JP7349266B2 - ガスタービンおよびその制御方法並びにコンバインドサイクルプラント - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。
図3は、第2実施形態のコンバインドプラントを表す概略構成図である。なお、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図4は、第3実施形態のコンバインドプラントを表す概略構成図である。なお、上述した第2実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図5は、第4実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図6は、第5実施形態のコンバインドプラントを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図7は、第6実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。なお、上述した各実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図8は、第7実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。なお、上述した第6実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図9は、第8実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 制御装置
21 回転軸
22 発電機
31 第1熱交換器(空気温度調整用熱交換器)
32 第2熱交換器(空気温度調整用熱交換器)
33 第3熱交換器(圧縮空気冷却用熱交換器)
34 第1流量調整弁(熱交換量調整装置)
35 第2流量調整弁(熱交換量調整装置)
41 循環ポンプ
42 供給ポンプ
43 第1温度センサ
44 第2温度センサ
45 流量調整弁(熱交換量調整装置)
46 第3温度センサ
50 コンバインドサイクルプラント
51 排熱回収ボイラ
52 蒸気タービン
53 発電機
61 煙突
62 タービン
63 回転軸
64 復水器
65 復水ポンプ
66 流量調整弁(熱交換量調整装置)
71 流量調整弁(熱交換量調整装置)
80 冷却対象部材
91 供給ポンプ
92 供給ポンプ
L1 空気取り込みライン
L2 圧縮空気供給ライン
L3 燃料ガス供給ライン
L4 燃焼ガス供給ライン
L5 排ガス排出ライン
L6 排ガス排出ライン
L7 蒸気供給ライン
L8 給水ライン
L9 冷却水ライン
L10 給水循環ライン(第2媒体供給ライン)
L11 第1冷却空気供給ライン
L12 第2冷却空気供給ライン
L13 第1媒体循環ライン
L14 第2媒体供給ライン
L15 冷却空気供給ライン
L16 バイパスライン
L17 冷却空気供給ライン
L18 第3媒体供給ライン
A 空気
A1 第2媒体
A2 第3媒体
CA,CA1,CA2 圧縮空気
CG 燃焼ガス
EG 排ガス
F 燃料
HW 第1媒体
ST 蒸気
WS 給水
Claims (11)
- 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記圧縮空気冷却用熱交換器により冷却された圧縮空気の温度を計測する第2温度センサが設けられ、前記制御装置は、前記第2温度センサが計測した前記圧縮空気の温度が目標温度に保持されるように前記熱交換量調整装置により前記圧縮空気冷却用熱交換器における熱交換量を制御する、
ことを特徴とするガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記空気温度調整用熱交換器は、前記空気と第1媒体との間で熱交換する第1熱交換器と、前記圧縮空気と前記第1媒体との間で熱交換する第2熱交換器とを有し、前記熱交換量調整装置は、前記第2熱交換器における熱交換量を調整し、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気を冷却空気として前記タービンに供給する第1冷却空気供給ラインおよび第2冷却空気供給ラインが並列に設けられ、前記第1冷却空気供給ラインに前記第2熱交換器が設けられ、前記第2冷却空気供給ラインに前記圧縮空気と第2媒体との間で熱交換する前記圧縮空気冷却用熱交換器が設けられ、前記熱交換量調整装置として、前記第1冷却空気供給ラインと前記第2冷却空気供給ラインの少なくともいずれか一方に流量調整弁が設けられる、
ことを特徴とするガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記空気温度調整用熱交換器は、前記空気と第1媒体との間で熱交換する第1熱交換器と、前記圧縮空気と前記第1媒体との間で熱交換する第2熱交換器とを有し、前記熱交換量調整装置は、前記第2熱交換器における熱交換量を調整し、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気を冷却空気として前記タービンに供給する冷却空気供給ラインが設けられ、前記冷却空気供給ラインに前記第2熱交換器および前記圧縮空気と第2媒体との間で熱交換する前記圧縮空気冷却用熱交換器が直列に設けられ、前記熱交換量調整装置として、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間で前記第1媒体を循環する第1媒体循環ラインに流量調整弁が設けられる、
ことを特徴とするガスタービン。 - 前記第2媒体は、空気または水であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のガスタービン。
- 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記空気温度調整用熱交換器は、前記空気と第1媒体との間で熱交換する第1熱交換器と、前記圧縮空気と前記第1媒体との間で熱交換する第2熱交換器とを有し、前記熱交換量調整装置は、前記第2熱交換器における熱交換量を調整し、
前記圧縮空気冷却用熱交換器は、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間で前記第1媒体を循環する第1媒体循環ラインに設けられる、
ことを特徴とするガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記空気温度調整用熱交換器は、前記空気と前記圧縮空気との間で熱交換する第1熱交換器と、前記圧縮空気と第3媒体との間で熱交換する第2熱交換器とを有し、前記熱交換量調整装置は、前記第2熱交換器における熱交換量を調整する、
ことを特徴とするガスタービン。 - 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮空気を冷却して熱交換用空気とする圧縮空気冷却用熱交換器と、
前記圧縮空気と前記圧縮機に供給される前記空気との間で熱交換する空気温度調整用熱交換器と、
前記圧縮空気冷却用熱交換器および前記空気温度調整用熱交換器の熱交換量を調整する熱交換量調整装置と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて前記熱交換量調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記熱交換量調整装置は、前記空気温度調整用熱交換器をバイパスして前記空気を前記圧縮機に供給する空気バイパスラインと、空気バイパスラインに設けられる流量調整弁とを有する、
ことを特徴とするガスタービン。 - 前記空気温度調整用熱交換器により熱交換された空気の温度を計測する第1温度センサが設けられ、前記制御装置は、前記第1温度センサが計測した前記空気の温度が目標温度に近づくように前記熱交換量調整装置により前記空気温度調整用熱交換器における熱交換量を制御することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のガスタービン。
- 前記圧縮空気冷却用熱交換器は、冷却塔であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のガスタービン。
- 空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
を備えるガスタービンにおいて、
前記圧縮空気を冷却する工程と、
前記圧縮空気を冷却することで回収した熱量により前記空気を昇温させる工程と、
前記圧縮機が取り込む前記空気の温度に基づいて冷却された前記圧縮空気の温度が目標温度に保持されるように前記空気を昇温させる前記圧縮空気の熱量を調整する工程と、
を有することを特徴とするガスタービンの制御方法。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のガスタービンと、
前記ガスタービンからの排ガスの排熱により蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラにより生成された蒸気により駆動するタービンを有する蒸気タービンと、
を備えることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
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