JP2009235972A

JP2009235972A - Gas turbine

Info

Publication number: JP2009235972A
Application number: JP2008082172A
Authority: JP
Inventors: Keishiro Saito; 圭司郎斉藤; Katsunori Tanaka; 克則田中; Koichi Nishida; 幸一西田; Shigemi Bandai; 重実萬代
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine in which a fuel gas used for the gas turbine is improved in reforming rate. SOLUTION: The gas turbine includes a prereform mixed gas feeding pathway 602 for feeding, to a reformer, a prereform mixed gas 10 in which water vapor 7 is added to a high-pressure fuel gas 9, and a prereform mixed gas heating means 603 which is provided in the prereform mixed gas feeding pathway 602 and heats the prereform mixed gas 10 by heat of a combustion gas 3 prior to discharging from a turbine 300. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスタービンに関する。さらに詳しくは、燃料ガスを改質する改質器を備えたガスタービンに関する。 The present invention relates to a gas turbine. More specifically, the present invention relates to a gas turbine including a reformer that reforms fuel gas.

従来から、翼構造を内蔵するケーシング内で高温作動流体を膨張させることにより、回転軸を回転させて動力を発生するガスタービンは様々な分野において幅広く利用されている。ここで、近年では、前記ガスタービンに用いられる燃料ガスの燃費効率の観点から、前記燃料ガスを、別の発熱量の大きなガスに改質する研究がなされている。例えば特許文献１に示すように、前記燃料ガスを化学的に改質する改質器を設け、前記燃料ガスを改質した改質ガスとすることで、発熱量が約１.２５倍程度上昇し、燃費効率の向上が図れる。 2. Description of the Related Art Conventionally, gas turbines that generate power by rotating a rotating shaft by expanding a high-temperature working fluid in a casing containing a blade structure have been widely used in various fields. In recent years, studies have been made on reforming the fuel gas into another gas having a large calorific value from the viewpoint of fuel efficiency of the fuel gas used in the gas turbine. For example, as shown in Patent Document 1, by providing a reformer that chemically reforms the fuel gas and using the reformed gas as a reformed gas, the calorific value is increased by about 1.25 times. In addition, fuel efficiency can be improved.

特開２０００−２８２８９３号公報（段落番号００１１、図１）JP 2000-282893 (paragraph number 0011, FIG. 1)

ところで、前記燃料ガスとして広く用いられているものの一つに、メタンを主成分とする天然ガスがある。ここで、前記メタンを改質して、水素及び一酸化炭素を主成分とする前記改質ガスにするためには、前記メタンに水蒸気を添加し、さらにニッケル等の金属触媒の存在下で７００℃〜１０００℃の高温を保つ必要がある。しかしながら、特許文献１に示す改質器では、高温環境を保つためにガスタービンから排出される排出燃焼ガスの熱を利用しているが、前記排出燃焼ガスは高々６００℃程度しかないので、前記メタンすなわち前記燃料ガスを十分に改質することができず、改質率が悪い。ここで、改質率とは、与えられた温度及び圧力条件に対する平衡組成から、燃料として供給された前記燃料ガス中のメタン１ｍｏｌのうち何ｍｏｌが水素および一酸化炭素に改質されるか、によって定義したものである。すなわち、改質率が高いほど、メタンから水素および一酸化炭素への転換が進んでいることを示す。 Incidentally, one of the widely used fuel gases is natural gas mainly composed of methane. Here, in order to reform the methane into the reformed gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide, water vapor is added to the methane, and further in the presence of a metal catalyst such as nickel. It is necessary to maintain a high temperature of ℃ to 1000 ℃. However, in the reformer shown in Patent Document 1, the heat of the exhaust combustion gas exhausted from the gas turbine is used to maintain a high temperature environment, but the exhaust combustion gas is only about 600 ° C., so Methane, that is, the fuel gas cannot be sufficiently reformed, and the reforming rate is poor. Here, the reforming rate refers to how many moles of 1 mol of methane in the fuel gas supplied as fuel is reformed to hydrogen and carbon monoxide from the equilibrium composition for given temperature and pressure conditions, Is defined by That is, the higher the reforming rate, the more the conversion from methane to hydrogen and carbon monoxide progresses.

そこで本発明は、ガスタービンに用いられる燃料ガスの改質率の向上を図ったガスタービンの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas turbine that improves the reforming rate of fuel gas used in the gas turbine.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガスタービンは、燃焼に供される空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給源と、前記燃料ガスに水蒸気を添加した改質前混合ガスを改質して改質ガスを生成する改質器と、前記圧縮空気に前記改質ガスを混合して燃焼ガスを生成する燃焼器と、回転軸を備え前記回転軸の周方向に沿って設けられた静翼及び動翼を有する前記燃焼ガスによって駆動されるタービンと、前記燃料ガス供給源と前記改質器とを接続し前記改質前混合ガスを供給する改質前混合ガス供給通路と、改質前混合ガス供給通路に設けられていて前記タービンから排出される前の前記燃焼ガスの熱によって前記改質前混合ガスを加熱する改質前混合ガス加熱手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a gas turbine according to the present invention includes a compressor that compresses air used for combustion to generate compressed air, and a fuel gas supply source that supplies fuel gas. A reformer that reforms a mixed gas before reforming in which water vapor is added to the fuel gas to generate a reformed gas, and a combustor that mixes the reformed gas with the compressed air to generate a combustion gas A turbine driven by the combustion gas having a rotating shaft and having a stationary blade and a moving blade provided along a circumferential direction of the rotating shaft, the fuel gas supply source, and the reformer, The pre-reforming mixed gas supply passage for supplying the pre-reforming mixed gas, and the pre-reforming mixed gas by heat of the combustion gas provided in the pre-reforming mixed gas supply passage and discharged from the turbine. A pre-reforming mixed gas heating means for heating And wherein the door.

これによって、前記改質器に供給する改質前混合ガスの温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率が向上される。 As a result, the temperature of the pre-reforming gas mixture supplied to the reformer is raised to a temperature sufficient to promote the reforming reaction, and as a result, the reforming rate is improved. Is done.

本発明の好ましい態様としては、前記本発明において、前記改質前混合ガス加熱手段は、前記タービン内の燃焼ガスの熱によって前記改質前混合ガスを加熱することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, in the present invention, the pre-reforming mixed gas heating means desirably heats the pre-reforming mixed gas with heat of combustion gas in the turbine.

本発明の好ましい態様としては、前記本発明において、前記改質前混合ガス加熱手段は、前記静翼及び前記動翼の少なくとも一方又は両方の内部に設けられていて前記改質前混合ガスが流れる翼内改質前混合ガス供給通路を有し、前記静翼又は前記動翼に吹き付ける燃焼ガスの熱によって前記翼内改質前混合ガス供給通路中の前記改質前混合ガスを加熱することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, in the present invention, the pre-reforming mixed gas heating means is provided in at least one or both of the stationary blade and the moving blade, and the pre-reforming mixed gas flows. The pre-reforming mixed gas supply passage is provided in the blade, and the pre-reforming mixed gas in the pre-reforming mixed gas supply passage is heated by the heat of the combustion gas sprayed on the stationary blade or the moving blade. desirable.

これによって、前記改質器に供給する改質前混合ガスの温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率が向上される。また、前記燃焼ガスの熱によって高温となっている前記静翼の翼冷却に寄与することもできる。さらに、既存の翼冷却に供される構造を、前記改質前混合ガス加熱手段として使用することができるので、前記改質前混合ガス加熱手段を配設するに際して、大幅な設計変更及びコストを要さないという利点をも有する。 As a result, the temperature of the pre-reforming gas mixture supplied to the reformer is raised to a temperature sufficient to promote the reforming reaction, and as a result, the reforming rate is improved. Is done. Moreover, it can also contribute to blade cooling of the stationary blade, which is at a high temperature due to the heat of the combustion gas. Furthermore, since the existing structure for blade cooling can be used as the pre-reforming mixed gas heating means, when the pre-reforming mixed gas heating means is disposed, significant design changes and costs can be reduced. It also has the advantage that it is not necessary.

本発明の好ましい態様としては、前記本発明において、前記改質前混合ガス加熱手段は、前記燃焼器の壁に設けられていて前記改質前混合ガスが流れる壁内改質前混合ガス供給通路を有し、前記燃焼器内で生成される前記燃焼ガスの熱によって前記壁内改質前混合ガス供給通路中の前記改質前混合ガスを加熱することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, in the present invention, the pre-reforming mixed gas heating means is provided in a wall of the combustor, and the pre-reforming mixed gas supply passage through which the pre-reforming mixed gas flows. It is preferable that the mixed gas before reforming in the pre-reformed mixed gas supply passage is heated by heat of the combustion gas generated in the combustor.

これによって、前記改質器に供給する改質前混合ガスの温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率が向上される。また、前記燃焼ガスの熱によって高温となっている前記燃焼器の壁の冷却に寄与することもできる。さらに、既存の前記燃焼器の壁の冷却に供される構造を、前記改質前混合ガス加熱手段として使用することができるので、前記改質前混合ガス加熱手段を配設するに際して、大幅な設計変更及びコストを要さないという利点をも有する。 As a result, the temperature of the pre-reforming gas mixture supplied to the reformer is raised to a temperature sufficient to promote the reforming reaction, and as a result, the reforming rate is improved. Is done. Moreover, it can also contribute to cooling of the wall of the combustor which is at a high temperature due to the heat of the combustion gas. Furthermore, since the existing structure used for cooling the wall of the combustor can be used as the pre-reforming mixed gas heating means, when the pre-reforming mixed gas heating means is disposed, It also has the advantage of not requiring design changes and costs.

本発明によれば、ガスタービンに用いられる燃料ガスの改質率を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reforming rate of the fuel gas used for a gas turbine can be improved.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に説明する構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description. In addition, constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.

図１は、本発明の実施例１に係るガスタービンの概略図である。まず、ガスタービン１０００の構成について、図１を用いて説明する。 FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention. First, the configuration of the gas turbine 1000 will be described with reference to FIG.

ガスタービン１０００は、図１に示すように、圧縮機１００と、燃焼器２００と、タービン３００と、燃料ガス圧縮機４００と、ボイラー５００と、改質装置６００と、燃料ガスタンク７００とを主要部として構成されている。 As shown in FIG. 1, the gas turbine 1000 includes a compressor 100, a combustor 200, a turbine 300, a fuel gas compressor 400, a boiler 500, a reformer 600, and a fuel gas tank 700 as main parts. It is configured as.

圧縮機１００は、軸流圧縮機であり、大気圧の空気１をその内部に取り入れて、圧縮して加圧し、圧縮空気２を生成するものである。 The compressor 100 is an axial flow compressor, and takes in air 1 at atmospheric pressure into the interior, compresses and pressurizes it, and generates compressed air 2.

燃焼器２００は、圧縮空気２及び後述する改質器６０１からの改質ガス１１をその内部に取り入れ、圧縮空気２と改質ガス１１とを混合することによって燃焼ガス３を生成するものである。 The combustor 200 takes in the compressed air 2 and a reformed gas 11 from a reformer 601 described later, and generates the combustion gas 3 by mixing the compressed air 2 and the reformed gas 11. .

燃料ガス圧縮機４００は、圧縮機１００と同様に軸流圧縮機であり、燃料ガスタンク７００から供給される低圧燃料ガス８を圧縮して加圧し、高圧燃料ガス９を生成するものである。 The fuel gas compressor 400 is an axial compressor similar to the compressor 100, and compresses and pressurizes the low pressure fuel gas 8 supplied from the fuel gas tank 700 to generate the high pressure fuel gas 9.

ボイラー５００は、ポンプＰから供給される水６を取り入れ、後述するタービン後段３０２の第２燃焼ガス排出口３０２Ｂから排出される排出燃焼ガス４の熱を利用して、取り入れた水６を加熱し、水蒸気７を生成するものである。 The boiler 500 takes in the water 6 supplied from the pump P and heats the taken-in water 6 using the heat of the exhaust combustion gas 4 discharged from the second combustion gas discharge port 302B of the turbine rear stage 302 described later. The water vapor 7 is generated.

タービン３００は、タービン前段３０１と、タービン後段３０２と、タービン前段３０１及びタービン後段３０２を接続して燃焼ガス３を供給する燃焼ガス連絡通路３０３とを備える。 The turbine 300 includes a turbine front stage 301, a turbine rear stage 302, and a combustion gas communication passage 303 that connects the turbine front stage 301 and the turbine rear stage 302 to supply the combustion gas 3.

タービン前段３０１は、回転軸３０４と、タービン前段ケーシング３０６と、回転軸３０４に取り付けられた１段の動翼３０５と、タービン前段ケーシング３０６の内壁に取り付けられた１段の静翼３０７とを有する。また、タービン前段ケーシング３０６は、燃焼ガス３をタービン前段３０１内に供給するための第１燃焼ガス供給口３０１Ａと、燃焼ガス３をタービン前段３０１外に排出するための第１燃焼ガス排出口３０１Ｂとを有する。タービン前段３０１は、第１燃焼ガス供給口３０１Ａから供給される燃焼ガス３を、機械的な回転エネルギに変換して動力を発生させるものである。 The turbine front stage 301 includes a rotating shaft 304, a turbine front stage casing 306, a first stage moving blade 305 attached to the rotating shaft 304, and a first stage stationary blade 307 attached to the inner wall of the turbine front stage casing 306. . The turbine front stage casing 306 includes a first combustion gas supply port 301A for supplying the combustion gas 3 into the turbine front stage 301, and a first combustion gas discharge port 301B for discharging the combustion gas 3 to the outside of the turbine front stage 301. And have. The turbine front stage 301 converts the combustion gas 3 supplied from the first combustion gas supply port 301A into mechanical rotational energy to generate power.

タービン後段３０２は、回転軸３０４と、タービン後段ケーシング３０８と、回転軸３０４に取り付けられた３段の動翼３０５の列と、タービン後段ケーシング３０８の内壁に取り付けられた３段の静翼３０７の列とを有する。また、タービン後段ケーシング３０８は、燃焼ガス３をタービン後段３０２内に供給するための第２燃焼ガス供給口３０２Ａと、燃焼ガス３をタービン後段３０２外に排出するための第２燃焼ガス排出口３０２Ｂとを有する。タービン後段３０２は、第２燃焼ガス供給口３０２Ａから供給される燃焼ガス３を、機械的な回転エネルギに変換して動力を発生させるものである。 The turbine rear stage 302 includes a rotating shaft 304, a turbine rear stage casing 308, a row of three stage moving blades 305 attached to the rotating shaft 304, and a three stage stationary blade 307 attached to the inner wall of the turbine rear stage casing 308. And a row. Further, the turbine rear stage casing 308 has a second combustion gas supply port 302A for supplying the combustion gas 3 into the turbine rear stage 302, and a second combustion gas discharge port 302B for discharging the combustion gas 3 to the outside of the turbine rear stage 302. And have. The turbine rear stage 302 converts the combustion gas 3 supplied from the second combustion gas supply port 302A into mechanical rotational energy to generate power.

燃焼ガス連絡通路３０３は、第１燃焼ガス排出口３０１Ｂと第２燃焼ガス供給口３０２Ａとを接続して燃焼ガス３を供給する通路である。また、燃焼ガス連絡通路３０３の途中には、後述する改質前混合ガス／燃焼ガス熱交換器６０３が設置されている。 The combustion gas communication passage 303 is a passage for connecting the first combustion gas discharge port 301B and the second combustion gas supply port 302A to supply the combustion gas 3. Further, a pre-reforming mixed gas / combustion gas heat exchanger 603 to be described later is installed in the middle of the combustion gas communication passage 303.

改質装置６００は、改質器６０１と、改質前混合ガス供給通路６０２と、改質前混合ガス加熱手段６０３とを備える。 The reformer 600 includes a reformer 601, a pre-reforming mixed gas supply passage 602, and a pre-reforming mixed gas heating unit 603.

改質器６０１は、その内部にニッケル等の金属触媒を備えており、触媒反応により、改質前混合ガス供給通路４０２からのメタン及び水を主成分とする改質前混合ガス１０を、水素及び一酸化炭素を主成分とする改質ガス１１へと転換させるものである。 The reformer 601 includes a metal catalyst such as nickel in the interior thereof, and the pre-reforming mixed gas 10 mainly composed of methane and water from the pre-reforming mixed gas supply passage 402 is converted into hydrogen by a catalytic reaction. And it converts into the reformed gas 11 which has carbon monoxide as a main component.

改質前混合ガス供給通路６０２は、燃料ガス圧縮機４００と改質器６０１とを接続して改質前混合ガス１０を改質器６０１に供給する通路である。改質前混合ガス供給通路６０２は、途中、ボイラー５００から水蒸気７が供給される水蒸気供給口６０２Ａを有する。水蒸気供給口６０２Ａでは、燃料ガス圧縮機４００からの高圧燃料ガス９とボイラー５００からの水蒸気７とが混合して改質前混合ガス１０が生成される。 The pre-reforming mixed gas supply passage 602 is a passage for connecting the fuel gas compressor 400 and the reformer 601 to supply the pre-reforming mixed gas 10 to the reformer 601. The pre-reforming mixed gas supply passage 602 has a steam supply port 602A through which steam 7 is supplied from the boiler 500. At the steam supply port 602A, the high-pressure fuel gas 9 from the fuel gas compressor 400 and the steam 7 from the boiler 500 are mixed to generate the pre-reforming mixed gas 10.

改質前混合ガス加熱手段６０３は、改質前混合ガス供給通路６０２に設けられていて、水蒸気供給口６０２Ａと改質器６０１との間に設置されている。改質前混合ガス加熱手段６０３では、燃焼ガス連絡通路３０３中の燃焼ガス３が、改質前混合ガス供給通路６０２中の改質前混合ガス１０を加熱する。 The pre-reforming mixed gas heating means 603 is provided in the pre-reforming mixed gas supply passage 602, and is installed between the water vapor supply port 602A and the reformer 601. In the pre-reforming mixed gas heating means 603, the combustion gas 3 in the combustion gas communication passage 303 heats the pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602.

次に、このような構成からなる本実施例の作用について、図１を用いて説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.

まず、燃焼に供する大気圧の空気１は、圧縮機１００において加圧されて圧縮空気２となる。圧縮空気２は、燃焼器２００に送られて改質器６０１からの改質ガス１１と混合されて燃焼し、燃焼ガス３となる。燃焼ガス３は、第１燃焼ガス供給口３０１Ａからタービン前段３０１に供給されて動力を生じさせた後、第１燃焼ガス排出口３０１Ｂから燃焼ガス連絡通路３０３へと送られる。燃焼ガス連絡通路３０３中の燃焼ガス３は、途中、改質前混合ガス加熱手段６０３において改質前混合ガス１０を加熱した後、第２燃焼ガス供給口３０２Ａに至ってタービン後段３０２へと供給される。タービン後段３０２に供給された燃焼ガス３は、動力を生じさせた後、排出燃焼ガス４となって第２燃焼ガス排出口３０２Ｂからボイラー５００へ供給される。 First, the atmospheric pressure air 1 used for combustion is compressed in the compressor 100 to become compressed air 2. The compressed air 2 is sent to the combustor 200, mixed with the reformed gas 11 from the reformer 601, and combusted to become the combustion gas 3. The combustion gas 3 is supplied from the first combustion gas supply port 301 A to the turbine front stage 301 to generate power, and then is sent from the first combustion gas discharge port 301 B to the combustion gas communication passage 303. The combustion gas 3 in the combustion gas communication passage 303 is supplied to the second combustion gas supply port 302 A through the second combustion gas supply port 302 A after heating the pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas heating means 603. The The combustion gas 3 supplied to the turbine rear stage 302 generates motive power, and then becomes the exhaust combustion gas 4 and is supplied to the boiler 500 from the second combustion gas discharge port 302B.

排出燃焼ガス４は、ボイラー５００においてポンプＰからの水６を加熱して水蒸気７を生成した後、排ガス５となってガスタービン１０００の系外に排出される。生成された水蒸気７は、改質前混合ガス供給通路６０２の水蒸気供給口６０２Ａに至って、改質前混合ガス供給通路６０２中の高圧燃料ガス９と混合する。 The exhaust combustion gas 4 heats the water 6 from the pump P in the boiler 500 to generate water vapor 7, and then becomes exhaust gas 5 and is discharged out of the gas turbine 1000. The generated steam 7 reaches the steam supply port 602A of the pre-reforming mixed gas supply passage 602 and mixes with the high-pressure fuel gas 9 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602.

一方、燃料ガスタンク７００から燃料ガス圧縮機４００に供給された低圧燃料ガス８は、燃料ガス圧縮機４００において加圧されて高圧燃料ガス９となり、改質前混合ガス供給通路６０２に供給される。なお、低圧燃料ガス８又は高圧燃料ガス９は例えば天然ガスであり、メタンを主成分とするものである。改質前混合ガス供給通路６０２中の高圧燃料ガス９は、途中の水蒸気供給口６０２Ａにおいて、ボイラー５００からの水蒸気７と混合し、メタンと水を主成分とする改質前混合ガス１０となる。改質前混合ガス供給通路６０２中の改質前混合ガス１０は、途中の改質前混合ガス加熱手段６０３において、燃焼ガス連絡通路３０３中の燃焼ガス３と熱交換することで昇温した後、改質器６０１に供給されて改質ガス１１となる。改質ガス１１は、水素と一酸化炭素を主成分とするもので、燃焼器２００に供給されて圧縮空気２と混合・燃焼して燃焼ガス３となる。 On the other hand, the low pressure fuel gas 8 supplied from the fuel gas tank 700 to the fuel gas compressor 400 is pressurized in the fuel gas compressor 400 to become the high pressure fuel gas 9 and supplied to the pre-reforming mixed gas supply passage 602. The low-pressure fuel gas 8 or the high-pressure fuel gas 9 is natural gas, for example, and has methane as a main component. The high-pressure fuel gas 9 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602 is mixed with the water vapor 7 from the boiler 500 at the middle water vapor supply port 602A to become the pre-reforming mixed gas 10 mainly composed of methane and water. . After the pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602 is heated by exchanging heat with the combustion gas 3 in the combustion gas communication passage 303 in the pre-reforming mixed gas heating means 603 on the way. The reformed gas 11 is supplied to the reformer 601. The reformed gas 11 is mainly composed of hydrogen and carbon monoxide, and is supplied to the combustor 200 to be mixed and burned with the compressed air 2 to become the combustion gas 3.

ここで、通常、第１燃焼ガス排出口３０１Ｂから燃焼ガス連絡通路３０３に供給される燃焼ガス３の温度は、１０００℃程度である。したがって、改質前混合ガス加熱手段６０３において、改質前混合ガス１０を、１０００℃程度の燃焼ガス３によって例えば８００〜９００℃程度まで昇温させることができる。すなわち、改質器６０１に供給される改質前混合ガス１０が、改質反応が促進される程度の温度にまで十分昇温されるので、改質率を向上することができる。 Here, normally, the temperature of the combustion gas 3 supplied to the combustion gas communication passage 303 from the first combustion gas discharge port 301B is about 1000 ° C. Therefore, in the pre-reforming mixed gas heating means 603, the pre-reforming mixed gas 10 can be heated to, for example, about 800 to 900 ° C. by the combustion gas 3 of about 1000 ° C. That is, since the pre-reforming gas mixture 10 supplied to the reformer 601 is sufficiently heated to a temperature at which the reforming reaction is promoted, the reforming rate can be improved.

このように、ガスタービン１０００は、燃焼ガス連絡通路３０３と、改質前混合ガス供給通路６０２と、改質前混合ガス加熱手段６０３とを具備する。これによって、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率向上という効果が奏される。 Thus, the gas turbine 1000 includes the combustion gas communication passage 303, the pre-reforming mixed gas supply passage 602, and the pre-reforming mixed gas heating means 603. As a result, the effect of raising the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 to a temperature sufficient to promote the reforming reaction is obtained, and as a result, the reforming rate is improved. The effect is played.

なお、燃焼ガス連絡通路３０３の配設位置は、本実施例のように、１段目の静翼３０７及び動翼３０５と２段目の静翼３０７及び動翼３０５との間に限られない。したがって、改質前混合ガス加熱手段６０３の配設位置も、１段目の静翼３０７及び動翼３０５と２段目の静翼３０７及び動翼３０５との間に限られない。すなわち、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られれば、例えば、燃焼ガス連絡通路３０３を、２段目の静翼３０７及び動翼３０５と３段目の静翼３０７及び動翼３０５との間に設けても良い。 The arrangement position of the combustion gas communication passage 303 is not limited to between the first stage stationary blade 307 and the moving blade 305 and the second stage stationary blade 307 and the moving blade 305 as in the present embodiment. . Accordingly, the arrangement position of the pre-reforming mixed gas heating means 603 is not limited to the position between the first stage stationary blade 307 and the moving blade 305 and the second stage stationary blade 307 and the moving blade 305. That is, if the effect of raising the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 to a temperature sufficient to promote the reforming reaction can be obtained, for example, the combustion gas communication passage 303 is provided. It may be provided between the second stage stationary blades 307 and 305 and the third stage stationary blades 307 and 305.

このように、ガスタービン１０００は、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０に必要な温度の程度に応じて、燃焼ガス連絡通路３０３及び改質前混合ガス加熱手段６０３の設置箇所を適宜変更することも可能である。換言すれば、改質前混合ガス加熱手段６０３の配設位置を比較的容易に変更することができるので、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度設定の自由度が上がるという効果をも奏する。 As described above, the gas turbine 1000 determines where the combustion gas communication passage 303 and the pre-reforming mixed gas heating means 603 are installed in accordance with the temperature required for the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601. It is also possible to change appropriately. In other words, since the arrangement position of the pre-reforming mixed gas heating means 603 can be changed relatively easily, the degree of freedom in setting the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 is increased. There is also an effect.

図２は、本発明の実施例２に係るガスタービンの概略図である。ガスタービン１００１について、図２を参照して説明する。なお、実施例１に係るガスタービンと重複する構成については、同一符号を付してその説明は省略する。 FIG. 2 is a schematic diagram of a gas turbine according to a second embodiment of the present invention. The gas turbine 1001 will be described with reference to FIG. In addition, about the structure which overlaps with the gas turbine which concerns on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

ガスタービン１００１は、タービン３１０と、改質装置６１０とを有する。タービン３１０は、後述する改質前混合ガス加熱手段６１１を備えた静翼３１１を有する。また、改質装置６１０は、改質前混合ガス加熱手段６１１を備える。改質前混合ガス加熱手段６１１は、改質前混合ガス供給通路６０２の途中に設けられ、水蒸気供給口６０２Ａと改質器６０１との間に設置されている。 The gas turbine 1001 includes a turbine 310 and a reformer 610. The turbine 310 includes a stationary blade 311 provided with a pre-reforming mixed gas heating unit 611 described later. The reformer 610 includes a pre-reforming mixed gas heating unit 611. The pre-reforming mixed gas heating means 611 is provided in the middle of the pre-reforming mixed gas supply passage 602, and is installed between the water vapor supply port 602A and the reformer 601.

ここで、図３は、本発明の実施例２に係るタービンの１段目の静翼付近の詳細斜視断面図であり、本発明の実施例２に係る改質前混合ガス加熱手段を示す図である。図４は、図３の１段目の静翼の縦断面であり、図５は図４のＩ−Ｉ断面図である。次に、静翼３１１の構成について図３乃至図５を用いて説明する。 Here, FIG. 3 is a detailed perspective sectional view of the vicinity of the first stage stationary blade of the turbine according to the second embodiment of the present invention, and shows the pre-reforming mixed gas heating means according to the second embodiment of the present invention. It is. 4 is a longitudinal section of the first stage stationary blade of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line II of FIG. Next, the configuration of the stationary blade 311 will be described with reference to FIGS.

静翼３１１は、翼冷却部３１３と改質前混合ガス加熱手段６１１とを備える。翼冷却部３１３は、冷却媒体Ｆが供給される第１冷却媒体供給通路３１４及び第２冷却媒体供給通路３１５と、第１冷却媒体供給通路３１４と第２冷却媒体供給通路３１５との間の翼壁に設けられた複数の冷却媒体連絡孔３１６と、第１冷却媒体供給通路３１４の管壁に設けられた複数のフィルム冷却孔３１７とを備える。また、第２冷却媒体供給通路３１５は、その一端に冷却媒体Ｆを供給するための冷却媒体供給口３１５Ａを備え、他端に冷却媒体Ｆを排出するための冷却媒体排出口３１５Ｂを備える。ここで、冷却媒体Ｆは、例えば、圧縮機１００から供給される圧縮空気２などである。 The stationary blade 311 includes a blade cooling unit 313 and a pre-reforming mixed gas heating unit 611. The blade cooling unit 313 includes a first cooling medium supply passage 314 and a second cooling medium supply passage 315 to which the cooling medium F is supplied, and a blade between the first cooling medium supply passage 314 and the second cooling medium supply passage 315. A plurality of cooling medium communication holes 316 provided in the wall and a plurality of film cooling holes 317 provided in the tube wall of the first cooling medium supply passage 314 are provided. The second cooling medium supply passage 315 includes a cooling medium supply port 315A for supplying the cooling medium F at one end thereof, and a cooling medium discharge port 315B for discharging the cooling medium F at the other end thereof. Here, the cooling medium F is, for example, the compressed air 2 supplied from the compressor 100.

また、改質前混合ガス加熱手段６１１は、翼内改質前混合ガス供給通路６１２を備える。そして、翼内改質前混合ガス供給通路６１２は、その一端に改質前混合ガス供給口６１２Ａを備え、また他端には改質前混合ガス排出口６１２Ｂを備え、いずれも改質前混合ガス供給通路６０２に接続する。ここで、翼内改質前混合ガス供給通路６１２は、コ字状に折り返す構造となっており、改質前混合ガス供給口６１２Ａと改質前混合ガス排出口６１２Ｂとが同一方向を向いている。したがって、改質前混合ガス供給口６１２Ａから翼内改質前混合ガス供給通路６１２に供給された改質前混合ガス１０は、まず、回転軸３０４に向かう方向に流れる。そして、翼内改質前混合ガス供給通路６１２の折り返し部分を通過した改質前混合ガス１０は、流れ方向を回転軸３０４に向かう方向とは逆方向に変えて、改質前混合ガス排出口６１２Ｂまで流れる。改質前混合ガス加熱手段６１１では、１段目の静翼３１１に吹き付けるタービン３１０内の燃焼ガス３の熱が静翼３１１の壁から入熱されて翼内改質前混合ガス供給通路６１２中の改質前混合ガス１０を加熱する。なお、改質前混合ガス加熱手段６１１は、既存の翼冷却部３１３の構造と殆ど同一であるので、改質前混合ガス加熱手段６１１を設ける際の既存の翼冷却部３１３の設計変更を必要最小限に抑えることができる。 The pre-reforming mixed gas heating means 611 includes a pre-reforming mixed gas supply passage 612 in the blade. The pre-reforming mixed gas supply passage 612 includes a pre-reforming mixed gas supply port 612A at one end and a pre-reforming mixed gas discharge port 612B at the other end. Connected to the gas supply passage 602. Here, the pre-reforming mixed gas supply passage 612 has a U-shaped structure, and the pre-reforming mixed gas supply port 612A and the pre-reforming mixed gas discharge port 612B face in the same direction. Yes. Accordingly, the pre-reforming mixed gas 10 supplied from the pre-reforming mixed gas supply port 612A to the pre-reforming mixed gas supply passage 612 first flows in a direction toward the rotating shaft 304. Then, the pre-reforming mixed gas 10 that has passed through the folded portion of the pre-reforming mixed gas supply passage 612 changes the flow direction in the direction opposite to the direction toward the rotating shaft 304, and the pre-reforming mixed gas discharge port It flows up to 612B. In the pre-reforming mixed gas heating means 611, the heat of the combustion gas 3 in the turbine 310 blown to the first stage stationary blade 311 is input from the wall of the stationary blade 311 to enter the pre-reforming mixed gas supply passage 612. The reformed mixed gas 10 is heated. Since the pre-reforming mixed gas heating means 611 is almost the same as the structure of the existing blade cooling section 313, it is necessary to change the design of the existing blade cooling section 313 when the pre-reforming mixed gas heating means 611 is provided. Can be minimized.

次に、このような構成からなる本実施例の作用について、図２乃至図５を用いて説明する。なお、実施例１に係るガスタービンと同じ部分についてはその説明は省略する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. In addition, the description about the same part as the gas turbine which concerns on Example 1 is abbreviate | omitted.

改質前混合ガス供給通路６０２中の改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス供給口６１２Ａから翼内改質前混合ガス供給通路６１２に供給される。そして、翼内改質前混合ガス供給通路６１２中の改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス加熱手段６１１において、静翼３１１の壁を介して翼内改質前混合ガス供給通路６１２中に入熱されるタービン３１０内の燃焼ガス３の熱によって昇温される。昇温された改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス排出口６１２Ｂから再び改質前混合ガス供給通路６０２に戻され、改質器６０１に供給されて改質ガス１１となる。 The pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602 is supplied to the pre-reforming mixed gas supply passage 612 from the pre-reforming mixed gas supply port 612A. The pre-reforming mixed gas supply passage 612 in the blade pre-reforming mixed gas supply passage 612 is mixed with the pre-reforming mixed gas supply passage 612 through the wall of the stationary blade 311 in the pre-reforming mixed gas heating means 611. The temperature is raised by the heat of the combustion gas 3 in the turbine 310 that is heat-input. The pre-reforming mixed gas 10 whose temperature has been raised is returned to the pre-reforming mixed gas supply passage 602 from the pre-reforming mixed gas discharge port 612B and supplied to the reformer 601 to become the reformed gas 11.

ここで、通常、１段目の静翼３１１に吹き付ける燃焼ガス３の温度は、１２００℃程度である。したがって、改質前混合ガス加熱手段６１１において、翼内改質前混合ガス供給通路６１２中の改質前混合ガス１０を、１２００℃程度の燃焼ガス３によって例えば９００〜１０００℃程度まで昇温させることができる。すなわち、改質器６０１に供給される改質前混合ガス１０が、改質反応が促進される程度の温度にまで十分昇温されるので、改質率を向上することができる。また、相対的に低温の改質前混合ガス１０が、静翼３１１の内部を通ることで、燃焼ガス３の熱によって高温となっている１段目の静翼３１１を冷却する翼冷却作用をも併せ持つ。 Here, normally, the temperature of the combustion gas 3 sprayed to the first stage stationary blade 311 is about 1200 ° C. Therefore, in the pre-reforming mixed gas heating means 611, the pre-reforming mixed gas 10 in the blade pre-reforming mixed gas supply passage 612 is heated to, for example, about 900 to 1000 ° C. by the combustion gas 3 of about 1200 ° C. be able to. That is, since the pre-reforming gas mixture 10 supplied to the reformer 601 is sufficiently heated to a temperature at which the reforming reaction is promoted, the reforming rate can be improved. In addition, the relatively low-temperature pre-reforming mixed gas 10 passes through the inside of the stationary blade 311 so that the blade cooling action of cooling the first-stage stationary blade 311 that is heated by the heat of the combustion gas 3 is achieved. Also has.

一方、冷却媒体Ｆは、まず、第２冷却媒体供給通路３１５の冷却媒体供給口３１５Ａから供給される。そして、第２冷却媒体供給通路３１５中の冷却媒体Ｆは、冷却媒体連絡孔３１６を通って第１冷却媒体供給通路３１４にも供給される。さらに、第１冷却媒体供給通路３１４中の冷却媒体Ｆは、フィルム冷却孔３１７を通って、静翼３１１の内部から外部に放出されて、燃焼ガス３が吹き付けられる静翼３１１の外表面上を沿うようにして流れる。これによって、冷却媒体Ｆによる静翼３１１の翼冷却が実現される。なお、第２冷却媒体供給通路３１５から第１冷却媒体供給通路３１４に供給されなかった冷却媒体Ｆは、冷却媒体排出口３１５Ｂから、静翼３１１と回転軸３０４との間にシール空気ＳＡとして供給される。 On the other hand, the cooling medium F is first supplied from the cooling medium supply port 315A of the second cooling medium supply passage 315. The cooling medium F in the second cooling medium supply passage 315 is also supplied to the first cooling medium supply passage 314 through the cooling medium communication hole 316. Further, the cooling medium F in the first cooling medium supply passage 314 passes through the film cooling holes 317 and is discharged from the inside of the stationary blade 311 to the outside, and on the outer surface of the stationary blade 311 to which the combustion gas 3 is blown. It flows along. Thereby, blade cooling of the stationary blade 311 by the cooling medium F is realized. The cooling medium F that has not been supplied from the second cooling medium supply passage 315 to the first cooling medium supply passage 314 is supplied as sealing air SA between the stationary blade 311 and the rotating shaft 304 from the cooling medium discharge port 315B. Is done.

このように、ガスタービン１００１は、タービン３１０内に配設された１段目の静翼３１１と、改質前混合ガス供給通路６０２と、改質前混合ガス加熱手段６１１とを具備する。これによって、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率向上という効果が奏される。また、燃焼ガス３の熱によって高温となっている静翼３１１の翼冷却に寄与することもできる。さらに、既存の翼冷却部３１３の構造を、改質前混合ガス加熱手段６１１として使用することができるので、改質前混合ガス加熱手段６１１を配設するに際して、大幅な設計変更及びコストを要さないという利点をも有する。 As described above, the gas turbine 1001 includes the first stage stationary blade 311 disposed in the turbine 310, the pre-reforming mixed gas supply passage 602, and the pre-reforming mixed gas heating unit 611. As a result, the effect of raising the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 to a temperature sufficient to promote the reforming reaction is obtained, and as a result, the reforming rate is improved. The effect is played. Further, it is possible to contribute to blade cooling of the stationary blade 311 that is at a high temperature due to the heat of the combustion gas 3. Furthermore, since the existing structure of the blade cooling unit 313 can be used as the pre-reforming mixed gas heating unit 611, a large design change and cost are required when the pre-reforming mixed gas heating unit 611 is provided. It also has the advantage of not.

なお、改質前混合ガス加熱手段６１１の配設位置は、１段目の静翼３１１に限られず、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られれば、２段目以降の静翼３１１に配設されても良い。また、改質前混合ガス加熱手段６１１は、動翼３０５に配設されても良い。すなわち、１段目の動翼３０５の内部を、翼内改質前混合ガス供給通路６１２が通っており、これによって、翼内改質前混合ガス供給通路６１２中の改質前混合ガス１０と１段目の動翼３０５に吹き付ける燃焼ガス３とが熱交換をするようにしても良い。さらには、複数段の静翼３１１及び動翼３０５にまたがるようにして配設されても良い。 The arrangement position of the pre-reforming mixed gas heating means 611 is not limited to the first stage stationary blade 311, and the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 is promoted to promote the reforming reaction. If the effect of raising the temperature to a sufficient temperature is obtained, the second and subsequent stator blades 311 may be provided. Further, the pre-reforming mixed gas heating means 611 may be disposed on the rotor blade 305. That is, the blade-in-blade pre-reforming mixed gas supply passage 612 passes through the interior of the first stage blade 305, whereby the pre-reforming mixed gas 10 in the blade pre-reforming mixed gas supply passage 612 The combustion gas 3 sprayed on the first stage blade 305 may exchange heat. Furthermore, it may be arranged so as to straddle a plurality of stages of stationary blades 311 and moving blades 305.

このように、ガスタービン１００１は、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０に必要な温度の程度に応じて、改質前混合ガス加熱手段６１１の設置箇所を適宜変更することも可能である。換言すれば、改質前混合ガス加熱手段６１１の配設位置を比較的容易に変更することができるので、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度設定の自由度が上がるという効果をも奏する。 As described above, the gas turbine 1001 can appropriately change the installation location of the pre-reforming mixed gas heating unit 611 according to the temperature required for the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601. It is. In other words, since the arrangement position of the pre-reforming mixed gas heating means 611 can be changed relatively easily, the degree of freedom in setting the temperature of the pre-reforming mixed gas 10 supplied to the reformer 601 is increased. There is also an effect.

図６は、本発明の実施例３に係るガスタービンの概略図である。また、図７及び図８は、本発明の実施例３に係る燃焼器尾筒部の壁を一部抜き出した斜視図である。ここで、図７は主として壁内改質前混合ガス供給通路６２２について、また、図８は主として壁面冷却部６２３について示した図である。まず、ガスタービン１００２について、図６乃至図８を参照して説明する。なお、実施例１に係るガスタービンの構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。 FIG. 6 is a schematic diagram of a gas turbine according to a third embodiment of the present invention. 7 and 8 are perspective views of a part of the wall of the combustor tail cylinder portion according to the third embodiment of the present invention. Here, FIG. 7 is a view mainly showing the mixed gas supply passage 622 before in-wall reforming, and FIG. 8 is a view showing mainly the wall surface cooling unit 623. First, the gas turbine 1002 will be described with reference to FIGS. In addition, about the member which overlaps with the structure of the gas turbine which concerns on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

ガスタービン１００２は、燃焼器２１０と、改質装置６２０とを有する。燃焼器２１０は、改質器６０１からの改質ガス１１を噴出するための複数のノズルを備えるノズルブロック２１０Ｎと、後述する２重層構造の尾筒壁２１１からなる燃焼器尾筒部２１０Ｅとを有する。また、尾筒壁２１１は、改質前混合ガス加熱手段６２１と、図８に示す壁面冷却部６２３とを有する。 The gas turbine 1002 includes a combustor 210 and a reformer 620. The combustor 210 includes a nozzle block 210N having a plurality of nozzles for ejecting the reformed gas 11 from the reformer 601, and a combustor tail cylinder portion 210E composed of a tail cylinder wall 211 having a double layer structure to be described later. Have. Further, the tail tube wall 211 includes a pre-reforming mixed gas heating unit 621 and a wall surface cooling unit 623 shown in FIG.

改質前混合ガス加熱手段６２１は、壁内改質前混合ガス供給通路６２２を備えており、壁内改質前混合ガス供給通路６２２は、改質前混合ガス供給通路６０２の途中に設けられ、水蒸気供給口６０２Ａと改質器６０１との間に設置されている。また、壁面冷却部６２３は、壁内冷却媒体供給通路６２４を備えている。 The pre-reforming mixed gas heating means 621 includes an in-wall pre-reforming mixed gas supply passage 622, and the pre-reforming mixed gas supply passage 622 is provided in the middle of the pre-reforming mixed gas supply passage 602. The steam supply port 602A and the reformer 601 are installed. The wall surface cooling unit 623 includes an in-wall cooling medium supply passage 624.

次に、改質前混合ガス加熱手段６２１及び壁面冷却部６２３の構成について、図６乃至図８を用いて説明する。 Next, the configuration of the pre-reforming mixed gas heating means 621 and the wall surface cooling unit 623 will be described with reference to FIGS.

改質前混合ガス加熱手段６２１は、図６に示すように、燃焼器尾筒部２１０Ｅの尾筒壁２１１に配設されている。そして、図７に示すように、尾筒壁２１１は、２重層構造となっており、外側尾筒壁２１１Ｏと内側尾筒壁２１１Ｉとから構成されて、外側尾筒壁２１１Ｏと内側尾筒壁２１１Ｉとの間に複数の壁内改質前混合ガス供給通路６２２を備える。そして、図６に示すように、壁内改質前混合ガス供給通路６２２は、その一端に改質前混合ガス供給口６２２Ａを備え、他端には改質前混合ガス排出口６２２Ｂを備えており、いずれも改質前混合ガス供給通路６０２と接続する。改質前混合ガス加熱手段６２１では、燃焼器尾筒部２１０Ｅ内の燃焼ガス３の熱が内側尾筒壁２１１Ｉから入熱されて壁内改質前混合ガス供給通路６２２中の改質前混合ガス１０を加熱する。 As shown in FIG. 6, the pre-reforming mixed gas heating means 621 is disposed on the tail cylinder wall 211 of the combustor tail cylinder part 210E. As shown in FIG. 7, the transition piece wall 211 has a double layer structure, and is composed of an outer transition piece wall 211O and an inner transition piece wall 211I, and the outer transition piece wall 211O and the inner transition piece wall. A plurality of pre-reforming mixed gas supply passages 622 are provided between 211I and 211I. As shown in FIG. 6, the pre-reforming mixed gas supply passage 622 includes a pre-reforming mixed gas supply port 622A at one end and a pre-reforming mixed gas discharge port 622B at the other end. Both are connected to the pre-reforming mixed gas supply passage 602. In the pre-reforming mixed gas heating means 621, the heat of the combustion gas 3 in the combustor tail cylinder part 210 E is input from the inner tail cylinder wall 211 I and mixed before reforming in the pre-reforming mixed gas supply passage 622. The gas 10 is heated.

図８に示すように、壁面冷却部６２３は、改質前混合ガス加熱手段６２１と同様に燃焼器尾筒部２１０Ｅの尾筒壁２１１に配設されている。そして、壁面冷却部６２３は、外側尾筒壁２１１Ｏと内側尾筒壁２１１Ｉとの間に備えられた複数の壁内冷却媒体供給通路６２４と、外側尾筒壁２１１Ｏに設けられた第１冷却媒体供給口６２５と、第２冷却媒体供給口６２６とを備える。ここで、冷却媒体Ｆは、例えば、圧縮機１００から供給される圧縮空気２などである。なお、改質前混合ガス加熱手段６２１は、既存の壁面冷却部６２３と殆ど同一であるので、改質前混合ガス加熱手段６２１を設ける際の既存の翼冷却部３１３の設計変更を必要最小限に抑えることができる。 As shown in FIG. 8, the wall surface cooling unit 623 is disposed on the tail cylinder wall 211 of the combustor tail cylinder part 210 E similarly to the pre-reforming mixed gas heating means 621. The wall surface cooling unit 623 includes a plurality of in-wall cooling medium supply passages 624 provided between the outer tail cylinder wall 211O and the inner tail cylinder wall 211I, and a first cooling medium provided in the outer tail cylinder wall 211O. A supply port 625 and a second cooling medium supply port 626 are provided. Here, the cooling medium F is, for example, the compressed air 2 supplied from the compressor 100. Since the pre-reforming mixed gas heating means 621 is almost the same as the existing wall surface cooling unit 623, the design change of the existing blade cooling unit 313 when providing the pre-reforming mixed gas heating means 621 is minimized. Can be suppressed.

次に、このような構成からなる本実施例の作用について、図６乃至図８を用いて説明する。なお、実施例１に係るガスタービンと同じ部分についてはその説明は省略する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. In addition, the description about the same part as the gas turbine which concerns on Example 1 is abbreviate | omitted.

改質前混合ガス供給通路６０２中の改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス供給口６２２Ａから壁内改質前混合ガス供給通路６２２に供給される。そして、壁内改質前混合ガス供給通路６２２中の改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス加熱手段６２１において、内側尾筒壁２１１Ｉを介して壁内改質前混合ガス供給通路６２２中に入熱される燃焼器尾筒部２１０Ｅ内の燃焼ガス３の熱によって昇温される。昇温された改質前混合ガス１０は、改質前混合ガス排出口６１２Ｂから再び改質前混合ガス供給通路６０２に戻され、改質器６０１に供給されて改質ガス１１となる。 The pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas supply passage 602 is supplied to the pre-reforming mixed gas supply passage 622 from the pre-reforming mixed gas supply port 622A. The pre-reforming mixed gas 10 in the pre-reforming mixed gas supply passage 622 is mixed with the pre-reforming mixed gas supply passage 622 via the inner tail tube wall 211I in the pre-reforming mixed gas heating means 621. The temperature is raised by the heat of the combustion gas 3 in the combustor tail cylinder portion 210E that receives heat therein. The pre-reforming mixed gas 10 whose temperature has been raised is returned to the pre-reforming mixed gas supply passage 602 from the pre-reforming mixed gas discharge port 612B and supplied to the reformer 601 to become the reformed gas 11.

ここで、通常、燃焼器２１０で圧縮空気２と改質ガス１１とが混合して生成される燃焼ガス３の温度は、１２００℃程度である。したがって、改質前混合ガス加熱手段６２１において、改質前混合ガス１０を、１２００℃程度の燃焼ガス３によって例えば９００〜１０００℃程度まで昇温させることができる。すなわち、改質器６０１に供給される改質前混合ガス１０が、改質反応が促進される程度の温度にまで十分昇温されるので、改質率を向上することができる。また、相対的に低温の改質前混合ガス１０が、燃焼ガス３の熱によって高温となっている燃焼器尾筒部２１０Ｅを冷却する作用も併せ持つ。 Here, normally, the temperature of the combustion gas 3 produced by mixing the compressed air 2 and the reformed gas 11 in the combustor 210 is about 1200 ° C. Therefore, in the pre-reforming mixed gas heating means 621, the pre-reforming mixed gas 10 can be heated to, for example, about 900 to 1000 ° C. by the combustion gas 3 of about 1200 ° C. That is, since the pre-reforming gas mixture 10 supplied to the reformer 601 is sufficiently heated to a temperature at which the reforming reaction is promoted, the reforming rate can be improved. In addition, the relatively low-temperature pre-reforming mixed gas 10 also has an action of cooling the combustor tail cylinder portion 210 E that is heated by the heat of the combustion gas 3.

一方、図８に示すように、冷却媒体Ｆは、まず、第１冷却媒体供給口６２５から壁内冷却媒体供給通路６２４に供給される。そして、壁内冷却媒体供給通路６２４中の冷却媒体Ｆは、第２冷却媒体供給口６２６を通って内側尾筒壁２１１Ｉの表面上を沿うようにして流れる。これによって、冷却媒体Ｆによる燃焼器２１０の尾筒壁２１１の冷却が実現される。 On the other hand, as shown in FIG. 8, the cooling medium F is first supplied from the first cooling medium supply port 625 to the in-wall cooling medium supply passage 624. Then, the cooling medium F in the in-wall cooling medium supply passage 624 flows along the surface of the inner tail cylinder wall 211I through the second cooling medium supply port 626. As a result, cooling of the transition piece wall 211 of the combustor 210 by the cooling medium F is realized.

このように、ガスタービン１００１は、改質前混合ガス供給通路６０２と、燃焼器２１０と、改質前混合ガス加熱手段６２１とを具備する。これによって、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られ、その結果として、改質率向上という効果が奏される。また、燃焼ガス３の熱によって高温となっている燃焼器尾筒部２１０Ｅの尾筒壁２１１の冷却に寄与することもできる。さらに、既存の壁面冷却部６２３の構造を、改質前混合ガス加熱手段６２１として利用することができるので、改質前混合ガス加熱手段６１１を配設するに際して、大幅な設計変更及びコストを要さないという利点をも有する。 As described above, the gas turbine 1001 includes the pre-reforming mixed gas supply passage 602, the combustor 210, and the pre-reforming mixed gas heating unit 621. As a result, the effect of raising the temperature of the pre-reforming gas mixture 10 supplied to the reformer 601 to a temperature sufficient to promote the reforming reaction is obtained, and as a result, the reforming rate is improved. The effect is played. Moreover, it can also contribute to cooling of the tail tube wall 211 of the combustor tail tube part 210 E that is heated by the heat of the combustion gas 3. Furthermore, since the existing structure of the wall surface cooling unit 623 can be used as the pre-reforming mixed gas heating means 621, a large design change and cost are required when the pre-reforming mixed gas heating means 611 is provided. It also has the advantage of not.

なお、壁内改質前混合ガス供給通路６２２は、燃焼器尾筒部２１０Ｅの長手方向に向かって複数本設けられているが、これに限られるものではなく、改質器６０１に供給する改質前混合ガス１０の温度を、改質反応促進を図るのに十分な温度にまで昇温させるという作用が得られれば、例えば、燃焼器尾筒部２１０Ｅを螺旋状に巻くように設けられていても良い。 A plurality of pre-wall reformed mixed gas supply passages 622 are provided in the longitudinal direction of the combustor tail cylinder portion 210E, but the present invention is not limited to this, and the reformed gas supplied to the reformer 601 is not limited thereto. If the action of raising the temperature of the pre-mixed gas 10 to a temperature sufficient to promote the reforming reaction is obtained, for example, the combustor tail cylinder portion 210E is provided so as to be spirally wound. May be.

以上のように、本発明に係るガスタービンは、ガスタービンに用いられる燃料ガスの改質率を向上させる場合に有用である。 As described above, the gas turbine according to the present invention is useful for improving the reforming rate of the fuel gas used in the gas turbine.

実施例１に係るガスタービンの概略図である。1 is a schematic diagram of a gas turbine according to Embodiment 1. FIG. 実施例２に係るガスタービンの概略図である。6 is a schematic diagram of a gas turbine according to Embodiment 2. FIG. 実施例２に係るタービンの１段目の静翼付近の詳細斜視断面図である。FIG. 6 is a detailed perspective sectional view of the vicinity of a first stage stationary blade of a turbine according to a second embodiment. 実施例２に係るタービンの１段目の静翼の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a first stage stationary blade of a turbine according to a second embodiment. 図４のＩ−Ｉ断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 実施例３に係るガスタービンの概略図である。6 is a schematic view of a gas turbine according to Embodiment 3. FIG. 実施例３に係る改質前混合ガス加熱手段について示した図である。FIG. 6 is a view showing a pre-reforming mixed gas heating unit according to Example 3. 実施例３に係る壁面冷却部について示した図である。It is the figure shown about the wall surface cooling part which concerns on Example 3. FIG.

Explanation of symbols

１０００、１００１、１００２ガスタービン
１００圧縮機
２００、２１０燃焼器
２１１尾筒壁
２１１Ｏ外側尾筒壁
２１１Ｉ内側側尾筒壁
３００、３１０、３２０タービン
３０１タービン前段
３０１Ａ第１燃焼ガス供給口
３０１Ｂ第１燃焼ガス排出口
３０２タービン後段
３０２Ａ第２燃焼ガス供給口
３０２Ｂ第２燃焼ガス排出口
３０３燃焼ガス連絡通路
３０４回転軸
３０５動翼
３０６タービン前段ケーシング
３０７、３１１静翼
３０８タービン後段ケーシング
３１２タービンケーシング
３１３翼冷却部
３１４第１冷却媒体供給通路
３１５第２冷却媒体供給通路
３１５Ａ冷却媒体供給口
３１５Ｂ冷却媒体排出口
３１６冷却媒体連絡孔
３１７フィルム冷却孔
４００燃焼ガス圧縮機
５００ボイラー
６００、６１０、６２０改質装置
６０１改質器
６０２改質前混合ガス供給通路
６０２Ａ水蒸気供給口
６０３、６１１、６２１改質前混合ガス加熱手段
６１２翼内改質前混合ガス供給通路
６１２Ａ、６２２Ａ改質前混合ガス供給口
６１２Ｂ、６２２Ｂ改質前混合ガス排出口
６２２壁内改質前混合ガス供給通路
６２３壁面冷却部
６２４壁内冷却媒体供給通路
６２５第１冷却媒体供給口
６２６第２冷却媒体供給口
７００燃料ガスタンク
１空気
２圧縮空気
３燃焼ガス
４排出燃焼ガス
５排ガス
６水
７水蒸気
８低圧燃料ガス
９高圧燃料ガス
１０改質前混合ガス
１１改質ガス
Ｐポンプ 1000, 1001, 1002 Gas turbine 100 Compressor 200, 210 Combustor 211 Cylinder wall 211O Outer tail cylinder wall 211I Inner side tail cylinder wall 300, 310, 320 Turbine 301 Turbine front stage 301A First combustion gas supply port 301B First combustion Gas exhaust port 302 Turbine rear stage 302A Second combustion gas supply port 302B Second combustion gas exhaust port 303 Combustion gas communication path 304 Rotating shaft 305 Rotor blade 306 Turbine front stage casing 307, 311 Stator blade 308 Turbine rear stage casing 312 Turbine casing 313 Blade cooling Part 314 First cooling medium supply passage 315 Second cooling medium supply passage 315A Cooling medium supply port 315B Cooling medium discharge port 316 Cooling medium communication hole 317 Film cooling hole 400 Combustion gas compressor 500 Boiler 600, 6 10, 620 Reformer 601 Reformer 602 Pre-reforming mixed gas supply passage 602A Water vapor supply port 603, 611, 621 Pre-reforming mixed gas heating means 612 Pre-reforming mixed gas supply passage 612A, 622A Before reforming Mixed gas supply port 612B, 622B Pre-reforming mixed gas discharge port 622 In-wall mixed gas supply passage 623 Wall surface cooling unit 624 In-wall cooling medium supply passage 625 First cooling medium supply port 626 Second cooling medium supply port 700 Fuel gas tank 1 Air 2 Compressed air 3 Combustion gas 4 Exhaust combustion gas 5 Exhaust gas 6 Water 7 Water vapor 8 Low pressure fuel gas 9 High pressure fuel gas 10 Pre-reforming mixed gas 11 Reformed gas P pump

Claims

A compressor that generates compressed air by compressing air supplied for combustion;
A fuel gas supply source for supplying fuel gas;
A reformer for reforming a mixed gas before reforming in which steam is added to the fuel gas to generate a reformed gas;
A combustor that mixes the reformed gas with the compressed air to generate combustion gas;
A turbine driven by the combustion gas having a rotating shaft and having a stationary blade and a moving blade provided along a circumferential direction of the rotating shaft;
A pre-reforming mixed gas supply passage for connecting the fuel gas supply source and the reformer to supply the pre-reforming mixed gas;
And a pre-reforming mixed gas heating means for heating the pre-reforming mixed gas by heat of the combustion gas before being discharged from the turbine and provided in the pre-reforming mixed gas supply passage. gas turbine.

The gas turbine according to claim 1, wherein the pre-reforming mixed gas heating means heats the pre-reforming mixed gas with heat of combustion gas in the turbine.

The pre-reforming mixed gas heating means has an in-blade pre-reforming mixed gas supply passage that is provided in at least one of the stationary blade and the moving blade and through which the pre-reforming mixed gas flows, The gas turbine according to claim 2, wherein the pre-reforming mixed gas in the pre-reforming mixed gas supply passage is heated by heat of combustion gas blown to the stationary blade or the moving blade.

The pre-reforming mixed gas heating means has an in-wall pre-reforming mixed gas supply passage that is provided on the wall of the combustor and through which the pre-reforming mixed gas flows, and is generated in the combustor. The gas turbine according to claim 1, wherein the pre-reforming mixed gas in the in-wall pre-reforming mixed gas supply passage is heated by heat of combustion gas.