(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を供給する加水装置とを備えたガスタービン設備であって、
前記加水装置は、圧縮空気の流れ方向から見て前記再生熱交換器の上流に配置され、前記再生熱交換器は、フィン・アンド・チューブ型再生熱交換器、プレート・フィン型再生熱交換器を、圧縮空気の流れ方向からみて上流側から順に直列に接続して構成されていることを特徴とするガスタービン設備。
【請求項２】
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を供給する加水装置とを備えたガスタービン設備であって、
前記再生熱交換器は、プレート・フィン型再生熱交換器、フィン・アンド・チューブ型再生熱交換器を、圧縮空気の流れ方向からみて上流側から順に直列に接続して構成されており、圧縮空気は前記再生熱交換器のプレート・フィン型再生熱交換器とプレート・フィン型再生熱交換器の間で前記加水装置を経由するように構成されていることを特徴とするガスタービン設備。
【請求項３】
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスタービン設備であって、
前記再生熱交換器は、圧縮空気の流れ方向からみて上流側と下流側とに分割して構成され、上流側の再生熱交換器の流路断面積に対して、下流側の再生熱交換器の流路断面積を小さく形成していることを特徴とするガスタービン設備。
【請求項４】
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を噴霧する加水装置とを備えたガスタービン設備であって、
前記再生熱交換器は、前記加水装置によって供給された水分を含む空気とガスタービンから排出された排気ガスとを熱交換するフィン・アンド・チューブ型の第１の再生熱交換器と、該第１の熱交換器で前記排気ガスとの熱交換によって水分を蒸発させた圧縮空気と前記ガスタービンから排出された排気ガスとを熱交換するプレート・フィン型の第２の再生熱交換器とを有することを特徴とするガスタービン設備。
【請求項５】
空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、前記圧縮機の上流側に設置され、該圧縮機の吸気に水を加水する第１の加水装置と、タービン排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部とを熱交換する第１の再生熱交換器と、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気に、該圧縮空気が前記第１の再生熱交換器に供給されるまでにその全てを蒸発させる量の水を加水する第２の加水装置と、前記第１の再生熱交換器で加熱された圧縮空気に水を加水する第３の加水装置と、前記第３の加水装置によって供給された水分を含む空気とタービン排気ガスとを熱交換する第２の再生熱交換器とを有することを特徴とするガスタービン設備。
【請求項６】
前記再生熱交換器は、その一部または全部が複数のブロック状のモジュールの集合で構成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガスタービン設備。
【請求項７】
前記再生熱交換器は、その一部を配管状の熱交換器で構成し、該配管の途中に排水用のドレインを設けたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガスタービン設備。
【請求項８】
前記加水装置は、前記圧縮機の上流側で該圧縮機の吸気に加水する第１の加水装置と、前記圧縮機の出口またはその近傍で前記再生熱交換器に供給する圧縮空気に加水する第２の加水装置と、前記再生熱交換器の入口またはその近傍で該再生熱交換器に供給される圧縮空気に加水する第３の加水装置とを有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のガスタービン設備。
【請求項９】
前記ガスタービン設備は、前記圧縮空気を前記再生熱交換器へ導く流路の一部が、該流路内を流通する圧縮空気の温度よりも高い領域を経由するように設置されたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガスタービン設備。
【請求項１０】
前記ガスタービン設備は、前記圧縮空気を再生熱交換器に導く配管が前記モジュールに隣接、あるいはモジュールの一部として設置されていることを特徴とする請求項６に記載のガスタービン設備。
【請求項１１】
前記ガスタービン設備は、前記圧縮機で圧縮された空気を前記再生熱交換器に供給する流路に、前記加水装置で加水された液滴の蒸発を促進する構造体を設けたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガスタービン設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高湿分空気を燃焼用空気として利用するガスタービン設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加湿空気を用いたガスタービン設備に関する従来技術として、例えば、特公平１−３１０１２号公報や特開平９−２６４１５８号公報には、圧縮機で圧縮してなる圧縮空気と熱回収媒体として用い加熱された液相水とを加湿塔で接触させ、加湿空気（空気／水蒸気の混合物）及び冷却された液相水を得て、加湿空気でタービン排気の熱回収を、また冷却された液相水を熱回収媒体としてタービン排気の熱回収および圧縮機の中間冷却を行い、さらに交換塔（増湿塔）で圧縮空気中に水蒸気として移行した量に当たる液相水を交換塔で得られる冷却された液相水による圧縮機の中間冷却器の後流の冷却媒体として使用し交換塔及び熱回収に供せられる液相中に補給するガスタービンサイクルが開示されている。
【０００３】
また、特公平１−１９０５３号公報には、特公平１−３１０１２号公報や特開平９−２６４１５８号公報に開示された発明のような交換塔（増湿塔）を用いず、圧縮機出口空気に液相水を注入して得た加湿空気（圧縮空気／水／水蒸気の混層混合物）でタービン排気の熱回収またはタービン排気の熱回収と圧縮機の中間冷却とを行い、かつ、該加湿空気の形成に用いる圧縮空気を予め該加湿空気の一部で冷却するガスタービンシステムが開示されている。
【０００４】
また、特開平１１−３２４７１０号公報には、圧縮機から燃焼器へ供給される圧縮空気への加湿方法として、再生熱交換器内に、該再生熱交換器内を流下する圧縮空気に水又は水蒸気を噴霧する噴霧器を配置するガスタービンシステムが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のいずれの従来技術においても、水滴が熱交換器の伝熱面で蒸発することによるスケール（水に溶解している不純物の析出物）の伝熱面固着に対する配慮が十分でなく、長期的には伝熱効率の低下や流路圧損の増加を生ずる可能性があった。
【０００６】
再生熱交換器内部にスケールが固着すると伝熱壁面の熱抵抗が増え、熱通過率が低下し伝熱効率の低下を招いてしまう。また狭隘流路にスケールが固着すると、流路を閉塞してしまうことも考えられる。一般に、低温側と高温側の両方の作動媒体が気体の場合は作動媒体が液体の場合に比べ伝熱効率が悪いため熱交換器が大型化しやすいという傾向がある。そのため、気体間の熱交換器としてはコンパクト熱交換器とも呼ばれる微細な流路で構成されるプレート・フィン型の再生熱交換器が用いられる場合が多い。このようなプレート・フィン型の再生熱交換器を利用して液滴を含む気体を加熱する場合には前記スケールによる目詰まりを回避するため伝熱面間隔を広げる必要があり、熱交換器の温度効率の低下とシステムの大規模化という問題が生ずる可能性があった。さらに、このプレート・フィン型の再生熱交換器の場合、液滴衝突によるエロージョン対策としてプレートの厚みを厚くする必要が生じ、設備が大型化してしまうことになる。
【０００７】
本発明の目的は、水滴によるエロージョン又はスケール生成の問題を軽減し、コンパクトで高効率，高出力なガスタービン設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガスタービン設備は、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼する燃焼器と、該燃焼器で生成する燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービンから排出された排気ガスと前記圧縮機から燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部と熱交換する再生熱交換器と、前記圧縮機の吸気または前記圧縮機で圧縮した圧縮空気に水を供給する加水装置とを備えたガスタービン設備であって、前記再生熱交換器は、伝熱面構造が異なる複数の熱交換器を直列に接続して構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるガスタービンサイクルの系統図を示している。本実施例のガスタービン発電設備は、空気を圧縮して吐出する圧縮機１０と、圧縮機１０で圧縮して得た圧縮空気と燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼器１２と、燃焼器１２で生成された前記燃焼ガスにより駆動されるタービン１４と、タービン１４から排出された排気ガスの熱を利用して圧縮機１０から燃焼器
１２へ供給される前記圧縮空気の全部または一部を加熱する二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８を備えている。ガスタービンの出力軸から動力を得て電気に変換する発電機１６は、図示していない送電系統に接続される。なお、ポンプ等は図示を省略する。
【００１０】
圧縮機１０の上流側には、圧縮機１０に供給される吸気を取り込む吸気室２２が連結されている。例えば、吸気室２２の吸気側（上流側）には、フィルタ２４が設置される吸気フィルタ室２６が配置され、吸気フィルタ室２６の上流側部分にはルーバ２８が配置されている。また吸気室２２には、加水装置４０が設置され、運転条件に合わせて適切な水分が吸気空気に加えられる。そして、圧縮機
１０から吐出された圧縮空気が燃焼器１２に至る経路には加水装置４２，４４が設置され、圧縮空気に水を噴霧する。
【００１１】
加水装置４０としては、例えば、特開平９−２３６０２４号公報に記載された噴霧ノズルを用いることができる。本実施例においては、加水装置４０は圧縮機の入口、例えば第１段静翼、から間隔を置いた吸気室２２内に設置される。なお、図１では、フィルタ室２６内の吸気フィルタ２４の下流に設置したものを図示している。加水装置４０で加水された液状水分のうちの一部または全部は、圧縮機１０へ入るまでに蒸発し、吸気に含まれる熱量を水の蒸発潜熱として奪い、吸気の温度を低下させる。残された液滴のうちの全部または大部分は、圧縮機による空気の昇温に伴い、圧縮機内部で蒸発する。このように、加水装置４０で吸気に噴霧することにより、圧縮される空気の温度を低下させることができるので、圧縮機動力を低減することが可能となり、よってガスタービンの出力を増加させることができる。
【００１２】
圧縮機１０の出口部、またはその近傍位置には加水装置４２が設置される。また、再生熱交換器３６の入口部、またはその近傍位置には加水装置４４が設置される。これらの加水装置４２，４４では、圧縮機１０から導かれる圧縮空気（高温湿り空気）に水を噴霧して、タービンの作動媒体を増加させると共に、空気温度を低下させている。
【００１３】
二相式再生熱交換器３６では、上流の加水装置４２，４４で加えられた水滴と蒸気を含む空気を利用して、ガスタービン排ガスから排熱回収が行われる。また再生熱交換器３８では、加水装置４２，４４で水滴が加えられ、二相式再生熱交換器３６でその水滴が十分に蒸発した気相状態の水分を含む空気を利用して排熱回収が行われる。加水装置４２，４４で水を噴霧することで、二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８に導かれる空気温度が低下するので、二相式再生熱交換器３６および単相式再生熱交換器３８での回収熱量を増やすことができ、熱効率を向上させることが可能となる。
【００１４】
加水装置４０，４２，４４は、導かれる空気に加える水を供給する経路を有する。加水装置４０，４２，４４に水を供給する補給水供給装置４８は、例えば本ガスタービン設備及び関連機器の系外から水を導く形態になっていてもよい。或いは、本ガスタービン設備及び関連機器の系内から水を回収する形態でもよい。又或いは、加水装置４０，４２，４４の何れかが系外からの補給水を利用し、他方が回収水を主に利用するようにしてもよい。空気への加水方法としては、圧縮空気流に対して水滴を噴霧する方式や、圧縮空気の流れる流路に面する構造物に水を供給して圧縮気流と接触させる方式等を使用してもよい。
【００１５】
加水装置４２，４４により加水された圧縮空気は、ガスタービン排ガスを熱源として前記圧縮空気を加熱する二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８に供給される。本実施例では、二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交換器３８は、隔壁３４により一体のパッケージとなっているが、それぞれ独立にパッケージ化されていても良い。また、便宜上、二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交換器３８をそれぞれ独立の再生熱交換器として図示したが、実機上は同一コンポーネントとして統合されていても良い。
【００１６】
二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交換器３８は、圧縮空気に含まれる水分の相状態が異なるだけでなく、それに応じて伝熱面の形状が異なっている。例えば、二相式再生熱交換器３６の伝熱面としてはフィン・アンド・チューブ方式があり、単相式再生熱交換器３８の伝熱面としてはプレート・フィン方式が想定される。前者の方式は、後者に比べ、圧縮空気の通過する流路断面積が大きく、断面形状が円形になっており、水滴の蒸発によるスケール生成による流路の目詰まりの恐れが小さく、チューブ内の洗浄も容易である。
【００１７】
また例えば、二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交換器３８の伝熱面の形状を共にプレート・フィン方式を採用したとしても、二相式再生熱交換器３６のフィン間隔を単相式再生熱交換器３８のフィン間隔よりも広くしても良い。こうすることにより、伝熱面にスケールが固着したとしても、流路の目詰まりは回避することができ、性能劣化を防ぐことができる。
【００１８】
以上のように、二相式再生熱交換器３６と単相式再生熱交換器３８により加熱された圧縮空気は燃焼器１２に供給され、燃料５０を加えられて燃焼し、高温ガスとなった後タービン１４を駆動し、二相式再生熱交換器３６および単相式再生熱交換器３８で圧縮機１０から供給された圧縮空気により排熱回収された後、大気に排出される。
【００１９】
本実施例のように、水滴を含む空気によって排熱回収を行う二相式再生熱交換器３６には、圧縮空気側の流路幅が広い伝熱面形状、例えばフィン・アンド・チューブ方式、を用いることにより、スケール固着による流路の目詰まりを気にすることなく多量水分を蒸発させることができる。また、主として蒸気のみを含む空気によって排熱回収を行う単相式再生熱交換器３８に対しては、圧縮空気側の流路幅が狭い伝熱面形状、例えばプレート・フィン方式、を用いることにより、低温側（圧縮空気側）と高温側（排熱側）の単位長さ当たりの伝熱表面積を増大させることができ、伝熱効率の向上、すなわち高効率でコンパクトな再生熱交換器を構成することができる。
【００２０】
特開平１１−３２４７１０号公報では、再生熱交換器の圧縮空気側に水分を噴霧して、プラント効率を上げる方法が開示されているが、液滴を含む空気で排熱回収をするときの伝熱面の形状に関しては触れられていない。通常、低温側と高温側の両方の作動媒体が主として気体の場合、熱交換器にはプレート・フィン方式の再生熱交換器が用いられる。熱交換器の温度効率とコンパクト性を向上するため、フィン高さおよび間隔の狭い、例えば高さと幅ともに数mm程度の熱交換器を用いた場合、圧縮空気中の水滴の蒸発により伝熱面にスケールが固着し、目詰まりを起こす可能性がある。仮に、フィン高さおよびフィン間隔をスケール固着が問題とならない程度に広げた場合、目詰まりの問題は防げても、伝熱効率の低下と再生熱交換器の大型化は避けられない。本実施例のように、再生熱交換器の低温側作動媒体が通過する流路の流路幅や高さを、その作動媒体中での液滴の有無に応じて変化させることにより、よりコンパクトで、より高効率な再生熱交換器およびガスタービン設備を構成できる。
【００２１】
次に、図１に示す加水装置４０，４２，４４の設置位置と、加水量について説明する。
【００２２】
本実施例のような、圧縮機を出た後の加水された圧縮空気によって排熱回収を行うガスタービン設備の場合、圧縮空気に加えられる水分の量が多いほど、タービン側の出力増大につながり、プラント効率および出力が増大する。そのため、スケール生成やエロージョンの問題を回避し、如何により多くの水分を蒸発させるかが重要である。
【００２３】
空気中に加水された水滴が蒸発するためには、水滴周囲の湿度が飽和に達していないこと、および水滴と空気の接触時間すなわち水滴の滞留時間が十分長いこと等が必要である。空気に蒸発し得る水の量は、空気温度の関数である水の飽和量から決定され、空気温度が高いほど、より多くの水が空気中へ蒸発し得る。二相式再生熱交換器３６，単相式再生熱交換器３８内部で排熱回収を行う水蒸気の量を増加させたい場合、水滴の滞留時間を考えて、一番上流に位置する加水装置４０で多くの水を加水することが考えられるが、圧縮機１０や二相式再生熱交換器３６で昇温される前の空気の飽和蒸気量は少なく、加えられた水の多くは液滴として圧縮機１０内部や二相式再生熱交換器３６までの配管内部を移流することになる。この場合、多くの水分が液滴の状態で移流されることになり、液滴径が適切にコントロールされなければ圧縮機翼や配管部材と衝突してエロージョンや腐食の問題を生ずるため得策でない。
【００２４】
逆に、空気が十分昇温された二相式再生熱交換器３６の出口近くで、多くの水を加水した場合、空気温度が高く飽和蒸気量が多いため蒸発し得る蒸気量は多いが、水滴が二相式再生熱交換器内に滞留している時間が短くなるため、液滴の蒸発が完了する前に二相式再生熱交換器３６から排出されてしまい、蒸気が熱回収に利用される率は低い。
【００２５】
本実施例のように、まず始めに加水装置４０により、圧縮器１０内で蒸発がほぼ完成し得る量の水を加水し、次に加水装置４２により、圧縮機１０後の昇温・昇圧された空気に二相式再生熱交換器３６に流入するまでに蒸発がほぼ完了する分の水を加水し、最後に加水装置４４により、再生熱交換器３６内で蒸発がほぼ完了する分の水を加水することにより、より多くの水を、より上流側で噴霧し、より多くの水蒸気を再生熱交換器３８での熱交換に利用することができる。しかも、液滴として移流される水滴の量を極力抑えているため、構造物のエロージョンやスケール生成の心配が少ない。
【００２６】
また、二相式再生熱交換器３６の圧縮空気が流通する流路の途中位置に加水装置を設置し、移流されてきた圧縮空気にさらに水分を加える方法も考えられる。この場合、圧縮空気は排熱回収により昇温されているため飽和蒸気量が多く、より多くの水分を、より早く蒸発させることができる。このことは、タービン作動媒体の流量を増加させ、出力および熱効率の向上になる。また、再生熱交換器内部で熱交換に寄与する水蒸気の量を維持したまま、再生熱交換器の上流部で移流される液滴の量を減少させることでき、再生熱交換器内部でのエロージョンやスケール生成の問題が軽減され、ガスタービンの維持費軽減になる。
【００２７】
図２は、本発明の他の実施例であるガスタービン設備の系統図を示す。図１では、ガスタービン排気の低温側に二相式再生熱交換器３６を、排気の高温側（タービン排ガスの上流側）に単相式再生熱交換器３８を配置したが、図２に示す本実施例では、排気の高温側（タービン排ガスの上流側）に二相式再生熱交換器
３６を、低温側（排ガスの下流側）に単相式再生熱交換器３８を配置したものである。また、加水装置４４は、単相式再生熱交換器３８を経由して二相式再生熱交換器３６に供給される空気に水を噴霧するように配置されている。
【００２８】
本実施例では、単相式再生熱交換器３８を通過して、より高温になった圧縮空気に加水することになるため、液滴の蒸発速度を増加させることができ、単相式再生熱交換器３８の大きさを小さくできる。また、二相式再生熱交換器３６としてフィン・アンド・チューブ型を、単相式再生熱交換器３８としてプレート・フィン型を想定した場合、一般的にフィン・アンド・チューブ型はプレート・フィン型よりも伝熱面の板厚が厚く構造的に強いので、熱交換器３６を、ガスタービン排熱の高温側に持ってきたほうが、再生熱交換器の材料強度から制限されるガスタービン排熱温度を高めることができる。したがって、ガスタービン設備の排熱温度が再生熱交換器の材料強度により制約をうける条件のもとでは、排気の高温側に二相式再生熱交換器３６を、低温側に単相式再生熱交換器３８を配置することにより、ガスタービン排熱温度を高め、再生サイクルを構成した場合のプラント全体の効率を高めることができる。
【００２９】
また、加水装置４２の下流側であって、圧縮機１０で圧縮された空気を単相式再生熱交換器３８に供給する流路に、加水装置４２で加水した液滴の蒸発を促進させるための構造体を設置することにより、空気中に噴霧された液滴をより確実に蒸発させた状態で、圧縮空気を単相式再生熱交換器３８に供給することができる。
【００３０】
次に、図１及び図２に示す二相式再生熱交換器３６の一実施例を図３を用いて説明する。図３はフィン・アンド・チューブ形式の熱交換器の一部を示している。ガスタービン排ガスである高温空気は、プレート８０の間を通過しながら熱を奪われていく。圧縮機１０から供給された圧縮空気である低温側空気は、プレート８０に貫通する形で結合されたチューブ８２の中を流れながら、排ガスの熱量を吸収していく。重力の影響で、チューブ８２下方のＵ字管部８６に溜まった液状水分は、バルブ８３を開くことで、圧縮空気と外気との圧力差により、チューブ８２の外に放出される。
【００３１】
液状水分の溜まり易い、チューブ下方のＵ字管部８６では、他の部位よりも多くの水分が蒸発し、スケール生成の可能性が高い。また、既存のスケールが核となって、より大きなスケールへ成長し、管の目詰まりを引き起こす可能性がある。これに対して、本実施例では図３のように、液水が溜まり易いところに液水の排出管としてドレイン８４を設け、液状水分の溜まり具合に応じ、バルブ８３を開けることで、スケール発生の原因となる液溜まりを除去し、熱交換効率の低下や圧力損失増加、チューブの目詰まりを抑制することができる。
【００３２】
図４，図５は、単相式再生熱交換器３８の具体的な構造の一実施例を示す。図４，図５の単相式再生熱交換器３８はプレート・フィン形式を用いた場合である。図４は単相式再生熱交換器３８のうちの一つのモジュール６０を図示しており、図５ではそのモジュール６０が２４個集まって全体が構成された単相式再生熱交換器を図示している。ガスタービンの排ガスは排ガス入口部６２から流入し、再生熱交換器内部で熱を奪われ排ガス出口部６４から排出される。逆に、圧縮機１０から供給される圧縮空気は圧縮空気入口部６６から流入し、排ガスから熱を奪って圧縮空気出口部６８から流出する。各モジュールへの圧縮空気の配管の手間を省くため、各モジュールの圧縮空気の流入・流出口を連結する集合配管７０をつけた方が良い。
【００３３】
再生熱交換器を図５に示すようなモジュール化構造とすることで、並列に接続するモジュール数を変えるだけで、任意の出力のガスタービンに対する再生熱交換器を構成することができる。これにより、再生熱交換器の開発時間の短縮および設計コストの削減が可能である。
【００３４】
図６は、単相式再生熱交換器の他の実施形態を示す図である。大気よりも高温で、かつ排ガスよりも低温な空気の流れる配管では、配管内の空気の放熱を防いで熱損失を防ぎたい場合がある。また、配管内の圧縮空気が水滴を含む場合には、配管内の空気を加熱して、水滴の蒸発を促進したい場合もある。そのような場合、図６に示すように、モジュールの一部を取り除き、空気配管７２を隣接して通すことにより、再生熱交換器の放熱による保温効果もしくは加熱効果を得ることができる。再生熱交換器をモジュール化することにより、再生熱交換器周辺の配管レイアウトの柔軟性が増し，かつ、再生熱交換器放熱を効果的に利用することができ、プラント効率を上げることができる。
【００３５】
また、圧縮から再生熱交換器へ圧縮空気を供給する配管内に、液滴蒸発促進体、例えば多孔質材、を充填することにより、水滴と空気の混合効果を高め、より多くの水滴を迅速に蒸発させることが可能である。こうすることにより、簡単な設備でより多くの水分を蒸発させることができ、ガスタービンの出力及び効率を低コストで増大できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のガスタービン設備によれば、水滴によるエロージョン又はスケール生成の問題を軽減し、コンパクトで高効率，高出力なガスタービン設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すガスタービン設備の系統図。
【図２】本発明の他の実施例を示すガスタービン設備の系統図。
【図３】本発明の一実施例である再生熱交換器の構造図。
【図４】単一モジュール構造の再生熱交換器を示す図。
【図５】複数モジュールを結合させた再生熱交換器を示す図。
【図６】再生熱交換器構造と配管レイアウトを示す図。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１２…燃焼器、１４…タービン、１６…発電機、２２…吸気室、２４…フィルタ、２６…吸気フィルタ室、２８…ルーバ、３４…隔壁、３６…二相式再生熱交換器、３８…単相式再生熱交換器、４０，４２，４４…加水装置、４７…配管の一部、４８…補給水供給装置、５０…燃料、６０…再生熱交換器モジュール、６２…排ガス入口部、６４…排ガス出口部、６６…圧縮空気入口部、６８…圧縮空気出口部、７０…集合配管、７２…空気配管、８０…プレート、８２…チューブ、８３…バルブ、８４…ドレイン、８６…チューブ８２の下方のＵ字管部。
【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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