JP2003056312A - 閉サイクルガスタービンおよび同ガスタービンを用いた発電システム - Google Patents
閉サイクルガスタービンおよび同ガスタービンを用いた発電システムInfo
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- JP2003056312A JP2003056312A JP2001242503A JP2001242503A JP2003056312A JP 2003056312 A JP2003056312 A JP 2003056312A JP 2001242503 A JP2001242503 A JP 2001242503A JP 2001242503 A JP2001242503 A JP 2001242503A JP 2003056312 A JP2003056312 A JP 2003056312A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却器で生成されるガス状態の量を供給先で
の条件に見合った適正量に保ちながら発電効率を高める
とともに、トータル的なＬＮＧの気化処理量を合理的に
増やす。 【解決手段】 圧縮機１０により圧縮されて加熱器１２
で加熱された作動流体をタービン１４に導入して発電機
１８を駆動し、さらにタービン１４から排出される作動
流体を冷却器１６で冷却して圧縮機１０に導入するよう
に発電システム１Ａの閉回路２が構成される。また、冷
却器１６には冷熱源としてＬＮＧを導入しながら、ここ
でＬＮＧを気化させてＮＧを生成し、これを主発電シス
テム４に燃料として供給する。閉回路２には、タービン
１４から排出される作動流体を冷却器１６への導入前に
予め冷却する予備冷却器２０が設けられる。この予備冷
却器２０は、ＬＮＧを気化させてその気化潜熱を利用し
て作動流体を予備冷却するように構成されている。
の条件に見合った適正量に保ちながら発電効率を高める
とともに、トータル的なＬＮＧの気化処理量を合理的に
増やす。 【解決手段】 圧縮機１０により圧縮されて加熱器１２
で加熱された作動流体をタービン１４に導入して発電機
１８を駆動し、さらにタービン１４から排出される作動
流体を冷却器１６で冷却して圧縮機１０に導入するよう
に発電システム１Ａの閉回路２が構成される。また、冷
却器１６には冷熱源としてＬＮＧを導入しながら、ここ
でＬＮＧを気化させてＮＧを生成し、これを主発電シス
テム４に燃料として供給する。閉回路２には、タービン
１４から排出される作動流体を冷却器１６への導入前に
予め冷却する予備冷却器２０が設けられる。この予備冷
却器２０は、ＬＮＧを気化させてその気化潜熱を利用し
て作動流体を予備冷却するように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガス（液化天
然ガス）を冷熱源として利用する閉サイクルガスタービ
ンおよび同ガスタービンを用いた発電システムに関する
ものである。
然ガス）を冷熱源として利用する閉サイクルガスタービ
ンおよび同ガスタービンを用いた発電システムに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ＬＮＧ（液化天然ガス（液化
ガス））の有する冷熱を有効に利用すべく、例えば発電
システムの冷熱源としてＬＮＧを利用することが一般に
行われている。
ガス））の有する冷熱を有効に利用すべく、例えば発電
システムの冷熱源としてＬＮＧを利用することが一般に
行われている。
【０００３】図４は、そのような発電システムの一例を
示している。この図に示す発電システム１は、原理的に
は閉（密閉）サイクルガスタービン、詳しくは閉ブレイ
トンサイクルガスタービンを用いた発電システムであっ
て、同図に示すように圧縮機１０、加熱器１２、タービ
ン１４および冷却器１６を備えた密閉ループ（閉回路
２）内で例えば窒素（Ｎ2）等の作動流体を循環させな
がら、前記タービン１４に連結された発電機１８を駆動
するように構成されている。具体的には、圧縮機１０で
圧縮した作動流体を工場排熱等を利用して加熱器１２で
加熱して高温高圧の作動流体を生成し、これをノズルに
より膨張させてタービン１４を回転させ、この回転によ
り発電機１８を駆動するとともに、その回転力の一部を
圧縮機１０の駆動に利用するものである。なお、タービ
ン１４を経た作動流体は、冷却器１６を経て冷却された
後、圧縮器１０に導入されるように構成されている。
示している。この図に示す発電システム１は、原理的に
は閉（密閉）サイクルガスタービン、詳しくは閉ブレイ
トンサイクルガスタービンを用いた発電システムであっ
て、同図に示すように圧縮機１０、加熱器１２、タービ
ン１４および冷却器１６を備えた密閉ループ（閉回路
２）内で例えば窒素（Ｎ2）等の作動流体を循環させな
がら、前記タービン１４に連結された発電機１８を駆動
するように構成されている。具体的には、圧縮機１０で
圧縮した作動流体を工場排熱等を利用して加熱器１２で
加熱して高温高圧の作動流体を生成し、これをノズルに
より膨張させてタービン１４を回転させ、この回転によ
り発電機１８を駆動するとともに、その回転力の一部を
圧縮機１０の駆動に利用するものである。なお、タービ
ン１４を経た作動流体は、冷却器１６を経て冷却された
後、圧縮器１０に導入されるように構成されている。
【０００４】そして、この閉回路２において、供給通路
５を通じて供給されるＬＮＧを冷熱源として前記冷却器
１６に導入することにより、作動流体とＬＮＧとの間で
熱交換を行わせて作動流体を冷却する一方、ＬＮＧを気
化させてＮＧ（天然ガス（ガス状体））を生成して消費
地に供給するように構成されている。
５を通じて供給されるＬＮＧを冷熱源として前記冷却器
１６に導入することにより、作動流体とＬＮＧとの間で
熱交換を行わせて作動流体を冷却する一方、ＬＮＧを気
化させてＮＧ（天然ガス（ガス状体））を生成して消費
地に供給するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、ガスタービンを
用いた発電システムとして図５に示すようなシステムが
考えられている。このシステムは、燃料としてＮＧを燃
焼させて高温高圧のガスを生成し、このガスによりター
ビンを回転させて発電機を駆動する主発電システムと、
図４に示したような閉サイクルガスタービンを用いた補
助発電システムとからなり、ＬＮＧを補助発電システム
の冷熱源として利用して発電を行いながら、該ＬＮＧを
気化させて（ＮＧを生成して）これを主発電システムに
燃料として供給する一方、主発電システムで発生した発
電排熱（燃焼ガス）を補助発電システムの高熱源として
供給するように構成されており、ＬＮＧの有する冷熱お
よび発電排熱を合理的に利用する発電システムとして期
待されている。
用いた発電システムとして図５に示すようなシステムが
考えられている。このシステムは、燃料としてＮＧを燃
焼させて高温高圧のガスを生成し、このガスによりター
ビンを回転させて発電機を駆動する主発電システムと、
図４に示したような閉サイクルガスタービンを用いた補
助発電システムとからなり、ＬＮＧを補助発電システム
の冷熱源として利用して発電を行いながら、該ＬＮＧを
気化させて（ＮＧを生成して）これを主発電システムに
燃料として供給する一方、主発電システムで発生した発
電排熱（燃焼ガス）を補助発電システムの高熱源として
供給するように構成されており、ＬＮＧの有する冷熱お
よび発電排熱を合理的に利用する発電システムとして期
待されている。
【０００６】ところで、この種の発電システムにおい
て、前記補助発電システムは冷熱の有効活用を図るもの
として位置付けられており発電量が問題となることは少
ないが、発電を行う以上はより多くの発電量を確保でき
る方が好ましい。そこで、例えば前記閉回路２内におけ
る作動流体の単位時間当たりの循環量を増加させること
により発電量を高める（発電効率を高める）ことが考え
られているが、ここに一つ問題がある。
て、前記補助発電システムは冷熱の有効活用を図るもの
として位置付けられており発電量が問題となることは少
ないが、発電を行う以上はより多くの発電量を確保でき
る方が好ましい。そこで、例えば前記閉回路２内におけ
る作動流体の単位時間当たりの循環量を増加させること
により発電量を高める（発電効率を高める）ことが考え
られているが、ここに一つ問題がある。
【０００７】すなわち、作動流体の循環量を増やすと、
作動流体の冷却により多くのＬＮＧが必要となり、いき
おい生成されるＮＧが増加する（主発電システムに供給
されるＮＧが増加する）こととなる。しかし、上記のよ
うな発電システムでは、主発電システム側の運転状態を
適切に維持するためにＮＧの供給量が制限されており、
補助発電システム側でのＮＧの生成量をむやみに変更す
ることが不可能である。
作動流体の冷却により多くのＬＮＧが必要となり、いき
おい生成されるＮＧが増加する（主発電システムに供給
されるＮＧが増加する）こととなる。しかし、上記のよ
うな発電システムでは、主発電システム側の運転状態を
適切に維持するためにＮＧの供給量が制限されており、
補助発電システム側でのＮＧの生成量をむやみに変更す
ることが不可能である。
【０００８】従って、上記のような発電システムにおい
ては、冷却器で生成されるＮＧの量を主発電システムに
おいて要求される適正量に保って主発電システムの運転
状態を適切に維持しつつ、補助発電システムの発電効率
を高めることが望まれる。
ては、冷却器で生成されるＮＧの量を主発電システムに
おいて要求される適正量に保って主発電システムの運転
状態を適切に維持しつつ、補助発電システムの発電効率
を高めることが望まれる。
【０００９】なお、この種の発電システムは、一般にＬ
ＮＧの受入れ基地に設けられるものであり、従って、Ｎ
Ｇを効率良く生成して消費地に供給するという観点から
は、システム全体としてのＬＮＧの気化処理量を増大さ
せ得る方が好ましく、これに対処する必要もある。
ＮＧの受入れ基地に設けられるものであり、従って、Ｎ
Ｇを効率良く生成して消費地に供給するという観点から
は、システム全体としてのＬＮＧの気化処理量を増大さ
せ得る方が好ましく、これに対処する必要もある。
【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、冷却器で生成されるガス状態の量を供給先で
の条件に見合った適正量に保ちながら機械的仕事の効率
（発電効率）を高めるとともに、トータル的なＬＮＧの
気化処理量を合理的に増やすことができる閉サイクルガ
スタービン及び同ガスタービンを用いた発電システムを
提供することを目的とする。
であって、冷却器で生成されるガス状態の量を供給先で
の条件に見合った適正量に保ちながら機械的仕事の効率
（発電効率）を高めるとともに、トータル的なＬＮＧの
気化処理量を合理的に増やすことができる閉サイクルガ
スタービン及び同ガスタービンを用いた発電システムを
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧縮機により圧縮されて加熱器で加熱さ
れた作動流体をタービンに導入することにより該タービ
ンを回転させて機械的仕事をさせ、さらにタービンから
排出される作動流体を冷却器で冷却して圧縮機に導入す
るように閉回路が構成される一方、冷熱源として液化ガ
スを前記冷却器に導入しながら該液化ガスを気化させて
ガス状体を生成する閉サイクルガスタービンにおいて、
前記タービンから排出される作動流体を前記冷却器への
導入前に予備冷却する予備冷却器が設けられ、この予備
冷却器が液化ガスを気化させてその気化潜熱を利用して
作動流体を予備冷却するように構成されているものであ
る（請求項１）。
に、本発明は、圧縮機により圧縮されて加熱器で加熱さ
れた作動流体をタービンに導入することにより該タービ
ンを回転させて機械的仕事をさせ、さらにタービンから
排出される作動流体を冷却器で冷却して圧縮機に導入す
るように閉回路が構成される一方、冷熱源として液化ガ
スを前記冷却器に導入しながら該液化ガスを気化させて
ガス状体を生成する閉サイクルガスタービンにおいて、
前記タービンから排出される作動流体を前記冷却器への
導入前に予備冷却する予備冷却器が設けられ、この予備
冷却器が液化ガスを気化させてその気化潜熱を利用して
作動流体を予備冷却するように構成されているものであ
る（請求項１）。
【００１２】この閉サイクルガスタービンによれば、冷
却器で生成されるガス状体の量をその供給先の条件に見
合った適正量に保ちながら、前記冷却器とは別に設けら
れた予備冷却器により作動流体を予備冷却することで、
閉サイクルの効率を高めることができる。しかも、前記
予備冷却器は、作動流体の冷却に液化ガスの気化潜熱を
利用するものであるので、液化ガスの気化処理量を合理
的に増やすことができる。
却器で生成されるガス状体の量をその供給先の条件に見
合った適正量に保ちながら、前記冷却器とは別に設けら
れた予備冷却器により作動流体を予備冷却することで、
閉サイクルの効率を高めることができる。しかも、前記
予備冷却器は、作動流体の冷却に液化ガスの気化潜熱を
利用するものであるので、液化ガスの気化処理量を合理
的に増やすことができる。
【００１３】このような閉サイクルガスタービンにおい
ては、前記予備冷却器に液化ガスを導入し、これによっ
て作動流体を予備冷却するようにしてもよいし、あるい
は、前記予備冷却器に対して冷媒を循環させる冷媒循環
用回路を設け、この冷媒循環用回路に予備冷却器を経た
冷媒を冷却する再生冷却器を設け、この再生冷却器に対
して冷熱源として液化ガスを導入しながら該液化ガスを
気化させてガス状体を生成するように構成してもよい
（請求項２）。
ては、前記予備冷却器に液化ガスを導入し、これによっ
て作動流体を予備冷却するようにしてもよいし、あるい
は、前記予備冷却器に対して冷媒を循環させる冷媒循環
用回路を設け、この冷媒循環用回路に予備冷却器を経た
冷媒を冷却する再生冷却器を設け、この再生冷却器に対
して冷熱源として液化ガスを導入しながら該液化ガスを
気化させてガス状体を生成するように構成してもよい
（請求項２）。
【００１４】一方、本発明に係る発電システムは、請求
項１又は２記載の閉サイクルガスタービンを用いた発電
システムであって、前記タービンに発電機が連結され、
タービンの回転により発電機が作動するように構成され
ているものである（請求項３）。
項１又は２記載の閉サイクルガスタービンを用いた発電
システムであって、前記タービンに発電機が連結され、
タービンの回転により発電機が作動するように構成され
ているものである（請求項３）。
【００１５】この発電システムによれば、冷却器で生成
されるガス状体の量をその供給先の条件に見合った適正
量に保ちながら、発電効率を良好に高めることができ
る。また、トータル的な液化ガスの気化処理量を合理的
に増やすことができる。
されるガス状体の量をその供給先の条件に見合った適正
量に保ちながら、発電効率を良好に高めることができ
る。また、トータル的な液化ガスの気化処理量を合理的
に増やすことができる。
【００１６】また、本発明に係る別の発電システムは、
ガスを燃焼させてタービンを回転させることにより発電
機を駆動する主発電システムと、請求項３記載の発電シ
ステムからなる補助発電システムとを有し、前記補助発
電システムの冷却器に液化ガスを導入して作動流体を冷
却するとともに、該液化ガスを気化させてガス状体を生
成し、このガス状体を前記主発電システムに燃料として
供給する一方、主発電システムで発生した発電排熱を前
記補助発電システムの高熱源として加熱器に導入して作
動流体を加熱するように構成されているものである（請
求項４）。
ガスを燃焼させてタービンを回転させることにより発電
機を駆動する主発電システムと、請求項３記載の発電シ
ステムからなる補助発電システムとを有し、前記補助発
電システムの冷却器に液化ガスを導入して作動流体を冷
却するとともに、該液化ガスを気化させてガス状体を生
成し、このガス状体を前記主発電システムに燃料として
供給する一方、主発電システムで発生した発電排熱を前
記補助発電システムの高熱源として加熱器に導入して作
動流体を加熱するように構成されているものである（請
求項４）。
【００１７】この構成によれば、主発電システムでのガ
ス状体の消費量及び発電排熱量により決まる補助発電シ
ステムにおけるガスタービンサイクルの運転条件の下、
上記のように予備冷却器による作動流体の予備冷却が行
われることにより、発電効率の向上および液化ガスの気
化処理量の増大が達成されることとなる。
ス状体の消費量及び発電排熱量により決まる補助発電シ
ステムにおけるガスタービンサイクルの運転条件の下、
上記のように予備冷却器による作動流体の予備冷却が行
われることにより、発電効率の向上および液化ガスの気
化処理量の増大が達成されることとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
て図面を用いて説明する。
【００１９】なお、以下に説明する発電システムの基本
的な構成は、従来技術で説明した図４の発電システムと
共通するため、共通する構成については同一符号を付し
て詳しい説明を省略し、以下、相違点についてのみ詳細
に説明することとする。
的な構成は、従来技術で説明した図４の発電システムと
共通するため、共通する構成については同一符号を付し
て詳しい説明を省略し、以下、相違点についてのみ詳細
に説明することとする。
【００２０】図１は、本発明に係る閉サイクルガスター
ビンを用いた発電システム（本発明に係る発電システ
ム）の第１の実施形態を示す系統図である。
ビンを用いた発電システム（本発明に係る発電システ
ム）の第１の実施形態を示す系統図である。
【００２１】この図に示す発電システム１Ａも、図４に
示した従来の発電システム同様、所謂閉ブレイトンサイ
クルガスタービンを用いた発電システムであって、圧縮
機１０、加熱器１２、タービン１４および冷却器１６を
備えた閉回路２内で、例えば窒素（Ｎ2）等の作動流体
を循環させながらタービン１４を回転させ、このタービ
ン１４の回転により発電機１８を駆動するように構成さ
れている。
示した従来の発電システム同様、所謂閉ブレイトンサイ
クルガスタービンを用いた発電システムであって、圧縮
機１０、加熱器１２、タービン１４および冷却器１６を
備えた閉回路２内で、例えば窒素（Ｎ2）等の作動流体
を循環させながらタービン１４を回転させ、このタービ
ン１４の回転により発電機１８を駆動するように構成さ
れている。
【００２２】この発電システム１Ａは、例えば開（開
放）サイクルガスタービンを用いた発電システム（主発
電システム４という）の補助的なシステムとして組み込
まれており、主発電システム４から排出される発電排熱
および主発電システム４の燃料となるＬＮＧ（液化天然
ガス（液化ガス））を作動流体の熱源として利用する構
成となっている。具体的に説明すると、加熱器１２が主
発電システム４から排出される発電排熱の排出通路３に
介設されており、発電排熱として例えば主発電システム
４から排出されるガスタービン排ガスと前記作動流体と
の間で熱交換を行わせることにより作動流体を加熱する
一方、冷却器１６が主発電システム４への燃料（ＬＮ
Ｇ）の供給通路５に介設されており、ＬＮＧと前記作動
流体との間で熱交換を行わせることにより作動流体を冷
却するように構成されている。そして、このようにＬＮ
Ｇを作動流体の冷熱源として利用しつつ、該ＬＮＧを気
化させることによりＮＧ（ガス状体）を生成し、このＮ
Ｇを主発電システム４へ燃料として導入するように構成
されている。
放）サイクルガスタービンを用いた発電システム（主発
電システム４という）の補助的なシステムとして組み込
まれており、主発電システム４から排出される発電排熱
および主発電システム４の燃料となるＬＮＧ（液化天然
ガス（液化ガス））を作動流体の熱源として利用する構
成となっている。具体的に説明すると、加熱器１２が主
発電システム４から排出される発電排熱の排出通路３に
介設されており、発電排熱として例えば主発電システム
４から排出されるガスタービン排ガスと前記作動流体と
の間で熱交換を行わせることにより作動流体を加熱する
一方、冷却器１６が主発電システム４への燃料（ＬＮ
Ｇ）の供給通路５に介設されており、ＬＮＧと前記作動
流体との間で熱交換を行わせることにより作動流体を冷
却するように構成されている。そして、このようにＬＮ
Ｇを作動流体の冷熱源として利用しつつ、該ＬＮＧを気
化させることによりＮＧ（ガス状体）を生成し、このＮ
Ｇを主発電システム４へ燃料として導入するように構成
されている。
【００２３】前記閉回路２おいて、前記タービン１４と
冷却器１６との間には、さらにタービン１４から排出さ
れた作動流体を冷却器１６への導入に先立って冷却する
予備冷却器２０が介設されている。この予備冷却器２０
は、ポンプ２２の駆動により冷却水（冷媒）を循環させ
る冷媒回路６（冷媒循環用回路）に接続されており、前
記作動流体とこの冷媒回路６を流通する冷却水との間で
熱交換を行わせることにより作動流体を冷却するように
なっている。
冷却器１６との間には、さらにタービン１４から排出さ
れた作動流体を冷却器１６への導入に先立って冷却する
予備冷却器２０が介設されている。この予備冷却器２０
は、ポンプ２２の駆動により冷却水（冷媒）を循環させ
る冷媒回路６（冷媒循環用回路）に接続されており、前
記作動流体とこの冷媒回路６を流通する冷却水との間で
熱交換を行わせることにより作動流体を冷却するように
なっている。
【００２４】なお、前記冷媒回路６において、予備冷却
器２０とポンプ２２との間には再生冷却器２４が設けら
れている。この再生冷却器２４は、前記主発電システム
４とは別の消費地８に対して燃料（ＬＮＧ）を供給する
ための供給通路７に介設されており、ＬＮＧと冷媒回路
６内を循環する冷却水との間で熱交換を行わせることに
より前記予備冷却器２０への給送前に冷却水を冷却する
ように構成されている。そして、このように冷却水を冷
却するための冷熱源としてＬＮＧを利用しつつ、該ＬＮ
Ｇを気化させることによりＮＧ（ガス状体）を生成し、
このＮＧを消費地８に対して導入するように構成されて
いる。
器２０とポンプ２２との間には再生冷却器２４が設けら
れている。この再生冷却器２４は、前記主発電システム
４とは別の消費地８に対して燃料（ＬＮＧ）を供給する
ための供給通路７に介設されており、ＬＮＧと冷媒回路
６内を循環する冷却水との間で熱交換を行わせることに
より前記予備冷却器２０への給送前に冷却水を冷却する
ように構成されている。そして、このように冷却水を冷
却するための冷熱源としてＬＮＧを利用しつつ、該ＬＮ
Ｇを気化させることによりＮＧ（ガス状体）を生成し、
このＮＧを消費地８に対して導入するように構成されて
いる。
【００２５】このような発電システム１Ａにおいて、圧
縮機１０で圧縮された作動流体は、加熱器１２において
排ガスとの熱交換により加熱されてタービン１４に導入
され、ここで膨張することにより該タービン１４を回転
させて発電機１８を駆動する。そして、タービン１４か
ら排出された後、予備冷却器２０及び冷却器１６に順次
導入されることにより、冷却水及びＬＮＧとの熱交換に
より冷却されてから圧縮機１０に戻される。
縮機１０で圧縮された作動流体は、加熱器１２において
排ガスとの熱交換により加熱されてタービン１４に導入
され、ここで膨張することにより該タービン１４を回転
させて発電機１８を駆動する。そして、タービン１４か
ら排出された後、予備冷却器２０及び冷却器１６に順次
導入されることにより、冷却水及びＬＮＧとの熱交換に
より冷却されてから圧縮機１０に戻される。
【００２６】また、供給通路５を通じて供給されるＬＮ
Ｇは、冷却器１６に導入され、ここで前記作動流体との
熱交換に供されて気化し、ＮＧとして主発電システム４
に供給されることとなる。
Ｇは、冷却器１６に導入され、ここで前記作動流体との
熱交換に供されて気化し、ＮＧとして主発電システム４
に供給されることとなる。
【００２７】一方、冷媒回路６を循環する冷却水は、予
備冷却器２０において作動流体の冷却に供された後、再
生冷却器２４に案内され、ここでＬＮＧとの熱交換によ
り冷却された後、再びポンプ２２により予備冷却器２０
へ圧送される。
備冷却器２０において作動流体の冷却に供された後、再
生冷却器２４に案内され、ここでＬＮＧとの熱交換によ
り冷却された後、再びポンプ２２により予備冷却器２０
へ圧送される。
【００２８】また、供給通路７を通じて供給されるＬＮ
Ｇは、再生冷却器２４に導入され、ここで冷媒回路６を
循環する冷却水との熱交換に供されて気化し、ＮＧとし
て消費地８に供給されることとなる。
Ｇは、再生冷却器２４に導入され、ここで冷媒回路６を
循環する冷却水との熱交換に供されて気化し、ＮＧとし
て消費地８に供給されることとなる。
【００２９】以上のように構成された本発明の発電シス
テム１Ａによると、冷却器１６で生成されるＮＧの量を
その供給先、つまり主発電システム４の条件に見合った
適正量に保ちながら、前記冷却器１６とは別に設けられ
た予備冷却器２０により作動流体を予備冷却すること
で、発電効率を高めることができる。換言すれば、閉回
路２内における作動流体の単位時間当たりの循環量を多
く設定して発電量をより多く確保する場合でも、予備冷
却器２０により作動流体を予備冷却するので、冷却器１
６で生成されるＮＧの量を前記適性量に保つことができ
る。
テム１Ａによると、冷却器１６で生成されるＮＧの量を
その供給先、つまり主発電システム４の条件に見合った
適正量に保ちながら、前記冷却器１６とは別に設けられ
た予備冷却器２０により作動流体を予備冷却すること
で、発電効率を高めることができる。換言すれば、閉回
路２内における作動流体の単位時間当たりの循環量を多
く設定して発電量をより多く確保する場合でも、予備冷
却器２０により作動流体を予備冷却するので、冷却器１
６で生成されるＮＧの量を前記適性量に保つことができ
る。
【００３０】従って、主発電システム４の運転状態を良
好に維持しながら、発電システム１Ａにおいてより多く
の発電量を確保することができるようになるという効果
がある。
好に維持しながら、発電システム１Ａにおいてより多く
の発電量を確保することができるようになるという効果
がある。
【００３１】その上、前記予備冷却器２０は、作動流体
の冷却にＬＮＧの気化潜熱を利用するものであるので、
特別な熱消費を伴うことなくＬＮＧの気化処理量を合理
的に増やすことができる。従って、発電システムトータ
ルとしてＬＮＧの総気化量を合理的に増大させることが
できるという効果もある。
の冷却にＬＮＧの気化潜熱を利用するものであるので、
特別な熱消費を伴うことなくＬＮＧの気化処理量を合理
的に増やすことができる。従って、発電システムトータ
ルとしてＬＮＧの総気化量を合理的に増大させることが
できるという効果もある。
【００３２】なお、この発電システム１Ａでは、冷媒回
路６に冷却水を循環させ、予備冷却器２０においてこの
冷却水と作動流体との間で一旦熱交換を行い、さらに再
生冷却器２４において冷却水とＬＮＧとの間で熱交換を
させることによりＬＮＧを気化させているが、例えば、
予備冷却器２０に供給通路７を接続することによりＬＮ
Ｇと作動流体とを熱交換させるように構成してもよい。
路６に冷却水を循環させ、予備冷却器２０においてこの
冷却水と作動流体との間で一旦熱交換を行い、さらに再
生冷却器２４において冷却水とＬＮＧとの間で熱交換を
させることによりＬＮＧを気化させているが、例えば、
予備冷却器２０に供給通路７を接続することによりＬＮ
Ｇと作動流体とを熱交換させるように構成してもよい。
【００３３】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００３４】図２は、第２の実施形態にかかる発電シス
テムを系統図で示している。この図に示す発電システム
１Ｂも基本的な構成は第１の実施形態と共通するが、圧
縮器１０が多段構造とされている点で第１の実施形態と
構成が相違している。
テムを系統図で示している。この図に示す発電システム
１Ｂも基本的な構成は第１の実施形態と共通するが、圧
縮器１０が多段構造とされている点で第１の実施形態と
構成が相違している。
【００３５】具体的に説明すると、圧縮機１０は、低圧
圧縮機１０ａ、中圧圧縮機１０ｂ及び高圧圧縮機１０ｃ
の３つの圧縮機から構成されている。そして、同図に示
すように、冷却器１６を経た作動流体が、低圧圧縮機１
０ａ→冷却器１６→中圧圧縮機１０ｂ→冷却器１６→高
圧圧縮機１０ｃ→冷却器１６→加熱器１２の順で循環す
るように前記閉回路２が構成されている。なお、この発
電システム１Ｂにおいては、冷却器１６として熱効率の
高いプレートフィン式の熱交換器が設けられている。
圧縮機１０ａ、中圧圧縮機１０ｂ及び高圧圧縮機１０ｃ
の３つの圧縮機から構成されている。そして、同図に示
すように、冷却器１６を経た作動流体が、低圧圧縮機１
０ａ→冷却器１６→中圧圧縮機１０ｂ→冷却器１６→高
圧圧縮機１０ｃ→冷却器１６→加熱器１２の順で循環す
るように前記閉回路２が構成されている。なお、この発
電システム１Ｂにおいては、冷却器１６として熱効率の
高いプレートフィン式の熱交換器が設けられている。
【００３６】この発電システム１Ｂにおいて、圧縮機１
０で圧縮された作動流体は、加熱器１２において排ガス
との熱交換により加熱されてタービン１４に導入され、
ここで膨張することにより該タービン１４を回転させて
発電機１８を駆動する。そして、タービン１４から排出
された後、予備冷却器２０及び冷却器１６に順次導入さ
れることにより冷却されてから再び圧縮機１０に戻され
る。なお、圧縮機１０では、上述したように作動流体が
低圧圧縮機１０ａ、中圧圧縮機１０ｂ及び高圧圧縮機１
０ｃの順で順次圧縮されるとともに、圧縮機１０ａ〜１
０ｃを夫々経由する度に冷却器１６を経て冷却され、こ
れにより圧縮機１０の所要動力が軽減されて発電効率が
高められることとなる。
０で圧縮された作動流体は、加熱器１２において排ガス
との熱交換により加熱されてタービン１４に導入され、
ここで膨張することにより該タービン１４を回転させて
発電機１８を駆動する。そして、タービン１４から排出
された後、予備冷却器２０及び冷却器１６に順次導入さ
れることにより冷却されてから再び圧縮機１０に戻され
る。なお、圧縮機１０では、上述したように作動流体が
低圧圧縮機１０ａ、中圧圧縮機１０ｂ及び高圧圧縮機１
０ｃの順で順次圧縮されるとともに、圧縮機１０ａ〜１
０ｃを夫々経由する度に冷却器１６を経て冷却され、こ
れにより圧縮機１０の所要動力が軽減されて発電効率が
高められることとなる。
【００３７】以上のような発電システム１Ｂも、基本的
には第１の実施形態の発電システム１Ａと同様に、閉回
路２内で流体動作を循環させながらタービン１４を回転
させ、このタービン１４の回転により発電機１８を駆動
するように構成されるとともに、作動流体の冷却用に予
備冷却器２０および冷却器１６を備えているので、第１
実施形態の発電システム１Ａと同様の効果を得ることが
できる。
には第１の実施形態の発電システム１Ａと同様に、閉回
路２内で流体動作を循環させながらタービン１４を回転
させ、このタービン１４の回転により発電機１８を駆動
するように構成されるとともに、作動流体の冷却用に予
備冷却器２０および冷却器１６を備えているので、第１
実施形態の発電システム１Ａと同様の効果を得ることが
できる。
【００３８】なお、この発電システム１Ｂでは、上記の
ように圧縮機１０を多段構造とすることにより圧縮機１
０の所要動力を軽減するように構成しているが、さらに
上記のように各圧縮機１０ａ〜１０ｃを夫々経由した作
動流体を単一の冷却器１６で冷却するように構成してい
るので、圧縮機１０を多段構造としながらも発電システ
ム１Ｂのコンパクト化が達成されるという効果がある。
すなわち、圧縮機を多段構造とする場合には、各圧縮機
から排出される作動流体を冷却するための冷却器として
各圧縮機毎に専用の冷却器を設けるのが一般であり、い
きおいシステム全体が大型化する傾向にあるが、上記実
施形態のように、共通の冷却器１６により作動流体を冷
却することで発電システム１Ｂのコンパクト化が達成さ
れることとなる。
ように圧縮機１０を多段構造とすることにより圧縮機１
０の所要動力を軽減するように構成しているが、さらに
上記のように各圧縮機１０ａ〜１０ｃを夫々経由した作
動流体を単一の冷却器１６で冷却するように構成してい
るので、圧縮機１０を多段構造としながらも発電システ
ム１Ｂのコンパクト化が達成されるという効果がある。
すなわち、圧縮機を多段構造とする場合には、各圧縮機
から排出される作動流体を冷却するための冷却器として
各圧縮機毎に専用の冷却器を設けるのが一般であり、い
きおいシステム全体が大型化する傾向にあるが、上記実
施形態のように、共通の冷却器１６により作動流体を冷
却することで発電システム１Ｂのコンパクト化が達成さ
れることとなる。
【００３９】次に、本発明の第３の実施の形態について
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００４０】図３は、第３の実施形態にかかる発電シス
テムを系統図で示している。この図に示す発電システム
１Ｃも基本的な構成は第１の実施形態と共通するが、Ｌ
ＮＧの貯溜タンク２６で発生したＢＯＧ（ボイルオフガ
ス）を冷却器１６への導入に先立ってＬＮＧに導入可能
に構成されている点で第１実施形態と構成が相違してい
る。
テムを系統図で示している。この図に示す発電システム
１Ｃも基本的な構成は第１の実施形態と共通するが、Ｌ
ＮＧの貯溜タンク２６で発生したＢＯＧ（ボイルオフガ
ス）を冷却器１６への導入に先立ってＬＮＧに導入可能
に構成されている点で第１実施形態と構成が相違してい
る。
【００４１】具体的には、貯溜タンク２６に、その内部
で発生したＢＯＧを導出する導出通路９が設けられ、こ
の導出通路９がＬＮＧの供給通路５に接続されるととも
に、この導出通路９にＢＯＧをＬＮＧの供給通路５内に
供給するための圧縮機２８が介設されている。そして、
図外の温度検出手段により冷却器１６へ導入されるＬＮ
Ｇの温度を検出しながら、この温度が規定温度よりも低
い場合には、前記圧縮機２８の操作によりＢＯＧを供給
通路５内に導入してＬＮＧの温度上昇を促進させるよう
に構成されている。
で発生したＢＯＧを導出する導出通路９が設けられ、こ
の導出通路９がＬＮＧの供給通路５に接続されるととも
に、この導出通路９にＢＯＧをＬＮＧの供給通路５内に
供給するための圧縮機２８が介設されている。そして、
図外の温度検出手段により冷却器１６へ導入されるＬＮ
Ｇの温度を検出しながら、この温度が規定温度よりも低
い場合には、前記圧縮機２８の操作によりＢＯＧを供給
通路５内に導入してＬＮＧの温度上昇を促進させるよう
に構成されている。
【００４２】すなわち、貯溜タンク２６に貯えられたＬ
ＮＧ、あるいは貯溜タンク２６から冷却器１６に供給さ
れるＬＮＧ温度は低くそのまま冷却器１６に導入する
と、冷却器１６における冷端側での作動流体とＬＮＧと
の温度差が無用に大きくなって熱交換効率が損なわれる
こととなるが、上記のように必要に応じてＢＯＧをＬＮ
Ｇに混合してＬＮＧ温度を適正化させることにより、熱
交換効率の低下を有効に防止することができるように構
成されている。
ＮＧ、あるいは貯溜タンク２６から冷却器１６に供給さ
れるＬＮＧ温度は低くそのまま冷却器１６に導入する
と、冷却器１６における冷端側での作動流体とＬＮＧと
の温度差が無用に大きくなって熱交換効率が損なわれる
こととなるが、上記のように必要に応じてＢＯＧをＬＮ
Ｇに混合してＬＮＧ温度を適正化させることにより、熱
交換効率の低下を有効に防止することができるように構
成されている。
【００４３】なお、この発電システム１Ｃも、基本的に
は第１の実施形態の発電システム１Ａと同様に、閉回路
２内で流体動作を循環させながらタービン１４を回転さ
せ、このタービン１４の回転により発電機１８を駆動す
るように構成されるとともに、作動流体の冷却用に予備
冷却器２０および冷却器１６を備えているので、第１実
施形態の発電システム１Ａと同様の効果を得ることがで
きることは言うまでもない。
は第１の実施形態の発電システム１Ａと同様に、閉回路
２内で流体動作を循環させながらタービン１４を回転さ
せ、このタービン１４の回転により発電機１８を駆動す
るように構成されるとともに、作動流体の冷却用に予備
冷却器２０および冷却器１６を備えているので、第１実
施形態の発電システム１Ａと同様の効果を得ることがで
きることは言うまでもない。
【００４４】ところで、以上説明した各実施形態は、本
発明にかかる発電システム１Ａ〜１Ｃが主発電システム
４の補助的なシステムとして組み込まれ、主発電システ
ム４から排出される発電排熱および主発電システム４の
燃料となるＬＮＧを発電システム１Ａ〜１Ｃにおける作
動流体の熱源として利用する構成となっているが、例え
ば、主発電システム４以外のシステム、例えばボイラを
主システムとしてこれに発電システム１Ａ〜１Ｃを組込
んだ構成としてもよい。この場合には、ボイラから排出
される排熱およびボイラの燃料となるＬＮＧを発電シス
テム１Ａ〜１Ｃにおける作動流体の熱源として利用する
ように構成すればよい。
発明にかかる発電システム１Ａ〜１Ｃが主発電システム
４の補助的なシステムとして組み込まれ、主発電システ
ム４から排出される発電排熱および主発電システム４の
燃料となるＬＮＧを発電システム１Ａ〜１Ｃにおける作
動流体の熱源として利用する構成となっているが、例え
ば、主発電システム４以外のシステム、例えばボイラを
主システムとしてこれに発電システム１Ａ〜１Ｃを組込
んだ構成としてもよい。この場合には、ボイラから排出
される排熱およびボイラの燃料となるＬＮＧを発電シス
テム１Ａ〜１Ｃにおける作動流体の熱源として利用する
ように構成すればよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の閉サイク
ルガスタービンによると、タービンから排出される作動
流体を冷却器への導入前に予備冷却する予備冷却器が設
けられることにより、冷却器で生成されるガス状体の量
をその供給先の条件に見合った適正量に保ちながら、閉
サイクルの効率を高めることができる。しかも、前記予
備冷却器は、作動流体の冷却に液化ガスの気化潜熱を利
用するものであるので、液化ガスの気化処理量を合理的
に増やすこともできる。
ルガスタービンによると、タービンから排出される作動
流体を冷却器への導入前に予備冷却する予備冷却器が設
けられることにより、冷却器で生成されるガス状体の量
をその供給先の条件に見合った適正量に保ちながら、閉
サイクルの効率を高めることができる。しかも、前記予
備冷却器は、作動流体の冷却に液化ガスの気化潜熱を利
用するものであるので、液化ガスの気化処理量を合理的
に増やすこともできる。
【００４６】従って、この閉サイクルガスタービンを用
いた発電システムによれば、発電効率を増大および液化
ガスの気化処理量の増大を合理的に達成することができ
る。
いた発電システムによれば、発電効率を増大および液化
ガスの気化処理量の増大を合理的に達成することができ
る。
【図１】本発明に係る閉サイクルガスタービンを用いた
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第１実施の形態）である。
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第１実施の形態）である。
【図２】本発明に係る閉サイクルガスタービンを用いた
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第２実施の形態）である。
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第２実施の形態）である。
【図３】本発明に係る閉サイクルガスタービンを用いた
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第３実施の形態）である。
発電システム（本発明に係る発電システム）を示す系統
図（第３実施の形態）である。
【図４】従来の閉サイクルガスタービンを用いた発電シ
ステム（従来の発電システム）を示す系統図である。
ステム（従来の発電システム）を示す系統図である。
【図５】発電システムの構成を示す模式図である。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 発電システム
２ 閉回路
４ 主発電システム
５，７ 供給通路
６ 冷媒回路（冷媒循環用回路）
８ 消費地
１０ 圧縮機
１２ 加熱器
１４ タービン
１６ 冷却器
２０ 予備冷却器
２２ ポンプ
１８ 発電機
Claims (4)
- 【請求項１】 圧縮機により圧縮されて加熱器で加熱さ
れた作動流体をタービンに導入することにより該タービ
ンを回転させて機械的仕事をさせ、さらにタービンから
排出される作動流体を冷却器で冷却して圧縮機に導入す
るように閉回路が構成される一方、冷熱源として液化ガ
スを前記冷却器に導入しながら該液化ガスを気化させて
ガス状体を生成する閉サイクルガスタービンにおいて、 前記タービンから排出される作動流体を前記冷却器への
導入前に予備冷却する予備冷却器が設けられ、この予備
冷却器は、液化ガスを気化させてその気化潜熱を利用し
て作動流体を予備冷却することを特徴とする閉サイクル
ガスタービン。 - 【請求項２】 請求項１記載の閉サイクルガスタービン
において、 前記予備冷却器に対して冷媒を循環させる冷媒循環用回
路が設けられ、この冷媒循環用回路に前記予備冷却器を
経た冷媒を冷却する再生冷却器が設けられ、この再生冷
却器に対して冷熱源として液化ガスを導入しながら該液
化ガスを気化させてガス状体を生成するように構成され
ていることを特徴とする閉サイクルガスタービン。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の閉サイクルガスタ
ービンを用いた発電システムであって、 前記タービンに発電機が連結され、タービンの回転によ
り前記発電機が作動するように構成されていることを特
徴とする発電システム。 - 【請求項４】 ガスを燃焼させてタービンを回転させる
ことにより発電機を駆動する主発電システムと、請求項
３記載の発電システムからなる補助発電システムとを有
し、前記補助発電システムの冷却器に液化ガスを導入し
て作動流体を冷却するとともに、該液化ガスを気化させ
てガス状体を生成し、このガス状体を前記主発電システ
ムに燃料として供給する一方、主発電システムで発生し
た発電排熱を前記補助発電システムの高熱源として加熱
器に導入して作動流体を加熱するように構成されている
ことを特徴とする発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242503A JP2003056312A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 閉サイクルガスタービンおよび同ガスタービンを用いた発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242503A JP2003056312A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 閉サイクルガスタービンおよび同ガスタービンを用いた発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003056312A true JP2003056312A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19072763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001242503A Withdrawn JP2003056312A (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 閉サイクルガスタービンおよび同ガスタービンを用いた発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003056312A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7299619B2 (en) | 2003-12-13 | 2007-11-27 | Siemens Power Generation, Inc. | Vaporization of liquefied natural gas for increased efficiency in power cycles |
| CN101929361A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-29 | 中山大学 | 一种带吸收器的低温动力循环系统 |
| WO2013135691A1 (de) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur wiederverdampfung von flüssigerdgas |
| KR101353368B1 (ko) | 2012-06-04 | 2014-01-20 | 한국해양대학교 산학협력단 | Lng부하 연동형 열병합발전을 이용한 lng 기화시스템 |
| KR101938075B1 (ko) * | 2017-07-11 | 2019-01-14 | 한국전력공사 | 발전 시스템 |
| EP3527869A1 (de) * | 2018-02-16 | 2019-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Lng wiedervergasung |
| EP3816413A1 (de) * | 2019-11-04 | 2021-05-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckregelung für geschlossene joule-kreisprozesse |
-
2001
- 2001-08-09 JP JP2001242503A patent/JP2003056312A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7299619B2 (en) | 2003-12-13 | 2007-11-27 | Siemens Power Generation, Inc. | Vaporization of liquefied natural gas for increased efficiency in power cycles |
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| EP3527869A1 (de) * | 2018-02-16 | 2019-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Lng wiedervergasung |
| WO2019158230A1 (de) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Lng wiedervergasung |
| US11274795B2 (en) | 2018-02-16 | 2022-03-15 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | LNG regasification |
| EP3816413A1 (de) * | 2019-11-04 | 2021-05-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckregelung für geschlossene joule-kreisprozesse |
| WO2021089204A1 (de) * | 2019-11-04 | 2021-05-14 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Druckregelung für geschlossene joule-kreisprozesse |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |