JP2019070360A - Gas turbine intake air cooling method and gas turbine intake air cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ガスタービン吸気冷却方法およびガスタービン吸気冷却システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a gas turbine intake cooling method and a gas turbine intake cooling system.
水噴霧によってガスタービン吸気冷却を行い、それにより、ガスタービンの出力を増加させることが、従来から行われている。
また従来、吸気通路と吸気フィルタを有するガスタービン吸気塔にミスト噴霧ノズルを最適に配置する最適配置方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された最適配置方法は、吸気通路内の風速分布を計算するステップと、風速分布に基づいてミスト噴霧ノズル配置位置を選択するステップと、配置位置の流路断面に複数のミスト噴霧ノズルを配置し、さらにノズル系統に区分するステップと、ノズル系統のうち一系統に属するミスト噴霧ノズルだけがミスト噴霧された場合の吸気フィルタ前面の濃度分布をノズル系統毎に計算するステップと、ノズル系統毎にミスト噴霧された場合の濃度分布結果を用いて、複数のノズル系統に属する前記ミスト噴霧ノズルからミストが噴霧された場合に吸気フィルタ前面の濃度が最も均一になるようにノズル系統毎にノズル個数を調整するステップと、ノズル系統毎にミスト噴霧された場合の濃度分布結果により、ノズル系統相互の相関関数を求めてノズル系統をグループに分けるステップと、同一のグループの間でミスト噴霧ノズルを再配置するステップとを含む。
It has been conventional practice to provide gas turbine inlet cooling by means of water spray, thereby increasing the power output of the gas turbine.
Also, conventionally, there is known an optimal arrangement method for optimally arranging a mist spray nozzle in a gas turbine intake tower having an intake passage and an intake filter (see, for example, Patent Document 1). The optimal arrangement method described in Patent Document 1 includes the steps of calculating the wind velocity distribution in the intake passage, selecting the mist spray nozzle arrangement position based on the wind velocity distribution, and forming a plurality of mists in the flow path cross section of the arrangement position. Arranging a spray nozzle and further dividing into nozzle systems, calculating for each nozzle system the concentration distribution on the front surface of the intake filter when only mist spray nozzles belonging to one of the nozzle systems are mist-sprayed; The concentration distribution in the case of mist spraying for each nozzle system is used, and when the mist is sprayed from the mist spray nozzles belonging to a plurality of nozzle systems, the concentration in the front surface of the intake filter is most uniform. The step of adjusting the number of nozzles and the result of concentration distribution when mist spraying is performed for each nozzle system Comprising the steps of dividing the nozzle line to the group calculated by determining the number, the step of repositioning the mist spray nozzle between the same group.
一般的なガスタービン吸気冷却では、水噴霧量を増やすと、ガスタービン吸気冷却効率を向上させることができる。ところが、水噴霧量を増やしすぎると、ミスト（噴霧された水のうちの蒸発しないもの）が、ガスタービン吸気室よりも下流側に流入してしまい、コンプレッサーの汚れやエロージョンの原因になることがある。噴霧した水の蒸発効率は、ガスタービン吸気室の空気の温度や湿度により変わるので、把握が難しい。また、蒸発しないミストを取り除くエリミネータも知られているが、１００％の捕集は困難であり、エリミネータによるミスト捕集率の把握も困難である。つまり、一般的なガスタービン吸気冷却では、ガスタービン吸気室よりも下流側への蒸発しないミストの流入量を正確に把握できず、ガスタービン吸気冷却効率を十分に向上させることができない。
また、特許文献１に記載された最適配置方法では、例えば発電設備のオペレータは、ガスタービン吸気塔の空気の温度が変化した場合に、ミスト噴霧量をどの程度変更すればよいかを正確に判断することができない。また、オペレータは、ガスタービン吸気塔の空気の湿度が変化した場合に、ミスト噴霧量をどの程度変更すればよいかを正確に判断することができない。そのため、特許文献１に記載された最適配置方法では、ガスタービン吸気塔よりも下流側へのミストの流入を抑制しつつ、冷却効率を十分に向上させることができない。
In general gas turbine intake cooling, increasing the water spray amount can improve the gas turbine intake cooling efficiency. However, if the amount of water spray is increased too much, the mist (the one of the sprayed water which does not evaporate) may flow to the downstream side of the gas turbine intake chamber, which may cause the contamination or erosion of the compressor. is there. Since the evaporation efficiency of the sprayed water changes with the temperature and humidity of the air of the gas turbine intake chamber, it is difficult to grasp. Moreover, although the eliminator which removes the mist which does not evaporate is also known, 100% of collection is difficult, and grasping | ascertaining of the mist collection rate by an eliminator is also difficult. That is, in general gas turbine intake air cooling, it is not possible to accurately grasp the inflowing amount of mist that does not evaporate to the downstream side of the gas turbine intake chamber, and the gas turbine intake cooling efficiency can not be sufficiently improved.
Further, in the optimal arrangement method described in Patent Document 1, for example, the operator of the power generation facility accurately determines how much the mist spray amount should be changed when the temperature of the air in the gas turbine intake tower changes. Can not do it. In addition, when the humidity of the air in the gas turbine intake tower changes, the operator can not accurately determine how much the mist spray amount should be changed. Therefore, in the optimal arrangement method described in Patent Document 1, the cooling efficiency can not be sufficiently improved while suppressing the inflow of the mist to the downstream side of the gas turbine intake tower.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ガスタービン吸気室よりも下流側へのミストの流入を抑制しつつ、冷却効率を向上させることができるガスタービン吸気冷却方法およびガスタービン吸気冷却システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described point, and an object thereof is to provide a gas turbine intake system capable of improving the cooling efficiency while suppressing the inflow of mist downstream of the gas turbine intake chamber. A cooling method and a gas turbine intake cooling system are provided.
本発明の一態様は、実機のガスタービン吸気冷却装置を模した風洞状のシミュレーション部の下流部のミストの量を解析する工程と、前記シミュレーション部の下流部のミストの量が既定値以下になるように、シミュレーション用ノズル部の水噴霧量を調整する工程と、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション部の下流部のミストの量が前記既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係を取得する工程と、前記ガスタービン吸気冷却装置の実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて、前記実機用ノズル部の水噴霧量を設定する工程とを備える、ガスタービン吸気冷却方法である。 In one aspect of the present invention, in the step of analyzing the amount of mist in the downstream portion of a wind tunnel-like simulation unit simulating a gas turbine intake cooling device of an actual machine, the amount of mist in the downstream portion of the simulation unit is less than a predetermined value The step of adjusting the water spray amount of the simulation nozzle portion, the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle portion, and the amount of mist in the downstream portion of the simulation portion are predetermined. Obtaining the relationship between the amount of water spray of the simulation nozzle portion which is equal to or less than the value, temperature and humidity of the air at a position upstream of the actual nozzle portion of the gas turbine intake air cooling device; And a step of setting a water spray amount of the nozzle unit for an actual machine based on the above.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却方法は、前記シミュレーション部の吸気面での風速および吸気面積に対する前記シミュレーション用ノズル部の基準水噴霧量を、前記ガスタービン吸気冷却装置の吸気面での風速および吸気面積に対する前記実機用ノズル部の基準水噴霧量と同一に設定するする工程を更に含んでもよい。 In the gas turbine intake air cooling method according to one aspect of the present invention, the wind velocity at the intake face of the simulation unit and the reference water spray amount of the simulation nozzle portion with respect to the intake air area are calculated at the air velocity at the intake face of the gas turbine intake cooling device. And the step of setting the same as the reference water spray amount of the nozzle unit for the actual machine with respect to the intake area.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却方法では、前記シミュレーション用ノズル部によって噴霧された水のミストを可視化することによって、前記シミュレーション部の下流部のミストの量を解析してもよい。 In the gas turbine intake-air cooling method according to one aspect of the present invention, the amount of mist in the downstream portion of the simulation unit may be analyzed by visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit.
本発明の一態様は、実機のガスタービン吸気冷却装置を備えるガスタービン吸気冷却システムであって、前記ガスタービン吸気冷却装置は、水を噴霧する実機用ノズル部を備え、前記ガスタービン吸気冷却装置を模した風洞状のシミュレーション部のシミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション部の下流部のミストの量が既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係が取得され、前記実機用ノズル部の水噴霧量は、前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて、設定される、ガスタービン吸気冷却システムである。 One aspect of the present invention is a gas turbine intake cooling system including an actual gas turbine intake cooling device, wherein the gas turbine intake cooling device includes an actual nozzle portion for spraying water, and the gas turbine intake cooling device. The temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle of the wind tunnel-like simulation unit, and the amount of mist at the downstream of the simulation unit are below the predetermined values; The relationship with the spray amount is acquired, and the water spray amount of the nozzle unit for the actual machine is set based on the temperature and humidity of the air at the position upstream of the nozzle unit for the actual machine, and the relationship. It is a gas turbine intake cooling system.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムは、前記シミュレーション部を更に備え、前記シミュレーション部は、水を噴霧する前記シミュレーション用ノズル部と、前記シミュレーション用ノズル部によって噴霧された水のミストを可視化することによって、前記下流部のミストの量を解析する解析部と、前記下流部のミストの量が前記既定値以下になるように、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量を調整する水噴霧量調整部と、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記シミュレーション部の吸気面での風速および吸気面積に対する前記シミュレーション用ノズル部の基準水噴霧量を、前記ガスタービン吸気冷却装置の吸気面での風速および吸気面積に対する前記実機用ノズル部の基準水噴霧量と同一に設定してもよい。 The gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention further includes the simulation unit, and the simulation unit visualizes the simulation nozzle unit that sprays water, and the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit. Analysis unit that analyzes the amount of mist in the downstream portion, and the amount of water spray that adjusts the amount of water spray in the simulation nozzle portion so that the amount of mist in the downstream portion is less than or equal to the predetermined value The control unit includes an adjustment unit, and a control unit that controls the temperature and humidity of air at a position upstream of the simulation nozzle unit, and the water spray amount of the simulation nozzle unit, the control unit including the simulation unit. The reference water spray amount of the simulation nozzle for the wind speed and intake area at the intake For the wind speed and the intake area of the intake surface of the gas turbine intake air cooling apparatus may be set equal to the reference water spray amount of the actual nozzle section.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記関係において、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量が多くなり、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量が少なくなり、前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて設定される前記実機用ノズル部の水噴霧量は、前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、多くなり、前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、少なくなってもよい。 In the gas turbine intake air cooling system according to one aspect of the present invention, the water spray amount of the simulation nozzle increases as the temperature of the air at the position upstream of the simulation nozzle increases in the relation. As the humidity of the air at the position upstream of the simulation nozzle increases, the amount of water sprayed on the simulation nozzle decreases, and the temperature and humidity of the air at the position upstream of the real machine nozzle The water spray amount of the nozzle for the actual machine set based on the above relationship increases as the temperature of the air at the position upstream of the nozzle for the actual machine increases, and the nozzle for the actual machine is increased The higher the humidity of the air at the upstream position, the less it may be.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記ガスタービン吸気冷却装置が、ミストを捕集する実機用フィルタ部を備える場合、前記シミュレーション部は、前記下流部のミストを捕集するシミュレーション用フィルタ部を更に備え、前記制御部が取得する前記関係は、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション用フィルタ部によって一部のミストが捕集された後の前記下流部のミストの量が前記既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係であってもよい。 In the gas turbine intake air cooling system according to one aspect of the present invention, when the gas turbine intake air cooling device includes an actual machine filter unit for collecting mist, the simulation unit is for simulation for collecting mist in the downstream unit. The control unit further includes a filter unit, and the relationship acquired by the control unit is the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit, and part of the mist collected by the simulation filter unit. It may be a relationship with the water spray amount of the nozzle part for simulation in which the amount of the mist of the downstream part of the latter becomes equal to or less than the predetermined value.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記関係において、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量は、前記シミュレーション部が前記シミュレーション用フィルタ部を備える場合に、前記シミュレーション部が前記シミュレーション用フィルタ部を備えない場合よりも、多くなってもよい。 In the gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention, the water spray amount of the simulation nozzle unit in the relationship is the simulation filter when the simulation unit includes the simulation filter unit. You may increase more than the case where it does not have a part.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記シミュレーション用ノズル部によって噴霧された水のミストを可視化することによって、前記シミュレーション部の下流部のミストの量を解析してもよい。 In the gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention, the amount of mist in the downstream portion of the simulation unit may be analyzed by visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記実機用フィルタ部および前記シミュレーション用フィルタ部は、サランロック（登録商標）によって構成されてもよい。 In the gas turbine intake air cooling system according to one aspect of the present invention, the real machine filter unit and the simulation filter unit may be configured by Saran Lock (registered trademark).
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記解析部は、前記下流部のミストの画像を撮像し、前記解析部が撮像した画像の輝度は、前記下流部のミストの量が多いほど、高くなってもよい。 In the gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention, the analysis unit captures an image of the mist at the downstream portion, and the brightness of the image captured by the analysis portion indicates that the amount of mist at the downstream portion increases. May be higher.
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記解析部は、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）を用いることによって、前記下流部のミストの量を解析してもよい。 In the gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention, the analysis unit may analyze the amount of mist in the downstream portion by using PIV (Particle Image Velocimetry).
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記解析部は、ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ検出器）またはＰＤＩ（位相ドップラー粒子分析計）を用いることによって、前記下流部のミストの量を解析してもよい。 In the gas turbine intake air cooling system according to one aspect of the present invention, the analysis unit analyzes the amount of mist in the downstream portion by using a PDA (photodiode array detector) or a PDI (phase Doppler particle analyzer). May be
本発明の一態様のガスタービン吸気冷却システムでは、前記解析部は、水検知シートを用いることによって、前記下流部のミストの量を解析してもよい。 In the gas turbine intake cooling system according to one aspect of the present invention, the analysis unit may analyze the amount of mist in the downstream portion by using a water detection sheet.
本発明の実施形態によれば、ガスタービン吸気冷却装置よりも下流側へのミストの流入を抑制しつつ、冷却効率を向上させることができるガスタービン吸気冷却方法およびガスタービン吸気冷却システムを提供することができる。 According to an embodiment of the present invention, a gas turbine intake cooling method and a gas turbine intake cooling system capable of improving the cooling efficiency while suppressing the inflow of mist downstream of the gas turbine intake cooling device are provided. be able to.
以下、図面を参照し、本発明のガスタービン吸気冷却方法およびガスタービン吸気冷却システムの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a gas turbine intake air cooling method and a gas turbine intake air cooling system of the present invention will be described with reference to the drawings.
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、ガスタービン吸気冷却システム１が、実機のガスタービン吸気冷却装置１１と、ガスタービン吸気冷却装置１１を模した風洞状のシミュレーション部１２とを備えている。ガスタービン吸気冷却装置１１は、例えば、実機用ノズル部１１１と、実機用フィルタ部１１２とを備えている。実機用ノズル部１１１は、水を噴霧することによって、ガスタービン吸気冷却効率を向上させる。実機用フィルタ部１１２は、実機用ノズル部１１１によって噴霧された水のうちの蒸発しないものであるミストを捕集する。
シミュレーション部１２は、例えば、シミュレーション用ノズル部１２１と、解析部１２２と、水噴霧量調整部１２３と、制御部１２４と、シミュレーション用フィルタ部１２５とを備えている。シミュレーション用ノズル部１２１は、実機用ノズル部１１１と同様に構成されており、水を噴霧する。解析部１２２は、シミュレーション用ノズル部１２１によって噴霧された水のミストを例えば可視化することによって、風洞状のシミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミストの量を解析する。ミストの量の解析には、例えば、撮像されたミストの画像、ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ検出器）またはＰＤＩ（位相ドップラー粒子分析計）、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）、水検知シートなどが用いられる。
水噴霧量調整部１２３は、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミストの量が既定値以下になるように、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量を調整する（ステイジング化を行う）。制御部１２４は、シミュレーション部１２の空気の温度と、シミュレーション部１２の空気の湿度と、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量とを制御する。
シミュレーション部１２は、データ取得後に、撤去されても、あるいは、撤去されなくてもよい。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing an example of the configuration of a gas turbine intake air cooling system 1 according to a first embodiment.
In the example illustrated in FIG. 1, the gas turbine intake cooling system 1 includes a gas turbine intake cooling device 11 of a real machine and a wind tunnel simulation unit 12 simulating the gas turbine intake cooling device 11. The gas turbine intake air cooling device 11 includes, for example, a real machine nozzle unit 111 and a real machine filter unit 112. The real machine nozzle unit 111 improves the gas turbine intake air cooling efficiency by spraying water. The filter part 112 for real machines collects the mist which is a thing which does not evaporate among the water sprayed by the nozzle part 111 for real machines.
The simulation unit 12 includes, for example, a simulation nozzle unit 121, an analysis unit 122, a water spray amount adjustment unit 123, a control unit 124, and a simulation filter unit 125. The simulation nozzle unit 121 is configured in the same manner as the real machine nozzle unit 111, and sprays water. The analysis unit 122 analyzes the amount of mist in the downstream portion 12D of the wind tunnel-like simulation unit 12 by, for example, visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit 121. For the analysis of the amount of mist, for example, an image of imaged mist, PDA (photodiode array detector) or PDI (phase Doppler particle analyzer), PIV (Particle Image Velocimetry), water detection sheet or the like is used.
The water spray amount adjustment unit 123 adjusts the amount of water spray of the simulation nozzle unit 121 (performs the stylization) so that the amount of mist in the downstream portion 12D of the simulation unit 12 becomes equal to or less than a predetermined value. The control unit 124 controls the temperature of the air of the simulation unit 12, the humidity of the air of the simulation unit 12, and the water spray amount of the simulation nozzle unit 121.
The simulation unit 12 may or may not be withdrawn after data acquisition.
図２は図１に示すシミュレーション部１２を含む風洞実験設備Ｌの一例の概略的な横断面図である。
図２に示す例では、風洞実験設備Ｌが、シミュレーション部１２と、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄから流出した空気を循環させてシミュレーション部１２の上流部１２Ｕに流入させる循環経路部Ｌ１を備えている。循環経路部Ｌ１には、ファンＬ１Ａと、ヒータＬ１Ｂと、第１調整バルブＬ１Ｃと、第２調整バルブＬ１Ｄとが備えられている。例えばシミュレーション部１２の吸気面での風速を増加させる場合には、ファンＬ１Ａの回転数が増加させられる。例えばシミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度を上昇させる場合には、ヒータＬ１Ｂによる加熱が行われる。
シミュレーション部１２の上流部１２Ｕには、ハニカム部Ｌ２Ａと、第１熱電対Ｌ２Ｂと、湿度計Ｌ２Ｃと、風速計Ｌ２Ｄと、シミュレーション用ノズル部１２１とが備えられている。第１熱電対Ｌ２Ｂと、湿度計Ｌ２Ｃと、風速計Ｌ２Ｄとは、データロガーＬ３に接続されている。第１熱電対Ｌ２Ｂは、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度を検出する。湿度計Ｌ２Ｃは、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の湿度を検出する。風速計Ｌ２Ｄは、シミュレーション部１２の吸気面での風速を検出する。シミュレーション用ノズル部１２１は、ポンプＬ４に接続されている。ポンプＬ４は、シミュレーション用ノズル部１２１によって噴霧される水をシミュレーション用ノズル部１２１に供給する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a wind tunnel test facility L including the simulation unit 12 shown in FIG.
In the example illustrated in FIG. 2, the wind tunnel experimental facility L includes the simulation unit 12 and a circulation path unit L1 that circulates the air flowing out of the downstream unit 12D of the simulation unit 12 to flow into the upstream unit 12U of the simulation unit 12 There is. The circulation path portion L1 is provided with a fan L1A, a heater L1B, a first adjustment valve L1C, and a second adjustment valve L1D. For example, in the case of increasing the wind speed on the intake surface of the simulation unit 12, the rotational speed of the fan L1A is increased. For example, in the case where the temperature of the air at the position upstream of the simulation nozzle unit 121 is raised, heating by the heater L1B is performed.
The upstream portion 12U of the simulation unit 12 is provided with a honeycomb portion L2A, a first thermocouple L2B, a hygrometer L2C, an anemometer L2D, and a simulation nozzle portion 121. The first thermocouple L2B, the hygrometer L2C, and the anemometer L2D are connected to the data logger L3. The first thermocouple L <b> 2 </ b> B detects the temperature of air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121. The hygrometer L2C detects the humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121. The anemometer L2D detects the wind speed on the intake surface of the simulation unit 12. The simulation nozzle unit 121 is connected to the pump L4. The pump L4 supplies the water sprayed by the simulation nozzle unit 121 to the simulation nozzle unit 121.
シミュレーション部１２の下流部１２Ｄには、ルーバーＬ５Ａと、シミュレーション用フィルタ部１２５と、解析部１２２の一部を構成する撮像部１２２Ａと、第２熱電対Ｌ５Ｂとが備えられている。第２熱電対Ｌ５Ｂは、データロガーＬ３に接続されている。ルーバーＬ５Ａは、シミュレーション用ノズル部１２１によって噴霧された水のうちの蒸発しないものであるミストを捕集する捕集部材として機能する。シミュレーション用フィルタ部１２５は、ルーバーＬ５Ａによって捕集されなかったミストを捕集する。
撮像部１２２Ａは、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気を撮像する。シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気にミストが含まれる場合には、撮像部１２２Ａは、空気に含まれるミストを撮像する。撮像部１２２Ａが撮像した画像の輝度は、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気に含まれるミストの量が多いほど、高くなる。第２熱電対Ｌ５Ｂは、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気の温度を検出する。
シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気に含まれるミストの量は、例えば、シミュレーション用ノズル部１２１によって水が噴霧された後に撮像部１２２Ａが撮像した画像の輝度と、シミュレーション用ノズル部１２１によって水が噴霧される前に撮像部１２２Ａが撮像した画像の輝度との差に基づいて、算出することができる。
シミュレーション部１２の下流部１２Ｄよりも下流側に流入するミスト量は、下記の式１のようになる。
The downstream portion 12D of the simulation unit 12 is provided with a louver L5A, a simulation filter unit 125, an imaging unit 122A that constitutes a part of the analysis unit 122, and a second thermocouple L5B. The second thermocouple L5B is connected to the data logger L3. The louver L5A functions as a collection member for collecting mist which is one of the water sprayed by the simulation nozzle unit 121 which does not evaporate. The simulation filter unit 125 collects the mist not collected by the louver L5A.
The imaging unit 122 </ b> A captures air on the downstream side of the simulation filter unit 125. When mist is included in the air on the downstream side of the simulation filter unit 125, the imaging unit 122A images the mist included in the air. The luminance of the image captured by the imaging unit 122A becomes higher as the amount of mist contained in the air on the downstream side of the simulation filter unit 125 is larger. The second thermocouple L5B detects the temperature of air downstream of the simulation filter unit 125.
The amount of mist included in the air downstream of the simulation filter unit 125 is, for example, the brightness of the image captured by the imaging unit 122A after the water is sprayed by the simulation nozzle unit 121, and the water of the simulation nozzle unit 121 It can calculate based on the difference with the luminosity of the picture which image pick-up part 122A picturized before it is sprayed.
The amount of mist flowing into the downstream side of the downstream portion 12D of the simulation unit 12 is represented by the following equation 1.
ミスト量＝水噴霧量・（１−蒸発率／１００）・（１−ミスト捕集率／１００）…式１
「蒸発率」および「ミスト捕集率」の値の把握（算出）は困難であるため、例えば図２に示す風洞実験設備Ｌを用いることによって実験的に求められる。
図２に示す例では、風洞実験設備Ｌのスペースの関係上、循環経路部Ｌ１のうちのハニカム部Ｌ２Ａ、第１熱電対Ｌ２Ｂ、湿度計Ｌ２Ｃおよび風速計Ｌ２Ｄに隣接する部分が屈曲しているが、循環経路部Ｌ１のうちのハニカム部Ｌ２Ａ、第１熱電対Ｌ２Ｂ、湿度計Ｌ２Ｃおよび風速計Ｌ２Ｄに隣接する部分は、直線状であることが好ましい。
Amount of mist = amount of water spray-(1-evaporation rate / 100)-(1-mist collection rate / 100) Formula 1
Since it is difficult to figure out (calculate) the values of the "evaporation rate" and the "mist collection rate", it can be determined experimentally by using, for example, the wind tunnel test equipment L shown in FIG.
In the example shown in FIG. 2, due to the space of the wind tunnel test facility L, the portion adjacent to the honeycomb portion L2A, the first thermocouple L2B, the hygrometer L2C and the anemometer L2D in the circulation path portion L1 is bent. However, it is preferable that the portions adjacent to the honeycomb portion L2A, the first thermocouple L2B, the hygrometer L2C, and the anemometer L2D in the circulation path portion L1 be linear.
図３は撮像部１２２Ａが撮像した画像の一例などを示す図である。詳細には、図３（Ａ）は、撮像部１２２Ａによって撮像された、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気の画像を示している。図３（Ｂ）に示す例では、シミュレーション用フィルタ部１２５が取り外され、図３（Ａ）と同じ位置における空気が、撮像部１２２Ａによって撮像されている。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度が３３［℃］に設定され、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の湿度が７５［％］に設定されている。図３（Ａ）に示す例では、シミュレーション用フィルタ部１２５がサランロック（登録商標）によって構成されている。
図３（Ａ）に示す例では、空気に含まれるミストがシミュレーション用フィルタ部１２５によって捕集されるため、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気に含まれるミストが少ない。一方、シミュレーション用フィルタ部１２５が取り外されている図３（Ｂ）に示す例では、空気に含まれるミストが多い。図３（Ｂ）に示すように、空気に含まれるミストは、白く見える。つまり、図３（Ｂ）に示す画像の輝度は、図３（Ａ）に示す画像の輝度よりも高い。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image captured by the imaging unit 122A. Specifically, FIG. 3A shows an image of air downstream of the simulation filter unit 125, which is imaged by the imaging unit 122A. In the example illustrated in FIG. 3B, the simulation filter unit 125 is removed, and the air at the same position as in FIG. 3A is imaged by the imaging unit 122A. In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the temperature of air at a position upstream of the simulation nozzle 121 is set to 33 ° C., and the temperature of the air upstream of the simulation nozzle 121 is set. The humidity of the position air is set to 75%. In the example shown in FIG. 3A, the simulation filter unit 125 is configured by Saran Lock (registered trademark).
In the example shown in FIG. 3A, since the mist contained in the air is collected by the simulation filter unit 125, the amount of mist contained in the air on the downstream side of the simulation filter unit 125 is small. On the other hand, in the example illustrated in FIG. 3B in which the simulation filter unit 125 is removed, the amount of mist included in the air is large. As shown in FIG. 3 (B), the mist contained in the air looks white. That is, the luminance of the image shown in FIG. 3 (B) is higher than the luminance of the image shown in FIG. 3 (A).
図４は撮像部１２２Ａが撮像した画像の他の例などを示す図である。詳細には、図４（Ａ）は、撮像部１２２Ａによって撮像された、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気の画像を示している。図４（Ｂ）に示す例では、シミュレーション用フィルタ部１２５が取り外され、図４（Ａ）と同じ位置における空気が、撮像部１２２Ａによって撮像されている。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す例では、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度が３３［℃］に設定され、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の湿度が７５［％］に設定されている。図４（Ａ）に示す例では、図３（Ａ）に示す例と同様に、シミュレーション用フィルタ部１２５がサランロック（登録商標）によって構成されている。また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す例では、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例よりも、シミュレーション用ノズル部１２１によって噴霧される水の粒が大きい。
図４（Ａ）に示す例では、図３（Ａ）に示す例と同様に、空気に含まれるミストがシミュレーション用フィルタ部１２５によって捕集されるため、シミュレーション用フィルタ部１２５の下流側の空気に含まれるミストが少ない。一方、シミュレーション用フィルタ部１２５が取り外されている図４（Ｂ）に示す例では、空気に含まれるミストが多い。
FIG. 4 is a diagram showing another example of an image captured by the imaging unit 122A. Specifically, FIG. 4A shows an image of air downstream of the simulation filter unit 125, which is imaged by the imaging unit 122A. In the example illustrated in FIG. 4B, the simulation filter unit 125 is removed, and the air at the same position as in FIG. 4A is imaged by the imaging unit 122A. In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the temperature of air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121 is set to 33 ° C., and the temperature of the air upstream of the simulation nozzle unit 121 is set. The humidity of the position air is set to 75%. In the example shown in FIG. 4A, the simulation filter unit 125 is configured of Saran Lock (registered trademark), as in the example shown in FIG. 3A. Moreover, in the example shown to FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B), the particle | grains of the water sprayed by the nozzle part 121 for simulation are larger than the example shown to FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B).
In the example shown in FIG. 4A, as in the example shown in FIG. 3A, the mist contained in the air is collected by the simulation filter section 125, so the air on the downstream side of the simulation filter section 125 There is little mist contained in On the other hand, in the example illustrated in FIG. 4B in which the simulation filter unit 125 is removed, the amount of mist included in the air is large.
図５は図２に示すシミュレーション部１２の測定領域Ｌ６における空気の速度分布の一例を説明するための図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）はシミュレーション部１２の測定領域Ｌ６の図２のＶ−Ｖ線に沿った概略的な縦断面図である。
図５（Ａ）に示す例では、シミュレーション部１２の測定領域Ｌ６の縦断面内における空気の平均速度が２．２１［ｍ／ｓ］になる。シミュレーション部１２の測定領域Ｌ６の縦断面は９つの区画に仮想分割されている。左側かつ上側の区画の空気の速度は２．１３［ｍ／ｓ］になり、左右方向中央かつ上側の区画の空気の速度は２．９４［ｍ／ｓ］になり、右側かつ上側の区画の空気の速度は１．８９［ｍ／ｓ］になる。左側かつ上下方向中央の区画の空気の速度は２．１６［ｍ／ｓ］になり、中央の区画の空気の速度は３．０１［ｍ／ｓ］になり、右側かつ上下方向中央の区画の空気の速度は１．８８［ｍ／ｓ］になる。左側かつ下側の区画の空気の速度は１．６５［ｍ／ｓ］になり、左右方向中央かつ下側の区画の空気の速度は２．５１［ｍ／ｓ］になり、右側かつ下側の区画の空気の速度は１．７４［ｍ／ｓ］になる。
図５（Ｂ）に示す例では、シミュレーション部１２の測定領域Ｌ６の縦断面内における空気の平均乱れ度が７．９３［％］になる。左側かつ上側の区画の空気の乱れ度が１２．１８［％］になり、左右方向中央かつ上側の区画の空気の乱れ度が５．３３［％］になり、右側かつ上側の区画の空気の乱れ度が４．８４［％］になる。左側かつ上下方向中央の区画の空気の乱れ度が１０．８２［％］になり、中央の区画の空気の乱れ度が４．２５［％］になり、右側かつ上下方向中央の区画の空気の乱れ度が５．５７［％］になる。左側かつ下側の区画の空気の乱れ度が１６．３４［％］になり、左右方向中央かつ下側の区画の空気の乱れ度が６．５６［％］になり、右側かつ下側の区画の空気の乱れ度が５．４８［％］になる。
空気の乱れ度は、例えば、主流方向の速度変動成分の自乗平均平方根を、測定部風速で除することによって算出される。
FIG. 5 is a view for explaining an example of the velocity distribution of air in the measurement area L6 of the simulation unit 12 shown in FIG. FIGS. 5A and 5B are schematic longitudinal sectional views of the measurement region L6 of the simulation unit 12 along the line V-V in FIG.
In the example illustrated in FIG. 5A, the average velocity of air in the longitudinal cross section of the measurement area L6 of the simulation unit 12 is 2.21 [m / s]. The vertical cross section of the measurement area L6 of the simulation unit 12 is virtually divided into nine sections. The air velocity of the left and upper compartments is 2.13 m / s, the air velocity of the left and right center and upper compartments is 2.94 m / s, and the air velocity of the right and upper compartments is The velocity of air is 1.89 m / s. The velocity of air in the left and vertical center is 2.16 m / s, the velocity of air in the middle is 3.01 m / s, and the velocity of the right and vertical center is The velocity of air is 1.88 m / s. The air velocity of the left and lower compartments is 1.65 m / s, and the air velocity of the left and right central and lower compartments is 2.51 m / s, and the right and lower ones are The velocity of the air in the compartments of 1 is 1.74 m / s.
In the example shown in FIG. 5 (B), the average disturbance degree of air in the longitudinal cross section of the measurement area L6 of the simulation unit 12 is 7.93 [%]. The degree of air turbulence in the left and upper compartments is 12.18%, the degree of air turbulence in the left and right center and upper compartments is 5.33%, and the amount of air in the right and upper compartments is The disturbance degree is 4.84%. The degree of air turbulence in the left and vertical center section is 10.82%, the degree of air in the central section is 4.25%, and the air level of the right and vertical center section is The disturbance degree is 5.57%. The air turbulence of the left and lower compartments is 16.34%, the air disturbance of the left and right center and lower compartments is 6.56%, and the right and lower compartments The degree of air turbulence is 5.48%.
The disturbance degree of air is calculated, for example, by dividing the root mean square root of the velocity fluctuation component in the main flow direction by the measurement unit wind speed.
図１に示す例では、制御部１２４は、シミュレーション部１２の吸気面での風速および吸気面積（例えば図５（Ａ）に示す縦断面の大きさ）に対するシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量を、ガスタービン吸気冷却装置１１の吸気面での位置の風速および吸気面積に対する実機用ノズル部１１１の基準水噴霧量と同一に設定する。
例えば、ガスタービン吸気冷却装置１１の吸気面積が値Ｓ１であって、ガスタービン吸気冷却装置１１の吸気面での風速が値Ｖ１の時の実機用ノズル部１１１の基準水噴霧量が値Ｍ１である場合であって、シミュレーション部１２の吸気面積が値Ｓ１に設定されている場合、制御部１２４は、シミュレーション部１２の吸気面での風速が値Ｖ１の時のシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量を、値Ｍ１に設定する。
他の例では、シミュレーション部１２の壁面を考慮し、シミュレーション部１２の吸気面での風速の値、または、ガスタービン吸気冷却装置１１の吸気面での風速の値を補正してもよい。つまり、この例では、シミュレーション部１２の吸気面での風速および吸気面積に対するシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量が、ガスタービン吸気冷却装置１１の吸気面での風速および吸気面積に対する実機用ノズル部１１１の基準水噴霧量と同一に設定されない。
In the example illustrated in FIG. 1, the control unit 124 calculates the reference water spray amount of the simulation nozzle unit 121 with respect to the wind speed and intake area (for example, the size of the vertical cross section shown in FIG. 5A) on the intake surface of the simulation unit 12 Are set to be the same as the reference water spray amount of the nozzle portion 111 for the actual machine with respect to the wind speed at the position on the intake surface of the gas turbine intake cooling device 11 and the intake area.
For example, when the intake area of the gas turbine intake cooling device 11 is the value S1, and the wind speed at the intake surface of the gas turbine intake cooling device 11 is the value V1, the reference water spray amount of the actual nozzle portion 111 is the value M1. In the case where the intake area of the simulation unit 12 is set to the value S1, the control unit 124 controls the reference water of the simulation nozzle unit 121 when the wind speed on the intake surface of the simulation unit 12 is the value V1. The spray quantity is set to the value M1.
In another example, in consideration of the wall surface of the simulation unit 12, the value of the wind speed at the intake surface of the simulation unit 12 or the value of the wind speed at the intake surface of the gas turbine intake cooling device 11 may be corrected. That is, in this example, the reference water spray amount of the simulation nozzle unit 121 with respect to the wind speed and intake area on the intake surface of the simulation unit 12 corresponds to the wind speed and intake area for the intake surface of the gas turbine intake cooling device 11 It is not set equal to the reference water spray amount of the part 111.
図１に示す例では、制御部１２４が、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度を変動させることによって、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミスト（詳細には、シミュレーション用フィルタ部１２５によって一部のミストが捕集された後の下流部１２Ｄのミスト）の量が既定値以下になるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量との関係を取得する。 In the example illustrated in FIG. 1, the control unit 124 changes the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121 so that the temperature of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121. And the amount of humidity and the mist of the downstream portion 12D of the simulation unit 12 (specifically, the amount of the mist of the downstream portion 12D after the part of the mist is collected by the simulation filter unit 125) simulation The relationship with the water spray amount of the nozzle portion 121 is acquired.
図６は制御部１２４が取得するシミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量との関係の一例を示す図である。図６において、横軸はシミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度［℃］を示しており、縦軸はシミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の湿度［％］を示している。
図６に示す例では、図６中の領域ＡＲ１におけるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量が、上述したシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量の１倍（３分の３倍）に設定されている。また、図６中の領域ＡＲ２におけるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量が、上述したシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量の３分の２倍に設定されている。また、図６中の領域ＡＲ３におけるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量が、上述したシミュレーション用ノズル部１２１の基準水噴霧量の３分の１倍に設定されている。図６中の領域ＡＲ４では、シミュレーション用ノズル部１２１による水の噴霧が行われない。
FIG. 6 is a view showing an example of the relationship between the temperature and humidity of air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121 acquired by the control unit 124 and the water spray amount of the simulation nozzle unit 121. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the temperature [° C.] of air upstream of the simulation nozzle 121, and the vertical axis indicates the humidity [%] of air upstream of the simulation nozzle 121. ] Is shown.
In the example illustrated in FIG. 6, the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 in the area AR1 in FIG. 6 is set to one time (three-thirds) the reference water spray amount of the simulation nozzle unit 121 described above. ing. Further, the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 in the area AR2 in FIG. 6 is set to two thirds of the reference water spray amount of the above-described simulation nozzle unit 121. Further, the water spray amount of the simulation nozzle portion 121 in the area AR3 in FIG. 6 is set to one third of the reference water spray amount of the above-described simulation nozzle portion 121. In the area AR4 in FIG. 6, the water spray by the simulation nozzle unit 121 is not performed.
図７はシミュレーション用ノズル部１２１とポンプＬ４とを接続する配管の一例を示す図である。
図７に示す例では、３６個（縦６列×横６列）のシミュレーション用ノズル部１２１がシミュレーション部１２に備えられている。上から１番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ａを介してポンプＬ４に接続されている。上から２番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｂを介してポンプＬ４に接続されている。上から３番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｃを介してポンプＬ４に接続されている。上から４番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｄを介してポンプＬ４に接続されている。上から５番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｅを介してポンプＬ４に接続されている。上から６番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｆを介してポンプＬ４に接続されている。
図７に示す例では、図６中の領域ＡＲ１に対応する条件において、バルブＬ７Ａ〜Ｌ７Ｆが開弁される。図６中の領域ＡＲ２に対応する条件において、バルブＬ７Ａ、Ｌ７Ｃ、Ｌ７Ｄ、Ｌ７Ｆが開弁され、バルブＬ７Ｂ、Ｌ７Ｅが閉弁される。図６中の領域ＡＲ３に対応する条件において、バルブＬ７Ａ、Ｌ７Ｄが開弁され、バルブＬ７Ｂ、Ｌ７Ｃ、Ｌ７Ｅ、Ｌ７Ｆが閉弁される。
FIG. 7 is a view showing an example of a pipe connecting the simulation nozzle unit 121 and the pump L4.
In the example shown in FIG. 7, 36 (6 vertical rows × 6 horizontal rows) simulation nozzle portions 121 are provided in the simulation unit 12. The simulation nozzle unit 121 in the first row from the top is connected to the pump L4 via a valve L7A. The simulation nozzle unit 121 in the second row from the top is connected to the pump L4 via a valve L7B. The simulation nozzle unit 121 in the third row from the top is connected to the pump L4 via a valve L7C. The simulation nozzle unit 121 in the fourth row from the top is connected to the pump L4 via a valve L7D. The simulation nozzle unit 121 in the fifth row from the top is connected to the pump L4 via a valve L7E. The sixth simulation nozzle portion 121 from the top is connected to the pump L4 via a valve L7F.
In the example shown in FIG. 7, the valves L7A to L7F are opened under the condition corresponding to the region AR1 in FIG. Under the conditions corresponding to the area AR2 in FIG. 6, the valves L7A, L7C, L7D, and L7F are opened, and the valves L7B and L7E are closed. Under the conditions corresponding to the area AR3 in FIG. 6, the valves L7A and L7D are opened, and the valves L7B, L7C, L7E and L7F are closed.
図８はシミュレーション用ノズル部１２１とポンプＬ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃとを接続する配管の他の例を示す図である。
図８に示す例では、３６個（縦６列×横６列）のシミュレーション用ノズル部１２１がシミュレーション部１２に備えられている。上から１番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ａを介してポンプＬ４Ａに接続されている。また、上から４番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｄを介してポンプＬ４Ａに接続されている。
上から２番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｂを介してポンプＬ４Ｂに接続されている。また、上から５番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｅを介してポンプＬ４Ｂに接続されている。
上から３番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｃを介してポンプＬ４Ｃに接続されている。また、上から６番目の列のシミュレーション用ノズル部１２１は、バルブＬ７Ｆを介してポンプＬ４Ｃに接続されている。
図８に示す例では、図６中の領域ＡＲ１に対応する条件において、バルブＬ７Ａ〜Ｌ７Ｆが開弁され、ポンプＬ４Ａ〜Ｌ４Ｃが駆動される。図６中の領域ＡＲ２に対応する条件において、バルブＬ７Ａ、Ｌ７Ｃ、Ｌ７Ｄ、Ｌ７Ｆが開弁されると共にポンプＬ４Ａ、Ｌ４Ｃが駆動され、バルブＬ７Ｂ、Ｌ７Ｅが閉弁されると共にポンプＬ４Ｂが停止される。図６中の領域ＡＲ３に対応する条件において、バルブＬ７Ａ、Ｌ７Ｄが開弁されると共にポンプＬ４Ａが駆動され、バルブＬ７Ｂ、Ｌ７Ｃ、Ｌ７Ｅ、Ｌ７Ｆが閉弁されると共にポンプＬ４Ｂ、Ｌ４Ｃが停止される。
FIG. 8 is a view showing another example of piping for connecting the simulation nozzle unit 121 and the pumps L4A, L4B, and L4C.
In the example shown in FIG. 8, the simulation unit 12 is equipped with 36 (6 vertical rows × 6 horizontal rows) simulation nozzle portions 121. The simulation nozzle unit 121 in the first row from the top is connected to the pump L4A via a valve L7A. In addition, the simulation nozzle unit 121 in the fourth row from the top is connected to the pump L4A via a valve L7D.
The simulation nozzle unit 121 in the second row from the top is connected to the pump L4B via a valve L7B. In addition, the simulation nozzle unit 121 in the fifth row from the top is connected to the pump L4B via a valve L7E.
The simulation nozzle unit 121 in the third row from the top is connected to the pump L4C via a valve L7C. The sixth simulation nozzle unit 121 from the top is connected to the pump L4C via a valve L7F.
In the example shown in FIG. 8, the valves L7A to L7F are opened and the pumps L4A to L4C are driven under the condition corresponding to the region AR1 in FIG. Under the conditions corresponding to the area AR2 in FIG. 6, the valves L7A, L7C, L7D, L7F are opened and the pumps L4A, L4C are driven, the valves L7B, L7E are closed, and the pump L4B is stopped. . Under the conditions corresponding to the area AR3 in FIG. 6, the valves L7A and L7D are opened and the pump L4A is driven, the valves L7B, L7C, L7E and L7F are closed and the pumps L4B and L4C are stopped. .
図１に示す例では、例えばガスタービン吸気冷却装置１１を備える発電設備のオペレータなどによって、実機用ノズル部１１１の水噴霧量が、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図６に示す関係とに基づいて、設定される。 In the example shown in FIG. 1, for example, the operator of the power generation facility equipped with the gas turbine intake air cooler 11 or the like, the temperature of the air at the position upstream of the real machine nozzle 111 and the water spray amount of the real machine nozzle 111 It is set based on the humidity and the relationship shown in FIG.
図６に示す関係では、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量が多くなり、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量が少なくなる。
従って、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図６に示す関係とに基づいて設定される実機用ノズル部１１１の水噴霧量は、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、多くなる。また、実機用ノズル部１１１の水噴霧量は、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、少なくなる。
In the relationship shown in FIG. 6, as the temperature of air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121 increases, the amount of water spray of the simulation nozzle unit 121 increases, and the upstream of the simulation nozzle unit 121 As the humidity of the air at the position increases, the amount of water sprayed on the simulation nozzle unit 121 decreases.
Therefore, the water spray amount of the real machine nozzle 111 set based on the temperature and humidity of the air at the position upstream of the real machine nozzle 111 and the relationship shown in FIG. Also, as the temperature of the air at the upstream position rises, it increases. Moreover, the amount of water spray of the nozzle part 111 for real machines becomes small as the humidity of the air of the position more upstream than the nozzle part 111 for real machines becomes high.
図９は図１に示すガスタービン吸気冷却装置１１などの一例を示す図である。図１０は図９に示すガスタービン吸気冷却装置１１などの概略的な横断面図である。
図９および図１０に示す例では、ガスタービンプラントＡ１が、圧縮空気を生成する圧縮機Ａ２と、圧縮機Ａ２で生成された圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器Ａ３と、燃焼器Ａ３で生成された燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＡ４と、ガスタービン吸気冷却装置１１とを備えている。ガスタービンＡ４は、発電機Ａ５に連結されており、ガスタービンＡ４で発生した動力が発電機Ａ５により電力に変換されるようになっている。
FIG. 9 is a view showing an example of the gas turbine intake air cooling device 11 shown in FIG. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the gas turbine intake air cooling device 11 and the like shown in FIG.
In the example shown in FIGS. 9 and 10, a gas turbine plant A1 includes a compressor A2 that generates compressed air, a combustor A3 that generates combustion gas using the compressed air generated by the compressor A2, and a combustor A gas turbine A4 that generates power by the combustion gas generated in A3 and a gas turbine intake air cooler 11 are provided. The gas turbine A4 is connected to the generator A5, and the power generated by the gas turbine A4 is converted into electric power by the generator A5.
ガスタービン吸気冷却装置１１は、外部（大気中）から空気を取り込む吸気用建屋（吸気部）Ａ１１と、吸気用建屋Ａ１１に連通し、外部から取り込んだ空気を圧縮機Ａ２の吸気側へと導く吸気ダクト（ダクト）Ａ１２と、吸気用建屋Ａ１１よりも上流側に配置され、水を噴霧する複数の実機用ノズル部１１１とを備えている。吸気用建屋Ａ１１は、ガスタービンプラントＡ１の設備の一部を構成するものである。 The gas turbine intake cooling device 11 communicates with an intake building (intake unit) A11 that takes in air from the outside (in the air) and the intake building A11, and guides air taken from the outside to the intake side of the compressor A2. An intake duct (duct) A12 and a plurality of actual machine nozzle portions 111 disposed on the upstream side of the intake building A11 and spraying water are provided. The intake building A11 constitutes a part of equipment of the gas turbine plant A1.
吸気用建屋Ａ１１は立方体形状からなる建屋であり、６つの壁面を有している。吸気用建屋Ａ１１は、外気を吸気するための吸気面を３つの壁面に有している。吸気用建屋Ａ１１は、ＸＺ面に平行な２面のうち上流側の壁面Ａ１１ａ、及びＺＹ平面に平行な２面である壁面Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃに、大気中に開口された複数の空気取入口Ａ２１が形成されている。複数の空気取入口Ａ２１は、例えば、４つで平面視矩形状の１つの取入口ユニットＡ２１Ａを構成するように壁面Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃに配置されている。このような構成に基づき、吸気用建屋Ａ１１は、３方向から大気中から空気を室内Ａ１４に導入することが可能とされている。なお、室内Ａ１４の流路断面積は吸気ダクトＡ１２よりも大きい。
図９に示す例では、空気取入口Ａ２１が形成されていない領域が、壁面Ａ１１ｂと壁面Ａ１１ｃとに存在するが、他の例では、空気取入口Ａ２１が形成されている領域のみによって、壁面Ａ１１ｂおよび壁面Ａ１１ｃを構成してもよい。
The intake building A11 is a cube-shaped building and has six wall surfaces. The intake building A11 has intake surfaces for intake of the outside air on three wall surfaces. In the intake building A11, a plurality of air intakes A21 opened in the atmosphere are provided on the wall surface A11a on the upstream side of the two surfaces parallel to the XZ plane and the wall surfaces A11b and A11c that are two surfaces parallel to the ZY plane. It is formed. The plurality of air intakes A21 are disposed, for example, on the wall surfaces A11a, A11b, and A11c such that four intake air intakes A21A having a rectangular shape in a plan view are configured. Based on such a configuration, the intake building A11 can introduce air into the room A14 from the atmosphere from three directions. The flow passage cross-sectional area of the room A14 is larger than that of the intake duct A12.
In the example shown in FIG. 9, the area where the air intake A21 is not formed exists in the wall surface A11b and the wall surface A11c, but in the other example, the wall A11b is formed only by the area where the air intake A21 is formed. And you may comprise wall surface A11 c.
吸気用建屋Ａ１１の壁面Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃには、複数の空気取入口Ａ２１の少なくとも一部、例えば、複数の取入口ユニットＡ２１Ａを区画するルーバーＡ２２が突出した状態に形成されている。ルーバーＡ２２は、各壁面Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃに対し、Ｚ方向に亘って延びる長板状の部材から構成される。壁面Ａ１１ａには、６つのルーバーＡ２２がＸ方向に沿って設置され、壁面Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃには、２つのルーバーＡ２２がＹ方向に沿って設置されている。なお、ルーバーＡ２２の数は、吸気用建屋Ａ１１の大きさ、空気取入口Ａ２１（取入口ユニットＡ２１Ａ）の大きさ或いは数によって適宜設定される。 At least a part of the plurality of air intakes A21, for example, a louver A22 for partitioning the plurality of intake units A21A is formed to protrude from the wall surfaces A11a, A11b, and A11c of the intake building A11. The louver A22 is formed of a long plate-like member extending in the Z direction with respect to each of the wall surfaces A11a, A11b, and A11c. Six louvers A22 are installed along the X direction on the wall surface A11a, and two louvers A22 are installed along the Y direction on the wall surfaces A11b and A11c. The number of louvers A22 is appropriately set according to the size of the intake building A11 and the size or number of the air intake A21 (intake unit A21A).
ルーバーＡ２２は、吸気用建屋Ａ１１の空気取入口Ａ２１への雨、雪、或いは風が直接的に入り込むのを防止するためのものである。このように吸気用建屋Ａ１１は、ルーバーＡ２２を備えることで、空気取入口Ａ２１に吸気した空気のみを効率的に取り込むことが可能とされている。また、ルーバーＡ２２は、実機用ノズル部１１１によって噴霧されて空気中に残留したミストを捕捉する捕捉部材としても機能する。 The louver A22 is for preventing rain, snow or wind from directly entering the air intake A21 of the air intake building A11. As described above, by providing the louver A22, the intake building A11 can efficiently take in only the air taken into the air intake A21. Moreover, louver A22 functions also as a capture member which captures mist which was sprayed by nozzle part 111 for real machines, and remained in air.
複数の実機用ノズル部１１１は、吸気用建屋Ａ１１を囲むように配置されている。実機用ノズル部１１１は、空気取入口Ａ２１に取り込まれる空気中に液体（例えば、水）をミスト状に噴霧するためのものである。複数の実機用ノズル部１１１は、壁面Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃに対向する位置であり、外気の導入方向における上流側に配置されている。実機用ノズル部１１１の個数は、実機用ノズル部１１１から噴霧されるミストＭの拡散範囲を考慮して決定される。 The plurality of actual machine nozzle portions 111 are disposed so as to surround the intake building A11. The nozzle part 111 for real machines is for spraying a liquid (for example, water) in the shape of mist in the air taken in by air intake A21. The plurality of actual-machine nozzle portions 111 are disposed at positions facing the wall surfaces A11a, A11b, and A11c, and on the upstream side in the introduction direction of the outside air. The number of the real machine nozzle units 111 is determined in consideration of the diffusion range of the mist M sprayed from the real machine nozzle units 111.
実機用ノズル部１１１には、噴霧される液体を実機用ノズル部１１１に供給するための配管Ａ１５が接続されており、配管Ａ１５を介してポンプＡ１６によって液体がタンクＡ１７から実機用ノズル部１１１に供給されるようになっている。実機用ノズル部１１１は、配管Ａ１５に取り付けられることで所定位置（壁面Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１１ｃに対向する位置）に設置されている。 A pipe A15 for supplying the liquid to be sprayed to the nozzle part 111 for real machine is connected to the nozzle part 111 for real machine, and the liquid is supplied from the tank A17 to the nozzle part 111 for real machine by the pump A16 through the pipe A15. It is supposed to be supplied. The real machine nozzle unit 111 is installed at a predetermined position (a position facing the wall surfaces A11a, A11b, and A11c) by being attached to the pipe A15.
実機用ノズル部１１１から噴霧されるミストＭの平均粒径は、図３に示す例のように極力小さい方が好ましいが、図４に示す例のように相対的に大きなものであってもよい。ミストの平均粒径の具体例として２０μｍ以上５０μｍ以下を例示できる。このようにミストＭの平均粒径を５０μｍ以下とすれば、ミストＭの蒸発を促進して、空気の冷却効率を向上させることが可能である。 The average particle diameter of the mist M sprayed from the nozzle part 111 for real machines is preferably as small as possible as in the example shown in FIG. 3, but may be relatively large as in the example shown in FIG. . As a specific example of the average particle diameter of mist, 20 micrometers or more and 50 micrometers or less can be illustrated. As described above, when the average particle diameter of the mist M is 50 μm or less, evaporation of the mist M can be promoted to improve the cooling efficiency of air.
実機用ノズル部１１１により吸気用建屋Ａ１１の上流側において噴霧されたミストＭは、吸気用建屋Ａ１１の空気取入口Ａ２１に取り込まれるまでの間に概ね蒸発する。空気取入口Ａ２１に取り込まれる空気は、ミストＭが蒸発した際の蒸発潜熱（気化熱）により冷却される。 The mist M sprayed on the upstream side of the intake building A11 by the actual-machine nozzle portion 111 is generally evaporated until it is taken into the air intake A21 of the intake building A11. The air taken into the air intake A21 is cooled by the latent heat of vaporization (heat of vaporization) when the mist M is evaporated.
図１０に示す例では、ガスタービン吸気冷却装置１１が、実機用フィルタ部１１２と、塵埃フィルタ部材Ａ１９とを有している。
実機用フィルタ部１１２は、実機用ノズル部１１１から噴霧されたミストＭのうちルーバーＡ２２に付着することなく、且つ蒸発せずに空気に同伴して飛翔してくるものを捕集するためのものである。シミュレーション用フィルタ部１２５がサランロック（登録商標）によって構成される場合には、実機用フィルタ部１１２もサランロック（登録商標）によって構成される。実機用フィルタ部１１２をサランロック（登録商標）によって構成することにより、実機用フィルタ部１１２の前後の差圧の上昇を抑制しつつ、ミストを捕集することができる。
サランロック（登録商標）によって構成された実機用フィルタ部１１２が設けられる場合には、実機用フィルタ部１１２が設けられない場合よりも、下流側へのミストの流入量を約２０％抑制することができる。
In the example shown in FIG. 10, the gas turbine intake-air cooling device 11 has the filter part 112 for real machines, and dust filter member A19.
The filter unit 112 for the actual device is for collecting the mist M, which is sprayed from the nozzle unit 111 for the actual device, without adhering to the louver A 22 and flying without being evaporated and accompanied by the air. It is. When the simulation filter unit 125 is configured by Saran Lock (registered trademark), the real device filter unit 112 is also configured by Saran Lock (registered trademark). By configuring the real machine filter unit 112 with Saranlock (registered trademark), it is possible to collect mist while suppressing the rise in differential pressure before and after the real machine filter unit 112.
When the real machine filter unit 112 configured by Saran Lock (registered trademark) is provided, the inflow of mist to the downstream side should be suppressed by about 20% as compared to the case where the real machine filter unit 112 is not provided. Can.
塵埃フィルタ部材Ａ１９は、吸気した空気中の塵埃を除去するためのものである。なお、塵埃フィルタ部材Ａ１９は、実機用フィルタ部１１２の下流側に設けられるのが好ましい。これによれば、塵埃を除去するための塵埃フィルタ部材Ａ１９にミストが到達する前に実機用フィルタ部１１２によってミストＭを捕捉できるので、塵埃フィルタ部材Ａ１９がミストＭで濡れることで捕集した塵埃が膜を形成し、圧力損失が上昇してしまうといった不具合の発生を防止することが可能である。 The dust filter member A19 is for removing dust in the air taken in. The dust filter member A19 is preferably provided on the downstream side of the real machine filter unit 112. According to this, before the mist reaches the dust filter member A19 for removing dust, the mist M can be captured by the real machine filter unit 112. Therefore, the dust collected by the dust filter member A19 being wetted by the mist M It is possible to prevent the occurrence of problems such as the formation of a film and an increase in pressure loss.
図９および図１０に示す例では、ガスタービンプラントＡ１が、ガスタービン吸気冷却装置１１により吸気された空気を圧縮機Ａ２によって圧縮し、圧縮機Ａ２で生成された圧縮空気を用いて燃焼器Ａ３により燃焼ガスを生成し、燃焼器Ａ３で生成した燃焼ガスによってガスタービンＡ４を回転させる。そして、ガスタービンＡ４で発生した動力を発電機Ａ５により電力に変換する。 In the example shown in FIGS. 9 and 10, the gas turbine plant A1 compresses the air taken in by the gas turbine intake air cooling device 11 by the compressor A2, and uses the compressed air generated by the compressor A2 to perform a combustor A3. As a result, combustion gas is generated, and the gas turbine A4 is rotated by the combustion gas generated by the combustor A3. Then, the power generated by the gas turbine A4 is converted into electric power by the generator A5.
上述したように、第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、解析部１２２は、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミストの量を解析する。また、水噴霧量調整部１２３は、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミストの量が既定値以下になるように、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量を調整する。また、制御部１２４は、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度を変動させることによって、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、シミュレーション部１２の下流部１２Ｄのミストの量が既定値以下になるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量との関係（つまり、図６に示す関係）を取得する。また、例えばガスタービン吸気冷却装置１１を備える発電設備のオペレータは、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図６に示す関係とに基づいて、実機用ノズル部１１１の水噴霧量を設定する。
そのため、第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１によれば、ガスタービン吸気室よりも下流側へのミストの流入を抑制しつつ、冷却効率を向上させることができる。つまり、例えばガスタービン吸気冷却装置１１を備える発電設備のオペレータは、ガスタービン吸気室よりも下流側へのミストの流入を抑制しつつ、冷却効率を向上させることができる実機用ノズル部１１１の水噴霧量を、容易に設定することができる。詳細には、コンプレッサー（圧縮機Ａ２）の汚れやエロージョンを回避し、最大限の冷却効率を得ることができ、省エネおよびコスト削減を達成することができる。
As described above, in the gas turbine intake-air cooling system 1 according to the first embodiment, the analysis unit 122 analyzes the amount of mist in the downstream portion 12D of the simulation unit 12. Further, the water spray amount adjustment unit 123 adjusts the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 so that the amount of mist in the downstream portion 12D of the simulation unit 12 becomes equal to or less than a predetermined value. In addition, the control unit 124 changes the temperature and humidity of air upstream of the simulation nozzle 121 to simulate temperature and humidity of air upstream of the simulation nozzle 121. The relationship (that is, the relationship illustrated in FIG. 6) with the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 in which the amount of mist of the downstream unit 12D of the unit 12 is equal to or less than a predetermined value is acquired. Further, for example, the operator of the power generation facility provided with the gas turbine intake air cooling device 11 is based on the temperature and humidity of the air at the position upstream of the actual machine nozzle unit 111 and the relationship shown in FIG. Set the water spray amount of 111.
Therefore, according to the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment, it is possible to improve the cooling efficiency while suppressing the inflow of mist downstream of the gas turbine intake chamber. That is, for example, the operator of a power generation facility equipped with the gas turbine intake cooling device 11 can improve the cooling efficiency while suppressing the inflow of mist downstream of the gas turbine intake chamber, and the water of the nozzle portion 111 for the actual machine The spray amount can be easily set. In detail, contamination and erosion of the compressor (compressor A2) can be avoided, the maximum cooling efficiency can be obtained, and energy saving and cost reduction can be achieved.
上述した冷却効率は、例えば、下記の式２に基づいて算出可能である。
η＝（ＴＡｔｍ−ＴＣｏｏｌｅｄ）／（ＴＡｔｍ−ＴＷＢ）…式２
式２において、ＴＡｔｍは周囲空気の温度［℃］であり、ＴＣｏｏｌｅｄは冷却後の温度［℃］であり、ＴＷＢは湿球温度［℃］である。
The cooling efficiency described above can be calculated based on, for example, the following equation 2.
η = (T Atm −T Cooled ) / (T Atm −T WB ) formula 2
In Equation 2, T Atm is the temperature of the ambient air [℃], T Cooled is the temperature after cooling [℃], T WB is wet-bulb temperature [° C.].
［第２実施形態］
第２実施形態のガスタービン吸気冷却システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態のガスタービン吸気冷却システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１と同様の効果を奏することができる。
Second Embodiment
The gas turbine intake cooling system 1 of the second embodiment is configured in the same manner as the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment described above except for the points described later. Therefore, the gas turbine intake cooling system 1 of the second embodiment can achieve the same effects as those of the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later.
第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、ガスタービン吸気冷却装置１１が、実機用フィルタ部１１２を備えているが、第２実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、ガスタービン吸気冷却装置１１が、実機用フィルタ部１１２を備えていない。
また、第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、シミュレーション部１２が、シミュレーション用フィルタ部１２５を備えているが、第２実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、シミュレーション部１２が、シミュレーション用フィルタ部１２５を備えていない。
In the gas turbine intake cooling system 1 according to the first embodiment, the gas turbine intake cooling device 11 includes the real machine filter unit 112. However, in the gas turbine intake cooling system 1 according to the second embodiment, the gas turbine intake cooling device 11 does not include the real machine filter unit 112.
In the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment, the simulation unit 12 includes the simulation filter unit 125. However, in the gas turbine intake cooling system 1 of the second embodiment, the simulation unit 12 performs the simulation It does not have the filter unit 125 for
図１１は第２実施形態のガスタービン吸気冷却システム１の制御部１２４が取得するシミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、シミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量との関係の一例を示す図である。
図１１に示す例では、領域ＡＲ１と領域ＡＲ２との境界線、領域ＡＲ２と領域ＡＲ３との境界線、および、領域ＡＲ３と領域ＡＲ４との境界線が、図６に示す例よりも下側（つまり、湿度の値が小さい側）にシフトしている。
すなわち、シミュレーション部１２がシミュレーション用フィルタ部１２５を備えていない第２実施形態に対応する図１１中のシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量は、シミュレーション部１２がシミュレーション用フィルタ部１２５を備えている第１実施形態に対応する図６中のシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量よりも、少なくなる。
つまり、シミュレーション部１２がシミュレーション用フィルタ部１２５を備える第１実施形態に対応する図６中のシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量は、シミュレーション部１２がシミュレーション用フィルタ部１２５を備えてない第２実施形態に対応する図１１中のシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量よりも、多くなる。
FIG. 11 shows the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle 121 acquired by the controller 124 of the gas turbine intake air cooling system 1 of the second embodiment, and the water spray amount of the simulation nozzle 121. It is a figure which shows an example of the relationship of.
In the example shown in FIG. 11, the boundary between area AR1 and area AR2, the boundary between area AR2 and area AR3, and the boundary between area AR3 and area AR4 are lower than the example shown in FIG. That is, the humidity value is shifted to the smaller side).
That is, for the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 in FIG. 11 corresponding to the second embodiment in which the simulation unit 12 does not include the simulation filter unit 125, the simulation unit 12 includes the simulation filter unit 125. It becomes smaller than the water spray amount of the simulation nozzle part 121 in FIG. 6 corresponding to 1st Embodiment.
That is, the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 in FIG. 6 corresponding to the first embodiment in which the simulation unit 12 includes the simulation filter unit 125 is the second one in which the simulation unit 12 does not include the simulation filter unit 125. It becomes larger than the water spray amount of the simulation nozzle part 121 in FIG. 11 corresponding to the embodiment.
その結果、ガスタービン吸気冷却装置１１が実機用フィルタ部１１２を備えていない第２実施形態における、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図１１に示す関係とに基づいて設定される実機用ノズル部１１１の水噴霧量は、ガスタービン吸気冷却装置１１が実機用フィルタ部１１２を備えている第１実施形態における、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図６に示す関係とに基づいて設定される実機用ノズル部１１１の水噴霧量よりも、少なくなる。
つまり、ガスタービン吸気冷却装置１１が実機用フィルタ部１１２を備えている第１実施形態における、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図６に示す関係とに基づいて設定される実機用ノズル部１１１の水噴霧量は、ガスタービン吸気冷却装置１１が実機用フィルタ部１１２を備えていない第２実施形態における、実機用ノズル部１１１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、図１１に示す関係とに基づいて設定される実機用ノズル部１１１の水噴霧量よりも、多くなる。
As a result, in the second embodiment in which the gas turbine intake air cooling device 11 is not provided with the real machine filter portion 112, the temperature and humidity of the air at the position upstream of the real machine nozzle portion 111, and the relationship shown in FIG. The water spray amount of the real machine nozzle unit 111 set based on the above is a position on the upstream side of the real machine nozzle unit 111 in the first embodiment in which the gas turbine intake air cooling device 11 includes the real machine filter unit 112. This is smaller than the water spray amount of the nozzle portion 111 for actual device which is set based on the temperature and humidity of the air and the relationship shown in FIG.
That is, in the first embodiment in which the gas turbine intake air cooling device 11 is provided with the real machine filter portion 112, the temperature and humidity of the air at the position upstream of the real machine nozzle portion 111, and the relationship shown in FIG. The water spray amount of the real machine nozzle unit 111 set based on the above is at a position upstream of the real machine nozzle unit 111 in the second embodiment in which the gas turbine intake air cooling device 11 does not have the real machine filter unit 112. It becomes larger than the water spray amount of the nozzle part 111 for real machines set based on the temperature and humidity of air, and the relationship shown in FIG.
［第３実施形態］
第３実施形態のガスタービン吸気冷却システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態のガスタービン吸気冷却システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１と同様の効果を奏することができる。
Third Embodiment
The gas turbine intake cooling system 1 according to the third embodiment is configured in the same manner as the gas turbine intake cooling system 1 according to the first embodiment described above, except for the points described below. Therefore, the gas turbine intake cooling system 1 of the third embodiment can achieve the same effects as the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later.
図１２は第３実施形態のガスタービン吸気冷却システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示す第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、ガスタービン吸気冷却装置１１が、実機用フィルタ部１１２を備えているが、図１２に示す第３実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、ガスタービン吸気冷却装置１１が、実機用フィルタ部１１２を備えていない。
図１に示す第１実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、シミュレーション部１２が、水噴霧量変化量見積もり部１２６を備えていないが、図１２に示す第３実施形態のガスタービン吸気冷却システム１では、シミュレーション部１２が、水噴霧量変化量見積もり部１２６を備えている。
FIG. 12 is a view showing an example of the configuration of the gas turbine intake air cooling system 1 according to the third embodiment.
In the gas turbine intake air cooling system 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, the gas turbine intake air cooling device 11 is provided with the real machine filter unit 112. However, the gas turbine intake air cooling system of the third embodiment shown in FIG. In 1, the gas turbine intake air cooling device 11 does not include the real machine filter unit 112.
In the gas turbine intake cooling system 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, the simulation unit 12 does not include the water spray amount change amount estimation unit 126, but the gas turbine intake cooling system of the third embodiment shown in FIG. In 1, the simulation unit 12 includes a water spray amount change amount estimation unit 126.
図１２に示す例では、水噴霧量変化量見積もり部１２６が、ガスタービン吸気冷却装置１１に実機用フィルタ部１１２を追加した場合に、ガスタービン吸気冷却装置１１に実機用フィルタ部１１２が追加される前と比較して変化する水噴霧量を見積もる。 In the example illustrated in FIG. 12, when the water spray amount change amount estimation unit 126 adds the real machine filter unit 112 to the gas turbine intake air cooling device 11, the real machine filter unit 112 is added to the gas turbine intake air cooling device 11. Estimate the amount of water spray that changes compared to before.
図１２に示す例では、シミュレーション部１２がシミュレーション用フィルタ部１２５を備えているため、制御部１２４は、図１１に示す関係ではなく、図６に示す関係を取得する。つまり、制御部１２４は、シミュレーション用ノズル部１２１よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、シミュレーション用フィルタ部１２５によって一部のミストが捕集された後の下流部１２Ｄのミストの量が既定値以下になるシミュレーション用ノズル部１２１の水噴霧量との関係（図６に示す関係）を取得する。 In the example shown in FIG. 12, since the simulation unit 12 includes the simulation filter unit 125, the control unit 124 obtains the relationship shown in FIG. 6 instead of the relationship shown in FIG. That is, the control unit 124 controls the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit 121, and the amount of mist in the downstream portion 12D after a portion of the mist is collected by the simulation filter unit 125. The relationship (the relationship shown in FIG. 6) with the water spray amount of the simulation nozzle unit 121 for which the value of d becomes equal to or less than a predetermined value is acquired.
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and appropriate changes may be made without departing from the spirit of the present invention. it can. You may combine the structure as described in each embodiment mentioned above.
１…ガスタービン吸気冷却システム、１１…ガスタービン吸気冷却装置、１１１…実機用ノズル部、１１２…実機用フィルタ部、１２…シミュレーション部、１２Ｕ…上流部、１２Ｄ…下流部、１２１…シミュレーション用ノズル部、１２２…解析部、１２２Ａ…撮像部、１２３…水噴霧量調整部、１２４…制御部、１２５…シミュレーション用フィルタ部、１２６…水噴霧量変化量見積もり部、Ｌ…風洞実験設備、Ｌ１…循環経路部、Ｌ１Ａ…ファン、Ｌ１Ｂ…ヒータ、Ｌ１Ｃ…第１調整バルブ、Ｌ１Ｄ…第２調整バルブ、Ｌ２Ａ…ハニカム部、Ｌ２Ｂ…第１熱電対、Ｌ２Ｃ…湿度計、Ｌ２Ｄ…風速計、Ｌ３…データロガー、Ｌ４…ポンプ、Ｌ５Ａ…ルーバー、Ｌ５Ｂ…第２熱電対、Ｌ６…測定領域、Ｌ７Ａ…バルブ、Ｌ７Ｂ…バルブ、Ｌ７Ｃ…バルブ、Ｌ７Ｄ…バルブ、Ｌ７Ｅ…バルブ、Ｌ７Ｆ…バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 gas turbine inlet-air cooling system 11 gas turbine inlet-air cooling device 111 nozzle part for real machines 112 filter part for real machines 12 simulation part 12 U upstream part 12D downstream part 121 nozzle for simulation Unit 122 Analysis unit 122A Imaging unit 123 Water spray amount adjustment unit 124 Control unit 125 Filter unit for simulation 126 Water spray amount change amount estimation unit L Wind tunnel test facility L1 L1 Circulation route portion, L1A: fan, L1B: heater, L1C: first adjusting valve, L1D: second adjusting valve, L2A: honeycomb portion, L2B: first thermocouple, L2C: hygrometer, L2D: anemometer, L3: Data logger, L4 ... pump, L5A ... louver, L5B ... second thermocouple, L6 ... measurement area, L7A ... valve, L7B ... valve, L C ... valve, L7D ... valve, L7E ... valve, L7F ... valve
Claims (14)
前記シミュレーション部の下流部のミストの量が既定値以下になるように、シミュレーション用ノズル部の水噴霧量を調整する工程と、
前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション部の下流部のミストの量が前記既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係を取得する工程と、
前記ガスタービン吸気冷却装置の実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて、前記実機用ノズル部の水噴霧量を設定する工程とを備える、
ガスタービン吸気冷却方法。 Analyzing the amount of mist in the downstream portion of a wind tunnel-like simulation unit simulating a gas turbine intake cooling device of a real machine;
Adjusting the water spray amount of the simulation nozzle unit such that the amount of mist at the downstream portion of the simulation unit becomes equal to or less than a predetermined value;
Acquire the relationship between the temperature and humidity of the air at the upstream side of the simulation nozzle, and the water spray amount of the simulation nozzle where the amount of mist at the downstream of the simulation is less than the predetermined value The process to
Setting the water spray amount of the nozzle for the actual machine based on the temperature and humidity of the air at a position upstream of the nozzle for the actual machine of the gas turbine intake air cooling device, and the relationship
Gas turbine intake cooling method.
請求項１に記載のガスタービン吸気冷却方法。 Reference water spray amount of the simulation nozzle portion with respect to wind speed and intake area of the intake surface of the simulation unit, reference water spray of the nozzle portion for actual machine with respect to wind speed and intake area of the intake surface of the gas turbine intake cooling device Further comprising the step of setting the same as the amount,
A gas turbine intake air cooling method according to claim 1.
請求項１または請求項２に記載のガスタービン吸気冷却方法。 The amount of mist in the downstream part of the simulation unit is analyzed by visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit.
The gas turbine inlet-air cooling method of Claim 1 or Claim 2.
前記ガスタービン吸気冷却装置は、水を噴霧する実機用ノズル部を備え、
前記ガスタービン吸気冷却装置を模した風洞状のシミュレーション部のシミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション部の下流部のミストの量が既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係が取得され、
前記実機用ノズル部の水噴霧量は、前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて、設定される、
ガスタービン吸気冷却システム。 What is claimed is: 1. A gas turbine intake cooling system comprising a real gas turbine intake cooling system, comprising:
The gas turbine intake air cooling device includes an actual nozzle for spraying water,
The temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle of the wind tunnel-like simulation unit simulating the gas turbine intake cooling device, and the amount of mist in the downstream of the simulation unit become lower than a predetermined value The relationship with the water spray amount of the simulation nozzle part is acquired,
The water spray amount of the nozzle for the actual machine is set based on the temperature and humidity of the air at a position upstream of the nozzle for the actual machine, and the relationship.
Gas turbine intake cooling system.
前記シミュレーション部は、
水を噴霧する前記シミュレーション用ノズル部と、
前記シミュレーション用ノズル部によって噴霧された水のミストを可視化することによって、前記下流部のミストの量を解析する解析部と、
前記下流部のミストの量が前記既定値以下になるように、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量を調整する水噴霧量調整部と、
前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記シミュレーション部の吸気面での風速および吸気面積に対する前記シミュレーション用ノズル部の基準水噴霧量を、前記ガスタービン吸気冷却装置の吸気面での風速および吸気面積に対する前記実機用ノズル部の基準水噴霧量と同一に設定する、
請求項４に記載のガスタービン吸気冷却システム。 Further comprising the simulation unit;
The simulation unit
The simulation nozzle for spraying water;
An analysis unit that analyzes the amount of mist in the downstream portion by visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit;
A water spray amount adjustment unit configured to adjust a water spray amount of the simulation nozzle unit such that the amount of mist at the downstream portion becomes equal to or less than the predetermined value;
A control unit configured to control temperature and humidity of air at a position upstream of the simulation nozzle unit, and a water spray amount of the simulation nozzle unit;
The control unit generates the reference water spray amount of the simulation nozzle unit with respect to the wind velocity and intake area on the intake surface of the simulation unit, and the actual nozzle for the wind velocity and intake area on the intake surface of the gas turbine intake cooling device. Set the same as the standard water spray amount of the part,
The gas turbine intake air cooling system according to claim 4.
前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量が多くなり、
前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量が少なくなり、
前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記関係とに基づいて設定される前記実機用ノズル部の水噴霧量は、
前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度が高くなるに従って、多くなり、
前記実機用ノズル部よりも上流側の位置の空気の湿度が高くなるに従って、少なくなる、
請求項５に記載のガスタービン吸気冷却システム。 In said relation
As the temperature of air at a position upstream of the simulation nozzle increases, the amount of water sprayed on the simulation nozzle increases.
As the humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle increases, the amount of water sprayed on the simulation nozzle decreases.
The water spray amount of the nozzle for the actual device set based on the temperature and humidity of the air at the position upstream of the nozzle for the actual device, and the relationship is
As the temperature of the air at the position upstream of the actual nozzle increases, it increases.
As the humidity of the air at the position upstream of the actual nozzle increases, it decreases.
The gas turbine intake air cooling system according to claim 5.
前記シミュレーション部は、前記下流部のミストを捕集するシミュレーション用フィルタ部を更に備え、
前記制御部が取得する前記関係は、前記シミュレーション用ノズル部よりも上流側の位置の空気の温度および湿度と、前記シミュレーション用フィルタ部によって一部のミストが捕集された後の前記下流部のミストの量が前記既定値以下になる前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量との関係である、
請求項６に記載のガスタービン吸気冷却システム。 In the case where the gas turbine intake air cooling device includes a real machine filter unit that collects mist,
The simulation unit further includes a simulation filter unit that collects the mist in the downstream portion,
The relationship acquired by the control unit is the temperature and humidity of the air at a position upstream of the simulation nozzle unit, and the downstream portion after a portion of the mist is collected by the simulation filter unit. It is a relationship with the water spray amount of the said nozzle part for simulation from which the quantity of mist becomes below the said predetermined value,
The gas turbine intake air cooling system according to claim 6.
前記シミュレーション用ノズル部の水噴霧量は、前記シミュレーション部が前記シミュレーション用フィルタ部を備える場合に、前記シミュレーション部が前記シミュレーション用フィルタ部を備えない場合よりも、多くなる、
請求項７に記載のガスタービン吸気冷却システム。 In said relation
The water spray amount of the simulation nozzle unit is larger when the simulation unit includes the simulation filter unit than when the simulation unit does not include the simulation filter unit.
The gas turbine intake air cooling system according to claim 7.
請求項４または請求項８のいずれか一項に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The amount of mist in the downstream part of the simulation unit is analyzed by visualizing the mist of water sprayed by the simulation nozzle unit.
A gas turbine intake air cooling system according to any one of claims 4 or 8.
請求項７または請求項８に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The real machine filter unit and the simulation filter unit are configured by Saran Lock (registered trademark),
A gas turbine intake air cooling system according to claim 7 or 8.
前記解析部が撮像した画像の輝度は、前記下流部のミストの量が多いほど、高くなる、
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The analysis unit captures an image of the mist at the downstream portion,
The luminance of the image captured by the analysis unit increases as the amount of mist in the downstream portion increases.
A gas turbine intake air cooling system according to any one of claims 5 to 8.
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The analysis unit analyzes the amount of mist in the downstream portion by using PIV (Particle Image Velocimetry).
A gas turbine intake air cooling system according to any one of claims 5 to 8.
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The analysis unit analyzes the amount of mist in the downstream portion by using a PDA (photodiode array detector) or a PDI (phase Doppler particle analyzer).
A gas turbine intake air cooling system according to any one of claims 5 to 8.
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のガスタービン吸気冷却システム。 The analysis unit analyzes the amount of mist in the downstream portion by using a water detection sheet.
A gas turbine intake air cooling system according to any one of claims 5 to 8.
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