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JPH07166815A - 複合発電設備 - Google Patents

複合発電設備

Info

Publication number
JPH07166815A
JPH07166815A JP31310993A JP31310993A JPH07166815A JP H07166815 A JPH07166815 A JP H07166815A JP 31310993 A JP31310993 A JP 31310993A JP 31310993 A JP31310993 A JP 31310993A JP H07166815 A JPH07166815 A JP H07166815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
low boiling
boiling point
power generator
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31310993A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kuwabara
健 桑原
Yoshio Mishima
宣雄 三島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31310993A priority Critical patent/JPH07166815A/ja
Publication of JPH07166815A publication Critical patent/JPH07166815A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】現状の複合発電設備に特殊な装置を負荷するこ
となく、かつこの設備外の熱源やエネルギを用いること
なく、さらに効率を向上させることができる複合発電設
備を提供する。 【構成】ガスタービン発電装置1と蒸気タービン発電装
置3と、それに低沸点媒体により駆動される低沸点媒体
タービン発電装置8とを備えた複合発電設備において、
低沸点媒体が凝縮状態にある低沸点媒体のサイクル系統
部分に、この凝縮状態にある低沸点媒体と前段に設けら
れている夫々のタービン発電設備から排出された潤滑油
との熱交換を行う熱交換器64を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複合発電設備の改良に係
り、特にガスタービン発電装置と、このガスタービン発
電装置の排熱を用いた蒸気タービン発電装置およびこの
蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と熱交
換することによって得られる過熱低沸点媒体により駆動
されるタービン発電装置とを備えている複合発電設備に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エネルギー需要の増加や環境規制
の観点から、地域分散型の複合発電設備が普及し、特に
排出熱エネルギーの高いガスタービンを用いたパッケー
ジ型の複合発電設備の需要が増加しつつある。
【0003】従来一般に採用されているこの種複合発電
設備は、図2に示されているように、ガスタービン発電
装置のパッケージ体1、蒸気タービン発電装置のパッケ
ージ体3それに低沸点媒体を作動流体とするタービン発
電装置のパッケージ体8を備え、そしてこれらの間で駆
動媒体の熱交換が行われ、それぞれ駆動媒体にて駆動す
るように形成されている。
【0004】すなわちガスタービン発電装置のパッケー
ジ体1は、主として燃焼用空気を得る空気圧縮器11、
高温高圧の燃焼ガスを発生するガス燃焼器12、この燃
焼ガスにより駆動されるガスタービン13それに機械エ
ネルギを電気エネルギに変換する発電機14が設けられ
ている。
【0005】そして、このガスタービン発電装置のパッ
ケージ体1と一体あるいはその近傍にはボイラ2が設置
され、このボイラ2へガスタービン13からの排ガスが
送られる。排ガスはこの部分で熱交換が行われた後、外
部へ排出される。
【0006】ボイラ2での熱交換により蒸気タービンの
駆動媒体である過熱蒸気が生成され、この過熱蒸気によ
りパッケージ体3の蒸気タービン31を駆動し、発電機
32で発電するように形成されている。
【0007】また蒸気タービン31からの排出蒸気は、
蒸気タービン発電装置のパッケージ体3の外部に設置さ
れた復水器9へ導かれ、ここで低沸点媒体と熱交換する
ことにより復水し、ポンプ52により前記ボイラ2へ還
流される。
【0008】復水器9で過熱された低沸点媒体は、低沸
点媒体タービン発電装置のパッケージ体8内のタービン
81を駆動させ、これに連結されている発電機82を駆
動する。
【0009】低沸点媒体タービン81からの排気媒体
は、低沸点媒体タービン発電装置のパッケージ体8の外
部に設置された冷却器62において冷却水により冷却凝
縮され、凝縮された低沸点媒体は、ポンプ53により復
水器9へ還流される。
【0010】冷却器62において加熱された冷却水は冷
却塔7へ送られ、ここで冷却された後再び冷却器62へ
戻るように形成されている。
【0011】なお、図中61はこれら各装置の潤滑油を
冷却する冷却器であり、54はその循環ポンプ、60は
冷却塔である。
【0012】なお、これらに関連するものとしては、特
開昭59−180012号公報および特開平4−124
411号公報等が挙げられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように形成された
複合発電設備であると、たしかにガスタービンより排出
される駆動流体(作動流体)は依然として高いエネルギ
ーを持ち、これを熱エネルギー形態として順次タービン
および熱変換器を介し発電を行うことで、熱利用が図ら
れ、全体ではある程度高効率の発電設備を得ることはで
きる。
【0014】しかしながら、最近においてはさらに高い
効率の発電設備が要求されるようになってきており、こ
のため夫々の発電装置の効率を向上するよう努力はなさ
れているものの、思うようにいかないのが実情である。
【0015】すなわち発電主体の機器構成とした場合、
入力熱エネルギーに対する発電効率はガスタービン発電
高率で30%、また蒸気タービン発電を併用した場合の
発電効率は全体で40〜45%に留まる。そしてさらに
低沸点媒体駆動のタービン発電を併用した場合、この低
沸点媒体駆動のタービン発電の発電効率(低沸点媒体に
フロンR114を用いた場合)は8%前後であり、発電
設備全体で50%が限度であろう。つまりその利用形態
がタービンを介した発電や機械駆動の場合、これ以上高
効率を図ることが難しい段階にきている。
【0016】特に排熱利用の場合、下流側段となる発電
装置では熱エネルギ的には急激な低下となり設備を付加
した割りには効率の向上が図られない嫌いがある。
【0017】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、特に現状の複合発電設備に特殊な
装置を負荷することなく、かつこの設備外の熱源やエネ
ルギを用いることなく、さらに効率を向上させることが
できるこの種複合発電設備を提供するにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ガス
タービン発電装置と蒸気タービン発電装置と、それに低
沸点媒体により駆動される低沸点媒体タービン発電装置
とを備えた複合発電設備において、低沸点媒体が凝縮状
態にある低沸点媒体のサイクル系統部分に、この凝縮状
態にある低沸点媒体と前段に設けられている夫々のター
ビン発電設備から排出された潤滑油との熱交換を行う熱
交換器を設けるようになし所期の目的を達成するように
したものである。
【0019】
【作用】すなわちこのように形成された複合発電設備で
あると、凝縮状態にある低沸点媒体は、排出された潤滑
油との間で熱交換が行われることから、低沸点媒体に予
熱が与えられ、その後復水器にて熱変換が行われるの
で、その温度は上昇し熱エネルギの増大が図れ、したが
って特殊な装置を負荷することなく、かつこの設備外の
熱源やエネルギを用いることなく、さらに効率向上させ
ることが可能となる。 またこの熱変換により潤滑油の
温度を下げることができ、潤滑油の冷却器を少量容のも
のとすることができるのである。
【0020】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図1にはその複合発電設備が系統線図で示
されている。
【0021】なお、従来と同一部品同一装置には同一符
号を附したのでその詳細説明は省略する。概略的には従
来と同様に、ガスタービン発電装置のパッケージ体1、
蒸気タービン発電装置のパッケージ体3それに低沸点媒
体を作動流体とするタービン発電装置のパッケージ体8
を備えており、そしてこれらパッケージ体の間にはボイ
ラ2、復水器9が設けられている。
【0022】この構成で順次熱変換しながら夫々のター
ビンを駆動する点は全く従来と同じである。従来のもの
と大きく異なる点は、各装置の潤滑油冷却および低沸点
媒体の加熱の関係である。すなわち低沸点媒体が凝縮状
態にある低沸点媒体のサイクル系統部分に、この凝縮状
態にある低沸点媒体と夫々のタービン発電設備から排出
された潤滑油との熱交換が行なわれる熱交換器64が設
けられるのである。
【0023】すなわち、例えば軸受などの潤滑油は、冷
却器により冷却されるわけであるが、この場合、この冷
却は凝縮状態にある低沸点媒体にて行われるのである。
すなわち図1の冷却器63の代りに熱交換器64が設け
られ、冷却器62で冷却され凝縮した低沸点媒体は、こ
の熱交換器64において各機器からの潤滑油を冷却する
のである。換言すれば低沸点媒体の予備の加熱がこの熱
交換器64にて行われるのである。
【0024】そして、この予熱された低沸点媒体は、ポ
ンプ52によって復水器9へ還流され、さらに過熱され
るのである。
【0025】一般にガスタービンの排熱は低沸点媒体駆
動タービンに至るまでに温度が低くなりがちであるが、
前述した本発明のような構成であると、各装置の潤滑油
が持つ損失熱が、低沸点媒体の加熱に用いられることか
ら、この部分で低沸点媒体の予熱が行われ、さらに復水
器にて低沸点媒体は充分高圧化される。すなわち、低沸
点タービンの出力は増大し、全体的には効率の向上が図
られるのである。
【0026】一方、潤滑油は、熱交換器64で冷却され
た後、再び発電装置のパッケージ体1,3,8内の各機
器へ送られる。この構成であると、潤滑油の冷却塔を省
略することも可能となる。
【0027】なお、この場合機種によっては潤滑油の温
度が所定の温度まで低下しない場合が生ずるが、そのよ
うな場合には冷却器を潤滑系に設けるようにしても良
い。勿論この場合この冷却器は少容量のもので良く有利
である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
流段側タービンの凝縮状態にある低沸点媒体は、排出さ
れた潤滑油との間で熱交換が行われることから、低沸点
媒体に予熱が与えられ、その後復水器にて熱変換が行わ
れるので、その温度は上昇し熱エネルギの増大が図れ、
したがって特殊な装置を負荷することなく、かつこの設
備外の熱源やエネルギを用いることなく、さらに効率向
上させることが可能なこの種複合発電設備を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合発電設備の一実施例を示す系統線
図である。
【図2】従来の複合発電設備を示す系統線図である。
【符号の説明】
1…ガスタービン発電装置のパッケージ体、2…ボイ
ラ、3…蒸気タービン発電装置のパッケージ体、7…冷
却塔、8…低沸点媒体を作動流体とするタービン発電装
置のパッケージ体、9…復水器、11…空気圧縮機、1
2…ガス燃焼器、13…ガスタービン、14,32,8
2…発電機、31…蒸気タービン、81…低沸点媒体を
作動流体とするタービン、61…冷却器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービン及びこのガスタービンに駆
    動される発電機からなるガスタービン発電装置と、 前記ガスタービンから排出される廃熱をボイラにより回
    収し、前記ボイラで得られる蒸気により駆動される蒸気
    タービン及びこの蒸気タービンに駆動される発電機から
    なる蒸気タービン発電装置と、 前記蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と
    熱交換することによって得られる過熱された低沸点媒体
    により駆動されるタービン及びこのタービンに駆動され
    る発電機からなる低沸点媒体タービン発電装置と、を備
    えた複合発電設備において、 前記低沸点媒体が凝縮状態にある低沸点媒体のサイクル
    系統部分に、この凝縮状態にある低沸点媒体と前記夫々
    のタービン発電設備から排出された潤滑油との熱交換を
    行う熱交換器を設けたことを特徴とする複合発電設備。
  2. 【請求項2】 ガスタービン及びこのガスタービンに駆
    動される発電機からなるガスタービン発電装置と、 前記ガスタービンから排出される廃熱をボイラにより回
    収し、前記ボイラで得られる蒸気により駆動される蒸気
    タービン及びこの蒸気タービンに駆動される発電機から
    なる蒸気タービン発電装置と、 前記蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と
    熱交換することによって得られる過熱された低沸点媒体
    により駆動されるタービン及びこのタービンに駆動され
    る発電機からなる低沸点媒体タービン発電装置と、を備
    え、かつ前記夫々のタービン発電装置が潤滑油系統を備
    えている複合発電設備において、 前記潤滑油系統の潤滑油を、前記低沸点媒体タービン発
    電装置の凝縮状態にある低沸点媒体にて冷却するように
    したことを特徴とする複合発電設備。
  3. 【請求項3】 ガスタービン及びこのガスタービンに駆
    動される発電機からなるガスタービン発電装置と、 前記ガスタービンから排出される廃熱をボイラにより回
    収し、前記ボイラで得られる蒸気により駆動される蒸気
    タービン及びこの蒸気タービンに駆動される発電機から
    なる蒸気タービン発電装置と、 前記蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と
    熱交換することによって得られる過熱された低沸点媒体
    により駆動されるタービン及びこのタービンに駆動され
    る発電機からなる低沸点媒体タービン発電装置と、を備
    え、かつ前記夫々のタービン発電装置が潤滑油系統を備
    えている複合発電設備において、 前記潤滑油系統の潤滑油を、前記低沸点媒体タービン発
    電装置の凝縮状態にある低沸点媒体を冷却媒体として冷
    却するようにしたことを特徴とする複合発電設備。
  4. 【請求項4】 ガスタービン及びこのガスタービンに駆
    動される発電機からなるガスタービン発電装置と、 前記ガスタービンから排出される廃熱をボイラにより回
    収し、前記ボイラで得られる蒸気により駆動される蒸気
    タービン及びこの蒸気タービンに駆動される発電機から
    なる蒸気タービン発電装置と、 前記蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と
    熱交換することによって得られる過熱された低沸点媒体
    により駆動されるタービン及びこのタービンに駆動され
    る発電機からなる低沸点媒体タービン発電装置と、を備
    え、かつ前記夫々のタービン発電装置が潤滑油系統を備
    えている複合発電設備において、 前記潤滑油系統の潤滑油を、前記低沸点媒体タービン発
    電装置の凝縮状態にある低沸点媒体にて冷却するととも
    に、さらに冷却水を冷却媒体とする冷却器にて冷却する
    ようにしたことを特徴とする複合発電設備。
  5. 【請求項5】 ガスタービン及びこのガスタービンに駆
    動される発電機からなるガスタービン発電装置と、 前記ガスタービンから排出される廃熱をボイラにより回
    収し、前記ボイラで得られる蒸気により駆動される蒸気
    タービン及びこの蒸気タービンに駆動される発電機から
    なる蒸気タービン発電装置と、 前記蒸気タービンの廃熱を復水器において低沸点媒体と
    熱交換することによって得られる過熱された低沸点媒体
    により駆動されるタービン及びこのタービンに駆動され
    る発電機からなる低沸点媒体タービン発電装置と、を備
    え、かつ前記夫々のタービン発電装置が潤滑油系統を備
    えている複合発電設備において、 前記低沸点媒体のサイクル過程で低沸点媒体が凝縮状態
    にあるとき、これにより発電設備に使用される機器潤滑
    油の冷却を行うようにしたことを特徴とする複合発電設
    備。
  6. 【請求項6】 前記ガスタービン発電装置、蒸気タービ
    ン発電装置および低沸点媒体タービン発電装置が、夫々
    パッケージ体に形成されてなる請求項1、23、4、ま
    たは5記載の複合発電設備。
JP31310993A 1993-12-14 1993-12-14 複合発電設備 Pending JPH07166815A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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