(57)【要約】【課題】予熱運転で使用される蒸気を有効利用でき、システムが簡略化したコンバインドサイクル発電プラントを提供すること。【解決手段】発電機４４を駆動するタービン４２と、タービン４２からの排気ガスを取り込んで排熱を回収する排熱回収ボイラ６０と、排熱回収ボイラ６０にて発生した蒸気により他の発電機５２を駆動する蒸気タービン５１と、排熱回収ボイラ６０に蒸気を発生させる復水を供給する復水器９０と、復水器９０に脱気した復水を供給する起動用脱気器９３と、タービン４２を、排熱回収ボイラ６０からの蒸気を用いて冷却する冷却系統７１とを備えたコンバインドサイクル発電プラントＢにおいて、冷却系統７１のタービン４２冷却後の系が、起動用脱気器９３に連結されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動するタービンと、
該タービンからの排気ガスを取り込んで排熱を回収する排熱回収ボイラと、
該排熱回収ボイラにて発生した蒸気により他の発電機を駆動する蒸気タービンと、
前記排熱回収ボイラに蒸気を発生させる復水を供給する復水器と、
該復水器に脱気した復水を供給する起動用脱気器と、
前記タービンを、前記排熱回収ボイラからの蒸気を用いて冷却する冷却系統とを備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、
前記冷却系統が、前記起動用脱気器に連結されていることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２】
請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラントにおいて、
前記冷却系統における前記タービン冷却後の蒸気が、前記蒸気タービンに回収されることを特徴とするコンバインドサイクル発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインドサイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液化天然ガス燃料等を使用した火力発電プラントが多用されている。このような火力発電プラントは、タービンと蒸気タービンとを備えたコンバインドサイクル発電プラントが一般的に用いられている。
図２に示すように、コンバインドサイクル発電プラントＡは、ガスタービンプラント１０、蒸気タービンプラント２０及び排熱回収ボイラ３０を備えて構成されている。
ガスタービンプラント１０は、圧縮機１１、タービン１２及び発電機１４とを備えている。また、蒸気タービンプラント２０は、蒸気タービン２１、発電機２２とを備えている。
また、燃焼器１３は、タービン１２に設けられ、その冷却系統として補助ボイラ３１及び復水器３２と連結されている。復水器３２は蒸気タービン２１及び起動用脱気器３３と連結され、起動用脱気器３３は外部ボイラ３４と連結されている。
【０００３】
図２に示す、コンバインドサイクル発電プラントＡは、発電機１４、２２を駆動して電力を得るものである。即ち、タービン１２により発電機１４を駆動させ、同時にタービン１２の排熱を排熱回収ボイラ３０にて回収し、蒸気に変える。そして、この蒸気を利用して蒸気タービン２１を回転させ、発電機２２を駆動させる。
このコンバインドサイクル発電プラントＡは、運転時において、燃焼器１３の燃焼ガス温度は、例えば１５００℃レベルの高温に上昇する。よって、この温度上昇による燃焼器１３及びタービン１２の各部への影響を抑えるため、排熱回収ボイラ３０にて発生した蒸気を冷却用蒸気として利用し、燃焼器１３及びタービン１２の各部を冷却させている。
ここで、蒸気の温度は、例えば３００℃位の高温であるが、燃焼ガス温度に比べると遥かに低い温度であるので、タービン１２内の高温個所を冷却することができる。
【０００４】
このコンバインドサイクル発電プラントＡは、起動前において予熱運転及び脱気運転が必要とされる。
予熱運転は、コンバインドサイクル発電プラントＡの運転時に、冷却用の蒸気が流れる流路を予め暖める運転である。この運転は、図２の矢印が示すように、補助ボイラ３１にて蒸気を発生させ、発生した蒸気を流路に流して徐々に流路を暖める。蒸気は、最後に復水器３２内に回収される。回収された蒸気は、凝縮されて水分となる。
この予熱運転により、コンバインドサイクル発電プラントＡが起動して、流路に蒸気が流れた際、流路の低い温度により蒸気が冷やされて水分となり、コンバインドサイクル発電プラントＡに不具合を生じさせることが防止される。
【０００５】
脱気運転は、復水器３２内の復水の溶存酸素濃度を一定値以下に低下させる運転である。この運転は、復水器３２内の復水を起動用脱気器３３に入れ、起動用脱気器３３により復水を加熱させる。加熱された復水は、溶存していた酸素が気体ページ  ：  ３
“気体”のほうが適切ではないでしょうか？となって分離し、溶存酸素濃度が低下した復水となる。溶存酸素濃度が低下した復水は、復水器３２ページ  ：  ３
“３２”が正と思います。訂正ください。内に再度戻される。そして、復水器３２ページ  ：  ３
“３２”が正と思います。訂正ください。内の溶存酸素濃度が一定値以下になるまで、これが繰り返される。また、脱気運転中、起動用脱気器３３は、図２の矢印が示すように、外部ボイラ３４から供給される蒸気にて復水を加熱させる
この脱気運転により、コンバインドサイクル発電プラントＡの運転中、復水器３２内の復水を、排熱回収ボイラ３０に供給して蒸気を発生させる際、復水に溶存している高い酸素濃度により、排熱回収ボイラ３０に腐蝕等の不具合を生じさせることが防止される。（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０６−２５７９６３号公報
【特許文献２】
特開２０００−０４５７１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したコンバインドサイクル発電プラントＡにおいては、その起動前の予熱運転において、補助ボイラ３１にて発生した蒸気は、流路を暖めた後、不要な蒸気とされ復水器３２に回収されていた。よって、補助ボイラ３１にて発生した蒸気は、流路を暖めることにのみ使用されるので、蒸気が有効に利用されていないという問題があった。
また、コンバインドサイクル発電プラントＡの起動前の脱気運転において、起動用脱気器３３にて復水を脱気させるための蒸気を得るために、外部ボイラ３４を設置する必要があった。そのため、コンバインドサイクル発電プラントＡのシステムが複雑になるといった問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、予熱運転で使用される蒸気を有効利用でき、システムが簡略化したコンバインドサイクル発電プラントを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、発電機を駆動するタービンと、該タービンからの排気ガスを取り込んで排熱を回収する排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラにて発生した蒸気により他の発電機を駆動する蒸気タービンと、前記排熱回収ボイラに蒸気を発生させる復水を供給する復水器と、該復水器に脱気した復水を供給する起動用脱気器と、前記タービンを、前記排熱回収ボイラからの蒸気を用いて冷却する冷却系統とを備えたコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却系統が、前記起動用脱気器に連結されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係るコンバインドサイクル発電プラントにおいては、蒸気を用いて冷却する冷却系統が、起動用脱気器に連結されているので、コンバインドサイクル発電プラント起動前の予熱運転の際、冷却系統を暖めた後の蒸気を起動用脱気器に流すことができる。また、従来、起動用脱気器に蒸気を供給させていた外部ボイラが不要になる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記冷却系統における前記タービン冷却後の蒸気が、前記蒸気タービンに回収されることを特徴とするものである。
この発明に係るコンバインドサイクル発電プラントにおいては、タービン冷却後の蒸気が、蒸気タービンに回収されるので、コンバインドサイクル発電プラント運転中、タービンにより加熱された蒸気を他の発電機を駆動する蒸気として利用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態を示す図である。
図１に示すコンバインドサイクル発電プラントＢは、ガスタービンプラント４０、蒸気タービンプラント５０及び排熱回収ボイラ６０とを備えて構成されている。
ガスタービンプラント４０は、圧縮機４１、タービン４２及び発電機４４とを備えている。蒸気タービンプラント５０は、蒸気タービン５１、発電機５２（他の発電機）とを備えている。
燃焼器４３は、タービン４２に設けられ、その冷却系統として流路７１ａにより排熱回収ボイラ６０と、流路７１ｂより蒸気タービン５１とそれぞれ連結されている。この流路７１ｂには、開閉弁１００が介装されている。また、補助ボイラ９１が、流路７１ｃにより流路７１ａに連結されている。この流路７１ｃには、開閉弁１０１が介装されている。これら、流路７１ａ、７１ｂ及び７１ｃは、冷却系統７１を構成している。
【００１３】
起動用脱気器９３は、流路７４により流路７１ｂに連結されている。この流路７４には、開閉弁１０２が介装されている。また、起動用脱気器９３は、流路７５及び７６により復水器９０と、流路７７により復水ポンプ９６と連結されている。
復水器９０は、流路７８により蒸気タービン５１と、流路７９により復水ポンプ９６と、流路８０により真空ポンプ９５とそれぞれ連結されている。また、復水ポンプ９６は、流路７９ａにより排熱回収ボイラ６０と連結されている。
排熱回収ボイラ６０は、流路８１により蒸気タービン５１と、流路８２により煙突９６と、流路８３によりタービン４２とそれぞれ連結されている。
【００１４】
このコンバインドサイクル発電プラントＢは、発電機４４、５２を駆動して電力を得る。即ち、運転時において、圧縮機４１にて空気を圧縮し、高圧化させて、燃焼器４３に供給する。燃焼器４３は、供給された高圧空気と共にガス燃料や油燃料を着火させ、高温の燃焼ガスをタービン４２に供給させる。タービン４２は、供給された燃焼ガスにより膨張仕事をして、発電機４４を駆動させ、同時に膨張仕事を終えた排気ガスを、流路８３を介して排熱回収ボイラ６０に供給させる。
【００１５】
排熱回収ボイラ６０は、タービン４２から供給された排気ガスと、復水器９０から供給される復水とを熱交換させて蒸気を発生させる。蒸気を発生させた残りの排気ガスは、流路８２を流れ、煙突９６から大気に放出される。また、排熱回収ボイラ６０により発生した蒸気は、流路８１を流れ蒸気タービン５１に供給される。
【００１６】
蒸気タービン５１は、排熱回収ボイラ６０より供給された蒸気により、膨張仕事をして発電機５２を駆動させ、同時に膨張仕事を終えた蒸気を流路７８を介して復水器９０に供給させる。
復水器９０は、蒸気タービン５１から供給された蒸気を凝縮し復水にさせる。この復水は、復水ポンプ９６により流路７９、７９ａを流れ、排熱回収ボイラ６０に供給される。この復水は、排熱回収ボイラ６０内にて蒸気を発生させる際に必要とされる。
【００１７】
上述したコンバインドサイクル発電プラントＢの運転中、燃焼器４３からガスタービン４２に供給される燃焼ガスは、その温度が、例えば１５００℃レベルの高温となる。よって、この高温燃焼ガスによる、燃焼器４３及びタービン４２内の各部への温度影響を防ぐため、冷却が必要とされる。
【００１８】
ここで、排熱回収ボイラ６０にて発生した蒸気は、蒸気タービン５１に供給される一方、冷却系統７１の流路７１ａを流れ、燃焼器４３に供給される。この蒸気は、燃焼器４３の尾筒（図示せず）の外周に流入される。ここで、蒸気温度は、例えば３００℃から４００℃であるが、燃焼器４３の尾筒内を流れる高温燃焼ガスと比較すると、遥かに低い温度である。よって、蒸気は冷却媒体として利用され、高温燃焼ガスにより加熱された燃焼器４３及びタービン４２内の各部を冷却させることができる。
また、高温燃焼ガスを冷却させた後の蒸気は、流路７１ｂを流れ、蒸気タービン５１に回収される。ページ  ：  ７
００１１項でコメントの通り、タービン及び燃焼器の冷却蒸気が復水器に回収されるのは、予熱運転及びプラント起動直後、蒸気タービントリップ時等の限られた期間です。
上述した、コンバインドサイクル発電プラントＢの運転中は、開閉弁１００は開位置に、開閉弁１０１、１０２は閉位置にそれぞれ維持される。
【００１９】
次に、コンバインドサイクル発電プラントＢの起動前においては、従来と同様に、冷却系統７１の予熱運転、及び、復水器９０の脱気運転が必要とされる。
このコンバインドサイクル発電プラントＢの起動前では、開閉弁１００は閉位置に、開閉弁１０１、１０２は開位置にそれぞれ維持される。
予熱運転の際は、補助ボイラ９１により蒸気を発生させる。発生した蒸気は、流路７１ｃ、７１ａ、燃焼器４３、流路７１ｂ及び流路７４と、順次に各流路及び燃焼器４３を暖め、最後に起動用脱気器９３に供給される。
【００２０】
脱気運転の際は、起動用脱気器９３は、復水ポンプ９６により、流路７７を介して復水器９０から復水を吸い上げる。吸い上げられた復水は、起動用脱気器９３により加熱される。加熱された復水は、溶存していた酸素が気体ページ  ：  ７
“気体”のほうが適切と思います。となって復水より分離する。この分離した気体は、流路７５を流れて復水器９０内に戻される。同時に、溶存酸素濃度が低下した復水も、流路７６を流れて復水器９０内に戻される。このように、溶存酸素濃度が一定値以下になるまで、復水は脱気運転される。
また、復水器９０内に戻された気体は、真空ポンプ９５により流路８０を流れて大気に放出される。
【００２１】
上述したように、このコンバインドサイクル発電プラントＢにおいては、冷却系統７１が、起動用脱気器９３に連結されているので、コンバインドサイクル発電プラントＢを起動させる前の予熱運転の際、冷却系統７１を暖めた後の蒸気を起動用脱気器９３に流すことができる。よって、従来、予熱運転の最後に捨てていた蒸気を起動用脱気器９３の加熱蒸気として利用できるので、蒸気を有効に利用でき、効率よくエネルギを使用することができる。
また、脱気運転の際、従来のように起動用脱気器９３に蒸気を供給させていた外部ボイラが不要になるので、コンバインドサイクル発電プラントＢのシステムを簡略化することができる。
更に、コンバインドサイクル発電プラントＢの運転中、タービン４２を冷却した蒸気を蒸気タービン５１回収することができ、発電機５２を駆動する蒸気として使用できることからも、蒸気を有効に利用でき、効率よくエネルギを使用することができる。
【００２２】
なお、上記の実施の形態においては、コンバインドサイクル発電プラントＢは、タービン４２と蒸気タービン５１とにそれぞれ発電機４４、５２を連結した多軸プラントの構成としたが、これに限られるものではなく、タービン４２と蒸気タービンが共通の発電機を有する一軸プラントの構成としても良い。
また、冷却系統７１が、燃焼器４３の尾筒に流入される構成としたが、これに限られるものではなく、タービン４２を冷却可能な構成とされていれば良い。
更に、冷却系統７１を切替えるために、開閉弁１００、１０１、１０２を設けた構成としたが、これに限られるものではなく、冷却系統が切替可能な構成であれば良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、蒸気を用いて冷却する冷却系統が、起動用脱気器に連結されているので、コンバインドサイクル発電プラント起動前の予熱運転の際、冷却系統を暖めた後の蒸気を起動用脱気器に流すことができる。よって、従来、予熱運転の最後に捨てていた蒸気を、起動用脱気器の加熱蒸気として利用できるので、蒸気を有効に利用でき、効率よくエネルギを使用することができる。
また、従来、起動用脱気器に蒸気を供給させていた外部ボイラが不要になるので、コンバインドサイクル発電プラントのシステムを簡略化することができる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、タービン冷却後の蒸気が、蒸気タービンに回収されるので、コンバインドサイクル発電プラント運転中、タービンにより加熱された蒸気を他の発電機を駆動する蒸気として利用できる。よって、コンバインドサイクル発電プラント運転中においても、蒸気を無駄にすることなく、効率よくエネルギを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るコンバインドサイクル発電プラントのシステム図である。
【図２】従来のコンバインドサイクル発電プラントの一例のシステム図である。
【符号の説明】
Ｂ    コンバインドサイクル発電プラント
４２    タービン
４４    発電機
５１    蒸気タービン
５２    発電機（他の発電機）
６０    排熱回収ボイラ
７１    冷却系統
９０    復水器
９３    起動用脱気器
【図１】
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【図２】
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