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公開番号2025042650
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023149690
出願日2023-09-15
発明の名称燃料の加熱方法及び燃料の加熱システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F02C 7/16 20060101AFI20250321BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】ガスタービンプラントの起動時において、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための加熱媒体の供給を開始する際に加熱媒体の流路で発生するおそれのあるウォーターハンマを低減する。
【解決手段】ガスタービンプラントは、燃料加熱器と、燃料加熱器で燃料を加熱した後の加熱媒体を冷却するための冷却器と、燃料加熱器と冷却器とを接続し、燃料加熱器で燃料を加熱した後の加熱媒体が流通可能な第1流路と、冷却器に接続され、冷却器で冷却された後の加熱媒体が流通可能な第2流路と、第1流路に設けられている第1開閉弁と、第2流路に設けられている第2開閉弁と、を備える。一実施形態に係る燃料の加熱方法では、燃料加熱器による燃料の加熱を開始する場合には、第2開閉弁を開くステップと、第2開閉弁を開くステップを実施した後、第1開閉弁を開くステップと、を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービンプラントのガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための燃料の加熱方法であって、
前記ガスタービンプラントは、
前記燃焼器に供給する前記燃料を加熱するための燃料加熱器と、
前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の加熱媒体を冷却するための冷却器と、
前記燃料加熱器と前記冷却器とを接続し、前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の前記加熱媒体が流通可能な第１流路と、
前記冷却器に接続され、前記冷却器で冷却された後の前記加熱媒体が流通可能な第２流路と、
前記第１流路に設けられている第１開閉弁と、
前記第２流路に設けられている第２開閉弁と、
を備え、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、
前記第２開閉弁を開くステップと、
前記第２開閉弁を開くステップを実施した後、前記第１開閉弁を開くステップと、
を実行する、
燃料の加熱方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１開閉弁を開くステップでは、前記第１開閉弁の開き始めから開き終わりまでの所要時間が第１規定時間以上となるように前記第１開閉弁を開く、
請求項１に記載の燃料の加熱方法。
【請求項３】
前記第１開閉弁を開くステップでは、前記第１開閉弁の開閉を行うための駆動力を提供する流体を前記第１開閉弁の開閉を行うための駆動部に供給する際の供給速度を制御することで前記所要時間が前記第１規定時間以上となるように前記第１開閉弁を開く、
請求項２に記載の燃料の加熱方法。
【請求項４】
前記第２開閉弁を開くステップの実施から前記第１開閉弁を開くステップの実施まで第２規定時間以上待機するステップ、
を備える、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃料の加熱方法。
【請求項５】
前記第２規定時間は、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁との間の流路内に発生した空気が前記第２流路における前記第２開閉弁より下流側の流路に到達するのに要する時間よりも長い時間である、
請求項４に記載の燃料の加熱方法。
【請求項６】
前記ガスタービンプラントは、
前記燃料加熱器に接続され、前記燃料加熱器に前記加熱媒体を供給するための供給流路と、
前記供給流路に設けられている開閉弁である供給弁と、
を備え、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、前記第２開閉弁を開くステップを実施する前に前記供給弁を開くステップ、を実行する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃料の加熱方法。
【請求項７】
前記ガスタービンプラントは、
前記第１開閉弁の全開時に前記第１開閉弁を流れる前記加熱媒体の流量よりも少ない流量の前記加熱媒体しか流れないように構成されていて、前記第１開閉弁をバイパスするバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられているバイパス開閉弁と、
を備え、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、
前記第２開閉弁を開くステップを実施した後、前記第１開閉弁を開くステップを実施する前に前記バイパス開閉弁を開くステップ、を実行し、
前記第１開閉弁を開くステップは、前記バイパス開閉弁を開くステップを実施した後で実行する、
請求項１に記載の燃料の加熱方法。
【請求項８】
ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための燃料の加熱システムであって、
前記燃焼器に供給する前記燃料を加熱するための燃料加熱器と、
前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の加熱媒体を冷却するための冷却器と、
前記燃料加熱器と前記冷却器とを接続し、前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の前記加熱媒体が流通可能な第１流路と、
前記冷却器に接続され、前記冷却器で冷却された後の前記加熱媒体が流通可能な第２流路と、
前記第１流路に設けられている第１開閉弁と、
前記第２流路に設けられている第２開閉弁と、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、前記第２開閉弁を開いた後に前記第１開閉弁を開くように前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を制御可能な制御装置と、
を備える、
燃料の加熱システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための燃料の加熱方法及び燃料の加熱システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンと、ガスタービンから排気された排気ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラとを備えるガスタービンプラントが知られている。
ガスタービンは、外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、燃料を圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する複数の燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている（例えば特許文献１参照）。
例えば特許文献１に記載のガスタービンプラントにおいて、排熱回収ボイラからの給水で燃料を加熱することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－４０６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載のガスタービンプラントでは、加熱媒体によって燃料加熱器で燃料を加熱することができる。上述した特許文献１に記載のガスタービンプラントでは、この加熱媒体は、例えば排熱回収ボイラからの給水である。燃料加熱器で燃料を加熱した後の給水は再び排熱回収ボイラへ戻される。燃料加熱器で燃料を加熱した後であっても給水の温度が比較的高い場合、燃料加熱器で燃料を加熱した後の給水は冷却器で冷却される場合がある。
【０００５】
燃料加熱器で燃料を加熱した後の給水を冷却器で冷却するように構成されている場合、ガスタービンプラントの停止期間中、給水が冷却器を流通するのを禁止する開閉弁が冷却器の上流側及び下流側の流路に設けられる場合がある。
この場合、ガスタービンプラントの停止期間中、上記２つの開閉弁が閉じられた状態で給水の温度が下がると、上記２つの開閉弁の間の流路内で空気層が生成される場合がある。そのため、次回のガスタービンプラントの起動時に給水の流通が再開されると給水の流路でウォーターハンマが発生するおそれがある。
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、ガスタービンプラントの起動時において、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための加熱媒体の供給を開始する際に加熱媒体の流路で発生するおそれのあるウォーターハンマを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る燃料の加熱方法は、
ガスタービンプラントのガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための燃料の加熱方法であって、
前記ガスタービンプラントは、
前記燃焼器に供給する前記燃料を加熱するための燃料加熱器と、
前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の加熱媒体を冷却するための冷却器と、
前記燃料加熱器と前記冷却器とを接続し、前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の前記加熱媒体が流通可能な第１流路と、
前記冷却器に接続され、前記冷却器で冷却された後の前記加熱媒体が流通可能な第２流路と、
前記第１流路に設けられている第１開閉弁と、
前記第２流路に設けられている第２開閉弁と、
を備え、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、
前記第２開閉弁を開くステップと、
前記第２開閉弁を開くステップを実施した後、前記第１開閉弁を開くステップと、
を実行する。
【０００８】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る燃料の加熱システムは、
ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための燃料の加熱システムであって、
前記燃焼器に供給する前記燃料を加熱するための燃料加熱器と、
前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の加熱媒体を冷却するための冷却器と、
前記燃料加熱器と前記冷却器とを接続し、前記燃料加熱器で前記燃料を加熱した後の前記加熱媒体が流通可能な第１流路と、
前記冷却器に接続され、前記冷却器で冷却された後の前記加熱媒体が流通可能な第２流路と、
前記第１流路に設けられている第１開閉弁と、
前記第２流路に設けられている第２開閉弁と、
前記燃料加熱器による前記燃料の加熱を開始する場合には、前記第２開閉弁を開いた後に前記第１開閉弁を開くように前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を制御可能な制御装置と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、ガスタービンプラントの起動時において、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料を加熱するための加熱媒体の供給を開始する際に加熱媒体の流路で発生するおそれのあるウォーターハンマを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係る発電プラントの全体構成図である。
一実施形態に係る燃料の加熱システムの全体構成について説明するための図である。
他実施形態に係る燃料の加熱システムの全体構成について説明するための図である。
図２に示す加熱システムにおいて燃料加熱器による燃料ガスの加熱を開始する際の処理の流れを示すフローチャートである。
図３に示す加熱システムにおいて燃料加熱器による燃料ガスの加熱を開始する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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