JPH06193464A - ガスタービン高効率排熱回収発電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ガスタービン発電設備の補機室２１，ガスター
ビン室３１，ロードギヤ室４１，発電機室５１に接続す
る換気空気を排出する排気ダクト２３，３３，４３，５
４に純水用熱交換器２４，３４，４４，５５を設け、こ
れに純水を通過させて、熱回収ボイラ６１に供給し、排
気ダクトの先端を建屋壁１を貫通する途中までとし、壁
穴あけを排気ダクト先端形状より大きく開放し、換気空
気９９を噴出させて建屋内空気９８を屋外へ引出す。 【効果】排熱回収ボイラへ供給される純水の温度が高め
られるので、蒸気発生量が増大し、建屋換気ファンが省
略出来るので補機消費動力が無くなり、プラント効率が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービン高効率排熱
回収発電設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図１，図２を用いて説明す
る。図１は、従来の排熱回収形発電設備の全体構成を示
したものである。通常、保守点検性を考慮して本体を構
成するガスタービン補機室２１，ガスタービン室３１，
ロードギア室４１，発電機室５１は建屋１０の中に設置
し、ガスタービン燃焼用空気は建屋外に設けた燃焼空気
取入室１１から取入ダクト１２でガスタービン室に導か
れる。燃焼後、仕事をした高温の排気ガスは、ガスター
ビン室に接続した排熱回収ボイラ６１を通り、煙突７１
で大気中に放出される。各室の中は、機器が運転すると
熱を発生し室内が高温になるので、これを防ぐため、ガ
スタービン補機室，ガスタービン室，ロードギヤ室は、
建屋１０内の空気を吸込む換気ブロワ２２，３２，４２
を各室に取り付け、発電機室は発電機ロータに取り付け
られたブロワで、建屋外に設置された空気吸込室５２か
ら吸込ダクト５３で発電機室に導かれる。各ブロワで吸
込まれた空気は、各室内を冷却して各排気ダクト２３，
３３，４３，５４で建屋外に放出される。

【０００３】図２は、ガスタービン室と建屋の断面図で
ある。ガスタービン室の換気は、室の低部に取り付けら
れた換気ブロワ３２で建屋内の空気９８を吸込み、室内
を冷却し熱を奪って排気ダクト３３で建屋外に放出す
る。また建屋内も各室内の温空気が漏れ出たり、太陽熱
が建屋壁１、窓を伝って侵入してくるので高温となり、
天井クレーン４の故障の原因となる。このため、建屋の
壁の下部にルーバ２を設け、屋根の数箇所に建屋換気フ
ァン３を設けて、強制的に建屋外の空気９８を取り入れ
最高でも６５℃以下に押さえる設計とする。ガスタービ
ン室の換気ブロワは建屋の下方部に取り付けられている
ので、建屋内の空気を吸込んでも、比較的低温の状態で
ある。

【０００４】本建屋の換気方法に関連したものに特開昭
59−128922号公報が有るが、空調機を設けた非常に高価
で不経済な設備となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ガスタービン排熱回収
発電設備の熱効率は、供給される燃料の単位時間当たり
の熱量を分母とし、送電端の電力と排熱回収ボイラで発
生する蒸気量を熱量に換算した分子で、割算をした値で
ある。通常この熱効率は約６０％で、残り４０％は充分
利用しないで排熱したり、無駄な換気の動力として電力
を消費しているからである。

【０００６】本発明の目的は、ガスタービンや発電機を
冷却する換気空気の排熱を有効に利用し、換気空気の放
出エネルギで建屋内の空気を強制的に屋外へ排出させ、
建屋換気ファンを廃止する事にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ガスタービン発電設備の
本体を構成するガスタービン補機室，ガスタービン室，
ロードギヤ室，発電機室は、それぞれ換気の為の排気ダ
クトを備え、建屋の外へ排気している。各排気ダクトに
熱交換器を設け、ボイラ給水ポンプで純水を排熱回収ボ
イラに送る配管を４系統に分けて本熱交換器に接続し、
純水を加熱させる。

【０００８】熱交換器の出口側排気ダクトの先端は、建
屋上部の壁を貫通した途中までとし、壁穴あけを排気ダ
クト先端形状より大きく開放し、排気ダクト内の空気を
噴出させ、エジェクタの役目をさせる。

【０００９】

【作用】本体を構成している各室の温度は、機器の耐熱
や運転員の作業性から決まるが、通常６０〜８０℃前後
である。一方、熱交換器を通る純水の入口温度は、約１
０〜２０℃で、室の排気により加熱して排熱回収ボイラ
に供給すれば、蒸発量が増えプラント熱効率が改善され
る。

【００１０】また各室からの排気ダクトは、建屋の長手
方向に４ヶ所間隔をあけて配列されるので、屋根を片勾
配にして排気ダクトがのびる方向に高くすれば、最も加
熱された建屋内空気が、排熱ダクト先端部のエジェクタ
効果により、建屋外に引っ張りだされる。これにより従
来、屋根に取り付けていた建屋換気ファン数個を不要と
する事が出来るので、むだな消費電力が少なくなり、プ
ラント効率がよくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図３ないし図５を用
いて、詳細に説明する。図３は、本発明による全体構成
を示したものである。通常、排熱回収形発電設備の本体
を構成するガスタービン補機室２１，ガスタービン室３
１，ロードギヤ室４１，発電機室５１は、保守点検性を
考慮して建屋１０の中に設置するが、ガスタービンの燃
焼用空気は屋外に設けた燃焼空気取入室１１から、取入
ダクト１２でガスタービン室に導かれる。燃焼用空気
は、ガスタービン３４で燃焼後、仕事をして排気ガスと
なり、ガスタービン室に接続した排熱回収ボイラ６１を
通り煙突７１で大気中に放出される。各室の中は、機器
が運転すると熱を発生し室内が高温になるので、これを
防ぐ為、ガスタービン補機室，ガスタービン室，ロード
ギヤ室は、建屋１０内の空気９８を吸込む換気ブロワ２
２，３２，４２を各室に取り付け、発電機は発電機ロー
タに取り付けられたブロワで、建屋外に設置された空気
吸込室５２から吸込ダクト５３で発電機室に外気が導か
れる。各ブロワで吸込まれた空気９９は、各室内を冷却
し各排気ダクト２３，３３，４３，５４で屋外に導かれ
るが、各排気ダクトの途中に純水用熱交換器２４，３
４，４４，５５を設け、ボイラ給水ポンプ８２で純水タ
ンク８１の純水８３を配管８４で純水用熱交換器を通
し、排熱回収ボイラに供給する。各室から排気ダクトに
流れ出す空気の温度は、換気する空気の流量により異な
るが、経済的な設計として６０℃〜８０℃位である。一
方、純水の温度は、ボイラ給水ポンプ出口で約１０〜２
０℃なので、配管を４本に分岐して各熱交換器の交換熱
量に応じた純水量を分配すれば、５〜１０℃純水を加熱
してボイラに入るので、熱効率の向上となる。

【００１２】図４は、ガスタービン室と建屋の断面図で
ある。ガスタービン室３１の換気は、室の低部に取り付
けられた換気ブロワ３２で建屋内の空気９８を吸込み、
ガスタービン３８と室内を冷却し熱を奪って純水用熱交
換器３４に入り、純水に熱を与えた後、建屋の天井近く
までのぼり壁を貫通する為、直角に曲がりここから排気
ダクトの断面積を絞って建屋壁１の中で先端を終らす。

【００１３】壁側の穴は、排気ダクトの外形寸法より少
し大きくあけて、ダクト先端より穴の縁を建屋外側に多
く出し、排気ダクト空気９９の噴出により、建屋内空気
９８をエジェクタ効果により屋外へ引き出す。屋外の空
気９８は、換気ブロワと排気のエジェクタ効果により、
建屋下部に取り付けられたルーバ２より流入し、各室の
表面や天井のクレーン４、建屋内部を冷却し、加温され
る事により上昇し、天井の傾斜でエジェクタ部へ集めら
れる。エジェクタは排気ダクトの出口部なので建屋の長
手方向に４ヶ所設ける事が出来るので建屋全体を充分換
気する事は可能である。ルーバは建屋の長手方向の両側
の壁下に、柱と柱の間に設ける。

【００１４】図５は、純水用熱交換器の詳細図で、構造
は４個共同一なので、代表としてガスタービン室の純水
用熱交換器を示す。ボイラ給水ポンプで加圧された純水
８３は、母管から分岐した配管８４で熱交換器下水室３
５に導びかれ、排気ダクト３３の下面と上面を接続する
チューブ３７の中を純水が通り、熱交換器上水室３６に
入る。一方、室を換気した空気９９は、排気ダクトによ
り熱交換器を構成するチューブに流れ、無数のチューブ
の表面で熱交換をして排気ダクトにより、大気に放出さ
れる。また、熱交換器の上水室の純水は配管により他の
純水ラインと共に１本に集合して、排熱回収ボイラに送
り込まれる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、 (1）ガスタービン発電設備の本体を囲む室の換気空気
は、従来利用されず大気に放出していたが、換気空気の
熱エネルギを排熱回収ボイラの供給する純水を加熱する
事により、蒸気量が増えて熱効率が向上する。

【００１６】(2）従来建屋の中を換気するため、建屋換
気ファンを数ヶ所設けていたが、本体を換気した排気ダ
クトの先端部でエジェクタをきかせ、建屋内の温暖化し
た空気を排出する事により、建屋換気ファンを省略する
事ができ、消費電力が無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の排熱回収形発電設備の全体説明図。

【図２】従来技術のガスタービン室と建屋の断面図。

【図３】本発明による全体系統図。

【図４】本発明によるガスタービン室と建屋の断面図。

【図５】本発明による純水用熱交換器の説明図。

【符号の説明】

１…建屋壁、２…ルーバ、１１…燃焼空気取入室、１２
…取りダクト、２１…ガスタービン補機室、２２…換気
ブロワ、２３…排気ダクト、２４…純水用熱交換器、３
１…ガスタービン室、３２…換気ブロワ、３３…排気ダ
クト、３４…純水用熱交換器、４１…ロードギヤ室、４
２…換気ブロワ、５１…発電機室、５５…純水用熱交換
器、８１…純水タンク、８２…ボイラ給水ポンプ、８４
…配管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建屋内にガスタービン発電設備を構成する
   ガスタービン補機室，ガスタービン室，ロードギヤ室，
   発電機室を設置し、それぞれの室に換気ブロワ及び排気
   ダクトを備えたガスタービン発電機換気設備において、
   前記各排気ダクトにガスタービン排熱回収ボイラに給水
   する純水用熱交換器を設けた事を特徴とするガスタービ
   ン高効率排熱回収発電設備。
2. 【請求項２】請求項１において、前記各排気ダクトの先
   端を建屋の壁を貫通する途中までとし、壁穴あけを前記
   排気ダクトの先端形状より大きく開放し、前記排気ダク
   ト内の空気を噴出させるガスタービン高効率排熱回収発
   電設備。