JP2000328962A - タービン設備 - Google Patents
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02C7/12—Cooling of plants
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多量の圧縮空気を消費することなくタービン
翼の冷却を行なう。 【解決手段】 圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部を
冷却器６で冷却し、タービン４の作動流体に合流されて
タービン４の動翼を冷却し、更に、圧縮機２からの空気
を導入路７で抽気して抽気した空気を冷却器８で冷却し
てタービン４の静翼に導入し、冷却器８で冷却した空気
によりタービン４の静翼を冷却し、少量の空気で十分な
冷却効果が得られ、導入路７に抽気される圧縮空気の量
を少なくして圧縮動力を有効にタービン出力に転換す
る。
翼の冷却を行なう。 【解決手段】 圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部を
冷却器６で冷却し、タービン４の作動流体に合流されて
タービン４の動翼を冷却し、更に、圧縮機２からの空気
を導入路７で抽気して抽気した空気を冷却器８で冷却し
てタービン４の静翼に導入し、冷却器８で冷却した空気
によりタービン４の静翼を冷却し、少量の空気で十分な
冷却効果が得られ、導入路７に抽気される圧縮空気の量
を少なくして圧縮動力を有効にタービン出力に転換す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機及び燃焼器
及びタービンを有するタービン設備に関する。
及びタービンを有するタービン設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機及び燃焼器及びタービンを有する
タービン発電設備（タービン設備）では、発電効率や熱
効率を高める等のために、様々な工夫が施されている。
その中で、圧縮機から抽気を行なってタービンに導入
し、タービン翼の冷却を行なうことが従来から実施され
ている。タービンの静翼の冷却は、静翼段に見合う圧力
の圧縮空気を圧縮機から抽気してタービンの所定段部位
に導入している。タービンの動翼の冷却は、圧縮機の吐
出空気の一部をタービンに導入している。
タービン発電設備（タービン設備）では、発電効率や熱
効率を高める等のために、様々な工夫が施されている。
その中で、圧縮機から抽気を行なってタービンに導入
し、タービン翼の冷却を行なうことが従来から実施され
ている。タービンの静翼の冷却は、静翼段に見合う圧力
の圧縮空気を圧縮機から抽気してタービンの所定段部位
に導入している。タービンの動翼の冷却は、圧縮機の吐
出空気の一部をタービンに導入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のタービン設備で
は、翼の冷却のために多くの空気が必要とされているた
め、圧縮空気を多量に消費していた。翼冷却空気はター
ビン段で出力に変換される割合が大変小さく、タービン
出力への転換割合が目減りしていた。
は、翼の冷却のために多くの空気が必要とされているた
め、圧縮空気を多量に消費していた。翼冷却空気はター
ビン段で出力に変換される割合が大変小さく、タービン
出力への転換割合が目減りしていた。
【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、圧縮空気を節約して十分なタービン翼の冷却が行な
えるタービン設備を提供することを目的とする。
で、圧縮空気を節約して十分なタービン翼の冷却が行な
えるタービン設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、圧縮機から抽気した空気をタービン
の翼の冷却のために導入する導入路を備えたガスタービ
ンにおいて、抽気した翼冷却用の空気を予め冷却する冷
却器を導入路に設けたことを特徴とする。
の本発明の構成は、圧縮機から抽気した空気をタービン
の翼の冷却のために導入する導入路を備えたガスタービ
ンにおいて、抽気した翼冷却用の空気を予め冷却する冷
却器を導入路に設けたことを特徴とする。
【０００６】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、空気回収型翼をタービンに設け、空気回収型翼
から回収した空気をタービンの空気回収型翼よりも低圧
側の翼に導く導入路を備え、空気回収型翼から回収した
空気を冷却する冷却器を導入路に設けたことを特徴とす
る。
構成は、空気回収型翼をタービンに設け、空気回収型翼
から回収した空気をタービンの空気回収型翼よりも低圧
側の翼に導く導入路を備え、空気回収型翼から回収した
空気を冷却する冷却器を導入路に設けたことを特徴とす
る。
【０００７】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを有するタービ
ン設備において、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービ
ンを更に備え、高圧側のタービンの翼に空気回収型翼を
形成し、空気回収型翼から回収した空気を冷却する冷却
器を設けたことを特徴とする。
構成は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを有するタービ
ン設備において、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービ
ンを更に備え、高圧側のタービンの翼に空気回収型翼を
形成し、空気回収型翼から回収した空気を冷却する冷却
器を設けたことを特徴とする。
【０００８】そして、冷却器からの冷却空気を低圧側の
タービンの作動流体に混入させる混入路を設けたことを
特徴とする。また、タービンを冷却した後の空気を低圧
側のタービンに導入する導入路を設けたことを特徴とす
る。また、低圧側のタービンを冷却した後の空気を高圧
側のタービンの排気に混入させる排気混入路を設けたこ
とを特徴とする。また、圧縮機及び燃焼器及びタービン
の対と、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンの対と
を並列に配設し、圧縮機の入口側にそれぞれ冷却器を設
けたことを特徴とする。また、冷却器からの回収熱によ
り作動する吸収冷凍機を備えたことを特徴とする。ま
た、冷却器の冷熱源として燃料を用いたことを特徴とす
る。また、冷却器は燃料改質器であることを特徴とす
る。更に、燃料改質器からの改質燃料が供給される燃料
電池を備えたことを特徴とする。
タービンの作動流体に混入させる混入路を設けたことを
特徴とする。また、タービンを冷却した後の空気を低圧
側のタービンに導入する導入路を設けたことを特徴とす
る。また、低圧側のタービンを冷却した後の空気を高圧
側のタービンの排気に混入させる排気混入路を設けたこ
とを特徴とする。また、圧縮機及び燃焼器及びタービン
の対と、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンの対と
を並列に配設し、圧縮機の入口側にそれぞれ冷却器を設
けたことを特徴とする。また、冷却器からの回収熱によ
り作動する吸収冷凍機を備えたことを特徴とする。ま
た、冷却器の冷熱源として燃料を用いたことを特徴とす
る。また、冷却器は燃料改質器であることを特徴とす
る。更に、燃料改質器からの改質燃料が供給される燃料
電池を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１乃至図９に基づいて本発明の
タービン設備を説明する。図１乃至図７には本発明の第
１乃至第７実施形態例に係るタービン設備の概略系統を
それぞれ示してある。
タービン設備を説明する。図１乃至図７には本発明の第
１乃至第７実施形態例に係るタービン設備の概略系統を
それぞれ示してある。
【００１０】第１実施形態例に係るタービン設備１を図
１に基づいて説明する。
１に基づいて説明する。
【００１１】図１に示すように、タービン設備１は、圧
縮機２及び燃焼器３及びタービン４が備えられ、圧縮機
２には発電機５が同軸状に連結されている。圧縮機２で
圧縮されて吐出した圧縮空気は燃料ｆとともに燃焼器３
に投入され、燃焼器３からの燃焼ガスはタービン４で膨
張される。圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部は冷却
器６で冷却され、タービン４の動翼の冷却のためにター
ビン４の作動流体に合流される。
縮機２及び燃焼器３及びタービン４が備えられ、圧縮機
２には発電機５が同軸状に連結されている。圧縮機２で
圧縮されて吐出した圧縮空気は燃料ｆとともに燃焼器３
に投入され、燃焼器３からの燃焼ガスはタービン４で膨
張される。圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部は冷却
器６で冷却され、タービン４の動翼の冷却のためにター
ビン４の作動流体に合流される。
【００１２】タービン設備１には、圧縮機２から抽気し
た空気をタービン４の翼（静翼）の冷却のために導入す
る導入路７が複数本（図示例では２本）備えられ、各導
入路７には冷却器８がそれぞれ備えられている。圧縮機
２から抽気した空気は、冷却器８で冷却されてタービン
４に導入される。圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部
をタービン４の静翼の冷却のために導入する導入路９が
備えられ、導入路９には冷却器１０が備えられている。
た空気をタービン４の翼（静翼）の冷却のために導入す
る導入路７が複数本（図示例では２本）備えられ、各導
入路７には冷却器８がそれぞれ備えられている。圧縮機
２から抽気した空気は、冷却器８で冷却されてタービン
４に導入される。圧縮機２から吐出した圧縮空気の一部
をタービン４の静翼の冷却のために導入する導入路９が
備えられ、導入路９には冷却器１０が備えられている。
【００１３】上述したタービン設備１では、圧縮機２か
ら吐出した圧縮空気の一部が冷却器６で冷却され、ター
ビン４の作動流体に合流されてタービン４の動翼が冷却
される。更に、圧縮機２からの空気が導入路７で抽気さ
れ、抽気された空気は冷却器８で冷却されてタービン４
の静翼に導入される。冷却器８で冷却された空気により
タービン４の静翼が冷却される。また、圧縮機２から吐
出した圧縮空気の一部が導入路９に導入され、冷却器１
０で冷却されてタービン４の静翼が冷却されるようにな
っている。
ら吐出した圧縮空気の一部が冷却器６で冷却され、ター
ビン４の作動流体に合流されてタービン４の動翼が冷却
される。更に、圧縮機２からの空気が導入路７で抽気さ
れ、抽気された空気は冷却器８で冷却されてタービン４
の静翼に導入される。冷却器８で冷却された空気により
タービン４の静翼が冷却される。また、圧縮機２から吐
出した圧縮空気の一部が導入路９に導入され、冷却器１
０で冷却されてタービン４の静翼が冷却されるようにな
っている。
【００１４】従って、翼冷却用の空気が冷却器８で冷却
されるため、タービン４の静翼に導入する空気の温度を
低下させることができる。このため、少量の空気で十分
な冷却効果が得られ、導入路７に抽気される圧縮空気の
量を少なくすることができ、その結果、燃焼器３（及び
タービン４）への投入空気を増量できるため、圧縮動力
を有効にタービン出力に転換することが可能となる。
されるため、タービン４の静翼に導入する空気の温度を
低下させることができる。このため、少量の空気で十分
な冷却効果が得られ、導入路７に抽気される圧縮空気の
量を少なくすることができ、その結果、燃焼器３（及び
タービン４）への投入空気を増量できるため、圧縮動力
を有効にタービン出力に転換することが可能となる。
【００１５】第２実施形態例に係るタービン設備１１を
図２に基づいて説明する。尚、図１に示したタービン設
備１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説明
は省略してある。
図２に基づいて説明する。尚、図１に示したタービン設
備１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説明
は省略してある。
【００１６】図２に示すように、タービン設備１１は、
タービン４に空気回収型翼１２が設けられ、空気回収型
翼１２から回収した空気をタービン４の低圧側の静翼に
導く導入路１３が備えられている。導入路１３には冷却
器１４が備えられ、空気回収型翼１２から回収した空気
は冷却器１４で冷却されてタービン４の低圧側の静翼に
導入される。また、導入路９が冷却器１４の下流側の導
入路１３に合流している。
タービン４に空気回収型翼１２が設けられ、空気回収型
翼１２から回収した空気をタービン４の低圧側の静翼に
導く導入路１３が備えられている。導入路１３には冷却
器１４が備えられ、空気回収型翼１２から回収した空気
は冷却器１４で冷却されてタービン４の低圧側の静翼に
導入される。また、導入路９が冷却器１４の下流側の導
入路１３に合流している。
【００１７】上述したタービン設備１１では、圧縮機２
から吐出した圧縮空気の一部が導入路９に導入され、冷
却器１０で冷却されてタービン４の空気回収型翼１２が
冷却され、更に、空気回収型翼１２から回収された空気
は冷却器１４で冷却されてタービン４の低圧側の静翼に
導入されてタービン４の静翼が冷却される。
から吐出した圧縮空気の一部が導入路９に導入され、冷
却器１０で冷却されてタービン４の空気回収型翼１２が
冷却され、更に、空気回収型翼１２から回収された空気
は冷却器１４で冷却されてタービン４の低圧側の静翼に
導入されてタービン４の静翼が冷却される。
【００１８】従って、冷却用の空気が冷却器１０及び冷
却器１４で冷却されるため、タービン４の静翼に導入す
る空気の温度を低下させることができる。このため、少
量の空気で十分な冷却効果が得られ、導入路７に抽気さ
れる圧縮空気の量を少なくすることができる分燃焼器３
への空気量を増加でき、圧縮動力を有効にタービン出力
に転換することが可能となる。
却器１４で冷却されるため、タービン４の静翼に導入す
る空気の温度を低下させることができる。このため、少
量の空気で十分な冷却効果が得られ、導入路７に抽気さ
れる圧縮空気の量を少なくすることができる分燃焼器３
への空気量を増加でき、圧縮動力を有効にタービン出力
に転換することが可能となる。
【００１９】第３実施形態例に係るタービン設備１６を
図３に基づいて説明する。尚、図２に示したタービン設
備１１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
図３に基づいて説明する。尚、図２に示したタービン設
備１１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
【００２０】図３に示すように、タービン設備１６は、
高圧側の圧縮機１７及び燃焼器１８及びタービン１９を
更に備えている。高圧側のタービン１９には空気回収型
翼２０が設けられ、空気回収型翼２０には冷却器６で冷
却された圧縮機１７の吐出空気が導入される。空気回収
型翼２０から回収した空気を低圧側のタービン４の空気
回収型翼１２に導く導入路２１が備えられ、導入路２１
には冷却器２２が備えられている。空気回収型翼２０を
通過した空気は冷却器２２で冷却されてタービン４の空
気回収型翼１２に導入される。空気回収型翼１２を通過
した空気を高圧側のタービン１９の排気に混入させる排
気混入路２３が設けられている。
高圧側の圧縮機１７及び燃焼器１８及びタービン１９を
更に備えている。高圧側のタービン１９には空気回収型
翼２０が設けられ、空気回収型翼２０には冷却器６で冷
却された圧縮機１７の吐出空気が導入される。空気回収
型翼２０から回収した空気を低圧側のタービン４の空気
回収型翼１２に導く導入路２１が備えられ、導入路２１
には冷却器２２が備えられている。空気回収型翼２０を
通過した空気は冷却器２２で冷却されてタービン４の空
気回収型翼１２に導入される。空気回収型翼１２を通過
した空気を高圧側のタービン１９の排気に混入させる排
気混入路２３が設けられている。
【００２１】尚、導入路２１からは空気回収型翼１２に
空気を導くのではなく、低圧側のタービン４の作動流体
に空気を導くようにしてもよい（混入路ａ）。また、空
気回収型翼１２から回収した空気を高圧側のタービン１
９の排気に混入させずに他の機器系統ｂに送給利用する
ことも可能である。
空気を導くのではなく、低圧側のタービン４の作動流体
に空気を導くようにしてもよい（混入路ａ）。また、空
気回収型翼１２から回収した空気を高圧側のタービン１
９の排気に混入させずに他の機器系統ｂに送給利用する
ことも可能である。
【００２２】また、低圧側の圧縮機２及び燃焼器３及び
タービン４と、高圧側の圧縮機１７及び燃焼器１８及び
タービン１９とを直列に備えた例を示したが、図４に示
した第４実施形態例のタービン設備３０のように、更
に、中圧側の圧縮機２４及び燃焼器２５及びタービン２
６を直列に備え、タービン２６に空気回収型翼１５を設
けると共に、導入路２７及び排気混入路２８及び冷却器
２９を設けることも可能である。この場合、排気混入路
２８による排気の混入先は、高圧側のタービン１９の排
気側（図中実線で示してある）である。一方、排気混入
路２３の混入先はタービン１９の排気側（図中点線で示
してある）、中圧側のタービン２６の排気側（図中実線
で示してある）のどちらでもよい。
タービン４と、高圧側の圧縮機１７及び燃焼器１８及び
タービン１９とを直列に備えた例を示したが、図４に示
した第４実施形態例のタービン設備３０のように、更
に、中圧側の圧縮機２４及び燃焼器２５及びタービン２
６を直列に備え、タービン２６に空気回収型翼１５を設
けると共に、導入路２７及び排気混入路２８及び冷却器
２９を設けることも可能である。この場合、排気混入路
２８による排気の混入先は、高圧側のタービン１９の排
気側（図中実線で示してある）である。一方、排気混入
路２３の混入先はタービン１９の排気側（図中点線で示
してある）、中圧側のタービン２６の排気側（図中実線
で示してある）のどちらでもよい。
【００２３】上述したタービン設備１６では、空気回収
型翼２０から回収した空気は冷却器２２で冷却されてタ
ービン４の空気回収型翼１２に導入され、更に、空気回
収型翼１２から回収された空気は高圧側のタービン１９
の排気に混入される。従って、冷却用の空気が冷却器６
及び冷却器２２で冷却されるため、タービン４及びター
ビン１９の静翼に共通の空気を導入する。このため、燃
焼器・タービンへの投入空気量が増大して、圧縮動力を
有効にタービン出力に転換することが可能となる。
型翼２０から回収した空気は冷却器２２で冷却されてタ
ービン４の空気回収型翼１２に導入され、更に、空気回
収型翼１２から回収された空気は高圧側のタービン１９
の排気に混入される。従って、冷却用の空気が冷却器６
及び冷却器２２で冷却されるため、タービン４及びター
ビン１９の静翼に共通の空気を導入する。このため、燃
焼器・タービンへの投入空気量が増大して、圧縮動力を
有効にタービン出力に転換することが可能となる。
【００２４】第５実施形態例に係るタービン設備３１を
図５に基づいて説明する。
図５に基づいて説明する。
【００２５】図５に示すように、タービン設備３１は、
圧縮機３２及び燃焼器３９及びタービン３３が備えら
れ、圧縮機３２には発電機３４が同軸状に連結されてい
る。また、高圧側の圧縮機４１及び燃焼器４２及びター
ビン４３が備えられ、圧縮機３２及び燃焼器３９及びタ
ービン３３の対と、圧縮機４１及び燃焼器４２及びター
ビン４３の対とは、並列に配設されている。圧縮機４１
には発電機４０が同軸状に連結されている。
圧縮機３２及び燃焼器３９及びタービン３３が備えら
れ、圧縮機３２には発電機３４が同軸状に連結されてい
る。また、高圧側の圧縮機４１及び燃焼器４２及びター
ビン４３が備えられ、圧縮機３２及び燃焼器３９及びタ
ービン３３の対と、圧縮機４１及び燃焼器４２及びター
ビン４３の対とは、並列に配設されている。圧縮機４１
には発電機４０が同軸状に連結されている。
【００２６】圧縮機３２には冷却器３５で冷却された吸
気が導入されて圧縮され、冷却器３７からの回収熱によ
り作動する吸収冷凍機３６が備えられている。圧縮機３
２で圧縮されて吐出した圧縮空気は吸気冷却器３７及び
冷却器３８に投入されて冷却され、高圧側の圧縮機４１
で圧縮される。吸気冷却器３７では、吸収冷凍機３６の
作動流体（例えば、熱水、蒸気）を供給する。圧縮機４
１で圧縮されて吐出した圧縮空気は燃料ｆとともに燃焼
器４２に投入され、燃焼器４２からの燃焼ガスはタービ
ン４３で膨張される。タービン４３の排気は燃料ｆとと
もに燃焼器３９に投入され、燃焼器３９からの燃焼ガス
はタービン４３で膨張される。
気が導入されて圧縮され、冷却器３７からの回収熱によ
り作動する吸収冷凍機３６が備えられている。圧縮機３
２で圧縮されて吐出した圧縮空気は吸気冷却器３７及び
冷却器３８に投入されて冷却され、高圧側の圧縮機４１
で圧縮される。吸気冷却器３７では、吸収冷凍機３６の
作動流体（例えば、熱水、蒸気）を供給する。圧縮機４
１で圧縮されて吐出した圧縮空気は燃料ｆとともに燃焼
器４２に投入され、燃焼器４２からの燃焼ガスはタービ
ン４３で膨張される。タービン４３の排気は燃料ｆとと
もに燃焼器３９に投入され、燃焼器３９からの燃焼ガス
はタービン４３で膨張される。
【００２７】タービン４３には空気回収型翼４４が設け
られ、圧縮機４１から吐出した圧縮空気の一部は冷却器
４５で冷却されて空気回収型翼４４に導入される。ター
ビン３３には空気回収型翼４６が設けられ、空気回収型
翼４４から回収した空気をタービン３３の空気回収型翼
４６に導く導入路４７が備えられている。導入路４７に
は冷却器４８が設けられ、冷却器４８では吸収冷凍機３
６からの冷水により翼冷却用空気が冷却される。空気回
収型翼４６から回収した空気をタービン４３の排気に混
入させる排気混入路４９が設けられている。
られ、圧縮機４１から吐出した圧縮空気の一部は冷却器
４５で冷却されて空気回収型翼４４に導入される。ター
ビン３３には空気回収型翼４６が設けられ、空気回収型
翼４４から回収した空気をタービン３３の空気回収型翼
４６に導く導入路４７が備えられている。導入路４７に
は冷却器４８が設けられ、冷却器４８では吸収冷凍機３
６からの冷水により翼冷却用空気が冷却される。空気回
収型翼４６から回収した空気をタービン４３の排気に混
入させる排気混入路４９が設けられている。
【００２８】上述したタービン設備３１では、圧縮機３
２及び燃焼器３９及びタービン３３の対と、圧縮機４１
及び燃焼器４２及びタービン４３の対とは、並列に配設
し、圧縮機３２及び圧縮機４１の入口側に冷却器３５及
び吸気冷却器３７を設け、圧縮機３２及び圧縮機４１の
吸気を冷却して効率を向上させている。また、タービン
３３及びタービン４３の冷却用の空気を冷却器４５、４
８で冷却し、タービン３３及びタービン４３の静翼に導
入する空気の温度を低下させる。この温度低下により少
量の空気で十分な冷却効果が得られ、燃焼器４２からタ
ービン４３ならびに燃焼器３９からタービン３３に送給
される空気、ならびに排気の量を増大でき、有効にター
ビン出力に転換する流体を増加することが可能となる。
また、吸気冷却器３７からの回収熱により吸収冷凍機３
６を作動させるので、熱回収と共に、吸気冷却器３５及
び冷却器４５、４８は吸収冷凍機３６の冷水によって空
気冷却を行なう。
２及び燃焼器３９及びタービン３３の対と、圧縮機４１
及び燃焼器４２及びタービン４３の対とは、並列に配設
し、圧縮機３２及び圧縮機４１の入口側に冷却器３５及
び吸気冷却器３７を設け、圧縮機３２及び圧縮機４１の
吸気を冷却して効率を向上させている。また、タービン
３３及びタービン４３の冷却用の空気を冷却器４５、４
８で冷却し、タービン３３及びタービン４３の静翼に導
入する空気の温度を低下させる。この温度低下により少
量の空気で十分な冷却効果が得られ、燃焼器４２からタ
ービン４３ならびに燃焼器３９からタービン３３に送給
される空気、ならびに排気の量を増大でき、有効にター
ビン出力に転換する流体を増加することが可能となる。
また、吸気冷却器３７からの回収熱により吸収冷凍機３
６を作動させるので、熱回収と共に、吸気冷却器３５及
び冷却器４５、４８は吸収冷凍機３６の冷水によって空
気冷却を行なう。
【００２９】尚、上述したタービン設備３１は、圧縮機
３２及び燃焼器３９及びタービン３３の対と、圧縮機４
１及び燃焼器４２及びタービン４３の対とを、並列に配
設した二軸型の設備となっているが、図６に示した第６
実施形態例のタービン設備５１のように、更に、中圧側
の圧縮機５２及び燃焼器５３及び空気回収型翼５０を備
えたタービン５４及び発電機５５の対を並列に配設して
三軸型の設備とすることも可能である。この場合、排気
混入路４９による排気の混入先は、中圧側のタービン４
３の排気側（図中実線で示してある）及び高圧側のター
ビン４３の排気側（図中点線で示してある）の両方（も
しくは一方）とする。
３２及び燃焼器３９及びタービン３３の対と、圧縮機４
１及び燃焼器４２及びタービン４３の対とを、並列に配
設した二軸型の設備となっているが、図６に示した第６
実施形態例のタービン設備５１のように、更に、中圧側
の圧縮機５２及び燃焼器５３及び空気回収型翼５０を備
えたタービン５４及び発電機５５の対を並列に配設して
三軸型の設備とすることも可能である。この場合、排気
混入路４９による排気の混入先は、中圧側のタービン４
３の排気側（図中実線で示してある）及び高圧側のター
ビン４３の排気側（図中点線で示してある）の両方（も
しくは一方）とする。
【００３０】第７実施形態例に係るタービン設備６１を
図７に基づいて説明する。
図７に基づいて説明する。
【００３１】図７に示すように、タービン設備６１は、
圧縮機６２及び燃焼器６３及びタービン６４が備えら
れ、圧縮機６２には発電機６５が同軸に連結されてい
る。また、高圧側の圧縮機６６及び燃焼器６７及びター
ビン６８が備えられ、圧縮機６２及び燃焼器６３及びタ
ービン６４の対と、圧縮機６６及び燃焼器６７及びター
ビン６８の対とは、並列に配設されている。圧縮機６６
には発電機６９が同軸に連結されている。
圧縮機６２及び燃焼器６３及びタービン６４が備えら
れ、圧縮機６２には発電機６５が同軸に連結されてい
る。また、高圧側の圧縮機６６及び燃焼器６７及びター
ビン６８が備えられ、圧縮機６２及び燃焼器６３及びタ
ービン６４の対と、圧縮機６６及び燃焼器６７及びター
ビン６８の対とは、並列に配設されている。圧縮機６６
には発電機６９が同軸に連結されている。
【００３２】圧縮機６２で圧縮された圧縮空気は高温の
ため、燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱交換して温度
を下げてから圧縮機６６に投入する。つまり、冷却器
（図５・３７）の冷熱源として燃料ｆを使用することに
対応している。圧縮機６６で圧縮されて吐出した圧縮空
気は燃料加熱器７０で加熱された燃料ｆとともに燃焼器
６７に投入され、燃焼器６７からの燃焼ガスはタービン
６８で膨張される。タービン６８の排気は燃料加熱器７
０で加熱された燃料ｆとともに燃焼器６３に投入され、
燃焼器６３からの燃焼ガスはタービン６４で膨張され
る。
ため、燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱交換して温度
を下げてから圧縮機６６に投入する。つまり、冷却器
（図５・３７）の冷熱源として燃料ｆを使用することに
対応している。圧縮機６６で圧縮されて吐出した圧縮空
気は燃料加熱器７０で加熱された燃料ｆとともに燃焼器
６７に投入され、燃焼器６７からの燃焼ガスはタービン
６８で膨張される。タービン６８の排気は燃料加熱器７
０で加熱された燃料ｆとともに燃焼器６３に投入され、
燃焼器６３からの燃焼ガスはタービン６４で膨張され
る。
【００３３】上述したタービン設備６１は、圧縮機６６
に投入される吸気が燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱
交換されるようになっているので、極めて簡単な構成で
吸気の冷却を実施することができ、圧縮動力を低減する
ことが可能になる。更に回収熱は燃料の保有熱に転換さ
れるので、燃料節約によって発電効率が高くなる。
に投入される吸気が燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱
交換されるようになっているので、極めて簡単な構成で
吸気の冷却を実施することができ、圧縮動力を低減する
ことが可能になる。更に回収熱は燃料の保有熱に転換さ
れるので、燃料節約によって発電効率が高くなる。
【００３４】第８実施形態例に係るタービン設備７１を
図８に基づいて説明する。尚、図７に示したタービン設
備７１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
図８に基づいて説明する。尚、図７に示したタービン設
備７１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
【００３５】図示のタービン設備７１は、燃料加熱器７
０に代えて改質触媒を備えた改質器７２を設けると共
に、燃焼器６７に代えて燃料電池７３を設けたものであ
る。圧縮機６２で圧縮された高温の圧縮空気は改質器７
２に投入され、燃料改質（メタン、メタノール等）の熱
源に使用されて熱交換（冷却）される。改質器７２で改
質された燃料は燃料電池７３に送られると共に、燃焼器
６３に投入される。タービン６８の排気は改質器７２で
改質された燃料とともに燃焼器６３に投入され、燃焼器
６３からの燃焼ガスはタービン６４で膨張される。
０に代えて改質触媒を備えた改質器７２を設けると共
に、燃焼器６７に代えて燃料電池７３を設けたものであ
る。圧縮機６２で圧縮された高温の圧縮空気は改質器７
２に投入され、燃料改質（メタン、メタノール等）の熱
源に使用されて熱交換（冷却）される。改質器７２で改
質された燃料は燃料電池７３に送られると共に、燃焼器
６３に投入される。タービン６８の排気は改質器７２で
改質された燃料とともに燃焼器６３に投入され、燃焼器
６３からの燃焼ガスはタービン６４で膨張される。
【００３６】上述したタービン設備７１では、圧縮機６
６に投入される圧縮空気が改質器７２で冷却され、改質
器７２で改質された燃料が燃焼器６３に投入されるよう
になっている。このため、冷却専用の機器を用いること
なく吸気の冷却が行なえると共に、燃料のカロリアップ
による燃費節減が図れる。
６に投入される圧縮空気が改質器７２で冷却され、改質
器７２で改質された燃料が燃焼器６３に投入されるよう
になっている。このため、冷却専用の機器を用いること
なく吸気の冷却が行なえると共に、燃料のカロリアップ
による燃費節減が図れる。
【００３７】第９実施形態例に係るタービン設備７５を
図９に基づいて説明する。尚、図７に示したタービン設
備７１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
図９に基づいて説明する。尚、図７に示したタービン設
備７１と同一構成部材には同一符号を付して重複する説
明は省略してある。
【００３８】図示のタービン設備７５は、燃焼器６７に
代えて改質触媒を備えた改質器７６及び燃料電池７７を
設け、燃焼器６３へは改質器７６からの改質燃料f1が投
入されるようになっている。燃料加熱器７０で加熱され
た燃料f0は改質器７６に投入され圧縮機６６の高温の吐
出空気と共に燃料改質の熱源に使用される。改質器７６
で改質された燃料f1は燃料電池７７に送られると共に、
燃焼器６３にも投入される。燃焼器６３へは燃料加熱器
７０からの燃料f0及び元の燃料ｆのいずれも使用可能で
ある。タービン６８の排気は燃料ｆ,f0,f1とともに燃焼
器６３に投入され、燃焼器６３からの燃焼ガスはタービ
ン６４で膨張される。
代えて改質触媒を備えた改質器７６及び燃料電池７７を
設け、燃焼器６３へは改質器７６からの改質燃料f1が投
入されるようになっている。燃料加熱器７０で加熱され
た燃料f0は改質器７６に投入され圧縮機６６の高温の吐
出空気と共に燃料改質の熱源に使用される。改質器７６
で改質された燃料f1は燃料電池７７に送られると共に、
燃焼器６３にも投入される。燃焼器６３へは燃料加熱器
７０からの燃料f0及び元の燃料ｆのいずれも使用可能で
ある。タービン６８の排気は燃料ｆ,f0,f1とともに燃焼
器６３に投入され、燃焼器６３からの燃焼ガスはタービ
ン６４で膨張される。
【００３９】上述したタービン設備では、圧縮機６６に
投入される吸気が燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱交
換されるようになっているので、極めて簡単な構成で吸
気の冷却を実施することができ、圧縮機６６の圧縮動力
を低減することが可能になる。また、燃料加熱器７０で
加熱された燃料ｆが改質器７６で改質されて燃料電池７
７に送られるので、燃料電池７７を高圧で作動させるこ
とが可能になる。また、改質器７６で改質された燃料
f1,f0 が燃料のカロリアップによる燃費節減を図るた
め、低圧側の燃焼器６３に投入される。
投入される吸気が燃料加熱器７０で燃料ｆとの間で熱交
換されるようになっているので、極めて簡単な構成で吸
気の冷却を実施することができ、圧縮機６６の圧縮動力
を低減することが可能になる。また、燃料加熱器７０で
加熱された燃料ｆが改質器７６で改質されて燃料電池７
７に送られるので、燃料電池７７を高圧で作動させるこ
とが可能になる。また、改質器７６で改質された燃料
f1,f0 が燃料のカロリアップによる燃費節減を図るた
め、低圧側の燃焼器６３に投入される。
【００４０】
【発明の効果】本発明のタービン設備は、圧縮機から抽
気した空気をタービンの翼の冷却のために導入する導入
路を備えたガスタービンにおいて、抽気した翼冷却用の
空気を予め冷却する冷却器を導入路に設けたので、翼冷
却用の空気を冷却器で冷却してタービンに導入すること
ができる。この結果、タービンの翼に導入する空気の温
度を低下させることができ、翼冷却用の圧縮空気を削減
することでタービン作動用の空気を増加し、圧縮動力を
有効にタービン出力に転換することが可能となり発電出
力が向上する。
気した空気をタービンの翼の冷却のために導入する導入
路を備えたガスタービンにおいて、抽気した翼冷却用の
空気を予め冷却する冷却器を導入路に設けたので、翼冷
却用の空気を冷却器で冷却してタービンに導入すること
ができる。この結果、タービンの翼に導入する空気の温
度を低下させることができ、翼冷却用の圧縮空気を削減
することでタービン作動用の空気を増加し、圧縮動力を
有効にタービン出力に転換することが可能となり発電出
力が向上する。
【００４１】また、本発明のタービン設備は、空気回収
型翼をタービンに設け、空気回収型翼から回収した空気
をタービンの空気回収型翼よりも低圧側の翼に導く導入
路を備え、空気回収型翼から回収した空気を冷却する冷
却器を導入路に設けたので、回収空気を冷却器で冷却し
てタービンの低圧側の翼に導入することができる。この
結果、タービンの低圧側の翼に導入する空気の温度は上
流からの使い回しのため別途確保しなくてもよい、つま
り、多量の圧縮空気を消費することなくタービン翼の冷
却が行なえ、タービン作動空気を増加することでタービ
ン出力への転換量を増加させることが可能となる。
型翼をタービンに設け、空気回収型翼から回収した空気
をタービンの空気回収型翼よりも低圧側の翼に導く導入
路を備え、空気回収型翼から回収した空気を冷却する冷
却器を導入路に設けたので、回収空気を冷却器で冷却し
てタービンの低圧側の翼に導入することができる。この
結果、タービンの低圧側の翼に導入する空気の温度は上
流からの使い回しのため別途確保しなくてもよい、つま
り、多量の圧縮空気を消費することなくタービン翼の冷
却が行なえ、タービン作動空気を増加することでタービ
ン出力への転換量を増加させることが可能となる。
【００４２】また、本発明のタービン設備は、圧縮機及
び燃焼器及びタービンを有するタービン設備において、
高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンを更に備え、高
圧側のタービンの翼に空気回収型翼を形成し、空気回収
型翼から排出される空気を冷却する冷却器を設け冷却し
た後の空気を低圧側のタービンの翼に導入する導入路を
設けたので、冷却後の空気を低圧側のタービンの翼に導
入することができ、冷却後の空気を作動流体として回収
することが可能になる。この、低圧側のタービンを冷却
した後の空気を高圧側のタービンの排気に混入させる排
気混入路を設けたので、冷却後の空気を低圧側のタービ
ンの燃焼器に投入することができ、冷却で昇温した空気
を燃焼空気として回収することが可能になる。これによ
り、燃料投入熱量を削減して効率向上が図れると共に、
タービン通過流体増量により出力向上が図れる。
び燃焼器及びタービンを有するタービン設備において、
高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンを更に備え、高
圧側のタービンの翼に空気回収型翼を形成し、空気回収
型翼から排出される空気を冷却する冷却器を設け冷却し
た後の空気を低圧側のタービンの翼に導入する導入路を
設けたので、冷却後の空気を低圧側のタービンの翼に導
入することができ、冷却後の空気を作動流体として回収
することが可能になる。この、低圧側のタービンを冷却
した後の空気を高圧側のタービンの排気に混入させる排
気混入路を設けたので、冷却後の空気を低圧側のタービ
ンの燃焼器に投入することができ、冷却で昇温した空気
を燃焼空気として回収することが可能になる。これによ
り、燃料投入熱量を削減して効率向上が図れると共に、
タービン通過流体増量により出力向上が図れる。
【００４３】また、圧縮機及び燃焼器及びタービンの対
と、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンの対とを並
列に配設し、圧縮機の入口側にそれぞれ冷却器を設けた
ので、圧縮動力を低減でき、少ない圧縮空気の消費でタ
ービン翼の冷却が行なえる多軸の設備を構築することが
可能になる。また、冷却器からの回収熱により作動する
吸収冷凍機を備えたので、熱回収とインタークリングを
同時に実施でき、生成する冷水で低圧圧縮機の吸気冷却
を行うので発電出力・効率の向上が図れる。また、冷却
器の冷熱源として燃料を用いたので、極めて簡単な構成
で圧縮空気の冷却を実施することができる。また、冷却
器は燃料改質器であるので、燃料のカロリーアップを単
なる顕熱回収以上の値とすることができ、燃費節減を増
強することが可能になる。また、燃料改質器からの改質
燃料が供給される燃料電池を備えたので、燃料電池の高
効率発電をトッピングした高効率のガスタービン設備と
することが可能になる。
と、高圧側の圧縮機及び燃焼器及びタービンの対とを並
列に配設し、圧縮機の入口側にそれぞれ冷却器を設けた
ので、圧縮動力を低減でき、少ない圧縮空気の消費でタ
ービン翼の冷却が行なえる多軸の設備を構築することが
可能になる。また、冷却器からの回収熱により作動する
吸収冷凍機を備えたので、熱回収とインタークリングを
同時に実施でき、生成する冷水で低圧圧縮機の吸気冷却
を行うので発電出力・効率の向上が図れる。また、冷却
器の冷熱源として燃料を用いたので、極めて簡単な構成
で圧縮空気の冷却を実施することができる。また、冷却
器は燃料改質器であるので、燃料のカロリーアップを単
なる顕熱回収以上の値とすることができ、燃費節減を増
強することが可能になる。また、燃料改質器からの改質
燃料が供給される燃料電池を備えたので、燃料電池の高
効率発電をトッピングした高効率のガスタービン設備と
することが可能になる。
【図１】本発明の第１実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図２】本発明の第２実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図３】本発明の第３実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図４】本発明の第４実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図５】本発明の第５実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図６】本発明の第６実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図７】本発明の第７実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図８】本発明の第８実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
【図９】本発明の第９実施形態例に係るタービン設備の
概略系統図。
概略系統図。
１，１１，１６，３０，３１，５１，６１，７１，７５
タービン設備 ２，１７，２４，３２，４１，６２，６６ 圧縮機 ３，１８，２５，３９，４２，５３，６３，６７ 燃焼
器 ４，１９，２６，３３，４３，５４，６４，６８ ター
ビン ５，３４，４０，６５，６９ 発電機 ６， ８，１０，１４，２２，２９，３５，３８ 冷却
器 ７， ９，１３，２１，２７，４７ 導入路 １２，２０，４４，４６ 空気回収型翼 ２３，２８，４９ 排気混入路 ３６ 吸収冷凍機 ３７，４５，４８ 吸気冷却器 ７０ 燃料加熱器 ７２，７６ 改質器 ７３，７７ 燃料電池
タービン設備 ２，１７，２４，３２，４１，６２，６６ 圧縮機 ３，１８，２５，３９，４２，５３，６３，６７ 燃焼
器 ４，１９，２６，３３，４３，５４，６４，６８ ター
ビン ５，３４，４０，６５，６９ 発電機 ６， ８，１０，１４，２２，２９，３５，３８ 冷却
器 ７， ９，１３，２１，２７，４７ 導入路 １２，２０，４４，４６ 空気回収型翼 ２３，２８，４９ 排気混入路 ３６ 吸収冷凍機 ３７，４５，４８ 吸気冷却器 ７０ 燃料加熱器 ７２，７６ 改質器 ７３，７７ 燃料電池
Claims (11)
- 【請求項１】 圧縮機から抽気した空気をタービンの翼
の冷却のために導入する導入路を備えたガスタービンに
おいて、抽気した翼冷却用の空気を予め冷却する冷却器
を導入路に設けたことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項２】 空気回収型翼をタービンに設け、空気回
収型翼から回収した空気をタービンの空気回収型翼より
も低圧側の翼に導く導入路を備え、空気回収型翼から回
収した空気を冷却する冷却器を導入路に設けたことを特
徴とするタービン設備。 - 【請求項３】 圧縮機及び燃焼器及びタービンを有する
タービン設備において、高圧側の圧縮機及び燃焼器及び
タービンを更に備え、高圧側のタービンの翼に空気回収
型翼を形成し、空気回収型翼から回収した空気を冷却す
る冷却器を設けたことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項４】 請求項３において、冷却器からの冷却空
気を低圧側のタービンの作動流体に混入させる混入路を
設けたことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項５】 請求項３において、タービンを冷却した
後の空気を低圧側のタービンに導入する導入路を設けた
ことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項６】 請求項５において、低圧側のタービンを
冷却した後の空気を高圧側のタービンの排気に混入させ
る排気混入路を設けたことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項７】 請求項３乃至請求項６のいずれか一項に
おいて、圧縮機及び燃焼器及びタービンの対と、高圧側
の圧縮機及び燃焼器及びタービンの対とを並列に配設
し、圧縮機の入口側にそれぞれ冷却器を設けたことを特
徴とするタービン設備。 - 【請求項８】 請求項７において、冷却器からの回収熱
により作動する吸収冷凍機を備えたことを特徴とするタ
ービン設備。 - 【請求項９】 請求項７において、冷却器の冷熱源とし
て燃料を用いたことを特徴とするタービン設備。 - 【請求項１０】 請求項９において、冷却器は燃料改質
器であることを特徴とするタービン設備。 - 【請求項１１】 請求項１０において、燃料改質器から
の改質燃料が供給される燃料電池を備えたことを特徴と
するタービン設備。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138124A JP2000328962A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | タービン設備 |
| US10/182,623 US6860109B2 (en) | 1999-05-19 | 2000-12-04 | Turbine equipment |
| PCT/JP2000/008572 WO2002046589A1 (fr) | 1999-05-19 | 2000-12-04 | Equipement de turbine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138124A JP2000328962A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | タービン設備 |
| PCT/JP2000/008572 WO2002046589A1 (fr) | 1999-05-19 | 2000-12-04 | Equipement de turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000328962A true JP2000328962A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=34260150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11138124A Withdrawn JP2000328962A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | タービン設備 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6860109B2 (ja) |
| JP (1) | JP2000328962A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046589A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2002-06-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Equipement de turbine |
| JP2004360700A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンを作動させる方法及び装置 |
| US6860109B2 (en) | 1999-05-19 | 2005-03-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine equipment |
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