JPH0794884B2

JPH0794884B2 - ガスタ−ビンの排ガスダクト

Info

Publication number: JPH0794884B2
Application number: JP62080967A
Authority: JP
Inventors: 勝敏樋熊; ▲いく▼秀青木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPS63247529A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ガスタービンから排出される燃焼ガスを排熱
回収ボイラを通して煙突まで導く排ガスダクトに係り、
特に複数台のガスタービンからの排ガスを、合流する場
合に好適なガスタービンの排ガスダクトに関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭59−7822号公報に記載のように、
ガスタービンから排出される排ガスを、排熱回収ボイラ
より煙突まで導く排ガスダクトにおいて、前記排ガスダ
クト内に、ダンパーを設置すると共に、更に逆止弁とし
て機能する異状昇圧防止ダンパーを設置する方式があ
る。

又第３図に示すように、各々の排ガスダクトを煙突近傍
の負圧部まで別々にダクテイングし、合流する方式とな
つていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術は、前者においては、１台のガスタービン
を運転中に次のガスタービンを起動する時の排圧を低く
しておく配慮がされておらず、起動時の排ガス系パージ
のため、出口ダンパーを開けた際、運転中のガスタービ
ン排気が逆流してこないよう、起動用モータ又はエンジ
ンの容量を、常識を越えた大容量なものにする必要があ
り、それに伴う設備費，動力費の増大及びダンパー類の
設備費，メンテナンスの増大等の問題があつた。

又、後者においては、前者のような問題はないが、各々
のガスタービンについて、別々に煙突下部までダクテイ
ングする必要があり、特に集合煙突（鉄塔支持方式のケ
ースが多い）の場合、排熱回収ボイラから煙突化近傍の
合流点までのダクトが長大となり（100〜150m）になる
場合がある）。敷地スペース増大，ダクト及びその支持
構造物が莫大なものとなる欠点があつた。

本発明の目的は、機能，性能を維持向上させると共に、
前記従来技術の問題点を解決することにある。

〔問題点を解決すめための手段〕

上記目的は、各々のガスタービンの排ガス系において、
排熱回収ボイラの後側で、煙突より排熱回収ボイラに近
接された位置において、排ガスダクトを合体させ、内部
に仕切板を有する複系ダクトにより煙突下部までダクテ
イングし、煙突下部近傍の無圧又は負圧部で、各々の排
ガスを合流させるダクト系路を構成することにり、達成
される。

排ガスの合流点の位置は、運転中の複数のガスタービン
の内の１台が、起動する場合、その系統のエアーパージ
を行うが、合流点に他のガスタービンの排圧があると、
逆流現象が起る、エアーパージはこの排圧に打勝つ圧力
を必要とするが、出力の限定されている起動装置（モー
タ又はエンジン）では限界があり、合流点の圧力はどん
な運転条件でも、負圧又は無圧部である必要がある。

本案の合流点位置は、起動装置の能力の可能な範囲で、
極力上流側（圧力を持つた範囲も含め）に選定する。

これによつて複系ダクト内の仕切板の設置範囲を減少す
ることができ、種々の利点が発生する。

〔作用〕

複数台のガスタービンの排ガス系を合流して煙突へ導く
場合、下記の解決しなければならない技術的課題があ
る。

1.複数台のガスタービンが運転している時、その中の一
台が停止している場合、運転継続中のガスタービン排ガ
スが、停止ガスタービン側へ逆流しない機能を持つこ
と。

2.上記の状態から、停止中のガスタービンを起動する
時、起動モータ（又はエンジン）で発生する圧縮空気圧
によりガスタービン及び排ガス系のパージが充分行えな
ければならない。（ガスタービンは、通常標準機種が準
備されており、それは標準部品で構成されている。従つ
て、排ガス放出端に圧力があるとパージができなくなる
場合が多い）従つて排ガスの合流部は、第２図に示す如く無圧又は負
圧部（煙突下部近傍）に限定される。

本発明によると、ガスタービンの排ガスは、各各の排熱
回収ボイラの後側で、煙突より排熱回収ボイラに近接さ
れた位置において排ガスダクトは合体されるが、複系ダ
クトにより、各々の排ガスは、各々独立して流れ、煙突
下部近傍の無圧又は負圧部で又は起動装置の能力の許容
する範囲の圧力部で合流する。

このため排ガスの逆流現象は、どんな運転条件でも起ら
ない。

煙突の設計は、通常、煙突下部のダクト接続部におい
て、０〜0.50mAqの負圧となる条件で設計されている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

ガスタービン１により、発電機２が駆動され発電が行わ
れる。ガスタービン１で仕事をした燃焼ガスは排ガスと
して排出されるが、排ガスの持つている熱エネルギーを
回収し蒸気を発生する排熱回収ボイラ３を通過し、排ガ
スダクト４に入る。排ガスダクト４は、他のガスタービ
ンの排ガスダクト４と排熱回収ボイラの後側で、集合煙
突８より排熱回収ボイラ３に近接された位置においてで
合体し、複系ダクト５に入る。複系ダクト５の内部は、
中央に仕切板を有し、左右（又は上下）に２区分され、
一本のダクトであるが、内部は２区分されている。

各々の系を通過した排ガスは、煙突下部近傍の合流部７
で合流し、集合煙突８に導かれ先端より大気へ放出され
る。集合煙突にかかる水平方向の荷重は、鉄塔９により
支持されている。

この様に各排ガスは、無圧又は負圧部の合流部７で、合
流が行われるため、各々のガスタービン排ガス系は、あ
たかも単独排ガス系（合流していない系統）の如くの機
能を持つている。

本実施例は従来技術に対し、２系統の排ガス系の圧力損
失がほぼ等しくバランスすること、又、排ガス系の放散
熱量を少なくし、排ガス温度の低下を少なくする、機能
上，効率上の効果が有るばかりでなく、複系ダクトを設
けることにより、プラント敷地面積の大巾節減、及び排
ガス系にダンパーを設けめ必要がなく、メンテナンスの
上向，設備の経済性の向上，長大な排ガスダクトの単純
化によるダクト及びその支持設備の大巾な経済性向上の
効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、排ガスダクト系を単純化できるので、
次の効果がある。

1.各排ガスダクト系のルート，形状がほぼ同じとなるの
で、系統間の圧力損失のアンバランスがほとんど無くな
る。従つて性能上のアンバランスも減少する。

通常排ガスダクト系の流さ，曲りの数，形状等の差異
は、第３図に示すように集合煙突の位置によって大巾に
相異する。又集合の度合いが多い程、差異は大きくな
る。

2.複系ダクト部の外表面積は、約25％少なくなるため、
外部への熱放散量が同様に低減できるこのため排ガス温
度の低下を防止することができ煙突内でのドラフト効果
を改善することができる。

3.同様に、ダクト外面の保温面積が減少するので、保温
器材の低減効果がある。

4.複系ダクトを設けることにより、排熱回収ボイラから
煙突下部近傍までの排ガスダクトを１本化することがで
き、敷地スペースが大巾に削減できる。第３図に示すよ
うに、集合煙突廻りの排ガスダクトの設置スペースは、
発電所主機、全スペースの1/3を占める大きなスペース
であり削減効果は大きい。

5.排熱回収ボイラ以降の排ガスダクト系に、ダンパーを
設ける必要がないため（合流するための目的で）メンテ
ナンスの向上，信頼性の向上及び設備費（ダンパー、支
持鉄溝，操作台，電源設備など）が低減できる。

6.複数の長大な排ガスダクトを１本化できるので、ダク
ト本体，支持鉄構及び点検歩廊などが、大巾に削減で
き、経済性の向上に大きな効果が有る。（70MW級ガスタ
ービンの実例では、１台当り約30トンの鋼板の削減が試
算される。） 7.同様に、排ガスダクトをサポートする基礎，杭設備も
大巾な削減が得られる。

8.排ガスダクト内に設けられる仕切板は、ダクトの強度
部材としても有効に活用できるため、ダクト系全体の重
量軽減に寄与する。

コンバインドサイクル発電プラントの排ガスを大気中に
放出するための煙突は、環境規制の強化に伴い150〜200
mの高さが要求されている。このため、排ガスの拡散効
果の向上及び建設コストの低減に有利な集合煙突が採用
される。

多数基のガスタービンによつて達成されるコンバインド
サイクル発電プラントは、必然的に、集合煙突と各ガス
タービンの設置位置は、離れることになり排熱回収ボイ
ラから煙突までの排ガスダクトは、100〜150mの長大な
ものとなる場合が多くなる。本発明は、この排ガスダク
トを合理的に設計するものであり、ガスタービンの基数
が増加するほど（プラント出力の大容量化）、又、煙突
の集合化が進むほど、本発明による効果が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す平面図、第
２図は排ガスダクト系統における排ガス圧力のシステム
ヘツドを示す特性図、第３図は従来技術における全体構
成を示す平面図である。１……ガスタービン、３……排熱回収ボイラ、４……排
ガスダクト、５……複系ダクト、７……各々の排ガスが
合流する合流部、８……集合煙突、９……鉄塔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−217413（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−135940（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−43831（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−70235（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−204144（ＪＰ，Ｕ) 特公昭50−2765（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台のガスタービンの排ガスを、各々の
排熱回収ボイラを通して、煙突まで導く、排ガスダクト
系において、排熱回収ボイラの後側で、上記煙突より上
記排熱回収ボイラに近接された位置において、ダクトを
合体させ、しかも煙突の近傍まで、１本のダクトであり
ながら、各々の排ガスを独立して流す。内部に仕切板を
有する複系ダクトを、設置することを特徴とするガスタ
ービンの排ガスダクト。