JP3499258B2 - 液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方法およびガスタービン機構 - Google Patents

液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方法およびガスタービン機構

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電機を駆動させるた
めに液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運
転方法およびガスタービン機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】燃焼排ガスの排ガス流によってタービン
を回転させて発電するいわゆるガスタービン発電は、火
力発電の一種であり、通常数万KWまでのものが適用さ
れている。燃焼排ガスと蒸気とを組み合わせ利用する発
電方式はコンバインド発電と通称されるが、このコンバ
インド発電は、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合
わせて稼働させる新しい発電方式であり、起動・停止お
よび負荷調整が容易なうえ、熱効率も普通の汽力発電よ
りも高いため、今後有用な発電方式として有望視されて
いる。またガスタービン発電はクリーンな燃料である液
化天然ガスを用いたものが近年は主流になっている。
【0003】そして、将来エネルギー需要の伸びが予想
される国や地域にあっては、今後ともにますます安定し
たエネルギーソースの確保が必要であるとともに、地球
環境の保全にも考慮を払う必要があることから、埋蔵量
が莫大で将来とも安定的に確保可能であり、かつ、クリ
ーンなエネルギー源である液化天然ガスを燃料とするコ
ンバインド発電の重要性がさらに高まってくると思われ
る。
【0004】ところで、ガスタービンは、気温が上昇す
るとそれに伴って燃焼空気の密度は低下することから、
同じ容量の燃焼空気を供給したとしても、重量単位では
空気の量が減少し、その結果出力が低下するという欠点
を有している。にもかかわらず、冷房装置の使用によっ
て電力の消費量がピークに達する夏場の午後は、気温が
最も高く、その結果ガスタービンの出力が最も低下する
ときに最も多くの電力消費が発生するという皮肉な結果
になっている。これではせっかくのコンバインド発電の
効力を有効に活かすことができない。
【0005】そのようなことから、天然ガスを燃料にし
たガスタービン発電において、従来から図17に示すよ
うな空気の予冷方式が採用されている。この図に示すよ
うに、燃料としての液化天然ガス(以下LNG1aとい
う)は、タービン52に供給される前に予めLNG気化
装置1'に導入される。
【0006】このLNG気化装置1'の内部には伝熱管
12が設けられており、この伝熱管12の上流側は系外
からLNG1aを導入するための経路L1に接続されて
いるとともに、下流側はタービン52に天然ガス(以下
NGという)を送るための経路L2に接続されている。
タービン52の回転は発電機6に伝達され、この発電機
6で発電が行われる。
【0007】一方、LNG気化装置1'には伝熱管12
内を流れるLNG1aに熱を与えて気化させるための熱
媒体1bが経路L3から供給され、この熱媒体1bはL
NG気化装置1'内の伝熱管12を介して自身は熱交換
により冷却されつつ出口に移動するようになっている。
そして、LNG気化装置1'の出口に到達した熱媒体1
bは、経路L4に付設された循環ポンプ3によって吸引
されて経路L4内を移動し、再度経路L3を介してLN
G気化装置1'に循環供給されるようになっている。
【0008】このような経路L4と経路L3との接合点
に空気予冷器4が設けられており、この空気予冷器4で
冷却された熱媒体と導入された空気1cとが熱交換され
るように構成されており、この熱交換によって空気1c
は冷却された後タービン装置5の空気圧縮器51に導入
されるようになっている。なお、空気1cとの熱交換に
よって加熱された熱媒体1bは再度LNG1aの加熱用
としてLNG気化装置1'に導入される。
【0009】このように、熱媒体1bを介してLNG1
aと空気1cとが熱交換され、LNG1aは加熱されて
気化するとともに、空気1cは予冷されてその密度が大
きくなるため、タービン52供給される燃焼空気の実
質的な量が増加し、その結果タービン出力は上昇する。
【0010】以上図17を基に従来の一般的な液化天然
ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方法につい
て説明したが、このようなLNG1aと空気1cとの熱
交換によって空気1cを冷却することに特色を有するタ
ービン52の出力増加方法あるいは装置については、特
開昭56−47625号公報、特公昭59−2771号
公報、実開昭57−174730号公報、実開昭60−
41537号公報、実開昭63−186908号公報、
あるいは特開平1−142219号公報によって開示さ
れている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来空気を冷
却するための熱交換は行なわれるが、蓄冷熱するという
技術思想は非常に少なく、僅かに特開平1−14221
9号公報に開示がある程度である。しかも、この公報に
開示ある方法は、熱媒体として水にエチレングリコール
などの不凍液を混入したものであり、熱媒体の顕熱にの
みよる蓄冷熱であるため(このことは不凍液を用いてい
ることでも判る)、貯槽に貯溜された上記熱媒体を冷却
して蓄冷熱するには相当大がかりな貯槽が必要になる。
【0012】ところで、従来の図17に例示するような
液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方
法にあっては、伝熱管12に供給されるLNG1aの量
は、タービン52の必要量に応じて予め設定されて供給
されるため、LNG1aが熱媒体1bを冷却する能力に
も限界があり、結局その限界を超えてまで熱媒体1bを
冷却することはできず、結局この熱媒体1bによって冷
却される空気1cの温度低下にも限界があり、現実的に
は期待されるほど空気1cは温度低下しないのである。
【0013】その結果、タービン装置5への空気1cの
重量単位の供給量は期待されるほどには増加せず、ター
ビン52の出力もそれ程大きなものにはならないのであ
る。従って、従来はたとえLNG1aとの熱交換によっ
て空気1cを予冷したとしても、実質的に電力消費のピ
ークに対処するようなバッファー的な用途には到底対応
することができなかったのである。このことは、上記各
公報に開示されているものについても事情は同じであ
る。
【0014】なお、上記特開平1−142219号公報
によって開示されているものは、熱媒体の循環経路にプ
ール状の蓄熱器が設けられ、LNGによって熱交換され
た熱媒体は、上記蓄熱器に集められてこの中で凝固潜熱
が蓄熱されるように構成されているため、タービン高負
荷時には特にこの蓄冷熱を利用して空気を冷却するよう
に運転することが可能であり、この点では上記他の公報
によって開示されているものより優れている。
【0015】しかし、この方法においては、熱媒体とし
て水にエチレングリコールなどの不凍液を混入したもの
が採用され、主に熱媒体の顕熱のみによる蓄冷熱である
ため(このことは不凍液を用いていることでも判る)、
プール状の蓄熱器に貯溜された上記熱媒体を冷却して蓄
冷熱するには相当大がかりな貯槽が必要になる。
【0016】なお、同公報には、蓄冷熱を氷の状態で行
えば蓄熱効果が上昇する旨の記載があるが、蓄熱器は熱
媒体を冷却するためのLNG気化装置の外部に設けら
れ、冷却された熱媒体は配管を通じて蓄熱器に導入され
るものであるため、上記熱媒体は氷結していない液状で
移送されるはずであり、しかも移送中の熱媒体は配管途
中で外気から熱を得て温度は上昇するはずである。この
ような熱媒体が蓄熱器の中で氷結するはずはなく、結
局、特開平1−142219号公報によって開示された
蓄冷熱を氷の状態で行うという記述は実現不可能な事柄
である。
【0017】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、空気を冷却するための熱媒
体の蓄冷熱をより効果的に行うことによって、より有効
にガスタービンを稼働させることができる液化天然ガス
を燃料として用いるガスタービンの運転方法を提供する
ことを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
ガスタービンの運転方法は、液化天然ガスをLNG気化
装置でガス化して得られた天然ガスに、空気予冷器によ
って冷却された燃焼用空気を供給することによって液化
天然ガスを燃焼させ、その燃焼排ガスで回転駆動させる
ガスタービンの運転方法において、上記LNG気化装置
内には液化天然ガスを通過させる伝熱管を設け、LNG
気化装置と空気予冷器との間には熱媒体を循環させる熱
媒体循環系路を形成し、ガスタービンが高負荷時には上
記熱媒体との熱交換によって伝熱管内に供給された液化
天然ガスをガス化するととともに、空気予冷器に供給さ
れた空気を上記液化天然ガスによって冷却された熱媒体
との熱交換によって冷却するようにし、ガスタービンが
低負荷時には上記熱媒体のLNG気化装置と空気予冷器
との間の循環移動を停止し、供給された液化天然ガスの
冷熱によって上記伝熱管の外周面に熱媒体を氷結させる
ことによって凝固潜熱を保存し、ガスタービンが高負荷
時には熱媒体の氷結によって保存された凝固潜熱を熱媒
体を介して空気を冷却する冷熱源として使用するもので
あり、上記LNG気化装置として、上記伝熱管の上流側
に断熱処理が施されたものを用いることを特徴とするも
のである。
【0019】本発明の請求項2記載のガスタービンの運
転方法は、請求項1記載のガスタービンの運転方法にお
いて、上記熱媒体として水を用いることを特徴とするも
のである。
【0020】本発明の請求項記載のガスタービンの運
転方法は、請求項記載のガスタービンの運転方法にお
いて、上記断熱処理として伝熱管にポリテトラフルオロ
エチレンによる断熱層被膜が形成されたものを用いるこ
とを特徴とするものである。
【0021】本発明の請求項記載のガスタービンの運
転方法は、請求項記載のガスタービンの運転方法にお
いて、上記断熱処理として上流側の伝熱管は内管と外管
とからなる二重管構造とされ、内管と外管との間に形成
される間隙は密封状態とされているものを用いることを
特徴とするものである。
【0022】本発明の請求項記載のガスタービンの運
転方法は、請求項記載のガスタービンの運転方法にお
いて、上記断熱処理として上流側の伝熱管は内管と外管
とからなる二重管構造とされ、内管と外管との間に形成
される間隙は上流側で内管内と流通状態とされているも
のを用いることを特徴とするものである。
【0023】本発明の請求項記載のガスタービンの運
転方法は、請求項1または2記載の液化天然ガスを燃料
として用いるガスタービンの運転方法において、上記L
NG気化装置として、上記伝熱管が上記LNG気化装置
内でその底部から上部に向かって蛇行するように配設さ
れ、この蛇行のピッチは着氷厚みに対応して上部に向か
って漸減するように設定されているものを用いることを
特徴とするものである。
【0024】本発明の請求項記載のガスタービン機構
は、液化天然ガスをLNG気化装置でガス化して得られ
た天然ガスに、空気予冷器によって冷却された燃焼用空
気を供給することによって液化天然ガスを燃焼させ、そ
の燃焼排ガスで回転駆動させるガスタービン機構におい
て、熱媒体を収容する槽とこの槽内に配置され液化天然
ガスを通過させる伝熱管とを含み、熱媒体の入口および
出口並びに液化天然ガスの入口および気化天然ガスの出
口を有するLNG気化装置、空気と上記熱媒体との間で
熱交換して空気を冷却する空気予冷器、空気予冷器の熱
媒体入口とLNG気化装置の熱媒体出口とを接続しかつ
空気予冷器の熱媒体出口とLNG気化装置の熱媒体入口
とを接続して空気予冷器とLNG気化装置との間に形成
される熱媒体経路、および上記熱媒体経路を所望に応じ
て開閉する熱媒体系路開閉手段を具備し、かつ、上記伝
熱管の上流側部分にのみ断熱処理が施されていることを
特徴とするものである。
【0025】本発明の請求項記載のガスタービン機構
は、請求項記載のガスタービン機構において、上記熱
媒体として水が用いられることを特徴とするものであ
る。
【0026】本発明の請求項記載のガスタービン機構
は、請求項記載のガスタービン機構において、上記断
熱処理として伝熱管にポリテトラフルオロエチレンによ
る断熱層被膜が形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0027】本発明の請求項10記載のガスタービン機
構は、請求項記載のガスタービン機構は、上記断熱処
理として上流側の伝熱管は内管と外管とからなる二重管
構造とされ、内管と外管との間に形成される間隙は密封
状態とされていることを特徴とするものである。
【0028】本発明の請求項11記載のガスタービン機
構は、請求項記載のガスタービン機構において、上記
断熱処理として上流側の伝熱管は内管と外管とからなる
二重管構造とされ、内管と外管との間に形成される間隙
は上流側で内管内と流通状態とされていることを特徴と
するものである。
【0029】本発明の請求項12記載のガスタービン機
構は、請求項または記載の天然ガスを燃料として用
いるガスタービン機構において、上記伝熱管が上記LN
G気化装置内でその底部から上部に向かって蛇行するよ
うに配設され、この蛇行のピッチは着氷厚みに対応して
上部に向かって漸減するように設定されていることを特
徴とするものである。
【0030】
【作用】上記請求項1記載の液化天然ガスを燃料として
用いるガスタービンの運転方法または請求項8記載の同
タービン機構によれば、まず、熱媒体の氷結による蓄冷
熱は、液化天然ガスが移送される伝熱管の表面で行わ
れ、その結果、液化天然ガスの保有している冷熱は、伝
熱管の表面で熱媒体の氷結によって極めて効率的に凝固
潜熱として保存されるため、従来の蓄熱材の顕熱によっ
てのみ行なわれて蓄熱に比べて冷熱の蓄熱能力は大き
く、従って、タービン高負荷時にこの蓄冷熱を利用して
燃焼空気を充分に冷却することが可能になり、ガスター
ビンの稼働時間の相違による負荷のバラツキを有効に吸
収するガスタービンの効率的な運転が実現する。
【0031】また、伝熱管の上流側は断熱処理が施され
ているため、伝熱管に供給された液化天然ガスは、伝熱
管の外部に供給された熱媒体と熱交換が行われ、自身は
加熱されてガス化し、熱媒体は冷却されてその一部は断
熱処理が施された伝熱管の外周面に着氷するが、上記断
熱処理によって通常最も着氷し易い伝熱管の上流側の着
氷の成長は抑止される。
【0032】従って、上記断熱処理が施されていない場
合に比較して、伝熱管全体では着氷の厚さが均一化する
ため、従来のように伝熱管の一部について着氷の厚さが
部分的に過大になり、その部分の伝熱管と伝熱管との間
が着氷で閉止された状態になるようなことは回避するこ
とができ、熱媒体の伝熱管と伝熱管との間隙の流通は流
通は有効に確保することができる。その結果、許容範囲
内で、複数配設された伝熱管と伝熱管との間隔を従来よ
りも少なくすることが可能になる。
【0033】上記請求項2記載の液化天然ガスを燃料と
して用いるガスタービンの運転方法または請求項9記載
の同タービン機構によれば、熱媒体として水が用いられ
るため、たとえ伝熱管の表面で熱媒体が氷結していて
も、着氷の周りの熱媒体が循環され、しかも循環してい
る熱媒体は0℃以上であり、その結果空気予冷器内での
着霜を防止することができる。
【0034】また、伝熱管への局部的な過大な着氷が回
避されて着氷が均一化するため、全体的に着氷能力は上
昇する。従って、この着氷能力の上昇により、例えば夜
間の発電量が少ない時間帯に上記熱媒体を循環させずに
伝熱管に着氷させるようにし、昼間の発電量が多い時間
帯に熱媒体を循環させて上記着氷の潜熱を利用するよう
にし、熱媒体の空気冷却能力を上昇させるような運転を
行うことが可能になる。
【0035】上記のような運転を実施することによっ
て、タービンに供給される空気量が増加し、その分ター
ビンの出力が増加するため、発電量の上昇に有効に寄与
することが可能になる。
【0036】上記請求項記載の液化天然ガスを燃料と
して用いるガスタービンの運転方法または請求項記載
の同ガスタービン機構によれば、断熱処理として上流側
の伝熱管にはポリテトラフルオロエチレンによる断熱層
が形成されているため、ポリテトラフルオロエチレンは
断熱効果が大きく充分伝熱管への着氷の低減に寄与する
ことが可能である。また施工も比較的簡単である。
【0037】上記請求項記載の液化天然ガスを燃料と
して用いるガスタービンの運転方法または請求項10
載の同ガスタービン機構によれば、断熱処理として上流
側の伝熱管は内管と外管とからなる二重管構造とされ、
内管と外管との間に形成される間隙は密封状態とされて
いるため、この部分に密封された気体によって良好な断
熱効果をえることができる。
【0038】上記請求項記載の液化天然ガスを燃料と
して用いるガスタービンの運転方法または請求項11
載の同ガスタービン機構によれば、上記断熱処理として
上流側の伝熱管は内管と外管とからなる二重管構造とさ
れ、内管と外管との間に形成される間隙は上流側で内管
内と流通状態とされているため、上記内管と外管との間
に形成された間隙に補足された液化天然ガスはこの間隙
から抜け出すことはできず、熱媒体からの給熱を受けて
気化し、ガス状で滞留する。従って、このガス状で滞留
した天然ガスが極めて有効な断熱効果を発揮する。
【0039】上記請求項記載の液化天然ガスを燃料と
して用いるガスタービンの運転方法または請求項12
載の同ガスタービン機構によれば、上記伝熱管は上記L
NG気化装置内でその底部から上部に向かって蛇行する
ように配設され、この蛇行のピッチは着氷厚みに対応し
て上部に向かって漸減するように設定されているため、
このピッチの漸減は伝熱管表面の着氷厚みの漸減に対応
しており、従って、表面に着氷が多く形成された伝熱管
の下部においては熱媒体の通過する間隙が形成されると
ともに、上部はピッチが狭い分だけLNG気化装置をコ
ンパクトに設定することが可能になる。
【0040】
【実施例】図1は本発明が適用されるガスタービン発電
系統の一例を示す系統図であり、図2は本発明に係るガ
ス化装置の一例を示す側面視の断面略図、図3は図2の
A−A線断面図である。まず、図1に示すように、ガス
タービンの発電系統は、供給されたLNG(液化天然ガ
ス)1aを気化してNG(天然ガス)1a'にする熱交
換器としてのLNG気化装置1と、燃焼用の空気1cを
予冷する空気予冷器4と、上記LNG気化装置1から供
給されるNG1a'および上記空気予冷器4から供給さ
れる予冷された空気1cを得て回転駆動として出力する
空気圧縮器51とタービン52とからなるタービン装置
5と、上記タービン52の回転駆動によって作動する発
電機6とから基本構成されている。
【0041】LNG気化装置1には図2に示すようにL
NG導入孔14が設けられ、このLNG導入孔14から
LNG気化装置1の内部に向かって経路L1が設けられ
ている。この経路L1の先端は水平に配設された下部ヘ
ッダ11に接続されている。この下部ヘッダ11からは
図3に示すように複数の伝熱管12が互いに平行状態で
水平方向に分岐し、その後図1に示すように、蛇行しつ
つ上方に向かって延設され、上部に設けられた上部ヘッ
ダ13に集合している。そして、上記上部ヘッダ13に
はタービン52にいたる経路L2の一端が接続されてい
る。
【0042】一方、図2に示すように、LNG気化装置
1の上側部には熱媒体1bを導入するための熱媒体導入
孔15が設けられており、同下側部にはLNG気化装置
1内の熱媒体1bを排出するための熱媒体排出孔16が
設けられている。そして、熱媒体導入孔15には経路L
3が接続されているとともに、熱媒体排出孔16には経
路L4が接続され、それらは上記空気予冷器4で連結さ
れてこの部分で熱交換部41が形成されている。上記経
路L3と、LNG気化装置1の内部と、経路L4と、熱
交換部41とによって熱媒体循環系路が形成されてい
る。
【0043】このような空気予冷器4には燃焼用の空気
1cが導入され、熱交換部41内の熱媒体1bと熱交換
して経路L5を介してタービン装置5の空気圧縮器51
に供給されるようになっている。空気圧縮器51に供給
された空気1cは所定圧力に圧縮された後、経路L2を
介してタービン52に供給されたNG1a'の燃焼用に
燃焼空気として供される。そして、図1に示すように、
伝熱管12の上流側の部分、すなわち下部ヘッダ11か
ら分岐した部分から伝熱管12の全長の約1/5〜1/
4の長さに亘って蛇行した状態で断熱処理が施された断
熱部2が形成されている。
【0044】そして、上記LNG気化装置1内でその底
部から上部に向かって配設された伝熱管12の蛇行のピ
ッチは着氷厚みに対応して上部に向かって漸減するよう
に設定されている。この伝熱管12の上端部は、LNG
気化装置1の上部で水平方向に配設された上部ヘッダ1
3に接続され、さらにこの上部ヘッダ13は経路L2に
接続されている。
【0045】図4、図5および図6に他の例のガスター
ビン発電系統を示す系統図、それに用いるガス化装置の
側面視の断面略図、および図5のB−B線断面図をそれ
ぞれ示している。この例の場合は、基本的な構成は図1
〜図3に示した先の例と同じであるが、LNG導入孔1
4がLNG気化装置1の頂部に設けられ、LNG1a同
頂部からLNG気化装置1内に導入されるようになって
いる点、伝熱管12の上部の蛇行間隔が先の例のように
漸減していない点、およびLNG気化装置1が円筒状に
形成されている点で先の例と相違している。実際の建設
に当たって、いずれを採用するかは、レイアウト上の種
々の条件によって決定される。
【0046】本発明は上記のようなLNG気化装置1内
の伝熱管12の表面に熱媒体1bを氷結させて蓄冷熱す
ることに最も大きな特徴を有し、この蓄冷熱を有効に利
用して効率的にガスタービンを運転する方法であり、具
体的には、ガスタービン52が高負荷時には熱媒体1a
との熱交換によって伝熱管12内に供給された液化天然
ガス1aをガス化するととともに、空気予冷器4に供給
された空気を液化天然ガス1aによって冷却された熱媒
体1bとの熱交換によって冷却するようにし、ガスター
ビン52が低負荷時にはLNG気化装置1と空気予冷器
4との間の熱媒体1aの循環移動を停止し、供給された
液化天然ガス1aの冷熱によって伝熱管12の外周面に
熱媒体1bを氷結させることによって凝固潜熱を保存
し、ガスタービン52が高負荷時には熱媒体1bの氷結
によって保存された凝固潜熱を熱媒体1bを介して空気
を冷却する冷熱源として使用するものである。
【0047】そこで、まず氷結による蓄冷熱ついて詳細
に説明する。図7は伝熱管12の基端側に断熱処理が施
され、上記断熱部2が形成された伝熱管12の一例を示
す一部切欠き平面図である。この図に示すように、上記
断熱部2は、伝熱管12の外周面に被覆されたポリテト
ラフルオロエチレンによる皮膜(PTFE層2a)によ
って形成されている。
【0048】そして、本実施例における伝熱管12の具
体的な仕様は、内径25.4mm、肉厚2mmのステン
レス製であり、全長は170mである。この長尺の伝熱
管12が図2に示すようにLNG気化装置1内で31回
折り返され、蛇行しつつ上昇した状態で設定されてい
る。なお、図5に示す例では、上記折り返しは29回に
になっている。そして、この伝熱管12の基端側から3
6mの長さに亘ってPTFE層2aが形成されている。
このPTFE層2aの厚さは5mmとされている。な
お、本実施例では、断熱部2の断熱処理としてPTFE
層2aを形成させたが、本発明はPTFE層2aに限定
されるものではなく、その他の適宜選択される断熱材で
被覆してもよい。このような仕様の伝熱管12に対し
て、LNG1aの流量は伝熱管12の一本当り390k
g/hrとされ、熱媒体1bとしての水の流量は25t
/hrに設定されている。
【0049】上記LNG気化装置1が適用されたガスタ
ービンの運転方法は以上のように構成されているので、
経路L1を介してLNG気化装置1内の伝熱管12に導
入されたLNG1aは、経路L3からLNG気化装置1
内に導入された熱媒体1bから熱交換により受熱して気
化し、NG1a'となって経路L2を介しタービン52
に供給される。
【0050】なおLNG気化装置1の内部においては、
複数本の伝熱管12が下部ヘッダ11から分岐されてお
り、従来のシェルアンドチューブ熱交換器におけるチュ
ーブシートなどのように、平板で圧力を支えるものでは
なく、LNG1aが保有する高圧が複数本の伝熱管12
に分担されるため、伝熱管12はそれほど高圧構造にす
る必要はなく、その分伝熱管12の厚みを薄くすること
ができ、伝熱効率を上昇させることができるとともに、
コストダウンに大きく寄与することができ好都合であ
る。
【0051】一方、LNG気化装置1内に導入された熱
媒体1bは、LNG1aから冷熱を受けて冷却され、経
路L4に設けられた循環ポンプ3の吸引力により経路L
4に導出されて空気予冷器4の熱交換部41に導かれ
る。そして、空気予冷器4内に導入された空気1cはこ
の熱交換部41で熱媒体1bと熱交換されて冷却され、
タービン装置5の空気圧縮器51に導入される。
【0052】この空気圧縮器51に導入された空気1c
は圧縮されてタービン52導入され、同時に導入されて
いるNG1a'と合流してNG1a'の燃焼に供され、こ
の燃焼によって発生した燃焼排ガスがタービン52を駆
動させる。このタービン52の回転駆動力は発電機6に
伝達され、発電が行われる。
【0053】そして、LNG気化装置1内の下部ヘッダ
11から分岐した伝熱管12の外周面には、伝熱管12
の全長の約1/4に亘って断熱部2としてのPTFE層
2aが形成されているため、このPTFE層2aの断熱
効果によって伝熱管12内のLNG1aの冷熱が熱媒体
1bに移行する冷熱伝熱量は少なく抑制され、その結果
図9に示すように伝熱管12の外周面に形成される着氷
Iはそれ程多いものにはならず、熱媒体1bが通過する
ための隙間12aが確実に確保される。
【0054】しかし、伝熱管12のPTFE層2aが形
成されていない部分からは再度着氷Iは多くなるが、P
TFE層2aが形成されている部分でも熱交換は行われ
ているため、LNG1aがPTFE層2aの形成されて
いない部分に到達したときにはLNG1aの温度はすで
にかなり上昇しており、その結果伝熱管12周りの着氷
厚さはそれ程大きいものにはなっていない。
【0055】以上要すれば、伝熱管12の上流側にPT
FE層2aによる断熱部2を形成させたことにより、着
氷厚みが伝熱管12の長手方向に亘って均一化し、その
結果局部的に伝熱管12への着氷Iによる伝熱管12相
互の隙間12aの閉塞が回避されるのである。
【0056】このことは実際の着氷状態を示す図8によ
って実証される。図8は断熱処理が施された伝熱管の基
端側からの距離と着氷厚みとの関係を示すグラフであ
る。このグラフにおいて、伝熱管の仕様、並びにLNG
1aおよび熱媒体1bの流量は上記の通りとされてい
る。
【0057】そして、点線で示す曲線は昼間の6.5時
間の操業時の着氷状態を示しており、熱媒体1bはLN
G気化装置1内に25t/hrで供給されている。PT
FE層2aが形成されている伝熱管12の基端部から3
6mのところまでは着氷の厚みは少なく押さえられ、P
TFE層2aが切れたところから急激に着氷厚みは増加
しているが、それでも100mm以下に抑制された状態
になっている。
【0058】これに対して同グラフの実線で示す曲線
は、17.5時間の夜間操業の着氷状態を示している。
この場合、蓄冷熱のために熱媒体1bは循環させていな
い。従って、着氷厚みは昼間に比べて相当増加している
が、それでもPTFE層2aを形成させていない図11
に示す最大着氷厚さ約240mmに比較して約半分の約
130mmに減少している。
【0059】しかし、本発明の運転方法は、夜間の電力
の消費量の少ないときには、空気1cをそれ程低い温度
まで冷却しなくても充分電力需要に対応することができ
るという事実に基づき得られたものであり、夜間は循環
ポンプ3の運転を一時停止するかあるいは低速運転とし
て空気1cの循環を中止するか、循環量を少なくし、タ
ービン装置5には予冷しないか若干予冷している空気1
cを供給するようにするとともに、その間にLNG気化
装置1内に滞留している熱媒体1bを伝熱管12の周り
で氷結させてそれに着氷させるようにして蓄冷熱してお
き、昼間の電力消費量が多くなるときには循環ポンプ3
を運転して上記着氷によって蓄冷熱された潜熱をも冷熱
源として追加させることにより、熱媒体1bの冷却効果
を上昇させ、これにより空気1cを充分な低温まで予冷
するというところに本発明の基本的な技術思想が存在す
るのである。
【0060】従って、本発明の運転方法は特に伝熱管1
2に断熱部2を形成させることに限定されるものではな
い。
【0061】そこで、以下、上記のような伝熱管12に
断熱部2を設けないで蓄冷熱する場合について説明す
る。図9に示すように、伝熱管12への着氷9の形成初
期には、LNG1aの冷却効果が最も強い下部ヘッド1
1から伝熱管12への分岐部分で最大の厚さの着氷9が
形成され、その後着氷9は漸減しているため伝熱管12
と伝熱管12との隙間12aには熱媒体1bが通過する
ことが可能な間隔が保持されている。
【0062】しかし、例えば日没から夜明けまでの約1
7時間程度熱媒体1bの循環を停止させたとすると、伝
熱管12周りの着氷9は漸次成長し、明け方には図10
に例示するように、伝熱管12相互間の隙間12aは、
着氷9によって非常に少ないものになってしまう。
【0063】このことを定量的に示したのが図11であ
る。この図は、伝熱管の基端側からの長さと着氷厚みと
の関係を示すグラフであり、点線は熱媒体1bが流通さ
れる昼間の着氷状態を示し、実線は夜間(17.5h
r)の熱媒体1bの流通を停止した状態を示している。
なお、伝熱管12は内径25.4mm、肉厚2mmのス
テンレス製のものが用いられている。また熱媒体1bと
しては水が用いられている。LNG1aの流量は昼夜と
もに伝熱管12の一本当り390kg/hrとし、昼間
(6.5hr)の熱媒体1bの流量は25t/hrとし
ている。
【0064】このグラフから判る通り、昼間には伝熱管
12の基端部には150mm程度の着氷9があるが、伝
熱管12の長さに応じて下流側にいく程急激に着氷9は
少なくなっているため、上記伝熱管12によって形成さ
れる隙間12aは充分に確保されており、熱媒体1bの
流通に特に支障は生じない。しかし、グラフ内の実線で
示すように、熱媒体1bの循環を停止した夜間では、伝
熱管12周りの着氷9は成長し、伝熱管12の基端部に
おいては着氷厚みは約240mmにもなっているが、伝
熱管12の下流側では相当氷厚みが減少した状態になっ
ている。
【0065】このことは、伝熱管12の基端部に断熱部
2を形成させないときは、複数本が配設されている伝熱
管12のピッチPを大きくすればよいことを示唆してい
るのである。
【0066】因に、上記の着氷状況を前提として、熱媒
体1bが滞留することなく順調に伝熱管12の隙間12
aを通過することができる伝熱管12間のピッチPを計
算して見ると、 {(最大着氷厚み)×2}+(伝熱管外径) =240mm×2+25.8mm=505.8mm になる。しかし、具体的には複数の伝熱管12の基端部
のみを10m〜20m分だけ千鳥状等に並設することに
より、それほどの困難を伴わずにピッチPを上記のよう
に広げることは可能である。
【0067】以上のように、伝熱管12のピッチPを変
えないのであれば、基端側の伝熱管12の表面に断熱部
2を形成させることにより、また、断熱部2を形成させ
ないのであれば、伝熱管12の基端側のピッチPを広く
設定することにより、夜間の操業が終了した時点におい
ても、伝熱管12相互の間に形成された隙間12aが着
氷Iで閉塞されることはなく、直ちに熱媒体1bを循環
移動させる昼間の操業に移行することができる。
【0068】つぎに、伝熱管12のピッチを漸減させる
効果について詳細に説明する。図11は説明の便宜上伝
熱管12の表面に断熱部2を設けない場合の伝熱管12
の下部ヘッダ11からの距離と着氷厚みとの関係を示す
グラフであり、点線は熱媒体1bが流通される昼間の着
氷状態を示し、実線は夜間(17.5hr)の熱媒体1
bの流通を停止した状態を示している。なお、伝熱管1
2は内径25.4mm、肉厚2mmのステンレス製のも
のが用いられている。また熱媒体1bとしては水が用い
られている。LNG1aの流量は昼夜ともに伝熱管12
の一本当り390kg/hrとし、昼間(6.5hr)
の熱媒体1bの流量は25t/hrとしている。
【0069】このグラフから判る通り、昼間には伝熱管
12の基端部には150mm程度の着氷Iがあるが、伝
熱管12の長さに応じて下流側にいく程急激に着氷Iは
少なくなっているため、上記伝熱管12によって形成さ
れる隙間12aは充分に確保されており、熱媒体1bの
流通に特に支障は生じない。そして、グラフ内の実線で
示すように、熱媒体1bの循環を停止した夜間では、伝
熱管12周りの着氷Iは成長し、伝熱管12の基端部に
おいては着氷厚みは約240mmになっている。
【0070】従って、図1に示すように伝熱管12は上
記LNG気化装置内1内においてその底部から上部に向
かって蛇行するように配設され、この蛇行のピッチは着
氷厚みに対応して上部に向かって漸減するように設定さ
れているのである。
【0071】図12は他の例の断熱処理が施された伝熱
管の一部切欠き平面図である。この例の場合は、上記断
熱処理として上流側の伝熱管12は外管21bと内管2
1cとからなる二重管構造とされている。そして、外管
21bと内管21cとの間に形成される間隙部21aは
密封状態とされている。この間隙部21a内は真空状態
にしてもよいが、通常断熱効果の高い窒素ガスが封入さ
れている。なお、窒素ガスの変わりに空気を封入しても
よい。
【0072】図13はさらに他の例の断熱処理が施され
た伝熱管の一部切欠き平面図である。この例の場合は、
上記断熱処理として上流側の伝熱管12は上記同様外管
22bと内管22cとからなる二重管構造とされている
が、外管22bと内管22cとの間に形成される間隙部
22aは伝熱管12の上流側の基端部で伝熱管12内と
流通状態にされている。
【0073】従って、下部ヘッダ11から伝熱管12に
導入されるLNG1aの一部は上記間隙部22aに入り
込んで熱媒体1bから受熱し、ガス状のNG1a'とな
ってこの間隙部22aに滞留するため、このガス状のN
G1a'が断熱効果を発揮し、この二重管22が断熱部
2としての役割を果たすことになる。
【0074】図14は、LNG気化装置1内における伝
熱管12の支持構造を例示する部分側面図であり、図1
5はそのX−X線断面図である。これらの図に示すよう
に、LNG気化装置1内にはL字形係止具75を介して
アングル材74が固設されている。そして、伝熱管12
はこのアングル材74に支持部材7を介してU字金具7
3で固定されている。
【0075】上記支持部材7は、円筒状を呈し、中心部
に挿通孔72aが設けられた断熱性を有する芯体72
と、この芯体72の外周面を被覆する保護用の表皮71
とから構成されている。本実施例の場合、上記芯体72
は発泡性合成樹脂であるウレタン樹脂から形成されてい
るが、特にウレタン樹脂に限定されるものではない。
【0076】従って、上記伝熱管12は上記LNG気化
装置内1で断熱性を有する支持部材7によって支持され
ているため、伝熱管の長手方向の温度分布によって伝熱
管が伸縮しても、芯体72の表面は凍結していないの
で、U字金具73の間で自由に移動することができ、熱
応力の発生を最小限にすることができる。
【0077】因に、表1は、コンバインド発電における
燃焼用空気の冷却効果を定量的に示したものであり、横
の欄に本発明の実施例および比較例(空気冷却なし、空
気冷却はするが蓄冷熱なしの2ケース)を配置し、縦の
欄にLNG量と空気量との比、空気の温度、空気の冷却
による到達可能温度、空気の冷却時間、電力の定格に対
する出力比、出力および空気冷却なしの比較例に対する
出力上昇効果を配置している。
【0078】
【表1】
【0079】この表から判る通り、夜間にLNGの冷熱
をもらい熱媒体を氷結させてこの冷熱を保存し、この保
存した冷熱を昼間に利用して空気を冷却する本発明のガ
スタービンの運転方法を採用すれば、空気の冷却をしな
い比較例に比べて、15%も出力が増加しており、ま
た、蓄冷熱をしないがLNGとの熱交換のみを行う比較
例と比べても大幅に出力は増加しており、本発明が優れ
たものであることが判る。
【0080】以下、本発明の液化天然ガスを燃料として
用いるガスタービンの運転制御方法について図16を基
に説明する。図16は、図1の配管系路に適宜バルブお
よび説明に必要なポンプを画き入れるとともに、本発明
方法を実施するために必要な制御装置8を追加してい
る。なお、実際にガスタービン機構を運転するために
は、図16に示した以外に、さらに多くのバルブ類や各
種のセンサー等が設けられているが、図16において
は、本発明に係る運転を行うのに必要最小限のものだけ
を画いている。
【0081】この図に示すように、本実施例において
は、経路L1の上流側には、図外のLNG貯蔵タンクに
貯蔵されているLNG1aをLNG気化装置1の伝熱管
12内に導入するための燃料ポンプ10が設けられてい
る。なお、上記LNGタンクの圧縮圧およびヘッド圧に
よってのみLNG1aをLNG気化装置1内に導入する
ように構成されている場合には、燃料ポンプ10は設け
られず、その代り制御バルブが設けらる。
【0082】また、燃焼空気を空気予冷器4に導入する
経路L4には吸引ポンプ4aが設けられている。また、
LNG気化装置1内の熱媒体1bを抜き出すための経路
L4に循環ポンプ3が設けられている。
【0083】上記制御装置8はいわゆる制御用のコンピ
ュータであり、予め入力された制御プログラムに基づい
て、上記燃料ポンプ10、循環ポンプ3および吸引ポン
プ4a、さらには各所の制御バルブに指令信号が発信さ
れ、通常の運転制御が行われるようになっている。
【0084】そして、特に本発明に係る冷熱保存運転を
行うために、上記制御装置8には時計が内蔵されたタイ
マー手段81が設けられており、このタイマー手段81
に予めガスタービン機構の昼夜の運転スケジュールを入
力するようになっている。従って、例えば時間区分情報
82として、11時〜17時30分の6時間30分が昼
間運転時間、17時30分〜6時30分が夜間運転時間
としてタイマー手段81に入力されるのである。また、
流量設定情報83として、昼間および夜間のLNG1
a、熱媒体1bおよび空気1cの流量が制御装置8に入
力される。
【0085】制御装置8はこのような入力情報を基に、
まず今が昼間運転時間であるのか、夜間運転時間である
のかを判断し、それぞれの運転時間に対応したLNG1
a、熱媒体1bおよび空気1cの流量にするべく、上記
燃料ポンプ10、循環ポンプ3および吸引ポンプ4aに
指令信号が発信されるようになっている。
【0086】従って、この信号を受けた燃料ポンプ1
0、循環ポンプ3および吸引ポンプ4aは、昼夜で異な
る上記指令信号通りの回転駆動を行うのである。なお、
本発明方法においては、夜間は循環ポンプ3の運転が停
止され、LNG気化装置1内の熱媒体1bは伝熱管12
の表面で氷結させられ、昼間の運転に備えて蓄冷熱され
るのであるが、昼夜の運転状況の差に応じて循環ポンプ
3の駆動の程度を適宜設定することができるようになっ
ている。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように本発明の液化天然ガ
スを燃料として用いるガスタービンの運転方法は、LN
G気化装置内には液化天然ガスを通過させる伝熱管を設
け、LNG気化装置と空気予冷器との間には熱媒体を循
環させる熱媒体循環系路を形成し、ガスタービンが高負
荷時には上記熱媒体との熱交換によって伝熱管内に供給
された液化天然ガスをガス化するととともに、空気予冷
器に供給された空気を上記液化天然ガスによって冷却さ
れた熱媒体との熱交換によって冷却するようにし、ガス
タービンが低負荷時には上記熱媒体のLNG気化装置と
空気予冷器との間の循環移動を停止し、供給された液化
天然ガスの冷熱によって上記伝熱管の外周面に熱媒体を
氷結させることによって凝固潜熱を保存し、ガスタービ
ンが高負荷時には熱媒体の氷結によって保存された凝固
潜熱を熱媒体を介して空気を冷却する冷熱源として使用
するものであり、上記LNG気化装置として、上記伝熱
管の上流側に断熱処理が施されたものを用いることを特
徴とするものである。
【0088】従って、熱媒体の氷結による蓄冷熱は、液
化天然ガスが移送される伝熱管の表面で行われるため、
冷熱の熱損失が最小の状態で熱媒体の氷結を効果的に行
うことが可能である。その結果、液化天然ガスの保有し
ている冷熱は、伝熱管の表面で熱媒体の氷結によって極
めて効率的に凝固潜熱として保存されるため、従来の蓄
熱材の熱容量によってのみ行なわれて蓄熱に比べて冷熱
の蓄熱能力は大きく、タービン高負荷時にこの蓄冷熱を
利用して燃焼空気を充分に冷却することが可能になり、
ガスタービンの昼夜の稼働時間の相違による負荷の変動
を有効に吸収するガスタービンの効率的な運転がより効
果的に可能になる。
【0089】そして、伝熱管の上流側は断熱処理が施さ
れているため、伝熱管に供給された液化天然ガスは、伝
熱管の外部に供給された熱媒体と熱交換が行われ、自身
は加熱されてガス化し、熱媒体は冷却されてその一部は
断熱処理が施された伝熱管の外周面に着氷するが、上記
断熱処理によって通常最も着氷し易い伝熱管の上流側の
着氷の成長を抑止することができる。
【0090】上記熱媒体として水を用いれば、たとえ伝
熱管の表面で熱媒体が氷結していても、着氷の周りの熱
媒体が循環され、しかも循環している熱媒体は0℃以上
であるため、空気予冷器内での着霜を防止することがで
き、装置のメンテナンス上好都合である。
【0091】また、本発明の液化天然ガスを燃料として
用いるガスタービン機構は、液化天然ガスをガス化する
LNG気化装置と、燃焼用空気を熱交換によって冷却す
る空気予冷器と、上記LNG気化装置および空気予冷器
から供給される天然ガスおよび燃焼用空気によって回転
駆動するタービン装置とから構成された液化天然ガスを
燃料として用いるガスタービン機構において、上記LN
G気化装置内には液化天然ガスを通過させる伝熱管が設
けられ、LNG気化装置と空気予冷器との間には熱媒体
を循環させる熱媒体循環系路が形成され、上記熱媒体と
の熱交換によって伝熱管内に供給された液化天然ガスは
加熱されるとともに空気予冷器に供給された空気は冷却
されるように構成され、上記伝熱管の上流側は断熱処理
が施されてなるものである。
【0092】従って、伝熱管に供給された液化天然ガス
は、伝熱管の外部に供給された熱媒体と熱交換が行わ
れ、自身は加熱されてガス化し、熱媒体は冷却されてそ
の一部は断熱処理が施された伝熱管の外周面に着氷する
が、上記断熱処理によって通常最も着氷し易い伝熱管の
上流側の着氷の成長は抑止される。
【0093】すなわち、断熱処理が施されていない場合
に比較して、伝熱管全体では着氷の厚さが均一化するた
め、従来のように伝熱管の一部について着氷の厚さが部
分的に過大になり、その部分の伝熱管と伝熱管との間が
着氷で閉止された状態になるようなことは回避すること
ができ、熱媒体の伝熱管と伝熱管との間隙の流通は流通
は有効に確保することができる。その結果、許容範囲内
で、複数配設された伝熱管と伝熱管との間隔を従来より
も少なくすることが可能になる。その結果、装置の小型
化が可能になり、建設費節減に寄与する。
【0094】また、伝熱管への局部的な過大な着氷が回
避されて着氷が均一化するため、全体的に着氷能力は上
昇する。従って、この着氷能力の上昇により、例えば夜
間の発電量が少ない時間帯に上記熱媒体を循環させずに
伝熱管に着氷させるようにし、昼間の発電量が多い時間
帯に熱媒体を循環させて上記着氷の潜熱を利用するよう
にし、熱媒体の空気冷却能力を上昇させることができ、
結果としてタービンに供給される空気量が増加し、その
分タービンの出力が増加するため、発電量の上昇に有効
に寄与することが可能になるなど発電量のピーク時対策
に好都合である。
【0095】断熱処理として上流側の伝熱管にはポリテ
トラフルオロエチレンによる皮膜を形成するようにすれ
ば、ポリテトラフルオロエチレンは断熱効果が大きく充
分伝熱管への着氷の低減に寄与することができるととも
に、施工も比較的簡単であるため、建設費も少なくて済
む。
【0096】断熱処理として上流側の伝熱管は内管と外
管とからなる二重管構造とし、内管と外管との間に形成
される間隙を密封状態とすれば、この部分に密封された
気体によって良好な断熱効果をえることができる。
【0097】さらに、上記断熱処理として上流側の伝熱
管は内管と外管とからなる二重管構造とし、内管と外管
との間に形成される間隙は上流側で内管内と流通状態と
すれば、上記内管と外管との間に形成された間隙に補足
された液化天然ガスはこの間隙から抜け出すことはでき
ず、熱媒体からの給熱を受けて気化し、ガス状で滞留す
る。そして、このガス状で滞留した天然ガスが有効な断
熱効果を発揮する。
【0098】また、LNG気化装置内で上記伝熱管をそ
の底部から上部に向かって蛇行するように配設するとと
もに、この蛇行のピッチを着氷厚みに対応して上部に向
かって漸減するように設定すれば、このピッチの漸減は
伝熱管表面の着氷厚みの漸減に対応しており、表面に着
氷が多く形成された伝熱管の下部においては熱媒体の通
過する間隙が適切に形成されるとともに、上部はピッチ
が少ない分だけLNG気化装置をコンパクトに設定する
ことが可能になり、設備費を低減する上で有効である。
このような蛇行方式を採用すれば、伝熱管の基端部に断
熱部を形成させずに熱媒体を氷結させ、冷熱として保存
することが可能になる。
【0099】さらに、LNG気化装置内で上記伝熱管を
断熱性を有する支持部材によって支持するようにすれ
ば、伝熱管の長手方向の温度分布によって伝熱管が伸縮
しても、サポートと伝熱管とが凍結固着されることはな
く、有効に上記伸縮が吸収され、伝熱管はLNG気化装
置内で安定してサポートされた状態になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるガスタービン発電系統の一
例を示す系統図である。
【図2】本発明に係るガス化装置の一例を示す側面視の
断面略図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】本発明が適用されるガスタービン発電系統の他
の例を示す系統図である。
【図5】本発明に係るガス化装置の他の例を示す側面視
の断面略図である。
【図6】図5のB−B線断面図である。
【図7】断熱処理が施された伝熱管の一例を示す一部切
欠き平面図である。
【図8】断熱処理が施された伝熱管の基端側からの長さ
と着氷厚みとの関係を示すグラフである。
【図9】断熱処理が施された伝熱管の着氷状態を例示す
る平面図である。
【図10】断熱処理が施されていない伝熱管の着氷状態
を例示する平面図である。
【図11】断熱処理が施されていない伝熱管の基端側か
らの長さと着氷厚みとの関係を示すグラフである。
【図12】他の例の断熱処理が施された伝熱管の一部切
欠き平面図である。
【図13】さらに他の例の断熱処理が施された伝熱管の
一部切欠き平面図である。
【図14】LNG気化装置内の伝熱管の支持状態を例示
する部分側面図である。
【図15】図14のX−X線断面図である。
【図16】本発明に係るガスタービン機構の運転制御を
説明するための系統図である。
【図17】従来のガスタービン発電系統の一例を示す系
統図である。
【符号の説明】
1 LNG気化装置 11 下部ヘッダ 12 伝熱管 13 上部ヘッダ 14 LNG導入孔 15 熱媒体導入孔 16 熱媒体排出孔 1a LNG 1b 熱媒体 1c 空気 1a' NG 2 断熱部 2a PTFE層 21、22 二重管 21a 間隙部 21b、22b 外管 21c、22c 内管 3 循環ポンプ 4 空気予冷器 5 タービン装置 51 空気圧縮器 52 タービン 6 発電機 7 支持部材 71 表皮 72 芯体 8 制御装置 81 タイマー手段 82 時間区分情報 83 流量設定情報 9 着氷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 真一 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (72)発明者 西村 博夫 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (72)発明者 山根 政美 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (56)参考文献 特開 平1−142219(JP,A) 特開 平2−13768(JP,A) 特開 平4−254096(JP,A) 特開 昭58−32927(JP,A) 特開 昭55−14406(JP,A) 実開 平4−44599(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02C 7/143 F02C 3/22 F02C 7/16 F02C 7/24

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液化天然ガスをLNG気化装置でガス化
    して得られた天然ガスに、空気予冷器によって冷却され
    た燃焼用空気を供給することによって液化天然ガスを燃
    焼させ、その燃焼排ガスで回転駆動させるガスタービン
    の運転方法において、上記LNG気化装置内には液化天
    然ガスを通過させる伝熱管を設け、LNG気化装置と空
    気予冷器との間には熱媒体を循環させる熱媒体循環系路
    を形成し、ガスタービンが高負荷時には上記熱媒体との
    熱交換によって伝熱管内に供給された液化天然ガスをガ
    ス化するととともに、空気予冷器に供給された空気を上
    記液化天然ガスによって冷却された熱媒体との熱交換に
    よって冷却するようにし、ガスタービンが低負荷時には
    上記熱媒体のLNG気化装置と空気予冷器との間の循環
    移動を停止し、供給された液化天然ガスの冷熱によって
    上記伝熱管の外周面に熱媒体を氷結させることによって
    凝固潜熱を保存し、ガスタービンが高負荷時には熱媒体
    の氷結によって保存された凝固潜熱を熱媒体を介して空
    気を冷却する冷熱源として使用するものであり、上記L
    NG気化装置として、上記伝熱管の上流側に断熱処理が
    施されたものを用いることを特徴とする液化天然ガスを
    燃料として用いるガスタービンの運転方法。
  2. 【請求項2】 上記熱媒体として水を用いることを特徴
    とする請求項1記載の液化天然ガスを燃料として用いる
    ガスタービンの運転方法。
  3. 【請求項3】 上記断熱処理として伝熱管にポリテトラ
    フルオロエチレンによる断熱層被膜が形成されたものを
    用いることを特徴とする請求項記載の液化天然ガスを
    燃料として用いるガスタービンの運転方法。
  4. 【請求項4】 上記断熱処理として上流側の伝熱管は内
    管と外管とからなる二重管構造とされ、内管と外管との
    間に形成される間隙は密封状態とされているものを用い
    ることを特徴とする請求項記載の液化天然ガスを燃料
    として用いるガスタービンの運転方法。
  5. 【請求項5】 上記断熱処理として上流側の伝熱管は内
    管と外管とからなる二重管構造とされ、内管と外管との
    間に形成される間隙は上流側で内管内と流通状態とされ
    ているものを用いることを特徴とする請求項記載の液
    化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方
    法。
  6. 【請求項6】 上記LNG気化装置として、上記伝熱管
    が上記LNG気化装置内でその底部から上部に向かって
    蛇行するように配設され、この蛇行のピッチは着氷厚み
    に対応して上部に向かって漸減するように設定されてい
    るものを用いることを特徴とする請求項1または2記載
    の液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転
    方法。
  7. 【請求項7】 液化天然ガスをLNG気化装置でガス化
    して得られた天然ガスに、空気予冷器によって冷却され
    た燃焼用空気を供給することによって液化天然ガスを燃
    焼させ、その燃焼排ガスで回転駆動させるガスタービン
    機構において、熱媒体を収容する槽とこの槽内に配置さ
    れ液化天然ガスを通過させる伝熱管とを含み、熱媒体の
    入口および出口並びに液化天然ガスの入口および気化天
    然ガスの出口を有するLNG気化装置、空気と上記熱媒
    体との間で熱交換して空気を冷却する空気予冷器、空気
    予冷器の熱媒体入口とLNG気化装置の熱媒体出口とを
    接続しかつ空気予冷器の熱媒体出口とLNG気化装置の
    熱媒体入口とを接続して空気予冷器とLNG気化装置と
    の間に形成される熱媒体経路、および上記熱媒体経路を
    所望に応じて開閉する熱媒体系路開閉手段を具備し、か
    つ、上記伝熱管の上流側部分にのみ断熱処理が施されて
    いることを特徴とするガスタービン機構。
  8. 【請求項8】 上記熱媒体として水が用いられることを
    特徴とする請求項記載の液化天然ガスを燃料として用
    いるガスタービン機構。
  9. 【請求項9】 上記断熱処理として伝熱管にポリテトラ
    フルオロエチレンによる断熱層被膜が形成されているこ
    とを特徴とする請求項記載の液化天然ガスを燃料とし
    て用いるガスタービン機構。
  10. 【請求項10】 上記断熱処理として上流側の伝熱管は
    内管と外管とからなる二重管構造とされ、内管と外管と
    の間に形成される間隙は密封状態とされていることを特
    徴とする請求項記載の液化天然ガスを燃料として用い
    るガスタービン機構。
  11. 【請求項11】 上記断熱処理として上流側の伝熱管は
    内管と外管とからなる二重管構造とされ、内管と外管と
    の間に形成される間隙は上流側で内管内と流通状態とさ
    れていることを特徴とする請求項記載の液化天然ガス
    を燃料として用いるガスタービン機構。
  12. 【請求項12】 上記伝熱管が上記LNG気化装置内で
    その底部から上部に向かって蛇行するように配設され、
    この蛇行のピッチは着氷厚みに対応して上部に向かって
    漸減するように設定されていることを特徴とする請求項
    または記載の液化天然ガスを燃料として用いるガス
    タービン機構。
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