(57)【要約】【課題】必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができるガスタービンシステムを提供する。【解決手段】流量分配器７０は、入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に流れる作動流体の流量と入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に流れる作動流体の流量の比率を変更する。入口７０ｉには、ガスタービン装置２から抜き出された、第１圧縮機２１により昇圧された作動流体が流入する。第２圧縮機５１は、第１出口７０ｏ１から流出した作動流体を圧縮する。第１冷却器７３は、第２圧縮機５１から吐出された作動流体を冷却する。第１冷却器７３は、第２出口７０ｏ２から流出した作動流体であって第２圧縮機５１をバイパスして流れた作動流体を冷却する。第２膨張タービン５３は、第１冷却器７３から流出した作動流体を膨張させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン装置と、冷却流体生成装置と、を有するガスタービンシステムであって、
前記ガスタービン装置は、
作動流体を圧縮する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から吐出された作動流体中に燃料を噴射して燃焼させる燃焼器と、
前記燃焼器で発生した燃焼ガスを膨張させる第１膨張タービンと、を含み、
前記冷却流体生成装置は、
入口、第１出口及び第２出口を含み、前記入口から前記第１出口に流れる作動流体の流量と前記入口から前記第２出口に流れる作動流体の流量の比率を変更する流量分配器であって、前記ガスタービン装置から抜き出された、前記第１圧縮機により昇圧された作動流体が前記入口に流入する流量分配器と、
前記第１出口から流出した作動流体を圧縮する第２圧縮機と、
前記第２圧縮機から吐出された作動流体を冷却し、前記第２出口から流出した作動流体であって前記第２圧縮機をバイパスして流れた作動流体を冷却する第１冷却器と、
前記第１冷却器から流出した作動流体を膨張させる第２膨張タービンと、を含む、ガスタービンシステム。
【請求項２】
前記冷却流体生成装置は、第２発電機と、第２シャフトと、を含み、
前記第２シャフトは、前記第２圧縮機と前記第２膨張タービンと前記第２発電機とを連結させている、請求項１に記載のガスタービンシステム。
【請求項３】
前記冷却流体生成装置は、第２シャフトと、バイパス流路と、吸入流路と、吐出流路と、第１分岐流路と、第２分岐流路と、を含み、
前記第２シャフトは、前記第２圧縮機と前記第２膨張タービンとを連結させており、
前記バイパス流路では、前記第２出口から前記第２圧縮機をバイパスして前記第１冷却器に向かう作動流体が流れ、
前記吸入流路は、前記第１出口と前記第２圧縮機の吸引部とを接続し、
前記吐出流路は、前記第２圧縮機の吐出部と前記バイパス流路の下流端とを接続し、
前記第１分岐流路は、前記吸入流路に接続され、
前記第２分岐流路は、前記吐出流路に接続されている、請求項１又は２に記載のガスタービンシステム。
【請求項４】
前記冷却流体生成装置は、第１弁と、第２弁と、を含み、
前記第１弁は、前記第１分岐流路に設けられ、
前記第２弁は、前記第２分岐流路に設けられている、請求項３に記載のガスタービンシステム。
【請求項５】
前記冷却流体生成装置は、バイパス流路と、吐出流路と、第３弁と、を含み、
前記バイパス流路では、前記第２出口から前記第２圧縮機をバイパスして前記第１冷却器に向かう作動流体が流れ、
前記吐出流路は、前記第２圧縮機の吐出部と前記バイパス流路の下流端とを接続し、
前記第３弁は、前記吐出流路に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスタービンシステム。
【請求項６】
前記第３弁は、逆止弁であり、
前記逆止弁は、前記第２圧縮機の吐出部から前記バイパス流路の下流端に作動流体が流れることを許可し、前記バイパス流路の下流端から前記第２圧縮機の吐出部に作動流体が流れることを禁止する、請求項５に記載のガスタービンシステム。
【請求項７】
前記冷却流体生成装置は、第２分岐流路と、を含み、
前記第２分岐流路は、前記吐出流路に接続され、
前記第２分岐流路と前記吐出流路との接続部を第２分岐部としたとき、前記第３弁は、前記第２分岐部と前記バイパス流路の下流端の間に設けられている、請求項５又は６に記載のガスタービンシステム。
【請求項８】
前記冷却流体生成装置は、吸入流路を含み、
前記吸入流路は、前記第１出口と前記第２圧縮機の吸引部とを接続し、
前記吸入流路は、チャンバを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスタービンシステム。
【請求項９】
前記ガスタービンシステムは、制御装置を有し、
前記第１冷却器は、作動流体と冷却媒体との熱交換により作動流体を冷却する熱交換器であり、
前記冷却流体生成装置は、前記第１冷却器で冷却媒体と熱交換された後の作動流体の温度、又は、前記第１冷却器で作動流体と熱交換される前の冷却媒体の温度を検出する温度センサを含み、
前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に応じて、前記流量分配器を制御して前記比率を変化させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガスタービンシステム。
【請求項１０】
前記ガスタービンシステムは、作動流体が流れる第１経路、第２経路及び第３経路を備え、
前記第１経路では、第１圧縮機と、前記燃焼器とがこの順に現れ、
前記第２経路では、前記第１圧縮機と、前記入口と、前記第１出口と、前記第２圧縮機と、前記第１冷却器と、前記第２膨張タービンとがこの順に現れ、
前記第３経路では、前記第１圧縮機と、前記入口と、前記第２出口と、前記第１冷却器と、前記第２膨張タービンとがこの順に現れ、
前記第３経路は、前記第２圧縮機をバイパスしている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスタービンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービン装置を用いたガスタービンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスタービン装置を用いたガスタービンシステムが知られている。そのようなシステムの一例では、ガスタービン装置の圧縮機により、高圧の作動流体が生成される。生成された高圧の作動流体の一部が抜き出される。当該一部の作動流体が、再圧縮され、その後、膨張させられる。この例では、こうして、冷熱が生成される。作動流体は、例えば空気である。そのようなシステムの一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図３に、特許文献１に記載されたガスタービンシステム３０１Ａの概略構成図を示す。システム３０１Ａは、ガスタービン装置３０２と、冷却流体生成装置３０５と、を有する。
【０００４】
ガスタービン装置３０２は、第１圧縮機３２１と、第１膨張タービン３２３と、燃焼器３２６と、を含む。
【０００５】
冷却流体生成装置３０５は、第２圧縮機３５１と、冷却器３５５と、第２膨張タービン３５３と、を含む。ガスタービン装置３０２から冷却流体生成装置３０５へと、第１圧縮機３２１で圧縮された作動流体が抜き出される。第２圧縮機３５１は、抜き出された作動流体を圧縮する。次に、冷却器３５５は、冷却媒体によって作動流体を冷却する。次に、第２膨張タービン３５３は、冷却器３５５から流出した作動流体を膨張させる。膨張により、作動流体の温度がさらに下がる。これにより、冷熱を生成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／１５２０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術には、ガスタービンシステムにおける不要なエネルギー消費を抑える観点から改善の余地がある。本開示は、必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができるガスタービンシステム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】
本開示は、
ガスタービン装置と、冷却流体生成装置と、を有するガスタービンシステムであって、
前記ガスタービン装置は、
作動流体を圧縮する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から吐出された作動流体中に燃料を噴射して燃焼させる燃焼器と、
前記燃焼器で発生した燃焼ガスを膨張させる第１膨張タービンと、を含み、
前記冷却流体生成装置は、
入口、第１出口及び第２出口を含み、前記入口から前記第１出口に流れる作動流体の流量と前記入口から前記第２出口に流れる作動流体の流量の比率を変更する流量分配器であって、前記ガスタービン装置から抜き出された、前記第１圧縮機により昇圧された作動流体が前記入口に流入する流量分配器と、
前記第１出口から流出した作動流体を圧縮する第２圧縮機と、
前記第２圧縮機から吐出された作動流体を冷却し、前記第２出口から流出した作動流体であって前記第２圧縮機をバイパスして流れた作動流体を冷却する第１冷却器と、
前記第１冷却器から流出した作動流体を膨張させる第２膨張タービンと、を含む、ガスタービンシステムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係るガスタービンシステムによれば、必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１におけるガスタービンシステムの概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、流量分配器の一例の説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、流量分配器の別例の説明図である。
【図３】図３は、従来技術のガスタービンシステムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１のガスタービンシステム３０１Ａでは、冷却器３５５において、作動流体の温度が低下する。その後、システム３０１Ａでは、第２膨張タービン３５３において、作動流体の温度がさらに低下する。第２膨張タービン３５３における作動流体の温度の低下幅は、第２膨張タービン３５３における圧力比を大きくすると、大きくなる。この圧力比は、第１圧縮機３２１によって圧縮された作動流体を第２圧縮機３５１において再圧縮すると、大きくなる。このように、第２圧縮機３５１における再圧縮は、冷却流体生成装置３０５における冷熱の生成に寄与する。一方、この再圧縮には、動力が必要である。
【００１２】
本発明者らの検討によれば、特許文献１のシステム３０１Ａでは、第２膨張タービン３５３における圧力比が大きくなくても必要な冷熱を生成できる場合がある。このことは、本来は必要でない動力が第２圧縮機３５１における再圧縮により消費される場合があることを意味する。
【００１３】
以上に鑑み、本開示は、必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができるガスタービンシステムを提供することを目的とする。
【００１４】
（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係るガスタービンシステムは、ガスタービン装置と、冷却流体生成装置と、を有し、
前記ガスタービン装置は、
作動流体を圧縮する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から吐出された作動流体中に燃料を噴射して燃焼させる燃焼器と、
前記燃焼器で発生した燃焼ガスを膨張させる第１膨張タービンと、を含み、
前記冷却流体生成装置は、
入口、第１出口及び第２出口を含み、前記入口から前記第１出口に流れる作動流体の流量と前記入口から前記第２出口に流れる作動流体の流量の比率を変更する流量分配器であって、前記ガスタービン装置から抜き出された、前記第１圧縮機により昇圧された作動流体が前記入口に流入する流量分配器と、
前記第１出口から流出した作動流体を圧縮する第２圧縮機と、
前記第２圧縮機から吐出された作動流体を冷却し、前記第２出口から流出した作動流体であって前記第２圧縮機をバイパスして流れた作動流体を冷却する第１冷却器と、
前記第１冷却器から流出した作動流体を膨張させる第２膨張タービンと、を含む。
【００１５】
第１態様に係るガスタービンシステムによれば、必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができる。
【００１６】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、第２発電機と、第２シャフトと、を含み、前記第２シャフトは、前記第２圧縮機と前記第２膨張タービンと前記第２発電機とを連結させている。
【００１７】
第２態様によれば、第２圧縮機における不要な動力消費を抑制することにより、第２発電機の発電量を増加させることができる。
【００１８】
本開示の第３態様において、例えば、第１態様又は第２態様に係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、第２シャフトと、バイパス流路と、吸入流路と、吐出流路と、第１分岐流路と、第２分岐流路と、を含み、前記第２シャフトは、前記第２圧縮機と前記第２膨張タービンとを連結させており、前記バイパス流路では、前記第２出口から前記第２圧縮機をバイパスして前記第１冷却器に向かう作動流体が流れ、前記吸入流路は、前記第１出口と前記第２圧縮機の吸引部とを接続し、前記吐出流路は、前記第２圧縮機の吐出部と前記バイパス流路の下流端とを接続し、前記第１分岐流路は、前記吸入流路に接続され、前記第２分岐流路は、前記吐出流路に接続されている。
【００１９】
第３態様の第１分岐流路及び第２分岐流路によれば、第２圧縮機の動作及びシステムのサイクルの安定性を確保できる。
【００２０】
本開示の第４態様において、例えば、第３態様に係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、第１弁と、第２弁と、を含み、前記第１弁は、前記第１分岐流路に設けられ、前記第２弁は、前記第２分岐流路に設けられている。
【００２１】
第４態様の第１弁及び第２弁は、第２圧縮機に適切に作動流体を流すのに役立つ。
【００２２】
本開示の第５態様において、例えば、第１〜第４態様のいずれか１つに係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、バイパス流路と、吐出流路と、第３弁と、を含み、前記バイパス流路では、前記第２出口から前記第２圧縮機をバイパスして前記第１冷却器に向かう作動流体が流れ、前記吐出流路は、前記第２圧縮機の吐出部と前記バイパス流路の下流端とを接続し、前記第３弁は、前記吐出流路に設けられている。
【００２３】
第５態様の第３弁は、吐出流路において作動流体を適切に流すのに役立つ。
【００２４】
本開示の第６態様において、例えば、第５態様に係るガスタービンシステムでは、前記第３弁は、逆止弁であり、前記逆止弁は、前記第２圧縮機の吐出部から前記バイパス流路の下流端に作動流体が流れることを許可し、前記バイパス流路の下流端から前記第２圧縮機の吐出部に作動流体が流れることを禁止する。
【００２５】
第６態様の逆止弁は、第３弁の具体例である。
【００２６】
本開示の第７態様において、例えば、第５態様又は第６態様に係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、第２分岐流路と、を含み、前記第２分岐流路は、前記吐出流路に接続され、前記第２分岐流路と前記吐出流路との接続部を第２分岐部としたとき、前記第３弁は、前記第２分岐部と前記バイパス流路の下流端の間に設けられている。
【００２７】
第７態様によれば、作動流体がバイパス流路から第２分岐流路に流れることを防止できる。さらに、第２圧縮機の圧縮により得られる圧力がバイパス流路における作動流体の圧力を下回る場合であっても、作動流体を第２圧縮機から第２分岐流路に流すことができる。
【００２８】
本開示の第８態様において、例えば、第１〜第７態様のいずれか１つに係るガスタービンシステムでは、前記冷却流体生成装置は、吸入流路を含み、前記吸入流路は、前記第１出口と前記第２圧縮機の吸引部とを接続し、前記吸入流路は、チャンバを含む。
【００２９】
第８態様のチャンバがあれば、第２圧縮機への作動流体の供給量が過渡的に不足する事態が発生し難い。
【００３０】
本開示の第９態様において、例えば、第１〜第８態様のいずれか１つに係るガスタービンシステムは、制御装置を有し、前記第１冷却器は、作動流体と冷却媒体との熱交換により作動流体を冷却する熱交換器であり、前記冷却流体生成装置は、前記第１冷却器で冷却媒体と熱交換された後の作動流体の温度、又は、前記第１冷却器で作動流体と熱交換される前の冷却媒体の温度を検出する温度センサを含み、前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に応じて、前記流量分配器を制御して前記比率を変化させる。
【００３１】
第９態様によれば、流量分配器の入口から第１出口に流れる作動流体の流量と入口から第２出口に流れる作動流体の流量の比率を適切なタイミングで変更できる。
【００３２】
本開示の第１０態様において、例えば、第１〜第９態様のいずれか１つに係るガスタービンシステムは、作動流体が流れる第１経路、第２経路及び第３経路を備え、前記第１経路では、第１圧縮機と、前記燃焼器とがこの順に現れ、前記第２経路では、前記第１圧縮機と、前記入口と、前記第１出口と、前記第２圧縮機と、前記第１冷却器と、前記第２膨張タービンとがこの順に現れ、前記第３経路では、前記第１圧縮機と、前記入口と、前記第２出口と、前記第１冷却器と、前記第２膨張タービンとがこの順に現れ、前記第３経路は、前記第２圧縮機をバイパスしている。
【００３３】
第１０態様は、ガスタービンシステムにおける各要素の並びを構造的に規定している。
【００３４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本開示が限定されるものではない。
【００３５】
本明細書では、第１、第２、第３・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。例えば、第４経路という用語は、第４経路とともに第１経路、第２経路及び第３経路が必ず存在することを意として使用されているわけではない。
【００３６】
本明細書では、「膨張タービンにおける圧力比」という表現を用いることがある。特に矛盾のない限り、「膨張タービンにおける圧力比」は、膨張タービンの出口における作動流体の圧力に対する膨張タービンの入口における作動流体の圧力の比率を指す。
【００３７】
（実施の形態１）
図１に、実施の形態１におけるガスタービンシステムの概略構成図を示す。
【００３８】
図１において、ガスタービンシステム２Ａは、ガスタービン装置２と、冷却流体生成装置５と、制御装置９と、を有する。システム２Ａは、抽気流路８８を含む。抽気流路８８は、ガスタービン装置２及び冷却流体生成装置５を接続している。
【００３９】
本実施の形態では、ガスタービン装置２及び冷却流体生成装置５の作動流体として、空気が用いられている。
【００４０】
ガスタービン装置２の排熱は、温熱として利用できる。一方、冷却流体生成装置５では、作動流体が冷却され、冷熱が生成される。例えば、冷熱を用いて冷たい雰囲気を構成できる。冷たい雰囲気内に物体を置けば、その物体を冷却できる。一具体例では、冷却された作動流体自体が冷たい雰囲気を構成する。このようにすれば、作動流体とは異なる種類の媒体を用いる必要がない。また、冷たい雰囲気を冷凍倉庫等に利用する場合に、霜付きを抑制し易い。ただし、冷却された作動流体の冷熱を熱交換によって作動流体とは異なる種類の媒体に与え、そのようにして冷却された媒体により冷たい雰囲気を構成してもよい。また、冷たい雰囲気は、冷凍の他、冷蔵、冷房等の他の用途にも利用できる。
【００４１】
ガスタービン装置２は、第１圧縮機２１と、第１シャフト２２と、第１膨張タービン２３と、燃焼器２６と、第２冷却器７２と、第１発電機７７と、抽気流路８８と、第１接続点ｐ１と、を含む。
【００４２】
冷却流体生成装置５は、第２圧縮機５１と、第２シャフト５２と、第２膨張タービン５３と、第１冷却器７３と、第２発電機７８と、流量分配器７０と、吸入流路８５と、吐出流路８６と、バイパス流路８３と、第１分岐流路８０と、第２分岐流路８１と、第１弁２７と、第２弁２８と、第３弁２９と、温度センサ９１と、を含む。図１における第２接続点ｐ２は、バイパス流路８３の下流端及び吐出流路８６の下流端に対応する。以下では、これらの下流端を、下流端ｐ２と表記することがある。
【００４３】
ガスタービンシステム２Ａでは、作動流体が流れる第１経路８２ａ、第２経路８２ｂ、第３経路８２ｃ及び第４経路８２ｄが構成されている。言い換えると、システム２Ａは、作動流体が流れる第１経路８２ａ、第２経路８２ｂ、第３経路８２ｃ及び第４経路８２ｄを備える。
【００４４】
第１経路８２ａでは、第１圧縮機２１と、燃焼器２６とがこの順に現れる。具体的には、第１経路８２ａでは、第１圧縮機２１と、第１接続点ｐ１と、燃焼器２６とがこの順に現れる。
【００４５】
第２経路８２ｂでは、第１圧縮機２１と、流量分配器７０の入口７０ｉと、流量分配器７０の第１出口７０ｏ１と、第２圧縮機５１と、第１冷却器７３と、第２膨張タービン５３とがこの順に現れる。具体的には、第２経路８２ｂでは、第１圧縮機２１と、第１接続点ｐ１と、抽気流路８８と、入口７０ｉと、第１出口７０ｏ１と、吸入流路８５と、第２圧縮機５１と、吐出流路８６と、第１冷却器７３と、第２膨張タービン５３とがこの順に現れる。
【００４６】
第３経路８２ｃでは、第１圧縮機２１と、流量分配器７０の入口７０ｉと、流量分配器７０の第２出口７０ｏ２と、第１冷却器７３と、第２膨張タービン５３とがこの順に現れる。具体的には、第３経路８２ｃでは、第１圧縮機２１と、第１接続点ｐ１と、抽気流路８８と、入口７０ｉと、第２出口７０ｏ２と、バイパス流路８３と、第１冷却器７３と、第２膨張タービン５３とがこの順に現れる。
【００４７】
第３経路８２ｃは、第２圧縮機５１をバイパスしている。具体的には、流量分配器７０と第１冷却器７３の間で、第２圧縮機５１とバイパス流路８３とが並列に設けられている。
【００４８】
第４経路８２ｄでは、第１分岐流路８０と、第２圧縮機５１と、第２分岐流路８１とがこの順に現れる。
【００４９】
第４経路８２ｄは、第２経路８２ｂとは別ルートで、第２圧縮機５１に作動流体を流す。具体的には、流量分配器７０を経由していない作動流体が、第１分岐流路８０と、第２圧縮機５１と、第２分岐流路８１とを、この順に流れる。第２分岐流路８１は、圧縮機５１から吐出された作動流体を、第３経路８２ｃに到達する前に回収する。
【００５０】
以下、本実施の形態に係るガスタービンシステム２Ａの個々の要素について説明する。
【００５１】
第１圧縮機２１は、作動流体を圧縮する。本実施の形態では、第１圧縮機２１は、遠心圧縮機等のターボ圧縮機である。
【００５２】
燃焼器２６は、第１圧縮機２１から吐出された作動流体中に燃料を噴射して燃焼させる。
【００５３】
燃焼器２６で燃焼させる燃料としては、液体燃料及び気体燃料が例示される。液体燃料としては、液化天然ガス（ＬＮＧ）、ガソリン、ディーゼル油、メタノール及びエタノール等のアルコール燃料が例示される。液体燃料は、アルコール燃料を含有するアルコール系混合燃料であってもよい。気体燃料としては、都市ガス、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、プロパン（ＬＰＧ）及び水素が例示される。
【００５４】
液体燃料を用いる場合は、図示しない燃料タンクの容積を小さくできるメリットが得られる。気体燃料を用いる場合は、燃焼器２６への燃料噴射機構等を簡易化できるメリットが得られる。
【００５５】
第１膨張タービン２３は、燃焼器２６で発生した燃焼ガスを膨張させる。
【００５６】
第１シャフト２２は、第１圧縮機２１と第１膨張タービン２３とを連結させている。具体的には、第１シャフト２２は、第１圧縮機２１と第１膨張タービン２３と第１発電機７７とを連結させている。
【００５７】
本実施の形態では、第１発電機７７は、発電機としても電動機としても動作する。例えば、第１発電機７７は、第１圧縮機２１の起動時において、電動機として用いられる。具体的に、第１発電機７７は、第１シャフト２２を回転させることにより、第１圧縮機２１を駆動させることができる。
【００５８】
抽気流路８８は、第１接続点ｐ１と流量分配器７０とを接続している。抽気流路８８には、ガスタービン装置２から抜き出された、第１圧縮機２１により昇圧された作動流体が流れる。
【００５９】
第２冷却器７２は、ガスタービン装置２から抜き出された、第１圧縮機２１により昇圧された作動流体を、第１入口７０ｉに流入する前に冷却する。本実施の形態では、第２冷却器７２は、抽気流路８８に設けられている。第２冷却器７２は、抽気流路８８における作動流体を冷却する。具体的には、第２冷却器７２は、熱交換器である。第２冷却器７２において、作動流体は、冷却媒体との熱交換により冷却される。冷却媒体としては、外気、冷気、冷却水、燃焼器２６へ流入する燃料等が挙げられる。
【００６０】
流量分配器７０は、入口７０ｉ、第１出口７０ｏ１及び第２出口７０ｏ２を含む。以下では、入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に流れる作動流体の流量を第１流量と称することがある。入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に流れる作動流体の流量を第２流量と称することがある。流量分配器７０は、第１流量と第２流量の比率を変更できるように構成されている。
【００６１】
入口７０ｉには、ガスタービン装置２から抜き出された、第１圧縮機２１により昇圧された作動流体が流入する。入口７０ｉは、抽気流路８８に接続されている。
【００６２】
第１出口７０ｏ１は、吸入流路８５に接続されている。第２出口７０ｏ２は、バイパス流路８３に接続されている。具体的には、第２出口７０ｏ２は、バイパス流路８３の上流端に接続されている。
【００６３】
図２Ａに、流量分配器７０の一例を示す。図２Ａの例では、流量分配器７０は、弁１７０を含む。図２Ａの例では、流量分配器７０は、１つの弁１７０により第１流量と第２流量の比率を変更できるように構成されている。図２Ａのように１つの弁１７０を用いて流量分配器７０を構成することには、部品点数を低減できるという利点がある。
【００６４】
図２Ｂに、流量分配器７０の別例を示す。図２Ｂの例では、流量分配器７０は、弁２７０ａ及び２７０ｂを含む。図２Ｂの例では、流量分配器７０は、２つの弁２７０ａ及び２７０ｂにより第１流量と第２流量の比率を変更できるように構成されている。弁２７０ａは、吸入流路８５に接続されている。弁２７０ａの流出口が、第１出口７０ｏ１に対応する。弁２７０ｂは、バイパス流路８３に接続されている。弁２７０ｂの流出口が、第２出口７０ｏ２に対応する。
【００６５】
第２圧縮機５１は、第１出口７０ｏ１から流出した作動流体を圧縮する。本実施の形態では、第２圧縮機５１は、遠心圧縮機等のターボ圧縮機である。
【００６６】
第２圧縮機５１の吸入部は、吸入流路８５に接続されている。具体的には、第２圧縮機５１の吸入部は、吸入流路８５の下流端に接続されている。吸入流路８５の上流端は、第１出口７０ｏ１に接続されている。要するに、吸入流路８５は、第１出口７０ｏ１と第２圧縮機５１の吸入部とを接続している。
【００６７】
第２圧縮機５１の吐出部は、吐出流路８６に接続されている。具体的には、第２圧縮機５１の吐出部は、吐出流路８６の上流端に接続されている。吐出流路８６の下流端ｐ２は、バイパス流路８３の下流端ｐ２に接続されている。要するに、吐出流路８６は、第２圧縮機５１の吐出部とバイパス流路８３の下流端ｐ２とを接続している。
【００６８】
第１冷却器７３は、第２圧縮機５１から吐出された作動流体を冷却する。具体的には、第１冷却器７３は、吐出流路８６から流出した作動流体を冷却する。
【００６９】
さらに、第１冷却器７３は、第２出口７０ｏ２から流出した作動流体であって第２圧縮機５１をバイパスして流れた作動流体を冷却する。具体的には、バイパス流路８３では、第２出口７０ｏ２から第２圧縮機５１をバイパスして第１冷却器７３に向かう作動流体が流れる。第１冷却器７３は、そのバイパス流路８３から流出した作動流体を冷却する。
【００７０】
なお、本明細書では、「第２圧縮機から吐出された作動流体を冷却し、第２出口から流出した作動流体であって第２圧縮機をバイパスして流れた作動流体を冷却する第１冷却器」という表現を用いることがある。この表現は、前者の作動流体と後者の作動流体とが同時に第１冷却器で冷却される態様だけを指すと解釈されるべきではない。この表現は、第１冷却器が前者の作動流体を冷却せず後者の作動流体を冷却する期間が存在してもよく、第１冷却器が後者の作動流体を冷却せず前者の作動流体を冷却する期間が存在してもよいという意で用いられている。
【００７１】
第１冷却器７３は、第２接続点ｐ２と第２膨張タービン５３とを接続する流路に設けられている。
【００７２】
本実施の形態では、第１冷却器７３は、熱交換器である。第１冷却器７３において、作動流体は、冷却媒体との熱交換により冷却される。冷却媒体としては、外気、冷気、冷却水、燃焼器２６へ流入する燃料等が挙げられる。
【００７３】
第２膨張タービン５３は、第１冷却器７３から流出した作動流体を膨張させる。
【００７４】
第２シャフト５２は、第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３とを連結させている。具体的には、第２シャフト５２は、第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３と第２発電機７８とを連結させている。
【００７５】
本実施の形態では、第２発電機７８は、発電機としても電動機としても動作する。例えば、第２発電機７８は、第２圧縮機５１の起動時において、電動機として用いられる。具体的に、第２発電機７８は、第２シャフト５２を回転させることにより、第２圧縮機５１を駆動させることができる。
【００７６】
第２シャフト５２によって、第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３とが連結されていることは、必須ではない。第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３とは、互いに分離されていてもよい。そのような場合の一例では、第２圧縮機５１に、電動機が接続される。第２膨張タービン５３に、発電機が接続される。第２圧縮機５１のシャフトと第２膨張タービン５３のシャフトは、別々のものである。このようにすれば、第２膨張タービン５３と独立して、第２圧縮機５１のロータの回転を停止させることができる。具体的には、第２膨張タービン５３のロータが回転している場合であっても、この回転に連動して第２圧縮機５１のロータを回転させる必要がない。このため、第２圧縮機５１のロータの回転を維持するために第１分岐流路８０及び第２分岐流路８１を設ける必要がない。また、第２圧縮機５１のロータの空回しによるエネルギーの無駄遣いを回避できる。
【００７７】
同様に、第１圧縮機２１と第１膨張タービン２３とは、互いに分離されていてもよい。そのような場合の一例では、第１圧縮機２１に、電動機が接続される。第１膨張タービン２３に、発電機が接続される。第１圧縮機２１のシャフトと第１膨張タービン２３のシャフトは、別々のものである。
【００７８】
第３弁２９は、吐出流路８６に設けられている。第３弁２９は、吐出流路８６において作動流体を適切に流すのに役立つ。
【００７９】
具体的に、第３弁２９によれば、第２圧縮機５１の吐出部から第２接続点ｐ２に作動流体が流れることを許可し、第２接続点ｐ２から第２圧縮機５１の吐出部に作動流体が流れることを禁止できる。これにより、作動流体がバイパス流路８３及び吐出流路８６を通って第２圧縮機５１の吐出部に流入することを防止できる。
【００８０】
第３弁２９は、第２圧縮機５１の吐出部から作動流体を吐出させることができないという事態も回避するのに役立つ場合もある。具体的には、ガスタービンシステム２Ａでは、流量分配器７０の入口７０ｉに流入した作動流体の全てを第２出口７０ｏ２から流出させつつ、第１分岐流路８０を介して第２圧縮機５１に作動流体を供給することが可能である。この場合においては、システム２Ａの運転条件にもよるが、第２圧縮機５１の圧縮により得られる圧力が、第２出口７０ｏ２及びバイパス流路８３における作動流体の圧力を下回ることがあり得る。この場合、仮に吐出流路８６に第３弁２９がなければ、第２圧縮機５１から作動流体を吐出できないという事態が発生するおそれがある。また、第２膨張タービン５３の回転力が第２圧縮機５１に伝達されているにも関わらず、第２圧縮機５１のロータの回転が阻害され、第２圧縮機５１等が故障するおそれがある。しかし、第３弁２９によれば、このような事態を回避できる。
【００８１】
本実施の形態では、第３弁２９は、逆止弁である。この逆止弁は、第２圧縮機５１の吐出部から第２接続点ｐ２に作動流体が流れることが許可され第２接続点ｐ２から第２圧縮機５１の吐出部に作動流体が流れることが禁止されるように設けられている。
【００８２】
第３弁２９は、仕切弁であってもよく、流量調整弁であってもよい。このような場合であっても、弁の開閉のタイミングを制御装置９により制御することによって、第３弁２９が逆止弁である場合と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
第２分岐流路８１と吐出流路８６との接続部を第２分岐部ｂ２としたとき、第３弁２９は、例えば、第２分岐部ｂ２とバイパス流路８３の下流端ｐ２の間に設けられる。これにより、作動流体がバイパス流路８３から第２分岐流路８１に流れることを防止できる。さらに、第２圧縮機５１の圧縮により得られる圧力がバイパス流路８３における作動流体の圧力を下回る場合であっても、作動流体を第２圧縮機５１から第２分岐流路８１に流すことができる。
【００８４】
本実施の形態では、制御装置９は、流量分配器７０、第１弁２７、第２弁２８等を制御する。制御装置９は、温度センサ９１の検出温度に基づいて、流量分配器７０、第１弁２７及び第２弁２８を制御できる。一具体例では、温度センサ９１から制御装置９に、検出温度を表す検出信号が送信される。制御装置９は、検出信号に基づいて、流量分配器７０における第１流量と第２流量の比率と、第１弁２７及び第２弁２８の開度又は開閉の状態と、を決定する。制御装置９は、制御信号を流量分配器７０に送信することにより、上記比率を制御する。制御装置９は、第１弁２７及び第２弁２８にそれぞれ制御信号を送信することにより、弁２７及び２８の開度又は開閉の状態を制御する。第３弁２９が流量調整弁又は開閉弁である場合、制御装置９は、第３弁２９を制御するものであってもよい。具体的には、制御装置９は、制御信号を第３弁２９に送信することにより、第３弁２９の開度又は開閉の状態を制御するものであってもよい。
【００８５】
以下、ガスタービンシステム２Ａの動作及び作用を説明する。
【００８６】
本実施の形態では、大気中の空気が作動流体としてガスタービン装置２に流入する。第１圧縮機２１は、この作動流体を吸入し、圧縮する。
【００８７】
第１圧縮機２１で圧縮された作動流体の一部は、燃焼器２６に流入する。燃焼器２６では、流入した作動流体中に燃料が噴射され、該燃料が燃焼する。これにより、高温の燃焼ガスが発生する。
【００８８】
燃焼ガスは、第１膨張タービン２３に流入する。第１膨張タービン２３において、作動流体は膨張し、その圧力が大気圧程度まで減少する。
【００８９】
第１膨張タービン２３は、膨張する燃焼ガスから回転トルクとして動力を取り出し、第１圧縮機２１を駆動するとともに、余剰電力を第１発電機７７に与える。このように、第１発電機７７では、第１膨張タービン２３の出力を用いた発電が行われる。
【００９０】
第１膨張タービン２３の排熱は、温熱として利用できる。この温熱は、暖房、給湯等に利用できる。この温熱を利用した発電機を構成することもできる。
【００９１】
第１圧縮機２１から吐出された作動流体の一部は、上述のように、接続点ｐ１を経由して燃焼器２６へと流れていく。第１圧縮機２１から吐出された作動流体の別の一部は、接続点ｐ１で分岐して、抽気流路８８に流入する。
【００９２】
接続点ｐ１から抽気流路８８に流入した作動流体は、第２冷却器７２で冷却され、その後、冷却流体生成装置５に流入する。抽気流路８８経由で冷却流体生成装置５に流入する作動流体を、抽気と称することができる。
【００９３】
冷却流体生成装置５に流入した作動流体は、流量分配器７０の入口７０ｉに流入する。入口７０ｉに流入した作動流体は、第１出口７０ｏ１又は第２出口７０ｏ２から流出する。
【００９４】
第１出口７０ｏ１から流出した作動流体は、第２圧縮機５１で圧縮される。その後、作動流体は、第３弁２９を経由して、第１冷却器７３に流入する。
【００９５】
第２出口７０ｏ２から流出した作動流体は、第２圧縮機５１及び第３弁２９をバイパスして、第１冷却器７３に流入する。
【００９６】
第１冷却器７３において、作動流体は冷却される。
【００９７】
第１冷却器７３から流出した作動流体は、第２膨張タービン５３に流入する。作動流体は、第２膨張タービン５３において、膨張し、その圧力が大気圧程度まで減少する。この膨張により、作動流体の温度がさらに下がる。これにより、作動流体は、冷気等の冷却流体となる。冷却流体の温度は、例えば、１０℃〜−１００℃である。
【００９８】
第２膨張タービン５３は、膨張する作動流体から回転トルクとして動力を取り出し、第２圧縮機５１を駆動するとともに、余剰電力を第２発電機７８に与える。このように、第２発電機７８では、第２膨張タービン５３の出力を用いた発電が行われる。
【００９９】
（流量分配器７０により得られる利点）
ガスタービンシステム２Ａでは、第１冷却器７３において、作動流体の温度が低下する。その後、システム２Ａでは、第２膨張タービン５３において、作動流体の温度がさらに低下する。第２膨張タービン５３における作動流体の温度の低下幅は、第２膨張タービン５３における圧力比を大きくすると、大きくなる。この圧力比は、第１圧縮機２１によって圧縮された作動流体を第２圧縮機５１において再圧縮すると、大きくなる。このように、第２圧縮機５１における再圧縮は、冷却流体生成装置５における冷熱の生成に寄与する。一方、この再圧縮には、動力が必要である。
【０１００】
ガスタービンシステム２Ａでは、第２膨張タービン５３における圧力比が大きくなくても必要な冷熱を生成できる場合がある。冷却対象物の温度が目標温度に近いような、冷却負荷が小さい場合が、そのような場合に該当する。第１冷却器７３に供給される冷却媒体の温度が十分に低い場合も、そのような場合に該当する。そのような場合に再圧縮の冷熱生成への寄与を小さくすることにより、第２圧縮機５１における不要な再圧縮による動力消費を小さくできる。
【０１０１】
以上を考慮し、本実施の形態では、流量分配器７０を、第１流量と第２流量の比率を変更できるように構成している。先に説明したとおり、第１流量は、入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に流れる作動流体の流量である。第２流量は、入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に流れる作動流体の流量である。入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に大きな流量の作動流体を流すことは、第２圧縮機５１における再圧縮の寄与により、第２膨張タービン５３における大きな圧力比を確保するのに適している。このように、本実施の形態によれば、必要な冷熱を生成する観点から大きな圧力比が必要な場合に、大きな圧力比を実現できる。一方、入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に大きな流量の作動流体を流すことは、第２膨張タービン５３における圧力比が大きくなくても必要な冷熱を生成できる場合において、第２圧縮機５１における不要な動力消費を抑制するのに適している。以上の理由で、本実施の形態に係るガスタービンシステム２Ａによれば、必要な冷熱を生成でき、かつ、不要なエネルギー消費を抑えることができる。
【０１０２】
本実施の形態では、流量分配器７０は、第１流量と第２流量の比率を０：１００〜１００：０の任意の値に設定できるように構成されている。図２Ａの例では、弁１７０として三方流量調整弁を採用することにより、そのような流量分配器７０を構成できる。図２Ｂの例では、弁２７０ａ及び２７０ｂとして流量調整弁を採用することにより、そのような流量分配器７０を構成できる。第１流量と第２流量の比率を任意に設定できるようにすれば、第２圧縮機５１へ流れる作動流体の流量を調整することによって、第２圧縮機５１をスムーズに起動できる。また、第２圧縮機５１へ流す作動流体の流量を微調整することで、第２膨張タービン５３から流出する作動流体の温度の微調整が容易となる。作動流体の冷熱を冷凍倉庫に用いる場合においては、冷凍倉庫の温度が適切な温度を僅かに超えることがある。しかし、上記のような流量の微調整によれば、冷却力が急激に高まって冷凍倉庫の温度が過度に低下することを防止できる。つまり、冷却力を適度に高めて上記温度を適切な温度に戻すことができる。
【０１０３】
ただし、流量分配器７０は、この比率を０：１００と１００：０のどちらかに設定する流路切替器であってもよい。図２Ａの例では、弁１７０として三方弁を採用することにより、そのような流量分配器７０を構成できる。図２Ｂの例では、弁２７０ａ及び２７０ｂとして開閉弁を採用することにより、そのような流量分配器７０を構成できる。
【０１０４】
入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に大きな流量の作動流体を流すと、第２圧縮機５１の再圧縮を冷熱生成に大きく寄与させることができる。冷却対象物を急速に冷却するべき場合、第１冷却器７３の冷却能力が低い場合等に、そのようにする実益がある。
【０１０５】
一方、入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に大きな流量の作動流体を流すと、第２圧縮機５１における不要な動力消費を抑制できる。冷却対象物を急速に冷却する必要がない場合、第１冷却器７３の冷却能力が高い場合等に、そのようにする実益がある。
【０１０６】
冷却対象物を急速冷却し、冷却対象物の温度が十分に下がった後は冷却対象物の温度を許容範囲内に維持すればよい場合がある。そのような場合には、まず、入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に大きな流量の作動流体を流し、後に、入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に大きな流量の作動流体を流すことができる。一方、第２圧縮機５１への流量を徐々に大きくすることは、第２圧縮機５１をスムーズに起動することに寄与し得る。そのようなスムーズな起動の観点から、まず、入口７０ｉから第２出口７０ｏ２に大きな流量の作動流体を流し、後に、入口７０ｉから第１出口７０ｏ１に大きな流量の作動流体を流すことができる。
【０１０７】
本実施の形態では、第２シャフト５２は、第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３と第２発電機７８とを連結させている。このようにすれば、第２膨張タービン５３で得られた回転力を、第２圧縮機５１及び第２発電機７８に伝達させることができる。この構成では、第２圧縮機５１の動力が低減すると、第２発電機７８の発電量が増加する。このため、第２圧縮機５１における不要な動力消費を抑制することにより、第２発電機７８の発電量を増加させることができる。
【０１０８】
本実施の形態では、第１冷却器７３は、作動流体と冷却媒体との熱交換により作動流体を冷却する熱交換器である。
【０１０９】
図１の例では、温度センサ９１は、第１冷却器７３で作動流体と熱交換される前の冷却媒体の温度を検出する。具体的には、図１の例では、ガスタービンシステム２Ａは、第１冷却器７３を通る、冷却媒体の流路を備える。その流路において、温度センサ９１は、第１冷却器７３よりも上流側に設けられている。制御装置９は、温度センサ９１の検出温度に応じて、流量分配器７０を制御して第１流量と第２流量の比率を変化させる。このようにすれば、この比率を適切なタイミングで変更できる。
【０１１０】
温度センサ９１の検出対象は、作動流体の温度であってもよい。変形例では、温度センサ９１は、第１冷却器７３で冷却媒体と熱交換された後の作動流体の温度を検出する。具体的には、温度センサ９１は、第１冷却器７３と第２膨張タービン５３とを接続する流路を流れる作動流体の温度、第２膨張タービン５３を流れる作動流体の温度、又は、第２膨張タービン５３から流出した作動流体の温度を検出する。このようにしても、同様の効果が得られる。
【０１１１】
上記比率の変更は、手動で行ってもよい。
【０１１２】
本実施の形態では、制御装置９の制御モードは、比率変更モードを有する。比率変更モードでは、第１流量と第２流量の比率をＡ：１００−ＡからＣ：１００−Ｃに変更するまでの間に、この比率をＢ：１００−Ｂに一旦固定する。ここで、０≦Ｃ＜Ｂ＜Ａ≦１００、又は、０≦Ａ＜Ｂ＜Ｃ≦１００である。このようにすれば、上記比率をＡ：１００−ＡからＣ：１００−Ｃに一気に変更する場合に比べ、ガスタービンシステム２Ａのサイクルが乱れ難い。一具体例では、比率変更モードは、図１の例又は変形例に係る温度センサ９１の検出温度が第１閾値に達したときに開始される。比率のＢ：１００−Ｂへの固定は、温度センサ９１の検出温度が第２閾値に達したときに解除される。０≦Ｃ＜Ｂ＜Ａ≦１００の場合、例えば、Ｃは０以上２０以下であり、Ｂは４０以上６０以下であり、Ａは８０以上１００以下である。０≦Ａ＜Ｂ＜Ｃ≦１００の場合、例えば、Ａは０以上２０以下であり、Ｂは４０以上６０以下であり、Ｃは８０以上１００以下である。
【０１１３】
（第１分岐流路８０及び第２分岐流路８１により得られる利点）
本実施の形態では、第２シャフト５２は、第２圧縮機５１と第２膨張タービン５３とを連結させている。吸入流路８５は、第１出口７０ｏ１と第２圧縮機５１の吸引部とを接続している。吐出流路８６は、第２圧縮機５１の吐出部とバイパス流路８３の下流端ｐ２とを接続している。第１分岐流路８０は、吸入流路８５に接続されている。第２分岐流路８１は、吐出流路８６に接続されている。本実施の形態によれば、第２膨張タービン５３で得られた回転力を、第２圧縮機５１のロータの回転に利用できる。さらに、バイパス流路８３に作動流体を流していることが原因でロータの回転に見合った流量の作動流体を流量分配器７０から第２圧縮機５１に流すことができない場合に、第１分岐流路８０及び第２分岐流路８１により作動流体を第２圧縮機５１に流すことができる。これにより、第２圧縮機５１の動作及びシステムのサイクルの安定性を確保できる。
【０１１４】
本実施の形態では、第１弁２７が、第１分岐流路８０に設けられている。第２弁２８が、第２分岐流路８１に設けられている。第１弁２７及び第２弁２８は、第２圧縮機５１に適切に作動流体を流すのに役立つ。
【０１１５】
本実施の形態では、第１弁２７及び第２弁２８は、流量調整弁である。ただし、第１弁２７及び第２弁２８は、仕切弁であってもよい。
【０１１６】
本実施の形態では、大気中の空気が、作動流体として第１分岐流路８０に流入する。この作動流体は、第２圧縮機５１に吸引される。第２圧縮機５１から吐出された作動流体は、第２分岐流路８１を介して大気中に放出される。
【０１１７】
第１分岐流路８０及び第２分岐流路８１を設けるとともに、又は第１分岐流路８０及び第２分岐流路８１を設けることに代えて、第２シャフト５２にクラッチを設けることもできる。この場合、第２圧縮機５１の不安定な回転が、クラッチにより第２膨張タービン５３と第２圧縮機５１とを切り離すことにより回避され得る。
【０１１８】
第１流量と第２流量の比率を変更する際には、第２発電機７８は、電動機として動作させてもよい。そのようにすることは、第２圧縮機５１及び第２膨張タービン５３のロータを安定して回転させることに寄与し得る。
【０１１９】
吸入流路８５は、チャンバを含んでいてもよい。チャンバは、静圧溜めとして機能し得る。チャンバがあれば、第２圧縮機５１への作動流体の供給量が過渡的に不足する事態が発生し難い。チャンバがあれば、第１流量を絞る場合において、第２圧縮機５１でサージングが発生することを回避し易くなる。第１分岐流路８０と吸入流路８５との接続部を第１分岐部ｂ１としたとき、チャンバは、例えば、第１分岐部ｂ１と第２圧縮機５１の吸引部の間に設けられる。典型的なチャンバでは、チャンバの内部空間の断面積がチャンバの開口の断面積よりも大きい。
【０１２０】
第２分岐流路８１から第１分岐流路８０に作動流体を戻す流路を設けてもよい。このようにすれば、第２圧縮機５１の吸入部に吸入される作動流体の流量を、第２圧縮機５１の吐出部から吐出される作動流体の流量と同じ又はこれに近い流量にできる。このようにすることによっても、吸入される作動流体が不足することに起因する第２圧縮機５１のサージング発生が抑制され得る。
【０１２１】
以下、第１流量を減らし第２流量を増やす場合における、流量分配器７０、第１弁２７及び第２弁２８の調節の仕方の例を説明する。
【０１２２】
一例では、流量分配器７０の上記比率の変更は、比率の変更の開始から終了までの期間Ｘが時点Ｔを跨ぐように行われる。第１弁２７の開度の増加は、開度の増加の開始から終了までの期間Ｙが時点Ｔを跨ぐように行われる。第２弁２８の開度の増加は、開度の増加の開始から終了までの期間Ｚが時点Ｔを跨ぐように行われる。これら３つの期間Ｘ、期間Ｙ及び期間Ｚが同一時点Ｔを跨ぐようにすることは、第２圧縮機５１のサージング及び第２膨張タービン５３の失速を防止するのに適している。
【０１２３】
ただし、期間Ｘ、期間Ｙ及び期間Ｚが同一時点Ｔを跨ぐことは必須ではない。第１弁２７の開度の増加及び第２弁２８の開度の増加が終了してから、上記の流量の比率の変更を行ってもよい。
【０１２４】
図１では、第１圧縮機２１による圧縮完了後の作動流体を抜き出して、その作動流体を冷却流体生成装置５で抽気として用いる態様が示されている。ただし、特許文献１及び図３に倣い、第１圧縮機２１の中間圧力位置から第１圧縮機２１による圧縮途中の空気を抜き出して、その作動流体を冷却流体生成装置５で抽気として用いる態様も採用され得る。「ガスタービン装置２から抜き出された、第１圧縮機２１により昇圧された作動流体が入口７０ｉに流入する」という表現は、前者の態様の抽気が入口７０ｉに流入する場合と後者の態様の抽気が入口７０ｉに流入する場合の両方を包含することを意として用いられている表現である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本開示に係るガスタービンシステムは、電力、冷熱及び温熱を使用する設備で好適に利用できる。このガスタービンシステムは、食品スーパー、食品加工工場、車両、医療、バイオ分野等で利用できる。
【符号の説明】
【０１２６】
２  ガスタービン装置
５  冷却流体生成装置
９  制御装置
２１  第１圧縮機
２２  第１シャフト
２３  第１膨張タービン
２６  燃焼器
２７  第１弁
２８  第２弁
２９  第３弁
５１  第２圧縮機
５２  第２シャフト
５３  第２膨張タービン
７０  流量分配器
７０ｉ  入口
７０ｏ１  第１出口
７０ｏ２  第２出口
７２  第２冷却器
７３  第１冷却器
７７  第１発電機
７８  第２発電機
８０  第１分岐流路
８１  第２分岐流路
８２ａ  第１経路
８２ｂ  第２経路
８２ｃ  第３経路
８２ｄ  第４経路
８３  バイパス流路
８５  吸入流路
８６  吐出流路
８８  抽気流路
９１  温度センサ
１７０  弁
２７０ａ  弁
２７０ｂ  弁
２Ａ  ガスタービンシステム
ｂ１  第１分岐部
ｂ２  第２分岐部
ｐ１  第１接続点
ｐ２  第２接続点
【図１】
2019094890.tif 000003
【図２Ａ】
2019094890.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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