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JPS58117306A - コンバインドプラント - Google Patents

コンバインドプラント

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Publication number
JPS58117306A
JPS58117306A JP56210662A JP21066281A JPS58117306A JP S58117306 A JPS58117306 A JP S58117306A JP 56210662 A JP56210662 A JP 56210662A JP 21066281 A JP21066281 A JP 21066281A JP S58117306 A JPS58117306 A JP S58117306A
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JP
Japan
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steam
pressure
turbine
auxiliary
low
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JP56210662A
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English (en)
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JPH0457842B2 (ja
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Akira Okabe
明 岡部
Haruo Urushiya
漆谷 春雄
Katsuto Kashiwara
柏原 克人
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/452,935 priority patent/US4519207A/en
Priority to EP82112070A priority patent/EP0083109B1/en
Priority to DE8282112070T priority patent/DE3278574D1/de
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Publication of JPH0457842B2 publication Critical patent/JPH0457842B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/12Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • F01K13/025Cooling the interior by injection during idling or stand-by

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービンとガスクーピンが1軸に結合され
たコンバインドプラントに係り、特に>Ig励動時昇速
および無負荷運転に併って発生する蒸気タービンの風損
による過熱全防止し、安全な運転を可能にしたコンバイ
ンドプラントに関する。
この柚の111tlコンバインドプラントにおいては、
蒸気タービンとガスタービンが同時に起動昇速できるた
めに、多軸形コンバインドプラント、すなわち蒸気ター
ビンとガスタービンが別軸のプラントに比較して、蒸気
タービンとガスタービンが同時に昇速出来る分だけ、起
動時1iJi1に短縮出来る長ツカかめる。
しかしその反面、蒸気タービンへの通気は、ガスタービ
ンに’Eず昇速してガスタービン排ガスを発生させ、そ
の排ガス全熱源として排熱回収ボイラへ導き蒸気を発生
器せるまでVよ出来lい。七の結果、蒸気タービンに通
気ちれる菫での間は蒸気タービン内は復水器真空に保た
れるようになっているが、この復水器真空全保つために
供給される約300C前鎌の高温のシール蒸気がシャフ
トバッキング部から蒸気メーピン内へ流入することにな
るので、特に低圧最終段付近が著しく加熱される。低圧
最終段および七の付近の段落は、タービン翼長が大きい
ため、その翼付根の遠心応力が大きく、加熱によシ温度
が著しく上昇することは材料強度の低下ケ招き好ましく
ない。
本発明の目的は、蒸気タービンとガスタービンとが1軸
のコンバインドプラントにおいて、蒸気タービン昇速と
無負荷運転時の蒸気タービン加熱を防止することを可能
にしたコンバインドプラントを提案することにある。
次に本発明の一実施例を図面全参照にして説明する。
第1図は本発明の一実施例であるコンバインドプラント
を示し、圧縮機3、ガスタービン5、発電機6によシ惧
成されるガスタービン装置が、蒸気タービン8とカップ
リング7によシ1軸に結合されている。そして空気取入
口1よシ流入した空気はサイレンブー2全通り、圧縮機
3で圧縮され燃焼器4で燃料ガスと混合し燃焼して高温
高圧ガスとなシ、ガスタービン5に流入する。ガスター
ビン5では高温高圧ガスのエネルギーを回転エネルギー
に変侠する。そしてガスタービン5で仕事上した排ガス
は蒸気発生器13に加熱流体として流入する。蒸気発生
器13では、高圧蒸気発生器14と低圧蒸気発生器15
から構成されておシ、高圧蒸気発生器14で発生した蒸
気は、高圧蒸気配管18’i=jmじて高圧蒸気止め弁
19、高圧蒸気加減弁20全通り、高圧タービン9に流
入する。
また、起動時に高圧蒸気条件が確立しない場合は、高圧
バイパス管21、高圧バイパス弁22全通して復水器1
1へ蒸気上流すようになっている。低圧蒸気発生器15
で発生した低圧蒸気は低圧蒸気配管23を通じて低圧止
め弁24を通り、低圧タービン10へ流入する。蒸気タ
ービン8金山た蒸気は復水器11で復水となシ復水ポン
プ16、グランドコンデン?−17に介し、給水配管2
7をへて、蒸気発生器I3へ戻るようになっている。
そして高圧蒸気配管18から分岐した低圧バイパス92
!l−よび該バイパス・a25に設置された低圧バイパ
ス弁26′(!l−辿して起動時の通気条件の確立しな
い蒸気(]l:復水器11へ流すのは、高圧バイパス弁
22と同じである。
補助蒸気源30&ま補助蒸気配管31、弁32を介して
、高圧蒸気止め弁J9と高圧蒸気加減弁20との間に位
置する高圧蒸気配管18と連通している。そして起動昇
速時は開動蒸気源30から導かれる補助蒸気が弁32を
通過し、高圧加減弁20を介して高圧タービン9に流入
するようになっている。浦助蒸気はこの際に、高圧、D
I]減弁20および高圧タービン9全暖磯すると共に、
蒸気タービン8内で1彫張し仕事上する事によシ、冷却
蒸気となり1代用タービン10を冷却する。この時の弁
32の開度は、低圧タービン10出口の温度全ブー上カ
ツプル37で計測し、その温度信号36會弁開度簡号発
生器35に人力し、その出力である開度13号34盆ア
クチユエイタ〜33に伝達して前記弁32の弁開度全操
作するようにしている。
この実施例では低圧排気温度を弁32の開複倍号諒とし
ているが、七の他に蒸気タービン回転数や、起動から経
過した時間を開度信号源として取ることも出来る。また
高圧タービン9に導入する蒸気流部゛を高圧力旧灰弁2
0によってその流量を制御する場合は、開度信号34で
高圧加減弁20を制御するようにすれば良い。
第2図は本発明の他の実施例金示すものである。
ここでは第1図の英施圀と異なる1313分について説
明全行う。補助蒸気源30から導かれる補助蒸気は補助
蒸気配管31、弁32を介し7て、低圧蒸気止め弁24
の上流側部分の低圧蒸気量・R23に連通されており、
しかも逆止弁28を回圧蒸気配管23の補助蒸気配管3
1との取付い点38と低圧バイパス管25との1■に設
けることにより、補助蒸気の低圧バイパス′U25への
流入を防ぐようにしている。この時、補助蒸気源30か
ら導かれる補助蒸気は1ず曲圧止め弁24を暖機して、
低圧タービン10へ流れ込むが、この蒸気はここで仕事
葡するので温度が下がり、低圧タービンlOの排気部紫
冷却する。−万制圧タービン9へ逆流した蒸気は、風損
で暖められ高圧タービン9を暖機し、匪に高圧加減弁2
0を暖機する。高圧蒸気止め弁19と尚圧加減升20の
i’+iと高圧バイパス管21は、配管39並ひに弁2
9で連通されており、高圧加減弁20′ff:通過した
蒸気は、配管39、弁29を経由し、高圧バイパス営2
1を通って復水器11へ流下される。同、この配管39
の連通先としては、低圧バイパス25めるいは復水器1
1@接でもよいが、1%圧バイパス宙21は高畠蒸気會
流すように設ばtされているので、風損で500’C@
f&葦で上昇する蒸気を流すのにはより羽利である。
第3図は、本発明によるl11!IIlのコンパ・rン
ドサイクルの起動曲線の1例全示したものである。第3
1凶<C−>では、蒸気タービンとガスタービン回1匠
奴5(J1ガスタービン負荷51、蒸気タービン負11
η52を示す。第3図(a)では、高圧蒸気発生量58
、低圧蒸気発生量59、高圧蒸気バイパス量60、低圧
蒸気バイパス1t61にそれぞれ示す。第3図(C)及
び(尋から判るように、低圧蒸気発生量59は、蒸気タ
ービンとガスタービン回転e50が定格に達してから発
生し始め、高圧A′A元生量58はガスタービン負荷5
1が約50%に達して5分程しないと発生しない。この
為、第3図(b)に示すように、補助蒸気不使用時の低
圧タービン出口附近温g56は点緋で示すように過熱さ
せられ、蒸気タービン通気と共に下がる。−また補助蒸
気不使用時の高圧タービン人口献度はほぼ一定でシール
蒸気諷度に等しく、タービン通気と共に急激に高温にな
る。この結果低圧タービン10の出口部は、高l席によ
る強度の低下及び、高圧入口附近と低圧排気部の通気時
の急激な温度変化による熱応力が発生する。そこで本発
明による補助蒸気系統全便用した場合には、1戊圧タ一
ビン出口温Di57は実線に示す如く一足で過熱せず、
また、実線で示す如く補助蒸気系統使用時の同圧タービ
ン入口温度53(第1図の実施例の場合)、54(第2
図の実施シリの場合)は暖機によって上昇し通気時の温
(9) 度変化を少なくできるものとなる。
以上の説明から明らかな如く、本発明の上述した実施例
によれば、1軸コンバインドプラントにおいて、起動昇
速、無負前運転中の蒸気タービンの低圧タービン出口附
近の冷却と、高圧タービン入口附近の暖FIAI共に行
うことが出来る。なお、低圧タービン冷却だけが必要な
場合は、蒸気発生器13においては高圧蒸気が発生して
いなくても、通常は低圧蒸気が発生しているので、例え
ば低圧蒸気止め弁24全一時的に開閉して1代圧蒸気配
曾23fc通じて低圧蒸気を導入することは可能である
。壕だこの時、高圧加減弁入口と復水系を結ぶ配管39
が無ければ、尚圧加減弁20の暖機は出来ないけれども
、茜圧ターピ/9の暖機が出来るのは、云う葦でもない
本発明によれば蒸気タービンとガスタービンとが1軸の
コンバインドプラントにおいて、蒸気タービン起動の際
の蒸気タービンの力ロ熱を防止11T能VこLJcコン
バインドプラントが実現出来るという効果を奏するもの
である。
(10)
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施しリでるる補助、^気系統に、
Nしたコンバインドプラントの系統図、第21」は本発
明の他の実施例である補助蒸気系統ケ有したコンバイン
ドプラントの系統図、第3図は本発明のコンバインドプ
ラント起動状態を表わした起動状況図である。 3・・・空気圧縮機、4・・・燃焼器、5・・・ガスタ
ービン、7・・・カップリング、8・・・蒸気タービン
、9・・・高圧蒸気タービン、10・・・低圧蒸気ター
ビン、11・・・復水器、13・・・蒸気発生器、14
・・・高圧蒸気発生器、15・・・低圧蒸気発生器、1
8・・・冒圧蒸気配管、19・・・高圧蒸気止め弁、2
0・・・高圧蒸気加減弁、21・・・^圧バイパス菅、
25・・・低圧バイパス管、24・・・低圧止め弁、2
8・・・逆止即、30・・・補助蒸気源、32・・・弁
、37・・・サーモカップル、35・・・開度旧号館生
器、39・・・導出配管、29・・・弁。 代理人 弁理士 高1高明夫 (11)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ガスタービンからの排ガスを熱源とする廃熱回収ボ
    イラ+mえ、蒸気タービンとガスタービンとが1軸に納
    会されたコンバインドプラントにおいて、補助蒸気源を
    設置し、前記廃熱回収ボイラからの発生蒸気を蒸気ター
    ビンに導入する蒸気配・Uの途中に該補助蒸気源から蒸
    気′lc導く補助蒸気配管全配設し、この補助蒸気配管
    に貯金設置することによって、プラント起動の際に前記
    補助蒸気配管全通じて補助蒸気全蒸気タービンに導入し
    て蒸気タービンの加熱全防止するようにしたこと全特徴
    とするコンバインドプラント。 2、前記廃熱回収ボイラから発生蒸気音導く前記蒸気配
    管が蒸気タービンの高圧タービン部に高圧蒸気を導入す
    る高圧蒸気配管と、低圧タービン部に低圧蒸気を導入す
    る低圧蒸気配管とから構成されており、前記補助蒸気配
    管はこの高圧蒸気配管の加減弁と主蒸気止め弁との間に
    連通されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のコンバインドプラント。 3、前記廃熱回収ボイラから発生蒸気を導く前記蒸気配
    管が蒸気タービンの高圧タービン部に高圧蒸気全導入す
    る尚圧蒸気配管と、低圧タービン部に低圧蒸気を導入す
    る低圧蒸気配管とから[4成されておシ、前記補助蒸気
    配管はこの低圧蒸気配管に設置された蒸気弁の上流側に
    連通さnていることを特徴とする特FIF請求の範囲第
    1項記載のコンバインドプラント。 4、前記高圧蒸気配管の主蒸気止め弁と加減弁との間か
    ら分岐して復水器に至る導出配管を配設し、前記低圧蒸
    気配管から蒸気タービンの1比圧タービン部に導入した
    補助蒸気の一部ケ高圧タービン部に逆流させて暖侵し、
    その後この導出配管を通じて復水器に流下するようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のコンバ
    インドプラント。 5、前記補助蒸気配管の連通位置よp上流側の低圧蒸気
    配管に補助蒸気の逆流を防止する弁装置を設置したこと
    t特徴とする特許請求の範囲第3項d己載のコンバイン
    ドプラント。
JP56210662A 1981-12-29 1981-12-29 コンバインドプラント Granted JPS58117306A (ja)

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