(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン（２０２）で使用するための冷却システム（２０４）であって、
補助ボイラ（２６６）と、
前記補助ボイラ（２６６）と直接流体連通して結合された圧力制御弁（２６８）であって、前記圧力制御弁（２６８）が、飽和蒸気（２７４）の圧力を低下させることによって過熱蒸気（２８４）を形成するとともに、前記過熱蒸気（２８４）が過熱状態のまま前記蒸気タービンに供給されるように前記蒸気タービン（２０２）と直接流体連通して結合している圧力制御弁（２６８）と、
前記補助ボイラ（２６６）と流体連通して結合された電気過熱器（２７０）と
含んでおり、前記電気過熱器が、飽和蒸気（２７４）を過熱し、かつ前記蒸気タービン（２０２）に結合された１以上のシール組立体に過熱蒸気（２８４）を送るように構成される、冷却システム（２０４）。
【請求項２】
前記圧力制御弁（２６８）が、飽和蒸気（２７４）の温度を第１の温度から第２の温度に低下させる、請求項１記載の冷却システム（２０４）。
【請求項３】
前記圧力制御弁（２６８）が、飽和蒸気（２７４）のエンタルピーを実質的に維持するように構成される、請求項１又は請求項２記載の冷却システム（２０４）。
【請求項４】
ガスタービン（１００）と、
ロータシャフト（１０）を介して前記ガスタービンに結合された蒸気タービン（２０２）と、
前記蒸気タービン（２０２）と流体連通して結合された蒸気タービン冷却システム（２０４）と
を含む複合サイクルシステムであって、前記蒸気タービン冷却システム（２０４）が請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の冷却システム（２０４）である、複合サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には蒸気タービンエンジン構成要素に関し、より具体的には、蒸気タービンエンジン構成要素の冷却を可能にする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの公知の複合サイクル発電プラントは、単一のシャフトでガスタービンに結合された蒸気タービンを含む。そのような発電プラントは、単一シャフト複合サイクル構成を有するものであるということができる。そのような発電プラントの少なくとも幾つかの運転の間に、蒸気タービンが負荷を受け持たない状態で、ガスタービンが負荷を受け持つことができる。しかしながら、そのような運転の間に、蒸気タービン及びガスタービンが同じ共通のシャフトに結合されているので、蒸気タービンは、負荷を受け持たない状態で全速で運転しなければならない。蒸気タービンが全速無負荷運転にある時、少なくとも幾つかの蒸気タービン構成要素は、蒸気タービン内のウィンデージのためにその温度が上昇する可能性がある。
【０００３】
少なくとも幾つかの公知の単一シャフト複合サイクル発電プラントでは、構成要素の摩耗を防止するのを可能にするために、蒸気タービンは、ガスタービンが負荷を受け持っているが蒸気タービンが負荷を受け持っていない時に、ガスタービンから切り離される。従って、ガスタービンが負荷を受け持っている間には、蒸気タービンは、全速無負荷状態で運転されないことになる。しかしながら、蒸気タービンが負荷を引き受けることができる前に、蒸気タービンは、ガスタービンに再結合される必要がある。公知のように、再結合時に蒸気タービン運転をガスタービン運転に同期させることは、困難なかつ時間がかかる仕事である可能性がある。
【０００４】
他の公知の単一シャフト複合サイクル発電プラントでは、ガスタービンが負荷を受け持っている間に、蒸気タービンを全速無負荷運転で運転することを可能にする。そのようなプラントは、空気又は蒸気のような冷却流体を利用して、蒸気タービンを冷却するのを可能にする。しかしながら、蒸気タービン内に蒸気を導入することになる前に、蒸気は、該蒸気タービン内で水滴が損傷を引き起こす可能性があるので、そのような水滴が実質的にない状態にする必要がある。水滴が蒸気タービン内に導入されることを防止するのを可能にするために、少なくとも幾つかの公知の複合サイクルプラントでは、蒸気タービンに蒸気を送る前に、補助ボイラと一体形になった過熱器に蒸気を送って該蒸気を過熱している。しかしながら、そのような過熱器は一般的に、物理的に大型であり、蒸気内の水の全てを十分に気化するのを保証するために一般的に多量の動力供給を必要とするので、購入及び／又は運転するのに費用がかかるおそれがある。
【特許文献１】米国特許第３６２３４５７号明細書
【特許文献２】米国特許第３９７９９１４号明細書
【特許文献３】米国特許第４３９３６５７号明細書
【特許文献４】米国特許第５１１１６６２号明細書
【特許文献５】米国特許第５６１３３５６号明細書
【特許文献６】米国特許第５６８９９４８号明細書
【特許文献７】米国特許第６１１６０１７号明細書
【特許文献８】米国特許第６２２３５２０号明細書
【特許文献９】米国特許第６２７２８４１号明細書
【特許文献１０】米国特許第６２７９３０８号明細書
【特許文献１１】米国特許第６２７９３１１号明細書
【特許文献１２】米国特許第６３０１８７４号明細書
【特許文献１３】米国特許第６３２４８２９号明細書
【特許文献１４】米国特許第６３５４０７３号明細書
【特許文献１５】米国特許第６４４２９２６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６４６０３２５号明細書
【特許文献１７】特開平０９−０８８５１９号公報
【特許文献１８】特開平１１−１１７７１５号公報
【非特許文献１】D.L. CHASE AND P.T. KEHOE. "GE Combined-Cycle Product Line and Performance", GE Power Systems, Schenectady, NY, October, 2000, pages 1-15.
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様では、蒸気タービン構成要素を冷却する方法を提供する。本方法は、圧力制御装置に第１の圧力の飽和蒸気を送る段階と、圧力制御装置を使用して飽和蒸気の圧力を第１の圧力から第２の圧力に低下させることによって蒸気を過熱する段階と、蒸気タービン構成要素に向けて過熱蒸気を送って該構成要素を冷却するのを可能にする段階とを含む。
【０００６】
別の態様では、蒸気タービンで使用するための冷却システムを提供する。本冷却システムは、飽和蒸気源と、該飽和蒸気源と流体連通して結合された圧力制御装置とを含む。圧力制御装置は、飽和蒸気の圧力を低下させて過熱蒸気を形成するのを可能にする。圧力制御装置は、蒸気タービンと流体連通して結合されて該蒸気タービンに過熱蒸気を供給するように構成される。
【０００７】
さらに別の態様では、複合サイクルシステムを提供する。本複合サイクルシステムは、ガスタービンと、ロータシャフトを介して該ガスタービンに結合された蒸気タービンと、該蒸気タービンと流体連通して結合された蒸気タービン冷却システムとを含む。冷却システムは、飽和蒸気源と、該飽和蒸気源と流体連通して結合された圧力制御装置とを含む。圧力制御装置は、飽和蒸気を過熱するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、例示的な複合サイクル発電プラント１０の概略図である。図２は、発電プラント１０で使用することができる例示的な蒸気タービンシステム２００の概略図である。図３は、蒸気タービンシステム２００を使用した時に使用することができるエンタルピー−エントロピー線図３００（本明細書では、「モリエ線図」とも呼ぶ）のグラフ表示である。図４は、蒸気タービンシステム２００で使用することができる、蒸気タービン背圧４０２と冷却流量４０４とエンタルピー４０６との間の例示的な関係を示すグラフ表示４００である。
【０００９】
この例示的な実施形態では、発電プラント１０は、ガスタービン組立体１００と、蒸気タービンシステム２００と、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）１２と、発電機１４とを含む。さらに、この例示的な実施形態では、以下により詳細に示すように、蒸気タービンシステム２００は、蒸気タービン組立体２０２と、蒸気タービン冷却システム２０４とを含む。発電プラント１０は、該発電プラント１０が本明細書で説明するように機能するのを可能にする他のあらゆる構成要素を含むことができる。この例示的な実施形態では、ガスタービン組立体１００及び蒸気タービン組立体２０２は、発電機１４を駆動する共通のロータシャフト１６を介して互い結合される。より具体的には、ロータシャフト１６は、ガスタービン組立体１００と蒸気タービン組立体２０２との間の第１のカップリング１８を含み、蒸気タービン組立体２０２をガスタービン組立体１００から選択的に切り離すことができるようにする。
【００１０】
ガスタービン組立体１００は、圧縮機１０２と、燃焼器１０４と、ガスタービン１０６とを含む。圧縮機１０２及びガスタービン１０６は各々、それらと共に回転するようになったロータシャフト１６に結合される。圧縮機１０２は、該圧縮機１０２内に空気１１０を注入するための空気入口１０８を含む。圧縮機１０２は、燃焼器１０４と流体連通して結合されて該燃焼器１０４に加圧空気１１０を供給するようになっている。燃焼器１０４は、その中における燃焼のために該燃焼器１０４内に燃料１１４を噴射するための燃料入口１１２を含む。燃焼器１０４は、ガスタービン１０６と流体連通して結合されて該ガスタービン１０６に排出ガス１１６を送るようになっている。ガスタービン１０６は、ＨＲＳＧ１２と流体連通して結合されて、該ガスタービン１０６からの排出ガス１１６が、ＨＲＳＧ１２内で水２０を加熱して蒸気２２を発生するようになる。ＨＲＳＧ１２は、プラント１０が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆるタイプのＨＲＳＧとすることができる。
【００１１】
蒸気タービン組立体２０２は、高圧セクション２０６と、中圧セクション２０８（本明細書では再加熱セクションとも呼ぶ）と、低圧セクション２１０と、復水器２１２とを含む。この例示的な実施形態では、蒸気タービン組立体２０２は、例えば、約４ＨｇＡの背圧ＰBで運転される背圧蒸気タービンである。各セクション２０６、２０８及び２１０は、ロータシャフト１６に結合された複数のバケット２１４を含む。より具体的には、バケット２１４は、シャフト１６の周りで円周方向に延びる列２１６の形態に配置される。高圧セクション、中圧セクション及び低圧セクション２０６、２０８及び２１０は、それぞれ以下により詳細に説明するように、ロータシャフト１６に対して互いに直列に結合される。この例示的な実施形態では、タービンセクション２０６、２０８及び２１０は、高圧セクション２０６がガスタービン組立体１００の近くに配置されまた低圧セクション２１０が発電機１４の近くに配置されるように、シャフト１６に結合される。さらに、この例示的な実施形態では、高圧セクション２０６は、第２のカップリング２１８で中圧セクション及び低圧セクション２０８及び２１０に結合される。
【００１２】
さらに、蒸気タービン組立体は、軸受２２０、２２２及び２２４を含み、これら軸受はそれぞれ、例えば低圧セクション２１０と発電機１４との間及び中圧セクション２０８と高圧セクション２０６との間でロータシャフト１６に結合される。第１のケーシング２２６は、周囲環境２４からそれぞれ低圧及び中圧セクション２１０及び２０８を実質的に隔離し、第２のケーシング２２８は、周囲環境２４から第２のカップリング２１８及び軸受２２２を実質的に隔離し、第３のケーシング２３０は、周囲環境２４から高圧セクション２０６を実質的に隔離し、また第４のケーシング２３２は、周囲環境２４から軸受２２４及び第１のカップリング１８を実質的に隔離する。この例示的な実施形態では、蒸気タービン組立体２０２内に、ケーシング２２６、２２８、２３０及び２３２を貫通して蒸気流路２３４が形成される。
【００１３】
この例示的な実施形態では、高圧セクション２０６は、ＨＲＳＧ１２から蒸気２２を受けるための１対の蒸気入口２３６を含む。それに代えて、蒸気タービン組立体２０２は、ＨＲＳＧ１２ではなく他の供給源から蒸気２２を受けることができ、及び／又は１対の高圧セクション入口２３６以外のものを通して蒸気２２を受けることができる。より具体的には、この例示的な実施形態では、高圧セクション２０６は、例えば停止及び制御弁である第１の弁２３８を通してＨＲＳＧ１２から蒸気２２を受ける。高圧セクション２０６は、第３のケーシング２３０内に形成された出口２４０を含む。出口２４０は、セクション２０６から蒸気２２を放出するように構成される。再加熱器２４２は、高圧セクション２０６と、各々が例えばインタセプト弁である１対の第２の弁２４４との間に結合される。各弁２４４は、中圧セクション２０８の入口２４６に結合される。中圧セクション２０８の出口２４８は、中圧及び低圧セクション２０８及び２１０間に形成された縦継手２５０に隣接している。低圧セクション２１０の入口２５２は、継手２５０に隣接し、また低圧セクション２１０の出口２５４は、復水器２１２と流体連通して結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、低圧セクション２１０は、復水器２１２と流体連通して結合されて、該低圧セクション２１０から復水器２１２内に液化蒸気２６を放出することができるようにする。
【００１４】
さらに、この例示的な実施形態では、蒸気タービン組立体２０２は、ロータシャフト１６に隣接して結合された複数の端部パッキンシール又はパッキン押さえ２５６を含む。より具体的には、各シール２５６は、シャフト１６を実質的に囲む。それに代えて、蒸気タービン組立体２０２は、１つのみの端部パッキンシール２５６を含むか又は端部パッキンシール２５６を全く含まないものとすることができる。端部パッキンシール２５６は、蒸気タービン組立体２０２の隣接するケーシング２２６、２２８、２３０及び２３２間に配置される。より具体的には、端部パッキンシール２５６は、ケーシング２２６の第１の端部２５８において軸受２２０と低圧セクション２１０との間に、ケーシング２２６の第２の端部２６０において中圧セクション２０８と軸受２２２との間に、高圧セクション入口２３６に隣接したケーシング２３０内で該ケーシング２３０の第１の端部２６２において第２のカップリング２１８と高圧セクション２０６との間に、またケーシング２３０の第２の端部２６４において高圧セクション２０６と軸受２２４との間に配置される。端部パッキンシール２５６は、蒸気２２が望ましくない位置において蒸気タービン組立体２０２から放出されることを防止するのを可能にする。
【００１５】
この例示的な実施形態では、蒸気タービン冷却システム２０４は、補助ボイラ２６６と、圧力制御装置２６８と、過熱器２７０とを含む。補助ボイラ２６６は、水２７２を加熱して飽和蒸気２７４を生成する。より具体的には、この例示的な実施形態では、補助ボイラ２６６は、燃料２７６を燃焼させて水２７２を加熱するが、それに代えて、補助ボイラ２６６は、プラント１０が本明細書で説明するように機能にするのを可能にする他のあらゆる適切な方法及び／又は技術を使用して、水２７２を加熱することができる。さらに、この例示的な実施形態では、補助ボイラ２６６は、該補助ボイラ２６６から飽和蒸気２７４を吐出するための第１の出口２７８と第２の出口２８０とを含む。第１の出口２７８は、圧力制御装置２６８と流体連通して結合され、また第２の出口２８０は、過熱器２７０と流体連通して結合される。この例示的な実施形態では、圧力制御装置２６８は、以下により詳細に説明するように、飽和蒸気２７４の圧力を低下させるのを可能にする。さらに、この例示的な実施形態では、過熱器２７０は、飽和蒸気２７４を過熱する複数の抵抗（図示せず）を含む電気過熱器である。それに代えて、圧力制御装置２６８は、冷却システム２０４が本明細書に説明するように機能するのを可能にする他のあらゆる装置とすることができる。別の実施形態では、過熱器２７０は、電気過熱器以外のものである。
【００１６】
この例示的な実施形態では、圧力制御装置２６８は、過熱蒸気２８４を蒸気タービン組立体２０２内に吐出する出口２８２を含む。より具体的には、バケット２１４の長さＬ（バケット根元２１３からバケット先端部２１５まで半径方向に測定した）は、高圧セクション２０６内におけるバケット２１４の長さＬよりも低圧及び中圧セクション２１０及び２０８内における方がより長いのでまた回転損失はバケット長さの関数であるので、出口２８２は、継手２５０において過熱蒸気２８４を蒸気タービン組立体２０２内に注入するように構成されている。さらに、過熱器２７０は、過熱蒸気２８８を蒸気タービン組立体２０２内の１以上の端部パッキンシール２５６に送る出口２８６を含む。
【００１７】
例示的なプラント運転の間に、空気１１０は、圧縮機１０２により燃焼器１０４内に噴射されて、燃焼器１０４内に噴射された燃料１１４と混合反応して排出ガス１１６の生成するようになる。排出ガス１１６は、ガスタービン１０６を通して送られて、該ガスタービン１０内でタービンブレード（図示せず）を回転させる。ブレードの回転は、ロータシャフト１６を介して発電機１４に伝達されて電力２８を発生し、電力は、プラント１０から送出されかつ／又はプラント１０内で使用することができる。従って、ガスタービン組立体１００は、この例示的な運転の間には、負荷を受け持っている。排出ガス１１６は、ＨＲＳＧ１２内で水２０を加熱することができるが、蒸気２２は、ＨＲＳＧ１２から蒸気タービン組立体２０２に供給されない。従って、蒸気タービン組立体２０２は、この例示的な運転の間には、負荷を受け持っていない。
【００１８】
蒸気タービン組立体２０２は、この例示的な運転の間には負荷を受け持っていないが、ガスタービンブレードの回転がロータシャフト１６を介して蒸気タービンバケット２１４に伝達されるので、高圧、中圧及び低圧セクション２０６、２０８及び２１０内のバケット２１４は、それぞれのケーシング２２６及び２３０内で回転している。そのような運転は、「全速無負荷」運転と呼ぶ。この例示的な実施形態では、ガスタービン組立体１００が負荷を受け持っている時に、蒸気タービンバケット２１４は、プラント１０の構成に応じて約３０００〜３６００ｒｐｍで回転する。さらに、蒸気タービン組立体２０２が全速無負荷で運転している間には、蒸気タービン組立体内の圧力は、復水器２１２の圧力にほぼ等しい。そのような全速無負荷運転の間には、蒸気タービン組立体２０２内のウィンデージは、該蒸気タービン組立体２０２内のバケット２１４のような構成要素を加熱し、回転損失を発生させる。この例示的な実施形態では、回転損失は、バケット２１４の長さの関数であり、より長いバケット２１４が、より短いバケット２１４よりもより多くの回転損失を発生するようになる。
【００１９】
この例示的な実施形態では、水２７２及び燃料２７６は、補助ボイラ２６６に供給される。燃料２７６は、補助ボイラ２６６内で燃焼して、水２７２を加熱する。燃焼した燃料２７６から水２７２に熱が伝達されるにつれて、水２７２は、飽和蒸気２７４に転換される。飽和蒸気２７４は、補助ボイラ２６６から圧力制御装置２６８及び過熱器２７０内に吐出される。ボイラ２６６から吐出された飽和蒸気２７４は、９９．９％にほぼ等しい乾き度ｘと、１５０ｐｓｉａにほぼ等しい圧力Ｐ1と、３５８°Ｆにほぼ等しい温度Ｔ1とを有する。図３を参照すると、飽和蒸気２７４は、水のモリエ線図３００上に点３０２として示している。この例示的な実施形態では、ボイラ２６６内で発生した飽和蒸気２７４の約９０％が、圧力制御装置２６８に送られ、またボイラ２６６内で発生した飽和蒸気２７４の約１０％が、過熱器２７０に送られる。
【００２０】
この例示的な実施形態では、圧力制御装置２６８は、飽和蒸気２７４の圧力を圧力Ｐ1から第２の圧力Ｐ2に低下させるのを可能にし、この場合に、圧力Ｐ2は低圧セクション２１０のボウル（図示せず）において測定される。より具体的には、この例示的な実施形態では、圧力制御装置２６８は、飽和蒸気２７４の圧力を約１５０ｐｓｉａすなわち圧力Ｐ1から約５〜１０ｐｓｉａすなわち圧力Ｐ2に低下させて、過熱蒸気２８４を生成する。それに代えて、圧力Ｐ2は、プラント１０が本明細書で説明するように機能するのを可能にする他のあらゆる圧力とすることができる。１つの実施形態では、圧力Ｐ2は、低圧ボウル流入圧力及び有効流路面積（「ＬＰボウルＡｅＮ」）並びに／或いは所定の冷却流量に基づいて選択することができる。
【００２１】
さらに、この例示的な実施形態では、蒸気２７４が膨張して過熱蒸気２８４を形成する時に、飽和蒸気２７４のエンタルピーｈは維持される。別の実施形態では、飽和蒸気２７４が膨張するにつれて、エンタルピーｈは変化する。この例示的な実施形態では、飽和蒸気２７４のエンタルピーｈは、図４のグラフ４００上に示すように、冷却用質量流量ｍ及び蒸気タービン組立体２０２の背圧ＰBに基づいている。グラフ４００は、端部パッキンシール２５６への蒸気２８８の流れを含まず、またグラフ４００上に示したＢｔｕ／ｌｂ値は、冷却蒸気２７４及び／又は２８４の流れのエンタルピーを示している。さらに、この例示的な実施形態では、エンタルピーｈは、例えば１１８５Ｂｔｕ／ｌｂにほぼ等しい。飽和蒸気２７４が本明細書で説明するように膨張すると、飽和蒸気２７４は、例えば３００°Ｆにほぼ等しい温度Ｔ2を有する過熱蒸気２８４になる。過熱蒸気２８４は、モリエ線図３００上に点３０４として示しており、圧力制御装置２６８による膨張プロセスは、モリエ線図３００上に線３０６として示している。
【００２２】
この例示的な実施形態では、過熱蒸気２８４は、圧力制御装置２６８から蒸気タービン組立体２０２に質量流量ｍで送られて、該蒸気タービン組立体２０２内の１以上の構成要素を冷却するのを可能にする。この例示的な実施形態では、過熱蒸気２８４は、圧力Ｐ2及び温度Ｔ2で、かつ例えば５５，０００ｌｂｍ／ｈｒにほぼ等しい流量ｍで蒸気タービンに供給されて、低圧セクション２１０内のバケット２１４の最終列２８９を、例えば４００°Ｆにほぼ等しい温度ＴFに冷却する。そのような流量ｍは、所定の背圧ＰBでのエンタルピーｈに対応している。グラフ４００上の点４０８によって、そのような条件を示している。それに代えて、質量流量ｍを、他の冷却パラメータに基づいて決定することができる。
【００２３】
この例示的な実施形態では、過熱蒸気２８４は、該蒸気２８４の一部分２９０が低圧セクション２１０を通って第１の方向に流れまた該蒸気２８４の別の部分２９２が中圧セクション２０８を通って反対の第２の方向に流れるように、継手２５０に送られる。さらに、この例示的な実施形態では、過熱器２７０は、飽和蒸気２７４が過熱蒸気２８８になるまで、該飽和蒸気２７４を加熱する。過熱蒸気２８８の温度及び圧力のような条件は、例えば端部パッキンシール２５６内の金属の温度に基づいている。１つの実施形態では、過熱蒸気２８８は、約１３０ｐｓｉａ〜約１４０ｐｓｉａの圧力及び約３５０°Ｆ〜約７５０°Ｆの温度で過熱器２７０から流出する。過熱蒸気２８８は次に、１以上の端部パッキンシール２５６に送られて、ケーシング２２６及び／又は２３０とロータシャフト１６との間を密封するのを可能にする。
【００２４】
上記の方法及び装置は、複合サイクル発電プラント内の蒸気タービン構成要素を冷却するのを可能にする。より具体的には、冷却システムは、蒸気タービン構成要素を冷却するのに用いる飽和蒸気を供給するのを可能にする。より具体的には、冷却システムは、蒸気タービン内に飽和蒸気を導入する前に、該飽和蒸気を過熱するのを可能にする圧力制御装置を含む。従って、冷却システムは、蒸気タービン内に蒸気を導入する前に該蒸気を過熱する電気過熱器及び／又は補助ボイラ内の一体形過熱器を使用する発電プラントに比べて、過熱蒸気を生成するのに必要な動力を減少させるのを可能にする。より具体的には、上記の冷却システムは、ボイラによって吐出された飽和蒸気を、低効率の電気過熱器及び／又は一体形過熱器ではなくて圧力制御装置によって過熱するのを可能にする。従って、補助ボイラは、一体形過熱器を必要とせず、これにより、一体形過熱器を有する補助ボイラを含む発電プラントに比べて、発電プラントに関連する費用を低減する。
【００２５】
さらに、圧力制御装置から蒸気タービンに流入する冷却蒸気の温度及び圧力は、電気過熱器から供給される蒸気の温度及び圧力に比べて低下したものとなるので、冷却蒸気のより低い質量流量を使用して、蒸気タービン内の構成要素を冷却することができる。従って、上記の冷却システムは、蒸気タービン内の構成要素を冷却するために蒸気のより高い質量流量を必要とする発電プラントに比べて、発電プラントの運転費用を低減するのを可能にする。さらに、上記の方法及び装置を使用することによって、蒸気タービンは、ガスタービンのみが負荷を受け持っている運転期間の間に、ガスタービンに結合された状態を維持することができる。従って、冷却システムは、ガスタービンが運転している間に蒸気タービン及びガスタービンを再同期させる必要性を排除するのを可能にする。
【００２６】
以上、蒸気タービン構成要素を冷却するための方法及び装置の例示的な実施形態を詳細に説明している。本方法及び装置は、本明細書に説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ本方法及び装置の構成要素は、本明細書に記載した他の構成要素から独立してかつ別個に利用することができる。例えば、冷却システムはまた、他の発電プラントシステム及び方法と組合せて使用することができ、本明細書で説明するような発電システム及びその運転のみでの実施に限定されるものではない。むしろ、本発明は、他の多くのタービン冷却用途に関連して実施しかつ利用することができる。
【００２７】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の修正で実施することができることは、当業者には分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】例示的な複合サイクル発電プラントの概略図。
【図２】図１に示す発電プラントで使用することができる例示的な蒸気タービンシステムの概略図。
【図３】図２に示すシステムを使用した時に使用することができる例示的なエンタルピー−エントロピー線図のグラフ表示。
【図４】図２に示すシステムで使用することができる、蒸気タービン背圧と冷却流量とエンタルピーとの間の例示的な関係を示すグラフ表示。
【符号の説明】
【００２９】
１０  発電プラント
１２  熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）
１４  発電機
１６  ロータシャフト
１８  第１のカップリング
２０  加熱される水
２２  蒸気
２４  周囲環境
２６  液化蒸気
２８  発電電力
１００  ガスタービン組立体
１０２  圧縮機
１０４  燃焼器
１０６  ガスタービン
１０８  空気入口
１１０  加圧空気
１１２  燃料入口
１１４  燃料
１１６  排出ガス
２００  蒸気タービンシステム
２０２  蒸気タービン組立体
２０４  蒸気タービン冷却システム
２０６  高圧セクション
２０８  中圧セクション
２１０  低圧セクション
２１２  復水器
２１３  バケット根元
２１４  バケット
２１５  バケット先端
２１６  列
２１８  第２のカップリング
２２０  軸受
２２２  軸受
２２４  軸受
２２６  第１のケーシング
２２８  第２のケーシング
２３０  ケーシング
２３２  第４のケーシング
２３４  蒸気流路
２３６  高圧セクション入口
２３８  第１の弁
２４０  出口
２４２  再加熱器
２４４  第２の弁
２４６  入口
２４８  出口
２５０  縦継手
２５２  入口
２５４  出口
２５６  端部パッキンシール
２５８  第１の端部
２６０  第２の端部
２６２  第１の端部
２６４  第２の端部
２６６  補助ボイラ
２６８  圧力制御装置
２７０  過熱器
２７２  水
２７４  飽和蒸気
２７６  燃料
２７８  第１の出口
２８０  第２の出口
２８２  出口
２８４  過熱蒸気
２８６  出口
２８８  過熱蒸気
２８９  最終列
２９０  一部分
２９２  別の部分
３００  モリエ線図
３０２  点
３０４  点
３０６  線
４００  グラフ
４０２  蒸気タービン背圧
４０４  冷却流量
４０６  エンタルピー
４０８  点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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