(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器からの高温の燃焼ガスを膨張させて動力を得るガスタービンと、このガスタービンから排出される排ガスで給水を加熱し、蒸気を発生する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラから供給される蒸気を膨張させて動力を生じる蒸気タービンとを備え、前記排熱回収ボイラはそれぞれ異なる圧力の蒸気を発生する節炭器、蒸発器および過熱器からなる高圧系、中圧系および低圧系を有し、前記高圧系、中圧系および低圧系の各節炭器に送られた給水が前記ガスタービンの排ガスにより温められて系内の高圧ドラム、中圧ドラムおよび低圧ドラムにそれぞれ供給されるように構成されてなるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、前記燃焼器の燃料系統に該燃焼器に導く燃料を加熱する燃料加熱器と、この燃料加熱器に流入する給水を蒸気によって加熱する給水加熱器とを備える燃料加熱装置を設けた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】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該高圧系または該中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項３】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該高圧系および中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水のいずれか一方、あるいは双方の混合水によって燃料を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項４】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該高圧系および中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水によってそれぞれ燃料を加熱する第１および第２燃料加熱器を含むことを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項５】
前記第１燃料加熱器に給水を供給する第１給水元弁と、前記第２燃料加熱器に給水を供給する第２給水元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記第１および第２給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記第１制御器からの制御信号で前記第１給水元弁を開けて給水を前記第１燃料加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記第２制御器からの制御信号で前記第２給水元弁を開けて給水を前記第２燃料加熱器に供給すると共に、第１制御器からの制御信号で前記第１給水元弁を閉じて前記第１燃料加熱器への給水を止めるようにしたことを特徴とする請求項４記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項６】
前記節炭器の出口給水温度信号に基づいて制御信号を出力する該第１および第２制御器に代えて前記蒸気ドラムの器内圧力信号または前記排熱回収ボイラの運転開始からの計時終了信号あるいはプラントの所定の状態を示す信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器を設けたことを特徴とする請求項５記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項７】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項８】
前記給水加熱器が前記燃料加熱器に流入する給水をヘッダから導く補助蒸気によって加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項９】
前記給水加熱器に補助蒸気を供給する蒸気元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記蒸気元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を開けて補助蒸気を前記給水加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記蒸気元弁を閉じて前記給水加熱器への補助蒸気を止めるようにしたことを特徴とする請求項８記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１０】
前記給水加熱器が前記燃料加熱器に流入する給水を前記蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統からの抽気によって加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１１】
前記給水加熱器に前記蒸気タービンの高圧部からの抽気を供給する蒸気元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記蒸気元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を開けて抽気を前記給水加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記蒸気元弁を閉じて前記給水加熱器への抽気を止めるようにしたことを特徴とする請求項１０記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１２】
前記給水加熱器が前記燃料加熱器に流入する給水を前記排熱回収ボイラの該高圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水より生成するフラッシュ蒸気によって加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１３】
前記給水加熱器にフラッシュ蒸気を生成するための温水を供給する温水元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記温水元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記制御器からの制御信号で前記温水元弁を開けて温水を前記給水加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記温水元弁を閉じて前記給水加熱器への温水を止めるようにしたことを特徴とする請求項１２記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１４】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該高圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水より生成されるフラッシュ蒸気によって燃料を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１５】
前記燃料加熱器は、前記排熱回収ボイラの該高圧ドラム、中圧ドラムおよび低圧ドラムで生成する蒸気のいずれか１つによって燃料を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１６】
前記燃料加熱器は、前記蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統から導く抽気によって給水を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１７】
前記燃料加熱器は、ヘッダから導く補助蒸気によって燃料を加熱する第１燃料加熱器と、前記排熱回収ボイラの該中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する第２燃料加熱器とを含むことを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１８】
前記第１燃料加熱器に補助蒸気を供給する蒸気元弁と、前記第２燃料加熱器に給水を供給する給水元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記蒸気元弁および給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記第１制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を開けて補助蒸気を前記第１燃料加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記第２制御器からの制御信号で前記給水元弁を開けて給水を前記第２燃料加熱器に供給すると共に、前記第１制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を閉じて前記第１燃料加熱器への蒸気を止めるようにしたことを特徴とする請求項１７記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１９】
前記燃料加熱器は、前記蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統から導く抽気によって燃料を加熱する第１燃料加熱器と、前記排熱回収ボイラの該中圧系の前記節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する第２燃料加熱器とを含むことを特徴とする請求項１記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２０】
前記第１燃料加熱器に抽気を供給する蒸気元弁と、前記第２燃料加熱器に給水を供給する給水元弁と、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度信号に基づいて前記蒸気元弁および給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、前記中圧系の該節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、前記第１制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を開けて抽気を前記第１燃料加熱器に供給し、前記節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、前記第２制御器からの制御信号で前記給水元弁を開けて給水を前記第２燃料加熱器に供給すると共に、前記第１制御器からの制御信号で前記蒸気元弁を閉じて前記第１燃料加熱器への蒸気を止めるようにしたことを特徴とする請求項１９記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２１】
前記節炭器の出口給水温度信号に基づいて制御信号を出力する該第１および第２制御器に代えて前記蒸気ドラムの器内圧力信号または前記排熱回収ボイラの運転開始からの計時終了信号あるいはプラントの所定の状態を示す信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器を設けたことを特徴とする請求項１８または２０記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２２】
前記燃料加熱装置が前記燃料加熱器を通過する加熱媒体量を調節する調節弁と、検出される該燃料加熱器の出口燃料温度信号と設定値との偏差に基づいて前記調節弁の開度を変化させる開度指令信号を出力する調節器とを備えることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか１項に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２３】
前記調節弁に代えて加熱媒体量を調節する減圧弁を設けたことを特徴とする請求項２２記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２４】
前記調節弁に代えて前記燃料加熱器を通過する燃料量を調節する調節弁を設けたことを特徴とする請求項２２記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２５】
前記燃料加熱装置が前記燃料加熱器の加熱媒体系統内で加熱媒体が凝縮して生じたドレンを排出するドレン弁と、該加熱媒体系統内を流れる加熱媒体の圧力を調節する減圧弁とを備えることを特徴とする請求項１ないし２４のいずれか１項に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２６】
前記ドレン弁および減圧弁がタイマの計時終了信号に基づいて制御信号を出力する制御装置を備え、前記燃料加熱器の起動時、所定の計時時間中、前記ドレン弁を開放して系内の滞留ドレンを排出するようにしたことを特徴とする請求項２５記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２７】
前記ドレン弁および減圧弁が前記加熱媒体系統の系内温度信号に基づいて前記ドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を備え、前記燃料加熱器の起動時、系内温度が予め決められた温度を超えるまでの間、前記ドレン弁を開放して系内の滞留ドレンを排出するようにしたことを特徴とする請求項２５記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２８】
前記制御装置に代えて前記加熱媒体系統の系内圧力信号に基づいて前記ドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とする請求項２７記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２９】
前記制御装置に代えて前記加熱媒体系統の系内加熱媒体流量信号に基づいて前記ドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とする請求項２７記載の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係り、特にガスタービンに供給する燃料を加熱し、プラントの熱効率を向上させるのに好適な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】
コンバインドサイクル発電プラントはガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせて構成される熱効率の高い発電プラントであって、ガスタービンからの高温の排ガスをボイラに導き、排ガスの保有する熱エネルギで蒸気を発生するように構成される。この蒸気により蒸気タービンでの発電が可能となり、ガスタービンでの発電と加えてガスタービン単独での発電と比べて排ガスの保有する熱エネルギ分に相当する熱効率の向上が達成されることになる。
【０００３】
典型的なコンバインドサイクル発電プラントの一例を図２６に示している。圧縮機１から吐出される圧縮空気は燃焼器２に送られ、別に供給される燃料と混合される。この混合気は燃焼により高温の燃焼ガスとなる。この燃焼ガスはガスタービン３に送られ、その膨張により仕事が行われる。この仕事によって発電機４が回転し、電気出力が発生する。
【０００４】
仕事を終えた燃焼ガスは十分に高い温度を保っており、燃焼ガスは排ガスとしてガスタービン３から排熱回収ボイラ５に導かれる。排熱回収ボイラ５内を流動する排ガスは熱交換器を構成する伝熱管内を流れる給水ないし蒸気との間で熱交換を行う。このとき、排ガスは高圧過熱器６、再熱器７、高圧蒸発器８、中圧過熱器９、高圧節炭器１０、低圧過熱器１１、中圧蒸発器１２、中圧節炭器１３、低圧蒸発器１４および低圧節炭器１５を順次通過する。
【０００５】
この間、排ガスの加熱により高圧ドラム１６、中圧ドラム１７および低圧ドラム１８で蒸気が発生し、それぞれ高圧過熱器６、中圧過熱器９および低圧過熱器１１を通って過熱蒸気となって高圧タービン１９および中圧タービン２０に送られる。高圧タービン１９に流れた蒸気は膨張して仕事を行い、この仕事により発電機４が回転し、電気出力が発生する。
【０００６】
また、高圧タービン１９の排気は中圧過熱器９からの過熱蒸気と共に再熱器７で過熱蒸気へと過熱された後に中圧タービン２０に送られ、その膨張により仕事が行われる。この仕事により発電機４で電気出力が発生する。さらに、低圧過熱器１１からの蒸気は中圧タービン２０の中間段落に送られ、その膨張により仕事が行われて発電機４で電気出力が発生する。
【０００７】
さらに、中圧タービン２０の排気は復水器２１に排出され、冷却水によって冷却されて復水として回収される。この復水器２１内の復水は復水ポンプ（図示せず）で抽出され、さらに給水ポンプ（図示せず）で昇圧されて給水として低圧節炭器１５に供給される。なお、図中、符号２２は燃料弁であって、燃焼器２に供給される燃料を調節する。また、符号２３は蒸気加減弁であって、高圧タービン１９への蒸気量を調節してタービン速度を制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
コンバインドサイクル発電プラントの熱効率を向上させるのに効果的なのはガスタービン３の入口温度（たとえば、燃焼ガス温度１３００℃）をより高温に高めることで、近年、開発の目標がこうした高温域で使用可能な新たな材料の開発および高温化に伴う、たとえばタービン翼の冷却技術の開発、燃焼ガス中に含まれる窒素酸化物の低減対策等に向けられることが多くなっている。
【０００９】
しかし、新たな材料開発がなされたとしても、この種の材料は究めて高価であってガスタービン３の価格を著しく上昇させてしまう。また、タービン翼の冷却技術も様々な方法が提案されているが、概して翼構造が複雑になり、所望の構造を得るために製作に過大な負担を強いることが避けられない、さらに、窒素酸化物の低減は最も解決が困難で、触媒との反応により発生量を低減する方法が実用化されているが、環境汚染への影響をより少なくするにはこれまで以上に発生量を抑えねばならず、困難さが増大している。
【００１０】
本発明の目的は安定して燃料を加熱し、ガスタービンの入口温度を高めることなく、プラントの熱効率を向上させることのできる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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は燃焼器からの高温の燃焼ガスを膨張させて動力を得るガスタービンと、このガスタービンから排出される排ガスで給水を加熱し、蒸気を発生する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラから供給される蒸気を膨張させて動力を生じる蒸気タービンとを備え、排熱回収ボイラはそれぞれ異なる圧力の蒸気を発生する節炭器、蒸発器および過熱器からなる高圧系、中圧系および低圧系を有し、高圧系、中圧系および低圧系の各節炭器に送られた給水がガスタービンの排ガスにより温められて系内の高圧ドラム、中圧ドラムおよび低圧ドラムにそれぞれ供給されるように構成されてなるコンバインドサイクル発電プラントにおいて、燃焼器の燃料系統に燃焼器に導く燃料を加熱する燃料加熱器と、この燃料加熱器に流入する給水を蒸気によって加熱する給水加熱器とを備える燃料加熱装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
上記構成からなるコンバインドサイクル発電プラントにおいてはガスタービンの排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水および蒸気を通して安定して燃料を加熱し、有効に熱回収することができる。
【００１３】
さらに、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの高圧系または中圧系の節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する。
【００１４】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの高圧系および中圧系の節炭器の出口から抽出される給水のいずれか一方、あるいは双方の混合水によって燃料を加熱する。
【００１５】
さらに、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの高圧系および中圧系の節炭器の出口から抽出される給水によってそれぞれ燃料を加熱する第１および第２燃料加熱器を含む。
【００１６】
また、本発明は第１燃料加熱器に給水を供給する第１給水元弁と、第２燃料加熱器に給水を供給する第２給水元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて第１および第２給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、第１制御器からの制御信号で第１給水元弁を開けて給水を第１燃料加熱器に供給し、節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、第２制御器からの制御信号で第２給水元弁を開けて給水を第２燃料加熱器に供給すると共に、第１制御器からの制御信号で第１給水元弁を閉じて第１燃料加熱器への給水を止めるようにする。
【００１７】
さらに、本発明は節炭器の出口給水温度信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器に代えて蒸気ドラムの器内圧力信号または排熱回収ボイラの運転開始からの計時終了信号あるいはプラントの所定の状態を示す信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器を設ける。
【００１８】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの中圧系の節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する燃料加熱器と、この燃料加熱器に流入する給水を蒸気によって加熱する。
【００１９】
さらに、本発明は給水加熱器が燃料加熱器に流入する給水をヘッダから導く補助蒸気によって加熱するようにする。
【００２０】
また、本発明は給水加熱器に補助蒸気を供給する蒸気元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて蒸気元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、制御器からの制御信号で蒸気元弁を開けて補助蒸気を給水加熱器に供給し、節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、蒸気元弁を閉じて給水加熱器への補助蒸気を止めるようにする。
【００２１】
さらに、本発明は給水加熱器が燃料加熱器に流入する給水を蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統からの抽気によって加熱するようにする。
【００２２】
また、本発明は給水加熱器に蒸気タービンの高圧部からの抽気を供給する蒸気元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて蒸気元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、制御器からの制御信号で蒸気元弁を開けて抽気を給水加熱器に供給し節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、蒸気元弁を閉じて給水加熱器への抽気を止めるようにする。
【００２３】
さらに、本発明は給水加熱器が燃料加熱器に流入する給水を排熱回収ボイラの高圧系の節炭器の出口から抽出される給水より生成するフラッシュ蒸気によって加熱するようにする。
【００２４】
また、本発明は給水加熱器にフラッシュ蒸気を生成するための温水を供給する温水元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて温水元弁を開閉する制御信号を出力する制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、制御器からの制御信号で温水元弁を開けて温水を給水加熱器に供給し、節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、温水元弁を閉じて給水加熱器への温水を止めるようにする。
【００２５】
さらに、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの高圧系の節炭器の出口から抽出される給水より生成されるフラッシュ蒸気によって燃料を加熱する。
【００２６】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱器は排熱回収ボイラの高圧ドラム、中圧ドラムおよび低圧ドラムで生成する蒸気のいずれか１つによって燃料を加熱する。
【００２７】
さらに、本発明は、望ましくは燃料加熱器は蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統から導く抽気によって給水を加熱する。
【００２８】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱器はヘッダから導く補助蒸気によって燃料を加熱する第１燃料加熱器と、排熱回収ボイラの中圧系の節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する第２燃料加熱器とを含む。
【００２９】
さらに、本発明は第１燃料加熱器に補助蒸気を供給する蒸気元弁と、第２燃料加熱器に給水を供給する給水元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて蒸気元弁および給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、第１制御器からの制御信号で蒸気元弁を開けて補助蒸気を第１燃料加熱器に供給し、節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、第２制御器からの制御信号で給水元弁を開けて給水を第２燃料加熱器に供給すると共に、第１制御器からの制御信号で蒸気元弁を閉じて第１燃料加熱器への蒸気を止めるようにする。
【００３０】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱器は蒸気タービンの高圧部の排気あるいは主蒸気系統から導く抽気によって燃料を加熱する第１燃料加熱器と、排熱回収ボイラの中圧系の節炭器の出口から抽出される給水によって燃料を加熱する第２燃料加熱器とを含む。
【００３１】
さらに、本発明は第１燃料加熱器に抽気を供給する蒸気元弁と、第２燃料加熱器に給水を供給する給水元弁と、中圧系の節炭器の出口給水温度信号に基づいて蒸気元弁および給水元弁を開閉する制御信号を出力する第１および第２制御器とを備え、中圧系の節炭器の出口給水温度が予め決められた温度に満たないとき、第１制御器からの制御信号で蒸気元弁を開けて抽気を第１燃料加熱器に供給し、節炭器の出口給水温度が予め決められた温度を超えたとき、第２制御器からの制御信号で給水元弁を開けて給水を第２燃料加熱器に供給すると共に、第１制御器からの制御信号で蒸気元弁を閉じて第１燃料加熱器への蒸気を止めるようにする。
【００３２】
また、本発明は節炭器の出口給水温度信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器に代えて蒸気ドラムの器内圧力信号または排熱回収ボイラの運転開始からの計時終了信号あるいはプラントの所定の状態を示す信号に基づいて制御信号を出力する第１および第２制御器を設ける。
【００３３】
さらに、本発明は、望ましくは燃料加熱装置が燃料加熱器を通過する加熱媒体量を調節する調節弁と、検出される燃料加熱器の出口燃料温度信号と設定値との偏差に基づいて調節弁の開度を変化させる開度指令信号を出力する調節器とを備える。
【００３４】
上記構成からなるコンバインドサイクル発電プラントにおいてはよりきめ細かく燃料温度を制御することが可能で、より安定して燃料温度を一定に保持することができる。
【００３５】
また、本発明は調節弁に代えて加熱媒体量を調節する減圧弁を設けたことを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明は調節弁に代えて燃料加熱器を通過する燃料量を調節する調節弁を設けたことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は、望ましくは燃料加熱装置が燃料加熱器の加熱媒体系統内で加熱媒体が凝縮して生じたドレンを排出するドレン弁と、加熱媒体系統内を流れる加熱媒体の圧力を調節する減圧弁とを備えることを特徴とする。
【００３８】
上記構成からなるコンバインドサイクル発電プラントにおいては燃料加熱器の起動時、加熱媒体系統において系内の滞留ドレンにより水撃現象が発生するのを効果的に防止することができる。
【００３９】
さらに、本発明はドレン弁および減圧弁がタイマの計時終了信号に基づいて制御信号を出力する制御装置を備え、燃料加熱器の起動時、所定の計時時間中、ドレン弁を開放して系内の滞留ドレンを排出するようする。
【００４０】
また、本発明はドレン弁および減圧弁が加熱媒体系統の系内温度信号に基づいてドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を備え、燃料加熱器の起動時、系内温度が予め決められた温度を超えるまでの間、ドレン弁を開放して系内の滞留ドレンを排出するようにする。
【００４１】
さらに、本発明は制御装置に代えて加熱媒体系統の系内圧力信号に基づいてドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を設ける。
【００４２】
また、本発明は制御装置に代えて加熱媒体系統の系内加熱媒体流量信号に基づいてドレン弁および減圧弁に制御信号を出力する制御装置を設ける。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の図面において、従来技術によって説明された構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図１において、燃料源（図示せず）と燃焼器２とを結ぶ燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５に加熱媒体系統が接続されている。この加熱媒体系統は中圧節炭器１３の出口から燃料加熱器２５に連絡する高温給水管２６および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７から構成されており、高温給水管２６の経路には給水元弁２８が介装され、また低温給水管２７の経路には減圧弁２９および減温器３０がそれぞれ介装されている。
【００４５】
本実施の形態は上記構成からなり、ガスタービン３の始動と共に排ガスが排熱回収ボイラ５の入口から器内に入り、高圧過熱器６、再熱器７、高圧蒸発器８、中圧過熱器９、高圧節炭器１０、低圧過熱器１１、中圧蒸発器１２、中圧節炭器１３、低圧蒸発器１４および低圧節炭器１５を順次通過する。このとき、それぞれの伝熱管内を流れる蒸気あるいは給水が加熱される。
【００４６】
排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、中圧節炭器１３の出口から抽出される給水が高温給水管２６を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料加熱器２５の伝熱管に流れる燃料を加熱する。運転開始時には中圧節炭器１３からの給水の温度が低いが、ガスタービン３の排ガス温度の上昇と共に給水の温度が上がり、燃料加熱器２５を通る燃料を燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度に加熱することができる。
【００４７】
この後、温度降下した給水は燃料加熱器２５から低温給水管２７に流れ、減圧弁２９に達したところで減圧され、さらに減温器３０においてスプレー水を用いて復水器２１が受入れ可能な温度まで冷却され、復水器２１に回収される。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００４９】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図２において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５と結ぶ加熱媒体系統は高圧節炭器１０から燃料加熱器２５に連絡する高温給水管３１および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７から構成されている。高温給水管２６の経路には給水元弁２８が介装され、また低温給水管２７の経路には減圧弁２９および減温器３０がそれぞれ介装されている。
【００５０】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、高圧節炭器１０の出口から抽出される高温の給水が高温給水管３１を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料加熱器２５の伝熱管に流れる燃料を加熱する。高圧節炭器１０を出る給水は運転開始後、早い段階から比較的高温の排ガスにより加熱されるので、温度が高く、高温の給水の加熱により燃料加熱器２５を通る燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない望ましい温度になる。
【００５１】
この後、温度上昇した給水は燃料加熱器２５から低温給水管２７に流れ、減圧弁２９に達したところで減圧され、さらに減温器３０においてスプレー水を用いて復水器２１が受入れ可能な温度まで冷却され、復水器２１に回収される。
【００５２】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００５３】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図３において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。さらに、高圧節炭器１０の出口から燃料加熱器２５にかけて連絡する第１高温給水管３１ａ、中圧節炭器１３の出口から第１高温給水管３１ａにかけて連絡する第２高温給水管３１ｂおよび燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。また、第１高温給水管３１ａと第２高温給水管３１ｂとを結ぶ箇所に三方弁３２が介装されている。
【００５４】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、第１高温給水管３１ａの経路が燃料加熱器２５と通じるように三方弁３２が開かれる。高圧節炭器１０の出口から抽出される高温の給水は第１高温給水管３１ａを通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料加熱器２５の伝熱管内を流れる燃料を加熱する。高圧節炭器１０を出る給水は運転開始時、早い段階から比較的高温の排ガスにより加熱されるので、温度が高い。この高温の給水の加熱により燃料加熱器２５を通る燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度になる。
【００５５】
燃焼器２を冷却しない望ましい温度を保ちながら、第２高温給水管３１ｂの経路が燃料加熱器２５と通じるように三方弁３２を切り換える。このとき、中圧節炭器１３の出口から抽出される高温の給水が第２高温給水管３１ｂを通って燃料加熱器２５にかけて流動し、そこを通過する燃料を加熱する。
【００５６】
すなわち、運転開始直後、中圧節炭器１３からの給水は温度が低く、燃料を迅速に望ましい温度に加熱できないが、その間より温度の高い高圧節炭器１０からの高温の給水を用いて加熱し、中圧節炭器１３の出口給水温度が高くなるまで、一定の待ち時間をおく。その後、中圧節炭器の出口から十分に高い温度の給水の供給が可能となったときに三方弁３２を切り換えるようにする。
【００５７】
この後、温度降下した給水は燃料加熱器２５の器外に流出し、低温給水管２７を通って減圧弁２９に達し、減圧された後、さらに減温器３０においてスプレー水を用いて所定の温度まで冷却され、復水器２１に回収される。
【００５８】
本実施の形態は段階的に加熱媒体を切り換える方法を述べているが、これに代えて、たとえば三方弁３２の各々の開度を中間開度に保ってそれぞれの給水を混合しつつ、供給するようにしてもよい。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００６０】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図４において、燃料系統２４に第１燃料加熱器２５ａおよび第２燃料加熱器２５ｂが直列に設けられている。さらに、第１燃料加熱器２５ａには高圧節炭器１０の出口から第１燃料加熱器２５ａにかけて連絡する第１高温給水管３１ａおよび第１燃料加熱器２５ａから復水器２１にかけて連絡する第１低温給水管２７ａからなる加熱媒体系統が設けられ、また第２燃料加熱器２５ｂには中圧節炭器１３の出口から第２燃料加熱器２５ｂにかけて連絡する第２高温給水管３１ｂおよび第２燃料加熱器２５ｂから復水器２１にかけて連絡する第２低温給水管２７ｂからなる加熱媒体系統が設けられている。
【００６１】
さらに、第１高温給水管３１ａの経路には給水元弁２８ａが介装され、第２高温給水管３１ｂの経路には給水元弁２８ｂが介装されている。また、第１低温給水管２７ａの経路には減圧弁２９ａおよび減温器３０ａがそれぞれ介装され、第２低温給水管２７ｂの経路には減圧弁２９ｂおよび減温器３０ｂがそれぞれ介装されている。
【００６２】
さらに、給水元弁２８ａには中圧節炭器１３の出口給水温度を検出する温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて給水元弁２８ａを開閉する第１制御器３４ａが備えられ、給水元弁２８ｂには温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて給水元弁２８ｂを開閉する第２制御器３４ｂが備えられる。
【００６３】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラの運転開始時、中圧節炭器１３から抽出される給水の温度は低く、温度検出器３３の検出温度信号に従い第１制御器３４ａから与えられる開動作信号により給水元弁２８ａが全開に保たれている。
【００６４】
給水元弁２８ａはこの信号により全開し、高圧節炭器１０の出口から抽出される高温の給水が第１高温給水管３１ａを通って第１燃料加熱器２５ａにかけて流動する。この給水は第１燃料加熱器２５ａの伝熱管に流れる燃料を加熱する。高圧節炭器１０を出る給水は運転開始後、早い段階から比較的高温の排ガスにより加熱されるので、温度が高く、この高温の給水の加熱により第１燃料加熱器２５ａを通る燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度になる。
【００６５】
一方、中圧節炭器１３から抽出される給水の温度が低いとき、温度検出器３３の検出温度信号に従って第２制御器３４ｂから与えられる閉動作信号により給水元弁２８ｂが全閉し、中圧節炭器１３から第２燃料加熱器２５ｂへの給水の流れは止まったままになっている。
【００６６】
この後、ガスタービン３の排ガス温度の上昇に連れて中圧節炭器１３の出口給水温度がある決められた温度を超えると、温度検出器３３からの温度信号により第２制御器３４ｂから給水元弁２８ｂに開動作信号が出力され、給水元弁２８ｂが全開されて中圧節炭器１３の出口から抽出される高温の給水が第２高温給水管３１ｂを通って第２燃料加熱器２５ｂにかけて流動し、そこを通る燃料を加熱する。一方、第１制御器３４ａから給水元弁２８ａに閉動作信号が出力され、給水元弁２８ａが全閉されて高圧節炭器１０から第１燃料加熱器２５ａへの給水の流れが止まる。
【００６７】
かくして、運転開始当初は温度の高い高圧節炭器１０の出口から抽出される給水を用いて燃料を加熱し、その後中圧節炭器１３の出口給水温度が十分に高くなった時点で、この高温になった給水を第２燃料加熱器２５ｂに導いて安定して燃料を加熱することができる。
【００６８】
この操作中、第１燃料加熱器２５ａから流出した給水は第１低温給水管２７ａを通って減圧弁２９ａに達し、さらに減温器３０ａで冷却されて復水器２１に回収される。また、第２燃料加熱器２５ｂから流出した給水は第２低温給水管２７ｂを通って減圧弁２９ｂに達し、さらに減温器３０ｂで冷却されて復水器２１に回収される。
【００６９】
本実施の形態は温度検出器３３で検出される温度信号に基づいて段階的に加熱媒体を切り換える方法を述べているが、これに代えて次の検出信号等を用いて段階的に切り換えることができる。すなわち、中圧ドラム１７の器内圧力がある決められた圧力を超えたとき、圧力検出器からの検出圧力信号によって切り換えてもよい。さらに、排熱回収ボイラ５の運転開始から一定時間が経過したとき、タイマからの計時終了信号によって切り換えてもよい。
【００７０】
また、プラントが所定の状態、たとえば最低負荷状態に達したとき、検出負荷信号に従い切り換えてもよい。いずれの方法においても上述した実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。
【００７１】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水に有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００７２】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図５において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５に中圧節炭器１３の出口から燃料加熱器２５にかけて連絡する高温給水管２６および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。
【００７３】
また、高温給水管２６の経路には給水を加熱する給水加熱器３５が設けられており、この給水加熱器３５にヘッダ３６と給水加熱器３５と連絡する補助蒸気管３７が設けられている。補助蒸気管３７の経路には蒸気元弁３８が介装されている。さらに、この蒸気元弁３８には中圧節炭器１３の出口給水温度を検出する温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて蒸気元弁３８を開閉する制御器３４が備えられる。
【００７４】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、中圧節炭器１３の出口から抽出される給水が高温給水管２６を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料加熱器２５の伝熱管に流れる燃料を加熱する。運転開始時には中圧節炭器１３から抽出される給水の温度が低く、温度検出器３３の検出温度信号に従って制御器３４から与えられる開動作信号により蒸気元弁３８が全開に保たれている。このため、ヘッダ３６からの補助蒸気が補助蒸気管３７を通って給水加熱器３５に流れ、燃料加熱器２５に流入する低温の給水を加熱する。これにより低温の給水は加熱媒体に適する十分な温度に温められ、燃料加熱器２５を通過する燃料を所定の温度に高めることができる。
【００７５】
この後、ガスタービンの排ガス温度の上昇に連れて中圧節炭器１３の出口給水温度がある決められた温度を超えると、温度検出器３３からの温度信号により制御器３４から蒸気元弁３８に閉動作信号が出力され、蒸気元弁３８が全閉されて補助蒸気の流れが止まる。
【００７６】
かくして、運転開始当初は温度の低い給水を補助蒸気を用いて高温に保ちつつ、燃料を加熱し、その後中圧節炭器１３の出口給水温度が十分に高くなった時点で、この高温になった給水を燃料加熱器２５に導き、安定して燃料を加熱することができる。
【００７７】
このように本実施の形態によれば、ガスタービンの排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００７８】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図６において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５に中圧節炭器１３の出口から燃料加熱器２５にかけて連絡する高温給水管２６および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。高温給水管２６の経路には給水を加熱する給水加熱器３５が設けられており、この給水加熱器３５に高圧タービン１９の排気系統と給水加熱器３５とを連絡する抽気管３９が設けられている。抽気管３９の経路には蒸気元弁３８が介装されている。
【００７９】
さらに、この蒸気元弁には中圧節炭器１３の出口給水温度を検出する温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて蒸気元弁３８を開閉する制御器３４が備えられる。
【００８０】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、中圧節炭器１３の出口から抽出される給水が高温給水管２６を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料加熱器２５の伝熱管に流れる燃料を加熱する。運転開始時には中圧節炭器１３から抽出される給水の温度が低く、温度検出器３３の検出温度信号に従って制御器３４から与えられる開動作信号により蒸気元弁３８が全開に保たれている。
【００８１】
このため、高圧タービン１９の排気系統から抽気された蒸気が抽気管３９を通って給水加熱器３５に流れ、燃料加熱器２５に流入する低温の給水を加熱する。これにより低温の給水は加熱媒体に適する十分な温度に温められ、燃料加熱器２５を通過する燃料を所定の温度に高めることができる。
【００８２】
この後、ガスタービン３の排ガス温度の上昇と共に給水の温度がある決められた温度を超えると、温度検出器３３からの温度信号により制御器３４から蒸気元弁３８に閉動作信号が出力され、蒸気元弁３８が全閉され、給水加熱器３５への抽気の流れが止まる。かくして、中圧節炭器１３の出口から抽出される高い温度の給水により燃料加熱器２５を通る燃料を所定の温度まで上昇させることが可能になる。
【００８３】
本実施の形態は高圧タービン１９の排気を抽気して燃料を加熱する方法を述べているが、これに代えて高圧タービン１９の入口に導かれる主蒸気を抽気して燃料を加熱するように構成してもよい。この場合、図７に示すように高圧タービン１９の主蒸気系統と給水加熱器３５との間を抽気管４０によって連絡するように接続する。
【００８４】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００８５】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図８において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５に中圧節炭器１３の出口から燃料加熱器２５にかけて連絡する高温給水管２６および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。
【００８６】
また、高温給水管２６の経路には給水を加熱する給水加熱器３５が設けられており、この給水加熱器３５に高圧節炭器１０の出口と給水加熱器３５とを連絡する抽気管４１が設けられている。この抽気管４１の経路には温水元弁４２および給水を減圧してフラッシュ蒸気を生成する温水減圧弁４３が介装されている。さらに、温水元弁４２には中圧節炭器１３の出口給水温度を検出する温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて温水元弁４２を開閉する制御器３４が備えられる。
【００８７】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、中圧節炭器１３の出口から抽出される給水が高温給水管２６を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この給水は燃料源から燃料加熱器２５の伝熱管にかけて流れる燃料を加熱する。運転開始時には中圧節炭器１３から抽出される給水の温度が低く、温度検出器３３の検出温度信号に従って制御器３４から与えられる開動作信号により温水元弁４２が全開に保たれている。
【００８８】
このため、高圧節炭器１０からの高温の給水が抽気管４１を通り、温水減圧弁４３で減圧されてフラッシュ蒸気となって給水加熱器３５に流入する。この蒸気は燃料加熱器２５に流入する低温の給水を加熱する。これにより低温の給水は加熱媒体に適する十分な温度に温められ、燃料加熱器２５を通過する燃料を所定の温度に高めることができる。
【００８９】
この後、ガスタービン３の排ガス温度の上昇と共に、中圧節炭器１３からの給水の温度がある決められた温度を超えると、温度検出器３３からの温度信号により制御器３４から温水元弁４２に閉動作信号が出力され、温水元弁４２が全閉されて抽出された給水の流れが止まる。かくして、中圧節炭器１３の出口から抽出される高い温度の給水により燃料加熱器２５を通る燃料を所定の温度まで上昇させることが可能になる。
【００９０】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００９１】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図９において、燃料系統２４に燃料加熱器２５が設けられている。この燃料加熱器２５に高圧節炭器１０の出口から燃料加熱器２５にかけて連絡する高温給水管３１および燃料加熱器２５から復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。高温給水管３１の経路には給水元弁２８および給水を減圧してフラッシュ蒸気を生成する給水減圧弁４４が介装されている。
【００９２】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、給水元弁２８が全開され、高圧節炭器１０の出口から抽出される給水が高温給水管３１を通り、給水減圧弁４４で減圧されてフラッシュ蒸気となって燃料加熱器２５に流入する。この蒸気は燃料加熱器２５に流入する低温の燃料を加熱し、顕熱を失って凝縮する。このとき、高温の蒸気の加熱により燃料加熱器２５を通る燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度になる。
【００９３】
この後、凝縮した給水は燃料加熱器２５から低温給水管２７に流れ、減圧弁２９に達したところで減圧され、減温器３０において復水器２１が受入れ可能な温度に冷却された後、復水器２１に回収される。
【００９４】
本実施の形態は高圧節炭器１０の出口で抽出される給水からフラッシュ蒸気を得て燃料を加熱する方法を述べているが、これに代えて低圧ドラム１８、中圧ドラム１７および高圧ドラム１６の発生蒸気を用いて燃料を加熱するように構成してもよい。それぞれの実施の形態を図１０、図１１および図１２に示している。この場合、高温給水管３１に代えて加熱蒸気管４５によって加熱媒体系統を構成し、また給水元弁２８に代えて蒸気元弁４６によって蒸気の供給、停止を行うようにする。
【００９５】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての給水ないし蒸気を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【００９６】
さらに、本発明の他の実施の形態を説明する。図１３において、燃料加熱器２５には高圧タービン１９の排気系統と燃料加熱器２５との間を連絡する抽気管４７および燃料加熱器２５と復水器２１との間を連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられる。抽気管４７の経路には蒸気元弁４６が介装されている。
【００９７】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、蒸気元弁４６が全開される。排熱回収ボイラ５の高圧ドラム１６で発生した蒸気は高圧過熱器６から高圧タービン１９を経て排気系統に流れ、一部が抽気管４７を通って燃料加熱器２５にかけて流動する。この蒸気は燃料加熱器２５の伝熱管内を流れる低温の燃料を加熱し、顕熱を失って凝縮する。このとき、高温の蒸気の加熱により燃料加熱器２５を通る燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度になる。
【００９８】
この後、凝縮により生じた水は燃料加熱器２５から低温給水管２７に流れ、減圧弁２９に達したところで減圧され、減温器３０で冷却された後、復水器２１に回収される。
【００９９】
本実施の形態は高圧タービン１９の排気を抽気して燃料を加熱する方法を述べているが、これに代えて高圧タービン１９の入口に導かれる主蒸気を抽気して加熱するように構成してもよい。この場合、図１４に示すように燃料加熱器２５に高圧タービン１９の主蒸気系統と燃料加熱器２５との間を連絡する抽気管４８および燃料加熱器２５と復水器２１との間を連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統を設けると共に、抽気管４８の経路に蒸気元弁４６を介装する。
【０１００】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体としての蒸気を通して有効に熱回収することができプラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【０１０１】
さらに、本発明の異なる実施の形態を説明する。図１５において、燃料系統２４に第１燃料加熱器２５ａおよび第２燃料加熱器２５ｂが直列に設けられている。第１燃料加熱器２５ａにはヘッダ３６と第１燃料加熱器２５ａとを連絡する補助蒸気管３７が設けられている。補助蒸気管３７の経路には蒸気元弁４６が介装されている。
【０１０２】
また、第２燃料加熱器２５ｂには中圧節炭器１３の出口から第２燃料加熱器２５ｂにかけて連絡する高温給水管３１および第２燃料加熱器２５ｂから復水器２１にかけて連絡する低温給水管２７からなる加熱媒体系統が設けられている。高温給水管３１の経路には給水元弁２８が介装され、また低温給水管２７の経路には減圧弁２９および減温器３０がそれぞれ介装されている。
【０１０３】
さらに、蒸気元弁４６には中圧節炭器１３の出口給水温度を検出する温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて蒸気元弁４６を開閉する第１制御器３４ａが備えられ、給水元弁２８には温度検出器３３からの検出温度信号に基づいて給水元弁２８を開閉する第２制御器３４ｂが備えられる。
【０１０４】
本実施の形態は上記構成からなり、排熱回収ボイラ５の運転開始時、中圧節炭器１３から抽出される給水の温度は低く、温度検出器３３の検出温度信号に従い第１制御器３４ａから与えられる開動作信号により蒸気元弁４６が全開に保たれている。このため、ヘッダ３６からの補助蒸気が補助蒸気管３７を通って第１燃料加熱器２５ａに流れ、そこを通る燃料を加熱し、顕熱を失って凝縮する。これにより第１燃料加熱器２５ａを通過する燃料は温度上昇し、燃焼器２を過度に冷却しない、望ましい温度になる。
【０１０５】
この後、ガスタービン３の排ガス温度の上昇に連れて中圧節炭器１３の出口給水温度がある決められた温度を超えると、温度検出器３３からの温度信号により第２制御器３４ｂから給水元弁２８に開動作信号が出力され、給水元弁２８が全開されて中圧節炭器１３の出口から抽出される高温の給水が高温給水管３１を通って第２燃料加熱器２５ｂにかけて流動し、そこを通る燃料を加熱する。一方、第１制御器３４ａから蒸気元弁４６に閉動作信号が出力され、蒸気元弁４６が全閉されて第１燃料加熱器２５ａへの補助蒸気の流れが止まる。
【０１０６】
かくして、運転開始当初は温度の高い補助蒸気を用いて燃料を加熱し、その後中圧節炭器１３の出口給水温度が十分に高くなった時点で、この高温になった給水を第２燃料加熱器２５ｂに導いて安定して燃料を加熱することができる。
【０１０７】
本実施の形態は運転開始当初の加熱媒体として補助蒸気を使用する方法を述べているが、これに代えて運転開始当初の加熱媒体として高圧タービン１９の排気を使用してもよい、同様に、当初の加熱媒体として高圧タービン１９の入口に導かれる主蒸気を使用してもよい。図１６および図１７にこの排気および主蒸気を使用する場合の実施の形態を示している。図に示すように加熱媒体系統は高圧タービン１９の排気系統と第１燃料加熱器２５ａと連絡する抽気管４７および主蒸気系統と第１燃料加熱器２５ａと連絡する抽気管４８によりそれぞれ構成されている。
【０１０８】
また、本実施の形態は温度検出器３３で検出される温度信号に基づいて段階的に加熱媒体を切り換える方法を述べているが、これに代えて次の検出信号等を用いて段階的に切り換えることができる。すなわち、中圧ドラム１７の器内圧力がある決められた圧力を超えたとき、圧力検出器からの検出圧力信号に従い切り換えてもよい。さらに、排熱回収ボイラ５の運転開始から一定時間が経過したとき、タイマからの計時終了信号によって切り換えてもよい。また、プラントが所定の状態、たとえば最低負荷状態に到達したとき、検出負荷信号に従い切り換えてもよい。いずれの方法においても上述した実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。
【０１０９】
このように本実施の形態によれば、ガスタービン３の排ガスの保有する熱を加熱媒体として給水ないし蒸気を通して有効に熱回収することができ、プラントの熱効率を向上させることが可能になる。
【０１１０】
さらに、本発明の異なる実施の形態を説明する。図１８において、加熱媒体系統の低温給水管２７に系内の給水量を調節する調節弁４９が設けられている。調節弁４９には加熱された燃料の温度を検出する温度検出器５０からの温度信号に基づいて調節弁４９の開度を変化させる開度指令信号を出力する調節器５１が備えられる。
【０１１１】
上記構成において、燃料温度を検出する温度検出器５０からの実温度信号は調節器５１に入力されて設定値と比較される。実温度信号と設定値との比較により、たとえば実温度信号が設定値よりも大きいとき、調節器５１がそれまでよりも開度を絞り込むように調節弁４９に開度指令信号を出力する。一方、実温度信号と設定値との比較で、実温度信号が設定値よりも小さいとき、調節器５１はそれ以前よりも開度を増すように調節弁４９に開度指令信号を出力する。これにより、燃料温度は予め決められた温度に調節される。
【０１１２】
このような制御装置を組み込むことで、よりきめ細かく燃料温度を制御することが可能になり、より安定して燃料温度を一定に保持することが可能になる。本実施の形態は単独の調節弁４９を用いて構成したものであるが、これに代えて燃料加熱器２５をバイパスする経路にバイパス弁を設けて調節弁４９と協働して加熱媒体量を調節するように構成してもよい。
【０１１３】
さらに、同じ手段からなる制御装置を用いて図１９に示すように減圧弁２９の開度を変化させるように構成してもよい。また、同じ手段からなる制御装置を用いて燃料量を変化させることも可能である。この場合、図２０に示すように調節弁５２が燃料系統２４に介装される。さらに、これに代えて燃料加熱器２５をバイパスする経路にバイパス弁を設けて調節弁５２と協働して燃料量を調節するように構成してもよい。
【０１１４】
このように本実施の形態によれば、燃焼器２に供給される燃料温度をよりきめ細かく制御することができる。
【０１１５】
さらに、本発明の異なる実施の形態を説明する。図２１において、加熱媒体系統の低温給水管２７に系内の給水を排出するドレン管５３が接続されている。このドレン管５３の経路にはドレン弁５４が介装されている。
【０１１６】
上記構成において、高温給水管２６に加熱媒体である給水を導くのに先立ってドレン管５３のドレン弁５４が開放されている。このとき、減圧弁２９は閉じておく。燃料の加熱開始に合わせて給水が高温給水管２６に流れ、このとき系内の滞留ドレンが低温給水管２７からドレン管５３に排出される。これにより系内で水撃現象が発生するのを防止することができる。この後、減圧弁２９が開放され、これに合わせてドレン弁５４が全閉される。
【０１１７】
このように本実施の形態によれば、燃料加熱器２５の起動時、加熱媒体系統において系内の滞留ドレンにより水撃現象が発生するのを効果的に防ぐことができる。
【０１１８】
さらに、本発明の異なる実施の形態を説明する。図２２において、ドレン弁５４および減圧弁２９にはタイマ（図示せず）の計時終了信号によってドレン弁５４および減圧弁２９を開閉する制御信号を出力する制御装置５５が備えられる。
【０１１９】
上記構成において、高温給水管２６に給水を導くのに先立って制御装置５５からの制御信号によってドレン管５３のドレン弁５４が開放され（このとき、減圧弁２９は全閉されている）、同時に、タイマが入り、計時が開始される。
【０１２０】
燃料加熱開始に合わせて給水が高温給水管２６に流れ、系内の滞留ドレンが低温給水管２７からドレン管５３に排出される。これにより系内で水撃現象が発生するのを防止することができる。この後、タイマでの計時時間の終了と共に出力される制御信号がドレン弁５４および減圧弁２９に出力され、減圧弁２９が開放され、ドレン弁５４が全閉される。すなわち、ドレン弁５４および減圧弁２９の操作をタイマの出力によって自動的に行うことができる。
【０１２１】
このように本発明の形態によれば、燃料加熱器２５の起動時、加熱媒体系統において系内の滞留ドレンにより水撃現象が発生するのを効果的に防止することができる。
【０１２２】
さらに、本発明の異なる実施の形態を説明する。図２３において、ドレン弁５４および減圧弁２９には系内を流れる給水の温度を検出する温度検出器５６からの検出温度信号に基づいてドレン弁５４および減圧弁２９を開閉する制御信号を出力する制御装置５７が備えられる。
【０１２３】
上記構成において、高温給水管２６に給水が流入する前、系内温度は低下しており、温度検出器５６の検出温度信号に従い制御装置５７から与えられる開動作信号によりドレン弁５４が全開に保たれ、一方、閉動作信号により減圧弁２９が全閉に保持されている。この状態から高温給水管２６に燃料を加熱するために高温の給水が流入する。この給水は燃料加熱器２５を通り、燃料を加熱しながら低温給水管２７に流れ、このとき、系統の滞留ドレンがドレン管５３に排出される。これにより系内で水撃現象が発生するのを防止することができる。
【０１２４】
一方、給水の流入と共に系内温度が高くなり、温度検出器５６が上昇した温度を検出する。この検出温度信号が制御装置５７に与えられ、ある決められた温度を超えると、制御装置５７から減圧弁２９に開動作信号が出力され、同時にドレン弁５４に閉動作信号が出力される。このため、減圧弁２９は徐々に開き、ドレン弁５４は閉じる。このとき、系内の給水は減圧弁２９を通り、減温器３０を経て復水器まで流動する。
【０１２５】
このように本実施の形態においてはドレン弁５４および減圧弁２９の操作を系内温度を検出する温度検出器５６の出力によって自動的に行うことができる。
【０１２６】
本実施の形態はドレン弁５４および減圧弁２９を操作するにあたり、温度検出器５６で検出される温度信号に基づいて自動的に操作する方法を述べているが、これに代えて系内圧力の上昇または給水量の変化を検出する方法で自動的に操作することができる。図２４には系内圧力を検出するために圧力検出器５８を使用して検出圧力信号により操作する場合、また図２５には系内の給水流量を検出するために流量検出器５９を用いて検出流量信号により操作する場合の構成を示している。いずれの方法においても上述した実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。
【０１２７】
このように本実施の形態によれば、プラント起動時、燃料加熱器２５の加熱媒体系統において系内の滞留ドレンにより水撃現象が発生するのをより効果的に防ぐことができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は燃焼器の燃料系統に燃料を加熱する燃料加熱装置を設けているので、ガスタービンの排ガスの保有する熱を排熱回収ボイラからの給水あるいは蒸気を通して有効に熱回収することができ、ガスタービンの入口温度を高めることなく、プラントの熱効率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンバインドサイクル発電プラントの実施の形態を示す系統図。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１０】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１２】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１３】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１４】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１５】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１６】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１７】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１８】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図１９】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２０】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２１】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２２】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２３】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２４】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２５】本発明の他の実施の形態を示す系統図。
【図２６】従来のコンバインドサイクル発電プラントの一例を示す系統図。
【符号の説明】
２  燃焼器
３  ガスタービン
５  排熱回収ボイラ
１０  高圧節炭器
１３  中圧節炭器
１６  高圧ドラム
１７  中圧ドラム
２５、２５ａ、２５ｂ  燃料加熱器
２８、２８ａ、２８ｂ  給水元弁
３３、５０、５６  温度検出器
３５  給水加熱器
３８、４６  蒸気元弁
４２  温水元弁
４９、５２  調節弁
５４  ドレン弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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