(57)【要約】  発電装置システムが、第１の排気流を生成するために第１の効率を有する第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させる第１の熱回収蒸気発生器と、第２の排気流を生成するために、第１の効率より低い第２の効率を有する第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気流の温度を低下させるための排気ガス条件付け装置と、を備えることができ、蒸気タービンは蒸気発電機を駆動させて第１の蒸気流を受け入れる。第２のガスタービンは、蒸気発電機および第１の発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要未満であるとき、ピーク負荷条件において、第２の発電機で電気を発生させるために選択的に動作させられ得る。
2021502521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置を動作させる方法であって、
電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率のガスタービンエンジンを動作させるステップと、
熱回収蒸気発生器を使用して、前記より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、
前記熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、前記蒸気タービンは、前記より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに、前記熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、
蒸気発電機を前記蒸気タービンから駆動するステップと、
前記蒸気発電機および前記発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンを選択的に動作させるステップであって、前記より低い効率のガスタービンエンジンは前記より高い効率のガスタービンより効率的でない、ステップと、
１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
１つ以上の前記改造熱回収蒸気発生器は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を備え、そこから、少なくとも一部の以前に設置された構成要素が除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、
１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに、１つ以上の前記熱回収蒸気発生器から発生させられる蒸気で前記蒸気タービンを追加的に駆動するステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させる前記ステップは、前記以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体内に位置決めされた貫流式蒸気発生器を動作させることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けする前記ステップは、１つ以上の前記改造熱回収蒸気発生器内の排出物低減システムに入る排気ガスを急冷するために、希釈ファンを動作させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記排出物低減システムは、１つ以上の前記改造熱回収蒸気発生器の、以前に設置された排出物低減システムを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記排出物低減システムは高温選択触媒還元システムを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けする前記ステップは、前記排気ガスを１つ以上の前記改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された煙突を通じた経路で搬送することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
超低ＮＯｘ燃焼器を備えるために、１つ以上の前記より低い効率のガスタービンエンジンを改造するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
発電装置システムであって、
第１の効率を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、
前記第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、
前記第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、
前記第１の効率より低い第２の効率を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、
前記第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、
前記第２の排気ガス流の温度を低下させるように構成される排気ガス条件付け装置と、
蒸気発電機を駆動し、前記第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、
処理装置、および
前記処理装置によって実行されるとき、前記処理装置に前記発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、前記命令は、
前記蒸気発電機および前記第１の発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、ピーク負荷条件の下で前記第２の発電機で電気を発生させるために前記第２のガスタービンを動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体
を備える制御装置と、
を備える発電装置システム。
【請求項１１】
前記第２のガスタービンと共に動作するように構成された改造熱回収蒸気発生器をさらに備え、前記改造熱回収蒸気発生器は前記排気ガス条件付け装置を備える、請求項１０に記載の発電装置システム。
【請求項１２】
前記改造熱回収蒸気発生器は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を備える、請求項１１に記載の発電装置システム。
【請求項１３】
前記排気ガス条件付け装置は蒸気発生器を備える、請求項１２に記載の発電装置システム。
【請求項１４】
前記蒸気発生器は、前記以前に設置された熱回収蒸気発生器の前記筐体内に設置される貫流式蒸気発生器ループを備え、
前記貫流式蒸気発生器ループは第２の蒸気流を発生させ、
前記蒸気タービンは前記第１の蒸気流および前記第２の蒸気流を受け入れる、請求項１３に記載の発電装置システム。
【請求項１５】
前記排気ガス条件付け装置は、前記以前に設置された熱回収蒸気発生器の前記筐体内の排気ガスを急冷するように構成される希釈ファンを備える、請求項１２に記載の発電装置システム。
【請求項１６】
前記以前に設置された熱回収蒸気発生器の前記筐体は、前記改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された排出物低減システムを備える、請求項１５に記載の発電装置システム。
【請求項１７】
前記以前に設置された熱回収蒸気発生器の前記筐体は高温選択触媒還元システムを備える、請求項１５に記載の発電装置システム。
【請求項１８】
前記排気ガス条件付け装置は前記改造熱回収蒸気発生器の、以前に設置された煙突を備える、請求項１２に記載の発電装置システム。
【請求項１９】
前記第２のガスタービンは超低ＮＯｘ燃焼器を備えるように改造される、請求項１８に記載の発電装置システム。
【請求項２０】
施設に位置付けられた第１のガスタービン、第１の熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを備える発電装置を更新する方法であって、
前記施設において、前記第１のガスタービンの効率より高い効率を有する第２のガスタービンを設置するステップと、
前記施設において、前記第２のガスタービンからの排気ガスを受け入れるための第２の熱回収蒸気発生器を設置するステップと、
前記第２の熱回収蒸気発生器を前記蒸気タービンに連結するステップと、
前記第１のガスタービンからの排気ガスを条件付けるために前記第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップと、
を含む方法。
【請求項２１】
前記改造された第１の熱回収蒸気発生器を前記蒸気タービンに連結するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、前記第１の熱回収蒸気発生器の蒸気発生構成要素を除去することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、前記第１の熱回収蒸気発生器を前記蒸気タービンから連結解除することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、前記第１の熱回収蒸気発生器の、設置されている排出物低減システムを残すことを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、高温選択触媒還元システムを前記第１の熱回収蒸気発生器に設置することを含み、前記高温選択触媒還元システムは、前記第１の熱回収蒸気発生器の以前に設置された選択触媒還元システムが排出物を効果的に還元できる温度より高い温度において、排気ガスにおける排出物を効果的に還元できる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、貫流式蒸気発生器を前記第１の熱回収蒸気発生器において設置することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、希釈ファンを前記第１の熱回収蒸気発生器に設置することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の熱回収蒸気発生器を改造する前記ステップは、煙突を残すために前記第１の熱回収蒸気発生器の構成要素を除去することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
超低NOx燃焼器を前記第1のガスタービンに設置するステップをさらに含み、前記超低ＮＯｘ燃焼器は、前記第１のガスタービンの、以前に設置された燃焼器より少ない排出物を発生させるように構成される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
発電装置システムであって、
第１の効率または出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、
前記第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、
前記第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、
前記第１のガスタービンと前記第１の熱回収蒸気発生器との間に配置されるバイパス煙突と、
前記第１の効率より低い第２の効率または出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、
前記第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、
前記第２の排気ガス流を受け入れ、第２の蒸気流を発生させるように構成される第２の熱回収蒸気発生器と、
前記第１の蒸気流および前記第２の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、
を備える発電装置システム。
【請求項３１】
処理装置と、
前記処理装置によって実行されるとき、前記処理装置に前記発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、前記命令は、
通常の動作条件の下で前記第１のガスタービン、前記第１の熱回収蒸気発生器、および前記蒸気タービンを動作させること、ならびに
前記第２のガスタービン、前記第２の熱回収蒸気発生器、および前記蒸気タービン、および前記第１のガスタービンを、前記バイパス煙突がピーク負荷条件の下で開放されている状態で、選択的に動作させること、
を含む、コンピュータ読取可能記憶媒体と、
を備える制御装置をさらに備える、請求項３０に記載の発電装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願
本出願は、２０１７年１１月９日に出願された米国仮特許出願第６２／５８３，６９５号への優先権の便益を主張し、２０１８年２月１日に出願された米国仮特許出願第６２／６２５，１１３号への優先権の便益を主張し、それら両方の出願の内容は、本明細書において参照によりそれらの全体において組み込まれている。
【０００２】
本開示は、概して複合サイクル発電装置などの発電装置に関する。より詳細には、本開示は、バックアップ、ピーク時、および他の動作のために複合サイクル発電装置に追加的な動力を提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
複合サイクル発電装置は、電力を発生させるためにガスタービンシステムおよび蒸気タービンシステムを用いることができる。典型的には、ガスタービンシステムの出力が蒸気システムの能力を決定するために使用される。複合サイクル発電装置は、動作上の柔軟性および緊急対応を提供するために、液体燃料および天然ガスなどの二元燃料の能力でも動作させることができる。典型的には、通常の動作は天然ガスであり、液体燃料は、典型的には緊急のためといった、天然ガスがさもなければ利用できない状況のために蓄えられている。
【０００４】
送電線網運用者および政府機関は、あらゆる時点において送電網の需要を満たすために、様々な利用可能な発電装置のうちから特定の発電装置の動作を選択する能力を有している。優先権が、環境上の理由および他の理由のため、より新しい発電装置としばしば関連付けられるより高い効率のユニットに典型的に与えられる。これは「ディスパッチ」としてしばしば知られている。
【０００５】
発電装置の動作可能時間を増加させるために、すなわち、ディスパッチするために、および、より経済的でより高い効率の発電能力を生み出すために、発電装置の所有者が、より旧式のガスタービンエンジン（ＧＴＥ：  Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｅｎｇｉｎｅ）および付随の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ：  Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を、進歩したガスタービンエンジン（ＡＧＴＥ：  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｅｎｇｉｎｅ）など、より新しくより高い効率のモデルで置き換えることは、一般的である。例えば、進歩したガスタービンエンジンは、発電機を動作させるための機械的動力へと燃料をより高い効率で変換するために、より高い温度で動作できる。これは、より少ない燃料消費のため、排出物の低減と経済的な便益とを提供できる。１つ以上のより旧式のＧＴＥおよびＨＲＳＧを、より新しいＡＧＴＥおよび適切にサイズ決定されたＨＲＳＧで置き換えるために施設を更新することは、リパワリングと称されることもある。これは、より旧式のＧＴＥおよびＨＲＳＧが解体されるか、他の場所での使用のために売却されるか、または、原料へとリサイクルされる結果をしばしばもたらす。
【０００６】
複合サイクル発電装置の例は、Uramの特許文献１、Brieschらの特許文献２、Kamenoらの特許文献３、およびJonkerらの特許文献４に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，２２２，２２９号明細書
【特許文献２】米国特許第８，０６１，００２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１６／０３４１０７６号明細書
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１２／０４０７９０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、とりわけ、解決されるべき問題が、既存の複合サイクル発電装置の効率を増加させる一方で小さい設置コストを維持することを含み得ることを認識している。蒸気タービンのリパワリングは、既存の蒸気タービンの能力と調和するように、既存の蒸気発生機器を新たなガスタービンエンジン（ＧＴＥ）および熱回収蒸気発生器（ＨＲＧＳ）で置き換えることを伴う。これは、新たな機器を購入および設置することと、古い機器を処分しなければならないこととにより、大きいコストをもたらす可能性がある。さらに、より旧式のモデルが動作上の柔軟性を提供する二元燃料である場合、新たな置き換えのユニットは、追加的なコストおよび複雑性で、二元燃料のモデルとなるように典型的には構成される。
【０００９】
本発明者は、Ｊ等級のＧＴＥなど、しばしば単一のより新しくより大きい能力のＡＧＴＥユニットが、２つ以上のＦ等級のＧＴＥなど、より旧式のより小さい能力のユニットを置き換えるだけの能力、可能出力、または出力を有することを認識している。また、本発明者は、より大きい能力のユニットが保守または修理のために停止させられなければならない時間の間、複数のより小さい能力のユニットを単一のより大きい能力のユニットと置き換えることから生じる発生能力の可及的な損失を認識している。
【００１０】
ここでの主題は、すでに設置されて機能しているＧＴＥおよびＨＲＳＧからのバックアップ能力の価値を保つ一方で、以前に設置されたユニットに対して増加した動力、向上した排出率、および熱消費率の便益を伴うＡＧＴＥおよびＨＲＳＧが発電装置に加えられる過大な動力供給の概念を提供することなどで、これらの問題および他の問題に解決策を提供するのを助けることができる。本発明者は、例えばＧＴＥおよびＨＲＳＧといった既存の蒸気発生ユニットを置き換える代わりに、それらの蒸気発生ユニットが、高度な等級のＧＴＥが保守または計画外の機能停止のため利用可能ではないときに、能力のバックアップを提供し、発電装置の利用可能性を高めるために保持され得ることを認識している。
【００１１】
ここでの主題は、追加的な残っている蒸気タービン（ＳＴ：  Ｓｔｅａｍ  Ｔｕｒｂｉｎｅ）の能力を使用するために、すでに設置されて機能しているＧＴＥを使用する一方で、以前に設置されたユニットに対して増加した動力および熱消費率の便益を伴うＡＧＴＥおよびＨＲＳＧが発電装置に加えられるピーク時の概念を提供することなどで、これらの問題および他の問題に解決策を提供するのを助けることができる。本発明者は、新たなＡＧＴＥを既存のＳＴと統合し、既存のＧＴＥを「過大動力」としてこれらの新規の方法で利用し続けることで、既存の複合サイクル発電装置をリパワリングするこの概念に言及している。
【００１２】
本発明者は、高度な等級のガスタービンが、出力および増加した効率においてほとんど二倍とされている一方で、排気ガス温度を華氏１１００度（≒５９３℃）〜華氏１２００度（≒６４９℃）の範囲で維持するため、Ｆ等級のＧＴＥの蒸気サイクルは、正味の発電装置の効率を５５％の範囲から６１％超まで動かすために効率的に再利用できることを認識している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
例では、発電装置を動作させる方法が、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに、熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、蒸気発電機を蒸気タービンから駆動するステップと、蒸気発電機および発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンを選択的に動作させるステップであって、より低い効率のガスタービンエンジンはより高い効率のガスタービンより効率的でない、ステップと、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けするステップと、を含み得る。
【００１４】
別の例では、発電装置システムが第１の効率を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流の温度を低下させるように構成される排気ガス条件付け装置と、蒸気発電機を駆動し、第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、蒸気発電機および第１の発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、ピーク負荷条件の下で第２の発電機で電気を発生させるために第２のガスタービンを動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る。
【００１５】
なおも別の例では、第１の施設に位置付けられた第１のガスタービン、第１の熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを備える発電装置を更新する方法であって、第１の施設において、第１のガスタービンの効率より高い効率を有する第２のガスタービンを設置するステップと、第１の施設において、第２のガスタービンからの排気ガスを受け入れるための第２の熱回収蒸気発生器を設置するステップと、第２の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップと、第１のガスタービンからの排気ガスを条件付けるために第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップと、を含み得る。
【００１６】
この概説は、本特許出願の主題の概説を提供するように意図されている。この概説は、本発明の排他的または包括的な説明を提供するようには意図されていない。詳細な記載は、本特許出願についてのさらなる情報を提供するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一対のガスタービンエンジンと、一対の熱回収蒸気発生器と、蒸気タービンとを備える従来の複合サイクル発電装置の概略図である。
【図２】過大動力動作のために構成された、更新されたガスタービンエンジンおよび熱回収蒸気発生器との動作のために、図１の従来の発電装置を旧来のシステムとして利用する、本開示の複合サイクル発電装置の概略図である。
【図３】旧来のシステムが過大動力に向けたピーク電力動作のために改造されている、図２の複合サイクル発電装置の概略図である。
【図４】熱回収蒸気発生器に貫流式蒸気発生器が組み込まれており、過大動力のための選択触媒還元ユニットを含めずに内部の構成要素が除去されている、改造された旧来のシステムの第１の実施形態の概略図である。
【図５】熱回収蒸気発生器に希釈ファンが組み込まれており、過大動力のための選択触媒還元ユニットを含めずに内部の構成要素が除去されている、改造された旧来のシステムの第２の実施形態の概略図である。
【図６】熱回収蒸気発生器に希釈ファンが組み込まれており、内部の構成要素が除去されて過大動力のための高温選択触媒還元ユニットで置き換えられている、改造された旧来のシステムの第３の実施形態の概略図である。
【図７】熱回収蒸気発生器が、過大動力のために、排気煙突を除いて除去されている、または、排気煙突で置き換えられている、改造された旧来のシステムの第４の実施形態の概略図である。
【図８】過大動力動作のためにバイパス煙突でのピーク動作のために構成された、更新されたガスタービンエンジンおよび熱回収蒸気発生器での動作のために、図１の従来の発電装置を旧来のシステムとして利用する、本開示の複合サイクル発電装置の概略図である。
【図９】本開示の複合サイクル発電装置を動作させるために制御装置の構成要素を図示する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
必ずしも一定の縮尺で描写されていない図面では、同様の符号が、異なる図において同様の構成要素を記載し得る。異なる添え字を有する同様の符号は、同様の構成要素の異なる例を表している可能性がある。図面は、例を用いるが限定を用いることなく、本明細書において詳述された様々な実施形態を概して示している。
【００１９】
図１は、第１のガスタービンエンジン（ＧＴＥ）１２Ａと、第１の発電機１４Ａと、第１の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）１６Ａと、第２のガスタービンエンジン１２Ｂと、第２の発電機１４Ｂと、第２の熱回収蒸気発生器１６Ｂと、蒸気システム１８と、復水器２０と、を備える複合サイクル発電装置１０の概略図である。第１のＧＴＥ１２Ａは、圧縮機２２Ａと、燃焼器２４Ａと、タービン２６Ａと、を備え得る。第２のＧＴＥ１２Ｂは、圧縮機２２Ｂと、燃焼器２４Ｂと、タービン２６Ｂと、を備え得る。蒸気システム１８は、第１の段のタービン２８と、第２の段のタービン３０と、第３の段のタービン３２と、発電機３４と、を備え得る。
【００２０】
ＧＴＥ１２ＡおよびＧＴＥ１２Ｂの各々は、圧縮機２２Ａおよび２２Ｂにおいて空気を圧縮し、圧縮された空気を燃焼器２４Ａおよび２４Ｂにおいて燃料と混合して大きいエネルギーのガスを発生させ、そして大きいエネルギーのガスをタービン２６Ａおよび２６Ｂにおいて膨張させて回転シャフト動力を生成することで動作するように構成され得る。タービン２６Ａおよび２６Ｂの回転は、シャフトを回転させて、圧縮機２２Ａおよび２２Ｂの回転と圧縮機での空気の圧縮とを伝播させて、燃焼過程を維持することができる。その同じ回転シャフト動力は、発電機シャフト３６Ａおよび３６Ｂを回して発電機１４Ａおよび１４Ｂに入力をそれぞれ提供するために使用され得る。したがって、燃焼器２４Ａおよび２４Ｂにおける燃料の燃焼は、発電機１４Ａおよび１４Ｂにおいて電気へと変換される。
【００２１】
タービン２６Ａおよび２６Ｂによって膨張させられたガスは、例えば蒸気システム１８の動作のために蒸気を発生させるために、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂへとそれぞれ通され得る。ＨＲＳＧ１６Ａは、ダクトバーナー３８Ａと、過熱器４０Ａと、蒸発器４２Ａと、エコノマイザ４４Ａと、選択触媒還元（ＳＣＲ）システム４６Ａと、を備え得る。ＨＲＳＧ１６Ｂは、ダクトバーナー３８Ｂと、過熱器４０Ｂと、蒸発器４２Ｂと、エコノマイザ４４Ｂと、選択触媒還元（ＳＣＲ）システム４６Ｂと、を備え得る。ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、ＣＯ触媒システム、高圧蒸発器、低圧蒸発器、およびエコノマイザなどの他の構成要素を備え得る。タービン２６Ａおよび２６Ｂからの排気ガスは、例えば発電機３４への入力を提供するためのシャフト４８の回転を発生させるように、蒸気を生成し、最終的にはタービン２８〜３２の回転を引き起こすために、発電機ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの様々な構成要素を通過することができる。復水器２０は、蒸気システム１８からの蒸気を集め、凝縮した水を復水器２０からＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂへと戻して、蒸気発生過程を伝播させることができる。蒸気システム１８および復水器２０は従来の手法で動作できる。したがって、燃焼器２４Ａおよび２４Ｂの排気ガスからの熱の発生は、発電機３４において電気へと変換できる。
【００２２】
したがって、ガスタービンエンジン１２Ａおよび１２Ｂは、燃料を燃焼させて排気ガスを生成することでシャフト３６Ａおよび３６Ｂを回転させて電気を生成するように構成され得ると共に、排気ガスが、排気煙突５０Ａおよび５０Ｂにおいて大気へと排出される前に、さらなる電気生成に向けてＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂ内で水および蒸気を加熱するためにさらに使用される。
【００２３】
発電装置１０の効率を増加させることと、発電装置１０によって発生させられる排出物を低減することとは、例えば燃料を回転エネルギーへと変換する点においてより高い効率であり、それによってより少ない燃料しか必要とせず、より少ない排出物を発生させる、Ｊ等級のＡＧＴＥなどの比較的新しいガスタービンエンジンシステムで、ガスタービンエンジン１２Ａおよび１２Ｂを置き換えることによって達成され得る。しばしば、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの各々を置き換えることは、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの能力がＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの能力に合わせてサイズ決定されているため、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂが置き換えられる結果となる。そのため、発電装置１０を更新することは、蒸気システム１８および復水器２０も置き換えられる場合、発電装置１０の多くまたは全部を置き換えることを伴う可能性がある。
【００２４】
本開示では、通常の動作の間にＧＴＥ１２Ａおよび１２ＢならびにＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの代わりに機能できる、より新しくより高い効率の機器が、蒸気システム１８および復水器２０との使用のために発電装置１０に追加できる。ＧＴＥ１２Ａおよび１２ＢとＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂとは、バックアップシステムおよび過大動力システムとしての使用のために、および新たな機器の設置の動作上の影響を低減するために、適切な隔離弁を使用して、より新しくより高い効率の機器に連結できる。さらに、ＧＴＥ１２Ａおよび１２ＢならびにＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、新たな機器の構造および設置の大部分が設置されている間に、動作を継続することができる。このような構成は図２を参照して詳述される。他の構成では、ＧＴＥ１２Ａおよび１２ＢならびにＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、図３〜図７を参照して詳述されているものなど、ピーク動作のために構成され得る。追加の構成では、図８を参照して詳述されているようなものなど、より新しくより高い効率の機器は、ＧＴＥ１２Ａおよび１２ＢならびにＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂが通常として動作する一方で、ピーク動作の間に動作するように構成され得る。本開示の他の例では、より小さい出力のガスタービンエンジンが、より新しいかどうかに拘わらず、より大きい出力のガスタービンエンジンで置き換えられ得るか、またはより大きい出力のガスタービンエンジンで補完され得る。同様に、より高い効率のガスタービンエンジンは、より低い効率のガスタービンエンジンより必ずしも新しい必要はない。
【００２５】
図２は、過大動力動作のために構成された、更新されたガスタービンエンジン６２および熱回収蒸気発生器６４との動作のために、図１の発電装置１０を旧来のシステムとして利用する、本開示の複合サイクル発電装置６０の概略図である。ガスタービンエンジン（ＧＴＥ）６２は、圧縮機６４と、燃焼器６６と、タービン６８と、を備え得る。ＧＴＥ６２は、シャフト７２を介して発電機７０に連結され得る。図１の発電装置１０の構成要素は同じであり、符号のうちの一部が明確性のために図２から省略されている。
【００２６】
ＨＲＳＧ６４は、出口配管７４Ａおよび７４Ｂを介して蒸気システム１８に連結され、入口配管７４Ｃを介して復水器２０に連結され得る。ＨＲＳＧ１６Ａは、出口配管７４Ｄおよび７４Ｅを介して蒸気システム１８に連結され、入口配管７４Ｆを介して復水器２０に連結され得る。ＨＲＳＧ１６Ｂは、出口配管７４Ｇおよび７４Ｈを介して蒸気システム１８に連結され、入口配管７４Ｉを介して復水器２０に連結され得る。
【００２７】
ＨＲＳＧ６４は、弁７６Ａ、７６Ｂ、および７６Ｃを介して蒸気システム１８および復水器２０に流体的に連結および連結解除され得る。ＨＲＳＧ１６Ａは、弁７６Ｄ、７６Ｅ、および７６Ｆを介して蒸気システム１８および復水器２０に流体的に連結および連結解除され得る。ＨＲＳＧ１６Ｂは、弁７６Ｇ、７６Ｈ、および７６Ｆを介して蒸気システム１８および復水器２０に流体的に連結および連結解除され得る。
【００２８】
ＨＲＳＧ６４は、ダクトバーナー７８と、過熱器８０と、蒸発器８２と、エコノマイザ８４と、選択触媒還元（ＳＣＲ）システム８６と、を備え得る。ＨＲＳＧ６４は、蒸気システム１８および復水器２０と適合する蒸気流れおよび流れ条件を生成するように構成され得る。このようにすることで、ＧＴＥ６２およびＨＲＳＧ６４の構築は、新たな蒸気システムおよび復水器の資本投資および構築を節約することができる。例示の実施形態では、後でより詳細に検討されているように、蒸気システム１８および復水器２０は、ＧＴＥ６２の排気が対応できるよりも多くの蒸気で動作することができ、そのため蒸気システム１８および復水器２０は十分に活用されていない。図３および図４を参照して記載されているように、蒸気システム１８および復水器２０のこのような過大な能力は、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの改造によって取り戻すことができる。
【００２９】
前述したように、ＧＴＥ６２が比較的ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂより高い効率であり得ることは検討されている。実施形態では、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂは、技術的に知られているようなより旧式のＦ等級の機器を備え、ＧＴＥ６２は、Ｊ等級の機器などのより新しいＡＧＴＥ機器を備え得る。一例では、ＧＴＥ６２とＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂとは、おおよそ同じ排気温度で動作でき、蒸気システム１８および復水器２０との動作を容易にすることができる。
【００３０】
典型的には、既存の発電装置は、既存のＧＴＥの排気ガスからの蒸気生成を受け入れるようにサイズ決定されている蒸気システムを有する。蒸気システム１８および復水器２０は、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂのピーク出力で動作するように、例えばサイズ決定されるといった構成とされ得る。したがって一例では、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂは１５０メガワット（ＭＷ）の動力を各々提供でき、蒸気システム１８は、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂと２Ｘ１の構成で動作するとき、１７５ＭＷの動力を提供できる。ＧＴＥ６２は単独で３５０ＭＷを生成でき、蒸気システム１８は、単独でＧＴＥ６２と１Ｘ１の構成で動作するとき、１３６ＭＷの動力を提供できる。このようにして、ＧＴＥ６２は、すべての新しい蒸気システムおよび復水器に投資することなく、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂを伴う蒸気システム１８の動作に対して１１ＭＷの正味の利得をなおも提供できる。しかしながら、蒸気システム１８では３９ＭＷが十分に活用されていない。本出願は、２Ｘ１から１Ｘ１の構成へと変更するとして記載されているが、３Ｘ１または４Ｘ１の構成から小さくなって１Ｘ１または２Ｘ１の構成へなど、他の変更が行われてもよい。
【００３１】
第１の動作のモードでは、発電装置６０は、弁７６Ｄ〜７６Ｈを閉じ、弁７６Ａ〜７６Ｃを開けることなどによって、ＧＴＥ６２および蒸気システム１８が一緒に動作するように、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂがアイドル状態でスタンバイモード（例えば、動作していないが、動作が適切な始動手順で容易に開始できるように遮断または休止されていない）において動作するように構成され得る。第１の動作のモードは、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの動作寿命を延ばし、ＧＴＥ６２にほとんど不定のバックアップの余剰性を提供する。
【００３２】
前述したように、蒸気システム１８はこのようなモードでは十分に活用されない。しかしながら、図３および図４を参照して記載されているように、発電装置１０は、ピーク時モードにおける動作のためになど、使用されていない蒸気システム１８の３９ＭＷの過大な能力を利用するために、追加的な蒸気を蒸気システム１８へと導入するために改造され得る。
【００３３】
第２の動作のモードでは、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂが蒸気システム１８に接続され、ＨＲＳＧ６４が蒸気システム１８との連通から外されるように、弁７６Ｄ〜７６Ｈが開けられ、弁７６Ａ〜７６Ｃは閉じられる。第２の動作のモードは、ＧＴＥ６２が保守などのために繋がれていないときに使用され得る。さらに、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂが、天然ガスおよび液体燃料などの二元燃料で可能である実施形態では、これは、ガスの導入（だけ）がＧＴＥ６２に燃料供給される状態で、発電装置６０に二元燃料の能力を維持させることができる。これはＧＴＥ６２の複雑性およびコストを低減させることになる。二元燃料の能力は、典型的には天然ガスが利用できない可能性のある緊急の状況など、特定の状況において使用されるだけであり、したがって、ＧＴＥ６２についての二元燃料の能力は、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂがこのような限られた緊急の動作に液体燃料の動作の能力を提供できる場合、必要とされない。様々な条件の下で、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの一方だけが第２の動作のモードで動作させられ得る。
【００３４】
他の動作のモードでは、弁７６Ａ〜７６Ｈのすべてが開けられて、ＧＴＥ６２ならびにＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの動作を可能にすることができる。これは、全体の能力が効率および／または余剰性より大きい価値があるとされる状況にあると考えられ得る。しかしながら、蒸気システム１８、およびＳＣＲシステム４６Ａ、４６Ｂ、および８６など、それに位置付けられた排出物制御ユニットを潜在的に凌駕するＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２のすべての動作を防止するために、蒸気圧、温度、および流れを蒸気システム１８の動作制限内に維持するために１つ以上のＧＴＥを部分負荷で動作させるか、または迂回路を復水器に追加するなど、適切な予防措置が取られるべきである。また、蒸気タービンの更新は、より大きい流量を受け入れるために蒸気タービンの入口領域を増大させるために適用されてもよい。
【００３５】
他の実施形態では、ＧＴＥ６２の排気ガスがＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの間で分けられ、ＨＲＳＧ６４が省略されてもよい。
【００３６】
旧来の複合サイクル発電装置１０の再使用は、発電装置６０を様々な条件の下で動作し続けさせることができる。例えば、発電装置６０は、効率の増加のため大きいディスパッチにおける動作を維持でき、ＧＴＥ６２の計画および計画外の機能停止のためのバックアップを提供できる。他の便益には、既存のボトミングサイクル（蒸気タービン）機器を維持することによる資本コストの低減があり得る。また、発電装置１０は、高度な等級のＧＴ／ＨＲＳＧの構築の大部分にわたって電気を発生させ続けることができるが、電気、蒸気、水、および燃料の相互接続には停止が適切であり得る。例えば発電装置１０といった既存の装置が二元燃料動作のために構成されている場合、ＧＴＥ６２は、緊急の動作については例えばＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂといった既存のユニットの継続的な使用で、一元燃料ユニットとして供給または構築させることができる。例えばＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂといった既存のユニットの保守コストは、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの動作時間がＧＴＥ６２に対して非常に短いため、低コストの褐色部品または寿命の終わりに近い部品を設置することで最小限とされ得る。また、ＧＴＥ６２およびＨＲＳＧ６４を構築するとき、例えば配管７４Ａ〜７４Ｉといった蒸気タービンの流路は、サイクル効率をさらに向上させるためにＧＴＥ６２およびＨＲＳＧ６４の設置に伴って更新されてもよい。例えば、蒸気タービンの入口弁ならびに／または静止および回転の構成要素は、蒸気タービンの流れ領域を増加させるために、およびタービンへの増加した流れから結果的に生じる蒸気供給圧力の増加を防止するために、改造されてもよい。このような更新は、蒸気サイクル内の装置構成要素（ＨＲＳＧ、蒸気パイプ、蒸気タービンケーシングなど）を更新するためのより大きな資本支出を回避するのを助けることができる。
【００３７】
前述したように、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、バックアップまたは過大動力の目的のためにそれらの既存の状態で保持されるのではなく、ピーク動作が既存の蒸気システム１８および復水器２０の失われた能力を取り戻すように改造され得る。
【００３８】
図３は、旧来の発電装置システム１０がピーク電力動作のために改造されている、図２の複合サイクル発電装置６０の概略図である。具体的には、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、バックアップまたは過大な動力発生のために元々構成されているようにではなく、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂのピーク動作のために改造され得る。ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの改造は、例えば主要な施設またはＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂの筐体が、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂからの排気ガスを方向付けるためのダクトのためになどとして使用され得るように、ダクトバーナー３８Ａ、過熱器４０Ａ、蒸発器４２Ａ、エコノマイザ４４Ａ、ＳＣＲシステム４６Ａなどの内部構成要素、および熱交換器などの他の構成要素の除去または適合を含み得る。一部の構成では、改造されたＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂは、主要な筐体または施設への新たな構成要素の追加を含み得る。例えば図３は、ダクトバーナー３８Ａおよび３８Ｂと、過熱器４０および４０Ｂと、蒸発器４２Ａおよび４２Ｂと、エコノマイザ４４Ａおよび４４Ｂと、が除去される一方で、ＳＣＲシステム４６Ａおよび４６Ｂが保持されるように改造されたＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂを示している。
【００３９】
概して、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂのピーク動作についての考慮は、貫流式蒸気発生器（図４）、希釈ファン（図５）、高温選択触媒還元（ＨＴＳＣＲ：  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムを使用するＮＯｘ制御（図６）、または超低窒素酸化物（ＮＯｘ）（ＵＬＮ：  Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｗ  Ｏｘｉｄｅｓ  ｏｆ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）燃焼器（図７）の設置を含み得る。また、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂの始動モータは、１０分間の始動能力を支援するために始動高速化能力（ＳＦＣ：  Ｓｔａｒｔ  Ｆａｓｔ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）へと更新させられ、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂ内のエンジンクリアランスが始動高速化のために調節され得る。このような改造は、蒸気システム１８および復水器２０の最大限の能力の使用を容易にすることができる。様々な例において、ＨＲＳＧは、一部が図４〜図７に記載されている排出物制御ユニット、異なる温度限度の排出物制御ユニット、希釈ファン、排気煙突などとの適合性のために排気ガスの温度を低下させることができる貫流式蒸気発生器など、排気ガス条件付け装置を備えるように改造され得る。また、図４〜図７は、各々の既存のＨＲＳＧまたは以前に設置されたＨＲＳＧが同じ方法で改造されているかのように記載されている。しかしながら、様々な例において、単一の発電装置の既存のＨＲＳＧまたは以前に設置されたＨＲＳＧは、異なる方法で改造されてもよい。例えば、ＨＲＳＧ１６Ａは、図４〜図７を参照して記載された方法のうちの１つで改造されてもよく、一方、ＨＲＳＧ１６Ｂは、図４〜図７を参照して記載された方法のうちの異なる１つで改造されてもよい。
【００４０】
図４は、熱回収蒸気発生器１６Ａには貫流式蒸気発生器システム１１０が組み込まれており、選択触媒還元システム４６Ａを含めずに内部構成要素が除去されている、改造された旧来のシステムの第１の実施形態の概略図である。貫流式蒸気発生器システム１１０は、ポンプ１１２と、入口配管１１４と、熱交換区域１１６と、出口配管１１８と、を備え得る。図４はＨＲＳＧ１６Ａを示し、ＨＲＳＧ１６Ａに関して記載されているが、ＨＲＳＧ１６Ｂも同様の様態で再構成され得る。
【００４１】
ＧＴＥ１２Ａは、送電線網がほとんどの入力を必要としているときに発電機１４Ａが電力を提供できるように、ピーク条件において動作するように構成され得る。ＧＴＥ１２Ａの排気ガスＥは、排出物が大気へと無制御に排出されるのを防止するために、条件付けまたは処理され得る。例では、ＨＲＳＧ１６Ａの既存の構成要素が排気ガスＥを条件付けまたは処理するために使用され得る。例えば、ＨＲＳＧ１６Ａの主筐体１０２が排気ダクトとして使用されてもよい。排気ガスＥは、主筐体１０２から既存の煙突５０Ａへと流れて大気へと排出させることができる。ＨＲＳＧ１６Ａの内部構成要素の多くは、例えば排気ガスＥの流れ損失を低減するために除去され得る。また、このような構成要素はリサイクルまたは再使用され得る。例えば、ダクトバーナー３８Ａ、過熱器４０Ａ、蒸発器４２Ａ、エコノマイザ４４Ａ、および熱交換器などの任意の他の構成要素は、除去され得る。しかしながら、ＳＣＲシステム４６Ａは、排気ガスＥを処理するために筐体１０２内に設置されたままとされ得る。
【００４２】
図４のＨＲＳＧ１６Ａは、ＳＣＲシステム４６Ａの効果的な使用を可能にするために排気ガスＥの温度を低下させるように構成された貫流式蒸気発生器システム１１０で排出物を低減するために、排気ガスＥを処理するように動作するＳＣＲシステム４６Ａと動作するように構成され得る。ダクトバーナー３８Ａ、過熱器４０Ａ、蒸発器４２Ａ、およびエコノマイザ４４Ａなど、元のＨＲＳＧ１６Ａの他の構成要素が除去され得る。しかしながら、様々な実施形態において、過熱器４０Ａ、蒸発器４２Ａ、またはエコノマイザ４４Ａからの配管が熱交換区域１１６のために適合されて使用されてもよい。排気ガスＥは、熱交換区域１１６との相互作用によって同時に冷却され、蒸気システム１８（図３）の出力を増加させるためにポンプ１１２によって提供される水から蒸気を発生させるために使用され得る。したがって、ポンプ１１２は、復水器２０または他の供給源など、水の供給源に連結され得る。水は、入口配管１１４を通じて熱交換区域１１６へと汲み上げられ得る。水は排気ガスＥの温度より低い温度であり得る。熱交換区域１１６は、排気ガスＥと相互作用するために、ＨＲＳＧ１６Ａの主筐体１０２内に位置決めされ得る。熱交換区域１１６は、管またはフィンアンドプレートシステムなど、任意の適切な熱交換器を備え得る。追加の実施形態では、熱交換区域１１６は、貫流式蒸気発生器の熱交換区域として動作するように再構成および再目的化される元のＨＲＳＧ１６Ａの既存の部分を備え得る。水または蒸気は、熱交換区域１１６において加熱されると、出口配管１１８への経路で搬送され、蒸気システム１８へと方向付けられ得る。貫流式蒸気発生器システム１１０によって提供される蒸気は、蒸気システム１８の最大限の能力を利用するために、ＨＲＳＧ６４（図３）によって発生させられる蒸気を補完するように使用され得る。貫流式蒸気発生器システム１１０は、ボイラードラムおよび大量の水の熱質量（および熱慣性）を排除する。したがって、この熱質量（および、蒸気を生成することを開始し、水の高さを動作限度内に制御するために、始動順序の間に必要な時間）のないことで、貫流式蒸気発生器システム１１０は、発電装置６０の素早い始動動作を助けるために使用され得る。
【００４３】
図５は、熱回収蒸気発生器１６Ａに希釈ファンシステム９０が組み込まれており、選択触媒還元システム４６Ａを含めずに内部の構成要素が除去されている、改造された旧来のシステムの第２の実施形態の概略図である。希釈ファンシステム９０は、モータ９２と、シャフト９４と、ファン９６と、筐体９８と、ダクト１００と、を備え得る。図５はＨＲＳＧ１６Ａを示し、ＨＲＳＧ１６Ａに関して記載されているが、ＨＲＳＧ１６Ｂも同様の様態で再構成され得る。
【００４４】
ＧＴＥ１２Ａは、送電線網がほとんどの入力を必要としているときに発電機１４Ａが電力を提供できるように、ピーク条件において動作するように構成され得る。ＧＴＥ１２Ａの排気ガスＥは、排出物が大気へと無制御に排出されるのを防止するために、条件付けまたは処理され得る。例では、ＨＲＳＧ１６Ａの既存の構成要素が排気ガスＥを条件付けまたは処理するために使用され得る。例えば、ＨＲＳＧ１６Ａの主筐体１０２が排気ダクトとして使用されてもよい。排気ガスＥは、主筐体１０２から既存の煙突５０Ａへと流れて大気へと排出させることができる。ＨＲＳＧ１６Ａの内部構成要素の多くは、例えば排気ガスＥの流れ損失を低減するために除去され得る。また、このような構成要素はリサイクルまたは再使用され得る。例えば、ダクトバーナー３８Ａ、過熱器４０Ａ、蒸発器４２Ａ、エコノマイザ４４Ａ、および熱交換器などの任意の他の構成要素は、除去され得る。しかしながら、ＳＣＲシステム４６Ａは、排気ガスＥを処理するために筐体１０２内に設置されたままとされ得る。
【００４５】
希釈ファンシステム９０は、排気ガスＥを急冷するために、主筐体１０２に備え付けられ得るか、またはＨＲＳＧ１６Ａに連結され得る。筐体９８は、ファン９６の周りに位置決めでき、シャフト９４およびモータ９２を支持できる。モータ９２は、シャフト９４およびファン９８を回転させるように動作させられ得る。ファン９８は、希釈ファンシステム９０を通じて空気を移動させるために、任意の適切に成形されたファンブレードまたは翼形を備え得る。ファン９６の動作によって筐体９８へと引き込まれる空気は、筐体９８を通じて引っ張られ、ＨＲＳＧ１６Ａの主筐体１０２へと空気を入れるためのダクト１００へと押し込まれ得る。
【００４６】
希釈ファンシステム９０は、排気ガスＥの温度をＳＣＲシステム４６Ａの効果的な動作のための高さまで下げることができる希釈空気を導入することによって、排気ガスＥの温度を低下させるように作用できる。一例では、希釈ファンシステム９０は、ＳＣＲシステム４６Ａの適切な動作のために、排気ガスＥを約華氏６００度（≒３１６℃）まで冷却できる。図５の実施形態では、蒸気システム１８との結び付けまたは相互接続がないが、排気ガスＥは、ＳＣＲシステム４６Ａによって希釈、冷却、処理され、煙突５０Ａへと送られ得る。
【００４７】
図６は、熱回収蒸気発生器１６Ａに希釈ファンシステム９０が組み込まれており、内部の構成要素が除去されて高温選択触媒還元（ＨＴＳＣＲ）システム１２０で置き換えられている、改造された旧来のシステムの第３の実施形態の概略図である。このような構成では、ＨＴＳＣＲ入口温度は、収容されている触媒構成要素の過熱を制限するために、おおよそ華氏９００度（≒４８２℃）未満となるべきである。希釈ファンシステム９０は、モータ９２と、シャフト９４と、ファン９６と、筐体９８と、ダクト１００と、を備え得る。図６はＨＲＳＧ１６Ａを示し、ＨＲＳＧ１６Ａに関して記載されているが、ＨＲＳＧ１６Ｂも同様の様態で再構成され得る。
【００４８】
ＨＲＳＧ１６Ａおよび希釈ファンシステム９０は、図５を参照して記載されたように構成され得る。しかしながら、図６の実施形態では、ＳＣＲシステム４６ＢはＨＴＳＣＲシステム１２０で置き換えられている。ＨＴＳＣＲシステム１２０は、ＳＣＲシステム４６Ｂの温度を上回る温度で動作するように構成され得る。例では、ＨＴＳＣＲシステム１２０は、排出物を低減する機能を実施するために、約華氏９００度（≒４８２℃）の温度で動作することができる。したがって、排気温度がこのような温度限界に近付くかまたは超える場合、希釈ファンシステム９０は、排気ガスＥの温度をＨＴＳＣＲシステム１２０と適合する温度まで低下させるために使用され得る。ＨＴＳＣＲシステム１２０とのＨＲＳＧ１６Ａの動作は、様々な実施形態において、希釈ファンシステム９０への必要性を排除できる。図５の実施形態と同様に、蒸気システム１８（図３）との結び付けまたは相互接続はなくすことができ、排気ガスＥは、ＨＴＳＣＲシステム１２０によって処理され、煙突５０Ａへと送られ得る。
【００４９】
図７は、熱回収蒸気発生器１６Ａが、煙突５０Ａを除いて除去されているか、または新たな排気煙突１３０で置き換えられている、改造された旧来のシステムの第４の実施形態の概略図である。排気煙突１３０は、排気ガスＥをＧＴＥ１２Ａから受け入れるために構成され得る。また、燃焼器２４Ａは超低ＮＯｘ（ＵＬＮ）燃焼器１３２で置き換えられ得る。図７はＨＲＳＧ１６Ａを示し、ＨＲＳＧ１６Ａに関して記載されているが、ＨＲＳＧ１６Ｂも同様の様態で再構成され得る。ＵＬＮ燃焼器１３２は、排気ガスＥがＧＴＥ１２Ａによって発生させられているとき、排気ガスＥにおける排出物を低減させるために動作できる。このようにして、ＧＴＥ１２Ａは、ＳＣＲシステム４６ＡまたはＨＴＳＣＲシステム１２０などでの排気ガスＥの任意のさらなる条件付けまたは処理への必要性なしで、以前には許容された排出物のレベル内で単純なサイクルのエンジンとして動作でき、そのため排気ガスＥは、排気煙突１３０へと真っ直ぐに送られ得る。
【００５０】
他の実施形態では、ＵＬＮ燃焼器は、図４のＨＲＳＧ１６Ａと共にＧＴＥ１２Ａへと組み込むことができ、ＳＣＲシステム４６Ａは、蒸気システム１８との動作を容易にするために除去され得る。
【００５１】
図８は、バイパス煙突１４２とのピーク動作のために構成された、更新されたガスタービンエンジン６２および熱回収蒸気発生器６４との動作のために、図１の従来の発電装置１０を旧来のシステムとして利用する、本開示の複合サイクル発電装置１４０の概略図である。発電装置１４０は、バイパス煙突１４２によって提供される追加的な機能性を伴うことを除いて、図２の発電装置６０と同様の手法で動作できる。図２の発電装置６０の構成要素は同じであり、符号のうちの一部が明確性のために図８から省略されている。また、配管７４Ｃ、７４Ｆ、および７４Ｉと弁７６Ｃおよび７６Ｆとは省略されているが、備えられてもよい。
【００５２】
発電装置１４０は、ＧＴＥ６２またはＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂのいずれかを蒸気システム１８との複合サイクルで運転させるように構成され得る。例えば、効率が能力に対して優先され得る動作期間にわたって、ＧＴＥ６２は複合サイクルで運転でき、前述したように、利用中の蒸気システム１８をもたらす。しかしながら、ピーク電力期間の間、能力が効率に対して優先され得るとき、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂは、蒸気システム１８の能力を十分に利用するために複合サイクルで運転でき、ＧＴＥ６２は、バイパス煙突１４２を利用する単純なサイクルで運転でき、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂによって発生させられる複合サイクルの能力を上回る送電網の需要に従う。また、ＧＴＥ６２の保守の機能停止の間、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂは、発電装置１４０の動作を維持するために、複合サイクルで追加的に動作させられ得る。また、非到達領域のために、または増加した動作時間の考慮のために、ＨＴＳＣＲシステム１２０などの高温選択触媒還元システムがＨＲＳＧ６４において使用され得る、および／またはＵＬＮ燃焼器１３２がＧＴＥ６２に追加され得る。
【００５３】
発電装置１４０は、ＧＴＥ６２からの排気ガスの流れを煙突１４２から出すように方向付ける一方で、ＨＲＳＧ６４への排気ガスの流れを抑制するように構成され得る。このようにすることで、バイパス煙突１４２は、ＧＴＥ６２とＨＲＳＧ６４との間の流れを制御するために、技術的に知られているようなダクト、ダンパ、ルーバー、アクチュエータなどを備え得る。発電装置１４０は、運転していないユニットのＨＲＳＧを加熱させるのを助けるための注入を可能にするために、ＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４の間に弁およびパイプを追加的に備えてもよい。
【００５４】
図９は、本開示の発電装置６０および１４０を動作させるために制御装置１５０の構成要素を図示する概略図である。制御装置１５０は、回路１５２と、電力供給部１５４と、メモリ１５６と、処理装置１５８と、入力装置１６０と、出力装置１６２と、通信インターフェース１６４と、を備え得る。制御装置１５０は、ＧＴＥ１２Ａおよび１２Ｂ、ＧＴＥ６２、ＨＲＳＧ１６Ａおよび１６Ｂ、ならびにＨＲＳＧ６４と通信することができる。制御装置１５０は、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２、ＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４、蒸気システム１８、ならびに復水器２０の動作を調和させるように構成され得る。
【００５５】
ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、およびＧＴＥ６２は、各々のガスタービンエンジンの動作を制御するようにエンジン制御装置を各々備え得る。例えば、エンジン制御装置は、燃焼器２４Ａ、２４Ｂ、および６６Ａにおいて燃焼処理を制御するように構成でき、これはガスタービンの動力出力を変えて、シャフト３６Ａ、３６Ｂ、および７２の速度と、ＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４への排気ガスＥの流れと、に影響を与えることができる。そのために、エンジン制御装置は、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２のための１つ以上の燃料噴射装置、可変羽根、および排気ガス弁を動作させるように構成され得る。制御装置１５０およびエンジン制御装置は、電子命令を受信および送出することと、命令、データ、および情報を保存することと、他の装置、表示装置、入力装置、出力装置などと通信することと、を容易にする様々なコンピュータシステム構成要素も備え得る。
【００５６】
同様に、ＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４は、制御装置１５０によって動作させられる制御装置を備え得るか、または例えば貫流式蒸気発生器システム１１０、希釈ファンシステム９０、バイパス煙突１４２などの様々な構成要素を動作させるために、制御装置１５０によって直接的に動作させられ得る。
【００５７】
回路１５２は、メモリ１５６と、処理装置１５８と、入力装置１６０と、出力装置１６２と、通信インターフェース１６４と、を一緒に動作させる、マイクロプロセッサ、チップなどの任意の適切なコンピュータアーキテクチャを備え得る。電力供給部１５４は、交流または直流の電力供給部など、制御装置５０に電力を提供するための任意の適切な方法を含み得る。メモリ１５６は、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、フラッシュメモリ、磁気メモリ、および光学記憶装置などの任意の適切な記憶装置を備え得る。入力装置１６０は、使用者の入力または他の入力を回路１５２またはメモリ１５６へと提供するためのキーボード、マウス、ポインタ、タッチスクリーン、および他の適切な装置を備え得る。出力装置１６２は、表示モニタ、画面、タッチスクリーン、印刷装置、プロジェクタ、音響スピーカなどを備え得る。通信インターフェース１６４は、回路１５２が、モデム、ルータ、Ｉ／Ｏインターフェース、バス、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネットなどの他のコンピュータ装置から情報を受信すること、および、そのような他のコンピュータ装置に情報を送信することを可能にするための装置を備え得る。
【００５８】
回路１５２は、メモリ１５６などの記憶装置と通信でき、つまりそのような記憶装置から読み取りでき、およびそのような記憶装置に書き出しできる。メモリ１５６は、発電装置６０および１４０の動作を実施させるための様々なコンピュータ読取可能命令を含み得る。したがって、メモリ１５６は、送電網への需要と、送電網へと供給される電力と、を監視するための命令に加えて、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２ならびにＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４の動作のための命令を含み得る。回路１５２は、このような機能を実施するために様々なセンサに接続され得る。メモリ１５６は、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２ならびにＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４のための制御装置に命令を提供するときに制御装置１５０を支援できる情報も含み得る。例えば、メモリ１５６は、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２ならびにＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４の種類、大きさ（能力）、使用期間、保守履歴、場所を含み得る。このようにして、回路１５２は、弁７６Ａ〜７６Ｈをいつ動作させるかを決定するために、ならびに、ＧＴＥ１２Ａ、１２Ｂ、および６２、ＨＲＳＧ１６Ａ、１６Ｂ、および６４、貫流式蒸気発生器システム１１０、希釈ファンシステム９０などの各々が、例えば電力送電網の運用者または政府機関からのディスパッチ命令に基づいていつ動作させられ得るかを制御するために、命令をメモリ１５６から読み取ることができる。
【００５９】
本出願で詳述されているシステムおよび方法は、ガスタービンエンジンおよび熱回収蒸気発生器など、先に設置された発電装置機器または旧来の発電装置機器の価値を取り戻す点において有用であり得る。このような機器をより新しくより高い効率の機器との置き換えのために単に除去する代わりに、このような機器は、より新しくより高い効率の機器との使用ために、より大きいシステムへと統合させることができる。実施形態では、以前に設置された機器または旧来の機器と、より新しくより高い効率の機器は、以前に設置された蒸気システムまたは旧来の蒸気システムと、の交互の使用のために構成され得る。このようにして、先に設置された旧来の機器は、緊急のために、または代わりの燃料の状況のために、保持され得る。別の実施形態では、より新しくより高い効率の機器は、以前に設置された機器または旧来の機器が以前に設置された蒸気システムまたは旧来の蒸気システムとの複合サイクルで動作する一方で、単純なサイクルまたはピーク動作において、より新しくより高い効率の機器の動作を容易にするために、熱回収蒸気発生器のバイパス煙突と共に設置され得る。別の実施形態では、以前に設置された機器または旧来の機器は、より新しくより高い効率の機器の出力を補完するためにピーク時の機械として動作するように構成され得る。このようにして、以前に設置された旧来の機器は、より新しくより高い効率の機器の出力を補完するために、および一部の実施形態では、以前に設置された蒸気システムまたは旧来の蒸気システムに追加の蒸気出力を提供するために、単純なサイクルの貫流式蒸気サイクルまたは排出物の制御された動作を提供するように改造され得る。
【００６０】
本開示の実施形態が、Ｊ等級のＡＧＴＥを、１つ以上の旧来のＦ等級のＧＴＥを利用する発電装置へと組み込むとして記載されているが、本開示の範囲はそのように限定されておらず、例えば１つ以上の旧来のＥ等級のＧＴＥを利用する発電装置へとＦ等級のＧＴＥを組み込むためなど、より大きい能力および／または効率を有するＧＴＥの任意の追加にも適用できることは、理解されるものである。
【００６１】
様々な注記および例
例１は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、蒸気発電機を蒸気タービンから駆動するステップと、蒸気発電機および発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率または動力のガスタービンエンジンを選択的に動作させるステップであって、より低い効率のガスタービンエンジンはより高い効率のガスタービンより効率的でない、ステップと、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けするステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００６２】
例２は、少なくとも一部の以前に設置された構成要素が除去される以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を備え得る１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を任意選択で備えるために、例１の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６３】
例３は、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに１つ以上の熱回収蒸気発生器から発生させられる蒸気で蒸気タービンを追加的に駆動するステップと、を任意選択で含むために、例１または２の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６４】
例４は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体内に位置決めされる貫流式蒸気発生器を動作させることによって、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップを任意選択で含むために、例１から３の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６５】
例５は、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器内の排出物低減システムに入る排気ガスを急冷するために希釈ファンを動作させることによって、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けするステップを任意選択で含むために、例１から４の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６６】
例６は、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された排出物低減システムを備え得る排出物低減システムを任意選択で備えるために、例１から５の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６７】
例７は、高温選択触媒還元システムを備える排出物低減システムを任意選択で備え得るために、例１から６の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６８】
例８は、排気ガスを１つ以上の改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された煙突を通じた経路で搬送することによって、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスを条件付けするステップを任意選択で含むために、例１から７の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００６９】
例９は、超低ＮＯｘ燃焼器を備えるために１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンを改造するステップを任意選択で含むために、例１から８の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７０】
例１０は、第１の効率または動力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または動力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流の温度を低下させるように構成される排気ガス条件付け装置と、蒸気発電機を駆動し、第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、蒸気発電機および第１の発電機からの出力の合計が送電網からの電気需要より小さいことに応じて、ピーク負荷条件の下で第２の発電機で電気を発生させるために第２のガスタービンを動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【００７１】
例１１は、第２のガスタービンと共に動作するように構成され、排気ガス条件付け装置を備える改造熱回収蒸気発生器を任意選択で備えるために、例１０の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７２】
例１２は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を備える改造熱回収蒸気発生器を任意選択で備えるために、例１０または１１の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７３】
例１３は、蒸気発生器を備え得る排気ガス条件付け装置を任意選択で備えるために、例１０から１２の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７４】
例１４は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体内に設置される貫流式蒸気発生器ループを備え得る蒸気発生器を任意選択で備え、貫流式蒸気発生器ループは第２の蒸気流を発生させ、蒸気タービンは第１の蒸気流および第２の蒸気流を受け入れるように、例１０から１３の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７５】
例１５は、以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体内の排気ガスを急冷するように構成される希釈ファンを備え得る排気ガス条件付け装置を任意選択で備えるために、例１０から１４の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７６】
例１６は、改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された排出物低減システムを備える以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を任意選択で備えるために、例１０から１５の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７７】
例１７は、高温選択触媒還元システムを備える以前に設置された熱回収蒸気発生器の筐体を任意選択で備えるために、例１０から１６の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７８】
例１８は、改造熱回収蒸気発生器の以前に設置された煙突を備える排気ガス条件付け装置を任意選択で備えるために、例１０から１７の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００７９】
例１９は、超低ＮＯｘ燃焼器を備えるように改造される第２のガスタービンを任意選択で備えるために、例１０から１８の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８０】
例２０は、施設において、第１のガスタービンの効率または動力より高い効率または動力を有する第２のガスタービンを設置するステップと、施設において、第２のガスタービンからの排気ガスを受け入れるための第２の熱回収蒸気発生器を設置するステップと、第２の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップと、第１のガスタービンからの排気ガスを条件付けるために第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップと、を含み得る、施設に位置付けられた第１のガスタービン、第１の熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを備える発電装置を更新する方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００８１】
例２１は、改造された第１の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップを含むことを任意選択で含むために、例２０の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８２】
例２２は、第１の熱回収蒸気発生器の蒸気発生構成要素を除去することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０または２１の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８３】
例２３は、第１の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンから連結解除することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０から２２の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８４】
例２４は、第１の熱回収蒸気発生器の設置されている排出物低減システムを残すことを含む、第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０から２３の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８５】
例２５は、高温選択触媒還元システムを第１の熱回収蒸気発生器に設置することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含み、高温選択触媒還元システムは、第１の熱回収蒸気発生器の以前に設置された選択触媒還元システムが排出物を効果的に還元できる温度より高い温度において、排気ガスにおける排出物を効果的に還元できるように、例２０から２４の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８６】
例２６は、貫流式蒸気発生器を第１の熱回収蒸気発生器において設置することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０から２５の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８７】
例２７は、希釈ファンを第１の熱回収蒸気発生器において設置することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０から２６の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８８】
例２８は、煙突を残すために第１の熱回収蒸気発生器の構成要素を除去することによって第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップを任意選択で含むために、例２０から２７の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００８９】
例２９は、超低ＮＯｘ燃焼器を第１のガスタービンに設置するステップを任意選択で含み、超低ＮＯｘ燃焼器は、第１のガスタービンの以前に設置された燃焼器より少ない排出物を発生させるように構成されるように、例２０から２８の１つまたは任意の組合せの主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００９０】
例３０は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率または出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、１つ以上の熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、１つ以上の熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに１つ以上の熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力におおよそ等しい能力を有し、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンによって駆動される１つ以上の熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力は、１つ以上のより高い効率のガスタービンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい、ステップと、蒸気タービンを駆動するために、より高い効率のガスタービンと１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンとを交互に動作させるステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９１】
例３１は、第１の効率または出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流を受け入れ、第２の蒸気流を発生させるように構成される第２の熱回収蒸気発生器と、第１の蒸気流および第２の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、第１の熱回収蒸気発生器および第２の熱回収蒸気発生器から蒸気タービンへの第１の蒸気流および第２の蒸気流の流れを制御する弁調節部と、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、第１のガスタービンまたは第２のガスタービンの動作に応じて、第１の蒸気流または第２の蒸気流を蒸気タービンへと交互に到達させるために前記弁調節部を動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９２】
例３２は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率またはより低い出力のガスタービンエンジンを選択的に動作させるステップと、１つ以上の熱回収蒸気発生器を使用して、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに１つ以上の熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを追加的に駆動するステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９３】
例３３は、第１の効率または出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流の温度を低下させるように構成される排気ガス条件付け装置と、第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、ピーク負荷条件の下で第２の発電機で電気を発生させるために第２のガスタービンを選択的に動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９４】
例３４は、第２の熱回収蒸気発生器のケーシング内に設置される貫流式蒸気発生器ループを備える排気ガス条件付け装置を任意選択で備え、貫流式蒸気発生器ループは第２の蒸気流を発生させ、蒸気タービンは第１の蒸気流および第２の蒸気流を受け入れるように、例３３の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００９５】
例３５は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器から発生させられる蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器によって発生させられる蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率またはより低い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して１つ以上のより低い効率のガスタービンの排気ガスを冷却するステップであって、改造熱回収蒸気発生器は、以下の選択触媒還元排出物低減ユニットおよび希釈ファンの１つ以上を備える、ステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９６】
例３６は、熱交換装置が除去されている改造熱回収蒸気発生器を任意選択で備えるように、例３５の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【００９７】
例３７は、第１の効率または出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流を受け入れるように構成される選択触媒還元排出物低減ユニットと、第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、ピーク負荷条件の下で第２の発電機で電気を発生させるために第２のガスタービンを選択的に動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９８】
例３８は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気タービンは、より高い効率のガスタービンエンジンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器による蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率または出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器を使用して１つ以上のより低い効率のガスタービンエンジンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器の出力と蒸気発生器の能力との間の隔たりを埋めるために、１つ以上の改造熱回収蒸気発生器から蒸気タービンへと蒸気を提供するステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【００９９】
例３９は、第１の効率または出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成される第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、第２の排気ガス流を受け入れ、第２の蒸気流を発生させるように構成される貫流式蒸気発生器と、第１の蒸気流および第２の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、ピーク負荷条件の下で第２の発電機で電気を発生させるために、および、蒸気タービンの出力を増加させるために、第２のガスタービンを選択的に動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【０１００】
例４０は、第１のガスタービンの前に第２のガスタービンの動作を順序付けることをさらに含む命令を任意選択で含むように、例３９の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【０１０１】
例４１は、動作の即応性の状態まで蒸気タービンの温度を増加させるように構成される第２のガスタービンの順序付けの動作を任意選択で含むように、例３９または４０の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【０１０２】
例４２は、電力を発生させることに向けて発電機を駆動するために、より高い効率またはより高い出力のガスタービンエンジンを動作させるステップと、熱回収蒸気発生器を使用して、より高い効率のガスタービンの排気ガスで蒸気を発生させるステップと、熱回収蒸気発生器からの蒸気で蒸気タービンを駆動するステップであって、蒸気発生器は、より高い効率のガスタービンによって駆動されるときに熱回収蒸気発生器からの蒸気の出力より大きい能力を有する、ステップと、電力を発生させることに向けて１つ以上の発電機を駆動するために、１つ以上のより低い効率またはより低い動力のガスタービンエンジンを選択的に動作させるステップであって、より低い効率のガスタービンエンジンは超低ＮＯｘ燃焼器を備える、ステップと、を含み得る、発電装置を動作させる方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【０１０３】
例４３は、第１の効率または第１の出力を有し、第１の排気ガス流を生成するように構成される第１のガスタービンと、第１のガスタービンによって駆動される第１の発電機と、第１の排気ガス流を受け入れ、第１の蒸気流を発生させるように構成される第１の熱回収蒸気発生器と、第１の効率より低い第２の効率または第２の出力を有し、第２の排気ガス流を生成するように構成され、超低ＮＯｘ燃焼器を備える第２のガスタービンと、第２のガスタービンによって駆動される第２の発電機と、蒸気発電機に連結され、第１の蒸気流を受け入れるように構成される蒸気タービンと、処理装置、および処理装置によって実行されるとき、処理装置に発電装置システムを動作させるための動作を実施させる命令を保存しているコンピュータ読取可能記憶媒体であって、命令は、ピーク負荷条件の下で、第２の発電機で、第１の発電機および蒸気発電機の出力の合計より大きい電気を発生させるために、第２のガスタービンを選択的に動作させることを含む、コンピュータ読取可能記憶媒体を備える制御装置と、を備え得る発電装置システムなどの主題を含むかまたは使用し得る。
【０１０４】
例４４は、施設において、第１のガスタービンの効率より高い効率を有する第２のガスタービンを設置するステップと、施設において、第２のガスタービンからの排気ガスを受け入れるための第２の熱回収蒸気発生器を設置するステップと、第２の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップと、第１の熱回収蒸気発生器および第２の熱回収蒸気発生器からの蒸気の流れを交互に制御するために弁調節部を設置するステップと、を含み得る、施設に位置付けられた第１のガスタービン、第１の熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを備える発電装置を更新する方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【０１０５】
例４５は、施設において、第１のガスタービンの効率より高い効率を有する第２のガスタービンを設置するステップと、施設において、第２のガスタービンからの排気ガスを受け入れるための第２の熱回収蒸気発生器を設置するステップと、第２の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップと、第１のガスタービンからの排気ガスを条件付けるために第１の熱回収蒸気発生器を改造するステップと、を含み得る、施設に位置付けられた第１のガスタービン、第１の熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを備える発電装置を更新する方法などの主題を含むかまたは使用し得る。
【０１０６】
例４６は、改造された第１の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンに連結するステップを任意選択で含むために、例４５の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【０１０７】
例４７は、改造された第１の熱回収蒸気発生器を蒸気タービンから連結解除するステップを任意選択で含むために、例４５または４６の主題を含み得るか、またはそのような主題と任意選択で組み合わせられ得る。
【０１０８】
これらの非限定的な例の各々は、自立し得るか、または他の例のうちの１つ以上との様々な置き換えまたは組合せで組み合わせられ得る。
【０１０９】
先の詳細な記載は、詳細な記載の一部を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、例示を用いて、本発明が実施され得る特定の実施形態を示している。これらの実施形態も本明細書では「例」として参照されている。このような例は、図示または記載されている要素に加えて、要素を含む可能性がある。しかしながら、本発明者は、図示または記載されたそれらの要素だけが提供されている例も検討している。さらに、本発明者は、具体的な例（もしくは、その１つ以上の態様）に関して、または、本明細書で図示または記載された他の例（もしくは、その１つ以上の態様）に関して、図示または記載されたそれらの要素の任意の組合せまたは置き換えを用いる例も検討している。
【０１１０】
本文書と、参照によって組み込まれている任意の文書との間に不一致の使用がある場合、本文書における使用が支配する。
【０１１１】
本文書において、「１つ（ａ、ａｎ）」という用語が、特許文書において一般的であるように、「少なくとも１つ」または「１つ以上」の任意の他の例または使用とは無関係に、１つまたは２つ以上を含むように使用されている。本文書では、「または」という用語は、非排他的であることに言及するように、または、他に指示されていない場合、「ＡまたはＢ」が、「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」、および「ＡおよびＢ」を含むように、使用されている。本文書では、「含む」および「〜において」という用語は、「備える」および「ここにおいて」のそれぞれの用語の平易な英語の等価として使用されている。また、以下の請求項において、「含む」および「備える」という用語はオープンエンドであり、つまり、請求項におけるこのような用語で列記される要素に加えて要素を含むシステム、装置、物品、組成、処方、または過程が、その請求項の範囲内にあるようになおも見なされる。さらに、以下の請求項において、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、単にラベルとして使用されており、それらの物体に数字上の要件を課すように意図されていない。
【０１１２】
本明細書に記載されている方法の例は、少なくとも一部において機械またはコンピュータで実施され得る。一部の例は、先の例で記載されているような方法を実施するために電子装置を構成するように動作可能な命令でエンコードされたコンピュータ読取可能媒体または機械読み取り可能媒体を備え得る。このような方法の実施は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コードなどのコードを含み得る。このようなコードは、様々な方法を実施するためのコンピュータ読取可能命令を含み得る。コードは、コンピュータプログラム製品の一部を形成してもよい。さらに一例では、コードは、実行の間または他のときにおいてなど、１つ以上の揮発性、非一時的、または不揮発性で有形のコンピュータ読取可能媒体に有形で保存され得る。これらの有形のコンピュータ読取可能媒体の例には、限定されることはないが、ハードディスク、取り外し可能磁気ディスク、取り外し可能光学ディスク（例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカード、メモリスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などがあり得る。
【０１１３】
先の記載は、例示であり、限定とならないように意図されている。例えば、前述の例（または、その１つもしくは複数の態様）は、互いと組み合わされて使用されてもよい。他の実施形態は、前述の記載を検討することで、当業者などによって、使用され得る。要約が、読者に技術的な開示の本質を素早く確認させるように、３７  Ｃ．Ｆ．Ｒ．  §１．７２（ｂ）と適合するために提供されている。要約は、請求項の範囲または意味を解釈または制限するために使用されないという理解の下で提出されている。また、先の詳細な記載では、様々な特徴が本開示を効率化するために一緒に纏められ得る。これは、請求されていない開示された特徴が任意の請求項にとって必須であることを意図するとして解釈されるべきではない。むしろ、発明的主題は、具体的な開示された実施形態のすべての特徴を満たさないところに位置し得る。したがって、以下の請求項は、本明細書によって、各々の請求項が別々の実施形態として自立している状態で、例または実施形態として詳細な記載に組み込まれており、このような実施形態が様々な組合せまたは置き換えで互いと組み合わせされ得ることは検討されている。本発明の範囲は、このような請求項が与えられているものと等価の完全な範囲と共に、添付の請求項を参照して決定されるべきである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、６０、１４０  複合サイクル発電装置
１２Ａ、１２Ｂ、６２  ガスタービンエンジン
１４Ａ、１４Ｂ、７０  発電機
１６Ａ、１６Ｂ、６４  熱回収蒸気発生器
１８  蒸気システム
２０  復水器
２２Ａ、２２Ｂ、６４  圧縮機
２４Ａ、２４Ｂ、６６  燃焼器
２６Ａ、２６Ｂ、６８  タービン
２８  第１の段のタービン
３０  第２の段のタービン
３２  第３の段のタービン
３４  発電機
３６Ａ、３６Ｂ  発電機シャフト
３８Ａ、３８Ｂ、７８  ダクトバーナー
４０Ａ、４０Ｂ、８０  過熱器
４２Ａ、４２Ｂ、８２  蒸発器
４４Ａ、４４Ｂ、８４  エコノマイザ
４６Ａ、４６Ｂ、８６  選択触媒還元システム
５０Ａ、５０Ｂ  排気煙突
７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｄ、７４Ｅ  ７４Ｇ、７４Ｈ  出口配管
７４Ｃ、７４Ｆ、７４Ｉ  入口配管
７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、７６Ｄ、７６Ｅ、７６Ｆ、７６Ｇ、７６Ｈ  弁
９０  希釈ファンシステム
９２  モータ
９４  シャフト
９６  ファン
９８  筐体
１００  ダクト
１０２  主筐体
１１０  貫流式蒸気発生器システム
１１２  ポンプ
１１４  入口配管
１１６  熱交換区域
１１８  出口配管
１２０  高温選択触媒還元システム
１３０  排気煙突
１３２  超低ＮＯｘ燃焼器
１４２  バイパス煙突
１５０  制御装置
１５２  回路
１５４  電力供給部
１５６  メモリ
１５８  処理装置
１６０  入力装置
１６２  出力装置
１６４  通信インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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