特開 2024-160695 ガスタービンエンジンの排出ガスを削減するためのシステム及び方法

(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】P2024160695

(43)【公開日】2024-11-14

(54)【発明の名称】ガスタービンエンジンの排出ガスを削減するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 3/30 20060101AFI20241107BHJP

【ＦＩ】

F02C3/30

【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 2024070123

(22)【出願日】2024-04-23

(31)【優先権主張番号】63/499,364

(32)【優先日】2023-05-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】P.447993

(32)【優先日】2024-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL

(71)【出願人】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラル、ミヒル ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ピンソン、マーク ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】カゾロフスキー、カミル バジリ

(72)【発明者】

【氏名】オレスチザク、パヴェル トマシュ

(57)【要約】

【課題】動力効率を改善しつつ、ガスタービンエンジンの排出ガスを削減するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】発電システム（１０）は、圧縮機セクション（１４）と、燃焼器セクション（２２）と、タービンセクション（２８）とを有するガスタービンエンジン（１２）を備える。発電システム（１０）は、圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給する希釈剤供給システム（２００）も備える。供給された希釈剤（４６）と周囲空気は圧縮機セクション（１４）で一緒に圧縮された後で燃焼器セクション（２２）に送られる。かかるシステム（２００）を用いてガスタービンエンジン（１２）の排出ガス性能の向上を促進する方法も提供される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン（１２）に希釈剤（４６）を供給する方法であって、当該方法が、
前記ガスタービンエンジン（１２）の圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を注入するステップと、
周囲空気を前記圧縮機セクション（１４）に導くステップと、
前記ガスタービンエンジン（１２）の排出性能の向上を促進するため前記圧縮機セクション（１４）内で前記希釈剤（４６）と前記周囲空気を一緒に圧縮するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給するステップが、前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）を供給する前に、空気分離ユニット（４０）から前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）を導くことをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給するステップが、補助圧縮機を通して希釈剤（４６）を導くことなく、空気分離ユニット（４０）から前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）を導くことをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給するステップが、前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）として窒素（Ｎ_２）を供給することをさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給するステップが、前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）として二酸化炭素（ＣＯ_２）を供給することをさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給するステップが、マニホールド（１１２）を用いて前記圧縮機セクション（１４）内に前記希釈剤（４６）を分配することをさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

当該方法が、
前記ガスタービンエンジン（１２）の排出挙動の指標となる信号をコントローラ（１２６）によって受信するステップであって、前記信号が、排出センサ（１２２）、温度センサ（１２０）、酸素センサ（１２４）、圧力センサ、光学センサ又は排気スタックを通過する排気ガスの組成を測定するために排気スタックに結合したセンサの１以上から受信される、ステップと、
少なくとも前記信号に基づいて前記圧縮機セクション（１４）への前記希釈剤（４６）の流れを前記コントローラ（１２６）によって制御するステップと
をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

少なくとも前記信号に基づいて制御するステップが、前記ガスタービンエンジン（１２）の排出性能の向上を促進するために、前記圧縮機セクション（１４）に供給される前記希釈剤（４６）の流動パラメータを選択的に調整することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

発電システムであって、当該発電システムが、
ガスタービンエンジン（１２）であって、
入口を含む圧縮機セクション（１４）、
前記圧縮機セクション（１４）の下流側の燃焼器セクション（２２）、及び
前記燃焼器セクション（２２）の下流側のタービンセクション（２８）であって運転中に排気ガス（３２）を排出するタービンセクション（２８）
を備えるガスタービンエンジン（１２）と、
前記圧縮機セクション（１４）に希釈剤（４６）を供給する希釈剤供給システム（２００）と
を備えており、前記希釈剤（４６）と周囲空気は圧縮機セクション（１４）で一緒に圧縮された後で下流の燃焼器セクション（２２）に送られる、発電システム。

【請求項10】

周囲空気を分離して希釈剤（４６）を生成するための空気分離ユニット（４０）であって、前記圧縮機セクション（１４）と流体連通した空気分離ユニット（４０）と、
前記空気分離ユニット（４０）から前記圧縮機セクション（１４）に導かれる前記希釈剤（４６）の流動パラメータの制御に用いられる１以上の流れ制御装置（１０４）と
をさらに備える、請求項９に記載の発電システム。

【請求項11】

前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）を分配するためのマニホールド（１１２）をさらに備える、請求項９に記載の発電システム。

【請求項12】

前記希釈剤（４６）を貯蔵するための貯蔵タンク（２０４）であって、前記圧縮機セクション（１４）と流体連通した貯蔵タンク（２０４）と、
前記貯蔵タンク（２０４）から前記圧縮機セクション（１４）への前記希釈剤（４６）の流動パラメータを選択的に制御する１以上の流れ制御装置（１０４）と
をさらに備える、請求項９に記載の発電システム。

【請求項13】

前記希釈剤供給システム（２００）が、前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）として窒素（Ｎ_２）を供給する、請求項９に記載の発電システム。

【請求項14】

前記希釈剤供給システム（２００）が、前記圧縮機セクション（１４）に前記希釈剤（４６）として二酸化炭素（ＣＯ_２）を供給する、請求項９に記載の発電システム。

【請求項15】

前記タービンセクション（２８）の下流側に排気ガスリクレーマシステム（３４）をさらに備えており、前記排気ガスリクレーマシステム（３４）が、前記排気ガス（３２）の一部を前記希釈剤（４６）として前記圧縮機セクション（２２）に再循環させるように構成されている、請求項９に記載の発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の分野は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、特に、排出ガスを低減するためにガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を供給するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンは、産業用及び発電用に広く使用されている。従来のガスタービンエンジンは、圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクションと、燃焼器セクションの下流側のタービンセクションとを備える。周囲空気のような作動流体は、圧縮機セクションに流入して圧縮され、燃焼器セクションに入る。圧縮した作動流体を燃料と混合して燃焼器セクションで燃焼させて、燃焼ガスを発生させ、燃焼ガスはタービンセクションで膨張して軸を回転させ、電気を発生させる。

【0003】

少なくとも幾つかの公知のガスタービンエンジンでは、圧縮された作動流体は、燃焼を維持するのに必要な酸素の量よりも過剰量の酸素を含む。その結果、燃焼器セクション内の温度が上昇し、限定されるものではないが、窒素酸化物（以下、ＮＯ_ｘ）を始めとする各種の不要排出物が生成しかねない。したがって、燃焼器セクションに入る利用可能な酸素を減らすと、作動温度が調整され、ＮＯ_ｘ発生量が減少する。

【0004】

当技術分野では、燃焼器セクションでの燃焼温度を調整し、ＮＯ_ｘ発生量を低減するための様々な方法が知られている。公知の方法の１つは、作動流体に希釈剤を供給して、燃焼前に酸素含有量を減少させることを含む。希釈された作動流体は、依然として燃焼を維持するのに十分な酸素を含む。様々な希釈剤、例えば蒸気、窒素ガス（Ｎ_２）及び／又は二酸化炭素（ＣＯ_２）を使用し得る。希釈剤を補助圧縮機で加圧してから、加圧した希釈剤を燃焼器セクションに導入してもよい。補助圧縮機はガスタービンエンジンの圧縮機セクションとは別体であるので、補助圧縮機は１以上のエネルギー源を必要とし、ガスタービンエンジンの全体的動力効率を低下させてしまう。

【0005】

そこで、動力効率を改善しつつ、ガスタービンエンジンのＮＯ_ｘ排出を低減することが求められている。既存のタービンエンジンハードウェアの実質的な再構成又は再設計を必要とせずに、ガスタービンエンジン内の火炎温度及び／又はＮＯ_ｘのような排出物をさらに低減させることができれば望ましい。

【発明の概要】

【0006】

一態様では、ガスタービンエンジンに希釈剤を供給する方法を提供する。本方法は、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を注入し、周囲空気を圧縮機セクションに導くことを含む。本方法は、ガスタービンエンジンの排出性能の向上を促進するために、圧縮機セクション内で希釈剤と周囲空気を一緒に圧縮することをさらに含む。

【0007】

別の態様では、発電システムは、ガスタービンエンジンを含む。ガスタービンエンジンは、入口を含む圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクションと、燃焼器セクションの下流側のタービンセクションとを備える。運転中、タービンセクションから排気ガスが排出される。本システムは、圧縮機セクションに希釈剤を供給する希釈剤供給システムをさらに含んでおり、希薄剤と周囲空気を圧縮機セクションで一緒に圧縮してから、下流の燃焼器セクションに送られる。

【0008】

別の態様では、ガスタービンエンジンを提供する。ガスタービンエンジンは、入口を含む圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクションと、燃焼器セクションの下流側のタービンセクションとを備えており、運転中にタービンセクションから排気ガスが排出される。希釈剤制御システムは、圧縮機セクションに希釈剤を供給する希釈剤供給システムを備えており、希釈剤と周囲空気は、圧縮機セクションで一緒に圧縮されてから、下流の燃焼器セクションに送られる。希釈剤供給システムは、圧縮機セクションに供給される希釈剤の流動パラメータを制御するための１以上の流れ制御装置を含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示の上記その他の特徴、態様及び利点については、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができよう。

【図1】公知の補助希釈剤圧縮機を用いて希釈剤を圧縮してからガスタービンエンジンの燃焼器セクションに希釈剤を供給する希釈剤供給システムを含む例示的な発電システムの概略図。

【図2】改善された排出性能を有し、かつガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を供給するための希釈剤供給システムを備える代替発電システムの概略図。

【図3】改善された排出性能を有し、かつガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を供給するための希釈剤供給システムを備える別の代替発電システムの概略図。

【図4】改善された排出性能を有し、かつガスタービンエンジンの圧縮機セクション及び燃焼器セクションに希釈剤を供給するための希釈剤供給システムを備える別の別の代替発電システムの概略図。

【図5】図２～図４に示す希釈剤供給システムで使用し得る例示的な希釈剤制御システムのブロック図。

【図6】図２～図５に示す希釈剤供給システムを備えたガスタービンエンジンの排出性能を向上させる例示的方法のフローチャート。

【0010】

別途記載されていない限り、本願に添付した図面は、本開示技術の実施形態の特徴を例示するものである。これらの特徴は、本開示技術の１以上の実施形態を包含する多種多様なシステムに適用できると思料される。そのため、図面は、本明細書で開示する実施形態の実施に必要とされる当業者に公知の慣用的特徴をすべて含んでいるわけではない。複数の図面間で同様の特徴は、同様の符号を用いて示してある。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の明細書及び特許請求の範囲では、以下の意味を有するように定義されるものとする幾つかの用語が参照される。単数形で記載したものであっても、前後関係から別途明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。「任意」又は「適宜」という用語は、その用語に続いて記載された事象又は状況が起きても起きなくてもよいことを意味しており、かかる記載はその事象が起こる場合と起こらない場合を包含する。さらに、「一実施形態」という場合、記載された特徴を備える追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈すべきではない。さらに、別途明示されていない限り、特定の性質を有する１以上の構成要素を「備える」、「含む」又は「有する」実施形態は、その性質をもたない追加の構成要素を含んでいてもよい。

【0012】

本明細書で用いる「リアルタイム」という用語は、関連する事象が起こる時刻、所定のデータの測定及び収集時刻、データの処理時刻或いは事象及び環境に対するシステム応答の時刻のいずれかをいう。本明細書に記載の実施形態では、これらの活動及び事象は、実質的に瞬時に起こる。

【0013】

本明細書で用いる「プロセッサ」及び「コンピュータ」という用語並びに例えば「処理デバイス」、「計算装置」及び「コントローラ」などの関連用語は、当技術分野でコンピュータと呼ばれる集積回路に限定されず、広く、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路及び／又は他のプログラマブル回路をいい、これらの用語は本明細書では互換的に用いられる。本明細書に記載の実施形態では、メモリとして、限定されるものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなコンピュータ可読媒体、フラッシュメモリのようなコンピュータ可読不揮発性媒体が挙げられる。或いは、フロッピーディスク、コンパクトディスク－読取専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）及び／又はデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）も使用できる。また、本明細書に記載の実施形態では、追加の入力チャネルは、限定されるものではないが、マウス及びキーボードのようなオペレータインターフェースに関連するコンピュータ周辺機器であってもよい。或いは、例えば、限定されるものではないが、スキャナ又はタッチスクリーンを始めとする他のコンピュータ周辺機器も使用し得る。さらに、本明細書に記載の実施形態では、追加の出力チャネルは、限定されるものではないが、オペレータインターフェースモニタを含むことができる。

【0014】

本明細書に記載の実施形態は、発電システムのエネルギー効率を向上させながら、排出物の発生量の低下を促進するために希釈剤を利用する発電システムに関する。特に、燃焼器セクション内の温度が上昇すると、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）などの各種の不要排出物が発生しかねない。したがって、燃焼器セクションに入る利用可能な酸素を減らして作動温度を下げると、ＮＯ_ｘの発生が概ね減少する。本明細書に記載の実施形態は、排出低減によって気候変動を緩和する。作動流体に希釈剤を供給して作動流体の酸素含有量を低下させ、燃焼温度を制御することによって排出ガスを低減する。

【0015】

本明細書に記載の実施形態では、希釈剤は、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションに直接供給され、希釈剤は、周囲空気と共に圧縮機セクションによって圧縮され、圧縮された混合物が燃焼器セクションに送られる。補助圧縮機のような別の圧縮機を用いて希釈剤を圧縮することなく、希釈剤は圧縮機セクションに直接導入される。したがって、本明細書に記載の実施形態の少なくとも幾つかでは、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションとは別個の、希釈剤を圧縮するための補助圧縮機を駆動するための追加動力は必要とされない。他の実施形態では、希釈剤の少なくとも一部は、圧縮機セクションに直接供給され、別の部分は補助圧縮機に送ってから燃焼器セクションに導入される。圧縮機セクション及び燃焼器セクションに供給される希釈剤の部分の相対比は、発電システムの運転ニーズ及び排出目標に基づいて調整し得る。

【0016】

次に図面を参照すると、図１は発電システム１０の概略を示す。図に示す通り、発電システム１０は一般にガスタービンエンジン１２を含む。ガスタービンエンジン１２は、一般に、作動流体としての周囲空気１８を受け入れる入口１６を有する圧縮機セクション１４を備える。周囲空気１８は、圧縮機セクション１４を流れるにつれて圧縮される。圧縮作動流体２０は、圧縮機セクション１４の出口２１を通って圧縮機セクション１４から出て、圧縮機セクション１４の下流側の燃焼器セクション２２に送られる。図には燃焼器セクション２２は１個しか示していないが、当業者には明らかな通り、ガスタービンエンジン１２は、ガスタービンエンジン１２の軸方向中心線の周りに環状パターンで配置された複数の燃焼器セクション（例えば燃焼器缶）を含んでいてもよい。燃焼器セクション２２は、少なくとも第１段と第２段を含んでいて、中間タービン段（図示せず）で隔てられたステージング式燃焼器であってもよい。或いは、燃焼器セクション２２は、同一燃焼器セクション２２内の軸方向に隔てられた２以上の燃焼域に燃料が導入される軸方向ステージング式燃焼器（axially staged combustor）であってもよい。

【0017】

燃焼器セクション２２と流体連通する燃料供給システム２６は、燃料源２７から燃焼器セクション２２に燃料を供給する。圧縮作動流体２０は燃料と混合され、燃焼器セクション２２内で可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は、燃焼器セクション２２の燃焼ゾーン内で点火されて、高温及び高速の燃焼ガス２９を発生させる。燃焼ガス２９は、燃焼器セクション２２を出て、燃焼器セクション２２の下流側のタービンセクション２８を通って急激に膨張する。燃焼ガス２９は、シャフト３０に結合した１列以上の回転可能なブレード（図示せず）に運動及び熱エネルギーを与えてシャフト３０を回転させ、機械的仕事を生じる。シャフト３０は、発電のため又は電力／トルクの抽出のため負荷及び／又は発電機（図示せず）に結合し得る。燃焼ガスは、排気ガス３２としてタービンセクション２８から流出する。幾つかの実施形態では、排気ガス３２は、排気ガス３２から不要な燃焼副生成物（例えばＮＯ_ｘ）を除去するために、排出制御処理（例えば選択的触媒還元）を経てもよい。

【0018】

例示的な実施形態では、発電システム１０は、排気ガスリクレーマ３４（本明細書では「ＥＧＲシステム３４」という）を含む。排気ガス３２は、以下でさらに詳しく説明する通り、他の補助的な目的に使用し得る。

【0019】

発電システム１０は、周囲空気１８を受け取って、周囲空気１８を酸素ガス（例えばＯ_２）及び１以上の副生成物に分離する空気分離ユニット４０を含んでいてもよい。空気分離ユニット４０の副生成物は、窒素ガス（例えばＮ_２）などの希釈剤４６を含んでいてもよいが、これらは貯蔵してもよいし及び／又は他の用途に使用してもよい。発電システム１０では、副生成物は希釈剤供給システム３８に使用される。図１において、希釈剤供給システム３８は、希釈剤圧縮機３６を含んでいてもよい。希釈剤圧縮機３６は、希釈剤４６を圧縮してから、圧縮された希釈剤４６を燃焼器セクション２２に導く。かかる実施形態では、希釈剤圧縮機３６は、圧縮機セクション１４とは別個の独立した補助圧縮機であり、動力源（図示せず）によって駆動される。例えば、かかる実施形態では、希釈剤圧縮機３６は、ガスタービンエンジン１２で生成した動力によって駆動され、ガスタービンエンジン１２での寄生エネルギー損失を表す。

【0020】

幾つかの実施形態では、発電システム１０は、メタン及び酸素からの二酸化炭素及び水素（例えばＨ_２）への変換を促進する燃料改質器４２、例えばメタン又は天然ガス改質器を含む。運転中、改質器４２は、天然ガス４４の流れ（例えば燃料源２７から）と空気分離ユニット４０で生成した酸素の流れとを受け取る。得られる水素流は燃焼器セクション２２に送られ、水素は燃料源として使用することができ、或いは水素は別個の燃料源を補完することができる。燃焼器セクション２２への水素の供給は、燃料供給システム２６に組み込まれてもよいし、及び／又は水素の供給は燃料供給システム２６を補完してもよい。或いは発電システム１０は、発電システム１０を本明細書に記載の通り機能させることができる適切な燃料供給システムを含んでいてもよい。

【0021】

図２～図６を参照して説明する例示的な実施形態では、希釈剤４６は、限定されるものではないが、酸化剤、水、蒸気、及び／又は窒素（例えばＮ_２）のような不活性ガス、及び／又は二酸化炭素（ＣＯ_２）を含むことができる。本明細書に記載の実施形態では、希釈剤４６は、燃焼プロセスを支持する物質及び／又は窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）などの望ましくない排出物の低減を促進する物質を含むことができる。

【0022】

ここで図２を参照すると、発電システム１０は、圧縮機セクション１４と流体連結した例示的な希釈剤供給システム１００を含んでおり、希釈剤供給システム１００で圧縮機セクション１４に希釈剤４６を供給することができる。さらに、例示的な実施形態では、希釈剤供給システム１００は、希釈剤４６を圧縮機セクション１４に導く１以上の導管、パイプ、ダクト及び／又はチューブ（本明細書では導管１０２と総称する）を含んでいる。幾つかの実施形態では、重力を利用して、希釈剤４６を導管１０２を通して圧縮機セクション１４に向かって導く。幾つかの実施形態では、空気分離ユニット４０は、周囲空気１８の圧力よりも大きい圧力及び／又は圧縮機セクション１４の入口１６における周囲空気１８の圧力よりも大きい圧力で窒素を吐出する。この増大した窒素圧によって、窒素は導管１０２を通って圧縮機セクション１４に向かう。

【0023】

代替的及び／又は付加的に、希釈剤供給システム１００は、圧縮機セクション１４への希釈剤４６の移動を制御する１以上の流れ制御装置１０４を含む。例えば、流れ制御装置１０４は、圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６の速度、希釈剤４６の質量流量及び／又は希釈剤４６の体積の１以上を制御し得る。流れ制御装置１０４は、１以上のポンプ１０６及び／又は弁１０８を含んでいてもよい。加えて、希釈剤供給システム１００は、導管１０２を通って移動する希釈剤４６の速度及び／又は質量流量などの希釈剤４６の流動パラメータの測定に使用される流量測定装置１１０（例えば流量計）を含んでいてもよい。

【0024】

幾つかの実施形態では、希釈剤４６は、排気ガス３２を（例えば空気分離ユニット４０からの窒素と共に）含んでいてもよいし、或いは希釈剤４６は完全に排気ガス３２又は排気ガスの成分化学種（例えばＣＯ_２）から構成されていてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、希釈剤供給システム１００は、タービンセクション２８を出る排気ガス３２を圧縮機セクション１４の入口１６に向けて（例えばマニホールド１１２を介して）循環させる。代替的及び／又は付加的に、希釈剤供給システム１００は、希釈剤圧縮機３６（図１）のような補助圧縮機を用いて排気ガス３２を圧縮することなく、圧縮機セクション１４に排気ガス３２を導入してもよい。

【0025】

例示的な実施形態では、希釈剤供給システム１００は、圧縮機セクション１４の入口１６に希釈剤４６を分配する１以上の出口１１４を含むマニホールド１１２を含む。幾つかの実施形態では、希釈剤供給システム１００は、入口１６の近傍（例えば入口１６から約１ｍ未満、約０．５ｍ未満又は約０．２５ｍ未満）で圧縮機セクション１４に希釈剤４６を供給し得る。幾つかの実施形態では、希釈剤供給システム１００は、圧縮機セクション１４の上流側の任意の適切な位置に希釈剤４６を供給する。希釈剤４６は、入口１６に入る周囲空気１８の流れ方向と略同じ方向（例えば平行）の流れ方向に希釈剤４６が圧縮機セクション１４の入口１６に入るように圧縮機セクション１４に導入し得る。こうして、希釈剤４６は、圧縮機セクション１４に入る周囲空気１８と乱流を生じることなく圧縮機セクション１４に導入される。

【0026】

幾つかの実施形態では、発電システム１０は、圧縮機セクション１４の入口１６の近傍に配置された空気濾過システム（図示せず）を含む。空気濾過システムは、空気を濾過して周囲空気１８中の不純物及び／又はごみを除去してから、濾過した空気を入口１６に導入する。かかる実施形態では、希釈剤供給システム１００は、希釈剤４６を空気濾過システムに導入し得る。例えば、マニホールド１１２は、希釈剤４６を空気濾過システムの入口に分配し得る。

【0027】

代替的及び／又は付加的に、希釈剤供給システム１００は圧縮機セクション１４の入口１６と出口２１の間の任意の中間位置に希釈剤４６を導入してもよく、圧縮機セクション１４で希釈剤４６を圧縮してから燃焼器セクション２２に送るようにしてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、希釈剤供給システム１００は、圧縮機セクション１４の出口２１の上流側の任意の位置で圧縮機セクション１４に希釈剤４６を導入し得る。

【0028】

幾つかの実施形態では、希釈剤供給システム１００は、希釈剤４６を圧縮機セクション１４に注入するの１以上のノズル（図示せず）を、圧縮機セクション１４の入口１６又はその近傍に、又は圧縮機セクション１４の出口２１の上流側の任意の中間位置に含んでいてもよい。１以上のノズルは、マニホールド１１２の出口１１４を含んでいてもよい。代替的な実施形態では、希釈剤４６を周囲空気１８と混合してから、得られる混合物を入口１６に送ってもよい。周囲空気１８と希釈剤４６（排気ガス３２を含んでいてもよいし或いは完全に排気ガス３２から構成されたものであってもよい）の混合及び圧縮された流れ２５は次いで燃焼器セクション２２に供給される。

【0029】

希釈剤供給システム１００は、発電システム１０の排出性能に関連する状態を検出するための１以上のセンサ１１８を含んでいてもよい。センサ１１８は、燃焼器入口温度、バーナ温度、及び／又は燃焼器金属温度のような燃焼器セクション２２内の作動温度を測定する温度センサ１２０を含んでいてもよい。代替的な実施形態では、センサ１１８は、タービンセクション２８の作動パラメータ、例えば、局所的なタービン作動温度、タービン入口温度及び／又はタービン出口温度を検出するために、タービンセクション２８に結合してもよい。さらに別の実施形態では、センサ１１８は、燃焼器セクション２２及び／又はタービンセクション２８内の作動圧力を測定する圧力センサであってもよい。センサ１１８は、希釈剤供給システム１００を本明細書に記載の通り機能させることができるガスタービンエンジン１２の他の作動パラメータの測定値を得るのに用いられる他のセンサであってもよい。例えば、センサ１１８は、排気ガス３２中の１以上の汚染物質（例えばＣＯ及び／又はＮＯ_ｘ）のレベルを検出する排出センサ１２２、及び／又は酸素レベル（例えば作動流体１８中の燃焼を支持するために利用可能な酸素）を検出する酸素センサ１２４を含んでいてもよい。例えば、酸素センサ１２４は、圧縮機入口１６、圧縮機出口２１及び／又は燃焼器セクション２２に配置し得る。酸素センサ１２４は、希釈剤供給システム１００を本明細書に記載の通り機能させることができる任意の位置に配置し得る。

【0030】

センサ１１８は、ガスタービンエンジン１２の性能に関連する１以上のパラメータを制御するコントローラ１２６に通信可能に結合し得る。コントローラ１２６は、以下で説明する通り、流れ制御装置１０４に通信可能に結合し得る。コントローラ１２６は、１以上のセンサ１１８から受信した入力信号に基づいて、流れ制御装置１０４の調整に使用される１以上の出力信号を送信し得る。コントローラ１２６は、流量測定装置１１０にも通信可能に結合し得る。制御装置１２６は、流量測定装置１１０から受信した入力信号を、流れ制御装置１０４に送信される入力信号に対するフィードバック出力信号として使用してもよい。

【0031】

センサ１１８は、希釈剤供給システム１００を本明細書に記載の通り機能させることができる他のセンサを含んでいてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、センサ１１８は、燃焼器セクション２２内の火炎強度を検出する光学センサを含んでいてもよい。光センサは、火炎の強度に応じた信号をコントローラ１２６に送信する。幾つかの実施形態では、センサ１１８は、タービンセクション２８から出る排気ガス３２と相互作用するセンサを含む。例えば、センサ１１８は、タービンセクション２８の下流側の排気ダクト（図示せず）に好適に結合し得る。付加的又は代替的に、センサ１１８は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）処理システム（図示せず）から出る排気ガス３２の温度及び／又は組成の測定値を得るために、排気スタック（図示せず）に結合していてもよい。センサ１１８は、付加的又は代替的に、排気ガス３２中の未燃炭化水素の量を検知してもよい。センサ１１８は、発電システム１０を本明細書に記載の通り機能させることができる排気ガス３２の他の測定値を取得してもよい。

【0032】

図３を参照すると、希釈剤供給システム２００を含む発電システム１０の別の例示的な実施形態が示してある。希釈剤供給システム２００は、ある体積の希釈剤４６を貯蔵する貯蔵タンク２０４を含む。貯蔵タンク２０４は（例えば貯蔵タンク２０４から圧縮機セクション１４に流体を導くのに使用される１以上の導管１０２を介して）圧縮機セクション１４と流体連通して連結される。希釈剤供給システム２００は、流れ制御装置１０４（例えばポンプ１０６、弁１０８及び流量測定装置１１０）を含む。希釈剤供給システム２００は、圧縮機セクション１４に希釈剤４６を供給するためのマニホールド１１２及び／又は１以上のノズル（図示せず）も含む。

【0033】

幾つかの実施形態では、貯蔵タンク２０４は、空気分離ユニット４０（図２）と流体連通しており、希釈剤４６は、空気分離ユニット４０から貯蔵タンク２０４に移送されて貯蔵される。例えば、希釈剤４６は、流れ制御装置１０４及び／又は重力を用いて、空気分離ユニット４０から導管１０２を介して貯蔵タンク２０４に送られ、ガスタービンエンジン１２の排出性能に基づいて圧縮機セクション１４に希釈剤４６を供給することが必要とされるまで貯蔵される。

【0034】

図２及び図３に示す例示的な実施形態では、希釈剤供給システム１００及び２００は、図１に示す発電システム１０のように周囲空気１８の圧縮とは別個に希釈剤４６の圧縮に用いられる補助圧縮機（例えば希釈剤圧縮機３６）での圧縮を必要とせずに、発電システム１０に希釈剤４６を供給する。換言すると、図２及び図３の例示的な実施形態では、それ自体の動力源とする及び／又はガスタービンエンジン１２から動力を抽出する追加及び／又は別個の圧縮機は存在しない。希釈剤４６は圧縮機セクション１４に直接供給され、そこで希釈剤４６と周囲空気１８を圧縮し、得られる混合物を燃焼器セクション２２に送る。したがって、本明細書に記載の実施形態は、発電システム１０のエネルギー効率を改善しながら、排出性能の改善を促進する。代替的及び／又は付加的に、希釈剤供給システム１００及び２００は、希釈剤圧縮機３６（図２及び図３）のような補助圧縮機を用いて排気ガス３２を圧縮することなく、圧縮機セクション１４に排気ガス３２を導入してもよい。例えば、排気ガス３２は、（例えば空気分離ユニット４０及び／又は貯蔵タンク２０４から）圧縮機セクション１４に供給される別の希釈剤４６を補完するために（例えば別の希釈剤４６に追加して）使用してもよい。排気ガス３２は、圧縮機セクション１４に導入する前に希釈剤４６と混合してもよいし、或いは排気ガス３２と希釈剤４６を一緒にマニホールド１１２に通してもよい。別の例では、排気ガス３２を希釈剤４６として圧縮機セクション１４に単独で供給してもよい。

【0035】

図４は、発電システム１０で使用するための別の例示的な希釈剤供給システム３００を示す。希釈剤供給システム３００は、圧縮機希釈剤流路３０２と燃焼器希釈剤流路３０４とを有する。圧縮機希釈剤流路３０２は、希釈剤４６の第１の部分を圧縮機セクション１４に供給する。燃焼器希釈剤流路３０４は、希釈剤４６の第２の部分を例えば希釈剤圧縮機３６を介して燃焼器セクション２２に供給する。第１の部分と第２の部分の相対比は、発電システム１０の運転ニーズ及び／又は排出性能に基づいて選択的に調整し得る。幾つかの実施形態では、第１の部分は、第２の部分と比較して希釈剤４６の総流量の高い割合を占め、その結果、希釈剤４６の過半が圧縮機セクション１４に直接供給され、残る少数の希釈剤４６は希釈剤圧縮機３６に供給された後、圧縮された希釈剤４６が燃焼器セクション２２に供給される。希釈剤圧縮機３６で圧縮されるのは希釈剤４６の少数部分だけなので、希釈剤圧縮機３６はそれに応じたサイズとすることができ、資本及び運転費用を削減するとともに、ガスタービンエンジン１２からの寄生電力損失を低減することができる。

【0036】

希釈剤供給システム３００は、圧縮機希釈剤流路３０２及び燃焼器希釈剤流路３０４をそれぞれ流れる希釈剤４６の第１及び第２の部分の相対量の制御及び／又は調整に使用される１以上の制御弁３１０（例えばスプリッタ弁及び／又は二方弁）を含んでいてもよい。制御弁３１０は、コントローラ１２６と通信可能に結合している。コントローラ１２６は、センサ１１８から受信した１以上の信号に基づいて、１以上の信号を制御弁３１０に送信し得る。希釈剤供給システム３００は、圧縮機及び燃焼器希釈剤流路３０２，３０４の各々を通る希釈剤４６の流れの一方又は両方の流動パラメータを測定する１以上の流量測定装置１１０を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、圧縮機希釈剤流路３０２及び燃焼器希釈剤流路３０４は独立していて別個の経路を有しており、希釈剤流路３０２及び３０４は、各々、それらを通過する希釈剤４６の流れを制御するための独自の流れ制御装置１０４を有する。代替的及び／又は付加的に、希釈剤供給システム４００は、希釈剤圧縮機３６（図４）のような補助圧縮機を用いて排気ガス３２を圧縮することなく、圧縮機セクション１４に排気ガス３２を導入してもよい。例えば、排気ガス３２は、圧縮機セクション１４に供給される別の希釈剤４６を補完するために（例えば別の希釈剤４６に追加して）使用してもよい。排気ガス３２は、圧縮機セクション１４に導入する前に希釈剤４６と混合してもよいし、或いは排気ガス３２と希釈剤４６を一緒にマニホールド１１２に通してもよい。別の例では、排気ガス３２は、圧縮機セクション１４に希釈剤４６として単独で供給してもよい。

【0037】

図５は、コントローラ１２６を含む希釈剤制御システム５００の例示的なブロック図を示す。希釈剤制御システム５００は、圧縮機セクション１４への希釈剤４６の供給を制御する。例えば、システム５００は、圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６の供給速度、質量流量及び／又は体積を決定し得る。幾つかの実施形態では、システム５００は、発電運転の少なくとも一部の期間、一定の供給速度、一定の質量流量、一定の希釈剤４６対周囲空気１８比及び／又は一定の希釈剤４６対燃料比で希釈剤４６を供給する。幾つかの実施形態では、システム５００は、燃焼前の較正期間中に希釈剤４６の適切な供給を決定してもよく、システム５００は、次いで、発電運転の少なくとも一部の期間、決定した希釈剤４６の量及び／又は比率を維持してもよい。代替的な実施形態では、システム５００は、発電運転の少なくとも一部の期間に希釈剤４６の供給を調整してもよい。例えば、システム５００は、センサ１１８で検出される作動パラメータ及び／又は汚染物質発生量に基づいて希釈剤４６の供給を調整してもよい。

【0038】

コントローラ１２６は、メモリ５０４に通信可能に結合したプロセッサ５０２を含む。メモリ５０４は、圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６を制御するための動作を実行するためにプロセッサ５０２によってアクセスされる非一時的なコンピュータ可読媒体及びプログラムを含んでいてもよい。コントローラ１２６は、１以上のセンサ１１８に通信可能に結合され、センサ１１８から１以上の入力信号を受信するが、この信号には、ガスタービンエンジン１２の排出性能に関する測定値が含まれる。

【0039】

以上で詳しく説明した通り、１以上のセンサ１１８は、温度センサ１２０、排出センサ１２２、酸素センサ１２４、及び／又はガスタービンエンジン１２の排出性能に関連するパラメータを測定するための任意の適切なセンサを含んでいてもよい。コントローラ１２６は、プロセッサ５０２を使用して、センサ１１８から受信した１以上の入力信号を処理し、流れ制御装置１０４及び／又は制御弁３１０を調整するために必要な１以上の出力信号を決定する。

【0040】

幾つかの実施形態では、希釈剤制御システム５００は、作動流体１８中に存在する利用可能な酸素の割合の制御し、もって燃焼温度を制御するために、圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６の流動パラメータを選択的に調整する。例えば、圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６の質量流量を増加させると、周囲空気１８に対する希釈剤４６の相対比が増加して作動流体１８中に存在する利用可能な酸素の割合が減少する。

【0041】

幾つかの実施形態では、コントローラ１２６で実行される動作は、希釈剤４６の流動パラメータを調整するための制御アルゴリズムの適用を含んでいてもよい。例えば、一実施形態では、コントローラ１２６は、流れ制御装置１０４及び制御弁３１０に通信可能に結合される。コントローラ１２６は、圧縮器セクション１４に（例えば導管１０２を介して）導かれる希釈剤４６の流動パラメータの調整に資するため、出力信号を流れ制御装置１０４に送信し得る。同様に、コントローラ１２６は、希釈剤４６の第１の部分と希釈剤４６の第２の部分の相対比を調整するために、１以上の出力信号を制御弁３１０に送信し得る。コントローラ１２６は、例えばセンサ１１８から受信した信号に基づいて、第１の部分と第２の部分の相対比を決定し得る。コントローラ１２６は、発電運転前（例えば較正期間中）に第１の部分と第２の部分の相対比を決定してもよく、しかる後、コントローラ１２６は、発電プロセスの少なくとも一部の期間、希釈剤４６の第１の部分と第２の部分の相対比を維持してもよい。

【0042】

幾つかの実施形態では、コントローラ１２６は、ガスタービンエンジン１２の運転モデルを含んでいても及び／又は生成してもよい。コントローラ１２６は、流れ制御装置１０４及び／又は制御弁３１０に送信すべき出力信号を生成するために、排出性能パラメータの測定値を運転モデルと比較してもよい。運転モデルは、ガスタービンエンジン１２の運転境界及び排出境界を規定し得る。幾つかの実施形態では、コントローラ１２６は、メモリ５０４に、発電システム１０の排出性能に関連する１以上の閾値を格納し得る。コントローラ１２６は、入力信号を１以上の所定の閾値と比較し得る。コントローラ１２６が、入力信号が１以上の閾値に達した及び／又は超えたと決定した場合、コントローラ１２６は、出力信号を決定し、流れ制御装置１０４及び／又は制御弁３１０に送信し得る。

【0043】

幾つかの実施形態では、出力信号は、発電システム１０の発電運転前の較正期間中にコントローラ１２６によって決定し得る。較正中に決定された出力信号は、発電運転中に圧縮機セクション１４に供給される希釈剤４６の１以上の流動パラメータを設定するのに使用し得る。換言すると、場合によっては、希釈剤４６の流動パラメータを制御する出力信号は、発電運転の実施中、コントローラ１２６によって一定に維持してもよい。

【0044】

図６は、排出性能を向上させるためガスタービンエンジン（例えばガスタービンエンジン１２）に供給される希釈剤４６を制御する例示的な方法６００のフローチャートである。図２～図５を参照すると、方法６００は、ガスタービンエンジン１２の圧縮機セクション１４に希釈剤４６６を供給すること（６０２）を含む。幾つかの実施形態では、希釈剤４６は、空気分離ユニット４０から圧縮機セクション１４に供給（６０２）される。幾つかの他の実施形態では、希釈剤４６は、貯蔵タンク２０４から圧縮機セクション１４に供給（６０２）され、貯蔵タンク２０４は空気分離ユニット４０と結合していても結合していなくてもよい。希釈剤４６の供給（６０２）は、流れ制御装置１０４その他の適切な構造及び装置を用いて、希釈剤４６を導管１０２を通して導いて圧縮機セクション１４に供給することを含んでいてもよい。希釈剤４６の供給（６０２）は、マニホールド１１２を用いて圧縮機セクション１４に希釈剤４６を分配することを含んでいてもよい。

【0045】

方法６００は、圧縮機セクション１４で希釈剤４６と周囲空気１８を一緒に圧縮し、圧縮された混合物を燃焼器セクション２２で燃焼させること（６０４）を含む。方法６００は、センサ１１８を用いて、ガスタービンエンジン１２に関連する排出パラメータを検出すること（６０６）を含んでいてもよい。検出（６０６）は、排出センサ１２２を用いて排出レベルを検出すること、温度センサ１２０を用いて燃焼温度を検出すること及び／又は酸素センサ１２４を用いて酸素レベルを検出することを含んでいてもよい。

【0046】

方法６００は、制御装置１２６によって、希釈剤４６の流動パラメータを制御すること（６０８）を含む。制御（６０８）は、流れ制御装置１０４及び／又は制御弁３１０に送信すべき１以上の出力信号を決定することを含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、制御（６０８）は、センサ１１８から受信した１以上の入力信号に少なくとも部分的に基づいて、流れ制御装置１０４及び／又は制御弁３１０に送信すべき１以上の出力信号を決定することを含んでいてもよい。コントローラ１２６による希釈剤４６の流動パラメータの制御（６０８）は、燃焼プロセスの少なくとも一部で希釈剤４６の流動パラメータを一定に保つことを含んでいてもよい。

【0047】

幾つかの実施形態では、制御ステップ（６０８）において、方法６００は、圧縮機希釈剤流路３０２に供給される希釈剤４６の第１の部分及び燃焼器希釈剤流路３０４に供給される希釈剤４６の第２の部分（例えば第１の部分と第２の部分の相対比）を決定することを含んでいてもよい。決定は、センサ１１８から受信した１以上の入力信号に基づいて制御弁３１０に送信すべき１以上の出力信号を決定することを含んでいてもよい。決定は、発電プロセスの少なくとも一部で圧縮機希釈剤流路３０２を通る第１の部分と燃焼器希釈剤流路３０４を通る第２の部分との相対比を維持するために制御弁３１０に送信される１以上の出力信号を決定することを含んでいてもよい。

【0048】

上述のシステム及び方法は、排出性能を改善するためにガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を供給することを含む。希釈剤の供給及び排出性能は、ガスタービンエンジンで検出される排出挙動及び／又は電力消費量に応じて希釈剤の流動パラメータを調整することによって制御し得る。したがって、本明細書に記載のシステム及び方法は、ガスタービンエンジンの排出ガス及び電力効率（メガワット）の最適化に資する。少なくとも幾つかの実施形態では、ガスタービンエンジンは、希釈剤を圧縮しておいてから圧縮した希釈剤を燃焼器セクションに供給する補助圧縮機のための追加の電力消費を必要としない。本明細書に記載の実施形態では、希釈剤は圧縮剤セクションに直接供給され、圧縮機セクションで希釈剤と周囲空気を一緒に圧縮してから、圧縮された作動流体を燃焼器セクションに渡す。

【0049】

本明細書に記載のシステム及び方法の例示的な技術的効果としては、限定されるものではないが、（ａ）補助圧縮機の必要性がないので、電力消費量が抑制され、ガスタービンエンジンの全体的動力効率の改善が促進されること、（ｂ）圧縮機セクションで圧縮された作動流体に希釈剤を供給することによってガスタービンエンジンの排出性能の向上が促進されることが挙げられる。

【0050】

本明細書に記載の方法及びシステムは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではない。例えば、各システムの構成要素及び／又は各方法のステップは、本明細書に記載された他の構成要素及び／又はステップとは独立かつ別個に利用し得る。例えば、方法及びシステムは、他のタービンシステムと組合せて使用することもでき、本明細書に記載されているようなガスタービンエンジンでの実施だけに限定されるものではない。例示的な実施形態は、他の多くのタービン用途に関して実施及び利用し得る。

【0051】

本開示技術の追加の態様を、以下の実施態様項に示す。
［実施態様項１］
第１の態様では、ガスタービンエンジンに希釈剤を供給する方法を提供するが、本方法は、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションに希釈剤を注入するステップと、周囲空気を圧縮機セクションに導くステップと、ガスタービンエンジンの排出性能の向上を促進するため圧縮機セクション内で希釈剤と周囲空気を一緒に圧縮するステップとを含む。
［実施態様項２］
圧縮機セクションに希釈剤を供給するステップが、空気分離ユニットから圧縮機セクションに希釈剤を導くことをさらに含む、実施態様項１に記載の方法。
［実施態様項３］
圧縮機セクションに希釈剤を供給するステップが、補助圧縮機を通して希釈剤を導くことなく、空気分離ユニットから圧縮機セクションに希釈剤を導くことをさらに含む、実施態様項１又は実施態様項２に記載の方法。
［実施態様項４］
圧縮機セクションに希釈剤を供給するステップが、圧縮機セクションに希釈剤として窒素Ｎ_２を供給することをさらに含む、実施態様項１乃至実施態様項３のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様項５］
圧縮機セクションに希釈剤を供給するステップが、圧縮機セクションに希釈剤として二酸化炭素ＣＯ_２を供給することをさらに含む、実施態様項１乃至実施態様項４のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様項６］
圧縮機セクションに希釈剤を供給するステップが、マニホールドを用いて圧縮機セクション内に希釈剤を分配することをさらに含む、実施態様項１乃至実施態様項５のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様項７］
当該方法が、ガスタービンエンジンの排出挙動の指標となる信号をコントローラによって受信すること、及び少なくとも信号に基づいて圧縮機セクションへの希釈剤の流れをコントローラによって制御することを含む、実施態様項１乃至実施態様項６のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様項８］
信号を受信することが、排出センサ、温度センサ及び酸素センサの１以上からの信号を受信することをさらに含む、実施態様項７に記載の方法。
［実施態様項９］
少なくとも信号に基づいて制御することが、ガスタービンエンジンの排出性能の向上を促進するために、圧縮機セクションに供給される希釈剤の流動パラメータを選択的に調整することを含む、実施態様項７に記載の方法。
［実施態様項１０］
本開示の別の態様では、発電システムは、発電システムは、入口を含む圧縮機セクション、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクション、及び燃焼器セクションの下流側のタービンセクションであって運転中に排気ガスを排出するタービンセクションを備えるガスタービンエンジンと、圧縮機セクションに希釈剤を供給する希釈剤供給システムとを備えており、希釈剤と周囲空気は圧縮機セクションで一緒に圧縮された後で下流の燃焼器セクションに送られる。
［実施態様項１１］
周囲空気を分離して希釈剤を生成するための空気分離ユニットであって、圧縮機セクションと流体連通した空気分離ユニットと、空気分離ユニットから圧縮機セクションに導かれる希釈剤の流動パラメータの制御に用いられる１以上の流れ制御装置とをさらに備える、実施態様項１０に記載の発電システム。
［実施態様項１２］
圧縮機セクションに希釈剤を分配するためのマニホールドをさらに備える、実施態様項１０又は実施態様項１１に記載の発電システム。
［実施態様項１３］
希釈剤を貯蔵するための貯蔵タンクであって、圧縮機セクションと流体連通した貯蔵タンクと、貯蔵タンクから圧縮機セクションへの希釈剤の流動パラメータを選択的に制御する１以上の流れ制御装置とをさらに備える、実施態様項１０乃至実施態様項１２のいずれか１項に記載の発電システム。
［実施態様項１４］
希釈剤供給システムが、圧縮機セクションに希釈剤として窒素Ｎ_２を供給する、実施態様項１０乃至実施態様項１３のいずれか１項に記載の発電システム。
［実施態様項１５］
希釈剤供給システムが、圧縮機セクションに希釈剤として二酸化炭素ＣＯ_２を供給する、実施態様項１０乃至実施態様項１４のいずれか１項に記載の発電システム。
［実施態様項１６］
タービンセクションの下流側に排気ガスリクレーマシステムをさらに備えており、排気ガスリクレーマシステムが、排気ガスの一部を希釈剤として圧縮機セクションに再循環させるように構成されている、実施態様項１０乃至実施態様項１５のいずれか１項に記載の発電システム。
［実施態様項１７］
さらに別の実施態様では、ガスタービンエンジンは、入口を含む圧縮機セクションと、圧縮機セクションの下流側の燃焼器セクションと、燃焼器セクションの下流側のタービンセクションであって運転中に排気ガスを排出するタービンセクションと、圧縮機セクションに希釈剤を供給する希釈剤供給システムとを備えており、希釈剤と周囲空気は圧縮機セクションで一緒に圧縮された後で下流の燃焼器セクションに送られ、希釈供給システムは、圧縮機セクションに供給される希釈剤の流動パラメータを制御する１以上の流れ制御装置を備える。
［実施態様項１８］
排出センサ及び１以上の流れ制御装置と通信可能に結合したコントローラをさらに備えており、コントローラが、圧縮機セクションへの希釈剤としての窒素Ｎ_２の流れを制御するように構成される、実施態様項１７に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様項１９］
希釈剤供給システムが、圧縮機セクション内に希釈剤を分配するように構成されたマニホールドを備える、実施態様項１７又は実施態様項１８に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様項２０］
希釈剤供給システムが、排出センサ、温度センサ及び酸素センサの１以上をさらに備えており、排出センサ、温度センサ及び酸素センサの１以上がコントローラに通信可能に結合されている、実施態様項１７乃至実施態様項１９のいずれか１項に記載のガスタービンエンジン。

【0052】

本開示の様々な実施形態の特定の特徴が、ある図面には記載され、他の図面には記載されていないこともあるが、これは便宜上のものにすぎない。本開示技術の原理に則して、ある図面に記載された特徴を、他の図面に記載された特徴との組合せとして参照及び／又は特許請求の範囲に記載することができる。

【0053】

本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、当業者が本発明を実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。システム及び方法の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に生じる他の例を含んでいてもよい。かかる他の例は、特許請求の範囲と文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と非本質的な差しかない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0054】

１０ 発電システム
１２ ガスタービンエンジン
１４ 圧縮機セクション
１８ 周囲空気
２２ 燃焼器セクション
２６ 燃料供給システム
２８ タービンセクション
３４ 排気ガスリクレーマシステム
４０ 空気分離ユニット
４２ 燃料改質器
４６ 希釈剤
１０４ 流れ制御装置
１１２ マニホールド
１２０ 温度センサ
１２２ 排出センサ
１２４ 酸素センサ
２００ 希釈剤供給システム
２０４ 貯蔵タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】