コンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法
【課題】排熱回収ボイラ内配管の腐食を防止できると共に、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できること。
【解決手段】ガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２及び蒸気タービン１３を有し、ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備１０において、蒸気タービンからの抽気を導いて給水を加熱する給水加熱器１５を備え、この加熱された給水を排熱回収ボイラ１２へ供給する給水系１６と、この給水系に接続されて給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスライン１７と、この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁１８と、を有するものである。
【解決手段】ガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２及び蒸気タービン１３を有し、ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備１０において、蒸気タービンからの抽気を導いて給水を加熱する給水加熱器１５を備え、この加熱された給水を排熱回収ボイラ１２へ供給する給水系１６と、この給水系に接続されて給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスライン１７と、この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁１８と、を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、ガスタービンにて発電を行い、このガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気をガスタービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なコンバインドサイクル発電設備では、ガスタービンからの排ガスが排熱回収ボイラの最下段における低圧節炭器の配管外側を通過する際に、排ガス中に含まれる水分が、この配管内を流れる給水との温度差によって結露して、配管が腐食する恐れがある。特に硫黄分を含む燃料を使用した場合には、低圧節炭器の配管外表面に硫酸が生成されてしまい、この配管の腐食が甚だしくなる。
【０００３】
これを防止するため、従来のコンバインドサイクル発電設備では、低圧節炭器の配管内を流れる給水温度を排ガスの露点よりも高く設定することを目的に、蒸気タービンへ流入する低圧蒸気の一部、または蒸気タービンからの抽気の一部を給水加熱用の蒸気として使用する機能（例えば、特許文献１または２参照）、又は排熱回収ボイラの低圧節炭器からの給水を再循環させる機能（例えば、特許文献３参照）を有するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１０９７０８号公報
【特許文献２】特開昭５９−１０１５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−２００８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的なコンバインドサイクル発電設備では、特に大気温度が低い状態において、排ガスが煙突から大気中へ放出されるときに、この排ガス中に含まれる水分が凝縮して白煙が発生することがある。特に、特許文献１〜３に記載のように、コンバインドサイクル発電設備において給水を加熱する機能を有する場合には、排ガス温度が低くならないため、白煙が発生しやすい状況になりやすく、この白煙発生をどのように抑えるかが課題であった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、排熱回収ボイラ内配管の腐食を防止できると共に、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できるコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系と、この給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインと、この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁と、有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系を有し、前記給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするものである。
【０００９】
更に、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインと、この給水再循環ラインに設けられ、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御する流量調節弁と、前記給水系における前記給水再循環ラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、大気温度を計測する大気温度計と、大気湿度を計測する大気湿度計と、前記排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく前記流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインを有し、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法によれば、給水加熱器により加熱された給水を排熱回収ボイラへ供給することから、排熱回収ボイラ内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。また、給水加熱器バイパスラインを流れる給水の流量を調節することで給水加熱器の出口の給水温度を制御するので、排熱回収ボイラから排出される排ガスの温度低下が促進されて、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できる。
【００１２】
更に、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法によれば、給水再循環ラインからの加熱された給水を排熱回収ボイラへ供給することから、排熱回収ボイラ内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。また、給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御するので、排熱回収ボイラから排出される排ガスの温度低下が促進されて、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第１の実施の形態を示す系統図。
【図２】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第２の実施の形態を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１５】
［Ａ］第１の実施の形態（図１）
図１に示すコンバインドサイクル発電設備１０は、ガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２、蒸気タービン１３及び給水加熱システム１４を有して構成される。後に詳説するが、このコンバインドサイクル発電設備１０は、ガスタービン１１にて発電を行い、このガスタービン１１からの排ガスを排熱回収ボイラ１２に導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービン１３へ導いて発電を行う。
【００１６】
給水加熱システム１４は、給水加熱器１５を備えた給水系１６、給水加熱器１５をバイパスする給水加熱器バイパスライン１７、この給水加熱器バイパスライン１７に設けられた流量調節弁１８、更に給水温度計１９、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ、排ガス露点計２１及び制御装置２２を有して構成される。
【００１７】
前記ガスタービン１１は、吸気室２３、圧縮機２４、燃焼器２５及びタービン２６を有して構成され、発電機２７を駆動する。このガスタービン１１において、燃焼器２５へ供給される燃料ガスは、吸気室２３を経て圧縮機２４により圧縮される空気と燃焼器２５にて混合されて燃焼し、高温高圧ガスとなってタービン２６へ導入され、このタービン２６で膨張して仕事をし、発電機２７を駆動する。
【００１８】
前記排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１からの排ガスの流れの上流側から高圧過熱器２８、再熱器２９、高圧蒸発器３０、高圧ドラム３０ａ、中圧過熱器３１、低圧過熱器３２、中圧蒸発器３３、中圧ドラム３３ａ、高圧節炭器３４、中圧節炭器３５、低圧蒸発器３６、低圧ドラム３６ａ、低圧節炭器３７、排ガス煙道３８及び煙突３９を有して構成される。また、前記蒸気タービン１３は、高圧タービン４０、中圧タービン４１及び低圧タービン４２を有して構成され、発電機４３を駆動する。
【００１９】
これらの排熱回収ボイラ１２と蒸気タービン１３との間では、高圧主蒸気管４４により高圧過熱器２８の出口と高圧タービン４０の入口とが連結され、低圧主蒸気管４５により低圧過熱器３２の出口と低圧タービン４２の入口とが連結され、低温再熱蒸気管４６により高圧タービン４０の出口と再熱器２９の入口とが連結され、高温再熱蒸気管４７により再熱器２９の出口と中圧タービン４１の入口とが連結されている。また、排熱回収ボイラ１２の中圧過熱器３１と低温再熱蒸気管４６とが中圧主蒸気管４８により連結されている。
【００２０】
前記ガスタービン１１から排出される高温の排ガスは、排ガスダクト４９を経て排熱回収ボイラ１２で給水と熱交換を行った後、排ガス煙道３８を経て煙突３９より大気に放出される。
【００２１】
つまり、排熱回収ボイラ１２において、給水系１６の主給水管５０から供給された給水は低圧節炭器３７及び低圧蒸発器３６にて順次加熱され、一部は低圧ドラム３６ａにより低圧過熱器３２に流入して加熱されて低圧蒸気を発生し、低圧主蒸気管４５を経て、中圧タービン４１から排出された蒸気と共に低圧タービン４２へ導入される。
【００２２】
また、排熱回収ボイラ１２の低圧蒸発器３６にて加熱された給水の一部は給水ポンプ５１を経て、更にその一部は中圧節炭器３５及び中圧蒸発器３３により順次加熱される。この中圧蒸発器３３により加熱された蒸気は、中圧ドラム３３ａを経て中圧過熱器３１により更に加熱されて中圧蒸気を発生し、中圧主蒸気管４８を経て低温再熱蒸気管４６に合流し、再熱器２９へ導入される。低圧蒸発器３６で加熱された残りの給水は、給水ポンプ５１を経て高圧節炭器３４及び高圧蒸発器３０により順次加熱され、高圧ドラム３０ａを経て高圧過熱器２８で更に加熱されて高圧蒸気となり、高圧主蒸気管４４を経て高圧タービン４０へ導入される。
【００２３】
蒸気タービン１３において、高圧タービン４０から排出された蒸気は、低温再熱蒸気管４６により、中圧主蒸気管４８からの前記中圧蒸気と共に再熱器２９へ導入されて加熱される。この再熱器２９にて加熱された蒸気は、高温再熱蒸気管４７により中圧タービン４１へ導入される。中圧タービン４１から排出された蒸気は低圧主蒸気管４５に流入し、低圧過熱器３２からの前記低圧蒸気と共に低圧タービン４２へ導入される。低圧タービン４２から排出された蒸気は、復水器５２にて冷却されて復水となり、復水ポンプ５３によりグランド蒸気復水器５４及び給水加熱器１５を順次経由して、主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ導入される。
【００２４】
前記給水加熱システム１４のうちの前記給水系１６は、主給水管５０に復水器５２、復水ポンプ５３、グランド蒸気復水器５４、給水加熱器１５が上流側から順次配設されて構成され、給水加熱器１５にて加熱された給水を排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給する。給水加熱器１５は、低圧タービン４２の段落途中から抽出した蒸気（抽気）を抽気管５５を用いて導入し、給水と熱交換を行って給水を加熱する。
【００２５】
給水系１６の主給水管５０には、給水加熱器１５をバイパスする前記給水加熱器バイパスライン１７が接続され、この給水加熱器バイパスライン１７に前記流量調節弁１８が配設される。この流量調節弁１８は、給水加熱器バイパスライン１７を流れるバイパス流量を調節することで、給水加熱器１５の出口からの給水温度を制御するものである。この流量調節弁１８の開度は、前記給水温度計１９、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ及び排ガス露点計２１からの計測データに基づいて前記制御装置２２により制御される。
【００２６】
つまり、給水温度計１９は、給水系１６の主給水管５０における給水加熱器１５の下流側で、且つ給水加熱器バイパスライン１７の主給水管５０への接続点Ａよりも下流側に設置され、給水加熱器バイパスライン１７からのバイパス流が合流した後の給水の温度を計測する。また、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂは、排熱回収ボイラ１２の煙突３９の近傍に設置されて、大気温度、大気湿度をそれぞれ計測する。
【００２７】
排ガス露点計２１は、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８または煙突３９内に設置されて、排熱回収ボイラ１２から排出される排気ガスの露点を計測する。この排ガス露点計２１は、実際には、上記排ガスの温度と湿度に基づいて排ガスの露点を算出して求める。ここで、排ガスの露点とは、排ガス中の水蒸気が凝縮するときの温度である。
【００２８】
制御装置２２は、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂにてそれぞれ計測された大気温度、大気湿度から大気の露点を算出する。この大気の露点は、大気中の水蒸気が凝縮する温度である。そして、制御装置２２は、排ガス露点計２１にて計測された排ガスの露点と、算出した上記大気の露点とから給水温度の目標値を演算する。制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、排ガスの露点から給水温度の下限値を定め、大気の露点から給水温度の上限値を定め、これらの給水温度の下限値と上限値との範囲内で給水温度の目標値を設定する。
【００２９】
排ガスの露点から給水温度の下限値を設定する理由は、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７内における配管内を流れる給水の温度が上記配管外を流れる排ガスの露点よりも低下すると、排ガス中の水蒸気が凝縮して、上記配管の外表面に結露が発生するからである。
【００３０】
また、大気の露点から給水温度の上限値を設定する理由は次の通りである。つまり、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７内における配管内を流れる給水の温度が上昇すると、上記配管外を流れる排ガスとの熱交換が低下して排ガス温度が低下せず、高温状態に維持される。この高温の排ガスが排熱回収ボイラ１２の煙突３９から大気中へ放出されたときには白煙が生じ易くなるため、給水温度を大気の露点以下にして白煙の発生を抑制する必要があるからである。
【００３１】
また、制御装置２２は、大気温度が低下して大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しくなった場合には、給水温度の目標値を排ガスの露点に基づいて、つまり排ガスの露点に対し所定の余裕温度を加味して設定する。この場合には、白煙の発生よりも低圧節炭器３７内の配管外表面の結露防止が優先される。
【００３２】
制御装置２２は、上述のようにして給水温度の目標値を設定し、給水温度計１９にて計測される、給水加熱器バイパスライン１７からのバイパス流合流後の給水温度を上記給水温度の目標値に制御すべく、給水加熱器バイパスライン１７の流量調節弁１８の開度を調節して、給水加熱器１５の出口の給水温度を制御する。尚、給水温度の目標値は、一定の値でもよいが、所定範囲の値であってもよい。
【００３３】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
【００３４】
（１）給水加熱器１５により加熱された給水を主給水管５０を経て排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給することから、この低圧節炭器３７内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。特に、排ガスが硫黄分を含む場合にも、結露の発生による硫酸の生成が抑制されるので、上記配管の腐食を確実に防止できる。
【００３５】
（２）給水加熱器バイパスライン１７の流量調節弁１８が給水加熱器バイパスライン１７を流れる給水（バイパス流）の流量を調節することで、給水加熱器１５の出口の給水温度が、排ガスとの熱交換が促進される温度に制御される。この結果、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８及び煙突３９を流れる排ガスの温度低下が促進されて、煙突３９からの白煙の発生を抑制できる。
【００３６】
［Ｂ］第２の実施の形態（図２）
図２は、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第２の実施の形態を示す系統図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３７】
本実施の形態のコンバインドサイクル発電設備６０が前記実施の形態のコンバインドサイクル発電設備１０と異なる点は給水加熱システム６１の構成であり、前記実施の形態の給水加熱システム１４の給水加熱器バイパスライン１７に代えて給水再循環ライン６２を備え、この給水再循環ライン６２に流量調節弁６３が配設され、更に給水加熱器１５が省略された点である。
【００３８】
つまり、給水再循環ライン６２は、給水系１６の主給水管５０に接続され、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７、低圧蒸発器３６及び中圧節炭器３５にて加熱された給水の一部を、中圧節炭器３５から給水系１６へ再循環させるものである。また、流量調節弁６３は、給水再循環ライン６２を流れる給水再循環流量を調節することで、給水系１６の主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水の温度を制御する。
【００３９】
この流量調節弁６３の開度は、前記実施の形態の場合と同様にして、給水温度計１９、外気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ及び排ガス露点計２１からの計測データに基づいて制御装置２２により制御される。但し、給水温度計１９は、主給水管５０における給水再循環ライン６２の接続点Ｂの下流側に設置され、給水再循環ライン６２からの給水再循環流が合流した後の給水の温度を計測する。
【００４０】
制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、排ガスの露点から給水温度の下限値を定め、大気の露点から給水温度の上限値を定め、これらの給水温度の下限値と上限値との範囲内で給水温度の目標値を設定する。また、制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、給水温度の目標値を排ガスの露点に基づいて、つまり排ガスの露点に対し所定の余裕温度を加味して設定する。
【００４１】
制御装置２２は、上述のようにして給水温度の目標値を設定し、給水温度計１９にて計測される、給水再循環ライン６２からの給水再循環流合流後の給水温度を上記給水温度の目標値に制御すべく、給水再循環ライン６２の流量調節弁６３の開度を調節して、給水系１６の主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水の温度を制御する。尚、給水温度の目標値は、一定の値でもよいが所定範囲の値であってもよい。
【００４２】
以上のことから、本実施の形態によれば、次の効果（３）及び（４）を奏する。
【００４３】
（３）給水再循環ライン６２からの加熱された給水を排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給することから、この低圧節炭器３７内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。特に、排ガスが硫黄分を含む場合にも、結露の発生による硫酸の生成が抑制されるので、上記配管の腐食を確実に防止できる。
【００４４】
（４）給水再循環ライン６２の流量調節弁６３が給水再循環ライン６２を流れる給水再循環流量を調節することで、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水温度が、排ガスとの熱交換が促進される温度に制御される。この結果、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８及び煙突３９を流れる排ガスの温度低下が促進されて、煙突３９からの白煙の発生を抑制できる。
【００４５】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
例えば、第２の実施の形態において、給水再循環ライン６２の合流点Ｂの下流側に、第１の実施の形態の給水加熱器１５を設置し、更にこの給水加熱器１５をバイパスする、流量調節弁１８を備えた給水加熱器バイパスライン１７を配設し、この流量調節弁１８の開度を前記第１の実施の形態と同様に制御してもよい。この場合には、第１及び第２の実施の形態の組み合わせにより、給水系１６を流れる給水が給水再循環流と給水加熱器１５により加熱されることになるので、給水加熱器１５の容量を第１の実施の形態の場合よりも低減させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ コンバインドサイクル発電設備
１１ ガスタービン
１２ 排熱回収ボイラ
１３ 蒸気タービン
１５ 給水加熱器
１６ 給水系
１７ 給水加熱器バイパスライン
１８ 流量調節弁
１９ 給水温度計
２０ａ 大気温度計
２０ｂ 大気湿度計
２１ 排ガス露点計
２２ 制御装置
２７ 発電機
４３ 発電機
６０ コンバインドサイクル発電設備
６２ 給水再循環ライン
６３ 流量調節弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、ガスタービンにて発電を行い、このガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気をガスタービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なコンバインドサイクル発電設備では、ガスタービンからの排ガスが排熱回収ボイラの最下段における低圧節炭器の配管外側を通過する際に、排ガス中に含まれる水分が、この配管内を流れる給水との温度差によって結露して、配管が腐食する恐れがある。特に硫黄分を含む燃料を使用した場合には、低圧節炭器の配管外表面に硫酸が生成されてしまい、この配管の腐食が甚だしくなる。
【０００３】
これを防止するため、従来のコンバインドサイクル発電設備では、低圧節炭器の配管内を流れる給水温度を排ガスの露点よりも高く設定することを目的に、蒸気タービンへ流入する低圧蒸気の一部、または蒸気タービンからの抽気の一部を給水加熱用の蒸気として使用する機能（例えば、特許文献１または２参照）、又は排熱回収ボイラの低圧節炭器からの給水を再循環させる機能（例えば、特許文献３参照）を有するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１０９７０８号公報
【特許文献２】特開昭５９−１０１５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−２００８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的なコンバインドサイクル発電設備では、特に大気温度が低い状態において、排ガスが煙突から大気中へ放出されるときに、この排ガス中に含まれる水分が凝縮して白煙が発生することがある。特に、特許文献１〜３に記載のように、コンバインドサイクル発電設備において給水を加熱する機能を有する場合には、排ガス温度が低くならないため、白煙が発生しやすい状況になりやすく、この白煙発生をどのように抑えるかが課題であった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、排熱回収ボイラ内配管の腐食を防止できると共に、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できるコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系と、この給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインと、この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁と、有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系を有し、前記給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするものである。
【０００９】
更に、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインと、この給水再循環ラインに設けられ、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御する流量調節弁と、前記給水系における前記給水再循環ラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、大気温度を計測する大気温度計と、大気湿度を計測する大気湿度計と、前記排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく前記流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法は、ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインを有し、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法によれば、給水加熱器により加熱された給水を排熱回収ボイラへ供給することから、排熱回収ボイラ内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。また、給水加熱器バイパスラインを流れる給水の流量を調節することで給水加熱器の出口の給水温度を制御するので、排熱回収ボイラから排出される排ガスの温度低下が促進されて、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できる。
【００１２】
更に、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備及びその給水加熱方法によれば、給水再循環ラインからの加熱された給水を排熱回収ボイラへ供給することから、排熱回収ボイラ内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。また、給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御するので、排熱回収ボイラから排出される排ガスの温度低下が促進されて、排熱回収ボイラの煙突からの白煙の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第１の実施の形態を示す系統図。
【図２】本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第２の実施の形態を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１５】
［Ａ］第１の実施の形態（図１）
図１に示すコンバインドサイクル発電設備１０は、ガスタービン１１、排熱回収ボイラ１２、蒸気タービン１３及び給水加熱システム１４を有して構成される。後に詳説するが、このコンバインドサイクル発電設備１０は、ガスタービン１１にて発電を行い、このガスタービン１１からの排ガスを排熱回収ボイラ１２に導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を蒸気タービン１３へ導いて発電を行う。
【００１６】
給水加熱システム１４は、給水加熱器１５を備えた給水系１６、給水加熱器１５をバイパスする給水加熱器バイパスライン１７、この給水加熱器バイパスライン１７に設けられた流量調節弁１８、更に給水温度計１９、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ、排ガス露点計２１及び制御装置２２を有して構成される。
【００１７】
前記ガスタービン１１は、吸気室２３、圧縮機２４、燃焼器２５及びタービン２６を有して構成され、発電機２７を駆動する。このガスタービン１１において、燃焼器２５へ供給される燃料ガスは、吸気室２３を経て圧縮機２４により圧縮される空気と燃焼器２５にて混合されて燃焼し、高温高圧ガスとなってタービン２６へ導入され、このタービン２６で膨張して仕事をし、発電機２７を駆動する。
【００１８】
前記排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１からの排ガスの流れの上流側から高圧過熱器２８、再熱器２９、高圧蒸発器３０、高圧ドラム３０ａ、中圧過熱器３１、低圧過熱器３２、中圧蒸発器３３、中圧ドラム３３ａ、高圧節炭器３４、中圧節炭器３５、低圧蒸発器３６、低圧ドラム３６ａ、低圧節炭器３７、排ガス煙道３８及び煙突３９を有して構成される。また、前記蒸気タービン１３は、高圧タービン４０、中圧タービン４１及び低圧タービン４２を有して構成され、発電機４３を駆動する。
【００１９】
これらの排熱回収ボイラ１２と蒸気タービン１３との間では、高圧主蒸気管４４により高圧過熱器２８の出口と高圧タービン４０の入口とが連結され、低圧主蒸気管４５により低圧過熱器３２の出口と低圧タービン４２の入口とが連結され、低温再熱蒸気管４６により高圧タービン４０の出口と再熱器２９の入口とが連結され、高温再熱蒸気管４７により再熱器２９の出口と中圧タービン４１の入口とが連結されている。また、排熱回収ボイラ１２の中圧過熱器３１と低温再熱蒸気管４６とが中圧主蒸気管４８により連結されている。
【００２０】
前記ガスタービン１１から排出される高温の排ガスは、排ガスダクト４９を経て排熱回収ボイラ１２で給水と熱交換を行った後、排ガス煙道３８を経て煙突３９より大気に放出される。
【００２１】
つまり、排熱回収ボイラ１２において、給水系１６の主給水管５０から供給された給水は低圧節炭器３７及び低圧蒸発器３６にて順次加熱され、一部は低圧ドラム３６ａにより低圧過熱器３２に流入して加熱されて低圧蒸気を発生し、低圧主蒸気管４５を経て、中圧タービン４１から排出された蒸気と共に低圧タービン４２へ導入される。
【００２２】
また、排熱回収ボイラ１２の低圧蒸発器３６にて加熱された給水の一部は給水ポンプ５１を経て、更にその一部は中圧節炭器３５及び中圧蒸発器３３により順次加熱される。この中圧蒸発器３３により加熱された蒸気は、中圧ドラム３３ａを経て中圧過熱器３１により更に加熱されて中圧蒸気を発生し、中圧主蒸気管４８を経て低温再熱蒸気管４６に合流し、再熱器２９へ導入される。低圧蒸発器３６で加熱された残りの給水は、給水ポンプ５１を経て高圧節炭器３４及び高圧蒸発器３０により順次加熱され、高圧ドラム３０ａを経て高圧過熱器２８で更に加熱されて高圧蒸気となり、高圧主蒸気管４４を経て高圧タービン４０へ導入される。
【００２３】
蒸気タービン１３において、高圧タービン４０から排出された蒸気は、低温再熱蒸気管４６により、中圧主蒸気管４８からの前記中圧蒸気と共に再熱器２９へ導入されて加熱される。この再熱器２９にて加熱された蒸気は、高温再熱蒸気管４７により中圧タービン４１へ導入される。中圧タービン４１から排出された蒸気は低圧主蒸気管４５に流入し、低圧過熱器３２からの前記低圧蒸気と共に低圧タービン４２へ導入される。低圧タービン４２から排出された蒸気は、復水器５２にて冷却されて復水となり、復水ポンプ５３によりグランド蒸気復水器５４及び給水加熱器１５を順次経由して、主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ導入される。
【００２４】
前記給水加熱システム１４のうちの前記給水系１６は、主給水管５０に復水器５２、復水ポンプ５３、グランド蒸気復水器５４、給水加熱器１５が上流側から順次配設されて構成され、給水加熱器１５にて加熱された給水を排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給する。給水加熱器１５は、低圧タービン４２の段落途中から抽出した蒸気（抽気）を抽気管５５を用いて導入し、給水と熱交換を行って給水を加熱する。
【００２５】
給水系１６の主給水管５０には、給水加熱器１５をバイパスする前記給水加熱器バイパスライン１７が接続され、この給水加熱器バイパスライン１７に前記流量調節弁１８が配設される。この流量調節弁１８は、給水加熱器バイパスライン１７を流れるバイパス流量を調節することで、給水加熱器１５の出口からの給水温度を制御するものである。この流量調節弁１８の開度は、前記給水温度計１９、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ及び排ガス露点計２１からの計測データに基づいて前記制御装置２２により制御される。
【００２６】
つまり、給水温度計１９は、給水系１６の主給水管５０における給水加熱器１５の下流側で、且つ給水加熱器バイパスライン１７の主給水管５０への接続点Ａよりも下流側に設置され、給水加熱器バイパスライン１７からのバイパス流が合流した後の給水の温度を計測する。また、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂは、排熱回収ボイラ１２の煙突３９の近傍に設置されて、大気温度、大気湿度をそれぞれ計測する。
【００２７】
排ガス露点計２１は、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８または煙突３９内に設置されて、排熱回収ボイラ１２から排出される排気ガスの露点を計測する。この排ガス露点計２１は、実際には、上記排ガスの温度と湿度に基づいて排ガスの露点を算出して求める。ここで、排ガスの露点とは、排ガス中の水蒸気が凝縮するときの温度である。
【００２８】
制御装置２２は、大気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂにてそれぞれ計測された大気温度、大気湿度から大気の露点を算出する。この大気の露点は、大気中の水蒸気が凝縮する温度である。そして、制御装置２２は、排ガス露点計２１にて計測された排ガスの露点と、算出した上記大気の露点とから給水温度の目標値を演算する。制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、排ガスの露点から給水温度の下限値を定め、大気の露点から給水温度の上限値を定め、これらの給水温度の下限値と上限値との範囲内で給水温度の目標値を設定する。
【００２９】
排ガスの露点から給水温度の下限値を設定する理由は、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７内における配管内を流れる給水の温度が上記配管外を流れる排ガスの露点よりも低下すると、排ガス中の水蒸気が凝縮して、上記配管の外表面に結露が発生するからである。
【００３０】
また、大気の露点から給水温度の上限値を設定する理由は次の通りである。つまり、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７内における配管内を流れる給水の温度が上昇すると、上記配管外を流れる排ガスとの熱交換が低下して排ガス温度が低下せず、高温状態に維持される。この高温の排ガスが排熱回収ボイラ１２の煙突３９から大気中へ放出されたときには白煙が生じ易くなるため、給水温度を大気の露点以下にして白煙の発生を抑制する必要があるからである。
【００３１】
また、制御装置２２は、大気温度が低下して大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しくなった場合には、給水温度の目標値を排ガスの露点に基づいて、つまり排ガスの露点に対し所定の余裕温度を加味して設定する。この場合には、白煙の発生よりも低圧節炭器３７内の配管外表面の結露防止が優先される。
【００３２】
制御装置２２は、上述のようにして給水温度の目標値を設定し、給水温度計１９にて計測される、給水加熱器バイパスライン１７からのバイパス流合流後の給水温度を上記給水温度の目標値に制御すべく、給水加熱器バイパスライン１７の流量調節弁１８の開度を調節して、給水加熱器１５の出口の給水温度を制御する。尚、給水温度の目標値は、一定の値でもよいが、所定範囲の値であってもよい。
【００３３】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
【００３４】
（１）給水加熱器１５により加熱された給水を主給水管５０を経て排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給することから、この低圧節炭器３７内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。特に、排ガスが硫黄分を含む場合にも、結露の発生による硫酸の生成が抑制されるので、上記配管の腐食を確実に防止できる。
【００３５】
（２）給水加熱器バイパスライン１７の流量調節弁１８が給水加熱器バイパスライン１７を流れる給水（バイパス流）の流量を調節することで、給水加熱器１５の出口の給水温度が、排ガスとの熱交換が促進される温度に制御される。この結果、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８及び煙突３９を流れる排ガスの温度低下が促進されて、煙突３９からの白煙の発生を抑制できる。
【００３６】
［Ｂ］第２の実施の形態（図２）
図２は、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備における第２の実施の形態を示す系統図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３７】
本実施の形態のコンバインドサイクル発電設備６０が前記実施の形態のコンバインドサイクル発電設備１０と異なる点は給水加熱システム６１の構成であり、前記実施の形態の給水加熱システム１４の給水加熱器バイパスライン１７に代えて給水再循環ライン６２を備え、この給水再循環ライン６２に流量調節弁６３が配設され、更に給水加熱器１５が省略された点である。
【００３８】
つまり、給水再循環ライン６２は、給水系１６の主給水管５０に接続され、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７、低圧蒸発器３６及び中圧節炭器３５にて加熱された給水の一部を、中圧節炭器３５から給水系１６へ再循環させるものである。また、流量調節弁６３は、給水再循環ライン６２を流れる給水再循環流量を調節することで、給水系１６の主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水の温度を制御する。
【００３９】
この流量調節弁６３の開度は、前記実施の形態の場合と同様にして、給水温度計１９、外気温度計２０ａ、大気湿度計２０ｂ及び排ガス露点計２１からの計測データに基づいて制御装置２２により制御される。但し、給水温度計１９は、主給水管５０における給水再循環ライン６２の接続点Ｂの下流側に設置され、給水再循環ライン６２からの給水再循環流が合流した後の給水の温度を計測する。
【００４０】
制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、排ガスの露点から給水温度の下限値を定め、大気の露点から給水温度の上限値を定め、これらの給水温度の下限値と上限値との範囲内で給水温度の目標値を設定する。また、制御装置２２は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、給水温度の目標値を排ガスの露点に基づいて、つまり排ガスの露点に対し所定の余裕温度を加味して設定する。
【００４１】
制御装置２２は、上述のようにして給水温度の目標値を設定し、給水温度計１９にて計測される、給水再循環ライン６２からの給水再循環流合流後の給水温度を上記給水温度の目標値に制御すべく、給水再循環ライン６２の流量調節弁６３の開度を調節して、給水系１６の主給水管５０から排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水の温度を制御する。尚、給水温度の目標値は、一定の値でもよいが所定範囲の値であってもよい。
【００４２】
以上のことから、本実施の形態によれば、次の効果（３）及び（４）を奏する。
【００４３】
（３）給水再循環ライン６２からの加熱された給水を排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給することから、この低圧節炭器３７内配管の内外をそれぞれ流れる給水と排ガスの温度差を低減でき、上記配管の外表面における結露の発生を防止して、この配管の腐食を防止できる。特に、排ガスが硫黄分を含む場合にも、結露の発生による硫酸の生成が抑制されるので、上記配管の腐食を確実に防止できる。
【００４４】
（４）給水再循環ライン６２の流量調節弁６３が給水再循環ライン６２を流れる給水再循環流量を調節することで、排熱回収ボイラ１２の低圧節炭器３７へ供給される給水温度が、排ガスとの熱交換が促進される温度に制御される。この結果、排熱回収ボイラ１２の排ガス煙道３８及び煙突３９を流れる排ガスの温度低下が促進されて、煙突３９からの白煙の発生を抑制できる。
【００４５】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
例えば、第２の実施の形態において、給水再循環ライン６２の合流点Ｂの下流側に、第１の実施の形態の給水加熱器１５を設置し、更にこの給水加熱器１５をバイパスする、流量調節弁１８を備えた給水加熱器バイパスライン１７を配設し、この流量調節弁１８の開度を前記第１の実施の形態と同様に制御してもよい。この場合には、第１及び第２の実施の形態の組み合わせにより、給水系１６を流れる給水が給水再循環流と給水加熱器１５により加熱されることになるので、給水加熱器１５の容量を第１の実施の形態の場合よりも低減させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ コンバインドサイクル発電設備
１１ ガスタービン
１２ 排熱回収ボイラ
１３ 蒸気タービン
１５ 給水加熱器
１６ 給水系
１７ 給水加熱器バイパスライン
１８ 流量調節弁
１９ 給水温度計
２０ａ 大気温度計
２０ｂ 大気湿度計
２１ 排ガス露点計
２２ 制御装置
２７ 発電機
４３ 発電機
６０ コンバインドサイクル発電設備
６２ 給水再循環ライン
６３ 流量調節弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、
前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系と、
この給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインと、
この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁と、有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項２】
前記給水系における給水加熱器の下流側で、且つ給水加熱器バイパスラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、
大気温度を計測する大気温度計と、
大気湿度を計測する大気湿度計と、
排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、
前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項３】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、
前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインと、
この給水再循環ラインに設けられ、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御する流量調節弁と、
前記給水系における前記給水再循環ラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、
大気温度を計測する大気温度計と、
大気湿度を計測する大気湿度計と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、
前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく前記流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項４】
前記制御装置は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、給水温度の目標値を前記大気の露点と前記排ガスの露点との間の値に設定することを特徴とする請求項２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項５】
前記制御装置は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、給水温度の目標値を前記排ガスの露点に基づいて設定することを特徴とする請求項２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項６】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、
前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系を有し、
前記給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項７】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、
前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインを有し、
この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項８】
前記給水温度の目標値は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、前記大気の露点と前記排ガスの露点との間の値に設定することを特徴とする請求項６または７に記載のコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項９】
前記給水温度の目標値は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、前記排ガスの露点に基づいて設定することを特徴とする請求項６または７に記載のコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項１】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、
前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系と、
この給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインと、
この給水加熱器バイパスラインに設けられ、この給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を制御する流量調節弁と、有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項２】
前記給水系における給水加熱器の下流側で、且つ給水加熱器バイパスラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、
大気温度を計測する大気温度計と、
大気湿度を計測する大気湿度計と、
排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、
前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項３】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備において、
前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインと、
この給水再循環ラインに設けられ、この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を制御する流量調節弁と、
前記給水系における前記給水再循環ラインの接続点の下流側に設けられて給水温度を計測する給水温度計と、
大気温度を計測する大気温度計と、
大気湿度を計測する大気湿度計と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガスの露点を計測する排ガス露点計と、
前記大気温度及び前記大気湿度から求めた大気の露点と前記排ガスの露点とから給水温度の目標値を演算し、前記給水温度計にて計測される給水温度を前記給水温度の目標値に制御すべく前記流量調節弁の開度を調節する制御装置と、を有することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項４】
前記制御装置は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、給水温度の目標値を前記大気の露点と前記排ガスの露点との間の値に設定することを特徴とする請求項２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項５】
前記制御装置は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、給水温度の目標値を前記排ガスの露点に基づいて設定することを特徴とする請求項２または３に記載のコンバインドサイクル発電設備。
【請求項６】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、
前記蒸気タービンからの抽気を導いて前記給水を加熱する給水加熱器を備え、この加熱された給水を前記排熱回収ボイラへ供給する給水系を有し、
前記給水系に接続されて前記給水加熱器をバイパスする給水加熱器バイパスラインを流れるバイパス流量を調節することで、前記給水加熱器の出口の給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項７】
ガスタービン、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンを有し、前記ガスタービンからの排ガスを前記排熱回収ボイラに導き給水を加熱して蒸気とし、この蒸気を前記蒸気タービンに導いて発電を行うコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法において、
前記排熱回収ボイラへ給水を供給する給水系に接続されて、前記排熱回収ボイラにて加熱された給水の一部を再循環させる給水再循環ラインを有し、
この給水再循環ラインを流れる給水再循環流量を調節することで、前記給水系から前記排熱回収ボイラへ供給される給水温度を、大気の露点と排ガスの露点とから求めた給水温度の目標値に制御することを特徴とするコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項８】
前記給水温度の目標値は、大気の露点が排ガスの露点よりも高い場合には、前記大気の露点と前記排ガスの露点との間の値に設定することを特徴とする請求項６または７に記載のコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【請求項９】
前記給水温度の目標値は、大気の露点が排ガスの露点よりも低いかまたは等しい場合には、前記排ガスの露点に基づいて設定することを特徴とする請求項６または７に記載のコンバインドサイクル発電設備の給水加熱方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２７７８６（Ｐ２０１１−１２７７８６Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４０４３（Ｐ２００９−２８４０４３）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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