JPH11247669A - ガスタービンコンバインドサイクル - Google Patents
ガスタービンコンバインドサイクルInfo
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- JPH11247669A JPH11247669A JP10051879A JP5187998A JPH11247669A JP H11247669 A JPH11247669 A JP H11247669A JP 10051879 A JP10051879 A JP 10051879A JP 5187998 A JP5187998 A JP 5187998A JP H11247669 A JPH11247669 A JP H11247669A
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- pressure
- steam
- gas turbine
- turbine
- low
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】中間冷却式ガスタービンコンバインドサイクル
において、ガスタービン効率の低下、さらには、コンバ
インド効率の低下というような不具合を解消したガスタ
ービンコンバインドサイクルを提供する。 【解決手段】低圧蒸気タービン２０から排出される蒸気
を凝縮水にする凝縮器２２から、ガスタービン５から排
出される排ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器１
１，１２，１３へ循環させるようにした凝縮水を分岐し
て、低圧圧縮機２から吐出される圧縮空気を冷却し、冷
却された圧縮空気を高圧圧縮機３に供給するようにした
中間冷却器４２に供給し、圧縮空気の冷却によって回収
された冷却熱により蒸気タービン１９，２２を作動させ
る蒸気を中間冷却器で発生させるようにした。
において、ガスタービン効率の低下、さらには、コンバ
インド効率の低下というような不具合を解消したガスタ
ービンコンバインドサイクルを提供する。 【解決手段】低圧蒸気タービン２０から排出される蒸気
を凝縮水にする凝縮器２２から、ガスタービン５から排
出される排ガスにより蒸気を発生させる蒸気発生器１
１，１２，１３へ循環させるようにした凝縮水を分岐し
て、低圧圧縮機２から吐出される圧縮空気を冷却し、冷
却された圧縮空気を高圧圧縮機３に供給するようにした
中間冷却器４２に供給し、圧縮空気の冷却によって回収
された冷却熱により蒸気タービン１９，２２を作動させ
る蒸気を中間冷却器で発生させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧空気中に燃料
を吹き込み燃焼させた燃焼ガスで、ガスタービンを駆動
して発電等を行うとともに、ガスタービンを駆動した排
気ガスから熱回収して発生させた蒸気で蒸気タービンを
駆動して、蒸気タービンにおいても発電等を行うように
して、熱効率を向上させるようにしたガスタービンコン
バインドサイクルに係り、特に、低圧圧縮機から吐出さ
れた圧縮空気を、さらに高圧圧縮機で高圧空気にする前
に冷却して、ガスタービンで駆動される高圧圧縮機の駆
動力が小さくなるようにした中間冷却器を設けるととも
に、中間冷却器で回収される熱エネルギーを蒸気タービ
ンの駆動に使用して、熱効率をさらに高めるようにした
ガスタービンコンバインドサイクルに関する。
を吹き込み燃焼させた燃焼ガスで、ガスタービンを駆動
して発電等を行うとともに、ガスタービンを駆動した排
気ガスから熱回収して発生させた蒸気で蒸気タービンを
駆動して、蒸気タービンにおいても発電等を行うように
して、熱効率を向上させるようにしたガスタービンコン
バインドサイクルに係り、特に、低圧圧縮機から吐出さ
れた圧縮空気を、さらに高圧圧縮機で高圧空気にする前
に冷却して、ガスタービンで駆動される高圧圧縮機の駆
動力が小さくなるようにした中間冷却器を設けるととも
に、中間冷却器で回収される熱エネルギーを蒸気タービ
ンの駆動に使用して、熱効率をさらに高めるようにした
ガスタービンコンバインドサイクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧空気と燃料とを燃焼させた燃焼ガス
でガスタービンを駆動するとともに、ガスタービンから
排出される排気ガスで発生させた蒸気で蒸気タービンを
駆動して、発電等を行うようにしたガスタービンコンバ
インドサイクルが従来から実用化されている。
でガスタービンを駆動するとともに、ガスタービンから
排出される排気ガスで発生させた蒸気で蒸気タービンを
駆動して、発電等を行うようにしたガスタービンコンバ
インドサイクルが従来から実用化されている。
【０００３】このようなガスタービンコンバインドサイ
クルにおいては、燃焼ガスで駆動されるガスタービン
は、発電機等を作動させる駆動力を外部へ出力するとと
もに、高温、高圧の燃焼ガスを発生させるための圧縮機
を作動させるようにしている。一方、ガスタービンで駆
動される圧縮機には、低圧圧縮機および高圧圧縮機を設
け、導入された外気を２段階にわたって圧縮し、高圧空
気にして、燃料が吹き込まれ燃焼ガスを発生させる燃焼
器に供給するようにしている。
クルにおいては、燃焼ガスで駆動されるガスタービン
は、発電機等を作動させる駆動力を外部へ出力するとと
もに、高温、高圧の燃焼ガスを発生させるための圧縮機
を作動させるようにしている。一方、ガスタービンで駆
動される圧縮機には、低圧圧縮機および高圧圧縮機を設
け、導入された外気を２段階にわたって圧縮し、高圧空
気にして、燃料が吹き込まれ燃焼ガスを発生させる燃焼
器に供給するようにしている。
【０００４】すなわち、高圧圧縮機では、低圧圧縮機で
断熱圧縮され、１９０℃以上にもなる高温の圧縮空気が
吸入されて、さらに、この圧縮空気を昇圧させて高圧空
気にして、燃焼器に供給するようにしている。このため
に、高圧圧縮機の駆動力が大きくなり、ガスタービンで
発生する駆動力が多く消費されることになり、その分ガ
スタービンが外部に出力できる駆動力が低減し、ひいて
は、ガスタービンコンバインドサイクルの効率を低下さ
せる原因となっている。
断熱圧縮され、１９０℃以上にもなる高温の圧縮空気が
吸入されて、さらに、この圧縮空気を昇圧させて高圧空
気にして、燃焼器に供給するようにしている。このため
に、高圧圧縮機の駆動力が大きくなり、ガスタービンで
発生する駆動力が多く消費されることになり、その分ガ
スタービンが外部に出力できる駆動力が低減し、ひいて
は、ガスタービンコンバインドサイクルの効率を低下さ
せる原因となっている。
【０００５】このため、低圧圧縮機から吐出される高温
の圧縮空気を中間冷却器で冷却して、１００℃程度にま
で冷却された圧縮空気を高圧圧縮機に供給し、高圧空気
に昇圧するようにして、高圧圧縮機を駆動するためのガ
スタービンから供給される駆動力を小さくして、ガスタ
ービンから外部に取り出せる駆動力を高めるようにし
た、中間冷却式のガスタービンコンバインドサイクル
（以下中間冷却式コンバインドガスタービンサイクルと
いう）が採用されるようになってきている。
の圧縮空気を中間冷却器で冷却して、１００℃程度にま
で冷却された圧縮空気を高圧圧縮機に供給し、高圧空気
に昇圧するようにして、高圧圧縮機を駆動するためのガ
スタービンから供給される駆動力を小さくして、ガスタ
ービンから外部に取り出せる駆動力を高めるようにし
た、中間冷却式のガスタービンコンバインドサイクル
（以下中間冷却式コンバインドガスタービンサイクルと
いう）が採用されるようになってきている。
【０００６】図３は、このような中間冷却式ガスタービ
ンコンバインドサイクルを示す系統図である。図に示す
ように、従来の中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクル３０は、発電機１、低圧圧縮機２、高圧圧縮機
３、燃焼器４、ガスタービン５、ロータ冷却クーラ６、
クーリングタワー７，９、および中間冷却器８から構成
されるガスタービン部１０と、高圧蒸気発生器１１、中
圧蒸気発生器１２、低圧蒸気発生器１３、高圧蒸気配管
１４、中圧蒸気配管１５、低圧蒸気配管１６、発電機１
７、高圧蒸気タービン１８、中圧蒸気タービン１９、低
圧蒸気タービン２０、再熱器２１、および凝縮器２２か
ら構成される排熱回収部２３とから構成されている。
ンコンバインドサイクルを示す系統図である。図に示す
ように、従来の中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクル３０は、発電機１、低圧圧縮機２、高圧圧縮機
３、燃焼器４、ガスタービン５、ロータ冷却クーラ６、
クーリングタワー７，９、および中間冷却器８から構成
されるガスタービン部１０と、高圧蒸気発生器１１、中
圧蒸気発生器１２、低圧蒸気発生器１３、高圧蒸気配管
１４、中圧蒸気配管１５、低圧蒸気配管１６、発電機１
７、高圧蒸気タービン１８、中圧蒸気タービン１９、低
圧蒸気タービン２０、再熱器２１、および凝縮器２２か
ら構成される排熱回収部２３とから構成されている。
【０００７】ガスタービン部１０のガスタービン５に
は、高圧圧縮機３、低圧圧縮機２および発電機１が同軸
状に連結されており、後述するように、燃焼ガスで駆動
されるガスタービン５により、これらを作動させて外気
を燃焼を行う所定の高圧空気にするとともに、発電を行
うようにしている。まず、外気Ａがガスタービン５で駆
動されている低圧圧縮機２の吸気口から吸入され、断熱
圧縮され、所定の圧力まで昇圧され、１９０℃以上にも
なる高温の圧縮空気が吐出口から吐出される。
は、高圧圧縮機３、低圧圧縮機２および発電機１が同軸
状に連結されており、後述するように、燃焼ガスで駆動
されるガスタービン５により、これらを作動させて外気
を燃焼を行う所定の高圧空気にするとともに、発電を行
うようにしている。まず、外気Ａがガスタービン５で駆
動されている低圧圧縮機２の吸気口から吸入され、断熱
圧縮され、所定の圧力まで昇圧され、１９０℃以上にも
なる高温の圧縮空気が吐出口から吐出される。
【０００８】この高温になった圧縮空気を、そのまま高
圧圧縮機３に導入して、昇圧すると、昇圧に要する高圧
圧縮機３の駆動力が大きくなり、高圧圧縮機３を駆動す
るためにガスタービン５から供給される駆動力が大きく
なり、発電機１を駆動するための駆動力が小さくなるた
め低圧圧縮機２の吐出口と高圧圧縮機３の吸入口との間
に中間冷却器８を設けて、低圧圧縮機２から吐出される
圧縮空気を約１００℃程度にまで冷却して、高圧圧縮機
３に導入するようにしている。
圧圧縮機３に導入して、昇圧すると、昇圧に要する高圧
圧縮機３の駆動力が大きくなり、高圧圧縮機３を駆動す
るためにガスタービン５から供給される駆動力が大きく
なり、発電機１を駆動するための駆動力が小さくなるた
め低圧圧縮機２の吐出口と高圧圧縮機３の吸入口との間
に中間冷却器８を設けて、低圧圧縮機２から吐出される
圧縮空気を約１００℃程度にまで冷却して、高圧圧縮機
３に導入するようにしている。
【０００９】高圧圧縮機３で昇圧された高圧空気は、燃
焼器４に吐出され、同様に燃焼器４に導入された燃料と
混合され、燃焼して高温、高圧の燃焼ガスとなって、上
述したように、ガスタービン５を駆動する。さらに、高
圧圧縮機３から吐出される高圧空気の一部、又は高圧圧
縮機３の途中の段落から抽気された高圧空気は、ロータ
冷却クーラ６によって、２００℃程度にまで冷却され、
ガスタービン５のロータ内を通って、高温の燃焼ガスに
曝されるガスタービン５の動翼若しくは静翼の内部に供
給され、これらを内部から冷却するようにしている。ま
た、ガスタービン５を駆動し、ガスタービン５から排出
される温度の高い排気ガスは、排熱回収部２３を経て煙
突２４から外気へ放出される。
焼器４に吐出され、同様に燃焼器４に導入された燃料と
混合され、燃焼して高温、高圧の燃焼ガスとなって、上
述したように、ガスタービン５を駆動する。さらに、高
圧圧縮機３から吐出される高圧空気の一部、又は高圧圧
縮機３の途中の段落から抽気された高圧空気は、ロータ
冷却クーラ６によって、２００℃程度にまで冷却され、
ガスタービン５のロータ内を通って、高温の燃焼ガスに
曝されるガスタービン５の動翼若しくは静翼の内部に供
給され、これらを内部から冷却するようにしている。ま
た、ガスタービン５を駆動し、ガスタービン５から排出
される温度の高い排気ガスは、排熱回収部２３を経て煙
突２４から外気へ放出される。
【００１０】次に、排熱回収部２３では、ガスタービン
５からの排ガスを、高圧蒸気発生器１１、中圧蒸気発生
器１２、および低圧蒸気発生器１３内を順次通過させる
ことによって、排ガスに含まれる熱回収を行い、高圧、
中圧、および低圧の蒸気をそれぞれ発生させ、それぞれ
の蒸気は、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気配管１５、低圧
蒸気配管１６により、それぞれ同軸状に連結された高圧
蒸気タービン１８、中圧蒸気タービン１９、および低圧
タービン２０へ送られ、これらのタービン内で膨張して
蒸気タービンを回転させ、その出力により、これらの蒸
気タービンと同軸状連結された発電機１７を駆動し、電
気エネルギーを発生させる。
５からの排ガスを、高圧蒸気発生器１１、中圧蒸気発生
器１２、および低圧蒸気発生器１３内を順次通過させる
ことによって、排ガスに含まれる熱回収を行い、高圧、
中圧、および低圧の蒸気をそれぞれ発生させ、それぞれ
の蒸気は、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気配管１５、低圧
蒸気配管１６により、それぞれ同軸状に連結された高圧
蒸気タービン１８、中圧蒸気タービン１９、および低圧
タービン２０へ送られ、これらのタービン内で膨張して
蒸気タービンを回転させ、その出力により、これらの蒸
気タービンと同軸状連結された発電機１７を駆動し、電
気エネルギーを発生させる。
【００１１】また、高圧蒸気タービン１８の出口では、
高圧蒸気タービン１８を駆動した排気と中圧蒸気発生器
１２で発生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸気
とを混合したのち、再熱器２１により加温し、中圧蒸気
タービン１９の入り口温度を昇温させ、中圧蒸気タービ
ン１９の出力を増すようにしている。さらに、中圧蒸気
タービン１９の出口では、中圧蒸気タービン１９を駆動
した排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、低圧蒸気配管
１６で供給された低圧蒸気とを混合したのち、低圧蒸気
タービン２０に供給するようにしている。
高圧蒸気タービン１８を駆動した排気と中圧蒸気発生器
１２で発生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸気
とを混合したのち、再熱器２１により加温し、中圧蒸気
タービン１９の入り口温度を昇温させ、中圧蒸気タービ
ン１９の出力を増すようにしている。さらに、中圧蒸気
タービン１９の出口では、中圧蒸気タービン１９を駆動
した排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、低圧蒸気配管
１６で供給された低圧蒸気とを混合したのち、低圧蒸気
タービン２０に供給するようにしている。
【００１２】また、低圧蒸気タービン２０出口では、凝
縮器２２により低圧蒸気タービン２０から排出された排
気を復水して、凝縮水とし、高圧蒸気発生器１１、中圧
蒸気発生器１２および低圧蒸気発生器１３のそれぞれへ
供給するようにしている。
縮器２２により低圧蒸気タービン２０から排出された排
気を復水して、凝縮水とし、高圧蒸気発生器１１、中圧
蒸気発生器１２および低圧蒸気発生器１３のそれぞれへ
供給するようにしている。
【００１３】このように構成にされた中間冷却式ガスタ
ービンコンバインドサイクル３０では、従来の中間冷却
器８を設けていないシンプルなガスタービンコンバイン
ドサイクルに対し、次の利点があることが知られてい
る。
ービンコンバインドサイクル３０では、従来の中間冷却
器８を設けていないシンプルなガスタービンコンバイン
ドサイクルに対し、次の利点があることが知られてい
る。
【００１４】（ａ）中間冷却器８において、高圧圧縮機
３の入り口圧縮空気温度を低下させることにより、ガス
タービン５で駆動され、低圧圧縮機２で圧縮された圧縮
空気を燃焼器４に供給する高圧空気にまで昇圧する高圧
圧縮機３の圧縮動力を低減することができ、ガスタービ
ン５から発電機１等に供給する外部への出力を増加させ
ることに効果がある。さらに、高圧圧縮機３出力をガス
タービン５出力に対し、相対的に低減できることによ
り、高大気温度時においても、高圧圧縮機３に要する動
力が増加して、ガスタービン５出力および効率が低下す
ることを抑制する利点がある。
３の入り口圧縮空気温度を低下させることにより、ガス
タービン５で駆動され、低圧圧縮機２で圧縮された圧縮
空気を燃焼器４に供給する高圧空気にまで昇圧する高圧
圧縮機３の圧縮動力を低減することができ、ガスタービ
ン５から発電機１等に供給する外部への出力を増加させ
ることに効果がある。さらに、高圧圧縮機３出力をガス
タービン５出力に対し、相対的に低減できることによ
り、高大気温度時においても、高圧圧縮機３に要する動
力が増加して、ガスタービン５出力および効率が低下す
ることを抑制する利点がある。
【００１５】（ｂ）また、従来のシンプルなガスタービ
ンコンバインドサイクルにおいても、高圧圧縮機３から
高圧空気を抽気してガスタービンの動翼、静翼等の高温
部分の冷却に利用しているが、中間冷却器８により入口
圧縮空気温度を低下させて、供給するようにしているた
めに、高圧圧縮機３出口温度を低下でき、ガスタービン
５高温部分の冷却に用いていた冷却空気温度が低減し、
冷却空気流量を低減できる。この冷却空気流量の低減
は、タービンガスパス内を流れる燃焼ガスと冷却空気が
混合するときに生じる、圧力損失である混合損失の低減
となり、ガスタービン５の効率および出力を増加させる
とともに、燃焼器４入り口に流入する高圧圧縮機３から
の高圧空気流量の増加によっても、ガスタービン５の出
力を増加させることができる。
ンコンバインドサイクルにおいても、高圧圧縮機３から
高圧空気を抽気してガスタービンの動翼、静翼等の高温
部分の冷却に利用しているが、中間冷却器８により入口
圧縮空気温度を低下させて、供給するようにしているた
めに、高圧圧縮機３出口温度を低下でき、ガスタービン
５高温部分の冷却に用いていた冷却空気温度が低減し、
冷却空気流量を低減できる。この冷却空気流量の低減
は、タービンガスパス内を流れる燃焼ガスと冷却空気が
混合するときに生じる、圧力損失である混合損失の低減
となり、ガスタービン５の効率および出力を増加させる
とともに、燃焼器４入り口に流入する高圧圧縮機３から
の高圧空気流量の増加によっても、ガスタービン５の出
力を増加させることができる。
【００１６】（ｃ）さらに、ロータ冷却クーラ６でガス
タービンの動翼冷却空気温度を、所定の温度まで低減す
るときに生じるロータ冷却クーラ６排熱の低減により、
ガスタービン効率および出力を増加させることができ
る。
タービンの動翼冷却空気温度を、所定の温度まで低減す
るときに生じるロータ冷却クーラ６排熱の低減により、
ガスタービン効率および出力を増加させることができ
る。
【００１７】このように、従来の中間冷却式ガスタービ
ンコンバインドサイクルでは、ガスタービン出力およ
び、コンバインド出力を増加させることができる利点が
あるものの、これらの利点を生じさせる中間冷却器８で
の排熱は、クーリングタワー９で外気へ放出されるよう
にしているため、この分ガスタービン５効率が低減し、
また、中間冷却器８からの放熱は、ガスタービン部１０
と組み合わせて中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクル３０を構成する排熱回収部２３の効率を低下させ
てしまう、デメリットが大きいため、これまでのガスタ
ービンコンバインドサイクルに適用されていないのが実
状である。
ンコンバインドサイクルでは、ガスタービン出力およ
び、コンバインド出力を増加させることができる利点が
あるものの、これらの利点を生じさせる中間冷却器８で
の排熱は、クーリングタワー９で外気へ放出されるよう
にしているため、この分ガスタービン５効率が低減し、
また、中間冷却器８からの放熱は、ガスタービン部１０
と組み合わせて中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクル３０を構成する排熱回収部２３の効率を低下させ
てしまう、デメリットが大きいため、これまでのガスタ
ービンコンバインドサイクルに適用されていないのが実
状である。
【００１８】すなわち、１９０℃以上にもなる低圧圧縮
機２から吐出される圧縮空気を、中間冷却器８で１００
℃程度にまで冷却して高圧圧縮機３に供給するようにす
ると、クーリングタワー９から外気に放出される熱量
は、５ＭＷにも達する場合があり、上述した（ａ）〜
（ｃ）の利点が得られる反面、燃焼器４へ供給される高
圧空気の温度が下がり、ガスタービン５の効率が低下す
る不具合があるとともに、ガスタービン５からの排気ガ
ス温度も低下することになり、排熱回収２３で回収され
る熱量も少なくなり、排熱回収部２３から外部へ出力さ
れる駆動力も低減するという不具合がある。
機２から吐出される圧縮空気を、中間冷却器８で１００
℃程度にまで冷却して高圧圧縮機３に供給するようにす
ると、クーリングタワー９から外気に放出される熱量
は、５ＭＷにも達する場合があり、上述した（ａ）〜
（ｃ）の利点が得られる反面、燃焼器４へ供給される高
圧空気の温度が下がり、ガスタービン５の効率が低下す
る不具合があるとともに、ガスタービン５からの排気ガ
ス温度も低下することになり、排熱回収２３で回収され
る熱量も少なくなり、排熱回収部２３から外部へ出力さ
れる駆動力も低減するという不具合がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中間冷却器
を設けるようにしたガスタービンコンバインドサイク
ル、いわゆる、中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクルにおける、上述した不具合を解消するため、低圧
圧縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧縮機
へ供給するために、中間冷却器で回収され、従来外気へ
放出されていた中間冷却器での回収熱を排熱回収部で回
収して、この回収熱によっても駆動力を発生させるよう
にして、排熱回収部から外部へ出力できる駆動力を増大
させ、プラントとしての全体効率を向上できるようにし
た、ガスタービンコンバインドサイクルを提供すること
を課題とする。
を設けるようにしたガスタービンコンバインドサイク
ル、いわゆる、中間冷却式ガスタービンコンバインドサ
イクルにおける、上述した不具合を解消するため、低圧
圧縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧縮機
へ供給するために、中間冷却器で回収され、従来外気へ
放出されていた中間冷却器での回収熱を排熱回収部で回
収して、この回収熱によっても駆動力を発生させるよう
にして、排熱回収部から外部へ出力できる駆動力を増大
させ、プラントとしての全体効率を向上できるようにし
た、ガスタービンコンバインドサイクルを提供すること
を課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のガス
タービンコンバインドサイクルは、次の手段とした。
タービンコンバインドサイクルは、次の手段とした。
【００２１】（１）蒸気タービンから排出される排気を
凝縮水にする凝縮器から、ガスタービンから排出される
排ガスから熱回収して蒸気を発生させる、蒸気発生器へ
循環させるようにした凝縮水を分岐して、低圧圧縮機か
ら吐出される圧縮空気を冷却して、冷却された圧縮空気
をさらに圧縮して高圧空気にする高圧圧縮機に供給する
ようにした中間冷却器に供給し、圧縮空気の冷却によっ
て回収された冷却熱により、蒸気タービンを作動させて
駆動力を出力できる蒸気を、分岐した凝縮水から中間冷
却器で発生させるようにした。
凝縮水にする凝縮器から、ガスタービンから排出される
排ガスから熱回収して蒸気を発生させる、蒸気発生器へ
循環させるようにした凝縮水を分岐して、低圧圧縮機か
ら吐出される圧縮空気を冷却して、冷却された圧縮空気
をさらに圧縮して高圧空気にする高圧圧縮機に供給する
ようにした中間冷却器に供給し、圧縮空気の冷却によっ
て回収された冷却熱により、蒸気タービンを作動させて
駆動力を出力できる蒸気を、分岐した凝縮水から中間冷
却器で発生させるようにした。
【００２２】なお、中間冷却器に供給するようにした凝
縮水は、ガスタービンを冷却する高圧圧縮機から吐出さ
れる高圧空気の一部、若しくは高圧圧縮機の適当な段落
から抽気された高温の高圧空気を冷却して、冷却空気に
するロータ冷却クーラからも回収するようにし、この回
収された冷却熱によっても、加熱して蒸気を発生させる
ようにしても良いものである。
縮水は、ガスタービンを冷却する高圧圧縮機から吐出さ
れる高圧空気の一部、若しくは高圧圧縮機の適当な段落
から抽気された高温の高圧空気を冷却して、冷却空気に
するロータ冷却クーラからも回収するようにし、この回
収された冷却熱によっても、加熱して蒸気を発生させる
ようにしても良いものである。
【００２３】（Ａ）これにより、上述した（ａ）〜
（ｃ）の利点がある反面、中間冷却器で回収した冷却熱
を外部へ放出するようにしていたために、ガスタービン
効率が低減し、また、ガスタービン部と組み合わせてガ
スタービンコンバインドサイクルを構成する、排熱回収
部の効率を低下させてしまうデメリットであったため、
これまでのガスタービンコンバインドサイクルに適用す
るのが難しかった、中間冷却器を設けるようにしたガス
タービンコンバインドサイクル、いわゆる中間冷却式ガ
スタービンコンバインドサイクルにおける、不具合のう
ち、中間冷却器で回収され、従来外気へ放出されていた
中間冷却器での排熱を排熱回収部で回収して、この排熱
によっても駆動力を発生させるようにして、排熱回収部
から外部へ出力できる駆動力を増大させ、プラントとし
ての全体効率を向上できるようになり、少くとも、従来
の中間冷却式ガスタービンコンバインドサイクルにおけ
る排熱回収部の効率低下の不具合を解消できるようにな
り、中間冷却式コンバインドガスタービンをガスタービ
ンコンバインドサイクルとして適用でき、上述の（ａ）
〜（ｃ）の利点を享受できるようになる。
（ｃ）の利点がある反面、中間冷却器で回収した冷却熱
を外部へ放出するようにしていたために、ガスタービン
効率が低減し、また、ガスタービン部と組み合わせてガ
スタービンコンバインドサイクルを構成する、排熱回収
部の効率を低下させてしまうデメリットであったため、
これまでのガスタービンコンバインドサイクルに適用す
るのが難しかった、中間冷却器を設けるようにしたガス
タービンコンバインドサイクル、いわゆる中間冷却式ガ
スタービンコンバインドサイクルにおける、不具合のう
ち、中間冷却器で回収され、従来外気へ放出されていた
中間冷却器での排熱を排熱回収部で回収して、この排熱
によっても駆動力を発生させるようにして、排熱回収部
から外部へ出力できる駆動力を増大させ、プラントとし
ての全体効率を向上できるようになり、少くとも、従来
の中間冷却式ガスタービンコンバインドサイクルにおけ
る排熱回収部の効率低下の不具合を解消できるようにな
り、中間冷却式コンバインドガスタービンをガスタービ
ンコンバインドサイクルとして適用でき、上述の（ａ）
〜（ｃ）の利点を享受できるようになる。
【００２４】また、本発明のガスタービンコンバインド
サイクルは、上述した（１）の手段に加え、次の手段と
した。
サイクルは、上述した（１）の手段に加え、次の手段と
した。
【００２５】（２）蒸気タービンが高圧蒸気タービン、
中圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンからなり、
圧縮空気の冷却によって回収された冷却熱により中間冷
却器で凝縮水から発生させた蒸気が、中圧蒸気タービ
ン、もしくは低圧蒸気タービンのうちの何れか一方に供
給され、これらの蒸気タービンを作動させて駆動力を出
力できるものとした。
中圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンからなり、
圧縮空気の冷却によって回収された冷却熱により中間冷
却器で凝縮水から発生させた蒸気が、中圧蒸気タービ
ン、もしくは低圧蒸気タービンのうちの何れか一方に供
給され、これらの蒸気タービンを作動させて駆動力を出
力できるものとした。
【００２６】（Ｂ）これにより、上述の（Ａ）に加え、
低圧圧縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧
縮機へ供給するために、中間冷却器で回収され、従来外
気へ放出されていた中間冷却器での回収熱の排熱回収部
での回収が、より効率的に行われるともに、排熱回収部
で回収された回収熱をより効率的に駆動力に変換して、
排熱回収部から外部へ出力できる駆動力を、より増加さ
せることができる。
低圧圧縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧
縮機へ供給するために、中間冷却器で回収され、従来外
気へ放出されていた中間冷却器での回収熱の排熱回収部
での回収が、より効率的に行われるともに、排熱回収部
で回収された回収熱をより効率的に駆動力に変換して、
排熱回収部から外部へ出力できる駆動力を、より増加さ
せることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガスタービンコン
バインドサイクルの実施の一形態を図面にもとづき説明
する。図１は、本発明のガスタービンコンバインドサイ
クルの実施の第１形態としての中間冷却式ガスタービン
コンバインドサイクルを示す系統図である。なお、図に
おいて図３に示す部材と同一部材には、同一符号を符し
て詳細説明は省略する。
バインドサイクルの実施の一形態を図面にもとづき説明
する。図１は、本発明のガスタービンコンバインドサイ
クルの実施の第１形態としての中間冷却式ガスタービン
コンバインドサイクルを示す系統図である。なお、図に
おいて図３に示す部材と同一部材には、同一符号を符し
て詳細説明は省略する。
【００２８】本実施の形態による中間冷却式ガスタービ
ンコンバインドサイクルのガスタービン部４１には、図
３に示すガスタービン部１０の発電器１、低圧圧縮機
２、高圧圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、ロータ
冷却クーラ６、クーリングタワー７，９と同様なものが
設けられている。また、図３に示す中間冷却器８に代え
て、エコノマイザ４３、エバポレータ４４、およびスー
パーヒータ４５から構成される。中間冷却器４２を設け
るようにしている。
ンコンバインドサイクルのガスタービン部４１には、図
３に示すガスタービン部１０の発電器１、低圧圧縮機
２、高圧圧縮機３、燃焼器４、ガスタービン５、ロータ
冷却クーラ６、クーリングタワー７，９と同様なものが
設けられている。また、図３に示す中間冷却器８に代え
て、エコノマイザ４３、エバポレータ４４、およびスー
パーヒータ４５から構成される。中間冷却器４２を設け
るようにしている。
【００２９】このうちガスタービン部４１は、前述した
図３に示すガスタービン１０と同様に、高圧圧縮機３、
低圧圧縮機２および発電機１を同軸状に連結し、後述す
るように、燃焼ガスで駆動されるガスタービン５によ
り、これらを作動させて、外気を燃焼を行う所定の高圧
空気を発生させるとともに、余剰の駆動力で発電を行う
ようにしている。
図３に示すガスタービン１０と同様に、高圧圧縮機３、
低圧圧縮機２および発電機１を同軸状に連結し、後述す
るように、燃焼ガスで駆動されるガスタービン５によ
り、これらを作動させて、外気を燃焼を行う所定の高圧
空気を発生させるとともに、余剰の駆動力で発電を行う
ようにしている。
【００３０】しかしながら、低圧圧縮機４５から吐出さ
れる１９０℃にもなる圧縮空気を１００℃程度にまで冷
却する中間冷却器４２は、エコノマイザ４３、エバポレ
ータ４４、およびスーパヒータ４５で構成するようにし
て、従来、中間冷却式ガスタービンコンバインドサイク
ル３０の熱効率を悪くし、ガスタービンコンバインドサ
イクルに適用するのを難しくしていた、中間冷却器４２
で回収された冷却熱は、外部に放出せずに、後述する排
熱回収部４６で動力に変換して、特に、中間冷却器８を
設けることによって生じていた、排熱回収部２３の効率
低下のディメリットを回避して、ガスタービンコンバイ
ンドサイクルに種々の利点がある、中間冷却式ガスター
ビンコンバインドサイクル４０を適用できるものにし
た。
れる１９０℃にもなる圧縮空気を１００℃程度にまで冷
却する中間冷却器４２は、エコノマイザ４３、エバポレ
ータ４４、およびスーパヒータ４５で構成するようにし
て、従来、中間冷却式ガスタービンコンバインドサイク
ル３０の熱効率を悪くし、ガスタービンコンバインドサ
イクルに適用するのを難しくしていた、中間冷却器４２
で回収された冷却熱は、外部に放出せずに、後述する排
熱回収部４６で動力に変換して、特に、中間冷却器８を
設けることによって生じていた、排熱回収部２３の効率
低下のディメリットを回避して、ガスタービンコンバイ
ンドサイクルに種々の利点がある、中間冷却式ガスター
ビンコンバインドサイクル４０を適用できるものにし
た。
【００３１】なお、従来の中間冷却器８で回収した冷却
熱を外気に放出するクーリングタワー９を、従来通り設
けるようにしているが、本実施の形態のクーリングタワ
ー９は、部分負荷時などに、この中間冷却器８に凝縮水
が十分に供給されず、中間冷却器４２の性能が低下し、
高圧圧縮機３出口の冷却空気温度が上昇し、タービン翼
の許容応力を越す危険性が生じる場合等に、バックアッ
プとして使用されるだけで、中間冷却式ガスタービンコ
ンバインドサイクル３０の定格点付近の運転では、使用
しないようにしている。
熱を外気に放出するクーリングタワー９を、従来通り設
けるようにしているが、本実施の形態のクーリングタワ
ー９は、部分負荷時などに、この中間冷却器８に凝縮水
が十分に供給されず、中間冷却器４２の性能が低下し、
高圧圧縮機３出口の冷却空気温度が上昇し、タービン翼
の許容応力を越す危険性が生じる場合等に、バックアッ
プとして使用されるだけで、中間冷却式ガスタービンコ
ンバインドサイクル３０の定格点付近の運転では、使用
しないようにしている。
【００３２】一方、排熱回収部４６には、図３に示す排
熱回収部２３の高圧蒸気発生器１１、中圧蒸気発生器１
２、低圧蒸気発生器１３、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気
配管１５、低圧蒸気配管１６、発電機１７、高圧蒸気タ
ービン１８、中圧蒸気タービン１９、低圧蒸気タービン
２０、再熱器２１、および凝縮器２２と同様なものが設
けられている。
熱回収部２３の高圧蒸気発生器１１、中圧蒸気発生器１
２、低圧蒸気発生器１３、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気
配管１５、低圧蒸気配管１６、発電機１７、高圧蒸気タ
ービン１８、中圧蒸気タービン１９、低圧蒸気タービン
２０、再熱器２１、および凝縮器２２と同様なものが設
けられている。
【００３３】さらに、排熱回収部４６には、凝縮器２２
から上述した蒸気発生器１１，１２，１３のそれぞれに
凝縮水を供給する凝縮水供給管２５から分岐して設けら
れ、上述した中間冷却器４２に凝縮水を供給する加圧ポ
ンプ４８を介装した加圧水配管４７、中間冷却器４２に
回収された冷却熱で凝縮水を蒸発して、加熱した加熱蒸
気を高圧蒸気タービン１８出口および中圧蒸気タービン
出口に供給する加熱蒸気配管４９、加熱蒸気配管４９の
高圧蒸気タービン１８出口への連結部および中圧蒸気タ
ービン１９出口への連結部に、それぞれ介装されたバル
ブ５０，５１を設けるようにしている。
から上述した蒸気発生器１１，１２，１３のそれぞれに
凝縮水を供給する凝縮水供給管２５から分岐して設けら
れ、上述した中間冷却器４２に凝縮水を供給する加圧ポ
ンプ４８を介装した加圧水配管４７、中間冷却器４２に
回収された冷却熱で凝縮水を蒸発して、加熱した加熱蒸
気を高圧蒸気タービン１８出口および中圧蒸気タービン
出口に供給する加熱蒸気配管４９、加熱蒸気配管４９の
高圧蒸気タービン１８出口への連結部および中圧蒸気タ
ービン１９出口への連結部に、それぞれ介装されたバル
ブ５０，５１を設けるようにしている。
【００３４】この排熱回収部２３では、図３に示す排熱
回収部２３と同様にガスタービン５から排出され煙突２
４から外気に放出される排ガスを、高圧蒸気発生器１
１、中圧蒸気発生器１２、低圧蒸気発生器１３内を順次
通過させることによって、高温の排ガスから熱回収を行
い高圧、中圧、低圧の蒸気を発生させ、それぞれの蒸気
は、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気配管１５、低圧蒸気配
管１６により、それぞれ同軸状に連結された高圧蒸気タ
ービン１８、中圧蒸気タービン１９、低圧蒸気タービン
２０へ送られ、これらのタービンに作動させて、その出
力をこれらのタービンと同軸状連結された発電機１７を
駆動し、電気エネルギーを発生させる。
回収部２３と同様にガスタービン５から排出され煙突２
４から外気に放出される排ガスを、高圧蒸気発生器１
１、中圧蒸気発生器１２、低圧蒸気発生器１３内を順次
通過させることによって、高温の排ガスから熱回収を行
い高圧、中圧、低圧の蒸気を発生させ、それぞれの蒸気
は、高圧蒸気配管１４、中圧蒸気配管１５、低圧蒸気配
管１６により、それぞれ同軸状に連結された高圧蒸気タ
ービン１８、中圧蒸気タービン１９、低圧蒸気タービン
２０へ送られ、これらのタービンに作動させて、その出
力をこれらのタービンと同軸状連結された発電機１７を
駆動し、電気エネルギーを発生させる。
【００３５】また、高圧蒸気タービン１８の出口では、
高圧蒸気タービン１８の排気と中圧蒸気発生器１２で発
生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸気とを混合
したのち、再熱器２１により加温し、中圧蒸気タービン
１９の入り口温度を昇温させ、中圧蒸気タービン１９に
供給し中圧タービン１９の出力を増すようにしている。
さらに、中圧蒸気タービン１９の出口では、中圧蒸気タ
ービン１９の排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、低圧
蒸気配管１６で供給された低圧蒸気とを混合したのち、
低圧蒸気タービン２０に供給するようにしている。
高圧蒸気タービン１８の排気と中圧蒸気発生器１２で発
生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸気とを混合
したのち、再熱器２１により加温し、中圧蒸気タービン
１９の入り口温度を昇温させ、中圧蒸気タービン１９に
供給し中圧タービン１９の出力を増すようにしている。
さらに、中圧蒸気タービン１９の出口では、中圧蒸気タ
ービン１９の排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、低圧
蒸気配管１６で供給された低圧蒸気とを混合したのち、
低圧蒸気タービン２０に供給するようにしている。
【００３６】また、低圧蒸気タービン２０出口では、凝
縮器２２により低圧蒸気タービン２０から排出された排
気を復水して、凝縮水とし高圧蒸気発生器１１、中圧蒸
気発生器１２および低圧蒸気発生器１３のそれぞれへ供
給するようにしている。
縮器２２により低圧蒸気タービン２０から排出された排
気を復水して、凝縮水とし高圧蒸気発生器１１、中圧蒸
気発生器１２および低圧蒸気発生器１３のそれぞれへ供
給するようにしている。
【００３７】また、本実施の形態の排熱回収部４８で
は、凝縮器２２から蒸気発生器１１，１２，１３に供給
される凝縮水の一部は、凝縮器２２の出口で分岐され、
加圧ポンプ４８により、後述するようなバルブ５０，５
１操作を併用して、所定の圧力まで昇圧され、加圧水配
管４７により中間冷却器４２に供給される。中間冷却器
４２に供給された加圧された凝縮水は、まずエコノマイ
ザ４３で飽和水となり、さらに、エバポレータ４４で飽
和蒸気となり、スーパーヒータ４５で加熱蒸気となる。
は、凝縮器２２から蒸気発生器１１，１２，１３に供給
される凝縮水の一部は、凝縮器２２の出口で分岐され、
加圧ポンプ４８により、後述するようなバルブ５０，５
１操作を併用して、所定の圧力まで昇圧され、加圧水配
管４７により中間冷却器４２に供給される。中間冷却器
４２に供給された加圧された凝縮水は、まずエコノマイ
ザ４３で飽和水となり、さらに、エバポレータ４４で飽
和蒸気となり、スーパーヒータ４５で加熱蒸気となる。
【００３８】このように、従来はクーリングタワー９で
外気へ放出されていた、低圧圧縮機２から吐出される圧
縮空気を冷却して高圧圧縮機３に供給するようにした、
中間冷却器４２で回収された熱量は、この加圧された凝
縮水を昇温して、加熱蒸気にするために使用されること
になる。
外気へ放出されていた、低圧圧縮機２から吐出される圧
縮空気を冷却して高圧圧縮機３に供給するようにした、
中間冷却器４２で回収された熱量は、この加圧された凝
縮水を昇温して、加熱蒸気にするために使用されること
になる。
【００３９】また、この加熱蒸気は、加熱蒸気配管４９
により再熱器２１入り口、すなわち高圧蒸気タービン１
８の出口で高圧蒸気タービン１８の排気と中圧蒸気発生
器１２で発生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸
気と混合したのち、再熱器２１により加温されて、中圧
蒸気タービン１９に供給され中圧蒸気タービン１９の出
力を増すか、もしくは、低圧蒸気タービン２４の入り
口、すなわち、中圧蒸気タービン１９の出口で、中圧蒸
気タービン１９の排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、
低圧蒸気配管１６で供給された低圧蒸気と混合したの
ち、低圧蒸気タービン２０に供給され、低圧蒸気タービ
ン２０の出力を増す。
により再熱器２１入り口、すなわち高圧蒸気タービン１
８の出口で高圧蒸気タービン１８の排気と中圧蒸気発生
器１２で発生し、中圧蒸気配管１５で供給された中圧蒸
気と混合したのち、再熱器２１により加温されて、中圧
蒸気タービン１９に供給され中圧蒸気タービン１９の出
力を増すか、もしくは、低圧蒸気タービン２４の入り
口、すなわち、中圧蒸気タービン１９の出口で、中圧蒸
気タービン１９の排気と低圧蒸気発生器１３で発生し、
低圧蒸気配管１６で供給された低圧蒸気と混合したの
ち、低圧蒸気タービン２０に供給され、低圧蒸気タービ
ン２０の出力を増す。
【００４０】このとき、加圧ポンプ４８において、分岐
された凝縮水を中圧蒸気と同レベルの圧力へ加圧して、
中圧蒸気タービン１９（再熱器２１）に供給するような
場合には、バルブ５０を全開にし、バルブ５１を全閉に
して加圧することにより、加熱蒸気を再熱器２１入り口
へ供給することができる。また、加圧ポンプ４８におい
て、分岐された凝縮水を低圧蒸気と同レベルの圧力へ加
圧して、低圧蒸気タービン２０に供給するような場合に
は、バルブ５０を全閉にし、バルブ５１を全開にして、
加圧することにより加熱蒸気を低圧蒸気タービン２０入
り口へ供給することができる。
された凝縮水を中圧蒸気と同レベルの圧力へ加圧して、
中圧蒸気タービン１９（再熱器２１）に供給するような
場合には、バルブ５０を全開にし、バルブ５１を全閉に
して加圧することにより、加熱蒸気を再熱器２１入り口
へ供給することができる。また、加圧ポンプ４８におい
て、分岐された凝縮水を低圧蒸気と同レベルの圧力へ加
圧して、低圧蒸気タービン２０に供給するような場合に
は、バルブ５０を全閉にし、バルブ５１を全開にして、
加圧することにより加熱蒸気を低圧蒸気タービン２０入
り口へ供給することができる。
【００４１】次に、中間冷却器４２での、加圧された凝
縮水と中間冷却器４２で回収された冷却熱との熱交換
を、図２に基づいて説明する。なお、図２の縦軸は温度
を示し、横軸はエコノマイザ４３、エバポレータ４４、
スーパーヒータ４５からなる中間冷却器４２の各機器で
の交換熱量を示す。
縮水と中間冷却器４２で回収された冷却熱との熱交換
を、図２に基づいて説明する。なお、図２の縦軸は温度
を示し、横軸はエコノマイザ４３、エバポレータ４４、
スーパーヒータ４５からなる中間冷却器４２の各機器で
の交換熱量を示す。
【００４２】加圧ポンプ４８で加圧された凝縮水は、加
圧水配管４７によりエコノマイザ４３に供給され、エコ
ノマイザ４３で、中圧蒸気圧若しくは低圧蒸気圧まで加
圧ポンプ４８で加圧された圧力の飽和温度の凝縮水にさ
れる。エコノマイザ４３で飽和温度にされた凝縮水は、
エバポレータ４４でさらに加熱され飽和蒸気となり、ス
ーパーヒータ４５へ供給され、スーパーヒータ４５で加
熱蒸気へと変化するが、この加圧された凝縮水からの発
生蒸気量は、高温側のターミナル温度差と、ピンチング
ポイント温度差により決定される。そこで、この中間冷
却器４２での発生蒸気量がきまると、エコノマイザ４３
での熱交換量が決定され、高圧圧縮機３入り口温度が決
定される。
圧水配管４７によりエコノマイザ４３に供給され、エコ
ノマイザ４３で、中圧蒸気圧若しくは低圧蒸気圧まで加
圧ポンプ４８で加圧された圧力の飽和温度の凝縮水にさ
れる。エコノマイザ４３で飽和温度にされた凝縮水は、
エバポレータ４４でさらに加熱され飽和蒸気となり、ス
ーパーヒータ４５へ供給され、スーパーヒータ４５で加
熱蒸気へと変化するが、この加圧された凝縮水からの発
生蒸気量は、高温側のターミナル温度差と、ピンチング
ポイント温度差により決定される。そこで、この中間冷
却器４２での発生蒸気量がきまると、エコノマイザ４３
での熱交換量が決定され、高圧圧縮機３入り口温度が決
定される。
【００４３】このように、本実施の形態のガスタービン
コンバインドサイクルに採用される中間冷却式ガスター
ビンコンバインドサイクル４０では、従来クーリングタ
ワー９で外気へ放出していた中間冷却器４２で回収され
た熱量を、加圧ポンプ４８で加圧された凝縮水を用い
て、中間冷却器４２のエコノマイザ４３、エバポレータ
４４、スーパーヒータ４５によって、加熱蒸気へと変化
させ、その加熱蒸気を再熱器２１入り口、または、低圧
蒸気タービン２０入り口へ供給することにより、中圧蒸
気タービン１９もしくは低圧蒸気タービン２０の出力と
して回収し、有効利用することにより、コンバインド出
力のみならず、コンバインド効率を向上させる効果があ
る。
コンバインドサイクルに採用される中間冷却式ガスター
ビンコンバインドサイクル４０では、従来クーリングタ
ワー９で外気へ放出していた中間冷却器４２で回収され
た熱量を、加圧ポンプ４８で加圧された凝縮水を用い
て、中間冷却器４２のエコノマイザ４３、エバポレータ
４４、スーパーヒータ４５によって、加熱蒸気へと変化
させ、その加熱蒸気を再熱器２１入り口、または、低圧
蒸気タービン２０入り口へ供給することにより、中圧蒸
気タービン１９もしくは低圧蒸気タービン２０の出力と
して回収し、有効利用することにより、コンバインド出
力のみならず、コンバインド効率を向上させる効果があ
る。
【００４４】これにより、従来の中間冷却式ガスタービ
ンコンバインドサイクル３０の課題である、コンバイン
ド効率がシンプルサイクルよりも低くなるディメリット
を解消できるため、本来の中間冷却式ガスタービンコン
バインドサイクルのもつ利点を有効に利用することがで
きる、ガスタービンコンバインドサイクルとすることが
できる。
ンコンバインドサイクル３０の課題である、コンバイン
ド効率がシンプルサイクルよりも低くなるディメリット
を解消できるため、本来の中間冷却式ガスタービンコン
バインドサイクルのもつ利点を有効に利用することがで
きる、ガスタービンコンバインドサイクルとすることが
できる。
【００４５】また、凝縮水の圧力レベルも中圧蒸気圧
力、もしくは低圧蒸気圧力レベルのものに自在にできる
ため、ガスタービン部分負荷時においても、発生蒸気量
を最大として出力回収を大きくできる効果がある。
力、もしくは低圧蒸気圧力レベルのものに自在にできる
ため、ガスタービン部分負荷時においても、発生蒸気量
を最大として出力回収を大きくできる効果がある。
【００４６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のガスタ
ービンコンバインドサイクルによれば、蒸気タービンか
ら排出される排気を凝縮水にする凝縮器から、ガスター
ビンから排出される排ガスから蒸気を発生させる蒸気発
生器へ循環させるようにした凝縮水を分岐して、低圧圧
縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧縮機に
供給するようにした中間冷却器に供給し、圧縮空気の冷
却によって回収された冷却熱により、蒸気タービンを作
動させる蒸気を中間冷却器で発生させるようにした。
ービンコンバインドサイクルによれば、蒸気タービンか
ら排出される排気を凝縮水にする凝縮器から、ガスター
ビンから排出される排ガスから蒸気を発生させる蒸気発
生器へ循環させるようにした凝縮水を分岐して、低圧圧
縮機から吐出される圧縮空気を冷却して、高圧圧縮機に
供給するようにした中間冷却器に供給し、圧縮空気の冷
却によって回収された冷却熱により、蒸気タービンを作
動させる蒸気を中間冷却器で発生させるようにした。
【００４７】これにより、中間冷却器で回収した冷却熱
を外部へ放出するために、ガスタービン効率が低減し、
また、ガスタービン部と組み合わせてガスタービンコン
バインドサイクルを構成する排熱回収部の効率を低下さ
せてしまうデメリットであったため、これまでのガスタ
ービンコンバインドサイクルに適用するのが難しかっ
た、中間冷却器を設けるようにしたガスタービンコンバ
インドサイクルにおける不具合を解消でき、種々の利点
を有する中間冷却式コンバインドガスタービンをガスタ
ービンコンバインドサイクルとして適用することができ
るようになる。
を外部へ放出するために、ガスタービン効率が低減し、
また、ガスタービン部と組み合わせてガスタービンコン
バインドサイクルを構成する排熱回収部の効率を低下さ
せてしまうデメリットであったため、これまでのガスタ
ービンコンバインドサイクルに適用するのが難しかっ
た、中間冷却器を設けるようにしたガスタービンコンバ
インドサイクルにおける不具合を解消でき、種々の利点
を有する中間冷却式コンバインドガスタービンをガスタ
ービンコンバインドサイクルとして適用することができ
るようになる。
【００４８】また、本発明のガスタービンコンバインド
サイクルによれば、蒸気タービンが高圧蒸気タービン、
中圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンからなり、
圧縮空気の冷却によって回収された冷却熱により、中間
冷却器で凝縮水から発生させた蒸気が、中圧蒸気タービ
ン、もしくは低圧蒸気タービンのうちの何れか一方に供
給され、これらの蒸気タービンを作動させて駆動力を出
力できるものとした。
サイクルによれば、蒸気タービンが高圧蒸気タービン、
中圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンからなり、
圧縮空気の冷却によって回収された冷却熱により、中間
冷却器で凝縮水から発生させた蒸気が、中圧蒸気タービ
ン、もしくは低圧蒸気タービンのうちの何れか一方に供
給され、これらの蒸気タービンを作動させて駆動力を出
力できるものとした。
【００４９】これにより、低圧圧縮機から吐出される圧
縮空気を冷却して、高圧圧縮機へ供給するために、中間
冷却器で回収され、従来、外気へ放出されていた中間冷
却器での回収熱の排熱回収部での回収がより効率的に行
われるとともに、排熱回収部で回収された回収熱をより
効率的に駆動力に変換して、排熱回収部から外部へ出力
できる駆動力をより増させることができる。
縮空気を冷却して、高圧圧縮機へ供給するために、中間
冷却器で回収され、従来、外気へ放出されていた中間冷
却器での回収熱の排熱回収部での回収がより効率的に行
われるとともに、排熱回収部で回収された回収熱をより
効率的に駆動力に変換して、排熱回収部から外部へ出力
できる駆動力をより増させることができる。
【図１】本発明のガスタービンコンバインドサイクルの
実施の第１形態としての中間冷却式ガスタービンコンバ
インドサイクルを示す系統図、
実施の第１形態としての中間冷却式ガスタービンコンバ
インドサイクルを示す系統図、
【図２】図１に示す中間冷却器における熱交換を示す
図、
図、
【図３】従来の中間冷却式コンバインドガスタービンサ
イクルを示す系統図である。
イクルを示す系統図である。
１ 発電機（ガスタービン用） ２ 低圧圧縮機 ３ 高圧圧縮機 ４ 燃焼器 ５ ガスタービン ６ ロータ冷却クーラ ７ クーリングタワー（ロータ冷却クーラ用） ８ 中間冷却器 ９ クーリングタワー（中間冷却器用） １０ ガスタービン部 １１ 高圧蒸気発生器 １２ 中圧蒸気発生器 １３ 低圧蒸気発生器 １４ 高圧蒸気配管 １５ 中圧蒸気配管 １６ 低圧蒸気配管 １７ 発電機（蒸気タービン用） １８ 高圧蒸気タービン １９ 中圧蒸気タービン ２０ 低圧蒸気タービン ２１ 再熱器 ２２ 凝縮器 ２３ 排熱回収部 ２４ 煙突 ２５ 凝縮水供給管 ３０ 中間冷却式ガスタービンコンバインドサイ
クル ４０ 中間冷却式ガスタービンコンバインドサイ
クル ４１ ガスタービン部 ４２ 中間冷却器 ４３ エコノマイザ ４４ エバポレータ ４５ スーパヒータ ４６ 排熱回収部 ４７ 加圧水配管 ４８ 加圧ポンプ ４９ 加熱蒸気配管 ５０，５１ バルブ
クル ４０ 中間冷却式ガスタービンコンバインドサイ
クル ４１ ガスタービン部 ４２ 中間冷却器 ４３ エコノマイザ ４４ エバポレータ ４５ スーパヒータ ４６ 排熱回収部 ４７ 加圧水配管 ４８ 加圧ポンプ ４９ 加熱蒸気配管 ５０，５１ バルブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ａ (72)発明者 上松 一雄 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 秋田 栄司 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 低圧圧縮機、前記低圧圧縮機から吐出さ
れる圧縮空気を冷却する中間冷却器、前記中間冷却器か
らの圧縮空気をさらに圧縮して高圧空気にする高圧圧縮
機、前記高圧空気と供給された燃料とを燃焼させる燃焼
器、および前記燃焼器からの燃焼ガスで駆動され、動力
を発生させるガスタービンとからなるガスタービン部
と、前記ガスタービンから排出される排ガスから熱回収
して蒸気を発生させる蒸気発生器、前記蒸気発生器から
の蒸気で駆動され、動力を発生させる蒸気タービン、お
よび前記蒸気タービンから排出された排気を復水して凝
縮水にする凝縮器とからなる排熱回収部とを設けたガス
タービンコンバインドサイクルにおいて、前記凝縮器か
ら前記蒸気発生器に循環させる前記凝縮水を分岐して、
前記中間冷却器に導入し、前記蒸気タービンを駆動する
蒸気を発生させるようにしたことを特徴とするガスター
ビンコンバインドサイクル。 - 【請求項２】 前記蒸気タービンが高圧蒸気タービン、
中圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンからなり、
前記中間冷却器で前記凝縮水から発生させた蒸気が、前
記中圧蒸気タービン、もしくは前記低圧蒸気タービンの
うちの何れか一方に供給されるようにしたことを特徴と
する請求項１のガスタービンコンバインドサイクル。
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|---|---|---|---|
| JP10051879A JPH11247669A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | ガスタービンコンバインドサイクル |
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| DE69929918T DE69929918T2 (de) | 1998-03-04 | 1999-03-02 | Gasturbinenkombikraftwerk |
| EP99104199A EP0940563B1 (en) | 1998-03-04 | 1999-03-02 | Gas turbine combined cycle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051879A JPH11247669A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | ガスタービンコンバインドサイクル |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11247669A true JPH11247669A (ja) | 1999-09-14 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0940563B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11247669A (ja) |
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- 1998-03-04 JP JP10051879A patent/JPH11247669A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-02-24 US US09/256,106 patent/US6212873B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-25 CA CA002263036A patent/CA2263036C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-02 DE DE69929918T patent/DE69929918T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 EP EP99104199A patent/EP0940563B1/en not_active Revoked
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Legal Events
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