(57)【要約】【課題】再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの実現に適した技術を提供する【解決手段】第１の箱１５０ａは、第１熱交換器１４０に取り付けられている。第２流路１２０ｐは、第１の箱１５０ａの内部に形成された第１の箱内流路１５０ａｐを有する。第１の箱１５０ａは、第１流路１１０ｐから離間している。第１流路を流れる作動流体を第１作動流体と定義し、第２流路１２０ｐを流れる作動流体を第２作動流体と定義したとき、第１の箱１５０ａおよび第１熱交換器１４０は、協働して、第１作動流体から熱を回収して第２作動流体を加熱する第１の第２熱交換器１９０ａを構成している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバインドサイクルシステムであって、
第１作動流体が流れる第１流路と、
第２作動流体が流れる第２流路と、
前記第１流路上に現れる圧縮機と、
前記第１流路上に現れる燃焼器と、
前記第１流路上に現れるタービンと、
前記圧縮機と前記タービンとを連結する回転軸と、
前記第１流路を構成する被加熱流路と、前記第１流路を構成する熱回収流路を含む第１熱交換器と、
前記第１熱交換器に取り付けられるとともに、前記第２流路を構成する第１の箱内流路を含む、第１の箱と、を備え、
前記圧縮機、前記被加熱流路、前記燃焼器、前記タービン、および前記熱回収流路は、前記第１流路上においてこの順に現れ、
前記第１の箱は、前記第１流路から離間しており、
前記第１熱交換器は、前記熱回収流路における前記第１作動流体から熱を回収して前記被加熱流路における前記第１作動流体を加熱し、
前記第１の箱および前記第１熱交換器は、協働して、前記第１作動流体から熱を回収して前記第２作動流体を加熱する第１の第２熱交換器を構成している、コンバインドサイクルシステム。
【請求項２】
前記第１熱交換器に取り付けられるとともに、前記第２流路を構成する第２の箱内流路を含む、第２の箱をさらに備え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第２の箱は、前記第２の側壁に取り付けられており、
前記第２流路は、分岐点と、合流点と、前記分岐点と前記合流点とを接続する２つの流路と、を有し、
前記第１の箱内流路は、前記２つの流路の一方を構成し、
前記第２の箱内流路は、前記２つの流路の他方を構成し、
前記第２の箱は、前記第１流路から離間しており、
前記第２の箱および前記第１熱交換器は、協働して、前記第１作動流体から熱を回収して前記第２作動流体を加熱する第２の第２熱交換器を構成している、請求項１に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項３】
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記被加熱流路は、前記第１の側壁および前記第２の側壁の間で拡がる複数の被加熱層を有し、
前記熱回収流路は、前記第１の側壁および前記第２の側壁の間で拡がる複数の熱回収層を有し、
複数の前記被加熱層および複数の前記熱回収層は、並び方向に互い違いに並べられている、請求項１または２に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項４】
前記第１の側壁は、隣り合う１つの前記被加熱層および１つの前記熱回収層の組み合わせである一対の層に露出しており、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記並び方向についての前記一対の層における前記被加熱層および前記熱回収層の間の位置に、溶着された部分を有し、
前記第１の箱は、前記並び方向について、前記溶着された部分を跨いで拡がっている、請求項３に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項５】
（ｉ）前記被加熱流路は、前記被加熱流路の入口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導入流路を有し、前記導入流路は、前記並び方向に沿って延びており、前記第１の側壁は、前記導入流路および複数の前記被加熱層に露出しており、前記導入流路に沿って前記第１熱交換器の内部を前記被加熱流路の入口から遠ざかっていく方向を前記導入流路の進行方向と定義したとき、前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記導入流路の前記進行方向側に位置している、または、
（ii）前記被加熱流路は、前記被加熱流路の出口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導出流路を有し、前記導出流路は、前記並び方向に沿って延びており、前記第１の側壁は、前記導出流路および複数の前記被加熱層に露出しており、前記導出流路に沿って前記第１熱交換器の内部を前記被加熱流路の出口に近づいていく方向を前記導出流路の進行方向と定義したとき、前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記導出流路の前記進行方向側に位置している、請求項３または４に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項６】
前記被加熱流路は、前記被加熱流路の入口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導入流路と、前記被加熱流路の出口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導出流路と、を有し、
前記導入流路および前記導出流路は、前記並び方向に沿って延びており、
前記第１の側壁は、複数の前記被加熱層に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう直線が延びる方向をスパン方向と定義し、前記スパン方向および前記並び方向に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記導入流路は、前記導出流路に比べ、前記直交方向の一方側に位置しており、
前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記直交方向の他方側に位置している、請求項３〜５のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項７】
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％以上の領域が前記第１の箱と重なり合っている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項８】
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％未満の領域が前記第１の箱と重なり合っており、前記熱回収流路の入口と前記第１の箱との間隔は、前記熱回収流路の出口と前記第１の箱との間隔に比べて小さい、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項９】
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％未満の領域が前記第１の箱と重なり合っており、前記熱回収流路の出口と前記第１の箱との間隔は、前記熱回収流路の入口と前記第１の箱との間隔に比べて小さい、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項１０】
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁および前記第１の箱は、同じ材料を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項１１】
前記第２流路上に現れるランキンサイクルを用いた発電装置を備え、
前記第２流路は、前記ランキンサイクルを構成し、
前記第１の第２熱交換器は、前記ランキンサイクルに用いられる蒸発器として機能する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【請求項１２】
前記第２作動流体は、水であり、
前記第１の第２熱交換器は、前記水を加熱するボイラとして機能する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンバインドサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンバインドサイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン装置について、種々の検討がなされている。特許文献１には、ガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムが記載されている。特許文献２には、再生熱交換器を含むガスタービン装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７６４０１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１５２０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの実現に適した技術を検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本開示は、
第１作動流体が流れる第１流路と、
第２作動流体が流れる第２流路と、
前記第１流路上に現れる圧縮機と、
前記第１流路上に現れる燃焼器と、
前記第１流路上に現れるタービンと、
前記圧縮機と前記タービンとを連結する回転軸と、
前記第１流路を構成する被加熱流路と、前記第１流路を構成する熱回収流路を含む第１熱交換器と、
前記第１熱交換器に取り付けられるとともに、前記第２流路を構成する第１の箱内流路を含む、第１の箱と、を備え、
前記圧縮機、前記被加熱流路、前記燃焼器、前記タービン、および前記熱回収流路は、前記第１流路上においてこの順に現れ、
前記第１の箱は、前記第１流路から離間しており、
前記第１熱交換器は、前記熱回収流路における前記第１作動流体から熱を回収して前記被加熱流路における前記第１作動流体を加熱し、
前記第１の箱および前記第１熱交換器は、協働して、前記第１作動流体から熱を回収して前記第２作動流体を加熱する第１の第２熱交換器を構成している、コンバインドサイクルシステムを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示に係る技術は、再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの実現に適している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るコンバインドサイクルシステムの構成図
【図２】第１熱交換器の斜視図
【図３】第１作動流体が第１熱交換器を流れる様子を説明するための図
【図４】第１作動流体が第１熱交換器を流れる様子を説明するための図
【図５】第２熱交換器の斜視図
【図６】第２作動流体が箱の内部を流れる様子を説明するための図
【図７Ａ】変形実施形態に係る第２熱交換器を説明するための図
【図７Ｂ】変形実施形態に係る第２熱交換器を説明するための図
【図８Ａ】変形実施形態に係る第２熱交換器を説明するための図
【図８Ｂ】変形実施形態に係る第２熱交換器を説明するための図
【図９】コンバインドサイクルシステムの構成図
【図１０】ガスタービン装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本発明者らによる知見：コンバインドサイクルについて）
コンバインドサイクルと称される複合機関が知られている。この複合機関では、ある熱機関（上位機関）により出力が得られる。上位機関の排熱は、別の熱機関（下位機関）の熱源として利用される。こうして、下位機関は駆動される。コンバインドサイクルによれば、熱エネルギーを有効に利用することができる。上位機関としては、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービンなどを用いた発電機関が例示される。下位機関としては、蒸気タービン、ボイラなどを駆動する機関が例示される。
【０００９】
ガスタービン機関（ガスタービンを用いた発電機関）の排気温度は高温である。このため、ガスタービン機関は、コンバインドサイクルの上位機関として好適に利用され得る。ガスタービン機関の排気を大気に放出する排気管の途中に熱交換器を設けることにより、この排気の熱を回収することができる。回収された熱は、下位サイクルで利用される。一例では、回収された熱は、ランキンサイクルを用いる蒸気タービン発電機を駆動する。このようにすれば、下位サイクルにおいて、電力を出力することができる。別例では、回収された熱は、温水を得るためのボイラを駆動する。このようにすれば、下位サイクルにおいて、温熱（具体的には温水）を出力することができる。
【００１０】
ガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの一例を図９に示す。
【００１１】
図９に示すコンバインドサイクルシステム８００では、上位サイクル（上位機関）８１０と、下位サイクル（下位機関）８２０と、が形成されている。コンバインドサイクルシステム８００では、第１流路８１０ｐおよび第２流路８２０ｐが形成されている。以下では、第１流路８１０ｐを流れる作動流体を第１作動流体と称する。第２流路８２０ｐを流れる作動流体を第２作動流体と称する。
【００１２】
上位サイクル８１０では、第１作動流体が、圧縮機８１１、燃焼器８１３およびタービン８１４をこの順に流れる。回転軸８１８により、電動発電機８１５、圧縮機８１１およびタービン８１４は連結されている。圧縮機８１１、燃焼器８１３、タービン８１４、電動発電機８１５および回転軸８１８は、ガスタービン装置（ガスタービン機関）８１０ｇを構成する。
【００１３】
下位サイクル８２０では、第２作動流体が、ポンプ８２１、蒸発器（排熱回収熱交換器）８２２、タービン８２４、凝縮器（熱交換器）８２７およびポンプ８２１をこの順に流れる。回転軸８２８により、ポンプ８２１および電動機８２６は連結されている。回転軸８２９により、タービン８２４および発電機８２５は連結されている。蒸発器８２２には、上位サイクル８１０のタービン８１４を通過した第１作動流体が流れ込む。蒸発器８２２は、この第１作動流体から熱を回収し、第２作動流体を加熱する。このようにして、上位サイクル８１０で利用されなかった熱（タービン８１４の排気の熱）が、下位サイクル８２０で利用される。ポンプ８２１、蒸発器８２２、タービン８２４、凝縮器８２７、発電機８２５、電動機８２６、回転軸８２８および回転軸８２９は、蒸気タービン装置８２０ｓを構成する。
【００１４】
コンバインドサイクルは、設備設置面積を広くとれる大規模火力発電所で利用されたり、地域コージェネレーションシステムなどの大型ガスタービン発電機を使用する施設で利用されたりしている。
【００１５】
上述のように、コンバインドサイクルにおいては、排熱回収熱交換器は、上位サイクルの排気（第１作動流体）から熱を回収し、下位サイクルの作動流体（第２作動流体）を加熱する。このような熱交換を行うためには、熱交換器の高温側の流路に上位サイクルの排気を導入する必要がある。しかし、このようにすると、上位サイクルの排気系圧力損失が増大する。排気系圧力損失の増大に伴う上位サイクルの性能低下分を補償するためには、例えば、上位サイクルの設計点条件（燃焼器における燃焼圧、燃焼温度など）を調整することが考えられる。また、この補償のためには、上位サイクルの構成要素の一部（タービンなど）の設計を調整することも考えられる。また、上位側の性能低下を許容しつつ、コンバインドサイクルシステム全体としての性能が最大となるようにコンバインドサイクルシステムを設計することも考えられる。
【００１６】
（本発明者らによる知見：再生ブレイトンサイクルについて）
ガスタービン機関の作動サイクルはブレイトンサイクルと称される。ブレイトンサイクルは、断熱圧縮過程と、定圧燃焼過程と、断熱膨張過程と、を有する。ブレイトンサイクルを基本とした複数の派生サイクルが存在する。これらの派生サイクルは、基本となるブレイトンサイクルよりも効率を改善させることを主目的としたものである。派生サイクルには、再生ブレイトンサイクルがある。再生ブレイトンサイクルでは、タービンからの排気と圧縮機から吐出された作動流体との間で熱交換が行われる。再生ブレイトンサイクルによれば、圧縮機から吐出された作動流体の熱量を大きくすることができる。つまり、タービン入口温度を設計時に定めた所定値にするための燃料の流量を削減できる。再生ブレイトンサイクルによれば、単純ブレイトンサイクルに比べ、熱効率を高めることができる。
【００１７】
再生ブレイトンサイクルは、再生熱交換器を用いることによって実現され得る。再生熱交換器を含むガスタービン装置の一例を図１０に示す。
【００１８】
図１０に示すガスタービン装置９１０ｇでは、第１流路９１０ｐが形成されている。以下では、第１流路９１０ｐを流れる作動流体を第１作動流体と称する。ガスタービン装置９１０ｇでは、第１作動流体は、圧縮機９１１、再生熱交換器９４０の被加熱流路９４１、燃焼器９１３、タービン９１４および再生熱交換器９４０の熱回収流路９４２をこの順に流れる。回転軸９１８により、電動発電機９１５、圧縮機９１１およびタービン９１４は連結されている。
【００１９】
再生熱交換器９４０は、熱回収流路９４２における第１作動流体から熱を回収し、被加熱流路９４１における第１作動流体を加熱する。これにより、被加熱流路９４１から流れ出る第１作動流体の温度を高めることができる。つまり、燃焼器９１３に流入する前に、第１作動流体を予熱することができる。燃焼器９１３における燃料消費を抑制することができる。このようにして、再生熱交換器９４０は、ガスタービン装置９１０ｇの熱効率を向上させる（燃費をよくする）。
【００２０】
上述のとおり、再生ブレイトンサイクルでは、タービンの排気から熱を取り出し、圧縮機から吐出された作動流体を加熱する。このような熱交換を行うために、通常は、タービンの下流側に再生熱交換器の熱回収流路が形成される。作動流体が熱回収流路を通過するときには、圧力損失が生じる。このため、タービンの背圧が高くなる。すなわち、単純ブレイトンサイクルに基づく（つまり、再生熱交換器を用いない）ガスタービン装置に比べると、再生ブレイトンサイクルに基づくガスタービン装置では、タービンの背圧が高くなり、タービンの膨張比が圧力損失分低下する。膨張比の低下は、タービンの出力および効率に影響する。
【００２１】
以上の説明から理解されるように、再生ブレイトンサイクルを採用すればガスタービン装置の性能（特に熱効率）が常に向上するというわけではない。すなわち、タービンの排気が高温であり、かつ再生熱交換器における圧縮機吐出側への伝熱量が十分に確保されている場合には、再生熱交換器における熱交換のメリットが、再生熱交換器における圧力損失によるタービン性能低下というデメリットを上回る。つまり、単純ブレイトンサイクルに比べ、再生ブレイトンサイクルは、熱効率の観点から有利となる。これに対し、再生熱交換器における圧力損失が大きい場合には、タービンの背圧が大幅に上昇しタービンの膨張比が大幅に低下する。この場合、単純ブレイトンサイクルに比べ、再生ブレイトンサイクルは、熱効率の観点から有利ではない、あるいは不利となることがある。ガスタービン装置の性能を向上させるためには、再生熱交換器を含め、ガスタービン装置を適切に設計する必要がある。
【００２２】
ところで、再生熱交換器の製造には高い技術を要する。すなわち、再生熱交換器には、タービンから排出された高温の作動流体（排気）が流れ込む高温側入口（熱回収流路９４２の入口）と、圧縮機から吐出された低温の作動流体が流れ込む低温側入口（被加熱流路９４１の入口）とがある。一例では、高温側入口における作動流体の温度は６００℃〜７００℃であり、低温側入口における作動流体の温度は１８０℃〜２５０℃である。両流体間の大きな温度差は、再生熱交換器の構造部材（伝熱面を構成する構造部材を含む）に大きな温度勾配を生じさせる。この大きな温度勾配は、再生熱交換器の構造部材に大きな熱応力を生じさせる。この熱応力によって再生熱交換器が破損しないようにするには、再生熱交換器の製造に関する相応の技術力が必要となる。
【００２３】
（本発明者らによる知見：コンバインドサイクルに関する技術と再生ブレイトンサイクルに関する技術の組み合わせについて）
【００２４】
本発明者らは、コンバインドサイクルに関する技術と再生ブレイトンサイクルに関する技術とを組み合わせることを検討した。
【００２５】
この組み合わせは、コンバインドサイクルシステム８００のガスタービン装置８１０ｇをガスタービン装置９１０ｇに置き換えることによって実現される。しかし、この置き換えにより得られるコンバインドサイクルシステムでは、タービン９１４の背圧が大幅に高くなり易い。なぜなら、第１作動流体の流路のうちタービン９１４の下流側の位置に、蒸発器８２２のみならず再生熱交換器９４０が存在することとなるためである（上述のとおり、蒸発器および再生熱交換器の両方が、タービンの背圧を上昇させる）。これら両方によって生じる高い背圧は、タービン９１４の流量を大幅に低下させ、ガスタービン装置９１０ｇの熱効率を大幅に低下させるおそれがある。上述のように再生熱交換器などの上位サイクルの構成要素の設計を調整したり上位サイクルの設計点条件を調整したりあるいはコンバインドサイクルシステム全体としての性能が最大となるような設計をしたりしても、システム全体としての性能を向上させるのは容易ではない。
【００２６】
また、温度勾配による再生熱交換器の破損が生じ難くなるように、コンバインドサイクルシステムを構成することが望まれる。
【００２７】
以上を考慮し、本発明者らは、再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの実現に適した技術を提供することを目指した。具体的に、本発明者らは、再生熱交換器によるタービンの背圧上昇回避に適しており、しかも、再生熱交換器の破損を防止することに適した技術を提供することを目指した。
【００２８】
すなわち、本開示の第１態様は、
第１作動流体が流れる第１流路と、
第２作動流体が流れる第２流路と、
前記第１流路上に現れる圧縮機と、
前記第１流路上に現れる燃焼器と、
前記第１流路上に現れるタービンと、
前記圧縮機と前記タービンとを連結する回転軸と、
前記第１流路を構成する被加熱流路と、前記第１流路を構成する熱回収流路を含む第１熱交換器と、
前記第１熱交換器に取り付けられるとともに、前記第２流路を構成する第１の箱内流路を含む、第１の箱と、を備え、
前記圧縮機、前記被加熱流路、前記燃焼器、前記タービン、および前記熱回収流路は、前記第１流路上においてこの順に現れ、
前記第１の箱は、前記第１流路から離間しており、
前記第１熱交換器は、前記熱回収流路における前記第１作動流体から熱を回収して前記被加熱流路における前記第１作動流体を加熱し、
前記第１の箱および前記第１熱交換器は、協働して、前記第１作動流体から熱を回収して前記第２作動流体を加熱する第１の第２熱交換器を構成している、コンバインドサイクルシステムを提供する。
【００２９】
本開示に係る技術は、再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えたコンバインドサイクルシステムの実現に適している。
【００３０】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記第１熱交換器に取り付けられるとともに、前記第２流路を構成する第２の箱内流路を含む、第２の箱をさらに備え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第２の箱は、前記第２の側壁に取り付けられており、
前記第２流路は、分岐点と、合流点と、前記分岐点と前記合流点とを接続する２つの流路と、を有し、
前記第１の箱内流路は、前記２つの流路の一方を構成し、
前記第２の箱内流路は、前記２つの流路の他方を構成し、
前記第２の箱は、前記第１流路から離間しており、
前記第２の箱および前記第１熱交換器は、協働して、前記第１作動流体から熱を回収して前記第２作動流体を加熱する第２の第２熱交換器を構成しているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００３１】
第２態様では、第１の側壁に第１の箱が取り付けられ、第２の側壁に第２の箱が取り付けられ、これらの箱の内部を第２作動流体が流れる。このようにすれば、これらの側壁の一方が他方に比べて大きく熱膨張して第１熱交換器が破損する事態を回避し易い。
【００３２】
本開示の第３態様は、第１態様または第２態様に加え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記被加熱流路は、前記第１の側壁および前記第２の側壁の間で拡がる複数の被加熱層を有し、
前記熱回収流路は、前記第１の側壁および前記第２の側壁の間で拡がる複数の熱回収層を有し、
複数の前記被加熱層および複数の前記熱回収層は、並び方向に互い違いに並べられているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００３３】
第３態様の第１熱交換器によれば、熱回収流路における第１作動流体と被加熱流路における第１作動流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。
【００３４】
本開示の第４態様は、第３態様に加え、
前記第１の側壁は、隣り合う１つの前記被加熱層および１つの前記熱回収層の組み合わせである一対の層に露出しており、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記並び方向についての前記一対の層における前記被加熱層および前記熱回収層の間の位置に、溶着された部分を有し、
前記第１の箱は、前記並び方向について、前記溶着された部分を跨いで拡がっているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００３５】
第４態様によれば、溶着された部分の破断および分離を回避し易い。
【００３６】
（ｉ）前記被加熱流路は、前記被加熱流路の入口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導入流路を有し、前記導入流路は、前記並び方向に沿って延びており、前記第１の側壁は、前記導入流路および複数の前記被加熱層に露出しており、前記導入流路に沿って前記第１熱交換器の内部を前記被加熱流路の入口から遠ざかっていく方向を前記導入流路の進行方向と定義したとき、前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記導入流路の前記進行方向側に位置している、または、
（ii）前記被加熱流路は、前記被加熱流路の出口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導出流路を有し、前記導出流路は、前記並び方向に沿って延びており、前記第１の側壁は、前記導出流路および複数の前記被加熱層に露出しており、前記導出流路に沿って前記第１熱交換器の内部を前記被加熱流路の出口に近づいていく方向を前記導出流路の進行方向と定義したとき、前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記導出流路の前記進行方向側に位置しているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００３７】
第５態様によれば、導入流路または導出流路における第１作動流体を複数の被加熱層の２つの最外層のうちの一方から他方に近づいていくように流しつつ、第１の箱内流路における第２作動流体を上記他方から上記一方に近づいていくように流し易い。このため、第５態様によれば、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換が効率的に行われ易い。また、このようにすれば、第１の側壁における温度勾配を緩和し易い。
【００３８】
本開示の第６態様は、第３〜第５態様のいずれか１つに加え、
前記被加熱流路は、前記被加熱流路の入口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導入流路と、前記被加熱流路の出口を複数の前記被加熱層の各々に接続する導出流路と、を有し、
前記導入流路および前記導出流路は、前記並び方向に沿って延びており、
前記第１の側壁は、複数の前記被加熱層に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう直線が延びる方向をスパン方向と定義し、前記スパン方向および前記並び方向に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記導入流路は、前記導出流路に比べ、前記直交方向の一方側に位置しており、
前記第１の箱内流路の入口は、前記第１の箱内流路の出口に比べ、前記直交方向の他方側に位置しているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００３９】
第６態様によれば、複数の被加熱層における第１作動流体を直交方向の一方側から他方側へと流しつつ、第１の箱内流路における第２作動流体を直交方向の他方側から一方側へと流し易い。このため、第６態様によれば、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換が効率的に行われ易い。また、このようにすれば、第１の側壁における温度勾配を緩和し易い。
【００４０】
本開示の第７態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％以上の領域が前記第１の箱と重なり合っているコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４１】
本開示の第８態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％未満の領域が前記第１の箱と重なり合っており、前記熱回収流路の入口と前記第１の箱との間隔は、前記熱回収流路の出口と前記第１の箱との間隔に比べて小さいコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４２】
本開示の第９態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁は、前記熱回収流路に露出しており、
前記第１の側壁から前記第２の側壁に向かう方向に沿って観察したとき、前記第１の側壁の５０％未満の領域が前記第１の箱と重なり合っており、前記熱回収流路の出口と前記第１の箱との間隔は、前記熱回収流路の入口と前記第１の箱との間隔に比べて小さいコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４３】
第７態様は、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換量を大きくすることに適している。第８態様によれば、第７態様に比べ、同熱交換量が過度に大きくなることを防止し易い。第９態様によれば、第７態様および第８態様に比べ、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換量が過度に大きくなることを防止し易い。第８態様によれば、第７態様に比べ、熱回収流路における第１作動流体と被加熱流路における第１作動流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。第９態様によれば、第７態様および第８態様に比べ、熱回収流路における第１作動流体と被加熱流路における第１作動流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。第８態様および第９態様は、第７態様に比べ、第１の箱の小型化（つまり第１の第２熱交換器の小型化）の観点から有利である。第８態様および第９態様は、第７態様に比べ、第１熱交換器および第１の箱の総露出面積を低減させて周囲の雰囲気への熱逃げ損失（放熱損失）を低減させる観点から有利である。第８態様によれば、第９態様に比べ、第１の側壁のうち高温になり易い部分が集中的に冷却され易く、従って第１の側壁の温度勾配が低減され易い。
【００４４】
本開示の第１０態様は、第１〜第９態様のいずれか１つに加え、
前記第１熱交換器は、互いに対向する第１の側壁および第２の側壁を有し、
前記第１の箱は、前記第１の側壁に取り付けられており、
前記第１の側壁および前記第１の箱は、同じ材料を有するコンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４５】
第１の側壁および第１の箱が同じ材料を有していれば、これらの熱膨張を予想し易い。このため、第１０態様によれば、第１熱交換器および第１の箱の設計が容易となる。
【００４６】
本開示の第１１態様は、第１〜第１０態様のいずれか１つに加え、
前記第２流路上に現れるランキンサイクルを用いた発電装置を備え、
前記第２流路は、前記ランキンサイクルを構成し、
前記第１の第２熱交換器は、前記ランキンサイクルに用いられる蒸発器として機能する、コンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４７】
第１１態様によれば、第２作動流体を用いたランキンサイクルを構成できる。
【００４８】
本開示の第１２態様は、第１〜第１０態様のいずれか１つに加え、
前記第２作動流体は、水であり、
前記第１の第２熱交換器は、前記水を加熱するボイラとして機能する、コンバインドサイクルシステムを提供する。
【００４９】
第１２態様によれば、第２作動流体を用いて湯を沸かすことができる。
【００５０】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００５１】
図１に、本実施形態のコンバインドサイクルシステム１００の構成図を示す。コンバインドサイクルシステム１００は、上位サイクル１１０と、下位サイクル１２０と、を含んでいる。コンバインドサイクルシステム１００は、第１流路１１０ｐおよび第２流路１２０ｐを含んでいる。以下では、第１流路１１０ｐを流れる作動流体を第１作動流体と称する。第２流路１２０ｐを流れる作動流体を第２作動流体と称する。上位サイクル１１０では、第１作動流体が流れる。下位サイクル１２０では、第２作動流体が流れる。
【００５２】
［上位サイクル１１０］
上位サイクル１１０は、ガスタービン装置（ガスタービン機関）１１０ｇによって実現されている。本実施形態のガスタービン装置１１０ｇは、再生ブレイトンサイクルによるガスタービン装置である。
【００５３】
ガスタービン装置１１０ｇは、圧縮機１１１、燃焼器１１３、タービン１１４および第１熱交換器１４０を有している。タービン１１４は、回転軸１１８により、圧縮機１１１と連結されている。本実施形態では、ガスタービン装置１１０ｇは、電動発電機１１５も有している。電動発電機１１５は、回転軸１１８により、圧縮機１１１およびタービン１１４と連結されている。
【００５４】
圧縮機１１１の内部に形成された流路、第１熱交換器１４０の内部に形成された被加熱流路１４１、燃焼器１１３の内部に形成された流路、タービン１１４の内部に形成された流路、および第１熱交換器１４０の内部に形成された熱回収流路１４２は、それぞれ、第１流路１１０ｐを構成する。第１作動流体は、これらの流路をこの順に流れる。換言すると、圧縮機１１１、被加熱流路１４１、燃焼器１１３、タービン１１４、および熱回収流路１４２は、第１流路１１０ｐにおいてこの順に現れる。
【００５５】
本実施形態では、大気中の空気が、第１作動流体としてガスタービン装置１１０ｇに流入する。流入した第１作動流体（空気）は、圧縮機１１１において圧縮される。次に、第１作動流体（空気）は、被加熱流路１４１において加熱される。次に、第１作動流体（空気）は、燃焼器１１３に流入する。燃焼器１１３では、流入した空気中に燃料が噴射される。燃焼器１１３のスパーク電極によるスパークにより燃焼器１１３において燃焼が生じ、高温の燃焼ガスが発生する。つまり、燃焼器１１３において、第１作動流体は燃焼ガスとなる。燃焼器１１３から流出した第１作動流体（燃焼ガス）は、タービン１１４に流入する。第１作動流体（燃焼ガス）は、タービン１１４を駆動し、電動発電機１１５および圧縮機１１１も駆動する。タービン１１４から流出した第１作動流体（燃焼ガス）は、熱回収流路１４２において冷却される。その後、第１作動流体（燃焼ガス）は、ガスタービン装置１１０ｇの外部へと排出される。
【００５６】
圧縮機１１１としては、公知の圧縮機を用いることができる。圧縮機１１１は、例えば、遠心圧縮機である。
【００５７】
第１熱交換器１４０は、再生熱交換器である。第１熱交換器１４０としては、公知の熱交換器を用いることができる。本実施形態の第１熱交換器１４０の詳細については後述する。
【００５８】
燃焼器１１３としては、公知の燃焼器を用いることができる。本実施形態では、燃焼器１１３には、燃料が、燃料供給路（図示省略）を介して供給される。燃料は、例えば、液体燃料または気体燃料である。液体燃料としては、ガソリン、灯油、軽油および重油などの石油系燃料、メタノールおよびエタノールなどのアルコール系燃料、ならびにアルコール燃料を含有するアルコール系混合燃料が例示される。また、気体燃料としては、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）、ＭＴＢＥ（Methyl Tertiary Butyl Ether）および水素などが例示される。なお、本実施形態では、第１熱交換器１４０において第１作動流体は予熱されているため、燃焼器１１３における燃料消費を抑制することができる。
【００５９】
タービン１１４としては、公知のタービンを用いることができる。
【００６０】
電動発電機１１５としては、公知の電動発電機を用いることができる。
【００６１】
［下位サイクル１２０］
本実施形態では、下位サイクル１２０は、蒸気タービン装置（蒸気タービン機関）１２０ｓによって実現されている。
【００６２】
本実施形態では、蒸気タービン装置１２０ｓは、ポンプ１２１、第１の第２熱交換器１９０ａ、第２の第２熱交換器１９０ｂ、タービン１２４および凝縮器（熱交換器）１２７を有している。蒸気タービン装置１２０ｓは、発電機１２５および電動機１２６も有している。第１の第２熱交換器１９０ａは、第１熱交換器１４０および第１の箱１５０ａを含んでいる。第２の第２熱交換器１９０ｂは、第１熱交換器１４０および第２の箱１５０ｂを含んでいる。第１熱交換器１４０は、ガスタービン装置１１０ｇと蒸気タービン装置１２０ｓとによって共有されている。また、第１熱交換器１４０は、第１の第２熱交換器１９０ａおよび第２の第２熱交換器１９０ｂによって共有されている。発電機１２５は、回転軸１２９により、タービン１２４と連結されている。電動機１２６は、回転軸１２８により、ポンプ１２１と連結されている。以下、第１の第２熱交換器１９０ａおよび第２の第２熱交換器１９０ｂを、第２熱交換器１９０と総称することがある。また、第１の箱１５０ａおよび第２の箱１５０ｂを、箱１５０と総称することがある。
【００６３】
ポンプ１２１の内部に形成された流路、箱１５０の内部に形成された流路、タービン１２４の内部に形成された流路、凝縮器１２７の内部に形成された流路、およびポンプ１２１の内部に形成された流路は、それぞれ、第２流路１２０ｐを構成する。第２作動流体は、これらの流路をこの順に流れる。換言すると、ポンプ１２１、箱１５０の内部に形成された流路、タービン１２４、および凝縮器１２７は、第２流路１２０ｐにおいてこの順に現れる。
【００６４】
第２作動流体は、ポンプ１２１によって循環する。第２作動流体は、第２熱交換器１９０において蒸発する。次に、第２作動流体は、タービン１２４に流入する。第２作動流体は、タービン１２４を駆動し、発電機１２５も駆動する。次に、第２作動流体は、凝縮器１２７に流入する。第２作動流体は、凝縮器１２７において、凝縮する。凝縮した第２作動流体は、ポンプ１２１に吸い込まれる。
【００６５】
本実施形態では、フロンが、第２作動流体として用いられている。ただし、水などの他の流体を第２作動流体として用いてもよい。
【００６６】
ポンプ１２１としては、公知のポンプを用いることができる。
【００６７】
第２熱交換器１９０および箱１５０については後述する。
【００６８】
タービン１２４としては、公知のタービンを用いることができる。
【００６９】
凝縮器１２７としては、公知の凝縮器を用いることができる。
【００７０】
発電機１２５としては、公知の発電機を用いることができる。
【００７１】
電動機１２６としては、公知の電動機を用いることができる。
【００７２】
［第１熱交換器１４０］
図２〜図４に示すように、本実施形態の第１熱交換器１４０は、プレートフィン型の熱交換器である。第１熱交換器１４０は、熱回収流路１４２における第１作動流体から熱を回収し被加熱流路１４１における第１作動流体を加熱することができる。
【００７３】
第１熱交換器１４０は、互いに対向する第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂを有している。第１熱交換器１４０は、複数の板状体１４７を有している。複数の板状体１４７は、並び方向１７１に並べられている。複数の板状体１４７の一部は、第１の側壁１４３ａの一部を構成している。複数の板状体１４７の一部は、第２の側壁１４３ｂの一部を構成している。本実施形態では、複数の板状体１４７の各々の厚さ方向（寸法が最も小さい方向）は、並び方向１７１と一致している。
【００７４】
複数の板状体１４７は、張出部１４３ａｆおよび張出部１４３ｂｆを介して互いに接合（本実施形態では溶着、具体的にはろう付け）されている。張出部１４３ａｆおよび張出部１４３ｂｆは、並び方向１７１について板状体１４７よりも小さい寸法を有する部材であり、並び方向１７１に沿って観察したとき板状体１４７から外側に張り出している。張出部１４３ａｆおよび張出部１４３ｂｆは、隣り合う板状体１４７の間に介在している。複数の張出部１４３ａｆは、第１の側壁１４３ａの一部を構成している。複数の張出部１４３ｂｆは、第２の側壁１４３ｂの一部を構成している。張出部１４３ａｆおよび張出部１４３ｂｆの間かつ隣り合う板状体１４７の間の位置には、隙間１４０ｇが形成されている。
【００７５】
複数の板状体１４７の各々の内部には、第１作動流体の流路が形成されている。具体的に、図２および図３に示すように、熱回収流路１４２は複数の熱回収層１４２ｃを有しており、１つの熱回収層１４２ｃが１つの板状体１４７の内部に形成されている。また、被加熱流路１４１は複数の被加熱層１４１ｃを有しており、１つの被加熱層１４１ｃが１つの板状体１４７の内部に形成されている。そして、熱回収層１４２ｃが内部に形成された板状体１４７と、被加熱層１４１ｃが内部に形成された１つの板状体１４７とが、並び方向１７１に互い違いに並べられている。すなわち、複数の熱回収層１４２ｃと複数の被加熱層１４１ｃとが、並び方向１７１に互い違いに並べられ、第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂの間で拡がっている。本実施形態では、並び方向１７１に沿って観察したとき、熱回収層１４２ｃおよび被加熱層１４１ｃの外輪郭は、長方形である。なお、図２においては、熱回収層１４２ｃが内部に形成された板状体１４７と被加熱層１４１ｃが内部に形成された１つの板状体１４７とは同様に描かれているが、図３により理解されるように、前者の板状体１４７における流れ方向１７２（後述）の一端および他端は開口しており、後者の板状体１４７における流れ方向１７２の一端および他端は開口していない。また、図２では、同図において最も上に存する板状体１４７の内部を説明する目的で、該板状体１４７の厚さは誇張して描かれている。
【００７６】
図３および図４に示すように、熱回収層１４２ｃの各々は、入口側流路１５１および出口側流路１５２に接続されている。入口側流路１５１は、第１流路１１０ｐの一部であり、熱回収流路１４２の入口１４２ｉに接続されている。出口側流路１５２は、第１流路１１０ｐの一部であり、熱回収流路１４２の出口１４２ｏに接続されている。タービン１１４から排出された第１作動流体１６２は、入口側流路１５１から入口１４２ｉに近づいていき、入口１４２ｉにおいて複数の熱回収層１４２ｃへと分流し、各熱回収層１４２ｃを流れ方向１７２に進み、出口１４２ｏにおいて合流し、その後、出口側流路１５２に侵入する。なお、流れ方向１７２は、入口１４２ｉから出口１４２ｏに向かう方向である。本実施形態では、流れ方向１７２は、並び方向１７１に直交する方向である。入口側流路１５１は、入口側ダクト１５１ｄの内部に形成されている。出口側流路１５２は、出口側ダクト１５２ｄの内部に形成されている。
【００７７】
図３に示すように、第１熱交換器１４０の内部には、導入流路１４１ａと導出流路１４１ｂが形成されている。導入流路１４１ａは、第１流路１１０ｐの一部であり、被加熱流路１４１の入口１４１ｉを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する。導出流路１４１ｂは、第１流路１１０ｐの一部であり、被加熱流路１４１の出口１４１ｏを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する。圧縮機１１１から吐出された第１作動流体１６１は、入口１４１ｉから導入流路１４１ａに流入し、導入流路１４１ａから複数の被加熱層１４１ｃへと分流し、導出流路１４１ｂにおいて合流し、その後、出口１４１ｏから流出する。
【００７８】
［第２熱交換器１９０および箱１５０］
図５および図６に示すように、第１の箱１５０ａは、第１熱交換器１４０の第１の側壁１４３ａに取り付けられている（本実施形態では、接触している）。第２の箱１５０ｂは、第１熱交換器１４０の第２の側壁１４３ｂに取り付けられている（本実施形態では、接触している）。第１の箱１５０ａは、第１流路１１０ｐから離間している。すなわち、第１の箱１５０ａは、第１作動流体に接触しない位置に取り付けられている。第２の箱１５０ｂは、第１流路１１０ｐから離間している。すなわち、第２の箱１５０ｂは、第１作動流体に接触しない位置に取り付けられている。
【００７９】
第１の箱１５０ａの内部には、第１の箱内流路１５０ａｐが形成されている。第２の箱１５０ｂの内部には、第２の箱内流路１５０ｂｐが形成されている。第１の箱内流路１５０ａｐは、第２流路１２０ｐの一部である。第２の箱内流路１５０ｂｐは、第２流路１２０ｐの一部である。
【００８０】
図６に示すように、第２流路１２０ｐは、分岐点１２０ｐｘと、合流点１２０ｐｙと、分岐点１２０ｐｘと合流点１２０ｐｙとを接続する２つの流路１２０ｐａおよび１２０ｐｂと、を有している。流路１２０ｐａは、第１の箱内流路１５０ａｐを有している。流路１２０ｐｂは、第２の箱内流路１５０ｂｐを有している。第１の箱１５０ａには、第１の箱内流路１５０ａｐの入口１５０ａｉと、第１の箱内流路１５０ａｐの出口１５０ａｏと、が形成されている。第２の箱１５０ｂには、第２の箱内流路１５０ｂｐの入口１５０ｂｉと、第２の箱内流路１５０ｂｐの出口１５０ｂｏと、が形成されている。
【００８１】
第１の箱１５０ａの内部の第２作動流体は、第１熱交換器１４０の内部の第１作動流体によって加熱される。第２の箱１５０ｂの内部の第２作動流体は、第１熱交換器１４０の内部の第１作動流体によって加熱される。なお、本実施形態のコンバインドサイクルシステム１００は、第１の箱内流路１５０ａｐおよび第２の箱内流路１５０ｂｐにおける第２作動流体の温度が、被加熱流路１４１および熱回収流路１４２における第１作動流体の温度よりも低くなるように構成されている。
【００８２】
以上の説明から理解されるように、本実施形態では、第１の箱１５０ａおよび第１熱交換器１４０は、協働して、第１作動流体から熱を回収して第２作動流体を加熱する第１の第２熱交換器１９０ａを構成している。第２の箱１５０ｂおよび第１熱交換器１４０は、協働して、第１作動流体から熱を回収して第２作動流体を加熱する第２の第２熱交換器１９０ｂを構成している。第１熱交換器１４０には、温度勾配が生じ破損し易い部分（構造にもよるが、例えば第１の側壁１４３ａ、第２の側壁１４３ｂ等の構造部材）がある場合がある。しかし、本実施形態のこのような構成によれば、第２作動流体によってその部分の温度勾配を小さくすることができる。すなわち、本実施形態によれば、温度勾配による第１熱交換器１４０の破損を招き難い。
【００８３】
また、上述のとおり、温度勾配が原因で破損しないように製造する必要があるため、図１０における再生熱交換器９４０の製造には高い技術を要する。再生熱交換器をコンバインドサイクルシステムに組み込む場合には、コンバインドサイクルシステム全体に適合するように再生熱交換器を設計する必要がある。このため、仮に先に説明したガスタービン装置８１０ｇをガスタービン装置９１０ｇに単純に置き換えると、再生熱交換器（再生熱交換器９４０）の製造に関する制約が増えるため、再生熱交換器の製造がますます困難になることが予想される。この点、本実施形態では、第１熱交換器１４０がコンバインドサイクルシステムに組み込まれているが、この組み込みは、第１熱交換器１４０の製造を困難にしない。本実施形態に係る技術には、このようなメリットもある。
【００８４】
従来技術では、温度勾配による再生熱交換器の破損を防止する観点から、再生熱交換器の入口温度は６００℃〜７００℃程度に抑制されることが通常であった。このことは、サイクルの効率を決定するサイクル内最高温度が９００℃程度に制限されることを意味する。この点、本実施形態に係る技術は、サイクル内最高温度を高めることを可能とする。すなわち、本実施形態に係る技術によれば、再生熱交換器の耐久性および信頼性を確保しつつ、ガスタービン装置１１０ｇおよび蒸気タービン装置１２０ｓを高効率に作動させることが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態では、第１熱交換器１４０と箱１５０ａおよび１５０ｂとによって、第１作動流体から熱を回収して第２作動流体を加熱する第２熱交換器１９０ａおよび１９０ｂが構成されている。このようにすれば、箱１５０ａおよび１５０ｂがなく第２熱交換器１９０ａおよび１９０ｂが構成されない場合に比べ、第１熱交換器１４０から周囲の雰囲気への熱逃げ損失を低減させることができる。
【００８６】
本実施形態では、第１の箱１５０ａは、第１流路１１０ｐから離間している。第２の箱１５０ｂは、第１流路１１０ｐから離間している。これらの箱のこのような配置は、タービン１１４の背圧上昇回避に適している。
【００８７】
ところで、１００ｋＷ以下の発電出力帯のマイクロガスタービン装置では、流路の容積に対する内周面の面積の比率が大きい。つまり、内周面と作動流体との摩擦抵抗が大きくなり易い。このため、マイクロガスタービン装置におけるタービンを作動流体がスムーズに流れるようにすることは比較的難しい。マイクロガスタービン装置内に再生熱交換器を設け、さらにマイクロガスタービン装置をコンバインド化すると、このことがさらに難しくなるおそれがあるので、通常、当業者はそのようなことはしない。しかしながら、本実施形態によれば、上述のように、タービン１１４の背圧上昇を回避し易い。すなわち、本実施形態のガスタービン装置１１０ｇは、１００ｋＷ以下の発電出力帯のものであってもよい。再生熱交換器を含むガスタービン装置を備えた小型のコンバインドサイクルシステムを実現できることには、大きなメリットがある。
【００８８】
また、本実施形態の技術によれば、第１熱交換器１４０の構成を変更せずとも、第１の箱１５０ａ（および第２の箱１５０ｂ）の構成（サイズなど）を変更するだけで、蒸気タービン装置１２０ｓの出力を調節することができる（図５、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂ参照）。これにより、ユーザーの要望に応じて蒸気タービン装置１２０ｓの出力を変更することが可能となる。すなわち、本実施形態のコンバインドサイクルシステム１００は、高い商品性を有する。
【００８９】
なお、本実施形態では、第１の箱１５０ａおよび第２の箱１５０ｂは、有底の箱である。そして、第１の箱１５０ａの底が第１の側壁１４３ａに接し、第２の箱１５０ｂの底が第２の側壁１４３ｂに接している。ただし、第１の箱１５０ａおよび第２の箱１５０ｂは、無底の箱であってもよい。この場合、第１の側壁１４３ａが第１の箱内流路１５０ａｐに露出し、第２の側壁１４３ｂが第２の箱内流路１５０ｂｐに露出することになる。つまり、第２作動流体が第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂに接することになる。
【００９０】
また、本実施形態では、図６に示すように、第２流路１２０ｐは、分岐点１２０ｐｘと、合流点１２０ｐｙと、分岐点１２０ｐｘと合流点１２０ｐｙとを接続する２つの流路１２０ｐａおよび１２０ｐｂと、を有している。これら２つの流路の一方（流路１２０ｐａ）は、第１の箱内流路１５０ａｐを有している。これら２つの流路の他方（流路１２０ｐｂ）は、第２の箱内流路１５０ｂｐを有している。第１の側壁１４３ａに第１の箱１５０ａが取り付けられ、第２の側壁１４３ｂに第２の箱１５０ｂが取り付けられ、これらの箱の内部に第２作動流体が流れる。このようにすれば、これらの側壁の一方が他方に比べて大きく熱膨張して第１熱交換器１４０が破損する事態を回避し易い。
【００９１】
ただし、分岐点１２０ｐｘおよび合流点１２０ｐｙを設定し、第２流路１２０ｐにおいて、第１の箱内流路１５０ａｐと第２の箱内流路１５０ｂｐとを並列に並ばせることは必須ではない。第２流路１２０ｐにおいて、第１の箱内流路１５０ａｐと第２の箱内流路１５０ｂｐとは、直列に並んでいてもよい。この場合、第２流路１２０ｐにおいて、入口１５０ａｉ、出口１５０ａｏ、入口１５０ｂｉおよび出口１５０ｂｏがこの順に並んだり、入口１５０ｂｉ、出口１５０ｂｏ、入口１５０ａｉおよび出口１５０ａｏがこの順に並んだりすることになる。
【００９２】
本実施形態では、第１の側壁１４３ａは、隣り合う１つの被加熱層１４１ｃおよび１つの熱回収層１４２ｃの組み合わせである一対の層に露出している。第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａに取り付けられている。第１の側壁１４３ａは、並び方向１７１についての一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間の位置に、溶着された部分（具体的にはろう付けされた部分）を有している。第１の箱１５０ａは、並び方向１７１について、溶着された部分を跨いで拡がっている。このようにすれば、溶着された部分の破断を回避し易い。具体的に、本実施形態では、上記の一対の層が複数存在し、第１の箱１５０ａは、並び方向１７１について、各一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間に位置する溶着された部分を跨いで拡がっている。より具体的には、本実施形態では、複数の被加熱層１４１ｃおよび複数の熱回収層１４２ｃは、複数の（図２，３および５の例では６つの）上記一対の層によって構成されており、第１の箱１５０ａは、並び方向１７１について、各一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間に位置する溶着された部分を跨いで拡がっている。
【００９３】
また、本実施形態では、第２の側壁１４３ｂは、隣り合う１つの被加熱層１４１ｃおよび１つの熱回収層１４２ｃの組み合わせである一対の層に露出している。第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂに取り付けられている。第２の側壁１４３ｂは、並び方向１７１についての一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間の位置に、溶着された部分を有している。第２の箱１５０ｂは、並び方向１７１について、溶着された部分を跨いで拡がっている。具体的に、本実施形態では、上記の一対の層が複数存在し、第２の箱１５０ｂは、並び方向１７１について、各一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間に位置する溶着された部分を跨いで拡がっている。より具体的には、本実施形態では、複数の被加熱層１４１ｃおよび複数の熱回収層１４２ｃは、複数の（図２，３および５の例では６つの）上記一対の層によって構成されており、第２の箱１５０ｂは、並び方向１７１について、各一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの間に位置する溶着された部分を跨いで拡がっている。
【００９４】
本実施形態では、第１熱交換器１４０は、上記一対の層における被加熱層１４１ｃおよび熱回収層１４２ｃの両方に露出したひとつながりのフィン１４０ｆを複数有している（図２参照）。このようなフィン１４０ｆによれば、被加熱層１４１ｃと熱回収層１４２ｃとの間の熱交換が効率的となる。本実施形態では、並び方向１７１に沿って観察したとき、フィン１４０ｆは、蛇行形状を有している。蛇行形状は、熱交換効率確保に有利である。
【００９５】
本実施形態では、複数の被加熱層１４１ｃおよび複数の熱回収層１４２ｃの各々は、板状体１４７であって該板状体１４７の一部が第１の側壁１４３ａの一部を構成し該板状体１４７の一部が第２の側壁１４３ｂの一部を構成する板状体１４７の内部に形成されている。第１の側壁１４３ａと第２の側壁１４３ｂの間において、複数の板状体１４７の各々は互いに離間している。つまり、複数の板状体１４７の各々の間に隙間１４０ｇが存在する。隙間１４０ｇがあれば、第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂの間で板状体１４７が熱膨張したとしても、板状体１４７が隣の板状体１４７を押圧して第１熱交換器１４０が破損する事態を回避し易くなる。
【００９６】
本実施形態では、被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の入口１４１ｉを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導入流路１４１ａと、被加熱流路１４１の出口１４１ｏを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導出流路１４１ｂと、を有している。導入流路１４１ａおよび導出流路１４１ｂは、並び方向１７１に沿って延びている。並び方向１７１に沿って観察したとき、複数の被加熱層１４１ｃの一対の隅部１４１ｘ，１４１ｙを結ぶ直線上の相異なる位置に、導入流路１４１ａおよび導出流路１４１ｂが存在する。この構成によれば、複数の被加熱層１４１ｃにおける第１作動流体および複数の熱回収層１４２ｃにおける第１作動流体の間の熱交換が効率的に行われ易い。このように構成する場合、圧縮機１１１から吐出された第１作動流体が第１熱交換器１４０内を非直線的に流れていくため第１熱交換器１４０の構造部材に複雑な温度勾配が生じ易い（場合にもよるが、この温度勾配に由来する構造部材の歪みは、側壁１４３ａおよび１４３ｂに集中する傾向にある）が、上述のとおりこの温度勾配は第２作動流体により緩和される。すなわち、この構成は、本実施形態による温度勾配緩和効果が活かされる構成である。
【００９７】
本実施形態では、複数の被加熱層１４１ｃの各々は、板状体１４７であって、該板状体１４７の一部が第１の側壁１４３ａの一部を構成し該板状体１４７の一部が第２の側壁１４３ｂの一部を構成する板状体１４７の内部に形成されている。第１の側壁１４３ａから第２の側壁１４３ｂに向かう直線が延びる方向をスパン方向１７３と定義したとき、被加熱層１４１ｃが内部に形成された複数の板状体１４７の各々は、導入流路１４１ａと被加熱層１４１ｃとの境界からスパン方向１７３に沿って延びる複数の溝１４１ｊと、導出流路１４１ｂと被加熱層１４１ｃとの境界からスパン方向１７３に沿って延びる複数の溝１４１ｋと、を有している。このようにすれば、被加熱層１４１ｃにおいて、第１作動流体を、導入流路１４１ａと被加熱層１４１ｃとの境界からスパン方向１７３に流し易い。また、被加熱層１４１ｃにおいて、第１作動流体を、スパン方向１７３に沿って導出流路１４１ｂと被加熱層１４１ｃとの境界へと流し易い。なお、図２等の例では、スパン方向１７３は、並び方向１７１および流れ方向１７２に直交する方向である。また、本実施形態では、被加熱層１４１ｃの並び方向１７１の寸法は、導入流路１４１ａ側から導出流路１４１ｂ側に向かうスパン方向１７３に進むにつれて狭くなっている。このようにすれば、被加熱層１４１ｃにおいて、第１作動流体を、導入流路１４１ａと被加熱層１４１ｃとの境界からスパン方向１７３と直交する方向にも流し易い。また、本実施形態では、上述のような溝１４１ｊ，１４１ｋおよび並び方向１７１の寸法により、第１熱交換器１４０に複雑な温度勾配が生じ易いが、上述のとおりこの温度勾配は第２作動流体により緩和される。すなわち、この構成は、本実施形態による温度勾配緩和効果が活かされる構成である。
【００９８】
図５、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、本実施形態では、（ｉ）被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の入口１４１ｉを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導入流路１４１ａを有し、導入流路１４１ａは、並び方向１７１に沿って延びており、第１の側壁１４３ａは、導入流路１４１ａおよび複数の被加熱層１４１ｃに露出しており、導入流路１４１ａに沿って第１熱交換器１４０の内部を被加熱流路１４１の入口１４１ｉから遠ざかっていく方向を導入流路の進行方向と定義したとき、第１の箱内流路１５０ａｐの入口１５０ａｉは、第１の箱内流路１５０ａｐの出口１５０ａｏに比べ、導入流路の進行方向側に位置している。このようにすれば、導入流路１４１ａにおける第１作動流体を複数の被加熱層１４１ｃの２つの最外層のうちの一方から他方に近づいていくように流しつつ、第１の箱内流路１５０ａｐにおける第２作動流体を上記他方から上記一方に近づいていくように流し易い。このため、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換が効率的に行われ易い。また、このようにすれば、第１の側壁における温度勾配を緩和し易い。ただし、（ii）被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の出口１４１ｏを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導出流路１４１ｂを有し、導出流路１４１ｂは、並び方向１７１に沿って延びており、第１の側壁１４３ａは、導出流路１４１ｂおよび複数の被加熱層１４１ｃに露出しており、導出流路１４１ｂに沿って第１熱交換器１４０の内部を被加熱流路１４１の出口１４１ｏに近づいていく方向を導出流路の進行方向と定義したとき、第１の箱内流路１５０ａｐの入口１５０ａｉは、第１の箱内流路１５０ａｐの出口１５０ａｏに比べ、導出流路の進行方向側に位置していてもよい。この場合にも、同様の効果を得ることができる。なお、図５、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂの例では、導入流路の進行方向は、これらの図における並び方向１７１下向きに対応する。また、導出流路の進行方向は、これらの図における並び方向１７１上向きに対応する。
【００９９】
また、本実施形態では、（iii）被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の出口１４１ｏを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導出流路１４１ｂを有し、導出流路１４１ｂは、並び方向１７１に沿って延びており、第２の側壁１４３ｂは、導出流路１４１ｂおよび複数の被加熱層１４１ｃに露出しており、導出流路１４１ｂに沿って第１熱交換器１４０の内部を被加熱流路１４１の出口１４１ｏに近づいていく方向を導出流路の進行方向と定義したとき、第２の箱内流路１５０ｂｐの入口１５０ｂｉは、第２の箱内流路１５０ｂｐの出口１５０ｂｏに比べ、導出流路の進行方向側に位置している。ただし、（iv）被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の入口１４１ｉを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導入流路１４１ａを有し、導入流路１４１ａは、並び方向１７１に沿って延びており、第２の側壁１４３ｂは、導入流路１４１ａおよび複数の被加熱層１４１ｃに露出しており、導入流路１４１ａに沿って第１熱交換器１４０の内部を被加熱流路１４１の入口１４１ｏから遠ざかっていく方向を導入流路の進行方向と定義したとき、第２の箱内流路１５０ｂｐの入口１５０ｂｉは、第２の箱内流路１５０ｂｐの出口１５０ｂｏに比べ、導入流路の進行方向側に位置していてもよい。
【０１００】
図５に示すように、本実施形態では、被加熱流路１４１は、被加熱流路１４１の入口１４１ｉを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導入流路１４１ａと、被加熱流路１４１の出口１４１ｏを複数の被加熱層１４１ｃの各々に接続する導出流路１４１ｂと、を有している。導入流路１４１ａおよび導出流路１４１ｂは、並び方向１７１に沿って延びている。第１の側壁１４３ａは、複数の被加熱層１４１ｃに（本実施形態では、導入流路１４１ａおよび導出流路１４１ｂの一方にも）露出している。第１の側壁１４３ａから第２の側壁１４３ｂに向かう直線が延びる方向をスパン方向１７３と定義し、スパン方向１７３および並び方向１７１に直交する方向を直交方向と定義したとき、導入流路１４１ａは、導出流路１４１ｂに比べ、直交方向の一方側に位置している。第１の箱内流路１５０ａｐの入口１５０ａｉは、第１の箱内流路１５０ａｐの出口１５０ａｏに比べ、直交方向の他方側に位置している。このようにすれば、複数の被加熱層１４１ｃにおける第１作動流体を直交方向の一方側から他方側へと流しつつ、第１の箱内流路１５０ａｐにおける第２作動流体を直交方向の他方側から一方側へと流し易い。このため、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換が効率的に行われ易い。また、このようにすれば、第１の側壁１４３ａにおける温度勾配を緩和し易い。なお、本実施形態では、直交方向の一方側は、流れ方向１７２側に対応する。直交方向の他方側は、流れ方向１７２の反対側に対応する。
【０１０１】
また、本実施形態では、第２の側壁１４３ｂは、複数の被加熱層１４１ｃに（本実施形態では、導入流路１４１ａおよび導出流路１４１ｂの他方にも）露出している。第２の箱内流路１５０ｂｐの入口１５０ｂｉは、第２の箱内流路１５０ｂｐの出口１５０ｂｏに比べ、直交方向の他方側に位置している。
【０１０２】
図５に示すように、本実施形態では、第１熱交換器１４０は、互いに対向する第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂを有している。第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａに取り付けられている。第１の側壁１４３ａは、熱回収流路１４２に露出している。第１の側壁１４３ａから第２の側壁１４３ｂに向かう方向（スパン方向１７３）に沿って観察したとき、第１の側壁１４３ａの５０％以上の領域が第１の箱１５０ａと重なり合っている。
【０１０３】
また、本実施形態では、第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂに取り付けられている。第２の側壁１４３ｂは、熱回収流路１４２に露出している。第２の側壁１４３ｂから第１の側壁１４３ａに向かう方向に沿って観察したとき、第２の側壁１４３ｂの５０％以上の領域が第２の箱１５０ｂと重なり合っている。
【０１０４】
図７Ａの斜視図および図７Ｂの側面図に示す変形実施形態では、図５に示す箱１５０とは異なる箱１５０が採用されている。具体的に、この変形実施形態では、第１熱交換器１４０は、互いに対向する第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂを有している。第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａに取り付けられている。第１の側壁１４３ａは、熱回収流路１４２に露出している。第１の側壁１４３ａから第２の側壁１４３ｂに向かう方向に沿って観察したとき、第１の側壁１４３ａの５０％未満の領域が第１の箱１５０ａと重なり合っており、熱回収流路１４２の入口１４２ｉと第１の箱１５０ａとの間隔Ｄｉは、熱回収流路１４２の出口１４２ｏと第１の箱１５０ａとの間隔Ｄｏに比べて小さい。
【０１０５】
また、図７Ａおよび図７Ｂに示す変形実施形態では、第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂに取り付けられている。第２の側壁１４３ｂは、熱回収流路１４２に露出している。第２の側壁１４３ｂから第１の側壁１４３ａに向かう方向に沿って観察したとき、第２の側壁１４３ｂの５０％未満の領域が第２の箱１５０ｂと重なり合っており、熱回収流路１４２の入口１４２ｉと第２の箱１５０ｂとの間隔は、熱回収流路１４２の出口１４２ｏと第２の箱１５０ｂとの間隔に比べて小さい。
【０１０６】
図８Ａの斜視図および図８Ｂの側面図に示す変形実施形態では、図５、図７Ａおよび図７Ｂに示す箱１５０とは異なる箱１５０が採用されている。具体的に、この変形実施形態では、第１熱交換器１４０は、互いに対向する第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂを有している。第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａに取り付けられている。第１の側壁１４３ａは、熱回収流路１４２に露出している。第１の側壁１４３ａから第２の側壁１４３ｂに向かう方向に沿って観察したとき、第１の側壁１４３ａの５０％未満の領域が第１の箱１５０ａと重なり合っており、熱回収流路１４２の出口１４２ｏと第１の箱１５０ａとの間隔Ｄｏは、熱回収流路１４２の入口１４２ｉと第１の箱１５０ａとの間隔Ｄｉに比べて小さい。
【０１０７】
また、図８Ａおよび図８Ｂに示す変形実施形態では、第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂに取り付けられている。第２の側壁１４３ｂは、熱回収流路１４２に露出している。第２の側壁１４３ｂから第１の側壁１４３ａに向かう方向に沿って観察したとき、第２の側壁１４３ｂの５０％未満の領域が第２の箱１５０ｂと重なり合っており、熱回収流路１４２の出口１４２ｏと第２の箱１５０ｂとの間隔は、熱回収流路１４２の入口１４２ｉと第２の箱１５０ｂとの間隔に比べて小さい。
【０１０８】
図５の形態は、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換量を大きくすることに適している。図７Ａおよび図７Ｂの形態によれば、図５の形態に比べ、同熱交換量が過度に大きくなることを防止し易い。図８Ａおよび図８Ｂの形態によれば、図５、図７Ａおよび図７Ｂの形態に比べ、第１作動流体と第２作動流体との間の熱交換量が過度に大きくなることを防止し易い。図７Ａおよび図７Ｂの形態によれば、図５の形態に比べ、熱回収流路１４２における第１作動流体と被加熱流路１４１における第１作動流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。図８Ａおよび図８Ｂの形態によれば、図５、図７Ａおよび図７Ｂの形態に比べ、熱回収流路１４２における第１作動流体と被加熱流路１４１における第１作動流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂの形態は、図５の形態に比べ、第１の箱１５０ａの小型化（つまり第１の第２熱交換器１９０ａの小型化）の観点から有利である。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂの形態は、図５の形態に比べ、第１熱交換器１４０および第１の箱１５０ａの総露出面積を低減させて周囲の雰囲気への熱逃げ損失（放熱損失）を低減させる観点から有利である。図７Ａおよび図７Ｂの形態によれば、図８Ａおよび図８Ｂの形態に比べ、第１の側壁１４３ａのうち高温になり易い部分が集中的に冷却され易く、従って第１の側壁１４３ａの温度勾配を低減させ易い。
【０１０９】
本実施形態では、第１熱交換器１４０は、互いに対向する第１の側壁１４３ａおよび第２の側壁１４３ｂを有している。第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａに取り付けられている。第１の側壁１４３ａおよび第１の箱１５０ａは、同じ材料を有している。第１の側壁１４３ａおよび第１の箱１５０ａが同じ材料を有していれば、これらの熱膨張を予想し易い。このため、第１熱交換器１４０および第１の箱１５０ａの設計が容易となる。具体的には、本実施形態では、第１の側壁１４３ａおよび第１の箱１５０ａは、第１の側壁１４３ａの溶着部（ろう付け部）を除けば、同じ材料によって構成されている。つまり、第１の側壁１４３ａの母材および第１の箱１５０ａは、同じ材料によって構成されている。
【０１１０】
また、本実施形態では、第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂに取り付けられている。第２の側壁１４３ｂおよび第２の箱１５０ｂは、同じ材料を有している。具体的には、本実施形態では、第２の側壁１４３ｂおよび第２の箱１５０ｂは、第２の側壁１４３ｂの溶着部（ろう付け部）を除けば、同じ材料によって構成されている。つまり、第２の側壁１４３ｂの母材および第２の箱１５０ｂは、同じ材料によって構成されている。
【０１１１】
第１の側壁１４３ａ（溶着部を除く）、第２の側壁１４３ｂ（溶着部を除く）、第１の箱１５０ａおよび第２の箱１５０ｂの材料としては、ステンレス鋼およびＮｉ基合金が例示される。
【０１１２】
本実施形態では、第１流路１１０ｐは、熱回収流路１４２の入口１４２ｉに接続された入口側流路１５１であって熱回収流路１４２の入口１４２ｉに近づくにつれて流路面積が大きくなっていく入口側流路１５１と、熱回収流路１４２の出口１４２ｏに接続された出口側流路１５２であって熱回収流路１４２の出口１４２ｏから遠ざかっていくにつれて流路面積が小さくなっていく出口側流路１５２と、を有している。このような構成によれば、第１作動流体が複数の熱回収層１４２ｃを均一に流れ易い。このため、第１熱交換器１４０における温度勾配（特に、スパン方向１４３の温度勾配）を抑制することができる。
【０１１３】
本実施形態では、コンバインドサイクルシステム１００は、ランキンサイクルを用いた発電装置（蒸気タービン装置１２０ｓ）を備えている。第２流路１２０ｐは、ランキンサイクルを構成する。第２作動流体は、ランキンサイクルの作動流体である。発電装置は、第１の第２熱交換器１９０ａ（および第２の第２熱交換器１９０ｂ）を蒸発器として有している。このように、コンバインドサイクルシステム１００では、ランキンサイクルを用いた発電装置を実現することができる。
【０１１４】
本実施形態では、第２作動流体は、フロンである。このようにすれば、第１の箱内流路１５０ａｐ（および第２の箱内流路１５０ｂｐ）をさほど大きくしなくても、第１熱交換器１４０における温度勾配を抑制することができる。なお、本実施形態では、作動流体がフロンであるオーガニックランキンサイクルが構成されている。
【０１１５】
変形実施形態では、第２作動流体は、水である。第１の第２熱交換器１９０ａ（および第２の第２熱交換器１９０ｂ）は、水を加熱するボイラである。このように、コンバインドサイクルシステム１００では、ボイラを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本開示に係るコンバインドサイクルシステムは、設備設置面積を広くとれる場合のみならず、設備設置面積が狭い場合にも設置することができる。本開示に係るコンバインドサイクルシステムは、小規模事業体の定置非常用発電システム、移動体用の主発電システムおよび補助発電システムなどに適用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００，８００  コンバインドサイクルシステム
１１０，８１０  上位サイクル
１１０ｇ，８１０ｇ，９１０ｇ  ガスタービン装置
１１０ｐ，１２０ｐ，１２０ｐａ，１２０ｐｂ，１４１，１４１ａ，１４１ｂ，１４２，１５０ａｐ，１５０ｂｐ，１５１，１５２，８１０ｐ，８２０ｐ，９１０ｐ，９４１，９４２  流路
１１１，８１１，９１１  圧縮機
１１３，８１３，９１３  燃焼器
１１４，１２４，８１４，８２４，９１４  タービン
１１５，８１５，９１５  電動発電機
１１８，１２８，１２９，８１８，８２８，８２９，９１８  回転軸
１２０，８２０  下位サイクル
１２０ｐｘ  分岐点
１２０ｐｙ  合流点
１２０ｓ，８２０ｓ  蒸気タービン装置
１２１，８２１  ポンプ
１２５，８２５  発電機
１２６，８２６  電動機
１２７，８２７  凝縮器
１４０，１９０，１９０ａ，１９０ｂ，９４０  熱交換器
１４０ｆ  フィン
１４０ｇ  隙間
１４１ｃ  被加熱層
１４１ｉ，１４２ｉ，１５０ａｉ，１５０ｂｉ  入口
１４１ｊ，１４１ｋ  溝
１４１ｏ，１４２ｏ，１５０ａｏ，１５０ｂｏ  出口
１４１ｘ，１４１ｙ  隅部
１４２ｃ  熱回収層
１４３ａ，１４３ｂ  側壁
１４３ａｆ，１４３ｂｆ  張出部
１４７  板状体
１５０，１５０ａ，１５０ｂ  箱
１５１ｄ，１５２ｄ  ダクト
１６１，１６２  第１作動流体
１７１，１７２，１７３  方向
８２２  蒸発器
【図１】
2018150877.tif 000003
【図２】
2018150877.tif 000004
【図３】
2018150877.tif 000005
【図４】
2018150877.tif 000006
【図５】
2018150877.tif 000007
【図６】
2018150877.tif 000008
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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