JP5818510B2 - ガスタービン吸気冷却装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスタービンの吸気を冷却するガスタービン吸気冷却装置及び方法に関する。

ガスタービン設備単体、あるいはガスタービン設備に蒸気タービン設備および排熱回収ボイラを組み合わせたコンバインドサイクルプラントは、気温の上昇によって空気密度が低下することにより、最大発電量が低下してしまう特性がある。

そこで、最大発電量の低下を防止する手段の一つとして、圧縮機への吸気中に冷却水を噴霧し、冷却水の液滴が蒸発する際の気化熱によって吸気温度を低下させて空気密度を大きくし、吸気の質量流量と燃料の比率によって燃焼器に供給される燃料投入量を大きくして最大発電量を増大させるガスタービン吸気冷却装置がある。

図４は、従来のガスタービン吸気冷却装置１００を示す系統図である。ガスタービン設備１０１は、流体の流れ方向に沿って吸気室１０２、圧縮機１０３、燃焼器１０４及びガスタービン１０５が配置され、ガスタービン１０５に発電機１０６が連結されて駆動される。

ガスタービン吸気冷却装置１００は、上記ガスタービン設備１０１の圧縮機１０３へ導かれる吸気室１０２内の吸気に、ノズル系統１０７Ａ〜１０７Ｄから冷却水を噴霧して吸気を冷却する噴霧装置１０８と、この噴霧装置１０８へ冷却水タンク１１２内の冷却水を供給する冷却水供給系１０９と、を有して構成される。

冷却水供給系１０９では、冷却水を圧送するための給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄが４台設置され、各給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄが４本の給水配管１１１Ａ〜１１１Ｄのそれぞれに配設され、これらの各給水配管１１１Ａ〜１１１Ｄに４本の前記ノズル系統１０７Ａ〜１０７Ｄがそれぞれ独立して接続されている。

各給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄの吐出重量は、給水ポンプ１１０Ａが１流量単位に、給水ポンプ１１０Ｂが２流量単位に、給水ポンプ１１０Ｃが４流量単位に、給水ポンプ１１０Ｄが８流量単位にそれぞれ設定されている。このように吐出重量が異なる４台の給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄを単独で、又は２台以上を組み合わせて運転させる運転台数制御を実施することで、噴霧装置１０８へ供給する冷却水の総流量を２進数形式で制御している。

特開２００２−２０１９５８号公報

しかしながら、上述のようなガスタービン吸気冷却装置１００では、冷却水供給系１０９から噴霧装置１０８へ供給する冷却水の流量の増加に対応して、設置される給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄなどの構成機器が増加して、ガスタービン吸気冷却装置１００が大型化してしまう。このため、ガスタービン吸気冷却装置１００の設置場所に広いスペースが必要になるうえ、設置工事が増大するなどで初期コストが上昇し、更に所要電力等が増加して運用コストも上昇してしまう。

また、大気条件の変化に応じて噴霧装置１０８にて噴霧すべき冷却水の流量を変化させる必要があることから、冷却水供給系１０９から噴霧装置１０８へ供給する冷却水の流量制御を、上述のように給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄの運転台数制御で実施する場合には、大気条件の変化に応じて給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄの起動、停止を頻繁に行なわなければならない。この結果、給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄでは運転時間のばらつきが大きくなり、これら運転時間が異なる給水ポンプ１１０Ａ〜１１０Ｄの保守管理が煩雑または困難になってしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、複数のノズル系統を備えた場合であっても、装置全体を小型化且つ簡素化してコストを低減できるガスタービン吸気冷却装置及び方法を提供することにある。

本発明に係るガスタービン吸気冷却装置は、複数のノズル系統を備え、ガスタービン設備の圧縮機に導かれる吸気に前記ノズル系統から冷却水を噴霧して吸気を冷却する噴霧装置と、この噴霧装置へ冷却水を供給する冷却水供給系と、を有するガスタービン吸気冷却装置であって、前記冷却水供給系は遮断弁、ポンプ、圧力調節手段及び流量調節手段を有して構成され、前記遮断弁は、一つの前記ポンプに対し複数設けられ、更に前記噴霧装置の複数の前記ノズル系統にそれぞれ対応して複数設けられて、複数の前記ノズル系統へ冷却水を選択的に供給可能に構成され、前記ポンプは、給水タンクに貯留された冷却水を吸い込んで吐出する吐出流量を一定とした状態で前記遮断弁へ向かって冷却水を供給し、
前記圧力調節手段は、前記ポンプの吐出側に設置されて、前記噴霧装置へ供給する冷却水の圧力を所定の一定圧力に調節し、前記流量調節手段は、前記ポンプの吐出側で且つ前記圧力調節手段と前記遮断弁との間と前記給水タンクとを接続するバイパスラインに配設され、前記噴霧装置へ供給する冷却水の流量を、前記遮断弁の開閉動作に応じた所定流量に調節するように構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明に係るガスタービン吸気冷却方法は、複数のノズル系統を備え、ガスタービン設備の圧縮機に導かれる吸気に前記ノズル系統から冷却水を噴霧して吸気を冷却する噴霧装置と、この噴霧装置へ冷却水を供給する冷却水供給系と、を用いて実施するガスタービン吸気冷却方法であって、前記冷却水供給系では、ポンプが、給水タンクに貯留された冷却水を吸い込んで吐出する吐出流量を一定とした状態で、一つの前記ポンプに対し複数設けられ且つ複数の前記ノズル系統にそれぞれ対応して複数設けられた遮断弁へ向かって冷却水を供給し、前記遮断弁が、複数の前記ノズル系統のそれぞれへ冷却水を選択的に供給し、前記ポンプの吐出側と前記給水タンクとを接続するバイパスラインに配設された流量調節手段が、前記噴霧装置へ供給する冷却水の流量を、前記遮断弁の開閉動作に応じた所定流量に調節することを特徴とするものである。

本発明に係るガスタービン吸気冷却装置及び方法によれば、噴霧装置が複数のノズル系統を備えた場合であっても、装置の信頼性を損なうことなく、最小限のポンプ台数で噴霧装置へ供給する冷却水の流量を効率良く制御できる。この結果、装置全体を小型化且つ簡素化してコスト（初期コスト及び運用コスト）を低減できる。

本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第１実施形態の構成を示す系統図。 本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第２実施形態の構成を示す系統図。 本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第３実施形態の構成を示す系統図。 従来のガスタービン吸気冷却装置を示す系統図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１実施形態（図１）
図１は、本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第１実施形態の構成を示す系統図である。この図１に示すガスタービン吸気冷却装置１０が適用されるガスタービン設備１は、流体の流れ方向に配置された吸気室２、圧縮機３、燃焼器４及びガスタービン５を有して構成され、このガスタービン５に発電機６が連結されている。

吸気室２は圧縮機３に接続されており、この圧縮機３に供給される吸込空気（吸気）Ａを吸い込む。また、圧縮機３は、吸気室２から導かれた吸気Ａを圧縮して燃焼器４へ供給する。この燃焼器４は燃料と、圧縮機３から導入された吸気Ａとを燃焼させて燃焼ガスＢを生成し、ガスタービン５へ送給する。このガスタービン５は、燃焼ガスＢにより回転駆動されて発電機６を回転させ、この発電機６が発電する。ガスタービン５からの排気Ｃは、浄化処理を施した後に大気中に排出される。

さて、ガスタービン吸気冷却装置１０は、ガスタービン設備１の圧縮機３へ供給される吸気Ａを冷却するものであり、吸気室２内の吸気Ａに冷却水を噴霧する噴霧装置１１と、この噴霧装置１１へ冷却水を供給する冷却水供給系１２とを有して構成される。

噴霧装置１１は、複数本（本実施形態では４本）の導水管１３Ａ〜１３Ｄのそれぞれの先端にノズル１４Ａ〜１４Ｄが取り付けられて設けられた、複数系統（本実施形態では４系統）のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄを有して構成される。これらのノズル系統１５Ａ〜１５Ｄの各ノズル１４Ａ〜１４Ｄは、ガスタービン設備１の吸気室２内に配置され、この吸気室２内を流れる吸気Ａに冷却水を噴霧する。噴霧された冷却水の微細な液滴が気化するとのきの気化熱によって、吸気Ａが冷却される。

各ノズル系統１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれのノズル１４Ａ〜１４Ｄは、噴霧流量が異なるようにノズル数またはノズル径が構成されている。例えば、ノズル１４Ａの噴霧流量を１流量単位としたとき、ノズル１４Ｂは２流量単位に、ノズル１４Ｃは４流量単位に、ノズル１４Ｄは８流量単位にそれぞれ設定されている。従って、後に詳説するが、噴霧動作するノズル１４Ａ〜１４Ｄの組み合わせによって、吸気室２内に噴霧される冷却水の噴霧流量を、１流量単位から１５流量単位の範囲で、１流量単位ごとに変化させることが可能になる。

噴霧装置１１へ冷却水を供給する前記冷却水供給系１２は、給水タンク１６、給水ポンプ１７、アキュムレータ１８、圧力調節手段としての圧力調節弁１９、流量調節手段としての流量調節弁２０、遮断弁２１Ａ〜２４Ｄ、及び制御装置２２を有して構成される。

給水タンク１６は、注水配管２３から注水された水を冷却水として貯溜する。この給水タンク１６に接続された給水配管２４に給水ポンプ１７が配設される。給水配管２４の下流端側は複数本、本実施形態では４本に分岐され、これらの各分岐部が噴霧装置１１のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれに接続されると共に、各分岐部に遮断弁２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれが互いに並列に配設される。

給水ポンプ１７は単一（１個）であり、給水タンク１６に貯溜された冷却水を吸い込んで吐出する。この給水ポンプ１７は容積式ポンプであり、例えばポンプケーシング内でプランジャ（共に図示せず）が往復運動することにより冷却水を吐出するプランジャポンプである。プランジャは、駆動モータ２５により駆動される。従って、この給水ポンプ１７は、吐出圧力が一定であり、更に駆動モータ２５の回転数が一定ならば吐出流量も一定になる。本実施形態では、給水ポンプ１７は、制御装置２２による駆動モータ２５の制御によって、吐出流量を一定とした状態で遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ向かって冷却水を供給する。

給水配管２４の各分岐部にそれぞれ並列に配設された遮断弁２１Ａ〜２１Ｄは、一つの給水ポンプ１７に対し複数設けられると共に、噴霧装置１１の複数系統（例えば４系統）のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄにそれぞれ対応して複数個（例えば４個）設けられる。これらの遮断弁２１Ａ〜２１Ｄは、全開または全閉動作する仕切弁であり、給水配管２４を流れる冷却水を複数系統のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄへ選択的に供給可能とする。例えば、遮断弁２１Ａのみを開動作することにより、給水配管２４内の冷却水をノズル系統１５Ａのみへ供給し、また、遮断弁２１Ｃ及び２１Ｄのみを開動作することにより、給水配管２４内の冷却水をノズル系統１５Ｃ及び１５Ｄのみへ供給する。

アキュムレータ１８は、給水ポンプ１７の作動により生ずる圧力脈動を吸収するために設けられたものであり、給水ポンプ１７のポンプケーシングまたは給水配管２４の吐出側に設置される。このアキュムレータ１８は、給水ポンプ１７に可能な限り近接して設置されることが好ましい。

圧力調節弁１９は、全開と全閉との間で弁開度を変更可能に構成され、１次配管２６を経て給水配管２４における給水ポンプ１７の吐出側で且つアキュムレータ１８の下流側に設置される。この圧力調節弁１９は、制御装置２２の制御により弁開度を変更することで、噴霧装置１１のノズル系統１５Ａ〜１５へ供給する冷却水の圧力（即ちノズル前圧力）を所定の一定圧力に調整する。

つまり、ガスタービン設備１における圧縮機３の動翼及び静翼をエロージョンから防止するためには、ノズル系統１５Ａ〜１５Ｄから噴霧される冷却水の液滴の粒径を所定値以下に微細化する必要がある。この条件を満たす液滴をノズル系統１５Ａ〜１５Ｄのノズル１４Ａ〜１４Ｄから噴霧させるために、圧力調節弁１９は、給水ポンプ１７からのポンプ吐出圧力を、所定の一定圧力のノズル前圧力に調節する。尚、圧力調節弁１９の２次配管２７は、給水タンク１６に大気解放状態で接続される。これにより、圧力調節弁１９を通過した余水は給水タンク１６に戻され、冷却水として再度利用される。

流量調節弁２０はバイパスライン２８に配設される。このバイパスライン２８は、一端２８Ａが、給水配管２４における給水ポンプ１７の吐出側で且つ圧力調節弁１９と遮断弁２１Ａ〜２１Ｄとの間に接続され、他端２８Ｂが、給水タンク１６に大気解放状態で接続される。このバイパスライン２８に配設された流量調節弁２０は、全閉と全開との間で弁開度を段階的に変更して、バイパスライン２８内を流れて給水タンク１６へ戻る冷却水の流量を調節することにより、給水配管２４から噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量を調節するものである。

例えば、給水ポンプ１７からの冷却水の吐出流量Ｑを一定流量としたとき、バイパスライン２８へ流れる冷却水の流量を流量調節弁２０により流量Ｑ１に調節することによって、噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量Ｑ２を、Ｑ２＝（Ｑ−Ｑ１）に調節する。

上述のように流量調節弁２０が調節する噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量Ｑ２は、遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作に応じた所定流量であり、制御装置２２により決定される。つまり、制御装置２２には、温度センサ３０から大気温度が取り込まれ、ガスタービン設備１における吸気室２に設置された湿度センサ３１から吸気室湿度が取り込まれ、更に、圧縮機３の吸気入口側に設置された流量センサ３２から圧縮機３への吸気流量が取り込まれる。制御装置２２は、上述の大気温度、吸気室湿度及び圧縮機３への吸気流量に基づいて、噴霧装置１１により吸気室２内に噴霧されるべき冷却水流量、即ち冷却水供給系１２から噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量Ｑ２を演算し決定する。

制御装置２２は、更に、上述のようにして算出した吸気室２内へ噴霧されるべき冷却水流量から噴霧動作させるべきノズル系統１５Ａ〜１５Ｄを選定し、この選定されたノズル系統１５Ａ〜１５Ｄに対応する遮断弁２１Ａ〜２１Ｄを開閉動作させるべく、この遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作を制御する。例えば、表１に示すように、吸気室２内に噴霧されるべき冷却水流量が５流量単位である場合には、ノズル系統１５Ａ及び１５Ｃが設定され、これらのノズル系統１５Ａ及び１５Ｃに対応する遮断弁２１Ａ及び２１Ｃが開動作する。

また、制御装置２２は、前述のように算出した噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量Ｑ２と給水ポンプ１７の吐出流量Ｑとを比較して、バイパスライン２８へ流す冷却水の流量Ｑ１を算出し、この流量Ｑ１の冷却水をバイパスライン２８に流すための流量調節弁２０の開度を決定して、この流量調節弁２０を制御する。

上述のような制御装置２２の制御によって、流量調節弁２０は、給水ポンプ１７の吐出流量Ｑが一定流量に制御された状態で、噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量Ｑ２を、遮断弁２１Ａ〜２１の開閉動作に応じた所定流量、即ち遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開動作により必要とされる流量に調節する。

次に、ガスタービン吸気冷却装置１０の作用を説明する。
噴霧装置１１へ冷却水を供給する冷却水供給系１２では、単一の給水ポンプ１７が冷却水の吐出流量を一定とした状態で、流量調節弁２０による流量調節によって、複数のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄにそれぞれ対応して設けられた複数の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ向かって冷却水を供給し、この遮断弁２１Ａ〜２１Ｄがノズル系統１５Ａ〜１５Ｄへ選択的に冷却水を供給する。例えば、遮断弁２１Ａを開動作させることでノズル系統１５Ａへ冷却水を供給し、また、遮断弁２１Ｂ及び２１Ｃを開動作させることで、ノズル系統１５Ｂ及び１５Ｃへ冷却水を供給する。

このとき、流量調節弁２０が実施する冷却水の流量調節は、複数の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作に応じた所定流量に調節するものである。つまり、複数の各遮断弁２１Ａ〜２１Ｄは、噴霧流量がそれぞれ異なる複数のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄにそれぞれ対応して設けられたものであるため、流量調節弁２０による冷却水の流量調節は、ノズル系統１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれが必要な噴霧流量に対応したものになる。

例えば、遮断弁２１Ａが開示動作してノズル系統１５Ａへ冷却水を供給する場合には、このノズル系統１５Ａのノズル１４Ａが噴霧する噴霧流量（１流量単位）の冷却水が、流量調節弁２０による流量調節によって冷却水供給系１２から噴霧装置１１へ供給される。また、遮断弁２１Ｂ及び２１Ｃが開動作し、ノズル系統１５Ｂ及び１５Ｃへ冷却水を供給する場合には、これらのノズル系統１５Ｂ及び１５Ｃのそれぞれのノズル１４Ｂ及び１４Ｃが噴霧する噴霧流量（２流量単位＋４流量単位）の冷却水が、流量調節弁２０による流量調節によって冷却水供給系１２から噴霧装置１１へ供給される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果を奏する。
複数のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄを備えた噴霧装置１１へ冷却水を供給する冷却水供給系１２は、単一の給水ポンプ１７が吐出流量を一定とし、複数の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄが、噴霧装置１１における複数のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれへ冷却水を選択的に供給可能とし、流量調節弁２０が、噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量を、遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作に応じた所定流量に調節する。このため、噴霧装置１１が複数のノズル系統１５Ａ〜１５Ｄを備えた場合であっても、ガスタービン吸気冷却装置１０の信頼性を損なうことなく、給水ポンプ１７の最小限のポンプ台数で噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量を効率良く制御できる。この結果、装置全体を小型化且つ簡素化して初期コスト及び運用コストを低減できる。

［Ｂ］第２実施形態（図２）
図２は、本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第２実施形態の構成を示す系統図である。この第２実施形態において、前記第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施形態のガスタービン吸気冷却装置４０が前記第１実施形態のガスタービン吸気冷却装置１０と異なる点は、冷却水供給系４３の流量調節手段が、第１実施形態の流量調節弁２０に代えて、複数の開閉弁４１Ａ〜４１Ｄと、これらの各開閉弁４１Ａ〜４１Ｄに直列接続されたオリフィス４２Ａ〜４２Ｄと、を有して構成された点である。

開閉弁４１Ａ及びオリフィス４２Ａと、開閉弁４１Ｂ及びオリフィス４２Ｂと、開閉弁４１Ｃ及びオリフィス４１Ｃと、開閉弁４１Ｄ及びオリフィス４２Ｄは、互いに並列状態でバイパスライン２８に配設されている。

開閉弁４１Ａ〜４１Ｄは、複数の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれに対応して複数設けられる。また、これらの開閉弁４１Ａ〜４１Ｄは、各遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作に同調して開閉動作するよう制御装置２２により制御される。つまり、開動作した遮断弁２１Ａ〜２１Ｄに対応する開閉弁４１Ａ〜４１Ｄが閉動作し、閉動作した遮断弁２１Ａ〜２１Ｄに対応する開閉弁４１Ａ〜４１Ｄが開動作する。例えば表２に示すように、噴霧装置１１へ５流量単位の冷却水を供給すべく、遮断弁２１Ａ及び２１Ｃが開動作し、遮断弁２１Ｂ及び２１Ｄが閉動作した場合には、開閉弁４１Ａ及び４１Ｃが閉動作し、開閉弁４１Ｂ及び４１Ｄが開動作する。

前記オリフィス４２Ａ〜４２Ｄのそれぞれは、開閉弁４１Ａ〜４１Ｄのそれぞれに直列接続され、これらの開閉弁４１Ａ〜４１Ｄ及び遮断弁２１Ａ〜２１Ｄを介してそれぞれ対応するノズル系統１５Ａ〜１５Ｄと等価な圧力損失を有して構成される。即ち、オリフィス４２Ａはノズル系統１５Ａと、オリフィス４２Ｂはノズル系統１５Ｂと、オリフィス４２Ｃはノズル系統１５Ｃと、オリフィス４２Ｄはノズル系統１５Ｄとそれぞれ等価な圧力損失になるように構成されて、それぞれ１流量単位、２流量単位、４流量単位、８流量単位の冷却水を流動させ得るオリフィス径に構成される。

開閉弁４１Ａ〜４１Ｄ及びオリフィス４２Ａ〜４２Ｄによって、給水ポンプ１７の吐出流量が一定の状態でも、遮断弁２１Ａ〜２１Ｄの開閉動作に対応する開閉弁４１Ａ〜４１Ｄがそれぞれ閉開動作することで、給水ポンプ１７から吐出された冷却水は、開動作した遮断弁２１Ａ〜２１Ｄを経て、この開動作した遮断弁２１Ａ〜２１Ｄに対応するノズル系統１５Ａ〜１５Ｄへ供給される。と同時に、給水ポンプ１７から吐出された冷却水は、閉動作した遮断弁２１Ａ〜２１に同調して開動作した開閉弁４１Ａ〜４１Ｄと、この開動作した開閉弁４１Ａ〜４１Ｄに接続されたオリフィス４２Ａ〜４２Ｄを通って、給水タンク１６に戻される。

以上のように構成されたことから、本実施形態のガスタービン吸気冷却装置４０によれば、前記第１実施形態の効果と同様な効果を奏するが、特に給水ポンプ１７の吐出圧力が高くなって流量調節弁２０による流量調節が困難になった場合においても、冷却水供給系４３から噴霧装置１１へ供給する冷却水の流量を適切に調節することができ、ガスタービン吸気冷却装置４０の信頼性を一層向上させることができる。

［Ｃ］第３実施形態（図３）
図３は、本発明に係るガスタービン吸気冷却装置の第３実施形態の構成を示す系統図である。この第３実施形態において、前記第１及び第２実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施形態のガスタービン吸気冷却装置５０が前記第２実施形態のガスタービン吸気冷却装置４０と異なる点は、給水ポンプ１７と並列に、この給水ポンプ１７の吐出側の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ冷却水を供給可能なバックアップ系統５１が設置された点である。

このバックアップ系統５１は、コンバインドサイクルプラントにおける排熱回収ボイラ５２へ給水するボイラ給水ポンプ５３の下流側からバックアップライン５４が分岐され、このバックアップライン５４にバックアップ切換弁５５が配設されると共に、バックアップライン５４が給水ポンプ１７の吐出側で、且つ圧力調節弁１９と遮断弁２１Ａ〜２１Ｄとの間に接続されて構成される。

バックアップ切換弁５５の開閉動作とバックアップ系統５１のボイラ給水ポンプ５３の運転は、制御装置２２により制御される。つまり、給水ポンプ１７の例えば故障時には、制御装置２２によりバックアップ切換弁５５が開操作され、ボイラ給水ポンプ５３の駆動モータ５６が駆動されてボイラ給水ポンプ５３が運転され、このボイラ給水ポンプ５３にて昇圧された水が冷却水として遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ供給される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、前記第１及び第２実施形態と同様な効果を奏するほか、次の効果を奏する。
給水ポンプ１７と並列に、この給水ポンプ１７の吐出側の遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ冷却水を供給可能なバックアップ系統５１が設置されたので、給水ポンプ１７に不具合が発生した場合にも、バックアップ系統５１からの水を冷却水として遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ供給できる。このため、ガスタービン吸気冷却装置５０の信頼性をより一層向上させることができる。

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形してもよく、また、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、第３実施形態のバックアップ系統５１は、ボイラ給水ポンプ５３にて昇圧された水を遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ供給するものを述べたが、他の系統のポンプ、または給水ポンプ１７のみに並列配置されたバックアップ用のポンプにて昇圧された水を、遮断弁２１Ａ〜２１Ｄへ供給してもよい。

１ ガスタービン設備
２ 吸気室
３ 圧縮機
１０ ガスタービン吸気冷却装置
１１ 噴霧装置
１２ 冷却水供給系
１５ ノズル系統
１６ 給水タンク
１７ 給水ポンプ（ポンプ）
１９ 圧力調節弁（圧力調節手段）
２０ 流量調節弁（流量調節手段）
２１Ａ〜２１Ｄ 遮断弁
２４ 給水配管
２６ １次配管
２７ ２次配管
４０ ガスタービン吸気冷却装置
４１Ａ〜４１Ｄ 開閉弁
４２Ａ〜４２Ｄ オリフィス
５０ ガスタービン吸気冷却装置
５１ バックアップ系統
５２ 排熱回収ボイラ
５３ ボイラ給水ポンプ（他のポンプ）
Ａ 吸気

Claims (7)

1. 複数のノズル系統を備え、ガスタービン設備の圧縮機に導かれる吸気に前記ノズル系統から冷却水を噴霧して吸気を冷却する噴霧装置と、
   この噴霧装置へ冷却水を供給する冷却水供給系と、を有するガスタービン吸気冷却装置であって、
   前記冷却水供給系は遮断弁、ポンプ、圧力調節手段及び流量調節手段を有して構成され、
   前記遮断弁は、一つの前記ポンプに対し複数設けられ、更に前記噴霧装置の複数の前記ノズル系統にそれぞれ対応して複数設けられて、複数の前記ノズル系統へ冷却水を選択的に供給可能に構成され、
   前記ポンプは、給水タンクに貯留された冷却水を吸い込んで吐出する吐出流量を一定とした状態で前記遮断弁へ向かって冷却水を供給し、
   前記圧力調節手段は、前記ポンプの吐出側に設置されて、前記噴霧装置へ供給する冷却水の圧力を所定の一定圧力に調節し、
   前記流量調節手段は、前記ポンプの吐出側で且つ前記圧力調節手段と前記遮断弁との間と前記給水タンクとを接続するバイパスラインに配設され、前記噴霧装置へ供給する冷却水の流量を、前記遮断弁の開閉動作に応じた所定流量に調節するように構成されたことを特徴とするガスタービン吸気冷却装置。
2. 前記流量調節手段は、全閉と全開の間で開度を段階的に変更して冷却水の流量を調節する流量調節弁であることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
3. 前記流量調節手段は開閉弁とオリフィスを備えてなり、
   前記開閉弁は複数の遮断弁に対応して複数設けられ、各遮断弁の開閉動作に同調して開閉動作し、
   前記オリフィスは前記各開閉弁に接続されて複数設けられ、それぞれが対応するノズル系統と等価な圧力損失を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
4. 前記ポンプと並列に、他のポンプにて昇圧された水を冷却水として前記ポンプの吐出側の遮断弁へ供給可能なバックアップ系が設置されたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
5. 前記他のポンプは、コンバインドサイクルプラントにおける排熱回収ボイラへ給水するボイラ給水ポンプであることを特徴とする請求項４に記載のガスタービン吸気冷却装置。
6. 前記圧力調節手段は、全閉と全開の間で開度を段階的に変更可能な圧力調節弁であり、この圧力調節弁の２次側配管が給水タンクに接続されたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気冷却装置。
7. 複数のノズル系統を備え、ガスタービン設備の圧縮機に導かれる吸気に前記ノズル系統から冷却水を噴霧して吸気を冷却する噴霧装置と、
   この噴霧装置へ冷却水を供給する冷却水供給系と、を用いて実施するガスタービン吸気冷却方法であって、
   前記冷却水供給系では、ポンプが、給水タンクに貯留された冷却水を吸い込んで吐出する吐出流量を一定とした状態で、一つの前記ポンプに対し複数設けられ且つ複数の前記ノズル系統にそれぞれ対応して複数設けられた遮断弁へ向かって冷却水を供給し、
   前記遮断弁が、複数の前記ノズル系統のそれぞれへ冷却水を選択的に供給し、
   前記ポンプの吐出側と前記給水タンクとを接続するバイパスラインに配設された流量調節手段が、前記噴霧装置へ供給する冷却水の流量を、前記遮断弁の開閉動作に応じた所定流量に調節することを特徴とするガスタービン吸気冷却方法。

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