(57)【要約】【課題】既設の排気ダクトにも容易に適用可能であり、ガスタービン複合発電プラントの性能に悪影響を与えない排気ダクト保護装置、及び該排気ダクト保護装置を有するガスタービン複合発電プラントを提供する。【解決手段】排気ダクト保護装置７は、ダクト１１１の内面に取り付けられた冷却管１１９と、冷却管１１９を囲むように取り付けられた断熱材１２１と、断熱材１２１を覆い断熱材１２１の飛散を防止する遮蔽板１２３とを含み、ガスタービンから排出される排ガスを排熱回収ボイラに導くダクト１１１とダクト１１１の外壁に取り付けられた保温材１１３とを備える排気ダクト６３の内面に取り付けられ、ダクト１１１を排ガスから保護する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンから排出される排ガスを排熱回収ボイラに導くダクトと前記ダクトの外壁に取り付けられた保温材とを備える排気ダクトを排ガスから保護する排気ダクト保護装置であって、
前記ダクトの内面に取り付けられた冷却管と、
前記冷却管を囲むように取り付けられた断熱材と、
前記断熱材を覆い断熱材の飛散を防止する遮蔽板と、
を備えることを特徴とする排気ダクト保護装置。
【請求項２】
前記冷却管の冷却水は、前記排熱回収ボイラの給水であることを特徴とする請求項１に記載の排気ダクト保護装置。
【請求項３】
前記排熱回収ボイラは、節炭器及び前記節炭器で予熱され温度の高くなった給水の一部を前記節炭器の入口部に返送する節炭器循環ラインを有し、
前記冷却管に供給される冷却水は、前記節炭器に送られる給水の一部であり、前記冷却管から排出される冷却水は、前記節炭器循環ラインに返送されることを特徴とする請求項１又２に記載の排気ダクト保護装置。
【請求項４】
副生ガスを燃料とするガスタービンと、
前記ガスタービンから排出される排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生させる蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービン及び前記蒸気タービンに連結し発電を行う発電機と、
前記ガスタービンから排出される排ガスを前記排熱回収ボイラに導くダクトと前記ダクトの外壁に取り付けられた保温材とを備える排気ダクトと、
請求項１から３のいずれか１項に記載の排気ダクト保護装置と、
を備えることを特徴とするガスタービン複合発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンから排出される排ガスを排熱回収ボイラに導く排気ダクトを排ガスから保護する排気ダクト保護装置、及び該排気ダクト保護装置を備えるガスタービン複合発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン複合発電プラントは、ガスタービン発電設備と汽力発電設備とを備える。ガスタービン発電設備は、高炉ガスなどの副生ガス又は天然ガスなどを燃焼させた燃焼ガスで、ガスタービンを駆動させ、ガスタービンに連結する発電機で発電を行う。一方、汽力発電装置は、ガスタービンから排出される排ガスの熱を排熱回収ボイラで回収し、蒸気を発生させ、発生した蒸気で蒸気タービンを駆動させる。蒸気タービンに発電機を連結し発電を行う。このようにガスタービンから排出される排ガスの熱を回収することで熱効率を高めるシステムとなっている。
【０００３】
ガスタービンから排出される排ガスは、排気ダクトを通じて排熱回収ボイラに送られる。ガスタービンと排熱回収ボイラとを結ぶ排気ダクトは、一般的に金属製の板材で形成されたダクトと放熱を防ぐためにダクトの外壁に取り付けられた保温材と保温材を被覆し雨水等から保護する外装板とで構成されている。また、排気ダクトは、熱伸縮を吸収するために、伸縮自在なエキスパンションジョイントで連結されている。
【０００４】
排気ダクトは、内部を高温の排ガスが流通するためトラブルが発生しやすい。例えば長期に亘る稼動中の負荷変動に伴う排ガスの温度変化により、エキスパンションジョイントのベローズが劣化する。これを防止するため、ベローズを空気で冷却するエキスパンションジョイントが提案されている（例えば特許文献１参照）。同様の技術が特許文献２にも記載されている。
【０００５】
排気ダクトのトラブルは、エキスパンションジョイントに限ったものではなく、例えば高炉ガス焚きガスタービン複合発電プラントにおいて、当初の計画を超え頻繁に起動、停止が行われると、ダクトが熱応力による金属疲労を起こし、ダクトに亀裂発生及び減肉が生じる事例もある。これを防ぐため、ダクトの内面に断熱材を取り付け、さらにその断熱材の表面に遮蔽板を設け、排ガスの熱の影響を受けにくくした排気ダクトも開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３０３８５７号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ダクトに亀裂発生及び減肉が発生することを防ぐ方法として、上記に示すダクトの内面に断熱材を取り付け、さらにその断熱材の表面に遮蔽板を設ける排気ダクトは有効な方法の一つと考えられるけれども、従来の排気ダクトを備える既設のガスタービン複合発電プラントにそのまま適用することはできない。従来の排気ダクトにおいて、ダクトの内面に断熱材及び遮蔽板を取り付けると、当然のことながらダクト内（流路）の断面積は小さくなる。ダクトの断面積が小さくなると、ダクトの圧力損失が上昇し、ガスタービンの排気側圧力が高くなり、ガスタービンの性能に悪影響を与える。さらに排熱回収ボイラへ流入する排ガス速度が高くなり、ボイラチューブにエロージョンが発生しやすくなる。これを回避するためには、ダクトの内面に取り付ける断熱材の厚さを薄くすればよいが、断熱材の厚さを薄くすると断熱効果が薄れ、ダクトを排ガスの熱から適切に保護することはできない。
【０００８】
以上のことから、従来の排気ダクトを備える既設のガスタービン複合発電プラントにおいて、性能、装置に悪影響を与えることなくダクトを適切に保護することが可能な装置又は方法の開発が待たれている。これら装置又は方法が、ガスタービン複合発電プラントのエネルギ効率の向上につながればより好ましいことは言うまでもない。
【０００９】
本発明の目的は、既設の排気ダクトにも容易に適用可能であり、ガスタービン複合発電プラントの性能に悪影響を与えない排気ダクト保護装置、及び該排気ダクト保護装置を有するガスタービン複合発電プラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の本発明は、ガスタービンから排出される排ガスを排熱回収ボイラに導くダクトと前記ダクトの外壁に取り付けられた保温材とを備える排気ダクトを排ガスから保護する排気ダクト保護装置であって、前記ダクトの内面に取り付けられた冷却管と、前記冷却管を囲むように取り付けられた断熱材と、前記断熱材を覆い断熱材の飛散を防止する遮蔽板と、を備えることを特徴とする排気ダクト保護装置である。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の排気ダクト保護装置において、前記冷却管の冷却水は、前記排熱回収ボイラの給水であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又２に記載の排気ダクト保護装置において、前記排熱回収ボイラは、節炭器及び前記節炭器で予熱され温度の高くなった給水の一部を前記節炭器の入口部に返送する節炭器循環ラインを有し、前記冷却管に供給される冷却水は、前記節炭器に送られる給水の一部であり、前記冷却管から排出される冷却水は、前記節炭器循環ラインに返送されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、副生ガスを燃料とするガスタービンと、前記ガスタービンから排出される排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生させる蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンに連結し発電を行う発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガスを前記排熱回収ボイラに導くダクトと前記ダクトの外壁に取り付けられた保温材とを備える排気ダクトと、請求項１から３のいずれか１項に記載の排気ダクト保護装置と、を備えることを特徴とするガスタービン複合発電プラントである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の本発明によれば、本発明に係る排気ダクト保護装置は、ダクトの内面に冷却管及び冷却管を囲む断熱材が取り付けられているので、ダクトの内面に断熱材のみを取り付ける場合に比べ、断熱性能（熱遮蔽性能）が大きくダクトが排ガスの熱から適切に保護される。本発明に係る排気ダクト保護装置は、断熱性能が大きいため厚さを薄くすることが可能である。これによりダクトの断面積が排気ダクト保護装置を取り付ける前と比べてあまり小さくならず、結果、排ガス速度が極端に速くならないので、ガスタービンの性能、ボイラチューブ等に悪影響を及ぼさない。また既設の排気ダクトに容易に取り付け使用することができる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば、前記冷却管には排熱回収ボイラの給水を冷却水として供給することが可能なので、排気ダクト保護装置は断熱性能に優れ、排気ダクトの壁面を通しての外部への放熱量が低下する。一方、冷却管に送られた給水は、排ガスで加熱され温度を上昇させるので、排熱回収ボイラの熱効率を高めることができる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明によれば、前記冷却管に供給される冷却水は、節炭器に送られる給水の一部であり、前記冷却管から排出される冷却水は、節炭器循環ラインに返送されるので、節炭器循環ラインの熱負荷が低減し、節炭器循環ラインに設けられる節炭器循環ポンプのランニングコスト、節炭器循環ポンプの容量又は台数を低減可能である。
【００１７】
請求項４に記載の本発明によれば、ガスタービン複合発電プラントにも適用可能なので、既設のガスタービン複合発電プラントに適用することで排気ダクトを適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態としての排気ダクト保護装置７を排気ダクト６３に取り付けた状態を示す正面図である。
【図２】図１中のＡ部詳細図である。
【図３】図１の排気ダクト保護装置７の冷却管１１９のダクト１１１への取り付け要領を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての排気ダクト保護装置７を備えるガスタービン複合発電プラント１の概略的構成を示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態としての排気ダクト保護装置７を排気ダクト６３に取り付けた状態を示す正面図、図２は、図１中のＡ部詳細図である。図３は、排気ダクト保護装置７の冷却管１１９のダクト１１１への取り付け要領を示す斜視図である。また図４は、本発明の第１実施形態としての排気ダクト保護装置７を備えるガスタービン複合発電プラント１の概略的構成を示すプロセスフロー図である。
【００２０】
排気ダクト保護装置７は、ガスタービン２９から排出される排ガスを排熱回収ボイラ６１に導く排気ダクト６３を保護するための装置であり、ガスタービン発電設備３と汽力発電設備５とを備えるガスタービン複合発電プラント１の排気ダクト６３に取り付け使用される。まず、排気ダクト保護装置７を備えるガスタービン複合発電プラント１の構成を説明する。
【００２１】
本ガスタービン複合発電プラント１は、製鉄所で生成する高炉ガスなどの副生ガスを燃料とする発電プラントであり、ガスタービン発電設備３と汽力発電設備５とに大別される。ガスタービン発電設備３は、燃料である副生ガスを所定の圧力まで昇圧し燃焼器１９に送る燃料圧縮機１５、高圧の空気を燃料器１９に送る空気圧縮機２３、燃焼器１９から排出される高温、高圧の燃焼ガスで駆動するガスタービン２９、及びガスタービン２９に連結し発電を行う発電機３１を主要機器とする。一方、汽力発電設備５は、ガスタービン２９から排出される排ガスの熱で蒸気を発生させる排熱回収ボイラ６１、排熱回収ボイラ６１で発生させた蒸気で駆動する蒸気タービン６５、及び蒸気タービン６５に連結し発電を行う発電機３１を主要機器とする。
【００２２】
製鉄所から送られてくる副生ガスは、図示を省略した混合器を介して発熱量が調節され、さらに湿式電気集塵器１１で酸化鉄などの粉塵が除去された後、燃料ライン１３を通じて燃料圧縮機１５へ送られる。製鉄所から送られてくる高炉ガスなど副生ガスは、圧力が約０．１１ＭＰａ（ａｂｓ）と低いため、燃料圧縮機１５で所定の圧力まで昇圧され、ガス供給管路１７を通じて、燃焼器１９へ送られる。ガス供給管路１７には、管路途中に燃焼器１９への燃料供給を遮断する燃料遮断弁２１が設けられている。
【００２３】
燃焼器１９には、空気圧縮機２３から高圧の空気が供給される。空気圧縮機２３は、吸込管２５に備えられる吸気フィルタ２７を介して外気を吸気し、所定圧力まで圧縮する。高圧の燃料ガスは、燃焼器１９で高圧の空気と混合、燃焼し高温、高圧の燃焼ガスを生成する。高温、高圧の燃焼ガスは、ガスタービン２９に導かれ、ガスタービン２９を駆動する。ガスタービン２９には、燃料圧縮機１５、空気圧縮機２３及び発電機３１が連結し、ガスタービン２９の駆動に伴い発電機３１が駆動され発電が行われる。
【００２４】
燃料圧縮機１５は、軸流式圧縮機であり、サージングの範囲が広く、吸込む燃料ガス流量が所定量以下になるとサージングが発生するため、これを回避する目的で、出力が低下し燃焼器１９への燃料ガスの供給量が減少しても、吸込む燃料ガス量が所定の流量以下とならないように、吐出ガス（燃料ガス）の一部を燃料圧縮機１５の入口部に返送するための燃料ガス戻りライン３３を備える。
【００２５】
燃料ガス戻りライン３３は、ラインの途中に戻りガス（循環ガス）量を調節するための第１ガス戻量制御弁３５を有し、さらにその下流にガス冷却器３７が設けられている。ガス冷却器３７は、ガス密度を大きくし、燃料圧縮機１５の圧縮効率を高める目的で設置され、戻りガスは所定の温度まで冷却された後、燃料圧縮機１５の入口部、より正確には湿式電気集塵機１１の上流側の燃料ライン１３に返送される。
【００２６】
ガス冷却器３７は、直冷式の冷却器であり、戻りガスに直接、冷却水を吹きかけ戻りガスを冷却する。ガス冷却器３７への冷却水供給は、ガス冷却器冷却水ポンプ３９及びガス冷却水冷却器４１を循環ライン途中に備える冷却水循環ライン４３を通じて行われる。冷却水循環ライン４３は、ガス冷却水冷却器４１をバイパスする、管路の途中にバイパス弁４５を備えるバイパス管４７を有する。ガス冷却水冷却器４１は海水を冷却媒体とし、海水供給ライン４９に設けられた海水ポンプ５１より冷却媒体である海水が供給される。海水供給ライン４９は、数台の取水ポンプ５３で海水を取水し復水器９９に海水を送水する海水供給ライン５５の途中より分岐させている。ガス冷却水冷却器４１に供給された海水は、冷却水循環ライン４３を循環する冷却水を冷却し、温度が高くなった海水は、海に戻される。
【００２７】
また燃料ガス戻りライン３３には、大量の戻りガスを処理するための第２ガス戻量制御弁５７を備えるバイパスライン５９が連結する。バイパスライン５９は、第１ガス戻量制御弁３５をバイパスし、一端を燃料ガス戻りライン３３の入口部に、他端をガス冷却器３７の上流部に接続する。第２ガス戻量制御弁５７は、第１ガス戻量制御弁３５に比較して、多量の戻りガスを流通させることが可能なため、バイパスライン５９は、ユニットトリップなど流量変動の大きい場合に使用される。
【００２８】
ガスタービン２９から排気される排ガスは、ガスタービン２９と排熱回収ボイラ６１とを結ぶ排気ダクト６３を通じて排熱回収ボイラ６１に送られる。排ガス温度は約６００℃であり、排熱回収ボイラ６１は、この排ガスの熱を回収し蒸気を発生させ、発生した蒸気は蒸気タービン６５に送られる。排熱回収ボイラ６１で熱を回収され、温度の低下した排ガスは煙突１０９から放出される。
【００２９】
排熱回収ボイラ６１は、低圧節炭器６７、高圧節炭器６９、低圧蒸発器７１、高圧蒸発器７３、低圧ドラム７５、高圧ドラム７７、低圧過熱器７９、高圧過熱器８１を備える。排熱回収ボイラ６１への給水は、低圧給水ポンプ８３を通じて行われる。低圧給水ポンプ８３から送出される給水は、管路８５を通じて低圧節炭器６７へ導かれ、ここで予熱される。予熱された給水の大半は、管路８７を通じて高圧給水ポンプ８９へ導かれ、昇圧された後、高圧節炭器６９でさらに予熱される。また低圧節炭器６７で予熱された給水の一部は、低圧ドラム７５へ送られる。
【００３０】
低圧節炭器６７には、節炭器の腐食を防止するため、節炭器循環ライン９１が設けられ、節炭器循環ライン９１の途中に介装された節炭器循環ポンプ９３を介して、低圧節炭器６７で予熱され温度の高くなった給水の一部を循環させる。温度の高い給水の一部を循環させることで、低圧節炭器６７を加熱する排ガス中の亜硫酸ガスの露点以上に、給水の温度を高め、低圧節炭器６７の腐食を防止する。よって低圧節炭器６７へ供給される管路８５を通過する給水の温度が低いほど、節炭器循環ライン９１の循環量を多くする必要が生じる。
【００３１】
高圧節炭器６９で温度を高めた給水は、高圧ドラム７７、高圧蒸発器７３、高圧過熱器８１へ送られ、過熱蒸気となった後、高圧蒸気ライン９５を通じて蒸気タービン６５へ送られ、蒸気タービン６５を駆動する。低圧ドラム７５に送られた給水も、低圧蒸発器７１、低圧過熱器７９へ送られ、過熱蒸気となった後、低圧蒸気ライン９７を通じて蒸気タービン６５へ送られ、蒸気タービン６５を駆動する。蒸気タービン６５を駆動し、圧力、温度を低下させた蒸気は、復水器９９へ送られ、ここで冷却され復水となる。蒸気タービン６５は発電機３１と連結し、発電機３１を駆動し発電を行う。
【００３２】
復水は、復水器９９から管路１０１を通じて復水ポンプ１０３へ送られ、復水ポンプ１０３は、復水を昇圧した後、管路１０５を通じて、低圧給水ポンプ８３に送水する。これにより排熱回収ボイラ６１へ送られる給水は、蒸気、復水を経由しながら循環使用される。なお、管路１０５の途中には空気冷却器１０７が介装されている。
【００３３】
排気ダクト６３は、断面形状が矩形のダクト１１１が図示を省略したエキスパンションジョイントで連結され、ガスタービン２９から排熱回収ボイラ６１に向かって拡大しながらガスタービン２９と排熱回収ボイラ６１とを連結する。排気ダクト６３の大きさの一例を示せば、高さ５ｍ、幅１０ｍ、長さ４０ｍ程度である。排気ダクト６３は、金属製の板材で形成されたダクト１１１とダクト１１１の外壁を覆うように施工された保温材１１３及びその保温材１１３を被覆する外装板１１５で構成される。
【００３４】
排気ダクト保護装置７は、ダクト１１１を主に排ガスの熱から保護するための装置であり、ダクト１１１内部に設置される。排気ダクト保護装置７は、ダクト１１１の内面に取り付けられた冷却管１１９と、冷却管１１９を囲むように取り付けられた断熱材１２１と、断熱材１２１を覆う遮蔽板１２３とを含む。
【００３５】
冷却管１１９は、ダクト１１１を排ガスの熱から保護するための部材であり、ダクト１１１の内側にダクト１１１の内壁１１７と僅かな距離を有し、排ガスの流れと平行にダクト１１１に沿うよう４つの壁面１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ）にそれぞれ取り付けられている。冷却管１１９は、外径が２２ｍｍ程度の大きさであり、これが複数本、平行に取り付けられている。冷却管１１９は、管径を大きくすることで冷却水量を多くし冷却能を高めることができるけれども、管径が大きくなるとダクト１１１内の断面積が小さくなるので、必要以上に大きな冷却管１１９を設けるべきではない。なお、冷却管１１９は、ダクト１１１に接触させるように取り付けてもよい。冷却管１１９の材質は、排ガス温度、使用する冷却水、冷却水の圧力に応じて適宜選択すればよい。ここでは冷却水としてボイラ給水を使用するためボイラ・熱交換器用炭素鋼鋼管を使用する。
【００３６】
各冷却管１１９は、一端を外装板１１５の外部に取り付けられた冷却水入口管寄１２７（１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ）と接続し、他端を外装板１１５の外部に取り付けられた冷却水出口管寄１２９（１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ）と接続する。冷却水入口管寄１２７及び冷却水出口管寄１２９は、ダクト１１１の４面それぞれを覆う外装板１１５の端部に支持架台１３１を介して固定されている。各冷却管１１９は、外装板１１５を貫通後に２本に分岐させている。外装板１１５を貫通する部分を少なくするためである。分岐の本数は、２本に限定されるものではなく取り付けの施工性などを考慮して、３本以上とすることが好ましい。さらに各冷却管１１９は、ダクト１１１を貫通させた後に複数本に分岐させることが施工の点からより好ましい。
【００３７】
各冷却水入口管寄１２７は、冷却水入口分配管１３３と接続し、冷却水入口分配管１３３と接続する冷却水入口管１３５を通じて冷却水が供給される。同様に各冷却水出口管寄１２９は、冷却水出口分配管１３７と接続し、冷却水出口分配管１３７と接続する冷却水出口管１３９を通じて冷却水が排出される。冷却水入口管寄１２７、冷却水入口分配管１３３、冷却水入口管１３５、冷却水出口管寄１２９、冷却水出口分配管１３７及び冷却水出口管１３９には保温材１１３が取り付けられている。冷却水入口管寄１２７及び冷却水出口管寄１２９は、構造的にはダクト１１１内部に設けることも可能であるが、ダクト１１１内部に設置するとダクト１１１内の断面積が小さくなるので、ダクト１１１内部に設置すべきではない。
【００３８】
断熱材１２１は、冷却管１１９と同様、ダクト１１１を排ガスの熱から保護するための部材であり、冷却管１１９を覆うようにダクト１１１内壁に施工されている。断熱材１２１は、排ガスに対して耐性を有する公知の断熱材を使用することができる。断熱材１２１の厚さを厚くするほど、断熱効果は高まるけれども、必要以上に大きくするとダクト１１１内の断面積が小さくなるので、好ましくない。本実施形態に示す排気ダクト保護装置７は、断熱材１２１のみならず冷却管１１９を備えるので断熱効果に優れる。よって断熱材１２１の厚さは、冷却管１１９を覆うことができる程度でよい。
【００３９】
遮蔽板１２３は、断熱材１２１が排ガスに吹き飛ばされ飛散することを防止する目的で、ダクト１１１に取り付けられた取付金具１４１を介して、断熱材１２１を覆うように断熱材１２１の表面に設置される。遮蔽板１２３は、断熱材１２１の飛散を防止するために取り付けられるので、板厚は薄くてもよい。このような遮蔽板１２３としては、厚さ３〜５ｍｍ程度のＳＵＳ３０９Ｓなどの耐熱鋼を用いることができる。遮蔽板１２３の表面は、ダクト１１１内を排ガスが流通するときの圧力損失の点から可能な限り平らなことが望ましい。この点から、遮蔽板１２３を取付金具１４１に取り付けるときも、取り付け部が平らになるように溶接で固定することが好ましい。
【００４０】
以上のように排気ダクト保護装置７は、断熱材１２１のみならず冷却管１１９を用いてダクト１１１への熱伝達を防ぐので、断熱材１２１のみでダクト１１１を断熱する場合に比べ、断熱能力は格段に大きい。このため排気ダクト保護装置７の厚さＬを薄くすることが可能となり、排気ダクト保護装置７を設置する前と比較して、ダクト１１１内の断面積が大きく減少しない。この結果、排ガス速度があまり高くならず、ガスタービン２９の性能、ボイラチューブ等に悪影響を及ぼさない。また、遮蔽板１２３が、ダクト１１１に排ガスが直接接触することを防止するので、排ガスによるダクトの腐食も抑制される。
【００４１】
排気ダクト保護装置７の冷却管１１９には、ボイラ給水が供給され、排ガスからダクト１１１への熱伝達を防ぎ、自身、低圧節炭器６７で加熱された給水よりも高い温度となった冷却水は、節炭器循環ライン９１に返送される。以下、この点を詳細に説明する。
【００４２】
低圧給水ポンプ８３と低圧節炭器６７とを結ぶ管路８５の途中には、排気ダクト保護装置７の冷却管１１９へ冷却水を供給する冷却水入口管１３５が連結し、冷却水入口管１３５の途中に介装されたダクト冷却水ポンプ１４３を介して、冷却管１１９にボイラ給水が冷却水として送られる。冷却管１１９の出口には、節炭器循環ライン９１と接続する冷却水出口管１３９が接続し、冷却水出口管１３９は一端を冷却管１１９に接続し、他端を節炭器循環ポンプ９３の出口部の節炭器循環ライン９１に接続する。冷却水出口管１３９は、管路の途中に温度検出器１４５、第１冷却水制御弁１４７を備え、第１冷却水制御弁１４７の上流側に分岐管１４９を有する。分岐管１４９は、管路の途中に第２冷却水制御弁１５１を備え、一端を冷却水出口管１３９に、他端を節炭器循環ポンプ９３の入口部の節炭器循環ライン９１に接続する。これらでダクト冷却水ラインが構成される。分岐管１４９と節炭器循環ライン９１との接続点と、低圧節炭器６７の出口とを結ぶ節炭器循環ライン９１には、排気ダクト保護装置７出口の冷却水温度と低圧節炭器６７出口給水温度を比較するための温度検出器１５０が設けられている。
【００４３】
以上の構成からなる冷却管１１９への冷却水供給系統において、ボイラ給水の一部は、ダクト冷却水ポンプ１４３を介して、冷却水入口管１３５、冷却水入口分配管１３３、冷却水入口管寄１２７、冷却管１１９の順に送られ、温度の高くなった冷却水は、冷却水出口管寄１２９、冷却水出口分配管１３７、冷却水出口管１３９を通じて、節炭器循環ライン９１に返送される。節炭器循環ラインへ９１の冷却水の返送は、冷却水出口管１３９のみならず、冷却水出口管１３９に接続する分岐管１４９を介して行ってもよく、必要に応じて第１冷却水制御弁１４７及び第２冷却水制御弁１５１の弁開度を調節する。
【００４４】
ボイラ給水の一部を排気ダクト保護装置７の冷却管１１９に導き、温度の高くなった冷却水を節炭器循環ライン９１へ返送することで、節炭器循環ライン９１の熱負荷が低減し、節炭器循環ポンプ９３の容量又は台数を低減させることができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、製鉄所で生成する高炉ガスなどの副生ガスを燃料とするガスタービン複合発電プラントを例として説明したけれども、燃料が製鉄所で生成する副生ガスに限定されないことは言うまでもない。また排気ダクト保護装置７は、必ずしも排気ダクト全体に取り付ける必要はなく、排ガスの熱の影響を受けやすい箇所、又は排気ダクトの方向が変わるベンド部周辺にのみ設けてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１  ガスタービン複合発電プラント
７  排気ダクト保護装置
２９  ガスタービン
３１  発電機
６１  排熱回収ボイラ
６３  排気ダクト
６５  蒸気タービン
６７  低圧節炭器
９１  節炭器循環ライン
１１１  ダクト
１１３  保温材
１１９  冷却管
１２１  断熱材
１２３  遮蔽板
１２５  ダクトの４つの壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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