特許 7471353 水回収システム、ガスタービンコジェネレーションシステム、および、その運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-11

(45)【発行日】2024-04-19

(54)【発明の名称】水回収システム、ガスタービンコジェネレーションシステム、および、その運転方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/32 20060101AFI20240412BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20240412BHJP

   F01D 25/30 20060101ALI20240412BHJP

   F02C 6/18 20060101ALI20240412BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20240412BHJP

   F02C 7/141 20060101ALI20240412BHJP

【ＦＩ】

F01D25/32 C

F01D25/00 Q

F01D25/30 F

F01D25/32 Z

F02C6/18 A

F02C7/00 B

F02C7/141

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022127868

(22)【出願日】2022-08-10

(65)【公開番号】P2024024899

(43)【公開日】2024-02-26

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】麻尾 孝志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和彦

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０１５０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０９３４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０６００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５４０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００２８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４７６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９１４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００２５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０３６０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１１５８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４７５８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｃ １／００－９／５８

Ｆ２３Ｒ ３／００－７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンと、前記ガスタービンから排出される水分を含む排ガスから回収した熱を利用してボイラ給水から蒸気を生成するための排熱回収ボイラと、前記ボイラ給水を貯める補給水タンクとを備えるガスタービンコジェネレーションシステムに設置される水回収システムであって、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから前記水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却装置と、
前記回収水冷却装置によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に供給するための回収水供給ラインと、
前記水回収装置から排出された前記回収水を前記回収水冷却装置に供給するための回収水排出ラインと、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための高温給水ラインと、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ラインと、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置と、
を備える、
水回収システム。

【請求項2】

前記高温給水ラインに設けられる高温給水開閉弁と、
前記低温給水ラインに設けられる低温給水開閉弁と、
をさらに備える、
請求項１に記載の水回収システム。

【請求項3】

前記ガスタービンコジェネレーションシステムは、前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを排気塔に導くための排気ダクトをさらに備え、
前記水回収システムは、前記排気ダクトと前記水回収装置とに接続された水回収排気ダクトをさらに備える、
請求項１または２に記載の水回収システム。

【請求項4】

前記排気ダクトに設けられた通気ダンパと、
前記水回収排気ダクトに設けられる水回収通気ダンパと、
をさらに備える、
請求項３に記載の水回収システム。

【請求項5】

前記水処理装置は、前記回収水に含まれる不純物を除去するためのイオン交換樹脂を含む、
請求項１または２に記載の水回収システム。

【請求項6】

前記不純物は硫黄を含む、
請求項５に記載の水回収システム。

【請求項7】

前記水回収装置は、
前記回収水供給ラインによって供給される前記冷媒水が流入するための冷媒水流入口と、前記冷媒水流入口よりも下方で前記排ガスが流入するための排ガス流入口とを有する熱交換容器と、
前記冷媒水流入口に接続され、前記熱交換容器の内部で前記冷媒水を散水するための散水装置と、
前記熱交換容器の内部で前記散水装置よりも下方に配置されており、前記排ガスから前記水分を回収するための充填物と、
を有する、
請求項１または２に記載の水回収システム。

【請求項8】

前記熱交換容器は、前記回収水を貯める貯水槽をさらに有し、
前記水回収システムは、前記回収水排出ラインに設けられた回収水ポンプをさらに備える、
請求項７に記載の水回収システム。

【請求項9】

請求項１に記載の水回収システムと、
前記ガスタービンと、
前記排熱回収ボイラと、
前記補給水タンクと、
を備えるガスタービンコジェネレーションシステム。

【請求項10】

前記水回収システムは、
前記高温給水ラインに設けられる高温給水開閉弁と、
前記低温給水ラインに設けられる低温給水開閉弁と、
をさらに備え、
前記ガスタービンコジェネレーションシステムは、
前記ガスタービンの燃焼器に第１燃料を供給するための第１燃料供給ラインと、
前記第１燃料供給ラインに設けられる第１燃料供給弁と、
前記燃焼器に第２燃料を供給するための第２燃料供給ラインと、
前記第２燃料供給ラインに設けられる第２燃料供給弁と、
をさらに備える、
請求項９に記載のガスタービンコジェネレーションシステム。

【請求項11】

請求項２に記載の水回収システムと、前記ガスタービンと、前記排熱回収ボイラと、前記補給水タンクとを備えるガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法であって、
前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料に応じて、前記高温給水開閉弁または前記低温給水開閉弁のいずれか一方を開放し、いずれか他方を閉鎖する給水ライン切替ステップを備える、
ガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法。

【請求項12】

前記給水ライン切替ステップでは、前記ガスタービンから排出される排ガスに含まれる前記不純物の成分の量である不純物成分量が許容値を超える場合に、前記高温給水開閉弁を閉鎖し、且つ、前記低温給水開閉弁を開放する、
請求項１１に記載のガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法。

【請求項13】

前記給水ライン切替ステップでは、前記ガスタービンから排出される排ガスに含まれる前記不純物の成分の量である不純物成分量が許容値以下である場合に、前記高温給水開閉弁を開放し、且つ、前記低温給水開閉弁を閉鎖する、
請求項１１または１２に記載のガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法。

【請求項14】

前記ガスタービンコジェネレーションシステムは、前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを排気塔に導くための排気ダクトをさらに備え、
前記水回収システムは、
前記排気ダクトと前記水回収装置とに接続された水回収排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられた通気ダンパと、
前記水回収排気ダクトに設けられる水回収通気ダンパと、
をさらに含み、
前記給水ライン切替ステップでは、前記不純物成分量が、許容値を超え、且つ前記許容値よりも大きな許容上限値以下である場合に、前記高温給水開閉弁を閉鎖し、且つ、前記低温給水開閉弁を開放し、
前記ガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法は、
前記不純物成分量が前記許容上限値以下である場合に、前記通気ダンパを閉鎖し、且つ、前記水回収通気ダンパを開放する水回収ステップと、
前記不純物成分量が前記許容上限値を超える場合に、前記水回収通気ダンパを閉鎖し、且つ、前記通気ダンパを開放する排気ステップと、
をさらに備える、
請求項１２に記載のガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法。

【請求項15】

前記ガスタービンコジェネレーションシステムは、前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを排気塔に導くための排気ダクトをさらに備え、
前記水回収システムは、
前記排気ダクトと前記水回収装置とに接続された水回収排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられた通気ダンパと、
前記水回収排気ダクトに設けられる水回収通気ダンパと、
をさらに含み、
前記ガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法は、
前記不純物成分量が前記許容値よりも大きな許容上限値以下である場合に、前記通気ダンパを閉鎖し、且つ、前記水回収通気ダンパを開放する水回収ステップと、
前記不純物成分量が前記許容上限値を超える場合に、前記水回収通気ダンパを閉鎖し、且つ、前記通気ダンパを開放する排気ステップと、
をさらに備える、
請求項１３に記載のガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水回収システム、ガスタービンコジェネレーションシステム、および、その運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高湿分空気利用型のガスタービンコジェネレーションシステムに設置される水回収システムが知られている。ガスタービンコジェネレーションシステムは、ガスタービン、及び、排熱回収ボイラを備える。排熱回収ボイラは、ガスタービンから排出される水分を含む排ガスを熱源としてボイラ給水から蒸気を生成するように構成される。また、水回収システムは、排熱回収ボイラから排出される排ガスに含まれる水分を回収するように構成される。回収された水分を含む回収水は排熱回収ボイラへ供給するためのボイラ給水として再利用される。

【0003】

特許文献１に開示される水回収システムでは、回収水の水質条件に応じて、回収水が使い分けられる。より具体的には、ガスタービンの燃料として油燃料が使用されて、回収水に含まれる不純物が許容値を超えると、当該回収水は系外に排出される。他方で、ガスタービンの燃料が油燃料から液化天然ガスに切り替わって、回収水に含まれる不純物の量が許容値以下になると、冷却器によって冷却された回収水の一部がボイラ給水として再利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－０６００１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記水回収システムでは、許容値を超える不純物を含んだ回収水は系外に排出されるため、回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できているとは言い難い。また、冷却器によって冷却された回収水がボイラ給水として再利用されているため、排熱回収ボイラにおいてボイラ給水が気化するために必要となる熱エネルギーが増え、ガスタービンコジェネレーションシステムの熱効率が低下することも懸念される。

【0006】

本開示の目的は、排ガスから回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させた水回収システム、ガスタービンコジェネレーションシステム、および、その運転方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システムは、
ガスタービンと、前記ガスタービンから排出される水分を含む排ガスから回収した熱を利用してボイラ給水から蒸気を生成するための排熱回収ボイラと、前記ボイラ給水を貯める補給水タンクとを備えるガスタービンコジェネレーションシステムに設置される水回収システムであって、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから前記水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却装置と、
前記回収水冷却装置によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に供給するための回収水供給ラインと、
前記水回収装置から排出された前記回収水を前記回収水冷却装置に供給するための回収水排出ラインと、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための高温給水ラインと、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ラインと、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置と、を備える。

【0008】

本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステムは、
上記水回収システムと、
前記ガスタービンと、
前記排熱回収ボイラと、
前記補給水タンクと、
を備える。

【0009】

本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法は、
前記高温給水ラインに設けられる高温給水開閉弁と、前記低温給水ラインに設けられる低温給水開閉弁とをさらに含む上記水回収システムと、前記ガスタービンと、前記排熱回収ボイラと、前記補給水タンクとを備えるガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法であって、
前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料に応じて、前記高温給水開閉弁または前記低温給水開閉弁のいずれか一方を開放し、いずれか他方を閉鎖する給水ライン切替ステップを備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、排ガスから回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させた水回収システム、ガスタービンコジェネレーションシステム、および、その運転方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステムの概略図である。

【図2】一実施形態に係る水回収システムを示す概略図である。

【図3】一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステムの運転方法を示すフローチャートである。

【図4】排気ステップが実行されるガスタービンコジェネレーションシステムの概略図である。

【図5】水回収ステップおよび高温給水ライン使用ステップが実行されるガスタービンコジェネレーションシステムの概略図である。

【図6】一実施形態に係る給水ライン切替ステップを示すフローチャートである。

【図7】水回収ステップおよび低温給水ライン使用ステップが実行されるガスタービンコジェネレーションシステムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

【0013】

＜１．ガスタービンコジェネレーションシステム１００の概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステム１００（以下、単にコジェネシステム１００という場合がある）の概略図である。コジェネシステム１００は、大気６から圧縮空気７を生成するための圧縮機１と、圧縮空気７と燃料とが混合されるように構成される燃焼器３と、燃焼器３から排出される燃焼ガス１２を駆動源として回転するためのガスタービン２と、ガスタービン２に連結される発電機５と、排熱回収ボイラ１４とを備える。排熱回収ボイラ１４は、ガスタービン２から排出される水分を含んだ排ガス１３から回収した熱を利用してボイラ給水から蒸気を生成するように構成される。なお、ボイラ給水は排熱回収ボイラ１４に供給されるための水である。コジェネシステム１００は、排熱回収ボイラ１４から排出される排ガス１３が流れるための主排気ダクト５７をさらに備える。

【0014】

本開示の必須の構成要素ではないが、コジェネシステム１００は、排熱回収ボイラ１４から排出される蒸気の温度を下げるための減温器２２をさらに備える。減温器２２は、例えば、排熱回収ボイラ１４に供給されるボイラ給水の一部が冷水として流入するように構成されており（矢印Ｂ参照）、該冷水が減温器２２の内部で噴射されることによって蒸気は冷まされる。冷まされた蒸気は、圧縮空気７から排出される圧縮空気７と混ざり、燃焼器３に供給される。

【0015】

本開示の一実施形態に係る燃焼器３には、液体燃料としての第１燃料または気体燃料としての第２燃料が選択的に供給される。本例では、液体燃料としての第１燃料が複数種類さらに用意されており、コジェネシステム１００の運転状態に応じて第１燃料のなかでも特定の第１燃料が選択的に供給される（第２燃料についても同様であってもよい）。

【0016】

燃料の供給系統の説明を続ける。コジェネシステム１００は、第１燃料の供給源である第１燃料供給設備１０と、第１燃料の燃焼器３への供給ラインである第１燃料供給ライン１５１と、第１燃料供給ライン１５１に設けられる第１燃料供給弁１１と、第２燃料の供給源である第２燃料供給設備８と、第２燃料の燃焼器３への供給ラインである第２燃料供給ライン１５２と、第２燃料供給ライン１５２に設けられる第２燃料供給弁９とを備える。燃焼器３では、第１燃料または第２燃料のいずれかと圧縮空気７とが混ざり、燃焼が起こる。燃焼による火炎中に上述の蒸気が噴射される。そのためガスタービン２からの排ガス１３には、大気中水分、燃焼生成水分と蒸気噴射水分が含まれる。そして、排ガス１３の水分は後述の水回収システム６０によって回収される。

【0017】

本開示では一例として、第１燃料は油燃料であり、第１燃料供給設備１０は重油（ＨＦＯ：Ｈｅａｖｙ Ｆｕｅｌ Ｏｉｌ）または灯油（Ｋｅｒｏｓｅｎｅ）を選択的に供給可能である。換言すると、燃焼器３に供給される第１燃料は、重油と灯油との間で選択的に切り替えられる。他の例に係る第１燃料供給設備１０は、重油、灯油、または軽油を選択的に供給するように構成されてもよいし、これらのうちいずれか１つの油燃料のみを供給するように構成されてもよい。また本開示では一例として、第２燃料はガス燃料（ＧＦ：Ｇａｓ Ｆｕｅｌ）である。第２燃料供給設備８は、オフガス、ＬＰＧ、水素ガス、またはアンモニアガスのいずれかを選択的に供給するように構成されてもよい。本例のオフガスは硫化水素を含まないオフガスであるが、硫化水素を含むオフガスが第２燃料として採用されてもよいし、両オフガスの何れかが選択的に燃焼器３に供給されてもよい。

【0018】

本例のコジェネシステム１００は、補給水ライン１５と、補給水ライン１５から供給される補給水をボイラ給水として貯める補給水タンク１７と、補給水タンク１７と排熱回収ボイラ１４とに接続される給水ライン１９と、給水ライン１９に設けられる給水ポンプ１８とを備える。給水ポンプ１８が駆動すると、補給水タンク１７に貯留されるボイラ給水は給水ライン１９を流れて排熱回収ボイラ１４に供給される。排熱回収ボイラ１４に供給されるボイラ給水の温度は高い方が好ましい。排熱回収ボイラ１４が蒸気を生成するために必要とする熱量が低減し、コジェネシステム１００の効率は向上するからである。なお、本例の給水ポンプ１８は一定回転数で駆動するように構成されており、給水ポンプ１８から送出されるボイラ給水の流量制御は、給水ポンプ１８の出口弁における開度調整を通じて実行される。開度調整は後述のコントローラ９０によって実行される。なお、他の例に係る給水ポンプ１８はインバータ制御によって回転数を調節できる構成を有してもよい。

【0019】

本開示の必須の構成要素ではないが、コジェネシステム１００は、給水ポンプ１８と排熱回収ボイラ１４との間で給水ライン１９に接続される排水ライン４９と、排水ライン４９に設けられる排水開閉弁（スピルオーバ弁）５０とをさらに備える。後述するように、補給水タンク１７には、補給水ライン１５だけでなく水回収システム６０からもボイラ給水が供給され、補給水タンク１７における貯水量が許容上限貯水量を超えるおそれがある。本例ではそうならないよう、貯水量が許容上限貯水量よりも少ない規定貯水量を超えることに応じて、排水開閉弁５０が開放され、補給水タンク１７内にある余剰分のボイラ給水が排水ライン４９から排出される。排水開閉弁５０の開閉は後述のコントローラ９０から送られる指令によって実行される。排水ライン４９を流れる余剰分のボイラ給水は、コジェネシステム１００を構成する他の機器に補給水として供給されてもよい。

【0020】

なお、排水ライン４９と排水開閉弁５０は設けられなくてもよい。例えば、水回収システム６０から補給水タンク１７に供給される水（回収水）の流量制御を通じて、補給水タンク１７内の貯水量は制御可能である（制御の詳細は後述する）。また好ましくは、排水ライン４９と排水開閉弁５０による貯水量制御と、水回収システム６０から補給水タンク１７に供給される回収水の流量制御を通じた貯水量制御との組合せ制御でもよい。

【0021】

本開示の必須の構成要素ではないが、コジェネシステム１００は、主排気ダクト５７に連通する排気ダクト２９と、排気ダクト２９に設けられる通気ダンパ３１と、排気ダクト２９に連結される排気塔３０とを備える。通気ダンパ３１が開放されたときには、主排気ダクト５７を流れる排ガス１３は、排気ダクト２９を経由して排気塔３０から系外に排出される。また本開示の主排気ダクト５７は水回収システム６０にも連結されている。そして、通気ダンパ３１が閉鎖されたときには、主排気ダクト５７を流れる排ガス１３はコジェネシステム１００の構成要素である水回収システム６０へと流れ、排ガス１３に含まれる水分が回収される。

【0022】

＜２．水回収システム６０＞
図２は、本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システム６０を示す概略図である。コジェネシステム１００に設置される水回収システム６０の概要は以下の通りである。水回収システム６０は水回収装置３３を備えており、水回収装置３３に流入する冷媒水を用いて、排ガス１３に含まれる水分は回収される。回収された水分と冷媒水とを含む回収水の一部は、水回収システム６０の構成要素である給水ライン４を経由して補給水タンク１７に供給される。残りの回収水は水回収システム６０において循環し、冷媒水として水回収装置３３に流入する。

【0023】

水回収システム６０の構成を説明する。水回収システム６０は、水回収装置３３、回収水排出ライン３９、回収水冷却装置４０、および、回収水供給ライン４２を備える。水回収装置３３は、排熱回収ボイラ１４から排出される排ガス１３と冷媒水との熱交換によって、排ガス１３から水分を回収するように構成される。回収水排出ライン３９は、水回収装置３３と回収水冷却装置４０とに接続されており、水回収装置３３から排出された回収水を回収水冷却装置４０に供給するように構成される。回収水冷却装置４０は、回収水排出ライン３９を流れる回収水を冷却するように構成される。回収水冷却装置４０の冷却系統については後述する。回収水供給ライン４２は、回収水冷却装置４０と水回収装置３３とに接続されており、回収水冷却装置４０によって冷却された回収水を冷媒水として水回収装置３３に供給するように構成される。

【0024】

水回収システム６０は、回収水を補給水タンク１７に導くための給水ライン４をさらに備え、給水ライン４は、高温給水ライン４４と低温給水ライン４７とを含む。高温給水ライン４４は、回収水排出ライン３９に接続されており、回収水排出ライン３９から取り出された回収水を補給水タンク１７に導くように構成される。回収水排出ライン３９から取り出される回収水は、排ガス１３から回収された熱を有するため、比較的高い温度を有する。低温給水ライン４７は、回収水供給ライン４２に接続されており、回収水供給ライン４２から取り出された回収水を補給水タンク１７に導くように構成される。回収水供給ライン４２から取り出される回収水は、回収水冷却装置４０による冷却処理が施されているため、比較的低い温度を有する。低温給水ライン４７には水回収システム６０の構成要素である水処理装置４６が設けられている。水処理装置４６は、低温給水ライン４７を流れる回収水に対して不純物を除去する処理を施すように構成される。不純物は燃焼器３（図１参照）での燃焼に伴って生じ、排ガス１３に混入する。この不純物の少なくとも一部は、水回収装置３３での排ガス１３と冷媒水との熱交換により、回収水に溶解する。水処理装置４６が、回収水に含まれる不純物を除去することで、補給水タンク１７に貯留されるボイラ給水に不純物が含まれることが抑制される。一般に、処理される水の温度が低い方が、水処理装置４６の不純物除去処理能力は向上する。回収水の温度が高い場合、水処理装置４６中の交換樹脂を損傷する可能性があり、不純物除去処理能力が低下する虞がある。

【0025】

上記構成によれば、高温給水ライン４４は、不純物の除去を必要としない回収水を補給水タンク１７に導く。この回収水は、回収水冷却装置４０よりも上流を流れる高温の回収水であるので、補給水タンク１７に貯まるボイラ給水の温度が低下するのを抑制できる。その結果、排熱回収ボイラ１４が蒸気を生成するのに要する熱量を低減でき、コジェネシステム１００の熱効率は向上する。他方で、低温給水ライン４７は、不純物の除去を必要とする回収水を、水処理装置４６を経由して補給水タンク１７に導く。この回収水は、回収水冷却装置４０よりも下流側を流れる低温の回収水であるので、水処理装置４６の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。従って、水回収装置３３において回収される回収水に不純物が含まれる場合でも、当該回収水を破棄することなく補給水タンク１７に供給することができる。以上より、排ガス１３から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させた水回収システム６０が実現される。

【0026】

図２で例示される水回収システム６０は、高温給水ライン４４に設けられる高温給水開閉弁４８と、低温給水ライン４７に設けられる低温給水開閉弁４５とをさらに備える。水回収装置３３から排出される回収水が水処理装置４６による不純物除去処理を不要とする場合には、高温給水開閉弁４８が開放され、低温給水開閉弁４５が閉鎖される。これにより、高温の回収水が補給水タンク１７に供給され、低温の回収水は補給水タンク１７に供給されない。他方で、回収水が不純物除去処理を必要とする場合には、高温給水開閉弁４８が閉鎖され、低温給水開閉弁４５が開放される。これにより、低温の回収水が水処理装置４６により不純物除去の処理が実施されて補給水タンク１７に供給され、高温の回収水は補給水タンク１７に供給されない。

【0027】

上記構成によれば、高温給水ライン４４または低温給水ライン４７のいずれか一方のみを使用する水回収システム６０の運転が可能となる。これにより、排ガス１３に含まれる不純物の成分の量である不純物成分量に応じて、熱効率の向上を優先する運転または不純物の回収を優先する運転を選択的に実行できる。

【0028】

本例の水処理装置４６は、回収水に含まれる不純物を除去するためのイオン交換樹脂１４６を含む。イオン交換樹脂１４６は、回収水に溶解したイオン状態の不純物を、イオン交換作用によって吸着するように構成される。また、本開示では一例として不純物は硫黄を含む。例えば、燃焼器３（図１参照）に供給される燃料が第１燃料（より具体的には灯油）である場合、燃焼器３において硫黄が発生し排ガス１３に混入する。結果、水回収装置３３から排出される回収水に硫黄成分が含まれる。この場合、ボイラ給水用の回収水は低温給水ライン４７を流れてイオン交換樹脂１４６によって硫黄除去処理が施される。従って、補給水タンク１７の内壁面、および、給水ライン１９の内壁面などのコジェネシステム１００を構成する機器に硫黄が付着するのを抑制できる。なお、燃焼器３に供給される燃料が第２燃料（より具体的な一例として硫化水素を含まないオフガス）である場合には、燃焼器３において硫黄が発生することは殆どない。この場合、ボイラ給水用の回収水は高温給水ライン４４を流れる。

【0029】

上記構成によれば、イオン交換樹脂１４６によって不純物を除去することができる。また、比較的低温の回収水が水処理装置４６に流入するため、イオン交換樹脂１４６の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。また、本例ではイオン交換樹脂１４６が硫黄を除去するので、ボイラ給水に硫黄がボイラ給水に混入することに抑制できる。これにより、コジェネシステム１００を構成する機器が腐食するのを抑制できる。
なお、水処理装置４６はイオン交換樹脂１４６に代えて硫黄凝集剤を備えてもよい。この場合であっても、上記利点は得られる。

【0030】

上述のようにコジェネシステム１００は、排熱回収ボイラ１４から排出される排ガス１３を排気塔３０に導くための排気ダクト２９と、排気ダクト２９に設けられる通気ダンパ３１とを備える。そして、本開示の一実施形態に係る水回収システム６０は、排気ダクト２９と水回収装置３３とに接続された水回収排気ダクト１２９と、水回収排気ダクト１２９に設けられる水回収通気ダンパ３２とを備える。例えば、燃焼器３（図１参照）に供給される燃料が第１燃料（より具体的には重油）である場合、燃焼器３において過剰な不純物（より具体的には硫黄）が発生し排ガス１３に混入する。そして、不純物成分量が許容上限値を超えるこの排ガス１３が水回収装置３３に流入すると、回収水に過剰な不純物が混入し、水処理装置４６を用いても不純物を十分に除去できるとは限らない。結果、不純物が残存したボイラ給水が補給水タンク１７に流れるおそれがある。そこで本開示ではこのような場合に、排気ダクト２９が開放されて、水回収通気ダンパ３２が閉鎖される。これにより、不純物成分量が許容上限値を超える排ガス１３が水回収装置３３に流れないようにする。結果、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制できる。他方で、不純物成分量が許容上限値以下となる場合には、通気ダンパ３１が閉鎖されて、水回収通気ダンパ３２が開放される。これにより、水回収排気ダクト１２９は排ガス１３を水回収装置３３に導くことができ、不純物成分量に応じて高温給水ライン４４または低温給水ライン４７が使い分けられる。

【0031】

図２を参照し、本開示の一実施形態に係る水回収装置３３の構成を例示する。水回収装置３３は、排ガス１３と冷媒水とが互いに熱交換するように構成される熱交換容器１３０を有する。熱交換容器１３０は、回収水供給ライン４２によって供給される冷媒水（回収水）が流入するための冷媒水流入口１３２と、水回収排気ダクト１２９によって供給される排ガス１３が流入するための排ガス流入口１３１とを有する。同図の例では、排ガス流入口１３１は冷媒水流入口１３２よりも下方に位置する。熱交換容器１３０の内部では、排ガス１３と冷媒水とが気液接触することで熱交換が実行され、排ガス１３から水分が回収される。水分を回収された排ガス１３は、熱交換容器１３０の排ガス流出口１３３から排出される（矢印Ａ）。排ガス流出口１３３は冷媒水流入口１３２よりも上方に位置する。

【0032】

本例の水回収装置３３は充填物式水回収装置である。より具体的な一例として、水回収装置３３は、熱交換容器１３０の内部で冷媒水を散水するための散水装置３４をさらに有しており、散水装置３４は、冷媒水流入口１３２に接続される配管を有する。また、水回収装置３３は、熱交換容器１３０に収容される充填物３５をさらに有し、充填物３５は、散水装置３４と排ガス流入口１３１との間の高さ位置に配置される。本例では、散水装置３４の配管に設けられるノズルから冷媒水が充填物３５に向けて散水される。排ガス１３は充填物３５に付着した冷媒水と熱交換を行い、排ガス１３の水分が凝縮して落下する。冷媒としての役割を終えた冷媒水は、排ガス１３から回収された水分を含む回収水として、熱交換容器１３０の底部に設けられる回収水流出口１３４を経由して回収水排出ライン３９に流れる。

【0033】

上記構成によれば、熱交換容器１３０の内部において散水された冷媒水が充填物３５に付着する。そして、排ガス１３が、充填物３５に付着した冷媒水と熱交換を行うことで、排ガス１３に含まれる水分を回収することができる。

【0034】

本例の熱交換容器１３０の下部は充填物３５から落下する回収水を貯める貯水槽１３６であり、上述した回収水流出口１３４は貯水槽１３６の底部に設けられている。また、本例の水回収システム６０は、回収水排出ライン３９に設けられた回収水ポンプ３８をさらに備える。本例の回収水ポンプ３８はインバータ５４を備えており、回収水ポンプ３８の回転数は調整可能である。他の例に係る回収水ポンプ３８は、一定回転数で駆動するように構成されてもよく、回収水排出ライン３９を流れる回収水の流量制御が回収水ポンプ３８の出口弁の開度調整を通じて実行されてもよい。

【0035】

上記構成によれば、貯水槽１３６に貯まった回収水を回収水ポンプ３８は流すので、水回収システム６０において、冷媒水と回収水は回収水ポンプ３８で循環運転され、排ガス１３からの回収水は、貯水槽１３６のレベル制御により、高温給水ライン４４又は低温給水ライン４７を介してボイラ給水として利用することができる。

【0036】

図２を参照し、回収水冷却装置４０の冷却系統を説明する。本開示の一実施形態に係る水回収システム６０は、回収水を冷却するための冷却水の供給源である冷却水源５１と、冷却水源５１から回収水冷却装置４０への冷却水の供給ラインである冷却水供給ライン４１と、冷却水源５１から回収水冷却装置４０に冷却水を送るための冷却水ポンプ５２と、回収水冷却装置４０から排出される冷却水の排出ラインである冷却水排出ライン５９とを備える。本例の冷却水ポンプ５２はインバータ５５を備えており、冷却水ポンプ５２の回転数は調整可能である。他の例に係る冷却水ポンプ５２は、一定回転数で駆動するように構成されてもよく、回収水排出ライン３９を流れる回収水の流量制御が冷却水ポンプ５２の出口弁の開度調整を通じて実行されてもよい。また、冷却水ポンプ５２は、図２の例では冷却水供給ライン４１に設けられているが、冷却水排出ライン５９に設けられてもよい。

【0037】

図２で例示される水回収システム６０はコントローラ９０を備える。コントローラ９０は、回収水ポンプ３８と冷却水ポンプ５２とを制御するように構成される。同図の例では、水回収装置３３から排出される排ガス１３の温度を計測するための排ガス温度センサ９１と、回収水冷却装置４０から排出される回収水の温度を計測するための回収水温度センサ９２とが設けられている。コントローラ９０は、これらのセンサの計測結果に応じて、冷却水ポンプ５２のインバータ５５と、回収水ポンプ３８のインバータ５４とに制御信号を送信する。冷却水ポンプ５２の回転数制御を通じて冷却水の流量が制御されることで、回収水冷却装置４０から排出される回収水の温度を制御できる。また、回収水ポンプ３８の回転数制御を通じて回収水の流量が制御されることで、水回収装置３３に流入する冷媒水の流量を制御できる。従って、コントローラ９０は、回収水冷却装置４０に流入する冷媒水が有する熱量を制御することができる。これにより、水回収装置３３に流入する排ガス１３が有する熱量に応じて、回収水冷却装置４０に流入する冷媒水の熱量を制御することができ、例えば排ガス流出口１３３を流れる排ガス１３の温度を一定に保つための制御などが実行可能となる。

【0038】

なお、コントローラ９０はコンピュータによって構成されており、プロセッサ、メモリ、及び外部通信インタフェースを備える。プロセッサは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、又はこれらの組み合わせなどである。他の実施形態に係るプロセッサは、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはＭＣＵ等の集積回路により実現されてもよい。メモリは、各種データを一時的または非一時的に記憶するように構成され、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはフラッシュメモリの少なくとも１つによって実現される。メモリにロードされたプログラムの命令にしたがって、プロセッサは各種制御処理を実行する。また、コントローラ９０は、コジェネシステム１００を構成する複数の制御盤の一つを構成するＤＣＳ盤であってもよい。コントローラ９０から送られる各種指令によって、第１燃料供給弁１１、第２燃料供給弁９、通気ダンパ３１、水回収通気ダンパ３２、高温給水開閉弁４８、低温給水開閉弁４５、回収水ポンプ３８、及び、冷却水ポンプ５２はそれぞれ制御される。

【0039】

＜３．コジェネシステム１００の運転方法の例示＞
図３～図７を参照し、コジェネシステム１００の運転方法を例示する。コジェネシステム１００では一例として、排ガス１３の不純物成分量に応じて、コジェネシステム１００の運転が切り替わる。より具体的には、排ガス１３の不純物成分量が許容上限値を超えるか、許容上限値よりも小さな許容値以下であるかに応じて、コジェネシステム１００の運転が切り替わる。以下で説明する各ステップについては、コントローラ９０によって実行されてもよいし、コジェネシステム１００のオペレータによって実行されてもよい。また、以下の説明では、ステップを「Ｓ」と略記する場合がある。

【0040】

図３、図４で例示されるように、排ガス１３に含まれる不純物成分量が許容上限値を超えるか否かが判定される（Ｓ１１）。例えば、燃焼器３に供給される燃料を示す情報が取得されることで、不純物成分量が許容上限値を超えるか判定される（燃焼器３に供給される燃料が分かれば、不純物成分量のおおよその値が判る）。例えば、コジェネシステム１００の起動運転では、第１燃料供給弁１１が開放されて、第１燃料としての重油（ＨＦＯ）が燃焼器３に供給される。この場合、不純物成分量が許容上限値を超え（Ｓ１１：ＹＥＳ）、排気ステップが実行される（Ｓ１３）。排気ステップ（Ｓ１３）では、水回収通気ダンパ３２が閉鎖され、且つ、通気ダンパ３１が開放される。これにより、主排気ダクト５７を流れる排ガス１３は、排気ダクト２９と排気塔３０を経由して系外に排出され、水回収システム６０へは流れない。その後、燃焼器３に供給される燃料の切替えられたか否かが判定される（Ｓ１５）。例えば、コントローラ９０は、燃焼器３に供給される燃料を変更する指令が生成された否かに基づき、燃料の切替えの有無を判定する。なお、燃料を変更する指令は、第１燃料供給弁１１と第２燃料供給弁９を動作させる指令、または、第１燃料供給設備１０が供給する第１燃料の種類を変更させる指令などである。

【0041】

例えば図５に示すように、コジェネシステム１００の起動運転から定格運転への切替りに伴って、燃焼器３に供給される燃料が重油からガス燃料（より詳細には硫化水素を含まないオフガス）に切り替わる。このとき、第１燃料供給弁１１が閉鎖され、第２燃料供給弁９が開放され、第２燃料としてのガス燃料が燃焼器３に供給される。これにより、排ガス１３の不純物成分量は許容上限値以下となる（Ｓ１１：ＮＯ）。

【0042】

図３、図５で例示されるように、排ガス１３から水分を回収する水回収ステップが実行される（Ｓ１７）。より具体的には、通気ダンパ３１が閉鎖され、且つ、水回収通気ダンパ３２が開放される。これにより、主排気ダクト５７を流れる排ガス１３は水回収装置３３に流入し、排気ダクト２９には流れない。Ｓ１７の実行時、回収水ポンプ３８と冷却水ポンプ５２（図２参照）は駆動されている。従って、Ｓ１７では、水回収システム６０が排ガス１３に含まれる水分を既述の原理によって回収する。

【0043】

次いで、給水ライン切替ステップが実行される（Ｓ１９）。Ｓ１９では、燃焼器３に供給される燃料に応じて、使用される給水ライン４が切り替わる。より具体的な一例として、供給される燃料に応じて、高温給水ライン４４と低温給水ライン４７とが使い分けられる。Ｓ１９の実行後、既述のＳ１５が実行される。燃焼器３に供給される燃料に変更がなければ（Ｓ１５：ＮＯ）、本フローは終了する。

【0044】

図３、図５～図７を参照し、給水ライン切替ステップの詳細を説明する。図５、図６に示すように、はじめに排ガス１３の不純物成分量が許容値を超えるか否かが判定される（Ｓ２１）。例えば、第２燃料としてガス燃料が燃焼器３に供給される場合（図５参照）、排ガス１３の不純物成分量は、許容値以下となる（Ｓ２１：ＮＯ）。この場合、不純物を除去する処理が不要となるので、高温給水ライン使用ステップが実行される（Ｓ２３）。より具体的には図５に示すように、低温給水開閉弁４５が閉鎖され、高温給水開閉弁４８が開放される。これにより、回収水排出ライン３９から取り出された回収水は、高温給水ライン４４を経由して補給水タンク１７に流入する。Ｓ２３の実行後、給水ライン切替ステップは終了し、処理は図３のフローに戻る。

【0045】

他方で、排ガス１３の不純物成分量が許容値を超える場合がある（Ｓ２１：ＹＥＳ）。例えば、コジェネシステム１００の起動運転から定格運転への切替りに伴って燃焼器３に供給される第１燃料が重油から灯油に切り替えられる場合（図７参照）、排ガス１３の不純物成分量は、許容上限値以下となるものの（Ｓ１１：ＮＯ）、許容値を超える（Ｓ２１：ＹＥＳ）。この場合、不純物除去処理が必要となるため、図６に示すように、低温給水ライン使用ステップが実行される（Ｓ２５）。より具体的には図７に示すように、高温給水開閉弁４８が閉鎖され、低温給水開閉弁４５が開放される。これにより、回収水供給ライン４２から取り出された回収水が、低温給水ライン４７を経由して補給水タンク１７に流れる。低温給水ライン４７を流れる回収水は、水処理装置４６によって不純物除去処理が施される。Ｓ２５の実行後、給水ライン切替ステップは終了し、処理は図３のフローに戻る。

【0046】

なお、燃焼器３に供給される燃料が、第１燃料としての灯油と、第２燃料としてのガス燃料との間で切り替わることがあってもよい。この場合においても、図３、図６に示すように、燃料の切り替えが起こると（Ｓ１５：ＹＥＳ、Ｓ１１：ＮＯ）、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）において、高温給水ライン使用ステップ（Ｓ２３）または低温給水ライン使用ステップ（Ｓ２５）のいずれかが実行される。また、上記した各ステップの順序は適宜変更されてもよい。例えば、図３において、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）の後に、水回収ステップ（Ｓ１７）が実行されてもよい。また、Ｓ１１，Ｓ２１では、主排気ダクト５７などに設置される不純物成分量を計測するためのセンサの計測結果に基づき、具体的な不純物成分量が求められてもよい。

【0047】

上記構成によれば、燃焼器３に供給される燃料の切替えにより不純物成分量が変化する場合であっても、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）が実行されることで、不純物成分量に応じて高温給水ライン４４と低温給水ライン４７とを使い分けることができる。これにより、不純物成分量に応じて、熱効率の向上を優先する運転または不純物の回収を優先する運転を実行できる。よって、排ガス１３から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させたコジェネシステム１００が実現される。

【0048】

また上記構成によれば、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）において、不純物成分量が許容値を超える場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、回収水の一部は低温給水ライン４７に流れ、水処理装置４６が回収水から不純物を除去する。これにより、ボイラ給水に不純物が混入するのを抑制できる。

【0049】

また上記構成によれば、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）において、不純物成分量が許容値以下である場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、回収水の一部を高温給水ライン４４に流して、回収水冷却装置４０による冷却処理および水処理装置４６による不純物除去処理が施されない回収水をボイラ給水として再利用することができる。よってコジェネシステム１００の運転効率を向上できる。

【0050】

また上記構成によれば、不純物成分量が許容上限値以下であり（Ｓ１１：ＮＯ）、且つ、許容値を超える場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、排ガス１３が水回収排気ダクト１２９によって水回収装置３３に導かれ、排ガス１３に含まれる水分が回収される（Ｓ１７）。他方で、不純物成分量が許容上限値を超える場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、排ガス１３は排気塔３０から系外に排出される。これにより、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制でき、コジェネシステム１００に不純物が付着するのを抑制できる。

【0051】

また上記構成によれば、不純物成分量が許容値以下となる場合（Ｓ１１：ＮＯ、Ｓ２１：ＮＯ）、排ガス１３が水回収排気ダクト１２９によって水回収装置３３に導かれ、排ガス１３に含まれる水分が回収される（Ｓ１７）。他方で、不純物成分量が許容上限値を超える場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、排気ダクト２９は排ガス１３を系外に排出する。これにより、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制でき、コジェネシステム１００に不純物が付着するのを抑制できる。

【0052】

＜４．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0053】

１）本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システム（６０）は、
ガスタービン（２）と、前記ガスタービン（２）から排出される水分を含む排ガス（１３）から回収した熱を利用してボイラ給水から蒸気を生成するための排熱回収ボイラ（１４）と、前記ボイラ給水を貯める補給水タンク（１７）とを備えるガスタービンコジェネレーションシステム（１００）に設置される水回収システム（６０）であって、
前記排熱回収ボイラ（１４）から排出される前記排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガス（１３）から前記水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置（３３）によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却装置（４０）と、
前記回収水冷却装置（４０）によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置（３３）に供給するための回収水供給ライン（４２）と、
前記水回収装置（３３）から排出された前記回収水を前記回収水冷却装置（４０）に供給するための回収水排出ライン（３９）と、
前記回収水排出ライン（３９）に接続される高温給水ライン（４４）であって、前記回収水排出ライン（３９）から取り出された前記回収水を前記補給水タンク（１７）に導くための高温給水ライン（４４）と、
前記回収水供給ライン（４２）に接続される低温給水ライン（４７）であって、前記回収水供給ライン（４２）から取り出された前記回収水を前記補給水タンク（１７）に導くための低温給水ライン（４７）と、
前記低温給水ライン（４７）を流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水回収装置（３３）と、
を備える。

【0054】

上記１）の構成によれば、高温給水ライン（４４）は、不純物の除去を必要としない回収水を補給水タンク（１７）に導く。この回収水は、回収水冷却装置（４０）よりも上流を流れる高温の回収水であるので、補給水タンク（１７）に貯まるボイラ給水の温度が低下するのを抑制できる。結果、排熱回収ボイラ（１４）が蒸気を生成するのに要する熱量を低減でき、ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の熱効率は向上する。他方で、低温給水ライン（４７）は、不純物の除去を必要とする回収水を、水処理装置（４６）を経由して補給水タンク（１７）に導く。この回収水は、回収水冷却装置（４０）よりも下流側を流れる低温の回収水であるので、水処理装置（４６）の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。従って、水回収装置（３３）において回収される回収水に不純物が含まれる場合でも、当該回収水を破棄することなく補給水タンク（１７）に供給することができる。以上より、排ガス（１３）から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させた水回収システム（６０）が実現される。

【0055】

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の水回収システム（６０）であって、
前記高温給水ライン（４４）に設けられる高温給水開閉弁（４８）と、
前記低温給水ライン（４７）に設けられる低温給水開閉弁（４５）と、
をさらに備える。

【0056】

上記２）の構成によれば、高温給水ライン（４４）または低温給水ライン（４７）のいずれか一方のみを使用する運転が可能となる。これにより、排ガス（１３）に含まれる不純物の成分の量である不純物成分量に応じて、熱効率の向上を優先する運転または不純物の回収を優先する運転を選択的に実行できる。

【0057】

３）幾つかの実施形態では、上記１）または２）に記載の水回収システム（６０）であって、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）は、前記排熱回収ボイラ（１４）から排出される前記排ガス（１３）を排気塔（３０）に導くための排気ダクト（２９）をさらに備え、
前記水回収システム（６０）は、前記排気ダクト（２９）と前記水回収装置（３３）とに接続された水回収排気ダクト（１２９）をさらに備える。

【0058】

上記３）の構成によれば、不純物成分量が許容上限値を超える場合には、水回収装置（３３）に排ガス（１３）を流さない。これにより、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制できる。

【0059】

４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の水回収システム（６０）であって、
前記排気ダクト（２９）に設けられた通気ダンパ（３１）と、
前記水回収排気ダクト（１２９）に設けられる水回収通気ダンパ（３２）と、
をさらに備える。

【0060】

上記４）の構成によれば、不純物成分量が許容上限値以下となる場合には、水回収排気ダクト（１２９）は排ガス（１３）を水回収装置（３３）に導くことができる。他方で、不純物成分量が許容上限値を超える場合には、排ガス（１３）に含まれる水分を回収することなく、排気ダクト（２９）は排ガス（１３）を系外に排気することができる。これにより、過剰な不純物を含む排ガス（１３）が水回収装置（３３）に流れることを抑制でき、ボイラ給水に不純物が混入するのを抑制できる。

【0061】

５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の水回収システム（６０）であって、
前記水処理装置（４６）は、前記回収水に含まれる不純物を除去するためのイオン交換樹脂（１４６）を含む。

【0062】

上記５）の構成によれば、イオン交換樹脂（１４６）によって不純物を除去することができる。また、比較的低温の回収水が水処理装置（４６）に流入するため、イオン交換樹脂（１４６）の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。

【0063】

６）幾つかの実施形態では、上記５）に記載の水回収システム（６０）であって、
前記不純物は硫黄を含む。

【0064】

上記６）の構成によれば、イオン交換樹脂（１４６）が硫黄を除去するので、ボイラ給水に硫黄が混入することに抑制できる。これにより、ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）を構成する機器が腐食するのを抑制できる。

【0065】

７）幾つかの実施形態では、上記１）から６）のいずれかに記載の水回収システム（６０）であって、
前記水回収装置（３３）は、
前記回収水供給ライン（４２）によって供給される前記冷媒水が流入するための冷媒水流入口（１３２）と、前記冷媒水流入口（１３２）よりも下方で前記排ガス（１３）が流入するための排ガス流入口（１３１）とを有する熱交換容器（１３０）と、
前記冷媒水流入口（１３２）に接続され、前記熱交換容器（１３０）の内部で前記冷媒水を散水するための散水装置（３４）と、
前記熱交換容器（１３０）の内部で前記散水装置（３４）よりも下方に配置されており、前記排ガス（１３）から前記水分を回収するための充填物（３５）と、
を有する。

【0066】

上記７）の構成によれば、熱交換容器（１３０）の内部において散水された冷媒水が充填物（３５）に付着する。そして、排ガス（１３）が、充填物（３５）に付着した冷媒水と熱交換を行うことで、排ガス（１３）に含まれる水分を回収することができる。

【0067】

８）幾つかの実施形態では、上記７）に記載の水回収システム（６０）であって、
前記熱交換容器（１３０）は、前記回収水を貯める貯水槽（１３６）をさらに有し、
前記水回収システム（６０）は、前記回収水排出ライン（３９）に設けられた回収水ポンプ（３８）をさらに備える。

【0068】

上記８）の構成によれば、冷媒水と回収水は回収水ポンプ（３８）で循環運転され、排ガスからの回収水は、貯水槽（１３６）のレベル制御により、高温給水ライン（４４）又は低温給水ライン（４７）を介してボイラ給水として利用することができる。

【0069】

９）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステム（１００）は、
上記１）に記載の水回収システム（６０）と、
前記ガスタービン（２）と、
前記排熱回収ボイラ（１４）と、
前記補給水タンク（１７）と、
を備える。

【0070】

上記９）の構成によれば、上記１）と同様の理由によって、排ガス（１３）から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させたガスタービンコジェネレーションシステム（１００）が実現される。

【0071】

１０）幾つかの実施形態では、上記９）に記載のガスタービンコジェネレーションシステム（１００）であって、
前記水回収システム（６０）は、
前記高温給水ライン（４４）に設けられる高温給水開閉弁（４８）と、
前記低温給水ライン（４７）に設けられる低温給水開閉弁（４５）と、
をさらに備え、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）は、
前記ガスタービン（２）の燃焼器に第１燃料を供給するための第１燃料供給ライン（１５１）と、
前記第１燃料供給ライン（１５１）に設けられる第１燃料供給弁（１１）と、
前記燃焼器に第２燃料を供給するための第２燃料供給ライン（１５２）と、
前記第２燃料供給ライン（１５２）に設けられる第２燃料供給弁（９）と、
をさらに備える。

【0072】

上記１０）の構成によれば、燃焼器（３）に供給される燃料が第１燃料と第２燃料の間で切り替わることに伴って排ガス（１３）に含まれる不純物の成分の量である不純物成分量が変化する場合であっても、不純物成分量に応じて高温給水ライン（４４）と低温給水ライン（４７）とを使い分けることができる。これにより、不純物成分量に応じて、熱効率の向上を優先する運転または不純物の回収を優先する運転を実行できる。

【0073】

１１）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法は、
上記２）に記載の水回収システム（６０）と、前記ガスタービン（２）と、前記排熱回収ボイラ（１４）と、前記補給水タンク（１７）とを備えるガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法であって、
前記ガスタービン（２）の燃焼器に供給される燃料に応じて、前記高温給水開閉弁（４８）または前記低温給水開閉弁（４５）のいずれか一方を開放し、いずれか他方を閉鎖する給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）を備える。

【0074】

上記１１）の構成によれば、燃焼器（３）に供給される燃料が第１燃料と第２燃料の間で切替えられることに伴って不純物成分量が変化する場合であっても、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）が実行されることで、不純物成分量に応じて高温給水ライン（４４）と低温給水ライン（４７）とを使い分けることができる。これにより、不純物成分量に応じて、熱効率の向上を優先する運転または不純物の回収を優先する運転を実行できる。よって、排ガス（１３）から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、熱効率を向上させたガスタービンコジェネレーションシステム（１００）が実現される。

【0075】

１２）幾つかの実施形態では、上記１１）に記載のガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法であって、
前記給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）では、前記ガスタービン（２）から排出される排ガス（１３）に含まれる前記不純物の成分の量である不純物成分量が許容値を超える場合に、前記高温給水開閉弁（４８）を閉鎖し、且つ、前記低温給水開閉弁（４５）を開放する。

【0076】

上記１２）の構成によれば、不純物成分量が許容値を超える場合には、回収水の一部を低温給水ライン（４７）に流して、水処理装置（４６）が回収水から不純物を除去する。これにより、ボイラ給水に不純物が混入するのを抑制できる。

【0077】

１３）幾つかの実施形態では、上記１１）または１２）に記載のガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法であって、
前記給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）では、前記ガスタービン（２）から排出される排ガス（１３）に含まれる前記不純物の成分の量である不純物成分量が許容値以下である場合に、前記高温給水開閉弁（４８）を開放し、且つ、前記低温給水開閉弁（４５）を閉鎖する。

【0078】

上記１３）の構成によれば、給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）において、不純物成分量が許容値以下である場合には、回収水の一部を高温給水ライン（４４）に流して、回収水冷却装置（４０）による冷却処理および水処理装置（４６）による不純物除去処理が施されない回収水をボイラ給水として再利用することができる。よってガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転効率を向上できる。

【0079】

１４）幾つかの実施形態では、上記１２）に記載のガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法であって、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）は、前記排熱回収ボイラ（１４）から排出される前記排ガス（１３）を排気塔（３０）に導くための排気ダクト（２９）をさらに備え、
前記水回収システム（６０）は、
前記排気ダクト（２９）と前記水回収装置（３３）とに接続された水回収排気ダクト（１２９）と、
前記排気ダクト（２９）に設けられた通気ダンパ（３１）と、
前記水回収排気ダクト（１２９）に設けられる水回収通気ダンパ（３２）と、
をさらに含み、
前記給水ライン切替ステップ（Ｓ１９）では、前記不純物成分量が、許容値を超え、且つ前記許容値よりも大きな許容上限値以下である場合に、前記高温給水開閉弁（４８）を閉鎖し、且つ、前記低温給水開閉弁（４５）を開放し、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法は、
前記不純物成分量が前記許容上限値以下である場合に、前記通気ダンパ（３１）を閉鎖し、且つ、前記水回収通気ダンパ（３２）を開放する水回収ステップ（Ｓ１７）と、
前記不純物成分量が前記許容上限値を超える場合に、前記水回収通気ダンパ（３２）を閉鎖し、且つ、前記通気ダンパ（３１）を開放する排気ステップ（Ｓ１３）と、
をさらに備える。

【0080】

上記１４）の構成によれば、不純物成分量が許容値を超え且つ許容上限値以下となる排ガス（１３）が水回収排気ダクト（１２９）によって水回収装置（３３）に導かれ、排ガス（１３）に含まれる水分が回収される。他方で、排気ダクト（２９）は、不純物成分量が許容上限値を超える排ガス（１３）を系外に排出する。これにより、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制でき、ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）に不純物が付着するのを抑制できる。

【0081】

１５）幾つかの実施形態では、上記１３）に記載のガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法であって、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）は、前記排熱回収ボイラ（１４）から排出される前記排ガス（１３）を排気塔（３０）に導くための排気ダクト（２９）をさらに備え、
前記水回収システム（６０）は、
前記排気ダクト（２９）と前記水回収装置（３３）とに接続された水回収排気ダクト（１２９）と、
前記排気ダクト（２９）に設けられた通気ダンパ（３１）と、
前記水回収排気ダクト（１２９）に設けられる水回収通気ダンパ（３２）と、
をさらに含み、
前記ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）の運転方法は、
前記不純物成分量が前記許容値よりも大きな許容上限値以下である場合に、前記通気ダンパ（３１）を閉鎖し、且つ、前記水回収通気ダンパ（３２）を開放する水回収ステップ（Ｓ１７）と、
前記不純物成分量が前記許容上限値を超える場合に、前記水回収通気ダンパ（３２）を閉鎖し、且つ、前記通気ダンパ（３１）を開放する排気ステップ（Ｓ１３）と、
をさらに備える。

【0082】

上記１５）の構成によれば、不純物成分量が許容値以下となる排ガス（１３）が水回収排気ダクト（１２９）によって水回収装置（３３）に導かれ、排ガス（１３）に含まれる水分が回収される。他方で、排気ダクト（２９）は、不純物成分量が許容上限値を超える排ガス（１３）を系外に排出する。これにより、不純物が残存する回収水がボイラ給水として利用されるのを抑制でき、ガスタービンコジェネレーションシステム（１００）に不純物が付着するのを抑制できる。

【符号の説明】

【0083】

２ ：ガスタービン
３ ：燃焼器
４ ：給水ライン
９ ：第２燃料供給弁
１１ ：第１燃料供給弁
１３ ：排ガス
１４ ：排熱回収ボイラ
１７ ：補給水タンク
１９ ：給水ライン
２９ ：排気ダクト
３０ ：排気塔
３１ ：通気ダンパ
３２ ：水回収通気ダンパ
３３ ：水回収装置
３４ ：散水装置
３５ ：充填物
３８ ：回収水ポンプ
３９ ：回収水排出ライン
４０ ：回収水冷却装置
４２ ：回収水供給ライン
４４ ：高温給水ライン
４５ ：低温給水開閉弁
４６ ：水処理装置
４７ ：低温給水ライン
４８ ：高温給水開閉弁
６０ ：水回収システム
１００ ：ガスタービンコジェネレーションシステム（コジェネシステム）
１２９ ：水回収排気ダクト
１３０ ：熱交換容器
１３１ ：排ガス流入口
１３２ ：冷媒水流入口
１３６ ：貯水槽
１４６ ：イオン交換樹脂
１５１ ：第１燃料供給ライン
１５２ ：第２燃料供給ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】