【手続補正書】
【提出日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給発電ガスタービン装置において、
ガスタービン補助装置と発電機であって、当該ガスタービン補助装置はコンプレッサー、バーナー、ガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流を前記コンプレッサーで圧縮し、前記バーナーで加熱し、前記タービンで膨張させて、前記タービンを回転させ、これにより前記タービンは前記発電機を駆動して電気を発生する、ガスタービン補助装置と発電機と、
過給補助装置であって、前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる少なくとも一台の過給ファンを備え、これにより前記タービンの出力を増加させて前記発電機の電気出力を増加させる過給補助装置と、
システムコントローラーとから構成されており、
前記システムコントローラーは、夏期ピーク条件時に、前記過給補助装置の設計圧力上昇が、前記発電機の予測出力とほぼ合致する前記タービンの出力に対応し、周囲温度が低下し、周囲温度の低下するにつれ増加するタービン出力が前記発電機の最大設計出力に対応するレベルを越えないように、少なくとも一つのシステム変数を監視すると共に少なくとも一台のシステム構成要素の動作を制御することを特徴とする過給発電ガスタービン装置。
【請求項２】
前記システムコントローラーは、前記タービン補助装置吸気流の温度を監視することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項３】
前記システムコントローラーは、前記少なくとも一台の過給ファンの動作を前記タービン補助装置吸気流の温度関数として制御することを特徴とする請求項２記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項４】
前記システムコントローラーは、前記タービン補助装置吸気流の圧力を監視することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項５】
前記システムコントローラーは、前記少なくとも一台の過給ファンの動作を前記タービン補助装置吸気流の圧力関数として制御することを特徴とする請求項４記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項６】
前記過給補助装置は、並列接続された二台以上の過給ファンを備え、当該過給ファンは前記タービン補助装置吸気流が取り出されるプレナムを圧縮し、当該プレナムは前記タービン補助装置吸気流を過給ファン圧縮することなく前記装置の動作を許可するバイパスダンパーを有していることを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項７】
前記過給補助装置は直列接続された二台以上の過給ファンを備えたことを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項８】
前記過給補助装置は、前記ガスタービン補助装置吸気流を冷却するため、前記少なくとも一台の過給ファンと前記ガスタービン補助装置の間に設置された第一空気冷却器を有することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項９】
前記第一空気冷却器は直接気化冷却器を備えることを特徴とする請求項８記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１０】
前記コンプレッサーの入口の上流に位置し、前記ガスタービン補助装置吸気流の温度を低下させるために小滴のファインミストを導く噴霧器を更に備えることを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１１】
前記システムコントローラーは、前記第一空気冷却器の動作を前記少なくとも一つの監視システム変数の関数として制御することを特徴とする請求項８記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１２】
前記第一空気冷却器は間接気化冷却器であり、当該間接気化冷却器はポンプと冷却塔からなる循環路に設けられていることを特徴とする請求項１１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１３】
前記冷却塔は強制通風湿式塔であることを特徴とする請求項１２記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一台の過給ファンの上流に設置された二次空気冷却器をさらに備え、前記システムコントローラーはまた当該二次空気冷却器の動作を前記少なくとも一つの監視システム変数の関数として制御することを特徴とする請求項１１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１５】
前記システムコントローラーは、周囲温度を監視することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１６】
前記システムコントローラーは、前記少なくとも一台の過給ファンの動作を周囲温度の関数として制御することを特徴とする請求項１５記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１７】
前記システムコントローラーは、前記発電機の電気出力を監視し、前記少なくとも一つのシステム構成要素の動作をその関数として制御することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１８】
再循環フロー装置はコンプレッサー排気流の一部を前記ガスタービン装置吸気流へと送り、前記システムコントローラーは当該再循環フロー装置の動作を前記少なくとも一つの監視システム変数として制御することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項１９】
前記システムコントローラーは、前記バーナーの動作を前記少なくとも一つの監視システム変数の関数として制御することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２０】
前記コンプレッサーの上流に設置された気流ヒーターをさらに備え、前記システムコントローラーは当該気流ヒーターの動作を前記少なくとも一つの監視システム変数の関数として制御することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２１】
前記システムコントローラーは前記ガスタービン補助装置吸気流の温度を監視し、前記空気流ヒーターの動作をその関数として制御することを特徴とする請求項２０記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２２】
前記気流ヒーターは熱交換流体が循環する第一熱交換器を備え、当該熱交換流体は第二熱交換器内を循環してその内部で前記熱交換流体が前記ガスタービンからの廃熱を排出することを特徴とする請求項２０記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２３】
前記装置は複合発電設備を備え、補助蒸気サイクル補助装置をさらに有しており、当該補助蒸気サイクル補助装置は前記ガスタービンからの廃熱を利用して追加電力を発生させることを特徴とする請求項２２記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２４】
前記コントローラーと通信して前記過給補助装置の出力圧力を変化させる手段を更に備え、前記コントローラーは、周囲温度の低下に伴って増加する傾向にあるタービン出力が、周囲温度の低下に伴って前記発電機の最大設計出力に対応するレベルを超えないように前記過給補助装置の出力圧力を低下させることを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２５】
前記出力圧力を変化させる手段は、少なくとも一台の過給ファンを駆動する可変速度ドライブを有することを特徴とする請求項２４記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２６】
前記過給ファンは可変ピッチ軸流ファンであることを特徴とする請求項２４記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２７】
前記過給ファンの非動作中に空気が当該過給ファンをバイパスするのを許容するバイパスダンパーを更に備えることを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２８】
前記ガスタービン補助装置と前記発電機は既存のもので、前記過給補助装置と前記システムコントローラーは後付で設置することを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項２９】
前記過給ファンを駆動する電動機を更に備えることを特徴とする請求項１記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項３０】
過給発電ガスタービン装置用過給補助装置であって、
前記過給発電ガスタービン装置はガスタービン補助装置と発電機を備え、当該ガスタービン補助装置はコンプレッサー、バーナー、ガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流を前記コンプレッサーで圧縮し、前記バーナーで加熱し、前記タービンで膨張させて、前記タービンを回転させ、これにより前記タービンは前記発電機を駆動して電気を発生するものであり、
前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる少なくとも一つの過給ファンと、気化することで前記ガスタービン吸気流の温度を低下させる水滴のファインミストを導入する噴霧器とを備え、これにより前記タービンの出力、すなわち前記発電機の電気出力が増加し得る過給補助装置を備えることを特徴とする過給発電ガスタービン装置。
【請求項３１】
周囲条件の変化に伴い、コンプレッサー入口水蒸気容量および最大タービン出力が前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように、導入水量を調整するために前記噴霧器の動作を制御するコントローラーを更に備えることを特徴とする請求項３０記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３２】
ファン圧力上昇を変化させる手段を備え、前記コントローラーが、更に、コンプレッサー入口水蒸気容量および最大タービン出力が前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように、前記ファン圧力上昇を変化させる手段を制御することを特徴とする請求項３１記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３３】
前記過給ファンは軸流ファンを備え、前記ファン圧力上昇を変化させる手段は前記軸流ファンのブレードピッチを変える手段を備えることを特徴とする請求項３２記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３４】
前記過給ファンの非動作時に、ガスタービン補助装置吸気流が発生するように、空気が前記過給ファンを自由に回り込むのを許容するバイパスダンパーを更に備えることを特徴とする請求項３１記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３５】
前記噴霧器は前記過給ファンの上流にあることを特徴とする請求項３０記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３６】
前記噴霧器により導入される水量は、前記過給ファンに入る空気流を飽和させるのに十分な量より多いことを特徴とする請求項３５記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３７】
前記噴霧器により導入される水量は、前記過給ファンから離れる空気流を飽和させるのに必要な量より少ないことを特徴とする請求項３５記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３８】
前記過給ファンの下流にある第２噴霧器を更に備えることを特徴とする請求項３５記載の過給ガスタービン装置。
【請求項３９】
前記コントローラーは、コンプレッサー入口付近に氷が形成される恐れを伴わずにガスタービン吸気流を冷却しつつ前記過給ファンの入口に氷が形成されるのを防ぐために、周辺温度が水の氷点付近である条件下で、の前記過給ファンの上流にある噴霧器を停止させ、かつ、前記ファンの上流にある噴霧器を稼働させることで、前記過給ガスタービン装置の動作を許容することを特徴とする請求項３８記載の過給ガスタービン装置。
【請求項４０】
過給発電ガスタービン装置において用いられる過給補助装置であって、前記過給発電ガスタービン装置は、ガスタービン補助装置と発電機を備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、前記過給補助装置は、
少なくとも２つのファンの段が直流構成で連結されて前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させ、これにより前記タービンの出力、すなわち前記発電機の電気出力が増加し得ることを特徴とする過給補助装置。
【請求項４１】
ファンの段と同じ数の電動機を更に備え、電動機のそれぞれが対応するファンの段に連結されていることを特徴とする請求項４０記載の過給発電タービン補助装置。
【請求項４２】
１以上のファンの段に駆動的に連結された電動機を更に備えることを特徴とする請求項４０記載の過給発電タービン補助装置。
【請求項４３】
ガスタービン補助装置と発電機とを備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、
前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる連結可変ピッチ軸流ファンを備え、これにより前記タービンの出力、すなわち、前記発電機の電気出力が増加し得ることを特徴とする過給発電ガスタービン装置。
【請求項４４】
周囲温度の低下に伴って増加する傾向にあるタービン出力が、周囲温度の低下に伴って前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように前記可変ピッチ軸流過給ファンを制御して過給圧を変化させるコントローラーを更に備えることを特徴とする請求項４３記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項４５】
ガスタービン補助装置と発電機とを備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、
直流構成に連結された少なくとも２つの可変ピッチ軸流ファンの段と、
気化することにより前記タービン吸気流の温度を低下させる水滴のファインミストを導入する噴霧器と、
前記噴霧器の出力と軸流ファンのピッチを調整するコントローラーとを備える過給補助装置を備え、
前記過給補助装置は前記ガスタービン補助装置吸気流を増加させ、これにより前記タービンの出力、すなわち、前記発電機の電気出力を増加させ、前記コントローラーは、周辺温度の変化に伴って、コンプレッサー入口水蒸気容量および最大タービン出力が前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えるのを防ぐように、前記噴霧器の出力および前記可変ピッチ軸流を調整することを特徴とする過給発電ガスタービン装置。
【請求項４６】
過給発電ガスタービン装置において用いられる過給補助装置であって、前記過給発電ガスタービン装置は、ガスタービン補助装置と発電機を備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、前記過給補助装置は、
前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる少なくとも１つの可変ピッチ軸流過給ファンを備え、これにより前記タービンの出力、すなわち前記発電機の電気出力が増加し得ることを特徴とする過給補助装置。
【請求項４７】
周囲温度の低下に伴って増加する傾向にあるタービン出力が、周囲温度の低下に伴って前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように前記可変ピッチ軸流過給ファンを制御して過給圧を変化させるコントローラーを更に備えることを特徴とする請求項４６記載の過給発電ガスタービン装置。
【請求項４８】
前記可変ピッチ軸流過給ファンを駆動する電動モータを更に備えることを特徴とする請求項４７記載の過給発電タービン補助装置。
【請求項４９】
過給発電ガスタービン装置において用いられる過給補助装置であって、前記過給発電ガスタービン装置は、ガスタービン補助装置と発電機を備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、前記過給補助装置は、
前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる少なくとも一つの過給ファンと、気化することで前記ガスタービン吸気流の温度を低下させる水滴のファインミストを導入する噴霧器とを備え、これにより前記タービンの出力、すなわち前記発電機の電気出力が増加し得ることを特徴とする過給補助装置。
【請求項５０】
周辺温度の変化に伴って、コンプレッサー入口水蒸気容量および最大タービン出力が前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように前記噴霧器の動作を制御して導入される水量を調整するコントローラーを更に備えることを特徴とする過給発電ガスタービン装置。
【請求項５１】
過給発電ガスタービン装置において用いられる過給補助装置であって、前記過給発電ガスタービン装置は、ガスタービン補助装置と発電機を備え、前記ガスタービン補助装置は、コンプレッサー、バーナー、およびガスタービンを備え、ガスタービン補助装置吸気流は前記コンプレッサーにより圧縮され、前記バーナーにより加熱され、前記タービンを通って膨張されて前記タービンを回転させ、これにより前記タービンが前記発電機を駆動して電力を生成するものであり、前記過給補助装置は、
前記ガスタービン補助装置吸気流の圧力を増加させる少なくとも一つの可変速過給ファンと、周囲温度の低下に伴って増加する傾向にあるタービン出力が、周囲温度の低下に伴って前記ガスタービン補助装置の最大設計限界を超えないように前記可変速過給ファンを制御して過給圧を変化させるコントローラーとを更に備えることを特徴とする過給補助装置。
【請求項５２】
前記可変速過給ファンに動力伝達可能に連結された電動機を更に備えることを特徴とする請求項５１に記載の過給補助装置。