JPH09256815A - Steam cooling gas turbine, steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and its operating method - Google Patents
Steam cooling gas turbine, steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and its operating methodInfo
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- JPH09256815A JPH09256815A JP6485896A JP6485896A JPH09256815A JP H09256815 A JPH09256815 A JP H09256815A JP 6485896 A JP6485896 A JP 6485896A JP 6485896 A JP6485896 A JP 6485896A JP H09256815 A JPH09256815 A JP H09256815A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンのター
ビン高温部を蒸気で冷却する蒸気冷却ガスタービン,こ
のガスタービンを用いた蒸気冷却コンバインドサイクル
プラントおよびその運転方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steam cooling gas turbine for cooling a turbine high temperature part of a gas turbine with steam, a steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and an operating method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の大型火力プラントにおいては、プ
ラント効率を向上させるために、ガスタービンプラント
と蒸気タービンプラントとを組み合せたコンバインドサ
イクルプラントが多く建設されている。このコンバイン
ドサイクルプラントにおいては、ガスタービンの入口温
度が高いほど熱効率が良好となり、エネルギ効率の向上
が図れることは周知の事項である。最近では、耐高温材
料の開発やタービン冷却技術の進歩により、ガスタービ
ンの入口温度をより一層高温化させ(1300℃〜15
00℃あるいは1500℃以上)、プラント効率の向上
を図る方向にある。2. Description of the Related Art In recent large-scale thermal power plants, many combined cycle plants have been constructed in which a gas turbine plant and a steam turbine plant are combined in order to improve plant efficiency. In this combined cycle plant, it is well known that the higher the inlet temperature of the gas turbine, the better the thermal efficiency and the improvement of energy efficiency. Recently, due to the development of high-temperature resistant materials and advances in turbine cooling technology, the inlet temperature of gas turbines has been further increased (1300 ° C to 15 ° C).
00 ° C or 1500 ° C or higher), which is in the direction of improving plant efficiency.
【0003】しかし、耐高温材料が開発されているとは
いえ、ガスタービン入口温度の高温化あるいは超高温化
は、ガスタービンのタービン構成部品に温度上昇を生じ
させ、タービン構成部品、特にタービン高温部のタービ
ン部品の機能劣化を招き、寿命を著しく損う虞がある。
このため、ガスタービンの入口温度を上昇させても、タ
ービン構成部品に機能劣化を生じさせない耐高温材料の
開発とともに、タービン構成部品の温度上昇を有効的か
つ効果的に防止する冷却技術の開発が強く望まれてい
る。However, even though high-temperature resistant materials have been developed, an increase in the gas turbine inlet temperature or an extremely high temperature causes an increase in temperature in the turbine component parts of the gas turbine, and the turbine component parts, particularly the turbine high temperature. There is a risk that functional deterioration of the turbine parts of the parts may be caused and life may be significantly shortened.
For this reason, the development of high-temperature resistant materials that do not cause functional deterioration of turbine components even if the inlet temperature of the gas turbine rises, and the development of cooling technology that effectively and effectively prevents the temperature rise of turbine components. Strongly desired.
【0004】従来、この種のガスタービンは、圧縮機で
圧縮された空気をタービン高温部の冷却媒体として用
い、この圧縮空気を燃焼器をバイパスさせてタービン高
温部に直接供給して冷却を行なっている。このガスター
ビンの冷却方法では、高温化に伴いガスタービンの冷却
に必要な空気割合が増加するために、高温化によるター
ビン効率の向上を期待することができない。Conventionally, in this type of gas turbine, air compressed by a compressor is used as a cooling medium for a turbine high temperature portion, and the compressed air is bypassed to a combustor and directly supplied to the turbine high temperature portion for cooling. ing. In this gas turbine cooling method, the proportion of air required for cooling the gas turbine increases as the temperature rises, and therefore improvement in turbine efficiency due to the temperature rise cannot be expected.
【0005】一方、ガスタービンでは、タービン高温部
の冷却媒体として空気より冷却性能が格段優れた蒸気を
用いることも従来から提案されている。しかし、今まで
は、空気冷却でガスタービンの冷却は充分であるとの考
慮から、蒸気冷却についての検討が格別充分になされて
いない。On the other hand, in a gas turbine, it has been conventionally proposed to use steam, which has a much higher cooling performance than air, as a cooling medium in a high temperature part of the turbine. However, until now, the consideration of steam cooling has not been particularly sufficient, considering that cooling of the gas turbine is sufficient with air cooling.
【0006】また、コンバインドサイクルプラントに蒸
気冷却ガスタービンを組み込むことにより、ガスタービ
ンのタービン高温部の冷却効率を大幅に改善することが
でき、さらに、タービン高温部冷却後の蒸気を蒸気ター
ビンプラントに熱回収させれば、蒸気タービンプラント
のプラント出力向上にも寄与でき、一石二鳥の効果を期
待できる。このため、蒸気冷却ガスタービンやこのガス
タービンを備えた蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
トの開発や実用化が期待されている。Further, by incorporating the steam cooling gas turbine in the combined cycle plant, the cooling efficiency of the high temperature part of the turbine of the gas turbine can be greatly improved, and further, the steam after cooling the high temperature part of the turbine is fed to the steam turbine plant. If the heat is recovered, it can contribute to the improvement of the plant output of the steam turbine plant, and the effect of two birds with one stone can be expected. Therefore, development and practical application of a steam cooling gas turbine and a steam cooling combined cycle plant equipped with this gas turbine are expected.
【0007】このような技術的背景から最近では、排熱
回収ボイラからの加熱蒸気あるいは高圧蒸気タービンか
らの抽気蒸気をガスタービンの冷却媒体として用いる蒸
気冷却技術が注目されている。From such a technical background, recently, steam cooling technology using heating steam from an exhaust heat recovery boiler or extraction steam from a high-pressure steam turbine as a cooling medium of a gas turbine has been attracting attention.
【0008】ガスタービンのタービン高温部の冷却媒体
として用いる蒸気は、タービン高温部のタービン部品を
冷却して温度上昇する。温度上昇した冷却蒸気を蒸気タ
ービンプラントに回収して出力を発生させれば、タービ
ン高温部の冷却で得られた熱エネルギを極めて有効に熱
回収することができ、プラント効率の一層の向上が図れ
る。そして、ガスタービンのタービン高温部の冷却に冷
却媒体として蒸気を用いるコンバインドサイクルプラン
トを、蒸気冷却コンバインドサイクルプラントと定義す
る。蒸気冷却コンバインドサイクルプラントにはコンバ
インドサイクル発電プラントやコージェネレーションプ
ラント等がある。The steam used as the cooling medium in the high temperature part of the turbine of the gas turbine cools the turbine parts in the high temperature part of the turbine and rises in temperature. If the cooling steam whose temperature has risen is collected in the steam turbine plant to generate an output, the heat energy obtained by cooling the high temperature part of the turbine can be recovered very effectively, and the plant efficiency can be further improved. . A combined cycle plant that uses steam as a cooling medium for cooling the high temperature part of the gas turbine is defined as a steam cooling combined cycle plant. Steam-cooled combined cycle plants include combined cycle power plants and cogeneration plants.
【0009】また、ガスタービンのタービン部品の冷却
媒体として蒸気を使用する例は、特開平5−24006
4号公報,特開平6−257403号公報および特開平
7−4210号公報等に開示されている。An example of using steam as a cooling medium for a turbine component of a gas turbine is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-24006.
No. 4, JP-A-6-257403, JP-A-7-4210, and the like.
【0010】このうち、特開平5−240064号公報
には、ガスタービン内部のタービン高温部に冷却蒸気を
案内する経路を備えた蒸気冷却技術が、また、特開平6
−257403号公報には、ガスタービンのタービン動
翼に冷却蒸気を供給して冷却する蒸気冷却技術が開示さ
れている。さらに、特開平7−4210号公報には、高
圧蒸気タービンの途中段あるいは排熱回収ボイラの途中
から蒸気を抽出し、この蒸気をガスタービンの冷却媒体
として用い、ガスタービン冷却後の蒸気を排熱回収ボイ
ラの再熱器に回収する蒸気冷却技術が開示されている。Among these, Japanese Patent Laid-Open No. 5-240064 discloses a steam cooling technique provided with a route for guiding cooling steam to a high temperature part of a turbine inside a gas turbine.
Japanese Patent Publication No. 257403 discloses a steam cooling technique in which cooling steam is supplied to a turbine rotor blade of a gas turbine for cooling. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-4210, the steam is extracted from the middle stage of the high-pressure steam turbine or the middle of the exhaust heat recovery boiler, and this steam is used as a cooling medium for the gas turbine to discharge the steam after cooling the gas turbine. A steam cooling technique for recovering in a reheater of a heat recovery boiler is disclosed.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントにおいて、ガスタービンのタービン高
温部を蒸気で冷却する場合、ガスタービンの内部に冷却
蒸気を供給する必要がある。使用する冷却蒸気が大気圧
(周囲環境)より高い場合、冷却蒸気を大気圧力からシ
ールしてガスタービン内部に供給することが必要であ
る。特に、ガスタービンの回転部に冷却蒸気を供給する
場合には、ガスタービンの軸シール技術が重要となる
が、従来の特許公開公報に開示されたガスタービンの蒸
気冷却技術はタービン動翼やタービン高温部を冷却する
ものであり、いずれもガスタービンに冷却蒸気を供給す
る部位の軸シール技術に関する開示は一切なく、また何
らの示唆もない。In the steam-cooled combined cycle plant, when the high temperature part of the turbine of the gas turbine is cooled with steam, it is necessary to supply the cooling steam to the inside of the gas turbine. When the cooling steam used is higher than the atmospheric pressure (ambient environment), it is necessary to seal the cooling steam from the atmospheric pressure and supply it inside the gas turbine. In particular, when supplying cooling steam to the rotating part of a gas turbine, the shaft sealing technology of the gas turbine is important. However, the steam cooling technology of the gas turbine disclosed in the conventional patent publication is a turbine rotor blade or a turbine. This is for cooling the high temperature part, and neither discloses at all, nor suggests any shaft sealing technology for the part that supplies the cooling steam to the gas turbine.
【0012】一方、蒸気冷却コンバインドサイクルプラ
ントの起動運転において、排熱回収ボイラ内で蒸気が発
生し、発生したボイラ蒸気(主蒸気)が蒸気タービンに
送られるのは、ガスタービンの起動後、暫く経過した後
となる。したがって、蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントの起動運転の初期においては、ガスタービンのタ
ービン部品の冷却に必要な蒸気は、高圧蒸気タービンや
排熱回収ボイラから抽出することができない。プラント
起動運転において、特開平7−4210号公報に記載さ
れたように、ガスタービンのタービン高温部の冷却蒸気
が高圧蒸気タービンもしくは排熱回収ボイラから取り出
せるようになるまで、タービン部品の冷却蒸気は他の冷
却蒸気供給系から供給する必要がある。しかし、特開平
7−4210号公報には、蒸気冷却コンバインドサイク
ルプラントの起動運転時における運転方法の開示がない
のみならず、ガスタービンの軸シール技術を開示した
り、示唆する記載もない。On the other hand, in the start-up operation of the steam cooling combined cycle plant, steam is generated in the exhaust heat recovery boiler and the generated boiler steam (main steam) is sent to the steam turbine for a while after the start of the gas turbine. It will be after the elapse. Therefore, in the initial stage of the start-up operation of the steam cooling combined cycle plant, the steam required for cooling the turbine parts of the gas turbine cannot be extracted from the high-pressure steam turbine or the exhaust heat recovery boiler. In the plant start-up operation, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-4210, the cooling steam of the turbine component is kept until the cooling steam of the turbine high temperature part of the gas turbine can be taken out from the high pressure steam turbine or the exhaust heat recovery boiler. It must be supplied from another cooling steam supply system. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-4210 does not disclose an operating method at the time of startup operation of the steam cooling combined cycle plant, nor does it disclose or suggest a shaft sealing technique for a gas turbine.
【0013】ところで、ガスタービンの冷却を空気で行
なう従来のコンバインドサイクルプラントにおいて、蒸
気タービンの軸シール技術は、図8に示すように知られ
ている。By the way, in a conventional combined cycle plant in which a gas turbine is cooled by air, a shaft sealing technique for a steam turbine is known as shown in FIG.
【0014】コンバインドサイクルプラントはガスター
ビンプラント1,排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプ
ラント2等を組み立てて構成される。蒸気タービンプラ
ント2は高圧蒸気タービン3,中圧蒸気タービン4およ
び低圧蒸気タービン5を備え、高圧蒸気タービン3のタ
ービン排気圧力は大気圧力より高く、また、低圧蒸気タ
ービン5のタービン排気圧力は大気圧以下に保たれてい
る。蒸気タービンプラント2では、高圧蒸気タービング
ランド6および低圧蒸気タービングランド7を設けて蒸
気タービンの軸シールを行なっている。蒸気タービング
ランド6および7内にグランドシール部が形成される。The combined cycle plant is constructed by assembling a gas turbine plant 1, an exhaust heat recovery boiler, a steam turbine plant 2 and the like. The steam turbine plant 2 includes a high-pressure steam turbine 3, an intermediate-pressure steam turbine 4 and a low-pressure steam turbine 5. The turbine exhaust pressure of the high-pressure steam turbine 3 is higher than atmospheric pressure, and the turbine exhaust pressure of the low-pressure steam turbine 5 is atmospheric pressure. It is kept below. In the steam turbine plant 2, a high pressure steam turbine gland 6 and a low pressure steam turbine gland 7 are provided to seal the shaft of the steam turbine. A gland seal portion is formed in the steam turbine glands 6 and 7.
【0015】蒸気タービンプラント2の定格運転時に
は、高圧蒸気タービン3のタービングランドからの漏れ
蒸気は、高圧蒸気タービングランド漏れ蒸気回収配管8
を経て低圧蒸気タービン5の入口に回収され、その蒸気
圧力を若干低下させる。また、高圧蒸気タービン3のタ
ービングランド6における漏れ蒸気の一部は漏れ蒸気部
6cからシール蒸気部6bに漏洩し、高圧蒸気タービン
グランドシール蒸気配管9を通ってシール蒸気ヘッダ1
0に供給される。During the rated operation of the steam turbine plant 2, the leaked steam from the turbine gland of the high-pressure steam turbine 3 is leaked from the high-pressure steam turbine gland 8
Is recovered at the inlet of the low-pressure steam turbine 5 and the steam pressure is slightly reduced. Further, a part of the leaked steam in the turbine gland 6 of the high-pressure steam turbine 3 leaks from the leaked steam part 6c to the seal steam part 6b, passes through the high-pressure steam gland seal steam pipe 9, and passes through the seal steam header 1
0 is supplied.
【0016】シール蒸気ヘッダ10に供給されたシール
蒸気は、低圧蒸気タービングランド7に接続された低圧
蒸気タービングランドシール蒸気配管11を介してシー
ル蒸気部7bに供給され、低圧蒸気タービン5のシール
蒸気として共用される。低圧蒸気タービン5のタービン
排気側は復水器12に接続されているため、タービン排
気部は、大気圧以下に保たれており、低圧蒸気タービン
グランド7のシール蒸気は低圧蒸気タービン5の内部に
流入する。The seal steam supplied to the seal steam header 10 is supplied to the seal steam section 7b through the low pressure steam turbine gland seal steam pipe 11 connected to the low pressure steam turbine gland 7, and the seal steam of the low pressure steam turbine 5 is supplied. Shared as. Since the turbine exhaust side of the low-pressure steam turbine 5 is connected to the condenser 12, the turbine exhaust part is kept at the atmospheric pressure or less, and the seal steam of the low-pressure steam turbine gland 7 is inside the low-pressure steam turbine 5. Inflow.
【0017】なお、シール蒸気ヘッダ10には復水器1
2に接続される配管13が設置されており、高圧蒸気タ
ービングランドシール蒸気配管9から漏出するシール蒸
気が低圧蒸気タービングランド7に供給されるシール蒸
気より多い場合、その余剰蒸気をシール蒸気逃がし弁1
4を経由して復水器12に回収される。このシール蒸気
は、シール蒸気逃がし弁14により、大気圧より若干高
い圧力に常時保たれている。The seal steam header 10 has a condenser 1
2 is installed, and when the sealing steam leaking from the high-pressure steam turbine gland seal steam piping 9 is larger than the sealing steam supplied to the low-pressure steam turbine gland 7, the surplus steam is released into the sealing steam relief valve. 1
It is collected in the condenser 12 via This seal steam is always kept at a pressure slightly higher than the atmospheric pressure by the seal steam relief valve 14.
【0018】一方、高圧蒸気タービン3および低圧蒸気
タービン5の各タービングランド6,7には大気側にシ
ール蒸気排出部6a,7aがそれぞれ形成され、各シー
ル蒸気排出部6a,7aはラビリンスパッキン等のシー
ル手段15を介して周囲環境から分離される。各シール
蒸気排出部6a,7aに高圧蒸気タービングランドシー
ル蒸気排出管16aおよび低圧蒸気タービングランドシ
ール蒸気排出管16bがそれぞれ設置され、各排出管は
グランド蒸気コンデンサ17に接続される。On the other hand, the seal glands 6a and 7a are formed on the atmosphere side in the turbine glands 6 and 7 of the high-pressure steam turbine 3 and the low-pressure steam turbine 5, respectively, and the seal steam discharge parts 6a and 7a are provided with a labyrinth packing or the like. It is separated from the surrounding environment via the sealing means 15 of FIG. A high-pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 16a and a low-pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 16b are installed in each seal steam discharge part 6a, 7a, and each discharge pipe is connected to a gland steam condenser 17.
【0019】グランド蒸気コンデンサ17では、復水器
12から送られる蒸気タービンの復水と熱交換が行なわ
れる一方、コンデンサ内はグランド蒸気排風機18によ
り吸引され、大気圧より低い圧力に常時保たれる。この
ため、グランド蒸気コンデンサ17にグランドシール蒸
気排出管16a,16bを介して通じる高圧蒸気タービ
ン3および低圧蒸気タービン5のタービングランド6,
7のシール蒸気排出部6a,7aは大気圧力以下に保た
れ、各シール蒸気排出部6a,7aにシール蒸気部6
b,7bからの漏れシール蒸気や周囲環境からの大気の
両者を吸い込み、蒸気タービンの軸シールを行なうよう
になっている。In the gland steam condenser 17, heat is exchanged with the condensate of the steam turbine sent from the condenser 12, while the inside of the condenser is sucked by the gland steam exhauster 18 and kept at a pressure lower than atmospheric pressure at all times. Be done. For this reason, the turbine glands 6 of the high-pressure steam turbine 3 and the low-pressure steam turbine 5, which communicate with the gland steam condenser 17 via the gland seal steam discharge pipes 16a and 16b.
The seal steam discharge parts 6a and 7a of No. 7 are kept below atmospheric pressure, and the seal steam part 6a is attached to each seal steam discharge part 6a and 7a.
Both the leak seal steam from b and 7b and the atmosphere from the ambient environment are sucked in to seal the shaft of the steam turbine.
【0020】従来の空気冷却コンバインドサイクルプラ
ントには蒸気タービンプラント2に備えられる蒸気ター
ビンに上述した軸シール手段を備えたグランドシール部
が採用され、蒸気タービン内を周囲環境の大気圧力から
分離させている。しかしながら、ガスタービンプラント
1には、冷却蒸気は供給されておらず、この軸シール技
術をそのまま適用することは困難である。また、従来の
ガスタービンプラント1においては、蒸気冷却ガスター
ビンの軸シール技術を開示したり、示唆する記載は一切
ない。In a conventional air-cooled combined cycle plant, a steam turbine provided in the steam turbine plant 2 is equipped with a gland seal portion provided with the above-mentioned shaft sealing means to separate the inside of the steam turbine from the atmospheric pressure of the surrounding environment. There is. However, cooling steam is not supplied to the gas turbine plant 1, and it is difficult to directly apply this shaft sealing technique. Further, in the conventional gas turbine plant 1, there is no disclosure or suggestion of the shaft sealing technique of the steam cooling gas turbine.
【0021】また、蒸気冷却コンバインドサイクルプラ
ントに備えられるガスタービンの内部に冷却蒸気を供給
すると、タービン内部の冷却蒸気の通路構造は複雑なも
のとなり、冷却通路内を案内される冷却蒸気は大きな圧
力損失を受ける。このため、冷却蒸気の圧力損失を回避
する技術も重要であるが、この圧力損失回避技術につい
ても、従来の蒸気冷却ガスタービンでは格別な配慮をな
されていない。When the cooling steam is supplied to the inside of the gas turbine provided in the steam cooling combined cycle plant, the cooling steam passage structure inside the turbine becomes complicated, and the cooling steam guided in the cooling passage has a large pressure. Receive a loss. Therefore, a technique for avoiding the pressure loss of the cooling steam is also important, but this pressure loss avoiding technique has not been given special consideration in the conventional steam cooling gas turbine.
【0022】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、ガスタービンの冷却媒体に蒸気を使用して冷
却効率を向上させ、熱効率の向上を図るとともに、ガス
タービングランドのグランドシール部により内部を周囲
環境の大気圧力から効率よく有効的に軸シールすること
ができる蒸気冷却ガスタービン,このガスタービンを用
いた蒸気冷却コンバインドサイクルプラントおよびその
運転方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and improves the cooling efficiency by using steam as the cooling medium of the gas turbine to improve the thermal efficiency, and at the same time, the gland seal portion of the gas turbine gland. An object of the present invention is to provide a steam-cooled gas turbine capable of efficiently and effectively axially sealing the inside from the atmospheric pressure of the surrounding environment, a steam-cooled combined cycle plant using this gas turbine, and an operating method thereof.
【0023】本発明の他の目的は、定格運転時のみなら
ず起動運転時にも、ガスタービンの冷却媒体として蒸気
を円滑かつスムーズに供給して冷却効率を向上させた蒸
気冷却ガスタービン,このガスタービンを用いた蒸気冷
却コンバインドサイクルプラントおよびその運転方法を
提供するにある。Another object of the present invention is to provide a steam-cooled gas turbine in which the cooling efficiency is improved by smoothly and smoothly supplying steam as a cooling medium for the gas turbine not only during rated operation but also during start-up operation. A steam-cooled combined cycle plant using a turbine and an operating method thereof are provided.
【0024】また、本発明の他の目的は、ガスタービン
グランドのグランドシール部により冷却蒸気を周囲環境
の大気圧力から効率よく軸シールさせる一方、軸シール
のためのシール蒸気をガスタービンプラントと蒸気ター
ビンプラントに共用され、定格運転時のみならず起動運
転時にも有効的に共用し、利用可能な蒸気冷却コンバイ
ンドサイクルプラントおよびその運転方法を提供するに
ある。Another object of the present invention is to efficiently seal the cooling steam from the atmospheric pressure of the surrounding environment by means of the gland seal portion of the gas turbine gland, while at the same time providing the sealing steam for the shaft seal between the gas turbine plant and the steam. The present invention provides a steam-cooled combined cycle plant and a method of operating the same, which is shared by a turbine plant and is effectively shared not only during rated operation but also during start-up operation.
【0025】本発明のさらに他の目的は、ガスタービン
内を案内される冷却蒸気の圧力損失を軽減あるいは回避
させ、タービン冷却効率を改善し、向上させた蒸気冷却
コンバインドサイクルプラントおよびその運転方法を提
供するにある。Still another object of the present invention is to improve the turbine cooling efficiency by reducing or avoiding the pressure loss of the cooling steam guided in the gas turbine, and to improve the steam cooling combined cycle plant and its operating method. To provide.
【0026】本発明の別の目的は、蒸気タービンあるい
は排熱回収ボイラから冷却蒸気が発生していない、プラ
ント起動運転時にもガスタービンの冷却蒸気を有効的に
確保して円滑かつスムーズに供給し、ガスタービンを有
効的に冷却可能な蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
トおよび運転方法を提供するにある。Another object of the present invention is to effectively secure the cooling steam of the gas turbine even during the plant start-up operation in which cooling steam is not generated from the steam turbine or the exhaust heat recovery boiler and to supply it smoothly and smoothly. The present invention provides a steam cooling combined cycle plant and an operating method capable of effectively cooling a gas turbine.
【0027】本発明のさらに別の目的は、蒸気タービン
プラントの起動準備が整っていない場合にも、ガスター
ビンを軸シールしつつ有効的に冷却すると同時に、蒸気
タービンを軸シールして真空上昇を行なわせることがで
きる蒸気冷却コンバインドサイクルプラントおよびその
運転方法を提供するにある。Still another object of the present invention is to effectively cool the gas turbine while axially sealing the gas turbine and simultaneously to axially seal the steam turbine to increase the vacuum even when the steam turbine plant is not ready to start up. (EN) Provided is a steam cooling combined cycle plant which can be carried out and an operating method thereof.
【0028】本発明のさらにまた別の目的は、蒸気ター
ビンプラントの起動準備が整った場合には、ガスタービ
ンを軸シールして冷却を有効的に行なうとともに、蒸気
タービンプラントの起動負荷上昇を円滑かつ能率よく行
なうことができる蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
トおよびその運転方法を提供するにある。Still another object of the present invention is to, when the steam turbine plant is ready to be started, effectively seal the gas turbine to cool it and to smoothly increase the starting load of the steam turbine plant. (EN) A steam-cooled combined cycle plant that can be efficiently operated and an operating method thereof.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸気冷却ガ
スタービンは、上述した課題を解決するために、請求項
1に記載したように、ガスタービンのタービン高温部を
蒸気で冷却する蒸気冷却ガスタービンにおいて、前記タ
ービン高温部のタービン部品を蒸気冷却するタービン冷
却部と、このタービン冷却部に冷却蒸気を供給する冷却
蒸気供給部と、この冷却蒸気供給部を周囲環境の大気圧
力から軸シールするグランドシール部とを設け、上記グ
ランドシール部はタービンロータの少なくとも一側に設
けたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the steam-cooled gas turbine according to the present invention is, as described in claim 1, steam-cooled for cooling the high temperature part of the turbine of the gas turbine with steam. In a gas turbine, a turbine cooling unit that steam-cools turbine components in the high-temperature part of the turbine, a cooling steam supply unit that supplies cooling steam to the turbine cooling unit, and a shaft seal that seals the cooling steam supply unit from atmospheric pressure of the surrounding environment. And a gland seal part which is provided, and the gland seal part is provided on at least one side of the turbine rotor.
【0030】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る蒸気冷却ガスタービンにおいては、請求項2
に記載したように、ガスタービンはタービンロータの少
なくとも一側にグランドシールハウジングを設け、この
グランドシールハウジングはタービンロータを部分的に
軸方向に覆設し、上記グランドシールハウジング内に冷
却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とを区画して形成し、上
記冷却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とをグランドシール
部により大気圧力から軸シールしたものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the steam-cooled gas turbine according to the present invention has the following features.
As described above, the gas turbine is provided with a gland seal housing on at least one side of the turbine rotor, and the gland seal housing partially covers the turbine rotor in the axial direction, and a cooling steam supply part is provided in the gland seal housing. And a cooling steam recovery section are formed separately, and the cooling steam supply section and the cooling steam recovery section are axially sealed from the atmospheric pressure by a gland seal section.
【0031】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る蒸気冷却ガスタービンにおいては、請求項
3に記載したように、少なくともグランドシール部は、
タービンロータの内部に冷却蒸気ガイドパイプを軸方向
に挿設して2重管構造とし、上記冷却蒸気ガイドパイプ
によりグランドシール部内に冷却蒸気供給部と冷却蒸気
回収部とを分離させて形成したものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems,
In the steam-cooled gas turbine according to the present invention, as described in claim 3, at least the gland seal portion,
A cooling steam guide pipe is axially inserted inside the turbine rotor to form a double pipe structure, and the cooling steam guide pipe separates a cooling steam supply unit and a cooling steam recovery unit from each other in the gland seal unit. Is.
【0032】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイク
ルプラントは、上述した課題を解決するために、請求項
4に記載したように、ガスタービンプラントと排熱回収
ボイラと蒸気タービンプラントとを組み合せ、ガスター
ビンのタービン高温部を蒸気で冷却するようにした蒸気
冷却コンバインドサイクルプラントにおいて、前記ガス
タービンにタービン高温部のタービン部品を蒸気冷却す
るタービン冷却部と、このタービン冷却部に冷却蒸気を
供給する冷却蒸気供給部と、この冷却蒸気供給部を周囲
環境の大気圧力からシールするグランドシール部とを設
けたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention comprises a gas turbine plant, an exhaust heat recovery boiler, and a steam turbine plant in combination, as set forth in claim 4. In a steam cooling combined cycle plant in which the turbine high temperature part of the turbine is cooled with steam, a turbine cooling part for cooling the turbine part of the turbine high temperature part to the gas turbine by steam, and a cooling steam for supplying the cooling steam to the turbine cooling part The supply unit and the gland seal unit that seals the cooling steam supply unit from the atmospheric pressure of the surrounding environment are provided.
【0033】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントにお
いては、請求項5に記載したように、ガスタービンは、
タービンロータの少なくとも一側にグランドシールハウ
ジングを設け、このグランドシールハウジングはタービ
ンロータを部分的に軸方向に覆設し、上記グランドシー
ルハウジング内に冷却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とを
区画して形成し、上記冷却蒸気供給部および冷却蒸気回
収部を周囲環境の大気圧力からグランドシール部により
シールさせたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 5, the gas turbine is
A gland seal housing is provided on at least one side of the turbine rotor, the gland seal housing partially covers the turbine rotor in the axial direction, and divides the cooling steam supply unit and the cooling steam recovery unit in the gland seal housing. The cooling steam supply part and the cooling steam recovery part are sealed by the gland seal part from the atmospheric pressure of the surrounding environment.
【0034】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントに
おいては、請求項6に記載したように、ガスタービンは
少なくともグランドシール部のタービンロータ内部に冷
却蒸気ガイドパイプを軸方向に挿設して2重管構造と
し、冷却蒸気ガイドパイプにより冷却蒸気供給部と冷却
蒸気回収部とを分離させたものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems,
In the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 6, the gas turbine has a double-pipe structure in which a cooling steam guide pipe is axially inserted at least inside the turbine rotor of the gland seal portion. The cooling steam supply section and the cooling steam recovery section are separated by a cooling steam guide pipe.
【0035】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
トにおいては、請求項7に記載したように、冷却蒸気供
給部を中央部に、この冷却蒸気供給部の外周側に冷却蒸
気回収部をほぼ同心円状に形成したり;また、請求項8
に記載したように、冷却蒸気供給部をトーラス状あるい
はスリーブ状に形成し、この中央部に冷却蒸気回収部を
形成したものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 7, the cooling steam supply part is provided in the central part and the cooling steam supply part is provided. 9. A cooling vapor recovery part is formed in a substantially concentric shape on the outer peripheral side of the.
As described above, the cooling steam supply part is formed in a torus shape or a sleeve shape, and the cooling steam recovery part is formed in the central part.
【0036】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントに
おいては、請求項9に記載したように、冷却蒸気供給部
に冷却蒸気押込みファンを設けるとともに、この冷却蒸
気押込みファンを冷却蒸気供給部の回転側に取り付けた
り;また、請求項10に記載したように、冷却蒸気回収
部に冷却蒸気吸込ファンを設けるとともに、この冷却蒸
気吸込ファンを冷却蒸気回収部の回転側に取り付けたも
のである一方、上述した課題を解決するために、本発明
に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントにおいて
は、請求項11に記載したように、冷却蒸気供給部に冷
却蒸気を供給する高圧蒸気タービン,排熱回収ボイラ,
主蒸気系あるいは補助蒸気供給系等の冷却蒸気供給源を
接続してガスタービン冷却蒸気供給系を構成するととも
に、冷却蒸気回収部に冷却蒸気を回収する蒸気タービ
ン,シール蒸気ヘッダあるいは復水器等の冷却蒸気回収
源を接続してガスタービン冷却蒸気回収系を構成したも
のである。Further, in order to solve the above-mentioned problems,
In the steam cooling combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 9, a cooling steam pushing fan is provided in the cooling steam supply unit, and the cooling steam pushing fan is attached to the rotation side of the cooling steam supply unit. Moreover, as described in claim 10, a cooling steam suction fan is provided in the cooling steam recovery unit, and this cooling steam suction fan is attached to the rotation side of the cooling steam recovery unit, while the above-mentioned problems are solved. In order to solve the problems, in a steam cooling combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 11, a high pressure steam turbine for supplying cooling steam to a cooling steam supply unit, an exhaust heat recovery boiler,
A gas turbine cooling steam supply system is configured by connecting a cooling steam supply source such as a main steam system or an auxiliary steam supply system, and a steam turbine for collecting cooling steam in a cooling steam recovery unit, a seal steam header or a condenser. The cooling steam recovery source is connected to form a gas turbine cooling steam recovery system.
【0037】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントにお
いては、請求項12に記載したように、冷却蒸気供給系
は主蒸気,高圧蒸気タービンからの蒸気あるいは補助蒸
気を冷却蒸気として冷却蒸気供給部に供給する冷却蒸気
供給配管を有し、この供給配管に閉止弁と圧力調節弁を
備えたり;また、請求項13に記載したように、冷却蒸
気回収系は、ガスタービンのタービン高温部冷却後の回
収蒸気を冷却蒸気回収部から復水器に回収する冷却蒸気
回収配管を有し、この回収配管に圧力調整弁と閉止弁と
減温器を備えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 12, the cooling steam supply system includes the main steam, steam from the high-pressure steam turbine or A cooling steam supply pipe for supplying the auxiliary steam as cooling steam to the cooling steam supply unit, and the supply pipe is provided with a shutoff valve and a pressure control valve; and, as described in claim 13, a cooling steam recovery system. Has a cooling steam recovery pipe for recovering the recovered steam after cooling the high temperature part of the gas turbine from the cooling steam recovery part to the condenser, and equipped with a pressure adjusting valve, a shutoff valve and a desuperheater in this recovery pipe. It is a thing.
【0038】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラントに
おいては、請求項14に記載したように、ガスタービン
グランドに形成されるグランドシール部は、冷却蒸気供
給部あるいは冷却蒸気回収部から蒸気シール手段を経て
漏出する漏れ蒸気を回収する漏れ蒸気回収部と、この漏
れ蒸気回収部に中間シール手段を介して隣接するシール
蒸気部と、このシール蒸気部にシール蒸気シール手段を
介して隣接するシール蒸気排出部とをタービンロータの
軸方向に順次並設して備え、シール蒸気排出部は大気側
シール手段により周囲環境から分離されたものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems,
In the steam cooling combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 14, the gland seal part formed in the gas turbine gland leaks from the cooling steam supply part or the cooling steam recovery part through the steam sealing means. A leak steam recovery unit for recovering leak steam, a seal steam unit adjacent to the leak steam recovery unit via an intermediate sealing unit, and a seal steam discharge unit adjacent to the seal steam unit via a seal steam sealing unit are provided. The turbine steam generator is arranged in parallel in the axial direction of the turbine rotor, and the seal steam discharge portion is separated from the surrounding environment by the atmosphere side seal means.
【0039】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
トにおいては、請求項15に記載したように、ガスター
ビンのグランドシール部に形成される漏れ蒸気回収部
は、蒸気タービンあるいは復水器に接続されてガスター
ビン漏れ蒸気回収系を構成する一方、このガスタービン
漏れ蒸気回収系は、蒸気タービンのグランドシール部か
らの漏れ蒸気を回収する蒸気タービン漏れ蒸気回収系と
協働可能に構成したり;また、請求項16に記載したよ
うに、ガスタービンのグランドシール部に形成されるシ
ール蒸気部は、シール蒸気ヘッダあるいは復水器等のシ
ール蒸気源に接続されてガスタービンシール蒸気系を構
成する一方、このガスタービンシール蒸気系は、蒸気タ
ービンのグランドシール部からのシール蒸気を回収する
蒸気タービンシール蒸気系と協働可能に構成したり;さ
らに、請求項17に記載したように、グランドシール部
に形成されるシール蒸気排出部は、シール排出蒸気を回
収するグランド蒸気コンデンサに接続されてガスタービ
ンシール蒸気排出系を構成する一方、このガスタービン
シール蒸気排出系は蒸気タービンのグランドシール部か
らのシール排出蒸気を回収する蒸気タービンシール蒸気
排出系を協働可能に構成したものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as described in claim 15, the leaked steam recovery part formed in the gland seal part of the gas turbine. Is connected to a steam turbine or a condenser to form a gas turbine leakage steam recovery system, while this gas turbine leakage steam recovery system recovers leakage steam from the steam turbine gland seal section. And a seal steam portion formed in the gland seal portion of the gas turbine is connected to a seal steam source such as a seal steam header or a condenser. While the gas turbine seal steam system is configured to be a gas turbine seal steam system, the gas turbine seal steam system is And a seal turbine steam recovery system for recovering seal steam from the seal section; and further, the seal steam discharge section formed in the gland seal section is a seal discharge steam as described in claim 17. The gas turbine seal steam exhaust system is connected to a gland steam condenser that collects the steam turbine seal steam exhaust system, while the gas turbine seal steam exhaust system is a steam turbine seal steam exhaust system that recovers the seal exhaust steam from the gland seal part of the steam turbine. It is configured to be collaborative.
【0040】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイク
ルプラントの運転方法は、上述した課題を解決するため
に、請求項18に記載したように、ガスタービンの冷却
を蒸気によって行なう蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントの運転方法において、ガスタービンの起動初期に
補助蒸気供給系から補助蒸気を冷却蒸気供給部に冷却蒸
気供給系を経て供給し、上記補助蒸気でガスタービンの
タービン高温部を冷却した後、この冷却蒸気を冷却蒸気
回収部から復水器に回収する一方、上記補助蒸気でガス
タービンを冷却する時、蒸気タービンとガスタービンの
グランドシール部にシール蒸気を供給し、ガスタービン
のグランドシール部を周囲環境の大気圧力より軸シール
させるとともに蒸気タービンの真空上昇を行なって蒸気
冷却コンバインドサイクルプラントを起動させる運転方
法である。In order to solve the above-mentioned problems, the method for operating a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as set forth in claim 18, operates a steam-cooled combined cycle plant in which the gas turbine is cooled by steam. In the method, in the initial stage of starting the gas turbine, auxiliary steam is supplied from the auxiliary steam supply system to the cooling steam supply unit via the cooling steam supply system, and after cooling the turbine high temperature part of the gas turbine with the auxiliary steam, this cooling steam is supplied. While cooling the gas turbine from the cooling steam recovery unit to the condenser while cooling the gas turbine with the above-mentioned auxiliary steam, the seal steam is supplied to the steam turbine and the gland seal part of the gas turbine, and The shaft is sealed from atmospheric pressure and the steam turbine vacuum is raised to combine steam cooling. It is an operating method for starting the cycle plant.
【0041】また、本発明に係る蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントの運転方法は、上述した課題を解決す
るために、請求項19に記載したように、ガスタービン
の冷却を蒸気によって行なう蒸気冷却コンバインドサイ
クルプラントの運転方法において、ガスタービンの起動
運転により排熱回収ボイラからボイラ蒸気が発生してき
た時点でガスタービンの冷却蒸気を補助蒸気からボイラ
蒸気に切り換えてこのボイラ蒸気を冷却蒸気供給部に冷
却蒸気供給系を経て供給し、上記ボイラ蒸気でガスター
ビンのタービン高温部を冷却した後、この冷却蒸気を冷
却蒸気回収部から復水器に回収させる一方、ボイラ蒸気
でガスタービンを冷却する時、補助蒸気供給系からの補
助蒸気をシール蒸気ヘッダからシール蒸気としてシール
蒸気系を経て蒸気タービンとガスタービンのグランドシ
ール部に供給し、ガスタービンのグランドシール部を周
囲環境の大気圧力より軸シールさせるとともに蒸気ター
ビンの真空上昇を行って蒸気冷却コンバインドサイクル
プラントの起動運転を続ける運転方法である。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the method for operating a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as set forth in claim 19, is a steam-cooled combined cycle plant for cooling a gas turbine with steam. In this operating method, when steam is generated from the exhaust heat recovery boiler by starting operation of the gas turbine, the cooling steam of the gas turbine is switched from auxiliary steam to boiler steam and this steam is supplied to the cooling steam supply unit. Supplied through the system and after cooling the turbine high temperature part of the gas turbine with the boiler steam, this cooling steam is recovered from the cooling steam recovery part to the condenser, while the auxiliary steam is used when cooling the gas turbine with the boiler steam. Auxiliary steam from the supply system is used as seal steam from the seal steam header and through the seal steam system as steam. It is supplied to the turbine and the gland seal part of the gas turbine, the gland seal part of the gas turbine is axially sealed from the atmospheric pressure of the surrounding environment, the vacuum of the steam turbine is raised, and the startup operation of the steam cooling combined cycle plant is continued. is there.
【0042】さらに、本発明に係る蒸気冷却コンバイン
ドサイクルプラントの運転方法は、上述した課題を解決
するために、請求項20に記載したように、ガスタービ
ンの冷却を蒸気によって行なう蒸気冷却コンバインドサ
イクルプラントの運転方法において、ガスタービンプラ
ントの起動運転を開始して蒸気タービンの真空上昇が終
了した時点で、ガスタービンのタービン高温部を冷却し
た冷却蒸気回収部からの蒸気を、復水器から切り換えて
中圧蒸気タービンに熱回収し、蒸気タービンの回転上昇
と負荷上昇を行ないつつ蒸気冷却コンバインドサイクル
プラントの起動運転を続行させる運転方法である。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the method for operating a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as set forth in claim 20, is a steam-cooled combined cycle plant for cooling a gas turbine with steam. In the operating method of (1), when the start-up operation of the gas turbine plant is started and the vacuum rise of the steam turbine is completed, the steam from the cooling steam recovery part that has cooled the turbine high temperature part of the gas turbine is switched from the condenser. This is an operation method in which heat is recovered in the medium-pressure steam turbine and the startup operation of the steam cooling combined cycle plant is continued while increasing the rotation and load of the steam turbine.
【0043】さらにまた、本発明に係る蒸気冷却コンバ
インドサイクルプラントの運転方法は、上述した課題を
解決するために、請求項21に記載したように、ガスタ
ービンの冷却を蒸気によって行なう蒸気冷却コンバイン
ドサイクルプラントの運転方法において、ガスタービン
と蒸気タービンの負荷が上昇した時点で、ガスタービン
のグランドシール部からの漏れ蒸気を高圧蒸気タービン
のグランドシール部からの漏れ蒸気とともに蒸気タービ
ンに熱回収する一方、前記ガスタービンと高圧蒸気ター
ビンのグランドシール部からのシール蒸気を低圧蒸気タ
ービンのグランドシール部のシール蒸気として供給し、
このシール蒸気の余剰蒸気をシール蒸気逃がし弁から復
水器に回収させ、さらに、ガスタービンと高圧および低
圧蒸気タービンのグランドシール部からのグランドシー
ル排出蒸気を大気から流入する空気と合流させてグラン
ド蒸気コンデンサに吸引させ、ガスタービンおよび蒸気
タービンのグランドシール部を周囲環境の大気圧力から
シールさせてタービン負荷運転を続行する運転方法であ
る。Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the method for operating a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, as set forth in claim 21, is a steam-cooled combined cycle in which the gas turbine is cooled by steam. In the operating method of the plant, when the load on the gas turbine and the steam turbine increases, while leaking steam from the gland seal part of the gas turbine is recovered with heat to the steam turbine together with leaking steam from the gland seal part of the high pressure steam turbine, Supply the seal steam from the gland seal part of the gas turbine and the high pressure steam turbine as the seal steam of the gland seal part of the low pressure steam turbine,
The excess steam of this seal steam is recovered from the seal steam relief valve to the condenser, and the gland seal exhaust steam from the gland seal part of the gas turbine and the high-pressure and low-pressure steam turbine is combined with the air flowing in from the atmosphere. This is an operation method in which the steam condenser is sucked and the gland seal portions of the gas turbine and the steam turbine are sealed from the atmospheric pressure of the surrounding environment to continue the turbine load operation.
【0044】[0044]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて添付図面を参照して説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0045】図1は、本発明を蒸気冷却コンバインドサ
イクルプラントに適用した一実施形態を示す系統図であ
る。この蒸気冷却コンバインドサイクルプラント20は
ガスタービンプラント21と排熱回収ボイラ22と蒸気
タービンプラント23と図示しない発電機を組み合せた
コンバインドサイクル発電プラントの例を示すが、蒸気
冷却コンバインドサイクルプラント20は発電とともに
給湯や地域暖房を可能にしたコージェネーレーションプ
ラントであってもよい。蒸気タービンプラント22の各
構成部品は図8に示すものと異ならないので同一符号を
付して説明する。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a steam cooling combined cycle plant. This steam cooling combined cycle plant 20 shows an example of a combined cycle power generation plant in which a gas turbine plant 21, an exhaust heat recovery boiler 22, a steam turbine plant 23 and a generator (not shown) are combined. It may be a cogeneration plant that enables hot water supply and district heating. Each component of the steam turbine plant 22 is the same as that shown in FIG.
【0046】図1に示された蒸気冷却コンバインドサイ
クルプラント20は、コンバインドサイクルがほぼ定格
運転をしている時の適用例を示し、この定格運転時に使
用されている配管は実線で表示し、使用されない配管は
破線で表示した。これらの配管に用いられる弁のうち、
定格運転時に開いている弁は白抜きで、閉止している弁
は黒塗りで表示した。図4および図5についても同様に
表示した。The steam-cooled combined cycle plant 20 shown in FIG. 1 shows an application example when the combined cycle is almost in rated operation. The pipes used in this rated operation are indicated by solid lines and used. Piping not performed is indicated by a broken line. Of the valves used for these pipes,
Valves that are open during rated operation are shown in white and valves that are closed are shown in black. The same applies to FIGS. 4 and 5.
【0047】ガスタービンプラント21は、空気を圧縮
する圧縮機25と、この圧縮機25から吐出された高温
高圧の圧縮空気に燃料を混合させて燃焼させる複数台の
燃焼器26と、燃焼器26で燃焼した燃焼ガスが作動ガ
スとして供給されて駆動される蒸気冷却ガスタービン2
7と、このガスタービン27にて駆動される発電機(図
示せず)とを組み合せて構成される。The gas turbine plant 21 includes a compressor 25 for compressing air, a plurality of combustors 26 for combusting the compressed high-temperature and high-pressure compressed air discharged from the compressor 25 with a fuel, and a combustor 26. Steam cooling gas turbine 2 driven by the combustion gas burned in
7 and a generator (not shown) driven by the gas turbine 27.
【0048】燃焼器26から供給された燃焼ガスは、蒸
気冷却ガスタービン27で膨脹しながら仕事をし、発電
機を駆動させた後、タービン排気となって排熱回収ボイ
ラ22に案内され、この排熱回収ボイラ22にてタービ
ン排気ガスの排熱が熱回収される。排熱回収ボイラ22
にてタービン排気ガスの排熱が回収され、温度降下した
燃焼ガスは続いて図示しない煙突から大気中に放出され
る。The combustion gas supplied from the combustor 26 expands and works in the steam cooling gas turbine 27 to drive the generator, and then becomes turbine exhaust gas which is guided to the exhaust heat recovery boiler 22. The exhaust heat of the turbine exhaust gas is recovered by the exhaust heat recovery boiler 22. Exhaust heat recovery boiler 22
The exhaust heat of the turbine exhaust gas is recovered at, and the combustion gas whose temperature has dropped is subsequently released into the atmosphere from a stack (not shown).
【0049】一方、排熱回収ボイラ22では復水器12
から復水給水系29を通って供給される給水がタービン
排気と熱交換して加熱され、発生したボイラ蒸気は主蒸
気となって蒸気タービンプラント23の高圧蒸気タービ
ン3に供給される。蒸気タービンプラント23は、主蒸
気系30,高圧蒸気タービン3,再熱蒸気系31,中圧
蒸気タービン4,低圧蒸気タービン5,復水器12およ
び復水給水系29を順次接続してランキンサイクルを構
成し、閉じた蒸気タービンサイクルを形成している。On the other hand, in the exhaust heat recovery boiler 22, the condenser 12
The feed water supplied through the condensate water supply system 29 is heated by exchanging heat with the turbine exhaust, and the generated steam becomes main steam and is supplied to the high-pressure steam turbine 3 of the steam turbine plant 23. The steam turbine plant 23 is a Rankine cycle system in which a main steam system 30, a high-pressure steam turbine 3, a reheat steam system 31, an intermediate-pressure steam turbine 4, a low-pressure steam turbine 5, a condenser 12 and a condensate water supply system 29 are sequentially connected. To form a closed steam turbine cycle.
【0050】蒸気タービンプラント23の主蒸気系30
を構成する主蒸気配管33は、主蒸気閉止弁34および
主蒸気加減弁35を経て高圧蒸気タービン3に接続さ
れ、この蒸気タービン3に主蒸気を供給して仕事をし、
回転駆動させる。高圧蒸気タービン3で仕事をしたター
ビン排気は、再熱蒸気系31の低温再熱配管36に案内
され、この低温再熱配管36を通って排熱回収ボイラ2
2に再び案内され、再熱される。Main steam system 30 of steam turbine plant 23
Is connected to the high-pressure steam turbine 3 via a main steam stop valve 34 and a main steam control valve 35, and supplies main steam to the steam turbine 3 to perform work.
Drive in rotation. The turbine exhaust that has worked in the high-pressure steam turbine 3 is guided to the low-temperature reheat pipe 36 of the reheat steam system 31, and passes through the low-temperature reheat pipe 36 to exhaust heat recovery boiler 2
It is guided to 2 again and reheated.
【0051】排熱回収ボイラ22内でガスタービン27
からのタービン排気と熱交換して温度上昇した蒸気は再
熱蒸気となって、再熱蒸気系31の高温再熱蒸気配管3
7により、高温再熱蒸気閉止弁38および再熱弁39を
経て中圧蒸気タービン4に供給され、この蒸気タービン
4を駆動させる。再熱蒸気系31の高温再熱蒸気配管3
8は排熱回収ボイラ22を通過した再熱蒸気が流れるた
めに圧力損失があり、低温再熱配管36より圧力は低下
している。A gas turbine 27 is installed in the exhaust heat recovery boiler 22.
The steam whose temperature has risen by exchanging heat with the turbine exhaust from the engine becomes reheated steam, and the high temperature reheated steam piping 3 of the reheated steam system 31
7, the high temperature reheat steam shutoff valve 38 and the reheat valve 39 are supplied to the intermediate pressure steam turbine 4 to drive the steam turbine 4. High-temperature reheat steam pipe 3 of reheat steam system 31
No. 8 has a pressure loss because the reheated steam that has passed through the exhaust heat recovery boiler 22 has a pressure loss, and the pressure drops from the low temperature reheat pipe 36.
【0052】一方、中圧蒸気タービン4を駆動して仕事
をした蒸気は、さらに低圧蒸気タービン5に案内され、
この低圧蒸気タービン5で仕事をして膨脹する。低圧蒸
気タービン5で仕事をして膨脹した蒸気は続いて復水器
12に導かれ、この復水器12で凝縮されて復水とな
る。この復水は復水給水系29を通って排熱回収ボイラ
22に給水として戻され、このボイラ22で再び加熱さ
れて主蒸気となり、次の蒸気タービンサイクルに備えら
れる。On the other hand, the steam that has worked by driving the intermediate pressure steam turbine 4 is further guided to the low pressure steam turbine 5,
The low-pressure steam turbine 5 works and expands. The steam that has worked and expanded in the low-pressure steam turbine 5 is then guided to the condenser 12, and condensed in the condenser 12 to become condensed water. This condensate is returned to the exhaust heat recovery boiler 22 as feed water through the condensate water supply system 29, is heated again in this boiler 22 to become main steam, and is prepared for the next steam turbine cycle.
【0053】また、排熱回収ボイラ22に給水加熱用の
タービン排気を供給するガスタービン27は、タービン
高温部が蒸気で冷却されるようになっている。Further, in the gas turbine 27 for supplying the turbine exhaust for heating the feed water to the exhaust heat recovery boiler 22, the high temperature part of the turbine is cooled by steam.
【0054】この蒸気冷却ガスタービン27はタービン
ロータ40の少なくとも一側にガスタービングランド4
1が備えられる。ガスタービングランド41内には周囲
環境の大気圧力から内部を軸シールするグランドシール
部43が形成される一方、内部には冷却蒸気供給部44
と冷却蒸気回収部45がセパレートされて形成される。
冷却蒸気供給部44にガスタービン冷却蒸気供給系46
が接続され、この冷却蒸気供給系46により冷却蒸気供
給源から冷却蒸気が供給されるようになっている。The steam-cooled gas turbine 27 has a gas turbine gland 4 on at least one side of the turbine rotor 40.
1 is provided. In the gas turbine gland 41, a gland seal portion 43 that axially seals the inside from the atmospheric pressure of the surrounding environment is formed, while a cooling steam supply portion 44 is provided inside.
The cooling vapor recovery unit 45 is formed separately.
The gas turbine cooling steam supply system 46 is connected to the cooling steam supply unit 44.
Are connected, and the cooling steam is supplied from the cooling steam supply source by the cooling steam supply system 46.
【0055】ガスタービン27の冷却蒸気供給部44に
案内された冷却蒸気は、タービン高温部に形成されるタ
ービン冷却部47に供給され、タービン高温部のタービ
ン部品を冷却している。タービン部品を冷却した蒸気は
冷却蒸気回収部45に回収される。この冷却蒸気回収部
45はガスタービン冷却蒸気回収系48を介して冷却蒸
気回収源に接続され、この冷却蒸気回収源に冷却蒸気が
最終的に回収される。The cooling steam guided to the cooling steam supply part 44 of the gas turbine 27 is supplied to the turbine cooling part 47 formed in the high temperature part of the turbine to cool turbine components in the high temperature part of the turbine. The steam that has cooled the turbine components is recovered by the cooling steam recovery unit 45. The cooling steam recovery unit 45 is connected to a cooling steam recovery source via a gas turbine cooling steam recovery system 48, and the cooling steam is finally recovered by the cooling steam recovery source.
【0056】ガスタービン冷却蒸気供給系46は冷却蒸
気供給源とガスタービン27の冷却蒸気供給部44とを
複数系統の冷却蒸気供給配管49を介して接続してい
る。冷却蒸気供給源には、高圧蒸気タービン3,排熱回
収ボイラ22,主蒸気系30および補助蒸気供給系50
等が独立して存在し、各冷却蒸気供給源からガスタービ
ン27の冷却蒸気供給部44に冷却蒸気を選択的に供給
するようになっている。The gas turbine cooling steam supply system 46 connects the cooling steam supply source and the cooling steam supply unit 44 of the gas turbine 27 through the cooling steam supply pipes 49 of a plurality of systems. The cooling steam supply source includes a high-pressure steam turbine 3, an exhaust heat recovery boiler 22, a main steam system 30, and an auxiliary steam supply system 50.
Etc. independently exist, and the cooling steam is selectively supplied from each cooling steam supply source to the cooling steam supply unit 44 of the gas turbine 27.
【0057】具体的には、蒸気冷却ガスタービン27の
冷却蒸気として高圧蒸気タービン3からのタービン排気
(タービン抽気でもよい)、排熱回収ボイラからのボイ
ラ加熱蒸気(主蒸気でもよい)および補助蒸気供給系5
0からの補助蒸気が用いられる。Specifically, as cooling steam for the steam cooling gas turbine 27, turbine exhaust from the high-pressure steam turbine 3 (may be turbine extraction air), boiler heating steam (may be main steam) and auxiliary steam from an exhaust heat recovery boiler. Supply system 5
Auxiliary steam from 0 is used.
【0058】高圧蒸気タービン3のタービン排気をガス
タービン27の冷却蒸気供給部44に供給するタービン
冷却蒸気供給配管49にはタービン冷却蒸気閉止弁51
が設置されており、この冷却蒸気閉止弁51の下流側に
は、ボイラ冷却蒸気供給配管52と補助冷却蒸気供給配
管53とがそれぞれ接続される。ボイラ冷却蒸気供給配
管52は排熱回収ボイラ22の途中あるいは下流側から
分岐され、途中にボイラ冷却蒸気閉止弁54,ボイラ冷
却蒸気調節弁55,冷却蒸気閉止弁56が順次設置され
る。In the turbine cooling steam supply pipe 49 for supplying the turbine exhaust of the high-pressure steam turbine 3 to the cooling steam supply section 44 of the gas turbine 27, a turbine cooling steam stop valve 51 is installed.
Is installed, and a boiler cooling steam supply pipe 52 and an auxiliary cooling steam supply pipe 53 are connected to the downstream side of the cooling steam stop valve 51, respectively. The boiler cooling steam supply pipe 52 is branched from the middle or downstream of the exhaust heat recovery boiler 22, and a boiler cooling steam stop valve 54, a boiler cooling steam control valve 55, and a cooling steam stop valve 56 are sequentially installed on the way.
【0059】また、補助蒸気供給系50は、ガスタービ
ン27の冷却蒸気を供給する補助ボイラ(図示せず)や
既に定格運転中の他のプラントに接続された補助蒸気ヘ
ッダ58を備え、この補助蒸気ヘッダ58に補助蒸気を
冷却蒸気として供給する補助冷却蒸気供給配管53やシ
ール蒸気供給配管59が接続される。シール蒸気供給配
管59は、シール蒸気閉止弁60およびシール蒸気調節
弁61を介してシール蒸気ヘッダ62に接続される。補
助冷却蒸気供給配管53には補助冷却蒸気閉止弁63が
設置される。補助冷却蒸気供給配管53は直接補助蒸気
ヘッダ58に接続する代りに、シール蒸気供給配管59
のシール蒸気閉止弁60の下流側に接続し、供給配管を
併用して経済性を向上させてもよい。The auxiliary steam supply system 50 is equipped with an auxiliary boiler (not shown) for supplying the cooling steam for the gas turbine 27 and an auxiliary steam header 58 connected to another plant which is already in rated operation. An auxiliary cooling steam supply pipe 53 and a seal steam supply pipe 59 for supplying auxiliary steam as cooling steam are connected to the steam header 58. The seal steam supply pipe 59 is connected to the seal steam header 62 via a seal steam shutoff valve 60 and a seal steam control valve 61. An auxiliary cooling steam stop valve 63 is installed in the auxiliary cooling steam supply pipe 53. Instead of connecting the auxiliary cooling steam supply pipe 53 directly to the auxiliary steam header 58, a seal steam supply pipe 59 is used.
It may be connected to the downstream side of the seal steam shutoff valve 60 and the supply pipe may be used together to improve the economical efficiency.
【0060】他方、蒸気冷却ガスタービン27の冷却蒸
気回収部45はガスタービン冷却蒸気回収系48を介し
て冷却蒸気回収源に接続される。冷却蒸気回収源には、
蒸気タービンとしての中圧蒸気タービン4や復水器12
等があり、ガスタービン冷却蒸気回収系48は複数系統
の冷却蒸気回収管を介して中圧蒸気タービン4や復水器
12にそれぞれ接続される。On the other hand, the cooling steam recovery unit 45 of the steam cooling gas turbine 27 is connected to a cooling steam recovery source via a gas turbine cooling steam recovery system 48. The cooling vapor recovery source includes
Medium-pressure steam turbine 4 as a steam turbine and condenser 12
The gas turbine cooling steam recovery system 48 is connected to the intermediate pressure steam turbine 4 and the condenser 12 via cooling steam recovery pipes of a plurality of systems.
【0061】蒸気冷却ガスタービン27の冷却蒸気回収
部44を蒸気タービンとしての中圧蒸気タービン4に回
収するガスタービン冷却蒸気回収配管65には冷却蒸気
回収閉止弁66が備えられ、ガスタービン冷却蒸気回収
配管65は、蒸気タービンに直接接続する代りに、図1
に示すように再熱蒸気系31の高温再熱蒸気配管38の
途中に接続してもよい。The gas turbine cooling steam recovery pipe 65 for recovering the cooling steam recovery section 44 of the steam cooling gas turbine 27 to the intermediate pressure steam turbine 4 as a steam turbine is provided with a cooling steam recovery stop valve 66, and the gas turbine cooling steam is cooled. Instead of connecting the recovery pipe 65 directly to the steam turbine, the recovery pipe 65 shown in FIG.
As shown in, the high temperature reheat steam pipe 38 of the reheat steam system 31 may be connected in the middle thereof.
【0062】また、ガスタービン冷却蒸気回収系48は
ガスタービン冷却蒸気回収配管65の途中から分岐され
た冷却蒸気逃がし配管68を備えており、この冷却蒸気
逃がし配管68は冷却蒸気逃がし閉止弁69,冷却蒸気
逃がし弁70および減温器71を順次備えて復水器12
に接続され、ガスタービン27の冷却蒸気回収部45に
回収された冷却蒸気を冷却蒸気逃がし配管68を通して
復水器12に逃がし得るようになっている。Further, the gas turbine cooling steam recovery system 48 is provided with a cooling steam relief pipe 68 branched from the middle of the gas turbine cooling steam recovery pipe 65, and the cooling vapor relief pipe 68 is provided with a cooling vapor relief stop valve 69, The condenser 12 is provided with the cooling steam relief valve 70 and the desuperheater 71 in sequence.
The cooling steam recovered by the cooling steam recovery unit 45 of the gas turbine 27 can be released to the condenser 12 through the cooling steam escape pipe 68.
【0063】補助蒸気ヘッダ58にシール蒸気供給配管
59を介して接続されたシール蒸気ヘッダ62は、高圧
蒸気タービン3および低圧蒸気タービン5の各タービン
グランド73,74のグランドシール部75,76に接
続される。具体的にはグランドシール部75,76に形
成されるシール蒸気部77,78に、高圧蒸気タービン
グランドシール蒸気管80および低圧蒸気タービングラ
ンドシール蒸気管81により接続され、蒸気タービング
ランド73,74のシール蒸気部77,78にタービン
ロータ82の軸シール用のシール蒸気を供給可能に構成
される。The seal steam header 62 connected to the auxiliary steam header 58 via the seal steam supply pipe 59 is connected to the gland seal portions 75 and 76 of the turbine glands 73 and 74 of the high pressure steam turbine 3 and the low pressure steam turbine 5, respectively. To be done. Specifically, the high-pressure steam turbine gland seal steam pipe 80 and the low-pressure steam turbine gland seal steam pipe 81 are connected to the seal steam parts 77, 78 formed in the gland seal parts 75, 76, respectively. The seal steam portions 77 and 78 are configured to be able to supply seal steam for shaft sealing of the turbine rotor 82.
【0064】また、シール蒸気ヘッダ62は蒸気冷却ガ
スタービン27のタービングランド41のグランドシー
ル部43にガスタービングランドシール蒸気配管91を
介して接続され、グランドシール部43にシール蒸気を
供給したり、グランドシール部43内の漏れ蒸気をシー
ル蒸気ヘッダ62を介して復水器12に回収できるよう
になっている。復水器12に漏れ蒸気を回収するため
に、シール蒸気ヘッダ62はシール蒸気逃がし配管85
を介して復水器12に接続される。シール蒸気逃がし配
管85の途中にシール蒸気逃がし弁86が設置されてい
る。The seal steam header 62 is connected to the gland seal part 43 of the turbine gland 41 of the steam cooling gas turbine 27 via the gas turbine gland seal steam pipe 91 to supply the seal steam to the gland seal part 43. Leakage steam in the gland seal portion 43 can be collected in the condenser 12 via the seal steam header 62. In order to recover the leaked steam to the condenser 12, the seal steam header 62 is provided with a seal steam release pipe 85.
Is connected to the condenser 12 via. A seal steam escape valve 86 is installed in the middle of the seal steam escape pipe 85.
【0065】一方、蒸気冷却ガスタービン27のタービ
ングランド41には周囲環境の大気圧力から内部を軸シ
ールするグランドシール部43が設けられ、このグラン
ドシール部43には、タービンロータ40の軸方向に沿
って漏れ蒸気回収部87,シール蒸気部88およシール
蒸気排出部89が順次形成される。On the other hand, the turbine gland 41 of the steam cooling gas turbine 27 is provided with a gland seal part 43 for axially sealing the inside from the atmospheric pressure of the surrounding environment, and this gland seal part 43 is arranged in the axial direction of the turbine rotor 40. A leak vapor recovery section 87, a seal vapor section 88, and a seal vapor discharge section 89 are sequentially formed along it.
【0066】蒸気冷却ガスタービン27のタービングラ
ンド41は、図2に示すように構成され、タービンロー
タ40の少なくとも一側を、例えばタービンロータ40
の端部を軸方向に覆うグランドシールハウジングあるい
はケーシング(ケース)90を有する。グランドシール
ハウジング90はスリーブ状の筒部を備え、この筒部内
に周囲環境の大気圧力から内部をシールするグランドシ
ール部43が形成される一方、グランドシールハウジン
グ90内に冷却蒸気供給部44と冷却蒸気回収部45が
同心状に分離して形成される。グランドシールハウジン
グ90の軸端部には接続フランジ91が設けられ、この
接続フランジ91にガスタービン冷却蒸気供給系46の
冷却蒸気供給配管49が液密あるいは気密にフランジ結
合される。The turbine gland 41 of the steam cooling gas turbine 27 is constructed as shown in FIG. 2, and at least one side of the turbine rotor 40 is connected to, for example, the turbine rotor 40.
Has a gland seal housing or casing (case) 90 that axially covers the end of the. The gland seal housing 90 includes a sleeve-shaped tubular portion, and the gland seal portion 43 that seals the inside from the atmospheric pressure of the surrounding environment is formed in the tubular portion, while the gland seal housing 90 is cooled with the cooling steam supply portion 44. The vapor recovery unit 45 is formed so as to be concentrically separated. A connection flange 91 is provided at the shaft end of the gland seal housing 90, and the cooling steam supply pipe 49 of the gas turbine cooling steam supply system 46 is liquid-tightly or airtightly flange-connected to the connection flange 91.
【0067】また、蒸気冷却ガスタービン27のタービ
ンロータ40には少なくともグランドシール部43を貫
通するように蒸気ガイドパイプ92が回転一体に蒸気供
給パイプとして挿通される。蒸気ガイドパイプ92はタ
ービンロータ40の軸孔93内に挿通されて二重管構造
に構成され、蒸気ガイドパイプ92は軸方向に間隔をお
いたスペーサ84により二重管構造に間隔保持される。
蒸気ガイドパイプ92によりタービンロータ40内の中
心側に冷却蒸気供給部(あるいは通路)44が、その周
辺にスリーブ状の冷却蒸気回収部(通路)45が分離し
て形成される。A steam guide pipe 92 is rotatably and integrally inserted into the turbine rotor 40 of the steam cooling gas turbine 27 so as to penetrate at least the gland seal portion 43. The steam guide pipe 92 is inserted into the shaft hole 93 of the turbine rotor 40 to have a double pipe structure, and the steam guide pipe 92 is held in the double pipe structure by spacers 84 that are spaced in the axial direction.
By the steam guide pipe 92, a cooling steam supply portion (or passage) 44 is formed in the center of the turbine rotor 40, and a sleeve-shaped cooling steam recovery portion (passage) 45 is separately formed around it.
【0068】冷却蒸気供給部44はガスタービン27の
タービン高温部に形成されるタービン冷却部47に連通
され、このタービン冷却部47に冷却蒸気を供給してタ
ービン部品を冷却する一方、タービン部品を冷却した冷
却蒸気は冷却蒸気回収部45に回収されるようになって
いる。The cooling steam supply unit 44 is connected to a turbine cooling unit 47 formed at a high temperature part of the turbine of the gas turbine 27, and the cooling steam is supplied to the turbine cooling unit 47 to cool the turbine parts, while The cooled cooling steam is recovered by the cooling steam recovery unit 45.
【0069】また、蒸気冷却ガスタービン27のタービ
ンロータ40内に挿設される蒸気ガイドパイプ92の軸
端部はタービンロータ40の軸端より外側方に突出し、
グランドシールハウジング90の接続フランジ91近傍
で終端している。この蒸気ガイドパイプ92の突出部に
対向してグランドシールハウジング90にはラビリンス
パッキン等の蒸気シール手段95が設けられ、この蒸気
シール手段95で冷却蒸気供給部44と冷却蒸気回収部
45とを分離させている。The shaft end of the steam guide pipe 92 inserted into the turbine rotor 40 of the steam cooling gas turbine 27 projects outward from the shaft end of the turbine rotor 40.
It terminates near the connection flange 91 of the gland seal housing 90. A steam seal means 95 such as a labyrinth packing is provided in the gland seal housing 90 so as to face the protruding portion of the steam guide pipe 92, and the steam seal means 95 separates the cooling steam supply section 44 and the cooling steam recovery section 45. I am letting you.
【0070】蒸気冷却ガスタービン27のグランドシー
ル部43内に形成される冷却蒸気供給部44および冷却
蒸気回収部45には、図2に示すように軸流の冷却蒸気
押込みファン97および冷却蒸気吸込ファン98がそれ
ぞれ設けられる。このうち、冷却蒸気押込みファン97
は冷却蒸気供給部44の回転側、具体的には冷却蒸気ガ
イドパイプ92の内周側に設置され、タービンロータ4
0とともに一体回転するようになっている。冷却蒸気押
込みファン97は冷却蒸気ガイドパイプ92により、冷
却蒸気を冷却通路(冷却供給流路)内に押し込み、冷却
通路を流れる冷却媒体の圧力損失を軽減している。As shown in FIG. 2, the cooling steam supply section 44 and the cooling steam recovery section 45 formed in the gland seal section 43 of the steam cooling gas turbine 27 have an axial cooling steam pushing fan 97 and a cooling steam suction unit. Each fan 98 is provided. Of these, the cooling steam pushing fan 97
Is installed on the rotation side of the cooling steam supply unit 44, specifically, on the inner peripheral side of the cooling steam guide pipe 92, and
It rotates together with zero. The cooling steam pushing fan 97 pushes the cooling steam into the cooling passage (cooling supply passage) by the cooling steam guide pipe 92, and reduces the pressure loss of the cooling medium flowing through the cooling passage.
【0071】また、冷却蒸気吸込みファン98は冷却蒸
気回収部45の回転側、具体的にはタービンロータ40
の軸端部に設けられる。タービンロータ40の軸孔内周
側に設けてもよい。冷却蒸気吸込ファン98をタービン
ロータ40に設けることにより、タービン高温部のター
ビン部品を冷却した蒸気を冷却通路(冷却回収通路)を
通して積極的に吸い込み、冷却通路内を流れる蒸気の圧
力損失を軽減させている。The cooling steam suction fan 98 is provided on the rotation side of the cooling steam recovery unit 45, specifically, the turbine rotor 40.
Is provided at the shaft end of the. It may be provided on the inner peripheral side of the shaft hole of the turbine rotor 40. By providing the cooling steam suction fan 98 in the turbine rotor 40, the steam that has cooled the turbine components in the high temperature part of the turbine is positively sucked through the cooling passage (cooling recovery passage) to reduce the pressure loss of the steam flowing in the cooling passage. ing.
【0072】蒸気冷却ガスタービン27は、タービン高
温部のタービン部品を蒸気で冷却するために、タービン
内部に複雑な冷却通路を構成する必要があり、この冷却
通路を流れる間に冷却蒸気は流路抵抗を受け、圧力損失
を伴う。この圧力損失が過大であると、冷却蒸気量が低
下する可能性がある。しかし、この蒸気冷却ガスタービ
ン27においては、冷却蒸気供給部44と冷却蒸気回収
部45の回転側に冷却蒸気押込みファン97と冷却蒸気
吸込ファン98とをそれぞれ設け、そのファン97,9
8の回転によるポンプ作用で冷却通路内に冷却蒸気を積
極的に押し込み、あるいは冷却通路から吸い出すことに
より圧力損失を軽減させ、圧力損失に伴う冷却蒸気量の
低下を有効的にかつ確実に防止している。したがって、
蒸気冷却ガスタービン27の回転側に軸流の冷却蒸気押
込みファン97と冷却蒸気吸込ファン98を設置するこ
とにより、圧力損失を著しく低減させて蒸気圧力を回復
させることができる。In the steam cooling gas turbine 27, in order to cool turbine components in the high temperature part of the turbine with steam, it is necessary to form a complicated cooling passage inside the turbine. Receives resistance and pressure loss. If this pressure loss is excessive, the amount of cooling steam may decrease. However, in this steam cooling gas turbine 27, a cooling steam pushing fan 97 and a cooling steam suction fan 98 are provided on the rotation sides of the cooling steam supply unit 44 and the cooling steam recovery unit 45, and the fans 97 and 9 are provided.
By rotating the pump 8, the cooling steam is positively pushed into the cooling passage or sucked out from the cooling passage to reduce the pressure loss, and effectively and surely prevent the decrease of the cooling steam amount due to the pressure loss. ing. Therefore,
By installing the cooling steam pushing fan 97 and the cooling steam suction fan 98 of axial flow on the rotating side of the steam cooling gas turbine 27, it is possible to significantly reduce the pressure loss and recover the steam pressure.
【0073】また、蒸気冷却ガスタービン27のタービ
ングランド41に形成される冷却蒸気回収部44を周囲
環境の大気圧力からシールするスリーブ状あるいは筒状
のグランドシール部43には、リング状あるいはトーラ
ス状の漏れ蒸気回収部87,シール蒸気部88およびシ
ール蒸気排出部89がタービンロータ40の軸方向に順
次設けられる。そして、冷却蒸気回収部45と漏れ蒸気
回収部87とシール蒸気部88とシール蒸気排出部89
との各間には、ラビリンスパッキン(ラビリンス形のロ
ータパッキン)等の蒸気シール手段100,中間シール
手段101およびシール蒸気シール手段(排気側シール
手段)102が介装される。シール蒸気排出部89は周
囲環境の大気圧力からラビリンスパッキン等の大気側シ
ール手段103を介して隣接している。Further, the sleeve-shaped or cylindrical gland seal portion 43 for sealing the cooling steam recovery portion 44 formed in the turbine gland 41 of the steam cooling gas turbine 27 from the atmospheric pressure of the surrounding environment has a ring shape or a torus shape. The leaked steam recovery unit 87, the seal steam unit 88, and the seal steam discharge unit 89 are sequentially provided in the axial direction of the turbine rotor 40. Then, the cooling steam recovery unit 45, the leaked steam recovery unit 87, the seal steam unit 88, and the seal steam discharge unit 89.
A steam sealing means 100 such as a labyrinth packing (a labyrinth type rotor packing), an intermediate sealing means 101 and a seal steam sealing means (exhaust side sealing means) 102 are interposed between and. The seal vapor discharge portion 89 is adjacent to the ambient vapor pressure of the ambient environment via the atmospheric side sealing means 103 such as a labyrinth packing.
【0074】各シール手段100,101,102およ
び103はグランドシールハウジング90の内周壁に装
着され、タービンロータ40のロータ軸に沿って流れる
漏洩蒸気あるいは大気を連続的な絞り効果により最小限
に抑制し、シールしている。ガスタービングランド41
のグランドシール部43に形成される漏れ蒸気回収部8
7はガスタービングランド漏れ蒸気回収系105の配管
106を介して蒸気タービン、例えば低圧蒸気タービン
5の入口に接続され、この低圧蒸気タービン5に漏れ蒸
気を回収し、有効的に熱回収ができるようになってい
る。ガスタービングランド漏れ蒸気配管106には途中
に蒸気閉止弁107が設けられる。The respective sealing means 100, 101, 102 and 103 are mounted on the inner peripheral wall of the gland seal housing 90, and the leakage steam or the atmosphere flowing along the rotor shaft of the turbine rotor 40 is suppressed to a minimum by the continuous throttling effect. And seal it. Gas turbine ground 41
Leakage vapor recovery section 8 formed in the gland seal section 43 of
Reference numeral 7 is connected to the inlet of a steam turbine, for example, the low-pressure steam turbine 5 via a pipe 106 of a gas-turbine ground leakage steam recovery system 105, so that the low-pressure steam turbine 5 can recover the leaked steam and can effectively recover heat. It has become. A steam shutoff valve 107 is provided in the gas turbine ground leakage steam pipe 106 midway.
【0075】このガスタービングランド漏れ蒸気回収系
105を高圧蒸気タービン漏れ蒸気回収系108と協働
させ、この漏れ蒸気回収系108の高圧蒸気タービン漏
れ蒸気配管109の途中にガスタービングランド漏れ蒸
気配管106を接続し、蒸気配管106,109を共用
化して有効利用を図ってもよい。高圧蒸気タービン漏れ
蒸気配管109も蒸気閉止弁110を介して低圧蒸気タ
ービン5の入口に接続される。The gas turbine gland leakage steam recovery system 105 is made to cooperate with the high pressure steam turbine leakage steam recovery system 108, and the gas turbine gland leakage steam piping 106 is provided in the middle of the high pressure steam turbine leakage steam piping 109 of the leakage steam recovery system 108. May be connected and the steam pipes 106 and 109 may be shared for effective use. The high-pressure steam turbine leakage steam pipe 109 is also connected to the inlet of the low-pressure steam turbine 5 via the steam stop valve 110.
【0076】また、ガスタービングランド41のグラン
ドシール部43に形成されるシール蒸気部88はガスタ
ービンシール蒸気系111を介してシール蒸気源に接続
される。シール蒸気源にはシール蒸気ヘッダ62あるい
は補助蒸気供給系50があり、シール蒸気部88はガス
タービングランドシール蒸気配管84を介して例えばシ
ール蒸気ヘッダ62に接続され、シール蒸気部88内の
シール蒸気をシール蒸気ヘッダ62に回収したり、また
シール蒸気をシール蒸気ヘッダ62からシール蒸気部8
8に供給し、ガスタービン27のグランドシール部43
を軸シールするようになっている。The seal steam portion 88 formed on the gland seal portion 43 of the gas turbine gland 41 is connected to the seal steam source via the gas turbine seal steam system 111. The seal steam source has the seal steam header 62 or the auxiliary steam supply system 50, and the seal steam section 88 is connected to, for example, the seal steam header 62 via the gas turbine gland seal steam pipe 84, and the seal steam in the seal steam section 88. Of the seal steam to the seal steam header 62, or the seal steam from the seal steam header 62 to the seal steam section 8
8, and the gland seal portion 43 of the gas turbine 27
The shaft is designed to be sealed.
【0077】さらに、シール蒸気ヘッダ62には、高圧
蒸気タービン3のシール蒸気部77と低圧蒸気タービン
5のシール蒸気部78が蒸気タービンシール蒸気系11
3のグランドシール蒸気配管80,81を介して接続さ
れ、この蒸気タービンシール蒸気系113とガスタービ
ンシール蒸気系111は協働可能に構成される。Further, in the seal steam header 62, a seal steam section 77 of the high pressure steam turbine 3 and a seal steam section 78 of the low pressure steam turbine 5 are provided.
3 are connected via the gland seal steam pipes 80 and 81, and the steam turbine seal steam system 113 and the gas turbine seal steam system 111 are configured to be able to cooperate with each other.
【0078】さらに、ガスタービングランド41のグラ
ンドシール部43に形成されるシール蒸気排出部89は
ガスタービンシール蒸気排出系115のシール蒸気排出
配管116を介してグランド蒸気コンデンサ117に接
続され、このグランド蒸気コンデンサ117にて復水器
12からの蒸気タービン復水と熱交換される。Further, the seal steam discharge part 89 formed in the gland seal part 43 of the gas turbine gland 41 is connected to the gland steam condenser 117 via the seal steam discharge pipe 116 of the gas turbine seal steam discharge system 115, and this gland The steam condenser 117 exchanges heat with the steam turbine condensate from the condenser 12.
【0079】このガスタービンシール蒸気排出系115
は蒸気タービンシール蒸気排出系118と協働可能に構
成される。蒸気タービンシール蒸気排出系118は高圧
蒸気タービン3のシール蒸気排出部119から導出され
た高圧蒸気タービングランドシール蒸気排出配管120
と低圧蒸気タービン5のシール蒸気排出部121からの
低圧蒸気タービングランドシール蒸気排出配管122と
が途中で合流してグランド蒸気コンデンサ117に接続
される一方、このグランドシール蒸気排出配管120,
122の合流部より下流側にガスタービンシール蒸気排
出系115のシール蒸気排出配管116を接続し、排出
配管を共用させ、配管の取り廻しを簡素化してもよい。This gas turbine seal steam exhaust system 115
Is configured to cooperate with a steam turbine seal steam exhaust system 118. The steam turbine seal steam discharge system 118 is a high pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 120 derived from the seal steam discharge unit 119 of the high pressure steam turbine 3.
And the low-pressure steam turbine ground seal steam discharge pipe 122 from the seal steam discharge portion 121 of the low-pressure steam turbine 5 join together on the way and are connected to the ground steam condenser 117, while the ground seal steam discharge pipe 120,
The seal steam discharge pipe 116 of the gas turbine seal steam discharge system 115 may be connected to the downstream side of the confluence portion 122 and the discharge pipe may be shared to simplify the piping arrangement.
【0080】グランド蒸気コンデンサ117にはグラン
ド蒸気排風機123が接続され、この排風機123の作
動によりグランド蒸気コンデンサ117内は大気圧力よ
り低い圧力に常に保たれている。したがって、グランド
蒸気コンデンサ117に接続されるガスタービン27の
シール蒸気排出部89は図3に示されるように、常に大
気圧より低く保たれ、このシール蒸気排出部89をグラ
ンドシール部43に備えることにより、ガスタービン2
7の冷却蒸気は完全に軸シールされる。蒸気タービンの
シール蒸気排出部119,121も同様である。ガスタ
ービン27のシール蒸気排出部89や蒸気タービンのシ
ール蒸気排出部119,121から大気とともに排出さ
れる漏洩蒸気は、グランド蒸気コンデンサ117で蒸気
タービンの復水と熱交換が行なわれる。漏洩蒸気は熱交
換により復水器12へ戻され、空気はグランド蒸気排風
機123から再び大気に戻される。A ground steam exhauster 123 is connected to the ground steam condenser 117, and the inside of the ground steam condenser 117 is always kept at a pressure lower than atmospheric pressure by the operation of the air exhauster 123. Therefore, the seal steam discharge part 89 of the gas turbine 27 connected to the gland steam condenser 117 is always kept lower than the atmospheric pressure as shown in FIG. 3, and this seal steam discharge part 89 is provided in the gland seal part 43. By the gas turbine 2
The cooling steam of 7 is completely shaft sealed. The same applies to the seal steam discharge units 119 and 121 of the steam turbine. Leakage steam discharged from the seal steam discharge portion 89 of the gas turbine 27 and the seal steam discharge portions 119 and 121 of the steam turbine together with the atmosphere is subjected to heat exchange with the condensate of the steam turbine in the gland steam condenser 117. The leaked steam is returned to the condenser 12 by heat exchange, and the air is returned to the atmosphere again from the gland steam exhauster 123.
【0081】次に、蒸気冷却コンバインドサイクルプラ
ント20の運転方法を説明する。Next, a method of operating the steam cooling combined cycle plant 20 will be described.
【0082】蒸気冷却コンバインドサイクルプラント2
0を起動させる起動運転時、特に起動初期には、蒸気タ
ービンプラント23内に蒸気が発生していないので、図
4に示すように、補助蒸気供給系50からの補助蒸気を
ガスタービンの冷却蒸気として使用する。図4は、蒸気
冷却コンバインドサイクルプラント20が補助蒸気を用
いて起動運転が行なわれている状態を示す。この起動運
転状態のとき、使用される配管は実線で、使用されない
配管は破線で示す。また、開いている弁は白抜きで、閉
じている弁は黒塗りでそれぞれ示す。図1と同様であ
る。Steam cooling combined cycle plant 2
Since steam is not generated in the steam turbine plant 23 at the start-up operation in which 0 is started, particularly in the initial stage of start-up, as shown in FIG. 4, the auxiliary steam from the auxiliary steam supply system 50 is used as the cooling steam for the gas turbine. To use as. FIG. 4 shows a state in which the steam cooling combined cycle plant 20 is being started using auxiliary steam. In this start-up operation state, the pipes used are shown by solid lines, and the pipes not used are shown by broken lines. The open valve is shown in white and the closed valve is shown in black. It is similar to FIG.
【0083】蒸気冷却コンバインドサイクルプラント2
0の起動運転時には、蒸気タービンはまだ起動していな
いため、定格運転時の場合と異なり、蒸気タービンから
ガスタービン27の冷却蒸気は生じておらず、供給され
ない。また、蒸気タービンやガスタービン27のシール
蒸気も発生していないので、蒸気冷却コンバインドサイ
クルプラント20の系統外から蒸気供給する必要があ
る。この場合、一般的にはガスタービン27や蒸気ター
ビン3,4,5の真空上昇、起動過程におけるシール蒸
気は、補助蒸気供給系50から供給される。具体的に
は、補助ボイラや既に定格運転中の他のプラントからの
蒸気が補助蒸気として供給され、この補助蒸気により、
ガスタービン27および蒸気タービン3,4,5のシー
ル蒸気が確保される。Steam cooling combined cycle plant 2
Since the steam turbine is not yet started during the start-up operation of 0, cooling steam for the gas turbine 27 is not generated from the steam turbine and is not supplied unlike the case during the rated operation. Further, since the sealing steam of the steam turbine or the gas turbine 27 is not generated, it is necessary to supply the steam from outside the system of the steam cooling combined cycle plant 20. In this case, generally, the sealing steam in the vacuum rising and starting processes of the gas turbine 27 and the steam turbines 3, 4, 5 is supplied from the auxiliary steam supply system 50. Specifically, steam from an auxiliary boiler or another plant already in rated operation is supplied as auxiliary steam, and with this auxiliary steam,
Sealing steam for the gas turbine 27 and the steam turbines 3, 4, 5 is secured.
【0084】蒸気冷却コンバインドサイクルプラント2
0の起動運転においては、まず、ガスタービン27の回
転上昇を行い、続いて燃焼器26の着火を経てガスター
ビン27を定格回転数まで回転上昇させる。Steam cooling combined cycle plant 2
In the 0 start-up operation, first, the gas turbine 27 is rotated and increased, and then the combustor 26 is ignited, and then the gas turbine 27 is rotated and increased to the rated rotation speed.
【0085】次に、ガスタービン27の回転数が定格回
転数に達した後、ガスタービン27にカップリングされ
る発電機(図示せず)を系統に接続し、ガスタービン2
7の負荷(系統負荷)運転に入り、この負荷を次第に大
きくする。Next, after the rotational speed of the gas turbine 27 reaches the rated rotational speed, a generator (not shown) coupled to the gas turbine 27 is connected to the system, and the gas turbine 2
7 load (system load) operation is started, and this load is gradually increased.
【0086】一方、ガスタービン27のタービン排気が
案内される排熱回収ボイラ22は熱容量が非常に大きい
ために、ガスタービン27の負荷上昇過程では、蒸気タ
ービン3,4,5に供給する蒸気を発生させることがで
きない。また、蒸気タービン3,4,5では、その回転
上昇前にその内部を図示しない真空ポンプやエジェッタ
を用いて真空引きし、大気圧以下に保つ、いわゆる真空
上昇を行なう必要がある。On the other hand, since the exhaust heat recovery boiler 22 in which the turbine exhaust of the gas turbine 27 is guided has a very large heat capacity, the steam to be supplied to the steam turbines 3, 4, and 5 is supplied during the load increasing process of the gas turbine 27. Cannot be generated. Further, in the steam turbines 3, 4 and 5, it is necessary to evacuate the inside of the steam turbines 3, 4 and 5 by using a vacuum pump or an ejector (not shown) to keep the atmospheric pressure or lower, that is, so-called vacuum rise.
【0087】また、ガスタービン27はこの時点で既に
負荷上昇が実施されており、タービン内部は高温になっ
ているため、タービン高温部の冷却を実施する必要があ
る。そこで、このガスタービン27の冷却を補助蒸気供
給系50からの補助蒸気を用いて行ない、この蒸気を補
助ボイラや既に定格運転を行なっている他プラントに接
続される補助蒸気ヘッダ58から確保する。Further, the load of the gas turbine 27 has already been increased at this point, and the temperature inside the turbine is high. Therefore, it is necessary to cool the high temperature part of the turbine. Therefore, the gas turbine 27 is cooled by using the auxiliary steam from the auxiliary steam supply system 50, and this steam is secured from the auxiliary steam header 58 connected to the auxiliary boiler or another plant which is already in rated operation.
【0088】この場合、補助蒸気供給系50の補助蒸気
ヘッダ58からガスタービン冷却蒸気供給系46である
冷却補助蒸気供給配管53に補助蒸気を導き、開状態の
シール蒸気閉止弁60を経て、シール蒸気調節弁61に
て圧力調整された蒸気をガスタービン27のタービング
ランド41の冷却蒸気供給部44に案内している。案内
された補助蒸気は冷却蒸気供給部44からガスタービン
27のタービン高温部に供給され、タービン高温部に設
けられたタービン冷却部47でタービン部品を冷却す
る。In this case, the auxiliary steam is guided from the auxiliary steam header 58 of the auxiliary steam supply system 50 to the cooling auxiliary steam supply pipe 53 which is the gas turbine cooling steam supply system 46, and passed through the seal steam stop valve 60 in the open state to seal the auxiliary steam. The steam whose pressure is adjusted by the steam control valve 61 is guided to the cooling steam supply unit 44 of the turbine gland 41 of the gas turbine 27. The guided auxiliary steam is supplied from the cooling steam supply part 44 to the high temperature part of the turbine of the gas turbine 27, and the turbine cooling part 47 provided in the high temperature part of the turbine cools the turbine components.
【0089】タービン高温部のタービン部品を冷却した
蒸気は、タービン部品と熱交換し、高温となって冷却蒸
気回収部45に戻ってくる。冷却蒸気回収部45に回収
された蒸気は、冷却蒸気回収系48を構成する冷却蒸気
逃がし配管68を通って復水器12に回収される。蒸気
冷却ガスタービン27を冷却した蒸気は、冷却蒸気逃が
し弁70で圧力調整されながら減温器71を介して復水
器12に導かれ、復水器12に逃がされる。この段階で
は、蒸気タービン3,4,5の真空上昇が終了しておら
ず、まだ、蒸気タービン3,4,5の起動準備ができて
いないためである。The steam, which has cooled the turbine parts in the high temperature part of the turbine, exchanges heat with the turbine parts and becomes high temperature and returns to the cooling steam recovery part 45. The steam recovered in the cooling steam recovery unit 45 is recovered in the condenser 12 through the cooling steam relief pipe 68 that constitutes the cooling steam recovery system 48. The steam that has cooled the steam cooling gas turbine 27 is guided to the condenser 12 through the temperature reducer 71 while being pressure-adjusted by the cooling steam relief valve 70, and is released to the condenser 12. This is because the vacuum rise of the steam turbines 3, 4, 5 has not been completed at this stage, and the steam turbines 3, 4, 5 are not yet ready to start.
【0090】一方、冷却蒸気コンバインドサイクルプラ
ント20では、その起動過程においても補助蒸気を冷却
媒体として使用し、ガスタービン27を補助蒸気で有効
的に冷却するとともに、補助蒸気をシール蒸気としても
用い、ガスタービン27および蒸気タービン3,4,5
のタービングランド73,74の軸シールを行なってい
る。これにより、ガスタービン27ではその冷却蒸気の
シールが行なわれる。図6は冷却蒸気コンバインドサイ
クルプラント20の起動過程におけるガスタービングラ
ンド41での圧力分布を示すものである。On the other hand, in the cooling steam combined cycle plant 20, the auxiliary steam is used as the cooling medium even in the starting process thereof, the gas turbine 27 is effectively cooled by the auxiliary steam, and the auxiliary steam is also used as the seal steam. Gas turbine 27 and steam turbine 3, 4, 5
The turbine glands 73 and 74 are shaft-sealed. As a result, the gas turbine 27 seals the cooling steam. FIG. 6 shows the pressure distribution in the gas turbine gland 41 during the startup process of the cooling steam combined cycle plant 20.
【0091】蒸気冷却ガスタービン27の冷却蒸気は、
その冷却蒸気供給系46の冷却蒸気供給配管49から冷
却蒸気供給部44に供給されるが、ガスタービングラン
ド41の圧力分布は、図6に示される通り、冷却蒸気供
給部44の圧力がガスタービングランド41の中で最も
高くなる。冷却蒸気はガスタービン27のタービン高温
部を冷却して冷却蒸気回収部45に戻ってくるが、この
冷却蒸気回収部位は冷却蒸気逃がし配管68により復水
器12に接続されるため、ガスタービングランド41の
中で最も圧力が低い部位になる。The cooling steam of the steam cooling gas turbine 27 is
The cooling steam is supplied from the cooling steam supply pipe 49 of the cooling steam supply system 46 to the cooling steam supply section 44. The pressure distribution of the gas turbine gland 41 is as shown in FIG. It becomes the highest in the ground 41. The cooling steam cools the high temperature part of the turbine of the gas turbine 27 and returns to the cooling steam recovery part 45. Since this cooling steam recovery part is connected to the condenser 12 by the cooling steam escape pipe 68, the gas turbine ground. It is the lowest pressure area of 41.
【0092】また、冷却蒸気コンバインドサイクルプラ
ント20の起動過程では、補助蒸気供給系50からの補
助蒸気がシール蒸気ヘッダ62を介してガスタービング
ランド41や蒸気タービングランド73,74のシール
蒸気部88,77,78へシール蒸気を供給している。In the starting process of the cooling steam combined cycle plant 20, the auxiliary steam from the auxiliary steam supply system 50 passes through the seal steam header 62 and the seal steam parts 88 of the gas turbine gland 41 and the steam turbine glands 73, 74. Seal steam is supplied to 77 and 78.
【0093】このうち、ガスタービングランド41のシ
ール蒸気部88には、シール蒸気ヘッダ62からガスタ
ービングランドシール蒸気配管84を介してシール蒸気
が供給される。このシール蒸気ヘッダ62は高圧蒸気タ
ービン3や低圧蒸気タービン5のシール蒸気部77,7
8にも蒸気タービングランドシール蒸気配管80,81
を介して接続されてシール蒸気を供給し、このシール蒸
気により蒸気タービン3,5の軸シールを行ない、真空
上昇を同時に図れるようになっている。Of these, the seal steam portion 88 of the gas turbine gland 41 is supplied with seal steam from the seal steam header 62 via the gas turbine gland seal steam pipe 84. The seal steam header 62 includes seal steam parts 77, 7 of the high pressure steam turbine 3 and the low pressure steam turbine 5.
8 also has steam turbine gland seal steam pipes 80, 81
The seal steam is supplied to the steam turbines 3 and 5 via the shafts to seal the shafts of the steam turbines 3 and 5 so that the vacuum can be increased at the same time.
【0094】さらに、ガスタービングランド41のシー
ル蒸気部88にシール蒸気を供給することにより、漏れ
蒸気回収部87にシール蒸気が漏れてくるが、この場
合、ガスタービングランド漏れ蒸気回収系105の蒸気
閉止弁107を閉じることにより、漏れ蒸気回収配管1
06は使用されない。この場合、漏れ蒸気回収部87に
漏れたシール蒸気は、冷却蒸気回収部45に回収され
る。Further, by supplying the seal steam to the seal steam section 88 of the gas turbine gland 41, the seal steam leaks to the leak steam recovery section 87. In this case, the steam of the gas turbine ground leak steam recovery system 105 is used. By closing the stop valve 107, the leaked steam recovery pipe 1
06 is not used. In this case, the seal steam that has leaked to the leaked steam recovery unit 87 is recovered by the cooling steam recovery unit 45.
【0095】また、ガスタービングランド41のシール
蒸気部88に供給されたシール蒸気はシール蒸気排出部
89にも一部流出する。このシール蒸気排出部89には
ガスタービングランドシール蒸気排出管116が接続さ
れており、漏れ蒸気は高圧蒸気タービングランドシール
蒸気排出管120と低圧蒸気タービングランドシール蒸
気排出管122からの漏れ蒸気と合流して、グランド蒸
気コンデンサ117に導かれる。The seal steam supplied to the seal steam section 88 of the gas turbine gland 41 also partially flows out to the seal steam discharge section 89. A gas turbine gland seal steam discharge pipe 116 is connected to the seal steam discharge part 89, and the leaked steam joins the leaked steam from the high pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 120 and the low pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 122. Then, it is led to the ground vapor condenser 117.
【0096】このグランド蒸気コンデンサ117に送ら
れた漏れ蒸気は蒸気タービン3,4,5からの復水と熱
交換が行なわれる。また、グランド蒸気コンデンサ11
7にはグランド蒸気排風機123が設置され、コンデン
サ内部が常に大気圧よりも低い圧力に保たれている。グ
ランド蒸気コンデンサ117には漏れ蒸気と大気からの
空気が混合して吸い込まれ、このうち蒸気は熱交換によ
り復水に戻され、また、空気はグランド蒸気排風機12
3から再び大気に戻される。この効果によりガスタービ
ングランド41のシール蒸気排出部89は図6に示され
るように大気圧よりも低く保たれる。ガスタービングラ
ンド41によりガスタービン27の冷却蒸気は完全にシ
ールされ、同時に蒸気タービン3,4,5の起動準備で
ある真空上昇も行なうことができる。The leaked steam sent to the ground steam condenser 117 undergoes heat exchange with condensed water from the steam turbines 3, 4, and 5. Also, the ground vapor condenser 11
A gland steam exhauster 123 is installed at 7, and the inside of the condenser is always kept at a pressure lower than atmospheric pressure. Leaked steam and air from the atmosphere are mixed and sucked into the ground steam condenser 117, of which steam is returned to the condensate by heat exchange, and the air is discharged into the ground steam exhauster 12
It is returned to the atmosphere again from 3. Due to this effect, the seal steam discharge portion 89 of the gas turbine gland 41 is kept lower than the atmospheric pressure as shown in FIG. The cooling steam of the gas turbine 27 is completely sealed by the gas turbine gland 41, and at the same time, the vacuum rise, which is a preparation for starting the steam turbines 3, 4, and 5, can be performed.
【0097】そして、蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラント20が起動されて暫く経過すると、排熱回収ボイ
ラ22内でガスタービン排気と給水との熱交換が行なわ
れ、この熱交換が進むとボイラ蒸気が主蒸気として発生
してくる。図5はこの主蒸気を使用した蒸気冷却コンバ
インドサイクルプラントの起動運転を示している。When the steam cooling combined cycle plant 20 is started for a while, heat exchange between the gas turbine exhaust and the feed water is performed in the exhaust heat recovery boiler 22, and when this heat exchange proceeds, the boiler steam becomes the main steam. Occurs as. FIG. 5 shows the start-up operation of the steam cooling combined cycle plant using this main steam.
【0098】排熱回収ボイラ22で主蒸気が発生するよ
うになると、図5に示すようにガスタービン冷却蒸気供
給系46は補助冷却蒸気供給配管53を閉じてボイラ冷
却蒸気供給配管52を開放させ、排熱回収ボイラ22で
発生したボイラ蒸気(主蒸気)をガスタービン27の冷
却蒸気供給部44に冷却蒸気として案内している。ボイ
ラ蒸気は、ボイラ冷却蒸気供給配管52から冷却蒸気閉
止弁54を経て冷却蒸気調節弁55で圧力を調整されて
ガスタービン27に送られ、ガスタービン27の冷却蒸
気供給部44からタービン冷却部47に送られ、ここで
タービン高温部のタービン部品を冷却している。When the main steam is generated in the exhaust heat recovery boiler 22, the gas turbine cooling steam supply system 46 closes the auxiliary cooling steam supply pipe 53 and opens the boiler cooling steam supply pipe 52 as shown in FIG. The boiler steam (main steam) generated in the exhaust heat recovery boiler 22 is guided to the cooling steam supply unit 44 of the gas turbine 27 as cooling steam. The boiler steam is sent to the gas turbine 27 from the boiler cooling steam supply pipe 52 through the cooling steam stop valve 54, the pressure thereof is adjusted by the cooling steam control valve 55, and the boiler steam is supplied from the cooling steam supply unit 44 of the gas turbine 27 to the turbine cooling unit 47. Where the turbine parts in the high temperature part of the turbine are cooled.
【0099】タービン高温部のタービン部品を冷却して
温度上昇した冷却蒸気は、蒸気タービン3,4,5の真
空上昇が完了していない場合は冷却蒸気回収部45から
冷却蒸気逃がし配管68を経て復水器12に回収され
る。The cooling steam, which has risen in temperature by cooling the turbine parts in the high temperature part of the turbine, passes through the cooling steam escape pipe 68 from the cooling steam recovery part 45 when the vacuum rise of the steam turbines 3, 4, 5 is not completed. Collected in the condenser 12.
【0100】また、蒸気タービン3,4,5の真空上昇
が完了し、蒸気タービンプラント23の起動準備が整っ
た場合は、ガスタービン冷却蒸気回収系48の冷却蒸気
回収配管65から再熱弁66を経て中圧蒸気タービン4
に送られ、中圧蒸気タービン4による回転上昇と負荷上
昇が行なわれる。Further, when the vacuum rise of the steam turbines 3, 4, 5 is completed and the steam turbine plant 23 is ready for starting, the reheat valve 66 is connected from the cooling steam recovery pipe 65 of the gas turbine cooling steam recovery system 48. Through the medium pressure steam turbine 4
The intermediate pressure steam turbine 4 increases the rotation and the load.
【0101】蒸気冷却ガスタービン27に冷却蒸気とし
て供給される前の蒸気圧力はガスタービン冷却蒸気供給
系46の冷却蒸気調節弁55で調整され、冷却後の圧力
は冷却蒸気逃がし弁70で調整される。蒸気タービン
3,4,5の起動準備が整った段階で冷却蒸気逃がし弁
70を次第に閉じていき、中圧蒸気タービンへ次第に流
す蒸気流量を増加させていく。この場合、ガスタービン
グランド41の中の圧力分布は図6に示す状態から次第
に図3に示す状態に移行していき、やがて定格運転に至
る。The steam pressure before being supplied as cooling steam to the steam cooling gas turbine 27 is adjusted by the cooling steam control valve 55 of the gas turbine cooling steam supply system 46, and the pressure after cooling is adjusted by the cooling steam relief valve 70. It When the steam turbines 3, 4, 5 are ready to start, the cooling steam relief valve 70 is gradually closed to gradually increase the flow rate of steam flowing to the intermediate pressure steam turbine. In this case, the pressure distribution in the gas turbine gland 41 gradually shifts from the state shown in FIG. 6 to the state shown in FIG. 3, and eventually reaches the rated operation.
【0102】蒸気冷却コンバインドサイクルプラント2
0が定格運転に入ると、ガスタービン冷却蒸気供給系4
6および冷却蒸気回収系48は図1に示すようにセット
される。Steam cooling combined cycle plant 2
When 0 enters the rated operation, the gas turbine cooling steam supply system 4
6 and the cooling vapor recovery system 48 are set as shown in FIG.
【0103】蒸気冷却ガスタービン27の冷却媒体とし
ての冷却蒸気は、ガスタービン冷却蒸気供給系46のタ
ービン冷却蒸気供給配管49から冷却蒸気供給部44に
供給される。このとき、ガスタービングランド41の圧
力分布は図3に示すように表わされ、冷却蒸気供給部4
4の圧力が最も高くなる。冷却蒸気はガスタービン27
の内部を通ってタービン高温部を冷却した後、冷却蒸気
回収部45に戻ってくるが、この冷却蒸気回収部45
は、冷却蒸気逃がし配管48から冷却蒸気回収管65に
切り換わり、再熱蒸気系31の高温再熱蒸気配管38に
接続されるため圧力上昇する、ただ、隣接する冷却蒸気
供給部44の蒸気圧力より若干低くなる。Cooling steam as a cooling medium for the steam cooling gas turbine 27 is supplied from the turbine cooling steam supply pipe 49 of the gas turbine cooling steam supply system 46 to the cooling steam supply section 44. At this time, the pressure distribution of the gas turbine gland 41 is represented as shown in FIG.
The pressure of 4 is the highest. The cooling steam is the gas turbine 27
After cooling the high temperature part of the turbine through the inside of the pipe, it returns to the cooling steam recovery part 45.
Is switched from the cooling steam escape pipe 48 to the cooling steam recovery pipe 65 and is connected to the high temperature reheated steam pipe 38 of the reheated steam system 31, so that the pressure rises. However, the steam pressure of the adjacent cooling steam supply unit 44 is increased. Slightly lower.
【0104】蒸気冷却ガスタービン27のタービン高温
部を冷却し、冷却蒸気回収部45に回収された蒸気の一
部は、蒸気シール手段100を通って漏れ蒸気回収部8
7に案内される。漏れ蒸気回収部87で回収された漏れ
蒸気は、ガスタービングランド漏れ蒸気系105の漏れ
蒸気配管106を通って低圧蒸気タービン4に送られ
る。この漏れ蒸気は途中で高圧蒸気タービンランド漏れ
蒸気系108の漏れ蒸気配管109を通る漏れ蒸気と合
流させて低圧蒸気タービン5に送ってもよい。この低圧
蒸気タービン5では、漏れ蒸気のもつエネルギが回収さ
れ、利用される。このように、漏れ蒸気回収部87は低
圧蒸気タービン5に接続されるため、ここでの蒸気圧力
は冷却蒸気回収部45より低下する。A part of the steam recovered in the cooling steam recovery unit 45 for cooling the high temperature part of the steam cooling gas turbine 27 and passing through the steam sealing means 100 leaks the steam recovery unit 8.
You will be guided to 7. The leaked steam recovered by the leaked steam recovery unit 87 is sent to the low-pressure steam turbine 4 through the leaked steam pipe 106 of the gas turbine ground leaked steam system 105. This leaked steam may be joined to the leaked steam passing through the leaked steam pipe 109 of the high pressure steam turbine land leaked steam system 108 and sent to the low pressure steam turbine 5. In the low-pressure steam turbine 5, the energy of the leaked steam is recovered and used. Since the leaked steam recovery unit 87 is connected to the low-pressure steam turbine 5 in this way, the steam pressure here is lower than that in the cooling steam recovery unit 45.
【0105】また、ガスタービングランド41の漏れ蒸
気回収部87から漏れる蒸気はシール蒸気部88に回収
される。このシール蒸気部88はガスタービングランド
シール蒸気系111のシール蒸気配管84を介してシー
ル蒸気ヘッダ62に接続されており、シール蒸気ヘッダ
62に漏れ蒸気が送られる。シール蒸気ヘッダ62には
高圧蒸気タービングランドシール蒸気系113のシール
蒸気配管80も接続されており、高圧蒸気タービングラ
ンド73からの漏れ蒸気と合流する。これらのシール蒸
気部88,77から回収されたシール蒸気(漏れ蒸気)
は低圧蒸気タービングランドシール蒸気管81を介して
低圧蒸気タービングランド74のシール蒸気部78に送
られ、低圧蒸気タービン5のシール蒸気に使われる。The steam leaking from the leaked steam recovery section 87 of the gas turbine gland 41 is recovered by the seal steam section 88. The seal steam section 88 is connected to the seal steam header 62 via the seal steam pipe 84 of the gas turbine ground seal steam system 111, and leak steam is sent to the seal steam header 62. The seal steam header 62 is also connected to the seal steam pipe 80 of the high pressure steam turbine gland seal steam system 113, and joins with the leaked steam from the high pressure steam turbine gland 73. Seal steam (leak steam) recovered from these seal steam units 88 and 77
Is sent to the seal steam section 78 of the low pressure steam turbine gland 74 via the low pressure steam turbine gland seal steam pipe 81, and is used as the seal steam of the low pressure steam turbine 5.
【0106】さらに、シール蒸気ヘッダ62はシール蒸
気逃がし配管85を介して復水器12に接続されてお
り、このシール蒸気逃がし配管85に設けられた圧力調
整弁としてのシール蒸気逃がし弁86により、常に大気
圧よりも若干高い圧力に設定されている。一方、低圧蒸
気タービン5は大気圧以下に保持されているため、低圧
蒸気タービングランドシール蒸気管81から低圧蒸気タ
ービングランド74に供給されたシール蒸気は低圧蒸気
タービン5の内部に流入する。Further, the seal steam header 62 is connected to the condenser 12 via the seal steam escape pipe 85, and the seal steam escape valve 86 as a pressure adjusting valve provided in the seal steam escape pipe 85 The pressure is always set slightly higher than atmospheric pressure. On the other hand, since the low-pressure steam turbine 5 is maintained at the atmospheric pressure or lower, the seal steam supplied from the low-pressure steam turbine gland seal steam pipe 81 to the low-pressure steam turbine gland 74 flows into the low-pressure steam turbine 5.
【0107】蒸気冷却ガスタービン27と高圧蒸気ター
ビン3から供給されるシール蒸気が低圧蒸気タービン5
で必要なシール蒸気の量よりも多い場合はシール蒸気逃
がし弁86にて圧力調整を行ないながら復水器12に余
剰蒸気を逃がし、常にシール蒸気ヘッダ62の圧力を大
気圧よりも若干高い所要値に保っている。このため、ガ
スタービングランド41のシール蒸気部88でも再び圧
力は図3に示されるように低下する。The seal steam supplied from the steam cooling gas turbine 27 and the high pressure steam turbine 3 is the low pressure steam turbine 5.
If the amount of the sealing steam is larger than the required amount, the sealing steam relief valve 86 adjusts the pressure to allow the surplus steam to escape to the condenser 12, and always keep the pressure of the sealing steam header 62 slightly higher than the atmospheric pressure. Keep it at. Therefore, the pressure of the seal steam portion 88 of the gas turbine gland 41 again decreases as shown in FIG.
【0108】最後に、ガスタービングランド41のシー
ル蒸気部88がさらに漏れた蒸気はシール蒸気排出部8
9に流入する。このシール蒸気排出部89にはガスター
ビングランドシール蒸気排出管115が接続されてお
り、漏れシール蒸気は高圧蒸気タービンググランドシー
ル蒸気排出管120と低圧蒸気タービングランドシール
蒸気排出管122からの漏れ蒸気と合流して、グランド
蒸気コンデンサ117に導かれる。このグランド蒸気コ
ンデンサ117では漏れ蒸気は蒸気タービン3,4,5
の復水と熱交換を行なう。Finally, the steam leaked further from the seal steam section 88 of the gas turbine gland 41 is discharged to the seal steam discharge section 8
Flow into 9 A gas turbine gland seal steam discharge pipe 115 is connected to the seal steam discharge portion 89, and the leak seal steam is leaked from the high pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 120 and the low pressure steam turbine gland seal steam discharge pipe 122. And is led to the ground vapor condenser 117. In this gland steam condenser 117, the leaked steam is steam turbines 3, 4, 5
Condensate and heat exchange.
【0109】また、グランド蒸気コンデンサ117には
グランド蒸気排風機123が設置され、コンデンサ11
7内を常に大気圧よりも低い圧力に保っており、これに
より、シール蒸気排出部89も大気圧力以下に保たれ
る。このため、シール蒸気排出部89には漏れシール蒸
気と大気からの空気の双方が吸い込まれる。吸い込まれ
た漏れシール蒸気と大気の混合気はグランド蒸気コンデ
ンサ117に案内され、ここで、蒸気は熱交換により復
水に戻され、また、空気はグランド蒸気排風機123か
ら再び大気に戻される。この戻し効果によりシール蒸気
排出部89は図3に示されるように大気圧よりも常時低
く保たれ、この結果、ガスタービングランド41はグラ
トンシール部43によりガスタービン27の冷却蒸気は
完全に軸シールされることになる。蒸気タービン3,5
についても同様に軸シールされる。Further, a grand steam exhauster 123 is installed in the gland steam condenser 117, and the condenser 11
The inside of 7 is always kept at a pressure lower than the atmospheric pressure, so that the seal vapor discharge portion 89 is also kept at the atmospheric pressure or lower. Therefore, both the leaked seal steam and the air from the atmosphere are sucked into the seal steam discharge portion 89. The sucked mixture of leak seal steam and the atmosphere is guided to the gland steam condenser 117, where the steam is returned to the condensate by heat exchange, and the air is returned from the gland steam exhauster 123 to the atmosphere again. Due to this returning effect, the seal steam discharge portion 89 is always kept lower than the atmospheric pressure as shown in FIG. 3, and as a result, the gas turbine gland 41 is completely sealed by the Graton seal portion 43 so that the cooling steam of the gas turbine 27 is completely sealed. Will be done. Steam turbine 3,5
Similarly, the shaft is sealed.
【0110】この蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
ト20では蒸気冷却ガスタービン27と蒸気タービン
3,4,5はタービングランド41,73,74に設け
られたグランドシール部43,75,76によりタービ
ンロータ40,82の軸シールが確実かつ完全に行なわ
れる。これにより、ガスタービン27の冷却蒸気等は完
全にシールされる。一方、蒸気冷却ガスタービン27
は、起動運転初期で立ち上がった後(起動中期)には、
補助蒸気により、起動運転の中期から後期にかけては排
熱回収ボイラ22からのボイラ発生蒸気により、また、
定常運転時には高圧蒸気タービン3のタービン排気(タ
ービン抽気でもよい)を冷却蒸気として用いたので、ガ
スタービン27は蒸気冷却媒体として有効的かつ高率よ
く冷却される。この蒸気冷却のため、ガスタービン27
の入口燃焼ガス温度を例えば高温化(1300℃〜15
00℃)あるいは超高温化(1500℃以上)させるこ
とができ、熱効率の向上、ひいては、プラント効率の向
上を図ることができる。In this steam cooling combined cycle plant 20, the steam cooling gas turbine 27 and the steam turbines 3, 4, 5 are turbine rotors 40, 82 by the gland seal portions 43, 75, 76 provided on the turbine glands 41, 73, 74. The shaft seal is securely and completely performed. As a result, the cooling steam of the gas turbine 27 is completely sealed. On the other hand, the steam cooling gas turbine 27
After starting up at the beginning of start-up operation (middle start-up),
By the auxiliary steam, the steam generated from the exhaust heat recovery boiler 22 from the middle stage to the latter stage of the start-up operation,
Since the turbine exhaust of the high-pressure steam turbine 3 (which may be turbine extraction air) is used as the cooling steam during the steady operation, the gas turbine 27 is effectively and efficiently cooled as a steam cooling medium. Because of this steam cooling, the gas turbine 27
The inlet combustion gas temperature of the
(00 ° C.) or an ultrahigh temperature (1500 ° C. or higher) can be performed, and thermal efficiency can be improved, and plant efficiency can be improved.
【0111】なお、本発明の一実施の形態においては、
蒸気冷却ガスタービン27のタービングランド41内の
中央部に冷却蒸気供給部44をその周辺に冷却蒸気回収
部45を形成し、冷却蒸気供給部44と冷却蒸気回収部
45を同心状に形成した例を示したが、ガスタービング
ランド41に冷却蒸気を供給し、回収する構造は、種々
の変形例が考えられる。In one embodiment of the present invention,
An example in which a cooling steam supply unit 44 is formed in the center of the turbine gland 41 of the steam cooling gas turbine 27, a cooling steam recovery unit 45 is formed around it, and the cooling steam supply unit 44 and the cooling steam recovery unit 45 are formed concentrically. However, various modified examples of the structure for supplying and recovering the cooling steam to the gas turbine gland 41 can be considered.
【0112】例えば、ガスタービングランド41Aを図
7に示すように構成し、冷却蒸気供給部44Aと冷却蒸
気回収部45Aを図2に示すガスタービングランド構造
とは逆にしてもよい。ガスタービン27のタービンロー
タ40の軸孔内に冷却蒸気ガイドパイプ92を挿入して
形成される冷却蒸気供給部44Aと冷却蒸気回収部45
Aにおいて、冷却蒸気供給部44Aをトーラス状あるい
はスリーブ状に形成し、その中央部に冷却蒸気回収部4
5Aを形成してもよい。For example, the gas turbine gland 41A may be constructed as shown in FIG. 7, and the cooling steam supply section 44A and the cooling steam recovery section 45A may be reversed from the gas turbine gland structure shown in FIG. Cooling steam supply section 44A and cooling steam recovery section 45 formed by inserting cooling steam guide pipe 92 into the axial hole of turbine rotor 40 of gas turbine 27.
In A, the cooling steam supply unit 44A is formed in a torus shape or a sleeve shape, and the cooling steam recovery unit 4 is provided in the center thereof.
5A may be formed.
【0113】冷却蒸気をガスタービンロータ40と冷却
蒸気ガイドパイプ92の間からスリーブ状流路を介して
供給し、冷却蒸気ガイドパイプ92の内部から回収する
実施例である。ガスタービンロータ40には図示しない
軸受が設置されており、ガスタービングランド41のタ
ービンロータ温度はあまり高くないことが望ましい。図
7の実施例では、ガスタービン冷却前の比較的温度が低
い冷却蒸気をタービンロータ40内部周辺に供給してい
るため、軸受部130の温度を低く保つことができる。In this embodiment, the cooling steam is supplied from between the gas turbine rotor 40 and the cooling steam guide pipe 92 through the sleeve-shaped flow path, and is recovered from the inside of the cooling steam guide pipe 92. A bearing (not shown) is installed in the gas turbine rotor 40, and the turbine rotor temperature of the gas turbine gland 41 is preferably not so high. In the embodiment of FIG. 7, since the cooling steam having a relatively low temperature before cooling the gas turbine is supplied to the inside of the turbine rotor 40, the temperature of the bearing portion 130 can be kept low.
【0114】また、図2および図7では、蒸気冷却ガス
タービン27のタービングランド41,41Aに設けら
れるグランドシールハウジング90の原理的構造を示し
たが、実際のグランドシールハウジング90において
は、加工性を考慮して種々の変形例が考えられる。グラ
ンドシールハウジング90は図2や図7に示すように1
つのケースを複雑な形状に加工する必要は必ずしもな
く、複数のケース部品を組み合せたものでもよい。グラ
ンドシールハウジング90はタービンロータ40との間
にグランドシール部43を形成し、グランドシール部4
3に漏れ蒸気回収部87とシール蒸気部88とシール蒸
気排出部89とを形成するとともに、内部に冷却蒸気供
給部44;44Aと冷却蒸気回収部45;45Aとを形
成したものであればよい。2 and 7, the principle structure of the gland seal housing 90 provided in the turbine glands 41 and 41A of the steam cooling gas turbine 27 is shown, but in the actual gland seal housing 90, the workability is improved. Considering the above, various modified examples are possible. The gland seal housing 90 has a structure shown in FIG.
It is not always necessary to process one case into a complicated shape, and a plurality of case parts may be combined together. The gland seal housing 90 forms a gland seal part 43 between the gland seal housing 90 and the turbine rotor 40.
3, a leakage steam recovery part 87, a seal steam part 88, and a seal steam discharge part 89 are formed, and a cooling steam supply part 44; 44A and a cooling steam recovery part 45; 45A are formed inside. .
【0115】さらに、蒸気冷却ガスタービン27のター
ビングランド41,41Aは、ガスタービンロータ40
の軸端部を軸方向に覆設した例を示したが、必ずしもこ
れに限定されず、ガスタービンロータ40の途中を局所
的に軸方向に覆設したものでもよい。タービンロータ4
0の途中を部分的に覆設してタービングランドを形成し
たものでは、タービングランドの軸方向両側にグランド
シール部43が形成される。Further, the turbine glands 41 and 41A of the steam cooling gas turbine 27 are connected to the gas turbine rotor 40.
Although the example in which the shaft end portion is covered in the axial direction is shown, the invention is not necessarily limited to this, and the gas turbine rotor 40 may be locally covered in the axial direction. Turbine rotor 4
In the case where the turbine gland is formed by partially covering the middle of 0, the gland seal portions 43 are formed on both sides in the axial direction of the turbine gland.
【0116】[0116]
【発明の効果】本発明に係る蒸気冷却ガスタービンおよ
びこのガスタービンを備えた蒸気冷却コンバインドサイ
クルプラントにおいては、ガスタービンのタービン高温
部に冷却蒸気を供給する冷却蒸気供給部を設け、この冷
却蒸気供給部を周囲環境の大気圧力からシールするグラ
ンドシール部を設けたので、周囲環境の大気圧力から内
部を効率よく有効的にシールすることができ、かつガス
タービンの冷却媒体に蒸気を使用して冷却効率を向上さ
せ、熱効率の向上を図ることができる。In the steam-cooled gas turbine according to the present invention and the steam-cooled combined cycle plant equipped with this gas turbine, a cooling steam supply section for supplying cooling steam to the high temperature part of the turbine of the gas turbine is provided. Since the gland seal part that seals the supply part from the atmospheric pressure of the surrounding environment is provided, the inside can be efficiently and effectively sealed from the atmospheric pressure of the surrounding environment, and steam is used as the cooling medium of the gas turbine. It is possible to improve cooling efficiency and thermal efficiency.
【0117】また、本発明に係る蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントにおいては、ガスタービンの少なくと
もグランドシール部のタービンロータ内部に冷却蒸気ガ
イドパイプを軸方向に挿設して2重管構造とすることに
より、冷却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とを分離させる
ことがてき、タービン高温部を冷却した蒸気を分離され
た冷却蒸気回収部に有効的に回収し、温度上昇した蒸気
を効率よく熱回収することが可能となる。その際、冷却
蒸気供給部をタービンロータにスリーブ状あるいはトー
ラス状に形成し、タービンロータの軸孔周辺から冷却蒸
気を供給することにより、ガスタービンロータの温度上
昇を効率よく防止することができる。In the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, a cooling steam guide pipe is axially inserted into at least the inside of the turbine rotor of the gland seal portion of the gas turbine to form a double pipe structure. The cooling steam supply part and the cooling steam recovery part can be separated, and the steam that has cooled the turbine high temperature part can be effectively recovered by the separated cooling steam recovery part, and the temperature-raised steam can be efficiently recovered by heat. Is possible. At this time, the cooling steam supply unit is formed in a sleeve shape or a torus shape in the turbine rotor and the cooling steam is supplied from around the shaft hole of the turbine rotor, whereby the temperature rise of the gas turbine rotor can be efficiently prevented.
【0118】さらに、蒸気冷却ガスタービンのグランド
シール部に形成される冷却蒸気供給部および冷却蒸気回
収部の少なくとも一方に、冷却蒸気押込みファンあるい
は冷却蒸気吸込ファンを設け、上記ファンをガスタービ
ンの回転側に設置することにより、複雑な流路を経てガ
スタービン内部を流れる冷却蒸気の圧力損失を軽減、あ
るいは小さくし、充分な冷却蒸気量を確保することがで
きる。冷却蒸気量を確保することにより、ガスタービン
の冷却効率の向上が図れ、ガスタービン入口燃焼ガス温
度の高温化あるいは超高温化を図ることができる。Further, at least one of the cooling steam supply portion and the cooling steam recovery portion formed in the gland seal portion of the steam cooling gas turbine is provided with a cooling steam pushing fan or a cooling steam suction fan, and the fan is used to rotate the gas turbine. By installing on the side, the pressure loss of the cooling steam flowing through the gas turbine through a complicated flow path can be reduced or reduced, and a sufficient amount of cooling steam can be secured. By securing the amount of cooling steam, the cooling efficiency of the gas turbine can be improved, and the combustion gas temperature at the gas turbine inlet can be raised to a high temperature or an extremely high temperature.
【0119】さらにまた、本発明に係る蒸気冷却コンバ
インドサイクルプラントにおいては、ガスタービンに高
圧蒸気タービン,排熱回収ボイラ,主蒸気系あるいは補
助蒸気供給系等の冷却蒸気供給源から冷却蒸気を供給す
るガスタービン冷却蒸気供給系と、ガスタービンのター
ビン高温部を冷却した蒸気を蒸気タービン,シール蒸気
ヘッダあるいは復水器等の冷却蒸気回収源に回収するガ
スタービン冷却蒸気回収系を設けたのて、定格運転時の
みならず、起動運転時にもガスタービンを蒸気を冷却媒
体として用いて円滑かつスムーズに供給でき、ガスター
ビンの冷却効率の向上を図ることができる。排熱回収ボ
イラや蒸気タービンからガスタービンの冷却蒸気が得ら
れない起動運転時にも、ガスタービンの冷却を行なうこ
とができる。Furthermore, in the steam cooling combined cycle plant according to the present invention, cooling steam is supplied to the gas turbine from a cooling steam supply source such as a high pressure steam turbine, an exhaust heat recovery boiler, a main steam system or an auxiliary steam supply system. A gas turbine cooling steam supply system and a gas turbine cooling steam recovery system for recovering the steam that has cooled the high temperature part of the gas turbine to a cooling steam recovery source such as a steam turbine, a seal steam header or a condenser are provided. The gas turbine can be smoothly and smoothly supplied by using the steam as the cooling medium not only during the rated operation but also during the startup operation, and the cooling efficiency of the gas turbine can be improved. The gas turbine can be cooled even during the start-up operation when the cooling steam for the gas turbine cannot be obtained from the exhaust heat recovery boiler or the steam turbine.
【0120】また、本発明に係る蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントにおいては、ボイラ蒸気や主蒸気をガ
スタービンの冷却蒸気として使うことができ、プラント
起動運転時に、排熱回収ボイラからボイラ加熱蒸気(主
蒸気)が発生してきた時点で、発生した蒸気を蒸気ター
ビンをバイパスさせてガスタービンの冷却媒体として使
用でき、ガスタービンの冷却を効率よく有効的に行なう
ことができる。Further, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, boiler steam and main steam can be used as cooling steam for the gas turbine, and during the plant start-up operation, the boiler heating steam (main steam) ) Is generated, the generated steam can be used as a cooling medium for the gas turbine by bypassing the steam turbine, and the gas turbine can be efficiently and effectively cooled.
【0121】さらに、本発明に係る蒸気冷却コンバイン
ドサイクルプラントにおいては、ガスタービン冷却後の
蒸気を復水器に導く配管をガスタービン冷却蒸気回収系
に設け、上記配管に圧力調整弁,蒸気閉止弁および減温
器を設置することにより、コンバインドサイクルプラン
トの起動運転時に、ガスタービン冷却後の蒸気を蒸気タ
ービンをバイパスさせて復水器に流すことができ、有効
な熱回収を図ることがで可能となる一方、本発明に係る
蒸気冷却コンバインドサイクルプラントにおいては、ガ
スタービングランドに形成されるグランドシール部に漏
れ蒸気回収部,シール蒸気部およびシール蒸気排出部を
シール手段を介してそれぞれ形成し、このグランドシー
ル部で冷却蒸気供給部あるいは冷却蒸気回収部を周囲環
境から分離させたので、ガスタービンの軸シールを有効
的かつ完全に行なうことができる。Further, in the steam cooling combined cycle plant according to the present invention, a pipe for guiding the steam after cooling the gas turbine to the condenser is provided in the gas turbine cooling steam recovery system, and the pressure adjusting valve and the steam shutoff valve are provided in the pipe. By installing a desuperheater and a desuperheater, the steam after cooling the gas turbine can bypass the steam turbine and flow to the condenser during the startup operation of the combined cycle plant, which enables effective heat recovery. On the other hand, in the steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, a leak steam recovery section, a seal steam section and a seal steam discharge section are respectively formed in the gland seal section formed in the gas turbine gland through the sealing means, This gland seal part separated the cooling steam supply part or cooling steam recovery part from the surrounding environment. In can be carried out effectively and complete the shaft seal of a gas turbine.
【0122】また、漏れ蒸気回収部にガスタービン漏れ
蒸気回収系が接続されて蒸気タービンあるいは復水器に
接続され、この漏れ蒸気回収系は蒸気タービン漏れ蒸気
回収系と協働可能に構成されたので、漏れ蒸気回収系の
共用化が図れ、配管が簡素化さる。A gas turbine leakage steam recovery system is connected to the leakage steam recovery unit and connected to a steam turbine or a condenser, and this leakage steam recovery system is constructed to be able to cooperate with the steam turbine leakage steam recovery system. Therefore, the leaked steam recovery system can be shared and the piping can be simplified.
【0123】さらに、シール蒸気部はガスタービンシー
ル蒸気系によりシール蒸気ヘッダ,復水器等のシール蒸
気源に接続され、シール蒸気の供給や回収が行なわれる
一方、上記ガスタービンシール蒸気系は蒸気タービンシ
ール蒸気系と協働可能に構成したので、シール蒸気系の
共用化が図れ、配管が簡素化される。Further, the seal steam section is connected to a seal steam source such as a seal steam header and a condenser by a gas turbine seal steam system to supply and recover the seal steam, while the gas turbine seal steam system is operated by the steam system. Since it is configured to be able to cooperate with the turbine seal steam system, the seal steam system can be shared and the piping can be simplified.
【0124】さらにまた、シール蒸気排出部はガスター
ビンシール蒸気排出系によりグランド蒸気コンデンサに
接続される一方、このコンデンサには蒸気タービンシー
ル蒸気排出系も接続され、コンデンサの共通化が図れる
一方、両シール蒸気排出系を協働可能に構成したので、
その配管の共用化が図れ、簡素化される。Furthermore, the seal steam discharge part is connected to the gland steam condenser by the gas turbine seal steam discharge system, and the steam turbine seal steam discharge system is also connected to this condenser, so that the condenser can be made common while Since the seal vapor discharge system is configured to be collaborative,
The piping can be shared and simplified.
【0125】蒸気冷却ガスタービンのタービングランド
にガスタービン漏れ蒸気回収系とシール蒸気系と、シー
ル蒸気排出系とをそれぞれ設置し、これらのガスタービ
ン漏れ蒸気回収系とシール蒸気系とシール蒸気排出系を
蒸気タービンからの各系統と共有させることにより、漏
れ蒸気は復水器あるいは蒸気タービンに回収され、シー
ル蒸気はシール蒸気ヘッダに回収されて、高圧蒸気ター
ビンのシール蒸気と合流して、低圧蒸気タービンのシー
ル蒸気として利用され、なおかつ、シール蒸気排出系か
らはシール蒸気の漏れ蒸気と大気からの空気を吸い込
み、グランド蒸気コンデンサに送ることにより、ガスタ
ービンの軸シールを完全にすることができる。A gas turbine leak steam recovery system, a seal steam system, and a seal steam exhaust system are installed in the turbine gland of the steam cooling gas turbine, and these gas turbine leak steam recovery system, seal steam system, and seal steam exhaust system are installed. By sharing the steam with each system from the steam turbine, the leaked steam is recovered by the condenser or steam turbine, and the seal steam is recovered by the seal steam header and merges with the seal steam of the high pressure steam turbine to generate low pressure steam. The shaft seal of the gas turbine can be perfected by being used as the seal steam of the turbine and sucking the leak steam of the seal steam and the air from the atmosphere from the seal steam discharge system and sending it to the gland steam condenser.
【0126】他方、本発明に係る蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントの運転方法においては、ガスタービン
の起動初期に補助蒸気を用いてガスタービンを蒸気冷却
し、冷却後の高温となった蒸気を復水器に減温器を介し
て回収することにより、排熱回収ボイラや蒸気タービン
から冷却蒸気が得られないプラント起動運転時にもガス
タービンを蒸気で冷却することができ、なおかつ残りの
補助蒸気は蒸気タービンのシール蒸気として使用し、蒸
気タービンの真空上昇を同時に行なうことができる。On the other hand, in the method of operating a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention, the gas turbine is steam-cooled by using the auxiliary steam in the initial stage of starting the gas turbine, and the steam that has become high in temperature after cooling is condensed in the condenser. By recovering it through a desuperheater, the gas turbine can be cooled with steam even during plant start-up operation when cooling steam cannot be obtained from the exhaust heat recovery boiler or steam turbine, and the remaining auxiliary steam is used as steam turbine. It can be used as the seal steam of the steam turbine to simultaneously raise the vacuum of the steam turbine.
【0127】さらに、本発明に係る蒸気冷却コンバイン
ドサイクルプラントの運転方法においては、コンバイン
ドサイクルプラントの起動運転時で、排熱回収ボイラに
蒸気が発生してきた時点でガスタービンの冷却蒸気をボ
イラ蒸気あるいは主蒸気に切り換え、同時に蒸気タービ
ンの真空上昇を行ない、なおかつ、真空上昇が終了した
時点では、ガスタービン冷却後の蒸気は中圧蒸気タービ
ンに再熱弁を介して注入し、中圧蒸気タービンて回転上
昇と負荷上昇を行なうことを可能にし、熱回収を効果的
に行なうことができる。Further, in the method for operating a steam cooling combined cycle plant according to the present invention, at the time of starting operation of the combined cycle plant, when steam is generated in the exhaust heat recovery boiler, the cooling steam for the gas turbine is changed to boiler steam or When switching to main steam and simultaneously raising the vacuum of the steam turbine, and when the vacuum rise ends, the steam after cooling the gas turbine is injected into the medium-pressure steam turbine through the reheat valve, and is rotated by the medium-pressure steam turbine. It is possible to increase the load and increase the load, and heat can be effectively recovered.
【0128】さらにまた、本発明に係る蒸気冷却コンバ
インドサイクルプラントの運転方法においては、ガスタ
ービンの冷却蒸気回収部からの漏れ蒸気は、まず、蒸気
タービンに回収し、シール蒸気は高圧蒸気タービンの漏
れ蒸気と合流させて、低圧タービンのシール蒸気として
使われる。さらにガスタービンのグランドシール排出蒸
気は大気からの混入空気と合流し、グランドシールコン
デンサに導かれるため、ガスタービンのシールを完全に
行なうことができる。Furthermore, in the method for operating a steam cooling combined cycle plant according to the present invention, the leaked steam from the cooling steam recovery section of the gas turbine is first recovered by the steam turbine, and the seal steam is leaked by the high pressure steam turbine. Combined with steam, it is used as sealing steam for low-pressure turbines. Further, the steam discharged from the gland seal of the gas turbine merges with the mixed air from the atmosphere and is guided to the gland seal condenser, so that the gas turbine can be completely sealed.
【図1】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントの一実施形態を示す系統図で、定格運転時のガス
タービン用冷却蒸気によるシール状態を示す図。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a steam cooling combined cycle plant according to the present invention, and is a diagram showing a sealed state by cooling steam for a gas turbine during a rated operation.
【図2】本発明に係る蒸気冷却形のタービングランドの
シール構造を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a seal structure of a steam-cooled turbine gland according to the present invention.
【図3】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントが定格運転時をとるときのガスタービングランド
の圧力分布を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a pressure distribution of the gas turbine gland when the steam cooling combined cycle plant according to the present invention is in a rated operation.
【図4】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントにおいて、補助蒸気をガスタービンの冷却媒体と
して使用したプラント起動運転を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a plant start-up operation in which auxiliary steam is used as a cooling medium for a gas turbine in a steam-cooled combined cycle plant according to the present invention.
【図5】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントにおいて、ガスタービンの起動運転および負荷上
昇運転時に、主蒸気を冷却蒸気として用い、同時に蒸気
タービンの起動と負荷上昇運転を行なう場合のガスター
ビンの冷却蒸気シールと蒸気タービンの起動方法を説明
する図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a gas turbine combined cycle plant according to the present invention, in which the main steam is used as cooling steam at the time of starting operation and load increasing operation of the gas turbine, and the steam turbine is started and load increasing operation at the same time. The figure explaining the starting method of a cooling steam seal and a steam turbine.
【図6】本発明に係る蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントの起動運転時のガスタービンでの圧力分布を示す
説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing the pressure distribution in the gas turbine during start-up operation of the steam cooling combined cycle plant according to the present invention.
【図7】蒸気冷却ガスタービンのタービングランドの外
周側から冷却蒸気を供給し、内周側から回収するタービ
ングランドのシール構造を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a seal structure of a turbine gland that supplies cooling steam from the outer peripheral side of a turbine gland of a steam cooling gas turbine and recovers it from the inner peripheral side.
【図8】ガスタービンの冷却に空気冷却を採用した従来
のコンバインドサイクルプラントを示す系統図。FIG. 8 is a system diagram showing a conventional combined cycle plant that employs air cooling for cooling a gas turbine.
3 高圧蒸気タービン 4 中圧蒸気タービン 5 低圧蒸気タービン 6 高圧蒸気タービングランド 6a,7a シール蒸気排出部 6b,7b シール蒸気部 6c 漏れ蒸気部 7 低圧蒸気タービングランド 10 シール蒸気ヘッダ 12 復水器 17 グランド蒸気コンデンサ 20 蒸気冷却コンバインドサイクルプラント 21 ガスタービンプラント 22 排熱回収ボイラ 23 蒸気タービンプラント 25 圧縮機 26 燃焼器 27 蒸気冷却ガスタービン 29 復水給水系 30 主蒸気系 31 再熱蒸気系 33 主蒸気配管 34 主蒸気閉止弁 35 主蒸気加減弁 36 低温再熱配管 37 高温再熱蒸気配管 38 高温再熱蒸気閉止弁 39 再熱弁 40 タービンロータ 41,41A ガスタービングランド 43 グランドシール部 44,44A 冷却蒸気供給部 45,45A 冷却蒸気回収部 46 ガスタービン冷却蒸気供給系 47 タービン冷却部 48 ガスタービン冷却蒸気回収系 49 タービン冷却蒸気供給配管 50 補助蒸気供給系 51 タービン冷却蒸気閉止た 52 ボイラ冷却蒸気供給配管 53 補助冷却蒸気供給配管 54 ボイラ冷却蒸気閉止弁 55 ボイラ冷却蒸気調節弁 56 冷却蒸気閉止弁 58 補助蒸気ヘッダ 59 シール蒸気供給配管 60 シール蒸気閉止弁 61 シール蒸気調節弁 62 シール蒸気ヘッダ 63 補助冷却蒸気閉止弁 65 ガスタービン冷却蒸気回収配管 66 冷却蒸気回収弁 68 冷却蒸気逃がし配管 69 冷却蒸気逃がし閉止弁 70 冷却蒸気逃がし弁(調整弁) 71 減温器 73 高圧蒸気タービングランド 74 低圧蒸気タービングランド 75,76 グランドシール部 77,78 シール蒸気部 80 高圧蒸気タービングランドシール蒸気管 81 低圧蒸気タービングランドシール蒸気管 82 タービンロータ 84 ガスタービングランドシール蒸気配管 85 シール蒸気逃がし配管 86 シール蒸気逃がし弁 87 漏れ蒸気回収部 88 シール蒸気部 89 シール蒸気排出部 90 グランドシールハウジング 91 接続フランジ 92 蒸気ガイドパイプ 93 軸孔 94 スペーサ 95 蒸気シール手段(ラビリンスパッキン) 97 冷却蒸気押込みファン 98 冷却蒸気吸込ファン 100 蒸気シール手段 101 中間シール手段 102 排気側シール手段(シール蒸気シール手段) 103 大気側シール手段 105 ガスタービングランド漏れ蒸気回収系 106 漏れ蒸気回収配管 107 蒸気閉止弁 108 蒸気タービン漏れ蒸気回収系 109 高圧蒸気タービン漏れ蒸気配管 111 ガスタービンシール蒸気系 113 蒸気タービンシール蒸気系 115 ガスタービン蒸気排出系 116 シール蒸気排出配管 117 グランド蒸気コンデンサ 118 蒸気タービンシール蒸気排出系 119,121 シール蒸気排出部 123 グランド蒸気排風機 3 High-pressure steam turbine 4 Medium-pressure steam turbine 5 Low-pressure steam turbine 6 High-pressure steam turbine gland 6a, 7a Seal steam discharge part 6b, 7b Seal steam part 6c Leakage steam part 7 Low-pressure steam turbine gland 10 Seal steam header 12 Condenser 17 Gland Steam condenser 20 Steam cooling combined cycle plant 21 Gas turbine plant 22 Exhaust heat recovery boiler 23 Steam turbine plant 25 Compressor 26 Combustor 27 Steam cooling gas turbine 29 Condensate water supply system 30 Main steam system 31 Reheat steam system 33 Main steam pipe 34 Main Steam Shutoff Valve 35 Main Steam Control Valve 36 Low Temperature Reheat Pipe 37 High Temperature Reheat Steam Pipe 38 High Temperature Reheat Steam Stop Valve 39 Reheat Valve 40 Turbine Rotor 41, 41A Gas Turbine Gland 43 Gland Seal Part 44, 44A Cooling Steam Supply Department 45, 45A Cooling steam recovery unit 46 Gas turbine cooling steam supply system 47 Turbine cooling unit 48 Gas turbine cooling steam recovery system 49 Turbine cooling steam supply pipe 50 Auxiliary steam supply system 51 Turbine cooling steam closed 52 Boiler cooling steam supply pipe 53 Auxiliary Cooling steam supply pipe 54 Boiler cooling steam stop valve 55 Boiler cooling steam control valve 56 Cooling steam stop valve 58 Auxiliary steam header 59 Seal steam supply pipe 60 Seal steam stop valve 61 Seal steam control valve 62 Seal steam header 63 Auxiliary cooling steam stop valve 65 Gas Turbine Cooling Steam Recovery Pipe 66 Cooling Steam Recovery Valve 68 Cooling Steam Relief Pipe 69 Cooling Steam Relief Stop Valve 70 Cooling Steam Relief Valve (Regulator Valve) 71 Desuperheater 73 High Pressure Steam Turbine Ground 74 Low Pressure Steam Turbine Ground 75,76 Ground sticker 77,78 Seal steam part 80 High-pressure steam turbine gland seal steam pipe 81 Low-pressure steam turbine gland seal steam pipe 82 Turbine rotor 84 Gas turbine gland seal steam pipe 85 Seal steam escape pipe 86 Seal steam relief valve 87 Leak steam recovery part 88 Seal steam Part 89 Seal steam discharge part 90 Gland seal housing 91 Connection flange 92 Steam guide pipe 93 Shaft hole 94 Spacer 95 Steam sealing means (labyrinth packing) 97 Cooling steam pushing fan 98 Cooling steam suction fan 100 Steam sealing means 101 Intermediate sealing means 102 Exhaust Side seal means (seal steam seal means) 103 Atmosphere side seal means 105 Gas turbine ground Leakage steam recovery system 106 Leaked steam recovery pipe 107 Steam stop valve 108 Steam turbine Leakage steam recovery system 109 High-pressure steam turbine leak steam piping 111 Gas turbine seal steam system 113 Steam turbine seal steam system 115 Gas turbine steam discharge system 116 Seal steam discharge pipe 117 Grand steam condenser 118 Steam turbine seal steam discharge system 119,121 Seal steam Exhaust part 123 Grand steam blower
Claims (21)
冷却する蒸気冷却ガスタービンにおいて、前記タービン
高温部のタービン部品を蒸気冷却するタービン冷却部
と、このタービン冷却部に冷却蒸気を供給する冷却蒸気
供給部と、この冷却蒸気供給部を周囲環境の大気圧力か
ら軸シールするグランドシール部とを設け、上記グラン
ドシール部はタービンロータの少なくとも一側に設けた
ことを特徴とする蒸気冷却ガスタービン。1. A steam cooling gas turbine for cooling a turbine high temperature part of a gas turbine with steam, and a turbine cooling part for cooling turbine parts of the turbine high temperature part with steam, and cooling steam for supplying cooling steam to the turbine cooling part. A steam cooling gas turbine, characterized in that a supply part and a gland seal part for axially sealing the cooling steam supply part from the atmospheric pressure of the surrounding environment are provided, and the gland seal part is provided on at least one side of the turbine rotor.
とも一側にグランドシールハウジングを設け、このグラ
ンドシールハウジングはタービンロータを部分的に軸方
向に覆設し、上記グランドシールハウジング内に冷却蒸
気供給部と冷却蒸気回収部とを区画して形成し、上記冷
却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とをグランドシール部に
より大気圧力から軸シールした請求項1記載の蒸気冷却
ガスタービン。2. A gas turbine is provided with a gland seal housing on at least one side of a turbine rotor, the gland seal housing partially covering the turbine rotor in an axial direction, and a cooling steam supply part is provided in the gland seal housing. 2. The steam-cooled gas turbine according to claim 1, wherein the steam-cooled gas recovery unit is partitioned and formed, and the cooling steam supply unit and the cooling steam recovery unit are axially sealed from atmospheric pressure by a gland seal unit.
ンロータの内部に冷却蒸気ガイドパイプを軸方向に挿設
して2重管構造とし、上記冷却蒸気ガイドパイプにより
グランドシール部内に冷却蒸気供給部と冷却蒸気回収部
とを分離させて形成した請求項1または2記載の蒸気冷
却ガスタービン。3. At least the gland seal part has a double pipe structure in which a cooling steam guide pipe is axially inserted inside the turbine rotor, and the cooling steam supply part and the cooling steam supply part are cooled in the gland seal part by the cooling steam guide pipe. The steam cooling gas turbine according to claim 1 or 2, which is formed separately from the steam recovery unit.
と蒸気タービンプラントとを組み合せ、ガスタービンの
タービン高温部を蒸気で冷却するようにした蒸気冷却コ
ンバインドサイクルプラントにおいて、前記ガスタービ
ンにタービン高温部のタービン部品を蒸気冷却するター
ビン冷却部と、このタービン冷却部に冷却蒸気を供給す
る冷却蒸気供給部と、この冷却蒸気供給部を周囲環境の
大気圧力からシールするグランドシール部とを設けたこ
とを特徴とする蒸気冷却コンバインドサイクルプラン
ト。4. A steam-cooled combined cycle plant in which a gas turbine plant, an exhaust heat recovery boiler, and a steam turbine plant are combined to cool a turbine high temperature part of a gas turbine with steam. A turbine cooling unit that cools turbine components with steam, a cooling steam supply unit that supplies cooling steam to the turbine cooling unit, and a gland seal unit that seals the cooling steam supply unit from atmospheric pressure of the surrounding environment are provided. A characteristic steam-cooled combined cycle plant.
くとも一側にグランドシールハウジングを設け、このグ
ランドシールハウジングはタービンロータを部分的に軸
方向に覆設し、上記グランドシールハウジング内に冷却
蒸気供給部と冷却蒸気回収部とを区画して形成し、上記
冷却蒸気供給部および冷却蒸気回収部を周囲環境の大気
圧力からグランドシール部によりシールさせた請求項4
記載の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。5. A gas turbine is provided with a gland seal housing on at least one side of a turbine rotor, the gland seal housing partially covering the turbine rotor in an axial direction, and a cooling steam supply part is provided in the gland seal housing. 5. The cooling steam recovery unit is formed by partitioning the cooling steam supply unit and the cooling steam recovery unit, and the cooling steam supply unit and the cooling steam recovery unit are sealed from the atmospheric pressure of the surrounding environment by a gland seal unit.
Steam-cooled combined cycle plant as described.
ル部のタービンロータ内部に冷却蒸気ガイドパイプを軸
方向に挿設して2重管構造とし、冷却蒸気ガイドパイプ
により冷却蒸気供給部と冷却蒸気回収部とを分離させた
請求項4または5記載の蒸気冷却コンバインドサイクル
プラント。6. A gas turbine has a double pipe structure in which a cooling steam guide pipe is axially inserted at least inside a turbine rotor of a gland seal part, and a cooling steam supply part and a cooling steam recovery part are provided by the cooling steam guide pipe. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 4, wherein
気供給部の外周側に冷却蒸気回収部をほぼ同心円状に形
成した請求項5または6記載の蒸気冷却コンバインドサ
イクルプラント。7. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 5, wherein the cooling steam supply section is formed in the central portion, and the cooling steam recovery section is formed substantially concentrically on the outer peripheral side of the cooling steam supply section.
リーブ状に形成し、この中央部に冷却蒸気回収部を形成
した請求項5または6記載の蒸気冷却コンバインドサイ
クルプラント。8. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 5, wherein the cooling steam supply section is formed in a torus shape or a sleeve shape, and the cooling steam recovery section is formed in the central portion.
を設けるとともに、この冷却蒸気押込みファンを冷却蒸
気供給部の回転側に取り付けた請求項4ないし6のいず
れかに記載の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。9. The steam cooling combined cycle plant according to claim 4, wherein a cooling steam pushing fan is provided in the cooling steam supply unit, and the cooling steam pushing fan is attached to a rotating side of the cooling steam supply unit. .
を設けるとともに、こ冷却蒸気吸込ファンを冷却蒸気回
収部の回転側に取り付けた請求項5または6記載の蒸気
冷却コンバインドサイクルプラント。10. The steam cooling combined cycle plant according to claim 5, wherein a cooling steam suction fan is provided in the cooling steam recovery unit, and the cooling steam suction fan is attached to the rotation side of the cooling steam recovery unit.
高圧蒸気タービン,排熱回収ボイラ,主蒸気系あるいは
補助蒸気供給系等の冷却蒸気供給源を接続してガスター
ビン冷却蒸気供給系を構成するとともに、冷却蒸気回収
部に冷却蒸気を回収する蒸気タービン,シール蒸気ヘッ
ダあるいは復水器等の冷却蒸気回収源を接続してガスタ
ービン冷却蒸気回収系を構成した請求項5または6記載
の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。11. A gas turbine cooling steam supply system is constructed by connecting a cooling steam supply source such as a high pressure steam turbine for supplying cooling steam to a cooling steam supply unit, an exhaust heat recovery boiler, a main steam system or an auxiliary steam supply system. The steam according to claim 5 or 6, wherein the cooling steam recovery unit is connected to a cooling steam recovery source such as a steam turbine for recovering the cooling steam, a seal steam header, or a condenser. Cooling combined cycle plant.
ービンからの蒸気あるいは補助蒸気を冷却蒸気として冷
却蒸気供給部に供給する冷却蒸気供給配管を有し、この
供給配管に閉止弁と圧力調節弁を備えた請求項11記載
の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。12. The cooling steam supply system has a cooling steam supply pipe for supplying the main steam, steam from the high-pressure steam turbine or auxiliary steam as cooling steam to the cooling steam supply unit, and the supply pipe has a stop valve and a pressure control. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 11, further comprising a valve.
ービン高温部冷却後の回収蒸気を冷却蒸気回収部から復
水器に回収する冷却蒸気回収配管を有し、この回収配管
に圧力調整弁と閉止弁と減温器を備えた請求項11記載
の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。13. The cooling steam recovery system has a cooling steam recovery pipe for recovering recovered steam after cooling the turbine high temperature part of the gas turbine from the cooling steam recovery unit to a condenser, and a pressure control valve and a pressure adjusting valve in the recovery pipe. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 11, comprising a shutoff valve and a desuperheater.
ランドシール部は、冷却蒸気供給部あるいは冷却蒸気回
収部から蒸気シール手段を経て漏出する漏れ蒸気を回収
する漏れ蒸気回収部と、この漏れ蒸気回収部に中間シー
ル手段を介して隣接するシール蒸気部と、このシール蒸
気部にシール蒸気シール手段を介して隣接するシール蒸
気排出部とをタービンロータの軸方向に順次並設して備
え、シール蒸気排出部は大気側シール手段により周囲環
境から分離された請求項4記載の蒸気冷却コンバインド
サイクルプラント。14. A gland seal part formed in a gas turbine gland is a leaked steam recovery part for recovering leaked steam leaking from a cooling steam supply part or a cooling steam recovery part via a steam sealing means, and this leaked steam recovery part. And a seal steam portion adjacent to the seal steam portion via the intermediate seal means and a seal steam discharge portion adjacent to the seal steam portion via the seal steam seal means are arranged in parallel in the axial direction of the turbine rotor. The steam-cooled combined cycle plant according to claim 4, wherein the part is separated from the ambient environment by an atmosphere-side sealing means.
成される漏れ蒸気回収部は、蒸気タービンあるいは復水
器に接続されてガスタービン漏れ蒸気回収系を構成する
一方、このガスタービン漏れ蒸気回収系は、蒸気タービ
ンのグランドシール部からの漏れ蒸気を回収する蒸気タ
ービン漏れ蒸気回収系と協働可能に構成した請求項14
記載の蒸気冷却コンバインドサイクルプラント。15. The leaked steam recovery section formed in the gland seal section of the gas turbine is connected to a steam turbine or a condenser to form a gas turbine leaked steam recovery system, while the gas turbine leaked steam recovery system is 15. The steam turbine leakage steam recovery system for recovering the leakage steam from the gland seal portion of the steam turbine, wherein the steam turbine leakage steam recovery system is operable.
Steam-cooled combined cycle plant as described.
成されるシール蒸気部は、シール蒸気ヘッダあるいは復
水器等のシール蒸気源に接続されてガスタービンシール
蒸気系を構成する一方、このガスタービンシール蒸気系
は、蒸気タービンのグランドシール部からのシール蒸気
を回収する蒸気タービンシール蒸気系と協働可能に構成
した請求項14記載の蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラント。16. A seal steam portion formed in a gland seal portion of a gas turbine is connected to a seal steam source such as a seal steam header or a condenser to form a gas turbine seal steam system, and the gas turbine seal is also provided. The steam cooling combined cycle plant according to claim 14, wherein the steam system is configured to cooperate with a steam turbine seal steam system that recovers seal steam from a gland seal portion of the steam turbine.
成されるシール蒸気排出部は、シール排出蒸気を回収す
るグランド蒸気コンデンサに接続されてガスタービンシ
ール蒸気排出系を構成する一方、このガスタービンシー
ル蒸気排出系は蒸気タービンのグランドシール部からの
シール排出蒸気を回収する蒸気タービンシール蒸気排出
系を協働可能に構成した請求項14記載の蒸気冷却コン
バインドサイクルプラント。17. A seal steam discharge part formed in a gland seal part of a gas turbine is connected to a gland steam condenser for collecting the seal discharge steam to form a gas turbine seal steam discharge system, and the gas turbine seal steam is also provided. 15. The steam cooling combined cycle plant according to claim 14, wherein the discharge system is configured to cooperate with a steam turbine seal steam discharge system that recovers seal discharge steam from the gland seal portion of the steam turbine.
なう蒸気冷却コンバインドサイクルプラントの運転方法
において、ガスタービンの起動初期に補助蒸気供給系か
ら補助蒸気を冷却蒸気供給部に冷却蒸気供給系を経て供
給し、上記補助蒸気でガスタービンのタービン高温部を
冷却した後、この冷却蒸気を冷却蒸気回収部から復水器
に回収する一方、上記補助蒸気でガスタービンを冷却す
る時、蒸気タービンとガスタービンのグランドシール部
にシール蒸気を供給し、ガスタービンのグランドシール
部を周囲環境の大気圧力より軸シールさせるとともに蒸
気タービンの真空上昇を行なって蒸気冷却コンバインド
サイクルプラントを起動させることを特徴とする蒸気冷
却コンバインドサイクルプラントの運転方法。18. A method of operating a steam cooling combined cycle plant, which cools a gas turbine with steam, wherein auxiliary steam is supplied from a auxiliary steam supply system to a cooling steam supply unit via the cooling steam supply system at the initial stage of starting the gas turbine. , After cooling the turbine high temperature part of the gas turbine with the auxiliary steam, while recovering this cooling steam from the cooling steam recovery part to the condenser, when cooling the gas turbine with the auxiliary steam, the steam turbine and the gas turbine Steam cooling characterized by supplying seal steam to the gland seal part, axially sealing the gland seal part of the gas turbine from the atmospheric pressure of the surrounding environment, and raising the vacuum of the steam turbine to start the steam cooling combined cycle plant How to operate a combined cycle plant.
なう蒸気冷却コンバインドサイクルプラントの運転方法
において、ガスタービンの起動運転により排熱回収ボイ
ラからボイラ蒸気が発生してきた時点でガスタービンの
冷却蒸気を補助蒸気からボイラ蒸気に切り換えてこのボ
イラ蒸気を冷却蒸気供給部に冷却蒸気供給系を経て供給
し、上記ボイラ蒸気でガスタービンのタービン高温部を
冷却した後、この冷却蒸気を冷却蒸気回収部から復水器
に回収させる一方、ボイラ蒸気でガスタービンを冷却す
る時、補助蒸気供給系からの補助蒸気をシール蒸気ヘッ
ダからシール蒸気としてシール蒸気系を経て蒸気タービ
ンとガスタービンのグランドシール部に供給し、ガスタ
ービンのグランドシール部を周囲環境の大気圧力より軸
シールさせるとともに蒸気タービンの真空上昇を行って
蒸気冷却コンバインドサイクルプラントの起動運転を続
けることを特徴とする蒸気冷却コンバインドサイクルプ
ラントの運転方法。19. In a method for operating a steam cooling combined cycle plant, which cools a gas turbine with steam, at the time when boiler steam is generated from an exhaust heat recovery boiler by starting operation of the gas turbine, cooling steam for the gas turbine is supplemented with steam. To boiler steam and supply this boiler steam to the cooling steam supply unit via the cooling steam supply system, cool the turbine high temperature part of the gas turbine with the boiler steam, and then condense this cooling steam from the cooling steam recovery unit. While cooling the gas turbine with the boiler steam, when cooling the gas turbine with the boiler steam, the auxiliary steam from the auxiliary steam supply system is supplied from the seal steam header as seal steam to the gland seal part of the steam turbine and the gas turbine through the seal steam system, It is necessary to seal the gland seal part of the gas turbine from the atmospheric pressure of the surrounding environment. A method for operating a steam-cooled combined cycle plant, characterized in that the vacuum of the steam turbine is raised to the start of the steam-cooled combined cycle plant.
なう蒸気冷却コンバインドサイクルプラントの運転方法
において、ガスタービンプラントの起動運転を開始して
蒸気タービンの真空上昇が終了した時点で、ガスタービ
ンのタービン高温部を冷却した冷却蒸気回収部からの蒸
気を、復水器から切り換えて中圧蒸気タービンに熱回収
し、蒸気タービンの回転上昇と負荷上昇を行ないつつ蒸
気冷却コンバインドサイクルプラントの起動運転を続行
させることを特徴とする蒸気冷却コンバインドサイクル
プラントの運転方法。20. In a method for operating a steam cooling combined cycle plant for cooling a gas turbine with steam, a turbine high temperature part of the gas turbine is started at the time when the start-up operation of the gas turbine plant is started and the vacuum rise of the steam turbine is completed. The steam from the cooling steam recovery unit that has cooled the steam is switched from the condenser to heat recovery to the intermediate pressure steam turbine, and the startup operation of the steam cooling combined cycle plant is continued while increasing the rotation and load of the steam turbine. A method for operating a steam-cooled combined cycle plant, characterized by:
なう蒸気冷却コンバインドサイクルプラントの運転方法
において、ガスタービンと蒸気タービンの負荷が上昇し
た時点で、ガスタービンのグランドシール部からの漏れ
蒸気を高圧蒸気タービンのグランドシール部からの漏れ
蒸気とともに蒸気タービンに熱回収する一方、前記ガス
タービンと高圧蒸気タービンのグランドシール部からの
シール蒸気を低圧蒸気タービンのグランドシール部のシ
ール蒸気として供給し、このシール蒸気の余剰蒸気をシ
ール蒸気逃がし弁から復水器に回収させ、さらに、ガス
タービンと高圧および低圧蒸気タービンのグランドシー
ル部からのグランドシール排出蒸気を大気から流入する
空気と合流させてグランド蒸気コンデンサに吸引させ、
ガスタービンおよび蒸気タービンのグランドシール部を
周囲環境の大気圧力からシールさせてタービン負荷運転
を続行することを特徴する蒸気冷却コンバインドサイク
ルプラントの運転方法。21. In a method of operating a steam cooling combined cycle plant for cooling a gas turbine with steam, when a load on the gas turbine and the steam turbine increases, leakage steam from a gland seal portion of the gas turbine is removed by a high pressure steam turbine. While recovering heat to the steam turbine together with the leaked steam from the gland seal part of the gas turbine, the seal steam from the gland seal part of the gas turbine and the high pressure steam turbine is supplied as the seal steam of the gland seal part of the low pressure steam turbine. Of excess steam from the seal steam escape valve to the condenser, and the steam discharged from the gland seal from the gland seal part of the gas turbine and the high-pressure and low-pressure steam turbine is combined with the air flowing from the atmosphere to the gland steam condenser. Let it suck,
A method for operating a steam-cooled combined cycle plant, characterized in that the gland seal portion of a gas turbine and a steam turbine is sealed from the atmospheric pressure of the surrounding environment and the turbine load operation is continued.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6485896A JPH09256815A (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Steam cooling gas turbine, steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and its operating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6485896A JPH09256815A (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Steam cooling gas turbine, steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and its operating method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09256815A true JPH09256815A (en) | 1997-09-30 |
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ID=13270306
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JP6485896A Pending JPH09256815A (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Steam cooling gas turbine, steam cooling combined cycle plant using the gas turbine, and its operating method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09256815A (en) |
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