(57)【要約】ガスタービン（１１）と、燃料ガス冷却器（１３）と、燃料ガス圧縮機（１２）の中間段から抜き出された燃料ガスを燃料ガス冷却器（１３）に導く抽気ライン（２４）と、を備えた発電プラント（１０）であって、燃料ガス冷却器（１３）の底部に貯められる冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第１のレベル検出器（６１）と、第１のレベル検出器（６１）から送られてきた検出信号に基づいて、ガスタービン（１１）を停止させるとともに、スプレーノズル（４４，４５）に冷却水を供給する冷却水ポンプ（５３）を停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている。
2012099046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントであって、
前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第１のレベル検出器と、
前記第１のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている発電プラント。
【請求項２】
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第２のレベル検出器と、
前記第２のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントであって、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている発電プラント。
【請求項４】
前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管を備え、
前記冷却水配管は、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられている請求項４に記載の発電プラント。
【請求項６】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管と、を備えた発電プラントであって、
前記冷却水配管は、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えている発電プラント。
【請求項７】
前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられている請求項６に記載の発電プラント。
【請求項８】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、
前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした発電プラントの停止方法。
【請求項９】
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした請求項８に記載の発電プラントの停止方法。
【請求項１０】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした発電プラントの停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉ガス（ＢＦＧ）等の低カロリーガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを冷却する燃料ガス冷却器とを備えた発電プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉ガス（ＢＦＧ）等の低カロリーガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを冷却する燃料ガス冷却器とを備えた発電プラントとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７９０４６号公報
【０００４】
また、燃料ガス冷却器としては、スプレーノズルから冷却水を噴霧して燃料ガスを冷却し、スプレーノズルから噴霧されて燃料ガスを冷却して滴下してきた冷却水をホッパーで回収して、回収された冷却水を再循環させるものが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高炉ガス（ＢＦＧ）等の低カロリーガス中には、不純物が多く含まれており、次第にこの不純物がホッパーの出口部（底部）に堆積してホッパーの出口を閉塞したり、ホッパーに貯まった冷却水を冷却水ピットに導く配管内あるいは配管の出口部に堆積して、当該配管内あるいは配管の出口を閉塞してしまうおそれがあった。そして、これらホッパーの出口、配管内あるいは配管の出口が閉塞されてしまうと、スプレーノズルから噴霧されて燃料ガスを冷却して滴下してきた冷却水をホッパーだけでは回収しきれなくなり、冷却水がホッパーから溢れ出し、溢れ出した水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）に流入し、発電プラントを停止した際に、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入して、燃料ガス圧縮機やガスタービンを損傷してしまうおそれがあった。【０００６】
また、寒冷地等において、発電プラントを停止した状態で、かつ、外気温度が０℃以下となるような場合には、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が凍結してしまわないように、冷却水ポンプを運転し、スプレーノズルから冷却水を噴霧させて、冷却水を循環させるようにしている。しかし、発電プラントを停止した状態（すなわち、高温高圧の燃料ガスが供給されない（流入してこない）状態）で燃料ガス冷却器内に冷却水を噴霧すると、燃料ガス冷却器内が直ぐさま過飽和状態になり、燃料ガス冷却器内の至る所に水滴が発生してまとまった水となり、この水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入して、燃料ガス圧縮機やガスタービンを損傷してしまうおそれがあった。【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる燃料ガス冷却器およびガスタービンを備えた発電プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る発電プラントは、燃料ガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントであって、前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第１のレベル検出器と、前記第１のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている。【０００９】
本発明に係る発電プラントによれば、例えば、ホッパーに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、Ｕ字管によって維持される一定レベルよりも鉛直上方（例えば、ホッパーに貯まった冷却水の水面よりも０ｃｍ上方）で、かつ、抽気ラインの下流端の下端よりも鉛直下方（例えば、抽気ラインの下流端の下端よりも０ｃｍ下方）に設定された位置）まできたことを、第１のレベル検出器が検出したら、第１のレベル検出器から制御器に検出信号が出力され、制御器から、例えば、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、制御器から冷却水ポンプにも指令信号が出力され、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる。【００１０】
上記発電プラントにおいて、前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第２のレベル検出器と、前記第２のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられているとさらに好適である。【００１１】
このような発電プラントによれば、バイパスラインに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、ガス入口管の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された位置）まできたことを、第２のレベル検出器が検出したら、第２のレベル検出器から制御器に検出信号が出力され、制御器から、例えば、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、制御器から冷却水ポンプにも指令信号が出力され、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる。【００１２】
本発明に係る発電プラントは、燃料ガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントであって、前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出するレベル検出器と、前記レベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている。【００１３】
本発明に係る発電プラントによれば、バイパスラインに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、ガス入口管の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された位置）まできたことを、レベル検出器が検出したら、レベル検出器から制御器に検出信号が出力され、制御器から、例えば、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、制御器から冷却水ポンプにも指令信号が出力され、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまうことを防止することができる。【００１４】
上記発電プラントにおいて、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管を備え、前記冷却水配管が、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えているとさらに好適である。【００１５】
このような発電プラントによれば、寒冷地等において、発電プラントを停止した状態で、かつ、外気温度が０℃以下となるような場合でも、スプレーノズルから冷却水を噴霧させることなく冷却水ポンプが運転され、冷却水が循環させられることになる。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水の凍結を防止することができ、燃料ガス冷却器内における水滴の発生を抑制することができる。
また、燃料ガス冷却器内における水滴の発生が抑制されることにより、冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまうことを防止することができる。【００１６】
上記発電プラントにおいて、前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられているとさらに好適である。【００１７】
このような発電プラントによれば、スプレーノズルに通じる配管内を冷却水が流れているか否か、すなわち、冷却水がスプレーノズルの側に供給されているのか、あるいはバイパス管の側に供給されているのかを容易に把握することができ、スプレーノズルの側からバイパス管の側への切り替え、あるいはバイパス管の側からスプレーノズルの側への切り替え忘れを防止することができる。【００１８】
本発明に係る発電プラントは、燃料ガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管と、を備えた発電プラントであって、前記冷却水配管は、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えている。【００１９】
本発明に係る発電プラントによれば、寒冷地等において、発電プラントを停止した状態で、かつ、外気温度が０℃以下となるような場合でも、スプレーノズルから冷却水を噴霧させることなく冷却水ポンプが運転され、冷却水が循環させられることになる。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水の凍結を防止することができ、燃料ガス冷却器内における水滴の発生を抑制することができる。
また、燃料ガス冷却器内における水滴の発生が抑制されることにより、冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまうことを防止することができる。【００２０】
上記発電プラントにおいて、前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられているとさらに好適である。【００２１】
このような発電プラントによれば、スプレーノズルに通じる配管内を冷却水が流れているか否か、すなわち、冷却水がスプレーノズルの側に供給されているのか、あるいはバイパス管の側に供給されているのかを容易に把握することができ、スプレーノズルの側からバイパス管の側への切り替え、あるいはバイパス管の側からスプレーノズルの側への切り替え忘れを防止することができる。【００２２】
本発明に係る発電プラントの停止方法は、燃料ガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした。【００２３】
本発明に係る発電プラントの停止方法によれば、例えば、ホッパーに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、Ｕ字管によって維持される一定レベルよりも鉛直上方（例えば、ホッパーに貯まった冷却水の水面よりも０ｃｍ上方）で、かつ、抽気ラインの下流端の下端よりも鉛直下方（例えば、抽気ラインの下流端の下端よりも０ｃｍ下方）に設定された位置）まできたら、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁が素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる。【００２４】
上記発電プラントの停止方法において、前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにするとさらに好適である。【００２５】
このような発電プラントの停止方法によれば、バイパスラインに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、ガス入口管の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された位置）まできたら、例えば、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁が素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる。【００２６】
本発明に係る発電プラントの停止方法は、燃料ガスを燃料とするガスタービンと、燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした。【００２７】
本発明に係る発電プラントの停止方法によれば、バイパスラインに貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、ガス入口管の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された位置）まできたら、例えば、ガスタービンへの燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁が素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービンへの燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、冷却水ポンプが停止されるようになっており、その結果、スプレーノズルからの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る発電プラントによれば、燃料ガス冷却器に使用される冷却水が、燃料ガス圧縮機で加圧された燃料ガスを燃料ガス冷却器に導く配管（バイパスライン）や、燃料ガス圧縮機の中間段から燃料ガスを抜き出して燃料ガス冷却器に導く配管（抽気ライン）を逆流し、燃料ガス圧縮機やガスタービンに流入してしまことを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る発電プラントについて、図１を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係る発電プラント１０は、ガスタービン１１と、燃料ガス圧縮機であるＢＦＧ圧縮機１２と、発電機（図示せず）と、燃料ガス冷却器（以下、「ガス冷却器」という。）１３と、ＢＦＧ（高炉ガス）供給系統１４と、ＣＯＧ（コークス炉ガス）供給系統（図示せず）とを備えている。
ガスタービン１１は、空気圧縮機１５と、（ガスタービン）燃焼器１６と、タービン１７とを備えている。また、ガスタービン１１と、ＢＦＧ圧縮機１２と、発電機とは、減速機構（図示せず）を介して連結されており、ガスタービン１１が回転すると、ＢＦＧ圧縮機１２および発電機も共に回転するようになっている。
【００３２】
ＢＦＧ供給系統１４は、ＢＦＧ（低カロリーの燃料）を、燃焼器１６を構成する図示しないガスノズルに導く燃料供給ラインであり、ＣＯＧ供給系統は、ＣＯＧ（高カロリーの燃料）を、燃焼器１６を構成する図示しないパイロットノズルに導く燃料供給ラインであって、これらＢＦＧ供給系統１４およびＣＯＧ供給系統の下流端は、燃焼器１６に接続されている。
【００３３】
ＢＦＧ供給系統１４は、図示しない高炉内で発生したＢＦＧをＢＦＧ圧縮機１２に導く上流側ライン２１と、ＢＦＧ圧縮機１２で圧縮された（ＢＦＧ圧縮機１２から送出（吐出）された）ＢＦＧをガスノズルに導く下流側ライン２２と、上流側ライン２１の途中と下流側ライン２２の途中とを連通して、下流側ライン２２を通過するＢＦＧを、必要に応じて上流側ライン２１に戻すバイパスライン２３と、ＢＦＧ圧縮機１２の中間段から抜き出された（抽気された）ＢＦＧをガス冷却器１３に導く抽気ライン２４とを備えている。
【００３４】
上流側ライン２１の途中には、高炉内から導かれたＢＦＧに、減熱用のＮ２および／または増熱用のＣＯＧを混合して、適当な熱量（カロリー）を有するＢＦＧに調整する混合器（図示せず）と、混合器からＢＦＧ圧縮機１２に導かれるＢＦＧ中から塵ゴミ等の微粒子を分離・除去する集塵装置（例えば、電気集塵（Electrostatic Precipitator)）２５とが設けられている。
また、下流側ライン２２の途中には、遮断弁２６と、緊急遮断弁（危急遮断弁）２７とが設けられている。
【００３５】
バイパスライン２３の途中には、下流側ライン２２の途中から、混合器と集塵装置２５との間に位置する上流側ライン２１の途中に戻される（抽出される）ＢＦＧの流量を調整するバイパス弁（流量調整弁）２８と、バイパス弁２８の下流側に位置して、下流側ライン２２の途中から、混合器と集塵装置２５との間に位置する上流側ライン２１の途中に戻される（抽出される）ＢＦＧを冷却するガス冷却器１３とが設けられている。
【００３６】
抽気ライン２４の下流端（出口端）は、後述するスプレーノズル４５よりも下方で、かつ、ホッパー３８の上端よりも上方に位置する胴部４１の中央部に接続されており、抽気ライン２４の下流端（出口端）から流出したＢＦＧは、ガス冷却器１３の長手方向軸線（中心軸線）に向かって水平に噴き出され、ガス冷却器１３内に流入するようになっている。また、抽気ライン２４の途中には、ＢＦＧ圧縮機１２の中間段から抜き出される（抽気される）ＢＦＧの流量を調整する抽気弁（流量調整弁）２９が設けられている。
【００３７】
ガス冷却器１３は、ケーシング３１と、ガス入口管３２と、ホッパー３８と、ディフューザー３９とを備えている。
ケーシング３１は、鉛直方向に延びて概略円筒形状を呈する胴部４１と、胴部４１の上に連続するようにして接続された概略円錐形状を呈する頂部４２とを備えている。頂部４２の中央部には、ガス出口４３が設けられており、ガス出口４３には、バイパスライン２３が接続されている。
【００３８】
ガス入口管３２は、ガス冷却器１３の真下で水平方向から鉛直上方に向かって曲げられており、ガス入口管３２のガス出口には、スプレーノズル４４、４５から冷却水が直接流入するのを防止するためディフューザー３９が設けられている。
【００３９】
ディフューザー３９は、ガス入口管３２のガス出口を覆うように中心から端部に向かって下方に傾斜した傘型の形状となっている。スプレーノズル４４および４５から噴霧された冷却水は、ディフューザー３９によって遮断されるので、ガス入口管３２のガス出口に直接的に流入しない。ディフューザー３９に噴霧された冷却水は、屋根としての役割も有するディフューザー３９の上面を伝ってホッパー３８に流入する。
【００４０】
ガス入口管３２のガス出口から流出したＢＦＧは、ディフューザー３９から胴部４１の空間内を通過する間に漸次減圧され、頂部４２の内壁面（天井面）に沿ってガス出口４３に導かれた後、バイパスライン２３を通って上流側ライン２１の途中に戻される。
【００４１】
胴部４１内の空間には、胴部４１の周方向に沿って環状に配置された複数個のスプレーノズル４４と、胴部４１の周方向に沿って環状に配置された複数個のスプレーノズル４５とが配置される。スプレーノズル４４は、スプレーノズル４５よりも、ガス出口４３の近傍に配置されている。
【００４２】
冷却水供給管５１は、複数個のスプレーノズル４４および複数個のスプレーノズル４５のそれぞれに冷却水を導くための配管である。胴部４１内を通過するＢＦＧは、先ず第２の枝管４８を介してスプレーノズル４５から噴霧された霧状の水により冷却されてガス出口４３に向かい、第１の枝管４７を介してスプレーノズル４４から噴霧された霧状の水により、さらに冷却されるようになっている。また、冷却水供給管５１の途中には、冷却水ポンプ５３と、クーラー５４とが上流側から設けられている。
【００４３】
ホッパー３８は、ディフューザー３９の鉛直方向下側で、ガス冷却器１３の長手方向軸線（中心軸線）に沿って胴部４１内の下部（底部）に配置されるとともに、一端（上端）から他端（下端）に向かって漸次縮径する概略円錐形状を呈する漏斗状の部材であり、スプレーノズル４４，４５から噴霧されてＢＦＧを冷却して滴下してきた冷却水を回収して、一定レベル（水位）の冷却水を貯水しておくものである。また、ホッパー３８の底部には、ホッパー３８に貯まった冷却水のうち、一定レベル（水位）を超える冷却水を冷却水ピット５２に（自然に）戻す（帰す）冷却水戻り管５５が設けられている。
【００４４】
なお、ホッパー３８に貯まる冷却水のレベル（水位）は、冷却水戻り管５５の最上流部に設けられたＵ字管５５ａにより一定レベル（水位）に（自然に）維持されるようになっている。
また、Ｕ字管５５ａ内に貯まっている冷却水により、ガス冷却器１３内と、Ｕ字管５５ａよりも下流側に位置する冷却水戻り管５５内、および冷却水ピット５２内とが仕切られる（水封される）ことになり、ガス冷却器１３内を通過するＢＦＧの、Ｕ字管５５ａよりも下流側に位置する冷却水戻り管５５内、および冷却水ピット５２内への進入が防止されるようになっている。
【００４５】
さて、本実施形態に係るガス冷却器１３には、ホッパー３８に貯められた冷却水のレベル（水位）が、一定レベル（水位）よりも鉛直上方（例えば、ホッパー３８に貯められた冷却水の水面よりも０ｃｍ上方）で、かつ、抽気ライン２４の下流端の下端よりも鉛直下方（例えば、抽気ライン２４の下流端の下端よりも０ｃｍ下方）に設定された所定の位置まできたことを検出する（第１の）レベル検出器（Level Gauge）６１が設けられている。
また、本実施形態では、一定レベルよりも鉛直上方に設定された所定の位置までホッパー３８のレベルがきたことを、レベル検出器６１が検出したら、レベル検出器６１から制御器（図示せず）に検出信号が出力され、制御器から緊急遮断弁２７に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁２７は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、燃焼器１６へのＢＦＧの供給が遮断されるようになっている。一方、制御器からＣＯＧ供給系統に設けられた図示しない緊急遮断弁（危急遮断弁）にも指令信号が同時に出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、燃焼器１６へのＣＯＧの供給も遮断されるようになっている。その結果、燃焼器１６への燃料（ＢＦＧおよびＣＯＧ）の供給が遮断され、ガスタービン１１がトリップ（緊急停止：危急停止）するようになっている。
【００４６】
さらに、制御器からＢＦＧ供給系統１４に設けられた緊急遮断弁２７、およびＣＯＧ供給系統に設けられた図示しない緊急遮断弁に指令信号が出力されると同時に、制御器から冷却水ポンプ５３にも指令信号が出力され、冷却水ポンプ５３が停止されるようになっている。その結果、冷却水供給管５１への冷却水の供給が停止され、スプレーノズル４４，４５からの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
【００４７】
本実施形態に係る発電プラント１０によれば、ホッパー３８に貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、Ｕ字管５５ａによって維持される一定レベルよりも鉛直上方（例えば、ホッパー３８に貯まった冷却水の水面よりも０ｃｍ上方）で、かつ、抽気ライン２４の下流端の下端よりも鉛直下方（例えば、抽気ライン２４の下流端の下端よりも０ｃｍ下方）に設定された位置）まできたことを、レベル検出器６１が検出したら、レベル検出器６１から制御器に検出信号が出力され、制御器から、ガスタービン１１への燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁２７に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁２７は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービン１１への燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、制御器から冷却水ポンプ５３にも指令信号が出力され、冷却水ポンプ５３が停止されるようになっており、その結果、スプレーノズル４４，４５からの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、ガス冷却器１３に使用される冷却水が、ガス圧縮機１２の中間段から燃料ガスを抜き出してガス冷却器１３に導く抽気ライン２４を逆流し、ガス圧縮機１２やガスタービン１１に流入してしまうことを防止することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る発電プラントについて、図２を参照しながら説明する。
図２は本実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【００４９】
図２に示すように、本実施形態に係るガス冷却器１３は、（第１の）レベル検出器（Level Gauge）６１の代わりに、（第２の）レベル検出器（Level Gauge）６２を備えているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００５０】
さて、本実施形態に係るガス冷却器１３には、ガス入口管３２内に冷却水が貯まってしまった場合に、そのレベル（水位）が、（例えば、ガス入口管３２の内周面の下端よりも０ｃｍ上方に設定された）所定の位置まできたことを検出する（第２の）レベル検出器（Level Gauge）６２が設けられている。
また、本実施形態では、ガス入口管３２内に貯まった冷却水のレベル（水位）が、（例えば、ガス入口管３２の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された）所定の位置まできたことを、レベル検出器６２が検出したら、レベル検出器６２から制御器（図示せず）に検出信号が出力され、制御器から緊急遮断弁２７に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁２７は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、燃焼器１６へのＢＦＧの供給が遮断されるようになっている。一方、制御器からＣＯＧ供給系統に設けられた図示しない緊急遮断弁（危急遮断弁）にも指令信号が同時に出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、燃焼器１６へのＣＯＧの供給も遮断されるようになっている。その結果、燃焼器１６への燃料（ＢＦＧおよびＣＯＧ）の供給が遮断され、ガスタービン１１がトリップ（緊急停止：危急停止）するようになっている。
【００５１】
さらに、制御器からＢＦＧ供給系統１４に設けられた緊急遮断弁２７、およびＣＯＧ供給系統に設けられた図示しない緊急遮断弁に指令信号が出力されると同時に、制御器から冷却水ポンプ５３にも指令信号が出力され、冷却水ポンプ５３が停止されるようになっている。その結果、冷却水供給管５１への冷却水の供給が停止され、スプレーノズル４４，４５からの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
【００５２】
本実施形態に係る発電プラント１０によれば、ガス入口管３２に貯まった冷却水のレベルが所定の位置（例えば、ガス入口管３２の内周面の下端よりも１０ｃｍ上方に設定された位置）まできたことを、レベル検出器６２が検出したら、レベル検出器６２から制御器に検出信号が出力され、制御器から、ガスタービン１１への燃料ガスの供給を遮断する緊急遮断弁２７に指令信号が出力されるようになっている。そして、制御器からの指令信号が入力された緊急遮断弁２７は、素早く閉じられ（全閉状態にされ）、ガスタービン１１への燃料ガスの供給が遮断されるようになっている。それと同時に、制御器から冷却水ポンプ５３にも指令信号が出力され、冷却水ポンプ５３が停止されるようになっており、その結果、スプレーノズル４４，４５からの冷却水の噴霧が停止されるようになっている。
これにより、ガス冷却器１３に使用される冷却水が、ガス圧縮機１２で加圧された燃料ガスをガス冷却器１３に導くバイパスライン２３を逆流し、ガス圧縮機１２やガスタービン１１に流入してしまことを防止することができる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る発電プラントについて、図３を参照しながら説明する。
図３は本実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。
【００５４】
図３に示すように、本実施形態に係るガス冷却器１３は、バイパス管６３を含む冷却水配管３６を備え、（第１の）レベル検出器（Level Gauge）６１および（第２の）レベル検出器（Level Gauge）６２が省略されているという点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００５５】
さて、本実施形態に係るガス冷却器１３の冷却水配管３６には、第１の枝管４７および第２の枝管４８を通さずに（すなわち、スプレーノズル４４，４５から冷却水が噴霧されないようにして）、冷却水をホッパー３８に戻す（帰す）バイパス管６３が設けられている。
バイパス管６３の上流端（入口端）は、第１の枝管４７の上流端（入口端）が接続されている位置よりも上流側に位置する本管４６に、三方弁６４を介して接続されており、バイパス管６３の途中には、スプレーノズル４４，４５から冷却水が噴霧されるときと同じ管路抵抗を与える（生じさせる）オリフィス６５が設けられている。また、バイパス管６３の下流端（出口端）は、スプレーノズル４５よりも下方で、かつ、抽気ライン２４の下流端（出口端）よりも上方に位置する胴部４１の中央部に接続されており、バイパス管６３の下流端（出口端）から流出した冷却水は、ガス冷却器１３の長手方向軸線（中心軸線）に向かって水平に吐出されて、ガス冷却器１３内に流入した後、ホッパー３８に貯まるようになっている。すなわち、冷却水ピット５２→冷却水供給管５１→冷却水ポンプ５３→冷却水供給管５１→クーラー５４→冷却水供給管５１→本管４６→バイパス管６３→ホッパー３８→Ｕ字管５５ａ→冷却水戻り管５５→冷却水ピット５２の順に、冷却水が循環するようになっている。
【００５６】
本実施形態に係る発電プラント１０によれば、寒冷地等において、発電プラント１０を停止した状態で、かつ、外気温度が０℃以下となるような場合でも、スプレーノズル４４，４５から冷却水を噴霧させることなく冷却水ポンプ５３が運転され、冷却水が循環させられることになる。
これにより、ガス冷却器１３内における水滴の発生を抑制しつつ、ガス冷却器１３に使用される冷却水の凍結を防止することができる。
また、ガス冷却器１３内における水滴の発生が抑制されることにより、冷却水が、ガス圧縮機１２で加圧された燃料ガスをガス冷却器１３に導くバイパスライン２３や、ガス圧縮機１２の中間段から燃料ガスを抜き出してガス冷却器１３に導く抽気ライン２４を逆流し、ガス圧縮機１２やガスタービン１１に流入してしまうことを防止することができる。
【００５７】
なお、本実施形態において、第１の枝管４７および第２の枝管４８のそれぞれに、管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器６６が設けられているとさらに好適である。
これにより、第１の枝管４７内および第２の枝管４８内を冷却水が流れているか否か、すなわち、三方弁６４がどちらの側に切り替えられている（設定されている）のか（三方弁６４がスプレーノズル４４，４５に冷却水を供給する側に設定されているのか、あるいはバイパス管６３を介して循環させる側に設定されているのか）を容易に把握することができ、三方弁６４の切り替え忘れを防止することができる。
【００５８】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。
例えば、前述した第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施したり、前述した第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施してもよく、また、第１実施形態から第３実施形態のすべてを組み合わせて実施してもよい。
【００５９】
また、前述した実施形態では、高カロリーの燃料としてＣＯＧ（コークス炉ガス）を、低カロリーの燃料としてＢＦＧ（高炉ガス）を一具体例として挙げて説明したが、燃料の種類としては、ＣＯＧ（コークス炉ガス）、ＢＦＧ（高炉ガス）以外の燃料、例えば各種プラントで副生されるプロセスガス（ＬＤＧ（転炉ガス）やＭＸＧ（副生混合ガス）等）であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  発電プラント
１１  ガスタービン
１２  ＢＦＧ圧縮機（燃料ガス圧縮機）
１３  （燃料）ガス冷却器
２３  バイパスライン
２４  抽気ライン
４４  スプレーノズル
４５  スプレーノズル
５３  冷却水ポンプ
６１  （第１の）レベル検出器
６２  （第２の）レベル検出器
６３  バイパス管
６６  圧力検出器
【図１】
2012099046.tif 000003
【図２】
2012099046.tif 000004
【図３】
2012099046.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月14日(2014.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントであって、
前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第１のレベル検出器と、
前記第１のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている発電プラント。
【請求項２】
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出する第２のレベル検出器と、
前記第２のレベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントであって、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が、所定の位置まできたことを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器から送られてきた検出信号に基づいて、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させる指令信号を出力する制御器と、が設けられている発電プラント。
【請求項４】
前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管を備え、
前記冷却水配管は、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられている請求項４に記載の発電プラント。
【請求項６】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水配管と、を備えた発電プラントであって、
前記冷却水配管は、前記スプレーノズルを通さずに、前記冷却水を前記燃料ガス冷却器の内部に戻すバイパス管を備えており、
該バイパス管には、管路抵抗を与えるオリフィスが設けられている発電プラント。
【請求項７】
前記オリフィスにより与えられる前記管路抵抗は、前記スプレーノズルから前記冷却水が噴霧されるときに与えられる管路抵抗と同じである請求項６に記載の発電プラント。
【請求項８】
前記スプレーノズルに通じる配管に、当該配管内を通過する冷却水の圧力を検知する圧力検出器が設けられている請求項６または請求項７に記載の発電プラント。
【請求項９】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機の中間段から抜き出された燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導く抽気ラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、
前記燃料ガス冷却器の底部に貯められる前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした発電プラントの停止方法。
【請求項１０】
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした請求項９に記載の発電プラントの停止方法。
【請求項１１】
燃料ガスを燃料とするガスタービンと、
燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを、スプレーノズルから噴霧される冷却水で冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス圧縮機で加圧されて再循環される燃料ガスを前記燃料ガス冷却器に導くバイパスラインと、を備えた発電プラントの停止方法であって、
前記バイパスラインに貯まった前記冷却水の水位が所定の位置まできたら、前記ガスタービンを停止させるとともに、前記スプレーノズルに前記冷却水を供給する冷却水ポンプを停止させるようにした発電プラントの停止方法。
【国際調査報告】
2012099046.tif 000006
2012099046.tif 000007
2012099046.tif 000008
2012099046.tif 000009