JP2002089285A - ガスタービン翼冷却空気製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン翼冷却空気製造システムに関
し、翼冷却用低温空気を確実に供給できると共に、ガス
タービンの効率を向上させる。 【解決手段】 圧縮機１１より抽気された約４９０℃の
空気は、まず燃料加熱用熱交換器１４及び低圧蒸気製造
熱交換器１５の２系統に別れ、それぞれの熱交換器１
４，１５で温度が下り、吸収冷凍機駆動用温水製造熱交
換器１６に入り、更に冷却される。熱交換器１６では、
この空気との熱交換により温水を製造し、この温水によ
り吸収冷凍機１９，２０の熱源とする。熱交換器１６か
らの空気は、燃料加熱用熱交換器１７へ入り、燃料を昇
温し、出口空気は吸収冷凍機の冷水により冷却される熱
交換器１８に入り、約１５℃までに冷却され、コンプレ
ッサ２０で昇圧され、発生する熱を低圧蒸気製造熱交換
器１５の熱源として利用し、吸収冷凍機２１の冷水によ
り冷却され、ガスタービンへ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン翼冷却
空気製造システムに関し、ガスタービンの翼冷却系統へ
低温の冷却空気を確実に供給できると共に、ガスタービ
ンの効率を向上させるようなシステムとしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のガスタービンの翼の冷却構
成を示す図であり、圧縮機２００とガスタービン２０１
は同軸に結合され、圧縮機２００からの圧縮空気を燃焼
器２０３へ供給し、燃料と共に燃焼させて高温の燃焼ガ
スをガスタービンに送り、熱エネルギを回転エネルギに
変換し、発電機２０４を回転させ電力を得ている。この
ようなガスタービンのシステムにおいては、ガスタービ
ンの翼は高温度にさらされるために冷却する必要があ
り、圧縮機の各段から冷却用の空気を抜き出し、１段動
翼、１段静翼〜４段動翼、４段静翼（図中２０５で示す
８本の経路）に供給し、それぞれ各翼を冷却し、冷却後
の空気をガス通路へ放出している。このために圧縮機２
００からかなりの量の空気が冷却用に消費されている。

【０００３】又、圧縮機から吐出された空気をブースト
圧縮機で昇圧し、この昇圧された空気でガスタービン高
温部を冷却し、冷却後の空気を燃焼用空気として用いる
空気冷却ガスタービンが、例えば特開平１０−１９６３
１６号公報に開示されている。

【０００４】通常、タービン翼を冷却するための空気
（以下、冷却空気）は、圧縮機の吸気流量の約２０％に
上り、ガスタービンの性能を改善するためには、この冷
却空気量を削減することが重要である。一方、ガスター
ビンの高効率化をめざして近時に開発されている高温高
圧のガスタービンでは、圧縮機出口の空気の温度は概ね
４００℃にも達するために、冷却空気それ自体を冷却す
る必要が生じる。この点、特開平１０−１９６３１６号
公報の空気冷却ガスタービンは、当該ガスタービンと共
に複合発電を行う蒸気タービンおよび該蒸気タービンに
供給する蒸気を生成する廃熱回収ボイラとの組み合わせ
において、低圧、低温蒸気によりガスタービンの圧縮機
から吐出される空気を冷却するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１９６３１６号公報に開示された構成ではガ
スタービンを単独で駆動するような運用はできないばか
りか、ガスタービンを起動するために冷却用蒸気の供給
源としての補助ボイラが必要となる。また、特開平１０
−１９６３１６号公報の空気冷却ガスタービンでは、冷
却空気を、低温側のタービン翼から供給し、これを翼外
に回収しながら順次に高温側のタービン翼へ供給するよ
うに構成されている。タービン翼の冷却を冷却空気との
熱交換であるとの観点から、タービン翼それ自体を熱交
換器であると看做す場合には、こうした構成は一般的な
熱交換器の基礎理論から一見効率が良さそうに思える。
しかしながら、この構成は、熱的に厳しくなる高温側の
タービン翼に最も高い温度の冷媒を供給することになる
ので、タービン翼を充分に冷却するためには、結局多量
の冷却空気を必要とし、ガスタービンの効率を下げるこ
ととなる。

【０００６】そこで本発明は、こうした従来技術の問題
点を解決することを技術課題としており、圧縮機から抽
気した空気の有する熱エネルギを他の機器の熱源として
有効利用すると共に、燃焼器へ供給される燃料も加熱す
るようにしてガスタービンの効率を向上させると共に、
ガスタービンの翼を冷却する低温の冷却用空気を製造す
るガスタービン翼冷却空気製造システムを提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、前述の
課題を解決するために次の（１）〜（５）の手段を提供
する。

【０００８】（１）圧縮機の圧縮空気の一部を２系統に
分け、一方の系統の空気が流入し燃料を加熱する第１の
燃料加熱用熱交換器と、他方の系統の空気が流入し低圧
蒸気を発生させる低圧蒸気製造熱交換器と、前記燃料加
熱用と低圧蒸気製造用の両熱交換器からの合流空気が流
入し吸収冷凍機の熱源となる温水を製造する吸収冷凍機
駆動用温水製造熱交換器と、同温水製造熱交換器からの
空気が流入し燃料を加熱し空気を冷却する第２の燃料加
熱用熱交換器と、同燃料加熱用熱交換器からの空気が流
入し同空気を前記吸収冷凍機からの冷水で冷却する空気
冷却用熱交換器とを備えてなることを特徴とするガスタ
ービン翼冷却空気製造システム。

【０００９】（２）前記空気冷却用熱交換器の後流側に
は、同空気冷却用熱交換器からの空気が流入し同空気を
昇圧するブースターコンプレッサを設けたことを特徴と
する（１）記載のガスタービン翼冷却空気製造システ
ム。

【００１０】（３）前記空気冷却用熱交換器の後流側に
は、同空気冷却用熱交換器からの空気が流入し同空気を
昇圧するブースターコンプレッサを設け、更に同コンプ
レッサの後流側に同コンプレッサで昇圧、昇温した空気
を冷却しガスタービン翼の冷却用空気として供給すると
共に、冷却により生じた熱を前記低圧蒸気製造用熱交換
器の熱源として供給する終段空気冷却用熱交換器を備え
てなることを特徴とする（１）記載のガスタービン翼冷
却空気製造システム。

【００１１】（４）圧縮機の圧縮空気の一部を２系統に
分け、一方の系統の空気が流入し燃料を加熱する第１の
燃料加熱用熱交換器と、他方の系統の空気が流入し低圧
蒸気を発生させる低圧蒸気製造熱交換器と、前記燃料加
熱用と低圧蒸気製造用の両熱交換器からの合流空気が流
入し吸収冷凍機の熱源となる温水を製造する吸収冷凍機
駆動用温水製造熱交換器と、同温水製造熱交換器からの
空気が流入し燃料を加熱し空気を冷却する第２の燃料加
熱用熱交換器と、同第２の燃料加熱用熱交換器からの空
気が流入し同空気を前記吸収冷凍機からの冷水で冷却す
る空気冷却用熱交換器と、同空気冷却用熱交換器からの
空気が流入し同空気を昇圧するブースターコンプレッサ
と、同コンプレッサで昇圧、昇温した空気を冷却し冷却
により生じた熱を前記低圧蒸気製造熱交換器の熱源とし
て供給する第１の終段空気冷却用熱交換器と、同第１終
段空気冷却用熱交換器からの空気を前記吸収冷凍機の冷
水で冷却し、ガスタービン翼の冷却用空気として供給す
る第２の終段空気冷却用熱交換器とを備えてなることを
特徴とするガスタービン翼冷却空気製造システム。

【００１２】（５）前記吸収冷凍機は２台からなり、一
方は前記空気冷却用熱交換器を冷却し、他方は前記終段
空気冷却用熱交換器を、それぞれ冷却することを特徴と
する（４）記載のガスタービン翼冷却空気製造システ
ム。

【００１３】本発明の（１）においては、圧縮機の圧縮
空気の有する熱エネルギを回収して低圧蒸気製造熱交換
器で低圧蒸気が製造され、又、燃料も第１，第２の燃料
加熱用熱交換器で加熱されるのでガスタービンの効率が
向上する。又、圧縮空気の有する熱エネルギで吸収冷凍
機の熱源とし、この吸収冷凍機の冷水により空気を効率
的に冷却することができ、更に熱交換器類の適正配置に
より、吸収冷凍機駆動用温水製造熱交換器の伝熱面積を
簡素化することができ、熱交換器を小型にしてコストダ
ウンを図ることができる。

【００１４】本発明の（２）では、上記（２）の発明
に、ブースターコンプレッサが付加されているので、冷
却空気が昇圧されて供給され、ガスタービンの翼へ冷却
空気を確実に供給できる。又、本発明の（３）では、ブ
ースターコンプレッサに加え、更に、終段熱交換器も付
加されているので、ブースターコンプレッサの空気昇圧
により生じた熱を終段熱交換器で回収し、低圧蒸気製造
熱交換器の熱源として供給され、ガスタービンの翼への
冷却空気の供給が確実になされると共に、熱の有効利用
が図れるものである。

【００１５】本発明の（４）においては、上記（１）の
発明の構成、その効果に加えて、ブースターコンプレッ
サで発生する熱を２段の第１，第２終段空気冷却用熱交
換器で回収し、第１終段空気冷却用熱交換器で回収した
熱は低圧蒸気製造熱交換器の熱源とし、第２終段空気冷
却用熱交換器で回収した熱で吸収冷凍機の冷水を加熱す
る構成としたので、熱回収がより一層効率的になされ、
ガスタービンの翼へ冷却空気の供給が確実になされる。

【００１６】本発明の（５）では吸収冷凍機を２台とし
ているのでシステム構成が簡素化され、熱交換器との接
続が複雑とならずに接続通路を簡素化することができ
る。

【００１７】

【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は本発明の先
行技術に係るガスタービン翼冷却空気製造システムにつ
いて説明する。図１のシステムは、本発明の前提となる
システムであり、ガスタービンの圧縮空気の熱を熱交換
器で回収して、他のプラントや吸収冷凍機へ熱源として
利用し、又，燃焼器へ供給される燃料を加熱し、低温の
冷却空気を製造してガスタービンの翼の冷却空気を製造
するもので、本発明に先行して特許出願を了としている
ものである。以下に図１に従って、この内容を説明す
る。

【００１８】図１において、ガスタービン２６０は、圧
縮機２６１、タービン２６２、圧縮機２６１とタービン
２６２の間の燃焼用空気供給通路２６５に設けられた燃
焼器２６３を具備し、発電機２６４が圧縮機２６１に連
結されている。燃料ガスとしての天然ガスが燃料ガス
（図示せず）から、図中点線で示すように燃料ガス供給
通路２６８により、燃料ガス加熱器２６７および後述す
る冷却空気クーラ２７３ａを通過して燃焼器２６３に供
給され、圧縮機２６１で圧縮された空気の一部と混合、
燃焼して、その燃焼ガスが作動ガスとしてタービン２６
２に供給される。

【００１９】前記燃焼器２６３に供給されなかった残り
の圧縮空気は、タービン２６２の翼を冷却するための冷
媒として用いられる。すなわち、圧縮機２６１にて圧縮
された空気の一部が、冷却空気通路２６６に設けられた
第１から第３の翼冷却空気クーラ２７３，２６９，２７
０を通過し冷却された後、タービン２６２の第１段翼、
つまり静翼および動翼２６２ａに供給され、該静翼およ
び動翼２６２ａを冷却した後にタービン２６２の車室内
に放出される。

【００２０】また、第２段から第４段の翼、つまり、静
翼および動翼２６２ｂから２６２ｄは、圧縮機２６１か
らの抽気により冷却される。すなわち、第２段翼２６２
ｂへは、圧縮機２６１の高圧抽気ポート２６１ａから第
１の抽気通路２７２を介して冷却空気が供給され、第３
段翼２６２ｃへは、圧縮機１１の中圧抽気ポート２６１
ｂから第２の抽気通路２７３を介して冷却空気が供給さ
れ、第４段翼１２ｄへは、圧縮機２６１の低圧抽気ポー
ト２６１ｃから第３の抽気通路２７４を介して冷却空気
が供給される。タービン２６２の第２段から第４段翼に
供給された冷却空気は、該静翼および動翼２６２ｂから
２６２ｄを冷却した後にタービン２６２の車室内に放出
される。

【００２１】第１の翼冷却空気クーラ２７３は２つの熱
交換器を含んで成る。すなわち、冷却空気通路２６６
は、２つの分岐通路２６６ａ，２６６ｂに分岐し、分岐
通路２６６ａ，２６６ｂの各々に、第１と第２の熱交換
器２７３ａ，２７３ｂが配設されている。２つの分岐通
路２６６ａ，２６６ｂは第１の翼冷却空気クーラ２７３
の下流側において再び合流し、該合流点の下流側に、第
２と第３の翼冷却空気クーラ２６９，２７０が順次配設
されている。第２の翼冷却空気クーラ２６９は、適当な
冷却水、例えば、該ガスタービン２６０と共に複合発電
をする蒸気タービン（図示せず）の復水または廃熱回収
ボイラ（図示せず）のボイラ給水を冷媒２７５として用
いることができる。一方、第３の翼冷却空気クーラ２７
０は冷媒として上述した吸収冷凍機２７１の冷水を用い
ることができる。

【００２２】また、本システムにおいては、混合器２７
２が設けられており、第２の翼冷却空気クーラ２６９に
おいて加熱された冷却水、吸収冷凍機２７１において熱
源として用いられた熱源水が集められる。混合器２７２
は、こうした水を貯留するためのタンクと、後述するよ
うに混合器２７２から分配される水の温度を所定温度に
維持するヒータ（図示せず）を主要な構成要素として含
むことができる。また、混合器２７２は、第１から第３
の分配通路２７２ａから２７２ｃを介して、燃料ガス加
熱器２６７、第１の翼冷却空気クーラ２７３の第２の熱
交換器２７３ｂ、吸収冷凍機２７１の蒸発器（図示せ
ず）に接続されると共に、収集通路２７２ｄ，２７２ｅ
を介して、吸収冷凍機２７１の蒸発器および第２の翼冷
却空気クーラ２６９に接続されている。

【００２３】こうして、混合器２７２を設けることによ
り、第１と第２の収集通路２７２ｄ，２７２ｅを介し
て、吸収冷凍機２７１の発生器において冷却された熱源
水および第２の翼冷却空気クーラ２６９において加熱さ
れた冷却水としての復水またはボイラ給水を貯留し、第
１から第３の分配通路２７２ａから２７２ｃを介して、
燃料ガス加熱器２６７、第２の熱交換器２７３ｂ、吸収
冷凍機２７１へ所定温度、例えば９０℃の水を安定的に
分配、供給可能となる。

【００２４】混合器２７２から燃料ガス加熱器２６７へ
供給された水は、燃料ガスとしての天然ガスとの熱交換
により冷却された後に、プラント内の他の機器、例え
ば、廃熱回収ボイラへ供給される。混合器２７２から第
１の翼冷却空気クーラ２７３の第２の熱交換器２７３ｂ
へ供給された水は、圧縮機２６１からの冷却空気との熱
交換により加熱、蒸発して、プロセス蒸気として蒸気通
路２７６を介してプラント内の他の機器、例えば、ガス
タービン２６０と共に複合発電を行う蒸気タービン（図
示せず）へ供給される。吸収冷凍機２７１へ供給された
水は、吸収冷凍機２７１の蒸発器への熱源として用いら
れ、該蒸発器での熱交換により冷却されて混合器２７２
へ再び循環される。なお、第２の翼冷却空気クーラ２６
９から混合器２７２へ供給される水の顕熱にて、混合器
２７２から分配される水を所定温度に維持可能である場
合には、既述したヒータを用いる必要がない。

【００２５】上記に説明した先行技術に係るシステムに
おいては、ガスタービンの圧縮機２６１からの圧縮空気
を取り出し、この空気の持つ熱エネルギで、燃焼器２６
３へ導く燃料を加熱し、吸収冷凍機駆動用温水を製造
し、この吸収冷凍機２７１でも空気を冷却し、ガスター
ビンの翼冷却用の約１５℃程度の低温空気を製造する。
その過程で生ずる熱を回収して他のプラント、例えば蒸
気タービン系へ供給するので、ガスタービンの効率を向
上させ、ガスタービン翼の低温の空気を確実に供給する
ことができる。

【００２６】本発明の出願人は、上記の先行技術に係る
システムを更に改良し、熱交換器類の配置に工夫をし、
熱交換器を更にコンパクトで小面積とし、コストダウン
を図った実プラントへの適用性を増し、低温のガスター
ビン翼冷却空気を確実に供給して更なるガスタービンの
効率の向上を可能とするプラントを提供するものであ
る。以下に本発明の実施の形態について図２〜図５に基
づいて説明する。

【００２７】図２は本発明の実施の第１形態に係るガス
タービン翼冷却空気製造システムの系統図である。図に
おいて、ガスタービン１０は圧縮機１１、タービン１
２、燃焼器１３から構成され、圧縮機１１からの圧縮空
気を燃焼器１３に導き、ＬＮＧ燃料と混合して燃焼さ
せ、タービン１２へ供給し、その熱エネルギでタービン
１２の動翼を回転させ発電機を回転駆動する。圧縮機１
１からの一部の圧縮空気は、約４９０℃程度の高温空気
であり、通路４１，４０からＬＮＧ燃料の燃料加熱用熱
交換器１４に導かれ、流路４３から燃焼器１３へ供給さ
れるＬＮＧ燃料の供給通路４３の燃料を加熱し、空気は
通路４４，４５を通り、吸収冷凍機駆動用温水製造熱交
換器１６へ流入する。

【００２８】一方、圧縮機１１からの圧縮空気は通路４
１から分岐して通路４２より低圧蒸気製造熱交換器１５
に流入し、通路４６より通路４４の空気と合流し、通路
４５から吸収冷凍機駆動用温水製造熱交換器１６へ流入
して別系統の温水を加熱することにより温度を下降す
る。又、加熱された温水は低圧蒸気となり、他のプラン
ト又は蒸気タービン系へ送られる。通路４５から熱交換
器１６へ流入した空気は、熱交換器１４及び１５により
熱交換して温度がやや低くなるが３００℃程度の高温空
気であり、吸収冷凍機１９からの通路４７を流れる温水
を加熱し、これを昇温させて温度が約９０℃程度の温水
として通路４８から吸収冷凍機１９へ戻す。

【００２９】熱交換器１６で熱交換し、多少温度が低下
した空気は通路４９から燃料加熱用熱交換器１７に流入
し、通路５０から熱交換器１７へ入って通路４３から流
出する燃焼器１３を流れるＬＮＧ燃料を加熱し、更に温
度が下り６５℃程度の空気となり、通路５１から空気冷
却用熱交換器１８に流れ、この空気は吸収冷凍機１９か
ら通路５２により流入する冷水により冷却される。通路
５２から熱交換器１８へ流入した冷水は空気と熱交換し
て昇温し、通路５３から吸収冷凍機１９へ戻り、冷却さ
れた空気は低温、例えば１５℃の空気となり、通路５４
を通ってタービン１２の静翼２４と動翼２５へ供給さ
れ、ガスタービンの１段動翼、２段，３段静翼を冷却
し、これら翼の冷却により熱を吸収し、４００℃程度に
昇温し、タービンのガス通路内へ放出される。

【００３０】以上説明のガスタービン翼冷却空気製造シ
ステムの作動を要約すると、圧縮機１１より抽気された
約４９０℃の空気は、まず燃料加熱用熱交換器１４及び
低圧蒸気製造用熱交換器１５の２系統に別れ、それぞれ
の熱交換器１４，１５で温度が３００℃程度に下り、こ
の空気は吸収冷凍機駆動用温水製造熱交換器１６に入
り、約１００℃程度までに冷却される。熱交換器１６で
は、この空気との熱交換により９０℃程度の温水を製造
し、この温水により吸収冷凍機１９の熱源とする。

【００３１】熱交換器１６からの空気は、燃料加熱用熱
交換器１７へ入り、燃料を加熱し、出口空気は約６５℃
程度となり、吸収冷凍機の冷水により冷却される熱交換
器１８に入り、この冷水により約１５℃までに冷却され
る。この冷却された空気はガスタービンの翼に供給され
る。

【００３２】以上のシステム構成により、吸収冷凍機駆
動用温水製造熱交換器が、先行技術に係る吸収冷凍機へ
温水を供給する空気クーラ２６９や混合器２７２からな
る構成よりも簡素化され、伝熱面積が小さくなり小型化
することができる。又、圧縮機１１の圧縮空気の有する
熱エネルギを回収し、低圧蒸気を供給でき、又、燃料を
加熱することにより、燃料を効果的に燃焼させることが
できるのでガスタービンの効率が向上する。

【００３３】図３は本発明の実施の第２形態に係るガス
タービン翼冷却空気製造システムの系統図である。本実
施の第２形態においては、図２に示す実施の第１形態の
システムにおいて、空気冷却用熱交換器１８の後流側に
ブースターコンプレッサ２０を追加した構成であり、そ
の他の構成は図２に示す実施の第１形態と同じである。

【００３４】上記構成の実施の第２形態によれば、約１
５℃に冷却された空気は通路５４からブースターコンプ
レッサ２０で昇圧され、通路５５からガスタービンの静
翼２４と動翼２５へ供給されるので、実施の第１形態に
おけるシステムでの冷却空気供給圧力が保持され、翼へ
の供給が確実になされる。

【００３５】図４は本発明の実施の第３形態に係るガス
タービン翼冷却空気製造システムの系統図である。本実
施の第３形態においては、図３に示す実施の第２形態の
システムにおいて、ブースターコンプレッサ２０の後流
側に熱交換器２２を設け、熱交換器２２で常温の水を加
熱して低圧蒸気製造用熱交換器１５へ供給する構成を追
加したものであり、その他の構成は図３に示す実施の第
２形態と同じである。

【００３６】上記構成の実施の第３形態において、ブー
スターコンプレッサ２０で昇圧された空気は圧縮により
温度が高くなるので通路５５から熱交換器２２へ流れ、
ここで冷却されて１５℃程度の低温の空気となり、通路
５６からガスタービンの静翼２４、動翼２５へ供給され
る。熱交換器２２の冷媒としては、常温に近い水が通路
５７より供給され、圧縮され昇温した１００℃近くの空
気と熱交換され、昇温して高温水となり、通路５８から
低圧蒸気製造熱交換器１５へ流れ、ここで圧縮機１１か
ら通路４２を流れて熱交換器１５へ流入する約４９０℃
の空気と熱交換し、２３５℃程度まで昇温して低圧の蒸
気となり、他のプラント又は蒸気タービン系へ送られ
る。

【００３７】上記の実施の第３形態のシステムによれ
ば、実施の第２形態でブースターコンプレッサ２０で昇
圧する時に生ずる熱を回収することにより常温水を加熱
して加熱水を得るので、翼へ供給される空気を低温にす
ると共に、加熱水を低圧蒸気製造用熱交換器１５へ供給
でき、実施の第２形態よりも一層冷却効果が向上するも
のである。

【００３８】図５は本発明の実施の第４形態に係るガス
タービン翼冷却空気製造システムの系統図である。本実
施の第４形態においては、図４に示す実施の第３形態の
システムにおいて、熱交換器２２の後流側に更に熱交換
器２３を設け、又、更に第２の吸収冷凍機２１も加え、
熱交換器２３で吸収冷凍機２１の冷水を加熱するような
構成としたものであり、その他の構成は図４に示す実施
の第４形態の構成と同じである。

【００３９】上記の実施の第４形態においては、コンプ
レッサ２０で昇圧された空気は、圧縮により温度が高く
なるので通路５５から熱交換器２２へ流れて、ここで冷
却され、更に、通路５６により熱交換器２３に導かれ、
温度が下げられて１５℃程度の低温の空気となる。熱交
換器２２の冷媒としては、常温に近い水が通路５７より
供給され、圧縮され昇温した１００℃近くの空気と熱交
換され、昇温して高温水となり、通路５８から低圧蒸気
製造熱交換器１５へ流れ、ここで圧縮機１１から通路４
２を流れて熱交換器１５へ流入する約４９０℃の空気と
熱交換し、２３５℃程度まで昇温して低圧の蒸気とな
り、他のプラント又は蒸気タービン系へ送られる。

【００４０】又、熱交換器２３においては、通路５６か
らの約９１℃程度の空気が第２の吸収冷凍機２１からの
冷水を通路５９から導き、空気と熱交換させて空気を最
終的にガスタービンの翼冷却に適した約１５℃程度の低
温空気に調整する。空気と熱交換して昇温した水は通路
６０より吸収冷凍機２１へ戻され、吸収冷凍機の熱源と
する。

【００４１】熱交換器２３で冷却された空気は、通路６
１からタービン１２の静翼２４と動翼２５へ供給され、
ガスタービンの１段動翼、２段，３段静翼を冷却し、こ
れら翼の冷却により熱を吸収し、４００℃程度に昇温
し、タービンのガス通路内へ放出される。

【００４２】上記の実施の第４形態のシステムによれ
ば、実施の第３形態の効果に加え、ブースターコンプレ
ッサ２０で発生する熱を２段の熱交換器２２，２３で回
収し、熱交換器２２で回収した熱は低圧蒸気製造熱交換
器１５の熱源とし、熱交換器２３で回収した熱で第２の
吸収冷凍機２１の冷水を加熱する構成としたので、熱回
収がより一層効率的になされ、ガスタービンの翼へ冷却
空気の供給が確実になされる。

【００４３】

【発明の効果】本発明のガスタービン翼冷却空気製造シ
ステムは、（１）圧縮機の圧縮空気の一部を２系統に分
け、一方の系統の空気が流入し燃料を加熱する第１の燃
料加熱用熱交換器と、他方の系統の空気が流入し低圧蒸
気を発生させる低圧蒸気製造熱交換器と、前記燃料加熱
用と低圧蒸気製造用の両熱交換器からの合流空気が流入
し吸収冷凍機の熱源となる温水を製造する吸収冷凍機駆
動用温水製造熱交換器と、同温水製造熱交換器からの空
気が流入し燃料を加熱し空気を冷却する第２の燃料加熱
用熱交換器と、同燃料加熱用熱交換器からの空気が流入
し同空気を前記吸収冷凍機からの冷水で冷却する空気冷
却用熱交換器とを備えてなることを特徴としている。

【００４４】上記の構成により、圧縮機の圧縮空気の有
する熱エネルギを回収して低圧蒸気製造用熱交換器で低
圧蒸気が製造され、又、燃料も第１，第２の燃料加熱用
熱交換器で加熱されるのでガスタービンの効率が向上す
る。又、圧縮空気の有する熱エネルギで吸収冷凍機の熱
源とし、この吸収冷凍機の冷水により空気を効率的に冷
却することができ、更に熱交換器類の適正配置により、
吸収冷凍機駆動用温水製造熱交換器の伝熱面積を簡素化
することができ、熱交換器を小型にしてコストダウンを
図ることができる。

【００４５】本発明の（２）では、上記（２）の発明
に、ブースターコンプレッサが付加されているので、冷
却空気が昇圧されて供給され、ガスタービンの翼へ冷却
空気を確実に供給できる。又、本発明の（３）では、ブ
ースターコンプレッサに加え、更に、終段熱交換器も付
加されているので、ブースターコンプレッサの空気昇圧
により生じた熱を終段熱交換器で回収し、低圧蒸気製造
熱交換器の熱源として供給され、ガスタービンの翼への
冷却空気の供給が確実になされると共に、熱の有効利用
が図れるものである。

【００４６】本発明の（４）においては、上記（１）の
発明の構成、その効果に加えて、ブースターコンプレッ
サで発生する熱を２段の第１，第２終段空気冷却用熱交
換器で回収し、第１終段空気冷却用熱交換器で回収した
熱は低圧蒸気製造熱交換器の熱源とし、第２終段空気冷
却用熱交換器で回収した熱で吸収冷凍機の冷水を加熱す
る構成としたので、熱回収がより一層効率的になされ、
ガスタービンの翼へ冷却空気の供給が確実になされる。

【００４７】本発明の（５）では吸収冷凍機を２台とし
ているのでシステム構成が簡素化され、熱交換器との接
続が複雑とならずに接続通路を簡素化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本となる先行技術に係るガスタービ
ン翼冷却空気製造システムの系統図である。

【図２】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン翼
冷却空気製造システムの系統図である。

【図３】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン翼
冷却空気製造システムの系統図である。

【図４】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン翼
冷却空気製造システムの系統図である。

【図５】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン翼
冷却空気製造システムの系統図である。

【図６】従来のガスタービン翼冷却空気製造システムの
系統図である。

【符号の説明】

１０ ガスタービン １１ 圧縮機 １２ タービン １３ 燃焼器 １４ 燃料加熱用熱交換器 １５ 低圧蒸気製造熱交換器 １６ 吸収冷凍機駆動用温水製造熱交換器 １７ 燃料加熱用熱交換器 １８ 空気冷却用熱交換器 １９，２１ 吸収冷凍機 ２０ ブースターコンプレッサ ２２，２３ 熱交換器 ２４ 静翼 ２５ 動翼

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機の圧縮空気の一部を２系統に分
   け、一方の系統の空気が流入し燃料を加熱する第１の燃
   料加熱用熱交換器と、他方の系統の空気が流入し低圧蒸
   気を発生させる低圧蒸気製造熱交換器と、前記燃料加熱
   用と低圧蒸気製造用の両熱交換器からの合流空気が流入
   し吸収冷凍機の熱源となる温水を製造する吸収冷凍機駆
   動用温水製造熱交換器と、同温水製造熱交換器からの空
   気が流入し燃料を加熱し空気を冷却する第２の燃料加熱
   用熱交換器と、同第２の燃料加熱用熱交換器からの空気
   が流入し同空気を前記吸収冷凍機からの冷水で冷却する
   空気冷却用熱交換器とを備えてなることを特徴とするガ
   スタービン翼冷却空気製造システム。
2. 【請求項２】 前記空気冷却用熱交換器の後流側には、
   同空気冷却用熱交換器からの空気が流入し同空気を昇圧
   するブースターコンプレッサを設けたことを特徴とする
   請求項１記載のガスタービン翼冷却空気製造システム。
3. 【請求項３】 前記空気冷却用熱交換器の後流側には、
   同空気冷却用熱交換器からの空気が流入し同空気を昇圧
   するブースターコンプレッサを設け、更に同コンプレッ
   サの後流側に同コンプレッサで昇圧、昇温した空気を冷
   却しガスタービン翼の冷却用空気として供給すると共
   に、冷却により生じた熱を前記低圧蒸気製造熱交換器の
   熱源として供給する終段空気冷却用熱交換器を備えてな
   ることを特徴とする請求項１記載のガスタービン翼冷却
   空気製造システム。
4. 【請求項４】 圧縮機の圧縮空気の一部を２系統に分
   け、一方の系統の空気が流入し燃料を加熱する第１の燃
   料加熱用熱交換器と、他方の系統の空気が流入し低圧蒸
   気を発生させる低圧蒸気製造熱交換器と、前記燃料加熱
   用と低圧蒸気製造用の両熱交換器からの合流空気が流入
   し吸収冷凍機の熱源となる温水を製造する吸収冷凍機駆
   動用温水製造熱交換器と、同温水製造熱交換器からの空
   気が流入し燃料を加熱し空気を冷却する第２の燃料加熱
   用熱交換器と、同第２の燃料加熱用熱交換器からの空気
   が流入し同空気を前記吸収冷凍機からの冷水で冷却する
   空気冷却用熱交換器と、同空気冷却用熱交換器からの空
   気が流入し同空気を昇圧するブースターコンプレッサ
   と、同コンプレッサで昇圧、昇温した空気を冷却し冷却
   により生じた熱を前記低圧蒸気製造熱交換器の熱源とし
   て供給する第１の終段空気冷却用熱交換器と、同第１終
   段空気冷却用熱交換器からの空気を前記吸収冷凍機の冷
   水で冷却し、ガスタービン翼の冷却用空気として供給す
   る第２の終段空気冷却用熱交換器とを備えてなることを
   特徴とするガスタービン翼冷却空気製造システム。
5. 【請求項５】 前記吸収冷凍機は２台からなり、一方は
   前記空気冷却用熱交換器を冷却し、他方は前記終段空気
   冷却用熱交換器を、それぞれ冷却することを特徴とする
   請求項４記載のガスタービン翼冷却空気製造システム。