天然ガス発生・タービン発電システム
【課題】 空気冷却熱交換器を不要とし、コスト低減と制御基数の削減による制御系の簡略化を図り、ランニングコストを削減する。
【解決手段】 液化天然ガスを空温式気化器２と天然ガス加温器３で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン１の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記空温式気化器２で冷却された空気をマイクロガスタービン１の吸気空気に利用する一方、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められたマイクロガスタービン１の出力をサテライト基地の消費電力に利用する。
【解決手段】 液化天然ガスを空温式気化器２と天然ガス加温器３で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン１の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記空温式気化器２で冷却された空気をマイクロガスタービン１の吸気空気に利用する一方、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められたマイクロガスタービン１の出力をサテライト基地の消費電力に利用する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サテライト（小規模衛星都市圏）基地での液化天然ガスからの天然ガス発生と、発生した天然ガスを利用したマイクロガスタービン発電設備による高効率発電とを行わせるための天然ガス発生・タービン発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】液化天然ガス（ＬＮＧ）の冷熱を特定の手段に基づいてガスタービンの空気圧縮機の吸込空気を冷却するのに利用する発電システムについての典型的な先行技術が特開昭56− 47625号公報に挙示される。
【０００３】上記先行技術は、その装置回路が図６に示されるが、ＬＮＧを気化ラインのＬＮＧ気化器２３で冷却水または海水により気化させて天然ガス（ＮＧ）として送出する設備において、ＬＮＧ気化器２３で冷却された冷却水または海水を吸気冷却器２４に送ってガスタービン２５の空気圧縮機２７用吸込空気を冷却し、一方、吸気冷却器２４で加温された冷却水または海水はＬＮＧ気化器２３に再び戻すように構成されていて、ガスタービン２６は高い熱効率の発電が可能となったものである。
【０００４】また、このような先行技術を用いて小規模のＮＧを製造しているサテライト基地では、ＬＮＧ気化器として空温式気化器を使用し空気を熱源として気化させるようにしているものがあり、この場合、冬場は空気だけで気化できないため、温水ボイラーにて加温させているものが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような先行技術は、ＬＮＧ気化器２３の他に空気冷却熱交換器である吸気冷却器２４が必要となり、装置コスト高になっており、さらに、運転制御の対象となる制御基数が多くなることから制御が複雑化する問題がある。また、空温式気化器を使用した場合、特に自然通風式のものでは冷却された空気が白煙となり、これが環境面上の問題となっており、ファンで強制的に拡散させるなどの対策を講じなければならなく、設備を一層複雑化するとともに、装置コスト増をもたらしている。また、冬場では温水ボイラーによる加温が必要なために運転コストの増加を来すのも問題となっている。
【０００６】本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、本発明の目的は、空気冷却熱交換器を不要とし、コスト低減と制御基数の削減による制御系の簡略化を図り、空温式気化器での白煙対策の合理的運用と冬場の温水ボイラーの省略によるランニングコストの節減を果たすことにある。
【０００７】
【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以下に述べる構成としたものである。即ち、本発明に係る請求項１の発明は、液化天然ガスを気化ラインの空温式気化器と天然ガス加温器で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン発電設備の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムであり、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気空気に利用する一方、前記マイクロガスタービンの温熱を前記天然ガス加温器の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められた前記マイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用することを特徴とする天然ガス発生・タービン発電システムである。
【０００８】また、本発明に係る請求項２の発明は、前記請求項１に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記天然ガス加温器が気体対液体型の熱交換器であり、前記マイクロガスタービンの排ガスにより加温して得た温水が加温熱源として供給される構成としたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る請求項３の発明は、前記請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気口に供給する空気通路中に、前記空温式気化器の液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するガス漏れ検知手段と前記空気通路を連通・遮断する第１開閉手段とが設けられ、前記第１開閉手段に対し上手側の空気通路中に第２開閉手段を備える排気ラインが分岐接続され、他方、前記第１開閉手段に対し下手側の空気通路中に第３開閉手段を備える吸気ラインが分岐接続されてなり、前記ガス漏れ検知手段がガス漏れを検知しなければ第１開閉手段を開放、第２，第３開閉手段を閉鎖させ、ガス漏れを検知すれば第１開閉手段を閉鎖、第２，第３開閉手段を開放させてなる構成としたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る請求項４の発明は、前記請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を、必要に応じて前記空温式気化器の吸込ファンを介して、前記マイクロガスタービンの吸気口に空気を供給する空気通路に送気する排ガス送気ラインを設けると共に、前記空温式気化器に排ガスを送気する除霜用ガス送気ラインを前記空気通路から分岐させてなる構成としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る天然ガス発生・タービン発電システムの好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】図１に、本発明の第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この図１に図示の天然ガス発生・タービン発電システムは、液化天然ガス気化ラインとマイクロガスタービン発電設備とを備えている。液化天然ガス気化ラインは、ＬＮＧタンク５からのＬＮＧが供給される流入口と発生したＮＧをＮＧタンク（図示しない）に送出する流出口との間に亘るライン中に上手側から空温式気化器２と天然ガス加温器３が順に直列関係に介設されている。他方、マイクロガスタービン発電設備は、ガスタービン６および空気圧縮機７を軸連結して備えるマイクロガスタービン１と、このガスタービン１に軸連結した発電機４とにより構成される。そして、この天然ガス発生・タービン発電システムは、小規模のＮＧを製造するサテライト基地に設置してここで発生したＮＧの一部が供給されるマイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用させるようになっている。
【００１３】液化天然ガス気化ラインに設けられた空温式気化器２は、図２に構造が概念図で示されるが，対空気フィンチューブ型熱交換器により構成されていて、竪形で側壁下部に通風口（吸気口）１６が開口し、頂部に排気筒１７が連設しているケーシング１５内にフィンチューブ群が収容され、排気筒１７内に吸込ファン１８が配設されている。上記フィンチューブ群は、ＬＮＧが供給される前半部１９が蒸発部Ａに、ＮＧを送出させる後半部２０が加温部Ｂにそれぞれ形成されて、例えば、蒸発部Ａは２つの上・下ヘッダー間に直立する複数本のフィンチューブを並列接続してなる熱交換器に形成し、加温部Ｂは昇流と降流を交互に行わせる蛇行状のフィンチューブを立設してなる熱交換器に形成している。なお、２１は、フィンチューブ群の上方に横設した散水ノズルで、冬期等にフィンチューブ群のフィン表面に結氷した際、デフロストのためにノズル孔から下方のフィンチューブ群に向けて温水を散布するように形成される。
【００１４】このような空温式気化器２は、蒸発部Ａに送り込まれたＬＮＧ（例、−１４５℃）をフィンチューブ内に昇流させてその間に、吸込ファン１８の回転で通風口１６から排気筒１７に向け昇流する空気と熱交換させ蒸発・気化させてＮＧとなし、さらに、加温部Ｂにおいて同じく昇流する空気と熱交換させて加温されたＮＧ（例、−２０℃）となす熱交換運転が可能であって、このＮＧを連続して送出させるようになっており、他方、ＬＮＧと熱交換し冷却された空気は、排気筒１７から上方に排出される。なお、図２に示される例は、強制通風式のものであるが、本発明では、自然通風式の空温式気化器に適用して上記例に類似する構造のものとすることもできる。
【００１５】第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムでは、前述の通り、前記空温式気化器２の下手側に、気体対液体型の熱交換器からなる天然ガス加温器３が設けられていて、空温式気化器２から送出された加温ＮＧが天然ガス加温器３において温水によりさらに１０℃程度迄加温されるようになっている。そして、この加温ＮＧの一部量をマイクロガスタービン１に送給して空気圧縮機７からの圧縮空気に混合することにより、燃料として利用させるように形成している。この場合、天然ガス加温器３での温水としては、マイクロガスタービン１からの排ガスによって加温された温水が用いられるものであり、所謂、排熱回収を行わせることによって、マイクロガスタービン発電設備に対して高効率の運転を実現させることが可能である。
【００１６】また、上記天然ガス発生・タービン発電システムでは、空温式気化器２において排気筒１７から上方に排出される冷却空気を空気ダクトで導いてマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしていて、これにより空気圧縮機７の圧縮用空気を冷却するように構成している。
【００１７】このように構成してなる上記天然ガス発生・タービン発電システムは、空温式気化器２で冷却された空気をマイクロガスタービン１の吸気空気に利用し、また、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用してなることにより、熱効率が高められたマイクロガスタービン１の出力をサテライト基地の消費電力に利用することができる。
【００１８】さらに、この天然ガス発生・タービン発電システムは、従来のガスタービン発電システムと比較して、吸気冷却器およびこの吸気冷却器に関連する冷媒供給ラインが省略されるし、空気冷却用送風機として白煙排除用の吸込ファン１８が利用できる利点がある。
【００１９】図３には、本発明の第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付して個々の説明は省略するものとする。
【００２０】上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用するための前記手段として、マイクロガスタービン１から排出される廃棄ガスの排熱回収利用によって実現させるようにしたものであり、図示するように、マイクロガスタービン１の排ガスライン中に気体対液体型の熱交換器からなる排熱回収器８を介設して、この排熱回収器８の液管路と天然ガス加温器３の液管路とを液ポンプが設けられた管路によって循環的に接続し、これによってマイクロガスタービン１では排ガスを冷却し、他方、天然ガス加温器３ではＮＧを排熱回収器８からの温水により約１０℃まで加温することが可能で、ＮＧの加温とマイクロガスタービン１の熱回収とが効率的に行なわれるのである。
【００２１】なお、上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムでは、空温式気化器２が、図２に示す構造の気化器単体の複数基を、例えば３基２-1〜２-3を併設して、各排気筒の吸込ファン１８からの冷却空気を纏めて空気ダクトで導きマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしたものである。
【００２２】上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して、例えばこの発電システムが設置されるサテライト基地の気化能力仕様がＬＮＧ処理量で５０００ｔ／年、消費電力量が３０KWH とし、２８KW出力、４８０００Kcal/hの温水供給可能なマイクロガスタービン１を導入したとすると、電力量の約９０％が賄え、冬場には排熱回収器８により従来の温水ボイラ設備２２（２点鎖線枠で示す）の代替が可能であり、これにより電力費の削減、ボイラ省略が可能となる。また、夏場に外気温度が３０℃となった場合、０℃程度の冷却空気が吸気できるのでマイクロガスタービン１の出力は約２０％回復することになる。なお、天然ガス発生・タービン発電系統の各部における温度、熱量、流量（重量換算値）などの具体的な諸条件は図３中に掲示する通りである。
【００２３】図４には、本発明の第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１および第２の各実施形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付している。
【００２４】上記第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、空温式気化器２に天然ガス漏れが万一発生した場合であっても安全、かつ安定したガス発生・タービン発電運転を保証できるように構成した点にある。
【００２５】この特徴付けられる構成に関して以下に説明すると、空温式気化器２は第２の実施形態のものと同じく、複数基例えば３基２-1〜２-3を併設して、各排気筒の吸込ファン１８からの冷却空気を纏めて空気ダクトで導きマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしている。これは、空温式気化器２が、４時間運転し、続いて２時間デフロストする運転モードが標準であるから、３基の内２基２-2、２-3から冷却空気を引き、残りの１基２-1をデフロストすることで常時２基による連続した冷却空気供給運転を可能としたものである。
【００２６】さらに、この３基からなる空温式気化器２により冷却された空気をマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給する空気通路中には、ガス漏れ検知手段９-1〜９-3、第１開閉手段１０-1〜１０-3、排気ライン１３-1〜１３-3および吸気ライン１４がそれぞれ設けられている。ガス漏れ検知手段９-1〜９-3は、各空温式気化器２-1〜２-3に接続される液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するために、各空気通路中に設けられた３個のガス漏れ検出器９-1〜９-3からなっている。
【００２７】第１開閉手段１０-1〜１０-3は、同じく前記各空気通路をそれぞれ連通・遮断するために、これら空気通路中にそれぞれ設けられてなる３個の弁１０-1〜１０-3から成る。また、排気ライン１３-1〜１３-3は、第１開閉手段１０-1〜１０-3に対し上手側の前記各空気通路中にそれぞれ分岐接続された分岐管１３-1〜１３-3から成り、この各分岐管１３-1〜１３-3には連通・遮断するための３個の弁１１-1〜１１-3から成る第２開閉手段１１-1〜１１-3が介設されている。吸気ライン１４は、第１開閉手段１０-1〜１０-3に対し下手側の空気通路中に分岐接続された分岐管１４から成り、この分岐管１４には連通・遮断するための弁１２から成る第３開閉手段１２が介設されている。
【００２８】このような構成になる第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、天然ガス漏れに対処した運転制御は次のように行なわれる。正常な運転状態であって、空温式気化器２で天然ガス漏れが生じていないときには、ガス漏れ検知手段９-1〜９-3が非ガス漏れ信号を出力していることにより、運転中の空温式気化器２-2、２-3に対応する第１開閉手段１０-2、１０-3は連通側に操作され、一方、第２開閉手段１１-2、１１-3および第３開閉手段１２は遮断側に操作される。
【００２９】これにより、空温式気化器２-2、２-3から空気圧縮機７の吸気口に至る空気通路が連通して冷却空気の全量を前記吸気口に供給することができる。この場合、排気ライン１３-1〜１３-3と吸気ライン１４は閉じられているため、冷却空気が放出されたり、また、外気が吸気口に吸入されたりすることはない。
【００３０】運転中に空温式気化器２の一部または全部で天然ガス漏れが生じ、例えば、空温式気化器２-3で天然ガス漏れが生じたとすると、ガス漏れ検知手段９-3がガス漏れ信号を出力することにより、連通側に作動中の第１開閉手段１０-3は遮断側に切り替えられ、遮断側に作動中の第２開閉手段１１-3および第３開閉手段１２は連通側に切り替えられる。
【００３１】これにより、空温式気化器２からの冷却空気供給運転を続行しながら天然ガス漏れが生じている空温式気化器２-3の運転を停止してメンテナンスが行なえ、空温式気化器２の漏れの対処が可能となる。なお、空温式気化器２-2で天然ガス漏れが生じた場合は、上述したと同じ要領で行なえば良く、また、両空温式気化器２-2、２-3で同時に天然ガス漏れが生じた場合は、第１開閉手段１０-2、１０-3は遮断側に操作し、第２開閉手段１１-2、１１-3および第３開閉手段１２は連通側に操作すれば良い。
【００３２】図５には、本発明の第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１、第２および第３の各実施形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付している。
【００３３】上記第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を空温式気化器２に送気して、この空温式気化器２のフィン付伝熱管や吸込ファンの表面に形成される霜の層を除去することにより、排ガスの熱回収効率をさらに向上させるように構成した点にある。
【００３４】即ち、前記マイクロガスタービン６の排ガスを排出する排ガスラインから、後述する構成になる排ガス送気ライン２３が分岐している。この排ガス送気ライン２３は、前記排ガスラインから分岐し、弁からなる第４開閉手段２４を備えた排ガス送気基ライン２３-1と、排ガス送気基ライン２３-1から３分岐して、弁からなる第５開閉手段２５-1、２５-2、および２５-3を備えた排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2と、これら３本の排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2のそれぞれが連通し、弁からなる第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3を備え、一端側に３つの空温式気化器２-1、２-2、および２-3のそれぞれに排ガスを噴射し、かつ冷気を吸引する、笠状のガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3を備えると共に、一端側に３つの吸込ファン１８のそれぞれに排ガスを放出する排ガス放出口を備えた排ガス送気先ライン２３-3,3,3とから構成されている。
【００３５】なお、前記第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3は、前記排ガス送気先ライン２３-3,3,3の前記排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2の連通部と、前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3との間に介設されている。
【００３６】さらに、前記マイクロガスタービン６の吸気口に燃焼用の空気を供給する空気通路の、前記ガス漏れ検出器９-1、９-2、および９-3の上流側からそれぞれ分岐して、弁からなる第７開閉手段２９-1、２９-2、および２９-3を備え、除霜用ガスとして排ガスを送気する除霜用ガス送気ライン２８-1、２８-2、および２８-3が、前記排ガス送気先ライン２３-3,3,3の前記第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3よりも前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3側にそれぞれ連通してなる構成になっている。
【００３７】この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの通常運転は次のように行われる。即ち、第４開閉手段２４、第５開閉手段２５、および第７開閉手段２９が閉鎖され、第６開閉手段２６が開放される。そして、前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3と、排ガス送気先ライン２３-3,3,3とを介して吸込ファン１８により冷却された空気が吸引されると共に、前記マイクロガスタービン６の吸気口に空気を供給する空気通路中に送気され、空温式気化器２-1,2,3で冷却された空気が前記マイクロガスタービン６の吸気空気として利用される。
【００３８】ところで、前記空温式気化器２-1,2,3のそれぞれは、交互に２つが組み合わされて運転されると共に、他の１つの運転が停止されるものである。例えば、空温式気化器２-1、２-3の運転の継続により、この空温式気化器２-3のフィン付伝熱管や吸込ファン１８の表面に霜の層が形成されると共に次第に成長して、霜の層厚が所定以上の厚さになると伝熱効率の低下により液化天然ガスの気化量が減少し、マイクロガスタービン６に対して必要量の燃料を供給することが不可能になる。そこで、空温式気化器２-3の運転が停止されると共に、霜の層厚が薄い方の空温式気化器２-1と他の空温式気化器２-2との運転に切り替えられて天然ガス発生・タービン発電システムの運転が継続されるものである。
【００３９】一方、運転が停止された空温式気化器２-3のフィン付伝熱管や吸込ファン１８の表面に形成された霜の層は、次のようにして除去される。先ず、運転が停止された空温式気化器２-3に対応する第１開閉手段１０-3、第２開閉手段１１-3、第６開閉手段２６-3のそれぞれが閉鎖されると共に、第４開閉手段２４、第５開閉手段２５-3、第７開閉手段２９-3のそれぞれが開放されるとともに、第５開閉手段２５-1、および２５-2はそれぞれ閉鎖されている。従って、前記排ガスラインから排出された高温の排ガスの一部は、排ガス送気基ライン２３-1、排ガス送気分岐ライン２３-2を経て排ガス送気先ライン２３-3に流入し、吸込ファン１８により吸引されて排ガス送気先ライン２３-3の排ガス放出口から放出されると共に、空気通路内に送気される。このとき、前記吸込ファン１８は排ガスに晒されるために、その表面に形成された霜の層が除去される。
【００４０】そして、空気通路内に送気された排ガスは、除霜用ガス送気ライン２８-3をとおってガス噴射・吸引部２７-3から運転停止中の空温式気化器２-3に噴射されるから、この空温式気化器２-3のフィン付伝熱管の表面に形成された霜の層が効果的に溶かされて除去される。勿論、他の空温式気化器２-1、および２-2の場合にあっても、フィン付伝熱管の表面に霜の層が形成された場合には、霜の層は上記と同様の手順によって除去されるものである。
【００４１】従って、この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムによれば、上記のとおり、排ガスの熱が空温式気化器２のフィン付伝熱管の表面やファンの表面に形成された霜の層の除去に有効に活用されるから、排ガスの熱回収率が向上する。また、散水ノズルからの散水量の減少により、送水ポンプの小型化が可能になるから、天然ガス発生・タービン発電システムの設備費の削減と消費電力の削減によるランニングコストの低減が可能になるという優れた経済効果が生じる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の請求項１および請求項２の発明によれば、従来必要とされていた空気冷却熱交換器が不要となるため、装置コストの低減と、制御基数の削減による制御系の簡略化が図れる。また、空温式気化器での白煙対策に用いるファンをマイクロガスタービンにおける吸気用空気の圧送としても利用可能であるから、装置が簡易になるとともに、ランニングコストが節減できる。更に、ＮＧ加温用の温水ボイラーが不要となり、装置コストの削減が図れる。
【００４３】本発明の請求項３の発明によれば、空温式気化器の液化天然ガス管から天然ガス漏れが発生するようなことがあっても、それに影響されることなくマイクロガスタービンでの安全かつ安定した連続吸気運転が可能となる。
【００４４】本発明の請求項４の発明によれば、排ガスの熱が空温式気化器のフィン付伝熱管の表面やファンの表面に形成された霜の層の除去に有効に活用されるから排ガスの熱回収率が向上するのに加えて、散水ノズルからの散水量の減少により、送水ポンプの小型化が可能になるから、天然ガス発生・タービン発電システムの設備費の削減と消費電力の削減によるランニングコストの低減が可能になるという経済効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおける空温式気化器の構造を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図６】従来のガスタービン発電システムの装置回路図である。
【符号の説明】
１…マイクロガスタービン，２…空温式気化器，３…天然ガス加温器，４…発電機，５…ＬＮＧタンク，６…ガスタービン，７…空気圧縮機，８…排熱回収器，９-1,2,3…ガス漏れ検出器，１０-1,2,3…第１開閉手段，１１-1,2,3…第２開閉手段，１２…第３開閉手段，１３-1,2,3…排気ライン，１４…吸気ライン，１５…ケーシング，１６…通風口，１７…排気筒，１８…吸込ファン，１９…前半部，２０…後半部，２１…散水ノズル，２２…温水ボイラ設備，２３…排ガス送気ライン，２３-1…排ガス送気基ライン，２３-2…排ガス送気分岐ライン，２３-3…排ガス送気先ライン，２４…第４開閉手段，２５-1,2,3…第５開閉手段，２６-1,2,3…第６開閉手段，２７-1,2,3…ガス噴射・吸引部，２８-1,2,3…除霜ガス送気ライン，２９-1,2,3…第７開閉手段
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サテライト（小規模衛星都市圏）基地での液化天然ガスからの天然ガス発生と、発生した天然ガスを利用したマイクロガスタービン発電設備による高効率発電とを行わせるための天然ガス発生・タービン発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】液化天然ガス（ＬＮＧ）の冷熱を特定の手段に基づいてガスタービンの空気圧縮機の吸込空気を冷却するのに利用する発電システムについての典型的な先行技術が特開昭56− 47625号公報に挙示される。
【０００３】上記先行技術は、その装置回路が図６に示されるが、ＬＮＧを気化ラインのＬＮＧ気化器２３で冷却水または海水により気化させて天然ガス（ＮＧ）として送出する設備において、ＬＮＧ気化器２３で冷却された冷却水または海水を吸気冷却器２４に送ってガスタービン２５の空気圧縮機２７用吸込空気を冷却し、一方、吸気冷却器２４で加温された冷却水または海水はＬＮＧ気化器２３に再び戻すように構成されていて、ガスタービン２６は高い熱効率の発電が可能となったものである。
【０００４】また、このような先行技術を用いて小規模のＮＧを製造しているサテライト基地では、ＬＮＧ気化器として空温式気化器を使用し空気を熱源として気化させるようにしているものがあり、この場合、冬場は空気だけで気化できないため、温水ボイラーにて加温させているものが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような先行技術は、ＬＮＧ気化器２３の他に空気冷却熱交換器である吸気冷却器２４が必要となり、装置コスト高になっており、さらに、運転制御の対象となる制御基数が多くなることから制御が複雑化する問題がある。また、空温式気化器を使用した場合、特に自然通風式のものでは冷却された空気が白煙となり、これが環境面上の問題となっており、ファンで強制的に拡散させるなどの対策を講じなければならなく、設備を一層複雑化するとともに、装置コスト増をもたらしている。また、冬場では温水ボイラーによる加温が必要なために運転コストの増加を来すのも問題となっている。
【０００６】本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、本発明の目的は、空気冷却熱交換器を不要とし、コスト低減と制御基数の削減による制御系の簡略化を図り、空温式気化器での白煙対策の合理的運用と冬場の温水ボイラーの省略によるランニングコストの節減を果たすことにある。
【０００７】
【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以下に述べる構成としたものである。即ち、本発明に係る請求項１の発明は、液化天然ガスを気化ラインの空温式気化器と天然ガス加温器で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン発電設備の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムであり、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気空気に利用する一方、前記マイクロガスタービンの温熱を前記天然ガス加温器の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められた前記マイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用することを特徴とする天然ガス発生・タービン発電システムである。
【０００８】また、本発明に係る請求項２の発明は、前記請求項１に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記天然ガス加温器が気体対液体型の熱交換器であり、前記マイクロガスタービンの排ガスにより加温して得た温水が加温熱源として供給される構成としたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る請求項３の発明は、前記請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気口に供給する空気通路中に、前記空温式気化器の液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するガス漏れ検知手段と前記空気通路を連通・遮断する第１開閉手段とが設けられ、前記第１開閉手段に対し上手側の空気通路中に第２開閉手段を備える排気ラインが分岐接続され、他方、前記第１開閉手段に対し下手側の空気通路中に第３開閉手段を備える吸気ラインが分岐接続されてなり、前記ガス漏れ検知手段がガス漏れを検知しなければ第１開閉手段を開放、第２，第３開閉手段を閉鎖させ、ガス漏れを検知すれば第１開閉手段を閉鎖、第２，第３開閉手段を開放させてなる構成としたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る請求項４の発明は、前記請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システムに関して、前記マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を、必要に応じて前記空温式気化器の吸込ファンを介して、前記マイクロガスタービンの吸気口に空気を供給する空気通路に送気する排ガス送気ラインを設けると共に、前記空温式気化器に排ガスを送気する除霜用ガス送気ラインを前記空気通路から分岐させてなる構成としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る天然ガス発生・タービン発電システムの好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】図１に、本発明の第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この図１に図示の天然ガス発生・タービン発電システムは、液化天然ガス気化ラインとマイクロガスタービン発電設備とを備えている。液化天然ガス気化ラインは、ＬＮＧタンク５からのＬＮＧが供給される流入口と発生したＮＧをＮＧタンク（図示しない）に送出する流出口との間に亘るライン中に上手側から空温式気化器２と天然ガス加温器３が順に直列関係に介設されている。他方、マイクロガスタービン発電設備は、ガスタービン６および空気圧縮機７を軸連結して備えるマイクロガスタービン１と、このガスタービン１に軸連結した発電機４とにより構成される。そして、この天然ガス発生・タービン発電システムは、小規模のＮＧを製造するサテライト基地に設置してここで発生したＮＧの一部が供給されるマイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用させるようになっている。
【００１３】液化天然ガス気化ラインに設けられた空温式気化器２は、図２に構造が概念図で示されるが，対空気フィンチューブ型熱交換器により構成されていて、竪形で側壁下部に通風口（吸気口）１６が開口し、頂部に排気筒１７が連設しているケーシング１５内にフィンチューブ群が収容され、排気筒１７内に吸込ファン１８が配設されている。上記フィンチューブ群は、ＬＮＧが供給される前半部１９が蒸発部Ａに、ＮＧを送出させる後半部２０が加温部Ｂにそれぞれ形成されて、例えば、蒸発部Ａは２つの上・下ヘッダー間に直立する複数本のフィンチューブを並列接続してなる熱交換器に形成し、加温部Ｂは昇流と降流を交互に行わせる蛇行状のフィンチューブを立設してなる熱交換器に形成している。なお、２１は、フィンチューブ群の上方に横設した散水ノズルで、冬期等にフィンチューブ群のフィン表面に結氷した際、デフロストのためにノズル孔から下方のフィンチューブ群に向けて温水を散布するように形成される。
【００１４】このような空温式気化器２は、蒸発部Ａに送り込まれたＬＮＧ（例、−１４５℃）をフィンチューブ内に昇流させてその間に、吸込ファン１８の回転で通風口１６から排気筒１７に向け昇流する空気と熱交換させ蒸発・気化させてＮＧとなし、さらに、加温部Ｂにおいて同じく昇流する空気と熱交換させて加温されたＮＧ（例、−２０℃）となす熱交換運転が可能であって、このＮＧを連続して送出させるようになっており、他方、ＬＮＧと熱交換し冷却された空気は、排気筒１７から上方に排出される。なお、図２に示される例は、強制通風式のものであるが、本発明では、自然通風式の空温式気化器に適用して上記例に類似する構造のものとすることもできる。
【００１５】第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムでは、前述の通り、前記空温式気化器２の下手側に、気体対液体型の熱交換器からなる天然ガス加温器３が設けられていて、空温式気化器２から送出された加温ＮＧが天然ガス加温器３において温水によりさらに１０℃程度迄加温されるようになっている。そして、この加温ＮＧの一部量をマイクロガスタービン１に送給して空気圧縮機７からの圧縮空気に混合することにより、燃料として利用させるように形成している。この場合、天然ガス加温器３での温水としては、マイクロガスタービン１からの排ガスによって加温された温水が用いられるものであり、所謂、排熱回収を行わせることによって、マイクロガスタービン発電設備に対して高効率の運転を実現させることが可能である。
【００１６】また、上記天然ガス発生・タービン発電システムでは、空温式気化器２において排気筒１７から上方に排出される冷却空気を空気ダクトで導いてマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしていて、これにより空気圧縮機７の圧縮用空気を冷却するように構成している。
【００１７】このように構成してなる上記天然ガス発生・タービン発電システムは、空温式気化器２で冷却された空気をマイクロガスタービン１の吸気空気に利用し、また、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用してなることにより、熱効率が高められたマイクロガスタービン１の出力をサテライト基地の消費電力に利用することができる。
【００１８】さらに、この天然ガス発生・タービン発電システムは、従来のガスタービン発電システムと比較して、吸気冷却器およびこの吸気冷却器に関連する冷媒供給ラインが省略されるし、空気冷却用送風機として白煙排除用の吸込ファン１８が利用できる利点がある。
【００１９】図３には、本発明の第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付して個々の説明は省略するものとする。
【００２０】上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、マイクロガスタービン１の温熱を天然ガス加温器３の加温熱源に利用するための前記手段として、マイクロガスタービン１から排出される廃棄ガスの排熱回収利用によって実現させるようにしたものであり、図示するように、マイクロガスタービン１の排ガスライン中に気体対液体型の熱交換器からなる排熱回収器８を介設して、この排熱回収器８の液管路と天然ガス加温器３の液管路とを液ポンプが設けられた管路によって循環的に接続し、これによってマイクロガスタービン１では排ガスを冷却し、他方、天然ガス加温器３ではＮＧを排熱回収器８からの温水により約１０℃まで加温することが可能で、ＮＧの加温とマイクロガスタービン１の熱回収とが効率的に行なわれるのである。
【００２１】なお、上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムでは、空温式気化器２が、図２に示す構造の気化器単体の複数基を、例えば３基２-1〜２-3を併設して、各排気筒の吸込ファン１８からの冷却空気を纏めて空気ダクトで導きマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしたものである。
【００２２】上記第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して、例えばこの発電システムが設置されるサテライト基地の気化能力仕様がＬＮＧ処理量で５０００ｔ／年、消費電力量が３０KWH とし、２８KW出力、４８０００Kcal/hの温水供給可能なマイクロガスタービン１を導入したとすると、電力量の約９０％が賄え、冬場には排熱回収器８により従来の温水ボイラ設備２２（２点鎖線枠で示す）の代替が可能であり、これにより電力費の削減、ボイラ省略が可能となる。また、夏場に外気温度が３０℃となった場合、０℃程度の冷却空気が吸気できるのでマイクロガスタービン１の出力は約２０％回復することになる。なお、天然ガス発生・タービン発電系統の各部における温度、熱量、流量（重量換算値）などの具体的な諸条件は図３中に掲示する通りである。
【００２３】図４には、本発明の第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１および第２の各実施形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付している。
【００２４】上記第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、空温式気化器２に天然ガス漏れが万一発生した場合であっても安全、かつ安定したガス発生・タービン発電運転を保証できるように構成した点にある。
【００２５】この特徴付けられる構成に関して以下に説明すると、空温式気化器２は第２の実施形態のものと同じく、複数基例えば３基２-1〜２-3を併設して、各排気筒の吸込ファン１８からの冷却空気を纏めて空気ダクトで導きマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給するようにしている。これは、空温式気化器２が、４時間運転し、続いて２時間デフロストする運転モードが標準であるから、３基の内２基２-2、２-3から冷却空気を引き、残りの１基２-1をデフロストすることで常時２基による連続した冷却空気供給運転を可能としたものである。
【００２６】さらに、この３基からなる空温式気化器２により冷却された空気をマイクロガスタービン１の空気圧縮機７の吸気口に供給する空気通路中には、ガス漏れ検知手段９-1〜９-3、第１開閉手段１０-1〜１０-3、排気ライン１３-1〜１３-3および吸気ライン１４がそれぞれ設けられている。ガス漏れ検知手段９-1〜９-3は、各空温式気化器２-1〜２-3に接続される液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するために、各空気通路中に設けられた３個のガス漏れ検出器９-1〜９-3からなっている。
【００２７】第１開閉手段１０-1〜１０-3は、同じく前記各空気通路をそれぞれ連通・遮断するために、これら空気通路中にそれぞれ設けられてなる３個の弁１０-1〜１０-3から成る。また、排気ライン１３-1〜１３-3は、第１開閉手段１０-1〜１０-3に対し上手側の前記各空気通路中にそれぞれ分岐接続された分岐管１３-1〜１３-3から成り、この各分岐管１３-1〜１３-3には連通・遮断するための３個の弁１１-1〜１１-3から成る第２開閉手段１１-1〜１１-3が介設されている。吸気ライン１４は、第１開閉手段１０-1〜１０-3に対し下手側の空気通路中に分岐接続された分岐管１４から成り、この分岐管１４には連通・遮断するための弁１２から成る第３開閉手段１２が介設されている。
【００２８】このような構成になる第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、天然ガス漏れに対処した運転制御は次のように行なわれる。正常な運転状態であって、空温式気化器２で天然ガス漏れが生じていないときには、ガス漏れ検知手段９-1〜９-3が非ガス漏れ信号を出力していることにより、運転中の空温式気化器２-2、２-3に対応する第１開閉手段１０-2、１０-3は連通側に操作され、一方、第２開閉手段１１-2、１１-3および第３開閉手段１２は遮断側に操作される。
【００２９】これにより、空温式気化器２-2、２-3から空気圧縮機７の吸気口に至る空気通路が連通して冷却空気の全量を前記吸気口に供給することができる。この場合、排気ライン１３-1〜１３-3と吸気ライン１４は閉じられているため、冷却空気が放出されたり、また、外気が吸気口に吸入されたりすることはない。
【００３０】運転中に空温式気化器２の一部または全部で天然ガス漏れが生じ、例えば、空温式気化器２-3で天然ガス漏れが生じたとすると、ガス漏れ検知手段９-3がガス漏れ信号を出力することにより、連通側に作動中の第１開閉手段１０-3は遮断側に切り替えられ、遮断側に作動中の第２開閉手段１１-3および第３開閉手段１２は連通側に切り替えられる。
【００３１】これにより、空温式気化器２からの冷却空気供給運転を続行しながら天然ガス漏れが生じている空温式気化器２-3の運転を停止してメンテナンスが行なえ、空温式気化器２の漏れの対処が可能となる。なお、空温式気化器２-2で天然ガス漏れが生じた場合は、上述したと同じ要領で行なえば良く、また、両空温式気化器２-2、２-3で同時に天然ガス漏れが生じた場合は、第１開閉手段１０-2、１０-3は遮断側に操作し、第２開閉手段１１-2、１１-3および第３開閉手段１２は連通側に操作すれば良い。
【００３２】図５には、本発明の第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図を示す。この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおいて、前記第１、第２および第３の各実施形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムのものに類似しているので、対応する各部材には同一の参照符号を付している。
【００３３】上記第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムに関して特徴とされる構成は、マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を空温式気化器２に送気して、この空温式気化器２のフィン付伝熱管や吸込ファンの表面に形成される霜の層を除去することにより、排ガスの熱回収効率をさらに向上させるように構成した点にある。
【００３４】即ち、前記マイクロガスタービン６の排ガスを排出する排ガスラインから、後述する構成になる排ガス送気ライン２３が分岐している。この排ガス送気ライン２３は、前記排ガスラインから分岐し、弁からなる第４開閉手段２４を備えた排ガス送気基ライン２３-1と、排ガス送気基ライン２３-1から３分岐して、弁からなる第５開閉手段２５-1、２５-2、および２５-3を備えた排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2と、これら３本の排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2のそれぞれが連通し、弁からなる第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3を備え、一端側に３つの空温式気化器２-1、２-2、および２-3のそれぞれに排ガスを噴射し、かつ冷気を吸引する、笠状のガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3を備えると共に、一端側に３つの吸込ファン１８のそれぞれに排ガスを放出する排ガス放出口を備えた排ガス送気先ライン２３-3,3,3とから構成されている。
【００３５】なお、前記第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3は、前記排ガス送気先ライン２３-3,3,3の前記排ガス送気分岐ライン２３-2,2,2の連通部と、前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3との間に介設されている。
【００３６】さらに、前記マイクロガスタービン６の吸気口に燃焼用の空気を供給する空気通路の、前記ガス漏れ検出器９-1、９-2、および９-3の上流側からそれぞれ分岐して、弁からなる第７開閉手段２９-1、２９-2、および２９-3を備え、除霜用ガスとして排ガスを送気する除霜用ガス送気ライン２８-1、２８-2、および２８-3が、前記排ガス送気先ライン２３-3,3,3の前記第６開閉手段２６-1、２６-2、および２６-3よりも前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3側にそれぞれ連通してなる構成になっている。
【００３７】この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの通常運転は次のように行われる。即ち、第４開閉手段２４、第５開閉手段２５、および第７開閉手段２９が閉鎖され、第６開閉手段２６が開放される。そして、前記ガス噴射・吸引部２７-1、２７-2、および２７-3と、排ガス送気先ライン２３-3,3,3とを介して吸込ファン１８により冷却された空気が吸引されると共に、前記マイクロガスタービン６の吸気口に空気を供給する空気通路中に送気され、空温式気化器２-1,2,3で冷却された空気が前記マイクロガスタービン６の吸気空気として利用される。
【００３８】ところで、前記空温式気化器２-1,2,3のそれぞれは、交互に２つが組み合わされて運転されると共に、他の１つの運転が停止されるものである。例えば、空温式気化器２-1、２-3の運転の継続により、この空温式気化器２-3のフィン付伝熱管や吸込ファン１８の表面に霜の層が形成されると共に次第に成長して、霜の層厚が所定以上の厚さになると伝熱効率の低下により液化天然ガスの気化量が減少し、マイクロガスタービン６に対して必要量の燃料を供給することが不可能になる。そこで、空温式気化器２-3の運転が停止されると共に、霜の層厚が薄い方の空温式気化器２-1と他の空温式気化器２-2との運転に切り替えられて天然ガス発生・タービン発電システムの運転が継続されるものである。
【００３９】一方、運転が停止された空温式気化器２-3のフィン付伝熱管や吸込ファン１８の表面に形成された霜の層は、次のようにして除去される。先ず、運転が停止された空温式気化器２-3に対応する第１開閉手段１０-3、第２開閉手段１１-3、第６開閉手段２６-3のそれぞれが閉鎖されると共に、第４開閉手段２４、第５開閉手段２５-3、第７開閉手段２９-3のそれぞれが開放されるとともに、第５開閉手段２５-1、および２５-2はそれぞれ閉鎖されている。従って、前記排ガスラインから排出された高温の排ガスの一部は、排ガス送気基ライン２３-1、排ガス送気分岐ライン２３-2を経て排ガス送気先ライン２３-3に流入し、吸込ファン１８により吸引されて排ガス送気先ライン２３-3の排ガス放出口から放出されると共に、空気通路内に送気される。このとき、前記吸込ファン１８は排ガスに晒されるために、その表面に形成された霜の層が除去される。
【００４０】そして、空気通路内に送気された排ガスは、除霜用ガス送気ライン２８-3をとおってガス噴射・吸引部２７-3から運転停止中の空温式気化器２-3に噴射されるから、この空温式気化器２-3のフィン付伝熱管の表面に形成された霜の層が効果的に溶かされて除去される。勿論、他の空温式気化器２-1、および２-2の場合にあっても、フィン付伝熱管の表面に霜の層が形成された場合には、霜の層は上記と同様の手順によって除去されるものである。
【００４１】従って、この第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムによれば、上記のとおり、排ガスの熱が空温式気化器２のフィン付伝熱管の表面やファンの表面に形成された霜の層の除去に有効に活用されるから、排ガスの熱回収率が向上する。また、散水ノズルからの散水量の減少により、送水ポンプの小型化が可能になるから、天然ガス発生・タービン発電システムの設備費の削減と消費電力の削減によるランニングコストの低減が可能になるという優れた経済効果が生じる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の請求項１および請求項２の発明によれば、従来必要とされていた空気冷却熱交換器が不要となるため、装置コストの低減と、制御基数の削減による制御系の簡略化が図れる。また、空温式気化器での白煙対策に用いるファンをマイクロガスタービンにおける吸気用空気の圧送としても利用可能であるから、装置が簡易になるとともに、ランニングコストが節減できる。更に、ＮＧ加温用の温水ボイラーが不要となり、装置コストの削減が図れる。
【００４３】本発明の請求項３の発明によれば、空温式気化器の液化天然ガス管から天然ガス漏れが発生するようなことがあっても、それに影響されることなくマイクロガスタービンでの安全かつ安定した連続吸気運転が可能となる。
【００４４】本発明の請求項４の発明によれば、排ガスの熱が空温式気化器のフィン付伝熱管の表面やファンの表面に形成された霜の層の除去に有効に活用されるから排ガスの熱回収率が向上するのに加えて、散水ノズルからの散水量の減少により、送水ポンプの小型化が可能になるから、天然ガス発生・タービン発電システムの設備費の削減と消費電力の削減によるランニングコストの低減が可能になるという経済効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムにおける空温式気化器の構造を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る天然ガス発生・タービン発電システムの装置回路図である。
【図６】従来のガスタービン発電システムの装置回路図である。
【符号の説明】
１…マイクロガスタービン，２…空温式気化器，３…天然ガス加温器，４…発電機，５…ＬＮＧタンク，６…ガスタービン，７…空気圧縮機，８…排熱回収器，９-1,2,3…ガス漏れ検出器，１０-1,2,3…第１開閉手段，１１-1,2,3…第２開閉手段，１２…第３開閉手段，１３-1,2,3…排気ライン，１４…吸気ライン，１５…ケーシング，１６…通風口，１７…排気筒，１８…吸込ファン，１９…前半部，２０…後半部，２１…散水ノズル，２２…温水ボイラ設備，２３…排ガス送気ライン，２３-1…排ガス送気基ライン，２３-2…排ガス送気分岐ライン，２３-3…排ガス送気先ライン，２４…第４開閉手段，２５-1,2,3…第５開閉手段，２６-1,2,3…第６開閉手段，２７-1,2,3…ガス噴射・吸引部，２８-1,2,3…除霜ガス送気ライン，２９-1,2,3…第７開閉手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液化天然ガスを気化ラインの空温式気化器と天然ガス加温器で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン発電設備の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムであり、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気空気に利用する一方、前記マイクロガスタービンの温熱を前記天然ガス加温器の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められた前記マイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用することを特徴とする天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項２】 前記天然ガス加温器が気体対液体型の熱交換器であり、前記マイクロガスタービンの排ガスにより加温して得た温水が加温熱源として供給される請求項１に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項３】 前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気口に供給する空気通路中に、前記空温式気化器の液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するガス漏れ検知手段と前記空気通路を連通・遮断する第１開閉手段とが設けられ、前記第１開閉手段に対し上手側の空気通路中に第２開閉手段を備える排気ラインが分岐接続され、他方、前記第１開閉手段に対し下手側の空気通路中に第３開閉手段を備える吸気ラインが分岐接続されてなり、前記ガス漏れ検知手段がガス漏れを検知しなければ第１開閉手段を開放、第２，第３開閉手段を閉鎖させ、ガス漏れを検知すれば第１開閉手段を閉鎖、第２，第３開閉手段を開放させてなる請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項４】 前記マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を、必要に応じて前記空温式気化器の吸込ファンを介して、前記マイクロガスタービンの吸気口に空気を供給する空気通路に送気する排ガス送気ラインを設けると共に、前記空温式気化器に排ガスを送気する除霜用ガス送気ラインを前記空気通路から分岐させてなる請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項１】 液化天然ガスを気化ラインの空温式気化器と天然ガス加温器で順に加温することにより発生した天然ガスの少なくとも一部をマイクロガスタービン発電設備の燃料として使用する天然ガス発生・タービン発電システムであり、前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気空気に利用する一方、前記マイクロガスタービンの温熱を前記天然ガス加温器の加温熱源に利用することにより、熱効率が高められた前記マイクロガスタービンの出力をサテライト基地の消費電力に利用することを特徴とする天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項２】 前記天然ガス加温器が気体対液体型の熱交換器であり、前記マイクロガスタービンの排ガスにより加温して得た温水が加温熱源として供給される請求項１に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項３】 前記空温式気化器で冷却された空気を前記マイクロガスタービンの吸気口に供給する空気通路中に、前記空温式気化器の液化天然ガス管からの天然ガス漏れを検知するガス漏れ検知手段と前記空気通路を連通・遮断する第１開閉手段とが設けられ、前記第１開閉手段に対し上手側の空気通路中に第２開閉手段を備える排気ラインが分岐接続され、他方、前記第１開閉手段に対し下手側の空気通路中に第３開閉手段を備える吸気ラインが分岐接続されてなり、前記ガス漏れ検知手段がガス漏れを検知しなければ第１開閉手段を開放、第２，第３開閉手段を閉鎖させ、ガス漏れを検知すれば第１開閉手段を閉鎖、第２，第３開閉手段を開放させてなる請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【請求項４】 前記マイクロガスタービンの排ガスの少なくとも一部を、必要に応じて前記空温式気化器の吸込ファンを介して、前記マイクロガスタービンの吸気口に空気を供給する空気通路に送気する排ガス送気ラインを設けると共に、前記空温式気化器に排ガスを送気する除霜用ガス送気ラインを前記空気通路から分岐させてなる請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の天然ガス発生・タービン発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【公開番号】特開２００２−１０６３５９（Ｐ２００２−１０６３５９Ａ）
【公開日】平成１４年４月１０日（２００２．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−３４１８９８（Ｐ２０００−３４１８９８）
【出願日】平成１２年１１月９日（２０００．１１．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【公開日】平成１４年４月１０日（２００２．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１１月９日（２０００．１１．９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
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