JPH1182063A - ガスタービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents
ガスタービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントInfo
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- JPH1182063A JPH1182063A JP23973897A JP23973897A JPH1182063A JP H1182063 A JPH1182063 A JP H1182063A JP 23973897 A JP23973897 A JP 23973897A JP 23973897 A JP23973897 A JP 23973897A JP H1182063 A JPH1182063 A JP H1182063A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】夏場のように気温の高いときでも安定した高出
力を出せるガスタービンプラントおよび石炭ガス化コン
バインドサイクル発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係るガスタービンプラントおよび
石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、空気
圧縮機２８の入口側に吸気冷却部２９を設けたものであ
る。
力を出せるガスタービンプラントおよび石炭ガス化コン
バインドサイクル発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係るガスタービンプラントおよび
石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、空気
圧縮機２８の入口側に吸気冷却部２９を設けたものであ
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、ガスタービンプラ
ントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラン
トに係り、特に気温の高い夏場でもガスタービンの高出
力の維持を図ったガスタービンプラントおよび石炭ガス
化コンバインドサイクル発電プラントに関する。
ントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラン
トに係り、特に気温の高い夏場でもガスタービンの高出
力の維持を図ったガスタービンプラントおよび石炭ガス
化コンバインドサイクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のガスタービンプラントは、技術の
進展により高出力化、例えば１５０ＭＷ以上の出力が可
能になり、蒸気タービンプラントと組み合せた、いわゆ
るコンバインドサイクル発電プラントや石炭ガス化炉お
よび蒸気タービンプラントと組み合せた、いわゆる石炭
ガス化コンバインドサイクル発電プラントに適用され、
数多くの運転実績を積み重ねつつ、今後の電力需要の安
定供給への一翼を担うようになりつつある。
進展により高出力化、例えば１５０ＭＷ以上の出力が可
能になり、蒸気タービンプラントと組み合せた、いわゆ
るコンバインドサイクル発電プラントや石炭ガス化炉お
よび蒸気タービンプラントと組み合せた、いわゆる石炭
ガス化コンバインドサイクル発電プラントに適用され、
数多くの運転実績を積み重ねつつ、今後の電力需要の安
定供給への一翼を担うようになりつつある。
【０００３】このように、将来の電力需要の安定供給へ
の一翼として期待されているガスタービンプラントは、
図５に示すように、低圧空気圧縮機１、中間冷却器２、
高圧空気圧縮機３、ガスタービン燃焼器４、低圧ガスタ
ービン５、再熱燃焼器６、高圧ガスタービン７、発電機
８を備え、低圧空気圧縮機１で吸い込んだ大気ＡＲを圧
縮して中間圧力にし、その中間圧力の空気を中間冷却器
２で冷却水（ＣＷ）と熱交換させて温度を下げ、その比
重量を増加させた後、高圧空気圧縮機３で再び圧縮して
高圧にし、その高圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン
燃焼器４に供給して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを
再熱燃焼器６で再び高温化し、その高温燃焼ガスを高圧
ガスタービン７で膨張仕事をさせ、その際、発生する回
転トルクで発電機８を回転駆動し、電力を発生するよう
になっている。なお、ガスタービン燃焼器４は、生成す
る燃焼ガスのＮＯｘ濃度が高いとき、水、蒸気等の媒体
を燃焼ガスに供給し、ＮＯｘの濃度を低くさせている。
の一翼として期待されているガスタービンプラントは、
図５に示すように、低圧空気圧縮機１、中間冷却器２、
高圧空気圧縮機３、ガスタービン燃焼器４、低圧ガスタ
ービン５、再熱燃焼器６、高圧ガスタービン７、発電機
８を備え、低圧空気圧縮機１で吸い込んだ大気ＡＲを圧
縮して中間圧力にし、その中間圧力の空気を中間冷却器
２で冷却水（ＣＷ）と熱交換させて温度を下げ、その比
重量を増加させた後、高圧空気圧縮機３で再び圧縮して
高圧にし、その高圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン
燃焼器４に供給して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを
再熱燃焼器６で再び高温化し、その高温燃焼ガスを高圧
ガスタービン７で膨張仕事をさせ、その際、発生する回
転トルクで発電機８を回転駆動し、電力を発生するよう
になっている。なお、ガスタービン燃焼器４は、生成す
る燃焼ガスのＮＯｘ濃度が高いとき、水、蒸気等の媒体
を燃焼ガスに供給し、ＮＯｘの濃度を低くさせている。
【０００４】ところで、ガスタービンプラントは、吸い
込んだ大気ＡＲの温度の変動の影響を受けてその出力が
大幅に変動することが知られている。例えば、大気の温
度とガスタービン出力とは、図６に示すように、反比例
の関係にあり、大気温度１５℃でガスタービン出力１０
０％に設計していても、冬場の気温１０℃のとき、その
出力が１００％を超えるのに対し、夏場の気温３０℃に
なると、その出力が９０％に低下している。夏場、気温
が高くなると、ガスタービン出力が低下するのは、気温
が高いと空気の比重量が低くなる反比例関係にあり、そ
の低くなった比重量の空気流量でガスタービンに膨張仕
事をさせることが原因になっている。
込んだ大気ＡＲの温度の変動の影響を受けてその出力が
大幅に変動することが知られている。例えば、大気の温
度とガスタービン出力とは、図６に示すように、反比例
の関係にあり、大気温度１５℃でガスタービン出力１０
０％に設計していても、冬場の気温１０℃のとき、その
出力が１００％を超えるのに対し、夏場の気温３０℃に
なると、その出力が９０％に低下している。夏場、気温
が高くなると、ガスタービン出力が低下するのは、気温
が高いと空気の比重量が低くなる反比例関係にあり、そ
の低くなった比重量の空気流量でガスタービンに膨張仕
事をさせることが原因になっている。
【０００５】また、夏場の一日をとった場合、大気温度
と電力需要との関係は、図７に示すように、深夜から朝
にかけて電力需要が比較的低いのに対し、午前中から夕
方まで電力需要が大幅に増加している。
と電力需要との関係は、図７に示すように、深夜から朝
にかけて電力需要が比較的低いのに対し、午前中から夕
方まで電力需要が大幅に増加している。
【０００６】このように、夏場の電力需要対策として空
気圧縮機で吸い込む大気を冷却し、その比重量を増加さ
せてガスタービン出力を増加させる技術が既に特開平６
−３０７２５８号公報や実開平６−８７６３９号公報で
公表されている。
気圧縮機で吸い込む大気を冷却し、その比重量を増加さ
せてガスタービン出力を増加させる技術が既に特開平６
−３０７２５８号公報や実開平６−８７６３９号公報で
公表されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンプラント
は、その出力が高くなると、必然的に空気圧縮機の圧力
比も高くなるので、空気圧縮機を低圧・高圧用の二段に
分け、その中間に中間冷却器を設置するのが一般的であ
る。この場合、中間冷却器には、低圧空気圧縮機からの
比較的圧力比の高い空気を冷却する冷却媒体供給装置、
例えば冷凍器が必要になる。
は、その出力が高くなると、必然的に空気圧縮機の圧力
比も高くなるので、空気圧縮機を低圧・高圧用の二段に
分け、その中間に中間冷却器を設置するのが一般的であ
る。この場合、中間冷却器には、低圧空気圧縮機からの
比較的圧力比の高い空気を冷却する冷却媒体供給装置、
例えば冷凍器が必要になる。
【０００８】しかし、ガスタービンプラントは、冷却媒
体供給装置に、駆動用の電力を供給しなければならず、
特に夏場のように産業および民生部門が多くの電力を消
費しているときに、冷却媒体供給装置に電力を供給する
こと自体、その分、産業および民生部門に供給できなく
なり、プラント熱効率の向上を図りつつ燃料の節約を考
えると、好ましくない。
体供給装置に、駆動用の電力を供給しなければならず、
特に夏場のように産業および民生部門が多くの電力を消
費しているときに、冷却媒体供給装置に電力を供給する
こと自体、その分、産業および民生部門に供給できなく
なり、プラント熱効率の向上を図りつつ燃料の節約を考
えると、好ましくない。
【０００９】また、ガスタービンプラントは、中間冷却
器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置に動力として
の電力を供給していると、二段に分けた低圧空気圧縮機
側の段落効率が設計値を下廻ってしまい、これが原因で
高圧空気圧縮機側の段落効率にも影響を与え、結局、ガ
スタービン出力が設計出力を下廻る不具合が発生する。
器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置に動力として
の電力を供給していると、二段に分けた低圧空気圧縮機
側の段落効率が設計値を下廻ってしまい、これが原因で
高圧空気圧縮機側の段落効率にも影響を与え、結局、ガ
スタービン出力が設計出力を下廻る不具合が発生する。
【００１０】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、空気圧縮機が吸い込む大気を冷却させる際、何
ら動力を消費することなく冷却させた大気を空気圧縮機
に吸い込ませてガスタービン出力の向上を図ったガスタ
ービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントを提供することを目的とする。
もので、空気圧縮機が吸い込む大気を冷却させる際、何
ら動力を消費することなく冷却させた大気を空気圧縮機
に吸い込ませてガスタービン出力の向上を図ったガスタ
ービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ンプラントは、上記目的を達成するために、請求項１に
記載したように、空気圧縮機を低圧用と高圧用とに区分
けし、この低圧用と高圧用との中間に中間冷却器を備え
るとともに、ガスタービンを低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に再熱燃焼器を備える
一方、上記空気圧縮機と上記ガスタービンとの中間にガ
スタービン燃焼器を設けたガスタービンプラントにおい
て、上記空気調和機に吸気冷却部を設けたものである。
ンプラントは、上記目的を達成するために、請求項１に
記載したように、空気圧縮機を低圧用と高圧用とに区分
けし、この低圧用と高圧用との中間に中間冷却器を備え
るとともに、ガスタービンを低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に再熱燃焼器を備える
一方、上記空気圧縮機と上記ガスタービンとの中間にガ
スタービン燃焼器を設けたガスタービンプラントにおい
て、上記空気調和機に吸気冷却部を設けたものである。
【００１２】本発明に係るガスタービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項２に記載したように、
低圧用の空気圧縮機は、その入口側に空気冷却器を設け
たものである。
記目的を達成するために、請求項２に記載したように、
低圧用の空気圧縮機は、その入口側に空気冷却器を設け
たものである。
【００１３】本発明に係るガスタービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項３に記載したように、
吸気冷却部は、氷蓄熱器であることを特徴とするもので
ある。
記目的を達成するために、請求項３に記載したように、
吸気冷却部は、氷蓄熱器であることを特徴とするもので
ある。
【００１４】本発明に係るガスタービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項４に記載したように、
氷蓄熱器は、生成した製氷の冷水を空気冷却器および中
間冷却器に供給し、空気を冷却した冷水を再び還流させ
て製氷を解氷する閉回路に形成したものである。
記目的を達成するために、請求項４に記載したように、
氷蓄熱器は、生成した製氷の冷水を空気冷却器および中
間冷却器に供給し、空気を冷却した冷水を再び還流させ
て製氷を解氷する閉回路に形成したものである。
【００１５】本発明に係るガスタービンプラントは、上
記目的を達成するために、請求項５に記載したように、
空気調和機を低圧用と高圧用とに区分けし、この低圧用
と高圧用との中間に中間冷却器を備えるとともに、ガス
タービンを低圧用と高圧用とに区分けし、この低圧用と
高圧用との中間に再熱燃焼器を備える一方、上記空気圧
縮機と上記ガスタービンとの中間にガスタービン燃焼器
を設けたガスタービンにおいて、上記空気圧縮機の入口
側に備えた空気冷却器および上記中間冷却器に冷却媒体
を供給する吸気冷却部と、上記高圧用の空気圧縮機と上
記ガスタービン燃焼器との間に設けた加湿器および再生
器とを備えたものである。
記目的を達成するために、請求項５に記載したように、
空気調和機を低圧用と高圧用とに区分けし、この低圧用
と高圧用との中間に中間冷却器を備えるとともに、ガス
タービンを低圧用と高圧用とに区分けし、この低圧用と
高圧用との中間に再熱燃焼器を備える一方、上記空気圧
縮機と上記ガスタービンとの中間にガスタービン燃焼器
を設けたガスタービンにおいて、上記空気圧縮機の入口
側に備えた空気冷却器および上記中間冷却器に冷却媒体
を供給する吸気冷却部と、上記高圧用の空気圧縮機と上
記ガスタービン燃焼器との間に設けた加湿器および再生
器とを備えたものである。
【００１６】また、本発明に係る石炭ガス化コンバイン
ドサイクル発電プラントは、上記目的を達成するため
に、請求項６に記載したように、石炭ガス化プラント、
ガスタービンプラント、排熱回収ボイラおよび蒸気ター
ビンプラントを組み合せた石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントにおいて、上記ガスタービンプラント
に吸気冷却部を設けたものである。
ドサイクル発電プラントは、上記目的を達成するため
に、請求項６に記載したように、石炭ガス化プラント、
ガスタービンプラント、排熱回収ボイラおよび蒸気ター
ビンプラントを組み合せた石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントにおいて、上記ガスタービンプラント
に吸気冷却部を設けたものである。
【００１７】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項７に記載したように、吸気冷却部は、氷蓄熱器、空気
冷却器、中間冷却器を備え、上記空気冷却器でガスター
ビンプラントの空気圧縮機に供給する大気を、上記氷蓄
熱器からの冷水で冷却させるとともに、上記中間冷却器
で上記空気圧縮機から石炭ガスプラントのガス化炉に供
給する高圧空気を、上記氷蓄熱器からの冷水で冷却させ
たものである。
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項７に記載したように、吸気冷却部は、氷蓄熱器、空気
冷却器、中間冷却器を備え、上記空気冷却器でガスター
ビンプラントの空気圧縮機に供給する大気を、上記氷蓄
熱器からの冷水で冷却させるとともに、上記中間冷却器
で上記空気圧縮機から石炭ガスプラントのガス化炉に供
給する高圧空気を、上記氷蓄熱器からの冷水で冷却させ
たものである。
【００１８】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項８に記載したように、吸気冷却部は、空気吹きの石炭
ガス化プラントに適用したものである。
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項８に記載したように、吸気冷却部は、空気吹きの石炭
ガス化プラントに適用したものである。
【００１９】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項９に記載したように、吸気冷却部は酸素吹きの石炭ガ
ス化プラントに適用したものである。
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項９に記載したように、吸気冷却部は酸素吹きの石炭ガ
ス化プラントに適用したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
プラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントの実施形態を図面を参照して説明する。
プラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントの実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本発明に係るガスタービンプラン
トの第１実施形態を示す概略系統図である。
トの第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２２】本実施形態に係るガスタービンプラント
は、低圧空気圧縮機９、中間冷却器１０、高圧空気圧縮
機１１、ガスタービン燃焼器１２、低圧ガスタービン１
３、再熱燃焼器１４、高圧ガスタービン１５、発電機１
６および吸気冷却部１７を備えた構成になっている。
は、低圧空気圧縮機９、中間冷却器１０、高圧空気圧縮
機１１、ガスタービン燃焼器１２、低圧ガスタービン１
３、再熱燃焼器１４、高圧ガスタービン１５、発電機１
６および吸気冷却部１７を備えた構成になっている。
【００２３】吸気冷却部１７は、氷蓄熱器１８、ポンプ
１９、空気冷却器２０を備え、氷蓄熱器１８で夜間に生
成した製氷の冷水をポンプ１９、第１制御弁２１を介し
て空気冷却器２０に供給し、ここで大気ＡＲの熱を奪っ
て加温水にし、その加温水を第２制御弁２２を介して中
間冷却器１０に供給し、ここで再び低圧空気圧縮機９か
らの比較的圧力比の高い空気の熱を奪った後、その加温
水を氷蓄熱器１８に還流し、製氷を解氷させている。な
お、吸気冷却部１７は、ガスタービンの負荷の大小に応
じて第３制御弁２３、第４制御弁２４を開弁させ、氷蓄
熱器１８からの冷水を直接、中間冷却器１０に供給して
いる。
１９、空気冷却器２０を備え、氷蓄熱器１８で夜間に生
成した製氷の冷水をポンプ１９、第１制御弁２１を介し
て空気冷却器２０に供給し、ここで大気ＡＲの熱を奪っ
て加温水にし、その加温水を第２制御弁２２を介して中
間冷却器１０に供給し、ここで再び低圧空気圧縮機９か
らの比較的圧力比の高い空気の熱を奪った後、その加温
水を氷蓄熱器１８に還流し、製氷を解氷させている。な
お、吸気冷却部１７は、ガスタービンの負荷の大小に応
じて第３制御弁２３、第４制御弁２４を開弁させ、氷蓄
熱器１８からの冷水を直接、中間冷却器１０に供給して
いる。
【００２４】一方、低圧空気圧縮機９は、空気冷却器２
０で冷却した空気ＡＲを吸い込み比較的圧力の高い空気
に圧縮して中間圧力にし、その中間圧力の空気を中間冷
却器１０で冷水と熱交換させて温度を下げ、その比重量
を増加させた後、高圧空気圧縮機１１で再び圧縮して高
圧にし、その高圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン燃
焼器１２に供給して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを
再熱燃焼器１４で再び高温化し、その高温燃焼ガスを高
圧ガスタービン１５で膨張仕事をさせ、その際、発生す
る回転トルクで発電機１６を回転駆動し、電力を発生さ
せるようになっている。なお、ガスタービン燃焼器１２
は、生成する燃焼ガスのＮＯｘ濃度が高いとき、水、蒸
気等の媒体を燃焼ガスに供給し、ＮＯｘ濃度を低くさせ
ている。
０で冷却した空気ＡＲを吸い込み比較的圧力の高い空気
に圧縮して中間圧力にし、その中間圧力の空気を中間冷
却器１０で冷水と熱交換させて温度を下げ、その比重量
を増加させた後、高圧空気圧縮機１１で再び圧縮して高
圧にし、その高圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン燃
焼器１２に供給して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを
再熱燃焼器１４で再び高温化し、その高温燃焼ガスを高
圧ガスタービン１５で膨張仕事をさせ、その際、発生す
る回転トルクで発電機１６を回転駆動し、電力を発生さ
せるようになっている。なお、ガスタービン燃焼器１２
は、生成する燃焼ガスのＮＯｘ濃度が高いとき、水、蒸
気等の媒体を燃焼ガスに供給し、ＮＯｘ濃度を低くさせ
ている。
【００２５】このように、本実施形態に係るガスタービ
ンプラントでは、低圧空気圧縮機および中間冷却器に吸
気冷却部を備え、この吸気冷却部の氷蓄熱器から生成さ
れる製氷の冷水を利用して空気および高圧空気を冷却
し、その流量重量を増加させ、吸気冷却部に供給する電
力を低くさせたので、夏場でも設計値通りの高い出力を
維持することができ、産業および民生部門への電力を安
定状態で供給することができる。
ンプラントでは、低圧空気圧縮機および中間冷却器に吸
気冷却部を備え、この吸気冷却部の氷蓄熱器から生成さ
れる製氷の冷水を利用して空気および高圧空気を冷却
し、その流量重量を増加させ、吸気冷却部に供給する電
力を低くさせたので、夏場でも設計値通りの高い出力を
維持することができ、産業および民生部門への電力を安
定状態で供給することができる。
【００２６】図２は、本発明に係るガスタービンプラン
トの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１
実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一
符号を付す。
トの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１
実施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一
符号を付す。
【００２７】本実施形態に係るガスタービンプラント
は、空気冷却器２０および中間冷却器１０に冷水を循環
させる吸気冷却部１７を設け、大気ＡＲの温度を低く
し、その流量重量を増加させ、圧縮空気の圧力を高くす
るとともに、加湿器２５および再生器２６を設けて、圧
縮空気の温度をさらに高温化させ、その高温化した圧縮
空気を高圧ガスタービン１５で膨張仕事をさせ、より一
層の高出力化を図ったものである。
は、空気冷却器２０および中間冷却器１０に冷水を循環
させる吸気冷却部１７を設け、大気ＡＲの温度を低く
し、その流量重量を増加させ、圧縮空気の圧力を高くす
るとともに、加湿器２５および再生器２６を設けて、圧
縮空気の温度をさらに高温化させ、その高温化した圧縮
空気を高圧ガスタービン１５で膨張仕事をさせ、より一
層の高出力化を図ったものである。
【００２８】吸気冷却部１７は、氷蓄熱器１８で夜間に
生成した冷水をポンプ１９を介して空気冷却器２０に供
給し、ここで大気ＡＲの熱を奪った加温水となり、その
加温水を中間冷却器１０に再び供給し、低圧空気圧縮機
９からの圧縮空気の熱を奪って再び加温水となり、その
加温水を氷蓄熱器１８に還流して製氷を解氷させるよう
になっている。
生成した冷水をポンプ１９を介して空気冷却器２０に供
給し、ここで大気ＡＲの熱を奪った加温水となり、その
加温水を中間冷却器１０に再び供給し、低圧空気圧縮機
９からの圧縮空気の熱を奪って再び加温水となり、その
加温水を氷蓄熱器１８に還流して製氷を解氷させるよう
になっている。
【００２９】一方、低圧空気圧縮機９は、空気冷却器２
０で冷却された大気ＡＲを圧縮して中間圧力の圧縮空気
にし、その圧縮空気を中間冷却器１０で冷却して高圧空
気圧縮機１１に供給して高圧化し、その高圧空気を加湿
器２５で過熱蒸気を加えて高温化させ、その高温高圧空
気を再生器２６で再び低圧ガスタービン１３の排ガス
（排熱）を加熱源としてさらに高温化させ、その高温高
圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン燃焼器１２に供給
して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを高圧ガスタービ
ン１５で膨張仕事をさせ、膨張仕事後のガスタービン排
気を燃料Ｆとともに再熱燃焼器１４に供給して燃焼ガス
を生成し、その燃焼ガスを低圧ガスタービン１３で膨張
仕事をさせ、膨張の際に発生する回転トルクで発電機１
６を回転駆動し、電力を発生させるようになっている。
０で冷却された大気ＡＲを圧縮して中間圧力の圧縮空気
にし、その圧縮空気を中間冷却器１０で冷却して高圧空
気圧縮機１１に供給して高圧化し、その高圧空気を加湿
器２５で過熱蒸気を加えて高温化させ、その高温高圧空
気を再生器２６で再び低圧ガスタービン１３の排ガス
（排熱）を加熱源としてさらに高温化させ、その高温高
圧空気を燃料Ｆとともにガスタービン燃焼器１２に供給
して燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスを高圧ガスタービ
ン１５で膨張仕事をさせ、膨張仕事後のガスタービン排
気を燃料Ｆとともに再熱燃焼器１４に供給して燃焼ガス
を生成し、その燃焼ガスを低圧ガスタービン１３で膨張
仕事をさせ、膨張の際に発生する回転トルクで発電機１
６を回転駆動し、電力を発生させるようになっている。
【００３０】このように、本実施形態に係るガスタービ
ンプラントでは、吸気冷却部１７で大気ＡＲを冷却して
流量重量を増加させ、その冷却空気を低・高圧空気圧縮
機９，１０で圧縮して高圧化させ、その高圧空気に加湿
器２５で過熱蒸気を加えて再び流量重量を増加させ、さ
らに再生器２６で加熱し、高圧ガスタービン１５へのガ
スタービン駆動ガスを高温・高圧化させたので、従来に
較べてガスタービン出力を大幅に増加させることがで
き、夏場のように気温が高く、電力消費の激しい場合で
も、産業および民生部門に安定した電力を供給すること
ができる。
ンプラントでは、吸気冷却部１７で大気ＡＲを冷却して
流量重量を増加させ、その冷却空気を低・高圧空気圧縮
機９，１０で圧縮して高圧化させ、その高圧空気に加湿
器２５で過熱蒸気を加えて再び流量重量を増加させ、さ
らに再生器２６で加熱し、高圧ガスタービン１５へのガ
スタービン駆動ガスを高温・高圧化させたので、従来に
較べてガスタービン出力を大幅に増加させることがで
き、夏場のように気温が高く、電力消費の激しい場合で
も、産業および民生部門に安定した電力を供給すること
ができる。
【００３１】図３は、ガスタービンプラントに、石炭ガ
ス化プラント、蒸気タービンプラントおよび排気回収ボ
イラを組み合せた本発明に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントの実施形態を示す概略系統図であ
る。
ス化プラント、蒸気タービンプラントおよび排気回収ボ
イラを組み合せた本発明に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントの実施形態を示す概略系統図であ
る。
【００３２】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、ガスタービンプラント２７の
空気圧縮機２８に、第１実施形態と同様に、吸気冷却部
２９を設け、空気圧縮機２８で吸い込む大気を冷却させ
てその流量重量を増加させ、さらに空気圧縮機２８で圧
縮した高圧空気を酸化剤として石炭ガス化プラント３０
に供給する際、吸気冷却部２９で冷却させてその流量重
量を増加させ、より一層の高出力化を図ったものであ
る。
サイクル発電プラントは、ガスタービンプラント２７の
空気圧縮機２８に、第１実施形態と同様に、吸気冷却部
２９を設け、空気圧縮機２８で吸い込む大気を冷却させ
てその流量重量を増加させ、さらに空気圧縮機２８で圧
縮した高圧空気を酸化剤として石炭ガス化プラント３０
に供給する際、吸気冷却部２９で冷却させてその流量重
量を増加させ、より一層の高出力化を図ったものであ
る。
【００３３】最近のコンバインドサイクル発電プラント
は、上質の燃料、例えばＬＮＧを使用し、ＮＯｘの低濃
度化に対処しているが、ＬＮＧが有限であり、ＬＮＧの
枯渇の虞がある。このため、石炭をガス化・精製しガス
燃料とする石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラン
トが実現されており、将来の燃料節約の一翼を担う火力
発電プラントとして期待されている。
は、上質の燃料、例えばＬＮＧを使用し、ＮＯｘの低濃
度化に対処しているが、ＬＮＧが有限であり、ＬＮＧの
枯渇の虞がある。このため、石炭をガス化・精製しガス
燃料とする石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラン
トが実現されており、将来の燃料節約の一翼を担う火力
発電プラントとして期待されている。
【００３４】この石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントは、図３に示すように、石炭ガス化プラント３
０、ガスタービンプラント２７、蒸気タービンプラント
３１、排熱回収ボイラ３２を備えた構成になっている。
プラントは、図３に示すように、石炭ガス化プラント３
０、ガスタービンプラント２７、蒸気タービンプラント
３１、排熱回収ボイラ３２を備えた構成になっている。
【００３５】石炭ガス化プラント３０は、昇圧機３３、
ガス化炉３４、ガスクーラ３５、ガスクーラドラム３
６、ガス精製装置３７を備え、昇圧機３３で昇圧した酸
化剤としての高圧空気を乾燥あるいはスラリにした石炭
とともにガス化炉３４に供給し、ここで粗製ガスを生成
し、生成した粗製ガスの顕熱を利用してガスクーラ３５
でガスクーラドラム３６からの飽和水と熱交換させ、冷
却した粗製ガスをガス精製装置３７で脱硫、脱塵、脱窒
等を行い、ガス燃料としてガスタービンプラント２７に
供給するようになっている。
ガス化炉３４、ガスクーラ３５、ガスクーラドラム３
６、ガス精製装置３７を備え、昇圧機３３で昇圧した酸
化剤としての高圧空気を乾燥あるいはスラリにした石炭
とともにガス化炉３４に供給し、ここで粗製ガスを生成
し、生成した粗製ガスの顕熱を利用してガスクーラ３５
でガスクーラドラム３６からの飽和水と熱交換させ、冷
却した粗製ガスをガス精製装置３７で脱硫、脱塵、脱窒
等を行い、ガス燃料としてガスタービンプラント２７に
供給するようになっている。
【００３６】また、ガスタービンプラント２７は、空気
圧縮機２８、ガスタービン燃焼器３８、ガスタービン３
９、発電機４０を備え、空気圧縮機２８で吸い込んだ大
気ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気をガス精製装
置３７からガス燃料とともに供給し、燃焼ガスを生成
し、その燃焼ガスをガスタービン３９で膨張させて発電
機４０を回転駆動させている。
圧縮機２８、ガスタービン燃焼器３８、ガスタービン３
９、発電機４０を備え、空気圧縮機２８で吸い込んだ大
気ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気をガス精製装
置３７からガス燃料とともに供給し、燃焼ガスを生成
し、その燃焼ガスをガスタービン３９で膨張させて発電
機４０を回転駆動させている。
【００３７】また、排熱回収ボイラ３２は、ケーシング
４１に収容され、ガスタービン３９からのガスタービン
排気（排ガス）の流れに沿って順に、スーパヒータ４
２、蒸気ドラム４３に連通するエバポレータ４４、エコ
ノマイザ４５を備え、エコノマイザ４５で生成した飽和
水の一部をガスクーラドム３６に供給し、残りを蒸気ド
ラム４３に供給し、蒸気ドラム４３で発生した飽和蒸気
にガスクーラドラム３６からの飽和蒸気を合流させ、そ
の合流蒸気をスーパヒータ４２で過熱蒸気にして蒸気タ
ービンプラント３１に供給している。
４１に収容され、ガスタービン３９からのガスタービン
排気（排ガス）の流れに沿って順に、スーパヒータ４
２、蒸気ドラム４３に連通するエバポレータ４４、エコ
ノマイザ４５を備え、エコノマイザ４５で生成した飽和
水の一部をガスクーラドム３６に供給し、残りを蒸気ド
ラム４３に供給し、蒸気ドラム４３で発生した飽和蒸気
にガスクーラドラム３６からの飽和蒸気を合流させ、そ
の合流蒸気をスーパヒータ４２で過熱蒸気にして蒸気タ
ービンプラント３１に供給している。
【００３８】また、蒸気タービンプラント３１は、蒸気
タービン４６、発電機４７、復水器４８、給水加熱器４
９、デアレータ５０を備え、スーパヒータ４２からの過
熱蒸気を蒸気タービン４６で膨張させて発電機４７を回
転駆動し、膨張後のタービン排気を復水器４８で復水に
し、その復水を給水加熱器４９で再生して給水にし、そ
の給水をデアレータ５０で脱酸してエコノマイザ４５に
還流させている。
タービン４６、発電機４７、復水器４８、給水加熱器４
９、デアレータ５０を備え、スーパヒータ４２からの過
熱蒸気を蒸気タービン４６で膨張させて発電機４７を回
転駆動し、膨張後のタービン排気を復水器４８で復水に
し、その復水を給水加熱器４９で再生して給水にし、そ
の給水をデアレータ５０で脱酸してエコノマイザ４５に
還流させている。
【００３９】他方、ガスタービンプラント２７には吸気
冷却部２９が設けられている。
冷却部２９が設けられている。
【００４０】この吸気冷却部２９は、氷蓄熱器５１、空
気冷却器５２、中間冷却器５３を備え、氷蓄熱器５１で
夜間に生成した製氷の冷水をポンプ５４、第１制御弁５
５を介して空気冷却器５２に供給し、大気ＡＲを冷却し
てその流量重量を増加させ、大気ＡＲを冷却した冷水を
第２制御弁５６を介して中間冷却器５３に供給し、空気
圧縮機２８からの高圧空気の一部を冷却してその流量重
量を増加させ、その冷却後の高圧空気を昇圧機３３を介
して空気吹きの酸化剤としてガス化炉３４に供給してい
る。なお、符号５７は第３制御弁を、符号５８は第４制
御弁をそれぞれ示し、これら制御弁５７，５８は、ガス
タービン３９の負荷の大小に応じ使われる。
気冷却器５２、中間冷却器５３を備え、氷蓄熱器５１で
夜間に生成した製氷の冷水をポンプ５４、第１制御弁５
５を介して空気冷却器５２に供給し、大気ＡＲを冷却し
てその流量重量を増加させ、大気ＡＲを冷却した冷水を
第２制御弁５６を介して中間冷却器５３に供給し、空気
圧縮機２８からの高圧空気の一部を冷却してその流量重
量を増加させ、その冷却後の高圧空気を昇圧機３３を介
して空気吹きの酸化剤としてガス化炉３４に供給してい
る。なお、符号５７は第３制御弁を、符号５８は第４制
御弁をそれぞれ示し、これら制御弁５７，５８は、ガス
タービン３９の負荷の大小に応じ使われる。
【００４１】このように、本実施形態では、ガスタービ
ンプラント２７に空気冷却部２９、中間冷却器５３を設
け、大気ＡＲを冷却させ、その流量重量を増加させた空
気圧縮機２８に供給するとともに、空気圧縮機２８の高
圧空気の一部を冷却させ、その流量重量を増加させて昇
圧機３３を介してガス化炉３４に供給したので、夏場の
気温の高いときでも設計値通りの流量重量を確保して電
気出力を出すことができ、産業および民生部門に安定し
た電力を供給することができる。
ンプラント２７に空気冷却部２９、中間冷却器５３を設
け、大気ＡＲを冷却させ、その流量重量を増加させた空
気圧縮機２８に供給するとともに、空気圧縮機２８の高
圧空気の一部を冷却させ、その流量重量を増加させて昇
圧機３３を介してガス化炉３４に供給したので、夏場の
気温の高いときでも設計値通りの流量重量を確保して電
気出力を出すことができ、産業および民生部門に安定し
た電力を供給することができる。
【００４２】図４は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第２実施形態を示す概略系
統図である。なお、石炭ガス化コンバインドサイクル発
電プラントの第１実施形態の構成部品と同一部分または
対応する部分には同一符号を付し、その重複説明を省略
する。
ンドサイクル発電プラントの第２実施形態を示す概略系
統図である。なお、石炭ガス化コンバインドサイクル発
電プラントの第１実施形態の構成部品と同一部分または
対応する部分には同一符号を付し、その重複説明を省略
する。
【００４３】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、石炭ガス化炉３４に供給する
酸化剤を酸吹きとしたもので、昇圧機３３で吸い込んだ
大気ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気を中間冷却
器５３を介して空気分離器５９に供給し、ここで酸素を
分離させ、その酸素ガスを酸素圧縮機６０で圧縮し、高
圧化してガス化炉３４に供給したものである。この場
合、ガスタービンプラント２７に設けた氷蓄熱器５１
は、夜間に生成した製氷の冷水をポンプ５４、第１制御
弁５５を介して空気冷却器５２に供給し、大気ＡＲを冷
却してその流量重量を増加させ、大気ＡＲを冷却した冷
水を第２制御弁５６を介して中間冷却器５３に供給し、
昇圧機３３からの高圧空気を冷却してその流量重量を増
加させ、冷却後の冷水を氷蓄熱器５１に戻し、氷蓄熱器
５１内の氷を解氷させるようになっている。
サイクル発電プラントは、石炭ガス化炉３４に供給する
酸化剤を酸吹きとしたもので、昇圧機３３で吸い込んだ
大気ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気を中間冷却
器５３を介して空気分離器５９に供給し、ここで酸素を
分離させ、その酸素ガスを酸素圧縮機６０で圧縮し、高
圧化してガス化炉３４に供給したものである。この場
合、ガスタービンプラント２７に設けた氷蓄熱器５１
は、夜間に生成した製氷の冷水をポンプ５４、第１制御
弁５５を介して空気冷却器５２に供給し、大気ＡＲを冷
却してその流量重量を増加させ、大気ＡＲを冷却した冷
水を第２制御弁５６を介して中間冷却器５３に供給し、
昇圧機３３からの高圧空気を冷却してその流量重量を増
加させ、冷却後の冷水を氷蓄熱器５１に戻し、氷蓄熱器
５１内の氷を解氷させるようになっている。
【００４４】このように、本実施形態でも、空気圧縮機
２８に供給する大気ＡＲを空気冷却器５２で冷却して流
量重量を増加させるとともに、ガス化炉３４に供給する
酸素を中間冷却器５２で冷却して流量重量を増加させた
ので、夏場でも設計値通りの電気出力を出すことができ
る。
２８に供給する大気ＡＲを空気冷却器５２で冷却して流
量重量を増加させるとともに、ガス化炉３４に供給する
酸素を中間冷却器５２で冷却して流量重量を増加させた
ので、夏場でも設計値通りの電気出力を出すことができ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係るガスタ
ービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントは、ともに、吸気冷却部を設け、大気を冷
却して流量重量を増加させ、ガスタービンプラントの空
気圧縮機や石炭ガス化プラントのガス化炉に供給したの
で、夏場のように気温の高いときでも設計値通りの電気
出力を出すことができ、産業および民生部門の電力需要
の最も高い昼間でも安定して電力を供給することができ
る。
ービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントは、ともに、吸気冷却部を設け、大気を冷
却して流量重量を増加させ、ガスタービンプラントの空
気圧縮機や石炭ガス化プラントのガス化炉に供給したの
で、夏場のように気温の高いときでも設計値通りの電気
出力を出すことができ、産業および民生部門の電力需要
の最も高い昼間でも安定して電力を供給することができ
る。
【図１】本発明に係るガスタービンプラントの第１実施
形態を示す概略系統図。
形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係るガスタービンプラントの第２実施
形態を示す概略系統図。
形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【図５】従来のガスタービンプラントを示す概略図。
【図６】ガスタービン回転トルク（出力）と大気の空気
温度との関係を示す線図。
温度との関係を示す線図。
【図７】大気の空気温度、電力需要と夏季のある一日の
時刻との関係を示す線図。
時刻との関係を示す線図。
１ 低圧空気圧縮機 ２ 中間冷却器 ３ 高圧空気圧縮機 ４ ガスタービン燃焼器 ５ 低圧ガスタービン ６ 再熱燃焼器 ７ 高圧ガスタービン ８ 発電機 ９ 低圧空気圧縮機 １０ 中間冷却器 １１ 高圧空気圧縮機 １２ ガスタービン燃焼器 １３ 低圧ガスタービン １４ 再熱燃焼器 １５ 高圧ガスタービン １６ 発電機 １７ 吸気冷却部 １８ 氷蓄熱器 １９ ポンプ ２０ 空気冷却器 ２１ 第１制御弁 ２２ 第２制御弁 ２３ 第３制御弁 ２４ 第４制御弁 ２５ 加湿器 ２６ 再生器 ２７ ガスタービンプラント ２８ 空気圧縮機 ２９ 吸気冷却部 ３０ 石炭ガス化プラント ３１ 蒸気タービンプラント ３２ 排熱回収ボイラ ３３ 昇圧機 ３４ ガス化炉 ３５ ガスクーラ ３６ ガスクーラドラム ３７ ガス生成装置 ３８ ガスタービン燃焼器 ３９ ガスタービン ４０ 発電機 ４１ ケーシング ４２ スーパヒータ ４３ 蒸気ドラム ４４ エバポレータ ４５ エコノマイザ ４６ 蒸気タービン ４７ 発電機 ４８ 復水器 ４９ 給水加熱器 ５０ デアレータ ５１ 氷蓄熱器 ５２ 空気冷却器 ５３ 中間冷却器 ５４ ポンプ ５５ 第１制御弁 ５６ 第２制御弁 ５７ 第３制御弁 ５８ 第４制御弁
Claims (9)
- 【請求項１】 空気圧縮機を低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に中間冷却器を備える
とともに、ガスタービンを低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に再熱燃焼器を備える
一方、上記空気圧縮機と上記ガスタービンとの中間にガ
スタービン燃焼器を設けたガスタービンプラントにおい
て、上記空気調和機に吸気冷却部を設けたことを特徴と
するガスタービンプラント。 - 【請求項２】 低圧用の空気圧縮機は、その入口側に空
気冷却器を設けたことを特徴とする請求項１記載のガス
タービンプラント。 - 【請求項３】 吸気冷却部は、氷蓄熱器であることを特
徴とするガスタービンプラント。 - 【請求項４】 氷蓄熱器は、生成した製氷の冷水を空気
冷却器および中間冷却器に供給し、空気を冷却した冷水
を再び還流させて製氷を解氷する閉回路に形成したこと
を特徴とする請求項３記載のガスタービンプラント。 - 【請求項５】 空気調和機を低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に中間冷却器を備える
とともに、ガスタービンを低圧用と高圧用とに区分け
し、この低圧用と高圧用との中間に再熱燃焼器を備える
一方、上記空気圧縮機と上記ガスタービンとの中間にガ
スタービン燃焼器を設けたガスタービンにおいて、上記
空気圧縮機の入口側に備えた空気冷却器および上記中間
冷却器に冷却媒体を供給する吸気冷却部と、上記高圧用
の空気圧縮機と上記ガスタービン燃焼器との間に設けた
加湿器および再生器とを備えたことを特徴とするガスタ
ービンプラント。 - 【請求項６】 石炭ガス化プラント、ガスタービンプラ
ント、排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組
み合せた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント
において、上記ガスタービンプラントに吸気冷却部を設
けたことを特徴とする石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラント。 - 【請求項７】 吸気冷却部は、氷蓄熱器、空気冷却器、
中間冷却器を備え、上記空気冷却器でガスタービンプラ
ントの空気圧縮機に供給する大気を、上記氷蓄熱器から
の冷水で冷却させるとともに、上記中間冷却器で上記空
気圧縮機から石炭ガスプラントのガス化炉に供給する高
圧空気を、上記氷蓄熱器からの冷水で冷却させたことを
特徴とする請求項６記載の石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラント。 - 【請求項８】 吸気冷却部は、空気吹きの石炭ガス化プ
ラントに適用したことを特徴とする請求項６記載の石炭
ガス化コンバインドサイクル発電プラント。 - 【請求項９】 吸気冷却部は酸素吹きの石炭ガス化プラ
ントに適用したことを特徴とする請求項６記載の石炭ガ
ス化コンバインドサイクル発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23973897A JPH1182063A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスタービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23973897A JPH1182063A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスタービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182063A true JPH1182063A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17049205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23973897A Pending JPH1182063A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスタービンプラントおよび石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004360700A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンを作動させる方法及び装置 |
| JP2006526736A (ja) * | 2003-05-30 | 2006-11-24 | ユーロタービン アクティエボラーグ | ガスタービン組の運転方法 |
| JP2018200047A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-12-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 蓄熱システムを備えた中間冷却式タービン |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23973897A patent/JPH1182063A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006526736A (ja) * | 2003-05-30 | 2006-11-24 | ユーロタービン アクティエボラーグ | ガスタービン組の運転方法 |
| JP4705018B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2011-06-22 | ユーロタービン アクティエボラーグ | ガスタービン組の運転方法 |
| JP2004360700A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンを作動させる方法及び装置 |
| JP2018200047A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-12-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 蓄熱システムを備えた中間冷却式タービン |
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