JPH1030406A - ガスタービンサイクル - Google Patents
ガスタービンサイクルInfo
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- JPH1030406A JPH1030406A JP18520796A JP18520796A JPH1030406A JP H1030406 A JPH1030406 A JP H1030406A JP 18520796 A JP18520796 A JP 18520796A JP 18520796 A JP18520796 A JP 18520796A JP H1030406 A JPH1030406 A JP H1030406A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排熱回収効率の向上を図り、全体の熱効率の
向上を図る。 【解決手段】 ガスタービンサイクルにおいて、タービ
ンＴの排ガスの熱により複数の異なった圧力の蒸気を発
生する排熱ボイラＥを設けて、発生した蒸気を圧縮機Ｃ
からタービンＴまでの経路の複数個所に噴射させる。排
熱ボイラＥは、排ガス流路に逆順に配した低圧段から高
圧段までの多段のボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰ
Ｅで構成する。これらのボイラは、低圧段側ボイラの加
熱水を順次高圧段側ボイラの供給水として利用するよう
に接続する。各ボイラの供給水温は、設定圧力での蒸発
温度よりも所定温度だけ低い温度に設定する。各ボイラ
の発生する蒸気温度は、設定圧力での蒸発温度よりも所
定温度だけ高い温度に設定する。また、次段のボイラの
供給水温を前段のボイラの発生蒸気温度と等しくなるよ
う設定する。
向上を図る。 【解決手段】 ガスタービンサイクルにおいて、タービ
ンＴの排ガスの熱により複数の異なった圧力の蒸気を発
生する排熱ボイラＥを設けて、発生した蒸気を圧縮機Ｃ
からタービンＴまでの経路の複数個所に噴射させる。排
熱ボイラＥは、排ガス流路に逆順に配した低圧段から高
圧段までの多段のボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰ
Ｅで構成する。これらのボイラは、低圧段側ボイラの加
熱水を順次高圧段側ボイラの供給水として利用するよう
に接続する。各ボイラの供給水温は、設定圧力での蒸発
温度よりも所定温度だけ低い温度に設定する。各ボイラ
の発生する蒸気温度は、設定圧力での蒸発温度よりも所
定温度だけ高い温度に設定する。また、次段のボイラの
供給水温を前段のボイラの発生蒸気温度と等しくなるよ
う設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンサイ
クルに関する。
クルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンサイクルにおいては、ター
ビンから大気中に放出される排気ガスの温度が５００〜
６００℃の高温度であるので、この熱量を回収すること
により熱効率の向上が図られている。
ビンから大気中に放出される排気ガスの温度が５００〜
６００℃の高温度であるので、この熱量を回収すること
により熱効率の向上が図られている。
【０００３】従来では、タービンの排気ガスを熱交換器
（再生器）に通し、圧縮機から出て燃焼器に入る空気に
排気ガスの熱を与えることで、燃焼器で噴射する燃料を
節約して熱効率の向上を図ったり、排気ガスの排熱を利
用して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを回し
て発電することにより熱効率の向上を図ったりすること
が行われている。また、蒸気の定圧比熱が作動流体であ
る空気の定圧比熱の約２倍であることを利用して、燃焼
器の直前やタービンに蒸気を直接噴射することにより、
出力の増加を図る方式も提案されている。
（再生器）に通し、圧縮機から出て燃焼器に入る空気に
排気ガスの熱を与えることで、燃焼器で噴射する燃料を
節約して熱効率の向上を図ったり、排気ガスの排熱を利
用して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを回し
て発電することにより熱効率の向上を図ったりすること
が行われている。また、蒸気の定圧比熱が作動流体であ
る空気の定圧比熱の約２倍であることを利用して、燃焼
器の直前やタービンに蒸気を直接噴射することにより、
出力の増加を図る方式も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、再生器
で熱回収を行う方式は、熱交換器が必要な上、熱回収効
率が低いという問題がある。また、排気ガスの排熱で蒸
気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを回して発電す
る方式は、蒸気温度を別の加熱源で更に高めてやらなけ
ればならず効率が悪い上、復水器や蒸気タービン等の設
備費用も嵩むという問題がある。また、燃焼器の直前や
タービンに蒸気を直接噴射する方式は、タービンからの
排気ガスの熱回収効率の向上が図れないと、実質的な効
率向上が望めないという問題があった。
で熱回収を行う方式は、熱交換器が必要な上、熱回収効
率が低いという問題がある。また、排気ガスの排熱で蒸
気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを回して発電す
る方式は、蒸気温度を別の加熱源で更に高めてやらなけ
ればならず効率が悪い上、復水器や蒸気タービン等の設
備費用も嵩むという問題がある。また、燃焼器の直前や
タービンに蒸気を直接噴射する方式は、タービンからの
排気ガスの熱回収効率の向上が図れないと、実質的な効
率向上が望めないという問題があった。
【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、新たな設備
コストを最小限に抑えながら、熱効率の向上を図ること
ができ、しかも既存あるいは既設のガスタービンにその
まま適用することのできるガスタービンサイクルを提供
することを目的とする。
コストを最小限に抑えながら、熱効率の向上を図ること
ができ、しかも既存あるいは既設のガスタービンにその
まま適用することのできるガスタービンサイクルを提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のガスタ
ービンサイクルは、圧縮機により空気を圧縮して燃焼器
に送り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼
を行わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹さ
せ、タービンの回転より機械的出力を得るガスタービン
サイクルにおいて、前記タービンの排ガスの熱により複
数の異なった圧力の蒸気を発生する蒸気発生手段を設け
て、該手段の発生した蒸気を圧縮機からタービンまでの
経路の複数個所に噴射させるよう構成し、前記蒸気発生
手段を、タービンの排ガスの流路に沿って逆順に配した
低圧段から高圧段までの多段のボイラにより構成し、こ
れらボイラを、低圧段側ボイラの加熱水を順次高圧段側
ボイラの供給水として利用するように接続し、しかも、
各ボイラの供給水温を各ボイラの設定圧力での蒸発温度
よりも所定温度だけ低い温度に設定すると共に、各ボイ
ラの発生する蒸気温度を各ボイラの設定圧力での蒸発温
度よりも所定温度だけ高い温度に設定し、しかも次段の
ボイラの供給水温を前段のボイラの発生蒸気温度と等し
くなるよう設定したことを特徴とする。
ービンサイクルは、圧縮機により空気を圧縮して燃焼器
に送り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼
を行わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹さ
せ、タービンの回転より機械的出力を得るガスタービン
サイクルにおいて、前記タービンの排ガスの熱により複
数の異なった圧力の蒸気を発生する蒸気発生手段を設け
て、該手段の発生した蒸気を圧縮機からタービンまでの
経路の複数個所に噴射させるよう構成し、前記蒸気発生
手段を、タービンの排ガスの流路に沿って逆順に配した
低圧段から高圧段までの多段のボイラにより構成し、こ
れらボイラを、低圧段側ボイラの加熱水を順次高圧段側
ボイラの供給水として利用するように接続し、しかも、
各ボイラの供給水温を各ボイラの設定圧力での蒸発温度
よりも所定温度だけ低い温度に設定すると共に、各ボイ
ラの発生する蒸気温度を各ボイラの設定圧力での蒸発温
度よりも所定温度だけ高い温度に設定し、しかも次段の
ボイラの供給水温を前段のボイラの発生蒸気温度と等し
くなるよう設定したことを特徴とする。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、前
記蒸気発生手段の発生した蒸気のうちの少なくとも１種
の蒸気を前記圧縮機内に中間冷却が可能なように噴射さ
せると共に、残る少なくとも１種の蒸気を燃焼器の直前
に噴射させ、さらに残る少なくとも１種の蒸気をタービ
ンに噴射させることを特徴とする。
記蒸気発生手段の発生した蒸気のうちの少なくとも１種
の蒸気を前記圧縮機内に中間冷却が可能なように噴射さ
せると共に、残る少なくとも１種の蒸気を燃焼器の直前
に噴射させ、さらに残る少なくとも１種の蒸気をタービ
ンに噴射させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のガスター
ビンサイクルの系統図である。このガスタービンサイク
ルは、ガスタービンＧＴと、ガスタービンＧＴの排熱を
利用して蒸気を発生させる多段式の排熱ボイラ（蒸気発
生手段）Ｅと、発生させた蒸気をガスタービンＧＴの各
所に分配供給する配管系ＰＳとを備えている。ガスター
ビンＧＴは、入口クーラＥＶＡを通して大気中より吸入
した空気を圧縮する圧縮機Ｃと、圧縮空気に燃料を混合
して燃焼を行わせる燃焼器ＣＯＢと、燃焼ガスを導入し
て膨脹させることで回転出力を発生するタービンＴとか
らなる。
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のガスター
ビンサイクルの系統図である。このガスタービンサイク
ルは、ガスタービンＧＴと、ガスタービンＧＴの排熱を
利用して蒸気を発生させる多段式の排熱ボイラ（蒸気発
生手段）Ｅと、発生させた蒸気をガスタービンＧＴの各
所に分配供給する配管系ＰＳとを備えている。ガスター
ビンＧＴは、入口クーラＥＶＡを通して大気中より吸入
した空気を圧縮する圧縮機Ｃと、圧縮空気に燃料を混合
して燃焼を行わせる燃焼器ＣＯＢと、燃焼ガスを導入し
て膨脹させることで回転出力を発生するタービンＴとか
らなる。
【０００９】圧縮機Ｃ及びタービンＴはそれぞれ多段構
成とされ、圧縮機Ｃは、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮機
ＭＰＣ、高圧圧縮機ＨＰＣからなり、タービンＴは、低
圧タービンＬＰＴ、中圧タービンＭＰＴ、高圧タービン
ＨＰＴ及び出力タービンＰＷＴからなる。各圧の圧縮機
ＬＰＣ、ＭＰＣ、ＨＰＣは各圧のタービンＬＰＴ、ＭＰ
Ｔ、ＨＰＴと、独立した軸によりそれぞれに直結されて
いる。出力タービンＰＷＴは、各圧のタービンＬＰＴ、
ＭＰＴ、ＨＰＴから独立しており、発電機ＧＥＮに直結
されている。圧縮空気は、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮
機ＭＰＣ、高圧ＨＰＣを順に経て、燃焼器ＣＯＢに送り
込まれ、燃焼ガスは、高圧タービンＨＰＴ、中圧タービ
ンＭＰＴ、低圧タービンＬＰＴ、出力タービンＰＷＴに
順次導入される。出力タービンＰＷＴより出た排気ガス
は、排熱ボイラＥ内の排気ガス通路２００を通った後、
煙突２０１より大気中へ放出される。
成とされ、圧縮機Ｃは、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮機
ＭＰＣ、高圧圧縮機ＨＰＣからなり、タービンＴは、低
圧タービンＬＰＴ、中圧タービンＭＰＴ、高圧タービン
ＨＰＴ及び出力タービンＰＷＴからなる。各圧の圧縮機
ＬＰＣ、ＭＰＣ、ＨＰＣは各圧のタービンＬＰＴ、ＭＰ
Ｔ、ＨＰＴと、独立した軸によりそれぞれに直結されて
いる。出力タービンＰＷＴは、各圧のタービンＬＰＴ、
ＭＰＴ、ＨＰＴから独立しており、発電機ＧＥＮに直結
されている。圧縮空気は、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮
機ＭＰＣ、高圧ＨＰＣを順に経て、燃焼器ＣＯＢに送り
込まれ、燃焼ガスは、高圧タービンＨＰＴ、中圧タービ
ンＭＰＴ、低圧タービンＬＰＴ、出力タービンＰＷＴに
順次導入される。出力タービンＰＷＴより出た排気ガス
は、排熱ボイラＥ内の排気ガス通路２００を通った後、
煙突２０１より大気中へ放出される。
【００１０】排熱ボイラＥには、排気ガス通路２００の
上流側から下流側に向かって順に、高圧ボイラＨＰＥ、
中圧ボイラＭＰＥ、低中圧ボイラＩＰＥ、低圧ボイラＬ
ＰＥが４段に設けられ、最下流部には節炭器ＥＣＯが設
けられている。節炭器ＥＣＯの入口には、原水貯槽２５
０からの給水管２５１が接続され、節炭器ＥＣＯの出口
配管２５２は低圧ボイラＬＰＥの供給水口に接続されて
いる。また、低圧ボイラＬＰＥの出口は、配管系ＰＳの
蒸気配管２６４に接続されると共に、圧力調整部を介し
て低中圧ボイラＩＰＥの供給水口に接続され、低中圧ボ
イラＩＰＥの出口は、配管系ＰＳの蒸気配管２６３に接
続されると共に、圧力調整部を介して中圧ボイラＭＰＥ
の供給水口に接続され、中圧ボイラＭＰＥの出口は、配
管系ＰＳの蒸気配管２６２に接続されると共に、圧力調
整部を介して高圧ボイラＨＰＥの供給水口に接続され、
高圧ボイラＨＰＥの出口は配管系ＰＳの蒸気配管２６１
に接続されている。従って、低圧段側ボイラの加熱水を
順次高圧段側ボイラの供給水として利用するようになっ
ている。そして、配管系ＰＳを構成している各圧のボイ
ラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥからの蒸気配管（出
口配管）２６１、２６２、２６３、２６４が、ガスター
ビンＧＴの各所に接続されている。
上流側から下流側に向かって順に、高圧ボイラＨＰＥ、
中圧ボイラＭＰＥ、低中圧ボイラＩＰＥ、低圧ボイラＬ
ＰＥが４段に設けられ、最下流部には節炭器ＥＣＯが設
けられている。節炭器ＥＣＯの入口には、原水貯槽２５
０からの給水管２５１が接続され、節炭器ＥＣＯの出口
配管２５２は低圧ボイラＬＰＥの供給水口に接続されて
いる。また、低圧ボイラＬＰＥの出口は、配管系ＰＳの
蒸気配管２６４に接続されると共に、圧力調整部を介し
て低中圧ボイラＩＰＥの供給水口に接続され、低中圧ボ
イラＩＰＥの出口は、配管系ＰＳの蒸気配管２６３に接
続されると共に、圧力調整部を介して中圧ボイラＭＰＥ
の供給水口に接続され、中圧ボイラＭＰＥの出口は、配
管系ＰＳの蒸気配管２６２に接続されると共に、圧力調
整部を介して高圧ボイラＨＰＥの供給水口に接続され、
高圧ボイラＨＰＥの出口は配管系ＰＳの蒸気配管２６１
に接続されている。従って、低圧段側ボイラの加熱水を
順次高圧段側ボイラの供給水として利用するようになっ
ている。そして、配管系ＰＳを構成している各圧のボイ
ラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥからの蒸気配管（出
口配管）２６１、２６２、２６３、２６４が、ガスター
ビンＧＴの各所に接続されている。
【００１１】ここでは、各圧ボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、Ｉ
ＰＥ、ＬＰＥは、図２に示すように次の圧力、温度の蒸
気を発生するようになっている。 高圧ボイラＨＰＥ ＝８５００ｋＰａ，６０５．０°Ｋ 中圧ボイラＭＰＥ ＝５０００ｋＰａ，５６７．２°Ｋ 低中圧ボイラＩＰＥ＝２７００ｋＰａ，５３２．１°Ｋ 低圧ボイラＬＰＥ ＝１３５０ｋＰａ，４９５．２°Ｋ
ＰＥ、ＬＰＥは、図２に示すように次の圧力、温度の蒸
気を発生するようになっている。 高圧ボイラＨＰＥ ＝８５００ｋＰａ，６０５．０°Ｋ 中圧ボイラＭＰＥ ＝５０００ｋＰａ，５６７．２°Ｋ 低中圧ボイラＩＰＥ＝２７００ｋＰａ，５３２．１°Ｋ 低圧ボイラＬＰＥ ＝１３５０ｋＰａ，４９５．２°Ｋ
【００１２】また、各圧ボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰ
Ｅ、ＬＰＥの供給水温は、各ボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、Ｉ
ＰＥ、ＬＰＥの設定圧力での蒸発温度よりも所定温度だ
け低い温度に設定されている。ここでは配管の途中で蒸
発しないように、５℃だけ低い温度に設定され、次のよ
うになっている。 高圧ボイラＨＰＥ （８５００ｋＰａ）＝供給水温５６７．２°Ｋ （蒸発水温５７２．２°Ｋ） 中圧ボイラＭＰＥ （５０００ｋＰａ）＝供給水温５３２．１°Ｋ （蒸発水温５３７．２°Ｋ） 低中圧ボイラＩＰＥ（２７００ｋＰａ）＝供給水温４９６．２°Ｋ （蒸発水温５０１．２°Ｋ） 低圧ボイラＬＰＥ （１３５０ｋＰａ）＝供給水温４６１．５°Ｋ （蒸発水温４６６．５°Ｋ）
Ｅ、ＬＰＥの供給水温は、各ボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、Ｉ
ＰＥ、ＬＰＥの設定圧力での蒸発温度よりも所定温度だ
け低い温度に設定されている。ここでは配管の途中で蒸
発しないように、５℃だけ低い温度に設定され、次のよ
うになっている。 高圧ボイラＨＰＥ （８５００ｋＰａ）＝供給水温５６７．２°Ｋ （蒸発水温５７２．２°Ｋ） 中圧ボイラＭＰＥ （５０００ｋＰａ）＝供給水温５３２．１°Ｋ （蒸発水温５３７．２°Ｋ） 低中圧ボイラＩＰＥ（２７００ｋＰａ）＝供給水温４９６．２°Ｋ （蒸発水温５０１．２°Ｋ） 低圧ボイラＬＰＥ （１３５０ｋＰａ）＝供給水温４６１．５°Ｋ （蒸発水温４６６．５°Ｋ）
【００１３】また、上述した各圧ボイラＨＰＥ、ＭＰ
Ｅ、ＩＰＥ、ＬＰＥの発生する蒸気温度は、各ボイラＨ
ＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの設定圧力での蒸発温度
よりも所定温度だけ高い温度に設定されている。ここで
は配管の途中で凝縮しないよう安全を見て約３０℃だけ
高い温度に設定され、次段のボイラの供給水温と前段の
ボイラの発生蒸気温度とが等しくなるよう設定されてい
る。
Ｅ、ＩＰＥ、ＬＰＥの発生する蒸気温度は、各ボイラＨ
ＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの設定圧力での蒸発温度
よりも所定温度だけ高い温度に設定されている。ここで
は配管の途中で凝縮しないよう安全を見て約３０℃だけ
高い温度に設定され、次段のボイラの供給水温と前段の
ボイラの発生蒸気温度とが等しくなるよう設定されてい
る。
【００１４】そして、高圧ボイラＨＰＥの８５００ｋＰ
ａの蒸気は燃焼器ＣＯＢの直前に、中圧ボイラＭＰＥの
５０００ｋＰａの蒸気は高圧タービンＨＰＴの出口に、
低中圧ボイラＩＰＥの２７００ｋＰａの蒸気は中圧圧縮
機ＭＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間、及び中圧タービンＭ
ＰＴの出口に、低圧ボイラＬＰＥの１３５０ｋＰａの蒸
気は出力タービンＰＷＴの前にそれぞれ噴射させ、各個
所で作動流体中に直接蒸気を混合させるようになってい
る。また、原水貯槽２５０からの水は純粋貯槽２７０を
介して、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮機ＭＰＣの間に直
接噴射させるようになっている。
ａの蒸気は燃焼器ＣＯＢの直前に、中圧ボイラＭＰＥの
５０００ｋＰａの蒸気は高圧タービンＨＰＴの出口に、
低中圧ボイラＩＰＥの２７００ｋＰａの蒸気は中圧圧縮
機ＭＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間、及び中圧タービンＭ
ＰＴの出口に、低圧ボイラＬＰＥの１３５０ｋＰａの蒸
気は出力タービンＰＷＴの前にそれぞれ噴射させ、各個
所で作動流体中に直接蒸気を混合させるようになってい
る。また、原水貯槽２５０からの水は純粋貯槽２７０を
介して、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮機ＭＰＣの間に直
接噴射させるようになっている。
【００１５】次に作用を説明する。空気は大気中から入
口クーラＥＶＡを介して低圧圧縮機ＬＰＣに吸い込ま
れ、低圧圧縮機ＬＰＣの出口にて水噴射されて蒸発冷却
され、中圧圧縮機ＭＰＣに導入される。中圧圧縮機ＭＰ
Ｃの出口では、蒸気噴射されることにより、流量の増加
と中間冷却の両効果を得る。高圧圧縮機ＨＰＣの出口を
経た圧縮空気は、燃焼器ＣＯＢの直前にて大量の蒸気噴
射を受け、燃焼器ＣＯＢ中で燃料と混合され、燃焼し高
温化する。タービンＴの各部では、燃焼ガスが、蒸気噴
射を受けつつ膨脹することにより、各圧のタービンＨＰ
Ｔ、ＭＰＴ、ＬＰＴ並びに出力タービンＰＷＴを回転さ
せ、排熱ボイラＥの入口温度まで低下して、排ガス通路
２００に排出される。そして、出力タービンＰＷＴの回
転により、発電機ＧＥＮが回って発電が行われ、排熱ボ
イラＥにて４種類の圧力の蒸気が発生する。
口クーラＥＶＡを介して低圧圧縮機ＬＰＣに吸い込ま
れ、低圧圧縮機ＬＰＣの出口にて水噴射されて蒸発冷却
され、中圧圧縮機ＭＰＣに導入される。中圧圧縮機ＭＰ
Ｃの出口では、蒸気噴射されることにより、流量の増加
と中間冷却の両効果を得る。高圧圧縮機ＨＰＣの出口を
経た圧縮空気は、燃焼器ＣＯＢの直前にて大量の蒸気噴
射を受け、燃焼器ＣＯＢ中で燃料と混合され、燃焼し高
温化する。タービンＴの各部では、燃焼ガスが、蒸気噴
射を受けつつ膨脹することにより、各圧のタービンＨＰ
Ｔ、ＭＰＴ、ＬＰＴ並びに出力タービンＰＷＴを回転さ
せ、排熱ボイラＥの入口温度まで低下して、排ガス通路
２００に排出される。そして、出力タービンＰＷＴの回
転により、発電機ＧＥＮが回って発電が行われ、排熱ボ
イラＥにて４種類の圧力の蒸気が発生する。
【００１６】この場合、排熱ボイラＥでは図３に示すよ
うに、低圧段側ボイラから高圧段側ボイラに順次加熱水
を供給し、各段毎の圧力条件で蒸気を少量ずつ発生させ
るので、排気ガスの温度と蒸気の温度差を小さくするこ
とができ、発生蒸気量を多くすることができる。従っ
て、排気ガスの出口温度を低くすることができ、排熱ボ
イラＥでの熱回収効率の向上が図れる。
うに、低圧段側ボイラから高圧段側ボイラに順次加熱水
を供給し、各段毎の圧力条件で蒸気を少量ずつ発生させ
るので、排気ガスの温度と蒸気の温度差を小さくするこ
とができ、発生蒸気量を多くすることができる。従っ
て、排気ガスの出口温度を低くすることができ、排熱ボ
イラＥでの熱回収効率の向上が図れる。
【００１７】このようにして排熱ボイラＥで発生した蒸
気は、ガスタービンＧＴの各所に全て噴射され尽くすの
で、蒸気がブレイトンサイクルの作動流体として全て利
用されることになって、サイクルの熱効率を向上させる
ことになる。特に、圧縮機Ｃでは、低中圧段の水噴射に
よる中間冷却に加え、中高圧段にて蒸気が熱衝撃を抑え
ながら中間冷却効果を果たすので、圧縮機Ｃの所要動力
が低減し、その分熱効率が向上する。また、燃焼器ＣＯ
Ｂの直前やタービンＴでは蒸気のエネルギーによる出力
増大効果が得られるので、一層の熱効率の向上が図れ
る。
気は、ガスタービンＧＴの各所に全て噴射され尽くすの
で、蒸気がブレイトンサイクルの作動流体として全て利
用されることになって、サイクルの熱効率を向上させる
ことになる。特に、圧縮機Ｃでは、低中圧段の水噴射に
よる中間冷却に加え、中高圧段にて蒸気が熱衝撃を抑え
ながら中間冷却効果を果たすので、圧縮機Ｃの所要動力
が低減し、その分熱効率が向上する。また、燃焼器ＣＯ
Ｂの直前やタービンＴでは蒸気のエネルギーによる出力
増大効果が得られるので、一層の熱効率の向上が図れ
る。
【００１８】また、圧縮機Ｃに蒸気を噴射させることに
より、ガスタービン全体の流量バランスの適正化を図る
ことができるので、圧縮機Ｃの回転数もそれほど上がら
ず、出力増加及び効率向上が図れる。従って、燃焼器Ｃ
ＯＢの直前やタービンＴにのみ蒸気を噴射させる方式と
違って、効率向上を図りながら、流量バランスの適正化
により、既存のガスタービンや既設のガスタービンにそ
のまま適用することができる。
より、ガスタービン全体の流量バランスの適正化を図る
ことができるので、圧縮機Ｃの回転数もそれほど上がら
ず、出力増加及び効率向上が図れる。従って、燃焼器Ｃ
ＯＢの直前やタービンＴにのみ蒸気を噴射させる方式と
違って、効率向上を図りながら、流量バランスの適正化
により、既存のガスタービンや既設のガスタービンにそ
のまま適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、複数の異なった圧力条件で蒸気を発生させ、排
気ガスの排熱を多段で吸収するようにしたので、排熱回
収効率がよくなる。特に、蒸気発生手段を構成する多段
のボイラの供給水温を各圧力条件の蒸発温度よりやや低
い温度に設定すると共に、その供給水温を前段の発生蒸
気温度に等しくなるように設定し、順次前段のボイラの
加熱水を次段のボイラの供給水として利用するようにし
たので、排気ガス温度と蒸気の温度の温度差を小さくす
ることができ、熱回収効率を高めることができる。従っ
て、各圧力条件の蒸気を圧縮機からタービンまでの経路
に直接噴射させる場合の全体の熱効率の向上に寄与する
ことができる。また、構造的には、蒸気発生手段を設け
て、その蒸気を各所に噴射させるだけであり、ガスター
ビンの基本サイクルであるブレイトンサイクルを充実化
させるだけであるから、設備コストを最小限に抑えるこ
とができる。
よれば、複数の異なった圧力条件で蒸気を発生させ、排
気ガスの排熱を多段で吸収するようにしたので、排熱回
収効率がよくなる。特に、蒸気発生手段を構成する多段
のボイラの供給水温を各圧力条件の蒸発温度よりやや低
い温度に設定すると共に、その供給水温を前段の発生蒸
気温度に等しくなるように設定し、順次前段のボイラの
加熱水を次段のボイラの供給水として利用するようにし
たので、排気ガス温度と蒸気の温度の温度差を小さくす
ることができ、熱回収効率を高めることができる。従っ
て、各圧力条件の蒸気を圧縮機からタービンまでの経路
に直接噴射させる場合の全体の熱効率の向上に寄与する
ことができる。また、構造的には、蒸気発生手段を設け
て、その蒸気を各所に噴射させるだけであり、ガスター
ビンの基本サイクルであるブレイトンサイクルを充実化
させるだけであるから、設備コストを最小限に抑えるこ
とができる。
【００２０】請求項２の発明によれば、圧縮機の圧縮空
気を所定圧力の蒸気によって中間冷却するので、圧縮機
に対する熱衝撃を抑えながら、圧縮機の所要動力の低減
を図ることができ、その分熱効率の向上を図ることがで
きる。また、圧縮機に蒸気を噴射させることにより、ガ
スタービン全体の流量バランスの適正化を図ることがで
きるので、燃焼器の直前やタービンにのみ蒸気を噴射さ
せる方式と違って、既存のガスタービンや既設のガスタ
ービンにそのまま適用することができる。
気を所定圧力の蒸気によって中間冷却するので、圧縮機
に対する熱衝撃を抑えながら、圧縮機の所要動力の低減
を図ることができ、その分熱効率の向上を図ることがで
きる。また、圧縮機に蒸気を噴射させることにより、ガ
スタービン全体の流量バランスの適正化を図ることがで
きるので、燃焼器の直前やタービンにのみ蒸気を噴射さ
せる方式と違って、既存のガスタービンや既設のガスタ
ービンにそのまま適用することができる。
【図１】 本発明の実施形態のガスタービンサイクル系
統図である。
統図である。
【図２】 同ガスタービンサイクルにおける排熱ボイラ
Ｅの圧力と温度の条件を示す図である。
Ｅの圧力と温度の条件を示す図である。
【図３】 同排熱ボイラにおける排気ガス温度と供給水
温と蒸気温度の関係を示す特性図である。
温と蒸気温度の関係を示す特性図である。
Ｃ 圧縮機 ＬＰＣ 低圧圧縮機 ＭＰＣ 中圧圧縮機 ＨＰＣ 高圧圧縮機 ＣＯＢ 燃焼器 Ｔ タービン ＬＰＴ 低圧タービン ＭＰＴ 中圧タービン ＨＰＴ 高圧タービン ＰＷＴ 出力タービン Ｅ 排熱ボイラ（蒸気発生手段） ＨＰＥ 高圧ボイラ ＭＰＥ 中圧ボイラ ＩＰＥ 低中圧ボイラ ＬＰＥ 低圧ボイラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｚ Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機により空気を圧縮して燃焼器に送
り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼を行
わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹させ、タ
ービンの回転より機械的出力を得るガスタービンサイク
ルにおいて、 前記タービンの排ガスの熱により複数の異なった圧力の
蒸気を発生する蒸気発生手段を設けて、該手段の発生し
た蒸気を圧縮機からタービンまでの経路の複数個所に噴
射させるよう構成し、 前記蒸気発生手段を、タービンの排ガスの流路に沿って
逆順に配した低圧段から高圧段までの多段のボイラによ
り構成し、これらボイラを、低圧段側ボイラの加熱水を
順次高圧段側ボイラの供給水として利用するように接続
し、しかも、各ボイラの供給水温を各ボイラの設定圧力
での蒸発温度よりも所定温度だけ低い温度に設定すると
共に、各ボイラの発生する蒸気温度を各ボイラの設定圧
力での蒸発温度よりも所定温度だけ高い温度に設定し、
しかも次段のボイラの供給水温を前段のボイラの発生蒸
気温度と等しくなるよう設定したことを特徴とするガス
タービンサイクル。 - 【請求項２】 前記蒸気発生手段の発生した蒸気のうち
の少なくとも１種の蒸気を前記圧縮機内に中間冷却が可
能なように噴射させると共に、残る少なくとも１種の蒸
気を燃焼器の直前に噴射させ、さらに残る少なくとも１
種の蒸気をタービンに噴射させることを特徴とする請求
項１記載のガスタービンサイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18520796A JPH1030406A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ガスタービンサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18520796A JPH1030406A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ガスタービンサイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030406A true JPH1030406A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16166755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18520796A Withdrawn JPH1030406A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | ガスタービンサイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113375893A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-09-10 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 采用逆布雷顿循环控制温度的连续式风洞系统和试验方法 |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP18520796A patent/JPH1030406A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113375893A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-09-10 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 采用逆布雷顿循环控制温度的连续式风洞系统和试验方法 |
| CN113375893B (zh) * | 2021-08-12 | 2022-06-14 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 采用逆布雷顿循环控制温度的连续式风洞试验方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |