JPH11257023A - ガスタービン群の運転方法 - Google Patents

ガスタービン群の運転方法

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JPH11257023A
JPH11257023A JP10359051A JP35905198A JPH11257023A JP H11257023 A JPH11257023 A JP H11257023A JP 10359051 A JP10359051 A JP 10359051A JP 35905198 A JP35905198 A JP 35905198A JP H11257023 A JPH11257023 A JP H11257023A
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compressor
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JP10359051A
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Hansulrich Frutschi
フルッチ ハンスウルリッヒ
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/10—Closed cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 市場に存在するガスタービンをいかなる変更
もなしに規定どおりに最大限の効率で働かせる。 【解決手段】 高温空気タービン群ＬＴが熱交換器５と
作用結合しており、高温空気タービン群ＬＴに配属した
圧縮機７において、連続的な又は瞬間的な水の噴射２４
を介して、ほとんど擬似的な等温の圧縮を行い、噴射さ
れた水を、行われた膨張６の後に、凝縮１９を介して分
離器１０に捕集する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン群に
配属したタービンからの排気の熱量ポテンシャルのさら
なる利用のための後に接続された熱交換器を備えた、１
つまたは複数の段の燃焼を有するガスタービン群の運転
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気熱のレキュペレーションに関連した
等温の圧縮は、ガスタービンのための価値のある回路配
置構成である。この場合、最も簡単に実現できる、等温
圧縮との類似は、連続的な水の噴射を介する内部冷却で
ある。できるだけ大きな水の部分を回復させるために
は、再冷却器が、おそらく最後の中間冷却段として設け
られていることができる。圧縮機への水の噴射も、表面
熱交換を介する再冷却若しくは中間冷却、特に緊急に必
要なレキュペレータの空気側での組み込みも、ガスター
ビンの全体的な新たな設計及び構造を必要とする。した
がって、このような構成は経済的な観点から排除され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、冒頭に述べた形式のガス／蒸気動力プラントの
場合に、市場に存在するガスタービンをいかなる変更も
なしに規定どおりに最大限の効率で働かせることであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法の手段によれば、高温空気タービン群が
熱交換器と作用結合しており、高温空気タービン群に配
属した圧縮機において、連続的な又は瞬間的な水の噴射
を介して、ほとんど擬似的な等温の圧縮を行い、噴射さ
れた水を、行われた膨張の後に、凝縮を介して分離器に
捕集するようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、前記課題は、後続の高
温空気タービンの高圧空気流が加熱されるように、レキ
ュペレータの熱力学的な作用が利用されることにより解
決された。高温空気タービン自体は、噴射冷却が行われ
る圧縮機と、冷却されない膨張器と、発電機とから成っ
ている。このタービン群、すなわちタービン群のコンポ
ーネントは、レキュペレータと同様に、市場に流通して
いるアセンブリである。
【０００６】したがって、本発明の本質的な利点は、こ
のアセンブリは、最も適切な回路パラメータの結果、構
成上の又は運転上の問題を生ぜしめないということであ
る。
【０００７】欧州特許出願公開第０６２０３６２号明細
書から分かるように、提案された回路は、連続的に燃焼
されるガスタービン群にもよく適しており、この場合、
この刊行物は本明細書の一部分を形成している。
【０００８】本発明の有利かつ目的に合った別の構成が
他の請求項に記載されている。
【０００９】以下に図面を参照にしながら本発明の実施
例をさらに詳しく説明する。本発明の直接的な理解に必
要のない部材は全て省略した。媒体の流れ方向は矢印で
示されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は発電プラントを示してお
り、この発電プラントは、ガスタービン群ＧＴと後ろに
接続された開放した空気タービンプロセスＬＴとから成
っている。ガスタービン群自体は慣用的に構成されてい
る。つまり、このガスタービン群は、圧縮ユニット１
と、燃料３と共に働く燃焼器２と、後に接続されたター
ビン４と、発電機８とから成っている。タービン４の排
気側にはレキュペレータ５が接続されており、このレキ
ュペレータ５は、複合プラントの廃熱蒸気発生器にほぼ
対応している。このレキュペレータ５は、一方の側にお
いてタービンからの排気１４によって貫流され、他方の
側において前記空気タービンプロセスＬＴと作用結合し
ており、第１にまず、膨張器６と、圧縮機７と、発電機
９とから成る膨張タービン群と作用結合している。前記
膨張器７への吸入空気１５は、圧縮後レキュペレータへ
流れ、このレキュペレータにおいて熱交換法によって熱
量の再生が行われ、この場合、この再生から生じる煤煙
が導出される。圧縮機７からの圧縮された空気１６は、
レキュペレータ５を貫流し、このレキュペレータにおい
て、圧縮された空気は、加熱された圧縮空気１７として
膨張器６に衝突する前に熱量の再生が行われる。次い
で、膨張した圧縮空気１８は再冷却器１９を介して分離
器１０へ流入する。圧縮機７は、噴射式冷却を行うよう
になっており、これにより、引き続きそれ自体レキュペ
レータ５において処理される圧縮空気１６は適切に加熱
される（約１５ｂａｒの場合に、１５０〜５６０゜であ
る）。この後、膨張器６において、かなりの水蒸気量を
有する、圧縮機７においてほぼ等温で圧縮されかつレキ
ュペレータ５において加熱された圧縮空気の膨張が行わ
れ、この場合、前記水蒸気量は不飽和である。発電機に
おいて自由になった差の力は、一般的なプラントの場合
のポリトロープのほぼ等温の圧縮機動力の差に比べ、重
要でないほど僅かでしかない。膨張器６の圧力比に応じ
て、水蒸気の僅かな部分は既に膨張の終わりに向かって
凝縮する。少なくとも大部分は、上記の再冷却器１９に
おいて凝縮される。後続の分離器１０から、この流出す
る再冷却された空気２０は、調整機構１２と作用結合し
たライン２１を介して前記プロセスから流出する。ガス
タービン群ＧＴの吸入空気１３を必要に応じて調整、す
なわち冷却又は予熱するために、再冷却された空気２０
の一部が吸入空気１３に導入される。膨張した空気１８
から凝縮した水は分離器１０に集められ、気化による内
部冷却２４のために搬送ポンプ１１を介して再び圧縮機
７へ導かれる。水の損失は、給水管２３を介して補償さ
れる。
【００１１】この関連において、様々なタイプの複数の
ガスタービンＧＴが大きな高温空気タービンＬＴと協働
することができる。複数の小さな高速回転する高温空気
タービンＬＴも、動力の大きなガスタービンＧＴに配属
していることができる。超同期的な回転数は、例えば、
変圧整流器２５によって安定化することができる。
【００１２】図２は、高温空気タービンＬＨのジオメト
リの寸法を最小限に抑えるための配置構成を示してい
る。この場合、回路は、より高い圧力レベルを与えるた
めに、分離器から導出したライン２７によって閉じられ
ている。このライン２７は、再冷却された空気を直接に
圧縮機７へ導く。しかしながら、この場合、圧力レベル
は高く設定され過ぎてはならず、圧力比が約８の場合に
せいぜい３〜４ｂａｒでなければらばならない。なぜな
らば、さもなければ圧縮機７の内部冷却は高い温度を生
ぜしめ過ぎるからである。
【００１３】図３は、図１及び図２に示されたプロセス
を示しており、このプロセスは、ＴＳ線図に転換されて
いる。
【００１４】二次的な高温空気タービンのプロセスのた
めのコストは、複合プラントの水蒸気プロセスのための
コストよりも低くなる。レキュペレータ５は、蒸気プロ
セスの熱交換器よりも著しく簡単である。ここに示した
回路の効率は、ＳＴＩＧプロセスの効率にほぼ相当す
る。しかしながら、ＳＴＩＧプロセスに対して、水の回
復は著しく簡単である。なぜならば、水は閉鎖した回路
内を循環させられ、清浄な空気としか接触しないからで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】後に接続された、開放した空気タービンプロセ
スを備えた、ガス／蒸気−発電プラントを示す図であ
る。
【図２】閉鎖した回路を備えた、別の発電プラントを示
す図である。
【図３】図１及び図２による回路に基づくＴＳ−線図で
ある。
【符号の説明】
１ 圧縮機ユニット、 ２ 燃焼器、 ３ 燃料供給
部、 ４ タービン、５ レキュペレータ、 ６ 膨張
器、 ７ 圧縮機、 ８，９ 発電機、 １０分離器、
１１ 供給ポンプ、 １２ 調整機構、 １３ 吸入
空気、 １４排気、 １５ 吸入空気、 １６ 圧縮さ
れた空気、 １７ 加熱された圧縮空気、 １８ 膨張
した圧縮空気、 １９ 再冷却器、 ２０ 再冷却され
た空気、 ２１ 排出ライン、 ２２ 水ライン、 ２
３ 供給水、 ２４ 内部冷却、 ２５ 変圧整流器、
２６ 煤煙、 ２７ ライン、 ＧＴ ガスタービン
群、 ＬＴ 高温空気タービンプロセス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービン群に配属したタービンから
    の排気の熱量ポテンシャルのさらなる利用のための後に
    接続された熱交換器を備えた、１つまたは複数の段の燃
    焼を有するガスタービン群の運転方法であって、 高温空気タービン群（ＬＴ）が熱交換器（５）と作用結
    合しており、高温空気タービン群（ＬＴ）に配属した圧
    縮機（７）において、連続的な又は瞬間的な水の噴射
    （２４）を介して生じるほぼ模擬的な等温圧縮を行い、
    噴射された水を、行われた膨張（６）の後に、凝縮（１
    ９）を介して分離器（１０）に捕集することを特徴とす
    る、ガスタービン群の運転方法。
  2. 【請求項２】 分離器（１０）に捕集された水（２２）
    を、水の噴射（２４）のために圧縮機（７）へ戻す、請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 分離器（１０）から生じた空気（２０）
    の一部を、ガスタービン群（ＧＴ）に配属した圧縮機
    （１）の吸入空気及び／又はガスタービン群に配属した
    タービン（４）のプロセス空気に導入する、請求項１記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 分離器（１０）において生じた空気（２
    ７）を、高温空気タービン群（ＬＴ）の圧縮機（７）に
    導入する、請求項１記載の方法。
JP10359051A 1997-12-17 1998-12-17 ガスタービン群の運転方法 Pending JPH11257023A (ja)

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