却部2bお
よび動翼被冷却部2aを冷却する。
As described above, in the ordinary steam-cooled gas turbine combined cycle system, a part of the exhaust gas of the high-pressure turbine 1 is branched and supplied to the gas turbine section 2 to be cooled by the combustor transition piece exposed to the high-temperature gas. The part 2c, the stationary blade cooled part 2b, and the moving blade cooled part 2a are cooled.

【0010】そしてこれら各被冷却部の冷却を行ったこ
とにより高温となった蒸気は、排熱回収ボイラ3の再熱
器4中間部又はその出口に回収され、中圧タービン5に
供給されて膨張し仕事を行う。
[0010] The steam which has been heated to a high temperature as a result of the cooling of each of the parts to be cooled is recovered at the intermediate portion of the reheater 4 of the exhaust heat recovery boiler 3 or at the outlet thereof, and supplied to the intermediate pressure turbine 5. Inflates and does work.

【0011】蒸気サイクルから冷却蒸気をガスタービン
に供給する際、ガスタービン高温部品のメタル温度を制
限値以下に保つため、同高温部の熱負荷に応じて冷却蒸
気量を制御することが好ましい。
When the cooling steam is supplied to the gas turbine from the steam cycle, it is preferable to control the amount of the cooling steam in accordance with the heat load of the high temperature part in order to keep the metal temperature of the high temperature part of the gas turbine below the limit value.

【0012】そのためガスタービン蒸気冷却系統には、
このような蒸気量制御を目的とするいくつかの流量制御
弁(尾筒冷却蒸気制御弁6a、静翼冷却蒸気制御弁6
b、動翼冷却蒸気制御弁6c、再熱器入口制御弁6d、
中圧タービン入口制御弁6e)が設置され、ガスタービ
ン高温被冷却部(動翼被冷却部2a、静翼被冷却部2
b、燃焼器尾筒被冷却部2c)出口の蒸気温度が常に制
限値以下となるように蒸気流量制御が行われる。
Therefore, the gas turbine steam cooling system includes:
A number of flow control valves (tail pipe cooling steam control valve 6a, stationary blade cooling steam control valve 6
b, bucket cooling steam control valve 6c, reheater inlet control valve 6d,
A medium-pressure turbine inlet control valve 6e) is installed, and the gas turbine high-temperature cooled part (the moving blade cooled part 2a, the stationary blade cooled part 2)
b, The steam flow rate control is performed so that the steam temperature at the outlet of the combustor transition piece cooled portion 2c) is always below the limit value.

【0013】また、この冷却を行う冷媒については、蒸
気冷却ガスタービン複合発電システムでは、ガスタービ
ン冷却蒸気として高圧タービン排気8が圧力条件および
温度条件の面で最も適していることが多い。
In the steam-cooled gas turbine combined power generation system, the high-pressure turbine exhaust 8 is often most suitable as the gas turbine cooling steam in terms of pressure and temperature conditions.

【0014】高圧タービン排気8の経路からガスタービ
ンへ冷却蒸気を供給する際には、高圧タービン排気8の
一部を分岐バイパスして用い、残部はガスタービン排気
を熱源とする排熱回収ボイラ3に導いて再熱する。
When supplying cooling steam from the path of the high-pressure turbine exhaust 8 to the gas turbine, a part of the high-pressure turbine exhaust 8 is used by branching and bypassing, and the rest is an exhaust heat recovery boiler 3 using the gas turbine exhaust as a heat source. And reheat.

【0015】これは、ガスタービン冷却用として必要以
上の蒸気をガスタービン部2に供給した場合、ガスター
ビン部2を冷却後の出口蒸気温度が中圧タービン5の入
口蒸気として最適な温度を下回り、サイクルの効率を引
き下げることになるため、ガスタービンには必要十分な
量だけを供給し、余剰分は別途排熱回収ボイラ3で加熱
することで、両者が混合する中圧タービン5入口にて最
適な蒸気温度を維持することができるようにするためで
ある。
This is because, when excessive steam is supplied to the gas turbine unit 2 for cooling the gas turbine, the outlet steam temperature after cooling the gas turbine unit 2 falls below the optimum temperature as the inlet steam of the intermediate-pressure turbine 5. In order to reduce the efficiency of the cycle, only a necessary and sufficient amount is supplied to the gas turbine, and the surplus is separately heated by the exhaust heat recovery boiler 3, so that the gas turbine is mixed at the inlet of the intermediate pressure turbine 5 where both are mixed. This is because the optimum steam temperature can be maintained.

【0016】また、ガスタービン高温被冷却部の熱負荷
は、ガスタービン負荷に応じて刻々と変化するため、ガ
スタービン部2に常に適切な蒸気量を供給する制御弁が
必要となるので、この役割を果たすために、再熱器4の
再熱蒸気入口に再熱器入口制御弁6dを設置している。
Further, since the heat load of the gas turbine high-temperature cooled part changes every moment according to the gas turbine load, a control valve for constantly supplying an appropriate amount of steam to the gas turbine part 2 is required. In order to play a role, a reheater inlet control valve 6d is installed at the reheat steam inlet of the reheater 4.

【0017】即ち、ガスタービンの負荷が上昇した場合
は、この再熱器入口制御弁6dが閉止方向に働き、再熱
器4へ供給する蒸気量を減少させ、代わりにガスタービ
ンへバイパスする蒸気量を増加させてガスタービン高温
被冷却部の熱負荷増大に対応することになる。
That is, when the load on the gas turbine rises, the reheater inlet control valve 6d operates in the closing direction to reduce the amount of steam supplied to the reheater 4, and instead, the steam bypassed to the gas turbine. By increasing the amount, it is possible to cope with an increase in the heat load of the gas turbine high temperature cooled part.

【0018】また、燃焼器11の尾筒及びガスタービン
の動静翼には、その上流側でそれぞれ系統ごとの蒸気流
量を制御するための制御弁(尾筒冷却蒸気制御弁6a、
静翼冷却蒸気制御弁6b、動翼冷却蒸気制御弁6c、再
熱器入口制御弁6d、中圧タービン入口制御弁6e)が
設置され、各高温被冷却部へそれぞれ最適な蒸気量が供
給されて所期の冷却が行われる様になっている。
A control valve (a transition cooling steam control valve 6a, a transition pipe cooling valve 6a) for controlling the steam flow rate for each system is provided upstream of the transition piece of the combustor 11 and the moving and stationary blades of the gas turbine.
A stationary blade cooling steam control valve 6b, a moving blade cooling steam control valve 6c, a reheater inlet control valve 6d, and a medium pressure turbine inlet control valve 6e) are installed, and an optimum steam amount is supplied to each high temperature cooled part. The desired cooling is performed.

【0019】しかしながら、従来考えられている上記の
様な制御では、次の様なメカニズムにより思う様なガス
タービン冷却蒸気出口温度制御ができないことがある。
However, with the above-described control that has been conventionally considered, the gas turbine cooling steam outlet temperature control may not be performed as desired by the following mechanism.

【0020】現在、或るガスタービン負荷で運転してい
るプラントを負荷上昇する場合を想定してみる。このプ
ラントは前述した手順に従って再熱器入口制御弁を絞っ
ていくが、その際にガスタービン蒸気冷却系統では蒸気
流量が増大することにより、また、再熱器入口制御弁を
含むボイラ再熱器系統では蒸気流量は減少するものの再
熱器入口制御弁の絞り損失が増大することにより、それ
ぞれ系統全体の圧力損失が増大する。
Assume that the load of a plant currently operating with a certain gas turbine load is increased. This plant throttles the reheater inlet control valve according to the procedure described above, but at that time, the steam flow in the gas turbine steam cooling system increases, and the boiler reheater including the reheater inlet control valve is also used. Although the steam flow rate decreases in the system, the pressure loss of the entire system increases due to an increase in the throttle loss of the reheater inlet control valve.

【0021】一方、中圧タービン入口圧力は一定なの
で、各系統圧力損失を積み上げて定まる高圧タービン排
気圧力が上昇する結果となり、高圧タービン排気圧力が
高くなると、高圧タービンにおける熱落差が小さくなっ
て結果として高圧タービン排気温度が上昇する。
On the other hand, since the inlet pressure of the intermediate-pressure turbine is constant, the exhaust pressure of the high-pressure turbine, which is determined by accumulating the pressure losses of the respective systems, rises. As a result, the high-pressure turbine exhaust temperature rises.

【0022】この現象は、高圧タービン排気を冷却蒸気
源とする場合には深刻な問題であって、蒸気流量の増加
による結果が供給蒸気温度の上昇により相殺されること
になる。
This phenomenon is a serious problem when the high-pressure turbine exhaust is used as a cooling steam source, and the result of the increase in the steam flow rate is offset by the increase in the supply steam temperature.

【0023】従って、蒸気冷却流量の制御だけでは、効
果的にガスタービン高温被冷却部出口蒸気温度を制御で
きないと言う問題点が顕在化してくる。
Accordingly, the problem that the steam temperature at the outlet of the gas turbine high-temperature cooled part cannot be effectively controlled only by controlling the steam cooling flow rate becomes apparent.

【0024】また、前記のものと別の態様として改めて
図示は省略するが、冷却蒸気量を増加させるために、前
図4で説明した構成に更に加えて、排熱回収ボイラ3
の中圧蒸気をガスタービン冷却蒸気の供給側に接続する
経路を設け、冷却蒸気量を増加させることがある。
Although not shown again as another embodiment different from the above, in order to increase the amount of cooling steam, in addition to the configuration described in FIG.
There is a case where a path for connecting the medium-pressure steam to the supply side of the gas turbine cooling steam is provided to increase the amount of the cooling steam.

【0025】この様な構成のものでは、中圧系統のドラ
ム圧力がガスタービン冷却蒸気供給系統の圧力に依存し
て定まる。
In such a configuration, the drum pressure of the medium pressure system is determined depending on the pressure of the gas turbine cooling steam supply system.

【0026】前述の事例では、負荷上昇時には再熱器4
の入口側で再熱器入口制御弁6dを絞るため、ガスター
ビン冷却蒸気供給圧力が上昇し、それに伴って中圧ドラ
ム圧力も上昇する。
In the case described above, the reheater 4
In order to throttle the reheater inlet control valve 6d on the inlet side of the gas turbine, the gas turbine cooling steam supply pressure rises, and the medium pressure drum pressure rises accordingly.

【0027】すると図示省略の中圧蒸発器の飽和温度が
上昇してガス温度との温度差が少なくなり、同蒸発器に
おける蒸発量が減少する。
Then, the saturation temperature of the medium-pressure evaporator (not shown) increases, the temperature difference from the gas temperature decreases, and the amount of evaporation in the evaporator decreases.

【0028】その結果としてガスタービンの冷却蒸気量
が減少するため、ガスタービン高温被冷却部出口蒸気温
度が上昇する。
As a result, the amount of cooling steam of the gas turbine decreases, so that the temperature of the steam at the gas turbine high-temperature cooled part outlet increases.

【0029】以上のように、ガスタービン冷却蒸気を増
加させるための再熱器入口制御弁の絞り操作が、高圧タ
ービン排気温度の上昇と、中圧蒸気量の減少を引き起
し、両者の効果が相殺する。
As described above, the throttle operation of the reheater inlet control valve for increasing the gas turbine cooling steam causes an increase in the exhaust pressure of the high-pressure turbine and a decrease in the amount of the medium-pressure steam. Offset.

【0030】この現象は、熱負荷が高く構造上の制約か
ら有効温度差を大きく取れないため所要冷却蒸気流量が
大きい動翼蒸気冷却系統に特に顕著に見られる。
This phenomenon is particularly remarkable in a moving blade steam cooling system which requires a large cooling steam flow rate because a large effective load cannot be obtained due to a high heat load and structural restrictions.

【0031】加えて、動翼は高速回転体であるため、冷
却蒸気が静止系と回転系を往来するために被るポンピン
グ損失が存在するが、れが蒸気流量の増大に伴って急
激に増大するため、動翼系の圧力損失が大幅に増大する
という特殊な事情もある。
[0031] In addition, blades for a high speed rotation body, the cooling steam is present pumping losses incurred to traffic a rotating system and a stationary system, rapidly increases Re this is with the increase of the steam flow rate Therefore, there is a special situation that the pressure loss of the rotor blade system is greatly increased.

【0032】図5には動翼の蒸気流量を増減させた場合
の動翼出口蒸気温度の変化の一例を示す。
FIG . 5 shows an example of a change in the steam temperature at the moving blade outlet when the steam flow rate of the moving blade is increased or decreased.

【0033】蒸気流量がGo以下は、ガスタービン蒸気
冷却系全体の圧力損失が、動翼系と並列配置された静翼
系統によって支配されている領域である。
When the steam flow rate is equal to or less than Go, the pressure loss of the entire gas turbine steam cooling system is controlled by the stationary blade system arranged in parallel with the moving blade system.

【0034】一方、蒸気流量がGo以上は、動翼系の圧
力損失が増大して静翼系のそれよりも大きくなり、動翼
系圧力損失が支配的となっている領域である。
On the other hand, when the steam flow rate is equal to or higher than Go, the pressure loss of the moving blade system increases and becomes larger than that of the stationary blade system, and the moving blade system pressure loss is dominant.

【0035】動翼系の圧力損失が支配的となっている領
域では、動翼蒸気流量の増加に伴い、高圧タービン排気
圧力および温度が高くなり、動翼入口蒸気温度が上昇し
ている。
In the region where the pressure loss of the moving blade system is dominant, the exhaust pressure and the temperature of the high-pressure turbine increase with the increase of the moving blade steam flow, and the moving blade inlet steam temperature increases.

【0036】また、動翼冷却蒸気に合流し、動翼入口の
蒸気温度を引き下げ、流量を増やす働きを担う中圧蒸気
の蒸発量が減少し、相対的に高温の高圧タービン排気の
割合が増大していることもわかる。
Also, the amount of medium-pressure steam that merges with the moving blade cooling steam, lowers the steam temperature at the moving blade inlet, and increases the flow rate decreases, and the proportion of the relatively high-temperature high-pressure turbine exhaust increases. You can see that he is doing it.

【0037】これも動翼入口蒸気温度を引き上げる要因
の一つとなっている。結果的に動翼冷却蒸気の温度を制
御弁にて増減しても、動翼出口温度が余り変化せず、冷
却蒸気による出口温度制御が困難であることがわかる。
This is also one of the factors for raising the moving blade inlet steam temperature. As a result, even if the temperature of the moving blade cooling steam is increased or decreased by the control valve, the moving blade outlet temperature does not change so much, which indicates that it is difficult to control the outlet temperature using the cooling steam.

【0038】図6にガスタービン蒸気冷却系統を模式的
に示すが、このうち回転系の動翼を注目すると、動翼自
体に動翼圧損が発生し、その上流及び下流においてそれ
ぞれポンピングロス(PL)が発生することを示してい
る。
FIG . 6 schematically shows a gas turbine steam cooling system. When attention is paid to the moving blades of the rotating system, a moving blade pressure loss occurs in the moving blade itself, and a pumping loss (PL) occurs upstream and downstream of the moving blade. ) Occurs.

【0039】また、図7においては、配管圧損に当たる
動翼蒸気ロス、動翼蒸気側制御弁における圧力損失、前
記したポンピングロス、及び動翼自体の圧力損失、そし
てこれらの圧力損失の総和としての動翼系合計の圧力損
失をそれぞれ内訳区分して示している。
In FIG. 7 , the rotor blade steam loss corresponding to the piping pressure loss, the pressure loss at the rotor blade steam side control valve, the pumping loss, the pressure loss of the rotor blade itself, and the sum of these pressure losses The pressure loss of the moving blade system total is shown in breakdown.

【0040】即ち、蒸気流量がGo以上の動翼系の圧力
損失が支配的となる領域では、蒸気流量の増大による動
翼の圧力損失増大と、ポンピングロスによる圧力損失増
大の双方が重なり、動翼系全体の圧力損失が急激に増大
していることがわかる。
That is, in the region where the pressure loss of the moving blade system where the steam flow rate is equal to or more than Go is dominant, both the increase in the pressure loss of the moving blade due to the increase in the steam flow rate and the increase in the pressure loss due to the pumping loss overlap. It can be seen that the pressure loss of the entire wing system has increased rapidly.

【0041】[0041]

【発明が解決しようとする課題】前記した様に従来のこ
の種蒸気を冷却媒体として用いるガスタービン複合発電
システムにおいては、いくつかの問題点を内在するもの
であり、かつ、その制御態様等はより適切なものが求め
られ止まないものである。
As described above, in the conventional gas turbine combined power generation system using this kind of steam as a cooling medium, there are some problems inherent in the gas turbine combined power generation system. More appropriate ones are required and never stop.

【0042】本発明はこの様な観点に立脚し、かつ、前
記した従来のものにおける種々の問題点を解消して、冷
却蒸気の制御性を損なうことなくより安定した蒸気冷却
の実施を可能としたガスタービン複合発電システムを提
供することを課題とするものである。
The present invention is based on this point of view and solves the above-mentioned various problems in the prior art to enable more stable steam cooling without impairing the controllability of cooling steam. It is an object of the present invention to provide a combined gas turbine power generation system.

【0043】[0043]

【課題を解決するための手段】 本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので 、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、主蒸気の温度を制御する
過熱低減器の過熱スプレイ制御装置に主蒸気の温度情報
と前記ガスタービン冷却蒸気の供給温度情報を入力し、
これらの情報に応じて過熱器スプレイの動作を制御する
ガスタービン複合発電システムを提供し、本発明ではこ
の様に主蒸気の温度情報及びガスタービン冷却蒸気の供
給温度情報により、過熱低減器の過熱スプレイ制御装置
において過熱器スプレイの動作を制御し、その結果主蒸
気の温度を制御するので、ガスタービン冷却蒸気用の冷
却器を特別に改めて設ける必要無しに所望の制御を行う
ことができるものである。
The present invention solves the above-mentioned problems.
In a steam-cooled gas turbine combined power generation system that uses the exhaust of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a superheat spray control device of a superheat reducer that controls the temperature of the main steam is used to solve the problem. Input information and supply temperature information of the gas turbine cooling steam,
The present invention provides a gas turbine combined cycle system that controls the operation of a superheater spray in accordance with such information. In the present invention, as described above, the overheating of the superheat reducer is performed based on the main steam temperature information and the gas turbine cooling steam supply temperature information. Since the operation of the superheater spray is controlled in the spray control device, and as a result, the temperature of the main steam is controlled, the desired control can be performed without the necessity of providing a special cooler for the gas turbine cooling steam. is there.

【0044】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡し、同中圧蒸気配管に制御弁を設置して
その開度調節によって中圧蒸発器の飽和温度を制御し、
同中圧蒸発器の蒸発量を変えて前記冷却蒸気の温度を制
御するようにしたガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では中圧蒸発器の蒸発量を変えて冷却蒸気供
給系統に中圧蒸気を供給し、これにより冷却蒸気の供給
温度を一定に制御することにより、ガスタービンの高温
被冷却部の出口蒸気温度を冷却蒸気流量に対してほぼ一
義的定め得るので、冷却蒸気の制御性を大幅に向上する
ようにすることができるものである。
Further, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system using exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and the medium-pressure steam pipe is controlled. Installing a valve and controlling the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting its opening,
The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator. By supplying pressurized steam and thereby controlling the supply temperature of the cooling steam to a constant value, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled portion of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate. It is possible to greatly improve the performance.

【0045】また本発明は、前記中圧蒸気配管は中圧過
熱器の出口又は中途の何れか一方から連絡したガスター
ビン複合発電システムを提供し、本発明ではガスタービ
ンの冷却蒸気中に供給する中圧蒸気として前記発明の様
に中圧蒸発器を出た飽和蒸気を用いることに止まらず、
同中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて更
に過熱し同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給する
ようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種類、形
態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様にしたも
のである。
Also, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the medium-pressure steam piping is connected from either the outlet of the medium-pressure superheater or the middle thereof, and in the present invention, supplies the gas into the cooling steam of the gas turbine. Not limited to using saturated steam that has exited the medium pressure evaporator as in the above invention as the medium pressure steam,
After leaving the medium-pressure evaporator, it is further heated through a medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater, and the type of medium-pressure steam used, The shape is given a range to achieve the desired effect of temperature reduction.

【0046】また本発明は、高圧タービンの排気をガス
タービン冷却蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービ
ン複合発電システムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧
蒸気配管を連絡すると共に、高圧タービンに連通した高
圧主蒸気配管に高圧蒸気加減弁を配置し、同高圧蒸気加
減弁の開度を調節して高圧蒸発器の飽和圧力を変化さ
せ、同高圧蒸発器の蒸発量を変えることにより間接的に
中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度を
制御するようにしたガスタービン複合発電システムを提
供し、本発明では前記発明と同様に中圧蒸気を冷却蒸気
中に供給して同冷却蒸気の温度制御を行うに際して、同
中圧蒸気導入の上流において高圧蒸気加減弁の作動によ
り高圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、これにより間接的
に中圧蒸発器の蒸発量を変化させて前記冷却蒸気の温度
を制御するものであり、簡便な弁の開閉動作により適格
な温度制御を実施する様にしたものである。
Further, in the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined power generation system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system and a high-pressure turbine communicated with the high-pressure turbine. A high-pressure steam control valve is placed in the main steam pipe, the opening of the high-pressure steam control valve is adjusted to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator, and the medium pressure is indirectly changed by changing the amount of evaporation of the high-pressure evaporator. The present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation of an evaporator. In the present invention, the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam in the same manner as in the above invention. When controlling the steam temperature, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is changed by the operation of the high-pressure steam control valve upstream of the introduction of the medium-pressure steam, thereby indirectly evaporating the medium-pressure evaporator. It is for controlling the temperature of the cooling steam by changing the one in which was set to implement a qualified temperature control by opening and closing operation of the simple valve.

【0047】また本発明は、前記冷却蒸気供給系統に供
給する中圧蒸気は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一
方から供給するガスタービン複合発電システムを提供
し、本発明では高圧主蒸気配管に配置した高圧蒸気加減
弁の開度を調節して、結果として制御される中圧蒸気
は、中圧蒸発器を出た後これを中圧過熱器を経由させて
更に過熱し、同中圧過熱器の出口もしくは途中から供給
するようにしたものであって、使用する中圧蒸気の種
類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する様に
したものである。
Further, the present invention provides a gas turbine combined power generation system in which the intermediate-pressure steam supplied to the cooling steam supply system is supplied from either the outlet of the intermediate-pressure superheater or the middle thereof. The opening degree of the high-pressure steam control valve arranged in the pipe is adjusted, and as a result, the medium-pressure steam controlled as a result exits the medium-pressure evaporator and is further heated through the medium-pressure superheater. The steam is supplied from the outlet of the pressure superheater or from the middle thereof, and the kind and form of the medium-pressure steam to be used is varied to achieve the intended temperature-reducing effect.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】 次に本発明の実施の第1形態を
に基づいて説明する。図1は排熱回収ボイラの過熱器
および過熱低減器により主蒸気温度を調整してガスター
ビン冷却蒸気の供給温度を制御する様にした本実施の形
態に係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概
略構成を示している。
Figure a first embodiment of DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will now
1 will be described. FIG. 1 shows a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to the present embodiment in which a main steam temperature is adjusted by a superheater and a superheat reducer of an exhaust heat recovery boiler to control a supply temperature of gas turbine cooling steam. 1 shows a schematic configuration.

【0049】なお前記した従来の装置と同一の部分につ
いては図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は
省略して本実施の形態における特徴ある構成を中心に説
明する。
[0049] Note that although the equipment and the same portion of the conventional described above are given the same reference numerals in the figures, and redundant description will be mainly described a configuration in which certain features of the present embodiment is omitted.

【0050】実施の形態において、50は過熱低減器
で、過熱器10からの主蒸気温度T1を検知する温度検
出器51a及びガスタービン冷却蒸気供給管54の冷却
蒸気温度T2を検知する温度検出器51bの指令により
過熱器スプレイ制御装置51で過熱スプレイ水制御弁5
2を作動し、適量のスプレイ水53を供給されるもので
ある。
In this embodiment, reference numeral 50 denotes a superheat reducer, which is a temperature detector 51a for detecting a main steam temperature T1 from the superheater 10 and a temperature detector for detecting a cooling steam temperature T2 of a gas turbine cooling steam supply pipe 54. The superheated spray water control valve 5 is controlled by the superheater spray control device 51 according to a command from the heater 51b
2 to supply an appropriate amount of spray water 53.

【0051】即ち、主蒸気温度T1と冷却蒸気温度T2
の情報に基づき、例えばガスタービン冷却蒸気の供給温
度が高い場合は過熱器10にスプレイ水を投入すること
で主蒸気温度を下げ、間接的にガスタービン冷却蒸気の
温度を引下げる様に構成されている。
That is, the main steam temperature T1 and the cooling steam temperature T2
For example, when the supply temperature of the gas turbine cooling steam is high, the main steam temperature is lowered by injecting spray water into the superheater 10, and the temperature of the gas turbine cooling steam is reduced indirectly. ing.

【0052】本実施の形態では、ガスタービン冷却蒸気
を直接温度制御せずに、排熱回収ボイラ3に既存の過熱
器10、過熱低減器50を使用して主蒸気温度を引下げ
ることによりガスタービン冷却蒸気温度を実質的に一定
に制御することができるものである。
In this embodiment, the gas turbine cooling steam is not directly temperature-controlled, but the main steam temperature is reduced by using the existing superheater 10 and superheat reducing device 50 in the exhaust heat recovery boiler 3. The turbine cooling steam temperature can be controlled to be substantially constant.

【0053】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、ガスタービン部2の高温被冷却部(動翼
被冷却部2a、静翼被冷却部2b、燃焼器尾筒被冷却部
2c)の出口蒸気温度を、冷却蒸気の流量により一義的
に定めることができる。
In the present embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooled portion (the moving blade cooled portion 2a, The outlet steam temperature of the blade cooled portion 2b and the combustor transition piece cooled portion 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【0054】そしてこのことは即ち、本実施の形態にお
ける温度制御のメカニズムが単純、明確化し、制御性が
大幅に向上することになる。
This means that the temperature control mechanism in the present embodiment is simple and clear, and controllability is greatly improved.

【0055】しかも本実施の形態によれば、前記の様に
既存の機器で足り、ガスタービン冷却蒸気用の冷却器を
別途新たに設置する必要がないので、システムがシンプ
ルに構成できる。また、冷却器の設置によるドレンのガ
スタービンへの進入や、系の圧損上昇という問題を生じ
ることもない。
Further, according to the present embodiment, as described above, existing equipment is sufficient, and there is no need to separately install a cooler for cooling gas turbine cooling steam, so that the system can be configured simply. In addition, there is no problem that the installation of the cooler causes the drain to enter the gas turbine or raise the pressure loss of the system.

【0056】更に過熱器10、過熱低減器50の冷却媒
体として排熱回収ボイラ3の一部に含まれるドラム飽和
蒸気を使用すれば、ガスタービン高温被冷却部の内部で
のデポジットが懸念される不純物の混入も避けることが
できる。
Further, if the drum saturated steam contained in a part of the exhaust heat recovery boiler 3 is used as a cooling medium of the superheater 10 and the superheat reducer 50, a deposit inside the high temperature cooled portion of the gas turbine may be concerned. It is also possible to avoid contamination with impurities.

【0057】次に本発明の実施の第2形態を図2に基づ
いて説明する。図2はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、中圧蒸発器の飽和圧力を変えることに
より中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービン冷
却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に係る
蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構成を
示している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . Fig. 2 shows a book that lowers the temperature of the gas turbine cooling steam by mixing the medium pressure steam into the gas turbine cooling steam supply pipe and controlling the amount of medium pressure steam generated by changing the saturation pressure of the medium pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【0058】なお前記した従来の装置、及び実施の第1
態のものと同一の部分については図中に同一の符号を
付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態にお
ける特徴ある構成を中心に説明する。
The above-described conventional apparatus and the first embodiment
The same parts as those in the form states denoted by the same reference numerals in the figures, and redundant description will be mainly described a configuration in which certain features of the present embodiment is omitted.

【0059】即ち、本実施の形態において、60は中圧
蒸発器で、同中圧蒸発器60で発生した中圧蒸気62を
中圧蒸気加減弁61で加減調整してガスタービン冷却蒸
気供給管54に供給し、ガスタービン冷却蒸気供給温度
を制御する様に構成されている。
That is, in this embodiment, reference numeral 60 denotes a medium-pressure evaporator. The medium-pressure steam 62 generated by the medium-pressure evaporator 60 is adjusted by a medium-pressure steam control valve 61 to control the gas turbine cooling steam supply pipe. 54 to control the gas turbine cooling steam supply temperature.

【0060】換言すれば、中圧蒸発器60から供給され
る中圧蒸気62は、中圧蒸気加減弁61を経てガスター
ビン冷却蒸気供給系統に接続されるが、中圧蒸気加減弁
61の絞りを加減することにより、中圧蒸発器60のド
ラム圧力が変化し、中圧蒸気62の蒸発量をコントロー
ルすることができるものである。そしてこの中圧蒸気6
0のコントロールにより、ガスタービン冷却蒸気の供給
温度を実質的に一定に制御することができるものであ
る。
In other words, the medium-pressure steam 62 supplied from the medium-pressure evaporator 60 is connected to the gas turbine cooling steam supply system via the medium-pressure steam control valve 61, By changing the pressure, the drum pressure of the medium-pressure evaporator 60 changes, and the amount of evaporation of the medium-pressure steam 62 can be controlled. And this medium pressure steam 6
By controlling 0, the supply temperature of the gas turbine cooling steam can be controlled to be substantially constant.

【0061】本実施の形態においては、この様にしてガ
スタービン冷却蒸気の供給温度を実質的に一定に制御す
ることにより、前記した他の実施の形態と同様にガスタ
ービン部2の高温被冷却部(動翼被冷却部2a、静翼被
冷却部2b、燃焼器尾筒被冷却部2c)の出口蒸気温度
を、冷却蒸気の流量により一義的に定めることができ
る。
In this embodiment, by controlling the supply temperature of the gas turbine cooling steam to be substantially constant in this manner, the high-temperature cooling of the gas turbine unit 2 is performed in the same manner as in the other embodiments described above. The outlet steam temperature of the sections (the moving blade cooled section 2a, the stationary blade cooled section 2b, and the combustor transition piece cooled section 2c) can be uniquely determined by the flow rate of the cooling steam.

【0062】そしてこのことは取りも直さず、本実施の
形態における温度制御のメカニズムが単純、明確化し、
制御性が大幅に向上することになる。
This is not corrected, and the mechanism of temperature control in the present embodiment is simple and clear.
Controllability will be greatly improved.

【0063】なお、本実施の形態においては、冷却蒸気
に低温の中圧蒸気を混合することにより同冷却蒸気の供
給温度を引下げ、さらに中圧蒸気の出口に制御弁を設置
して中圧ドラム圧力を変化させることにより中圧蒸気の
蒸発量を加減してガスタービン冷却蒸気の供給温度を制
御している。
In the present embodiment, the supply temperature of the cooling steam is reduced by mixing the cooling steam with the low-temperature medium-pressure steam, and a control valve is provided at the outlet of the medium-pressure steam to provide a medium-pressure drum. The supply temperature of the gas turbine cooling steam is controlled by changing the pressure to adjust the evaporation amount of the medium-pressure steam.

【0064】通常運転中は、中圧蒸気加減弁が若干絞り
勝手となるような設計としておき、何らかの要因で冷却
蒸気の供給温度が上がりそうな場合に中圧蒸気加減弁を
開いて中圧蒸気の蒸発量を増し、これによりガスタービ
ン冷却蒸気供給温度を引き下げるようにすることが好ま
しい。即ちこのような工夫により、より適切な温度制御
が可能となるものである。
During normal operation, the medium pressure steam control valve is designed to be slightly throttled, and if the supply temperature of the cooling steam is likely to rise due to some factors, the medium pressure steam control valve is opened to open the medium pressure steam control valve. It is preferable to increase the evaporation amount of the gas turbine, thereby lowering the gas turbine cooling steam supply temperature. In other words, such a contrivance enables more appropriate temperature control.

【0065】なお、ここではガスタービン冷却蒸気供給
管54に供給する中圧蒸気62は中圧蒸発器60より得
られるものとして説明したが、中圧蒸発器60を出た後
中圧過熱器を経て過熱された蒸気を用いて同様に制御す
ることが可能である。
In the above description, the medium-pressure steam 62 to be supplied to the gas turbine cooling steam supply pipe 54 is obtained from the medium-pressure evaporator 60. A similar control is possible with the steam superheated.

【0066】従って本実施の形態に説明した中圧蒸発器
60は、中圧過熱器60と適宜読み替えしてもよいもの
である。しかもこれが中圧過熱器60の場合には、その
全経路を通過させて出口から供給させることに限らず、
中圧過熱器60の途中から供給ささることを含むもので
あって、これにより供給する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせて所期の減温効果を達成することができる様に
したものである。
Therefore, the medium-pressure evaporator 60 described in the present embodiment may be appropriately replaced with the medium-pressure superheater 60. Moreover, in the case where this is a medium-pressure superheater 60, it is not limited to passing through all the paths and supplying from the outlet,
This includes supply from the middle of the intermediate-pressure superheater 60, whereby the type and form of the medium-pressure steam to be supplied is given a wide range so that the intended temperature-reducing effect can be achieved. Things.

【0067】次に本発明の実施の第3形態を図3に基づ
いて説明する。図3はガスタービン冷却蒸気供給管に中
圧蒸気を混入し、高圧蒸発器の飽和圧力を変化させるこ
とにより中圧蒸気の発生量を制御することでガスタービ
ン冷却蒸気温度を引き下げるようにした本実施の形態に
係る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムの概略構
成を示している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . FIG. 3 shows a book in which medium-pressure steam is mixed into the gas turbine cooling steam supply pipe, and the gas turbine cooling steam temperature is reduced by controlling the amount of medium-pressure steam generated by changing the saturation pressure of the high-pressure evaporator. 1 shows a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to an embodiment.

【0068】なお前記した従来の装置、及び実施の
1、第2形態のものと同一の部分については図中に同一
の符号を付して示し、重複する説明は省略して本実施の
形態における特徴ある構成を中心に説明する。
It should be noted that the conventional device described above and the
The same parts as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the overlapping description will be omitted, and the description will focus on the characteristic configuration in the present embodiment.

【0069】即ち、本実施の形態において、70は高圧
蒸気加減弁で、排熱回収ボイラ3中の過熱器10から高
圧タービン1に至る主蒸気7の供給経路に設けられてお
り、同高圧蒸気加減弁70の制御により図示省略の高圧
蒸発器の飽和圧力を変化させ、結果として後流の中圧蒸
発器での中圧蒸気の発生量を加減する様にしたものであ
る。
That is, in the present embodiment, reference numeral 70 denotes a high-pressure steam control valve, which is provided in the supply path of the main steam 7 from the superheater 10 in the exhaust heat recovery boiler 3 to the high-pressure turbine 1. The saturation pressure of the high-pressure evaporator (not shown) is changed by controlling the control valve 70, and as a result, the amount of medium-pressure steam generated in the downstream medium-pressure evaporator is adjusted.

【0070】この様な構成の下においては、例えばガス
タービン冷却蒸気の温度を下げる際には、高圧蒸気加減
弁70を絞ると図示省略の高圧ドラムの飽和圧力、温度
が上昇し、加熱源のガス側との温度差が小さくなって高
圧蒸発量が減少する。
Under such a configuration, for example, when lowering the temperature of the gas turbine cooling steam, if the high-pressure steam control valve 70 is throttled, the saturation pressure and temperature of the high-pressure drum (not shown) increase, and the heating source The temperature difference from the gas side becomes smaller, and the amount of high-pressure evaporation decreases.

【0071】これに伴って高圧蒸発器の交換熱量が減少
するので、同高圧蒸発器の出口ガス温度が上昇し、排熱
回収ボイラ3内で高圧蒸発器の下流に設置された中圧蒸
発器60の入口ガス温度も上昇する。これにより中圧蒸
発器60における蒸発量が増加し、十分な量の中圧蒸気
62がガスタービン冷却蒸気に供給可能となり、同ガス
タービン冷却蒸気の供給温度が低下する。
As a result, the amount of heat exchanged by the high-pressure evaporator decreases, so that the outlet gas temperature of the high-pressure evaporator increases, and the medium-pressure evaporator installed downstream of the high-pressure evaporator in the exhaust heat recovery boiler 3 The inlet gas temperature at 60 also increases. As a result, the amount of evaporation in the medium-pressure evaporator 60 increases, and a sufficient amount of the medium-pressure steam 62 can be supplied to the gas turbine cooling steam, and the supply temperature of the gas turbine cooling steam decreases.

【0072】なお、前記実施の第2形態の場合と同様
に、中圧蒸気62は中圧蒸発器60から出たものに限定
されるものではなく、中圧蒸発器60を出た蒸気を図示
省略の中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧過熱
器の出口もしくは途中から供給するようにすることもで
きるものであって、使用する中圧蒸気の種類、形態に幅
をもたせた応用を採用し得るものである。
As in the case of the second embodiment, the medium-pressure steam 62 is not limited to the one that has come out of the medium-pressure evaporator 60. It can be heated further through an omitted medium-pressure superheater and supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. Application.

【0073】なお、本実施の形態を含め、前記実施の
1、第2形態のものにおいては、冷却蒸気はガスタービ
ン部2の高温被冷却部として動翼被冷却部2a、静翼被
冷却部2b、および燃焼器尾筒被冷却部2cを対象とし
て説明してきたが、同高温被冷却部をガスタービンの構
造、機能等の特性から機械構造的、また冷却構造的に最
もデリケートなガスタービンの動翼系統に特定して、適
切な冷却を行い、確実な冷却効果を得ることも出来るも
のである。
[0073] Incidentally, including this embodiment, the said embodiment
In the first and second embodiments, the cooling steam is described as a high-temperature portion to be cooled of the gas turbine unit 2 for the moving blade cooled portion 2a, the stationary blade cooled portion 2b, and the combustor transition piece cooled portion 2c. However, the high-temperature part to be cooled has been identified as the most delicate gas turbine blade system in terms of mechanical structure and cooling structure from the characteristics of the structure and function of the gas turbine, and appropriate cooling has been performed. It can also provide a great cooling effect.

【0074】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.
It goes without saying that various changes may be made to the specific structure within the scope of the present invention.

【0075】[0075]

【発明の効果】 以上説明したように本発明によれば 、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
主蒸気の温度を制御する過熱低減器の過熱スプレイ制御
装置に主蒸気の温度情報と前記ガスタービン冷却蒸気の
供給温度情報を入力し、これらの情報に応じて過熱器ス
プレイの動作を制御する様にしてガスタービン複合発電
システムを構成しているので、この様な主蒸気の温度情
報及びガスタービン冷却蒸気の供給温度情報により、過
熱低減器の過熱スプレイ制御装置において過熱器スプレ
イの動作を制御し、その結果主蒸気の温度を制御し、以
てガスタービン冷却蒸気用の冷却器を特別に改めて設け
る必要無しに所望の制御を行うことができるようにした
システムを得ることができたものである。
As described above, according to the present invention, in a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam,
The temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam are input to the superheat spray control device of the superheat reducer that controls the temperature of the main steam, and the operation of the superheater spray is controlled according to the information. Therefore, the operation of the superheater spray is controlled by the superheat spray control device of the superheat reducer based on the temperature information of the main steam and the supply temperature information of the gas turbine cooling steam as described above. As a result, it is possible to obtain a system in which the temperature of the main steam is controlled, so that the desired control can be performed without the necessity of newly providing a cooler for the gas turbine cooling steam. .

【0076】また、請求項2に記載の発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡し、同中圧蒸気
配管に制御弁を設置してその開度調節によって中圧蒸発
器の飽和温度を制御し、同中圧蒸発器の蒸発量を変えて
前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスタービン
複合発電システムを構成しているので、中圧蒸発器の蒸
発量を変えて冷却蒸気供給系統に中圧蒸気を供給し、こ
れにより冷却蒸気の供給温度を一定に制御することによ
り、ガスタービンの高温被冷却部の出口蒸気温度を冷却
蒸気流量に対してほぼ一義的定め得るので、冷却蒸気の
制御性を大幅に向上するようにするようにしたシステム
を得ることができたものである。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas of a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam.
A medium-pressure steam pipe is connected to the cooling steam supply system, and a control valve is installed in the medium-pressure steam pipe to control the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting the opening, and the evaporation amount of the medium-pressure evaporator is controlled. Since the gas turbine combined power generation system is configured so as to control the temperature of the cooling steam by changing, the medium pressure steam is supplied to the cooling steam supply system by changing the evaporation amount of the medium pressure evaporator, whereby the cooling is performed. By controlling the steam supply temperature to be constant, the outlet steam temperature of the high-temperature cooled part of the gas turbine can be almost uniquely determined with respect to the cooling steam flow rate, so that the controllability of the cooling steam is greatly improved. The system as described above was obtained.

【0077】また、請求項3に記載の発明によれば、前
記中圧蒸気配管は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一
方から連絡してガスタービン複合発電システムを構成し
ているので、ガスタービンの冷却蒸気中に供給する中圧
蒸気として前記発明の様に中圧蒸発器を出た飽和蒸気を
用いることに止まらず、同中圧蒸発器を出た後これを中
圧過熱器を経由させて更に過熱し同中圧過熱器の出口も
しくは途中から供給するようにして、使用する中圧蒸気
の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を達成する
ことができる様にしたものである。
According to the third aspect of the present invention, the intermediate-pressure steam pipe is connected to either the outlet of the intermediate-pressure superheater or from the middle thereof to form a gas turbine combined power generation system. The medium-pressure steam supplied to the cooling steam of the gas turbine is not limited to using the saturated steam that has exited the medium-pressure evaporator as in the above invention. In order to achieve the desired temperature reduction effect, the type and form of the medium-pressure steam to be used can be varied by further heating the medium and supplying it from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. It was done.

【0078】また、請求項4に記載の発明によれば、高
圧タービンの排気をガスタービン冷却蒸気として利用す
る蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにおいて、
冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連絡すると共に、高
圧タービンに連通した高圧主蒸気配管に高圧蒸気加減弁
を配置し、同高圧蒸気加減弁の開度を調節して高圧蒸発
器の飽和圧力を変化させ、同高圧蒸発器の蒸発量を変え
ることにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変化させて
前記冷却蒸気の温度を制御するようにしてガスタービン
複合発電システムを構成しているので、前記発明と同様
に中圧蒸気を冷却蒸気中に供給して同冷却蒸気の温度制
御を行うに際して、同中圧蒸気導入の上流において高圧
蒸気加減弁の作動により高圧蒸発器の飽和圧力を変化さ
せ、これにより間接的に中圧蒸発器の蒸発量を変化させ
て前記冷却蒸気の温度を制御し、簡便な弁の開閉動作に
より適格な温度制御を実施するシステムを得ることがで
きたものである。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam.
The medium-pressure steam pipe is connected to the cooling steam supply system, and the high-pressure steam control valve is arranged in the high-pressure main steam pipe connected to the high-pressure turbine. And the temperature of the cooling steam is controlled by indirectly changing the evaporation amount of the medium-pressure evaporator by changing the evaporation amount of the high-pressure evaporator to constitute the gas turbine combined power generation system. Therefore, when the medium-pressure steam is supplied into the cooling steam and the temperature of the cooling steam is controlled in the same manner as the above invention, the saturation pressure of the high-pressure evaporator is increased by operating the high-pressure steam control valve upstream of the introduction of the medium-pressure steam. A system that controls the temperature of the cooling steam by indirectly changing the evaporation amount of the medium-pressure evaporator and thereby performing appropriate temperature control by a simple valve opening / closing operation. It is.

【0079】また、請求項5に記載の発明によれば、前
記冷却蒸気供給系統に供給する中圧蒸気は中圧過熱器の
出口又は中途の何れか一方から供給するようにしてガス
タービン複合発電システムを構成しているので、高圧主
蒸気配管に配置した高圧蒸気加減弁の開度を調節して、
結果として制御される中圧蒸気は、中圧蒸発器を出た後
これを中圧過熱器を経由させて更に過熱し、同中圧過熱
器の出口もしくは途中から供給するようにして使用する
中圧蒸気の種類、形態に幅をもたせて所期の減温効果を
達成するシステムを得ることができたものである。
According to the fifth aspect of the present invention, the intermediate-pressure steam supplied to the cooling-steam supply system is supplied from one of the outlet and the middle of the intermediate-pressure superheater. Since the system is configured, adjust the opening of the high-pressure steam control valve located in the high-pressure main steam pipe,
The medium-pressure steam controlled as a result exits the medium-pressure evaporator, is further heated through the medium-pressure superheater, and is supplied from the outlet or the middle of the medium-pressure superheater. A system that achieves a desired temperature reduction effect by giving a variety of types and forms of the pressurized steam could be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の第2形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の第3形態に係る蒸気冷却式ガス
タービン複合発電システムの概略構成を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a steam-cooled gas turbine combined cycle system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の蒸気冷却式ガスタービン複合発電システ
ムの概略構成を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a conventional steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図5】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
ける動翼の蒸気流量を増減させた場合の動翼出口蒸気温
度の変化の一例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in a moving blade outlet steam temperature when the steam flow rate of the moving blade is increased or decreased in the steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図6】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
けるガスタービン蒸気冷却系統を模式的に示す説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a gas turbine steam cooling system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system.

【図7】蒸気冷却式ガスタービン複合発電システムにお
ける動翼系の圧力損失をそれぞれ内訳区分して示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing pressure loss of a rotor blade system in the steam-cooled gas turbine combined cycle system, which is divided into parts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧タービン 2 ガスタービン部 2a 動翼被冷却部 2b 静翼被冷却部 2c 燃焼器尾筒被冷却部 3 排熱回収ボイラ 4 再熱器 5 中圧タービン 6a 尾筒冷却蒸気制御弁 6b 静翼冷却蒸気制御弁 6c 動翼冷却蒸気制御弁 6d 再熱器入口制御弁 6e 中圧タービン入口制御弁 7 主蒸気 8 高圧タービン排気 9 高圧再熱蒸気 10 過熱器 11 燃焼器 12 ガスタービン圧縮機 13 ガスタービン発電機 14 蒸気タービン発電機 15 煙突 16 大気 17 燃料 18 ガスタービン排気ガス 19 低圧タービン 50 過熱低減器 51 過熱器スプレイ制御装置 51a 温度検出器 51b 温度検出器 52 過熱スプレイ水制御弁 53 スプレイ水 54 ガスタービン冷却蒸気供給管 60 中圧蒸発器 61 中圧蒸気加減弁 62 中圧蒸気 70 高圧蒸気加減弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-pressure turbine 2 Gas turbine part 2a Cooled part of moving blade 2b Cooled part of stationary blade 2c Cooled part of combustor transition piece 3 Exhaust heat recovery boiler 4 Reheater 5 Medium pressure turbine 6a Transition pipe cooling steam control valve 6b Static blade Cooling steam control valve 6c Rotor blade cooling steam control valve 6d Reheater inlet control valve 6e Medium pressure turbine inlet control valve 7 Main steam 8 High pressure turbine exhaust 9 High pressure reheat steam 10 Superheater 11 Combustor 12 Gas turbine compressor 13 Gas Turbine generator 14 Steam turbine generator 15 Chimney 16 Atmosphere 17 Fuel 18 Gas turbine exhaust gas 19 Low pressure turbine 50 Superheat reducer 51 Superheater spray control device 51a Temperature detector 51b Temperature detector 52 Superheated spray water control valve 53 Spray water 54 Gas turbine cooling steam supply pipe 60 Medium pressure evaporator 61 Medium pressure steam control valve 62 Medium pressure steam 70 High pressure steam Damping valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01K 23/10 F02C 6/00 F02C 7/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F01K 23/10 F02C 6/00 F02C 7/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、主蒸気の温度を制御する過熱低減器の
過熱スプレイ制御装置に主蒸気の温度情報と前記ガスタ
ービン冷却蒸気の供給温度情報を入力し、これらの情報
に応じて過熱器スプレイの動作を制御することを特徴と
するガスタービン複合発電システム。
1. In a steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, the superheat spray control device of a superheat reducer for controlling the temperature of the main steam includes information on the temperature of the main steam and the temperature. A gas turbine combined power generation system characterized in that supply temperature information of gas turbine cooling steam is input and operation of a superheater spray is controlled in accordance with the information.
【請求項2】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連
絡し、同中圧蒸気配管に制御弁を設置してその開度調節
によって中圧蒸発器の飽和温度を制御し、同中圧蒸発器
の蒸発量を変えて前記冷却蒸気の温度を制御するように
したことを特徴とするガスタービン複合発電システム。
2. In a steam-cooled gas turbine combined cycle system using exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system, and a control valve is installed in the medium-pressure steam pipe. Controlling the saturation temperature of the medium-pressure evaporator by adjusting the opening thereof, and controlling the temperature of the cooling steam by changing the amount of evaporation of the medium-pressure evaporator. .
【請求項3】 前記中圧蒸気配管は中圧過熱器の出口又
は中途の何れか一方から連絡したことを特徴とする請求
項2に記載のガスタービン複合発電システム。
3. claims, characterized in that it has contacted one of the outlet or midway of the medium-pressure steam pipe medium pressure superheater
Item 3. A gas turbine combined cycle system according to Item 2 .
【請求項4】 高圧タービンの排気をガスタービン冷却
蒸気として利用する蒸気冷却式ガスタービン複合発電シ
ステムにおいて、冷却蒸気供給系統に中圧蒸気配管を連
絡すると共に、高圧タービンに連通した高圧主蒸気配管
に高圧蒸気加減弁を配置し、同高圧蒸気加減弁の開度を
調節して高圧蒸発器の飽和圧力を変化させ、同高圧蒸発
器の蒸発量を変えることにより間接的に中圧蒸発器の蒸
発量を変化させて前記冷却蒸気の温度を制御するように
したことを特徴とするガスタービン複合発電システム。
4. A steam-cooled gas turbine combined cycle system utilizing exhaust gas from a high-pressure turbine as gas turbine cooling steam, wherein a medium-pressure steam pipe is connected to a cooling steam supply system and is connected to the high-pressure turbine. A high-pressure steam control valve is placed in the high-pressure steam control valve, and the opening of the high-pressure steam control valve is adjusted to change the saturation pressure of the high-pressure evaporator. A gas turbine combined cycle system, wherein the temperature of the cooling steam is controlled by changing the amount of evaporation.
【請求項5】 前記冷却蒸気供給系統に供給する中圧蒸
気は中圧過熱器の出口又は中途の何れか一方から供給す
ることを特徴とする請求項4に記載のガスタービン複合
発電システム。
5. The gas turbine combined cycle system according to claim 4 , wherein the intermediate-pressure steam supplied to the cooling-steam supply system is supplied from any one of an outlet and a middle of the intermediate-pressure superheater.
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