JP2001140659A - ガスタービン - Google Patents

ガスタービン

Info

Publication number
JP2001140659A
JP2001140659A JP32534999A JP32534999A JP2001140659A JP 2001140659 A JP2001140659 A JP 2001140659A JP 32534999 A JP32534999 A JP 32534999A JP 32534999 A JP32534999 A JP 32534999A JP 2001140659 A JP2001140659 A JP 2001140659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
compressor
gas turbine
compressed air
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32534999A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Yamanaka
和典 山中
Masami Noda
雅美 野田
Shinya Ento
信也 圓島
Shinichi Higuchi
眞一 樋口
Satoshi Kondo
聡 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32534999A priority Critical patent/JP2001140659A/ja
Publication of JP2001140659A publication Critical patent/JP2001140659A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気系統補機部における空気流損失の低減を図
ることができるとともに、系統の簡略化,機器の省スペ
ース化を図ることが可能なガスタービンを提供する。 【解決手段】圧縮機1からの圧縮空気を燃焼器2に供給
する燃焼用空気系統と、圧縮空気をガスタービン高温部
に供給する冷却用空気系統とを備え、前記圧縮機にて生
じた圧縮空気を燃焼用空気および冷却用空気として用い
るように形成されているガスタービンにおいて、前記圧
縮機からの圧縮空気a1を、熱交換器4およびブースト
圧縮機7を介して所定の温度および圧力に調整するとと
もに、この調整された圧縮空気を、噴霧空気系統と前記
冷却用空気系統に分岐供給するように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンに係わ
り、特に圧縮機からの空気を燃焼用空気および冷却用空
気として用いるように形成されているガスタービンに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電力需要の増大および地球温暖化
現象の対策として、ガスタービン発電設備の大容量化・
高効率化が求められている。この場合、特に圧縮機によ
り圧縮された空気を燃焼器へと導き、燃料を供給して燃
焼させ、その燃焼高圧ガスによりガスタービンを駆動す
るガスタービン発電設備においては、燃焼温度をより高
温化することにより大容量・高効率化を可能とすること
ができる。
【0003】しかしながら、より高温の燃焼ガスにさら
される燃焼ガスの持つエネルギーを回収するガスタービ
ンは、冷却無しでは構成部材に損傷を招き重大事故へと
発展する可能性がある。このため、燃焼ガス温度の高い
ガスタービン発電設備においては、圧縮空気や蒸気を用
いてガスタービン高温部に位置する部材の冷却を行なう
ようにしている。
【0004】一方、燃料として軽油等の油を使用する際
には、燃焼器内へ燃料を噴霧するための噴霧空気が必要
となる。従来の噴霧空気系統は、圧縮機吐出空気の一部
を用い熱交換器にて温度調整を行った後に、前記圧縮機
とは異なる圧縮機(ブースト圧縮機)にて昇圧し燃焼用
空気よりも高圧の空気とし、また燃料ノズルの目詰まり
を防止するためにフィルターを通して清浄な空気となし
て燃焼器へ噴霧供給するようにしている。
【0005】また、この従来の冷却空気系統は、圧縮機
抽気を直接,または温度調整のために熱交換器を通した
後にタービン高温部へ供給するようにしている。また、
タービン効率を向上させるために圧縮機吐出空気の一部
をタービン翼冷却に用いた後に燃焼器へと回収するガス
タービンにおいては、冷却空気を適切な温度にするため
の熱交換器と冷却空気をより清浄にするためのフィルタ
ー、ミストセパレータが設置されている。
【0006】なお、この種のガスタービンに関連するも
の,すなわち圧縮機から吐出された空気を熱交換器にて
冷却し、その後にブースト圧縮機で昇圧し、ガスタービ
ン高温部を冷却し燃焼器へと回収するものとしては、例
えば特開昭54−82518号公報が挙げられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようにガスタービ
ンには、圧縮空気の系統として噴霧空気系統と冷却空気
系統があり、これらの系統には、ブースト圧縮機や熱交
換器,また圧縮空気をより清浄にするためのフィルター
やミストセパレータなどの補機類が設置され、このため
空気経路は複雑で、これら空気系統補機部における空気
流損失が大きく、また機器の配置も複雑で、これらの機
器のために多くのスペースが占められる嫌いがあった。
【0008】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、空気系統補機部における空気流損
失の低減を図ることができるとともに、系統の簡略化,
機器の省スペース化を図ることが可能なこの種のガスタ
ービンを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、圧縮
機からの圧縮空気を燃焼器に供給する燃焼用空気系統
と、圧縮空気をガスタービン高温部に供給する冷却用空
気系統とを備え、前記圧縮機にて生じた圧縮空気を燃焼
用空気および冷却用空気として用いるように形成されて
いるガスタービンにおいて、前記圧縮機からの圧縮空気
を、熱交換器およびブースト圧縮機を介して所定の温度
および圧力に調整するとともに、この調整された圧縮空
気を、前記冷却用空気系統に分岐供給するように形成し
所期の目的を達成するようにしたものである。
【0010】また本発明は、圧縮機からの圧縮空気を燃
料油の噴霧空気として燃焼器に供給する噴霧空気系統
と、圧縮空気をガスタービン高温部に供給する冷却用空
気系統とを備え、前記圧縮機にて生じた圧縮空気を燃焼
用噴霧空気および冷却用空気として用いるように形成さ
れているガスタービンにおいて、前記圧縮機からの圧縮
空気を、熱交換器,ブースト圧縮機,フィルターおよび
ミストセパレータを介し、清浄で、かつ所定の温度およ
び圧力に調整された空気にするとともに、この調整され
た圧縮空気を、前記噴霧空気系統と前記冷却用空気系統
に分岐供給するようにしたものである。
【0011】またこの場合、前記噴霧空気系統あるいは
冷却用空気系統のいずれか一方あるいは両方に、空気の
圧力を調整する空気圧力調整装置を設けるようにしたも
のである。また、前記ブースト圧縮機の駆動を、電動機
による駆動あるいはガスタービン軸による駆動としたも
のである。また、前記ブースト圧縮機を、並列に結合さ
れた2台の圧縮機にて形成するとともに、その一方の圧
縮機の駆動をタービン軸駆動により行い、かつ他方の圧
縮機の駆動を電動機により行なうようにしたものであ
る。
【0012】すなわち、このように形成されたガスター
ビンであると、所定の温度および圧力に調整された後の
圧縮空気が、噴霧空気系統と冷却用空気系統に分岐供給
されるように形成されているので、従来のように燃料油
噴霧空気系統と冷却空気系統が、それぞれ熱交換器・フ
ィルタ・圧縮機などの系統設備を持つことがなく、系統
補機における空気流損失の低減,系統の簡略化,系統補
機類の省スペース化を実現することが可能となるのであ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図1にはその燃料油噴霧空気系
統および高温部冷却系統を備えたガスタービンの系統が
示されている。1が圧縮機であり、2が燃焼器、3がタ
ービン、4が熱交換器である。
【0014】圧縮機1の出口より分岐した一方の圧縮空
気a1は、熱交換器4にて130℃付近まで冷却され
る。熱交換器4を出た圧縮空気は、ミストセパレータ5
へと導かれ、そこで空気中のミストが分離される。その
後、圧縮空気はフィルタ6へと導かれ、そこで圧縮空気
中に含まれているダスト等の異物が除去される。
【0015】その後、圧縮空気はブースト圧縮機7によ
り昇圧され、燃料油噴霧空気・冷却用空気として最適な
50kg/cm2付近に昇圧される。ブースト圧縮機7
の下流にもフィルター6が設置されており、燃焼器2、
タービン3へ供給される空気は最終的に清浄化される。
【0016】燃料油噴霧空気および冷却空気として適切
な温度・圧力に調整された圧縮空気は燃焼器2へと供給
され、燃料油系統10から供給される燃料油の噴霧空気
として噴霧空気系統9より供給される。また、分岐され
た圧縮空気を冷却空気系統8よりタービン高温部へと冷
却空気として供給される。
【0017】このような構成であると、従来のように燃
料油噴霧空気系統9と冷却空気系統8が、それぞれ熱交
換器・フィルタ・圧縮機などの系統設備を持つことがな
く、系統補機における空気流損失の低減,系統の簡略
化、系統補機類の省スペース化を実現することが可能と
なるのである。
【0018】図2には、もう一つの実施例が示されてい
る。この場合には、タービン高温部冷却空気系統8と分
岐した後の燃料油噴霧空気系統9に、空気の圧力を調整
するためのバルブ(圧力調整装置)11が設置されてい
る。これにより、ブースト圧縮機7にて昇圧された圧縮
空気は、燃料噴霧により適した圧力に精度良く調整する
ことが可能となる。
【0019】さらに噴霧空気圧力は、燃料ノズルの燃料
噴霧角、燃料流量、燃焼器内圧力により決まるが、この
調整弁11を設置・使用することで燃料ノズル・タービ
ンの運転状態に応じて最適な噴霧空気圧力の調整をする
ことが可能となる。また、従来の噴霧空気系統では燃料
流量と噴霧角度と空気量との関係により噴霧空気圧縮機
の仕様を決める必要があったが、調整弁11を設置する
ことでブースト圧縮機7の特性によらずタービンの運転
状態に応じて最適な噴霧空気を燃焼器2へと供給するこ
とが可能となる。
【0020】図3には、第3の実施例としてブースト圧
縮機12を電動機駆動とすることで起動用噴霧空気系統
も共有化する例が示されている。ブースト圧縮機12を
タービン軸駆動とした場合、タービン起動の際にはター
ビン回転数が低く、これに伴いブースト圧縮機12の回
転数も低くなるため、燃焼器点火に必要な噴霧空気圧力
を得ることができない。よって定格運転時の噴霧空気系
統とは別の起動用の噴霧空気系統を設置する必要がある
が、ブースト圧縮機12を電動機駆動とすると、タービ
ンを起動する際にブースト圧縮機12を定格回転数で運
転することが可能となり、燃焼器点火の際に必要な噴霧
空気圧力を得ることができる。これにより、従来別系統
としていた起動用の噴霧空気系統を定格運転時の噴霧空
気系統9・タービン高温部冷却空気系統8と共有するこ
とが可能となり、系統の簡略化,系統補機類の省スペー
ス化を実現することができる。
【0021】また、電動機駆動のブースト圧縮機12を
復数台並列に設置することで系統としての信頼性を向上
させることができる。特にタービン高温部冷却空気はタ
ービン運転中には常に供給する必要があるので電動機故
障による冷却空気の無供給を防止する意味からも複数台
設置とすることが望ましい。
【0022】第4の実施例として図4に示されているよ
うに電動機駆動のブースト圧縮機12とタービン軸駆動
のブースト圧縮機13と並列に設置する。なお、図4で
はブースト圧縮機13の駆動源であるタービン軸を模式
的に示している。
【0023】タービン高温部冷却空気系統8とすれば、
ブースト圧縮機はタービン軸駆動のブースト圧縮機13
とする方が信頼性の面から望ましいが、タービン起動の
際にはブースト圧縮機の吐出圧が不足する。このため、
起動時の圧力不足を補うために電動機駆動のブースト圧
縮機12を設置する。起動時にはタービン軸駆動のブー
スト圧縮機前の止弁14にはブースト圧縮機保護のため
に、止弁14をバイパスして最少流量を流すことのでき
るオリフィスを付けるか、弁の開度を調整し、最少流量
を流すこととする。そして、電動機駆動のブースト圧縮
機12により空気を昇圧する。これに対してタービンが
昇速し定格回転数の90%程度になると、タービン軸駆
動のブースト圧縮機13の吐出圧は燃料油噴霧空気・タ
ービン高圧部冷却空気として十分な圧力に達しているの
で、電動機駆動のブースト圧縮機12を停止して電動機
駆動側の止弁15を全閉とする。
【0024】これにより、起動時の燃料噴霧空気・ター
ビン冷却空気の流量・圧力不足を補うとともに定格回転
数到達以降ではブースト圧縮機の電動機動力を削減する
ことができる。
【0025】以上説明してきたようにこのように形成さ
れたガスタービンであると、燃料油噴霧空気と冷却空気
は、補機類を通過した後に分岐されるので、従来のよう
に燃料油噴霧空気系統9と冷却空気系統8が、それぞれ
熱交換器・ミストセパレ−タ・フィルタ・圧縮機などの
系統設備を持つことがなく、系統補機における空気流損
失の低減,系統の簡略化,系統補機類の省スペース化を
実現することが可能となるのである。
【0026】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、空気系統補機部における空気流損失の低減を図るこ
とができるとともに、系統の簡略化,機器の省スペース
化を図ることが可能なこの種のガスタービンを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービンの一実施例を示す系統図
である。
【図2】本発明のガスタービンの他の実施例を示す系統
図である。
【図3】本発明のガスタービンの他の実施例を示す系統
図である。
【図4】本発明のガスタービンの他の実施例を示す系統
図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…燃焼器、3…タービン、4…熱交換
器、5…ミストセパレータ、6…フィルター、7…ブー
スト圧縮機、8…冷却空気導入配管、9…噴霧空気供給
配管、10…燃料供給系統、11…圧力調整弁(圧力調
整装置)、12…電動機駆動ブースト圧縮機、13…タ
ービン軸駆動ブースト圧縮機、14…止弁、15…止
弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圓島 信也 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 樋口 眞一 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 近藤 聡 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気
    を燃焼器に供給する燃焼用空気系統と、圧縮空気をガス
    タービン高温部に供給する冷却用空気系統とを備え、前
    記圧縮機にて生じた圧縮空気を燃焼用空気および冷却用
    空気として用いるように形成されているガスタービンに
    おいて、 前記圧縮機からの圧縮空気を、熱交換器,フィルターお
    よびブースト圧縮機を介して所定の温度および圧力に調
    整するとともに、この調整された圧縮空気を、前記燃焼
    用空気系統と分岐して前記冷却用空気系統に供給するよ
    うに形成したことを特徴とするガスタービン。
  2. 【請求項2】 空気圧縮機と、該圧縮機からの圧縮空気
    を燃料油の噴霧空気として燃焼器に供給する噴霧空気系
    統と、圧縮空気をガスタービン高温部に供給する冷却用
    空気系統とを備え、前記圧縮機にて生じた圧縮空気を噴
    霧空気および冷却用空気として用いるように形成されて
    いるガスタービンにおいて、 前記圧縮機からの圧縮空気を、熱交換器,ブースト圧縮
    機,フィルターおよびミストセパレータを介し、清浄
    で、かつ所定の温度および圧力に調整された空気にする
    とともに、この調整された圧縮空気を、前記噴霧空気系
    統と前記冷却用空気系統に分岐供給するように形成した
    ことを特徴とするガスタービン。
  3. 【請求項3】 前記燃焼用噴霧空気系統若しくは冷却用
    空気系統のいずれか一方若しくは両方に、空気の圧力を
    調整する空気圧力調整装置を設けてなる請求項2記載の
    ガスタービン。
  4. 【請求項4】 前記ブースト圧縮機の駆動が、電動機に
    よる駆動若しくはガスタービン軸による駆動である請求
    項1,2または3記載のガスタービン。
  5. 【請求項5】 前記ブースト圧縮機が、並列に結合され
    た2台の圧縮機からなり、かつその一方の圧縮機の駆動
    がタービン軸駆動により行われ、かつ他方の圧縮機の駆
    動が電動機により行われるものである請求項1,2また
    は3記載のガスタービン。
JP32534999A 1999-11-16 1999-11-16 ガスタービン Pending JP2001140659A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32534999A JP2001140659A (ja) 1999-11-16 1999-11-16 ガスタービン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32534999A JP2001140659A (ja) 1999-11-16 1999-11-16 ガスタービン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001140659A true JP2001140659A (ja) 2001-05-22

Family

ID=18175828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32534999A Pending JP2001140659A (ja) 1999-11-16 1999-11-16 ガスタービン

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001140659A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010242544A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Toshiba Corp ガスタービン発電設備およびそのクリアランスコントロールシステムバックアップ空気の供給方法
JP2015143503A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 三菱重工業株式会社 冷却装置の制御装置、冷却装置、ガスタービン、冷却装置の制御方法、及びガスタービンの制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010242544A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Toshiba Corp ガスタービン発電設備およびそのクリアランスコントロールシステムバックアップ空気の供給方法
JP2015143503A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 三菱重工業株式会社 冷却装置の制御装置、冷却装置、ガスタービン、冷却装置の制御方法、及びガスタービンの制御方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3593488B2 (ja) ガスタービン
EP2708720B1 (en) Gas turbine and operating method thereof
US11466904B2 (en) Environmental control system utilizing cabin air to drive a power turbine of an air cycle machine and utilizing multiple mix points for recirculation air in accordance with pressure mode
EP1362984B1 (en) Gas turbine engine
US6389793B1 (en) Combustion turbine cooling media supply system and related method
KR20190008346A (ko) 산업용 가스터빈엔진을 새로 장착하기 위한 프로세스 및 새로 장착된 산업용 가스터빈엔진을 포함하는 파워플랜트
US6644035B1 (en) Gas turbine and gas turbine high temperature section cooling method
EP0607232B1 (en) Gas turbine cycle
KR20170086135A (ko) 가스 터빈 에너지 보조 시스템 및 가열 시스템, 그리고 그 제작 및 이용 방법
JP2005511947A5 (ja)
EP0754142A1 (en) Integrated power and cooling environmental control system
JPH0323728B2 (ja)
AU2003207033B2 (en) Methods and apparatus for operating gas turbine engines
US6568203B1 (en) Aircraft ground support air conditioning unit with cooling turbine bypass
JPH07189740A (ja) ガスタービン冷却系統
JP2001140659A (ja) ガスタービン
JP4691950B2 (ja) ガスタービン及びその冷媒供給方法
US20130219916A1 (en) Apparatus and method for conditioning air received by a power generation system
RU2490490C1 (ru) Двухконтурный газотурбинный двигатель
JPH04358708A (ja) ガス化複合発電プラント
JP2004037038A (ja) 有機成分含有空気および廃液の処理方法と処理装置
JP4131951B2 (ja) マイクロガスタービン発電設備
CA2964613A1 (en) Environmental control system utilizing cabin air to drive a power turbine of an air cycle machine and utilizing multiple mix points for recirculaiton air in accordance with pressure mode
JP2001200731A (ja) ガス圧縮設備およびその利用プラント

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050421

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051129