JP2003161165A

JP2003161165A - ガスタービンシステムとその夏期における吸気冷却方法

Info

Publication number: JP2003161165A
Application number: JP2002363092A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Nakamura; 吉秀中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2003-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスタービン吸気を冷却する吸気冷却サブシス
テムを、エネルギー使用量の小さい（冷却容量の小さ
い）システムで大きな実質的吸気冷却を得るものとす
る。さらに、本設備の保全への影響を少なくする。【解決手段】ガスタービン吸気の実質的冷却が、（１）
吸気の冷却と、（２）この冷却で発生するミスト（霧）
の吸気への混入と、（３）同時に水から別途さらにミス
ト化して吸気への混入して、両ミストの少なくとも一部
はコンプレッサー内で蒸発する。また別途さらにミスト
化した大きい径のミスト混入を抑制する。（４）冷却時
に凝縮水でダストを捕捉する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、ガスタービンとガ
スタービンの廃ガスを熱源とする蒸気タービンを有する
電力・動力発生用コンバインドサイクルシステムにおい
て、ガスタービンの吸気冷却とこの吸気への水噴霧及び
コンバインドサイクルシステムの吸気冷却方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、ガスタービンとガスタービンの廃
ガスを熱源とする蒸気タービンを有するコンバインドサ
イクルシステムが、その熱効率の高さ、環境性などから
設置が増加しており、原子力発電についでの第２のベー
スシステムとも言える基幹発電システムになりつつあ
る。

【０００３】しかし、コンバインドサイクルシステムに
おいては、ガスタービンが夏期などの吸気温度が高くな
った場合に空気密度が低下して吸入空気質量が減少する
が、一方コンプレッサーの圧縮仕事はその割には大きく
変わらないので、ガスタービン出力が大きく低下する現
象がある。またガスタービンを流れる空気の量が少なく
なると、当然ガスタービンの廃ガスを熱源とする蒸気タ
ービンの出力も同様に低下する。その結果、総合出力は
冬場の８５％程度になる。

【０００４】一方、年間を通じての電力需要のピークは
夏期の昼間に起きているが、この最も出力が望まれる場
合にコンバインドサイクルシステムの出力が大幅に低下
することは、コンバインドサイクルシステムの設置が漸
次増加するにつれて、電力供給能力への影響は大きいも
のになりつつある。

【０００５】この最も出力が望まれる場合に陥る出力低
下に対して従来から種々の技術提案がなされている。そ
れらの提案の多くはガスタービンの吸気を冷却して総合
出力を回復するものである（例えば、特許文献１、実用
新案文献１参照。）。

【０００６】従来からガスタービンの吸気を冷却する方
法としては、燃料であるＬＮＧの蒸発熱エネルギーで冷
却する方法（例えば特許文献２参照。）、夜間電力で製
氷してその融解熱で冷却する方法（例えば特許文献３、
特許文献４参照。）、液体空気で冷却する方法（例えば
特許文献５参照。）及び廃熱回収熱交換器から排出され
たガスの熱エネルギーをさらに吸収冷却サブシステムの
加熱熱源として利用して、このシステムからの冷熱を利
用する方法（例えば特許文献６参照。）などが知られて
いる。また、ガスタービンの吸気に水を噴霧する方法が
あり（例えば特許文献７、特許文献８、非特許文献１参
照。）、用途は異なるが、航空用ガスタービンに使用さ
れている。

【０００７】

【特許文献１】特開平７−２４３３３６（図１〜図４）

【特許文献２】特開平７−１１９４８７

【特許文献３】特開平７−１８０５６６

【特許文献４】特開平７−９７９３３（図１〜図１１）

【特許文献５】特開平７−９１２７８

【特許文献６】特開平９−１３３０２７（図１〜図５）

【特許文献７】特開昭６１−２８３７２８

【特許文献８】特開昭８−２８４６８５

【実用新案文献１】実開昭６４−３６６３１（第１図）

【非特許文献１】Ｊ．Ｐ．ＮＡＬＯＮ他「Ｇａｓｔ
ｕｒｂｉｎｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＩｍｐｒｏｖ
ｅｍｅｎｔＤｉｒｅｃｔＭｉｘｉｎｇＥｖａｐｏ
ｒａｔｉｖｅＣｏｏｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍＡｍｅ
ｒｉｃａｎＡｔｌａｓＣｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＦ
ａｃｉｌｉｔｙＲｉｆｌｅＣｏｌｏｒａｄｏ」ＴＨ
ＥＡＭＥＲＩＣＡＮＳＯＣＩＥＴＹＯＦＭＥＣ
ＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＳＧａｓＴｕｒｂ
ｉｎｅａｎｄＡｅｒｏｅｎｇｉｎｅＣｏｎｇｒｅｓ
ｓａｎｄＥｘｐｏｓｉｔｉｏｎ（１９９０年６月１
１〜１４日）発表論文

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】夏期のガスタービンの
出力を冬期または冬期近くの出力まで上げるためには、
吸気を冬期または冬期近くの温度まで下げることが必要
となる。しかし日本の夏期は湿度が高くて吸気温度を下
げるには多量の水蒸気を凝縮させる必要があり、そのた
めに吸気温度を冬期または冬期近くまで下げようとする
と吸気からの吸収熱量の約半分を水蒸気の凝縮に充てる
ことになる。

【０００９】そして、吸気温度をより下げるには冷却す
る側の温度をより下げることが重要である。しかし冷却
管の温度を氷点以下に下げると冷却管に着氷が生じる。
氷は熱伝導率が冷却管の金属材料よりは大きく劣るので
冷却効果も大幅に低下する。したがって、冷媒の温度は
氷点より下げるのは不利であるのでそれを避けようとす
ると、特に吸気冷却の終わる箇所では、冷却管の温度と
吸気との温度差が少なくなる。そのために冷却管のフィ
ンを含めた表面積は大きくなり、冷却管が占める容積も
大きくなり、それによってそこを通過する吸気の圧力損
失も大きくなる。

【００１０】一方、吸気温度を下げるためのエネルギー
使用量及びそれを用いる設備は、とても無視できるもの
からは程遠くて、できるだけ小さいものが望ましい。こ
の様な状況で吸気を冷却する熱量の約半分を水蒸気凝縮
に費やすのはコスト的にも望ましくない。

【００１１】また、単に吸気に水を噴霧する方法がある
が、水滴はその径が大きいほどコンプレッサー翼の腐食
に悪影響がある。そして水滴が吸収したダストはこの水
滴が蒸発する際にコンプレッサー翼面に堆積しやすい。
また、水滴に溶解した物質も水滴が蒸発する際に堆積し
やすい。ダストなどが翼面に堆積するとコンプレッサー
の効率が低下して熱効率及び出力に悪影響ある。したが
って保全及び性能の面から常に水をコンプレッサーに入
れることは好ましくない。

【００１２】そして全負荷時に吸気に水を噴霧する量が
多い場合、コンプレッサー内の冷却効果によりコンプレ
ッサー駆動力を少なくしてその分を出力増加に回すこと
が出来る。しかしコンプレッサー内で冷却効果が出る前
の作動空気の密度・速度は大きく変わらないので、燃焼
ガスによるタービン発生動力のレベルは冬期より確実に
低い。そのため冬期並の出力を得るためには多量の水を
噴射する必要があり、そして多量の水の付加は、燃焼前
の作動空気の温度を下げるので必要燃料の増加になり熱
効率に良くない。

【００１３】なお航空機用のガスタービンに水噴射する
場合はコンプレッサー駆動力が少なくなる分さらにロー
ター回転数を多少増加できるので出力増加が容易であ
る。一方本出願におけるガスタービンは、ローター回転
数は一定であるので、吸気量の増加は少なく、コンプレ
ッサー駆動力の減少分が出力増加になる。

【００１４】そのために出力を大幅に増加するには多量
の水噴霧が必要になる。また、噴霧する水を貯蔵して置
くための大型のタンクも必要になるが、夏期のピーク対
応における将来の方向としては、短時間の出力増加は、
揚水発電やピーク用ガスタービンで主に対応するので、
コンバインドサイクルシステムにはより長時間の対応が
望まれている。そうなると吸気に水を噴霧するだけの対
応は、多量の水の準備が伴う。

【００１５】そこで、本出願では、エネルギー使用量の
小さい（冷却容量の小さい）システムで実質的に大きな
吸気冷却効果を有し、そして吸気の圧力損失を少なく、
また水噴霧による悪影響が少ないコンバインドサイクル
システムとその夏期における吸気冷却方法に関する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

【００１７】請求項１（図１〜４関連）では、コンプレ
ッサーからの吸気で作動するガスタービンとガスタービ
ンを経た廃熱を他の流体に熱エネルギーを移す廃熱回収
熱交換器及びその熱エネルギーで動力を発生する蒸気タ
ービンからなるコンバインドサイクルシステムにおい
て、吸気室にフィルターを有し、上記コンプレッサーに
入る吸気をフィルター通過後に露点以下に温度を低下さ
せて冷却し、この冷却ではミスト（霧）と凝縮水を発生
させ、このミストをガスタービンの吸気に混入し、この
凝縮水にはフィルターを通過したダストを吸着させ、こ
のミストを有する冷却した吸気に回収した凝縮水及び又
は供給水を噴霧して別のミストを吸気に供給し、そして
冷却により生じたミスト及び冷却後に噴霧したミストか
らなる両方のミストをコンプレッサー内で蒸発させるこ
とを特徴とするコンバインドサイクルシステムからな
る。

【００１８】ミスト（霧）はコンプレッサー内の入り口
側段で温度上昇と共に蒸発する。その際に温度上昇を押
さえるので吸気密度の上昇に寄与するために吸気を冷却
したのと同様の効果がある。請求項１では供給するミス
トは吸気冷却の際に発生するミスト及び冷却時の凝縮水
又は供給水をミスト化したものからなる。それによって
大きな吸気冷却効果を得ることができる。また吸気冷却
容量が小さく済むので吸気冷却サブシステムを大型化せ
ずに済む。そして吸気冷却容量が小さいので吸気冷却部
の通過抵抗が小さくなるため圧力損失も小さくできる。

【００１９】ミスト（霧）と凝縮水を発生させるには、
吸気に含まれる水蒸気の露点以下に吸気の温度を低下さ
せることで達成できる。ミストの発生には吸気の温度を
より低くすることが好ましい。

【００２０】凝縮水及び又は供給水を別途さらにミスト
化するには、水を噴霧する方法，遠心力を利用する方
法，圧力空気を吹き付ける方法、超音波による方法など
がある。なお、吸気冷却箇所以降で凝縮水をミスト化す
るのが好ましい理由は、吸気冷却する箇所より前におい
て凝縮水をミスト化するとこのミストが冷却管やフィン
に捕捉されてガスタービンに達するミストが減少するの
で、それを避けるためである。

【００２１】ガスタービン吸気に混入するミストの量
は、吸気量の０〜２％程度が好ましい。１％でも大きな
効果が得られる。一方、一般の蒸気タービンの出口側で
の湿り度の１０数％と比較すると１％は１桁小さい量で
ある。したがって、蒸気タービンに出口側の動翼と比較
しても特に条件は厳しいとは言えない。但し、コンプレ
ッサーの翼面に発生する腐食による凹凸は、圧縮効率に
とっては大変好ましくない。

【００２２】請求項２（図１〜４関連）では、コンプレ
ッサーからの吸気で作動するガスタービンとガスタービ
ンを経た廃熱を他の流体に熱エネルギーを移す廃熱回収
熱交換器及びその熱エネルギーで動力を発生する蒸気タ
ービンからなるコンバインドサイクルシステムにおい
て、コンプレッサーの上流に吸気室を有し、そして吸気
室の入り口側にはフィルターを有し、またコンプレッサ
ーの上流に、吸気にコンプレッサー内で蒸発するミスト
（霧）を噴霧する噴霧器を有し、この噴霧器と前記フィ
ルター間に、露点以下に温度を低下させて吸気を冷却し
て凝縮水とコンプレッサーに入れるミスト（霧）とを発
生させる冷却管を有し、そしてこの凝縮水を回収又は排
出する径路を有することを特徴とするコンバインドサイ
クルシステムからなる。

【００２３】フィルターを通過した細かいダストを除去
することで、コンプレッサー内の翼へのダスト付着量を
減少できる。

【００２４】また翼へのダスト付着を避けるには、静翼
の材料面からは、特には静翼表面をクロームメッキ処理
やステンレス製の表面研磨としてより平滑にするとダス
ト類が剥離し易く好ましい。また、クロームメッキは硬
度が高いのでダストによる摩耗に対しても好ましい。

【００２５】請求項３（図１〜６関連）では、コンプレ
ッサーからの吸気で作動するガスタービンとガスタービ
ンを経た廃熱を他の流体に熱エネルギーを移す廃熱回収
熱交換器及びその熱エネルギーで動力を発生する蒸気タ
ービンからなるコンバインドサイクルシステムの夏期に
おける吸気冷却方法において、その１日の電力需要のピ
ーク時には、そのガスタービンの吸気を冷却し、その冷
却した吸気にさらに水を噴霧して発生させたミストをガ
スタービンの吸気に混入して、コンプレッサー内で蒸発
させ、一方，その１日における電力需要のピーク時前後
には、そのガスタービンの吸気を冷却はするが、ガスタ
ービンの吸気へのミストの混入は抑制し、夏期でも低気
温日であればミスト噴霧せずに吸気冷却の作動だけで対
応することを特徴とするコンバインドサイクルシステム
の夏期における吸気冷却方法からなる。

【００２６】その１日の電力需要ピークとは、１３時〜
１５時を中心とした数時間程度若しくはその時間帯に掛
かる時間である。そこでその時間を中心にして、やや大
きい粒子径であってもミストを付加すればその効果は大
変大きく、そして別途ミスト化したミストの混入は時間
を限れば、動翼の浸食や静翼へのダスト類堆積に対する
影響を少なく押さえることができる。そのため電力需要
ピークから外れたその前後はミストの付加を停止するこ
とが、動翼の浸食、静翼へのダストの堆積及び噴霧水に
溶解していた物質の堆積を増加しないことにつながる。

【００２７】ミスト化された水の粒子径とその設備やコ
ストとの関係は、一般に粒子径が小さい程、設備が大掛
かりでしかもコストも高い。そこで粒子径は大きいが、
低いコストの噴霧器を使用すると、コンプレッサーの動
翼などの浸食が進行する問題がある。そのため一定使用
期間で動翼などを取り替える必要がでてくる。そこで上
記技術によれば、もちろん限度はあるが大きめの粒子径
のミストでも吸気に混入する時間を少なくすれば使用し
ても影響は少ない。

【００２８】夏期電力需要ピークの合計時間は、年間で
も数１０〜２００時間程度と言える。このピークのため
に、大型の吸気冷却サブシステムを備えるのは投資効率
が悪い。そこで最低限またはそれに近い吸気冷却サブシ
ステムを備えて夏期電力需要ピーク時間には凝縮水等を
さらにミスト化して吸気に混入して実質吸気冷却効果を
得る方が投資効率が良い。

【００２９】ピークより少し低い電力需要レベルではミ
スト噴霧より、吸気を冷却するほうが、吸入ミスト量は
確実に少なくでき、その分当然コンプレッサー翼への悪
影響も少ないので、ピークを含めてのピーク前後は吸気
冷却を作動させることが保全面などで有利である。

【００３０】吸気中のミストはコンプレッサー内で動
翼，静翼などを浸食する。ミストの粒子径が小さいと浸
食性は小さく、それに対して粒子径が大きいと浸食性は
大きい。また動翼，静翼などのミスト耐食性が優れてい
ると浸食されにくい。水を別途噴霧してミスト化した水
滴径は、冷却により発生するミスト径よりも大きくて、
この水滴は翼に対して浸食性が大きい。

【００３１】水を噴霧する方法には、サクション方法、
加圧水噴霧方法及び、加圧水に圧力空気を混合して噴霧
する方法などがある。サクション方法はノズル当たりの
吐出量に限界がある。また、加圧水噴霧は水滴径が５０
〜１００μｍでも吐出量を多くでき設備コストが安い。
また加圧水に圧力空気を混合して噴霧する方法は設備コ
ストの面では高いが水滴径をより小さく出来る。

【００３２】したがって水を噴霧してミスト化する場
合、そのミストが蒸発する区間内の動翼のミスト耐食性
を上げることにより、動翼の寿命増加と効率の確保がで
きる。

【００３３】動翼，静翼などの耐食性に掛けるコストに
対して、吸気冷却サブシステムの容量増加コストを比較
すると、吸気冷却サブシステムの容量を増加させるより
も、ミストを混入して同様の効果を得てその補償として
動翼，静翼などの耐食性を向上させるほうが有利であ
る。また設備スペースの点や、吸気冷却サブシステムに
加熱用として供給する蒸気などの供給量の点からも後者
のほうが有利である。

【００３４】動翼，静翼のミスト耐食性を強化するには
つぎの方法がある。（１）翼の吸気側に焼き入れまたは
ステライト等の高耐食合金の張り付け等がある。また
（２）翼表面に硬いクロームメッキ処理をする。（３）
翼材料自身の高合金化（ケイ素，ニッケル，クロム，マ
ンガン，モリブデン等の増量）があり、さらに（４）翼
材料自身の耐食性金属（チタンなど）の使用等がある。
また、それ以外の方法でも構わない。

【００３５】上記の（１），（２）の項目は翼表面の耐
食性強化に関してであり、一方上記の（３），（４）の
項目は翼全体の耐食性強化に関する。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１は請求項１〜３に関連する実
施の形態である。この図１での冷却サブシステムとして
は、吸収冷却によるもの、ＬＮＧ蒸発冷却によるもの、
圧縮式冷却によるものなどがある。この１例を抜き出し
たものが図２である。

【００３７】ガスタービン６に入る空気は、吸気室１
で、フィルター２を通り次ぎにフィン付き冷却管３で冷
却される。この際ミスト（霧）と凝縮水が発生するが、
このミストはコンプレッサー５に送る。回収した凝縮水
はダストを除去して（濾過などして）噴霧器４から別途
ミスト化してコンプレッサー５に送る。また、別途ミス
ト化する水は外部からも供給できる。そして電力需要ピ
ーク時から外れて別途ミスト化しない場合は調整弁１５
をへて外部へ排出できる。なおコンプレッサー５とガス
タービン６は一般には共通シャフトを使用して一体化す
る場合がある。この場合にはコンプレッサーとガスター
ビンを併せてガスタービンと呼称している。

【００３８】なお図１では、コンプレッサーの入り口側
３段の動翼をチタン製として、ミスト耐食性を向上して
いる。また同入り口側２段の静翼表面にはクロームメッ
キ処理をして、ダストによる摩耗、及びダストや噴霧水
溶解物質が付着しても剥離がより容易に出来る対応をし
ている。

【００３９】また図１では、冷却サブシステムの冷媒を
加熱する熱エネルギーを廃熱回収熱交換器３から受けて
いる。また、その熱エネルギーはタービン（抽気も含
む）から受けることもできるし、タービンとタービンの
つなぎ経路などから受けることもできる。

【００４０】図２は請求項１〜３に関連する実施の形態
である。図２は図１に似ているが、主な相違は図２が、
（１）吸気冷却が冷媒の蒸発による直接冷却であるこ
と、（２）ミスト噴霧系統にタンク１４８を設けている
こと、（３）蒸気タービン部を省略していることなどで
ある。

【００４１】ガスタービン１３６に入る空気は、吸気室
１３１で、フィルター１３２を通り次ぎにフィン付き冷
却管１３３で冷却される。この際ミスト（霧）と凝縮水
が発生するが、このミストはコンプレッサー１３５にそ
のまま送る。そして回収した凝縮水は、含まれるダスト
を除去した後に（濾過などして）噴霧器１３４から別途
ミスト化してコンプレッサー１３５に送る。また、別途
ミスト化する水は一時タンク１４８に入る。そして電力
需要ピーク時から外れて別途ミスト化しない場合は調整
弁１４６をへて外部へ排出できる。

【００４２】なお、コンプレッサー入り口側の入り口案
内翼１段，動翼３段，静翼２段の計６段はその材料には
耐浸食性合金を使用している。

【００４３】図２では、冷却サブシステムの冷媒を加熱
する熱エネルギーを廃熱回収熱交換器１３７から受けて
いる。また、その熱エネルギーはタービン（抽気も含
む）から受けることもできるし、タービンとタービンの
つなぎ経路（高圧タービンの最終羽根から低圧タービン
の入口ノズルの間）などから受けることもできる。また
この形態での冷媒の蒸発最低温度は２℃である。

【００４４】図３は請求項１〜３に関連する実施の形態
であり、吸気冷却を圧縮型冷却機で行う例である。図３
の吸気室１７１は略図化したものであり、吸気ダクト、
吸気プレナム等を含むことが出来る。

【００４５】ガスタービン１７６に入る空気は、吸気室
１７１で、フィルター１７２を通り次ぎにフィン付き冷
却管１７３で冷却される。ここで凝縮水（水滴や水膜の
状態）を発生させる。この時にフィルター１７２を通過
した細かいダストを付着させる。そして回収した凝縮水
を（濾過などして）噴霧器１７４から別途ミスト化し
て、これもコンプレッサー１７５に送る。また、別途ミ
スト化する水は外部からも供給できる。

【００４６】吸気の冷却は、冷媒を冷媒コンプレッサー
１７９で圧縮して、つぎに凝縮器１８０で放熱して、次
に調整弁１８４で減圧して冷却管１７３で冷媒が蒸発す
る際の吸収熱で行う。図３での冷媒が蒸発する温度は５
℃である。

【００４７】そして夏期の電力需要ピーク時から外れて
ミストを混入しない場合において凝縮水は調整弁１８５
をへて外部へ排出できる。そして夏期の電力需要がピー
クになる一日においては、ミストの定格量（１００％）
混入時間は吸気冷却時間より短い。例えばミスト混入時
間を１１時から１５時までの時間として、吸気冷却時間
をその前後も含めた９時から１８時までとすることが出
来る。なおコンプレッサー１７５とガスタービン１７６
は一般には共通シャフトを使用して一体化している。こ
の場合にはコンプレッサーとガスタービンを併せてガス
タービンと呼称することがある。

【００４８】なお図３のコンプレッサーの入り口側動翼
３段は、動翼をチタン製として、ミストによる腐食に対
応している。

【００４９】また図３では、冷却サブシステムの冷媒を
圧縮するエネルギーは、図９には記載していないが電動
機から受けている。なお、本出願の図では、発生動力を
電気エネルギーに変換する発電機、そしてポンプを駆動
する電動機類は図面では省略している。

【００５０】ガスタービンのコンプレッサーの入り口で
は作動流体（空気）の流速が高くなり、それによって静
圧が下がり、そして温度も低下する。作動流体（空気）
の温度が低下すると、その温度や湿度の条件によって
は、この箇所でミストが発生する。しかしこのミストは
本出願での噴霧したミストとは異なる。

【００５１】コンプレッサー内で新たに発生するミスト
は、ダストを核にしやすい。ミストに含まれるダストは
静翼などで付着すると性能低下に結び付くので冷却管１
７３の表面の水滴や水膜に先に付着させて少なくともそ
の一部を取り除く。これによってコンプレッサー翼への
ダスト付着を少なくすることが出来る。

【００５２】また、この箇所では、本出願での噴霧した
ミストに水分が付着して粒子径が多少変化することも有
り得るが、本出願での噴霧したミスト自体は少なくとも
一部はコンプレッサー内で蒸発して機能する。そこで本
出願でいうミストは、プロセスの過程で粒子径が変わる
場合も含む。

【００５３】図４は請求項１〜３に関連する実施の形態
である。ガスタービン１９７に入る空気は、吸気室１９
１で、フィルター１９２を通り、フィン付き冷却管１９
４（３℃）で冷却される（ミストが発生する場合としな
い場合とがある）。次に水を加圧して噴霧器１９５でミ
ストを噴霧して吸気に混入する。このミストはコンプレ
ッサー１９６に送る。ミスト噴霧は上方に密度を高く偏
って行う。吸気室１９１の入り口側で回収した水はスト
レーナー２０５を通して噴射器１９３から水を噴射して
冷却管１９４に付着したダストを落とす。この水の噴射
は作動中常時行うことも出来るし、また間欠的にも出来
る。またコンプレッサー側で回収した水はストレーナー
２０６を通して再び噴霧器１９５からミストにして噴霧
する。

【００５４】なお夏期の電力ピーク時の１日において
は、吸気冷却の作動時間は定格量ミスト噴霧時間よりも
長い。

【００５５】図５は請求項３に関連する実施の形態であ
る。図５は夏期の１日におけるのコンバインドサイクル
システムの出力を縦軸にそして時間を横軸にしたグラフ
である。吸気冷却の作動時間は１２時間で、ミスト混入
の４時間よりも長い。吸気冷却及びミスト噴霧は定格能
力で作動している。

【００５６】図６は請求項１〜３に関連する実施の形態
である。図６は夏期における１日のコンバインドサイク
ルシステムの出力を縦軸にそして時間を横軸にしたグラ
フである。吸気冷却の作動時間は１７時間で、ミストの
混入の時間は８時間である。吸気冷却は定格能力で作動
し、ミスト噴霧は定格作動が４時間で、さらに約１／２
定格作動が４時間の組み合わせからなる。夏期でも低気
温日であればミスト噴霧を作動せずに吸気冷却の作動だ
け対応することも出来る。このことは図５でも同様であ
る。

【００５７】本出願でミスト噴霧する水には、メタノー
ル等の混入は妨げない。

【００５８】図１〜４において噴霧器には圧力エアーを
混合して噴霧することが出来る。その際水滴径をより小
さくできるが、但しそのコストは高くなる。

【００５９】また、以上の実施の形態においては調整
弁，ポンプは必要に応じて新たに設けることができる。

【００６０】この出願の技術は、ガスタービンを有する
システムであれば（例えば、加圧流動床ボイラーを有す
るシステムクル、石炭ガス化システムなど）この技術的
範囲内において使用できる。

【００６１】

【発明の効果】ガスタービンの吸気を冷却する冷却サブ
システムの容量が小さくても、ミストを混入することで
実質的な吸気冷却を効果的に行える。またミストを混入
して出力を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態である。

【図２】実施の形態である。

【図３】実施の形態である。

【図４】実施の形態である。

【図５】吸気冷却及び水噴霧作動時間の実施の形態であ
る。

【図６】吸気冷却及び水噴霧作動時間の実施の形態であ
る。

【符号の説明】

１，１３１，１７１，１９１吸気室２，１３２，１７２，１９２フィルター３，１３３，１７３，１９４冷却管４，１３４，１７４，１９５噴霧器５，１３５，１７５，１９６コンプレッサー６，１３６，１７６，１９７ガスタービン７蒸気タービン８，１３７，１７７廃熱回収熱交換器９〜１１，１４０〜１４４，１８２，１８３，２００，
２０１ポンプ１２〜１５，１４５〜１４７，１８４，１８５，２０２
〜２０４調整弁１６，１８０凝縮器１７冷却サブシステム１３８スタック１３９吸収冷却サブシステム１４８，１８１，１９８，１９９タンク１７９冷媒コンプレッサー１９３噴射器２０５，２０６ストレーナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサーからの吸気で作動するガス
タービンとガスタービンを経た廃熱を他の流体に熱エネ
ルギーを移す廃熱回収熱交換器及びその熱エネルギーで
動力を発生する蒸気タービンからなるコンバインドサイ
クルシステムにおいて、吸気室にフィルターを有し、上
記コンプレッサーに入る吸気をフィルター通過後に露点
以下に温度を低下させて冷却し、この冷却ではミスト
（霧）と凝縮水を発生させ、このミストをガスタービン
の吸気に混入し、この凝縮水にはフィルターを通過した
ダストを吸着させ、このミストを有する冷却した吸気に
回収した凝縮水及び又は供給水を噴霧して別のミストを
吸気に供給し、そして冷却により生じたミスト及び冷却
後に噴霧したミストからなる両方のミストをコンプレッ
サー内で蒸発させることを特徴とするコンバインドサイ
クルシステム。
【請求項２】コンプレッサーからの吸気で作動するガス
タービンとガスタービンを経た廃熱を他の流体に熱エネ
ルギーを移す廃熱回収熱交換器及びその熱エネルギーで
動力を発生する蒸気タービンからなるコンバインドサイ
クルシステムにおいて、コンプレッサーの上流に吸気室
を有し、そして吸気室の入り口側にはフィルターを有
し、またコンプレッサーの上流に、吸気にコンプレッサ
ー内で蒸発するミスト（霧）を噴霧する噴霧器を有し、
この噴霧器と前記フィルター間に、露点以下に温度を低
下させて吸気を冷却して凝縮水とコンプレッサーに入れ
るミスト（霧）とを発生させる冷却管を有し、そしてこ
の凝縮水を回収又は排出する径路を有することを特徴と
するコンバインドサイクルシステム。
【請求項３】コンプレッサーからの吸気で作動するガス
タービンとガスタービンを経た廃熱を他の流体に熱エネ
ルギーを移す廃熱回収熱交換器及びその熱エネルギーで
動力を発生する蒸気タービンからなるコンバインドサイ
クルシステムの夏期における吸気冷却方法において、そ
の１日の電力需要のピーク時には、そのガスタービンの
吸気を冷却し、その冷却した吸気にさらに水を噴霧して
発生させたミストをガスタービンの吸気に混入して、コ
ンプレッサー内で蒸発させ、一方，その１日における電
力需要のピーク時前後には、そのガスタービンの吸気を
冷却はするが、ガスタービンの吸気へのミストの混入は
抑制し、夏期でも低気温日であればミスト噴霧せずに吸
気冷却の作動だけで対応することを特徴とするコンバイ
ンドサイクルシステムの夏期における吸気冷却方法。