JP2003206750A - 再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム - Google Patents
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の再生式ガスタービンコンバインドサイク
ルシステムでは、高効率化のためには超高温の燃焼ガス
と熱交換するための超高温蒸気過熱器が必要であり、負
荷遮断時にタービンのオーバースピードを防止するため
には、燃焼用空気を大気放出又は再生器バイパスするた
めの大型高速バルブが必要であるという課題があった。 【解決手段】再生式ガスタービンの圧縮機入り口に吸気
噴霧器を設け、その再生式ガスタービンからの排ガス流
路に少なくとも一つの再生器を配置し、その再生器の排
ガス流路上流側に蒸気タービンサイクルを構成する最も
温度、圧力の高い少なくとも一つの蒸気過熱器を直列状
に配置した。又は、再生器と蒸気過熱器を排ガス流路に
並列に配置した。
ルシステムでは、高効率化のためには超高温の燃焼ガス
と熱交換するための超高温蒸気過熱器が必要であり、負
荷遮断時にタービンのオーバースピードを防止するため
には、燃焼用空気を大気放出又は再生器バイパスするた
めの大型高速バルブが必要であるという課題があった。 【解決手段】再生式ガスタービンの圧縮機入り口に吸気
噴霧器を設け、その再生式ガスタービンからの排ガス流
路に少なくとも一つの再生器を配置し、その再生器の排
ガス流路上流側に蒸気タービンサイクルを構成する最も
温度、圧力の高い少なくとも一つの蒸気過熱器を直列状
に配置した。又は、再生器と蒸気過熱器を排ガス流路に
並列に配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は再生式ガスタービン
と蒸気タービンサイクルとを用いた再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムに関し、特に高い発
電効率を達成するように改良した再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電、及び、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
する機能を備えた再生式ガスタービンに関するものであ
る。
と蒸気タービンサイクルとを用いた再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムに関し、特に高い発
電効率を達成するように改良した再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電、及び、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
する機能を備えた再生式ガスタービンに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】燃焼によるエネルギーを原動機により動
力または電気エネルギーに変換する主な方法として、ガ
スタービンによる方法と蒸気タービンによる方法があ
る。ガスタービンを用いる場合は、圧縮した空気を支燃
剤として燃料を燃焼させ、それにより得られる高温高圧
の燃焼ガスでガスタービンを駆動回転させる。一方、蒸
気タービンでは、ボイラーで発生させた高温高圧の蒸気
でタービンを駆動回転させる。ガスタービンの発電効率
は蒸気タービンと同程度であるが、ガスタービンによる
場合は６００℃前後の高温排ガスが排出される。そこ
で、ガスタービンを用いて発電すると共に、ガスタービ
ンからの高温排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めたガスタービンコンバイン
ド発電方式が開発され、広く実用に供されている。
力または電気エネルギーに変換する主な方法として、ガ
スタービンによる方法と蒸気タービンによる方法があ
る。ガスタービンを用いる場合は、圧縮した空気を支燃
剤として燃料を燃焼させ、それにより得られる高温高圧
の燃焼ガスでガスタービンを駆動回転させる。一方、蒸
気タービンでは、ボイラーで発生させた高温高圧の蒸気
でタービンを駆動回転させる。ガスタービンの発電効率
は蒸気タービンと同程度であるが、ガスタービンによる
場合は６００℃前後の高温排ガスが排出される。そこ
で、ガスタービンを用いて発電すると共に、ガスタービ
ンからの高温排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めたガスタービンコンバイン
ド発電方式が開発され、広く実用に供されている。
【０００３】また、ガスタービンによる発電の改良型と
して、ガスタービンを駆動した後の高温排ガスとガスタ
ービンの燃焼器に供給する圧縮空気を再生器で熱交換さ
せることにより高温の圧縮空気とし、この高温圧縮空気
を燃焼器に供給することにより、ガスタービンの燃料を
低減してガスタービンの発電効率を向上させる再生式ガ
スタービンが知られている。さらに、この再生式ガスタ
ービンからの排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めようとする再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電方式が知られている。
して、ガスタービンを駆動した後の高温排ガスとガスタ
ービンの燃焼器に供給する圧縮空気を再生器で熱交換さ
せることにより高温の圧縮空気とし、この高温圧縮空気
を燃焼器に供給することにより、ガスタービンの燃料を
低減してガスタービンの発電効率を向上させる再生式ガ
スタービンが知られている。さらに、この再生式ガスタ
ービンからの排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めようとする再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電方式が知られている。
【０００４】特開平８−１８９３１０号公報には、この
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式の発
電効率を向上させる目的で、燃焼器とガスタービンの間
に高温高圧の燃焼ガス（約１４５０℃）を加熱源とする
チューブ状の蒸気過熱器を設け、排熱回収ボイラーで発
生させた３００℃〜４００℃の蒸気を導いて過熱し、得
られた約６００℃の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式が提
案されている。
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式の発
電効率を向上させる目的で、燃焼器とガスタービンの間
に高温高圧の燃焼ガス（約１４５０℃）を加熱源とする
チューブ状の蒸気過熱器を設け、排熱回収ボイラーで発
生させた３００℃〜４００℃の蒸気を導いて過熱し、得
られた約６００℃の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式が提
案されている。
【０００５】再生式ガスタービンでは燃焼用空気はその
全量が再生器を経由して燃焼器に入る。このため、負荷
遮断が発生した場合に急激に燃料を絞っても、燃焼用空
気が大きな熱容量と内容積を持つ再生器で加熱されるこ
とにより、タービンへの大きな熱入力が一定時間維持さ
れる。そのため、ガスタービンがオーバースピードとな
り破損する恐れがある。負荷遮断時におけるオーバース
ピードを防止するためにはタービンへの熱入力を急減さ
せる必要があり、その方法としては、（１）燃焼用空気
の一部について再生器をバイパスさせるバイパスバルブ
を設ける方式、（２）燃焼用空気の一部を大気に放出す
るための大気放出バルブを設けるなどの方法が知られて
いる。
全量が再生器を経由して燃焼器に入る。このため、負荷
遮断が発生した場合に急激に燃料を絞っても、燃焼用空
気が大きな熱容量と内容積を持つ再生器で加熱されるこ
とにより、タービンへの大きな熱入力が一定時間維持さ
れる。そのため、ガスタービンがオーバースピードとな
り破損する恐れがある。負荷遮断時におけるオーバース
ピードを防止するためにはタービンへの熱入力を急減さ
せる必要があり、その方法としては、（１）燃焼用空気
の一部について再生器をバイパスさせるバイパスバルブ
を設ける方式、（２）燃焼用空気の一部を大気に放出す
るための大気放出バルブを設けるなどの方法が知られて
いる。
【０００６】また、従来の再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電方式では、図１に示すように再生式ガ
スタービン５１と蒸気タービンサイクル５２が組み合わ
され、再生器３６のガスタービン排ガス後流に蒸気ター
ビンサイクル５２が配置されている。
ンドサイクル発電方式では、図１に示すように再生式ガ
スタービン５１と蒸気タービンサイクル５２が組み合わ
され、再生器３６のガスタービン排ガス後流に蒸気ター
ビンサイクル５２が配置されている。
【０００７】再生式ガスタービン５１は、空気４を圧縮
する圧縮機１、圧縮された空気４を加熱する熱回収装置
の再生器３６、加熱された燃焼用空気２０、燃料５と燃
焼用空気２０を供給して燃焼させる燃焼器２、燃焼で発
生した高温ガスの供給で駆動されるガスタービン３を有
する。
する圧縮機１、圧縮された空気４を加熱する熱回収装置
の再生器３６、加熱された燃焼用空気２０、燃料５と燃
焼用空気２０を供給して燃焼させる燃焼器２、燃焼で発
生した高温ガスの供給で駆動されるガスタービン３を有
する。
【０００８】蒸気タービンサイクル５２は、供給される
蒸気で駆動される蒸気タービン１６、蒸気タービン１６
から排気される蒸気を冷やして水にする復水器１７、復
水された水に加える補給水１８、補給された水を送る給
水ポンプ１９、送られる水を加熱するところの排ガス２
８が流れる熱回収装置の低圧給水加熱器１４、加熱した
水を送る高圧給水ポンプ１５、高圧給水ポンプ１５より
送られる加熱水を加熱する高圧給水加熱器１１、高圧給
水加熱器１１より送られる高圧加熱水を水蒸気になるよ
うに加熱する高圧蒸気発生器１０、高圧蒸気発生器１０
で加熱された蒸気を高圧蒸気加熱器３７、低圧給水加熱
器１４で加熱した加熱水の分流を加熱して水蒸気にする
低圧蒸気発生器１５’、低圧蒸気発生器１５’で発生し
た蒸気を蒸気タービンサイクル５２の中段に供給する前
に過熱する低圧蒸気過熱器１２を有する。なお、ガスタ
ービン３からの排気ガス２１は熱回収装置の上流側、排
気ガス２８は熱回収装置の下流側になる。
蒸気で駆動される蒸気タービン１６、蒸気タービン１６
から排気される蒸気を冷やして水にする復水器１７、復
水された水に加える補給水１８、補給された水を送る給
水ポンプ１９、送られる水を加熱するところの排ガス２
８が流れる熱回収装置の低圧給水加熱器１４、加熱した
水を送る高圧給水ポンプ１５、高圧給水ポンプ１５より
送られる加熱水を加熱する高圧給水加熱器１１、高圧給
水加熱器１１より送られる高圧加熱水を水蒸気になるよ
うに加熱する高圧蒸気発生器１０、高圧蒸気発生器１０
で加熱された蒸気を高圧蒸気加熱器３７、低圧給水加熱
器１４で加熱した加熱水の分流を加熱して水蒸気にする
低圧蒸気発生器１５’、低圧蒸気発生器１５’で発生し
た蒸気を蒸気タービンサイクル５２の中段に供給する前
に過熱する低圧蒸気過熱器１２を有する。なお、ガスタ
ービン３からの排気ガス２１は熱回収装置の上流側、排
気ガス２８は熱回収装置の下流側になる。
【０００９】この方式は従来のガスタービンコンバイン
ド発電方式より発電効率を向上することができるが、再
生器３６において多量の熱が排ガス２１から回収される
ので、再生器３６の出口側の排ガス温度が低下する。そ
のため、高圧蒸気過熱器３７において高温高圧の過熱蒸
気を得ることができず、蒸気タービンサイクル５２の効
率は低下する。そのため、満足のいく発電効率までは得
られていない。
ド発電方式より発電効率を向上することができるが、再
生器３６において多量の熱が排ガス２１から回収される
ので、再生器３６の出口側の排ガス温度が低下する。そ
のため、高圧蒸気過熱器３７において高温高圧の過熱蒸
気を得ることができず、蒸気タービンサイクル５２の効
率は低下する。そのため、満足のいく発電効率までは得
られていない。
【００１０】特開平８−１８９３１０号公報で提案され
ている技術は、上記の再生式ガスタービンコンバインド
サイクル発電方式を改良して高温高圧の過熱蒸気を得る
ことにより、さらに発電効率を高めようとする技術であ
る。この技術では高温高圧の過熱蒸気を得るため、図２
に示すように燃焼器２からの超高温の燃焼ガスと蒸気発
生器３１からの蒸気を超高温蒸気過熱器３３で熱交換
し、得られた高温の過熱蒸気で蒸気タービン１６を駆動
している。しかし、１４５０℃前後の超高温燃焼ガスを
熱源とする超高温蒸気過熱器３３が必要であり、材料、
設置スペース、蒸気サイクルにトラブルが発生した場合
の健全性保証などに技術課題がある。
ている技術は、上記の再生式ガスタービンコンバインド
サイクル発電方式を改良して高温高圧の過熱蒸気を得る
ことにより、さらに発電効率を高めようとする技術であ
る。この技術では高温高圧の過熱蒸気を得るため、図２
に示すように燃焼器２からの超高温の燃焼ガスと蒸気発
生器３１からの蒸気を超高温蒸気過熱器３３で熱交換
し、得られた高温の過熱蒸気で蒸気タービン１６を駆動
している。しかし、１４５０℃前後の超高温燃焼ガスを
熱源とする超高温蒸気過熱器３３が必要であり、材料、
設置スペース、蒸気サイクルにトラブルが発生した場合
の健全性保証などに技術課題がある。
【００１１】また、ガスタービンの負荷を遮断する際に
燃焼器２の運転も止めて温度を下げるが、超高温蒸気過
熱器３３に蓄熱されている熱容量がガスタービンの入り
口のガス流路に加わるため、負荷遮断時にガスタービン
がオーバースピードにいたるポテンシャルが増加すると
いう課題もある。
燃焼器２の運転も止めて温度を下げるが、超高温蒸気過
熱器３３に蓄熱されている熱容量がガスタービンの入り
口のガス流路に加わるため、負荷遮断時にガスタービン
がオーバースピードにいたるポテンシャルが増加すると
いう課題もある。
【００１２】さらに、従来の再生式ガスタービンでは、
負荷遮断時におけるガスタービンのオーバースピード防
止のためには、燃焼用空気の再生器バイパスや大気放出
用としての大容量のバルブが必要となり、急速動作を保
証することが困難であるという課題がある。
負荷遮断時におけるガスタービンのオーバースピード防
止のためには、燃焼用空気の再生器バイパスや大気放出
用としての大容量のバルブが必要となり、急速動作を保
証することが困難であるという課題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑み、超高温蒸気過熱器を必要とすることなく、従来
のガスタービンコンバインドサイクル発電方式より大幅
に高い発電効率を達成できる再生式ガスタービンコンバ
インドサイクル発電システムを提供することである。
に鑑み、超高温蒸気過熱器を必要とすることなく、従来
のガスタービンコンバインドサイクル発電方式より大幅
に高い発電効率を達成できる再生式ガスタービンコンバ
インドサイクル発電システムを提供することである。
【００１４】また、それに加え、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
するためのバイパスバルブや大気放出バルブが不要で、
それらの負荷を軽減できる機能を備えた再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムを提供すること
である。
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
するためのバイパスバルブや大気放出バルブが不要で、
それらの負荷を軽減できる機能を備えた再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムを提供すること
である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、支燃焼ガスを
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、高温ガス
の供給で駆動されるガスタービンと、ガスタービンから
排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装置と、排
気ガスが流れる熱回収装置のガス流路に設けられ、かつ
燃焼器に供給される圧縮後の支燃焼ガスを加熱する再生
器と、排気ガスの流れから見て再生器の下流側に位置す
るようにガス流路に設けられ、かつ蒸気を加熱する高圧
蒸気過熱器と、加熱された蒸気の供給で駆動される蒸気
タービンとを有する再生式ガスタービンコンバインドサ
イクル発電システムにあって、再生器の上流側と下流側
との中間にあたる中間位置または中間位置から上流側に
位置するところに蒸気をより高温に再加熱する再高圧蒸
気過熱器を設けたことを特徴とする。
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、高温ガス
の供給で駆動されるガスタービンと、ガスタービンから
排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装置と、排
気ガスが流れる熱回収装置のガス流路に設けられ、かつ
燃焼器に供給される圧縮後の支燃焼ガスを加熱する再生
器と、排気ガスの流れから見て再生器の下流側に位置す
るようにガス流路に設けられ、かつ蒸気を加熱する高圧
蒸気過熱器と、加熱された蒸気の供給で駆動される蒸気
タービンとを有する再生式ガスタービンコンバインドサ
イクル発電システムにあって、再生器の上流側と下流側
との中間にあたる中間位置または中間位置から上流側に
位置するところに蒸気をより高温に再加熱する再高圧蒸
気過熱器を設けたことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、上記の再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムにあって、再生器
で加熱された支燃焼ガスを燃焼器に供給される前に急冷
することを特徴とする。
ンコンバインドサイクル発電システムにあって、再生器
で加熱された支燃焼ガスを燃焼器に供給される前に急冷
することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１８】図４は、本発明の実施例を示す再生式ガス
タービンコンバインドサイクル発電システムのシステム
構成図である。図１および図２（従来例）と共通すると
ころは、共通の符号を付して説明を省略し、異なるとこ
ろを主に説明する。
タービンコンバインドサイクル発電システムのシステム
構成図である。図１および図２（従来例）と共通すると
ころは、共通の符号を付して説明を省略し、異なるとこ
ろを主に説明する。
【００１９】図４に示すように本実施例のガス系統は、
以下のように構成されている。圧縮機１の吸気口上流に
設けた水噴霧器２２により粒径５〜２０μｍの微細水滴
を圧縮機吸込み空気４に噴霧する。この微細水滴は圧縮
機１の吸気口上流でその一部が蒸発して空気温度を低下
させる。この温度の低下した空気と未蒸発の微細水滴は
圧縮機１に吸込まれ、微細水滴は圧縮過程でさらに蒸発
して空気温度を低下させる。この圧縮機１の出口から抽
気した圧縮空気を高圧蒸気過熱器８の排ガス下流側に配
置した低温側の再生器７で予熱し、さらに、再高圧蒸気
過熱器８の排ガス上流側に配置した高温側の再生器６で
加熱する。この加熱した圧縮空気を空気急冷用噴霧装置
２５を経て、燃焼器２に燃焼用空気２０として導入して
いる。
以下のように構成されている。圧縮機１の吸気口上流に
設けた水噴霧器２２により粒径５〜２０μｍの微細水滴
を圧縮機吸込み空気４に噴霧する。この微細水滴は圧縮
機１の吸気口上流でその一部が蒸発して空気温度を低下
させる。この温度の低下した空気と未蒸発の微細水滴は
圧縮機１に吸込まれ、微細水滴は圧縮過程でさらに蒸発
して空気温度を低下させる。この圧縮機１の出口から抽
気した圧縮空気を高圧蒸気過熱器８の排ガス下流側に配
置した低温側の再生器７で予熱し、さらに、再高圧蒸気
過熱器８の排ガス上流側に配置した高温側の再生器６で
加熱する。この加熱した圧縮空気を空気急冷用噴霧装置
２５を経て、燃焼器２に燃焼用空気２０として導入して
いる。
【００２０】燃焼器２には燃料５と燃焼用空気２０（支
燃焼ガス）を供給し、燃料５を燃焼用空気２０（支燃焼
ガス）により燃焼して１，３００℃程度の燃焼ガス（高
温ガス）を発生させる。この燃焼ガス（高温ガス）をタ
ービン３に供給して膨張させることにより動力を取り出
し、その動力の一部で圧縮機１を駆動し、残りの動力で
発電機を回して発電する。
燃焼ガス）を供給し、燃料５を燃焼用空気２０（支燃焼
ガス）により燃焼して１，３００℃程度の燃焼ガス（高
温ガス）を発生させる。この燃焼ガス（高温ガス）をタ
ービン３に供給して膨張させることにより動力を取り出
し、その動力の一部で圧縮機１を駆動し、残りの動力で
発電機を回して発電する。
【００２１】ガスタービン３からの排ガス流路（熱回収
装置）には、高温側の再生器６、再高圧蒸気過熱器８、
低温再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧蒸気発生器１
０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器１２、低圧蒸
気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で直列に熱交換
器類を配置している。ガスタービン３から排気される６
００℃程度の排ガス２１はこれらの熱交換器類で排ガス
温度１００℃程度まで熱回収された後、煙突から大気に
放出される。
装置）には、高温側の再生器６、再高圧蒸気過熱器８、
低温再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧蒸気発生器１
０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器１２、低圧蒸
気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で直列に熱交換
器類を配置している。ガスタービン３から排気される６
００℃程度の排ガス２１はこれらの熱交換器類で排ガス
温度１００℃程度まで熱回収された後、煙突から大気に
放出される。
【００２２】また、本実施例における水・蒸気系統はい
わゆる非再熱複圧の蒸気タービンサイクルであり、以下
のように構成している。
わゆる非再熱複圧の蒸気タービンサイクルであり、以下
のように構成している。
【００２３】補給水１８及び復水器１７からの給水を給
水ポンプ１４で昇圧し、低温給水加熱器１４で昇温した
低圧給水の一部を分岐して低圧蒸気発生器１３に供給し
ている。低圧蒸気発生器１３で発生した低圧蒸気は、過
熱のための低圧蒸気過熱器１２を経て蒸気タービン１６
に供給され、発電に供される。
水ポンプ１４で昇圧し、低温給水加熱器１４で昇温した
低圧給水の一部を分岐して低圧蒸気発生器１３に供給し
ている。低圧蒸気発生器１３で発生した低圧蒸気は、過
熱のための低圧蒸気過熱器１２を経て蒸気タービン１６
に供給され、発電に供される。
【００２４】低温給水加熱器１４で昇温した残りの低圧
給水は、さらに昇温するための高圧給水加熱器１１を経
て高圧蒸気発生器１０に供給される。この高圧蒸気発生
器１０で発生した蒸気は、低温側の再生器７の排ガス下
流側に配置した高圧蒸気過熱器９で予熱した後、低温再
生器７の排ガス上流側に配置した再高圧蒸気過熱器８で
高温まで過熱され、蒸気タービン１６に供給される。
給水は、さらに昇温するための高圧給水加熱器１１を経
て高圧蒸気発生器１０に供給される。この高圧蒸気発生
器１０で発生した蒸気は、低温側の再生器７の排ガス下
流側に配置した高圧蒸気過熱器９で予熱した後、低温再
生器７の排ガス上流側に配置した再高圧蒸気過熱器８で
高温まで過熱され、蒸気タービン１６に供給される。
【００２５】蒸気タービン１２で仕事をした後の排蒸気
は復水器１７で水に戻され、補給水１８と合流して給水
ポンプ１９で昇圧され、再び低温給水加熱器１４に供給
される。
は復水器１７で水に戻され、補給水１８と合流して給水
ポンプ１９で昇圧され、再び低温給水加熱器１４に供給
される。
【００２６】圧縮機１の吸気ダクトには水噴霧装置２２
を設け、噴霧用水２３を噴霧水供給弁３２を経て水噴霧
器２２に供給している。水噴霧装置２２としては、一流
体ノズル、二流体ノズルなどを複数個配置して構成可能
である。なお、二流体ノズルの場合には噴霧用水のほか
に圧縮空気源が必要であるが、この圧縮空気源としては
圧縮機１からの抽気空気や別置きの圧縮機からの空気を
使用することができる。
を設け、噴霧用水２３を噴霧水供給弁３２を経て水噴霧
器２２に供給している。水噴霧装置２２としては、一流
体ノズル、二流体ノズルなどを複数個配置して構成可能
である。なお、二流体ノズルの場合には噴霧用水のほか
に圧縮空気源が必要であるが、この圧縮空気源としては
圧縮機１からの抽気空気や別置きの圧縮機からの空気を
使用することができる。
【００２７】なお、噴霧用水の供給元は図示していない
が、別に設けた給水系統から常温の純水を供給する方
式、高圧給水加熱１１から分岐した高温高圧水を供給す
る方式など、種々の方式を採用可能である。また、圧縮
機１への水噴霧位置は本実施例で示した圧縮機１の入口
空気に限られるものではなく、圧縮機１の中の圧縮過程
の空気に水噴霧しても良い。
が、別に設けた給水系統から常温の純水を供給する方
式、高圧給水加熱１１から分岐した高温高圧水を供給す
る方式など、種々の方式を採用可能である。また、圧縮
機１への水噴霧位置は本実施例で示した圧縮機１の入口
空気に限られるものではなく、圧縮機１の中の圧縮過程
の空気に水噴霧しても良い。
【００２８】さらに、本実施例における空気急冷用水噴
霧系統は、以下のように構成している。
霧系統は、以下のように構成している。
【００２９】空気急冷用水噴霧装置２５は高温側の再生
器６の空気出口に配置され、この空気急冷用水噴霧装置
２５は空気急冷用噴霧水供給弁２６を介して蓄圧貯水槽
２７と配管で接続されている。蓄圧貯水槽２７には噴霧
用水が空気等のガスにより加圧された状態で蓄えられて
いる。空気急冷用噴霧水供給弁２６は通常運転時には閉
じられている。負荷遮断等のガスタービンオーバースピ
ードの恐れある事象が発生した場合には、空気急冷用噴
霧水供給弁２６が急速開されることにより、空気急冷用
水噴霧装置２５に噴霧用水が供給され、５〜５０μｍの
微細水滴が圧縮空気中に噴霧される構成としている。
器６の空気出口に配置され、この空気急冷用水噴霧装置
２５は空気急冷用噴霧水供給弁２６を介して蓄圧貯水槽
２７と配管で接続されている。蓄圧貯水槽２７には噴霧
用水が空気等のガスにより加圧された状態で蓄えられて
いる。空気急冷用噴霧水供給弁２６は通常運転時には閉
じられている。負荷遮断等のガスタービンオーバースピ
ードの恐れある事象が発生した場合には、空気急冷用噴
霧水供給弁２６が急速開されることにより、空気急冷用
水噴霧装置２５に噴霧用水が供給され、５〜５０μｍの
微細水滴が圧縮空気中に噴霧される構成としている。
【００３０】上記実施例により、超高温蒸気過熱器を必
要とすることなく、従来のガスタービンコンバインドサ
イクル発電方式より大幅に高い発電効率を達成できるの
である。
要とすることなく、従来のガスタービンコンバインドサ
イクル発電方式より大幅に高い発電効率を達成できるの
である。
【００３１】すなわち、再生式ガスタービンの再生器を
少なくとも２つの高温側の再生器６及び低温側の再生器
７で構成し、再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱
回収装置）の上流側に高温側の再生器６を、その高温側
の再生器６の下流側に低温側の再生器７を、高温側の再
生器６と低温側の再生器７の間の中間位置に蒸気タービ
ンサイクルを構成する最も温度、圧力の再高圧蒸気過熱
器８が置かれるように直列状に配置した構成を有してい
る。
少なくとも２つの高温側の再生器６及び低温側の再生器
７で構成し、再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱
回収装置）の上流側に高温側の再生器６を、その高温側
の再生器６の下流側に低温側の再生器７を、高温側の再
生器６と低温側の再生器７の間の中間位置に蒸気タービ
ンサイクルを構成する最も温度、圧力の再高圧蒸気過熱
器８が置かれるように直列状に配置した構成を有してい
る。
【００３２】高温側の再生器６及び再高圧蒸気過熱器８
で高温のガスタービン排ガスから高温まで熱回収し、温
度の低下したガスタービン排ガスで高温側の再生器６に
よる燃焼用空気の予熱、さらには給水加熱及び蒸発を行
うことにより、高温の燃焼用空気と高温の過熱蒸気を同
時に得ることができる。これにより、発電効率の高い再
生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを
実現できる。
で高温のガスタービン排ガスから高温まで熱回収し、温
度の低下したガスタービン排ガスで高温側の再生器６に
よる燃焼用空気の予熱、さらには給水加熱及び蒸発を行
うことにより、高温の燃焼用空気と高温の過熱蒸気を同
時に得ることができる。これにより、発電効率の高い再
生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを
実現できる。
【００３３】なお、従来の再生式ガスタービンサイクル
発電システムを詳細に検討した結果、ガスタービンの圧
力比、燃焼温度、蒸気サイクルの蒸気条件などにより多
少は変化するが、代表的な再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電システムでは従来のコンバインドサイ
クル発電システムより発生蒸気量が少なく、蒸気過熱器
での回収熱量は再生器における回収熱量の１／４程度で
あることを見出した。そのため、蒸気過熱器を再生器よ
りガスタービン排ガス流路の上流側に配置してもガスタ
ービン排ガスの温度低下は小さく、再生器出口の燃焼用
空気を高温まで加熱することができることを見出し、こ
のような試行．検討を重ねて本発明を完成させるに至っ
たのである。
発電システムを詳細に検討した結果、ガスタービンの圧
力比、燃焼温度、蒸気サイクルの蒸気条件などにより多
少は変化するが、代表的な再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電システムでは従来のコンバインドサイ
クル発電システムより発生蒸気量が少なく、蒸気過熱器
での回収熱量は再生器における回収熱量の１／４程度で
あることを見出した。そのため、蒸気過熱器を再生器よ
りガスタービン排ガス流路の上流側に配置してもガスタ
ービン排ガスの温度低下は小さく、再生器出口の燃焼用
空気を高温まで加熱することができることを見出し、こ
のような試行．検討を重ねて本発明を完成させるに至っ
たのである。
【００３４】次に高い発電効率を達成する作用効果につ
いて、本実施例と従来技術とを比較して説明する。
いて、本実施例と従来技術とを比較して説明する。
【００３５】図１に示した従来の再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電方式、および、図５に示した本
発明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方
式の発電効率と主なプロセス量について、合理的、か
つ、主要構成機器の性能等を同一条件として解析した結
果を、表１に比較して示す。
ンバインドサイクル発電方式、および、図５に示した本
発明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方
式の発電効率と主なプロセス量について、合理的、か
つ、主要構成機器の性能等を同一条件として解析した結
果を、表１に比較して示す。
【表１】
なお、表１には、本発明の従来の再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電方式を「従来再生ＣＣ」、本発
明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式
で水噴霧装置２２を設けない場合を「本発明（水噴霧な
し）」、水噴霧装置２２を設けた場合を「本発明（水噴
霧あり）」と表記している。
ンバインドサイクル発電方式を「従来再生ＣＣ」、本発
明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式
で水噴霧装置２２を設けない場合を「本発明（水噴霧な
し）」、水噴霧装置２２を設けた場合を「本発明（水噴
霧あり）」と表記している。
【００３６】表１に示すように、燃焼用空気２０の温度
を５６０℃とした場合の蒸気タービン１６入口の高圧蒸
気温度は、従来再生ＣＣでは４３０℃程度が上限となる
のに対して本発明（水噴霧無し）では５３８℃程度まで
高めることができる。そのため、蒸気タービンの効率が
高まるので蒸気タービン発電量が増加しており、ガスタ
ービン発電量と合わせた総合発電量が増加している。こ
れにより、本発明（水噴霧なし）は従来再生ＣＣより高
い発電効率を得られることがわかる。
を５６０℃とした場合の蒸気タービン１６入口の高圧蒸
気温度は、従来再生ＣＣでは４３０℃程度が上限となる
のに対して本発明（水噴霧無し）では５３８℃程度まで
高めることができる。そのため、蒸気タービンの効率が
高まるので蒸気タービン発電量が増加しており、ガスタ
ービン発電量と合わせた総合発電量が増加している。こ
れにより、本発明（水噴霧なし）は従来再生ＣＣより高
い発電効率を得られることがわかる。
【００３７】さらに表１に示すように、空気４の流量の
約１重量％の微細水滴を水噴霧装置２２により噴霧した
本発明（水噴霧あり）では、本発明（水噴霧なし）に比
較して圧縮機１の所要動力が減少し、ガスタービン発電
量が大きく増加している。本発明（水噴霧あり）では、
図３を用いて後述するように再生器回収熱量の増加によ
り蒸気タービンサイクルへの排ガス熱量が減少するた
め、蒸気タービンの発電量は本発明（水噴霧無し）より
減少するが、それ以上にガスタービンの発電量が大き
く、総合発電量は増加している。これにより、本発明
（水噴霧あり）は従来再生ＣＣはもとより本発明（水噴
霧なし）よりさらに高い発電効率を得られることがわか
る。
約１重量％の微細水滴を水噴霧装置２２により噴霧した
本発明（水噴霧あり）では、本発明（水噴霧なし）に比
較して圧縮機１の所要動力が減少し、ガスタービン発電
量が大きく増加している。本発明（水噴霧あり）では、
図３を用いて後述するように再生器回収熱量の増加によ
り蒸気タービンサイクルへの排ガス熱量が減少するた
め、蒸気タービンの発電量は本発明（水噴霧無し）より
減少するが、それ以上にガスタービンの発電量が大き
く、総合発電量は増加している。これにより、本発明
（水噴霧あり）は従来再生ＣＣはもとより本発明（水噴
霧なし）よりさらに高い発電効率を得られることがわか
る。
【００３８】高い発電効率について、図３を引用してさ
らに詳しく述べる。
らに詳しく述べる。
【００３９】図４は、本発明の再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムにおける水噴霧効果を説
明するためのエネルギーフロー図を示すものである。こ
のエネルギーフロー図は、ガスタービン、蒸気タービ
ン、熱交換器などの代表的な性能を用いてシステム解析
した結果に基づいている。
バインドサイクル発電システムにおける水噴霧効果を説
明するためのエネルギーフロー図を示すものである。こ
のエネルギーフロー図は、ガスタービン、蒸気タービ
ン、熱交換器などの代表的な性能を用いてシステム解析
した結果に基づいている。
【００４０】図３中の数値は、低位発熱量（ＬＨＶ）基
準の燃料入熱を１００とした場合の各部エネルギー割合
を示しており、発電出力が発電効率に相当する。また、
同図中の（ ）内の数値は水噴霧を行わない場合の各部
エネルギー割合を示している。 （１）．図４に示すように、水噴霧した場合は圧縮機の
中間冷却効果により、圧縮機動力が低下する。 （２）．圧縮機出口の圧縮空気の熱エネルギーは、圧縮
機動力が低下する効果と噴霧水の蒸発による潜熱ロスに
より、水噴霧しない場合より大きく低下する。すなわ
ち、圧縮機出口の空気温度が低下する。一方、この温度
の低下した圧縮空気が再生器に導入されるので、圧縮空
気によるガスタービン排ガスからの回収熱量が大幅に増
加する。そのため、圧縮機出口の熱量と再生器での回収
熱量の和である燃焼器に入る圧縮空気の熱量はほとんど
変化せず、タービン入熱及びタービン動力も水噴霧しな
い時とほとんど同じとなる。 （３）．前記（１）により圧縮機動力は低下し、かつ、
前記（２）によりタービン動力はほとんど変化しないた
め、水噴霧によりガスタービン（ＧＴ）出力は大幅に増
加する。 （４）．一方、再生器回収熱量の増加により蒸気サイク
ルの熱源であるタービン排ガス熱量が減少するため、蒸
気タービン出力は低下する。しかし、再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムでは従来のコンバ
インドサイクル発電システムに比べてガスタービン出力
に対する蒸気タービン出力の割合が小さいため、蒸気タ
ービン出力の低下量も小さい。 （５）．したがって、水噴霧によるガスタービン出力の
増加量が蒸気タービン出力の低下量を上回り、プラント
効率は向上する。
準の燃料入熱を１００とした場合の各部エネルギー割合
を示しており、発電出力が発電効率に相当する。また、
同図中の（ ）内の数値は水噴霧を行わない場合の各部
エネルギー割合を示している。 （１）．図４に示すように、水噴霧した場合は圧縮機の
中間冷却効果により、圧縮機動力が低下する。 （２）．圧縮機出口の圧縮空気の熱エネルギーは、圧縮
機動力が低下する効果と噴霧水の蒸発による潜熱ロスに
より、水噴霧しない場合より大きく低下する。すなわ
ち、圧縮機出口の空気温度が低下する。一方、この温度
の低下した圧縮空気が再生器に導入されるので、圧縮空
気によるガスタービン排ガスからの回収熱量が大幅に増
加する。そのため、圧縮機出口の熱量と再生器での回収
熱量の和である燃焼器に入る圧縮空気の熱量はほとんど
変化せず、タービン入熱及びタービン動力も水噴霧しな
い時とほとんど同じとなる。 （３）．前記（１）により圧縮機動力は低下し、かつ、
前記（２）によりタービン動力はほとんど変化しないた
め、水噴霧によりガスタービン（ＧＴ）出力は大幅に増
加する。 （４）．一方、再生器回収熱量の増加により蒸気サイク
ルの熱源であるタービン排ガス熱量が減少するため、蒸
気タービン出力は低下する。しかし、再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムでは従来のコンバ
インドサイクル発電システムに比べてガスタービン出力
に対する蒸気タービン出力の割合が小さいため、蒸気タ
ービン出力の低下量も小さい。 （５）．したがって、水噴霧によるガスタービン出力の
増加量が蒸気タービン出力の低下量を上回り、プラント
効率は向上する。
【００４１】したがって、従来のコンバインドサイクル
発電システムで圧縮機に水噴霧を行っても発電効率の向
上はほとんど期待できないが、再生式コンバインドサイ
クルシステムで水噴霧を行うことにより、その発電効率
を向上できる。
発電システムで圧縮機に水噴霧を行っても発電効率の向
上はほとんど期待できないが、再生式コンバインドサイ
クルシステムで水噴霧を行うことにより、その発電効率
を向上できる。
【００４２】次に負荷遮断時のガスタービンオーバース
ピードを抑制する作用効果について説明する。
ピードを抑制する作用効果について説明する。
【００４３】本発明（水噴霧なし）の通常運転時には、
表１に示すようにタービン３の軸出力３２６ＭＷのうち
１６７ＭＷは圧縮機１を駆動するために消費され、残り
の１５９ＭＷで発電機を回して１５４ＭＷの電力を発生
している。これにより、エネルギーバランスが保たれ、
ガスタービン（タービン３と圧縮機１）は定格回転数で
回転している。
表１に示すようにタービン３の軸出力３２６ＭＷのうち
１６７ＭＷは圧縮機１を駆動するために消費され、残り
の１５９ＭＷで発電機を回して１５４ＭＷの電力を発生
している。これにより、エネルギーバランスが保たれ、
ガスタービン（タービン３と圧縮機１）は定格回転数で
回転している。
【００４４】負荷遮断が発生すると発電機の駆動に消費
される動力がほぼゼロになり、そのまま放置すれば余っ
た動力により回転数が急速に増加してオーバースピード
に至り、破損する。シンプルサイクルのガスタービンで
は負荷遮断の発生直後に燃料を絞れば、ガスタービン３
への入熱は圧縮機１からの圧縮機空気だけとなる。その
ため、ガスタービン３の軸動力＜圧縮機１の消費動力と
なり、回転数は減少に向かう。
される動力がほぼゼロになり、そのまま放置すれば余っ
た動力により回転数が急速に増加してオーバースピード
に至り、破損する。シンプルサイクルのガスタービンで
は負荷遮断の発生直後に燃料を絞れば、ガスタービン３
への入熱は圧縮機１からの圧縮機空気だけとなる。その
ため、ガスタービン３の軸動力＜圧縮機１の消費動力と
なり、回転数は減少に向かう。
【００４５】しかし、本発明で用いている再生式ガスタ
ービンでは、圧縮空気が再生器を経由してガスタービン
に供給されており、かつ、再生器は大きな熱容量を持っ
ている。そのため、本実施例（水噴霧なし）の例では、
負荷遮断の発生直後に燃料を遮断しても、熱容量の大き
な再生器で加熱された５００℃以上の高温の圧縮空気が
ガスタービンへ供給され、ガスタービン３で発生する軸
動力が圧縮機１の消費動力を上回る状態が継続する。圧
縮機１の消費動力を上回った動力（以下、余剰動力）に
よりガスタービンの回転数は上昇に向かい、そのまま放
置すれば、オーバースピードに至る。
ービンでは、圧縮空気が再生器を経由してガスタービン
に供給されており、かつ、再生器は大きな熱容量を持っ
ている。そのため、本実施例（水噴霧なし）の例では、
負荷遮断の発生直後に燃料を遮断しても、熱容量の大き
な再生器で加熱された５００℃以上の高温の圧縮空気が
ガスタービンへ供給され、ガスタービン３で発生する軸
動力が圧縮機１の消費動力を上回る状態が継続する。圧
縮機１の消費動力を上回った動力（以下、余剰動力）に
よりガスタービンの回転数は上昇に向かい、そのまま放
置すれば、オーバースピードに至る。
【００４６】これを防止するため本実施例では、負荷遮
断の発生直後に燃料を絞る又は遮断すると同時に空気急
冷用噴霧水供給弁２６を開して、高温再生器６の出口空
気配管に設置した空気急冷用水噴霧装置２５から水量１
２．５ｋｇ／ｓの微細水滴を圧縮空気中に噴霧する。燃
料を遮断した直後の高温再生器６出口の圧縮空気温度は
約５４７℃、流量は約３８０ｋｇ／ｓである。
断の発生直後に燃料を絞る又は遮断すると同時に空気急
冷用噴霧水供給弁２６を開して、高温再生器６の出口空
気配管に設置した空気急冷用水噴霧装置２５から水量１
２．５ｋｇ／ｓの微細水滴を圧縮空気中に噴霧する。燃
料を遮断した直後の高温再生器６出口の圧縮空気温度は
約５４７℃、流量は約３８０ｋｇ／ｓである。
【００４７】噴霧された水量１２．５ｋｇ／ｓの微細水
滴は上記の圧縮空気の熱を奪ってその全量が蒸発し、蒸
気と圧縮空気の混合気体の温度を約４４７℃に下げ、そ
の流量は３９２．５ｋｇ／ｓに増加する。この温度の低
下した混合気体によりタービン３は駆動されるが、その
軸出力は圧縮機１の消費動力と程度にまで低下する。そ
のため、ガスタービンの回転数が上昇することはなく、
ガスタービンのオーバースピードを防止することができ
る。
滴は上記の圧縮空気の熱を奪ってその全量が蒸発し、蒸
気と圧縮空気の混合気体の温度を約４４７℃に下げ、そ
の流量は３９２．５ｋｇ／ｓに増加する。この温度の低
下した混合気体によりタービン３は駆動されるが、その
軸出力は圧縮機１の消費動力と程度にまで低下する。そ
のため、ガスタービンの回転数が上昇することはなく、
ガスタービンのオーバースピードを防止することができ
る。
【００４８】また、燃料の遮断及び空気急冷用水噴霧に
よりタービン３の排ガス２１の温度は１３０℃〜１４０
℃程度まで低下するので、この排ガス２１によって高温
再生器６は冷却され、高温再生器６出口の圧縮空気の温
度も徐々に低下する。したがって、噴霧する水量は負荷
遮断直後から徐々に減少させてよい。
よりタービン３の排ガス２１の温度は１３０℃〜１４０
℃程度まで低下するので、この排ガス２１によって高温
再生器６は冷却され、高温再生器６出口の圧縮空気の温
度も徐々に低下する。したがって、噴霧する水量は負荷
遮断直後から徐々に減少させてよい。
【００４９】次に図５に示される他の実施例について説
明する。
明する。
【００５０】図４に示す実施例と共通するところは、共
通の符号を付して説明を省略し、異なるところを主に説
明する。
通の符号を付して説明を省略し、異なるところを主に説
明する。
【００５１】すなわち、タービン３からの排ガス流路の
最上流部に、高温側の再生器６と再高圧蒸気過熱器８を
並列に配置している。この高温側の再生器６と再高圧蒸
気過熱器８を出た排ガスを合流させ、その合流後の排ガ
ス流路に、低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧
蒸気発生器１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器
１２、低圧蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で
直列に熱交換器類を配置している。
最上流部に、高温側の再生器６と再高圧蒸気過熱器８を
並列に配置している。この高温側の再生器６と再高圧蒸
気過熱器８を出た排ガスを合流させ、その合流後の排ガ
ス流路に、低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧
蒸気発生器１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器
１２、低圧蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で
直列に熱交換器類を配置している。
【００５２】このように配置することにより、高温側の
再生器６の圧縮空気及び再高圧蒸気過熱器８の蒸気は、
タービン３からの高温の排ガス２１で最初に加熱される
ので、高い温度の燃焼用空気２０及び高い温度の高圧蒸
気を得ることができる。
再生器６の圧縮空気及び再高圧蒸気過熱器８の蒸気は、
タービン３からの高温の排ガス２１で最初に加熱される
ので、高い温度の燃焼用空気２０及び高い温度の高圧蒸
気を得ることができる。
【００５３】したがって、図５に示す実施例と同様に、
高い発電効率を得ることが可能となる。
高い発電効率を得ることが可能となる。
【００５４】また、この実施例では、再生式ガスタービ
ンを構成する高温側の再生器６と蒸気タービンサイクル
を構成する最も温度、圧力の高い再高圧蒸気過熱器８と
を再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱回収装置）
の最上流部に並列状に配置した構成を有している。
ンを構成する高温側の再生器６と蒸気タービンサイクル
を構成する最も温度、圧力の高い再高圧蒸気過熱器８と
を再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱回収装置）
の最上流部に並列状に配置した構成を有している。
【００５５】すなわち該再高圧蒸気過熱器の上流側端部
と前記高温側の再生加熱器の上流側端部がほぼ横並びに
揃うように排ガス流路（熱回収装置）に配置されている
ので、高温側の再生器及び再高圧蒸気過熱器とも高温の
ガスタービン排ガスから熱を回収できるので、高温の燃
焼用空気と高温の過熱蒸気を同時に得ることができる。
これにより、超高温蒸気過熱器を用いることなく、発電
効率の高い再生式ガスタービンコンバインドサイクル発
電システムを実現できる。
と前記高温側の再生加熱器の上流側端部がほぼ横並びに
揃うように排ガス流路（熱回収装置）に配置されている
ので、高温側の再生器及び再高圧蒸気過熱器とも高温の
ガスタービン排ガスから熱を回収できるので、高温の燃
焼用空気と高温の過熱蒸気を同時に得ることができる。
これにより、超高温蒸気過熱器を用いることなく、発電
効率の高い再生式ガスタービンコンバインドサイクル発
電システムを実現できる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
高温蒸気過熱器を用いることなく、発電効率の高い再生
式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを実
現できる。
高温蒸気過熱器を用いることなく、発電効率の高い再生
式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを実
現できる。
【図１】従来例の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システムのシステム構成図。
クル発電システムのシステム構成図。
【図２】従来例の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システムのシステム構成図。
クル発電システムのシステム構成図。
【図３】本発明の実施例に係る再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムのエネルギーフロー説明
図。
バインドサイクル発電システムのエネルギーフロー説明
図。
【図４】本発明の実施例に係る再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムのシステム構成図。
バインドサイクル発電システムのシステム構成図。
【図５】本発明の他の実施例に係る再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムのシステム構成図。
コンバインドサイクル発電システムのシステム構成図。
１…圧縮機、２…燃焼器、３…タービン、４…空気、５
…燃料、６…高温側の再生器、７…低温側の再生器、８
…再高温蒸気過熱器、９…高温蒸気過熱器、１０…高圧
蒸気発生器、１１…高圧給水過熱器、１２…低圧蒸気過
熱器、１３…低圧蒸気発生器、１４…低圧給水過熱器、
１５…高圧給水ポンプ、１６…蒸気タービン、１７…復
水器、１８…補給水、１９…給水ポンプ、２０…燃焼用
空気、２１…排ガス、２２…水噴霧装置、２３…噴霧用
水、２４…噴霧水供給弁、２５…空気急冷用水噴霧装
置、２６…空気急冷用噴霧水供給弁、２７…蓄圧貯水
槽、２８…排ガス、３１…蒸気発生器、３２…給水加熱
器、３３…超高温蒸気過熱器、３６…再生器、３７…高
圧蒸気過熱器、５１…再生式ガスタービン、５２…蒸気
タービンサイクル。
…燃料、６…高温側の再生器、７…低温側の再生器、８
…再高温蒸気過熱器、９…高温蒸気過熱器、１０…高圧
蒸気発生器、１１…高圧給水過熱器、１２…低圧蒸気過
熱器、１３…低圧蒸気発生器、１４…低圧給水過熱器、
１５…高圧給水ポンプ、１６…蒸気タービン、１７…復
水器、１８…補給水、１９…給水ポンプ、２０…燃焼用
空気、２１…排ガス、２２…水噴霧装置、２３…噴霧用
水、２４…噴霧水供給弁、２５…空気急冷用水噴霧装
置、２６…空気急冷用噴霧水供給弁、２７…蓄圧貯水
槽、２８…排ガス、３１…蒸気発生器、３２…給水加熱
器、３３…超高温蒸気過熱器、３６…再生器、３７…高
圧蒸気過熱器、５１…再生式ガスタービン、５２…蒸気
タービンサイクル。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月６日（２００２．３．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システム
クル発電システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は再生式ガスタービン
と蒸気タービンサイクルとを用いた再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムに関し、特に高い発
電効率を達成するように改良した再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電、及び、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
する機能を備えた再生式ガスタービンに関するものであ
る。
と蒸気タービンサイクルとを用いた再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムに関し、特に高い発
電効率を達成するように改良した再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電、及び、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
する機能を備えた再生式ガスタービンに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】燃焼によるエネルギーを原動機により動
力または電気エネルギーに変換する主な方法として、ガ
スタービンによる方法と蒸気タービンによる方法があ
る。ガスタービンを用いる場合は、圧縮した空気を支燃
剤として燃料を燃焼させ、それにより得られる高温高圧
の燃焼ガスでガスタービンを駆動回転させる。一方、蒸
気タービンでは、ボイラーで発生させた高温高圧の蒸気
でタービンを駆動回転させる。ガスタービンの発電効率
は蒸気タービンと同程度であるが、ガスタービンによる
場合は６００℃前後の高温排ガスが排出される。そこ
で、ガスタービンを用いて発電すると共に、ガスタービ
ンからの高温排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めたガスタービンコンバイン
ド発電方式が開発され、広く実用に供されている。
力または電気エネルギーに変換する主な方法として、ガ
スタービンによる方法と蒸気タービンによる方法があ
る。ガスタービンを用いる場合は、圧縮した空気を支燃
剤として燃料を燃焼させ、それにより得られる高温高圧
の燃焼ガスでガスタービンを駆動回転させる。一方、蒸
気タービンでは、ボイラーで発生させた高温高圧の蒸気
でタービンを駆動回転させる。ガスタービンの発電効率
は蒸気タービンと同程度であるが、ガスタービンによる
場合は６００℃前後の高温排ガスが排出される。そこ
で、ガスタービンを用いて発電すると共に、ガスタービ
ンからの高温排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めたガスタービンコンバイン
ド発電方式が開発され、広く実用に供されている。
【０００３】また、ガスタービンによる発電の改良型と
して、ガスタービンを駆動した後の高温排ガスとガスタ
ービンの燃焼器に供給する圧縮空気を再生器で熱交換さ
せることにより高温の圧縮空気とし、この高温圧縮空気
を燃焼器に供給することにより、ガスタービンの燃料を
低減してガスタービンの発電効率を向上させる再生式ガ
スタービンが知られている。さらに、この再生式ガスタ
ービンからの排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めようとする再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電方式が知られている。
して、ガスタービンを駆動した後の高温排ガスとガスタ
ービンの燃焼器に供給する圧縮空気を再生器で熱交換さ
せることにより高温の圧縮空気とし、この高温圧縮空気
を燃焼器に供給することにより、ガスタービンの燃料を
低減してガスタービンの発電効率を向上させる再生式ガ
スタービンが知られている。さらに、この再生式ガスタ
ービンからの排ガスの熱で蒸気を発生させ、この蒸気に
より蒸気タービンを用いて発電することによりプラント
全体としての発電効率を高めようとする再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電方式が知られている。
【０００４】特開平８−１８９３１０号公報には、この
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式の発
電効率を向上させる目的で、燃焼器とガスタービンの間
に高温高圧の燃焼ガス（約１４５０℃）を加熱源とする
チューブ状の蒸気過熱器を設け、排熱回収ボイラーで発
生させた３００℃〜４００℃の蒸気を導いて過熱し、得
られた約６００℃の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式が提
案されている。
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式の発
電効率を向上させる目的で、燃焼器とガスタービンの間
に高温高圧の燃焼ガス（約１４５０℃）を加熱源とする
チューブ状の蒸気過熱器を設け、排熱回収ボイラーで発
生させた３００℃〜４００℃の蒸気を導いて過熱し、得
られた約６００℃の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方式が提
案されている。
【０００５】再生式ガスタービンでは燃焼用空気はその
全量が再生器を経由して燃焼器に入る。このため、負荷
遮断が発生した場合に急激に燃料を絞っても、燃焼用空
気が大きな熱容量と内容積を持つ再生器で加熱されるこ
とにより、タービンへの大きな熱入力が一定時間維持さ
れる。そのため、ガスタービンがオーバースピードとな
り破損する恐れがある。負荷遮断時におけるオーバース
ピードを防止するためにはタービンへの熱入力を急減さ
せる必要があり、その方法としては、（１）燃焼用空気
の一部について再生器をバイパスさせるバイパスバルブ
を設ける方式、（２）燃焼用空気の一部を大気に放出す
るための大気放出バルブを設けるなどの方法が知られて
いる。
全量が再生器を経由して燃焼器に入る。このため、負荷
遮断が発生した場合に急激に燃料を絞っても、燃焼用空
気が大きな熱容量と内容積を持つ再生器で加熱されるこ
とにより、タービンへの大きな熱入力が一定時間維持さ
れる。そのため、ガスタービンがオーバースピードとな
り破損する恐れがある。負荷遮断時におけるオーバース
ピードを防止するためにはタービンへの熱入力を急減さ
せる必要があり、その方法としては、（１）燃焼用空気
の一部について再生器をバイパスさせるバイパスバルブ
を設ける方式、（２）燃焼用空気の一部を大気に放出す
るための大気放出バルブを設けるなどの方法が知られて
いる。
【０００６】また、従来の再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電方式では、図１に示すように再生式ガ
スタービン５１と蒸気タービンサイクル５２が組み合わ
され、再生器３６のガスタービン排ガス後流に蒸気ター
ビンサイクル５２が配置されている。
ンドサイクル発電方式では、図１に示すように再生式ガ
スタービン５１と蒸気タービンサイクル５２が組み合わ
され、再生器３６のガスタービン排ガス後流に蒸気ター
ビンサイクル５２が配置されている。
【０００７】再生式ガスタービン５１は、空気４を圧縮
する圧縮機１、圧縮された空気４を加熱する熱回収装置
の再生器３６、加熱された燃焼用空気２０、燃料５と燃
焼用空気２０を供給して燃焼させる燃焼器２、燃焼で発
生した高温ガスの供給で駆動されるガスタービン３を有
する。
する圧縮機１、圧縮された空気４を加熱する熱回収装置
の再生器３６、加熱された燃焼用空気２０、燃料５と燃
焼用空気２０を供給して燃焼させる燃焼器２、燃焼で発
生した高温ガスの供給で駆動されるガスタービン３を有
する。
【０００８】蒸気タービンサイクル５２は、供給される
蒸気で駆動される蒸気タービン１６、蒸気タービン１６
から排気される蒸気を冷やして水にする復水器１７、復
水された水に加える補給水１８、補給された水を送る給
水ポンプ１９、送られる水を加熱するところの排ガス２
８が流れる熱回収装置の低圧給水加熱器１４、加熱した
水を送る高圧給水ポンプ１５、高圧給水ポンプ１５より
送られる加熱水を加熱する高圧給水加熱器１１、高圧給
水加熱器１１より送られる高圧加熱水を水蒸気になるよ
うに加熱する高圧蒸気発生器１０、高圧蒸気発生器１０
で発生した蒸気を過熱する高圧蒸気過熱器３７、低圧給
水加熱器１４で加熱した加熱水の分流を加熱して水蒸気
にする低圧蒸気発生器１３、低圧蒸気発生器１３で発生
した蒸気を蒸気タービン１６の中段に供給する前に過熱
する低圧蒸気過熱器１２を有する。なお、ガスタービン
３からの排気ガス２１は熱回収装置の上流側に導入さ
れ、排気ガス２８は熱回収装置の下流側から排出され
る。
蒸気で駆動される蒸気タービン１６、蒸気タービン１６
から排気される蒸気を冷やして水にする復水器１７、復
水された水に加える補給水１８、補給された水を送る給
水ポンプ１９、送られる水を加熱するところの排ガス２
８が流れる熱回収装置の低圧給水加熱器１４、加熱した
水を送る高圧給水ポンプ１５、高圧給水ポンプ１５より
送られる加熱水を加熱する高圧給水加熱器１１、高圧給
水加熱器１１より送られる高圧加熱水を水蒸気になるよ
うに加熱する高圧蒸気発生器１０、高圧蒸気発生器１０
で発生した蒸気を過熱する高圧蒸気過熱器３７、低圧給
水加熱器１４で加熱した加熱水の分流を加熱して水蒸気
にする低圧蒸気発生器１３、低圧蒸気発生器１３で発生
した蒸気を蒸気タービン１６の中段に供給する前に過熱
する低圧蒸気過熱器１２を有する。なお、ガスタービン
３からの排気ガス２１は熱回収装置の上流側に導入さ
れ、排気ガス２８は熱回収装置の下流側から排出され
る。
【０００９】この方式は従来のガスタービンコンバイン
ド発電方式より発電効率を向上することができるが、再
生器３６において多量の熱が排ガス２１から回収される
ので、再生器３６の出口側の排ガス温度が低下する。そ
のため、高圧蒸気過熱器３７において高温高圧の過熱蒸
気を得ることができず、蒸気タービンサイクル５２の効
率は低下する。そのため、満足のいく発電効率までは得
られていない。
ド発電方式より発電効率を向上することができるが、再
生器３６において多量の熱が排ガス２１から回収される
ので、再生器３６の出口側の排ガス温度が低下する。そ
のため、高圧蒸気過熱器３７において高温高圧の過熱蒸
気を得ることができず、蒸気タービンサイクル５２の効
率は低下する。そのため、満足のいく発電効率までは得
られていない。
【００１０】特開平８−１８９３１０号公報で提案され
ている技術は、上記の再生式ガスタービンコンバインド
サイクル発電方式を改良して高温高圧の過熱蒸気を得る
ことにより、さらに発電効率を高めようとする技術であ
る。この技術では高温高圧の過熱蒸気を得るため、図２
に示すように燃焼器２からの超高温の燃焼ガスと蒸気発
生器３１からの蒸気を超高温蒸気過熱器３３で熱交換
し、得られた高温の過熱蒸気で蒸気タービン１６を駆動
している。しかし、１４５０℃前後の超高温燃焼ガスを
熱源とする超高温蒸気過熱器３３が必要であり、材料、
設置スペース、蒸気サイクルにトラブルが発生した場合
の健全性保証などに技術課題がある。
ている技術は、上記の再生式ガスタービンコンバインド
サイクル発電方式を改良して高温高圧の過熱蒸気を得る
ことにより、さらに発電効率を高めようとする技術であ
る。この技術では高温高圧の過熱蒸気を得るため、図２
に示すように燃焼器２からの超高温の燃焼ガスと蒸気発
生器３１からの蒸気を超高温蒸気過熱器３３で熱交換
し、得られた高温の過熱蒸気で蒸気タービン１６を駆動
している。しかし、１４５０℃前後の超高温燃焼ガスを
熱源とする超高温蒸気過熱器３３が必要であり、材料、
設置スペース、蒸気サイクルにトラブルが発生した場合
の健全性保証などに技術課題がある。
【００１１】また、ガスタービンの負荷を遮断する際に
燃焼器２の運転も止めて温度を下げるが、超高温蒸気過
熱器３３に蓄熱されている熱容量がガスタービンの入り
口のガス流路に加わるため、負荷遮断時にガスタービン
がオーバースピードにいたるポテンシャルが増加すると
いう課題もある。
燃焼器２の運転も止めて温度を下げるが、超高温蒸気過
熱器３３に蓄熱されている熱容量がガスタービンの入り
口のガス流路に加わるため、負荷遮断時にガスタービン
がオーバースピードにいたるポテンシャルが増加すると
いう課題もある。
【００１２】さらに、従来の再生式ガスタービンでは、
負荷遮断時におけるガスタービンのオーバースピード防
止のためには、燃焼用空気の再生器バイパスや大気放出
用としての大容量のバルブが必要となり、急速動作を保
証することが困難であるという課題がある。
負荷遮断時におけるガスタービンのオーバースピード防
止のためには、燃焼用空気の再生器バイパスや大気放出
用としての大容量のバルブが必要となり、急速動作を保
証することが困難であるという課題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑み、超高温蒸気過熱器を必要とすることなく、従来
のガスタービンコンバインドサイクル発電方式より大幅
に高い発電効率を達成できる再生式ガスタービンコンバ
インドサイクル発電システムを提供することである。
に鑑み、超高温蒸気過熱器を必要とすることなく、従来
のガスタービンコンバインドサイクル発電方式より大幅
に高い発電効率を達成できる再生式ガスタービンコンバ
インドサイクル発電システムを提供することである。
【００１４】また、それに加え、負荷遮断時などの緊急
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
するためのバイパスバルブや大気放出バルブが不要で、
それらの負荷を軽減できる機能を備えた再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムを提供すること
である。
停止時におけるガスタービンのオーバースピードを防止
するためのバイパスバルブや大気放出バルブが不要で、
それらの負荷を軽減できる機能を備えた再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムを提供すること
である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、支燃焼ガスを
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、高温ガス
の供給で駆動されるガスタービンと、ガスタービンから
排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装置と、排
気ガスが流れる熱回収装置のガス流路に設けられ、かつ
燃焼器に供給される圧縮後の支燃焼ガスを加熱する再生
器と、排気ガスの流れから見て再生器の下流側に位置す
るようにガス流路に設けられ、かつ蒸気を過熱する高圧
蒸気過熱器と、過熱された蒸気の供給で駆動される蒸気
タービンとを有する再生式ガスタービンコンバインドサ
イクル発電システムにあって、再生器の上流側と下流側
との中間にあたる中間位置または中間位置から上流側に
位置するところに蒸気をより高温に再過熱する再高圧蒸
気過熱器を設けたことを特徴とする。
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、高温ガス
の供給で駆動されるガスタービンと、ガスタービンから
排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装置と、排
気ガスが流れる熱回収装置のガス流路に設けられ、かつ
燃焼器に供給される圧縮後の支燃焼ガスを加熱する再生
器と、排気ガスの流れから見て再生器の下流側に位置す
るようにガス流路に設けられ、かつ蒸気を過熱する高圧
蒸気過熱器と、過熱された蒸気の供給で駆動される蒸気
タービンとを有する再生式ガスタービンコンバインドサ
イクル発電システムにあって、再生器の上流側と下流側
との中間にあたる中間位置または中間位置から上流側に
位置するところに蒸気をより高温に再過熱する再高圧蒸
気過熱器を設けたことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、上記の再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムにあって、再生器
で加熱された支燃焼ガスを燃焼器に供給される前に急冷
することを特徴とする。
ンコンバインドサイクル発電システムにあって、再生器
で加熱された支燃焼ガスを燃焼器に供給される前に急冷
することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１８】図４は、本発明の実施例を示す再生式ガス
タービンコンバインドサイクル発電システムのシステム
構成図である。図１および図２（従来例）と共通すると
ころは、共通の符号を付して説明を省略し、異なるとこ
ろを主に説明する。
タービンコンバインドサイクル発電システムのシステム
構成図である。図１および図２（従来例）と共通すると
ころは、共通の符号を付して説明を省略し、異なるとこ
ろを主に説明する。
【００１９】図４に示すように本実施例のガス系統は、
以下のように構成されている。圧縮機１の吸気口上流に
設けた水噴霧器２２により粒径５〜２０μｍの微細水滴
を圧縮機吸込み空気４に噴霧する。この微細水滴は圧縮
機１の吸気口上流でその一部が蒸発して空気温度を低下
させる。この温度の低下した空気と未蒸発の微細水滴は
圧縮機１に吸込まれ、微細水滴は圧縮過程でさらに蒸発
して空気温度を低下させる。この圧縮機１の出口から抽
気した圧縮空気を高圧蒸気過熱器８の排ガス下流側に配
置した低温側の再生器７で予熱し、さらに、再高圧蒸気
過熱器８の排ガス上流側に配置した高温側の再生器６で
加熱する。この加熱した圧縮空気を空気急冷用噴霧装置
２５を経て、燃焼器２に燃焼用空気２０として導入して
いる。
以下のように構成されている。圧縮機１の吸気口上流に
設けた水噴霧器２２により粒径５〜２０μｍの微細水滴
を圧縮機吸込み空気４に噴霧する。この微細水滴は圧縮
機１の吸気口上流でその一部が蒸発して空気温度を低下
させる。この温度の低下した空気と未蒸発の微細水滴は
圧縮機１に吸込まれ、微細水滴は圧縮過程でさらに蒸発
して空気温度を低下させる。この圧縮機１の出口から抽
気した圧縮空気を高圧蒸気過熱器８の排ガス下流側に配
置した低温側の再生器７で予熱し、さらに、再高圧蒸気
過熱器８の排ガス上流側に配置した高温側の再生器６で
加熱する。この加熱した圧縮空気を空気急冷用噴霧装置
２５を経て、燃焼器２に燃焼用空気２０として導入して
いる。
【００２０】燃焼器２には燃料５と燃焼用空気２０（支
燃焼ガス）を供給し、燃料５を燃焼用空気２０（支燃焼
ガス）により燃焼して１，３００℃程度の燃焼ガス（高
温ガス）を発生させる。この燃焼ガス（高温ガス）をガ
スタービン３に供給して膨張させることにより動力を取
り出し、その動力の一部で圧縮機１を駆動し、残りの動
力で発電機を回して発電する。
燃焼ガス）を供給し、燃料５を燃焼用空気２０（支燃焼
ガス）により燃焼して１，３００℃程度の燃焼ガス（高
温ガス）を発生させる。この燃焼ガス（高温ガス）をガ
スタービン３に供給して膨張させることにより動力を取
り出し、その動力の一部で圧縮機１を駆動し、残りの動
力で発電機を回して発電する。
【００２１】ガスタービン３からの排ガス流路（熱回収
装置）には、高温側の再生器６、再高圧蒸気過熱器８、
低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧蒸気発生器
１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器１２、低圧
蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で直列に熱交
換器類を配置している。ガスタービン３から排気される
６００℃程度の排ガス２１はこれらの熱交換器類で排ガ
ス温度１００℃程度まで熱回収された後、煙突から大気
に放出される。
装置）には、高温側の再生器６、再高圧蒸気過熱器８、
低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧蒸気発生器
１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器１２、低圧
蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で直列に熱交
換器類を配置している。ガスタービン３から排気される
６００℃程度の排ガス２１はこれらの熱交換器類で排ガ
ス温度１００℃程度まで熱回収された後、煙突から大気
に放出される。
【００２２】また、本実施例における水・蒸気系統はい
わゆる非再熱複圧の蒸気タービンサイクルであり、以下
のように構成している。
わゆる非再熱複圧の蒸気タービンサイクルであり、以下
のように構成している。
【００２３】補給水１８及び復水器１７からの給水を給
水ポンプ１９で昇圧し、低温給水加熱器１４で昇温した
低圧給水の一部を分岐して低圧蒸気発生器１３に供給し
ている。低圧蒸気発生器１３で発生した低圧蒸気は、過
熱のための低圧蒸気過熱器１２を経て蒸気タービン１６
に供給され、発電に供される。
水ポンプ１９で昇圧し、低温給水加熱器１４で昇温した
低圧給水の一部を分岐して低圧蒸気発生器１３に供給し
ている。低圧蒸気発生器１３で発生した低圧蒸気は、過
熱のための低圧蒸気過熱器１２を経て蒸気タービン１６
に供給され、発電に供される。
【００２４】低温給水加熱器１４で昇温した残りの低圧
給水は、さらに昇温するための高圧給水加熱器１１を経
て高圧蒸気発生器１０に供給される。この高圧蒸気発生
器１０で発生した蒸気は、低温側の再生器７の排ガス下
流側に配置した高圧蒸気過熱器９で予熱した後、低温側
の再生器７の排ガス上流側に配置した再高圧蒸気過熱器
８で高温まで過熱され、蒸気タービン１６に供給され
る。
給水は、さらに昇温するための高圧給水加熱器１１を経
て高圧蒸気発生器１０に供給される。この高圧蒸気発生
器１０で発生した蒸気は、低温側の再生器７の排ガス下
流側に配置した高圧蒸気過熱器９で予熱した後、低温側
の再生器７の排ガス上流側に配置した再高圧蒸気過熱器
８で高温まで過熱され、蒸気タービン１６に供給され
る。
【００２５】蒸気タービン１６で仕事をした後の排蒸気
は復水器１７で水に戻され、補給水１８と合流して給水
ポンプ１９で昇圧され、再び低圧給水加熱器１４に供給
される。
は復水器１７で水に戻され、補給水１８と合流して給水
ポンプ１９で昇圧され、再び低圧給水加熱器１４に供給
される。
【００２６】圧縮機１の吸気ダクトには水噴霧装置２２
を設け、噴霧用水２３を噴霧水供給弁２４を経て水噴霧
器２２に供給している。水噴霧装置２２としては、一流
体ノズル、二流体ノズルなどを複数個配置して構成可能
である。なお、二流体ノズルの場合には噴霧用水のほか
に圧縮空気源が必要であるが、この圧縮空気源としては
圧縮機１からの抽気空気や別置きの圧縮機からの空気を
使用することができる。
を設け、噴霧用水２３を噴霧水供給弁２４を経て水噴霧
器２２に供給している。水噴霧装置２２としては、一流
体ノズル、二流体ノズルなどを複数個配置して構成可能
である。なお、二流体ノズルの場合には噴霧用水のほか
に圧縮空気源が必要であるが、この圧縮空気源としては
圧縮機１からの抽気空気や別置きの圧縮機からの空気を
使用することができる。
【００２７】なお、噴霧用水の供給元は図示していない
が、別に設けた給水系統から常温の純水を供給する方
式、高圧給水加熱器１１から分岐した高温高圧水を供給
する方式など、種々の方式を採用可能である。また、圧
縮機１への水噴霧位置は本実施例で示した圧縮機１の入
口空気に限られるものではなく、圧縮機１の中の圧縮過
程の空気に水噴霧しても良い。
が、別に設けた給水系統から常温の純水を供給する方
式、高圧給水加熱器１１から分岐した高温高圧水を供給
する方式など、種々の方式を採用可能である。また、圧
縮機１への水噴霧位置は本実施例で示した圧縮機１の入
口空気に限られるものではなく、圧縮機１の中の圧縮過
程の空気に水噴霧しても良い。
【００２８】さらに、本実施例における空気急冷用水噴
霧系統は、以下のように構成している。
霧系統は、以下のように構成している。
【００２９】空気急冷用水噴霧装置２５は高温側の再生
器６の空気出口に配置され、この空気急冷用水噴霧装置
２５は空気急冷用噴霧水供給弁２６を介して蓄圧貯水槽
２７と配管で接続されている。蓄圧貯水槽２７には噴霧
用水が空気等のガスにより加圧された状態で蓄えられて
いる。空気急冷用噴霧水供給弁２６は通常運転時には閉
じられている。負荷遮断等のガスタービンオーバースピ
ードの恐れある事象が発生した場合には、空気急冷用噴
霧水供給弁２６が急速開されることにより、空気急冷用
水噴霧装置２５に噴霧用水が供給され、５〜５０μｍの
微細水滴が圧縮空気中に噴霧される構成としている。
器６の空気出口に配置され、この空気急冷用水噴霧装置
２５は空気急冷用噴霧水供給弁２６を介して蓄圧貯水槽
２７と配管で接続されている。蓄圧貯水槽２７には噴霧
用水が空気等のガスにより加圧された状態で蓄えられて
いる。空気急冷用噴霧水供給弁２６は通常運転時には閉
じられている。負荷遮断等のガスタービンオーバースピ
ードの恐れある事象が発生した場合には、空気急冷用噴
霧水供給弁２６が急速開されることにより、空気急冷用
水噴霧装置２５に噴霧用水が供給され、５〜５０μｍの
微細水滴が圧縮空気中に噴霧される構成としている。
【００３０】上記実施例により、超高温蒸気過熱器を必
要とすることなく、従来のガスタービンコンバインドサ
イクル発電方式より大幅に高い発電効率を達成できるの
である。
要とすることなく、従来のガスタービンコンバインドサ
イクル発電方式より大幅に高い発電効率を達成できるの
である。
【００３１】すなわち、再生式ガスタービンの再生器を
少なくとも２つの高温側の再生器６及び低温側の再生器
７で構成し、再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱
回収装置）の上流側に高温側の再生器６を、その高温側
の再生器６の下流側に低温側の再生器７を、高温側の再
生器６と低温側の再生器７の間の中間位置に蒸気タービ
ンサイクルを構成する最も温度、圧力の高い再高圧蒸気
過熱器８が置かれるように直列状に配置した構成を有し
ている。
少なくとも２つの高温側の再生器６及び低温側の再生器
７で構成し、再生式ガスタービンからの排ガス流路（熱
回収装置）の上流側に高温側の再生器６を、その高温側
の再生器６の下流側に低温側の再生器７を、高温側の再
生器６と低温側の再生器７の間の中間位置に蒸気タービ
ンサイクルを構成する最も温度、圧力の高い再高圧蒸気
過熱器８が置かれるように直列状に配置した構成を有し
ている。
【００３２】高温側の再生器６及び再高圧蒸気過熱器８
で高温のガスタービン排ガスから高温まで熱回収し、温
度の低下したガスタービン排ガスで低温側の再生器７に
よる燃焼用空気の予熱、さらには給水加熱及び蒸発を行
うことにより、高温の燃焼用空気と高温の過熱蒸気を同
時に得ることができる。これにより、発電効率の高い再
生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを
実現できる。
で高温のガスタービン排ガスから高温まで熱回収し、温
度の低下したガスタービン排ガスで低温側の再生器７に
よる燃焼用空気の予熱、さらには給水加熱及び蒸発を行
うことにより、高温の燃焼用空気と高温の過熱蒸気を同
時に得ることができる。これにより、発電効率の高い再
生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを
実現できる。
【００３３】なお、従来の再生式ガスタービンサイクル
発電システムを詳細に検討した結果、ガスタービンの圧
力比、燃焼温度、蒸気サイクルの蒸気条件などにより多
少は変化するが、代表的な再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電システムでは従来のコンバインドサイ
クル発電システムより発生蒸気量が少なく、蒸気過熱器
での回収熱量は再生器における回収熱量の１／４程度で
あることを見出した。そのため、蒸気過熱器を再生器よ
りガスタービン排ガス流路の上流側に配置してもガスタ
ービン排ガスの温度低下は小さく、再生器出口の燃焼用
空気を高温まで加熱することができることを見出し、こ
のような試行．検討を重ねて本発明を完成させるに至っ
たのである。
発電システムを詳細に検討した結果、ガスタービンの圧
力比、燃焼温度、蒸気サイクルの蒸気条件などにより多
少は変化するが、代表的な再生式ガスタービンコンバイ
ンドサイクル発電システムでは従来のコンバインドサイ
クル発電システムより発生蒸気量が少なく、蒸気過熱器
での回収熱量は再生器における回収熱量の１／４程度で
あることを見出した。そのため、蒸気過熱器を再生器よ
りガスタービン排ガス流路の上流側に配置してもガスタ
ービン排ガスの温度低下は小さく、再生器出口の燃焼用
空気を高温まで加熱することができることを見出し、こ
のような試行．検討を重ねて本発明を完成させるに至っ
たのである。
【００３４】次に高い発電効率を達成する作用効果につ
いて、本実施例と従来技術とを比較して説明する。
いて、本実施例と従来技術とを比較して説明する。
【００３５】図１に示した従来の再生式ガスタービンコ
ンバインドサイクル発電方式、および、図５に示した本
発明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方
式の発電効率と主なプロセス量について、合理的、か
つ、主要構成機器の性能等を同一条件として解析した結
果を、表１に比較して示す。
ンバインドサイクル発電方式、および、図５に示した本
発明の再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電方
式の発電効率と主なプロセス量について、合理的、か
つ、主要構成機器の性能等を同一条件として解析した結
果を、表１に比較して示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】なお、表１には、本発明の従来の再生式ガ
スタービンコンバインドサイクル発電方式を「従来再生
ＣＣ」、本発明の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電方式で水噴霧装置２２を設けない場合を「本発
明（水噴霧なし）」、水噴霧装置２２を設けた場合を
「本発明（水噴霧あり）」と表記している。
スタービンコンバインドサイクル発電方式を「従来再生
ＣＣ」、本発明の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電方式で水噴霧装置２２を設けない場合を「本発
明（水噴霧なし）」、水噴霧装置２２を設けた場合を
「本発明（水噴霧あり）」と表記している。
【００３８】表１に示すように、燃焼用空気２０の温度
を５６０℃とした場合の蒸気タービン１６入口の高圧蒸
気温度は、従来再生ＣＣでは４３０℃程度が上限となる
のに対して本発明（水噴霧無し）では５３８℃程度まで
高めることができる。そのため、蒸気タービンの効率が
高まるので蒸気タービン発電量が増加しており、ガスタ
ービン発電量と合わせた総合発電量が増加している。こ
れにより、本発明（水噴霧なし）は従来再生ＣＣより高
い発電効率を得られることがわかる。
を５６０℃とした場合の蒸気タービン１６入口の高圧蒸
気温度は、従来再生ＣＣでは４３０℃程度が上限となる
のに対して本発明（水噴霧無し）では５３８℃程度まで
高めることができる。そのため、蒸気タービンの効率が
高まるので蒸気タービン発電量が増加しており、ガスタ
ービン発電量と合わせた総合発電量が増加している。こ
れにより、本発明（水噴霧なし）は従来再生ＣＣより高
い発電効率を得られることがわかる。
【００３９】さらに表１に示すように、空気４の流量の
約１重量％の微細水滴を水噴霧装置２２により噴霧した
本発明（水噴霧あり）では、本発明（水噴霧なし）に比
較して圧縮機１の所要動力が減少し、ガスタービン発電
量が大きく増加している。本発明（水噴霧あり）では、
図３を用いて後述するように再生器回収熱量の増加によ
り蒸気タービンサイクルへの排ガス熱量が減少するた
め、蒸気タービンの発電量は本発明（水噴霧無し）より
減少するが、それ以上にガスタービンの発電量が大き
く、総合発電量は増加している。これにより、本発明
（水噴霧あり）は従来再生ＣＣはもとより本発明（水噴
霧なし）よりさらに高い発電効率を得られることがわか
る。
約１重量％の微細水滴を水噴霧装置２２により噴霧した
本発明（水噴霧あり）では、本発明（水噴霧なし）に比
較して圧縮機１の所要動力が減少し、ガスタービン発電
量が大きく増加している。本発明（水噴霧あり）では、
図３を用いて後述するように再生器回収熱量の増加によ
り蒸気タービンサイクルへの排ガス熱量が減少するた
め、蒸気タービンの発電量は本発明（水噴霧無し）より
減少するが、それ以上にガスタービンの発電量が大き
く、総合発電量は増加している。これにより、本発明
（水噴霧あり）は従来再生ＣＣはもとより本発明（水噴
霧なし）よりさらに高い発電効率を得られることがわか
る。
【００４０】高い発電効率について、図３を引用してさ
らに詳しく述べる。
らに詳しく述べる。
【００４１】図３は、本発明の再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムにおける水噴霧効果を説
明するためのエネルギーフロー図を示すものである。こ
のエネルギーフロー図は、ガスタービン、蒸気タービ
ン、熱交換器などの代表的な性能を用いてシステム解析
した結果に基づいている。
バインドサイクル発電システムにおける水噴霧効果を説
明するためのエネルギーフロー図を示すものである。こ
のエネルギーフロー図は、ガスタービン、蒸気タービ
ン、熱交換器などの代表的な性能を用いてシステム解析
した結果に基づいている。
【００４２】図４中の数値は、低位発熱量（ＬＨＶ）基
準の燃料入熱を１００とした場合の各部エネルギー割合
を示しており、発電出力が発電効率に相当する。また、
同図中の（ ）内の数値は水噴霧を行わない場合の各部
エネルギー割合を示している。 （１）．図３に示すように、水噴霧した場合は圧縮機の
中間冷却効果により、圧縮機動力が低下する。 （２）．圧縮機出口の圧縮空気の熱エネルギーは、圧縮
機動力が低下する効果と噴霧水の蒸発による潜熱ロスに
より、水噴霧しない場合より大きく低下する。すなわ
ち、圧縮機出口の空気温度が低下する。一方、この温度
の低下した圧縮空気が再生器に導入されるので、圧縮空
気によるガスタービン排ガスからの回収熱量が大幅に増
加する。そのため、圧縮機出口の熱量と再生器での回収
熱量の和である燃焼器に入る圧縮空気の熱量はほとんど
変化せず、タービン入熱及びタービン動力も水噴霧しな
い時とほとんど同じとなる。 （３）．前記（１）により圧縮機動力は低下し、かつ、
前記（２）によりタービン動力はほとんど変化しないた
め、水噴霧によりガスタービン（ＧＴ）出力は大幅に増
加する。 （４）．一方、再生器回収熱量の増加により蒸気サイク
ルの熱源であるタービン排ガス熱量が減少するため、蒸
気タービン出力は低下する。しかし、再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムでは従来のコンバ
インドサイクル発電システムに比べてガスタービン出力
に対する蒸気タービン出力の割合が小さいため、蒸気タ
ービン出力の低下量も小さい。 （５）．したがって、水噴霧によるガスタービン出力の
増加量が蒸気タービン出力の低下量を上回り、プラント
効率は向上する。
準の燃料入熱を１００とした場合の各部エネルギー割合
を示しており、発電出力が発電効率に相当する。また、
同図中の（ ）内の数値は水噴霧を行わない場合の各部
エネルギー割合を示している。 （１）．図３に示すように、水噴霧した場合は圧縮機の
中間冷却効果により、圧縮機動力が低下する。 （２）．圧縮機出口の圧縮空気の熱エネルギーは、圧縮
機動力が低下する効果と噴霧水の蒸発による潜熱ロスに
より、水噴霧しない場合より大きく低下する。すなわ
ち、圧縮機出口の空気温度が低下する。一方、この温度
の低下した圧縮空気が再生器に導入されるので、圧縮空
気によるガスタービン排ガスからの回収熱量が大幅に増
加する。そのため、圧縮機出口の熱量と再生器での回収
熱量の和である燃焼器に入る圧縮空気の熱量はほとんど
変化せず、タービン入熱及びタービン動力も水噴霧しな
い時とほとんど同じとなる。 （３）．前記（１）により圧縮機動力は低下し、かつ、
前記（２）によりタービン動力はほとんど変化しないた
め、水噴霧によりガスタービン（ＧＴ）出力は大幅に増
加する。 （４）．一方、再生器回収熱量の増加により蒸気サイク
ルの熱源であるタービン排ガス熱量が減少するため、蒸
気タービン出力は低下する。しかし、再生式ガスタービ
ンコンバインドサイクル発電システムでは従来のコンバ
インドサイクル発電システムに比べてガスタービン出力
に対する蒸気タービン出力の割合が小さいため、蒸気タ
ービン出力の低下量も小さい。 （５）．したがって、水噴霧によるガスタービン出力の
増加量が蒸気タービン出力の低下量を上回り、プラント
効率は向上する。
【００４３】次に負荷遮断時のガスタービンオーバース
ピードを抑制する作用効果について説明する。
ピードを抑制する作用効果について説明する。
【００４４】本発明（水噴霧なし）の通常運転時には、
表１に示すようにタービン３の軸出力３２６ＭＷのうち
１６７ＭＷは圧縮機１を駆動するために消費され、残り
の１５９ＭＷで発電機を回して１５４ＭＷの電力を発生
している。これにより、エネルギーバランスが保たれ、
ガスタービン（タービン３と圧縮機１）は定格回転数で
回転している。
表１に示すようにタービン３の軸出力３２６ＭＷのうち
１６７ＭＷは圧縮機１を駆動するために消費され、残り
の１５９ＭＷで発電機を回して１５４ＭＷの電力を発生
している。これにより、エネルギーバランスが保たれ、
ガスタービン（タービン３と圧縮機１）は定格回転数で
回転している。
【００４５】負荷遮断が発生すると発電機の駆動に消費
される動力がほぼゼロになり、そのまま放置すれば余っ
た動力により回転数が急速に増加してオーバースピード
に至り、破損する。シンプルサイクルのガスタービンで
は負荷遮断の発生直後に燃料を絞れば、ガスタービン３
への入熱は圧縮機１からの圧縮機空気だけとなる。その
ため、ガスタービン３の軸動力＜圧縮機１の消費動力と
なり、回転数は減少に向かう。
される動力がほぼゼロになり、そのまま放置すれば余っ
た動力により回転数が急速に増加してオーバースピード
に至り、破損する。シンプルサイクルのガスタービンで
は負荷遮断の発生直後に燃料を絞れば、ガスタービン３
への入熱は圧縮機１からの圧縮機空気だけとなる。その
ため、ガスタービン３の軸動力＜圧縮機１の消費動力と
なり、回転数は減少に向かう。
【００４６】しかし、本発明で用いている再生式ガスタ
ービンでは、圧縮空気が再生器を経由してガスタービン
に供給されており、かつ、再生器は大きな熱容量を持っ
ている。そのため、本実施例（水噴霧なし）の例では、
負荷遮断の発生直後に燃料を遮断しても、熱容量の大き
な再生器で加熱された５００℃以上の高温の圧縮空気が
ガスタービンへ供給され、ガスタービン３で発生する軸
動力が圧縮機１の消費動力を上回る状態が継続する。圧
縮機１の消費動力を上回った動力（以下、余剰動力）に
よりガスタービンの回転数は上昇に向かい、そのまま放
置すれば、オーバースピードに至る可能性がある。
ービンでは、圧縮空気が再生器を経由してガスタービン
に供給されており、かつ、再生器は大きな熱容量を持っ
ている。そのため、本実施例（水噴霧なし）の例では、
負荷遮断の発生直後に燃料を遮断しても、熱容量の大き
な再生器で加熱された５００℃以上の高温の圧縮空気が
ガスタービンへ供給され、ガスタービン３で発生する軸
動力が圧縮機１の消費動力を上回る状態が継続する。圧
縮機１の消費動力を上回った動力（以下、余剰動力）に
よりガスタービンの回転数は上昇に向かい、そのまま放
置すれば、オーバースピードに至る可能性がある。
【００４７】これを防止するため本実施例では、負荷遮
断の発生直後に燃料を絞る又は遮断すると同時に空気急
冷用噴霧水供給弁２６を開して、高温側の再生器６の出
口空気配管に設置した空気急冷用水噴霧装置２５から水
量１２．５ｋｇ／ｓの微細水滴を圧縮空気中に噴霧す
る。燃料を遮断した直後の高温再生器６出口の圧縮空気
温度は約５４７℃、流量は約３８０ｋｇ／ｓである。
断の発生直後に燃料を絞る又は遮断すると同時に空気急
冷用噴霧水供給弁２６を開して、高温側の再生器６の出
口空気配管に設置した空気急冷用水噴霧装置２５から水
量１２．５ｋｇ／ｓの微細水滴を圧縮空気中に噴霧す
る。燃料を遮断した直後の高温再生器６出口の圧縮空気
温度は約５４７℃、流量は約３８０ｋｇ／ｓである。
【００４８】噴霧された水量１２．５ｋｇ／ｓの微細水
滴は上記の圧縮空気の熱を奪ってその全量が蒸発し、蒸
気と圧縮空気の混合気体の温度を約４４７℃に下げ、そ
の流量は３９２．５ｋｇ／ｓに増加する。この温度の低
下した混合気体によりタービン３は駆動されるが、その
軸出力は圧縮機１の消費動力と程度にまで低下する。そ
のため、ガスタービンの回転数が上昇することはなく、
ガスタービンのオーバースピードを防止することができ
る。
滴は上記の圧縮空気の熱を奪ってその全量が蒸発し、蒸
気と圧縮空気の混合気体の温度を約４４７℃に下げ、そ
の流量は３９２．５ｋｇ／ｓに増加する。この温度の低
下した混合気体によりタービン３は駆動されるが、その
軸出力は圧縮機１の消費動力と程度にまで低下する。そ
のため、ガスタービンの回転数が上昇することはなく、
ガスタービンのオーバースピードを防止することができ
る。
【００４９】また、燃料の遮断及び空気急冷用水噴霧に
よりタービン３の排ガス２１の温度は１３０℃〜１４０
℃程度まで低下するので、この排ガス２１によって高温
再生器６は冷却され、高温再生器６出口の圧縮空気の温
度も徐々に低下する。したがって、噴霧する水量は負荷
遮断直後から徐々に減少させてよい。
よりタービン３の排ガス２１の温度は１３０℃〜１４０
℃程度まで低下するので、この排ガス２１によって高温
再生器６は冷却され、高温再生器６出口の圧縮空気の温
度も徐々に低下する。したがって、噴霧する水量は負荷
遮断直後から徐々に減少させてよい。
【００５０】次に図５に示される他の実施例について説
明する。
明する。
【００５１】図４に示す実施例と共通するところは、共
通の符号を付して説明を省略し、異なるところを主に説
明する。
通の符号を付して説明を省略し、異なるところを主に説
明する。
【００５２】すなわち、タービン３からの排ガス流路の
最上流部に、高温側の再生器６と再高圧蒸気過熱器８を
並列に配置している。この高温側の再生器６と再高圧蒸
気過熱器８を出た排ガスを合流させ、その合流後の排ガ
ス流路に、低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧
蒸気発生器１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器
１２、低圧蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で
直列に熱交換器類を配置している。
最上流部に、高温側の再生器６と再高圧蒸気過熱器８を
並列に配置している。この高温側の再生器６と再高圧蒸
気過熱器８を出た排ガスを合流させ、その合流後の排ガ
ス流路に、低温側の再生器７、高圧蒸気過熱器９、高圧
蒸気発生器１０、高圧給水加熱器１１、低圧蒸気過熱器
１２、低圧蒸気発生器１３、低圧給水加熱器１４の順で
直列に熱交換器類を配置している。
【００５３】このように配置することにより、高温側の
再生器６の圧縮空気及び再高圧蒸気過熱器８の蒸気は、
タービン３からの高温の排ガス２１で最初に加熱される
ので、高い温度の燃焼用空気２０及び高い温度の高圧蒸
気を得ることができる。
再生器６の圧縮空気及び再高圧蒸気過熱器８の蒸気は、
タービン３からの高温の排ガス２１で最初に加熱される
ので、高い温度の燃焼用空気２０及び高い温度の高圧蒸
気を得ることができる。
【００５４】したがって、図４に示す実施例と同様に、
高い発電効率を得ることが可能となる。
高い発電効率を得ることが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
高温蒸気過熱器を用いることなく、発電効率の高い再生
式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを実
現できる。
高温蒸気過熱器を用いることなく、発電効率の高い再生
式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムを実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システムのシステム構成図。
クル発電システムのシステム構成図。
【図２】従来例の再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システムのシステム構成図。
クル発電システムのシステム構成図。
【図３】本発明の実施例に係る再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムのエネルギーフロー説明
図。
バインドサイクル発電システムのエネルギーフロー説明
図。
【図４】本発明の実施例に係る再生式ガスタービンコン
バインドサイクル発電システムのシステム構成図。
バインドサイクル発電システムのシステム構成図。
【図５】本発明の他の実施例に係る再生式ガスタービン
コンバインドサイクル発電システムのシステム構成図。
コンバインドサイクル発電システムのシステム構成図。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…燃焼器、３…タービン、４…空気、５
…燃料、６…高温側の再生器、７…低温側の再生器、８
…再高温蒸気過熱器、９…高温蒸気過熱器、１０…高圧
蒸気発生器、１１…高圧給水過熱器、１２…低圧蒸気過
熱器、１３…低圧蒸気発生器、１４…低圧給水過熱器、
１５…高圧給水ポンプ、１６…蒸気タービン、１７…復
水器、１８…補給水、１９…給水ポンプ、２０…燃焼用
空気、２１…排ガス、２２…水噴霧装置、２３…噴霧用
水、２４…噴霧水供給弁、２５…空気急冷用水噴霧装
置、２６…空気急冷用噴霧水供給弁、２７…蓄圧貯水
槽、２８…排ガス、３１…蒸気発生器、３２…給水加熱
器、３３…超高温蒸気過熱器、３６…再生器、３７…高
圧蒸気過熱器、５１…再生式ガスタービン、５２…蒸気
タービンサイクル。
…燃料、６…高温側の再生器、７…低温側の再生器、８
…再高温蒸気過熱器、９…高温蒸気過熱器、１０…高圧
蒸気発生器、１１…高圧給水過熱器、１２…低圧蒸気過
熱器、１３…低圧蒸気発生器、１４…低圧給水過熱器、
１５…高圧給水ポンプ、１６…蒸気タービン、１７…復
水器、１８…補給水、１９…給水ポンプ、２０…燃焼用
空気、２１…排ガス、２２…水噴霧装置、２３…噴霧用
水、２４…噴霧水供給弁、２５…空気急冷用水噴霧装
置、２６…空気急冷用噴霧水供給弁、２７…蓄圧貯水
槽、２８…排ガス、３１…蒸気発生器、３２…給水加熱
器、３３…超高温蒸気過熱器、３６…再生器、３７…高
圧蒸気過熱器、５１…再生式ガスタービン、５２…蒸気
タービンサイクル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (7)
- 【請求項１】空気または空気を主体とする支燃焼ガスを
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、前記高温
ガスの供給で駆動されるガスタービンと、前記ガスター
ビンから排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装
置と、前記排気ガスが流れる前記熱回収装置のガス流路
に設けられ、かつ前記燃焼器に供給される圧縮後の前記
支燃焼ガスを加熱する再生器と、前記排気ガスの流れか
ら見て前記再生器の下流側に位置するように前記ガス流
路に設けられ、かつ蒸気を加熱する高圧蒸気過熱器と、
加熱された前記蒸気の供給で駆動される蒸気タービンと
を有する再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電
システムにおいて、 前記再生器の上流側と下流側との中間にあたる中間位
置、または中間位置から上流側に位置するところに前記
蒸気をより高温に再加熱する再高圧蒸気過熱器を設けた
ことを特徴とする再生式ガスタービンコンバインドサイ
クル発電システム。 - 【請求項２】空気または空気を主体とする支燃焼ガスを
圧縮する圧縮機と、圧縮された支燃焼ガスと燃料の供給
により燃焼して高温ガスを発生する燃焼器と、前記高温
ガスの供給で駆動されるガスタービンと、前記ガスター
ビンから排出される排気ガスから熱を回収する熱回収装
置と、前記排気ガスが流れる前記熱回収装置のガス流路
に設けられ、かつ前記燃焼器に供給される圧縮後の前記
支燃焼ガスを加熱する再生器と、前記排気ガスの流れか
ら見て前記再生器の下流側に位置するように前記ガス流
路に設けられ、かつ蒸気を加熱する高圧蒸気過熱器と、
加熱された前記蒸気の供給で駆動される蒸気タービンと
を有する再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電
システムにおいて、 前記蒸気をより高温に再加熱する再加熱蒸気過熱器を前
記ガス流路に備え、該再加熱蒸気過熱器の上流側端部と
前記再生器の上流側端部がほぼ横並びに揃うように配置
したことを特徴とする再生式ガスタービンコンバインド
サイクル発電システム。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載された再生
式ガスタービンコンバインドサイクル発電システムにお
いて、 前記圧縮機による前記空気の圧縮前または圧縮途中の少
なくともいずれか一方で前記空気中に微細水滴を含ませ
ることを特徴とする再生式ガスタービンコンバインドサ
イクル発電システム。 - 【請求項４】請求項３に記載されている再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムにおいて、 前記微細水滴を噴霧する水噴霧装置を設けたことを特徴
とする再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電シ
ステム。 - 【請求項５】請求項１から請求項４のいずれか一つに記
載された再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電
システムにおいて、 前記再生器で加熱された前記支燃焼ガスを前記燃焼器に
供給される前に急冷することを特徴とする再生式ガスタ
ービンコンバインドサイクル発電システム。 - 【請求項６】請求項５に記載されている再生式ガスター
ビンコンバインドサイクル発電システムにおいて、 前記急冷とともに前記燃焼器の燃料供給を止めることを
特徴とする再生式ガスタービンコンバインドサイクル発
電システム。 - 【請求項７】請求項５または請求項６に記載されている
再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム
において、 前記急冷を行う空気急冷用水噴霧装置を設けたことを特
徴とする再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005910A JP3854156B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005910A JP3854156B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206750A true JP2003206750A (ja) | 2003-07-25 |
| JP2003206750A5 JP2003206750A5 (ja) | 2005-01-27 |
| JP3854156B2 JP3854156B2 (ja) | 2006-12-06 |
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ID=27644820
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|---|---|---|---|
| JP2002005910A Expired - Fee Related JP3854156B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム |
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|---|---|
| JP (1) | JP3854156B2 (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009041567A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンのスプレー入口温度サプレッサ用の圧力を供給するための方法及び装置 |
| JP4456178B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2010-04-28 | 株式会社 伊藤園 | 焙煎麦、それを用いた麦茶ティーバッグ及び焙煎麦の製造方法 |
| WO2012042628A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電装置、ガスタービン発電システムおよびその制御方法 |
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| CN105545487A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-05-04 | 阿尔斯通技术有限公司 | 联合循环发电设备 |
| JP2017160812A (ja) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 大阪瓦斯株式会社 | エンジンコージェネレーション装置 |
| WO2022090990A1 (de) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | Michael Cremer | Turbinenanordnung |
| KR20230165634A (ko) * | 2022-05-27 | 2023-12-05 | 두산에너빌리티 주식회사 | 암모니아 기화 시스템, 이를 포함하는 발전 시스템 및 발전 시스템의 제어방법 |
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2002
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