JP2000337107A - クローズドガスタービンプラント - Google Patents

クローズドガスタービンプラント

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JP2000337107A
JP2000337107A JP14791599A JP14791599A JP2000337107A JP 2000337107 A JP2000337107 A JP 2000337107A JP 14791599 A JP14791599 A JP 14791599A JP 14791599 A JP14791599 A JP 14791599A JP 2000337107 A JP2000337107 A JP 2000337107A
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gas
steam
pressure
compressor
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JP14791599A
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Kazuo Uematsu
一雄 上松
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
    • 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
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭化水素燃料と酸素を燃焼させ、高温の蒸気
を発生させてタービンを駆動するクローズドガスタービ
ンプラントに関し、起動を容易にする。 【解決手段】 圧縮機１からの低温蒸気は燃焼室２に入
り、燃料と酸素を燃焼させて高温のガスとなり、タービ
ン３を駆動し、そのガスは熱交換器４で排熱を与え、低
圧圧縮機１−１に戻るセミクローズドサイクルを構成す
る。熱交換器４の途中からのガスは低圧タービン６に入
り、仕事をして復水し、復水器７からの復水は熱交換器
４−４，４−３，４−２で加熱されてガスとなり、高圧
タービン５を駆動し、熱交換器４を通って燃焼室２へ戻
る。圧縮機１の入口側に補助ボイラ１２を設け、起動時
に燃焼室２で発生する高温ガスを希釈し、タービン３へ
供給するので起動がスムーズに行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はクローズドガスター
ビンプラントに関し、炭化水素燃料と酸素を燃焼させて
蒸気及びＣＯ2 とからなるガスを発生し、タービンを駆
動するプラントにおいて起動時のタービンの運転を容易
に行うようにし、且つ効率を向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】水素と酸素を燃焼器で燃焼させ、約３０
００℃の蒸気を発生させ、この蒸気でタービンを駆動す
る水素燃焼タービンプラントは既に色々な特徴を有する
システムが研究されており、発表されて公知の技術とな
っているが、その実用化に際してはさまざまな問題点が
あり、未だ確立された技術とはなっていないのが現状で
ある。このような水素燃焼プラントの一例を図５，図６
によりその概要を説明する。
【０００３】特開平６−２９９８０５号公報に見られる
図５のシステムは、圧縮機５２からの低温蒸気が水素酸
素燃焼器５０で高温蒸気となり、タービン５３に入り、
これを駆動して発電機５４で発電を行い、低温の蒸気は
熱交換器５５に流入し、圧縮機５２に戻るサイクルを構
成している。一方、タービン５３を出た低温蒸気は復水
タービン６３を駆動し、発電機６４を回して発電を行
い、復水器６５で復水する。又、ポンプ６２で送られた
水は熱交換器５５で加熱されて蒸気となり、膨張タービ
ン５６に入り、発電機５７を回して発電を行い、その低
温となった蒸気はもう一方の水素酸素燃焼器５８で高温
に加熱されて復水タービン５９に入り、発電機６０を回
して発電を行い、復水器６１で復水し、ポンプ６２で再
び熱交換器５５へ流れるサイクルを構成している。この
システムではタービンの下流側で排熱を回収すると共に
水素酸素燃焼器を２つ設けて効率化を図っている。
【０００４】図６は水素酸素燃焼器を利用した他のシス
テムの例であり、図において、低圧圧縮機１００、中間
冷却器１０１、高圧圧縮機１０２からの蒸気は第１熱交
換器１０３を通って水素酸素燃焼器１０４に入り、ここ
で高温に加熱されて第１タービン１０５を駆動して発電
機１１４を回し、発電を行い、第１，第２熱交換器１０
３，１０６に流入して排熱を与え、第３熱交換器１０７
を通り、一方は第２タービン１０９を駆動して発電機１
１５を回して発電を行う。第３熱交換器１０７を出たも
う一方の蒸気は第４熱交換器１０８を通って再び低圧圧
縮機１００に流入するサイクルを構成している。第２タ
ービン１０９の低温蒸気は復水器１１１で復水し、第１
給水加熱器１１７、第２給水加熱器１１８で加熱され、
ポンプ１１２により第４，第３熱交換器１０８，１０７
に流入し、ここで排熱により加熱され、更に第２熱交換
器１０６でも加熱されて高温となり、第３タービン１１
０を駆動し、発電機１１６を回して発電を行い、その低
温蒸気は第１タービンの冷却空気に用いられ、残りは高
圧圧縮機１０２の出口側に戻され、第１熱交換器１０３
に流入する。ここで１１９は第１タービンの冷却蒸気で
ある。このシステムでは圧縮機を高圧比化せずに高効率
化するために、水素酸素燃焼器の上流側と第１タービン
下流側との熱交換を行う熱交換器を設け、その排熱を有
効利用するシステムを構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来例でも一例
を示したように、水素燃料と酸素とを燃焼させる燃焼器
を有し、そこで発生した高温蒸気によりタービンを駆動
するシステムは、発生した高熱を有効利用し、効率化を
図るために種々の特徴を持たせた構成が考えられ、研究
されているが、これらを現実に利用するためには、燃料
と酸素を燃焼させて発生するガスは約３０００℃の高温
となるため、起動時にこの高温ガスを希釈してタービン
へ導入可能な温度に下げて運転する手法の確立が必要と
なる。しかし、現状では各種のシステムが考えられて
も、これらを起動してプラントを立ち上がらせる起動方
式が確立されていないのが実情である。
【０００６】そこで本発明は、炭化水素燃料と酸素とを
燃焼させて高温ガスを発生し、この高温のガスでタービ
ンを駆動するガスタービンプラントにおいて、起動時に
燃焼室で発生した高温のガスを希釈し、燃焼器が自身で
発生したガスで自立して運転開始できるまでの間の起動
方式を備えたクローズドガスタービンプラントを提供す
ることを課題とし、また、起動に当ってサイクルの各部
のガス圧力や温度条件が確立するまでの間の制御方法が
適切でなければ、圧縮機やタービンに湿り蒸気が入り、
破損の危険がある。そのため、プラントの各部の条件を
監視し、適切に各部の蒸気を含むガスの流入の制御方式
を確立する必要があるので、起動時に各タービンの入口
や圧縮機入口でのガス圧力、ガス温度を検出し、各ター
ビンの圧縮機の入口ガス条件が耐えうる程度に蒸気が乾
いていることを検出するまで各入口部のガスをドレン弁
で外部に排出するように制御する機能を有するクローズ
ドガスタービンプラントを提供することを課題としてな
されたものである。
【０００７】更に、また、圧縮機、高圧タービン、低圧
タービンの蒸気流量を制御し、又、燃焼室の燃料流量を
制御し、起動時にはもちろん、定常運転時においても、
安全な運転を可能とすると共に、且つ冷却蒸気の有効な
利用を図ることを課題としたものである。
【０００８】
【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）乃至（１８）の手段を提供す
る。
【０００９】（１）炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃
焼させて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生
し、この高温ガスをタービンに供給してこれを駆動し、
同タービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与
え、その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送り、同
圧縮機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズ
ドサイクルを構成したことを特徴とするクローズドガス
タービンプラント。
【００１０】（２）上記（１）の発明において、前記セ
ミクローズドサイクルには補助ボイラを付加し、同セミ
クローズドサイクルの起動時には所定の時間同補助ボイ
ラで発生した蒸気で燃焼室で発生した前記高温蒸気及び
ＣＯ2 等からなる高温ガスを希釈することを特徴とする
クローズドガスタービンプラント。
【００１１】（３）上記（２）の発明において、前記補
助ボイラは圧縮機出口か又は燃焼室車室のいずれかに高
圧蒸気を供給することを特徴とするクローズドガスター
ビンプラント。
【００１２】（４）上記（２）の発明において、前記補
助ボイラは圧縮機入口か又は低圧と高圧に分離されてい
る圧縮機の場合にはその中間のいずれかに低圧蒸気を供
給することを特徴とする水素燃焼タービンプラント。
【００１３】（５）炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃
焼させて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生
し、この高温ガスをタービンに供給してこれを駆動し、
同タービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与
え、その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送り、同
圧縮機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズ
ドサイクルを構成し、更に前記熱交換器で回収した排熱
を前記セミクローズドサイクルとは別置の高圧タービン
の入口流路に与えると共に、前記熱交換器に前記タービ
ンから流入するガスの一部を前記圧縮機へ送る流路から
抽気して別置の低圧タービンに送り、同低圧タービンの
戻りガスは復水器に戻るように構成し、同復水器にはＣ
Ｏ2 等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空ファン又はポン
プを備えたクローズドガスタービンプラントにおいて、
前記プラントには圧力センサ、温度センサ及びドレン弁
を設け、プラントの起動時に前記両センサからの検出信
号を入力し、これら入力信号に基づいて所定の蒸気圧力
と蒸気温度の乾き蒸気条件となるまで前記ドレン弁を開
き、ガスを排出するように制御する制御装置を備えたこ
とを特徴とするクローズドガスタービンプラント。
【００１４】（６）上記（５）の発明において、前記圧
力センサ、温度センサ及びドレン弁は前記別置の高圧タ
ービン入口側に設けたことを特徴とするクローズドガス
タービンプラント。
【００１５】（７）上記（５）の発明において、前記圧
力センサ、温度センサ及びドレン弁は前記圧縮機入口側
に設けたことを特徴とするクローズドガスタービンプラ
ント。
【００１６】（８）上記（５）の発明において、前記圧
力センサ、温度センサ及びドレン弁は前記別置の低圧タ
ービン入口側に設けたことを特徴とするクローズドガス
タービンプラント。
【００１７】（９）上記（５）の発明において、前記タ
ービンには前記高圧タービンからの戻り蒸気の一部を抽
気して翼冷却用蒸気に利用すると共に、前記圧力セン
サ、温度センサ及びドレン弁は同抽気系統に設けたこと
を特徴とするクローズドガスタービンプラント。
【００１８】（１０）上記（５）の発明において、前記
圧力センサ、温度センサ及びドレン弁は前記高圧タービ
ン入口側、圧縮機入口側、低圧タービン入口側及び前記
高圧タービン出口側に設けると共に、前記制御装置は少
くともこれら全てのドレン弁を制御することを特徴とす
るクローズドガスタービンプラント。
【００１９】（１１）炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で
燃焼させて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発
生し、その高温ガスをタービンに供給してこれを駆動
し、同タービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱
を与え、その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送
り、同圧縮機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミク
ローズドサイクルを構成し、更に前記熱交換器で回収し
た排熱を前記セミクローズドサイクルとは別置の高圧タ
ービンの入口流路に与えると共に、前記熱交換器に前記
タービンから流入するガスの一部を前記圧縮機へ送る流
路から抽気して別置の低圧タービンに送り、同低圧ター
ビンの戻りガスは復水器に戻るように構成し、同復水器
にはＣＯ2 等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空ファン又
はポンプを備えたクローズドガスタービンプラントにお
いて、前記プラントにはあらかじめ設定されたガス条件
に基づいてガス流量を制御し、あらかじめ設定された燃
料条件に基づいて燃料流量を制御可能な制御装置を備え
たことを特徴とするクローズドガスタービンプラント。
【００２０】（１２）上記（１１）の発明において、前
記圧縮機の静翼は一部を可変翼とする共に、前記制御装
置は同可変翼を制御して圧縮機のガス流量、圧力を制御
することを特徴とするクローズドガスタービンプラン
ト。
【００２１】（１３）上記（１１）の発明において、前
記制御装置は前記高圧タービンの入口側に設けられた弁
を制御すると共に、同入口側ガス流路のポンプの回転数
を制御し、前記高圧タービンの出力制御を行うことを特
徴とするクローズドガスタービンプラント。
【００２２】（１４）上記（１１）の発明において、前
記制御装置は前記低圧タービンの入口側に設けられた弁
を制御することを特徴とするクローズドガスタービンプ
ラント。
【００２３】（１５）上記（１１）の発明においては、
前記タービンには前記高圧タービンからの戻り蒸気の一
部を抽気して翼冷却用の蒸気に利用すると共に、前記制
御装置は同抽気蒸気系統に設けられた弁を制御すること
を特徴とするクローズドガスタービンプラント。
【００２４】（１６）上記（１１）の発明において、前
記制御装置は前記タービンの蒸気温度を検出して入力
し、あらかじめ定められたタービン入口温度を超えない
ように前記燃焼室の炭化水素燃料及び酸素供給用弁を制
御することを特徴とするクローズドガスタービンプラン
ト。
【００２５】（１７）上記（１１）の発明において、前
記制御装置は少くとも前記圧縮機の可変翼、高圧タービ
ン入口弁、低圧タービン入口弁、タービン翼冷却蒸気系
統入口弁、燃焼室の炭化水素燃料及び酸素供給用弁の全
てを監視し、制御することを特徴とするクローズドガス
タービンプラント。
【００２６】（１８）炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で
燃焼させて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発
生し、その高温ガスを第１タービンに供給してこれを駆
動し、同第１タービンからの排気ガスを熱交換器に入れ
て排熱を与え、その熱交換器から流出したガスを圧縮機
に送り、同圧縮機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセ
ミクローズドサイクルを構成し、更に前記熱交換器で回
収した排熱を前記セミクローズドサイクルとは別置の第
３タービンの入口流路に与えると共に、前記熱交換器に
前記第１タービンから流入するガスの一部を前記圧縮機
へ送る流路から抽気して別置の第２タービンに送り、同
第２タービンの戻りガスは復水器に戻るように構成し、
同復水器にはＣＯ2 等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空
ファン又はポンプを備えたクローズドガスタービンプラ
ントにおいて、前記第３タービンの出口から抽気した蒸
気を前記第１タービンに冷却蒸気として供給してタービ
ン翼を冷却させ昇温した蒸気を前記燃焼器の入口に回収
する回収型冷却系統を設けたことを特徴とするクローズ
ドガスタービンプラント。
【００２７】本発明は前述のように（１），（５），
（１１），（１８）の発明を基本的な発明としている。
まず（１）の発明においては、圧縮機、燃焼室、タービ
ン及び熱交換器の経路でセミクローズドサイクルを構成
しているので燃料と酸素とを燃焼させて高温のガスを発
生させ、タービンを駆動するプラントの高温ガスを有効
に利用するシステムの応用が容易に構成することができ
る。本発明の（２）においては、上記（１）のセミクロ
ーズドサイクルを起動する際には補助ボイラを作動させ
て、その発生した蒸気を燃焼室へ導入して燃焼室で発生
する約３０００℃の高温ガスを希釈し、セミクローズド
サイクルが自立して燃焼室が自身で発生したガスが供給
されるまでの間補助ボイラを運転するのでガスタービン
プラントが起動し、定常運転に至るまでの間をスムーズ
に立ち上がらせることができる。又、本発明の（３）で
は、上記（２）における補助ボイラが高圧蒸気を発生す
るボイラを用いるので、その接続位置を圧縮機の出口又
は燃焼室車室とすることができ、圧縮機の起動時の負担
を軽減することができる。更に、又、本発明の（４）で
は上記（２）における補助ボイラが大気圧前後の蒸気を
発生するボイラを用い、その接続位置を圧縮機の入口か
又は圧縮機が低圧と中圧圧縮機に分割されている場合に
はその中間位置に接続して運転する。そのために補助ボ
イラを小型にし、設備を簡略化することができる。
【００２８】基本発明の（５）においては、蒸気流路に
圧力センサ、温度センサを設け、これら両センサの検出
信号を制御装置に入力する。制御装置では、例えばプラ
ントの定常運転に必要な乾き度の蒸気条件（圧力，温
度）をあらかじめ設定しておき、起動時における両セン
サからの検出信号と比較し、定常運転に必要な蒸気条件
を満足しているか否かを判定し、蒸気条件が満足されて
いなければドレン弁を開いて蒸気を外部に排出するよう
に制御する。両検出信号が蒸気条件を満足していればド
レン弁を閉じ、サイクルが自立して定常運転へ移させ
る。ガスタービンプラントにおいては、燃料と酸素とを
燃焼させると３０００℃程度の高温ガスが発生するので
起動時には、この高温ガスを補助ボイラを運転して希釈
し、タービンが耐えうるガス温度に下げて運転する必要
がある。そのため起動に当たってはサイクルが自立し、
ガス条件（圧力，温度）が確立するまでにタービンや圧
縮機に湿り蒸気が流入して破損する危険を回避しなけれ
ばならないが、本発明の（５）により上述のように安全
な起動運転が可能となる。
【００２９】又、上記（５）の発明の圧力センサ、温度
センサ及びドレン弁は（６），（７），（８）の発明の
ようにそれぞれ別置の高圧タービン入口側、圧縮機入口
側、別置の低圧タービン入口側の各流路に設け、それぞ
れプラントの特性に応じて別個にこれら装置へ流入する
ガスを制御しても良く、又、（１０）の発明のように、
高圧タービン出入口、圧縮機入口、低圧タービン入口に
それぞれ両センサとドレン弁を設け、これら各装置を制
御装置で同時に監視するようにしても良く、プラントの
各装置の能力やシステムの特性に合わせて制御を行えば
良い。又、（９）の発明では、別置の高圧タービンの排
気蒸気の一部を抽気して、この蒸気をタービンの翼の冷
却やシール蒸気として用いており、このような翼冷却蒸
気の入口側にも圧力センサ、温度センサ及びドレン弁を
設け、起動時に制御装置でドレン弁を制御し、蒸気条件
が整うまでの間ドレン弁から蒸気を外部に排出している
のでプラントの起動時の安全性が一層確実となるもので
ある。
【００３０】基本発明の（１１）においては、制御装置
にあらかじめ各装置での流量等の条件を設定しておき、
各装置の流量を設定蒸気条件に基づいて制御し、これと
共に燃料条件も設定しておき、燃料の流量も制御可能と
する制御装置を付加する。ガスタービンプラントにおい
ては、燃料と酸素とを燃焼させ、発生する蒸気は３００
０℃程度となり、この高温蒸気でタービンを駆動するの
で、起動時に蒸気を３０００℃から低温に希釈してター
ビンが耐えうる温度にしてからタービンに流入させ、
又、発生した高温ガスを有効利用して効率化を図るため
に複雑なシステムを構成している。従って、このような
複雑なプラントで蒸気流路を制御するための制御方式が
重要となり、本発明の（１１）により上述のように安全
な起動安定が可能となる。
【００３１】又、上記（１１）の発明の制御装置は、圧
縮機のガス圧力を制御するために（１２）の発明のよう
に圧縮機の静翼を可変翼とし、この可変翼は例えば、翼
のコード上の１点を中心として回転する可変翼として制
御装置にはあらかじめ可変翼の回転角とガス圧力との特
性を記憶させておき、設定条件に合うように翼の回転を
制御する。又、（１３）の発明では、高圧タービンの入
口側に弁を設けておき、あらかじめ定められた弁の開度
と圧力との特性を制御装置に記憶させておき、設定した
条件となるように制御装置により弁を制御することがで
きる。又、（１４）の発明のように低圧タービンの入口
側に弁を設けておき、上記と同様に制御装置で弁の開度
を制御し、低圧タービン入口の圧力を制御することがで
きる。又、（１５）の発明のように、高圧タービンの戻
り蒸気の一部を抽気し、この蒸気でタービンの翼を冷却
する蒸気流路を設け、この蒸気流路に弁を設けておき、
制御装置で前記の（１３），（１４）と同様に弁の開度
を制御する。又、（１６）の発明では、制御装置はター
ビンの蒸気温度を検出して入力し、これを監視してあら
かじめ定められたタービン入口温度を超えないように燃
焼室の燃料酸素供給用弁を制御して燃料量を制御し、こ
れによりタービンが安全運転することができる。
【００３２】更に、基本発明の（８）においては、第３
タービンから第１タービンへ回収型冷却系統によって導
かれた冷却蒸気は燃焼器の入口に回収されるので、その
分、第１タービンガスパス内部へ流れる冷却蒸気量が減
少する。タービンガスパス内部への冷却蒸気の混入量が
減らされ、ガスパス内部流体の冷却蒸気がガスパス内流
体と混合するときの圧力損失が減り、また、第１タービ
ンを冷却して得られた熱を燃焼器に回収し燃料流量を減
少させることができ、起動時の安全運転がなされること
はもちろん発電端効率が向上される。
【００３３】
【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
施の一形態に係るクローズドガスタービンプラントの全
体の系統図である。図において、圧縮機１は低圧圧縮機
１−１と高圧圧縮機１−２からなり、高圧圧縮機１−２
を出た蒸気は熱交換器４の４−１を通り、燃焼室２に入
り、ここで炭化水素燃料と酸素とを燃焼して加熱され、
約３０００℃の高温ガスとなり、タービン３に流入す
る。タービン３は高温高圧タービン３−１と高温低圧タ
ービン３−２からなり、高温高圧タービン３−１に流入
するガスは定常運転時には戻りガスで希釈されているの
で、約１７００℃で運転され、その排気ガスで高温低圧
タービン３−２を駆動し、その排気ガスは熱交換器４の
４−３，４−４で復水に排熱を与えて低圧圧縮機１−１
に戻るサイクルを構成している。
【００３４】熱交換器４−３を出たガスの一部は低圧タ
ービン６を駆動し、その低温となったガスは熱交換器１
０で循環する復水に熱を与え復水器７に入って復水する
と共に、非凝縮性ガスは真空ファン又はポンプで抜かれ
る。一方低圧タービン６で仕事をしてガスから復水した
水は脱気器８にそのまま流入する。
【００３５】復水器７からの水の一部はポンプ４２で熱
交換器１０に導かれ、ここで加熱されて脱気器８に入
り、低圧タービン６からの水と一緒になり、脱気されて
給水ポンプ９により熱交換器４−４，４−３を通り、こ
こで排熱が与えられ、更に、必要に応じて弁を切替える
ことにより熱交換器４−２を通って加熱され、高圧ター
ビン５へ流入する。
【００３６】高圧タービン５で仕事をし、タービンを駆
動した蒸気の一部は高圧圧縮機１−２の出口側の蒸気と
合流し、熱交換器４−１で熱を与えて燃焼室２へ戻り、
残りの蒸気は高温低圧タービン３−２の冷却用の蒸気と
して供給される。
【００３７】又、復水器７からの水はポンプ１１により
高圧圧縮機１−２の入口側に搬送され、中間冷却器スプ
レー弁４１からスプレーされて高圧圧縮機１−２に入る
ガスの温度を調節している。
【００３８】又、高圧タービン５の入口側にはガバナ弁
２３、ドレン弁３４、高温低圧タービン３−２の入口側
にはガバナ弁３１、ドレン弁２１、低圧タービン６の入
口側にはガバナ弁３２、ドレン弁２２及び低圧圧縮機１
−１の入口側には遮断弁４４、ドレン弁３３をそれぞれ
設け、流量の調節とドレンの排出ができるようになって
いる。
【００３９】上記のようなガスタービンのプラント構成
において、補助ボイラ１２が低圧圧縮機１−１の入口側
に設けられており、この補助ボイラ１２はプラントの起
動時に使用される。燃料と酸素を燃焼室２で燃焼し、高
温ガスを発生させるとガス温度は３０００℃程度とな
り、起動時には３０００℃の蒸気がそのまま高温高圧タ
ービン３−１に流入するとタービンへ導入可能な温度を
超えてしまうのでガスを希釈してタービンに導入する必
要がある。
【００４０】そこで起動時には補助ボイラ１２を運転し
て低圧圧縮機１−１の入口側に低温の蒸気を流入させ、
高圧圧縮機１−２、熱交換器４−１を経て燃焼室２に供
給し、ここで発生する高温ガスを希釈して３０００℃以
下、例えば１７００℃程度として高温高圧タービン３−
１へ導入可能な温度として高温高圧タービン３−１へ供
給し、運転する。
【００４１】起動時に補助ボイラ１２を運転し、圧縮機
１、燃焼室２、タービン３、熱交換器４からなるセミク
ローズドサイクルが燃焼器２自身で発生したガスでシス
テムが運転可能となり、定常状態となると、補助ボイラ
１２の運転を停止し、燃焼室自身で発生したガスで定常
運転を続ける。
【００４２】なお図１では補助ボイラ１２の位置は低圧
圧縮機１−１の入口側に接続して蒸気を供給する例で示
しているが、この例では補助ボイラ１２が発生する蒸気
は０．５〜５kg/cm2a の大気圧前後の圧力の場合であ
り、従って低圧圧縮機１−１の入口側に接続したが、こ
の位置は低圧圧縮機１−１と高圧圧縮機１−２との中間
に接続しても良い。
【００４３】又、補助ボイラ１２の発生する蒸気が５〜
１００kg/cm2a の高圧蒸気であって補助ボイラ１２がこ
の範囲の高圧蒸気を発生する能力がある場合には、補助
ボイラ１２の接続位置は高圧にする必要がないので高圧
圧縮機１−２の出口又は燃焼室２の車室とすることがで
きる。
【００４４】上記に説明の実施の形態のクローズドガス
タービンプラントによれば、燃料と酸素を燃焼して高温
のガスを発生し、タービンを駆動するシステムにおい
て、圧縮機１、燃焼室２、タービン３、熱交換器４の経
路からなるセミクローズドサイクルを構成し、補助ボイ
ラ１２を備えてプラントの起動時に補助ボイラ１２を運
転してその蒸気で燃焼室２で発生する高温ガスを希釈し
て運転を立ち上がらせるように構成したので、その起動
がスムーズに行え、ガスタービンプラントの起動方法が
確立され、システムの実用化が可能となったものであ
る。
【００４５】図２は図１で説明したクローズドガスター
ビンプラントの蒸気条件制御の系統図である。図におい
て、高圧タービン５の入口にはドレン弁３４、と圧力セ
ンサＰ1 ，温度センサＴ1 ，湿度センサＭ1 が設けられ
る。同様に圧縮機１の入口にはドレン弁３３、圧力セン
サＰ2 ，温度センサＴ2 ，湿度センサＭ2 が設けられ
る。又、低圧タービン６の入口にはドレン弁２２，圧力
センサＰ3 ，温度センサＴ3 ，湿度センサＭ3 が、更に
高圧タービン５の出口にはドレン弁２１，圧力センサＰ
4 ，温度センサＴ4 ，湿度センサＭ4 がそれぞれ設けら
れている。
【００４６】上記のドレン弁２１，２２，３３，３４，
圧力センサＰ1 〜Ｐ4 ，温度センサＴ1 〜Ｔ4 ，湿度セ
ンサＭ1 〜Ｍ4 はそれぞれＡ／Ｄ変換器４７−１〜４７
−４を介して制御装置４８−１に接続されており、制御
装置４８−１では各系統の圧力センサＰ1 〜Ｐ4 ，温度
センサＴ1 〜Ｔ4 ，湿度センサＭ1 〜Ｍ4 の検出信号を
Ａ／Ｄ変換器４７−１〜４７−４を介して入力し、それ
ぞれ各系統での正常運転に見合った圧力、温度、湿度の
蒸気条件になるまでドレン弁２１，３３〜３４を開いて
蒸気を排出させ、条件が整うと該当するドレン弁２１，
２２，３３，３４を閉じる信号を出力し、該当するドレ
ン弁を制御する。
【００４７】上記の制御装置４８−１にはそれぞれ各系
統、即ち、高圧タービン５の入口、圧縮機１の入口、低
圧タービン６の入口及び高圧タービン５の出口における
定常運転時での乾き蒸気の条件（蒸気圧力，温度，湿
度）が記憶されている。これらの条件設定は入力装置４
９−１から入力され、制御装置４８−１内の記憶装置に
設定され、又、必要に応じて適宜これら設定値を修正す
ることができる。
【００４８】制御装置４８−１は、プラントが起動する
と、各系統の圧力センサＰ1 〜Ｐ4，温度センサＴ1 〜
Ｔ4 ，湿度センサＭ1 〜Ｍ4 からの検出信号を取込み、
記憶されている各系統の定常運転時に必要な乾き蒸気の
条件（圧力，温度，湿度）が該当する系統においてすべ
て満足したか否かを比較し、これら条件を満たしていな
い場合には該当するドレン弁２１，２２，３３，３４を
開く信号を出力しており、これら条件がすべて満たすと
該当するドレン弁を閉じる信号を出力する。
【００４９】なお、上記に説明の実施の形態において
は、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ及びドレン弁
２１，２２，３３，３４を４ヶ所に設置し、制御装置４
８−１でドレン弁２１，２２，３３，３４の４ヶ所を制
御する例で説明したが、本発明はかならずしもこれに限
定するものではなく、制御するドレン弁は必要に応じ、
又、プラントの特性等により、必要な個所、あるいは適
宜組合せて制御しても良いものである。
【００５０】本実施の形態においては、上記のように起
動時において補助ボイラ１２を作動させ、その発生する
蒸気で燃焼室２で発生するガスを希釈してプラントの運
転を開始するが、サイクルが自立して各系統において蒸
気条件（圧力，温度，湿度）が確立するまでの間は、蒸
気条件を満たさない湿り蒸気が圧縮機やタービンに流入
するとこれらが破損する危険がある。
【００５１】上記に説明のような制御を行うことによ
り、プラントの起動時において、各系統の蒸気条件を満
たしてないと該当する系統のドレン弁を開き、蒸気を外
部に排気し、蒸気条件を満たすとドレン弁を閉じて定常
運転に入るので安全で確実な起動がなされる。
【００５２】なお、上記の実施の形態においては、圧力
センサＰ1 〜Ｐ4 ，温度センサＴ1〜Ｔ4 の他に湿度セ
ンサＭ1 〜Ｍ4 を設けた例で説明したが、湿度センサは
かならずしも設けなくても良く、圧力センサと温度セン
サがあれば本発明の機能をはたし、圧力と温度を測定
し、蒸気条件を設定し、制御装置４８−１によりドレン
弁２１，３２，３３，３４を制御できるが湿度センサＭ
1 〜Ｍ4 を設ければ更に精度良く本発明を実現できるも
のである。
【００５３】図３は図１で説明したクローズドガスター
ビンプラントの流量弁制御系統図である。図において、
高圧タービン５の入口側のガバナ弁２３、高圧タービン
５の入口側流路の給水ポンプ９の回転数制御装置９ａ、
給水ポンプ９と並列に設けられたバイパス弁９ｂがそれ
ぞれ設けられており、これらの制御ラインは制御装置４
８−２に接続されている。
【００５４】又、圧縮機１の一部の静翼は可変翼であ
り、この可変翼駆動装置１４７、低圧タービン６入口側
のガバナ弁３２、燃焼室２に供給される燃料供給用弁４
５及び酸素供給用弁４６の各弁の制御ライン並びにター
ビン３の高温高圧タービン出口の温度を測定する温度セ
ンサＴがＡ／Ｄ変換器４７−５を介して制御装置４８−
２に接続されている。
【００５５】更に、高圧タービン５の戻り蒸気を一部抽
気してタービン３の翼を冷却する蒸気系路に設けられた
ガバナ弁３１が設けられ、この制御ラインが制御装置４
８−２に接続されている。
【００５６】上記構成の制御系統において、圧縮機１の
静翼の一部には翼のコード上の１点を中心として翼を回
転し、流量を可変とする可変翼を採用し、この可変翼を
回転駆動する可変翼駆動装置１４７を制御装置４８−２
により制御する。制御方法は可変翼の回転角と圧縮機出
口の蒸気圧力、流量との特性をあらかじめ制御装置４８
−２に記憶させておき、入力装置４９−２で設定した蒸
気流量、圧力条件に従って、この条件に合うように制御
装置４８−２が可変翼駆動装置１４７を制御し、可変翼
の角度を設定する。
【００５７】又、制御装置４８−２は高圧タービン５入
口のガバナ弁２３を制御し、高圧タービン５の出口蒸気
圧力を制御する。制御方法はガバナ弁の開度の高圧ター
ビン５の出口蒸気圧力の特性をあらかじめ制御装置４８
−２に記憶させておき、入力装置４９−２により設定し
た高圧タービン運転条件に従ってガバナ弁２３の開度を
制御して高圧タービン５出口蒸気出力を制御する。又、
高圧タービン５の蒸気流量を給水ポンプ９の回転数制御
装置９ａにより回転数を制御し、又はバイパス弁９ｂの
開度を調整してあらかじめ設定した条件となるように制
御装置４８−２で蒸気流量制御する。
【００５８】又、制御装置４８−２は、低圧タービン６
の入口のガバナ弁３２を制御することにより低圧タービ
ン６の入口圧力、流量を制御し、又、タービン３の高温
高圧タービン３−１、低圧タービン３−２に流入する翼
冷却蒸気入口のガバナ弁３１も制御することにより高温
高圧、低圧タービン３−１，３−２より圧縮機１に戻る
ガスの流量と圧力が制御される。これらの制御方法も上
記と同様にあらかじめ制御装置４８−２に設定した条件
に従って各ガバナ弁の開度を制御するものである。
【００５９】更に、制御装置４８−２は、燃焼室２へ供
給される燃料、酸素の燃料供給用弁４５と酸素供給用弁
４６も制御する。制御装置４８−２にはあらかじめ高温
高圧タービン３−１の入口制御温度と燃料と酸素の比、
流量と弁の開度との特性等が設定して記憶されており、
制御装置４８−２はタービン３の出口又は途中に設けら
れた温度センサＴの信号を入力し、この検出信号を監視
し、設定した温度を超えないように設定条件に従って弁
４５，４６の開度を制御する。
【００６０】なお、上記に説明の制御は図３では高圧タ
ービン５入口、圧縮機１の可変翼、低圧タービン６入
口、タービン冷却蒸気入口及び燃焼室２の各系統全体を
制御装置４８−２で制御する例で説明したが、本発明は
かならずしもこれに限定するものではなく、必要に応じ
て、又、プラントの各系統の特性等に応じて制御装置４
８−２が選択し、各系統を個別に、あるいは必要な系統
のみ組合せて制御しても良いものである。
【００６１】図４は本発明の実施の第２形態のクローズ
ドガスタービンに関するもので、図６の従来例と同じ数
字記号のものは同等の構成部分を示している。図におい
て、図６と異なる部分は、燃焼器１０４は炭化水素燃料
と酸素を燃焼させ、高温の蒸気やＣＯ2 からなるガスを
発生させ、作動ガスとするものである。又、第２タービ
ン１０９の戻りガスは復水器１１１に戻るが、復水器１
１１において非凝縮性ガスは真空ファン又はポンプ３０
０で外部へ抜き出すようにしている。
【００６２】更に、第１タービン１０５の冷却におい
て、従来と同等の第１タービン冷却蒸気１１９に加え、
第１タービン回収型冷却蒸気１２０を第３タービン１１
０出口より抽気し、第１タービン１０５を冷却後、熱交
換器１０３出口ガス（燃焼器１０４入口ガス）と混合さ
せる回収型冷却系統を追加し、起動時の安全性を高める
と共に冷却効率を高めるようにしている。
【００６３】上記構成のクローズドガスタービンプラン
トでは、前記したように第３タービン１１０から第１タ
ービン１０５へ回収型冷却系統によって導かれた冷却蒸
気は燃焼器１０４の入口に回収されるので、その分、第
１タービン１０５のガスパス内部へ流れる冷却蒸気１１
９の量が減少し、これによりタービンガスパス内部への
冷却蒸気の混入量が減らされ、ガスパス内部流体の冷却
蒸気がガスパス内流体と混合するときの圧力損失が減
り、また、第１タービン１０５を冷却して得られた熱を
燃焼器１０４に回収し燃料流量を減少させることがで
き、これにより発電端効率が向上される。
【００６４】
【発明の効果】本発明のクローズドガスタービンは
（１）炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃焼させて高温
蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生し、その高温
ガスをタービンに供給してこれを駆動し、同タービンか
らの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与え、その熱交
換器から流出したガスを圧縮機に送り、同圧縮機からの
圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズドサイクルを
構成することを基本としている。このような構成によ
り、ガスタービンプラントの高温ガスの熱エネルギを有
効利用し、効率の向上を図るシステム構成が容易に構成
できる。又、（２）の発明では、前記セミクローズドサ
イクルには補助ボイラを付加し、同セミクローズドサイ
クルの起動時には、所定の時間同補助ボイラで発生した
蒸気で燃焼室で発生した高温蒸気を希釈して水素燃焼タ
ービンプラントの起動が容易になされる。又、（３）の
発明では、前記補助ボイラは圧縮機出口か又は燃焼室車
室のいずれかに高圧蒸気を供給する構成とし、圧縮機の
起動時の負担を軽減することができる。更に、（４）の
発明では、前記補助ボイラは圧縮機入口か又は低圧と高
圧に分離されている圧縮機の場合にはその中間のいずれ
かに低圧蒸気を供給する構成とし、補助ボイラの負担を
軽減し、補助ボイラの容量を小さくすることができる。
【００６５】本発明の（５）は、上記（１）の発明と同
様のセミクローズドサイクルを構成し、更に前記熱交換
器で回収した排熱を前記セミクローズドサイクルとは別
置の高圧タービンの入口流路に与えると共に、前記熱交
換器に前記タービンから流入するガスの一部を前記圧縮
機へ送る流路から抽気して別置の低圧タービンに送り、
同低圧タービンの戻りガスは復水器に戻るように構成
し、同復水器にはＣＯ2等の非凝縮性ガスを外部へ抜く
真空ファン又はポンプを備えたクローズドガスタービン
プラントにおいて、前記プラントには圧力センサ、温度
センサ及びドレン弁を設け、プラントの起動時に前記両
センサからの検出信号を入力し、これら入力信号に基づ
いて所定の蒸気圧力と蒸気温度の乾き蒸気条件となるま
で前記ドレン弁を開き、ガスを排出するように制御する
制御装置を備えたことを基本的な構成としている。又、
（６）の発明では（５）の圧力センサ、温度センサ及び
ドレン弁を高圧タービン入口側へ、（７）の発明では圧
縮機入口側へ、（８）の発明では低圧タービン入口側
へ、（１０）の発明では、少くとも高圧タービン入口
側、圧縮機入口側、低圧タービン入口側及び高圧タービ
ン出口側に設け、更に（９）の発明ではタービンの翼冷
却用蒸気系統に設ける構成としている。このような構成
によりプラントの起動時に各装置へ流入する蒸気条件
（圧力，温度）を満たす程度に乾いた蒸気となるまでド
レン弁で蒸気を外部に排出するので、タービンや圧縮機
が起動時の湿り蒸気の流入による破損から回避すること
ができ安全な起動が可能となる。
【００６６】本発明の（１１）はクローズドガスタービ
ンプラントにおいて前記プラントにはあらかじめ設定さ
れたガス条件に基づいてガス流量を制御し、あらかじめ
設定された燃料条件に基づいて燃料流量を制御可能な制
御装置を備えたことを基本的な構成とし、又、本発明の
（１２）では、圧縮機の静翼の一部を可変翼とし、この
可変翼を制御装置が制御し、又、（１３）の発明では高
圧タービンの入口側に設けられた弁と共にポンプの回転
数を、又、（１４）の発明では低圧タービンの入口側に
設けられた弁を、又、（１５）では高圧タービンの戻り
蒸気から抽気したタービン翼冷却蒸気系統に設けられた
弁を、それぞれ制御装置が制御し、又、（１６）の発明
では燃焼室の燃料、酸素供給用弁を、制御し、更に（１
７）の発明では圧縮機可変翼、高圧タービン入口弁、低
圧タービン入口弁、タービン翼冷却蒸気系統入口弁、燃
焼室の燃料、酸素供給用弁の少くとも全てを制御装置が
制御することを特徴としている。このような構成によ
り、ガスタービンプラントのガス流量、圧力及び燃料、
酸素の燃料供給の制御が弁の構成と制御装置により簡単
に達成され、安全な運転が可能となったものである。
【００６７】更に、又、本発明の（１８）では、クロー
ズドガスタービンプラントにおいて、前記第３タービン
の出口から抽気した蒸気を前記第１タービンに冷却蒸気
として供給してタービン翼を冷却させ昇温した蒸気を前
記燃焼器の入口に回収する回収型冷却系統を設けたこと
を基本的な特徴としている。このような構成により、第
３タービンから冷却のため第１タービンへ導かれたガス
は燃焼器の入口に回収されるので、その分だけ、第１タ
ービンガスパス内部へ流れる冷却蒸気量が減少される。
又、タービンガスパス内部への冷却蒸気の混入量が減ら
されるので、ガスパス内部流体の冷却蒸気がガスパス内
流体と混合するときの圧力損失が減り、また、第１ター
ビンを冷却して得られた熱を燃焼器に回収し燃料流量を
減少させることができ、起動時の安全運転がなされるこ
とはもちろん、これらの作用により発電端効率が向上さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るクローズドガス
タービンプラントの系統図である。
【図２】本発明の実施の第１形態に係るクローズドガス
タービンプラントの蒸気制御系統図である。
【図３】本発明の実施の第１形態に係るクローズドガス
タービンプラントの制御系統図である。
【図４】本発明の実施の第２形態に係るクローズドガス
タービンプラントの系統図である。
【図５】従来の水素燃焼タービンプラントの一例を示す
系統図である。
【図６】従来の水素燃焼タービンプラントの他の例を示
す系統図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２ 燃焼室 ３ タービン ４，１０ 熱交換器 ５ 高圧タービン ６ 低圧タービン ７ 復水器 ８ 脱気器 ９，１１，４２ 給水ポンプ ９ａ ポンプ回転数制御
装置 ９ｂ バイパス弁 １２ 補助ボイラ ２１，２２，３３，３４，３５ ドレン弁 ２３，３１，３２ ガバナ弁 ４５ 燃料供給用弁 ４６ 酸素供給用弁 ４８−１，４８−２ 制御装置 ４９−１，４９−２ 入力装置 １００ 圧縮機 １０１ 中間冷却器 １０２ 高圧圧縮機 １０３，１０６，１０７，１０８ 熱交換器 １０４ 燃焼器 １０５ 第１タービン １０９ 第２タービン １１０ 第３タービン １１１ 復水器 １１２，１１３ ポンプ １１４，１１５，１１６ 発電機 １１７，１１８ 給水加熱器 １１９ 第１タービン冷却
蒸気 １２０ 第１タービン回収
型冷却蒸気 １４７ 可変翼駆動装置

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃焼さ
    せて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生し、
    その高温ガスをタービンに供給してこれを駆動し、同タ
    ービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与え、
    その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送り、同圧縮
    機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズドサ
    イクルを構成したことを特徴とするクローズドガスター
    ビンプラント。
  2. 【請求項２】 前記セミクローズドサイクルには補助ボ
    イラを付加し、同セミクローズドサイクルの起動時には
    所定の時間同補助ボイラで発生した蒸気で燃焼室で発生
    した前記高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを希釈
    することを特徴とする請求項１記載のクローズドガスタ
    ービンプラント。
  3. 【請求項３】 前記補助ボイラは圧縮機出口か又は燃焼
    室車室のいずれかに高圧蒸気を供給することを特徴とす
    る請求項２記載のクローズドガスタービンプラント。
  4. 【請求項４】 前記補助ボイラは圧縮機入口か又は低圧
    と高圧に分離されている圧縮機の場合にはその中間のい
    ずれかに低圧蒸気を供給することを特徴とする請求項２
    記載のクローズドガスタービンプラント。
  5. 【請求項５】 炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃焼さ
    せて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生し、
    その高温ガスをタービンに供給してこれを駆動し、同タ
    ービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与え、
    その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送り、同圧縮
    機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズドサ
    イクルを構成し、更に前記熱交換器で回収した排熱を前
    記セミクローズドサイクルとは別置の高圧タービンの入
    口流路に与えると共に、前記熱交換器に前記タービンか
    ら流入するガスの一部を前記圧縮機へ送る流路から抽気
    して別置の低圧タービンに送り、同低圧タービンの戻り
    ガスは復水器に戻るように構成し、同復水器にはＣＯ2
    等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空ファン又はポンプを
    備えたクローズドガスタービンプラントにおいて、前記
    プラントには圧力センサ、温度センサ及びドレン弁を設
    け、プラントの起動時に前記両センサからの検出信号を
    入力し、これら入力信号に基づいて所定の蒸気圧力と蒸
    気温度の乾き蒸気条件となるまで前記ドレン弁を開き、
    ガスを排出するように制御する制御装置を備えたことを
    特徴とするクローズドガスタービンプラント。
  6. 【請求項６】 前記圧力センサ、温度センサ及びドレン
    弁は前記別置の高圧タービン入口側に設けたことを特徴
    とする請求項５記載のクローズドガスタービンプラン
    ト。
  7. 【請求項７】 前記圧力センサ、温度センサ及びドレン
    弁は前記圧縮機入口側に設けたことを特徴とする請求項
    ５記載のクローズドガスタービンプラント。
  8. 【請求項８】 前記圧力センサ、温度センサ及びドレン
    弁は前記別置の低圧タービン入口側に設けたことを特徴
    とする請求項５記載のクローズドガスタービンプラン
    ト。
  9. 【請求項９】 前記タービンには前記高圧タービンから
    の戻り蒸気の一部を抽気して翼冷却用蒸気に利用すると
    共に、前記圧力センサ、温度センサ及びドレン弁は同抽
    気系統に設けたことを特徴とする請求項５記載のクロー
    ズドガスタービンプラント。
  10. 【請求項１０】前記圧力センサ、温度センサ及びドレン
    弁は前記高圧タービン入口側、圧縮機入口側、低圧ター
    ビン入口側及び前記高圧タービン出口側に設けると共
    に、前記制御装置は少くともこれら全てのドレン弁を制
    御することを特徴とする請求項５記載のクローズドガス
    タービンプラント。
  11. 【請求項１１】炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃焼さ
    せて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生し、
    その高温ガスをタービンに供給してこれを駆動し、同タ
    ービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱を与え、
    その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送り、同圧縮
    機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミクローズドサ
    イクルを構成し、更に前記熱交換器で回収した排熱を前
    記クローズドガスタービンプラントとは別置の高圧ター
    ビンの入口流路に与えると共に、前記熱交換器に前記タ
    ービンから流入するガスの一部を前記圧縮機へ送る流路
    から抽気して別置の低圧タービンに送り、同低圧タービ
    ンの戻りガスは復水器に戻るように構成し、同復水器に
    はＣＯ2 等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空ファン又は
    ポンプを備えたクローズドガスタービンプラントにおい
    て、前記プラントにはあらかじめ設定されたガス条件に
    基づいてガス流量を制御し、あらかじめ設定された燃料
    条件に基づいて燃料流量を制御可能な制御装置を備えた
    ことを特徴とするクローズドガスタービンプラント。
  12. 【請求項１２】前記圧縮機の静翼は一部を可変翼とする
    共に、前記制御装置は同可変翼を制御して圧縮機のガス
    流量、圧力を制御することを特徴とする請求項１１記載
    のクローズドガスタービンプラント。
  13. 【請求項１３】前記制御装置は前記高圧タービンの入口
    側に設けられた弁を制御すると共に、同入口側ガス流路
    のポンプの回転数を制御し、前記高圧タービンの出力制
    御を行うことを特徴とする請求項１１記載のクローズド
    ガスタービンプラント。
  14. 【請求項１４】前記制御装置は前記低圧タービンの入口
    側に設けられた弁を制御することを特徴とする請求項１
    １記載のクローズドガスタービンプラント。
  15. 【請求項１５】前記タービンには前記高圧タービンから
    の戻り蒸気の一部を抽気して翼冷却用の蒸気に利用する
    と共に、前記制御装置は同抽気蒸気系統に設けられた弁
    を制御することを特徴とする請求項１１記載のクローズ
    ドガスタービンプラント。
  16. 【請求項１６】前記制御装置は前記タービンの蒸気温度
    を検出して入力し、あらかじめ定められたタービン入口
    温度を超えないように前記燃焼室の炭化水素燃料及び酸
    素供給用弁を制御することを特徴とする請求項１１記載
    のクローズドガスタービンプラント。
  17. 【請求項１７】前記制御装置は少くとも前記圧縮機の可
    変翼、高圧タービン入口弁、低圧タービン入口弁、ター
    ビン翼冷却蒸気系統入口弁、燃焼室の炭化水素燃料及び
    酸素供給用弁の全てを監視し、制御することを特徴とす
    る請求項１１記載のクローズドガスタービンプラント。
  18. 【請求項１８】炭化水素燃料と酸素とを燃焼室で燃焼さ
    せて高温蒸気及びＣＯ2 等からなる高温ガスを発生し、
    この高温ガスを第１タービンに供給してこれを駆動し、
    同第１タービンからの排気ガスを熱交換器に入れて排熱
    を与え、その熱交換器から流出したガスを圧縮機に送
    り、同圧縮機からの圧縮ガスを前記燃焼室へ戻すセミク
    ローズドサイクルを構成し、更に前記熱交換器で回収し
    た排熱を前記セミクローズドサイクルとは別置の第３タ
    ービンの入口流路に与えると共に、前記熱交換器に前記
    第１タービンから流入するガスの一部を前記圧縮機へ送
    る流路から抽気して別置の第２タービンに送り、同第２
    タービンの戻りガスは復水器に戻るように構成し、同復
    水器にはＣＯ2 等の非凝縮性ガスを外部へ抜く真空ファ
    ン又はポンプを備えたクローズドガスタービンプラント
    において、前記第３タービンの出口から抽気した蒸気を
    前記第１タービンに冷却蒸気として供給してタービン翼
    を冷却させ昇温した蒸気を前記燃焼器の入口に回収する
    回収型冷却系統を設けたことを特徴とするクローズドガ
    スタービンプラント。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7074033B2 (en) * 2003-03-22 2006-07-11 David Lloyd Neary Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions
JP2013533942A (ja) * 2010-07-02 2013-08-29 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 低エミッショントリプルサイクル発電システム及び方法
US9562473B2 (en) 2013-08-27 2017-02-07 8 Rivers Capital, Llc Gas turbine facility
CN106917680A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 株式会社东芝 燃气轮机设备
US10103737B2 (en) 2014-11-12 2018-10-16 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
DE112016006587T5 (de) 2016-03-14 2018-12-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Gasturbineneinrichtung
CN109973220A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 通用电气公司 用于旋转机械的涡轮增压器系统及其组装方法
US10526968B2 (en) 2015-12-22 2020-01-07 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Gas turbine facility
US10533461B2 (en) 2015-06-15 2020-01-14 8 Rivers Capital, Llc System and method for startup of a power production plant
JP2020076398A (ja) * 2014-07-08 2020-05-21 ８ リバーズ キャピタル，エルエルシー 効率が向上した動力発生方法およびシステム
US10731571B2 (en) 2016-02-26 2020-08-04 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for controlling a power plant
US10961920B2 (en) 2018-10-02 2021-03-30 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
JP2022109472A (ja) * 2021-01-15 2022-07-28 株式会社アルファ 電子キー
US11549433B2 (en) 2019-10-22 2023-01-10 8 Rivers Capital, Llc Control schemes for thermal management of power production systems and methods
US11686258B2 (en) 2014-11-12 2023-06-27 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US11719155B2 (en) 2021-06-21 2023-08-08 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Method for operating gas turbine combustor

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7147461B2 (en) 2003-03-22 2006-12-12 David Lloyd Neary Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions
US7074033B2 (en) * 2003-03-22 2006-07-11 David Lloyd Neary Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions
JP2013533942A (ja) * 2010-07-02 2013-08-29 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 低エミッショントリプルサイクル発電システム及び方法
US9903271B2 (en) 2010-07-02 2018-02-27 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission triple-cycle power generation and CO2 separation systems and methods
US9562473B2 (en) 2013-08-27 2017-02-07 8 Rivers Capital, Llc Gas turbine facility
US10794274B2 (en) 2013-08-27 2020-10-06 8 Rivers Capital, Llc Gas turbine facility with supercritical fluid “CO2” recirculation
JP2020076398A (ja) * 2014-07-08 2020-05-21 ８ リバーズ キャピタル，エルエルシー 効率が向上した動力発生方法およびシステム
JP7112378B2 (ja) 2014-07-08 2022-08-03 ８ リバーズ キャピタル，エルエルシー 効率が向上した動力発生方法およびシステム
US11365679B2 (en) 2014-07-08 2022-06-21 8 Rivers Capital, Llc Method and system for power production with improved efficiency
US10103737B2 (en) 2014-11-12 2018-10-16 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US12012904B2 (en) 2014-11-12 2024-06-18 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US11473509B2 (en) 2014-11-12 2022-10-18 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US11686258B2 (en) 2014-11-12 2023-06-27 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US10533461B2 (en) 2015-06-15 2020-01-14 8 Rivers Capital, Llc System and method for startup of a power production plant
US10526968B2 (en) 2015-12-22 2020-01-07 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Gas turbine facility
CN106917680A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 株式会社东芝 燃气轮机设备
CN106917680B (zh) * 2015-12-24 2018-12-18 东芝能源系统株式会社 燃气轮机设备
US10731571B2 (en) 2016-02-26 2020-08-04 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for controlling a power plant
US11466627B2 (en) 2016-02-26 2022-10-11 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for controlling a power plant
DE112016006587T5 (de) 2016-03-14 2018-12-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Gasturbineneinrichtung
US10738657B2 (en) 2016-03-14 2020-08-11 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Gas turbine facility exhaust gas supply heat exchange arrangement
DE112016006587B4 (de) 2016-03-14 2025-07-10 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Gasturbineneinrichtung
CN109973220B (zh) * 2017-12-27 2022-12-30 通用电气公司 用于旋转机械的涡轮增压器系统及其组装方法
CN109973220A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 通用电气公司 用于旋转机械的涡轮增压器系统及其组装方法
US10961920B2 (en) 2018-10-02 2021-03-30 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US11549433B2 (en) 2019-10-22 2023-01-10 8 Rivers Capital, Llc Control schemes for thermal management of power production systems and methods
US12110822B2 (en) 2019-10-22 2024-10-08 8 Rivers Capital, Llc Control schemes for thermal management of power production systems and methods
US12480443B2 (en) 2019-10-22 2025-11-25 8 Rivers Capital, Llc Control schemes for thermal management of power production systems and methods
JP2022109472A (ja) * 2021-01-15 2022-07-28 株式会社アルファ 電子キー
US11719155B2 (en) 2021-06-21 2023-08-08 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Method for operating gas turbine combustor

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