JP2003035164A - ガスタービン設備 - Google Patents

ガスタービン設備

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Abstract

(57)【要約】 【課題】水滴によるエロージョンやスケール生成を抑制
し、コンパクトで高効率・高出力なガスタービン設備を
提供すること。 【解決手段】本発明のガスタービン設備は、供給される
空気を圧縮して吐出する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮し
て得た圧縮空気と燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する燃
焼器と、前記燃焼器で生成された前記燃焼ガスにより駆
動されるタービンと、前記タービンから排出された排気
ガスの熱を利用して、前記圧縮機から前記燃焼器へ供給
される前記圧縮空気の全部または一部を加熱する再生熱
交換器と、前記圧縮機の吸気室から前記再生熱交換器の
低温側ガス流路の出口までの間に複数の加水装置とを備
えたガスタービン設備であって、前記再生熱交換器は、
伝熱面構造の異なる複数の熱交換器を直列に接続して構
成されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高湿分空気を燃焼
用空気として利用するガスタービン設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】加湿空気を用いたガスタービン設備に関
する従来技術として、例えば、特公平１−３１０１２号
公報や特開平９−２６４１５８号公報には、圧縮機で圧
縮してなる圧縮空気と熱回収媒体として用い加熱された
液相水とを加湿塔で接触させ、加湿空気（空気／水蒸気
の混合物）及び冷却された液相水を得て、加湿空気でタ
ービン排気の熱回収を、また冷却された液相水を熱回収
媒体としてタービン排気の熱回収および圧縮機の中間冷
却を行い、さらに交換塔（増湿塔）で圧縮空気中に水蒸
気として移行した量に当たる液相水を交換塔で得られる
冷却された液相水による圧縮機の中間冷却器の後流の冷
却媒体として使用し交換塔及び熱回収に供せられる液相
中に補給するガスタービンサイクルが開示されている。
【０００３】また、特公平１−１９０５３号公報には、
特公平１−３１０１２号公報や特開平９−２６４１５８
号公報に開示された発明のような交換塔（増湿塔）を用
いず、圧縮機出口空気に液相水を注入して得た加湿空気
（圧縮空気／水／水蒸気の混層混合物）でタービン排気
の熱回収またはタービン排気の熱回収と圧縮機の中間冷
却とを行い、かつ、該加湿空気の形成に用いる圧縮空気
を予め該加湿空気の一部で冷却するガスタービンシステ
ムが開示されている。
【０００４】また、特開平１１−３２４７１０号公報に
は、圧縮機から燃焼器へ供給される圧縮空気への加湿方
法として、再生熱交換器内に、該再生熱交換器内を流下
する圧縮空気に水又は水蒸気を噴霧する噴霧器を配置す
るガスタービンシステムが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の従来技術においても、水滴が熱交換器の伝熱面で蒸発
することによるスケール（水に溶解している不純物の析
出物）の伝熱面固着に対する配慮が十分でなく、長期的
には伝熱効率の低下や流路圧損の増加を生ずる可能性が
あった。
【０００６】再生熱交換器内部にスケールが固着すると
伝熱壁面の熱抵抗が増え、熱通過率が低下し伝熱効率の
低下を招いてしまう。また狭隘流路にスケールが固着す
ると、流路を閉塞してしまうことも考えられる。一般
に、低温側と高温側の両方の作動媒体が気体の場合は作
動媒体が液体の場合に比べ伝熱効率が悪いため熱交換器
が大型化しやすいという傾向がある。そのため、気体間
の熱交換器としてはコンパクト熱交換器とも呼ばれる微
細な流路で構成されるプレート・フィン型の再生熱交換
器が用いられる場合が多い。このようなプレート・フィ
ン型の再生熱交換器を利用して液滴を含む気体を加熱す
る場合には前記スケールによる目詰まりを回避するため
伝熱面間隔を広げる必要があり、熱交換器の温度効率の
低下とシステムの大規模化という問題が生ずる可能性が
あった。さらに、このプレート・フィン型の再生熱交換
器の場合、液滴衝突によるエロージョン対策としてプレ
ートの厚みを厚くする必要が生じ、設備が大型化してし
まうことになる。
【０００７】本発明の目的は、水滴によるエロージョン
やスケール生成を抑制し、コンパクトで高効率，高出力
なガスタービン設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガスタービン設備は、空気を圧縮する圧縮
機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃
焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動される
タービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記
圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一
部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機の吸気また
は前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を供給する加水装
置とを備えたガスタービン設備であって、前記再生熱交
換器は、伝熱面構造が異なる複数の熱交換器を直列に接
続して構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
ガスタービンサイクルの系統図を示している。本実施例
のガスタービン発電設備は、空気を圧縮して吐出する圧
縮機１０と、圧縮機１０で圧縮して得た圧縮空気と燃料
を燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼器１２と、燃焼器１
２で生成された前記燃焼ガスにより駆動されるタービン
１４と、タービン１４から排出された排気ガスの熱を利
用して圧縮機１０から燃焼器１２へ供給される前記圧縮
空気の全部または一部を加熱する二相式再生熱交換器３
６，単相式再生熱交換器３８を備えている。ガスタービ
ンの出力軸から動力を得て電気に変換する発電機１６
は、図示していない送電系統に接続される。なお、ポン
プ等は図示を省略する。
【００１０】圧縮機１０の上流側には、圧縮機１０に供
給される吸気を取り込む吸気室２２が連結されている。
例えば、吸気室２２の吸気側（上流側）には、フィルタ
２４が設置される吸気フィルタ室２６が配置され、吸気
フィルタ室２６の上流側部分にはルーバ２８が配置され
ている。また吸気室２２には、加水装置４０が設置さ
れ、運転条件に合わせて適切な水分が吸気空気に加えら
れる。そして、圧縮機１０から吐出された圧縮空気が燃
焼器１２に至る経路には加水装置４２，４４が設置さ
れ、圧縮空気に水を噴霧する。
【００１１】加水装置４０としては、例えば、特開平９
−２３６０２４号公報に記載された噴霧ノズルを用いる
ことができる。本実施例においては、加水装置４０は圧
縮機の入口、例えば第１段静翼、から間隔を置いた吸気
室２２内に設置される。なお、図１では、フィルタ室２
６内の吸気フィルタ２４の下流に設置したものを図示し
ている。加水装置４０で加水された液状水分のうちの一
部または全部は、圧縮機１０へ入るまでに蒸発し、吸気
に含まれる熱量を水の蒸発潜熱として奪い、吸気の温度
を低下させる。残された液滴のうちの全部または大部分
は、圧縮機による空気の昇温に伴い、圧縮機内部で蒸発
する。このように、加水装置４０で吸気に噴霧すること
により、圧縮される空気の温度を低下させることができ
るので、圧縮機動力を低減することが可能となり、よっ
てガスタービンの出力を増加させることができる。
【００１２】圧縮機１０の出口部、またはその近傍位置
には加水装置４２が設置される。また、再生熱交換器３
６の入口部、またはその近傍位置には加水装置４４が設
置される。これらの加水装置４２，４４では、圧縮機１
０から導かれる圧縮空気（高温湿り空気）に水を噴霧し
て、タービンの作動媒体を増加させると共に、空気温度
を低下させている。
【００１３】二相式再生熱交換器３６では、上流の加水
装置４２，４４で加えられた水滴と蒸気を含む空気を利
用して、ガスタービン排ガスから排熱回収が行われる。
また再生熱交換器３８では、加水装置４２，４４で水滴
が加えられ、二相式再生熱交換器３６でその水滴が十分
に蒸発した気相状態の水分を含む空気を利用して排熱回
収が行われる。加水装置４２，４４で水を噴霧すること
で、二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８
に導かれる空気温度が低下するので、二相式再生熱交換
器３６および単相式再生熱交換器３８での回収熱量を増
やすことができ、熱効率を向上させることが可能とな
る。
【００１４】加水装置４０，４２，４４は、導かれる空
気に加える水を供給する経路を有する。加水装置４０，
４２，４４に水を供給する補給水供給装置４８は、例え
ば本ガスタービン設備及び関連機器の系外から水を導く
形態になっていてもよい。或いは、本ガスタービン設備
及び関連機器の系内から水を回収する形態でもよい。又
或いは、加水装置４０，４２，４４の何れかが系外から
の補給水を利用し、他方が回収水を主に利用するように
してもよい。空気への加水方法としては、圧縮空気流に
対して水滴を噴霧する方式や、圧縮空気の流れる流路に
面する構造物に水を供給して圧縮気流と接触させる方式
等を使用してもよい。
【００１５】加水装置４２，４４により加水された圧縮
空気は、ガスタービン排ガスを熱源として前記圧縮空気
を加熱する二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換
器３８に供給される。本実施例では、二相式再生熱交換
器３６と単相式再生熱交換器３８は、隔壁３４により一
体のパッケージとなっているが、それぞれ独立にパッケ
ージ化されていても良い。また、便宜上、二相式再生熱
交換器３６と単相式再生熱交換器３８をそれぞれ独立の
再生熱交換器として図示したが、実機上は同一コンポー
ネントとして統合されていても良い。
【００１６】二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交
換器３８は、圧縮空気に含まれる水分の相状態が異なる
だけでなく、それに応じて伝熱面の形状が異なってい
る。例えば、二相式再生熱交換器３６の伝熱面としては
フィン・アンド・チューブ方式があり、単相式再生熱交
換器３８の伝熱面としてはプレート・フィン方式が想定
される。前者の方式は、後者に比べ、圧縮空気の通過す
る流路断面積が大きく、断面形状が円形になっており、
水滴の蒸発によるスケール生成による流路の目詰まりの
恐れが小さく、チューブ内の洗浄も容易である。
【００１７】また例えば、二相式再生熱交換器３６と単
相式再生熱交換器３８の伝熱面の形状を共にプレート・
フィン方式を採用したとしても、二相式再生熱交換器３
６のフィン間隔を単相式再生熱交換器３８のフィン間隔
よりも広くしても良い。こうすることにより、伝熱面に
スケールが固着したとしても、流路の目詰まりは回避す
ることができ、性能劣化を防ぐことができる。
【００１８】以上のように、二相式再生熱交換器３６と
単相式再生熱交換器３８により加熱された圧縮空気は燃
焼器１２に供給され、燃料５０を加えられて燃焼し、高
温ガスとなった後タービン１４を駆動し、二相式再生熱
交換器３６および単相式再生熱交換器３８で圧縮機１０
から供給された圧縮空気により排熱回収された後、大気
に排出される。
【００１９】本実施例のように、水滴を含む空気によっ
て排熱回収を行う二相式再生熱交換器３６には、圧縮空
気側の流路幅が広い伝熱面形状、例えばフィン・アンド
・チューブ方式、を用いることにより、スケール固着に
よる流路の目詰まりを気にすることなく多量水分を蒸発
させることができる。また、主として蒸気のみを含む空
気によって排熱回収を行う単相式再生熱交換器３８に対
しては、圧縮空気側の流路幅が狭い伝熱面形状、例えば
プレート・フィン方式、を用いることにより、低温側
（圧縮空気側）と高温側（排熱側）の単位長さ当たりの
伝熱表面積を増大させることができ、伝熱効率の向上、
すなわち高効率でコンパクトな再生熱交換器を構成する
ことができる。
【００２０】特開平１１−３２４７１０号公報では、再
生熱交換器の圧縮空気側に水分を噴霧して、プラント効
率を上げる方法が開示されているが、液滴を含む空気で
排熱回収をするときの伝熱面の形状に関しては触れられ
ていない。通常、低温側と高温側の両方の作動媒体が主
として気体の場合、熱交換器にはプレート・フィン方式
の再生熱交換器が用いられる。熱交換器の温度効率とコ
ンパクト性を向上するため、フィン高さおよび間隔の狭
い、例えば高さと幅ともに数mm程度の熱交換器を用いた
場合、圧縮空気中の水滴の蒸発により伝熱面にスケール
が固着し、目詰まりを起こす可能性がある。仮に、フィ
ン高さおよびフィン間隔をスケール固着が問題とならな
い程度に広げた場合、目詰まりの問題は防げても、伝熱
効率の低下と再生熱交換器の大型化は避けられない。本
実施例のように、再生熱交換器の低温側作動媒体が通過
する流路の流路幅や高さを、その作動媒体中での液滴の
有無に応じて変化させることにより、よりコンパクト
で、より高効率な再生熱交換器およびガスタービン設備
を構成できる。
【００２１】次に、図１に示す加水装置４０，４２，４
４の設置位置と、加水量について説明する。
【００２２】本実施例のような、圧縮機を出た後の加水
された圧縮空気によって排熱回収を行うガスタービン設
備の場合、圧縮空気に加えられる水分の量が多いほど、
タービン側の出力増大につながり、プラント効率および
出力が増大する。そのため、スケール生成やエロージョ
ンの問題を回避し、如何により多くの水分を蒸発させる
かが重要である。
【００２３】空気中に加水された水滴が蒸発するために
は、水滴周囲の湿度が飽和に達していないこと、および
水滴と空気の接触時間すなわち水滴の滞留時間が十分長
いこと等が必要である。空気に蒸発し得る水の量は、空
気温度の関数である水の飽和量から決定され、空気温度
が高いほど、より多くの水が空気中へ蒸発し得る。二相
式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８内部で排
熱回収を行う水蒸気の量を増加させたい場合、水滴の滞
留時間を考えて、一番上流に位置する加水装置４０で多
くの水を加水することが考えられるが、圧縮機１０や二
相式再生熱交換器３６で昇温される前の空気の飽和蒸気
量は少なく、加えられた水の多くは液滴として圧縮機１
０内部や二相式再生熱交換器３６までの配管内部を移流
することになる。この場合、多くの水分が液滴の状態で
移流されることになり、液滴径が適切にコントロールさ
れなければ圧縮機翼や配管部材と衝突してエロージョン
や腐食の問題を生ずるため得策でない。
【００２４】逆に、空気が十分昇温された二相式再生熱
交換器３６の出口近くで、多くの水を加水した場合、空
気温度が高く飽和蒸気量が多いため蒸発し得る蒸気量は
多いが、水滴が二相式再生熱交換器内に滞留している時
間が短くなるため、液滴の蒸発が完了する前に二相式再
生熱交換器３６から排出されてしまい、蒸気が熱回収に
利用される率は低い。
【００２５】本実施例のように、まず始めに加水装置４
０により、圧縮器１０内で蒸発がほぼ完成し得る量の水
を加水し、次に加水装置４２により、圧縮機１０後の昇
温・昇圧された空気に二相式再生熱交換器３６に流入す
るまでに蒸発がほぼ完了する分の水を加水し、最後に加
水装置４４により、再生熱交換器３６内で蒸発がほぼ完
了する分の水を加水することにより、より多くの水を、
より上流側で噴霧し、より多くの水蒸気を再生熱交換器
３８での熱交換に利用することができる。しかも、液滴
として移流される水滴の量を極力抑えているため、構造
物のエロージョンやスケール生成の心配が少ない。
【００２６】また、二相式再生熱交換器３６の圧縮空気
が流通する流路の途中位置に加水装置を設置し、移流さ
れてきた圧縮空気にさらに水分を加える方法も考えられ
る。この場合、圧縮空気は排熱回収により昇温されてい
るため飽和蒸気量が多く、より多くの水分を、より早く
蒸発させることができる。このことは、タービン作動媒
体の流量を増加させ、出力および熱効率の向上になる。
また、再生熱交換器内部で熱交換に寄与する水蒸気の量
を維持したまま、再生熱交換器の上流部で移流される液
滴の量を減少させることでき、再生熱交換器内部でのエ
ロージョンやスケール生成の問題が軽減され、ガスター
ビンの維持費軽減になる。
【００２７】図２は、本発明の他の実施例であるガスタ
ービン設備の系統図を示す。図１では、ガスタービン排
気の低温側に二相式再生熱交換器３６を、排気の高温側
（タービン排ガスの上流側）に単相式再生熱交換器３８
を配置したが、図２に示す本実施例では、排気の高温側
（タービン排ガスの上流側）に二相式再生熱交換器３６
を、低温側（排ガスの下流側）に単相式再生熱交換器３
８を配置したものである。また、加水装置４４は、単相
式再生熱交換器３８を経由して二相式再生熱交換器３６
に供給される空気に水を噴霧するように配置されてい
る。
【００２８】本実施例では、単相式再生熱交換器３８を
通過して、より高温になった圧縮空気に加水することに
なるため、液滴の蒸発速度を増加させることができ、単
相式再生熱交換器３８の大きさを小さくできる。また、
二相式再生熱交換器３６としてフィン・アンド・チュー
ブ型を、単相式再生熱交換器３８としてプレート・フィ
ン型を想定した場合、一般的にフィン・アンド・チュー
ブ型はプレート・フィン型よりも伝熱面の板厚が厚く構
造的に強いので、熱交換器３６を、ガスタービン排熱の
高温側に持ってきたほうが、再生熱交換器の材料強度か
ら制限されるガスタービン排熱温度を高めることができ
る。したがって、ガスタービン設備の排熱温度が再生熱
交換器の材料強度により制約をうける条件のもとでは、
排気の高温側に二相式再生熱交換器３６を、低温側に単
相式再生熱交換器３８を配置することにより、ガスター
ビン排熱温度を高め、再生サイクルを構成した場合のプ
ラント全体の効率を高めることができる。
【００２９】また、加水装置４２の下流側であって、圧
縮機１０で圧縮された空気を単相式再生熱交換器３８に
供給する流路に、加水装置４２で加水した液滴の蒸発を
促進させるための構造体を設置することにより、空気中
に噴霧された液滴をより確実に蒸発させた状態で、圧縮
空気を単相式再生熱交換器３８に供給することができ
る。
【００３０】次に、図１及び図２に示す二相式再生熱交
換器３６の一実施例を図３を用いて説明する。図３はフ
ィン・アンド・チューブ形式の熱交換器の一部を示して
いる。ガスタービン排ガスである高温空気は、プレート
８０の間を通過しながら熱を奪われていく。圧縮機１０
から供給された圧縮空気である低温側空気は、プレート
８０に貫通する形で結合されたチューブ８２の中を流れ
ながら、排ガスの熱量を吸収していく。重力の影響で、
チューブ８２下方のＵ字管部８６に溜まった液状水分
は、バルブ８３を開くことで、圧縮空気と外気との圧力
差により、チューブ８２の外に放出される。
【００３１】液状水分の溜まり易い、チューブ下方のＵ
字管部８６では、他の部位よりも多くの水分が蒸発し、
スケール生成の可能性が高い。また、既存のスケールが
核となって、より大きなスケールへ成長し、管の目詰ま
りを引き起こす可能性がある。これに対して、本実施例
では図３のように、液水が溜まり易いところに液水の排
出管としてドレイン８４を設け、液状水分の溜まり具合
に応じ、バルブ８３を開けることで、スケール発生の原
因となる液溜まりを除去し、熱交換効率の低下や圧力損
失増加、チューブの目詰まりを抑制することができる。
【００３２】図４，図５は、単相式再生熱交換器３８の
具体的な構造の一実施例を示す。図４，図５の単相式再
生熱交換器３８はプレート・フィン形式を用いた場合で
ある。図４は単相式再生熱交換器３８のうちの一つのモ
ジュール６０を図示しており、図５ではそのモジュール
６０が２４個集まって全体が構成された単相式再生熱交
換器を図示している。ガスタービンの排ガスは排ガス入
口部６２から流入し、再生熱交換器内部で熱を奪われ排
ガス出口部６４から排出される。逆に、圧縮機１０から
供給される圧縮空気は圧縮空気入口部６６から流入し、
排ガスから熱を奪って圧縮空気出口部６８から流出す
る。各モジュールへの圧縮空気の配管の手間を省くた
め、各モジュールの圧縮空気の流入・流出口を連結する
集合配管７０をつけた方が良い。
【００３３】再生熱交換器を図５に示すようなモジュー
ル化構造とすることで、並列に接続するモジュール数を
変えるだけで、任意の出力のガスタービンに対する再生
熱交換器を構成することができる。これにより、再生熱
交換器の開発時間の短縮および設計コストの削減が可能
である。
【００３４】図６は、単相式再生熱交換器の他の実施形
態を示す図である。大気よりも高温で、かつ排ガスより
も低温な空気の流れる配管では、配管内の空気の放熱を
防いで熱損失を防ぎたい場合がある。また、配管内の圧
縮空気が水滴を含む場合には、配管内の空気を加熱し
て、水滴の蒸発を促進したい場合もある。そのような場
合、図６に示すように、モジュールの一部を取り除き、
空気配管７２を隣接して通すことにより、再生熱交換器
の放熱による保温効果もしくは加熱効果を得ることがで
きる。再生熱交換器をモジュール化することにより、再
生熱交換器周辺の配管レイアウトの柔軟性が増し，か
つ、再生熱交換器放熱を効果的に利用することができ、
プラント効率を上げることができる。
【００３５】また、圧縮から再生熱交換器へ圧縮空気を
供給する配管内に、液滴蒸発促進体、例えば多孔質材、
を充填することにより、水滴と空気の混合効果を高め、
より多くの水滴を迅速に蒸発させることが可能である。
こうすることにより、簡単な設備でより多くの水分を蒸
発させることができ、ガスタービンの出力及び効率を低
コストで増大できる。
【００３６】
【発明の効果】本発明のガスタービン設備によれば、水
滴によるエロージョンやスケール生成を抑制し、コンパ
クトで高効率，高出力なガスタービン設備を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すガスタービン設備の系
統図。
【図２】本発明の他の実施例を示すガスタービン設備の
系統図。
【図３】本発明の一実施例である再生熱交換器の構造
図。
【図４】単一モジュール構造の再生熱交換器を示す図。
【図５】複数モジュールを結合させた再生熱交換器を示
す図。
【図６】再生熱交換器構造と配管レイアウトを示す図。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１２…燃焼器、１４…タービン、１６…
発電機、２２…吸気室、２４…フィルタ、２６…吸気フ
ィルタ室、２８…ルーバ、３４…隔壁、３６…二相式再
生熱交換器、３８…単相式再生熱交換器、４０，４２，
４４…加水装置、４７…配管の一部、４８…補給水供給
装置、５０…燃料、６０…再生熱交換器モジュール、６
２…排ガス入口部、６４…排ガス出口部、６６…圧縮空
気入口部、６８…圧縮空気出口部、７０…集合配管、７
２…空気配管、８０…プレート、８２…チューブ、８３
…バルブ、８４…ドレイン、８６…チューブ８２の下方
のＵ字管部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清木 信宏 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 小金沢 知己 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 寒河江 勝彦 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 Ｆターム(参考） 3L103 AA06 AA12 BB05 CC26 CC27 DD04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮
    された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生
    成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービ
    ンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供
    給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱
    交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮し
    た圧縮空気に水を供給する加水装置とを備えたガスター
    ビン設備であって、 前記再生熱交換器は、伝熱面構造が異なる複数の熱交換
    器を直列に接続して構成されていることを特徴とするガ
    スタービン設備。
  2. 【請求項２】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮
    された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生
    成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービ
    ンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供
    給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱
    交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮し
    た圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスター
    ビン設備であって、 前記再生熱交換器は、圧縮空気の流れ方向からみて上流
    側と下流側とに分割して構成され、上流側の再生熱交換
    器の流路断面積に対して、下流側の再生熱交換器の流路
    断面積を小さく形成していることを特徴とするガスター
    ビン設備。
  3. 【請求項３】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮
    された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生
    成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービ
    ンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供
    給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱
    交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮し
    た圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスター
    ビン設備であって、 前記再生熱交換器は、前記加水装置によって供給された
    水分を含む空気とガスタービンから排出された排気ガス
    とを熱交換する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器で
    前記排気ガスとの熱交換によって水分を蒸発させた圧縮
    空気と前記ガスタービンから排出された排気ガスとを熱
    交換する第２の熱交換器とを有することを特徴とするガ
    スタービン設備。
  4. 【請求項４】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮
    された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生
    成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービ
    ンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供
    給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱
    交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮し
    た圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスター
    ビン設備であって、 前記再生熱交換器は、圧縮空気が通過する流路が該再生
    熱交換器の下流側ほど狭く形成されていることを特徴と
    するガスタービン設備。
  5. 【請求項５】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮
    された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生
    成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、前記圧縮
    機の上流側に設置され、該圧縮機の吸気に水を加水する
    第１の加水装置と、タービン排気ガスと前記圧縮機から
    燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部とを熱交
    換する第１の再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮された
    圧縮空気に、該圧縮空気が前記第１の再生熱交換器に供
    給されるまでにその全てを蒸発させる量の水を加水する
    第２の加水装置と、前記第１の再生熱交換器で加熱され
    た圧縮空気に水を加水する第３の加水装置と、前記第３
    の加水装置によって供給された水分を含む空気とタービ
    ン排気ガスとを熱交換する第２の再生熱交換器とを有す
    ることを特徴とするガスタービン設備。
  6. 【請求項６】前記再生熱交換器は、その一部または全部
    が複数のブロック状のモジュールの集合で構成されてい
    ることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガ
    スタービン設備。
  7. 【請求項７】前記再生熱交換器は、その一部を配管状の
    熱交換器で構成し、該配管の途中に排水用のドレインを
    設けたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載
    のガスタービン設備。
  8. 【請求項８】前記加水装置は、前記圧縮機の上流側で該
    圧縮機の吸気に加水する第１の加水装置と、前記圧縮機
    の出口またはその近傍で前記再生熱交換器に供給する圧
    縮空気に加水する第２の加水装置と、前記再生熱交換器
    の入口またはその近傍で該再生熱交換器に供給される圧
    縮空気に加水する第３の加水装置とを有することを特徴
    とする請求項１から４の何れかに記載のガスタービン設
    備。
  9. 【請求項９】前記ガスタービン設備は、前記圧縮空気を
    前記再生熱交換器へ導く流路の一部が、該流路内を流通
    する圧縮空気の温度よりも高い領域を経由するように設
    置されたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記
    載のガスタービン設備。
  10. 【請求項１０】前記ガスタービン設備は、前記圧縮空気
    を再生熱交換器に導く配管が前記モジュールに隣接、あ
    るいはモジュールの一部として設置されていることを特
    徴とする請求項６に記載のガスタービン設備。
  11. 【請求項１１】前記ガスタービン設備は、前記圧縮機で
    圧縮された空気を前記再生熱交換器に供給する流路に、
    前記加水装置で加水された液滴の蒸発を促進する構造体
    を設けたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記
    載のガスタービン設備。
  12. 【請求項１２】空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧
    縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で
    生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該ター
    ビンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に
    供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生
    熱交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮
    した圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスタ
    ービン設備の運転方法であって、 前記再生熱交換器は前記加水装置によって供給された水
    分を含む空気と、ガスタービンから排出された排気ガス
    と熱交換を行って前記圧縮空気中の水分を蒸発させ、さ
    らに該水分を蒸発させた圧縮空気と前記ガスタービンか
    ら排出された排気ガスとを熱交換することを特徴とする
    ガスタービン設備の運転方法。
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