(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中から空気を吸気する吸気部と、
前記吸気部で吸気した空気を圧縮し、圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、
前記ガスタービンの排熱を利用して蒸気を生成する蒸気生成部と、
前記蒸気生成部が生成した前記蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの軸受に冷却油を循環させることで前記軸受を冷却する冷却部と、
前記吸気部の上流側にて給水を加温することで生成したミストを噴射して前記空気を冷却する吸気冷却部と、を備え、
前記吸気冷却部は、前記軸受を冷却することで温度が上昇した前記冷却油の排熱を用いて前記給水を加温する加温部を含む
タービンプラント。
【請求項２】
復水器からの復水と前記冷却油とを熱交換させることで前記冷却油の温度を低下させる熱交換部をさらに備える
請求項１に記載のタービンプラント。
【請求項３】
前記加温部は、前記冷却油の流路における前記熱交換部の上流に設けられる
請求項２に記載のタービンプラント。
【請求項４】
前記加温部は、前記冷却油の流路における前記熱交換部の下流に設けられる
請求項２に記載のタービンプラント。
【請求項５】
大気中から空気を吸気する吸気部と、前記吸気部で吸気した空気を圧縮し、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、前記ガスタービンの排熱を利用して蒸気を生成する蒸気生成部と、前記蒸気生成部が生成した前記蒸気により動力を発生する蒸気タービンとを備えたタービンプラントの吸気冷却方法であって、
前記吸気部の上流側において、蒸気タービンの軸受を冷却することで温度が上昇した冷却油を用いて加温した給水により生成されたミストを噴射することで前記空気を冷却することを特徴とするタービンプラントの吸気冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンプラント及びタービンプラントの吸気冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンに供給される燃焼用空気は、大気中から吸気ダクトを経てガスタービンの圧縮機に取り込まれる。このような圧縮機では、外気温が上昇する夏期において、圧縮機に吸気される空気の質量が空気密度の低下に伴って減少し、圧縮比が低下してしまう。
そこで、圧縮機の吸気側にミストを噴射することで燃焼用空気を冷却する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の燃焼用空気を冷却する技術においては、圧縮機の高い圧縮比を実現するために、吸気された空気の冷却効率を向上させることが望ましい。しかしながら、上記従来技術では、大気中から吸気口に取り込まれる空気中でミストが十分に蒸発しない場合があり、空気の冷却効率が十分とは言い難かった。そこで、空気の冷却効率を向上させる新たな技術の提供が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、空気の冷却効率を向上させることが可能なタービンプラント及びタービンプラントの吸気冷却方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のタービンプラントは、大気中から空気を吸気する吸気部と、前記吸気部で吸気した空気を圧縮し、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、前記ガスタービンの排熱を利用して蒸気を生成する蒸気生成部と、前記蒸気生成部が生成した前記蒸気によって動力を発生する蒸気タービンと、前記蒸気タービンの軸受に冷却油を循環させることで前記軸受を冷却する冷却部と、前記吸気部の上流側にて給水を加温することで生成したミストを噴射して前記空気を冷却する吸気冷却部と、を備え、前記吸気冷却部は、前記軸受を冷却することで温度が上昇した前記冷却油の排熱を用いて前記給水を加温する加温部を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のタービンプラントによれば、加温部で給水を加温されることで平均粒径が小さいミストを生成することができる。これにより、空気中に噴射したミストを確実に蒸発させることができ、多量の蒸発潜熱を奪うことで空気の冷却効率を向上させることができる。
また、加温部の熱源として蒸気タービン、蒸気生成部および冷却部の少なくともいずれかの熱を有効利用するので、熱の利用効率が高いプラントが提供される。
【０００８】
上記タービンプラントにおいては、前記加温部は、前記軸受を冷却することで温度が上昇した前記冷却油の排熱を用いるのが好ましい。さらに、上記タービンプラントにおいては、復水器からの復水と前記冷却油とを熱交換させることで前記冷却油の温度を低下させる熱交換部をさらに備えるのが望ましい。
この構成によれば、冷却油の温度がより低下するので、軸受の焼き付きの発生を防止することができる。また、熱交換部により復水が予熱されるので、冷却油の排熱を効率良く回収することで蒸気生成を行うことができる。
【０００９】
上記タービンプラントにおいては、前記加温部は、前記冷却油の流路における前記熱交換部の上流に設けられるのが望ましい。
この構成によれば、加温部が熱交換部で使用される前の比較的高温の冷却油の熱を用いることができる。よって、給水を効率良く加温してミストを生成することができる。
【００１０】
上記タービンプラントにおいては、前記加温部は、前記冷却油の流路における前記熱交換部の下流に設けられるのが望ましい。
この構成によれば、例えば、熱交換部において冷却油の温度を十分に低下させることができなかった場合であっても、加温部が冷却油の熱を利用するため、冷却油の温度を十分に低下させることができる。よって、軸受の温度上昇が防止されることで該軸受の焼き付けが発生することが確実に防止される。
【００１１】
上記タービンプラントにおいては、前記蒸気タービンから排出された前記蒸気、および、前記蒸気生成部から取り出した前記蒸気の少なくとも一方は、前記加温部で前記給水を加温した後、前記ガスタービンの冷却に用いられるのが好ましい。
この構成によれば、非常に高温となったガスタービンの例えば翼部（静翼あるいは動翼）をミスト生成のための給水を加温し、温度の下がった蒸気により、効率良く冷却することができる。よって、翼部の熱による負荷を軽減することでガスタービンの製品寿命を延ばすことができる。また、ミスト生成のための給水を加温し、蒸気の温度が下がったことで、冷却に有効利用することができる。
【００１２】
上記タービンプラントにおいては、前記蒸気タービンは、高圧タービン、中圧タービン、および低圧タービンを含む多段構造を有し、前記加温部は、前記高圧タービンから排出された前記蒸気の熱を用いて前記給水を加温するのが好ましい。さらに、前記高圧タービンから排出されて前記給水を加温した前記蒸気は、前記ガスタービンを経由して前記中圧タービンの入口に供給されるのがより望ましい。
このようにすれば、多段構造の蒸気タービンの排熱を利用して、給水を効率良く加温することができる。高圧タービンから排出された比較的高温の蒸気により給水を効率良く加温してミストを生成することができる。また、給水を加温した蒸気は、温度が低下することで効率良く冷却でき、ガスタービンの翼部を冷却することで再び温度が上昇する。よって、ガスタービンを経由した蒸気は、高圧タービンよりも低温・低圧の蒸気が供給される中圧タービンで有効利用される。
【００１３】
上記タービンプラントにおいては、前記蒸気タービンは、高圧タービン、中圧タービン、および低圧タービンを含む多段構造を有し、前記加温部は、前記中圧タービンから排出された前記蒸気の熱を用いて前記給水を加温するのが好ましい。さらに、前記中圧タービンから排出されて前記給水を加温した前記蒸気は、前記ガスタービンを経由して前記低圧タービンの入口に供給されるより好ましい。
このようにすれば、多段構造の蒸気タービンの排熱を利用して、給水を効率良く加温してミストを生成することができる。また、中圧タービンから排出された比較的高温の蒸気により給水を効率良く加温してミストを生成することができる。給水を加温した蒸気は、温度が低下することで効率良く冷却でき、ガスタービンの翼部を冷却することで再び温度が上昇する。よって、ガスタービンを経由した蒸気は、中圧タービンよりも低温・低圧の蒸気が供給される低圧タービンで有効利用される。
【００１４】
本発明のタービンプラントの吸気冷却方法は、大気中から空気を吸気する吸気部と、前記吸気部で吸気した空気を圧縮し、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンと、前記ガスタービンの排熱を利用して蒸気を生成する蒸気生成部と、前記蒸気生成部が生成した前記蒸気により動力を発生する蒸気タービンとを備えたタービンプラントの吸気冷却方法であって、前記吸気部の上流側において、蒸気タービンの軸受を冷却することで温度が上昇した冷却油を用いて加温した給水により生成されたミストを噴射することで前記空気を冷却することを特徴とする。
【００１５】
本発明のタービンプラントの吸気冷却方法によれば、給水を加温することで平均粒径が小さいミストを生成することができる。これにより、空気中に噴射したミストを確実に蒸発させることができ、多量の蒸発潜熱を奪うことで空気の冷却効率を向上させることができる。
また、加温部の熱源として蒸気タービン、蒸気生成部および冷却部の少なくともいずれかの熱を有効利用するので、プラントにおける熱の利用効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、空気の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るガスタービンプラントの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係るガスタービンプラントの概略構成を示す平面図。
【図３】第１実施形態に係る吸気冷却装置空気取入口に対する空気の流れのシミュレーション結果を概念的に示した図。
【図４】第１実施形態に係る吸気用建屋と噴射ノズルとの配置関係を示す平面図。
【図５】第１実施形態に係る噴射ノズルによって噴射されたミストの流れを概念的に示す図。
【図６】第１実施形態に係る吸気冷却装置の要部構成を示す平面図。
【図７】第２実施形態に係るガスタービンプラントの概略構成を示す平面図。
【図８】第３実施形態に係るガスタービンプラントの概略構成を示す平面図。
【図９】第４実施形態に係るガスタービンプラントの概略構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のガスタービンプラント及びガスタービンプラントの吸気冷却方法に係る一実施例について図面を参照して説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１９】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るタービンプラントの概略構成を示す図である。図２は本実施形態に係るタービンプラントの概略構成を示す平面図である。
タービンプラント１は、図１に示すように、圧縮空気を生成する圧縮機２と、圧縮機２で生成された圧縮空気を用いて燃焼ガスを生成する燃焼器３と、燃焼器３で生成された燃焼ガスによって回転することで動力を発生するガスタービン４と、吸気冷却装置１０と、ガスタービン４から排出された排ガスを利用して給湯を行う（蒸気を生成する）排熱回収ボイラー６とを備えている。本実施形態のタービンプラント１は、図２に示すように、蒸気タービン８と、冷却部５０と、復水器５１とをさらに備え、コンバインドサイクル発電プラントを構成する。
【００２１】
ガスタービン４は、発電機５に連結されており、ガスタービン４で発生した動力が発電機５により電力に変換されるようになっている。排熱回収ボイラー６とガスタービン４とは排気ダクト７を介して接続されている。
【００２２】
蒸気タービン８は、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気によって回転することで動力を発生する。本実施形態において、蒸気タービン８は発電機５に連結されており、蒸気タービン８で発生した動力が発電機５により電力に変換されるようになっている。
【００２３】
蒸気タービン８においては、動翼のついたローラーが回転することによって、軸受８ａとの間に摩擦が生じる。本実施形態において、冷却部５０は、蒸気タービン８の軸受８ａに冷却油を循環させることで該軸受８ａを冷却する。冷却部５０は、冷却油が流れる配管から構成された循環経路５３を有する。循環経路５３は、第１放熱部５３ａと第２放熱部５３ｂとを含む。
【００２４】
復水器５１は、蒸気タービン８を回転駆動させた蒸気を回収し、凝縮して水に戻す。本実施形態において、復水器５１は、例えば海水中に配置されており、海水により蒸気を冷却することで水に戻す。排熱回収ボイラー６及び復水器５１は流路４０を介して接続されている。流路４０は、排熱回収ボイラー６から蒸気タービン８を経た蒸気を復水器５１に供給する第１流路４０ａと、復水器５１で凝縮した水を蒸気タービン８に供給する第２流路４０ｂとを含む。このような構成に基づき、復水器５１で凝縮された水は排熱回収ボイラー６に循環され、蒸気となって蒸気タービン８に再び供給されるようになっている。
【００２５】
本実施形態において、第２流路４０ｂは、吸熱部５５を有している。吸熱部５５は、循環経路５３の第２放熱部５３ｂとの熱交換により熱を受け取る。
このような構成に基づき、本実施形態では、吸熱部５５および第２放熱部５３ｂが復水クーラー５２を構成している。ここで、復水クーラー５２とは、復水と冷却油とを熱交換させることで冷却油を冷却する請求項に記載の熱交換器を構成する。
【００２６】
吸気冷却装置１０は、外部（大気中）から空気を取り込む吸気用建屋（吸気部）１１と、該吸気用建屋１１に連通し、外部から取り込んだ空気を圧縮機２の吸気側へと導く吸気ダクト（ダクト）１２と、吸気用建屋１１よりも上流側に配置され、ミストを噴射する複数の噴射ノズル１３と、を備えている。なお、吸気用建屋１１は、タービンプラント１の設備の一部を構成するものである。
【００２７】
吸気用建屋１１は立方体形状からなる建屋であり、６つの壁面を有している。吸気用建屋１１は、外気を吸気するための吸気面を３つの壁面に有している。本実施形態において、吸気用建屋１１は、ＸＺ面に平行な２面のうち上流側の壁面１１ａ、及びＺＹ平面に平行な２面である壁面１１ｂ、１１ｃに、吸気面をなす吸気口形成領域２０がそれぞれ設けられている。各壁面１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける吸気口形成領域２０は、大気中に開口された複数の取入口ユニットＡを含む。本実施形態において、各取入口ユニットＡは、例えば、４つの空気取入口２１から構成されており、平面視矩形状を呈する。このような構成に基づき、吸気用建屋１１は、３つの壁面１１ａ、１１ｂ、１１ｃに形成された上記吸気口形成領域２０（空気取入口２１）から大気中から空気を内部に形成された吸気室１４内に導入することが可能とされている。なお、吸気室１４の流路断面積は吸気ダクト１２よりも大きい。
【００２８】
本実施形態において、吸気用建屋１１の壁面１１ａ、１１ｂ、１１ｃには、複数の空気取入口２１の少なくとも一部、例えば、複数の上記取入口ユニットＡを区画するルーバー２２が突出した状態に形成されている。ルーバー２２は、各壁面１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対し、Ｚ方向に亘って延びる長板状の部材から構成される。本実施形態において、壁面１１ａには、６つのルーバー２２がＸ方向に沿って設置され、壁面１１ｂ、１１ｃには、２つのルーバー２２がＹ方向に沿って設置されている。すなわち、本実施形態においては、壁面１１ａにおける上記吸気口形成領域２０は、ルーバー２２により７つの領域に区画され、壁面１１ｂ、１１ｃにおける上記吸気口形成領域２０は、ルーバー２２により３つの領域に区画されている。壁面１１ａ、１１ｂ、１１ｃに形成された上記吸気口形成領域２０のうちルーバー２２により区画された各領域には、それぞれ取入口ユニットＡが３つずつ配置されている。なお、ルーバー２２の数は、吸気用建屋１１の大きさ、空気取入口２１（取入口ユニットＡ）の大きさ或いは数によって適宜設定され、本実施形態に限定されない。
【００２９】
ルーバー２２は、吸気用建屋１１の空気取入口２１への雨や雪が直接的に入り込むのを防止するためのものである。このように吸気用建屋１１は、ルーバー２２を備えることで、空気取入口２１に吸気した空気を効率的に取り込むことが可能とされている。また、ルーバー２２は、後述のように噴射ノズル１３から噴射されて空気中に残留したミストを捕捉する捕捉部材としても機能する。
【００３０】
噴射ノズル１３は、吸気用建屋１１の周囲に配置されている。噴射ノズル１３は、空気取入口２１に取り込まれる空気中に例えば水などの液体をミスト状としたミストＭをミスト噴射口１３ａから噴射するものである。
【００３１】
噴射ノズル１３には、噴射されるミストのもとになる液体を該噴射ノズル１３に供給するための配管１５が接続されており、該配管１５を介してポンプ１６によって液体がタンク１７から噴射ノズル１３に供給されるようになっている。噴射ノズル１３は、上記配管１５に取り付けられることで上記所定位置（空気取入口２１ａの開口端よりも外側、或いは吸気口形成領域２０と平面的に重なる位置）に設置されている。なお、配管１５は、例えば、不図示の領域において吸気用建屋１１から延びる固定部材に固定されていても良いし、吸気用建屋１１とは別の固定部材を介して設置されていてもよい。
【００３２】
ところで、タービンプラント１において圧縮機２の高い圧縮比を実現するためには、吸気冷却装置１０による冷却効率を向上させることが重要である。ここで、吸気冷却装置１０による冷却効率は、噴射ノズル１３から噴射されたミストＭの量に対して、蒸発するミストＭの量の割合により規定される。すなわち、吸気冷却装置１０による冷却効率を向上させるためには、噴射ノズル１３から噴射したミストＭの蒸発量を増大させる必要がある。
【００３３】
ミストＭの蒸発量を増大させるにはミストＭの平均粒径が重要である。本発明者らは、ミストＭの蒸発量を増大させるべく、空気取入口２１に対する空気の流れを考慮するのに加え、液体から気体に相変化する際の沸騰現象に着目した。液体内部で沸騰が生じると気泡が急速に成長し液膜を破断させる力が作用し、ミストの平均粒径が小さくなる。
この現象は、文献（「Ｃ２０３  太陽熱を利用したガスタービン増出力システム」、日本機械学会（Ｎｏ．１３−１０）第１８回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集（13.6.20,21，千葉）、ｐ．２９９−３００）に示されている。
【００３４】
本実施形態においては、吸気冷却装置１０がミストＭを生成するための給水を加温する加温部９を含んだ構成を採用している。吸気冷却装置１０は、通常６Ｍｐａ、２０℃程度の給水を加温部９により６０℃〜８０℃程度まで加温することで生成したミストを噴射することとした。このように給水を加温して生成されたミストは減圧沸騰が生じる。また、ミストＭは粘性係数が加温前（温度例えば、２７℃で８５３μＰａ・ｓ）から加温後（例えば、温度６７℃で４２４μＰａ・ｓ）へと変化し、表面張力が加温前（例えば、２０℃で７２．８ｄｙｎｅ／ｃｍ）から加温後（例えば、６０℃で６６．２ｄｙｎｅ／ｃｍ）へと変化するため、ミストの平均粒径を小さくする条件が満足される。このように本実施形態においては、加温により平均粒径の小さいミストＭを生成して噴射することが可能である。
【００３５】
本実施形態において、加温部９は、蒸気タービン８の軸受８ａを冷却した冷却油の熱（冷却部５０の排熱）を用いている。加温部９は、吸熱部９ａと放熱部９ｂとを有する。吸熱部９ａは、軸受８ａを冷却することで比較的高温となった冷却油が流れる循環経路５３の第１放熱部５３ａと直接的または間接的に熱交換することで熱を吸収する。
【００３６】
第１放熱部５３ａは、循環経路５３において、復水クーラー５２（吸熱部５５）の上流側に設けられている。そのため、加温部９の吸熱部９ａは、軸受８ａから排出された直後の比較的高温の冷却油から効率良く熱を吸収することができる。
【００３７】
吸熱部９ａに熱的に接続された放熱部９ｂは、吸熱部９ａが第１放熱部５３ａ（冷却油）から吸収した熱を配管１５に供給する。本実施形態では、上述のように、吸熱部９ａにおいて冷却油から効率良く熱が吸収されるので、配管１５内の液体（給水）は加温部９により効率良く加温（加熱）される。
【００３８】
さらに、本発明者らは、ミストＭの蒸発量を増大させるべく、空気取入口２１に対する空気の流れを考慮してミストを噴射することに着目した。以下の説明では、壁面１１ａに形成された空気取入口２１を例に挙げて説明するが、壁面１１ｂ、１１ｃに形成された空気取入口２１についても同様のシミュレーション結果が得られていることからその詳細については省略する。
【００３９】
図３は、空気取入口２１に対する空気の流れのシミュレーション結果を概念的に示した図であって、図３（ａ）は壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の空気取入口２１に対する空気の流れをＸ軸方向から視た場合のシミュレーション結果を示すものであり、図３（ｂ）は壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の空気取入口２１に対する空気の流れをＺ軸方向から視た場合のシミュレーション結果を示すものである。なお、以下の説明において便宜上、壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の鉛直方向（Ｚ方向）の上方から下方に配置される取入口ユニットＡをこの順に、取入口ユニットＡｚ１、Ａｚ２、Ａｚ３と称すこともある。また、壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の水平方向（Ｘ方向）の一方側（−Ｘ側）から他方側（＋Ｘ側）に配置される取入口ユニットＡをこの順に、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３と称すこともある。
【００４０】
図３（ａ）に示されるように、吸気口形成領域２０の鉛直方向上方（＋Ｚ方向）の外縁部に配置される取入口ユニットＡｚ１（空気取入口２１）には、空気取入口２１に対して外側から巻き込むような空気の流れＫ１が生じることが確認できた。このような空気の流れＫ１は、例えば、吸気用建屋１１の外側の空気が相対的に圧力の低い空気取入口２１に向かって流れ込むことで生じたものと考えられる。一方、外縁部に配置される取入口ユニットＡｚ１とは別、すなわち鉛直方向下方側に設置される取入口ユニットＡｚ２、Ａｚ３には、＋Ｙ方向に沿って一様な空気の流れＫ２が生じることが確認できた。このように壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０においては、鉛直方向における取入口ユニットＡの位置によって異なる空気の流れＫ１、Ｋ２が生じることが確認できた。
【００４１】
また、吸気口形成領域２０の水平方向（Ｘ方向）においても同様の現象が生じている。具体的に、図３（ｂ）に示されるように、吸気口形成領域２０の水平方向（Ｘ方向）の両外縁部に配置された取入口ユニットＡｘ１、Ａｘ３（空気取入口２１）にも、外側から巻き込むような空気の流れＫ１が生じることが確認できた。一方、取入口ユニットＡｘ１とは別の取入口ユニットＡｘ２には、＋Ｙ方向に沿った一様な空気の流れＫ２が生じることが確認できた。
【００４２】
そのため、例えば、取入口ユニットＡｚ１は、該取入口ユニットＡｚ１に対向する位置からミストを噴射したとしても、ミストを含む空気が下方の取入口ユニットＡｚ２、Ａｚ３に流れ込んでしまい、取入口ユニットＡｚ１に取り込まれる空気中に十分な量のミストを供給することができない。
【００４３】
また、例えば、取入口ユニットＡｘ１、Ａｘ３は、該取入口ユニットＡｘ１、Ａｘ３に対向する位置からミストを噴射した場合、ミストを含む空気が中央の取入口ユニットＡｘ２に流れ込んでしまい、取入口ユニットＡｚ１に取り込まれる空気中に十分にミストを供給することができない。
【００４４】
このように吸気口形成領域２０においては、取入口ユニットＡの位置によって空気の流れＫ１、Ｋ２が異なっていることから、空気中に噴射されるミスト量が部分的に異なってしまっていた。そのため、吸気口形成領域２０に吸気される空気を効果的に冷却することができず、結果的に冷却効率が低下しまっていた。なお、このような現象は、壁面１１ｂ、１１ｃに形成された空気取入口２１についても同様であって、取入口ユニットＡの位置によって空気の流れＫ１、Ｋ２が異なっている。
【００４５】
このような問題に対し、本実施形態に係る吸気冷却装置１０は、噴射ノズル１３が第１噴射ノズル１３Ａと第２噴射ノズル１３Ｂとを含む構成を採用する事で上記問題を解決するようにしている。
【００４６】
図４は、本実施形態に係る吸気冷却装置１０における吸気用建屋１１と噴射ノズル１３との配置関係を示す平面図である。図５は、噴射ノズル１３によって噴射されたミストの流れを概念的に示した図である。具体的に、図５（ａ）は壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の空気取入口２１に対するミストの流れをＸ軸方向から視た場合のシミュレーション結果を示すものであり、図５（ｂ）は壁面１１ａに形成された吸気口形成領域２０の空気取入口２１に対するミストの流れをＺ軸方向から視た場合のシミュレーション結果を示すものである。
なお、図４は、壁面１１ａと噴射ノズル１３との配置例を示すものである。以下の説明では、図４を参照し、壁面１１ａに対する噴射ノズル１３の配置を説明するが、壁面１１ｂ、１１ｃに対する噴射ノズル１３の配置についても図１に示されるように同様の条件に基づいてなされたものであることからその詳細については省略する。
【００４７】
図４に示されるように、第１噴射ノズル１３Ａは、吸気用建屋１１を平面視、すなわち壁面１１ａを平面視した場合において、吸気口形成領域２０の外縁部に対応する空気取入口２１ａ（第１の吸気口）の開口端、すなわち該空気取入口２１ａを含む取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１の開口端よりも外側且つ吸気口形成領域２０よりも上流側（外気の導入方向における上流側）に設置されている。なお、吸気口形成領域２０の外縁部に対応する空気取入口２１ａとは、図４においてハッチングで示される領域の空気取入口２１をいう。本実施形態においては、第１噴射ノズル１３Ａを上記空気取入口２１ａの開口端の外側に配置したが、第１噴射ノズル１３Ａは開口端上に設置されていてもよい。
【００４８】
また、第２噴射ノズル１３Ｂは、壁面１１ａを平面視した場合において、吸気口形成領域２０と平面的に重なる位置であり、且つ吸気口形成領域２０よりも上流側（外気の導入方向における上流側）に設置されている。本実施形態において、第２噴射ノズル１３Ｂは、例えば、取入口ユニットＡの中央部に対応する位置に配置されている。なお、第１噴射ノズル１３Ａ及び第２噴射ノズル１３Ｂ（以下、これらを総称してノズル１３Ａ、１３Ｂと称す場合もある）の個数は、該ノズル１３Ａ、１３Ｂから噴射されるミストＭの拡散範囲を考慮して決定されることが好ましい。本実施形態において、ノズル１３Ａ、１３Ｂは、ミスト噴射口１３ａを吸気方向と１８０度反対方向（＋Ｙ方向）に向けるように配置されている。
【００４９】
本実施形態において、ルーバー２２は、ＹＺ面に平行な面を有する板状部材から構成されている。また、複数のノズル１３Ａ、１３Ｂは、例えば、板状のルーバー２２の面と平行な面内に設置されている。すなわち、複数のノズル１３Ａ、１３ＢはＹＺ面と平行な面内に設置されている。なお、ノズル１３Ａ、１３Ｂとルーバー２２との位置関係は上記に限定されない。例えば、ノズル１３Ａ、１３Ｂは、ルーバー２２の面と平行な面（ＹＺ面へ平行な面）と交差する面にミスト噴射口が位置するように設置してもよい。この場合、噴射したミストＭがルーバー２２に向かって拡散することでルーバー２２に付着させ易くなる。ルーバー２２に付着したミストＭは、ルーバー２２間を通り抜けて空気取入口２１に吸気される空気に触れることで蒸発する。よって、空気取入口２１に吸気される空気をより一層効率的に冷却することが可能となる。
【００５０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１、Ａｘ３の開口端よりも外側に配置された第１噴射ノズル１３Ａから噴射されたミストＭは、吸気口形成領域２０の外側から巻き込む流れＫ１の空気中に良好に取り込まれることで取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１、Ａｘ３（空気取入口２１）に吸気されるまでの間に概ね蒸発する。これにより、取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１、Ａｘ３に取り込まれる空気は、ミストＭが蒸発した際の蒸発潜熱（気化熱）により冷却される。
【００５１】
一方、吸気口形成領域２０と平面的に重なる位置に配置された第２噴射ノズル１３Ｂから噴射されたミストＭは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、＋Ｙ方向に沿って一様な空気の流れＫ２に良好に取り込まれることで取入口ユニットＡｚ２、Ａｚ３、Ａｘ２（空気取入口２１）に吸気されるまでの間に概ね蒸発する。これにより、取入口ユニットＡｚ２、Ａｚ３、Ａｘ２に取り込まれる空気は、ミストＭが蒸発した際の蒸発潜熱（気化熱）により冷却される。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る吸気冷却装置１０によれば、空気取入口２１の位置によって空気の流れＫ１、Ｋ２が異なる場合であっても、第１噴射ノズル１３Ａ及び第２噴射ノズル１３Ｂを含む噴射ノズル１３を備えることで、空気中の全体に亘ってミストを均一に供給することが可能とされている。
【００５３】
図６は、吸気冷却装置１０の要部構成を示す平面図である。
図６に示すように、吸気冷却装置１０は、吸気室１４（吸気用建屋１１）内に設けられたフィルタ部材（捕捉部材）１８と、塵埃フィルタ部材１９と、を有している。
【００５４】
フィルタ部材１８は、吸気室１４の壁面に設けられ、噴射ノズル１３から噴射されたミストＭのうちルーバー２２に付着することなく、且つ蒸発せずに空気に同伴して飛翔してくるものを捕集するためのものである。フィルタ部材１８としては、例えば、長繊維グラスファイバ製パッドを用いることが好ましい。これによれば、フィルタ部材１８の内部に捕集したミストＭをより多く保持して、フィルタ部材１８内におけるミストＭの蒸発によって空気をより一層効率的に冷却できる。なお、フィルタ部材１８は、従来のエバポレーティブクーラに用いられている冷却メディアであってもよく、特に限定されない。
【００５５】
塵埃フィルタ部材１９は、吸気室１４内から吸気した空気中の塵埃を除去するためのものである。なお、塵埃フィルタ部材１９は、フィルタ部材１８の下流側に設けられるのが好ましい。これによれば、塵埃を除去するための塵埃フィルタ部材１９にミストが到達する前にフィルタ部材１８によってミストＭを捕捉できるので、塵埃フィルタ部材１９がミストＭで濡れることで捕集した塵埃が膜を形成し、圧力損失が上昇してしまうといった不具合の発生を防止することが可能である。
【００５６】
なお、塵埃フィルタ部材１９としては、例えば、以下に示す３つのタイプのいずれかを用いることができる。第１のタイプは、中性能フィルタが１つ設けられたものである。第２のタイプは、中性能フィルタと、中性能フィルタの下流側にこれと所定距離を隔てて設けられたＨＥＰＡフィルタ（High  Efficiency  Particulate  Air  filter）とからなる。第３のタイプは、中性能フィルタと、中性能フィルタの下流側にこれと所定距離を隔てずに一体化して設けられたＨＥＰＡフィルタとからなる。
【００５７】
なお、上記フィルタ部材１８は、複数（例えば、２つ）の部材から構成されていても良い。この場合において、一方のフィルタ部材１８を吸気室１４内のうち塵埃フィルタ部材１９の上流側であって空気取入口２１に近い側（以下、上流側と称す場合もある）に設置し、他方のフィルタ部材１８を吸気室１４内のうち塵埃フィルタ部材１９の上流側であって該塵埃フィルタ部材１９に近い側（以下、下流側と称す場合もある）に設置すればよい。
【００５８】
また、上流側に設置されるフィルタ部材１８は、下流側に配置されるフィルタ部材１８よりも目の粗い濾材からなるものを用いるのが好ましい。このようにすれば、例えば、空気中に噴射されたミストＭがルーバー２２に付着することなく、且つ蒸発せずに空気取入口２１内に入り込んでしまった場合であっても、空気中に残存した比較的大粒径のミストＭを、上流側のフィルタ部材１８で予め捕集することが可能となり、上流側のフィルタ部材１８で捕集されずに飛翔してきた小粒径のミストＭを下流側のフィルタ部材１８で確実に捕集する事が可能となる。よって、圧縮機２側へのミストＭの入り込みによる圧縮効率の低下をより確実に防止することができる。
【００５９】
続いて、上記構成を備えるタービンプラント１の動作について説明するとともに、本発明の吸気冷却方法の一実施例についても説明する。
【００６０】
タービンプラント１は、吸気冷却装置１０により吸気された空気を圧縮機２によって圧縮し、該圧縮機２で生成された圧縮空気を用いて燃焼器３により燃焼ガスを生成し、該燃焼器３で生成した燃焼ガスによってガスタービン４を回転させる。そして、発電機５は、ガスタービン４で発生した動力を電力に変換する。
【００６１】
吸気冷却装置１０は、取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１、Ａｘ３の開口端よりも外側に配置された第１噴射ノズル１３ＡからミストＭを大気中に噴射する。これにより、第１噴射ノズル１３Ａから噴射されたミストＭは、吸気口形成領域２０の外側から巻き込む流れＫ１の空気中に良好に取り込まれることで下流側に進む。
【００６２】
また、吸気冷却装置１０は、吸気口形成領域２０と平面的に重なる位置に配置された第２噴射ノズル１３ＢからミストＭを大気中に噴射する。これにより、第２噴射ノズル１３Ｂから噴射されたミストＭは、一様な流れＫ２の空気中に良好に取り込まれることで下流側に進む。
【００６３】
本実施形態においては、図２に示したように、ミスト生成の給水が加温部９（放熱部９ｂ）で加温されることでミストＭの平均粒径が小さくなっている。そのため、空気の流れＫ１に取り込まれたミストＭは、取入口ユニットＡｚ１、Ａｘ１、Ａｘ３（空気取入口２１）に吸気されるまでの間に十分に蒸発する。また、一様な流れＫ２の空気中に取り込まれたミストＭは、取入口ユニットＡｚ２、Ａｚ３、Ａｘ２（図４参照）の空気取入口２１に入り込むまでの間に十分に蒸発する。よって、多量の蒸発潜熱が空気から奪われ、空気の冷却効率を向上させることができる。
【００６４】
このように本実施形態によれば、吸気口形成領域２０に吸気される空気であって、異なる流れＫ１、Ｋ２を含むことで不均一な流れの空気中においてミストＭを良好に蒸発させることができる。よって、複数の空気取入口２１から吸気される空気の全体に十分な蒸発潜熱を生じさせることで高い冷却効率を得ることができる。
【００６５】
ガスタービン４から排出された排ガス（排気）は、排気ダクト７を介して排熱回収ボイラー６に供給される。排熱回収ボイラー６は、ガスタービン４から排出された排ガスを利用して蒸気を生成する。排熱回収ボイラー６が生成した蒸気は、流路４０（第１流路４０ａ）を介して蒸気タービン８に供給される。蒸気タービン８は、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気によって回転することで動力を発生する。発電機５は、蒸気タービン８で発生した動力を電力に変換する。
【００６６】
蒸気タービン８を回転駆動させた蒸気は、流路４０（第１流路４０ａ）を介して復水器５１に供給される。復水器５１は、回収した蒸気を凝縮して水に戻す。
【００６７】
本実施形態では、復水器５１で凝縮された水（復水）が第２流路４０ｂの途中に設けられた復水クーラー５２において循環経路５３の第２放熱部５３ｂを流れる冷却油と熱交換する。具体的に、循環経路５３内を流れる冷却油は、第２放熱部５３ｂにおいて吸熱部５５側に熱が奪われることで冷却されて温度が低下する。
【００６８】
本実施形態では、循環経路５３内を流れる冷却油は、第１放熱部５３ａにおいて加温部９（吸熱部９ａ）によって熱を奪われることで温度が低下している。よって、循環経路５３は、第１放熱部５３ａおよび第２放熱部５３ｂにより内部を流れる冷却油を段階的に放熱させることで冷却する。よって、蒸気タービン８は、軸受８ａに対して低温に保持された冷却油が安定して供給されている。
【００６９】
一方、第２流路４０ｂ内を流れる水（復水）は、吸熱部５５（復水クーラー５２）において第２放熱部５３ｂ側から熱を奪うことで加熱されて温度が上昇する。復水クーラー５２で加熱された水（復水）は、流路４０（第２流路４０ｂ）を介して排熱回収ボイラー６に循環され、再び蒸気となって蒸気タービン８に再び供給される。本実施形態では、上述のように、復水クーラー５２で予熱した水（復水）を排熱回収ボイラー６に供給する。そのため、排熱回収ボイラー６は、蒸気生成時に比較的高温の水を用いることができるので、蒸気生成時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００７０】
ところで、復水器５１が配置される海水の温度は季節により変動する。特に夏場は海水温度が高いため、凝縮後の水の温度が比較的高くなってしまうことがある。凝縮後の水温が高くなると、復水クーラー５２（吸熱部５５）は、第２放熱部５３ｂから熱を良好に吸収できなくなってしまう。すると、循環経路５３によって比較的高温の冷却油が軸受８ａに供給されてしまい、軸受８ａが十分に冷却されずに焼き付きが発生することで蒸気タービン８の動作不良を招くおそれもある。
【００７１】
これに対し、本実施形態では、上述のように加温部９（吸熱部９ａ）が冷却油から熱を予め吸収しておくため、例えば、夏場のように復水クーラー５２の能力が不足する場合でも冷却油の温度が高くなってしまうといった問題が生じることが防止される。よって、本実施形態によれば、季節によらずに軸受８ａに低温に保持された冷却油が安定して供給されるため、蒸気タービン８における焼き付き等の動作不良の発生を防止した信頼性の高いプラントを提供することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係るタービンプラント１によれば、ガスタービン４による発電に加え、ガスタービン４の排熱を利用して生成した蒸気により回転した蒸気タービン８による発電を行うことができるので、エネルギー効率が高いコンバインドサイクル発電が可能なプラントを提供することができる。
【００７３】
また、吸気冷却装置１０は、ルーバー２２を備えるので、空気取入口２１内に雨、雪、或いは風が直接的に入り込むのを防止することができる。また、噴射ノズル１３から噴射されたミストＭの一部は、ルーバー２２に付着することで捕捉される。すなわち、ルーバー２２は、ミストＭの一部を捕捉する捕捉部材として機能する。ルーバー２２に付着したミストＭは、ルーバー２２間を通り抜けて空気取入口２１に吸気される空気に触れることで蒸発する。よって、空気取入口２１に吸気される空気をより一層効率的に冷却することが可能となる。
【００７４】
また、吸気冷却装置１０は、噴射ノズル１３の下流側にフィルタ部材１８が設けられているので、例えば、空気中に噴射されたミストＭがルーバー２２に付着することなく、且つ蒸発せずに空気取入口２１内に入り込んでしまった場合であっても、空気中に残存したミストＭをフィルタ部材１８によって捕捉することができる。よって、空気がフィルタ部材１８を通過する際に該フィルタ部材１８に捕捉されたミストＭを蒸発させることで空気の冷却効率を高めつつ、圧縮機２側にミストＭが入り込むことによって圧縮効率が低下するといった不具合の発生を防止することができる。
【００７５】
また、吸気冷却装置１０は、塵埃フィルタ部材１９を備えるので、吸気室１４内から吸気した空気中に含まれた塵埃を確実に除去することができる。よって、塵埃が圧縮機２側に導かれることで圧縮効率が低下するといった不具合の発生が防止される。
【００７６】
以上述べたように、本実施形態に係るタービンプラント１によれば、加温したミストＭを噴射する上記吸気冷却装置１０を備えることで圧縮機２に導かれる空気の冷却効率が向上するので、高い出力を得ることができる。
【００７７】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、冷却部の構造である。そのため、以下では、冷却部の構成を主体に説明し、上記実施形態と同一の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００７８】
図７は第２実施形態におけるタービンプラントの概略構成を示す平面図である。本実施形態に係るタービンプラント１Ａは、図７に示すように、圧縮機２と、燃焼器３と、ガスタービン４と、蒸気タービン８と、冷却部５０と、復水器５１と、吸気冷却装置１０と、排熱回収ボイラー６と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントである。
【００７９】
本実施形態において、第１放熱部５３ａは、循環経路５３において、復水クーラー５２（吸熱部５５）の下流側に設けられている。本実施形態において、第２放熱部５３ｂ（復水クーラー５２）は、軸受８ａから排出された直後の比較的高温の冷却油から熱を吸収する。第１放熱部５３ａは、復水クーラー５２で熱交換後の冷却油の熱を加温部９（吸熱部９ａ）側に供給する。
【００８０】
この構成によれば、例えば、夏場のように海水温度が高いことで凝縮後の水（復水）の温度が高くなり、復水クーラー５２によって冷却油の温度を十分に低下させることができなくても、加温部９（吸熱部９ａ）に冷却油の熱を利用させることができる。これにより、例えば、夏場のように復水クーラー５２の能力が不足した場合であっても、加温部９により冷却油の温度が高くなってしまうといった問題の発生が防止される。よって、季節によらずに軸受８ａに低温に保持された冷却油が安定して供給されるため、蒸気タービン８における焼き付き等の動作不良の発生を防止した信頼性の高いプラントを提供することができる。
【００８１】
本実施形態に係るタービンプラント１Ａによれば、ガスタービン４による発電に加え、ガスタービン４の排熱を利用して生成した蒸気により回転した蒸気タービン８による発電を行うことができるので、エネルギー効率が高いコンバインドサイクル発電が可能なプラントを提供することができる。
【００８２】
また、本実施形態においても、給水を加温することで平均粒径の小さいミストＭを生成して噴射することができるので、空気中に噴射したミストＭを効率良く蒸発させることができる。よって、空気の冷却効率をより向上させることができる。
【００８３】
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態と上記第１、２実施形態との違いは、加温部の熱源である。そのため、以下では、加温部の構成を主体に説明し、上記実施形態と同一の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００８４】
図８は第３実施形態におけるタービンプラントの概略構成を示す平面図である。本実施形態に係るタービンプラント１Ｂは、図８に示すように、圧縮機２と、燃焼器３と、ガスタービン４と、蒸気タービン８と、復水器５１と、吸気冷却装置１０と、排熱回収ボイラー６と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントである。
【００８５】
本実施形態において、蒸気タービン８は、高圧タービン８０、中圧タービン８１および低圧タービン８２を含む。高圧タービン８０、中圧タービン８１および低圧タービン８２は、排熱回収ボイラー６側から復水器５１側に向かう蒸気の流れ方向の上流側から下流側に向かって、この順に配置されている。
【００８６】
本実施形態において、排熱回収ボイラー６は、高圧タービン８０、中圧タービン８１および低圧タービン８２にそれぞれ蒸気を供給する。例えば、排熱回収ボイラー６は、５００〜６００℃、１５０気圧の蒸気を高圧流路７１により高圧タービン８０の入口８０ａに供給し、３００〜４００℃、１００気圧の蒸気を中圧流路７２により中圧タービン８１の入口８１ａに供給し、２５０〜３５０℃、５０気圧の蒸気を低圧流路７３により低圧タービン８２の入口８２ａに供給する。これにより、高圧タービン８０、中圧タービン８１および低圧タービン８２がそれぞれ動力を発生させる。なお、高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気の一部は流路７６により排熱回収ボイラー６へと戻され、再加熱された後、蒸気タービン８側に供給される。また、中圧タービン８１の出口８１ｂから排出された蒸気は低圧流路７３に合流することで低圧タービン８２の入口８２ａに供給される。
【００８７】
本実施形態のタービンプラント１Ｂにおいて、燃焼器３で生成された燃焼ガスは、非常に高温（例えば、１５００℃）となるため、ガスタービン４の翼部（静翼および動翼）が非常に高温となる。そのため、翼部（静翼および動翼）が高熱に晒されることで消耗してしまい、結果的に製品寿命が短くなってしまう。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、蒸気タービン８から排出された蒸気の熱を用いて翼部（静翼および動翼）を冷却している。本実施形態では、高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気の一部が、流路７０を介してガスタービン４の翼部に供給される。ここで、高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気の温度は、例えば、３００℃〜４００℃程度である。流路７０を介してタービン内部に供給された圧縮空気は、翼部に比べて十分に低温となる。そのため、出口８０ｂから排出された蒸気は、翼部（静翼および動翼）を十分に冷却することができる。
これにより、翼部（静翼および動翼）の熱による負荷を軽減することで、これらの製品寿命を延ばすことが可能である。
【００８９】
さらに、本実施形態において、加温部９は、高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気の熱を用いている。加温部９は、吸熱部９ａと放熱部９ｂとを有する。吸熱部９ａは、出口８０ｂから排出された蒸気が流れる流路７０の放熱部７０ａと直接的または間接的に熱交換することで熱を吸収する。
【００９０】
吸熱部９ａに熱的に接続された放熱部９ｂは、吸熱部９ａが放熱部７０ａ（蒸気）から吸収した熱を配管１５に供給する。本実施形態では、上述のように、吸熱部９ａにおいて冷却油から効率良く熱が吸収されるので、配管１５内の液体（給水）は加温部９により効率良く加温（加熱）される。
【００９１】
本実施形態において、放熱部７０ａは、流路７０における、ガスタービン４の上流側に設けられている。そのため、加温部９の吸熱部９ａは、出口８０ｂから排出された直後の比較的高温（３００℃〜４００℃程度）の蒸気から効率良く熱を吸収することができる。蒸気は吸熱部９ａで熱が奪われることで温度が低下する。よって、流路７０はガスタービン４の翼部に低温の蒸気を供給するので、翼部（静翼および動翼）の冷却効率をより向上させることが可能である。
【００９２】
ここで、高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気は、加温部９を経由することで温度が当初温度（３００℃〜４００℃）よりも低くなる。しかしながら、ガスタービン４の翼部を冷却することで熱を吸収した蒸気は、その温度が再び上昇する。流路７０は、加温部９およびガスタービン４を経由した蒸気を中圧タービン８１の入口８１ａに供給する。具体的に、流路７０は、中圧流路７２に合流することで排熱回収ボイラー６から供給される蒸気とともにガスタービン４を経由した蒸気を中圧タービン８１の入口８１ａに供給する。
【００９３】
このように、本実施形態によれば、高圧タービン８０から排出した蒸気を加温部９によるミスト生成のための給水の加温と、ガスタービン４の翼部の冷却に利用した後、中圧タービン８１で有効利用することが可能である。したがって、蒸気タービン８は、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気を無駄なく使用することができる。すなわち、本実施形態のタービンプラント１Ｂによれば、高いエネルギー効率を備えたものとなる。
【００９４】
続いて、上記構成を備えるタービンプラント１Ｂの動作について説明する。ガスタービン４から排出された排ガス（排気）は、排気ダクト７を介して排熱回収ボイラー６に供給される。排熱回収ボイラー６は、ガスタービン４から排出された排ガスを利用して蒸気を生成する。排熱回収ボイラー６が生成した蒸気は、流路４０（第１流路４０ａ）を介して蒸気タービン８に供給される。蒸気タービン８は、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気によって回転することで動力を発生する。発電機５は、蒸気タービン８で発生した動力を電力に変換する。
【００９５】
ここで、蒸気タービン８の高圧タービン８０の出口８０ｂから排出された蒸気は、加温部９によるミスト生成のための給水の加温と、ガスタービン４の翼部の冷却を行った後、中圧タービン８１の入口８１ａに供給されることで再利用される。
【００９６】
また、蒸気タービン８を回転駆動させた蒸気は、流路４０（第１流路４０ａ）を介して復水器５１に供給される。復水器５１は、回収した蒸気を凝縮して水に戻す。
【００９７】
以上述べたように、本実施形態によれば、蒸気タービン８（高圧タービン８０）から排出した蒸気の熱をミスト生成のための給水の加温やガスタービン４の翼部の寿命延長に有効に利用することができる。また、高圧タービン８０から排出した蒸気を中圧タービン８１で有効利用するので、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気を無駄なく使用することができる。
【００９８】
（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態と第３実施形態との違いは、蒸気タービンから蒸気を取り出す位置、すなわち加温部の周辺構造である。そのため、以下では、加温部の周辺構成を主体に説明し、上記実施形態と同一の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００９９】
図９は第４実施形態におけるタービンプラントの概略構成を示す平面図である。本実施形態に係るタービンプラント１Ｃは、図９に示すように、圧縮機２と、燃焼器３と、ガスタービン４と、蒸気タービン８と、冷却部５０と、復水器５１と、吸気冷却装置１０と、排熱回収ボイラー６と、を備えたコンバインドサイクル発電プラントである。
【０１００】
本実施形態においては、中圧タービン８１の出口８１ｂから排出された蒸気が、流路７５を介してガスタービン４の翼部に供給されている。ここで、中圧タービン８１の出口８１ｂから排出された蒸気の温度は、例えば、２５０℃〜３００℃程度である。流路７５を介してタービン内部に供給された圧縮空気は、翼部に比べて十分に低温となる。そのため、出口８１ｂから排出された蒸気は、翼部（静翼および動翼）を十分に冷却することができるので、翼部の寿命を延ばすことが可能である。
【０１０１】
本実施形態において、加温部９は、中圧タービン８１の出口８１ｂから排出された蒸気の熱を用いている。加温部９の吸熱部９ａは、出口８１ｂから排出された蒸気が流れる流路７５の放熱部７５ａと直接的または間接的に熱交換することで熱を吸収する。
【０１０２】
本実施形態において、加温部９の吸熱部９ａは、出口８１ｂから排出された比較的高温（２５０℃〜３００℃程度）の蒸気から効率良く熱を吸収することができる。蒸気は吸熱部９ａで熱が奪われることで温度が低下する。よって、流路７５はガスタービン４の翼部に低温の蒸気を供給するので、翼部（静翼および動翼）の冷却効率をより向上させることが可能である。
【０１０３】
ここで、中圧タービン８１の出口８１ｂから排出された蒸気は、加温部９を経由することで温度が当初温度（２５０℃〜３００℃）よりも低くなる。しかしながら、ガスタービン４の翼部を冷却することで熱を吸収した蒸気は、その温度が再び上昇する。流路７５は、加温部９およびガスタービン４を経由した蒸気を低圧タービン８２の入口８２ａに供給する。具体的に、流路７５は、排熱回収ボイラー６からの蒸気を低圧タービン８２の入口８２ａに供給する低圧流路７３に合流する。
【０１０４】
この構成によれば、中圧タービン８１から排出した蒸気を加温部９によるミスト生成のための給水の加温と、ガスタービン４の翼部の冷却に利用した後、低圧タービン８２で有効利用することができる。よって、蒸気タービン８は、排熱回収ボイラー６で生成した蒸気を無駄なく使用することができる。
【０１０５】
以上のように本実施形態に係るタービンプラント１Ｃにおいても、加温部９の熱源として蒸気タービン８（中圧タービン８１）から排出した蒸気の熱を有効利用するので、熱の利用効率が高いものが提供される。
【０１０６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることは無く、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、ミスト生成のための給水を加温する熱源としては、上記実施形態に限定されることは無く、加温部の熱源として各実施形態の構成を組み合わせたものを採用しても良い。また、給湯用ボイラーやヒートポンプ装置の熱を用いてミストＭを生成するための給水を加温するようにしてもよい。特にヒートポンプ装置を用いてミストＭを生成するための給水を加温すれば、プラント全体のエネルギー効率の向上が図られる。
【０１０７】
また、上記実施形態では、吸気用建屋１１において、ルーバー２２がＺ方向に沿って延びる長板状の部材から構成される場合を例に挙げたが、ルーバー２２の形状はこれに限定されず、例えばＸ方向或いはＹ方向に沿って延びる長板状の部材から構成されていてもよい。また、吸気用建屋１１がルーバー２２を有していなくても良い。
【符号の説明】
【０１０８】
１，３０…タービンプラント、２…圧縮機、３…燃焼器、４…ガスタービン、５…発電機、６…排熱回収ボイラー（排熱回収部）、８…蒸気タービン、９…加温部、７…排気ダクト、１０…吸気冷却装置（吸気冷却部）、１３…噴射ノズル、２１…空気取入口（吸気部）、５０…冷却部、５１…復水器、５２…復水クーラー（熱交換器）、Ｍ…ミスト。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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