JPH10103078A - ガスタービンサイクル - Google Patents
ガスタービンサイクルInfo
- Publication number
- JPH10103078A JPH10103078A JP25987796A JP25987796A JPH10103078A JP H10103078 A JPH10103078 A JP H10103078A JP 25987796 A JP25987796 A JP 25987796A JP 25987796 A JP25987796 A JP 25987796A JP H10103078 A JPH10103078 A JP H10103078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- turbine
- pressure
- compressor
- combustor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過負荷時に出力重視の運転を可能にする。
【解決手段】 圧縮機Ｃにより空気を圧縮して燃焼器Ｃ
ＯＢに送り込み、燃焼器ＣＯＢにて圧縮空気に燃料を混
合して燃焼を行わせ、この燃焼ガスをタービンＴに導入
して膨脹させ、タービンＴの回転より機械的出力を得る
ガスタービンサイクルにおいて、タービンＴの排ガスの
排熱により所定圧力の蒸気を発生する多段式の排熱ボイ
ラＥと、必要に応じて駆動されることによりタービンＴ
の排ガスを排熱ボイラＥに導入する前段で追焚きする追
焚手段３００と、追焚きによる蒸気発生量の増大に応じ
て排熱ボイラＥの発生蒸気圧を変更する変圧手段３１０
とを設け、発生蒸気の一部を圧縮機Ｃ内に中間冷却が可
能なように噴射させると共に、残る蒸気を燃焼器ＣＯＢ
の直前及びタービンＴに噴射させる。
ＯＢに送り込み、燃焼器ＣＯＢにて圧縮空気に燃料を混
合して燃焼を行わせ、この燃焼ガスをタービンＴに導入
して膨脹させ、タービンＴの回転より機械的出力を得る
ガスタービンサイクルにおいて、タービンＴの排ガスの
排熱により所定圧力の蒸気を発生する多段式の排熱ボイ
ラＥと、必要に応じて駆動されることによりタービンＴ
の排ガスを排熱ボイラＥに導入する前段で追焚きする追
焚手段３００と、追焚きによる蒸気発生量の増大に応じ
て排熱ボイラＥの発生蒸気圧を変更する変圧手段３１０
とを設け、発生蒸気の一部を圧縮機Ｃ内に中間冷却が可
能なように噴射させると共に、残る蒸気を燃焼器ＣＯＢ
の直前及びタービンＴに噴射させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンサイ
クルに関する。
クルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンサイクルにおいては、ター
ビンから大気中に放出される排ガスの温度が５００〜６
００℃の高温度であるので、この熱量を回収することに
より熱効率の向上が図られている。
ビンから大気中に放出される排ガスの温度が５００〜６
００℃の高温度であるので、この熱量を回収することに
より熱効率の向上が図られている。
【０００３】従来では、タービンの排ガスを熱交換器
（再生器）に通し、圧縮機から出て燃焼器に入る空気に
排ガスの熱を与えることで、燃焼器で噴射する燃料を節
約して熱効率の向上を図ったり、排ガスの排熱を利用し
て蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを回して発
電することにより熱効率の向上を図ったりすることが行
われている。また、蒸気の定圧比熱が作動流体である空
気の定圧比熱の約２倍であることを利用して、燃焼器の
直前やタービンに蒸気を直接噴射することにより、出力
の増加を図る方式も提案されている。
（再生器）に通し、圧縮機から出て燃焼器に入る空気に
排ガスの熱を与えることで、燃焼器で噴射する燃料を節
約して熱効率の向上を図ったり、排ガスの排熱を利用し
て蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを回して発
電することにより熱効率の向上を図ったりすることが行
われている。また、蒸気の定圧比熱が作動流体である空
気の定圧比熱の約２倍であることを利用して、燃焼器の
直前やタービンに蒸気を直接噴射することにより、出力
の増加を図る方式も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、再生器
で熱回収を行う方式は、熱交換器が必要な上、熱回収効
率が低いという問題がある。また、蒸気タービンを回し
て発電する方式は、蒸気温度があまり高くないことか
ら、効率向上が困難な上、復水器や蒸気タービン等の設
備費用も嵩むという問題がある。また、燃焼器の直前や
タービンに蒸気を直接噴射する方式は、圧縮機の回転数
を上昇させる要素が大きく、最高圧力制限や回転数制限
により、あまり出力上昇が期待できない上、蒸気噴射に
より圧縮機の空気量と燃焼器やタービンのガス流量がア
ンバランスとなるので、既存のガスタービンや既設のガ
スタービンにそのまま適用することが難かしいという問
題がある。
で熱回収を行う方式は、熱交換器が必要な上、熱回収効
率が低いという問題がある。また、蒸気タービンを回し
て発電する方式は、蒸気温度があまり高くないことか
ら、効率向上が困難な上、復水器や蒸気タービン等の設
備費用も嵩むという問題がある。また、燃焼器の直前や
タービンに蒸気を直接噴射する方式は、圧縮機の回転数
を上昇させる要素が大きく、最高圧力制限や回転数制限
により、あまり出力上昇が期待できない上、蒸気噴射に
より圧縮機の空気量と燃焼器やタービンのガス流量がア
ンバランスとなるので、既存のガスタービンや既設のガ
スタービンにそのまま適用することが難かしいという問
題がある。
【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、新たな設備
コストを最小限に抑えながら、熱効率の向上を図ること
ができ、既存あるいは既設のガスタービンにそのまま適
用することができると共に、過負荷時には出力重視の運
転が可能なガスタービンサイクルを提供することを目的
とする。
コストを最小限に抑えながら、熱効率の向上を図ること
ができ、既存あるいは既設のガスタービンにそのまま適
用することができると共に、過負荷時には出力重視の運
転が可能なガスタービンサイクルを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のガスタ
ービンサイクルは、圧縮機により空気を圧縮して燃焼器
に送り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼
を行わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹さ
せ、タービンの回転より機械的出力を得るガスタービン
サイクルにおいて、前記タービンの排ガスの排熱により
所定圧力の蒸気を発生する蒸気発生手段と、必要に応じ
て駆動されることにより前記タービンの排ガスを前記蒸
気発生手段に導入する前段で追焚きする追焚手段と、追
焚きによる蒸気発生量の増大に応じて前記蒸気発生手段
の発生蒸気圧を変更する変圧手段とを設け、前記蒸気発
生手段の発生した蒸気の一部を前記圧縮機内に中間冷却
が可能なように噴射させると共に、残る蒸気を燃焼器の
直前及びタービンに噴射させることを特徴とする。
ービンサイクルは、圧縮機により空気を圧縮して燃焼器
に送り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼
を行わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹さ
せ、タービンの回転より機械的出力を得るガスタービン
サイクルにおいて、前記タービンの排ガスの排熱により
所定圧力の蒸気を発生する蒸気発生手段と、必要に応じ
て駆動されることにより前記タービンの排ガスを前記蒸
気発生手段に導入する前段で追焚きする追焚手段と、追
焚きによる蒸気発生量の増大に応じて前記蒸気発生手段
の発生蒸気圧を変更する変圧手段とを設け、前記蒸気発
生手段の発生した蒸気の一部を前記圧縮機内に中間冷却
が可能なように噴射させると共に、残る蒸気を燃焼器の
直前及びタービンに噴射させることを特徴とする。
【０００７】請求項２の発明のガスタービンサイクル
は、請求項１において、前記蒸気発生手段が、タービン
の排ガスの排熱により３種以上の異なった圧力の蒸気を
発生する多段ボイラよりなり、該蒸気発生手段の発生し
た蒸気のうちの少なくとも１種の蒸気を前記圧縮機内に
中間冷却が可能なように噴射させると共に、残る少なく
とも１種の蒸気を燃焼器の直前に噴射させ、さらに残る
少なくとも１種の蒸気をタービンに噴射させることを特
徴とする。
は、請求項１において、前記蒸気発生手段が、タービン
の排ガスの排熱により３種以上の異なった圧力の蒸気を
発生する多段ボイラよりなり、該蒸気発生手段の発生し
た蒸気のうちの少なくとも１種の蒸気を前記圧縮機内に
中間冷却が可能なように噴射させると共に、残る少なく
とも１種の蒸気を燃焼器の直前に噴射させ、さらに残る
少なくとも１種の蒸気をタービンに噴射させることを特
徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のガスター
ビンサイクルの系統図である。このガスタービンサイク
ルは、ガスタービンＧＴと、ガスタービンＧＴの排熱を
利用して蒸気を発生させる多段式の排熱ボイラ（蒸気発
生手段）Ｅと、発生させた蒸気をガスタービンＧＴの各
所に分配供給する配管系ＰＳとを備えている。
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のガスター
ビンサイクルの系統図である。このガスタービンサイク
ルは、ガスタービンＧＴと、ガスタービンＧＴの排熱を
利用して蒸気を発生させる多段式の排熱ボイラ（蒸気発
生手段）Ｅと、発生させた蒸気をガスタービンＧＴの各
所に分配供給する配管系ＰＳとを備えている。
【０００９】ガスタービンＧＴは、入口クーラＥＶＡを
通して大気中より吸入した空気を圧縮する圧縮機Ｃと、
圧縮した空気に燃料を混合して燃焼を行わせる燃焼器Ｃ
ＯＢと、燃焼ガスを導入して膨脹させることで回転出力
を発生するタービンＴとからなる。
通して大気中より吸入した空気を圧縮する圧縮機Ｃと、
圧縮した空気に燃料を混合して燃焼を行わせる燃焼器Ｃ
ＯＢと、燃焼ガスを導入して膨脹させることで回転出力
を発生するタービンＴとからなる。
【００１０】圧縮機Ｃ及びタービンＴはそれぞれ多段構
成とされ、圧縮機Ｃは、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮機
ＭＰＣ、高圧圧縮機ＨＰＣからなり、タービンＴは、低
圧タービンＬＰＴ、中圧タービンＭＰＴ、高圧タービン
ＨＰＴ及び出力タービンＰＷＴからなる。各圧の圧縮機
ＬＰＣ、ＭＰＣ、ＨＰＣは各圧のタービンＬＰＴ、ＭＰ
Ｔ、ＨＰＴと、独立した軸によりそれぞれに直結されて
いる。出力タービンＰＷＴは、各圧のタービンＬＰＴ、
ＭＰＴ、ＨＰＴから独立しており、発電機ＧＥＮに直結
されている。
成とされ、圧縮機Ｃは、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮機
ＭＰＣ、高圧圧縮機ＨＰＣからなり、タービンＴは、低
圧タービンＬＰＴ、中圧タービンＭＰＴ、高圧タービン
ＨＰＴ及び出力タービンＰＷＴからなる。各圧の圧縮機
ＬＰＣ、ＭＰＣ、ＨＰＣは各圧のタービンＬＰＴ、ＭＰ
Ｔ、ＨＰＴと、独立した軸によりそれぞれに直結されて
いる。出力タービンＰＷＴは、各圧のタービンＬＰＴ、
ＭＰＴ、ＨＰＴから独立しており、発電機ＧＥＮに直結
されている。
【００１１】圧縮空気は、低圧圧縮機ＬＰＣ、中圧圧縮
機ＭＰＣ、高圧ＨＰＣを順に経て、燃焼器ＣＯＢに送り
込まれ、燃焼ガスは、高圧タービンＨＰＴ、中圧タービ
ンＭＰＴ、低圧タービンＬＰＴ、出力タービンＰＷＴに
順次導入される。出力タービンＰＷＴより出た排ガス
は、排熱ボイラＥ内の排ガス通路２００を通った後に、
煙突２０１より大気中へ放出される。また、出力タービ
ンＰＷＴと排熱ボイラＥとの間には、過負荷時に必要に
応じて駆動されることで、出力タービンＰＷＴより出た
排ガスを追焚きする追焚手段３００が設けられており、
追焚き時には、追焚きにより昇温させられた上で、排ガ
スが排熱ボイラＥに導入されるようになっている。
機ＭＰＣ、高圧ＨＰＣを順に経て、燃焼器ＣＯＢに送り
込まれ、燃焼ガスは、高圧タービンＨＰＴ、中圧タービ
ンＭＰＴ、低圧タービンＬＰＴ、出力タービンＰＷＴに
順次導入される。出力タービンＰＷＴより出た排ガス
は、排熱ボイラＥ内の排ガス通路２００を通った後に、
煙突２０１より大気中へ放出される。また、出力タービ
ンＰＷＴと排熱ボイラＥとの間には、過負荷時に必要に
応じて駆動されることで、出力タービンＰＷＴより出た
排ガスを追焚きする追焚手段３００が設けられており、
追焚き時には、追焚きにより昇温させられた上で、排ガ
スが排熱ボイラＥに導入されるようになっている。
【００１２】排熱ボイラＥには、排ガス通路２００の上
流側から下流側に向かって順に、高圧ボイラＨＰＥ、中
圧ボイラＭＰＥ、低中圧ボイラＩＰＥ、低圧ボイラＬＰ
Ｅが４段（３段以上）に設けられ、最下流部には節炭器
ＥＣＯが設けられている。節炭器ＥＣＯの入口には、原
水貯槽２５０からの給水管２５１が接続され、節炭器Ｅ
ＣＯの出口配管２５２は、それぞれ各圧のボイラＨＰ
Ｅ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの入口に接続されている。
そして、配管系ＰＳを構成している各圧のボイラＨＰ
Ｅ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの蒸気配管（出口配管）２
６１、２６２、２６３、２６４が、ガスタービンＧＴの
各所に接続されている。
流側から下流側に向かって順に、高圧ボイラＨＰＥ、中
圧ボイラＭＰＥ、低中圧ボイラＩＰＥ、低圧ボイラＬＰ
Ｅが４段（３段以上）に設けられ、最下流部には節炭器
ＥＣＯが設けられている。節炭器ＥＣＯの入口には、原
水貯槽２５０からの給水管２５１が接続され、節炭器Ｅ
ＣＯの出口配管２５２は、それぞれ各圧のボイラＨＰ
Ｅ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの入口に接続されている。
そして、配管系ＰＳを構成している各圧のボイラＨＰ
Ｅ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの蒸気配管（出口配管）２
６１、２６２、２６３、２６４が、ガスタービンＧＴの
各所に接続されている。
【００１３】ここでは、各圧ボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、Ｉ
ＰＥ、ＬＰＥは、通常運転時に次の圧力の蒸気を発生す
るようになっている。 高圧ボイラＨＰＥ ＝８．５ＭＰａ（メガパスカル） 中圧ボイラＭＰＥ ＝５．０ＭＰａ 低中圧ボイラＩＰＥ＝２．７ＭＰａ 低圧ボイラＬＰＥ ＝１．３５ＭＰａ
ＰＥ、ＬＰＥは、通常運転時に次の圧力の蒸気を発生す
るようになっている。 高圧ボイラＨＰＥ ＝８．５ＭＰａ（メガパスカル） 中圧ボイラＭＰＥ ＝５．０ＭＰａ 低中圧ボイラＩＰＥ＝２．７ＭＰａ 低圧ボイラＬＰＥ ＝１．３５ＭＰａ
【００１４】そして、高圧ボイラＨＰＥの８．５ＭＰａ
の蒸気は燃焼器ＣＯＢの直前に、中圧ボイラＭＰＥの
５．０ＭＰａの蒸気は高圧タービンＨＰＴの出口に、低
中圧ボイラＩＰＥの２．７ＭＰａの蒸気は中圧圧縮機Ｍ
ＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間、及び中圧タービンＭＰＴ
の出口に、低圧ボイラＬＰＥの１．３５ＭＰａの蒸気は
出力タービンＰＷＴの前にそれぞれ噴射させ、各個所で
作動流体中に直接蒸気を混合させるようになっている。
また、原水貯槽２５０からの水は純粋貯槽２７０を介し
て、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮機ＭＰＣの間に直接噴
射させるようになっている。
の蒸気は燃焼器ＣＯＢの直前に、中圧ボイラＭＰＥの
５．０ＭＰａの蒸気は高圧タービンＨＰＴの出口に、低
中圧ボイラＩＰＥの２．７ＭＰａの蒸気は中圧圧縮機Ｍ
ＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間、及び中圧タービンＭＰＴ
の出口に、低圧ボイラＬＰＥの１．３５ＭＰａの蒸気は
出力タービンＰＷＴの前にそれぞれ噴射させ、各個所で
作動流体中に直接蒸気を混合させるようになっている。
また、原水貯槽２５０からの水は純粋貯槽２７０を介し
て、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮機ＭＰＣの間に直接噴
射させるようになっている。
【００１５】ところで、追焚き時には排熱ボイラＥの発
生蒸気量が増加するので、噴射蒸気量の増大により圧縮
機ＣやタービンＴの回転数が増加し、作動流体の圧力や
温度が上昇する。したがって、各所に噴射する蒸気圧力
を変動させなければ、作動流体の圧力と噴射蒸気の圧力
の均衡が崩れてしまう。そこで、それに対処するため
に、各段のボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの出
口部には、発生蒸気量の変動に応じて、つまりは作動流
体の圧力の変動に応じて、発生蒸気圧力を変更する変圧
手段３１０が設けられている。この変圧手段３１０は、
追焚き時に所定量の増圧設定を行う形式のものとしても
よいが、追焚きの状況や蒸気発生量等に応じて設定圧力
を自動制御する形式のものとしてもよい。
生蒸気量が増加するので、噴射蒸気量の増大により圧縮
機ＣやタービンＴの回転数が増加し、作動流体の圧力や
温度が上昇する。したがって、各所に噴射する蒸気圧力
を変動させなければ、作動流体の圧力と噴射蒸気の圧力
の均衡が崩れてしまう。そこで、それに対処するため
に、各段のボイラＨＰＥ、ＭＰＥ、ＩＰＥ、ＬＰＥの出
口部には、発生蒸気量の変動に応じて、つまりは作動流
体の圧力の変動に応じて、発生蒸気圧力を変更する変圧
手段３１０が設けられている。この変圧手段３１０は、
追焚き時に所定量の増圧設定を行う形式のものとしても
よいが、追焚きの状況や蒸気発生量等に応じて設定圧力
を自動制御する形式のものとしてもよい。
【００１６】次に作用を説明する。空気は大気中から入
口クーラＥＶＡを介して低圧圧縮機ＬＰＣに吸い込ま
れ、低圧圧縮機ＬＰＣの出口にて水噴射されて蒸発冷却
され、中圧圧縮機ＭＰＣに導入される。中圧圧縮機ＭＰ
Ｃの出口では、蒸気噴射されることにより、流量の増加
と中間冷却の両効果を得る。高圧圧縮機ＨＰＣの出口を
経た圧縮空気は、燃焼器ＣＯＢの直前にて大量の蒸気噴
射を受け、燃焼器ＣＯＢ中で燃料と混合され、燃焼し高
温化する。タービンＴの各部では、燃焼ガスが、蒸気噴
射を受けつつ膨脹することにより、各圧のタービンＨＰ
Ｔ、ＭＰＴ、ＬＰＴ並びに出力タービンＰＷＴを回転さ
せ、排熱ボイラＥの入口温度まで低下して、排ガス通路
２００に排出される。そして、出力タービンＰＷＴの回
転により、発電機ＧＥＮが回って発電が行われ、排熱ボ
イラＥにて４種類の圧力の蒸気が発生する。
口クーラＥＶＡを介して低圧圧縮機ＬＰＣに吸い込ま
れ、低圧圧縮機ＬＰＣの出口にて水噴射されて蒸発冷却
され、中圧圧縮機ＭＰＣに導入される。中圧圧縮機ＭＰ
Ｃの出口では、蒸気噴射されることにより、流量の増加
と中間冷却の両効果を得る。高圧圧縮機ＨＰＣの出口を
経た圧縮空気は、燃焼器ＣＯＢの直前にて大量の蒸気噴
射を受け、燃焼器ＣＯＢ中で燃料と混合され、燃焼し高
温化する。タービンＴの各部では、燃焼ガスが、蒸気噴
射を受けつつ膨脹することにより、各圧のタービンＨＰ
Ｔ、ＭＰＴ、ＬＰＴ並びに出力タービンＰＷＴを回転さ
せ、排熱ボイラＥの入口温度まで低下して、排ガス通路
２００に排出される。そして、出力タービンＰＷＴの回
転により、発電機ＧＥＮが回って発電が行われ、排熱ボ
イラＥにて４種類の圧力の蒸気が発生する。
【００１７】排熱ボイラＥで発生した蒸気は、ガスター
ビンＧＴの各所に全て噴射され尽くすので、蒸気がブレ
イトンサイクルの作動流体として全て利用されることに
なって、サイクルの熱効率を向上させることになる。特
に、圧縮機Ｃでは、低中圧段の水噴射による中間冷却に
加え、中高圧段にて蒸気が熱衝撃を抑えながら中間冷却
効果を果たすので、圧縮機Ｃの所要動力が低減し、その
分熱効率が向上する。また、燃焼器ＣＯＢの直前やター
ビンＴでは蒸気のエネルギーによる出力増大効果が得ら
れるので、一層の熱効率の向上が図れる。
ビンＧＴの各所に全て噴射され尽くすので、蒸気がブレ
イトンサイクルの作動流体として全て利用されることに
なって、サイクルの熱効率を向上させることになる。特
に、圧縮機Ｃでは、低中圧段の水噴射による中間冷却に
加え、中高圧段にて蒸気が熱衝撃を抑えながら中間冷却
効果を果たすので、圧縮機Ｃの所要動力が低減し、その
分熱効率が向上する。また、燃焼器ＣＯＢの直前やター
ビンＴでは蒸気のエネルギーによる出力増大効果が得ら
れるので、一層の熱効率の向上が図れる。
【００１８】また、圧縮機Ｃに蒸気を噴射させることに
より、ガスタービン全体の流量バランスの適正化を図る
ことができるので、圧縮機Ｃの回転数もそれほど上がら
ず、出力増加及び効率向上が図れる。従って、燃焼器Ｃ
ＯＢの直前やタービンＴにのみ蒸気を噴射させる方式と
違って、効率向上を図りながら、流量バランスの適正化
により、既存のガスタービンや既設のガスタービンにそ
のまま適用することができる。さらに、排ガスの排熱を
多段で吸収することにより、異なった圧力の蒸気を発生
させるので、排熱回収効率がよくなる。また、構造的に
は、排熱ボイラＥを設けて、その発生蒸気をガスタービ
ンＧＴの各所に噴射させるだけであるから、熱交換器や
復水器等の設備が不要で、設備コストを最小限に抑える
ことができる。
より、ガスタービン全体の流量バランスの適正化を図る
ことができるので、圧縮機Ｃの回転数もそれほど上がら
ず、出力増加及び効率向上が図れる。従って、燃焼器Ｃ
ＯＢの直前やタービンＴにのみ蒸気を噴射させる方式と
違って、効率向上を図りながら、流量バランスの適正化
により、既存のガスタービンや既設のガスタービンにそ
のまま適用することができる。さらに、排ガスの排熱を
多段で吸収することにより、異なった圧力の蒸気を発生
させるので、排熱回収効率がよくなる。また、構造的に
は、排熱ボイラＥを設けて、その発生蒸気をガスタービ
ンＧＴの各所に噴射させるだけであるから、熱交換器や
復水器等の設備が不要で、設備コストを最小限に抑える
ことができる。
【００１９】また、真夏日の電力需要のように一時的な
過負荷状態になった場合には、追焚き手段３００を駆動
し、タービンＴの排ガスの温度を上昇させ、排熱ボイラ
Ｅでの発生蒸気量を増加させる。そうすると、圧縮機Ｃ
やタービンＴ内へ噴射する蒸気量の増大により、タービ
ンＴの出力が上昇する。このとき、出力上昇に応じて作
動流体の圧力や温度が上昇するので、それに対応するよ
うに排熱ボイラＥよりの発生蒸気圧力を、変圧手段３１
０を操作して変動させる。それにより、円滑に高い出力
の運転が継続できるようになる。
過負荷状態になった場合には、追焚き手段３００を駆動
し、タービンＴの排ガスの温度を上昇させ、排熱ボイラ
Ｅでの発生蒸気量を増加させる。そうすると、圧縮機Ｃ
やタービンＴ内へ噴射する蒸気量の増大により、タービ
ンＴの出力が上昇する。このとき、出力上昇に応じて作
動流体の圧力や温度が上昇するので、それに対応するよ
うに排熱ボイラＥよりの発生蒸気圧力を、変圧手段３１
０を操作して変動させる。それにより、円滑に高い出力
の運転が継続できるようになる。
【００２０】なお、前記実施形態では、低中圧ボイラＩ
ＰＥの発生する蒸気を中圧圧縮機ＭＰＣと高圧圧縮機Ｈ
ＰＣの間に噴射させていたが、高圧ボイラＨＰＥの発生
する蒸気を中圧圧縮機ＭＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間に
噴射させてもよい。
ＰＥの発生する蒸気を中圧圧縮機ＭＰＣと高圧圧縮機Ｈ
ＰＣの間に噴射させていたが、高圧ボイラＨＰＥの発生
する蒸気を中圧圧縮機ＭＰＣと高圧圧縮機ＨＰＣの間に
噴射させてもよい。
【００２１】また、前記実施形態では、低圧圧縮機ＬＰ
Ｃと中圧圧縮機ＭＰＣの間に水噴射を行っていたが、そ
の代わりに低圧ボイラＬＰＥの発生する蒸気を同箇所に
噴射させてもよい。また、その蒸気に替えて、節炭器Ｅ
ＣＯの発生する加熱水を、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮
機ＭＰＣの間に噴射させてもよい。この場合は、加熱水
の噴射により、多量の蒸気を圧縮空気中に混入させるこ
とができるので、圧縮機部分とタービン部分の流量のア
ンバランスの解消をより効果的に行うことができる。ま
た、圧縮機ＣやタービンＴの段数や排熱ボイラＥの段数
等は任意に設定してよい。
Ｃと中圧圧縮機ＭＰＣの間に水噴射を行っていたが、そ
の代わりに低圧ボイラＬＰＥの発生する蒸気を同箇所に
噴射させてもよい。また、その蒸気に替えて、節炭器Ｅ
ＣＯの発生する加熱水を、低圧圧縮機ＬＰＣと中圧圧縮
機ＭＰＣの間に噴射させてもよい。この場合は、加熱水
の噴射により、多量の蒸気を圧縮空気中に混入させるこ
とができるので、圧縮機部分とタービン部分の流量のア
ンバランスの解消をより効果的に行うことができる。ま
た、圧縮機ＣやタービンＴの段数や排熱ボイラＥの段数
等は任意に設定してよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧縮機の圧縮空気を所定圧力の蒸気によって中
間冷却するので、圧縮機に対する熱衝撃を抑えながら、
圧縮機の所要動力の低減を図ることができ、その分熱効
率の向上を図ることができる。また、圧縮機に蒸気を噴
射させることにより、ガスタービン全体の流量バランス
の適正化を図ることができるので、燃焼器の直前やター
ビンにのみ蒸気を噴射させる方式と違って、既存のガス
タービンや既設のガスタービンにそのまま適用すること
ができる。また、過負荷時には追焚手段と変圧手段を駆
動することで、出力の上昇が図れるので、夏場の電力需
要の一時的な上昇時にも問題なく対処できる。さらに、
構造的には、蒸気発生手段を設けて、その蒸気を各所に
噴射させるだけであり、ガスタービンの基本サイクルで
あるブレイトンサイクルを充実化させるだけであるか
ら、設備コストを最小限に抑えることができる。
よれば、圧縮機の圧縮空気を所定圧力の蒸気によって中
間冷却するので、圧縮機に対する熱衝撃を抑えながら、
圧縮機の所要動力の低減を図ることができ、その分熱効
率の向上を図ることができる。また、圧縮機に蒸気を噴
射させることにより、ガスタービン全体の流量バランス
の適正化を図ることができるので、燃焼器の直前やター
ビンにのみ蒸気を噴射させる方式と違って、既存のガス
タービンや既設のガスタービンにそのまま適用すること
ができる。また、過負荷時には追焚手段と変圧手段を駆
動することで、出力の上昇が図れるので、夏場の電力需
要の一時的な上昇時にも問題なく対処できる。さらに、
構造的には、蒸気発生手段を設けて、その蒸気を各所に
噴射させるだけであり、ガスタービンの基本サイクルで
あるブレイトンサイクルを充実化させるだけであるか
ら、設備コストを最小限に抑えることができる。
【００２３】また、請求項２の発明のように、３種以上
の異なった圧力の蒸気を多段ボイラで発生させ、各圧力
の蒸気をガスタービンの適所に噴射させるようにすれ
ば、排ガスの排熱を多段で吸収することになり、排熱回
収効率がよくなる。
の異なった圧力の蒸気を多段ボイラで発生させ、各圧力
の蒸気をガスタービンの適所に噴射させるようにすれ
ば、排ガスの排熱を多段で吸収することになり、排熱回
収効率がよくなる。
【図１】本発明の実施形態の系統図である。
Ｃ 圧縮機 ＬＰＣ 低圧圧縮機 ＭＰＣ 中圧圧縮機 ＨＰＣ 高圧圧縮機 ＣＯＢ 燃焼器 Ｔ タービン ＬＰＴ 低圧タービン ＭＰＴ 中圧タービン ＨＰＴ 高圧タービン ＰＷＴ 出力タービン Ｅ ボイラ（蒸気発生手段） ＨＰＥ 高圧ボイラ ＭＰＥ 中圧ボイラ ＩＰＥ 低中圧ボイラ ＬＰＥ 低圧ボイラ ３００ 追焚手段 ３１０ 変圧手段
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機により空気を圧縮して燃焼器に送
り込み、燃焼器にて圧縮空気に燃料を混合して燃焼を行
わせ、この燃焼ガスをタービンに導入して膨脹させ、タ
ービンの回転より機械的出力を得るガスタービンサイク
ルにおいて、前記タービンの排ガスの排熱により所定圧
力の蒸気を発生する蒸気発生手段と、必要に応じて駆動
されることにより前記タービンの排ガスを前記蒸気発生
手段に導入する前段で追焚きする追焚手段と、追焚きに
よる蒸気発生量の増大に応じて前記蒸気発生手段の発生
蒸気圧を変更する変圧手段とを設け、前記蒸気発生手段
の発生した蒸気の一部を前記圧縮機内に中間冷却が可能
なように噴射させると共に、残る蒸気を燃焼器の直前及
びタービンに噴射させることを特徴とするガスタービン
サイクル。 - 【請求項２】 前記蒸気発生手段が、タービンの排ガス
の排熱により３種以上の異なった圧力の蒸気を発生する
多段ボイラよりなり、該蒸気発生手段の発生した蒸気の
うちの少なくとも１種の蒸気を前記圧縮機内に中間冷却
が可能なように噴射させると共に、残る少なくとも１種
の蒸気を燃焼器の直前に噴射させ、さらに残る少なくと
も１種の蒸気をタービンに噴射させることを特徴とする
請求項１記載のガスタービンサイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25987796A JPH10103078A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ガスタービンサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25987796A JPH10103078A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ガスタービンサイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103078A true JPH10103078A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17340192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25987796A Withdrawn JPH10103078A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ガスタービンサイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10103078A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6578354B2 (en) | 2000-01-21 | 2003-06-17 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US6644013B1 (en) | 1998-10-23 | 2003-11-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine power generation equipment and air humidifying apparatus |
| US7082749B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US20240141831A1 (en) * | 2022-05-19 | 2024-05-02 | Raytheon Technologies Corporation | Hydrogen steam injected turbine engine with cooled cooling air |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25987796A patent/JPH10103078A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6644013B1 (en) | 1998-10-23 | 2003-11-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine power generation equipment and air humidifying apparatus |
| US6901736B2 (en) | 1998-10-23 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US6578354B2 (en) | 2000-01-21 | 2003-06-17 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US7082749B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US7096659B1 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-29 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US20240141831A1 (en) * | 2022-05-19 | 2024-05-02 | Raytheon Technologies Corporation | Hydrogen steam injected turbine engine with cooled cooling air |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6782703B2 (en) | Apparatus for starting a combined cycle power plant | |
| JP2680792B2 (ja) | 動力発生方法及び動力発生装置 | |
| JP3681434B2 (ja) | コージェネレーション装置およびコンバインドサイクル発電装置 | |
| JP3162479B2 (ja) | ガス／蒸気複合動力プラント | |
| JP2540539B2 (ja) | ガスタ−ビンユニツト作動方法 | |
| US6276123B1 (en) | Two stage expansion and single stage combustion power plant | |
| RU2719413C2 (ru) | Системы с замкнутым регенеративным термодинамическим циклом выработки электроэнергии и способы их работы | |
| US5634340A (en) | Compressed gas energy storage system with cooling capability | |
| US3971211A (en) | Thermodynamic cycles with supercritical CO2 cycle topping | |
| US6499302B1 (en) | Method and apparatus for fuel gas heating in combined cycle power plants | |
| US5809768A (en) | Hydrogen-oxygen combustion turbine plant | |
| US20100170218A1 (en) | Method for expanding compressor discharge bleed air | |
| Wołowicz et al. | Feedwater repowering of 800 MW supercritical steam power plant. | |
| GB2307277A (en) | Combined cycle powerplant with gas turbine cooling | |
| RU2199020C2 (ru) | Способ работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения и комбинированная газотурбинная установка для его осуществления | |
| US9404395B2 (en) | Selective pressure kettle boiler for rotor air cooling applications | |
| JP2806338B2 (ja) | ガスタービン発電装置 | |
| Bataineh et al. | Thermodynamic analysis of a combined cycle power plant located in Jordan: A case study | |
| JP2002129977A (ja) | ガスタービン設備 | |
| JP2002221007A (ja) | 火力発電プラント | |
| JPH09324654A (ja) | ガスタービンサイクル | |
| JPH1047077A (ja) | ガスタービンサイクル | |
| JPH1030406A (ja) | ガスタービンサイクル | |
| JPH10103080A (ja) | ガスタービンサイクル | |
| US20260110255A1 (en) | Integrated once through cooler water and steam sharing system for multi-unit gas turbine combined cycle power blocks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |