KR20200121890A - Fuel gas cooling system and gas turbine plant - Google Patents

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미츠비시 파워 가부시키가이샤
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Abstract

연료 가스의 냉각 시스템 및 가스 터빈 플랜트에 있어서, 연료 가스로서의 압축 연료 가스(FC)에 냉각수(CW)를 접촉시켜 냉각하는 가스 냉각기(39)와, 가스 냉각기(39)에 저류되는 냉각수(CW)를 배출하는 냉각수 배출 라인(L14)과, 냉각수 배출 라인(L14)에 마련되는 사이펀부(81)와, 불활성 가스를 저류하는 불활성 가스 저류부로서의 냉각수 피트(40)의 기상부(72)와, 일단부가 사이펀부(81)에 연통되고 타단부가 기상부(72)에 연통되는 가스 라인(L24)을 마련한다.In a fuel gas cooling system and a gas turbine plant, a gas cooler 39 for cooling by contacting and cooling a compressed fuel gas (FC) as a fuel gas with coolant (CW), and a coolant (CW) stored in the gas cooler 39 A cooling water discharge line (L14) for discharging the gas, a siphon part 81 provided in the cooling water discharge line (L14), a gas phase part 72 of the cooling water pit 40 as an inert gas storage part for storing an inert gas, A gas line L24 in which one end communicates with the siphon part 81 and the other end communicates with the gas phase part 72 is provided.

Description

연료 가스의 냉각 시스템 및 가스 터빈 플랜트Fuel gas cooling system and gas turbine plant

본 발명은, 예를 들면, 가스 터빈에 공급하는 연료 가스를 냉각하는 연료 가스의 냉각 시스템, 및, 이 연료 가스의 냉각 시스템을 구비하는 가스 터빈 플랜트에 관한 것이다.The present invention relates to, for example, a fuel gas cooling system for cooling a fuel gas supplied to a gas turbine, and a gas turbine plant including the fuel gas cooling system.

컴바인드 사이클 플랜트는, 먼저, 천연 가스 등을 연료로 하여 가스 터빈을 구동하여 1회째의 발전을 행하고, 다음으로, 배열 회수 보일러가 가스 터빈의 배기 가스의 열을 회수하여 증기를 생성하며, 이 증기에 의하여 증기 터빈을 구동하여 2회째의 발전을 행하는 것이다. 그리고, 증기 터빈을 구동한 사용 후의 증기는, 복수기(復水器)에 의하여 냉각되어 복수가 되어, 배열 회수 보일러로 되돌려진다.In the combined cycle plant, first, a gas turbine is driven using natural gas or the like as a fuel to perform the first power generation, and then, a heat recovery boiler recovers heat from the exhaust gas of the gas turbine to generate steam. The steam turbine is driven by steam to perform the second power generation. Then, the used steam driven by the steam turbine is cooled by a condenser to form a plurality, and returned to the exhaust heat recovery boiler.

이 컴바인드 사이클 플랜트에서, 가스 터빈에 공급되는 연료로서, 고로 가스(BFG, Blast Furnace Gas)를 사용하는 경우가 있다. 고로 가스는, 고로에서 철광석을 환원하여 선철을 제조할 때 발생하는 것이며, 고온이다. 그리고, 이 고로 가스는, 가스 압축기에 의하여 고온·고압의 연료 가스가 되어 가스 터빈의 연소기에 공급된다. 그 때문에, 연료 가스의 공급 라인에 고로 가스를 냉각하는 가스 냉각기가 마련되어 있다.In this combined cycle plant, blast furnace gas (BFG, blast furnace gas) may be used as the fuel supplied to the gas turbine. Blast furnace gas is generated when iron ore is reduced in a blast furnace to produce pig iron, and is high temperature. Then, the blast furnace gas becomes a high temperature and high pressure fuel gas by a gas compressor and is supplied to the combustor of a gas turbine. For this reason, a gas cooler for cooling the blast furnace gas is provided in the fuel gas supply line.

가스 냉각기를 구비한 발전 플랜트로서는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 발전 플랜트는, 고로 가스의 일부를 가스 냉각기에 공급하고, 고로 가스에 냉각수를 접촉시킴으로써 냉각하며, 온도 저하된 연료 가스를 고온의 고로 가스와 혼합한 후에 가스 터빈에 공급하는 것이다.As a power generation plant equipped with a gas cooler, there exists what was described in the following patent document 1, for example. The power generation plant described in this patent document 1 supplies a part of the blast furnace gas to a gas cooler, cools it by contacting the blast furnace gas with cooling water, and supplies the reduced fuel gas to the gas turbine after mixing it with the hot blast furnace gas. will be.

국제 공개공보 제2012-099046호International Publication No. 2012-099046

특허문헌 1에 기재된 발전 플랜트에서, 가스 냉각기는, 하부에 냉각수를 저류하는 호퍼가 마련되고, 이 호퍼에 냉각수를 냉각수 피트로 되돌리는 냉각수 복귀관이 연결되며, 이 냉각수 복귀관에 사이펀 브레이크부가 마련되어 있다. 이 사이펀 브레이크부는, 가스 냉각기로의 냉각수의 공급이 정지되었을 때에, 내부에 공기가 침입함으로써 가스 냉각기의 호퍼로부터 냉각수의 배출을 정지하여, 가스 냉각기로부터의 연료 가스의 누설을 방지하는 것이다. 그러나, 사이펀 브레이크부는, 대기에 개방되어 있는 점에서, 개방부로부터 흡입한 공기가 냉각수에 혼입되어, 가스 냉각기 내에서 공기 중의 산소가 연료 가스에 혼입된다. 그러면, 산소가 혼입된 연료 가스가 전기 집진기를 통하여 가스 터빈에 공급되게 되어, 전기 집진기나 가스 터빈에 대하여 악영향을 미칠 우려가 있다.In the power plant described in Patent Document 1, in the gas cooler, a hopper for storing cooling water is provided in the lower part, a cooling water return pipe for returning the cooling water to the cooling water pit is connected to the hopper, and a siphon brake part is provided in the cooling water return pipe. have. When the supply of the coolant to the gas cooler is stopped, the siphon brake unit stops the discharge of coolant from the hopper of the gas cooler by invading the air therein to prevent leakage of fuel gas from the gas cooler. However, since the siphon brake portion is open to the atmosphere, air sucked from the opening portion is mixed into the cooling water, and oxygen in the air is mixed into the fuel gas in the gas cooler. Then, the fuel gas mixed with oxygen is supplied to the gas turbine through the electric precipitator, and there is a fear that the electric precipitator or the gas turbine may have an adverse effect.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것으로, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모하는 연료 가스의 냉각 시스템 및 가스 터빈 플랜트를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a fuel gas cooling system and a gas turbine plant that achieves safety and improves reliability by solving the above-described problems.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템은, 연료 가스에 냉각수를 접촉시켜 냉각하는 가스 냉각기와, 상기 가스 냉각기에 저류되는 냉각수를 배출하는 배출 경로와, 상기 배출 경로에 마련되는 사이펀부와, 불활성 가스를 저류하는 불활성 가스 저류부와, 일단부가 상기 사이펀부에 연통되고 타단부가 상기 불활성 가스 저류부에 연통되는 연통 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.The fuel gas cooling system of the present invention for achieving the above object includes a gas cooler for cooling by contacting coolant with fuel gas, a discharge path for discharging the coolant stored in the gas cooler, and a siphon provided in the discharge path. A portion and an inert gas reservoir for storing an inert gas, and a communication path through which one end communicates with the siphon and the other end communicates with the inert gas reservoir.

따라서, 연료 가스는, 가스 냉각기에 의하여 냉각수가 접촉하여 냉각되며, 연료 가스를 냉각한 냉각수는, 가스 냉각기의 하부에 저류된 후에 배출 경로로부터 외부로 배출된다. 이때, 가스 냉각기로의 냉각수의 공급이 정지되어도, 가스 냉각기의 하부의 냉각수량이 저하되면, 배출 경로의 사이펀부에 연통 경로로부터 불활성 가스가 공급되는 점에서, 가스 냉각기로부터의 냉각수의 배출이 정지되어, 가스 냉각기의 하부에 소정량의 냉각수가 확보된다. 그리고, 사이펀부가 배출 경로를 통하여 불활성 가스 저류부에 연통되어 있는 점에서, 가스 냉각기 내에 공기 중의 산소가 들어가 연료 가스에 혼입되는 경우는 없으며, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.Accordingly, the fuel gas is cooled by contacting the coolant by the gas cooler, and the coolant cooled by the fuel gas is stored in the lower portion of the gas cooler and then discharged from the discharge path to the outside. At this time, even if the supply of cooling water to the gas cooler is stopped, if the amount of cooling water in the lower part of the gas cooler decreases, the discharge of the coolant from the gas cooler is stopped because inert gas is supplied from the communication path to the siphon of the discharge path. As a result, a predetermined amount of cooling water is secured under the gas cooler. Further, since the siphon portion is in communication with the inert gas storage portion through the discharge path, oxygen in the air does not enter the gas cooler and is not mixed with the fuel gas, and safety can be secured and reliability can be improved.

본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템에서는, 상기 불활성 가스 저류부는, 대기보다 압력이 높은 정압으로 유지되는 것을 특징으로 하고 있다.In the fuel gas cooling system of the present invention, the inert gas reservoir is characterized in that the pressure is maintained at a positive pressure higher than that of the atmosphere.

따라서, 불활성 가스 저류부가 대기보다 압력이 높은 정압으로 유지되는 점에서, 가스 냉각기로의 냉각수의 공급이 정지되어, 가스 냉각기의 하부의 냉각수량이 저하되었을 때, 불활성 가스 저류부의 불활성 가스를 연통 경로로부터 사이펀부에 적절히 공급하여, 가스 냉각기로부터의 냉각수의 배출을 정지할 수 있다.Therefore, since the inert gas reservoir is maintained at a constant pressure with a higher pressure than the atmosphere, when the supply of cooling water to the gas cooler is stopped and the amount of coolant in the lower portion of the gas cooler decreases, the inert gas of the inert gas reservoir is communicated The discharge of cooling water from the gas cooler can be stopped by supplying it appropriately to the siphon part.

본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템에서는, 상기 배출 경로에 의하여 배출되는 냉각수를 저류하는 냉각수 저류부가 마련되고, 상기 냉각수 저류부 내에 상기 불활성 가스 저류부가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.In the fuel gas cooling system of the present invention, a cooling water storage portion for storing cooling water discharged through the discharge path is provided, and the inert gas storage portion is provided in the cooling water storage portion.

따라서, 일단부가 사이펀부에 연통되는 연통 경로의 타단부를 냉각수 저류부 내의 불활성 가스 저류부에 연통하는 점에서, 별도로 불활성 가스 저류부를 마련할 필요가 없어, 설비의 대형화를 억제할 수 있다.Therefore, since the other end of the communication path through which one end communicates with the siphon part communicates with the inert gas storage part in the cooling water storage part, it is not necessary to provide an inert gas storage part separately, and the enlargement of the facility can be suppressed.

본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템에서는, 상기 가스 냉각기에 의하여 냉각된 연료 가스에 포함되는 이물을 제거하는 습식 전기 집진기가 마련되고, 상기 습식 전기 집진기에 세정수 저류부가 마련되며, 상기 세정수 저류부 내에 상기 불활성 가스 저류부가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.In the fuel gas cooling system of the present invention, a wet electric precipitator for removing foreign substances contained in the fuel gas cooled by the gas cooler is provided, a washing water reservoir is provided in the wet electric dust collector, and the washing water reservoir It is characterized in that the inert gas reservoir is provided within.

따라서, 일단부가 사이펀부에 연통되는 연통 경로의 타단부를 습식 전기 집진기의 세정수 저류부에 연통하는 점에서, 별도로 불활성 가스 저류부를 마련할 필요가 없어, 설비의 대형화를 억제할 수 있다.Therefore, since the other end of the communication path through which one end communicates with the siphon part communicates with the washing water storage part of the wet electrostatic precipitator, it is not necessary to provide an inert gas storage part separately, and the enlargement of the facility can be suppressed.

또, 본 발명의 가스 터빈 플랜트는, 압축기와 연소기와 터빈을 갖는 가스 터빈과, 상기 연소기에 공급하는 연료를 냉각하는 상기 연료 가스의 냉각 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.Further, the gas turbine plant of the present invention is characterized by comprising a gas turbine having a compressor, a combustor and a turbine, and a cooling system of the fuel gas for cooling the fuel supplied to the combustor.

따라서, 연료 가스는, 가스 냉각기에 의하여 냉각수가 접촉하여 냉각되며, 연료 가스 공급 라인을 통하여 가스 터빈의 연소기에 공급되어 연소된다. 한편, 연료 가스를 냉각한 냉각수는, 가스 냉각기의 하부에 저류된 후에 배출 경로로부터 외부로 배출된다. 이때, 사이펀부가 배출 경로를 통하여 불활성 가스 저류부에 연통되어 있는 점에서, 가스 냉각기 내에 공기 중의 산소가 들어가 연료 가스에 혼입되는 경우는 없고, 연료 가스 공급 라인에 전기 집진기가 배치되어 있어도, 연료 가스가 전기 집진기나 연소기에 악영향을 미치지 않아, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.Accordingly, the fuel gas is cooled by contacting the coolant by the gas cooler, and is supplied to the combustor of the gas turbine through the fuel gas supply line to be combusted. On the other hand, the cooling water cooled by the fuel gas is stored in the lower part of the gas cooler and then discharged to the outside from the discharge path. At this time, since the siphon portion is in communication with the inert gas reservoir through the discharge path, oxygen in the air does not enter the gas cooler and is not mixed into the fuel gas. Even if an electric dust collector is arranged in the fuel gas supply line, the fuel gas It does not adversely affect the electric dust collector or the combustor, so it is possible to improve reliability by securing safety.

본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템 및 가스 터빈 플랜트에 의하면, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.According to the fuel gas cooling system and gas turbine plant of the present invention, it is possible to secure safety and improve reliability.

도 1은, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템이 적용된 컴바인드 사이클 플랜트를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a combined cycle plant to which the fuel gas cooling system of the present embodiment is applied.
2 is a schematic configuration diagram showing the fuel gas cooling system of the present embodiment.
3 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the fuel gas cooling system of the present embodiment.

이하, 도면에 근거하여 본 발명에 관한 연료 가스의 냉각 시스템 및 가스 터빈 플랜트의 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것이 아니며, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the fuel gas cooling system and gas turbine plant according to the present invention will be described in detail based on the drawings. In addition, the present invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, a combination of each embodiment is also included.

도 1은, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템이 적용된 컴바인드 사이클 플랜트를 나타내는 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a combined cycle plant to which the fuel gas cooling system of the present embodiment is applied.

본 실시형태에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 컴바인드 사이클 플랜트(10)는, 가스 터빈(11)과, 배열 회수 보일러(HRSG)(12)와, 증기 터빈(13)과, 발전기(14)를 구비하고 있다. 이 컴바인드 사이클 플랜트(10)는, 가스 터빈(11)의 회전축과 증기 터빈(13)의 회전축이 일직선으로 배치되며, 이 회전축에 발전기(14)가 연결된 일축형 형식으로 되어 있다. 단, 컴바인드 사이클 플랜트(10)는, 일축형 형식에 한정되는 것은 아니며, 가스 터빈(11)의 회전축과 증기 터빈(13)의 회전축을 따로 배치해도 된다.In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the combined cycle plant 10 includes a gas turbine 11, a heat recovery boiler (HRSG) 12, a steam turbine 13, and a generator 14. ). In this combined cycle plant 10, the rotation shaft of the gas turbine 11 and the rotation shaft of the steam turbine 13 are arranged in a straight line, and the generator 14 is connected to the rotation shaft in a uniaxial type. However, the combined cycle plant 10 is not limited to a uniaxial type, and the rotation shaft of the gas turbine 11 and the rotation shaft of the steam turbine 13 may be separately arranged.

가스 터빈(11)은, 압축기(21)와, 연소기(22)와, 터빈(23)을 갖고 있으며, 압축기(21)와 터빈(23)은, 로터(회전축)(24)에 의하여 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 압축기(21)는, 공기 흡입 라인(L1)으로부터 공기 흡입구를 통하여 흡입한 공기(A)를 압축하는 것이며, 공기 흡입 라인(L1)에 필터(25)가 마련되어 있다. 연소기(22)는, 압축기(21)로부터 압축 공기 공급 라인(L2)을 통하여 공급된 압축 공기(AC)와, 연료 가스 공급 라인(L3)으로부터 공급된 연료 가스(F)(압축 연료 가스(FC))를 혼합하여 연소하는 것이다. 터빈(23)은, 연소기(22)로부터 연소 가스 공급 라인(L4)을 통하여 공급된 연소 가스(FG)에 의하여 회전 구동하는 것이다.The gas turbine 11 has a compressor 21, a combustor 22, and a turbine 23, and the compressor 21 and the turbine 23 can be rotated integrally by a rotor (rotary shaft) 24. Connected together. The compressor 21 compresses the air A sucked in from the air intake line L1 through the air inlet, and the filter 25 is provided in the air intake line L1. The combustor 22 includes compressed air AC supplied from the compressor 21 through a compressed air supply line L2 and fuel gas F supplied from the fuel gas supply line L3 (compressed fuel gas FC )) is mixed and burned. The turbine 23 is rotationally driven by the combustion gas FG supplied from the combustor 22 through the combustion gas supply line L4.

배열 회수 보일러(12)는, 가스 터빈(11)(터빈(23))으로부터 배기 가스 배출 라인(L5)을 통하여 배출된 배기 가스(EG)의 배열에 의하여 증기(과열 증기)(S)를 발생시키는 것이다. 배열 회수 보일러(12)는, 도시하지 않으나, 열교환기로서, 과열기와 증발기와 절탄기를 갖고 있다. 배열 회수 보일러(12)는, 가스 터빈(11)으로부터의 배기 가스(EG)가 내부를 통과함으로써, 과열기, 증발기, 절탄기의 순으로 열회수를 행함으로써 증기(S)를 생성한다. 그리고, 배열 회수 보일러(12)는, 증기(S)를 생성한 사용 후의 배기 가스(EG)를 배출하는 배기 가스 배출 라인(L6)을 통하여 굴뚝(26)이 연결되어 있다.The heat recovery boiler 12 generates steam (superheated steam) S by the heat of the exhaust gas EG discharged from the gas turbine 11 (turbine 23) through the exhaust gas discharge line L5. It is to let. Although not shown, the heat recovery boiler 12 has a superheater, an evaporator, and an economizer as a heat exchanger. The heat recovery boiler 12 generates steam S by performing heat recovery in the order of a superheater, an evaporator, and an economizer by passing the exhaust gas EG from the gas turbine 11 inside. Further, the heat recovery boiler 12 is connected to the chimney 26 through an exhaust gas discharge line L6 for discharging the used exhaust gas EG that has generated the steam S.

증기 터빈(13)은, 배열 회수 보일러(12)에 의하여 생성된 증기(S)에 의하여 구동하는 것이다. 증기 터빈(13)은, 터빈(27)을 갖고 있으며, 회전축(28)이 가스 터빈(11)의 로터(24)와 일직선상을 이루어 연결되어 있다. 그리고, 배열 회수 보일러(12)의 과열기의 과열 증기를 터빈(27)에 공급하는 증기 공급 라인(L7)이 마련됨과 함께, 터빈(27)을 구동한 사용 후의 증기(S)를 배열 회수 보일러(12)의 재열기로 되돌리는 증기 회수 라인(L8)이 마련되어 있으며, 증기 회수 라인(L8)에 복수기(29)와 복수 펌프(30)가 마련되어 있다. 복수기(29)는, 터빈(27)으로부터 배출된 증기(S)를 냉각수(예를 들면, 해수)에 의하여 냉각하여 복수(W)로 하는 것이다.The steam turbine 13 is driven by the steam S generated by the heat recovery boiler 12. The steam turbine 13 has a turbine 27, and the rotation shaft 28 is connected to the rotor 24 of the gas turbine 11 in a straight line. In addition, a steam supply line L7 for supplying superheated steam from the superheater of the heat recovery boiler 12 to the turbine 27 is provided, and the used steam S that drives the turbine 27 is transferred to the heat recovery boiler ( A steam recovery line L8 returned to the reheater of 12) is provided, and a condenser 29 and a plurality of pumps 30 are provided in the steam recovery line L8. The condenser 29 cools the steam S discharged from the turbine 27 with cooling water (for example, sea water) to form a plurality (W).

또, 가스 터빈(11)은, 도시하지 않은 고로로부터 배출된 고로 가스(BFG)를 연료 가스(F)로서 압축하고 나서 연소기(22)에 공급하는 것이다. 연료 가스(F)로서의 BFG를 압축하는 가스 압축기(31)는, 축류 압축기이고, 터빈(32)을 갖고 있으며, 회전축(33)의 단부에 종동 기어(34)가 고정되어 있다. 증기 터빈(13)의 터빈(27)은, 회전축(28)의 단부에 구동 기어(35)가 고정되어 있으며, 구동 기어(35)가 종동 기어(34)에 맞물려 있다. 그 때문에, 증기 터빈(13)의 터빈(27)이 구동하면, 그 회전력이 회전축(28)으로부터 구동 기어(35) 및 종동 기어(34)를 통하여 회전축(33)에 전달되어, 가스 압축기(31)의 터빈(32)이 구동 회전된다.In addition, the gas turbine 11 compresses the blast furnace gas BFG discharged from a blast furnace (not shown) as fuel gas F and then supplies it to the combustor 22. The gas compressor 31 for compressing BFG as the fuel gas F is an axial compressor, has a turbine 32, and a driven gear 34 is fixed to the end of the rotation shaft 33. In the turbine 27 of the steam turbine 13, a drive gear 35 is fixed to an end portion of the rotation shaft 28, and the drive gear 35 is engaged with the driven gear 34. Therefore, when the turbine 27 of the steam turbine 13 is driven, the rotational force is transmitted from the rotation shaft 28 to the rotation shaft 33 through the drive gear 35 and the driven gear 34, and the gas compressor 31 ) Of the turbine 32 is driven and rotated.

가스 압축기(31)는, 가스 흡입구에 연료 가스(F)로서의 BFG가 공급되는 연료 가스 공급 라인(L11)이 연결되어 있다. 연료 가스 공급 라인(L11)은, 개폐 밸브(36)와 전기 집진기(습식 또는 건식)(37)가 마련되어 있으며, 전기 집진기(37)는, 연료 가스(F)에 포함되는 더스트 등의 이물을 집진하여 제거한다. 또, 연료 가스 공급 라인(L3)은, 가스 압축기(31)가 압축한 압축 연료 가스(FC)의 일부를 잉여 가스로서 연료 가스 공급 라인(L11)으로 되돌리는 연료 가스 복귀 라인(L12)이 마련되어 있다. 연료 가스 복귀 라인(L12)은, 일단부가 연료 가스 공급 라인(L3)에 접속되며, 타단부가 연료 가스 공급 라인(L11)에 있어서의 개폐 밸브(36)와 전기 집진기(37)의 사이에 접속되어 있다. 그리고, 연료 가스 복귀 라인(L12)은, 바이패스 밸브(38)와 가스 냉각기(39)가 마련되어 있다.The gas compressor 31 is connected to a fuel gas supply line L11 through which BFG as the fuel gas F is supplied to a gas inlet. The fuel gas supply line L11 is provided with an on-off valve 36 and an electric dust collector (wet or dry) 37, and the electric dust collector 37 collects foreign matter such as dust contained in the fuel gas F. To remove. Further, the fuel gas supply line L3 is provided with a fuel gas return line L12 for returning a part of the compressed fuel gas FC compressed by the gas compressor 31 to the fuel gas supply line L11 as excess gas. have. The fuel gas return line L12 has one end connected to the fuel gas supply line L3, and the other end connected between the on-off valve 36 in the fuel gas supply line L11 and the electric dust collector 37. Has been. Then, the fuel gas return line L12 is provided with a bypass valve 38 and a gas cooler 39.

가스 냉각기(39)는, 잉여 가스로서의 압축 연료 가스(FC)의 일부를 냉각수에 접촉시켜 냉각하는 것이다. 냉각수 피트(40)는, 가스 냉각기(39)의 하방에 배치되며, 가스 냉각기(39)와 냉각수 피트(40)의 사이에 냉각수 공급 라인(L13)과 냉각수 배출 라인(L14)이 마련되어 있다. 냉각수 공급 라인(L13)은, 냉각수 공급 펌프(41)가 마련되고, 냉각수 공급 펌프(41)를 구동함으로써, 냉각수 피트(40)의 냉각수를 냉각수 공급 라인(L13)으로부터 가스 냉각기(39)에 공급하며, 압축 연료 가스(FC)에 냉각수를 분무하여 냉각한다. 압축 연료 가스(FC)를 냉각한 냉각수는, 자체중량에 의하여 냉각수 배출 라인(L14)으로부터 냉각수 피트(40)로 되돌려진다.The gas cooler 39 cools a part of the compressed fuel gas FC as excess gas by contacting the cooling water. The cooling water pit 40 is disposed below the gas cooler 39, and a cooling water supply line L13 and a cooling water discharge line L14 are provided between the gas cooler 39 and the cooling water pit 40. The cooling water supply line L13 is provided with a cooling water supply pump 41, and by driving the cooling water supply pump 41, the cooling water of the cooling water pit 40 is supplied from the cooling water supply line L13 to the gas cooler 39 It is cooled by spraying cooling water on the compressed fuel gas (FC). The cooling water obtained by cooling the compressed fuel gas FC is returned to the cooling water pit 40 from the cooling water discharge line L14 by its own weight.

그 때문에, 컴바인드 사이클 플랜트(10)의 가동 시, 연료 가스(F)로서의 BFG는, 전기 집진기(37)는, 연료 가스(F)에 포함되는 더스트 등의 이물이 제거된 후, 가스 압축기(31)에 의하여 압축되어 압축 연료 가스(FC)가 되며, 연소기(22)에 공급된다. 이때, 압축 연료 가스(FC)는, 일부가 잉여 가스로서 가스 냉각기(39)에서 냉각되고 나서 연료 가스 공급 라인(L11)으로 되돌려진다. 가스 터빈(11)에서, 압축기(21)는 공기(A)를 압축하며, 연소기(22)는 공급된 압축 공기(AC)와 압축 연료 가스(FC)를 혼합하여 연소한다. 이때, 가스 압축기(31)는, 연료 가스(F)로서의 BFG를 압축하여 압축 연료 가스(FC)로 하며, 연소기(22)에 공급한다. 터빈(23)은, 연소기(22)로부터 공급된 연소 가스(FG)에 의하여 회전 구동한다. 또, 가스 터빈(11)(터빈(23))으로부터 배출된 배기 가스(EG)는, 배열 회수 보일러(12)에 보내지고, 배열 회수 보일러(12)는 증기(과열 증기)(S)를 생성하며, 증기(S)가 증기 터빈(13)에 보내진다. 터빈(27)은, 이 증기(S)에 의하여 회전 구동한다. 발전기(14)는, 가스 터빈(11) 및 증기 터빈(13)에 의하여 로터(24) 및 회전축(28)이 구동 회전함으로써 발전을 행한다.Therefore, when the combined cycle plant 10 is operated, the BFG as the fuel gas F, the electrostatic precipitator 37, removes foreign substances such as dust contained in the fuel gas F, and then the gas compressor ( It is compressed by 31) to become compressed fuel gas (FC), and is supplied to the combustor 22. At this time, the compressed fuel gas FC is partially cooled as an excess gas in the gas cooler 39 and then returned to the fuel gas supply line L11. In the gas turbine 11, the compressor 21 compresses air A, and the combustor 22 mixes and combusts the supplied compressed air AC and compressed fuel gas FC. At this time, the gas compressor 31 compresses BFG as the fuel gas F to form a compressed fuel gas FC, and supplies it to the combustor 22. The turbine 23 is rotationally driven by the combustion gas FG supplied from the combustor 22. In addition, the exhaust gas (EG) discharged from the gas turbine 11 (turbine 23) is sent to the heat recovery boiler 12, and the heat recovery boiler 12 generates steam (superheated steam) (S). And, the steam S is sent to the steam turbine 13. The turbine 27 is rotationally driven by this steam S. The generator 14 generates power by driving and rotating the rotor 24 and the rotary shaft 28 by the gas turbine 11 and the steam turbine 13.

도 2는, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram showing the fuel gas cooling system of the present embodiment.

본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템은, 연료 가스로서, 가스 터빈(11)의 연소기(22)에 공급하는 압축 연료 가스(FC)를 냉각하는 것이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스 냉각기(39)는, 하우징(51)과, 헤더(52)와, 분무 노즐(53)과, 호퍼(54)를 갖고 있다. 하우징(51)은, 중공 형상을 이루고, 하부에 가스 도입부(61)가 마련되며, 상부에 가스 배출부(62)가 마련되어 있다. 또, 하우징(51)은, 내부에 가스 도입부(61)에 연속되는 제1 가이드 부재(63)가 마련됨과 함께, 제1 가이드 부재(63)의 상방에 대향하여 제2 가이드 부재(64)가 마련됨으로써, 가스 도입부(61)와 가스 배출부(62)의 사이에 굴곡 통로(65)가 마련된다.The fuel gas cooling system of this embodiment cools the compressed fuel gas FC supplied to the combustor 22 of the gas turbine 11 as fuel gas. As shown in FIG. 2, the gas cooler 39 has a housing 51, a header 52, a spray nozzle 53, and a hopper 54. The housing 51 has a hollow shape, a gas introduction part 61 is provided in the lower part, and a gas discharge part 62 is provided in the upper part. In addition, the housing 51 is provided with a first guide member 63 connected to the gas introduction part 61 therein, and the second guide member 64 faces the upper side of the first guide member 63. By being provided, the curved passage 65 is provided between the gas introduction part 61 and the gas discharge part 62.

헤더(52)는, 하우징(51)의 외부에 상방에 배치되어 있으며, 냉각수 공급 라인(L13)의 하류 측 단부가 접속되어 있다. 분무 노즐(53)은, 하우징(51) 내의 굴곡 통로(65)에 복수 배치되어 있으며, 헤더(52)로부터의 냉각수 라인(L21)이 접속되어 있다. 호퍼(54)는, 헤더(52)의 하부에서, 가스 도입부(61)의 주위에 배치되어 있으며, 복수의 분무 노즐(53)로부터 분무된 냉각수(CW)가 일시적으로 저류된다. 호퍼(54)는, 하부에 냉각수 배출 라인(배출 경로)(L14)의 상류 측 단부가 연통되어 있다.The header 52 is arranged above the housing 51, and the downstream end of the cooling water supply line L13 is connected. A plurality of spray nozzles 53 are arranged in the bent passage 65 in the housing 51, and the cooling water line L21 from the header 52 is connected. The hopper 54 is disposed around the gas introduction part 61 in the lower part of the header 52, and the cooling water CW sprayed from the plurality of spray nozzles 53 is temporarily stored. In the hopper 54, an upstream end of a cooling water discharge line (discharge path) L14 is communicated below.

냉각수 피트(냉각수 저류부)(40)는, 가스 냉각기(39)보다 하방에 배치되어 있으며, 소정량의 냉각수(CW)를 저류할 수 있다. 냉각수 피트(40)는, 액상부(71)와 기상부(불활성 가스 저류부)(72)로 구성되어 있고, 액상부(71)에 냉각수(CW)가 저류되며, 기상부(72)에 불활성 가스(예를 들면, 질소)(N)가 충전된다. 그리고, 냉각수 공급 라인(L13)의 상류 측 단부가 액상부(71)에 연통됨과 함께, 냉각수 배출 라인(L14)의 하류 측 단부가 액상부(71)에 연통된다. 그리고, 냉각수 공급 라인(L13)은, 냉각수 공급 펌프(41)가 마련되어 있다. 또, 냉각수 피트(40)는, 액상부(71)에 불활성 가스(N)를 공급하여 버블링시키는 불활성 가스 공급 라인(L22)이 마련되어 있다. 그 때문에, 냉각수 피트(40)는, 기상부(72)가 대기보다 압력이 높은 정압으로 유지된다. 또한, 냉각수 피트(40)는, 액상부(71)의 냉각수(CW)에 용존되어 기상부(72)에 이르는 일산화탄소(CO)를 배출하는 가스 배출 라인(L23)이 마련되어 있다.The cooling water pit (cooling water storage unit) 40 is disposed below the gas cooler 39 and can store a predetermined amount of cooling water CW. The cooling water pit 40 is composed of a liquid phase part 71 and a gas phase part (inert gas storage part) 72, and the cooling water (CW) is stored in the liquid phase part 71, and is inert to the gas phase part 72. Gas (e.g., nitrogen) (N) is charged. The upstream end of the cooling water supply line L13 communicates with the liquid portion 71 while the downstream end of the coolant discharge line L14 communicates with the liquid portion 71. And the cooling water supply line L13 is provided with the cooling water supply pump 41. Further, the cooling water pit 40 is provided with an inert gas supply line L22 for supplying and bubbling an inert gas N to the liquid portion 71. Therefore, the cooling water pit 40 is maintained at a positive pressure in which the gas phase part 72 has a higher pressure than the atmosphere. Further, the cooling water pit 40 is provided with a gas discharge line L23 for discharging carbon monoxide (CO) dissolved in the cooling water CW of the liquid phase part 71 to reach the gas phase part 72.

냉각수 배출 라인(L14)은, 중도부에 사이펀부(81)가 마련됨과 함께, 사이펀부(81)에 가스 라인(연통 경로)(L24)이 연통되어 있다. 이 사이펀부(81)와 가스 라인(L24)에 의하여 사이펀 브레이크부가 구성된다. 이 사이펀 브레이크부는, 냉각수 공급 펌프(41)가 정지하여 가스 냉각기(39)로의 냉각수(CW)의 공급이 정지되어도, 가스 냉각기(39)로부터의 냉각수(CW)의 배출을 멈추어, 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)에 소정량의 냉각수(CW)를 확보함으로써, 압축 연료 가스(FC)에 의한 가스 냉각기(39)의 고온화를 억제하는 것이다.In the cooling water discharge line L14, the siphon part 81 is provided in the middle part, and the gas line (communication path) L24 communicates with the siphon part 81. The siphon part 81 and the gas line L24 constitute a siphon break part. Even if the cooling water supply pump 41 stops and the supply of the cooling water CW to the gas cooler 39 is stopped, the siphon brake part stops the discharge of the cooling water CW from the gas cooler 39, and the gas cooler 39 A predetermined amount of cooling water CW is secured in the hopper 54 of ), thereby suppressing the high temperature of the gas cooler 39 by the compressed fuel gas FC.

사이펀부(81)는, 제1 연직부(82)와, 제2 연직부(83)와, 제1 연직부(82)와 제2 연직부(83)를 연결하는 수평부(84)를 갖는다. 또한, 제1 연직부(82)와 제2 연직부(83)는, 경사부여도 된다. 그리고, 수평부(84)는, 연직 방향에 있어서의 위치가 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)에 저류되는 냉각수(CW)의 상한 레벨이 되도록 설정된다. 그리고, 사이펀부(81)는, 수평부(84)의 상부에 가스 라인(L24)의 일단부가 연통되며, 가스 라인(L24)은, 타단부가 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 연통되어 있다. 여기에서, 수평부(84)는, 가스 라인(L24)의 일부를 구성하는 배관 이며, 가스 라인(L24)이 배관의 상부에 연결되어, 배관의 하부의 위치가 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)에 저류되는 냉각수(CW)의 상한 레벨이 된다.The siphon portion 81 has a first vertical portion 82, a second vertical portion 83, and a horizontal portion 84 connecting the first vertical portion 82 and the second vertical portion 83. . Moreover, the 1st vertical part 82 and the 2nd vertical part 83 may be inclined. And the horizontal part 84 is set so that the position in the vertical direction may become the upper limit level of the cooling water CW stored in the hopper 54 of the gas cooler 39. In addition, the siphon part 81 communicates with one end of the gas line L24 above the horizontal part 84, and the other end of the gas line L24 is connected to the gas phase part 72 of the cooling water pit 40. It is connected. Here, the horizontal part 84 is a pipe constituting a part of the gas line L24, the gas line L24 is connected to the upper part of the pipe, and the position of the lower part of the pipe is the hopper of the gas cooler 39 ( It becomes the upper limit level of the cooling water (CW) stored in 54).

이와 같이 구성된 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템에 있어서, 압축 연료 가스(FC)는, 연료 가스 복귀 라인(L12)에 의하여 가스 냉각기(39)에 공급되는 한편, 냉각수(CW)는, 냉각수 공급 펌프(41)를 구동함으로써, 냉각수 피트(40)로부터 냉각수 공급 라인(L13)에 의하여 가스 냉각기(39)에 공급된다. 가스 냉각기(39)에서는, 압축 연료 가스(FC)가 가스 도입부(61)로부터 굴곡 통로(65)를 통하여 가스 배출부(62)로 흐르며, 냉각수(CW)가 분무 노즐(53)에 의하여 굴곡 통로(65)에 분무됨으로써, 압축 연료 가스(FC)가 냉각수(CW)에 접촉하여 냉각된다. 냉각된 압축 연료 가스(FC)는, 연료 가스 복귀 라인(L12)으로부터 연료 가스 공급 라인(L11)으로 흐르며, 연료 가스(F)에 혼입되어 전기 집진기(37)로 흐른다. 한편, 압축 연료 가스(FC)를 냉각한 냉각수(CW)는, 호퍼(54)에 일시적으로 저류된 후, 자체중량에 의하여 냉각수 배출 라인(L14)에 의하여 냉각수 피트(40)로 되돌려진다.In the fuel gas cooling system of this embodiment configured as described above, the compressed fuel gas FC is supplied to the gas cooler 39 by the fuel gas return line L12, while the cooling water CW is supplied with the cooling water. By driving the pump 41, it is supplied from the cooling water pit 40 to the gas cooler 39 by the cooling water supply line L13. In the gas cooler 39, the compressed fuel gas FC flows from the gas introduction part 61 to the gas discharge part 62 through the bent passage 65, and the cooling water CW is flowed through the bent passage through the spray nozzle 53. By being sprayed on 65, the compressed fuel gas FC contacts and cools the cooling water CW. The cooled compressed fuel gas FC flows from the fuel gas return line L12 to the fuel gas supply line L11, is mixed with the fuel gas F, and flows to the electric dust collector 37. On the other hand, the cooling water CW obtained by cooling the compressed fuel gas FC is temporarily stored in the hopper 54 and then returned to the cooling water pit 40 by the cooling water discharge line L14 by its own weight.

이 가스 냉각기(39)의 작동 중, 냉각수 공급 펌프(41)를 정지하면, 냉각수 피트(40)로부터 냉각수 공급 라인(L13)에 의한 가스 냉각기(39)로의 냉각수(CW)의 공급이 정지된다. 그러면, 가스 냉각기(39)는, 호퍼(54)에 저류되어 있는 냉각수(CW)가 계속하여 냉각수 배출 라인(L14)에 의하여 냉각수 피트(40)로 되돌려지는 점에서, 호퍼(54)에 저류되어 있는 냉각수(CW)의 저류량이 저하된다. 그리고, 호퍼(54)의 냉각수(CW)의 저류량이 하한 레벨을 하회하면, 냉각수 피트(40)의 불활성 가스(N)가 가스 라인(L24)을 통하여 사이펀부(81)의 수평부(84)에 공급되는 점에서, 사이펀 브레이크 효과에 의하여 호퍼(54)로부터 냉각수 배출 라인(L14)을 통과한 냉각수(CW)의 배출이 정지되어, 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)에 소정량의 냉각수가 확보된다.If the cooling water supply pump 41 is stopped during the operation of the gas cooler 39, the supply of the cooling water CW from the cooling water pit 40 to the gas cooler 39 by the cooling water supply line L13 is stopped. Then, the gas cooler 39 is stored in the hopper 54 because the cooling water CW stored in the hopper 54 is continuously returned to the cooling water pit 40 by the cooling water discharge line L14. The storage amount of the cooling water (CW) is lowered. And, when the storage amount of the coolant CW of the hopper 54 is less than the lower limit level, the inert gas N of the coolant pit 40 passes through the gas line L24 to the horizontal part 84 of the siphon part 81 From the point of supply to the gas cooler 39, the discharge of the coolant CW passing through the coolant discharge line L14 from the hopper 54 is stopped due to the siphon brake effect, and a predetermined amount of coolant is supplied to the hopper 54 of the gas cooler 39. Is secured.

또, 이때, 사이펀부(81)에 공급된 불활성 가스(N)가 냉각수 배출 라인(L14)에 의하여 가스 냉각기(39) 내에 침입하여, 압축 연료 가스(FC)에 혼입될 가능성이 있다. 그러나, 불활성 가스(N)는, 공기를 포함하고 있지 않은 점에서, 가스 냉각기(39) 내의 불활성 가스(N)를 포함한 압축 연료 가스(FC)가 전기 집진기(37)를 통과하거나, 그 후, 가스 터빈(11)의 연소기(22)에 공급되거나 하더라도, 전기 집진기(37)나 연소기(22)에 악영향을 미치지는 않는다.Further, at this time, there is a possibility that the inert gas N supplied to the siphon portion 81 enters the gas cooler 39 by the cooling water discharge line L14 and is mixed into the compressed fuel gas FC. However, since the inert gas (N) does not contain air, the compressed fuel gas (FC) including the inert gas (N) in the gas cooler 39 passes through the electrostatic precipitator 37, or thereafter, Even if it is supplied to the combustor 22 of the gas turbine 11, it does not adversely affect the electric dust collector 37 or the combustor 22.

또한, 상술한 실시형태에서는, 냉각수 배출 라인(L14)에 사이펀부(81)를 마련하고, 사이펀부(81)에 가스 라인(L24)의 일단부를 연통하며, 타단부를 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 연통하였으나, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 도 3은, 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템의 변형예를 나타내는 개략 구성도이다.Further, in the above-described embodiment, the siphon portion 81 is provided in the cooling water discharge line L14, one end of the gas line L24 communicates with the siphon portion 81, and the other end of the cooling water pit 40 is It communicates with the meteorological unit 72, but is not limited to this configuration. 3 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the fuel gas cooling system of the present embodiment.

본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템의 변형예에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 연료 가스 공급 라인(L11)은, 전기 집진기(37)가 마련되어 있다. 이 전기 집진기(37)는, 입구부(91)와 출구부(92)를 갖는 하우징(93) 내에 집진 전극(94)이 배치되어 구성되어 있다. 또, 전기 집진기(37)는, 집진 전극(94)의 상방에 이 집진 전극(94)에 부착된 이물을 제거하기 위한 세정수의 분사 노즐(95)이 복수 마련되어 있다. 세정수 피트(96)는, 전기 집진기(37)의 하방에 배치되며, 전기 집진기(37)와 세정수 피트(96)의 사이에 세정수 공급 라인(L31)과 세정수 배출 라인(L32)이 마련되어 있다. 세정수 공급 라인(L31)은, 세정수 공급 펌프(97)가 마련되고, 세정수 공급 펌프(97)를 구동함으로써, 세정수 피트(96)의 세정수를 세정수 공급 라인(L31)으로부터 분사 노즐(95)에 공급하며, 집진 전극(94)에 세정수를 분무하여 세정한다. 집진 전극(94)을 세정한 세정수는, 자체중량에 의하여 세정수 배출 라인(L32)으로부터 세정수 피트(96)로 되돌려진다.In a modified example of the fuel gas cooling system of this embodiment, as shown in FIG. 3, the fuel gas supply line L11 is provided with an electric dust collector 37. The electrostatic precipitator 37 is configured by arranging a dust collecting electrode 94 in a housing 93 having an inlet 91 and an outlet 92. In addition, the electric dust collector 37 is provided with a plurality of spray nozzles 95 for washing water for removing foreign matter adhered to the dust collecting electrode 94 above the dust collecting electrode 94. The washing water pit 96 is disposed below the electric dust collector 37, and a washing water supply line L31 and a washing water discharge line L32 are provided between the electric dust collector 37 and the washing water pit 96. There is. The washing water supply line L31 is provided with a washing water supply pump 97, and by driving the washing water supply pump 97, the washing water of the washing water pit 96 is sprayed from the washing water supply line L31. It is supplied to the nozzle 95 and is cleaned by spraying washing water onto the dust collecting electrode 94. The washing water after washing the dust collecting electrode 94 is returned to the washing water pit 96 from the washing water discharge line L32 by its own weight.

세정수 피트(냉각수 저류부)(96)는 소정량의 세정수(WW)를 저류할 수 있다. 세정수 피트(96)는, 액상부(101)와 기상부(불활성 가스 저류부)(102)로 구성되어 있고, 액상부(101)에 냉각수(WW)가 저류되며, 기상부(102)에 불활성 가스(예를 들면, 질소)(N)가 충전된다. 또, 세정수 피트(96)는, 액상부(101)에 불활성 가스(N)를 공급하여 버블링시키는 불활성 가스 공급 라인(L33)이 마련되어 있다. 그리고, 세정수 공급 라인(L31)의 상류 측 단부가 액상부(101)에 연통됨과 함께, 세정수 배출 라인(L32)의 하류 측 단부가 액상부(101)에 연통된다. 가스 냉각기(39)(도 2 참조)로부터의 냉각수 배출 라인(L14)은, 중도부에 사이펀부(81)가 마련됨과 함께, 사이펀부(81)에 가스 라인(연통 경로)(L24)의 일단부가 연통되며, 가스 라인(L24)은, 타단부가 세정수 피트(96)의 기상부(102)에 연통되어 있다.The washing water pit (cooling water storage unit) 96 can store a predetermined amount of washing water WW. The washing water pit 96 is composed of a liquid phase part 101 and a gas phase part (inert gas storage part) 102, and the cooling water (WW) is stored in the liquid phase part 101, and the gas phase part 102 An inert gas (for example, nitrogen) (N) is charged. In addition, the washing water pit 96 is provided with an inert gas supply line L33 for supplying and bubbling an inert gas N to the liquid portion 101. The upstream end of the washing water supply line L31 communicates with the liquid portion 101, and the downstream end of the washing water discharge line L32 communicates with the liquid portion 101. The cooling water discharge line L14 from the gas cooler 39 (see FIG. 2) is provided with a siphon part 81 in the middle part, and one end of the gas line (communication path) L24 in the siphon part 81 Additional communication is made, and the other end of the gas line L24 is communicated with the gas phase part 102 of the washing water pit 96.

가스 냉각기(39)는, 냉각수(CW)의 공급이 정지되면, 냉각수(CW)의 저류량이 하한 레벨을 하회하고, 집진 전극(94) 세정수 피트(96)의 불활성 가스(N)가 가스 라인(L24)을 통하여 사이펀부(81)에 공급된다. 그러면, 사이펀 브레이크 효과에 의하여 가스 냉각기(39)로부터 냉각수 배출 라인(L14)을 통한 냉각수(CW)의 배출이 정지되어, 가스 냉각기(39)에 소정량의 냉각수가 확보된다. 이때, 사이펀부(81)에 공급된 불활성 가스(N)가 냉각수 배출 라인(L14)에 의하여 가스 냉각기(39) 내에 침입하지만, 불활성 가스(N)는, 공기를 포함하고 있지 않은 점에서, 전기 집진기(37)나 연소기(22)에 악영향을 미치지는 않는다.In the gas cooler 39, when the supply of the cooling water CW is stopped, the storage amount of the cooling water CW is less than the lower limit level, and the inert gas N of the cleaning water pit 96 of the dust collecting electrode 94 is turned into a gas line. It is supplied to the siphon part 81 through (L24). Then, the discharge of the coolant CW from the gas cooler 39 through the coolant discharge line L14 is stopped due to the siphon brake effect, and a predetermined amount of coolant is secured in the gas cooler 39. At this time, the inert gas (N) supplied to the siphon part 81 enters the gas cooler 39 by the cooling water discharge line (L14), but the inert gas (N) does not contain air. It does not adversely affect the dust collector 37 or the combustor 22.

이와 같이 본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템에 있어서는, 연료 가스(압축 연료 가스(FC))에 냉각수(CW)를 접촉시켜 냉각하는 가스 냉각기(39)와, 가스 냉각기(39)에 저류되는 냉각수(CW)를 배출하는 냉각수 배출 라인(L14)과, 냉각수 배출 라인(L14)에 마련되는 사이펀부(81)와, 불활성 가스를 저류하는 불활성 가스 저류부로서의 냉각수 피트(40)의 기상부(72)와, 일단부가 사이펀부(81)에 연통되고 타단부가 기상부(72)에 연통되는 가스 라인(L24)을 마련하고 있다.As described above, in the fuel gas cooling system of the present embodiment, the gas cooler 39 for cooling by contacting the coolant CW with the fuel gas (compressed fuel gas FC) and the coolant stored in the gas cooler 39 The cooling water discharge line L14 for discharging (CW), the siphon part 81 provided in the cooling water discharge line L14, and the gas phase part 72 of the cooling water pit 40 as an inert gas storage part for storing inert gas ), and a gas line L24 in which one end communicates with the siphon part 81 and the other end communicates with the gas phase part 72 is provided.

따라서, 사이펀부(81)가 가스 라인(L24)에 의하여 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 연통되어 있는 점에서, 가스 냉각기(39) 내에 공기 중의 산소가 들어가 연료 가스에 혼입되는 경우는 없으며, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.Therefore, since the siphon part 81 is in communication with the gas phase part 72 of the coolant pit 40 by the gas line L24, when oxygen in the air enters the gas cooler 39 and is mixed into the fuel gas There is no, and it is possible to improve reliability by securing safety.

본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템에서는, 불활성 가스 저류부로서의 냉각수 피트(40)의 기상부(72)를 대기보다 압력이 높은 정압으로 유지하고 있다. 따라서, 가스 냉각기(39)로의 냉각수(CW)의 공급이 정지되어, 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)의 냉각수(CW)의 저류량이 저하되었을 때, 기상부(72)의 불활성 가스(N)를 가스 라인(L24)으로부터 사이펀부(81)에 적절히 공급하여, 가스 냉각기(39)로부터의 냉각수(CW)의 배출을 정지할 수 있다.In the fuel gas cooling system of the present embodiment, the gas phase portion 72 of the cooling water pit 40 serving as an inert gas storage portion is maintained at a positive pressure higher in pressure than the atmosphere. Accordingly, when the supply of the cooling water CW to the gas cooler 39 is stopped and the amount of storage of the cooling water CW in the hopper 54 of the gas cooler 39 decreases, the inert gas N ) Is appropriately supplied from the gas line L24 to the siphon portion 81, so that the discharge of the cooling water CW from the gas cooler 39 can be stopped.

본 실시형태의 연료 가스의 냉각 시스템에서는, 냉각수 배출 라인(L14)에 의하여 배출되는 냉각수(CW)를 저류하는 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 불활성 가스(N)를 충전하거나, 또는 전기 집진기(37)의 냉각수 피트의 기상부에 불활성 가스(N)를 충전하며, 일단부가 사이펀부(81)에 연통하는 가스 라인(L24)의 타단부를 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 연통하는 점에서, 별도로 불활성 가스 저류부를 마련할 필요가 없어, 설비의 대형화를 억제할 수 있다.In the fuel gas cooling system of the present embodiment, an inert gas N is filled in the gas phase part 72 of the cooling water pit 40 that stores the cooling water CW discharged by the cooling water discharge line L14, or The gas phase part of the cooling water pit of the electrostatic precipitator 37 is filled with an inert gas (N), and the other end of the gas line L24 communicating with the siphon part 81 is connected to the gas phase part 72 of the cooling water pit 40. ), it is not necessary to provide an inert gas reservoir separately, so that the enlargement of the facility can be suppressed.

또, 본 실시형태의 가스 터빈 플랜트에 있어서는, 압축기(21)와 연소기(22)와 터빈(23)을 갖는 가스 터빈(11)과, 연소기(22)에 공급하는 연료 가스(압축 연료 가스(FC))를 냉각하는 연료 가스의 냉각 시스템을 마련하고 있다.Moreover, in the gas turbine plant of this embodiment, the gas turbine 11 which has the compressor 21, the combustor 22, and the turbine 23, and the fuel gas supplied to the combustor 22 (compressed fuel gas (FC) A fuel gas cooling system for cooling )) is provided.

따라서, 연료 가스는, 가스 냉각기(39)에 의하여 냉각수(CW)가 접촉하여 냉각되며, 연료 가스 공급 라인(L3)을 통하여 가스 터빈(11)의 연소기(22)에 공급되어 연소된다. 한편, 연료 가스를 냉각한 냉각수(CW)는, 가스 냉각기(39)의 호퍼(54)에 저류된 후에 냉각수 배출 라인(L14)으로부터 외부로 배출된다. 이때, 사이펀부(81)가 가스 라인(L24)에 의하여 냉각수 피트(40)의 기상부(72)에 연통되어 있는 점에서, 가스 냉각기(39) 내에 공기 중의 산소가 들어가 연료 가스에 혼입되는 경우는 없고, 연료 가스가 연료 가스 공급 라인(L3)에 배치되어 있는 전기 집진기(37)나 연소기(22)에 악영향을 미치지 않아, 안전성을 확보하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.Accordingly, the fuel gas is cooled by contacting the cooling water CW by the gas cooler 39, and is supplied to the combustor 22 of the gas turbine 11 through the fuel gas supply line L3 and combusted. On the other hand, the cooling water CW that has cooled the fuel gas is stored in the hopper 54 of the gas cooler 39 and then discharged to the outside from the cooling water discharge line L14. At this time, since the siphon part 81 is in communication with the gas phase part 72 of the coolant pit 40 by the gas line L24, when oxygen in the air enters the gas cooler 39 and is mixed into the fuel gas There is no, and the fuel gas does not adversely affect the electric dust collector 37 or the combustor 22 arranged in the fuel gas supply line L3, and safety can be secured and reliability can be improved.

또한, 상술한 실시형태에서는, 일단부가 사이펀부(81)에 연통되는 가스 라인(L24)의 타단부를, 가스 냉각기(39)에 있어서의 냉각수 피트(40)의 기상부(72), 또는, 전기 집진기(37)에 있어서의 냉각수 피트의 기상부에 연통하였으나, 별도로 사이펀부(81)에 연통하는 가스 라인(L24)의 타단부를 연통하는 전용의 불활성 가스 저류부를 마련해도 된다.In addition, in the above-described embodiment, the other end of the gas line L24 communicating with the siphon part 81 at one end is the gas phase part 72 of the cooling water pit 40 in the gas cooler 39, or, A dedicated inert gas reservoir may be provided that communicates with the gaseous phase of the cooling water pit in the electrostatic precipitator 37, but communicates with the other end of the gas line L24 separately communicating with the siphon section 81.

또, 상술한 실시형태에서는, 본 발명의 연료 가스의 냉각 시스템을, 연료 가스로서의 고로 가스(BFG)를 압축하는 것으로서 설명하였으나, 그 외의 연료 가스를 냉각하는 것에 적용해도 된다.Further, in the above-described embodiment, the fuel gas cooling system of the present invention has been described as compressing the blast furnace gas (BFG) as the fuel gas, but may be applied to cooling other fuel gases.

또, 상술한 실시형태에서는, 본 발명의 가스 터빈 플랜트를 컴바인드 사이클 플랜트(10)에 적용하여 설명하였으나, 배열 회수 보일러(12)나 증기 터빈(13)이 없이, 가스 터빈(11)을 갖는 가스 터빈 플랜트로 해도 된다.In addition, in the above-described embodiment, the gas turbine plant of the present invention was applied to the combined cycle plant 10 and described, but without the heat recovery boiler 12 or the steam turbine 13, the gas turbine 11 was provided. It may be a gas turbine plant.

10 컴바인드 사이클 플랜트
11 가스 터빈
12 배열 회수 보일러
13 증기 터빈
14 발전기
21 압축기
22 연소기
23 터빈
24 로터
27 터빈
31 가스 압축기
32 터빈
36 개폐 밸브
37 전기 집진기
38 바이패스 밸브
39 가스 냉각기
40 냉각수 피트(냉각수 저류부)
41 냉각수 공급 펌프
51 하우징
52 헤더
53 분무 노즐
54 호퍼
71 액상부
72 기상부(불활성 가스 저류부)
81 사이펀부
82 제1 연직부
83 제2 연직부
84 수평부
93 하우징
94 집진 전극
95 분사 노즐
96 세정수 피트(세정수 저류부)
97 세정수 공급 펌프
101 액상부
102 기상부(불활성 가스 저류부)
L13 냉각수 공급 라인
L14 냉각수 배출 라인(배출 경로)
L21 냉각수 라인
L22 불활성 가스 공급 라인
L23 가스 배출 라인
L24 가스 라인(연통 경로)
L31 세정수 공급 라인
L32 세정수 배출 라인
L33 불활성 가스 공급 라인
A 공기
AC 압축 공기
CO 일산화탄소
CW 냉각수
F 연료 가스
FC 압축 연료 가스
FG 연소 가스
EG 배기 가스
N 불활성 가스
S 증기
W 복수10 Combined Cycle Plant
11 gas turbine
12 heat recovery boiler
13 steam turbine
14 generator
21 compressor
22 combustor
23 turbine
24 rotor
27 turbine
31 gas compressor
32 turbine
36 on-off valve
37 Electric dust collector
38 Bypass valve
39 gas cooler
40 coolant feet (coolant reservoir)
41 Coolant supply pump
51 housing
52 header
53 spray nozzle
54 Hopper
71 Liquid part
72 meteorological unit (inert gas storage unit)
81 Siphon section
82 The 1st Vertical Office
83 Second Vertical Office
84 horizontal
93 housing
94 dust collecting electrode
95 spray nozzle
96 Washing water pit (washing water reservoir)
97 Rinsing water supply pump
101 liquid part
102 Meteorological section (inert gas storage section)
L13 coolant supply line
L14 coolant drain line (drain path)
L21 coolant line
L22 inert gas supply line
L23 gas discharge line
L24 gas line (communication path)
L31 rinsing water supply line
L32 wash water discharge line
L33 inert gas supply line
A air
AC compressed air
CO carbon monoxide
CW coolant
F fuel gas
FC compressed fuel gas
FG combustion gas
EG exhaust gas
N inert gas
S steam
W revenge

Claims (5)

연료 가스에 냉각수를 접촉시켜 냉각하는 가스 냉각기와,
상기 가스 냉각기에 저류되는 냉각수를 배출하는 배출 경로와,
상기 배출 경로에 마련되는 사이펀부와,
불활성 가스를 저류하는 불활성 가스 저류부와,
일단부가 상기 사이펀부에 연통되고 타단부가 상기 불활성 가스 저류부에 연통되는 연통 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 가스의 냉각 시스템.A gas cooler that cools the fuel gas by contacting the coolant,
A discharge path for discharging the cooling water stored in the gas cooler,
A siphon part provided in the discharge path,
An inert gas reservoir for storing an inert gas,
And a communication path through which one end communicates with the siphon and the other end communicates with the inert gas reservoir. 청구항 1에 있어서,
상기 불활성 가스 저류부는, 대기보다 압력이 높은 정압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 연료 가스의 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The fuel gas cooling system, wherein the inert gas storage unit is maintained at a positive pressure higher than the atmosphere. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 배출 경로에 의하여 배출되는 냉각수를 저류하는 냉각수 저류부가 마련되고, 상기 냉각수 저류부 내에 상기 불활성 가스 저류부가 마련되는 것을 특징으로 하는 연료 가스의 냉각 시스템.The method according to claim 1 or 2,
A cooling system for fuel gas, characterized in that: a cooling water storage portion for storing the cooling water discharged through the discharge path is provided, and the inert gas storage portion is provided in the cooling water storage portion. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가스 냉각기에 의하여 냉각된 연료 가스에 포함되는 이물을 제거하는 습식 전기 집진기가 마련되고, 상기 습식 전기 집진기에 세정수 저류부가 마련되며, 상기 세정수 저류부 내에 상기 불활성 가스 저류부가 마련되는 것을 특징으로 하는 연료 가스의 냉각 시스템.The method according to claim 1 or 2,
A wet electric precipitator for removing foreign substances contained in the fuel gas cooled by the gas cooler is provided, a washing water reservoir is provided in the wet electric dust collector, and the inert gas reservoir is provided in the washing water reservoir. The fuel gas cooling system. 압축기와 연소기와 터빈을 갖는 가스 터빈과,
상기 연소기에 공급하는 연료를 냉각하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 연료 가스의 냉각 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 플랜트.A gas turbine having a compressor, a combustor and a turbine,
A gas turbine plant comprising the fuel gas cooling system according to any one of claims 1 to 4 for cooling the fuel supplied to the combustor.
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