JP2000282894A - ガスタービンプラント及びその運転方法並びにその制御方法 - Google Patents
ガスタービンプラント及びその運転方法並びにその制御方法Info
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- JP2000282894A JP2000282894A JP9131199A JP9131199A JP2000282894A JP 2000282894 A JP2000282894 A JP 2000282894A JP 9131199 A JP9131199 A JP 9131199A JP 9131199 A JP9131199 A JP 9131199A JP 2000282894 A JP2000282894 A JP 2000282894A
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- 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
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水回収を行う湿分高利用型ガスタービンシステ
ムの簡略化を図り、要素機器の小型化、低圧力損失化を
促進して、製作コストの低減および発電出力または発電
効率を向上することが可能なガスタービンプラントを提
供する。 【解決手段】圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水分を
付加する加湿装置２と、ガスタービンからの排ガスの熱
エネルギーを回収する熱回収装置３と、前記排ガス中の
水分を回収する水回収装置６と、前記排ガスを大気に開
放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置７とを
備えたガスタービンプラントにおいて、前記加湿装置２
に、加熱された液相の水を前記昇圧ガス中に噴霧する噴
霧手段と、噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残った
余剰水を回収する余剰水回収手段と、この余剰水回収手
段にて回収された水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水
として供給する供給手段とを設けた。
ムの簡略化を図り、要素機器の小型化、低圧力損失化を
促進して、製作コストの低減および発電出力または発電
効率を向上することが可能なガスタービンプラントを提
供する。 【解決手段】圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水分を
付加する加湿装置２と、ガスタービンからの排ガスの熱
エネルギーを回収する熱回収装置３と、前記排ガス中の
水分を回収する水回収装置６と、前記排ガスを大気に開
放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置７とを
備えたガスタービンプラントにおいて、前記加湿装置２
に、加熱された液相の水を前記昇圧ガス中に噴霧する噴
霧手段と、噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残った
余剰水を回収する余剰水回収手段と、この余剰水回収手
段にて回収された水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水
として供給する供給手段とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンプラン
ト及びその運転方法並びにその制御方法に係わり、特に
高湿分の作動媒体を燃焼器で高温に加熱し、その高温ガ
スによりガスタービンを駆動して動力を得るようにした
ガスタービンプラントに関するものである。
ト及びその運転方法並びにその制御方法に係わり、特に
高湿分の作動媒体を燃焼器で高温に加熱し、その高温ガ
スによりガスタービンを駆動して動力を得るようにした
ガスタービンプラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高湿分の作動媒体を用いるＨＡＴ（Humi
d Air Turbine（高湿度ガスタービン））サイクルに関
する技術としては、例えば特公平１−１９５０５３号公
報、特公平１−３１０１３号公報、また「火力原子力発
電 Vol.43 No.12 1992 p65−p71」などに開示されてい
るものが知られている。
d Air Turbine（高湿度ガスタービン））サイクルに関
する技術としては、例えば特公平１−１９５０５３号公
報、特公平１−３１０１３号公報、また「火力原子力発
電 Vol.43 No.12 1992 p65−p71」などに開示されてい
るものが知られている。
【０００３】すなわち、これらには、支燃焼ガス・作動
媒体ガス等として用いる空気，あるいは空気を主体とす
るガスを、圧縮機で昇圧してなる圧縮空気の一部あるい
は全部に、液相の水を注入して得た圧縮空気／水／水蒸
気の液相混合物でガスタービンの排気から熱回収、また
はガスタービン排気からの熱回収とこの圧縮機の中間冷
却とを行うガスタービンサイクル（プラント）が開示さ
れている。
媒体ガス等として用いる空気，あるいは空気を主体とす
るガスを、圧縮機で昇圧してなる圧縮空気の一部あるい
は全部に、液相の水を注入して得た圧縮空気／水／水蒸
気の液相混合物でガスタービンの排気から熱回収、また
はガスタービン排気からの熱回収とこの圧縮機の中間冷
却とを行うガスタービンサイクル（プラント）が開示さ
れている。
【０００４】このガスタービンサイクルでは、流入空気
は圧縮過程において、中間冷却器および後置冷却器にお
いて液相の水により冷却される。生成した圧縮空気は加
湿された後、熱回収装置において排ガスにより加熱され
る。このガスタービンサイクルは蒸気タービンを必要と
せず、ガスタービンのみで、コンバインドサイクルに匹
敵する、またはそれ以上の出力と高効率が達成可能と考
えられている。
は圧縮過程において、中間冷却器および後置冷却器にお
いて液相の水により冷却される。生成した圧縮空気は加
湿された後、熱回収装置において排ガスにより加熱され
る。このガスタービンサイクルは蒸気タービンを必要と
せず、ガスタービンのみで、コンバインドサイクルに匹
敵する、またはそれ以上の出力と高効率が達成可能と考
えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のもので
は、ガスタービンへ供給する圧縮空気を加湿する手段と
して増湿塔を採用している。この増湿塔の詳細な構造
は、例えば米国特許第２１８６７０６号明細書等に記載
されているものが代表される。この増湿塔は、圧縮空気
と水とを対向流でかつ直接に接触させるものである。す
なわち、増湿塔内で、上方向に流れる圧縮空気に対し
て、スプレーまたは滴下した水滴を、圧縮空気と水との
接触を促進する多孔質媒体を介して、直接に接触させて
圧縮空気に水分を付加するようにしている。増湿塔に流
入する水は通常、熱回収を行うことによって加熱されて
おり、増湿塔内で蒸発しなかった液相の水は再び熱回収
に用いられ循環している。
は、ガスタービンへ供給する圧縮空気を加湿する手段と
して増湿塔を採用している。この増湿塔の詳細な構造
は、例えば米国特許第２１８６７０６号明細書等に記載
されているものが代表される。この増湿塔は、圧縮空気
と水とを対向流でかつ直接に接触させるものである。す
なわち、増湿塔内で、上方向に流れる圧縮空気に対し
て、スプレーまたは滴下した水滴を、圧縮空気と水との
接触を促進する多孔質媒体を介して、直接に接触させて
圧縮空気に水分を付加するようにしている。増湿塔に流
入する水は通常、熱回収を行うことによって加熱されて
おり、増湿塔内で蒸発しなかった液相の水は再び熱回収
に用いられ循環している。
【０００６】上記増湿塔内は、空気と水の対向流である
のに加え、多孔質媒体を介しているため、流動抵抗が大
きくなり、大きな圧力損失を生じ易い。また、増湿塔に
流入する前の圧縮空気は、後置冷却器において熱交換を
行うため、ここにおいても圧力損失を生じる。圧縮空気
の圧力損失が大きいと、ガスタービンに流入する作動媒
体の圧力が低くなるので、ガスタービンの出力が小さく
なり、熱効率の低下につながる。
のに加え、多孔質媒体を介しているため、流動抵抗が大
きくなり、大きな圧力損失を生じ易い。また、増湿塔に
流入する前の圧縮空気は、後置冷却器において熱交換を
行うため、ここにおいても圧力損失を生じる。圧縮空気
の圧力損失が大きいと、ガスタービンに流入する作動媒
体の圧力が低くなるので、ガスタービンの出力が小さく
なり、熱効率の低下につながる。
【０００７】また、上記従来技術では、圧縮空気に加え
られた水蒸気は排ガスとともに大気に放出されるため、
多量の水を消費するという問題点も指摘され、その対策
が要望されている。上記従来技術における水の大量消費
問題を解決する例として、「IGTI−Vol.7 ASME COGEN−
TURBO 1992」のp239−245の「FT4000 HAT WITH NATURAL
GAS FUEL」、特開平１０−３０８１１号公報、特開平
１０−１１０６２８号公報には、ガスタービン排ガスか
ら水分を回収し、再利用または再循環するシステムが記
載されている。
られた水蒸気は排ガスとともに大気に放出されるため、
多量の水を消費するという問題点も指摘され、その対策
が要望されている。上記従来技術における水の大量消費
問題を解決する例として、「IGTI−Vol.7 ASME COGEN−
TURBO 1992」のp239−245の「FT4000 HAT WITH NATURAL
GAS FUEL」、特開平１０−３０８１１号公報、特開平
１０−１１０６２８号公報には、ガスタービン排ガスか
ら水分を回収し、再利用または再循環するシステムが記
載されている。
【０００８】しかし、このサイクルでは、水分を回収す
るために、排ガスは排ガス中の湿分が凝縮を始める温度
（露点温度）以下の例えば４０℃程度まで冷却される
が、環境上その温度で大気中に放出できないため、９０
℃以上に排ガスを再加熱する必要が生じる。上記従来技
術では、水分を回収された排ガスの再加熱媒体として、
水分を回収する前の排ガスを用い、ガスとガスの間で熱
交換を行うとしている。そのため、排ガス再加熱用の熱
交換設備が大型化し、排ガスの圧力損失が大きくなる。
煙突の出口部では排ガス圧力は大気圧力と等しくなるた
め、ガスタービン出口部から煙突に至るまでの排ガスの
圧力損失が大きくなると、ガスタービン出口部の排ガス
圧力を高くしなければならない。つまり、ガスタービン
の入口と出口との作動媒体の圧力差が小さくなり、ガス
タービンの出力が小さくなる。しかしながら、上記従来
技術では、かかる点に関し何ら検討されていない。
るために、排ガスは排ガス中の湿分が凝縮を始める温度
（露点温度）以下の例えば４０℃程度まで冷却される
が、環境上その温度で大気中に放出できないため、９０
℃以上に排ガスを再加熱する必要が生じる。上記従来技
術では、水分を回収された排ガスの再加熱媒体として、
水分を回収する前の排ガスを用い、ガスとガスの間で熱
交換を行うとしている。そのため、排ガス再加熱用の熱
交換設備が大型化し、排ガスの圧力損失が大きくなる。
煙突の出口部では排ガス圧力は大気圧力と等しくなるた
め、ガスタービン出口部から煙突に至るまでの排ガスの
圧力損失が大きくなると、ガスタービン出口部の排ガス
圧力を高くしなければならない。つまり、ガスタービン
の入口と出口との作動媒体の圧力差が小さくなり、ガス
タービンの出力が小さくなる。しかしながら、上記従来
技術では、かかる点に関し何ら検討されていない。
【０００９】一方、作動媒体を別な方法で加湿する例と
して、特開平８−２３２６８４号公報には、後置冷却
器、増湿塔を用いることなく、熱回収装置内で熱水を作
動媒体中に注入して蒸発させるガスタービンサイクルが
記載されている。このサイクルの大きな特徴は、作動媒
体への水分の付加が熱回収装置内で作動媒体に水を注入
することによってのみ行われ、作動媒体の圧力損失の原
因となる多孔質媒体を利用した増湿塔や後置冷却器を有
していないことである。また、このサイクルにおいて、
作動媒体に注入された液相の水は、全て蒸発して作動媒
体中に水蒸気として混入され、水の循環が存在しない。
しかし、上記従来技術においては水回収装置がサイクル
中に存在する場合を考慮しておらず、水回収装置が必要
となった場合には新たに最適なサイクル構成を考える必
要がある。
して、特開平８−２３２６８４号公報には、後置冷却
器、増湿塔を用いることなく、熱回収装置内で熱水を作
動媒体中に注入して蒸発させるガスタービンサイクルが
記載されている。このサイクルの大きな特徴は、作動媒
体への水分の付加が熱回収装置内で作動媒体に水を注入
することによってのみ行われ、作動媒体の圧力損失の原
因となる多孔質媒体を利用した増湿塔や後置冷却器を有
していないことである。また、このサイクルにおいて、
作動媒体に注入された液相の水は、全て蒸発して作動媒
体中に水蒸気として混入され、水の循環が存在しない。
しかし、上記従来技術においては水回収装置がサイクル
中に存在する場合を考慮しておらず、水回収装置が必要
となった場合には新たに最適なサイクル構成を考える必
要がある。
【００１０】本発明はこれらに鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、水回収を行う湿分高利用型ガス
タービンシステムの簡略化を図り、要素機器の小型化、
低圧力損失化を促進して、製作コストの低減および発電
出力または発電効率を向上することが可能なこの種のガ
スタービンプラントを提供することにある。
の目的とするところは、水回収を行う湿分高利用型ガス
タービンシステムの簡略化を図り、要素機器の小型化、
低圧力損失化を促進して、製作コストの低減および発電
出力または発電効率を向上することが可能なこの種のガ
スタービンプラントを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、圧縮
機で昇圧された燃焼用ガス中に水分を付加する加湿装置
と、ガスタービンからの排ガスの熱エネルギーを回収す
る熱回収装置と、前記排ガス中の水分を回収する水回収
装置と、前記排ガスを大気に開放する前に排ガスに熱を
加える排ガス再加熱装置とを備えたガスタービンプラン
トにおいて、前記加湿装置に、加熱された液相の水を前
記昇圧ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、この余剰水回収手段にて回収された水を前記排
ガス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とを
設けるようになし所期の目的を達成するようにしたもの
である。
機で昇圧された燃焼用ガス中に水分を付加する加湿装置
と、ガスタービンからの排ガスの熱エネルギーを回収す
る熱回収装置と、前記排ガス中の水分を回収する水回収
装置と、前記排ガスを大気に開放する前に排ガスに熱を
加える排ガス再加熱装置とを備えたガスタービンプラン
トにおいて、前記加湿装置に、加熱された液相の水を前
記昇圧ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、この余剰水回収手段にて回収された水を前記排
ガス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とを
設けるようになし所期の目的を達成するようにしたもの
である。
【００１２】また本発明は、圧縮機で昇圧された燃焼用
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントにおいて、前記プラ
ントに、前記熱回収装置で加熱された水を前記加湿装置
に供給する供給手段と、前記加湿装置に供給された水を
燃焼用ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、この余剰水回収手段にて回収された水を前記排
ガス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とを
設けるようにしたものである。
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントにおいて、前記プラ
ントに、前記熱回収装置で加熱された水を前記加湿装置
に供給する供給手段と、前記加湿装置に供給された水を
燃焼用ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、この余剰水回収手段にて回収された水を前記排
ガス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とを
設けるようにしたものである。
【００１３】またこの場合、前記排ガス再加熱装置と前
記熱回収装置との間に、前記排ガス再加熱装置の排ガス
加熱後の水を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の
噴霧用水として前記熱回収装置に供給する供給手段を設
けるようにしたものである。また、前記熱回収装置で水
蒸気を発生させるようになし、この水蒸気を前記加湿装
置の噴霧手段で液相の水とともに噴霧するようにしたも
のである。また、前記噴霧手段を、燃焼用ガス中に水蒸
気として付加できる限界量よりも余剰に水を供給するよ
うに形成したものである。
記熱回収装置との間に、前記排ガス再加熱装置の排ガス
加熱後の水を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の
噴霧用水として前記熱回収装置に供給する供給手段を設
けるようにしたものである。また、前記熱回収装置で水
蒸気を発生させるようになし、この水蒸気を前記加湿装
置の噴霧手段で液相の水とともに噴霧するようにしたも
のである。また、前記噴霧手段を、燃焼用ガス中に水蒸
気として付加できる限界量よりも余剰に水を供給するよ
うに形成したものである。
【００１４】また本発明は、圧縮機で昇圧された燃焼用
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントの運転方法におい
て、前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱
回収装置で加熱された水を燃焼用ガス中に噴霧状にして
供給するとともに、噴霧された水が蒸発せずに液相のま
ま残った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水とし
て用いるようにしたものである。
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントの運転方法におい
て、前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱
回収装置で加熱された水を燃焼用ガス中に噴霧状にして
供給するとともに、噴霧された水が蒸発せずに液相のま
ま残った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水とし
て用いるようにしたものである。
【００１５】またこの場合、前記熱水を燃焼用ガス中に
噴霧状にして供給するに際し、燃焼用ガス中に水蒸気と
して付加できる限界量よりも余剰に水を供給するように
したものである。また、前記排ガス再加熱装置の排ガス
加熱後の水を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の
噴霧用水として前記熱回収装置に供給するようにしたも
のである。
噴霧状にして供給するに際し、燃焼用ガス中に水蒸気と
して付加できる限界量よりも余剰に水を供給するように
したものである。また、前記排ガス再加熱装置の排ガス
加熱後の水を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の
噴霧用水として前記熱回収装置に供給するようにしたも
のである。
【００１６】また本発明は、圧縮機で昇圧された燃焼用
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントの制御方法におい
て、前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱
回収装置で発生させた水蒸気を液相の水とともに燃焼用
ガス中に噴霧状にして供給し、かつ噴霧された水が蒸発
せずに液相のまま残った余剰水を前記排ガス再加熱装置
の加熱源水として用いるとともに、前記加湿装置部にお
いて噴霧する液相の水の流量、圧力、液滴径を調節する
ことによりガスタービンの出力を調節するようにしたも
のである。
ガス中に水分を付加する加湿装置と、ガスタービンから
の排ガスの熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記
排ガス中の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを
大気に開放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装
置とを備えたガスタービンプラントの制御方法におい
て、前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱
回収装置で発生させた水蒸気を液相の水とともに燃焼用
ガス中に噴霧状にして供給し、かつ噴霧された水が蒸発
せずに液相のまま残った余剰水を前記排ガス再加熱装置
の加熱源水として用いるとともに、前記加湿装置部にお
いて噴霧する液相の水の流量、圧力、液滴径を調節する
ことによりガスタービンの出力を調節するようにしたも
のである。
【００１７】また、圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に
水分を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガス
の熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中
の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開
放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備
えたガスタービンプラントの制御方法において、前記燃
焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱回収装置で
加熱された水または水蒸気を燃焼用ガス中に噴霧状にし
て供給し、かつ噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残
った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水として用
いるとともに、前記加湿装置部に供給される水蒸気の流
量、圧力を調節することによりガスタービンの出力を調
節するようにしたものである。
水分を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガス
の熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中
の水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開
放する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備
えたガスタービンプラントの制御方法において、前記燃
焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱回収装置で
加熱された水または水蒸気を燃焼用ガス中に噴霧状にし
て供給し、かつ噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残
った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水として用
いるとともに、前記加湿装置部に供給される水蒸気の流
量、圧力を調節することによりガスタービンの出力を調
節するようにしたものである。
【００１８】すなわちこのように形成されたガスタービ
ンプラントであると、加湿装置に、加熱された液相の水
を昇圧ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、該余剰水回収手段にて回収された水を前記排ガ
ス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とが設
けられ、加湿装置において水を噴霧することにより燃焼
用ガスに水分を付加するため、後置冷却器や増湿塔など
を必要とせず、燃焼用ガスの圧力損失が小さくなり、ま
た、加湿装置を圧縮機から熱回収装置までの流路の任意
の位置に設けることが可能であることから、サイクル自
体も簡略化され製作コストも小さくなるのである。さら
に、排ガス再加熱に液相の水が用いられるため、水回収
前の排ガスを排ガス再加熱器に通す必要がなく、また、
排ガス再加熱の方式が水とガスの間での熱交換であるた
め、熱伝達率が高くなり排ガス再加熱器が小型のもので
よく、製作コスト、圧力損失は低減され、したがって低
圧力損失化を促進して、発電出力または発電効率を向上
させることができるのである。
ンプラントであると、加湿装置に、加熱された液相の水
を昇圧ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸
発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収
手段と、該余剰水回収手段にて回収された水を前記排ガ
ス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手段とが設
けられ、加湿装置において水を噴霧することにより燃焼
用ガスに水分を付加するため、後置冷却器や増湿塔など
を必要とせず、燃焼用ガスの圧力損失が小さくなり、ま
た、加湿装置を圧縮機から熱回収装置までの流路の任意
の位置に設けることが可能であることから、サイクル自
体も簡略化され製作コストも小さくなるのである。さら
に、排ガス再加熱に液相の水が用いられるため、水回収
前の排ガスを排ガス再加熱器に通す必要がなく、また、
排ガス再加熱の方式が水とガスの間での熱交換であるた
め、熱伝達率が高くなり排ガス再加熱器が小型のもので
よく、製作コスト、圧力損失は低減され、したがって低
圧力損失化を促進して、発電出力または発電効率を向上
させることができるのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはそのガスタービンサイ
クル（プラント）が系統図で示されている。本サイクル
は高湿分の圧縮空気を燃焼器で加熱してガスタービンで
膨張させることにより、回転動力を生じさせるものであ
る。
発明を詳細に説明する。図１にはそのガスタービンサイ
クル（プラント）が系統図で示されている。本サイクル
は高湿分の圧縮空気を燃焼器で加熱してガスタービンで
膨張させることにより、回転動力を生じさせるものであ
る。
【００２０】主要な構成機器としては、空気を吸入して
昇圧する圧縮器１と、圧縮空気に水分を付加する加湿部
（加湿装置）２と、排ガスから熱回収を行う熱回収装置
３と、高湿分の圧縮空気を加熱する燃焼器（燃焼装置）
４と、高温高圧のガスを膨張させることにより回転動力
を生じさせるガスタービン５と、排ガスを冷却して排ガ
ス中の水蒸気を液化させる水回収装置６と、排ガスを加
熱する排ガス再加熱器７と、回転動力を電力に変換する
発電機８が挙げられる。
昇圧する圧縮器１と、圧縮空気に水分を付加する加湿部
（加湿装置）２と、排ガスから熱回収を行う熱回収装置
３と、高湿分の圧縮空気を加熱する燃焼器（燃焼装置）
４と、高温高圧のガスを膨張させることにより回転動力
を生じさせるガスタービン５と、排ガスを冷却して排ガ
ス中の水蒸気を液化させる水回収装置６と、排ガスを加
熱する排ガス再加熱器７と、回転動力を電力に変換する
発電機８が挙げられる。
【００２１】流入空気１１は圧縮機１において昇圧さ
れ、次に加湿部２において、熱水２２と混合されて加湿
される。この熱水との混合はスプレーノズルなどを用い
て液相の水を微細な液滴状にして噴霧することにより行
われる。噴霧される水量は、圧縮空気に水蒸気として付
加されうる量の数倍程度あり、余剰水２３が生じる。十
分な加湿が行われた後に余剰水２３を空気から分離す
る。
れ、次に加湿部２において、熱水２２と混合されて加湿
される。この熱水との混合はスプレーノズルなどを用い
て液相の水を微細な液滴状にして噴霧することにより行
われる。噴霧される水量は、圧縮空気に水蒸気として付
加されうる量の数倍程度あり、余剰水２３が生じる。十
分な加湿が行われた後に余剰水２３を空気から分離す
る。
【００２２】次に、加湿された空気１３は熱回収装置３
で排ガスの熱を回収して加熱された後に燃焼器４に流入
し、燃料３１の燃焼により高温高圧の燃焼ガス１５を発
生させ、該燃焼ガスをガスタービン５で膨張させる。ガ
スタービン５の排ガス１６は熱回収装置３において、加
湿された空気１３および加湿部２に供給される水２１を
加熱することにより冷却される。熱回収装置３において
は排ガス中の水蒸気が液化しないよう注意を要する。
で排ガスの熱を回収して加熱された後に燃焼器４に流入
し、燃料３１の燃焼により高温高圧の燃焼ガス１５を発
生させ、該燃焼ガスをガスタービン５で膨張させる。ガ
スタービン５の排ガス１６は熱回収装置３において、加
湿された空気１３および加湿部２に供給される水２１を
加熱することにより冷却される。熱回収装置３において
は排ガス中の水蒸気が液化しないよう注意を要する。
【００２３】次に、水回収装置６において、排ガス１７
中の湿分が凝縮する４０℃前後にまで冷却される。冷却
方法としては、冷却水との間接熱交換や、直接接触によ
る熱交換などが考えられる。本実施例では、間接熱交換
を用いた例を示している。次に、排ガス１８は加湿部２
から得られる余剰水２３により９０℃以上にまで加熱さ
れた後、大気に放出される。
中の湿分が凝縮する４０℃前後にまで冷却される。冷却
方法としては、冷却水との間接熱交換や、直接接触によ
る熱交換などが考えられる。本実施例では、間接熱交換
を用いた例を示している。次に、排ガス１８は加湿部２
から得られる余剰水２３により９０℃以上にまで加熱さ
れた後、大気に放出される。
【００２４】次に、水の循環動作について説明する。熱
回収装置３において排ガスから熱回収を行うことにより
加熱された液相の水２２は、加湿部２において圧縮空気
１２中に噴霧され、一部は水蒸気として空気に付加され
て燃焼器４に向かい、残りの余剰水２３は空気より分離
回収される。余剰水２３は噴霧される前の水２２の温度
より低下しているものの、依然百数十度程度、例えば１
３０℃と高温である。この余剰水２３は排ガス再加熱器
７に送られる。この送られた余剰水２３により排ガス１
８を加熱することができる。余剰水２３はこの動作によ
り冷却される。
回収装置３において排ガスから熱回収を行うことにより
加熱された液相の水２２は、加湿部２において圧縮空気
１２中に噴霧され、一部は水蒸気として空気に付加され
て燃焼器４に向かい、残りの余剰水２３は空気より分離
回収される。余剰水２３は噴霧される前の水２２の温度
より低下しているものの、依然百数十度程度、例えば１
３０℃と高温である。この余剰水２３は排ガス再加熱器
７に送られる。この送られた余剰水２３により排ガス１
８を加熱することができる。余剰水２３はこの動作によ
り冷却される。
【００２５】一方、水蒸気として空気に付加された水分
は水回収装置６において液相の水２４として回収され、
水処理装置４１を通り、昇圧ポンプ４３により昇圧さ
れ、ガス再加熱器７を通った水と合流する。合流した水
２１は昇圧ポンプ４２により昇圧された後に再び熱回収
装置３に送られ、これで循環が成り立つ。
は水回収装置６において液相の水２４として回収され、
水処理装置４１を通り、昇圧ポンプ４３により昇圧さ
れ、ガス再加熱器７を通った水と合流する。合流した水
２１は昇圧ポンプ４２により昇圧された後に再び熱回収
装置３に送られ、これで循環が成り立つ。
【００２６】余剰水２３は排ガス再加熱器７で冷却さ
れ、かつ水回収装置６からの水２５と合流することによ
り数十度程度、例えば６０℃程度まで温度が下がるた
め、排ガスからの熱回収に有効に利用できる。以上のサ
イクルでは、加湿部で噴霧する液相の水の流量、圧力、
液滴径を調節することにより、ガスタービンの出力を調
節することが可能である。
れ、かつ水回収装置６からの水２５と合流することによ
り数十度程度、例えば６０℃程度まで温度が下がるた
め、排ガスからの熱回収に有効に利用できる。以上のサ
イクルでは、加湿部で噴霧する液相の水の流量、圧力、
液滴径を調節することにより、ガスタービンの出力を調
節することが可能である。
【００２７】以上の本発明のガスタービンサイクルと
「FT4000 HAT WITH NATURAL GAS FUEL」、特開平１０−
３０８１１号公報、特開平１０−１１０６２８号公報に
挙げられた第一の従来技術とを比べると、本実施例では
加湿部において水を噴霧することにより圧縮空気に水分
を付加するため、後置冷却器および増湿塔を必要とせ
ず、圧縮空気の圧力損失が小さくなり、また、加湿部を
圧縮機から熱回収装置までの流路の任意の位置に設ける
ことが可能であるため、サイクル自体も簡略化され製作
コストも小さくなる。
「FT4000 HAT WITH NATURAL GAS FUEL」、特開平１０−
３０８１１号公報、特開平１０−１１０６２８号公報に
挙げられた第一の従来技術とを比べると、本実施例では
加湿部において水を噴霧することにより圧縮空気に水分
を付加するため、後置冷却器および増湿塔を必要とせ
ず、圧縮空気の圧力損失が小さくなり、また、加湿部を
圧縮機から熱回収装置までの流路の任意の位置に設ける
ことが可能であるため、サイクル自体も簡略化され製作
コストも小さくなる。
【００２８】さらに、排ガス再加熱に液相の水を用いて
いるため、水回収前の排ガスを排ガス再加熱器に通す必
要がなく、また、排ガス再加熱の方式が水とガスの間で
の熱交換であるため、熱伝達率が高くなり排ガス再加熱
器が小型化するので、製作コスト、圧力損失が低減され
る。上記効果が得られる原因として、水とガスの間での
熱交換は、ガスとガスとの間での熱交換と比較すると、
熱伝達率がよいため伝熱面積が小さく、熱交換器の小型
化が図れるということがある。
いるため、水回収前の排ガスを排ガス再加熱器に通す必
要がなく、また、排ガス再加熱の方式が水とガスの間で
の熱交換であるため、熱伝達率が高くなり排ガス再加熱
器が小型化するので、製作コスト、圧力損失が低減され
る。上記効果が得られる原因として、水とガスの間での
熱交換は、ガスとガスとの間での熱交換と比較すると、
熱伝達率がよいため伝熱面積が小さく、熱交換器の小型
化が図れるということがある。
【００２９】次に、特開平８−２３２６８４号公報に挙
げられた第二の従来技術と比べると、本実施例では加湿
部において噴霧される水の量として、圧縮空気に水蒸気
として付加されうる量よりも数倍多い量を用いているた
め、水回収装置が付け加わった場合の排ガス再加熱の問
題を最善の方法で解決している。
げられた第二の従来技術と比べると、本実施例では加湿
部において噴霧される水の量として、圧縮空気に水蒸気
として付加されうる量よりも数倍多い量を用いているた
め、水回収装置が付け加わった場合の排ガス再加熱の問
題を最善の方法で解決している。
【００３０】水回収装置を有する湿分高利用型ガスター
ビンサイクルにおいては、加湿された圧縮空気を加熱し
て排熱の一部を回収された排ガスを、水回収装置に入る
前に比較的低温、例えば８０℃程度にまで冷却されるよ
うに、十分な熱回収を行うことが熱効率の向上につなが
る。そのためには加湿部で圧縮空気に添加でき得る水蒸
気量の３倍程度の量の液相の水を用いて排熱回収を行う
必要がある。このようにして得られる加熱された液相の
水を全て加湿部で噴霧することにより、加湿部において
余剰水が生じる。この余剰水は蒸発潜熱として熱を奪わ
れているため噴霧前の温度よりも低くなり、顕熱をも圧
縮空気へ添加する作用を有している。これにより、熱回
収装置において回収した熱を有効に圧縮空気へと添加し
ている。
ビンサイクルにおいては、加湿された圧縮空気を加熱し
て排熱の一部を回収された排ガスを、水回収装置に入る
前に比較的低温、例えば８０℃程度にまで冷却されるよ
うに、十分な熱回収を行うことが熱効率の向上につなが
る。そのためには加湿部で圧縮空気に添加でき得る水蒸
気量の３倍程度の量の液相の水を用いて排熱回収を行う
必要がある。このようにして得られる加熱された液相の
水を全て加湿部で噴霧することにより、加湿部において
余剰水が生じる。この余剰水は蒸発潜熱として熱を奪わ
れているため噴霧前の温度よりも低くなり、顕熱をも圧
縮空気へ添加する作用を有している。これにより、熱回
収装置において回収した熱を有効に圧縮空気へと添加し
ている。
【００３１】この余剰水は、後置冷却器と増湿塔を用い
た場合の増湿塔出口水よりも４０℃程度高温の１３０℃
程度であり、水回収装置出口の排ガスを９０℃以上に加
熱するのに十分な熱量を有している。また、排ガス再加
熱器において冷却され、なおかつ水回収装置から回収さ
れる水と合流することにより、余剰水は再び熱回収装置
に用いることができる６０℃程度の低温水となる。
た場合の増湿塔出口水よりも４０℃程度高温の１３０℃
程度であり、水回収装置出口の排ガスを９０℃以上に加
熱するのに十分な熱量を有している。また、排ガス再加
熱器において冷却され、なおかつ水回収装置から回収さ
れる水と合流することにより、余剰水は再び熱回収装置
に用いることができる６０℃程度の低温水となる。
【００３２】以上のように、本発明による水回収を行う
湿分高利用型ガスタービンサイクルにおいては、十分な
熱回収ができ、圧力損失が低く、なおかつ比較的温度の
高い余剰水を得られる加湿部を有し、その余剰水を排ガ
ス再加熱に用いることにより圧力損失の低い液相／ガス
間の熱交換を用いた排ガス再加熱器を有するため、きわ
めて好ましいシステム構成が可能になっている。
湿分高利用型ガスタービンサイクルにおいては、十分な
熱回収ができ、圧力損失が低く、なおかつ比較的温度の
高い余剰水を得られる加湿部を有し、その余剰水を排ガ
ス再加熱に用いることにより圧力損失の低い液相／ガス
間の熱交換を用いた排ガス再加熱器を有するため、きわ
めて好ましいシステム構成が可能になっている。
【００３３】その他に考えられる実施例を図２に示す。
図１の実施例と異なる点は、圧縮過程において中間冷却
器４４を設けて圧縮動力の低減を図っている点と、熱回
収を行う液相の水２１ａの一部を分流して熱回収装置３
でさらに加熱して水蒸気３２とし、加湿部で水の噴霧を
行うノズルにおいて液相の水２２ａ、２２ｂと混合して
液滴の微細化と加湿の促進に利用している点である。ま
た、中間冷却器４３で圧縮空気１２ａの冷却に用いて加
熱された液相の水２２ｂを、加湿部２での噴霧水として
も利用して水の循環に組み込むことにより、熱の有効利
用を図っている。
図１の実施例と異なる点は、圧縮過程において中間冷却
器４４を設けて圧縮動力の低減を図っている点と、熱回
収を行う液相の水２１ａの一部を分流して熱回収装置３
でさらに加熱して水蒸気３２とし、加湿部で水の噴霧を
行うノズルにおいて液相の水２２ａ、２２ｂと混合して
液滴の微細化と加湿の促進に利用している点である。ま
た、中間冷却器４３で圧縮空気１２ａの冷却に用いて加
熱された液相の水２２ｂを、加湿部２での噴霧水として
も利用して水の循環に組み込むことにより、熱の有効利
用を図っている。
【００３４】以上のサイクルでは図１のサイクルに挙げ
た出力の制御方法以外にも、加湿部で液相の水とともに
噴霧される水蒸気の流量、圧力を調節することにより、
ガスタービンの出力を調節することが可能である。以上
のサイクルは一実施例であり、熱回収装置において水蒸
気を発生させる方法と、中間冷却器を利用する方法とは
別個に用いることができ、例えば、図１の実施例に水蒸
気を発生する方法だけを付け加えることも可能である。
た出力の制御方法以外にも、加湿部で液相の水とともに
噴霧される水蒸気の流量、圧力を調節することにより、
ガスタービンの出力を調節することが可能である。以上
のサイクルは一実施例であり、熱回収装置において水蒸
気を発生させる方法と、中間冷却器を利用する方法とは
別個に用いることができ、例えば、図１の実施例に水蒸
気を発生する方法だけを付け加えることも可能である。
【００３５】図３に水の循環流路に関する実施例が示さ
れている。図３の例では、図１で示された水の循環流路
以外にも、より低温側で排ガスの再加熱を行う水２６が
通る循環流路を設けてあり、最終排ガス、および熱回収
装置出口排ガスの温度を調節する役割を持たせることが
できる。この水２６の循環流路は、機器の位置設定によ
っては押し込み動力を必要とせず、自然対流により循環
を生じさせることが可能である。
れている。図３の例では、図１で示された水の循環流路
以外にも、より低温側で排ガスの再加熱を行う水２６が
通る循環流路を設けてあり、最終排ガス、および熱回収
装置出口排ガスの温度を調節する役割を持たせることが
できる。この水２６の循環流路は、機器の位置設定によ
っては押し込み動力を必要とせず、自然対流により循環
を生じさせることが可能である。
【００３６】図４に各構成機器の温度条件を制御するの
に有利であると思われる水の循環流路の実施例が示され
ている。熱回収装置３において加熱された水２２の一部
を水２７として分流し、加湿部２から得られる余剰水２
３に加える流路を設ける。また、水２７の一部または全
てを水２８として分流する流路を設け、冷却器４６にお
いて冷却された後、排ガスを再加熱した水に加える流路
を設ける。なお、余剰水２３の一部が、水２８の流路を
通ることもできる構造にする。さらに、熱回収装置３に
入る直前の水の一部を水２９として分流し、貯水タンク
４５に供給する流路を設ける。また、貯水タンク４５か
ら、補給水３０が水２８の流路に合流できる流路を設け
る。
に有利であると思われる水の循環流路の実施例が示され
ている。熱回収装置３において加熱された水２２の一部
を水２７として分流し、加湿部２から得られる余剰水２
３に加える流路を設ける。また、水２７の一部または全
てを水２８として分流する流路を設け、冷却器４６にお
いて冷却された後、排ガスを再加熱した水に加える流路
を設ける。なお、余剰水２３の一部が、水２８の流路を
通ることもできる構造にする。さらに、熱回収装置３に
入る直前の水の一部を水２９として分流し、貯水タンク
４５に供給する流路を設ける。また、貯水タンク４５か
ら、補給水３０が水２８の流路に合流できる流路を設け
る。
【００３７】以上の流路構成により、最終排ガス温度、
熱回収装置出口温度、循環水の流量を最適に制御するこ
とが可能である。最終排ガス温度が低い時は水２７の流
量を多くして高温の水を余剰水２３に補給し、最終排ガ
ス温度が高い場合は水２７の流路を閉鎖し、余剰水２３
の一部を水２８の流路に分流して加熱水の量を減らす。
熱回収器出口温度が低い場合は循環水の流量を水２９に
より減らす。熱回収器出口温度が高い場合は補給水３０
により循環水流量を増やす。循環水流量を変えずに熱回
収出口温度を調節したい場合には、水２７から水２８に
いたる流路をバイパス流路として用い、必要に応じて冷
却器４６に余分な熱を捨てる。
熱回収装置出口温度、循環水の流量を最適に制御するこ
とが可能である。最終排ガス温度が低い時は水２７の流
量を多くして高温の水を余剰水２３に補給し、最終排ガ
ス温度が高い場合は水２７の流路を閉鎖し、余剰水２３
の一部を水２８の流路に分流して加熱水の量を減らす。
熱回収器出口温度が低い場合は循環水の流量を水２９に
より減らす。熱回収器出口温度が高い場合は補給水３０
により循環水流量を増やす。循環水流量を変えずに熱回
収出口温度を調節したい場合には、水２７から水２８に
いたる流路をバイパス流路として用い、必要に応じて冷
却器４６に余分な熱を捨てる。
【００３８】加湿部における水の噴霧の形態と余剰水の
回収方法は様々な実施例が考えられる。噴霧形態として
は空気の流れに対して順方向、対向方向、直交方向、斜
め方向等が考えられ、加湿部の空気の流れとしては鉛直
下降流、鉛直上昇流、水平流、斜め上昇流、斜め下降
流、曲がり管等が考えられる。また、噴霧口の位置につ
いても、壁面に設ける方法から、ノズルを流路内に挿入
するなど、様々な形態が考えられる。いづれの手法を選
ぶにしても、水と空気の間の熱および物質交換が良好
で、なおかつ圧力損失の小さい組み合わせを選ぶことが
望ましい。また、余剰水の回収法としては主として重力
を利用するものと、フィルターを利用するものとが考え
られるが、各要素機器をつなぐ配置が不自然にならず、
なおかつ圧力損失が小さい方法を利用することが望まし
い。
回収方法は様々な実施例が考えられる。噴霧形態として
は空気の流れに対して順方向、対向方向、直交方向、斜
め方向等が考えられ、加湿部の空気の流れとしては鉛直
下降流、鉛直上昇流、水平流、斜め上昇流、斜め下降
流、曲がり管等が考えられる。また、噴霧口の位置につ
いても、壁面に設ける方法から、ノズルを流路内に挿入
するなど、様々な形態が考えられる。いづれの手法を選
ぶにしても、水と空気の間の熱および物質交換が良好
で、なおかつ圧力損失の小さい組み合わせを選ぶことが
望ましい。また、余剰水の回収法としては主として重力
を利用するものと、フィルターを利用するものとが考え
られるが、各要素機器をつなぐ配置が不自然にならず、
なおかつ圧力損失が小さい方法を利用することが望まし
い。
【００３９】図５〜図８に加湿部の実施例を挙げる。図
５の実施例では、圧縮空気５１は鉛直下降流路を通り、
順方向に熱水５２が噴霧される。鉛直下降流路下部にお
いて重力の作用により液相の余剰水５４は空気から分離
される。加湿された空気５３は液滴を分離するためにい
ったん鉛直方向に上昇する。この方法を用いれば圧力損
失はほとんどないと考えられる。
５の実施例では、圧縮空気５１は鉛直下降流路を通り、
順方向に熱水５２が噴霧される。鉛直下降流路下部にお
いて重力の作用により液相の余剰水５４は空気から分離
される。加湿された空気５３は液滴を分離するためにい
ったん鉛直方向に上昇する。この方法を用いれば圧力損
失はほとんどないと考えられる。
【００４０】図６の実施例では、圧縮空気５１は鉛直上
昇流路を通り、対向方向に熱水５２が噴霧される。この
方法を用いれば、熱交換および物質交換が良好である。
図７の実施例では、圧縮空気５１は水平流であり、それ
と直交する形で壁面に設けられたノズルから熱水５２が
噴霧される。加湿された空気５３は斜め鉛直方向に上昇
し、重力の作用により余剰水５４を分離する。この方法
を用いれば断面積の広い流路内においても有効な加湿が
できると考えられる。
昇流路を通り、対向方向に熱水５２が噴霧される。この
方法を用いれば、熱交換および物質交換が良好である。
図７の実施例では、圧縮空気５１は水平流であり、それ
と直交する形で壁面に設けられたノズルから熱水５２が
噴霧される。加湿された空気５３は斜め鉛直方向に上昇
し、重力の作用により余剰水５４を分離する。この方法
を用いれば断面積の広い流路内においても有効な加湿が
できると考えられる。
【００４１】図８の実施例では、圧縮空気５１は水平流
であり、流路内に挿入されたノズルから流れと逆方向に
熱水は噴霧され、液滴は流れに押し戻されて空気と順方
向に流れて行く。フィルターにて液滴と空気は分離さ
れ、加湿された空気５３はそのまま水平方向へと流出す
る。余剰水５４はフィルター下部にて回収される。この
方法を用いれば流路方向を変更することなく加湿を行う
ことができる。
であり、流路内に挿入されたノズルから流れと逆方向に
熱水は噴霧され、液滴は流れに押し戻されて空気と順方
向に流れて行く。フィルターにて液滴と空気は分離さ
れ、加湿された空気５３はそのまま水平方向へと流出す
る。余剰水５４はフィルター下部にて回収される。この
方法を用いれば流路方向を変更することなく加湿を行う
ことができる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、水回収を行う湿分高利用型ガスタービンシステムの
簡略化が図られ、要素機器の小型化、低圧力損失化を促
進して、製作コストの低減および発電出力または発電効
率を向上することが可能なこの種のガスタービンプラン
トを得ることができる。
ば、水回収を行う湿分高利用型ガスタービンシステムの
簡略化が図られ、要素機器の小型化、低圧力損失化を促
進して、製作コストの低減および発電出力または発電効
率を向上することが可能なこの種のガスタービンプラン
トを得ることができる。
【図１】本発明のガスタービンプラントの一実施例を示
す系統図である。
す系統図である。
【図２】本発明のガスタービンプラントの他の実施例を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図３】本発明のガスタービンプラントの水の流路の一
実施例を示す系統図である。
実施例を示す系統図である。
【図４】本発明のガスタービンプラントの水の流路の他
の実施例を示す系統図である。
の実施例を示す系統図である。
【図５】本発明のガスタービンプラントの加湿装置の一
実施例を示す縦断側面線図である。
実施例を示す縦断側面線図である。
【図６】本発明のガスタービンプラントの加湿装置の他
の実施例を示す縦断側面線図である。
の実施例を示す縦断側面線図である。
【図７】本発明のガスタービンプラントの加湿装置の他
の実施例を示す縦断側面線図である。
の実施例を示す縦断側面線図である。
【図８】本発明のガスタービンプラントの加湿装置の他
の実施例を示す縦断側面線図である。
の実施例を示す縦断側面線図である。
１…圧縮機、２…加湿部（加湿装置）、３…熱回収装
置、４…燃焼器、５…ガスタービン、６…水回収装置、
７…排ガス再加熱器、８…発電機、４１…水処理装置、
４２…昇圧ポンプ、４３…昇圧ポンプ、４４…中間冷却
器、４５…貯水タンク、４６…冷却器、５１…圧縮空
気、５２…熱水、５３…湿潤空気、５４…余剰水、５５
…フィルター。
置、４…燃焼器、５…ガスタービン、６…水回収装置、
７…排ガス再加熱器、８…発電機、４１…水処理装置、
４２…昇圧ポンプ、４３…昇圧ポンプ、４４…中間冷却
器、４５…貯水タンク、４６…冷却器、５１…圧縮空
気、５２…熱水、５３…湿潤空気、５４…余剰水、５５
…フィルター。
Claims (12)
- 【請求項１】 圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水分
を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガスの熱
エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中の水
分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開放す
る前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備えた
ガスタービンプラントにおいて、 前記加湿装置に、加熱された液相の水を前記燃焼用ガス
中に噴霧する噴霧手段と、噴霧された水が蒸発せずに液
相のまま残った余剰水を回収する余剰水回収手段と、該
余剰水回収手段にて回収された水を前記排ガス再加熱装
置の加熱源水として供給する供給手段とを設けたことを
特徴とするガスタービンプラント。 - 【請求項２】 圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水分
を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガスの熱
エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中の水
分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開放す
る前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備えた
ガスタービンプラントにおいて、 前記プラントに、前記熱回収装置で加熱された水を前記
加湿装置に供給する供給手段と、前記加湿装置に供給さ
れた水を燃焼用ガス中に噴霧する噴霧手段と、噴霧され
た水が蒸発せずに液相のまま残った余剰水を回収する余
剰水回収手段と、該余剰水回収手段にて回収された水を
前記排ガス再加熱装置の加熱源水として供給する供給手
段とを設けたことを特徴とするガスタービンプラント。 - 【請求項３】 前記排ガス再加熱装置と前記熱回収装置
との間に、前記排ガス再加熱装置の排ガス加熱後の水
を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の噴霧用水と
して前記熱回収装置に供給する供給手段が設けられてな
る請求項２記載のガスタービンプラント。 - 【請求項４】 前記熱回収装置で水蒸気を発生させ、該
水蒸気を前記加湿装置の噴霧手段で液相の水とともに噴
霧するようにしてなる請求項１，２または３記載のガス
タービンプラント。 - 【請求項５】 前記噴霧手段が、燃焼用ガス中に水蒸気
として付加できる限界量よりも余剰に水を供給するよう
に形成されてなる請求項１，２，３または４記載のガス
タービンプラント。 - 【請求項６】 前記熱回収装置から加湿装置へ、加湿装
置から排ガス再加熱器へ、排ガス再加熱器から昇圧ポン
プへ、昇圧ポンプから熱回収装置へと連結された水用の
循環流路を備えてなる請求項２記載のガスタービンプラ
ント。 - 【請求項７】 前記排ガス再加熱器と昇圧ポンプを連結
した流路間において、前記水回収装置から回収された水
が合流する流路を備えてなる請求項６記載のガスタービ
ンプラント。 - 【請求項８】 圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水分
を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガスの熱
エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中の水
分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開放す
る前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備えた
ガスタービンプラントの運転方法において、 前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱回収
装置で加熱された水を燃焼用ガス中に噴霧状にして供給
するとともに、噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残
った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水として用
いるようにしたことを特徴とするガスタービンプラント
の運転方法。 - 【請求項９】 前記熱水を燃焼用ガス中に噴霧状にして
供給するに際し、燃焼用ガス中に水蒸気として付加でき
る限界量よりも余剰に水を供給するようにしてなる請求
項８記載のガスタービンプラントの運転方法。 - 【請求項１０】 前記排ガス再加熱装置の排ガス加熱後
の水を、前記燃焼用ガス中に水分を付加する際の噴霧用
水として前記熱回収装置に供給するようにしてなる請求
項８または９記載のガスタービンプラントの運転方法。 - 【請求項１１】 圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水
分を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガスの
熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中の
水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開放
する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備え
たガスタービンプラントの制御方法において、 前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱回収
装置で加熱された水を燃焼用ガス中に噴霧状にして供給
し、かつ噴霧された水が蒸発せずに液相のまま残った余
剰水を前記排ガス再加熱装置の加熱源水として用いると
ともに、前記加湿装置部において噴霧する液相の水の流
量、圧力、液滴径を調節することによりガスタービンの
出力を調節するようにしたことを特徴とするガスタービ
ンプラントの制御方法。 - 【請求項１２】 圧縮機で昇圧された燃焼用ガス中に水
分を付加する加湿装置と、ガスタービンからの排ガスの
熱エネルギーを回収する熱回収装置と、前記排ガス中の
水分を回収する水回収装置と、前記排ガスを大気に開放
する前に排ガスに熱を加える排ガス再加熱装置とを備え
たガスタービンプラントの制御方法において、 前記燃焼用ガス中に水分を付加するに際し、前記熱回収
装置で発生させた水蒸気を液相の水とともに燃焼用ガス
中に噴霧状にして供給し、かつ噴霧された水が蒸発せず
に液相のまま残った余剰水を前記排ガス再加熱装置の加
熱源水として用いるとともに、前記加湿装置部に供給さ
れる水蒸気の流量、圧力を調節することによりガスター
ビンの出力を調節するようにしたことを特徴とするガス
タービンプラントの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131199A JP2000282894A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガスタービンプラント及びその運転方法並びにその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131199A JP2000282894A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガスタービンプラント及びその運転方法並びにその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282894A true JP2000282894A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14022935
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9131199A Pending JP2000282894A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガスタービンプラント及びその運転方法並びにその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000282894A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001046A3 (de) * | 2001-06-21 | 2003-03-13 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zum betrieb einer kraftmaschine |
| JP2006125403A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Man Turbo Ag | ガスタービン設備の作動媒体中に水または水蒸気を噴射するための装置 |
| EP1741900A2 (en) | 2005-07-06 | 2007-01-10 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine equipment utilizing high humidity |
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| JP2016217308A (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 高湿分空気利用ガスタービンシステム及びその排ガス処理システム |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9131199A patent/JP2000282894A/ja active Pending
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| EP2479405A2 (en) | 2005-07-06 | 2012-07-25 | Hitachi Ltd. | Gas turbine equipment utilizing high humidity |
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