JP2002174128A - ガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置および氷結防止方法 - Google Patents
ガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置および氷結防止方法Info
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- JP2002174128A JP2002174128A JP2000369385A JP2000369385A JP2002174128A JP 2002174128 A JP2002174128 A JP 2002174128A JP 2000369385 A JP2000369385 A JP 2000369385A JP 2000369385 A JP2000369385 A JP 2000369385A JP 2002174128 A JP2002174128 A JP 2002174128A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガスタービン装置の出力性能を低下させること
なく、空気圧縮機の吸込空気中の水分の氷結を防止する
装置および方法を提供する。 【解決手段】ガスタービン装置の空気圧縮機１の吸気の
流路（９，６）および前記空気圧縮機１に燃焼器４を介
して接続されたタービン２の排気の流路（10，５）に設
けられ前記空気圧縮機１の吸込空気と前記タービン２の
排気ガスのあいだで熱交換をおこなう熱交換器11を備え
た構成とする。
なく、空気圧縮機の吸込空気中の水分の氷結を防止する
装置および方法を提供する。 【解決手段】ガスタービン装置の空気圧縮機１の吸気の
流路（９，６）および前記空気圧縮機１に燃焼器４を介
して接続されたタービン２の排気の流路（10，５）に設
けられ前記空気圧縮機１の吸込空気と前記タービン２の
排気ガスのあいだで熱交換をおこなう熱交換器11を備え
た構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気温度の低い場
所で運転されるガスタービン装置に係り、空気圧縮機の
吸込空気の氷結を防止する装置および方法に関する。
所で運転されるガスタービン装置に係り、空気圧縮機の
吸込空気の氷結を防止する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン装置では起動／停止時や負
荷上昇／下降時などは空気圧縮機の入口案内翼を絞るこ
とによって吸込空気流量を調節している。入口案内翼を
絞ることで空気圧縮機入口部の空気流速が増速すること
により空気温度が低下し、大気温度が低い場合には空気
中の水分が氷結する可能性がある。氷結した水分は空気
圧縮機本体、特にその動静翼の損傷の原因となる。
荷上昇／下降時などは空気圧縮機の入口案内翼を絞るこ
とによって吸込空気流量を調節している。入口案内翼を
絞ることで空気圧縮機入口部の空気流速が増速すること
により空気温度が低下し、大気温度が低い場合には空気
中の水分が氷結する可能性がある。氷結した水分は空気
圧縮機本体、特にその動静翼の損傷の原因となる。
【０００３】従来のガスタービン装置における空気圧縮
機の吸込空気の氷結防止について図４を参照して説明す
る。従来のガスタービン装置は、図４に示すように、空
気圧縮機１とタービン２と発電機３が軸直結され、空気
圧縮機１の吐出部とタービン２の入口のあいだに燃焼器
４が接続され、タービン２の出口には排気ダクト５が接
続され、空気圧縮機１の吸込部には吸気ダクト６が接続
されている。また、空気圧縮機１の吐出部と吸込部のあ
いだには再循環管路７が接続され、この再循環管路７上
には流量調節弁８が設けられている（特開平60−113034
号公報）。
機の吸込空気の氷結防止について図４を参照して説明す
る。従来のガスタービン装置は、図４に示すように、空
気圧縮機１とタービン２と発電機３が軸直結され、空気
圧縮機１の吐出部とタービン２の入口のあいだに燃焼器
４が接続され、タービン２の出口には排気ダクト５が接
続され、空気圧縮機１の吸込部には吸気ダクト６が接続
されている。また、空気圧縮機１の吐出部と吸込部のあ
いだには再循環管路７が接続され、この再循環管路７上
には流量調節弁８が設けられている（特開平60−113034
号公報）。
【０００４】このような構成のガスタービン装置におい
て、空気圧縮機１によって圧縮されて高温高圧になった
圧縮吐出空気は、圧縮機吐出部から吸気ダクト６へ再循
環する。流量調節弁８によって吐出空気の再循環空気量
が調節される。吸気ダクト６に再循環された圧縮機吐出
空気は圧縮機吸込空気と混合され、圧縮機吸込空気の温
度が上昇し、圧縮機吸込空気中の水分の氷結を防止す
る。
て、空気圧縮機１によって圧縮されて高温高圧になった
圧縮吐出空気は、圧縮機吐出部から吸気ダクト６へ再循
環する。流量調節弁８によって吐出空気の再循環空気量
が調節される。吸気ダクト６に再循環された圧縮機吐出
空気は圧縮機吸込空気と混合され、圧縮機吸込空気の温
度が上昇し、圧縮機吸込空気中の水分の氷結を防止す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の氷結防止方法に
よると、空気圧縮機１によって圧縮され燃焼器４に供給
すべき圧縮機吐出空気の一部を再循環管路７を用いて吸
気ダクト６に再循環させているため、燃焼器４において
燃焼に使用される空気流量が減少し、ガスタービン装置
における出力が低下する。
よると、空気圧縮機１によって圧縮され燃焼器４に供給
すべき圧縮機吐出空気の一部を再循環管路７を用いて吸
気ダクト６に再循環させているため、燃焼器４において
燃焼に使用される空気流量が減少し、ガスタービン装置
における出力が低下する。
【０００６】その他、タービン２の排気ガスの一部を圧
縮機吸込空気に直接混合させるようにしたガスタービン
装置も開示されている（特開昭59−5834号公報）が、こ
のようなガスタービン装置においては燃焼器４における
燃焼効率が低下し、ガスタービン装置の出力性能の低下
を招くおそれがある。
縮機吸込空気に直接混合させるようにしたガスタービン
装置も開示されている（特開昭59−5834号公報）が、こ
のようなガスタービン装置においては燃焼器４における
燃焼効率が低下し、ガスタービン装置の出力性能の低下
を招くおそれがある。
【０００７】そこで本発明は、ガスタービン装置の出力
性能を低下させることなく、空気圧縮機の吸込空気中の
水分の氷結を防止する装置および方法を提供することを
目的とする。
性能を低下させることなく、空気圧縮機の吸込空気中の
水分の氷結を防止する装置および方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ガスタービン装置の空気圧縮機
の吸気の流路および前記空気圧縮機に燃焼器を介して接
続されたタービンの排気の流路に設けられ前記空気圧縮
機の吸込空気と前記タービンの排気ガスのあいだで熱交
換をおこなう熱交換器を備えた構成とする。
に、請求項１の発明は、ガスタービン装置の空気圧縮機
の吸気の流路および前記空気圧縮機に燃焼器を介して接
続されたタービンの排気の流路に設けられ前記空気圧縮
機の吸込空気と前記タービンの排気ガスのあいだで熱交
換をおこなう熱交換器を備えた構成とする。
【０００９】この発明によれば、熱交換器において排気
ガスの廃熱を利用して吸込空気を加熱することにより、
ガスタービン装置の出力性能を低下させることなく、空
気圧縮機の吸込空気中の水分の氷結を防止することがで
きる。
ガスの廃熱を利用して吸込空気を加熱することにより、
ガスタービン装置の出力性能を低下させることなく、空
気圧縮機の吸込空気中の水分の氷結を防止することがで
きる。
【００１０】請求項２の発明は、熱交換器は、内筒と外
筒を備え吸込空気または排気ガスの一方が内筒内を流
れ、他方が内筒と外筒の間を流れる構成とする。この発
明によれば、吸込空気と排気ガスは低い通流抵抗で熱交
換器を通流することができ、ガスタービン装置の出力性
能を低下させることなく吸込空気を加熱することができ
る。
筒を備え吸込空気または排気ガスの一方が内筒内を流
れ、他方が内筒と外筒の間を流れる構成とする。この発
明によれば、吸込空気と排気ガスは低い通流抵抗で熱交
換器を通流することができ、ガスタービン装置の出力性
能を低下させることなく吸込空気を加熱することができ
る。
【００１１】請求項３の発明は、吸気の流路および排気
の流路の少なくとも一方に熱交換器をバイパスさせる分
流弁を備えた構成とする。この発明によれば、分流弁の
開度設定によって吸込空気を適切な温度に加熱すること
ができる。
の流路の少なくとも一方に熱交換器をバイパスさせる分
流弁を備えた構成とする。この発明によれば、分流弁の
開度設定によって吸込空気を適切な温度に加熱すること
ができる。
【００１２】請求項４の発明は、気温が低く吸込空気中
の水分が氷結するおそれが高いとき吸込空気または排気
ガスの熱交換器への流量を大きくし、気温が高く吸込空
気中の水分が氷結するおそれが低いとき吸込空気または
排気ガスの熱交換器への流量を小さくするように分流弁
を操作する構成とする。この発明によれば、吸込空気の
温度を適切な値に保ち、ガスタービン装置を最適な状態
で運転することができる。
の水分が氷結するおそれが高いとき吸込空気または排気
ガスの熱交換器への流量を大きくし、気温が高く吸込空
気中の水分が氷結するおそれが低いとき吸込空気または
排気ガスの熱交換器への流量を小さくするように分流弁
を操作する構成とする。この発明によれば、吸込空気の
温度を適切な値に保ち、ガスタービン装置を最適な状態
で運転することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態のガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す図で
ある。すなわち、吸気ダクト６と空気圧縮機１を結ぶ吸
気管路９および、タービン２と排気ダクト５を結ぶ排気
管路10上に吸排気二重構造11を設ける。また、排気管路
10上に、タービン２からの排気ガスの排気ダクト５へ直
接流れる量と吸排気二重構造11へ分流する量の比を変化
させる分流弁12を設ける。
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態のガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す図で
ある。すなわち、吸気ダクト６と空気圧縮機１を結ぶ吸
気管路９および、タービン２と排気ダクト５を結ぶ排気
管路10上に吸排気二重構造11を設ける。また、排気管路
10上に、タービン２からの排気ガスの排気ダクト５へ直
接流れる量と吸排気二重構造11へ分流する量の比を変化
させる分流弁12を設ける。
【００１４】このような構成において、気温が低く空気
圧縮機１の吸込空気中の水分が氷結する恐れがある場合
等は、分流弁12を操作して排気ガスが吸排気二重構造11
の外筒へと流れ込むようにする。外筒を流れる排気ガス
によって内筒を流れる圧縮機吸込空気が加熱され、圧縮
機吸込空気中の水分の氷結を防止することができる。
圧縮機１の吸込空気中の水分が氷結する恐れがある場合
等は、分流弁12を操作して排気ガスが吸排気二重構造11
の外筒へと流れ込むようにする。外筒を流れる排気ガス
によって内筒を流れる圧縮機吸込空気が加熱され、圧縮
機吸込空気中の水分の氷結を防止することができる。
【００１５】また、気温が高く圧縮機吸込空気中の水分
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
し、吸排気二重構造11をバイパスして排気ダクト５へと
排気ガスが流れるよう変更することで、圧縮機吸込空気
を不必要に加熱することを防止する。
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
し、吸排気二重構造11をバイパスして排気ダクト５へと
排気ガスが流れるよう変更することで、圧縮機吸込空気
を不必要に加熱することを防止する。
【００１６】図２は、本発明の第２の実施の形態のガス
タービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す構成図であ
る。すなわち、吸気ダクト６と空気圧縮機１を結ぶ吸気
管路９および、タービン２と排気ダクト５を結ぶ排気管
路10上に吸排気二重構造11を設ける。また、吸気管路９
上に、吸気ダクト６からの吸気の空気圧縮機１へ直接流
れる量と吸排気二重構造11へ分流する量の比を変化させ
る分流弁12を設ける。
タービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す構成図であ
る。すなわち、吸気ダクト６と空気圧縮機１を結ぶ吸気
管路９および、タービン２と排気ダクト５を結ぶ排気管
路10上に吸排気二重構造11を設ける。また、吸気管路９
上に、吸気ダクト６からの吸気の空気圧縮機１へ直接流
れる量と吸排気二重構造11へ分流する量の比を変化させ
る分流弁12を設ける。
【００１７】このような構成において、気温が低く空気
圧縮機１の吸込空気中の水分が氷結するおそれがある場
合等は、分流弁12を操作して圧縮機吸込空気が吸排気二
重構造11の外筒へと流れ込むようにする。内筒を流れる
排気ガスによって外筒を流れる圧縮機吸込空気が加熱さ
れ、圧縮機吸込空気中の水分の氷結を防止することがで
きる。
圧縮機１の吸込空気中の水分が氷結するおそれがある場
合等は、分流弁12を操作して圧縮機吸込空気が吸排気二
重構造11の外筒へと流れ込むようにする。内筒を流れる
排気ガスによって外筒を流れる圧縮機吸込空気が加熱さ
れ、圧縮機吸込空気中の水分の氷結を防止することがで
きる。
【００１８】また、気温が高く圧縮機吸込空気中の水分
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
し、吸排気二重構造11をバイパスして吸気ダクト６から
圧縮機吸込空気を吸込むよう変更することで、圧縮機吸
込空気を不必要に加熱することを防止する。
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
し、吸排気二重構造11をバイパスして吸気ダクト６から
圧縮機吸込空気を吸込むよう変更することで、圧縮機吸
込空気を不必要に加熱することを防止する。
【００１９】図３は本発明の第３の実施の形態のガスタ
ービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す図である。すな
わち、図３に示すように排熱回収装置14を備えたガスタ
ービンプラントにおいては排気ガスの温度が低いので、
熱交換器13を圧縮機吸込空気及び排気ガスが流入するよ
うに設ける。熱交換器13を通過することで排気ガスによ
って圧縮機吸込空気は加熱され、圧縮機吸込空気中の水
分の氷結を防止することができる。
ービン空気圧縮機の氷結防止装置を示す図である。すな
わち、図３に示すように排熱回収装置14を備えたガスタ
ービンプラントにおいては排気ガスの温度が低いので、
熱交換器13を圧縮機吸込空気及び排気ガスが流入するよ
うに設ける。熱交換器13を通過することで排気ガスによ
って圧縮機吸込空気は加熱され、圧縮機吸込空気中の水
分の氷結を防止することができる。
【００２０】また、気温が高く圧縮機吸込空気中の水分
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
して排気ダクト５へと排気ガスが流れるよう変更するこ
とで、圧縮機吸込空気を不必要に加熱することを防止す
る。
の氷結防止を行う必要がない場合には、分流弁12を操作
して排気ダクト５へと排気ガスが流れるよう変更するこ
とで、圧縮機吸込空気を不必要に加熱することを防止す
る。
【００２１】なお、上記各実施の形態は熱交換器13を吸
気管路９と排気管路10に設けた構成であるが、熱交換器
13を吸気ダクト６と排気ダクト５に設けた構成であって
も同様の作用効果を得ることができる。
気管路９と排気管路10に設けた構成であるが、熱交換器
13を吸気ダクト６と排気ダクト５に設けた構成であって
も同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気ガスと圧縮機吸込空気の熱交換を行うことにより、ガ
スタービンの効率を落とすことなく圧縮機吸込空気中の
水分の氷結を防止することができる。
気ガスと圧縮機吸込空気の熱交換を行うことにより、ガ
スタービンの効率を落とすことなく圧縮機吸込空気中の
水分の氷結を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のガスタービン空気
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のガスタービン空気
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のガスタービン空気
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
圧縮機の氷結防止装置を示す図。
【図４】従来の氷結防止装置を有するガスタービン装置
の図。
の図。
１…空気圧縮機、２…タービン、３発電機、４…燃焼
器、５排気ダクト、６…吸気ダクト、７…再循環管路、
８…流量調節弁、９…吸気管路、10…排気管路、11…吸
排気二重構造、12…分流弁、13…熱交換器、14…排熱回
収装置。
器、５排気ダクト、６…吸気ダクト、７…再循環管路、
８…流量調節弁、９…吸気管路、10…排気管路、11…吸
排気二重構造、12…分流弁、13…熱交換器、14…排熱回
収装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスタービン装置の空気圧縮機の吸気の
流路および前記空気圧縮機に燃焼器を介して接続された
タービンの排気の流路に設けられ前記空気圧縮機の吸込
空気と前記タービンの排気ガスのあいだで熱交換をおこ
なう熱交換器を備えたことを特徴とするガスタービン空
気圧縮機の氷結防止装置。 - 【請求項２】 熱交換器は、内筒と外筒を備え吸込空気
または排気ガスの一方が内筒内を流れ、他方が内筒と外
筒の間を流れることを特徴とする請求項１記載のガスタ
ービン空気圧縮機の氷結防止装置。 - 【請求項３】 吸気の流路および排気の流路の少なくと
も一方に熱交換器をバイパスさせる分流弁を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のガスタービン空気圧縮機の
氷結防止装置。 - 【請求項４】 気温が低く吸込空気中の水分が氷結する
おそれが高いとき吸込空気または排気ガスの熱交換器へ
の流量を大きくし、気温が高く吸込空気中の水分が氷結
するおそれが低いとき吸込空気または排気ガスの熱交換
器への流量を小さくするように分流弁を操作することを
特徴とする請求項３記載のガスタービン空気圧縮機の氷
結防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369385A JP2002174128A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | ガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置および氷結防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369385A JP2002174128A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | ガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置および氷結防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002174128A true JP2002174128A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18839432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000369385A Pending JP2002174128A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | ガスタービン空気圧縮機の氷結防止装置および氷結防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002174128A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8429891B2 (en) | 2009-12-16 | 2013-04-30 | General Electric Company | Anti-icing system using radiant infrared energy from turbine exhaust flues |
| JP2013238224A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンにおいて熱回収するためのシステムおよび方法 |
| KR101482575B1 (ko) | 2013-04-15 | 2015-01-15 | 두산중공업 주식회사 | 터빈용 압축기 성능시험 장치 및 방법 |
| JP5989218B1 (ja) * | 2015-11-18 | 2016-09-07 | 東芝プラントシステム株式会社 | 発電プラントにおける空気循環制御装置および空気循環制御方法 |
-
2000
- 2000-12-05 JP JP2000369385A patent/JP2002174128A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8429891B2 (en) | 2009-12-16 | 2013-04-30 | General Electric Company | Anti-icing system using radiant infrared energy from turbine exhaust flues |
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| EP2664765A3 (en) * | 2012-05-15 | 2018-03-28 | General Electric Company | System and method for heat recovery in a gas turbine engine |
| KR101482575B1 (ko) | 2013-04-15 | 2015-01-15 | 두산중공업 주식회사 | 터빈용 압축기 성능시험 장치 및 방법 |
| JP5989218B1 (ja) * | 2015-11-18 | 2016-09-07 | 東芝プラントシステム株式会社 | 発電プラントにおける空気循環制御装置および空気循環制御方法 |
| JP2017097435A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | 東芝プラントシステム株式会社 | 発電プラントにおける空気循環制御装置および空気循環制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060817 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070228 |