(57)【要約】【課題】簡易な構成で効率よく氷結防止を図り、氷点下時においても低コストでガスタービンの出力、効率を向上させて運転することのできる、ガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムを提供する。【解決手段】圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３とを備えたガスタービン１の、圧縮機１１の吸気側の氷結を防止するシステムとして、圧縮機１１から排気された圧縮空気のうちから抽気された一部を、タービン１３の冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、この間接冷却後の加熱された冷却空気で、燃焼器１２に導入前の燃料を間接加熱するＴＣＡクーラー部２０と、外気が所定温度以下となった場合に、間接加熱後の余熱を含んだ冷却空気をＴＣＡクーラー部２０から圧縮機１１の吸気フィルター１１ｆに送り、吸気側を加温する吸気側加温部３０と、を備えるようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を吸気して圧縮空気とする圧縮機と、前記圧縮空気と燃料とを混合燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより回転部を高速回転させるタービンとを備えたガスタービンの、前記圧縮機の吸気側の氷結を防止する方法であって、
前記圧縮機から排気された圧縮空気のうちから一部を前記タービンの冷却に供するために抽気し、該圧縮空気を前記タービンの冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、該間接冷却後の加熱された前記冷却空気で、前記燃焼器に導入前の燃料を間接加熱し、前記外気が所定温度以下となった場合に、前記間接加熱後の余熱を含んだ前記冷却空気を前記圧縮機の吸気側に送り、該吸気側を加温することを特徴とするガスタービンの氷結防止方法。
【請求項２】
外気を吸気して圧縮空気とする圧縮機と、前記圧縮空気と燃料とを混合燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより回転部を高速回転させるタービンとを備えたガスタービンの、前記圧縮機の吸気側の氷結を防止するシステムであって、
前記圧縮機から排気された圧縮空気のうちから前記タービンの冷却に供するために抽気された一部を、前記タービンの冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、該間接冷却後の加熱された前記冷却空気で、前記燃焼器に導入前の燃料を間接加熱する熱交換手段と、
前記外気が所定温度以下となった場合に、前記間接加熱後の余熱を含んだ前記冷却空気を前記熱交換手段から前記圧縮機の吸気側に送り、該吸気側を加温する加温手段と、
を備えていることを特徴とするガスタービンの氷結防止システム。
【請求項３】
前記熱交換手段は、
上下方向に筒状をなして延在するケーシングと、
該ケーシング内に下方から上方に向けて冷却空気を流す送風手段と、
前記ケーシング内を前記冷却空気の流れ方向と交差する方向に貫通し、前記圧縮機の排気側から一部が抽気された圧縮空気を流す圧縮空気管路と、
該圧縮空気管路よりも上方の前記ケーシング内を前記冷却空気の流れ方向と交差する方向に貫通し、前記燃焼器に導入前の燃料を流す燃料管路と、
を備え、前記冷却空気を前記ケーシング上端側から前記加温手段へと流すことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの氷結防止システム。
【請求項４】
前記加温手段は、前記外気が所定温度よりも高い場合に、前記冷却空気を前記圧縮機の吸気側以外へと送るように、前記冷却空気の流路を切り換える流路切換手段を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のガスタービンの氷結防止システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の吸気側が氷結することを防止する、ガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンを用いた発電は、従来の汽力発電等と比べて小型で大きな出力が得られ、また複合発電システムを構成することにより効率を非常に高くできるので、コンバインドサイクル発電プラント（Ｃ／Ｃプラント）の動力源等として、広く用いられている。
図４に示すガスタービン１０１は、圧縮機１１１と燃焼器１１２とタービン１１３とを備え、圧縮機１１１の回転部とタービン１１３の回転部とが回転軸ｒで連結されて一体となって回転し、回転軸ｒに連結された発電機（図示省略）により発電する構成となっている。すなわち、圧縮機１１１吸気側に設けられた吸気フィルター１１１ｆで外気をフィルタリングした後に圧縮機１１１に吸気し、連続的に圧縮して燃焼器１１２に送り、この圧縮空気と燃料とを燃焼器１１２内で混合・燃焼させて、高温・高圧の燃焼ガスを生成する。そして、この燃焼ガスによりタービン１１３の回転部を高速回転させて、発電機で電力を発生させる。これとともに、一体となっている圧縮機１１１の回転部も回転されるので、外気（空気）を連続的に吸入・圧縮するとともに、連続的に発電することができるようになっている。タービン１１３からの排ガスは、排ガス流路１１３ｅを経てボイラ等に送られて、蒸気タービン発電に利用される。
【０００３】
タービン１１３は、運転中は常に高温に晒されているので、耐久性を向上させるために冷却することが好ましい。通常は、圧縮機の排気側から圧縮空気の一部を抽気し、タービン１１３の冷却に適した温度まで冷却した後に、タービン冷却用空気としてタービン１１３の静翼内あるいは動翼内に送り、翼内からタービン１１３を冷却する。一方、燃焼器１１２に導入する燃料は、高温であればそれだけ燃焼効率が向上するので、燃焼器１１２に導入する前になるべく高温としておくことが好ましい。
【０００４】
こうしたことから、高温となっている圧縮空気と、常温である燃料とを熱交換させることのできる、ＴＣＡ（タービン・クーリング・エア）クーラーと称する熱交換器の一種を、ガスタービンに付設して用いることが多い。図４に示すように、このＴＣＡクーラー１０２は、圧縮機１１１排気側から抽気された圧縮空気の一部を流す圧縮空気管路１２３と、燃料を流す燃料管路１２４とを、ケーシング１２１内に備えるとともに、ケーシング１２１内に冷却空気を送る送風ファン１２２を備えた構成となっている。すなわち、送風ファン１２２からの冷却空気を熱媒として、圧縮機１１１の排気側から抽気された圧縮空気を間接冷却した後、燃焼器１１２に導入される前の燃料を間接加熱して、圧縮空気と燃料とを熱交換させるものである。このような熱交換を行うことは、タービン１１３の耐久性を向上させるのみならず、ガスタービン１０１の出力や効率を向上させるためにも、非常に好適であるといえる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたガスタービンを、外気温度が氷点下となった状態で運転すると、圧縮機の吸気側で空気中の水分が氷結して、管路内壁面等に氷が付着・成長する、いわゆるアイシング現象が発生してしまうことがある。アイシング現象が発生すると、十分な吸気量が確保出来ずに出力や効率が低下してしまうばかりでなく、ガスタービンの耐久性・信頼性を低下させてしまうおそれもある。すなわち、氷が飛散して圧縮機の翼のうち前段側を損傷・欠損させて、その損傷・欠損が後段側の翼へと連鎖的に伝播していき、圧縮機全体が損傷してしまうことがある。そのため、氷点下での運転時には、タービン吸気側の氷結を防止することが必要になる。
【０００６】
図４に示すように、従来は、圧縮機１１１の排気側に、ＴＣＡクーラー１０２への抽気流路１１１ａとは別系統の抽気流路１１１ｂを設けて、抽気した圧縮空気を吸気用フィルター１１１ｆに送って加温することにより、氷結防止を図っていた。すなわち圧縮空気を、ＴＣＡクーラー１０２にのみならず吸気用フィルター１１１ｆにも送らなければならないため、燃焼器１１２に送ることのできる圧縮空気の量が限られてしまい、ガスタービン１０１の運転時における出力、効率とも低下してしまう。このため、冬季等の外気温度が氷点下となる場合においては、出力、効率ともに低下した状態で運転せざるを得なかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で効率よく氷結防止を図り、氷点下時においても低コストでガスタービンの出力、効率を向上させて運転することのできる、ガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、外気を吸気して圧縮空気とする圧縮機と、前記圧縮空気と燃料とを混合燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより回転部を高速回転させるタービンとを備えたガスタービンの、前記圧縮機の吸気側の氷結を防止する方法であって、前記圧縮機から排気された圧縮空気のうちから一部を前記タービンの冷却に供するために抽気し、該圧縮空気を前記タービンの冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、該間接冷却後の加熱された前記冷却空気で、前記燃焼器に導入前の燃料を間接加熱し、該間接加熱後の余熱を含んだ前記冷却空気を、前記外気が所定温度以下となった場合に前記圧縮機の吸気側に送り、該吸気側を加温することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、外気を吸気して圧縮空気とする圧縮機と、前記圧縮空気と燃料とを混合燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより回転部を高速回転させるタービンとを備えたガスタービンの、前記圧縮機の吸気側の氷結を防止するシステムであって、前記圧縮機から排気された圧縮空気のうちから前記タービンの冷却に供するために抽気された一部を、前記タービンの冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、該間接冷却後の加熱された前記冷却空気で、前記燃焼器に導入前の燃料を間接加熱する熱交換手段と、前記外気が所定温度以下となった場合に、前記間接加熱後の余熱を含んだ前記冷却空気を前記熱交換手段から前記圧縮機の吸気側に送り、該吸気側を加温する加温手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このように、圧縮空気と燃料とを熱交換した後の熱媒、つまり余熱を含んだ高温の冷却空気によって、圧縮機の吸気側を加温するようにしているので、これまで廃棄されていた余熱を有効利用して、的確にガスタービンの氷結防止を図ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のガスタービンの氷結防止システムであって、前記熱交換手段は、上下方向に筒状をなして延在するケーシングと、該ケーシング内に下方から上方に向けて冷却空気を流す送風手段と、前記ケーシング内を前記冷却空気の流れ方向と交差する方向に貫通し、前記圧縮機の排気側から一部が抽気された圧縮空気を流す圧縮空気管路と、該圧縮空気管路よりも上方の前記ケーシング内を前記冷却空気の流れ方向と交差する方向に貫通し、前記燃焼器に導入前の燃料を流す燃料管路と、を備え、前記冷却空気を前記ケーシング上端側から前記加温手段へと流すことを特徴とする。
【００１２】
このように、冷却空気をケーシング内の下方から上方へと送り、余熱を含んで高温となった冷却空気をケーシング上端側から熱交換手段外に抜き出すようにしているので、熱ロスを少なくし温度低下を抑制した状態で、高温の冷却空気を圧縮機の吸気側に送って、より的確に氷結防止を図ることができる。
また、熱交換手段の構成を、従来から広く用いられている熱交換器と同様の構成とできるので、従来からの熱交換器に若干の変更を加えるだけで氷結防止システムを構成することができ、構成を簡易なものとしながらも、的確に氷結防止を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のガスタービンの氷結防止システムであって、前記加温手段は、前記外気が所定温度よりも高い場合に、前記冷却空気を前記圧縮機の吸気側以外へと送るように流路を切り換える流路切換手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
このように、冷却空気の流路を切り換えられるようにしているので、圧縮機の吸気側が氷結するおそれがある場合にのみ、冷却空気を吸気側へと送風し、氷結するおそれが殆ど無い場合には、吸気側への冷却空気の送風を停止させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムの実施の形態について、図１乃至図３を用いて説明する。図１に示すガスタービン１は、蒸気タービン等とを組み合わされて、コンバインドサイクル発電プラント（Ｃ／Ｃプラント）を構成している。なおこの図においては、蒸気タービン等や発電機の図示は省略している。
【００１６】
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３とを備えた構成となっている。圧縮機１１の回転部とタービン１３の回転部とは回転軸ｒによって連結されており、一体となって回転される。この回転軸ｒには、図示しない発電機が連結されており、回転動力により電力を発生することができるようになっている。このガスタービン１には、後述するように、圧縮機１１の吸気側の氷結を防止するための氷結防止システム２が設けられている。
【００１７】
圧縮機１１は、吸入した空気（外気）を連続的に圧縮し、この圧縮空気の大部分を燃焼器１２に送るものである。この圧縮機１１の吸気側には吸気フィルター１１ｆが設けられており、吸入した外気をフィルタリングして塵埃等を除去した後に、圧縮機１１に送るようになっている。吸入された空気は、連続的に圧縮され、高温・高圧の圧縮空気とされて、燃焼器１２側へと排気される。
また燃焼器１２は、圧縮空気と燃料とを混合・燃焼させて高温高圧の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスをタービン１３へと送るものである。タービン１３の回転部は燃焼ガスによって高速回転され、一体となっている圧縮機１１及び発電機の回転部も回転され、空気を連続的に吸入することができるとともに、連続的に発電することができる。
【００１８】
タービン１３からの排ガスは、排ガス流路１３ｅを経て、ボイラの一種としてのＨＲＳＧ（Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｌｙ　Ｓｔｅａｍ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）３に送られて、蒸気を生成させるために利用される。ＨＲＳＧ３で生成された蒸気は、蒸気タービン発電等に利用される（図示省略）。
【００１９】
圧縮機１１から排気された高温・高圧となった圧縮空気は、その大部分が燃焼器１２に送られるが、一部は、タービン１３の冷却に供するために抽気流路１１ａから抽気される。この抽気された圧縮空気は、氷結防止システム２によって冷却され、タービン１３の冷却に適した温度まで冷却された後に、タービン冷却空気として抽気流路１３ａを経てタービン１３へと送られるようになっている。
【００２０】
タービン１３は、図示は省略するが、回転軸ｒの周囲から外方に向けて突出する多数の動翼と、略円筒形状をなすエンジンケースから内方に向けて突出する多数の静翼とを備えている。回転軸ｒ及び動翼は、ケーシング及び静翼に対して回転する、タービン１３の回転部である。これら動翼あるいは静翼の内部には、抽気流路１３ａを経て送られてきたタービン冷却空気を流すための流路が形成されており、翼内からタービン１３を冷却することができるようになっている。
【００２１】
氷結防止システム２は、ＴＣＡクーラー部（熱交換手段）２０と、吸気側加温部（加温手段）３０とを備えており、ＴＣＡクーラー部２０から排出された空気（冷却空気）を、圧縮機１１の吸気側の吸気フィルター１１ｆに送って、氷結防止を図るものである。
【００２２】
ＴＣＡクーラー部２０は、ケーシング２１と、送風ファン（送風手段）２２と、ケーシング２１に一体に設けられた圧縮空気管路２３及び燃料管路２４と、を備えており、従来例におけるＴＣＡクーラーと略同一の構成となっている。
また、吸気側加温部３０は、ＴＣＡクーラー部２０の上端側と連通して設けられており、送風ダクト３１と、排出ダクト３２と、ＴＣＡクーラー部２０からの冷却空気の流路を、送風ダクト３１と排出ダクト３２との間で切り換える流路切換手段と、を備えている。なお図２においては、流路切換手段の一例として、バルブ３１ｖ，３２ｖを示している。
【００２３】
送風ダクト３１は、ＴＣＡクーラー部２０上端側から排出された冷却空気を圧縮機１１吸気側に送って、吸気用フィルター１１ｆに吹き付けるための流路であり、その途中には送風ファン３１ｆが設けられている。また排出ダクト３２は、送風ダクト３１から分岐して、冷却空気を系外である大気中に排出する流路である。バルブ３１ｖは、送風ダクト３１を開閉するものであり、またバルブ３２ｖは、排出ダクト３２を開閉するものである。すなわち、バルブ３１ｖ，３２ｖを操作することによって、ＴＣＡクーラー部２０上端側から排気された冷却空気を、吸気用フィルター１１ｆに送るか、または大気中に排出するかを、適宜切り換えることができる。
【００２４】
こうした氷結防止システム２の好ましい具体例を、図２（ａ）及び（ｂ）に示す。この例においては、図１における構成要素と比較して、バルブ３１ｖ，３２ｖと同等の機能を担保する開閉蓋３５を備えている点のみが異なっている。そのため、図１において示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳しい説明は省略することとする。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、ケーシング２１は、上下方向に筒状をなして延在するもので、送風ファン２２からの冷却空気を流すための、風洞としての機能を有している。このケーシング２１の上端側及び下端側は各々開口しており、上端側は、吸気側加温部３０の後述する送風ダクト（冷却空気の流路）３１に連なっている。
送風ファン２２は、ケーシング２１の直下部に設置されており、モーターＭによって回転されて、外気を上方へと送るように動作する。すなわち、直上部に位置するケーシング２１内に外気を取り入れ、この外気を下方から上方に向けて冷却空気として流すものである。
【００２６】
ケーシング２１には、略水平方向、すなわち冷却空気の流れ方向と交差する方向に、ケーシング２１内を各々貫通する、圧縮空気管路２３と燃料管路２４が設けられている。燃料管路２４は、ケーシング２１内において、圧縮空気管路２３よりも上側に設けられている。
【００２７】
圧縮空気管路２３は、多数の伝熱管からなる管群により構成されており、その一端側は、圧縮機１１の排気側からの抽気流路１１ａに、他端側は、タービン１３へと至る抽気流路１３ａに、各々接続されている。すなわちこの圧縮空気管路２３は、圧縮機１１の排気側から抽気された圧縮空気をタービン１３へと送るための流路途中に設けられている。高温・高圧となっている圧縮空気は、この圧縮空気管路２３内を流れることで、送風ファン２２からの冷却空気によって間接冷却された後、タービン１３に送られるようになっている。なお、圧縮空気管路２３の各々の伝熱管には、ケーシング２１内を流れる熱媒としての冷却空気との間で伝熱性能を高めるために、多数のフィンが形成されている。
【００２８】
燃料管路２４は、多数の伝熱管からなる管群により構成されており、その一端側は、図示しない燃料タンク等の燃料貯蔵手段からの燃料流路ｇに、他端側は、燃焼器１２へと至る燃料流路１２ｇに、各々接続されている。すなわちこの燃料管路２４は、燃料貯蔵手段からの燃料を燃焼器１２に送るための流路途中に設けられている。常温の燃料は、この燃料管路２４内を流れることで、下方から流れてくる冷却空気によって間接加熱された後に、燃焼器１２に送られるようになっている。なお、燃料管路２４の各々の伝熱管にも、ケーシング２１内を流れる熱媒としての冷却空気との間で伝熱性能を高めるために、多数のフィンが形成されている。
【００２９】
これら冷却空気管路２３と燃料管路２４とは、互いに略平行となるように設けられており、且つ、互いの入側と出側とが相対する位置となるようにされている。すなわち、圧縮空気が図２中左側から右側へと流れるならば、燃料は、右側から左側へと流れる。このように、圧縮空気と燃料とは互いに向流となって、冷却空気を熱媒として、互いに高効率で熱交換できるようになっている。
【００３０】
圧縮空気管路２３には、圧縮機１１から抽気された４００℃程度の圧縮空気が、抽気流路１１ａを経て送られてくるが、送風ファン２２からの風量を調節することにより、タービン１３の冷却に適した温度である２００℃程度にまで冷却される。一方、圧縮空気管路２３の位置を通過した冷却空気は、圧縮空気を冷却することで、すなわち圧縮空気の熱を吸収することで、３００℃程度まで昇温されて、次に燃料管路２４の位置を通過する。この昇温された冷却空気によって、常温であった燃料は２００℃程度まで加熱され、燃焼器１２へと送られる。
【００３１】
このようにＴＣＡクーラー部２０においては、送風ファン２２から送風される冷却空気を熱媒として、圧縮機１１の排気側から抽気された圧縮空気を間接冷却した後、燃焼器１２に導入される前の燃料を間接加熱することで、圧縮空気と燃料とを熱交換させる。燃料加熱後の冷却空気は、ＴＣＡクーラー部２０上端側から排出されるが、この冷却空気はまだ余熱を含んでおり、通常は１００℃以上の温度を有している。
【００３２】
開閉蓋３５は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、支軸３５ｒによって吸気側加温部３０内に回動可能に設けられており、図示しないアクチュエータによって回動されて、ＴＣＡクーラー部２０の上方を開閉するように動作するものである。この開閉蓋３５が閉じた状態を図２（ａ）に、開いた状態を図２（ｂ）に、各々示す。前者は、圧縮機１１吸気側の氷結を防止する必要がある場合における氷結防止システム２の運転モード（氷結防止運転モード）であり、後者は、その必要がない場合における氷結防止システム２の運転モード（通常運転モード）である。
【００３３】
外気温度が例えば０℃以下で、氷結するおそれがある場合には、図２（ａ）に示すように、排出ダクト３２側への流路は閉じ、送風ダクト３１側への流路は通じているので、ＴＣＡクーラー部２０から上方へと排出された冷却空気は、ほぼ全量が図中左側の送風ダクト３１へと送られる。そして、途中に設けられた送風ファン３１ｆを作動させて強制的に送風されることにより、余熱を含んだ冷却空気は、圧縮機１１吸気側に設けられた吸気用フィルター１１ｆに吹き付けられる。すなわち吸気フィルター１１ｆは、氷点下である外気と高温である冷却空気とを同時に吸気するので、圧縮機１１吸気側は加温され、０℃よりも高い温度となって、圧縮機１１の吸気側の氷結を防止することができる。なお、吸気フィルター１１ｆへの冷却空気の吹き付け量等は、送風ファン３１ｆの回転数を制御する等して、圧縮機１１へと吸気される空気の温度が０℃よりも高くなるように適宜調節される。
【００３４】
一方図２（ｂ）に示すように、外気温度が例えば０℃よりも高く、氷結するおそれが殆ど無い場合には、排出ダクト３２側への流路が通じているので、ＴＣＡクーラー部２０から上方へと排出された冷却空気は、ほぼ全量が図中上方の排出ダクト３２へと送られ、系外へと排出される。なお、送風ダクト３１側への流路も通じてはいるが、送風ファン３１ｆを停止させておけば、余熱を含んだ圧縮機１１吸気側まで流れていくことは殆どなく、吸気用フィルター１１ｆは加温されない。すなわちこの場合には、吸気用フィルター１１ｆや圧縮機１１が必要以上に加熱されることが防止される。
【００３５】
このように、開閉蓋３５を開閉することによって、ＴＣＡクーラー部２０からの、余熱を含んだ冷却空気の流路を切り換えることができる。すなわち開閉蓋３５は、図１に示したバルブ３１ｖ，３２ｖと同様の、流路切換手段としての機能を有している。
【００３６】
このような氷結防止システム２を備えたガスタービン１を用いたＣ／Ｃプラント（本発明）と、従来例におけるガスタービンを用いたＣ／Ｃプラント（従来例）との、グロスヒートレートの比較を図３に示す。この図から明らかなように、外気温度が０℃以下の場合におけるグロスヒートレートは、本発明の方が低下している。すなわち、氷点下における出力及び効率が、ともに向上している。
【００３７】
本実施形態に係るガスタービン１の氷結防止方法においては、圧縮機１１から排気された圧縮空気のうちから一部をタービン１３の冷却に供するために抽気し、この圧縮空気をタービン１３の冷却に供する前に冷却空気によって間接冷却するとともに、間接冷却後の加熱された冷却空気で、燃焼器１２に導入前の燃料を間接加熱し、この間接加熱後の余熱を含んだ冷却空気を、外気が所定温度以下、例えば０℃以下となった場合に、圧縮機１１の吸気側の吸気用フィルター１１ｆに送り、この吸気フィルター１１ｆを加温するようにしている。このため、廃熱を有効利用して効率よく冷却防止を図ることができるので、従来のように多量の圧縮空気を抽気する必要がなく、冬季等の氷点下時での運転においても出力・効率を向上させることができる。これにより、ガスタービン１の運転コストを低廉なものとすることができ、より高い効率で発電を行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態に係るガスタービン１の氷結防止システム２においては、ＴＣＡクーラー部２０と吸気側加温部３０とを備えるとともに、ＴＣＡクーラー部２０は、上下方向に筒状をなして延在するケーシング２１と、ケーシング２１内に下方から上方に向けて冷却空気を流す送風ファン２２と、ケーシング２１内を略水平方向に貫通し、圧縮機１１の排気側から一部が抽気された圧縮空気を流す圧縮空気管路２３と、圧縮空気管路２３よりも上方のケーシング２１内を略水平方向に貫通し、燃焼器１２に導入前の燃料を流す燃料管路２４と、を備え、冷却空気をケーシング２１上端側から吸気側加温部３０へと流すようにしている。このため、熱ロスを少なくし温度低下を抑制した状態で、高温の冷却空気を圧縮機の吸気側に送って、より的確に氷結防止を図ることができる。
また、従来から広く用いられているＴＣＡクーラーと同様の構成としたＴＣＡクーラー部２０に、吸気側加温部３０を付加した構成としているので、従来からのＴＣＡクーラー２０に若干の変更を加えるだけで氷結防止システムを構成することができる。そのため、構成を簡易なものとして製造コストを低廉なものとするとともに、低廉な運転コストで的確に氷結防止を図ることができる。
【００３９】
更に、吸気側加温部３０は、外気温度が例えば０℃といった所定温度よりも高い場合に、冷却空気を系外へと排出するように流路を切り換える開閉蓋３５を備えるようにしている。このように、氷結を防止する必要がない場合には、冷却空気を圧縮機１１の吸気側以外へと送るように流路を切り換えられるようにしているので、冷却空気を吸気側へと送風し、氷結するおそれが殆ど無い場合には、吸気側への送風を停止させることができる。これにより、吸気用フィルター１１ｆや圧縮機１１が必要以上に加熱されることが防止され、圧縮機１１を運転条件に適した状態に維持することができるので、ガスタービン１の信頼性・耐久性をより高めることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムによれば、上記の如き構成を採用しているので、簡易な構成で効率よく氷結防止を図り、氷点下時においても低コストでガスタービンの出力、効率を向上させて運転することのできる、ガスタービンの氷結防止方法及び氷結防止システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスタービンの氷結防止システムの一実施形態を示す系統図である。
【図２】図１における氷結防止システムの具体例を示す図であって、（ａ）は氷結防止運転モードを、（ｂ）は通常運転モードを、各々示す概略構成図である。
【図３】本発明と従来例とのグロスヒートレートを比較するグラフ図である。
【図４】従来におけるガスタービンの氷結防止方法の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１　ガスタービン
２　氷結防止システム
１１　圧縮機
１１ｆ　吸気フィルター
１２　燃焼器
１３　タービン
２０　ＴＣＡクーラー部（熱交換手段）
２１　ケーシング
２２　送風ファン（送風手段）
２３　圧縮空気管路
２４　燃料管路
３０　吸気側加温部（加温手段）
３１　送風ダクト（冷却空気の流路）
３２　排出ダクト（冷却空気の流路）
３１ｖ，３２ｖ　バルブ（流路切換手段）
３５　開閉蓋（流路切換手段）
【図１】
2004027874.tif 000003
【図２】
2004027874.tif 000004
【図３】
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【図４】
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