JPH08246899A - ガスタービン入口空気冷却装置 - Google Patents

ガスタービン入口空気冷却装置

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JPH08246899A
JPH08246899A JP7090295A JP7090295A JPH08246899A JP H08246899 A JPH08246899 A JP H08246899A JP 7090295 A JP7090295 A JP 7090295A JP 7090295 A JP7090295 A JP 7090295A JP H08246899 A JPH08246899 A JP H08246899A
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JP
Japan
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gas
gas turbine
boil
air
inlet air
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Application number
JP7090295A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Oya
正克 大矢
Seiji Sanada
誠司 眞田
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/10Plants 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LNGのボイルオフガスをガスタービン入口
空気冷却用に利用することにより、省エネルギー及び省
電力を可能とするガスタービン入口空気冷却装置を提供
することを目的とする。 【構成】 空気圧縮機8、燃焼器9及びタービン10を
具備するガスタービン7の該空気圧縮機8の空気入口に
供給する空気を冷却する冷却手段を有するガスタービン
入口空気冷却装置であって、冷却手段は高温再生器2
7、凝縮器・低温再生器26及び蒸発器・吸収器28を
具備するボイルオフガスを駆動熱源とする吸収冷凍機1
6であることを特徴とする。

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を構成する
空気圧縮機に供給する空気を冷却するガスタービン入口
空気冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】ガスタービン発電機の出力は、入口空気の
温度変化の影響を受ける。図5及び図6は入口空気温度
(℃)に対する発電端出力(MW)及び発電端効率
(%)の関係を示す図の一例である。図示するように、
入口空気温度が上昇することによって、発電端出力及び
発電端効率が低下する。これは空気の温度上昇によっ
て、ガスタービンに入ってくる空気の密度が低下し、空
気の質量流量が減ることと同時に燃焼に使われる酸素量
が減るためである。
【0003】しかしながら、発電機としてのガスタービ
ンのこの特性は、夏期の電力需要のピーク時に、ピーク
の電力供給が要求される特性と逆行している。そこで、
大気温度上昇にガスタービンの出力維持を図るものとし
て、入口空気温度を冷却する手法が開発されている。図
7はこの種の従来のガスタービン入口空気冷却装置の構
成例を示す図である。
【0004】図7において、7はガスタービンで、該ガ
スタービン7は空気圧縮機8、燃焼器9及びタービン1
0を具備し、発電機11を駆動するようになっている。
ガスタービン7からの排気ガスは排熱回収ボイラ12を
通り、煙突14から放出される。排熱回収ボイラ12か
らの蒸気は蒸気タービン13に供給され、該蒸気タービ
ン13も発電機11を駆動するようになっている。発電
量を増加させる所謂複合発電の事例もある。
【0005】大気温度上昇時のガスタービン7の出力維
持対策として、ガスタービン7の空気圧縮機8に供給す
る空気(ガスタービン入口空気)を冷却する空気冷却器
15が設けられている。該空気冷却器15は冷凍機16
にて冷却された冷水又はブラインを冷水ポンプ21によ
り空気冷却器15に通水して、ガスタービン7の入口空
気を冷却するようになっている。冷凍機16は凝縮器1
8、圧縮機19、電動機(圧縮機用駆動機)20及び蒸
発器17から構成される。なお、図中、22は冷却水ポ
ンプ、23は冷却装置(冷却塔)である。
【0006】ガスタービン7の燃料は発電所では一般的
にLNG(液化天然ガス)を用いる。LNGはLNGタ
ンカーからローディングアームにより受入れられ、一旦
LNGタンク1に貯蔵される。LNGは、LNGタンク
1内に設置されたLNGポンプ4により送り出され、更
にLNG高圧ポンプ5にて気化器6に送られ、該気化器
6で気化され、燃料配管を通してガスタービン7の燃焼
器9へ供給される。
【0007】LNGタンク1ではそれに接する地盤及び
大気熱により、ボイルオフガスが発生するが、それをガ
スタービンの燃料として用いる為にはボイルオフガスサ
ンクションドラム2を経て、圧縮機3により20kg/
cm2G程度までガスの圧力を高める必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のガ
スタービン入口空気冷却装置は、LNGのボイルオフガ
スを燃料として利用しているが、燃料として利用する場
合、上記のようにボイルオフガスサンクションドラム2
を経て、圧縮機3により20kg/cm2G程度までガ
スの圧力を高める必要があり、電力消費量が大きく、特
に夏期はボイルオフガスの発生量が多く、無駄な電力消
費となるという問題があった。
【0009】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、LNGのボイルオフガスをガスタービン入口空気冷
却用に利用することにより、省エネルギー及び省電力を
可能とするガスタービン入口空気冷却装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、空気圧縮機、燃焼器及びタービンを具備する
ガスタービンの該空気圧縮機の空気入口に供給する空気
を冷却する冷却手段を有するガスタービン入口空気冷却
装置であって、冷却手段はボイルオフガスを駆動熱源と
する吸収冷凍機であることを特徴とする。
【0011】また、冷却手段はボイルオフガスを駆動熱
源とするガスエンジン駆動冷凍機であることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】本発明は上記のように、冷却手段はボイルオフ
ガスを駆動熱源とする吸収冷凍機又はガスエンジン駆動
冷凍機を用いることにより、ボイルオフガスをガスター
ビンの入口空気温度冷却用に用いることにより、発電端
出力及び発電端効率を維持できると共に、該ボイルオフ
ガスを再利用する場合の電力消費量が大幅に削減でき
る。特に夏期で大気温が高く、ボイルオフガスの発生量
が多い場合に、上記作用を発揮する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明のガスタービン入口空気冷却装置の
構成例を示す図である。図1において図7と同一符号を
付した部分は同一又は相当部分を示す。以下他の図面に
おいても同様とする。
【0014】ガスタービン7は空気圧縮機8、燃焼器9
及びタービン10を具備し、発電機11を駆動し、ガス
タービン7からの排気ガスは排熱回収ボイラ12を通
り、煙突14から放出され、排熱回収ボイラ12からの
蒸気は蒸気タービン13に供給され、該蒸気タービン1
3も発電機11を駆動するようになっている点、及び空
気冷却器15は冷凍機16にて冷却された冷水又はブラ
インを冷水ポンプ21により空気冷却器15に通水し
て、ガスタービン7の入口空気を冷却するようになって
いる点は、図7の場合と同一である。
【0015】冷凍機16はLNGのボイルオフガスを駆
動燃料とするガス直焚吸収冷凍機で、凝縮器・低温再生
器26、高温再生器27及び蒸発器・吸収器28から構
成される。ボイルオフガスサンクションドラム2からの
ボイルオフガスはボイルオフガスブースタ圧縮機24で
圧縮され、昇温設備30、調圧器(ガバナ)25を通し
て高温再生器27のバーナ29に供給される。
【0016】ガス直焚吸収冷凍機である冷凍機16の燃
料として供給するLNGのボイルオフガスは、ボイルオ
フガスブースタ圧縮機24にて、1kg/cm2G程度
まで昇圧すれば良く、上記のように調圧器25を通して
バーナ29に供給される。これはボイルオフガスをガス
タービン7の燃料として用いる為には上記のように圧縮
機3により20kg/cm2G程度までガスの圧力を高
める必要があるのに比較し、消費電力を大幅に削減でき
る。
【0017】図2は本発明のガスタービン入口空気冷却
装置の他の構成例を示す図である。冷凍機16はLNG
のボイルオフガスを燃料とするガスエンジン30、凝縮
器18、圧縮機19及び蒸発器17から構成される。ボ
イルオフガスサンクションドラム2からのボイルオフガ
スはボイルオフガスブースタ圧縮機24で圧縮され、調
圧器(ガバナ)25を通して、ガスエンジン30に供給
される。該ガスエンジン30からの排気ガスは煙突14
から放出される。
【0018】上記構成のガスタービン入口空気冷却装置
においても、ガスエンジン30に供給するLNGのボイ
ルオフガスは、ボイルオフガスブースタ圧縮機24に
て、1kg/cm2G程度まで昇圧すれば良く、上記の
ように調圧器25を通してバーナ29に供給される。こ
れはボイルオフガスをガスタービン7の燃料として用い
る為には上記のように圧縮機3により20kg/cm2
G程度までガスの圧力を高める必要があるのに比較し、
消費電力を大幅に削減できる。
【0019】図3は本発明のガスタービン入口空気冷却
装置の他の構成例を示す図である。図3のガスタービン
入口空気冷却装置は図1に示す構成のガスタービン入口
空気冷却装置に水又は氷の形で蓄熱する蓄熱槽31を設
け、放熱ポンプ32で蓄熱槽31に蓄えられた水又は氷
を空気冷却器15に送るように構成している。
【0020】図4は本発明のガスタービン入口空気冷却
装置の他の構成例を示す図である。図4のガスタービン
入口空気冷却装置は図2に示す構成のガスタービン入口
空気冷却装置に水又は氷の形で蓄熱する蓄熱槽31を設
け、放熱ポンプ32で蓄熱槽31に蓄えられた水又は氷
を空気冷却器15に送るように構成している。
【0021】図1及び図2に示す構成のガスタービン入
口空気冷却装置において、冷凍機16は空気冷却負荷に
応じて運転することになるが、図3及び図4に示す構成
のガスタービン入口空気冷却装置のようにオフピーク時
間帯である夜間等に冷凍機16を運転し、水又は氷の形
で蓄熱槽31に蓄熱し、ピーク時間帯である昼間にそれ
を放熱しても良い。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スタービンの空気圧縮機の空気入口に供給する空気をボ
イルオフガスを駆動熱源とする吸収冷凍機又はガスエン
ジン駆動冷凍機で冷却するので、下記のような優れた効
果が得られる。 (1)LNGのボイルオフガスを再利用する場合の電力
を大幅に削減する。 (2)上記ガスタービンを用いて発電機を駆動する場
合、発電出力を維持することができる。 (3)上記(1)と(2)の相乗効果により、LNGガ
スタービン発電の場合の電気出力が特に夏期温度が高く
電力需要が多い場合効果が多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービン入口空気冷却装置の構成
例を示す図である。
【図2】本発明のガスタービン入口空気冷却装置の他の
構成例を示す図である。
【図3】本発明のガスタービン入口空気冷却装置の他の
構成例を示す図である。
【図4】本発明のガスタービン入口空気冷却装置の他の
構成例を示す図である。
【図5】ガスタービン発電機の入口空気温度(℃)に対
する発電端出力(MW)の関係の一例を示す図である。
【図6】ガスタービン発電機の入口空気温度(℃)に対
する発電端効率(%)の関係の一例を示す図である。
【図7】従来のガスタービン入口空気冷却装置の構成例
を示す図である。
【符号の説明】
1 LNGタンク 2 ボイルオフガスサンクションドラム 3 圧縮機 4 LNGポンプ 5 LNG高圧ポンプ 6 気化器 7 ガスタービン 8 空気圧縮機 9 燃焼器 10 タービン 11 発電機 12 排熱回収ボイラ 13 蒸気タービン 14 煙突 15 空気冷却器 16 冷凍機 17 蒸発器 18 凝縮器 19 圧縮機 21 冷水ポンプ 22 冷却水ポンプ 23 冷却装置(冷却塔) 24 ボイルオフガスブースタ圧縮機 25 調圧器(ガバナ) 26 凝縮器・低温再生器 28 蒸発器・吸収器 29 バーナ 30 ガスエンジン 31 蓄熱槽 32 放熱ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気圧縮機、燃焼器及びタービンを具備
    するガスタービンの該空気圧縮機の空気入口に供給する
    空気を冷却する冷却手段を有するガスタービン入口空気
    冷却装置であって、 前記冷却手段はボイルオフガスを駆動熱源とする吸収冷
    凍機であることを特徴とするガスタービン入口空気冷却
    装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却手段はボイルオフガスを駆動熱
    源とするガスエンジン駆動冷凍機であることを特徴とす
    るガスタービン入口空気冷却装置。
JP7090295A 1995-03-03 1995-03-03 ガスタービン入口空気冷却装置 Pending JPH08246899A (ja)

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