(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのガスタービン（２）、蒸気タービン（３）、及び、少なくとも１つの廃熱蒸気発生器（４）を有するガス−蒸気タービンプラント（１）に関するものであり、廃熱蒸気発生器（４）は、凝縮体導管（６）が合流している少なくとも１つの復水予熱器（５）と、ガスタービン排ガス（７）の流れる方向に見て、復水予熱器（５）の上流に接続された給水予熱器（８）と、を含んでおり、給水予熱器（８）の上流には、給水側において、給水ポンプ（９）が接続されており、給水予熱器（８）は、ガスタービン（２）のための燃料予熱器（１０）と接続されており、燃料予熱器（１０）からは、冷却された給水のための導管（１１）が、噴射ポンプ（１３）のポンプ作動媒体入口（１２）に合流しており、噴射ポンプ（１３）の吸引媒体入口（１４）は、復水予熱器（５）の出口（１５）と接続されており、噴射ポンプ（１３）の出口（１６）は、凝縮体導管（６）と接続されている。本発明はさらに、ガス−蒸気タービンプラント（１）内で、凝縮体を再循環させるための適切な方法に関する。
2019507269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのガスタービン（２）、蒸気タービン（３）、及び、少なくとも１つの廃熱蒸気発生器（４）を有するガス−蒸気タービンプラント（１）であって、前記廃熱蒸気発生器（４）は、凝縮体導管（６）が合流している少なくとも１つの復水予熱器（５）と、ガスタービン排ガス（７）の流れる方向に見て、前記復水予熱器（５）の上流に接続された給水予熱器（８）と、を含んでおり、前記給水予熱器（８）の上流には、給水側において、給水ポンプ（９）が接続されており、前記給水予熱器（８）は、前記ガスタービン（２）のための燃料予熱器（１０）と接続されているガス−蒸気タービンプラント（１）において、
前記燃料予熱器（１０）からは、冷却された給水のための導管（１１）が、噴射ポンプ（１３）のポンプ作動媒体入口（１２）に合流しており、前記噴射ポンプの吸引媒体入口（１４）は、前記復水予熱器（５）の出口（１５）と接続されており、前記噴射ポンプの出口（１６）は、前記凝縮体導管（６）と接続されていることを特徴とするガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項２】
前記給水ポンプ（９）の出口（１７）が、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項３】
制御弁（１８）が、前記給水予熱器（８）からの給水と、前記給水ポンプ（９）からの水との間を切り替えるために、又は、前記給水予熱器（８）からの給水と、前記給水ポンプ（９）からの水とを混合するために設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項４】
前記給水予熱器（８）の入口（１９）と出口（２０）との間に、給水取り出し部（２１）が設けられており、前記給水取り出し部は、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項５】
熱交換器（２２）が、一次側において、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）への導管（２３）に接続されており、二次側において、前記凝縮体導管（６）に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項６】
ポンプ作動媒体のためのバイパス管（２４）が、前記噴射ポンプ（１３）の周囲に誘導されており、前記バイパス管（２４）内には、ポンプ作動質量流制御弁（２５）が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項７】
前記給水ポンプ（９）の前記出口（１７）よりも高い圧力レベルを有する別の出口（７０）、又は、前記給水ポンプ（９）よりも高い圧力レベルを有する別の給水ポンプの出口が、別の噴射ポンプ（７２）のポンプ作動媒体入口（７１）に合流しており、前記別の噴射ポンプの吸引媒体入口（７３）は、前記復水予熱器（５）の出口（１５）と接続されており、前記別の噴射ポンプの出口（７４）は、前記凝縮体導管（６）と接続されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項８】
ガス−蒸気タービンプラント（１）において、凝縮体を再循環させるための方法であって、ガスによる運転の場合、燃料は、廃熱蒸気発生器（４）の給水予熱器（８）内で加熱された給水によって加熱され、前記給水は冷却される方法において、
冷却された前記給水が、ポンプ作動質量流として、噴射ポンプ（１３）内で、凝縮体を復水予熱器（５）の出口（１５）から吸い込むために用いられ、
給水と凝縮体とから生じる混合流が、前記廃熱蒸気発生器（４）内に配置された前記復水予熱器（５）に流入する前の凝縮体流に加えられることを特徴としている方法。
【請求項９】
前記ガス−蒸気タービンプラント（１）の液体燃料による運転において、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水が、ポンプ作動質量流として、前記噴射ポンプ（１３）内で用いられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記噴射ポンプ（１３）のためのポンプ作動質量流として用いられる給水の温度が、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水と加熱された給水との間で切り替えが行われるか、又は、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水と加熱された給水とが適切に混合されることによって制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記噴射ポンプ（１３）の動作に関して、給水の流れる方向に見て、前記給水予熱器（８）の出口（２０）の上流に配置された給水取り出し部（２１）において、前記給水予熱器（８）から給水が取り出されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポンプ作動質量流の温度が、凝縮体流との熱交換において低下することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンプ作動質量流が、必要に応じて制御されて、バイパス管（２４）を通じて、全体的又は部分的に、前記噴射ポンプ（１３）の側を通過することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
異なる圧力段（２６、２７）の給水が、噴射ポンプ（１３、７２）のためのポンプ作動質量流として用いられることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮体の再循環を行うガス−蒸気タービンプラントと、ガス−蒸気タービンプラントにおいて凝縮体を再循環させるための方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス−蒸気タービンプラント（ＣＣ）において用いられる燃料は、特に、多かれ少なかれ硫黄を多く含有している。ガス又はオイルの燃焼の際に生じる水分と共に、対応する排ガスの露点を下回った場合に、硫酸、亜硫酸、水等が、廃熱蒸気発生器（特に復水予熱器）の「低温」部分に堆積し、腐食と、最終的には部材の故障とにつながる危険が存在する。この問題は、特に硫黄含有量の多い燃料において顕著である。
【０００３】
排ガスの露点を下回ること、及び、それに伴って、水／酸（特に硫酸）が発生することを回避するために、ガス−蒸気タービンプラントにおいて、凝縮体が廃熱蒸気発生器の復水予熱器に流入する前の凝縮体の温度を、対応する最低温度まで引き上げることが必要である。背景にあるのは、伝熱は、水の側から決定されるということである。すなわち、排ガス側の管壁の温度は、内側で隣接する凝縮体の温度に概ね一致する。凝縮体温度の方は、所定の再冷条件（冷却方法、冷却系の設計、環境条件等）によって設定されている。排ガスの露点を下回ることを回避するための凝縮体の最低流入温度は、従来は大抵の場合において、高温水を、復水予熱器出口から復水予熱器入口に、別個の電動式再循環ポンプ又は給水ポンプの対応する抽出を用いて再循環させることによって保証される。
【０００４】
従来の解決法に共通しているのは、それらが部材に比較的高い費用を要する（比較的大きい再循環ポンプ等によって）ということ、及び、発電所の出力／効率が低下する（使用される部材固有の電力需要によって）ということである。
【０００５】
その際、当該費用は、燃料における硫黄の含有量が多ければ多いほど、高くなる。硫黄の含有量が増加すると、ガス−蒸気タービンプラントの蒸気部分における出力及び効率の損失が、ますます前面に出てくる。なぜなら、硫黄の含有量が増加すると、まだ利用できる熱（利用できるのは、露点を超える熱のみである）が、低圧蒸発器の下流において、凝縮体を十分に予熱するためにはもはや不十分であり、従って、廃熱蒸気発生器の比較的高温の領域からの比較的高い発熱量の熱を（例えば低圧蒸発器の支援によって）用いなければならないからである。従って、この比較的高い発熱量の熱を蒸気の生成に用いることはもはや不可能であり、ガス−蒸気タービンプラントの出力及び効率は明らかに低下する。
【０００６】
硫黄の含有量がさらに増加した場合、凝縮体の予熱のために、蒸気タービンから抽出した蒸気、又は、凝縮体の予熱のためだけに特別に廃熱蒸気発生器において生成された蒸気が用いられる。この蒸気は、蒸気タービンではもはや用いられず、ガス−蒸気タービンプラントの出力及び効率はさらに低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、凝縮体の再循環が改善されたガス−蒸気タービンプラントを供給することにある。本発明のさらなる課題は、ガス−蒸気タービンプラントにおいて凝縮体を再循環させるための、対応する方法について記載することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ガス−蒸気タービンプラントに関する課題を、以下を規定することによって解決する。すなわち、少なくとも１つのガスタービン、蒸気タービン、及び、少なくとも１つの廃熱蒸気発生器を有するこのようなプラントにおいて、当該廃熱蒸気発生器が、凝縮体導管が合流している少なくとも１つの復水予熱器と、ガスタービン排ガスの流れる方向に見て、復水予熱器の上流に接続された給水予熱器と、を含んでおり、当該給水予熱器の上流には、給水側において、給水ポンプが接続されており、給水予熱器は、ガスタービンのための燃料予熱器と接続されており、燃料予熱器からは、冷却された給水のための導管が、噴射ポンプのポンプ作動媒体入口に合流しており、噴射ポンプの吸引媒体入口は、復水予熱器の出口と接続されており、噴射ポンプの出口は、凝縮体導管と接続されている。
【０００９】
一般に、ガス−蒸気タービンプラントの効率を増大させるために、ガスタービンの気体状燃料は、排ガスの熱を用いて、約２１５℃にまで予熱される。そのために、部分流が、中圧給水予熱器の出口から分岐しており、当該部分流は、その熱を、熱交換器を通じて燃料ガスに伝達する。この強く冷却された（例えば約７０℃）中圧給水質量部分流は、廃熱蒸気発生器内で熱せられるべき凝縮体に加えられ、その際、約６０ｂａｒから、廃熱蒸気発生器内で支配的な圧力レベルである約２５ｂａｒにまで絞られる。この、従来は絞られていた圧力エネルギーを利用するために、本発明では、噴射ポンプが用いられることになっており、当該噴射ポンプは、中圧給水質量部分流を、燃料予熱器を通過した後、ポンプ作動液として利用し、それによって、凝縮体を復水予熱器出口から（温度は例えば約１５０℃）吸引する。結果として生じる混合流は、廃熱蒸気発生器の復水予熱器加熱面に流入する前に、凝縮体流に加えられ、それによって、質量流全体の温度は、露点を下回ることを回避するために必要な程度にまで上昇する。
【００１０】
有利な一実施形態では、給水ポンプの出口は、噴射ポンプのポンプ作動媒体入口に接続可能である。主要燃料であるガスの他に、液体の予備燃料も用いるべき場合、及び、従って燃料ガス予熱器が必然的に、ヒートシンクとして利用できない場合には、ポンプ作動質量流温度を低下させるための代替的な手段が講じられる。なぜなら、さもなければ、噴射ポンプ内で、望ましくない蒸発現象が生じ得るからである。１つの考えられる手段は、中圧給水ポンプの出口からの、まださらに加熱されていない中圧給水を、ポンプ作動液として用いることである。
【００１１】
この関連において、別の有利な実施形態では、給水予熱器からの給水と、給水ポンプからの水との間を切り替えるため、又は、給水予熱器からの給水と、給水ポンプからの水とを混合するための制御弁が設けられている。「高温の」給水及び「低温の」給水からの、ポンプ作動液の混合も考えられる。
【００１２】
代替的な実施形態では、給水予熱器の入口と出口との間に、給水取り出し部が設けられており、当該給水取り出し部は、噴射ポンプのポンプ作動媒体入口に接続可能である。従って、給水は、２つの温度の異なる給水流の混合を必要とせずとも、適切な温度で噴射ポンプに供給される。
【００１３】
別の有利な実施形態では、熱交換器が、一次側において、噴射ポンプのポンプ作動媒体入口への導管に接続されており、二次側において、凝縮体導管に接続されている。熱交換器内のポンプ作動質量流の温度が、復水器ホットウェルからの凝縮体によって再冷されるこの実施形態によって、比較的高い凝縮体流入温度が可能になり、これは、硫黄を含有することが一般的である液体燃料の場合には有利である。
【００１４】
燃料に硫黄が特に多く含有される場合（場合によっては低い凝縮体圧力と結びついて）に関しては、噴射ポンプを用いた凝縮体再循環だけでは、ボイラーの復水予熱器への所望の最低流入温度を得るためにはもはや不十分である可能性がある。
【００１５】
この場合、噴射ポンプという解決法は、凝縮体流入温度を上昇させるための別の手段（例えば、蒸気タービンから抽出した蒸気の利用）と問題なく組み合わされ得る。まさに、硫黄含有燃料が緊急燃料としてのみ用いられ、その際、効率が二次的なものと見なされる場合には、単純で安価な手段（例えば低温バイパスの開通）によっても、必要な温度上昇を得ることができる。
【００１６】
噴射ポンプの流出質量流（再循環質量流）の量は、燃料ガス予熱器のための加熱媒体の量を、それとは関係なく供給するという要求は常に存在するものの、様々な方法で、必要に応じて制御され得る。例えば、有利な一実施形態では、ポンプ作動媒体のためのバイパス管が噴射ポンプの周囲に誘導されており、その際、当該バイパス管内には、ポンプ作動質量流制御弁が配置されているので、ポンプ作動質量流は、この制御されたバイパス管を通じて、全体的又は部分的に、噴射ポンプの側を通過し得る。吸引質量流又は噴射ポンプを離れた混合流の付加的な制御も、場合に応じて考えられる。
【００１７】
最後に、上述の給水ポンプの出口（中圧給水取り出し部）よりも高い圧力レベルを有する別の出口、又は、上述の給水ポンプよりも高い圧力レベルを有する別の給水ポンプの出口が、別の噴射ポンプのポンプ作動媒体入口に合流しており、別の噴射ポンプの吸引媒体入口が同じく復水予熱器の出口に接続されており、別の噴射ポンプの出口が同じく凝縮体導管に接続されているので、両方の噴射ポンプが並行して凝縮体を再循環する場合は、有利である。それによって、様々な温度及び圧力段の給水が、燃料ガスの予熱のために、しかしまた、凝縮体の再循環及び予熱のために利用される。オイルによる運転の場合、蒸気質量流は低下し、例えば用いられなかった給水流が有意義に使用され得る。
【００１８】
方法に関する課題は、ガス−蒸気タービンプラントにおいて凝縮体を再循環させるための方法によって解決され、当該方法においては、ガスによる運転の場合、燃料は、廃熱蒸気発生器の給水予熱器内で加熱された給水によって加熱され、その際、当該給水は冷却される。当該方法は、冷却された給水が、ポンプ作動質量流として、噴射ポンプ内で、凝縮体を復水予熱器の出口から吸い込むために用いられること、及び、給水と凝縮体とから生じる混合流が、廃熱蒸気発生器内に配置された復水予熱器に流入する前の凝縮体流に加えられることを特徴としている。
【００１９】
有利には、ガス−蒸気タービンプラントの液体燃料による運転の場合、廃熱蒸気発生器に流入する前の給水が、噴射ポンプ内のポンプ作動質量流として用いられる。
【００２０】
さらに、噴射ポンプのためのポンプ作動質量流として用いられる給水の温度が、廃熱蒸気発生器に流入する前の給水と加熱された給水との間で切り替えが行われるか、又は、両者が適切に混合されることによって制御されると有利である。
【００２１】
噴射ポンプの動作に関して、給水の流れる方向に見て、給水予熱器の出口の上流に配置された給水取り出し部において、給水予熱器から給水が取り出されると合理的であり得る。
【００２２】
さらに、ポンプ作動質量流の温度が、凝縮体流との熱交換において低下すると有利である。
【００２３】
ポンプ作動質量流が、必要に応じて制御されて、バイパス管を通じて、全体的又は部分的に、噴射ポンプの側を通過する場合も、同様に有利である。
【００２４】
最後に、様々な圧力段の給水が、噴射ポンプのポンプ作動質量流として用いられると有利である。
【００２５】
本発明によって、燃料予熱器の加熱媒体の再循環からの、従来は用いられていなかった圧力勾配が、噴射ポンプによって用いられる。噴射ポンプは、高温の凝縮体を、復水予熱器の出口から吸い込み、結果として生じる混合流を、復水器ホットウェルからの凝縮体と混合するため、及び、それによって凝縮体流入温度を上昇させるために用いるという課題を有している。
【００２６】
この利用とは、いくつかの利点が結びついている。従来の電動式再循環ポンプを全く用いないか、又は、少なくともその寸法を著しく減少させることが可能であり、そこから、発電所の固有需要の明らかな減少がもたらされる。加えて、噴射ポンプは、遠心ポンプと比較して、非常に単純な構造を有しており、それゆえに安価な部材であり、さらに、より少ない供給／補助装置（駆動モータ、基盤等を必要としない）で機能することができるので、対応して、費用の明らかな減少がもたらされる。さらに、噴射ポンプは、可動部材を含まず、電力供給等も必要としないので、明らかに遠心ポンプよりも信頼性が高く、従って、従来は一般的であった、対応するポンプ側での余剰性は不要であり、そこからやはり、費用の減少がもたらされる。
【００２７】
複数の廃熱蒸気発生器を有するガス−蒸気タービンプラントの場合、各廃熱蒸気発生器のすぐ近くに、適切に寸法設計した噴射ポンプを配設することが考えられる。その結果、配管の際の費用が節約され、噴射ポンプの動作を、廃熱蒸気発生器それぞれの必要に適応させる可能性が改善される。
【００２８】
例示的に図面を用いて、本発明を詳細に説明する。これらの図面は概略的なものであり、正確な縮尺ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】先行技術に係る、凝縮体再循環を行うガス−蒸気タービンプラントの図である。
【図２】本発明に係る、ガスによって運転される、凝縮体再循環を行うガス−蒸気タービンプラントの図である。
【図３】本発明に係る、特にオイルによって運転される、凝縮体再循環のための別の可能性を有する、凝縮体再循環を行うガス−蒸気タービンプラントの図である。
【図４】本発明に係る、部分質量流制御弁を有する、凝縮体再循環を行うガス−蒸気タービンプラントの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に係るガス−蒸気タービンプラントは、ガスタービン２と蒸気タービン３とを含んでいる。ガスタービン２は、連結された空気圧縮機３３を有するタービン３２と、タービン３２の上流に接続された燃焼室３４とを含んでおり、燃焼室３４は、圧縮機３３の圧力空気導管３５に接続されている。燃焼室３４は、少なくとも１つの燃焼器３６を有している。タービン３２及び空気圧縮機３３、並びに、発電機３７は、共通のシャフト３８上に配置されている。
【００３１】
蒸気タービン３の下流には、水−蒸気循環路３９において、復水器４０が接続されている。さらに、水−蒸気循環路３９は、廃熱蒸気発生器４を含んでいる。蒸気タービン３は、第１の圧力段２６又は高圧部分、及び、第２の圧力段２７又は中圧部分から構成されている。さらに、蒸気タービン３の第３の圧力段２８又は低圧部分が設けられており、圧力段２６、２７、２８は、共通のシャフト４１を介して、連結器４２と共に、発電機３７を駆動する。
【００３２】
ガスタービン２内で膨張した作動媒体又は煙道ガスを廃熱蒸気発生器４に供給するために、排ガス導管４３は、廃熱蒸気発生器４の入口４４に接続されている。ガスタービン２からの膨張した作動媒体、すなわちガスタービン排ガス７は、廃熱蒸気発生器４から、その出口４５を通って、詳細には図示されていない煙突の方向に流れる。
【００３３】
廃熱蒸気発生器４は、復水予熱器５を含んでおり、復水予熱器５は、入口側において、凝縮体導管６を通じて、１つの凝縮体ポンプユニット４６に接続されており、復水予熱器５には、復水器４０からの凝縮体が供給され得る。復水予熱器５は、出口側において、導管４７を通じて、中圧取り出し部１７を有する高圧供給ポンプ９に接続されている。
【００３４】
高圧供給ポンプ９は、給水を、水−蒸気循環路３９内の、蒸気タービン３の高圧部分２６に配設された高圧段４８に適した圧力レベルに到達させる。高圧下の給水は、給水予熱器４９を通って、高圧段４８に供給可能であり、給水予熱器４９は、出口側において、高圧ドラム５０に接続されている。高圧ドラム５０は、廃熱蒸気発生器４内に配置された高圧蒸発器５１と、水−蒸気循環路を形成するために接続されている。生蒸気を排出するために、高圧ドラム５０は、廃熱蒸気発生器４内に配置された高圧過熱器５２に接続されており、高圧過熱器５２は、出口側において、蒸気タービン３の高圧部分２６の蒸気入口５３と接続されている。
【００３５】
蒸気タービン３の高圧部分２６の蒸気出口５４は、中間過熱器５５を介して、蒸気タービン３の中圧部分２７の蒸気入口５６に接続されている。中圧部分２７の蒸気出口５７は、あふれ管５８を通じて、蒸気タービン３の低圧部分２８の蒸気入口５９に接続されている。蒸気タービン３の低圧部分２８の蒸気出口６０は、復水器４０に接続されているので、閉鎖された水−蒸気循環路３９が成立する。
【００３６】
高圧供給ポンプ９からは、さらに、出口１７において分岐管６１が分岐しており、出口１７では、凝縮体は、中圧に到達している（それゆえ、出口１７は、中圧取り出し部１７とも表記される）。分岐管６１は、別の給水予熱器８又は中圧エコノマイザーを介して、水−蒸気循環路３９の、蒸気タービン３の中圧部分２７に配設された中圧段６２と接続されている。そのために、第２の給水予熱器８は、出口側において、中圧段６２の中圧ドラム６３に接続されている。中圧ドラム６３は、廃熱蒸気発生器４内に配置された、中圧蒸発器６４として形成された加熱面と、水−蒸気循環路を形成するために接続されている。中圧生蒸気を排出するために、中圧ドラム６３は、中間過熱器５５と、従って、蒸気タービン３の中圧部分２７の蒸気入口５６と接続されている。
【００３７】
凝縮体導管６は、水−蒸気循環路３９の、蒸気タービン３の低圧部分２８に配設された低圧段６５に合流している。低圧段６５は、低圧ドラム６６を含んでおり、低圧ドラム６６は、廃熱蒸気発生器４内に配置された、低圧蒸発器６７として形成された加熱面と、水−蒸気循環路を形成するために接続されている。低圧生蒸気を排出するために、低圧ドラム６６は、低圧過熱器６８が接続されている蒸気導管を通じて、あふれ管５８に接続されている。従って、図１のガス−蒸気タービンプラントの水−蒸気循環路３９は、３つの圧力段を含んでいる。しかしまた、代替的に、より少ない、特に２つの圧力段を設けることも可能である。
【００３８】
先行技術によると、効率を増大させるために、ガスタービン２のための気体状燃料の、排ガスの熱を用いた予熱が行われ得る。そのために、部分流が、中圧給水予熱器８の出口から分岐しており、当該部分流は、その熱を、燃料予熱器１０（すなわち熱交換器）を通じて、燃料ガスに伝達する。この強く冷却された（例えば約７０℃）中圧給水質量部分流は、廃熱蒸気発生器４内で加熱されるべき凝縮体に加えられ、その際、約６０ｂａｒから、廃熱蒸気発生器４内で支配的な圧力レベルである約２５ｂａｒに至るまで調整される（６９）。
【００３９】
廃熱蒸気発生器４の「低温端部」において、排ガスの露点を下回ることを回避するために、先行技術では、高温水を、復水予熱器５の出口１５から、復水予熱器５の入口２９に、又は、凝縮体導管６に、別個の電動式再循環ポンプ３０を用いて再循環させている。
【００４０】
図２から図４は、本発明に係るガス−蒸気タービンプラント１を示している。図２は特に、ガス−蒸気タービンプラント１の構成要素を示しており、これらの構成要素は、ガスによる運転において、凝縮体の再循環に関して重要である。燃料予熱器１０から流れてくる給水の圧力エネルギーを、もはや、先行技術のように調整する必要はない（６９）。燃料予熱器１０から流れてくる冷却された給水のための導管１１は、噴射ポンプ１３のポンプ作動媒体入口１２に合流しており、噴射ポンプ１３の吸引媒体入口１４は、復水予熱器５の出口１５に接続されており、噴射ポンプ１３の出口１６は、凝縮体導管６に接続されている。
【００４１】
図３は、図２の回路に対する補足を示しており、特に、主要燃料であるガスの他に、液体の予備燃料も用いられ、ヒートシンクとしての燃料予熱器１０が省略される場合について示している。ポンプ作動質量流温度を低下させるための手段を講じない場合、噴射ポンプ１３内で望ましくない蒸発現象が生じ得る。あり得る手段としては、給水ポンプ９の出口１７（すなわち中圧取り出し部）を、例えば、給水予熱器８からの給水と、給水ポンプ９からの水との間を切り替えるため、又は、給水予熱器８からの給水と、給水ポンプ９からの水とを混合するための制御装置３１を有する制御弁１８を通じて、噴射ポンプ１３のポンプ作動媒体入口１２に接続することが考えられる。代替的に、給水予熱器８の入口１９と出口２０との間に、給水取り出し部２１を設けることが可能であり、給水取り出し部２１は、噴射ポンプ１３のポンプ作動媒体入口１２に接続可能である（破線部）。最終的に、熱交換器２２も、一次側において、噴射ポンプ１３のポンプ作動媒体入口１２への導管２３に、二次側において、凝縮体導管６に接続され得る（一点鎖線部）。
【００４２】
図３は、復水予熱のために、２つの噴射ポンプを並行して動作させる可能性も示している。具体的には、その際、出口１７よりも高い圧力レベルを有する給水ポンプ９の別の出口７０（又は、図３に示されていない、給水ポンプ９よりも高い圧力レベルを有する別の給水ポンプの出口）が、別の噴射ポンプ７２のポンプ作動媒体入口７１に合流しており、噴射ポンプ７２の吸引媒体入口７３は、復水予熱器５の出口１５に接続されており、噴射ポンプ７２の出口７４は、凝縮体導管６に接続されている。特に、オイルによる運転の場合、この配置又はその動作は有利である。なぜなら、既存の供給ポンプ９（又は既存の複数の供給ポンプ）は、容量を「残して」あり、当該容量は、まさにオイルによる運転では、燃料に比較的高い割合の硫黄が含まれるゆえに、復水の予熱が必要なので、このように利用可能だからである。図３は、高圧段４８に関して、単に、ポンプ９の出口７０における給水取り出し部の変型例を示しているに過ぎないが、高圧段４８に関しては、別の噴射ポンプ７２を動作させるための全ての変型例が、中圧段６２に関して、及び、噴射ポンプ１３の動作に関して示された変型例のように、同じく考えられる。すなわち、例えば、高圧給水予熱器４９の下流での給水の抽出、高圧給水予熱器４９の上流及び下流で抽出した給水の混合、並びに、その間の位置における高圧給水の抽出である。
【００４３】
図４は、本発明に係るガス−蒸気タービンプラント１の実施形態を示しており、当該実施形態においては、ポンプ作動媒体のためのバイパス管２４が、噴射ポンプ１３の周囲に誘導されており、バイパス管２４内には、ポンプ作動質量流制御弁２５が配置されている。それによって、噴射ポンプの流出質量流の量（すなわち再循環質量流）が、燃料ガス予熱器１０のための加熱媒体の量とは無関係に調節され得る。
【符号の説明】
【００４４】
１  ガス−蒸気タービンプラント
２  ガスタービン
３  蒸気タービン
４  廃熱蒸気発生器
５  復水予熱器
６  凝縮体導管
７  ガスタービン排ガス
８  給水予熱器
９  給水ポンプ
１０  燃料予熱器
１１  導管
１２  ポンプ作動媒体入口
１３  噴射ポンプ
１４  吸引媒体入口
１５  出口
１６  出口
１７  出口、中圧取り出し部
１８  制御弁
１９  入口
２０  出口
２１  給水取り出し部
２２  熱交換器
２３  導管
２４  バイパス管
２５  ポンプ作動質量流制御弁
２６  第１の圧力段、高圧部分
２７  第２の圧力段、中圧部分
２８  第３の圧力段、低圧部分
２９  入口
３０  電動式再循環ポンプ
３１  制御弁
３２  タービン
３３  空気圧縮機
３４  燃焼室
３５  圧力空気導管
３６  燃焼器
３７  発電機
３８  シャフト
３９  水−蒸気循環路
４０  復水器
４１  シャフト
４２  連結器
４３  排ガス導管
４４  入口
４５  出口
４６  凝縮体ポンプユニット
４７  導管
４８  高圧段
４９  給水予熱器
５０  高圧ドラム
５１  高圧蒸発器
５２  高圧過熱器
５３  蒸気入口
５４  蒸気出口
５５  中間過熱器
５６  蒸気入口
５７  蒸気出口
５８  あふれ管
５９  蒸気入口
６０  蒸気出口
６１  分岐管
６２  中圧段
６３  中圧ドラム
６４  中圧蒸発器
６５  低圧段
６６  低圧ドラム
６７  低圧蒸発器
６８  低圧過熱器
７０  出口
７１  ポンプ作動媒体入口
７２  噴射ポンプ
７３  吸引媒体入口
７４  出口
【図１】
2019507269.tif 000003
【図２】
2019507269.tif 000004
【図３】
2019507269.tif 000005
【図４】
2019507269.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月10日(2018.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのガスタービン（２）、蒸気タービン（３）、及び、少なくとも１つの廃熱蒸気発生器（４）を有するガス−蒸気タービンプラント（１）であって、前記廃熱蒸気発生器（４）は、凝縮体導管（６）が合流している少なくとも１つの復水予熱器（５）と、ガスタービン排ガス（７）の流れる方向に見て、前記復水予熱器（５）の上流に接続された給水予熱器（８）と、を含んでおり、前記給水予熱器（８）の上流には、給水側において、給水ポンプ（９）が接続されており、前記給水予熱器（８）は、前記ガスタービン（２）のための燃料予熱器（１０）と接続されているガス−蒸気タービンプラント（１）において、
前記燃料予熱器（１０）からは、冷却された給水のための導管（１１）が、噴射ポンプ（１３）のポンプ作動媒体入口（１２）に合流しており、前記噴射ポンプの吸引媒体入口（１４）は、前記復水予熱器（５）の出口（１５）と接続されており、前記噴射ポンプの出口（１６）は、前記凝縮体導管（６）と接続されていることを特徴とするガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項２】
前記給水ポンプ（９）の出口（１７）が、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項３】
制御弁（１８）が、前記給水予熱器（８）からの給水と、前記給水ポンプ（９）からの水との間を切り替えるために、又は、前記給水予熱器（８）からの給水と、前記給水ポンプ（９）からの水とを混合するために設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項４】
前記給水予熱器（８）の入口（１９）と出口（２０）との間に、給水取り出し部（２１）が設けられており、前記給水取り出し部は、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項５】
熱交換器（２２）が、一次側において、前記噴射ポンプ（１３）の前記ポンプ作動媒体入口（１２）への導管（２３）に接続されており、二次側において、前記凝縮体導管（６）に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項６】
ポンプ作動媒体のためのバイパス管（２４）が、前記噴射ポンプ（１３）の周囲に誘導されており、前記バイパス管（２４）内には、ポンプ作動質量流制御弁（２５）が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項７】
前記給水ポンプ（９）の前記出口（１７）よりも高い圧力レベルを有する別の出口（７０）、又は、前記給水ポンプ（９）よりも高い圧力レベルを有する別の給水ポンプの出口が、別の噴射ポンプ（７２）のポンプ作動媒体入口（７１）に合流しており、前記別の噴射ポンプの吸引媒体入口（７３）は、前記復水予熱器（５）の出口（１５）と接続されており、前記別の噴射ポンプの出口（７４）は、前記凝縮体導管（６）と接続されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のガス−蒸気タービンプラント（１）。
【請求項８】
ガス−蒸気タービンプラント（１）において、凝縮体を再循環させるための方法であって、ガスによる運転の場合、燃料は、廃熱蒸気発生器（４）の給水予熱器（８）内で加熱された給水によって加熱され、前記給水は冷却される方法において、
冷却された前記給水が、ポンプ作動質量流として、噴射ポンプ（１３）内で、凝縮体を復水予熱器（５）の出口（１５）から吸い込むために用いられ、
給水と凝縮体とから生じる混合流が、前記廃熱蒸気発生器（４）内に配置された前記復水予熱器（５）に流入する前の凝縮体流に加えられることを特徴としている方法。
【請求項９】
前記ガス−蒸気タービンプラント（１）の液体燃料による運転において、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水が、ポンプ作動質量流として、前記噴射ポンプ（１３）内で用いられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記噴射ポンプ（１３）のためのポンプ作動質量流として用いられる給水の温度が、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水と加熱された給水との間で切り替えが行われるか、又は、前記廃熱蒸気発生器（４）に流入する前の給水と加熱された給水とが混合されることによって制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記噴射ポンプ（１３）の動作に関して、給水の流れる方向に見て、前記給水予熱器（８）の出口（２０）の上流に配置された給水取り出し部（２１）において、前記給水予熱器（８）から給水が取り出されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポンプ作動質量流の温度が、凝縮体流との熱交換において低下することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンプ作動質量流が、必要に応じて制御されて、バイパス管（２４）を通じて、全体的又は部分的に、前記噴射ポンプ（１３）の側を通過することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
異なる圧力段（２６、２７）の給水が、噴射ポンプ（１３、７２）のためのポンプ作動質量流として用いられることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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