JP2002155756A

JP2002155756A - ガスタービン発電設備

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Publication number: JP2002155756A
Application number: JP2000350338A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Okazaki; 泰英岡崎; Takeshi Kato; 剛加藤; Hirotoshi Yanagi; 浩敏柳
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-31
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP3922876B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガスを大気中に排出する際、白煙の発生を
防止でき、さらに、発電出力の低下を防止できるガスタ
ービン発電設備を提供する。【解決手段】ガスタービン２に高温高圧のガスを供給
する燃焼器３と、ガスタービン２から排出された排ガス
の熱を回収する廃熱回収ボイラ４と、廃熱回収ボイラ４
を通過した排ガスを大気へ排出する煙突５とを備えたガ
スタービン発電設備１において、ガスタービン２と廃熱
回収ボイラ４との間に、ガスタービン２から排出された
排ガスを大気圧未満に下げる低圧タービン８が設けら
れ、廃熱回収ボイラ４と煙突５との間に、排ガス中の蒸
気を冷却して凝縮させる凝縮器１０と排ガスを大気圧ま
で加圧する低圧圧縮機１１とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温高圧のガスを
用いてタービンを回し、発電を行うガスタービン発電設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガスタービン発電設備と
しては、例えば図６に示すように、高温高圧のガスを発
生させる燃焼器６０と、ガスタービン６１と、ガスター
ビン６１から排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収
ボイラ６２と、廃熱回収ボイラ６２を通過した排ガスを
大気中へ排出する煙突６３とが備えられている。上記ガ
スタービン６１で発生した動力の一部は、燃焼器６０へ
空気を供給する空気圧縮機６４を駆動するのに用いら
れ、残りの動力で発電機６５を駆動して発電を行ってい
る。

【０００３】上記ガスタービン６１の排出側から廃熱回
収ボイラ６２の入口側に通じる上流側経路６６と、廃熱
回収ボイラ６２の出口側から煙突６３に通じる下流側経
路６７とが設けられている。また、上記上流側経路６６
の途中から分岐して廃熱回収ボイラ６２をバイパス（迂
回）し下流側経路６７の途中に合流するバイパス経路６
８が設けられている。このバイパス経路６８には、バイ
パス経路６８を流れる排ガスの流量を調整する調整弁６
９が設けられている。さらに、廃熱回収ボイラ６２で得
られる蒸気を上記燃焼器６０内へ噴射する噴射経路７０
が設けられている。

【０００４】これによると、ガスタービン６１は、燃焼
器６０で発生した高温高圧のガスと噴射経路７０から燃
焼器６０内へ噴射された蒸気とによって回転し、発電が
行われる。上記ガスタービン６１から排出された排ガス
は、上流側経路６６を通り、廃熱回収ボイラ６２によっ
て廃熱を回収された後、下流側経路６７を通って煙突６
３から大気中へ排出される。

【０００５】上記のように噴射経路７０から燃焼器６０
内へ蒸気を投入しているため、排ガス中には多量の蒸気
が含まれており、冬季等の外気温度が低いと、排ガスが
急激に冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が凝縮するた
め、煙突６３で白煙が発生する場合がある。この白煙は
通常無害であるが景観上好ましくない。

【０００６】そこで、上流側経路６６を流れる排ガスの
一部をバイパス経路６８へ分流させることにより、この
バイパス経路６８を通って下流側経路６７に流れ込んだ
排ガスと廃熱回収ボイラ６２を通って下流側経路６７に
流れ込んだ排ガスとが混合される。この際、バイパス経
路６８を通って下流側経路６７に流れ込んだ排ガスは廃
熱回収ボイラ６２を通って下流側経路６７に流れ込んだ
排ガスよりも高温であるため、下流側経路６７内の排ガ
スの温度が上昇し、排ガスの相対湿度が低下し、これに
よって白煙の発生を防止している。

【０００７】また、上記のものとは別の従来例として、
図７に示すように、下流側経路６７の途中に凝縮器７５
と加熱器７６とを設けたものがある。凝縮器７５と加熱
器７６との間には、冷却水（冷媒）を循環させる循環経
路７７が形成され、この循環経路７７には冷却水ポンプ
７８が設けられている。

【０００８】これによると、廃熱回収ボイラ６２から排
出された排ガスは凝縮器７５で冷却され、排ガス中に含
まれる蒸気が水になって除去されるため、排ガスの絶対
湿度が低下する。その後、排ガスは、凝縮器７５の下流
側に設けられた加熱器７６で加熱され、これによって白
煙の発生を防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図６に示
したガスタービン発電設備７１においては、上流側経路
６６から廃熱回収ボイラ６２へ供給される排ガスの量
は、上流側経路６６からバイパス経路６８へ流れる分だ
け減少することになる。したがって、廃熱回収ボイラ６
２で発生する蒸気の量も減少し、これに応じて、噴射経
路７０から燃焼器６０内へ噴射される蒸気の量も減少し
てしまうため、ガスタービン６１による発電出力が低下
してしまうといった問題がある。

【００１０】また、図７に示したガスタービン発電設備
７９においては、廃熱回収ボイラ６２から排出された排
ガス中に含まれる蒸気を凝縮器７５で十分に除去するた
めには、冷却水（冷媒）を循環経路７７に沿って循環さ
せるのに大きな動力が必要であり、その結果、冷却水ポ
ンプ７８の消費電力が増大し、その分、発電設備として
は総発電出力が低下してしまうといった問題がある。

【００１１】本発明は、タービンからの排ガスを大気中
に排出する際、白煙の発生を防止することが可能であ
り、さらに、発電出力の低下を防止することが可能なガ
スタービン発電設備を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本第１発明は、ガスタービンに高温高圧のガスを供給
する燃焼器と、ガスタービンから排出された排ガスの熱
を回収する廃熱回収ボイラと、廃熱回収ボイラを通過し
た排ガスを大気へ排出する排出部とを備えたガスタービ
ン発電設備において、上記ガスタービンと廃熱回収ボイ
ラとの間に、ガスタービンから排出された排ガスを大気
圧未満に下げる低圧タービンが設けられ、上記廃熱回収
ボイラと排出部との間に、排ガスを大気圧まで加圧する
低圧圧縮機が設けられ、上記廃熱回収ボイラと低圧圧縮
機との間に、排ガス中に含まれる蒸気を冷却して凝縮さ
せる凝縮器が設けられ、上記凝縮器に、冷媒が循環する
循環経路を接続し、上記循環経路に、冷媒を循環させる
ポンプが設けられているものである。

【００１３】これによると、ガスタービンから排出され
た排ガスは、低圧タービンによって大気圧未満の圧力に
下げられ、その後、廃熱回収ボイラにおいて廃熱を回収
され、廃熱回収ボイラから排出されて凝縮器によって冷
却され、その後、低圧圧縮機によって大気圧まで加圧さ
れ、この状態で排出部から大気中へ排出される。

【００１４】このように、排ガスは、低圧タービンと低
圧圧縮機との間の経路において大気圧未満の圧力に下げ
られており、さらに、凝縮器によって冷却されて温度が
低下するため、排ガスの飽和蒸気圧が下がり、これにと
もなって、排ガス中に含まれる蒸気の量が減少し、排ガ
ス中の蒸気が凝縮器で凝縮されて水になり除去される。
したがって、白煙の原因となる排ガス中の蒸気の量が減
少することにより、白煙の発生を防止することができ
る。

【００１５】また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガ
スが低圧圧縮機によって大気圧まで加圧される際、排ガ
スは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して排ガ
スの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが排出部から
排出される。これにより、白煙の発生をより一層防止す
ることができる。

【００１６】さらに、ガスタービンから排出された排ガ
スは、低圧タービンを通って、全て廃熱回収ボイラへ供
給されるため、従来（図６参照）のように廃熱回収ボイ
ラへ供給される排ガスの量が減少することはない。した
がって、廃熱回収ボイラで発生する蒸気の量が減少する
ことはなく、廃熱回収ボイラで得られる蒸気を燃焼器内
へ噴射する場合でも、燃焼器内へ噴射される蒸気の量が
減少することはない。これにより、ガスタービンによる
発電出力の低下を防止することができる。

【００１７】また、本第２発明は、ガスタービンから低
圧タービンを通って廃熱回収ボイラへ通じる上流側主経
路と、ガスタービンから上記低圧タービンをバイパスし
て廃熱回収ボイラへ通じる上流側バイパス経路と、排ガ
スの流れを上流側主経路と上流側バイパス経路とのいず
れかに切り換える上流側切換弁と、廃熱回収ボイラから
低圧圧縮機を通って排出部へ通じる下流側主経路と、廃
熱回収ボイラから低圧圧縮機をバイパスして排出部へ通
じる下流側バイパス経路と、排ガスの流れを下流側主経
路と下流側バイパス経路とのいずれかに切り換える下流
側切換弁とが設けられたものである。

【００１８】これによると、発電設備を起動させた直後
で負荷（運転状態）が不安定な場合、上流側切換弁を上
流側バイパス経路に切り換えるとともに、下流側切換弁
を下流側バイパス経路に切り換える。これにより、ガス
タービンから排出された排ガスは、低圧タービンをバイ
パス（迂回）して廃熱回収ボイラへ供給され、その後、
廃熱回収ボイラから凝縮器を通り、凝縮器から低圧圧縮
機をバイパス（迂回）して排出部へ流れ、排出部から大
気中へ排出される。

【００１９】その後、負荷（運転状態）が安定した場
合、上流側切換弁を上流側主経路に切り換えるととも
に、下流側切換弁を下流側主経路に切り換える。これに
より、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧ター
ビンを通って廃熱回収ボイラへ供給され、その後、廃熱
回収ボイラから凝縮器を通り、凝縮器から低圧圧縮機を
通って排出部へ流れ、排出部から大気中へ排出される。
これにより、白煙の発生を防止することができる。

【００２０】また、本第３発明は、廃熱回収ボイラへ水
を供給する給水経路が設けられ、凝縮器で蒸気から液化
した水を回収して上記給水経路へ送る回収経路が形成さ
れているものである。

【００２１】これによると、排ガスが凝縮器で冷却され
ることによって、排ガス中に含まれる蒸気が水になり、
この水は、回収経路を通って給水経路へ送られ、給水経
路から廃熱回収ボイラへ供給される。したがって、上記
凝縮器において発生した水を、廃棄することなく、廃熱
回収ボイラへの給水として有効に利用することができ
る。

【００２２】また、本第４発明は、凝縮器に供給される
冷媒を冷却する冷凍器が設けられ、廃熱回収ボイラで発
生した蒸気の一部が上記冷媒を気化させるための加熱源
として用いられるものである。

【００２３】これによると、冷媒が凝縮器に供給される
ことによって、廃熱回収ボイラから排出された排ガスは
凝縮器によって冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が水
になる。尚、上記冷媒は、廃熱回収ボイラで発生した蒸
気の一部によって加熱されて気化し、その後、放熱器で
放熱されて液化する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、
１はガスタービン発電設備であり、高温高圧のガスを発
生させてガスタービン２へ供給する燃焼器３と、ガスタ
ービン２から排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収
ボイラ４と、廃熱回収ボイラ４を通過した排ガスを大気
中へ排出する煙突５（排出部の一例）とが備えられてい
る。上記ガスタービン２で発生した動力の一部は、燃焼
器３へ空気を供給する空気圧縮機６を駆動するのに用い
られ、残りの動力で発電機７を駆動して発電を行うよう
に構成されている。

【００２５】上記ガスタービン２の排出側と廃熱回収ボ
イラ４の入口側との間には、ガスタービン２から排出さ
れた排ガスを膨張させて大気圧未満まで下げる低圧ター
ビン８が設けられている。また、廃熱回収ボイラ４の出
口側と煙突５との間には、排ガス中に含まれる蒸気を冷
却して凝縮させる凝縮器１０と、排ガスを大気圧まで加
圧する低圧圧縮機１１とが設けられている。尚、低圧圧
縮機１１は、電動機２７で駆動され、上記凝縮器１０よ
りも下流側に配置されている。

【００２６】また、上記廃熱回収ボイラ４は、飽和蒸気
を加熱して過熱蒸気とする過熱器１２と、蒸発器１３
と、給水を予熱する節炭器１４とで構成されている。さ
らに、上記過熱器１２で得られる過熱蒸気を上記燃焼器
３内へ噴射する噴射経路１５が設けられている。

【００２７】また、ガスタービン発電設備１には、ガス
タービン２から低圧タービン８を通って廃熱回収ボイラ
４の入口側へ通じる上流側主経路１７と、ガスタービン
２から上記低圧タービン８をバイパス（迂回）して廃熱
回収ボイラ４の入口側へ通じる上流側バイパス経路１８
と、凝縮器１０から低圧圧縮機１１を通って煙突５へ通
じる下流側主経路１９と、凝縮器１０から低圧圧縮機１
１をバイパス（迂回）して煙突５へ通じる下流側バイパ
ス経路２０とが設けられている。上記上流側主経路１７
と上流側バイパス経路１８と下流側主経路１９と下流側
バイパス経路２０とにはそれぞれ、開閉自在な一方の上
流側切換弁２２と他方の上流側切換弁２３と一方の下流
側切換弁２４と他方の下流側切換弁２５とが設けられて
いる。

【００２８】上記凝縮器１０には、冷却水（冷媒の一
例）を凝縮器１０に供給および回収する循環経路２８が
接続されている。循環経路２８には、冷却水を循環させ
るポンプ２９と、冷却水（冷媒）の流量を調節する流量
制御弁３０と、熱を放散させて冷却水の温度を下げる放
熱器３１とが設けられている。

【００２９】また、ガスタービン発電設備１には、廃熱
回収ボイラ４の節炭器１４へ水を供給する給水経路３３
が設けられている。この給水経路３３には水処理装置３
４や給水ポンプ３５が設けられている。尚、給水経路３
３から節炭器１４へ供給された水は、節炭器１４で予熱
された後、蒸発器１３で蒸気となり、その後、過熱器１
２で過熱蒸気となって、噴射経路１５から燃焼器３内へ
噴射される。

【００３０】上記凝縮器１０と給水経路３３との間に
は、凝縮器１０で排ガス中の蒸気から液化した水を回収
して給水経路３３へ送る回収経路３６が形成されてい
る。上記構成における作用を説明する。

【００３１】発電設備１を起動させた直後で負荷（運転
状態）がまだ不安定な場合、一方の上流側切換弁２２を
閉じ、他方の上流側切換弁２３を開き、一方の下流側切
換弁２４を閉じ、他方の下流側切換弁２５を開く。これ
により、上流側バイパス経路１８と下流側バイパス経路
２０とが開通するとともに、上流側主経路１７と下流側
主経路１９とが遮断される。ガスタービン２から排出さ
れた排ガスは、上流側バイパス経路１８を流れ、低圧タ
ービン８をバイパス（迂回）して廃熱回収ボイラ４に供
給され、その後、廃熱回収ボイラ４から凝縮器１０を経
て下流側バイパス経路２０を流れ、低圧圧縮機１１をバ
イパス（迂回）して煙突５から大気中に排出される。

【００３２】その後、負荷（運転状態）が安定した場
合、一方の上流側切換弁２２を開き、他方の上流側切換
弁２３を閉じ、一方の下流側切換弁２４を開き、他方の
下流側切換弁２５を閉じる。これにより、上流側バイパ
ス経路１８と下流側バイパス経路２０とが遮断されると
ともに、上流側主経路１７と下流側主経路１９とが開通
する。ガスタービン２から排出された排ガスは、上流側
主経路１７を流れ、低圧タービン８を通って廃熱回収ボ
イラ４に供給され、その後、廃熱回収ボイラ４から凝縮
器１０を経て下流側主経路１９を流れ、低圧圧縮機１１
を通って煙突５から大気中に排出される。

【００３３】この際、排ガスは、低圧タービン８によっ
て膨張し大気圧未満の圧力まで下げられ、廃熱回収ボイ
ラ４において廃熱を回収された後、凝縮器１０によって
冷却されて温度が低下し、その後、低圧圧縮機１１によ
って大気圧まで加圧される。このように、排ガスは、低
圧タービン８と低圧圧縮機１１との間の経路において大
気圧未満の圧力に下げられており、さらに、上記凝縮器
１０によって冷却されて温度が低下するため、排ガスの
飽和蒸気圧が下がり、これにともなって、排ガス中に含
まれる蒸気の量も減少し、排ガス中の蒸気が凝縮器１０
で凝縮されて水になり除去される。したがって、白煙の
原因となる排ガス中の蒸気の量が減少することにより、
白煙の発生を防止することができる。

【００３４】また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガ
スが低圧圧縮機１１によって大気圧まで加圧される際、
排ガスは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して
排ガスの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが煙突５
から排出される。これにより、白煙の発生をより一層防
止することができる。

【００３５】さらに、ガスタービン２から排出された排
ガスは、低圧タービン８を通って、全て廃熱回収ボイラ
４へ供給されるため、従来（図６参照）のように廃熱回
収ボイラ６２へ供給される排ガスの量が減少することは
ない。したがって、廃熱回収ボイラ４で発生する蒸気の
量が減少することはなく、廃熱回収ボイラ４から噴射経
路１５を通って燃焼器３内へ噴射される蒸気の量が減少
することはない。これにより、ガスタービン２による発
電出力の低下を防止することができる。

【００３６】また、上記のように、凝縮器１０で排ガス
中の蒸気が除去されているため、低圧圧縮機１１を通過
する排ガス量は低圧タービン８を通過する排ガス量より
も減少する。このため、低圧タービン８で回収される動
力と低圧圧縮機１１を作動させるのに要する所要動力と
の差は、低圧圧縮機１１を通過する排ガス量が低圧ター
ビン８を通過する排ガス量と同量である場合と比較し
て、低圧圧縮機１１を作動させるのに要する所要動力が
低減するため、その分だけ大きくなる。これにより、発
電出力を増加させることができる。

【００３７】また、上記のようにして凝縮器１０におい
て発生した水（排ガス中の蒸気が液化したもの）は、回
収経路３６を通って給水経路３３へ送られ、給水経路３
３から廃熱回収ボイラ４へ供給される。これにより、凝
縮器１０において発生した水を、廃棄することなく、廃
熱回収ボイラ４への給水として有効に利用することがで
きる。

【００３８】尚、図２に示すグラフは、第１の実施の形
態の発電設備１における低圧タービン８の圧力比と発電
出力の増加率との関係ならびに低圧タービン８の圧力比
と排ガス温度との関係を表したものである。ここで、上
記圧力比とは、（低圧タービン８の入口側圧力／低圧タ
ービン８の出口側圧力）で定義される。また、上記発電
出力の増加率とは、従来の発電設備において白煙防止用
のバイパス経路６８（図６参照）や凝縮器７５（図７参
照）を設けていないものの発電出力を基準とした値であ
る。さらに、上記排ガス温度とは、煙突５の出口の排ガ
スの温度である。

【００３９】これによると、例えば圧力比が１．８の場
合、排ガス温度は白煙発生限界温度Ｔを越えるため、白
煙の発生が防止されている。この時、第１の実施の形態
の発電設備１の発電出力の増加率は１０５％となり、従
来（バイパス経路６８や凝縮器７５を設けていないも
の）と比較して、発電出力の低下が防止されている。こ
の際、例えば、低圧タービン８の入口側圧力が１．５気
圧の場合、低圧タービン８の出口側圧力が０．８３気圧
になる。

【００４０】さらに、図３に示す表は、第１の実施の形
態の発電設備１と、従来の発電設備Ａ，Ｂ，Ｃとを比較
したものである。尚、表中において、第１の実施の形態
の発電設備１に関する各数値は上記圧力比が１．８の場
合のものである。また、従来の発電設備Ｂとは図６に示
したものに該当し、従来の発電設備Ｃとは図７に示した
ものに該当する。さらに、従来の発電設備Ａとは、白煙
防止用のバイパス経路６８（図６参照）や凝縮器７５
（図７参照）を設けていないものに該当する。また、発
生蒸気量とは廃熱回収ボイラ４から発生する蒸気量を示
し、水消費量とは廃熱回収ボイラ４へ供給される給水量
を示している。

【００４１】これによると、第１の実施の形態の発電設
備１は、従来の発電設備Ａ，Ｂ，Ｃとを比較して、発電
出力が高く、総合熱効率も優れている。また、第１の実
施の形態の発電設備１において、廃熱回収ボイラ４で発
生した蒸気を全て噴射経路１５から燃焼器３内へ噴射し
た場合、この蒸気は、排ガスと共にガスタービン２→低
圧タービン８→廃熱回収ボイラ４を経た後、凝縮器１０
において液化して水となり、回収経路３６から給水経路
３３に回収される。このようにして回収された水は、上
記給水経路３３を通って廃熱回収ボイラ４に供給され、
廃熱回収ボイラ４において蒸気となり、再び噴射経路１
５から燃焼器３内へ噴射される。このように、給水経路
３３から廃熱回収ボイラ４へ供給される水は凝縮器１０
と燃焼器３との間を循環するため、水消費量が０とな
る。

【００４２】これに対して、従来の発電設備Ａ，Ｂ（図
６参照）では、廃熱回収ボイラ６２から排出された排ガ
ス中の蒸気を水にして回収する凝縮器が設けられていな
いため、廃熱回収ボイラ６２からから発生する蒸気の量
だけ、廃熱回収ボイラ４へ供給される水が消費される。
尚、従来の発電設備Ｂの発生蒸気量が他と比較して少な
いのは、図６に示すように、廃熱回収ボイラ６２へ供給
される排ガスの量がバイパス経路６８へ流れる分だけ減
少するため、廃熱回収ボイラ６２で発生する蒸気の量も
減少することによる。

【００４３】尚、上記第１の実施の形態では循環経路２
８内を循環する冷媒の一例として冷却水を用いたが、フ
ロンやアルコール等を用いてもよい。次に、本発明の第
２の実施の形態を図４に基づいて説明する。

【００４４】上記循環経路２８内には冷媒としてフロン
やアルコール等が注入されており、さらに、循環経路２
８には、凝縮器１０へ供給される冷媒を冷却する冷凍器
４５が設けられている。上記冷凍器４５には上記放熱器
３１が設けられている。また、廃熱回収ボイラ４の蒸発
器１３から上記冷凍器４５へ通じる投入経路４６と、冷
凍器４５から給水経路３３へ通じる排出経路４７とが設
けられている。

【００４５】これによると、冷媒がポンプ２９によって
循環経路２８を循環し凝縮器１０に供給されることによ
って、廃熱回収ボイラ４から排出された排ガスは凝縮器
１０によって冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が水に
なる。

【００４６】この際、廃熱回収ボイラ４の蒸発器１３で
発生した蒸気の一部は投入経路４６から冷凍器４５へ投
入され、投入された蒸気を加熱源として循環経路２８内
の冷媒が加熱されて気化し、その後、放熱器３１で放熱
され液化する。また、上記投入経路４６から冷凍器４５
へ投入された蒸気は、その後、水となって、冷凍器４５
から排出され、排出経路４７を経て給水経路３３へ供給
される。このように、上記加熱源として廃熱回収ボイラ
４で発生した蒸気の一部を利用し、利用後、蒸気から液
化した水を、廃棄することなく、廃熱回収ボイラ４への
給水として有効に利用することができる。

【００４７】次に、本発明の第３の実施の形態を図５に
基づいて説明する。上記循環経路２８内には冷媒として
冷却水が注入されており、上記冷凍器４５と循環経路２
８との間に熱交換器４８が設けられている。上記熱交換
器４８には、フロンやアルコール等の冷媒が循環する冷
媒用循環経路４９が設けられている。これによると、廃
熱回収ボイラ４の蒸発器１３で発生した蒸気の一部は投
入経路４６から冷凍器４５へ投入され、投入された蒸気
を加熱源として冷媒用循環経路４９内の冷媒が加熱され
て気化し、その後、放熱器３１で放熱され液化し、循環
経路２８内の冷却水を冷やす。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本第１発明によると、排ガ
スは、低圧タービンと低圧圧縮機との間の経路において
大気圧未満の圧力に下げられており、さらに、凝縮器に
よって冷却されて温度が低下するため、排ガスの飽和蒸
気圧が下がり、これにともなって、排ガス中に含まれる
蒸気の量が減少し、排ガス中の蒸気が凝縮器で凝縮され
て水になり除去される。したがって、白煙の原因となる
排ガス中の蒸気の量が減少することにより、白煙の発生
を防止することができる。

【００４９】また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガ
スが低圧圧縮機によって大気圧まで加圧される際、排ガ
スは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して排ガ
スの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが排出部から
排出される。これにより、白煙の発生をより一層防止す
ることができる。

【００５０】さらに、ガスタービンから排出された排ガ
スは、低圧タービンを通って、全て廃熱回収ボイラへ供
給されるため、廃熱回収ボイラで発生する蒸気の量が減
少することはなく、廃熱回収ボイラで得られる蒸気を燃
焼器内へ噴射する場合でも、燃焼器内へ噴射される蒸気
の量が減少することはない。これにより、ガスタービン
による発電出力の低下を防止することができる。

【００５１】また、上記のように、凝縮器で排ガス中の
蒸気が除去されているため、低圧圧縮機を通過する排ガ
ス量は低圧タービンを通過する排ガス量よりも減少す
る。このため、低圧タービンで回収される動力と低圧圧
縮機を作動させるのに要する所要動力との差は、低圧圧
縮機を通過する排ガス量が低圧タービンを通過する排ガ
ス量と同量である場合と比較して、低圧圧縮機を作動さ
せるのに要する所要動力が低減するため、その分だけ大
きくなる。これにより、発電出力を増加させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第１の実施の形態におけるガスタービ
ン発電設備の構成を示す図である。

【図2】同、発電設備の低圧タービンの圧力比と発電出
力の増加率ならびに排ガス温度の関係を示すグラフであ
る。

【図3】同、発電設備と従来の発電設備とを比較した図
表である。

【図4】本発明の第２の実施の形態におけるガスタービ
ン発電設備の構成を示す図である。

【図5】本発明の第３の実施の形態におけるガスタービ
ン発電設備の構成を示す図である。

【図6】従来のガスタービン発電設備の構成を示す図で
ある。

【図7】従来のガスタービン発電設備の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ガスタービン発電設備２ガスタービン３燃焼器４廃熱回収ボイラ５煙突（排出部）８低圧タービン１０凝縮器１１低圧圧縮機１７上流側主経路１８上流側バイパス経路１９下流側主経路２０下流側バイパス経路２２，２３上流側切換弁２４，２５下流側切換弁２８循環経路２９ポンプ３３給水経路３６回収経路４５冷凍器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳浩敏大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 3G071 AA01 AB01 BA00 BA21 DA10 DA11 FA10 HA03 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】ガスタービンに高温高圧のガスを供給す
る燃焼器と、ガスタービンから排出された排ガスの熱を
回収する廃熱回収ボイラと、廃熱回収ボイラを通過した
排ガスを大気へ排出する排出部とを備えたガスタービン
発電設備において、上記ガスタービンと廃熱回収ボイラ
との間に、ガスタービンから排出された排ガスを大気圧
未満に下げる低圧タービンが設けられ、上記廃熱回収ボ
イラと排出部との間に、排ガスを大気圧まで加圧する低
圧圧縮機が設けられ、上記廃熱回収ボイラと低圧圧縮機
との間に、排ガス中に含まれる蒸気を冷却して凝縮させ
る凝縮器が設けられ、上記凝縮器に、冷媒が循環する循
環経路を接続し、上記循環経路に、冷媒を循環させるポ
ンプが設けられていることを特徴とするガスタービン発
電設備。
【請求項2】ガスタービンから低圧タービンを通って
廃熱回収ボイラへ通じる上流側主経路と、ガスタービン
から上記低圧タービンをバイパスして廃熱回収ボイラへ
通じる上流側バイパス経路と、排ガスの流れを上流側主
経路と上流側バイパス経路とのいずれかに切り換える上
流側切換弁と、廃熱回収ボイラから低圧圧縮機を通って
排出部へ通じる下流側主経路と、廃熱回収ボイラから低
圧圧縮機をバイパスして排出部へ通じる下流側バイパス
経路と、排ガスの流れを下流側主経路と下流側バイパス
経路とのいずれかに切り換える下流側切換弁とが設けら
れたことを特徴とする請求項１記載のガスタービン発電
設備。
【請求項3】廃熱回収ボイラへ水を供給する給水経路
が設けられ、凝縮器で蒸気から液化した水を回収して上
記給水経路へ送る回収経路が形成されていることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載のガスタービン発
電設備。
【請求項4】凝縮器に供給される冷媒を冷却する冷凍
器が設けられ、廃熱回収ボイラで発生した蒸気の一部が
上記冷媒を気化させるための加熱源として用いられるこ
とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載
のガスタービン発電設備。