JPH11257098A - 吸気冷却ガスタービン発電装置 - Google Patents
吸気冷却ガスタービン発電装置Info
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- JPH11257098A JPH11257098A JP6242398A JP6242398A JPH11257098A JP H11257098 A JPH11257098 A JP H11257098A JP 6242398 A JP6242398 A JP 6242398A JP 6242398 A JP6242398 A JP 6242398A JP H11257098 A JPH11257098 A JP H11257098A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑で高価な吸収式冷凍機や間接熱交換器を
用いることなく、かつ圧縮空気やプロセス蒸気を供給せ
ずに、余剰蒸気を用いて発電出力を大幅に増大させるこ
とができるガスタービン発電装置を提供する。 【解決手段】 空気を圧縮する圧縮機１と、燃料を燃焼
させる燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動され圧縮機を駆
動するタービン３と、からなるガスタービン１２と、水
蒸気を燃焼器に導いて噴射する噴射蒸気ライン３１と、
圧縮機による圧縮空気を抽気しこれを冷却・膨張させて
低温空気を発生させる抽気空気冷却ライン３２と、発生
した低温空気を圧縮機の吸気に直接混入させる吸気混合
冷却器３６と、を備える。また抽気空気冷却ラインに
は、抽気空気を間接冷却する間接冷却器３４と、冷却し
た空気を膨張させる膨張タービン３５とを備える。噴射
蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽気し、これによ
り、圧縮機出口圧力をサージングを引き起こす圧力に達
しないように抽気空気量を調節する。
用いることなく、かつ圧縮空気やプロセス蒸気を供給せ
ずに、余剰蒸気を用いて発電出力を大幅に増大させるこ
とができるガスタービン発電装置を提供する。 【解決手段】 空気を圧縮する圧縮機１と、燃料を燃焼
させる燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動され圧縮機を駆
動するタービン３と、からなるガスタービン１２と、水
蒸気を燃焼器に導いて噴射する噴射蒸気ライン３１と、
圧縮機による圧縮空気を抽気しこれを冷却・膨張させて
低温空気を発生させる抽気空気冷却ライン３２と、発生
した低温空気を圧縮機の吸気に直接混入させる吸気混合
冷却器３６と、を備える。また抽気空気冷却ラインに
は、抽気空気を間接冷却する間接冷却器３４と、冷却し
た空気を膨張させる膨張タービン３５とを備える。噴射
蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽気し、これによ
り、圧縮機出口圧力をサージングを引き起こす圧力に達
しないように抽気空気量を調節する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気を冷却するこ
とにより発電出力を増大させる吸気冷却ガスタービン発
電装置に関する。
とにより発電出力を増大させる吸気冷却ガスタービン発
電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン発電装置において、吸気を
冷却することにより発電出力を増大させるために、図５
に示す吸気冷却ガスタービン発電装置が従来から提案さ
れている。この図において、ガスタービンは圧縮機１、
燃焼器２及びタービン３で構成され、タービン出力で発
電機５を駆動するようになっている。更に、この装置で
は、吸気を冷却するために、吸収式冷凍機５１、冷却塔
５２及び吸気冷却熱交換器５３を備え、余剰蒸気を用い
て吸収式冷凍機５１で冷水（例えば約７℃前後）を供給
し、吸気冷却熱交換器５３で吸気を冷却して発電出力を
増大させるようになっている。しかし、かかる従来の吸
気冷却ガスタービン発電装置では、構造が複雑で高価
な吸収式冷凍機５１や吸気冷却熱交換器５３（例えばプ
レートフィン型の間接熱交換器）が不可欠であり、設備
費用が高い、吸収式冷凍機５１で供給できる冷水温度
が約７℃前後であり、外気温度が低くなる（例えば約１
０〜１５℃）と熱交換器との温度差がほとんどなく、吸
気冷却による出力増大がほとんどなくなる、等の問題点
があった。
冷却することにより発電出力を増大させるために、図５
に示す吸気冷却ガスタービン発電装置が従来から提案さ
れている。この図において、ガスタービンは圧縮機１、
燃焼器２及びタービン３で構成され、タービン出力で発
電機５を駆動するようになっている。更に、この装置で
は、吸気を冷却するために、吸収式冷凍機５１、冷却塔
５２及び吸気冷却熱交換器５３を備え、余剰蒸気を用い
て吸収式冷凍機５１で冷水（例えば約７℃前後）を供給
し、吸気冷却熱交換器５３で吸気を冷却して発電出力を
増大させるようになっている。しかし、かかる従来の吸
気冷却ガスタービン発電装置では、構造が複雑で高価
な吸収式冷凍機５１や吸気冷却熱交換器５３（例えばプ
レートフィン型の間接熱交換器）が不可欠であり、設備
費用が高い、吸収式冷凍機５１で供給できる冷水温度
が約７℃前後であり、外気温度が低くなる（例えば約１
０〜１５℃）と熱交換器との温度差がほとんどなく、吸
気冷却による出力増大がほとんどなくなる、等の問題点
があった。
【０００３】一方、電力とプロセス蒸気を供給すると共
に、タービンコンプレッサを用いずに大量の圧縮空気を
製造することができるガスタービン発電装置が、本願発
明の発明者により創案され出願されている（特開平９−
２０３３２７号）。このガスタービン発電装置は、図６
に示すように、ガスタービン１２、排熱ボイラ１４、噴
射蒸気ライン１６、空気抽気ライン１８及び熱交換器２
０を備え、噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽気
し、これにより、圧縮機出口圧力をサージングを引き起
こす圧力に達しないように抽気空気量を調節するもので
ある。
に、タービンコンプレッサを用いずに大量の圧縮空気を
製造することができるガスタービン発電装置が、本願発
明の発明者により創案され出願されている（特開平９−
２０３３２７号）。このガスタービン発電装置は、図６
に示すように、ガスタービン１２、排熱ボイラ１４、噴
射蒸気ライン１６、空気抽気ライン１８及び熱交換器２
０を備え、噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽気
し、これにより、圧縮機出口圧力をサージングを引き起
こす圧力に達しないように抽気空気量を調節するもので
ある。
【０００４】このガスタービン発電装置は、ガスター
ビンによる電力供給と排熱ボイラによるプロセス蒸気の
供給を従来と同等以上に行いながら、タービンコンプレ
ッサを用いることなく大量の圧縮空気を製造することが
でき、燃焼器への噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気
量を抽気するので、圧縮機出口圧力をほぼ一定に保持す
ることができ、噴射蒸気量の増大によりタービン出力を
増大させながら、圧縮機のサージングを防止することが
できる、等の特徴を有していた。
ビンによる電力供給と排熱ボイラによるプロセス蒸気の
供給を従来と同等以上に行いながら、タービンコンプレ
ッサを用いることなく大量の圧縮空気を製造することが
でき、燃焼器への噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気
量を抽気するので、圧縮機出口圧力をほぼ一定に保持す
ることができ、噴射蒸気量の増大によりタービン出力を
増大させながら、圧縮機のサージングを防止することが
できる、等の特徴を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の工場
（特に既設設備）では、圧縮空気，プロセス蒸気共に別
の設備から十分に供給されており、発電出力のみを増大
させる必要がある場合がある。更に、ゴミ発電設備やボ
イラ等の蒸気発生設備が併設される工場では、余剰蒸気
が大量に発生するので、これを可能な限り有効利用する
ことが望まれている。
（特に既設設備）では、圧縮空気，プロセス蒸気共に別
の設備から十分に供給されており、発電出力のみを増大
させる必要がある場合がある。更に、ゴミ発電設備やボ
イラ等の蒸気発生設備が併設される工場では、余剰蒸気
が大量に発生するので、これを可能な限り有効利用する
ことが望まれている。
【０００６】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、複
雑で高価な吸収式冷凍機や間接熱交換器を用いることな
く、かつ圧縮空気やプロセス蒸気を供給せずに、余剰蒸
気を用いて発電出力を大幅に増大させることができるガ
スタービン発電装置を提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、複
雑で高価な吸収式冷凍機や間接熱交換器を用いることな
く、かつ圧縮空気やプロセス蒸気を供給せずに、余剰蒸
気を用いて発電出力を大幅に増大させることができるガ
スタービン発電装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、空気を
圧縮する圧縮機と、燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼ガ
スにより駆動され圧縮機を駆動するタービンと、からな
るガスタービンと、水蒸気を燃焼器に導いて噴射する噴
射蒸気ラインと、圧縮機による圧縮空気を抽気しこれを
冷却・膨張させて低温空気を発生させる抽気空気冷却ラ
インと、発生した低温空気を圧縮機の吸気に直接混入さ
せる吸気混合冷却器と、を備え、噴射蒸気量にほぼ比例
する圧縮空気量を抽気し、これにより、圧縮機出口圧力
をサージングを引き起こす圧力に達しないように抽気空
気量を調節する、ことを特徴とする吸気冷却ガスタービ
ン発電装置が提供される。
圧縮する圧縮機と、燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼ガ
スにより駆動され圧縮機を駆動するタービンと、からな
るガスタービンと、水蒸気を燃焼器に導いて噴射する噴
射蒸気ラインと、圧縮機による圧縮空気を抽気しこれを
冷却・膨張させて低温空気を発生させる抽気空気冷却ラ
インと、発生した低温空気を圧縮機の吸気に直接混入さ
せる吸気混合冷却器と、を備え、噴射蒸気量にほぼ比例
する圧縮空気量を抽気し、これにより、圧縮機出口圧力
をサージングを引き起こす圧力に達しないように抽気空
気量を調節する、ことを特徴とする吸気冷却ガスタービ
ン発電装置が提供される。
【０００８】上記本発明の構成によれば、水蒸気を燃焼
器に導いて噴射する噴射蒸気ラインと、圧縮機による圧
縮空気を抽気する抽気空気冷却ラインとを備えるので、
燃焼器への噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽
気することにより、圧縮機出口圧力をほぼ一定に保持す
ることができ、噴射蒸気量の増大によりタービン出力を
増大させながら、圧縮機のサージングを防止することが
できる。更に、抽気空気冷却ラインで抽気空気を冷却・
膨張させて低温空気を発生させ、発生した低温空気を吸
気混合冷却器に供給して、圧縮機の吸気と直接混入させ
て吸気温度を下げることができるので、圧縮機におけ
る圧縮動力を下げ、かつ圧縮空気の温度が下がるので
タービン入口温度を保持したままで燃焼器における燃焼
量を増加させることができ、タービン出力を更に増大さ
せることができる。また、供給された余剰蒸気は全て燃
焼器に噴射され、タービンを経て例えば排熱ボイラ等で
低温（例えば１００℃前後）まで熱回収されるので、余
剰蒸気によるエネルギーロスを低減することができる。
器に導いて噴射する噴射蒸気ラインと、圧縮機による圧
縮空気を抽気する抽気空気冷却ラインとを備えるので、
燃焼器への噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽
気することにより、圧縮機出口圧力をほぼ一定に保持す
ることができ、噴射蒸気量の増大によりタービン出力を
増大させながら、圧縮機のサージングを防止することが
できる。更に、抽気空気冷却ラインで抽気空気を冷却・
膨張させて低温空気を発生させ、発生した低温空気を吸
気混合冷却器に供給して、圧縮機の吸気と直接混入させ
て吸気温度を下げることができるので、圧縮機におけ
る圧縮動力を下げ、かつ圧縮空気の温度が下がるので
タービン入口温度を保持したままで燃焼器における燃焼
量を増加させることができ、タービン出力を更に増大さ
せることができる。また、供給された余剰蒸気は全て燃
焼器に噴射され、タービンを経て例えば排熱ボイラ等で
低温（例えば１００℃前後）まで熱回収されるので、余
剰蒸気によるエネルギーロスを低減することができる。
【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
抽気空気冷却ラインに、抽気空気を間接冷却する間接冷
却器と、冷却した空気を膨張させる膨張タービンと、を
備える。この構成により、膨張タービンにより更に動力
を回収することができる。また、前記タービンと膨張タ
ービンにより駆動され、発電機を駆動する歯車装置を備
えることが好ましい。この構成により、単一の発電機を
ガスタービンのタービンと膨張タービンとで駆動するこ
とができ、発電出力を高めることができる。
抽気空気冷却ラインに、抽気空気を間接冷却する間接冷
却器と、冷却した空気を膨張させる膨張タービンと、を
備える。この構成により、膨張タービンにより更に動力
を回収することができる。また、前記タービンと膨張タ
ービンにより駆動され、発電機を駆動する歯車装置を備
えることが好ましい。この構成により、単一の発電機を
ガスタービンのタービンと膨張タービンとで駆動するこ
とができ、発電出力を高めることができる。
【００１０】更に、前記膨張タービンの上流側の抽気空
気冷却ラインにおける抽気空気量を調節する調節弁と、
該調節弁と膨張タービンの間に高圧ガスを供給する高圧
ガス供給ラインとを備え、調節弁を閉じかつ高圧ガスで
膨張タービンを駆動してガスタービンを始動する、こと
が好ましい。この構成により、始動用のタービンを別に
設置することなく、膨張タービンを始動用に用いること
ができる。
気冷却ラインにおける抽気空気量を調節する調節弁と、
該調節弁と膨張タービンの間に高圧ガスを供給する高圧
ガス供給ラインとを備え、調節弁を閉じかつ高圧ガスで
膨張タービンを駆動してガスタービンを始動する、こと
が好ましい。この構成により、始動用のタービンを別に
設置することなく、膨張タービンを始動用に用いること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を使用する。図１は、本発明によ
る吸気冷却ガスタービン発電装置の全体構成図である。
この図において、本発明の吸気冷却ガスタービン発電装
置は、ガスタービン１２、噴射蒸気ライン３１、抽気空
気冷却ライン３２、及び吸気混合冷却器３６を備えてい
る。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を使用する。図１は、本発明によ
る吸気冷却ガスタービン発電装置の全体構成図である。
この図において、本発明の吸気冷却ガスタービン発電装
置は、ガスタービン１２、噴射蒸気ライン３１、抽気空
気冷却ライン３２、及び吸気混合冷却器３６を備えてい
る。
【００１２】ガスタービン１２は、空気を圧縮する圧縮
機１と、燃料を燃焼させる燃焼器２と、燃焼ガスにより
駆動され圧縮機１を駆動するタービン３とからなる。こ
の構成は、従来と同様である。噴射蒸気ライン３１は、
水蒸気（以下、単に蒸気という）を燃焼器に導いて噴射
するようになっている。この蒸気は、タービン３の排気
から熱回収して発生させてもよく、或いは、併設される
ゴミ発電設備やボイラ等の蒸気発生設備からの余剰蒸気
であってもよい。
機１と、燃料を燃焼させる燃焼器２と、燃焼ガスにより
駆動され圧縮機１を駆動するタービン３とからなる。こ
の構成は、従来と同様である。噴射蒸気ライン３１は、
水蒸気（以下、単に蒸気という）を燃焼器に導いて噴射
するようになっている。この蒸気は、タービン３の排気
から熱回収して発生させてもよく、或いは、併設される
ゴミ発電設備やボイラ等の蒸気発生設備からの余剰蒸気
であってもよい。
【００１３】抽気空気冷却ライン３２には、圧縮機から
の抽気空気を間接冷却する間接冷却器３４と、冷却した
空気を膨張させる膨張タービン３５とが設けられてい
る。間接冷却器３４には、例えば冷却水で抽気空気を冷
却するシェルアンドチューブ型の熱交換器を用いること
ができる。この熱交換器は、ガスとガスを熱交換する熱
交換器（例えばプレートフィン型）と比較して、安価で
あり、かつ小型軽量にすることができる。この構成によ
り、圧縮機１による圧縮空気を抽気しこれを冷却・膨張
させて低温空気を発生させることができる。この場合
に、圧縮空気の圧力は約１０ａｔａ前後であり、冷却後
の温度が約５０℃前後である場合に、この抽気空気を常
圧付近まで膨張（好ましくは断熱膨張）させることによ
り、約−６０℃前後の低温空気を発生させることができ
る。
の抽気空気を間接冷却する間接冷却器３４と、冷却した
空気を膨張させる膨張タービン３５とが設けられてい
る。間接冷却器３４には、例えば冷却水で抽気空気を冷
却するシェルアンドチューブ型の熱交換器を用いること
ができる。この熱交換器は、ガスとガスを熱交換する熱
交換器（例えばプレートフィン型）と比較して、安価で
あり、かつ小型軽量にすることができる。この構成によ
り、圧縮機１による圧縮空気を抽気しこれを冷却・膨張
させて低温空気を発生させることができる。この場合
に、圧縮空気の圧力は約１０ａｔａ前後であり、冷却後
の温度が約５０℃前後である場合に、この抽気空気を常
圧付近まで膨張（好ましくは断熱膨張）させることによ
り、約−６０℃前後の低温空気を発生させることができ
る。
【００１４】吸気混合冷却器３６は、圧縮機１の吸気ラ
インに設置され、抽気空気冷却ライン３２で発生した低
温空気（例えば約−６０℃前後）を圧縮機の吸気に直接
混入させ、吸気温度を下げるようになっている。この吸
気混合冷却器３６は、直接熱交換器であるため、簡単な
チャンバーで構成することができる。この構成により、
抽気空気量により変化するが、外気温度が低い（例えば
約１０〜１５℃）場合でも、吸気空気を例えば約７℃以
上冷却することができる。
インに設置され、抽気空気冷却ライン３２で発生した低
温空気（例えば約−６０℃前後）を圧縮機の吸気に直接
混入させ、吸気温度を下げるようになっている。この吸
気混合冷却器３６は、直接熱交換器であるため、簡単な
チャンバーで構成することができる。この構成により、
抽気空気量により変化するが、外気温度が低い（例えば
約１０〜１５℃）場合でも、吸気空気を例えば約７℃以
上冷却することができる。
【００１５】本発明によれば、ガスタービン１２を構成
するタービン３と膨張タービン３５の両方で駆動され、
発電機５を駆動する歯車装置３８を備える。この歯車装
置３８は、この例では、圧縮機１側に設置され、圧縮機
軸で駆動されるようになっているが、本発明はこれに限
定されず、タービン３側に設置してタービン軸で直接駆
動してもよい。また、発電機５の歯車装置の接続された
軸端の反対側の軸端に膨張タービン３５を接続し、発電
機５を駆動してもよい。また、本発明では、２つのター
ビン３，３５で、単一の歯車装置３８を介して単一の発
電機５を駆動しているが、歯車装置、発電機をそれぞれ
別々に設置してもよい。また、回転速度が一致する場合
には歯車装置を省略してもよい。
するタービン３と膨張タービン３５の両方で駆動され、
発電機５を駆動する歯車装置３８を備える。この歯車装
置３８は、この例では、圧縮機１側に設置され、圧縮機
軸で駆動されるようになっているが、本発明はこれに限
定されず、タービン３側に設置してタービン軸で直接駆
動してもよい。また、発電機５の歯車装置の接続された
軸端の反対側の軸端に膨張タービン３５を接続し、発電
機５を駆動してもよい。また、本発明では、２つのター
ビン３，３５で、単一の歯車装置３８を介して単一の発
電機５を駆動しているが、歯車装置、発電機をそれぞれ
別々に設置してもよい。また、回転速度が一致する場合
には歯車装置を省略してもよい。
【００１６】図１の実施形態において、抽気空気冷却ラ
イン３２には更に、膨張タービン３５の上流側の抽気空
気冷却ラインにおける抽気空気量を調節する調節弁３３
と、この調節弁３３と膨張タービン３５の間に高圧ガス
を供給する高圧ガス供給ライン３９とを備える。抽気空
気による膨張タービン３５の出力と、ガスタービン始動
時に必要となる動力とが試算の結果ほぼ同等（例えば９
０Ｋｗ前後）であるので、この構成により、調節弁３３
を閉じかつ高圧ガスで膨張タービン３５を駆動してガス
タービンを始動することができる。なお、この始動に用
いる高圧ガスには、圧縮空気、高圧蒸気、その他のガス
を用いることができる。
イン３２には更に、膨張タービン３５の上流側の抽気空
気冷却ラインにおける抽気空気量を調節する調節弁３３
と、この調節弁３３と膨張タービン３５の間に高圧ガス
を供給する高圧ガス供給ライン３９とを備える。抽気空
気による膨張タービン３５の出力と、ガスタービン始動
時に必要となる動力とが試算の結果ほぼ同等（例えば９
０Ｋｗ前後）であるので、この構成により、調節弁３３
を閉じかつ高圧ガスで膨張タービン３５を駆動してガス
タービンを始動することができる。なお、この始動に用
いる高圧ガスには、圧縮空気、高圧蒸気、その他のガス
を用いることができる。
【００１７】上述した本発明の構成によれば、水蒸気を
燃焼器２に導いて噴射する噴射蒸気ライン３１と、圧縮
機１による圧縮空気を抽気する抽気空気冷却ライン３２
とを備えるので、燃焼器２への噴射蒸気量にほぼ比例
する圧縮空気量を抽気することにより、圧縮機出口圧力
をほぼ一定に保持することができ、噴射蒸気量の増大に
よりタービン出力を増大させながら、圧縮機のサージン
グを防止することができる。更に、抽気空気冷却ライン
３２において冷却器３４と膨張タービン３５を用いて抽
気空気を冷却・膨張させて低温空気を発生させ、発生し
た低温空気を吸気混合冷却器に供給して、圧縮機の吸気
と直接混入させて吸気温度を下げることができるので、
圧縮機１における圧縮動力を下げ、かつ圧縮空気の
温度が下がるのでタービン入口温度を保持したままで燃
焼器２における燃焼量を増加させることができ、かつ、
吸気空気の密度が上がり圧縮機が吸入する空気の重量流
量が増加するため、タービン出力を更に増大させること
ができる。また、供給された余剰蒸気は全て燃焼器２に
噴射され、タービンを経て例えば排熱ボイラ等で低温
（例えば１００℃前後）まで熱回収されるので、余剰蒸
気によるエネルギーロスを低減することができる。
燃焼器２に導いて噴射する噴射蒸気ライン３１と、圧縮
機１による圧縮空気を抽気する抽気空気冷却ライン３２
とを備えるので、燃焼器２への噴射蒸気量にほぼ比例
する圧縮空気量を抽気することにより、圧縮機出口圧力
をほぼ一定に保持することができ、噴射蒸気量の増大に
よりタービン出力を増大させながら、圧縮機のサージン
グを防止することができる。更に、抽気空気冷却ライン
３２において冷却器３４と膨張タービン３５を用いて抽
気空気を冷却・膨張させて低温空気を発生させ、発生し
た低温空気を吸気混合冷却器に供給して、圧縮機の吸気
と直接混入させて吸気温度を下げることができるので、
圧縮機１における圧縮動力を下げ、かつ圧縮空気の
温度が下がるのでタービン入口温度を保持したままで燃
焼器２における燃焼量を増加させることができ、かつ、
吸気空気の密度が上がり圧縮機が吸入する空気の重量流
量が増加するため、タービン出力を更に増大させること
ができる。また、供給された余剰蒸気は全て燃焼器２に
噴射され、タービンを経て例えば排熱ボイラ等で低温
（例えば１００℃前後）まで熱回収されるので、余剰蒸
気によるエネルギーロスを低減することができる。
【００１８】
【実施例】以下、図１に示した構成の吸気冷却ガスター
ビン発電装置のシュミレーション結果を説明する。図２
は、本発明における抽気空気量と発電機端出力との関係
図である。この図に示すように、抽気空気量を増やすほ
ど、発電機端出力を高めることができる。
ビン発電装置のシュミレーション結果を説明する。図２
は、本発明における抽気空気量と発電機端出力との関係
図である。この図に示すように、抽気空気量を増やすほ
ど、発電機端出力を高めることができる。
【００１９】図３は、本発明における大気温度と発電機
端出力との関係図である。この図において、実線は吸気
冷却をしない従来例であり、破線と一点鎖線は、本発明
の例である。なお、破線は吸気冷却のみを行う場合、一
点鎖線は吸気冷却と併せて膨張タービンによる動力回収
をする場合である。この図から少なくとも大気温度が１
５℃以上の場合に、従来例と比較して大幅に出力が増大
することがわかる。
端出力との関係図である。この図において、実線は吸気
冷却をしない従来例であり、破線と一点鎖線は、本発明
の例である。なお、破線は吸気冷却のみを行う場合、一
点鎖線は吸気冷却と併せて膨張タービンによる動力回収
をする場合である。この図から少なくとも大気温度が１
５℃以上の場合に、従来例と比較して大幅に出力が増大
することがわかる。
【００２０】図４は、本発明における大気温度と発電機
端効率との関係図である。この図においても、実線は吸
気冷却をしない従来例であり、破線と一点鎖線は、本発
明の例である。また、破線は吸気冷却のみを行う場合、
一点鎖線は吸気冷却と併せて膨張タービンによる動力回
収をする場合である。この図から少なくとも大気温度が
１５℃以上の場合に、従来例と比較して発電出力のみな
らず、発電機端効率も大幅に増大することがわかる。
端効率との関係図である。この図においても、実線は吸
気冷却をしない従来例であり、破線と一点鎖線は、本発
明の例である。また、破線は吸気冷却のみを行う場合、
一点鎖線は吸気冷却と併せて膨張タービンによる動力回
収をする場合である。この図から少なくとも大気温度が
１５℃以上の場合に、従来例と比較して発電出力のみな
らず、発電機端効率も大幅に増大することがわかる。
【００２１】なお、本発明は、上述した実施形態及び実
施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々に変更できることは勿論である。
施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々に変更できることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明の吸気冷却ガス
タービン発電装置は、複雑で高価な吸収式冷凍機や間接
熱交換器を用いることなく、かつ圧縮空気やプロセス蒸
気を供給せずに、余剰蒸気を用いて発電出力を大幅に増
大させることができる、等の優れた効果を有する。
タービン発電装置は、複雑で高価な吸収式冷凍機や間接
熱交換器を用いることなく、かつ圧縮空気やプロセス蒸
気を供給せずに、余剰蒸気を用いて発電出力を大幅に増
大させることができる、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明による吸気冷却ガスタービン発電装置の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図２】本発明における抽気空気量と発電機端出力との
関係図である。
関係図である。
【図３】本発明における大気温度と発電機端出力との関
係図である。
係図である。
【図４】本発明における大気温度と発電機端効率との関
係図である。
係図である。
【図５】従来の吸気冷却ガスタービン発電装置の構成図
である。
である。
【図６】本願発明者による別のガスタービン発電装置の
構成図である。
構成図である。
１ 圧縮機 ２ 燃焼器 ３ タービン ５ 発電機 １２ ガスタービン １４ 排熱ボイラ １６ 噴射蒸気ライン １７ プロセス蒸気ライン １８ 空気抽気ライン ２０ 熱交換器 ３１ 噴射蒸気ライン ３２ 抽気空気冷却ライン ３３ 調節弁 ３４ 間接冷却器 ３５ 膨張タービン ３６ 吸気混合冷却器 ３８ 歯車装置 ３９ 高圧ガス供給ライン ５１ 吸収式冷凍機 ５２ 冷却塔 ５３ 吸気冷却熱交換器 Ａ 空気 Ｆ 燃料 Ｓ 水蒸気 Ｅ 燃焼ガス Ｗ 水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 9/18 Ｆ０２Ｃ 9/18 (72)発明者 池谷 信之 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 朝倉 啓 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内
Claims (4)
- 【請求項１】 空気を圧縮する圧縮機と、燃料を燃焼さ
せる燃焼器と、燃焼ガスにより駆動され圧縮機を駆動す
るタービンと、からなるガスタービンと、 水蒸気を燃焼器に導いて噴射する噴射蒸気ラインと、圧
縮機による圧縮空気を抽気しこれを冷却・膨張させて低
温空気を発生させる抽気空気冷却ラインと、発生した低
温空気を圧縮機の吸気に直接混入させる吸気混合冷却器
と、を備え、 噴射蒸気量にほぼ比例する圧縮空気量を抽気し、これに
より、圧縮機出口圧力をサージングを引き起こす圧力に
達しないように抽気空気量を調節する、ことを特徴とす
る吸気冷却ガスタービン発電装置。 - 【請求項２】 前記抽気空気冷却ラインに、抽気空気を
間接冷却する間接冷却器と、冷却した空気を膨張させる
膨張タービンと、を備えることを特徴とする請求項１に
記載の吸気冷却ガスタービン発電装置。 - 【請求項３】 前記タービンと膨張タービンにより駆動
され、発電機を駆動する歯車装置を備える、ことを特徴
とする請求項２に記載の吸気冷却ガスタービン発電装
置。 - 【請求項４】 前記膨張タービンの上流側の抽気空気冷
却ラインにおける抽気空気量を調節する調節弁と、該調
節弁と膨張タービンの間に高圧ガスを供給する高圧ガス
供給ラインとを備え、調節弁を閉じかつ高圧ガスで膨張
タービンを駆動してガスタービンを始動する、ことを特
徴とする請求項２又は３に記載の吸気冷却ガスタービン
発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242398A JPH11257098A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 吸気冷却ガスタービン発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242398A JPH11257098A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 吸気冷却ガスタービン発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257098A true JPH11257098A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13199742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242398A Pending JPH11257098A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 吸気冷却ガスタービン発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257098A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179464A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの吸気システムおよびこれを備えたガスタービン |
| CN111535874A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-08-14 | 浙江大学 | 一种可高效回收水和余热的太阳能混合注蒸汽布雷顿循环系统 |
| CN113202581A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种燃机冷却系统以及冷却方法 |
| CN114295398A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-08 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种气电双驱压缩机实验系统 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP6242398A patent/JPH11257098A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179464A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの吸気システムおよびこれを備えたガスタービン |
| CN111535874A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-08-14 | 浙江大学 | 一种可高效回收水和余热的太阳能混合注蒸汽布雷顿循环系统 |
| CN111535874B (zh) * | 2020-03-20 | 2021-07-13 | 浙江大学 | 一种可高效回收水和余热的太阳能混合注蒸汽布雷顿循环系统 |
| CN113202581A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种燃机冷却系统以及冷却方法 |
| CN114295398A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-08 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种气电双驱压缩机实验系统 |
| CN114295398B (zh) * | 2021-12-27 | 2024-02-09 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种气电双驱压缩机实验系统 |
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