KR20010040251A - 가스 터빈 발전 설비 및 공기 증습 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 터빈의 작동 매체에 수분을 부가하여 증습하는 공기 증습 장치, 및 그 다량의 수분을 함유한 작동 매체에 의해 가스 터빈을 구동하여 발전하는 가스 터빈 발전 설비에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 가스 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 데에 있다. 증습 장치(3), 연소기(5), 터빈(6), 발전기(7), 물 회수기(10)를 구비하고, 또한 상기 증습 장치로부터 배출된 잉여수에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기(11)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

가스 터빈 발전 설비 및 공기 증습 장치 {GAS TURBINE ELECTRIC POWER GENERATION EQUIPMENT AND AIR HUMIDIFIER}

HAT(Humid Air Turbine) 사이클에 관한 종래 기술로서, 미국 특허 제5,507,141호, 특허 공고 평1-31012호 공보, 특허 공고 평1-195053호 공보, 특허 공개 평9-264158호 공보, 특허 공개 평10-103079호 공보에는 지연제(支燃劑) 가스·작동 매체 가스 등으로서 사용하는 공기 또는 공기를 주체로 하는 가스를 압축기로 압축하여 이루어지는 압축 공기의 일부 혹은 전체에 액상수를 주입하여 얻은 압축 공기/물/수증기의 액상 혼합물에 의해 터빈 배기의 열회수 또는 터빈 배기의 열회수와 상기 압축기의 중간 냉각을 행하는 가스 터빈 사이클이 기재되어 있다.

이 가스 터빈 사이클은 증기 터빈을 필요로 하지 않고 가스 터빈만으로 결합 사이클에 필적하거나, 또는 그 이상의 출력과 높은 효율을 달성할 수 있다고 생각되어지고 있지만, 다량의 물을 소비한다는 문제점도 지적되고 있다.

그래서, 「IGTI-Vol.7, ASME C0GEN-TURB0 1992」의 p239 내지 p245의「FT4000 HAT WITH NATURAL GAS FUEL」, 특허 공개 평10-30811호 공보, 특허 공개 평10-110628호 공보에서는 가스 터빈 배기 가스로부터 수분을 회수하여 재이용 또는 재순환시키는 시스템이 고려되어 있다. 여기서, 수분이 회수된 배기 가스는 응축 온도(100°) 이하의 예를 들어 40°정도가 되는데, 환경상 그 온도로 대기중에 방출되지 못하므로, 수분이 회수된 배기 가스를 수분을 회수하기 전의 배기 가스와 열교환하여 재가열하고 있다.

그리고, 상기 종래 기술에서는 수분이 회수된 배기 가스의 재가열 매체로서 수분을 회수하기 전의 배기 가스를 사용하여 가스/가스의 열교환을 행하므로, 그 열교환 설비가 대형화되고, 배기 가스의 압력 손실이 커진다. 대기 압력과의 관계로부터 굴뚝의 입구부에서의 배기 가스 압력이 정해지므로, 그 굴뚝에 이르기까지의 배기 가스의 압력 손실이 커지면, 가스 터빈 출구부의 배기 가스 압력을 높게 해야 한다. 즉, 가스 터빈의 입구와 출구의 작동 매체의 압력차가 작아지고, 가스 터빈의 출력이 작아진다. 그러나, 상기 종래 기술에서는 이러한 점에 관하여 전혀 검토되어 있지 않다.

또, 상기 종래 기술에서는 가스 터빈에 공급하는 압축 공기를 증습하는 것으로서, 증습탑을 채용하고 있다. 이 증습탑의 상세한 구조는, 예를 들어 미국 특허 제2,186,706호 등에 기재되어 있다.

이 종래의 증습탑은 압축 공기와 물이 대향류이며 또한 직접 접촉하는 것이다. 즉, 증습탑 내에서 상방향으로 흐르는 압축 공기에 대하여, 분사 또는 적하된 물방울을 다공질 매체(압축 공기와 물의 접촉을 촉진시키는 것)를 거쳐서 직접 접촉시켜 압축 공기에 수분을 부가하고 있다.

그러므로, 종래의 증습탑은 대향류로 되어 있는 데에 부가하여 다공질 매체를 거치고 있으므로, 압축 공기의 압력 손실이 상당히 크다. 압축 공기의 압력 손실이 크면, 가스 터빈의 작동 매체의 압력이 작아지므로, 가스 터빈의 출력이 작아진다. 그러나, 상기 종래 기술에 있어서는 이러한 점에 관하여 전혀 검토되어 있지 않다.

본 발명의 제1 목적은, 가스 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시킨 가스 터빈 발전 설비를 제공하는 데에 있다.

또, 본 발명의 제2 목적은, 가스 터빈의 작동 매체의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시킨 가스 터빈 발전 설비를 제공하는 데에 있다.

또, 본 발명의 제3 목적은, 가스 터빈의 작동 매체의 압력 손실을 저감하면서, 상기 작동 매체에 수분을 부가하여 증습하는 공기 증습 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 가스 터빈의 작동 매체에 수분을 부가하여 증습하는 공기 증습 장치, 및 그 다량의 수분을 함유한 작동 매체에 의해 가스 터빈을 구동하고, 그 가스 터빈 배기 가스로부터 수분을 회수하여 재이용 또는 재순환시키는 가스 터빈 발전 설비에 관한 것으로, 특히 상기 작동 매체의 압력 손실 또는 상기 가스 터빈 배기 가스의 압력 손실을 저감하는 공기 증습 장치 및 가스 터빈 발전 설비에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도.

도2는 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 공기 증습 장치의 구조도.

도3은 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도.

도4는 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도.

도5는 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도.

도6은 본 발명의 제2 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도.

도7은 본 발명의 제3 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도.

상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기와, 상기 증습 장치에 의해 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도를 증가시킨 나머지 잉여수에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스중의 수분을 응축하는 물 회수기와, 상기 증습 장치에 의해 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도를 증가시킨 나머지 잉여수와 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 열교환기를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기와, 상기 증습 장치로부터 배출된 잉여수에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한다. 또한, 상기 공급수 가열기는 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 잉여수를 가열하여 상기 증습 장치에 공급한다. 그리고, 바람직하게는, 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 잉여수를 상기 압축기의 입구에 공급한다. 또한 바람직하게는, 상기 증습 장치에 공급하는 공급수의 일부를 상기 터빈의 냉각에 이용한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스의 열에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기와, 상기 공급수 가열기로 가열하여 얻은 공급수의 일부에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스와 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 열교환시키는 제1 열교환기와, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 연소 배기 가스중의 수분을 응축하는 물 회수기와, 상기 제1 열교환기에 의해 얻은 공급수의 일부와 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 제2 열교환기를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기와, 상기 공급수 가열기로 가열하여 얻은 공급수의 일부에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한다. 또한, 상기 공급수 가열기는 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 배수를 가열하여 상기 증습 장치에 공급한다. 그리고, 바람직하게는, 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 배수를 상기 압축기의 입구에 공급한다. 또한 바람직하게는, 상기 증습 장치에 공급하는 공급수의 일부를 상기 터빈의 냉각에 이용한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한다. 그리고, 상기 증습 장치는 상기 공기의 압력 정도의 증기와 상기 공기를 합류시켜, 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 증기는 포화 증기로 한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한다. 또한, 상기 증습 장치는 상기 공기보다도 고압인 압축수를 상기 공기의 압력 정도로까지 팽창시키는 팽창부와, 상기 팽창부에 의해 얻은 증기와 상기 공기를 혼합하는 혼합부를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한다. 또한, 상기 증습 장치는 상기 공기가 유통하는 유로와, 상기 유로에 연통하고 또한 상기 공기보다도 고압인 압축수를 분사하여 기화시키는 기화부를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한다. 또한, 상기 증습 장치는 그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단를 구비하고, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 공기를 도입하고, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 상기 공기보다도 고압인 압축수를 분사한다. 더욱 바람직하게는, 상기 구획 수단은 상기 공기의 도입 방향에 대하여 대략 직행 방향으로 상기 증습 장치 내부를 분할한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제1 목적 및 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비는, 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한다. 또, 상기 증습 장치는 상기 압축 공기가 유통하는 유로와, 상기 유로에 연통하고 또한 상기 공급수 가열기에 의해 가열된 공급수를 분사하여 증기와 물로 분리하는 기액 분리부를 구비한다. 또, 상기 기액 분리부에 의해 분리된 물과 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 열교환기를 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 터빈의 연소 배기 가스의 압력 손실을 저감하는 동시에, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하여 발전 출력 또는 발전 효율을 향상시키는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제3 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 연소기에 공급하는 공기에 수분을 부가하는 증습 장치는, 그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단과, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 공기를 도입하는 도입구와, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 물을 분사하는 노즐을 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 증습 장치에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하면서 상기 작동 매체에 수분을 부가하여 증습하는 효과를 얻는다.

또는, 상기 제3 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 터빈의 작동 유체의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치는, 그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단과, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 작동 유체를 도입하는 도입구와, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 물을 분사하는 노즐을 구비한다.

그리고, 상기 본 발명의 증습 장치에 따르면, 가스 터빈의 작동 매체(특히, 연소용 공기)의 압력 손실을 저감하면서 상기 작동 매체에 수분을 부가하여 증습하는 효과를 얻는다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도1에 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도를 도시한다. 도1중, 도면 부호 1은 공기(a)에 물을 분무하는 WAC 장치, 2는 공기(a)를 압축하는 압축기, 3은 압축 공기(b)를 증습하는 공기 증습 장치, 4는 증습 공기(c)를 가열하는 재생기, 5는 연료(d)와 증습 공기(c) 또는 압축 공기(b)를 혼합하여 연소하여 연소 가스(e)를 발생시키는 연소기, 6은 연소 가스(e)에 의해 구동하는 터빈, 7은 동력을 전기로 변환시켜 발전하는 발전기, 8은 압축기(2)와 터빈(6)과 발전기(7)를 기계적으로 연결하는 터빈 로터, 9는 공급수(k)를 가열하는 공급수 가열기, 10은 배기 가스(f) 중의 수분을 회수하는 물 회수기, 11은 배기 가스(f)를 가열하는 배기 가스 재열기, 12는 배기 가스(f)를 방출하는 굴뚝, 13은 회수수(g)를 정화하는 물 처리 장치, 14는 회수수(g)를 냉각하는 냉각기, 15는 해수(j)를 흡상하는 해수 펌프, 16은 보급수(i)를 저장하는 보급수 탱크, 20 및 21은 유량을 조절하는 조절 밸브, 30 내지 34는 액체를 승압하는 펌프, 50은 공기(a)가 유통하는 흡기 덕트, 51 및 52는 압축 공기(b)가 유통하는 압축 공기 라인, 53 내지 55는 증습 공기(c)가 유통하는 증습 공기 라인, 56은 연료(d)가 유통하는 연료 라인, 57은 연소 가스(e)가 유통하는 연소 가스 라인, 58 및 59는 배기 가스(f)가 유통하는 배기 덕트, 60은 회수수가 유통하는 회수수 라인, 61 및 62는 공급수(k)가 유통하는 공급수 라인, 63은 순환수(l)가 유통하는 순환수 라인, 65 및 66은 잉여수(h)가 유통하는 잉여수 라인, 67은 보급수(i)가 유통하는 보급수 라인, 68은 해수(j)가 유통하는 해수 라인을 도시한다. 또, 도시되어 있지 않지만, a는 공기, b는 압축 공기, c는 증습 공기, d는 연료(예를 들어 천연 가스, 석탄 가스, 오일 등), e는 연소 가스(터빈(6)의 작동 매체), f는 배기 가스, g는 회수수, h는 잉여수, i는 보급수, j는 해수, k는 공급수, l은 순환수이다.

흡기 덕트(50) 내에 WAC 장치(1)를 배치한다. WAC 장치(1)에 있어서, 압축기(2)로 흡입되는 공기(a)에 물(바람직하게는 회수수(g)의 일부)을 분무한다. 이 때 조절 밸브(21)에 있어서, 압축기(2) 내에서 공기(a) 중의 물방울이 증발하도록 분무하는 물의 양(예를 들어, 공기(a)의 0.1 %vo1 정도)을 조절한다. 이로써, 공기(a)가 냉각되어 압축기(2)의 동력을 저감하는 효과를 얻는 동시에, 압축기(2) 내에서 공기(a) 중의 물방울이 증발함으로써 압축 공기(b)의 밀도가 증가하여 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 밀도가 증가하므로, 발전 출력이 증가하는 효과를 얻는다.

WAC 장치(1)에 의해 물방울을 함유한 공기(a)는 압축기(2)에 흡입된다. 압축기(2)에 있어서 공기(a)를 15기압 정도까지 압축한다. 이 때, 얻어진 압축 공기(b)의 온도는 370 ℃ 정도가 된다.

압축기(2)로 압축된 압축 공기(b)는 압축 공기 라인(51)을 경유하여 공기 증습 장치(3)에 공급된다. 공기 증습 장치(3)에 있어서, 압축 공기(b)에 공급수(k)를 혼합하여 압축 공기(b)의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시킨다. 즉, 압축 공기(b)에 수분을 부가하여 압축 공기(b)를 증습한다. 얻어진 증습 공기(c)의 습도는 예를 들어 19 % 정도이다. 그리고, 조절 밸브(20)에 있어서, 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 전체의 열 균형을 고려하여 혼합하는 공급수(k)의 양을 조절한다. 또, 해당 가스 터빈 발전 설비의 운전 상태(기동, 정지, 부하 변동, 정격 부하 운전, 부분 부가 운전 등)에 따라서, 압축 공기(b)의 일부를 가습기(3)를 거치지 않고 압축 공기 라인(52)을 경유하여 연소기(5)에 공급해도 좋다.

공기 증습 장치(3)에 의해 압축 공기(b)를 증습한 나머지 공급수(k)는 잉여수(h)(공기 증습 장치(3) 내의 압력, 즉 압축 공기(b)의 압력에 상당하는 포화수)로서, 펌프(31)에 의해 승압된 후 배기 가스 재열기(11)에 공급된다.

공기 증습 장치(3)에 의해 증습된 증습 공기(c)의 일부 또는 전체는 증습 공기 라인(53)을 경유하여 재생기(4)에 공급된다. 재생기(4)는 대향류이며 또한 간접 열교환식 열교환기이다. 재생기(4)에 있어서, 증습 공기(c)와 배기 가스(f)를 전열관 등을 거쳐서 간접적으로 열교환함으로써, 증습 공기(c)를 예를 들어 572 ℃ 정도로까지 가열하는 동시에, 배기 가스(f)를 예를 들어 361 ℃ 정도로까지 냉각한다. 즉, 배기 가스(f)의 열량을 증습 공기(c)로 이동시킴으로써, 터빈(6)으로부터 배출된 열량을 다시 터빈(6)의 상류측으로 공급하여 터빈(6)의 동력으로서 회수하는 것이다. 이로써, 터빈(6)의 출력이 증가된다. 또, 재생기(4)에 있어서, 연료(d)와 배기 가스(f)를 열교환시킴으로써 배기 가스(f)의 열량을 연료(d)에 의해 회수해도 좋다.

재생기(4)에 의해 가열된 증습 공기(c)는 증습 공기 라인(55)을 경유하여 연소기(5)에 공급된다. 한편, 연료(d)가 연료 라인(56)을 경유하여 연소기(5)에 공급된다. 그리고, 연소기(5)에 있어서, 증습 공기(c)와 연료(d)를 혼합하여 연소하여 예를 들어 1260 ℃ 정도의 연소 가스(e)를 발생시킨다. 또, 연소용 공기의 수분이 많은 점으로부터 화염이 꺼지는 것을 방지하기 위해, 연소기(5)의 구조는 중앙에 화염 온도가 높은 확산 연소부를 형성하고, 그 주위에 비교적 온도가 낮은 희박 연소부를 형성하는 것이 바람직하다.

연소기(5)에 의해 발생된 연소 가스(e)는 연소 가스 라인(57)을 경유하여 터빈(6)에 공급된다. 터빈(6) 내에 있어서, 연소 가스(e)가 팽창하는 과정에서 동적 블레이드를 회전시켜, 그 동적 블레이드가 고정되는 터빈 로터(8)를 회전시킨다. 그리고, 터빈 로터(8)의 한 쪽에 연결된 발전기(7)를 회전시켜, 발전기(7)에 있어서 동력을 전기로 변환하여 전력을 발생시킨다. 이 전력이 발전기 출력이 된다.

터빈(6)에 의해 팽창된 연료 가스(e)는 배기 가스(f)(그 온도가 예를 들어 602 ℃ 정도, 그 압력이 예를 들어 1.12 기압 정도)로 되고, 배기 덕트(f)를 경유하여 재생기(4)에 공급된다. 재생기(4)에 있어서, 배기 가스(f)와 증습 공기(c)를 열교환하여 배기 가스(f)를 냉각한다.

재생기(4)를 거친 배기 가스(f)는 공급수 가열기(9)에 공급된다. 공급수 가열기(9)는 재생기(4)와 마찬가지로, 대향류이며 또한 간접 열교환식 열교환기이다. 공급수 가열기(9)에 있어서, 공급수(k)와 배기 가스(f)를 전열관 등을 거쳐서 간접적으로 열교환함으로써, 공급수(k)를 예를 들어 250 ℃ 정도로까지 가열하고, 배기 가스(f)를 예를 들어 93 ℃ 정도로까지 냉각한다. 즉, 재생기(4)와 마찬가지로 배기 가스(f)의 열량을 공급수(f)로 이동시킴으로써, 터빈(6)으로부터 배출된 열량을 다시 터빈(6)의 상류측으로 공급하여 터빈(6)의 동력으로서 회수하는 것이다. 이로써, 터빈(6)의 출력이 증가한다. 단, 공급수 가열기(9)는 공급수(k)라는 액체를 이용하여 배기 가스(f)로부터 열을 회수하므로, 증습 공기(c)라는 기체(증기)를 이용하여 배기 가스(f)로부터 열을 회수하는 재생기(4)에 비해 전열 효율이 높다. 따라서, 동일한 열량을 회수하는 것이라면, 공급수 가열기(9)는 재생기(4)에 비해 전열 면적을 작게 할 수 있으므로, 그 구조를 소형으로 할 수 있다.

공급수 가열기(9)를 거친 배기 가스(f)는 물 회수기(10)에 공급된다. 물 회수기(10)에 있어서, 배기 가스(f)에 순환수(l)(그 온도가 바람직하게는 20 ℃ 내지 40 ℃로 예를 들어 30 ℃ 정도)를 물 회수기(10)의 상부로부터 분무 또는 적하하여 배기 가스(f)와 순환수(l)를 직접 접촉시키고, 배기 가스(f)를 냉각(순환수(l)를 가열)함으로써 배기 가스(f)에 함유되는 수분을 응축하여 배기 가스(f)로부터 수분을 회수한다. 이로써, 물 회수기(10)에 있어서 배기 가스(f)의 기체 성분과 액체 성분이 분리되어, 그 기체 성분은 그 흐름을 따라서 배출되고, 한편 그 액체 성분(수분)은 바닥부로부터 배출된다. 또, 물 회수기(10)는 배기 가스(f)와 순환수(l) 또는 해수(j)를 전열관 등을 거쳐서 간접적으로 접촉시키는 것이라도 좋지만, 배기 가스(f)와 순환수(l)를 직접 접촉시키는 편이 전열 면적을 크게 할 수 있고, 전열 효율이 높으므로 바람직하다. 배기 가스(f)의 제거 열량이 클수록, 즉 순환수(l)의 온도가 낮을수록, 그리고 전열 효율이 높을수록 배기 가스(f)의 온도가 낮아지므로, 배기 가스(f)의 포화 증기량이 작아져서 회수할 수 있는 수분이 증가한다.

물 회수기(10)에 의해 얻은 응축수의 일부는 순환수(l)로 되어, 순환수 라인(63)을 경유하여 펌프(34)에 의해 승압된 후 냉각기(14)에 공급된다. 냉각기(14)는 대향류이며 또한 간접 열교환식 열교환기이다. 냉각기(14)에 있어서, 순환수(h)와 해수(j)를 전열관 등을 거쳐서 간접적으로 열교환시킴으로써, 순환수(h)를 냉각하는 동시에 해수(j)를 가열한다. 물 회수기(10)에 의해 냉각된 순환수(l)는 다시 물 회수기(10)로 공급되어, 물 회수기(10)의 상부로부터 분무 또는 적하된다. 또, 해수(j)는 해수 펌프(15)에 의해 흡상하여, 해수 라인(68)을 경유하여 냉각기(14)에 공급한다. 또, 해수(j)로 이동한 열량은 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 외측으로 배출되므로, 해당 가스 터빈 발전 설비의 손실로 된다. 그러므로, 해수(j)의 가열량, 즉 순환수(h)의 제거 열량이 작을수록 해당 가스 터빈 발전 설비의 열효율이 높아진다. 또, 순환수(h)를 냉각하는 냉매로서는 해수(j) 이외에 순환수(h)보다도 저온인 매체라면 상관없다.

또, 보급수 탱크(16)에 저장된 보급수(i)를 보급수 라인(67)을 경유하여 순환수(l)에 부가한다. 이로써, 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 내에서 부족한 수분, 즉 배기 가스(f)에 함유되어 시스템 외측으로 배출되는 수분을 보급할 수 있다. 본 실시예의 가스 터빈 발전 설비는 터빈(6)의 상류측에서 부가한 수분을 터빈(6)의 하류측에서 회수하고, 다시 그 회수한 수분을 터빈(6)의 상류측에서 부가하는 수분으로서 사용함으로써, 수분을 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 내에서 순환시키고 있다. 그러므로, 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 내에서 부족되는 수분이 상당히 적다. 그러나, 터빈(6)의 상류측에서 부가한 수분을 전부 터빈(6)의 하류측에서 회수할 수 있는 것은 아니다. 이것은 공기(a)가 함유된 수분량에 비해 물 회수기(10)로부터 배출된 배기 가스(f)가 함유된 수분량(배기 가스(f)의 포화 증기량에 상당)이 큰 것 등에 기인한다. 그래서, 보급수(i)가 필요해진다.

또, 물 회수기(10)에 의해 얻은 응축수의 일부는 회수수(g)로 되어, 회수수 라인(60)을 경유하여 물 처리 장치(13)에 공급된다. 물 처리 장치(13)에 있어서, 회수수(g)를 탈초, 탈황한다. 물 처리 장치(13)에 의해 정화된 회수수(g)의 일부 또는 전체는 펌프(30)에 의해 예를 들어 50 기압 정도로까지 승압된 후, 공급수(k)로서 공급수 가열기(9)에 공급된다. 공급수(k)의 압력을 높게 함으로써 공급수(k)의 포화 온도도 높아지므로, 공급수 가열기(9) 내에서 공급수(k)가 비등하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 결합 사이클 발전 플랜트의 배기 열 회수 보일러를 이용한 열회수에서 문제가 되는 열교환기의 핀치 포인트의 제한을 받지 않고 열회수가 가능해진다. 한편, 물 처리 장치(13)로 정화된 회수수(g)의 일부는 펌프(32)에 의해 승압된 후, 공급수(k)로서 WAC 장치(l)에 공급된다.

한편, 물 회수기(10)에 의해 어느 정도의 수분이 제거된 배기 가스(f)는 배기 가스 재열기(11)에 공급된다. 배기 가스 재열기(11)는 대향류이며 또한 간접 열교환식 열교환기이다. 배기 가스 재열기(11)에 있어서, 배기 가스(f)와 잉여수(h)를 열교환함으로써, 배기 가스(f)를 예를 들어 140 ℃ 정도로까지 가열하는 동시에, 잉여수(h)를 예를 들어 77 ℃ 정도로까지 냉각한다. 또, 배기 가스 재열기(11)는 배기 가스(f)와 잉여수(h)를 직접 접촉시키는 것이라도 좋지만, 배기 가스(f)와 잉여수(h)를 직접 접촉시키는 것이면 어느 정도의 수분을 제거한 배기 가스(f)에 다시 수분이 부가되게 되므로, 배기 가스(f)와 잉여수(h)를 간접적으로 접촉시키는 것 쪽이 바람직하다.

배기 가스 재열기(11)에 의해 가열된 배기 가스(f)는 배기 가스 덕트(59)를 경유하여 굴뚝(12)에 공급되어 대기중으로 방출된다. 한편, 배기 가스 재열기(11)로 냉각된 잉여수(h)는 잉여수 라인(66)을 경유하여, 펌프(33)에 의해 예를 들어 50 기압 정도로까지 승압된 후에 공급수 가열기(9)에 공급되어 공급수(k)와 합류된다.

본 제1 실시예에 따르면, 배기 가스 재열기(11)에 있어서 배기 가스(f)를 가열하는 가열 매체로서 잉여수(h)라는 액체를 사용함으로써, 가열 매체로서 기체를 사용하는 데에 비해 전열 효율이 높아지고 전열 면적이 작아지므로, 배기 가스 재열기(11)를 소형으로 할 수 있다. 이로써, 배기 가스 재열기(11)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력 손실을 저감할 수 있다. 굴뚝(12)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력이 결정되어 있으므로, 배기 가스 재열기(11)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력 손실이 저감되면, 터빈(6) 출구부의 배기 가스(f)의 압력을 작게 할 수 있다. 따라서, 터빈(6) 작동 매체(연소 가스(e))의 터빈(6) 입구부와 터빈(6) 출구부의 압력차가 커지므로, 터빈(6)으로 얻어지는 동력, 즉 터빈 로터(8)의 회전력이 커져서 발전 출력을 증가시킬 수 있다.

그리고, 본 제1 실시예에 따르면, 배기 가스 재열기(11)에 있어서 배기 가스(f)를 가열하는 가열 매체로서 잉여수(h)를 사용함으로써, 해당 가스 터빈 발전 설비의 시스템 전체의 열 균형이 양호해져서 공기 증습 장치(3) 내의 온도가 높아진다. 이로써, 시스템 전체의 열 균형를 고려하여 공기 증습 장치(3) 내의 온도를 낮게 하기 위해 압축 공기(b)를 냉각할 필요가 없어지고, 압축 공기(b)를 냉각하기 위해 압축 공기 라인(51) 상에 배치되는 후방 배치 냉각기 등이 불필요해진다. 이로써, 압축 공기(b)의 압력 손실을 저감할 수 있고, 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 압력 손실을 저감할 수 있어, 터빈(6) 입구부의 터빈(6) 작동 매체(연소 가스(e))의 압력이 커지므로, 발전 출력을 증가시킬 수 있다. 또, 후방 배치 냉각기 등이 없는 만큼, 압축기(2)로부터 연소기(5)에 이르는 유로의 용적이 작아지는 점으로부터, 시스템 응답성을 개선하여 압축기(2)의 공력 특성의 열화를 적게 할 수 있다. 또한, 후방 배치 냉각기 등을 경유할 때 발생하는 압축 공기(b)의 전열 손실이 없어진다.

그리고, 본 제1 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 공기 증습 장치(3) 내의 온도가 높아지므로 증습 공기(c)의 온도도 높아지고, 재생기(4)에 있어서의 증습 공기(c)와 배기 가스(f)의 열교환량이 작아져서 필연적으로 재생기(5)가 소형화된다. 이로써, 재생기(6)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력 손실이 작아지고, 터빈(6) 출구부의 배기 가스(f)의 압력을 작게 할 수 있다. 따라서, 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 터빈(6) 입구부와 터빈(6) 출구부의 압력차가 커지므로, 터빈(6)으로 얻어지는 동력, 즉 터빈 로터(8)의 회전력이 커져서 발전 출력을 증가시킬 수 있다.

다음에, 공기 증습 장치(3)의 상세한 구조에 대하여 설명한다.

도2에 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 공기 증습 장치의 구조도를 도시한다. 도2중, 도면 부호 3a는 팽창한 공급수(b)(예를 들어 50 기압 정도의 압축수)와 압축 공기(b)가 합류하는 합류부(압축 공기(b)가 유통하는 유로), 3b는 공급수(k)가 팽창하는 팽창부(공급수(b)가 기화하는 기화부), 80은 공기 증습 장치(3) 내부를 합류부(3a)와 팽창부(3b)로 구획하는 구획 판, 81은 공급수(b)를 분사하는 분사 노즐, 82는 구획 판(80)에 형성된 개구부(합류부(3a)와 팽창부(3b)를 연통하는 연통부)를 나타낸다.

공기 증습 장치(3)는 그 내부가 구획 판(80)에 의해 상하로 분할되어 있다. 그리고, 구획 판(80)에 의해 구획된 상부 영역이 합류부(3a)이고, 구획 판(80)에 의해 구획된 하부 영역이 팽창부(3b)이다. 팽창부(3b)에는 공급수 라인(61)에 연통하는 분사 노즐(81)이 배치된다. 또, 구획 판(80)은 압축 공기(b)와 팽창한 공급수(k)의 흐름을 따른 하류측에 개구부(82)를 갖는다.

그리고, 압축 공기(b)는 합류부(3a)의 내부를 흐른다. 한편, 공급수(k)는 분사 노즐(81)로부터 팽창부(3b)로 분사되어, 팽창하여 그 일부가 기화하여 증기(m)(팽창부(3b)의 압력, 즉 압축 공기(b)의 압력에 상당하는 압력의 포화 증기)가 되고, 그 나머지가 잉여수(h)(팽창부(3b)의 압력, 즉 압축 공기(b)의 압력에 상당하는 압력의 포화수)로 된다. 그리고, 증기(m)는 개구부(82)로부터 합류부(3a)로 유입되어 압축 공기(b)와 합류하여 증습 공기(c)가 된다. 한편, 잉여수(h)는 팽창부(3b)의 하부로부터 공기 증습 장치(3)의 외부로 배출된다.

여기서, 공급수(k)의 압력이 압축 공기(b)의 압력보다도 높으면 공급수(k)가 팽창부(3b)에서 팽창하게 되지만, 공급수(k)의 압력과 압축 공기(b)의 압력의 압력차가 작으면 공급수(k)가 기화하는 양이 적어 충분히 압축 공기(b)를 증습할 수 없다. 그래서, 공급수(k)의 압력과 압축 공기(b)의 압력의 압력차가 예를 들어 20 기압 이상인 것이 바람직하다. 즉, 압축 공기(b)의 압력이 15 기압이라고 하면, 공급수(k)의 압력은 35 기압 이상인 것이 바람직하다. 단, 공급수(k)의 압력의 상한은 공급수(k)를 승압하는 펌프(30)의 승압 능력과 공급수 라인(61)의 내압력에 의해 결정된다. 예를 들어, 압축 공기(b)의 압력이 15 기압, 그 온도가 366 ℃이고, 공급수(k)의 압력이 50 기압, 그 온도가 250 ℃라고 하면, 공급수(k)는 팽창부(3b)에서 15 기압 정도까지 팽창하고, 이로써 중량 비율로 공급수(k)의 10 % 정도가 기화한다. 즉, 공급수(k)의 10 % 정도가 증기(m)가 되고, 나머지 90 % 정도가 잉여수(h)가 된다. 고압의 공급수(k)가 팽창하면 팽창후의 압력에 상당하는 포화 증기 온도까지 온도가 변화하는데, 과잉이 된 열에너지는 공급수(k)의 증발 잠열로서 방출되므로, 증기가 발생한다. 따라서, 더욱 다량의 증기(m)를 얻고 싶은 경우는 압축 공기(b)와 공급수(k)의 압력차를 예를 들어 50 기압, 100 기압, 150 기압, 200 기압과 같이 크게 하면 된다. 또, 증습 공기(c)의 수증기량, 상대 습도, 절대 습도는 증기(m)의 발생량, 즉 공급수(k)의 유량과 압력에 의존하게 된다. 따라서, 공급수(k)의 유량 또는 압력을 제어함으로써 증습 공기(c)의 수증기량, 상대 습도, 절대 습도를 제어할 수 있다.

상기에 제시한 공기 증습 장치에 따르면, 압축 공기(b)와 동일한 압력의 증기(m)와 압축 공기(b)를 압축 공기(b)의 흐름을 따라서 합류(혼합)시키고 있으므로, 압축 공기와 물방울을 대향류이며 또한 직접 접촉시키는 공지의 증습탑에 비해 압축 공기(b)의 흐름의 분산이 적어 압축 공기(b)(증습 공기(c))의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또, 압축 공기와 물방울을 대향류이며 또한 직접 접촉시켰던 종래의 증습탑에 비해 공기 증습 장치의 구조가 단순해져서 공기 증습 장치를 소형으로 할 수 있다. 즉, 종래의 증습탑에서는 압축 공기의 열량을 이용하여 물방울을 증기로 변환시키므로, 필요한 증기량을 얻기 위해서 압축 공기와 물방울의 접촉을 촉진해야 하고, 그러므로 압축 공기와 물방울을 다공질 매체를 거쳐서 대향류에 접촉시켜야 했다. 이에 대하여, 상기에 제시한 공기 증습 장치에서는 압축 공기의 열량 뿐만 아니라, 팽창에 수반되는 물 자체의 열량을 이용하여 수분이 가장 많이 함유된 증기인 포화 증기를 얻을 수 있으므로, 대향류로 하지 않거나 또는 다공질 매체가 없어도 필요한 증기량을 확보할 수 있다.

그리고, 이러한 공기 증습 장치를 구비한 본 실시예의 가스 터빈 발전 설비에 따르면, 공기 증습 장치(3)에서의 압축 공기(b)(증습 공기(c))의 압력 손실이 적으므로, 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 압력 손실을 저감할 수 있고, 터빈(6) 입구부의 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 압력이 커지므로, 발전 출력을 증가시킬 수 있다.

다음에, 공기 증습 장치(3)의 다른 구조에 대하여 설명한다.

도3에 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도를 도시한다. 도3중, 도면 부호 3c 및 3d는 공급수(k)가 팽창하는 팽창부, 83 및 84는 공급수(b)를 분사하는 분사 노즐, 85 및 86은 구획 판(80)에 형성된 개구부를 나타낸다.

도2의 공기 증습 장치와의 차이는 팽창부가 복수개(3b, 3c, 3d)이고, 각각 다른 압력의 공급수(k)가 분사되는 점이다. 즉, 공급수 라인(61)으로부터 공급된 공급수(k)는 분사 노즐(81)로부터 분사되고, 팽창부(3b)에서 팽창되어 증기(m)를 발생한다. 팽창부(3b)와 팽창부(3c)가 연통되어 있고, 팽창부(3b)에서 발생한 증기(m)가 분사 노즐(83)로부터 분사되고, 팽창부(3c)에서 더욱 팽창되어 증기(n)를 발생한다. 팽창부(3c)와 팽창부(3d)가 연통되어 있고, 팽창부(3c)에서 발생한 증기(n)가 분사 노즐(84)로부터 분사되고, 팽창부(3d)에서 더욱 팽창되어 증기(o)를 발생한다. 즉, (증기(m)의 압력)〉(증기(n)의 압력)〉(증기(o)의 압력)=(압축 공기(b)의 압력)이 된다. 그리고, 증기(o)의 압력이 압축 공기(b)의 압력에 상당하여, 증기(o)가 개구부(80)로부터 합류부(3a)로 유입되어 압축 공기(b)와 합류된다.

이 공기 증습 장치에 따르면, 공급수(k)의 팽창부에 있어서의 팽창 폭(압력 저하 폭)이 작아지므로, 공급수(k)의 팽창을 느리게 발생시킴으로써 팽창시에 발생하는 소리와 진동을 작게 할 수 있다. 특히, 압축 공기(b)와 공급수(k)의 압력차가 50 기압 이상과 같이 큰 경우에 유효하다.

또, 도4에 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도를 도시한다. 도4중, 도면 부호 3e는 압축 공기(b)에 잉여수(h)를 혼합하는 혼합부이고, 85는 잉여수(h)를 분사하는 분사 노즐을 나타낸다.

도2의 공기 증습 장치와의 차이는, 압축 공기(b)가 공급되는 영역을 병렬의 복수의 합류부(3a)와 혼합부(3e)로 구분한 점이다. 그리고, 합류부(3a)에서는 압축 공기(b)와 증기(m)를 합류시키고, 혼합부(3e)에서는 팽창부(3d) 등으로부터의 잉여수(h)를 분사 등을 행하여 압축 공기(b)와 잉여수(h)를 혼합한다. 즉, 혼합부(3e)에서는 압축 공기(b)와 잉여수(h)를 직접 접촉시킨다.

이 공기 증습 장치에 따르면, 혼합부(3e)에서 잉여수(h)가 증발하므로, 그 증발에 의해 기화열이 제거되어 잉여수 라인(65)으로 배출되는 잉여수(h)의 온도를 저하시킬 수 있다.

또, 도5에 본 발명의 제1 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 다른 공기 증습 장치의 구조도를 도시한다. 도4중, 도면 부호 87은 다공질 매체, 88은 터빈, 89는 압축기, 90은 터빈 로터, 91은 합류부(3a)와 혼합부(3e)가 연통되는 연통부를 나타낸다.

도4의 공기 증습 장치와의 차이는, 혼합부(3e)에 다공질 매체(87)를 배치하여 압축 공기(b)와 잉여수(h)의 접촉량을 많게 한 점이다. 그리고, 다공질 매체(87)를 이용하여 압축 공기(b)와 잉여수(h)를 접촉시키면 압축 공기(b)와 잉여수(h)의 접촉량이 많아지는 반면, 압축 공기(b)(증습 공기(c))의 압력 손실이 커진다. 그래서, 공급수(k)의 압력 에너지를 이용하여 압축 공기(b)를 압축하여, 압축 공기(b)의 압력 저하를 보정한다.

즉, 공급수(k)를 터빈(88)에 공급한다. 한편, 압축 공기(b)를 압축기(89)에 공급한다. 터빈(88)에 있어서, 공급수(k)가 팽창하는 것을 이용하여 터빈 동적 블레이드를 회전시킴으로써 터빈 로터(90)를 회전시킨다. 이 터빈 로터(90)의 회전을 이용하여 터빈 로터(90)의 다른 쪽에 연결되는 압축기(89)를 회전시킨다. 이로써, 압축 공기(b)를 더욱 압축한다. 압축기(89)에 의해 압축된 압축 공기(b)는 혼합부(3e)에 공급된다. 그리고, 터빈(88)에 있어서 팽창한 공급수(k)는 팽창부(3b)로 공급되어 더욱 팽창하여 증기(m)와 잉여수(h)로 분리된다. 그리고, 증기(m)는 합류부(3a)로 공급되어 압축 공기(b)에 합류한다. 한편, 잉여수(h)는 혼합부(3e)로 공급되어 다공질 매체(87)를 거쳐서 압축기(89)에 의해 압축된 압축 공기(b)와 혼합된다. 이로써, 다공질 매체(87)를 갖는 혼합부(3e)에 있어서의 압축 공기(b)의 압력 손실을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 가스 터빈 발전 설비의 다른 구성에 대하여 설명한다.

도6에 본 발명의 제2 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도를 도시한다. 도6중, 도면 부호 17은 압축 공기(b)를 증습하는 공기 증습 장치, 18은 압축 공기(b)를 냉각하는 후방 배치 냉각기, 35 내지 37은 액체를 승압하는 펌프, 69는 잉여수(h)가 유통하는 잉여수 라인, 70은 후방 배치 냉각기(18)에 의해 냉각된 압축 공기(b)가 유통하는 압축 공기 라인, 71 내지 74는 공급수(k)가 유통하는 공급수 라인을 나타낸다.

도1의 가스 터빈 발전 설비와의 차이는, 공기 증습 장치(17)로서, 압축 공기와 물방울을 대향류이며 또한 직접 접촉시키는 공지의 증습탑을 사용한 점, 및 배기 가스 재열기(11)에 있어서 공급수(k)의 일부를 이용하여 배기 가스(f)를 가열한 점이다.

즉, 압축 공기(b)는 압축 공기 라인(51)을 경유하여 후방 배치 냉각기(18)에 공급된다. 후방 배치 냉각기(18)는 대향류이며 또한 간접 열교환식 열교환기이다. 후방 배치 냉각기(18)에 있어서, 압축 공기(b)와 공급수 라인(61)을 경유한 공급수(k)를 전열관 등을 거쳐서 간접적으로 열교환시킴으로써, 압축 공기(b)를 예를 들어 100 ℃ 정도까지 냉각하는 동시에, 공급수(k)를 예를 들어 80 ℃ 정도까지 가열한다. 또한, 도6에 도시한 바와 같이 공급수 라인(61)을 경유한 공급수(k)에 잉여수 라인(69)을 경유한 잉여수(h)를 합류시켜 후방 배치 냉각기(18)로 공급하는 쪽이 바람직하다.

후방 배치 냉각기(18)에 의해 냉각된 압축 공기(b)는 압축 공기 라인(70)을 경유하여 공기 증습 장치(17)에 공급된다. 한편, 후방 배치 냉각기(18)에 의해 가열된 공급수(k)도 공급수 라인(71)을 경유하여 공기 증습 장치(17)에 공급된다. 또, 공급수 라인(73)을 경유한 공급수(k)도 공기 증습 장치(17)에 공급된다. 그리고, 공기 증습 장치(17)에 있어서, 공급수 라인(71)을 경유한 공급수(k) 및 공급수 라인(73)을 경유한 공급수(k)를 적하시키는 동시에, 한편 압축 공기 라인(72)을 경유한 압축 공기(b)를 공기 증습 장치(17)의 하부로부터 상부를 향해 뿜어냄으로써, 공급수 라인(71)을 경유한 공급수(k) 및 공급수 라인(73)을 경유한 공급수(k)와 압축 공기 라인(72)을 경유한 압축 공기(b)를 대향류이며 또한 직접 접촉시켜 압축 공기(b)를 증습한다. 즉, 공기 증습 장치(17)는 그 하부로부터 유입된 압축 공기(b)가 그 상부로부터 유출되기까지의 동안에 공기중의 수분을 증가시키는 것이다. 공기 증습 장치(17)의 내부에서는 공급수(k)가 상방으로부터 하방을 향해 유하하여, 상방을 향해 흐르는 공기와 대향류 상태로 직접 접촉하고 있다. 이 유하하는 공급수(k)는 물이 증발할 때 증발 잠열을 잃어 버려 그 자체의 온도가 저하한다는 원리에 따라, 상방으로부터 유하하는 공급수(k)의 온도는 하방으로 갈수록 저하되어, 공기 증습 장치(17)의 하단부(즉, 잉여수(h) 상태)에서는 공기 증습 장치(17)로 유입되어 온 압축 공기(b)의 온도보다도 낮아진다. 그리고, 잉여수(h)는 배기 가스(f)로부터 열을 회수하여, 다시 공기 증습 장치(17)의 상방으로 공급된다. 이 열회수 과정에 있어서, 가능한 한 저온 영역까지 회수 가능하게 하기 위해서는 열회수에 이용하는 잉여수(h)의 온도가 낮은 쪽이 바람직하다. 그리고, 낮은 온도의 잉여수(h)를 얻기 위해 공기 증습 장치(17)로 유입되는 압축 공기(b)의 온도를 저하시킬 필요가 있으며, 그로 인해 후방 배치 냉각기(18)가 설치되어 있다.

그리고, 공기 증습 장치(17)에 의해 증습된 압축 공기(b)는 증습 공기(c)로서, 증습 공기(53)를 경유하여 재생기(4)에 공급된다. 또, 공기 증습 장치(17)의 잉여수(h)의 일부는 공기 증습 장치(17)의 하부로부터 배출되어, 잉여수 라인(69)을 경유하여 펌프(35)에 의해 승압된 후, 공급수 라인(61)을 경유한 공급수(k)에 합류하여 후방 배치 냉각기(18)에 공급된다.

또, 공기 증습 장치(17)의 잉여수(h)의 일부 또는 전체는 공기 증습 장치(17)의 하부로부터 배출되어, 잉여수 라인(65)을 경유하여 펌프(36)에 의해 승압된 후, 공급수(k)로서 공급수 가열기(9)에 공급된다. 공급수 가열기(9)에 있어서, 공급수(k)와 배기 가스(f)를 열교환시킴으로써 공급수(k)를 가열한다.

그리고, 공급수 가열기(9)에 의해 가열된 공급수(k)의 일부는 공급수 라인(72)을 경유하여 펌프(37)로 승압된 후, 배기 가스 재열기(11)에 공급된다. 배기 가스 재열기(11)에 있어서, 배기 가스(f)와 공급수(k)를 열교환시킴으로써, 배기 가스(f)를 예를 들어 140 ℃ 정도로까지 가열하는 동시에, 공급수(k)를 예를 들어 77 ℃ 정도로까지 냉각한다. 배기 가스 재열기(11)에 의해 냉각된 공급수(k)는 공급수 라인(74)을 경유하여 다시 공급수 가열기(9)로 되돌아간다. 여기서, 배기 가스 재열기(11)에 의해 냉각된 공급수(k)가 되돌아가는 공급수 가열기(9) 내의 위치(즉, 공급수 가열기(9)와 공급수 라인(74)의 연결점)는 공급수 가열기(9)에 의해 가열된 공급수(k)의 일부가 배출되는 공급수 가열기(9) 내의 위치(즉, 공급수 가열기(9)와 공급수 라인(72)의 연결점)보다도, 공급수(k)의 흐름을 따른 상류측(즉, 공급수(k)의 저온측)인 것이 바람직하다.

본 제2 실시예에 따르면, 배기 가스 재열기(11)에 있어서 배기 가스(f)를 가열하는 가열 매체로서, 공급수 가열기(9)에 의해 가열된 공급수(k)의 일부라는 액체를 사용함으로써, 가열 매체로서 기체를 사용하는 데에 비해 전열 효율이 높아지고 전열 면적이 작아지므로, 배기 가스 재열기(11)를 소형으로 할 수 있다. 이로써, 배기 가스 재열기(11)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력 손실을 저감할 수 있다. 굴뚝(12)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력이 결정되어 있으므로, 배기 가스 재열기(11)에 있어서의 배기 가스(f)의 압력 손실이 저감되면, 터빈(6) 출구부의 배기 가스(f)의 압력을 작게 할 수 있다. 따라서, 터빈(6)의 작동 매체(연소 가스(e))의 터빈(6) 입구부와 터빈(6) 출구부의 압력차가 커지므로, 터빈(6)으로 얻어지는 동력, 즉 터빈 로터(8)의 회전력이 커져서 발전 출력을 증가시킬 수 있다.

즉, 공기 증습 장치(17)로서, 압축 공기와 물방울을, 대향류이며 또한 직접 접촉시키는 공지의 증습탑을 사용하더라도, 배기 가스 재열기(11)에 있어서 공급수(k)의 일부를 이용하여 배기 가스(f)를 가열함으로써 배기 가스(f)의 압력 손실이 저감되므로, 발전 출력을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 제2 실시예의 공기 증습 장치(17)로서, 도2 내지 도5에 도시한 공기 증습 장치를 사용하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도7에 본 발명의 제3 실시예의 가스 터빈 발전 설비의 계통도를 도시한다. 도7중, 도면 부호 22는 유량을 조절하는 조절 밸브이고, 75 및 76은 블레이드 냉각수(p)가 유통하는 블레이드 냉각수 라인을 나타낸다.

도1의 가스 터빈 발전 설비와의 차이는, 배기 가스 재열기(11)에 의해 냉각된 잉여수(h)의 일부를 이용하여 터빈(6)을 냉각한 점이다.

즉, 배기 가스 재열기(11)에 의해 냉각된 잉여수(h)의 일부는 블레이드 냉각수 라인(75)을 경유하여 블레이드 냉각수(p)로서 터빈(6)에 공급된다. 터빈(6)에 있어서, 블레이드 냉각수(p)가 터빈 정적 블레이드 등의 내부를 순환하여 터빈 정적 블레이드 등을 냉각한다. 그리고, 터빈 정적 블레이드 등을 냉각함으로써 터빈(6)에서 가열된 블레이드 냉각수(p)는 블레이드 냉각수 라인(76)을 경유하여 공급수 라인(61)을 경유한 공급수(k)와 합류하여 공기 증습 장치(3)에 공급된다. 즉, 터빈 정적 블레이드 등을 냉각한 후의 블레이드 냉각수(p)를 이용하여 압축 공기(b)를 증습한다. 또한, 발전 출력 또는 터빈 정적 블레이드 등의 온도 또는 연소 가스(e)의 온도 또는 해당 가스 터빈 발전 설비의 운전 상태 등의 적어도 하나에 기초하여 조절 밸브(22)를 제어하여, 블레이드 냉각수(p)의 유량을 조절하면 된다.

본 제3 실시예에 따르면, 상기 제1 실시예의 효과에 부가하여 터빈 정적 블레이드 등을 효율좋게 냉각할 수 있다. 즉, 터빈 정적 블레이드 등의 냉각 매체로서 블레이드 냉각수(p)라는 액체를 사용하므로, 터빈 정적 블레이드 등을 증습 공기(c)에 의해 냉각하는 것 보다도, 또한 공지의 증기 냉각이나 공지의 공기 냉각보다도 전열 효율이 좋다.

그리고, 터빈 정적 블레이드 등을 증습 공기(c), 공지의 증기 냉각이나 공지의 공기 냉각의 냉각 매체 등은, 통상 발전에 기여하는 공기나 증기 등이므로, 이들 공기나 증기 등을 터빈 정적 블레이드 등의 냉각에 이용함으로써, 발전 효율이 저하하는 등의 문제가 있었다. 그러나, 본 제3 실시예에 따르면, 터빈 정적 블레이드 등의 냉각 매체로서 발전에 기여하지 않는 블레이드 냉각수(p)를 이용하므로, 터빈 정적 블레이드 등의 냉각에 수반되는 발전 효율의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 가스 터빈 발전 설비 및 공기 증습 장치는 전력을 생산하는 발전 분야에 이용한다.

Claims (17)

1. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 증습 장치에 의해 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도를 증가시킨 나머지 잉여수에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
2. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스중의 수분을 응축하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 증습 장치에 의해 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도를 증가시킨 나머지 잉여수와 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 열교환기를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
3. 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 증습 장치로부터 배출된 잉여수에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비하고, 상기 공급수 가열기는 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 잉여수를 가열하여 상기 증습 장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
4. 제3항에 있어서, 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 잉여수를 상기 압축기의 입구에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
5. 제3항에 있어서, 상기 증습 장치에 공급하는 공급수의 일부를 이용하여 상기 터빈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
6. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스의 열에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 공급수 가열기에 의해 가열하여 얻은 공급수의 일부에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
7. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스와 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 열교환시키는 제1 열교환기와, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 연소 배기 가스중의 수분을 응축하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 제1 열교환기에 의해 얻은 공급수의 일부와 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 제2 열교환기를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
8. 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 공급수 가열기로 가열하여 얻은 공급수의 일부에 의해 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 가열하는 배기 가스 재열기를 구비하고, 상기 공급수 가열기는 상기 배기 가스 재열기로부터 배출된 배수를 가열하여 상기 증습 장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
9. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

   상기 증습 장치는 상기 공기의 압력 정도의 증기와 상기 공기를 합류시켜, 상기 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
10. 제9항에 있어서, 상기 증기는 포화 증기인 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
11. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

    상기 증습 장치는 상기 공기보다도 고압인 압축수를 상기 공기의 압력 정도로까지 팽창시키는 팽창부와, 상기 팽창부에 의해 얻은 증기와 상기 공기를 혼합하는 혼합부를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
12. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

    상기 증습 장치는 상기 공기가 유통하는 유로와, 상기 유로에 연통하고 또한 상기 공기보다도 고압인 압축수를 분사하여 기화시키는 기화부를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
13. 공기의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

    상기 증습 장치는 그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단를 구비하고, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 공기를 도입하고, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 상기 공기보다도 고압인 압축수를 분사하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
14. 제13항에 있어서, 상기 구획 수단은 상기 공기의 도입 방향에 대하여 대략 직행 방향으로 상기 증습 장치 내부를 분할하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
15. 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 얻은 압축 공기에 수분을 부가하는 증습 장치와, 상기 증습 장치에 의해 얻은 증습 공기와 연료에 의해 연소 가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기에 의해 발생된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈과, 상기 터빈에 의해 구동하여 발전하는 발전기와, 상기 터빈으로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 연소기에 공급하는 상기 증습 공기를 가열하는 재생기와, 상기 재생기로부터 배출된 연소 배기 가스에 의해 상기 증습 장치에 공급하는 공급수를 가열하는 공급수 가열기와, 상기 공급수 가열기로부터 배출된 연소 배기 가스를 냉각하여 상기 연소 배기 가스중의 수분을 회수하는 물 회수기를 구비한 가스 터빈 발전 설비에 있어서,

    상기 증습 장치는 상기 압축 공기가 유통하는 유로와, 상기 유로에 연통하고 또한 상기 공급수 가열기에 의해 가열된 공급수를 분사하여 증기와 물로 분리하는 기액 분리부를 구비하고,

    상기 기액 분리부에 의해 분리된 물과 상기 물 회수기로부터 배출된 연소 배기 가스를 열교환시키는 열교환기를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 발전 설비.
16. 연소기에 공급하는 공기에 수분을 부가하는 증습 장치에 있어서,

    그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단과, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 공기를 도입하는 도입구와, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 물을 분사하는 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 증습 장치.
17. 터빈의 작동 유체의 수증기량 또는 상대 습도 또는 절대 습도 중 적어도 하나를 증가시키는 증습 장치에 있어서,

    그 일부가 개구하고 해당 증습 장치 내부를 구획하는 구획 수단과, 상기 구획 수단에 의해 구획된 한 쪽에 상기 작동 유체를 도입하는 도입구와, 상기 구획 수단에 의해 구획된 다른 쪽에 물을 분사하는 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 증습 장치.