燃气轮机联合循环设备及水上设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设置于在水上使用的船舶或浮体结构物上的燃气轮机联合循环设备及具备该燃气轮机联合循环设备的水上设备。
[0002]本申请主张基于2013年6月25日于日本申请的日本专利申请2013-132680号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]有时在船舶或具备浮游在水中的浮体(float)的浮体结构物等以漂浮在水上的状态使用的水上设备上搭载有具备燃气轮机的设备。
[0004]作为具备这种燃气轮机的设备，例如有从海洋的气田提取天然气并将其液化，并搭载到装设在气体运输船上的气罐上的设备、通过燃气轮机驱动发电机的发电设备等。
[0005]为了提高这些设备的效率，而存在利用来自燃气轮机的废气来在废气锅炉中产生蒸汽的燃气轮机联合循环(GTCC)设备。燃气轮机联合循环通过由该蒸汽驱动的蒸汽轮机来驱动用于使天然气液化的压缩机和发电机。
[0006]专利文献I中公开有，为了以较少的空间设置这种GTCC设备，在支承构架的上部设置燃气轮机、发电机等，而在下部设置废气锅炉的结构。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利公开2002-195054号公报
[0010]发明的概要
[0011]发明要解决的技术课题
[0012]然而，欲将如专利文献I所记载的结构的GTCC设备设置到船舶或浮体结构物等水上设备上时，具由如下课题。
[0013]首先，在水上设备中，由于各种设备的设置面积有限，因此希望尽可能缩小GTCC设备的地面设置面积。若要达到该目的，只要如同专利文献I所记载那样，上下层叠设备类即可，但其结果会增加GTCC设备的高度。这样一来，会使GTCC设备的重心变高，且会成为水上设备摆动变大的原因。因此，希望尽可能抑制GTCC设备的高度。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于，提供一种既能够抑制地面设置面积且通过抑制高度来实现低重心化，又能够提高水上设备的稳定性的燃气轮机联合循环设备及水上设备。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]根据本发明的第一方式，燃气轮机联合循环设备具备:燃气轮机单元；废热回收锅炉，通过从所述燃气轮机单元的废气中回收废热来生成蒸汽；及排气管道，将所述燃气轮机单元的废气引导到所述废热回收锅炉。所述废热回收锅炉的至少一部分在高度方向上配置于与所述燃气轮机单元的相同位置。废热回收锅炉被并列配置，以使所述废热回收锅炉中的所述废气的流向与所述燃气轮机单元的涡轮轴向平行。
[0017]根据本发明的第二方式，燃气轮机联合循环设备中，第一方式中的所述废热回收锅炉可以具备多个锅炉单元，所述锅炉单元包含通过与从所述排气管道导入的所述废气进行换热而产生蒸汽的蒸发器。多个所述锅炉单元可以以在对齐各锅炉单元的朝向的状态下至少沿着高度方向堆叠的方式配置，且所述废气导入到这些多个锅炉单元中的每一个锅炉单元。
[0018]根据本发明的第三方式，燃气轮机联合循环设备中，第二方式中的多个锅炉单元中的每一个锅炉单元上可以连接有分离在各锅炉单元产生的蒸汽和水，并使分离的所述水循环到所述蒸发器的汽水分离器。
[0019]根据本发明的第四方式，燃气轮机联合循环设备中，第三方式中的所述汽水分离器可以配置于各锅炉单元的侧面上方。所述汽水分离机与所述各锅炉单元的相对位置可以在各锅炉单元相同。所述废热回收锅炉也可以是自然循环锅炉。
[0020]根据本发明的第五方式，燃气轮机联合循环设备中，第三或第四方式的所述锅炉单元与所述汽水分离器可以是预先被一体化的组装体。
[0021]根据本发明第六方式，燃气轮机联合循环设备中，可以使第一至第五方式中的任一方式的所述燃气轮机单元的辅机及所述废热回收锅炉的辅机的至少一部分配置于所述燃气轮机单元的下方。
[0022]根据本发明的第七方式，水上设备具备:浮在水中的浮体；及设置于所述浮体上的上述任一方式所述的燃气轮机联合循环设备。
[0023]发明效果
[0024]根据上述燃气轮机联合循环设备及水上设备，既能够抑制地面设置面积且通过抑制高度来实现低重心化，又能够提高水上设备的稳定性。
【附图说明】
[0025]图1为表示具备本实施方式所涉及的GTCC设备的船的概略结构的图。
[0026]图2为表示第I实施方式所涉及的GTCC设备的结构的立体图。
[0027]图3为从与图2不同的角度观察本实施方式所涉及的GTCC设备的立体图。
[0028]图4为表示设置于GTCC设备的废热回收锅炉的结构的立体图。
[0029]图5A为表示废热回收锅炉的变形例的图，且为上下层叠的各级的锅炉单元的主视图。
[0030]图5B为表示将图5A的锅炉单元层叠成多级的废热回收锅炉的立体图。
[0031]图6为表示第2实施方式所涉及的实施方式所涉及的GTCC设备的结构的立体图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参考附图对用于实施本发明的燃气轮机联合循环设备及水上设备的方式进行说明。但是，本发明并不仅限定于这些实施方式。
[0033](第I实施方式)
[0034]图1为表示具备本实施方式所涉及的燃气轮机联合循环设备(以下，简称为GTCC设备)的船的概略结构的图。图2为表示本实施方式所涉及的GTCC设备的结构的立体图，图3为从与图2不同的角度观察本实施方式所涉及的GTCC设备的立体图。图4为表示设置于GTCC设备的废热回收锅炉的结构的立体图。
[0035]如图1所示，本实施方式中的水上设备例如将天然气液化。该水上设备具备船舶(浮体)F及GTCC设备10A。船舶F在海洋上的液化天然气的提取现场使用。GTCC设备1A设置于该船舶F上。
[0036]如图2、图3所示，GTCC设备1A主要具备燃气轮机单元20、废热回收锅炉(HRSG) 30、排气连接管道32、气体压缩机40、蒸汽轮机50、压缩机60及支承构架70。
[0037]燃气轮机单元20例如以天然气作为燃料而被驱动
[0038]废热回收锅炉30通过回收来自燃气轮机单元20的废气的废热来生成蒸汽。
[0039]排气连接管道32从燃气轮机单元20向废热回收锅炉30送入废气。
[0040]气体压缩机40通过燃气轮机单元20被驱动，且使用于将天然气液化的制冷剂(低温侧)升压。
[0041]蒸汽轮机50通过在废热回收锅炉30生成的蒸汽而被驱动。
[0042]压缩机60使用于将被蒸汽轮机50驱动的天然气液化的制冷剂(高温侧)升压。
[0043]支承构架70支承这些燃气轮机单元20、废热回收锅炉30、排气连接管道32、气体压缩机40、蒸汽轮机50、压缩机60及各自的辅机类。
[0044]例如，以天然气作为燃料的燃气轮机单元20通过将压缩空气和燃料气体混合的混合气体燃烧而生成的燃烧气体来驱动涡轮轴旋转。因此，燃气轮机单元20具备进气管道22、燃烧器(未图示)、涡轮轴等。
[0045]进气管道22向外壳21内吸入空气。
[0046]燃烧器在外壳21内压缩所吸入的空气，并将压缩空气和燃料气体混合的混合气体燃烧。
[0047]涡轮轴具有多个涡轮叶片。
[0048]燃气轮机单元20的外壳21上设置有用于通过空气冷却燃气轮机单元20的控制基板等的冷却用进气管道23及冷却用排气管道24。这些冷却用进气管道23及冷却用排气管道24以朝上方突出的方式设置。
[0049]废热回收锅炉30具备锅炉主体31、排气连接管道(排气管道)32、排气筒33、进料栗单元34、燃料阀单元35、汽水分离筒(汽水分离器)36等。
[0050]锅炉主体31具有通过来自燃气轮机单元20的废气的热量来蒸发水来生成蒸汽的蒸发器。
[0051]排气连接管道32将从燃气轮机单元20排出的废气引入到锅炉主体31。
[0052]排气筒33经由连接管道33a将从锅炉主体31排出的废气排到外部。
[0053]进料栗单元34向锅炉主体31供水。
[0054]燃料阀单元35供给用于在锅炉主体31内燃烧废气的燃料。
[0055]汽水分离筒36使在锅炉主体31生成的蒸汽与液体成分(水)分离。
[0056]废热回收锅炉30除此之外还具备向蒸汽轮机50供给蒸汽的过热器(未图示)、向过热器输送蒸汽的蒸发器(未图示)、对供给到蒸发器的水进行预热的省煤器(未图示)及用冷却介质对蒸汽进行冷凝处理并向省煤器输送冷凝水的冷凝器等37。
[0057]过热器向蒸汽轮机50供给蒸汽。蒸发器向过热器输送蒸汽。省煤器对供给到蒸发器的水进行预热。冷凝器37向省煤器输送冷凝水。
[0058]GTCC设备1A上设置有润滑油供给单元25。该润滑油供给单元25为实现燃气轮机单元20和气体压缩机40、蒸汽轮机50、压缩机60等中的轴承部等的润滑而供给润滑油