(57)【要約】【課題】蒸気発生設備内において蒸気を減温する。【解決手段】減温システム（１６０）は、少なくとも１個の水源（１４２／１５８）及び少なくとも１個の蒸気源（１０２）と連通して結合される少なくとも１個のエダクタ（１７２）を含む。この少なくとも１個のエダクタは、蒸気（１７１）を少なくとも１個の蒸気源から導いて、少なくとも１個の水源から導かれる水（１７０）に動力を誘発するように構成される。この減温システムは、更にまた、少なくとも１個のエダクタと連通して結合される少なくとも１個の減温器（１７８）を含む。この少なくとも１個の減温器は、少なくとも１個のエダクタから導かれる水（１７５）と少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気（１７７）とを受けるように構成される。【選択図】図２
2010249505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の水源（１４２／１５８）及び少なくとも１個の蒸気源（１０２）と連通して結合されており、蒸気（１７１）を前記少なくとも１個の蒸気源から導いて、前記少なくとも１個の水源から導かれる水（１７０）に動力を誘発するように構成される少なくとも１個のエダクタ（１７２）と；
前記少なくとも１個のエダクタと連通して結合されており、前記少なくとも１個のエダクタから導かれる水（１７５）と前記少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気（１７７）とを受けるように構成される少なくとも１個の減温器（１７８）とからなる減温システム（１６０）。
【請求項２】
前記少なくとも１個のエダクタ（１７２）は、少なくとも１個の高圧過熱器（１１３）と連通して結合される請求項１に記載の減温システム（１６０）。
【請求項３】
前記少なくとも１個の減温器（１７８）は、少なくとも１個の高圧過熱器（１１３）と連通して結合される請求項１に記載の減温システム（１６０）。
【請求項４】
前記少なくとも１個の水源（１４２／１５８）と前記少なくとも１個のエダクタ（１７２）との間に連通して結合される少なくとも１個の第１の弁（１７４）と；
前記少なくとも１個の蒸気源（１０２）と前記少なくとも１個のエダクタとの間に連通して結合される少なくとも１個の第２の弁（１７６）と；
前記少なくとも１個の蒸気源と前記少なくとも１個の減温器（１７８）との間に連通して結合される少なくとも１個の第３の弁（１５２）との少なくとも１つを更に含む請求項１に記載の減温システム（１６０）。
【請求項５】
前記第１の弁（１７４）と前記第２の弁（１７６）と前記第３の弁（１５２）との各弁は、自動運転可能とされるとともに、互いに作動的に同期する請求項４に記載の減温システム（１６０）。
【請求項６】
減温システムの高圧部（１６２）と；
減温システムの中圧部（１６４）と；
減温システムの低圧部（１６６）との少なくとも１つを更に含む請求項１に記載の減温システム（１６０）。
【請求項７】
少なくとも１個の水源（１４２／１５８）と；
少なくとも１個の蒸気源（１０２）と；
前記少なくとも１個の水源及び前記少なくとも１個の蒸気源と連通して結合されており、蒸気（１７１）を前記少なくとも１個の蒸気源から導いて、前記少なくとも１個の水源から導かれる水（１７０）に動力を誘発するように構成される少なくとも１個のエダクタ（１７２）と；
前記少なくとも１個のエダクタと連通して結合されており、前記少なくとも１個のエダクタから導かれる水（１７５）と前記少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気（１７７）とを受けるように構成される少なくとも１個の減温器（１７８）とからなる蒸気発生設備（１００）。
【請求項８】
前記少なくとも１個の水源（１４２／１５８）は、少なくとも１個の復水抽出ポンプ（１５８）と復水ユニット（１４２）との少なくとも１つからなる請求項７に記載の蒸気発生設備（１００）。
【請求項９】
前記少なくとも１個の蒸気源は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）（１０２）からなる請求項７に記載の蒸気発生設備（１００）。
【請求項１０】
前記ＨＲＳＧ（１０２）は、
少なくとも１個の高圧過熱器（１１１／１１３）と；
少なくとも１個の中圧過熱器（１１５／１１７）と；
少なくとも１個の低圧過熱器（１１３）との少なくとも１つからなる請求項９に記載の蒸気発生設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施例は、一般に蒸気発生設備に関し、特に蒸気発生設備内において蒸気を減温する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複合サイクルプラント等の少なくとも一部の周知の蒸気発生設備は、少なくとも１個のボイラを含む。少なくとも一部の周知のボイラは、熱源と、水源と、高圧、中圧及び低圧タービン等の複数の蒸気タービン構成要素とに連通して結合される排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）である。動作時において、ＨＲＳＧは、水と熱とを受けるとともに、この水を沸騰させて、タービンの駆動に用いられる高温高圧蒸気を発生させ、このタービンが、更に、発電機やポンプ等の装置を駆動する。蒸気タービントリップが起こった場合には、ＨＲＳＧの各部にある蒸気の少なくとも一部分は、ＨＲＳＧのその他の部分又は復水器等のその他の構成要素へと導かれる。こうした誘導時に、蒸気は、このような高温高圧蒸気に継続的にさらされるようには設計及び／又は製作されていない構成要素に接触しうる。
【０００３】
少なくとも一部のこうした周知の蒸気発生設備において、蒸気は、蒸気との接触の影響を小さくするために減温される。例えば、このような減温は、大型の接続型の高〜中圧給水ポンプと連通して結合される専用の減温装置を用いて一般に達成される。このような給水ポンプは、蒸気圧に打ち勝つことが出来るだけの十分な正圧をもたらして、実質的に全運転条件範囲に渡って所望の減温を達成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，８５１，２６５Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような大型化は、一般に資本及び運転費の増加を伴う。
【０００６】
その他の周知の蒸気発生設備では、こうした減温が、低圧水ポンプを用いて達成される場合もある。一般に、このような設備では、第２の低圧水ポンプを待機状態にして、１個の低圧水ポンプが連続運転される。一般に、単一の低圧水ポンプは、蒸気圧に打ち勝つことが出来るだけの十分な頭部圧力を作り出して、少なくとも部分的に所望の減温を達成する。しかし、吐出し圧力がより低いため、所望の減温を完全に達成することが出来るだけの十分な減温水流を生じしめるためには、多くの場合、複数のこうした低圧水ポンプを使用しなければならない。この場合、タービントリップ後に第２の低圧水ポンプが十分なポンプ容量を達成して、所望の減温を達成出来るまでに一般的に一定の時間が必要となる。予備の低圧水ポンプの追加は、設備の据付に付随する資本費を増加させるとともに、ＨＲＳＧから導かれる高圧高温蒸気の所望の減温が達成されうるまでの時間遅延を増加させる。更に、より多くの低圧水ポンプの連続運転は、こうした機器に付随する補機電力使用量及び保全費等の運転費を増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するための手段に記載の内容は、以下の発明を実施するための形態に更に説明される概念の精粋を簡略な形態で紹介するものである。この課題を解決するための手段に記載の内容は、特許請求の範囲に記載の主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するのではなしに、特許請求の範囲に記載の主題の範囲を判断する際の助けとして用いることを意図するものである。
【０００８】
１つの態様において、蒸気発生設備の運転方法を提供する。この方法は、蒸気を少なくとも１個のエダクタ内に導くことによって水に動力を誘発して、蒸気駆動冷却流体流を形成する段階を含む。この方法は、更にまた、蒸気駆動冷却流体流を少なくとも１個の減温器へと導く段階を含む。この方法は、更に、蒸気を少なくとも１個の蒸気源から少なくとも１個の減温器へと導く段階を含む。この方法は、更にまた、蒸気駆動冷却流体流を、少なくとも１個の減温器を通って導かれる蒸気中に噴射して、少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気の冷却を容易にする段階を含む。
【０００９】
また他の態様において、減温システムを提供する。このシステムは、少なくとも１個の水源及び少なくとも１個の蒸気源と連通して結合される少なくとも１個のエダクタを含む。この少なくとも１個のエダクタは、少なくとも１個の蒸気源から蒸気を導いて、少なくとも１個の水源から導かれる水に動力を誘発するように構成される。このシステムは、更にまた、少なくとも１個のエダクタと連通して結合される少なくとも１個の減温器を含む。この少なくとも１個の減温器は、少なくとも１個のエダクタに導かれる水と少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気とを受けるように構成される。
【００１０】
また別の態様において、蒸気発生設備を提供する。この設備は、少なくとも１個の水源と少なくとも１個の蒸気源とを含む。この設備は、更にまた、少なくとも１個の水源及び少なくとも１個の蒸気源と連通して結合される少なくとも１個のエダクタを含む。この少なくとも１個のエダクタは、少なくとも１個の蒸気源から蒸気を導いて、少なくとも１個の水源から導かれる水に動力を誘発するように構成される。この設備は、更にまた、少なくとも１個のエダクタと連通して結合される少なくとも１個の減温器を含む。この少なくとも１個の減温器は、少なくとも１個のエダクタに導かれる水と少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気とを受けるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例証的な蒸気発生設備の概略ブロック図である。
【図２】図１の蒸気発生設備に用いられうるエダクタを用いた例証的な減温システムの概略ブロック図である。
【図３】図１及び２に示された蒸気発生設備の例証的な運転方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に記載の実施例は、以下の説明を添付図面と併せて参照することによって、より良く理解される。
【００１３】
図１は、例証的な蒸気発生設備１００の概略ブロック図である。この例証的な実施例において、蒸気発生設備１００は、少なくとも１個のボイラ、すなわち排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１０２を含む。ＨＲＳＧ１０２は、ガスタービン排気マニホルド１０４及び残留熱排気筒１０６と連通して結合される。更にまた、この例証的な実施例において、ＨＲＳＧ１０２は、複数の水−蒸気要素バンドル１０８と複数の水−蒸気分離ユニット１１０とを含む。バンドル１０８とユニット１１０とは、バンドル１０８内において水（図示せず）をサブクール状態から過熱蒸気状態まで加熱する一方で、分離ユニット１１０内において水（図示せず）と蒸気（図示せず）とを分離することを容易にする配向に連通して結合される。バンドル１０８は、少なくとも１個の高圧（ＨＰ）過熱器、すなわち、第２のＨＰ過熱器（ＨＰＳＨ−２）１１３と連通して結合される第１のＨＰ過熱器（ＨＰＳＨ−１）１１１を含む。バンドル１０８は、更にまた、少なくとも１個の中圧（ＩＰ）過熱器、すなわち、第２のＩＰ又は再加熱過熱器（ＲＨＳＨ−２）１１７と連通して結合される第１のＩＰ又は再加熱過熱器（ＲＨＳＨ−１）１１５を含む。バンドル１０８は、更に、少なくとも１個の低圧（ＬＰ）過熱器（ＬＰＳＨ）１３１を含む。各過熱器１１１、１１３、１１５、１１７及び１３１について、蒸気発生設備１００内における構成と機能性とに関して、以下により詳細に説明する。水と蒸気とは、ガスタービン排気マニホルド１０４からＨＲＳＧ１０２を通って導かれる高温ガス１１２からの熱伝達により過熱状態に加熱される。排気筒１０６は、ＨＲＳＧ１０２と連通して結合されて、冷却された排気ガス１１４が排気筒１０６を経て排気されることを可能にする。
【００１４】
蒸気発生設備１００は、更にまた、蒸気タービンシステム１２０を含む。この例証的な実施例では、システム１２０は、ＨＲＳＧ１０２、具体的にＨＰＳＨ−２  １１３に少なくとも１個のＨＰ吸入制御弁１２４により結合される高圧（ＨＰ）蒸気タービン１２２を含む。更にまた、この例証的な実施例において、蒸気タービンシステム１２０は、ＨＲＳＧ１０２、具体的にＲＨＳＨ−２  １１７に少なくとも１個のＩＰ吸入制御弁１２８により結合される中圧（ＩＰ）蒸気タービン１２６を含む。更に、この例証的な実施例では、蒸気タービンシステム１２０は、ＩＰ蒸気タービン１２６と連通して結合されるとともに、少なくとも１個のＬＰ吸入制御弁１３２によりＨＲＳＧ１０２内のＬＰＳＨ１３１に結合される低圧（ＬＰ）蒸気タービン１３０を含む。
【００１５】
例証的な実施例において、蒸気発生設備１００は、更にまた、復水−給水複合システム１４０を含む。この例証的な実施例では、システム１４０は、任意の個数の復水ブースターポンプと復水ポンプと給水ブースターポンプと給水ポンプと脱気ユニットと配管と弁と、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように機能することを可能にする、当該技術分野において周知のあらゆるその他の構成要素（いずれも図示せず）とを含む。更にまた、この例証的な実施例では、システム１４０は、ＨＲＳＧ１０２及び復水ユニット１４２と連通して結合される。
【００１６】
蒸気発生設備１００は、更にまた、蒸気バイパスシステム１５０を含む。この例証的な実施例において、蒸気バイパスシステム１５０は、ＨＲＳＧ１０２、具体的にＨＰＳＨ−２  １１３と連通して結合されるＨＰバイパス圧力制御弁（ＰＣＶ）１５２を含む。更にまた、この例証的な実施例では、蒸気バイパスシステム１５０は、ＨＲＳＧ１０２、具体的にＲＨＳＨ−２  １１７と連通して結合されるＩＰバイパスＰＣＶ１５４を含む。更に、この例証的な実施例において、蒸気バイパスシステム１５０は、ＨＲＳＧ１０２と連通して結合されるＬＰバイパスＰＣＶ１５６を含む。更にまた、この例証的な実施例では、蒸気バイパスシステム１５０は、復水ユニット１４２と連通して結合される少なくとも１個の復水抽出ポンプ（ＣＥＰ）１５８を含む。
【００１７】
蒸気バイパスシステム１５０は、更にまた、減温システム１６０を含む。この例証的な実施例では、減温システム１６０は、ＨＰ  ＰＣＶ１５２と連通して結合されるＨＰ部１６２を含む。更にまた、この例証的な実施例において、減温システム１６０は、ＩＰ  ＰＣＶ１５４と連通して結合されるＩＰ部１６４を含む。更に、この例証的な実施例では、減温システム１６０は、ＬＰ  ＰＣＶ１５６と連通して結合されるＬＰ部１６６を含む。各部１６２、１６４及び１６６は、ＣＥＰ１５８と連通して結合される。減温システム１６０とこれに付随する各部１６２、１６４及び１６６とについて、以下により詳細に説明する。
【００１８】
この例証的な実施例において、蒸気発生設備１００は、複合サイクル発電設備である。これに代わるものとして、蒸気発生設備１００は、減温システム１６０が本明細書に説明するように機能することを可能にするいかなる設備であっても良い。更にまた、この例証的な実施例において、設備１００は、少なくとも１個のボイラ、すなわちＨＲＳＧ１０２を含む。これに代わるものとして、設備１００は、減温システム１６０が本明細書に記載のように機能することを可能にするいかなる種類のボイラを含んでも良い。
【００１９】
蒸気発生設備１００の動作時において、高温排気ガス１１２は、ガスタービン排気マニホルド１０４からＨＲＳＧ１０２を通って導かれる。ガス１１２が水−蒸気要素バンドル１０８の周りを流れるときに、熱はガス１１２から、バンドル１０８を通って流れる水及び／又は蒸気に伝達される。熱がガス１１２から伝達されるため、こうしたガス１１２は、冷却された後に排気筒１０６を経て排気される。
【００２０】
更にまた、動作時において、サブクール水（図示せず）は、復水ユニット１４２から復水−給水複合システム１４０を経てＨＲＳＧ１０２へと導かれる。サブクール水は、冷却された排気ガス１１４から伝達される熱を受け、こうしたサブクール水の温度は上昇する。水温は、水が連続する水−蒸気要素バンドル１０８を通って流れるにつれて上昇し、水は、最終的に飽和状態まで加熱される。蒸気が飽和水中において形成されると、蒸気と水とが分離ユニット１１０により分離され、水は、バンドル１０８に戻されて、然る後に加熱されるとともに蒸気が形成される一方で、蒸気は、後続のバンドル１０８へと導かれて、過熱蒸気状態まで更に熱伝達を受ける。特に、少なくとも部分的に過熱された蒸気は、ＨＰＳＨ−１  １１１へと導かれた後に、ＨＰＳＨ−２  １１３に導かれて、高圧（ＨＰ）過熱主蒸気（図示せず）を形成する。例証的な実施例において、こうした過熱ＨＰ主蒸気は、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件を備えている。
【００２１】
過熱ＨＰ主蒸気は、ＨＰ吸入制御弁（ＡＣＶ）１２４へと導かれて、ＨＰ蒸気タービン１２２に入る。過熱ＨＰ主蒸気中の熱エネルギーは、ＨＰ蒸気タービン１２２内において回転運動エネルギーに変換される。過熱中圧（ＩＰ）排出蒸気（図示せず）は、ＨＰ蒸気タービン１２２からＨＲＳＧ１０２、具体的にＲＨＳＨ−１  １１５へと導かれて、然る後に再加熱される。例証的な実施例において、こうしたＩＰ排出蒸気は、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件を備えている。
【００２２】
ＩＰ排出蒸気は、ＲＨＳＨ−１  １１５へと導かれた後にＲＨＳＨ−２  １１７へと導かれて、中圧（ＩＰ）過熱再加熱蒸気（図示せず）を形成する。この例証的な実施例では、このような過熱ＩＰ再加熱蒸気は、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件を備えている。
【００２３】
過熱ＩＰ再加熱蒸気は、ＩＰ吸入制御弁（ＡＣＶ）１２８へと導かれて、ＩＰ蒸気タービン１２６に入る。過熱ＩＰ再加熱蒸気中の熱エネルギーは、ＩＰ蒸気タービン１２６内において回転運動エネルギーに変換される。過熱低圧（ＬＰ）排出蒸気（図示せず）は、ＩＰ蒸気タービン１２６からＬＰタービン１３０へと導かれる。更に、ＬＰＳＨ１３１からの過熱ＬＰ蒸気は、ＬＰ  ＡＣＶ１３２を経てＬＰ蒸気タービン１３０へと導かれる。過熱ＬＰ蒸気中の熱エネルギーは、ＬＰ蒸気タービン１３０内において回転運動エネルギーに変換される。ＬＰ排出蒸気（図示せず）は、ＬＰ蒸気タービン１３０から復水ユニット１４２へと導かれて、本明細書に記載の熱力学的サイクルを通って再循環される。バイパスシステム１５０とこれに組み込まれる減温システム１６０との動作について、以下により詳細に説明する。
【００２４】
図２は、蒸気発生設備１００に用いられうるエダクタ１７２を用いた例証的な減温システム１６０の概略ブロック図である。この例において、システム１６０は、蒸気バイパスシステム１５０内に組み込まれるとともに、ＨＰ部１６２とＩＰ部１６４とＬＰ部１６６（いずれも図１に図示）の３個の個別部分を含む。
【００２５】
この例証的な実施例において、ＨＰ部１６２は、第１の弁により復水抽出ポンプ（ＣＥＰ）１５８と連通して結合される少なくとも１個の高圧（ＨＰ）エダクタ１７２を含む。例証的な実施例において、第１の弁は、高圧（ＨＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）１７４である。エダクタ１７２は、以下により詳細に説明する蒸気クェンチのために、ＨＰ過熱主蒸気の少なくとも一部分を利用して冷却水に動力を誘発することを可能にする中細ノズル１７３を含む。ＨＰ部１６２は、更にまた、ＨＰエダクタ１７２を第２の高圧過熱器（ＨＰＳＨ−２）１１３と連通して結合するとともに、ＨＰ部１６２を通る蒸気流の制御を容易にする第２の弁、すなわち高圧制御弁（ＨＰＣＶ）１７６を含む。第３の弁、すなわちＨＰバイパスＰＣＶ１５２は、ＨＰエダクタ１７２及びＨＰＣＶ１７６と共同で作用して蒸気発生設備１００内における圧力及び温度制御を提供する一方で、ＨＲＳＧ１０２内における蓄熱の不必要な消費の削減を容易にし、以ってタービンシステム１２０の近々の再始動を容易にする。ＨＰ部１６２は、更にまた、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２、ＨＰエダクタ１７２、ＨＰ蒸気タービン１２２及び第１の再加熱過熱器（ＲＨＳＨ−１）１１５と連通して結合される少なくとも１個のＨＰ減温器１７８を含む。この例証的な実施例において、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２とＨＰバイパスＴＣＶ１７４とＨＰＣＶ１７６とは、自動運転可能であるとともに、以下により詳細に説明するように互いに作動的に同期する。
【００２６】
動作時において、例証的な実施例では、１個のＣＥＰ１５８のみが継続的に使用されるとともに、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件において、サブクール復水１７０を復水ユニット１４２から導くのに用いられる。或いは、ＨＰ部１６２が使用可能となるまで全てのＣＥＰ１５８が使用不能とされて、ＨＰ部１６２が使用可能となる時点において、少なくとも１個のＣＥＰ１５８がＨＰバイパスＰＣＶ１５２、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４及びＨＰＣＶ１７６と作動的に同期して使用可能となる。従って、減温システム１６０は、ＣＥＰ１５８に関連ある空転量を減らすことによって、蒸気発生設備１００に付随する補機電力使用量の削減を容易にする。更に、減温システム１６０は、予備のＣＥＰ１５８の必要性を少なくすることと、過剰な給水ポンプ容量を小さくすることとによって、蒸気発生設備の建設資本費の節減を容易にする。
【００２７】
更にまた、動作時において、この例証的な実施例では、ＨＰ  ＡＣＶ１２４が開弁されて、ＨＰＳＨ−２  １１３からＨＰ蒸気タービン１２２への蒸気の流れ（図示せず）を可能にする。更に、動作時において、この例証的な実施例では、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２とＨＰバイパスＴＣＶ１７４とＨＰＣＶ１７６との各弁が閉弁される。従って、少なくとも最初は、ＨＰエダクタ１７２及び／又はＨＰ減温器１７８を通る蒸気流と水流とが実質的に皆無となる。或いは、ＨＰＣＶ１７６が少なくとも部分的に開弁されて、エダクタ１７２及び減温器１７８を通ってＨＰ蒸気と復水とが実質的に連続して流れることを可能にし、以って補機電力使用量の更なる削減を容易にする。
【００２８】
更に、動作時において、蒸気タービンシステム１２０のトリップが起こった場合には、ＨＰ蒸気タービン１２２を含む蒸気タービンシステム１２０の実質的な即時運転停止とＨＰ  ＡＣＶ１２４の急閉とが起こる。この場合、ＨＰＳＨ−１  １１１及びＨＰＳＨ−２  １１３内と、ＨＰＳＨ−１  １１１及びＨＰＳＨ−２  １１３と連通して結合されるＨＲＳＧ１０２のその他の部分とにおける過熱蒸気圧の増大が起こる。更に、ＨＲＳＧ１０２を通る冷却流体流の実質的な減少とともに、漸増的な圧力遷移が起こる。このような運転時には、ガスタービン排気マニホルド１０４からの高温排気ガス１１２の噴射が減少しないことによって、ＨＲＳＧ１０２内の漸増的な温度遷移が容易となる。この場合、動作時において、例証的な実施例では、蒸気バイパスシステム１５０が、組み込まれた減温システム１６０を含めて、使用可能状態とされて、ＨＲＳＧ１０２内における付随する漸増的な圧力遷移の低減を容易にする。具体的には、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４及びＨＰＣＶ１７６は、閉位置から少なくとも部分的に開いた位置に移動される。
【００２９】
より具体的には、動作時において、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４が十分に開弁して、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件において、サブクール復水１７０が復水ユニット１４２からエダクタ１７２へとＣＥＰ１５８を経て導かれることを可能にする。更にまた、ＨＰＣＶ１７６が十分に開弁して、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件において、ＨＰ過熱主蒸気１７１の第１の部分がＨＰＳＨ−２  １１３からＨＰエダクタ１７２へと導かれることを可能にする。ＨＰバイパスＰＣＶ１５２とＨＰＣＶ１７６とは、互いに作動的に同期して調整されて、ＨＰバイパス蒸気圧及び温度をＲＨＳＨ−１  １１５内の圧力及び温度と実質的に同様又はそれ未満の値に維持しやすくする。ＨＰＣＶ１７６を経てエダクタ１７２内に導かれる蒸気１７１は、エダクタ１７２内に広がって、該エダクタ内においてベンチュリ効果を誘発しやすくし、蒸気１７１の流速が増加し、圧力降下が誘発される。誘発される圧力降下は、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４を経て流れる水１７０をエダクタ１７２内に「引き込み」、蒸気１７１の運動エネルギーの少なくとも一部分が水１７０に伝達されて、これによって水１７０に動力が誘発される。蒸気１７１と水１７０とは、ノズル１７３内において混合されて、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件において、ＨＰ減温器１７８の方へと導かれる蒸気駆動冷却流体流１７５を形成する、すなわち、ＨＰＳＨ−２  １１３から導かれる過熱蒸気１７１の冷却を容易とする。
【００３０】
更にまた、動作時において、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２が十分に開位置に変位して、ＨＰ過熱主蒸気１７７の第２の部分がＨＰＳＨ−２  １１３からＨＰ減温器１７８へと、蒸気発生設備１００が本明細書に記載のように動作することを可能にする温度と圧力とを含むが、これらに制限されない熱力学的条件において導かれることを可能にする。減温器１７８は、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２を通して過熱蒸気１７７を、ＨＰエダクタ１７２から蒸気駆動冷却流体流１７５を受ける。更に、過熱蒸気１７７は、蒸気駆動冷却流体流１７５を過熱蒸気１７７中に噴射することによってクェンチされて、ＨＰ減温器１７８からＲＨＳＨ−１  １１５へと導かれるクェンチ済み蒸気１７９を形成し、これによってＨＰＳＨ−２  １１３から導かれる過熱蒸気１７７の冷却が容易になる。クェンチ済み蒸気１７９は、更にまた、以下により詳細に説明するように、ＲＨＳＨ−１  １１５及びＲＨＳＨ−２  １１７を通って減温システム１６０のＩＰ部１６４の方へと導かれる。
【００３１】
例証的な実施例において、ＩＰ部１６４は、第１の弁、すなわち中圧（ＩＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）１８４により復水抽出ポンプ（ＣＥＰ）１５８と連通して結合される少なくとも１個の中圧（ＩＰ）減温器１８８を含む。ＩＰ減温器１８８は、更にまた、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４と連通して結合される。ＩＰバイパスＰＣＶ１５４は、蒸気発生設備１００内における圧力及び温度を制御しやすくする一方で、ＨＲＳＧ１０２内における蓄熱の不必要な消費を減らし、以ってタービンシステム１２０の近々の再始動を容易にする。ＩＰ減温器１８８は、更にまた、復水ユニット１４２と連通して結合される。この例証的な実施例において、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４とＩＰバイパスＴＣＶ１８４との各弁は、自動運転可能であるとともに、以下により詳細に説明するように、互いに作動的に同期する。更に、この例証的な実施例では、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４とＩＰバイパスＴＣＶ１８４の各弁は自動運転可能であるとともに、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４及びＨＰＣＶ１７６と共に作動的に同期する。
【００３２】
動作時において、この例証的な実施例では、ＨＰ部１６２に関して上記に説明した動作と同様に、１個のＣＥＰ１５８のみが継続的に使用されて、サブクール復水を復水ユニット１４２からＩＰバイパスＴＣＶ１８４まで導く。或いは、ＩＰ部１６４が使用可能となるまで、全てのＣＥＰ１５８が使用不能とされて、ＩＰ部１６４が使用可能となる場合に、少なくとも１個のＣＥＰ１５８が、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４及びＩＰバイパスＴＣＶ１８４と作動的に同期して使用可能となる。
【００３３】
更にまた、動作時において、例証的な実施例では、ＩＰ  ＡＣＶ１２８が開弁されて、ＲＨＳＨ−２  １１７からＩＰ蒸気タービン１２６への蒸気の流れ（図示せず）を可能にする。更に、動作時において、この例証的な実施例では、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４とＩＰバイパスＴＣＶ１８４との各弁が閉弁される。従って、少なくとも最初は、ＩＰ減温器１８８を通る蒸気流及び／又は水流は実質的に皆無となる。
【００３４】
更に、動作時において、蒸気タービンシステム１２０のトリップが起こった場合には、ＩＰ蒸気タービン１２６を含む蒸気タービンシステム１２０の実質的な即時運転停止とＩＰ  ＡＣＶ１２８の急閉とが起こる。この場合、ＲＨＳＨ−１  １１５及びＲＨＳＨ−２  １１７内と、ＲＨＳＨ−１  １１５及びＲＨＳＨ−２  １１７と連通して結合されるＨＲＳＧ１０２のその他の部分とにおける過熱蒸気圧の増大が起こる。更に、ＨＰ部１６２からのクェンチ済み蒸気１７９もＲＨＳＨ−１  １１５及びＲＨＳＨ−２  １１７を通して導かれる。ＨＲＳＧ１０２を介した冷却流体流（図示せず）の実質的な減少とともに、漸増的な圧力遷移が起こる。この場合、ガスタービン排気マニホルド１０４からの高温排気ガス１１２の噴射が減少せず、以ってＨＲＳＧ１０２内の漸増的な温度遷移が容易になる。動作時において、例証的な実施例では、蒸気バイパスシステム１５０が、組み込まれた減温システム１６０を含めて、使用可能状態とされて、ＨＲＳＧ１０２内における付随する漸増的な圧力遷移の低減が容易になる。具体的に、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４及びＩＰバイパスＴＣＶ１８４が、少なくとも部分的に開弁される。
【００３５】
より具体的には、動作時において、ＩＰバイパスＴＣＶ１８４が十分に開弁して、サブクール復水１７０の一部分、すなわち冷却流体流１８５が復水ユニット１４２からＩＰ減温器１８８へとＣＥＰ１５８を経て流れることを可能にする。更にまた、動作時において、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４が開弁して、ＩＰ過熱再加熱蒸気１８７の一部分がＲＨＳＨ−２  １１７からＩＰ減温器１８８へと導かれることを可能にする。
【００３６】
減温器１８８は、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４を通して過熱蒸気１８７を、ＩＰバイパスＴＣＶ１８４から冷却流体流１８５を受ける。過熱蒸気１８７は、冷却流体流１８５を過熱蒸気１８７中に噴射することによってクェンチされて、以ってＩＰ減温器１８８から復水ユニット１４２へと導かれるクェンチ済み蒸気１８９を形成するとともに、以ってＲＨＳＨ−２  １１７から導かれる過熱蒸気１８７が冷却される。
【００３７】
例証的な実施例において、ＬＰ部１６６は、第１の弁、すなわち低圧（ＬＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）１９４により復水抽出ポンプ（ＣＥＰ）１５８と連通して結合される少なくとも１個の低圧（ＬＰ）減温器１９８を含む。ＬＰ減温器１９８は、更にまた、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６と連通して結合される。ＬＰバイパスＰＣＶ１５６は、蒸気発生設備１００内における圧力及び温度を制御しやすくする一方で、ＨＲＳＧ１０２内における蓄熱の不必要な消費を減らし、以ってタービンシステム１２０の近々の再始動を容易にする。ＬＰ減温器１９８は、更にまた、復水ユニット１４２と連通して結合される。この例証的な実施例において、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６とＬＰバイパスＴＣＶ１９４との各弁は、自動運転可能であるとともに、以下に更に説明するように、互いに作動的に同期する。更に、この例証的な実施例では、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６とＬＰバイパスＴＣＶ１９４との各弁は自動運転可能であるとともに、ＨＰバイパスＰＣＶ１５２、ＨＰバイパスＴＣＶ１７４及びＨＰＣＶ１７６と共に作動的に同期する。更に、この例証的な実施例において、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６とＬＰバイパスＴＣＶ１９４との各弁は自動運転可能であるとともに、ＩＰバイパスＰＣＶ１５４及びＩＰバイパスＴＣＶ１８４と共に作動的に同期する。
【００３８】
動作時において、この例証的な実施例では、ＩＰ部１６４に関して上記に説明した動作と同様に、１個のＣＥＰ１５８のみが継続的に使用されて、サブクール復水１７０を復水ユニット１４２からＬＰバイパスＴＣＶ１９４まで導く。或いは、ＬＰ部１６６が使用可能となるまで全てのＣＥＰ１５８が使用不能とされて、ＬＰ部１６６が使用可能となる場合に、少なくとも１個のＣＥＰ１５８がＬＰバイパスＰＣＶ１５６及びＬＰバイパスＴＣＶ１９４と作動的に同期して使用可能となる。
【００３９】
更にまた、動作時において、例証的な実施例では、ＬＰ  ＡＣＶ１３２が開弁されて、ＬＰＳＨ１３１からＬＰ蒸気タービン１３０への蒸気の流れ（図示せず）を可能にする。更に、動作時において、この例証的な実施例では、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６とＬＰバイパスＴＣＶ１９４との各弁が閉弁される。従って、少なくとも最初は、ＬＰ減温器１９８を通る蒸気流及び／又は水流は実質的に皆無となる。
【００４０】
更に、動作時において、蒸気タービンシステム１２０のトリップが起こった場合には、ＬＰ蒸気タービン１３０を含む蒸気タービンシステム１２０の実質的な即時運転停止とＬＰ  ＡＣＶ１３２の急閉とが起こる。この場合、ＬＰＳＨ１３１内と、ＬＰＳＨ１３１と連通して結合されるＨＲＳＧ１０２のその他の部分とにおける過熱蒸気圧の増大が起こる。ＨＲＳＧ１０２を介した冷却流体流の実質的な減少とともに、漸増的な圧力遷移が起こる。この場合、ガスタービン排気マニホルド１０４からの高温排気ガス１１２の噴射が減少せず、以ってＨＲＳＧ１０２内の漸増的な温度遷移が容易になる。動作時において、例証的な実施例では、蒸気バイパスシステム１５０が、組み込まれた減温システム１６０を含んで、使用可能状態とされて、ＨＲＳＧ１０２内における付随する漸増的な圧力遷移の低減を容易とする。具体的に、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６及びＬＰバイパスＴＣＶ１９４が、少なくとも部分的に開弁される。
【００４１】
より具体的には、動作時において、ＬＰバイパスＴＣＶ１９４が十分に開弁して、サブクール復水１７０、すなわち冷却流体流１９５が復水ユニット１４２からＬＰ減温器１９８へとＣＥＰ１５８を経て流れることを可能にする。更にまた、動作時において、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６が開弁して、ＬＰ過熱蒸気１９７の一部分がＬＰＳＨ１３１からＬＰ減温器１９８へと導かれることを可能にする。減温器１９８は、ＬＰバイパスＰＣＶ１５６を通して過熱蒸気１９７を、ＬＰバイパスＴＣＶ１９４から冷却流体流１９５を受ける。過熱蒸気１９７は、冷却流体流１９５を噴射することによってクェンチされて、以ってＬＰ減温器１９８から復水ユニット１４２へと導かれるクェンチ済み蒸気１９９を形成するとともに、以ってＬＰＳＨ１３１から導かれる過熱蒸気１９７を冷却する。
【００４２】
図３は、蒸気発生設備１００（図１及び２に図示）の例証的な運転方法２００を示す流れ図である。この例証的な実施例において、蒸気１７１（図２に図示）を少なくとも１個のエダクタ１７２（図２に図示）内に導くことによって、水１７０（図２に図示）に動力を誘発し、蒸気駆動冷却流体流１７５（図２に図示）を形成する（２０２）。加えて、蒸気駆動冷却流体流１７５は、少なくとも１個の減温器１７８（図２に図示）内へと導かれる（２０４）。更に、蒸気１７７（図２に図示）が、少なくとも１個の蒸気源、すなわちＨＰＳＨ−２  １１３（図１及び２に図示）から少なくとも１個の減温器１７８へと導かれる（２０６）。方法２００は、更にまた、蒸気駆動冷却流体流１７５を、少なくとも１個の減温器１７８を通して導かれる蒸気１７７中に噴射して、ＨＰＳＨ−２  １１３等の少なくとも１個の蒸気源から導かれる蒸気１７７の冷却を容易にする段階２０８を含む。
【００４３】
例証的な実施例において、高圧（ＨＰ）過熱蒸気１７１は、少なくとも１個のＨＰ過熱器、すなわちＨＰＳＨ−２１１３から少なくとも１個のエダクタ１７２へと導かれる（２１０）。方法２００は、更にまた、ＨＰ過熱蒸気１７１をＨＰＳＨ−２  １１３から減温器１７８（図２に図示）へと導いて、ＨＰ蒸気の第２の部分１７７（図２に図示）の冷却を容易にする段階２１２を含む。
【００４４】
水１７０は、少なくとも１個の復水抽出ポンプ１５８及び／又は少なくとも１個の復水ユニット１４２から少なくとも１個のエダクタ１７２へと導かれる（２１４）。方法２００は、更にまた、クェンチ済み蒸気１７９をＩＰ過熱器、すなわちＲＨＳＨ−１  １１５（いずれも図２に図示）へ、且つ／又はクェンチ済み蒸気１８９及び／又は１９９（いずれも図２に図示）を復水ユニット１４２へと導く段階２１６を含む。
【００４５】
本明細書に、蒸気発生設備の運転を容易にする方法及びシステムの例証的な実施例が説明されている。特に、蒸気バイパスシステム内に組み込まれる減温システムは、いずれも本明細書に記載のように、蒸気発生設備内において有意な遷移が起こった場合に、該設備の各部分内における圧力及び温度の制御を容易にする。こうした圧力及び温度制御により、このような高温高圧蒸気に継続的にさらされるようには設計及び／又は製作されていない構成要素を通って高温高圧蒸気が導かれることが少なくなる。更にまた、本明細書に記載の減温システムは、より低圧の復水抽出ポンプに依存して蒸気圧に打ち勝って、実質的に全運転条件範囲に渡って所望の減温を達成することにより、高圧及び／又は中圧ボイラ給水ポンプの規模を小さくすることを容易にする。更に、本明細書に記載の減温システムは、低圧水ポンプの空転を減らすことにより、蒸気発生設備に付随する補機電力使用量の削減を容易にする。更に、本明細書に記載の減温システムは、予備の低圧水ポンプの必要性を減らすことにより、蒸気発生設備の建設資本費の節減を容易にする。更に、本明細書に記載の減温システムは、過大な給水ポンプ容量を小さくすることを容易にし、これによって資本及び運転費を削減する。更にまた、本明細書に記載の減温システムは、有意な遷移後に十分な減温水流を導いて、時間遅延をほとんど又は全く伴わずに、ＨＲＳＧから導かれる高圧高温蒸気の所望の減温を可能にする。
【００４６】
本明細書に記載の方法及びシステムは、本明細書に記載の特定の実施例に制限されるわけではない。例えば、各システムの構成要素及び／又は各方法の段階は、本明細書に記載のその他の構成要素及び／又は段階と無関係に、且つ別々に使用及び／又は実行されうる。加えて、各構成要素及び／又は段階は、更にまた、その他の組合せパッケージ及び方法と一緒に使用及び／又は実行されうる。
【００４７】
さまざまな特定の実施例の観点から本発明を説明したが、当業者には、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲内で改変されて実施されうることが認識されよう。
【符号の説明】
【００４８】
１００  蒸気発生設備
１０２  排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
１０４  ガスタービン排気マニホルド
１０６  残留熱排気筒
１０８  水−蒸気要素バンドル
１１０  水−蒸気分離ユニット
１１１  第１の高圧過熱器（ＨＰＳＨ−１）
１１２  高温排気ガス
１１３  第２の高圧過熱器（ＨＰＳＨ−２）
１１４  冷却された排気ガス
１１５  第１の再加熱過熱器（ＲＨＳＨ−１）
１１７  第２の再加熱過熱器（ＲＨＳＨ−２）
１２０  蒸気タービンシステム
１２２  高圧（ＨＰ）蒸気タービン
１２４  ＨＰ吸入制御弁
１２６  中圧（ＩＰ）蒸気タービン
１２８  ＩＰ吸入制御弁
１３０  低圧（ＬＰ）蒸気タービン
１３１  低圧（ＬＰ）過熱器（ＬＰＳＨ）
１３２  ＬＰ吸入制御弁
１４０  復水−給水複合システム
１４２  復水ユニット
１５０  蒸気バイパスシステム
１５２  ＨＰバイパス圧力制御弁（ＰＣＶ）
１５４  ＩＰバイパス圧力制御弁（ＰＣＶ）
１５６  ＬＰバイパス圧力制御弁（ＰＣＶ）
１５８  復水抽出ポンプ（ＣＥＰ）
１６０  減温システム
１６２  ＨＰ部
１６４  ＩＰ部
１６６  ＬＰ部
１７０  サブクール復水
１７１  ＨＰ過熱主蒸気の第１の部分
１７２  高圧（ＨＰ）エダクタ
１７３  中細ノズル
１７４  高圧（ＨＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）
１７５  蒸気駆動冷却流体流
１７６  高圧制御弁（ＨＰＣＶ）
１７７  ＨＰ過熱主蒸気の第２の部分
１７８  ＨＰ減温器
１７９  クェンチ済み蒸気
１８４  中圧（ＩＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）
１８５  冷却流体流
１８７  ＩＰ過熱再加熱蒸気
１８８  ＩＰ減温器
１８９  クェンチ済み蒸気
１９４  低圧（ＬＰ）バイパス温度制御弁（ＴＣＶ）
１９５  冷却流体流
１９７  ＬＰ過熱蒸気
１９８  ＬＰ減温器
１９９  クェンチ済み蒸気
２００  蒸気発生設備の例証的な運転方法
２０２  ．．．動力を誘発する
２０４  ．．．蒸気駆動冷却流体流を導く
２０６  ．．．から蒸気を導く
２０８  ．．．内に蒸気駆動冷却流体流を噴射する
２１０  ．．．からＨＰ過熱蒸気を導く
２１２  ．．．からＨＰ過熱蒸気を導く
２１４  ．．．から水を導く
２１６  ．．．へクェンチ済み蒸気を導く
【図１】
2010249505.tif 000003
【図２】
2010249505.tif 000004
【図３】
2010249505.tif 000005