(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、ガスタービンの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラの発生蒸気を使用する蒸気タービンと、これらのガスタービン及び蒸気タービンで駆動される発電機で複合発電設備を構成し、
前記複合発電設備のガスタービンを構成するガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却または加熱する熱交換器を備え、
前記熱交換器の冷却用に熱媒体として冷水及び冷却水をそれぞれ製造する冷凍機を備え、
前記冷凍機で製造した冷水を前記熱交換器の冷却用の熱媒体として供給する冷水配管の系統、及び前記冷凍機で製造した冷却水を前記熱交換器の加温用の熱媒体として供給する冷却水配管の系統をそれぞれ備え、
前記熱交換器で熱交換された熱媒体の冷水または冷却水を前記冷凍機に戻す冷水戻り配管の系統及び冷却水戻り配管の系統をそれぞれ備え、
前記冷水配管と冷却水配管が共に接続されており、前記冷凍機で製造した冷水または冷却水を切り替えて冷水または冷却水のどちらか一方を前記熱交換器に供給する切替調節装置を備え、
前記冷水戻り配管と冷却水戻り配管に共に接続されており、前記熱交換器で熱交換された熱媒体の冷水または冷却水のどちらか一方を切り替えて前記冷凍機に戻す切替装置を備え、
前記切替調節装置及び前記切替装置の操作を同調させて制御する制御装置を備えて、前記冷凍機は蒸気タービンの抽気蒸気で駆動する吸収式冷凍機であって、熱交換器に冷水を供給しているときは、前記制御装置からの指令信号によって熱交換器で熱交換後の冷水を切替装置によって切り替え操作して冷水戻り配管を通じて吸収式冷凍機内の蒸発器に戻すように構成し、熱交換器に冷却水供給しているときは、前記制御装置からの指令信号によって熱交換器で熱交換後の冷却水を切替装置によって切り替え操作して冷却水戻り配管を通じて吸収式冷凍機内の凝縮器に戻すように構成したことを特徴とするガスタービンの吸気温度調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービンの吸気温度調節装置おいて、
ガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却または加熱する前記熱交換器に前記冷凍機の蒸発器で製造した冷水を供給してガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却している場合に、前記冷凍機の凝縮器で製造された冷却水の一部を前記冷却水配管から分岐してガスタービンの燃焼器に供給する燃料の系統に設置した燃料加熱器、または復水器から排熱回収ボイラに給水を供給する給水の系統に設置した別の熱交換器に供給してガスタービンの燃料または排熱回収ボイラの給水の加熱に使用し、前記燃料加熱器または別の熱交換器で熱交換した冷却水を前記冷却水戻り配管を通じて前記冷凍機の蒸発器に戻すようにしたことを特徴とするガスタービンの吸気温度調節装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガスタービンの吸気温度調節装置おいて、
ガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却または加熱する前記熱交換器に前記冷凍機の凝縮器で製造した冷却水を供給してガスタービン圧縮機に吸入する空気を加熱している場合に、前記冷凍機の凝縮器で製造された冷水の一部を前記冷水配管から分岐してガスタービンの発電機を冷却する冷却器に供給してガスタービンの発電機の冷却水の冷却に使用し、前記冷却器で熱交換した冷水を前記冷水戻り配管を通じて前記冷凍機の蒸発器に戻すように構成したことを特徴とするガスタービンの吸気温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として発電用に使用されるガスタービンの吸気を冷却または加熱するガスタービン吸気温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術である特開２００３−２０６７５２号公報の図１、図３、図５及び図７に開示した技術では、ガスタービン圧縮機の入口空気を冷却する場合に、大気温度が高い環境条件下ではガスタービン圧縮機の空気吸入路に設けた熱交換器によってガスタービン圧縮機の入口空気と冷凍機の蒸発器で製造した冷水を熱交換し、ガスタービン圧縮機の入口空気を冷却する構成が開示されている。
【０００３】
前記特開２００３−２０６７５２号公報の図８及び図９に開示した技術では、ガスタービン圧縮機の入口空気を加熱する場合に、大気温度が低い環境条件下ではガスタービン圧縮機出口の高温圧縮空気の一部を圧縮機入口に還流させる方法や、ガスタービン排ガス、又はガスタービンの排気側に設けた排熱回収ボイラの発生蒸気等を直接的または間接的に前記熱交換器に供給する方法により実施する構成がそれぞれ開示されている。
【０００４】
前記特開２００３−２０６７５２号公報に開示した従来の技術では、ガスタービン圧縮機の入口空気の冷却と、ガスタービン圧縮機の加熱とは、全く別の装置やサイクルを使用して行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガスタービンと、ガスタービンの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラの発生蒸気を使用する蒸気タービンと、このガスタービン及び蒸気タービンでそれぞれ駆動される発電機で構成される複合発電設備では、大気温度に対する複合発電設備の発電出力と発電効率は、大気温度が低いほど発電出力は増加するが、発電効率は一般的に大気温度１５℃から２０℃の付近で最高効率を持つ特性を示す。
【０００７】
これは、ガスタービンは大気温度が低い方が出力は増加し排ガス量も増えるが、効率も向上するので排ガス温度は低下する。その結果、排熱回収ボイラへの排熱量の増加傾向が抑制され、蒸気タービンの出力の増加比率がガスタービンと比べて小さくなることに因る。
【０００８】
ガスタービン圧縮機の入口空気の冷却は、こうした複合発電設備の性能特性を利用して、大規模な売電事業を行っている電力会社では、電力需要が増加する夏季のピーク電力対策として利用し、電力会社から補給電力の供給を受けている自家発電事業者は、買電量が契約電力を超えないように、ガスタービンの出力を増加させるために利用している。
【０００９】
しかしながら、何れの場合も利用が夏季の一時的な運転に留まり、初期投資に見合う利得を得るのは必ずしも容易ではないという課題がある。
【００１０】
また、ガスタービン圧縮機の入口空気の冷却運転中は、ガスタービン圧縮機の空気吸入路に設けた熱交換器で用いる冷水を冷凍機の蒸発器で製造するために、冷凍機の凝縮器への冷却水の循環が必要となるが、この冷却水の冷却を一般的に冷却塔で行っており、大気への放熱損失が大きいと共に、冷却水の蒸発分の補給と水質維持のために大量の補給水が必要とされていた。
【００１１】
一方、ガスタービン圧縮機入口空気の加熱は、ガスタービン圧縮機出口の高温圧縮空気の一部を圧縮機入口に還流させる方法と、ガスタービン排ガスの熱エネルギーを利用する方法、例えば排熱回収ボイラの発生蒸気を利用して加熱する方法が採られてきた。
【００１２】
しかしながら、ガスタービン圧縮機出口の高温圧縮空気の一部を圧縮機入口に還流させる方法では、ガスタービン圧縮機での還流空気量が多くなり、ガスタービン圧縮機の必要駆動動力は増加するが、その一方でガスタービンの燃焼器に送られる空気量が減少するので、燃焼器への燃料量は減少し、ガスタービン出力に占める圧縮機の必要駆動動力の比率が大きくなりガスタービン発電設備や複合発電設備の発電効率は大きく低下する。
【００１３】
また、ガスタービン排ガスの熱エネルギーを利用する方法では、蒸気タービンを駆動するのに使える蒸気の一部分をガスタービン吸気の加熱に利用することから、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた複合発電設備の発電効率は低下するという課題があった。
【００１４】
このため、ガスタービン圧縮機入口空気の加熱は、寒冷地設置のガスタービンにおいて、大気温度が−２０℃以下となる極寒冷季に、ガスタービン圧縮機がサージング運転域となるのを回避するために加温したり、冬季に大気温度が−５℃から５℃付近の場合に空気中の湿分がガスタービン圧縮機入口で凍結するのを防止するために加熱したり、また、一般に大気温度が５℃付近の発電機出力で決められることが多い認可出力を、より低い大気温度時に超えないようにするために負荷制限を掛けるといった機器保護や出力制限に利用目的が限定されていた。
【００１５】
本発明の目的は、冷凍機で発生させる冷水及び冷却水の供給を切り替えてガスタービン圧縮機に吸入する空気と熱交換させて前記空気を冷却又は加熱し、吸気空気の冷却運転時にはガスタービンの出力を増加させ、吸気空気の加熱運転時には複合発電プラントの効率を向上させることを可能にしたガスタービンの吸気温度調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のガスタービンの吸気温度調節装置は、ガスタービンと、ガスタービンの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラの発生蒸気を使用する蒸気タービンと、これらのガスタービン及び蒸気タービンで駆動される発電機で複合発電設備を構成し、前記複合発電設備のガスタービンを構成するガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却または加熱する熱交換器を備え、前記熱交換器の冷却用に熱媒体として冷水及び冷却水をそれぞれ製造する冷凍機を備え、前記冷凍機で製造した冷水を前記熱交換器の冷却用の熱媒体として供給する冷水配管の系統、及び前記冷凍機で製造した冷却水を前記熱交換器の加温用の熱媒体として供給する冷却水配管の系統をそれぞれ備え、前記熱交換器で熱交換された熱媒体の冷水または冷却水を前記冷凍機に戻す冷水戻り配管の系統及び冷却水戻り配管の系統をそれぞれ備え、前記冷水配管と冷却水配管が共に接続されており、前記冷凍機で製造した冷水または冷却水を切り替えて冷水または冷却水のどちらか一方を前記熱交換器に供給する切替調節装置を備え、前記冷水戻り配管と冷却水戻り配管に共に接続されており、前記熱交換器で熱交換された熱媒体の冷水または冷却水のどちらか一方を切り替えて前記冷凍機に戻す切替装置を備え、前記切替調節装置及び前記切替装置の操作を同調させて制御する制御装置を備えて、前記冷凍機は蒸気タービンの抽気蒸気で駆動する吸収式冷凍機であって、熱交換器に冷水を供給しているときは、前記制御装置からの指令信号によって熱交換器で熱交換後の冷水を切替装置によって切り替え操作して冷水戻り配管を通じて吸収式冷凍機内の蒸発器に戻すように構成し、熱交換器に冷却水供給しているときは、前記制御装置からの指令信号によって熱交換器で熱交換後の冷却水を切替装置によって切り替え操作して冷却水戻り配管を通じて吸収式冷凍機内の凝縮器に戻すように構成した。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷凍機で発生させる冷水及び冷却水の供給を切り替えてガスタービン圧縮機に吸入する空気と熱交換させて前記空気を冷却又は加熱し、吸気空気の冷却運転時にはガスタービンの出力を増加させ、吸気空気の加熱運転時には複合発電プラントの効率を向上させることを可能にしたガスタービンの吸気温度調節装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例であるガスタービンの吸気温度調節装置を具備した複合発電設備の系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施例であるガスタービンの吸気温度調節装置が適用される複合発電設備では、ガスタービンと、このガスタービンの排ガスを熱源とする排熱回収ボイラの発生蒸気を使用する蒸気タービンで駆動される発電機で複合発電設備を構成しており、冷凍機の蒸発器で製造される冷水でガスタービン圧縮機に吸入する空気を冷却する熱交換器を備え、冷凍機の凝縮器の冷却水を冷却塔等を使用して外部に放熱しているガスタービン吸気冷却設備に対してガスタービン圧縮機への吸気加熱運転にも使用できるように、吸気冷却運転時には冷水を循環させている熱交換器に冷凍機の凝縮器から出る温水の供給循環に切替えられるように構成する。
【００２０】
なお、冷凍機の型式は、吸収式冷凍機でも圧縮式冷凍機でも良い。吸収式冷凍機の場合は、駆動蒸気源は発電用蒸気タービンの抽気蒸気や排熱回収ボイラ発生蒸気及び温水が考えられる。圧縮式冷凍機の場合は、圧縮機を蒸気タービンで駆動する場合と電動機で駆動する場合がある。
【００２１】
蒸気タービンで駆動する場合の蒸気源は吸収式と同じく、発電用蒸気タービンの抽気蒸気や排熱回収ボイラ発生蒸気が考えられるが、発電用蒸気タービンの軸に減速機を介して連結する方式も考えられる。
【００２２】
なお、ガスタービン圧縮機への吸気冷却運転、吸気加熱運転それぞれにおいて、以下を実施することにより発電効率の向上量がより大きく得られる。
【００２３】
まず、ガスタービン圧縮機への吸気冷却運転時においては、冷却塔で大気に放熱している冷凍機凝縮器の冷却水を複合発電設備への入熱となるように、例えばガスタービン燃料と熱交換させるための熱交換器を設置し、冷却水をポンプにより、熱交換器と圧縮機の凝縮器の間を循環させることにより発電効率を向上させ、冷却塔で発生していた排水や補給水をなくすことが可能となる。
【００２４】
なお、冷凍機凝縮器の冷却水の循環先はガスタービンの燃料系統に限るものではなく複合発電設備への入熱となる箇所であれば、復水器出口に設置の排熱回収ボイラ給水ポンプの出口等の箇所でも良く、また、冷凍機の凝縮器から冷却水を複数の熱回収箇所に並列や直列に循環させたり、系統起動の順番に従って回収先を切り替えたり、冷却水の流量比率を変更したりすることも考えられる。
【００２５】
複合発電設備との熱交換の方法は熱交換器を介する方法に限られるものではなく、排熱回収ボイラへの給水等の流体の組成、圧力及び温度条件が冷凍機の凝縮器に受け入れ可能であれば冷凍機の凝縮器に冷却水として直接流すことも考えられる。
【００２６】
次に、ガスタービン圧縮機に吸入する空気の加熱運転においては、空気の加熱に冷凍機の凝縮器の冷却水を使用することから、冷凍機の駆動用に用いる蒸気または電力と蒸発器で製造される冷水が外部から得る熱量を加えたのとほぼ等しい熱量が冷凍機の凝縮器の冷却水がガスタービン圧縮機に吸入する空気と交換する熱量となる。
【００２７】
したがって、冷凍機の凝縮器の冷却水を用いることによる利点は、冷凍機で消費する蒸気や電気の持つエネルギー以外に冷凍機の蒸発器で製造される冷水が外部から得る熱量も利用できることである。この、冷凍機の蒸発器で製造される冷水が外部から得る熱量とは、相手側から奪う熱量である。
【００２８】
そこで、冷水を複合発電設備の冷却水と熱交換させ複合発電設備の機器冷却水の冷却に使用する。例えば発電機冷却器への冷却水入口側に熱交換器を設置して熱交換させ、冷水は冷凍機の蒸発器に循環させる。こうして発電機冷却器への冷却水温度を低く保ち、発電機の損失を低減させ、複合発電設備の発電効率が向上する。同様の効果は他の機器に於いても考えられる。
【００２９】
また、冷凍機の蒸発器から供給される冷水との熱交換により冷却効果が高まる分、複合発電設備の機器冷却水ポンプの水量を減らすことによりポンプ動力を低減することも出来る。更に、この機器冷却水ポンプをインバータ制御等の回転数制御可能なポンプモータとすれば、ポンプ動力の低減効果は大きくなる。
【００３０】
なお、その他の冷水の熱交換先としては、蒸気タービン復水器の冷却水がある。冷却により復水器内部の圧力を下げれば蒸気タービンの出力が増加し、複合発電設備の発電効率の向上となる。なお、復水器内部の圧力を下げる代わりに冷却水量を減らして得られる復水器冷却水ポンプの動力低減の仕組みは機器冷却水ポンプの場合と同様である。また、複数箇所への並列や直列循環運転等についても冷凍機の凝縮器冷却水の場合と同様の方法が考えられる。
【００３１】
なお、制御装置の中に持つ性能データは、数表として予め持たせるか、複合発電設備の性能シミュレーションをその都度行う方法が考えられる。また、大気温度以外の性能変化要因となる、大気の相対湿度、大気圧力や電力系統の力率等については補正関数を組み込んでおくことが考えられる。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例であるガスタービン吸気温度調節装置について図１を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施例であるガスタービン吸気温度調節装置を備えた複合発電設備を示すものであり、蒸気タービン１５の抽気蒸気２２で駆動する吸収式冷凍機２１の蒸発器で製造した冷水でガスタービン圧縮機６の空気吸入路１に設置した熱交換器３でガスタービン圧縮機吸気冷却を行っている場合を示している。
【００３４】
本実施例の複合発電設備は、図１に示したように、ガスタービン発電設備５と、ガスタービン発電設備５の排ガスを熱源とする排熱回収ボイラ１２と、排熱回収ボイラ１２の発生蒸気で蒸気タービン１５を駆動する蒸気タービン発電設備１４を備えた複合発電設備である。
【００３５】
そして、ガスタービン発電設備５には、空気を圧縮するガスタービン圧縮機６と、ガスタービン圧縮機６で圧縮した空気と燃料配管８を通じて供給される燃料とを混合して燃焼させる燃焼器７と、燃焼器７で発生させた高温の燃焼ガスによって駆動するガスタービン９と、ガスタービン９によって回転し発電するガスタービン発電機１０を備えている。
【００３６】
ガスタービン発電設備５のガスタービン圧縮機６の吸気を冷却するために、複合発電設備を構成する蒸気タービン１５の抽気蒸気２２で駆動する吸収式冷凍機２１が設置されており、この吸収式冷凍機２１に設けられた蒸発器によって製造した冷水をガスタービン圧縮機６の空気吸入路１に設置した熱交換器３に供給して、ガスタービン圧縮機の吸気冷却を行っている。
【００３７】
本実施例であるガスタービン吸気温度調節装置では、ガスタービン圧縮機の吸気冷却装置として、空気吸入路１に設置されている熱交換器３に吸収式冷凍機２１の蒸発器で製造した冷水２５を供給する系統となる冷水配管２６に加えて、前記熱交換器３に吸収式冷凍機２１の凝縮器の冷却水３４を供給する系統となる冷却水配管３３と、吸収式冷凍機２１から熱交換器３に供給する流体を、冷水２５と冷却水３４のどちらか一方の供給に切替える制御を行う制御装置１００と、この制御装置１００からの指令信号によって冷水２５又は冷却水３４の供給を切り替え操作される切替調節装置２８を設置している。この制御装置１００は、切替調節装置２８による冷水２５又は冷却水３４の供給量を調節する機能を備えている。
【００３８】
このため、前記切替調節装置２８には前記冷水配管２６と冷却水配管３３の双方が接続され、制御装置１００からの操作信号によって該切替調節装置２８を切り替えて、冷水２５と冷却水３４のどちらか一方の流体が熱交換器３に供給されるように構成されている。
【００３９】
ここで、冷水２５と冷却水３４とでは温度レベルが異なるため、熱交換器３で熱交換後の冷水２５と冷却水３４を混合したり、吸収式冷凍機２１内のそれぞれの製造箇所とは異なる箇所に還水したりすると、吸収式冷凍機２１内で吸収液と冷媒液の量的バランスが崩れて冷凍サイクルの異常を招いたり、冷凍機２１の効率が低下したりする。
【００４０】
つまり、熱交換器３に冷水２５を供給しているときは熱交換後の冷水２５は吸収式冷凍機２１内の冷水製造箇所へ、熱交換器３に冷却水３４を供給しているときは熱交換後の冷却水３４は吸収式冷凍機２１内の冷却水製造箇所へ戻す必要があり、このため、前記制御装置１００からの指令信号によって、前記した様に切替調節装置２８の切り替え操作を行うと共に、熱交換器３から熱交換後の冷水２５又は冷却水３４の返水先の切替えをこの切替調節装置２８と連動して行う切替装置２９を設置している。
【００４１】
そして、熱交換器３に冷水２５を供給しているときは、前記制御装置１００からの指令信号によって熱交換器３で熱交換後の冷水２５を切替装置２９によって切り替え操作して冷水戻り配管３０を通じて吸収式冷凍機２１内の蒸発器に戻すように構成し、また、熱交換器３に冷却水３４を供給しているときは、前記制御装置１００からの指令信号によって熱交換器３で熱交換後の冷却水３４を切替装置２９によって切り替え操作して冷却水戻り配管３５を通じて吸収式冷凍機２１内の凝縮器に戻すように構成している。
【００４２】
また、本実施例のガスタービン吸気温度調節装置では、従来の吸気冷却装置によくある冷凍機２１の凝縮器廃熱を外部へ放熱するための冷却塔等の外部放熱設備は設置していない。これは、冷却塔水は、冷却塔にて冷却塔水の一部蒸発により冷却を行っているため不純物濃度が高いこと、冷却塔水中に微生物が発生するのを抑制するための薬品が注入されていることなどの理由により水質が非常に悪いことから、冷却水側の汚れが冷水側へ流れ込んだときの冷凍機２１の効率低下を避けるためである。
【００４３】
さらに、本実施例のガスタービン吸気温度調節装置発明では、従来の吸気冷却装置では廃熱として外部に放出されていた前記冷凍機２１の廃熱を、複合発電設備の発電効率向上のために有効に利用している。
【００４４】
本実施例のガスタービン吸気温度調節装置を使用して、ガスタービン発電設備５のガスタービン圧縮機６の吸気を冷却するときは、ガスタービン圧縮機６の空気吸入路１に設置した熱交換器３の出口側に設置してある温度検知器４で検出した吸気温度と設定温度が一致するように、温度検出器４で検出した吸気温度の検出値に基づいて前記制御装置１００で演算した指令信号によって切替調節装置２８を操作し、吸収式冷凍機２１の蒸発器で製造した冷水２５を切替調節装置２８を介して熱交換器３に供給する。
【００４５】
このとき、切替調節装置２８は制御装置１００からの指令信号によって冷水２５を熱交換器３に供給する操作を行っているので、制御装置１００からの指令信号によって切替装置２９の操作を前記切替調節装置２８の操作に同調させて行なうことで、熱交換器３から吸収式冷凍機２１の蒸発器に戻る流路は切替装置２９の切り替えによって冷水側に切り替わる。
【００４６】
制御装置１００からの指令信号による前記切替調節装置２８及び切替装置２９の同調した操作によって、熱交換器３でガスタービン圧縮機６の吸気をガスタービン吸気を冷却したあとの冷水２５は、吸収式冷凍機２１の冷水製造箇所に返水される。
【００４７】
ここで、熱交換器３で使用できず余剰した冷水２５は、制御装置１００からの指令信号によって前記冷水配管２６から分岐してガスタービン発電機１０を冷却する冷却器３２に至る分岐配管に設置された調節弁３１を操作してガスタービン発電機１０の冷却水冷却器３２に供給するようにして、ガスタービン発電機１０の効率向上を図ることが可能となる。
【００４８】
さらに、ガスタービン圧縮機６の吸気を冷却しているときは、吸収式冷凍機２１凝縮器出口の冷却水３４は熱交換器３で使用されないので、前記冷却水３４は制御装置１００からの指令信号によって前記冷却水配管３３から分岐して燃料加熱器３８に至る分岐配管に設置された調節弁３７を操作して冷却水３４を前記燃料加熱器３８に供給するようにして、燃料加熱器３８に供給された燃料８を加熱して燃料温度を上昇させることでガスタービン発電設備５の効率向上を図ることが可能となる。
【００４９】
同様に、ガスタービン圧縮機６の吸気を冷却しているときは、吸収式冷凍機２１凝縮器出口の冷却水３４は熱交換器３で使用されないので、前記冷却水３４は前記冷却水配管３３から分岐して、蒸気タービン１５から抽気蒸気２２を吸収式冷凍機２１に導く抽気蒸気の配管に設置された熱交換器４３に至る分岐配管に設置された調節弁４５を、制御装置１００からの指令信号によって操作して吸収式冷凍機２１で製造された冷却水３４の一部を前記熱交換器４３に供給し、復水器１７から廃熱回収ボイラ１２に供給される給水を加熱して給水温度を上昇させることで蒸気タービン発電設備１４の効率向上を図ることが可能となる。
【００５０】
前記冷却水冷却器３２で熱交換したあとの冷水２５は冷水戻り配管３０を通じて吸収式冷凍機２１の冷水製造箇所に、また、前記燃料加熱器３８で熱交換したあとの冷却水３４、及び前記熱交換器４３で熱交換したあとの冷却水３４は吸収式冷凍機２１の冷却水製造箇所に、それぞれ返水される。
【００５１】
一方、本実施例のガスタービン吸気温度調節装置を使用して、ガスタービンのガスタービン圧縮機６の吸気を加熱するときは、温度検知器４で検出した吸気温度と設定温度が一致するよう、前記制御装置１００からの指令信号によって吸収式冷凍機２１の冷却水３４を切替調節装置２８を介して熱交換器３に供給する。
【００５２】
このとき、切替調節装置２８は冷却水供給となっているので、この切替調節装置２８の操作に同調して切替装置２９も操作され、熱交換器３から吸収式冷凍機２１に戻る冷却水３４の流路は冷却水側に切り替わる。
【００５３】
これにより、熱交換器３でガスタービンのガスタービン圧縮機６の吸気を加熱したあとの冷却水３４は、切替装置２９を経由し、冷却水戻り配管３５を通じて吸収式冷凍機２１の冷却水製造箇所に返水される。
【００５４】
ここで、本実施例によるガスタービン吸気温度調節装置を使用して、ガスタービンのガスタービン圧縮機６の吸気を加熱するときの、メリットについて説明する。
【００５５】
本実施例によるガスタービン吸気温度調節装置では、ガスタービンのガスタービン圧縮機６の吸気を加熱するときの熱源として、冷凍機の凝縮器の冷却水を使用している。蒸気や温水や電気などの冷凍機への投入熱量に対する冷凍機の凝縮器の冷却水出熱量の比率は、蒸気吸収式冷凍機の場合、単効用のもので１．６〜１．７、二重効用のもので２．０〜２．１、さらに圧縮式冷凍機では６程度である。
【００５６】
一方、従来技術による吸気加熱方法では、熱源となる蒸気や温水等は冷凍機を介せず、直接的または間接的に、ガスタービンの空気流入路に設置してある熱交換器に供給しているので、投入熱量に対する出熱量の比率は最大でも１を超えることはない。
【００５７】
つまり、本実施例によるガスタービン吸気温度調節装置を使用して、ガスタービンのガスタービン圧縮機６の吸気を加熱するときは、従来技術による吸気加熱方法に対して、蒸気や温水や電気などの投入熱量を２分の１以下とすることが可能であることから、発電設備から吸気加熱のためのエネルギーロスによる発電効率の低下を最小限に抑えることができる。
【００５８】
以上のことから、本実施例によるガスタービン吸気温度調節装置を使用すれば、ガスタービンの吸気の加熱もしくは冷却に使用されていない冷水と冷却水を、複合発電設備内で有効に利用することで、発電効率の向上を図ることが可能となる。
【００５９】
さらに、ガスタービンの吸気を加熱するときの投入熱量を最小限にできるため、吸気加熱のための熱抽出に伴う発電効率の低下を最小限に抑えることができる。また、冷凍機をガスタービンの吸気と冷却に使用するので、年間を通じての設備利用率を高めることができることから、初期投資に見合う利得を得やすくなる。
【００６０】
本実施例によれば、冷凍機で発生させる冷水及び冷却水の供給を切り替えてガスタービン圧縮機に吸入する空気と熱交換させて前記空気を冷却又は加熱し、吸気空気の冷却運転時にはガスタービンの出力を増加させ、吸気空気の加熱運転時には複合発電プラントの効率を向上させることを可能にしたガスタービンの吸気温度調節装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、ガスタービンの吸気温度調節装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１：空気流入路、２：温度検知器、３：熱交換器、４：温度検知器、５：ガスタービン発電設備、６：ガスタービン圧縮機、７：燃焼器、８：燃料配管、９：ガスタービン、１０：ガスタービン発電機、１１：排気排出路、１２：排熱回収ボイラ、１３：蒸気配管、１４：蒸気タービン発電設備、１５：蒸気タービン、１６：蒸気タービン発電機、１７：復水器、１８：給水ポンプ、１９：復水器入口冷却水、２０：復水器出口冷却水、２１：吸収式冷凍機、２２：抽気蒸気、２３：調節弁、２４：冷水循環ポンプ、２５：冷水、２６：冷水配管、２７：温度検知器、２８：切替調節装置、２９：切替装置、３０：冷水戻り配管、３１：調節弁、３２：ガスタービン発電機冷却水冷却器、３３：冷却水配管、３４：冷却水、３５：冷却水戻り配管、３６：冷却水循環ポンプ、３７：調節弁、３８：燃料加熱器、３９：三方温調弁、４０：冷却塔、４１：空気流量調節弁、４３：熱交換器、４５：調節弁、１００：制御装置。
【図１】
0005547592.tif 000002