JP2877280B2 - Gas turbine intake cooling system - Google Patents
Gas turbine intake cooling systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス(以下L
NGという)等の液化ガスを燃料とするガスタービンに
適するガスタービンの吸気冷却装置に関する。The present invention relates to liquefied natural gas (hereinafter referred to as L
The present invention relates to a gas turbine intake cooling device suitable for a gas turbine using a liquefied gas such as NG as a fuel.
【0002】[0002]
【従来の技術】LNGの冷熱によってガスタービンの圧
縮機入口空気を冷却し、出力と効率を向上させる試み
が、従来から種々検討されている。図3はその第1の
例、図4は第2の例,図5は第3の例をそれぞれ示す。2. Description of the Related Art Various attempts have been made to improve the output and efficiency by cooling the compressor inlet air of a gas turbine by the cold heat of LNG. 3 shows a first example, FIG. 4 shows a second example, and FIG. 5 shows a third example.
【0003】まず図3において、圧縮機(1),燃焼器
(2),タービン(3)および発電機(4)が一軸に結
合されてガスタービン発電機を形成している。圧縮機
(1)入口のガスタービン吸気は熱交換器(5)におい
てLNGにより冷却される。すなわち熱交換器(5)で
は、LNGの持つ冷熱エネルギー約200kcal/kgを使
って吸気を冷却するとともに、気化した天然ガス(以下
NGという)はそのままガスタービン燃料またはその他
の燃料に供される。First, in FIG. 3, a compressor (1), a combustor (2), a turbine (3) and a generator (4) are connected to one shaft to form a gas turbine generator. The gas turbine intake at the compressor (1) inlet is cooled by LNG in the heat exchanger (5). That is, in the heat exchanger (5), the intake air is cooled using the cold energy of about 200 kcal / kg of LNG, and the vaporized natural gas (hereinafter referred to as NG) is directly supplied to gas turbine fuel or other fuel.
【0004】次に図4に示される例は、前記図3に示さ
れる熱交換器(5)を吸気冷却用熱交換器(5a)とL
NG気化用熱交換器(5b)とに分割し、両者を循環熱
媒体を使って熱交換させるようにしたものである。した
がって、熱媒体ポンプ(6)が循環熱媒体の循環系に設
置される。この場合、循環熱媒体としては、フロン,不
凍液または水等が用いられ、LNG気化用熱交換器(5
b)では蒸発潜熱が、吸気冷却用熱交換器(5a)では
顕熱が利用される。Next, in the example shown in FIG. 4, the heat exchanger (5) shown in FIG.
This is divided into a heat exchanger for NG vaporization (5b), and both are heat-exchanged using a circulating heat medium. Therefore, the heat medium pump (6) is installed in the circulation system of the circulation heat medium. In this case, as the circulating heat medium, Freon, antifreeze, water or the like is used, and the LNG vaporizing heat exchanger (5) is used.
In (b), latent heat of evaporation is used, and in the heat exchanger (5a) for cooling intake air, sensible heat is used.
【0005】次に図5に示される例は、本発明の発明者
らにより提案され、特許出願されたものであるが、吸気
冷却用熱交換器(5a)の上方にLNG気化用熱交換器
(5b)が配置され、両者がヒートパイプ(7)によっ
て結合されている。この場合、図示を省略した抽気真空
ポンプによりヒートパイプ(7)内の真空度を調節して
熱媒体の飽和温度を適切な値にし、吸気の着氷,着霜を
防止するとともに吸気を適切な温度に冷却する。熱媒体
は重力によって円滑に循環する。Next, an example shown in FIG. 5 is proposed by the inventors of the present invention and applied for a patent. The heat exchanger for LNG vaporization is disposed above the heat exchanger for intake cooling (5a). (5b) is arranged, and both are connected by a heat pipe (7). In this case, the degree of vacuum in the heat pipe (7) is adjusted to an appropriate value by adjusting the degree of vacuum in the heat pipe (7) by an extraction vacuum pump (not shown), thereby preventing icing and frosting of the intake air and appropriately controlling the intake air. Cool to temperature. The heat medium circulates smoothly due to gravity.
【0006】なおLNG冷熱を利用せず、吸気中に冷水
を噴射してその顕熱あるいは顕熱と蒸発潜熱によりガス
タービンの吸気温度を下げる方法があるが、LNGに比
べてその効果は極めて小さい。There is a method in which cold water is injected into the intake air without using the LNG cold heat to lower the intake temperature of the gas turbine by the sensible heat or the sensible heat and the latent heat of vaporization. .
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記従来のガスタービ
ン吸気冷却装置には、次のような解決すべき課題があっ
た。 1) 図3に示される第1の例の場合 LNG冷熱源とガスタービン吸気が直接熱交換すので、
伝熱管が損傷するとLNG噴破の危険がある。The conventional gas turbine intake air cooling system has the following problems to be solved. 1) In the case of the first example shown in FIG. 3 Since the LNG cold heat source and the gas turbine intake directly exchange heat,
If the heat transfer tube is damaged, there is a risk of blasting LNG.
【0008】またLNG自体が−200℃近い極低温で
あるため、吸気と接する伝熱管外面に吸気中の水分が氷
結し、熱伝達率が著しく低下する。この氷結を防止する
技術は現在確立されていない。そこで熱交換モジュール
を複数組設けて切替運転をするが、配管や制御系が複雑
でコスト高となる。Further, since LNG itself is at a very low temperature near -200 ° C., moisture in the intake air freezes on the outer surface of the heat transfer tube in contact with the intake air, so that the heat transfer coefficient is significantly reduced. The technology to prevent this icing has not been established at present. Therefore, a plurality of sets of heat exchange modules are provided to perform the switching operation, but the piping and the control system are complicated and the cost increases.
【0009】2) 図4に示される第2の例の場合 前記LNG噴破や伝熱管氷結の問題はないが、複数の熱
交換器と循環媒体系が必要であり、コストが高く、吸気
温度やガスタービン負荷に対する制御装置が複雑とな
る。また循環媒体系のフロン圧縮機または水ポンプ等の
駆動動力も必要となる。2) In the case of the second example shown in FIG. 4, there is no problem of the LNG blasting or the heat transfer tube freezing, but a plurality of heat exchangers and a circulating medium system are required, the cost is high, and the intake air temperature is high. And the control device for the gas turbine load becomes complicated. In addition, driving power for a circulating medium system Freon compressor or water pump is also required.
【0010】3) 図5に示される第3の例の場合 ガスタービン容量が大きく、また空気圧縮機吸気温度を
大幅に下げる場合は、ガスタービン吸気冷却量やLNG
加熱量も大きくなる。そのような場合、ヒートパイプ方
式では熱流束が大きくとれないため、極めて多数のヒー
トパイプが必要となる。したがって装置全体が大形化し
て建設費・保守費が高くなり、また大きなスペースが必
要となる。3) In the case of the third example shown in FIG. 5, when the gas turbine capacity is large and the air compressor intake temperature is greatly reduced, the gas turbine intake cooling amount or LNG
The amount of heating also increases. In such a case, the heat pipe method cannot provide a large heat flux, so that an extremely large number of heat pipes are required. Therefore, the size of the entire apparatus is increased, construction costs and maintenance costs are increased, and a large space is required.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、ガスタービンの吸気ダクト内に配
置された蒸発伝熱管群と、内部に液散布装置および液化
ガス伝熱管を有し上記蒸発伝熱管群の上端に連通する凝
縮ドラムと、上記蒸発伝熱管群の下端に連通する下部ド
ラムと、上記凝縮ドラム内を減圧する真空ポンプと、上
記凝縮ドラム内の液体を上記下部ドラムおよび上記液散
布装置へ圧送する循環ポンプとを具備したことを特徴と
するガスタービンの吸気冷却装置;ならびに上記要件に
加えて、上記凝縮ドラムと上記蒸発伝熱管群との間に気
液分離ドラムが設けられ、かつ上記液化ガス伝熱管の下
方の上記凝縮ドラム内に凝縮液溜りが設けられたことを
特徴とするガスタービンの吸気冷却装置を提案するもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention comprises an evaporative heat transfer tube group disposed in an intake duct of a gas turbine, and a liquid dispersion device and a liquefied gas heat transfer tube therein. A condensing drum communicating with an upper end of the evaporative heat transfer tube group, a lower drum communicating with a lower end of the evaporative heat transfer tube group, a vacuum pump for depressurizing the inside of the condensing drum, and A gas turbine intake cooling device comprising a drum and a circulation pump for pressure-feeding the liquid to the liquid spraying device; and, in addition to the above requirements, gas-liquid separation between the condensing drum and the evaporative heat transfer tube group. It is an object of the present invention to provide an intake cooling device for a gas turbine, wherein a drum is provided, and a condensate reservoir is provided in the condensing drum below the liquefied gas heat transfer tube.
【0012】[0012]
【作用】本発明においては、液化ガス冷熱源とガスター
ビン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介して間接
的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がない。また
熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、スペース
を減少させることができる。In the present invention, since the liquefied gas cold heat source and the gas turbine intake heat exchange heat indirectly via the circulating heat medium such as water and its vapor, there is no danger of liquefied gas blowing. Further, since the heat flux can be increased, the construction cost can be reduced and the space can be reduced.
【0013】本発明ではまた、真空ポンプで凝縮ドラム
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。In the present invention, since the saturation temperature of water or the like can be adjusted by reducing the pressure in the condensing drum with a vacuum pump, it is possible to adjust the temperature of the load of the gas turbine and the temperature of the air introduced into the intake duct. Thus, the intake air of the compressor can be appropriately cooled. Further, by adjusting the temperature of the circulating water or the like as described above, in the evaporative heat transfer tube group, the intake air can be cooled at a temperature that does not freeze,
Ice and frost formation are prevented.
【0014】更に本発明では、凝縮ドラム内の真空下で
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。Further, in the present invention, since the latent heat of evaporation of water or the like is used under a vacuum in the condensing drum, the flow rate of water or the like can be remarkably reduced as compared with the conventional system using only sensible heat. In this regard, equipment costs can also be reduced.
【0015】そして凝縮ドラムの他に気液分離ドラムを
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。When a gas-liquid separation drum is provided in addition to the condensing drum and a condensed liquid reservoir is provided in the condensing drum, the heat transfer area for vapor condensation is kept constant. Cheap.
【0016】[0016]
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す系統図であ
る。この図において、圧縮機(1),燃焼器(2),タ
ービン(3)および発電機(4)が一軸に結合されてガ
スタービン発電機を形成している。圧縮機(1)入口の
ガスタービン吸気ダクト(8)内には、蒸気伝熱管群
(9)が配置され、その上方には同蒸発伝熱管群(9)
の上端に連通する凝縮ドラム(10)が、下方には蒸発
伝熱管群(9)の下端に連通する下部ドラム(11)
が、それぞれ設置されている。凝縮ドラム(10)内に
は、中央部にLNG伝熱管(12),上部に散水装置
(13)が、それぞれ設けられている。また凝縮ドラム
(10)の上部は真空ポンプ(14)の吸入口に連通し
ており、下部は循環ポンプ(15)の吸入口に連通して
いる。そしてその循環ポンプ(15)の吐出口は、下部
ドラム(11)と散水装置(13)に連通している。FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention. In this figure, a compressor (1), a combustor (2), a turbine (3) and a generator (4) are connected to one shaft to form a gas turbine generator. In the gas turbine intake duct (8) at the inlet of the compressor (1), a steam heat transfer tube group (9) is disposed, and above the steam heat transfer tube group (9).
A condensing drum (10) communicating with the upper end of the lower drum (11) communicating with a lower end of the evaporative heat transfer tube group (9) below.
, Respectively. In the condensing drum (10), an LNG heat transfer tube (12) is provided in the center, and a water sprinkler (13) is provided in the upper part. The upper part of the condensation drum (10) communicates with the suction port of the vacuum pump (14), and the lower part communicates with the suction port of the circulation pump (15). The outlet of the circulation pump (15) communicates with the lower drum (11) and the sprinkler (13).
【0017】真空ポンプ(14)により凝縮ドラム(1
0)内の圧力を例えば0.01ata に減圧すると、凝縮ドラ
ム(10)内の水は0.01ata に相当する水の飽和温度約
7℃となる。その7℃の水が、循環ポンプ(15)によ
り循環水として下部ドラム(11)を経由し蒸発伝熱管
群(9)に流入すると、水はガスタービン吸気で加熱さ
れて蒸発し、凝縮ドラム(10)に流入する。この蒸気
はLNG伝熱管(12)で冷却されて凝縮する。The condensing drum (1) is driven by a vacuum pump (14).
When the pressure in 0) is reduced to, for example, 0.01 ata, the water in the condensing drum (10) has a water saturation temperature of about 7 ° C. corresponding to 0.01 ata. When the 7 ° C. water flows into the evaporative heat transfer tube group (9) via the lower drum (11) as circulating water by the circulating pump (15), the water is heated by the gas turbine intake and evaporates. 10). This vapor is cooled in the LNG heat transfer tube (12) and condenses.
【0018】凝縮ドラム(10)内のLNG伝熱管(1
2)は、一部が液面上に露出し、一部が液面下に没する
ようになっている。液面上の伝熱管は蒸気から水への凝
縮、液面下の伝熱管は水の冷却に与かる。したがって顕
熱冷却と顕熱・潜熱冷却のいずれにも対応できる。The LNG heat transfer tube (1) in the condensation drum (10)
In 2), a part is exposed above the liquid surface and a part is immersed below the liquid surface. The heat transfer tubes above the liquid surface contribute to the condensation of steam into water, and the heat transfer tubes below the liquid surface serve to cool the water. Therefore, it is possible to cope with both sensible heat cooling and sensible heat / latent heat cooling.
【0019】上記循環水の一部は下部ドラム(11)の
入口から分岐して、凝縮ドラム(10)内の上部に設け
られた散水装置(13)に導かれ、ノズルから散布され
る。これにより、LNGからの伝熱,蒸気の凝縮が促進
される。A part of the circulating water branches off from the inlet of the lower drum (11), is guided to a water spray device (13) provided in the upper part of the condensing drum (10), and is sprayed from a nozzle. This promotes heat transfer from LNG and condensation of steam.
【0020】蒸発伝熱管群(9)で冷却されたガスター
ビン吸気は圧縮機(1)へ流入する。またLNG伝熱管
(12)で気化したNGは、一部がガスタービン燃料と
して燃焼器(2)へ、その他は天然ガスパイプライン等
へ供給される。The gas turbine intake air cooled by the evaporative heat transfer tube group (9) flows into the compressor (1). NG vaporized in the LNG heat transfer tube (12) is partially supplied to the combustor (2) as gas turbine fuel, and the other is supplied to a natural gas pipeline or the like.
【0021】本実施例においては、LNG冷熱源とガス
タービン吸気とが水と蒸気を介して間接的に熱交換する
ので、LNG噴破の危険がない。また前記図5に示され
たヒートパイプ方式と比べると、循環ポンプを必要とす
るが、熱流束を大きくとれるから、ガスタービン吸気と
LNG冷熱の熱交換量が大きい場合には、ヒートパイプ
方式よりも建設費を安くし、スペースを減少させること
がてきる。In this embodiment, since the LNG cold heat source and the gas turbine intake heat exchange indirectly through water and steam, there is no danger of LNG blasting. In addition, compared with the heat pipe method shown in FIG. 5, a circulation pump is required, but the heat flux can be increased. Therefore, when the heat exchange amount between the gas turbine intake and the LNG cold heat is large, the heat pipe method is used. Even lower construction costs and less space will be available.
【0022】本実施例ではまた、真空ポンプ(14)で
凝縮ドラム(10)内を減圧することにより、水の飽和
温度を調節することができる。例えば圧力が 0.006ata
から0.01まで変化すると、水の飽和温度は約0から7℃
までの範囲で変化する。このように真空ポンプ(14)
で凝縮ドラム(10)内の真空度を調節することによ
り、水の飽和温度を変化させ、ガスタービンの負荷やガ
スタービン吸気ダクト(8)へ導入される吸気の温度等
に対応して、圧縮機へ導かれる吸気を適切に冷却するこ
とができる。そしてまた、上記のように循環水の温度を
調節することによって、蒸発伝熱管群(9)において
は、氷結しない温度で吸気を冷却することができるの
で、着氷,着霜を防ぐことができる。In the present embodiment, the saturation temperature of water can be adjusted by reducing the pressure inside the condensing drum (10) with a vacuum pump (14). For example, if the pressure is 0.006ata
From 0 to 0.01, the water saturation temperature is about 0 to 7 ° C
It varies in the range up to. Thus the vacuum pump (14)
By adjusting the degree of vacuum in the condensing drum (10), the saturation temperature of water is changed, and compression is performed according to the load of the gas turbine, the temperature of the intake air introduced into the gas turbine intake duct (8), and the like. The intake air guided to the machine can be appropriately cooled. Further, by adjusting the temperature of the circulating water as described above, in the evaporative heat transfer tube group (9), the intake air can be cooled at a temperature that does not freeze, so that icing and frosting can be prevented. .
【0023】更に本実施例では、凝縮ドラム(10)内
の真空下で水の蒸発潜熱を利用する。その潜熱は約60
0kcal/kgであって、水の顕熱(20℃で約20kcal/
kg)の約30倍である。したがって本実施例では、水の
顕熱を利用する従来の方式に比べて水の流量を約1/3
0にすることができる。Further, in this embodiment, the latent heat of evaporation of water is utilized under a vacuum in the condensing drum (10). The latent heat is about 60
0 kcal / kg, sensible heat of water (about 20 kcal /
kg). Therefore, in this embodiment, the flow rate of water is reduced to about 1/3 as compared with the conventional method using the sensible heat of water.
Can be zero.
【0024】図6は本実施例と水の顕熱を利用する従来
の方式との熱交換状況を示す図である。本実施例では蒸
発伝熱管群(9)の対数平均温度差を大きくとることが
できるので、伝熱管をコンパクトにし、ガスタービン吸
気の圧力損失を低減することができる。この場合、高真
空に設定すればする程、冷却能力を増加できる。なお図
6中、TA1,TA2はそれぞれ蒸発伝熱管群(9)の前後
のガスタービン吸気温度、Tc1,Tc2は同じく蒸発伝熱
管群(9)前後の循環熱媒体(水)の温度である。本実
施例(発明)では水の潜熱を利用するのでTc1=Tc2と
なっている。FIG. 6 is a diagram showing a heat exchange situation between the present embodiment and a conventional system using sensible heat of water. In the present embodiment, since the logarithmic average temperature difference of the evaporative heat transfer tube group (9) can be increased, the heat transfer tubes can be made compact and the pressure loss of the gas turbine intake can be reduced. In this case, the higher the vacuum is set, the more the cooling capacity can be increased. 6, T A1 and T A2 are the gas turbine intake temperatures before and after the evaporative heat transfer tube group (9), respectively, and T c1 and T c2 are the circulating heat medium (water) before and after the evaporative heat transfer tube group (9), respectively. Temperature. In this embodiment (invention), T c1 = T c2 because the latent heat of water is used.
【0025】次に図2は、本発明の第2実施例を示す系
統図である。この図において、前記図1により説明した
第1実施例と同様の部分については、冗長になるのを避
けるため、同一の符号を付け詳しい説明を省く。FIG. 2 is a system diagram showing a second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the first embodiment described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals to avoid redundancy, and detailed description is omitted.
【0026】本実施例においては、凝縮ドラム(20)
の下方で蒸発伝熱管群(9)との間に、気水分離ドラム
(21)が設置されている。また凝縮ドラム(20)内
のLNG伝熱管(22)下方には、凝縮水溜り(23)
が設けられている。したがって、気水分離ドラム(2
1)の上方に専用の凝縮ドラム(20)を配置した形と
なり、LNG伝熱管(22)は凝縮専用となる。すなわ
ち凝縮水は凝縮水溜り(23)をオーバフローして気水
分離ドラム(21)へ流下する。したがって凝縮ドラム
(20)と気水分離ドラム(21)の間には、流下水と
上昇蒸気流の流路(24)が設けられている。なお蒸気
の凝縮促進と循環水冷却のために循環水の散布装置(1
3)を設けることは、前記第1実施例の場合と同じであ
る。In this embodiment, the condensing drum (20)
A steam-water separation drum (21) is provided between the evaporator and the heat transfer tube group (9) below. A condensed water reservoir (23) is provided below the LNG heat transfer tube (22) in the condensing drum (20).
Is provided. Therefore, the steam-water separation drum (2
A dedicated condensation drum (20) is arranged above 1), and the LNG heat transfer tube (22) is dedicated to condensation. That is, the condensed water overflows the condensed water pool (23) and flows down to the steam separator (21). Therefore, between the condensing drum (20) and the steam-water separating drum (21), a flow path (24) for flowing water and ascending steam is provided. A circulating water spraying device (1
Provision of 3) is the same as that of the first embodiment.
【0027】前記第1実施例においては、凝縮ドラム
(10)内で顕熱冷却と潜熱冷却の両方を行なわせるた
めに、LNG伝熱管(12)が気液二相にまたがってい
る。したがって、その境界の液面の変化や波打ちに伴っ
て、伝熱管の蒸気凝縮性能等が変動し、伝熱制御がやり
にくいことがある。本第2実施例では、気水分離ドラム
(21)の上方に専用の凝縮ドラム(20)が配置さ
れ、凝縮と気液分離とを別々のドラムで行なう。したが
ってLNG伝熱管(22)は凝縮専用となり、蒸気凝縮
の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制御がやりやす
い。In the first embodiment, in order to perform both sensible cooling and latent cooling in the condensing drum (10), the LNG heat transfer tube (12) extends over two phases of gas and liquid. Therefore, with the change or waving of the liquid level at the boundary, the steam condensation performance and the like of the heat transfer tube fluctuate, and it may be difficult to perform heat transfer control. In the second embodiment, a dedicated condensing drum (20) is arranged above the water / water separating drum (21), and condensing and gas / liquid separation are performed by separate drums. Therefore, the LNG heat transfer tube (22) is exclusively used for condensation, and the heat transfer area for vapor condensation is kept constant, so that heat transfer control is easy to perform.
【0028】前記実施例では、装置内を循環する流体と
して水を用いているが、氷点下から+15℃程度の所定
温度で蒸発し、真空度の調節によってこの温度を加減で
きる流体であれば、水以外の他の流体を用いることがで
きる。また前記実施例では、凝縮ドラム(10),(2
0)内の液化ガス伝熱管に冷熱源としてLNGを導入す
るようにしているが、この冷熱源としては、他にアンモ
ニア,フロンなどのターボ冷凍機用冷媒や,氷,冷水,
氷・水スラリーなどを用いることができる。その場合、
ガスタービンの燃料としては、NGも含め任意のもので
よい。In the above embodiment, water is used as the fluid circulating in the apparatus. However, if the fluid evaporates from a temperature below freezing at a predetermined temperature of about + 15 ° C. and the temperature can be adjusted by adjusting the degree of vacuum, water is used. Other fluids can be used. In the above embodiment, the condensing drums (10), (2)
LNG is introduced into the liquefied gas heat transfer tube in 0) as a cold heat source. Other examples of the cold heat source include a refrigerant for a turbo refrigerator such as ammonia and chlorofluorocarbon, ice, cold water, and the like.
Ice / water slurry can be used. In that case,
As the fuel for the gas turbine, any fuel including NG may be used.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明においては、液化ガス冷熱源とガ
スタービン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介し
て間接的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がな
い。また熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、
スペースを減少させることができる。In the present invention, since the liquefied gas cold heat source and the gas turbine intake heat exchange indirectly through the circulating heat medium such as water and its vapor, there is no danger of liquefied gas blowing. Also, since the heat flux can be increased, the construction cost can be reduced,
Space can be reduced.
【0030】本発明ではまた、真空ポンプで凝縮ドラム
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。In the present invention, since the saturation temperature of water or the like can be adjusted by reducing the pressure in the condensing drum with a vacuum pump, it is possible to adjust the temperature of the gas turbine load and the temperature of the air introduced into the intake duct. Thus, the intake air of the compressor can be appropriately cooled. Further, by adjusting the temperature of the circulating water or the like as described above, in the evaporative heat transfer tube group, the intake air can be cooled at a temperature that does not freeze,
Ice and frost formation are prevented.
【0031】更に本発明では、凝縮ドラム内の真空下で
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。Further, in the present invention, since the latent heat of evaporation of water or the like is used under vacuum in the condensing drum, the flow rate of water or the like can be remarkably reduced as compared with the conventional system using only sensible heat. In this regard, equipment costs can also be reduced.
【0032】そして凝縮ドラムの他に気液分離ドラムを
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。When a gas-liquid separation drum is provided in addition to the condensing drum, and a condensed liquid reservoir is provided in the condensing drum, the heat transfer area for vapor condensation is kept constant. Cheap.
【図1】図1は本発明の第1実施例を示す系統図であ
る。FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は本発明の第2実施例を示す系統図であ
る。FIG. 2 is a system diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】図3はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第1の例を示す系統図である。FIG. 3 is a system diagram showing a first example of a conventional device for cooling gas turbine intake air.
【図4】図4はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第2の例を示す系統図である。FIG. 4 is a system diagram showing a second example of a conventional device for cooling gas turbine intake air.
【図5】図5はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第3の例を示す系統図である。FIG. 5 is a system diagram showing a third example of a conventional device for cooling gas turbine intake air.
【図6】図6は本発明と従来の方式との熱交換状況を説
明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a heat exchange situation between the present invention and a conventional method.
(1) 圧縮機 (2) 燃焼器 (3) タービン (4) 発電機 (5) 熱交換器 (5a) 吸気冷却用熱交換器 (5b) LNG気化用熱交換器 (6) 熱媒体ポンプ (7) ヒートパイプ (8) ガスタービン吸気ダクト (9) 蒸発伝熱管群 (10) 凝縮ドラム (11) 下部ドラム (12) LNG伝熱管 (13) 散水装置 (14) 真空ポンプ (15) 循環ポンプ (20) 凝縮ドラム (21) 気水分離ドラム (22) LNG伝熱管 (23) 凝縮水溜り (24) 流下水と上昇蒸気流の流路 (1) Compressor (2) Combustor (3) Turbine (4) Generator (5) Heat exchanger (5a) Heat exchanger for intake cooling (5b) Heat exchanger for LNG vaporization (6) Heat medium pump ( 7) Heat pipe (8) Gas turbine intake duct (9) Evaporative heat transfer tube group (10) Condensing drum (11) Lower drum (12) LNG heat transfer tube (13) Sprinkler (14) Vacuum pump (15) Circulation pump ( 20) Condensing drum (21) Steam separation drum (22) LNG heat transfer tube (23) Condensed water reservoir (24) Flow path of flowing down water and rising steam flow
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02C 7/143 F02C 3/22 F17C 9/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02C 7/143 F02C 3/22 F17C 9/02
Claims (2)
た蒸発伝熱管群と、内部に液散布装置および液化ガス伝
熱管を有し上記蒸発伝熱管群の上端に連通する凝縮ドラ
ムと、上記蒸発伝熱管群の下端に連通する下部ドラム
と、上記凝縮ドラム内を減圧する真空ポンプと、上記凝
縮ドラム内の液体を上記下部ドラムおよび上記液散布装
置へ圧送する循環ポンプとを具備したことを特徴とする
ガスタービンの吸気冷却装置。An evaporative heat transfer tube group disposed in an intake duct of a gas turbine, a condensing drum having a liquid dispersion device and a liquefied gas heat transfer tube therein and communicating with an upper end of the evaporative heat transfer tube group; A lower drum communicating with a lower end of the heat transfer tube group; a vacuum pump for depressurizing the inside of the condensing drum; and a circulating pump for pressure-feeding the liquid in the condensing drum to the lower drum and the liquid spraying device. Gas turbine intake cooling system.
間に気液分離ドラムが設けられ、かつ上記液化ガス伝熱
管の下方の上記凝縮ドラム内に凝縮液溜りが設けられた
ことを特徴とする請求項1記載のガスタービンの吸気冷
却装置。2. A gas-liquid separation drum is provided between the condensation drum and the evaporative heat transfer tube group, and a condensate reservoir is provided in the condensation drum below the liquefied gas heat transfer tube. The intake cooling device for a gas turbine according to claim 1, wherein
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JP19687592A JP2877280B2 (en) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | Gas turbine intake cooling system |
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JPH0642369A JPH0642369A (en) | 1994-02-15 |
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CN108603413B (en) | 2016-02-12 | 2021-01-05 | 西门子股份公司 | Gas turbine circuit with starter motor |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19687592A patent/JP2877280B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH0642369A (en) | 1994-02-15 |
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