复合循环发电装置制造方法及图纸

一种复合循环发电装置，利用燃气涡轮的废热将从蒸汽涡轮的高压室排出的蒸汽再次加热，将该蒸汽导入中压室，对所述蒸汽涡轮进行驱动，其中，比从所述高压室排出的蒸汽的温度高且对所述燃气涡轮进行了冷却之后的冷却蒸汽从冷却蒸汽入口向所述中压室导入而进行冷却，该冷却蒸汽入口与由所述燃气涡轮的废热再次加热后的再热蒸汽所导入的再热蒸汽入口不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用燃气涡轮的废热将从蒸汽涡轮的高压室排出的蒸汽再次加热，并将该再热后的蒸汽导入中压室，而驱动所述蒸汽涡轮的复合循环发电装置，尤其是涉及一种能够有效地对所述中压涡轮的涡轮转子进行冷却的复合循环发电装置。
技术介绍
以往，已知有一种将燃气涡轮与蒸汽涡轮组合而成的复合循环发电装置。将燃气涡轮与蒸汽涡轮组合的复合循环发电装置利用燃气涡轮的废热来驱动蒸汽涡轮，由此能够高效地发电，因此燃料消耗少，排出CO2也少，因此近年来的需要扩大。所述复合循环发电装置利用燃气涡轮的废热，对从蒸汽涡轮的高压室排出的蒸汽进行再次加热，并将该再热后的蒸汽(再热蒸汽)导入中压室，由此来驱动所述蒸汽涡轮。在前述的将燃气涡轮与蒸汽涡轮组合的复合循环发电装置中，向高压涡轮导入的主蒸汽与向中压涡轮导入的再热蒸汽的温度大致相同，但由于中压涡轮比高压涡轮使用的叶片的叶片直径大，因此与蒸汽涡轮的驱动相伴的叶片的离心力大，尤其是中压涡轮的蒸汽入口部附近的涡轮转子或叶片根部在蠕变强度方面残留有课题。因此，复合循环发电装置的中压涡轮需要对涡轮转子进行冷却。 图4是以往的复合循环发电装置的中压涡轮的涡轮转子的冷却的说明图，表示构成复合循环发电装置的蒸汽涡轮系统的高压涡轮入口部周边及中压涡轮入口部周边。蒸汽涡轮系统03具有中压涡轮2及高压涡轮4。中压涡轮2具有由多个静叶片24a、24b、24c……构成的静叶片列；对第一级的静叶片24a的叶片根23a及前端23b进行支承并对第二级以后的静叶片24b、24c……的叶片根进行支承的中压机室22 ;由多个动叶片26a.26b.26c……构成的动叶片列。而且，高压涡轮4具有由多个静叶片44a、44b、44c……构成的静叶片列；对第一级的静叶片44a的叶片根43a及前端43b进行支承并对第二级以后的静叶片44b、44c……的叶片根进行支承的高压机室42 ;由多个动叶片46a、46b、46c……构成的动叶片列。另外，设有向中压涡轮2导入再热蒸汽的再热蒸汽入口 3和向高压涡轮4导入主蒸汽的主蒸汽入口 5，中压涡轮2的蒸汽入口与高压涡轮4的蒸汽入口配置在对置的方向。而且，在中压涡轮2与高压涡轮4之间，设有用于与由中压涡轮2产生的推力之间取得平衡的中压虚设部6和用于与由高压涡轮4产生的推力之间取得平衡的高压虚设部7，在中压虚设部6与闻压虚设部7之间设有空间部8。在图4所示的蒸汽涡轮系统03中，从高压涡轮4的第一级的静叶片44a与第一级的动叶片44b之间，抽出由第一级的静叶片44a减压后的主蒸汽的一部分作为冷却蒸汽，经由高压虚设部7及低压虚设部6，向中压室4导入，由此对中压涡轮2内的涡轮转子28进行冷却。需要说明的是，图4中的C所示的涂黑的箭头表示所述冷却蒸汽的流动，该冷却蒸汽的一部分用于涡轮转子28的冷却，一部分经由空间部8而与高压涡轮4的排气合流，由再热器(未图示)再次加热而成为再热蒸汽的一部分。然而，近年来，在图4所示的复合循环发电装置中，伴随着燃气涡轮的高温化技术开发的进展，向高压涡轮导入的主蒸汽温度和由燃气涡轮的废热进行再次加热而向中压涡轮导入的再热蒸汽温度发生高温化。此外，为了复合循环发电装置整体的循环的效率化而在高压涡轮中使用的叶片的动叶片相反化不断发展，与以往的使用冲击叶片的情况相比，所述冷却蒸汽温度存在变高的倾向。因此，在图4所示的技术中，中压涡轮的涡轮转子28的冷却效果可能不充分。另外，在复合循环发电装置中，作为能够对中压涡轮的涡轮转子28进行冷却的其他的技术，在专利文献I中公开了如下的技术一种复合发电设备，其具备燃气涡轮设备和废热回收锅炉，该燃气涡轮设备包括压缩机、燃烧器、燃气涡轮，该废热回收锅炉将包含高压涡轮、中压涡轮、低压涡轮在内的蒸汽涡轮设备组合，利用燃气涡轮废热来产生驱动所述各蒸汽涡轮的高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽，在所述复合发电设备中，使用废热回收锅炉的中压产生蒸汽即中压锅筒的比饱和温度高的温度的蒸汽作为燃烧器尾管的冷却蒸汽，将冷却后升温的冷却蒸汽向中压涡轮回收，并使用由高压涡轮出口抽取的蒸汽，对燃气涡轮叶片进行冷却，将冷却后升温的冷却蒸汽向废热回收锅炉的再热器的中间部回收。 在先技术文献专利文献专利文献I日本专利第3500020号公报
技术实现思路
专利技术的概要专利技术要解决的课题然而，专利文献I公开的技术中，将所述废热回收锅炉的中压发生蒸汽即中压锅筒的比饱和温度高的温度的蒸汽作为燃烧器尾管的冷却蒸汽使用之后升温，向中压涡轮回收，由此能够将该蒸汽(尾管冷却蒸汽)用于中压涡轮的涡轮转子的冷却，不过是在将该尾管冷却蒸汽与向中压涡轮导入的再热蒸汽混合之后，将尾管冷却蒸汽向中压涡轮导入。由此，虽然中压涡轮能够冷却，但由于将尾管冷却蒸汽与中压涡轮导入前的再热蒸汽混合，因此通过尾管冷却蒸汽也将再热蒸汽冷却，存在复合发电设备整体的热循环效率下降的课题。因此，本专利技术鉴于现有技术的问题点，目的在于提供一种不降低整体的热循环效率，而能够有效地对中压涡轮的涡轮转子进行冷却的复合循环发电装置。用于解决课题的手段为了解决上述的课题，本专利技术涉及一种复合循环发电装置，利用燃气涡轮的废热将从蒸汽涡轮的高压室排出的蒸汽再次加热，将该蒸汽导入中压室，对所述蒸汽涡轮进行驱动，其中，比从所述高压室排出的蒸汽的温度高且对所述燃气涡轮进行了冷却之后的冷却蒸汽从冷却蒸汽入口向所述中压室导入而进行冷却，该冷却蒸汽入口与由所述燃气涡轮的废热再次加热后的再热蒸汽所导入的再热蒸汽入口不同。通过将所述冷却蒸汽从与所述再热蒸汽不同的冷却蒸汽入口向所述中压室导入，不会对再热蒸汽进行冷却就能够将所述冷却室向中压室导入，从而能够避免复合发电设备整体的热循环效率的下降。此外，对所述燃气涡轮进行了冷却之后的冷却蒸汽比所述再热蒸汽的温度低，因此通过将该冷却蒸汽向中压室导入，而能够有效地对中压涡轮的涡轮转子进行冷却。需要说明的是，所述高压室的出口蒸汽与再热蒸汽相比，温度大幅降低，因此假设将高压室的出口蒸汽使用作为所述冷却蒸汽时，由于再热蒸汽与高压室的出口蒸汽的大的温度差，而难以控制中压室内的温度。因此，容易进行中压室内的温度管理，从而无需使用比从所述高压室排出的蒸汽的温度高的蒸汽作为所述冷却蒸汽。另外，可以是，所述中压室包括对紧接着所述再热蒸汽入口之后配置的第一级的静叶片的叶片根及前端进行支承，并对第二级以后的静叶片列的叶片根进行支承的中压机室；具有中压动叶片列且收纳在所述中压机室内的中压转子，所述冷却蒸汽入口经由将所述第一级的静叶片支承在所述中压机室中的位置处的、所述中压机室与所述中压转子的间隙，而连通在所述第一级的静叶片与第一级的动叶片之间。由此，再热蒸汽在第一级的静叶片中进行作功而下降至接近所述冷却蒸汽的温度 之后，将所述冷却蒸汽向中压室导入。因此，不用通过所述冷却蒸汽降低再热温度而能够向中压室导入，能够使再热蒸汽在中压室中再有效地作功。另外，可以是，所述冷却蒸汽比所述再热蒸汽的压力高，在所述中压室与高压室之间设置将所述高压室及所述中压室分隔的虚设部，并使该虚设部与所述再热蒸汽入口连通。由此，通过所述冷却蒸汽也能够冷却所述虚设部而扩大冷却范围。另外，可以是，所述冷却蒸汽是对所述燃气涡轮的燃烧器进行了冷却之后的尾管冷却蒸汽。所述尾管冷却蒸汽与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.14 JP 2010-1593041.一种复合循环发电装置，利用燃气涡轮的废热将从蒸汽涡轮的高压室排出的蒸汽再次加热，将该蒸汽导入中压室，对所述蒸汽涡轮进行驱动，其中， 比从所述高压室排出的蒸汽的温度高且对所述燃气涡轮进行了冷却之后的冷却蒸汽从冷却蒸汽入口向所述中压室导入而被冷却，该冷却蒸汽入口与由所述燃气涡轮的废热再次加热后的再热蒸汽所导入的再热蒸汽入口不同。2.根据权利要求I所述的复合循环发电装置，其特征在于， 所述中压室包括对紧接着所述再热蒸汽入口之后配置的第一级的静叶片的叶片根及前端进行支承，并对第二级以...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山隆，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：