JP2000291447A - 深冷タービン発電システム - Google Patents
深冷タービン発電システムInfo
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- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
- F25J2270/906—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by heat driven absorption chillers
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 深冷タービン発電システムに関し、複合サイ
クル発電、深冷設備、液体空気ＣＡＥＳ発電とを組合せ
て空気液化のための高圧空気をガスタービンから抽気し
て圧縮動力を少くする場合抽気の量に見合って発電性能
が悪くなる。。 【解決手段】 複合発電システム１では深冷設備１０か
らの冷排気ｖで圧縮機２の吸気を冷却する。圧縮機２か
らの抽気ａａ1 をエアクーラＡＣ1 ，ＡＣ’に導き、更
に冷水ｗｔ1 で冷却することで抽気量に見合って減量し
た翼冷却空気をガスタービン４に供給するので抽気して
も発電性能は悪化しない。深冷設備１０ではＬＮＧ蒸発
器１２で発電システム１からの抽気ａａ2 を冷却後、膨
張タービン１６、凝縮器１７で液化し、液空をタンク１
８に貯蔵する。液体空気ＣＡＥＳ発電２０では膨張ター
ビン２５，２８、ガスタービン２９で発電を行う。。
クル発電、深冷設備、液体空気ＣＡＥＳ発電とを組合せ
て空気液化のための高圧空気をガスタービンから抽気し
て圧縮動力を少くする場合抽気の量に見合って発電性能
が悪くなる。。 【解決手段】 複合発電システム１では深冷設備１０か
らの冷排気ｖで圧縮機２の吸気を冷却する。圧縮機２か
らの抽気ａａ1 をエアクーラＡＣ1 ，ＡＣ’に導き、更
に冷水ｗｔ1 で冷却することで抽気量に見合って減量し
た翼冷却空気をガスタービン４に供給するので抽気して
も発電性能は悪化しない。深冷設備１０ではＬＮＧ蒸発
器１２で発電システム１からの抽気ａａ2 を冷却後、膨
張タービン１６、凝縮器１７で液化し、液空をタンク１
８に貯蔵する。液体空気ＣＡＥＳ発電２０では膨張ター
ビン２５，２８、ガスタービン２９で発電を行う。。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は深冷タービン発電シ
ステムに関し、複合サイクル発電設備に空気液化設備及
び圧縮空気貯蔵発電（ＣＡＥＳ発電）設備を組合せたシ
ステムとし、空気を液化して液空ＣＡＥＳ（Compressed
Air Energy Storage)発電を行い、その冷排気、液体空
気、ＬＮＧ冷熱、冷水によりガスタービンのロータや翼
の冷却用空気及びガスタービンの吸気を冷却し、冷却用
空気を削減すると共に、液化のための動力を少くして効
率の良い深冷タービン発電システムを実現させるもので
ある。
ステムに関し、複合サイクル発電設備に空気液化設備及
び圧縮空気貯蔵発電（ＣＡＥＳ発電）設備を組合せたシ
ステムとし、空気を液化して液空ＣＡＥＳ（Compressed
Air Energy Storage)発電を行い、その冷排気、液体空
気、ＬＮＧ冷熱、冷水によりガスタービンのロータや翼
の冷却用空気及びガスタービンの吸気を冷却し、冷却用
空気を削減すると共に、液化のための動力を少くして効
率の良い深冷タービン発電システムを実現させるもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンに深冷設備を組み込んで発
電するシステムは種々提案されているが、その一例を図
１９により説明する。図１９のシステムはガスタービン
の圧縮機で圧縮された空気の一部を抽気して膨張タービ
ンで膨張させ、発生した寒冷を蓄積しておき、この寒冷
を随時取り出して利用することにより発電量の変動に対
応しようとするものである。
電するシステムは種々提案されているが、その一例を図
１９により説明する。図１９のシステムはガスタービン
の圧縮機で圧縮された空気の一部を抽気して膨張タービ
ンで膨張させ、発生した寒冷を蓄積しておき、この寒冷
を随時取り出して利用することにより発電量の変動に対
応しようとするものである。
【０００３】図１９において、通常は吸気室７１から大
気を吸込み、制御弁７２を介して圧縮機７３に空気が供
給され、圧縮機７３で圧縮された空気は燃焼器７４へ供
給され、燃料と共に燃焼してガスタービン７５に供給さ
れ、ガスタービン７５で膨張して仕事をし、発電機７６
を駆動して電力を得る。一方、運転継続中には、圧縮機
７３から燃焼器７４に至る導管８６の途中から抽気弁７
８を開度調節して圧縮空気の一部を抽気系絡７９に抽気
する。抽気された空気はアフタークーラ８０で冷却され
て略常温となり、膨張タービン８１に導かれ、ここで断
熱膨張により寒冷を発生し、低温空気導出経路８３から
経路８７を通り蓄冷器８４に導入され、蓄冷材８８を常
温から略−７０°C まで冷却することにより寒冷を蓄積
する。
気を吸込み、制御弁７２を介して圧縮機７３に空気が供
給され、圧縮機７３で圧縮された空気は燃焼器７４へ供
給され、燃料と共に燃焼してガスタービン７５に供給さ
れ、ガスタービン７５で膨張して仕事をし、発電機７６
を駆動して電力を得る。一方、運転継続中には、圧縮機
７３から燃焼器７４に至る導管８６の途中から抽気弁７
８を開度調節して圧縮空気の一部を抽気系絡７９に抽気
する。抽気された空気はアフタークーラ８０で冷却され
て略常温となり、膨張タービン８１に導かれ、ここで断
熱膨張により寒冷を発生し、低温空気導出経路８３から
経路８７を通り蓄冷器８４に導入され、蓄冷材８８を常
温から略−７０°C まで冷却することにより寒冷を蓄積
する。
【０００４】電力需要量が増大し、電力供給能力を超え
る昼間のピーク時には制御弁７２を介して蓄冷器８４に
蓄積しておいた寒冷を経路８５より取り出して圧縮機７
３に供給し、大気吸入導管８９から圧縮機７３に吸入さ
れる圧縮機吸入空気温度を下げ、発電量を増大して寒冷
供給運転を行っている。このような発電システムにおい
ては、ピーク時の発電変動に対処できるものの、ガスタ
ービンの圧縮空気の一部を抽気して取出すのでガスター
ビンの性能が低下してしまい、又寒冷を得るためにかな
りの動力を消費することになる。
る昼間のピーク時には制御弁７２を介して蓄冷器８４に
蓄積しておいた寒冷を経路８５より取り出して圧縮機７
３に供給し、大気吸入導管８９から圧縮機７３に吸入さ
れる圧縮機吸入空気温度を下げ、発電量を増大して寒冷
供給運転を行っている。このような発電システムにおい
ては、ピーク時の発電変動に対処できるものの、ガスタ
ービンの圧縮空気の一部を抽気して取出すのでガスター
ビンの性能が低下してしまい、又寒冷を得るためにかな
りの動力を消費することになる。
【０００５】一方、本出願人は、先に特願平１０−１５
２７８０号において、空気を液化する深冷設備、ガスタ
ービンと蒸気タービン及び液体空気により発電を行うＣ
ＡＥＳ発電とを組合せ、ガスタービンの吸気温度を下げ
て出力を増加させると共に、液体空気によりＣＡＥＳ発
電を行うシステムを提案した。その概要を図２０により
要約して説明すると、深冷設備（Ａ）では、高圧，低圧
縮機ＨＰＣ，ＬＰＣ、膨張タービンＥＴ、ＬＮＧ空冷熱
交換器ＬＨＸ、インタークーラＨＸ１、アフタークーラ
ＨＸ２を備え、凝縮器ＬＣＯＮで膨張タービンＥＴから
の空気を凝縮させて一部を液化し、液空タンクＬＡＴＫ
に貯蔵する。
２７８０号において、空気を液化する深冷設備、ガスタ
ービンと蒸気タービン及び液体空気により発電を行うＣ
ＡＥＳ発電とを組合せ、ガスタービンの吸気温度を下げ
て出力を増加させると共に、液体空気によりＣＡＥＳ発
電を行うシステムを提案した。その概要を図２０により
要約して説明すると、深冷設備（Ａ）では、高圧，低圧
縮機ＨＰＣ，ＬＰＣ、膨張タービンＥＴ、ＬＮＧ空冷熱
交換器ＬＨＸ、インタークーラＨＸ１、アフタークーラ
ＨＸ２を備え、凝縮器ＬＣＯＮで膨張タービンＥＴから
の空気を凝縮させて一部を液化し、液空タンクＬＡＴＫ
に貯蔵する。
【０００６】複合発電サイクル発電（Ｂ）では、液化し
ない残りの空気は低温冷却空気ａとして吸気混合冷却器
ＭＸに供給される。吸気混合冷却器ＭＸでは大気からの
空気を吸気室ＡＦから取り込み、この低温冷却空気ａと
混合して圧縮機Ｃへ供給する。圧縮機Ｃはこの空気を燃
焼器ＣＣに供給し、燃料ｆと共に燃焼してガスタービン
Ｔに供給され、仕事をして発電機を回し、電力を得る。
従ってガスタービンＴでは圧縮機Ｃの吸気温度が低温
（条件により大気温度以下）となるので従来のもの（夏
季３３゜C →２３゜C 、（於冷水０〜１２゜C ）、冬季
不可）のように季節に影響されることなく又出力、効率
共大きくなる。ガスタービンＴの排気は排熱回収ボイラ
ＨＲＳＧに導かれ、排熱を回収して発生した蒸気は蒸気
タービンＳＴに供給され、更に、深冷設備（Ａ）のイン
タークーラＨＸ１、アフタークーラＨＸ２の熱を供給し
て得られた加熱水又は蒸気も参入し発電機を回して電力
を得る。この蒸気タービンＳＴでも深冷設備（Ａ）から
の圧縮熱をインタークーラＨＸ１、アフタークーラＨＸ
２で回収して加えるために出力が増大する。
ない残りの空気は低温冷却空気ａとして吸気混合冷却器
ＭＸに供給される。吸気混合冷却器ＭＸでは大気からの
空気を吸気室ＡＦから取り込み、この低温冷却空気ａと
混合して圧縮機Ｃへ供給する。圧縮機Ｃはこの空気を燃
焼器ＣＣに供給し、燃料ｆと共に燃焼してガスタービン
Ｔに供給され、仕事をして発電機を回し、電力を得る。
従ってガスタービンＴでは圧縮機Ｃの吸気温度が低温
（条件により大気温度以下）となるので従来のもの（夏
季３３゜C →２３゜C 、（於冷水０〜１２゜C ）、冬季
不可）のように季節に影響されることなく又出力、効率
共大きくなる。ガスタービンＴの排気は排熱回収ボイラ
ＨＲＳＧに導かれ、排熱を回収して発生した蒸気は蒸気
タービンＳＴに供給され、更に、深冷設備（Ａ）のイン
タークーラＨＸ１、アフタークーラＨＸ２の熱を供給し
て得られた加熱水又は蒸気も参入し発電機を回して電力
を得る。この蒸気タービンＳＴでも深冷設備（Ａ）から
の圧縮熱をインタークーラＨＸ１、アフタークーラＨＸ
２で回収して加えるために出力が増大する。
【０００７】液体空気ＣＡＥＳ発電では、液空タンクＬ
ＡＴＫに貯溜している液体空気ａ１はまず、昇圧ポンプ
Ｐで加圧し、複合サイクルのＧＴ吸気室ＡＦ内に設けた
熱交換器にて大気で加熱され、その後ＣＡＥＳの再生器
ＲＥＣで本格的に加熱され、気体になるとともに加熱さ
れて温度も上昇する。ＲＥＣの熱源はタービンＴの排気
でその大もとは燃焼器ＣＣで空気に燃料ｆを投入してタ
ービン入口温度を上昇させたものである。このようなシ
ステムによりガスタービンや蒸気タービンの出力増を図
ると共に液体空気も生産し、ＣＡＥＳ発電により負荷の
ピーク時にも対処することができる。
ＡＴＫに貯溜している液体空気ａ１はまず、昇圧ポンプ
Ｐで加圧し、複合サイクルのＧＴ吸気室ＡＦ内に設けた
熱交換器にて大気で加熱され、その後ＣＡＥＳの再生器
ＲＥＣで本格的に加熱され、気体になるとともに加熱さ
れて温度も上昇する。ＲＥＣの熱源はタービンＴの排気
でその大もとは燃焼器ＣＣで空気に燃料ｆを投入してタ
ービン入口温度を上昇させたものである。このようなシ
ステムによりガスタービンや蒸気タービンの出力増を図
ると共に液体空気も生産し、ＣＡＥＳ発電により負荷の
ピーク時にも対処することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述の図１９で説明し
た発電システムにおいては、寒冷を得るために圧縮機で
圧縮した空気の一部を抽気し、膨張タービンで膨張させ
て寒冷を蓄冷器に蓄積するためにガスタービン側の性能
がどうしてもその分低下してしまう。又、図２０の発電
システムでは寒冷を得るための動力が大きく全体の発電
効率が低い。本出願人はこのようなシステムにおいて発
電効率を高め、負荷のピーク時にも対処できるように深
冷設備と複合発電設備に、更に液体空気ＣＡＥＳ発電を
組合せた基本概念の発明を提案し、このシステムにおい
てガスタービン、蒸気タービンの出力増加が見込め、か
つ負荷のピーク時に対してもＣＡＥＳ発電で対処できる
ことを示した。しかし、このような液体空気を使用する
システムにおいては、空気液化のための動力が大きく、
液化に使用される動力以上の出力は得られず、そのため
に液化と発電を時間差を設けて運用しなければならず、
発電効率も更なる上昇を図る必要がある。従って、深冷
タービン発電システムを実用化するためには、ガスター
ビンの吸気温度を下げるのみならず、更にロータや翼の
冷却効率も高めるような工夫、空気液化のための圧縮動
力を更に減少し、全体の発電効率を高めるために深冷設
備や液体空気ＣＡＥＳ発電の構成を具体化し、効率の良
い設備を実現しなければならない。
た発電システムにおいては、寒冷を得るために圧縮機で
圧縮した空気の一部を抽気し、膨張タービンで膨張させ
て寒冷を蓄冷器に蓄積するためにガスタービン側の性能
がどうしてもその分低下してしまう。又、図２０の発電
システムでは寒冷を得るための動力が大きく全体の発電
効率が低い。本出願人はこのようなシステムにおいて発
電効率を高め、負荷のピーク時にも対処できるように深
冷設備と複合発電設備に、更に液体空気ＣＡＥＳ発電を
組合せた基本概念の発明を提案し、このシステムにおい
てガスタービン、蒸気タービンの出力増加が見込め、か
つ負荷のピーク時に対してもＣＡＥＳ発電で対処できる
ことを示した。しかし、このような液体空気を使用する
システムにおいては、空気液化のための動力が大きく、
液化に使用される動力以上の出力は得られず、そのため
に液化と発電を時間差を設けて運用しなければならず、
発電効率も更なる上昇を図る必要がある。従って、深冷
タービン発電システムを実用化するためには、ガスター
ビンの吸気温度を下げるのみならず、更にロータや翼の
冷却効率も高めるような工夫、空気液化のための圧縮動
力を更に減少し、全体の発電効率を高めるために深冷設
備や液体空気ＣＡＥＳ発電の構成を具体化し、効率の良
い設備を実現しなければならない。
【０００９】そこで本発明は、複合サイクル発電設備、
深冷設備及び液体空気発電設備を組合せた深冷タービン
発電システムにおいて、冷水、ＬＮＧ冷熱、冷排気、液
体空気を用いてガスタービンのロータや翼の冷却空気を
従来よりも低温として空気の必要量を節減し、ガスター
ビンの吸気も冷却して出力増を図ると共に、空気液化生
産にＬＮＧ排熱も利用して液化動力を少くして、液化空
気による発電効率を高めるようにした深冷タービン発電
システムを提供することを課題としてなされたものであ
る。
深冷設備及び液体空気発電設備を組合せた深冷タービン
発電システムにおいて、冷水、ＬＮＧ冷熱、冷排気、液
体空気を用いてガスタービンのロータや翼の冷却空気を
従来よりも低温として空気の必要量を節減し、ガスター
ビンの吸気も冷却して出力増を図ると共に、空気液化生
産にＬＮＧ排熱も利用して液化動力を少くして、液化空
気による発電効率を高めるようにした深冷タービン発電
システムを提供することを課題としてなされたものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）〜（９）の手段を提供する。
決するために次の（１）〜（９）の手段を提供する。
【００１１】（１）深冷設備、液体空気発電設備及び複
合サイクル発電設備からなる深冷タービン発電システム
であって；前記深冷設備は前記複合サイクル発電設備の
圧縮機からの抽気の一部を取り込み圧縮後ＬＮＧ燃料の
気化により冷却し、冷却された空気を膨張させた後、そ
の空気を凝縮して一部を液体空気とする凝縮器及び同液
体空気を貯蔵するタンクを備えてなり；前記液体空気発
電設備は前記タンクから液体空気を導き蒸発させる液空
蒸発器、同液空蒸発器からの低温空気を前記複合サイク
ル発電設備で生ずる温水で加熱する空気加熱器、同空気
加熱器で加熱された空気を膨張させ発電する膨張タービ
ン、同膨張タービンの排気を燃料と共に燃焼器で燃焼さ
せ発電を行うガスタービン及び同ガスタービンの排熱を
回収し前記膨張タービンに戻す再生器からなり；前記複
合サイクル発電設備は前記深冷設備の凝縮器からの液化
されない空気の一部と大気とを混合する混合器、同混合
器からの空気を吸気する圧縮機及びガスタービン、同圧
縮機からの圧縮空気を抽気し同ガスタービンの冷却空気
及び前記深冷設備の抽気として供給する抽気系統、同抽
気系統の空気を低温水を導き冷却するエアクーラ、同エ
アクーラで冷却後の前記抽気系統の空気を更に前記深冷
設備の凝縮器からの液化されない低温空気を冷媒空気と
して冷却する冷却空気クーラ及び同冷却空気クーラを冷
却後の昇温した前記冷媒空気を前記液体空気発電設備の
液空蒸発器へ蒸発用媒体として送る系統を備えたことを
特徴とする深冷タービン発電システム。
合サイクル発電設備からなる深冷タービン発電システム
であって；前記深冷設備は前記複合サイクル発電設備の
圧縮機からの抽気の一部を取り込み圧縮後ＬＮＧ燃料の
気化により冷却し、冷却された空気を膨張させた後、そ
の空気を凝縮して一部を液体空気とする凝縮器及び同液
体空気を貯蔵するタンクを備えてなり；前記液体空気発
電設備は前記タンクから液体空気を導き蒸発させる液空
蒸発器、同液空蒸発器からの低温空気を前記複合サイク
ル発電設備で生ずる温水で加熱する空気加熱器、同空気
加熱器で加熱された空気を膨張させ発電する膨張タービ
ン、同膨張タービンの排気を燃料と共に燃焼器で燃焼さ
せ発電を行うガスタービン及び同ガスタービンの排熱を
回収し前記膨張タービンに戻す再生器からなり；前記複
合サイクル発電設備は前記深冷設備の凝縮器からの液化
されない空気の一部と大気とを混合する混合器、同混合
器からの空気を吸気する圧縮機及びガスタービン、同圧
縮機からの圧縮空気を抽気し同ガスタービンの冷却空気
及び前記深冷設備の抽気として供給する抽気系統、同抽
気系統の空気を低温水を導き冷却するエアクーラ、同エ
アクーラで冷却後の前記抽気系統の空気を更に前記深冷
設備の凝縮器からの液化されない低温空気を冷媒空気と
して冷却する冷却空気クーラ及び同冷却空気クーラを冷
却後の昇温した前記冷媒空気を前記液体空気発電設備の
液空蒸発器へ蒸発用媒体として送る系統を備えたことを
特徴とする深冷タービン発電システム。
【００１２】（２）上記（１）において、前記複合サイ
クル発電設備の冷却空気クーラは前記深冷設備の凝縮器
からの空気の代わりに吸収冷凍機又はターボ冷凍機で冷
却される水を冷媒として用いると共に、前記液体空気発
電設備の液空蒸発器への複合サイクル発電設備からの冷
媒空気に代えて大気を吸入して用いる発電システム。
クル発電設備の冷却空気クーラは前記深冷設備の凝縮器
からの空気の代わりに吸収冷凍機又はターボ冷凍機で冷
却される水を冷媒として用いると共に、前記液体空気発
電設備の液空蒸発器への複合サイクル発電設備からの冷
媒空気に代えて大気を吸入して用いる発電システム。
【００１３】（３）上記（２）において、前記吸収冷凍
機の駆動源は前記複合サイクル発電設備のエアクーラの
冷却で温度上昇した高温水の一部を導いて熱源とし、そ
の戻りの温水は必要時に前記液体空気発電設備の空気加
熱器を加熱した戻りの低温水と共に前記エアクーラへの
冷却に利用される発電システム。
機の駆動源は前記複合サイクル発電設備のエアクーラの
冷却で温度上昇した高温水の一部を導いて熱源とし、そ
の戻りの温水は必要時に前記液体空気発電設備の空気加
熱器を加熱した戻りの低温水と共に前記エアクーラへの
冷却に利用される発電システム。
【００１４】（４）上記（２）において、前記吸収冷凍
機は蒸気熱源吸収冷凍機であり、その蒸気熱源は前記複
合サイクル発電設備のエアクーラを冷却し、加熱されて
前記抽気系統に生ずる蒸気を用い、戻りの復水は必要時
に前記液体空気発電設備の空気加熱器を加熱した戻りの
低温水と共に前記エアクーラの冷却に利用される発電シ
ステム。
機は蒸気熱源吸収冷凍機であり、その蒸気熱源は前記複
合サイクル発電設備のエアクーラを冷却し、加熱されて
前記抽気系統に生ずる蒸気を用い、戻りの復水は必要時
に前記液体空気発電設備の空気加熱器を加熱した戻りの
低温水と共に前記エアクーラの冷却に利用される発電シ
ステム。
【００１５】（５）上記（１）において、前記複合サイ
クル発電設備の冷却空気クーラに代えて噴射混合器を設
け、同噴射混合器には前記深冷設備の凝縮器からの液化
されない空気の一部と液体タンクからの液体空気とを混
合して噴射させる発電システム。
クル発電設備の冷却空気クーラに代えて噴射混合器を設
け、同噴射混合器には前記深冷設備の凝縮器からの液化
されない空気の一部と液体タンクからの液体空気とを混
合して噴射させる発電システム。
【００１６】（６）上記（１）において、前記複合サイ
クル発電設備の抽気系統に設けられた冷却空気クーラに
代えてＬＮＧ蒸発器を設け、前記抽気系統の空気をＬＮ
Ｇ燃料の気化により冷却すると共に、ＬＮＧ気化燃料は
燃焼器の燃料として利用する発電システム。
クル発電設備の抽気系統に設けられた冷却空気クーラに
代えてＬＮＧ蒸発器を設け、前記抽気系統の空気をＬＮ
Ｇ燃料の気化により冷却すると共に、ＬＮＧ気化燃料は
燃焼器の燃料として利用する発電システム。
【００１７】（７）上記（１）において、前記複合サイ
クル発電設備の混合器には液体空気を噴霧する発電シス
テム。
クル発電設備の混合器には液体空気を噴霧する発電シス
テム。
【００１８】（８）上記（１）において、前記複合サイ
クル発電設備の混合器の前流に予冷熱交換器を設け、吸
入する大気を冷水で予冷する発電システム。
クル発電設備の混合器の前流に予冷熱交換器を設け、吸
入する大気を冷水で予冷する発電システム。
【００１９】（９）上記（１）において、前記液体空気
発電設備の再生器は２段の再生器で構成され、１段目は
膨張タービン入口側の空気を、２段目は燃焼器に入る前
記膨張タービンから出た膨張後の空気をそれぞれ加熱す
る発電システム。
発電設備の再生器は２段の再生器で構成され、１段目は
膨張タービン入口側の空気を、２段目は燃焼器に入る前
記膨張タービンから出た膨張後の空気をそれぞれ加熱す
る発電システム。
【００２０】（１０）上記（１）において、前記液体空
気発電設備の翼冷却空気は前記膨張タービン出口側の空
気を用い空気回収型とすることにより冷却後の高温空気
を膨張タービン（次段）の作動空気に参入させる発電シ
ステム。
気発電設備の翼冷却空気は前記膨張タービン出口側の空
気を用い空気回収型とすることにより冷却後の高温空気
を膨張タービン（次段）の作動空気に参入させる発電シ
ステム。
【００２１】（１１）上記（１）において、前記複合発
電サイクル発電設備の冷却空気クーラは、前記深冷設備
の凝縮器からの空気の代りに氷蓄熱方式で冷却した冷水
が供給され、前記氷蓄熱方式の氷製造の冷熱源として液
化されない低温空気及びターボ冷凍機の冷水である発電
システム。
電サイクル発電設備の冷却空気クーラは、前記深冷設備
の凝縮器からの空気の代りに氷蓄熱方式で冷却した冷水
が供給され、前記氷蓄熱方式の氷製造の冷熱源として液
化されない低温空気及びターボ冷凍機の冷水である発電
システム。
【００２２】（１２）上記（１）において、前記深冷設
備は、前記複合サイクル発電設備の圧縮機からの一部を
取込み、その抽気を直接ＬＮＧ燃料の気化により冷却す
る発電システム。
備は、前記複合サイクル発電設備の圧縮機からの一部を
取込み、その抽気を直接ＬＮＧ燃料の気化により冷却す
る発電システム。
【００２３】本発明の深冷タービン発電システムは、
（１）の発明を基本的な構成としており、液体空気を生
産する深冷設備、液体空気で発電を行う液体空気発電設
備、複合サイクル発電設備を組合せたシステムである。
このようなシステムにおいて深冷設備においては、複合
サイクル発電設備からの抽気を一部取り込み、これを圧
縮した後、ＬＮＧ燃料の気化熱を用いて冷却し、凝縮器
で凝縮させて一部を液化してタンクに貯蔵する。液化し
ない低温空気は後述するように複合サイクル発電で利用
される。液体空気発電設備では、このタンクから液体空
気を取り込み、液空蒸発器で蒸発させて低温空気を得る
が、液空蒸発器には複合サイクル発電からの冷却空気を
冷却し昇温した空気を導き、その熱により加熱する。こ
の低温空気は空気加熱器へ導かれ、ここ複合サイクル発
電設備において回収した高温水、例えば回収水を貯蔵し
ておく高温水リザーバから高温水を導き、この排熱を回
収して加熱されて膨張タービンに導かれ、膨張すること
により発電を行い、その膨張後の空気は燃焼器に導かれ
て燃料と共に燃焼し、高温燃焼ガスとなってガスタービ
ンを駆動し、発電を行う。その排ガスの排熱は再生器に
より回収され、膨張タービンの入口に戻され、発電に供
される。なお、空気加熱器を加熱した高温水は低温とな
り、例えば低温水リザーバに貯蔵しておき、複合サイク
ル発電設備において冷却水として有効利用される。例え
ば複合サイクル発電の復水を低温水として供給し、高温
水はＨＲＳＧの給水として利用すればこの高温水リザー
バ、低温水リザーバを省略できる。
（１）の発明を基本的な構成としており、液体空気を生
産する深冷設備、液体空気で発電を行う液体空気発電設
備、複合サイクル発電設備を組合せたシステムである。
このようなシステムにおいて深冷設備においては、複合
サイクル発電設備からの抽気を一部取り込み、これを圧
縮した後、ＬＮＧ燃料の気化熱を用いて冷却し、凝縮器
で凝縮させて一部を液化してタンクに貯蔵する。液化し
ない低温空気は後述するように複合サイクル発電で利用
される。液体空気発電設備では、このタンクから液体空
気を取り込み、液空蒸発器で蒸発させて低温空気を得る
が、液空蒸発器には複合サイクル発電からの冷却空気を
冷却し昇温した空気を導き、その熱により加熱する。こ
の低温空気は空気加熱器へ導かれ、ここ複合サイクル発
電設備において回収した高温水、例えば回収水を貯蔵し
ておく高温水リザーバから高温水を導き、この排熱を回
収して加熱されて膨張タービンに導かれ、膨張すること
により発電を行い、その膨張後の空気は燃焼器に導かれ
て燃料と共に燃焼し、高温燃焼ガスとなってガスタービ
ンを駆動し、発電を行う。その排ガスの排熱は再生器に
より回収され、膨張タービンの入口に戻され、発電に供
される。なお、空気加熱器を加熱した高温水は低温とな
り、例えば低温水リザーバに貯蔵しておき、複合サイク
ル発電設備において冷却水として有効利用される。例え
ば複合サイクル発電の復水を低温水として供給し、高温
水はＨＲＳＧの給水として利用すればこの高温水リザー
バ、低温水リザーバを省略できる。
【００２４】複合サイクル発電においては、圧縮機の吸
気冷却と、ガスタービンのロータや翼を冷却する冷却空
気の冷却を行う。まず吸気冷却については、深冷設備の
凝縮器から液化されない低温空気の一部を導き、大気と
共に混合器で混合し、この低温空気により大気を冷却
し、圧縮機に送気される。従ってガスタービンの空気量
が大幅に増加し、出力が向上する。又、ガスタービンの
冷却空気については、圧縮機からの圧縮空気を抽気系統
で抽気し、この抽気系統の空気は、液体空気発電設備で
生じた冷却水、即ち、この冷却水を貯蔵しておく低温水
リザーバから低温水を導きエアクーラにおいて冷却す
る。この抽気空気は例えば圧縮空気が３７０°C 程度で
あり、エアクーラで冷却される。エアクーラで空気を冷
却した低温水は温度が上昇し、高温水リザーバに貯蔵し
ておき、前述のように液体空気発電設備の空気加熱器に
おいて利用される。エアクーラで冷却された空気は更に
冷却空気クーラにおいて深冷設備の凝縮器からの液化し
ない低温空気の一部で冷却され、ガスタービンに供給す
る。この冷却空気クーラを冷却し温度が上昇した低温空
気は前述のように液体空気発電設備の液空蒸発器へ導か
れ有効利用される。２段階に冷却すること（熱源水・蒸
気をもって冷水を作るカスケード冷却）が大切で４０゜
C ／１５゜C は例えば、２００゜C ／１５０゜C として
使用することがある。
気冷却と、ガスタービンのロータや翼を冷却する冷却空
気の冷却を行う。まず吸気冷却については、深冷設備の
凝縮器から液化されない低温空気の一部を導き、大気と
共に混合器で混合し、この低温空気により大気を冷却
し、圧縮機に送気される。従ってガスタービンの空気量
が大幅に増加し、出力が向上する。又、ガスタービンの
冷却空気については、圧縮機からの圧縮空気を抽気系統
で抽気し、この抽気系統の空気は、液体空気発電設備で
生じた冷却水、即ち、この冷却水を貯蔵しておく低温水
リザーバから低温水を導きエアクーラにおいて冷却す
る。この抽気空気は例えば圧縮空気が３７０°C 程度で
あり、エアクーラで冷却される。エアクーラで空気を冷
却した低温水は温度が上昇し、高温水リザーバに貯蔵し
ておき、前述のように液体空気発電設備の空気加熱器に
おいて利用される。エアクーラで冷却された空気は更に
冷却空気クーラにおいて深冷設備の凝縮器からの液化し
ない低温空気の一部で冷却され、ガスタービンに供給す
る。この冷却空気クーラを冷却し温度が上昇した低温空
気は前述のように液体空気発電設備の液空蒸発器へ導か
れ有効利用される。２段階に冷却すること（熱源水・蒸
気をもって冷水を作るカスケード冷却）が大切で４０゜
C ／１５゜C は例えば、２００゜C ／１５０゜C として
使用することがある。
【００２５】上記の（１）の深冷タービン発電システム
によれば、深冷設備ではＬＮＧ冷熱を利用するので圧縮
動力が少くて良く、又、液化されない空気は複合サイク
ル発電設備で利用する、いわゆるOne through 方式を採
用しているので設備が簡素化される。又、複合サイクル
発電設備からの圧縮後の空気を抽気して取り込むので圧
縮動力が節減される。又、液体空気発電設備では複合サ
イクル発電設備で回収される高温水を空気加熱器で回収
して動力に転換し、有効利用すると共に、複合サイクル
発電設備からの冷排気により液体空気を蒸発させるので
効率の良い発電設備となる。更に、複合サイクル発電設
備においては、吸気が大気温度よりも低温度に冷却され
るのでガスタービンの出力が増すと共に、これに加え、
ロータや翼の冷却空気が従来よりも低く冷却されている
ので冷却効率が増加し、冷却空気量が大幅に削減され
る。
によれば、深冷設備ではＬＮＧ冷熱を利用するので圧縮
動力が少くて良く、又、液化されない空気は複合サイク
ル発電設備で利用する、いわゆるOne through 方式を採
用しているので設備が簡素化される。又、複合サイクル
発電設備からの圧縮後の空気を抽気して取り込むので圧
縮動力が節減される。又、液体空気発電設備では複合サ
イクル発電設備で回収される高温水を空気加熱器で回収
して動力に転換し、有効利用すると共に、複合サイクル
発電設備からの冷排気により液体空気を蒸発させるので
効率の良い発電設備となる。更に、複合サイクル発電設
備においては、吸気が大気温度よりも低温度に冷却され
るのでガスタービンの出力が増すと共に、これに加え、
ロータや翼の冷却空気が従来よりも低く冷却されている
ので冷却効率が増加し、冷却空気量が大幅に削減され
る。
【００２６】本発明の（２），（３），（４）において
は、複合サイクル発電設備の冷却空気クーラの冷媒が冷
却冷凍機による水によりなされ、又、吸収冷凍機の駆動
源は発電設備内で生ずる高温水や蒸気が利用されるの
で、冷却空気クーラの応用幅が広くなり、吸収冷凍機を
他の設備と併用するような場合には有効な設備となるも
のである。
は、複合サイクル発電設備の冷却空気クーラの冷媒が冷
却冷凍機による水によりなされ、又、吸収冷凍機の駆動
源は発電設備内で生ずる高温水や蒸気が利用されるの
で、冷却空気クーラの応用幅が広くなり、吸収冷凍機を
他の設備と併用するような場合には有効な設備となるも
のである。
【００２７】又、複合サイクル発電設備の冷却空気クー
ラは（５）においては噴射混合器を用いて深冷設備から
の低温空気を噴射し、（６）においてはＬＮＧ蒸発器を
用い、ＬＮＧ燃料の気化熱で冷却空気を冷却しているの
で、（５）では設備の利用幅が広がり、又（６）では気
化ＬＮＧ燃料は燃焼器の燃料として利用するので冷却効
果と発電効率の良いシステムが構成できる。
ラは（５）においては噴射混合器を用いて深冷設備から
の低温空気を噴射し、（６）においてはＬＮＧ蒸発器を
用い、ＬＮＧ燃料の気化熱で冷却空気を冷却しているの
で、（５）では設備の利用幅が広がり、又（６）では気
化ＬＮＧ燃料は燃焼器の燃料として利用するので冷却効
果と発電効率の良いシステムが構成できる。
【００２８】本発明の複合サイクル発電設備の混合器に
は（７）の発明では深冷設備から液体空気を導き、これ
を噴霧して吸気の温度を調整できるので、吸気冷却が確
実になされ、又（８）では混合器の前流に予冷熱交換器
を設け、大気を予め冷水で予冷するので同じく効果的な
吸気冷却ができる。又、この冷却水は液体空気発電設備
で生ずる低温水をリザーバに貯蔵しておき、これを有効
利用することができる。又、本発明の（９）において
は、液体空気発電設備の再生器を２段の構成としたの
で、ガスタービンへ排熱回収が効果的になされ、動力に
回収され、その分ガスタービンの燃料が節約される。
（１０）においてはガスタービンの冷却空気（熱回収）
を膨張タービンの動力として回収でき、効率・出力が向
上、（１１）においては氷蓄熱で冷熱を貯留するので運
用がしやすい。更に、本発明の（１２）では複合サイク
ル発電設備からの抽気を直接ＬＮＧ燃料で冷却するの
で、断熱膨張比が小さくても上記（１）、（２）の発明
と同じ効果を有すると共に、高圧圧縮機が不要となる分
設備が簡素化される。
は（７）の発明では深冷設備から液体空気を導き、これ
を噴霧して吸気の温度を調整できるので、吸気冷却が確
実になされ、又（８）では混合器の前流に予冷熱交換器
を設け、大気を予め冷水で予冷するので同じく効果的な
吸気冷却ができる。又、この冷却水は液体空気発電設備
で生ずる低温水をリザーバに貯蔵しておき、これを有効
利用することができる。又、本発明の（９）において
は、液体空気発電設備の再生器を２段の構成としたの
で、ガスタービンへ排熱回収が効果的になされ、動力に
回収され、その分ガスタービンの燃料が節約される。
（１０）においてはガスタービンの冷却空気（熱回収）
を膨張タービンの動力として回収でき、効率・出力が向
上、（１１）においては氷蓄熱で冷熱を貯留するので運
用がしやすい。更に、本発明の（１２）では複合サイク
ル発電設備からの抽気を直接ＬＮＧ燃料で冷却するの
で、断熱膨張比が小さくても上記（１）、（２）の発明
と同じ効果を有すると共に、高圧圧縮機が不要となる分
設備が簡素化される。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る深冷タービン発電システムの全体の
系統図である。図において、１は複合サイクル発電であ
り、ガスタービン及びその排熱で生成する蒸気で駆動さ
れる蒸気タービンからなるシステムである。１０は深冷
設備であり、空気を液化する設備である。２０は液体空
気ＣＡＥＳ発電であり、深冷設備１０から液体空気を導
き、膨張させて膨張タービン及びガスタービンを駆動し
て発電を行うシステムである。本発明はこのように複合
サイクル発電１と深冷設備１０と液体空気ＣＡＥＳ発電
２０とを組合せて構成される発電システムである。以
下、本実施の形態においては、基本的な構成部分につい
ては番号を付した符号で、その他の構成装置や媒体につ
いては英数字符号でそれぞれ説明する。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る深冷タービン発電システムの全体の
系統図である。図において、１は複合サイクル発電であ
り、ガスタービン及びその排熱で生成する蒸気で駆動さ
れる蒸気タービンからなるシステムである。１０は深冷
設備であり、空気を液化する設備である。２０は液体空
気ＣＡＥＳ発電であり、深冷設備１０から液体空気を導
き、膨張させて膨張タービン及びガスタービンを駆動し
て発電を行うシステムである。本発明はこのように複合
サイクル発電１と深冷設備１０と液体空気ＣＡＥＳ発電
２０とを組合せて構成される発電システムである。以
下、本実施の形態においては、基本的な構成部分につい
ては番号を付した符号で、その他の構成装置や媒体につ
いては英数字符号でそれぞれ説明する。
【００３０】複合サイクル発電１は、圧縮機２、圧縮機
２に直結されガスタービン４、圧縮機２からの圧縮空気
と燃料ｆ1 とを導入し燃焼させて燃焼ガスをガスタービ
ン４に供給する燃焼器３、ガスタービン４の排気ガスを
導き排熱を回収する排熱回収ボイラ５、煙突６、発電機
７及び図示省略しているが排熱回収ボイラ５で生成した
蒸気で駆動される蒸気タービン（ＳＴ）から主要部が構
成されている。
２に直結されガスタービン４、圧縮機２からの圧縮空気
と燃料ｆ1 とを導入し燃焼させて燃焼ガスをガスタービ
ン４に供給する燃焼器３、ガスタービン４の排気ガスを
導き排熱を回収する排熱回収ボイラ５、煙突６、発電機
７及び図示省略しているが排熱回収ボイラ５で生成した
蒸気で駆動される蒸気タービン（ＳＴ）から主要部が構
成されている。
【００３１】上記の複合サイクル発電において、吸気室
ＡＦから吸気された大気ａａと後述する深冷設備１０か
らの低温空気ｖとが混合器ＭＸで混合して（例えば１０
°C程度の）低温空気となり、圧縮機２に吸気され、圧
縮機２からの圧縮空気は燃焼器３に供給されると共に、
一部は抽気ａａ1 として抽気されエアクーラＡＣ1 に供
給され、低温水リザーバＣＲからの冷却水ｃｗ1 で冷却
され（例えば４００°C 程度から１００°C 以下（〜４
０゜C ）の空気となり）その一部ｃａ1 はエアクーラＡ
Ｃ’で再び冷却水ｃｗ1 の前流側で冷却され（例えば約
４０°C 程度の空気）となる。
ＡＦから吸気された大気ａａと後述する深冷設備１０か
らの低温空気ｖとが混合器ＭＸで混合して（例えば１０
°C程度の）低温空気となり、圧縮機２に吸気され、圧
縮機２からの圧縮空気は燃焼器３に供給されると共に、
一部は抽気ａａ1 として抽気されエアクーラＡＣ1 に供
給され、低温水リザーバＣＲからの冷却水ｃｗ1 で冷却
され（例えば４００°C 程度から１００°C 以下（〜４
０゜C ）の空気となり）その一部ｃａ1 はエアクーラＡ
Ｃ’で再び冷却水ｃｗ1 の前流側で冷却され（例えば約
４０°C 程度の空気）となる。
【００３２】上記の４０°C の空気は更に後述する深冷
設備１０からの冷却空気ｖ1 により冷却空気クーラＡ
Ｃ''において冷却され（例えば約１５°C の空気とな
り）ガスタービン４のロータや翼の冷却用空気としてガ
スタービン４の冷却用通路に供給される。一方、エアク
ーラＡＣ1 で１００°C 以下に冷却された空気の残りの
空気ａａ2 は後述するように深冷設備１０の液体空気製
造用として供給される。又、エアクーラＡＣ1 ，ＡＣ’
で熱交換により加熱される低温水リザーバＣＲからの冷
却水ｃｗ1 は最終的には回収熱水ｈｗ1 （例えば１７５
〜２００゜C ）となり、高温水リザーバＨＲに回収さ
れ、後述するように液体空気ＣＡＥＳ発電２０にて有効
活用される。
設備１０からの冷却空気ｖ1 により冷却空気クーラＡ
Ｃ''において冷却され（例えば約１５°C の空気とな
り）ガスタービン４のロータや翼の冷却用空気としてガ
スタービン４の冷却用通路に供給される。一方、エアク
ーラＡＣ1 で１００°C 以下に冷却された空気の残りの
空気ａａ2 は後述するように深冷設備１０の液体空気製
造用として供給される。又、エアクーラＡＣ1 ，ＡＣ’
で熱交換により加熱される低温水リザーバＣＲからの冷
却水ｃｗ1 は最終的には回収熱水ｈｗ1 （例えば１７５
〜２００゜C ）となり、高温水リザーバＨＲに回収さ
れ、後述するように液体空気ＣＡＥＳ発電２０にて有効
活用される。
【００３３】深冷設備１０は、高圧圧縮機１１，高圧圧
縮機１１からの圧縮空気を冷却するＬＮＧ蒸発器１２、
深冷熱交換器１３、冷却された空気を深冷用と複合サイ
クル発電１に送る空気とに分離する入口分離器１４、入
口分離器１４からの液を膨張させて低温空気を得る膨張
弁１５、入口分離器１４からの空気を膨張させて断熱冷
却する膨張タービン及び発電機１６、膨張タービン１６
で膨張した低温空気を導き、凝縮させて一部を液化する
凝縮器１７、凝縮器１７で液化した液体空気を貯蔵する
液空タンク１８、液空タンク１８からの液体空気を後述
する液体空気ＣＡＥＳ発電２０に送る移送ポンプ１９か
らなっている。
縮機１１からの圧縮空気を冷却するＬＮＧ蒸発器１２、
深冷熱交換器１３、冷却された空気を深冷用と複合サイ
クル発電１に送る空気とに分離する入口分離器１４、入
口分離器１４からの液を膨張させて低温空気を得る膨張
弁１５、入口分離器１４からの空気を膨張させて断熱冷
却する膨張タービン及び発電機１６、膨張タービン１６
で膨張した低温空気を導き、凝縮させて一部を液化する
凝縮器１７、凝縮器１７で液化した液体空気を貯蔵する
液空タンク１８、液空タンク１８からの液体空気を後述
する液体空気ＣＡＥＳ発電２０に送る移送ポンプ１９か
らなっている。
【００３４】上記構成の深冷設備１０において、複合サ
イクル発電１からの抽気空気ａａ2が高圧圧縮機１１に
導かれ、圧縮されてＬＮＧ蒸発器１２に入り、ここでＬ
ＮＧ燃料ｌｆを供給してＬＮＧ気化燃料ｆとして気化さ
せ低温の冷却空気となって深冷熱交換器１３に導かれ
る。深冷熱交換器１３では、ＬＮＧ蒸発器１２からの空
気は一部複合サイクル発電へ供給される空気と熱交換し
て入口分離器１４に入る。入口分離器１４では一部液化
した空気を膨張弁１５で膨張させて低温の空気として深
冷熱交換器ＡＣ3 で熱交換し、温度調節して複合サイク
ル発電１吸気用の空気ｖ2 及び空気冷却冷媒空気ｖ1 と
して供給される。
イクル発電１からの抽気空気ａａ2が高圧圧縮機１１に
導かれ、圧縮されてＬＮＧ蒸発器１２に入り、ここでＬ
ＮＧ燃料ｌｆを供給してＬＮＧ気化燃料ｆとして気化さ
せ低温の冷却空気となって深冷熱交換器１３に導かれ
る。深冷熱交換器１３では、ＬＮＧ蒸発器１２からの空
気は一部複合サイクル発電へ供給される空気と熱交換し
て入口分離器１４に入る。入口分離器１４では一部液化
した空気を膨張弁１５で膨張させて低温の空気として深
冷熱交換器ＡＣ3 で熱交換し、温度調節して複合サイク
ル発電１吸気用の空気ｖ2 及び空気冷却冷媒空気ｖ1 と
して供給される。
【００３５】入口分離器１４からの冷却された空気は膨
張タービン１６に入り、膨張して凝縮器１７に入り、凝
縮して液化した液体空気ｌａは液空タンク１８へ貯蔵さ
れ、液化しない低温空気ｖａは深冷熱交換器１３を介し
て複合サイクル発電１の吸気用の低温空気ｖ2 及び空気
冷却冷媒空気ｖ1 の一部として供給される。
張タービン１６に入り、膨張して凝縮器１７に入り、凝
縮して液化した液体空気ｌａは液空タンク１８へ貯蔵さ
れ、液化しない低温空気ｖａは深冷熱交換器１３を介し
て複合サイクル発電１の吸気用の低温空気ｖ2 及び空気
冷却冷媒空気ｖ1 の一部として供給される。
【００３６】このように本発明の深冷設備１０において
は、低温空気は液体空気ｌａと液化しない低温空気ｖａ
に分離するが、液体空気ｌａは液空タンク１８へ貯蔵さ
れ、液化しない低温空気ｖａは再び膨張タービン１１に
戻さずに、複合サイクル発電１の空気冷却冷媒空気ｖ1
及び吸気用の低温空気ｖ2 として利用する、いわゆるOn
e through 方式として構成し、設備を簡略化し、その代
わり、ＬＮＧ蒸発器１２でＬＮＧの冷熱を利用するよう
にしている。
は、低温空気は液体空気ｌａと液化しない低温空気ｖａ
に分離するが、液体空気ｌａは液空タンク１８へ貯蔵さ
れ、液化しない低温空気ｖａは再び膨張タービン１１に
戻さずに、複合サイクル発電１の空気冷却冷媒空気ｖ1
及び吸気用の低温空気ｖ2 として利用する、いわゆるOn
e through 方式として構成し、設備を簡略化し、その代
わり、ＬＮＧ蒸発器１２でＬＮＧの冷熱を利用するよう
にしている。
【００３７】液体空気ＣＡＥＳ発電２０では、深冷設備
１０からの液体空気ｌａを圧送する昇圧ポンプ２１、液
体空気ｌａを複合サイクル発電１からの空気（例えば３
０゜C 程度）冷却冷媒空気ｖ1 で加熱し蒸発させる液空
蒸発器２２、液空蒸発器２２からの空気を高温水リザー
バＨＲからの高温水で加熱する空気加熱器２３、空気加
熱器２３からの加熱空気を導き膨張させる高圧膨張ター
ビン２５、高圧膨張タービン２５からの膨張空気を高温
水リザーバＨＲからの高温水で加熱する空気加熱器２
４、空気加熱器２４で加熱された空気を再度加熱する再
生器２６、燃料ｆ 2 を燃焼させる燃焼器２７、再生器２
６で加熱された空気を膨張させる中圧膨張タービン２
８、中圧膨張タービン２８で膨張した空気と燃料ｆ2 と
を燃焼器２７で燃焼させ、その燃焼ガスを膨張させて仕
事をするガスタービン２９とから構成されている。
１０からの液体空気ｌａを圧送する昇圧ポンプ２１、液
体空気ｌａを複合サイクル発電１からの空気（例えば３
０゜C 程度）冷却冷媒空気ｖ1 で加熱し蒸発させる液空
蒸発器２２、液空蒸発器２２からの空気を高温水リザー
バＨＲからの高温水で加熱する空気加熱器２３、空気加
熱器２３からの加熱空気を導き膨張させる高圧膨張ター
ビン２５、高圧膨張タービン２５からの膨張空気を高温
水リザーバＨＲからの高温水で加熱する空気加熱器２
４、空気加熱器２４で加熱された空気を再度加熱する再
生器２６、燃料ｆ 2 を燃焼させる燃焼器２７、再生器２
６で加熱された空気を膨張させる中圧膨張タービン２
８、中圧膨張タービン２８で膨張した空気と燃料ｆ2 と
を燃焼器２７で燃焼させ、その燃焼ガスを膨張させて仕
事をするガスタービン２９とから構成されている。
【００３８】上記の液体空気ＣＡＥＳ発電において、深
冷設備１０からの液体空気ｌａは昇圧ポンプ２１で昇圧
され、液空蒸発器２２に流入し、ここで複合サイクル発
電１からの空気冷却冷媒空気ｖ1 で加熱され蒸発する。
（例えば８°C 程度の空気となる。）液体空気ｌａを加
熱し自らは減温した液空冷熱回収空気ｖ3 は複合サイク
ル発電１の吸気用として利用される。
冷設備１０からの液体空気ｌａは昇圧ポンプ２１で昇圧
され、液空蒸発器２２に流入し、ここで複合サイクル発
電１からの空気冷却冷媒空気ｖ1 で加熱され蒸発する。
（例えば８°C 程度の空気となる。）液体空気ｌａを加
熱し自らは減温した液空冷熱回収空気ｖ3 は複合サイク
ル発電１の吸気用として利用される。
【００３９】液空蒸発器２２で蒸発した空気は空気加熱
器２３に入り、ここで高温水リザーバＨＲからの加熱水
ｈｗ3 で加熱されて昇温し（例えば１５０゜C 程度）、
高圧膨張タービン２５に供給される。一方、空気加熱器
２３で空気を加熱し、低温となったもどり水ｃｗ3 は熱
水循環ポンプＰ3 で冷却水ｃｗ1 の１部となって低温水
リザーバＣＲに回収される。
器２３に入り、ここで高温水リザーバＨＲからの加熱水
ｈｗ3 で加熱されて昇温し（例えば１５０゜C 程度）、
高圧膨張タービン２５に供給される。一方、空気加熱器
２３で空気を加熱し、低温となったもどり水ｃｗ3 は熱
水循環ポンプＰ3 で冷却水ｃｗ1 の１部となって低温水
リザーバＣＲに回収される。
【００４０】膨張タービン２５に入った空気は、ここで
膨張し仕事をして発電を行い、その排出空気は空気加熱
器２４へ入る。空気加熱器２４ではこの空気は高温水リ
ザーバＨＲからの加熱水ｈｗ4 で加熱されて再生器２６
に入り、後述するガスタービン２９の排気により（例え
ば４００°C 程度に）加熱され中圧膨張タービン２８に
入る。一方、空気加熱器２４で高圧膨張タービン２５か
らの空気を加熱した加熱水はもどり水ｃｗ4 となって冷
却水リザーバＣＲへ回収される。
膨張し仕事をして発電を行い、その排出空気は空気加熱
器２４へ入る。空気加熱器２４ではこの空気は高温水リ
ザーバＨＲからの加熱水ｈｗ4 で加熱されて再生器２６
に入り、後述するガスタービン２９の排気により（例え
ば４００°C 程度に）加熱され中圧膨張タービン２８に
入る。一方、空気加熱器２４で高圧膨張タービン２５か
らの空気を加熱した加熱水はもどり水ｃｗ4 となって冷
却水リザーバＣＲへ回収される。
【００４１】中圧膨張タービン２８に入った空気は膨張
して仕事を回収して（発電し）、その膨張した空気は燃
焼器２７に流入し、燃料ｆ2 と共に燃焼して燃焼ガスと
なり、ガスタービン２９に供給され、仕事を回収して
（発電を行い）、その排ガス（例えば約６００°C ）は
再生器２６に入り、ここで中圧膨張タービン２８へ供給
される空気に排熱を回収した後、煙突３０より大気へ放
出される。
して仕事を回収して（発電し）、その膨張した空気は燃
焼器２７に流入し、燃料ｆ2 と共に燃焼して燃焼ガスと
なり、ガスタービン２９に供給され、仕事を回収して
（発電を行い）、その排ガス（例えば約６００°C ）は
再生器２６に入り、ここで中圧膨張タービン２８へ供給
される空気に排熱を回収した後、煙突３０より大気へ放
出される。
【００４２】このように液体空気ＣＡＥＳ発電２０で
は、液体空気ｌａを液空蒸発器２２で蒸発させ、複合サ
イクル発電１から導かれた温空気ｖ1 を冷空気ｖ3 とし
て複合サイクル発電１に戻し、冷熱源として有効活用
し、又、高温水リザーバＨＲからの加熱水を用いて空気
加熱器２３，２４において空気を加熱して高圧膨張ター
ビン２５、中圧膨張タービン２８で動力を回収し、更に
中圧膨張タービン２８の排気でガスタービン２９も駆動
すると共にその排熱も再生器２６で回収して動力に転換
しているので全体の出力が増加する。
は、液体空気ｌａを液空蒸発器２２で蒸発させ、複合サ
イクル発電１から導かれた温空気ｖ1 を冷空気ｖ3 とし
て複合サイクル発電１に戻し、冷熱源として有効活用
し、又、高温水リザーバＨＲからの加熱水を用いて空気
加熱器２３，２４において空気を加熱して高圧膨張ター
ビン２５、中圧膨張タービン２８で動力を回収し、更に
中圧膨張タービン２８の排気でガスタービン２９も駆動
すると共にその排熱も再生器２６で回収して動力に転換
しているので全体の出力が増加する。
【００４３】図２は本発明の実施の第２形態に係る深冷
タービン発電システムの全体の系統図である。図２にお
いて図１と異なる部分は次の部分である。即ち、複合サ
イクル発電１において、ガスタービン４のロータや翼を
冷却するために冷却空気をガスタービン４に供給する直
前の冷却空気クーラＡＣ''で冷却するが、この冷却媒体
を蒸気熱源吸収冷凍機４１で作り冷水タンク４０から送
り出す冷水により行う部分にある。又、発生した余分の
蒸気を冷却する蒸気冷却器８を設けて余分の蒸気を冷却
して高温水リザーバＨＲに戻すようにしている。（もし
蒸気のまま活用するときは８を用いない）。
タービン発電システムの全体の系統図である。図２にお
いて図１と異なる部分は次の部分である。即ち、複合サ
イクル発電１において、ガスタービン４のロータや翼を
冷却するために冷却空気をガスタービン４に供給する直
前の冷却空気クーラＡＣ''で冷却するが、この冷却媒体
を蒸気熱源吸収冷凍機４１で作り冷水タンク４０から送
り出す冷水により行う部分にある。又、発生した余分の
蒸気を冷却する蒸気冷却器８を設けて余分の蒸気を冷却
して高温水リザーバＨＲに戻すようにしている。（もし
蒸気のまま活用するときは８を用いない）。
【００４４】又、液体空気ＣＡＥＳ発電２０において、
図１の系統では冷却空気クーラＡＣ''から冷却空気冷媒
空気ｖ1 を液空蒸発器２２に導き、液体空気を蒸発させ
ていたが、図２においては吸気室３１を設け、大気を吸
入して大気の温度で液体空気を蒸発させるようにしてい
る。更に、液体空気ＣＡＥＳ発電２０において、ガスタ
ービン２９の排気により中圧膨張タービン２８で膨張後
の空気を加熱する再生器２６−１を設け、再生器を２６
−１，２６−２の２段の構成とし、その他の構成は図１
と同じである。
図１の系統では冷却空気クーラＡＣ''から冷却空気冷媒
空気ｖ1 を液空蒸発器２２に導き、液体空気を蒸発させ
ていたが、図２においては吸気室３１を設け、大気を吸
入して大気の温度で液体空気を蒸発させるようにしてい
る。更に、液体空気ＣＡＥＳ発電２０において、ガスタ
ービン２９の排気により中圧膨張タービン２８で膨張後
の空気を加熱する再生器２６−１を設け、再生器を２６
−１，２６−２の２段の構成とし、その他の構成は図１
と同じである。
【００４５】上記の実施の第２形態の系統において、冷
却水タンクＣＲからの冷却水は冷却空気クーラＡＣ’を
通る冷却空気ｃａ1 からの熱を吸収し、更にエアクーラ
ＡＣ 1 で抽気空気で加熱されて蒸気Ｓ1 （例えば１７５
°C 程度）となり、その一部の蒸気Ｓ2 は蒸気熱源吸収
冷凍機４１に供給され、蒸気を熱源として吸収冷凍機を
駆動し、冷水タンク４０の水を冷却する。
却水タンクＣＲからの冷却水は冷却空気クーラＡＣ’を
通る冷却空気ｃａ1 からの熱を吸収し、更にエアクーラ
ＡＣ 1 で抽気空気で加熱されて蒸気Ｓ1 （例えば１７５
°C 程度）となり、その一部の蒸気Ｓ2 は蒸気熱源吸収
冷凍機４１に供給され、蒸気を熱源として吸収冷凍機を
駆動し、冷水タンク４０の水を冷却する。
【００４６】冷水タンク４０は例えば中間に仕切壁を有
し、冷水タンク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分され
ており、約７°C の冷水ｗｃ1 は冷却空気クーラＡＣ''
に供給され、４０°C 程度の冷却空気を冷却する。冷却
に供した温水ｗｃ2 は冷水タンク４０の温水タンク
〈２〉内に戻る。又、残りの蒸気は蒸気冷却器８に入
り、冷却されて温水となり、高温水リザーバＨＲに戻さ
れる。又、蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆動した蒸気は、
温度が低下した水となり、低温水リザーバＣＲに戻され
る。
し、冷水タンク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分され
ており、約７°C の冷水ｗｃ1 は冷却空気クーラＡＣ''
に供給され、４０°C 程度の冷却空気を冷却する。冷却
に供した温水ｗｃ2 は冷水タンク４０の温水タンク
〈２〉内に戻る。又、残りの蒸気は蒸気冷却器８に入
り、冷却されて温水となり、高温水リザーバＨＲに戻さ
れる。又、蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆動した蒸気は、
温度が低下した水となり、低温水リザーバＣＲに戻され
る。
【００４７】液体空気ＣＡＥＳ発電２０において、深冷
設備１０からの液体空気ｌａは液空蒸発器２２において
吸気室３１から吸気された大気ａａにより加熱されて蒸
発し、気化空気ａとなって空気加熱器２３で高温水リザ
ーバＨＲからの加熱水ｈｗ3で加熱され高圧膨張タービ
ン２５に導かれ膨張して仕事をし、発電を行い、その膨
張後の空気は空気加熱器２４に入り、ここで加熱水ｈｗ
4 で加熱されて再生器２６−２に入る。
設備１０からの液体空気ｌａは液空蒸発器２２において
吸気室３１から吸気された大気ａａにより加熱されて蒸
発し、気化空気ａとなって空気加熱器２３で高温水リザ
ーバＨＲからの加熱水ｈｗ3で加熱され高圧膨張タービ
ン２５に導かれ膨張して仕事をし、発電を行い、その膨
張後の空気は空気加熱器２４に入り、ここで加熱水ｈｗ
4 で加熱されて再生器２６−２に入る。
【００４８】再生器２６−２に流入した空気はガスター
ビン２９から煙突３０に排出される排ガスの熱を回収し
て中圧膨張タービン２８に流入して仕事をして発電を行
い、その膨張後の空気は再熱器２６−１に入り、ガスタ
ービン２９の排気で排熱を回収した後、燃焼器２７に供
給され、燃料ｆ2 と共に燃焼に供される。このように本
実施の形態の液体空気ＣＡＥＳ発電２０では、ガスター
ビン２９の排気熱を２段の再生器２６−１，２６−２で
熱回収するので燃料の節約が図れる。
ビン２９から煙突３０に排出される排ガスの熱を回収し
て中圧膨張タービン２８に流入して仕事をして発電を行
い、その膨張後の空気は再熱器２６−１に入り、ガスタ
ービン２９の排気で排熱を回収した後、燃焼器２７に供
給され、燃料ｆ2 と共に燃焼に供される。このように本
実施の形態の液体空気ＣＡＥＳ発電２０では、ガスター
ビン２９の排気熱を２段の再生器２６−１，２６−２で
熱回収するので燃料の節約が図れる。
【００４９】上記の実施の第２形態においては、図１に
示す実施の第１形態の系統に改良を加え、ガスタービン
のロータや翼の冷却空気の冷却媒体として発電サイクル
内で発生する蒸気を用いて蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆
動し、冷却空気を冷却してガスタービンに供給するよう
にして冷却効果を増加するようにし、更に液体空気ＣＡ
ＥＳ発電２０においては、液体空気ｌａを大気ａａによ
り加熱して蒸発させると共に、ガスタービン２９の排熱
を２段の再生器２６−１，２６−２で熱回収して発電効
率を高めるようにしたものである。
示す実施の第１形態の系統に改良を加え、ガスタービン
のロータや翼の冷却空気の冷却媒体として発電サイクル
内で発生する蒸気を用いて蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆
動し、冷却空気を冷却してガスタービンに供給するよう
にして冷却効果を増加するようにし、更に液体空気ＣＡ
ＥＳ発電２０においては、液体空気ｌａを大気ａａによ
り加熱して蒸発させると共に、ガスタービン２９の排熱
を２段の再生器２６−１，２６−２で熱回収して発電効
率を高めるようにしたものである。
【００５０】図３は本発明の実施の第３形態に係る深冷
タービン発電システムの系統図であり、複合サイクル発
電１と深冷設備２０とを組合せ、ガスタービンの吸気冷
却とロータや翼の冷却空気の冷却に深冷設備２０の冷排
気と液体空気を用いた構成を示し、深冷設備を複合サイ
クル発電１の吸気冷却と冷却空気の冷却専用に用い、実
用化する場合の簡単なシステムを構成した例である。
タービン発電システムの系統図であり、複合サイクル発
電１と深冷設備２０とを組合せ、ガスタービンの吸気冷
却とロータや翼の冷却空気の冷却に深冷設備２０の冷排
気と液体空気を用いた構成を示し、深冷設備を複合サイ
クル発電１の吸気冷却と冷却空気の冷却専用に用い、実
用化する場合の簡単なシステムを構成した例である。
【００５１】図３において、複合サイクル発電１と深冷
設備２０の基本構成は図１，図２に示す構成と同じであ
るので詳しい説明は省略し、発明の特徴部分についての
み説明する。本実施の第３形態では、まずガスタービン
の吸気冷却において、深冷設備２０の凝縮器１７から液
化しない低温空気ｖａが深冷熱交換器１３においてＬＮ
Ｇ蒸発器１２からの冷気を更に冷却した後その一部の低
温空気ｖ2 が複合サイクル発電１の混合器ＭＸに入る。
設備２０の基本構成は図１，図２に示す構成と同じであ
るので詳しい説明は省略し、発明の特徴部分についての
み説明する。本実施の第３形態では、まずガスタービン
の吸気冷却において、深冷設備２０の凝縮器１７から液
化しない低温空気ｖａが深冷熱交換器１３においてＬＮ
Ｇ蒸発器１２からの冷気を更に冷却した後その一部の低
温空気ｖ2 が複合サイクル発電１の混合器ＭＸに入る。
【００５２】混合器ＭＸにおいては吸気室ＡＦから吸入
した大気ａａと低温空気ｖ2 とを混合し、更に深冷設備
２０の液空タンク１８からの液体空気の一部ｌａ2 を噴
出して混合し、低温（例えば大気より１０〜２０゜C 低
い）の空気とし、従来よりも低い空気温度として圧縮機
２に吸気させる。これにより吸気量が増加し、ガスター
ビン４の出力増加が図れる。
した大気ａａと低温空気ｖ2 とを混合し、更に深冷設備
２０の液空タンク１８からの液体空気の一部ｌａ2 を噴
出して混合し、低温（例えば大気より１０〜２０゜C 低
い）の空気とし、従来よりも低い空気温度として圧縮機
２に吸気させる。これにより吸気量が増加し、ガスター
ビン４の出力増加が図れる。
【００５３】一方、深冷熱交換器１３で昇温した残りの
空気ｖ1 は噴射冷却器ＭＡＸに流入し、ここで液空タン
ク１８からの液体空気ｌａ1 と一緒にＭＡＸ内に噴射さ
れ、所要の低温の冷却空気となってガスタービン４のロ
ータや翼の冷却通路に導入され、ガスタービン４を冷却
する。この冷却空気は従来の２００°C 以上の冷却空気
よりもかなり低温となっており、冷却空気量が大幅に削
減され、タービン出力向上に貢献するものである。
空気ｖ1 は噴射冷却器ＭＡＸに流入し、ここで液空タン
ク１８からの液体空気ｌａ1 と一緒にＭＡＸ内に噴射さ
れ、所要の低温の冷却空気となってガスタービン４のロ
ータや翼の冷却通路に導入され、ガスタービン４を冷却
する。この冷却空気は従来の２００°C 以上の冷却空気
よりもかなり低温となっており、冷却空気量が大幅に削
減され、タービン出力向上に貢献するものである。
【００５４】次に、本発明の深冷タービン発電システム
において、種々のガスタービン冷却空気系統を適用した
他の実施の形態について図４〜図９に基づいて説明す
る。まず図４は先に説明した図１に示す実施の第１形態
のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説明は
省略するが、基本的には深冷設備１０からの熱交換器の
冷排気である空気ｖ1 を冷却空気クーラＡＣ''に導き、
冷却空気としてガスタービン４へ供給し、その温熱を回
収した空気ｖ1'は液体空気の蒸発に有効利用される。
において、種々のガスタービン冷却空気系統を適用した
他の実施の形態について図４〜図９に基づいて説明す
る。まず図４は先に説明した図１に示す実施の第１形態
のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説明は
省略するが、基本的には深冷設備１０からの熱交換器の
冷排気である空気ｖ1 を冷却空気クーラＡＣ''に導き、
冷却空気としてガスタービン４へ供給し、その温熱を回
収した空気ｖ1'は液体空気の蒸発に有効利用される。
【００５５】図５は先に説明した図２に示す実施の第２
形態のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説
明は省略するが、基本的には複合サイクル発電１内で発
生する蒸気を用いて蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆動し、
冷水を媒体として冷却空気クーラＡＣ''で冷却空気とし
てガスタービン４へ供給している。
形態のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説
明は省略するが、基本的には複合サイクル発電１内で発
生する蒸気を用いて蒸気熱源吸収冷凍機４１を駆動し、
冷水を媒体として冷却空気クーラＡＣ''で冷却空気とし
てガスタービン４へ供給している。
【００５６】図６は先に説明した図３に示す実施の第３
形態のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説
明は省略するが、基本的には深冷設備１０からの熱交換
器の冷排気である空気ｖ1 と液体空気ｌａを噴射冷却器
ＭＡＸに噴射し、冷却空気をガスタービン４へ供給する
ものである。
形態のガスタービン冷却空気の系統図であり、詳しい説
明は省略するが、基本的には深冷設備１０からの熱交換
器の冷排気である空気ｖ1 と液体空気ｌａを噴射冷却器
ＭＡＸに噴射し、冷却空気をガスタービン４へ供給する
ものである。
【００５７】図７は本発明の実施の第４形態に係る深冷
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において、符号２乃至７は複合サイクル発電
１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実施
の形態においては、圧縮機２から抽気され冷却空気クー
ラＡＣ’に冷却された冷却空気ｃａ1 はＬＮＧ蒸発器Ａ
ＣＦに導かれる。ＬＮＧ蒸発器ＡＣＦにはＬＮＧ燃料ｌ
ｆが供給され、冷却空気を更に冷却し、ガスタービン４
へ供給すると共に、ＬＮＧ燃料はＬＮＧ気化燃料ｆとな
って燃焼器３の燃料ｆ1 として燃焼器３へ供給され、燃
焼に供される。
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において、符号２乃至７は複合サイクル発電
１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実施
の形態においては、圧縮機２から抽気され冷却空気クー
ラＡＣ’に冷却された冷却空気ｃａ1 はＬＮＧ蒸発器Ａ
ＣＦに導かれる。ＬＮＧ蒸発器ＡＣＦにはＬＮＧ燃料ｌ
ｆが供給され、冷却空気を更に冷却し、ガスタービン４
へ供給すると共に、ＬＮＧ燃料はＬＮＧ気化燃料ｆとな
って燃焼器３の燃料ｆ1 として燃焼器３へ供給され、燃
焼に供される。
【００５８】従って本実施の第４形態においては、ＬＮ
Ｇ燃料ｌｆをＬＮＧ蒸発器ＡＣＦで気化させて冷却空気
を冷却すると共に、ＬＮＧ気化燃料ｆを燃焼器４の燃料
として使用するのでシステムの冷排気を使用することな
くガスタービンの燃料から冷却空気を冷却できる。
Ｇ燃料ｌｆをＬＮＧ蒸発器ＡＣＦで気化させて冷却空気
を冷却すると共に、ＬＮＧ気化燃料ｆを燃焼器４の燃料
として使用するのでシステムの冷排気を使用することな
くガスタービンの燃料から冷却空気を冷却できる。
【００５９】図８は本発明の実施の第５形態に係る深冷
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において、符号２乃至７は複合サイクル発電
１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実施
の形態においては、冷水タンク４１と吸収冷凍機４２と
を用いて冷却空気の冷却を行う。冷水タンク４１は図２
で説明したものと同じく中間に仕切壁を設け、冷水タン
ク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分されており、吸収
冷凍機４２で冷水ｗｃ1'を冷水タンク〈１〉に送り、戻
りの冷水ｗｃ2'冷却する構成である。タンク〈１〉
〈２〉は必らずしも必須条件ではないので制御が可能で
あればＣＴＫは省略しても良い。
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において、符号２乃至７は複合サイクル発電
１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実施
の形態においては、冷水タンク４１と吸収冷凍機４２と
を用いて冷却空気の冷却を行う。冷水タンク４１は図２
で説明したものと同じく中間に仕切壁を設け、冷水タン
ク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分されており、吸収
冷凍機４２で冷水ｗｃ1'を冷水タンク〈１〉に送り、戻
りの冷水ｗｃ2'冷却する構成である。タンク〈１〉
〈２〉は必らずしも必須条件ではないので制御が可能で
あればＣＴＫは省略しても良い。
【００６０】上記の実施の第５形態においては、吸収冷
凍機４２は高温水リザーバＨＲから温水ｈｗ1'が供給さ
れ、吸収冷凍機４１はこの熱源で駆動され、仕事をした
後の低温水ｃｗ1'は低温水リザーバＣＲに戻している。
吸収冷凍機４２では冷水ｗｃ 1'を冷水タンク〈１〉に送
り、冷水タンク４１の〈１〉からの冷却水ｗｃ1 は冷却
空気クーラＡＣ''で冷却空気を冷却し、昇温したｗｃ2
となって温水タンク４１の〈２〉へ戻り、ここからｗｃ
2'として吸収冷凍機へ戻り再び冷却される。
凍機４２は高温水リザーバＨＲから温水ｈｗ1'が供給さ
れ、吸収冷凍機４１はこの熱源で駆動され、仕事をした
後の低温水ｃｗ1'は低温水リザーバＣＲに戻している。
吸収冷凍機４２では冷水ｗｃ 1'を冷水タンク〈１〉に送
り、冷水タンク４１の〈１〉からの冷却水ｗｃ1 は冷却
空気クーラＡＣ''で冷却空気を冷却し、昇温したｗｃ2
となって温水タンク４１の〈２〉へ戻り、ここからｗｃ
2'として吸収冷凍機へ戻り再び冷却される。
【００６１】冷却空気は冷却空気クーラＡＣ''で冷却さ
れ、ガスタービン４へ供給される。本実施の第５形態で
は図２に示す実施の第２形態及び図５での蒸気熱源吸収
冷凍機４１の代わりに高温水リザーバＨＲからの高温水
を熱源とする吸収冷凍機４２を用いたものであり、実施
の第２形態と同様に冷却空気を効果的に冷却できるもの
である。複合サイクル発電の復水器からの復水をＣＲへ
送りＨＲから高温水をＨＲＳＧの給水系へ払出す系統も
可能。ｃｗ1 ＆ＣＲ、ｈｗ1 ＆ＨＲは固定的に考える必
要はない。（ＣＲ、ＨＲは省略して系統どうしを直結し
ても良い）。
れ、ガスタービン４へ供給される。本実施の第５形態で
は図２に示す実施の第２形態及び図５での蒸気熱源吸収
冷凍機４１の代わりに高温水リザーバＨＲからの高温水
を熱源とする吸収冷凍機４２を用いたものであり、実施
の第２形態と同様に冷却空気を効果的に冷却できるもの
である。複合サイクル発電の復水器からの復水をＣＲへ
送りＨＲから高温水をＨＲＳＧの給水系へ払出す系統も
可能。ｃｗ1 ＆ＣＲ、ｈｗ1 ＆ＨＲは固定的に考える必
要はない。（ＣＲ、ＨＲは省略して系統どうしを直結し
ても良い）。
【００６２】図９は本発明の実施の第６形態に係る深冷
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において符号２乃至７は複合発電サイクル発
電１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実
施の第６形態においては、冷水タンク４１とターボ冷凍
機４３とを用いて冷却空気の冷却を行う。冷水タンク４
１は図２，図８に示すものと同じく中間に仕切壁を設
け、冷水タンク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分され
ており、深冷設備１０からの冷排気ｖ1 及びターボ冷凍
機４３の冷水ｗｃ1'を冷水タンク〈１〉に送り、戻りの
冷水ｗｃ2'を冷却する構成である。
タービン発電システムのガスタービン冷却空気の系統図
である。図において符号２乃至７は複合発電サイクル発
電１の基本構成であり、既に説明済のものである。本実
施の第６形態においては、冷水タンク４１とターボ冷凍
機４３とを用いて冷却空気の冷却を行う。冷水タンク４
１は図２，図８に示すものと同じく中間に仕切壁を設
け、冷水タンク〈１〉と温水タンク〈２〉とに区分され
ており、深冷設備１０からの冷排気ｖ1 及びターボ冷凍
機４３の冷水ｗｃ1'を冷水タンク〈１〉に送り、戻りの
冷水ｗｃ2'を冷却する構成である。
【００６３】上記の実施の第６形態においては、深冷設
備１０からの冷排気ｖ1 を冷水タンク４１の〈１〉に導
入し、槽〈１〉内で水中にバブリングして製氷し、氷蓄
熱を行うもので、ターボ冷凍機４３はシステムと無関係
に作動することができ、起動時やバックアップ設備とし
て用いられ、又他のシステムとの併用もできる構成であ
る。
備１０からの冷排気ｖ1 を冷水タンク４１の〈１〉に導
入し、槽〈１〉内で水中にバブリングして製氷し、氷蓄
熱を行うもので、ターボ冷凍機４３はシステムと無関係
に作動することができ、起動時やバックアップ設備とし
て用いられ、又他のシステムとの併用もできる構成であ
る。
【００６４】この系統において、冷水タンク４１の槽
〈１〉からは冷水ｗｃ1 が冷却空気クーラＡＣ''に導か
れ、冷却空気を冷却し、冷却空気はガスタービン４に供
給され、冷却空気クーラＡＣ''からの戻りの冷水ｗｃ2
は冷水タンク４１の温水タンク〈２〉に戻される。温水
タンク〈２〉からの水ｗｃ2'はターボ冷凍機４３に導か
れ、ここで冷却されて冷水タンク〈１〉に戻される。こ
のような実施の第６形態におけるシステムでは、ガスタ
ービンの冷却空気を深冷設備１０の冷排気ｖ1 で冷却で
きると共に、ターボ冷凍機４３も併用して起動時にはこ
れを駆動し、又システムは冷排気ｖ1 で独自に作動させ
て、ターボ冷凍機４３はバックアップ用として使用する
ことができる。
〈１〉からは冷水ｗｃ1 が冷却空気クーラＡＣ''に導か
れ、冷却空気を冷却し、冷却空気はガスタービン４に供
給され、冷却空気クーラＡＣ''からの戻りの冷水ｗｃ2
は冷水タンク４１の温水タンク〈２〉に戻される。温水
タンク〈２〉からの水ｗｃ2'はターボ冷凍機４３に導か
れ、ここで冷却されて冷水タンク〈１〉に戻される。こ
のような実施の第６形態におけるシステムでは、ガスタ
ービンの冷却空気を深冷設備１０の冷排気ｖ1 で冷却で
きると共に、ターボ冷凍機４３も併用して起動時にはこ
れを駆動し、又システムは冷排気ｖ1 で独自に作動させ
て、ターボ冷凍機４３はバックアップ用として使用する
ことができる。
【００６５】次に本発明の実施の形態について、種々の
ガスタービン吸気冷却系統を適用した実施の形態につい
て説明する。まず、図１０は先に説明した図１に示す実
施の第１形態での吸気冷却の例であるので詳しい説明は
省略するが、基本的には混合冷却器ＭＸで吸気室ＡＦか
ら吸気した大気ａａと深冷設備１０からの冷排気ｖとを
混合し、ガスタービン２の吸気とするものであり、ガス
タービンの吸気は相対温度で冷却できるので夏季に限ら
ず冬季・春秋も大気よりも１０゜C 〜数十゜C減温でき
ガスタービン２への空気量を増すことができるものであ
る。
ガスタービン吸気冷却系統を適用した実施の形態につい
て説明する。まず、図１０は先に説明した図１に示す実
施の第１形態での吸気冷却の例であるので詳しい説明は
省略するが、基本的には混合冷却器ＭＸで吸気室ＡＦか
ら吸気した大気ａａと深冷設備１０からの冷排気ｖとを
混合し、ガスタービン２の吸気とするものであり、ガス
タービンの吸気は相対温度で冷却できるので夏季に限ら
ず冬季・春秋も大気よりも１０゜C 〜数十゜C減温でき
ガスタービン２への空気量を増すことができるものであ
る。
【００６６】図１１は先に説明した図３に示す実施の第
３形態での吸気冷却の例であるので詳しい説明は省略す
るが、基本的には図１０と同じく混合冷却器ＭＸで大気
ａａと深冷設備１０の冷排気ｖとを混合する点は同じで
あり、更に深冷設備２０からの液体空気ｌａを混合後の
吸気に噴射して所定の温度に調整するようにしたもので
ある。この実施の第３形態の吸気冷却は、深冷設備１０
の冷排気ｖが不充分のときや、冷排気ｖの量が投入でき
ない運用初期のバックアップとして有効なものである。
３形態での吸気冷却の例であるので詳しい説明は省略す
るが、基本的には図１０と同じく混合冷却器ＭＸで大気
ａａと深冷設備１０の冷排気ｖとを混合する点は同じで
あり、更に深冷設備２０からの液体空気ｌａを混合後の
吸気に噴射して所定の温度に調整するようにしたもので
ある。この実施の第３形態の吸気冷却は、深冷設備１０
の冷排気ｖが不充分のときや、冷排気ｖの量が投入でき
ない運用初期のバックアップとして有効なものである。
【００６７】図１２は本発明の実施の第７形態に係る深
冷タービン発電システムのガスタービン吸気冷却の系統
図である。図において吸気室ＡＦから吸気される大気ａ
ａは予冷熱交換器ＰＭＸに入り、大気ａａは冷水タンク
４１の冷水タンク〈１〉に貯蔵されている冷水で冷却さ
れる。大気ａａを冷却した水は冷水タンク４１の温水タ
ンク〈２〉に戻され、予冷熱交換器ＰＭＸで冷却された
大気ａａは混合器ＭＸにおいて深冷設備の冷排気ｖと混
合され、従来よりも低温の吸気となり圧縮機２へ吸気さ
れる。４１への冷水の供給方法は任意のものが使えるの
で必らずしも前記の方式に固定する必要はない。又前記
のＡＣ''〜４１系のタンクと共通あるいは独立させても
この仕様は制約を受けない。
冷タービン発電システムのガスタービン吸気冷却の系統
図である。図において吸気室ＡＦから吸気される大気ａ
ａは予冷熱交換器ＰＭＸに入り、大気ａａは冷水タンク
４１の冷水タンク〈１〉に貯蔵されている冷水で冷却さ
れる。大気ａａを冷却した水は冷水タンク４１の温水タ
ンク〈２〉に戻され、予冷熱交換器ＰＭＸで冷却された
大気ａａは混合器ＭＸにおいて深冷設備の冷排気ｖと混
合され、従来よりも低温の吸気となり圧縮機２へ吸気さ
れる。４１への冷水の供給方法は任意のものが使えるの
で必らずしも前記の方式に固定する必要はない。又前記
のＡＣ''〜４１系のタンクと共通あるいは独立させても
この仕様は制約を受けない。
【００６８】本実施の第７形態によれば、大気ａａが予
冷熱交換器ＰＭＸであらかじめ冷水タンク４１の冷水で
冷却し、ｖの冷熱を節約するので図１１に示す実施の第
１形態のシステムよりも吸気冷却がより確実になされる
ものである。
冷熱交換器ＰＭＸであらかじめ冷水タンク４１の冷水で
冷却し、ｖの冷熱を節約するので図１１に示す実施の第
１形態のシステムよりも吸気冷却がより確実になされる
ものである。
【００６９】図１３は上記に説明の実施の第１〜第７形
態に係る深冷タービン発電システムに適用される深冷設
備１０の系統図であり、先に説明したものであるので詳
しい説明は省略し、その特徴のみを説明する。まず、本
深冷タービン発電システムは、ガスタービンの抽気を圧
縮機１１で圧縮し、この空気をＬＮＧ蒸発器ＡＣＦでＬ
ＮＧ燃料ｆの気化により冷却し、膨張タービン１６で膨
張後、凝縮器１７で一部を凝縮させて液化し、その液体
空気を液空タンク１８に貯蔵し、液化しない低温空気ｖ
ａを再び戻すことなく冷排気として複合サイクル発電１
で有効利用する、いわゆるOne through 方式を採用して
いるのでシステムがコンパクトに構成できる。ａａ2 が
所与の圧力、温度でガスタービンから抽気できるときは
圧縮機１１は省略できる。
態に係る深冷タービン発電システムに適用される深冷設
備１０の系統図であり、先に説明したものであるので詳
しい説明は省略し、その特徴のみを説明する。まず、本
深冷タービン発電システムは、ガスタービンの抽気を圧
縮機１１で圧縮し、この空気をＬＮＧ蒸発器ＡＣＦでＬ
ＮＧ燃料ｆの気化により冷却し、膨張タービン１６で膨
張後、凝縮器１７で一部を凝縮させて液化し、その液体
空気を液空タンク１８に貯蔵し、液化しない低温空気ｖ
ａを再び戻すことなく冷排気として複合サイクル発電１
で有効利用する、いわゆるOne through 方式を採用して
いるのでシステムがコンパクトに構成できる。ａａ2 が
所与の圧力、温度でガスタービンから抽気できるときは
圧縮機１１は省略できる。
【００７０】又、低温空気ｖａは液化せずに液体空気ｌ
ａとならない残りの空気であるが、この低温空気ｖａは
複合サイクル発電１においてガスタービン吸気や冷却空
気の冷却に有効利用される。更に本システムはガスター
ビンの圧縮空気を抽気して予圧空気として使用するので
液化動力が大幅に削減されるものである。
ａとならない残りの空気であるが、この低温空気ｖａは
複合サイクル発電１においてガスタービン吸気や冷却空
気の冷却に有効利用される。更に本システムはガスター
ビンの圧縮空気を抽気して予圧空気として使用するので
液化動力が大幅に削減されるものである。
【００７１】図１４は本発明の深冷タービン発電システ
ムの液体空気ＣＡＥＳ発電システム２０で、実施の第１
〜第７形態に係る深冷タービン発電システムに適用され
るものであり、既に説明済のものである。その特徴のみ
述べると、高圧膨張タービン２５入口での熱回収を高温
水リザーバＨＲの温水でまかなっており、中圧膨張ター
ビン２８でもその回収熱を発電電力に転換し、更に最終
段をガスタービン２９とし、その排ガスからの排熱も回
収して前段の中圧膨張タービン２８で有効利用してい
る。
ムの液体空気ＣＡＥＳ発電システム２０で、実施の第１
〜第７形態に係る深冷タービン発電システムに適用され
るものであり、既に説明済のものである。その特徴のみ
述べると、高圧膨張タービン２５入口での熱回収を高温
水リザーバＨＲの温水でまかなっており、中圧膨張ター
ビン２８でもその回収熱を発電電力に転換し、更に最終
段をガスタービン２９とし、その排ガスからの排熱も回
収して前段の中圧膨張タービン２８で有効利用してい
る。
【００７２】図１５は本発明の深冷タービン発電システ
ムの液体空気ＣＡＥＳ発電システム２０で、同じく本発
明の実施の第１形態〜第７形態に係る深冷タービン発電
システムに適用されるものであり、既に説明済のもので
ある。その特徴のみ述べると上記の図１４に示すシステ
ムに加えて、ガスタービン２８の排熱を２段の再熱器２
９−１，２９−２で回収するようにし、中圧膨張タービ
ン２６からの膨張後の空気をガスタービン２８の排気で
更に加熱して熱回収し、燃焼器２７に投入するようにし
て燃料が更に節約できるものである。
ムの液体空気ＣＡＥＳ発電システム２０で、同じく本発
明の実施の第１形態〜第７形態に係る深冷タービン発電
システムに適用されるものであり、既に説明済のもので
ある。その特徴のみ述べると上記の図１４に示すシステ
ムに加えて、ガスタービン２８の排熱を２段の再熱器２
９−１，２９−２で回収するようにし、中圧膨張タービ
ン２６からの膨張後の空気をガスタービン２８の排気で
更に加熱して熱回収し、燃焼器２７に投入するようにし
て燃料が更に節約できるものである。
【００７３】図１６，１７は本発明の実施の第８形態に
係る深冷タービン発電システムの膨張タービン冷却空気
系統図であり、液体空気ＣＡＥＳ発電２０における低圧
膨張タービンを冷却する系統図である。もちろん高圧と
中圧の膨張タービンは図示していないが必要な冷却を行
っている。
係る深冷タービン発電システムの膨張タービン冷却空気
系統図であり、液体空気ＣＡＥＳ発電２０における低圧
膨張タービンを冷却する系統図である。もちろん高圧と
中圧の膨張タービンは図示していないが必要な冷却を行
っている。
【００７４】図１６は低圧膨張タービン２９の空気回収
型翼に再生器２６前の低温空気を供給し、翼冷却の結
果、昇温した空気を再生器２６の出口Ｉ又は中圧膨張タ
ービン２８の出口IIに再循環する。その効果としてはＩ
では、翼回収熱を動力に転換できる。又、IIにおいては
中圧膨張タービン２８の動力回収で吐出空気が減温する
ため翼回収熱で加熱して燃料ｆ2 を節約する。その適用
は〈Ｂ〉では、静翼の冷却空気系のみを回収し、〈Ａ〉
では動翼に供給するものとして両冷却空気系が存在す
る。なお、２９での冷却空気は上流（高圧）側から下流
（低圧）側への方向で図示しているが、逆に下流から上
流へ冷却空気を流すことも行える。
型翼に再生器２６前の低温空気を供給し、翼冷却の結
果、昇温した空気を再生器２６の出口Ｉ又は中圧膨張タ
ービン２８の出口IIに再循環する。その効果としてはＩ
では、翼回収熱を動力に転換できる。又、IIにおいては
中圧膨張タービン２８の動力回収で吐出空気が減温する
ため翼回収熱で加熱して燃料ｆ2 を節約する。その適用
は〈Ｂ〉では、静翼の冷却空気系のみを回収し、〈Ａ〉
では動翼に供給するものとして両冷却空気系が存在す
る。なお、２９での冷却空気は上流（高圧）側から下流
（低圧）側への方向で図示しているが、逆に下流から上
流へ冷却空気を流すことも行える。
【００７５】又、図１７は図２に示す実施の第２形態の
２段再生器２６−１，２６−２を有するシステムでの低
圧膨張タービン２６−１の翼冷却の例であり、その作
用、効果は上記と同様であるので説明を省略する。
２段再生器２６−１，２６−２を有するシステムでの低
圧膨張タービン２６−１の翼冷却の例であり、その作
用、効果は上記と同様であるので説明を省略する。
【００７６】図１８は本発明の実施の第９形態に係る深
冷タービン発電システムの全体の系統図であり、数字で
示す符号は図２に示す実施の第２形態と同じものであ
る。図１８において、図２の深冷設備１０内の高圧圧縮
機１１を省略し、複合発電サイクル発電設備１からの抽
気空気aa2 を直接ＬＮＧ蒸発器１２に導き、ＬＮＧ冷熱
で冷却した後、更に断熱膨張で深冷させるようにしたも
のである。
冷タービン発電システムの全体の系統図であり、数字で
示す符号は図２に示す実施の第２形態と同じものであ
る。図１８において、図２の深冷設備１０内の高圧圧縮
機１１を省略し、複合発電サイクル発電設備１からの抽
気空気aa2 を直接ＬＮＧ蒸発器１２に導き、ＬＮＧ冷熱
で冷却した後、更に断熱膨張で深冷させるようにしたも
のである。
【００７７】又、図２における液体空気ＣＡＥＳ発電設
備２０は又、図１６に示す１段再生による低圧膨張ター
ビンの翼冷却を採用したもの、或いは図１７に示す２段
再生での翼冷却を採用した液体空気ＣＡＥＳ発電システ
ムと連結してもよく、本実施の第９形態では図１６に示
す低圧タービンの翼冷却を採用している。このような実
施の第９形態においても、図１、図２に示す実施の第
１、第２形態と同様の効果が得られる。
備２０は又、図１６に示す１段再生による低圧膨張ター
ビンの翼冷却を採用したもの、或いは図１７に示す２段
再生での翼冷却を採用した液体空気ＣＡＥＳ発電システ
ムと連結してもよく、本実施の第９形態では図１６に示
す低圧タービンの翼冷却を採用している。このような実
施の第９形態においても、図１、図２に示す実施の第
１、第２形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
【発明の効果】本発明の深冷タービン発電システムは、
（１）深冷設備、液体空気発電設備及び複合サイクル発
電設備からなる深冷タービン発電システムであって；前
記深冷設備は前記複合サイクル発電設備の圧縮機からの
抽気の一部を取り込み圧縮後（あるいは圧縮しないとき
は抽気をそのまま）ＬＮＧ燃料の気化により冷却し、冷
却された空気を膨張させた後、その空気を凝縮して一部
を液体空気とする凝縮器及び同液体空気を貯蔵するタン
クを備えてなり；前記液体空気発電設備は前記タンクか
ら液体空気を導き蒸発させる液空蒸発器、同液空蒸発器
からの低温空気を前記複合サイクル発電設備で生ずる温
水で加熱する空気加熱器、同空気加熱器で加熱された空
気を膨張させ発電する膨張タービン、同膨張タービンの
排気を燃料と共に燃焼器で燃焼させ発電を行うガスター
ビン及び同ガスタービンの排熱を回収し前記膨張タービ
ンに戻す再生器からなり；前記複合サイクル発電設備は
前記深冷設備の凝縮器からの液化されない空気の一部と
大気とを混合する混合器、同混合器からの空気を吸気す
る圧縮機及びガスタービン、同圧縮機からの圧縮空気を
抽気し同ガスタービンの冷却空気及び前記深冷設備の抽
気として供給する抽気系統、同抽気系統の空気を低温水
で冷却するエアクーラ、同エアクーラで冷却後の前記抽
気系統の空気を更に冷却する冷却空気クーラを備えたこ
とを基本的な構成としている。このような構成により、
深冷設備ではＬＮＧ冷熱を利用するので圧縮動力が少く
て良く、又、液化されない空気は複合サイクル発電設備
のＧＴ吸気冷却やエアクーラで利用され、又、液体空気
発電設備では複合サイクル発電設備で回収される高温水
を空気加熱器で回収して動力に転換し、有効利用すると
共に、複合サイクル発電設備からの温排気又は大気によ
り液体空気を蒸発させるので効率の良い発電設備とな
る。更に、複合サイクル発電設備においては、吸気が大
気温度よりも低温度に冷却されるのでガスタービンの出
力・効率が増すと共に、これに加え、ロータや翼の冷却
空気が従来よりも低く冷却されているので冷却効率を保
持あるいは更に増加することにより、冷却空気量が大幅
に削減されその結果更に出力・効率が向上する。ガスタ
ービンの吸気冷却は夏季〜冬季を問わず大気温度より数
十゜C 冷却する能力を有するため年間の稼働率を高くと
れる。
（１）深冷設備、液体空気発電設備及び複合サイクル発
電設備からなる深冷タービン発電システムであって；前
記深冷設備は前記複合サイクル発電設備の圧縮機からの
抽気の一部を取り込み圧縮後（あるいは圧縮しないとき
は抽気をそのまま）ＬＮＧ燃料の気化により冷却し、冷
却された空気を膨張させた後、その空気を凝縮して一部
を液体空気とする凝縮器及び同液体空気を貯蔵するタン
クを備えてなり；前記液体空気発電設備は前記タンクか
ら液体空気を導き蒸発させる液空蒸発器、同液空蒸発器
からの低温空気を前記複合サイクル発電設備で生ずる温
水で加熱する空気加熱器、同空気加熱器で加熱された空
気を膨張させ発電する膨張タービン、同膨張タービンの
排気を燃料と共に燃焼器で燃焼させ発電を行うガスター
ビン及び同ガスタービンの排熱を回収し前記膨張タービ
ンに戻す再生器からなり；前記複合サイクル発電設備は
前記深冷設備の凝縮器からの液化されない空気の一部と
大気とを混合する混合器、同混合器からの空気を吸気す
る圧縮機及びガスタービン、同圧縮機からの圧縮空気を
抽気し同ガスタービンの冷却空気及び前記深冷設備の抽
気として供給する抽気系統、同抽気系統の空気を低温水
で冷却するエアクーラ、同エアクーラで冷却後の前記抽
気系統の空気を更に冷却する冷却空気クーラを備えたこ
とを基本的な構成としている。このような構成により、
深冷設備ではＬＮＧ冷熱を利用するので圧縮動力が少く
て良く、又、液化されない空気は複合サイクル発電設備
のＧＴ吸気冷却やエアクーラで利用され、又、液体空気
発電設備では複合サイクル発電設備で回収される高温水
を空気加熱器で回収して動力に転換し、有効利用すると
共に、複合サイクル発電設備からの温排気又は大気によ
り液体空気を蒸発させるので効率の良い発電設備とな
る。更に、複合サイクル発電設備においては、吸気が大
気温度よりも低温度に冷却されるのでガスタービンの出
力・効率が増すと共に、これに加え、ロータや翼の冷却
空気が従来よりも低く冷却されているので冷却効率を保
持あるいは更に増加することにより、冷却空気量が大幅
に削減されその結果更に出力・効率が向上する。ガスタ
ービンの吸気冷却は夏季〜冬季を問わず大気温度より数
十゜C 冷却する能力を有するため年間の稼働率を高くと
れる。
【００７９】本発明の（２），（３），（４）において
は、複合サイクル発電設備の冷却空気クーラの冷媒が吸
収冷凍機による冷水によりなされ、又、吸収冷凍機の駆
動源は発電設備内で生ずる高温水や蒸気が利用されるの
で、冷却空気クーラの応用幅が広くなり、吸収冷凍機を
他の設備と併用するような場合には有効な設備となるも
のである。
は、複合サイクル発電設備の冷却空気クーラの冷媒が吸
収冷凍機による冷水によりなされ、又、吸収冷凍機の駆
動源は発電設備内で生ずる高温水や蒸気が利用されるの
で、冷却空気クーラの応用幅が広くなり、吸収冷凍機を
他の設備と併用するような場合には有効な設備となるも
のである。
【００８０】又、複合サイクル発電設備の冷却空気クー
ラは（５）においては噴射混合器を用いて深冷設備から
の低温空気を噴射し、（６）においてはＬＮＧ蒸発器を
用い、ＬＮＧ燃料の気化熱で冷却空気を冷却しているの
で、（５）では設備の操作運用性が広がり、又（６）で
は気化ＬＮＧ燃料は燃焼器の燃料として利用するので液
体空気系を停止あるいは遮断したときに独立して運用で
き操作性の良いシステムが構成できる。
ラは（５）においては噴射混合器を用いて深冷設備から
の低温空気を噴射し、（６）においてはＬＮＧ蒸発器を
用い、ＬＮＧ燃料の気化熱で冷却空気を冷却しているの
で、（５）では設備の操作運用性が広がり、又（６）で
は気化ＬＮＧ燃料は燃焼器の燃料として利用するので液
体空気系を停止あるいは遮断したときに独立して運用で
き操作性の良いシステムが構成できる。
【００８１】本発明の複合サイクル発電設備の混合器に
は（７）の発明では深冷設備から液体空気を導き、これ
を噴霧して吸気の温度を調整できるので、吸気冷却が確
実になされ、又（８）では混合器の前流に予冷熱交換器
を設け、大気を予め冷水で予冷するので液体空気の消費
を節約できる。更に本発明の（９）においては、液体空
気発電設備の再生器を２段の構成としたので、ガスター
ビンの排熱回収が効果的になされ、動力に回収され、そ
の分液体空気ＣＡＥＳ発電のガスタービンの燃料が節約
される。又、（１０）においてはガスタービンの冷却空
気（熱回収）を膨張タービンの動力として回収でき、効
率・出力が向上、（１１）においては氷蓄熱で冷熱を貯
留するので運用がしやすい。更に、（１２）において
は、（１）、（２）の発明と同様の効果返られると共
に、深冷設備の簡略化がなされるものである。
は（７）の発明では深冷設備から液体空気を導き、これ
を噴霧して吸気の温度を調整できるので、吸気冷却が確
実になされ、又（８）では混合器の前流に予冷熱交換器
を設け、大気を予め冷水で予冷するので液体空気の消費
を節約できる。更に本発明の（９）においては、液体空
気発電設備の再生器を２段の構成としたので、ガスター
ビンの排熱回収が効果的になされ、動力に回収され、そ
の分液体空気ＣＡＥＳ発電のガスタービンの燃料が節約
される。又、（１０）においてはガスタービンの冷却空
気（熱回収）を膨張タービンの動力として回収でき、効
率・出力が向上、（１１）においては氷蓄熱で冷熱を貯
留するので運用がしやすい。更に、（１２）において
は、（１）、（２）の発明と同様の効果返られると共
に、深冷設備の簡略化がなされるものである。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る深冷タービン発
電システムの全体系統図である。
電システムの全体系統図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る深冷タービン発
電システムの全体系統図である。
電システムの全体系統図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る深冷タービン発
電システムの複合システムと深冷設備とを組合せた系統
図である。
電システムの複合システムと深冷設備とを組合せた系統
図である。
【図４】本発明の実施の第１形態に適用したガスタービ
ン冷却空気系統図である。
ン冷却空気系統図である。
【図５】本発明の実施の第２形態に適用したガスタービ
ン冷却空気系統図である。
ン冷却空気系統図である。
【図６】本発明の実施の第３形態に適用したガスタービ
ン冷却空気系統図である。
ン冷却空気系統図である。
【図７】本発明の実施の第４形態に係る深冷タービン発
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
【図８】本発明の実施の第５形態に係る深冷タービン発
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
【図９】本発明の実施の第６形態に係る深冷タービン発
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
電システムにおけるガスタービン冷却空気系統図であ
る。
【図１０】本発明の実施の第１形態に適用したガスター
ビン吸気冷却系統図である。
ビン吸気冷却系統図である。
【図１１】本発明の実施の第３形態に適用したガスター
ビン吸気冷却系統図である。
ビン吸気冷却系統図である。
【図１２】本発明の実施の第７形態に係る深冷タービン
発電システムにおけるガスタービン吸気冷却系統図であ
る。
発電システムにおけるガスタービン吸気冷却系統図であ
る。
【図１３】本発明の実施の第１〜第７系統に係る深冷タ
ービンシステムに適用される深冷設備の系統図である。
ービンシステムに適用される深冷設備の系統図である。
【図１４】本発明の実施の第１形態に適用された液体空
気ＣＡＥＳ発電の系統図である。
気ＣＡＥＳ発電の系統図である。
【図１５】本発明の実施の第２形態に適用された液体空
気ＣＡＥＳ発電の系統図である。
気ＣＡＥＳ発電の系統図である。
【図１６】本発明の実施の第８形態に係る深冷タービン
システムにおける深冷設備の膨張タービンの冷却空気系
統図である。
システムにおける深冷設備の膨張タービンの冷却空気系
統図である。
【図１７】本発明の実施の第８形態に係る他の例を示す
冷却空気系統図である。
冷却空気系統図である。
【図１８】本発明の実施の第９形態に係わる液体空気発
電システムの系統図である。
電システムの系統図である。
【図１９】従来のガスタービン吸気冷却装置の系統図で
ある。
ある。
【図２０】本発明の先行技術に係る深冷タービン発電シ
ステムの系統図である。
ステムの系統図である。
１ 複合サイクル発電 ２ 圧縮機 ３，２７ 燃焼器 ４，２９ ガスタービン ５ 排熱回収ボイラ ６．３０ 煙突 ７ 発電機 ８ 蒸発冷却器 １０ 深冷設備 １１ 高圧圧縮機 １２ ＬＮＧ蒸発器 １３ 深冷熱交換器 １４ 入口分離器 １５ 膨張弁 １６ 膨張タービン １７ 凝縮器 １８ 液空タンク １９ 移送ポンプ ２０ 液体空気ＣＡＥＳ発電 ２１ 昇圧ポンプ ２２ 液空蒸発器 ２３，２４ 空気加熱器 ２５ 高圧膨張タービン ２６，２６−１，２６−２ 再生器 ２８ 中圧膨張タービン ３１ 吸気室 ４０ 冷水タンク ４１ 蒸気熱源吸収冷凍機 ４２ 吸収冷凍機 ４３ ターボ冷凍機 ４４ 予冷熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｃ 1/04 Ｆ０２Ｃ 1/04 3/22 3/22 6/16 6/16 6/18 6/18 Ａ
Claims (12)
- 【請求項１】 深冷設備、液体空気発電設備及び複合サ
イクル発電設備からなる深冷タービン発電システムであ
って；前記深冷設備は前記複合サイクル発電設備の圧縮
機からの抽気の一部を取り込み圧縮後ＬＮＧ燃料の気化
により冷却し、冷却された空気を膨張させた後、その空
気を凝縮して一部を液体空気とする凝縮器及び同液体空
気を貯蔵するタンクを備えてなり；前記液体空気発電設
備は前記タンクから液体空気を導き蒸発させる液空蒸発
器、同液空蒸発器からの低温空気を前記複合サイクル発
電設備で生ずる温水で加熱する空気加熱器、同空気加熱
器で加熱された空気を膨張させ発電する膨張タービン、
同膨張タービンの排気を燃料と共に燃焼器で燃焼させ発
電を行うガスタービン及び同ガスタービンの排熱を回収
し前記膨張タービンに戻す再生器からなり；前記複合サ
イクル発電設備は前記深冷設備の凝縮器からの液化され
ない空気の一部と大気とを混合する混合器、同混合器か
らの空気を吸気する圧縮機及びガスタービン、同圧縮機
からの圧縮空気を抽気し同ガスタービンの冷却空気及び
前記深冷設備の抽気として供給する抽気系統、同抽気系
統の空気を低温水を導き冷却するエアクーラ、同エアク
ーラで冷却後の前記抽気系統の空気を更に前記深冷設備
の凝縮器からの液化されない低温空気を冷媒空気として
冷却する冷却空気クーラ及び同冷却空気クーラを冷却後
の昇温した前記冷媒空気を前記液体空気発電設備の液空
蒸発器へ蒸発用媒体として送る系統を備えたことを特徴
とする深冷タービン発電システム。 - 【請求項２】 前記複合サイクル発電設備の冷却空気ク
ーラは前記深冷設備の凝縮器からの空気の代わりに吸収
冷凍機又はターボ冷凍機で生成される冷水を冷媒として
用いると共に、前記液体空気発電設備の液空蒸発器への
複合サイクル発電設備からの冷媒空気に代えて大気を吸
入して用いることを特徴とする請求項１記載の深冷ター
ビン発電システム。 - 【請求項３】 前記吸収冷凍機の駆動源は前記複合サイ
クル発電設備のエアクーラの冷却で温度上昇した高温水
の一部を導いて熱源とし、その戻りの温水は必要時に前
記液体空気発電設備の空気加熱器を加熱した戻りの低温
水と共に前記エアクーラへの冷却に利用されることを特
徴とする請求項２記載の深冷タービン発電システム。 - 【請求項４】 前記吸収冷凍機は蒸気熱源吸収冷凍機で
あり、その蒸気熱源は前記複合サイクル発電設備のエア
クーラを冷却し、加熱されて前記抽気系統に生ずる蒸気
を用い、戻りの復水は必要時に前記液体空気発電設備の
空気加熱器を加熱した戻りの低温水と共に前記エアクー
ラの冷却に利用されることを特徴とする請求項２記載の
深冷タービン発電システム。 - 【請求項５】 前記複合サイクル発電設備の冷却空気ク
ーラに代えて噴射混合器を設け、同噴射混合器には前記
深冷設備の凝縮器からの液化されない空気の一部と液体
タンクからの液体空気とを混合して噴射させることを特
徴とする請求項１記載の深冷タービン発電システム。 - 【請求項６】 前記複合サイクル発電設備の抽気系統に
設けられた冷却空気クーラに代えてＬＮＧ蒸発器を設
け、前記抽気系統の空気をＬＮＧ燃料の気化により冷却
すると共に、ＬＮＧ気化燃料は燃焼器の燃料として利用
することを特徴とする請求項１記載の深冷タービン発電
システム。 - 【請求項７】 前記複合サイクル発電設備の混合器には
液体空気を噴霧することを特徴とする請求項１記載の深
冷タービン発電システム。 - 【請求項８】 前記複合サイクル発電設備の混合器の前
流に予冷熱交換器を設け、吸入する大気を冷水で予冷す
ることを特徴とする請求項１記載の深冷タービン発電シ
ステム。 - 【請求項９】 前記液体空気発電設備の再生器は２段の
再生器で構成され、１段目は膨張タービン入口側の空気
を、２段目は燃焼器に入る前記膨張タービンから出た膨
張後の空気をそれぞれ加熱することを特徴とする請求項
１記載の深冷タービン発電システム。 - 【請求項１０】 前記液体空気発電設備の翼冷却空気は
前記膨張タービン出口側の空気を用い空気回収型とする
ことにより冷却後の高温空気を膨張タービン（次段）の
作動空気に参入させることを特徴とする請求項１記載の
深冷タービン発電システム。 - 【請求項１１】 前記複合発電サイクル発電設備の冷却
空気クーラは、前記深冷設備の凝縮器からの空気の代り
に氷蓄熱方式で冷却した冷水が供給され、前記氷蓄熱方
式の氷製造の冷熱源として液化されない低温空気及びタ
ーボ冷凍機の冷媒であることを特徴とする請求項１記載
の深冷タービン発電システム。 - 【請求項１２】 前記深冷設備は、前記複合サイクル発
電設備の圧縮機からの抽気の一部を取り込み、その抽気
を直接ＬＮＧ燃料の気化により冷却することを特徴とす
る請求項１記載の深冷タービン発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098912A JP2000291447A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 深冷タービン発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098912A JP2000291447A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 深冷タービン発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000291447A true JP2000291447A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14232351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11098912A Withdrawn JP2000291447A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 深冷タービン発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000291447A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6968696B2 (en) | 2003-09-04 | 2005-11-29 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Part load blade tip clearance control |
| US7096673B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-08-29 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Blade tip clearance control |
| CN104884886A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-09-02 | 林德股份公司 | 用于产生电能的方法和设备 |
| CN108331627A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 一种单循环双级lng冷能发电与制冰的方法及系统 |
| CN111556922A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-08-18 | 株式会社神户制钢所 | 冷能发电装置 |
| US11299279B2 (en) | 2018-03-23 | 2022-04-12 | Raytheon Technologies Corporation | Chilled working fluid generation and separation for an aircraft |
| CN114856735A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-05 | 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 | 一种基于压缩空气储能的空气透平耦合燃气轮机发电系统 |
| WO2023095361A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 三菱パワー株式会社 | ガスタービンプラント、その運転方法、及びその改造方法 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098912A patent/JP2000291447A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6968696B2 (en) | 2003-09-04 | 2005-11-29 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Part load blade tip clearance control |
| US7096673B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-08-29 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Blade tip clearance control |
| CN104884886A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-09-02 | 林德股份公司 | 用于产生电能的方法和设备 |
| CN111556922A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-08-18 | 株式会社神户制钢所 | 冷能发电装置 |
| CN108331627A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 一种单循环双级lng冷能发电与制冰的方法及系统 |
| CN108331627B (zh) * | 2018-03-09 | 2023-04-28 | 江苏中圣压力容器装备制造有限公司 | 一种单循环双级lng冷能发电与制冰的方法及系统 |
| US11299279B2 (en) | 2018-03-23 | 2022-04-12 | Raytheon Technologies Corporation | Chilled working fluid generation and separation for an aircraft |
| US11305879B2 (en) | 2018-03-23 | 2022-04-19 | Raytheon Technologies Corporation | Propulsion system cooling control |
| US11542016B2 (en) | 2018-03-23 | 2023-01-03 | Raytheon Technologies Corporation | Cryogenic cooling system for an aircraft |
| WO2023095361A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 三菱パワー株式会社 | ガスタービンプラント、その運転方法、及びその改造方法 |
| CN114856735A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-05 | 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 | 一种基于压缩空气储能的空气透平耦合燃气轮机发电系统 |
| CN114856735B (zh) * | 2022-04-25 | 2023-11-17 | 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 | 一种基于压缩空气储能的空气透平耦合燃气轮机发电系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |