JP3324861B2 - ガスタービンの吸気冷却装置 - Google Patents
ガスタービンの吸気冷却装置Info
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Description
ステムに組み込まれるガスタービンの吸気を冷却するた
めの装置に関する。
ら1℃上昇する毎に0.6〜0.8%の率で出力が低下
することが判明している。従って、冬期に比べて夏期に
は出力が約15%程度低下し、夏期においても十分な能
力を得るためには、その出力が低下する分だけ大きな容
量(能力)のガスタービンが必要となり、コジョネレー
ションシステムの設備費の高騰を招来する。そこで、冷
凍機を設けて吸気を冷却することが考えられるが、この
場合は、取り込み吸気を冷却する蒸発器での冷媒の蒸発
温度を、目標とする吸気温度以下の低温に必要があるこ
とから、冷凍機の成績係数(COP)が非常に悪くて経
済面で実現困難である。要するに、従来では、吸気冷却
による夏期ガスタービン出力低下を抑えるためのコスト
が非常に高く付いていた。また、ガスタービンによるコ
ジェレネーションシステムでは、電気出力に比較して熱
出力が過剰になりがちである。
は、吸気冷却による夏期ガスタービン出力低下抑制を経
済的に行えるようにする点にあり、第2の目的は、ガス
タービンによるコジェネレーションで電気出力に比較し
て過剰になりがちな熱出力を有効利用することにより、
吸気冷却を一層経済的に行えるようにする点にあり、第
3の目的は、第1の目的達成のための構成による作用を
有効に利用して、吸気冷却をより一層経済的に行えるよ
うにする点にあり、第4の目的は、より一層低温への吸
気冷却を経済的に行えるようにする点にある。
ガスタービンの吸気冷却装置の特徴は、外気を吸気とし
てガスタービンの圧縮機に導く吸気路に、取り込み吸気
を冷却しない状態で減湿処理する減湿器と、それにより
減湿された高温減湿吸気を冷却する冷却器と、それによ
り冷却された減湿吸気を水に接触させて冷却する気水接
触器とを設けてある点にある。
気冷却装置の特徴は、上記第1発明において、減湿器と
して、ガスタービンのタービンからの排気熱を使用して
取り込み吸気の減湿処理を行うものを設けてある点にあ
る。
気冷却装置の特徴は、上記第1発明や第2発明におい
て、冷却器として、冷却塔による冷却水又は外気との熱
交換により高温減湿吸気を冷却するものをを設けてある
点にある。
気冷却装置の特徴は、上記第1発明、第2発明又は、第
3発明において、冷却器から気水接触器への減湿吸気を
冷却する補助冷凍機を設けてある点にある。
象が生じる(図2参照)。
減湿器による減湿処理を受けることにより、多湿状態A
を含む湿球温度線aに沿って移行して高温減湿状態Bの
高温減湿吸気となる。つまり、取り込み吸気は、減湿に
より、潜熱を奪取される。
は、冷却器による冷却作用を受けることにより、高温減
湿状態Bを含む乾球温度線bに沿って移行して温度が下
降した減湿状態Cの減湿吸気となる。つまり、減湿状態
Cでの温度は、冷却器が外気や冷却塔の冷却水との熱交
換により高温減湿吸気を冷却するものである場合には、
外気温度又はそれよりもやや高い温度となるのであっ
て、高温減湿吸気は、冷却により、顕熱を奪取される。
接触器による水との接触に伴って、加湿されるととも
に、潜熱を水の蒸発に伴う蒸発熱として奪取されること
により、減湿状態Cを含む湿球温度線cに沿って移行し
て低温多湿状態Dの低温吸気となる。
助冷凍機でその減湿吸気を冷却する第4発明によれば、
前記〈3〉の現象に代わり、次の〈4〉及び〈5〉の現
象が生じる。
冷凍機で冷却されることにより、減湿状態Cを含む乾球
温度線dに沿って移行して温度が下降した低温減湿状態
Eの低温減湿吸気となる。
は、気水接触器による水との接触に伴って、加湿される
とともに、潜熱を水の蒸発に伴う蒸発熱として奪取され
ることにより、低温減湿状態Eを含む湿球温度線eに沿
って移行して低温多湿状態Fの低温吸気となる。
気の温度は外気に比較して十分に高いから、その高温減
湿吸気を冷却する冷却器として、外気や冷却塔による冷
却水との熱交換により冷凍機を用いないで高温減湿吸気
を冷却するものを用いることにより、〈1〉の減湿によ
り温度上昇した吸気を外気温度程度まで容易に冷却でき
る。
を行うから、減湿吸気に水を接触させる前に冷凍機で補
助的にその減湿吸気を冷却してより一層吸気温度の低温
化を図る場合、冷凍機における蒸発器での冷媒の蒸発温
度を、その水との接触で減湿吸気を冷却できる分だけ高
くすることができる。
ーションシステムでは電力出力に比較してガスタービン
の熱出力が過剰になりがちになること、つまり、熱出力
が余っていることに着目して、その余っているガスター
ビンの熱出力を利用することによりして減湿するから、
その減湿に掛かるコストを低いものにできる。
明の作用、つまり、高温減湿状態Aにある高温減湿吸気
の温度は外気に比較して十分に高いこと及び、事後に水
接触による吸気の冷却を行う関係上冷却器には目標温度
までの冷却性能が要求されずに外気温度程度にまで冷却
できれば良いことに着目して、冷凍機を用いずに、冷却
塔による冷却水や外気との熱交換により高温減湿吸気を
冷却するようにしてあるから、高温減湿吸気の冷却に要
するコストを低いものにできる。
明の作用、つまり、水接触による減湿吸気の冷却を行う
関係上、冷凍機を用いて吸気を冷却する場合であっても
冷媒の蒸発温度を、水接触で減湿吸気を冷却できる分だ
け高くすることができることに着目して、減湿吸気に水
を接触させる前にその減湿吸気を補助冷凍機で冷却して
吸気温度をより一層低温化するようにしてあるから、補
助冷凍機の成績係数を高いものにして、補助冷凍機を用
いての吸気温度のより一層の低温化に掛かるコストを低
いものにできる。
を冷却しての夏期ガスタービン出力低下の抑制を経済的
に行えるようになった。
ビン出力低下の抑制に必要となる減湿を低コストで行え
て、より一層、夏期ガスタービン出力低下の抑制を経済
的に行えるようになった。
ビン出力低下の抑制に必要となる高温減湿吸気の冷却を
低コストで行えて、より一層、夏期ガスタービン出力低
下の抑制を経済的に行えるようになった。
設けてより一層の吸気温度の低温化を図ることにより夏
期ガスタービン出力低下の抑制効果を非常に優れたもの
にしながらも、それを経済的に行えるようになった。
ムに組み込まれて発電機1を駆動するガスタービン2
は、図1に示すように、外気を吸気A0とする圧縮機
3、燃焼器4、発電機1及び圧縮機3を駆動するタービ
ン5から構成されている。
前記圧縮機3に対する吸気を冷却する吸気冷却装置を備
えている。
縮機3に導く吸気路6に、減湿器7と冷却器8と気水接
触器9とを設けて構成されている。
気熱を利用して取り込み吸気A1を冷却しない状態で減
湿処理するものであって、回転することにより各部を吸
気路6とタービン5からの排気路10とに交互に位置さ
せる吸着体7Aを設け、もって、吸気路6内を回転移動
する吸着体部分を取り込み吸気A1が通過して接触する
ことでその取り込み吸気A1中の湿分を吸着除去し、排
気路10内を回転移動するとき吸着体部分を排気が通過
することでその排気により吸着体部分を加熱させて吸着
体部分から湿分を脱着除去するように構成されている。
された高温減湿吸気A2を冷却するものであって、水を
外気により冷却する冷却塔8Aと、水との熱交換により
高温減湿吸気A2を冷却する熱交換器8Bと、冷却塔8
Aで冷却された水を熱交換器8Bに送り、熱交換器8B
での熱交換により加熱された水を冷却塔8Aに戻す循環
ポンプ8Cとを設けて構成されている。
冷却された減湿吸気A3を水に接触させて冷却するもの
であって、水を噴霧する複数の噴霧ノズルを備えた噴霧
器9Aと、パン9Bに回収された水を噴霧器9Aに送る
噴霧ポンプ9Cとを設けて構成されている。
〜〈3〉の現象が生じて、吸気が冷却されることになる
(図2参照)。 〈1〉多湿状態A(例えば、温度33℃、相対湿度60
%)にある取り込み吸気A1は、減湿器7による減湿処
理を受けることにより、多湿状態Aを含む湿球温度線a
に沿って移行して高温減湿状態B(例えば、温度60
℃、相対湿度7%)の高温減湿吸気A2となる。つま
り、取り込み吸気A1は、減湿により、潜熱を奪取され
る。
A2は、冷却器8による冷却作用を受けることにより、
高温減湿状態Bを含む乾球温度線bに沿って移行して温
度が下降した減湿状態C(例えば、温度35℃、相対湿
度60%)の減湿吸気A3となる。つまり、減湿状態C
での温度は、冷却器8が冷却塔8Aの冷却水との熱交換
により高温減湿吸気A2を冷却するものである場合に
は、外気温度又はそれよりもやや高い温度となるのであ
って、高温減湿吸気A2は、冷却により、顕熱を奪取さ
れる。
気水接触器9による水との接触に伴って、加湿されると
ともに、潜熱を水の蒸発に伴う蒸発熱として奪取される
ことにより、減湿状態Cを含む湿球温度線cに沿って移
行して低温多湿状態D(例えば、温度18℃、相対湿度
90%)の低温吸気A4となる。そして、この低温吸気
A4が圧縮機3への吸気A0として供給されるのであ
る。11は、低温吸気A4中の水分を分離回収してパン
9Bに戻すエリミネータである。
図3に示すように、冷却器8から気水接触器9への減湿
吸気A3を冷却する補助冷凍機12を設けたものであ
る。補助冷凍機12は、コンプレッサー12A、凝縮器
12B、膨張弁12C、蒸発器12Dからなり、蒸発器
12Dでの冷媒の蒸発により減湿吸気A3を冷却するも
のである。この構成によれば、前記〈3〉の現象に代わ
って次の〈4〉〈5〉の現象が生じる(図2参照)。 〈4〉減湿状態Cにある減湿吸気A3は、補助冷凍機1
2で冷却されることにより、減湿状態Cを含む乾球温度
線dに沿って移行して温度が下降した低温減湿状態E
(例えば、温度25℃、相対湿度7%)の低温減湿吸気
A5となる。
A5は、気水接触器9による水との接触に伴って、加湿
されるとともに、潜熱を水の蒸発に伴う蒸発熱として奪
取されることにより、低温減湿状態Eを含む湿球温度線
eに沿って移行して低温多湿状態F(例えば、温度15
℃、相対湿度90%)の低温吸気A6となる。そして、
この低温吸気A6が圧縮機3への吸気A0として供給さ
れるのである。
示すように、減湿器7と冷却器8との組を複数並置し
て、減湿と冷却とを複数段で行う。なお、図では、二段
を示してあるが、もちろん、3組以上設けて実施しても
良い。
を噴霧することにより接触させるものを示したが、気水
接触手段としては、充填塔、濡れ壁など一般的な気水接
触手段を使用することができる。
8Aによる冷却水との熱交換により高温減湿吸気A2を
冷却するものを示したが、冷却器8としては、外気との
熱交換により高温減湿吸気A2を冷却するものであって
も良い。
加熱再生式の吸着体を用いて減湿するものを示したが、
減湿器7とては、シリカゲルなどの吸湿体を用いて減湿
するものであっても良い。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
Claims (4)
- 【請求項1】 外気を吸気(A0)としてガスタービン
(2)の圧縮機(3)に導く吸気路(6)に、取り込み
吸気(A1)を冷却しない状態で減湿処理する減湿器
(7)と、それにより減湿された高温減湿吸気(A2)
を冷却する冷却器(8)と、それにより冷却された減湿
吸気(A3)を水に接触させて冷却する気水接触器
(9)とを設けてあるガスタービンの吸気冷却装置。 - 【請求項2】 減湿器(7)として、ガスタービン
(2)のタービン(5)からの排気熱を使用して取り込
み吸気(A1)の減湿処理を行うものを設けてある請求
項1記載のガスタービンの吸気冷却装置。 - 【請求項3】 冷却器(8)として、冷却塔(8A)に
よる冷却水又は外気との熱交換により高温減湿吸気(A
2)を冷却するものをを設けてある請求項1又は2記載
のガスタービンの吸気冷却装置。 - 【請求項4】 冷却器(8)から気水接触器(9)への
減湿吸気(A3)を冷却する補助冷凍機(12)を設け
てある請求項1、2又は3記載のガスタービンの吸気冷
却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03346494A JP3324861B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03346494A JP3324861B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07243336A JPH07243336A (ja) | 1995-09-19 |
JP3324861B2 true JP3324861B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=12387272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03346494A Expired - Fee Related JP3324861B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3324861B2 (ja) |
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JP4642189B2 (ja) * | 2000-07-04 | 2011-03-02 | 高砂熱学工業株式会社 | デシカント空調システム |
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-
1994
- 1994-03-03 JP JP03346494A patent/JP3324861B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07243336A (ja) | 1995-09-19 |
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