(57)【要約】  コンバインドサイクルパワープラント（１００）、およびコンバインドサイクルパワープラント（１００）を運転する方法が提示される。コンバインドサイクルパワープラント（１００）は、凝縮液予熱システム（８４０）の下流から凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させる凝縮液再循環ポンプ（８２０）を備える。酸性ガス露点腐食を防止するために、凝縮液予熱システム（８４０）の上流で適切な流れ温度を維持することができる。凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、ベンチュリ効果を利用して、凝縮液抽出ポンプ（８１０）によって供給された凝縮液の高い圧力を、再循環のための吸込圧へと変換することができる。
2019522140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバインドサイクルパワープラント（１００）であって、
動力出力を生成しかつ排気ガス（２１０）を発生させるように構成されたガスタービン（２００）と、
前記ガスタービン（２００）からの排気ガス（２１０）を受け取って該排気ガス（２１０）からエネルギを抽出することにより蒸気を発生させるように構成された排熱回収ボイラ（５００）と、
前記排熱回収ボイラ（５００）内で発生した蒸気を受け取って動力出力を生成するように構成された蒸気タービン（３００）と、
前記蒸気タービン（３００）からの凝縮液を受け取るように構成された凝縮器（３１０）と、
を備え、
前記排熱回収ボイラ（５００）は、
前記凝縮器（３１０）から凝縮液を抽出するように構成された凝縮液抽出ポンプ（８１０）と、
前記凝縮液を予熱するように構成された、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）の下流に配置された凝縮液予熱システム（８４０）と、
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流から、該凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させて、該凝縮液予熱システム（８４０）の上流における前記凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するように構成された凝縮液再循環ポンプ（８２０）と、
を有しており、
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域（８３１）を有している、コンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項２】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）に動作可能に接続された凝縮液入口（８２１）を有しており、前記凝縮液は、前記凝縮液入口（８２１）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと圧送される、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項３】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は収束ノズル（８２７）を有しており、該収束ノズル（８２７）は、前記凝縮液の圧力エネルギを運動エネルギに変換することにより前記吸込区域（８３１）を形成するように構成されている、請求項２記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項４】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流に動作可能に接続された吸込入口（８２２）を有しており、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体は、前記吸込入口（８２２）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと引き込まれ、前記凝縮液と混合されて混合流（８３３）を形成する、請求項３記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項５】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）の下流に配置された発散ノズル（８２８）を有しており、該発散ノズル（８２８）は、前記混合流（８３３）の圧力を上昇させるように構成されている、請求項４記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項６】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記発散ノズル（８２８）の出口に位置する出口（８２３）を有しており、該出口（８２３）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流に動作可能に接続されており、前記混合流（８３３）は、前記出口（８２３）を介して、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）から前記凝縮液予熱システム（８４０）内へと、前記予め設定された温度で放出される、請求項５記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項７】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）と前記発散ノズル（８２８）との間に配置されたチャンバ（８２９）を有している、請求項５記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項８】
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体は水を含む、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項９】
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体は蒸気を含む、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項１０】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）に動作可能に接続された流れ制御弁（８３５）をさらに備える、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項１１】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）はジェットポンプを含む、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項１２】
コンバインドサイクルパワープラント（１００）を運転する方法であって、前記コンバインドサイクルパワープラント（１００）は、ガスタービン（２００）と、排熱回収ボイラ（５００）と、蒸気タービン（３００）と、凝縮器（３１０）とを備え、当該方法は、
動力出力を生成しかつ排気ガス（２１０）を発生させるように前記ガスタービン（２００）を運転するステップと、
前記排気ガス（２１０）からエネルギを抽出することにより、前記排熱回収ボイラ（５００）内で蒸気を発生させるステップと、
前記排熱回収ボイラ（５００）内で発生した蒸気から動力出力を生成するように前記蒸気タービン（３００）を運転するステップと、
前記蒸気タービン（３００）から前記凝縮器（３１０）への凝縮液を受け取るステップと、
を含み、
前記排熱回収ボイラ（５００）は、凝縮液抽出ポンプ（８１０）と、該凝縮液抽出ポンプ（８１０）の下流に配置された凝縮液予熱システム（８４０）と、凝縮液再循環ポンプ（８２０）とを有しており、
当該方法はさらに、
前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）によって前記凝縮器（３１０）から凝縮液を抽出するステップと、
前記凝縮液予熱システム（８４０）において前記凝縮液を予熱するステップと、
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）によって前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流から前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させるステップであって、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域（８３１）を再循環のために有している、ステップと、
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの前記流れ媒体を、前記凝縮器（３１０）から抽出された凝縮液と混合させることにより、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流における前記凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するステップと、
を含む、コンバインドサイクルパワープラント（１００）を運転する方法。
【請求項１３】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）に動作可能に接続された凝縮液入口（８２１）を有しており、当該方法は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）によって、前記凝縮液を、前記凝縮液入口（８２１）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと圧送するステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は収束ノズル（８２７）を有しており、当該方法は、前記凝縮液が前記収束ノズル（８２７）を通過して流れるときに、前記凝縮液の圧力エネルギを運動エネルギに変換することにより前記吸込区域（８３１）を形成するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流に動作可能に接続された吸込入口（８２２）を有しており、当該方法は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体を、前記吸込入口（８２２）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと引き込み、前記凝縮液と混合させるステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）の下流に配置された発散ノズル（８２８）を有しており、当該方法は、混合流（８３３）が前記発散ノズル（８２８）を通過して流れるときに、前記混合流（８３３）の圧力を上昇させるステップを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記発散ノズル（８２８）の出口に位置する出口（８２３）を有しており、前記出口（８２３）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流に動作可能に接続されており、当該方法は、前記出口（８２３）を介して、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）から前記凝縮液予熱システム（８４０）内へと、前記混合流（８３３）を前記予め設定された温度で放出するステップを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
当該方法は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの水を再循環させるステップを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１９】
当該方法は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの蒸気を再循環させるステップを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項２０】
コンバインドサイクルパワープラント（１００）における排熱回収ボイラ（５００）であって、前記コンバインドサイクルパワープラント（１００）は、ガスタービン（２００）と、蒸気タービン（３００）と、凝縮器（３１０）とを備え、前記排熱回収ボイラ（５００）は、
前記凝縮器（３１０）から凝縮液を抽出するように構成された凝縮液抽出ポンプ（８１０）と、
前記凝縮液を予熱するように構成された、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）の下流に配置された凝縮液予熱システム（８４０）と、
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流から、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させて、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流における前記凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するように構成された凝縮液再循環ポンプ（８２０）と、
を有しており、
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域（８３１）を有している、
コンバインドサイクルパワープラント（１００）における排熱回収ボイラ（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ベンチュリ効果を利用した凝縮液再循環ポンプを備えたコンバインドサイクルパワープラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインドサイクルパワープラントは、燃料と空気との混合物の燃焼から動力出力を生成する１つ以上のガスタービンから形成することができる。燃料はオイルまたはガスを含んでいてよい。１つ以上の排熱回収ボイラを、ガスタービンから排気ガスを受け取るため、ガスタービンの下流に配置することができる。排熱回収ボイラは、排気ガスからエネルギを抽出して蒸気を形成することができる。この蒸気は、追加の動力出力を生成するために、蒸気タービンへ移送可能である。排熱回収ボイラは、高圧蒸気系、中間圧系、低圧蒸気系のように、複数の圧力蒸気系を含んでいてよい。排熱回収ボイラは、複数の圧力蒸気系を通過した後の排気ガスを排出する排気筒を備えていてよい。１つの蒸気タービンは、複数の圧力蒸気タービン、例えば高圧蒸気タービン、中間圧蒸気タービン、および低圧蒸気タービンから形成されていてよい。凝縮器は、蒸気タービンの出口に配置されていてよい。排熱回収ボイラは、凝縮液予熱システムを備えていてよい。凝縮器からの水は、凝縮液予熱システムに戻すことができる。凝縮液予熱システムは、凝縮液を予熱し、予熱された凝縮液を、蒸気の生成のために複数の圧力蒸気系内へと供給する。
【０００３】
コンバインドサイクルパワープラントでは、酸性ガス露点腐食を防止するために排熱回収ボイラの排気端で適切な温度を維持しなければならない場合がある。この温度は、燃料オイルまたは燃料ガス内の硫黄含有量に依存する場合がある。この温度は、燃料オイルまたは燃料ガス内の種類に依存する場合がある。凝縮液予熱システムの下流における流れ媒体の温度は、凝縮液予熱システムの上流における凝縮液の温度よりも高くなり得る。凝縮液予熱システムの下流からの流れ媒体は、凝縮液予熱システムの上流に戻されて再循環されて、凝縮液と混合されることができ、これにより凝縮液予熱システムの上流で適切な温度を維持することができる。凝縮液再循環ポンプを、流れ媒体の再循環のために使用することができる。凝縮液再循環ポンプは、モータ駆動式のポンプであってよい。モータ駆動式の凝縮液再循環ポンプのためには、インターフェース、配線、配管、最小限の流路、および自動再循環弁の追加の形成が必要な場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
簡単に説明される本発明の態様は、ベンチュリ効果を利用した凝縮液再循環ポンプを備えたコンバインドサイクルパワープラントに関する。
【０００５】
１つの態様によると、コンバインドサイクルパワープラントが提示される。コンバインドサイクルパワープラントは、動力出力を生成しかつ排気ガスを発生させるように構成されたガスタービンを有している。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービンからの排気ガスを受け取ってこの排気ガスからエネルギを抽出することにより蒸気を発生させるように構成された排熱回収ボイラを有している。コンバインドサイクルパワープラントは、排熱回収ボイラ内で発生した蒸気を受け取って動力出力を生成するように構成された蒸気タービンを有している。コンバインドサイクルパワープラントは、蒸気タービンからの凝縮液を受け取るように構成された凝縮器を有している。排熱回収ボイラは、凝縮器から凝縮液を抽出するように構成された凝縮液抽出ポンプを有している。排熱回収ボイラは、凝縮液を予熱するように構成された、凝縮液抽出ポンプの下流に配置された凝縮液予熱システムを有している。排熱回収ボイラは、凝縮液予熱システムの下流から、凝縮液予熱システムの上流へと流れ媒体を再循環させて、凝縮液予熱システムの上流における凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するように構成された凝縮液再循環ポンプを有している。凝縮液再循環ポンプは、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域を有している。
【０００６】
１つの態様によると、コンバインドサイクルパワープラントを運転する方法が提示される。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービン、排熱回収ボイラ、および蒸気タービンを備える。この方法は、動力出力を生成しかつ排気ガスを発生させるようにガスタービンを運転するステップを含む。この方法は、動力出力を生成しかつ排気ガスを発生させるようにガスタービンを運転するステップを含む。この方法は、排気ガスからエネルギを抽出することにより、排熱回収ボイラ内で蒸気を発生させるステップを含む。この方法は、排熱回収ボイラ内で発生した蒸気から動力出力を生成するように蒸気タービンを運転するステップを含む。この方法は、蒸気タービンから凝縮器への凝縮液を受け取るステップを含む。排熱回収ボイラは、凝縮液抽出ポンプと、凝縮液抽出ポンプの下流に配置された凝縮液予熱システムと、凝縮液再循環ポンプとを有している。この方法は、凝縮液抽出ポンプによって凝縮器から凝縮液を抽出するステップを含む。この方法は、凝縮液予熱システムにおいて凝縮液を予熱するステップを含む。この方法は、凝縮液再循環ポンプによって、凝縮液予熱システムの下流から凝縮液予熱システムの上流へと流れ媒体を再循環させるステップを含む。凝縮液再循環ポンプは、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域を有している。この方法は、凝縮液予熱システムの下流からの流れ媒体を、凝縮器から抽出された凝縮液と混合させることにより、凝縮液予熱システムの上流における凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するステップを含む。
【０００７】
１つの態様によれば、コンバインドサイクルパワープラントにおける排熱回収ボイラが提示される。コンバインドサイクルパワープラントは、ガスタービン、蒸気タービン、および凝縮器を備える。排熱回収ボイラは、凝縮器から凝縮液を抽出するように構成された凝縮液抽出ポンプを有している。排熱回収ボイラは、凝縮液を予熱するように構成された、凝縮液抽出ポンプの下流に配置された凝縮液予熱システムを有している。排熱回収ボイラは、凝縮液予熱システムの下流から、凝縮液予熱システムの上流へと流れ媒体を再循環させて、凝縮液予熱システムの上流における凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するように構成された凝縮液再循環ポンプを有している。凝縮液再循環ポンプは、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域を有している。
【０００８】
上記および以下に記載されるような本出願の様々な態様および実施形態は、明示的に記載された組み合わせだけでなく、他の組み合わせで使用されてもよい。当業者がこの説明を読んで理解したうえで、変更が行われるだろう。
【０００９】
本願の典型的な実施形態は、添付の図面に関してさらに詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態によるコンバインドサイクルパワープラントを示す概略図である。
【図２】一実施形態による排熱回収ボイラの低圧蒸気系を示す概略図である。
【図３】一実施形態による排熱回収ボイラの低圧蒸気系を示す概略図であって、この場合、凝縮液予熱システムの出口における水を吸込流として使用することができる。
【図４】一実施形態による排熱回収ボイラの低圧蒸気系を示す概略図であって、この場合、低圧蒸気系の出口における蒸気を吸込流として使用することができる。
【図５】一実施形態による凝縮液再循環ポンプを概略的に示す斜視図である。
【図６】一実施形態による凝縮液再循環ポンプを概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするために、可能である場合には、複数の図面に共通の同一の要素を示すために同じ参照符号が使用されている。
【００１２】
本発明の態様に関する詳細な説明を、以下で添付の図面に関して説明する。
【００１３】
図１には、一実施形態によるコンバインドサイクルパワープラント１００の概略図が示されている。図１の例示的な実施形態に示されているように、コンバインドサイクルパワープラント１００は、ガスタービン２００を備えることができる。ガスタービン２００は、燃料ガスまたは燃料オイルと空気との混合物の燃焼から動力出力を生成することができる。ガスタービン２００は、動力出力を出力する発電機４００に接続可能である。ガスタービン２００は、このガスタービン２００の出口に排気ガス２１０を生成しうる。
【００１４】
コンバインドサイクルパワープラント１００は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）５００を備えることができる。ＨＲＳＧ５００は、ガスタービン２００の下流に位置していてよく、ガスタービン２００から排気ガス２１０を受け取ることができる。一実施形態によれば、ＨＲＳＧ５００は、複数の圧力蒸気系を含むことができる。図１に示されている例示的な実施形態では、ＨＲＳＧ５００は、高圧（ＨＰ）蒸気系６００、中間圧（ＩＰ）蒸気系７００および低圧（ＬＰ）蒸気系８００を含む３つの圧力蒸気系を有している。排気ガス２１０は、ＨＰ蒸気系６００、ＩＰ蒸気系７００、ＬＰ蒸気系８００を通って流れ、排気ガス２１０からエネルギを抽出することによって蒸気を発生させる。１つの実施形態によれば、パワープラント１００は排気筒９００を備えていてよい。排気筒９００は、ＬＰ蒸気系８００の下流で、ＨＲＳＧ５００の排気端に配置されていてよい。排気ガス２１０は、複数の圧力蒸気系を通過した後、排気筒９００を介してコンバインドサイクルパワープラント１００を出ることができる。
【００１５】
コンバインドサイクルパワープラント１００は、蒸気タービン３００を備えることができる。蒸気タービン３００は、ＨＲＳＧ５００内で生成された蒸気を受け取って、動力出力を形成することができる。一実施形態によれば、コンバインドサイクルパワープラント１００は、単一シャフト構成であってもよいし、または多シャフト構成であってもよい。図１に示されているコンバインドサイクルパワープラント１００は、ガスタービン２００および蒸気タービン３００が１つの共通の発電機４００に接続されている単一シャフト構成となっている。多シャフト構成では、ガスタービン２００と蒸気タービン３００とを別個の発電機にそれぞれ接続することができる。
【００１６】
凝縮器３１０は、蒸気タービン３００の出口に配置可能である。凝縮器３１０からの水は、凝縮液抽出ポンプ８１０を用いて、凝縮液ライン８１１を介してＨＲＳＧ５００の凝縮液予熱器８４０に戻すことができる。ボイラフィードポンプ８１２は、ＨＰ蒸気系６００およびＩＰ蒸気系７００に水を供給するため、凝縮液予熱器８４０の下流に配置可能である。
【００１７】
図２には、一実施形態による、排熱回収ボイラ５００のＬＰ蒸気系８００の概略図が示されている。図２の例としての実施形態に示したように、凝縮液抽出ポンプ８１０は、凝縮液ライン８１１を介して凝縮器３１０に接続されていてよい。凝縮液予熱システム８４０は、凝縮液抽出ポンプ８１０の下流に配置されていてよい。凝縮液抽出ポンプ８１０は、凝縮器３１０から凝縮液を抽出することができる。抽出された凝縮液は、凝縮液予熱システム８４０内へと入ることができる。１つの実施形態によれば、ＬＰ蒸気系８００は、凝縮液予熱器８４０の下流に位置するＬＰ蒸発器８６０と、ＬＰ蒸発器８６０の下流に位置するＬＰ過熱器８７０とを有している。ＬＰ蒸気系８００は、ＬＰ蒸発器８６０に接続されていてよいＬＰドラム８５０を有している。
【００１８】
１つの実施形態によると、酸性ガス露点腐食を防止するために、ＨＲＳＧ５００の排気端で適切な温度を維持しなければならない場合がある。適切な温度は、燃料オイルまたは燃料ガス内の硫黄含有量に基づき予め設定することができる。適切な温度は、燃料オイルまたは燃料ガスの種類に基づき予め設定することができる。例えば、適切な温度の予め設定された値は、３０℃〜１５０℃の範囲、または４０℃〜１４０℃の範囲、または５０℃〜１３０℃の範囲にあってよい。凝縮液予熱システム８４０の下流における流れ媒体の温度は、凝縮液予熱システム８４０の上流における凝縮液の温度よりも高くなり得る。凝縮液予熱システム８４０の下流からの流れ媒体は、凝縮液予熱システム８４０の上流に戻されて再循環させて、凝縮液と混合させることができ、これにより凝縮液予熱システム８４０の上流で適切な温度を維持することができる。１つの実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０を、流れ媒体の再循環のために使用することができる。
【００１９】
図２の例としての実施形態に示したように、凝縮液再循環ポンプ８２０は、凝縮液入口８２１を有している。凝縮液入口８２１は、凝縮液抽出ポンプ８１０に動作可能に接続されていてよい。凝縮液抽出ポンプ８１０は、凝縮器３１０から凝縮液を抽出することができる。凝縮液抽出ポンプ８１０は、抽出した凝縮液を、凝縮液入口８２１を介して凝縮液再循環ポンプ８２０へと圧送することができる。
【００２０】
凝縮液再循環ポンプ８２０は吸込入口８２２を有している。吸込入口８２２は、吸込ライン８３４を介して凝縮液予熱システム８４０の下流に動作可能に接続されていてよい。凝縮液予熱システム８４０の下流からの流れ媒体は、吸込流として、吸込入口８２２を介して凝縮液再循環ポンプ８２０へと再循環されてよい。
【００２１】
凝縮液再循環ポンプ８２０は出口８２３を有している。出口８２３は、凝縮液予熱システム８４０の上流に動作可能に接続されていてよい。吸込入口８２２を介して進入する吸込流は、凝縮液入口８２１を介して進入する凝縮液と、凝縮液再循環ポンプ８２０内で混合されてよい。凝縮液と吸込流とが混合された流れは、出口８２３を介して凝縮液予熱システム８４０内へと放出されてよい。
【００２２】
凝縮液再循環ポンプ８２０は流れ制御弁８３５を有している。流れ制御弁８３５は、凝縮液再循環ポンプ８２０内へ進入する流れを制御するために使用することができ、これにより出口８２３における温度を、予め設定された値に維持することができる。１つの実施形態によると、流れ制御弁８３５は、凝縮液入口８２１を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入する凝縮液を制御するために使用することができる。１つの実施形態によると、流れ制御弁８３５は、吸込入口８２２を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入する吸込流を制御するために使用することができる。１つの実施形態によると、流れ制御弁８３５は、流れ制御を最適化することができる位置に配置されていてよい。図２に示した例としての実施形態では、流れ制御弁８３５は、吸込入口８２２の手前で、吸込ライン８３４に位置していてよい。
【００２３】
凝縮液予熱システム８４０の下流からの吸込流は、吸込ライン８３４を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと入ることができる。１つの実施形態によると、凝縮液予熱システム８４０の下流からの吸込流は水を含んでいてよい。例えば、吸込流は、ＬＰ蒸気系８００からの水、またはＩＰ蒸気系７００からの水、またはＨＰ蒸気系６００からの水を含んでいてよい。１つの実施形態によると、凝縮液予熱システム８４０の下流からの吸込流は蒸気を含んでいてよい。例えば、吸込流は、ＬＰ蒸気系８００からの蒸気、またはＩＰ蒸気系７００からの蒸気、またはＨＰ蒸気系６００からの蒸気を含んでいてよい。
【００２４】
図３には、一実施形態による、ＨＲＳＧ５００のＬＰ蒸気系８００の概略図が示されている。図３に示した例としての実施形態によると、凝縮液予熱システム８４０の出口からの水を、凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入する吸込流として使用することができる。
【００２５】
図４には、一実施形態による、ＨＲＳＧ５００のＬＰ蒸気系８００の概略図が示されている。図４に示した例としての実施形態によると、ＬＰ蒸発器８６０の出口からの蒸気を、凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入する吸込流として使用することができる。
【００２６】
図５は、１つの実施形態による凝縮液再循環ポンプ８２０の概略的な斜視図を示す。図５の例としての実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０は管８２４を有している。 凝縮液入口８２１は、管８２４の一方の端部に配置されていてよい。出口８２３は、管８２４の他方の端部に配置されていてよい。吸込入口８２２は、凝縮液入口８２１の近くで管８２４に配置されていてよい。１つの実施形態によれば、凝縮液入口８２１は、接続装置、例えばフランジ８２５ａを介して凝縮液抽出ポンプ８１０に接続されていてよい。管８２４は、接続装置、例えばフランジ８２５ｂを介して接続する分離された複数の管を含んでいてよい。凝縮液は、凝縮液入口８２１を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入することができる。吸込流は、吸込入口８２２を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入することができる。凝縮液は、管８２４内で吸込流と混合することができ、これにより、凝縮液と吸込流との混合流は、予め設定された温度を維持することができる。凝縮液と吸込流との混合流は、出口８２３を介して凝縮液予熱システム８４０内へと予め設定された温度で放出されてよく、これにより凝縮液予熱システム８４０の上流で、酸性ガス露点腐食を防止することができる。
【００２７】
図６は、１つの実施形態による凝縮液再循環ポンプ８２０の概略的な断面図を示す。図６の例としての実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０は、凝縮液入口８２１に配置された動力流体ノズル８２６を有している。凝縮液抽出ポンプ８１０は、凝縮液を、動力流体ノズル８２６内へ進入する動力流８３０として圧送することができる。凝縮液再循環ポンプ８２０は、動力流体ノズル８２６の下流に収束ノズル８２７を有している。動力流８３０の速度は、収束ノズル８２７を流過するとき増大する。動力流８３０の圧力は、収束ノズル８２７を流過するときベンチュリ効果により低下する。ベンチュリ効果は、動力流８３０の圧力エネルギを運動エネルギに変換することができる。ベンチュリ効果は、凝縮液再循環ポンプ８２０における吸込区域８３１を形成することができる。本発明の１つの実施形態によれば、吸込区域８３１は、真空のような低圧を有することができる。
【００２８】
図２を参照すると、凝縮液再循環ポンプ８２０の吸込入口８２２は、凝縮液予熱システム８４０の下流に接続されていてよい。図６に示した例としての実施形態によると、吸込区域８３１は、凝縮液予熱システム８４０の下流の流れ媒体を、吸込入口８２２を介して凝縮液再循環ポンプ８２０内へと進入する吸込流８３２として連行することができる。凝縮液予熱システム８４０の下流の流れ媒体の吸込流８３２は、凝縮液再循環ポンプ８２０において凝縮液の動力流８３０と混合して、混合流８３３を形成することができる。
【００２９】
図６の例として示した実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０は、収束ノズル８２７の下流に配置された発散ノズル８２８を有している。混合流８３３の速度は、発散ノズル８２８を流過するとき降下する。混合流８３３の圧力は、発散ノズル８２８を流過するときベンチュリ効果により上昇する。ベンチュリ効果は、混合流８３３の運動エネルギを圧力エネルギに変換することができる。
【００３０】
図２を参照すると、凝縮液再循環ポンプ８２０の出口８２３は、凝縮液予熱システム８４０の上流に接続されていてよい。図６の例として示した実施形態によると、出口８２３は、発散ノズル８２８の出口に位置していてよい。混合流８３３は、凝縮液再循環ポンプ８２０から出口８２３を介して凝縮液予熱システム８４０内へと放出されてよい。１つの実施形態によると、凝縮液予熱システム８４０の下流の流れ媒体の吸込流８３２の温度は、凝縮液の動力流８３０の温度よりも高くてよい。混合流８３３を、酸性ガス露点腐食を防止するために予め設定された温度で凝縮液予熱システム８４０内へ放出することができる。
【００３１】
図６の例として示した実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０は、収束ノズル８２７と発散ノズル８２８との間に配置されたチャンバ８２９を有している。チャンバ８２９は円筒状の管であってよい。混合流８３３は、発散ノズル８２８内に進入する前にチャンバ８２９を通過することができる。
【００３２】
１つの実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０の流量比Ｍは以下のように規定することができる。
Ｍ＝Ｑｓ／Ｑｍ
ここで、Ｑｓは吸込流の流量を表しており、Ｑｍは動力流の流量を表している。
【００３３】
１つの実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０の圧力比Ｎは以下のように規定することができる。
Ｎ＝（Ｐｅ−Ｐｓ）／（Ｐｍ−Ｐｅ）
ここで、Ｐｅは出口圧を表しており、Ｐｓは吸込圧を表しており、Ｐｍは動力圧を表している。
【００３４】
１つの実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０の効率ηは以下のように規定することができる。
σ＝Ｍ×Ｎ
【００３５】
凝縮液再循環ポンプ８２０の収束ノズル８２７は、動力流８３０の、例えば凝縮液抽出ポンプ８１０からの凝縮液の高い動力圧Ｐｍを、ベンチュリ効果を利用して真空のような低い吸込圧Ｐｓを形成するために変換することができる。低い吸込圧Ｐｓは、凝縮液予熱システム８４０の下流からの吸込流８３２を、凝縮液再循環ポンプ８２０内へと引き込むことができる。動力流８３０と吸込流８３２とは、凝縮液再循環ポンプ８２０内で混合されて、混合流８３３を形成することができる。１つの実施形態によると、凝縮液再循環ポンプ８２０の発散ノズル８２８は、混合流８３３の速度を減じることができ、これにより、ベンチュリ効果を利用して低い吸込圧Ｐｓを出口圧Ｐｅへと上昇させることができる。１つの実施形態によると、凝縮液予熱システム８４０の下流からの吸込流８３２の高い温度は、凝縮液の動力流８３０の低い温度と混合されて、予め設定された適切な流れ温度を凝縮液予熱システム８４０へと提供する。
【００３６】
１つの態様によれば、図示した実施形態は、コンバインドサイクルパワープラント１００と、コンバインドサイクルパワープラント１００を運転する方法とを示している。コンバインドサイクルパワープラント１００は、凝縮液再循環ポンプ８２０を有している。凝縮液再循環ポンプ８２０は、ベンチュリ効果を利用して、凝縮液予熱システム８４０の下流からの流れ媒体を、凝縮液予熱システム８４０の上流へと再循環させて、凝縮液予熱システム８４０の上流で適切な流れ温度を維持している。１つの態様によれば、開示された凝縮液再循環ポンプ８２０は、ジェットポンプ、エダクタポンプ、インジェクタポンプ、エゼクタポンプ、またはベンチュリポンプを含んでいてよい。
【００３７】
１つの態様によれば、開示された凝縮液再循環ポンプ８２０は、モータ駆動式の凝縮液再循環ポンプのために必要となる場合があるインターフェースの追加の形成を省くことができる。開示された凝縮液再循環ポンプ８２０は、コンバインドサイクルパワープラント１００の構成コストを減じることができる。
【００３８】
１つの態様によれば、開示された凝縮液再循環ポンプ８２０が必要とする設置スペースは、モータ駆動式の凝縮液再循環ポンプよりも少なくてよい。図示した凝縮液再循環ポンプ８２０は、コンバインドサイクルパワープラント１００のレイアウトに最も適合し得る位置に設置することができる。
【００３９】
１つの態様によれば、開示された凝縮液再循環ポンプ８２０は、モータ駆動式の凝縮液再循環ポンプのために必要となる場合がある追加の配線、配管、最小限の流路、および自動再循環弁を省くことができる。提案された凝縮液再循環ポンプ８２０が必要とする維持費は、モータ駆動式の凝縮液再循環ポンプよりも少なくてよい。
【００４０】
本発明の教示を含んだ様々な実施形態について本明細書で図示および説明してきたが、当業者は、さらにこれらの教示を含んだ多くのその他の変更された実施の形態を容易に考え出すことができる。本発明は、詳細な説明に示された、または図面に例示された構成部材の構成および配置の典型的な実施形態の詳細にその適用が制限されない。本発明は、他の実施の形態が可能であり、様々な形式で実現または実施することができる。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためであり、限定と見なされるべきではないことが理解されるべきである。すなわち、本明細書における「包含する」、「含む」または「有する」という語、およびその変形の使用は、その後に挙げるアイテム、その均等物、および追加のアイテムを内包することが意図されている。そうでないことが明示または限定されない限り、「取り付けられた」、「結合された」、「支持された」および「連結された」という用語、およびその変化形は、広く使用され、直接的および間接的な取付け、結合、支持および連結を包含する。さらに、「結合された」および「連結された」は、物理的または機械的な結合または連結に制限されない。
【符号の説明】
【００４１】
１００  コンバインドサイクルパワープラント
２００  ガスタービン
２１０  ガスタービンからの排気ガス
３００  蒸気タービン
３１０  凝縮器
４００  発電機
５００  排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
６００  ＨＲＳＧの高圧（ＨＰ）蒸気系
７００  ＨＲＳＧの中間圧（ＩＰ）蒸気系
８００  ＨＲＳＧの低圧（ＬＰ）蒸気系
８１０  凝縮液抽出ポンプ
８１１  凝縮液ライン
８１２  ボイラフィードポンプ
８２０  凝縮液再循環ポンプ
８２１  凝縮液入口
８２２  吸込入口
８２３  凝縮液再循環ポンプの出口
８２４  凝縮液再循環ポンプの管
８２５ａ，８２５ｂ  フランジ
８２６  動力流体ノズル
８２７  収束ノズル
８２８  発散ノズル
８２９  チャンバ
８３０  動力流
８３１  吸込区域
８３２  吸込流
８３３  混合流
８３４  吸込ライン
８３５  流れ制御弁
８４０  凝縮液予熱システム
８５０  ＬＰドラム
８６０  ＬＰ蒸発器
８７０  ＬＰ過熱器
９００  排気筒
【図１】
2019522140.tif 000003
【図２】
2019522140.tif 000004
【図３】
2019522140.tif 000005
【図４】
2019522140.tif 000006
【図５】
2019522140.tif 000007
【図６】
2019522140.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月22日(2019.1.22)
【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】
コンバインドサイクルパワープラント（１００）であって、
動力出力を生成しかつ排気ガス（２１０）を発生させるように構成されたガスタービン（２００）と、
前記ガスタービン（２００）からの排気ガス（２１０）を受け取って該排気ガス（２１０）からエネルギを抽出することにより蒸気を発生させるように構成された排熱回収ボイラ（５００）と、
前記排熱回収ボイラ（５００）内で発生した蒸気を受け取って動力出力を生成するように構成された蒸気タービン（３００）と、
前記蒸気タービン（３００）からの凝縮液を受け取るように構成された凝縮器（３１０）と、
を備え、
前記排熱回収ボイラ（５００）は、
前記凝縮器（３１０）から凝縮液を抽出するように構成された凝縮液抽出ポンプ（８１０）と、
前記凝縮液を予熱するように構成された、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）の下流に配置された凝縮液予熱システム（８４０）と、
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流から、該凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させて、該凝縮液予熱システム（８４０）の上流における前記凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するように構成された凝縮液再循環ポンプ（８２０）と、
を有しており、
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、再循環のために、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域（８３１）を有している、コンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項２】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）に動作可能に接続された凝縮液入口（８２１）を有しており、前記凝縮液は、前記凝縮液入口（８２１）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと圧送される、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項３】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は収束ノズル（８２７）を有しており、該収束ノズル（８２７）は、前記凝縮液の圧力エネルギを運動エネルギに変換することにより前記吸込区域（８３１）を形成するように構成されている、請求項２記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項４】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流に動作可能に接続された吸込入口（８２２）を有しており、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体は、前記吸込入口（８２２）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと引き込まれ、前記凝縮液と混合されて混合流（８３３）を形成する、請求項３記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項５】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）の下流に配置された発散ノズル（８２８）を有しており、該発散ノズル（８２８）は、前記混合流（８３３）の圧力を上昇させるように構成されている、請求項４記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項６】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記発散ノズル（８２８）の出口に位置する出口（８２３）を有しており、該出口（８２３）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流に動作可能に接続されており、前記混合流（８３３）は、前記出口（８２３）を介して、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）から前記凝縮液予熱システム（８４０）内へと、前記予め設定された温度で放出される、請求項５記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項７】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）と前記発散ノズル（８２８）との間に配置されたチャンバ（８２９）を有している、請求項５記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項８】
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体は水または蒸気を含む、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項９】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）に動作可能に接続された流れ制御弁（８３５）をさらに有している、請求項１記載のコンバインドサイクルパワープラント（１００）。
【請求項１０】
コンバインドサイクルパワープラント（１００）を運転する方法であって、前記コンバインドサイクルパワープラント（１００）は、ガスタービン（２００）と、排熱回収ボイラ（５００）と、蒸気タービン（３００）と、凝縮器（３１０）とを備え、当該方法は、
動力出力を生成しかつ排気ガス（２１０）を発生させるように前記ガスタービン（２００）を運転するステップと、
前記排気ガス（２１０）からエネルギを抽出することにより、前記排熱回収ボイラ（５００）内で蒸気を発生させるステップと、
前記排熱回収ボイラ（５００）内で発生した蒸気から動力出力を生成するように前記蒸気タービン（３００）を運転するステップと、
前記蒸気タービン（３００）から前記凝縮器（３１０）への凝縮液を受け取るステップと、
を含み、
前記排熱回収ボイラ（５００）は、凝縮液抽出ポンプ（８１０）と、該凝縮液抽出ポンプ（８１０）の下流に配置された凝縮液予熱システム（８４０）と、凝縮液再循環ポンプ（８２０）とを有しており、
当該方法はさらに、
前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）によって前記凝縮器（３１０）から凝縮液を抽出するステップと、
前記凝縮液予熱システム（８４０）において前記凝縮液を予熱するステップと、
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）によって前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流から前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流へと流れ媒体を再循環させるステップであって、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、ベンチュリ効果によって形成された吸込区域（８３１）を再循環のために有している、ステップと、
前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの前記流れ媒体を、前記凝縮器（３１０）から抽出された凝縮液と混合させることにより、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流における前記凝縮液の温度を予め設定された温度に維持するステップと、
を含む、コンバインドサイクルパワープラント（１００）を運転する方法。
【請求項１１】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）に動作可能に接続された凝縮液入口（８２１）を有しており、当該方法は、前記凝縮液抽出ポンプ（８１０）によって、前記凝縮液を、前記凝縮液入口（８２１）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと圧送するステップを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は収束ノズル（８２７）を有しており、当該方法は、前記凝縮液が前記収束ノズル（８２７）を通過して流れるときに、前記凝縮液の圧力エネルギを運動エネルギに変換することにより前記吸込区域（８３１）を形成するステップを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流に動作可能に接続された吸込入口（８２２）を有しており、当該方法は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の下流からの流れ媒体を、前記吸込入口（８２２）を介して前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）内へと引き込み、前記凝縮液と混合させるステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記収束ノズル（８２７）の下流に配置された発散ノズル（８２８）を有しており、当該方法は、混合流（８３３）が前記発散ノズル（８２８）を通過して流れるときに、前記混合流（８３３）の圧力を上昇させるステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）は、前記発散ノズル（８２８）の出口に位置する出口（８２３）を有しており、前記出口（８２３）は、前記凝縮液予熱システム（８４０）の上流に動作可能に接続されており、当該方法は、前記出口（８２３）を介して、前記凝縮液再循環ポンプ（８２０）から前記凝縮液予熱システム（８４０）内へと、前記混合流（８３３）を前記予め設定された温度で放出するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【国際調査報告】
2019522140.tif 000009
2019522140.tif 000010
2019522140.tif 000011