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公開番号2025011068
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024111325
出願日2024-07-10
発明の名称給水加熱器を用いた複合火力発電システム
出願人韓國電力技術株式會社,KEPCO ENGINEERING & CONSTRUCTION COMPANY, INC.
代理人個人
主分類F01K 23/10 20060101AFI20250116BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】超臨界及び超々臨界の主蒸気圧力が適用された複合火力発電所に給水加熱器を配置して再生サイクルを適用することにより、ボトミングサイクルの効率を増加させることができる複合火力発電システムを提供すること。
【解決手段】給水加熱器を用いた複合火力発電システムであって、空気と燃料を混合して燃焼させることにより電気エネルギーを生成するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されるガスタービン排ガスを熱交換して生成される蒸気と水を排出する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラから排出された蒸気を供給されて電気を生成する蒸気タービンと、前記蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と、前記蒸気タービンから発生した抽気を回収して熱交換することにより発生した凝縮水を前記復水器に送水することで熱効率を増大させる低圧給水加熱器と、を備える複合火力発電システムを提供する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
給水加熱器を用いた複合火力発電システムであって、
空気と燃料を混合して燃焼させることにより電気エネルギーを生成するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されるガスタービン排ガスを熱交換して生成される蒸気と水を排出する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）と、
前記排熱回収ボイラから排出された蒸気を供給されて電気を生成する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と、
前記蒸気タービンから発生した抽気（ＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＳｔｅａｍ）を回収して熱交換することにより発生した凝縮水を前記復水器に送水することで熱効率を増大させる低圧給水加熱器と、を備える
ことを特徴とする複合火力発電システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記複合火力発電システムは、
超臨界（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）または超々臨界（Ｕｌｔｒａ－ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）の主蒸気圧力が適用された複合火力発電所（ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ）で使用される
請求項１に記載の複合火力発電システム。
【請求項３】
前記蒸気タービンは、
第１圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される高圧タービンと、
第２圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される中圧タービンと、
第３圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される低圧タービンと、を備え、
前記復水器は、前記低圧タービンと連結され、前記低圧タービンから排出される蒸気を供給される
請求項１に記載音複合火力発電システム。
【請求項４】
前記蒸気タービンから排出された蒸気を抽気し、前記抽気された蒸気と前記復水器から供給された水とを用いて熱交換することにより発生する凝縮水が、前記低圧給水加熱器側に伝達される中圧給水加熱器をさらに備える
請求項３に記載の複合火力発電システム。
【請求項５】
前記復水器から供給された水を前記中圧給水加熱器に給水する中圧給水ポンプをさらに備え、
前記中圧給水加熱器は、
前記高圧タービンから排出される蒸気と前記中圧給水ポンプから供給される水とを用いて熱交換する第２中圧給水加熱器と、
前記中圧タービンから排出される蒸気と前記中圧給水ポンプから供給される水とを用いて熱交換する第１中圧給水加熱器と、を備える
請求項４に記載の複合火力発電システム。
【請求項６】
前記第１中圧給水加熱器及び第２中圧給水加熱器において熱交換されることでそれぞれ排出される凝縮水は、前記低圧給水加熱器側に回収される
請求項５に記載の複合火力発電システム。
【請求項７】
前記復水器から排出される凝縮水は分岐されて、前記中圧給水加熱器及び前記排熱回収ボイラの復水予熱器側に送水される
請求項４に記載の複合火力発電システム。
【請求項８】
前記排熱回収ボイラは、
前記ガスタービンから排出されたガスタービン排ガスを熱交換して生成される第１圧力範囲の蒸気を前記蒸気タービンに放出する高圧過熱器と、
送水された水を熱交換して蒸気に変換し、変換された蒸気を前記高圧過熱器に送る高圧貫流型蒸発器と、
前記中圧給水加熱器と連結され、前記中圧給水加熱器から水を送水されて熱交換して第２圧力範囲の蒸気を発生させる中圧蒸発器と、
前記蒸気タービンと連結され、蒸気を前記蒸気タービンに放出する再熱器と、
前記ガスタービンの排ガスを熱交換して生成される第３圧力範囲の蒸気を前記蒸気タービンに放出する低圧過熱器と、
前記復水器において凝縮された水を加熱する復水予熱器と、
前記復水予熱器から供給された水を熱交換して蒸気に変換し、変換された蒸気を前記低圧過熱器に送る低圧蒸発器と、を備える
請求項４に記載の複合火力発電システム。
【請求項９】
前記復水予熱器は、
前記低圧給水加熱器と連結され、水を供給されて加熱駆動する
請求項８に記載の複合火力発電システム。
【請求項１０】
前記低圧給水加熱器は、複数設けられている
請求項１に記載の複合火力発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合火力発電システムに関し、さらに詳しくは、給水加熱器を用いた複合火力発電システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に複合火力発電は、ガスタービン発電機と蒸気タービン発電機とを組み合わせて発電するシステムである。複合火力発電は、燃料の燃焼熱をガスタービンにおいて１次的に利用し、それを排熱回収ボイラで再び利用することにより、エネルギーの利用効率を高めている。
【０００３】
従来の複合火力発電システムは、圧縮機で空気を注入し、燃焼装置に燃料を注入して燃料を燃焼させる。燃料が燃焼して発生した高温の燃焼排ガスでガスタービンを回し、第１発電機により１次的に電気を生成する。その後、排出される排ガスに残った熱を利用するために、排ガスを排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）に排ガスを注入し、排熱回収ボイラのボイラ熱交換器で水を加熱して高温高圧の蒸気を作る。高温高圧の蒸気で蒸気タービンを回転させ、第２発電機により２次的に電気を生成する。このとき、蒸気タービンを回転させた後の蒸気は復水器によって冷却及び凝縮され、凝縮された水は復水ポンプによって再び排熱回収ボイラに供給される。
【０００４】
しかし、従来の複合火力発電システムでは、燃焼熱の利用効率を高めることができるが、蒸気を水に凝縮する過程で、復水器で発生する温排水廃熱及び排熱回収ボイラで発生する排ガスの余熱（残留熱）により、多量の熱損失が発生する。このような廃熱及び余熱を回収しないと、発電所全体の効率が低下し、冷却のために多量の冷却水が消費されるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、超臨界及び超々臨界の主蒸気圧力が適用された複合火力発電所に給水加熱器を配置して再生サイクルを適用することにより、ボトミングサイクル（ＢｏｔｔｏｍｉｎｇＣｙｃｌｅ）の効率を増加させ、増加された効率分だけ発電所の機材コストを低減することができる複合火力発電システムを提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限定されるものではなく、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施形態は、給水加熱器を用いた複合火力発電システムであって、空気と燃料を混合して燃焼させることにより電気エネルギーを生成するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されるガスタービン排ガスを熱交換して生成される蒸気と水を排出する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）と、前記排熱回収ボイラから排出された蒸気を供給されて電気を生成する蒸気タービンと、前記蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と、前記蒸気タービンから発生した抽気（ＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＳｔｅａｍ、抽気蒸気）を回収して熱交換することにより発生した凝縮水を前記復水器に送水することで熱効率を増大させる低圧給水加熱器と、を備える複合火力発電システムを提供する。
【０００８】
本発明の実施形態において、前記複合火力発電システムは、超臨界（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）または超々臨界（Ｕｌｔｒａ－ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）の主蒸気圧力が適用された複合火力発電所（ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ）で使用されてもよい。
【０００９】
本発明の実施形態において、前記蒸気タービンは、第１圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される高圧タービンと、第２圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される中圧タービンと、第３圧力範囲を有する蒸気を用いて駆動される低圧タービンと、を備え、前記復水器は、前記低圧タービンと連結され、前記低圧タービンから排出される蒸気を供給されてもよい。
【００１０】
本発明の実施形態において、前記複合火力発電システムは、前記蒸気タービンから排出された蒸気を抽気し、前記抽気された蒸気と前記復水器から供給された水とを用いて熱交換することにより発生する凝縮水が、前記低圧給水加熱器側に伝達される中圧給水加熱器をさらに備えてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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