JP2001289008A - Gas turbine system - Google Patents

Gas turbine system

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JP2001289008A
JP2001289008A JP2000108610A JP2000108610A JP2001289008A JP 2001289008 A JP2001289008 A JP 2001289008A JP 2000108610 A JP2000108610 A JP 2000108610A JP 2000108610 A JP2000108610 A JP 2000108610A JP 2001289008 A JP2001289008 A JP 2001289008A
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本 浩 一 川
Haruhiko Hirata
田 東 彦 平
Yukio Ohashi
橋 幸 夫 大
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine system capable of recovering the moisture included in the exhaust gas from a turbine and using it as the reforming steam. SOLUTION: This gas turbine system is provided with a compressor 2 for compressing the air, a reformer 20 for reforming the fuel gas, an evaporator 13 for generating the steam and feeding it to the reformer 20, a burner 4 for burning the air from the compressor 2 and the reformed gas from the reformer 20, and a turbine 6 for converting the combustion gas from the burner to the motive power. The exhaust gas from the turbine 6 is fed to the reformer 20 and the evaporator 13. A moisture condensing and recovering unit 35 for recovering the moisture included in the exhaust gas is connected to a downstream side of the evaporator 13, and the water recovered by the moisture condensing and recovering unit 35 is fed to the evaporator 13.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タービンからの排
ガスを用いて燃料を化学的に改質するガスタービンシス
テムに係わり、とりわけ排ガス中の水蒸気成分を回収
し、水資源の有効利用を図ることができるガスタービン
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine system for chemically reforming fuel using exhaust gas from a turbine, and more particularly to recovering a steam component in the exhaust gas and effectively using water resources. The present invention relates to a gas turbine system capable of performing the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、排ガスからの熱回収により効率向
上を図るコンバインドサイクルとは別の手段として、排
ガス中に含まれる熱エネルギによってタービンに供給さ
れる燃料を化学的に改質し、燃料の化学エネルギを向上
することによって排熱を回収し、システム全体の効率を
向上させる提案がなされている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a means different from a combined cycle for improving efficiency by recovering heat from exhaust gas, fuel supplied to a turbine is chemically reformed by thermal energy contained in the exhaust gas, and the fuel is regenerated. Proposals have been made to improve the efficiency of the entire system by recovering exhaust heat by improving chemical energy.

【0003】現在、ガスタービンの燃料として広く用い
られているもののひとつとして天然ガスがあり、天然ガ
スの主な成分はメタンである。メタンの代表的な改質の
方法としてメタンに水蒸気を添加し、例えばニッケルの
ような触媒の存在下で高温を保つことにより、水素と一
酸化炭素に転換させられるものが知られている。
At present, natural gas is widely used as a fuel for gas turbines, and the main component of natural gas is methane. As a typical method of reforming methane, a method is known in which methane is converted to hydrogen and carbon monoxide by adding steam to methane and maintaining the temperature at a high temperature in the presence of a catalyst such as nickel.

【0004】図6はこのようなガスタービンシステムの
一例を示す図である。図6に示すガスタービンシステム
において、空気1を圧縮機2で圧縮して高圧空気3と
し、改質器20で改質された水素を含む改質燃料21と
ともに燃焼器4で燃焼する。このとき、場合により噴射
用蒸気16が燃焼器4に噴射される。
FIG. 6 shows an example of such a gas turbine system. In the gas turbine system shown in FIG. 6, air 1 is compressed by a compressor 2 into high-pressure air 3, and is burned in a combustor 4 together with a reformed fuel 21 containing hydrogen reformed in a reformer 20. At this time, the injection steam 16 is injected into the combustor 4 in some cases.

【0005】燃焼器4で高温となった高温・高圧の燃焼
ガス5はガスタービン6で膨張する際、動力を発生し、
低圧のガスタービン排ガス7となる。ガスタービン排ガ
ス7は改質器20でメタンなどの高圧原燃料19を加熱
して改質し、水素を含む改質燃料21ととして温度が低
下した改質器排ガス8となる。改質器排ガス8は蒸発器
13で、ポンプ11により加圧された水10により熱を
奪われ、ほぼ大気圧で100℃〜200℃程度の蒸発器
排ガス9となってシステム外に排気される。
The high-temperature and high-pressure combustion gas 5 that has become high temperature in the combustor 4 generates power when expanded in the gas turbine 6,
The low-pressure gas turbine exhaust gas 7 is obtained. The gas turbine exhaust gas 7 is reformed by heating a high-pressure raw fuel 19 such as methane in a reformer 20, and becomes a reformer exhaust gas 8 having a reduced temperature as a reformed fuel 21 containing hydrogen. The reformer exhaust gas 8 is deprived of heat by the water 10 pressurized by the pump 11 in the evaporator 13, and is exhausted to the outside as the evaporator exhaust gas 9 at about atmospheric pressure at about 100 ° C. to 200 ° C. .

【0006】蒸発器13で改質器排ガス8から熱を奪っ
た水は、蒸気14と改質用蒸気22となる。このうち改
質用蒸気22は、メタンなどの原燃料17を燃料圧縮機
18で圧縮して得られた高圧原燃料19と混合されて、
改質器20でガスタービン排ガス7の熱を受け取り、上
述のように改質反応を起こし、水素を含む改質燃料21
となる。一方蒸気14は、蒸気バルブ15を通過して噴
射用蒸気16として燃焼器4に噴射される。
The water that has taken heat from the reformer exhaust gas 8 in the evaporator 13 becomes steam 14 and reforming steam 22. The reforming steam 22 is mixed with the high-pressure raw fuel 19 obtained by compressing the raw fuel 17 such as methane by the fuel compressor 18,
The heat of the gas turbine exhaust gas 7 is received by the reformer 20, the reforming reaction occurs as described above, and the reformed fuel 21 containing hydrogen is used.
Becomes On the other hand, the steam 14 passes through the steam valve 15 and is injected into the combustor 4 as injection steam 16.

【0007】このようなメタンの水蒸気改質を用いるガ
スタービンシステムとしては、例えば特開平2−286
835に示されているようなものがある。またガスター
ビン排ガスから水蒸気成分を回収して利用するシステム
についても、ガスタービンの高効率化を計るために多く
のシステムが考えられており、例えば、特開昭56−1
2006や特開平11−117764などに示されてい
る。
A gas turbine system using such steam reforming of methane is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-286.
835. Also, with respect to a system for recovering and using a water vapor component from a gas turbine exhaust gas, many systems have been considered in order to increase the efficiency of the gas turbine.
2006 and JP-A-11-117764.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにメタンな
ど化学的に改質する改質器20を有するガスタービンシ
ステムにおいては、改質の時多くの水蒸気を必要とす
る。この水蒸気に用いられる水は、システム外部から補
給され、その後排ガスとして排出されるため、水資源が
有効に活用されていない。また、排ガス中に多量に水蒸
気が含まれるため、排ガスが煙突から排出されるときミ
スト生成し、白煙がたちのぼるため、環境上の不具合が
ある。
As described above, a gas turbine system having a reformer 20 for chemically reforming methane or the like requires a large amount of steam at the time of reforming. The water used for the steam is supplied from outside the system and then discharged as exhaust gas, so that water resources are not effectively used. Further, since a large amount of water vapor is contained in the exhaust gas, mist is generated when the exhaust gas is discharged from the chimney, and white smoke rises, resulting in an environmental problem.

【0009】また、従来のガスタービンシステムにおい
ては、排ガスからの水蒸気回収を行うシステムが、特開
平11−117764などで提案されている。これらに
示されている水蒸気の回収システムを燃料改質を行うガ
スタービンシステムにそのまま適用した場合、回収蒸気
量が多いために、水回収に必要な低温の冷却水を大量に
作るための冷熱源が乏しく、水蒸気の回収システムはガ
スタービンシステムの他の機器に比べて大きくなる傾向
があり、設置面積やコストの面で必ずしも実用的なシス
テムとはいえない。また、例えば特開平11−1177
64などで考案された水回収システムでは、水蒸気の回
収のための冷却媒体がスプレーにより排ガスに振りかけ
られるため、凝縮回収水や冷却媒体が排ガスとともに排
出されてしまう。このため実際には、水蒸気の凝縮回収
が困難であるという不具合がある。
In a conventional gas turbine system, a system for recovering water vapor from exhaust gas has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-117664. When the steam recovery system shown in these is directly applied to a gas turbine system that performs fuel reforming, the amount of recovered steam is large, so a cold heat source for producing a large amount of low-temperature cooling water required for water recovery Therefore, the steam recovery system tends to be larger than other components of the gas turbine system, and is not necessarily a practical system in terms of installation area and cost. Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-1177
In the water recovery system devised as 64, a cooling medium for recovering steam is sprayed on the exhaust gas by spraying, and condensed recovered water and the cooling medium are discharged together with the exhaust gas. For this reason, there is a problem that it is actually difficult to condense and recover steam.

【0010】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、燃料を化学的に改質する改質器を有するガ
スタービンシステムにおいて、水資源を有効に活用でき
る実用的なガスタービンシステムを提供することを目的
とする。
[0010] The present invention has been made in view of the above points, and in a gas turbine system having a reformer for chemically reforming fuel, a practical gas turbine capable of effectively utilizing water resources. The purpose is to provide a system.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼用酸素を
含む流体を圧縮する圧縮機と、燃料ガスを化学的に改質
して改質ガスを生成する改質器と、水蒸気を生成して改
質器へ送る蒸発器と、圧縮機からの流体によって、改質
器から改質ガス管を経て送られた改質ガスを燃焼させる
燃焼器と、燃焼器で発生した燃焼ガスを動力に変換する
タービンとを備え、タービンからの排ガスを排ガス管に
より改質器および蒸発器に供給し、蒸発器下流側の排ガ
ス管に、排ガス中の水蒸気を凝縮して回収し、回収した
凝縮水を蒸発器へ送る水分凝縮回収装置を設けたことを
特徴とするガスタービンシステムである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a compressor for compressing a fluid containing oxygen for combustion, a reformer for chemically reforming a fuel gas to produce a reformed gas, and a steam generator for producing steam. And a combustor that burns the reformed gas sent from the reformer via the reformed gas pipe by the fluid from the compressor and the combustion gas generated by the combustor. The exhaust gas from the turbine is supplied to the reformer and the evaporator via an exhaust gas pipe, and the exhaust gas pipe on the downstream side of the evaporator condenses and collects the water vapor in the exhaust gas. Is a gas turbine system provided with a water condensation and recovery device for sending water to an evaporator.

【0012】本発明によれば、排ガス管に水分凝縮回収
装置を設け、回収した水を蒸発器へ送って水蒸気を生成
するとともに、この水蒸気を改質器へ送るので、排ガス
中の水蒸気を回収して改質器において利用できる。この
ため、改質器へ水蒸気を供給するためにシステム外から
水を補給する必要がなくなる。
According to the present invention, a water condensation / recovery device is provided in the exhaust gas pipe, and the collected water is sent to the evaporator to generate steam, and the steam is sent to the reformer. It can be used in a reformer. Therefore, it is not necessary to supply water from outside the system in order to supply steam to the reformer.

【0013】本発明は、水分凝縮回収装置の入側の排ガ
ス管と、水分凝縮回収装置出側の排ガス管とをガス熱交
換器で接続したことを特徴とするガスタービンシステム
である。
The present invention is a gas turbine system characterized in that an exhaust gas pipe on the inlet side of the water condensation and recovery apparatus and an exhaust gas pipe on the outlet side of the water condensation and recovery apparatus are connected by a gas heat exchanger.

【0014】本発明によれば、水分凝縮回収装置の出側
の排ガスをガス熱交換器で加熱するので、一度冷却され
て飽和濃度近傍の水蒸気を含む排ガスを再加熱するの
で、排ガス温度が上がり、その結果相対湿度が下がる。
このため、ミスト生成を抑制することができ、白煙を防
止することができる。
According to the present invention, the exhaust gas on the outlet side of the water condensation and recovery apparatus is heated by the gas heat exchanger, so that the exhaust gas containing water vapor near the saturation concentration is cooled once, and the exhaust gas temperature rises. , Resulting in a lower relative humidity.
Therefore, mist generation can be suppressed, and white smoke can be prevented.

【0015】本発明は、水分凝縮回収装置は、排ガスが
流れる排ガス管と、冷却媒体が流れる冷却媒体管とに接
続された水回収熱交換器と、水回収熱交換器からの凝縮
水を溜めるタンクとを有することを特徴とするガスター
ビンシステムである。
According to the present invention, there is provided a water condensation and recovery apparatus, wherein a water recovery heat exchanger connected to an exhaust gas pipe through which exhaust gas flows, a cooling medium pipe through which a cooling medium flows, and condensed water from the water recovery heat exchanger. A gas turbine system comprising a tank.

【0016】本発明によれば、水分凝縮回収装置が水回
収熱交換器と、タンクとからなるので、水回収熱交換器
の冷却媒体として、大気、海水といった自然に大量に存
在するものを利用することができ、冷却媒体として新た
に水資源を確保する必要がなく、結果的に水資源を有効
に活用することができる。また凝縮水を溜めておくタン
クを設置することで、負荷変動により水の利用量が少な
くなったときでも、回収した水を蓄えておけるので、無
駄にすることがなくなる。
According to the present invention, since the water condensing and recovering device comprises the water collecting heat exchanger and the tank, the cooling medium for the water collecting heat exchanger uses a naturally large amount such as air and seawater. Therefore, it is not necessary to newly secure water resources as a cooling medium, and as a result, water resources can be used effectively. In addition, by installing a tank for storing condensed water, even when the amount of water used decreases due to load fluctuation, the collected water can be stored, so that there is no waste.

【0017】本発明は、水回収熱交換器の出側の冷却媒
体管をタンクに接続したことを特徴とするガスタービン
システムである。
The present invention is a gas turbine system characterized in that a cooling medium pipe on the outlet side of a water recovery heat exchanger is connected to a tank.

【0018】本発明によれば、水回収熱交換器の出側の
冷却媒体をタンクに接続したので、水回収熱交換器で冷
却に使われた水等の冷却媒体を加熱してそのまま水蒸気
として利用できるので、水資源を有効に活用できる。
According to the present invention, since the cooling medium on the outlet side of the water recovery heat exchanger is connected to the tank, the cooling medium such as water used for cooling is heated by the water recovery heat exchanger and directly converted into steam. Because it can be used, water resources can be used effectively.

【0019】本発明は、水回収熱交換器は、排ガス管か
らの排ガスと、冷却媒体管からの冷却媒体を直接接触さ
せて熱交換する直接接触熱交換器であることを特徴とす
るガスタービンシステムである。
The present invention is characterized in that the water recovery heat exchanger is a direct contact heat exchanger for exchanging heat by directly contacting exhaust gas from an exhaust gas pipe with a cooling medium from a cooling medium pipe. System.

【0020】本発明によれば、水回収熱交換器が排ガス
と冷却媒体を直接接触させて熱交換させる直接接触熱交
換器なので、冷却媒体と凝縮水を混合させる機器を必要
とせず設置面積を小さくすることができる。また、水回
収熱交換器も伝熱管を多数配置したものや各種プレート
型のものに比べて直接接触型にすることで安くすること
ができ、より実用的なものとなる。
According to the present invention, since the water recovery heat exchanger is a direct contact heat exchanger in which the exhaust gas and the cooling medium are brought into direct contact to exchange heat, no equipment for mixing the cooling medium and the condensed water is required, and the installation area is reduced. Can be smaller. In addition, the water recovery heat exchanger can be made inexpensive by making it a direct contact type as compared with one in which a number of heat transfer tubes are arranged or various plate types, and it becomes more practical.

【0021】本発明は、水分凝縮回収装置は、排ガスが
流れる排ガス管に接続された水回収熱交換器と、水回収
熱交換器からの凝縮水を溜めるタンクと、タンクからの
凝縮水が流れる水配管と冷却媒体が流れる冷却媒体管と
に接続された追加熱交換器とを有し、追加熱交換器出側
の水配管を水回収熱交換器に接続したことを特徴とする
ガスタービンシステムである。
According to the present invention, in the water condensation and recovery apparatus, a water recovery heat exchanger connected to an exhaust gas pipe through which exhaust gas flows, a tank for storing condensed water from the water recovery heat exchanger, and condensed water from the tank flow. A gas turbine system, comprising: an additional heat exchanger connected to a water pipe and a cooling medium pipe through which a cooling medium flows, wherein the water pipe on the outlet side of the additional heat exchanger is connected to a water recovery heat exchanger. It is.

【0022】本発明によれば、水分凝縮回収装置は水回
収熱交換器と、タンクと、追加熱交換器とを有するの
で、浄水場などのようにきれいな水が大量に得られない
ような場所にガスタービンシステムを設置する場合で
も、冷却媒体として大量の大気または海水を使って冷却
できるので、凝縮水の回収が容易となる。
According to the present invention, the water condensation and recovery apparatus has a water recovery heat exchanger, a tank, and an additional heat exchanger, so that a place where a large amount of clean water cannot be obtained, such as a water purification plant. Even when the gas turbine system is installed in the gas turbine, since a large amount of air or seawater can be used as a cooling medium for cooling, the condensed water can be easily collected.

【0023】本発明は、水回収熱交換器は、排ガス管か
らの排ガスと追加熱交換器からの凝縮水を直接接触させ
て熱交換する直接熱交換器であることを特徴とするガス
タービンシステムである。
According to the present invention, the water recovery heat exchanger is a direct heat exchanger for exchanging heat by bringing exhaust gas from an exhaust gas pipe into direct contact with condensed water from an additional heat exchanger. It is.

【0024】本発明によれば、追加熱交換器は排ガスと
水とを直接接触させて熱交換する直接接触熱交換器であ
るので、伝熱管を多数配置した熱交換器や各種プレート
型の熱交換器に比べて安く作ることができ、より実用的
なものとなる。
According to the present invention, the additional heat exchanger is a direct contact heat exchanger for exchanging heat by bringing exhaust gas and water into direct contact with each other. It can be made cheaper and more practical than exchangers.

【0025】本発明は、追加熱交換器とタンクは一体に
構成されていることを特徴とするガスタービンシステム
である。
According to the present invention, there is provided a gas turbine system wherein the additional heat exchanger and the tank are integrally formed.

【0026】本発明によれば、追加熱交換器と別体にタ
ンクを設ける必要がなくなり、設置面積を小さくでき
る。
According to the present invention, there is no need to provide a tank separately from the additional heat exchanger, and the installation area can be reduced.

【0027】本発明は、タンクに凝縮水中の気体を凝縮
水から取り除く手段を設けたことを特徴とするガスター
ビンシステムである。
According to the present invention, there is provided a gas turbine system provided with means for removing gas in the condensed water from the condensed water in the tank.

【0028】本発明によれば、凝縮水中の気体、例えば
二酸化炭素と水とにより炭酸水が生成され、この炭酸水
により改質器への供給配管が腐食されることを防ぐこと
ができ、配管材料を安くすることができる。
According to the present invention, it is possible to prevent the gas in the condensed water, for example, carbon dioxide and water, from producing carbonated water, and prevent the supply pipe to the reformer from being corroded by the carbonated water. Material can be cheaper.

【0029】本発明は、水回収熱交換器は、棚板式直接
接触熱交換器であり、排ガスが直接接触熱交換器を出る
ときの流速が略6m/s以下であることを特徴とするガ
スタービンシステムである。
According to the present invention, the water recovery heat exchanger is a shelf type direct contact heat exchanger, and the flow rate of the exhaust gas when leaving the direct contact heat exchanger is about 6 m / s or less. It is a turbine system.

【0030】本発明によれば、水回収熱交換器が棚板式
直接接触熱交換器であり、排ガスが直接接触熱交換器を
出るときの流速がおおよそ6m/s以下であるので、排
ガスに水を直接振りかけても、排ガスとともに冷却水が
飛んで排出されることがなく、より実用的な直接接触熱
交換器となる。
According to the present invention, since the water recovery heat exchanger is a shelf-type direct contact heat exchanger and the exhaust gas exits the direct contact heat exchanger at a flow velocity of about 6 m / s or less, Even if it is directly sprinkled, the cooling water does not fly out and is discharged together with the exhaust gas, so that it becomes a more practical direct contact heat exchanger.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】第1の実施の形態 次に図面を参照して本発明の実施の形態について説明す
る。図1は本発明によるガスタービンシステムの第1の
実施の形態を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a gas turbine system according to the present invention.

【0032】図1において、ガスタービンシステムは燃
料用酸素を含む流体、例えば空気1を圧縮する圧縮機2
と、メタン等の燃料ガス(高圧原燃料)19を化学的に
改質して改質ガス(改質燃料)21を生成する改質器2
0と、水から水蒸気を生成して改質器20へ送る蒸発器
13と、圧縮機2からの高圧空気3によって改質器20
から改質ガス管52を経て送られた改質燃料21を燃焼
させる燃焼器4と、燃焼器4で生成した高温高圧の燃焼
ガスを動力に変換するタービン6とを備えている。
In FIG. 1, a gas turbine system includes a compressor 2 for compressing a fluid containing fuel oxygen, for example, air 1.
And a reformer 2 that chemically reforms a fuel gas (high-pressure raw fuel) 19 such as methane to produce a reformed gas (reformed fuel) 21.
0, an evaporator 13 that generates steam from water and sends it to the reformer 20, and a high-pressure air 3 from the compressor 2.
A combustor 4 for burning the reformed fuel 21 sent from the fuel cell via a reformed gas pipe 52 and a turbine 6 for converting the high-temperature and high-pressure combustion gas generated by the combustor 4 into power.

【0033】またタービン6には排ガス管50が接続さ
れ、この排ガス管50には、上述した改質器20と蒸発
器13が順次設けられ、さらに蒸発器13の下流側の排
ガス管50には蒸発器排ガス9中の水蒸気を凝縮して回
収し、回収した凝縮水を蒸発器13へ送る水分凝縮回収
装置35が設けられている。
An exhaust gas pipe 50 is connected to the turbine 6. The exhaust gas pipe 50 is provided with the above-described reformer 20 and the evaporator 13 in order, and further connected to the exhaust gas pipe 50 downstream of the evaporator 13. A water condensation and recovery device 35 is provided, which condenses and collects water vapor in the evaporator exhaust gas 9 and sends the collected condensed water to the evaporator 13.

【0034】すなわち、水分凝縮回収装置35には、水
配管51が接続され、水分凝縮回収装置35と蒸発器1
3との間の水配管51には、凝縮水を蒸発器13へ送る
ポンプ11が取付けられている。
That is, the water pipe 51 is connected to the water condensation and recovery device 35, and the water condensation and recovery device 35 and the evaporator 1 are connected.
A pump 11 for sending condensed water to the evaporator 13 is attached to a water pipe 51 between the evaporator 13 and the water pipe 51.

【0035】また蒸発器13には、水蒸気14および改
質用蒸気22を各々燃焼器4および改質器20へ送る水
蒸気管53、53aが接続され、水蒸気管53には蒸気
バルブ15が取付けられている。
The evaporator 13 is connected to steam pipes 53 and 53a for sending steam 14 and reforming steam 22 to the combustor 4 and the reformer 20, respectively. The steam pipe 53 is provided with a steam valve 15. ing.

【0036】また、図1において、改質器20の入側に
は、原燃料17を加圧して高圧原燃料19とする燃料圧
縮機18が設けられている。
In FIG. 1, a fuel compressor 18 is provided on the inlet side of the reformer 20 to pressurize the raw fuel 17 to produce a high-pressure raw fuel 19.

【0037】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

【0038】まず、空気1が圧縮機2で圧縮して高圧空
気3となり、この高圧空気3は改質器20から送られる
水素を含む改質ガス(改質燃料)21とともに燃焼器4
で燃焼される。このとき、同時に蒸発器13から送られ
た水蒸気14が蒸気バルブ15を経て噴射用蒸気16と
なって燃焼器4へ噴射される。
First, the air 1 is compressed by the compressor 2 to become high-pressure air 3. The high-pressure air 3 is compressed together with the reformed gas (reformed fuel) 21 containing hydrogen sent from the reformer 20 by the combustor 4.
Burned in. At this time, the steam 14 sent from the evaporator 13 at the same time becomes the injection steam 16 via the steam valve 15 and is injected into the combustor 4.

【0039】燃焼器4を出た高温・高圧の燃焼ガス5は
ガスタービン6で膨張して動力を発生し、低圧のガスタ
ービン排ガス7となる。
The high-temperature and high-pressure combustion gas 5 that has exited the combustor 4 expands in the gas turbine 6 to generate power, and becomes low-pressure gas turbine exhaust gas 7.

【0040】一方、メタンなどの原燃料17が燃料圧縮
機18により加圧されて高圧原燃料19となり、この高
圧原燃料19は改質器20へ送られる。改質器20にお
いて、ガスタービン排ガス7はメタンなどの高圧原燃料
19を加熱し、温度が低下して改質器排ガス8となる。
一方、高圧原燃料19は改質器20において、改質用蒸
気22と混合して改質反応を生じさせて水素を含む改質
燃料21となる。
On the other hand, a raw fuel 17 such as methane is pressurized by a fuel compressor 18 to become a high-pressure raw fuel 19, which is sent to a reformer 20. In the reformer 20, the gas turbine exhaust gas 7 heats the high-pressure raw fuel 19 such as methane, and the temperature is reduced to become the reformer exhaust gas 8.
On the other hand, the high-pressure raw fuel 19 is mixed with the reforming steam 22 in the reformer 20 to cause a reforming reaction to become the reformed fuel 21 containing hydrogen.

【0041】改質器排ガス8は蒸発器13でさらに水分
凝縮回収装置35から送られる蒸発器用凝縮水31を加
熱したのち、蒸発器排ガス9となる。蒸発器排ガス9
は、水分凝縮回収装置35で凝縮され、凝縮水33と最
終排ガス32に分離される。最終排ガス32は大気中に
排出され、凝縮水33の一部は蒸発器用凝縮水31とな
り、残りは排水34として排出される。
The reformer exhaust gas 8 becomes the evaporator exhaust gas 9 after the evaporator 13 further heats the evaporator condensed water 31 sent from the water condensation and recovery device 35. Evaporator exhaust gas 9
Is condensed by a water condensation and recovery device 35 and separated into condensed water 33 and final exhaust gas 32. The final exhaust gas 32 is discharged into the atmosphere, a part of the condensed water 33 becomes the condensed water 31 for the evaporator, and the rest is discharged as wastewater 34.

【0042】蒸発器13で改質器排ガス8により加熱さ
れた蒸発器用凝縮水は水蒸気14と改質用蒸気22とな
る。上述のように改質用蒸気22は改質器20でガスタ
ービン排ガス7の熱を受け取り、改質反応を起こし、水
素を含む改質燃料21となる。
The condensed water for the evaporator heated by the reformer exhaust gas 8 in the evaporator 13 becomes steam 14 and reforming steam 22. As described above, the reforming steam 22 receives the heat of the gas turbine exhaust gas 7 in the reformer 20, causes a reforming reaction, and becomes the reformed fuel 21 containing hydrogen.

【0043】以上のように本実施の形態によれば、最終
排ガス部分に水分凝縮回収装置35をとりつけて、回収
した凝縮水の一部である蒸発器用凝縮器31をポンプ1
1によって昇圧して蒸発器13に供給する。したがっ
て、改質用蒸気22を作るためにシステム外から水を補
給する必要がなくなり、水資源を有効に活用することが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the water condensation and recovery device 35 is attached to the final exhaust gas portion, and the evaporator condenser 31 which is a part of the recovered condensed water is pumped by the pump 1.
The pressure is increased by 1 and supplied to the evaporator 13. Therefore, it is not necessary to supply water from outside the system in order to produce the reforming steam 22, and water resources can be used effectively.

【0044】第2の実施の形態 次に本発明によるガスタービンシステムの第2の実施の
形態について図2により説明する。第2の実施の形態
は、水分凝縮回収装置35の入側と出側の排ガス管50
にガス熱交換器(白煙防止装置)36を接続したもので
ある。
Second Embodiment Next, a gas turbine system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the exhaust gas pipes 50 on the inlet side and the outlet side of the water condensation / recovery device 35 are used.
Is connected to a gas heat exchanger (white smoke prevention device) 36.

【0045】図2において、図1に示す第1の実施の形
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。
In FIG. 2, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0046】図2において、空気1を圧縮機2で圧縮し
て高圧空気3とし、高圧空気3は改質器20において生
成された水素を含む改質燃料21とともに燃焼器4で燃
焼される。このとき、噴射用蒸気16が燃焼器4に噴射
される。燃焼器4を出た高温・高圧の燃焼ガス5はガス
タービン6で膨張する際、動力を発生し、低圧のガスタ
ービン排ガス7となる。低圧のガスタービン排ガス7は
改質器20でメタンなどの高圧原燃料19に熱を奪わ
れ、温度が低下して改質器排ガス8となる。一方、高圧
原燃料19は改質用蒸気22と混合して水素を含む改質
燃料21となる。改質器排ガス8は蒸発器13でさらに
熱を奪われたのち、蒸発器排ガス9となる。蒸発器排ガ
ス9は、白煙防止装置36に入り、水分凝縮回収装置排
ガス32aと熱交換して温度が蒸発器排ガス9の露点程
度まで下がった白煙防止装置排ガス9aとなる。
In FIG. 2, air 1 is compressed by a compressor 2 to form high-pressure air 3. The high-pressure air 3 is burned in a combustor 4 together with a reformed fuel 21 containing hydrogen generated in a reformer 20. At this time, the injection steam 16 is injected into the combustor 4. When the high-temperature and high-pressure combustion gas 5 that has exited the combustor 4 expands in the gas turbine 6, it generates power and becomes low-pressure gas turbine exhaust gas 7. The low-pressure gas turbine exhaust gas 7 is deprived of heat by the high-pressure raw fuel 19 such as methane in the reformer 20, and its temperature decreases to become the reformer exhaust gas 8. On the other hand, the high-pressure raw fuel 19 is mixed with the reforming steam 22 to become the reformed fuel 21 containing hydrogen. After the reformer exhaust gas 8 is further deprived of heat by the evaporator 13, it becomes the evaporator exhaust gas 9. The evaporator exhaust gas 9 enters the white smoke prevention device 36 and exchanges heat with the moisture condensation / recovery device exhaust gas 32 a to become the white smoke prevention device exhaust gas 9 a whose temperature has dropped to about the dew point of the evaporator exhaust gas 9.

【0047】白煙防止装置排ガス9aは水分凝縮回収装
置35で、凝縮水33と水分凝縮回収装置排ガス32a
に分離される。水分凝縮回収装置排ガス32aは、白煙
防止装置36に入り、蒸発器排ガス9と熱交換して温度
が上がり、相対湿度の低い状態の最終排ガス32とな
り、大気中に排出される。一方、水分凝縮回収装置35
で液状に回収された凝縮水33は、一部が蒸発器用凝縮
水31となり、残りは排水34として排出される。
The exhaust gas 9a of the white smoke prevention device is a water condensation and recovery device 35, and the condensed water 33 and the water condensation and recovery device exhaust gas 32a
Is separated into The moisture exhaust gas 32a enters the white smoke prevention device 36, exchanges heat with the evaporator exhaust gas 9 to increase the temperature, becomes the final exhaust gas 32 having a low relative humidity, and is discharged into the atmosphere. On the other hand, the water condensation and recovery device 35
A part of the condensed water 33 recovered in the liquid state becomes the condensed water 31 for the evaporator, and the rest is discharged as drainage 34.

【0048】蒸発器13で蒸発器排ガス8から熱を奪っ
た蒸発器用凝縮水は、水蒸気14と改質用蒸気22とな
り、改質用蒸気22は改質器20に送られる。一方、水
蒸気14は、蒸気バルブ15を通過して噴射用蒸気16
として上述のように燃焼器4に入る。
The condensed water for the evaporator, which has removed heat from the evaporator exhaust gas 8 in the evaporator 13, becomes steam 14 and reforming steam 22, and the reforming steam 22 is sent to the reformer 20. On the other hand, the steam 14 passes through the steam valve 15 and passes through the steam 16 for injection.
And enters the combustor 4 as described above.

【0049】本実施の形態によれば、白煙防止装置36
によって、水蒸気成分回収装置35へ入る白煙防止装置
排ガス9aの温度を下げて、水分凝縮回収装置35の熱
負荷を低減すると同時に最終排ガス32の相対湿度を下
げることができるので、水分凝縮回収装置をコンパクト
化することができるばかりでなく、白煙を防止し環境へ
の影響を低減することができる。
According to the present embodiment, the white smoke prevention device 36
As a result, the temperature of the white smoke prevention device exhaust gas 9a entering the steam component recovery device 35 can be lowered to reduce the heat load of the water condensation and recovery device 35 and at the same time the relative humidity of the final exhaust gas 32 can be reduced. Not only can be made compact, but also white smoke can be prevented and the impact on the environment can be reduced.

【0050】第3の実施の形態 次に本発明によるガスタービンシステムの第3の実施の
形態について図3により説明する。第3の実施の形態
は、白煙防止装置36の下流側の排ガス管36と、冷却
媒体管54とを水回収熱交換器39で連結するととも
に、水回収熱交換器39の下流側にタンク40を設けた
ものである。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the gas turbine system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the exhaust gas pipe 36 downstream of the white smoke prevention device 36 and the cooling medium pipe 54 are connected by a water recovery heat exchanger 39, and a tank is provided downstream of the water recovery heat exchanger 39. 40 are provided.

【0051】図3において、水回収熱交換器39とタン
ク40とにより水分凝縮回収装置35が構成される。図
3において、図2に示す第2の実施の形態と同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
In FIG. 3, a water condensation / recovery device 35 is constituted by the water recovery heat exchanger 39 and the tank 40. In FIG. 3, the same portions as those of the second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0052】また、空気1は圧縮機2により圧縮されて
高圧空気3となり、高圧空気3は改質器20で生成され
た改質燃料21ととともに燃焼器4で燃焼される。この
とき、噴射用蒸気16が燃焼器4に噴射される。燃焼器
4より排出された高温・高圧燃焼ガス5はガスタービン
6で膨張する際、動力を発生し、低圧のガスタービン排
ガス7となる。ガスタービン排ガス7は燃料改質器20
でメタンなどの高圧原燃料19に熱を奪われ、温度が低
下して改質器排ガス8となる。一方、高圧原燃料19は
改質用蒸気22と混合して水素を含む改質燃料21とな
る。改質器排ガス8は蒸発器13でさらに熱を奪われた
のち、蒸発器排ガス9となる。蒸発器排ガス9は、白煙
防止装置36には入り、凝縮器排ガス32aと熱交換し
て温度が蒸発器排ガス9の露点程度まで下がって白煙防
止装置排ガス9aとなる。
The air 1 is compressed by the compressor 2 to become high-pressure air 3, and the high-pressure air 3 is combusted in the combustor 4 together with the reformed fuel 21 generated in the reformer 20. At this time, the injection steam 16 is injected into the combustor 4. When the high-temperature and high-pressure combustion gas 5 discharged from the combustor 4 expands in the gas turbine 6, it generates power and becomes low-pressure gas turbine exhaust gas 7. The gas turbine exhaust gas 7 is supplied to the fuel reformer 20
The heat is taken by the high-pressure raw fuel 19 such as methane, and the temperature is lowered to become the reformer exhaust gas 8. On the other hand, the high-pressure raw fuel 19 is mixed with the reforming steam 22 to become the reformed fuel 21 containing hydrogen. After the reformer exhaust gas 8 is further deprived of heat by the evaporator 13, it becomes the evaporator exhaust gas 9. The evaporator exhaust gas 9 enters the white smoke prevention device 36 and exchanges heat with the condenser exhaust gas 32a to lower the temperature to about the dew point of the evaporator exhaust gas 9 to become the white smoke prevention device exhaust gas 9a.

【0053】白煙防止装置排ガス9aは水回収熱交換器
39で、海水または大気37等の冷却媒体と熱交換した
のち、凝縮水33と凝縮器排ガス32aに分離される。
この時、海水または大気は温度が上昇し、排出海水また
は大気38としてシステム外に排出される。
The flue gas 9a of the white smoke prevention device exchanges heat with a cooling medium such as seawater or the atmosphere 37 in a water recovery heat exchanger 39, and is then separated into condensed water 33 and condenser exhaust gas 32a.
At this time, the temperature of the seawater or the air rises, and the seawater or the air is discharged out of the system as discharged seawater or the air 38.

【0054】凝縮器排ガス32aは、白煙防止装置36
に入り、蒸発器排ガス9と熱交換して温度が上がり、相
対湿度の低い状態の最終排ガス32となり、大気中に排
出される。一方、凝縮水33はタンク40にたまった
後、一部が蒸発器用凝縮水31となり、残りは排水34
として排出される。
The condenser exhaust gas 32a is supplied to the white smoke prevention device 36.
Then, the temperature rises due to heat exchange with the evaporator exhaust gas 9, and the final exhaust gas 32 having a low relative humidity is discharged to the atmosphere. On the other hand, after the condensed water 33 accumulates in the tank 40, a part becomes the condensed water 31 for the evaporator, and
Is discharged as

【0055】蒸発器13で改質器排ガス8から熱を奪っ
た蒸発器用凝縮水は、水蒸気14と改質用蒸気22とな
り、改質用蒸気22は改質器20へ送られる。一方、水
蒸気14は、蒸気バルブ15を通過して噴射用蒸気16
として燃焼器4に噴射される。
The condensed water for the evaporator, which has taken heat from the reformer exhaust gas 8 in the evaporator 13, becomes steam 14 and reforming steam 22, and the reforming steam 22 is sent to the reformer 20. On the other hand, the steam 14 passes through the steam valve 15 and passes through the steam 16 for injection.
Is injected into the combustor 4.

【0056】本実施の形態によれば、水分凝縮回収装置
35は凝縮水33を溜めるタンク40を有しているの
で、負荷変動などにより凝縮水33の量が一時的に増加
した場合でも、タンク40に蓄えることができる。この
ため、排水34の一時的な増加を防ぐことができ、環境
への影響を少なくすることができる。他方、凝縮水33
の量が一時的に減少した場合でも、タンク40内にたく
わえられた水を利用することができるので、改質器20
に供給する蒸気量を確保することができる。このような
タンク40を設けることにより、負荷変動時にも環境影
響が少ないシステムを提供できる。
According to the present embodiment, since the water condensing and recovering device 35 has the tank 40 for storing the condensed water 33, even if the amount of the condensed water 33 temporarily increases due to a load fluctuation or the like, the water condensing and recovering device 35 can be used. 40 can be stored. For this reason, a temporary increase in the drainage 34 can be prevented, and the effect on the environment can be reduced. On the other hand, condensed water 33
Even if the amount of water is temporarily reduced, the water stored in the tank 40 can be used.
The amount of steam to be supplied to the fuel cell can be secured. By providing such a tank 40, it is possible to provide a system with less environmental influence even when the load changes.

【0057】また、水回収熱交換器39の冷却媒体とし
て大気や海水37等の冷却媒体を利用することにより、
水回収熱交換器39での白煙防止装置排ガス9aの冷却
が可能となる。また大気や海水は大量に流すことが可能
なので、水回収熱交換器39での流量を多くすることが
できる。したがって冷却温度を小さく保つことができ、
熱回収後の排出大気や海水の温度を低く保つことが可能
となる。したがって、環境への影響も少なくてすみ、か
つ凝縮器性能もあがって、水回収熱交換器39を小さく
することができる。
By using a cooling medium such as air or seawater 37 as a cooling medium for the water recovery heat exchanger 39,
The white smoke prevention device exhaust gas 9a can be cooled in the water recovery heat exchanger 39. In addition, since a large amount of air and seawater can flow, the flow rate in the water recovery heat exchanger 39 can be increased. Therefore, the cooling temperature can be kept low,
The temperature of discharged air and seawater after heat recovery can be kept low. Therefore, the influence on the environment can be reduced and the condenser performance can be improved, and the water recovery heat exchanger 39 can be reduced in size.

【0058】第4の実施の形態 次に本発明によるガスタービンシステムの第4の実施の
形態について図4により説明する。第4の実施の形態
は、水回収熱交換器39の下流側の冷却媒体管をタンク
に接続したものである。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the gas turbine system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, a cooling medium pipe downstream of the water recovery heat exchanger 39 is connected to a tank.

【0059】図4において、図3に示す第3の実施の形
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。
In FIG. 4, the same portions as those of the third embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0060】図4において、空気1は圧縮機2で圧縮さ
れて高圧空気3となり、高圧空気3は改質器20で生成
された水素を含む改質燃料21とともに燃焼器4で燃焼
される。このとき、噴射用蒸気16が燃焼器4に噴射さ
れる。燃焼器4より排出される高温・高圧燃焼ガス5は
ガスタービン6で膨張する際、動力を発生し、低圧のガ
スタービン排ガス7となる。ガスタービン排ガス7は燃
料改質器20でメタンなどの高圧原燃料19に熱を奪わ
れ、温度が低下して改質器排ガス8となる。
In FIG. 4, air 1 is compressed by compressor 2 to become high-pressure air 3, and high-pressure air 3 is combusted in combustor 4 together with reformed fuel 21 containing hydrogen generated in reformer 20. At this time, the injection steam 16 is injected into the combustor 4. When the high-temperature and high-pressure combustion gas 5 discharged from the combustor 4 expands in the gas turbine 6, it generates power and becomes low-pressure gas turbine exhaust gas 7. The gas turbine exhaust gas 7 is deprived of heat by the high-pressure raw fuel 19 such as methane in the fuel reformer 20, and its temperature decreases to become the reformer exhaust gas 8.

【0061】一方、高圧原燃料19は、改質用蒸気22
と混合して水素を含む改質燃料21となる。改質器排ガ
ス8は蒸発器13でさらに熱を奪われたのち、蒸発器排
ガス9となる。蒸発器排ガス9は、白煙防止装置36に
入り、凝縮器排ガス32aと熱交換して温度が排ガス9
の露点程度まで下がった白煙防止装置排ガス9aとな
る。
On the other hand, the high pressure raw fuel 19 is
And reformed fuel 21 containing hydrogen. After the reformer exhaust gas 8 is further deprived of heat by the evaporator 13, it becomes the evaporator exhaust gas 9. The evaporator exhaust gas 9 enters the white smoke prevention device 36 and exchanges heat with the condenser exhaust gas 32a to reduce the temperature to the exhaust gas 9.
, The exhaust gas 9a of the white smoke prevention device has dropped to about the dew point of

【0062】白煙防止装置排ガス9aは水回収熱交換器
39で浄水41等の冷却媒体と熱交換して、凝縮水33
と凝縮器排ガス32aに分離される。この時、浄水41
は温度が上昇して高温浄水42となり、タンク40へと
導かれる。凝縮器排ガス32aは、白煙防止装置36に
入り、白煙防止装置排ガス9aと熱交換して温度が上が
り、相対湿度の低い状態の最終排ガス32となり、大気
中に排出される。
The flue gas 9 a of the white smoke prevention device exchanges heat with a cooling medium such as purified water 41 in a water recovery heat exchanger 39 to form condensed water 33.
And a condenser exhaust gas 32a. At this time, clean water 41
Rises in temperature to become high-temperature purified water 42 and is led to the tank 40. The condenser exhaust gas 32a enters the white smoke prevention device 36, exchanges heat with the white smoke prevention device exhaust gas 9a, increases in temperature, becomes the final exhaust gas 32 having a low relative humidity, and is discharged into the atmosphere.

【0063】一方、凝縮水33はタンク40にたまった
後、一部が蒸発器用凝縮水31となり、残りは浄水43
としてシステム外へ供給され、利用される。
On the other hand, after the condensed water 33 accumulates in the tank 40, a part becomes the condensed water 31 for the evaporator, and the rest is purified water 43.
Is supplied outside the system and used.

【0064】蒸発器13において改質器排ガス8から熱
を奪った蒸発器用凝縮水は、水蒸気14と改質用蒸気2
2となり、改質用蒸気22は改質器20へ送られる。一
方、水蒸気14は、蒸気バルブ15を通過して噴射用蒸
気16として燃焼器4に噴射される。
The condensed water for the evaporator, which has taken heat from the reformer exhaust gas 8 in the evaporator 13, is converted into steam 14 and reforming steam 2
2 and the reforming steam 22 is sent to the reformer 20. On the other hand, the steam 14 passes through the steam valve 15 and is injected into the combustor 4 as injection steam 16.

【0065】本実施の形態によれば、凝縮水33と冷却
媒体として用いられた浄水42を同一のタンク40に導
入するため、凝縮水33の一部を浄水として利用するこ
とができる。また、水回収熱交換器39の冷却媒体とし
て浄水41を利用することにより、白煙防止装置排ガス
9aの冷却が可能となるばかりでなく、凝縮水31の一
部を浄水43として利用できる。このため、排水がなく
なり、環境への影響を低減することができる。
According to the present embodiment, since the condensed water 33 and the purified water 42 used as the cooling medium are introduced into the same tank 40, a part of the condensed water 33 can be used as purified water. In addition, by using the purified water 41 as a cooling medium of the water recovery heat exchanger 39, not only the white smoke prevention device exhaust gas 9a can be cooled, but also a part of the condensed water 31 can be used as the purified water 43. For this reason, there is no drainage, and the impact on the environment can be reduced.

【0066】なお、水回収熱交換器39を直接接触型熱
交換器にすることも可能であり、そうすることによっ
て、熱交換器の大きさを小さくできる。
The water recovery heat exchanger 39 can be a direct contact heat exchanger, and the size of the heat exchanger can be reduced.

【0067】第5の実施の形態 次に本発明によるガスタービンシステムの第5の実施の
形態について図5により説明する。第5の実施の形態
は、水分凝縮回収装置を水回収熱交換器39と、タンク
40と、追加熱交換器44とから構成したものであり、
他は図4に示す第4の実施の形態と略同一である。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the gas turbine system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the water condensation and recovery device is configured by a water recovery heat exchanger 39, a tank 40, and an additional heat exchanger 44.
The rest is substantially the same as the fourth embodiment shown in FIG.

【0068】図5において、図4に示す第4の実施の形
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。
In FIG. 5, the same portions as those of the fourth embodiment shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0069】図5において、空気1は圧縮機2で圧縮さ
れて高圧空気3となり、高圧空気3は改質器20で生成
された水素を含む改質燃料21とともに燃焼器4で燃焼
される。このとき、噴射用蒸気16が燃焼器4に噴射さ
れる。燃焼器4から排出された高温・高圧燃焼ガス5は
ガスタービン6で膨張する際、動力を発生し、低圧のガ
スタービン排ガス7となる。ガスタービン排ガス7は改
質器20でメタンなどの高圧原燃料19に熱を奪われ、
温度が低下して改質器排ガス8となる。一方、高圧原燃
料19は改質用空気と混合して水素を含む改質燃料21
となる。改質器排ガス8は蒸発器13でさらに熱を奪わ
れたのち、蒸発器排ガス9となる。蒸発器排ガス9は、
白煙防止装置36に入り、凝縮器排ガス32aと熱交換
して温度が排ガス9の露点程度まで下がった排ガス9a
となる。
In FIG. 5, air 1 is compressed by compressor 2 to become high-pressure air 3, and high-pressure air 3 is combusted in combustor 4 together with reformed fuel 21 containing hydrogen generated in reformer 20. At this time, the injection steam 16 is injected into the combustor 4. When the high-temperature and high-pressure combustion gas 5 discharged from the combustor 4 expands in the gas turbine 6, it generates power and becomes low-pressure gas turbine exhaust gas 7. The gas turbine exhaust gas 7 is deprived of heat by the high-pressure raw fuel 19 such as methane in the reformer 20,
The temperature is reduced to become the reformer exhaust gas 8. On the other hand, the high-pressure raw fuel 19 is mixed with the reforming air to form a reformed fuel 21 containing hydrogen.
Becomes After the reformer exhaust gas 8 is further deprived of heat by the evaporator 13, it becomes the evaporator exhaust gas 9. The evaporator exhaust gas 9 is
The flue gas 9a which enters the white smoke prevention device 36 and exchanges heat with the condenser flue gas 32a and the temperature falls to about the dew point of the flue gas 9
Becomes

【0070】排ガス9aは水回収熱交換器39で追加熱
交換器44から送られる冷却水47と熱交換して、凝縮
水33と凝縮器排ガス32aに分離される。この時、水
回収熱交換器39内の冷却水47は凝縮水33とともに
タンク40へと導かれる。凝縮器排ガス32aは、白煙
防止装置36に入り、蒸発器排ガス9と熱交換して温度
が上がり、相対湿度の低い状態の最終排ガス32とな
り、大気中に排出される。
The exhaust gas 9a exchanges heat with the cooling water 47 sent from the additional heat exchanger 44 in the water recovery heat exchanger 39, and is separated into condensed water 33 and condenser exhaust gas 32a. At this time, the cooling water 47 in the water recovery heat exchanger 39 is guided to the tank 40 together with the condensed water 33. The condenser exhaust gas 32a enters the white smoke prevention device 36 and exchanges heat with the evaporator exhaust gas 9 to increase the temperature, and becomes the final exhaust gas 32 having a low relative humidity, and is discharged into the atmosphere.

【0071】一方、凝縮水33はタンク40にたまって
から後、水配管51から排出され、冷却水46、蒸発器
用凝縮水31、および排水34とに分けられる。このう
ち、水配管51中の冷却水46は、追加熱交換器44に
よって冷却媒体管54を流れる海水または大気37等の
冷却媒体と熱交換して温度が下がり、冷却水47にな
る。このとき、海水または大気37は温度が上がり、排
出海水または大気38等の排出冷却媒体として排出され
る。
On the other hand, after the condensed water 33 accumulates in the tank 40, the condensed water 33 is discharged from the water pipe 51, and is divided into the cooling water 46, the condensed water 31 for the evaporator, and the waste water 34. Among them, the cooling water 46 in the water pipe 51 exchanges heat with the cooling medium such as seawater or the atmosphere 37 flowing through the cooling medium pipe 54 by the additional heat exchanger 44 to lower the temperature and becomes the cooling water 47. At this time, the temperature of the seawater or the air 37 rises, and the seawater or the air 37 is discharged as a discharge cooling medium such as the discharged seawater or the air 38.

【0072】蒸発器用凝縮水31は蒸発器13で改質器
排ガス8から熱を奪って水蒸気14と改質用蒸気22と
なり、改質用蒸気22は改質器20へ送られる。一方、
水蒸気14は、蒸気バルブ15を通過して噴射用蒸気1
6として燃焼器4に噴射される。
The condensed water 31 for the evaporator takes heat from the reformer exhaust gas 8 in the evaporator 13 to become steam 14 and reforming steam 22, and the reforming steam 22 is sent to the reformer 20. on the other hand,
The steam 14 passes through the steam valve 15 and passes through the steam 1 for injection.
6 is injected into the combustor 4.

【0073】本実施の形態によれば、追加熱交換器44
を設けることにより、水回収熱交換器39の冷却媒体と
して浄水を利用できない場合でも、白煙防止装置排ガス
9aを冷却する方法として冷却水を使うことが可能とな
る。このため、特に大気で冷却しなければならない場合
には、凝縮器を小さくすることが可能となり、設置面積
を小さくする効果が得られる。
According to the present embodiment, the additional heat exchanger 44
Is provided, even if purified water cannot be used as a cooling medium for the water recovery heat exchanger 39, cooling water can be used as a method for cooling the white smoke prevention device exhaust gas 9a. For this reason, especially when cooling is required in the atmosphere, the condenser can be made smaller, and the effect of reducing the installation area can be obtained.

【0074】また、水回収熱交換器39を直接接触型熱
交換器にすることも可能であり、このことによって、熱
交換器の大きさを小さくできるので設置面積を小さくで
きる。
The water recovery heat exchanger 39 can also be a direct contact heat exchanger, which can reduce the size of the heat exchanger and the installation area.

【0075】また、このような構成において、水回収熱
交換器39とタンク40を一体に形成してもよく、この
ことにより、設置面積を小さくできる。
Further, in such a configuration, the water recovery heat exchanger 39 and the tank 40 may be formed integrally, thereby reducing the installation area.

【0076】さらにタンク40に二酸化炭素等の気体を
脱気する脱気装置47を設けてもよい。この場合は脱気
装置47により凝縮水への二酸化炭素の溶け込みを防止
して酸性度を下げることができる。このため、配管部材
に安い材料を使うことが可能となり、より実用的なシス
テムとすることができる。
Further, the tank 40 may be provided with a degassing device 47 for degassing gas such as carbon dioxide. In this case, the degassing device 47 can prevent carbon dioxide from dissolving in the condensed water and reduce the acidity. For this reason, it is possible to use a cheap material for the piping member, and a more practical system can be provided.

【0077】さらに、水回収熱交換器39として、棚板
式直接接触熱交換器を用いてもよい。このとき水回収熱
交換器39からの排ガス32aの流速を6m/s以下に
する。このことにより水回収熱交換器39からの凝縮水
が排ガス32aとともに排出することを防止でき、凝縮
水を効率良く回収することが可能となる。
Further, as the water recovery heat exchanger 39, a shelf type direct contact heat exchanger may be used. At this time, the flow rate of the exhaust gas 32a from the water recovery heat exchanger 39 is set to 6 m / s or less. Thus, the condensed water from the water recovery heat exchanger 39 can be prevented from being discharged together with the exhaust gas 32a, and the condensed water can be efficiently recovered.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、燃料を化学的に改質する改質器を有するガスター
ビンシステムにおいて、タービンからの排ガス中の水分
を有効に回収して改質用の水蒸気として用いることがで
きる。このため水資源を有効に活用できる実用的なシス
テムを提供することができる。
As described above, according to the structure of the present invention, in a gas turbine system having a reformer for chemically reforming fuel, water in exhaust gas from a turbine is effectively recovered. It can be used as steam for reforming. Therefore, a practical system that can effectively utilize water resources can be provided.

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

【図1】本発明によるガスタービンシステムの第1の実
施の形態を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a gas turbine system according to the present invention.

【図2】本発明によるガスタービンシステムの第2の実
施の形態を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the gas turbine system according to the present invention.

【図3】本発明によるガスタービンシステムの第3の実
施の形態を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of the gas turbine system according to the present invention.

【図4】本発明によるガスタービンシステムの第4の実
施の形態を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the gas turbine system according to the present invention.

【図5】本発明によるガスタービンシステムの第5の実
施の形態を示す概略図。
FIG. 5 is a schematic view showing a fifth embodiment of the gas turbine system according to the present invention.

【図6】従来のガスタービンシステムを表すシステム構
成図。
FIG. 6 is a system configuration diagram showing a conventional gas turbine system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 圧縮機 4 燃焼器 6 ガスタービン 13 蒸発器 18 燃料圧縮機 20 燃料改質器 35 水分凝縮回収装置 36 白煙防止装置 39 水回収熱交換器 40 タンク 44 追加熱交換器 48 脱気装置 2 Compressor 4 Combustor 6 Gas Turbine 13 Evaporator 18 Fuel Compressor 20 Fuel Reformer 35 Water Condensation Recovery Device 36 White Smoke Prevention Device 39 Water Recovery Heat Exchanger 40 Tank 44 Additional Heat Exchanger 48 Deaerator

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼用酸素を含む流体を圧縮する圧縮機
と、 燃料ガスを化学的に改質して改質ガスを生成する改質器
と、 水蒸気を生成して改質器へ送る蒸発器と、 圧縮機からの流体によって、改質器から改質ガス管を経
て送られた改質ガスを燃焼させる燃焼器と、 燃焼器で発生した燃焼ガスを動力に変換するタービンと
を備え、 タービンからの排ガスを排ガス管により改質器および蒸
発器に供給し、 蒸発器下流側の排ガス管に、排ガス中の水蒸気を凝縮し
て回収し、回収した凝縮水を蒸発器へ送る水分凝縮回収
装置を設けたことを特徴とするガスタービンシステム。
1. A compressor for compressing a fluid containing oxygen for combustion, a reformer for chemically reforming a fuel gas to produce a reformed gas, and an evaporator for producing steam and sending it to the reformer. A combustor that burns the reformed gas sent from the reformer via the reformed gas pipe by the fluid from the compressor, and a turbine that converts the combustion gas generated in the combustor into power. Exhaust gas from the turbine is supplied to the reformer and evaporator via an exhaust gas pipe, and water vapor in the exhaust gas is condensed and collected in an exhaust gas pipe downstream of the evaporator, and the condensed water collected is sent to the evaporator for water condensation and recovery. A gas turbine system provided with a device.
【請求項2】水分凝縮回収装置の入側の排ガス管と、水
分凝縮回収装置出側の排ガス管とをガス熱交換器で接続
したことを特徴とする請求項1記載のガスタービンシス
テム。
2. The gas turbine system according to claim 1, wherein the exhaust gas pipe on the inlet side of the water condensation and recovery apparatus and the exhaust gas pipe on the outlet side of the water condensation and recovery apparatus are connected by a gas heat exchanger.
【請求項3】水分凝縮回収装置は、排ガスが流れる排ガ
ス管と冷却媒体が流れる冷却媒体管とに接続された水回
収熱交換器と、水回収熱交換器からの凝縮水を溜めるタ
ンクとを有することを特徴とする請求項1または2記載
のガスタービンシステム。
3. A water condensation and recovery device includes a water recovery heat exchanger connected to an exhaust gas pipe through which exhaust gas flows and a cooling medium pipe through which a cooling medium flows, and a tank for storing condensed water from the water recovery heat exchanger. The gas turbine system according to claim 1, further comprising:
【請求項4】水回収熱交換器の出側の冷却媒体管をタン
クに接続したことを特徴とする請求項3記載のガスター
ビンシステム。
4. The gas turbine system according to claim 3, wherein a cooling medium pipe on an outlet side of the water recovery heat exchanger is connected to the tank.
【請求項5】水回収熱交換器は、排ガス管からの排ガス
と、冷却媒体管からの冷却媒体を直接接触させて熱交換
する直接接触熱交換器であることを特徴とする請求項4
記載のガスタービンシステム。
5. The water recovery heat exchanger is a direct contact heat exchanger for exchanging heat by bringing exhaust gas from an exhaust gas pipe into direct contact with a cooling medium from a cooling medium pipe.
A gas turbine system as described.
【請求項6】水分凝縮回収装置は、排ガスが流れる排ガ
ス管に接続された水回収熱交換器と、水回収熱交換器か
らの凝縮水を溜めるタンクと、タンクからの凝縮水が流
れる水配管と冷却媒体が流れる冷却媒体管とに接続され
た追加熱交換器とを有し、追加熱交換器出側の水配管を
水回収熱交換器に接続したことを特徴とする請求項1記
載のガスタービンシステム。
6. A water condensation / recovery device, comprising: a water recovery heat exchanger connected to an exhaust gas pipe through which exhaust gas flows, a tank for storing condensed water from the water recovery heat exchanger, and a water pipe through which the condensed water flows from the tank. 2. An additional heat exchanger connected to a cooling medium pipe through which the cooling medium flows, and a water pipe on the outlet side of the additional heat exchanger is connected to the water recovery heat exchanger. Gas turbine system.
【請求項7】水回収熱交換器は、排ガス管からの排ガス
と追加熱交換器からの凝縮水を直接接触させて熱交換す
る直接熱交換器であることを特徴とする請求項6記載の
ガスタービンシステム。
7. The water recovery heat exchanger according to claim 6, wherein the heat recovery heat exchanger is a direct heat exchanger for exchanging heat by directly contacting exhaust gas from an exhaust gas pipe with condensed water from an additional heat exchanger. Gas turbine system.
【請求項8】追加熱交換器とタンクは一体に構成されて
いることを特徴とする請求項7記載のガスタービンシス
テム。
8. The gas turbine system according to claim 7, wherein the additional heat exchanger and the tank are integrally formed.
【請求項9】タンクに凝縮水中の気体を凝縮水から取り
除く手段を設けたことを特徴とする請求項7または8記
載のガスタービンシステム。
9. The gas turbine system according to claim 7, wherein a means for removing gas in the condensed water from the condensed water is provided in the tank.
【請求項10】水回収熱交換器は、棚板式直接接触熱交
換器であり、排ガスが直接接触熱交換器を出るときの流
速が略6m/s以下であることを特徴とする請求項7記
載のガスタービンシステム。
10. The water recovery heat exchanger is a shelf-type direct contact heat exchanger, wherein the flow rate of exhaust gas leaving the direct contact heat exchanger is about 6 m / s or less. A gas turbine system as described.
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