JP2000352320A - ガスタービンプラント - Google Patents
ガスタービンプラントInfo
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- JP2000352320A JP2000352320A JP11352190A JP35219099A JP2000352320A JP 2000352320 A JP2000352320 A JP 2000352320A JP 11352190 A JP11352190 A JP 11352190A JP 35219099 A JP35219099 A JP 35219099A JP 2000352320 A JP2000352320 A JP 2000352320A
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- Japan
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- gas turbine
- compressor
- air
- evaporative coolant
- spraying
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Abstract
(57)【要約】
【課題】吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガ
スタービンプラントにおいて、蒸発冷却材を噴霧する機
器のスペースを少なくすること、及び蒸発冷却材を噴霧
する機器の設置による吸気通過抵抗の増大を極めて小さ
くすること。そして蒸発冷却材を噴霧が突然停止した場
合に、ガスタービンの翼や機器が、過度の高温度に曝さ
れるのを防ぐこと、及びその時にコンプレッサーのサー
ジングも防ぐこと。また、噴霧に使用する空気量を節約
すること。 【解決手段】前者に対しては、蒸発冷却材の配管、ノズ
ル類をサイレンサー内に配置して、サイレンサー内で噴
霧する。中者に対しては、蒸発冷却材の噴霧が緊急停止
した場合、燃料流量、吸気のコンプレッサーが取り込む
量を、非噴霧時水準まで自動的に下げる。後者に対して
は、直角に屈曲する風路の手前で、小面積噴霧パターン
で噴霧する。
スタービンプラントにおいて、蒸発冷却材を噴霧する機
器のスペースを少なくすること、及び蒸発冷却材を噴霧
する機器の設置による吸気通過抵抗の増大を極めて小さ
くすること。そして蒸発冷却材を噴霧が突然停止した場
合に、ガスタービンの翼や機器が、過度の高温度に曝さ
れるのを防ぐこと、及びその時にコンプレッサーのサー
ジングも防ぐこと。また、噴霧に使用する空気量を節約
すること。 【解決手段】前者に対しては、蒸発冷却材の配管、ノズ
ル類をサイレンサー内に配置して、サイレンサー内で噴
霧する。中者に対しては、蒸発冷却材の噴霧が緊急停止
した場合、燃料流量、吸気のコンプレッサーが取り込む
量を、非噴霧時水準まで自動的に下げる。後者に対して
は、直角に屈曲する風路の手前で、小面積噴霧パターン
で噴霧する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、ガスタービンを有
する電力・動力発生用ガスタービンプラントにおいて、
コンプレッサー前で蒸発冷却材を噴霧する機能を有し、
ガスタービンの作動流体（空気）をコンプレサーの入口
前後にかけて冷却して出力を増加するガスタービンプラ
ントで、コンプレッサーからの騒音を減少するサイレン
サーと蒸発冷却材（特には水、また液体空気も含む）を
噴霧する部分を一体化する構造に関する。
する電力・動力発生用ガスタービンプラントにおいて、
コンプレッサー前で蒸発冷却材を噴霧する機能を有し、
ガスタービンの作動流体（空気）をコンプレサーの入口
前後にかけて冷却して出力を増加するガスタービンプラ
ントで、コンプレッサーからの騒音を減少するサイレン
サーと蒸発冷却材（特には水、また液体空気も含む）を
噴霧する部分を一体化する構造に関する。
【０００２】また本出願は、冷却材噴霧が突発的に停止
した場合にガスタービンやコンプレッサーに不要な負荷
を避ける制御にも関する。
した場合にガスタービンやコンプレッサーに不要な負荷
を避ける制御にも関する。
【０００３】また本出願は、噴霧の際に供給する空気量
を少なくするスプレー技術にも関する。
を少なくするスプレー技術にも関する。
【０００４】
【従来の技術】最近、電力発生用ガスタービンが、コン
バインドサイクルシステム、石炭ガス化発電システムな
どに広く使用されつつある。
バインドサイクルシステム、石炭ガス化発電システムな
どに広く使用されつつある。
【０００５】しかし、ガスタービンプラントにおいて
は、夏期の吸気温度が高くなった場合に空気密度が低下
して吸気質量が減少するが、しかし吸入空気容積は減少
しないのでコンプレッサーの圧縮仕事は大きく変わらな
い。一方燃焼ガスの膨張で発生する仕事は、吸気質量が
減少した分減少する。そのためにガスタービン出力が大
きく低下する。
は、夏期の吸気温度が高くなった場合に空気密度が低下
して吸気質量が減少するが、しかし吸入空気容積は減少
しないのでコンプレッサーの圧縮仕事は大きく変わらな
い。一方燃焼ガスの膨張で発生する仕事は、吸気質量が
減少した分減少する。そのためにガスタービン出力が大
きく低下する。
【０００６】この改善としては吸気に水や液体空気など
の蒸発冷却材を噴霧する方法が多く提案されてきた。
の蒸発冷却材を噴霧する方法が多く提案されてきた。
【０００７】しかし、蒸発冷却材を噴霧するには吸気ダ
クト内に大きな物体を構築して、そこから噴霧してお
り、吸気ダクト内での吸気通過抵抗に関しては注意が払
われていなかった。吸気通過抵抗が増加すると、その抵
抗は単なる動力ロスだけではなく、コンプレッサーに吸
入する空気質量も減少するので、それによりガスタービ
ンの出力ロスも生じる。
クト内に大きな物体を構築して、そこから噴霧してお
り、吸気ダクト内での吸気通過抵抗に関しては注意が払
われていなかった。吸気通過抵抗が増加すると、その抵
抗は単なる動力ロスだけではなく、コンプレッサーに吸
入する空気質量も減少するので、それによりガスタービ
ンの出力ロスも生じる。
【０００８】また、蒸発冷却材噴霧が突発的に停止した
場合には、ガスタービンの羽根などは仕様以上の高温度
にさらされ、またコンプレッサーはサージングになる可
能性がある。それを以下に説明する。
場合には、ガスタービンの羽根などは仕様以上の高温度
にさらされ、またコンプレッサーはサージングになる可
能性がある。それを以下に説明する。
【０００９】吸気に蒸発冷却材を流している場合には、
コンプレッサー内の温度が低下しているのでより多くの
質量の吸気送り込みが可能になり、それに対して多量の
燃料を送り込んでいる状態である。しかしそれが吸気冷
却が一気に崩れた場合には、吸気冷却中のようにコンプ
レッサーは吸気を多量に取り込むことが困難になり、一
方ガスタービンの燃焼器では、吸気に対して燃料が過剰
になり、燃焼温度が急激に上昇することになる。
コンプレッサー内の温度が低下しているのでより多くの
質量の吸気送り込みが可能になり、それに対して多量の
燃料を送り込んでいる状態である。しかしそれが吸気冷
却が一気に崩れた場合には、吸気冷却中のようにコンプ
レッサーは吸気を多量に取り込むことが困難になり、一
方ガスタービンの燃焼器では、吸気に対して燃料が過剰
になり、燃焼温度が急激に上昇することになる。
【００１０】また、コンプレッサー内で水滴が蒸発する
場合には、吸気の温度降下による密度上昇により蒸発個
所以降のコンプレッサー段では余裕が生じる。そこでコ
ンプレッサー入口側のＩＧＶや可変静翼の角度を調節し
てコンプレッサー流入量を増加すると、ガスタービン出
力をさらに増加できる。しかし、その状態で蒸発冷却材
が停止すると、吸気は質量が略同等でも、温度が高い分
容積が増加するので、コンプレッサーの負荷が増大して
サージングが起き易くなる。これらを避ける根本的配慮
はなかった。
場合には、吸気の温度降下による密度上昇により蒸発個
所以降のコンプレッサー段では余裕が生じる。そこでコ
ンプレッサー入口側のＩＧＶや可変静翼の角度を調節し
てコンプレッサー流入量を増加すると、ガスタービン出
力をさらに増加できる。しかし、その状態で蒸発冷却材
が停止すると、吸気は質量が略同等でも、温度が高い分
容積が増加するので、コンプレッサーの負荷が増大して
サージングが起き易くなる。これらを避ける根本的配慮
はなかった。
【００１１】また、蒸発冷却材の噴霧は、吸気の流れに
対して直角面で見た場合にはできるだけ均一な方が、コ
ンプレッサーの部分サージングや燃焼器の温度均一性か
らは望ましい。コンプレッサー前の風路で蒸発冷却材を
噴霧する場合、風路内において吸気は早い速度（２０ｍ
／秒から３０ｍ／秒）で流れているので、それに負けな
い勢いで噴霧するには大風量が必要である。噴霧した水
滴は、噴射空気と共にその周囲の空気を巻きこんで広が
る。そのため円錐面状に均一に噴霧するに場合において
は、周囲の空気速度が速い場合の方が周囲が静止空気の
場合よりも多くの噴射空気量を消費する。
対して直角面で見た場合にはできるだけ均一な方が、コ
ンプレッサーの部分サージングや燃焼器の温度均一性か
らは望ましい。コンプレッサー前の風路で蒸発冷却材を
噴霧する場合、風路内において吸気は早い速度（２０ｍ
／秒から３０ｍ／秒）で流れているので、それに負けな
い勢いで噴霧するには大風量が必要である。噴霧した水
滴は、噴射空気と共にその周囲の空気を巻きこんで広が
る。そのため円錐面状に均一に噴霧するに場合において
は、周囲の空気速度が速い場合の方が周囲が静止空気の
場合よりも多くの噴射空気量を消費する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】したがって本出願で
は、蒸発冷却材を噴霧する際に、蒸発冷却材を噴霧する
設置スペースを節約し、また噴霧機器による吸気通過抵
抗をできるだけ少なくする。また、蒸発冷却材噴霧が突
発的に停止した場合において、ガスタービンの羽根など
が仕様以上の高温度にさらされることを避け、またコン
プレッサーがサージングになることを避も避ける。さら
に、噴霧の際に供給する空気量を少なくする噴霧技術に
関する。
は、蒸発冷却材を噴霧する際に、蒸発冷却材を噴霧する
設置スペースを節約し、また噴霧機器による吸気通過抵
抗をできるだけ少なくする。また、蒸発冷却材噴霧が突
発的に停止した場合において、ガスタービンの羽根など
が仕様以上の高温度にさらされることを避け、またコン
プレッサーがサージングになることを避も避ける。さら
に、噴霧の際に供給する空気量を少なくする噴霧技術に
関する。
【００１３】
【００１４】請求項１では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサー内
に蒸発冷却材を流す配管と蒸発冷却材を噴霧する空気を
流す配管及びノズルを配置し、このサイレンサーのコン
プレッサー側には拡大風路域を有し、蒸発冷却材及び空
気を、これらの配管に通して拡大風路域内または拡大風
路前で、噴霧することを特徴とするガスタービンプラン
トからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサー内
に蒸発冷却材を流す配管と蒸発冷却材を噴霧する空気を
流す配管及びノズルを配置し、このサイレンサーのコン
プレッサー側には拡大風路域を有し、蒸発冷却材及び空
気を、これらの配管に通して拡大風路域内または拡大風
路前で、噴霧することを特徴とするガスタービンプラン
トからなる。
【００１５】請求項２では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内又は同構成要素間に、蒸発冷却材を流す配管
及び蒸発冷却材を噴霧する空気を流す配管を、吸気とは
接触しない位置に配置して、蒸発冷却材及び空気をこれ
らの配管に通してノズルから噴霧することを特徴とする
ガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内又は同構成要素間に、蒸発冷却材を流す配管
及び蒸発冷却材を噴霧する空気を流す配管を、吸気とは
接触しない位置に配置して、蒸発冷却材及び空気をこれ
らの配管に通してノズルから噴霧することを特徴とする
ガスタービンプラントからなる。
【００１６】請求項３では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内に蒸発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴
霧する空気を流す配管を配置し、ノズルを前記配管の少
なくとも一方に直接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及
び空気をこれらの配管に通してこのノズルから噴霧する
ことを特徴とするガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内に蒸発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴
霧する空気を流す配管を配置し、ノズルを前記配管の少
なくとも一方に直接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及
び空気をこれらの配管に通してこのノズルから噴霧する
ことを特徴とするガスタービンプラントからなる。
【００１７】請求項４では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内に蒸発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴
霧する空気を流す配管を配置し、ノズルをサイレンサー
の構成要素に直接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及び
空気をこれらの配管に通してこのノズルから噴霧するこ
とを特徴とするガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却す
るガスタービンプラントにおいて、コンプレッサーの騒
音を減少するサイレンサーを有し、このサイレンサーの
構成要素内に蒸発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴
霧する空気を流す配管を配置し、ノズルをサイレンサー
の構成要素に直接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及び
空気をこれらの配管に通してこのノズルから噴霧するこ
とを特徴とするガスタービンプラントからなる。
【００１８】請求項５では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器からなり、コ
ンプレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材はコン
プレッサーの前及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷
却材の噴霧量が噴霧設定量より急に減少する場合に、ガ
スタービンへの燃料供給量を、蒸発冷却材を噴霧しない
運転条件での燃料供給量に自動的に減少することを特徴
とするガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器からなり、コ
ンプレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材はコン
プレッサーの前及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷
却材の噴霧量が噴霧設定量より急に減少する場合に、ガ
スタービンへの燃料供給量を、蒸発冷却材を噴霧しない
運転条件での燃料供給量に自動的に減少することを特徴
とするガスタービンプラントからなる。
【００１９】請求項６では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器からなり、コ
ンプレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材はコン
プレッサーの前及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷
却材の噴霧量が噴霧設定量より急に減少する場合に、Ｉ
ＧＶ角度及びまたは静翼の角度を、蒸発冷却材を噴霧し
ない運転条件での角度に自動的に変更することを特徴と
するガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器からなり、コ
ンプレッサーの吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材はコン
プレッサーの前及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷
却材の噴霧量が噴霧設定量より急に減少する場合に、Ｉ
ＧＶ角度及びまたは静翼の角度を、蒸発冷却材を噴霧し
ない運転条件での角度に自動的に変更することを特徴と
するガスタービンプラントからなる。
【００２０】請求項７では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧
して吸気を冷却するガスタービンプラントにおいて、蒸
発冷却材をノズルから噴霧するパターンが直線状パター
ンまたは環状（円環，角環）パターンであり、蒸発冷却
材を噴霧してからコンプレッサーに至るまでの吸気の通
路が直角に屈曲し、この直角に屈曲する個所より前で蒸
発冷却材を噴霧することを特徴とするガスタービンプラ
ントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧
して吸気を冷却するガスタービンプラントにおいて、蒸
発冷却材をノズルから噴霧するパターンが直線状パター
ンまたは環状（円環，角環）パターンであり、蒸発冷却
材を噴霧してからコンプレッサーに至るまでの吸気の通
路が直角に屈曲し、この直角に屈曲する個所より前で蒸
発冷却材を噴霧することを特徴とするガスタービンプラ
ントからなる。
【００２１】直線状パターンまたは環状パターンで噴霧
すると、蒸発冷却材の一部外側に広がるが、しかし水滴
の分布は極めて不均一である。ところがこれを直角に屈
曲する通路に対して噴霧すると、屈曲部の乱流域で蒸発
冷却材の分布を改善する。そして、噴霧パターンが直線
状または環状であるので、噴霧用の空気を少なくでき
る。
すると、蒸発冷却材の一部外側に広がるが、しかし水滴
の分布は極めて不均一である。ところがこれを直角に屈
曲する通路に対して噴霧すると、屈曲部の乱流域で蒸発
冷却材の分布を改善する。そして、噴霧パターンが直線
状または環状であるので、噴霧用の空気を少なくでき
る。
【００２２】請求項８では、空気を圧縮するコンプレッ
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧
して吸気を冷却するガスタービンプラントにおいて、蒸
発冷却材をノズルから噴霧するパターンが点状パターン
であり、蒸発冷却材を噴霧してからコンプレッサーに至
るまでの吸気の通路が直角に屈曲し、この直角に屈曲す
る個所より前で蒸発冷却材を噴霧することを特徴とする
ガスタービンプラントからなる。
サーと、コンプレッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃
焼してその燃焼ガスで駆動するガスタービン及びガスタ
ービンの発生動力を電力等に変換する機器を有し、コン
プレッサーの吸気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧
して吸気を冷却するガスタービンプラントにおいて、蒸
発冷却材をノズルから噴霧するパターンが点状パターン
であり、蒸発冷却材を噴霧してからコンプレッサーに至
るまでの吸気の通路が直角に屈曲し、この直角に屈曲す
る個所より前で蒸発冷却材を噴霧することを特徴とする
ガスタービンプラントからなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は請求項１を説明する実施の
形態である。ガスタービン５に入る空気は、吸気室１
で、フィルター１０を通り、次にサイレンサー２を通
り、ノズル３で水滴を噴霧される。噴霧に要する空気
（圧縮）配管と水配管はサイレンサー２の内に配置して
いる。このため噴霧機器のためのスペースを別途設ける
必要は無い。したがって、この部分のスペースを節約で
きる。
形態である。ガスタービン５に入る空気は、吸気室１
で、フィルター１０を通り、次にサイレンサー２を通
り、ノズル３で水滴を噴霧される。噴霧に要する空気
（圧縮）配管と水配管はサイレンサー２の内に配置して
いる。このため噴霧機器のためのスペースを別途設ける
必要は無い。したがって、この部分のスペースを節約で
きる。
【００２４】図２ａ、図２ｂは請求項１，４を説明する
図であり、図２ａは平面図であり、また図２ｂは図２ａ
を側面から見た図である。噴霧用の水配管１３，同１４
と空気配管１５，同１６はスプリッター１２に内臓され
ている。スプリッター１２はサイレンサー１１の構成要
素である。そして水を噴霧するノズルをスプリッター１
２の後部に設置している。なおノズル１７はスプリッタ
ー壁に取りつけている。この構成により、別途スペース
を設けて配管類を設置する必要は無く、そしてノズル類
による吸気通過抵抗の増加は極めて少なく押さえられ
る。
図であり、図２ａは平面図であり、また図２ｂは図２ａ
を側面から見た図である。噴霧用の水配管１３，同１４
と空気配管１５，同１６はスプリッター１２に内臓され
ている。スプリッター１２はサイレンサー１１の構成要
素である。そして水を噴霧するノズルをスプリッター１
２の後部に設置している。なおノズル１７はスプリッタ
ー壁に取りつけている。この構成により、別途スペース
を設けて配管類を設置する必要は無く、そしてノズル類
による吸気通過抵抗の増加は極めて少なく押さえられ
る。
【００２５】図３ａ，図３ｂは請求項１，２，４対応の
実施の形態である。図３ｂは図３ａのノズル部分を拡大
した図である。図３ａは図１でのサイレンサー２近辺の
構成であり、平面から見た図である。スプリッター２２
はサイレンサー２１の構成要素である。噴霧用の水配管
２３，同２４と空気配管２５，同２６をスプリッター２
２の内側に配置している。そして水を噴霧するノズル２
７をスプリッター２２のコンプレッサー側の側面側に設
置している。このノズル２７は、スプリッター壁にも取
り付けている。そしてノズル２７を通して水滴を拡大風
路域２９に噴霧している。拡大通路域は図６で説明す
る。また、図３ｂにおいて配管はブラケット３１でスプ
リッター側に固定している。これらの構成により、別途
スペースを設けて配管類を設置する必要は無く、そして
風路に露出したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少
ない。また、水滴を拡大風路域２９に噴霧することで、
吸気の広がりと共に噴霧した水滴の分布を広げることが
出来る。
実施の形態である。図３ｂは図３ａのノズル部分を拡大
した図である。図３ａは図１でのサイレンサー２近辺の
構成であり、平面から見た図である。スプリッター２２
はサイレンサー２１の構成要素である。噴霧用の水配管
２３，同２４と空気配管２５，同２６をスプリッター２
２の内側に配置している。そして水を噴霧するノズル２
７をスプリッター２２のコンプレッサー側の側面側に設
置している。このノズル２７は、スプリッター壁にも取
り付けている。そしてノズル２７を通して水滴を拡大風
路域２９に噴霧している。拡大通路域は図６で説明す
る。また、図３ｂにおいて配管はブラケット３１でスプ
リッター側に固定している。これらの構成により、別途
スペースを設けて配管類を設置する必要は無く、そして
風路に露出したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少
ない。また、水滴を拡大風路域２９に噴霧することで、
吸気の広がりと共に噴霧した水滴の分布を広げることが
出来る。
【００２６】図４ａ、図４ｂは請求項１，２，３を説明
する図であり、図１でのサイレンサー２近辺の構成であ
る。そして図４ａは平面図であり、また図４ｂは図４ａ
の一部を拡大した図である。スプリッター４２はサイレ
ンサー４１の構成要素である。噴霧用の水配管４３，同
４４と空気配管４５をスプリッター４２の内側に配置し
ている。そして水を噴霧するノズル４６をスプリッター
４２のコンプレッサー側の側面部に設置している。そし
てこのノズル４６は空気配管４５に直接取り付けてい
る。そしてノズル４６を通して水滴を拡大風路域４８に
噴霧している。拡大風路域４８は図６で説明する。また
図４ｂでは配管をブラケット５１でスプリッター４２側
に固定している。これらの構成により、別途スペースを
設けて配管類を設置する必要は無く、そして風路に露出
したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少ない。ま
た、水滴を拡大風路域４８に噴霧することで、吸気の広
がりと共に噴霧した水滴の分布を広げることができる．
する図であり、図１でのサイレンサー２近辺の構成であ
る。そして図４ａは平面図であり、また図４ｂは図４ａ
の一部を拡大した図である。スプリッター４２はサイレ
ンサー４１の構成要素である。噴霧用の水配管４３，同
４４と空気配管４５をスプリッター４２の内側に配置し
ている。そして水を噴霧するノズル４６をスプリッター
４２のコンプレッサー側の側面部に設置している。そし
てこのノズル４６は空気配管４５に直接取り付けてい
る。そしてノズル４６を通して水滴を拡大風路域４８に
噴霧している。拡大風路域４８は図６で説明する。また
図４ｂでは配管をブラケット５１でスプリッター４２側
に固定している。これらの構成により、別途スペースを
設けて配管類を設置する必要は無く、そして風路に露出
したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少ない。ま
た、水滴を拡大風路域４８に噴霧することで、吸気の広
がりと共に噴霧した水滴の分布を広げることができる．
【００２７】図５は請求項５，同６を説明する図であ
る。圧力センサー６９で噴霧量が減少した信号は、制御
盤７３に入り、緊急状態を判断する。そして制御盤７３
から自動的に燃料調整弁７２に燃料の流量を設定値（水
噴霧しない状態）まで低下させる信号を出し、またＩＧ
Ｖアクチュエーター７０にＩＧＶの角度を水噴霧しない
状態（流量的には少なくなる方向）の角度に変更する信
号を出し、そして可動静翼アクチュエーター７１に可動
静翼の角度を水噴霧しない状態（流量的には少なくなる
方向）の角度に変更する信号を出す。
る。圧力センサー６９で噴霧量が減少した信号は、制御
盤７３に入り、緊急状態を判断する。そして制御盤７３
から自動的に燃料調整弁７２に燃料の流量を設定値（水
噴霧しない状態）まで低下させる信号を出し、またＩＧ
Ｖアクチュエーター７０にＩＧＶの角度を水噴霧しない
状態（流量的には少なくなる方向）の角度に変更する信
号を出し、そして可動静翼アクチュエーター７１に可動
静翼の角度を水噴霧しない状態（流量的には少なくなる
方向）の角度に変更する信号を出す。
【００２８】この構成により、ガスタービン６５の翼や
機器が、過度の高温度に曝されるのを防ぐことができ、
またコンプレッサー６４の吸気取り込み量を抑制するの
でサージングを防ぐことができる。なお、燃料調整弁７
２、ＩＧＶアクチュエーター７０、可動静翼アクチュエ
ーター７１に水噴霧しない状態の設定量に戻すために信
号を送るが、この設定量は、マニュアルでも設定できる
し、プログラムを用いて運転状況から自動設定すること
もできる。
機器が、過度の高温度に曝されるのを防ぐことができ、
またコンプレッサー６４の吸気取り込み量を抑制するの
でサージングを防ぐことができる。なお、燃料調整弁７
２、ＩＧＶアクチュエーター７０、可動静翼アクチュエ
ーター７１に水噴霧しない状態の設定量に戻すために信
号を送るが、この設定量は、マニュアルでも設定できる
し、プログラムを用いて運転状況から自動設定すること
もできる。
【００２９】図６は拡大風路域を説明する図であり、サ
イレンサーを平面から見た図である。そして請求項１，
２，３にも対応した図である。拡大風路域とは、スプリ
ッターのコンプレッサー側で風路の断面積が広がる区域
をいう。またこの図では、ノズルを吸気ダクト側壁にも
取り付けている。
イレンサーを平面から見た図である。そして請求項１，
２，３にも対応した図である。拡大風路域とは、スプリ
ッターのコンプレッサー側で風路の断面積が広がる区域
をいう。またこの図では、ノズルを吸気ダクト側壁にも
取り付けている。
【００３０】図７ａ、図７ｂは請求項２，３を説明する
図であり。そして図７ａは平面図であり、また図７ｂは
図７ａの一部を拡大した図である。スプリッター９２は
サイレンサー９１の構成要素である。噴霧用の水配管９
３，同９４と空気配管９４はスプリッター９２内に配置
している。水を噴霧するノズル９６をスプリッター９２
のコンプレッサー側の側面部に設置している。なおノズ
ル９６は空気配管９４に直接取り付けている。そしてノ
ズル９６を通して水滴を噴霧している。また図９ｂでは
配管をブラケット９９，同１００でスプリッター９２側
に固定している。これらの構成により、別途スペースを
設けて配管類を設置する必要は無く、そして風路に露出
したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少ない。
図であり。そして図７ａは平面図であり、また図７ｂは
図７ａの一部を拡大した図である。スプリッター９２は
サイレンサー９１の構成要素である。噴霧用の水配管９
３，同９４と空気配管９４はスプリッター９２内に配置
している。水を噴霧するノズル９６をスプリッター９２
のコンプレッサー側の側面部に設置している。なおノズ
ル９６は空気配管９４に直接取り付けている。そしてノ
ズル９６を通して水滴を噴霧している。また図９ｂでは
配管をブラケット９９，同１００でスプリッター９２側
に固定している。これらの構成により、別途スペースを
設けて配管類を設置する必要は無く、そして風路に露出
したノズル類による吸気通過抵抗は極めて少ない。
【００３１】そして図７ｂの吸音材は、すくなくとも配
管と穴あき板の間にあることが好ましい。この配置で騒
音を吸収できる。
管と穴あき板の間にあることが好ましい。この配置で騒
音を吸収できる。
【００３２】図８ａ、図８ｂは請求項７を説明する図で
あり。そして図８ａと図８ｂは水滴を噴霧するノズルを
コンプレッサー側から見た図である。図８ａはスプリッ
ター側に取り付けているノズル配置を示している。図８
ｂは図８ａのノズルからでた水滴の噴霧パターンであ
る。噴霧パターンは直線状パターンである。ノズルは空
気配管に管用ネジで取り付けており、ネジを締めこんだ
ままであるので直線状パターンの方向はランダムであ
り、局部的に見ると水滴は大きく偏在している。この噴
霧した偏在水滴を直角に屈曲する風路に供給する。なお
直角に屈曲する風路の例としては、図１と図５での、サ
イレンサーからコンプレッサーに至る風路がある。直角
に屈曲する風路部分において吸気の流れは大きく乱れる
のでその中にこの偏在水滴をいれて水滴の分布を改善す
る。なお、直角に屈曲する風路部分に流れを整えるルー
バーは当然設置しない方が好ましい。
あり。そして図８ａと図８ｂは水滴を噴霧するノズルを
コンプレッサー側から見た図である。図８ａはスプリッ
ター側に取り付けているノズル配置を示している。図８
ｂは図８ａのノズルからでた水滴の噴霧パターンであ
る。噴霧パターンは直線状パターンである。ノズルは空
気配管に管用ネジで取り付けており、ネジを締めこんだ
ままであるので直線状パターンの方向はランダムであ
り、局部的に見ると水滴は大きく偏在している。この噴
霧した偏在水滴を直角に屈曲する風路に供給する。なお
直角に屈曲する風路の例としては、図１と図５での、サ
イレンサーからコンプレッサーに至る風路がある。直角
に屈曲する風路部分において吸気の流れは大きく乱れる
のでその中にこの偏在水滴をいれて水滴の分布を改善す
る。なお、直角に屈曲する風路部分に流れを整えるルー
バーは当然設置しない方が好ましい。
【００３３】図９は請求項７を説明する図であり、噴霧
パターンは円環パターンである。
パターンは円環パターンである。
【００３４】図１０は請求項８を説明する図であり、噴
霧パターンは円周上に点状に噴霧したパターンである。
霧パターンは円周上に点状に噴霧したパターンである。
【００３５】図３ａにおいて１個のスプリッターはノズ
ルを２列取り付けているが、他のスプリッターも同様に
２列取り付けることができる。また図４ａ，図６ａ，図
７ａも同様に複数のノズル列を取り付けることができ
る。
ルを２列取り付けているが、他のスプリッターも同様に
２列取り付けることができる。また図４ａ，図６ａ，図
７ａも同様に複数のノズル列を取り付けることができ
る。
【００３６】図３ａ，図４ａ，図７ａでは吸音材に撥水
性吸音材を使用しているが、これは、湿っている吸気が
流れてくる場合に水を吸収しない。水を吸収すると吸音
性能がていかする。湿っている吸気が流れる場合として
は、例えば、図１にサイレンサーの前に吸気冷却器を備
えているが、冷却条件によっては、湿り吸気になること
がある。また、このような場合の対策としては、上記の
撥水性吸音材以外にも、サイレンサーのスプリッターや
壁面を耐食性材料又は耐食性処理を施したものを使用す
ることが好ましい．
性吸音材を使用しているが、これは、湿っている吸気が
流れてくる場合に水を吸収しない。水を吸収すると吸音
性能がていかする。湿っている吸気が流れる場合として
は、例えば、図１にサイレンサーの前に吸気冷却器を備
えているが、冷却条件によっては、湿り吸気になること
がある。また、このような場合の対策としては、上記の
撥水性吸音材以外にも、サイレンサーのスプリッターや
壁面を耐食性材料又は耐食性処理を施したものを使用す
ることが好ましい．
【００３７】本出願における実施の形態の図面では、サ
イレンサーのスプリッターと蒸発冷却材噴霧要素の組数
は３組の場合が多いが、種々の条件に合わせて組数は当
然選択できる。
イレンサーのスプリッターと蒸発冷却材噴霧要素の組数
は３組の場合が多いが、種々の条件に合わせて組数は当
然選択できる。
【００３８】本出願における実施の形態の図面では、発
生動力を電力等に変換する機器、例えば発電機類は省略
している。
生動力を電力等に変換する機器、例えば発電機類は省略
している。
【００３９】
【発明の効果】吸気に水を噴霧するガスタービンプラン
トにおいて、（１）蒸発冷却材を噴霧する機器のスペー
スを少なくできる。（２）蒸発冷却材を噴霧する機器の
設置による吸気通過抵抗の増大を極めて小さくできる。
（３）蒸発冷却材の噴霧が突然停止した場合に、ガスタ
ービンの翼や機器が、過度の高温度に曝されるのを防ぐ
ことができる。（４）蒸発冷却材を噴霧が突然停止した
場合に、コンプレッサーのサージングを防ぐことができ
る。（５）噴霧に使用する空気量を節約できる。
トにおいて、（１）蒸発冷却材を噴霧する機器のスペー
スを少なくできる。（２）蒸発冷却材を噴霧する機器の
設置による吸気通過抵抗の増大を極めて小さくできる。
（３）蒸発冷却材の噴霧が突然停止した場合に、ガスタ
ービンの翼や機器が、過度の高温度に曝されるのを防ぐ
ことができる。（４）蒸発冷却材を噴霧が突然停止した
場合に、コンプレッサーのサージングを防ぐことができ
る。（５）噴霧に使用する空気量を節約できる。
【図１】水噴霧要素配置の実施の形態である。
【図２ａ】，
【図２ｂ】水噴霧要素配置の実施の形態である。
【図３ａ】，
【図３ｂ】水噴霧要素配置の実施の形態である。
【図４ａ】，
【図４ｂ】水噴霧要素配置の実施の形態である。
【図５】水噴霧緊急停止時に対応する実施の形態であ
る。
る。
【図６】実施の形態であり、風路拡大域を説明する図で
ある。
ある。
【図７ａ】，
【図７ｂ】水噴霧要素配置の実施の形態である。
【図８ａ】ノズルの配置図
【図８ｂ】水噴霧パターンの実施の形態である。
【図９】水噴霧パターンの実施の形態である。
【図１０】水噴霧パターンの実施の形態である。
１，６１ 吸気室 ２，１１，２１，３１，４１，６２，８１，９１ サイ
レンサー ３，１７，２７，４６，６３，８３，９６，１１２ ノ
ズル ４，６４ コンプレッサー ５，６５ ガスタービン ６，６６ 廃熱回収熱交換器 ７，６７ タンク ８，６８ ポンプ ９ 吸気冷却器 １０，７４ フィルター １２，２２，４２，８２，９２，１１１ スプリッター １３，１４，２３，２４，４３，４４，９３，９４ 水
配管 １５，１６，２５，２６，４５，４６，９５ 空気配管 １８，２８，４７，８４，９７ 吸気ダクト側壁 １９，１１３ 吸気ダクト上壁 ２９，４８，８５ 拡大風路 ３０，４９，９８ 撥水性吸音材 ３１，５０，５１，９９，１００ ブラケット ３２，５２，１０１ 穴あき板 ６９ 圧力センサー ７０ ＩＧＶアクチュエーター ７１ 可変角度静翼アクチュエーター ７２ 燃料調節弁 ７３ 制御盤 １１４，１１５，１１６ ノズル噴霧パターン
レンサー ３，１７，２７，４６，６３，８３，９６，１１２ ノ
ズル ４，６４ コンプレッサー ５，６５ ガスタービン ６，６６ 廃熱回収熱交換器 ７，６７ タンク ８，６８ ポンプ ９ 吸気冷却器 １０，７４ フィルター １２，２２，４２，８２，９２，１１１ スプリッター １３，１４，２３，２４，４３，４４，９３，９４ 水
配管 １５，１６，２５，２６，４５，４６，９５ 空気配管 １８，２８，４７，８４，９７ 吸気ダクト側壁 １９，１１３ 吸気ダクト上壁 ２９，４８，８５ 拡大風路 ３０，４９，９８ 撥水性吸音材 ３１，５０，５１，９９，１００ ブラケット ３２，５２，１０１ 穴あき板 ６９ 圧力センサー ７０ ＩＧＶアクチュエーター ７１ 可変角度静翼アクチュエーター ７２ 燃料調節弁 ７３ 制御盤 １１４，１１５，１１６ ノズル噴霧パターン
Claims (8)
- 【請求項１】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービン
プラントにおいて、コンプレッサーの騒音を減少するサ
イレンサーを有し、このサイレンサー内に蒸発冷却材を
流す配管と蒸発冷却材を噴霧する空気を流す配管及びノ
ズルを配置し、このサイレンサーのコンプレッサー側に
は拡大風路域を有し、蒸発冷却材及び空気を、これらの
配管に通して拡大風路域内または拡大風路前で、ノズル
から噴霧することを特徴とするガスタービンプラント。 - 【請求項２】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービン
プラントにおいて、コンプレッサーの騒音を減少するサ
イレンサーを有し、このサイレンサーの構成要素内又は
同構成要素間に、蒸発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材
を噴霧する空気を流す配管を、吸気とは接触しない位置
に配置して、蒸発冷却材及び空気をこれらの配管に通し
てノズルから噴霧することを特徴とするガスタービンプ
ラント。 - 【請求項３】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービン
プラントにおいて、コンプレッサーの騒音を減少するサ
イレンサーを有し、このサイレンサーの構成要素内に蒸
発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴霧する空気を流
す配管を配置し、ノズルを前記配管の少なくとも一方に
直接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及び空気をこれら
の配管に通してこのノズルから噴霧することを特徴とす
るガスタービンプラント。 - 【請求項４】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービン
プラントにおいて、コンプレッサーの騒音を減少するサ
イレンサーを有し、このサイレンサーの構成要素内に蒸
発冷却材を流す配管及び蒸発冷却材を噴霧する空気を流
す配管を配置し、ノズルをサイレンサーの構成要素に直
接又は間接に取り付け、蒸発冷却材及び空気をこれらの
配管に通してこのノズルから噴霧することを特徴とする
ガスタービンプラント。 - 【請求項５】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器からなり、コンプレッサーの
吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービ
ンプラントにおいて、蒸発冷却材はコンプレッサーの前
及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷却材の噴霧量が
噴霧設定量より急に減少する場合に、ガスタービンへの
燃料供給量を、蒸発冷却材を噴霧しない運転条件での燃
料供給量に自動的に減少することを特徴とするガスター
ビンプラント。 - 【請求項６】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器からなり、コンプレッサーの
吸気に蒸発冷却材を噴霧して吸気を冷却するガスタービ
ンプラントにおいて、蒸発冷却材はコンプレッサーの前
及びコンプレッサー内で蒸発し、蒸発冷却材の噴霧量が
噴霧設定量より急に減少する場合に、ＩＧＶ角度及びま
たは静翼の角度を、蒸発冷却材を噴霧しない運転条件で
の角度に自動的に変更することを特徴とするガスタービ
ンプラント。 - 【請求項７】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材をノズ
ルから噴霧するパターンが直線状パターンまたは環状パ
ターンであり、蒸発冷却材を噴霧してからコンプレッサ
ーに至るまでの吸気の通路が直角に屈曲し、この屈曲す
る個所の前で蒸発冷却材を噴霧することを特徴とするガ
スタービンプラント。 - 【請求項８】空気を圧縮するコンプレッサーと、コンプ
レッサーから圧縮空気を受けて燃料を燃焼してその燃焼
ガスで駆動するガスタービン及びガスタービンの発生動
力を電力等に変換する機器を有し、コンプレッサーの吸
気に蒸発冷却材を、ノズルを用いて噴霧して吸気を冷却
するガスタービンプラントにおいて、蒸発冷却材をノズ
ルから噴霧するパターンが点状パターンであり、蒸発冷
却材を噴霧してからコンプレッサーに至るまでの吸気の
通路が直角に屈曲し、この屈曲する個所の前で蒸発冷却
材を噴霧することを特徴とするガスタービンプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35219099A JP3538807B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-11-05 | ガスタービンプラント |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13313599 | 1999-04-05 | ||
| JP11-133135 | 1999-04-05 | ||
| JP35219099A JP3538807B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-11-05 | ガスタービンプラント |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003436163A Division JP2004108379A (ja) | 1999-04-05 | 2003-12-02 | ガスタービンプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352320A true JP2000352320A (ja) | 2000-12-19 |
| JP3538807B2 JP3538807B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=26467556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35219099A Expired - Fee Related JP3538807B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-11-05 | ガスタービンプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3538807B2 (ja) |
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| KR20030030734A (ko) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 대한유화공업 주식회사 | 저압 물분사하는 포깅시스템이 부가된 가스터빈엔진 |
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| EP1429001A2 (de) * | 2002-11-25 | 2004-06-16 | Alstom Technology Ltd | Ansaugschalldämpfer für Gasturbinen |
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-
1999
- 1999-11-05 JP JP35219099A patent/JP3538807B2/ja not_active Expired - Fee Related
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