JPH11270352A - 吸気冷却型ガスタービン発電設備及び同発電設備を用いた複合発電プラント - Google Patents

吸気冷却型ガスタービン発電設備及び同発電設備を用いた複合発電プラント

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JPH11270352A
JPH11270352A JP10075460A JP7546098A JPH11270352A JP H11270352 A JPH11270352 A JP H11270352A JP 10075460 A JP10075460 A JP 10075460A JP 7546098 A JP7546098 A JP 7546098A JP H11270352 A JPH11270352 A JP H11270352A
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air
gas turbine
refrigerant
evaporator
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Tadashi Tsuji
正 辻
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気冷却型ガスタービン発電設備の吸気冷却
用冷凍機システムの冷媒冷却系統において、従来大気中
へ放散されていた熱を回収して有効利用を図る。 【解決手段】 上記冷凍機システムの蒸発器から出た冷
媒蒸気を冷媒圧縮機で圧縮して加圧冷媒蒸気とし、その
加圧冷媒蒸気が保有する熱を熱使用先に供給して回収す
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、大気から導入した
空気を予め冷却し、冷却した空気を圧縮して圧縮空気を
生成し、その圧縮空気と別系統から導入した燃料とを燃
焼させて生成した高温燃焼ガスの作用によりガスタービ
ンを駆動し、ガスタービンのロータ軸に連結した発電機
を同軸の回転により駆動することで発電を行う吸気冷却
型ガスタービン発電設備に関するものである。
【０００２】本発明は、更に、上記ガスタービン発電設
備に、上記ガスタービンの排ガスが保有する熱を回収利
用して高温高圧蒸気を生成する排熱回収ボイラと、排熱
回収ボイラで生成された高温高圧蒸気の作用で駆動され
る蒸気タービンと、同蒸気タービンのロータ軸に連結し
た発電機を設け、同発電機を同ロータ軸の回転により駆
動して発電を行う蒸気タービン発電設備を組み合わせた
複合発電プラントに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来のガスタービン設備では、燃焼器に
おける燃料燃焼用として、あるいはまた、ガスタービン
設備の運転において高温となる同設備の高温部品、例え
ば燃焼器本体、尾筒、ガスタービンの第１段動翼・静
翼、翼シュラウドなどの冷却用として大気から空気を導
入し、その空気を空気圧縮機で圧縮空気とした後に燃焼
器に供給し、またガスタービン設備の前述した高温部品
に供給している。
【０００４】最近では、より多くの燃料を燃焼してガス
タービン設備の出力増大を図り、また同設備の高温部品
の冷却に使用できる冷却された空気量を増やし高温部品
の熱負荷を軽くして、高温部品の材料コストを低減し、
また長寿命化を図り、さらにガスタービン入口温度の高
温化対応の設備とすることを目的として、大気から導入
した空気、即ちガスタービン吸気、を空気圧縮機に送給
する前に予め冷却して設備内へ導入し、空気の実質的な
量、すなわち質量ボリュームを大きくするという、吸気
冷却方式を採用したガスタービン設備が注目されるよう
になってきている。
【０００５】このガスタービン吸気を冷却する手段の一
つに冷凍機の使用がある。図１５は従来の冷凍機システ
ムの系統図である。図において、１０１は電動モータ、
１０２は電動モータ１０１で駆動され冷媒蒸気を圧縮し
て圧縮冷媒蒸気とする冷媒圧縮機、１０３は圧縮冷媒蒸
気を冷却水で冷却して凝縮し冷媒液とする凝縮器、１０
４は凝縮器１０３で加温された水を冷却し、冷却した冷
却水を凝縮器１０３に供給する冷却塔、１０４’は凝縮
器１０３で加温された水を冷却し、冷却した冷却水を凝
縮器１０３に供給する冷却塔１０４とは別に設置された
冷却装置、１０５は冷媒液を膨張させ冷媒蒸気とし、そ
の際に、図示しない冷却水使用先との間を循環する水か
ら気化の潜熱に相当する熱量を奪って同循環水を冷水と
する蒸発器である。
【０００６】電動モータ１０１で冷媒圧縮機１０２を駆
動して冷媒蒸気、例えば代替フロン或いはアンモニア等
を圧縮し、圧縮された圧縮冷媒蒸気は凝縮器１０３に送
られる。凝縮器１０３において圧縮冷媒蒸気は冷却塔１
０４、その他の冷却装置１０４’で冷却された冷却水に
より冷却されて凝縮し冷媒液となり、その冷媒液は蒸発
器１０５に送られる。冷媒液は蒸発器１０５で冷水使用
先との間を循環する水から気化の潜熱に相当する熱を奪
い、自身は気化して冷媒蒸気となる。一方蒸発器１０５
において冷媒液の気化潜熱に相当する熱を奪われ冷水と
なった循環水は冷水の使用先に送給される。冷媒蒸気は
冷媒圧縮機１０２に送られ、そこで再び圧縮され圧縮冷
媒蒸気となる。以上のような冷媒の熱移動・態変化を経
て冷凍機サイクルが形成される。
【０００７】この冷凍機サイクルにおいて、系内に流入
する熱は、冷媒圧縮機１０２に電動モータから駆動エネ
ルギとして供給され、冷媒蒸気の圧縮の際に生じる圧縮
熱Ｑ 1 と、蒸発器１０５で冷水使用先との間を循環する
水から奪った気化の潜熱に相当する熱Ｑ2 であり、一方
系外に流出する熱は、凝縮器１０３において圧縮冷媒蒸
気を冷却し凝縮させて冷媒液とする際に昇温した水が冷
却塔１０４、その他の冷却装置１０４’に還り、そこで
冷却され冷却水となる時に冷却塔１０４、その他の冷却
装置１０４’から放散される熱Ｑ3 である。系内に流入
する熱と系外に流出する熱とは平衡するから、前記のＱ
1 、Ｑ2 、Ｑ3 の間には、Ｑ3 ＝Ｑ1 ＋Ｑ2 の関係が成
り立つ。
【０００８】図１６は、冷凍機を用いた従来の吸気冷却
型ガスタービン発電設備の系統図である。図において、
１０６は、電動モータ１０１、冷媒圧縮機１０２、凝縮
器１０３、冷却塔１０４、蒸発器１０５を主要構成要素
とする冷凍機システム、１０７は大気中の空気、１０８
は空気１０７を導入する吸気室、１０９は吸気室から送
られる送給空気、１１０は、冷凍機システム１０６の蒸
発器１０５で冷却された冷水との熱交換により、吸気室
１０８から送られた送給空気１０９を冷却する吸気冷却
室、１１１は吸気冷却室で冷却され、質量ボリュームを
増加した冷却された空気、１１２は冷却された空気１１
１を圧縮して圧縮空気とする空気圧縮機、１１３は空気
圧縮機で圧縮された圧縮空気（燃料燃焼用及び高温部品
の冷却用に供される）、１１４は別系統から投入される
燃料、１１５は圧縮空気１１３と燃料１１４を燃焼させ
高温燃焼ガスを生成する燃焼器、１１６は燃焼器１１５
で生成された高温燃焼ガス、１１７は高温燃焼ガス１１
６の作用により回転駆動されるガスタービン、１１８は
ガスタービンのロータ軸に連結し、同軸の回転により駆
動され発電を行う発電機である。
【０００９】冷凍機システム１０６では、電動モータ１
０１で駆動される冷媒圧縮機１０２により圧縮された圧
縮冷媒蒸気、例えば代替フロン或いはアンモニア等冷媒
は、凝縮器１０３で、冷却塔１０４で冷却された冷却水
で冷却され凝縮して冷媒液となる。その冷媒液は蒸発器
１０５で冷媒蒸気に態変化する。その態変化の際に、蒸
発器１０５では吸気冷却室１１０との間を循環する水か
ら気化の潜熱に相当する熱を奪い、循環水を冷却して冷
水とする。一方、大気中の空気１０７がガスタービン吸
気として吸気室１０８に導入され、吸気室１０８から送
給空気１０９が吸気冷却室１１０に送られる。吸気冷却
室１１０では、蒸発器１０５で冷却された冷水により送
給空気１０９が冷却され、冷却された空気１１１とな
る。送給空気１０９を冷却し昇温した水は蒸発器１０５
に還り、再び冷却されて冷却水となる。冷却された空気
１１１は空気圧縮機１１２に送られ圧縮されて圧縮空気
１１３となる。圧縮空気１１３の大部分は燃焼器１１５
に送られ、別の系統から投入された燃料１１４の燃焼に
供される。圧縮空気１１３の残りの部分はガスタービン
発電設備の高温部品の冷却に供される。燃焼器１１５で
燃料１１４の燃焼により生成された高温燃焼ガス１１６
はガスタービン１１７に送られ、その高温燃焼ガスの作
用によりガスタービン１１７の図示しないロータに固着
された動翼が高速回転し、そのロータの軸に連結した発
電機１１８が回転駆動されて発電が行われる。
【００１０】図１７は、図１６に記載した吸気冷却型ガ
スタービン発電設備に、排熱回収ボイラと蒸気タービン
発電設備とを組み合わせて発電効率を向上させた複合発
電プラントの系統図である。図において、１１９はガス
タービン１１７から排出された排ガス、１２０は排ガス
１１９の保有する熱を回収利用し、必要に応じてボイラ
燃料を燃焼させて高温高圧蒸気を生成する排熱回収ボイ
ラ、１２１は排熱回収ボイラ１２０で生成された高温高
圧蒸気、１２２は高温高圧蒸気１２１の作用で回転する
蒸気タービン、１２３は蒸気タービンのロータ軸に連結
し、同軸の回転により回転駆動され発電を行う発電機、
１２４は蒸気タービン１２２からの排蒸気、１２５は排
蒸気１２４を凝縮し、復水にする復水器、１２６は排熱
回収ボイラへ戻る復水、Ｐ1 は復水１２６を排熱回収ボ
イラ１２０に送るポンプである。１２７は排熱回収ボイ
ラ１２０の排ガス、１２８は排ガス１２７を大気へ放出
する煙突である。
【００１１】ガスタービン発電設備のガスタービン１１
７から排出された排ガス１１９は排熱回収ボイラ１２０
に送られる。排熱回収ボイラ１２０では排ガス１１９が
保有する熱を回収して高温高圧水蒸気１２１を生成す
る。必要に応じて燃料を燃焼する。高温高圧水蒸気１２
１は蒸気タービン１２２に送られ、蒸気タービン１２２
は高温高圧水蒸気の作用により図示しないロータに固着
された動翼が高速回転し、そのロータ軸に連結した発電
機１２３が回転して発電が行われる。蒸気タービン１２
２から排出された排蒸気１２４は復水器１２５に送ら
れ、そこで凝縮されて復水１２６となる。復水１２６は
ポンプＰ1 により排熱回収ボイラ１２０に還され、再び
高温高圧水蒸気１２１の生成に供せられる。一方、排熱
回収ボイラ１２０から排出された排ガス１２７は図示し
ない集塵器、脱硝・脱硫塔などの燃焼ガス清浄化処理設
備で無害化された後に煙突１２８から大気へ放出され
る。
【００１２】以上に説明した各図及び後に説明する各図
において、太い実線はガスタービン発電設備及び排熱回
収ボイラの系統の吸気、排気の流れを示し、細い実線は
水、冷媒液等の液体の流れを示し、点線は冷凍機システ
ム、蒸気タービン発電設備を循環する水蒸気、冷媒蒸気
等の気体の流れを示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図１６の吸気冷却型ガ
スタービン発電設備、及び図１７の吸気冷却型ガスター
ビン発電設備と排熱回収ボイラと蒸気タービン発電設備
とを組み合わせた複合発電設備において、図１５の冷凍
機システムの系統図を用いて説明したガスタービン吸気
の冷却の目的に供せられる冷凍機システムでは、冷媒圧
縮機、凝縮器、蒸発器などからなる冷凍機システムの冷
媒循環系に外部から流入する熱量は、電動モータで冷媒
圧縮機を駆動することにより発生する冷媒蒸気圧縮熱Ｑ
1 と蒸発器で吸気冷却室との間を循環する水から回収す
る熱、すなわち送給空気（ガスタービン吸気）の冷却に
おいて送給空気から奪い、回収する熱に略相当する熱Ｑ
2 とを合わせた熱Ｑ3 （＝Ｑ1 ＋Ｑ2 ）は、凝縮器で冷
却塔及び又はその他の冷却装置との間を循環する水に伝
達され、その後冷却塔及び又はその他の冷却装置から大
気へ放散され、損失となっていた。
【００１４】本発明はこの欠点を解消するものであっ
て、従来大気へ放散されていた熱Ｑ3を回収して、発電
系の蒸気、給水加熱の熱源、ガスタービン吸気の冷却後
の再加熱の熱源、熱プロセス、エネルギ・センタなどの
熱利用先での利用を図り、熱損失の発生を極力抑えた吸
気冷却型ガスタービン発電設備、及び同設備に排熱回収
ボイラ、蒸気タービン発電設備を組み合わせた複合発電
プラントを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、次の特徴を有する吸気冷却型ガスタ
ービン発電設備、及び同発電設備と排熱回収ボイラと蒸
気タービン発電設備とを組み合わせた複合発電設備に関
するものである。
【００１６】（１） 蒸発器と冷媒圧縮機とを備えた冷
凍機システムと、同冷凍機システムの蒸発器によって大
気から吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、同吸気冷
却室で冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形成する空
気圧縮機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空気と別系
統から供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成す
る燃焼器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの作用によ
り回転駆動されるガスタービンと、同ガスタービンのロ
ータ軸に連結し、同ロータ軸の回転により発電を行う発
電機とを備えた吸気冷却型ガスタービン発電設備におい
て、上記冷凍機システムの蒸発器から出た冷媒蒸気を冷
媒圧縮機で圧縮して加圧冷媒蒸気とし、その加圧冷媒蒸
気が保有する熱を熱使用先に供給して回収することを特
徴とする吸気冷却型ガスタービン発電設備。
【００１７】（２） 冷媒圧縮機を出た加圧冷媒蒸気そ
のものを熱使用先へ送り循環させ、同加圧冷媒蒸気が保
有する熱を熱使用先に供給して回収することを特徴とす
る上記（１）項の吸気冷却型ガスタービン発電設備。
【００１８】（３） 冷凍機システムに凝縮器を設け、
冷媒圧縮機を出た加圧冷媒蒸気を上記凝縮器に送り、そ
こで凝縮器と熱使用先との間を循環する熱移動媒体と熱
交換させ、前記圧縮冷媒蒸気が保有する熱を同熱移動媒
体を介して熱使用先に供給して回収することを特徴とす
る上記（１）項の吸気冷却型ガスタービン発電設備。
【００１９】（４） 吸気冷却室内の冷却された空気の
排出側に、吸気冷却室で冷却された空気を加熱乾燥する
加熱器を配置し、同加熱器の熱源として冷媒圧縮機を出
た加圧冷媒蒸気が保有する熱を供給することを特徴とす
る上記（１）乃至（３）項の吸気冷却型ガスタービン発
電設備。
【００２０】（５） 蒸発器と冷媒圧縮機とを備えた冷
凍機システムと、同冷凍機システムの蒸発器によって大
気から吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、同吸気冷
却室で冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形成する空
気圧縮機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空気と別系
統から供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成す
る燃焼器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの作用によ
り回転駆動されるガスタービンと、同ガスタービンのロ
ータ軸に連結し、同ロータ軸の回転により発電を行う発
電機とを備えてなる吸気冷却型ガスタービン発電設備、
同ガスタービン発電設備のガスタービンから排気される
燃焼排ガスの保有する熱量を回収する排熱回収ボイラ、
同排熱回収ボイラで生成された高温高圧蒸気の作用によ
り回転駆動される蒸気タービンと同蒸気タービンのロー
タ軸に連結し同軸の回転により発電を行う発電機とから
なる蒸気タービン発電設備、同蒸気タービン発電設備の
蒸気タービンから排出される蒸気を復水とする復水器と
を備えた複合発電プラントにおいて、上記冷凍機システ
ムの蒸発器に復水を利用し、その冷媒蒸気を冷媒圧縮機
で加圧し、その加圧冷媒蒸気が保有する熱を上記排熱回
収ボイラあるいは蒸気タービンに使用し動力回収するこ
とを特徴とする複合発電プラント。
【００２１】（６） 蒸発器と冷媒圧縮機と凝縮器とを
備えた冷凍機システムと、同冷凍機システムの蒸発器に
よって大気から吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、
同吸気冷却室で冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形
成する空気圧縮機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空
気と別系統から供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガス
を生成する燃焼器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの
作用により回転駆動されるガスタービンと、同ガスター
ビンのロータ軸に連結し、同ロータ軸の回転により発電
を行う発電機とを備えてなる吸気冷却型ガスタービン発
電設備、同ガスタービン発電設備のガスタービンから排
気される燃焼排ガスの保有する熱量を回収する排熱回収
ボイラ、同排熱回収ボイラで生成された高温高圧蒸気の
作用により回転駆動される蒸気タービンと同蒸気タービ
ンのロータ軸に連結し同軸の回転により発電を行う発電
機とからなる蒸気タービン発電設備、同蒸気タービン発
電設備の蒸気タービンから排出される蒸気を復水とする
復水器とを備えた複合発電プラントにおいて、上記冷凍
機システムの蒸発器を出た冷媒蒸気を冷媒圧縮機で加圧
冷媒蒸気とし、その加圧冷媒蒸気を冷凍機システムの凝
縮器に送り、そこで前記復水器で生成された復水と熱交
換させて復水を加熱する一方、上記加圧冷媒蒸気自身は
冷媒液となり上記蒸発器に還り、上記加熱された復水は
上記排熱回収ボイラに送給されることを特徴とする複合
発電プラント。
【００２２】（７） 吸気冷却型ガスタービン発電設備
の吸気冷却室内に、冷凍機システムの蒸発器を配して吸
気冷却に供し、その蒸発器を出た冷媒蒸気を冷媒圧縮機
で加圧冷媒蒸気とすることを特徴とする上記（５）又は
（６）項の複合発電プラント。
【００２３】ここで、本発明に使用する冷凍機システム
について説明する。まず、冷媒として、水・水蒸気を冷
媒とする場合は、水が、例えば６．５mmHgといった高真
空下で膨張する際に周囲から或いは熱移動媒体から気化
熱に相当する熱を奪うことで周囲の温度を下げ或いは熱
移動媒体を冷却し、自身は水蒸気（気体）となり、その
水蒸気は圧縮仕事を加えられて圧縮され、更に凝縮して
水に状態を戻し、その水は再び高真空下で膨張するとい
う、膨張・圧縮・凝縮の過程を繰り返す逆ランキンサイ
クル、所謂ヒートポンプを形成し、これを冷凍の原理と
するものである。
【００２４】この冷凍機をガスタービン吸気の冷却に用
いることによって、例えば３０℃であった吸気の温度を
１０℃乃至１５℃の温度まで下げることができる。ガス
タービンの吸気温度が低下すると、ガスタービンに供給
される吸気、すなわち燃料の燃焼及び又は高温部品冷却
用の空気の質量ボリュームは必然的に大きくなるから、
ガスタービン出力の増大を図ることができ、さらに高温
部品の冷却効果を高めることができる。
【００２５】冷凍機としては、上記の水・水蒸気を冷媒
とする冷凍機方式の他に、通常の冷凍機と同様の、代替
フロン或いはアンモニア等の専用冷媒を用いる場合があ
る。また、冷凍機システムにおける冷媒圧縮機の駆動方
式としては、電動駆動、ガスタービン又は蒸気タービン
によるタービン駆動、ディーゼルエンジン又はガソリン
エンジンによるエンジン駆動、一軸コンバインドサイク
ル駆動などの各駆動方式を用いることができる。冷媒蒸
気冷凍機システムとしては、上記したような冷凍機方
式、冷媒の種類、圧縮機駆動方式を様々に組み合わせた
ものを使用できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の吸気冷却型ガスタービン
発電設備及び吸気冷却型ガスタービン発電設備を用いた
複合発電設備では、従来は、ガスタービン吸気の冷却に
使用する冷凍機システムの凝縮器から熱移動媒体（水）
を介して冷却塔その他の冷却装置を通して、熱を大気中
に放散し損失となっていた、冷媒圧縮機の駆動により発
生した冷媒蒸気圧縮熱Ｑ1 と、吸気冷却室・蒸発器の間
を循環する水がガスタービン吸気を冷却する際にガスタ
ービン吸気（空気）から奪った熱Ｑ2 とを、冷媒圧縮機
で圧縮された後の加圧冷媒蒸気が保有する熱Ｑ3 とし
て、外部の熱使用先に供給して回収利用することで、設
備全体として熱の損失を抑え、設備効率の向上を図るこ
とができる。
【００２７】図１は本発明の実施の第１形態にかかる吸
気冷却型ガスタービン発電設備の系統図である。冷媒と
して水・水蒸気を用いた冷凍機方式を採用したものであ
る。
【００２８】図１（ａ）において、０１は電動モータ、
０２は電動モータ０１により駆動され、冷媒である水蒸
気を加圧水蒸気とする冷媒圧縮機、０５は高真空雰囲気
下で水を膨張させて水蒸気とし、その際に周囲から気化
の潜熱に相当する熱を奪うことで冷却作用をなす蒸発
器、０７は大気からの吸気、０８は吸気０７を設備内に
導入する吸気室、０９は吸気室０８から送られる送給空
気、１０は送給空気０９を冷却する吸気冷却室、１１は
冷却された空気、１２は冷却された空気を圧縮して圧縮
空気とする空気圧縮機、１３は圧縮空気、１４は別の系
統から投入される燃料、１５は圧縮空気１３と燃料１４
とを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼器、１６は
高温燃焼ガス、１７は高温燃焼ガス１６の作用で高速回
転するガスタービン、１８はガスタービン１７のロータ
軸に連結した発電機である。８０は熱使用先である。
【００２９】電動モータ０１で冷媒圧縮機０２を駆動し
て冷媒である水蒸気を圧縮し、圧縮され昇圧した加圧水
蒸気は熱使用先８０に送られ、そこで加圧水蒸気が保有
する熱が回収利用され凝縮水となる。熱使用先８０から
冷媒液としての水が吸気冷却室１０内に配された蒸発器
０５に還流され、内部が高真空雰囲気に保持された蒸発
器０５で水は膨張して水蒸気となり、その際に気化の潜
熱に相当する熱を奪い周囲を冷却する。吸気０７は吸気
室０８で浄化・消音したあと送給空気０９として吸気冷
却室１０に送られ、その内部に配された蒸発器０５の冷
却作用にて冷却された空気１１となる。この冷却された
空気１１は圧縮機１２で圧縮され圧縮空気１３となり燃
焼器１５に送られる。燃焼器１５では圧縮空気１３と別
の系統から投入された燃料１４とを燃焼させて高温燃焼
ガス１６を生成し、その高温燃焼ガス１６はガスタービ
ン１７へ送られる。ガスタービン１７は高温燃焼ガスの
作用で回転駆動され、ガスタービンのロータ軸に連結し
た発電機１８が同軸の回転により駆動されて発電が行わ
れる。
【００３０】この実施の第１形態においては、冷凍機の
冷媒である水・水蒸気そのものが系外の熱使用先８０と
冷凍機の蒸発器０５との間を循環し、冷媒圧縮機の駆動
により発生した冷媒蒸気圧縮熱とガスタービン吸気を冷
却する際にガスタービン吸気（空気）から奪った熱と
を、冷媒圧縮機で圧縮された後の加圧水蒸気が保有する
熱として熱使用先に直接的に供給回収できるから、高い
熱回収効率を達成できる。
【００３１】この実施の第１形態のものは、冷凍機シス
テムの蒸発器０５を吸気冷却室内に配してガスタービン
吸気の保有する熱を直接的に回収している。このように
吸気冷却室１０内に冷凍機システムの蒸発器０５を配し
たからガスタービン吸気の保有する熱の回収効率を高く
できるとともに、冷凍機システムと吸気冷却室とを組み
合わせたコンパクトな設計が可能となる。
【００３２】一方、図１（ｂ）は上述の図１（ａ）の一
変形例である。これは、蒸発器０５を吸気冷却室１０の
外に配して、蒸発器０５と吸気冷却室１０との間に熱移
動媒体として冷水を循環させ、ガスタービン吸気の保有
する熱を間接的に回収することにしたものである。この
場合には回収効率は幾分低下するが、冷凍機システムを
ガスタービン吸気冷却に使用すると同時に、冷却を要す
るその他の隣接設備にも兼用することができるから、設
備費用を低減することができる。蒸発器０５を吸気冷却
室１０の内に配置するか外に配置するかは、各設備設計
において、適宜その利点を考慮して選択できる。これは
以下の実施の各形態においても同様である。
【００３３】図２は本発明の実施の第２形態にかかる吸
気冷却型ガスタービン発電設備の系統図である。冷凍機
方式としては、実施の第１形態と同様に、冷媒として水
・水蒸気を用いた冷凍機方式を採用している。図におい
て、５０は吸気冷却室１０内の冷却された空気の排出側
に配された加熱器である。冷凍機の冷媒圧縮機０２から
排出された加圧水蒸気の一部は直接熱使用先８０に送ら
れ、他の一部は加熱器５０を経てから熱使用先８０へ送
られる。上記以外の部分は図１（ａ）と同じである。
【００３４】電動モータ０１で冷媒圧縮機０２を駆動し
て冷媒である水蒸気を圧縮し、圧縮され昇圧した加圧水
蒸気の一部は熱使用先８０に送られ、そこで加圧水蒸気
の保有する熱が回収利用される。また加圧水蒸気の残り
の部分は加熱器５０の熱源として利用された後に熱使用
先に送られ、同様に回収利用される。送給空気０９は吸
気冷却室１０に導入され、同室内に配された蒸発器０５
の冷却作用で冷却され、その後、加熱器５０で幾分加熱
乾燥された後、空気圧縮機１２に冷却された空気１１と
して送られる。以降は実施の第１形態と同様である。
【００３５】この実施の第２形態においては、冷媒であ
る水・水蒸気の一部は系外の熱使用先に供給されて回収
利用され、また残りの部分が吸気冷却室の加熱器の熱源
として利用された後に系外の熱使用先に供給され、熱使
用先と冷凍機との間を循環する。ガスタービン吸気を冷
却する際にガスタービン吸気（空気）から奪った熱と冷
媒圧縮機の駆動により発生した冷媒蒸気圧縮熱とを、冷
媒圧縮機で圧縮された後の加圧水蒸気が保有する熱とし
て、吸気冷却室の加熱器５０の熱源として、また系外の
熱使用先８０において供給回収できるから、高い熱回収
効率を達成できる。
【００３６】図３は本発明の実施の第３形態にかかる吸
気冷却型ガスタービン発電設備の系統図である。冷凍機
方式としては、冷媒として代替フロン又はアンモニア等
の専用冷媒を用いた冷凍機方式を採用している。図にお
いて、０３は冷凍機の凝縮器である。冷媒は冷媒圧縮機
０２、凝縮器０３、及び蒸発器０５を経て閉回路内を循
環する。凝縮器０３と熱利用先８０との間には熱媒（例
えば水）を循環させる回路が設けてある。上記以外の部
分の構成は図１（ａ）と同じである。
【００３７】電動モータ０１で冷媒圧縮機０２を駆動し
て冷媒を圧縮し、圧縮され昇圧した加圧冷媒蒸気は凝縮
器０３に送られる。凝縮器０３では、系外の熱使用先８
０との間を循環する熱媒（例えば水）と熱交換し、高圧
の冷媒蒸気は冷却されて液体の冷媒に態を変え、また熱
交換により高圧の冷媒が保有していた熱を得て昇温した
熱媒は熱使用先８０に送られ、そこでその熱が回収利用
される。凝縮器０３で液体に態を変えた冷媒は蒸発器０
５で膨張し、気体の冷媒に態を変化し、その際に周囲か
ら気化の潜熱に相当する熱を奪い周囲の送給空気０９を
冷却する。蒸発器０５で気体となった冷媒は冷媒圧縮機
０２で再び圧縮されて加圧冷媒蒸気となる。これにより
冷凍機サイクルが形成される。つまり、この冷凍機方式
の場合には、代替フロン等の冷媒は冷凍機サイクル内を
循環し、系外との往還は凝縮器０３と熱使用先８０との
間を循環する熱媒（例えば水）を介して間接的に行われ
る。
【００３８】送給空気０９は吸気冷却室１０に導入さ
れ、同室内に配された蒸発器０５の冷却作用で冷却さ
れ、その後、空気圧縮機１２に冷却された空気１１とし
て送られる。以降は実施の第１形態と同様である。
【００３９】この実施の第３形態においては、冷媒は系
内のみを循環し、熱移動媒体である水が系外と循環す
る。したがって、加圧冷媒蒸気が保有する熱が系外の熱
使用先に供給される間に熱移動媒体が介在するから、実
施の第１形態に較べれば、熱移動媒体との熱交換で幾分
の損失は出るものの、冷媒圧縮機０２の駆動により発生
した冷媒圧縮熱と送給空気０９を冷却する際にその空気
から奪った熱とを、冷媒圧縮機で圧縮され高圧となった
冷媒蒸気が保有する熱として、熱移動媒体の水を介し
て、系外の熱使用先に供給することによって有効に回収
利用することができる。
【００４０】図４は本発明の実施の第４形態にかかる吸
気冷却型ガスタービン発電設備の系統図である。冷凍機
方式としては、冷媒として代替フロン或いはアンモニア
等を用いた冷凍機方式を採用している。図において、５
０は吸気冷却室１０内の冷却された空気の排出側に設け
られた加熱器である。本実施形態は前記第３実施形態に
おける冷媒圧縮機０２から凝縮器０３に至る加圧冷媒蒸
気の流れを、その途中において、吸気冷却室内の加熱器
５０を経由させたものである。上記以外の部分の構成は
第３実施形態と同じである。
【００４１】電動モータ０１で冷媒圧縮機０２を駆動し
て冷媒を圧縮し、圧縮され昇圧した加圧冷媒蒸気は加熱
器５０に送られ、そこで吸気加熱の熱源として利用され
た後、凝縮器０３に送られる。凝縮器０３では、系外の
熱使用先８０との間を循環する熱移動媒体である水と熱
交換し、加圧冷媒蒸気は冷却されて液体の冷媒に態を変
え、また熱交換により加圧冷媒蒸気が保有していた熱を
得て昇温した水又は熱媒は熱使用先８０に送られ、そこ
で上記の熱が回収利用される。凝縮器０３で液体に態を
変えた冷媒は蒸発器０５で膨張し、気体の冷媒に態を変
化し、その際に周囲から気化の潜熱に相当する熱を奪い
送給空気０９を冷却する。蒸発器で気体となった冷媒は
冷媒圧縮機０２で再び圧縮されて加圧冷媒蒸気となる。
これにより冷凍機サイクルが形成される。つまり、この
冷凍機方式の場合には、代替フロン等の冷媒が冷凍機サ
イクル内を循環し、系外との往還は凝縮器０３と熱使用
先８０との間を循環する熱媒（例えば水）を介して間接
的に行われる。
【００４２】送給空気０９は吸気冷却室１０に導入さ
れ、同室内に配された蒸発器０５の冷却作用で冷却さ
れ、その後、加熱器５０で幾分加熱乾燥された後、空気
圧縮機１２に冷却された空気１１として送られる。以降
は前述の他の実施形態と同様である。
【００４３】この実施の第４形態においては、冷媒は系
内のみを循環し、熱媒（例えば水）が系外と往還する。
したがって、加圧冷媒蒸気が保有する熱が系外の熱使用
先に供給される間に熱媒が介在するから、実施の第３形
態に較べれば、熱媒との熱交換で幾分の損失は出るもの
の、冷媒圧縮機の駆動により発生した冷媒蒸気圧縮熱と
ガスタービン吸気を冷却する際にガスタービン吸気（空
気）から奪った熱と、冷媒圧縮機で圧縮され高圧となっ
た加圧冷媒蒸気が保有する熱を、系外の熱使用先に供給
することによって有効に回収利用することができる。
【００４４】図５は本発明の実施の第５形態に係る複合
発電プラントの系統図である。本系統は、吸気冷却型ガ
スタービン発電設備に、排熱回収ボイラ・蒸気タービン
発電システムを接続したものである。冷凍方式として
は、冷媒に水・水蒸気を用いた冷凍機方式を採用してい
る。図において、２０はガスタービン１７の排ガス１９
を導いて熱を回収する排熱回収ボイラ、２１は同ボイラ
から抽出される高温高圧蒸気、２２は同蒸気によって回
転駆動される蒸気タービン、２３は同蒸気タービンの軸
に設けられている発電機、２４は蒸気タービン２２から
排出される排蒸気、２５は同排蒸気を水に変える復水
器、２６は同復水器から排出され排熱回収ボイラ２０へ
戻る復水、２７は排熱回収ボイラを通過して排出される
排ガスである。
【００４５】冷凍機の冷媒圧縮機０２から吐出された加
圧水蒸気は、途中で分岐し、一部は排熱回収ボイラ２０
の蒸気配管の途中部へ注入され、他の一部は排熱回収ボ
イラから抽出される高温高圧蒸気２１あるいは低圧蒸気
として用いるときは蒸気タービン２２のその圧力の配管
の途中部へ注入される。また、復水の一部は排熱回収ボ
イラ２０へ返り、他の一部は冷凍機の蒸発器０５へ戻さ
れる。
【００４６】本発明は、冷媒圧縮機から排出される加圧
水蒸気の熱を排熱回収ボイラ２０を経由して、あるいは
直接的に蒸気タービン２２に注入して、同蒸気タービン
に連結されている発電機２３によって発電し、熱の有効
利用を図るものである。蒸気タービン２２の排蒸気は復
水器２５を経て水となり、蒸発器０５へ戻ったものは、
そこで吸気を冷却して水は蒸発して水蒸気となり、再び
冷媒圧縮機０２へ戻る。これによって冷凍機の加圧水蒸
気の熱が有効利用される。
【００４７】図６は本発明の実施の第６形態に係る複合
発電プラントの系統図である。本系統は、吸気冷却型ガ
スタービン発電設備に、排熱回収ボイラ・熱使用先を接
続し、更に上記熱使用先とは別の熱プロセスを設けたも
のである。冷凍方式としては、冷媒として、水・水蒸気
を用いた冷凍機方式を採用している。図において、２０
はガスタービン１７の排ガス１９を導いて熱を回収する
排熱回収ボイラ、８０は同ボイラに接続されている熱使
用先、２１は同ボイラから抽出され熱使用先へ供給され
る高温高圧蒸気である。８１は上記熱使用先８０とは別
の熱プロセスである。
【００４８】このプラントにおいては、排熱回収ボイラ
２０と熱使用先８０との間を、高温高圧蒸気２１と、そ
れが熱使用先８０で水になったものが循環している。熱
プロセス８１は排熱回収ボイラとは接続されていない。
冷媒圧縮機０２から排出された加圧水蒸気は途中で分岐
して、その一方は高温高圧蒸気２１に合流して熱使用先
８０へ供給されて熱を利用される。その他方は熱プロセ
ス８１へ供給されて熱を利用される。熱使用先へ供給さ
れた蒸気はそこで水となり、その一部は排熱回収ボイラ
８０へ返り、他の一部は、熱プロセス８１で水となった
ものと共に、冷凍機の蒸発器０５へ返る。これによっ
て、冷凍機の冷媒圧縮機０２から排出された加圧水蒸気
の熱が有効利用される。
【００４９】図７は本発明の実施の第７形態に係る複合
発電プラントの系統図である。本系統は、吸気冷却型ガ
スタービン発電設備に、排熱回収ボイラ・蒸気タービン
発電設備・熱使用先等を接続したものである。冷凍方式
としては、冷媒として、水・水蒸気を用いた冷凍機方式
を採用している。図において、２０はガスタービン１７
の排ガス１９を導いて熱を回収する排熱回収ボイラであ
る。２２は蒸気タービン、２３は同タービンに接続され
ている発電機、２５は復水器であり、これらによって蒸
気タービン発電設備が構成されている。８０は熱使用先
である。蒸気タービン発電設備と熱使用先とは排熱回収
ボイラに対して並列に接続されている。冷凍機の冷媒圧
縮機０２から排出された加圧水蒸気は熱使用先８０へ供
給され、そこで熱が有効利用される。加圧水蒸気は熱使
用先で水となり、復水器２５から排出される水と混合
し、一部は排熱回収ボイラへ返り、他の一部は冷凍機の
蒸発器０５へ返る。これによって、冷媒圧縮機から排出
される加圧水蒸気の熱が有効利用される。
【００５０】図８は本発明の第８実施形態に係る複合発
電プラントの系統図である。本実施形態は、吸気冷却型
ガスタービン発電設備に、排熱回収ボイラと同ボイラに
連なる蒸気タービン発電設備とを接続したものである。
冷凍方式としては、冷媒として、代替フロン或いはアン
モニア等の専用冷媒を用いた冷凍機方式を採用してい
る。図において、冷凍機には凝縮器０３が備えられてい
る。２０はガスタービン１７の排ガス１９を導いて熱を
回収する排熱回収ボイラ、２１は排熱回収ボイラから排
出される高温高圧蒸気、２２は蒸気タービン、２３は発
電機、２５は復水器、２６は復水である。
【００５１】本実施形態は、蒸気タービン発電システム
の復水器２５から排熱回収ボイラ２０へ戻る復水２６の
一部を、上記冷凍機システムの凝縮器０３へ循環させ
て、冷凍機システムの熱を復水の加熱に利用して、熱の
有効利用を図るものである。
【００５２】図９は本発明の実施の第９形態に係る複合
発電プラントの系統図である。本実施形態は、吸気冷却
型ガスタービン発電設備に、排熱回収ボイラと同ボイラ
に連なる蒸気タービン発電設備とを接続し、さらに同排
熱回収ボイラ及び蒸気タービン発電設備とは独立の熱使
用先が設けられているものである。冷凍方式としては、
冷媒として、代替フロン或いはアンモニア等の専用冷媒
を用いた冷凍機方式を採用している。図において、冷凍
機には凝縮器０３が備えられている。８０は熱使用先で
ある。
【００５３】本実施形態においては、上記冷凍機システ
ムの凝縮器０３と熱使用先８０との間に水循環経路を設
け、熱使用先において凝縮器０３の排熱の有効利用を図
るものである。
【００５４】図１０は本発明の実施の第１０形態に係る
複合発電プラントの系統図である。本実施形態は、吸気
冷却型ガスタービン発電設備に、排熱回収ボイラと、同
ボイラに対して蒸気タービン発電設備と熱使用先とが並
列に設けられているものである。冷凍方式としては、冷
媒として、代替フロン或いはアンモニア等の専用冷媒を
用いた冷凍機方式を採用している。図において、冷凍機
には凝縮器０３が備えられている。８０は熱使用先であ
る。
【００５５】本実施形態は、上記冷凍機システムの凝縮
器０３と熱使用先８０との間に水循環経路を設け、熱使
用先において凝縮器０３の排熱の有効利用を図るもので
ある。
【００５６】図１１は本発明の実施の第１１形態に係る
複合発電プラントの系統図で、図２と図５の考え方を複
合したものである。本実施形態の吸気冷却システムは、
冷媒として水・水蒸気を用いた冷凍機システムを採用し
ている。図において、吸入空気及びその燃焼ガスは、吸
気室０８、吸気冷却室１０、空気圧縮機１２、燃焼器１
５、ガスタービン１７、排熱回収ボイラ２０からなる経
路を通過する。上記空気圧縮機１２とガスタービン１７
には発電機１８が連なっている。吸気冷却室１０内に
は、蒸発器０５、除湿器４０、加熱器５０が設けられて
いる。冷凍機は冷媒圧縮機０２、電動モータ０１、及び
吸気冷却室１０内の蒸発器０５から構成されている。排
熱回収ボイラ２０には蒸気タービン２２、発電機２３、
復水器２５からなる蒸気タービン発電設備が連なり、そ
の駆動のために排熱回収ボイラ２０から高温高圧蒸気２
１が供給されている。一方これらの発電系とは別に、熱
使用先８０が設けられている。図中の点線は蒸気の経
路、実線は液体の経路、一点鎖線は情報・信号の経路で
ある。
【００５７】吸気冷却室内の蒸発器０５から排出された
水蒸気は電動モータ０１で駆動される冷媒圧縮機０２で
圧縮され加圧水蒸気となり排出される。この加圧水蒸気
の一部は分岐して加熱器５０を経由した後、元の加圧水
蒸気に合流する。この加圧水蒸気は排熱回収ボイラ２０
の中間部から抽出された中圧蒸気２１’と合流して、蒸
気タービン２２の中間部と熱使用先８０とへ供給され
る。蒸気タービン２２から排出された蒸気は復水器２５
で液化し、その一部は、ポンプＰ1 によって排熱回収ボ
イラ２０へ、他の一部はポンプＰ2 によって蒸発器０５
へ戻される。熱使用先８０へ供給された蒸気は、一部は
液化して排出され、他の一部は蒸気のままで排出され
る。液化して水となって排出されたものの一部はポンプ
Ｐ1 の出口側へ合流して排熱回収ボイラへ、他の一部は
ポンプＰ2 の出口側へ合流して蒸発器０５へ戻される。
熱使用先から蒸気として排出されたものは、冷媒圧縮機
０２の入口側へ戻される。冷凍サイクルに注目すると、
本来冷凍サイクル系統に持つべき凝縮器の役割が復水器
２５で行なわれているので、機器構成が単純化されてい
る。なお、本実施形態では、除湿器４０を組み入れたも
のを示したが、除湿器は必ずしも設ける必要はなく、そ
の設置の要否はプラントの設計に際して適宜判断され
る。
【００５８】吸気冷却室の蒸発器０５に水を供給する管
路にはバルブ４１が、加熱器５０に加圧水蒸気を供給す
る管路にはバルブ４２が設けてある。これらバルブの開
度を制御するために制御装置ＣＰＵが設けてある。Ｘは
ＣＰＵに入力される発電出力目標値、Ｘ1 はガスタービ
ン系の実際の発電出力、Ｘ2 は蒸気タービン系の実際の
発電出力である。Ｄは吸気室０８の出口温度情報であ
る。ＴＸ１は除湿器内温度センサ、Ａは同センサからＣ
ＰＵへ送られる温度情報、ＢはＣＰＵからバルブ４１へ
送られる制御信号である。ＴＸ２は加熱器出口温度セン
サ、Ａ’は同センサからＣＰＵへ送られる温度情報、
Ｂ’はＣＰＵからバルブ４２へ送られる制御信号であ
る。
【００５９】Ｘがガスタービン系の発電目標値の場合、
実際の発電出力Ｘ1 との間に差がある時には、ＴＸ１，
ＴＸ２が検出する温度のあるべき値をＣＰＵ内で算出
し、現状の温度との差に見合う弁操作信号Ｂ，Ｂ’を発
信する。
【００６０】上記Ｘが、ガスタービン系と蒸気タービン
系の複合発電出力の場合は、蒸気タービン出力Ｘ2 が、
ガスタービン系出力Ｘ1 や加熱器出口温度ＴＸ２等の因
子に影響されるので、この特性をＣＰＵに入力してお
き、適切な弁操作信号Ｂ，Ｂ’を発信して、ＴＸ１，Ｔ
Ｘ２を増減させ、ガスタービン系の出力の増減を図るこ
とによって、複合発電出力の調整を行なう。
【００６１】図１２は本発明の実施の第１２形態に係る
複合発電プラントの系統図で、図４と図１０の考え方を
複合したものである。本実施形態の吸気冷却システム
は、代替フロン、あるいはアンモニア等を専用冷媒とし
て用いた冷凍機システムを採用している。図において、
吸入空気及びその燃焼ガスの経路は、吸気室０８、吸気
冷却室１０、空気圧縮機１２、燃焼器１５、ガスタービ
ン１７、排熱回収ボイラ２０からなり、上記空気圧縮機
１２とガスタービン１７には発電機１８が連なってい
る。吸気冷却室１０内には、蒸発器０５、除湿器４０、
加熱器５０が設けられている。これらは前記実施形態と
同じである。蒸発器０５には冷媒圧縮機０２、電動モー
タ０１、及び凝縮器０３からなる閉回路の冷凍機が連な
っている。排熱回収ボイラ２０には蒸気タービン２２、
発電機２３、復水器２５からなる蒸気タービン発電設備
が連なっている。一方これらの発電系とは別に、熱使用
先８０が設けられている。図中の点線は蒸気の経路、実
線は液体の経路である。
【００６２】蒸気タービン２２から排出された蒸気は復
水器２５で水となり、その一部はポンプＰ1 によって排
熱回収ボイラ２０へ戻り、他の一部はポンプＰ2 によっ
て凝縮器０３へ送られ、そこで専用冷媒と熱交換され
る。凝縮器０３で昇温した水の一部は排熱回収ボイラへ
戻り、他の一部は熱使用先８０へ供給される。熱使用先
で温度低下した水は凝縮器０３へ送られ再び加熱され
る。
【００６３】本実施形態の図ではＣＰＵ及び情報信号線
は図示していないが、前記実施形態と同様の手段でバル
ブ４１，４２が制御される。また、本実施形態では、除
湿器４０を組み入れたものを示したが、除湿器は必ずし
も設ける必要はなく、その設置の要否はプラントの設計
に際して適宜判断される。
【００６４】図１３は本発明の実施の第１３形態に係る
複合発電プラントの系統図である。これは、図５の構成
において冷媒圧縮機０２の出口の蒸気を復水器２５にお
いて蒸気タービン２２の蒸気と共に復水する方式であ
る。本実施形態の吸気冷却システムは、水・水蒸気を冷
媒とした冷凍機を採用したシステムである。図におい
て、吸入空気及びその燃焼ガス経路は、吸気室０８、吸
気冷却室１０、空気圧縮機１２、燃焼器１５、ガスター
ビン１７、排熱回収ボイラ２０からなり、上記空気圧縮
機１２とガスタービン１７には発電機１８が連なってい
る。吸気冷却室１０内には、蒸発器０５のみが設けら
れ、除湿器、加熱器は設けられていない。蒸発器０５に
は電動モータ０１、冷媒圧縮機０２が連なっている。排
熱回収ボイラ２０には蒸気タービン２２、発電機２３、
復水器２５からなる発電設備が連なっている。図中の点
線は蒸気の経路、実線は液体の経路である。一点鎖線は
情報・信号の経路である。
【００６５】冷媒圧縮機０２から排出された加圧水蒸気
は蒸気タービン２２から排出された蒸気と合流して復水
器２５に送られる。同復水器から排出された水の一部は
ポンプＰ1 によって排熱回収ボイラ２０へ戻り、他の一
部はポンプＰ2 によって吸気冷却器の蒸発器０５へ供給
される。蒸発器０５へ水を供給する管路にはバルブ４１
が設けられている。このバルブは、ガスタービン系と蒸
気タービン系の複合発電出力目標値Ｘ、ガスタービン発
電出力Ｘ1 、蒸気タービン発電出力Ｘ2 、吸気室出口温
度Ｄ，吸気冷却室出口温度Ａ，を基に算出されたバルブ
操作信号Ｂによって制御され、目標値に合致した出力の
発電がなされる。
【００６６】図１４は本発明の実施の第１４形態に係る
複合発電プラントの系統図である。本実施形態の吸気冷
却システムは、水・水蒸気を冷媒とした冷凍機を用いた
システムである。図において、吸入空気及びその燃焼ガ
スの経路は、吸気室０８、吸気冷却室１０、空気圧縮機
１２、燃焼器１５、ガスタービン１７、排熱回収ボイラ
２０からなり、上記空気圧縮機１２とガスタービンには
発電機１８が連なっている。吸気冷却室１０内には、蒸
発器０５のみが設けられている。蒸発器０５には冷媒圧
縮機０２、発電電動機４３、蒸気タービン４４からなる
蒸気タービン発電システムが連なっている。排熱回収ボ
イラ２０には蒸気タービン２２、発電機２３、復水器２
５からなる蒸気タービン発電システムが連なっている。
図中の点線は蒸気の経路、実線は液体の経路、一点鎖線
は情報・信号の経路である。
【００６７】排熱回収ボイラ２０の蒸気経路終端から排
出された高温高圧蒸気２１の一部は蒸気タービン２２
に、他の一部は蒸気タービン４４に供給される。吸気冷
却室の蒸発器０５から排出された蒸気は冷媒圧縮機０２
で圧縮され加圧水蒸気となり、その一部は排熱回収ボイ
ラの蒸気経路中間部から抽出された蒸気と合流して蒸気
タービン２２の中間部へ供給され、他の一部は蒸気ター
ビン４４の中間部へ供給される。発電電動機４３は、蒸
気タービン４４の出力と冷媒圧縮機０２の負荷の大小に
応じて、発電出力を取り出せる時は発電機として用い、
電動入力が必要な時は電動機として用いる。蒸気タービ
ン４４から排出された蒸気は、蒸気タービン２２から排
出された蒸気と合流して復水器２５に送られ、そこで水
となる。この水の一部はポンプＰ1 によって排熱回収ボ
イラ２０へ戻り、他の一部はポンプＰ2 によって吸気冷
却器の蒸発器０５へ供給される。蒸発器０５へ水を供給
する管路にはバルブ４１が設けられている。このバルブ
は、ガスタービン系と蒸気タービン系との複合発電出力
目標値Ｘ、ガスタービン発電出力Ｘ1 、蒸気タービン２
２系の発電出力Ｘ2 、吸気室出口温度Ｄ，吸気冷却室出
口温度Ａ，を基に算出されたバルブ操作信号Ｂによって
制御され、目標値に合致した出力の発電がなされる。
【００６８】上述の各実施形態の吸気冷却型ガスタービ
ン発電設備あるいは同ガスタービン発電設備を使用した
複合発電プラントにおいて、従来、冷凍機システムにお
ける凝縮器へ冷却水を供給し凝縮器で昇温した冷却水を
冷却するために用いられている冷却塔その他冷却装置に
ついては記載していないが、本発明においても、ガスタ
ービン吸気の冷却に必要な冷却能力が、熱使用先で回収
利用される熱量を超えるような場合などにおいて、この
ような従来技術の冷却塔その他の冷却装置を併用して実
施できるものである。
【００６９】実施形態においては、（図１、図２）と
（図５、図６、図７）との組み合わせの６通り、及び
（図３、図４）と（図８、図９、図１０）との組み合わ
せの６通りの、合計１２通りの構成が成り立つ。しかし
ながら、本発明は蒸気の実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、例えば上記の
各実施形態に示した個々の要素を組み合わせる等、種々
の変形が可能であることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】従来の吸気冷却型ガスタービン発電設備
及びそのガスタービン発電設備を用いた複合発電プラン
トにおいては、吸気冷却の際に蒸発器で回収された熱、
及び冷凍機システムにおいて冷媒圧縮機駆動により発生
する冷媒蒸気圧縮熱は、冷却塔及び又はその他の冷却装
置から大気へ放散され損失となっていたが、本発明の吸
気冷却型ガスタービン発電設備及びそのガスタービン発
電設備を用いた複合発電プラントにおいては、これらの
熱を、ガスタービン吸気の再加熱の熱源として、また外
部の発電系の蒸気、給水加熱の熱源、熱プロセス、エネ
ルギ・センタなどの外部の熱使用先において回収利用を
図っているので、熱損失の発生を最大限に抑制すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る吸気冷却型発電
設備の系統図。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る吸気冷却型発電
設備の系統図。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る吸気冷却型発電
設備の系統図。
【図４】本発明の実施の第４形態に係る吸気冷却型発電
設備の系統図。
【図５】本発明の実施の第５形態に係る複合発電プラン
トの系統図。
【図６】本発明の実施の第６形態に係る複合発電プラン
トの系統図。
【図７】本発明の実施の第７形態に係る複合発電プラン
トの系統図。
【図８】本発明の実施の第８形態に係る複合発電プラン
トの系統図。
【図９】本発明の実施の第９形態に係る複合発電プラン
トの系統図。
【図１０】本発明の実施の第１０形態に係る複合発電プ
ラントの系統図。
【図１１】本発明の実施の第１１形態に係る複合発電プ
ラントの系統図。
【図１２】本発明の実施の第１２形態に係る複合発電プ
ラントの系統図。
【図１３】本発明の実施の第１３形態に係る複合発電プ
ラントの系統図。
【図１４】本発明の実施の第１４形態に係る複合発電プ
ラントの系統図。
【図１５】従来のガスタービン発電プラントに用いられ
ている吸気冷却用冷凍機システムの系統図。
【図１６】従来の吸気冷却型ガスタービン発電設備の系
統図。
【図１７】従来の複合発電プラントの系統図。
【符号の説明】
０１ 電動モータ ０２ 冷媒圧縮機 ０３ 凝縮器 ０５ 蒸発器 ０７ 大気中の空気 ０８ 吸気室 ０９ 送給空気 １０ 吸気冷却室 １１ 冷却された空気 １２ 空気圧縮機 １３ 圧縮空気 １４ 燃料 １５ 燃焼器 １６ 高温燃焼ガス １７ ガスタービン １８ 発電機 １９ （ガスタービンの）排ガス ２０ 排熱回収ボイラ ２１ 高温高圧蒸気 ２２ 蒸気タービン ２３ 発電機（蒸気タービン側） ２５ 復水器 ２６ 復水 ２７ 排ガス ４０ 除湿器 ４１ バルブ ４２ バルブ ４３ 発電電動機 ４４ 蒸気タービン ５０ 加熱器 ８０ 熱使用先 １０１ 電動モータ １０２ 冷媒圧縮機 １０３ 凝縮器 １０４ 冷却塔 １０４’ 冷却装置（冷却塔とは別のもの） １０５ 蒸発器 １０６ 冷凍機システム １０７ 大気中の空気 １０８ 吸気室 １０９ 送給空気 １１０ 吸気冷却室 １１１ 冷却された空気 １１２ 空気圧縮機 １１３ 圧縮空気 １１４ 燃料 １１５ 燃焼器 １１６ 高温燃焼ガス １１７ ガスタービン １１８ 発電機 １１９ ガスタービンの排ガス １２０ 排熱回収ボイラ １２１ 高温高圧蒸気 １２２ 蒸気タービン １２３ 発電機 １２４ 蒸気タービンからの排蒸気 １２５ 復水器 １２６ 復水 １２７ 排熱回収ボイラからの排ガス １２８ 煙突

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蒸発器と冷媒圧縮機とを備えた冷凍機シ
    ステムと、同冷凍機システムの蒸発器によって大気から
    吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、同吸気冷却室で
    冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形成する空気圧縮
    機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空気と別系統から
    供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼
    器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの作用により回転
    駆動されるガスタービンと、同ガスタービンのロータ軸
    に連結し、同ロータ軸の回転により発電を行う発電機と
    を備えた吸気冷却型ガスタービン発電設備において、上
    記冷凍機システムの蒸発器から出た冷媒蒸気を冷媒圧縮
    機で圧縮して加圧冷媒蒸気とし、その加圧冷媒蒸気が保
    有する熱を熱使用先に供給して回収することを特徴とす
    る吸気冷却型ガスタービン発電設備。
  2. 【請求項２】 冷媒圧縮機を出た加圧冷媒蒸気そのもの
    を熱使用先へ送り循環させ、同加圧冷媒蒸気が保有する
    熱を熱使用先に供給して回収することを特徴とする請求
    項１の吸気冷却型ガスタービン発電設備。
  3. 【請求項３】 冷凍機システムに凝縮器を設け、冷媒圧
    縮機を出た加圧冷媒蒸気を上記凝縮器に送り、そこで凝
    縮器と熱使用先との間を循環する熱移動媒体と熱交換さ
    せ、前記圧縮冷媒蒸気が保有する熱を同熱移動媒体を介
    して熱使用先に供給して回収することを特徴とする請求
    項１の吸気冷却型ガスタービン発電設備。
  4. 【請求項４】 吸気冷却室内の冷却された空気の排出側
    に、吸気冷却室で冷却された空気を加熱乾燥する加熱器
    を配置し、同加熱器の熱源として冷媒圧縮機を出た加圧
    冷媒蒸気が保有する熱を供給することを特徴とする請求
    項１乃至３の吸気冷却型ガスタービン発電設備。
  5. 【請求項５】 蒸発器と冷媒圧縮機とを備えた冷凍機シ
    ステムと、同冷凍機システムの蒸発器によって大気から
    吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、同吸気冷却室で
    冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形成する空気圧縮
    機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空気と別系統から
    供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼
    器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの作用により回転
    駆動されるガスタービンと、同ガスタービンのロータ軸
    に連結し、同ロータ軸の回転により発電を行う発電機と
    を備えてなる吸気冷却型ガスタービン発電設備、同ガス
    タービン発電設備のガスタービンから排気される燃焼排
    ガスの保有する熱量を回収する排熱回収ボイラ、同排熱
    回収ボイラで生成された高温高圧蒸気の作用により回転
    駆動される蒸気タービンと同蒸気タービンのロータ軸に
    連結し同軸の回転により発電を行う発電機とからなる蒸
    気タービン発電設備、同蒸気タービン発電設備の蒸気タ
    ービンから排出される蒸気を復水とする復水器とを備え
    た複合発電プラントにおいて、上記冷凍機システムの蒸
    発器に復水を使用し、その蒸気を冷媒圧縮機で加圧し、
    その加圧冷媒蒸気が保有する熱を上記排熱回収ボイラの
    給水あるいは蒸気タービンに使用し動力回収することを
    特徴とする複合発電プラント。
  6. 【請求項６】 蒸発器と冷媒圧縮機と凝縮器とを備えた
    冷凍機システムと、同冷凍機システムの蒸発器によって
    大気から吸入した空気を冷却する吸気冷却室と、同吸気
    冷却室で冷却された空気を圧縮して圧縮空気を形成する
    空気圧縮機と、同空気圧縮機で形成された圧縮空気と別
    系統から供給される燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成
    する燃焼器と、同燃焼器で生成された燃焼ガスの作用に
    より回転駆動されるガスタービンと、同ガスタービンの
    ロータ軸に連結し、同ロータ軸の回転により発電を行う
    発電機とを備えてなる吸気冷却型ガスタービン発電設
    備、同ガスタービン発電設備のガスタービンから排気さ
    れる燃焼排ガスの保有する熱量を回収する排熱回収ボイ
    ラ、同排熱回収ボイラで生成された高温高圧蒸気の作用
    により回転駆動される蒸気タービンと同蒸気タービンの
    ロータ軸に連結し同軸の回転により発電を行う発電機と
    からなる蒸気タービン発電設備、同蒸気タービン発電設
    備の蒸気タービンから排出される蒸気を復水とする復水
    器とを備えた複合発電プラントにおいて、上記冷凍機シ
    ステムの蒸発器を出た冷媒蒸気を冷媒圧縮機で加圧冷媒
    蒸気とし、その加圧冷媒蒸気を冷凍機システムの凝縮器
    に送り、そこで前記復水器で生成された復水と熱交換さ
    せて復水を加熱する一方、上記加圧冷媒蒸気自身は冷媒
    液となり上記蒸発器に還り、上記加熱された復水は上記
    排熱回収ボイラに送給されることを特徴とする複合発電
    プラント。
  7. 【請求項７】 吸気冷却型ガスタービン発電設備の吸気
    冷却室内に、冷凍機システムの蒸発器を配して吸気冷却
    に供し、その蒸発器を出た冷媒蒸気を冷媒圧縮機で加圧
    冷媒蒸気とすることを特徴とする請求項５又は６の複合
    発電プラント。
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