以下、本発明の実施の形態を図面を用い� ��説明する。

 図1は本発明の第1の実施の形態である天� �ガス液化プラントの冷媒予冷設備と動力供� �設備の概略図である。

 この図に示した天然ガス液化プラントは� ��天然ガスの液化に用いる冷媒を冷却する冷� ��予冷設備100と、天然ガス液化プラント内の� ��備に動力(駆動力や電力)を供給する動力供� �設備200を備えている。

 冷媒予冷設備100は、冷媒圧縮機1と、モー タ2と、凝縮器3と、受液器4と、第1冷却器5、� ��2冷却器6、及び第3冷却器7を備えており、天 然ガスの液化に用いる冷媒(以下、第1冷媒)11� ��他の冷媒(以下、第2冷媒)によって冷却して� ��る。本実施の形態では、第1冷媒11としてメ� ��ン、エタン、及びプロパンを主成分とする� ��合冷媒を利用しており、第2冷媒としてプロ パンを利用している。

 冷媒圧縮機1は、第1冷媒11を冷却する第2� �媒を圧縮するものであり、駆動軸に連結さ� �たモータ2によって駆動されている。また、� ��に図示しないが、本実施の形態の冷媒圧縮� ��1は、高圧圧縮機、中圧圧縮機、低圧圧縮機 の3段から構成されており、高圧圧縮機は冷� �器5と、中圧圧縮機は冷却器6と、低圧圧縮機 は冷却器7と接続されている。モータ2の電力� ��動力供給設備200から供給されている。

 凝縮器3は、冷媒圧縮機1の出口と配管13を 介して接続されており、冷凍機28(後述)から� �冷水が流通する配管14を内部に有している。 凝縮器3は、冷媒圧縮機1によって圧縮された� ��2冷媒と冷水を配管14を介して熱交換させて� ��り、これによって第2冷媒を冷却し凝縮して いる。これにより本実施の形態の第2冷媒は� �えば50℃程度にまで冷却される。

 受液器4は、凝縮器3の出口と配管15を介し て接続されており、凝縮器3で凝縮した第2冷� ��を受け入れている。受液器4内には凝縮して 液化した第2冷媒が貯留されている。

 第1冷却器5は、受液器4の出口と配管16を� �して接続されており、配管16に設けられた膨 張弁(図示せず)を介して減圧膨張し減温した� ��2冷媒を受け入れている。第2冷却器6は、第1 冷却器5と配管17を介して接続されており、配 管17に設けられた膨張弁(図示せず)を介して� �らに減温した第2冷媒を受け入れている。第3 冷却器7は、第2冷却器6と配管18を介して接続� ��れており、配管18に設けられた膨張弁(図示� ��ず)を介してまたさらに減温した第2冷媒を� �け入れている。

 第1冷却器5、第2冷却器6、及び第3冷却器7� ��内部には第1冷媒11が流通する配管19が配さ� �ている。冷却器5,6,7に受け入れられた第2冷� �は、配管19を流通する第1冷媒11から熱を奪っ て蒸発し、第1冷媒11を段階的に冷却している 。これにより本実施の形態の第1冷媒11は、第 3冷却器7を通過した時点で、例えばー30℃程� �まで冷却される。また、第1冷却器5,第2冷却� ��6,第3冷却器7は、冷媒圧縮機1の高圧圧縮機� �中圧圧縮機、低圧圧縮機とそれぞれ接続さ� �ており、圧縮機1内の第2冷媒の中間冷却も行 っている。

 動力供給設備200は、圧縮機20と、燃焼器21 と、ガスタービン22と、発電機23と、ボイラ24 と、蒸気タービン25と、発電機26と、煙突27と 、冷凍機28と、吸気冷却装置29を備えている� �

 圧縮機20は大気から取り込んだ燃焼空気� �圧縮している。

 燃焼器21は、流量調整弁31を介して供給さ れる燃料と圧縮機20からの圧縮空気を燃焼さ� ��て燃焼ガスを発生させるもので、圧縮機20� �出口と接続されている。流量調整弁31は燃焼 器21へ供給する燃料流量を調整するためのも� ��である。燃焼器21に供給する燃料は、エネ� �ギー効率やプラント運転効率等を向上させ� �観点から、採掘した天然ガスを使用するこ� �が好ましい。

 ガスタービン22は、燃焼器21からの燃焼ガ スによって駆動されるもので、燃焼器21の出� ��と接続されている。ガスタービン22は、圧� �機20と発電機23を駆動し、発電機23によって� �力を発生させている。この電力は天然ガス� �化プラント内の設備に動力として供給され� �。

 ボイラ(排熱回収ボイラ)24は、ガスタービ ン22の排ガスによって蒸気を発生させるもの� ��、排ガスの流通方向の下流側に設けられて� ��る。煙突27は、ボイラ24で熱回収された排ガ スを排気するものである。

 蒸気タービン25は、ボイラ24からの蒸気に よって駆動され、発電機26と連結されている� ��蒸気タービン25は発電機26を駆動することに よって電力を発生させている。発電機23,26に� ��って得られた電力は、天然ガス液化プラン� ��内の設備に動力として供給される。

 冷凍機28は、蒸気タービン25からの蒸気、 及び冷却水によって冷水(例えば、ー5~10℃程� ��)を発生させるものである。冷凍機28には、� ��気タービン25からの蒸気が流通する配管41と 、冷却水が流通する配管42と、冷却対象であ� ��水(冷水)が流通する配管43が配されている。

 配管41は蒸気タービン25から蒸気が供給さ れる配管44と接続されている。この配管44と� �接続部を基点として、配管41の一方側は冷凍 機28内に導入されており、その他方側は流量� ��整弁32を介して復水器(図示せず)と接続され ている。復水器へ流入した蒸気は凝縮して水 となり、ボイラ24の給水として再利用される� ��流量調整弁32は、蒸気タービン25から冷凍機 28への蒸気流量を調整するためのものである� ��流量調整弁32の開度を大きくすれば冷凍機28 に供給される蒸気流量が低減し、逆に開度を 小さくすれば蒸気流量が増加するようになっ ている。

 配管42にはポンプ45が設けられており、冷 凍機28内の冷媒を冷却するための冷却水がポ� ��プ45によって圧送されている。配管43にはポ ンプ46が設けられており、冷凍機28で冷却さ� �る水(冷水)がポンプ46によって圧送されてい� ��。

 なお、本実施の形態に用いる冷凍機とし� ��は、蒸気タービン25から供給される蒸気の� �を利用し、冷水を発生させるものであれば� �い。この種の冷凍機としては、例えば、吸� �式冷凍機がある。水と臭化リチウムの混合� �媒を利用する吸収式冷凍機の場合、蒸気は� �混合冷媒を加熱して水と臭化リチウムを分� �する際の熱源として利用される。

 配管43の冷凍機28の下流側には、冷凍機28� ��発生させた冷水を複数の供給先へ送るため� ��冷水ヘッダ35が設けられている。冷水ヘッ� �35には、凝縮器3の内部に導入される配管14と 、吸気冷却装置29の内部に導入される配管48� �接続されている。

 配管14には冷凍機28から凝縮器3へ冷水流� �を調整するための流量調整弁33が設けられて おり、配管48には冷凍機28から吸気冷却装置29 への冷水流量を調整するための流量調整弁34� ��設けられている。

 吸気冷却装置29は、圧縮機20に導入される 燃焼空気(吸気)を冷却するもので、圧縮機20� �上流側に設けられている。吸気冷却装置29の 内部には配管48が配されており、配管48内を� �通する冷水によってガスタービン22の吸気が 冷却されている。

 上記のように構成される天然ガス液化プ� ��ントにおいて、動力供給設備200のボイラ25� �発生された蒸気は、蒸気タービン25を駆動し た後に配管41を介して冷凍機28に導入される� �冷凍機28は、この蒸気を熱源として利用する 一方で、配管42を介して導入される冷却水を� ��媒の冷却に利用し、配管43を介して供給さ� �る水を冷却し冷水を発生させる。冷凍機28で 発生された冷水は、冷水ヘッダ35を介して、� ��気冷却装置29及び凝縮器3に供給される。

 吸気冷却装置29に供給された冷水は、圧� �機20の吸気温度を低下させる。これにより圧 縮機20の負荷が低下するので、燃料流量を増� ��すことなくタービン出力を増加することが� ��きる。また、凝縮器3に供給された冷水は、 第2冷媒を冷却して凝縮させる。これにより� �外気や海水等の大気温度変化の影響を受け� �冷媒を使用する場合より、第2冷媒を効果的� ��冷却することができるので、天然ガスの液� ��に用いる第1冷媒を効率良く冷却することが できる。

 なお、冷媒予冷設備100の第2冷媒としては 、上記に示したプロパンが好ましい。これは 、プロパンの飽和温度が比較的高く、凝縮器 3において冷水(例えば、-5~10℃)に冷却されて� ��易に凝縮されるため、冷凍機28と組み合わ� �たサイクルの冷媒として好適だからである� �また、第2冷媒は、プロパンの他にも、プロ� ��レンや、プロパン、メタン、及びエタンを� ��成分とする混合冷媒等に代替することが可� ��である。

 図2は本発明の第1の実施の形態である天� �ガス液化プラントの概略図である。なお、� �の図と同じ部分には同じ符号を付し、その� �分の説明は省略する(後の図も同じとする)。

 この図に示した天然ガス液化プラントは� ��図1に示した冷媒予冷設備100と、冷媒予冷設 備100で冷却された第1冷媒11を気相と液相に分 離する気液分離器120と、第1冷媒11を利用して 天然ガスを冷却して液化する主熱交換器140と 、天然ガスと熱交換して主熱交換器140内に貯 留した第1冷媒11を冷却する冷媒予冷設備160を 備えている。

 気液分離器120は、冷媒予冷設備100の出口( 即ち、第3冷却器7(図1参照)の出口)と配管19を� ��して接続されている。気液分離器120には、� ��1冷媒11の液相が流通する配管141と、気相が� ��通する配管142が接続されている。

 配管141は、主熱交換器140の内部に導入さ� ��た後に、いったん主熱交換器140の外部に出� ��れ、その後、再び主熱交換器140の内部に導� ��されてノズル143と接続されている。配管141� ��、主熱交換器140の内部に設けられた伝熱経� ��144と、主熱交換器140の外部に設けられた膨� ��弁145を有している。配管142も同様にいった� ��主熱交換器140の外部に出された後に、主熱� ��換器140内のノズル146と接続されている。配� ��142は、主熱交換器140の内部に設けられた伝� ��経路147,148と、主熱交換器140の外部に設けら れた膨張弁149を有している。

 配管150は、液化される天然ガスが流通す� ��もので、主熱交換器140の内部を通過した後� ��主熱交換器140の外部まで延びている。配管1 50は、主熱交換器140の内部に設けられた伝熱� ��路151,152と、主熱交換器140の外部に設けられ た膨張弁153を有している。

 冷媒予冷設備160は、天然ガスの液化に用� ��られた第1冷媒11を冷却するもので、モータ1 61で駆動される圧縮機162,163と、圧縮された第 1冷媒11を冷却する冷却器164,165を備えている� �モータ161は動力供給設備200から供給される� �力によって圧縮機162,163を駆動している。圧� ��機162は配管166を介して主熱交換器120と接続� ��れている。

 次に、上記のように構成される天然ガス� ��化プラントにおける天然ガス液化工程につ� ��て説明する。

 上記の冷媒予冷設備100で第2冷媒によって 所定温度(例えば、-35℃程度)まで冷却された� ��1冷媒11は、配管19を介して気液分離器120に� �給され、気相成分と液相成分に分離される� �

 気液分離器120内の第1冷媒11の液相成分は� ��配管141を介して主熱交換器140の内部に導入� ��れ、伝熱経路144を通過しながら主熱交換器1 40内の冷媒(さらに冷却された第1冷媒11)によ� �て冷却される。伝熱経路144を通過した第1冷� ��11は、膨張弁145で断熱膨張して所定温度(例� ��ば、-120℃程度)まで冷却され、ノズル143を� �して主熱交換器140内に冷媒として散布され� �。

 一方、気液分離器120内の第1冷媒11の気相� ��分は、配管142を介して主熱交換器140の内部� ��導入され、伝熱経路147,148を通過しながら冷 却される。伝熱経路147,148を通過した第1冷媒1 1は、膨張弁149で所定温度(例えば、-170℃程度 )まで冷却され、ノズル146を介して主熱交換� �140内に冷媒として散布される。

 また、配管150内を流通する天然ガスは、� ��熱交換器140内を通過する際に、上記のよう� ��散布される第1冷媒11によって伝熱経路151,152 で所定温度(例えば、-150℃程度)まで冷却され る。この後、主熱交換器140の外部に導かれた 天然ガスは、膨張弁153を通過することで更に 冷却され、所定温度(例えば、-162℃)の液化天 然ガスとなる。なお、特に図示していないが 、配管150の上流側には、酸性ガス除去工程や 、水分除去工程などを行う設備が設けられて おり、配管150にはこれらの前処理工程を終え た天然ガスが導かれている。

 天然ガスの冷却に利用された第1冷媒11は� ��主熱交換器140内に貯留し、配管166を介して� ��媒予冷設備160へ導入される。このように冷� ��予冷設備160に導かれた第1冷媒11は、圧縮機1 62,163と冷却器164,165によって適宜圧縮、冷却� �れて所定の状態(例えば、40℃,5MPa)となって� �冷媒予冷設備100に配管19を介して導入される 。

 次に、本実施の形態の効果について説明� ��る。

 上記で説明した本実施の形態の天然ガス� ��化プラントと異なり、吸気冷却装置29の無� �動力供給設備や、外気や海水等の大気温度� �化の影響を受ける冷媒を使用している凝縮� �を冷媒予冷設備に備えたプラントでは、大� �温度が上昇するとガスタービンの吸気と凝� �器の冷媒の温度も上昇するので、ガスター� �ン出力と凝縮器の冷却能力が低下してしま� �。したがって、このような構成から成るプ� �ントを大気温度が比較的高い季節や地域等� �利用すると、プラントの運転効率が低下す� �恐れがあった。

 これに対し、本実施の形態の天然ガス液� ��プラントは、動力供給設備200から排出され� ��蒸気を利用して冷水を発生させる冷凍機28� �備えている。このように構成した本実施の� �態によれば、冷凍機28で発生させた冷水を吸 気冷却装置29及び凝縮器3に供給することがで きる。吸気冷却装置29に供給された冷水はガ� ��タービン22の吸気温度を低下させるので、� �縮機20への負荷が低減し、燃料流量を増やす ことなくタービン出力を増加することができ る。また、凝縮器3に供給された冷水は、大� �温度が変化した場合に凝縮器3の冷却能力が� ��下することを抑制するので、天然ガスの液� ��に用いる第1冷媒を効率良く冷却することが できる。

 このように、本実施の形態によれば、ガ� ��タービン出力と凝縮器の冷却能力の低下を� ��制することができるので、大気温度が上昇� ��た際のプラント運転効率を改善することが� ��きる。また、本実施の形態によれば、大気� ��放出していた蒸気熱を利用して冷水を発生� ��ることができるので、プラントの熱効率も� ��善することができる。

 次に本発明の第2の実施の形態について説 明する。本実施の形態の特徴は、ガスタービ ン22の吸気温度と冷凍機28の冷水温度を制御� �る制御装置30を備えている点にある。

 図3は本発明の第2の実施の形態である天� �ガス液化プラントの冷媒予冷設備と動力供� �設備の概略図である。

 この図に示す動力供給設備200Aは、大気温 度検出器51と、吸気温度検出器52と、蒸気流� �検出器53と、冷却水温度検出器54と、制御装� ��30を備えている点で上記動力供給設備200と� �なる。

 大気温度検出器51は、吸気冷却装置29に入 るときの吸気の温度(即ち、大気の温度)を検� ��するもので、吸気冷却装置29の上流側に設� �られている。大気温度検出器51の検出値(大� �温度Ta)は制御装置30に出力されている。吸気 温度検出器52は、吸気冷却装置29から出ると� �の吸気の温度を検出するもので、吸気冷却� �置29の下流側かつ圧縮機20の上流側に設けら� ��ている。吸気温度検出器52の検出値(吸気温� ��Tao)は制御装置30に出力されている。蒸気流� ��検出器53は、冷凍機28に入る蒸気の流量を検 出するもので、配管44との接続部から冷凍機2 8側の配管41上に設けられている。蒸気流量検 出器53の検出値(蒸気流量Gsi)は制御装置30に出 力されている。冷却水温度検出器54は、冷凍� ��28に入るときの冷却水の温度を検出するも� �で、配管42の冷凍機28から上流側に設けられ� ��いる。冷却水温度検出器54の検出値(冷却水� ��度Tw)は制御装置30に出力されている。

 図4は制御装置30の構成を示すブロック図で� ��る。
  この図において、制御装置30は、ガスター ビン制御部61と、冷水温度制御部62と、吸気� �度制御部63を備えており、大気温度検出器51� ��吸気温度検出器52、蒸気流量検出器53、冷却 水温度検出器54、流量調整弁31、流量調整弁32 、及び流量調整弁34と接続されている。各検� ��器51,52,53,54から制御部30には、それぞれの検 出値(Ta,Tao,Gsi,Tw)が入力されている。制御部30� ��ら各流量調整弁31,32,34には、それぞれの開� �指令(Cv1,Cv2,Cv3)が操作信号として出力されて� ��る。また、この他にも、制御部30には、動� �供給設備200に対する発電出力指令MWDが入力� �れている。この発電出力指令MWDは、天然ガ� �液化プラント全体が要求する総電力量に基� �いて決定されるものであり、例えば、プラ� �ト全体の制御を行うプラント制御装置(図示� ��ず)等から出力される。

 ガスタービン制御部61は、発電出力指令MW Dに基づいてガスタービン22の起動停止時や負 荷運転時における制御を担当する部分で、目 標燃料流量設定部64と、流量調整弁制御部65� �備えている。

 目標燃料流量設定部64は、発電出力指令MW Dの要求を満たすガスタービン22の目標出力を 決定し、その目標出力を達成するために要す る燃料流量(目標燃料流量)を設定する部分で� ��る。流量調整弁制御部65は、燃焼器21に供給 される燃料流量が上記の目標燃料流量に近づ くように流量調整弁31の開度を調整する部分� ��あり、流量調整弁31に開度指令Cv1を出力し� �いる。

 冷水温度制御部62は、冷凍機28が発生させ る冷水の温度制御を担当する部分で、目標蒸 気流量設定部66と、流量調整弁制御部67を備� �ている。

 目標蒸気流量設定部66は、冷凍機28が発生 させる冷水の温度を保持するために蒸気ター ビン25から冷凍機28へ供給すべき蒸気流量(目� ��蒸気流量GsiD)を設定する部分であり、冷却� �温度検出器54から入力される冷却水温度Twに� ��づいて目標蒸気流量GsiDを設定している。流 量調整弁制御部67は、蒸気タービン25から冷� �機28への蒸気流量Gsiが目標蒸気流量GsiDに近� �くように流量調整弁32の開度を調整する部分 であり、流量調整弁32に開度指令Cv2を出力し� ��いる。

 一般的に、冷凍機では熱源や冷却水の温� ��・流量変化に対する冷水温度の応答が遅く� ��産業用の大型機ではその時定数が1時間を超 えるものも存在する。そのため本実施の形態 では、冷却水の温度変化に基づいて冷凍機28� ��供給する蒸気流量を調節することで冷水の� ��度制御を先行的に行っている。これにより� ��大気温度変化に起因して冷却水温度が変化� ��た場合にも冷凍機28の出口における冷水の� �度変化を抑制することができるので、吸気� �却装置29と凝縮器3に安定した温度の冷水を� �給することができる。

 ここで、冷水温度制御部62が行う制御の� �例を説明する。

 上記式(1)は、目標蒸気流量GsiDを算出する ためのもので、関数f1と関数f2から成ってい� �。関数f1は、発電出力指令MWDに基づいて冷凍 機28へ供給すべき蒸気流量のベース値を算出� ��るものであり、関数f2は、冷凍機28へ供給さ れる冷却水の温度Twに基づいて蒸気流量の補� ��を行うものである。目標蒸気流量設定部66� �、式(1)を利用して発電出力指令MWDと冷却水� �度Twから目標蒸気流量GsiDを得る。

 上記式(2)は、目標蒸気流量GsiDから開度指 令Cv2を算出するためのもので、冷凍機28に供� ��される蒸気流量Gsiが目標蒸気流量GsiDに一致 するようにフィードバック制御による修正を 加えている。なお、式(2)中のTTwは積分時定数 である。流量調整弁制御部67は、目標蒸気流� ��設定部66が得た目標蒸気流量GsiDと蒸気流量G siから式(2)を利用して開度指令Cv2を算出し、� ��量調整弁32に操作信号として出力する。こ� �により、流量調整弁32が開度指令Cv2に応じた 開度に調整されるので、大気温度変化に伴っ て冷却水温度が変化しても冷凍機28から出る� ��水の温度を保持することができる。

 なお、上記の例では、発電出力指令MWDと� ��却水温度Twに基づいて目標蒸気流量GsiDを設� ��する制御と、蒸気流量検出器53の検出値(蒸� ��流量Gsi)と目標蒸気流量GsiDに基づいて流量� �整弁32の開度を調整する制御を行うことによ り、プラントの運転状況に適した冷水温度制 御を行っている。しかし、冷水温度を一定に 保持する観点からは、冷却水温度Twに基づい� ��目標蒸気流量GsiDを設定し、この目標蒸気流 量GsiDに基づいて流量調整弁32の開度を制御す れば足りる。すなわち、このように制御を単 純化すれば、蒸気流量検出器53を省略するこ� ��ができるので、プラントの構成を単純にす� ��ことができる。

 吸気温度制御部63は、吸気冷却装置29から 出るときの吸気の温度制御を担当する部分で 、目標吸気温度設定部68と、目標冷水流量設� ��部69と、流量調整弁制御部70を備えている。

 目標吸気温度設定部68は、ガスタービン22 に要求される発電出力に適した吸気温度(目� �吸気温度TaoD)を設定する部分であり、発電出 力指令MWDに基づいて目標吸気温度TaoDを設定� �ている。目標冷水流量設定部69は、大気温度 変化によるガスタービン22の出力変動を抑制� ��るために冷凍機28から吸気冷却装置29へ供給 すべき冷水流量(目標冷水流量GwD)を設定する� ��分であり、吸気温度検出器52から入力され� �吸気温度Taoが目標吸気温度TaoDに近づくよう� ��目標冷水流量GwDを設定している。流量調整� ��制御部70は、吸気冷却装置29への冷水流量が 目標冷水流量GwDに近づくように流量調整弁34� ��調整する部分であり、流量調整弁34に開度� �令Cv3を出力している。

 ここで、吸気温度制御部63が行う制御の� �例を説明する。

 上記式(3)は、発電出力指令MWDに基づいて� ��標吸気温度TaoDを算出するための関数f3から� ��っている。目標吸気温度設定部68は、式(3)� �利用して発電出力指令MWDから目標吸気温度Ta oDを得る。

 上記式(4)は、目標吸気温度TaoDから目標冷 水流量GwDを算出するためのもので、関数f4、� ��数f5、及びフィードバック関数から成って� �る。関数f4は、発電出力指令MWDに基づいて吸 気冷却装置29へ供給すべき冷水流量のベース� ��を算出するものであり、関数f5は、大気温� �Taに基づいて冷水流量の補正を行うものであ る。フィードバック関数は、吸気温度Taoが目 標吸気温度TaoDに一致するようにフィードバ� �ク制御による修正を冷水流量に加えるもの� �ある。なお、式(4)中のTTaは積分時定数であ� �。目標冷水流量設定部69は、式(4)を利用して 、発電出力指令MWD、大気温度Ta、吸気温度Tao� ��び目標吸気温度TaoDから、目標冷水流量GwDを 得る。

 上記式(5)は、目標冷水流量GwDから開度指� ��Cv3を算出するための関数f6から成っている� �流量調整弁制御部70は、目標冷水流量設定部 69が得た目標冷水流量GwDから式(5)を利用して� ��度指令Cv3を算出し、流量調整弁34に操作信� �として出力する。これにより、流量調整弁34 がCv3に応じた開度に調整されるので、大気温 度が変化してもガスタービン22の吸気温度を� ��標吸気温度TaoDに保持することができる。

 なお、上記の例では、発電出力指令MWDに� ��づいて目標吸気温度TaoDを算出する制御と、 発電出力指令MWD、大気温度Ta、及び目標吸気� ��度TaoDに基づいて目標冷水流量GwDを算出する 制御を行うことにより、プラントの運転状況 に適した吸気温度制御を行っている。しかし 、吸気温度を目標吸気温度TaoDに保持する観� �からは、目標吸気温度TaoDと吸気温度Taoに基� ��いて目標冷水流量GwDを設定し、この目標冷� ��流量GwDに基づいて流量調整弁34の開度を制� �すれば足りる。すなわち、このように制御� �単純化すれば大気温度検出器51を省略するこ とができるので、プラントの構成を単純にす ることができる。

 また、上記の本実施の形態に係る天然ガ� ��液化プラントの動力供給設備200Aも、第1の� �施の形態のものと同様に、気液分離器120、� �熱交換器140、及び冷媒予冷設備160等と連携� �せることによって天然ガス液化プラントを� �成することができる。

 上記のように構成される天然ガス液化プ� ��ントにおいて、季節や昼夜の変化などによ� ��て大気温度Taが上昇すると冷却水温度Twも上 昇し、冷凍機28の冷水の温度が低下し始める� ��このとき、制御装置30は、冷水温度の低下� �抑制するために、以下のように動作する。

 冷水温度制御部62内の目標蒸気流量設定� �66は、冷凍機28の冷水の温度を保持するため� ��、冷却水温度検出器54から入力された冷却� �温度Twに基づいて冷凍機28へ供給すべき目標� ��気流量GsiDを設定し、これを流量調整弁制御 部67へ出力する。目標蒸気流量GsiDが入力され た流量調整弁制御部67は、冷凍機28への蒸気� �量を目標蒸気流量GsiDに近づけるために、目� ��蒸気流量GsiDから開度指令Cv2を算出し、これ を流量調整弁32に操作信号として出力する。� ��量調整弁制御部67から開度指令Cv2を受けた� �量調整弁32は指定された開度に保持されるの で、目標蒸気流量GsiDと同程度の流量の蒸気� �冷凍機28に供給される。これにより制御装置 30は、大気温度Ta(冷却水温度Tw)が変化しても� ��凍機28からの冷水温度を保持することがで� �る。

 冷凍機28が発生させた冷水は、一定の温� �を保持しながら、冷水ヘッダ35を介して冷媒 予冷設備100内の凝縮器3と吸気冷却装置29へ供 給される。凝縮器3へ供給される冷水の温度� �大気温度Taが変化しても上記のように制御装 置30によって保持されるので、凝縮器3は一定 の凝縮性能を保持しながら第2冷媒を凝縮し� �けることができる。

 一方、上記のように大気温度Taが変化す� �と、ガスタービン22の吸気温度が上昇して圧 縮機20の負荷が増大し、タービン出力が低下� ��始める。これを抑制するために、制御装置3 0は以下のように動作する。

 吸気温度制御部63内の目標吸気温度設定� �68は、発電出力指令MWDに基づいて目標吸気温 度TaoDを設定し、これを目標冷水流量設定部69 に出力している。目標吸気温度TaoDが入力さ� �た目標冷水流量設定部69は、ガスタービン22� ��吸気温度を目標吸気温度TaoDに保持するため に、吸気温度検出器52から入力される吸気温� ��Taoに基づいて吸気冷却装置29へ供給すべき� �標冷水流量GwDを設定し、これを流量調整弁� �御部70へ出力する。目標冷水流量GwDが入力さ れた流量調整弁制御部70は、吸気冷却装置29� �の冷水流量を目標冷水流量GwDに近づけるた� �に、目標冷水流量GwDから開度指令Cv3を算出� �、これを流量調整弁34に操作信号として出力 する。流量調整弁制御部70から開度指令Cv3を� ��けた流量調整弁34は指定された開度に保持� �れるので、目標冷水流量GwDと同程度の流量� �冷水が吸気冷却装置29に供給される。このと き、冷水温度は上記のように冷水温度制御部 62によって保持されるので、吸気冷却装置29� �の冷水流量を調整するだけで容易に吸気温� �を調整することができる。このように、制� �装置30は、大気温度Ta(冷却水温度Tw)が変化し てもガスタービン22の吸気温度Taoを目標吸気� ��度TaoDに保持することができる。

 次に本実施の形態の効果を説明する。
  一般的に、天然ガス液化プラントは、大� �温度変化の影響を受ける水や空気等の媒体� �凝縮器での冷媒やガスタービンの吸気等と� �て利用して運転しているため、大気温度変� �の程度によってはプラント内の設備の運転� �態が変動する場合がある(例えば、大気温度� ��上昇すると、圧縮機の負荷が増大してター� ��ン出力が低下するし、凝縮器の冷媒に空気� ��利用している場合には凝縮器の冷却性能は� ��下してしまう)。この一方、プラントの製品 である液化天然ガスの品質及び生産性を考慮 すると、プラント内の設備は常に一定の状態 で運用することが好ましく、大気温度変化に 応じた最適な運用とプラント全体での効率向 上が求められている。

 ここで、本実施の形態の天然ガス液化プ� ��ントは、上記第1の実施の形態の構成に加え て、ガスタービン22の吸気温度と冷凍機28の� �水温度を制御する制御装置30を備えている。 このように構成した天然ガス液化プラントに よれば、大気温度が変動して冷凍機28の冷却� ��温度が上昇した場合にも、冷凍機28へ供給� �る蒸気流量を調整することにより冷水温度� �保持することができる。これにより凝縮器3� ��冷却性能を保持することができるので、第2 冷媒を一定の状態で冷却し続けることができ る。また、本実施の形態によれば、大気温度 が変動して吸気温度が上昇する場合にも、吸 気冷却装置29へ供給する冷水流量を調整する� ��とにより吸気温度を保持することができる� ��これにより圧縮機20の負荷の増加が抑制さ� �ガスタービン22の出力を保持することができ るので、冷媒圧縮機28に一定の動力を供給し� ��けることができる。

 このように、本実施の形態によれば、大� ��温度が変化してもガスタービン22の出力と� �縮器3の冷却性能を保持することができるの� ��、ガスタービン22と冷媒予冷設備100を設計� �階で設定した最適値(性能計画点)付近で運用 し続けることができる。これにより大気温度 が変化しても最適なプラント運用ができるの で、プラント運転効率を改善することができ る。

 次に、本実施の形態の効果をプラントの熱� ��率の観点から詳しく説明する。
  図5は本発明の第2の実施の形態である天然 ガス液化プラントの動力供給設備とその比較 例における蒸気収支の比較表である。

 この図における「Ta」は大気温度、「ガ� �タービン出力」は動力供給設備内のガスタ� �ビンの出力、「蒸気発生量」は動力供給設� �内のボイラにおける蒸気の発生量、「Tw」は 冷凍機への冷却水温度、「蒸気消費量」は動 力設備内の冷凍機における蒸気の消費量、「 蒸気収支」は蒸気発生量から蒸気消費量を差 し引いた蒸気の収支を示す。各ケースの上段 は、大気温度が標準状態のとき(Ta=15℃)のデ� �タで、下段は大気温度が上昇したとき(Ta=40� �)のデータである。なお、「ガスタービン出� ��」、「蒸気発生量」、及び「蒸気消費量」� ��数値は、標準状態(Ta=15℃)を基準とした場合 の変化率で示している。

 ケース1は、本実施の形態の動力供給設備 200Aから、冷凍機28、吸気冷却装置29、及び制� ��装置30を省略した場合の蒸気収支であり、� �凍機28による冷水の製造は行っていない。こ のケースにおいて、大気温度Taが15℃(標準状� ��)から40℃に上昇すると、吸気温度上昇によ� ��圧縮機20の動力増加によってガスタービン� �力が21%減少し、それに応じて蒸気発生量が14 %減少する。

 ケース2は、本実施の形態の動力供給設備 200Aから、吸気冷却装置29及び制御装置30を省� ��した場合の蒸気収支である。このケースの� ��力供給設備では、ガスタービン22の排熱を� �いて冷凍機28で冷水を製造し、冷媒予冷設備 100の凝縮器3に供給している。このケースに� �いて、大気温度Taが40℃まで上昇すると、ケ� ��ス1と同様に、蒸気発生量は14%減少する。さ らに、大気温度Taの上昇に伴って冷却水温度T wも36℃まで上昇するので、冷凍機28で冷水を� ��造するための蒸気消費量は15%増加する。し� ��がって、プラント全体の蒸気収支は、標準� ��態と比較して29%不足する結果となる。

 ケース3は、本実施の形態の動力供給設備 200Aにおける蒸気収支である。このケースの� �力供給設備は、上記に説明したように、制� �装置30を用いて吸気冷却装置29と冷凍機28を� �御している。このケースにおいて、大気温� �上昇時に吸気冷却装置29を利用して、圧縮機 20の入口空気温度(吸気温度)を標準状態から� �下1℃の範囲(即ち、14~16℃)に収まるように制 御したとする。この場合、ガスタービン出力 は1%の低下、蒸気発生量にあっては3%の低下� �とどめることができる。また、冷却水温度Tw が上昇するので冷凍機28で冷水を製造するた� ��の蒸気消費量は、ケース2同様、15%増加する が、ガスタービン22を標準状態付近で運転す� ��ことができるので、蒸気収支は18%の不足に� ��えることができる。

 ところで、上記のケース2の動力供給設備 において、大気温度上昇に伴って蒸気収支が 不足した場合には、配管41から復水器へ導入� ��ている蒸気を流量調整弁32を絞ることで冷� �機28内に導いて蒸気不足を解消する。そのた め、大気温度が上昇しても冷水温度が低減し ないように、標準状態から大気温度上昇時に 必要となる蒸気量を見込んで蒸気を生成して おくことが必要となる。ところが、標準状態 ではその分の蒸気は余剰となるので、プラン トの熱効率の低下に繋がっていた。

 これに対して、本実施の形態は、制御装� ��30によってガスタービン22の吸気温度を保持 することができるので、大気温度が上昇した 場合の蒸気収支を上記のように改善すること ができる。これにより標準状態における余剰 蒸気量を削減することができるので、プラン トの熱効率を向上させることができる。

 また、上記の各実施の形態における動力� ��給設備200,200Aのように、モータ2を介して冷� ��予冷設備100に電力を供給するように構成す� ��ば、ガスタービン22等と駆動対象を直結す� �場合と比較して、プラント内の設備の需要� �合わせた柔軟な電力供給を行うことができ� �。したがって、本実施の形態に係る動力供� �設備200,200Aを既存のプラントに容易に追設す ることができる。なお、モータ2を省略して� �冷媒圧縮機1、圧縮機20、及びガスタービン22 の駆動軸を共有化し、ガスタービン22を用い� ��冷媒圧縮機1を直接駆動するように構成して も良い。このようにガスタービン22とその駆� ��対象を直結すれば、モータを利用する場合� ��比較して、冷媒圧縮機1等の駆動対象を高効 率で駆動することができる。

 なお、上記の第2の実施の形態では、制御 装置30によって吸気温度と冷水温度を制御す� ��場合についてのみ説明したが、上記と同等� ��制御方法によるものであれば勿論代替可能� ��ある。例えば、現在の吸気温度Taoや冷却水� ��度Twが表示される操作盤を別途設け、操作� �がこれらの温度を見ながら流量調整弁32,34等 の開度を適宜調整できるように構成する等し ても良い。