JP2000282895A - Intake air cooling device and method for gas turbine - Google Patents

Intake air cooling device and method for gas turbine

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JP2000282895A
JP2000282895A JP11087763A JP8776399A JP2000282895A JP 2000282895 A JP2000282895 A JP 2000282895A JP 11087763 A JP11087763 A JP 11087763A JP 8776399 A JP8776399 A JP 8776399A JP 2000282895 A JP2000282895 A JP 2000282895A
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JP
Japan
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brine
intake air
intake
cooling water
cooling
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Application number
JP11087763A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Noma
毅 野間
Kensuke Asakuma
健介 朝隈
Kiyohiko Kitagawa
希代彦 北川
Katsuya Yamashita
勝也 山下
Mikio Takayanagi
幹男 高柳
Yukio Shibuya
幸生 渋谷
Yutaka Watanabe
裕 渡邊
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient intake air cooling system for a gas turbine by effectively using accumulated cold for cooling intake air. SOLUTION: Intake air 21 is cooled by making cooling water pass through an intake air cooler 20 which is installed in a gas turbine intake air passage. The cooling water is cooled by brine via an intermediate heat exchanger 24. The brine is supplied from a heat storage tank 27, stored at a low temperature, by freezing water by a refrigerator 28 at night. In this case, the cooling quantity of the intake air 21 is adjusted, by transmitting the signals of the temperature and humidity of the intake air 21 downstream of the intake air cooler 20 to a calculator 31 and controlling a brine flow control valve 26, an auxiliary brine flow control valve 35 and brine circulation pump 33, based on the signals processed in the calculator 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンバイン
ドサイクル発電プラントに適用されるガスタービンの吸
気冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine intake cooling system applied to, for example, a combined cycle power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、蒸気タービン単体またはガスター
ビン単体を原動機とした火力発電プラントに代わり、両
者の利点を巧みに組み合せたコンバインドサイクル発電
プラントが活用されるようになってきている。コンバイ
ンドサイクル発電プラントは、高温域と低温域とで作動
する異なるサイクルを組み合せたもので、高温側のサイ
クルには燃料の燃焼熱を熱源とするガスタービンのブレ
イトンサイクルを用い、低温側のサイクルには高温側サ
イクルの作動媒体である燃焼ガス排気の余熱を熱源とす
るランキンサイクルを用いて、総合熱効率の向上を図っ
たものである。即ち、コンバインドサイクル発電プラン
トは、ガスタービン発電と汽力発電との2つのサイクル
を組み合せることにより、ガスタービンの最高利用温度
が高いという利点と蒸気タービンのサイクル最低利用温
度が低いという利点とを活用したものである。図7は一
般的な排熱回収式コンバインドサイクル発電プラントの
系統構成の例を示したものである。圧縮機1および燃焼
器2に接続されたガスタービン3の排熱を排熱回収ボイラ
4に導き、その熱回収によって発生した蒸気を蒸気ター
ビン5に供給してこれを駆動するようになっている。な
お、図7中、6は発電機、7は復水器、8は復水を排熱回
収ボイラ4に供給する復水ポンプである。
2. Description of the Related Art In recent years, instead of a thermal power plant using a single steam turbine or a single gas turbine as a prime mover, a combined cycle power plant that has a combination of both advantages has been used. A combined cycle power plant is a combination of different cycles that operate in a high-temperature range and a low-temperature range.The high-temperature side cycle uses the Brayton cycle of a gas turbine that uses the combustion heat of fuel as a heat source, and the low-temperature side cycle uses The use of a Rankine cycle that uses the residual heat of the combustion gas exhaust, which is the working medium of the high-temperature side cycle, as a heat source improves overall thermal efficiency. That is, the combined cycle power plant utilizes the advantages of a high maximum use temperature of a gas turbine and a low minimum cycle use temperature of a steam turbine by combining two cycles of gas turbine power generation and steam power generation. It was done. FIG. 7 shows an example of a system configuration of a general exhaust heat recovery type combined cycle power plant. Waste heat from the gas turbine 3 connected to the compressor 1 and the combustor 2
The steam generated by the heat recovery is supplied to a steam turbine 5 to drive it. In FIG. 7, 6 is a generator, 7 is a condenser, and 8 is a condensate pump for supplying condensate to the exhaust heat recovery boiler 4.

【0003】このようなコンバインドサイクル発電プラ
ントは、 イ) 熱効率が高い ロ) 部分負荷における熱効率の低下が少ない ハ) 起動停止時間が短かい 等の長所をもつが、その一方、 ニ) 最大出力が外気温度によって変化する という短所も持ち合わせている。ガスタービン3は、そ
の翼の高温域における耐久性の観点から、ガスタービン
第1段入ロ燃焼ガス温度の上限を定めて運転される。一
方、圧縮機1の吸込可能な空気容積はほぼ一定であるた
め、大気温度が低下して空気密度が増加すると、吸込可
能な空気質量は増大することとなる。また、圧縮機1の
吸込温度の低下によって圧縮後の空気の温度も低下する
ので、ガスタービン3の入口燃焼ガス温度の上限値まで
の加熱範囲が大きくなり、吸込空気量の増加との相乗作
用によって、より多くの燃料を投入することが可能とな
るため、ガスタービン3の最大出力は増大する。蒸気タ
ービン5については、大気温度の低下に伴うガスタービ
ン3の排ガス量の増大により、排熱回収ボイラ4の発生蒸
気量が僅かに増加し、それにより最大出力も増加する。
即ち、コンバインドサイクル発電プラントの最大出力
は、大気温度の低下とともに増大することとなる。
[0003] Such a combined cycle power plant has the following advantages: a) high thermal efficiency; b) little decrease in thermal efficiency at partial load; c) short start-up time; and d) maximum output. It also has the disadvantage that it changes depending on the outside air temperature. The gas turbine 3 is operated by setting the upper limit of the combustion gas temperature of the first stage of the gas turbine from the viewpoint of durability of the blades in a high temperature range. On the other hand, since the volume of air that can be sucked by the compressor 1 is substantially constant, when the air temperature is decreased and the air density is increased, the mass of air that can be sucked is increased. Further, since the temperature of the compressed air also decreases due to the decrease in the suction temperature of the compressor 1, the heating range up to the upper limit value of the combustion gas temperature at the inlet of the gas turbine 3 increases, and a synergistic effect with the increase in the suction air amount. As a result, more fuel can be supplied, and the maximum output of the gas turbine 3 increases. Regarding the steam turbine 5, the amount of steam generated by the exhaust heat recovery boiler 4 slightly increases due to the increase in the amount of exhaust gas from the gas turbine 3 due to the decrease in the atmospheric temperature, and the maximum output also increases.
That is, the maximum output of the combined cycle power plant increases as the atmospheric temperature decreases.

【0004】図8は、一軸型の場合を例にとり、コンバ
インドサイクル発電プラントの最大出力と大気温度の関
係を示している。同図において、横軸は大気温度、縦軸
は大気温度0℃時の軸出力、即ち、ガスタービン出力と
蒸気タービン出力との和を100とした場合の値を示
す。この図8によれば、大気温度が高くなるにつれ出力
は低下し、大気温度40℃では0℃の時の約82%にま
で低下する。このことは、最も電力需要が高くなる夏期
の昼間にコンバインドサイクル発電プラントの出力が低
下することを意味している。このような特性を改善する
には、圧縮機1に入る吸気を冷却することが有効であ
る。例えば、冷水を用いて吸気を冷却する方法が提案さ
れており、この技術に関して、特開平9-195797号公報に
開示されている。図9はこれを含むコンバインドサイク
ル発電プラントを示した図である。なお、図7と同等部
については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略
する。図9に示したように、この技術は、吸気ダクト9
内に設けられた冷水コイル10に冷水製造装置18で作られ
た冷水を通過させることにより吸気を冷却するものであ
る。しかし、吸気の温度および湿度は日毎に、また時間
的にも変化し一定ではないため、吸気冷却器の出口の吸
気温度および吸気湿度も入口の吸気条件に対応して変化
する。したがって、入口吸気の温度や湿度によっては、
出口吸気が過冷却となり、伝熱管表面において結露する
問題が生じる。この際に発生する大きな凝縮熱は、吸気
冷却には貢献せず、冷熱が奪われロスとなるので、上記
公報では、吸気温度計16、大気温度計14、大気湿度計15
を設け、これらのセンサからの信号を演算器17で演算
し、冷水制御弁12およびバイパス弁13を制御すること
で、吸気ダクト9に吸引された空気の顕熱分のみを除去
し、この冷却された空気をコンバインドサイクル発電シ
ステムのガスタービン吸気として用いるように構成され
ている。
FIG. 8 shows the relationship between the maximum output of a combined cycle power plant and the atmospheric temperature, taking a single-shaft type as an example. In the figure, the horizontal axis represents the atmospheric temperature, and the vertical axis represents the axial output when the atmospheric temperature is 0 ° C., that is, the value when the sum of the gas turbine output and the steam turbine output is 100. According to FIG. 8, the output decreases as the atmospheric temperature increases, and at an atmospheric temperature of 40 ° C., it drops to about 82% of that at 0 ° C. This means that the output of the combined cycle power plant decreases during the daytime in summer when the power demand is highest. In order to improve such characteristics, it is effective to cool the intake air entering the compressor 1. For example, a method of cooling intake air using cold water has been proposed, and this technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-195797. FIG. 9 is a diagram showing a combined cycle power plant including the above. The same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 9, this technique employs an intake duct 9
The intake air is cooled by passing the cold water produced by the cold water producing device 18 through the cold water coil 10 provided therein. However, since the temperature and humidity of the intake air change every day and over time and are not constant, the intake air temperature and the intake air humidity at the outlet of the intake air cooler also change according to the intake air condition at the inlet. Therefore, depending on the temperature and humidity of the intake air,
There is a problem that the outlet intake air is supercooled and dew condensation occurs on the heat transfer tube surface. The large condensed heat generated at this time does not contribute to the cooling of the intake air, and the cold heat is taken away, resulting in a loss. Therefore, in the above publication, the intake thermometer 16, the atmospheric thermometer 14, and the atmospheric humidity meter 15 are used.
The signals from these sensors are calculated by a calculator 17 and the chilled water control valve 12 and the bypass valve 13 are controlled to remove only the sensible heat of the air sucked into the intake duct 9, and this cooling is performed. The used air is configured to be used as gas turbine intake air of a combined cycle power generation system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスタ
ービン3の起動時などにおいては、冷水製造装置18が十
分に働かずに、吸気冷却の効果が発揮しきれないことも
ある。また、冷水製造のためにもエネルギーを必要とす
るため、特に電力需要のピークとなる夏期の昼間には、
この、冷水製造に用いられるエネルギーもロスとなる。
さらに、上記のように、電力需要のピークとなるのは夏
期の昼間であり、夏期であっても、夜間ではピーク時の
ように最大の出力を必要としない場合も多い。本発明は
このような事情に鑑みてなされたもので、電力需要に見
合った吸気温度の設定を可能とし、これにより運転制御
性に優れたガスタービンの吸気冷却装置を提供すること
を目的とする。
However, at the time of starting the gas turbine 3 or the like, the chilled water producing device 18 may not operate sufficiently, and the effect of intake air cooling may not be fully exerted. In addition, since energy is also required for cold water production, especially during the summertime when power demand peaks,
The energy used for producing the cold water is also lost.
Further, as described above, the peak of the power demand occurs during the daytime in summer, and even in the summertime, the peak output is often not required in the nighttime as at the peak time. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an intake air cooling device for a gas turbine that enables setting of an intake air temperature in accordance with power demand, thereby having excellent operation controllability. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、冷凍サイクルを運転
し製造した氷を蓄えた蓄熱槽と、蓄熱槽に蓄えられた冷
熱を用いてガスタービン圧縮機の吸気流路にて吸気を冷
却する手段とを有することを特徴としており、この構成
により、電力需要が低いときなどに蓄熱槽に氷を蓄え、
この氷を冷熱源としてガスタービンの吸気冷却を行うこ
とができるので、ガスタービンの負荷需要の高いときに
最大の出力を発生できるだけでなく、起動時などでも、
良好な吸気冷却効果を得ることができる。請求項2に記
載の発明では、ガスタービン圧縮機の吸気流路内に設置
され、冷却水との熱交換によって吸気を冷却する吸気冷
却器と、冷凍サイクルを運転し製造した氷を蓄えた蓄熱
槽と、この蓄熱槽と吸気冷却器との間に前記蓄熱槽に蓄
えられた冷熱と冷却水と熱交換する中間熱交換器が設置
され、吸気冷却器と前記中間熱交換器は、冷却水を循環
させる冷却水循環ポンプ、冷却水供給配管、および冷却
水戻り配管を介して連結されて冷却水循環系を構成して
おり、前記中間熱交換器と前記蓄熱槽は、水よりも凝固
点の低い液体であるブラインを循環させるブライン循環
ポンプ、ブライン供給配管、およびブライン戻り配管を
介して連結されてブライン循環系を構成していることを
特徴としており、蓄熱槽に蓄えられた氷の温度が低い場
合にも吸気冷却器に過度の冷熱が伝わることを防ぐこと
ができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a heat storage tank for storing ice produced by operating a refrigeration cycle, and for storing cold heat stored in the heat storage tank. Means for cooling the intake air in the intake flow path of the gas turbine compressor by using the above-described configuration.By this configuration, when the power demand is low, ice is stored in the heat storage tank,
This ice can be used as a cold heat source to cool the intake of the gas turbine, so that not only can the maximum output be generated when the load demand of the gas turbine is high,
A good intake air cooling effect can be obtained. According to the second aspect of the present invention, an intake air cooler is provided in the intake passage of the gas turbine compressor and cools intake air by heat exchange with cooling water, and a heat storage device that stores ice produced by operating a refrigeration cycle. Tank, and an intermediate heat exchanger for exchanging heat with the cold stored in the heat storage tank and the cooling water is installed between the heat storage tank and the intake air cooler. A cooling water circulation pump, a cooling water supply pipe, and a cooling water return pipe are connected to form a cooling water circulation system, and the intermediate heat exchanger and the heat storage tank are liquids having a lower freezing point than water. The brine is circulated through a brine circulating pump, a brine supply pipe, and a brine return pipe to form a brine circulating system, and the temperature of ice stored in the heat storage tank is low. To The excessive cold is transmitted to intake air cooler can be prevented.

【0007】請求項3から8に記載の発明では、請求項
1に記載の発明に加えて、吸気流路に設けられた吸気温
度検出器、吸気湿度検出器と、ブライン循環系に設けら
れたブライン温度検出器、ブライン流量検出器、もしく
は冷却水循環系に設けられた冷却水温度検出器、冷却水
流量検出器などからの信号を演算器により処理し、演算
器からの出力信号に基づいて、ブライン循環ポンプ、ブ
ライン流量調整バルブ、および補助ブライン流量調整バ
ルブ、もしくは、冷却水循環ポンプ、冷却水流量調整バ
ルブ、および補助冷却水流量調節バルブを制御すること
を特徴としている。この構成により、請求項1の発明の
効果に加えて、吸気冷却後の吸気の温度を制御すること
が可能となる。請求項9から12の発明では、蓄熱槽に
蓄えられる氷の温度がそれほど低くない場合に、ブライ
ン循環系のみを設置し、蓄熱槽から直接ブラインを吸気
冷却器に導くことを特徴としている。この構成により、
蓄熱槽に蓄えられた氷の温度がそれほど低くない場合に
は、吸気冷却装置の構成を簡素化することができる。請
求項13、14に記載の発明では、請求項1から12に
記載のガスタービンの吸気冷却装置の下流の吸気流路内
に、純水を供給し噴霧ノズルより微粒状の純水を前記吸
気流路内に噴霧することを特徴としている。この構成に
より、吸気冷却後の吸気の質量流量をさらに増加させる
ことができる。
[0007] According to the inventions described in claims 3 to 8,
In addition to the invention described in 1, the intake air temperature detector provided in the intake flow path, the intake humidity detector, and the brine temperature detector provided in the brine circulation system, the brine flow detector, or provided in the cooling water circulation system A signal from the cooling water temperature detector, the cooling water flow detector, and the like is processed by a computing unit, and based on an output signal from the computing unit, a brine circulating pump, a brine flow regulating valve, and an auxiliary brine flow regulating valve, Alternatively, the cooling water circulation pump, the cooling water flow control valve, and the auxiliary cooling water flow control valve are controlled. With this configuration, in addition to the effect of the first aspect of the invention, it is possible to control the temperature of the intake air after cooling the intake air. The invention according to claims 9 to 12 is characterized in that when the temperature of the ice stored in the heat storage tank is not so low, only the brine circulation system is installed, and the brine is directly led from the heat storage tank to the intake air cooler. With this configuration,
When the temperature of the ice stored in the heat storage tank is not so low, the configuration of the intake air cooling device can be simplified. According to the invention described in claims 13 and 14, pure water is supplied into an intake passage downstream of the intake cooling device for a gas turbine according to any one of claims 1 to 12, and fine-grained pure water is supplied from a spray nozzle to the intake passage. It is characterized by spraying into the flow path. With this configuration, it is possible to further increase the mass flow rate of the intake air after cooling the intake air.

【0008】請求項15に記載の発明では、請求項1か
ら14に記載の吸気冷却装置を用いて、蓄熱槽に、夜間
の余剰電力を用いて冷凍サイクルを運転し製造した氷を
冷熱として蓄えることを特徴としている。このようにし
て、蓄えた冷熱を吸気冷却に用いることで、電力需要が
最も高くなる夏期の昼間などでも、ガスタービンの出力
を最大にすることができる。
In the invention according to claim 15, using the intake air cooling device according to any one of claims 1 to 14, ice produced by operating a refrigeration cycle using excess power at night is stored in a heat storage tank as cold heat. It is characterized by: In this way, by using the stored cold heat for intake air cooling, the output of the gas turbine can be maximized even in the daytime in summer when power demand is highest.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態によるガスタービンの吸気冷却装置を示している。な
お、本実施の形態はコンバインドサイクル発電プラント
のガスタービンに適用したもので、圧縮機より下流のシ
ステム全体の構成は図7に示したものと同様であるた
め、その図示および説明を省略する。ガスタービンの圧
縮機(図示せず)の吸気流路19に冷却水との熱交換によ
って吸気21を冷却する吸気冷却器20が設けられている。
この吸気冷却器20、冷却水循環用の冷却水供給配管22
a、冷却水戻り配管22b、冷却水供給配管22aと冷却水戻
り配管22bの間に設けた中間熱交換器24、および冷却水
供給配管22aの途中に設けられた冷却水循環ポンプ32よ
り冷却水循環系22を構成している。吸気冷却器20の冷熱
源となる蓄熱槽27に、電力需要が低くなっている夜間等
に冷凍機28を冷凍サイクル運転することにより製造され
た氷が蓄えられている。さらに、冷熱源としての蓄熱槽
27、蓄熱槽27から冷熱を受け取るブライン供給配管25
a、ブライン戻り配管25b、ブライン供給配管25aとブラ
イン戻り配管25bの間に設けられた中間熱交換器24、お
よびブライン供給配管25aの途中に設けられたブライン
循環ポンプ33からなるブライン循環系25が構成されてい
る。ここで、ブラインとしては、例えばエチレングリコ
ールなどの、蓄熱槽27に蓄えられた氷によっても凍結し
ない液体を用いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an intake air cooling device for a gas turbine according to a first embodiment of the present invention. Note that this embodiment is applied to a gas turbine of a combined cycle power plant, and the configuration of the entire system downstream of the compressor is the same as that shown in FIG. 7, so that illustration and description thereof are omitted. An intake air cooler 20 that cools intake air 21 by exchanging heat with cooling water is provided in an intake passage 19 of a compressor (not shown) of a gas turbine.
This intake air cooler 20, cooling water supply pipe 22 for cooling water circulation
a, a coolant return pipe 22b, an intermediate heat exchanger 24 provided between the coolant supply pipe 22a and the coolant return pipe 22b, and a coolant circulation system provided by a coolant circulation pump 32 provided in the middle of the coolant supply pipe 22a. 22. Ice produced by performing a refrigeration cycle operation of the refrigerator 28 at night or the like when power demand is low is stored in a heat storage tank 27 serving as a cold heat source of the intake air cooler 20. In addition, a heat storage tank as a cold heat source
27, brine supply pipe 25 that receives cold heat from heat storage tank 27
a, a brine return pipe 25b, an intermediate heat exchanger 24 provided between the brine supply pipe 25a and the brine return pipe 25b, and a brine circulation system 25 including a brine circulation pump 33 provided in the middle of the brine supply pipe 25a. It is configured. Here, as the brine, a liquid that does not freeze even with ice stored in the heat storage tank 27, such as ethylene glycol, is used.

【0010】本実施の形態では、蓄熱槽27に蓄えられて
いる氷の温度が低い場合に吸気冷却器の伝熱面表面に供
給する冷熱量が多すぎることを防ぐために、ブライン循
環系25と冷却水循環系22が中間熱交換器24を介して連結
されている。また、吸気冷却器20の吸気出口に吸気温度
検出器29および吸気湿度検出器30が設けられている。ブ
ライン供給配管25aの途中には、ブライン温度検出器36
およびブライン流量検出器37が設けられている。また、
ブライン供給配管25aとブライン戻り配管25bの間をバイ
パス配管により短絡し、途中に補助ブライン流量調整バ
ルブ35が設けられており、また、ブライン戻り配管25b
の途中に、ブライン流量調整バルブ26が設置されてい
る。31は演算器で、吸気温度検出器29、吸気湿度検出器
30、ブライン温度検出器36、および、ブライン流量検出
器37からの信号を入力し、その演算結果にてブライン流
量調整バルブ26、補助ブライン流量調整バルブ35、およ
び、ブライン循環ポンプ33を制御するものである。本構
成による作用は以下の通りである。即ち、コンバインド
サイクル発電システムの負荷需要が増大する昼間に、ブ
ライン循環ポンプ33を起動し、蓄熱槽27内のブラインに
蓄えられた冷熱をブライン供給配管25aにより中間熱交
換器24へと送る。この中間熱交換器24にてブラインと水
を熱交換し、冷却水循環系22内の水を冷却する。熱交換
して温度が上昇したブラインは、ブライン戻り配管25b
を介して蓄熱槽27に戻され、再び冷却される。中間熱交
換器24で冷却された水は、冷却水供給配管22aを介し
て、冷却水循環ポンプ32により吸気冷却器20に送られ
る。このようにして、吸気冷却器20にて吸気入口から導
かれる吸気21を冷却する。吸気21と熱交換して温度上昇
した冷却水は、冷却水戻り配管22bにより中間熱交換器2
4に戻されて再び冷却される。この際、吸気温度検出器2
9、吸気湿度検出器30、ブライン温度検出器36およびブ
ライン流量検出器37から出力される信号を演算器31にお
いて処理し、それに基づいてブライン流量調整バルブ2
6、補助ブライン流量調整バルブ35におけるバルブ開度
およびブライン循環ポンプ33の出力が調整され、吸気冷
却器20に送られる冷熱量が制御される。このとき、冷却
後の吸気21の温度がほぼ露点になるように制御を行うこ
とで、冷熱を吸気21に含まれる水分を凝縮熱として消費
しないようにすることもできる。
In this embodiment, when the temperature of ice stored in the heat storage tank 27 is low, the amount of cold heat supplied to the heat transfer surface of the intake air cooler is prevented from being too large. A cooling water circulation system 22 is connected via an intermediate heat exchanger 24. An intake air temperature detector 29 and an intake humidity detector 30 are provided at an intake outlet of the intake air cooler 20. In the middle of the brine supply pipe 25a, a brine temperature detector 36
And a brine flow detector 37. Also,
A short circuit is provided between the brine supply pipe 25a and the brine return pipe 25b by a bypass pipe, and an auxiliary brine flow control valve 35 is provided on the way, and the brine return pipe 25b
In the middle of the process, a brine flow control valve 26 is installed. 31 is an arithmetic unit, an intake air temperature detector 29, an intake humidity detector
30, a signal from the brine temperature detector 36 and the brine flow rate detector 37 is inputted, and the calculation result is used to control the brine flow rate regulating valve 26, the auxiliary brine flow rate regulating valve 35, and the brine circulation pump 33. It is. The operation of this configuration is as follows. That is, during the daytime when the load demand of the combined cycle power generation system increases, the brine circulating pump 33 is started, and the cold stored in the brine in the heat storage tank 27 is sent to the intermediate heat exchanger 24 through the brine supply pipe 25a. The intermediate heat exchanger 24 exchanges heat with brine and cools the water in the cooling water circulation system 22. The brine whose temperature has risen due to heat exchange is
Is returned to the heat storage tank 27 and cooled again. The water cooled by the intermediate heat exchanger 24 is sent to the intake air cooler 20 by the cooling water circulation pump 32 via the cooling water supply pipe 22a. In this way, the intake air cooler 20 cools the intake air 21 guided from the intake air inlet. The cooling water whose temperature has increased due to heat exchange with the intake air 21 is supplied to the intermediate heat exchanger 2 by the cooling water return pipe 22b.
Return to 4 and cool again. At this time, the intake air temperature detector 2
9, the signals output from the intake humidity detector 30, the brine temperature detector 36 and the brine flow rate detector 37 are processed in the calculator 31, and the brine flow rate adjusting valve 2 is
6. The valve opening of the auxiliary brine flow control valve 35 and the output of the brine circulating pump 33 are adjusted, and the amount of cold heat sent to the intake air cooler 20 is controlled. At this time, by performing control so that the temperature of the intake air 21 after cooling is substantially equal to the dew point, it is possible to prevent the cold heat from being consumed as moisture contained in the intake air 21 as condensation heat.

【0011】ここで、冷却水循環ポンプ32およびブライ
ン循環ポンプ33の流量制御はインバータによる回転数制
御により行なってもよいし、複数のポンプを用いその台
数制御によって行なってもよい。また、吸気温度検出器
29および吸気湿度検出器30は、吸気冷却器20の吸気入口
に設置してもよい。また、ブライン温度検出器36を、中
間熱交換器24の前後に1つずつ合計2つ設置してもよ
い。また、冷却水循環ポンプ32を定流量型のポンプと
し、冷却水循環系22を簡素化してもよい。また、吸気冷
却器20に供給する冷熱量の制御は、ブライン循環ポンプ
33を定流量型のポンプとし、ブライン流量調整バルブ26
と補助ブライン流量調整バルブ35の開度を調整すること
により行なってもよいし、バイパス配管および補助ブラ
イン流量調整バルブ35を設けず、ブライン循環ポンプ33
の出力の調整により行なってもよい。さらに、第1の実
施の形態において、ブライン循環系25で行なっていた制
御を、冷却水循環系22で行なうように構成してもよい。
このときの構成を図2として示す。なお、図1と同等部
に関しては、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略
する。
Here, the flow rate control of the cooling water circulating pump 32 and the brine circulating pump 33 may be performed by controlling the number of revolutions by an inverter, or by controlling the number of pumps using a plurality of pumps. Also, intake air temperature detector
The intake air humidity detector 29 and the intake air humidity detector 30 may be installed at the intake air inlet of the intake air cooler 20. Further, two brine temperature detectors 36 may be provided one before and after the intermediate heat exchanger 24, that is, two in total. Further, the cooling water circulation pump 32 may be a constant flow type pump, and the cooling water circulation system 22 may be simplified. The amount of cold heat supplied to the intake air cooler 20 is controlled by a brine circulation pump.
33 is a constant flow type pump, and brine flow control valve 26
May be performed by adjusting the opening degree of the auxiliary brine flow rate adjustment valve 35, or without providing a bypass pipe and the auxiliary brine flow rate adjustment valve 35,
May be adjusted by adjusting the output. Further, in the first embodiment, the control performed in the brine circulation system 25 may be configured to be performed in the cooling water circulation system 22.
The configuration at this time is shown in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0012】即ち、冷却水循環系22の途中に、冷却水流
量調整バルブ23を設置し、冷却水供給配管22aと冷却水
戻り配管22bの間をバイパス配管により短絡し、途中に
補助冷却水流量調整バルブ34を設ける。31は演算器で、
吸気温度検出器29、吸気湿度検出器30、冷却水温度検出
器39、および、冷却水流量検出器38からの信号を入力
し、その演算結果にて冷却水流量調整バルブ23、補助冷
却水流量調整バルブ34、および、冷却水循環ポンプ32を
制御するものである。本構成による作用は以下に示す通
りである。即ち、ブライン循環ポンプ33を起動し、蓄熱
槽27内のブラインに蓄えられた冷熱をブライン供給配管
25aにより中間熱交換器24へと送る。この中間熱交換器2
4にてブラインと水を熱交換し、冷却水循環系22内の水
を冷却する。熱交換して温度が上昇したブラインは、ブ
ライン戻り配管25bを介して蓄熱槽27に戻され、再び冷
却される。中間熱交換器24で冷却された水は、冷却水供
給配管22aを介して、冷却水循環ポンプ32により吸気冷
却器20に送られる。このようにして、吸気冷却器20にて
吸気入口から導かれる吸気21を冷却する。吸気21と熱交
換して温度上昇した冷却水は、冷却水戻り配管22bによ
り中間熱交換器24に戻されて再び冷却される。この際、
吸気温度検出器29、吸気湿度検出器30、冷却水温度検出
器39、および冷却水流量検出器38から出力される信号を
演算器31において処理し、それに基づいて冷却水流量調
整バルブ23、補助冷却水調整バルブ34におけるバルブ開
度および冷却水循環ポンプ32の出力が調整され、吸気冷
却器20に送られる冷熱量が制御される。このとき、冷却
後の吸気21の温度がほぼ露点になるように制御を行うこ
とで、冷熱を吸気21に含まれる水分の凝縮熱として消費
しないようにすることもできる。
That is, a cooling water flow control valve 23 is installed in the middle of the cooling water circulation system 22 to short-circuit the cooling water supply pipe 22a and the cooling water return pipe 22b by a bypass pipe, and to adjust the auxiliary cooling water flow rate on the way. A valve 34 is provided. 31 is a computing unit
Input signals from the intake air temperature detector 29, the intake air humidity detector 30, the cooling water temperature detector 39, and the cooling water flow detector 38, and calculate the cooling water flow adjusting valve 23, the auxiliary cooling water flow The control valve 34 and the cooling water circulation pump 32 are controlled. The operation of this configuration is as follows. That is, the brine circulation pump 33 is started, and the cold stored in the brine in the heat storage tank 27 is supplied to the brine supply pipe.
It is sent to the intermediate heat exchanger 24 by 25a. This intermediate heat exchanger 2
In 4, heat is exchanged between the brine and water, and the water in the cooling water circulation system 22 is cooled. The brine whose temperature has increased due to the heat exchange is returned to the heat storage tank 27 via the brine return pipe 25b, and is cooled again. The water cooled by the intermediate heat exchanger 24 is sent to the intake air cooler 20 by the cooling water circulation pump 32 via the cooling water supply pipe 22a. Thus, the intake air cooler 20 cools the intake air 21 guided from the intake air inlet. The cooling water whose temperature has increased due to heat exchange with the intake air 21 is returned to the intermediate heat exchanger 24 by the cooling water return pipe 22b, and is cooled again. On this occasion,
Signals output from the intake air temperature detector 29, the intake humidity detector 30, the cooling water temperature detector 39, and the cooling water flow rate detector 38 are processed in the calculator 31, and the cooling water flow rate adjusting valve 23, The valve opening of the cooling water adjustment valve 34 and the output of the cooling water circulation pump 32 are adjusted, and the amount of cold heat sent to the intake air cooler 20 is controlled. At this time, by performing control so that the temperature of the intake air 21 after cooling becomes substantially the dew point, it is possible to prevent the cool heat from being consumed as heat of condensation of the moisture contained in the intake air 21.

【0013】ここで、冷却水循環ポンプ32およびブライ
ン循環ポンプ33の流量制御はインバータによる回転数制
御により行なってもよいし、複数のポンプを用いその台
数制御によって行なってもよい。また、吸気温度検出器
29および吸気湿度検出器30は、吸気冷却器20の吸気入口
に設置してもよい。また、冷却水温度検出器36を、中間
熱交換器24の前後に1つずつ合計2つ設置してもよい。
また、ブライン循環ポンプ33を定流量型のポンプとし、
ブライン循環系25を簡素化してもよい。吸気冷却器20に
供給する冷熱量の制御は、冷却水循環ポンプ32を定流量
型のポンプとし、冷却水流量調整バルブ23と補助冷却水
流量調整バルブ34の開度を調整することで行なってもよ
いし、また、バイパス配管および補助冷却水流量調整バ
ルブ34を設けずに、冷却水循環ポンプ32の出力の調整に
よって行なってもよい。さらに、ブライン循環系25にも
ブライン流量調整バルブ26、ブライン供給配管25aとブ
ライン戻り配管25bの間を短絡するバイパス配管、およ
びこのバイパス配管に補助ブライン流量調整バルブ35を
設置してもよい。このときの構成を図3として示す。な
お、図2と同等部については同一の符号を付し、その詳
細な説明を省略する。
Here, the flow rate control of the cooling water circulating pump 32 and the brine circulating pump 33 may be performed by controlling the number of revolutions by an inverter, or by controlling the number of pumps using a plurality of pumps. Also, intake air temperature detector
The intake air humidity detector 29 and the intake air humidity detector 30 may be installed at the intake air inlet of the intake air cooler 20. Further, two cooling water temperature detectors 36 may be provided one before and after the intermediate heat exchanger 24, that is, two in total.
Also, the brine circulation pump 33 is a constant flow type pump,
The brine circulation system 25 may be simplified. Control of the amount of cold heat supplied to the intake air cooler 20 may be performed by adjusting the cooling water circulation pump 32 as a constant flow type pump and adjusting the opening of the cooling water flow adjustment valve 23 and the auxiliary cooling water flow adjustment valve 34. Alternatively, the adjustment may be performed by adjusting the output of the cooling water circulation pump 32 without providing the bypass piping and the auxiliary cooling water flow rate adjusting valve 34. Further, the brine circulation system 25 may be provided with a brine flow rate control valve 26, a bypass pipe for short-circuiting between the brine supply pipe 25a and the brine return pipe 25b, and an auxiliary brine flow rate control valve 35 in this bypass pipe. The configuration at this time is shown in FIG. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0014】図3に示したように、ブライン流量調整バ
ルブ26、補助ブライン流量調整バルブ35およびブライン
循環ポンプ33によりブライン側の冷熱供給能力を冷熱負
荷に応じて大まかに定め、吸気温度検出器29、吸気湿度
検出器30、冷却水流量検出器38および冷却水温度検出器
39からの信号を演算器31により処理し、吸気冷却能力の
微調整を冷却水循環系22で行なうように構成する。この
構成により、要求する冷却能力の変動に合わせて幅広く
かつ、微細に吸気冷却能力を調整できる。また、第1の
実施の形態において、蓄熱槽27内に蓄えられている氷の
温度が0℃程度でそれほど低くない場合には、ブライン
循環系25のみを構成し、蓄熱槽27からのブラインを用
い、直接に吸気冷却を行なうように構成してもよい。こ
のときの構成例を図4に示す。なお、図1と同等部につ
いては、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。図4のように、この場合は、蓄熱槽27、吸気冷却器
20、ブライン供給配管25a、ブライン戻り配管25b、ブラ
イン循環ポンプ33によりブライン循環系25のみが構成さ
れている。ここで、このブライン循環系25には、ブライ
ン温度検出器36、ブライン流量検出器37、ブライン流量
調整バルブ26、ブライン供給配管25aとブライン戻り配
管25bとを短絡するブラインバイパス配管、および、こ
のブラインバイパス配管に補助ブライン流量調節バルブ
35が設けられている。31は演算器で、吸気温度検出器2
9、吸気湿度検出器30、ブライン温度検出器36、およ
び、ブライン流量検出器37からの信号を入力し、その演
算結果にてブライン流量調整バルブ26、補助ブライン流
量調整バルブ35、および、ブライン循環ポンプ33を制御
するものである。
As shown in FIG. 3, the cooling air supply capacity on the brine side is roughly determined in accordance with the cooling heat load by the brine flow rate adjusting valve 26, the auxiliary brine flow rate adjusting valve 35, and the brine circulating pump 33, and the intake air temperature detector 29. , Intake humidity detector 30, cooling water flow detector 38 and cooling water temperature detector
The signal from 39 is processed by the arithmetic unit 31 and the cooling water circulation system 22 performs fine adjustment of the intake air cooling capacity. With this configuration, the intake air cooling capacity can be adjusted widely and finely in accordance with the required change in the cooling capacity. In the first embodiment, when the temperature of the ice stored in the heat storage tank 27 is about 0 ° C. and is not so low, only the brine circulation system 25 is configured, and the brine from the heat storage tank 27 is discharged. Alternatively, it may be configured to directly perform intake air cooling. FIG. 4 shows a configuration example at this time. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, in this case, the heat storage tank 27, the intake air cooler
20, the brine supply pipe 25a, the brine return pipe 25b, and the brine circulating pump 33 constitute only the brine circulating system 25. Here, in the brine circulating system 25, a brine temperature detector 36, a brine flow detector 37, a brine flow control valve 26, a brine bypass pipe for short-circuiting the brine supply pipe 25a and the brine return pipe 25b, and the brine Auxiliary brine flow control valve in bypass piping
35 are provided. 31 is an arithmetic unit, intake air temperature detector 2
9. Input signals from the intake humidity detector 30, the brine temperature detector 36, and the brine flow detector 37, and calculate the brine flow adjustment valve 26, the auxiliary brine flow adjustment valve 35, and the brine circulation based on the calculation result. This is for controlling the pump 33.

【0015】ブライン循環ポンプ33を運転することで、
蓄熱槽27内のブラインに蓄えられた氷の冷熱をブライン
供給配管25aにより直接に吸気冷却器20に導き、この、
吸気冷却器20において吸気21との熱交換を行い、吸気21
を冷却する。熱交換して温度が上昇したブラインは、ブ
ライン戻り配管25bを介して蓄熱槽27に戻され、再び冷
却される。この際、吸気温度検出器29、吸気湿度検出器
30、ブライン温度検出器36および供給ブライン流量検出
器37から出力される信号を演算器31において処理し、そ
れに基づいてブライン流量調整バルブ26、補助ブライン
流量調整バルブ35におけるバルブ開度およびブライン循
環ポンプ33の出力を調整し、吸気冷却器20に送られる冷
熱量を制御する。このとき、冷却後の吸気21の温度がほ
ぼ露点になるように制御を行うことで、冷熱を吸気21内
に含まれる水分の凝縮熱として消費しないようにするこ
ともできる。ここで、ブライン循環ポンプ33の流量制御
はインバータによる回転数制御により行なってもよい
し、複数のポンプを用いその台数制御によって行なって
もよい。また、吸気温度検出器29および吸気湿度検出器
30は、吸気冷却器20の吸気入口に設置してもよい。ま
た、ブライン温度検出器36を、吸気冷却器20の前後に1
つずつ合計2つ設置してもよい。
By operating the brine circulation pump 33,
The cold heat of the ice stored in the brine in the heat storage tank 27 is led directly to the intake air cooler 20 by the brine supply pipe 25a,
In the intake air cooler 20, heat exchange with the intake air 21 is performed,
To cool. The brine whose temperature has increased due to the heat exchange is returned to the heat storage tank 27 via the brine return pipe 25b, and is cooled again. At this time, intake air temperature detector 29, intake air humidity detector
30, the signals output from the brine temperature detector 36 and the supply brine flow rate detector 37 are processed in the calculator 31, and the valve opening degree and the brine circulation pump in the brine flow rate control valve 26, The output of 33 is adjusted to control the amount of cold heat sent to the intake air cooler 20. At this time, by performing control so that the temperature of the intake air 21 after cooling becomes almost the dew point, it is possible to prevent the cool heat from being consumed as the condensation heat of the water contained in the intake air 21. Here, the flow rate control of the brine circulation pump 33 may be performed by controlling the number of revolutions by an inverter, or may be performed by controlling the number of pumps using a plurality of pumps. In addition, the intake air temperature detector 29 and the intake air humidity detector
30 may be installed at the intake inlet of intake cooler 20. In addition, the brine temperature detector 36 is placed one before and after the intake air cooler 20.
You may install two in total.

【0016】また、吸気冷却器20に供給する冷熱量の制
御は、ブライン循環ポンプ33を定流量型のポンプとし、
ブライン流量調整バルブ26と補助ブライン流量調整バル
ブ35の開度を調整することで行なってもよいし、バイパ
ス配管および補助ブライン流量調整バルブ35を設けず、
ブライン循環ポンプ33の出力の調整により行なってもよ
い。このような構成とすることにより、蓄えた冷熱を利
用して冷却水を供給するので、最大の出力を必要とする
ときに冷却水の製造のためにエネルギーを消費すること
なく、ガスタービン吸気を効率よく冷却することが可能
であり、負荷需要が最も高くなる夏期の昼間でも、より
大きなの出力を発生させることができる。また、氷とし
て蓄えた冷熱を用いて吸気を冷却することで、ガスター
ビン起動時などにおいても、十分な吸気冷却効果を発揮
させることができる。また、上記のすべての構成におい
て、さらに、吸気冷却器20の下流で微粒状の純水を噴霧
することもできる。図5はこの構成を示した図である。
なお、図1から図4と同等部には同一の符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。また、図5において、吸気流
路19の外部における吸気冷却装置の詳細は第1の実施の
形態として図1から図4に示したものと変わらないの
で、その図示を省略する。
The amount of cold heat supplied to the intake air cooler 20 is controlled by using a brine circulation pump 33 as a constant flow pump.
It may be performed by adjusting the opening degree of the brine flow rate adjusting valve 26 and the auxiliary brine flow rate adjusting valve 35, or without providing the bypass pipe and the auxiliary brine flow rate adjusting valve 35,
The adjustment may be performed by adjusting the output of the brine circulation pump 33. With such a configuration, the cooling water is supplied using the stored cold heat, so that when the maximum output is required, the gas turbine intake air is consumed without consuming energy for producing the cooling water. Cooling can be performed efficiently, and a larger output can be generated even during the daytime in summer when load demand is highest. Further, by cooling the intake air using the cold stored in the form of ice, a sufficient intake air cooling effect can be exhibited even when the gas turbine is started. Further, in all the above configurations, fine-grained pure water can be sprayed further downstream of the intake air cooler 20. FIG. 5 is a diagram showing this configuration.
1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 5, the details of the intake air cooling device outside the intake passage 19 are the same as those shown in FIGS. 1 to 4 as the first embodiment, so that the illustration thereof is omitted.

【0017】図5に示すように、吸気流路19内に設置さ
れた吸気冷却器20の下流側には吸気フィルタ41と、この
吸気フィルタ41のさらに下流側に、噴霧水供給配管43を
介して外部より供給される純水を噴霧する噴霧ノズル42
が設置されている。この噴霧ノズル42より純水を吸気冷
却器20を通過した吸気21に微粒状態で噴霧する。吸気冷
却器20で冷却された吸気21にさらに微粒状の純水を噴霧
することで、吸気21の質量流量をさらに増加させること
ができるので、出力をさらに増加させることができる。
このとき、さらに、吸気冷却器20内部で吸気21が露点以
下まで冷却されることにより発生した凝縮ドレン水噴霧
水として用いることができる。この構成を図6に示す。
なお、図1から図5と同等部に関しては同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。また、図6において
も、吸気流路19の外部における吸気冷却装置の詳細は第
1の実施の形態として図1から図4に示したものと変わ
らないので、その図示を省略する。本構成では、図5で
説明した構成のほか、吸気冷却器20の下流側で凝縮ドレ
ンを回収するドレン回収配管44と、ドレン回収タンク4
5、ドレン回収タンク45に純水を補給する噴霧水補給配
管、および噴霧水供給配管43の途中に配置された噴霧水
ポンプ46が設けられている。
As shown in FIG. 5, an intake filter 41 is provided downstream of the intake air cooler 20 installed in the intake passage 19, and a spray water supply pipe 43 is provided further downstream of the intake filter 41. Nozzle 42 for spraying pure water supplied from outside
Is installed. Pure water is sprayed from the spray nozzle 42 into the intake air 21 having passed through the intake air cooler 20 in a fine particle state. By spraying fine-grained pure water on the intake air 21 cooled by the intake air cooler 20, the mass flow rate of the intake air 21 can be further increased, so that the output can be further increased.
At this time, it can be further used as condensed drain water spray water generated by cooling the intake air 21 to the dew point or lower inside the intake air cooler 20. This configuration is shown in FIG.
1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted. Also, in FIG. 6, the details of the intake air cooling device outside the intake passage 19 are the same as those shown in FIGS. 1 to 4 as the first embodiment, so that the illustration thereof is omitted. In this configuration, in addition to the configuration described in FIG. 5, a drain recovery pipe 44 for recovering the condensed drain downstream of the intake air cooler 20 and a drain recovery tank 4
5. A spray water supply pipe for supplying pure water to the drain recovery tank 45 and a spray water pump 46 arranged in the middle of the spray water supply pipe 43 are provided.

【0018】この構成により、吸気冷却器20で発生した
ドレンをドレン回収配管44により回収し、ドレン回収タ
ンク45で、外部より供給された純水と混合し、噴霧水ポ
ンプ46で昇圧後、噴霧する。このように、吸気冷却器20
内で発生する凝縮ドレン水を用いることにより、従来廃
却していたドレン水を有効に利用できる。加えて、凝縮
ドレン水は吸気冷却器20を通過した吸気21の温度とほぼ
同じ水準であるので外部より供給されていた純水のみを
使用する場合に比べより低い温度で噴霧ノズル42から噴
霧できるため、吸気21の温度上昇を低く抑えることが可
能である。
With this configuration, the drain generated in the intake air cooler 20 is recovered by a drain recovery pipe 44, mixed with pure water supplied from the outside in a drain recovery tank 45, pressurized by a spray water pump 46, and then sprayed. I do. Thus, the intake air cooler 20
By using the condensed drain water generated inside, the drain water that has been conventionally discarded can be effectively used. In addition, since the condensed drain water is at substantially the same level as the temperature of the intake air 21 that has passed through the intake air cooler 20, it can be sprayed from the spray nozzle 42 at a lower temperature than when only pure water supplied from the outside is used. Therefore, it is possible to suppress a rise in the temperature of the intake air 21 to a low level.

【0019】[0019]

【発明の効果】 以上で詳述したように、夜間などの負
荷需要の低い時間に蓄えた冷熱を用いて、負荷需要が最
大になる夏期の昼間などに吸気冷却を行ない、吸気の質
量流量を大きくすることで、ロスなく出力を得られる
上、起動時などにおいても、良好な吸気冷却効果を得る
ことができる。
As described in detail above, using the cold energy stored during low load demand times such as at night, intake cooling is performed during the daytime in summer when load demand is maximized, and the mass flow rate of intake air is reduced. By increasing the value, an output can be obtained without loss, and a good intake air cooling effect can be obtained even at startup.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態を
示す系統図。
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of an intake air cooling device according to the present invention.

【図2】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態の
変形実施例を示す系統図。
FIG. 2 is a system diagram showing a modified example of the first embodiment of the intake air cooling device according to the present invention.

【図3】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態の
変形実施例を示す系統図。
FIG. 3 is a system diagram showing a modified example of the first embodiment of the intake air cooling device according to the present invention.

【図4】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態の
変形実施例を示す系統図。
FIG. 4 is a system diagram showing a modified example of the first embodiment of the intake air cooling device according to the present invention.

【図5】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態に
用いる冷却水噴霧装置を示す系統図。
FIG. 5 is a system diagram showing a cooling water spray device used in the first embodiment of the intake air cooling device according to the present invention.

【図6】本発明に係る吸気冷却装置の第1の実施形態に
用いる冷却水噴霧装置の変形実施例を示す系統図。
FIG. 6 is a system diagram showing a modified example of the cooling water spray device used in the first embodiment of the intake air cooling device according to the present invention.

【図7】コンバインドサイクル発電プラントを示す系統
図。
FIG. 7 is a system diagram showing a combined cycle power plant.

【図8】コンバインドサイクル発電プラントにおける吸
気温度と出力の関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an intake air temperature and an output in a combined cycle power plant.

【図9】従来の吸気冷却装置を組み込んだコンバインド
サイクル発電プラントを示す系統図。
FIG. 9 is a system diagram showing a combined cycle power plant incorporating a conventional intake air cooling device.

【符号の説明】 1…圧縮機 2…燃焼器 3…ガスタービン 4…排熱回収ボイラ 5…蒸気タービン 6…発電機 7…復水器 8…復水ポンプ 19…吸気流路 20…吸気冷却器 21…吸気 22…冷却水循環系 22a…冷却水供給配管 22b…冷却水戻り配管 23…冷却水流量調整バルブ 24…中間熱交換器 25…ブライン循環系 25a…ブライン供給配管 25b…ブライン戻り配管 26…ブライン流量調整バルブ 27…蓄熱槽 28…冷凍機 29…吸気温度計 30…吸気湿度計 31…演算器 32…冷却水循環ポンプ 33…ブライン循環ポンプ 34…補助冷却水流量調整バルブ 35…補助ブライン流量調整バルブ 36…ブライン温度検出器 37…ブライン流量検出器 38…冷却水流量検出器 39…冷却水温度検出器 41…吸気フィルタ 42…噴霧ノズル 43…噴霧水供給配管 44…ドレン回収配管 45…ドレン回収タンク46…噴霧水ポンプ 47…噴霧水補給配管[Description of Signs] 1 ... Compressor 2 ... Combustor 3 ... Gas turbine 4 ... Exhaust heat recovery boiler 5 ... Steam turbine 6 ... Generator 7 ... Condenser 8 ... Condenser pump 19 ... Intake channel 20 ... Intake cooling Unit 21… Intake 22… Cooling water circulation system 22a… Cooling water supply piping 22b… Cooling water return piping 23… Cooling water flow control valve 24… Intermediate heat exchanger 25… Brine circulation system 25a… Brine supply piping 25b… Brine return piping 26 … Brine flow rate adjustment valve 27… Heat storage tank 28… Refrigerator 29… Intake air temperature meter 30… Intake hygrometer 31… Calculator 32… Cooling water circulation pump 33… Brine circulation pump 34… Auxiliary cooling water flow adjustment valve 35… Auxiliary brine flow rate Adjustment valve 36… Brine temperature detector 37… Brine flow detector 38… Cooling water flow detector 39… Cooling water temperature detector 41… Intake filter 42… Spray nozzle 43… Spray water supply pipe 44… Drain recovery pipe 45… Drain Recovery tank 46: spray water Pump 47 ... spray water supply piping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 希代彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町2−4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 山下 勝也 神奈川県横浜市鶴見区末広町2−4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 高柳 幹男 東京都港区芝浦1−1−1 株式会社東芝 本社事務所内 (72)発明者 渋谷 幸生 東京都港区芝浦1−1−1 株式会社東芝 本社事務所内 (72)発明者 渡邊 裕 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kiyohiko Kitagawa 2-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Katsuya Yamashita 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Inventor Mikio Takayanagi 1-1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo In-house Toshiba Corporation (72) Inventor Yukio Shibuya 1-1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba Corporation In the office (72) Inventor Hiroshi Watanabe 1 Toshiba, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba R & D Center

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷凍サイクルを運転し製造した氷を冷熱
源として蓄えた蓄熱槽と、前記蓄熱槽に蓄えられた冷熱
を用いてガスタービン圧縮機の吸気流路にて吸気を冷却
する手段とを有することを特徴とするガスタービンの吸
気冷却装置。
1. A heat storage tank for storing ice produced by operating a refrigeration cycle as a cold heat source, and means for cooling intake air in an intake passage of a gas turbine compressor using the cold heat stored in the heat storage tank. An intake air cooling device for a gas turbine, comprising:
【請求項2】 ガスタービン圧縮機の吸気流路内に設置
され、冷却水との熱交換によって吸気を冷却する吸気冷
却器と、冷凍サイクルを運転し製造した氷を蓄えた蓄熱
槽と、この蓄熱槽と前記吸気冷却器との間に前記蓄熱槽
に蓄えられた冷熱と冷却水と熱交換する中間熱交換器が
設置され、前記吸気冷却器と前記中間熱交換器は、前記
冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ、冷却水供給配
管、および冷却水戻り配管を介して連結されて冷却水循
環系を構成しており、前記中間熱交換器と前記蓄熱槽
は、水よりも凝固点の低い液体であるブラインを循環さ
せるブライン循環ポンプ、ブライン供給配管、およびブ
ライン戻り配管を介して連結されてブライン循環系を構
成していることを特徴とするガスタービンの吸気冷却装
置。
2. An intake air cooler installed in an intake air passage of a gas turbine compressor for cooling intake air by heat exchange with cooling water, a heat storage tank storing ice produced by operating a refrigeration cycle, and An intermediate heat exchanger is provided between the heat storage tank and the intake air cooler for exchanging heat with the cold stored in the heat storage tank and the cooling water.The intake air cooler and the intermediate heat exchanger transfer the cooling water. The cooling water circulation pump to be circulated, the cooling water supply pipe, and the cooling water return pipe are connected to form a cooling water circulation system, and the intermediate heat exchanger and the heat storage tank are liquids having a lower freezing point than water. An intake air cooling device for a gas turbine, which is connected via a brine circulating pump, a brine supply pipe, and a brine return pipe for circulating a certain brine to form a brine circulating system.
【請求項3】 請求項2に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記ブライン循環系には、ブライン流
量検出器と、ブライン温度検出器が設けられており、前
記吸気流路に設けられた吸気温度検出器、吸気湿度検出
器、前記ブライン温度検出器、および前記ブライン流量
検出器からの信号を処理し、前記ブライン循環ポンプを
制御する演算器を有することを特徴としたガスタービン
の吸気冷却装置。
3. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 2, wherein the brine circulating system includes a brine flow detector and a brine temperature detector, and is provided in the intake passage. A gas turbine having a processing unit for processing signals from an intake air temperature detector, an intake air humidity detector, the brine temperature detector, and the brine flow rate detector, and controlling the brine circulation pump. apparatus.
【請求項4】 請求項2に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記ブライン循環系には、ブライン流
量調整バルブと、前記ブライン供給配管と前記ブライン
戻り配管を短絡するブラインバイパス配管と、このブラ
インバイパス配管に設けられた補助ブライン流量調整バ
ルブと、ブライン流量検出器、およびブライン温度検出
器が設けられており、前記吸気流路に設けられた吸気温
度検出器、吸気湿度検出器、前記ブライン温度検出器、
および前記ブライン流量検出器からの信号を処理し、前
記ブライン流量調整バルブ、前記補助ブライン流量調整
バルブ、および前記ブライン循環ポンプを制御する演算
器を有することを特徴としたガスタービンの吸気冷却装
置。
4. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 2, wherein the brine circulating system includes a brine flow control valve, a brine bypass pipe that short-circuits the brine supply pipe and the brine return pipe, An auxiliary brine flow control valve provided in a brine bypass pipe, a brine flow detector, and a brine temperature detector are provided, and the intake air temperature detector, the intake humidity detector, and the brine provided in the intake passage are provided. Temperature detector,
And an arithmetic unit for processing a signal from the brine flow detector and controlling the brine flow control valve, the auxiliary brine flow control valve, and the brine circulation pump.
【請求項5】 請求項4に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記ブライン循環ポンプとして、定流
量型のポンプを用いることを特徴とするガスタービンの
吸気冷却装置。
5. The intake cooling device for a gas turbine according to claim 4, wherein a constant flow type pump is used as the brine circulation pump.
【請求項6】 請求項2に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記冷却水循環系には、冷却水流量検
出器、および冷却水温度検出器が設けられており、前記
吸気流路に設けられた吸気温度検出器、吸気湿度検出
器、前記冷却水温度検出器、および前記冷却水流量検出
器からの信号を処理し、前記冷却水循環ポンプを制御す
る演算器を有することを特徴としたガスタービンの吸気
冷却装置。
6. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 2, wherein the cooling water circulating system is provided with a cooling water flow rate detector and a cooling water temperature detector, and is provided in the intake flow path. A processing unit for processing a signal from the intake air temperature detector, the intake air humidity detector, the cooling water temperature detector, and the cooling water flow rate detector, and controlling the cooling water circulation pump. Turbine intake cooling system.
【請求項7】 請求項2に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記冷却水循環系には、冷却水流量調
整バルブと、前記冷却水供給配管と前記冷却水戻り配管
を短絡する冷却水バイパス配管と、この冷却水バイパス
配管に設けられた補助冷却水流量調整バルブと、冷却水
流量検出器、および冷却水温度検出器が設けられてお
り、前記吸気流路に設けられた吸気温度検出器、吸気湿
度検出器、前記冷却水温度検出器、および前記冷却水流
量検出器からの信号を処理し、前記冷却水流量調整バル
ブ、前記補助冷却水流量調整バルブ、および前記冷却水
循環ポンプを制御する演算器を有することを特徴とした
ガスタービンの吸気冷却装置。
7. The cooling system according to claim 2, wherein the cooling water circulation system includes a cooling water flow control valve, and a cooling water bypass that short-circuits the cooling water supply pipe and the cooling water return pipe. A pipe, an auxiliary cooling water flow control valve provided in the cooling water bypass pipe, a cooling water flow detector, and a cooling water temperature detector, and an intake air temperature detector provided in the intake passage. Processing signals from the intake humidity detector, the cooling water temperature detector, and the cooling water flow detector to control the cooling water flow regulating valve, the auxiliary cooling water flow regulating valve, and the cooling water circulation pump. An intake air cooling device for a gas turbine, comprising an arithmetic unit.
【請求項8】 請求項7に記載のガスタービンの吸気冷
却装置において、前記冷却水循環ポンプとして、定流量
型のポンプを用いることを特徴とするガスタービンの吸
気冷却装置。
8. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 7, wherein a constant flow type pump is used as the cooling water circulation pump.
【請求項9】 ガスタービン圧縮機の吸気流路に冷熱と
の熱交換によって吸気を冷却する吸気冷却器と、冷凍サ
イクルを運転して製造した氷を冷熱源として蓄えた蓄熱
槽を備え、前記吸気冷却器は、水よりも凝固点の低いブ
ラインを循環させるブライン循環ポンプ、ブライン供給
配管、およびブライン戻り配管を介して前記蓄熱槽に連
結され、ブライン循環系を構成することを特徴とするガ
スタービンの吸気冷却装置。
9. A gas turbine compressor comprising, in an intake passage, an intake air cooler for cooling intake air by heat exchange with cold heat, and a heat storage tank for storing ice produced by operating a refrigeration cycle as a cold heat source, A gas turbine, wherein the intake air cooler is connected to the heat storage tank via a brine circulating pump that circulates a brine having a freezing point lower than water, a brine supply pipe, and a brine return pipe, to form a brine circulating system. Intake cooling system.
【請求項10】 請求項9に記載のガスタービンの吸気
冷却装置において、前記吸気流路に設けられた吸気温度
検出器、吸気湿度検出器と、前記ブライン循環系に設け
られたブライン温度検出器、ブライン流量検出器からの
信号を処理し、前記ブライン循環ポンプを制御する演算
器を有することを特徴とするガスタービンの吸気冷却装
置。
10. The intake air cooling device for a gas turbine according to claim 9, wherein an intake air temperature detector and an intake air humidity detector provided in the intake air passage, and a brine temperature detector provided in the brine circulation system. A processing unit for processing a signal from a brine flow detector and controlling the brine circulation pump.
【請求項11】 請求項9に記載のガスタービンの吸気
冷却装置において、前記ブライン循環系には、ブライン
流量調整バルブと、前記ブライン供給配管と前記ブライ
ン戻り配管を短絡するブラインバイパス配管と、このブ
ラインバイパス配管に設けられた補助ブライン流量調整
バルブと、ブライン流量検出器、およびブライン温度検
出器が設けられており、前記吸気流路に設けられた吸気
温度検出器、吸気湿度検出器、前記ブライン温度検出
器、および前記ブライン流量検出器からの信号を処理
し、前記ブライン流量調整バルブ、前記補助ブライン流
量調整バルブ、および前記ブライン循環ポンプを制御す
る演算器を有することを特徴としたガスタービンの吸気
冷却装置。
11. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 9, wherein the brine circulating system includes a brine flow control valve, a brine bypass pipe that short-circuits the brine supply pipe and the brine return pipe, An auxiliary brine flow control valve provided in a brine bypass pipe, a brine flow detector, and a brine temperature detector are provided, and the intake air temperature detector, the intake humidity detector, and the brine provided in the intake passage are provided. A gas detector, comprising: a temperature detector, and a processor that processes a signal from the brine flow detector and controls the brine flow adjustment valve, the auxiliary brine flow adjustment valve, and the brine circulation pump. Inlet cooling device.
【請求項12】 請求項11に記載のガスタービンの吸
気冷却装置において、前記ブライン循環ポンプとして、
定流量型のポンプを用いることを特徴とするガスタービ
ンの吸気冷却装置。
12. The intake cooling system for a gas turbine according to claim 11, wherein the brine circulation pump includes:
An intake cooling device for a gas turbine, wherein a constant flow type pump is used.
【請求項13】 請求項1から12のいずれかに記載の
ガスタービンの吸気冷却装置において、前記吸気を冷却
する手段または前記吸気冷却器下流に外部より純水を供
給する純水供給手段と、供給した純水を前記吸気冷却器
下流の前記吸気流路内に微粒状で噴霧する噴霧ノズルを
備えることを特徴とするガスタービンの吸気冷却装置。
13. An intake cooling system for a gas turbine according to any one of claims 1 to 12, wherein: a means for cooling the intake air or a pure water supply means for supplying pure water to the downstream of the intake cooler from outside. An intake cooling device for a gas turbine, comprising: a spray nozzle that sprays supplied pure water into the intake passage downstream of the intake cooler in the form of fine particles.
【請求項14】 請求項13に記載のガスタービン吸気
冷却装置において、前記純水の一部として、前記吸気冷
却器で発生したドレンを用いることを特徴とするガスタ
ービン吸気冷却装置。
14. The gas turbine intake cooling device according to claim 13, wherein a drain generated in the intake cooler is used as a part of the pure water.
【請求項15】 請求項1から14のいずれかに記載の
吸気冷却装置において、前記蓄熱槽に蓄えられる氷を、
夜間の電力を用いて冷凍サイクルを運転し製造すること
を特徴とするガスタービンの吸気冷却方法。
15. The intake air cooling device according to claim 1, wherein the ice stored in the heat storage tank is:
A method for cooling an intake air of a gas turbine, comprising operating and manufacturing a refrigeration cycle using nighttime electric power.
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