(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンに高温高圧のガスを供給する燃焼器と、ガスタービンから排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、廃熱回収ボイラを通過した排ガスを大気へ排出する排出部とを備えたガスタービン発電設備において、
上記ガスタービンと廃熱回収ボイラとの間に、ガスタービンから排出された排ガスを大気圧未満に下げる低圧タービンが設けられ、
上記廃熱回収ボイラと排出部との間に、排ガスを大気圧まで加圧する低圧圧縮機が設けられ、
上記廃熱回収ボイラと低圧圧縮機との間に、排ガス中に含まれる蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器が設けられ、
上記凝縮器に、冷媒が循環する循環経路を接続し、
上記循環経路に、冷媒を循環させるポンプが設けられており、
ガスタービンから低圧タービンを通って廃熱回収ボイラへ通じる上流側主経路と、ガスタービンから上記低圧タービンをバイパスして廃熱回収ボイラへ通じる上流側バイパス経路と、排ガスの流れを上流側主経路と上流側バイパス経路とのいずれかに切り換える上流側切換弁と、廃熱回収ボイラから低圧圧縮機を通って排出部へ通じる下流側主経路と、廃熱回収ボイラから低圧圧縮機をバイパスして排出部へ通じる下流側バイパス経路と、排ガスの流れを下流側主経路と下流側バイパス経路とのいずれかに切り換える下流側切換弁とが設けられたことを特徴とするガスタービン発電設備。
【請求項２】
廃熱回収ボイラへ水を供給する給水経路が設けられ、
凝縮器で蒸気から液化した水を回収して上記給水経路へ送る回収経路が形成され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発電設備。
【請求項３】
凝縮器に供給される冷媒を冷却する冷凍器が設けられ、
廃熱回収ボイラで発生した蒸気の一部が上記冷媒を気化させるための加熱源として用いられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスタービン発電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温高圧のガスを用いてタービンを回し、発電を行うガスタービン発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のガスタービン発電設備としては、例えば図６に示すように、高温高圧のガスを発生させる燃焼器６０と、ガスタービン６１と、ガスタービン６１から排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラ６２と、廃熱回収ボイラ６２を通過した排ガスを大気中へ排出する煙突６３とが備えられている。上記ガスタービン６１で発生した動力の一部は、燃焼器６０へ空気を供給する空気圧縮機６４を駆動するのに用いられ、残りの動力で発電機６５を駆動して発電を行っている。
【０００３】
上記ガスタービン６１の排出側から廃熱回収ボイラ６２の入口側に通じる上流側経路６６と、廃熱回収ボイラ６２の出口側から煙突６３に通じる下流側経路６７とが設けられている。また、上記上流側経路６６の途中から分岐して廃熱回収ボイラ６２をバイパス（迂回）し下流側経路６７の途中に合流するバイパス経路６８が設けられている。このバイパス経路６８には、バイパス経路６８を流れる排ガスの流量を調整する調整弁６９が設けられている。さらに、廃熱回収ボイラ６２で得られる蒸気を上記燃焼器６０内へ噴射する噴射経路７０が設けられている。
【０００４】
これによると、ガスタービン６１は、燃焼器６０で発生した高温高圧のガスと噴射経路７０から燃焼器６０内へ噴射された蒸気とによって回転し、発電が行われる。上記ガスタービン６１から排出された排ガスは、上流側経路６６を通り、廃熱回収ボイラ６２によって廃熱を回収された後、下流側経路６７を通って煙突６３から大気中へ排出される。
【０００５】
上記のように噴射経路７０から燃焼器６０内へ蒸気を投入しているため、排ガス中には多量の蒸気が含まれており、冬季等の外気温度が低いと、排ガスが急激に冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が凝縮するため、煙突６３で白煙が発生する場合がある。この白煙は通常無害であるが景観上好ましくない。
【０００６】
そこで、上流側経路６６を流れる排ガスの一部をバイパス経路６８へ分流させることにより、このバイパス経路６８を通って下流側経路６７に流れ込んだ排ガスと廃熱回収ボイラ６２を通って下流側経路６７に流れ込んだ排ガスとが混合される。この際、バイパス経路６８を通って下流側経路６７に流れ込んだ排ガスは廃熱回収ボイラ６２を通って下流側経路６７に流れ込んだ排ガスよりも高温であるため、下流側経路６７内の排ガスの温度が上昇し、排ガスの相対湿度が低下し、これによって白煙の発生を防止している。
【０００７】
また、上記のものとは別の従来例として、図７に示すように、下流側経路６７の途中に凝縮器７５と加熱器７６とを設けたものがある。凝縮器７５と加熱器７６との間には、冷却水（冷媒）を循環させる循環経路７７が形成され、この循環経路７７には冷却水ポンプ７８が設けられている。
【０００８】
これによると、廃熱回収ボイラ６２から排出された排ガスは凝縮器７５で冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が水になって除去されるため、排ガスの絶対湿度が低下する。その後、排ガスは、凝縮器７５の下流側に設けられた加熱器７６で加熱され、これによって白煙の発生を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図６に示したガスタービン発電設備７１においては、上流側経路６６から廃熱回収ボイラ６２へ供給される排ガスの量は、上流側経路６６からバイパス経路６８へ流れる分だけ減少することになる。したがって、廃熱回収ボイラ６２で発生する蒸気の量も減少し、これに応じて、噴射経路７０から燃焼器６０内へ噴射される蒸気の量も減少してしまうため、ガスタービン６１による発電出力が低下してしまうといった問題がある。
【００１０】
また、図７に示したガスタービン発電設備７９においては、廃熱回収ボイラ６２から排出された排ガス中に含まれる蒸気を凝縮器７５で十分に除去するためには、冷却水（冷媒）を循環経路７７に沿って循環させるのに大きな動力が必要であり、その結果、冷却水ポンプ７８の消費電力が増大し、その分、発電設備としては総発電出力が低下してしまうといった問題がある。
【００１１】
本発明は、タービンからの排ガスを大気中に排出する際、白煙の発生を防止することが可能であり、さらに、発電出力の低下を防止することが可能なガスタービン発電設備を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本第１発明は、ガスタービンに高温高圧のガスを供給する燃焼器と、ガスタービンから排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、廃熱回収ボイラを通過した排ガスを大気へ排出する排出部とを備えたガスタービン発電設備において、
上記ガスタービンと廃熱回収ボイラとの間に、ガスタービンから排出された排ガスを大気圧未満に下げる低圧タービンが設けられ、
上記廃熱回収ボイラと排出部との間に、排ガスを大気圧まで加圧する低圧圧縮機が設けられ、
上記廃熱回収ボイラと低圧圧縮機との間に、排ガス中に含まれる蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器が設けられ、
上記凝縮器に、冷媒が循環する循環経路を接続し、
上記循環経路に、冷媒を循環させるポンプが設けられており、
ガスタービンから低圧タービンを通って廃熱回収ボイラへ通じる上流側主経路と、ガスタービンから上記低圧タービンをバイパスして廃熱回収ボイラへ通じる上流側バイパス経路と、排ガスの流れを上流側主経路と上流側バイパス経路とのいずれかに切り換える上流側切換弁と、廃熱回収ボイラから低圧圧縮機を通って排出部へ通じる下流側主経路と、廃熱回収ボイラから低圧圧縮機をバイパスして排出部へ通じる下流側バイパス経路と、排ガスの流れを下流側主経路と下流側バイパス経路とのいずれかに切り換える下流側切換弁とが設けられたものである。
【００１３】
これによると、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧タービンによって大気圧未満の圧力に下げられ、その後、廃熱回収ボイラにおいて廃熱を回収され、廃熱回収ボイラから排出されて凝縮器によって冷却され、その後、低圧圧縮機によって大気圧まで加圧され、この状態で排出部から大気中へ排出される。
【００１４】
このように、排ガスは、低圧タービンと低圧圧縮機との間の経路において大気圧未満の圧力に下げられており、さらに、凝縮器によって冷却されて温度が低下するため、排ガスの飽和蒸気圧が下がり、これにともなって、排ガス中に含まれる蒸気の量が減少し、排ガス中の蒸気が凝縮器で凝縮されて水になり除去される。したがって、白煙の原因となる排ガス中の蒸気の量が減少することにより、白煙の発生を防止することができる。
【００１５】
また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガスが低圧圧縮機によって大気圧まで加圧される際、排ガスは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して排ガスの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが排出部から排出される。これにより、白煙の発生をより一層防止することができる。
【００１６】
さらに、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧タービンを通って、全て廃熱回収ボイラへ供給されるため、従来（図６参照）のように廃熱回収ボイラへ供給される排ガスの量が減少することはない。したがって、廃熱回収ボイラで発生する蒸気の量が減少することはなく、廃熱回収ボイラで得られる蒸気を燃焼器内へ噴射する場合でも、燃焼器内へ噴射される蒸気の量が減少することはない。これにより、ガスタービンによる発電出力の低下を防止することができる。
【００１８】
また、発電設備を起動させた直後で負荷（運転状態）が不安定な場合、上流側切換弁を上流側バイパス経路に切り換えるとともに、下流側切換弁を下流側バイパス経路に切り換える。これにより、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧タービンをバイパス（迂回）して廃熱回収ボイラへ供給され、その後、廃熱回収ボイラから凝縮器を通り、凝縮器から低圧圧縮機をバイパス（迂回）して排出部へ流れ、排出部から大気中へ排出される。
【００１９】
その後、負荷（運転状態）が安定した場合、上流側切換弁を上流側主経路に切り換えるとともに、下流側切換弁を下流側主経路に切り換える。これにより、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧タービンを通って廃熱回収ボイラへ供給され、その後、廃熱回収ボイラから凝縮器を通り、凝縮器から低圧圧縮機を通って排出部へ流れ、排出部から大気中へ排出される。これにより、白煙の発生を防止することができる。
【００２０】
また、本第２発明は、廃熱回収ボイラへ水を供給する給水経路が設けられ、
凝縮器で蒸気から液化した水を回収して上記給水経路へ送る回収経路が形成されているものである。
【００２１】
これによると、排ガスが凝縮器で冷却されることによって、排ガス中に含まれる蒸気が水になり、この水は、回収経路を通って給水経路へ送られ、給水経路から廃熱回収ボイラへ供給される。したがって、上記凝縮器において発生した水を、廃棄することなく、廃熱回収ボイラへの給水として有効に利用することができる。
【００２２】
また、本第３発明は、凝縮器に供給される冷媒を冷却する冷凍器が設けられ、
廃熱回収ボイラで発生した蒸気の一部が上記冷媒を気化させるための加熱源として用いられるものである。
【００２３】
これによると、冷媒が凝縮器に供給されることによって、廃熱回収ボイラから排出された排ガスは凝縮器によって冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が水になる。尚、上記冷媒は、廃熱回収ボイラで発生した蒸気の一部によって加熱されて気化し、その後、放熱器で放熱されて液化する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、１はガスタービン発電設備であり、高温高圧のガスを発生させてガスタービン２へ供給する燃焼器３と、ガスタービン２から排出された排ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラ４と、廃熱回収ボイラ４を通過した排ガスを大気中へ排出する煙突５（排出部の一例）とが備えられている。上記ガスタービン２で発生した動力の一部は、燃焼器３へ空気を供給する空気圧縮機６を駆動するのに用いられ、残りの動力で発電機７を駆動して発電を行うように構成されている。
【００２５】
上記ガスタービン２の排出側と廃熱回収ボイラ４の入口側との間には、ガスタービン２から排出された排ガスを膨張させて大気圧未満まで下げる低圧タービン８が設けられている。また、廃熱回収ボイラ４の出口側と煙突５との間には、排ガス中に含まれる蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器１０と、排ガスを大気圧まで加圧する低圧圧縮機１１とが設けられている。尚、低圧圧縮機１１は、電動機２７で駆動され、上記凝縮器１０よりも下流側に配置されている。
【００２６】
また、上記廃熱回収ボイラ４は、飽和蒸気を加熱して過熱蒸気とする過熱器１２と、蒸発器１３と、給水を予熱する節炭器１４とで構成されている。さらに、上記過熱器１２で得られる過熱蒸気を上記燃焼器３内へ噴射する噴射経路１５が設けられている。
【００２７】
また、ガスタービン発電設備１には、ガスタービン２から低圧タービン８を通って廃熱回収ボイラ４の入口側へ通じる上流側主経路１７と、ガスタービン２から上記低圧タービン８をバイパス（迂回）して廃熱回収ボイラ４の入口側へ通じる上流側バイパス経路１８と、凝縮器１０から低圧圧縮機１１を通って煙突５へ通じる下流側主経路１９と、凝縮器１０から低圧圧縮機１１をバイパス（迂回）して煙突５へ通じる下流側バイパス経路２０とが設けられている。上記上流側主経路１７と上流側バイパス経路１８と下流側主経路１９と下流側バイパス経路２０とにはそれぞれ、開閉自在な一方の上流側切換弁２２と他方の上流側切換弁２３と一方の下流側切換弁２４と他方の下流側切換弁２５とが設けられている。
【００２８】
上記凝縮器１０には、冷却水（冷媒の一例）を凝縮器１０に供給および回収する循環経路２８が接続されている。循環経路２８には、冷却水を循環させるポンプ２９と、冷却水（冷媒）の流量を調節する流量制御弁３０と、熱を放散させて冷却水の温度を下げる放熱器３１とが設けられている。
【００２９】
また、ガスタービン発電設備１には、廃熱回収ボイラ４の節炭器１４へ水を供給する給水経路３３が設けられている。この給水経路３３には水処理装置３４や給水ポンプ３５が設けられている。尚、給水経路３３から節炭器１４へ供給された水は、節炭器１４で予熱された後、蒸発器１３で蒸気となり、その後、過熱器１２で過熱蒸気となって、噴射経路１５から燃焼器３内へ噴射される。
【００３０】
上記凝縮器１０と給水経路３３との間には、凝縮器１０で排ガス中の蒸気から液化した水を回収して給水経路３３へ送る回収経路３６が形成されている。
上記構成における作用を説明する。
【００３１】
発電設備１を起動させた直後で負荷（運転状態）がまだ不安定な場合、一方の上流側切換弁２２を閉じ、他方の上流側切換弁２３を開き、一方の下流側切換弁２４を閉じ、他方の下流側切換弁２５を開く。これにより、上流側バイパス経路１８と下流側バイパス経路２０とが開通するとともに、上流側主経路１７と下流側主経路１９とが遮断される。ガスタービン２から排出された排ガスは、上流側バイパス経路１８を流れ、低圧タービン８をバイパス（迂回）して廃熱回収ボイラ４に供給され、その後、廃熱回収ボイラ４から凝縮器１０を経て下流側バイパス経路２０を流れ、低圧圧縮機１１をバイパス（迂回）して煙突５から大気中に排出される。
【００３２】
その後、負荷（運転状態）が安定した場合、一方の上流側切換弁２２を開き、他方の上流側切換弁２３を閉じ、一方の下流側切換弁２４を開き、他方の下流側切換弁２５を閉じる。これにより、上流側バイパス経路１８と下流側バイパス経路２０とが遮断されるとともに、上流側主経路１７と下流側主経路１９とが開通する。ガスタービン２から排出された排ガスは、上流側主経路１７を流れ、低圧タービン８を通って廃熱回収ボイラ４に供給され、その後、廃熱回収ボイラ４から凝縮器１０を経て下流側主経路１９を流れ、低圧圧縮機１１を通って煙突５から大気中に排出される。
【００３３】
この際、排ガスは、低圧タービン８によって膨張し大気圧未満の圧力まで下げられ、廃熱回収ボイラ４において廃熱を回収された後、凝縮器１０によって冷却されて温度が低下し、その後、低圧圧縮機１１によって大気圧まで加圧される。このように、排ガスは、低圧タービン８と低圧圧縮機１１との間の経路において大気圧未満の圧力に下げられており、さらに、上記凝縮器１０によって冷却されて温度が低下するため、排ガスの飽和蒸気圧が下がり、これにともなって、排ガス中に含まれる蒸気の量も減少し、排ガス中の蒸気が凝縮器１０で凝縮されて水になり除去される。したがって、白煙の原因となる排ガス中の蒸気の量が減少することにより、白煙の発生を防止することができる。
【００３４】
また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガスが低圧圧縮機１１によって大気圧まで加圧される際、排ガスは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して排ガスの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが煙突５から排出される。これにより、白煙の発生をより一層防止することができる。
【００３５】
さらに、ガスタービン２から排出された排ガスは、低圧タービン８を通って、全て廃熱回収ボイラ４へ供給されるため、従来（図６参照）のように廃熱回収ボイラ６２へ供給される排ガスの量が減少することはない。したがって、廃熱回収ボイラ４で発生する蒸気の量が減少することはなく、廃熱回収ボイラ４から噴射経路１５を通って燃焼器３内へ噴射される蒸気の量が減少することはない。これにより、ガスタービン２による発電出力の低下を防止することができる。
【００３６】
また、上記のように、凝縮器１０で排ガス中の蒸気が除去されているため、低圧圧縮機１１を通過する排ガス量は低圧タービン８を通過する排ガス量よりも減少する。このため、低圧タービン８で回収される動力と低圧圧縮機１１を作動させるのに要する所要動力との差は、低圧圧縮機１１を通過する排ガス量が低圧タービン８を通過する排ガス量と同量である場合と比較して、低圧圧縮機１１を作動させるのに要する所要動力が低減するため、その分だけ大きくなる。これにより、発電出力を増加させることができる。
【００３７】
また、上記のようにして凝縮器１０において発生した水（排ガス中の蒸気が液化したもの）は、回収経路３６を通って給水経路３３へ送られ、給水経路３３から廃熱回収ボイラ４へ供給される。これにより、凝縮器１０において発生した水を、廃棄することなく、廃熱回収ボイラ４への給水として有効に利用することができる。
【００３８】
尚、図２に示すグラフは、第１の実施の形態の発電設備１における低圧タービン８の圧力比と発電出力の増加率との関係ならびに低圧タービン８の圧力比と排ガス温度との関係を表したものである。ここで、上記圧力比とは、（低圧タービン８の入口側圧力／低圧タービン８の出口側圧力）で定義される。また、上記発電出力の増加率とは、従来の発電設備において白煙防止用のバイパス経路６８（図６参照）や凝縮器７５（図７参照）を設けていないものの発電出力を基準とした値である。さらに、上記排ガス温度とは、煙突５の出口の排ガスの温度である。
【００３９】
これによると、例えば圧力比が１．８の場合、排ガス温度は白煙発生限界温度Ｔを越えるため、白煙の発生が防止されている。この時、第１の実施の形態の発電設備１の発電出力の増加率は１０５％となり、従来（バイパス経路６８や凝縮器７５を設けていないもの）と比較して、発電出力の低下が防止されている。この際、例えば、低圧タービン８の入口側圧力が１．５気圧の場合、低圧タービン８の出口側圧力が０．８３気圧になる。
【００４０】
さらに、図３に示す表は、第１の実施の形態の発電設備１と、従来の発電設備Ａ，Ｂ，Ｃとを比較したものである。尚、表中において、第１の実施の形態の発電設備１に関する各数値は上記圧力比が１．８の場合のものである。また、従来の発電設備Ｂとは図６に示したものに該当し、従来の発電設備Ｃとは図７に示したものに該当する。さらに、従来の発電設備Ａとは、白煙防止用のバイパス経路６８（図６参照）や凝縮器７５（図７参照）を設けていないものに該当する。また、発生蒸気量とは廃熱回収ボイラ４から発生する蒸気量を示し、水消費量とは廃熱回収ボイラ４へ供給される給水量を示している。
【００４１】
これによると、第１の実施の形態の発電設備１は、従来の発電設備Ａ，Ｂ，Ｃとを比較して、発電出力が高く、総合熱効率も優れている。また、第１の実施の形態の発電設備１において、廃熱回収ボイラ４で発生した蒸気を全て噴射経路１５から燃焼器３内へ噴射した場合、この蒸気は、排ガスと共にガスタービン２→低圧タービン８→廃熱回収ボイラ４を経た後、凝縮器１０において液化して水となり、回収経路３６から給水経路３３に回収される。このようにして回収された水は、上記給水経路３３を通って廃熱回収ボイラ４に供給され、廃熱回収ボイラ４において蒸気となり、再び噴射経路１５から燃焼器３内へ噴射される。このように、給水経路３３から廃熱回収ボイラ４へ供給される水は凝縮器１０と燃焼器３との間を循環するため、水消費量が０となる。
【００４２】
これに対して、従来の発電設備Ａ，Ｂ（図６参照）では、廃熱回収ボイラ６２から排出された排ガス中の蒸気を水にして回収する凝縮器が設けられていないため、廃熱回収ボイラ６２からから発生する蒸気の量だけ、廃熱回収ボイラ４へ供給される水が消費される。尚、従来の発電設備Ｂの発生蒸気量が他と比較して少ないのは、図６に示すように、廃熱回収ボイラ６２へ供給される排ガスの量がバイパス経路６８へ流れる分だけ減少するため、廃熱回収ボイラ６２で発生する蒸気の量も減少することによる。
【００４３】
尚、上記第１の実施の形態では循環経路２８内を循環する冷媒の一例として冷却水を用いたが、フロンやアルコール等を用いてもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態を図４に基づいて説明する。
【００４４】
上記循環経路２８内には冷媒としてフロンやアルコール等が注入されており、さらに、循環経路２８には、凝縮器１０へ供給される冷媒を冷却する冷凍器４５が設けられている。上記冷凍器４５には上記放熱器３１が設けられている。また、廃熱回収ボイラ４の蒸発器１３から上記冷凍器４５へ通じる投入経路４６と、冷凍器４５から給水経路３３へ通じる排出経路４７とが設けられている。
【００４５】
これによると、冷媒がポンプ２９によって循環経路２８を循環し凝縮器１０に供給されることによって、廃熱回収ボイラ４から排出された排ガスは凝縮器１０によって冷却され、排ガス中に含まれる蒸気が水になる。
【００４６】
この際、廃熱回収ボイラ４の蒸発器１３で発生した蒸気の一部は投入経路４６から冷凍器４５へ投入され、投入された蒸気を加熱源として循環経路２８内の冷媒が加熱されて気化し、その後、放熱器３１で放熱され液化する。また、上記投入経路４６から冷凍器４５へ投入された蒸気は、その後、水となって、冷凍器４５から排出され、排出経路４７を経て給水経路３３へ供給される。このように、上記加熱源として廃熱回収ボイラ４で発生した蒸気の一部を利用し、利用後、蒸気から液化した水を、廃棄することなく、廃熱回収ボイラ４への給水として有効に利用することができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施の形態を図５に基づいて説明する。
上記循環経路２８内には冷媒として冷却水が注入されており、上記冷凍器４５と循環経路２８との間に熱交換器４８が設けられている。上記熱交換器４８には、フロンやアルコール等の冷媒が循環する冷媒用循環経路４９が設けられている。これによると、廃熱回収ボイラ４の蒸発器１３で発生した蒸気の一部は投入経路４６から冷凍器４５へ投入され、投入された蒸気を加熱源として冷媒用循環経路４９内の冷媒が加熱されて気化し、その後、放熱器３１で放熱され液化し、循環経路２８内の冷却水を冷やす。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本第１発明によると、排ガスは、低圧タービンと低圧圧縮機との間の経路において大気圧未満の圧力に下げられており、さらに、凝縮器によって冷却されて温度が低下するため、排ガスの飽和蒸気圧が下がり、これにともなって、排ガス中に含まれる蒸気の量が減少し、排ガス中の蒸気が凝縮器で凝縮されて水になり除去される。したがって、白煙の原因となる排ガス中の蒸気の量が減少することにより、白煙の発生を防止することができる。
【００４９】
また、大気圧未満の圧力に下げられた排ガスが低圧圧縮機によって大気圧まで加圧される際、排ガスは断熱圧縮されるため、排ガスの温度が上昇して排ガスの相対湿度が低下し、この状態で排ガスが排出部から排出される。これにより、白煙の発生をより一層防止することができる。
【００５０】
さらに、ガスタービンから排出された排ガスは、低圧タービンを通って、全て廃熱回収ボイラへ供給されるため、廃熱回収ボイラで発生する蒸気の量が減少することはなく、廃熱回収ボイラで得られる蒸気を燃焼器内へ噴射する場合でも、燃焼器内へ噴射される蒸気の量が減少することはない。これにより、ガスタービンによる発電出力の低下を防止することができる。
【００５１】
また、上記のように、凝縮器で排ガス中の蒸気が除去されているため、低圧圧縮機を通過する排ガス量は低圧タービンを通過する排ガス量よりも減少する。このため、低圧タービンで回収される動力と低圧圧縮機を作動させるのに要する所要動力との差は、低圧圧縮機を通過する排ガス量が低圧タービンを通過する排ガス量と同量である場合と比較して、低圧圧縮機を作動させるのに要する所要動力が低減するため、その分だけ大きくなる。これにより、発電出力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるガスタービン発電設備の構成を示す図である。
【図２】同、発電設備の低圧タービンの圧力比と発電出力の増加率ならびに排ガス温度の関係を示すグラフである。
【図３】同、発電設備と従来の発電設備とを比較した図表である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるガスタービン発電設備の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるガスタービン発電設備の構成を示す図である。
【図６】従来のガスタービン発電設備の構成を示す図である。
【図７】従来のガスタービン発電設備の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    ガスタービン発電設備
２    ガスタービン
３    燃焼器
４    廃熱回収ボイラ
５    煙突（排出部）
８    低圧タービン
１０    凝縮器
１１    低圧圧縮機
１７    上流側主経路
１８    上流側バイパス経路
１９    下流側主経路
２０    下流側バイパス経路
２２，２３    上流側切換弁
２４，２５    下流側切換弁
２８    循環経路
２９    ポンプ
３３    給水経路
３６    回収経路
４５    冷凍器
【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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