JP6162424B2 - Gas turbine power plant and combined power generation facility - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービン発電プラント及び複合発電設備にかかり、特に、降雪が多い地域に建設されるガスタービン発電プラント及び複合発電設備に関する。 The present invention relates to a gas turbine power plant and a combined power generation facility, and more particularly to a gas turbine power plant and a combined power generation facility constructed in an area where there is a lot of snowfall.
ガスタービン設備では、屋外に設置している吸気室から取入れた吸気を圧縮機により圧縮し、この圧縮空気を燃焼器で燃料とともに燃焼させ、燃焼ガスのエネルギーによってタービンを回転させ発電機などの負荷機器を駆動させる。 In gas turbine equipment, the intake air taken in from an intake chamber installed outdoors is compressed by a compressor, this compressed air is combusted with fuel in a combustor, the turbine is rotated by the energy of the combustion gas, and the load on the generator is Drive the equipment.
降雪が多い地域に建設されるガスタービン設備では、雪による吸気フィルタの目詰まりを防止し、ガスタービンの吸気の流量の低下を防止するため、吸気フィルタの吸込み側に連通する吸気ダクトの流路形状を規定することにより吸気ダクト内に雪を堆積させ、これにより吸気室の吸気フィルタに到達する雪を低減することが提案されている(特許文献1)。 In gas turbine equipment constructed in areas where there is a lot of snowfall, the flow path of the intake duct that communicates with the intake side of the intake filter in order to prevent clogging of the intake filter due to snow and to prevent a decrease in the intake air flow rate of the gas turbine It has been proposed that snow is accumulated in the intake duct by defining the shape, thereby reducing the snow reaching the intake filter in the intake chamber (Patent Document 1).
しかしながら、流路形状を複雑にして吸気室への雪の進入を低減させるようにしても、風向きや降雪量により雪の進入を防ぎきれず吸気フィルタに雪が付着し吸気効率が低下してしまう可能性がある。 However, even if the shape of the flow path is complicated to reduce the entry of snow into the intake chamber, it may not be possible to prevent the entry of snow due to the wind direction or the amount of snowfall, and snow may adhere to the intake filter and reduce the intake efficiency. There is sex.
本発明の目的は、降雪の多い地域に建設されるガスタービン発電プラントの吸気室の吸気フィルタへの雪の付着をより効果的に抑制することが可能なガスタービン発電プラント及び複合発電設備を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gas turbine power plant and a combined power generation facility that can more effectively suppress the adhesion of snow to the intake filter of the intake chamber of a gas turbine power plant constructed in a snowy region. There is to do.
本発明は、ガスタービンと発電機をタービン建屋1階に配置し、吸気室をタービン建屋地下階に設置したことを特徴とする。 The present invention is characterized in that the gas turbine and the generator are arranged on the first floor of the turbine building and the intake chamber is installed on the basement floor of the turbine building.
本発明によれば、降雪の多い地域に建設されるガスタービン発電プラントにおいても吸気室の吸気フィルタへの雪の付着がより効果的に抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress more effectively the adhesion of the snow to the intake filter of an intake chamber also in the gas turbine power plant constructed in an area with much snowfall.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明をガスタービン設備(ガスタービン発電プラント)に適用したものである。 FIG. 1 shows an application of the present invention to a gas turbine facility (gas turbine power plant).
ガスタービン5と発電機6は、ガスタービン/発電機架台(T/G架台)8に設置され、タービン建屋11の1階に位置する。また、ガスタービン5は燃焼器(図示省略)や空気圧縮機(図示省略)など共にコンパートメント7内に位置している。
The
タービン建屋の地下階には、空気圧縮機に空気を供給する吸気室1が配置されている。吸気室1に取り込まれた空気は吸気ダクト2内を流れて空気圧縮機に流入して圧縮され、燃焼器に供給される。
An
燃焼器で発生した燃焼ガスはガスタービン5を駆動する。ガスタービン5は、ガスタービンに連結された発電機6などの負荷機器を駆動する。ガスタービンで仕事をした燃焼ガスは排ガスとして排気ダクト9内を流れ、排熱回収ボイラ(HRSG)10に供給される。排熱回収ボイラで発生した蒸気は、所内蒸気や、地域供給蒸気、別途設置される蒸気タービンを駆動する蒸気などとして用いられる。
The combustion gas generated in the combustor drives the
さらに、本実施例では、タービン建屋11の地下階にタービン建屋の周囲に降雪した雪を貯蔵する貯雪室3が複数設けられている。貯雪室3には、除雪機械などを用いて雪投入兼吸気口4を介して雪が投入される。
Furthermore, in this embodiment, a plurality of
タービン建屋11の1階には、建屋内の空気を取り込む吸気フード12が設けられている。吸気フードで取り込まれた建屋内の空気は、吸気フード12に連結されたダクト内を流れ、貯雪室3に流入する。吸気フード12に連結されたダクト内には、風量調整ダンパ13が設けられ、建屋内から貯雪室3に流入する空気の量が調節される。貯雪室3には、建屋内からの空気と雪投入兼吸気口4からの空気14が流入し、貯雪室3内の空気は、吸気室1に送風されるようになっている。尚、外部からタービン建屋内に空気を取り込む吸気フードが建屋壁面に設けられている(図示省略)。また、図1において、符号15は天井クレーンである。
On the first floor of the turbine building 11, an
図2に吸気室1の平面図を示す。本実施例では、吸気室1の3面から空気を取り込むように構成されており、それぞれの面に吸気フィルタ20が設置されている。空気を取り込む面(吸気フィルタ設置面)は、1面または2面でも良い。本実施例では、タービン建屋内に吸気室が設置されているため、ルーバーの設置を省略している。また、地下階に吸気室を設置しているため、防音性が向上していることから、吸気サイレンサの設置も省略している。但し、ルーバーや吸気サイレンサは必要に応じて設置するようにしても良い。
FIG. 2 shows a plan view of the
本実施例によれば、吸気室がタービン建屋の地下階に設置されているので、吸気フィルタ内に雪が進入することはなく、吸気フィルタに雪が付着することがない。吸気室を建屋地下階に設置することで、吸気室を壁で囲う必要も無くなる。従って、雪による吸気効率の低下を確実に防止することができる。 According to the present embodiment, since the intake chamber is installed on the basement floor of the turbine building, snow does not enter the intake filter and snow does not adhere to the intake filter. By installing the intake chamber on the basement floor of the building, there is no need to surround the intake chamber with a wall. Therefore, it is possible to reliably prevent a reduction in intake efficiency due to snow.
また、本実施例では、建屋地下階に、貯雪室を併設している。夏季などにおけるガスタービンの発電出力を向上させる方法の一つとして吸気冷却が知られているが、本実施例では、夏季のガスタービン吸気冷却のため貯雪室を地下階に設置したものである。言い換えれば、吸気室雪対策とガスタービン出力向上とを同時に実現するものである。 In this embodiment, a snow storage room is also provided on the basement floor of the building. Intake cooling is known as one of the methods for improving the power generation output of the gas turbine in summer and the like. In this embodiment, a snow storage room is installed on the basement floor for cooling the gas turbine intake in summer. In other words, the countermeasure against the intake chamber snow and the improvement of the gas turbine output are realized at the same time.
冬季においては、積雪した雪及び外気を雪投入兼吸気口4より、タービン建屋11の地下階に設置された貯雪室3へと取込む。取込んだ雪は貯雪室3で貯え、外気はタービン吸気に利用される。貯雪室3に取り込んだ外気は貯雪室3上部に形成された排出口から吸気室1へ送風される。外気温が低い冬季においては、外気のみをガスタービン吸気として利用するため、建屋内空気を吸込まないように風量調整ダンパ13を閉める。
In the winter, the snow and the outside air are taken into the
夏季においては、雪投入兼吸気口4から外気を、吸気フード12から建屋内空気を、それぞれ取込み、ガスタービン吸気として利用する。取込んだ空気は貯雪室3に送られ、冬季に貯えた雪と熱交換し、冷却される。冷却された空気は、知貯雪室3の排出口から吸気室1へと送風される。すなわち、地下の貯雪室に貯えた雪で夏季に空気と熱交換を行い、ガスタービン吸気冷却を実現し、ガスタービン発電出力を向上させる。
In summer, outside air is taken in from the snow inlet /
なお、吸気フード12からの吸気は、タービン建屋内の空気の換気も兼ねている。吸気フード12からの吸気はガスタービン設備の各機器の放散熱で温まった建屋内空気であり、建屋内空気は貯雪室3へと取込まれ、貯えた雪により熱交換され、冷却された空気が吸気室1へと送風される。冷却された空気をガスタービン吸気として利用することにより、ガスタービン1の発電出力が向上する。そして、タービン建屋内には新しい外気が導入され、換気されることになる。このように換気を行うことにより、タービン建屋の空調コストが低減する。また、建屋内空気を所定温度に調整しやすい。また、建屋内空気を所定の温度に維持できるので、各機器の周囲温度を適切な温度に保つことができ、熱交換器などの効率向上が期待できる。
The intake air from the
図3に、本発明を複合発電設備に適用した場合を示す。複合発電設備は、ガスタービン設備の排ガスを利用したHRSGにより蒸気を発生させ、この蒸気により蒸気タービンを駆動し発電するようにしたものである。 FIG. 3 shows a case where the present invention is applied to a combined power generation facility. In the combined power generation facility, steam is generated by HRSG using the exhaust gas of the gas turbine facility, and the steam turbine is driven by this steam to generate power.
ガスタービン設備の場合、地下階は必ずしも設置されないので、あらたに地下階を形成する必要があり、土木コストの上昇を伴う可能性がある。一方、複合発電設備の場合、蒸気タービン設備の復水器を設置するために、地下階が設置されることが多い。本実施例では、ガスタービン設備を複合発電設備化することにより、発電出力や発電効率の向上とともに、土木コストの低減を図るようにしたものである。 In the case of gas turbine equipment, since the basement floor is not necessarily installed, it is necessary to newly form the basement floor, which may increase the cost of civil engineering. On the other hand, in the case of a combined power generation facility, an underground floor is often installed in order to install a condenser of a steam turbine facility. In this embodiment, the gas turbine equipment is combined with the power generation equipment, thereby improving the power generation output and the power generation efficiency and reducing the civil engineering cost.
図3に示すように、タービン建屋の1階にはガスタービン設備(ガスタービンやガスタービンによって駆動される発電機など)が配置される。タービン建屋の2階には蒸気タービン発電設備が配置される。HRSG10で発生した蒸気が主蒸気配管100内を流れて蒸気タービン200に供給され、蒸気は蒸気タービン200を駆動する。そして、蒸気タービン200に連結された蒸気タービン用発電機300が駆動される。
As shown in FIG. 3, gas turbine equipment (such as a gas turbine or a generator driven by the gas turbine) is arranged on the first floor of the turbine building. Steam turbine power generation facilities are arranged on the second floor of the turbine building. Steam generated in the
蒸気タービン発電設備の復水器400は蒸気タービン200の最終段からの排蒸気が導入される。復水器400は蒸気タービンの下方に設置され、タービン建屋11の1階を貫通し、地下階に下部が設置されている。復水器400が設置される地下階には、復水器400と共に吸気室1が設置されている。その他、図1〜図2の実施例と同様である。
The
本実施例によれば、上述した実施例の効果に加えて、吸気室を配置するための地下階をあらたに形成する必要がないので、土木コストの低減が可能である。 According to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, it is not necessary to newly form a basement floor for arranging the intake chamber, so it is possible to reduce civil engineering costs.
なお、上述の実施例では、ガスタービンが2軸、蒸気タービンが2軸の場合であるが、ガスタービンが1軸、蒸気タービンが1軸の場合でも良い。また、ガスタービンが2軸、蒸気タービンが1軸としても良い。また、蒸気タービン発電設備の配置を必要に応じてガスタービン発電設備と同じ階に設置するようにしても良い。何れの場合においても、蒸気タービン発電設備の復水器はタービン建屋の地下階に設置され、ガスタービン設備の吸気室もタービン建屋の地下階に設置される。 In the above-described embodiment, the gas turbine has two shafts and the steam turbine has two shafts. However, the gas turbine may have one shaft and the steam turbine may have one shaft. Further, the gas turbine may have two axes and the steam turbine may have one axis. Moreover, you may make it install the arrangement | positioning of steam turbine power generation equipment on the same floor as gas turbine power generation equipment as needed. In any case, the condenser of the steam turbine power generation equipment is installed on the basement floor of the turbine building, and the intake chamber of the gas turbine equipment is also installed on the basement floor of the turbine building.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1…吸気室、2…吸気ダクト、3…貯雪室、4…雪投入兼吸気口、5…ガスタービン、6…発電機、7…コンパートメント、8…T/G架台、9…排気ダクト、10…HRSG、11…タービン建屋、12…吸気フード、13…風量調整ダンパ、14…空気の流れ、15…天井クレーン、20…吸気フィルタ、100…主蒸気配管、200…蒸気タービン、300…蒸気タービン用発電機、400…復水器。 1 ... Intake chamber, 2 ... Intake duct, 3 ... Snow storage room, 4 ... Snow injection and intake, 5 ... Gas turbine, 6 ... Generator, 7 ... Compartment, 8 ... T / G mount, 9 ... Exhaust duct, 10 … HRSG, 11… Turbine building, 12… Intake hood, 13… Airflow adjustment damper, 14… Air flow, 15… Overhead crane, 20… Intake filter, 100… Main steam piping, 200… Steam turbine, 300… Steam turbine Generator, 400 ... condenser.
Claims (4)
前記ガスタービンと前記発電機は前記タービン建屋内の架台上に設置されて前記タービン建屋の1階に配置されており、
前記ガスタービンの燃焼用空気を吸気する吸気室を前記タービン建屋の地下階に設置して前記地下階に流入した空気を前記吸気室に取り込むようにし、
前記タービン建屋の地下階には、貯雪室が設置されており、前記吸気室には前記貯雪室を経由して空気が供給されることを特徴とするガスタービン発電プラント。 A gas turbine power plant comprising a gas turbine and a generator, wherein the gas turbine and the generator are arranged in a turbine building,
The gas turbine and the generator are installed on a base in the turbine building and arranged on the first floor of the turbine building,
An intake chamber for intake of combustion air of the gas turbine is installed on the basement floor of the turbine building, and the air flowing into the basement floor is taken into the intake chamber,
A gas turbine power plant , wherein a snow storage room is installed in a basement floor of the turbine building, and air is supplied to the intake chamber via the snow storage room .
前記貯雪室には外気と前記タービン建屋内の空気が送風されることを特徴とするガスタービン発電プラント。 The gas turbine power plant according to claim 1 ,
A gas turbine power plant, wherein outside air and air in the turbine building are blown into the snow storage room.
前記タービン建屋内の空気の送風量を調節可能としたことを特徴とするガスタービン発電プラント。 The gas turbine power plant according to claim 2 ,
A gas turbine power plant characterized in that the amount of air blown in the turbine building can be adjusted.
前記ガスタービン発電設備のガスタービンと発電機は前記タービン建屋内の1階に配置されており、
前記蒸気タービン発電設備の復水器は、前記タービン建屋の地下階に設置されており、
前記ガスタービン発電設備の吸気室は、前記タービン建屋の地下階に設置され、前記地下階に流入した空気を取り込むようにし、
前記タービン建屋の地下階には、貯雪室が設置されており、前記吸気室には前記貯雪室を経由して空気が供給されることを特徴とする複合発電設備。 A gas turbine power generation facility, a waste heat recovery boiler that generates steam using the exhaust gas of the gas turbine power generation facility as a heat source, a steam turbine power generation facility that generates power using the steam generated in the exhaust heat recovery boiler as a drive medium, and the gas turbine A combined power generation facility having a power generation facility and a turbine building in which the steam turbine power generation facility is disposed,
The gas turbine and the generator of the gas turbine power generation facility are arranged on the first floor of the turbine building,
The condenser of the steam turbine power generation facility is installed on the basement floor of the turbine building,
The intake chamber of the gas turbine power generation facility is installed on the basement floor of the turbine building, and takes in the air flowing into the basement floor,
A combined power generation facility , wherein a snow storage room is installed on a basement floor of the turbine building, and air is supplied to the intake chamber via the snow storage room .
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