JP2019178624A - 燃料ガスの冷却システム及びガスタービンプラント - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ガスの冷却システム及びガスタービンプラントにおいて、安全性を確保して信頼性の向上を図る。【解決手段】燃料ガス（圧縮燃料ガスＦＣ）に冷却水ＣＷを接触させて冷却するガス冷却器３９と、ガス冷却器３９に貯留される冷却水ＣＷを排出する冷却水排出ラインＬ１４と、冷却水排出ラインＬ１４に設けられるサイフォン部８１と、不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部としての冷却水ピット４０の気相部７２と、一端部がサイフォン部８１に連通されて他端部が気相部７２に連通されるガスラインＬ２４とを設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、ガスタービンに供給する燃料ガスを冷却する燃料ガスの冷却システム、並びに、この燃料ガスの冷却システムを備えるガスタービンプラントに関するものである。

コンバインドサイクルプラントは、まず、天然ガスなどを燃料としてガスタービンを駆動して１回目の発電を行い、次に、排熱回収ボイラがガスタービンの排ガスの熱を回収して蒸気を生成し、この蒸気により蒸気タービンを駆動して２回目の発電を行うものである。そして、蒸気タービンを駆動した使用済の蒸気は、復水器により冷却されて復水となり、排熱回収ボイラに戻される。

このコンバインドサイクルプラントにて、ガスタービンに供給される燃料として、高炉ガス（ＢＦＧ、Blast Furnace Gas）を使用することがある。高炉ガスは、高炉で鉄鉱石を還元して銑鉄を製造するとき発生するものであり、高温である。そして、この高炉ガスは、ガス圧縮機により高温・高圧の燃料ガスとなってガスタービンの燃焼器に供給される。そのため、燃料ガスの供給ラインに高炉ガスを冷却するガス冷却器が設けられている。

ガス冷却器を備えた発電プラントとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された発電プラントは、高炉ガスの一部をガス冷却機に供給し、高炉ガスに冷却水を接触させることで冷却し、温度低下した燃料ガスを高温の高炉ガスと混合した後にガスタービンに供給するものである。

国際公開第２０１２−０９９０４６号公報

特許文献１に記載された発電プラントにて、ガス冷却器は、下部に冷却水を貯留するホッパが設けられ、このホッパに冷却水を冷却水ピットに戻す冷却水戻り管が連結され、この冷却水戻り管にサイフォンブレーク部が設けられている。このサイフォンブレーク部は、ガス冷却器への冷却水の供給が停止したときに、内部に空気が浸入することでガス冷却器のホッパから冷却水の排出を停止し、ガス冷却器からの燃料ガスの漏洩を防止するものである。ところが、サイフォンブレーク部は、大気に開放されていることから、開放部から取り込んだ空気が冷却水に混入し、ガス冷却機内で空気中の酸素が燃料ガスに混入する。すると、酸素が混入した燃料ガスが電気集塵機を通ってガスタービンに供給されることとなり、電気集塵機やガスタービンに対して悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、安全性を確保して信頼性の向上を図る燃料ガスの冷却システム及びガスタービンプラントを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃料ガスの冷却システムは、燃料ガスに冷却水を接触させて冷却するガス冷却器と、前記ガス冷却器に貯留される冷却水を排出する排出経路と、前記排出経路に設けられるサイフォン部と、不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部と、一端部が前記サイフォン部に連通されて他端部が前記不活性ガス貯留部に連通される連通経路と、を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料ガスは、ガス冷却器により冷却水が接触して冷却され、燃料ガスを冷却した冷却水は、ガス冷却器の下部に貯留された後に排出経路から外部に排出される。このとき、ガス冷却器への冷却水の供給が停止しても、ガス冷却器の下部の冷却水量が低下すると、排出経路のサイフォン部に連通経路から不活性ガスが供給されることから、ガス冷却器からの冷却水の排出が停止し、ガス冷却器の下部に所定量の冷却水が確保される。そして、サイフォン部が排出経路を介して不活性ガス貯留部に連通されていることから、ガス冷却器内に空気中の酸素が入り込んで燃料ガスに混入することはなく、安全性を確保して信頼性の向上を図ることができる。

本発明の燃料ガスの冷却システムでは、前記不活性ガス貯留部は、大気より圧力の高い正圧に維持されることを特徴としている。

従って、不活性ガス貯留部が大気より圧力の高い正圧に維持されることから、ガス冷却器への冷却水の供給が停止し、ガス冷却器の下部の冷却水量が低下したとき、不活性ガス貯留部の不活性ガスを連通経路からサイフォン部に適切に供給し、ガス冷却器からの冷却水の排出を停止することができる。

本発明の燃料ガスの冷却システムでは、前記排出経路により排出される冷却水を貯留する冷却水貯留部が設けられ、前記冷却水貯留部内に前記不活性ガス貯留部が設けられることを特徴としている。

従って、一端部がサイフォン部に連通する連通経路の他端部を冷却水貯留部内の不活性ガス貯留部に連通することから、別途、不活性ガス貯留部を設ける必要がなく、設備の大型化を抑制することができる。

本発明の燃料ガスの冷却システムでは、前記ガス冷却器により冷却された燃料ガスに含まれる異物を除去する湿式電気集塵機が設けられ、前記湿式電気集塵機に洗浄水貯留部が設けられ、前記洗浄水貯留部内に前記不活性ガス貯留部が設けられることを特徴としている。

従って、一端部がサイフォン部に連通する連通経路の他端部を湿式電気集塵機に洗浄水貯留部に連通することから、別途、不活性ガス貯留部を設ける必要がなく、設備の大型化を抑制することができる。

また、本発明のガスタービンプラントは、圧縮機と燃焼器とタービンとを有するガスタービンと、前記燃焼器に供給する燃料を冷却する前記燃料ガスの冷却システムと、を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料ガスは、ガス冷却器により冷却水が接触して冷却され、燃料ガス供給ラインを通してガスタービンの燃焼器に供給されて燃焼する。一方、燃料ガスを冷却した冷却水は、ガス冷却器の下部に貯留された後に排出経路から外部に排出される。このとき、サイフォン部が排出経路を介して不活性ガス貯留部に連通されていることから、ガス冷却器内に空気中の酸素が入り込んで燃料ガスに混入することはなく、燃料ガス供給ラインに電気集塵機が配置されていても、燃料ガスが電気集塵機や燃焼器に悪影響を及ぼすことはなく、安全性を確保して信頼性の向上を図ることができる。

本発明の燃料ガスの冷却システム及びガスタービンプラントによれば、安全性を確保して信頼性の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムが適用されたコンバインドサイクルプラントを表す概略構成図である。 図２は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムを表す概略構成図である。 図３は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムの変形例を表す概略構成図である。

以下、図面に基づいて本発明に係る燃料ガスの冷却システム及びガスタービンプラントの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムが適用されたコンバインドサイクルプラントを表す概略構成図である。

本実施形態において、図１に示すように、コンバインドサイクルプラント１０は、ガスタービン１１と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１２と、蒸気タービン１３と、発電機１４とを備えている。このコンバインドサイクルプラント１０は、ガスタービン１１の回転軸と蒸気タービン１３の回転軸が一直線に配置され、この回転軸に発電機１４が連結された一軸型形式となっている。但し、コンバインドサイクルプラント１０は、一軸型形式に限定されるものではなく、ガスタービン１１の回転軸と蒸気タービン１３の回転軸を別に配置してもよい。

ガスタービン１１は、圧縮機２１と、燃焼器２２と、タービン２３とを有しており、圧縮機２１とタービン２３は、ロータ（回転軸）２４により一体回転可能に連結されている。圧縮機２１は、空気取り込みラインＬ１から空気取り込み口を通して取り込んだ空気Ａを圧縮するものであり、空気取り込みラインＬ１にフィルタ２５が設けられている。燃焼器２２は、圧縮機２１から圧縮空気供給ラインＬ２を通して供給された圧縮空気ＡＣと、燃料ガス供給ラインＬ３から供給された燃料ガスＦ（圧縮燃料ガスＦＣ）とを混合して燃焼するものである。タービン２３は、燃焼器２２から燃焼ガス供給ラインＬ４を通して供給された燃焼ガスＦＧにより回転駆動するものである。

排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１（タービン２３）から排ガス排出ラインＬ５を介して排出された排ガスＥＧの排熱によって蒸気（過熱蒸気）Ｓを発生させるものである。排熱回収ボイラ１２は、図示しないが、熱交換器として、過熱器と蒸発器と節炭器とを有している。排熱回収ボイラ１２は、ガスタービン１１からの排ガスＥＧが内部を通過することで、過熱器、蒸発器、節炭器の順に熱回収を行うことで蒸気Ｓを生成する。そして、排熱回収ボイラ１２は、蒸気Ｓを生成した使用済の排ガスＥＧを排出する排ガス排出ラインＬ６を介して煙突２６が連結されている。

蒸気タービン１３は、排熱回収ボイラ１２により生成された蒸気Ｓにより駆動するものである。蒸気タービン１３は、タービン２７を有しており、回転軸２８がガスタービン１１のロータ２４と一直線状をなして連結されている。そして、排熱回収ボイラ１２の過熱器の過熱蒸気をタービン２７に供給する蒸気供給ラインＬ７が設けられると共に、タービン２７を駆動した使用済の蒸気Ｓを排熱回収ボイラ１２の再熱器に戻す蒸気回収ラインＬ８が設けられており、蒸気回収ラインＬ８に復水器２９と復水ポンプ３０が設けられている。復水器２９は、タービン２７から排出された蒸気Ｓを冷却水（例えば、海水）により冷却して復水Ｗとするものである。

また、ガスタービン１１は、図示しない高炉から排出された高炉ガス（ＢＦＧ）を燃料ガスＦとして圧縮してから燃焼器２２に供給するものである。燃料ガスＦとしてのＢＦＧを圧縮するガス圧縮機３１は、軸流圧縮機であって、タービン３２を有しており、回転軸３３の端部に従動歯車３４が固定されている。蒸気タービン１３のタービン２７は、回転軸２８の端部に駆動歯車３５が固定されており、駆動歯車３５が従動歯車３４に噛み合っている。そのため、蒸気タービン１３のタービン２７が駆動すると、その回転力が回転軸２８から駆動歯車３５及び従動歯車３４を介して回転軸３３に伝達され、ガス圧縮機３１のタービン３２が駆動回転する。

ガス圧縮機３１は、ガス取り込み口に燃料ガスＦとしてのＢＦＧが供給される燃料ガス供給ラインＬ１１が連結されている。燃料ガス供給ラインＬ１１は、開閉弁３６と電気集塵機（湿式または乾式）３７が設けられており、電気集塵機３７は、燃料ガスＦに含まれるダストなどの異物を集塵して除去する。また、燃料ガス供給ラインＬ３は、ガス圧縮機３１が圧縮した圧縮燃料ガスＦＣの一部を余剰ガスとして燃料ガス供給ラインＬ１１に戻す燃料ガス戻しラインＬ１２が設けられている。燃料ガス戻しラインＬ１２は、一端部が燃料ガス供給ラインＬ３に接続され、他端部が燃料ガス供給ラインＬ１１における開閉弁３６と電気集塵機３７の間に接続されている。そして、燃料ガス戻しラインＬ１２は、バイパス弁３８とガス冷却器３９が設けられている。

ガス冷却器３９は、余剰ガスとしての圧縮燃料ガスＦＣの一部を冷却水に接触させて冷却するものである。冷却水ピット４０は、ガス冷却器３９の下方に配置され、ガス冷却器３９と冷却水ピット４０との間に冷却水供給ラインＬ１３と冷却水排出ラインＬ１４が設けられている。冷却水供給ラインＬ１３は、冷却水供給ポンプ４１が設けられ、冷却水供給ポンプ４１を駆動することで、冷却水ピット４０の冷却水を冷却水供給ラインＬ１３からガス冷却器３９に供給し、圧縮燃料ガスＦＣに冷却水を噴霧して冷却する。圧縮燃料ガスＦＣを冷却した冷却水は、自重により冷却水排出ラインＬ１４から冷却水ピット４０に戻される。

そのため、コンバインドサイクルプラント１０の稼働時、燃料ガスＦとしてのＢＦＧは、電気集塵機３７は、燃料ガスＦに含まれるダストなどの異物が除去された後、ガス圧縮機３１により圧縮されて圧縮燃料ガスＦＣとなり、燃焼器２２に供給される。このとき、圧縮燃料ガスＦＣは、一部が余剰ガスとしてガス冷却器３９で冷却されてから燃料ガス供給ラインＬ１１に戻される。ガスタービン１１にて、圧縮機２１は空気Ａを圧縮し、燃焼器２２は供給された圧縮空気ＡＣと圧縮燃料ガスＦＣとを混合して燃焼する。このとき、ガス圧縮機３１は、燃料ガスＦとしてのＢＦＧを圧縮して圧縮燃料ガスＦＣとし、燃焼器２２に供給する。タービン２３は、燃焼器２２から供給された燃焼ガスＦＧにより回転駆動する。また、ガスタービン１１（タービン２３）から排出された排ガスＥＧは、排熱回収ボイラ１２に送られ、排熱回収ボイラ１２は蒸気（過熱蒸気）Ｓを生成し、蒸気Ｓが蒸気タービン１３に送られる。タービン２７は、この蒸気Ｓにより回転駆動する。発電機１４は、ガスタービン１１及び蒸気タービン１３によりロータ２４及び回転軸２８が駆動回転することで発電を行う。

図２は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムを表す概略構成図である。

本実施形態の燃料ガスの冷却システムは、燃料ガスとして、ガスタービン１１の燃焼器２２に供給する圧縮燃料ガスＦＣを冷却するものである。図２に示すように、ガス冷却器３９は、ハウジング５１と、ヘッダー５２と、噴霧ノズル５３と、ホッパ５４とを有している。ハウジング５１は、中空形状をなし、下部にガス導入部６１が設けられ、上部にガス排出部６２が設けられている。また、ハウジング５１は、内部にガス導入部６１に連続する第１ガイド部材６３が設けられると共に、第１ガイド部材６３の上方に対向して第２ガイド部材６４が設けられることで、ガス導入部６１とガス排出部６２との間に屈曲通路６５が設けられる。

ヘッダー５２は、ハウジング５１の外部に上方に配置されており、冷却水供給ラインＬ１３の下流側端部が接続されている。噴霧ノズル５３は、ハウジング５１内の屈曲通路６５に複数配置されており、ヘッダー５２からの冷却水ラインＬ２１が接続されている。ホッパ５４は、ヘッダー５２の下部で、ガス導入部６１の周囲に配置されており、複数の噴霧ノズル５３から噴霧された冷却水ＣＷが一時的に貯留される。ホッパ５４は、下部に冷却水排出ライン（排出経路）Ｌ１４の上流側端部が連通されている。

冷却水ピット（冷却水貯留部）４０は、ガス冷却器３９より下方に配置されており、所定量の冷却水ＣＷを貯留することができる。冷却水ピット４０は、液相部７１と気相部（不活性ガス貯留部）７２とから構成されており、液相部７１に冷却水ＣＷが貯留され、気相部７２に不活性ガス（例えば、窒素）Ｎが充填される。そして、冷却水供給ラインＬ１３の上流側端部が液相部７１に連通すると共に、冷却水排出ラインＬ１４の下流側端部が液相部７１に連通する。そして、冷却水供給ラインＬ１３は、冷却水供給ポンプ４１が設けられている。また、冷却水ピット４０は、液相部７１に不活性ガスＮを供給してパブリングさせる不活性ガス供給ラインＬ２２が設けられている。そのため、冷却水ピット４０は、気相部７２が大気より圧力の高い正圧に維持される。更に、冷却水ピット４０は、液相部７１の冷却水ＣＷに溶存して気相部７２に至る一酸化炭素ＣＯを排出するガス排出ラインＬ２３が設けられている。

冷却水排出ラインＬ１４は、中途部にサイフォン部８１が設けられると共に、サイフォン部８１にガスライン（連通経路）Ｌ２４が連通している。このサイフォン部８１とガスラインＬ２４によりサイフォンブレーク部が構成される。このサイフォンブレーク部は、冷却水供給ポンプ４１が停止してガス冷却器３９への冷却水ＣＷの供給が停止しても、ガス冷却器３９からの冷却水ＣＷの排出を止め、ガス冷却器３９のホッパ５４に所定量の冷却水ＣＷを確保することで、圧縮燃料ガスＦＣによるガス冷却器３９の高温化を抑制するものである。

サイフォン部８１は、第１鉛直部８２と、第２鉛直部８３と、第１鉛直部８２と第２鉛直部８３を連結する水平部８４とを有する。なお、第１鉛直部８２と第２鉛直部８３は、傾斜部であってもよい。そして、水平部８４は、鉛直方向における位置がガス冷却器３９のホッパ５４に貯留される冷却水ＣＷの上限レベルになるように設定される。そして、サイフォン部８１は、水平部８４の上部にガスラインＬ２４の一端部が連通され、ガスラインＬ２４は、他端部が冷却水ピット４０の気相部７２に連通されている。ここで、水平部８４は、ガスラインＬ２４の一部を構成する配管であり、ガスラインＬ２４が配管の上部に連結され、配管の下部の位置がガス冷却器３９のホッパ５４に貯留される冷却水ＣＷの上限レベルになる。

このように構成された本実施形態の燃料ガスの冷却システムにて、圧縮燃料ガスＦＣは、燃料ガス戻しラインＬ１２によりガス冷却器３９に供給される一方、冷却水ＣＷは、冷却水供給ポンプ４１を駆動することで、冷却水ピット４０から冷却水供給ラインＬ１３によりガス冷却器３９に供給される。ガス冷却器３９では、圧縮燃料ガスＦＣがガス導入部６１から屈曲通路６５を通ってガス排出部６２に流れ、冷却水ＣＷが噴霧ノズル５３により屈曲通路６５に噴霧されることで、圧縮燃料ガスＦＣが冷却水ＣＷに接触して冷却される。冷却された圧縮燃料ガスＦＣは、燃料ガス戻しラインＬ１２から燃料ガス供給ラインＬ１１に流れ、燃料ガスＦに混入されて電気集塵機３７に流れる。一方、圧縮燃料ガスＦＣを冷却した冷却水ＣＷは、ホッパ５４に一時的に貯留された後、自重により冷却水排出ラインＬ１４により冷却水ピット４０に戻される。

このガス冷却器３９の作動中、冷却水供給ポンプ４１を停止すると、冷却水ピット４０から冷却水供給ラインＬ１３によるガス冷却器３９への冷却水ＣＷの供給が停止する。すると、ガス冷却器３９は、ホッパ５４に貯留されている冷却水ＣＷが継続して冷却水排出ラインＬ１４により冷却水ピット４０に戻されることから、ホッパ５４に貯留されている冷却水ＣＷの貯留量が低下する。そして、ホッパ５４の冷却水ＣＷの貯留量が下限レベルを下回ると、冷却水ピット４０の不活性ガスＮがガスラインＬ２４を通してサイフォン部８１の水平部８４に供給されることから、サイフォンブレーク効果によりホッパ５４から冷却水排出ラインＬ１４を通した冷却水ＣＷの排出が停止し、ガス冷却器３９のホッパ５４に所定量の冷却水が確保される。

また、このとき、サイフォン部８１に供給された不活性ガスＮが冷却水排出ラインＬ１４によりガス冷却器３９内に侵入し、圧縮燃料ガスＦＣに混入する可能性がある。しかし、不活性ガスＮは、空気を含んでいないことから、ガス冷却器３９内の不活性ガスＮを含んだ圧縮燃料ガスＦＣが電気集塵機３７を通過したり、その後、ガスタービン１１の燃焼器２２に供給されたりしても、電気集塵機３７や燃焼器２２に悪影響を及ぼすことがない。

なお、上述した実施形態では、冷却水排出ラインＬ１４にサイフォン部８１を設け、サイフォン部８１にガスラインＬ２４の一端部を連通し、他端部を冷却水ピット４０の気相部７２に連通したが、この構成に限定されるものではない。図３は、本実施形態の燃料ガスの冷却システムの変形例を表す概略構成図である。

本実施形態の燃料ガスの冷却システムの変形例において、図３に示すように、燃料ガス供給ラインＬ１１は、電気集塵機３７が設けられている。この電気集塵機３７は、入口部９１と出口部９２を有するハウジング９３内に集塵電極９４が配置されて構成されている。また、電気集塵機３７は、集塵電極９４の上方にこの集塵電極９４に付着した異物を除去するための洗浄水の噴射ノズル９５が複数設けられている。洗浄水ピット９６は、電気集塵機３７の下方に配置され、電気集塵機３７と洗浄水ピット９６との間に洗浄水供給ラインＬ３１と洗浄水排出ラインＬ３２が設けられている。洗浄水供給ラインＬ３１は、洗浄水供給ポンプ９７が設けられ、洗浄水供給ポンプ９７を駆動することで、洗浄水ピット９６の洗浄水を洗浄水供給ラインＬ３１から噴射ノズル９５に供給し、集塵電極９４に洗浄水を噴霧して洗浄する。集塵電極９４を洗浄した洗浄水は、自重により洗浄水排出ラインＬ３２から洗浄水ピット９６に戻される。

洗浄水ピット（冷却水貯留部）９６は所定量の洗浄水ＷＷを貯留することができる。洗浄水ピット９６は、液相部１０１と気相部（不活性ガス貯留部）１０２とから構成されており、液相部１０１に冷却水ＷＷが貯留され、気相部１０２に不活性ガス（例えば、窒素）Ｎが充填される。また、洗浄水ピット９６は、液相部１０１に不活性ガスＮを供給してパブリングさせる不活性ガス供給ラインＬ３３が設けられている。そして、洗浄供給ラインＬ３１の上流側端部が液相部１０１に連通すると共に、冷却水排出ラインＬ３２の下流側端部が液相部１０１に連通する。ガス冷却器３９（図２参照）からの冷却水排出ラインＬ１４は、中途部にサイフォン部８１が設けられると共に、サイフォン部８１にガスライン（連通経路）Ｌ２４の一端部が連通され、ガスラインＬ２４は、他端部が洗浄水ピット９６の気相部１０２に連通されている。

ガス冷却器３９は、冷却水ＣＷの供給が停止すると、冷却水ＣＷの貯留量が下限レベルを下回り、集塵電極９４洗浄水ピット９６の不活性ガスＮがガスラインＬ２４を通してサイフォン部８１に供給される。すると、サイフォンブレーク効果によりガス冷却器３９から冷却水排出ラインＬ１４を通した冷却水ＣＷの排出が停止し、ガス冷却器３９に所定量の冷却水が確保される。このとき、サイフォン部８１に供給された不活性ガスＮが冷却水排出ラインＬ１４によりガス冷却器３９内に侵入するが、不活性ガスＮは、空気を含んでいないことから、電気集塵機３７や燃焼器２２に悪影響を及ぼすことがない。

このように本実施形態の燃料ガスの冷却システムにあっては、燃料ガス（圧縮燃料ガスＦＣ）に冷却水ＣＷを接触させて冷却するガス冷却器３９と、ガス冷却器３９に貯留される冷却水ＣＷを排出する冷却水排出ラインＬ１４と、冷却水排出ラインＬ１４に設けられるサイフォン部８１と、不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部としての冷却水ピット４０の気相部７２と、一端部がサイフォン部８１に連通されて他端部が気相部７２に連通されるガスラインＬ２４とを設けている。

従って、サイフォン部８１がガスラインＬ２４により冷却水ピット４０の気相部７２に連通されていることから、ガス冷却器３９内に空気中の酸素が入り込んで燃料ガスに混入することはなく、安全性を確保して信頼性の向上を図ることができる。

本実施形態の燃料ガスの冷却システムでは、不活性ガス貯留部としての冷却水ピット４０の気相部７２を大気より圧力の高い正圧に維持している。従って、ガス冷却器３９への冷却水ＣＷの供給が停止し、ガス冷却器３９のホッパ５４の冷却水ＣＷの貯留量が低下したとき、気相部７２の不活性ガスＮをガスラインＬ２４からサイフォン部８１に適切に供給し、ガス冷却器３９からの冷却水ＣＷの排出を停止することができる。

本実施形態の燃料ガスの冷却システムでは、冷却水排出ラインＬ１４により排出される冷却水ＣＷを貯留する冷却水ピット４０の気相部７２に不活性ガスＮを充填し、または、電気集塵機３７の冷却水ピットの気相部に不活性ガスＮを充填し、一端部がサイフォン部８１に連通するガスラインＬ２４の他端部を冷却水ピット４０の気相部７２に連通することから、別途、不活性ガス貯留部を設ける必要がなく、設備の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態のガスタービンプラントにあっては、圧縮機２１と燃焼器２２とタービン２３とを有するガスタービン１１と、燃焼器２２に供給する燃料ガス（圧縮燃料ガスＦＣ）を冷却する燃料ガスの冷却システムとを設けている。

従って、燃料ガスは、ガス冷却器３９により冷却水ＣＷが接触して冷却され、燃料ガス供給ラインＬ３を通してガスタービン１１の燃焼器２２に供給されて燃焼する。一方、燃料ガスを冷却した冷却水ＣＷは、ガス冷却器３９のホッパ５４に貯留された後に冷却水排出ラインＬ１４からに排出される。このとき、サイフォン部８１がガスラインＬ２４により冷却水ピット４０の気相部７２に連通されていることから、ガス冷却器３９内に空気中の酸素が入り込んで燃料ガスに混入することはなく、燃料ガスが燃料ガス供給ラインＬ３に配置されている電気集塵機３７や燃焼器２２に悪影響を及ぼすことはなく、安全性を確保して信頼性の向上を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、一端部がサイフォン部８１に連通するガスラインＬ２４の他端部を、ガス冷却器３９における冷却水ピット４０の気相部７２、または、電気集塵機３７における冷却水ピットの気相部に連通したが、別途、サイフォン部８１に連通するガスラインＬ２４の他端部を連通する専用の不活性ガス貯留部を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明の燃料ガスの冷却システムを、燃料ガスとしての高炉ガス（ＢＦＧ）を圧縮するものとして説明したが、その他の燃料ガスを冷却するものに適用してもよい。

また、上述した実施形態では、本発明のガスタービンプラントをコンバインドサイクルプラント１０に適用して説明したが、排熱回収ボイラ１２や蒸気タービン１３がなく、ガスタービン１１を有するガスタービンプラントとしてもよい。

１０ コンバインドサイクルプラント
１１ ガスタービン
１２ 排熱回収ボイラ
１３ 蒸気タービン
１４ 発電機
２１ 圧縮機
２２ 燃焼器
２３ タービン
２４ ロータ
２７ タービン
３１ ガス圧縮機
３２ タービン
３６ 開閉弁
３７ 電気集塵機
３８ バイパス弁
３９ ガス冷却器
４０ 冷却水ピット（冷却水貯留部）
４１ 冷却水供給ポンプ
５１ ハウジング
５２ ヘッダー
５３ 噴霧ノズル
５４ ホッパ
７１ 液相部
７２ 気相部（不活性ガス貯留部）
８１ サイフォン部
８２ 第１鉛直部
８３ 第２鉛直部
８４ 水平部
９３ ハウジング
９４ 集塵電極
９５ 噴射ノズル
９６ 洗浄水ピット（洗浄水貯留部）
９７ 洗浄水ポンプ
１０１ 液相部
１０２ 気相部（不活性ガス貯留部）
Ｌ１３ 冷却水供給ライン
Ｌ１４ 冷却水排出ライン（排出経路）
Ｌ２１ 冷却水ライン
Ｌ２２ 不活性ガス供給ライン
Ｌ２３ ガス排出ライン
Ｌ２４ ガスライン（連通経路）
Ｌ３１ 洗浄水供給ライン
Ｌ３２ 洗浄水排出ライン
Ｌ３３ 不活性ガス供給ライン
Ａ 空気
ＡＣ 圧縮空気
ＣＯ 一酸化炭素
ＣＷ 冷却水
Ｆ 燃料ガス
ＦＣ 圧縮燃料ガス
ＦＧ 燃焼ガス
ＥＧ 排ガス
Ｎ 不活性ガス
Ｓ 蒸気
Ｗ 復水

Claims (5)

1. 燃料ガスに冷却水を接触させて冷却するガス冷却器と、
   前記ガス冷却器に貯留される冷却水を排出する排出経路と、
   前記排出経路に設けられるサイフォン部と、
   不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部と、
   一端部が前記サイフォン部に連通されて他端部が前記不活性ガス貯留部に連通される連通経路と、
   を備えることを特徴とする燃料ガスの冷却システム。
2. 前記不活性ガス貯留部は、大気より圧力の高い正圧に維持されることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガスの冷却システム。
3. 前記排出経路により排出される冷却水を貯留する冷却水貯留部が設けられ、前記冷却水貯留部内に前記不活性ガス貯留部が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料ガスの冷却システム。
4. 前記ガス冷却器により冷却された燃料ガスに含まれる異物を除去する湿式電気集塵機が設けられ、前記湿式電気集塵機に洗浄水貯留部が設けられ、前記洗浄水貯留部内に前記不活性ガス貯留部が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料ガスの冷却システム。
5. 圧縮機と燃焼器とタービンとを有するガスタービンと、
   前記燃焼器に供給する燃料を冷却する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料ガスの冷却システムと、
   を備えることを特徴とするガスタービンプラント。

Images