JPH0642369A - ガスタービンの吸気冷却装置 - Google Patents
ガスタービンの吸気冷却装置Info
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- JPH0642369A JPH0642369A JP19687592A JP19687592A JPH0642369A JP H0642369 A JPH0642369 A JP H0642369A JP 19687592 A JP19687592 A JP 19687592A JP 19687592 A JP19687592 A JP 19687592A JP H0642369 A JPH0642369 A JP H0642369A
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- water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＮＧ等の液化ガスを燃料とするガスタービ
ンの吸気を安全かつ効率よく冷却し、また着氷・着霜を
防止すること。 【構成】 ガスタービンの吸気ダクト（８）内に蒸発伝
熱管群（９）を、その上下に凝縮ドラム（１０）および
下部ドラム（１１）を配置する。凝縮ドラム（１０）の
中には液化ガス伝熱管（１２）と散水装置（１３）を設
ける。また凝縮ドラム（１０）内を減圧する真空ポンプ
（１４）と、凝縮ドラム（１０）内の水を下部ドラム
（１１）および散水装置（１３）へ圧送する循環ポンプ
（１５）を設ける。液化ガス冷熱源により水と蒸気を介
して間接的にガスタービン吸気を冷却する。また真空ポ
ンプ（１４）により凝縮ドラム（１０）内の真空度を加
減して、水の飽和温度を調節し、吸気を適切な温度に冷
却するとともに吸気の着氷・着霜を防止する。
ンの吸気を安全かつ効率よく冷却し、また着氷・着霜を
防止すること。 【構成】 ガスタービンの吸気ダクト（８）内に蒸発伝
熱管群（９）を、その上下に凝縮ドラム（１０）および
下部ドラム（１１）を配置する。凝縮ドラム（１０）の
中には液化ガス伝熱管（１２）と散水装置（１３）を設
ける。また凝縮ドラム（１０）内を減圧する真空ポンプ
（１４）と、凝縮ドラム（１０）内の水を下部ドラム
（１１）および散水装置（１３）へ圧送する循環ポンプ
（１５）を設ける。液化ガス冷熱源により水と蒸気を介
して間接的にガスタービン吸気を冷却する。また真空ポ
ンプ（１４）により凝縮ドラム（１０）内の真空度を加
減して、水の飽和温度を調節し、吸気を適切な温度に冷
却するとともに吸気の着氷・着霜を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス（以下Ｌ
ＮＧという）等の液化ガスを燃料とするガスタービンに
適するガスタービンの吸気冷却装置に関する。
ＮＧという）等の液化ガスを燃料とするガスタービンに
適するガスタービンの吸気冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧの冷熱によってガスタービンの圧
縮機入口空気を冷却し、出力と効率を向上させる試み
が、従来から種々検討されている。図３はその第１の
例、図４は第２の例，図５は第３の例をそれぞれ示す。
縮機入口空気を冷却し、出力と効率を向上させる試み
が、従来から種々検討されている。図３はその第１の
例、図４は第２の例，図５は第３の例をそれぞれ示す。
【０００３】まず図３において、圧縮機（１），燃焼器
（２），タービン（３）および発電機（４）が一軸に結
合されてガスタービン発電機を形成している。圧縮機
（１）入口のガスタービン吸気は熱交換器（５）におい
てＬＮＧにより冷却される。すなわち熱交換器（５）で
は、ＬＮＧの持つ冷熱エネルギー約２００kcal／kgを使
って吸気を冷却するとともに、気化した天然ガス（以下
ＮＧという）はそのままガスタービン燃料またはその他
の燃料に供される。
（２），タービン（３）および発電機（４）が一軸に結
合されてガスタービン発電機を形成している。圧縮機
（１）入口のガスタービン吸気は熱交換器（５）におい
てＬＮＧにより冷却される。すなわち熱交換器（５）で
は、ＬＮＧの持つ冷熱エネルギー約２００kcal／kgを使
って吸気を冷却するとともに、気化した天然ガス（以下
ＮＧという）はそのままガスタービン燃料またはその他
の燃料に供される。
【０００４】次に図４に示される例は、前記図３に示さ
れる熱交換器（５）を吸気冷却用熱交換器（５ａ）とＬ
ＮＧ気化用熱交換器（５ｂ）とに分割し、両者を循環熱
媒体を使って熱交換させるようにしたものである。した
がって、熱媒体ポンプ（６）が循環熱媒体の循環系に設
置される。この場合、循環熱媒体としては、フロン，不
凍液または水等が用いられ、ＬＮＧ気化用熱交換器（５
ｂ）では蒸発潜熱が、吸気冷却用熱交換器（５ａ）では
顕熱が利用される。
れる熱交換器（５）を吸気冷却用熱交換器（５ａ）とＬ
ＮＧ気化用熱交換器（５ｂ）とに分割し、両者を循環熱
媒体を使って熱交換させるようにしたものである。した
がって、熱媒体ポンプ（６）が循環熱媒体の循環系に設
置される。この場合、循環熱媒体としては、フロン，不
凍液または水等が用いられ、ＬＮＧ気化用熱交換器（５
ｂ）では蒸発潜熱が、吸気冷却用熱交換器（５ａ）では
顕熱が利用される。
【０００５】次に図５に示される例は、本発明の発明者
らにより提案され、特許出願されたものであるが、吸気
冷却用熱交換器（５ａ）の上方にＬＮＧ気化用熱交換器
（５ｂ）が配置され、両者がヒートパイプ（７）によっ
て結合されている。この場合、図示を省略した抽気真空
ポンプによりヒートパイプ（７）内の真空度を調節して
熱媒体の飽和温度を適切な値にし、吸気の着氷，着霜を
防止するとともに吸気を適切な温度に冷却する。熱媒体
は重力によって円滑に循環する。
らにより提案され、特許出願されたものであるが、吸気
冷却用熱交換器（５ａ）の上方にＬＮＧ気化用熱交換器
（５ｂ）が配置され、両者がヒートパイプ（７）によっ
て結合されている。この場合、図示を省略した抽気真空
ポンプによりヒートパイプ（７）内の真空度を調節して
熱媒体の飽和温度を適切な値にし、吸気の着氷，着霜を
防止するとともに吸気を適切な温度に冷却する。熱媒体
は重力によって円滑に循環する。
【０００６】なおＬＮＧ冷熱を利用せず、吸気中に冷水
を噴射してその顕熱あるいは顕熱と蒸発潜熱によりガス
タービンの吸気温度を下げる方法があるが、ＬＮＧに比
べてその効果は極めて小さい。
を噴射してその顕熱あるいは顕熱と蒸発潜熱によりガス
タービンの吸気温度を下げる方法があるが、ＬＮＧに比
べてその効果は極めて小さい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のガスタービ
ン吸気冷却装置には、次のような解決すべき課題があっ
た。 １） 図３に示される第１の例の場合 ＬＮＧ冷熱源とガスタービン吸気が直接熱交換すので、
伝熱管が損傷するとＬＮＧ噴破の危険がある。
ン吸気冷却装置には、次のような解決すべき課題があっ
た。 １） 図３に示される第１の例の場合 ＬＮＧ冷熱源とガスタービン吸気が直接熱交換すので、
伝熱管が損傷するとＬＮＧ噴破の危険がある。
【０００８】またＬＮＧ自体が−２００℃近い極低温で
あるため、吸気と接する伝熱管外面に吸気中の水分が氷
結し、熱伝達率が著しく低下する。この氷結を防止する
技術は現在確立されていない。そこで熱交換モジュール
を複数組設けて切替運転をするが、配管や制御系が複雑
でコスト高となる。
あるため、吸気と接する伝熱管外面に吸気中の水分が氷
結し、熱伝達率が著しく低下する。この氷結を防止する
技術は現在確立されていない。そこで熱交換モジュール
を複数組設けて切替運転をするが、配管や制御系が複雑
でコスト高となる。
【０００９】２） 図４に示される第２の例の場合 前記ＬＮＧ噴破や伝熱管氷結の問題はないが、複数の熱
交換器と循環媒体系が必要であり、コストが高く、吸気
温度やガスタービン負荷に対する制御装置が複雑とな
る。また循環媒体系のフロン圧縮機または水ポンプ等の
駆動動力も必要となる。
交換器と循環媒体系が必要であり、コストが高く、吸気
温度やガスタービン負荷に対する制御装置が複雑とな
る。また循環媒体系のフロン圧縮機または水ポンプ等の
駆動動力も必要となる。
【００１０】３） 図５に示される第３の例の場合 ガスタービン容量が大きく、また空気圧縮機吸気温度を
大幅に下げる場合は、ガスタービン吸気冷却量やＬＮＧ
加熱量も大きくなる。そのような場合、ヒートパイプ方
式では熱流束が大きくとれないため、極めて多数のヒー
トパイプが必要となる。したがって装置全体が大形化し
て建設費・保守費が高くなり、また大きなスペースが必
要となる。
大幅に下げる場合は、ガスタービン吸気冷却量やＬＮＧ
加熱量も大きくなる。そのような場合、ヒートパイプ方
式では熱流束が大きくとれないため、極めて多数のヒー
トパイプが必要となる。したがって装置全体が大形化し
て建設費・保守費が高くなり、また大きなスペースが必
要となる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、ガスタービンの吸気ダクト内に配
置された蒸発伝熱管群と、内部に液散布装置および液化
ガス伝熱管を有し上記蒸発伝熱管群の上端に連通する凝
縮ドラムと、上記蒸発伝熱管群の下端に連通する下部ド
ラムと、上記凝縮ドラム内を減圧する真空ポンプと、上
記凝縮ドラム内の液体を上記下部ドラムおよび上記液散
布装置へ圧送する循環ポンプとを具備したことを特徴と
するガスタービンの吸気冷却装置；ならびに上記要件に
加えて、上記凝縮ドラムと上記蒸発伝熱管群との間に気
液分離ドラムが設けられ、かつ上記液化ガス伝熱管の下
方の上記凝縮ドラム内に凝縮液溜りが設けられたことを
特徴とするガスタービンの吸気冷却装置を提案するもの
である。
題を解決するために、ガスタービンの吸気ダクト内に配
置された蒸発伝熱管群と、内部に液散布装置および液化
ガス伝熱管を有し上記蒸発伝熱管群の上端に連通する凝
縮ドラムと、上記蒸発伝熱管群の下端に連通する下部ド
ラムと、上記凝縮ドラム内を減圧する真空ポンプと、上
記凝縮ドラム内の液体を上記下部ドラムおよび上記液散
布装置へ圧送する循環ポンプとを具備したことを特徴と
するガスタービンの吸気冷却装置；ならびに上記要件に
加えて、上記凝縮ドラムと上記蒸発伝熱管群との間に気
液分離ドラムが設けられ、かつ上記液化ガス伝熱管の下
方の上記凝縮ドラム内に凝縮液溜りが設けられたことを
特徴とするガスタービンの吸気冷却装置を提案するもの
である。
【００１２】
【作用】本発明においては、液化ガス冷熱源とガスター
ビン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介して間接
的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がない。また
熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、スペース
を減少させることができる。
ビン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介して間接
的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がない。また
熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、スペース
を減少させることができる。
【００１３】本発明ではまた、真空ポンプで凝縮ドラム
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。
【００１４】更に本発明では、凝縮ドラム内の真空下で
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。
【００１５】そして凝縮ドラムの他に気液分離ドラムを
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す系統図であ
る。この図において、圧縮機（１），燃焼器（２），タ
ービン（３）および発電機（４）が一軸に結合されてガ
スタービン発電機を形成している。圧縮機（１）入口の
ガスタービン吸気ダクト（８）内には、蒸気伝熱管群
（９）が配置され、その上方には同蒸発伝熱管群（９）
の上端に連通する凝縮ドラム（１０）が、下方には蒸発
伝熱管群（９）の下端に連通する下部ドラム（１１）
が、それぞれ設置されている。凝縮ドラム（１０）内に
は、中央部にＬＮＧ伝熱管（１２），上部に散水装置
（１３）が、それぞれ設けられている。また凝縮ドラム
（１０）の上部は真空ポンプ（１４）の吸入口に連通し
ており、下部は循環ポンプ（１５）の吸入口に連通して
いる。そしてその循環ポンプ（１５）の吐出口は、下部
ドラム（１１）と散水装置（１３）に連通している。
る。この図において、圧縮機（１），燃焼器（２），タ
ービン（３）および発電機（４）が一軸に結合されてガ
スタービン発電機を形成している。圧縮機（１）入口の
ガスタービン吸気ダクト（８）内には、蒸気伝熱管群
（９）が配置され、その上方には同蒸発伝熱管群（９）
の上端に連通する凝縮ドラム（１０）が、下方には蒸発
伝熱管群（９）の下端に連通する下部ドラム（１１）
が、それぞれ設置されている。凝縮ドラム（１０）内に
は、中央部にＬＮＧ伝熱管（１２），上部に散水装置
（１３）が、それぞれ設けられている。また凝縮ドラム
（１０）の上部は真空ポンプ（１４）の吸入口に連通し
ており、下部は循環ポンプ（１５）の吸入口に連通して
いる。そしてその循環ポンプ（１５）の吐出口は、下部
ドラム（１１）と散水装置（１３）に連通している。
【００１７】真空ポンプ（１４）により凝縮ドラム（１
０）内の圧力を例えば0.01ata に減圧すると、凝縮ドラ
ム（１０）内の水は0.01ata に相当する水の飽和温度約
７℃となる。その７℃の水が、循環ポンプ（１５）によ
り循環水として下部ドラム（１１）を経由し蒸発伝熱管
群（９）に流入すると、水はガスタービン吸気で加熱さ
れて蒸発し、凝縮ドラム（１０）に流入する。この蒸気
はＬＮＧ伝熱管（１２）で冷却されて凝縮する。
０）内の圧力を例えば0.01ata に減圧すると、凝縮ドラ
ム（１０）内の水は0.01ata に相当する水の飽和温度約
７℃となる。その７℃の水が、循環ポンプ（１５）によ
り循環水として下部ドラム（１１）を経由し蒸発伝熱管
群（９）に流入すると、水はガスタービン吸気で加熱さ
れて蒸発し、凝縮ドラム（１０）に流入する。この蒸気
はＬＮＧ伝熱管（１２）で冷却されて凝縮する。
【００１８】凝縮ドラム（１０）内のＬＮＧ伝熱管（１
２）は、一部が液面上に露出し、一部が液面下に没する
ようになっている。液面上の伝熱管は蒸気から水への凝
縮、液面下の伝熱管は水の冷却に与かる。したがって顕
熱冷却と顕熱・潜熱冷却のいずれにも対応できる。
２）は、一部が液面上に露出し、一部が液面下に没する
ようになっている。液面上の伝熱管は蒸気から水への凝
縮、液面下の伝熱管は水の冷却に与かる。したがって顕
熱冷却と顕熱・潜熱冷却のいずれにも対応できる。
【００１９】上記循環水の一部は下部ドラム（１１）の
入口から分岐して、凝縮ドラム（１０）内の上部に設け
られた散水装置（１３）に導かれ、ノズルから散布され
る。これにより、ＬＮＧからの伝熱，蒸気の凝縮が促進
される。
入口から分岐して、凝縮ドラム（１０）内の上部に設け
られた散水装置（１３）に導かれ、ノズルから散布され
る。これにより、ＬＮＧからの伝熱，蒸気の凝縮が促進
される。
【００２０】蒸発伝熱管群（９）で冷却されたガスター
ビン吸気は圧縮機（１）へ流入する。またＬＮＧ伝熱管
（１２）で気化したＮＧは、一部がガスタービン燃料と
して燃焼器（２）へ、その他は天然ガスパイプライン等
へ供給される。
ビン吸気は圧縮機（１）へ流入する。またＬＮＧ伝熱管
（１２）で気化したＮＧは、一部がガスタービン燃料と
して燃焼器（２）へ、その他は天然ガスパイプライン等
へ供給される。
【００２１】本実施例においては、ＬＮＧ冷熱源とガス
タービン吸気とが水と蒸気を介して間接的に熱交換する
ので、ＬＮＧ噴破の危険がない。また前記図５に示され
たヒートパイプ方式と比べると、循環ポンプを必要とす
るが、熱流束を大きくとれるから、ガスタービン吸気と
ＬＮＧ冷熱の熱交換量が大きい場合には、ヒートパイプ
方式よりも建設費を安くし、スペースを減少させること
がてきる。
タービン吸気とが水と蒸気を介して間接的に熱交換する
ので、ＬＮＧ噴破の危険がない。また前記図５に示され
たヒートパイプ方式と比べると、循環ポンプを必要とす
るが、熱流束を大きくとれるから、ガスタービン吸気と
ＬＮＧ冷熱の熱交換量が大きい場合には、ヒートパイプ
方式よりも建設費を安くし、スペースを減少させること
がてきる。
【００２２】本実施例ではまた、真空ポンプ（１４）で
凝縮ドラム（１０）内を減圧することにより、水の飽和
温度を調節することができる。例えば圧力が 0.006ata
から0.01まで変化すると、水の飽和温度は約０から７℃
までの範囲で変化する。このように真空ポンプ（１４）
で凝縮ドラム（１０）内の真空度を調節することによ
り、水の飽和温度を変化させ、ガスタービンの負荷やガ
スタービン吸気ダクト（８）へ導入される吸気の温度等
に対応して、圧縮機へ導かれる吸気を適切に冷却するこ
とができる。そしてまた、上記のように循環水の温度を
調節することによって、蒸発伝熱管群（９）において
は、氷結しない温度で吸気を冷却することができるの
で、着氷，着霜を防ぐことができる。
凝縮ドラム（１０）内を減圧することにより、水の飽和
温度を調節することができる。例えば圧力が 0.006ata
から0.01まで変化すると、水の飽和温度は約０から７℃
までの範囲で変化する。このように真空ポンプ（１４）
で凝縮ドラム（１０）内の真空度を調節することによ
り、水の飽和温度を変化させ、ガスタービンの負荷やガ
スタービン吸気ダクト（８）へ導入される吸気の温度等
に対応して、圧縮機へ導かれる吸気を適切に冷却するこ
とができる。そしてまた、上記のように循環水の温度を
調節することによって、蒸発伝熱管群（９）において
は、氷結しない温度で吸気を冷却することができるの
で、着氷，着霜を防ぐことができる。
【００２３】更に本実施例では、凝縮ドラム（１０）内
の真空下で水の蒸発潜熱を利用する。その潜熱は約６０
０kcal／kgであって、水の顕熱（２０℃で約２０kcal／
kg）の約３０倍である。したがって本実施例では、水の
顕熱を利用する従来の方式に比べて水の流量を約１／３
０にすることができる。
の真空下で水の蒸発潜熱を利用する。その潜熱は約６０
０kcal／kgであって、水の顕熱（２０℃で約２０kcal／
kg）の約３０倍である。したがって本実施例では、水の
顕熱を利用する従来の方式に比べて水の流量を約１／３
０にすることができる。
【００２４】図６は本実施例と水の顕熱を利用する従来
の方式との熱交換状況を示す図である。本実施例では蒸
発伝熱管群（９）の対数平均温度差を大きくとることが
できるので、伝熱管をコンパクトにし、ガスタービン吸
気の圧力損失を低減することができる。この場合、高真
空に設定すればする程、冷却能力を増加できる。なお図
６中、ＴA1，ＴA2はそれぞれ蒸発伝熱管群（９）の前後
のガスタービン吸気温度、Ｔc1，Ｔc2は同じく蒸発伝熱
管群（９）前後の循環熱媒体（水）の温度である。本実
施例（発明）では水の潜熱を利用するのでＴc1＝Ｔc2と
なっている。
の方式との熱交換状況を示す図である。本実施例では蒸
発伝熱管群（９）の対数平均温度差を大きくとることが
できるので、伝熱管をコンパクトにし、ガスタービン吸
気の圧力損失を低減することができる。この場合、高真
空に設定すればする程、冷却能力を増加できる。なお図
６中、ＴA1，ＴA2はそれぞれ蒸発伝熱管群（９）の前後
のガスタービン吸気温度、Ｔc1，Ｔc2は同じく蒸発伝熱
管群（９）前後の循環熱媒体（水）の温度である。本実
施例（発明）では水の潜熱を利用するのでＴc1＝Ｔc2と
なっている。
【００２５】次に図２は、本発明の第２実施例を示す系
統図である。この図において、前記図１により説明した
第１実施例と同様の部分については、冗長になるのを避
けるため、同一の符号を付け詳しい説明を省く。
統図である。この図において、前記図１により説明した
第１実施例と同様の部分については、冗長になるのを避
けるため、同一の符号を付け詳しい説明を省く。
【００２６】本実施例においては、凝縮ドラム（２０）
の下方で蒸発伝熱管群（９）との間に、気水分離ドラム
（２１）が設置されている。また凝縮ドラム（２０）内
のＬＮＧ伝熱管（２２）下方には、凝縮水溜り（２３）
が設けられている。したがって、気水分離ドラム（２
１）の上方に専用の凝縮ドラム（２０）を配置した形と
なり、ＬＮＧ伝熱管（２２）は凝縮専用となる。すなわ
ち凝縮水は凝縮水溜り（２３）をオーバフローして気水
分離ドラム（２１）へ流下する。したがって凝縮ドラム
（２０）と気水分離ドラム（２１）の間には、流下水と
上昇蒸気流の流路（２４）が設けられている。なお蒸気
の凝縮促進と循環水冷却のために循環水の散布装置（１
３）を設けることは、前記第１実施例の場合と同じであ
る。
の下方で蒸発伝熱管群（９）との間に、気水分離ドラム
（２１）が設置されている。また凝縮ドラム（２０）内
のＬＮＧ伝熱管（２２）下方には、凝縮水溜り（２３）
が設けられている。したがって、気水分離ドラム（２
１）の上方に専用の凝縮ドラム（２０）を配置した形と
なり、ＬＮＧ伝熱管（２２）は凝縮専用となる。すなわ
ち凝縮水は凝縮水溜り（２３）をオーバフローして気水
分離ドラム（２１）へ流下する。したがって凝縮ドラム
（２０）と気水分離ドラム（２１）の間には、流下水と
上昇蒸気流の流路（２４）が設けられている。なお蒸気
の凝縮促進と循環水冷却のために循環水の散布装置（１
３）を設けることは、前記第１実施例の場合と同じであ
る。
【００２７】前記第１実施例においては、凝縮ドラム
（１０）内で顕熱冷却と潜熱冷却の両方を行なわせるた
めに、ＬＮＧ伝熱管（１２）が気液二相にまたがってい
る。したがって、その境界の液面の変化や波打ちに伴っ
て、伝熱管の蒸気凝縮性能等が変動し、伝熱制御がやり
にくいことがある。本第２実施例では、気水分離ドラム
（２１）の上方に専用の凝縮ドラム（２０）が配置さ
れ、凝縮と気液分離とを別々のドラムで行なう。したが
ってＬＮＧ伝熱管（２２）は凝縮専用となり、蒸気凝縮
の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制御がやりやす
い。
（１０）内で顕熱冷却と潜熱冷却の両方を行なわせるた
めに、ＬＮＧ伝熱管（１２）が気液二相にまたがってい
る。したがって、その境界の液面の変化や波打ちに伴っ
て、伝熱管の蒸気凝縮性能等が変動し、伝熱制御がやり
にくいことがある。本第２実施例では、気水分離ドラム
（２１）の上方に専用の凝縮ドラム（２０）が配置さ
れ、凝縮と気液分離とを別々のドラムで行なう。したが
ってＬＮＧ伝熱管（２２）は凝縮専用となり、蒸気凝縮
の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制御がやりやす
い。
【００２８】前記実施例では、装置内を循環する流体と
して水を用いているが、氷点下から＋１５℃程度の所定
温度で蒸発し、真空度の調節によってこの温度を加減で
きる流体であれば、水以外の他の流体を用いることがで
きる。また前記実施例では、凝縮ドラム（１０），（２
０）内の液化ガス伝熱管に冷熱源としてＬＮＧを導入す
るようにしているが、この冷熱源としては、他にアンモ
ニア，フロンなどのターボ冷凍機用冷媒や，氷，冷水，
氷・水スラリーなどを用いることができる。その場合、
ガスタービンの燃料としては、ＮＧも含め任意のもので
よい。
して水を用いているが、氷点下から＋１５℃程度の所定
温度で蒸発し、真空度の調節によってこの温度を加減で
きる流体であれば、水以外の他の流体を用いることがで
きる。また前記実施例では、凝縮ドラム（１０），（２
０）内の液化ガス伝熱管に冷熱源としてＬＮＧを導入す
るようにしているが、この冷熱源としては、他にアンモ
ニア，フロンなどのターボ冷凍機用冷媒や，氷，冷水，
氷・水スラリーなどを用いることができる。その場合、
ガスタービンの燃料としては、ＮＧも含め任意のもので
よい。
【００２９】
【発明の効果】本発明においては、液化ガス冷熱源とガ
スタービン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介し
て間接的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がな
い。また熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、
スペースを減少させることができる。
スタービン吸気とが水等の循環熱媒体とその蒸気を介し
て間接的に熱交換するので、液化ガス噴破の危険がな
い。また熱流束を大きくとれるから、建設費を安くし、
スペースを減少させることができる。
【００３０】本発明ではまた、真空ポンプで凝縮ドラム
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。
内を減圧することにより、水等の飽和温度を調節するこ
とができるから、ガスタービンの負荷や吸気ダクトに導
入される空気の温度に対応して、圧縮機の入口吸気を適
切に冷却することができる。そしてまた、上記のように
循環水等の温度を調節することにより、蒸発伝熱管群に
おいて、氷結しない温度で吸気を冷却することができ、
着氷・着霜が防止される。
【００３１】更に本発明では、凝縮ドラム内の真空下で
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。
水等の蒸発潜熱を利用するので、顕熱のみを利用する従
来の方式に比べて、水等の流量を格段に少なくすること
ができ、この点でも設備費を節減できる。
【００３２】そして凝縮ドラムの他に気液分離ドラムを
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。
設置し、かつ凝縮ドラム内に凝縮液溜りを設けた場合
は、蒸気凝縮の伝熱面積が一定に保たれるので、伝熱制
御がやりやすい。
【図１】図１は本発明の第１実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図２】図２は本発明の第２実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図３】図３はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第１の例を示す系統図である。
の第１の例を示す系統図である。
【図４】図４はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第２の例を示す系統図である。
の第２の例を示す系統図である。
【図５】図５はガスタービン吸気を冷却する従来の装置
の第３の例を示す系統図である。
の第３の例を示す系統図である。
【図６】図６は本発明と従来の方式との熱交換状況を説
明する図である。
明する図である。
（１） 圧縮機 （２） 燃焼器 （３） タービン （４） 発電機 （５） 熱交換器 （５ａ） 吸気冷却用熱交換器 （５ｂ） ＬＮＧ気化用熱交換器 （６） 熱媒体ポンプ （７） ヒートパイプ （８） ガスタービン吸気ダクト （９） 蒸発伝熱管群 （１０） 凝縮ドラム （１１） 下部ドラム （１２） ＬＮＧ伝熱管 （１３） 散水装置 （１４） 真空ポンプ （１５） 循環ポンプ （２０） 凝縮ドラム （２１） 気水分離ドラム （２２） ＬＮＧ伝熱管 （２３） 凝縮水溜り （２４） 流下水と上昇蒸気流の流路
Claims (2)
- 【請求項１】 ガスタービンの吸気ダクト内に配置され
た蒸発伝熱管群と、内部に液散布装置および液化ガス伝
熱管を有し上記蒸発伝熱管群の上端に連通する凝縮ドラ
ムと、上記蒸発伝熱管群の下端に連通する下部ドラム
と、上記凝縮ドラム内を減圧する真空ポンプと、上記凝
縮ドラム内の液体を上記下部ドラムおよび上記液散布装
置へ圧送する循環ポンプとを具備したことを特徴とする
ガスタービンの吸気冷却装置。 - 【請求項２】 上記凝縮ドラムと上記蒸発伝熱管群との
間に気液分離ドラムが設けられ、かつ上記液化ガス伝熱
管の下方の上記凝縮ドラム内に凝縮液溜りが設けられた
ことを特徴とする請求項１記載のガスタービンの吸気冷
却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19687592A JP2877280B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19687592A JP2877280B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642369A true JPH0642369A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2877280B2 JP2877280B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=16365108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19687592A Expired - Lifetime JP2877280B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | ガスタービンの吸気冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877280B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512056A (ja) * | 2016-02-12 | 2019-05-09 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 始動電動機を有するガスタービンセクション |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19687592A patent/JP2877280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512056A (ja) * | 2016-02-12 | 2019-05-09 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 始動電動機を有するガスタービンセクション |
| US10570827B2 (en) | 2016-02-12 | 2020-02-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine train with starter motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2877280B2 (ja) | 1999-03-31 |
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