JP3975748B2 - ガスタービン設備及びガスタービン冷却方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、ガスタービン設備及びガスタービン冷却方法に関する。
背景技術
近年の電力需要の増大や地球温暖化対策として、ガスタービン発電設備の大容量化・高効率化が求められている。特に、圧縮機により圧縮された空気を燃焼器へと導き燃料を供給して燃焼させ、その燃焼ガスによりガスタービンを駆動するガスタービン発電設備においては、燃焼温度をより高温化することにより大容量・高効率が実現できる。
しかしながら、より高温の燃焼ガスにさらされる燃焼ガスの持つエネルギーを回収するガスタービンは、冷却無しでは損傷を招き重大事故へと発展する可能性がある。このため、燃焼ガス温度の高いガスタービン発電設備においては圧縮空気や蒸気を用いてガスタービン高温部の冷却を行っている。
さらに、ガスタービン高温部を冷却する際にはガスタービン高温部の冷却に使用した冷媒からの熱回収を行うことでより高効率のガスタービン発電設備とすることができる。また、ガスタービン高温部の冷却に使用される冷媒の流量はできるだけ少量とすることが望ましい。
ガスタービン高温部を冷却するための冷却孔の構造はより冷却効率を向上するために複雑な構造となっている。このため、冷媒中に含まれる塵等により冷媒が流れにくくなったり、冷却孔が塞がれ冷媒が流れなくなると冷媒によるガスタービン高温部の冷却能力が落ちガスタービンの損傷を招く可能性がある。このため、ガスタービン高温部の冷却に用いられる冷媒はより清浄なものであることが求められている。また、複雑な冷却孔構造を冷媒が滞ることなく流れ、冷媒となる流体の流量をできるだけ小流量とし、発電設備の効率を向上させるためにもガスタービン冷却用の冷媒はより清浄であることが求められる。
圧縮機から吐出された空気を熱交換器にて冷却し、その後にブースターコンプレッサーで昇圧し、ガスタービン高温部を冷却し燃焼器へと回収する空気冷却ガスタービンの構成については例えば、特開昭５４−８２５１８号公報、に記載されている。
また、ガスタービン高温部の冷却技術として、特開平２−２６４１２７号公報，特開平２−２６７３２６号公報，特開平７−１８９７４０号公報，特開平７−３１７５６２号公報等があげられる。
上述した空気冷却ガスタービンにおいては、熱交換器での空気の冷却によるミストの発生、冷却空気内に含まれる異物によるブースターコンプレッサーの破損、冷却孔の目詰まりによる冷却効率の低下・タービンの破損等が考慮されていない。
例えば、ガスタービン高温部の冷却空気にダスト等の異物が混入していた場合、冷却効率を向上するために複雑な構造をしている冷却孔が異物により目詰まりを起し、冷媒の通過流量が減り十分な冷却が行われずガスタービンの損傷を招く可能性がある。
本発明の目的は、ガスタービン高温部の冷却に適した冷却空気を供給することができるガスタービン設備及びガスタービン冷却方法を提供することにある。
発明の開示
本発明のガスタービン設備は、気体を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えている。
そして、主に、
前記圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する手段とを設けることを特徴とする。
或いは、本発明のガスタービン冷却方法は、気体を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備のガスタービン冷却方法において、
前記圧縮機から気体を該タービンに供給して該タービンを冷却する工程を備え、
該タービンの冷却工程には、前記圧縮機により圧縮された気体を冷却する工程と、冷却された気体中に含まれる液体を分離する工程とを含むことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
（実施例１）
本発明の一実施例を第１図を用い、以下詳細に説明する。第１図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。主に、第１図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
次に、ガスタービンの高温部冷却系統を冷却空気の流れに沿って具体的に説明する。
圧縮機１の出口から分岐した冷却用圧縮空気は、熱交換器４に供給される。そして、熱交換器４にて、供給された圧縮空気は、約１３０℃付近まで冷却される。本実施例では、圧縮空気を間接的に冷媒によって冷却する。この冷却された圧縮空気は、熱交換器４から気体中に含まれる液体を分離する手段に送られる。
本実施例では、熱交換器４からの気体中に含まれる液体を分離する手段である気液分離器として、ミストセパレータ５を配置している。このミストセパレータ５に導かれた圧縮空気は、ミストセパレータ５内でミストが分離される。つまり、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストをミストセパレータ５で分離する。ここで、ミストセパレータ５を通過させることにより、圧縮空気中のミストを除去することができ、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。つまり、このような気液分離器を、冷却系統において、熱交換器４の下流側に設けているので、熱交換器４での冷却過程で含有したミストを除去することができる。そして、このような気液分離器を、冷却系統において、熱交換器４の下流側で且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４での冷却過程で含有したミストを除去し、ブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。
次に、圧縮空気は、ミストセパレータ５から気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段へと導かれる。本実施例では、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段としてサイクロン６を配置した。サイクロン６では、冷却された圧縮空気中に含まれるダスト等の異物を除去することができる。ここで冷却された圧縮空気を清浄化することにより、この空気中に含まれる塵等により、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７の破損を防止することが可能となる。また、遠心力を利用した遠心式集塵手段であるサイクロン６は、金属メッシュ等を利用するフィルターに見られるような連続運転時の圧力損失の増加が少なく、長時間の連続運転が可能である。つまり、長時間の使用による目詰まりが起こりフィルター前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
即ち、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去することができる。また、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設け、且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去して、この空気中に含まれる塵等によるブースターコンプレッサー７の破損を防止することができる。なお、この位置における気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、サイクロン６を用いることで、連続運転時の圧力損失の増加が少なく、長時間の連続運転が可能であり、長時間の使用による目詰まりによって生じるフィルター前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
その後、圧縮空気は、サイクロン６からブースターコンプレッサー７に送られる。このブースターコンプレッサー７によって圧縮空気は、所望の圧力に昇圧される。この際、この圧縮空気は、タービン３の冷却用空気として、最適な５０ｋｇ／ｃｍ２付近に昇圧される。従って、空気の圧力を大きくするブースターコンプレッサー７により、冷却用空気として適切な圧力に昇圧することができる。
ここで、ガスタービンの運転時には、常に、冷却空気をタービン３に供給する必要があるので、ブースターコンプレッサー７はタービン軸により駆動する。しかしながら、各機器の配置やスペースの問題等により、タービン軸による駆動方式を採用できない場合がある。この場合には、電動機によりブースターコンプレッサー７を駆動する。但し、この際、電動機に不具合が発生すると、冷却空気のタービン３の高温部への供給が十分で無くなる。そのため、ブースターコンプレッサー７の電動機に不具合が発生した際には、直ちにガスタービンを停止させるための保護装置を設けることが望ましい。ブースターコンブレッサ７を駆動する電動機を設けた際に、電動機の不具合を検知する手段と、その検知信号に基づきガスタービン停止の指示をする手段とを備えた保護手段を設けることにより、冷却空気が十分にガスタービンの高温部に供給されない場合に、ガスタービンを停止して、ガスタービンの損傷を防ぐことができる。
また、ブースターコンプレッサー７の下流には気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を設けている。本実施例では、この集塵手段としてフィルター８を設置している。そして、冷却用の圧縮空気は、前述したブースターコンプレッサー７からこのフィルター８に送られる。
ここで、ガスタービンの起動・停止時には、圧縮機１から供給される冷却空気の流量が少ない。このため、サイクロン６では入口流速が遅くなり、その原理上十分な集塵能力が発揮できず冷却空気の清浄化がなされない可能性がある。これに対して、金属メッシュ等を利用するフィルター８では集塵能力は流速に左右されなので、起動・停止時の冷却空気の流速が遅い時には、このフィルター８により、冷却空気の清浄化を図ることができる。つまり、ブースターコンプレッサー７の下流側に繊維等に空気を衝突させて塵等を分離する手段であるフィルター８を設けることで、ガスタービンの起動・停止時の冷却空気の流速が遅い時に、冷却空気の清浄化を図ることができる。
また、ガスタービンの定格運転時においても、昇圧された圧縮空気（冷却空気）はタービン３へと導入される前に、フィルター８にて最終的な精度の優れた清浄化を図ることができる。このフィルター８で、再度、清浄化を図ることによって、ブースターコンプレッサー７内で発生した錆等の異物を除去することができる。つまり、冷却系統で、ブースターコンプレッサー７とタービン３との間に、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を設けているので、ガスタービンの定格運転時にでも、ブースターコンプレッサー７内で発生した錆等の異物を除去することができる。
次に、この冷却空気は、フィルター８からタービン３へと導かれる。タービン３で、冷却空気は、ガスタービン翼やローター等のタービン３の高温被冷却部を冷却する。その後、冷却後の冷却空気は、燃焼器２へと導かれる。そして、タービン３を冷却・熱交換したことにより得た熱を回収する。このように回収することにより、冷却系統をクローズドタイプとしている。
このような冷却系統によって、ガスタービン発電設備の効率の向上を図ることができる。
また、本実施例では、第１図に示すように、この冷却系統には、フィルター８の下流にてタービン３をバイパスするバイパス弁１０及びバイパス系統１１を設け、空気をガスタービンをバイパスして直接燃焼器２へと回収するように構成している。
ガスタービンの起動・停止時或いは部分負荷での運転中には、ブースターコンプレッサー７に過渡的なサージングが起きる。このような運転領域になる場合には、バイパス弁１０を開いてバイパス系統１１にも空気を送り、サージングが回避できる様に冷却空気の流量調整を行う。つまり、このようなバイパスの系統を配置することで、ブースターコンプレッサー７での過渡的なサージングを抑制することができる。
なお、ガスタービン起動・停止或いは部分負荷運転時には、タービン３を駆動する燃焼ガスの温度が定格運転時に比較して低いため、冷却空気を全量タービン３へと流すと、タービン３の高温部を冷却しすぎる可能性がある。この高温部を必要以上に冷却すると、タービン３の高温部表面と冷却孔との温度差による熱応力が発生し、タービンの破損を招く可能性がある。そのため、必要以上の冷却空気はバイパス系統１１を介して燃焼器２へと回収する。つまり、バイパス弁１０及びバイパス系統１１を設けているので、必要以上の冷却空気をタービン３に送らないようにすることができる。即ち、バイパス弁１０の開度を調整して、適切な量の冷却空気をタービン３に供給することができる。
このように、バイパス系統１１には、タービン３をバイパスする冷却空気の流量を制御するための流量制御弁であるバイパス弁１０を設置し、タービン３の高温部の冷却に必要な冷却空気を確保すると共に、必要以上の冷却空気はタービンをバイパスさせるように冷却空気の流量を制御している。
また、バイパス系統１１を熱交換器４の上流へと回収する系統としても前述と同様の効果を得る事ができる。
更に、タービン３の高温部のメタル温度、或いは、回収された冷却空気温度を監視することにより、タービン３の高温部の冷却が適切に行われているかを判断し、バイパス弁１０の開度を調整することで、より効率的なタービン３の高温部冷却系統設備を提供することができる。つまり、タービン３の高温部のメタル温度又は回収された冷却空気温度を検出する手段を設けることで、タービン３の高温部の冷却が適切に実施されているか確認することができる。また、タービン３の高温部の冷却が適切に実施されていない場合には、タービン３の高温部のメタル温度、或いは、回収された冷却空気温度に基づいて、バイパス弁１０を調整する手段を設けることで、より適切な冷却を実施でき、効率的なタービン３の高温部冷却系統設備を提供することができる。
但し、プラント効率からすれば、このバイパス弁１０は如何なる条件においても全閉としたいが、大気温度等天候によりガスタービン高温部の冷却状況が変化することも考えられ、状況に応じてバイパス弁開度を調整し、ガスタービン高温部の冷却状況を最適なものとすることが望ましい。
また、ガスタービン高温部を冷却した冷却空気を燃焼器へと回収せずに、ガスタービンを駆動した燃焼ガスと共に排気させるタイプのガスタービン発電設備においても、塵等による冷却孔の目詰まり、冷媒の流れが滞ることの無い冷却用空気を供給することが可能でありプラントの信頼性を向上させることができる。
なお、冷却空気を回収するクローズド冷却タイプでは、冷却空気の清浄化によって、特に顕著な効果が得られる。
（実施例２）
本発明の一実施例を第２図を用い、以下詳細に説明する。第２図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第２図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
特に、本実施例では、第２図に示すように、冷却系統において、熱交換器４の出口付近に、熱交換器４からの冷却空気（圧縮空気）の温度を検出する手段である温度計１２を設けている。冷却空気（圧縮空気）の温度を検出する手段を設置しているので、冷却空気が最適な温度に調整されているかどうかを監視することができる。
また、本実施例では、温度計１２で測定された温度に応じて、熱交換器４への冷媒の流量を調整する手段である流量調整弁１３を設けている。この流量調整弁１３で、温度計１２で測定された温度に基づいて熱交換器４への冷媒供給を調整することができる。この調整によって、冷却空気温度の管理及び調節が可能となる。
また、本実施例では、フィルター８の前後の圧力差を測定する手段である差圧計１４を設置している。この差圧計１４によって、フィルター８の前後の圧力差を測定して、フィルター８の目詰まりを監視することができる。そして、フィルター８の前後の圧力差が大きくなると冷却空気をタービン３の高温部に十分な流量を供給することができなくなる。そのため、その際には、直ちにガスタービンを停止させる保護装置を設けることが望ましい。
つまり、差圧計１４の測定値に基づきガスタービンの停止を指示することで、ガスタービンの損傷を防ぐことができる。
あるいは、冷却系統でフィルター８を並列に少なくとも２つ配置して、それらのフィルター８への流れを切換える切換弁１５をフィルター８の夫々の入出側に設けて、使用するフィルターを切り換え、フィルター前後の圧力差を許容される範囲内とする機器構成も信頼性の向上につながる。
（実施例３）
本発明の一実施例を第３図を用い、以下詳細に説明する。第３図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第３図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
特に、本実施例では、第３図に示すように、ミストセパレータ５の下流に複数台（少なくとも２台）のフィルター１６を冷却系統で並列に設置し、そのフィルター１６の前後の差圧を測定する差圧計１４を設けている。このような構成により、フィルター１６における圧力損失を監視しながら、複数のフィルター１６のうち使用するフィルター１６に切り替える。そして、使用していない側のフィルター１６に用いている金属メッシュ等の交換を可能とすることができる。
つまり、連続的な集塵効果を得て、且つ、フィルター目詰まりによる不具合を防止することができ、金属メッシュのメンテナンスが容易で適切な冷却系統を得ることができる。
即ち、本実施例のようなフィルター１６では、冷却された圧縮空気中に含まれるダスト等の異物を除去することができる。ここで冷却された圧縮空気を清浄化することにより、この空気中に含まれる塵等により、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７の破損を防止することが可能となる。また、複数のフィルター１６の並列配置、その前後の差圧測定手段、複数のフィルター１６の切り替え手段を設けているので、長時間の使用による目詰まりが起っても、複数のフィルター１６を切り替えて使用し、その前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
即ち、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去することができる。また、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設け、且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去して、この空気中に含まれる塵等によるブースターコンプレッサー７の破損を防止することができる。なお、この位置における気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、複数のフィルター１６の並列配置、その前後の差圧測定手段、複数のフィルター１６の切り替え手段を設けているので、連続運転時のフィルターにおける圧力損失の増大による冷却空気供給量の不足を防止し、長時間の連続運転が可能である。
（実施例４）
本発明の一実施例を第４図を用い、以下詳細に説明する。第４図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第４図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、本実施例では、気液分離・集塵装置１８とブースターコンプレッサー下流にフィルター８を配置している。本実施例での気液分離・集塵装置１８は、前述した実施例１の気体中に含まれる液体を分離する手段（例えば、ミストセパレータ５）、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段（例えば、サイクロン６）の役割を果たすことができ、前述した効果に加え、設備の兼用によって設備の簡略化が図れる。
また、本実施例では、起動停止時の濾過精度があまり変わらないことから、フィルター８を省略して設備の簡略化を図ることもできる。
（実施例５）
本発明の一実施例を第５図及び第６図を用い、以下詳細に説明する。第５図及び第６図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第５図及び第６図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段（例えば、サイクロン６）と、ブースターコンプレッサー７と、設けている。
第５図の例では、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段である気液分離・集塵装置１８をブースターコンプレッサー７の下流側に設けている。
気液分離・集塵装置１８を、熱交換器４，サイクロン６やブースターコンプレッサー７の下流側で、ブースターコンプレッサー７とタービン３との間に配置しているので、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストを分離することができる。そして、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。また、気液分離・集塵装置１８という兼用設備を用いることで、設備の簡略化が図れる。
なお、本実施例では、タービン３の直前に、気液分離・集塵装置１８を設けているので、信頼性の高い清浄度の優れた空気をタービン３に送ることができる。
また、第６図の例では、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段である気液分離・集塵装置１８を、サイクロン６と、ブースターコンプレッサー７との間に設けている。
気液分離・集塵装置１８を、熱交換器４，サイクロン６の下流側で、ブースターコンプレッサー７の上流側に配置しているので、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストを分離することができる。そして、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。また、気液分離・集塵装置１８という兼用設備を用いることで、設備の簡略化が図れる。
産業上の利用可能性
本発明によると、ガスタービン高温部の冷却に適した冷却空気を供給することができるガスタービン設備及びガスタービン冷却方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第２図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第３図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第４図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第５図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第６図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
本発明は、ガスタービン設備及びガスタービン冷却方法に関する。
背景技術
近年の電力需要の増大や地球温暖化対策として、ガスタービン発電設備の大容量化・高効率化が求められている。特に、圧縮機により圧縮された空気を燃焼器へと導き燃料を供給して燃焼させ、その燃焼ガスによりガスタービンを駆動するガスタービン発電設備においては、燃焼温度をより高温化することにより大容量・高効率が実現できる。
しかしながら、より高温の燃焼ガスにさらされる燃焼ガスの持つエネルギーを回収するガスタービンは、冷却無しでは損傷を招き重大事故へと発展する可能性がある。このため、燃焼ガス温度の高いガスタービン発電設備においては圧縮空気や蒸気を用いてガスタービン高温部の冷却を行っている。
さらに、ガスタービン高温部を冷却する際にはガスタービン高温部の冷却に使用した冷媒からの熱回収を行うことでより高効率のガスタービン発電設備とすることができる。また、ガスタービン高温部の冷却に使用される冷媒の流量はできるだけ少量とすることが望ましい。
ガスタービン高温部を冷却するための冷却孔の構造はより冷却効率を向上するために複雑な構造となっている。このため、冷媒中に含まれる塵等により冷媒が流れにくくなったり、冷却孔が塞がれ冷媒が流れなくなると冷媒によるガスタービン高温部の冷却能力が落ちガスタービンの損傷を招く可能性がある。このため、ガスタービン高温部の冷却に用いられる冷媒はより清浄なものであることが求められている。また、複雑な冷却孔構造を冷媒が滞ることなく流れ、冷媒となる流体の流量をできるだけ小流量とし、発電設備の効率を向上させるためにもガスタービン冷却用の冷媒はより清浄であることが求められる。
圧縮機から吐出された空気を熱交換器にて冷却し、その後にブースターコンプレッサーで昇圧し、ガスタービン高温部を冷却し燃焼器へと回収する空気冷却ガスタービンの構成については例えば、特開昭５４−８２５１８号公報、に記載されている。
また、ガスタービン高温部の冷却技術として、特開平２−２６４１２７号公報，特開平２−２６７３２６号公報，特開平７−１８９７４０号公報，特開平７−３１７５６２号公報等があげられる。
上述した空気冷却ガスタービンにおいては、熱交換器での空気の冷却によるミストの発生、冷却空気内に含まれる異物によるブースターコンプレッサーの破損、冷却孔の目詰まりによる冷却効率の低下・タービンの破損等が考慮されていない。
例えば、ガスタービン高温部の冷却空気にダスト等の異物が混入していた場合、冷却効率を向上するために複雑な構造をしている冷却孔が異物により目詰まりを起し、冷媒の通過流量が減り十分な冷却が行われずガスタービンの損傷を招く可能性がある。
本発明の目的は、ガスタービン高温部の冷却に適した冷却空気を供給することができるガスタービン設備及びガスタービン冷却方法を提供することにある。
発明の開示
本発明のガスタービン設備は、気体を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えている。
そして、主に、
前記圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する手段とを設けることを特徴とする。
或いは、本発明のガスタービン冷却方法は、気体を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備のガスタービン冷却方法において、
前記圧縮機から気体を該タービンに供給して該タービンを冷却する工程を備え、
該タービンの冷却工程には、前記圧縮機により圧縮された気体を冷却する工程と、冷却された気体中に含まれる液体を分離する工程とを含むことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
（実施例１）
本発明の一実施例を第１図を用い、以下詳細に説明する。第１図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。主に、第１図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
次に、ガスタービンの高温部冷却系統を冷却空気の流れに沿って具体的に説明する。
圧縮機１の出口から分岐した冷却用圧縮空気は、熱交換器４に供給される。そして、熱交換器４にて、供給された圧縮空気は、約１３０℃付近まで冷却される。本実施例では、圧縮空気を間接的に冷媒によって冷却する。この冷却された圧縮空気は、熱交換器４から気体中に含まれる液体を分離する手段に送られる。
本実施例では、熱交換器４からの気体中に含まれる液体を分離する手段である気液分離器として、ミストセパレータ５を配置している。このミストセパレータ５に導かれた圧縮空気は、ミストセパレータ５内でミストが分離される。つまり、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストをミストセパレータ５で分離する。ここで、ミストセパレータ５を通過させることにより、圧縮空気中のミストを除去することができ、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。つまり、このような気液分離器を、冷却系統において、熱交換器４の下流側に設けているので、熱交換器４での冷却過程で含有したミストを除去することができる。そして、このような気液分離器を、冷却系統において、熱交換器４の下流側で且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４での冷却過程で含有したミストを除去し、ブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。
次に、圧縮空気は、ミストセパレータ５から気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段へと導かれる。本実施例では、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段としてサイクロン６を配置した。サイクロン６では、冷却された圧縮空気中に含まれるダスト等の異物を除去することができる。ここで冷却された圧縮空気を清浄化することにより、この空気中に含まれる塵等により、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７の破損を防止することが可能となる。また、遠心力を利用した遠心式集塵手段であるサイクロン６は、金属メッシュ等を利用するフィルターに見られるような連続運転時の圧力損失の増加が少なく、長時間の連続運転が可能である。つまり、長時間の使用による目詰まりが起こりフィルター前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
即ち、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去することができる。また、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設け、且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去して、この空気中に含まれる塵等によるブースターコンプレッサー７の破損を防止することができる。なお、この位置における気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、サイクロン６を用いることで、連続運転時の圧力損失の増加が少なく、長時間の連続運転が可能であり、長時間の使用による目詰まりによって生じるフィルター前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
その後、圧縮空気は、サイクロン６からブースターコンプレッサー７に送られる。このブースターコンプレッサー７によって圧縮空気は、所望の圧力に昇圧される。この際、この圧縮空気は、タービン３の冷却用空気として、最適な５０ｋｇ／ｃｍ２付近に昇圧される。従って、空気の圧力を大きくするブースターコンプレッサー７により、冷却用空気として適切な圧力に昇圧することができる。
ここで、ガスタービンの運転時には、常に、冷却空気をタービン３に供給する必要があるので、ブースターコンプレッサー７はタービン軸により駆動する。しかしながら、各機器の配置やスペースの問題等により、タービン軸による駆動方式を採用できない場合がある。この場合には、電動機によりブースターコンプレッサー７を駆動する。但し、この際、電動機に不具合が発生すると、冷却空気のタービン３の高温部への供給が十分で無くなる。そのため、ブースターコンプレッサー７の電動機に不具合が発生した際には、直ちにガスタービンを停止させるための保護装置を設けることが望ましい。ブースターコンブレッサ７を駆動する電動機を設けた際に、電動機の不具合を検知する手段と、その検知信号に基づきガスタービン停止の指示をする手段とを備えた保護手段を設けることにより、冷却空気が十分にガスタービンの高温部に供給されない場合に、ガスタービンを停止して、ガスタービンの損傷を防ぐことができる。
また、ブースターコンプレッサー７の下流には気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を設けている。本実施例では、この集塵手段としてフィルター８を設置している。そして、冷却用の圧縮空気は、前述したブースターコンプレッサー７からこのフィルター８に送られる。
ここで、ガスタービンの起動・停止時には、圧縮機１から供給される冷却空気の流量が少ない。このため、サイクロン６では入口流速が遅くなり、その原理上十分な集塵能力が発揮できず冷却空気の清浄化がなされない可能性がある。これに対して、金属メッシュ等を利用するフィルター８では集塵能力は流速に左右されなので、起動・停止時の冷却空気の流速が遅い時には、このフィルター８により、冷却空気の清浄化を図ることができる。つまり、ブースターコンプレッサー７の下流側に繊維等に空気を衝突させて塵等を分離する手段であるフィルター８を設けることで、ガスタービンの起動・停止時の冷却空気の流速が遅い時に、冷却空気の清浄化を図ることができる。
また、ガスタービンの定格運転時においても、昇圧された圧縮空気（冷却空気）はタービン３へと導入される前に、フィルター８にて最終的な精度の優れた清浄化を図ることができる。このフィルター８で、再度、清浄化を図ることによって、ブースターコンプレッサー７内で発生した錆等の異物を除去することができる。つまり、冷却系統で、ブースターコンプレッサー７とタービン３との間に、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を設けているので、ガスタービンの定格運転時にでも、ブースターコンプレッサー７内で発生した錆等の異物を除去することができる。
次に、この冷却空気は、フィルター８からタービン３へと導かれる。タービン３で、冷却空気は、ガスタービン翼やローター等のタービン３の高温被冷却部を冷却する。その後、冷却後の冷却空気は、燃焼器２へと導かれる。そして、タービン３を冷却・熱交換したことにより得た熱を回収する。このように回収することにより、冷却系統をクローズドタイプとしている。
このような冷却系統によって、ガスタービン発電設備の効率の向上を図ることができる。
また、本実施例では、第１図に示すように、この冷却系統には、フィルター８の下流にてタービン３をバイパスするバイパス弁１０及びバイパス系統１１を設け、空気をガスタービンをバイパスして直接燃焼器２へと回収するように構成している。
ガスタービンの起動・停止時或いは部分負荷での運転中には、ブースターコンプレッサー７に過渡的なサージングが起きる。このような運転領域になる場合には、バイパス弁１０を開いてバイパス系統１１にも空気を送り、サージングが回避できる様に冷却空気の流量調整を行う。つまり、このようなバイパスの系統を配置することで、ブースターコンプレッサー７での過渡的なサージングを抑制することができる。
なお、ガスタービン起動・停止或いは部分負荷運転時には、タービン３を駆動する燃焼ガスの温度が定格運転時に比較して低いため、冷却空気を全量タービン３へと流すと、タービン３の高温部を冷却しすぎる可能性がある。この高温部を必要以上に冷却すると、タービン３の高温部表面と冷却孔との温度差による熱応力が発生し、タービンの破損を招く可能性がある。そのため、必要以上の冷却空気はバイパス系統１１を介して燃焼器２へと回収する。つまり、バイパス弁１０及びバイパス系統１１を設けているので、必要以上の冷却空気をタービン３に送らないようにすることができる。即ち、バイパス弁１０の開度を調整して、適切な量の冷却空気をタービン３に供給することができる。
このように、バイパス系統１１には、タービン３をバイパスする冷却空気の流量を制御するための流量制御弁であるバイパス弁１０を設置し、タービン３の高温部の冷却に必要な冷却空気を確保すると共に、必要以上の冷却空気はタービンをバイパスさせるように冷却空気の流量を制御している。
また、バイパス系統１１を熱交換器４の上流へと回収する系統としても前述と同様の効果を得る事ができる。
更に、タービン３の高温部のメタル温度、或いは、回収された冷却空気温度を監視することにより、タービン３の高温部の冷却が適切に行われているかを判断し、バイパス弁１０の開度を調整することで、より効率的なタービン３の高温部冷却系統設備を提供することができる。つまり、タービン３の高温部のメタル温度又は回収された冷却空気温度を検出する手段を設けることで、タービン３の高温部の冷却が適切に実施されているか確認することができる。また、タービン３の高温部の冷却が適切に実施されていない場合には、タービン３の高温部のメタル温度、或いは、回収された冷却空気温度に基づいて、バイパス弁１０を調整する手段を設けることで、より適切な冷却を実施でき、効率的なタービン３の高温部冷却系統設備を提供することができる。
但し、プラント効率からすれば、このバイパス弁１０は如何なる条件においても全閉としたいが、大気温度等天候によりガスタービン高温部の冷却状況が変化することも考えられ、状況に応じてバイパス弁開度を調整し、ガスタービン高温部の冷却状況を最適なものとすることが望ましい。
また、ガスタービン高温部を冷却した冷却空気を燃焼器へと回収せずに、ガスタービンを駆動した燃焼ガスと共に排気させるタイプのガスタービン発電設備においても、塵等による冷却孔の目詰まり、冷媒の流れが滞ることの無い冷却用空気を供給することが可能でありプラントの信頼性を向上させることができる。
なお、冷却空気を回収するクローズド冷却タイプでは、冷却空気の清浄化によって、特に顕著な効果が得られる。
（実施例２）
本発明の一実施例を第２図を用い、以下詳細に説明する。第２図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第２図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
特に、本実施例では、第２図に示すように、冷却系統において、熱交換器４の出口付近に、熱交換器４からの冷却空気（圧縮空気）の温度を検出する手段である温度計１２を設けている。冷却空気（圧縮空気）の温度を検出する手段を設置しているので、冷却空気が最適な温度に調整されているかどうかを監視することができる。
また、本実施例では、温度計１２で測定された温度に応じて、熱交換器４への冷媒の流量を調整する手段である流量調整弁１３を設けている。この流量調整弁１３で、温度計１２で測定された温度に基づいて熱交換器４への冷媒供給を調整することができる。この調整によって、冷却空気温度の管理及び調節が可能となる。
また、本実施例では、フィルター８の前後の圧力差を測定する手段である差圧計１４を設置している。この差圧計１４によって、フィルター８の前後の圧力差を測定して、フィルター８の目詰まりを監視することができる。そして、フィルター８の前後の圧力差が大きくなると冷却空気をタービン３の高温部に十分な流量を供給することができなくなる。そのため、その際には、直ちにガスタービンを停止させる保護装置を設けることが望ましい。
つまり、差圧計１４の測定値に基づきガスタービンの停止を指示することで、ガスタービンの損傷を防ぐことができる。
あるいは、冷却系統でフィルター８を並列に少なくとも２つ配置して、それらのフィルター８への流れを切換える切換弁１５をフィルター８の夫々の入出側に設けて、使用するフィルターを切り換え、フィルター前後の圧力差を許容される範囲内とする機器構成も信頼性の向上につながる。
（実施例３）
本発明の一実施例を第３図を用い、以下詳細に説明する。第３図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第３図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離する手段と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
特に、本実施例では、第３図に示すように、ミストセパレータ５の下流に複数台（少なくとも２台）のフィルター１６を冷却系統で並列に設置し、そのフィルター１６の前後の差圧を測定する差圧計１４を設けている。このような構成により、フィルター１６における圧力損失を監視しながら、複数のフィルター１６のうち使用するフィルター１６に切り替える。そして、使用していない側のフィルター１６に用いている金属メッシュ等の交換を可能とすることができる。
つまり、連続的な集塵効果を得て、且つ、フィルター目詰まりによる不具合を防止することができ、金属メッシュのメンテナンスが容易で適切な冷却系統を得ることができる。
即ち、本実施例のようなフィルター１６では、冷却された圧縮空気中に含まれるダスト等の異物を除去することができる。ここで冷却された圧縮空気を清浄化することにより、この空気中に含まれる塵等により、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７の破損を防止することが可能となる。また、複数のフィルター１６の並列配置、その前後の差圧測定手段、複数のフィルター１６の切り替え手段を設けているので、長時間の使用による目詰まりが起っても、複数のフィルター１６を切り替えて使用し、その前後における圧力の損失が増大することを防ぐことができる。
即ち、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去することができる。また、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段を、熱交換器４やミストセパレータ５の下流側に設け、且つブースターコンプレッサー７の上流側に設けているので、熱交換器４やミストセパレータ５から送られる空気中の塵等を除去して、この空気中に含まれる塵等によるブースターコンプレッサー７の破損を防止することができる。なお、この位置における気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、複数のフィルター１６の並列配置、その前後の差圧測定手段、複数のフィルター１６の切り替え手段を設けているので、連続運転時のフィルターにおける圧力損失の増大による冷却空気供給量の不足を防止し、長時間の連続運転が可能である。
（実施例４）
本発明の一実施例を第４図を用い、以下詳細に説明する。第４図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第４図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、ブースターコンプレッサー７と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段とを設けている。
気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段として、本実施例では、気液分離・集塵装置１８とブースターコンプレッサー下流にフィルター８を配置している。本実施例での気液分離・集塵装置１８は、前述した実施例１の気体中に含まれる液体を分離する手段（例えば、ミストセパレータ５）、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段（例えば、サイクロン６）の役割を果たすことができ、前述した効果に加え、設備の兼用によって設備の簡略化が図れる。
また、本実施例では、起動停止時の濾過精度があまり変わらないことから、フィルター８を省略して設備の簡略化を図ることもできる。
（実施例５）
本発明の一実施例を第５図及び第６図を用い、以下詳細に説明する。第５図及び第６図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す図である。
主に、第５図及び第６図に示す設備には、気体を圧縮して吐出する圧縮機１と、圧縮機１により圧縮された気体が供給される燃焼器２と、燃焼器２の燃焼ガスにより駆動されるタービン３とを備えている。
また、本実施例の冷却系統には、上流側から、順次、圧縮機１により圧縮された気体を冷却する熱交換器４と、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段（例えば、サイクロン６）と、ブースターコンプレッサー７と、設けている。
第５図の例では、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段である気液分離・集塵装置１８をブースターコンプレッサー７の下流側に設けている。
気液分離・集塵装置１８を、熱交換器４，サイクロン６やブースターコンプレッサー７の下流側で、ブースターコンプレッサー７とタービン３との間に配置しているので、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストを分離することができる。そして、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。また、気液分離・集塵装置１８という兼用設備を用いることで、設備の簡略化が図れる。
なお、本実施例では、タービン３の直前に、気液分離・集塵装置１８を設けているので、信頼性の高い清浄度の優れた空気をタービン３に送ることができる。
また、第６図の例では、気体中に含まれる液体を分離し、且つ、気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段である気液分離・集塵装置１８を、サイクロン６と、ブースターコンプレッサー７との間に設けている。
気液分離・集塵装置１８を、熱交換器４，サイクロン６の下流側で、ブースターコンプレッサー７の上流側に配置しているので、熱交換器４による冷却によって圧縮空気中に生じたミストを分離することができる。そして、その圧縮空気の流れの中で下流に配置されたブースターコンプレッサー７やタービン３の高温部の冷却空気通路の内部におけるエロージョン，汚れの付着を防止することができる。また、気液分離・集塵装置１８という兼用設備を用いることで、設備の簡略化が図れる。
産業上の利用可能性
本発明によると、ガスタービン高温部の冷却に適した冷却空気を供給することができるガスタービン設備及びガスタービン冷却方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第２図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第３図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第４図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第５図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
第６図は、ガスタービンの高温部冷却系統を示す系統図である。
Claims (7)
- 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する液体分離手段と、該液体分離手段を通過した気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、該集塵手段を通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機とを設けることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する液体分離手段と、該液体分離手段を通過した気体中に含まれる塵等を分離する第一の集塵手段と、該第一の集塵手段を通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機と、該第二の圧縮機により昇圧された気体中に含まれる塵等を分離する第二の集塵手段とを設けることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給して該タービンを冷却し、該タービンから該気体を該燃焼器に供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する間接冷却式の熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離するミセトセパレータと、該ミセトセパレータを通過した気体中に含まれる塵等を分離するサイクロンと、該サイクロンを通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機と、該第二の圧縮機により昇圧された気体中に含まれる塵等を分離するフィルターとを設けることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体の温度を測定する手段と、測定された温度に基づき前記熱交換器への冷媒の供給を制御する手段と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する液体分離手段と、該液体分離手段を通過した気体中に含まれる塵等を分離する第一の集塵手段と、該集塵手段を通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機と、該第二の圧縮機により昇圧された気体中に含まれる塵等を分離する第二の集塵手段とを設け、
前記第二の集塵手段は、該タービンの冷却系統で並列に少なくとも２つ設けたフィルターであることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる液体を分離する液体分離手段と、該液 体分離手段を通過した気体中に含まれる塵等を分離する第一の集塵手段と、該第一の集塵手段を通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機と、該第二の圧縮機により昇圧された気体中に含まれる塵等を分離する第二の集塵手段とを設け、
前記第一の集塵手段は、該タービンの冷却系統で並列に少なくとも２つ設けたフィルターであることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する第一の圧縮機と、該第一の圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備において、
前記第一の圧縮機から気体をタービンに供給するタービン冷却系統を設け、
該タービンの冷却系統に、前記第一の圧縮機により圧縮された気体を冷却する熱交換器と、該熱交換器により冷却された気体中に含まれる塵等を分離する集塵手段と、前記集塵手段を通過した気体中の液体及び塵等を分離する分離手段と、該分離手段を通過した気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧する第二の圧縮機とを設けることを特徴とするガスタービン設備。 - 気体を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された気体が供給される燃焼器と、燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービンとを備えたガスタービン設備のガスタービン冷却方法において、
前記圧縮機により圧縮された気体を冷却し、その冷却された気体中に含まれる液体を分離し、その分離された気体中に含まれる塵等を分離し、その分離された気体を冷却用空気として適切な圧力に昇圧し、その昇圧された気体中に含まれる塵等を分離した後、その気体を該タービンに供給して該タービンを冷却することを特徴とするガスタービン冷却方法。
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