JPH0688538A - ガスタービンプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガスタービンの出力低下を防ぐと共に、液化天
然ガスの無駄な消費を抑えることにある。 【構成】空気冷却器22によって冷却した吸気を低圧圧縮
機23に供給し、この低圧圧縮機より吐出された圧縮空気
を冷却する中間冷却器24に供給し、この中間冷却器によ
り冷却された圧縮空気を高圧圧縮機25に供給し、この高
圧圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃料と共に燃焼器26に
供給して燃焼させ、この燃焼器より発生する高温高圧ガ
スをガスタービン27に供給して負荷を駆動するガスター
ビンプラントにおいて、ＬＮＧを気化させて燃焼器26に
燃料として供給する気化器30と、空気冷却器22と中間冷
却器24および気化器30間に冷却水を循環させる客水循環
系とを備え、気化器30での吸気との熱交換および中間冷
却器24の圧縮空気により加熱された冷却水を気化器30に
より気化されるＬＮＧの冷熱により冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンに供給さ
れる高温高圧ガスを液化天然ガスを高率よく燃焼させて
運転するガスタービンプランにおいて、特にガスタービ
ンの出力低下をなくすと共に、天然ガスの無駄な消費を
抑えるようにしたガスタービンプラントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスタービンプラントとしては、
例えば図４に示すような構成のものがある。このガスタ
ービンプラントは、図示するように空気１を低圧圧縮機
２に供給し、この低圧圧縮機２の吐出空気を中間冷却器
３により冷却した後に高圧圧縮機４に供給し、更に圧縮
した後に燃焼器５に供給し、この燃焼器５により燃料を
投入燃焼させて高温ガスとしてガスタービン６に供給
し、発電機７を駆動した後、このガスタービン６から排
気系８に排気ガスとなって放出される。

【０００３】このガスタービンプラントの燃料として天
然ガスを使用する場合には、付帯設備としてＬＮＧの気
化設備が必要であり、またＬＮＧを気化させるために天
然ガスを燃焼させてその熱を利用することがよく行われ
ている。

【０００４】また、従来のＬＮＧおよび冷媒プラントと
しては、例えば図５に示すような構成のものがある。こ
のＬＮＧおよび冷媒プラントは、図５に示すように凝縮
器１１で凝縮された低沸点媒体はポンプ１２により気化
器１３に送られ、ここで気化した後、冷媒タービン１４
に供給され、発電機１５を駆動する。冷媒タービン１４
で仕事をした低沸点媒体は、凝縮機１１で再び凝縮され
る。一方、ＬＮＧタンク１６のＬＮＧは凝縮器１１に供
給され、その冷熱により低沸点媒体を凝縮させた後に気
化器１３に送られて気化させ、そのＮＧガスを天然ガス
駆動タービン（以下ＮＧタービンと言う）１７に供給し
て発電機１８を駆動し、子のＮＧタービン１７から排気
されるＮＧガスは圧力を調節した後、天然ガス需要家に
送られる。この場合、気化器１３の加熱源としては、通
常海水が使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示すよ
うな構成のガスタービンでは、冬場は吸気の温度が低い
ため、空気の密度が高く、ガスタービンの出力を十分に
取ることができるが、夏場は吸気温度が高くなるため、
空気密度が低下し、タービン出力が低下するという問題
がある。これは圧縮機が圧縮する空気の体積流量が変わ
らないことから発生する。また、燃料供給設備では、天
然ガスを燃焼させてＬＮＧを気化させているため、燃料
の消費が多くなるという問題がある。

【０００６】一方、図５に示すようなＬＮＧおよび冷媒
タービンプラントでは、気化器１３の加熱源としての
水、または海水が必要であり、大規模な取水設備を建設
しなければならない。さらに、海水の温度が低下する冬
場にはＬＮＧおよび低沸点媒体を十分に加熱することが
できないという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、ガスタービンの出力低下
を防ぐことができると共に、天然ガスの無駄な消費を抑
えることができるガスタービンプラントを提供するする
ことにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、ＬＮＧおよび
冷媒タービンと組合せてＬＮＧおよび低沸点媒体利用プ
ラントの出力低下を防止可能なコンバインドサイクルを
構成することにより、安価で効率の良いガスタービンプ
ラントを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような構成としたものである。

【００１０】請求項１に対応する発明は、空気冷却器に
よって冷却した吸気を低圧圧縮機に供給し、この低圧圧
縮機より吐出された低圧圧縮空気を冷却する中間冷却器
に供給し、この中間冷却器により冷却された低圧圧縮空
気を高圧圧縮機に供給し、この高圧圧縮機で圧縮された
高圧圧縮空気を燃料と共に燃焼器に供給して燃焼させ、
この燃焼器より発生する高温ガスをガスタービンに供給
して負荷を駆動するようにしたガスタービンプラントに
おいて、液化天然ガスが供給されこの液化天然ガスを気
化させて前記燃焼器に燃料として供給する気化器と、前
記空気冷却器と前記中間冷却器および前記気化器間に冷
却媒体を循環させる冷媒循環系とを備え、前記気化器で
の吸気との熱交換および前記中間冷却器での低圧圧縮空
気との熱交換により加熱された前記冷却媒体を前記気化
器により気化される液化天然ガスの冷熱により冷却する
ようにしたものである。

【００１１】請求項２に対応する発明は、空気冷却器に
よって冷却した吸気を低圧圧縮機に供給し、この低圧圧
縮機より吐出された低圧圧縮空気を冷却する中間冷却器
に供給し、この中間冷却器により冷却された低圧圧縮空
気を高圧圧縮機に供給し、この高圧圧縮機で圧縮された
高圧圧縮空気を燃料と共に燃焼器に供給して燃焼させ、
この燃焼器より発生する高温ガスをガスタービンに供給
して負荷を駆動するようにしたガスタービンプラントに
おいて、液化天然ガスを気化させて前記燃焼器に燃料と
して供給する気化器と、前記空気冷却器と前記中間冷却
器および前記気化器間に冷却媒体を循環させる冷媒循環
系と、前記液化天然ガスの冷熱により低沸点媒体を凝縮
する凝縮器と、前記気化器と前記凝縮器との間に低沸点
媒体を循環させる低沸点媒体循環系と、この低沸点媒体
循環系の前記気化器の排出側に設けられた冷媒タービン
とを備え、前記空気冷却器での吸気との熱交換および前
記中間冷却器での低圧圧縮空気との熱交換により加熱さ
れた前記冷却媒体を前記気化器により気化される液化天
然ガスおよび低沸点媒体の冷熱により冷却すると共に、
前記低沸点媒体をガス化して前記冷媒タービンの作動媒
体として冷媒タービンを駆動するようにしたものであ
る。

【００１２】請求項３に対応する発明は、空気冷却器に
よって冷却した吸気を低圧圧縮機に供給し、この低圧圧
縮機より吐出された低圧圧縮空気を順次冷却可能に複数
段にして設けられた中間冷却器に供給し、その最終段の
中間冷却器により冷却された低圧圧縮空気を高圧圧縮機
に供給し、この高圧圧縮機で圧縮された高圧圧縮空気を
燃料と共に燃焼器に供給して燃焼させ、この燃焼器より
発生する高温ガスをガスタービンに供給して負荷を駆動
するようにしたガスタービンプラントにおいて、前記液
化天然ガスの冷熱により低沸点媒体を凝縮する凝縮器
と、この凝縮器と前記空気冷却器および前記最終段の中
間冷却器を除く中間冷却器との間で低沸点媒体を循環さ
せる低沸点媒体循環系とを備え、前記空気冷却器での吸
気との熱交換および前記最終段の中間冷却器を除く各中
間冷却器での低圧圧縮空気との熱交換により加熱された
低沸点媒体を前記凝縮器に供給される液化天然ガスの冷
熱により凝縮し、この凝縮器で加熱された液化天然ガス
を前記最終段の中間冷却器での低圧圧縮空気との熱交換
により気化させて前記燃焼器に燃料として供給するよう
にしたものである。

【００１３】

【作用】請求項１に対応する発明のガスタービンプラン
トにあっては、空気冷却器および中間冷却器の冷却媒体
を液化天然ガスを気化させる気化器に導いて液化天然ガ
スの冷熱により冷却されるので、特に冷却設備を設置し
なくても空気冷却器に流入する空気および低圧圧縮機で
圧縮された高温の圧縮空気を効率よく冷却することがで
きる。従って、吸気温度が特に夏場のように高くなって
も、圧縮空気の温度を下げて空気密度を増やすことがで
きるので、タービンの出力を大きく取ることができる。

【００１４】また、請求項２に対応する発明のガスター
ビンプラントにあっては、低圧圧縮機への空気を空気冷
却器で冷却するため、吸気の密度を高くすることがで
き、冷却する前に比べてより多量に空気を圧縮すること
ができる。また、中間冷却器により圧縮空気を冷却する
ので、高圧圧縮機においてもより多量に空気を圧縮する
ことができ、ガスタービンの最大出力を高く取ることが
できる。さらに、空気冷却器に供給する冷却媒体は、低
沸点媒体の冷熱を利用するので、温度を低くすることが
でき、空気の冷却効果が高く、特に夏場のガスタービン
の出力低下を防止する上で極めて効果が高い。一方、液
化天然ガスの気化のためには、加熱源として空気の冷却
に使用した冷却媒体を利用しているので、加熱用の大量
の海水等の水が不要になるか、または極めて少量で済む
ようにようになるため、取水設備を簡素化することがで
きると共に、建設工事費の大幅な削減ができ、経済的に
有利である。

【００１５】さらに、請求項３に対応する発明のガスタ
ービンプラントにあっては、請求項２の発明に対応する
ガスタービンプラントの効果に加えて、冷却媒体の循環
のためのエネルギー損失の低下を無くすことができ、気
化器の設備を省略することができるので、更に効率のよ
い、建設費を安価なものになし得る。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１７】図１は本発明によるガスタービンプラント
の第１の実施例を示すシステム構成図である。図１にお
いて、２２はガスタービンプラントに供給される空気２
１を冷却する空気冷却器、２３はこの空気冷却器２２に
より冷却された空気を圧縮する低圧圧縮機、２４はこの
低圧圧縮機２３で圧縮された空気を冷却する中間冷却
器、２５はこの中間冷却器２４で冷却された圧縮空気を
さらに圧縮する高圧圧縮機、２６はこの高圧圧縮機２５
で圧縮された空気が供給され、後述する燃料供給系から
供給される燃料を燃焼させる燃焼器、２７はこの燃焼器
２６で燃焼した高温高圧のガスが供給され、発電機２９
を駆動するガスタービンで、このガスタービン２７に流
入した高温高圧のガスは駆動エネルギとして使用された
後、排気系２８より排気される。

【００１８】一方、３０はポンプ３１によりＬＮＧタン
ク３２から供給されるＬＮＧを気化する気化器で、この
気化器３０で気化したＮＧガスは燃料供給系を通して上
述した燃焼器２６に燃料調節弁２６ａを介して供給され
るようになっている。また、この燃料供給系にはＮＧガ
スを貯蔵または補給するためのＮＧガスタンク３３が接
続されている。

【００１９】上述した空気冷却器２２、中間冷却器２４
および気化器３０相互間には冷却水循環系が構成されて
いる。すなわち、ポンプ３４により冷却水を空気冷却器
２２に供給して空気２１を冷却し、この空気冷却器２２
により熱交換された冷却水をポンプ３５により中間冷却
器２４に供給して低圧圧縮機２３からの圧縮空気を冷却
し、この圧縮空気との熱交換により温度上昇した水を気
化器３０に流入させ、ここでＬＮＧの冷熱により冷却さ
れて前述したポンプ３４に吸込まれるようになってい
る。次に上記のように構成されたガスタービンプラント
の作用について述べる。

【００２０】いま、空気２１が空気冷却器２２に供給さ
れると、この空気２１は冷却水循環系のポンプ３４によ
り送られてくる冷却水により冷却され、低圧圧縮機２３
に送られて圧縮される。この場合、低圧圧縮機２３で圧
縮された空気の圧力は高くなるが、断熱圧縮であるため
温度がかなり高くなる。この低圧圧縮機２３で圧縮され
た空気は中間冷却器２４に送られ、ここで冷却水により
再び冷却された空気は密度を増して高圧圧縮機２５送ら
れる。

【００２１】高圧圧縮機２５に入った空気がさらに圧縮
されて燃焼器２６に流入すると、この圧縮空気により燃
料供給系より燃料調節弁２６ａを介して供給される燃料
を燃焼させ、高温高圧のガスとなってガスタービン２７
に供給される。

【００２２】ガスタービン２７に供給された高温高圧の
ガスは、ガスタービン内部で断熱膨脹して発電機２９を
駆動するガスタービン２７を回転させ、排気系２８に排
気ガスとなって排気される。

【００２３】一方、ＬＮＧタンク３２のＬＮＧは、ポン
プ３１により気化器３０に送込まれる。この気化器３０
には中間冷却器２４で加熱された水が供給されており、
ＬＮＧはこの水により更に加熱されて完全にガス化す
る。この気化器３０でガス化したＮＧガスは、燃料供給
系を通して燃焼器２６側に送られ、燃料調節弁２６ａに
より供給燃料が調節されて燃焼器２６に供給される。

【００２４】このように第１の実施例では、空気冷却器
２２および中間冷却器２４の冷却媒体となる水をＬＮＧ
を気化させる気化器３０に導いてＬＮＧの冷熱により冷
却するようにしているので、特に冷却設備を設置しなく
ても空気冷却器２２に流入する空気および低圧圧縮機２
３で圧縮された高温の圧縮空気を効率よく冷却すること
ができる。従って、吸気温度が特に夏場のように高くな
っても、圧縮空気の温度を下げて空気密度を増やすこと
ができるので、タービンの出力を大きく取ることができ
る。

【００２５】図２は本発明によるガスタービンプラント
の第２の実施例を示すシステム構成図で、図１と同一部
分には同一符号を付して説明する。図２において、２２
はガスタービンプラントに供給される空気２１を冷却す
る空気冷却器、２３はこの空気冷却器２２により冷却さ
れた空気を圧縮する低圧圧縮機、２４はこの低圧圧縮機
２３で圧縮された空気を冷却する中間冷却器、２５はこ
の中間冷却器２４で冷却された圧縮空気２１をさらに圧
縮する高圧圧縮機、２６はこの高圧圧縮機２５で圧縮さ
れた空気が供給され、後述する燃料供給系から供給され
る燃料を燃焼させる燃焼器、２７はこの燃焼器２６で燃
焼した高温高圧のガスが供給され、発電機２９を駆動す
るガスタービンで、このガスタービン２７に流入した高
温高圧のガスは駆動エネルギとして使用された後、排気
系２８より排気される。

【００２６】一方、３０および３６はポンプ３１により
ＬＮＧタンク３２から凝縮器３７を通してそれぞれ供給
されるＬＮＧを気化する気化器で、これら気化器３０，
３６で気化したＮＧガスは燃料供給系を通して発電機３
８を駆動するＮＧタービン３９に送込んで回転させ、こ
のＮＧタービン３９より排気されたＮＧガスを加熱器４
０により加熱して完全にガス化した状態で燃焼器２６に
燃料調節弁２６ａを介して供給される。この場合、ＮＧ
タービン３９に流入するＮＧガスの一部をバイパス弁４
１を介してバイパスできるようになっている。また、気
化器３６は凝縮器３７を通して流入するＬＮＧを海水４
２により加熱することにより温度を上昇させてＬＮＧを
ガス化している。

【００２７】上述した空気冷却器２２、中間冷却器２４
および気化器３０相互間には冷却水循環系が構成されて
いる。すなわち、ポンプ３４により冷却水を空気冷却器
２２に供給して空気２１を冷却し、この空気２１との熱
交換により温度上昇した水をポンプ３５により中間冷却
器２４に供給して低圧圧縮器２３からの圧縮空気を冷却
し、この圧縮空気との熱交換により温度上昇した水を気
化器３０に流入させ、ここでＬＮＧの冷熱により冷却
し、前述したポンプ３４に吸込まれるようになってい
る。

【００２８】また、上記凝縮器３７はポンプ３１により
ＬＮＧタンク３２から送込まれるＬＮＧにより低沸点媒
体を凝縮するもので、この凝縮器３７で凝縮された低沸
点媒体はポンプ４３により気化器３０および３６に送込
まれる。これら気化器３０および３６での熱交換により
ガス化した低沸点媒体を共通ラインを通して発電機４４
を駆動する冷媒タービン４５に送込み、この冷媒タービ
ン４５より排気される低沸点媒体を再び凝縮器３７に戻
してＬＮＧの冷熱により凝縮する低沸点媒体循環系が構
成されている。この場合、冷媒タービン４５に流入する
低沸点媒体をバイパス弁４６を介してバイパスできるよ
うになっている。次に上記のように構成された第２の実
施例の作用について述べる。

【００２９】いま、空気２１が空気冷却器２２に供給さ
れると、この空気２１は冷却水循環系のポンプ３４によ
り送られてくる冷却水により冷却され、低圧圧縮機２３
に送らて圧縮される。この場合、低圧圧縮機２３で圧縮
された空気の圧力は高くなるが、断熱圧縮であるため温
度がかなり高くなる。この低圧圧縮機２３で圧縮された
空気は中間冷却器２４に送られ、ここで冷却水により再
び冷却された空気は密度を増して高圧圧縮機２５に送ら
れる。

【００３０】高圧圧縮機２５に入った空気はさらに圧縮
されて燃焼器２６に流入すると、この圧縮空気により燃
料供給系より燃料調節弁２６ａを介して供給される燃料
を燃焼させ、高温高圧のガスとなってガスタービン２７
に供給される。

【００３１】ガスタービン２７に供給された高温高圧の
ガスは、ガスタービン内部で断熱膨脹して発電機２９を
駆動するガスタービン２７を回転させ、排気系２８に排
気される。

【００３２】一方、ＬＮＧタンク３２のＬＮＧは、ポン
プ３１により凝縮器３７に送込まれ、自らは加熱されな
がら冷媒タービン４５から排気されるガス化した低沸点
媒体を凝縮させる。この場合、ＬＮＧは凝縮器３７で加
熱されるものの完全なガスには至らず気化器３０に送込
まれる。この気化器３０には、中間冷却器２４で加熱さ
れた水が供給されており、ＬＮＧはこの水により更に加
熱されて完全にガス化する。また、このＬＮＧは気化器
３６にも送込まれ、海水４２により加熱され、ここでも
完全にガス化する。

【００３３】このように気化器３０および３６でガス化
したＮＧガスは十分なエネルギーを持っているため、Ｎ
Ｇタービン３９に送込まれると断熱膨脹し、そのエネル
ギーでＮＧタービン３９を回転させる。ＮＧタービン３
９を出たＮＧガスは前述のガスタービン２７を運転する
ための燃料として使用されたり、図示しない他の設備に
使用される。この場合、ＮＧタービン３９を出た後のＮ
Ｇガスは、温度が低くなっているので、海水等を加熱源
とした加熱器４０によりさらに加熱されて気化し、燃焼
器２６に送込まれる。

【００３４】ここで、ＮＧタービン３９のバイパス弁４
１は、プラントの起動時にＮＧタービン３９を運転する
のに十分なＮＧガスが発生しない間使用したり、何等か
の事情でＮＧタービン３９が運転できない時にＮＧガス
を供給するために使用する。また、ガスタービン２７が
高出力運転となり、高圧圧縮機２５の出口圧力が高くな
るときにＮＧタービン３９のバイパス弁４１を通してＮ
Ｇガスを燃焼器２６に供給することにより、そのＮＧガ
スの圧力を高めることができる。

【００３５】一方、気化器３０，３６で気化した低沸点
媒体は、冷媒タービン４５で膨脹し、そのエネルギーで
発電機４４を運転する。冷媒タービン４５で膨脹し仕事
をした低沸点媒体は、再び凝縮器３７に供給される。こ
の場合、冷媒タービン４５をバイパスするバイパス弁４
６は、プラントの起動時に低沸点媒体の気化、凝縮のサ
イクルを構成するために使用したり、何等かの事情で冷
媒タービン４５の運転が出来ないときに低沸点媒体の気
化、凝縮のサイクルを継続し、ＬＮＧの予熱の働きを行
う。

【００３６】このように第２の実施例においては、低圧
圧縮機２３への空気を空気冷却器２２で冷却するため、
吸気の密度を高くすることができ、冷却する前に比べて
より多量に空気を圧縮することができる。また、中間冷
却器２４により圧縮空気を冷却するので、高圧圧縮機２
５においてもより多量に空気を圧縮することができ、ガ
スタービン２７の最大出力を高く取ることができる。さ
らに、空気冷却器２４に供給する冷却水は、気化器３０
で低沸点媒体やＬＮＧの冷熱により冷却されるので、温
度を低くすることができ、空気の冷却効果が高く、特に
夏場のガスタービンの出力低下を防止する上で極めて効
果が高い。

【００３７】一方、ＬＮＧの気化のためには、加熱源と
して空気の冷却に使用した水を利用しているので、加熱
用の大量の海水等の水が不要になるか、または極めて少
量で済むようにようになるため、取水設備を簡素化する
ことができると共に、建設工事費の大幅な削減ができ、
経済的に有利である。また、ガスタービン付帯設備とし
て、ＬＮＧ気化設備を持つ場合、ＬＮＧ気化のために天
然ガスを燃焼させ、天然ガスを無駄にしていたが、その
無駄がなくなり、さらに冷熱を効果的に回収でき、エネ
ルギー効率を大幅に高めることができる。

【００３８】さらに、中間冷却器２４で圧縮空気との熱
交換により温度上昇した水をＬＮＧの加熱源としている
ので、加熱のための熱源が不足することがなく、冷熱発
電サイクルの出力低下もなくなる。

【００３９】図３は本発明によるガスタービンプラント
の第３の実施例を示すシステム構成図で、図２と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる点について述べる。図３において、２２ａは空気を
冷却する空気冷却器で、この空気冷却器２２ａは冷却媒
体として水を使用せずに低沸点媒体で直接冷却するもの
である。また、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃはそれぞれ中間
冷却器で、これら中間冷却器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは
空気冷却器２２ａで使用される低沸点媒体を後述する低
沸点媒体循環系により循環させて圧縮機２３で圧縮され
た空気を３段階で順次冷却して高圧圧縮機２５に流入さ
せるものである。

【００４０】上記低沸点媒体循環系は、凝縮器３７によ
りＬＮＧタンク３２のＬＮＧの冷熱により凝縮した低沸
点媒体をポンプ４３により中間冷却器２４Ｂに送込み、
ここで圧縮空気を冷却した低沸点媒体を調節弁４７ａを
介して空気冷却器２２ａに送込むと共に、調節弁４７ｂ
を介して中間冷却器２４Ａに送込み、これら空気冷却器
２２ａおよび中間冷却器２４Ａで空気および圧縮空気を
冷却することによりガス化した低沸点媒体を共通ライン
を通して発電機４４を駆動する冷媒タービン４５に送込
み、この冷媒タービン４５より排気される低沸点媒体ガ
スを再び凝縮器３３に戻してＬＮＧの冷熱により凝縮さ
せるようになっている。この場合、冷媒タービン４５に
流入する低沸点媒体ガスをバイパス弁４６を介してバイ
パスできるようになっている。

【００４１】一方、ＬＮＧタンク３２のＬＮＧは、ポン
プ３１により凝縮器３７を通して中間冷却器２４Ｃに送
込まれ、ここで圧縮空気との熱交換によりガス化したＮ
Ｇガスは燃料供給系を通して発電機３８を駆動するＮＧ
タービン３９に送込んで、このＮＧタービン３９を回転
させ、このＮＧタービン３９より排気されたＮＧガスを
加熱器４０により加熱して完全にガス化した状態で燃焼
器２６に燃料調節弁２６ａを介して供給される。この場
合、ＮＧタービン３９に流入するＮＧガスをバイパス弁
４１を介してバイパスできるようになっている。次に上
記のように構成された第３の実施例の作用について述べ
る。

【００４２】いま、空気冷却器２２ａに流入した空気は
低沸点媒体により冷却されて低圧圧縮機２３に送られ、
ここで圧縮された空気は中間冷却器２４Ａおよび２４Ｂ
を順次通ることで低沸点媒体により冷却され、さらに中
間冷却器２４Ｃを通ることでＬＮＧの冷却により冷却さ
れて高圧圧縮機２５に送込まれる。この高圧圧縮機２５
では冷却された空気を圧縮して密度の高い空気を燃焼器
２６に送込み、この圧縮空気により燃焼器２６に供給さ
れるガス化したＮＧガスを燃焼させ、その高温高圧ガス
によりガスタービン２７を回転させて排気系２８に排気
される。

【００４３】また、凝縮器３７を通して中間冷却器２４
Ｃで圧縮空気との熱交換により加熱されたＬＮＧはガス
化し、そのＮＧガスは燃料供給系を通してＮＧタービン
３９に送込まれる。このＮＧガスはＮＧタービン３９を
回転させた後、加熱器４０に流入し、ここで完全にガス
化したＮＧガスとなって燃焼器２６に燃料調節弁２６ａ
を介して供給されると共に、図示しない他の設備に対し
ても供給される。

【００４４】一方、空気冷却器２２ａ、中間冷却器２４
Ａ，２４Ｂの低沸点媒体循環系において、凝縮器３７に
よりＬＮＧの冷熱により冷却された低沸点媒体はポンプ
４３により中間冷却器２４Ｂに送込まれ、ここで圧縮空
気を冷却した後、調節弁４７ａを介して空気冷却器２２
ａに、また調節弁４７ｂを介して前段の中間冷却器２４
Ａにそれぞれ流入し、これら空気冷却器２２ａおよび中
間冷却器２４Ａで圧縮空気および空気を冷却した後、こ
れらは共通ラインを通して冷媒タービン４５に回転エネ
ルギーとして送込まれた後、凝縮器３７に戻る。

【００４５】上記した第３の実施例では、図２に示した
空気冷却器および中間冷却器と気化器の間の水を省略で
きるので、冷却水を循環させるための配管ライン、動力
が不要となり図２と比べて更にサイクル全体のエネルギ
ーの効率が良くなる。その代り、空気冷却器２２ａの熱
交換部分における結氷と中間冷却器部分における結氷と
を防止するために空気冷却器２２ａへの低沸点媒体のガ
ス流量を調節する調節弁４７ａおよび中間冷却器２４Ａ
への低沸点媒体のガス流量を調節する調節弁４７ｂによ
る微妙な制御が必要になる。

【００４６】このように第３の実施例においては、図２
の示した第２の実施例における効果に加えて、冷却水の
循環のためのエネルギー損失の低下を無くすことがで
き、気化器の設備を省略することができるので、更に効
率のよい、建設費の安価なコンバインドサイクルのガス
タービンプラントにすることができ、その効果は極めて
大である。

【００４７】図３に示す第３の実施例では、空気冷却器
を低沸点媒体で冷却するようにしたが、ＬＮＧで冷却し
てもよいことは言うまでもない。また、低沸点媒体が冷
却器に流入する順番について低圧圧縮機２３の出口空気
の低温側から入るように図示したが、高温側から入るよ
うに構成してもよいことは当然である。

【００４８】また、図３においては、ＮＧタービンで膨
脹して仕事をしたＮＧガスを燃焼器２６に供給したが高
圧圧縮機２７の圧縮比を高くとる場合には、図１の変形
例と同様にＮＧタービンを設置せずに、気化器で気化し
たＮＧガスを直接燃料調節弁２６ａを介して燃焼器２６
に供給するように構成してもよい。

【００４９】さらに、図３で低沸点媒体のサイクルに冷
媒タービン４５を設けているが、この冷媒タービン４５
を省略することも可能である。また、更に低沸点媒体の
サイクルそのものを省力し、中間冷却器２４Ａ，２４Ｂ
と空気冷却器２２ａの冷却にＬＮＧを使用して全体のサ
イクル構成を簡略化してもよいことは勿論である。

【００５０】また、図３ではＮＧタービン３９および冷
媒タービン４５を単純な膨脹タービンとしたが、図１の
変形例と同様に再熱サイクルを設けて再熱タービンとし
てもよいことは言うまでもない。さらに、図３で発生し
たＮＧガスを図示しない設備に対しても供給する場合に
ついて説明したが、全ての燃料を燃焼器２６で燃焼させ
るようにしてもよい。この場合には、天然ガスラインに
ガスタンクを設ける方がサイクル全体の運転が容易にな
る。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガス
タービンの出力低下を防ぐことができると共に、天然ガ
スの無駄な消費を抑えることができ、またＬＮＧおよび
冷媒タービンと組合せてＬＮＧおよび低沸点媒体利用プ
ラントの出力低下を防止可能なコンバインドサイクルを
構成することにより、安価で効率の良いガスタービンプ
ラントを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガスタービンプラントの第１の実
施例を示す構成説明図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す構成説明図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す構成説明図。

【図４】従来のガスタービンプラントの構成説明図。

【図５】従来のＬＮＧと低沸点媒体を使用した冷熱発電
プラントの構成説明図。

【符号の説明】

２１…空気（吸気）、２２，２２ａ…空気冷却器、２３
…低圧圧縮機、２４，２４Ａ〜２４Ｃ…中間冷却器、２
５…高圧圧縮機、２６…燃焼器、２７…ガスタービン、
３０，３６…気化器、３１，３４，３５，４３…ポン
プ、３２…ＬＮＧタンク、３７…凝縮器、３９…ＮＧタ
ービン、４０…加熱器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気冷却器によって冷却した吸気を低圧
   圧縮機に供給し、この低圧圧縮機より吐出された低圧圧
   縮空気を冷却する中間冷却器に供給し、この中間冷却器
   により冷却された低圧圧縮空気を高圧圧縮機に供給し、
   この高圧圧縮機で圧縮された高圧圧縮空気を燃料と共に
   燃焼器に供給して燃焼させ、この燃焼器より発生する高
   温ガスをガスタービンに供給して負荷を駆動するように
   したガスタービンプラントにおいて、液化天然ガスが供
   給されこの液化天然ガスを気化させて前記燃焼器に燃料
   として供給する気化器と、前記空気冷却器と前記中間冷
   却器および前記気化器間に冷却媒体を循環させる冷媒循
   環系とを備え、前記気化器での吸気との熱交換および前
   記中間冷却器での低圧圧縮空気との熱交換により加熱さ
   れた前記冷却媒体を前記気化器により気化される液化天
   然ガスの冷熱により冷却するようにしたことを特徴とす
   るガスタービンプラント。
2. 【請求項２】 空気冷却器によって冷却した吸気を低圧
   圧縮機に供給し、この低圧圧縮機より吐出された低圧圧
   縮空気を冷却する中間冷却器に供給し、この中間冷却器
   により冷却された低圧圧縮空気を高圧圧縮機に供給し、
   この高圧圧縮機で圧縮された高圧圧縮空気を燃料と共に
   燃焼器に供給して燃焼させ、この燃焼器より発生する高
   温ガスをガスタービンに供給して負荷を駆動するように
   したガスタービンプラントにおいて、液化天然ガスを気
   化させて前記燃焼器に燃料として供給する気化器と、前
   記空気冷却器と前記中間冷却器および前記気化器間に冷
   却媒体を循環させる冷媒循環系と、前記液化天然ガスの
   冷熱により低沸点媒体を凝縮する凝縮器と、前記気化器
   と前記凝縮器との間に低沸点媒体を循環させる低沸点媒
   体循環系と、この低沸点媒体循環系の前記気化器の排出
   側に設けられた冷媒タービンとを備え、前記空気冷却器
   での吸気との熱交換および前記中間冷却器での低圧圧縮
   空気との熱交換により加熱された前記冷却媒体を前記気
   化器により気化される液化天然ガスおよび低沸点媒体の
   冷熱により冷却すると共に、前記低沸点媒体をガス化し
   て前記冷媒タービンの作動媒体として冷媒タービンを駆
   動するようにしたことを特徴とするガスタービンプラン
   ト。
3. 【請求項３】 空気冷却器によって冷却した吸気を低圧
   圧縮機に供給し、この低圧圧縮機より吐出された低圧圧
   縮空気を順次冷却可能に複数段にして設けられた中間冷
   却器に供給し、その最終段の中間冷却器により冷却され
   た低圧圧縮空気を高圧圧縮機に供給し、この高圧圧縮機
   で圧縮された高圧圧縮空気を燃料と共に燃焼器に供給し
   て燃焼させ、この燃焼器より発生する高温ガスをガスタ
   ービンに供給して負荷を駆動するようにしたガスタービ
   ンプラントにおいて、前記液化天然ガスの冷熱により低
   沸点媒体を凝縮する凝縮器と、この凝縮器と前記空気冷
   却器および前記最終段の中間冷却器を除く中間冷却器と
   の間で低沸点媒体を循環させる低沸点媒体循環系とを備
   え、前記空気冷却器での吸気との熱交換および前記最終
   段の中間冷却器を除く各中間冷却器での低圧圧縮空気と
   の熱交換により加熱された低沸点媒体を前記凝縮器に供
   給される液化天然ガスの冷熱により凝縮し、この凝縮器
   で加熱された液化天然ガスを前記最終段の中間冷却器で
   の低圧圧縮空気との熱交換により気化させて前記燃焼器
   に燃料として供給するようにしたことを特徴とするガス
   タービンプラント。