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公開番号2024114364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023020088
出願日2023-02-13
発明の名称複合発電プラント及び複合発電プラントの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F22B 1/18 20060101AFI20240816BHJP(蒸気発生)
要約【課題】コストを低減することを目的とする。
【解決手段】複合発電プラント1は、蒸気を生成するボイラ10と、ボイラ10で生成された蒸気が導かれる蒸気タービン20と、蒸気タービン20の駆動力によって発電を行う発電機30と、ボイラ10と蒸気タービン20とを接続し、ボイラ10で生成された蒸気を蒸気タービン20へ導く再熱蒸気ライン27と、蒸気を生成する排熱回収ボイラ70と、排熱回収ボイラ70と再熱蒸気ライン27とを接続し、排熱回収ボイラ70で生成された蒸気を再熱蒸気ライン27へ導く蒸気供給ライン75と、蒸気供給ライン75に設けられ、蒸気供給ライン75を流通する蒸気の圧力を調整する蒸気供給弁76と、蒸気供給ライン75を流通する蒸気の圧力を所定の圧力とするように蒸気供給弁76を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気を生成する第１ボイラと、
前記第１ボイラで生成された蒸気が導かれる蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの駆動力によって発電を行う発電装置と、
前記第１ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記第１ボイラで生成された蒸気を前記蒸気タービンへ導く第１蒸気ラインと、
蒸気を生成する第２ボイラと、
前記第２ボイラと前記第１蒸気ラインとを接続し、前記第２ボイラで生成された蒸気を前記第１蒸気ラインへ導く第２蒸気ラインと、
前記第２蒸気ラインに設けられ、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を調整する圧力調整部と、
前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を所定の圧力とするように前記圧力調整部を制御する制御部と、を備える複合発電プラント。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
ガスタービンを備え、
前記第２ボイラは、前記ガスタービンから排出される排ガスの熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラを有する請求項１に記載の複合発電プラント。
【請求項３】
燃料をガス化することで可燃性ガスを生成するガス化炉を備え、
前記ガスタービンは、前記ガス化炉でガス化された可燃性ガスにより駆動する請求項２に記載の複合発電プラント。
【請求項４】
前記ガス化炉は、生成された可燃性ガスと給水又は蒸気とを熱交換する熱交換器を有し、
前記熱交換器で熱交換を行った蒸気を前記第２蒸気ラインへ導く第３蒸気ラインを備える請求項３に記載の複合発電プラント。
【請求項５】
前記圧力調整部は、前記第２蒸気ラインの所定の範囲に設けられ、
前記所定の範囲は、前記第１蒸気ラインとの接続箇所と、前記接続箇所から前記第２蒸気ラインの口径の１０倍の長さ離れた位置との間とされている請求項１から請求項４のいずれかに記載の複合発電プラント。
【請求項６】
前記所定の範囲は、前記接続箇所から前記第２蒸気ラインの口径の５倍の長さ離れた位置と前記接続箇所から前記第２蒸気ラインの口径の１０倍の長さ離れた位置との間とされている請求項５に記載の複合発電プラント。
【請求項７】
複合発電プラントの運転方法であって、
前記複合発電プラントは、
蒸気を生成する第１ボイラと、
前記第１ボイラで生成された蒸気が導かれる蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの駆動力によって発電を行う発電装置と、
前記第１ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記第１ボイラで生成された蒸気を前記蒸気タービンへ導く第１蒸気ラインと、
蒸気を生成する第２ボイラと、
前記第２ボイラと前記第１蒸気ラインとを接続し、前記第２ボイラで生成された蒸気を前記第１蒸気ラインへ導く第２蒸気ラインと、
前記第２蒸気ラインに設けられ、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を調整する圧力調整部と、を備え、
前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を所定の圧力とするように前記圧力調整部を制御する制御工程、を備える複合発電プラントの運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合発電プラント及び複合発電プラントの運転方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントのうち、建設から年数が経過したプラントは、一般的に発電効率が低く、脱炭素社会に向けて発電効率の向上が求められる。火力発電プラントの発電効率向上を目的として、既存の火力発電プラントに対して、ガスタービン及び当該ガスタービンから排出される排ガスの排熱を回収する排熱回収ボイラを組み合わせて、複合発電プラントとする方法が知られている。このような複合発電プラントとして、例えば特許文献１に記載のプラントが知られている。
【０００３】
特許文献１には、石炭火力プラントを構成するボイラ及び蒸気タービンと、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、を備える複合発電プラントが記載されている。この複合発電プラントでは、燃料ガスをガスタービンに供給して発電し、ガスタービンから排出される排ガスは排熱回収ボイラで熱回収して、排熱回収ボイラで発生した蒸気は石炭火力プラントのボイラ出口蒸気系統に供給して、ボイラで生成された蒸気と共に蒸気タービンへ供給し、蒸気タービン出力を増加させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－４９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、ガスタービン及び排熱回収ボイラ等を備える発電プラント（ガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント）において、通常運転中に、排熱回収ボイラで生成される蒸気の圧力（例えば、蒸気ドラムの圧力）の制御は行わない。このため、排熱回収ボイラにおける蒸発量に応じて供給先の蒸気タービン入口圧力が増減し、それに伴って排熱回収ボイラの蒸気ドラム圧力が増減する。
【０００６】
一方で、特許文献１に記載の装置のように、石炭火力プラントに排熱回収ボイラ等を組み合わせた複合発電プラントの場合には、排熱回収ボイラ自身の蒸発量だけでなく、ボイラの蒸発量にも応じて蒸気ドラム圧力が増減することとなる。すなわち、排熱回収ボイラに対して、石炭火力プラントのボイラの影響が及ぶこととなる。
【０００７】
したがって、ボイラ側の出力が低く、ガスタービン側の出力が高い運転状態では、排熱回収ボイラは蒸発量が多い一方で、ボイラ側の蒸発量が小さいため蒸気タービン入口の蒸気圧力が低くなる。このため、排熱回収ボイラから排出された蒸気を蒸気タービンへ導く配管内の蒸気の体積流量が増加する。配管内の蒸気の流速を、一定の流速に収めるためには配管の径を大きくする必要が生じることから、コストが増大する可能性があった。
【０００８】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コストを低減することができる複合発電プラント及び複合発電プラントの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示の複合発電プラント及び複合発電プラントの運転方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る複合発電プラントは、蒸気を生成する第１ボイラと、前記第１ボイラで生成された蒸気が導かれる蒸気タービンと、前記蒸気タービンの駆動力によって発電を行う発電装置と、前記第１ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記第１ボイラで生成された蒸気を前記蒸気タービンへ導く第１蒸気ラインと、蒸気を生成する第２ボイラと、前記第２ボイラと前記第１蒸気ラインとを接続し、前記第２ボイラで生成された蒸気を前記第１蒸気ラインへ導く第２蒸気ラインと、前記第２蒸気ラインに設けられ、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を調整する圧力調整部と、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を所定の圧力とするように前記圧力調整部を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る複合発電プラントの運転方法は、前記複合発電プラントは、蒸気を生成する第１ボイラと、前記第１ボイラで生成された蒸気が導かれる蒸気タービンと、前記蒸気タービンの駆動力によって発電を行う発電装置と、前記第１ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記第１ボイラで生成された蒸気を前記蒸気タービンへ導く第１蒸気ラインと、蒸気を生成する第２ボイラと、前記第２ボイラと前記第１蒸気ラインとを接続し、前記第２ボイラで生成された蒸気を前記第１蒸気ラインへ導く第２蒸気ラインと、前記第２蒸気ラインに設けられ、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を調整する圧力調整部と、を備え、前記第２蒸気ラインを流通する蒸気の圧力を所定の圧力とするように前記圧力調整部を制御する制御工程、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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