JP2003106165A - Method for changing thermoelectric operation in gas turbine and thermoelectric variable gas turbine - Google Patents

Method for changing thermoelectric operation in gas turbine and thermoelectric variable gas turbine

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JP2003106165A JP2001299553A JP2001299553A JP2003106165A JP 2003106165 A JP2003106165 A JP 2003106165A JP 2001299553 A JP2001299553 A JP 2001299553A JP 2001299553 A JP2001299553 A JP 2001299553A JP 2003106165 A JP2003106165 A JP 2003106165A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand thermoelectric variable range without reducing suction air flow rate or bleeding compressed air in a thermoelectric variable gas turbine. SOLUTION: Operating characteristics of a compressor 10 is changed by injecting (spraying) water or steam at multi-stage into the compressor 10 to expand surging limit and improve rated operation efficiency simultaneously. An upper limit of pressure ratio is raised above a designed point of no steam injection by changing surging characteristics of the compressor 10 by injecting water or steam at multi-stage into the compressor 10. Consequently, the thermoelectric variable range is expanded by enabling to increase quantity of stem injection to a combustor 12 and turbine 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器・タービン
への蒸気噴射により熱電可変を実現するガスタービンシ
ステムにおいて、熱電可変範囲を拡大することができる
方法、及び該方法を実施する熱電比可変型ガスタービン
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for expanding a variable thermoelectric range in a gas turbine system that realizes variable thermoelectricity by injecting steam into a combustor / turbine, and a variable thermoelectric ratio implementing the method. Type gas turbine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現状のガスタービンコージェネレーショ
ンシステムにおいて、熱電可変を達成する方法として、
ガスタービンへの蒸気投入が実用化されている。しかし
ながら、現状のガスタービンシステムでは、投入可能な
蒸気量に制限（サージ限界）があり、充分な量の蒸気を
投入することができず、充分な熱電可変を実現している
とはいえない。もちろん、外部の余剰蒸気を投入するこ
とは不可能である。2. Description of the Related Art In a current gas turbine cogeneration system, as a method for achieving variable thermoelectricity,
Injection of steam into a gas turbine has been put to practical use. However, in the current gas turbine system, there is a limit (surge limit) to the amount of steam that can be input, and it is not possible to input a sufficient amount of steam, and it cannot be said that sufficient thermoelectric variable is realized. Of course, it is impossible to inject excess steam outside.

【０００３】以下、上記の「蒸気投入量の限界」につい
て詳細に説明する。 （１） ガスタービンの作動ポイント 現在の発電用ガスタービンは、回転数一定でのコンプレ
ッサ（圧縮機）の流量・圧力特性とタービンの流量・圧
力特性のマッチングポイントで運転される（図７）。な
お、図７において、太実線がコンプレッサの作動線、破
線がタービンの作動線、細実線はサージラインである。
コンプレッサの圧力−流量特性を図８に示す。コンプレ
ッサは回転数一定の場合、圧力比の上昇に伴い、図８に
示すようにほとんど垂直に近い左上がりの特性を示す。
つまり、コンプレッサを一定回転で運転し、出口を絞っ
ていくと、若干の流量減少を伴いながら圧力比が上昇す
る。一方、タービンの特性は、流量増大に伴って圧力比
が単調に増大する特性を示す（図９）。ガスタービンは
この両者の圧力比が一致するポイントで作動する。The above-mentioned "limit of steam input amount" will be described in detail below. (1) Operation point of gas turbine The current power generation gas turbine is operated at the matching point of the flow rate / pressure characteristic of the compressor (compressor) and the flow rate / pressure characteristic of the turbine at a constant rotation speed (Fig. 7). . In FIG. 7, the thick solid line is the compressor operating line, the broken line is the turbine operating line, and the thin solid line is the surge line.
The pressure-flow rate characteristic of the compressor is shown in FIG. When the number of revolutions is constant, the compressor exhibits a characteristic of rising to the left almost vertically as shown in FIG. 8 as the pressure ratio increases.
That is, when the compressor is operated at a constant rotation and the outlet is throttled, the pressure ratio increases while the flow rate slightly decreases. On the other hand, the characteristics of the turbine show the characteristics that the pressure ratio monotonically increases as the flow rate increases (FIG. 9). The gas turbine operates at the point where the pressure ratios of the two match.

【０００４】（２） コンプレッサのサージ特性 図８のコンプレッサ特性からわかるように、通常の運転
ポイントからさらに出口を絞っていくと、圧力比の上昇
割合が低下し、流量の減少割合が増大して、最終的には
圧力比の上昇がなくなって、逆に圧力比が低下するポイ
ントが存在する。これはコンプレッサ翼面の流体力学特
性の変化（失速）によるものである。このような条件に
なると運転が不安定になって、空気の逆流、圧力比の大
幅な変動等が発生する。この大幅な変動の発生するポイ
ントをコンプレッサのサージポイントといい、機器に過
大な変動応力が生じ、破損等をもたらすため、実際の運
転に当たっては、コンプレッサのサージ特性をあらかじ
め設定し（設計及び測定による）、コンプレッサがサー
ジポイントに入らないような圧力比・流量条件で運転し
なければならない。(2) Surge characteristic of compressor As can be seen from the compressor characteristic of FIG. 8, when the outlet is further narrowed down from the normal operating point, the increasing rate of the pressure ratio decreases and the decreasing rate of the flow rate increases. Finally, there is a point where the pressure ratio stops increasing and the pressure ratio decreases. This is due to a change (stall) in the hydrodynamic characteristics of the compressor blade surface. Under such conditions, the operation becomes unstable and backflow of air, large fluctuations of the pressure ratio, and the like occur. The point at which this large fluctuation occurs is called the surge point of the compressor.Since excessive fluctuation stress occurs in the equipment and causes damage, in actual operation, the surge characteristics of the compressor are set in advance (according to design and measurement. ), The compressor must be operated under pressure ratio and flow rate conditions that do not enter the surge point.

【０００５】（３） コンプレッサ・タービン特性と投
入可能蒸気量の関係 一方、タービンの特性は、流量増大に伴って圧力比が単
調に増大する特性を示すため（図９）、排蒸気や余剰蒸
気の投入により、タービン通過流量が増大するに従い、
圧力比が増大する。したがって、蒸気噴射に当たって
は、噴射による圧力比の上昇を、コンプレッサのサージ
が発生しない範囲（サージマージンの余裕の範囲）にと
どめなければならず、その範囲が蒸気投入可能量の限界
となる（図１０）。通常のガスタービンの蒸気注入限界
は、吸入空気流量比として設計ポイント比１０〜２０％
の範囲にある。一方、設計条件におけるサージマージン
を大きくとり、投入可能蒸気量を増大させることは可能
であるが、コンプレッサの設計点での効率低下の要因と
なり、現実的ではない。以上のように、蒸気投入可能量
を拡大し、熱電比可変範囲を大幅に拡大するためのキー
は、如何にコンプレッサのサージを防止しつつ、大量の
蒸気の投入を可能とするかという点にあることがわか
る。(3) Relationship between Compressor / Turbine Characteristic and Amount of Allowable Steam Input On the other hand, the characteristic of the turbine is that the pressure ratio monotonically increases as the flow rate increases (FIG. 9). As the flow rate through the turbine increases,
The pressure ratio increases. Therefore, when injecting steam, the increase in the pressure ratio due to injection must be limited to the range where surge of the compressor does not occur (the margin of surge margin), and that range is the limit of the amount of steam that can be injected (Fig. 10). The steam injection limit of a normal gas turbine is 10 to 20% of the design point ratio as the intake air flow rate ratio.
Is in the range. On the other hand, it is possible to increase the amount of steam that can be injected by increasing the surge margin under the design conditions, but this is not practical because it causes a decrease in efficiency at the design point of the compressor. As described above, the key to expanding the amount of steam that can be injected and greatly expanding the thermoelectric ratio variable range is how to prevent the surge of the compressor and enable the injection of a large amount of steam. I know there is.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
型の熱電可変ガスタービンは、燃焼器・タービンへの蒸
気噴射量の増大により発生するコンプレッサのサージに
より蒸気噴射量が制限され、充分な熱電可変範囲を得る
ことができなかった。また、サージを防止するため、コ
ンプレッサの吸気制御を行い、蒸気噴射時の吸気流量を
減少させる方法が採られる場合、圧縮効率の低下による
熱効率の低下をきたし、充分な効果をあげることができ
ない。さらに、サージを防止するための方法として、圧
縮空気を燃料器手前で抽気する（抜く）方法を用いた場
合も圧縮した空気を放散することによる大幅な効率低下
があった。As described above, in the conventional thermoelectric variable gas turbine, the amount of steam injection is limited due to the surge of the compressor generated by the increase in the amount of steam injection to the combustor / turbine. The thermoelectric variable range could not be obtained. Further, in order to prevent a surge, when a method of controlling the intake air of the compressor to reduce the intake air flow rate at the time of steam injection is adopted, the thermal efficiency is lowered due to the reduction of the compression efficiency, and the sufficient effect cannot be obtained. Further, as a method for preventing the surge, even when the method of extracting (extracting) the compressed air in front of the fuel device is used, there is a large decrease in efficiency due to the release of the compressed air.

【０００７】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、熱電可変ガスタービンの蒸気噴射
時に、吸気流量を減じたり、圧縮空気を抽気したりする
ことなく、圧縮機のサージ特性を変化させることによ
り、圧力比の上限を蒸気噴射のない場合の設計点より上
昇させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴射量の増大を可能
として熱電可変範囲を拡大し、これにより、蒸気噴射を
する場合もしない場合にも高い効率で運転することがで
きるガスタービンにおける熱電可変方法及び熱電比可変
型ガスタービンを提供することにある。なお、例えば、
特開平９−１６６０２８号公報には、ガスタービンの圧
縮機内部に多段階に水噴射を行うという構成が開示され
ているが、このような従来技術は圧縮機のサージ特性を
変化させることを目的とするものではない。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a compressor for a compressor without reducing the intake flow rate or extracting compressed air during steam injection of a thermoelectric variable gas turbine. By changing the surge characteristics, the upper limit of the pressure ratio is raised from the design point when there is no steam injection, the amount of steam injection to the combustor / turbine can be increased, and the thermoelectric variable range is expanded. It is an object of the present invention to provide a thermoelectric variable method and a variable thermoelectric ratio type gas turbine in a gas turbine, which can be operated with high efficiency both with and without injection. Note that, for example,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-166028 discloses a configuration in which water is injected in multiple stages inside a compressor of a gas turbine. Such a conventional technique aims to change the surge characteristic of the compressor. Not meant to be.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のガスタービンにおける熱電可変方法は、
燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱電可変を実現す
るガスタービンシステムにおいて、コンプレッサ（圧縮
機）の内部に水又は蒸気を噴射することにより、コンプ
レッサのサージ特性を変化させ（圧力比を増大させ）、
燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電
可変範囲を拡大するように構成されている（図１、図
２、図３参照）。また、本発明の熱電可変方法は、燃焼
器・タービンへの蒸気噴射により熱電可変を実現するガ
スタービンシステムにおいて、コンプレッサの内部に多
段階に水又は蒸気を噴射し、圧縮空気の物性値（温度、
分子量）を適切に制御することにより、コンプレッサの
サージ特性を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼器・
タービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲
を拡大することを特徴としている（図１、図２、図３参
照）。In order to achieve the above object, a thermoelectric variable method for a gas turbine according to the present invention comprises:
In a gas turbine system that realizes variable thermoelectric power by injecting steam into the combustor / turbine, injecting water or steam into the compressor (compressor) changes the surge characteristics of the compressor (increases the pressure ratio). ,
The thermoelectric variable range is expanded by increasing the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine (see FIGS. 1, 2, and 3). Further, the thermoelectric variable method of the present invention, in a gas turbine system that realizes thermoelectric variable by steam injection to a combustor / turbine, injects water or steam into the compressor in multiple stages to obtain physical property values (temperature ,
By appropriately controlling the molecular weight), the surge characteristic of the compressor is changed (the pressure ratio is increased), and the combustor
It is characterized by increasing the amount of steam that can be injected into the turbine and expanding the thermoelectric variable range (see FIGS. 1, 2, and 3).

【０００９】上述したように、蒸気投入可能量を増大さ
せて熱電可変範囲を拡大するためのキーは、如何にコン
プレッサのサージを防止しつつ、大量の蒸気の投入を可
能とするかという点にあるが、コンプレッサ内部に多段
階に水又は蒸気を噴射（噴霧）することにより、コンプ
レッサの運転特性を可変とし、サージ限界の拡大と定格
運転時の効率向上を同時に実現することができる。具体
的には、例えば、コンプレッサ内部での水噴霧・蒸発・
冷却を多段階で実施し、これと適切な翼設計との組み合
わせにより、圧力比の向上、サージ限界の向上効果が得
られる。これにより、コンプレッサ特性の可変化が可能
となり、排蒸気や余剰蒸気の量に応じた蒸気噴射可能範
囲の拡大が実現できる（図１１参照）。As described above, the key for increasing the amount of steam that can be injected to expand the thermoelectric variable range is how to prevent the surge of the compressor and enable the injection of a large amount of steam. However, by injecting (spraying) water or steam into the compressor in multiple stages, the operating characteristics of the compressor can be made variable, and the surge limit can be expanded and the efficiency at the rated operation can be improved at the same time. Specifically, for example, water spray / evaporation /
Cooling is performed in multiple stages, and by combining this with an appropriate blade design, the effect of improving the pressure ratio and surge limit can be obtained. As a result, the compressor characteristics can be made variable, and the steam injectable range can be expanded according to the amounts of exhaust steam and surplus steam (see FIG. 11).

【００１０】また、本発明の熱電可変方法は、燃焼器・
タービンへの蒸気噴射により熱電可変を実現するガスタ
ービンシステムにおいて、コンプレッサの翼面に水を噴
霧し蒸発させて翼面近傍に水蒸気膜を形成させ、コンプ
レッサ翼面の流れを制御することにより、コンプレッサ
のサージ特性を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼器
・タービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範
囲を拡大することを特徴としている（図４、図５参
照）。また、本発明の熱電可変方法は、燃焼器・タービ
ンへの蒸気噴射により熱電可変を実現するガスタービン
システムにおいて、コンプレッサの翼面に蒸気を噴霧し
て翼面近傍に水蒸気膜を形成させ、コンプレッサ翼面の
流れを制御することにより、コンプレッサのサージ特性
を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼器・タービンへ
の蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大する
ことを特徴としている（図４、図５参照）。Further, the thermoelectric variable method of the present invention comprises a combustor
In a gas turbine system that realizes variable thermoelectric power by injecting steam to a turbine, water is sprayed and evaporated on the blade surface of the compressor to form a water vapor film near the blade surface, and the flow on the compressor blade surface is controlled to control the compressor. It is characterized in that the surge characteristic of is changed (the pressure ratio is increased), the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded (see FIGS. 4 and 5). Further, the thermoelectric variable method of the present invention is a gas turbine system that realizes thermoelectric variable by injecting steam to a combustor / turbine to spray steam on the blade surface of a compressor to form a steam film near the blade surface. By controlling the flow on the blade surface, the surge characteristic of the compressor is changed (the pressure ratio is increased), the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded. (See FIGS. 4 and 5).

【００１１】また、本発明の熱電可変方法は、燃焼器・
タービンへの蒸気噴射により熱電可変を実現するガスタ
ービンシステムにおいて、多孔質材料からなるコンプレ
ッサ翼面に水を染み出させ蒸発させて翼面近傍に水蒸気
膜を形成させ、コンプレッサ翼面の流れを制御すること
により、コンプレッサのサージ特性を変化させ（圧力比
を増大させ）、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を
増大させて熱電可変範囲を拡大することを特徴としてい
る（図６参照）。また、本発明の熱電可変方法は、燃焼
器・タービンへの蒸気噴射により熱電可変を実現するガ
スタービンシステムにおいて、多孔質材料からなるコン
プレッサ翼面に蒸気を染み出させて翼面近傍に水蒸気膜
を形成させ、コンプレッサ翼面の流れを制御することに
より、コンプレッサのサージ特性を変化させ（圧力比を
増大させ）、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を増
大させて熱電可変範囲を拡大することを特徴としている
（図６参照）。Further, the thermoelectric variable method of the present invention includes a combustor
In a gas turbine system that realizes variable thermoelectric power by injecting steam into the turbine, water is exuded from the compressor blade surface made of porous material and evaporated to form a water vapor film near the blade surface, controlling the flow on the compressor blade surface. By doing so, the surge characteristics of the compressor are changed (the pressure ratio is increased), the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded (see FIG. 6). Further, the thermoelectric variable method of the present invention is a gas turbine system that realizes thermoelectric variable by injecting steam to a combustor / turbine, so that the compressor blade made of a porous material exudes steam to form a steam film near the blade surface. By controlling the flow on the compressor blade surface, the surge characteristic of the compressor is changed (pressure ratio is increased), the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded. It is characterized by that (see FIG. 6).

【００１２】本発明の熱電比可変型ガスタービンは、コ
ンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃焼器に供給して得
られる高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させて発電
を行い、タービンからの燃焼排ガスを廃熱ボイラに導入
し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボイラで発生させた
蒸気をプロセス蒸気として取り出し、排蒸気や余剰蒸気
を燃焼器及び／又はタービンに噴射するようにした熱電
比可変型ガスタービンシステムにおいて、コンプレッサ
の内部に水・蒸気噴射手段を多段に設け、コンプレッサ
内部に多段階に水又は蒸気を噴射することで、圧縮空気
の物性値（温度、分子量）を適切に制御してコンプレッ
サのサージ特性を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼
器・タービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変
範囲を拡大するようにしたことを特徴としている（図
１、図３参照）。この場合、廃熱ボイラで発生させた蒸
気の一部を水・蒸気噴射手段に導入する構成としてもよ
い（図３参照）。In the variable thermoelectric ratio type gas turbine of the present invention, high temperature and high pressure combustion gas obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor drives the turbine to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is generated. Is introduced into the waste heat boiler, the steam generated in the waste heat boiler is taken out as the process steam by using the combustion exhaust gas as a heating source, and the exhaust steam and surplus steam are injected into the combustor and / or turbine. In a gas turbine system, water / steam injection means are provided in multiple stages inside the compressor, and by injecting water or steam in multiple stages inside the compressor, the physical property values (temperature, molecular weight) of the compressed air are appropriately controlled. Change the surge characteristics of the compressor (increase the pressure ratio) and increase the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the variable thermoelectric range. Is characterized in the that in (see FIG. 1, FIG. 3). In this case, a part of the steam generated in the waste heat boiler may be introduced into the water / steam injection means (see FIG. 3).

【００１３】また、本発明の熱電比可変型ガスタービン
は、コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃焼器に供給
して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させ
て発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを廃熱ボイラ
に導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボイラで発生
させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、排蒸気や余
剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射するようにし
た熱電比可変型ガスタービンシステムにおいて、コンプ
レッサの翼面に水噴霧手段を設け、コンプレッサ翼面に
水を噴霧し蒸発させて水蒸気膜を形成させることで、コ
ンプレッサ翼面の流れを制御してコンプレッサのサージ
特性を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼器・タービ
ンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大
するようにしたことを特徴としている（図４、図５参
照）。In the variable thermoelectric ratio type gas turbine of the present invention, the turbine is driven by the high temperature and high pressure combustion gas obtained by supplying the compressed air and the fuel from the compressor to the combustor, and the power is generated from the turbine. Thermoelectric ratio that introduces flue gas into the waste heat boiler, takes out the steam generated in the waste heat boiler using the flue gas as a heating source as process steam, and injects the exhaust steam and surplus steam into the combustor and / or turbine. In a variable gas turbine system, water spray means is provided on the compressor blade surface, and water is sprayed and evaporated on the compressor blade surface to form a water vapor film, thereby controlling the flow on the compressor blade surface and controlling the surge characteristics of the compressor. Is changed (the pressure ratio is increased) to increase the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the variable thermoelectric range. It is characterized (see FIG. 4, FIG. 5).

【００１４】また、本発明の熱電比可変型ガスタービン
は、コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃焼器に供給
して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させ
て発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを廃熱ボイラ
に導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボイラで発生
させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、排蒸気や余
剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射するようにし
た熱電比可変型ガスタービンシステムにおいて、コンプ
レッサの翼面に蒸気噴霧手段を設け、コンプレッサ翼面
に蒸気を噴霧して水蒸気膜を形成させることで、コンプ
レッサ翼面の流れを制御してコンプレッサのサージ特性
を変化させ（圧力比を増大させ）、燃焼器・タービンへ
の蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大する
ようにしたことを特徴としている（図４、図５参照）。Further, in the variable thermoelectric ratio type gas turbine of the present invention, the turbine is driven by the high temperature and high pressure combustion gas obtained by supplying the compressed air and the fuel from the compressor to the combustor, and the power is generated from the turbine. Thermoelectric ratio that introduces flue gas into the waste heat boiler, takes out the steam generated in the waste heat boiler using the flue gas as a heating source as process steam, and injects the exhaust steam and surplus steam into the combustor and / or turbine. In a variable-type gas turbine system, by providing steam spraying means on the compressor blade surface and spraying steam on the compressor blade surface to form a water vapor film, the flow on the compressor blade surface is controlled and the surge characteristics of the compressor are changed. (Increasing the pressure ratio), increasing the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine, and expanding the thermoelectric variable range. Is set to characters (refer to FIG. 4, FIG. 5).

【００１５】また、本発明の熱電比可変型ガスタービン
は、コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃焼器に供給
して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させ
て発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを廃熱ボイラ
に導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボイラで発生
させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、排蒸気や余
剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射するようにし
た熱電比可変型ガスタービンシステムにおいて、コンプ
レッサの翼面を多孔質材料で構成し、該翼面に水供給手
段を設け、コンプレッサ翼面に水を染み出させ蒸発させ
て水蒸気膜を形成させることで、コンプレッサ翼面の流
れを制御してコンプレッサのサージ特性を変化させ（圧
力比を増大させ）、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能
量を増大させて熱電可変範囲を拡大するようにしたこと
を特徴としている（図６参照）。The variable thermoelectric ratio type gas turbine of the present invention drives the turbine with the high temperature and high pressure combustion gas obtained by supplying the compressed air and the fuel from the compressor to the combustor to generate electricity, Thermoelectric ratio that introduces flue gas into the waste heat boiler, takes out the steam generated in the waste heat boiler using the flue gas as a heating source as process steam, and injects the exhaust steam and surplus steam into the combustor and / or turbine. In a variable gas turbine system, the blade surface of a compressor is made of a porous material, water supply means is provided on the blade surface, and water is exuded and evaporated on the blade surface of the compressor to form a water vapor film. By controlling the flow on the blade surface to change the surge characteristic of the compressor (increasing the pressure ratio), the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased to increase the heat. It is characterized in that so as to expand the variable range (see FIG. 6).

【００１６】また、本発明の熱電比可変型ガスタービン
は、コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃焼器に供給
して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させ
て発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを廃熱ボイラ
に導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボイラで発生
させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、排蒸気や余
剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射するようにし
た熱電比可変型ガスタービンシステムにおいて、コンプ
レッサの翼面を多孔質材料で構成し、該翼面に蒸気供給
手段を設け、コンプレッサ翼面に蒸気を染み出させて水
蒸気膜を形成させることで、コンプレッサ翼面の流れを
制御してコンプレッサのサージ特性を変化させ（圧力比
を増大させ）、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を
増大させて熱電可変範囲を拡大するようにしたことを特
徴としている（図６参照）。上記の熱電比可変型ガスタ
ービンにおいては、一例として、コンプレッサの翼面を
焼結金属からなる多孔質材料とすることができる。Further, in the variable thermoelectric ratio type gas turbine of the present invention, the turbine is driven by the high temperature and high pressure combustion gas obtained by supplying the compressed air and the fuel from the compressor to the combustor, and the power is generated from the turbine. Thermoelectric ratio that introduces flue gas into the waste heat boiler, takes out the steam generated in the waste heat boiler using the flue gas as a heating source as process steam, and injects the exhaust steam and surplus steam into the combustor and / or turbine. In the variable gas turbine system, the blade surface of the compressor is made of a porous material, steam supply means is provided on the blade surface, and steam is exuded from the compressor blade surface to form a water vapor film. Control the flow of heat to change the surge characteristics of the compressor (increase the pressure ratio) and increase the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to increase the thermoelectricity. It is characterized in that so as to enlarge the range (see Fig. 6). In the above-described variable thermoelectric ratio type gas turbine, for example, the blade surface of the compressor can be made of a porous material made of sintered metal.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による熱
電比可変型ガスタービンの一例を示している。図１に示
すように、取り込まれた空気はコンプレッサ（圧縮機）
１０で圧縮されて圧縮空気となり、この圧縮空気が燃料
とともに燃焼器１２に供給される。燃焼器１２で生成し
た高温高圧の燃焼ガスでタービン１４を駆動させ、発電
機１６で発電が行われる。タービン１４からの燃焼排ガ
スは、廃熱ボイラ１８における過熱器２０、蒸発器２
２、節炭器２４に導入され、順次熱回収されて排出され
る。２６は給水ポンプである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and implemented. . FIG. 1 shows an example of a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the air taken in is a compressor.
The compressed air is compressed into compressed air at 10, and this compressed air is supplied to the combustor 12 together with the fuel. The high temperature and high pressure combustion gas generated in the combustor 12 drives the turbine 14, and the generator 16 generates electric power. The combustion exhaust gas from the turbine 14 is used as a superheater 20 and an evaporator 2 in the waste heat boiler 18.
2. It is introduced into the economizer 24, and heat is sequentially recovered and discharged. 26 is a water supply pump.

【００１８】過熱器２０で発生した過熱蒸気は、プロセ
ス蒸気として取り出されるが、その一部をガスタービン
（具体的には、燃焼器１２及び／又はタービン１４）に
噴射して利用することで熱電可変を実現している。な
お、過熱器２０を設けない構成とすることも可能であ
り、この場合は飽和蒸気が利用される。ガスタービン
（燃焼器１２・タービン１４）への蒸気噴射量は、コン
プレッサ１０のサージが発生しない範囲とする必要があ
るが、水・蒸気噴射手段２８によりコンプレッサ１０の
内部に多段階に水又は蒸気を噴射（噴霧）することで、
コンプレッサ１０の運転特性を可変とし、サージ限界の
拡大と定格運転時の効率向上を同時に実現する。具体的
には、図２に示すように、コンプレッサ１０での圧縮過
程の温度を制御し、圧力比を増大させてサージを防止す
る。すなわち、熱電可変ガスタービンの蒸気噴射時に、
吸気流量を減じたり、圧縮空気を抽気したりすることな
く、圧縮機のサージ特性を変化させることにより、圧力
比の上限を蒸気噴射のない場合の設計点より上昇させ、
燃焼器・タービンへの蒸気噴射量の増大を可能とする。
これにより、蒸気噴射をする場合もしない場合にも高い
効率で運転することが可能となる。また、例えば、多段
階に水噴霧を行う場合は、コンプレッサ内部での水噴霧
・蒸発・冷却を多段階で実施し、これと適切な翼設計と
の組み合わせにより、圧力比の向上、サージ限界の向上
効果が得られる。これにより、コンプレッサ特性の可変
化が可能となり、排蒸気や余剰蒸気の量に応じた蒸気噴
射可能範囲の拡大が実現できる（図１１参照）。The superheated steam generated in the superheater 20 is taken out as process steam, and a part of it is injected into the gas turbine (specifically, the combustor 12 and / or the turbine 14) to be used for thermoelectric generation. Achieving variable. It is also possible to adopt a configuration in which the superheater 20 is not provided, and in this case, saturated steam is used. The amount of steam injected to the gas turbine (combustor 12 / turbine 14) needs to be in a range in which no surge of the compressor 10 occurs, but the water / steam injection means 28 multi-stages water or steam inside the compressor 10. By injecting (spraying)
The operating characteristics of the compressor 10 are made variable to simultaneously expand the surge limit and improve efficiency during rated operation. Specifically, as shown in FIG. 2, the temperature of the compressor 10 during the compression process is controlled to increase the pressure ratio and prevent surge. That is, at the time of steam injection of the thermoelectric variable gas turbine,
By changing the surge characteristics of the compressor without reducing the intake flow rate or extracting the compressed air, the upper limit of the pressure ratio is raised from the design point without steam injection,
It enables to increase the amount of steam injected to the combustor / turbine.
As a result, it becomes possible to operate with high efficiency whether or not the steam is injected. In addition, for example, when water spraying is performed in multiple stages, water spraying, evaporation, and cooling inside the compressor are performed in multiple stages, and by combining this with an appropriate blade design, the pressure ratio is improved and the surge limit is reduced. The improvement effect can be obtained. As a result, the compressor characteristics can be made variable, and the steam injectable range can be expanded according to the amounts of exhaust steam and surplus steam (see FIG. 11).

【００１９】なお、本実施の形態においては、一例とし
て、図１に示すようなシンプルサイクルのガスタービン
を用いているが、再生サイクルのガスタービン、マイク
ロガスタービンなど何でもよく、燃焼器・タービンへの
蒸気噴射により熱電可変を実現するガスタービンであれ
ば、その形式等は特に限定されない。また、廃熱ボイラ
の構成も特に限定されず、例えば、高圧ボイラと低圧ボ
イラで構成されたもの等を用いる場合もある。In the present embodiment, as an example, a simple cycle gas turbine as shown in FIG. 1 is used, but any gas cycle such as a regeneration cycle gas turbine or a micro gas turbine may be used. The type and the like are not particularly limited as long as it is a gas turbine that realizes variable thermoelectricity by steam injection. Further, the structure of the waste heat boiler is not particularly limited, and for example, a structure including a high pressure boiler and a low pressure boiler may be used.

【００２０】図３は、本発明の実施の第２形態による熱
電比可変型ガスタービンの一例を示している。本実施の
形態は、廃熱ボイラ１８における蒸発器２２で発生した
飽和蒸気の一部をコンプレッサ１０の内部に多段階に噴
射（噴霧）する構成としたものであり、他の構成及び作
用等は実施の第１形態の場合と同様である。FIG. 3 shows an example of a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, a part of the saturated steam generated in the evaporator 22 of the waste heat boiler 18 is injected (sprayed) into the compressor 10 in multiple stages, and other configurations and operations are the same. This is similar to the case of the first embodiment.

【００２１】図４は、本発明の実施の第３形態による熱
電比可変型ガスタービンにおけるコンプレッサの動翼・
静翼を示している。本実施の形態は、コンプレッサ翼面
から水又は蒸気を噴霧して翼面に水蒸気膜を形成させ、
剥離を防止してサージング、失速を防止するようにした
ものである。図４に示すように、コンプレッサ３０内に
設けられた動翼３２、静翼３４において、例えば、動翼
３２に水噴霧手段３６を設け、水噴霧手段３６から翼面
に水を噴霧して蒸発させ水蒸気膜を形成させる。図５の
拡大図に示すように、コンプレッサ翼面に水蒸気膜を形
成させることで、コンプレッサのサージ特性を変化させ
る（圧力比を増大させる）。なお、コンプレッサ翼面か
ら蒸気を噴霧して水蒸気膜を形成させる場合も同様であ
る。また、本実施の形態の構成を実施の第１形態の構成
と組み合わせて採用することも可能である。他の構成及
び作用等は実施の第１形態の場合と同様である。FIG. 4 shows a rotor blade of a compressor in a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a third embodiment of the present invention.
Shows a stationary wing. In the present embodiment, water or steam is sprayed from the compressor blade surface to form a water vapor film on the blade surface,
Peeling is prevented to prevent surging and stall. As shown in FIG. 4, in the moving blade 32 and the stationary blade 34 provided in the compressor 30, for example, the moving blade 32 is provided with water spraying means 36, and water is sprayed from the water spraying means 36 to the blade surface to evaporate. Then, a water vapor film is formed. As shown in the enlarged view of FIG. 5, a steam film is formed on the compressor blade surface to change the surge characteristic of the compressor (increase the pressure ratio). The same applies to the case where steam is sprayed from the compressor blade surface to form a water vapor film. It is also possible to employ the configuration of this embodiment in combination with the configuration of the first embodiment. Other configurations, operations and the like are similar to those of the first embodiment.

【００２２】コンプレッサ翼面から水又は蒸気を噴霧し
て翼面に水蒸気膜を形成させることにより、コンプレッ
サの運転特性を可変とし、サージ限界の拡大と定格運転
時の効率向上を同時に実現する。また、例えば、コンプ
レッサ内部での水噴霧・蒸発・冷却を多段階で実施する
場合には、本実施の形態のような適切な翼設計との組み
合わせにより、圧力比の向上、サージ限界の向上効果が
得られる。これにより、コンプレッサ特性の可変化が可
能となり、排蒸気や余剰蒸気の量に応じた蒸気噴射可能
範囲の拡大が実現できる（図１１参照）。By spraying water or steam from the compressor blade surface to form a water vapor film on the blade surface, the operating characteristics of the compressor are made variable, and the surge limit is expanded and the efficiency at the rated operation is improved at the same time. In addition, for example, when water spraying / evaporation / cooling in the compressor is carried out in multiple stages, the effect of improving the pressure ratio and surge limit is improved by combining with an appropriate blade design as in this embodiment. Is obtained. As a result, the compressor characteristics can be made variable, and the steam injectable range can be expanded according to the amounts of exhaust steam and surplus steam (see FIG. 11).

【００２３】図６は、本発明の実施の第４形態による熱
電比可変型ガスタービンにおけるコンプレッサ翼面の拡
大図である。本実施の形態は、コンプレッサ翼面から水
又は蒸気を染み出させて翼面に水蒸気膜を形成させ、剥
離を防止してサージング、失速を防止するようにしたも
のである。図６に示すように、コンプレッサの動翼３８
（又は静翼）は、例えば、焼結金属などの多孔質材料で
構成されており、図示を省略しているが、一例として、
中空状の動翼３８（又は静翼）内部に水又は蒸気が供給
されるようになっている。多孔質の翼面から水又は蒸気
を染み出させて、コンプレッサ翼面に水蒸気膜を形成さ
せることで、コンプレッサのサージ特性を変化させる
（圧力比を増大させる）。なお、本実施の形態の構成を
実施の第１形態の構成と組み合わせて採用することも可
能である。他の構成及び作用等は実施の第１、第２形態
の場合と同様である。FIG. 6 is an enlarged view of a compressor blade surface in a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, water or steam is exuded from the compressor blade surface to form a water vapor film on the blade surface to prevent peeling and prevent surging and stall. As shown in FIG. 6, the rotor blades 38 of the compressor are shown.
(Or the vane) is made of, for example, a porous material such as a sintered metal, and although not shown, as an example,
Water or steam is supplied to the inside of the hollow moving blade 38 (or the stationary blade). Water or steam is exuded from the porous blade surface to form a water vapor film on the compressor blade surface, thereby changing the surge characteristic of the compressor (increasing the pressure ratio). It is also possible to employ the configuration of this embodiment in combination with the configuration of the first embodiment. Other configurations, operations and the like are similar to those of the first and second embodiments.

【００２４】[0024]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 燃焼器・タービンへの蒸気量投入可能割合の大
幅な増大を実現し、熱電可変範囲を拡大することができ
る。 （２） コンプレッサの運転特性の可変化が可能とな
り、排蒸気や余剰蒸気の量に応じた蒸気噴射可能範囲の
拡大が実現できる。しかも、サージ限界の拡大と定格運
転時の効率向上を同時に実現することができる。 （３） 吸気流量を減じたり圧縮空気を抽気したりする
従来の方法よりも、高い効率、広い熱電可変範囲が得ら
れる。 （４） サージマージンを大きくとったコンプレッサに
対して、蒸気噴射をしない場合の効率が高い。すなわ
ち、蒸気噴射をする場合もしない場合にも高い効率で運
転することができる。 （５） コンプレッサのサージ特性を運転条件に応じて
変化させることができる。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. (1) A large increase in the ratio of steam that can be injected into the combustor / turbine can be realized, and the variable thermoelectric range can be expanded. (2) The operation characteristics of the compressor can be made variable, and the steam injectable range can be expanded according to the amount of exhaust steam or surplus steam. In addition, it is possible to simultaneously increase the surge limit and improve the efficiency during rated operation. (3) A higher thermoelectric variable range can be obtained with higher efficiency than the conventional method of reducing the intake flow rate or extracting the compressed air. (4) Efficiency is high when steam injection is not performed for a compressor with a large surge margin. That is, it is possible to operate with high efficiency whether or not the steam is injected. (5) The surge characteristics of the compressor can be changed according to the operating conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施の第１形態による熱電比可変型ガ
スタービンの一例を示す概略構成説明図である。FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram showing an example of a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の第１形態における圧力過程の温
度制御を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing temperature control during a pressure process in the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の第２形態による熱電比可変型ガ
スタービンの一例を示す概略構成説明図である。FIG. 3 is a schematic configuration explanatory view showing an example of a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施の第３形態による熱電比可変型ガ
スタービンにおけるコンプレッサの動翼・静翼を示す概
略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing moving blades and stationary blades of a compressor in a thermoelectric ratio variable gas turbine according to a third embodiment of the present invention.

【図５】本発明の実施の第３形態による熱電比可変型ガ
スタービンにおけるコンプレッサ翼面を示す拡大概略構
成図である。FIG. 5 is an enlarged schematic configuration diagram showing a compressor blade surface in a variable thermoelectric ratio type gas turbine according to a third embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の第４形態による熱電比可変型ガ
スタービンにおけるコンプレッサ翼面を示す拡大概略構
成図である。FIG. 6 is an enlarged schematic configuration diagram showing a compressor blade surface in a thermoelectric ratio variable type gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention.

【図７】コンプレッサの流量・圧力特性とタービンの流
量・圧力特性との関係（ガスタービンのマッチングポイ
ント）を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a flow rate / pressure characteristic of a compressor and a flow rate / pressure characteristic of a turbine (matching points of a gas turbine).

【図８】コンプレッサのサージ特性を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing surge characteristics of the compressor.

【図９】タービンの特性を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing characteristics of a turbine.

【図１０】コンプレッサのサージマージンと蒸気噴射可
能量の関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the surge margin of the compressor and the steam injection possible amount.

【図１１】コンプレッサのサージ特性の可変方法を説明
するグラフである。FIG. 11 is a graph illustrating a method of changing the surge characteristic of the compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、３０ コンプレッサ（圧縮機） １２ 燃焼器 １４ タービン １６ 発電機 １８ 廃熱ボイラ ２０ 過熱器 ２２ 蒸発器 ２４ 節炭器 ２６ 給水ポンプ ２８ 水・蒸気噴射手段 ３２、３８ 動翼 ３４ 静翼 ３６ 水噴霧手段 10, 30 Compressor 12 Combustor 14 turbine 16 generator 18 Waste heat boiler 20 Superheater 22 Evaporator 24 economizer 26 water supply pump 28 Water / steam injection means 32, 38 rotor blades 34 Shizuka 36 Water spray means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/54 Ｆ０４Ｄ 29/54 Ｅ Ｆ (72)発明者 吉田 秀則 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 庄司 恭敏 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 山下 誠二 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 田中 一雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA16 BB08 BB17 BB19 CC03 DD24 EE03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) F04D 29/54 F04D 29/54 EF (72) Inventor Hidenori Yoshida 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd., Akashi Plant (72) Inventor, Kyoshitoshi Shoji 1-1 Kawasaki-cho, Akashi City, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries Ltd., Akashi Plant (72) Inventor, Seiji Yamashita 1-1, Kawasaki-cho, Akashi City, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy industry Co., Ltd. Akashi factory (72) Inventor Kazuo Tanaka 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industry Co., Ltd. Akashi factory F-term (reference) 3H034 AA02 AA16 BB08 BB17 BB19 CC03 DD24 EE03

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、コン
プレッサの内部に水又は蒸気を噴射することにより、コ
ンプレッサのサージ特性を変化させ、燃焼器・タービン
への蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大す
ることを特徴とするガスタービンにおける熱電可変方
法。1. In a gas turbine system that realizes thermoelectric variable by injecting steam into a combustor / turbine, by injecting water or steam into the compressor, surge characteristics of the compressor are changed and the combustor / turbine is supplied. A method for varying thermoelectricity in a gas turbine, characterized in that the variable range of thermoelectricity is expanded by increasing the amount of steam that can be injected. 【請求項２】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、コン
プレッサの内部に多段階に水又は蒸気を噴射し、圧縮空
気の物性値を適切に制御することにより、コンプレッサ
のサージ特性を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴
射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大することを特
徴とするガスタービンにおける熱電可変方法。2. A gas turbine system that realizes thermoelectric variable by injecting steam into a combustor / turbine, by injecting water or steam into the compressor in multiple stages and appropriately controlling the physical properties of compressed air. , A thermoelectric variable method for a gas turbine, characterized in that the surge characteristic of a compressor is changed to increase the amount of steam that can be injected into a combustor / turbine to expand the thermoelectric variable range. 【請求項３】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、コン
プレッサの翼面に水を噴霧し蒸発させて翼面近傍に水蒸
気膜を形成させ、コンプレッサ翼面の流れを制御するこ
とにより、コンプレッサのサージ特性を変化させ、燃焼
器・タービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変
範囲を拡大することを特徴とするガスタービンにおける
熱電可変方法。3. In a gas turbine system that realizes variable thermoelectric power by injecting steam into a combustor / turbine, water is sprayed and evaporated on the blade surface of the compressor to form a water vapor film in the vicinity of the blade surface. A thermoelectric variable method for a gas turbine, characterized in that a surge characteristic of a compressor is changed by controlling a flow to increase an amount of steam that can be injected into a combustor / turbine to expand a thermoelectric variable range. 【請求項４】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、コン
プレッサの翼面に蒸気を噴霧して翼面近傍に水蒸気膜を
形成させ、コンプレッサ翼面の流れを制御することによ
り、コンプレッサのサージ特性を変化させ、燃焼器・タ
ービンへの蒸気噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を
拡大することを特徴とするガスタービンにおける熱電可
変方法。4. In a gas turbine system for realizing thermoelectric variable by injecting steam to a combustor / turbine, steam is sprayed on a blade surface of a compressor to form a water vapor film near the blade surface, and a flow on the compressor blade surface is reduced. A thermoelectric variable method for a gas turbine, characterized in that the surge characteristic of the compressor is changed by controlling to increase the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the thermoelectric variable range. 【請求項５】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、多孔
質材料からなるコンプレッサ翼面に水を染み出させ蒸発
させて翼面近傍に水蒸気膜を形成させ、コンプレッサ翼
面の流れを制御することにより、コンプレッサのサージ
特性を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量
を増大させて熱電可変範囲を拡大することを特徴とする
ガスタービンにおける熱電可変方法。5. In a gas turbine system that realizes variable thermoelectricity by injecting steam to a combustor / turbine, water is exuded and evaporated on a compressor blade surface made of a porous material to form a water vapor film near the blade surface. By controlling the flow on the compressor blade surface, the surge characteristics of the compressor are changed, the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded. Method. 【請求項６】 燃焼器・タービンへの蒸気噴射により熱
電可変を実現するガスタービンシステムにおいて、多孔
質材料からなるコンプレッサ翼面に蒸気を染み出させて
翼面近傍に水蒸気膜を形成させ、コンプレッサ翼面の流
れを制御することにより、コンプレッサのサージ特性を
変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を増大
させて熱電可変範囲を拡大することを特徴とするガスタ
ービンにおける熱電可変方法。6. In a gas turbine system that realizes variable thermoelectricity by injecting steam to a combustor / turbine, steam is exuded on a compressor blade surface made of a porous material to form a steam film near the blade surface, and a compressor is formed. A thermoelectric variable method for a gas turbine, wherein the surge characteristic of the compressor is changed by controlling the flow on the blade surface to increase the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the thermoelectric variable range. 【請求項７】 コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃
焼器に供給して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービン
を駆動させて発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを
廃熱ボイラに導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボ
イラで発生させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、
排蒸気や余剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射す
るようにした熱電比可変型ガスタービンシステムにおい
て、コンプレッサの内部に水・蒸気噴射手段を多段に設
け、コンプレッサ内部に多段階に水又は蒸気を噴射する
ことで、圧縮空気の物性値を適切に制御してコンプレッ
サのサージ特性を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気
噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大するように
したことを特徴とする熱電比可変型ガスタービン。7. A turbine is driven by a combustion gas of high temperature and high pressure obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is introduced into a waste heat boiler for combustion. Using exhaust gas as a heating source, the steam generated in the waste heat boiler is taken out as process steam,
In a variable thermoelectric ratio type gas turbine system configured to inject exhaust steam or surplus steam to a combustor and / or turbine, water / steam injection means is provided in multiple stages inside the compressor, and water or steam is provided in multiple stages inside the compressor. By injecting, the physical properties of compressed air are appropriately controlled to change the surge characteristic of the compressor, and the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased to expand the thermoelectric variable range. A characteristic thermoelectric ratio variable gas turbine. 【請求項８】 廃熱ボイラで発生させた蒸気の一部が水
・蒸気噴射手段に導入されるようにした請求項７記載の
熱電比可変型ガスタービン。8. The variable thermoelectric ratio type gas turbine according to claim 7, wherein a part of the steam generated in the waste heat boiler is introduced into the water / steam injection means. 【請求項９】 コンプレッサからの圧縮空気と燃料を燃
焼器に供給して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービン
を駆動させて発電を行い、タービンからの燃焼排ガスを
廃熱ボイラに導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱ボ
イラで発生させた蒸気をプロセス蒸気として取り出し、
排蒸気や余剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴射す
るようにした熱電比可変型ガスタービンシステムにおい
て、コンプレッサの翼面に水噴霧手段を設け、コンプレ
ッサ翼面に水を噴霧し蒸発させて水蒸気膜を形成させる
ことで、コンプレッサ翼面の流れを制御してコンプレッ
サのサージ特性を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気
噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大するように
したことを特徴とする熱電比可変型ガスタービン。9. A turbine is driven by a combustion gas of high temperature and high pressure obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is introduced into a waste heat boiler for combustion. Using exhaust gas as a heating source, the steam generated in the waste heat boiler is taken out as process steam,
In a variable thermoelectric ratio type gas turbine system in which exhaust steam or surplus steam is injected into a combustor and / or turbine, water spray means is provided on the compressor blade surface, and water is sprayed on the compressor blade surface to evaporate water vapor. By forming a film, the flow on the compressor blade surface is controlled, the surge characteristics of the compressor are changed, the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine is increased, and the thermoelectric variable range is expanded. A variable thermoelectric ratio type gas turbine. 【請求項１０】 コンプレッサからの圧縮空気と燃料を
燃焼器に供給して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービ
ンを駆動させて発電を行い、タービンからの燃焼排ガス
を廃熱ボイラに導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱
ボイラで発生させた蒸気をプロセス蒸気として取り出
し、排蒸気や余剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴
射するようにした熱電比可変型ガスタービンシステムに
おいて、コンプレッサの翼面に蒸気噴霧手段を設け、コ
ンプレッサ翼面に蒸気を噴霧して水蒸気膜を形成させる
ことで、コンプレッサ翼面の流れを制御してコンプレッ
サのサージ特性を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気
噴射可能量を増大させて熱電可変範囲を拡大するように
したことを特徴とする熱電比可変型ガスタービン。10. A turbine is driven by a combustion gas of high temperature and high pressure obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is introduced into a waste heat boiler for combustion. In a variable thermoelectric ratio type gas turbine system, in which steam generated in a waste heat boiler is extracted as process steam using exhaust gas as a heating source, and exhaust steam or surplus steam is injected into a combustor and / or a turbine, the blade surface of a compressor By providing steam spraying means on the compressor and spraying steam on the compressor blade surface to form a water vapor film, the flow on the compressor blade surface is controlled to change the surge characteristics of the compressor, and steam can be injected to the combustor / turbine. A variable thermoelectric ratio type gas turbine characterized in that the variable amount is expanded to expand the variable thermoelectric range. 【請求項１１】 コンプレッサからの圧縮空気と燃料を
燃焼器に供給して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービ
ンを駆動させて発電を行い、タービンからの燃焼排ガス
を廃熱ボイラに導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱
ボイラで発生させた蒸気をプロセス蒸気として取り出
し、排蒸気や余剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴
射するようにした熱電比可変型ガスタービンシステムに
おいて、コンプレッサの翼面を多孔質材料で構成し、該
翼面に水供給手段を設け、コンプレッサ翼面に水を染み
出させ蒸発させて水蒸気膜を形成させることで、コンプ
レッサ翼面の流れを制御してコンプレッサのサージ特性
を変化させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を増
大させて熱電可変範囲を拡大するようにしたことを特徴
とする熱電比可変型ガスタービン。11. A turbine is driven by a combustion gas of high temperature and high pressure obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is introduced into a waste heat boiler for combustion. In a variable thermoelectric ratio type gas turbine system, in which steam generated in a waste heat boiler is extracted as process steam using exhaust gas as a heating source, and exhaust steam or surplus steam is injected into a combustor and / or a turbine, the blade surface of a compressor Is made of a porous material, water supply means is provided on the blade surface, and water is exuded and evaporated on the compressor blade surface to form a water vapor film, thereby controlling the flow on the compressor blade surface and controlling the compressor surge. The variable thermoelectric ratio type gas is characterized by changing the characteristics and increasing the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the variable thermoelectric range. Sturbine. 【請求項１２】 コンプレッサからの圧縮空気と燃料を
燃焼器に供給して得られる高温高圧の燃焼ガスでタービ
ンを駆動させて発電を行い、タービンからの燃焼排ガス
を廃熱ボイラに導入し、燃焼排ガスを加熱源として廃熱
ボイラで発生させた蒸気をプロセス蒸気として取り出
し、排蒸気や余剰蒸気を燃焼器及び／又はタービンに噴
射するようにした熱電比可変型ガスタービンシステムに
おいて、コンプレッサの翼面を多孔質材料で構成し、該
翼面に蒸気供給手段を設け、コンプレッサ翼面に蒸気を
染み出させて水蒸気膜を形成させることで、コンプレッ
サ翼面の流れを制御してコンプレッサのサージ特性を変
化させ、燃焼器・タービンへの蒸気噴射可能量を増大さ
せて熱電可変範囲を拡大するようにしたことを特徴とす
る熱電比可変型ガスタービン。12. A turbine is driven by a combustion gas of high temperature and high pressure obtained by supplying compressed air and fuel from a compressor to a combustor to generate electricity, and combustion exhaust gas from the turbine is introduced into a waste heat boiler for combustion. In a variable thermoelectric ratio type gas turbine system, in which steam generated in a waste heat boiler is extracted as process steam using exhaust gas as a heating source, and exhaust steam or surplus steam is injected into a combustor and / or a turbine, the blade surface of a compressor Is made of a porous material, steam supply means is provided on the blade surface, and steam is exuded on the compressor blade surface to form a water vapor film, thereby controlling the flow on the compressor blade surface and controlling the surge characteristics of the compressor. The variable thermoelectric ratio type gas station is characterized by increasing the amount of steam that can be injected into the combustor / turbine to expand the variable thermoelectric range. -Bin. 【請求項１３】 コンプレッサの翼面が焼結金属からな
る多孔質材料である請求項１１又は１２記載の熱電比可
変型ガスタービン。13. The variable thermoelectric ratio type gas turbine according to claim 11, wherein the blade surface of the compressor is a porous material made of a sintered metal.
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