JPH07158467A - Intake air cooling device utilizing ice heat reserve for gas turbine - Google Patents
Intake air cooling device utilizing ice heat reserve for gas turbineInfo
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- JPH07158467A JPH07158467A JP30694293A JP30694293A JPH07158467A JP H07158467 A JPH07158467 A JP H07158467A JP 30694293 A JP30694293 A JP 30694293A JP 30694293 A JP30694293 A JP 30694293A JP H07158467 A JPH07158467 A JP H07158467A
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン、特に氷蓄
熱を利用してガスタービン入口の吸気を冷却するガスタ
ービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine, and more particularly to an intake heat cooling device using ice heat of a gas turbine for cooling intake air at the inlet of the gas turbine by utilizing ice heat storage.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガスタービンを利用した発電は、ガス・
蒸気コンバインドサイクルの発達によって最近増加して
いる。ところが、ガスタービンの出力はその吸入空気の
重量流量に大きく影響されるので、初夏から初秋にかけ
ての気温の高い時には空気の密度が小さいため、吸入空
気重量流量も小さくなりガスタービンの出力は低下す
る。一方、気温の高い時は冷房等により電力需要が極大
となる。つまり、ガスタービンは最も電力需要の大きい
ときにその出力が低下してしまう。これに対応するに
は、ピーク負荷用のガスタービンを別途に設置すること
が考えられている。2. Description of the Related Art Power generation using a gas turbine is
It has been increasing recently due to the development of steam combined cycle. However, since the output of the gas turbine is greatly affected by the weight flow rate of the intake air, when the temperature is high from early summer to early autumn, the air density is low, so the intake air weight flow rate is also low and the output of the gas turbine is reduced. . On the other hand, when the temperature is high, the demand for electricity becomes maximum due to cooling. That is, the output of the gas turbine decreases when the power demand is greatest. To deal with this, it is considered to install a gas turbine for peak load separately.
【0003】ガスタービンの気温上昇による出力低下を
防止する方法としては、その吸気を冷却することがあ
る。その一例としては、夜間余剰電力によって製氷して
おき、この氷をピーク時の吸気冷却に使用する所謂氷蓄
熱冷却がある。この氷蓄熱冷却は、夜間余剰電力によっ
て作られた氷の解氷により得られた冷水で吸気を冷却す
るものであり、図16は従来考えられていた氷蓄熱利用
吸気冷却装置の一例の系統図である。この図において、
圧縮機1は燃焼器2に圧縮空気を供給し、燃焼器2にお
いて生成された燃焼ガスはガスタービン3に供給され
る。図中4は前記ガスタービンによって駆動される発電
機を示す。圧縮機1の吸気側には、吸気冷却を行う冷却
系が設けられている。この冷却系は、大気に開放する吸
気ダクト5と、冷却管7を有する空気冷却器6と、例え
ば夜間余剰電力によって駆動される製氷機8と、製氷機
8と貯氷槽15との間で冷水の循環を行わせるポンプ9
と、前記貯氷槽15内の冷水を前記冷却管7に送り、こ
れを前記貯氷槽15に還流させるポンプ9’と、圧縮機
1の吸気管に設けられこの吸気管を大気連通か前記冷却
機6連通かを切り替える切替弁32とを有する。図中、
実線は冷水の流れを、破線は空気の流れをそれぞれ示し
ている。As a method of preventing the output decrease of the gas turbine due to the temperature rise, there is cooling of the intake air. As an example, there is so-called ice heat storage cooling in which ice is made by surplus power at night and this ice is used for intake air cooling at the peak. This ice heat storage cooling is to cool the intake air with cold water obtained by the defrosting of ice produced by surplus power at night, and FIG. 16 is a system diagram of an example of a conventionally considered ice storage air intake cooling device. Is. In this figure,
The compressor 1 supplies compressed air to the combustor 2, and the combustion gas generated in the combustor 2 is supplied to the gas turbine 3. Reference numeral 4 in the figure denotes a generator driven by the gas turbine. On the intake side of the compressor 1, a cooling system for cooling the intake air is provided. This cooling system includes an intake duct 5 that is open to the atmosphere, an air cooler 6 that has a cooling pipe 7, an ice maker 8 that is driven by, for example, surplus power at night, and cold water between the ice maker 8 and an ice storage tank 15. Pump 9 for circulating
And a pump 9'for sending cold water in the ice storage tank 15 to the cooling pipe 7 and returning it to the ice storage tank 15, and an intake pipe of the compressor 1, which is connected to the atmosphere or the cooling pipe. It has a switching valve 32 for switching between 6 communication. In the figure,
The solid line shows the flow of cold water and the broken line shows the flow of air.
【0004】この図からも分るように、従来考えられて
いた冷却方法においては、空気冷却器6、製氷機8、ポ
ンプ9、9’、貯氷槽15、切替弁32等を必要として
おり、ピーク負荷用のガスタービンを別途設置するのに
比較して、コスト的にも、スペース的にも大してメリッ
トがないので、実用化されるに至っていない。As can be seen from this figure, the conventional cooling method requires the air cooler 6, the ice making machine 8, the pumps 9 and 9 ', the ice storage tank 15, the switching valve 32, etc. Compared to installing a gas turbine for peak load separately, there is no merit in terms of cost and space, so it has not been put to practical use.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記したように、ガス
タービンを利用した発電プラントは建設期間が短く、し
かも起動時間が短い上、ガスタービンと蒸気タービンと
を組み合わせたガス・蒸気コンバインドサイクル発電プ
ラントは極めて高い効率を得られるので、最近著しく普
及の度を高めている。ところが、ガスタービンの出力は
その吸入空気の重量流量に大きく影響されるので、気温
の高い時は冷房等により電力需要が極大となる最も電力
需要の大きいときにその出力が低下してしまう。As described above, a power plant using a gas turbine has a short construction period and a short start-up time, and a gas / steam combined cycle power plant combining a gas turbine and a steam turbine. Has gained significant popularity recently because of its extremely high efficiency. However, since the output of the gas turbine is greatly affected by the weight flow rate of the intake air, the output decreases when the temperature is high and the power demand is maximized due to cooling or the like.
【0006】ガスタービンの気温上昇による出力低下を
防止する方法としては、その吸気を冷却することがあ
る。その一例としては、夜間余剰電力によって製氷して
おき、この氷をピーク時の吸気冷却に使用する所謂氷蓄
熱冷却がある。As a method of preventing the output decrease of the gas turbine due to the temperature rise, there is cooling of the intake air. As an example, there is so-called ice heat storage cooling in which ice is made by surplus power at night and this ice is used for intake air cooling at the peak.
【0007】従来考えられている上記の吸気冷却方法を
実施するには、空気冷却器、製氷機、貯氷槽当の大型の
構成機器が必要であり、コスト、スペースの面で問題と
なることは前記した通りである。また、ガスタービンか
ら離れた位置に設置した貯氷槽から氷を解氷して得られ
た冷水を配管で空気冷却器まで移送する間に、配管をと
押して大気に冷熱を奪われ冷却効率が低下する問題もあ
る。本発明は上記の事情に基づきなされたもので、設置
スペースが小さくしかもコストが低く設置し得るガスタ
ービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置を提供する。In order to carry out the above-mentioned conventionally considered intake air cooling method, a large-sized component device such as an air cooler, an ice making machine and an ice storage tank is required, which causes a problem in terms of cost and space. As described above. In addition, while the cold water obtained by defrosting the ice from the ice storage tank installed at a position away from the gas turbine is transferred to the air cooler by the pipe, the pipe is pushed to remove the cold heat from the atmosphere and the cooling efficiency is reduced. There is also a problem to do. The present invention has been made based on the above circumstances, and provides an intake heat cooling device using ice heat storage for a gas turbine, which can be installed in a small installation space and at low cost.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のガスタービンの
氷蓄熱利用吸気冷却装置は、ガスタービンの吸気入口に
設置した空気冷却器と、シャーベット状の氷を製造する
製氷機と、上記空気冷却器の冷却管に上記製氷機から直
接または貯氷槽を介してシャーベット状の氷と冷却水を
送り込む配管装置とを具え、上記吸気入口からガスター
ビンに冷却した空気を送り込むことを特徴とする。According to the present invention, there is provided an intake air cooling apparatus for ice heat storage of a gas turbine, an air cooler installed at an intake inlet of a gas turbine, an ice maker for producing sherbet-like ice, and the above air cooling. The cooling pipe of the vessel is provided with a shelvet-like ice and a piping device for feeding cooling water directly from the ice making machine or via an ice storage tank, and the cooled air is fed from the intake inlet to the gas turbine.
【0009】[0009]
【作用】上記構成のガスタービンの氷蓄熱利用吸気冷却
装置においては、夜間余剰電力により製氷機を運転させ
てシャーベット状の氷を作り、この氷を冷却器の冷却管
内に直接または貯氷槽を介して送り込み、貯氷槽および
冷却管に貯蔵し、昼間の負荷増大時に前記冷却器によっ
てガスタービンへの吸気を冷却し、負荷増大に十分に対
処することができる。なお、貯氷槽を前記空気冷却器の
直上または直下に配置することにより、吸気冷却装置の
設置スペースを大巾に削減することができる。In the above-structured gas turbine ice heat storage intake air cooling device, the ice making machine is operated by surplus power at night to make sherbet-like ice, and this ice is directly fed into the cooling pipe of the cooler or through the ice storage tank. In this case, the intake air to the gas turbine is cooled by the cooler when the load is increased in the daytime and stored in the ice storage tank and the cooling pipe. By disposing the ice storage tank directly above or below the air cooler, the installation space of the intake air cooling device can be greatly reduced.
【0010】[0010]
【実施例】図16と同一部分には同一符号を付した図1
は、本発明の第1の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置の
系統図である。この図において、空気冷却器6内には製
氷機8の出口に一端を弁10を介して連通させ、他端を
ポンプ9を介して製氷機8の入口に連通させた配管8a
から分岐し、直状で大径の複数の縦型の冷却管7が設置
されている。圧縮機1に対する吸気は、吸気ダクト5か
ら取り入れられた空気を空気冷却器6によって冷却して
なされる。図中、11は製氷機8から配管8aを通して
冷却管7内に供給されたシャーベット状の氷、白抜きの
矢符12は前記シャーベット状の氷の流れ、実線の矢符
13は水の流れを示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 in which the same parts as in FIG.
FIG. 1 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a first embodiment of the present invention. In this figure, in the air cooler 6, a pipe 8a having one end communicated with the outlet of the ice maker 8 via a valve 10 and the other end communicated with the inlet of the ice maker 8 via a pump 9
A plurality of straight, large-diameter vertical cooling pipes 7 are provided. The intake of air to the compressor 1 is performed by cooling the air taken in from the intake duct 5 by the air cooler 6. In the figure, 11 is sherbet-shaped ice supplied from the ice making machine 8 into the cooling pipe 7 through the pipe 8a, white arrows 12 are the sherbet-shaped ice flows, and solid arrows 13 are water flows. Shows.
【0011】上記構成の実施例においては、製氷機8か
ら配管8aに送られる氷はシャーベット状であり、シャ
ーベット状の氷は前記縦型の冷却管7内に貯溜される。
なお、製氷機8は夜間の余剰電力によって運転され、冷
却管7内のシャーベット状の氷の形で冷熱の貯蔵が行わ
れる。而して、昼間気温が上昇した場合には吸気を冷却
機7を通すことによって、吸気温度を低下させてガスタ
ービン3の出力低下を防止し、冷房等の負荷による増加
需要に対処することができる。In the embodiment having the above structure, the ice sent from the ice making machine 8 to the pipe 8a is in the form of sherbet, and the sherbet-like ice is stored in the vertical cooling pipe 7.
The ice maker 8 is operated by surplus power at night, and cold heat is stored in the form of sherbet-like ice in the cooling pipe 7. Thus, when the daytime temperature rises, the intake air is passed through the cooler 7 to lower the intake air temperature to prevent the output of the gas turbine 3 from decreasing, and to cope with the increased demand due to the load such as cooling. it can.
【0012】この第1の実施例にあっては、シャーベッ
ト状の氷を製氷機から冷却管7に直接に送り込む構成と
してあるため、図16に示した従来例とは異なり大型の
機器である貯氷槽、貯氷槽から冷却機に冷却水を送る配
管を必要とせず、設置スペースを削減することができ
る。また、製氷機と空気冷却器との間を短くすることに
より、大きな冷熱を持つシャーベット状の氷によって直
接冷却し、且つ配管における冷熱の損失を最小限となし
得るので、高効率で空気の冷却を行うことができる。In the first embodiment, since the sherbet-like ice is directly sent from the ice making machine to the cooling pipe 7, unlike the conventional example shown in FIG. The installation space can be reduced without the need for piping for sending cooling water from the tank or ice storage tank to the cooler. Further, by shortening the space between the ice maker and the air cooler, the sherbet-like ice having a large amount of cold heat can be used for direct cooling, and the loss of cold heat in the piping can be minimized. It can be performed.
【0013】図1と同一部分には同一符号を付した図2
は、本発明の第2の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置の
系統図である。この実施例では、各縦型の冷却管7はそ
れらの上端において、冷却器6の上方に設置した貯氷槽
15の底面に開口され、製氷機8からの配管8aには冷
却器6の下方に設置したドレンタンク17に至る分岐管
8bが設けられている。なお、分岐管8bにはドレン弁
16、ドレンポンプ17が設けてある。2 in which the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
[Fig. 4] is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, each vertical cooling pipe 7 is opened at the upper end thereof to the bottom surface of the ice storage tank 15 installed above the cooler 6, and the pipe 8 a from the ice making machine 8 is provided below the cooler 6. A branch pipe 8b reaching the installed drain tank 17 is provided. A drain valve 16 and a drain pump 17 are provided on the branch pipe 8b.
【0014】この第2の実施例では、前記第1の実施例
と同様に高効率で空気の冷却を行うことができるだけで
なく、冷却器6の上方に貯氷槽15が設置してあるた
め、第1の実施例におけるよりも多量のシャーベット状
の氷を蓄えることができ、長時間にわたって空気の冷却
を行うことができる。なお、時間の経過にともない貯氷
槽15には十分な量のシャーベット状の氷があるにもか
かわらず、冷却管7内の氷がとけてなくなってしまい、
冷却項かが落ちることもあり得る。その場合には、ドレ
ン弁16を開いて冷却管7内の水をドレンタンク17に
落し、貯氷槽15のシャーベット状の氷を冷却管7内に
落下させれば水の高効率な冷却を継続することができ
る。なお、冷却が終了した後はドレンポンプ18を逆転
させドレンタンク17の水を貯氷槽15に戻し、その水
位を回復させる。In the second embodiment, not only can the air be cooled with high efficiency as in the first embodiment, but the ice storage tank 15 is installed above the cooler 6, More sherbet-like ice than in the first embodiment can be stored, and the air can be cooled for a long time. It should be noted that, with the passage of time, although the ice storage tank 15 has a sufficient amount of sherbet-like ice, the ice in the cooling pipe 7 melts and disappears,
It is possible that the cooling term will drop. In that case, the drain valve 16 is opened to drop the water in the cooling pipe 7 into the drain tank 17, and the sherbet-like ice of the ice storage tank 15 is dropped into the cooling pipe 7 to continue highly efficient cooling of the water. can do. After the cooling is completed, the drain pump 18 is reversed to return the water in the drain tank 17 to the ice storage tank 15 to recover the water level.
【0015】図1、図2と同一部分には同一符号を付し
た図3は、本発明の第3の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却
装置の系統図である。こ実施例では、冷却管7は冷却器
6の下方に設置したて貯氷槽15の上面から突出させら
れている。FIG. 3 in which the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals is a system diagram of an intake air cooling apparatus using ice storage according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the cooling pipe 7 is installed below the cooler 6 and protrudes from the upper surface of the ice storage tank 15.
【0016】この第3の実施例では、貯氷槽15がある
ため第1の実施例よりも多量の氷を蓄えることができる
ので、長時間の空気冷却が可能である。なお、空気の冷
却の続行にともない冷却管7内のシャーベット状の氷は
とけて減少していくが、貯氷槽15内のシャーベット状
の氷が浮力によって冷却管7内に次々と上昇していくの
で、冷却器6の冷却能力が低下することはない。In the third embodiment, since the ice storage tank 15 is provided, it is possible to store a larger amount of ice than in the first embodiment, so that air cooling can be performed for a long time. As the cooling of the air continues, the sherbet-like ice in the cooling pipe 7 melts and decreases, but the sherbet-like ice in the ice storage tank 15 successively rises in the cooling pipe 7 due to buoyancy. Therefore, the cooling capacity of the cooler 6 does not decrease.
【0017】前各図と同一部分には同一符号を付した図
4は、本発明の第4の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置
の系統図である。この図において、冷却器6の下方に設
置された貯氷槽15は給水ポンプ20、貯水槽弁21を
介して貯水槽19に連通されている。また、各冷却管7
の下端は弁22を介して貯氷槽15の上面壁に開口さ
れ、またその上端には空気抜き管23が接続され、各空
気抜き管23には空気抜き弁24が設けられている。FIG. 4, in which the same parts as those in the previous drawings are designated by the same reference numerals, is a system diagram of an intake-air cooling device using ice storage according to a fourth embodiment of the present invention. In this figure, an ice storage tank 15 installed below the cooler 6 is connected to a water storage tank 19 via a water supply pump 20 and a water storage tank valve 21. In addition, each cooling pipe 7
The lower end of is opened to the upper wall of the ice storage tank 15 via a valve 22, and an air vent pipe 23 is connected to the upper end thereof, and each air vent pipe 23 is provided with an air vent valve 24.
【0018】この第4の実施例においては、貯氷槽15
には縦型の冷却管7が直結してあり、貯氷槽15内のシ
ャーベット状の氷の固化は防止する状態で貯蔵される。
すなわち、冷却時には、弁22を開き貯水槽19から給
水ポンプ20で貯氷槽15に給水することによって、貯
氷槽15の水位を上げて冷却管7内をシャーベット状の
氷11で満たす。その際、各冷却管7の空気抜き管23
の空気抜き弁24を開いて、冷却管7内の空気を逃がし
冷却管7へのシャーベット状の氷の進入を妨げないよう
にする。冷却が開始されると同時に、貯水槽弁21、空
気抜き弁24は閉ざされる。冷却中は、貯氷槽15から
シャーベット状の氷11が自らの浮力によって冷却管7
に常時供給される。In the fourth embodiment, the ice storage tank 15
A vertical cooling pipe 7 is directly connected to the container, and the sherbet-shaped ice in the ice storage tank 15 is stored while being prevented from solidifying.
That is, at the time of cooling, by opening the valve 22 and supplying water from the water storage tank 19 to the ice storage tank 15 by the water supply pump 20, the water level of the ice storage tank 15 is raised and the cooling pipe 7 is filled with the sherbet-like ice 11. At that time, the air vent pipe 23 of each cooling pipe 7
The air vent valve 24 is opened to release the air in the cooling pipe 7 so as not to prevent the sherbet-like ice from entering the cooling pipe 7. At the same time when cooling is started, the water tank valve 21 and the air vent valve 24 are closed. During cooling, the sherbet-shaped ice 11 from the ice storage tank 15 is cooled by the buoyant force of the cooling pipe 7.
Always supplied to.
【0019】冷却が終了すれば、前記空気抜き弁24と
貯水槽弁21とを開き、貯氷槽15内の水を貯水槽19
に戻して貯氷槽15の水位を下げ、夜間余剰電力による
製氷、貯氷を開始する。When the cooling is completed, the air vent valve 24 and the water storage tank valve 21 are opened, and the water in the ice storage tank 15 is stored in the water storage tank 19.
Then, the water level of the ice storage tank 15 is lowered, and ice making and ice storage are started by the surplus power at night.
【0020】前各図と同一部分には同一符号を付した図
5は、本発明の第5の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置
の系統図である。この図において、第4の実施例と同様
に貯氷槽15の上面壁に下端を開口させた冷却管7の上
端は、中間に循環ポンプ25を具え、下端を循環流路弁
26を介して貯氷槽15側壁に開口させた循環管路7a
に連通されている。循環管路7aの横行部には空気抜き
管23、空気抜き弁24が設けられている。FIG. 5, in which the same parts as those in the previous drawings are designated by the same reference numerals, is a system diagram of an intake air cooling apparatus using ice storage according to a fifth embodiment of the present invention. In this figure, as in the case of the fourth embodiment, the upper end of the cooling pipe 7 whose lower end is opened in the upper wall of the ice storage tank 15 is provided with a circulation pump 25 in the middle and the lower end via a circulation flow path valve 26. Circulation line 7a opened to the side wall of the tank 15
Is in communication with. An air vent pipe 23 and an air vent valve 24 are provided in the transverse portion of the circulation pipe 7a.
【0021】この第5の実施例では、循環ポンプ25に
よって冷却管7、循環管路7a、貯氷槽15を通じての
強制的な循環がなされるため、冷却管7内には上昇流が
生じて貯氷槽15内のシャーベット状の氷11は、積極
的に冷却管7内に送り込まれる。In the fifth embodiment, the circulation pump 25 forcibly circulates through the cooling pipe 7, the circulation pipe line 7a and the ice storage tank 15, so that an ascending flow is generated in the cooling pipe 7 to store ice. The sherbet-shaped ice 11 in the tank 15 is positively fed into the cooling pipe 7.
【0022】前各図と同一部分には同一符号を付した図
6は、本発明の第6の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置
の系統図である。この図において、第5の実施例におけ
るのと循卯用の環管路7aの循環ポンプ25下流側に
は、前記冷却管7の下部に連通するバイパス分岐管7b
が設けられている。循環管路7aとバイパス分岐管7b
との間には、バイパス流路弁27が設けられている。FIG. 6, in which the same parts as those in the previous drawings are designated by the same reference numerals, is a system diagram of an intake-air cooling device using ice storage according to a sixth embodiment of the present invention. In this figure, a bypass branch pipe 7b communicating with the lower part of the cooling pipe 7 is provided downstream of the circulation pump 25 in the circulation pipe line 7a in the fifth embodiment.
Is provided. Circulation pipe 7a and bypass branch pipe 7b
A bypass flow path valve 27 is provided between and.
【0023】この第6の実施例では、循環流路弁26と
バイパス流路弁27とを調節することにより、貯氷槽1
5内のシャーベット状の氷11の冷却管7への上昇量を
最適値に設定することができる。In the sixth embodiment, the circulation passage valve 26 and the bypass passage valve 27 are adjusted to adjust the ice storage tank 1
The amount of rise of the sherbet-shaped ice 11 in 5 to the cooling pipe 7 can be set to an optimum value.
【0024】前各図と同一部分には同一符号を付した図
7は、本発明の第7の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置
の系統図である。この図において、冷却器6冷却部の温
度を検知する温度センサ28と、製氷機8の出口と貯氷
槽15との間および前記第6の実施例のバイパス流路弁
27の位置の温度調整弁29と、温度センサ28の出力
を制御入力とし、循環ポンプ25、各温度調整弁29を
制御して、冷却器6内の温度を最適値に保つ温度制御装
置30とが設けてある。FIG. 7, in which the same parts as those in the previous drawings are designated by the same reference numerals, is a system diagram of an intake heat cooling device using ice storage according to a seventh embodiment of the present invention. In this figure, a temperature sensor 28 for detecting the temperature of the cooling portion of the cooler 6, a temperature adjusting valve between the outlet of the ice making machine 8 and the ice storage tank 15 and the position of the bypass flow passage valve 27 of the sixth embodiment. 29, and a temperature control device 30 that controls the circulation pump 25 and each temperature adjusting valve 29 by using the output of the temperature sensor 28 as a control input to keep the temperature in the cooler 6 at an optimum value.
【0025】この実施例では、循環ポンプ25と各温度
調整弁29とを上記のように制御することにより、冷却
器6内の温度は最適値に保たれ、シャーベット状の氷1
1は長時間にわたり無駄なく冷却に使用される。In this embodiment, the temperature inside the cooler 6 is maintained at an optimum value by controlling the circulation pump 25 and each temperature adjusting valve 29 as described above, and the sherbet-shaped ice 1
1 is used for cooling for a long time without waste.
【0026】前各図と同一部分には同一符号を付した図
8は、本発明の第8の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装置
の系統図である。この図において、貯氷槽15は冷却器
6の上方に設置されており、冷却器6の冷却管7はその
下端において製氷機8の出口からの配管8aに連通さ
れ、冷却管7の上端は冷却器6の上方に設置した貯氷槽
15底面に開口されている。貯氷槽15の上面壁には空
気抜き管23、空気抜き弁24が設けてある。さらに、
冷却器6と圧縮機1との間の管路には、流路の切替えを
行うダンパ32が設けられている。FIG. 8 in which the same parts as those in the previous drawings are designated by the same reference numerals is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to an eighth embodiment of the present invention. In this figure, the ice storage tank 15 is installed above the cooler 6, the cooling pipe 7 of the cooler 6 is connected at its lower end to the pipe 8a from the outlet of the ice maker 8, and the upper end of the cooling pipe 7 is cooled. It is opened at the bottom of the ice storage tank 15 installed above the container 6. An air vent pipe 23 and an air vent valve 24 are provided on the upper wall of the ice storage tank 15. further,
A damper 32 for switching the flow path is provided in the pipeline between the cooler 6 and the compressor 1.
【0027】この第8の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置では、ダンパ32の操作により冷却時には冷却器6を
通過した空気を圧縮器1に供給し、他の場合には室温の
空気をそのまま圧縮機1に供給する。上記のように流路
の切替えを行うようにしてあるので、冷却を行っていな
いときには冷却管7内のシャーベット状の氷11は、冷
却開始時までにほぼそのまま保存される。また、空気が
冷却器6を通過する際には圧力損失を生じるが、冷却を
行わない場合に吸気が冷却器6を通らないようにするこ
とにより、前記圧力損失に基づく効率の低下を防止する
ことができる。In the intake air cooling device using ice heat storage of the eighth embodiment, the air that has passed through the cooler 6 is supplied to the compressor 1 during cooling by operating the damper 32, and in other cases, room temperature air is left as it is. Supply to the compressor 1. Since the flow paths are switched as described above, the sherbet-shaped ice 11 in the cooling pipe 7 is stored almost as it is before the start of cooling when the cooling is not performed. Further, when the air passes through the cooler 6, a pressure loss occurs, but by preventing the intake air from passing through the cooler 6 when the cooling is not performed, a decrease in efficiency due to the pressure loss is prevented. be able to.
【0028】前各図と同一部分には同一符号を付した図
9は、本発明の一実施例、例えば第5の実施例の氷蓄熱
利用吸気冷却装置をの吸気冷却装置を、ガスタービン−
蒸気タービンコンバインドサイクル発電プラントに適用
した例の系統図である。この図において、圧縮器1、ガ
スタービン3、蒸気タービン34は一軸に設けられ、図
示しない発電機は各タービンによって駆動され発電を行
う。図中35はガスタービン3の排ガスを受容して蒸気
タービン34駆動用の蒸気を発生する排熱回収ボイラ
を、36は復水器を、37は給水ポンプを示している。FIG. 9 in which the same parts as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals is shown in FIG. 9 in which an intake air cooling device of an embodiment of the present invention, for example, an intake air cooling device using ice heat storage, is shown in FIG.
It is a system diagram of an example applied to a steam turbine combined cycle power generation plant. In this figure, the compressor 1, the gas turbine 3, and the steam turbine 34 are uniaxially provided, and a generator (not shown) is driven by each turbine to generate electricity. In the figure, 35 is an exhaust heat recovery boiler that receives the exhaust gas from the gas turbine 3 and generates steam for driving the steam turbine 34, 36 is a condenser, and 37 is a water supply pump.
【0029】この構成のコンバインドサイクル発電プラ
ントにおいては、本発明の氷蓄熱利用吸気冷却装置が設
けられているため、気温が高い場合であってもガスター
ビン3への吸気温度は低く保たれ、気温上昇による出力
の低下を生じることはない。従って、夏期高温時の冷房
等に基づく負荷増加によく対処することができる。In the combined cycle power plant of this structure, since the intake heat cooling device using ice storage of the present invention is provided, the intake temperature to the gas turbine 3 is kept low even when the temperature is high, and There is no decrease in output due to increase. Therefore, it is possible to well cope with an increase in load due to cooling or the like when the summer temperature is high.
【0030】図10〜図12は本発明の各実施例におけ
る冷却管7の配置例および冷却管7の形状を示す概略図
である。一般的に空気冷却器においては図10に示すよ
うに冷却管7を冷却器6内に水平に配置して、向流型と
して効率を上げ、冷却管表面に凝結した大気中の水蒸気
が滴下しやすいようにしている。ところが、このような
配置では冷却管7が隣接する横行部に移るために屈曲さ
れた部分に、シャーベット状の氷が詰まるおそれがあ
る。10 to 12 are schematic views showing an example of the arrangement of the cooling pipes 7 and the shape of the cooling pipes 7 in each embodiment of the present invention. Generally, in an air cooler, the cooling pipe 7 is horizontally arranged in the cooler 6 as shown in FIG. 10 to improve the efficiency as a countercurrent type, and the condensed water vapor in the atmosphere is dripped on the cooling pipe surface. It's easy. However, in such an arrangement, there is a possibility that sherbet-shaped ice may be clogged in the bent portion for the cooling pipe 7 to move to the adjacent transverse portion.
【0031】図11に示したのは貯氷槽からのシャーベ
ット状の氷の流入を容易にするため、冷却管7を水平に
対して傾斜させた配置したものである。さらに、図12
に示したのは、冷却管7を冷却器6内で鉛直の配置とし
てシャーベット状の氷の流入を一層容易としたものであ
る。図13〜図15に示したのは何れも冷却管7の外周
に冷却用のフィン33を設け、空気と冷却管7との接触
面積を大きくして冷却効率を向上させたものである。図
13に示すように単なる螺旋状に設けたフィン33で
は、冷却管7が水平に対して傾斜されて配置された場合
には、フィン33の角度が水平に近くなり、大気中の水
蒸気が凝結して生じた結露がフィン33表面に滞留しや
すくなる。図14、図15に示したフィン33は上記結
露の滞留を防止し得るようにしたもので、フィン33は
上記各図において冷却管7の配置角度に応じてフィン3
3のリードを大きくして、水滴が滴下しやすいようにし
ている、また、フィン33密度を大きくするために、フ
ィン33のリードに合わせてフィン33の条数を大きく
していく。これにより、冷却管7が水平に対して傾斜し
て配置されても、フィン33に水滴が滞留するおそれは
なくなる。FIG. 11 shows the cooling pipe 7 which is inclined with respect to the horizontal in order to facilitate the inflow of sherbet-like ice from the ice storage tank. Furthermore, FIG.
What is shown in (1) is that the cooling pipe 7 is arranged vertically in the cooler 6 to further facilitate the inflow of sherbet-like ice. 13 to 15 show that the cooling fins 33 are provided on the outer circumference of the cooling pipe 7 to increase the contact area between the air and the cooling pipe 7 to improve the cooling efficiency. As shown in FIG. 13, in the fins 33 provided in a simple spiral shape, when the cooling pipes 7 are arranged to be inclined with respect to the horizontal, the angle of the fins 33 becomes close to horizontal, and water vapor in the atmosphere is condensed. The dew condensation that occurs is likely to stay on the surface of the fin 33. The fins 33 shown in FIGS. 14 and 15 are for preventing the accumulation of the above-mentioned dew condensation, and the fins 33 are the fins 3 in each of the above figures depending on the arrangement angle of the cooling pipe 7.
In order to increase the density of the fins 33, the number of the fins 33 is increased in accordance with the leads of the fins 33 in order to increase the density of the fins 33. As a result, even if the cooling pipe 7 is arranged so as to be inclined with respect to the horizontal, there is no risk of water droplets staying on the fins 33.
【0032】[0032]
【発明の効果】蒸気から明らかなように本発明のガスタ
ービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置においては、大型且つ
箱状で大きな設置スペースを必要とする貯氷槽を設けな
いで済むようにしたり、前記貯氷槽を冷却器と重ねて立
体的に設置したりしているので氷蓄熱利用吸気冷却装置
の設置スペースを大巾に削減することができる。また、
製氷機から空気冷却器までの距離を最小限とすることが
できるので、移送途中における冷却材の冷熱損失を著し
く減ずることができ、高効率の冷却を行うことができ
る。EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from steam, in the intake heat cooling device for ice heat storage of a gas turbine of the present invention, it is not necessary to provide an ice storage tank which is large and box-shaped and requires a large installation space. Since the ice storage tank is placed three-dimensionally on top of the cooler, the installation space of the intake heat cooling device using ice heat storage can be greatly reduced. Also,
Since the distance from the ice maker to the air cooler can be minimized, the cooling heat loss of the coolant during the transfer can be significantly reduced, and highly efficient cooling can be performed.
【図1】本発明の第1の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 1 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 2 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 3 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 4 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 5 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第6の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 6 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第7の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 7 is a system diagram of an intake heat cooling device using ice heat storage according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第8の実施例の氷蓄熱利用吸気冷却装
置の系統図。FIG. 8 is a system diagram of an intake air cooling device using ice heat storage according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施例、例えば第5の実施例の氷蓄
熱利用吸気冷却装置を、ガスタービン・蒸気タービンコ
ンバインドサイクル発電プラントに適用した例の系統
図。FIG. 9 is a system diagram of an embodiment of the present invention, for example, an example of applying the ice heat storage intake air cooling device of the fifth embodiment to a gas turbine / steam turbine combined cycle power generation plant.
【図10】空気冷却器における一般的な冷却管の配置を
示す概略図。FIG. 10 is a schematic view showing a general arrangement of cooling pipes in an air cooler.
【図11】上記各実施例における冷却管の配置の第1の
例の概略図。FIG. 11 is a schematic view of a first example of arrangement of cooling pipes in each of the above embodiments.
【図12】上記各実施例における冷却管の配置の第2の
例の概略図。FIG. 12 is a schematic view of a second example of the arrangement of cooling pipes in each of the above embodiments.
【図13】上記各実施例における冷却管の配置の第3の
例の概略図。FIG. 13 is a schematic view of a third example of the arrangement of cooling pipes in each of the above embodiments.
【図14】上記各実施例における冷却管の配置の第4の
例の概略図。FIG. 14 is a schematic view of a fourth example of the arrangement of cooling tubes in each of the above embodiments.
【図15】上記各実施例における冷却管の配置の第5の
例の概略図。FIG. 15 is a schematic view of a fifth example of the arrangement of cooling pipes in each of the above embodiments.
【図16】従来考えられていた氷蓄熱利用吸気冷却装置
の一例の系統図。FIG. 16 is a system diagram of an example of an intake air cooling device using ice heat that has been conventionally considered.
1…圧縮機 2…燃焼器 3…ガスタービン 4…発電機 5…吸気ダクト 6…空気冷却器 7…冷却管 8…製氷機 9…ポンプ 10…弁 11…シャーベット状の氷 12…氷の流れ 13…水の流れ 15…貯氷槽 16…ドレン弁 17…ドレンタンク 18…ドレンホンプ 19…貯水槽 20…給水ポンプ 21…貯水槽弁 22…弁 23…空気抜き管 24…空気抜き弁 25…循環ポンプ 26…循環流路弁 27…バイパス流路
弁 28…温度センサ 29…温度調整弁 30…温度制御装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor 2 ... Combustor 3 ... Gas turbine 4 ... Generator 5 ... Intake duct 6 ... Air cooler 7 ... Cooling pipe 8 ... Ice machine 9 ... Pump 10 ... Valve 11 ... Sherbet-like ice 12 ... Ice flow 13 ... Flow of water 15 ... Ice storage tank 16 ... Drain valve 17 ... Drain tank 18 ... Drain pump 19 ... Water storage tank 20 ... Water supply pump 21 ... Water storage tank valve 22 ... Valve 23 ... Air vent pipe 24 ... Air vent valve 25 ... Circulation pump 26 ... Circulation flow passage valve 27 ... Bypass flow passage valve 28 ... Temperature sensor 29 ... Temperature adjustment valve 30 ... Temperature control device
Claims (12)
冷却器と、シャーベット状の氷を製造する製氷機と、上
記空気冷却器に上記製氷機からシャーベット状の氷と冷
却水を送り込む配管装置とを具え、上記吸気入口からガ
スタービンに冷却した空気を送り込むことを特徴とする
ガスタービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。1. An air cooler installed at an intake inlet of a gas turbine, an ice making machine for producing sherbet-like ice, and a piping device for sending sherbet ice and cooling water from the ice making machine to the air cooler. An intake air cooling device using ice heat storage for a gas turbine, comprising: supplying cooled air to the gas turbine from the intake inlet.
らのシャーベット状の氷を貯蔵する貯氷槽を前記空気冷
却機の直上に設けたことを特徴とする請求項1記載のガ
スタービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。2. The gas turbine according to claim 1, further comprising an ice storage tank which is directly connected to the air cooler and which stores sherbet-like ice from the ice making machine, is provided directly above the air cooler. Intake cooling system using ice heat storage.
らのシャーベット状の氷を貯蔵する貯氷槽を前記空気冷
却機の直下に設けたことを特徴とする請求項1記載のガ
スタービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。3. The gas turbine according to claim 1, further comprising an ice storage tank which is directly connected to the air cooler and which stores sherbet-like ice from the ice making machine, is provided directly below the air cooler. Intake cooling system using ice heat storage.
貯蔵する前記貯氷槽を前記空気冷却直下に設け、前記空
気冷却器の冷却管は前記貯氷槽滋養部に連通する鉛直配
置のものとしたことを特徴とする請求項1記載のガスタ
ービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。4. The ice storage tank for storing sherbet-like ice from the ice making machine is provided directly below the air cooling, and a cooling pipe of the air cooler is arranged vertically so as to communicate with the ice storage tank nourishing section. An intake-air cooling device for ice heat storage of a gas turbine according to claim 1, wherein:
冷却水または冷却水およびシャーベット状の氷の混合体
を強制循環させる配管装置を設けたことを特徴とする請
求項1〜請求項4記載のガスタービンの氷蓄熱利用吸気
冷却装置。5. Between the air cooler and the ice storage tank,
The intake heat cooling device for ice heat utilization of a gas turbine according to any one of claims 1 to 4, further comprising a piping device for forcedly circulating cooling water or a mixture of cooling water and sherbet-like ice.
冷却水または冷却水およびシャーベット状の氷の混合体
を強制循環させるバイパス流路を形成する配管装置を設
けたことを特徴とする請求項1〜請求項5記載のガスタ
ービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。6. Between the air cooler and the ice storage tank,
A pipe device forming a bypass flow path for forcibly circulating cooling water or a mixture of cooling water and sherbet-shaped ice is provided, and intake heat cooling using ice heat storage for a gas turbine according to claim 1 to claim 5. apparatus.
度センサを設け、前記循環配管装置およびバイパス流路
形成用の配管装置の何れか一方または双方、冷却管入口
に設けた温度調整弁を、前記温度センサの出力を制御入
力とする温度制御装置によって制御させることを特徴と
する請求項5または請求項6記載の温度ガスタービンの
氷蓄熱利用吸気冷却装置。7. A temperature sensor for detecting a temperature of a cooling portion is provided in the cooler, and one or both of the circulation piping device and the piping device for forming a bypass flow passage are provided at a cooling pipe inlet temperature control valve. Is controlled by a temperature control device using the output of the temperature sensor as a control input.
と前記空気冷却器をバイパスする流路との何れかに設定
する吸気流路切替手段を具えたことを特徴とする請求項
1〜請求項8記載のガスタービンの氷蓄熱利用吸気冷却
装置。8. An intake passage switching means for setting an intake passage to either a passage passing through an air cooler or a passage bypassing the air cooler. An intake air cooling device for ice heat storage of a gas turbine according to claim 1.
傾斜して配置されたことを特徴とする請求項1〜請求項
8記載のガスタービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。9. The intake-cooling system for ice-heat storage utilizing intake air for a gas turbine according to claim 1, wherein the cooling pipe is arranged in a cooler so as to be inclined with respect to the horizontal.
されたことを特徴とする請求項1〜請求項8記載のガス
タービンの氷蓄熱利用吸気冷却装置。10. An intake-air cooling system using ice heat storage for a gas turbine according to claim 1, wherein the cooling pipe is arranged vertically in the cooler.
度に応じたリードおよび乗数の冷却フィンを設けたこと
を特徴とする請求項1〜請求項10記載のガスタービン
の氷蓄熱利用吸気冷却装置。11. An intake air using ice heat storage of a gas turbine according to claim 1, wherein the cooling pipe of the air cooler is provided with leads and cooling fins having a multiplier corresponding to an arrangement angle thereof. Cooling system.
バインドサイクルを構成するものであることを特徴とす
る請求項1〜請求項11記載のガスタービンの氷蓄熱利
用吸気冷却装置。12. The intake-cooling device for ice storage utilizing ice storage of a gas turbine according to claim 1, wherein the gas turbine constitutes a gas / steam combined cycle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30694293A JPH07158467A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Intake air cooling device utilizing ice heat reserve for gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30694293A JPH07158467A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Intake air cooling device utilizing ice heat reserve for gas turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07158467A true JPH07158467A (en) | 1995-06-20 |
Family
ID=17963139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30694293A Pending JPH07158467A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Intake air cooling device utilizing ice heat reserve for gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07158467A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19831425A1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-27 | Integral Energietechnik Gmbh | Operating method for gas turbine by producing pumpable ice slurry and spraying into combustion air |
CN107013336A (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 鞍钢股份有限公司 | Cooling method for inlet air of combined cycle power station |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP30694293A patent/JPH07158467A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19831425A1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-27 | Integral Energietechnik Gmbh | Operating method for gas turbine by producing pumpable ice slurry and spraying into combustion air |
CN107013336A (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 鞍钢股份有限公司 | Cooling method for inlet air of combined cycle power station |
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