JP2915885B1 - ガスタービン複合発電システム - Google Patents
ガスタービン複合発電システムInfo
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
記図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。
図示は省略するが、冷却蒸気量を増加させるために、前
記図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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、こ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。
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、こ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。
【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。
の動翼出口蒸気温度の変化の一例を示す。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００４８】
【発明の実施の形態】 次に本発明の実施の第１形態を図
１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。
１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。
【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。
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。
【００５０】本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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００５８】なお前記した従来の装置、及び実施の第１
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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００６８】なお前記した従来の装置、及び実施の第
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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００７３】なお、本実施の形態を含め、前記実施の第
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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ムの概略構成を示す説明図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP477798A JP2915885B1 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ガスタービン複合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP477798A JP2915885B1 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ガスタービン複合発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2915885B1 true JP2915885B1 (ja) | 1999-07-05 |
| JPH11200889A JPH11200889A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11593270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP477798A Expired - Fee Related JP2915885B1 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ガスタービン複合発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915885B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107956519A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-24 | 华电电力科学研究院 | 一种汽轮机低压缸后缸喷水系统及调节方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3361501B2 (ja) | 2000-03-02 | 2003-01-07 | 株式会社日立製作所 | 閉回路翼冷却タービン |
| JP4395254B2 (ja) * | 2000-11-13 | 2010-01-06 | 三菱重工業株式会社 | コンバインドサイクルガスタービン |
| JP6057796B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2017-01-11 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンコンバインドプラント、及びガスタービンにおける高温部品の冷却方法 |
| JP6516993B2 (ja) | 2014-09-26 | 2019-05-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | コンバインドサイクルプラント並びにボイラの蒸気冷却方法 |
| DE102018111704B3 (de) | 2018-05-16 | 2019-08-22 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfungskühlung einer Kraftmaschine anhand der Temperatur und des Druckes eines Kühlmittels |
-
1998
- 1998-01-13 JP JP477798A patent/JP2915885B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107956519A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-24 | 华电电力科学研究院 | 一种汽轮机低压缸后缸喷水系统及调节方法 |
| CN107956519B (zh) * | 2017-11-27 | 2024-04-19 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种汽轮机低压缸后缸喷水系统及调节方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11200889A (ja) | 1999-07-27 |
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