(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴とする複合発電システム。
【請求項２】
前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けた請求項１記載の複合発電システム。
【請求項３】
前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱するようにした請求項１又は２記載の複合発電システム。
【請求項４】
流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴とする複合発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備えた複合発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭を燃料とする流動層燃焼器は、燃焼器内部の温度を８５０℃程度に維持するため、燃焼器の炉壁に廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及びガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガスタービンを非常停止させた場合、ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気が流動層燃焼器の空気加熱器に供給されなくなり、空気加熱器を形成している高圧空気管が焼損する恐れがある。
【０００４】
本発明は、係る従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスタービンを非常停止させた時、流動層燃焼器の空気加熱器を形成している高圧空気管の焼損を防ぐことが可能である複合発電システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る複合発電システムは、流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って流動層燃焼器の炉壁に設けられている空気加熱器内に導入され、空気加熱管の焼損を防ぐことができる。
【０００７】
また、本発明は、前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けることにより、ガスタービンの放熱後、高圧空気管内の蒸気を流動層燃焼器内に放出することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱することにより、ごみ（ＲＤＦ）焚きの場合にも適用することができる。
【０００９】
また、本発明の複合発電システムは、流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って外部熱交換器に設けられている空気加熱用の熱交換部内に導入され、該熱交換部の焼損を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１に示すように、石炭ａを燃料とする流動層燃焼器１は、燃焼器内部の温度を８５０℃程度に維持するため、燃焼器の炉壁２に廃熱ボイラ３に供給する給水ｂを加熱する給水加熱器４およびガスタービン５の空気圧縮機６から吐出された高圧空気ｃを加熱する空気加熱器７を備えている。
【００１３】
一方、流動層燃焼器１は、流動層ｄを形成する１次空気ｅや、炉内温度の維持および燃焼用の２次空気としてガスタービンの排ガスｆを導入しており、流動層燃焼器１から排出された燃焼ガスｇは、サイクロン８を経て廃熱ボイラ３に導かれる。そして、廃熱ボイラ３で発生した蒸気ｈは、発電機９を回転させる駆動源として蒸気タービン１０に供給される。
【００１４】
ガスタービンの空気圧縮機６から吐出された高圧空気ｃは、上記空気加熱器７によって加熱されたのち、ガスタービンの燃焼器１１に導かれて天然ガスや灯油などの燃料ｉの燃焼空気となる。ガスタービン５によって駆動される発電機１２は、通常、蒸気タービンの発電機９と共に複合発電を行う。
【００１５】
本発明では、ガスタービン５の非常停止に備え、廃熱ボイラ３から蒸気タービン１０に至る蒸気管１３と、ガスタービンの空気圧縮機６から流動層燃焼器の空気加熱器７に至る高圧空気管１４との間にバルブ１５を備えた第１非常用配管１６を設ける一方、空気加熱器７からガスタービンの燃焼器１１に至る配管１７から分岐し、流動層燃焼器１内に連通する第２非常用配管１８を備えている。この第２非常用配管１８は、バルブ１９を備えている。
【００１６】
しかして、ガスタービン５を非常停止させた時は、第１非常用配管１６に設けたバルブ１５を開く。すると、廃熱ボイラ３で発生した蒸気ｈの一部が高圧空気管１４を通って流動層燃焼器１の空気加熱器７内に導入され、空気加熱器７を形成している加熱管２０の焼損を防ぐことができる。蒸気ｈは、空気加熱器７の加熱管２０が焼損を起こさない程度、導入すれば良い。
【００１７】
但し、第２非常用配管１８のバルブ１９は、所定の時間差、つまり、ガスタービン５が放熱に要する時間（大凡３時間程度）をおいて開き、空気加熱器７内の蒸気を流動層燃焼器１内に放出するようになっている。
【００１８】
従って、ガスタービン５を非常停止させた場合でも、蒸気タービン１０は、通常通り運転を続けることができる。なお、図中、符号ｊは空気を示している。
【００１９】
図２は、石炭の代わりにごみ（ＲＤＦ）を燃料に用いた場合の例である。ＲＤＦは、塩素などの高温腐食燃焼ガスの排出が低いと言われているが、廃熱ボイラの蒸気条件、つまり、１００ａｔａ、５００℃とすることまでは困難とされている。そこで、本システムは、廃熱ボイラ３からの高圧蒸気を過熱器２１で過熱するため、ガスタービン５の排ガスｆを利用している。
【００２０】
その他の構造および機能は、第１の実施の形態と変わらないため、同じ部品に同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。なお、図中、符号ｎは２次空気を示している。
【００２１】
図３は、本システムをを外部循環式流動層燃焼器に適用した例である。ガスタービン５の空気圧縮機６から吐出された高圧空気はｃは、外部循環式流動層燃焼器１’の外部熱交換器２３の熱交換部２４を通ってガスタービン５の燃焼器１１に供給されるようになっている。また、廃熱ボイラ３の給水ｂは、外部循環式流動層燃焼器１’の外部熱交換器２３の熱交換部２５を通って廃熱ボイラ３に供給されるようになっている。
【００２２】
その他の構造および機能は、第１の実施の形態と変わらないため、同じ部品に同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。
【００２３】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器の炉壁に前記廃熱ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器及び前記ガスタービンの空気圧縮機から吐出された高圧空気を加熱する空気加熱器を備え、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱器に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたので、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って流動層燃焼器の炉壁に設けられている空気加熱器内に導入され、空気加熱管の焼損を防ぐことができるようになった。
【００２４】
また、本発明は、前記空気加熱器から前記ガスタービンの燃焼器に至る管路から分岐した分岐管の自由端を前記流動層燃焼器に連通させると共に、前記分岐管にバルブを設けたため、ガスタービンの放熱後、高圧空気管内の蒸気を流動層燃焼器内に放出することができるようになった。
【００２５】
また、本発明は、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに供給する蒸気をガスタービンの排ガスによって過熱するため、ごみ（ＲＤＦ）焚きの場合にも適用することができるようになった。
【００２６】
また、本発明は、流動層燃焼器と、第１発電機を駆動する蒸気タービンと、第２発電機を駆動するガスタービンとを備え、前記流動層燃焼器の排ガスを廃熱ボイラに導いて前記蒸気タービンで使用する蒸気を発生させると共に、前記流動層燃焼器に併設した外部熱交換器に、該外部熱交換器内の粒状物とガスタービンから吐出された高圧空気とを熱交換させる空気加熱用の熱交換部を設けると共に、前記粒状物と前記廃熱ボイラに供給する給水とを熱交換させる熱交換部を設け、更に、前記廃熱ボイラから前記蒸気タービンに至る蒸気管と、前記ガスタービンから前記空気加熱用の熱交換部に至る高圧空気管との間にバルブを備えた非常用配管を設けたので、ガスタービンを非常停止させた時に前記バルブを開くと、廃熱ボイラで発生した蒸気の一部が高圧空気管を通って外部熱交換器に設けられている空気加熱用の熱交換部内に導入され、該熱交換部の焼損を防ぐことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合発電システムの系統図である。
【図２】本発明に係る複合発電システムの他の例を示す系統図である。
【図３】本発明に係る複合発電システムの更に他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１，１’  流動層燃焼器
２  流動層燃焼器の炉壁
３  廃熱ボイラ
４  給水加熱器
５  ガスタービン
６  ガスタービンの空気圧縮機
７  空気加熱器
９  第１発電機
１０  蒸気タービン
１２  第２発電機
１３  蒸気管
１４  高圧空気管
１５  バルブ
１６  非常用配管
ｂ  給水
ｃ  高圧空気
ｆ  流動層燃焼器の排ガス
ｈ  蒸気
【図１】
0004383594.tif 000002
【図２】
0004383594.tif 000003
【図３】
0004383594.tif 000004