JP3231761B2 - ガス・蒸気タービン複合設備 - Google Patents
ガス・蒸気タービン複合設備Info
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- JP3231761B2 JP3231761B2 JP50027392A JP50027392A JP3231761B2 JP 3231761 B2 JP3231761 B2 JP 3231761B2 JP 50027392 A JP50027392 A JP 50027392A JP 50027392 A JP50027392 A JP 50027392A JP 3231761 B2 JP3231761 B2 JP 3231761B2
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- exhaust gas
- air
- steam turbine
- heat exchanger
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/103—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with afterburner in exhaust boiler
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンの排気ガス柄に、水・蒸気循
環回路における蒸気タービン用の蒸気を発生するボイラ
が後置接続され、ボイラが石炭微粉砕機に後置接続され
た燃焼装置を有しているガス・蒸気タービン複合設備に
関する。
環回路における蒸気タービン用の蒸気を発生するボイラ
が後置接続され、ボイラが石炭微粉砕機に後置接続され
た燃焼装置を有しているガス・蒸気タービン複合設備に
関する。
ガス・蒸気タービン複合設備を設計し構築する際に
は、特に燃焼装置を持つ既存の蒸気タービン設備にガス
タービン設備を連結する際には、高い総合効率を得るた
めにガスタービン、蒸気タービンおよびボイラの相互に
関係する出力が互いに調和されねばならない。その総合
効率は、ガスタービンが全負荷で長時間運転されればさ
れるほど大きくなる。もっともこの種の設備では、ガス
タービンの排気ガスは一般にボイラの燃焼装置に対する
燃料用空気として利用されるので、例えば燃焼装置の火
炎温度の低下によるボイラ修力の変動は、ガスタービン
の排気ガス量と燃焼装置に対する必要な空気量あるいは
酸素量との間に不均衡を生じるおそれがある。これによ
って特に部分負荷範囲において設備の効率は限られた範
囲でしか最適化できない。
は、特に燃焼装置を持つ既存の蒸気タービン設備にガス
タービン設備を連結する際には、高い総合効率を得るた
めにガスタービン、蒸気タービンおよびボイラの相互に
関係する出力が互いに調和されねばならない。その総合
効率は、ガスタービンが全負荷で長時間運転されればさ
れるほど大きくなる。もっともこの種の設備では、ガス
タービンの排気ガスは一般にボイラの燃焼装置に対する
燃料用空気として利用されるので、例えば燃焼装置の火
炎温度の低下によるボイラ修力の変動は、ガスタービン
の排気ガス量と燃焼装置に対する必要な空気量あるいは
酸素量との間に不均衡を生じるおそれがある。これによ
って特に部分負荷範囲において設備の効率は限られた範
囲でしか最適化できない。
本発明の課題は、既存の蒸気タービン設備にガスター
ビンを追加装備する際にすべての運転状態においてでき
るだけ高い総合効率を得ることにある。その場合既存の
構造群を十分に利用できるようにしようとするものであ
る。
ビンを追加装備する際にすべての運転状態においてでき
るだけ高い総合効率を得ることにある。その場合既存の
構造群を十分に利用できるようにしようとするものであ
る。
この課題は本発明によれば、第一の熱交換器内で冷却
されたガスタービンからの排気ガスの第一の調整可能な
部分流が燃焼装置に燃焼用空気として導入され、冷却済
み排気ガスの第二の調整可能な部分流が石炭微粉砕機用
の空気を加熱するために第二の熱交換器に導入され、冷
却済み排気ガスの第三の調整可能な部分流がボイラを貫
流する燃焼装置からの煙道ガスに混合され、第二の熱交
換器で加熱された空気の一部が冷却済みの排気ガスの第
一の部分流に導入されることによって解決される。
されたガスタービンからの排気ガスの第一の調整可能な
部分流が燃焼装置に燃焼用空気として導入され、冷却済
み排気ガスの第二の調整可能な部分流が石炭微粉砕機用
の空気を加熱するために第二の熱交換器に導入され、冷
却済み排気ガスの第三の調整可能な部分流がボイラを貫
流する燃焼装置からの煙道ガスに混合され、第二の熱交
換器で加熱された空気の一部が冷却済みの排気ガスの第
一の部分流に導入されることによって解決される。
第二の熱交換器で加熱された空気の一部が冷却済みの
排気ガスの第一の部分流に導入されることによって、燃
焼装置に対する燃焼用空気の酸素が濃くされる。
排気ガスの第一の部分流に導入されることによって、燃
焼装置に対する燃焼用空気の酸素が濃くされる。
蒸気タービンに対して追加的な蒸気を発生するために
は、ガスタービンからの排気ガスで貫流される熱交換器
あるいは冷却器が蒸気タービンの水・蒸気循環回路に接
続されていることが有利である。その場合、ガスタービ
ンからの排気ガスは有利には、蒸気タービン設備の既存
の煙道ガス通路を設計した際の許容最高温度まで冷却さ
れる。
は、ガスタービンからの排気ガスで貫流される熱交換器
あるいは冷却器が蒸気タービンの水・蒸気循環回路に接
続されていることが有利である。その場合、ガスタービ
ンからの排気ガスは有利には、蒸気タービン設備の既存
の煙道ガス通路を設計した際の許容最高温度まで冷却さ
れる。
石炭微粉砕機における温度を調整するために、第二の
熱交換器で加熱された石炭微粉砕機用の空気に低温の空
気が混合される。
熱交換器で加熱された石炭微粉砕機用の空気に低温の空
気が混合される。
本発明によって得られる利点は特に、一方ではガスタ
ービンからの排気ガスを熱交換器で冷却することによっ
て蒸気タービン設備の既存の煙道ガス通路の過熱が確実
に避けられること、他方では冷却済みの排気ガスを調整
可能な複数の部分流に分割することによって、排気ガス
に含まれる熱を総合プロセスに対して追加的に利用する
ことができ、従って運転状態に無関係に設備の高い総合
効率が得られることにある。
ービンからの排気ガスを熱交換器で冷却することによっ
て蒸気タービン設備の既存の煙道ガス通路の過熱が確実
に避けられること、他方では冷却済みの排気ガスを調整
可能な複数の部分流に分割することによって、排気ガス
に含まれる熱を総合プロセスに対して追加的に利用する
ことができ、従って運転状態に無関係に設備の高い総合
効率が得られることにある。
本発明を詳細に説明するために図面を参照して実施例
について説明する。図１には、ガスタービンからの排気
ガスが調整可能な三つの部分流に分割されるガス・蒸気
タービン複合設備が概略的に示されている。
について説明する。図１には、ガスタービンからの排気
ガスが調整可能な三つの部分流に分割されるガス・蒸気
タービン複合設備が概略的に示されている。
図１におけるガス・蒸気タービン複合設備は、ボイラ
２と、水・蒸気循環回路３に接続され発電機５に連結さ
れている蒸気タービン４と、ボイラ２に前置接続され発
電機７に連結されているガスタービン６とを有してい
る。ボイラ２は燃焼装置８を有しており、この燃焼装置
８は燃料配管９を介して石炭微粉砕機10に接続されてい
る。
２と、水・蒸気循環回路３に接続され発電機５に連結さ
れている蒸気タービン４と、ボイラ２に前置接続され発
電機７に連結されているガスタービン６とを有してい
る。ボイラ２は燃焼装置８を有しており、この燃焼装置
８は燃料配管９を介して石炭微粉砕機10に接続されてい
る。
概略的に示されている蒸気タービン４の水・蒸気循環
回路３には、復水器15と、この復水器15に後置接続され
ているポンプ16と、ボイラ２内に配置されている予備器
17とが接続されている。予熱器17は出口側が、弁19が接
続されている第一の分岐管18を介して、ガスタービン６
から高温の排気ガスａで加熱される熱交換器20に接続さ
れている。予熱器17は更に第二の分岐管22を介してボイ
ラ２内において燃焼室23の範囲に配置されている加熱装
置24に接続されている。
回路３には、復水器15と、この復水器15に後置接続され
ているポンプ16と、ボイラ２内に配置されている予備器
17とが接続されている。予熱器17は出口側が、弁19が接
続されている第一の分岐管18を介して、ガスタービン６
から高温の排気ガスａで加熱される熱交換器20に接続さ
れている。予熱器17は更に第二の分岐管22を介してボイ
ラ２内において燃焼室23の範囲に配置されている加熱装
置24に接続されている。
熱交換器20は出口側が蒸気配管21を介して蒸気タービ
ン４に接続されている。熱交換器20は一次側がガスター
ビン６に接続されている排気ガス管25に接続されてい
る。
ン４に接続されている。熱交換器20は一次側がガスター
ビン６に接続されている排気ガス管25に接続されてい
る。
ガスタービン６からの入排気ガスａの第一部分流t1を
燃焼装置８に導入するために、燃焼装置８に開口してい
る第一の部分流配管26が排気ガス管25に接続されてい
る。排気ガス管25は更に第二の部分流配管27を介してボ
イラ２の入口2aに接続されている。排気ガス管25は更に
第二の熱交換器29が接続されている第三の部分流配管28
を有している。各部分流配管26、27、28にはフラッパ弁
30、31、32、例えば絞りフラッパ弁あるいは別の調整機
構が接続されている。それらのフラッパ弁30、31、32は
図示していない電動機で作動される。
燃焼装置８に導入するために、燃焼装置８に開口してい
る第一の部分流配管26が排気ガス管25に接続されてい
る。排気ガス管25は更に第二の部分流配管27を介してボ
イラ２の入口2aに接続されている。排気ガス管25は更に
第二の熱交換器29が接続されている第三の部分流配管28
を有している。各部分流配管26、27、28にはフラッパ弁
30、31、32、例えば絞りフラッパ弁あるいは別の調整機
構が接続されている。それらのフラッパ弁30、31、32は
図示していない電動機で作動される。
ガス・蒸気タービン複合設備の運転中において、ガス
タービン６から流出する高温の排気ガスａは熱交換器20
において約400□に冷却されるので、煙道ガス通路とし
て形成された部分流配管26、27、28の壁は400□以上に
加熱されることはない。排気ガスａの流れ方向において
熱交換器20の後ろで、排気ガスａは調整可能な三つの部
分流t1、t2、t3に分割される。その際部分流配管26を通
って流れる部分流t1は、燃焼装置８の燃焼用空気の需要
に合わせて調整され、即ち特に設備の運転状態に関して
調整される。その場合、部分流t1には圧縮されかつ熱交
換器29において予熱済みの空気圧縮機35からの空気Ｌを
混合できる。そのために空気圧縮機35は熱交換器29の二
次側に接続されている空気配管36を介して部分流配管26
に接続されている。必要な空気量に調整するために空気
配管36にはフラッパ弁37が接続されている。
タービン６から流出する高温の排気ガスａは熱交換器20
において約400□に冷却されるので、煙道ガス通路とし
て形成された部分流配管26、27、28の壁は400□以上に
加熱されることはない。排気ガスａの流れ方向において
熱交換器20の後ろで、排気ガスａは調整可能な三つの部
分流t1、t2、t3に分割される。その際部分流配管26を通
って流れる部分流t1は、燃焼装置８の燃焼用空気の需要
に合わせて調整され、即ち特に設備の運転状態に関して
調整される。その場合、部分流t1には圧縮されかつ熱交
換器29において予熱済みの空気圧縮機35からの空気Ｌを
混合できる。そのために空気圧縮機35は熱交換器29の二
次側に接続されている空気配管36を介して部分流配管26
に接続されている。必要な空気量に調整するために空気
配管36にはフラッパ弁37が接続されている。
負荷が低下し従って燃焼装置８における燃焼用空気の
需要が減少した場合、燃焼装置８にとって不要な量の排
気ガスａは部分流配管27、28を介して一方ではボイラ２
に導入され、他方では第二の熱交換器29を通って導かれ
る。その場合、部分流配管27を通って流れる排気ガスａ
の部分流t3は燃焼装置８内で発生した煙道ガスｒに混合
される。排気ガスａの部分流t3および煙道ガスｒはボイ
ラ２からその出口2bおよびガスフィルタ40を通って煙突
（図示せず）の方向に出る。
需要が減少した場合、燃焼装置８にとって不要な量の排
気ガスａは部分流配管27、28を介して一方ではボイラ２
に導入され、他方では第二の熱交換器29を通って導かれ
る。その場合、部分流配管27を通って流れる排気ガスａ
の部分流t3は燃焼装置８内で発生した煙道ガスｒに混合
される。排気ガスａの部分流t3および煙道ガスｒはボイ
ラ２からその出口2bおよびガスフィルタ40を通って煙突
（図示せず）の方向に出る。
部分流配管28を通って導かれる排気ガスａの調整可能
な部分流t2は熱交換器29において空気配管36内を流れる
空気Ｌを加熱し、そしてボイラ２から流出する煙道ガス
ｒにガスフィルタ40の後ろで混合される。
な部分流t2は熱交換器29において空気配管36内を流れる
空気Ｌを加熱し、そしてボイラ２から流出する煙道ガス
ｒにガスフィルタ40の後ろで混合される。
熱交換器29においては第二の部分流t2によって加熱さ
れた空気圧縮機35から空気Ｌは空気配管36の分岐管41を
介して石炭微粉砕機10に流入する。この空気は、一方で
は石炭微粉砕機10に石炭配管42を介して導入される石炭
ｋを乾燥するための熱媒体として使用され、他方では石
炭微粉砕機10で微粉砕した石炭ｋを燃料配管９を介して
燃料装置８に導入するための搬送媒体として使用され
る。空気配管36から出てフラッパ弁44が接続されている
分岐管41には、熱交換器29の前で空気配管36に接続され
フラッパ弁46が接続されている低温空気配管45が開口し
ている。その場合、フラッパ弁46で調整できる低温空気
流を熱交換器29からの加熱済み空気Ｌに混合することに
よって、石炭微粉砕機10に対する空気Ｌの温度が調整さ
れる。
れた空気圧縮機35から空気Ｌは空気配管36の分岐管41を
介して石炭微粉砕機10に流入する。この空気は、一方で
は石炭微粉砕機10に石炭配管42を介して導入される石炭
ｋを乾燥するための熱媒体として使用され、他方では石
炭微粉砕機10で微粉砕した石炭ｋを燃料配管９を介して
燃料装置８に導入するための搬送媒体として使用され
る。空気配管36から出てフラッパ弁44が接続されている
分岐管41には、熱交換器29の前で空気配管36に接続され
フラッパ弁46が接続されている低温空気配管45が開口し
ている。その場合、フラッパ弁46で調整できる低温空気
流を熱交換器29からの加熱済み空気Ｌに混合することに
よって、石炭微粉砕機10に対する空気Ｌの温度が調整さ
れる。
燃焼装置８からの煙道ガスｒおよび部分流配管27を介
してボイラ２に流入する排気ガスａの部分流t3は蒸気タ
ービン４のための蒸気を発生するために使用される。そ
のために水が復水器15からポンプ16によって煙道ガスｒ
と排気ガスａで加熱される予熱器17に搬送され、そこで
予熱される。分岐管22を通って流れる加熱済みの水は燃
焼装置８からの高温煙道ガスｒで加熱される加熱面24に
おいて蒸発され過熱される。過熱済み蒸気は蒸気配管50
を介して蒸気タービン４に導入される。分岐管18を通っ
て流れる加熱済みの水は熱交換器20において同様に蒸発
および過熱され、蒸気タービン４に導入される。そこで
過熱済みの蒸気は弛緩され、続いて復水器15において凝
縮される。
してボイラ２に流入する排気ガスａの部分流t3は蒸気タ
ービン４のための蒸気を発生するために使用される。そ
のために水が復水器15からポンプ16によって煙道ガスｒ
と排気ガスａで加熱される予熱器17に搬送され、そこで
予熱される。分岐管22を通って流れる加熱済みの水は燃
焼装置８からの高温煙道ガスｒで加熱される加熱面24に
おいて蒸発され過熱される。過熱済み蒸気は蒸気配管50
を介して蒸気タービン４に導入される。分岐管18を通っ
て流れる加熱済みの水は熱交換器20において同様に蒸発
および過熱され、蒸気タービン４に導入される。そこで
過熱済みの蒸気は弛緩され、続いて復水器15において凝
縮される。
ガスタービン６からの冷却済み排気ガスａを本発明に
基づいて三つの調整可能な部分流t1、t2、t3に分割する
ことによって、一方ではガスタービン６は種々の運転状
態において必要な空気量に関する燃焼装置の需要から切
り離される。他方ではボイラ２従って蒸気発生プロセス
はガスタービン６の負荷状態に無関係に運転される。
基づいて三つの調整可能な部分流t1、t2、t3に分割する
ことによって、一方ではガスタービン６は種々の運転状
態において必要な空気量に関する燃焼装置の需要から切
り離される。他方ではボイラ２従って蒸気発生プロセス
はガスタービン６の負荷状態に無関係に運転される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−217701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251428（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−156912（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−136520（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−11206（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 23/10 F22B 1/18
Claims (3)
- 【請求項１】ガスタービン（６）の排気ガス側に、水・
蒸気循環回路（３）における蒸気タービン（４）用の蒸
気を発生するボイラ（２）が後置接続され、ボイラ
（２）が石炭微粉砕機（10）に後置接続された燃料装置
（８）を有しているガス・蒸気タービン複合設備におい
て、 第一の熱交換器（20）内で冷却されたガスタービン
（６）からの排気ガス（ａ）の第一の調整可能な部分流
（t1）が燃焼装置（８）に燃焼用空気として導入され、 冷却済み排気ガス（ａ）の第二の調整可能な部分流（t
2）が石炭微粉砕機（10）用の空気（Ｌ）を加熱するた
めに第二の熱交換器（29）に導入され、 冷却済み排気ガス（ａ）の第三の調整可能な部分流（t
3）がボイラ（２）を貫流する燃焼装置（８）からの煙
道ガス（ｒ）に混合され、 第二の熱交換機（29）で加熱された空気（Ｌ）の一部が
冷却済みの排気ガス（ａ）の第一の部分流（t1）に導入
される ことを特徴とするガス・蒸気タービン複合設備。 - 【請求項２】ガスタービン（６）からの排気ガス（ａ）
で貫流される熱交換器（20）が蒸気タービン（４）の水
・蒸気還流回路（３）に挿入接続されることを特徴とす
る請求項１記載のガス・蒸気タービン複合設備。 - 【請求項３】第二の熱交換器（29）で加熱された石炭微
粉砕機（10）用の空気（Ｌ）に低温空気（Ｌ）が混合さ
れることを特徴とする請求項１又は２記載のガス・蒸気
タービン複合設備。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4116065.7 | 1991-05-16 | ||
| DE4116065A DE4116065A1 (de) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Gas- und dampfturbinenanlage |
| PCT/DE1991/000952 WO1992020905A1 (de) | 1991-05-16 | 1991-12-06 | Gas- und dampfturbinenanlage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06507459A JPH06507459A (ja) | 1994-08-25 |
| JP3231761B2 true JP3231761B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=6431811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50027392A Expired - Fee Related JP3231761B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-12-06 | ガス・蒸気タービン複合設備 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5367870A (ja) |
| EP (1) | EP0584072B1 (ja) |
| JP (1) | JP3231761B2 (ja) |
| DE (2) | DE4116065A1 (ja) |
| RU (1) | RU2090761C1 (ja) |
| UA (1) | UA27727C2 (ja) |
| WO (1) | WO1992020905A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5673634A (en) * | 1992-11-17 | 1997-10-07 | Apparatebau Rothemuhle Brandt & Kritzler Gmbh | Incineration plant with heat exchanger |
| ES2064242B1 (es) * | 1992-12-02 | 1997-09-01 | Ingenieria Y Promocion Ind S A | Sistema de regulacion de gases de escape de turbinas de gas en una caldera de recuperacion y caldera correspondiente. |
| DE4304124C1 (de) * | 1993-01-23 | 1994-03-31 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie in einem Kombi-Kraftwerk und Kombi-Kraftwerk zur Durchführung des Verfahrens |
| AT411183B (de) * | 1994-10-28 | 2003-10-27 | Ae Energietechnik Gmbh | Verfahren und kombikraftwerk zur thermischen leistungserhöhung |
| DE19542917A1 (de) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Abb Management Ag | Kombianlage mit konventionellem Wasser/Dampf-Kreislauf |
| DE19626011A1 (de) * | 1996-06-28 | 1998-01-02 | Lentjes Kraftwerkstechnik | Kombinierte Gas-Dampf-Kraftanlage und Prozeß |
| DE10001997A1 (de) | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Alstom Power Schweiz Ag Baden | Verbund-Kraftwerk sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Verbund-Kraftwerkes |
| EP1174591A1 (de) * | 2000-07-21 | 2002-01-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Primärregelung mit einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage |
| DE10225126B4 (de) * | 2001-06-13 | 2014-05-15 | Alstom Technology Ltd. | Verfahren zur Verfeuerung eines festen und/oder pastösen Brennstoffes sowie ein staubbefeuerter Dampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens |
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| CN103170398A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-26 | 上海理工大学 | 一种利用微电站余热的烘干破碎机系统 |
| JP6351389B2 (ja) * | 2014-06-10 | 2018-07-04 | 大阪瓦斯株式会社 | 排気再燃システム |
| US11319874B1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-03 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | Air supplying apparatus and method of hybrid power generation equipment |
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