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JP3209775B2 - 複合発電設備およびその運転方法 - Google Patents

複合発電設備およびその運転方法

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Publication number
JP3209775B2
JP3209775B2 JP00287292A JP287292A JP3209775B2 JP 3209775 B2 JP3209775 B2 JP 3209775B2 JP 00287292 A JP00287292 A JP 00287292A JP 287292 A JP287292 A JP 287292A JP 3209775 B2 JP3209775 B2 JP 3209775B2
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Japan
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fluidized bed
gas turbine
output
bed furnace
furnace
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JP00287292A
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森原  淳
弘 松本
和紀 大内
仁一 戸室
信幸 穂刈
政英 野村
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US08/000,727 priority patent/US5426932A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/061Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed
    • F01K23/062Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed the combustion bed being pressurised
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/205Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products in a fluidised-bed combustor
    • 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]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炉内に伝熱管が設けら
れている流動層炉と、該伝熱管内で発生した蒸気により
駆動するスチームタービンと、該流動層炉で発生した燃
焼排気ガスにより駆動するガスタービンとを備えた複合
発電設備、およびその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、炉内に伝熱管が設けられている流
動層炉と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するス
チームタービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガス
により駆動するガスタービンとを備えている設備として
は、例えば、特開平1−217108号公報に記載され
たものがある。この設備は、流動層炉の他に、充填剤が
貯蔵される補助用容器を備えているものである。
【0003】ところで、流動層炉は、燃料の硫黄酸化物
や窒素酸化物等を除去できるものとして、近年注目され
つつあるが、そのためには、層内の温度は、硫黄酸化
物、窒素酸化物の除反応に対して、最も適当な温度に保
つ必要がある。そこで、この従来技術では、層内の温度
をある程度一定の範囲内に制御するために、流動層炉と
補助容器との間で、充填剤を移動させて、流動層炉内の
層高を変えることにより、流動層と伝熱管との接触面積
(伝熱面積)を変えて、伝熱量を増減させて、層温度を
制御している。
【0004】この設備全体の出力を上昇させる場合に
は、以下のように運転しているものと考えられる。図9
に示すように、流動層炉の層高を上昇させて、伝熱管の
伝熱面積を増加させ、この伝熱管で発生する蒸気量、つ
まりスチームタービンに供給する蒸気量を増加させて、
出力上昇を図っていると考えられる。一方、ガスタービ
ンの出力を上昇させるためには、燃焼排気ガスの温度を
上昇させること、および燃焼排気ガスの圧力上昇させる
ことであるが、燃焼排気ガスの温度は、前述したよう
に、所定の温度に維持しておく必要があるため、これを
積極的に上昇させることはできない。したがって、燃焼
排気ガスの圧力を上昇させて、ガスタービンの出力上昇
を図っている。燃焼排気ガスの圧力、つまり炉内圧力
は、層高を上昇させるべく、燃料供給量の増大させるこ
とにより、上昇する。しかし、その上昇率は、図9に示
すように、緩慢である。このため、ガスタービン単体で
考えた場合は、その出力は、ある程度上昇するものの、
このガスタービンに直結されている圧縮機に、その出力
が向けられ、ガスタービンから系外への出力は、図10
に示すように、なかなか上昇しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、設備全体の出力上昇を図る場合、スチームタービン
の出力は上昇するものの、ガスタービン出力はなかなか
上昇しない。しかも、流動層炉の層高の変化は、粉体で
ある充填剤の移動が伴うので、応答性が悪く、スチーム
タービンの出力上昇も遅れがちになる。したがって、設
備全体の出力上昇の応答性が良くないという問題点があ
る。本発明は、このような従来の問題点について着目し
てなされたもので、設備全体の出力上昇の応答性を高め
ることができる複合発電設備、その運転方法、流動層
炉、および流動層装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の複合発電設備の運転方法は、複合発電設備の全体の出
力を変える場合、スチームタービンの出力変更に先行さ
せて、ガスタービンの出力を変更させることを特徴とす
るものである。
【0007】ここで、ガスタービン出力を増加させる方
法としては、流動層炉の圧力を高める方法と、燃焼排気
ガスの温度を高める方法がある。
【0008】特に、流動層炉の圧力を高める方法として
は、流動層に水分を供給して、これを蒸気にすることで
圧力を高める方法が良い。その際、燃料を供給しつつ層
高を低下させることが好ましい。ここで、水分として
は、単なる水でよいが、湿り蒸気であってもよい。
【0009】
【作用】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉と、該
伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチームタービ
ンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより駆動す
るガスタービンとを備えた複合発電設備では、一般的
に、スチームタービンよりもガスタービンの方が応答性
が良い。このため、スチームタービン出力変化率が多少
損なっても、ガスタービン出力をスチームタービン出力
変化に先行させて、変更することにより、設備全体の応
答性を高めることができる。
【0010】スチームタービン出力を上昇させるために
は、具体的には、流動層炉で発生する燃焼排気ガスの圧
力を上昇させるか、または燃焼排気ガスの温度を上昇さ
せる方法がある。流動層は、硫黄酸化物および窒素酸化
物の除去反応に適切な温度を保つ必要があるために、流
動層の温度を上げることにより、燃焼排気ガスの温度を
上昇させることはできない。しかし、流動層炉とガスタ
ービンとの間に予備の燃焼器を設けて、燃焼排気ガスの
温度を上昇させることは可能である。したがって、設備
全体の出力を上昇させる場合、予備の燃焼器を可動させ
て、ガスタービン出力を先行的に上昇させることによ
り、設備の全体の応答性を高めることは可能である。
【0011】また、燃焼排気ガスの圧力を上昇させるた
めには、具体的には、予備の圧縮機を設ける方法、流動
層炉に圧縮空気を供給する圧縮機にガスタービンから排
出される比較的高圧の排気ガスを供給する方法、流動層
に水分を供給する方法がある。 そこで、設備全体の出
力を上昇させる際には、これらの方法を実行して、ガス
タービン出力を先行的に上昇させることにより、設備全
体の応答性を高めることができる。
【0012】ここで、流動層に水分を供給する方法につ
いて、説明する。設備全体の出力を上昇させる際には、
まず、流動層に燃料を供給すると共に、水を供給する。
この水は、流動層内の熱を奪って蒸気となり、炉内の圧
力を上昇させる。この際、従来技術とは、逆に燃料を供
給しつつ層高を下げて、流動層内の燃料比を高め、発生
熱量を増加させると共に、伝熱管に消費される熱量を減
少させて、水を蒸気に変えるためのエネルギーを増大さ
せることにより、より効果的に炉内の圧力を上昇させる
ことができる。炉内の圧力上昇よって、ガスタービン出
力が上昇する。このように、流動層に水分を供給する方
法は、他の方法よりも、非常に簡易な設備で実施可能な
ので、製造コスト面で非常に有利である。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について図面
を用いて説明する。まず、本発明に係る第1の実施例に
ついて図1から図6を用いて説明する。本実施例の複合
発電設備は、図2に示すように、加圧流動層石炭燃焼装
置10、ガスタービン発電装置40、スチームタービン
発電装置50、およびこれらを制御する制御装置60に
より構成されている。加圧流動層石炭燃焼装置10は、
加圧流動層炉20と、加圧流動層炉20に供給する石炭
を蓄えておく石炭ホッパー11と、加圧流動層炉20か
ら流動層21を形成する充填剤を出し入れする補助用容
器13と、加圧流動層炉20で発生する燃焼排気ガス中
の粉塵等を除去する除塵装置15とを、有して構成され
ている。
【0014】加圧流動層炉20は、図3に示すように、
耐圧構造の外部ケーシング22と、流動層21が形成さ
れる内部ケーシング23と、内部ケーシング23内に設
けられている高温熱交換器24および低温熱交換器25
と、内部ケーシング23の下部に設けられている分散板
26とを有している。外部ケーシング22および内部ケ
ーシング23には、内部ケーシング23内に石炭を供給
するための石炭供給ノズル27と、内部ケーシング23
内に水を供給するための水供給ノズル28と、内部ケー
シング23内に空気を供給するための空気供給ノズル2
9と、補助用容器13との間で充填剤の出し入れをする
ための充填剤移送ノズル30と、内部ケーシング23内
で発生した燃焼排気ガスを排気するための排気ノズル3
1とが設けられている。なお、水供給ノズル28には、
水源からの水供給量を調整する水流量調節弁32が接続
されている。加圧流動層炉20には、さらに、内部ケー
シング23内の温度を測定する温度計33、および内部
ケーシング23内の圧力を測定する圧力計34とが設け
られている。
【0015】石炭ホッパー11には、そこから排出する
石炭の量を調整するためのロータリーバルブ12が設け
られている。このロータリーバルブ12の排出口は、加
圧流動層炉20の石炭供給ノズルと接続されている。加
圧流動層炉20の充填剤移送ノズルと接続されている補
助用容器13には、加圧窒素源からの加圧窒素供給量を
調整する窒素流量調節弁14が接続されている。ガスタ
ービン発電装置40は、図2に示すように、加圧流動層
炉20で発生し除塵装置15を介して送られてくる燃焼
排気ガスにより駆動するガスタービン41と、大気を圧
縮してこれを流動層炉20に供給する圧縮機42と、ガ
スタービン41の回転により発電を行うガスタービン発
電機43とを有して構成されている。圧縮機42は、ガ
スタービン41のロータに直結されており、ガスタービ
ン41の駆動により動作する。
【0016】スチームタービン発電装置50は、図2に
示すように、加圧流動層炉20の低温熱交換器25内で
発生した蒸気により駆動する低圧スチームタービン51
と、加圧流動層炉20の高温熱交換器24内で発生した
蒸気により駆動する高圧スチームタービン52と、これ
らのタービン51,52により発電を行うスチームター
ビン発電機53と、高圧スチームタービン52から排出
される蒸気を水に戻す復水器54とを有して構成されて
いる。
【0017】制御装置60は、図4に示すように、各種
演算を実行するCPU61と、CPU61が実行するプ
ログラムや各種データ等を記憶しておくROM62およ
びRAM63と、各種指示等を入力するキーボード64
と、各種データ等を表示するCRT65と、各種信号が
入力する入力インターフェース66と、各種制御信号等
を出力する出力インターフェース67とを有している。
なお、本実施例において、指示手段は、制御装置60が
構成している。
【0018】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、複合発電設備の基本的動作について説明する。石
炭ホッパー11内の石炭は、ロータリーバルブ12を介
して、石炭供給ノズル27から流動層炉20内に供給さ
れる。また、圧縮機42からは、流動層炉20内に圧縮
空気が供給される。流動層炉20内では、この石炭と圧
縮空気とが混合して燃焼する。ここで発生した燃焼排気
ガスは、除塵装置15により、除塵された後、ガスター
ビン41に供給され、ガスタービン41を駆動する。ガ
スタービン41で発生した動力は、圧縮機42およびガ
スタービン発電機43に伝えられる。一方、流動層炉2
0の低温熱交換器25で発生した蒸気は、低圧スチーム
タービン51に供給され、このタービン51を駆動す
る。低圧スチームタービン51から排出された蒸気は、
流動層炉20の高温熱交換器24により、再び加熱さ
れ、高圧スチームタービン52に供給される。この蒸気
は、高圧スチームタービン52を駆動した後、復水器5
4に送られ、水になった後、低温熱交換器25に再び供
給される。スチームタービン発電機53は、これらのス
チームタービン51,52の駆動により発電を行い、系
外に電力を供給する。
【0019】制御装置60は、通常、各発電機に設けら
れている出力計からの信号に基づき、各発電機43,5
3の出力バランス等を調整している。また、流動層21
が、硫黄酸化物や窒素酸化物の除去反応に適切な温度を
保つように、制御装置60は、流動層炉20の温度計3
3および圧力計34からの信号に基づいて、補助用容器
13に接続されている窒素流量調節弁14の弁開度を制
御している。すなわち、流動層炉20内の圧力に対する
補助用容器13内の相対圧力を変化させて、充填剤を流
動層炉20と補助用容器13との間で移送し、流動層2
1の層高を変えることにより、各熱交換器24,25の
伝熱面積を変え、流動層21の伝熱量を変化させて、温
度制御している。
【0020】次に、複合発電設備全体の出力上昇を図る
場合の動作について、図1、図5および図6に基づき説
明する。なお、図1のフローチャートでは、制御因子に
関しては10番台の符号を付し、層内状態変化に関して
は20番台の符号を付し、タービン出力変化に関しては
30番台の符号を付している。複合発電設備全体の出力
上昇を図るべく、制御装置60のキーボード64を用い
て、その旨の指示を入力する。なお、出力上昇の指示
は、キーボード64からの入力のほかに、系外からの出
力上昇信号によっても行われる。
【0021】この指示の入力により、石炭ホッパー11
からの石炭および圧縮機42からの圧縮空気の供給量が
増加する(ステップ11,12)。石炭および圧縮空気
の増加により、流動層21の温度は上昇し始める(ステ
ップ21)。流動層21の温度変化は、温度計33から
制御装置60に送られる。前述したように、流動層21
の温度は、ある程度一定の温度範囲内に保つ必要があ
る。ここでは、従来技術のように、層高を上昇させるの
ではなく、流動層21に水を供給することにより(ステ
ップ13)、上昇しようとする流動層21の温度を抑え
る。流動層21への水供給は、制御装置60が水流量調
節弁32の弁開度を調節することにより実施される。流
動層21に供給された水は、流動層21の熱を吸収し、
流動層21の温度を下げると共に(ステップ22)、蒸
気となって、図5に示すように、流動層炉内の圧力を急
激に上昇させる(ステップ23)。このため、ガスター
ビン出力は、図6に示すように、急激に上昇する(ステ
ップ31)。
【0022】ガスタービン出力は、流動層炉20内の圧
力が上昇すればするほど上昇するため、本実施例では、
水を供給する際、補助用容器13に接続されている窒素
流量調節弁14の弁開度を制御して、図5に示すよう
に、一時的に流動層21の層高を低下させている。これ
は、石炭を供給させつつ、層高を低下させることによ
り、充填剤中の燃料の割合を増加させて、発生熱量を増
加させると共に、熱交換器24,25に吸収される熱量
を減少させるためである。このため、蒸気発生量は増加
し、流動層炉20内の圧力がより急激に上昇して、ガス
タービン出力はより急激に上昇する。
【0023】一方、スチームタービン出力は、この間、
流動層21の層高が低下するため、一時的に低下傾向と
なるが、スチームタービン51,52は基本的に応答性
が遅いために、図6に示すように、この間の出力は低下
しない。ガスタービン出力が上昇してくると、今度は、
流動層21の層高を上昇させ(ステップ14)、熱交換
器24,25で発生する蒸気量を増加させて(ステップ
24)、スチームタービン51,52の出力を上昇させ
る(ステップ32)。この間においても、流動層温度の
上昇傾向があれば、流動層炉20内に水は供給されてい
る。
【0024】一般的に、流動層炉20内の熱交換器2
4,25で発生した蒸気により駆動するスチームタービ
ン51,52と、流動層炉20で発生した燃焼排気ガス
により駆動するガスタービン41とでは、ガスタービン
41の方が遥かに応答性がよい。そこで、応答性の良い
ガスタービン41の方を先行的に出力上昇させた後、ス
チームタービン51,52の出力を上昇させることによ
り、設備全体の出力上昇に対する応答性を高めている。
特に、本実施例は、単に、流動層炉20内に水を供給す
る設備を設け、制御プログラムを僅かに変えるのみで、
設備全体の応答性を高めることができるので、製造コス
トを抑える意味でも有効である。
【0025】なお、本実施例では、設備全体の出力を上
昇させる際に、流動層炉20に水を供給したが、通常の
運転時において、流動層21の温度を制御する際にも水
を供給するようにしてもよい。このように、通常の運転
時においても流動層21に水を供給することは、一見、
熱エネルギーの浪費のようであるが、補助用容器13に
充填剤を移送して充填剤に蓄えられている熱を無駄にす
るよりも、水を蒸気に変えてガスタービン41の出力を
上昇させた方が、熱エネルギーを効率良く利用している
ことになる。
【0026】また、流動層21に供給する水は、本実施
例のように独立した水源の水を用いるのではなく、復水
器54からの水を利用するようにしてもよい。このよう
にすることにより、製造コスト等を低減させることがで
きる。また、流動層21には、水ではなく、湿り蒸気を
供給してもよいことは言うまでもない。
【0027】次に、本発明に係る第2の実施例につい
て、図7を用いて説明する。第1の実施例では、ガスタ
ービン出力を上昇させるために流動層21に水を供給す
る設備を設けたが、本実施例は、この設備の変わりに、
ガスタービン41からの排気ガスを圧縮機42に送るよ
うにしたものである。
【0028】すなわち、本実施例は、ガスタービン41
の排気配管46に、排気ガスを圧縮機42の中段に戻す
排気ガス循環配管47を設け、そこに、排気ガス流量調
節弁48、および排気ガスを圧縮機42に供給可能な温
度に冷却する冷却器49を設けたものである。
【0029】通常運転時においては、ガスタービン41
からの排気ガスは、大気に解放されている。一般的に、
このような設備では、ガスタービン41と圧縮機42と
が直結されているために、ガスタービン41出力上昇結
果、圧縮機42の出力が上昇する。したがって、ガスタ
ービン41出力を上昇させるために、圧縮機42の出力
を上昇させることはできない。また、通常、圧縮機42
は、ガスタービン出力を急激に上昇させるだけの能力を
有するものを用いることもない。このため、ガスタービ
ン出力を先行的に上昇させることはできない。
【0030】そこで、本実施例では、設備全体の出力上
昇を図る際には、排気ガス流量調節弁48を開けて、比
較的高圧の排気ガスを圧縮機42に送り込み、流動層炉
20内の圧力を上昇させ、ガスタービン出力を先行的に
上昇させることを実現している。したがって、本実施例
においても、比較的簡易な設備増強で、設備全体の出力
上昇時の応答性を高めることができる。なお、本実施例
においても、流動層炉20に水を供給する設備を設け、
この設備とガスタービン41の排気ガスを圧縮機42に
戻す設備とを併用するようにしてもよい。
【0031】また、ガスタービン41の出力を先行的に
上昇させるために、例えば、図8に示すように、第1の
実施例における除塵装置15とガスタービン41との間
に補助圧縮機19を設け、設備全体の出力上昇を図る際
には、これを駆動させて、ガスタービン出力を上昇させ
るようにしてもよい。補助圧縮機19は、結果として燃
焼器排ガスの圧力を高めればよいので、圧縮機41の上
流側、圧縮機41と流動層炉20との間に設けてもよ
い。また、ガスタービン41の出力を先行的に上昇させ
るために、図8に示す予備圧縮機19の位置に予備燃焼
器を設け、ガスタービン41に供給する燃焼用排気ガス
の温度を高めるようにしてもよい。なお、これらの場合
には、予備圧縮機19や予備燃焼器を別途設けることに
なるので、第1の実施例および第2の実施例よりも製造
コストの増加は避けられない。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、応答性の高いガスター
ビンの出力をスチームタービンの出力上昇に先行して、
上昇させているので、設備全体の応答性を高めることが
できる。
【0033】特に、流動層炉に水を供給してガスタービ
ン出力の上昇を図るものでは、製造コストをほとんどか
けることなく、設備全体の応答性を高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施例の動作を示すフロー
チャートである。
【図2】本発明に係る第1の実施例の複合発電設備の系
統図である。
【図3】本発明に係る第1の実施例の流動層炉の全体断
面図である。
【図4】本発明に係る第1の実施例の制御装置の回路ブ
ロック図である。
【図5】本発明に係る第1の実施例の流動層炉内の状態
変化を示すグラフである。
【図6】本発明に係る第1の実施例の複合発電設備の出
力変化を示すグラフである。
【図7】本発明に係る第2の実施例の複合発電設備の系
統図である。
【図8】本発明に係る第3の実施例の複合発電設備の系
統図である。
【図9】従来の流動層炉内の状態変化を示すグラフであ
る。
【図10】従来の複合発電設備の出力変化を示すグラフ
である。
【符号の説明】
13…補助用容器、14…窒素流量調節弁、15…除塵
装置、19…予備圧縮機、20…流動層炉、21…流動
層、24…高温熱交換器、25…低温熱交換器、28…
水供給ノズル、30…充填剤移送ノズル、32…水流量
調節弁、33…温度計、34…圧力計、41…ガスター
ビン、42…圧縮機、43…ガスタービン発電機、47
…排気ガス循環配管、48…排気ガス流量調節弁、51
…低圧スチームタービン、52…高圧スチームタービ
ン、53…スチームタービン発電機、60…制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸室 仁一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 穂刈 信幸 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 野村 政英 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平1−195928(JP,A) 特開 平1−217108(JP,A) 国際公開90/8887(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02C 3/26 F01K 23/06 F02C 6/00 F23C 11/02

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉
    と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチーム
    タービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより
    駆動するガスタービンと、を備えた複合発電設備の運転
    方法において、 前記複合発電設備の全体の出力を変える場合、 前記スチームタービンの出力変更に先行させて、前記ガ
    スタービンの出力を変更させることを特徴とする複合発
    電設備の運転方法。
  2. 【請求項2】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉
    と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチーム
    タービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより
    駆動するガスタービンと、を備えた複合発電設備の運転
    方法において、 前記複合発電設備の全体の出力を上昇させる場合、 前記流動層炉内圧力を上昇させてから、前記伝熱管内で
    発生する蒸気量を増大させることを特徴とする複合発電
    設備の運転方法。
  3. 【請求項3】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉
    と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチーム
    タービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより
    駆動するガスタービンと、を備えた複合発電設備の運転
    方法において、 前記複合発電設備の全体の出力を上昇させる場合、 前記流動層炉内に水分を供給して、該流動層炉内の圧力
    を上昇させてから、流動層の層高を上昇させて前記伝熱
    管内で発生する蒸気量を増大させることを特徴とする複
    合発電設備の運転方法。
  4. 【請求項4】前記流動層炉内の圧力を上昇させる際に
    は、該流動層炉に燃料を供給しつつ層高を低下させるこ
    とを特徴とする請求項3記載の複合発電設備の運転方
    法。
  5. 【請求項5】流動層の温度上昇を抑制する際には、前記
    流動層炉に水分を供給して温度上昇を抑制することを特
    徴とする請求項1、2、3または4記載の複合発電設備
    の運転方法。
  6. 【請求項6】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉
    と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチーム
    タービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより
    駆動するガスタービンと、を備えた複合発電設備におい
    て、 前記ガスタービン出力を前記スチームタービン出力に対
    して優先的に上昇させるガスタービン出力上昇手段と、 前記ガスタービンおよび前記スチームタービンの全体の
    出力上昇指示が入力すると、前記ガスタービン出力上昇
    手段に対して、該ガスタービン出力を上昇させるよう指
    示する指示手段と、を備えていることを特徴とする複合
    発電設備。
  7. 【請求項7】前記流動層炉に圧縮空気を供給する圧縮機
    を備え、 前記ガスタービン出力上昇手段は、 前記ガスタービンからの排気ガスを前記圧縮機に導く排
    気ガスラインと、 前記指示手段による、前記ガスタービンの出力上昇指示
    に応じて、前記圧縮機に導かれる排気ガスの流量を増加
    させる排ガス流量調節弁と、を有することを特徴とする
    請求項6記載の複合発電設備。
  8. 【請求項8】前記流動層炉に圧縮空気を供給する圧縮機
    を備え、 前記ガスタービン出力上昇手段は、 前記指示手段による、前記ガスタービンの出力上昇指示
    に応じて、前記ガスタービンに供給される燃焼排気ガス
    の圧力を上昇させる予備圧縮機を有していることを特徴
    とする請求項6または7記載の複合発電設備。
  9. 【請求項9】炉内に伝熱管が設けられている流動層炉
    と、該伝熱管内で発生した蒸気により駆動するスチーム
    タービンと、該流動層炉で発生した燃焼排気ガスにより
    駆動するガスタービンと、を備えた複合発電設備におい
    て、 前記流動層炉に水分を供給する水供給手段と、 前記ガスタービンおよび前記スチームタービンの全体の
    出力上昇指示が入力すると、前記水供給手段に対して、
    前記流動層炉に水分を供給するよう指示する指示手段
    と、を備えていることを特徴とする複合発電設備。
  10. 【請求項10】前記流動層炉内の流動層の温度を測定す
    る温度測定手段を備え、 前記指示手段は、前記流動層の温度が予め定められた温
    度を超えたときに、前記水供給手段に対して、前記流動
    層炉に水分を供給するよう指示することを特徴とする請
    求項9記載の複合発電設備。
  11. 【請求項11】流動層を形成する充填剤を蓄えることが
    できる補助用容器と、 前記流動層炉と前記補助用容器との間で前記充填剤を出
    し入れする充填剤移送手段と、 前記流動層内の圧力を測定する圧力測定手段と、 前記流動層内の流動層の温度を測定する温度測定手段
    と、 前記流動層内の圧力および前記流動層の温度に応じて、
    前記充填剤移送手段に対して前記充填剤の移送量を指示
    する充填剤移送量指示手段と、を備えていることを特徴
    とする請求項6、7、8、9または10記載の複合発電
    設備。
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