火力発電プラント
【課題】本発明の目的は、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することである。
【解決手段】本発明は、燃料を燃焼させ、燃焼ガスから蒸気により熱を回収するボイラと、前記ボイラを格納するボイラ建屋と、前記ボイラで加熱された蒸気を回転エネルギーに変換する蒸気タービンを持った火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする。
【効果】本発明によれば、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【解決手段】本発明は、燃料を燃焼させ、燃焼ガスから蒸気により熱を回収するボイラと、前記ボイラを格納するボイラ建屋と、前記ボイラで加熱された蒸気を回転エネルギーに変換する蒸気タービンを持った火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする。
【効果】本発明によれば、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００８−２６１３０８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「主蒸気温度６７５℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温蒸気タービンプラントについて、トップタービン形式とし、以下の構成にする。ＶＨＴタービンが設置された縦型ボイラを含むボイラ建屋と、地面を基礎として設置されたタービン建屋とから構成し、ボイラ上部にＶＨＴタービンおよびそれと連結された発電機を設置し、ボイラ建屋とタービン建屋間の最も高圧な蒸気配管の材質をフェライト鋼またはＦｅを５０重量％以上含むオーステナイト鋼により構成する。また、ＶＨＴタービンの入口温度は６７５℃以上、出口温度は５５０℃以上，６５０℃以下とする」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主蒸気温度７００℃以上を目指した火力発電プラントでは、Ｎｉ基超合金を用いてタービンやボイラの高温部を形成する技術に加え、従来の鉄鋼材料と比べて高価であるＮｉ、更には一部のＮｉ基超合金に多く含まれている高価なＣｏ，Ｍｏの使用量を少なくすることが大きな課題である。
【０００５】
大型火力発電プラントのボイラは一般に７０ｍ以上の高さがあり、ボイラ上部に配置された熱交換器ほど高温となる。蒸気タービンに供給される高温高圧蒸気の配管は、ボイラ上部から地面にあるタービン建屋に引き回されるため、その長さは１００ｍ以上に及ぶことになる。
【０００６】
主蒸気温度７００℃以上の大型火力発電プラントでは、鉄鋼材料の耐用温度が６５０℃程度であるため、上記の高温高圧蒸気配管は高級材料であるＮｉ基超合金で製作する必要がある。この蒸気配管は６００mm程度の外径，１００mm程度の肉厚があり、その長さが１００ｍ以上に及ぶため、配管の総重量はタービンで使用するＮｉ基超合金の量よりも遥かに多くなる。
【０００７】
ボイラ材としては、７００℃以下の主蒸気温度では、Ｎｉ基超合金としてはコスト，製造性に優れたＨＲ６ＷなどのＮｉ−Ｆｅ基超合金を使用できるが、７００℃以上では強度の優れたＩＮ６１７などの固溶強化型Ｎｉ基超合金、７２０℃以上ではさらに強度特性に優れたNimonic２６３などの析出強化型Ｎｉ基超合金を使用する必要がある。ＩＮ６１７やNimonic２６３などは、コストが高いだけでなく、製造性が悪いため、６００mm程度の外径を有する長尺配管の製作が不可能である。したがって、外径の小さい複数の配管で高温高圧の蒸気をボイラ建屋からタービン建屋に供給する必要がある。配管を複数化した場合、流量面積あたりの重量が増えるため、配管重量が増し、これにより、さらにコストが増大する。
【０００８】
前記特許文献１には、トップタービン形式、すなわち、ボイラの上部にタービンを設置する形式を採用することで、Ｎｉ基超合金の配管長を短縮し、信頼性とコスト削減を両立している。しかし、特許文献１の高温蒸気タービンプラントでは、トップタービン形式であるため、ボイラとタービン両方のメンテナンスが容易ではない。また、タービンの振動を抑えるため、高度な免震構造を有するボイラ建屋が必要となり、コストが増大する可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分がボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図２（ａ）】実施例１のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図２（ｂ）】実施例１のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【図３（ａ）】実施例１の火力発電プラント内のボイラから、蒸気タービンへ搬送される蒸気を加熱する熱交換器の構造を示す（反流形式の場合）。
【図３（ｂ）】実施例１の火力発電プラント内のボイラから、蒸気タービンへ搬送される蒸気を加熱する熱交換器の構造を示す（並流形式の場合）。
【図４】実施例２の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図５（ａ）】実施例２のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図５（ｂ）】実施例２のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【図６】実施例３の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図７（ａ）】実施例３のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図７（ｂ）】実施例３のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本実施例による火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。
【００１５】
図１の火力発電プラントの構造について説明する。本実施例では、以下、ボイラに投入する燃料として石炭を使用するボイラを例に説明するが、油を例とする液体燃料、天然ガスを例とする気体燃料、バイオマスを例とする固体燃料の場合でも本実施例を使用できる。
【００１６】
プラント内のガス流れ、および、蒸気流れの概略について述べることで、図中の各構成要素の関連について説明する。
【００１７】
プラント内のガス流れの概略について説明する。燃料である石炭は、石炭バンカ１８に貯留され、石炭粉砕機１９で細かく粉砕される。粉砕された石炭は、空気予熱器２１から導入される空気（１次空気）によって、バーナ５で着火され、ボイラ２の中へ搬送される。石炭の燃焼により生じた熱は、燃焼ガスの流れに沿って、ボイラ２の壁面，２次過熱器８，最終過熱器９，最終再熱器１１に吸収され、燃焼ガスの温度は次第に低下する。燃焼ガスの下流では、ガスの煙道部が隔壁２４により分割されており、煙道部内に１次再熱器１０，１次過熱器１２、および、節炭器１３が設置されており、これらの熱交換器でもガスから熱を吸収する。隔壁２４の下方にあるガス分配ダンパ１４の開度を調整することで、ガス流量の配分を変化させることにより、１次再熱器１０、および、最終再熱器１１の収熱量を目標値になるように調整する。その後、燃焼ガスは、排ガス煙道２３を通り、脱硝装置２０で窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去され、空気予熱器２１で、１次空気ファン１７と２次空気ファン１６から、空気ダクト（図示されていない）を通って搬送された空気と熱交換する。空気予熱器２１で加熱された空気は、石炭を搬送する１次空気と、燃焼を促進するためバーナ５へ送られる２次空気として使われる。空気予熱器２１を通過した燃焼ガスは、さらに下流にある排ガス処理装置で、より高度な浄化処理を施された後、プラント外へ排出される。また、石炭には灰分が含まれているため、ボイラ内部に灰が堆積する。堆積した灰をボイラ内部から除去するため、缶前側灰処理ホッパ６と缶後側灰処理ホッパ７が備え付けられている。
【００１８】
プラント内の蒸気流れの概略について説明する。蒸気は、タービン建屋１内部に格納されている給水加熱器３で、圧力３０〜３５ＭＰａ，温度３００℃程度まで加熱され、主給水管１０５を通して、節炭器１３へ送られ、燃焼ガスからの熱を吸収する。その後、蒸気は、ボイラ２の壁面，１次過熱器１２，２次過熱器８，最終過熱器９の順に通って燃焼ガスからの熱を吸収し、最終過熱器９の出口で、蒸気出口ヘッダ１０２に集められ、主蒸気管１０１を通って、蒸気タービン２００へ送られる。最終過熱器９出口では、蒸気の温度は６００℃以上の高温になっている。この高温・高圧の蒸気は、蒸気タービン２００で、回転による仕事をした後、圧力は５ＭＰａ程度まで、温度は３００℃程度まで低下し、エネルギーを失う。ボイラ２で回収した熱を有効に利用するため、この蒸気は低温再熱蒸気管１０６を通して、１次再熱器１０へ送り、再びボイラ２の内部で熱回収に利用する。蒸気は、１次再熱器１０から最終再熱器１１へ送られ、最終再熱器１１の出口で、６００℃以上の高温蒸気となり、蒸気出口ヘッダ１０３に集められ、高温再熱蒸気管１０４を通して、再び蒸気タービン２００へ送られる。この高温蒸気は、蒸気タービン２００で、回転による仕事をした後、低圧・低温になる。この蒸気は、その後、復水器（図示されていない）にて凝縮して、水質処理を施した後、給水加熱器３へ戻される。
【００１９】
図２は、本実施例による火力発電プラントの実施形態の一例を上から見た図である。図２（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。操作室２０５には、火力発電プラント全体の動作を制御する機能がある。メンテナンス上、タービン建屋１とボイラ建屋４との両方に近い場所に、操作室２０５を設置するのが望ましい。本実施例では、タービン建屋１がボイラ２内のガス流れに対して垂直に置かれているため、操作室２０５はボイラ建屋４の側面に配置されている。図２（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。タービン建屋１の内部には、蒸気タービン２００が設置されており、蒸気タービン２００は、高圧タービン２０１，中・低圧タービン２０２で構成されている。最終過熱器９を出た高温蒸気は、主蒸気管１０１を通って高圧タービン２０１へ入る。最終再熱器１１を出た高温蒸気は、高温再熱蒸気管１０４を通って中・低圧タービン２０２へ入る。これらの高温蒸気によるエネルギーは回転エネルギーに変換される。その回転エネルギーはタービン軸２０４により発電機２０３へ伝達されて電気が生じる。
【００２０】
本実施例では以下の特徴を有する：（１）蒸気タービン２００を内部に収めているタービン建屋１の全部が、ボイラ建屋４の内部に入っている。（２）最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と１０３が、燃焼ガス煙道部の下方に配置されている。（３）最終過熱器９の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と、入口に接続されたヘッダ１０７が互いに反流形式である。（４）ボイラ２の下方に溝２２が掘られており、ボイラ２の一部分が溝２２に埋め込まれている。（５）ボイラ建屋４を支える鉄骨柱１５がタービン建屋１を支える鉄骨柱と共有されている。（６）最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部壁面２６が、ガス流れ方向へ傾斜している。
【００２１】
以下、前記特徴（１）から（６）の詳細とその効果について、各々、説明する。
【００２２】
特徴（１）の詳細とその効果について説明する。
【００２３】
一般的に、蒸気タービン２００とボイラ２は、別個に各々を格納する建屋を持つ。すなわち、ボイラ２はボイラ建屋４へ、蒸気タービン２００はタービン建屋１へ格納されている。また、一般に、ボイラ建屋４とタービン建屋１はお互いに２０から３０ｍ程度離れている。大型火力発電プラントの場合、ボイラ２の地上からの高さは７０ｍ以上である。最終過熱器９および最終再熱器１１は、ボイラの燃焼ガス流れの方向が上，横，下の順からなるツーパスボイラの場合、ボイラの最も高い場所に設置されている。そのため、ボイラ２から蒸気タービン２００へ蒸気を供給する主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さは１００ｍ以上に達する。
【００２４】
本実施例では、タービン建屋１の全部がボイラ建屋４の内部に入っている。このようにすると、ボイラ建屋４とタービン建屋１との距離を短くでき、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４のコスト削減が可能である。
【００２５】
また、本実施例では、蒸気タービン２００が最終過熱器９および最終再熱器１１の下方に設置されている。このようにすると、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを７０ｍ程度までに短縮でき、短縮効果が高い。この配置にすれば、高温配管のコストを７０％程度まで削減可能である。
【００２６】
さらに、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４だけでなく、主給水管１０５と低温再熱蒸気管１０６の長さも短縮でき、この分のコスト削減も可能である。
【００２７】
また、本実施例のように、ボイラ２とタービン２００は互いに近い位置に置くと、両方のメンテナンスをやりやすい。
【００２８】
このように、タービン建屋の全部がボイラ建屋の中に含まれるよう配置することで、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【００２９】
なお、本実施例では、蒸気タービン２００がタービン建屋１へ格納されている場合を説明したが、タービン建屋１が無く、蒸気タービン２００のみがボイラ建屋４の中に入っている場合でも同じ効果が得られる。
【００３０】
特徴（２）の詳細とその効果について説明する。
【００３１】
ツーパスボイラの場合、一般的に、最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出入口はボイラの天井部にある。
【００３２】
本実施例では、最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と１０３が、燃焼ガス煙道部壁面２６の下方に配置されている。このようにすれば、出口の高さ位置が低下するため、地上に配置された蒸気タービン２００との距離が短縮されるので、さらに高温配管のコストを削減できる。具体的な削減効果としては、燃焼ガス煙道は高さ方向に１０ｍ程度の流路であるので、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを６０ｍ程度までに短縮できる。
【００３３】
特徴（３）の詳細とその効果について説明する。
【００３４】
図３に、本実施例における最終過熱器９の構造の一例を示す。図３（ａ）は、蒸気流れの入口に接続されたヘッダ１０７と出口に接続されたヘッダ１０２が互いに反流形式である場合を示し、図３（ｂ）は並流形式である場合を示す。本実施例では反流形式を用いる。このようにヘッダを反流形式にすると、並流形式に比べ、ヘッダ間の圧力差による蒸気流量の不均等が起こりにくくなり、熱交換器出口での蒸気温度が均一化される。蒸気温度が均一化されると、各伝熱管の熱伸びが均一になるため、ヘッダの損傷が起こりにくい。
【００３５】
なお、最終再熱器１１にもこの構造は適用できる。
【００３６】
特徴（４）の詳細とその効果について説明する。
【００３７】
本実施例では、ボイラ２の下方に溝２２が掘られており、缶前側灰処理ホッパ６が溝２２に埋め込まれている。このようにすれば、最終過熱器９および最終再熱器１１と地上に配置された蒸気タービン２００との距離がさらに短縮されるので、高温配管のコストを削減できる。
【００３８】
なお、溝２２への埋め込み高さは、燃料が石炭やバイオマスのような固体の場合、バーナ５の下段までとするのが望ましい。これを超えて埋め込んでしまうと、バーナ５と石炭粉砕機１９とを結ぶ給炭管（図には示されていない）が下向きになり、給炭管の中に石炭が溜まり閉塞してしまう可能性がある。溝２２への埋め込みは１０ｍ程度まで可能であり、この結果、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを５０ｍ程度までに短縮できる。
【００３９】
特徴（５）の詳細とその効果について説明する。
【００４０】
本実施例では、ボイラ建屋４を支える鉄骨柱１５がタービン建屋１を支える鉄骨柱と共有されている。このようにすると、ボイラ建屋４とタービン建屋１を支える鉄骨柱の物量を削減できるため、建設費を削減できる。
【００４１】
特徴（６）の詳細とその効果について説明する。
【００４２】
本実施例では、最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部壁面２６が、ガス流れ方向へ傾斜している。このようにすると、最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部に石炭灰が堆積しても、缶後側灰処理ホッパ７へ石炭灰が落ちるので、燃焼ガス煙道部が閉塞することがなく、良好にプラントを運転できる。
【００４３】
また、燃焼ガス煙道部下方の壁面がガス流れの方向へ傾斜しているので、最終過熱器９および最終再熱器１１の設置位置が低下する。したがって、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さをさらに短縮できる。
【実施例２】
【００４４】
本実施例では、タービン建屋がボイラ建屋の内部へ入ることで、高温蒸気管の長さを短縮できるだけでなく、タービン建屋の一部を灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置，１次空気ファン，２次空気ファンの設置に利用できる火力発電プラントの例を説明する。
【００４５】
図４は、実施例２における火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。図５は、実施例２における火力発電プラントを真上から見た図を示す。図５（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。図５（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。
【００４６】
図４および図５の火力発電プラントのうち、既に説明した図１および図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については説明を省略する。
【００４７】
図１および図２で図示しなかった灰運搬用コンベア２５について説明する。灰運搬用コンベア２５は、缶前側灰処理ホッパ６、あるいは、缶後側灰処理ホッパ７から取り出したボイラ２内部の石炭灰を、ボイラ２の外部にある灰処理装置へ運搬する役割を持つ。灰運搬用コンベアには、一般に、強度保持のため支柱が備え付けられている。
【００４８】
本実施例の特徴は、タービン建屋１の天井部に灰運搬用コンベア２５を設置していることである。一般に、タービン建屋１がボイラ建屋４の内部に入ると、空気ダクト，灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置を移動させなければならず、敷地面積の増大につながる。本実施例のような構成にすれば、タービン建屋１の一部を灰運搬用コンベア２５，空気予熱器２１，脱硝装置２０の設置に利用できるため、敷地面積増大を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。また、コンベアの強度保持のために必要な支柱も必要ない。
【００４９】
なお、本実施例では、タービン建屋の一部に灰運搬用コンベアを設置した場合を説明したが、灰運搬用コンベアの代わりに、空気ダクト，空気予熱器，脱硝装置，１次空気ファン，２次空気ファンを設置してもよい。タービン建屋は非常に強固な構造物であるため、前記構造物をタービン建屋の天井部に載せても強度上の問題は生じない。
【実施例３】
【００５０】
本実施例では、タービン軸がボイラの空気予熱器から排出された燃焼ガス流れ方向と平行であり、かつ、ボイラから排出され空気予熱器に流入する燃焼ガスの流れ方向がタービン軸と直角になるよう、タービン建屋がボイラ建屋内部に入ることで、高温蒸気管の長さを短縮できるだけでなく、空気予熱器からボイラ、または、石炭バンカへ搬送する空気ダクトの長さも短縮できる火力発電プラントの例を説明する。
【００５１】
図６は、実施例３における火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。図７は、実施例３における火力発電プラントを真上から見た図を示す。図７（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。図７（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。
【００５２】
図６および図７の火力発電プラントでは、既に説明した図１から図５に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有するので、各構成要素の説明を省略する。
【００５３】
本実施例の特徴は、タービン軸２０４がボイラ２内の高温域の燃焼ガス流れと平行であるように配置されている点である。タービン建屋幅（図７（ａ）参照）がボイラ炉幅（図７（ａ）参照）より短い場合、タービン軸２０４がボイラ２内の高温域の燃焼ガス流れと平行であるように、タービン建屋１をボイラ建屋４内部に配置すると、タービン建屋１を迂回することなく、１次空気および２次空気を、空気予熱器２１からボイラ２または石炭粉砕機１９へ搬送できる。そのため、タービン建屋がボイラ建屋に入ったことによる空気ダクトの長さの増加を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。
【００５４】
本実施例では、タービン建屋１がボイラ建屋４からはみ出した場合、タービン建屋１のはみ出した部分の天井部分に、灰運搬用コンベア２５を設置している。こうすることで、敷地面積増大を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。なお、本実施例では、タービン建屋の一部に灰運搬用コンベアを設置した場合を説明したが、灰運搬用コンベアの代わりに、空気予熱器、あるいは、脱硝装置を設置してもよい。
【００５５】
本実施例では、ボイラ２からの燃焼ガスの出口がタービン軸に対して直角方向を向いている。このようにすると、空気予熱器２１をボイラ２および石炭粉砕機１９に近い位置に配置できるので、１次空気および２次空気のダクト長さを短縮でき、結果、コスト削減が可能になる。
【００５６】
また、本実施例では、操作室２０５をボイラ建屋４の後方、かつ、タービン建屋１の側面に配置している。このように操作室を配置すると、ボイラとタービン両方に近いため、メンテナンスが容易になる。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ タービン建屋
２ ボイラ
３ 給水加熱器
４ ボイラ建屋
５ バーナ
６ 缶前側灰処理ホッパ
７ 缶後側灰処理ホッパ
８ ２次過熱器
９ 最終過熱器
１０ １次再熱器
１１ 最終再熱器
１２ １次過熱器
１３ 節炭器
１４ ガス分配ダンパ
１５ 鉄骨柱
１６ ２次空気ファン
１７ １次空気ファン
１８ 石炭バンカ
１９ 石炭粉砕機
２０ 脱硝装置
２１ 空気予熱器
２２ 溝
２３ 排ガス煙道
２４ 隔壁
２５ 灰運搬用コンベア
２６ 燃焼ガス煙道部壁面
１０１ 主蒸気管
１０２ 最終過熱器の蒸気出口ヘッダ
１０３ 最終再熱器の蒸気出口ヘッダ
１０４ 高温再熱蒸気管
１０５ 主給水管
１０６ 低温再熱蒸気管
１０７ ヘッダ
２００ 蒸気タービン
２０１ 高圧タービン
２０２ 中・低圧タービン
２０３ 発電機
２０４ タービン軸
２０５ 操作室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００８−２６１３０８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「主蒸気温度６７５℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温蒸気タービンプラントについて、トップタービン形式とし、以下の構成にする。ＶＨＴタービンが設置された縦型ボイラを含むボイラ建屋と、地面を基礎として設置されたタービン建屋とから構成し、ボイラ上部にＶＨＴタービンおよびそれと連結された発電機を設置し、ボイラ建屋とタービン建屋間の最も高圧な蒸気配管の材質をフェライト鋼またはＦｅを５０重量％以上含むオーステナイト鋼により構成する。また、ＶＨＴタービンの入口温度は６７５℃以上、出口温度は５５０℃以上，６５０℃以下とする」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主蒸気温度７００℃以上を目指した火力発電プラントでは、Ｎｉ基超合金を用いてタービンやボイラの高温部を形成する技術に加え、従来の鉄鋼材料と比べて高価であるＮｉ、更には一部のＮｉ基超合金に多く含まれている高価なＣｏ，Ｍｏの使用量を少なくすることが大きな課題である。
【０００５】
大型火力発電プラントのボイラは一般に７０ｍ以上の高さがあり、ボイラ上部に配置された熱交換器ほど高温となる。蒸気タービンに供給される高温高圧蒸気の配管は、ボイラ上部から地面にあるタービン建屋に引き回されるため、その長さは１００ｍ以上に及ぶことになる。
【０００６】
主蒸気温度７００℃以上の大型火力発電プラントでは、鉄鋼材料の耐用温度が６５０℃程度であるため、上記の高温高圧蒸気配管は高級材料であるＮｉ基超合金で製作する必要がある。この蒸気配管は６００mm程度の外径，１００mm程度の肉厚があり、その長さが１００ｍ以上に及ぶため、配管の総重量はタービンで使用するＮｉ基超合金の量よりも遥かに多くなる。
【０００７】
ボイラ材としては、７００℃以下の主蒸気温度では、Ｎｉ基超合金としてはコスト，製造性に優れたＨＲ６ＷなどのＮｉ−Ｆｅ基超合金を使用できるが、７００℃以上では強度の優れたＩＮ６１７などの固溶強化型Ｎｉ基超合金、７２０℃以上ではさらに強度特性に優れたNimonic２６３などの析出強化型Ｎｉ基超合金を使用する必要がある。ＩＮ６１７やNimonic２６３などは、コストが高いだけでなく、製造性が悪いため、６００mm程度の外径を有する長尺配管の製作が不可能である。したがって、外径の小さい複数の配管で高温高圧の蒸気をボイラ建屋からタービン建屋に供給する必要がある。配管を複数化した場合、流量面積あたりの重量が増えるため、配管重量が増し、これにより、さらにコストが増大する。
【０００８】
前記特許文献１には、トップタービン形式、すなわち、ボイラの上部にタービンを設置する形式を採用することで、Ｎｉ基超合金の配管長を短縮し、信頼性とコスト削減を両立している。しかし、特許文献１の高温蒸気タービンプラントでは、トップタービン形式であるため、ボイラとタービン両方のメンテナンスが容易ではない。また、タービンの振動を抑えるため、高度な免震構造を有するボイラ建屋が必要となり、コストが増大する可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分がボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図２（ａ）】実施例１のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図２（ｂ）】実施例１のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【図３（ａ）】実施例１の火力発電プラント内のボイラから、蒸気タービンへ搬送される蒸気を加熱する熱交換器の構造を示す（反流形式の場合）。
【図３（ｂ）】実施例１の火力発電プラント内のボイラから、蒸気タービンへ搬送される蒸気を加熱する熱交換器の構造を示す（並流形式の場合）。
【図４】実施例２の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図５（ａ）】実施例２のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図５（ｂ）】実施例２のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【図６】実施例３の火力発電プラントを横から見た図を示す。
【図７（ａ）】実施例３のボイラ建屋を真上から見た図を示す。
【図７（ｂ）】実施例３のタービン建屋を真上から見た図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本実施例による火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。
【００１５】
図１の火力発電プラントの構造について説明する。本実施例では、以下、ボイラに投入する燃料として石炭を使用するボイラを例に説明するが、油を例とする液体燃料、天然ガスを例とする気体燃料、バイオマスを例とする固体燃料の場合でも本実施例を使用できる。
【００１６】
プラント内のガス流れ、および、蒸気流れの概略について述べることで、図中の各構成要素の関連について説明する。
【００１７】
プラント内のガス流れの概略について説明する。燃料である石炭は、石炭バンカ１８に貯留され、石炭粉砕機１９で細かく粉砕される。粉砕された石炭は、空気予熱器２１から導入される空気（１次空気）によって、バーナ５で着火され、ボイラ２の中へ搬送される。石炭の燃焼により生じた熱は、燃焼ガスの流れに沿って、ボイラ２の壁面，２次過熱器８，最終過熱器９，最終再熱器１１に吸収され、燃焼ガスの温度は次第に低下する。燃焼ガスの下流では、ガスの煙道部が隔壁２４により分割されており、煙道部内に１次再熱器１０，１次過熱器１２、および、節炭器１３が設置されており、これらの熱交換器でもガスから熱を吸収する。隔壁２４の下方にあるガス分配ダンパ１４の開度を調整することで、ガス流量の配分を変化させることにより、１次再熱器１０、および、最終再熱器１１の収熱量を目標値になるように調整する。その後、燃焼ガスは、排ガス煙道２３を通り、脱硝装置２０で窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去され、空気予熱器２１で、１次空気ファン１７と２次空気ファン１６から、空気ダクト（図示されていない）を通って搬送された空気と熱交換する。空気予熱器２１で加熱された空気は、石炭を搬送する１次空気と、燃焼を促進するためバーナ５へ送られる２次空気として使われる。空気予熱器２１を通過した燃焼ガスは、さらに下流にある排ガス処理装置で、より高度な浄化処理を施された後、プラント外へ排出される。また、石炭には灰分が含まれているため、ボイラ内部に灰が堆積する。堆積した灰をボイラ内部から除去するため、缶前側灰処理ホッパ６と缶後側灰処理ホッパ７が備え付けられている。
【００１８】
プラント内の蒸気流れの概略について説明する。蒸気は、タービン建屋１内部に格納されている給水加熱器３で、圧力３０〜３５ＭＰａ，温度３００℃程度まで加熱され、主給水管１０５を通して、節炭器１３へ送られ、燃焼ガスからの熱を吸収する。その後、蒸気は、ボイラ２の壁面，１次過熱器１２，２次過熱器８，最終過熱器９の順に通って燃焼ガスからの熱を吸収し、最終過熱器９の出口で、蒸気出口ヘッダ１０２に集められ、主蒸気管１０１を通って、蒸気タービン２００へ送られる。最終過熱器９出口では、蒸気の温度は６００℃以上の高温になっている。この高温・高圧の蒸気は、蒸気タービン２００で、回転による仕事をした後、圧力は５ＭＰａ程度まで、温度は３００℃程度まで低下し、エネルギーを失う。ボイラ２で回収した熱を有効に利用するため、この蒸気は低温再熱蒸気管１０６を通して、１次再熱器１０へ送り、再びボイラ２の内部で熱回収に利用する。蒸気は、１次再熱器１０から最終再熱器１１へ送られ、最終再熱器１１の出口で、６００℃以上の高温蒸気となり、蒸気出口ヘッダ１０３に集められ、高温再熱蒸気管１０４を通して、再び蒸気タービン２００へ送られる。この高温蒸気は、蒸気タービン２００で、回転による仕事をした後、低圧・低温になる。この蒸気は、その後、復水器（図示されていない）にて凝縮して、水質処理を施した後、給水加熱器３へ戻される。
【００１９】
図２は、本実施例による火力発電プラントの実施形態の一例を上から見た図である。図２（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。操作室２０５には、火力発電プラント全体の動作を制御する機能がある。メンテナンス上、タービン建屋１とボイラ建屋４との両方に近い場所に、操作室２０５を設置するのが望ましい。本実施例では、タービン建屋１がボイラ２内のガス流れに対して垂直に置かれているため、操作室２０５はボイラ建屋４の側面に配置されている。図２（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。タービン建屋１の内部には、蒸気タービン２００が設置されており、蒸気タービン２００は、高圧タービン２０１，中・低圧タービン２０２で構成されている。最終過熱器９を出た高温蒸気は、主蒸気管１０１を通って高圧タービン２０１へ入る。最終再熱器１１を出た高温蒸気は、高温再熱蒸気管１０４を通って中・低圧タービン２０２へ入る。これらの高温蒸気によるエネルギーは回転エネルギーに変換される。その回転エネルギーはタービン軸２０４により発電機２０３へ伝達されて電気が生じる。
【００２０】
本実施例では以下の特徴を有する：（１）蒸気タービン２００を内部に収めているタービン建屋１の全部が、ボイラ建屋４の内部に入っている。（２）最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と１０３が、燃焼ガス煙道部の下方に配置されている。（３）最終過熱器９の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と、入口に接続されたヘッダ１０７が互いに反流形式である。（４）ボイラ２の下方に溝２２が掘られており、ボイラ２の一部分が溝２２に埋め込まれている。（５）ボイラ建屋４を支える鉄骨柱１５がタービン建屋１を支える鉄骨柱と共有されている。（６）最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部壁面２６が、ガス流れ方向へ傾斜している。
【００２１】
以下、前記特徴（１）から（６）の詳細とその効果について、各々、説明する。
【００２２】
特徴（１）の詳細とその効果について説明する。
【００２３】
一般的に、蒸気タービン２００とボイラ２は、別個に各々を格納する建屋を持つ。すなわち、ボイラ２はボイラ建屋４へ、蒸気タービン２００はタービン建屋１へ格納されている。また、一般に、ボイラ建屋４とタービン建屋１はお互いに２０から３０ｍ程度離れている。大型火力発電プラントの場合、ボイラ２の地上からの高さは７０ｍ以上である。最終過熱器９および最終再熱器１１は、ボイラの燃焼ガス流れの方向が上，横，下の順からなるツーパスボイラの場合、ボイラの最も高い場所に設置されている。そのため、ボイラ２から蒸気タービン２００へ蒸気を供給する主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さは１００ｍ以上に達する。
【００２４】
本実施例では、タービン建屋１の全部がボイラ建屋４の内部に入っている。このようにすると、ボイラ建屋４とタービン建屋１との距離を短くでき、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４のコスト削減が可能である。
【００２５】
また、本実施例では、蒸気タービン２００が最終過熱器９および最終再熱器１１の下方に設置されている。このようにすると、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを７０ｍ程度までに短縮でき、短縮効果が高い。この配置にすれば、高温配管のコストを７０％程度まで削減可能である。
【００２６】
さらに、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４だけでなく、主給水管１０５と低温再熱蒸気管１０６の長さも短縮でき、この分のコスト削減も可能である。
【００２７】
また、本実施例のように、ボイラ２とタービン２００は互いに近い位置に置くと、両方のメンテナンスをやりやすい。
【００２８】
このように、タービン建屋の全部がボイラ建屋の中に含まれるよう配置することで、信頼性，コスト削減、および、メンテナンスの容易さを両立し、燃焼効率に優れたボイラから構成される主蒸気温度７００℃以上，出力１００ＭＷ以上の高温火力発電プラントを提供することが可能である。
【００２９】
なお、本実施例では、蒸気タービン２００がタービン建屋１へ格納されている場合を説明したが、タービン建屋１が無く、蒸気タービン２００のみがボイラ建屋４の中に入っている場合でも同じ効果が得られる。
【００３０】
特徴（２）の詳細とその効果について説明する。
【００３１】
ツーパスボイラの場合、一般的に、最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出入口はボイラの天井部にある。
【００３２】
本実施例では、最終過熱器９および最終再熱器１１の蒸気流れの出口に接続されたヘッダ１０２と１０３が、燃焼ガス煙道部壁面２６の下方に配置されている。このようにすれば、出口の高さ位置が低下するため、地上に配置された蒸気タービン２００との距離が短縮されるので、さらに高温配管のコストを削減できる。具体的な削減効果としては、燃焼ガス煙道は高さ方向に１０ｍ程度の流路であるので、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを６０ｍ程度までに短縮できる。
【００３３】
特徴（３）の詳細とその効果について説明する。
【００３４】
図３に、本実施例における最終過熱器９の構造の一例を示す。図３（ａ）は、蒸気流れの入口に接続されたヘッダ１０７と出口に接続されたヘッダ１０２が互いに反流形式である場合を示し、図３（ｂ）は並流形式である場合を示す。本実施例では反流形式を用いる。このようにヘッダを反流形式にすると、並流形式に比べ、ヘッダ間の圧力差による蒸気流量の不均等が起こりにくくなり、熱交換器出口での蒸気温度が均一化される。蒸気温度が均一化されると、各伝熱管の熱伸びが均一になるため、ヘッダの損傷が起こりにくい。
【００３５】
なお、最終再熱器１１にもこの構造は適用できる。
【００３６】
特徴（４）の詳細とその効果について説明する。
【００３７】
本実施例では、ボイラ２の下方に溝２２が掘られており、缶前側灰処理ホッパ６が溝２２に埋め込まれている。このようにすれば、最終過熱器９および最終再熱器１１と地上に配置された蒸気タービン２００との距離がさらに短縮されるので、高温配管のコストを削減できる。
【００３８】
なお、溝２２への埋め込み高さは、燃料が石炭やバイオマスのような固体の場合、バーナ５の下段までとするのが望ましい。これを超えて埋め込んでしまうと、バーナ５と石炭粉砕機１９とを結ぶ給炭管（図には示されていない）が下向きになり、給炭管の中に石炭が溜まり閉塞してしまう可能性がある。溝２２への埋め込みは１０ｍ程度まで可能であり、この結果、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さを５０ｍ程度までに短縮できる。
【００３９】
特徴（５）の詳細とその効果について説明する。
【００４０】
本実施例では、ボイラ建屋４を支える鉄骨柱１５がタービン建屋１を支える鉄骨柱と共有されている。このようにすると、ボイラ建屋４とタービン建屋１を支える鉄骨柱の物量を削減できるため、建設費を削減できる。
【００４１】
特徴（６）の詳細とその効果について説明する。
【００４２】
本実施例では、最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部壁面２６が、ガス流れ方向へ傾斜している。このようにすると、最終過熱器９および最終再熱器１１が置かれている燃焼ガス煙道部に石炭灰が堆積しても、缶後側灰処理ホッパ７へ石炭灰が落ちるので、燃焼ガス煙道部が閉塞することがなく、良好にプラントを運転できる。
【００４３】
また、燃焼ガス煙道部下方の壁面がガス流れの方向へ傾斜しているので、最終過熱器９および最終再熱器１１の設置位置が低下する。したがって、主蒸気管１０１と高温再熱蒸気管１０４の長さをさらに短縮できる。
【実施例２】
【００４４】
本実施例では、タービン建屋がボイラ建屋の内部へ入ることで、高温蒸気管の長さを短縮できるだけでなく、タービン建屋の一部を灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置，１次空気ファン，２次空気ファンの設置に利用できる火力発電プラントの例を説明する。
【００４５】
図４は、実施例２における火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。図５は、実施例２における火力発電プラントを真上から見た図を示す。図５（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。図５（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。
【００４６】
図４および図５の火力発電プラントのうち、既に説明した図１および図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については説明を省略する。
【００４７】
図１および図２で図示しなかった灰運搬用コンベア２５について説明する。灰運搬用コンベア２５は、缶前側灰処理ホッパ６、あるいは、缶後側灰処理ホッパ７から取り出したボイラ２内部の石炭灰を、ボイラ２の外部にある灰処理装置へ運搬する役割を持つ。灰運搬用コンベアには、一般に、強度保持のため支柱が備え付けられている。
【００４８】
本実施例の特徴は、タービン建屋１の天井部に灰運搬用コンベア２５を設置していることである。一般に、タービン建屋１がボイラ建屋４の内部に入ると、空気ダクト，灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置を移動させなければならず、敷地面積の増大につながる。本実施例のような構成にすれば、タービン建屋１の一部を灰運搬用コンベア２５，空気予熱器２１，脱硝装置２０の設置に利用できるため、敷地面積増大を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。また、コンベアの強度保持のために必要な支柱も必要ない。
【００４９】
なお、本実施例では、タービン建屋の一部に灰運搬用コンベアを設置した場合を説明したが、灰運搬用コンベアの代わりに、空気ダクト，空気予熱器，脱硝装置，１次空気ファン，２次空気ファンを設置してもよい。タービン建屋は非常に強固な構造物であるため、前記構造物をタービン建屋の天井部に載せても強度上の問題は生じない。
【実施例３】
【００５０】
本実施例では、タービン軸がボイラの空気予熱器から排出された燃焼ガス流れ方向と平行であり、かつ、ボイラから排出され空気予熱器に流入する燃焼ガスの流れ方向がタービン軸と直角になるよう、タービン建屋がボイラ建屋内部に入ることで、高温蒸気管の長さを短縮できるだけでなく、空気予熱器からボイラ、または、石炭バンカへ搬送する空気ダクトの長さも短縮できる火力発電プラントの例を説明する。
【００５１】
図６は、実施例３における火力発電プラントの実施形態の一例を示す側面図である。図７は、実施例３における火力発電プラントを真上から見た図を示す。図７（ａ）はボイラ建屋４の内部を示す。図７（ｂ）はタービン建屋１の内部を示す。
【００５２】
図６および図７の火力発電プラントでは、既に説明した図１から図５に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有するので、各構成要素の説明を省略する。
【００５３】
本実施例の特徴は、タービン軸２０４がボイラ２内の高温域の燃焼ガス流れと平行であるように配置されている点である。タービン建屋幅（図７（ａ）参照）がボイラ炉幅（図７（ａ）参照）より短い場合、タービン軸２０４がボイラ２内の高温域の燃焼ガス流れと平行であるように、タービン建屋１をボイラ建屋４内部に配置すると、タービン建屋１を迂回することなく、１次空気および２次空気を、空気予熱器２１からボイラ２または石炭粉砕機１９へ搬送できる。そのため、タービン建屋がボイラ建屋に入ったことによる空気ダクトの長さの増加を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。
【００５４】
本実施例では、タービン建屋１がボイラ建屋４からはみ出した場合、タービン建屋１のはみ出した部分の天井部分に、灰運搬用コンベア２５を設置している。こうすることで、敷地面積増大を抑制でき、大幅なコスト上昇を避けることができる。なお、本実施例では、タービン建屋の一部に灰運搬用コンベアを設置した場合を説明したが、灰運搬用コンベアの代わりに、空気予熱器、あるいは、脱硝装置を設置してもよい。
【００５５】
本実施例では、ボイラ２からの燃焼ガスの出口がタービン軸に対して直角方向を向いている。このようにすると、空気予熱器２１をボイラ２および石炭粉砕機１９に近い位置に配置できるので、１次空気および２次空気のダクト長さを短縮でき、結果、コスト削減が可能になる。
【００５６】
また、本実施例では、操作室２０５をボイラ建屋４の後方、かつ、タービン建屋１の側面に配置している。このように操作室を配置すると、ボイラとタービン両方に近いため、メンテナンスが容易になる。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ タービン建屋
２ ボイラ
３ 給水加熱器
４ ボイラ建屋
５ バーナ
６ 缶前側灰処理ホッパ
７ 缶後側灰処理ホッパ
８ ２次過熱器
９ 最終過熱器
１０ １次再熱器
１１ 最終再熱器
１２ １次過熱器
１３ 節炭器
１４ ガス分配ダンパ
１５ 鉄骨柱
１６ ２次空気ファン
１７ １次空気ファン
１８ 石炭バンカ
１９ 石炭粉砕機
２０ 脱硝装置
２１ 空気予熱器
２２ 溝
２３ 排ガス煙道
２４ 隔壁
２５ 灰運搬用コンベア
２６ 燃焼ガス煙道部壁面
１０１ 主蒸気管
１０２ 最終過熱器の蒸気出口ヘッダ
１０３ 最終再熱器の蒸気出口ヘッダ
１０４ 高温再熱蒸気管
１０５ 主給水管
１０６ 低温再熱蒸気管
１０７ ヘッダ
２００ 蒸気タービン
２０１ 高圧タービン
２０２ 中・低圧タービン
２０３ 発電機
２０４ タービン軸
２０５ 操作室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させ、燃焼ガスから蒸気により熱を回収するボイラと、前記ボイラを格納するボイラ建屋と、前記ボイラで加熱された蒸気を回転エネルギーに変換する蒸気タービンを持った火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項２】
請求項１の火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンを格納するタービン建屋を備え、前記タービン建屋の全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋内に含まれるよう配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項３】
請求項２の火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンは高圧タービンと中低圧タービンに別れると共に、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器と前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器を備え、前記熱交換器群の下方に、前記高圧タービン、あるいは、前記中低圧タービンを配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項４】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器、あるいは、前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器の蒸気流れの出口に接続されたヘッダが、燃焼ガス煙道部の下方に配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項５】
請求項４の火力発電プラントにおいて、前記熱交換器の入口ヘッダと出口ヘッダが反流形式であることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項６】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ下方に溝を掘られ、前記ボイラの一部分が当該溝に埋め込まれていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項７】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ建屋を支える鉄骨柱が前記タービン建屋を支える鉄骨柱と共有されていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項８】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器、および、前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器が配置された燃焼ガス煙道部下方の壁面が、燃焼ガス流れ方向へ傾斜していることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項９】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ内の灰を灰処理装置へ運搬する灰運搬用コンベアと、前記ボイラから排出される燃焼ガスの熱を利用して空気を加熱する空気予熱器と、前記ボイラから排出される燃焼ガスに含有する窒素酸化物を除去する脱硝装置を備え、灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置のいずれかが前記タービン建屋の天井部に配置されていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項１０】
請求項２の火力発電プラントにおいて、タービン軸が前記ボイラの空気予熱器から排出された燃焼ガスの流れ方向と平行であり、かつ、ボイラから排出され前記空気予熱器に流入する燃焼ガスの流れ方向がタービン軸と直角になることを特徴とした火力発電プラント。
【請求項１１】
請求項１０の火力発電プラントにおいて、燃焼ガス流れから見てボイラ建屋後方、かつ、タービン軸から見てタービン建屋側面に、蒸気タービンとボイラの運転を操作するための操作室を備えることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項１】
燃料を燃焼させ、燃焼ガスから蒸気により熱を回収するボイラと、前記ボイラを格納するボイラ建屋と、前記ボイラで加熱された蒸気を回転エネルギーに変換する蒸気タービンを持った火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンの全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋の中に含まれるよう配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項２】
請求項１の火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンを格納するタービン建屋を備え、前記タービン建屋の全部、あるいは、その一部分が前記ボイラ建屋内に含まれるよう配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項３】
請求項２の火力発電プラントにおいて、前記蒸気タービンは高圧タービンと中低圧タービンに別れると共に、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器と前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器を備え、前記熱交換器群の下方に、前記高圧タービン、あるいは、前記中低圧タービンを配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項４】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器、あるいは、前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器の蒸気流れの出口に接続されたヘッダが、燃焼ガス煙道部の下方に配置したことを特徴とする火力発電プラント。
【請求項５】
請求項４の火力発電プラントにおいて、前記熱交換器の入口ヘッダと出口ヘッダが反流形式であることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項６】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ下方に溝を掘られ、前記ボイラの一部分が当該溝に埋め込まれていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項７】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ建屋を支える鉄骨柱が前記タービン建屋を支える鉄骨柱と共有されていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項８】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラから前記高圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器、および、前記ボイラから前記中低圧タービンへ蒸気を送り出す熱交換器が配置された燃焼ガス煙道部下方の壁面が、燃焼ガス流れ方向へ傾斜していることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項９】
請求項３の火力発電プラントにおいて、前記ボイラ内の灰を灰処理装置へ運搬する灰運搬用コンベアと、前記ボイラから排出される燃焼ガスの熱を利用して空気を加熱する空気予熱器と、前記ボイラから排出される燃焼ガスに含有する窒素酸化物を除去する脱硝装置を備え、灰運搬用コンベア，空気予熱器，脱硝装置のいずれかが前記タービン建屋の天井部に配置されていることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項１０】
請求項２の火力発電プラントにおいて、タービン軸が前記ボイラの空気予熱器から排出された燃焼ガスの流れ方向と平行であり、かつ、ボイラから排出され前記空気予熱器に流入する燃焼ガスの流れ方向がタービン軸と直角になることを特徴とした火力発電プラント。
【請求項１１】
請求項１０の火力発電プラントにおいて、燃焼ガス流れから見てボイラ建屋後方、かつ、タービン軸から見てタービン建屋側面に、蒸気タービンとボイラの運転を操作するための操作室を備えることを特徴とする火力発電プラント。
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【公開番号】特開２０１２−１７７３４６（Ｐ２０１２−１７７３４６Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１１１５（Ｐ２０１１−４１１１５）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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