JPH0318006B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0318006B2
JPH0318006B2 JP23213285A JP23213285A JPH0318006B2 JP H0318006 B2 JPH0318006 B2 JP H0318006B2 JP 23213285 A JP23213285 A JP 23213285A JP 23213285 A JP23213285 A JP 23213285A JP H0318006 B2 JPH0318006 B2 JP H0318006B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methanol
waste heat
gas
turbine
heat recovery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP23213285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6291632A (en
Inventor
Kazumi Aoki
Hideki Sugyama
Tomoko Kurosu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority to JP23213285A priority Critical patent/JPS6291632A/en
Publication of JPS6291632A publication Critical patent/JPS6291632A/en
Publication of JPH0318006B2 publication Critical patent/JPH0318006B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔技術分野〕 本発明はメタノール系燃料を用いるオープンサ
イクルガスタービンシステムにおいて、タービン
排気からの廃熱回収を有効に行うことにより熱効
率を高めたガスタービンシステムに関するもので
ある。 〔従来技術〕 メタノールは、石油とは異なり、イオウ、重金
属、アルカリ金属、固形物等を含まないため、ガ
スタービン用燃料として使用する時には、ガスタ
ービンを損傷させることがなく、また環境汚染の
問題も生じない等のすぐれた利点を有している。
従つて、メタノールはガスタービン用燃料として
は理想的なものと言うことができる。 従来、このようなメタノールを燃料とするガス
タービンにより、動力又は電力を得ることについ
ては広く研究されている。 一般に、ガスタービンシステムの型式は、各種
のものがあるが、現在最も一般的に使用されてい
るものは、空気圧縮機と、燃焼器と、タービンか
ら構成されているもので、空気圧縮機はタービン
に直結されている。この場合、タービンの回収動
力と、空気圧縮機の消費動力の差が正味出力とな
る。圧縮された空気は燃焼器で燃料を燃焼するた
めに使われ、燃焼ガスはタービンで大気圧まで膨
張された後大気に放散される。このように作動流
体が循環しないガスタービンシステムは、一般に
オープンサイクルガスタービンシステムと呼ばれ
ている。このようなオープンサイクルガスタービ
ンシステムの熱効率は、タービン入口温度とター
ビン入口と出口の圧力比を上げることにより改良
できる。しかし、実際にはタービンを構成する材
料の耐熱温度やその部材の冷却技術の限界のため
に、タービン入口温度は現時点では1100℃、航空
機用エンジンでは1300℃程度まで実用化されてい
るに過ぎない。従来、1500℃までタービン入口温
度を上げる技術開発が行われているが、この面で
の改良は飽和してくるものと考えられる。 また、タービンの入口と出口との圧力比(以
下、単に圧力比という)にも限界があり、この上
限を超えると熱効率はかえつて下がる。最高熱効
率を出すこの圧力比はタービン入口温度が増す程
大きくなる傾向がある。しかし、実用化されてい
る圧力比はコストとの兼合いでこの最高熱効率を
出す圧力比よりも低く、温度が1100℃では、1
4、タービン入口温度が1300℃の航空機用では、
20位である。 以上のような現時点の技術レベルでのガスター
ビンシステムにおいて、石油留出油を燃料として
用いる単純オープンサイクルガスタービンシステ
ムは、タービン入口温度1100℃における高発熱量
基準(以後HHV基準という)の発電端熱効率は
約32%である(湯川ら;火力原子発電Vo.31,
No.12,1369,1680)。 従来、前記オープンサイクルガスタービンシス
テムにおいては、その熱効率向上のために、ター
ビンの排ガスの廃熱を利用して水蒸気を発生させ
て蒸気タービンを駆動させるランキンサイクルを
組み合せたもの、いわゆるコンバインドサイクル
ガスタービンシステムが実用化されている。正油
留出油を燃料とするコンバインドサイクルガスタ
ービンシステムの発電霜熱効率は、タービン入口
温度が1100℃において、HHV基準で約43%であ
る(湯川ら;火力原子力発電Vo31,No.12,
1369,1980)。 一方、上記コンバインドサイクルガスタービン
システムの水蒸気サイクルもオープンサイクルに
してしまう、いわゆるチエンサイクルガスタービ
ンシステムも開発されている(特公昭54−34865
号公報)。石油留出出油を燃料とするこのチエン
サイクルガスタービンシステムの軸端熱効率は、
タービン入口温度1100℃、圧力比14において、
低発熱量基準(以後LHV基準という)で約45%
となる。このガスタービンシステムは、蒸気ター
ビンや復水器を必要とせず、建設費が安く、シス
テムがコンバインドサイクルシステムよりも単純
なので、運転保守が容易で信頼性が高いという長
所を持つている。またその熱効率もタービン入口
温度1100℃では、コンバインドサイクルガスター
ビンシステムと同程度である。 以上で述べた単純オープンサイクルガスタービ
ンシステム、コンバインドサイクルガスタービン
システム及びチエンサイクルガスタービンシステ
ムにおいては、石油留出油燃料の代りに、メタノ
ール系燃料を用いることが可能であるが、この場
合には、その熱効率はほぼ同じか少し高い程度で
ある。 ところで、メタノールは、先に述べたように、
燃料としては石油にまさる性質を有する他に、ガ
スタービンの排気ガス温度以下の温度(約300℃)
で触媒の存在下において吸熱反応を行うという化
学的性質がある。この化学的性質を利用して、ガ
スタービンシステム熱効率を向上させることが試
みられている。このメタノールの吸熱反応には、
メタノールの分解反応と、メタノールと水との改
質反応がある。その化学式と吸熱量は下式の通り
である。 〔分解反応〕 CH3OH→CO+2H2−21.7kca/モル 〔改質反応〕 CH3OH+H2O→CO2+3H2 −11.8kca/モル メタノールの吸熱反応を利用してガスタービン
システムの熱効率を高めるには、メタノールを、
先ずガスタービン排気廃熱で気化させ、分解反応
の場合は、そのまま、また改質反応の場合は、同
じく廃熱で発生させた水蒸気をこのメタノール蒸
気に混合した後、触媒を充填した熱交換型反応器
で吸熱反応を行わせてメタノール燃料の増熱を行
い、次いこの増熱した吸熱反応生成ガスをガスタ
ービンシステムの燃焼器で燃焼させ、タービン入
口に供給する。本明細書では、改質反応によるメ
タノールの吸熱反応を利用したガスタービンシス
テムを改質ガスタービンシステムと呼ぶ。この改
質ガスタービンシステムにおいて、吸熱反応器か
ら得られるガスを更に493℃まで加熱した時のガ
スタービンシステムのLHV基準軸端熱効率は、
タービン入口温度1176℃で、約44%である(C.
W.James;“Proceeding,Intersociaty of
Energy Conversion Engineering Conference”
14th,Vo.2,1979)。 前記改質ガスタービンシステムの軸端熱効率44
%は、前記コンバインドサイクルガスタービンの
発電端熱効率43%と大差が無い。従つて、改質ガ
スタービンシステムと前記コンバインドサイクル
ガスタービンシステムとを組み合せた方式(以後
改質コンバインドサイクルガスタービンシステム
と呼ぶ)が提案された。このシステムのLHV基
準軸端熱効率は、タービン入口温度1176℃で約53
%である(C.W.Janes;“Proceeding
Intersociaty ofEnergy Conversion
Engineering Conference”14th,Vo2;
1979)。 次に、以上の各ガスタービンシステムの熱効率
を整理すると、表−1のようになる。
[Technical Field] The present invention relates to an open cycle gas turbine system using methanol-based fuel, which improves thermal efficiency by effectively recovering waste heat from turbine exhaust. [Prior art] Unlike petroleum, methanol does not contain sulfur, heavy metals, alkali metals, solid substances, etc., so when used as fuel for gas turbines, it does not damage gas turbines and does not cause environmental pollution problems. It has excellent advantages such as not causing any problems.
Therefore, methanol can be said to be ideal as a fuel for gas turbines. Conventionally, obtaining motive power or electric power using such a gas turbine using methanol as fuel has been widely studied. In general, there are various types of gas turbine systems, but the one most commonly used today consists of an air compressor, a combustor, and a turbine. It is directly connected to the turbine. In this case, the difference between the recovered power of the turbine and the power consumed by the air compressor is the net output. The compressed air is used to burn fuel in a combustor, and the combustion gases are expanded to atmospheric pressure in a turbine and then released into the atmosphere. A gas turbine system in which the working fluid does not circulate is generally called an open cycle gas turbine system. The thermal efficiency of such open cycle gas turbine systems can be improved by increasing the turbine inlet temperature and the turbine inlet to outlet pressure ratio. However, in reality, due to the heat resistance of the materials that make up the turbine and the limits of cooling technology for its components, the turbine inlet temperature is currently only 1100°C, and for aircraft engines it is only about 1300°C. . Until now, technology has been developed to raise the turbine inlet temperature to 1500°C, but it is thought that improvements in this area have reached a saturation point. There is also a limit to the pressure ratio between the inlet and outlet of the turbine (hereinafter simply referred to as pressure ratio), and if this upper limit is exceeded, the thermal efficiency will actually decrease. This pressure ratio, which provides the highest thermal efficiency, tends to increase as the turbine inlet temperature increases. However, the pressure ratio in practical use is lower than the pressure ratio that achieves the highest thermal efficiency due to cost considerations, and at a temperature of 1100°C,
4. For aircraft applications where the turbine inlet temperature is 1300℃,
It ranks 20th. Among the gas turbine systems at the current technological level as described above, a simple open cycle gas turbine system that uses petroleum distillate as fuel has a power generation end of the high calorific value standard (hereinafter referred to as HHV standard) at a turbine inlet temperature of 1100°C. Thermal efficiency is approximately 32% (Yukawa et al.; Thermal and Nuclear Power Generation Vol. 31,
No. 12, 1369, 1680). Conventionally, in order to improve the thermal efficiency of the open cycle gas turbine system, so-called combined cycle gas turbines have been developed, in which a Rankine cycle system is used in which the waste heat of the exhaust gas of the turbine is used to generate steam to drive a steam turbine. The system has been put into practical use. The power generation frost thermal efficiency of a combined cycle gas turbine system using regular oil distillate as fuel is approximately 43% based on the HHV standard when the turbine inlet temperature is 1100°C (Yukawa et al., Thermal and Nuclear Power Generation Vo31, No. 12,
1369, 1980). On the other hand, a so-called chain cycle gas turbine system has also been developed in which the steam cycle of the above-mentioned combined cycle gas turbine system is also an open cycle (Japanese Patent Publication No. 54-34865
Publication No.). The shaft end thermal efficiency of this chain cycle gas turbine system that uses petroleum distillate as fuel is:
At a turbine inlet temperature of 1100°C and a pressure ratio of 14,
Approximately 45% based on low calorific value standards (hereinafter referred to as LHV standards)
becomes. This gas turbine system does not require a steam turbine or a condenser, has low construction costs, is simpler than a combined cycle system, has the advantages of easy operation and maintenance, and is highly reliable. Furthermore, its thermal efficiency is on the same level as a combined cycle gas turbine system at a turbine inlet temperature of 1100°C. In the simple open cycle gas turbine system, combined cycle gas turbine system, and chain cycle gas turbine system described above, it is possible to use methanol-based fuel instead of petroleum distillate fuel, but in this case, , the thermal efficiency is about the same or slightly higher. By the way, as mentioned earlier, methanol
In addition to having properties superior to petroleum as a fuel, it also has a temperature below the exhaust gas temperature of a gas turbine (approximately 300℃).
It has the chemical property of undergoing an endothermic reaction in the presence of a catalyst. Attempts have been made to utilize this chemical property to improve the thermal efficiency of gas turbine systems. This endothermic reaction of methanol involves
There is a decomposition reaction of methanol and a reforming reaction between methanol and water. Its chemical formula and endothermic amount are as shown below. [Decomposition reaction] CH 3 OH→CO+2H 2 -21.7kca/mol [Reforming reaction] CH 3 OH+H 2 O→CO 2 +3H 2 -11.8kca/mol Utilizing the endothermic reaction of methanol to increase the thermal efficiency of the gas turbine system For, methanol,
First, it is vaporized using gas turbine exhaust waste heat, and in the case of a decomposition reaction, it is used as is, or in the case of a reforming reaction, steam that is also generated from the waste heat is mixed with this methanol vapor, and then a heat exchange type that is filled with a catalyst is used. An endothermic reaction is carried out in the reactor to increase the heat of the methanol fuel, and the endothermic reaction product gas, which has been heated up, is then combusted in the combustor of the gas turbine system and supplied to the turbine inlet. In this specification, a gas turbine system that utilizes the endothermic reaction of methanol caused by a reforming reaction is referred to as a reforming gas turbine system. In this reforming gas turbine system, the LHV standard shaft end thermal efficiency of the gas turbine system when the gas obtained from the endothermic reactor is further heated to 493°C is:
At a turbine inlet temperature of 1176℃, it is approximately 44% (C.
W.James; “Proceeding, Intersociety of
Energy Conversion Engineering Conference”
14th, Vo. 2, 1979). Shaft end thermal efficiency of the reforming gas turbine system 44
% is not much different from the generating end thermal efficiency of the combined cycle gas turbine, which is 43%. Therefore, a system has been proposed that combines a reforming gas turbine system and the above-mentioned combined cycle gas turbine system (hereinafter referred to as a reforming combined cycle gas turbine system). The LHV standard shaft end thermal efficiency of this system is approximately 53 at a turbine inlet temperature of 1176°C.
% (CWJanes; “Proceeding
Intersociety of Energy Conversion
Engineering Conference”14th, Vo2;
1979). Next, the thermal efficiency of each of the above gas turbine systems is summarized as shown in Table 1.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明は、従来技術に見られる前記欠点を克服
し、改質コンバインドサイクルガスタービンシス
テムよりも単純なシステムとすることにより建設
費の増大を避けると共に、運転と保守を容易に
し、信頼性を高め、しかも改質コンバインドサイ
クルガスタービンシステムで得られる熱効率と同
等の熱効率を達成し得るメタノール系燃料を用い
るオープンサイクルガスタービンシステムを提供
することを目的とする。 〔構成〕 本発明によれば、空気圧縮機と燃焼器とタービ
ンから構成されるメタノール系燃料を用いるオー
プンガスタービンシステムにおいて、該タービン
排気廃熱の一部によりメタノールを気化させるメ
タノール気化器と、該廃熱の一部によりボイラー
給水を気化させて水蒸気とするボイラーと、該気
化メタノール又は該気化メタノールと該水蒸気の
一部との混合物を該廃熱の一部により吸熱反応さ
せる吸熱反応器と、該ボイラーで発生する水蒸気
を該廃熱の一部により過熱する水蒸気過熱器を備
えると共に、該吸熱反応器からの吸熱反応生成ガ
スを場合によつて加熱器を介して該燃焼器に導く
配管と、該燃焼器からの燃焼ガスと該過熱器から
の過熱水蒸気とを混合する燃焼ガス/水蒸気混合
器と、該混合器からの燃焼ガス/水蒸気混合ガス
を該タービンに導くダクトを備え、かつ該水蒸気
過熱器と場合によつて配設される吸熱反応生成ガ
スを加熱するための加熱器とからなる第1廃熱回
収系と、該反応器からなる第2廃熱回収系と、該
ボイラーと該メタノール気化器とからなる第3廃
熱回収系とを該ガスタービン排出ガスの流れ方向
にそつて、その廃熱回収系順序で直列に配設させ
ることを特徴とするガスタービンシステムが提供
される。 本発明のガスタービンシステムの主な特徴は、
要約すると、タービン排気廃熱の一部によりメタ
ノールを気化させるメタノール気化器と、ボイラ
ー給水を気化させるボイラーと、気化メタノール
と又は気化メタノールと前記ボイラーで発生した
水蒸気の一部との混合物を吸熱反応させて吸熱反
応生成ガスを生成する吸熱反応器と、前記気化メ
タノールと混合する水蒸気を抜出した前記ボイラ
ーからの残りの水蒸気を過熱する過熱器と、前記
吸熱反応生成ガスを加熱する加熱器を特定の順序
で備えると共に、ボイラーから得られる前記残り
の水蒸気を、前記廃熱の一部により過熱して得ら
れる過熱スチームを、吸熱反応器及び燃焼器を経
由することなく、吸熱反応生成ガスの燃焼ガスに
直接混合してタービンに供給させる点にある。こ
の様にした本発明のガスタービンシステムにおい
ては、ガスタービン入口温度を下げ、燃焼器の過
剰空気率を減少させることができるので、圧縮空
気を得るための空気圧縮機の消費動力が減少さ
れ、その結果、タービンの正味出力を増加させ、
システムの熱効率を現在最も熱効率の良いものと
されている改質コンバインドサイクルガスタービ
ンシステムの熱効率とほぼ同程度にまで向上させ
ることができる。しかも、本発明のガスタービン
システムは、前記改者コンバインドサイクルガス
タービンシステムに比して、蒸気タービン、復水
器及び冷水搭等の冷却設備を必要とせず、設備費
は安い上に、その運転、保守も非常に容易である
等の種々の利点を有する。さらに、チエンサイク
ルガスタービンシステムよりも熱効率は良く、か
つボイラー給水も吸熱反応に相当する分少ないと
いう特徴を有する。 なお、本明細書におけるメタノール吸熱反応と
は、メタノールを化学的に変化させ、メタノール
よりも発熱量の大きな化合物に変化させる反応を
意味するもので、このような吸熱反応にはメタノ
ール分解反応及びメタノール改質反応が包含され
る。メタノールの分解反応と改質反応とを対比し
た場合、前者の方が廃熱回収量が多く、その熱効
率も高くなるがしかし、後者に比べると炭素析出
が起りやすい。従つて、炭素析出の点から見る
と、後者の方が有利であり、後者も本発明におけ
る吸熱反応として有効に利用することができる。
また、前記したメタノールの分解反応及び改質反
応はいずれも触媒の存在下で実施され、その際の
触媒として、市販のものあるいは従来公知のもの
を用いることができる。また、本明細書でいう吸
熱反応生成ガスとは、前記吸熱反応により得られ
た反応生成ガスを意味する。また、本明細書でい
うメタノール系燃料とは、メタノール又はメタノ
ールを主成分とする燃料を意味する。 次に本発明のガスタービンシステムの1例につ
いて、第1図により説明する。 第1図において、1はタービン、2及び3はそ
れぞれタービンに対し同軸に付設された空気圧縮
機及び発電機である。4,4′はタービン排気が
通る煙道を示す。5は水蒸気過熱器、6は吸熱反
応生成ガス加熱器、7は吸熱反応器、8はボイラ
ー、9はメタノール気化器、10は水予熱器を示
し、これらはいずれもタービン排気の煙道4内に
配置される。 タービン1から排出される高温の排気は、大気
圧あるいは大気圧より200mmH2O〜1000mmH2O程
度に加圧された状態にあり、煙道4及び4′を通
つて大気へ放出されるが、その排気ガスの持つ廃
熱は、前記した煙道4内に配設した各設備によつ
て回収される。 即ち、ライン20を通して水が供給され、この
水は水予熱器10で予熱された後、脱気器11に
送られ、ここで脱気ガスがライン22を通つて分
離される。脱気水はボイラー給水ポンプ12によ
りボイラー8に送られ、ここで気化され、ライン
25より水蒸気として抜出される。一方、ライン
26を通つてメタノールがメタノール気化器9に
供給され、ライン27により気化メタノールが抜
出される。 ライン27によりメタノール気化器9から抜出
された気化メタノールは、水蒸気/メタノール混
合器39で、ライン25から分岐したライン28
を通る水蒸気の一部と混合され、ライン29を通
つて反応器7に送られ、ここで吸熱反応を受けた
後、その生成ガスがライン30を通つて抜出さ
れ、生成ガスはさらに吸熱反応生成ガス加熱器6
で加熱された後、ライン31を通つて燃焼器31
に送られる。一方、ボイラー8よりライン25を
通つて抜出されライン32を通る水蒸気は水蒸気
過熱器5に送られ、ここで過熱された後、ライン
33により過熱水蒸気として抜出される。 燃焼器13に対しては、ライン31を通つて吸
熱反応生成ガスが供給され、また、ライン34か
らの空気を空気圧縮機2によつて圧縮することに
より得られる圧縮空気やが、ライン35を通つて
供給され、ここで吸熱反応生成ガスの燃焼が行わ
れ、その燃焼ガスはライン36により燃焼器13
から抜出される。この燃焼ガスは、ライン33か
らの過熱水蒸気と燃焼ガス/水蒸気混合器38で
混合された後、タービン1に供給され、タービン
1を駆動させる。そして、このタービン駆動力の
一部は空気圧縮機2の空気圧縮に利用され、その
残部は正味出力となり、発電機3を駆動させて電
力発生に利用されるか、又は動力源として利用さ
れる。 本発明のガスタービンシステムにおいて、ボイ
ラー8の型式は、自然循環又は強制循環のドラム
水管型又は貫流型のいずれでもよく、またメタノ
ール気化器9の型式も、ドラム水管型又は貫流型
のいずれでもよい。吸熱反応器としては、多管式
熱交換型反応器を煙道内に設置して用いることが
できる他、固定床式反応器を煙道外に設置して用
いることができる。固定床式反応器を用いる場合
には、煙道内にその熱交換器を設置し、水/メタ
ノール混合物をその熱交換器と固定床式反応器間
で強制循環させる。 本発明において、最大熱効率のガスタービンシ
ステムを得るには、タービン排気廃熱を回収する
ための機器群の配列順序が非常に重要であること
が見出された。即ち、本発明においては、水蒸気
過熱器5と吸熱反応生成ガス加熱器6とからなる
第1廃熱回収系と、吸熱反応器7からなる第2廃
熱回収系と、ボイラー8とメタノール気化器9と
からなる第3廃熱回収系を、タービン排気の流れ
方向にそつて、その廃熱回収系の順序で直列に配
設する。この場合、第1廃熱回収系における水蒸
気過熱器5と吸熱反応生成ガス加熱器6との配置
形態及び第3廃熱回収系におけるボイラー8とメ
タノール気化器9との配置形態は任意であり、直
列配置の他、並列配置を採用することができる。
また、第1廃熱回収系の高温側のピンチ温度差は
60℃前後が好ましく、第3廃熱回収系の低温側ピ
ンチ温度差は30℃前後が好ましい。 第1図に示したガスタービンシステムにおい
て、水予熱器10は必ずしも煙道内に設置する必
要はなく、また吸熱反応生成ガス加熱器6の採用
も必ずしも必要とされない。特に、水/メタノー
ル混合比が0の時は吸熱反応はメタノール分解反
応となり、反応生成ガスは一酸化炭素と水素との
混合物からなり、加熱器6内で炭素析出反応を生
じ、加熱器6を閉塞するおそれがあるので、この
場合には吸熱反応生成ガスの加熱を行わない方が
い。さらに、第1図においては、ボイラー8とメ
タノール気化器9は、ドラム水管型のものとして
示され、また煙道は水平のものとして示されてい
るが、ボイラー8とメタノール気化器9とは貫流
式のものでも良く、煙道は垂直方式のものでも良
い。ライン20を通つて水予熱器に送られるボイ
ラー供給水としては、通常の低圧ボイラ供給水並
みのイオン交換処理水を用いるのが有利である。
また、煙道内には、メタノール予熱器を配設し、
予熱されたメタノールをメタール気化器9に送る
ことも可能である。 本発明のガスタービンシステムは、前記したよ
うなフローシステムで運転されるが、ボイラー8
において水蒸気を発生させる場合、その水蒸気圧
は、タービン入口圧力以上である必要がある。ま
たこの水蒸気発生量は、ガスタービン排気廃熱に
よつて得られる最大量にするのが好ましい。実際
的には、この水蒸気量は、気化メタノールに対
し、最大6モル倍程度である。また吸熱反応器7
に送る気化メタノールに対して、ボイラー8で発
生した水蒸気の一部をライン28を通して混合す
る水蒸気量は、メタノール1モルはに対して0〜
2モルの割合にするのがよく、この範囲より多く
なると反応器7から得られる吸熱反応生成ガスの
燃焼性が悪くなるので好ましくない。なお、気化
メタノールに対する水蒸気混合比を零にすると反
応器7ではメタノール分解反応が行われ、そのス
チーム混合比をモル比1以上にすると、反応器7
ではメタノール改質反応が円滑に進行する。吸熱
反応器7における反応温度は、メタノール転化率
が90%以上になるように選定され、一般には、圧
力にもよるが、約250〜300℃である。ライン32
を通り、水蒸気過熱器5を経由し、ライン33を
通つて燃焼ガス/水蒸気混合器38に送られる水
蒸気の最大量は、通常、供給されるメタノール1
モル当り、メタノール分解反応の場合6モル、及
びメタノール改質反応の場合5〜4モル程度であ
り、混合器38に送る水蒸気はできる限り多い方
が好ましい。また、燃焼ガス/水蒸気混合ガスの
温度は、タービン入口許容温度範囲内でできるだ
け高くすることが好ましく、このために、空気圧
縮機の容量はできるだけ小さく選定する。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 実施例 第1図に示したガスタービンシステムにおい
て、そのLHV基準(低発熱量基準)軸端熱効率
を算出した。この場合、大気圧は1気圧、大気温
度は15℃、タービン背圧は1気圧、空気圧縮機の
ポリトロープ効率87%、タービンの断熱効率90
%、燃焼効率100%、燃焼器及び燃焼ガス/水蒸
気混合器の各圧力損失はそれぞれ0%とした。タ
ービン入口温度については、800℃、1100℃及び
1400℃に設定し、またタービン入口/出口の圧力
比は8,14,20及び30に設定した。 表−2に、水/メタノールモル比1のメタノー
ル改質反応を用いた場合のLHV基準軸端熱効率
及びその他緒元を示し、表−3に水/メタノール
モル比が0のメタノール分解反応を用いた場合の
LHV基準軸端熱効率及びその他諸元を示す。
The present invention overcomes the aforementioned drawbacks of the prior art and provides a system that is simpler than reforming combined cycle gas turbine systems, thereby avoiding increased construction costs, facilitating operation and maintenance, and increasing reliability. Moreover, it is an object of the present invention to provide an open cycle gas turbine system using methanol-based fuel that can achieve thermal efficiency equivalent to that obtained with a reformed combined cycle gas turbine system. [Structure] According to the present invention, in an open gas turbine system using methanol-based fuel that includes an air compressor, a combustor, and a turbine, a methanol vaporizer that vaporizes methanol using a part of the turbine exhaust waste heat; A boiler that vaporizes boiler feed water into steam using a portion of the waste heat, and an endothermic reactor that causes an endothermic reaction of the vaporized methanol or a mixture of the vaporized methanol and a portion of the water vapor using a portion of the waste heat. , a steam superheater for superheating the steam generated in the boiler with a part of the waste heat, and piping for guiding endothermic reaction product gas from the endothermic reactor to the combustor via a heater as the case may be; a combustion gas/steam mixer for mixing combustion gas from the combustor and superheated steam from the superheater; and a duct for guiding the combustion gas/steam mixture from the mixer to the turbine; a first waste heat recovery system consisting of the steam superheater and a heater provided as the case may be for heating the endothermic reaction product gas; a second waste heat recovery system consisting of the reactor; and the boiler. and a third waste heat recovery system consisting of the methanol vaporizer and the third waste heat recovery system are arranged in series in the order of the waste heat recovery systems along the flow direction of the gas turbine exhaust gas. be done. The main features of the gas turbine system of the present invention are:
In summary, a methanol vaporizer vaporizes methanol using a portion of turbine exhaust waste heat, a boiler vaporizes boiler feed water, and a mixture of vaporized methanol or vaporized methanol and a portion of the water vapor generated in the boiler is subjected to an endothermic reaction. an endothermic reactor that generates an endothermic reaction product gas, a superheater that superheats the remaining steam from the boiler from which the steam to be mixed with the vaporized methanol is extracted, and a heater that heats the endothermic reaction product gas. At the same time, the remaining steam obtained from the boiler is superheated by a part of the waste heat, and the superheated steam obtained is used to burn the endothermic reaction product gas without passing through the endothermic reactor and combustor. The point is that it is directly mixed with gas and supplied to the turbine. In the gas turbine system of the present invention, the gas turbine inlet temperature can be lowered and the excess air rate of the combustor can be reduced, so the power consumption of the air compressor for obtaining compressed air is reduced. As a result, increasing the net power output of the turbine,
The thermal efficiency of the system can be improved to almost the same level as that of the reforming combined cycle gas turbine system, which is currently considered the most thermally efficient system. Furthermore, the gas turbine system of the present invention does not require cooling equipment such as a steam turbine, a condenser, and a chilled water tower, compared to the above-mentioned modified combined cycle gas turbine system, and the equipment cost is low, as well as its operation. It has various advantages such as being very easy to maintain. Furthermore, it has better thermal efficiency than a chain cycle gas turbine system, and also has the characteristics that the amount of boiler feed water is less due to the endothermic reaction. Note that the methanol endothermic reaction in this specification refers to a reaction that chemically changes methanol into a compound with a larger calorific value than methanol, and such endothermic reactions include methanol decomposition reactions and methanol decomposition reactions. Modification reactions are included. When comparing a methanol decomposition reaction and a reforming reaction, the former recovers a larger amount of waste heat and has a higher thermal efficiency, but carbon deposition is more likely to occur than the latter. Therefore, from the viewpoint of carbon precipitation, the latter is more advantageous, and the latter can also be effectively utilized as an endothermic reaction in the present invention.
Furthermore, both the methanol decomposition reaction and the reforming reaction described above are carried out in the presence of a catalyst, and commercially available catalysts or conventionally known catalysts can be used as the catalyst. Moreover, the endothermic reaction product gas as used herein means the reaction product gas obtained by the endothermic reaction. Furthermore, the methanol-based fuel as used herein means methanol or a fuel containing methanol as a main component. Next, one example of the gas turbine system of the present invention will be explained with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a turbine, and 2 and 3 are an air compressor and a generator, respectively, which are coaxially attached to the turbine. 4 and 4' indicate the flue through which the turbine exhaust gas passes. 5 is a steam superheater, 6 is an endothermic reaction product gas heater, 7 is an endothermic reactor, 8 is a boiler, 9 is a methanol vaporizer, and 10 is a water preheater, all of which are installed in the flue 4 of the turbine exhaust. will be placed in The high-temperature exhaust gas discharged from the turbine 1 is at atmospheric pressure or pressurized to about 200 mmH 2 O to 1000 mmH 2 O above atmospheric pressure, and is released into the atmosphere through the flues 4 and 4'. The waste heat possessed by the exhaust gas is recovered by each of the equipment installed in the flue 4 described above. That is, water is supplied through line 20, which is preheated in water preheater 10 and then sent to deaerator 11, where the degassed gas is separated through line 22. The degassed water is sent to the boiler 8 by the boiler feed water pump 12, where it is vaporized and extracted as steam through a line 25. On the other hand, methanol is supplied to the methanol vaporizer 9 through a line 26, and vaporized methanol is extracted through a line 27. The vaporized methanol extracted from the methanol vaporizer 9 through the line 27 is transferred to the steam/methanol mixer 39 via the line 28 branched from the line 25.
After passing through line 29 to reactor 7 where it undergoes an endothermic reaction, the product gas is withdrawn through line 30 where it undergoes further endothermic reaction. Generated gas heater 6
combustor 31 through line 31.
sent to. On the other hand, steam extracted from the boiler 8 through the line 25 and passing through the line 32 is sent to the steam superheater 5, where it is superheated, and then extracted through the line 33 as superheated steam. Endothermic reaction product gas is supplied to the combustor 13 through a line 31, and compressed air obtained by compressing air from a line 34 with an air compressor 2 is supplied through a line 35. The endothermic reaction product gas is combusted through the combustor 13 via line 36.
extracted from. This combustion gas is mixed with superheated steam from a line 33 in a combustion gas/steam mixer 38, and then supplied to the turbine 1 to drive the turbine 1. A part of this turbine driving force is used for air compression by the air compressor 2, and the remainder becomes the net output, which is used to drive the generator 3 to generate electricity or used as a power source. . In the gas turbine system of the present invention, the type of the boiler 8 may be either a drum water tube type or a once-through type with natural circulation or forced circulation, and the type of the methanol vaporizer 9 may also be either a drum water tube type or a once-through type. . As the endothermic reactor, a multi-tubular heat exchange type reactor can be installed inside the flue, and a fixed bed type reactor can be used outside the flue. If a fixed bed reactor is used, a heat exchanger is installed in the flue and the water/methanol mixture is forced to circulate between the heat exchanger and the fixed bed reactor. In the present invention, it has been found that in order to obtain a gas turbine system with maximum thermal efficiency, the arrangement order of the equipment group for recovering turbine exhaust waste heat is very important. That is, in the present invention, a first waste heat recovery system includes a steam superheater 5 and an endothermic reaction product gas heater 6, a second waste heat recovery system includes an endothermic reactor 7, a boiler 8, and a methanol vaporizer. A third waste heat recovery system consisting of 9 is arranged in series in the order of the waste heat recovery system along the flow direction of the turbine exhaust gas. In this case, the arrangement of the steam superheater 5 and endothermic reaction product gas heater 6 in the first waste heat recovery system and the arrangement of the boiler 8 and methanol vaporizer 9 in the third waste heat recovery system are arbitrary. In addition to series arrangement, parallel arrangement can be adopted.
In addition, the pinch temperature difference on the high temperature side of the first waste heat recovery system is
The temperature is preferably around 60°C, and the pinch temperature difference on the low temperature side of the third waste heat recovery system is preferably around 30°C. In the gas turbine system shown in FIG. 1, the water preheater 10 does not necessarily need to be installed in the flue, and the endothermic reaction product gas heater 6 is not necessarily required. In particular, when the water/methanol mixing ratio is 0, the endothermic reaction becomes a methanol decomposition reaction, and the reaction product gas consists of a mixture of carbon monoxide and hydrogen, causing a carbon precipitation reaction in the heater 6. In this case, it is better not to heat the endothermic reaction product gas as there is a risk of blockage. Further, in FIG. 1, the boiler 8 and methanol vaporizer 9 are shown as being of the drum water tube type, and the flue is shown as being horizontal, but the boiler 8 and the methanol vaporizer 9 are shown as having a once-through flow. The flue may be of the vertical type. The boiler feed water sent to the water preheater via line 20 is advantageously ion-exchanged water, which is similar to normal low-pressure boiler feed water.
In addition, a methanol preheater is installed in the flue.
It is also possible to send preheated methanol to the metal vaporizer 9. The gas turbine system of the present invention is operated by the flow system as described above, and the boiler 8
When steam is generated in a turbine, the steam pressure needs to be higher than the turbine inlet pressure. The amount of steam generated is preferably the maximum amount that can be obtained from gas turbine exhaust waste heat. Practically speaking, the amount of water vapor is at most about 6 times the mole of vaporized methanol. Also endothermic reactor 7
The amount of water vapor mixed with part of the water vapor generated in the boiler 8 through the line 28 is 0 to 1 mole of methanol.
The proportion is preferably 2 moles, and if it exceeds this range, the combustibility of the endothermic reaction product gas obtained from the reactor 7 will deteriorate, which is not preferable. Note that when the steam mixing ratio to vaporized methanol is zero, a methanol decomposition reaction takes place in the reactor 7, and when the steam mixing ratio is set to a molar ratio of 1 or more, the methanol decomposition reaction takes place in the reactor 7.
In this case, the methanol reforming reaction proceeds smoothly. The reaction temperature in the endothermic reactor 7 is selected so that the methanol conversion rate is 90% or more, and is generally about 250 to 300°C, depending on the pressure. line 32
The maximum amount of steam sent to the combustion gas/steam mixer 38 via the steam superheater 5 through the line 33 is typically the methanol 1 supplied.
Per mole, it is about 6 moles in the case of methanol decomposition reaction, and about 5 to 4 moles in the case of methanol reforming reaction, and it is preferable that as much steam as possible is sent to the mixer 38. Further, it is preferable that the temperature of the combustion gas/steam mixture is as high as possible within the permissible temperature range at the turbine inlet, and for this purpose, the capacity of the air compressor is selected to be as small as possible. [Example] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example In the gas turbine system shown in FIG. 1, the LHV standard (low calorific value standard) shaft end thermal efficiency was calculated. In this case, the atmospheric pressure is 1 atm, the atmospheric temperature is 15°C, the turbine back pressure is 1 atm, the polytropic efficiency of the air compressor is 87%, and the adiabatic efficiency of the turbine is 90%.
%, the combustion efficiency was 100%, and each pressure loss in the combustor and combustion gas/steam mixer was 0%. Regarding turbine inlet temperature, 800℃, 1100℃ and
The temperature was set at 1400°C, and the turbine inlet/outlet pressure ratios were set at 8, 14, 20, and 30. Table 2 shows the LHV standard axial thermal efficiency and other specifications when a methanol reforming reaction with a water/methanol molar ratio of 1 is used, and Table 3 shows a methanol decomposition reaction with a water/methanol molar ratio of 0. in case of
Shows LHV standard shaft end thermal efficiency and other specifications.

【表】【table】

【表】 前記表−2及び表−3に示した熱効率は、ター
ビン背圧を便宜上大気圧としたが、実際には、煙
道内に配設した機器による圧力損失を考慮し、大
気圧により、通常、200〜1000mmH2O程度高い背
圧が選ばれる。この場合には、大気圧の背圧の場
合に比して、熱効率は低下するが、その熱効率の
低下分を次表に示す。
[Table] The thermal efficiency shown in Tables 2 and 3 above uses the turbine back pressure at atmospheric pressure for convenience, but in reality, taking into account the pressure loss due to equipment installed in the flue, it is calculated using atmospheric pressure. Usually, a high back pressure of about 200 to 1000 mmH 2 O is selected. In this case, the thermal efficiency is lower than in the case of atmospheric back pressure, but the reduction in thermal efficiency is shown in the following table.

【表】 また、前記表−2及び表−3に示した熱効率は
便宜上燃焼器及び燃焼ガス/水蒸気混合器の各圧
力損失を圧力比の0%として算出されているが、
実際には2〜4%の圧力損失がある。この圧力損
失を考慮した時の熱効率の低下は表−5の通りで
ある。
[Table] Also, for convenience, the thermal efficiency shown in Tables 2 and 3 above is calculated assuming that the pressure loss of the combustor and combustion gas/steam mixer is 0% of the pressure ratio.
In reality, there is a pressure loss of 2-4%. Table 5 shows the decrease in thermal efficiency when this pressure loss is taken into consideration.

〔効果〕〔effect〕

前記表−2及び表−3に示した本発明のガスタ
ービンシステムの熱効率を、表−1に示した従来
のシステムの熱効率と比較して明らかなように、
本発明のガスタービンシステムの熱効率について
は、メタノール改質反応を用いる場合、タービン
入口温度1100℃、圧力比14において、LHV基
準軸端熱効率は約52%で、これは改質コンバイド
サイクルガスタービンシステムとほぼ同じといえ
る(表−1のタービン入口温度は1171℃であるこ
とに留意)。メタノール分解反応の場合も同一条
件で約53%となり、これも改質コンバインドサイ
クルガスタービンシステムと同じ熱効率である。
また、この熱効率は、コンバインドサイクルガス
タービンシステムの発電端熱効率46%、チエン
サイクルガスタービンシステムの軸端熱効率45
%、改質ガスタービンシステムの軸端熱効率44%
のいずれの値よりも高い熱効率であり、タービン
排気廃熱を利用するメタノール気化とチエンサイ
クルを組み合せたガスタービンシステムの軸端熱
効率は約50%なので、これよりもすぐれてる。 本発明のガスタービンシステムが高い熱効率を
出すことができる理由は、そのたくみな廃熱回収
系の結合にある。即ち、水蒸気過熱器と吸熱反応
生成ガス加熱器からなる第1廃熱回収系と、反応
器からなる第2廃熱回収系と、ボイラー及びメタ
ノール気化器からなる第3廃熱回収系とは、ター
ビン排気の流れ方向にそつて、その順に直列に配
列されているという点である。第2図に、前記表
−2の運転No.2の条件と同じ基準での廃熱系の温
度と伝熱量との関係を表わす線図を示す。この線
図において、線−Aはタービン排気からの廃熱回
収を示すもので、タービン排気は、排気温度635
℃から煙道放出温度121℃まで低下する。一方、
線−5は水蒸気過熱器5での廃熱回収、線−6は
吸熱反応生成ガス加熱器6での廃熱回収、線−7
は吸熱反応器7での廃熱回収、線−8はボイラー
8での廃熱回収、線−9はメタノール気化器9で
の廃熱回収及び線−10は水予熱器10での廃熱
回収をそれぞれ示すものである。この線図に示さ
れるように、本発明の場合、熱回収機器が特定の
順序で配設され、廃熱回収が各熱回収機器に相応
した多段温度レベルで行われ、廃熱回収系でのエ
クセルギー損失が少なくなつているのが理解され
る。 本発明のガスタービンシステムは、前記のよう
な高い熱効率を示す上、改質コンバインドサイク
ルガスタービンシステムよりも著しく単純化され
たもので、建設費は安く、かつシステムの運転、
保守も容易であり、システム信頼性の非常に高い
ものである。さらに、本発明のシステムの場合、
過剰空気率が通常のガスタービンよりも少なく、
燃焼ガス温度も多少高目ではあるが、直ちに水蒸
気によつて冷却され窒素酸化物が増大する程の温
度・時間領域とはならい。従つて脱窒素酸化物装
置が不要となるか、又はその負荷を大巾に減ずる
ことができる。 本発明のシステムにおいては、通常のガスター
ビンに比して、空気圧縮機の容量を小さくする必
要があるが、このことは、通常の空気圧縮機の吸
入側のブレードを数段とり外すこと等により容易
に実施可能である。本発明のシステムは、装置系
が単純で、建設費が安く、運転、保守が容易であ
ることを考えると、小出力の発電システムとして
好ましく適用され、特に分散型発電に適用するこ
とにより、送電効率を向上させることも可能であ
る。
As is clear from comparing the thermal efficiency of the gas turbine system of the present invention shown in Tables 2 and 3 above with the thermal efficiency of the conventional system shown in Table 1,
Regarding the thermal efficiency of the gas turbine system of the present invention, when using a methanol reforming reaction, the LHV standard shaft end thermal efficiency is approximately 52% at a turbine inlet temperature of 1100°C and a pressure ratio of 14, which is the same as that of a reforming combined cycle gas turbine. It can be said that it is almost the same as the system (note that the turbine inlet temperature in Table 1 is 1171℃). In the case of methanol decomposition reaction, the thermal efficiency is approximately 53% under the same conditions, which is also the same thermal efficiency as the reforming combined cycle gas turbine system.
Additionally, this thermal efficiency is 46% for the combined cycle gas turbine system and 45% for the shaft end thermal efficiency for the chain cycle gas turbine system.
%, shaft end thermal efficiency of reforming gas turbine system 44%
The thermal efficiency is higher than either value, and the shaft-end thermal efficiency of a gas turbine system that combines methanol vaporization using turbine exhaust waste heat and a chain cycle is approximately 50%, so it is better than this. The reason why the gas turbine system of the present invention is able to achieve high thermal efficiency is due to the combination of its sophisticated waste heat recovery system. That is, a first waste heat recovery system consisting of a steam superheater and an endothermic reaction product gas heater, a second waste heat recovery system consisting of a reactor, and a third waste heat recovery system consisting of a boiler and a methanol vaporizer are: They are arranged in series in that order along the flow direction of the turbine exhaust gas. FIG. 2 shows a diagram showing the relationship between the temperature of the waste heat system and the amount of heat transfer under the same criteria as the conditions of operation No. 2 in Table 2 above. In this diagram, line -A shows waste heat recovery from the turbine exhaust, and the turbine exhaust has an exhaust temperature of 635
°C to a flue emission temperature of 121 °C. on the other hand,
Line-5 is waste heat recovery in the steam superheater 5, line-6 is waste heat recovery in the endothermic reaction product gas heater 6, line-7
is waste heat recovery in the endothermic reactor 7, line -8 is waste heat recovery in the boiler 8, line -9 is waste heat recovery in the methanol vaporizer 9, and line -10 is waste heat recovery in the water preheater 10. are shown respectively. As shown in this diagram, in the case of the present invention, heat recovery equipment is arranged in a specific order, and waste heat recovery is performed at multiple temperature levels corresponding to each heat recovery equipment. It is understood that the exergy loss is decreasing. The gas turbine system of the present invention exhibits high thermal efficiency as described above, is significantly simpler than a reforming combined cycle gas turbine system, has low construction costs, and has low system operation and
It is easy to maintain and has extremely high system reliability. Furthermore, in the case of the system of the present invention,
Excess air rate is lower than normal gas turbines,
Although the temperature of the combustion gas is somewhat high, it is not in the temperature/time range where it is immediately cooled by water vapor and nitrogen oxides increase. Therefore, a denitrification oxide device is not required or its load can be greatly reduced. In the system of the present invention, it is necessary to reduce the capacity of the air compressor compared to a normal gas turbine. This can be easily implemented by Considering that the system of the present invention has a simple equipment system, low construction cost, and easy operation and maintenance, it is preferably applied as a small-output power generation system, and in particular, by applying it to distributed power generation, it can be It is also possible to improve efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のオープンサイクルガスター
ビンシステムの説明図である。1……タービン、
2……空気圧縮機、3……発電機、4,4′……
煙道、5……水蒸気過熱器、6……吸熱反応生成
ガス加熱器、7……吸熱反応器、8……ボイラ
ー、9……メタノール気化器、10……水予熱
器、13……燃焼器。 第2図はメタノール改質反応を用いた場合の廃
熱回収系の温度(℃)と伝熱量との関係を示す線
図である。線−A……タービン排気廃熱回収線、
線−5……水蒸気過熱器5での廃熱回収線、線−
6……吸熱反応生成ガス加熱器6での廃熱回収
線、線−7……吸熱反応器7での廃熱回収線、線
−8……ボイラー8での廃熱回収線、線−9……
メタノール気化器9での廃熱回収線、線−10…
……水予熱器10での廃熱回収線。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an open cycle gas turbine system of the present invention. 1...Turbine,
2... Air compressor, 3... Generator, 4,4'...
Flue, 5... Steam superheater, 6... Endothermic reaction product gas heater, 7... Endothermic reactor, 8... Boiler, 9... Methanol vaporizer, 10... Water preheater, 13... Combustion vessel. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature (° C.) of the waste heat recovery system and the amount of heat transfer when the methanol reforming reaction is used. Line-A...Turbine exhaust waste heat recovery line,
Line-5...Waste heat recovery line in steam superheater 5, line-
6...Waste heat recovery line at the endothermic reaction product gas heater 6, line -7...Waste heat recovery line at the endothermic reactor 7, line -8...Waste heat recovery line at the boiler 8, line -9 ……
Waste heat recovery line in methanol vaporizer 9, line -10...
...Waste heat recovery line in the water preheater 10.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 空気圧縮機と燃焼器とタービンから構成され
るメタノール系燃料を用いるオープンサイクルガ
スタービンシステムにおいて、該タービン排気廃
熱の一部によりメタノールを気化させるメタノー
ル気化器と、該廃熱の一部によりボイラー給水を
気化させて水蒸気とするボイラーと、該気化メタ
ノール又は該気化メタノールと該水蒸気の一部と
の混合物を該廃熱の一部により吸熱反応させる吸
熱反応器と、該ボイラーで発生する水蒸気を該廃
熱の一部により過熱する水蒸気過熱器を備えると
共に、該吸熱反応器からの吸熱反応生成ガスを場
合によつて加熱器を介して該燃焼器に導く配管
と、該燃焼器からの燃焼ガスと該過熱器からの過
熱水蒸気とを混合する燃焼ガス/水蒸気混合器
と、該混合器からの燃焼ガス/水蒸気混合ガスを
該タービンに導くダクトを備え、かつ該水蒸気過
熱器と場合によつて配設される該吸熱反応生成ガ
スを加熱するための加熱器とからなる第1廃熱回
収系と、該吸熱反応器からなる第2廃熱回収系
と、該ボイラーと該メタノール気化器とからなる
第3廃熱回収系とを該ガスタービン排出ガスの流
れ方向にそつて、その廃熱回収系の順序で直列に
配設させることを特徴とするガスタービンシステ
ム。
1. In an open cycle gas turbine system using methanol-based fuel consisting of an air compressor, a combustor, and a turbine, there is a methanol vaporizer that vaporizes methanol using a portion of the turbine exhaust waste heat, and a methanol vaporizer that vaporizes methanol using a portion of the waste heat. A boiler that vaporizes boiler feed water into water vapor, an endothermic reactor that causes an endothermic reaction of the vaporized methanol or a mixture of the vaporized methanol and a portion of the water vapor using a portion of the waste heat, and the water vapor generated in the boiler. a steam superheater for superheating the endothermic reactor with a part of the waste heat, and a pipe for guiding endothermic reaction product gas from the endothermic reactor to the combustor via a heater as the case may be; a combustion gas/steam mixer for mixing combustion gas and superheated steam from the superheater; a duct for guiding the combustion gas/steam mixture from the mixer to the turbine; a first waste heat recovery system consisting of a heater for heating the gas produced by the endothermic reaction disposed therein; a second waste heat recovery system consisting of the endothermic reactor; the boiler and the methanol vaporizer. A third waste heat recovery system comprising: and a third waste heat recovery system are arranged in series in the order of the waste heat recovery systems along the flow direction of the gas turbine exhaust gas.
JP23213285A 1985-10-17 1985-10-17 Gas turbine system of high thermal efficiency by use of methanolic fuel Granted JPS6291632A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23213285A JPS6291632A (en) 1985-10-17 1985-10-17 Gas turbine system of high thermal efficiency by use of methanolic fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23213285A JPS6291632A (en) 1985-10-17 1985-10-17 Gas turbine system of high thermal efficiency by use of methanolic fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6291632A JPS6291632A (en) 1987-04-27
JPH0318006B2 true JPH0318006B2 (en) 1991-03-11

Family

ID=16934497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23213285A Granted JPS6291632A (en) 1985-10-17 1985-10-17 Gas turbine system of high thermal efficiency by use of methanolic fuel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6291632A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4801939B2 (en) * 2005-06-22 2011-10-26 関西電力株式会社 Dimethyl ether reforming system and operating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6291632A (en) 1987-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11939915B2 (en) Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment method
US4622275A (en) Fuel cell power plant
US6223519B1 (en) Method of generating power using an advanced thermal recuperation cycle
US5669216A (en) Process and device for generating mechanical energy
US8091369B2 (en) Method and apparatus for generating electrical power
JPH02248605A (en) Method for generating power from carboneseoud fuel
CA2075290A1 (en) Process and device for generating mechanical energy
JPH03151505A (en) Gas/steam electric power generating facility
JPH09119319A (en) Generating method of power during cycle of gas turbine
JP3998561B2 (en) Dimethyl ether reformed power generation system and its operation method
US4031706A (en) Superheating steam from light water nuclear reactors
Allen et al. Gas turbine cogeneration—principles and practice
JP2554060B2 (en) Combined generation system
JPH0318006B2 (en)
Granovskii et al. Thermodynamic analysis of the use a chemical heat pump to link a supercritical water-cooled nuclear reactor and a thermochemical water-splitting cycle for hydrogen production
Branover et al. Promising applications of the liquid metal MHD energy conversion technology
JP4172701B2 (en) Catalytic combustion reburner and reburner gas turbine
JPH03258902A (en) Electric power plant
JPH07317505A (en) Combined power generation system
Korobitsyn Enhancing direct-fired power plants performance by use of gas turbine technology
EP0309267A1 (en) Heat exchanger processes
JP2607313B2 (en) Combustion method and combustion apparatus
JP2889271B2 (en) Waste heat recovery boiler device
JPH07332023A (en) Hydrogen production type combined power generation plant
JPS6310287B2 (en)