JP2021006719A - Natural gas-fired combined cycle power generation method - Google Patents

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Abstract

To provide a natural gas-fired combined cycle power generation system capable of suppressing generation of ice coating in a vaporizer.SOLUTION: A natural gas-fired combined cycle power generation system (1) includes a vaporizer (10), a cooler (20), a circulation flow passage (30), a pump (40), and a gas turbine-combined power generator (50). The vaporizer (10) has: an intermediate medium evaporation part (E1) which evaporates at least a part of the intermediate medium (M) by exchanging heat between an intermediate medium (M) which has a freezing point lower than a freezing point of water and water flown out of the cooler (20); and a liquefaction natural gas vaporization part (E2) which vaporizes at least a part of the liquefaction natural gas by heat exchanging between the intermediate medium (M) and the liquefaction natural gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法に関するものである。 The present invention relates to a natural gas-fired combined cycle power generation method.

従来、液化天然ガス(LNG)を気化させるための気化器において液化天然ガスから回収した冷熱を、ガスタービンコンバインド発電装置に供給する空気の冷却に利用する天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システムが知られている。 Conventionally, a natural gas-fired combined cycle power generation system is known in which cold heat recovered from liquefied natural gas in a vaporizer for vaporizing liquefied natural gas (LNG) is used to cool the air supplied to a gas turbine combined power generation device. There is.

例えば、特許文献1には、LNG気化器と、ガスタービン吸気冷却器と、ガスタービン吸気冷却水循環系路と、ガスタービン吸気冷却水循環ポンプと、ガスタービン発電装置と、を備えるLNG焚きコンバインドサイクル発電設備が開示されている。LNG気化器は、LNGを流すための伝熱管を含んでいる。このLNG気化器では、伝熱管内を流れるLNGと伝熱管の表面に接触する水とを熱交換させることによってLNGを気化させる。ガスタービン吸気冷却器は、LNG気化器から流出した水(冷却水)と空気とを熱交換させることによって空気を冷却する。ガスタービン吸気冷却水循環系路は、LNG気化器及びガスタービン吸気冷却器を接続している。水は、ガスタービン吸気冷却水循環系路を循環することにより、LNG気化器及びガスタービン吸気冷却器をこの順に流れる。ガスタービン吸気冷却水循環ポンプは、ガスタービン吸気冷却水循環系路のうちガスタービン吸気冷却器の下流側の部位に設けられている。ガスタービン発電装置は、冷却器から流出した空気を圧縮するガスタービン圧縮機と、ガスタービン圧縮機から吐出された空気と天然ガス(NG)の燃焼ガスとの混合ガスにより駆動されるガスタービンと、ガスタービンに接続された発電機と、を有している。この設備では、LNG気化器において水がLNGから回収した冷熱により、ガスタービン発電装置のガスタービン圧縮機に供給される空気が冷却されている。 For example, Patent Document 1 includes an LNG vaporizer, a gas turbine intake cooler, a gas turbine intake cooling water circulation system path, a gas turbine intake cooling water circulation pump, and a gas turbine power generation device. The equipment is disclosed. The LNG vaporizer includes a heat transfer tube for flowing LNG. In this LNG vaporizer, LNG is vaporized by exchanging heat between LNG flowing in the heat transfer tube and water in contact with the surface of the heat transfer tube. The gas turbine intake cooler cools the air by exchanging heat between the water (cooling water) flowing out from the LNG vaporizer and the air. The gas turbine intake cooling water circulation system path connects the LNG vaporizer and the gas turbine intake cooling system. Water flows through the LNG vaporizer and the gas turbine intake cooler in this order by circulating in the gas turbine intake cooling water circulation system path. The gas turbine intake cooling water circulation pump is provided in a portion of the gas turbine intake cooling water circulation system path on the downstream side of the gas turbine intake cooler. The gas turbine power generator includes a gas turbine compressor that compresses the air flowing out of the cooler, and a gas turbine that is driven by a mixed gas of the air discharged from the gas turbine compressor and the combustion gas of natural gas (NG). It has a generator, which is connected to a gas turbine. In this facility, the air supplied to the gas turbine compressor of the gas turbine power generator is cooled by the cold heat recovered from the LNG by the water in the LNG vaporizer.

特開平06−213001号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-21001

特許文献1に記載されるLNG焚きコンバインドサイクル発電設備の気化器では、LNGが流れる伝熱管の表面に着氷が生じる場合がある。 In the vaporizer of the LNG-fired combined cycle power generation facility described in Patent Document 1, icing may occur on the surface of the heat transfer tube through which LNG flows.

本発明の目的は、気化器における着氷の発生を抑制することが可能な天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム及び天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a natural gas-fired combined cycle power generation system and a natural gas-fired combined cycle power generation method capable of suppressing the occurrence of icing in a vaporizer.

本発明は、液化天然ガスを気化させるための気化器において前記液化天然ガスから回収した冷熱を、ガスタービン及び前記ガスタービンに接続されたガスタービン発電機を有するガスタービンコンバインド発電装置に供給される空気の冷却に利用する天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法であって、水で前記液化天然ガスを加熱することによって当該液化天然ガスの少なくとも一部を気化させる気化工程と、前記気化工程で水が前記液化天然ガスから回収した冷熱により、前記ガスタービンコンバインド発電装置に供給される空気を冷却器において冷却する冷却工程と、前記気化工程において得られた天然ガスと前記冷却器から流出した水の一部とを加温部において熱交換させることによって前記天然ガスを加温する工程と、を備え、前記気化工程では、前記気化器内において、前記冷却工程で空気を冷却することにより水が空気から回収した熱を水の凝固点よりも低い凝固点を有する中間媒体に供給することによって当該中間媒体の少なくとも一部を蒸発させることと、前記中間媒体で前記液化天然ガスを加熱することにより当該液化天然ガスの少なくとも一部を気化させることと、が行われ、前記冷却器から流出した水の他部を、前記加温部を通過させることなく前記気化器に流入させる、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法を提供する。 According to the present invention, cold heat recovered from the liquefied natural gas in a vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas is supplied to a gas turbine and a gas turbine combined power generation device having a gas turbine generator connected to the gas turbine. A natural gas-fired combined cycle power generation method used for cooling air, in which the vaporization step of heating at least a part of the liquefied natural gas with water and the water in the vaporization step are described. A cooling step in which the air supplied to the gas turbine combined power generator is cooled in the cooler by the cold heat recovered from the liquefied natural gas, and a part of the natural gas obtained in the vaporization step and the water flowing out from the cooler. The natural gas is heated by exchanging heat in the heating unit, and in the vaporization step, water is recovered from the air by cooling the air in the cooling step in the vaporizer. By supplying the generated heat to an intermediate medium having a freezing point lower than the freezing point of water to evaporate at least a part of the intermediate medium, and by heating the liquefied natural gas with the intermediate medium, the liquefied natural gas Provided is a natural gas-fired combined cycle power generation method in which at least a part of water is vaporized and another part of water flowing out of the cooler is allowed to flow into the vaporizer without passing through the heating part. To do.

本天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法の気化工程では、気化器内において、水の凝固点よりも低い凝固点を有する中間媒体(プロパン等)を介して液化天然ガスの気化が行われるので、気化器における着氷の発生が抑制される。 In the vaporization step of this natural gas-fired combined cycle power generation method, the liquefied natural gas is vaporized in the vaporizer via an intermediate medium (propane or the like) having a freezing point lower than the freezing point of water. The generation of ice is suppressed.

前記加温部で前記天然ガスと熱交換した前記水の一部を、前記水の他部に合流させて前記気化器に流入させてもよい。 A part of the water that has exchanged heat with the natural gas in the heating portion may be merged with the other portion of the water and flowed into the vaporizer.

以上のように、本発明によれば、気化器における着氷の発生を抑制することが可能な天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム及び天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a natural gas-fired combined cycle power generation system and a natural gas-fired combined cycle power generation method capable of suppressing the occurrence of icing in a vaporizer.

本発明の第1実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システムの構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the structure of the natural gas-fired combined cycle power generation system of 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態の気化器及び加温器の周辺の拡大図である。It is an enlarged view around the vaporizer and the warmer of 1st Embodiment. 図1に示す天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システムの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the natural gas-fired combined cycle power generation system shown in FIG. 本発明の第2実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システムの構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the structure of the natural gas-fired combined cycle power generation system of the 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の気化器及び加温器の周辺の拡大図である。It is an enlarged view around the vaporizer and the warmer of 2nd Embodiment.

本発明の好ましい実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1について、図1及び図2を参照しながら説明する。本天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、液化天然ガス(LNG)を気化させるための気化器10において水を介して液化天然ガスから回収した冷熱を、ガスタービンコンバインド発電装置50に供給する空気の冷却に利用しつつ、ガスタービンコンバインド発電装置50で発電する発電システムである。具体的に、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、気化器10と、冷却器20と、循環流路30と、ポンプ40と、ガスタービンコンバインド発電装置50と、を備えている。循環流路30は、気化器10及び冷却器20をこの順に接続している。
(First Embodiment)
The natural gas-fired combined cycle power generation system 1 of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the natural gas-fired combined cycle power generation system 1, the cold heat recovered from the liquefied natural gas via water in the vaporizer 10 for vaporizing the liquefied natural gas (LNG) is supplied to the gas turbine combined power generation device 50. It is a power generation system that generates power with the gas turbine combined power generation device 50 while being used for cooling. Specifically, the natural gas-fired combined cycle power generation system 1 includes a vaporizer 10, a cooler 20, a circulation flow path 30, a pump 40, and a gas turbine combined power generation device 50. The circulation flow path 30 connects the vaporizer 10 and the cooler 20 in this order.

気化器10は、水の凝固点よりも低い凝固点を有する中間媒体(プロパン等)を介して水と液化天然ガスとを熱交換させることによって液化天然ガスを気化させる中間媒体式気化器(IFV)である。つまり、この気化器10では、ブライン等ではなく水によって中間媒体が加熱され、その中間媒体によって液化天然ガスが加熱される。この気化器10の詳細については、後述する。 The vaporizer 10 is an intermediate medium type vaporizer (IFV) that vaporizes liquefied natural gas by exchanging heat between water and liquefied natural gas via an intermediate medium (propane or the like) having a freezing point lower than the freezing point of water. is there. That is, in the vaporizer 10, the intermediate medium is heated by water instead of brine or the like, and the liquefied natural gas is heated by the intermediate medium. Details of the vaporizer 10 will be described later.

冷却器20は、気化器10から流出した水と空気とを熱交換させることによって当該空気を冷却する。 The cooler 20 cools the air by exchanging heat between the water flowing out from the vaporizer 10 and the air.

ポンプ40は、循環流路30のうち気化器10の下流側の部位に設けられている。ポンプ40は、気化器10から流出した水(冷却水)を冷却器20に送る。本実施形態では、循環流路30のうち冷却器20の下流側の部位にも、ポンプ41が設けられている。このポンプ41は、冷却器20から流出した水(温水)を気化器10に送る。また、循環流路30のうち気化器10とポンプ40との間の部位には、冷熱を貯留する機能を有する冷熱貯留タンク42が設けられてもよい。同様に、循環流路30のうち冷却器20とポンプ41との間の部位には、温熱を貯留する機能を有する温熱貯留タンク43が設けられてもよい。さらに、循環流路30のうち冷却器20と温熱貯留タンク43との間の部位には、熱源(海水等)によって水を加熱するバックアップ加温器44が設けられてもよい。 The pump 40 is provided in a portion of the circulation flow path 30 on the downstream side of the vaporizer 10. The pump 40 sends the water (cooling water) flowing out of the vaporizer 10 to the cooler 20. In the present embodiment, the pump 41 is also provided at a portion of the circulation flow path 30 on the downstream side of the cooler 20. The pump 41 sends the water (hot water) flowing out of the cooler 20 to the vaporizer 10. Further, a cold heat storage tank 42 having a function of storing cold heat may be provided at a portion of the circulation flow path 30 between the vaporizer 10 and the pump 40. Similarly, a thermal storage tank 43 having a function of storing thermal heat may be provided at a portion of the circulation flow path 30 between the cooler 20 and the pump 41. Further, a backup warmer 44 that heats water by a heat source (seawater or the like) may be provided at a portion of the circulation flow path 30 between the cooler 20 and the thermal storage tank 43.

ガスタービンコンバインド発電装置50は、空気圧縮機51と、ガスタービン52と、排熱回収ボイラ53と、蒸気タービン54と、ガスタービン発電機55と、を含む。空気圧縮機51は、冷却器20から流出した空気を圧縮する。ガスタービン52は、空気圧縮機51から吐出された圧縮空気と、天然ガス(NG)の燃焼により生じた燃焼ガスと、の混合ガスにより駆動される。排熱回収ボイラ53は、ガスタービン52から排出された排ガスと水とを熱交換させることによって水を蒸発させる。蒸気タービン54は、排熱回収ボイラ53から流出した蒸気によって駆動される。ガスタービン発電機55は、ガスタービン52及び蒸気タービン54に接続されており、これらの回転により電力を生成する。 The gas turbine combined power generation device 50 includes an air compressor 51, a gas turbine 52, an exhaust heat recovery boiler 53, a steam turbine 54, and a gas turbine generator 55. The air compressor 51 compresses the air flowing out of the cooler 20. The gas turbine 52 is driven by a mixed gas of compressed air discharged from the air compressor 51 and combustion gas generated by combustion of natural gas (NG). The exhaust heat recovery boiler 53 evaporates water by exchanging heat between the exhaust gas discharged from the gas turbine 52 and water. The steam turbine 54 is driven by the steam flowing out of the exhaust heat recovery boiler 53. The gas turbine generator 55 is connected to the gas turbine 52 and the steam turbine 54, and generates electric power by their rotation.

天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、循環流路30のうち冷却器20と気化器10との間の部位に設けられた加温器60をさらに有していてもよい。 The natural gas-fired combined cycle power generation system 1 may further have a warmer 60 provided at a portion of the circulation flow path 30 between the cooler 20 and the vaporizer 10.

ここで、図2を参照しながら、気化器10及び加温器60について説明する。 Here, the vaporizer 10 and the warmer 60 will be described with reference to FIG.

気化器10は、中間媒体蒸発部E1と、液化天然ガス気化部E2と、中間媒体蒸発部E1、液化天然ガス気化部E2及び中間媒体Mを収容可能なシェル11と、を有する。 The vaporizer 10 has an intermediate medium evaporation unit E1, a liquefied natural gas vaporization unit E2, an intermediate medium evaporation unit E1, a liquefied natural gas vaporization unit E2, and a shell 11 capable of accommodating the intermediate medium M.

中間媒体蒸発部E1は、液相の中間媒体Mと、冷却器20から流出した水(温水)とを熱交換させることによって中間媒体Mの少なくとも一部を蒸発させる。本実施形態では、中間媒体蒸発部E1は、伝熱管により構成されている。中間媒体蒸発部E1は、シェル11内の下部(シェル11内のうち液相の中間媒体Mに浸る位置)に配置されている。つまり、中間媒体蒸発部E1内を流れる水によって中間媒体蒸発部E1に接する中間媒体Mが加熱される。 The intermediate medium evaporation unit E1 evaporates at least a part of the intermediate medium M by exchanging heat between the liquid phase intermediate medium M and the water (warm water) flowing out of the cooler 20. In the present embodiment, the intermediate medium evaporation section E1 is composed of a heat transfer tube. The intermediate medium evaporation section E1 is arranged in the lower part of the shell 11 (the position in the shell 11 where the liquid phase is immersed in the intermediate medium M). That is, the intermediate medium M in contact with the intermediate medium evaporation section E1 is heated by the water flowing in the intermediate medium evaporation section E1.

液化天然ガス気化部E2は、液化天然ガスと気相の中間媒体Mとを熱交換させることによって液化天然ガスの少なくとも一部を気化させる。本実施形態では、液化天然ガス気化部E2は、U字状に形成された伝熱管により構成されている。液化天然ガス気化部E2は、シェル11内の上部(シェル11内のうち液相の中間媒体Mの表面よりも上方の領域)に配置されている。つまり、液化天然ガス気化部E2内を流れる液化天然ガスは、液化天然ガス気化部E2の表面に接する気相の中間媒体Mによって加熱される。 The liquefied natural gas vaporization unit E2 vaporizes at least a part of the liquefied natural gas by exchanging heat between the liquefied natural gas and the intermediate medium M of the gas phase. In the present embodiment, the liquefied natural gas vaporization unit E2 is composed of a U-shaped heat transfer tube. The liquefied natural gas vaporization unit E2 is arranged in the upper part of the shell 11 (the region in the shell 11 above the surface of the intermediate medium M of the liquid phase). That is, the liquefied natural gas flowing in the liquefied natural gas vaporization unit E2 is heated by the intermediate medium M of the gas phase in contact with the surface of the liquefied natural gas vaporization unit E2.

シェル11には、互いに仕切板14で仕切られた入口室12及び出口室13が接続されている。入口室12は、当該入口室12内と液化天然ガス気化部E2内とが連通するように液化天然ガス気化部E2の一端に接続されている。出口室13は、当該出口室13内と液化天然ガス気化部E2内とが連通するように液化天然ガス気化部E2の他端に接続されている。つまり、入口室12から液化天然ガス気化部E2内に流入した液化天然ガスは、液化天然ガス気化部E2を通過する過程で気相の中間媒体Mに加熱されることによってその少なくとも一部が気化し、出口室13に流入する。 An entrance chamber 12 and an exit chamber 13 partitioned from each other by a partition plate 14 are connected to the shell 11. The inlet chamber 12 is connected to one end of the liquefied natural gas vaporization unit E2 so that the inside of the entrance chamber 12 and the inside of the liquefied natural gas vaporization unit E2 communicate with each other. The outlet chamber 13 is connected to the other end of the liquefied natural gas vaporization unit E2 so that the inside of the outlet chamber 13 and the inside of the liquefied natural gas vaporization unit E2 communicate with each other. That is, at least a part of the liquefied natural gas that has flowed into the liquefied natural gas vaporization section E2 from the inlet chamber 12 is heated by the intermediate medium M of the gas phase in the process of passing through the liquefied natural gas vaporization section E2. And flows into the exit chamber 13.

また、シェル11には、水入口室15と、水出口室16と、が接続されている。水入口室15は、当該水入口室15内と中間媒体蒸発部E1内とが連通するようにシェル11の一方側に接続されている。水出口室16は、当該水出口室16内と中間媒体蒸発部E1内とが連通するようにシェル11の他方側に接続されている。つまり、水入口室15から中間媒体蒸発部E1内に流入した水は、中間媒体蒸発部E1を通過する過程で液相の中間媒体Mから冷熱を回収し、水出口室16を経由して循環流路30に流出する。 Further, the water inlet chamber 15 and the water outlet chamber 16 are connected to the shell 11. The water inlet chamber 15 is connected to one side of the shell 11 so that the inside of the water inlet chamber 15 and the inside of the intermediate medium evaporation portion E1 communicate with each other. The water outlet chamber 16 is connected to the other side of the shell 11 so that the inside of the water outlet chamber 16 and the inside of the intermediate medium evaporation section E1 communicate with each other. That is, the water flowing into the intermediate medium evaporation section E1 from the water inlet chamber 15 recovers cold heat from the liquid phase intermediate medium M in the process of passing through the intermediate medium evaporation section E1 and circulates through the water outlet chamber 16. It flows out to the flow path 30.

加温器60は、循環流路30のうち気化器10の上流側の部位に設けられている。加温器60は、気化器10から流出した天然ガスを加熱する。加温器60は、加温部E3と、加温部E3を収容するケーシング61と、を有している。 The warmer 60 is provided in a portion of the circulation flow path 30 on the upstream side of the vaporizer 10. The warmer 60 heats the natural gas flowing out of the vaporizer 10. The warmer 60 has a heating unit E3 and a casing 61 for accommodating the heating unit E3.

加温部E3は、液化天然ガス気化部E2から流出した天然ガスと冷却器20から流出した水とを熱交換させることによって前記天然ガスを加温する。本実施形態では、加温部E3は、U字状に形成された伝熱管により構成されている。 The heating unit E3 heats the natural gas by exchanging heat between the natural gas flowing out from the liquefied natural gas vaporizing unit E2 and the water flowing out from the cooler 20. In the present embodiment, the heating portion E3 is composed of a heat transfer tube formed in a U shape.

ケーシング61には、フランジ65を介して、互いに仕切板64で仕切られた入口室62及び出口室63が接続されている。なお、入口室62及び出口室63の構成は、シェル11に接続された入口室12及び出口室13の構成と同じである。気化器10の出口室13から流出した天然ガスは、入口室62に流入した後、加温部E3を通過する過程でケーシング61内の水によって加熱され、出口室63に流入する。フランジ65は、ケーシング61に対して着脱可能に接続されている。つまり、加温部E3、入口室62、出口室63及び仕切板64は、ケーシング61から取り外すことが可能である。 An inlet chamber 62 and an outlet chamber 63 partitioned by a partition plate 64 are connected to the casing 61 via a flange 65. The configuration of the entrance chamber 62 and the exit chamber 63 is the same as the configuration of the entrance chamber 12 and the exit chamber 13 connected to the shell 11. The natural gas flowing out of the outlet chamber 13 of the vaporizer 10 flows into the inlet chamber 62, is heated by the water in the casing 61 in the process of passing through the heating unit E3, and flows into the outlet chamber 63. The flange 65 is detachably connected to the casing 61. That is, the heating portion E3, the inlet chamber 62, the outlet chamber 63, and the partition plate 64 can be removed from the casing 61.

図1に示されるように、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、熱量調整流路31を有している。熱量調整流路31は、循環流路30に接続されており、加温器60をバイパスする。このため、中間媒体蒸発部E1には、冷却器20から流出した後加温器60を通過した水と、熱量調整流路31を経由した水と、が流入する。 As shown in FIG. 1, the natural gas-fired combined cycle power generation system 1 has a heat quantity adjusting flow path 31. The heat quantity adjusting flow path 31 is connected to the circulation flow path 30 and bypasses the warmer 60. Therefore, the water that has flowed out of the cooler 20 and then passed through the warmer 60 and the water that has passed through the heat quantity adjusting flow path 31 flow into the intermediate medium evaporation section E1.

以上に説明したように、本実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1では、水の凝固点よりも低い凝固点を有する中間媒体(プロパン等)を介して水と液化天然ガスとの熱交換が行われるので、水と液化天然ガスとが直接熱交換を行う場合に比べ、中間媒体蒸発部E1での着氷の発生が抑制される。また、着氷トラブルを防止するために、冷熱媒体として高価なブライン水(エチレングリコール水等)を使用する必要もない。 As described above, in the natural gas-fired combined cycle power generation system 1 of the present embodiment, heat exchange between water and liquefied natural gas is performed via an intermediate medium (propane or the like) having a freezing point lower than that of water. Therefore, the occurrence of icing in the intermediate medium evaporation section E1 is suppressed as compared with the case where water and liquefied natural gas directly exchange heat. Further, in order to prevent icing trouble, it is not necessary to use expensive brine water (ethylene glycol water or the like) as a cooling medium.

また、気化器10の上流側に、冷却器20から流出した水によって天然ガスを加熱する加温器60が設けられている。このため、液化天然ガス気化部E2から流出した天然ガスを冷却器20から流出した水とは別の加熱媒体で加温する場合に比べ、簡単な構造で天然ガスが加熱される。 Further, a warmer 60 for heating the natural gas with the water flowing out from the cooler 20 is provided on the upstream side of the vaporizer 10. Therefore, the natural gas is heated with a simple structure as compared with the case where the natural gas flowing out from the liquefied natural gas vaporization unit E2 is heated by a heating medium different from the water flowing out from the cooler 20.

また、加温器60では、加温部E3、入口室62、出口室63及び仕切板64がケーシング61から取り外すことが可能である。このため、加温部E3及びケーシング61内の清掃(洗浄)が容易になる。 Further, in the warmer 60, the heating portion E3, the inlet chamber 62, the outlet chamber 63 and the partition plate 64 can be removed from the casing 61. Therefore, cleaning (cleaning) of the heating portion E3 and the casing 61 becomes easy.

また、図3に示されるように、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、冷却器バイパス流路32と、冷熱回収部45と、をさらに備えていてもよい。冷却器バイパス流路32は、循環流路30に接続されており、冷却器20をバイパスする。冷熱回収部45は、気化器10から流出した水の冷熱を回収する。冷熱回収部45としては、室内やケーブルピットを冷却する冷却装置が挙げられる。この態様では、冷却器20での空気の冷却に必要な冷熱の余剰分が、冷熱回収部45で有効に回収される。 Further, as shown in FIG. 3, the natural gas-fired combined cycle power generation system 1 may further include a cooler bypass flow path 32 and a cold heat recovery unit 45. The cooler bypass flow path 32 is connected to the circulation flow path 30 and bypasses the cooler 20. The cold heat recovery unit 45 recovers the cold heat of the water flowing out from the vaporizer 10. Examples of the cold heat recovery unit 45 include a cooling device for cooling a room or a cable pit. In this aspect, the surplus cold heat required for cooling the air in the cooler 20 is effectively recovered by the cold heat recovery unit 45.

(第2実施形態)
次に、図4及び図5を参照しながら、本発明の第2実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1について説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第1実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the natural gas-fired combined cycle power generation system 1 of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the second embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described, and the description of the same structure, action and effect as in the first embodiment will be omitted.

本実施形態の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム1は、直接膨張タービン80と、膨張タービン発電機90と、加温部バイパス流路33と、追加加温部E4と、をさらに備えている。 The natural gas-fired combined cycle power generation system 1 of the present embodiment further includes a direct expansion turbine 80, an expansion turbine generator 90, a heating section bypass flow path 33, and an additional heating section E4.

直接膨張タービン80は、加温部E3から流出した天然ガスにより駆動される。膨張タービン発電機90は、直接膨張タービン80に接続されている。 The direct expansion turbine 80 is driven by the natural gas flowing out from the heating unit E3. The expansion turbine generator 90 is directly connected to the expansion turbine 80.

加温部バイパス流路33は、循環流路30に接続されており加温部E3をバイパスする。 The heating section bypass flow path 33 is connected to the circulation flow path 30 and bypasses the heating section E3.

追加加温部E4は、加温部バイパス流路33に設けられている。追加加温部E4は、加温部バイパス流路33を流れる水と直接膨張タービン80から流出した天然ガスとを熱交換させることによって当該天然ガスを加温する。追加加温部E4は、U字状に形成された伝熱管により構成されている。本実施形態では、追加加温部E4は、ケーシング61に収容されている。換言すれば、本実施形態のケーシング61は、加温部E3及び追加加温部E4をまとめて収容可能な形状を有している。このケーシング61には、フランジ75を介して、互いに仕切板74で仕切られた入口室72及び出口室73がさらに接続されている。入口室72及び出口室73は、追加加温部E4内と連通している。直接膨張タービン80から流出した天然ガスは、入口室72に流入した後、追加加温部E4を通過する過程で加温部バイパス流路33を介してケーシング61内に流入した水によって加熱され、出口室73に流入する。この追加加温部E4も、入口室72、出口室73及び仕切板74とともにケーシング61から取り外すことが可能である。このため、追加加温部E4の清掃(洗浄)も容易になる。 The additional heating unit E4 is provided in the heating unit bypass flow path 33. The additional heating unit E4 heats the natural gas by exchanging heat between the water flowing through the heating unit bypass flow path 33 and the natural gas directly flowing out of the expansion turbine 80. The additional heating portion E4 is composed of a heat transfer tube formed in a U shape. In the present embodiment, the additional heating unit E4 is housed in the casing 61. In other words, the casing 61 of the present embodiment has a shape capable of accommodating the heating portion E3 and the additional heating portion E4 together. An inlet chamber 72 and an outlet chamber 73 partitioned from each other by a partition plate 74 are further connected to the casing 61 via a flange 75. The inlet chamber 72 and the outlet chamber 73 communicate with the inside of the additional heating unit E4. The natural gas flowing out of the direct expansion turbine 80 flows into the inlet chamber 72, and then is heated by the water flowing into the casing 61 through the heating section bypass flow path 33 in the process of passing through the additional heating section E4. It flows into the exit chamber 73. The additional heating unit E4 can also be removed from the casing 61 together with the inlet chamber 72, the outlet chamber 73, and the partition plate 74. Therefore, cleaning (cleaning) of the additional heating unit E4 becomes easy.

また、本実施形態では、加温部E3から流出した天然ガスの有するエネルギーが膨張タービン発電機90において電力として回収されるので、システム全体としての発電量が増加する。 Further, in the present embodiment, the energy of the natural gas flowing out from the heating unit E3 is recovered as electric power in the expansion turbine generator 90, so that the amount of power generation of the entire system increases.

また、直接膨張タービン80から流出した天然ガスを加熱するための専用の加熱媒体ではなく、冷却器20から流出した水によって直接膨張タービン80を通過することにより低下した天然ガスの温度を上昇させることができる。具体的に、天然ガスが直接膨張タービン80を通過することにより当該天然ガスの温度は低下するものの、冷却器20から流出した水の熱量の一部が加温部E3に投入される代わりに加温部バイパス流路33を通じて追加加温部E4に投入されるので、直接膨張タービン80から流出した天然ガスが有効に昇温する。なお、追加加温部E4での天然ガスの加温後においても、水は十分な熱量を有しているので、その水によって中間媒体蒸発部E1において中間媒体Mが有効に加温される。 Further, the temperature of the natural gas lowered by passing directly through the expansion turbine 80 by the water flowing out from the cooler 20 is raised instead of the dedicated heating medium for heating the natural gas flowing out from the expansion turbine 80 directly. Can be done. Specifically, although the temperature of the natural gas is lowered by directly passing through the expansion turbine 80, a part of the heat of the water flowing out from the cooler 20 is added instead of being input to the heating unit E3. Since the gas is introduced into the additional heating unit E4 through the warm portion bypass flow path 33, the natural gas flowing out directly from the expansion turbine 80 is effectively heated. Since the water has a sufficient amount of heat even after the natural gas is heated in the additional heating unit E4, the intermediate medium M is effectively heated in the intermediate medium evaporation unit E1 by the water.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

例えば、加温部E3及び追加加温部E4は、それぞれ異なるケーシングに収容されてもよい。この場合においても、追加加温部E4から流出した水は、中間媒体蒸発部E1に供給されることが好ましい。 For example, the heating unit E3 and the additional heating unit E4 may be housed in different casings. Also in this case, it is preferable that the water flowing out from the additional heating unit E4 is supplied to the intermediate medium evaporation unit E1.

1 天然ガス焚きコンバインドサイクル発電システム
10 気化器
20 冷却器
30 循環流路
32 冷却器バイパス流路
33 加温器バイパス流路
40 ポンプ
45 冷熱回収部
50 ガスタービンコンバインド発電装置
52 ガスタービン
54 蒸気タービン
55 ガスタービン発電機
60 加温器
70 加温器
80 膨張タービン
E1 中間媒体蒸発部
E2 液化天然ガス気化部
E3 加温部
E4 追加加温部
M 中間媒体
1 Natural gas-fired combined cycle power generation system 10 Vaporizer 20 Cooler 30 Circulation flow path 32 Cooler bypass flow path 33 Heater bypass flow path 40 Pump 45 Cold heat recovery unit 50 Gas turbine Combined power generation device 52 Gas turbine 54 Steam turbine 55 Gas Turbine Generator 60 Heater 70 Heater 80 Expansion Turbine E1 Intermediate Medium Evaporator E2 Liquefied Natural Gas Vaporizer E3 Heater E4 Additional Heater M Intermediate Medium

Claims (2)

液化天然ガスを気化させるための気化器において前記液化天然ガスから回収した冷熱を、ガスタービン及び前記ガスタービンに接続されたガスタービン発電機を有するガスタービンコンバインド発電装置に供給される空気の冷却に利用する天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法であって、
水で前記液化天然ガスを加熱することによって当該液化天然ガスの少なくとも一部を気化させる気化工程と、
前記気化工程で水が前記液化天然ガスから回収した冷熱により、前記ガスタービンコンバインド発電装置に供給される空気を冷却器において冷却する冷却工程と、
前記気化工程において得られた天然ガスと前記冷却器から流出した水の一部とを加温部において熱交換させることによって前記天然ガスを加温する工程と、を備え、
前記気化工程では、前記気化器内において、前記冷却工程で空気を冷却することにより水が空気から回収した熱を水の凝固点よりも低い凝固点を有する中間媒体に供給することによって当該中間媒体の少なくとも一部を蒸発させることと、前記中間媒体で前記液化天然ガスを加熱することにより当該液化天然ガスの少なくとも一部を気化させることと、が行われ、
前記冷却器から流出した水の他部を、前記加温部を通過させることなく前記気化器に流入させる、天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法。
The cold heat recovered from the liquefied natural gas in the vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas is used to cool the air supplied to the gas turbine and the gas turbine combined power generator having the gas turbine generator connected to the gas turbine. It is a natural gas-fired combined cycle power generation method to be used.
A vaporization step of vaporizing at least a part of the liquefied natural gas by heating the liquefied natural gas with water.
A cooling step in which the air supplied to the gas turbine combined power generator is cooled in the cooler by the cold heat recovered from the liquefied natural gas in the vaporization step.
A step of heating the natural gas by exchanging heat between the natural gas obtained in the vaporization step and a part of the water flowing out of the cooler in a heating section is provided.
In the vaporization step, at least of the intermediate medium is supplied to an intermediate medium having a freezing point lower than the freezing point of water in the vaporizer by supplying the heat recovered from the air by cooling the air in the cooling step. A part of the liquefied natural gas is vaporized and at least a part of the liquefied natural gas is vaporized by heating the liquefied natural gas with the intermediate medium.
A natural gas-fired combined cycle power generation method in which another part of water flowing out of the cooler is allowed to flow into the vaporizer without passing through the heating part.
前記加温部で前記天然ガスと熱交換した前記水の一部を、前記水の他部に合流させて前記気化器に流入させる、請求項1に記載の天然ガス焚きコンバインドサイクル発電方法。 The natural gas-fired combined cycle power generation method according to claim 1, wherein a part of the water that has exchanged heat with the natural gas in the heating portion is merged with the other portion of the water and flows into the vaporizer.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51148134A (en) * 1975-06-16 1976-12-20 Hitachi Ltd Temperature control device for hot water used for atomization of lique fied gas fuel
JPH06231001A (en) * 1993-02-01 1994-08-19 Nec Corp Symbol name input device
JPH0914587A (en) * 1995-06-23 1997-01-17 Chubu Electric Power Co Inc Fuel lng vaporizing device for natural gas burning gas turbine combined cycle electric power plant
JP2007040286A (en) * 2005-07-30 2007-02-15 Yoshihide Nakamura Gas turbine plant
US20130139543A1 (en) * 2011-10-22 2013-06-06 Larry L. Baxter Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51148134A (en) * 1975-06-16 1976-12-20 Hitachi Ltd Temperature control device for hot water used for atomization of lique fied gas fuel
JPH06231001A (en) * 1993-02-01 1994-08-19 Nec Corp Symbol name input device
JPH0914587A (en) * 1995-06-23 1997-01-17 Chubu Electric Power Co Inc Fuel lng vaporizing device for natural gas burning gas turbine combined cycle electric power plant
JP2007040286A (en) * 2005-07-30 2007-02-15 Yoshihide Nakamura Gas turbine plant
US20130139543A1 (en) * 2011-10-22 2013-06-06 Larry L. Baxter Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture

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