JPH08284689A - ガスタービン燃料加熱装置 - Google Patents
ガスタービン燃料加熱装置Info
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- F02C7/12—Cooling of plants
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Abstract
ャルコストを低廉にすると共に、燃料のリーク時に高温
空気と燃料の接触を防止して安全性を確保する。 【構成】 空冷式のタービン冷却器1の冷却空気を冷却
する冷媒空気の出口側に前記冷媒空気で燃料を加熱する
燃料ヒーター4を連設し、イニシャルコストを低くし、
かつ、空冷式のタービン冷却器1と燃料ヒーター4とを
セパレートユニットにして燃料のリーク時に高温の冷却
空気との接触を防止するようにした。
Description
棄される抽気の熱を利用して加熱するガスタービン燃料
加熱装置に関する。
を冷却するために、従来は一般的に車室の高圧空気を抽
気して空冷式のタービン冷却器(以下TCAクーラーと
いう)を通して冷却した後、冷却空気として使用してい
る。しかし、ガスタービンが大型なものになると、この
冷却により系外に捨てる熱量は膨大なものとなり、ガス
タービンの効率(燃費)が悪くなる。
ガスタービン燃料を加熱して効率(燃費)を高める方式
が提案されている。図3〜図5は、提案されたガスター
ビン燃料加熱方式の例を示す。
において昇温した空気を抽気しこの熱を利用してヒータ
ー21で燃料を加熱することにより廃棄される抽気の熱
を利用して燃料の加熱を行う方式である。そして更に空
気を冷却器22で冷却水で冷却しローター及び動・静翼
等の冷却空気として利用している。
焼器24に圧送される常温の燃料と圧縮機25から抽気
した高温の冷却空気とを熱交換器26で熱交換させるこ
とにより燃料を加熱し、高温空気を冷却してローター及
び動・静翼等の冷却に利用する方式である。
タービン冷却用空気27を冷却器28で冷却媒体(加圧
水)29と熱交換させ加圧水29を加熱し、加圧水でガ
スタービン燃料を加熱器30で加熱し捨てていた熱を利
用する方式である。
いるガスタービン燃料の加熱方式において、図3に示す
ものは、水を使った間接加熱方式であって、別個のヒー
ター21と冷却器22を必要としイニシャルコストが高
くかかる欠点がある。
熱方式が採用され抽気空気で燃料油を加熱する方式であ
り、燃料油で抽気空気を冷却する方式である。
した加圧水により燃料を加熱する間接加熱方式が採用さ
れているが、本方式も別個の冷却器28と加熱器30を
必要としイニシャルコストがかかる欠点がある。
ニシャルコストがかかること、図4に示すものは熱交換
器の経年劣化により燃料がリークし高温空気と接触する
可能性があり危険である。
なされたものである。
料加熱装置は、空冷式のタービン冷却器(TCAクーラ
ー)の冷却空気を冷却する冷媒空気の出口側に前記冷媒
空気で燃料を加熱する燃料ヒーターを連設したことを特
徴とする。
気を冷却して昇温した冷媒空気の熱気で燃料が間接的に
加熱されるので、装置の耐用年数が長い。また、TCA
クーラーと燃料ヒーターをセパレートユニットとしてい
るので、燃料リーク時の安全性を確保することができ
る。
液体燃料を用いることも可能であり、かつ、大気温度が
変化してもTCAクーラーを出て燃料ヒーターに入る冷
媒空気の温度を均一に保つようにTCAクーラーのファ
ン回転数を可変にすることも可能な構成となっている。
それぞれ連設されたTCAクーラーと燃料ヒーターで行
っており、加圧水を使った間接加熱方式よりもイニシャ
ルコストを低廉にすることができる。
説明する。図1に示すように、TCAクーラー1は、上
側にガスタービンのロータ及び動・静翼等を冷却する冷
却空気が通過する管巣(図示省略)を内蔵した外殻2と
その下側に取付けられ管巣を冷却する冷媒空気(大気)
を送るモータ駆動の複数のファン3を備えている。前記
冷却空気としては、圧縮機から抽気された加圧・昇温さ
れた空気やガスタービンの圧縮段から抽気された加圧・
昇温された空気等が用いられる。
る上側には、燃料ヒーター4が連設されていて、TCA
クーラー1で昇温し同TCAクーラー1を出た冷媒空気
と接触し間接的に加熱される間接加熱構造になってい
る。この燃料ヒーター5内には、燃料ガス又は燃料油が
通過する管巣(図示省略)が内蔵されている。
1は、ほぼ同じ大きさに構成されていて、CTAクーラ
ー6の上に燃料ヒーター4が直接重ね合わせるように配
置されている。CTAクーラー1の両側部には、冷却空
気を導入する入口側のヘッダー6aと出口側のヘッダー
6bがそれぞれ設けられている。また、燃料ヒーター4
の前記ヘッダー6bが設けられた一側部には燃料の入口
側のヘッダー7aが、燃料ヒーター4の前記ヘッダー6
aが設けられた他側部には燃料の出口側のヘッダー7b
が、それぞれ設けられている。従って、冷却空気と燃料
は、それぞれ矢印A,Bで示すようにCTAクーラー1
と燃料ヒーター4内を互いに反対方向へ流れるようにな
っている。なお、図2中8はヘッダー用の歩道(wal
kway)である。
内蔵される管巣を構成する多管式の伝熱管としては、冷
媒空気との伝熱性能を高めるためにフィン付きチューブ
が使用されている。
冷媒空気(大気)は、TCAクーラー1の管巣の伝熱管
内を流れる冷却空気を冷却し、自らは昇温する。前記の
冷却された冷却空気は、ヘッダー6bよりガスタービン
のロータ及び動・静翼等へ送られてこれを冷却する。T
CAクーラー1の管巣において昇温した空気は、TCA
クーラー1の上側にある燃料ヒーター4の管巣へ入り、
ここで動管巣の伝熱管内を流れる燃料を加熱し、加熱さ
れた燃料はヘッダー7bよりガスタービンの燃料器へ送
られる。
冷却しTCAクーラー1を出た空気で燃料を加熱してい
るので、系外へ捨てる熱を有効に利用することができる
と共に、冷却空気の熱気で燃料が間接的に加熱されるの
で装置の耐用年数を長くすることができる。
はセパレートユニットとしているので、燃料リーク時の
安全性を確保することができる。
の液体燃料を用いることができ、かつ、大気温度が変化
しても、ファン3の回転数を制御してTCAクーラー1
を出て燃料ヒーター4に入る空気の温度を均一に保つこ
とができる。
クーラー1と燃料ヒーター4でそれぞれ冷却空気の冷却
と燃料の加熱を行っているので、従来提案された前記の
加圧水を使用した間接加熱方式に比べてイニシャルコス
トを低廉にすることができる。
は、ガスタービンのローター及び動・静翼等を冷却する
冷却空気を冷却したTCAクーラーを出る冷媒空気の熱
気を燃料ヒーターにおいて燃料の加熱に有効に利用して
ガスタービンの効率を向上させることができると共に、
従来提案された水を使った間接加熱方式又は加圧水を使
った間接加熱方式に比べてイニシャルコストが低廉であ
り、また、従来提案された直接加熱方式の燃料リークに
起因する高圧空気との接触による危険を回避することが
できる。
上及び信頼性の向上に寄与することができる。
例の系統図である。
の例の系統図である。
に他の例の系統図である。
CAクーラー) 2 外殻 3 ファン 4 燃料ヒーター 6a,6b,7a,7b ヘッダー
Claims (1)
- 【請求項1】 空冷式のタービン冷却器の冷却空気を冷
却する冷媒空気の出口側に前記冷媒空気で燃料を加熱す
る燃料ヒーターを連設したことを特徴とするガスタービ
ン燃料加熱装置。
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