JPH09177566A - 発電所のための冷却空気用冷却器 - Google Patents

発電所のための冷却空気用冷却器

Info

Publication number
JPH09177566A
JPH09177566A JP8295006A JP29500696A JPH09177566A JP H09177566 A JPH09177566 A JP H09177566A JP 8295006 A JP8295006 A JP 8295006A JP 29500696 A JP29500696 A JP 29500696A JP H09177566 A JPH09177566 A JP H09177566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling air
steam
cooler
conduit
air cooler
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.)
Pending
Application number
JP8295006A
Other languages
English (en)
Inventor
Henrik Nielsen
ニールセン ヘンリク
Christoph Ruchti
ルフティ クリストフ
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.)
ABB Management AG
Original Assignee
ABB Management AG
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 ABB Management AG filed Critical ABB Management AG
Publication of JPH09177566A publication Critical patent/JPH09177566A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/16Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F02C7/185Cooling means for reducing the temperature of the cooling air or gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1838Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/22Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
    • F22B21/26Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent helically, i.e. coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却能の5〜100%の稼働範囲内で簡単か
つ確実に動作しプラント全体の高い効率を保証すると同
時に、冷却能を蒸気生産のために使用できるようにす
る。 【構成】 冷却空気用冷却器10が、向流原理に基づい
て作動しかつ鉛直に配置された円筒形の圧力容器23内
に内設されたヘリカル形蒸気発生機であり、そのヘリカ
ル状のコイル管30が、ジャケット内管26とジャケッ
ト外管41との間のスペースを埋めており、しかもコイ
ル管30に導水管32を介して水12が給水可能であ
り、また蒸気導管33を介して蒸気14が前記コイル管
30から導出可能であり、かつ蒸発する水12が下から
上へヘリカル部を通流し、また前記圧縮機1から空気流
入導管24を介して供給可能な冷却する空気11が上か
ら下へ前記ヘリカル部を通流し、かつ前記空気11が前
記ヘリカル部から出た後に冷却空気流出導管25に達す
る前に圧力容器23内の最低点で変向ガイドされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として圧縮機と
燃焼室とガスタービンと廃熱ボイラーと蒸気タービンと
発電機とから成る発電所のための冷却空気用冷却器に関
するものであり、つまり発電所設備に組込まれている冷
却空気用冷却器は、圧縮機ユニットからの圧縮空気又は
予圧縮空気を、発電所設備の熱負荷される機器を冷却す
るための冷却空気として調製するために供用される。
【0002】
【従来の技術】シングル・サイクルのガスタービン設備
では、圧縮機から取出された圧縮空気又は予圧縮空気
を、冷却空気としてタービンの冷却系に供給する前に、
水噴射又は外部冷却によって冷却することは従来慣用さ
れている手段である。その場合この熱の大半は冷却系全
体から失われる。
【0003】これに対して複合式プラントでは周知のよ
うに大抵は空気/水・熱交換器において空気の水冷が行
われ、かつ冷却空気の冷却からの発生熱は発電所におい
て再利用される。水側の圧力は、蒸発を回避するために
フィードポンプによって、飽和蒸気圧を上回る値に昇圧
され、かつ冷却器内で加熱された水は、後に低圧系にお
いて膨張され、該低圧系内で前記加熱水は蒸発すること
ができる。解決手段の変化態様では熱交換器は、ガスタ
ービン群に後置された廃熱蒸気発生機のエコノマイザに
対して並行して稼働される。両者の場合、冷却空気温度
が高くかつ熱量が著しく変化するので、高いシステム圧
で作動することが必要である。その結果、それ相応の損
失が生じる。更にまた発電所の始動及び停止のような一
時的な運転条件を制御するために、廃熱蒸気発生機を使
用する場合には特に、複雑な制御回路装置を設ける必要
があり、これによって発電所の製造コストは更に高くな
るばかりでなく、発電所の効率も低下することになる。
【0004】また強制貫流式加熱器として構成された冷
却空気用冷却器を組込んだ発電所も公知になっている。
この公知手段によって、前記の解決手段に対比して、よ
り簡便な制御と、より高い効率が得られる。
【0005】他面において所謂ヘリカル形蒸気発生機が
公知である( O.Profos:" Das neueDampferzeugersyste
m fuer das franzoesische Kernkraftwerk EL- 4 ", T
echnische Rundschau Sulzer , 2, 1970, p.69-83 参照
)。該ヘリカル形蒸気発生機は単管形蒸気発生機であ
り、該単管形蒸気発生機は実質的に、1つの圧力容器内
に配置されたコンパクトに蔓巻状に巻成された平滑コイ
ル管束と2つの閉鎖カバーと所属の導水管及び蒸気導管
通し口とから成っている。加熱面は互いに内外に巻成さ
れたコイル管(ヘリカル管)によって形成される。各管
は連続的に一貫して下から上へ向かって導かれるので、
蒸気発生は平行な単一ストランド内で行われる。水流−
蒸気流が下から上へ流れるのに対して、加熱されたガス
は向流で上から下へ向かって導かれる。このような形式
のヘリカル形蒸気発生機を、発電所、特に複合式発電プ
ラントのための冷却空気用冷却器として採用すること
は、これまで公知になってはいない。ここで本発明が始
まる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発電
所のための冷却空気用冷却器を改良して、冷却能の5〜
100%の稼働範囲内で簡単かつ確実に動作しプラント
全体の高い効率を保証すると同時に、冷却能を蒸気生産
のために使用できるようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、請求項1に発明の上位概念とし
て記載した形式の発電所のための冷却空気用冷却器にお
いて、冷却空気用冷却器が、向流原理に基づいて作動し
かつ鉛直に配置された円筒形の圧力容器内に内設されて
いるヘリカル形蒸気発生機であり、該ヘリカル形蒸気発
生機のヘリカル状のコイル管が、ジャケット内管とジャ
ケット外管との間のスペースを埋めており、しかも前記
コイル管に導水管を介して水が給水可能であり、また蒸
気導管を介して蒸気が前記コイル管から導出可能であ
り、かつ蒸発する水が下から上へヘリカル部を通流し、
また前記圧縮機から空気流入導管を介して供給可能な冷
却する空気が上から下へ前記ヘリカル部を通流し、かつ
前記空気が前記ヘリカル部から出た後に冷却空気流出導
管に達する前に圧力容器内の最低点で変向ガイドされる
点にある。
【0008】
【作用】本発明の利点は就中、本発明の冷却空気用冷却
器が単純にして確実なシステムであり、かつ発電所のプ
ラント全体の効率が著しく向上する点にある。ヘリカル
形蒸気発生機は、装置構造が単純で稼働が確実であると
いう点で優れた単管形蒸気発生機の原理に基づいて動作
する。連続的に上昇する管内における上向蒸発原理は、
著しく小さな冷却能の場合でも蒸発機の安定した稼働を
可能にする。管がヘリカル状に巻成されていることによ
って、高い空気圧の故に円筒形に構成された圧力容器の
所要スペースを節減する活用が可能になる。空気が管を
横切って擦過流動するので、著しく効果的な熱交換が生
じる。空気が管束を通流した後に圧力容器の最低点で変
向ガイドされるので、管が破損した場合には流出水は、
遠心力に基づいて圧力容器の最低部位に溜まり、例えば
導電能の単純な測定によって確認することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の構成では、冷却空気用冷
却器内で圧縮空気用の空気流入導管が、ジャケット内管
の下端部へ開口しており、該ジャケット内管自体は上端
部で、圧力容器の内壁によって制限された集合室に開口
しており、かつジャケット外管と圧力容器の外壁とが1
つの環状室を画成し、該環状室が、冷却空気用冷却器の
上部域に配置された、圧力容器から冷却空気を導出する
冷却空気流出導管と連通しているのが有利である。この
ように構成すれば、冷却された空気は圧力容器の外殻板
とジャケット外管との間の環状ギャップ内を、冷却器上
部域の空気取出し口へ向かって流れる。このようにすれ
ば冷却空気の変向ガイドが特に簡単に行われ、かつ圧力
容器の外殻板つまり外壁の壁厚は、比較的低い空気温度
に適合するように設計することができる。
【0010】更にまた、冷却空気用冷却器内で生成され
た蒸気を、廃熱蒸気発生機の過熱器内へ導入するか、或
いは冷却器を新鮮蒸気を生成するために直接使用し、要
するに冷却空気用冷却器内で生成された蒸気を、新鮮蒸
気導管内へ直接導入するのが有利である。後者の実施形
態は、ガスタービンのパラメータが更に高められた場合
に特に適している。また冷却空気用冷却器内で生成され
た蒸気を、ガスタービン又は燃焼室内へ導くことも可能
である。
【0011】本発明の顕著な利点は、冷却能を蒸気生成
のために使用し、該生成蒸気のエネルギを蒸気タービン
内で膨張によって最適に利用することができることであ
る。
【0012】ジャケット内管内に付加的に水噴射装置を
組込んでおくのが特に有利である。この実施形態は複合
式発電所の最適なバイパス運転を可能にする。発電所を
バスパス運転する場合、ガスタービンの排ガスは廃熱ボ
イラーを擦過して煙道内へ直接導入されるので、蒸気用
の受け器の必要はない。供給水は本発明では、選択的に
弁を介してヘリカル形蒸気発生機内へ導かれるか、或い
は弁と水噴射装置とを経て空気流内へ導かれる。これに
よって空気冷却を、その都度稼働状態に適合することが
可能である。また混合式運転も可能である。
【0013】更にまた、バイパス運転を可能にするため
に、冷却空気用冷却器とガスタービンとの間の冷却空気
導管内に蒸気噴入装置を配置し、該蒸気噴入装置を介し
て、冷却空気用冷却器内で生成された蒸気の少なくとも
一部分をガスタービンに供給できるようにするのが有利
である。その場合、体積流の増大によって、体積流の出
力も容易に増大されるので、冷却能の少なくとも一部分
は有効に活用される。
【0014】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
【0015】図1にはガスターボ群と蒸気ターボ群とか
ら成る複合式ターボ装置が示されている。ガスターボ群
は圧縮機1と、該圧縮機に後置された燃焼室2と、該燃
焼室2の下流側に配置されたガスタービン3とから成っ
ている。該ガスタービン3には、発電のための発電機4
が連結されている。
【0016】圧縮機1によって吸込まれた空気5は圧縮
後、圧縮空気6として燃焼室2内へ導かれ、該燃焼室に
おいて噴入された液状及び/又はガス状の燃料7と混合
されて燃料・空気−混合気が燃焼される。燃焼室2によ
って調製された高熱ガス8は、次いでガスタービン3を
負荷する。ガスタービン3の排ガス9は、その後、該ガ
スタービンに後置された蒸気回路で再利用される。
【0017】燃焼室2及びガスタービン3の熱負荷は著
しく高いので、熱負荷される機器を、可能な限り効果的
に冷却することが肝要である。この効果的な冷却は冷却
空気用冷却器10によって行われ、該冷却空気用冷却器
はヘリカル形蒸気発生機であり、これについては図2乃
至図5に基づいて追って詳説する。
【0018】圧縮機1から取出された、すでに強く加熱
された状態にある圧縮空気11の部分量が冷却空気用冷
却器10を通流する。該冷却空気用冷却器10内におけ
る熱交換はヘリカル形蒸気発生機の管を通流する水流1
2によって行われる。
【0019】従って冷却空気用冷却器10内では一面に
おいて圧縮空気11は、次いで冷却すべき機器内へ冷却
空気として導入できる程度に冷却される。図1では高圧
冷却器が例示されている。該高圧冷却器は、完全に圧縮
された圧縮空気11を圧縮機1の出口で取出し、かつ該
高圧冷却器の冷却空気13は燃焼室2内及びガスタービ
ン3の最高圧力段内における機器を冷却するために使用
される。変化態様として、比較的低い圧力の空気を圧縮
機1の中間段から取出して、ガスタービン3の相応の圧
力段において冷却目的のために使用することも可能であ
る。
【0020】冷却空気用冷却器10内では他面において
水流12は、蒸発するほど強く加熱される。この蒸気1
4は図1によれば次いで廃熱蒸気発生機15の過熱器部
分内へ導かれて蒸気成分16を高め、該蒸気成分によっ
て蒸気タービン17が負荷されるので、該蒸気14は発
電所全体の効率改善に寄与する。発電所の前記の通常の
操業では、従って冷却空気用冷却器10内で発生した蒸
気14は、エネルギ技術的に最適に活用される。また蒸
気14を新鮮蒸気に直接混加すること、或いは該蒸気を
燃焼室2又はガスタービン3に導くことも同じく可能で
ある。
【0021】廃熱蒸気発生機15には、ガスタービン3
の、なお高い熱量ポテンシャルを有する排ガス9が通流
させられる。該排ガス9は熱交換法によって、廃熱蒸気
発生機15内へ流入する供給水18を蒸気16に変換
し、該蒸気は次いでその他の蒸気回路の作業媒体を形成
する。熱量的に活用された排ガスは、次いで煙道ガス1
9として大気中へ流れる。蒸気タービン17から発生す
るエネルギは、連結された発電機20を介して電流に変
換される。図1では多軸式構成が例示されている。勿論
またガスタービン3と蒸気タービン17とを同一軸上で
運転して同一の発電機を駆動するようにした単軸式構成
を選ぶことも可能である。蒸気タービン17からの膨張
蒸気21は水冷式または空冷式の復水器22において凝
縮される。凝縮液は次いで、図1では図示を省いたポン
プによって、復水器22の下流側に配置された給水タン
ク及びガス抜き器へ圧送される。次いで供給水18は別
のポンプを介して廃熱蒸気発生機15へ改めて循環圧送
されるか、或いは水流12の一部分が、図示を省いた制
御弁を介して冷却空気用冷却器10に供給される。
【0022】図2乃至図5には、向流原理に基づいてヘ
リカル式熱交換器として構成された冷却空気用冷却器1
0の異なった実施形態が図示されている。
【0023】本発明による冷却空気用冷却器10は図2
によれば、鉛直に配置された円筒形の圧力容器23から
成り、該圧力容器の底部中心に、圧縮機から到来する空
気11用の空気流入導管24が開口し、かつ該圧力容器
の上端部の中心からは、冷却空気13用の空気流出導管
25が分岐している。その場合、空気流出のための図示
位置は、機能の点で重要なことではない。空気流出導管
25は圧力容器23の上部域並びに下部域の側面に配置
されていてもよい(図5参照)。空気流入導管24は熱
交換器の内部で、ヘリカル形蒸気発生器の中心で鉛直方
向に延びるジャケット内管26と直接連通している。該
ジャケット内管26はその上端で、内壁27によって制
限された集合室28に開口している。圧力容器23の外
壁29は、熱交換器のヘリカル状のコイル管41によっ
て形成されたジャケット外管41と相俟って1つの環状
室31を形成している。コイル管30の下端には、水流
12を供給するための導水管32が開口しているのに対
して、前記コイル管の上端では、蒸気14を導出するた
めの蒸気導管33が分岐している。
【0024】冷却空気用冷却器10の稼働モードは次の
通りである。すなわち:すでに強く加熱された状態にあ
る圧縮空気11が圧縮機1から取出される。該圧縮空気
は空気流入導管24を介して冷却空気用冷却器10のジ
ャケット内管26へ流入し、上方へ向かって流れ、かつ
集合室27内で下方へ向かって変向ガイドされる。圧縮
空気11が今度は上から下へ流れる一方、導水管32と
図示を省いたポンプとを介して供給されかつ調整弁34
を介して調量された水流12がコイル管30内へ上方に
向かって流れる。そこで向流原理によって生じる熱交換
に基づいて、高熱の圧縮空気11が冷却される一方、水
流12はコイル管30内で蒸発するほど加熱される。こ
の蒸発によって生じた蒸気14は蒸気導管33を介して
例えば廃熱蒸気発生機15の過熱部内へ導かれて、蒸気
タービン17を負荷する蒸気成分16を高め、こうして
発電所全体の効率改善に寄与する。冷却空気用冷却器1
0内で下方へ向かって流れつつ冷却する空気は最低部位
で変向ガイドされ、環状室31内を圧力容器23の出口
へ上方に向かって流れ、次いで該圧力容器から冷却空気
13として空気流出導管25を介して発電所の冷却すべ
き機器、例えばガスタービンへ流れる。圧力容器の最低
部位で冷却空気13が上方へ向かって変向ガイドされる
ことによって、該冷却空気13中に万一水分が含まれて
いるようなことがあっても、該水分は圧力容器23の底
に溜まり、比較的簡便に測定技術的に確認することがで
きる。
【0025】本発明の構成の利点は、蒸気生産のための
熱が高温度で活用され、昇温蒸発法が採用され、かつ
弁、ポンプ、分離器などを備えていない蒸発器が使用さ
れることである。これによってシステムは単純でかつ稼
働の確実性が得られ、発電所全体の効率が高くなる。
【0026】図3には別の実施例が図示されている。本
実施例は、冷却器の容量が充分でない場合に発電所のバ
イパス運転のために特に適している。図2に示した実施
例と異なっている点は、導水管32から導水分岐管35
を分岐させて、該導水分岐管35内で調整弁36を介し
て水流量を調整するようにしたこととである。この場合
は水噴射ノズル37を介して水流12を高熱の圧縮空気
11内へ噴入させることが可能である。水噴射は殊に、
稀に発生するピーク負荷をカバーするために使用され
る。水噴射によって圧力が高められるので、ガス側の圧
力降下は極く僅かしか生じない。空気冷却は選択的に水
噴射装置か又はヘリカル形熱交換器によって行うことが
でき、或いは混合運転も可能である。
【0027】図4に示した変化実施例では、図2に示し
た実施例に対比して、冷却空気13内への付加的な蒸気
噴入が行われる。これを実現するために、蒸気導管33
から蒸気分岐導管38が分岐しており、該蒸気分岐導管
の端部に設けられた蒸気噴入ノズル40が、圧力容器2
3からの冷却空気流出導管25内へ開口している。蒸気
分岐導管38を介して流れる蒸気14の量は調整弁39
を介して調整される。この変化実施例は、冷却空気用冷
却器10の空気側圧力低下が過度に大きくなる場合の、
発電所のバイパス運転操業のために特に適している。
【0028】その場合、冷却空気用冷却器10内で生成
された蒸気14の一部分が調整弁39を介して冷却空気
流出導管25内へ高速度で噴入される。衝撃伝達によっ
て空気圧が昇圧され、その結果、冷却空気用冷却器10
を介しての圧力低下が一部補償される。混合操業が可能
である。
【0029】図5には本発明による冷却空気用冷却器1
0の変化実施形態が図示されており、この場合冷却空気
13の必要な変向ガイドは、ヘリカル状のコイル管を通
流した後に冷却空気用冷却器10の下部域に設けられた
空気取出し口で行われ、該空気取出し口から冷却空気流
出導管25が側方へ分岐される。これによって発電所に
おける空気導管の有利な配置が得られ、かつ圧力容器2
3の外殻板の肉厚は、高耐熱鋼の使用によって、また円
筒形の圧力容器23の直径が比較的小さいことに基づい
て著しく減少され、圧力容器が比較的高熱を帯びるにも
拘らず、下部に空気取出し口を設けた実施形態(図5参
照)は、例えば図2に示した冷却空気用冷却器10の上
部域に空気取出し口を設けた実施形態の場合よりも低廉
になる。
【0030】本発明による冷却空気用冷却器は冷却能の
5〜100%の稼働範囲で使用可能であり、かつ複合式
発電所のためだけでなく、シングル・サイクルのガスタ
ービン設備のためにも適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】ヘリカル形の冷却空気用冷却器を組込んだ複合
式ガス・蒸気ターボ群の概略構成図である。
【図2】上部に空気出口を有する本発明の冷却空気用冷
却器の縦断面図である。
【図3】水噴射ノズルを備えた縦断面図である。
【図4】冷却空気内へ蒸気を噴入させる本発明の冷却空
気用冷却器の縦断面図である。
【図5】下部に空気出口を有する本発明の冷却空気用冷
却器の縦断面図である。
【符号の説明】
1 圧縮機、 2 燃焼室、 3 ガスタービ
ン、 4 発電機、5 吸込み空気、 6 燃焼
室への圧縮空気、 7 燃料、 8 高熱ガス、
9 排ガス、 10 冷却空気用冷却器、 11
冷却空気用冷却器への圧縮空気、 12 水流、
13 冷却空気、 14 冷却空気用冷却器からの
蒸気、 15 廃熱蒸気発生機、 16 蒸気回路
用の蒸気成分、 17 蒸気タービン、 18 供
給水、 19 煙道ガス、 20 発電機、 21
膨張蒸気、 22 復水器、 23 圧力容
器、24 圧力容器への空気流入導管、 25 圧
力容器からの冷却空気流出導管、 26 ジャケット
内管、 27 内壁、 28 集合室、 29外
壁、 30 ヘリカル状のコイル管、 31 環状
室、 32 導水管、 33 蒸気導管、 34
調整弁、 35 導水分岐管、 36調整弁、 3
7 水噴射ノズル、 38 蒸気分岐導管、 39
調整弁、 40 蒸気噴入ノズル、 41 ジ
ャケット外管

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主として圧縮機(1)と燃焼室(2)と
    ガスタービン(3)と廃熱ボイラー(15)と蒸気ター
    ビン(17)と発電機(4,20)とから成る発電所の
    ための冷却空気用冷却器(10)において、冷却空気用
    冷却器(10)が、向流原理に基づいて作動しかつ鉛直
    に配置された円筒形の圧力容器(23)内に内設されて
    いるヘリカル形蒸気発生機であり、該ヘリカル形蒸気発
    生機のヘリカル状のコイル管(30)が、ジャケット内
    管(26)とジャケット外管(41)との間のスペース
    を埋めており、しかも前記コイル管(30)に導水管
    (32)を介して水(12)が給水可能であり、また蒸
    気導管(33)を介して蒸気(14)が前記コイル管
    (30)から導出可能であり、かつ蒸発する水(12)
    が下から上へヘリカル部を通流し、また前記圧縮機
    (1)から空気流入導管(24)を介して供給可能な冷
    却する空気(11)が上から下へ前記ヘリカル部を通流
    し、かつ前記空気(11)が前記ヘリカル部から出た後
    に冷却空気流出導管(25)に達する前に圧力容器(2
    3)内の最低点で変向ガイドされることを特徴とする、
    発電所のための冷却空気用冷却器。
  2. 【請求項2】 冷却空気(13)用の冷却空気流出導管
    (25)内に、選択的に接続可能な蒸気噴入装置(4
    0)が配置されている、請求項1記載の冷却空気用冷却
    器。
  3. 【請求項3】 圧縮空気(11)用の空気流入導管(2
    4)が、ジャケット内管(26)の下部分内へ開口して
    おり、該ジャケット内管(26)内には、選択的に接続
    可能な水噴射装置(37)が配置されている、請求項1
    記載の冷却空気用冷却器。
  4. 【請求項4】 圧縮空気(11)用の空気流入導管(2
    4)が、ジャケット内管(26)の下端部へ開口してお
    り、該ジャケット内管(26)自体は上端部で、圧力容
    器(23)の内壁(27)によって制限された集合室
    (28)に開口しており、かつジャケット外管(41)
    と圧力容器(23)の外壁(29)とが1つの環状室
    (31)を画成し、該環状室が、冷却空気用冷却器の上
    部域に配置された、圧力容器(23)から冷却空気(1
    3)を導出する冷却空気流出導管(25)と連通してい
    る、請求項1記載の冷却空気用冷却器。
  5. 【請求項5】 冷却空気用冷却器(10)内で生成され
    た蒸気(14)が、廃熱蒸気発生機(15)の過熱器内
    へ供給可能である、請求項1記載の冷却空気用冷却器。
  6. 【請求項6】 冷却空気用冷却器(10)内で生成され
    た蒸気(14)が、新鮮蒸気導管(16)内へ直接供給
    可能である、請求項1記載の冷却空気用冷却器。
  7. 【請求項7】 冷却空気用冷却器(10)内で生成された
    蒸気(14)が、ガスタービン(3)内へ供給可能であ
    る、請求項1記載の冷却空気用冷却器。
  8. 【請求項8】 冷却空気用冷却器(10)内で生成され
    た蒸気(14)が、燃焼室(2)内へ供給可能である、
    請求項1記載の冷却空気用冷却器。
JP8295006A 1995-11-10 1996-11-07 発電所のための冷却空気用冷却器 Pending JPH09177566A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19541914.6 1995-11-10
DE19541914A DE19541914A1 (de) 1995-11-10 1995-11-10 Kühlluftkühler für Kraftwerksanlagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09177566A true JPH09177566A (ja) 1997-07-08

Family

ID=7777108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8295006A Pending JPH09177566A (ja) 1995-11-10 1996-11-07 発電所のための冷却空気用冷却器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5797259A (ja)
EP (1) EP0773349B1 (ja)
JP (1) JPH09177566A (ja)
DE (2) DE19541914A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006521527A (ja) * 2003-01-29 2006-09-21 アルストム テクノロジー リミテッド パワープラント用の空気冷却器及びこの空気冷却器の使用
WO2008038497A1 (fr) * 2006-09-27 2008-04-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine à gaz
WO2010038288A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 三菱重工業株式会社 コンバインドサイクル発電プラント、および熱交換器
JP2011137470A (ja) * 2011-03-07 2011-07-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
JP2011137471A (ja) * 2011-03-07 2011-07-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11324710A (ja) 1998-05-20 1999-11-26 Hitachi Ltd ガスタービン発電プラント
EP0978635B1 (de) * 1998-08-05 2003-05-28 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zur Kühlung der thermisch belasteten Strukturen einer Kraftwerksanlage
DE19961385A1 (de) * 1999-12-20 2001-06-21 Alstom Power Schweiz Ag Baden Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage
DE10001112A1 (de) * 2000-01-13 2001-07-19 Alstom Power Schweiz Ag Baden Kühlluftkühler für eine Gasturbinenanlage sowie Verwendung eines solchen Kühlluftkühlers
EP1262638A1 (de) 2001-05-31 2002-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Kühlmittelkühlung einer Gasturbine und Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer derartigen Vorrichtung
EP1387046B1 (en) * 2002-07-30 2007-01-10 General Electric Company Cooling air system and method for combined cycle power plants
EP2067940B2 (de) 2007-09-07 2023-02-15 General Electric Technology GmbH Verfahren zum Betrieb eines Kombikraftwerks sowie Kombikraftwerk zur Durchführung des Verfahrens
AR066539A1 (es) * 2008-05-12 2009-08-26 Petrobras En S A Metodo para la regulacion primaria de frecuencia, a traves de control conjunto en turbinas de ciclo combinado.
FR2943410B1 (fr) * 2009-03-23 2012-04-20 Snpe Materiaux Energetiques Procede de refroidissement de gaz a haute temperature et dispositif associe
US8739510B2 (en) * 2010-10-28 2014-06-03 General Electric Company Heat exchanger for a combined cycle power plant
RU2014143268A (ru) * 2012-03-28 2016-05-20 Альстом Текнолоджи Лтд Электростанция комбинированного цикла и способ эксплуатации такой электростанции комбинированного цикла
EP2863033B1 (en) * 2013-10-21 2019-12-04 Ansaldo Energia IP UK Limited Gas turbine with flexible air cooling system and method for operating a gas turbine
DE102013017566A1 (de) * 2013-10-22 2015-04-23 Linde Aktiengesellschaft Verwendung eines gewickelten Wärmeübertragers zur Erzeugung überhitzten Dampfs aus Verbrennungs- oder Abgasen bei Heizanlagen oder Verbrennungsmaschinen
SE539758C2 (en) 2014-12-04 2017-11-21 Powercell Sweden Ab Catalytic burner arrangement
EP3354878B1 (en) 2017-01-31 2019-08-28 Ansaldo Energia Switzerland AG Heat exchanger for a gas turbine engine
US11933240B2 (en) * 2022-05-02 2024-03-19 Caterpillar Inc. NOx mitigation strategy in methanol internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3212571A (en) * 1962-12-31 1965-10-19 Combustion Eng Tube bundle for shell and tube type heat exchanger formed of spirally wound coil segments
US3398720A (en) * 1966-09-26 1968-08-27 Combustion Eng Once-through steam generator having a central manifold and tube bundles of spiral tube construction
JPH0643811B2 (ja) * 1985-07-29 1994-06-08 株式会社日立製作所 ガスタービンのホットパーツ冷却方法
US4852344A (en) * 1988-06-06 1989-08-01 Energy Economics & Development, Inc. Waste disposal method and apparatus
US4991391A (en) * 1989-01-27 1991-02-12 Westinghouse Electric Corp. System for cooling in a gas turbine
US5233823A (en) * 1989-08-04 1993-08-10 United Technologies Corporation High-efficiency gas turbine engine
EP0519304B1 (de) * 1991-06-21 1996-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zum Betreiben einer Gasturbine
DE4142375A1 (de) * 1991-12-20 1993-07-08 Siemens Ag Kuehlluftkuehler fuer gasturbinen
DE4333439C1 (de) * 1993-09-30 1995-02-02 Siemens Ag Vorrichtung zur Kühlmittelkühlung einer gekühlten Gasturbine einer Gas- und Dampfturbinenanlage
AU8122794A (en) * 1993-10-19 1995-05-08 State Of California Energy Resources Conservation And Development Commission Performance enhanced gas turbine powerplants
US5491971A (en) * 1993-12-23 1996-02-20 General Electric Co. Closed circuit air cooled gas turbine combined cycle
DE4434526C1 (de) * 1994-09-27 1996-04-04 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende Anlage

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006521527A (ja) * 2003-01-29 2006-09-21 アルストム テクノロジー リミテッド パワープラント用の空気冷却器及びこの空気冷却器の使用
WO2008038497A1 (fr) * 2006-09-27 2008-04-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine à gaz
JP2008082247A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
WO2010038288A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 三菱重工業株式会社 コンバインドサイクル発電プラント、および熱交換器
US9109513B2 (en) 2008-10-01 2015-08-18 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Combined cycle electric power generation plant and heat exchanger
JP2011137470A (ja) * 2011-03-07 2011-07-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
JP2011137471A (ja) * 2011-03-07 2011-07-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン

Also Published As

Publication number Publication date
DE59608432D1 (de) 2002-01-24
EP0773349A1 (de) 1997-05-14
US5797259A (en) 1998-08-25
EP0773349B1 (de) 2001-12-12
DE19541914A1 (de) 1997-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09177566A (ja) 発電所のための冷却空気用冷却器
US4841722A (en) Dual fuel, pressure combined cycle
KR920009576B1 (ko) 내연 기관의 폐열 회수장치
RU2215165C2 (ru) Способ регенерации тепла выхлопных газов в преобразователе органической энергии с помощью промежуточного жидкостного цикла (варианты) и система регенерации тепла выхлопных газов
RU2015353C1 (ru) Способ эксплуатации парогазотурбинной энергетической установки
US7665304B2 (en) Rankine cycle device having multiple turbo-generators
US6615585B2 (en) Intake-air cooling type gas turbine power equipment and combined power plant using same
FI102405B (fi) Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone
RU2200850C2 (ru) Газо- и паротурбинная установка и способ ее эксплуатации
US7481265B2 (en) Air cooler for power plants and use of such an air cooler
US20060112693A1 (en) Method and apparatus for power generation using waste heat
RU2516068C2 (ru) Газотурбинная установка, утилизационный парогенератор и способ эксплуатации утилизационного парогенератора
JP2009532614A (ja) エネルギー回収構成を備える大型ターボ過給型ディーゼル機関
JP2008545945A (ja) 蒸気発生設備および蒸気発生設備の運転方法とその追加装備方法
US4354347A (en) Combined cycle system for optimizing cycle efficiency having varying sulfur content fuels
JPH07259510A (ja) ガスタービングループの熱的に負荷された構成部分を冷却する方法
CA2069593A1 (en) Combined gas/steam power station plant
US7032373B2 (en) Device for cooling coolant in a gas turbine and gas and steam turbine with said device
US5727377A (en) Method of operating a gas turbine power plant with steam injection
JPH09125910A (ja) 発電プラントの運転法
US6357218B1 (en) Steam generation system and method for gas turbine power augmentation
KR100584649B1 (ko) 가스 및 증기 터빈 장치, 그리고 상기 방식의 장치내에 있는 가스 터빈의 냉각제를 냉각하는 방법
US3969891A (en) Combined gas turbine and steam powder plant
US7033420B2 (en) Process and apparatus for the thermal degassing of the working medium of a two-phase process
RU2298681C2 (ru) Турбинное устройство и способ работы турбинного устройства