(57)【要約】【課題】天候等が変化する環境下において、吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液を完全に気化させる。【解決手段】ガスタービン７を回転させるために、吸気口２から吸気ダクト３を介して空気圧縮機５に吸い込まれる空気に冷却液を噴霧し、当該空気の温度を下げるガスタービン吸気冷却装置２１において、吸気口２から吸い込まれる吸い込み空気の湿度を湿度検出器４５により検出し、検出結果に基づき、熱交換器４１による冷却液の加熱を制御し、吸い込み空気の湿度が１００％未満である状態を維持する。また、吸い込み空気の湿度が１００％未満である状態を維持することができる冷却液の基準温度を定め、この基準温度に基づいて冷却液の加熱制御を行ってもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンを回転させるために吸気口から吸気ダクトを介して圧縮機へ吸い込まれる空気に冷却液を噴霧することにより当該空気を冷却するガスタービン吸気冷却装置であって、
前記冷却液を貯留する貯留部と、
前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内に配置され、前記空気に前記冷却液を噴霧する噴霧部と、
前記冷却液を前記貯留部から前記噴霧部へ供給する供給部と、
前記冷却液を加熱する加熱部と、
前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御する制御部とを備えていることを特徴とするガスタービン吸気冷却装置。
【請求項２】
前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度を検出する湿度検出部を備え、
前記制御部は、前記湿度検出部により検出された湿度に基づき、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御することを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
【請求項３】
前記冷却液の温度を検出する温度検出部と、
前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となる前記冷却液の基準温度が記憶された記憶部とを備え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が前記記憶部に記憶された基準温度以上となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御することを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
【請求項４】
前記加熱部は、
前記貯留部内に設けられた熱交換器と、
前記熱交換器に蒸気または温水を供給する加熱源供給管路と、
前記熱交換器から熱交換を終えた蒸気または温水を排出する排出管路とを備え、
前記制御部は、
前記排出管路の途中に設けられ、前記熱交換を終えた蒸気または温水の温度に応じ、当該蒸気または温水の排出を制御する温度調節式ドレントラップを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
【請求項５】
ガスタービンを回転させるために吸気口から吸気ダクトを介して圧縮機へ吸い込まれる空気に冷却液を噴霧することにより当該空気を冷却するガスタービン吸気冷却方法であって、
貯留部に貯留された前記冷却液を加熱する加熱ステップと、
前記加熱ステップにおいて加熱された冷却液を、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内に配置された噴霧部へ供給する供給ステップと、
前記供給ステップにおいて供給された冷却液を前記噴霧部から前記空気に噴霧する噴霧ステップとを備え、
前記加熱ステップでは、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記冷却液を加熱することを特徴とするガスタービン吸気冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンを回転させるために吸気口から吸気ダクトを介して圧縮機へ吸い込まれる空気に冷却液を噴霧し、当該空気を冷却するガスタービン吸気冷却装置およびガスタービン吸気冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば火力発電等に用いられるガスタービンは、空気を吸い込み、吸い込んだ空気を圧縮機で圧縮し、これを燃焼器に供給し、一方、燃焼器に燃料を吹き付けて燃料を燃焼させ、これにより発生する高温高圧の燃焼ガスによりタービンを回転させる機関である。
【０００３】
気温が上昇すると、吸い込み空気の密度が低下し、吸い込み空気量が減る。ガスタービンの制御においては、空気量と燃料量との比率が一定となるように投入燃料量が調整されるため、吸い込み空気量が減ると、投入燃料量が減り、その結果、ガスタービンの出力が低下する。
【０００４】
このような気温の上昇によるガスタービンの出力低下を抑制するために、吸い込み空気に、純水等の冷却液を噴霧し、気化による蒸発潜熱で吸い込み空気の温度を下げる技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０２５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸い込み空気に冷却液を噴霧する場合、冷却液を噴霧する位置よりも下流側に設けられたフィルタ等に吸い込み空気が到達する前に、当該吸い込み空気に含まれる冷却液を完全に気化させる必要がある。例えば、吸い込み空気がフィルタに到達する前に冷却液を完全に気化させることができないと、冷却液によりフィルタが湿ってしまい、フィルタが閉塞気味になることがある。フィルタが閉塞気味になると、ガスタービンへの空気取り込み経路の断面積が減少することにより、ガスタービンの出力が低下する。また、フィルタの交換が必要になる場合もある。
【０００７】
冷却液の気化量は天候等によって変化する。このため、天候が変化する環境下において、吸い込み空気の温度を下げるといった効果を確保しつつ、冷却液を完全に気化させることは容易でない。
【０００８】
この点、上記特許文献１には、外気温度および外気湿度に基づき、冷却液の噴霧量を減少させることで冷却液を吸気ダクト内で十分に蒸発させる技術が記載されている。
【０００９】
しかしながら、例えばガスタービンが大型である場合には、吸気口近傍または吸気ダクト内に多数のノズルが設けられており、このような場合には、各ノズルからの冷却液の噴霧量を高精度に制御することは困難である。それゆえ、上記特許文献１では、天候が変化する環境下において、吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液を完全に気化させることが実際上困難な場合がある。
【００１０】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、天候等が変化する環境下において、吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液を完全に気化させることができるガスタービン吸気冷却装置およびガスタービン吸気冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１のガスタービン吸気冷却装置は、ガスタービンを回転させるために吸気口から吸気ダクトを介して圧縮機へ吸い込まれる空気に冷却液を噴霧することにより当該空気を冷却するガスタービン吸気冷却装置であって、前記冷却液を貯留する貯留部と、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内に配置され、前記空気に前記冷却液を噴霧する噴霧部と、前記冷却液を前記貯留部から前記噴霧部へ供給する供給部と、前記冷却液を加熱する加熱部と、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第２のガスタービン吸気冷却装置は、上述した本発明の第１のガスタービン吸気冷却装置において、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度を検出する湿度検出部を備え、前記制御部は、前記湿度検出部により検出された湿度に基づき、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第３のガスタービン吸気冷却装置は、上述した本発明の第１のガスタービン吸気冷却装置において、前記冷却液の温度を検出する温度検出部と、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となる前記冷却液の基準温度が記憶された記憶部とを備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が前記記憶部に記憶された基準温度以上となるように前記加熱部による前記冷却液の加熱を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第４のガスタービン吸気冷却装置は、上述した本発明の第１のガスタービン吸気冷却装置において、前記加熱部は、前記貯留部内に設けられた熱交換器と、前記熱交換器に蒸気または温水を供給する加熱源供給管路と、前記熱交換器から熱交換を終えた蒸気または温水を排出する排出管路とを備え、前記制御部は、前記排出管路の途中に設けられ、前記熱交換を終えた蒸気または温水の温度に応じ、当該蒸気または温水の排出を制御する温度調節式ドレントラップを備えていることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のガスタービン吸気冷却方法は、ガスタービンを回転させるために吸気口から吸気ダクトを介して圧縮機へ吸い込まれる空気に冷却液を噴霧することにより当該空気を冷却するガスタービン吸気冷却方法であって、貯留部に貯留された前記冷却液を加熱する加熱ステップと、前記加熱ステップにおいて加熱された冷却液を、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内に配置された噴霧部へ供給する供給ステップと、前記供給ステップにおいて供給された冷却液を前記噴霧部から前記空気に噴霧する噴霧ステップとを備え、前記加熱ステップでは、前記吸気口近傍または前記吸気ダクト内の湿度が１００％未満の所定の値以下となるように前記冷却液を加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、天候等が変化する環境下において、吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液を完全に気化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置が設けられたコンバインドサイクル発電プラントを示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置のノズル部、および吸気口等が設けられた建造物を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置が設けられたコンバインドサイクル発電プラントを示している。図１に示すコンバインドサイクル発電プラント１において、大気が吸気口２から吸い込まれ、吸気ダクト３内を通り、空気圧縮機５に供給される。吸気ダクト３内には例えば３つのフィルタ４が設けられている。吸気口２から吸い込まれた大気、すなわち吸い込み空気は、空気圧縮機５へ供給される間、これらのフィルタ４を通過する。これにより、吸い込み空気に含まれる塵埃等の不純物が取り除かれる。
【００２０】
空気圧縮機５により圧縮された吸い込み空気と、液化天然ガス等の燃料が燃焼器６に供給されると、燃料が燃焼し、高温高圧の燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスによりガスタービン７が回転する。
【００２１】
排熱回収ボイラ８において、復水器１０から供給された水がガスタービン７から排出された熱により加熱されることにより蒸気が発生し、この蒸気により蒸気タービン９が回転する。ガスタービン７および蒸気タービン９の回転動力が発電機１１に与えられ、発電機１１により電気エネルギーが生成される。
【００２２】
また、コンバインドサイクル発電プラント１には、本発明の第１の実施形態であるガスタービン吸気冷却装置２１が設けられている。ガスタービン吸気冷却装置２１は、吸い込み空気に冷却液を噴霧することにより吸い込み空気を冷却する装置である。
【００２３】
図２はガスタービン吸気冷却装置２１を示している。図２に示すように、ガスタービン吸気冷却装置２１は、貯留部としての貯留タンク２２と、供給部としての例えば２つのポンプ２５と、噴霧部としてのノズル部３１と、加熱部としての熱交換器４１と、制御部としてのコントローラ４６および加熱源制御弁４４と、湿度検出部としての湿度検出器４５とを備えている。
【００２４】
貯留タンク２２は冷却液を貯留するタンクである。冷却液は例えば純水である。メタノール等のアルコールと純水との混合液を冷却液として用いてもよい。貯留タンク２２には、通常、冷却液が常時貯留されている。また、貯留タンク２２には、例えばフロート式の液面検出器２３が設けられ、液面検出器２３により貯留タンク２２内の冷却液の量が検出されている。液面検出器２３により貯留タンク２２内の冷却液の量が所定の下限基準量を下回ったときには、補給水制御弁２４が開制御され、外部から冷却液が貯留タンク２２に補給される。また、貯留タンク２２内の冷却液の量が所定の上限基準量に達したときには、補給水制御弁２４が閉制御され、冷却液の貯留タンク２２への補給が停止する。
【００２５】
各ポンプ２５は、貯留タンク２２に貯留された冷却液をノズル部３１に供給する装置である。各ポンプ２５が駆動すると、貯留タンク２２に貯留された冷却液がポンプ配管２６を介して各ポンプ２５に吸い上げられ、供給配管２７を介してノズル部３１に供給される。ポンプ配管２６および供給配管２７の途中には調整弁２８が設けられている。また、供給配管２７にはリリーフ配管２９が接続され、リリーフ配管２９の途中にはリリーフ弁３０が設けられている。
【００２６】
ノズル部３１は、吸い込み空気に冷却液を噴霧する装置である。ノズル部３１はノズル管３２と、ノズル管３２に設けられた複数のノズル孔３３とを備えている。供給配管２７を介して供給された冷却液はノズル管３２に流入し、各ノズル孔３３から吸気口２に向けて噴霧（スプレイ）される。
【００２７】
ここで、図３は吸気口２およびノズル部３１等が設けられた建造物３４を示している。コンバインドサイクル発電プラント１は大型のガスタービン７を採用しているため、吸気口２の個数が多く、各吸気口２のサイズが大きい。ノズル部３１は複数設けられ、吸気口２の前方であって、吸気口２の近傍に並設されている。また、各ノズル部３１は、支持部３５により建造物３４に支持されており、支持部３５によりノズル部３１と吸気口２との間に所定の距離が確保されている。供給配管２７の一部は、建造物３４の内部または外面上を伸長し、各ノズル部３１に接続されている。
【００２８】
図２において、熱交換器４１は、貯留タンク２２に貯留された冷却液を加熱する装置であり、貯留タンク２２内に設けられている。熱交換器４１としては、スパイラル式熱交換器等、周知の熱交換器を用いることができる。熱交換器４１には、加熱源として蒸気が供給される。蒸気は排熱回収ボイラ８から供給することができる。熱交換器４１の流入側には、蒸気を供給する加熱源供給配管４２が接続され、熱交換器４１の排出側には、熱交換を終えた蒸気を排出する排出配管４３が接続されている。また、加熱源供給配管４２の途中には加熱源制御弁４４が設けられている。
【００２９】
湿度検出器４５は、吸気口２の近傍において吸い込み空気の湿度を検出する装置である。湿度検出器４５は吸気口２の近傍に設けられている。湿度検出器４５としては周知の湿度センサを用いることができる。湿度検出器４５は、例えば、検出した湿度を示す検出信号をコントローラ４６に出力する。
【００３０】
コントローラ４６は、湿度検出器４５により検出された吸い込み空気の湿度に基づき、加熱源制御弁４４の開閉を制御する装置であり、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。コントローラ４６の入力端子には、湿度検出器４５から出力される検出信号が入力され、コントローラ４６の出力端子からは、加熱源制御弁４４に向け、加熱源制御弁４４の開弁・閉弁を制御する制御信号が出力される。コントローラ４６は、吸い込み空気の湿度が１００％未満である状態を維持するように冷却液の加熱を制御する。具体的には、コントローラ４６は、吸い込み空気の湿度が１００％よりも低い所定の値、例えば９９％以下である間、加熱源制御弁４４を閉じ、吸い込み空気の湿度が９９％を上回ったとき、加熱源制御弁４４を開く。また、コントローラ４６は、例えば貯留タンク２２の近傍に設けられた制御盤（図示せず）の内部に設けられている。
【００３１】
また、図示しないが、ガスタービン吸気冷却装置２１は、吸気口２の付近の気温を測定する温度計と、温度計により測定された気温が所定の要冷却温度以上となったときに各ポンプ２５を駆動させて冷却液の噴霧を行い、上記気温が上記要冷却温度を下回ったときに各ポンプ２５を停止させて冷却液の噴霧を停止させる制御装置とを備えている。
【００３２】
このような構成を有するガスタービン吸気冷却装置２１の動作は例えば次の通りである。
【００３３】
すなわち、コンバインドサイクル発電プラント１の稼動中のある時点において、貯留タンク２２内に十分な量の冷却液が貯留されているため補給水制御弁２４が閉じており、吸気口２付近の気温が要冷却温度を下回っているため各ポンプ２５が停止しており、また、加熱源制御弁４４が閉じ、蒸気が熱交換器４１に供給されていない状態であるとする。
【００３４】
その後、天候が変化し、気温が上昇し、吸気口２付近の気温が要冷却温度以上となると、各ポンプ２５が駆動を開始する。これにより、貯留タンク２２に貯留された冷却液がノズル部３１に供給され、各ノズル孔３３から吸気口２に向けて冷却液が噴霧される。このような冷却液の噴霧により、吸い込み空気の温度が低下していく。
【００３５】
冷却液の噴霧が継続することにより、貯留タンク２２内の冷却液の量が下限基準量を下回ったときには、補給水制御弁２４が開き、外部から冷却液が貯留タンク２２に補給される。冷却液の補給により、貯留タンク２２内の冷却液の量が上限基準量に達したときには、補給水制御弁２４が閉じ、冷却液の貯留タンク２２への補給が停止する。
【００３６】
また、冷却液の噴霧中、大気の湿度が低く、吸気口２近傍における吸い込み空気の湿度が９９％以下を維持している間、加熱源制御弁４４は閉じた状態を維持するので、貯留タンク２２内に貯留された冷却液は加熱されない。このような状態であっても、大気の湿度が低いので、ノズル部３１から噴霧された冷却液はフィルタ４に到達する前に完全に気化する。
【００３７】
天候の変化等により大気の湿度が上昇してくると、ノズル部３１から噴霧される冷却液が気化しにくくなっていく。そして、大気の湿度が上昇を続け、吸気口２近傍において吸い込み空気の湿度が９９％を上回ったときには、ノズル部３１から噴霧された冷却液がフィルタ４に到達する前に完全に気化しない可能性が出てくる。吸気口２近傍において吸い込み空気の湿度が９９％を上回ったとき、この旨を湿度検出器４５が検出し、この旨を示す検出信号をコントローラ４６に出力する。これに応じ、コントローラ４６は加熱源制御弁４４を開弁する制御信号を加熱源制御弁４４に出力し、加熱源制御弁４４を開く。これにより、蒸気が熱交換器４１に供給され、貯留タンク２２内に貯留された冷却液が加熱され、冷却液の温度が上昇する。
【００３８】
貯留タンク２２内の冷却液の温度が上昇すると、ノズル部３１から吸気口２に噴霧される冷却液の温度も上昇する。ノズル部３１から噴霧される冷却液の温度が高くなると、冷却液の気化が促進し、冷却液が気化し易くなる。これにより、ノズル部３１から噴霧された冷却液がフィルタ４に到達する前に完全に気化するようになる。
【００３９】
吸気口２近傍において吸い込み空気の湿度が９９％以下となったとき、この旨を湿度検出器４５が検出し、この旨を示す検出信号をコントローラ４６に出力する。これに応じ、コントローラ４６は加熱源制御弁４４を閉弁する制御信号を加熱源制御弁４４に出力し、加熱源制御弁４４を閉じる。これにより、蒸気の熱交換器４１への供給が停止し、冷却液の加熱が停止する。
【００４０】
また、気温が低下し、吸気口２付近の気温が要冷却温度未満になると、各ポンプ２５が駆動を停止する。これにより、冷却液の噴霧が停止する。
【００４１】
以上、本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置２１によれば、天候等が変化し、大気の湿度が変化する環境下においても、冷却液の噴霧によって吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液の加熱によって噴霧後の冷却液を完全に気化させることができる。したがって、吸い込み空気に噴霧された冷却液が気化せずにフィルタ４に到達することを防ぐことができ、フィルタ４が湿り、フィルタ４が閉塞気味になることを防止することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置を示している。なお、図４において、本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置２１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図４に示すように、本発明の第２の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置５１の特徴は、吸い込み空気の湿度を検出する湿度検出器に替え、冷却液の温度を検出する温度検出部としての温度検出器５２を設け、冷却液の温度に基づいて冷却液の加熱を制御する点にある。
【００４３】
すなわち、ガスタービン吸気冷却装置５１は、冷却液の温度を検出する温度検出器５２を備えている。温度検出器５２は貯留タンク２２内に設けられ、貯留タンク２２内に貯留された冷却液の温度を検出する。また、コントローラ５３に設けられた記憶部５４には、吸気口２の近傍の湿度が１００％未満である状態を維持することができる冷却液の基準温度を示す値、具体的には、吸気口２の近傍の湿度が１００％未満の所定の値（例えば９９％）以下となる冷却液の基準温度を示す値が記憶されている。当該冷却液の基準温度を定める方法は、あらゆる天候の下で、吸気口２の近傍の湿度が例えば９９％以下となる冷却液の温度を、ある程度の期間、ガスタービン吸気冷却装置を実際に試運転することにより定める方法でもよいし、このような冷却液の温度をシミュレーションにより定める方法でもよい。
【００４４】
コントローラ５３は、温度検出器５２により検出された冷却液の温度が、記憶部５４に記憶された冷却液の基準温度以上となるように冷却液の加熱を制御する。コントローラ５３による冷却液の加熱の制御方法は、第１の実施形態で採用した制御方法と同様である。すなわち、加熱源制御弁４４を開閉させて蒸気の熱交換器４１への供給・停止を切り換えることにより、冷却液の加熱を制御する。
【００４５】
このような構成を有するガスタービン吸気冷却装置５１によっても、天候等が変化する環境下において、冷却液の噴霧によって吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液の加熱によって噴霧後の冷却液を完全に気化させることができる。
【００４６】
また、ガスタービン吸気冷却装置５１において、複数種類の天候にそれぞれ対応する複数の基準温度を記憶部５４に記憶し、コントローラ５３に天候情報を入力し、コントローラ５３に、入力された天候情報に対応する基準温度を選択させ、当該選択された基準温度を用いて冷却液の加熱を制御させるようにしてもよい。
【００４７】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置を示している。なお、図５において、本発明の第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置２１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示すように、本発明の第３の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置６１の特徴は、温度調節式ドレントラップ６２により、冷却液の温度に応じて熱交換器４１からの蒸気の排出を制御し、これにより、冷却液の加熱制御を実現した点にある。
【００４８】
すなわち、ガスタービン吸気冷却装置６１は、冷却液の温度に基づいて冷却液の加熱を制御する点については第２の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置５１と同様であるが、ガスタービン吸気冷却装置５１と異なり、専用の温度検出器もコントローラも備えていない。その代わりに、ガスタービン吸気冷却装置６１には、熱交換器４１に接続された排出配管４３の途中に、温度調節式ドレントラップ６２が設けられている。
【００４９】
温度調節式ドレントラップ６２は、感温体であるバイメタルを有し、所定の設定温度を下回ったときにドレンを排出する機能を有する周知の装置である。上記設定温度は、バイメタルの押し込み量により定めることができる。
【００５０】
本実施形態においては、吸気口２の近傍の湿度が１００％未満の所定の値（例えば９９％）以下となる冷却液の基準温度以下となったときに、熱交換を終えた蒸気（これがドレンに当たる）を、熱交換器４１から温度調節式ドレントラップ６２を介して排出させる。温度調節式ドレントラップ６２の設定温度には、吸気口２の近傍の湿度が１００％未満の所定の値以下となる冷却液の基準温度を設定する。また、この基準温度は、第２の実施形態において採用した方法と同じ方法で定める。
【００５１】
このような構成を有するガスタービン吸気冷却装置６１によっても、天候等が変化する環境下において、冷却液の噴霧によって吸い込み空気の温度を下げつつ、冷却液の加熱によって噴霧後の冷却液を完全に気化させることができる。もっとも、ガスタービン吸気冷却装置６１は、温度調節式ドレントラップ６２により冷却液の加熱制御を行うため、ガスタービン吸気冷却装置６１における冷却液の加熱制御の精度は、第１の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置２１または第２の実施形態によるガスタービン吸気冷却装置５１における冷却液の加熱制御の精度と比較すると低い。しかし、ガスタービン吸気冷却装置６１によれば、温度調節式ドレントラップ６２により冷却液の加熱制御を行うため、冷却液の加熱制御を簡易に実現することができ、例えば、既存のガスタービン吸気冷却装置に、制御弁やコントローラを追加することが困難な場合でも、冷却液の加熱制御を実現することができる。
【００５２】
なお、上記各実施形態では、熱交換器４１に蒸気を供給することにより冷却液を加熱する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。熱交換器４１に高温の温水を供給することにより冷却液を加熱してもよい。この場合、高温の温水を排熱回収ボイラ８から供給することができる。また、太陽光エネルギーを用いた温水器により生成された温水を熱交換器４１に供給してもよい。また、蒸気や高温の温水を貯留タンク２２内に貯留された冷却液に直接混合することにより冷却液を加熱することも可能である。また、冷却液を電気エネルギーを用いて加熱してもよく、例えば、冷却液を電気ヒータにより加熱してもよい。また、これら種々の加熱手段を組み合わせ、または切り替えることにより冷却液を加熱するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、ノズル部３１を吸気ダクト３の外であって吸気口２の近傍に配置する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。ノズル部を吸気ダクト３内に配置してもよい。また、上記第１の実施形態においては、湿度検出器４５を吸気ダクト３内に配置してもよい。
【００５４】
また、本発明は複数のガスタービンを備えた多軸の発電プラントにも適用することができる。また、本発明はコンバインドサイクル発電プラントに限らず、ガスタービンのみで発電を行う発電プラントや、ガスタービンと蒸気タービン以外の他の回転運動エネルギー生成手段とを組み合わせた発電プラントにも適用することができる。
【００５５】
また、上記第１の実施形態では、吸い込み空気の湿度が１００％未満である状態を維持するために、吸い込み空気の湿度が９９％を上回ったときに冷却液の加熱を開始する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。吸い込み空気の湿度が９９％よりも低い値（例えば９０％以上かつ９９％未満のいずれかの値）を上回ったときに冷却液の加熱を開始するようにしてもよい。このように、冷却液の加熱を開始する目標湿度を下げることにより、吸い込み空気の湿度を常時１００％未満に一層確実に維持することができる。これにより、吸い込み空気に噴霧された冷却液が気化せずにフィルタ４に到達することを一層確実に防止することができる。また、冷却液の加熱を開始する目標湿度を下げることで、例えば熱交換器４１や蒸気を熱交換器４１に供給する装置の故障等のために冷却液の加熱ができない状態になった場合に、その時点から吸い込み空気の湿度が１００％に達するまでに十分な時間を確保することができる。これにより、吸い込み空気の湿度が１００％に達する前に、冷却液の噴霧を中止する措置を講じることが可能になる。例えば、吸い込み空気の湿度が目標湿度に達したにも拘わらず冷却液の温度が上昇しないことを検知し、この検知結果に基づいて冷却液の噴霧を自動的に停止する手段を追加することで、吸い込み空気の湿度が１００％に達する前に冷却液の噴霧を確実に中止することができ、吸い込み空気に含まれる冷却液が気化せずにフィルタ４に到達することを確実に防止することができる。
【００５６】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うガスタービン吸気冷却装置およびガスタービン吸気冷却方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１  コンバインドサイクル発電プラント
２  吸気口
３  吸気ダクト
４  フィルタ
５  空気圧縮機
６  燃焼器
７  ガスタービン
８  排熱回収ボイラ
９  蒸気タービン
１０  復水器
１１  発電機
２１、５１、６１  ガスタービン吸気冷却装置
２２  貯留タンク（貯留部）
２３  液面検出器
２４  補給水制御弁
２５  ポンプ（供給部）
２６  ポンプ配管
２７  供給配管
２８  調整弁
２９  リリーフ配管
３０  リリーフ弁
３１  ノズル部（噴霧部）
３２  ノズル管
３３  ノズル孔
３４  建造物
３５  支持部
４１  熱交換器（加熱部）
４２  加熱源供給配管（加熱源供給管路）
４３  排出配管（排出管路）
４４  加熱源制御弁（制御部）
４５  湿度検出器（湿度検出部）
４６、５３  コントローラ（制御部）
５２  温度検出器（温度検出部）
５４  記憶部
６２  温度調節式ドレントラップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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