JP2011137471A - Gas turbine - Google Patents

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JP2011049557A
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Tatsuo Ishiguro
達男 石黒
Katsunori Tanaka
克則 田中
Satoru Konishi
哲 小西
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the deterioration in output efficiency by cooling a combustor while inhibiting a pressure loss of compressed air. <P>SOLUTION: A gas turbine is constructed to obtain a rotary power by supplying fuel to compressed air compressed by a compressor 11 in the combustor 12, burning them and supplying the generated combustion gas to a turbine 13. The gas turbine includes a booster device 41 pressure-raising part of the compressed air compressed by the compressor 11, a combustor cooling device 42 cooling the combustor 12 with the compressed air pressure-raised by the booster device 41, a compressed air circulation line 46 supplying the compressed air cooling the combustor 12 to a casing of the combustor 12, and an exchanger 86 cooling the compressed air pressure-raised by the booster device 41 with the steam generated by an exhaust heat recovery boiler 84. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧縮した圧縮空気に燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給して回転動力を得るガスタービンに関するものである。   The present invention relates to a gas turbine that supplies fuel to compressed compressed air for combustion and supplies the generated combustion gas to a turbine to obtain rotational power.

一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されており、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスがタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。   A general gas turbine is composed of a compressor, a combustor, and a turbine. The air taken in from the air intake port is compressed by the compressor to become high-temperature and high-pressure compressed air. Fuel is supplied to the compressed air and burned, and high-temperature, high-pressure combustion gas drives the turbine, and the generator connected to the turbine is driven.

このようなガスタービンでは、燃焼器における燃焼温度が高温となると、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が増加するため、燃焼器には冷却装置が設けられている。従来における燃焼器の冷却装置としては、蒸気冷却方式、空気冷却方式、回収式空気冷却方式などがある。   In such a gas turbine, when the combustion temperature in the combustor becomes high, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas increases, and thus the combustor is provided with a cooling device. Conventional combustor cooling devices include steam cooling, air cooling, and recovery air cooling.

蒸気冷却方式の冷却装置は、排熱回収ボイラで発生した蒸気を燃焼器を構成する内筒の壁内に形成された冷却通路に供給することでこの燃焼器を冷却し、燃焼器の冷却後の蒸気を蒸気タービンにて回収するものであり、冷却に空気を使用しないため、燃焼用空気を十分に確保することができ、低NOx化を図ることができると共に、比熱の低い低温の蒸気を用いるため、冷却能力が高く、超高温のガスタービンでも適用することができる。   The steam cooling type cooling device cools this combustor by supplying the steam generated in the exhaust heat recovery boiler to the cooling passage formed in the wall of the inner cylinder constituting the combustor. Steam is collected by a steam turbine, and air is not used for cooling, so that sufficient combustion air can be secured, low NOx can be achieved, and low temperature steam with low specific heat can be obtained. Since it is used, it can be applied to a gas turbine having a high cooling capacity and an extremely high temperature.

空気冷却方式の冷却装置は、圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気し、この圧縮空気を内筒の壁内に形成された冷却通路に供給することで燃焼器を冷却し、燃焼器の冷却した後の空気を排ガス通路に噴出するものであり、簡単な構造で燃焼器を冷却することができる。また、回収式空気冷却方式の冷却装置は、燃焼器壁の外側にフロースリーブを設け、圧縮機で圧縮した圧縮空気を車室空気からフロースリーブの環状通路に流して冷却し、燃焼器の冷却した後の空気をこの燃焼器に供給するものであり、冷却後の空気を燃焼用空気として回収するため、燃焼用空気を十分に確保することができ、低NOx化を図ることができる。   The cooling device of the air cooling system cools the combustor by extracting a part of the compressed air compressed by the compressor from the passenger compartment and supplying this compressed air to the cooling passage formed in the wall of the inner cylinder. The air after cooling the combustor is ejected into the exhaust gas passage, and the combustor can be cooled with a simple structure. The recovery type air cooling system is provided with a flow sleeve on the outside of the combustor wall, and the compressed air compressed by the compressor flows from the passenger compartment air through the annular passage of the flow sleeve to cool the combustor. The air after being supplied is supplied to this combustor, and the air after cooling is recovered as combustion air, so that sufficient combustion air can be secured and NOx reduction can be achieved.

なお、ガスタービンの冷却装置としては、下記特許文献1に記載されたものがある。   In addition, there exists a thing described in the following patent document 1 as a cooling device of a gas turbine.

特開2004−169584号公報JP 2004-169484 A

ところが、上述したガスタービンにおける各種の冷却装置は、下記に説明するような問題がある。蒸気冷却方式の冷却装置では、排熱回収ボイラで発生した蒸気により燃焼器を冷却するため、ガスタービンと排熱回収ボイラとの間に蒸気を循環するための蒸気配管など付帯設備が必要となり、構造が大型化、複雑化してしまう。また、ガスタービンを冷却するためには排熱回収ボイラが起動していなければならず、運転制御が複雑になり、この場合、排熱回収ボイラは暖機が必要となるために起動時間が長くなってしまう。更に、燃焼器を蒸気で冷却するため、ガスタービンの熱量が奪われてプラント効率が低下してしまうという問題がある。   However, the various cooling devices in the gas turbine described above have problems as described below. In the cooling device of the steam cooling system, the combustor is cooled by the steam generated in the exhaust heat recovery boiler, so ancillary equipment such as steam piping for circulating the steam between the gas turbine and the exhaust heat recovery boiler is required. The structure becomes large and complicated. Further, in order to cool the gas turbine, the exhaust heat recovery boiler must be activated, and the operation control becomes complicated. In this case, the exhaust heat recovery boiler needs to be warmed up, so that the startup time is long. turn into. Furthermore, since the combustor is cooled with steam, there is a problem that the heat efficiency of the gas turbine is lost and the plant efficiency is lowered.

また、空気冷却方式の冷却装置では、圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部の空気で燃焼器を冷却するため、燃焼用空気が減少してしまい、燃焼器での燃焼温度が上昇して排気ガス中のNOxが増加してしまうという問題がある。そして、超高温ガスタービンでは、車室温度が高温まで上昇するため、空気冷却方式の冷却装置では冷却能力が低く、実現が難しい。更に、回収式空気冷却方式の冷却装置では、圧縮機で圧縮した圧縮空気により燃焼器を冷却し、冷却後の圧縮空気を燃焼器に供給しており、燃焼用空気を確保して低NOx化を図ることができるものの、圧縮空気を燃焼器の壁冷却後に回収するため、燃焼器での圧力損失が大きく、タービン効率が低下してしまうという問題がある。また、燃焼器における内筒の外周側にフロースリーブを設ける必要があるため、構造部材が多くなって構造が複雑化してしまう。   In addition, in the air-cooling type cooling device, the combustor is cooled by a part of the compressed air compressed by the compressor, so that the combustion air decreases, the combustion temperature in the combustor rises, and the exhaust gas is exhausted. There is a problem that NOx in the gas increases. In an ultra-high temperature gas turbine, the passenger compartment temperature rises to a high temperature, so that an air-cooled cooling device has a low cooling capacity and is difficult to realize. Furthermore, in the recovery type air cooling system cooling device, the combustor is cooled by the compressed air compressed by the compressor, and the compressed air after cooling is supplied to the combustor, ensuring combustion air and reducing NOx. However, since the compressed air is recovered after the wall of the combustor is cooled, there is a problem that the pressure loss in the combustor is large and the turbine efficiency is lowered. Moreover, since it is necessary to provide a flow sleeve on the outer peripheral side of the inner cylinder in the combustor, the number of structural members increases and the structure becomes complicated.

本発明は上述した課題を解決するものであり、圧縮空気の圧力損失を抑制して燃焼器を冷却可能とすることで出力効率の低下を抑制可能としたガスタービンを提供することを目的とする。   This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the gas turbine which made it possible to suppress the fall of output efficiency by suppressing the pressure loss of compressed air and enabling it to cool a combustor. .

上記の目的を達成するための請求項1の発明のガスタービンは、圧縮機で圧縮した圧縮空気に燃焼器で燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給することで回転動力を得るガスタービンにおいて、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段で昇圧した圧縮空気により前記燃焼器を冷却する燃焼器冷却手段と、前記燃焼器を冷却した圧縮空気を前記燃焼器に供給する第1空気供給手段と、前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却手段を設け、前記燃焼器冷却手段は、前記圧縮空気冷却手段により冷却された圧縮空気で前記燃焼器を冷却し、前記タービンから排出された排気ガスをボイラに送って蒸気を生成し、生成された蒸気を蒸気タービンに送って発電し、冷却された給水をボイラに戻して過熱する排熱回収手段を設け、前記圧縮空気冷却手段は、ボイラで生成された蒸気により前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the gas turbine according to the first aspect of the present invention is configured such that fuel is supplied to the compressed air compressed by the compressor by the combustor and burned, and the generated combustion gas is supplied to the turbine to rotate the power. In the gas turbine for obtaining the pressure, the pressure-increasing means for increasing the pressure of a part of the compressed air compressed by the compressor, the combustor cooling means for cooling the combustor by the compressed air pressurized by the pressure-increasing means, and cooling the combustor A first air supply means for supplying the compressed air to the combustor and a compressed air cooling means for cooling the compressed air boosted by the boosting means. The combustor cooling means is cooled by the compressed air cooling means. The combustor is cooled with compressed air, the exhaust gas discharged from the turbine is sent to a boiler to generate steam, the generated steam is sent to a steam turbine to generate power, and the cooled feed water is Provided the exhaust heat recovery means for heating back to Ira, the compressed air cooling unit is characterized in that for cooling the compressed air that is pressurized by the pressurizing unit with the steam generated in the boiler.

請求項2の発明のガスタービンでは、前記昇圧手段は、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気して昇圧する一方、前記第1空気供給手段は、前記燃焼器を冷却した圧縮空気を前記車室に戻すことを特徴としている。   In the gas turbine according to a second aspect of the present invention, the boosting means bleeds and pressurizes a part of the compressed air compressed by the compressor from the passenger compartment, while the first air supply means cools the combustor. The compressed air is returned to the passenger compartment.

請求項3の発明のガスタービンでは、前記燃焼器冷却手段は、前記燃焼器を構成する内筒の壁部内に形成された多数の冷却通路を有することを特徴としている。   The gas turbine according to a third aspect of the present invention is characterized in that the combustor cooling means has a large number of cooling passages formed in a wall portion of an inner cylinder constituting the combustor.

請求項4の発明のガスタービンでは、前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気により前記タービンを冷却するタービン冷却手段と、前記タービンを冷却した圧縮空気を前記燃焼器に供給する第2空気供給手段を設けたことを特徴としている。   In the gas turbine according to a fourth aspect of the present invention, there is provided turbine cooling means for cooling the turbine with compressed air boosted by the pressure boosting means, and second air supply means for supplying compressed air having cooled the turbine to the combustor. It is characterized by that.

請求項1の発明のガスタービンによれば、圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧手段と、この昇圧手段で昇圧した圧縮空気により燃焼器を冷却する燃焼器冷却手段と、燃焼器を冷却した圧縮空気を燃焼器に供給する第1空気供給手段を設けたので、圧縮機で圧縮した圧縮空気が燃焼器に供給されると共に、その一部が昇圧手段により昇圧されてから燃焼器冷却手段に送られ、この圧縮空気により燃焼器が冷却され、燃焼器を冷却した圧縮空気が第1空気供給手段により燃焼器に供給され、燃焼器では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給して回転動力を得ることとなり、圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧してから燃焼器を冷却するため、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器を適正に冷却することができると共に、燃焼器を冷却した空気を圧縮機で圧縮した圧縮空気と共に燃焼器に供給するため、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができ、その結果、出力効率の低下を抑制することができる。   According to the gas turbine of the first aspect of the present invention, the boosting means for boosting a part of the compressed air compressed by the compressor, the combustor cooling means for cooling the combustor with the compressed air boosted by the boosting means, and the combustion Since the first air supply means for supplying the compressed air having cooled the combustor to the combustor is provided, the compressed air compressed by the compressor is supplied to the combustor, and a part thereof is pressurized by the pressure increasing means and then burned. The combustor is cooled by the compressed air, and the combustor is cooled by the compressed air. The compressed air that has cooled the combustor is supplied to the combustor by the first air supply means, and the combustor supplies fuel to the compressed air. Then, the combustion gas generated is supplied to the turbine to obtain rotational power, and the compressed air compressed by the compressor is pressurized and then the combustor is cooled. Minimize Since the combustor can be properly cooled and the air cooled by the combustor is supplied to the combustor together with the compressed air compressed by the compressor, the combustion air does not decrease, and NOx due to an increase in the combustion temperature. An increase in discharge amount can be suppressed, and as a result, a decrease in output efficiency can be suppressed.

また、請求項1の発明のガスタービンによれば、昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却手段を設け、燃焼器冷却手段は、この圧縮空気冷却手段により冷却された圧縮空気で燃焼器を冷却するので、圧縮空気冷却手段により圧縮空気を冷却して温度を低下することができ、燃焼器を効率良く冷却することができると共に、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。   According to the gas turbine of the first aspect of the present invention, the compressed air cooling means for cooling the compressed air boosted by the boosting means is provided, and the combustor cooling means is combusted by the compressed air cooled by the compressed air cooling means. Since the combustor is cooled, the compressed air can be cooled by the compressed air cooling means to lower the temperature, the combustor can be efficiently cooled, and the combustion temperature is lowered to reduce the NOx emission amount. Can do.

また、請求項1の発明のガスタービンによれば、タービンから排出された排気ガスをボイラに送って蒸気を生成し、生成された蒸気を蒸気タービンに送って発電し、冷却された給水をボイラに戻して過熱する排熱回収手段を設け、圧縮空気冷却手段は、ボイラで生成された蒸気により昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却するので、圧縮空気を冷却する冷媒として排熱回収手段の蒸気を用いることで、昇圧した圧縮空気を効率良く冷却することができる。   According to the gas turbine of the first aspect of the present invention, the exhaust gas discharged from the turbine is sent to the boiler to generate steam, the generated steam is sent to the steam turbine to generate power, and the cooled feed water is supplied to the boiler. An exhaust heat recovery means is provided for returning to overheating and the compressed air cooling means cools the compressed air that has been boosted by the boosting means with the steam generated by the boiler, so that the steam of the exhaust heat recovery means serves as a refrigerant for cooling the compressed air. Can be used to efficiently cool the pressurized compressed air.

請求項2の発明のガスタービンによれば、昇圧手段は圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気して昇圧する一方、第1空気供給手段は燃焼器を冷却した圧縮空気を車室に戻すので、燃焼器を冷却した空気が車室に戻されるため、圧縮機で圧縮した圧縮空気の全てが燃焼器に供給されることとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。   According to the gas turbine of the second aspect of the present invention, the pressurizing means bleeds and pressurizes a part of the compressed air compressed by the compressor from the passenger compartment, while the first air supply means supplies the compressed air that has cooled the combustor. Since the air that has cooled the combustor is returned to the passenger compartment because it is returned to the passenger compartment, all of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the combustor, and the combustion air does not decrease and combustion An increase in NOx emissions due to temperature rise can be suppressed.

請求項3の発明のガスタービンによれば、燃焼器冷却手段は、燃焼器を構成する内筒の壁部内に形成された多数の冷却通路を有するので、圧縮空気が内筒の壁部内にある多数の冷却通路を通過することで燃焼器を冷却するため、この燃焼器を効率良く冷却することができる。   According to the gas turbine of the invention of claim 3, the combustor cooling means has a large number of cooling passages formed in the wall portion of the inner cylinder constituting the combustor, so that the compressed air is in the wall portion of the inner cylinder. Since the combustor is cooled by passing through a large number of cooling passages, the combustor can be efficiently cooled.

請求項4の発明のガスタービンによれば、昇圧手段で昇圧した圧縮空気によりタービンを冷却するタービン冷却手段と、タービンを冷却した圧縮空気を燃焼器に供給する第2空気供給手段を設けたので、圧縮機で圧縮した圧縮空気が燃焼器に供給されると共に、その一部が昇圧手段により昇圧されてから燃焼器冷却手段及びタービン冷却手段に送られ、この圧縮空気により燃焼器及びタービンが冷却され、冷却後の圧縮空気が第1、第2空気供給手段により燃焼器に供給され、燃焼器では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給して回転動力を得ることとなり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器及びタービンを適正に冷却することができると共に、冷却した空気を全て燃焼器に供給するため、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができ、その結果、出力効率の低下を抑制することができる。   According to the gas turbine of the fourth aspect of the present invention, the turbine cooling means for cooling the turbine with the compressed air pressurized by the pressure increasing means and the second air supply means for supplying the compressed air having cooled the turbine to the combustor are provided. Compressed air compressed by the compressor is supplied to the combustor, and a part of the compressed air is boosted by the boosting means and then sent to the combustor cooling means and the turbine cooling means. The combustor and turbine are cooled by the compressed air. The compressed air after cooling is supplied to the combustor by the first and second air supply means. In the combustor, fuel is supplied to the compressed air and burned, and the generated combustion gas is supplied to the turbine. Rotational power can be obtained, and the combustor and turbine can be properly cooled while minimizing the pressure loss of compressed air, and all the cooled air is supplied to the combustor. Because not the combustion air is reduced, it is possible to suppress an increase in NOx emissions due to an increase in combustion temperature, as a result, it is possible to suppress a decrease in power efficiency.

図1は、本発明の実施例1に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a first embodiment of the present invention. 図2は、実施例1のガスタービンを表す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a gas turbine according to the first embodiment. 図3は、実施例1のガスタービンにおける燃焼器を表す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a combustor in the gas turbine according to the first embodiment. 図4−1は、本発明の実施例2に係るガスタービンにおける燃焼器冷却装置を表す概略図である。FIGS. 4-1 is the schematic showing the combustor cooling device in the gas turbine which concerns on Example 2 of this invention. 図4−2は、実施例2のガスタービンにおける燃焼器冷却装置の変形例を表す概略図である。FIG. 4-2 is a schematic diagram illustrating a modification of the combustor cooling device in the gas turbine of the second embodiment. 図4−3は、実施例2のガスタービンにおける燃焼器冷却装置の変形例を表す概略図である。FIG. 4-3 is a schematic diagram illustrating a modification of the combustor cooling device in the gas turbine of the second embodiment. 図4−4は、実施例2のガスタービンにおける燃焼器冷却装置の変形例を表す概略図である。FIGS. 4-4 is the schematic showing the modification of the combustor cooling device in the gas turbine of Example 2. FIGS. 図5は、本発明の実施例3に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例4に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施例5に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a fifth embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施例6に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a sixth embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施例7に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a seventh embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施例8に係るガスタービンを表す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to an eighth embodiment of the present invention.

以下に添付図面を参照して、本発明に係るガスタービンの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。   Exemplary embodiments of a gas turbine according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.

図1は、本発明の実施例1に係るガスタービンを表す概略図、図2は、実施例1のガスタービンを表す概略構成図、図3は、実施例1のガスタービンにおける燃焼器を表す概略構成図である。   1 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a gas turbine according to the first embodiment, and FIG. 3 illustrates a combustor in the gas turbine according to the first embodiment. It is a schematic block diagram.

実施例1のガスタービンは、図1及び図2に示すように、圧縮機11と燃焼器12とタービン13とにより構成され、このタービン13に発電機14が連結されている。この圧縮機11は、空気を取り込む空気取入口15を有し、圧縮機車室16内に複数の静翼17と動翼18が交互に配設されてなり、その外側に抽気マニホールド19が設けられている。燃焼器12は、圧縮機11で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、バーナで点火することで燃焼可能となっている。タービン13は、タービン車室20内に複数の静翼21と動翼22が交互に配設されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gas turbine according to the first embodiment includes a compressor 11, a combustor 12, and a turbine 13, and a generator 14 is connected to the turbine 13. The compressor 11 has an air intake port 15 for taking in air, a plurality of stationary blades 17 and moving blades 18 are alternately arranged in a compressor casing 16, and a bleed manifold 19 is provided on the outside thereof. ing. The combustor 12 is combustible by supplying fuel to the compressed air compressed by the compressor 11 and igniting it with a burner. In the turbine 13, a plurality of stationary blades 21 and moving blades 22 are alternately arranged in a turbine casing 20.

タービン13のタービン車室20には、排気室23が連続して設けられており、この排気室23は、タービン13に連続する排気ディフューザ24を有している。また、圧縮機11、燃焼器12、タービン13、排気室23の中心部を貫通するようにロータ(タービン軸)25が位置しており、圧縮機11側の端部が軸受部26により回転自在に支持される一方、排気室23側の端部が軸受部27により回転自在に支持されている。そして、このロータ25に複数のディスクプレートが固定され、各動翼18,22が連結されると共に、排気室23側の端部に発電機14の駆動軸が連結されている。   An exhaust chamber 23 is continuously provided in the turbine casing 20 of the turbine 13, and the exhaust chamber 23 has an exhaust diffuser 24 that is continuous with the turbine 13. A rotor (turbine shaft) 25 is positioned so as to pass through the center of the compressor 11, the combustor 12, the turbine 13, and the exhaust chamber 23, and the end on the compressor 11 side is freely rotatable by the bearing portion 26. On the other hand, the end portion on the exhaust chamber 23 side is rotatably supported by the bearing portion 27. A plurality of disk plates are fixed to the rotor 25, the rotor blades 18 and 22 are connected, and the drive shaft of the generator 14 is connected to the end on the exhaust chamber 23 side.

従って、圧縮機11の空気取入口15から取り込まれた空気が、複数の静翼17と動翼18を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器12にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、タービン13を構成する複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25を駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14に回転動力を付与することで発電を行う一方、排気ガスは排気室23の排気ディフューザ24で静圧に変換されてから大気に放出される。   Therefore, the air taken in from the air intake port 15 of the compressor 11 passes through the plurality of stationary blades 17 and the moving blades 18 and is compressed to become high-temperature and high-pressure compressed air. Combustion occurs when a predetermined fuel is supplied to the compressed air. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 drives and rotates the rotor 25 by passing through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 constituting the turbine 13, and is connected to the rotor 25. While generating power by applying rotational power to the generator 14, the exhaust gas is converted into static pressure by the exhaust diffuser 24 in the exhaust chamber 23 and then released to the atmosphere.

上述した燃焼器12において、図3に示すように、燃焼器外筒31に燃焼器内筒32が支持され、この燃焼器内筒32の先端部に燃焼器尾筒33が連結されて燃焼器ケーシングが構成されている。燃焼器内筒32内には、その中心部にパイロットノズル34が配設されると共に、燃焼器内筒32の内周面に周方向に沿ってパイロットノズル34を取り囲むように複数の予混合ノズル35が配設されており、パイロットノズル34の先端部にはパイロットコーン36が装着されている。   In the above-described combustor 12, as shown in FIG. 3, the combustor inner cylinder 32 is supported by the combustor outer cylinder 31, and the combustor tail cylinder 33 is connected to the tip of the combustor inner cylinder 32 to combust the combustor. A casing is constructed. In the combustor inner cylinder 32, a pilot nozzle 34 is disposed at the center thereof, and a plurality of premixing nozzles are disposed on the inner peripheral surface of the combustor inner cylinder 32 so as to surround the pilot nozzle 34 along the circumferential direction. 35 is disposed, and a pilot cone 36 is attached to the tip of the pilot nozzle 34.

従って、圧縮機11における圧縮機車室16から高温・高圧の圧縮空気が燃焼器12に流れこむと、各予混合ノズル35内では、この圧縮空気がメイン燃料棒から噴射された燃料と混合され、予混合気の旋回流となって燃焼器内筒32内に流れ込む。一方、パイロットノズル34内では、圧縮空気がパイロット燃料棒から噴射された燃料と混合され、この混合気は図示しない種火により着火されて燃焼し、燃焼ガスとなって燃焼器内筒32内に噴出する。そして、燃焼ガスの一部が燃焼器内筒32内に火炎を伴って周囲に拡散するように噴出することで、各予混合ノズル35から燃焼器内筒32、燃焼器尾筒33に流れ込んだ予混合気に着火されて燃焼する。   Therefore, when high-temperature and high-pressure compressed air flows from the compressor casing 16 in the compressor 11 into the combustor 12, the compressed air is mixed with the fuel injected from the main fuel rods in each premixing nozzle 35. The swirl flow of the premixed gas flows into the combustor inner cylinder 32. On the other hand, in the pilot nozzle 34, the compressed air is mixed with the fuel injected from the pilot fuel rods, and this air-fuel mixture is ignited and burned by a not-shown type fire and becomes combustion gas in the combustor inner cylinder 32. Erupts. Then, a part of the combustion gas is injected into the combustor inner cylinder 32 so as to diffuse to the surroundings with a flame, so that it flows from each premix nozzle 35 into the combustor inner cylinder 32 and the combustor tail cylinder 33. It is ignited by the premixed gas and burns.

このように構成された本実施例のガスタービンでは、図1に示すように、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気して昇圧する昇圧装置(例えば、圧縮機やブロア)41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42とを設け、この燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12に供給するようにしている。   In the gas turbine of the present embodiment configured as described above, as shown in FIG. 1, a booster (for example, a compressor or a blower) that extracts and pressurizes a part of the compressed air compressed by the compressor 11 from the passenger compartment. ) 41 and a combustor cooling device 42 that cools the combustor 12 with the compressed air pressurized by the pressure increasing device 41, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12.

即ち、圧縮機11から燃焼器12に連結される圧縮空気供給ライン43は、途中で分岐して圧縮空気分岐ライン44を形成し、昇圧装置41に連結されている。燃焼器冷却装置42は、例えば、燃焼器12を構成する内筒の壁部内に形成された多数の冷却通路であって、昇圧装置41は、燃焼器冷却装置42と冷却空気供給ライン45により連結されている。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気供給ライン43と圧縮空気循環ライン(第1空気供給手段)46により連結されており、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に供給される。この場合、燃焼器12を冷却した圧縮空気を圧縮空気供給ライン43に戻すことで、燃焼器12の車室に供給することとなる。   That is, the compressed air supply line 43 connected from the compressor 11 to the combustor 12 is branched in the middle to form a compressed air branch line 44, and is connected to the booster 41. The combustor cooling device 42 is, for example, a large number of cooling passages formed in the wall of the inner cylinder constituting the combustor 12, and the booster 41 is connected to the combustor cooling device 42 by the cooling air supply line 45. Has been. The combustor cooling device 42 is connected by a compressed air supply line 43 and a compressed air circulation line (first air supply means) 46, and the compressed air that has cooled the combustor 12 passes through the compressed air supply line 43. It is supplied to the combustor 12. In this case, the compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 to be supplied to the compartment of the combustor 12.

また、燃焼器12には、この燃焼器12に燃料を供給する燃料供給ライン47が連結されている。更に、燃焼器12は、タービン13と燃焼ガス排出ライン48により連結されている。   Further, a fuel supply line 47 that supplies fuel to the combustor 12 is connected to the combustor 12. Further, the combustor 12 is connected to the turbine 13 by a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11では、取り込まれた空気が複数の静翼17と動翼18を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部、つまり、車室から抽気した圧縮空気が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧される。この昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、冷却空気供給ライン45を通して燃焼器冷却装置42に供給され、例えば、燃焼器12を構成する内筒の壁部内を流れることで冷却する。この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, in the compressor 11, the taken-in air passes through the plurality of stationary blades 17 and the moving blades 18 and is compressed to become high-temperature / high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43, that is, compressed air extracted from the passenger compartment is branched into the compressed air branch line 44 and supplied to the booster 41, where the pressure is further increased. The compressed air boosted by the booster 41 is supplied to the combustor cooling device 42 through the cooling air supply line 45, and is cooled by flowing in the wall of the inner cylinder constituting the combustor 12, for example. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, the compressed air supplied from the compressed air supply line 43 is combusted by supplying predetermined fuel from the fuel supply line 47. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例1のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気に燃焼器12で燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給することで回転動力を得るように構成し、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46を設けている。   As described above, in the gas turbine according to the first embodiment, the combustor 12 supplies fuel to the compressed air compressed by the compressor 11 and burns, and the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to generate rotational power. A booster 41 configured to boost a part of the compressed air compressed by the compressor 11, a combustor cooling device 42 for cooling the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41, and a combustor A compressed air circulation line 46 is provided for supplying compressed air having cooled 12 to the passenger compartment of the combustor 12.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。その結果、タービン出力効率の低下を抑制することができる。   Therefore, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41 and then sent to the combustor cooling device 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air. Then, the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 through the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned, and the generated combustion gas is converted into the turbine 13. To obtain rotational power. At this time, since the combustor 12 is cooled after increasing the pressure of a part of the compressed air compressed by the compressor 11, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Thus, the combustor 12 can be properly cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. As a result, a decrease in turbine output efficiency can be suppressed.

また、本実施例のガスタービンでは、昇圧装置41は、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気して昇圧する一方、燃焼器12を冷却した圧縮空気を圧縮空気循環ライン46により圧縮機11の車室に戻すことで、燃焼器12を冷却した空気の全量が車室に戻されるため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を効率良く燃焼器12に供給することができ、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。   Further, in the gas turbine of this embodiment, the booster 41 extracts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 from the passenger compartment to increase the pressure, while the compressed air that has cooled the combustor 12 is compressed into the compressed air circulation line. Since the entire amount of air that has cooled the combustor 12 is returned to the passenger compartment by returning to the passenger compartment of the compressor 11 by 46, the compressed air compressed by the compressor 11 can be efficiently supplied to the combustor 12. The combustion air does not decrease, and an increase in NOx emission due to an increase in combustion temperature can be suppressed.

図4−1は、本発明の実施例2に係るガスタービンにおける燃焼器冷却装置を表す概略図、図4−2から図4−4は、実施例2のガスタービンにおける燃焼器冷却装置の変形例を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   4-1 is a schematic diagram illustrating a combustor cooling device in a gas turbine according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 4-2 to 4-4 are modifications of the combustor cooling device in the gas turbine according to the second embodiment. It is the schematic showing an example. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例2のガスタービンにおいて、図4−1に示すように、燃焼器冷却装置51は、燃焼器12を構成する内筒52の壁部内に形成された多数の冷却通路である。具体的に説明すると、この燃焼器冷却装置51において、内筒52の壁部内には、その長手方向(燃焼ガスの流動方向)に沿って多数の冷却通路53が形成されている。また、内筒52の外周部には、その長手方向における中間部にリング形状をなすヘッダ54が固定されており、このヘッダ54に冷却空気供給ラインとしての冷却空気供給配管55が連結されている。そして、多数の冷却通路53は、ヘッダ54内を通して冷却空気供給配管55に連通する一方、各端部が車室56に開口している。   In the gas turbine of the second embodiment, as shown in FIG. 4A, the combustor cooling device 51 is a large number of cooling passages formed in the wall portion of the inner cylinder 52 constituting the combustor 12. More specifically, in this combustor cooling device 51, a large number of cooling passages 53 are formed in the wall portion of the inner cylinder 52 along the longitudinal direction (flow direction of combustion gas). Further, a ring-shaped header 54 is fixed to an outer peripheral portion of the inner cylinder 52 in the longitudinal direction, and a cooling air supply pipe 55 as a cooling air supply line is connected to the header 54. . A large number of cooling passages 53 communicate with the cooling air supply pipe 55 through the header 54, and each end opens to the vehicle compartment 56.

従って、圧縮機で圧縮された圧縮空気の一部が冷却空気供給配管55を通してヘッダ54に供給されると、この圧縮空気は、燃焼器冷却装置51の各冷却通路53を通過することで燃焼器12を冷却し、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、車室56に吐出して回収される。そのため、圧縮機で圧縮された圧縮空気を全量車室56を通して燃焼器12に供給することができる。   Therefore, when a part of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the header 54 through the cooling air supply pipe 55, the compressed air passes through the cooling passages 53 of the combustor cooling device 51, thereby combustor. The compressed air that has cooled the combustor 12 is discharged to the vehicle compartment 56 and collected. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor can be supplied to the combustor 12 through the casing 56.

また、実施例2のガスタービンの変形例において、図4−2に示すように、燃焼器冷却装置61は、燃焼器12を構成する内筒52の壁部内に形成された多数の冷却通路であり、内筒52の壁部内に多数の冷却通路53が形成されると共に、内筒52の外周部にリング形状をなすヘッダ54が固定され、このヘッダ54に冷却空気供給配管55が連結されている。そして、多数の冷却通路53は、ヘッダ54内を通して冷却空気供給配管55に連通し、一端部が車室56に開口する一方、他端部が内筒52内に開口している。   Further, in the modification of the gas turbine of the second embodiment, as shown in FIG. 4B, the combustor cooling device 61 includes a large number of cooling passages formed in the wall portion of the inner cylinder 52 constituting the combustor 12. A plurality of cooling passages 53 are formed in the wall portion of the inner cylinder 52, and a ring-shaped header 54 is fixed to the outer peripheral portion of the inner cylinder 52, and a cooling air supply pipe 55 is connected to the header 54. Yes. The multiple cooling passages 53 communicate with the cooling air supply pipe 55 through the header 54, and one end portion opens into the vehicle compartment 56, while the other end portion opens into the inner cylinder 52.

従って、圧縮機で圧縮された圧縮空気の一部が冷却空気供給配管55を通してヘッダ54に供給されると、この圧縮空気は、燃焼器冷却装置61の各冷却通路53を通過することで燃焼器12を冷却し、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、車室56に吐出して回収されると共に、内筒52内における燃焼ガスに合流する。そのため、圧縮機で圧縮された圧縮空気を車室56を通して燃焼器12に供給することができると共に、圧縮空気を内筒52内の下流側に供給することで、尾筒や第1静翼を冷却することができる。   Therefore, when a part of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the header 54 through the cooling air supply pipe 55, the compressed air passes through the cooling passages 53 of the combustor cooling device 61 to be combustor. The compressed air that has cooled the combustor 12 is discharged to the vehicle compartment 56 and collected, and merged with the combustion gas in the inner cylinder 52. Therefore, the compressed air compressed by the compressor can be supplied to the combustor 12 through the casing 56, and the compressed air is supplied to the downstream side in the inner cylinder 52, so that the tail cylinder and the first stationary blade can be removed. Can be cooled.

また、実施例2のガスタービンの変形例において、図4−3に示すように、燃焼器冷却装置62は、燃焼器12を構成する内筒52の壁部内に形成された多数の冷却通路であり、内筒52の壁部内に多数の冷却通路53が形成されると共に、内筒52の外周部にリング形状をなすヘッダ54が2箇所にわたって固定され、各ヘッダ54に冷却空気供給配管55が連結されている。そして、多数の冷却通路53は、ヘッダ54内を通して冷却空気供給配管55に連通し、端部及び中間部が車室56に開口している。   Further, in the modified example of the gas turbine of the second embodiment, as shown in FIG. 4C, the combustor cooling device 62 includes a large number of cooling passages formed in the wall portion of the inner cylinder 52 constituting the combustor 12. A plurality of cooling passages 53 are formed in the wall portion of the inner cylinder 52, and two ring-shaped headers 54 are fixed to the outer peripheral portion of the inner cylinder 52, and a cooling air supply pipe 55 is provided in each header 54. It is connected. A large number of cooling passages 53 communicate with the cooling air supply pipe 55 through the header 54, and end portions and intermediate portions open to the vehicle compartment 56.

従って、圧縮機で圧縮された圧縮空気の一部が冷却空気供給配管55を通してヘッダ54に供給されると、この圧縮空気は、燃焼器冷却装置62の各冷却通路53を通過することで燃焼器12を冷却し、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、車室56に吐出して回収されると共に、内筒52内における燃焼ガスに合流する。そのため、圧縮機で圧縮された圧縮空気を車室56を通して燃焼器12に供給することができると共に、圧縮空気を内筒52内の下流側に供給することで、尾筒や第1静翼を冷却することができる。   Accordingly, when a part of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the header 54 through the cooling air supply pipe 55, the compressed air passes through the cooling passages 53 of the combustor cooling device 62, thereby causing the combustor. The compressed air that has cooled the combustor 12 is discharged to the vehicle compartment 56 and collected, and merged with the combustion gas in the inner cylinder 52. Therefore, the compressed air compressed by the compressor can be supplied to the combustor 12 through the casing 56, and the compressed air is supplied to the downstream side in the inner cylinder 52, so that the tail cylinder and the first stationary blade can be removed. Can be cooled.

また、実施例2のガスタービンの変形例において、図4−4に示すように、燃焼器冷却装置63は、燃焼器12を構成する内筒52の壁部内に形成された多数の冷却通路であり、内筒52の壁部内に多数の冷却通路53が形成されると共に、内筒52の外周部における燃焼ガスの流動方向下流端部に対応してリング形状をなすヘッダ54が固定され、このヘッダ54に冷却空気供給配管55が連結されている。そして、多数の冷却通路53は、ヘッダ54内を通して冷却空気供給配管55に連通し、燃焼ガスの流動方向上流端部が車室56に開口している。   In the modification of the gas turbine of the second embodiment, as shown in FIG. 4-4, the combustor cooling device 63 includes a large number of cooling passages formed in the wall portion of the inner cylinder 52 constituting the combustor 12. A plurality of cooling passages 53 are formed in the wall portion of the inner cylinder 52, and a ring-shaped header 54 corresponding to the downstream end portion of the outer periphery of the inner cylinder 52 in the flow direction of the combustion gas is fixed. A cooling air supply pipe 55 is connected to the header 54. The numerous cooling passages 53 communicate with the cooling air supply pipe 55 through the header 54, and the upstream end portion in the flow direction of the combustion gas opens into the vehicle compartment 56.

従って、圧縮機で圧縮された圧縮空気の一部が冷却空気供給配管55を通してヘッダ54に供給されると、この圧縮空気は、燃焼器冷却装置62の各冷却通路53を通過することで燃焼器12を冷却し、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、車室56に吐出して回収される。そのため、圧縮空気は、燃焼ガスの流動方向下流側から上流側へ流れて冷却することで、高温部を効率的に冷却することができる。   Accordingly, when a part of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the header 54 through the cooling air supply pipe 55, the compressed air passes through the cooling passages 53 of the combustor cooling device 62, thereby causing the combustor. The compressed air that has cooled the combustor 12 is discharged to the vehicle compartment 56 and collected. For this reason, the compressed air can be efficiently cooled by flowing and cooling from the downstream side in the flow direction of the combustion gas to the upstream side.

このように実施例2のガスタービンにあっては、圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置51,61,62,63を設け、この燃焼器冷却装置51,61,62,63として、燃焼器12を構成する内筒52の壁部内に多数の冷却通路53を設けている。   As described above, in the gas turbine according to the second embodiment, the combustor cooling devices 51, 61, 62, and 63 that cool the combustor 12 with the compressed air obtained by boosting a part of the compressed air compressed by the compressor are provided. As the combustor cooling devices 51, 61, 62 and 63, a large number of cooling passages 53 are provided in the wall portion of the inner cylinder 52 constituting the combustor 12.

従って、圧縮機で圧縮された圧縮空気の一部が冷却空気供給配管55を通してヘッダ54に供給されると、この圧縮空気は、各冷却通路53を通過することで燃焼器12を冷却することとなり、簡単な構成で燃焼器12を効率良く冷却することができる。   Therefore, when a part of the compressed air compressed by the compressor is supplied to the header 54 through the cooling air supply pipe 55, the compressed air cools the combustor 12 by passing through each cooling passage 53. The combustor 12 can be efficiently cooled with a simple configuration.

図5は、本発明の実施例3に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例3のガスタービンにおいて、図5に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結され、昇圧装置41は、冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されており、この冷却空気供給ライン45には、水供給ライン71が連結され、この水供給ライン71に水噴射装置(水分添加手段)72が装着されている。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine of the third embodiment, as shown in FIG. 5, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and is also compressed air branched off in the middle of the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected to the booster 41 via a line 44, and the booster 41 is connected to the combustor cooler 42 via a cooling air supply line 45. The cooling air supply line 45 includes a water supply line 71. The water supply device 71 is connected to the water supply line 71. The combustor cooling device 42 is connected to a compressed air supply line 43 via a compressed air circulation line 46. Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。一方、水噴射装置72は、水供給ライン71に所定量の水分を噴射しており、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気に対して水供給ライン71から水分が添加されることで、圧縮空気が冷却され、低温となった圧縮空気が燃焼器冷却装置42に供給され、燃焼器12を冷却する。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. On the other hand, the water injection device 72 injects a predetermined amount of moisture into the water supply line 71, and the moisture is added from the water supply line 71 to the compressed air flowing through the cooling air supply line 45, thereby compressing the compressed air. The cooled compressed air is supplied to the combustor cooling device 42 to cool the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, the compressed air supplied from the compressed air supply line 43 is combusted by supplying predetermined fuel from the fuel supply line 47. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例3のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気に対して水分を添加する水噴射装置72を有する水供給ライン71とを設けている。   As described above, in the gas turbine of the third embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 with the compressed air boosted by the booster 41. A cooler 42, a compressed air circulation line 46 that supplies compressed air that has cooled the combustor 12 to the passenger compartment of the combustor 12, and a water injection device 72 that adds moisture to the compressed air that has been pressurized by the booster 41. A water supply line 71 having

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、水噴射装置72により冷却されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから燃焼器冷却装置42に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。   Accordingly, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41, cooled by the water injection device 72, and then sent to the combustor cooling device 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned. Then, the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled before the combustor 12 is cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Therefore, the combustor 12 can be appropriately cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the combustor cooling device 42, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 can be cooled efficiently, and the low-temperature compressed air can be cooled. Is supplied into the combustor 12, so that the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced.

図6は、本発明の実施例4に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例4のガスタービンにおいて、図6に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結され、昇圧装置41は、冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されている。また、冷却空気供給ライン45には、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気を冷却する熱交換器(圧縮空気冷却手段)81が設けられ、燃焼器冷却装置42は、この熱交換器81により冷却された圧縮空気で燃焼器12を冷却する。この交換器81では、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気と、圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気を導入することで、両圧縮空気の間で熱交換が行われる。即ち、圧縮機11で圧縮された後に昇圧装置41で昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる圧縮空気は、圧縮機11で圧縮されて圧縮空気供給ライン43に流れる圧縮空気よりも高温・高圧であるため、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器81を通過することで、圧縮機11で圧縮された圧縮空気により冷却されることとなる。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and is also branched in the middle of the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected to the booster 41 via a line 44, and the booster 41 is connected to the combustor cooler 42 via a cooling air supply line 45. The cooling air supply line 45 is provided with a heat exchanger (compressed air cooling means) 81 for cooling the compressed air boosted by the booster 41, and the combustor cooling device 42 is cooled by the heat exchanger 81. The combustor 12 is cooled with the compressed air. In the exchanger 81, heat is exchanged between the compressed air by introducing the compressed air flowing through the cooling air supply line 45 and the compressed air flowing through the compressed air supply line 43. That is, the compressed air that has been compressed by the compressor 11 and then pressurized by the booster 41 and then flows to the cooling air supply line 45 is higher in temperature and pressure than the compressed air that is compressed by the compressor 11 and flows to the compressed air supply line 43. Therefore, the compressed air boosted by the booster 41 passes through the exchanger 81 and is cooled by the compressed air compressed by the compressor 11. The combustor cooling device 42 is connected to a compressed air supply line 43 via a compressed air circulation line 46. Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。すると、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が圧縮空気供給ライン43を通って熱交換器81に導入されると共に、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気が冷却空気供給ライン45から熱交換器81に導入されることとなり、この熱交換器81では、両圧縮空気の間で熱交換が行われ、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器81で冷却されてから燃焼器冷却装置42に供給され、燃焼器12を冷却する。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. Then, the compressed air compressed by the compressor 11 is introduced into the heat exchanger 81 through the compressed air supply line 43, and the compressed air pressurized by the pressure increasing device 41 is supplied from the cooling air supply line 45 to the heat exchanger 81. In this heat exchanger 81, heat is exchanged between both compressed air, and the compressed air boosted by the booster 41 is cooled by the exchanger 81 and then the combustor cooling device 42. To cool the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, the compressed air supplied from the compressed air supply line 43 is combusted by supplying predetermined fuel from the fuel supply line 47. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例4のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気を圧縮機11で圧縮した圧縮空気により冷却する交換器81とを設けている。   As described above, in the gas turbine of the fourth embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41. By the compressor cooling device 42, the compressed air circulation line 46 for supplying the compressed air that has cooled the combustor 12 to the passenger compartment of the combustor 12, and the compressed air compressed by the compressor 11 by the compressed air that has been pressurized by the booster 41 An exchanger 81 for cooling is provided.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、熱交換器81により冷却されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから燃焼器冷却装置42に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。   Accordingly, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41, cooled by the heat exchanger 81, and then sent to the combustor cooler 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned. Then, the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled before the combustor 12 is cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Therefore, the combustor 12 can be appropriately cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the combustor cooling device 42, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 can be cooled efficiently, and the low-temperature compressed air can be cooled. Is supplied into the combustor 12, so that the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced.

図7は、本発明の実施例5に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a fifth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例5のガスタービンにおいて、図7に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結され、昇圧装置41は、冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されている。また、冷却空気供給ライン45には、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気を冷却する熱交換器(圧縮空気冷却手段)82が設けられ、燃焼器冷却装置42は、この熱交換器82により冷却された圧縮空気で燃焼器12を冷却する。この交換器82では、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気と、燃料供給ライン47を流れる燃料を導入することで、圧縮空気と燃料との間で熱交換が行われる。即ち、圧縮機11で圧縮された後に昇圧装置41で昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる圧縮空気は、燃料供給ライン47に流れる燃料よりも高温・高圧であるため、この圧縮空気は、交換器82を通過することで、燃料により冷却されることとなる。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine of the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and is also branched in the middle of the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected to the booster 41 via a line 44, and the booster 41 is connected to the combustor cooler 42 via a cooling air supply line 45. The cooling air supply line 45 is provided with a heat exchanger (compressed air cooling means) 82 for cooling the compressed air boosted by the booster 41, and the combustor cooling device 42 is cooled by the heat exchanger 82. The combustor 12 is cooled with the compressed air. In the exchanger 82, heat is exchanged between the compressed air and the fuel by introducing the compressed air flowing through the cooling air supply line 45 and the fuel flowing through the fuel supply line 47. That is, since the compressed air that has been compressed by the compressor 11 and then pressurized by the booster 41 and then flows to the cooling air supply line 45 is hotter and higher than the fuel that flows to the fuel supply line 47, this compressed air is By passing through the exchanger 82, it is cooled by the fuel. The combustor cooling device 42 is connected to a compressed air supply line 43 via a compressed air circulation line 46. Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。すると、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気が冷却空気供給ライン45を通って熱交換器81に導入されると共に、燃料が燃料供給ライン47を通って熱交換器82に導入されることとなり、この熱交換器82では、圧縮空気と燃料との間で熱交換が行われ、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器82で冷却されてから燃焼器冷却装置42に供給され、燃焼器12を冷却する一方、燃料は、交換器82で加熱されてから燃焼器12に供給される。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. Then, the compressed air boosted by the booster 41 is introduced into the heat exchanger 81 through the cooling air supply line 45, and the fuel is introduced into the heat exchanger 82 through the fuel supply line 47, In this heat exchanger 82, heat is exchanged between the compressed air and the fuel, and the compressed air boosted by the booster 41 is cooled by the exchanger 82 and then supplied to the combustor cooler 42 for combustion. While the combustor 12 is cooled, the fuel is heated by the exchanger 82 and then supplied to the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から加熱された所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, combustion is performed by supplying a predetermined fuel heated from the fuel supply line 47 to the compressed air supplied from the compressed air supply line 43. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例5のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気を燃焼器12に供給する燃料により冷却する交換器81とを設けている。   As described above, in the gas turbine according to the fifth embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41. Cooling by the cooler 42, the compressed air circulation line 46 that supplies the compressed air that has cooled the combustor 12 to the passenger compartment of the combustor 12, and the fuel that is supplied by the booster 41 to the combustor 12 Is provided.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、熱交換器82により冷却されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから燃焼器冷却装置42に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。また、燃料を加熱してから燃焼器12に供給するため、燃料噴霧の微粒化が促進されることとなり、燃焼効率を向上して有害物質の排出量を減少することができると共に、タービン出力を向上することができる。   Accordingly, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41, cooled by the heat exchanger 82, and then sent to the combustor cooler 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned. Then, the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled before the combustor 12 is cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Therefore, the combustor 12 can be appropriately cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the combustor cooling device 42, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 can be cooled efficiently, and the low-temperature compressed air can be cooled. Is supplied into the combustor 12, so that the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced. In addition, since the fuel is heated and then supplied to the combustor 12, atomization of the fuel spray is promoted, the combustion efficiency can be improved and the emission of harmful substances can be reduced, and the turbine output can be reduced. Can be improved.

図8は、本発明の実施例6に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a sixth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例6のガスタービンは、図示しないが、複合発電システムに適用されている。この複合発電システムは、ガスタービンから排出された排気ガスを排熱回収ボイラに送り、ここで高温・高圧の排気ガスにより蒸気を生成し、この蒸気により蒸気タービン駆動することで発電機により発電するものであり、ここでは、蒸気タービンに供給された蒸気を復水器により凝縮した後、ポンプにより供水として排熱回収ボイラに戻して過熱するようにしている。   Although not shown, the gas turbine of the sixth embodiment is applied to a combined power generation system. In this combined power generation system, exhaust gas discharged from a gas turbine is sent to an exhaust heat recovery boiler, where steam is generated by high-temperature and high-pressure exhaust gas, and the steam turbine is driven by this steam to generate power by a generator. Here, after the steam supplied to the steam turbine is condensed by a condenser, it is returned to an exhaust heat recovery boiler as water supply by a pump and superheated.

この複合発電システムに適用された実施例6のガスタービンにおいて、図8に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結され、昇圧装置41は、冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されている。また、冷却空気供給ライン45には、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気を冷却する熱交換器(圧縮空気冷却手段)83が設けられ、燃焼器冷却装置42は、この熱交換器83により冷却された圧縮空気で燃焼器12を冷却する。この交換器83では、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気と、排熱回収ボイラ(排熱回収手段)84に連結される給水ライン85を流れる給水を導入することで、圧縮空気と給水との間で熱交換が行われる。即ち、圧縮機11で圧縮された後に昇圧装置41で昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる圧縮空気は、蒸気タービンを駆動した後に復水器により凝縮されて給水ライン85に流れる給水よりも高温・高圧であるため、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器83を通過することで、排熱回収ボイラ84に戻される給水により冷却されることとなる。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine according to the sixth embodiment applied to this combined power generation system, as shown in FIG. 8, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected to a booster 41 via a compressed air branch line 44 that branches in the middle of the engine. The booster 41 is connected to a combustor cooler 42 via a cooling air supply line 45. The cooling air supply line 45 is provided with a heat exchanger (compressed air cooling means) 83 for cooling the compressed air boosted by the booster 41, and the combustor cooling device 42 is cooled by the heat exchanger 83. The combustor 12 is cooled with the compressed air. In this exchanger 83, the compressed air flowing through the cooling air supply line 45 and the feed water flowing through the feed water line 85 connected to the exhaust heat recovery boiler (exhaust heat recovery means) 84 are introduced, whereby the compressed air and the feed water are mixed. Heat exchange takes place between them. That is, the compressed air that has been compressed by the compressor 11 and then pressurized by the pressure increasing device 41 and then flows to the cooling air supply line 45 is more condensed than the water that is condensed by the condenser and then flows to the water supply line 85 after driving the steam turbine. Because of the high temperature and high pressure, the compressed air boosted by the pressure booster 41 passes through the exchanger 83 and is cooled by the feed water returned to the exhaust heat recovery boiler 84. The combustor cooling device 42 is connected to a compressed air supply line 43 via a compressed air circulation line 46. Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。すると、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気が冷却空気供給ライン45を通って熱交換器83に導入されると共に、蒸気タービンを駆動した後に復水器により凝縮された給水が給水ライン85を通って熱交換器83に導入されることとなり、この熱交換器83では、圧縮空気と給水との間で熱交換が行われ、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器83で冷却されてから燃焼器冷却装置42に供給され、燃焼器12を冷却する。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. Then, the compressed air boosted by the booster 41 is introduced into the heat exchanger 83 through the cooling air supply line 45, and the feed water condensed by the condenser after driving the steam turbine passes through the feed water line 85. In this heat exchanger 83, heat exchange is performed between the compressed air and the feed water, and the compressed air boosted by the booster 41 is cooled by the exchanger 83. Then, it is supplied to the combustor cooling device 42 to cool the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, the compressed air supplied from the compressed air supply line 43 is combusted by supplying predetermined fuel from the fuel supply line 47. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例6のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気を排熱回収ボイラ84に戻される給水により冷却する交換器83とを設けている。   As described above, in the gas turbine of the sixth embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41. The cooler 42, the compressed air circulation line 46 that supplies the compressed air that has cooled the combustor 12 to the vehicle compartment of the combustor 12, and the compressed water that has been pressurized by the booster 41 is returned to the exhaust heat recovery boiler 84. And an exchanger 83 for cooling.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、熱交換器83により冷却されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから燃焼器冷却装置42に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。   Therefore, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41, cooled by the heat exchanger 83, and then sent to the combustor cooling device 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned. Then, the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled before the combustor 12 is cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Therefore, the combustor 12 can be appropriately cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the combustor cooling device 42, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 can be cooled efficiently, and the low-temperature compressed air can be cooled. Is supplied into the combustor 12, so that the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced.

図9は、本発明の実施例7に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to a seventh embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例7のガスタービンは、図示しないが、複合発電システムに適用されている。この複合発電システムは、ガスタービンから排出された排気ガスを排熱回収ボイラに送り、ここで高温・高圧の排気ガスにより蒸気を生成し、この蒸気により蒸気タービン駆動することで発電機により発電するものであり、ここでは、蒸気タービンに供給された蒸気を復水器により凝縮した後、ポンプにより供水として排熱回収ボイラに戻して過熱するようにしている。   Although the gas turbine of Example 7 is not illustrated, it is applied to the combined power generation system. In this combined power generation system, exhaust gas discharged from a gas turbine is sent to an exhaust heat recovery boiler, where steam is generated by high-temperature and high-pressure exhaust gas, and the steam turbine is driven by this steam to generate power by a generator. Here, after the steam supplied to the steam turbine is condensed by a condenser, it is returned to an exhaust heat recovery boiler as water supply by a pump and superheated.

この複合発電システムに適用された実施例7のガスタービンにおいて、図9に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結され、昇圧装置41は、冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されている。また、冷却空気供給ライン45には、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気を冷却する熱交換器(圧縮空気冷却手段)86が設けられ、燃焼器冷却装置42は、この熱交換器86により冷却された圧縮空気で燃焼器12を冷却する。この交換器86では、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気と、排熱回収ボイラ84に連結される蒸気供給ライン87を流れる蒸気を導入することで、圧縮空気と蒸気との間で熱交換が行われる。即ち、圧縮機11で圧縮された後に昇圧装置41で昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる圧縮空気は、排熱回収ボイラ84で生成されて蒸気供給ライン87に流れる蒸気よりも高温・高圧であるため、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器86を通過することで、排熱回収ボイラ84で生成された蒸気により冷却されることとなる。そして、燃焼器冷却装置42は、圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine according to the seventh embodiment applied to this combined power generation system, as shown in FIG. 9, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected to a booster 41 via a compressed air branch line 44 that branches in the middle of the engine. The booster 41 is connected to a combustor cooler 42 via a cooling air supply line 45. Further, the cooling air supply line 45 is provided with a heat exchanger (compressed air cooling means) 86 for cooling the compressed air boosted by the booster 41, and the combustor cooling device 42 is cooled by the heat exchanger 86. The combustor 12 is cooled with the compressed air. In the exchanger 86, heat is exchanged between the compressed air and the steam by introducing the compressed air flowing through the cooling air supply line 45 and the steam flowing through the steam supply line 87 connected to the exhaust heat recovery boiler 84. Done. That is, the compressed air that has been compressed by the compressor 11 and then pressurized by the booster 41 and then flows to the cooling air supply line 45 is higher in temperature and pressure than the steam that is generated by the exhaust heat recovery boiler 84 and flows to the steam supply line 87. Therefore, the compressed air boosted by the booster 41 passes through the exchanger 86 and is cooled by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 84. The combustor cooling device 42 is connected to a compressed air supply line 43 via a compressed air circulation line 46. Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。すると、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気が冷却空気供給ライン45を通って熱交換器86に導入されると共に、排熱回収ボイラ84で生成された蒸気が蒸気供給ライン87を通って熱交換器86に導入されることとなり、この熱交換器86では、圧縮空気と蒸気との間で熱交換が行われ、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器86で冷却されてから燃焼器冷却装置42に供給され、燃焼器12を冷却する。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. Then, the compressed air boosted by the booster 41 is introduced into the heat exchanger 86 through the cooling air supply line 45, and the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 84 is heat-exchanged through the steam supply line 87. In this heat exchanger 86, heat is exchanged between the compressed air and steam, and the compressed air boosted by the booster 41 is cooled by the exchanger 86 and then combusted. Is supplied to the combustor cooling device 42 to cool the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, the compressed air supplied from the compressed air supply line 43 is combusted by supplying predetermined fuel from the fuel supply line 47. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例7のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気を排熱回収ボイラ84で生成された蒸気により冷却する交換器86とを設けている。   As described above, in the gas turbine according to the seventh embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41. The compressor cooler 42, the compressed air circulation line 46 that supplies the compressed air that has cooled the combustor 12 to the passenger compartment of the combustor 12, and the compressed air that has been pressurized by the booster 41 are generated by the exhaust heat recovery boiler 84. And an exchanger 86 that is cooled by steam.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、熱交換器86により冷却されてから燃焼器冷却装置42に送られ、この圧縮空気により燃焼器12が冷却され、燃焼器12を冷却した圧縮空気が圧縮空気循環ライン46により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから燃焼器冷却装置42に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。   Accordingly, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is pressurized by the booster 41, cooled by the heat exchanger 86, and then sent to the combustor cooler 42. The combustor 12 is cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation line 46. In the combustor 12, fuel is supplied to the compressed air and burned. Then, the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled before the combustor 12 is cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air is minimized. Therefore, the combustor 12 can be appropriately cooled. Further, since the air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and the combustion air is not reduced. It is possible to suppress an increase in the NOx emission amount due to the increase in the amount of NOx. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the combustor cooling device 42, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 can be cooled efficiently, and the low-temperature compressed air can be cooled. Is supplied into the combustor 12, so that the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced.

図10は、本発明の実施例8に係るガスタービンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a gas turbine according to an eighth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例8のガスタービンにおいて、図10に示すように、圧縮機11は、圧縮空気供給ライン43を介して燃焼器12に連結されると共に、圧縮空気供給ライン43の途中で分岐した圧縮空気分岐ライン44を介して昇圧装置41に連結されている。昇圧装置41は、第1冷却空気供給ライン45を介して燃焼器冷却装置42に連結されると共に、第1冷却空気供給ライン45から分岐した第2冷却空気供給ライン91を介してタービン冷却装置(タービン冷却手段)92に連結されている。このタービン冷却装置92は、例えば、タービン13のロータ軸に固定された多数段の静翼のうちの1段静翼内に形成された多数の冷却通路であって、この冷却通路内に低温の圧縮空気が供給することで、タービン13を冷却するものである。また、冷却空気供給ライン45には、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気を冷却する熱交換器82が設けられ、各冷却装置42,92は、この熱交換器82により冷却された圧縮空気で燃焼器12及びタービン13を冷却する。この交換器82では、冷却空気供給ライン45を流れる圧縮空気と、燃料供給ライン47を流れる燃料を導入することで、圧縮空気と燃料との間で熱交換が行われ、圧縮空気が燃料により冷却される。そして、燃焼器冷却装置42は、第1圧縮空気循環ライン46を介して圧縮空気供給ライン43に連結されると共に、タービン冷却装置92は、第2圧縮空気循環ライン(第2空気供給手段)93を介して圧縮空気供給ライン43に連結されている。また、燃焼器12には、燃料供給ライン47が連結され、この燃焼器12は、燃焼ガス排出ライン48を介してタービン13に連結されている。   In the gas turbine of the eighth embodiment, as shown in FIG. 10, the compressor 11 is connected to the combustor 12 via the compressed air supply line 43 and is also compressed air branched off in the middle of the compressed air supply line 43. The booster 41 is connected via a line 44. The booster 41 is connected to the combustor cooling device 42 via the first cooling air supply line 45 and is connected to the turbine cooling device (second cooling air supply line 91 branched from the first cooling air supply line 45). Turbine cooling means) 92. The turbine cooling device 92 is, for example, a large number of cooling passages formed in one stage of the stationary blades of a number of stages fixed to the rotor shaft of the turbine 13, and low-temperature compressed air is contained in the cooling passage. Is used to cool the turbine 13. The cooling air supply line 45 is provided with a heat exchanger 82 for cooling the compressed air boosted by the booster 41, and each of the cooling devices 42 and 92 burns with the compressed air cooled by the heat exchanger 82. The vessel 12 and the turbine 13 are cooled. In the exchanger 82, heat is exchanged between the compressed air and the fuel by introducing the compressed air flowing through the cooling air supply line 45 and the fuel flowing through the fuel supply line 47, and the compressed air is cooled by the fuel. Is done. The combustor cooling device 42 is connected to the compressed air supply line 43 via the first compressed air circulation line 46, and the turbine cooling device 92 is a second compressed air circulation line (second air supply means) 93. It is connected to the compressed air supply line 43 via Further, a fuel supply line 47 is connected to the combustor 12, and the combustor 12 is connected to the turbine 13 through a combustion gas discharge line 48.

従って、圧縮機11は、空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、圧縮空気供給ライン43に流れる。そして、この圧縮空気供給ライン43を流れる圧縮空気の一部が圧縮空気分岐ライン44に分岐して昇圧装置41に供給され、ここで更に昇圧されてから冷却空気供給ライン45に流れる。すると、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気が冷却空気供給ライン45を通って熱交換器81に導入されると共に、燃料が燃料供給ライン47を通って熱交換器82に導入されることとなり、この熱交換器82では、圧縮空気と燃料との間で熱交換が行われ、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気は、交換器82で冷却される。   Therefore, the compressor 11 compresses air to generate high-temperature and high-pressure compressed air and flows to the compressed air supply line 43. A part of the compressed air flowing through the compressed air supply line 43 branches to the compressed air branch line 44 and is supplied to the booster 41, where the pressure is further increased and then flows to the cooling air supply line 45. Then, the compressed air boosted by the booster 41 is introduced into the heat exchanger 81 through the cooling air supply line 45, and the fuel is introduced into the heat exchanger 82 through the fuel supply line 47, In the heat exchanger 82, heat exchange is performed between the compressed air and the fuel, and the compressed air boosted by the booster 41 is cooled by the exchanger 82.

熱交換器82で冷却された圧縮空気は、燃焼器冷却装置42に供給されて燃焼器12を冷却すると共に、タービン冷却装置92に供給されてタービン13を冷却する一方、燃料は、交換器82で加熱されてから燃焼器12に供給される。そして、この燃焼器12を冷却した圧縮空気は、圧縮空気循環ライン46を通して圧縮空気供給ライン43に戻される。そのため、圧縮機11で圧縮された圧縮空気が全量圧縮空気供給ライン43を通して燃焼器12に供給されることとなる。   The compressed air cooled by the heat exchanger 82 is supplied to the combustor cooling device 42 to cool the combustor 12 and supplied to the turbine cooling device 92 to cool the turbine 13, while the fuel is supplied to the exchanger 82. And then supplied to the combustor 12. The compressed air that has cooled the combustor 12 is returned to the compressed air supply line 43 through the compressed air circulation line 46. Therefore, the entire amount of compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12 through the compressed air supply line 43.

すると、この燃焼器12では、圧縮空気供給ライン43から供給された圧縮空気に対して、燃料供給ライン47から加熱された所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、燃焼ガス排出ライン48を通してタービン13に送られ、複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ25が駆動回転し、このロータ25に連結された発電機14を駆動することで発電が行われる。   Then, in the combustor 12, combustion is performed by supplying a predetermined fuel heated from the fuel supply line 47 to the compressed air supplied from the compressed air supply line 43. The high-temperature and high-pressure combustion gas generated in the combustor 12 is sent to the turbine 13 through the combustion gas discharge line 48 and passes through the plurality of stationary blades 21 and the moving blades 22 so that the rotor 25 is driven and rotated. Electricity is generated by driving the generator 14 connected to the rotor 25.

このように実施例8のガスタービンにあっては、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧装置41と、この昇圧装置41で昇圧した圧縮空気により燃焼器12を冷却する燃焼器冷却装置42と、燃焼器12を冷却した圧縮空気を燃焼器12の車室に供給する第1圧縮空気循環ライン46と、昇圧装置41で昇圧された圧縮空気を燃焼器12に供給する燃料により冷却する交換器81と、昇圧装置41で昇圧した圧縮空気によりタービン13を冷却するタービン冷却装置92と、タービン13を冷却した圧縮空気を燃焼器12に供給する第2圧縮空気循環ライン93とを設けている。   As described above, in the gas turbine of the eighth embodiment, the booster 41 that boosts a part of the compressed air compressed by the compressor 11 and the combustion that cools the combustor 12 by the compressed air boosted by the booster 41. The cooler 42, the first compressed air circulation line 46 that supplies the compressed air that has cooled the combustor 12 to the passenger compartment of the combustor 12, and the fuel that supplies the compressed air pressurized by the booster 41 to the combustor 12. , A turbine cooling device 92 that cools the turbine 13 with compressed air pressurized by the pressure increasing device 41, and a second compressed air circulation line 93 that supplies the compressed air that has cooled the turbine 13 to the combustor 12. Is provided.

従って、圧縮機11で圧縮した圧縮空気が燃焼器12に供給されると共に、その一部が昇圧装置41により昇圧され、熱交換器82により冷却されてから燃焼器冷却装置42及びタービン冷却装置92に送られ、この圧縮空気により燃焼器12及びタービン13が冷却され、燃焼器12及びタービン13を冷却した圧縮空気が各圧縮空気循環ライン46,93により燃焼器12に供給され、燃焼器12では、この圧縮空気に対して燃料が供給されて燃焼し、発生した燃焼ガスをタービン13に供給して回転動力を得ることとなる。このとき、圧縮機11で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧して冷却してから燃焼器12及びタービン13を冷却するため、この一部の圧縮空気だけが圧力損失となり、圧縮空気の圧力損失を最小限に抑制して燃焼器12を適正に冷却することができる。また、燃焼器12及びタービン13を冷却した空気を圧縮空気供給ライン43に戻すため、圧縮機11で圧縮した圧縮空気を全量燃焼器12に供給することとなり、燃焼用空気が減少することはなく、燃焼温度の上昇によるNOx排出量の増加を抑制することができる。更に、圧縮空気を昇圧して冷却してから各冷却装置42,92に供給するため、圧縮空気の温度を低下することができ、燃焼器12及びタービン13を効率良く冷却することができると共に、低温の圧縮空気を燃焼器12内に供給することで、燃焼温度を低下してNOx排出量を減少することができる。また、燃料を加熱してから燃焼器12に供給するため、燃料噴霧の微粒化が促進されることとなり、燃焼効率を向上して有害物質の排出量を減少することができると共に、タービン出力を向上することができる。   Accordingly, the compressed air compressed by the compressor 11 is supplied to the combustor 12, and a part of the compressed air is boosted by the booster 41 and cooled by the heat exchanger 82, and then the combustor cooler 42 and the turbine cooler 92. The combustor 12 and the turbine 13 are cooled by the compressed air, and the compressed air that has cooled the combustor 12 and the turbine 13 is supplied to the combustor 12 by the compressed air circulation lines 46 and 93. Then, fuel is supplied to the compressed air and burned, and the generated combustion gas is supplied to the turbine 13 to obtain rotational power. At this time, since a part of the compressed air compressed by the compressor 11 is pressurized and cooled, and then the combustor 12 and the turbine 13 are cooled, only this part of the compressed air becomes a pressure loss, and the pressure loss of the compressed air Thus, the combustor 12 can be properly cooled. Moreover, since the air which cooled the combustor 12 and the turbine 13 is returned to the compressed air supply line 43, the compressed air compressed with the compressor 11 will be supplied to the combustor 12, and combustion air will not decrease. Further, it is possible to suppress an increase in NOx emission due to an increase in combustion temperature. Further, since the compressed air is pressurized and cooled and then supplied to the cooling devices 42 and 92, the temperature of the compressed air can be lowered, the combustor 12 and the turbine 13 can be efficiently cooled, By supplying low-temperature compressed air into the combustor 12, the combustion temperature can be lowered and the NOx emission amount can be reduced. In addition, since the fuel is heated and then supplied to the combustor 12, atomization of the fuel spray is promoted, the combustion efficiency can be improved and the emission of harmful substances can be reduced, and the turbine output can be reduced. Can be improved.

11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 発電機
41 昇圧装置(昇圧手段)
42,51,61,62,63 燃焼器冷却装置(燃焼器冷却手段)
43 圧縮空気供給ライン
44 圧縮空気分岐ライン
45 冷却空気供給ライン、第1冷却空気供給ライン
46 圧縮空気循環ライン、第1圧縮空気循環ライン(第1空気供給手段)
47 燃料供給ライン
48 排出ライン
53 冷却通路
71 水供給ライン
72 水噴射装置(水分添加手段)
81,82,83,86 熱交換器(圧縮空気冷却手段)
84 排熱回収ボイラ(排熱回収手段)
85 給水ライン
87 蒸気供給ライン
91 第2冷却空気供給ライン
92 タービン冷却装置(タービン冷却手段)
93 第2圧縮空気循環ライン(第2空気供給手段)
11 Compressor 12 Combustor 13 Turbine 14 Generator 41 Booster (Pressure Booster)
42, 51, 61, 62, 63 Combustor cooling device (combustor cooling means)
43 Compressed air supply line 44 Compressed air branch line 45 Cooling air supply line, first cooling air supply line 46 Compressed air circulation line, first compressed air circulation line (first air supply means)
47 Fuel supply line 48 Discharge line 53 Cooling passage 71 Water supply line 72 Water injection device (moisture addition means)
81, 82, 83, 86 Heat exchanger (compressed air cooling means)
84 Waste heat recovery boiler (waste heat recovery means)
85 Water supply line 87 Steam supply line 91 Second cooling air supply line 92 Turbine cooling device (turbine cooling means)
93 Second compressed air circulation line (second air supply means)

Claims (4)

圧縮機で圧縮した圧縮空気に燃焼器で燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給することで回転動力を得るガスタービンにおいて、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段で昇圧した圧縮空気により前記燃焼器を冷却する燃焼器冷却手段と、前記燃焼器を冷却した圧縮空気を前記燃焼器に供給する第1空気供給手段と、前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却手段を設け、
前記燃焼器冷却手段は、前記圧縮空気冷却手段により冷却された圧縮空気で前記燃焼器を冷却し、
前記タービンから排出された排気ガスをボイラに送って蒸気を生成し、生成された蒸気を蒸気タービンに送って発電し、冷却された給水をボイラに戻して過熱する排熱回収手段を設け、前記圧縮空気冷却手段は、ボイラで生成された蒸気により前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気を冷却することを特徴とするガスタービン。
In a gas turbine that obtains rotational power by supplying fuel to compressed air compressed by a compressor and burning it with a combustor and supplying the generated combustion gas to the turbine, a part of the compressed air compressed by the compressor is Pressurizing means for boosting, combustor cooling means for cooling the combustor with compressed air boosted by the boosting means, first air supply means for supplying the combustor with compressed air that has cooled the combustor, A compressed air cooling means for cooling the compressed air boosted by the boosting means is provided;
The combustor cooling means cools the combustor with the compressed air cooled by the compressed air cooling means,
The exhaust gas discharged from the turbine is sent to a boiler to generate steam, the generated steam is sent to a steam turbine to generate electricity, and the exhaust water recovery means for returning the cooled feed water to the boiler and overheating is provided, The compressed air cooling means cools the compressed air boosted by the boosting means with steam generated by a boiler.
請求項1に記載のガスタービンにおいて、前記昇圧手段は、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気の一部を車室から抽気して昇圧する一方、前記第1空気供給手段は、前記燃焼器を冷却した圧縮空気を前記車室に戻すことを特徴とするガスタービン。   2. The gas turbine according to claim 1, wherein the pressurizing unit bleeds and pressurizes a part of the compressed air compressed by the compressor from a passenger compartment, while the first air supply unit cools the combustor. A gas turbine, wherein the compressed air is returned to the passenger compartment. 請求項1または2に記載のガスタービンにおいて、前記燃焼器冷却手段は、前記燃焼器を構成する内筒の壁部内に形成された多数の冷却通路を有することを特徴とするガスタービン。   3. The gas turbine according to claim 1, wherein the combustor cooling means includes a plurality of cooling passages formed in a wall portion of an inner cylinder constituting the combustor. 請求項1から3のいずれか一つに記載のガスタービンにおいて、前記昇圧手段で昇圧した圧縮空気により前記タービンを冷却するタービン冷却手段と、前記タービンを冷却した圧縮空気を前記燃焼器に供給する第2空気供給手段を設けたことを特徴とするガスタービン。   4. The gas turbine according to claim 1, wherein turbine cooling means for cooling the turbine with compressed air pressurized by the pressure increasing means, and compressed air that has cooled the turbine are supplied to the combustor. 5. A gas turbine comprising a second air supply means.
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