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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165908
(43)【公開日】2022-11-01
(54)【発明の名称】ガスタービン熱回収システム及び方法
(51)【国際特許分類】
F01K 17/06 20060101AFI20221025BHJP
F01D 25/10 20060101ALI20221025BHJP
F01D 25/30 20060101ALI20221025BHJP
F01K 17/02 20060101ALI20221025BHJP
F02C 6/18 20060101ALI20221025BHJP
F02C 7/04 20060101ALI20221025BHJP
F02C 7/08 20060101ALI20221025BHJP
【ＦＩ】
F01K17/06
F01D25/10 C
F01D25/10 Z
F01D25/30 A
F01D25/30 Z
F01K17/02
F02C6/18 A
F02C7/04
F02C7/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022042619
(22)【出願日】2022-03-17
(31)【優先権主張番号】17/235,203
(32)【優先日】2021-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(72)【発明者】
【氏名】ピーター・フェヘール
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ガスタービンシステムを動作させるための方法を提供する。
【解決手段】ガスタービンシステム（１００）は、ガスタービン（１２）及び水回路（１０２）を含む。水回路は、低圧エコノマイザ（４０）を低圧給水源（１１８）に流体結合する供給ライン（１０４）を含む。接続ライン（１０６）が、低圧蒸発器（４２）を低圧エコノマイザに流体結合する。バイパス供給ライン（１０８）が、接続ラインと熱交換器との間に延在する。バイパス戻りライン（１１２）が熱交換器から延在し、第１の戻り分岐部（１１４）及び第２の戻り分岐部（１１６）を含む。第１の戻り分岐部は供給ラインまで延在する。第２の戻り分岐部は接続ラインまで延在する。少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）が、バイパス戻りラインに配置される。少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、水の流れを供給ライン及び接続ラインの一方又は両方に導くように動作可能である。
【選択図】図２
【解決手段】ガスタービンシステム（１００）は、ガスタービン（１２）及び水回路（１０２）を含む。水回路は、低圧エコノマイザ（４０）を低圧給水源（１１８）に流体結合する供給ライン（１０４）を含む。接続ライン（１０６）が、低圧蒸発器（４２）を低圧エコノマイザに流体結合する。バイパス供給ライン（１０８）が、接続ラインと熱交換器との間に延在する。バイパス戻りライン（１１２）が熱交換器から延在し、第１の戻り分岐部（１１４）及び第２の戻り分岐部（１１６）を含む。第１の戻り分岐部は供給ラインまで延在する。第２の戻り分岐部は接続ラインまで延在する。少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）が、バイパス戻りラインに配置される。少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、水の流れを供給ライン及び接続ラインの一方又は両方に導くように動作可能である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸気セクション（１１）、圧縮機セクション（２０）、燃焼セクション（１８）、タービンセクション（１６）、及び排気セクション（１３）を有するガスタービン（１２）であって、前記排気セクション（１３）は、前記タービンセクション（１６）から排気ガス（３４）の流れを受け取るように構成される、ガスタービン（１２）と、
前記排気セクション（１３）内に少なくとも部分的に配置された低圧エコノマイザ（４０）と、
前記排気セクション（１３）内において、前記排気ガス（３４）の流れに対して前記低圧エコノマイザ（４０）の上流に少なくとも部分的に配置された低圧蒸発器（４２）と、
前記低圧エコノマイザ（４０）及び前記低圧蒸発器（４２）を少なくとも部分的に介して前記ガスタービン（１２）と熱連通する水回路（１０２）であって、
前記低圧エコノマイザ（４０）を低圧給水源（１１８）に流体結合する供給ライン（１０４）であって、前記水回路（１０２）は、前記供給ライン（１０４）を介して前記低圧給水源（１１８）から水の流れを受け取る、供給ライン（１０４）と、
前記低圧蒸発器（４２）を前記低圧エコノマイザ（４０）に流体結合する接続ライン（１０６）と、
前記接続ライン（１０６）と熱交換器との間に延在するバイパス供給ライン（１０８）であって、前記熱交換器は、前記ガスタービン（１２）の１つ又は複数の流体と熱連通する、バイパス供給ライン（１０８）と、
前記熱交換器から延在し、前記供給ライン（１０４）に延在する第１の戻り分岐部（１１４）及び前記接続ライン（１０６）に延在する第２の戻り分岐部（１１６）を含むバイパス戻りライン（１１２）と、
前記バイパス戻りライン（１１２）上に配置された少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）であって、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）は、前記供給ライン（１０４）及び前記接続ライン（１０６）の一方又は両方に向けて前記水の流れを導くように動作可能である、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と
を備える、水回路（１０２）と
を備える、ガスタービンシステム（１００）。
前記排気セクション（１３）内に少なくとも部分的に配置された低圧エコノマイザ（４０）と、
前記排気セクション（１３）内において、前記排気ガス（３４）の流れに対して前記低圧エコノマイザ（４０）の上流に少なくとも部分的に配置された低圧蒸発器（４２）と、
前記低圧エコノマイザ（４０）及び前記低圧蒸発器（４２）を少なくとも部分的に介して前記ガスタービン（１２）と熱連通する水回路（１０２）であって、
前記低圧エコノマイザ（４０）を低圧給水源（１１８）に流体結合する供給ライン（１０４）であって、前記水回路（１０２）は、前記供給ライン（１０４）を介して前記低圧給水源（１１８）から水の流れを受け取る、供給ライン（１０４）と、
前記低圧蒸発器（４２）を前記低圧エコノマイザ（４０）に流体結合する接続ライン（１０６）と、
前記接続ライン（１０６）と熱交換器との間に延在するバイパス供給ライン（１０８）であって、前記熱交換器は、前記ガスタービン（１２）の１つ又は複数の流体と熱連通する、バイパス供給ライン（１０８）と、
前記熱交換器から延在し、前記供給ライン（１０４）に延在する第１の戻り分岐部（１１４）及び前記接続ライン（１０６）に延在する第２の戻り分岐部（１１６）を含むバイパス戻りライン（１１２）と、
前記バイパス戻りライン（１１２）上に配置された少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）であって、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）は、前記供給ライン（１０４）及び前記接続ライン（１０６）の一方又は両方に向けて前記水の流れを導くように動作可能である、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と
を備える、水回路（１０２）と
を備える、ガスタービンシステム（１００）。
【請求項2】
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）は、第１の位置と第２の位置との間で作動可能な第１のマルチパスダイバータバルブであり、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第１の位置は、前記バイパス戻りライン（１１２）からの前記水の流れの全てを前記第１の戻り分岐部（１１４）に搬送し、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第２の位置は、前記バイパス戻りライン（１１２）からの前記水の流れの全てを前記第２の戻り分岐部（１１６）に搬送する、請求項１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項3】
前記熱交換器は、前記吸気セクション（１１）に配置された加熱コイル及び燃料熱交換器のうちの一方である、請求項１又は２に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項4】
前記熱交換器は、前記ガスタービン（１２）の前記吸気セクション（１１）に配置された加熱コイルであり、前記ガスタービンシステム（１００）は、前記バイパス供給ライン（１０８）に配置された燃料熱交換器をさらに備える、請求項３に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項5】
前記バイパス戻りライン（１１２）を通る水の流れに対して前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）の上流で前記バイパス戻りライン（１１２）上に配置された少なくとも１つの第２のダイバータバルブ（１２４）をさらに備える、請求項１、２、又は３に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項6】
前記少なくとも１つの第２のダイバータバルブ（１２４）は、第１の位置と第２の位置との間で作動可能な第２のマルチパスダイバータバルブであり、前記マルチパスダイバータバルブの前記第１の位置は、前記バイパス戻りライン（１１２）からの前記水の流れの全てを前記バイパス供給ライン（１０８）に搬送し、前記マルチパスダイバータバルブの前記第２の位置は、前記バイパス戻りライン（１１２）からの前記水の流れの全てを前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）に搬送する、請求項５に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項7】
前記給水源は、蒸気復水器（３６）及び復水器ポンプをさらに備え、前記蒸気復水器（３６）は、１つ又は複数の蒸気源からの蒸気を水に復水するように動作可能である、請求項１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項8】
前記接続ライン（１０６）に配置されたドラムレベル制御バルブ（１０７）をさらに備える、請求項１に記載のガスタービンシステム（１００）。
【請求項9】
ガスタービンシステム（１００）を動作させる方法であって、前記ガスタービンシステム（１００）は、ガスタービン（１２）、及び前記ガスタービン（１２）と熱連通する水回路（１０２）を含み、前記ガスタービン（１２）は、吸気セクション（１１）、圧縮機セクション（２０）、燃焼セクション（１８）、タービンセクション（１６）、及び排気セクション（１３）を有し、前記排気セクション（１３）は、前記タービンセクション（１６）から排気ガス（３４）の流れを受け取るように構成され、前記方法は、
供給ライン（１０４）を介して、低圧エコノマイザ（４０）への水の流れを受け取るステップであって、前記低圧エコノマイザ（４０）は、前記ガスタービンシステム（１００）の前記排気セクション（１３）内に少なくとも部分的に配置される、受け取るステップと、
接続ライン（１０６）を介して、前記低圧エコノマイザ（４０）からの水の流れの第１の部分を低圧蒸発器（４２）に搬送するステップであって、前記低圧蒸発器（４２）は、前記排気セクション（１３）内において、前記排気ガス（３４）の流れに対して前記低圧エコノマイザ（４０）の上流に少なくとも部分的に配置される、搬送するステップと、
バイパス供給ライン（１０８）を介して、前記ガスタービン（１２）の１つ又は複数の流体と熱連通する熱交換器に前記水の流れの第２の部分を搬送するステップと、
バイパス戻りライン（１１２）を介して、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）に水の流れの第２の部分を送達するステップと、
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）を介して、前記水の流れの前記第２の部分を前記バイパス戻りライン（１１２）の第１の戻り分岐部（１１４）及び前記バイパス戻りライン（１１２）の第２の戻り分岐部（１１６）の一方又は両方に導くステップであって、前記第１の戻り分岐部（１１４）は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と前記供給ライン（１０４）との間に延在し、前記第２の戻り分岐部（１１６）は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と前記接続ライン（１０６）との間に延在する、導くステップと
を含む、方法。
供給ライン（１０４）を介して、低圧エコノマイザ（４０）への水の流れを受け取るステップであって、前記低圧エコノマイザ（４０）は、前記ガスタービンシステム（１００）の前記排気セクション（１３）内に少なくとも部分的に配置される、受け取るステップと、
接続ライン（１０６）を介して、前記低圧エコノマイザ（４０）からの水の流れの第１の部分を低圧蒸発器（４２）に搬送するステップであって、前記低圧蒸発器（４２）は、前記排気セクション（１３）内において、前記排気ガス（３４）の流れに対して前記低圧エコノマイザ（４０）の上流に少なくとも部分的に配置される、搬送するステップと、
バイパス供給ライン（１０８）を介して、前記ガスタービン（１２）の１つ又は複数の流体と熱連通する熱交換器に前記水の流れの第２の部分を搬送するステップと、
バイパス戻りライン（１１２）を介して、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）に水の流れの第２の部分を送達するステップと、
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）を介して、前記水の流れの前記第２の部分を前記バイパス戻りライン（１１２）の第１の戻り分岐部（１１４）及び前記バイパス戻りライン（１１２）の第２の戻り分岐部（１１６）の一方又は両方に導くステップであって、前記第１の戻り分岐部（１１４）は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と前記供給ライン（１０４）との間に延在し、前記第２の戻り分岐部（１１６）は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）と前記接続ライン（１０６）との間に延在する、導くステップと
を含む、方法。
【請求項10】
少なくとも１つの第２のダイバータバルブ（１２４）を介して、前記水の流れの前記第２の部分をブリッジライン（１２６）及び前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）の一方又は両方に導くステップであって、前記ブリッジライン（１２６）は、前記第２のダイバータバルブ（１２４）と前記バイパス供給ライン（１０８）との間に延在する、導くステップ
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記バイパス供給ライン（１０８）、前記熱交換器、前記バイパス戻りライン（１１２）、及び前記ブリッジライン（１２６）によって集合的に画定される流れループ（１４０）を通る一定の流量又は一定の温度の一方を維持するステップ
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ガスタービン（１２）の前記１つ又は複数の流体の温度を示すデータを、１つ又は複数のセンサ（３０４、３０６）によって検知するステップ
をさらに含む、請求項９、１０、又は１１に記載の方法。
をさらに含む、請求項９、１０、又は１１に記載の方法。
【請求項13】
前記検知データに少なくとも部分的に基づいて、前記ガスタービン（１２）の前記１つ又は複数の流体の前記温度が所定の範囲外であると判定するステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記ガスタービン（１２）の前記１つ又は複数の流体の前記温度が前記所定の範囲外であると判定したことに応答して、前記水の流れの前記第２の部分の水温を修正するために、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）及び前記少なくとも１つの第２のダイバータバルブ（１２４）を作動させるステップ
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記導くステップは、
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）を介して、前記水の流れの前記第２の部分を第１の戻り流と第２の戻り流とに分割するステップと、
前記第１の戻り分岐部（１１４）を介して前記供給ライン（１０４）に前記第１の戻り流を送達するステップと、
前記第２の戻り分岐部（１１６）を介して前記第２の戻り流を前記接続ライン（１０６）に送達するステップと
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ（１２０）を介して、前記水の流れの前記第２の部分を第１の戻り流と第２の戻り流とに分割するステップと、
前記第１の戻り分岐部（１１４）を介して前記供給ライン（１０４）に前記第１の戻り流を送達するステップと、
前記第２の戻り分岐部（１１６）を介して前記第２の戻り流を前記接続ライン（１０６）に送達するステップと
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、ガスタービン熱回収システム及び方法に関する。特に、本開示は、並列に配置された２つの流れ回路を画定する水回路を含むガスタービンシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）などのガスタービン発電プラントは、一般に、圧縮機セクションと、燃焼器セクションと、タービンセクションと、タービンの下流に配置された排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）と、ＨＲＳＧと流体連通する少なくとも１つの蒸気タービンとを有するガスタービンを含む。動作中、空気は、吸気システムを介して圧縮機に入り、燃焼器を少なくとも部分的に取り囲む圧縮機吐出部又はディフューザケーシングに向かって送られるにつれて徐々に圧縮される。圧縮空気の少なくとも一部は、燃料と混合され、燃焼器内に画定された燃焼室内で燃焼され、それによって高温高圧の燃焼ガスを生成する。
【0003】
燃焼ガスは、燃焼器からタービンを通る高温ガス経路に沿って送られ、そこでロータシャフトに結合された固定ベーン及び回転可能なタービンブレードの交互の段を横切って流れるにつれて徐々に膨張する。運動エネルギーは、燃焼ガスからタービンブレードに伝達され、ロータシャフトを回転させる。ロータシャフトの回転エネルギーは、発電機を介して電気エネルギーに変換することができる。燃焼ガスは排気ガスとしてタービンを出て、排気ガスはＨＲＳＧに入る。排気ガスからの熱エネルギーは、ＨＲＳＧの１つ又は複数の熱交換器を通って流れる水に伝達され、それによって過熱された蒸気を生成する。次いで、過熱された蒸気は、蒸気タービンに送られて追加の電気を生成するために使用することができ、したがって全体的な発電プラント効率を向上させる。
【0004】
ガスタービンは、動作中に加熱を必要とする１つ又は複数のシステム又は構成要素を含むことが多い。典型的には、加熱は、加熱を必要とするガスタービンのシステム又は構成要素に配置された熱交換器と共にＨＲＳＧからの水又は蒸気の一部を利用することによって達成される。しかしながら、ＨＲＳＧ蒸気又は水を利用してガスタービンの構成要素を加熱する公知のシステム及び方法は、全体的なＣＣＰＰ効率を低下させることが多い。したがって、ＨＲＳＧ蒸気又は水を利用してガスタービンの１つ又は複数のシステム又は構成要素を加熱する改善されたシステム及び方法が、当技術分野において望まれている。
【発明の概要】
【0005】
本開示によるガスタービンシステム及び方法の態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載されており、又は説明から明らかとなり、又は本技術の実践を通して学ぶことができる。
【0006】
一実施形態によれば、ガスタービンシステムを動作させるための方法が提供される。ガスタービンシステムは、ガスタービン、及びガスタービンと熱連通する水回路を含む。ガスタービンは、吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有する。排気セクションは、タービンセクションから排気ガスの流れを受け取るように構成される。本方法は、供給ラインを介して、低圧エコノマイザへの水の流れを受け取るステップを含む。低圧エコノマイザは、ガスタービンシステムの排気セクション内に少なくとも部分的に配置される。本方法は、接続ラインを介して、低圧エコノマイザから低圧蒸発器に水の流れの第１の部分を搬送するステップをさらに含む。低圧蒸発器は、排気セクション内において、排気ガスの流れに対して低圧エコノマイザの上流に少なくとも部分的に配置される。本方法は、バイパス供給ラインを介して、ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通する熱交換器に水の流れの第２の部分を搬送するステップをさらに含む。本方法は、バイパス戻りラインを介して、水の流れの第２の部分を第１のダイバータバルブに送達するステップをさらに含む。本方法は、第１のダイバータバルブを介して、バイパス戻りラインの第１の戻り分岐部及びバイパス戻りラインの第２の戻り分岐部の一方又は両方に、水の流れの第２の部分を導くステップをさらに含む。第１の戻り分岐部は、第１のダイバータバルブと供給ラインとの間に延在する。第２の戻り分岐部は、第１のダイバータバルブと接続ラインとの間に延在する。
【0007】
別の実施形態によれば、ガスタービンシステムが提供される。ガスタービンシステムは、吸気セクションと、圧縮機セクションと、燃焼セクションと、タービンセクションと、排気セクションとを有するガスタービンを含む。排気セクションは、タービンセクションから排気ガスの流れを受け取るように構成される。低圧エコノマイザが、排気セクション内に少なくとも部分的に配置される。低圧蒸発器が、排気セクション内において、排気ガスの流れに対して低圧エコノマイザの上流に少なくとも部分的に配置される。水回路が、低圧エコノマイザ及び低圧蒸発器を少なくとも部分的に介して、ガスタービンと熱連通する。水回路は、低圧エコノマイザを低圧給水源に流体結合する供給ラインを含む。水回路は、供給ラインを介して低圧給水源から水の流れを受け取る。接続ラインが、低圧蒸発器を低圧エコノマイザに流体結合する。バイパス供給ラインが、接続ラインと熱交換器との間に延在する。熱交換器は、ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通するように位置決めされる。バイパス戻りラインが熱交換器から延在し、第１の戻り分岐部及び第２の戻り分岐部を含む。第１の戻り分岐部は、供給ラインまで延在する。第２の戻り分岐部は、接続ラインまで延在する。少なくとも１つの第１のダイバータバルブが、バイパス戻りラインに配置される。少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、水の流れを供給ライン及び接続ラインの一方又は両方に導くように動作可能である。
【0008】
本開示のさらに別の実施形態によれば、複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）が提供される。ＣＣＰＰは、ガスタービン、少なくとも１つの蒸気タービン、並びにガスタービン及び少なくとも１つの蒸気タービンを熱的に結合する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を含む。ガスタービンは、吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有する。排気セクションは、タービンセクションから排気ガスの流れを受け取るように構成される。ＨＲＳＧは、排気セクション内に配置された低圧エコノマイザを含む。ＨＲＳＧは、排気セクション内において、排気ガスの流れに対して低圧エコノマイザの上流に配置された低圧蒸発器をさらに含む。水回路が、低圧エコノマイザ及び低圧蒸発器を少なくとも部分的に介して、ガスタービンと熱連通する。水回路は、低圧エコノマイザを低圧給水源に流体結合する供給ラインを含む。水回路は、供給ラインを介して低圧給水源から水の流れを受け取る。接続ラインが、低圧蒸発器を低圧エコノマイザに流体結合する。バイパス供給ラインが、接続ラインと熱交換器との間に延在する。熱交換器は、ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通するように位置決めされる。バイパス戻りラインが熱交換器から延在し、第１の戻り分岐部及び第２の戻り分岐部を含む。第１の戻り分岐部は、供給ラインまで延在する。第２の戻り分岐部は、接続ラインまで延在する。少なくとも１つの第１のダイバータバルブが、バイパス戻りラインに配置される。少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、水の流れを供給ライン及び接続ラインの一方又は両方に導くように動作可能である。
【0009】
本ガスタービンシステム及び方法のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されよう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであるが、本技術の実施形態を例示し、明細書における説明と併せて本技術の原理を説明するのに役立つ。
【0010】
当業者へと向けられた本システム及び方法の作製及び使用の最良の態様を含む、本ガスタービンシステム及び方法の完全かつ実施可能な開示が、添付の図を参照する本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の実施形態による複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）の概略図である。
【図2】本開示の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【図3】本開示の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【図4】本開示の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【図5】本開示の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【図6】本開示の実施形態による、ガスタービンシステムを動作させる方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
ここで、本ガスタービンシステム及び方法の実施形態を詳細に参照するが、その１つ又は複数の例が図面に示されている。各例は、本技術の説明のために提供するものであって、本技術を限定するものではない。実際、特許請求される技術の範囲又は趣旨を逸脱せずに、修正及び変更が本技術において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として図示又は記載された特徴は、またさらなる実施形態をもたらすために、別の実施形態において使用することができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあるそのような修正及び変更を包含することを意図している。
【0013】
詳細な説明は、図面の特徴を参照するために、数字及び文字の符号を使用する。図面及び説明における類似又は同様の符号は、本発明の類似又は同様の部分を指すために使用されている。本明細書で使用する場合、「第１の」、「第２の」、及び「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置又は重要性を示すことを意図するものではない。
【0014】
本明細書で使用する場合、「上流」（又は「前方」）、及び「下流」（又は「後方」）という用語は、流体経路における流体の流れに関する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体が流れてくる方向を指し、「下流」は、流体が流れていく方向を指す。「半径方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に垂直な相対的な方向を指し、「軸方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行及び／又は同軸に整列する相対的な方向を指し、「円周方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線の周囲に延びる相対的な方向を指す。「ほぼ」、「実質的に」、「およそ」又は「約」などの近似の用語は、記載された値のプラスマイナス１０パーセントの範囲内の値を含む。角度又は方向の文脈で使用されるとき、そのような用語は、記載された角度又は方向のプラスマイナス１０度の範囲を含む。例えば、「概して垂直」は、任意の方向、例えば、時計回り又は反時計回りの垂直から１０度の範囲内の方向を含む。
【0015】
本明細書で使用される場合、「ライン」という用語は、流体を運ぶために使用されるホース、配管、又はチューブを指すことができる。「流体」という用語は、気体又は液体とすることができる。「流体連通」という用語は、流体が指定された領域間の接続を行うことができることを意味する。
【0016】
「例示的」という用語は、本明細書では「例、事例、又は例示としての役割を果たす」を意味するために使用される。本明細書で「例示的」として説明される実装形態は、必ずしも他の実施態様よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。さらに、特に特定されない限り、本明細書に記載される全ての実施形態は例示的であると見なされるべきである。
【0017】
図１は、複合サイクル発電システム又は複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）１０の一実施形態の概略フロー図である。ＣＣＰＰ１０は、第１の負荷１４を駆動するためのガスタービン１２を含んでもよい。第１の負荷１４は、例えば、電力を生成するための発電機１５（図２～図５に示す）であってもよい。ガスタービン１２は、タービンセクション１６、燃焼セクション１８、及び圧縮機セクション２０を含んでもよい。タービンセクション１６及び圧縮機セクションは、１つ又は複数のシャフト２１によって接続されてもよい。
【0018】
動作中、空気などの作動流体が圧縮機セクション２０に流入し、そこで空気が徐々に圧縮され、したがって圧縮空気が燃焼セクション１８に供給される。圧縮物は燃料と混合され、各燃焼器内で燃焼して燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、高温ガス経路を通って燃焼セクション１８からタービンセクション１６に流入し、ここでエネルギー（運動エネルギー及び／又は熱エネルギー）が燃焼ガスからロータブレードに伝達されることにより、１つ又は複数のシャフト２１が回転する。次いで、この機械的な回転エネルギーを、圧縮機セクション２０の動力及び／又は発電に使用することができる。タービンセクション１６を出た加熱された排気ガス３４は次いで、排気セクションを介してガスタービン１２から排気されてもよい。
【0019】
ＣＣＰＰ１０はまた、第２の負荷２４を駆動するための蒸気タービン２２を含んでもよい。第２の負荷２４は、電力を生成するための発電機であってもよい。しかしながら、第１の負荷１４及び第２の負荷２４の両方が、ガスタービン１２及び蒸気タービン２２によって駆動可能な他のタイプの負荷であってもよい。さらに、ガスタービン１２及び蒸気タービン２２は、図示する実施形態に示すように、別個の負荷１４、２４を駆動してもよいが、ガスタービン１２及び蒸気タービン２２をタンデムで利用して、単一のシャフトを介して単一の負荷を駆動してもよい。図示の実施形態では、蒸気タービン２２は、１つの低圧セクション２６（ＬＰ ＳＴ）、１つの中圧セクション２８（ＩＰ ＳＴ）、及び１つの高圧セクション３０（ＨＰ ＳＴ）を含んでもよい。しかしながら、蒸気タービン２２の特定の構成は、ガスタービン１２と同様に、実装特有であってもよく、任意のセクションの組合せを含んでもよい。
【0020】
ＣＣＰＰ１０はまた、多段ＨＲＳＧ又はＨＲＳＧ３２を含んでもよい。図示した実施形態におけるＨＲＳＧ３２の構成要素は、ＨＲＳＧ３２の簡略化された図であり、限定することを意図するものではない。むしろ、図示したＨＲＳＧ３２は、そのようなＨＲＳＧシステムの一般的な動作を伝えるために示されている。ガスタービン１２からの加熱された排気ガス３４は、ＨＲＳＧ３２内に輸送され、蒸気タービン２２に動力を供給するために使用される蒸気を加熱するために使用することができる。蒸気タービン２２の低圧セクション２６からの排気は、復水器３６に導かれてもよい。次いで、復水器３６からの復水は、復水ポンプ３８を介してＨＲＳＧ３２の低圧セクションに導かれてもよい。
【0021】
次いで、復水は、ガスを用いて給水を加熱するように構成された装置であり、復水を加熱するために使用することができる低圧エコノマイザ４０（ＬＰＥＣＯＮ）を通って流れてもよい。低圧エコノマイザ４０から、復水は、ＬＰドラム４３を介して低圧蒸発器４２（ＬＰＥＶＡＰ）に導かれてもよいし、ポンプ３９に向けて導かれてもよい。ポンプ３９は、中圧エコノマイザ４４（ＩＰＥＣＯＮ）又は高圧エコノマイザ４８（ＨＰＥＣＯＮ）のいずれか又は両方に、ＬＰＥＶＡＰ４２からの復水を導くように異なる圧力で動作可能であってもよい。低圧蒸発器４２からの蒸気は、蒸気タービン２２の低圧セクション２６に戻されてもよい。同様に、中圧エコノマイザ４４から、復水は、中圧蒸発器４６（ＩＰＥＶＡＰ）に導かれてもよい。さらに、中圧エコノマイザ４４からの水及び／又は蒸気は、１つ又は複数の燃料熱交換器に送られてもよく、そこで蒸気を使用して、ガスタービン１２の燃焼セクション１８で使用するための燃料ガスを加熱することができる。中圧蒸発器４６からの蒸気は、蒸気タービン２２の中圧セクション２８に送られてもよい。ここでも、図示された実装形態は、本実施形態の固有の態様を採用することができるＨＲＳＧシステムの一般的な動作の単なる例示であるため、エコノマイザ、蒸発器、及び蒸気タービン２２の間の接続は、実施態様間で変化してもよい。
【0022】
最後に、高圧エコノマイザ４８からの復水は、高圧蒸発器５０（ＨＰＥＶＡＰ）に導かれてもよい。高圧蒸発器５０を出る蒸気は、一次高圧過熱器５２及び仕上げ高圧過熱器５４に導かれてもよく、そこで蒸気は過熱され、最終的に蒸気タービン２２の高圧セクション３０に送られる。次いで、蒸気タービン２２の高圧セクション３０からの排気は、蒸気タービン２２の中圧セクション２８に導かれてもよく、蒸気タービン２２の中圧セクション２８からの排気は、蒸気タービン２２の低圧セクション２６に導かれてもよい。
【0023】
段間過熱防止装置５６は、一次高圧過熱器５２と仕上げ高圧過熱器５４との間に位置してもよい。段間過熱防止装置５６は、仕上げ高圧過熱器５４からの蒸気の排気温度のより堅牢な制御を可能にすることができる。具体的には、段間過熱防止装置５６は、仕上げ高圧過熱器５４を出る蒸気の排気温度が所定値を超えるたびに、仕上げ高圧過熱器５４の上流の過熱蒸気に低温給水噴霧を注入することによって、仕上げ高圧過熱器５４を出る蒸気の温度を制御するように構成されてもよい。
【0024】
さらに、蒸気タービン２２の高圧セクション３０からの排気は、一次再加熱器５８及び二次再加熱器６０に導かれてもよく、そこで蒸気タービン２２の中圧セクション２８に導かれる前に再加熱されてもよい。一次再加熱器５８及び二次再加熱器６０はまた、再加熱器からの排気蒸気温度を制御するための段間過熱防止装置６２に関連付けられてもよい。具体的には、段間過熱防止装置６２は、二次再加熱器６０を出る蒸気の排気温度が所定の値を超えるたびに、二次再加熱器６０の上流の過熱蒸気に低温給水噴霧を注入することによって、二次再加熱器６０を出る蒸気の温度を制御するように構成されてもよい。
【0025】
ＣＣＰＰ１０などの複合サイクルシステムでは、高温排気はガスタービン１２から流れてＨＲＳＧ３２を通過してもよく、高温水だけでなく高圧高温蒸気を生成するために使用することができる。ＨＲＳＧ３２によって生成された蒸気は、発電のために蒸気タービン２２を通過することができる。さらに、生成された蒸気は、過熱蒸気が使用される場合のある任意の他のプロセスに供給されてもよい。
【0026】
ガスタービン１２の生成サイクルは、しばしば「トッピングサイクル」と呼ばれ、蒸気タービン２２の生成サイクルは、しばしば「ボトミングサイクル」と呼ばれる。図１に示すようにこれらの２つのサイクルを組み合わせることにより、複合サイクル発電プラント１０は両方のサイクルにおいてより一層の効率性をもたらすことができる。特に、トッピングサイクルからの排熱を取り込み、それを用いて、ボトミングサイクルで使用するための蒸気を生成することができる。
【0027】
ＣＣＰＰ１０は、有利には、ＨＲＳＧ３２を使用することによって、加熱された排気ガス３４から熱を再捕捉する。図１に示すように、ガスタービン１２及びＨＲＳＧ３２の構成要素は、個別の機能ユニットに分離されてもよい。言い換えれば、ガスタービン１２は、加熱された排気ガス３４を生成し、加熱された排気ガス３４をＨＲＳＧ３２に向けて導くことができ、ＨＲＳＧ３２は、過熱蒸気を生成することによって、加熱された排気ガス３４から熱を再捕捉することに主に関与してもよい。次いで、過熱蒸気は、蒸気タービン２２によって動力源として使用することができる。加熱された排気ガス３４は、ＣＣＰＰ１０の特定の設計に基づいて変化し得る一連のダクトワークを介して、ＨＲＳＧ３２に移送されてもよい。
【0028】
図２～図４はそれぞれ、本開示の実施形態による、独立型システムであってもよく、又は上述のＣＣＰＰ１０に組み込まれてもよいガスタービンシステム１００の概略図を示す。図示のように、ガスタービンシステム１００は、ガスタービン１２を含む。ガスタービン１２は、直列の流れの順序で、吸気セクション１１、圧縮機セクション２０、燃焼セクション１８、タービンセクション１６、及び排気セクション１３を含んでもよい。多くの実施形態では、排気セクション１３は、タービンセクションから排気ガス３４を受け取り、排気ガスを（例えば大気に）排出する排気ダクト及び／又は排気スタックであってもよい。
【0029】
ガスタービン１２の動作時、空気２００などの作動流体が、吸気セクション１１を通って圧縮機セクション２０に流入し、圧縮機セクション２０において空気２００が徐々に圧縮され、したがって燃焼セクション１８の燃焼器に加圧空気がもたらされる。加圧空気は、燃料と混合され、各々の燃焼器において燃やされて、燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、高温ガス経路を通って燃焼セクション１８からタービンセクション１６に流入し、ここでエネルギー（運動エネルギー及び／又は熱エネルギー）が燃焼ガスからロータブレードに伝達されることにより、シャフトを回転させる。次いで、この機械的な回転エネルギーを、圧縮機セクション２０の動力及び／又は発電に使用する（例えば、発電機１５を使用して）ことができる。タービンセクション１６を出た燃焼ガスは次いで、排気セクション１３を介してガスタービン１２から排気される燃焼ガス３４となってもよい。
【0030】
例示的な実施形態では、ガスタービンシステム１００は、排気セクション１３内に少なくとも部分的に配置された低圧エコノマイザ（ＬＰＥＣＯＮ）４０を含んでもよく、ＬＰＥＣＯＮ４０は排気ガス３４に直接曝される。ＬＰＥＣＯＮ４０は、本開示を通して「給水予熱器」又は「給水加熱器」と呼ばれる場合がある。ガスタービンシステム１００は、排気セクション１３内において、排気セクション１３を通る燃焼ガス３４の流れに対して低圧エコノマイザ４０の上流に少なくとも部分的に配置された低圧蒸発器（ＬＰＥＶＡＰ）４２をさらに含んでもよい。ＬＰＥＣＯＮ４０及びＬＰＥＶＡＰ４２はいずれも、少なくとも部分的に熱交換器として機能することができ、ＬＰＥＣＯＮ４０及びＬＰＥＶＡＰ４２を介して排気ガス３４と作動流体（水、ＣＯ２、フロン、又は他の適切な作動流体など）との間の熱連通を提供する。例えば、低圧給水源１１８からＬＰＥＣＯＮ４０に低温の水が流入することで、水の温度が上昇し、高温の水が生成される。次いで、高温の水は、ＬＰドラム４３を介してＬＰＥＶＡＰ４２に流入する。排気ガスからの熱は、高温供給水に伝達され、それによってＬＰ蒸気４５（図１に示すようにＬＰ蒸気タービンで利用することができる）を生成する。
【0031】
ガスタービンシステム１００は、ＬＰＥＣＯＮ４０及びＬＰＥＶＡＰ４２の両方が流体接続され得る水回路１０２をさらに含んでもよい。例示的な実施形態では、水回路１０２は、ＬＰＥＣＯＮ４０及びＬＰＥＶＡＰ４２を少なくとも部分的に介して、ガスタービン１２と熱連通してもよい。図２に示すように、水回路１０２は、供給ライン１０４、接続ライン１０６、バイパス供給ライン１０８、熱交換器１１０、バイパス戻りライン１１２、バイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４、バイパス戻りライン１１２の第２の戻り分岐部１１６、バイパス戻りライン１１２のブリッジライン１２６、及びバイパス戻りラインの接続部分１２８をさらに含んでもよい。
【0032】
ＬＰＥＣＯＮ４０は、再循環ライン１３４上に流体連通して各々配置されたエコノマイザバルブ１３０及びエコノマイザポンプ１３２を含んでもよい。再循環ライン１３４は、ＬＰＥＣＯＮ４０のすぐ下流からＬＰＥＣＯＮ４０のすぐ上流まで延在してもよい。したがって、エコノマイザバルブ１３０が開いており、エコノマイザポンプ１３２が作動している場合、水回路１０２内の水の少なくとも一部は、所望の温度に達するまでＬＰＥＣＯＮ４０を通って再循環してもよい。あるいは、エコノマイザバルブ１３０は閉じられてもよく、エコノマイザポンプ１３２は遮断されてもよく、それによって水が再循環ライン１３４を通過するのを防止する。
【0033】
供給ライン１０４は、低圧復水器１１８へのＬＰＥＣＯＮ４０に流体結合してもよい。低圧復水器１１８は、１つ又は複数の蒸気タービンの出口（低圧蒸気タービン２６などの）から蒸気を収集して復水してもよい。多くの実施形態では、供給ライン１０４は、水回路１０２に水の流れを供給するために、低圧復水器１１８と低圧エコノマイザ４０との間に延在してもよい。供給ライン１０４は、供給ライン１０４が排気ガス３４に全く曝されないように、排気セクション１３の完全に外部にあってもよい。
【0034】
ガスタービンシステム１００がＣＣＰＰ（例えば、図１のＣＣＰＰ１０）に組み込まれる他の実施形態では、低圧復水器１１８は、低圧蒸気タービンの出口に流体結合された蒸気復水器（蒸気復水器３６など）であってもよい。同様に、供給ポンプ１１９は、復水ポンプ（復水ポンプ３８など）であってもよい。そのような実施形態では、蒸気復水器３６は、供給ライン１０４を介して水回路１０２に供給される液体水の流れを生成するために、低圧蒸気タービン２６の出口から蒸気の流れを受け取ることができ、蒸気から熱を除去することができる。
【0035】
接続ライン１０６は、接続ラインがＬＰＥＣＯＮ４０をＬＰＥＶＡＰ４２に流体結合するように、低圧エコノマイザ４０と低圧蒸発器４２との間に流体的に延在してもよい。特に、接続ライン１０６は、低圧エコノマイザ４０とＬＰＥＶＡＰ４２のＬＰドラム４３との間に延在してもよい。様々な実施形態では、バイパス供給ライン１０８は、接続ライン１０６と熱交換器１１０との間に延在してもよい。いくつかの実施形態では、バイパス供給ライン１０８は、バイパス供給ライン１０８が排気ガス３４に全く曝されないように、排気セクション１３の完全に外部にあってもよい。動作中、バイパス供給ライン１０８は、水（又は他の冷却剤流体）の一部を接続ライン１０６から熱交換器１１０に向けて導いてもよい。様々な実装形態では、ＬＰＥＣＯＮ４０とＬＰＥＶＡＰ４２との間の水（すなわち、接続ライン１０６内の水）は、有利には液体状態（水の飽和点未満）であってもよく、熱交換器１１０内での使用に適した温度であってもよい。
【0036】
多くの実施形態では、ガスタービンシステム１００は、接続ライン１０６に配置されたドラムレベル制御バルブ１０７をさらに含んでもよい。ドラムレベル制御バルブ１０７は、ＬＰドラム４３内の水位を維持するように機能することができる。
【0037】
水回路１０２のバイパス供給ライン１０８は、接続ライン１０６と熱交換器１１０との間に延在してもよく、接続ライン１０６及び熱交換器１１０の両方と流体連通してもよい。例えば、バイパス供給ライン１０８は、接続ライン（ドラムレベル制御バルブ１０７の上流側）から熱交換器１１０まで直接延在してもよい。このようにして、バイパス供給ライン１０８は、ＬＰＥＣＯＮ４０によって加熱された（しかし、飽和温度未満の）水の流れを熱交換器１１０に供給するように動作可能であってもよい。
【0038】
様々な実施形態では、バイパス戻りライン１１２は、熱交換器１１０、接続ライン１０６、供給ライン１０４、及びバイパス供給ライン１０８の間に延在し、それらと流体連通してもよい。例えば、バイパス戻りライン１１２は、熱交換器１１０から延在してもよく、第１の戻り分岐部１１４、第２の戻り分岐部１１６、ブリッジライン１２６、及び接続部分１２８を含んでもよい。バイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４は供給ライン１０４まで延在してもよく、バイパス戻りライン１１２の第２の戻り分岐部１１６は接続ライン１０６まで延在してもよく、ブリッジライン１２６はバイパス供給ライン１０８まで延在してもよく、そして、接続部分１２８はダイバータバルブ１２０、１２４間に延在してもよい。
【0039】
多くの実施形態では、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０、少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４、及び制御ループポンプ１２２は、バイパス戻りライン１１２に沿って配置されてもよく、それぞれバイパス戻りライン１１２と流体連通してもよい。例えば、制御ループポンプ１２２は、バイパス戻りライン１１２上で、第１のダイバータバルブ１２０及び第２のダイバータバルブ１２４の両方の上流に流体連通して取り付けられてもよい。以下でより詳細に説明するように、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０は、（第１の戻り分岐部１１４を介して）供給ライン１０４及び／又は（第２の戻り分岐部１１６を介して）接続ライン１０６の一方又は両方に向けて水の流れを導くように動作可能であってもよい。少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４は、（ブリッジライン１２６を介して）バイパス供給ライン１０８及び／又は（接続部分１２８を介して）少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０の一方又は両方に向けて水の流れを導くように動作可能であってもよい。
【0040】
図２及び図３に示すような例示的な実施形態では、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０は、第１のマルチパスダイバータバルブ（第１の三方バルブなど）であってもよく、少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４は、第２のマルチパスダイバータバルブ（第２の三方バルブなど）であってもよい。そのような実施形態では、バイパス戻りライン１１２の接続部分１２８は、第２のダイバータバルブ１２４と第１のダイバータバルブ１２０との間に直接延在してもよい。
【0041】
図２及び図３に示すように、バイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４は、第１のダイバータバルブ１２０から接続ライン１０６に直接延在してもよい。具体的には、第１の戻り分岐部１１４は、ＬＰＥＣＯＮ４０の下流ではあるが、ＬＰＥＶＡＰ４２、ドラムレベル制御バルブ１０７、及びバイパス供給ライン１０８の上流で接続ライン１０６に流体結合されてもよい。別個に、第２の戻り分岐部１１６は、第１のダイバータバルブ１２０から供給ライン１０４まで直接延在してもよい。具体的には、第２の戻り分岐部１１６は、給水源から下流かつＬＰＥＣＯＮ４０から上流で、供給ライン１０４に流体結合されてもよい。このようにして、第１のダイバータバルブ１２０は、別個に延在する分岐部１１４、１１６を介して、ＬＰＥＣＯＮ４０の上流又は下流のいずれかに水を選択的に送ることができる。有利には、第１のダイバータバルブ１２０及び分岐部１１４、１１６は、大量の配管を必要とせずに、熱交換器１１０によって利用された水を、ＬＰＥＣＯＮ４０の上流及び／又は下流のいずれかに選択的に戻すための手段を提供する。
【0042】
多くの実施形態では、第１のダイバータバルブ１２０は、第１のダイバータバルブ１２０が接続部分１２８、第１の分岐部１１４、及び第２の分岐部１１６の間の流体接合部を形成するように、バイパス戻りライン１１２に沿って、バイパス戻りラインが分岐部１１４、１１６に分かれる位置で配置されてもよい。例えば、バイパス戻りライン１１２の分岐部１１４、１１６は各々、第１のダイバータバルブ１２０から直接延在してもよい。例えば、バイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４は、第１のダイバータバルブ１２０と供給ライン１０４との間に延在し、ＬＰＥＣＯＮ４０の上流に水を選択的に供給又は導いてもよい。別個に、第２の戻り分岐部１１６は、第１のダイバータバルブ１２０と接続ライン１０６との間に延在し、ＬＰＥＣＯＮ４０の下流に水を選択的に供給又は導いてもよい。いくつかの実施形態では、第２の戻り分岐部１１６は、第２の戻り分岐部１１６が排気ガス３４に全く曝されないように、排気セクション１３の完全に外側にあってもよい。
【0043】
同様に、第２のダイバータバルブ１２４は、バイパス戻りライン１１２に沿って、バイパス戻りライン１１２がブリッジライン１２６と接続部分１２８とに分かれる位置で配置されてもよい。このようにして、第２のダイバータバルブ１２４は、接続部分１２８とブリッジライン１２６との間に流体接合部を形成することができる。例えば、ブリッジライン１２６及びバイパス戻りライン１１２の接続部分１２８は各々、第２のダイバータバルブ１２４から直接延在してもよい。例えば、ブリッジライン１２６は、第２のダイバータバルブ１２４とバイパス供給ライン１０８との間に延在し、バイパス供給ライン１０８内に水を選択的に供給又は戻すように導いてもよい。別個に、バイパス戻りライン１１２の接続部分１２８は、第２のダイバータバルブ１２４と第１のダイバータバルブ１２０との間に延在し、第１のダイバータバルブ１２０に向けて水を選択的に供給又は導いてもよい。
【0044】
水回路１０２の動作は、一般に、処理装置又はコントローラ３００によって制御されてもよい。コントローラ３００は、水回路１０２に配置された１つ又は複数の熱交換器の所望の熱伝達負荷を満たすために、水回路１０２の様々な構成要素を動作させることができる。例示的な実施形態では、コントローラ３００は、バルブの各々、例えば、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０及び少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４と動作可能に結合される（例えば、電気通信又は無線通信で）。したがって、コントローラ３００は、コントローラ３００からの信号３０２に基づいてバルブを選択的に作動及び動作させることができる。例えば、バルブの各々は、コントローラ３００によって、開位置と閉位置との間で選択的に作動してもよい。特に、バルブの１つは、それが取り付けられているそれぞれのライン又は配管を通る流体の流れを可能にするために選択的に開いてもよい。同様に、ポンプ１２２及び１３２の各々は、コントローラ３００によって選択的に動作してもよい。例えば、コントローラ３００は、ポンプ１２２及び１３２を選択的に有効化及び無効化し、それによってシステム１００内の流体の移送を制御するように動作可能であってもよい。
【0045】
第１のダイバータバルブ１２０は、第１の位置と第２の位置との間で（例えばコントローラ３００によって）作動可能であってもよい。第１のダイバータバルブ１２０の第１の位置は、バイパス戻りライン１１２の接続部分１２８からの水の流れの全てを、第１の戻り分岐部１１４に向けて搬送又は導いてもよい。第１のダイバータバルブ１２０の第２の位置は、バイパス戻りライン１１２の接続部分１２８からの水の流れの全てを、第２の戻り分岐部１１６に向けて搬送又は導いてもよい。同様に、第２のダイバータバルブ１２４は、第１の位置と第２の位置との間で作動可能であってもよい。第２のダイバータバルブ１２４の第１の位置は、バイパス戻りライン１１２からの水の流れの全てを、バイパス供給ライン１０８に向けて搬送又は導いてもよい。第２のダイバータバルブ１２４の第２の位置は、バイパス戻りライン１１２からの水の流れの全てを、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２１に向けて搬送又は導いてもよい。さらに、第１のダイバータバルブ１２０は、分岐部１１４、１１６の両方に様々な量で水を導くように動作可能であってもよい。例えば、第１のダイバータバルブ１２０は、第１の戻り分岐部１１４及び第２の戻り分岐部１１６に同時に水を導くように動作可能であってもよい。特に、水は、第１のダイバータバルブ１２０によって、分岐部１１４、１１６間で、パーセンテージで５０／５０、例えば４０／６０、例えば３０／７０、例えば２０／８０、例えば１０／９０、又は任意の他のパーセンテージ比で分割されてもよい。さらに、第１のダイバータバルブ１２０は、水の１００％が分岐部１１４、１１６の一方に入り、水の０％が分岐部１１４、１１６の他方に入るように、分岐部１１４、１１６の一方に水の全てを導くように動作可能であってもよい。
【0046】
同様に、第２のダイバータバルブ１２４は、ブリッジライン１２６と接続部分１２８の両方に様々な量で水を導くように動作可能であってもよい。例えば、第２のダイバータバルブ１２４は、ブリッジライン１２６及び接続部分１２８に同時に水を導くように動作可能であってもよい。特に、水は、第２のダイバータバルブ１２４によって、接続部分１２８とブリッジライン１２６との間で、パーセンテージで５０／５０、例えば４０／６０、例えば３０／７０、例えば２０／８０、例えば１０／９０、又は任意の他のパーセンテージ比で分割されてもよい。さらに、第２のダイバータバルブ１２４は、接続部分１２８又はブリッジライン１２６の一方に水の全てを導くように動作可能であってもよい。
【0047】
多くの実施形態では、図示するように、熱交換器１１０は、ガスタービンの吸気セクション１１内に配置された加熱コイルであってもよい。加熱コイルは、吸気セクション１１に入る空気２００と、加熱コイルを通る水の流れとの間の熱連通を提供する。例えば、加熱コイルは、周囲空気を受け取り、空気に熱を伝達し、それによって圧縮機２０内に加熱空気流２１０を確立するように構成されてもよい。特に、加熱コイルは、作動流体（例えば、水）と、吸気セクション１１が受け取った空気２００との間の熱連通を提供するように構成されてもよい。
【0048】
代替的又は追加的に、図３に示すように、ガスタービンシステム１００は、バイパス供給ライン１０８上に熱連通して配置された熱交換器１１１をさらに含んでもよい。熱交換器１１１は、例示的な実施形態では燃料熱交換器であってもよい。燃料熱交換器は、燃料がガスタービン１２の燃焼セクション１８に入る前に、バイパス供給ライン１０８内の水からの熱エネルギーを、燃料ライン１０９を通って移動する燃料に加えるように動作可能であってもよい。
【0049】
１つ又は複数のセンサ３０４、３０６は、熱交換器１１０、１１１の一方又は両方に近接して配置されてもよい。１つ又は複数のセンサ３０４が検知データをコントローラ３００に通信するように動作可能であるように、１つ又は複数のセンサ３０４、３０６は、コントローラ３００と電気的に通信してもよい。特に、１つ又は複数のセンサ３０４は、ガスタービン流体（吸気空気など）の温度データを検知し、温度データをコントローラ３００に通信するように動作可能な熱電対（又は他の適切な温度測定センサ）であってもよい。センサ３０４は、ガスタービン１２の吸気セクション１１内に配置されてもよく、空気の温度を検知するように動作可能であってもよい。センサ３０６（図３）は、燃料ライン１０９内に配置されてもよく、燃料の温度を検知するように動作可能であってもよい。
【0050】
本発明の１つ又は複数の例示的な実装形態では、動作中に熱交換器１１０、１１１のいずれかで追加の熱エネルギーが必要であると判定された場合（例えば、コントローラ３００及び１つ又は複数のセンサ３０４、３０６を介して）、第１のダイバータバルブ１２０は、水がＬＰＥＣＯＮ４０を通過することによって追加の熱エネルギーを得るように、第２の戻り分岐部１１６を介してＬＰＥＣＯＮ４０の上流に水を選択的に送ることができる。あるいは、動作中に熱交換器１１０、１１１で追加の熱エネルギーが必要ではないと（例えば、コントローラ３００及び１つ又は複数のセンサ３０４、３０６を介して）判定された場合、第２のダイバータバルブ１２４は、ブリッジライン１２６を介して、水をバイパス戻りライン１１２からバイパス供給ライン１０８に選択的に戻すことができ、それにより、接続ライン１０６からの任意の熱源（温水供給源）が熱交換器１１０及び１１１に熱を伝えることを防止する。
【0051】
図２及び図３に示すマルチパスダイバータバルブの代わりに、図４に示すものなどの他の実施形態では、少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０は、互いに機械的に結合された２つの第１のダイバータバルブ１５０であってもよく、それにより、２つの第１のダイバータバルブ１５０を一緒に（例えばコントローラ３００を用いて）作動させて、それらを通る水の流れを制御することができる。例えば、２つのバルブ１５０、１５０間の機械的、電気的、油圧的又は空気圧的リンク機構は、２つのバルブが協働して連動する（例えば、一方が閉じていれば他方は開いている）ことを確実にする。同様に、他の実施形態では、図４に示すように、少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４は、互いに機械的に結合された２つの第２のダイバータバルブ１５２であってもよく、それにより、２つの第２のダイバータバルブ１５２を一緒に作動させて、それらを通る水の流れを制御することができる。例えば、２つのバルブ１５２、１５２間の機械的、電気的、油圧的又は空気圧的リンク機構は、２つのバルブが協働して連動する（例えば、一方が閉じていれば他方は開いている）ことを確実にする。
【0052】
追加的又は代替的に、図５に示すものなどのさらなる実施形態では、システム１００は凍結保護システム４００を含んでもよい。そのような実施形態では、熱交換器１１０（及び／又は熱交換器１１１）は、水回路１０２から流体的に隔離されてもよいが、熱交換器４０２を介して水回路１０２と熱連通してもよい。例えば、ガスタービンシステム１００は、ポンプ４０６を動作させることによって動力流体（水、ＣＯ２、フロン、水／グリコール、又は他の適切な動力流体など）を循環させることができる回路４０２をさらに含んでもよい。熱交換器４０２は、回路１０２、４０２を互いに流体的に隔離しながら、回路４０２と水回路１０２との間の熱連通を提供することができる。ガスタービンシステム１００をこのように動作させることにより、水回路１０２内の水が凍結するリスクが有利に低減される。
【0053】
本明細書に記載のガスタービンシステム１００は、不要な配管を利用することなく、互いに並列に配置された２つの流れ回路を有利に画定することができる。例えば、第１の流れ回路１７０は、接続ライン１０６、バイパス供給ライン１０８、熱交換器１１０、熱交換器１１０と第１のダイバータバルブ１２０との間に延在するバイパス戻りライン１１２の一部、及びバイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４によって集合的に画定されてもよい。このようにして、第１の流れ回路１７０は、接続ライン１０６から水の流れを受け取ってもよく、水の流れをＬＰＥＣＯＮ４０の上流に戻してもよい。
【0054】
同様に、第２の流れ回路１８０は、接続ライン１０６、バイパス供給ライン１０８、熱交換器１１０、熱交換器１１０と第１のダイバータバルブ１２０との間に延在するバイパス戻りライン１１２の一部、バイパス戻りライン１１２の第２の戻り分岐部１１６、及び供給ライン１０４によって集合的に画定されてもよい。このようにして、第２の流れ回路１８０は、接続ライン１０６から水の流れを受け取ってもよく、水の流れをＬＰＥＣＯＮ４０の下流に戻してもよい。したがって、第１のダイバータバルブ１２０は、システム要件に応じて、１つ又は複数の熱交換器によって利用された水を、分岐部１１４、１１６を介してＬＰＥＣＯＮ４０の上流及び／又は下流のいずれかに有利に戻してもよい。例として、ガスタービンシステム１００が１つ又は複数の熱交換器でより多くの熱を必要とする場合、第１のダイバータバルブ１２０は、（熱エネルギーを加えるために）水の大部分をＬＰＥＣＯＮ４０の上流に導いてもよい。逆に、ガスタービンシステム１００が１つ又は複数の熱交換器で必要とする熱が少ない場合、第１のダイバータバルブ１２０は、水の大部分をＬＰＥＣＯＮ４０の下流に導いてもよい。
【0055】
例示的な実装形態では、システム１００は、「０％加熱負荷」モードに入る場合がある。そのような実装形態では、第２のダイバータバルブ１２４は、接続部分１２８に対して完全に閉じ、ブリッジライン１２６に対して完全に開いていてもよく、これにより、流れループ１４０を形成することができる（例えば、ポンプ１２２を作動させることによって）。流れループ１４０は、バイパス供給ライン１０８、熱交換器１１０、バイパス戻りライン１１２、及びブリッジライン１２６によって集合的に画定されてもよい。このように第２のダイバータバルブ１２４を動作させることにより、流れループ１４０を熱源（例えば、ＬＰＥＣＯＮ４０）から熱的に隔離することができ、流れループ１４０内の作動流体（例えば、水）の温度を迅速に空気２００の温度と等しくすることができる。
【0056】
さらなる例示的な実装形態では、システム１００は、「１００％加熱負荷」モードに入る場合がある。そのような実装形態では、第２のダイバータバルブ１２４は、接続部分１２８に対して完全に開き、ブリッジライン１２６に対して完全に閉じていてもよい。このように第２のダイバータバルブ１２４を動作させることにより、最大の流量が熱源（例えば、ＬＰＥＣＯＮ４０）を通って再循環することができ、それにより、最大量の熱が熱交換器１１０、１１１に供給される。
【0057】
ダイバータバルブ１２０、１２４は、動作要件に従ってダイバータバルブ１２０、１２４を作動させることによって、システム１００において、動作の柔軟性（例えば、０％の加熱負荷と１００％の加熱負荷との間の完全な動作柔軟性）を高めることを理解されたい。
【0058】
ここで図６を参照すると、ガスタービンシステム（上述のガスタービンシステム１００など）を動作させる方法５００の流れ図であり、破線のボックスは、方法５００の任意選択のステップを示す。ガスタービンシステム１００は、ガスタービン１２、及びガスタービン１２と熱連通する水回路１０２を含む。ガスタービン１２は、吸気セクション１１、圧縮機セクション２０、燃焼セクション１８、タービンセクション１６、及び排気セクション１３を有する。排気セクション１３は、タービンセクション１６から排気ガス３４の流れを受け取るように構成されてもよい。
【0059】
図示するように、方法５００は、供給ライン１０４を介して、低圧エコノマイザ４０への水の流れを受け取る最初のステップ５０２を含んでもよい。低圧エコノマイザ４０は、ガスタービンシステム１００の排気セクション１３内に少なくとも部分的に配置されてもよい。このようにして、低圧エコノマイザ４０は、排気ガス３４と水の流れとの間の熱連通を提供する熱交換器として機能することができる。
【0060】
方法５００は、接続ライン１０６を介して、低圧エコノマイザ４０から低圧蒸発器４２に水の流れの第１の部分を搬送するステップ５０４をさらに含んでもよい。低圧蒸発器４２は、排気セクション１３内において、排気ガス３４の流れに対して低圧エコノマイザ４０の上流に少なくとも部分的に配置されてもよい。低圧蒸発器４２は、ＬＰドラム４３を介して低圧エコノマイザ４０を出る高温水の流れを受け取ってもよく、高温水から低圧蒸気４５を生成してもよい。低圧蒸気４５は、１つ又は複数の蒸気タービンで利用されてもよい（図１に示すように）。
【0061】
方法５００は、バイパス供給ライン１０８を介して、ガスタービン１２の１つ又は複数の流体と熱連通する熱交換器１１０、１１１に水の流れの第２の部分を搬送するステップ５０６をさらに含んでもよい。例えば、熱交換器１１０、１１１は、ガスタービン１２の吸気セクション１１に配置された加熱コイル及び／又はバイパス供給ラインに配置された燃料熱交換器の一方であってもよい。熱交換器が加熱コイルである場合、熱交換器は、バイパス供給ライン内の水とガスタービン１２の吸気セクション１１に入る空気との間の熱連通を提供することができる。熱交換器が燃料熱交換器である場合、熱交換器は、燃焼セクション１８に入る前に、バイパス供給ライン内の水と燃料との間の熱連通を提供することができる。代替的又は追加的に、ガスタービンシステム１００は、加熱コイル及び燃料熱交換器の両方を含んでもよい。
【0062】
方法５００は、バイパス戻りライン１１２を介して、水の流れの第２の部分を第１のダイバータバルブ１２０に送達するステップ５０８をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１のダイバータバルブ１２０は、１つの第１のダイバータバルブ１２０（図２及び図３）であってもよい。他の実施形態では、第１のダイバータバルブ１２０は、（例えば、コントローラ３００によって）一緒に作動されるように互いに機械的に結合された２つの第１のダイバータバルブ１５０（図４）であってもよい。
【0063】
方法５００は、第１のダイバータバルブ１２０を介して、バイパス戻りライン１１２の第１の戻り分岐部１１４及びバイパス戻りライン１１２の第２の戻り分岐部１１６の一方又は両方に、水の流れの第２の部分を導くステップ５１０をさらに含んでもよい。第１の戻り分岐部１１４は、第１のダイバータバルブ１２０と供給ライン１０４との間に延在してもよい。第２の戻り分岐部１１６は、第１のダイバータバルブ１２０と接続ライン１０６との間に延在してもよい。
【0064】
任意選択の実施形態では、方法５００は、少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４を介して、ブリッジライン１２６及び少なくとも１つの第１のダイバータバルブ１２０の一方又は両方に、水の流れの第２の部分を導く任意選択のステップ５１２をさらに含んでもよい。ブリッジラインは、少なくとも１つの第２のダイバータバルブ１２４とバイパス供給ライン１０８との間に延在してもよい。いくつかの実施形態では、第２のダイバータバルブ１２４は、１つの第２のダイバータバルブ１２４（図２及び図３）であってもよい。他の実施形態では、第２のダイバータバルブ１２４は、（例えば、コントローラ３００によって）一緒に作動されるように互いに機械的に結合された２つの第２のダイバータバルブ１５２（図４）であってもよい。
【0065】
いくつかの実施形態では、方法５００は、バイパス供給ライン１０８、熱交換器１１０、バイパス戻りライン１１２、及びブリッジライン１２６によって集合的に画定された流れループ１４０を通る一定の流量又は一定の温度の一方を維持する任意選択のステップ５１４をさらに含んでもよい。一定の流量が維持される場合、制御ループポンプ１２２を一定速度に設定することができ、ダイバータバルブ１２０、１２４を作動させることによって流れループ１４０内の水の温度を変化させることができる。あるいは、一定の温度が維持される場合、制御ループポンプ１２２の速度を変化させることによって、流量を流れループ１４０内で変化させることができる。
【0066】
いくつかの実施形態では、本方法は、ガスタービンの１つ又は複数の流体の温度を示すデータを、１つ又は複数のセンサ３０４、３０６を介して検知するステップを含んでもよい。例えば、センサ３０４、３０６は、熱が伝達されている流体の温度を測定するように構成されてもよい。具体的には、吸気セクション１１に配置されたセンサ３０４は、空気の温度を測定するように構成されてもよく、燃料ライン１０９に配置されたセンサ３０４は、燃料の温度を測定するように構成されてもよい。このようにして、センサ３０４、３０６は、いずれかの流体に熱を加える必要があるかどうかを判定することができるコントローラ３００にデータを通信することができ、コントローラ３００はそれに応じてダイバータバルブ１２０、１２４を作動させることができる。
【0067】
例えば、本方法はまた、センサ３０４、３０６からの検知データに少なくとも部分的に基づいて、ガスタービン１２の１つ又は複数の流体の温度が所定の範囲外であると判定するステップを含んでもよい。例えば、吸気セクション内の空気の温度が、低温すぎ／高温すぎ、又は燃料の温度が、低温すぎ／高温すぎる。それに応答して、コントローラ３００は、ガスタービンの１つ又は複数の流体の温度が所定の範囲外であると判定したことに応答して、第１のダイバータバルブ１２０及び第２のダイバータバルブを作動させて、水の第２の部分の水温を修正することができる。
【0068】
本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置又はシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者であれば想到できる他の例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、あるいは特許請求の範囲の文言との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【0069】
本発明のさらなる態様は、以下の条項の主題によって提供される。
【0070】
ガスタービンシステムを動作させる方法であって、前記ガスタービンシステムは、ガスタービン、及び前記ガスタービンと熱連通する水回路を含み、前記ガスタービンは、吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有し、前記排気セクションは、前記タービンセクションから排気ガスの流れを受け取るように構成され、前記方法は、供給ラインを介して、低圧エコノマイザへの水の流れを受け取るステップであって、低圧エコノマイザは、ガスタービンシステムの排気セクション内に少なくとも部分的に配置される、受け取るステップと、接続ラインを介して、前記低圧エコノマイザから低圧蒸発器への水の流れの第１の部分を搬送するステップであって、前記低圧蒸発器は、前記排気セクション内において、前記排気ガスの流れに対して前記低圧エコノマイザの上流に少なくとも部分的に配置される、搬送するステップと、バイパス供給ラインを介して、前記ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通する熱交換器に前記水の流れの第２の部分を搬送するステップと、バイパス戻りラインを介して、少なくとも１つの第１のダイバータバルブに水の流れの第２の部分を送達するステップと、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブを介して、前記水の流れの前記第２の部分を前記バイパス戻りラインの第１の戻り分岐部及び前記バイパス戻りラインの第２の戻り分岐部の一方又は両方に導くステップであって、前記第１の戻り分岐は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブと前記供給ラインとの間に延在し、前記第２の戻り分岐部は、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブと前記接続ラインとの間に延在する、導くステップとを含む、方法。
【0071】
少なくとも１つの第２のダイバータバルブを介して、前記水の流れの前記第２の部分をブリッジライン及び前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブの一方又は両方に導くステップであって、前記ブリッジラインは、前記第２のダイバータバルブと前記バイパス供給ラインとの間に延在する、導くステップをさらに含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0072】
前記バイパス供給ライン、前記熱交換器、前記バイパス戻りライン、及び前記ブリッジラインによって集合的に画定された流れループを通る一定の流量又は一定の温度の一方を維持するステップをさらに含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0073】
前記ガスタービンの前記１つ又は複数の流体の温度を示すデータを、１つ又は複数のセンサによって検知するステップをさらに含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0074】
前記検知データに少なくとも部分的に基づいて、前記ガスタービンの前記１つ又は複数の流体の前記温度が所定の範囲外であると判定するステップをさらに含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0075】
前記ガスタービンの前記１つ又は複数の流体の前記温度が前記所定の範囲外であると判定したことに応答して、前記水の流れの前記第２の部分の水温を修正するために、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブ及び前記少なくとも１つの第２のダイバータバルブを作動させるステップをさらに含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0076】
前記導くステップは、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブを介して、前記水の流れの前記第２の部分を第１の戻り流と第２の戻り流とに分割するステップと、前記第１の戻り分岐部を介して前記供給ラインに前記第１の戻り流を送達するステップと、前記第２の戻り分岐部を介して前記第２の戻り流を前記接続ラインに送達するステップとを含む、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0077】
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブがマルチパスダイバータバルブであり、前記方法が、第１の位置と第２の位置との間で前記マルチパスダイバータバルブを作動させるステップをさらに含み、前記マルチパスダイバータバルブの前記第１の位置が、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの前記第２の部分の全てを前記第１の戻り分岐部に搬送し、前記マルチパスダイバータバルブの前記第２の位置が、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの前記第２の部分の全てを前記第２の戻り分岐部に搬送する、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0078】
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、互いに機械的に結合された２つの第１のダイバータバルブであり、前記２つの第１のダイバータバルブは一緒に作動される、これらの条項の１つ又は複数に記載の方法。
【0079】
吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有するガスタービンであって、前記排気セクションは、前記タービンセクショから排気ガスの流れを受け取るように構成される、ガスタービンと、前記排気セクション内に少なくとも部分的に配置された低圧エコノマイザと、前記排気セクション内において、前記排気ガスの流れに対して前記低圧エコノマイザの上流に少なくとも部分的に配置された低圧蒸発器と、前記低圧エコノマイザ及び前記低圧蒸発器を少なくとも部分的に介して前記ガスタービンと熱連通する水回路であって、前記低圧エコノマイザを低圧給水源に流体結合する供給ラインであって、前記水回路は、前記供給ラインを介して前記低圧給水源から水の流れを受け取る、供給ラインと、前記低圧蒸発器を前記低圧エコノマイザに流体結合する接続ラインと、前記接続ラインと熱交換器との間に延在するバイパス供給ラインであって、前記熱交換器は、前記ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通する、バイパス供給ラインと、前記熱交換器から延在し、前記供給ラインに延在する第１の戻り分岐部及び前記接続ラインに延在する第２の戻り分岐部を含むバイパス戻りラインと、前記バイパス戻りライン上に配置された少なくとも１つの第１のダイバータバルブであって、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、前記供給ライン及び前記接続ラインの一方又は両方に向けて前記水の流れを導くように動作可能である、少なくとも１つの第１のダイバータバルブとを備える、水回路とを備えるガスタービンシステム。
【0080】
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、第１の位置と第２の位置との間で作動可能な第１のマルチパスダイバータバルブであり、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第１の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記第１の戻り分岐部に搬送し、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第２の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記第２の戻り分岐部に搬送する、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0081】
前記熱交換器は、前記吸気セクションに配置された加熱コイル及び燃料熱交換器のうちの一方である、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0082】
前記熱交換器は、前記ガスタービンの前記吸気セクションに配置された加熱コイルであり、前記ガスタービンシステムは、前記バイパス供給ラインに配置された燃料熱交換器をさらに備える、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0083】
前記バイパス戻りラインを通る水の流れに対して前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブの上流で前記バイパス戻りライン上に配置された少なくとも１つの第２のダイバータバルブをさらに備える、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0084】
前記少なくとも１つの第２のダイバータバルブは、第１の位置と第２の位置との間で作動可能な第２のマルチパスダイバータバルブであり、前記マルチパスダイバータバルブの前記第１の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記バイパス供給ラインに搬送し、前記マルチパスダイバータバルブの前記第２の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブに搬送する、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0085】
前記給水源は、蒸気復水器及び復水器ポンプをさらに備え、前記蒸気復水器は、１つ又は複数の蒸気源からの蒸気を水に復水するように動作可能である、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0086】
前記接続ライン上に配置されたドラムレベル制御バルブをさらに備える、これらの条項の１つ又は複数に記載のガスタービンシステム。
【0087】
ガスタービン、少なくとも１つの蒸気タービン、並びに前記ガスタービン及び前記少なくとも１つの蒸気タービンを熱的に結合する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を備える複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）であって、前記ガスタービンは、吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有し、前記排気セクションは前記タービンセクションから排気ガスの流れを受け取るように構成され、前記ＨＲＳＧは、前記排気セクション内に配置された低圧エコノマイザと、前記排気セクション内において、前記排気ガスの流れに対して前記低圧エコノマイザの上流に配置された低圧蒸発器と、前記低圧エコノマイザ及び前記低圧蒸発器を少なくとも部分的に介して前記ガスタービンと熱連通する水回路であって、前記低圧エコノマイザを低圧給水源に流体結合する供給ラインであって、前記水回路は、前記供給ラインを介して前記低圧給水源から水の流れを受け取る、供給ラインと、前記低圧蒸発器を前記低圧エコノマイザに流体結合する接続ラインと、前記接続ラインと熱交換器との間に延在するバイパス供給ラインであって、前記熱交換器は前記ガスタービンの１つ又は複数の流体と熱連通する、バイパス供給ラインと、前記熱交換器から延在し、前記供給ラインに延在する第１の戻り分岐部及び前記接続ラインに延在する第２の戻り分岐部を含むバイパス戻りラインと、前記バイパス戻りライン上に配置された少なくとも１つの第１のダイバータバルブであって、前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブは前記供給ライン及び前記接続ラインの一方又は両方に向けて前記水の流れを導くように動作可能である、少なくとも１つの第１のダイバータバルブとを備える、水回路とを備える、複合サイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）。
【0088】
前記少なくとも１つの第１のダイバータバルブは、第１の位置と第２の位置との間で作動可能な第１のマルチパスダイバータバルブであり、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第１の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記第１の戻り分岐部へ搬送し、前記第１のマルチパスダイバータバルブの前記第２の位置は、前記バイパス戻りラインからの前記水の流れの全てを前記第２の戻り分岐部に搬送する、これらの条項の１つ又は複数に記載のＣＣＰＰ。
【0089】
前記熱交換器は、前記吸気セクションに配置された加熱コイル及び燃料熱交換器のうちの少なくとも一方である、これらの条項の１つ又は複数に記載のＣＣＰＰ。
【符号の説明】
【0090】
１０ 複合サイクル発電プラント、ＣＣＰＰ
１１ 吸気セクション
１２ ガスタービン
１３ 排気セクション
１４ 第１の負荷
１５ 発電機
１６ タービンセクション
１８ 燃焼セクション
２０ 圧縮機セクション、圧縮機
２１ シャフト
２２ 蒸気タービン
２４ 第２の負荷
２６ 低圧セクション
２８ 中圧セクション
３０ 高圧セクション
３２ ＨＲＳＧ
３４ 排気ガス、燃焼ガス
３６ 蒸気復水器
３８ 復水ポンプ
３９ ポンプ
４０ 低圧エコノマイザ、ＬＰＥＣＯＮ
４２ 低圧蒸発器、ＬＰＥＶＡＰ
４３ ＬＰドラム
４４ 中圧エコノマイザ
４５ 低圧蒸気
４６ 中圧蒸発器
４８ 高圧エコノマイザ
５０ 高圧蒸発器
５２ 一次高圧過熱器
５４ 仕上げ高圧過熱器
５６ 段間過熱防止装置
５８ 一次再加熱器
６０ 二次再加熱器
６２ 段間過熱防止装置
１００ ガスタービンシステム
１０２ 水回路
１０４ 供給ライン
１０６ 接続ライン
１０７ ドラムレベル制御バルブ
１０８ バイパス供給ライン
１０９ 燃料ライン
１１０ 熱交換器
１１１ 熱交換器
１１２ バイパス戻りライン
１１４ 第１の戻り分岐部
１１６ 第２の戻り分岐部
１１８ 低圧復水器、低圧給水源
１２０ 第１のダイバータバルブ
１２２ ポンプ
１２４ 第２のダイバータバルブ
１２６ ブリッジライン
１２８ 接続部分
１３０ エコノマイザバルブ
１３２ エコノマイザポンプ
１３４ 再循環ライン
１４０ 流れループ
１５０ 第１のダイバータバルブ
１５２ 第２のダイバータバルブ
１７０ 第１の流れ回路
１８０ 第２の流れ回路
２００ 空気
２１０ 加熱空気流
３００ コントローラ
３０２ 信号
３０４ センサ
３０６ センサ
４０２ 熱交換器、回路
５００ 方法
１１ 吸気セクション
１２ ガスタービン
１３ 排気セクション
１４ 第１の負荷
１５ 発電機
１６ タービンセクション
１８ 燃焼セクション
２０ 圧縮機セクション、圧縮機
２１ シャフト
２２ 蒸気タービン
２４ 第２の負荷
２６ 低圧セクション
２８ 中圧セクション
３０ 高圧セクション
３２ ＨＲＳＧ
３４ 排気ガス、燃焼ガス
３６ 蒸気復水器
３８ 復水ポンプ
３９ ポンプ
４０ 低圧エコノマイザ、ＬＰＥＣＯＮ
４２ 低圧蒸発器、ＬＰＥＶＡＰ
４３ ＬＰドラム
４４ 中圧エコノマイザ
４５ 低圧蒸気
４６ 中圧蒸発器
４８ 高圧エコノマイザ
５０ 高圧蒸発器
５２ 一次高圧過熱器
５４ 仕上げ高圧過熱器
５６ 段間過熱防止装置
５８ 一次再加熱器
６０ 二次再加熱器
６２ 段間過熱防止装置
１００ ガスタービンシステム
１０２ 水回路
１０４ 供給ライン
１０６ 接続ライン
１０７ ドラムレベル制御バルブ
１０８ バイパス供給ライン
１０９ 燃料ライン
１１０ 熱交換器
１１１ 熱交換器
１１２ バイパス戻りライン
１１４ 第１の戻り分岐部
１１６ 第２の戻り分岐部
１１８ 低圧復水器、低圧給水源
１２０ 第１のダイバータバルブ
１２２ ポンプ
１２４ 第２のダイバータバルブ
１２６ ブリッジライン
１２８ 接続部分
１３０ エコノマイザバルブ
１３２ エコノマイザポンプ
１３４ 再循環ライン
１４０ 流れループ
１５０ 第１のダイバータバルブ
１５２ 第２のダイバータバルブ
１７０ 第１の流れ回路
１８０ 第２の流れ回路
２００ 空気
２１０ 加熱空気流
３００ コントローラ
３０２ 信号
３０４ センサ
３０６ センサ
４０２ 熱交換器、回路
５００ 方法
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【外国語明細書】