JP2010053855A - 2軸ガスタービン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧タービン3Hを駆動する作動流体の一部を、高圧タービン3Hに流入させることなく低圧タービン3Lに流入させる。
【選択図】 図1
Description
2 燃焼器
3H 高圧タービン
3L 低圧タービン
4 増湿器
5 再生熱交換器
6 本体ケーシング
18 分岐流路
19 分岐流量調節機構
20 発電機
21 シャフト
22 給水加熱器
23 排ガス再加熱器
24 水回収装置
25 排気塔
26 水処理装置
27 吸気噴霧装置
28 ガス圧縮機
30 冷却装置
32 高圧タービンロータ
33 低圧タービンロータ
35 高圧タービンの最終段動翼
36 低圧タービンの初段動翼
38 高圧側静止シュラウド
39 タービンケーシング
40 低圧タービンの初段静翼
40a,42a 空気流路
42 パージ空気
46 高圧側静止シュラウド
47,53,74,84 キャビティ
56,76 分岐空気供給孔
48,49 ホイールスペース
73 部屋
94 空気流路
100 ガスタービン吸い込み空気
101 吸い込み空気
102 圧縮空気
103 抽気空気
104 低温高湿空気
105 高温高湿空気
106 燃焼ガス
107 高圧タービン排気ガス
108 低圧タービン排気ガス
109 排気ガス
110 分岐空気
114 給水
115 排熱回収ボイラ
116,117,118,120 蒸気
121 空気分離器
122 酸素
123,127 窒素
124 ガス化炉
125 石炭
126 石炭ガス化ガス
128 低カロリーガス
129 分岐圧縮空気
200 燃料
300 噴霧水
301 増湿装置給水
310 噴霧水量制御弁
311 給水量制御弁
320 高圧ポンプ
Claims (21)
- 空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした、2軸ガスタービンの運転方法において、
定格運転時の燃焼温度を、シンプルサイクルにおける定格燃焼温度と同等にすると、圧縮機の回転数が定格回転数と比べて過回転となる場合に、
該高圧タービンを駆動する作動流体の一部を、該高圧タービンに流入させることなく該低圧タービンに流入させることを特徴とする2軸ガスタービンの運転方法。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された空気を含む作動流体の流量を増加させる流量増加手段と、
該増加した作動流体と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンにおいて、
該流量増加手段で流量を増加された作動流体の一部を、該燃焼器に供給される前に分岐して該低圧タービンに導く分岐経路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された空気を加湿して作動流体の流量を増加させる増湿器と、
該増湿器で加湿された増湿空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンにおいて、
該増湿器で加湿された増湿空気の一部を、該燃焼器に供給される前に分岐して該低圧タービンに導く分岐経路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項3に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該増湿器で加湿された増湿空気と該低圧タービンを駆動した排ガスとを熱交換させる再生熱交換器を備え、
該分岐経路は、該再生熱交換器で熱交換された増湿空気の一部を分岐する経路であることを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項4に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該圧縮機の吸込み空気入口に、該圧縮機の吸気に液滴を噴霧する吸気噴霧装置を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された空気に蒸気を注入する蒸気注入手段と、
該蒸気注入手段で蒸気を注入された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンにおいて、
該蒸気注入手段で蒸気を注入された空気の一部を、該燃焼器に供給される前に分岐して該低圧タービンに導く分岐経路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
空気を酸素と窒素に分離する空気分離器と、
該空気分離器で分離された酸素と石炭とから石炭ガス化ガスを生成するガス化炉と、
該ガス化炉で生成された窒素を燃焼器に注入する窒素注入経路と、
該ガス化炉で生成された石炭ガス化ガスと該圧縮機で圧縮された空気とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンにおいて、
該窒素注入経路を流れる窒素の一部を分岐して該低圧タービンに導く分岐経路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンにおいて、
該燃料は低カロリーガスであり、
該圧縮機で圧縮された空気の一部を、該燃焼器に供給される前に分岐して該低圧タービンに導く分岐経路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−8に記載の2軸ガスタービンにおいて、
タービンケーシングと該高圧タービンの最終段動翼の外周側との間に高圧側静止シュラウドを有し、
該高圧側静止シュラウドの内部にキャビティを有し、
該タービンケーシングの外側から該キャビティに、該分岐経路で分岐された流体を導入する流路を有し、
該高圧側静止シュラウドは、タービンの内部を燃焼ガスが流下するガスパスと連通する供給口を有することを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−8に記載の2軸ガスタービンにおいて、
タービンケーシングと該高圧タービンの最終段動翼の外周側との間に高圧側静止シュラウドを有し、
該高圧タービンの後流側で該タービンケーシングの内側に、中間静止シュラウドを有し、
該中間静止シュラウドの内部にキャビティを有し、
該タービンケーシングの外側から該キャビティに、該分岐経路で分岐された流体を導入する流路を有し、
該中間静止シュラウドは、タービンの内部を燃焼ガスが流下するガスパスと連通する供給口を有することを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−8に記載の2軸ガスタービンにおいて、
タービンケーシングと該高圧タービンの最終段動翼の外周側との間に高圧側静止シュラウドを有し、
該高圧側静止シュラウドの後流側で該タービンケーシングの内側に、ガスパスと連通したキャビティを有し、
該タービンケーシングの外側から該キャビティに、該分岐経路で分岐された流体を導入する流路を有することを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−11に記載の2軸ガスタービンにおいて、
タービンケーシングと該低圧タービンの初段静翼の外周側との間にキャビティが形成され、
該低圧タービンの初段静翼の内周側に、該高圧タービンのロータ端面と該低圧タービンのロータ端面とからホイールスペースが形成され、
該初段静翼は、内部に流体が流通する内部流路が形成され、
該分岐経路で分岐された流体を、該タービンケーシングの外側から該キャビティ及び該初段静翼の内部流路を経由して該ホイールスペースに導入する流路を有することを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項12に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該初段静翼の内部流路は、該ガスパスと連通する噴出孔を有することを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項12に記載の2軸ガスタービンにおいて、
低圧タービンロータに、該ホイールスペースと該低圧タービンの初段動翼の根元側とを連通する流路を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−14に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該分岐経路で分岐する流体の流量を制御する分岐流量調節機構を備えたことを特徴とする2軸タービン。 - 請求項15に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該低圧タービンの出力指令値に基づいて該分岐調節機構を制御する制御装置を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−16に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該分岐経路は、該高圧タービンを駆動した後の排気ガスを該低圧タービンに導く流路に接続されていることを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項2−17に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該圧縮機の回転軸に、該燃焼器に供給する燃料を昇圧する燃料昇圧機を連結したことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 請求項3−5に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該分岐経路で分岐する流体の質量流量は、該圧縮機で吸い込む空気の質量流量の10%から25%であることを特徴とする2軸式ガスタービン。 - 請求項2−7に記載の2軸ガスタービンにおいて、
該分岐経路で分岐する流体の流量を、該流量増加手段による流量増加分よりも少ない流量範囲で制御する分岐流量調節機構を備えたことを特徴とする2軸ガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
作動流体と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
該圧縮機と同軸に接続され、該燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動する高圧タービンと、
該高圧タービンからの排ガスにより駆動する低圧タービンとを備え、
該高圧タービンと該低圧タービンとをそれぞれ独立した軸構造とした2軸ガスタービンの改造方法において、
該圧縮機で圧縮された空気を含む作動流体の流量を増加させる流量増加手段と、
該流量増加手段で流量を増加された作動流体の一部を、該燃焼器に供給される前に分岐して該低圧タービンに導く分岐経路とを追設することを特徴とする2軸ガスタービンの改造方法。
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