(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービン、発電機および蒸気タービンを直線上に連結した一軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラとを具備し、前記ガスタービン発電設備と前記一軸型コンバインドサイクル発電設備を同じ軸方向で上下位置に配置し、前記両発電設備の近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項２】
第１のガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービン、発電機および蒸気タービンを直線上に連結した一軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを燃料として蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、前記両発電設備の一方を上側に支持する支持架台とを具備し、前記支持架台の下側に前記両発電設備の他方を一方の発電設備と同じ軸方向で配置し、前記支持架台の近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項３】
第１のガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービン、発電機および蒸気タービンを直線上に連結した一軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、前記両発電設備の一方を上側に支持する支持架台とを具備し、前記支持架台の上側に前記ガスタービン発電設備を、下側に前記ガスタービン発電設備と同じ軸方向で前記一軸型コンバインドサイクル発電設備を配置し、前記第１あるいは第２のガスタービンの近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項４】
第１のガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービン、発電機および蒸気タービンを直線上に連結した一軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、前記両発電設備の一方を上側に支持する支持架台とを具備し、前記支持架台の上側に前記ガスタービン発電設備を、下側に前記第１のガスタービンの下方に前記第２のガスタービンが位置するように前記ガスタービン発電設備と同じ軸方向で前記一軸型コンバインドサイクル発電設備を配置し、前記第１と第２のガスタービンの近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項５】
第１のガスタービンと第１の発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービンと第２の発電機を連結すると共に蒸気タービンと第３の発電機を連結した多軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラとを具備し、前記ガスタービン発電設備と前記多軸型コンバインドサイクル発電設備を同じ軸方向で上下位置に配置し、前記両発電設備の近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項６】
第１のガスタービンと第１の発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービンと第２の発電機を連結すると共に蒸気タービンと第３の発電機を連結した多軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを燃料として蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、前記両発電設備の一方を上側に支持する支持架台とを具備し、前記支持架台の下側に前記両発電設備の他方を一方の発電設備と同じ軸方向で配置し、前記支持架台の近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項７】
第１のガスタービンと第１の発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と、第２のガスタービンと第２の発電機を連結すると共に蒸気タービンと第３の発電機を連結した多軸型コンバインドサイクル発電設備と、前記第１と第２のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成し前記蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、前記両発電設備の一方を上側に支持する支持架台とを具備し、前記支持架台の下側に、前記一方の発電設備におけるガスタービンのほぼ下方に他方の発電設備のガスタービンが位置するように前記一方の発電設備と同じ軸方向で前記他方の発電設備を配置し、前記第１と第２のガスタービンの近傍に前記排熱回収ボイラを配置して構成されることを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンの排ガスを用いて排熱回収ボイラによって蒸気を生成し蒸気タービンに供給するようにしたコンバインドサイクル発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コンバインドサイクル発電設備には、大きく分けて一軸型と多軸型とに分類される。一軸型は、ガスタービン、蒸気タービンおよび発電機を同一軸に直結したものであり、多軸型は、ガスタービンと蒸気タービンでそれぞれ異なる発電機を駆動するようにしたものである。多軸型においては、通常ガスタービンが複数台を設けられる。一軸型と多軸型は、それぞれ利用目的、運用方法、設置条件などを考慮して選定している。
【０００３】
近年、コンバインドサイクル発電設備は、電力需要の高まりに対応する為に大容量化することが要求されている。大容量発電設備にするには、一軸型コンバインドサイクル発電設備を複数ユニット並列配置したり、ガスタービンの容量を大きくして一軸当たりの発電容量を増加させるようにしている。しかし、前者は建屋面積が極めて大きなものを必要とし設備費が嵩むという問題を有し、また、後者はガスタービンを大型にして出力を上げるには構造上限界がある。
【０００４】
このようなことを解決してコンバインドサイクル発電設備を大容量化するために、複数台のガスタービンを一台の発電機及び蒸気タービンを直線上に連結構成とした一軸型コンバインドサイクル発電設備が提案されている。このことは、例えば、特開平６−２８８２０４号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、一軸型コンバインドサイクル発電設備の軸方向（直線方向）の長さが大きくなり、また、ガスタービンの間をカップリングなどの結合手段で連結しているのでガスタービン一台による運転をするのが面倒になるという実用上の問題点を有する。
【０００６】
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的とするところは、軸方向の長さを短縮し、かつ、ガスタービン一台による運転を簡単に行えるコンバインドサイクル発電設備を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、ガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と一軸型あるいは多軸型のコンバインドサイクル発電設備を同じ軸方向で上下位置に配置し、ガスタービン発電設備のガスタービンとコンバインドサイクル発電設備のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成しコンバインドサイクル発電設備の蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラを両発電設備の近傍に配置してするようにしたことにある。
【０００８】
換言すると、本発明はガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置し、その近傍に排熱回収ボイラを配置して構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置しているのでコンバインドサイクル発電設備の軸方向の長さを短くでき、また、両発電設備のガスタービンは機械的に関係なくコンバインドサイクル発電設備のガスタービン一台による運転を簡単に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜３により説明する。
【００１１】
図３は本発明の一実施例の系統構成図である。図３において、１ユニットが１台のガスタービン３と１台の発電機４を有するガスタービン発電設備と、１台のガスタービン６と１台の発電機７と１台の蒸気タービン８と復水器９を有するコンバインドサイクル発電設備と１台の排熱回収ボイラ５とを備えている。
【００１２】
ガスタービン３、６は、それぞれ空気圧縮機３２，６２及び燃焼器３３、６３を有している。空気圧縮機３２、６２は、空気取入室３１、６１から空気を吸い込んで圧縮し、その圧縮空気を燃焼器３３、６３に送るようになっている。燃焼器３３、６３は空気圧縮機３２、６２から送り込まれた圧縮空気と外部から送り込まれた燃料とを燃焼させ、高温高圧のガスを生成し、当該ガスタービン３４、６４に供給する。
【００１３】
各ガスタービン３４、６４は、燃焼器３３、６３から供給された高温高圧ガスにより回転駆動され、動力を発生し、その動力により発電機４、７及び空気圧縮機３２、６２を回転駆動するようになっている。また、各ガスタービン３４、６４で仕事をした後の排気ガスは、ガス配管、ダクトを介して排熱回収ボイラ５に導かれる。
【００１４】
排熱回収ボイラ１１は、ガスタービン３４、６４から導入された高温の排気ガスと蒸気タービン８で仕事をした後の給水と熱交換させ、蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービン８に送り込むようになっている。
【００１５】
蒸気タービン８には複水器９が付設されている。蒸気タービン８は排熱回収ボイラ１１から送り込まれた蒸気により回転駆動され動力を発生し発電機７を駆動する。蒸気タービン８で仕事をした蒸気は復水器９に導かれ、熱交換によって凝縮されたのち、給水として再び排熱回収ボイラ５に送られる。
【００１６】
発電機７は、ガスタービン６４及び蒸気タービン８により駆動され電力を発生する。
【００１７】
図１は図３の系統構成の機器配置を示す発電設備構成図で、図２は図１の発電設備構成の鳥かん図である。
【００１８】
図１、２において、支持構造体により支持された支持架台（又は鉄骨構造等）１の上側（上床）にガスタービン３に送る空気を外部より取り入れる空気取入室２とガスタービン３及び発電機４を含むガスタービン発電設備を設置する。支持架台１の下側（下床）には、ガスタービン６に送る空気を外部より取り入れる空気取入室５とガスタービン６及び発電機７、蒸気タービン８、復水器９を直結した構成の一軸型コンバインドサイクル発電設備を設置する。
【００１９】
各々の空気取入室２から上床に設置したガスタービン３と下床に設置したガスタービン６へ空気が供給され、その上床、下床に設置したガスタービン３、６から各々排出される燃焼ガスを熱回収して蒸気を再加熱させる排熱回収ボイラ５を備える。
【００２０】
下床に設置した蒸気タービン８から排出される蒸気は復水器９で凝縮され、復水となる。その復水は排熱回収ボイラ５へと供給され蒸気源として使用される。尚、上床、下床のガスタービン３と６は平面的に同位置に配置されている。
【００２１】
一方、通常のコンバインドサイクル発電設備においてガスタービン、蒸気タービン、発電機が直結構成で連結してある一軸分が平面的に設置されており、最近の国内需要による大容量発電設備に対応する為には、通常１系列で複数軸を必要とし、並列配置にて系列コンバインドサイクル発電設備を構成する。それにより、発電設備の平面積は一軸分の複数倍にもなり、発電設備を建設する為に広大な敷地面積を必要としなければならない。
【００２２】
これに対して本発明の立体コンバインドサイクル発電設備においては、ガスタービン３、６の２台の排気ガスが供給されるボイラ設備（排熱回収ボイラ）５により、通常より大きな設備になるが、縦形構造とすることでコンパクト化を図っている。さらに２台のガスタービン３、６から排出される排気ガスを一つのボイラ５に集めることでボイラ５内で熱交換出来る蒸気量を増加させることができる。したがって、蒸気タービン８の容量を増加させることができ、発電設備全体の容量も増加させることができる。
【００２３】
このようにして構成するのであるが、ガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置しているのでコンバインドサイクル発電設備の軸方向の長さを短くでき、また、両発電設備のガスタービンは機械的に関係なくコンバインドサイクル発電設備のガスタービン一台による運転を簡単に行える。
【００２４】
本発明の他の実施例を図４に示す。図４は上床にコンバインドサイクル発電設備を配置し，下床にガスタービン発電設備を配置したものである。
【００２５】
支持構造体により支持された架台（又は鉄骨構造等）１の上床にガスタービン３に送る空気を外部より取り入れる空気取入室２とガスタービン３及び発電機４、蒸気タービン１２を直結構成で一軸型コンバインドサイクル発電設備を配置し、下床には上床設置の蒸気タービン８からの蒸気を復水させる復水器９とガスタービン６及び発電機７で構成されるガスタービン発電設備を設置している。ガスタービン３、６から各々排出される燃焼ガスを熱回収して蒸気を再加熱させる排熱回収ボイラ５がコンバインドサイクル発電設備（ガスタービン発電設備）の軸方向（直線方向）の延長線上の位置に配置されている。
【００２６】
上床に設置した蒸気タービン１２から排出される蒸気は復水器９で凝縮され、復水となる。その水は排熱回収ボイラ５に供給され蒸気源として使用される。
【００２７】
図５に本発明の他の実施例を示す。図５は、コンバインドサイクル発電設備が多軸型で、上床にガスタービン発電設備を配置し、下床に多軸型コンバインドサイクル発電設備を構成するガスタービン設備及び蒸気タービン設備を設置したものである。
【００２８】
支持構造体により支持された架台（又は、鉄骨構造等）１の上床に、ガスタービン３及び発電機４を含むガスタービン発電設備を設置し、下床にはガスタービン６と発電機７Ａを含むガスタービン設備及び発電機７Ｂと蒸気タービン８、復水器９を含む蒸気タービン設備を設置している。
【００２９】
上床、下床２台のガスタービン３、６から排出される排気を一つのボイラ５に集めることでボイラ内で熱交換出来る蒸気量を増加させることが出来、それにより蒸気タービンの容量を増加させさらには発電設備全体の容量も増加させることが出来る。
【００３０】
図６は本発明の他の実施例を示し、図５の実施例とガスタービン発電設備と多軸型コンバインドサイクル発電設備の配置を逆にしたものである。図６は、上床に多軸型コンバインドサイクル発電設備を構成するガスタービン設備及び蒸気タービン設備を配置し、下床にガスタービン発電設備を配置した構成になっている。
【００３１】
支持構造体により支持された架台（又は、鉄骨構造等）１の上床にガスタービン６及び発電機７Ａを含むガスタービン設備と発電機７Ｂ、蒸気タービン８を含む蒸気タービン設備を設置し、下床には上床に設置した蒸気タービン８からの蒸気を復水する復水器９と、ガスタービン３と発電機４を含むガスタービン発電設備を設置している。
【００３２】
以上説明したようにコンバインドサイクル発電設備を構成するのであるが、ガスタービンと発電機を直線上に連結したガスタービン発電設備と一軸型あるいは多軸型のコンバインドサイクル発電設備を同じ軸方向で上下位置に配置し、ガスタービン発電設備のガスタービンとコンバインドサイクル発電設備のガスタービンの排ガスを用いて蒸気を生成しコンバインドサイクル発電設備の蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラを両発電設備の近傍に配置している。つまり、ガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置し、その近傍に排熱回収ボイラを配置して構成している。したがって、ガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置しているのでコンバインドサイクル発電設備の軸方向の長さを短くでき、また、両発電設備のガスタービンは機械的に関係なくコンバインドサイクル発電設備のガスタービン一台による運転を簡単に行える。
【００３３】
さらに、上述の実施例においては図２に示すように、ガスタービン３、６の空気圧縮機３２、６２に送る空気を取り入れる空気取入室２を共通にすることもできる。
【００３４】
なお、上述の実施例はガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備の両発電設備を同じ軸方向で配置しているが、両発電設備の軸方向が逆方向であってもよく、また、両発電設備の軸方向位置が多少ずれていてもよいことは明らかなことである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガスタービン発電設備とコンバインドサイクル発電設備を立体配置しているのでコンバインドサイクル発電設備の軸方向の長さを短くでき、また、両発電設備のガスタービンは機械的に関係なくコンバインドサイクル発電設備のガスタービン一台による運転を簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す鳥かん図である。
【図３】コンバインドサイクル発電設備の一例系統構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…支持架台、２…共通空気取入室、３…ガスタービン、４…発電機、５…排熱回収ボイラ、６…ガスタービン、７…発電機、７Ａ…発電機、７Ｂ…発電機、８…蒸気タービン、９…復水器、３１…空気取入室、３２…空気圧縮機、３３…燃焼器、３４…ガスタービン、６１…空気取入室、６２…空気圧縮機、６３…燃焼器、６４…ガスタービン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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