(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１）であって、当該システム（１）が、
エンジン流体と、ガスを圧縮するように構成される圧縮機セクション、潤滑剤を循環させるように構成される潤滑剤経路、又は冷却剤を循環させるように構成される冷却剤経路の少なくとも１つとを備えるエンジン（２）であって、前記エンジン流体が、前記ガス、前記潤滑剤又は前記冷却剤の少なくとも１つを含み、前記エンジン流体が、前記エンジン（２）の１回又は複数回の動作に由来する熱源である、エンジン（２）、及び
前記エンジン（２）に結合された熱交換器（３）であって、前記エンジン（２）からエンジン流体経路に沿って前記エンジン流体を受取り、前記エンジン流体と作動流体経路に沿った作動流体（８）との間で熱を交換して、加熱済み作動流体（９）及び冷却済みエンジン流体を生成するように構成された熱交換器（３）
を備えており、当該システム（１）が、前記熱交換器（３）によって生成した前記加熱済み作動流体を、蒸気システム（４）の脱気器（４４）の上流側の第１の流路と第２の流路であって、前記加熱済み作動流体の第１の部分を前記蒸気システム（４）の脱気器（４４）に送るように構成される第１の流路と、前記加熱済み作動流体の第２の部分を前記熱交換器（３）を通る前記作動流体経路へと戻すように構成される第２の流路とに分流するように構成されており、前記蒸気システム（４）が、前記蒸気システム（４）のプロセス内で失われる作動流体を置換する作動流体のメイクアップ水供給部として、前記熱交換器（３）から前記加熱済み作動流体を受取るように構成されており、
当該システム（１）が、前記加熱済み作動流体の第１の部分の第１の流れ及び前記加熱済み作動流体の第２の部分の第２の流れをセンサフィードバックに基づいて同時に選択的に制御して、前記第１の流れが、タービンから抽気されるタービン抽気蒸気（５５）の少なくとも８０％を置換して前記脱気器（４４）内での脱気を促進するように構成されたコントローラ（５）をさらに備えている、システム（１）。
【請求項２】
前記脱気器（４４）が、前記熱交換器（３）からの加熱済み作動流体を受取り、かつ前記加熱済み作動流体の第１の部分から１種以上の腐食物質及び／又は溶存ガスを除去して脱気済みで加熱済みの作動流体を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム（１）。
【請求項３】
前記蒸気システム（４）が、
前記脱気器（４４）から前記脱気済みで加熱済みの作動流体を受取って蒸気を発生するように構成されるボイラ（４０）と、
前記ボイラに結合された蒸気タービン（４３）であって、少なくとも前記蒸気を用いて負荷を駆動するように構成される蒸気タービン（４３）と
を備える、請求項２に記載のシステム（１）。
【請求項４】
前記エンジン（２）がガスタービンエンジン（１０）を備える、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項５】
前記エンジン（２）が、前記ガスを圧縮するように構成される前記圧縮機セクションを備え、前記エンジン流体が前記ガスを含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項６】
前記エンジン（２）が、潤滑剤を循環させるように構成される潤滑剤経路を備え、前記エンジン流体が前記潤滑剤を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項７】
前記エンジン（２）が、冷却剤を循環させるように構成される冷却剤経路を備え、前記エンジン流体が前記冷却剤を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項８】
前記コントローラ（５）が、前記加熱済み作動流体の温度を少なくとも９０℃に調節するように構成されている、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項９】
方法であって、
作動流体経路に沿って熱交換器（３）を通して作動流体を流す工程、
前記作動流体と、エンジン（２）の圧縮機セクション、潤滑剤経路又は冷却剤経路の少なくとも１つからのエンジン流体との間で熱を交換して、加熱済み作動流体及び冷却済みエンジン流体を生成する工程、
前記熱交換器（３）によって生成した前記加熱済み作動流体を、蒸気システム（４）の脱気器（４４）の上流側の第１の流路と第２の流路であって、前記加熱済み作動流体の第１の部分を前記蒸気システム（４）の脱気器（４４）に送るように構成される第１の流路と、前記加熱済み作動流体の第２の部分を前記熱交換器（３）を通る前記作動流体経路へと戻すように構成される第２の流路とに分流する工程であって、前記蒸気システム（４）が、前記蒸気システム（４）のプロセス内で失われる作動流体を置換する作動流体のメイクアップ水供給部として、前記熱交換器（３）から前記加熱済み作動流体を受取るように構成されている、工程、
コントローラ（５）によって、前記熱交換器から前記第１の流路に沿って前記蒸気システム（４）に送られる前記加熱済み作動流体の第１の部分の第１の流れ及び前記第２の流路に沿って前記作動流体経路に戻される前記加熱済み作動流体の第２の部分の第２の流れを、前記エンジン（２）、前記熱交換器（３）、１以上の流体経路又は前記蒸気システム（４）に結合された１つ又は複数のセンサからのセンサフィードバックに基づいて流れ制御デバイスにより同時に制御して、前記第１の流れが、タービンから抽気されるタービン抽気蒸気（５５）の少なくとも８０％を置換して前記脱気器（４４）内での脱気を促進する工程、及び
前記蒸気システム（４）によって、前記加熱済み作動流体の少なくとも一部分を利用して、蒸気供給を生成する工程
を含む、方法。
【請求項１０】
前記加熱済み作動流体の第１の部分を前記熱交換器（３）から前記第１の流路に沿って前記蒸気システム（４）の脱気器（４４）に流す工程、
前記加熱済み作動流体の第１の部分から１種以上の腐食成分及び／又は溶存ガスを除去して脱気済みで加熱済みの作動流体を生成する工程、及び
前記脱気済みで加熱済みの作動流体に少なくとも部分的に基づいて蒸気を生成するように構成されるボイラに前記脱気済みで加熱済みの作動流体を送る工程
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記加熱済み作動流体の温度を少なくとも９０℃に調節する工程を含む、請求項９又は請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、蒸気システムに関し、より具体的には、蒸気発生及び熱回収のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気システムは、蒸気を発生させる蒸気発生ユニットを含むことができ、蒸気発生ユニットは、蒸気タービン等の種々の機器において、プラントプロセス使用のために、又は両方のために使用することができる。蒸気発生ユニットは、種々の供給源からの水を使用することができ、その水の一部は、蒸気サイクルの外側からのメイクアップ水である。残念ながら、未処理メイクアップ水は、蒸気システムの寿命及び性能に影響を及ぼす可能性がある種々の腐食物質及び／又は溶存ガスを含む場合がある。メイクアップ水はまた、比較的低い温度（例えば、周囲温度）にあり、それにより、水から溶存ガスを除去することを促進するためにかなりの量の熱を必要とする場合がある。こうした熱は、通常、蒸気タービンから取出されるか又はプラントプロセス使用から分流される蒸気から供給される。
【０００３】
ガスタービンエンジン等のエンジンは、かなりの量の廃熱を生成する場合がある。例えば、ガスタービンエンジンは、排気ガス、潤滑剤、冷却剤、及び／又は、圧縮済み酸化剤等の圧縮ガス（例えば、空気）内に廃熱を生成する場合がある。残念ながら、これらの流体に関連する熱の多くは、無駄にされ（例えば、大気に放出され）、それにより、ガスタービンエンジンの効率を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８８９９００８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
当初特許請求される本発明と範囲が一致する或る実施形態が以下で要約される。これらの実施形態は、特許請求される本発明の範囲を制限することを意図されるのではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明の考えられる形態の簡潔な要約を提供することだけを意図される。実際には、本発明は、以下で述べる実施形態と同様であるか又は異なる場合がある種々の形態を包含することができる。
【０００６】
第１の実施形態において、システムが提供される。システムはエンジン及びエンジンに結合された熱交換器を含む。エンジンは、エンジン流体、及び、ガスを圧縮するように構成される圧縮機セクション、潤滑剤を循環させるように構成される潤滑剤経路、又は冷却剤を循環させるように構成される冷却剤経路の少なくとも１つを含む。エンジン流体は、ガス、潤滑剤、又は冷却剤の少なくとも１つを含む。エンジン流体は、エンジンの１回又は複数回の動作に由来する熱源である。熱交換器は、エンジンからエンジン流体を受取り、エンジン流体と作動流体との間で熱を交換して、加熱済み作動流体及び冷却済みエンジン流体を生成するように構成され、熱交換器は、加熱済み作動流体を蒸気システムに搬出するように構成される。
【０００７】
第２の実施形態において、蒸気システムの脱気器が提供される。脱気器は、エンジンの圧縮機セクション、潤滑剤経路、又は冷却剤経路の少なくとも１つに結合された熱交換器から搬出される加熱済み作動流体を受取るように構成される。脱気器は、蒸気システム内での蒸気発生前に、加熱済み作動流体から１つ又は複数の腐食物質及び／又は溶存ガスを除去して、脱気済みで加熱済みの作動流体を生成するように構成される。
【０００８】
第３の実施形態において、方法が提供される。方法は、熱交換器を通して作動流体を流すことを含む。方法はまた、作動流体と、エンジンの圧縮機セクション、潤滑剤経路、又は冷却剤経路の少なくとも１つからのエンジン流体との間で熱を交換することであって、それにより、加熱済み作動流体及び冷却済みエンジン流体を生成する、熱を交換することを含む。方法はまた、加熱済み作動流体を熱交換器から蒸気システムに搬出すること、及び、蒸気システムによって、加熱済み作動流体の少なくとも一部分を利用して、蒸気供給を生成することを含む。
【０００９】
本開示のこれらのまた他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明が添付図面を参照して読まれるときによりよく理解されるであろう。図面において、同様の記号は図面全体を通して同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の複数の実施形態による、蒸気サイクルシステム、エンジン、及び作動流体供給部を利用するように構成される中間冷却器を有するコンバインドサイクルシステムを示す略ブロック図である。
【図２】本開示の複数の実施形態による、図１のエンジン及び中間冷却器の一実施形態を示す略ブロック図である。
【図３】本開示の複数の実施形態による、図１の蒸気サイクルシステムの一実施形態を示す略ブロック図である。
【図４】本開示の複数の実施形態による、図１の蒸気サイクルシステム内に加熱済み作動流体を搬出する中間冷却器の一実施形態を示す略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態が以下で説明される。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようとして、本明細書において、実際の実装形態の全ての特徴が述べられない場合がある。こうしたいかなる実際の実装形態の開発においても、いずれの工学的プロジェクト又は設計プロジェクトとも同様に、実装形態ごとに異なる場合があるシステム関連制約及びビジネス関連制約の順守等の、開発者の特定の目標を達成するための多数の実装形態固有の意思決定が行われなければならないことが認識されるべきである。更に、こうした開発努力は、複雑で時間がかかるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとって、設計、製作、製造の日常的な仕事であることが認識されるべきである。
【００１２】
本発明の種々の実施形態の要素を導入するとき、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素の１つ又は複数が存在することを意味することを意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包含的であることを意図され、挙げた要素以外の更なる要素が存在する場合があることを意味する。
【００１３】
本開示は、コンバインドサイクルシステムを対象とし、コンバインドサイクルシステムは、蒸気サイクルシステム、エンジン、及び、種々のエンジン流体（例えば、圧縮ガス、冷却剤、又は潤滑剤）用のエンジン熱交換器（例えば、中間冷却器）を有する。特に、本開示は、熱交換器（例えば、中間冷却器）と統合されたエンジンを含み、そのエンジンにおいて、中間冷却器の作動流体は、エンジンによって生成される廃熱（例えば、１つ又は複数のエンジン流体）によって加熱される。更に、加熱済み作動流体が、熱交換器（例えば、中間冷却器）によって蒸気サイクルシステムに提供され、蒸気サイクルシステムによって利用されて、脱気及び蒸気の発生を促進する。本開示の複数の実施形態は、ガスタービンエンジン及びその中間冷却器の文脈で論じられるが、本開示による他の実施形態において、付随する中間冷却器を有する異なるタイプのエンジンを蒸気サイクルシステムと統合することができることが留意されるべきである。
【００１４】
開示する実施形態は、１つ又は複数の熱交換器（例えば、中間冷却器）を使用して、１つ又は複数の作動流体（例えば、給水）を加熱しながら、１つ又は複数のエンジン流体（例えば、圧縮ガス、冷却剤、又は潤滑剤）を冷却するために熱を伝達することができる。以下の議論は、圧縮ガス（例えば、圧縮済み酸化剤）及び例示的な廃熱源としてエンジンの圧縮器セクションに主に的を絞るが、先に述べまた以下で更に詳細に論じるように、他の廃熱源もまた本開示によって企図される。本開示の本実施形態は、ガスタービンエンジンを含み、ガスタービンエンジンは、ガスタービンエンジンの燃焼器（例えば、燃焼器チャンバ）内で使用するための、酸化剤（例えば、空気）を圧縮するように構成される圧縮機を含む。圧縮済み酸化剤は、圧縮機内の機械的圧縮によって加熱することができる。しかし、タービンエンジンの効率は、一般に、燃焼のために燃焼器に最終的に送出される前に、圧縮プロセスの後続のステージに送出される前に制御することができる温度まで圧縮済み酸化剤を冷却することによって高められる。したがって、中間冷却器を、圧縮済み酸化剤用の熱交換器として使用することができる。圧縮済み酸化剤は、中間冷却器に入るようにルーティングすることができ、作動流体（例えば、水、メイクアップ水、冷却剤等）は、中間冷却器内のコイル又はチューブを通してルーティングされ、また、圧縮済み酸化剤から熱を取出すことができる。冷却済みで圧縮済みの酸化剤は、制御することができる温度で圧縮機（例えば、圧縮機の後続のステージ）に戻るように送出され、また、酸化剤がタービンエンジンの燃焼器に送出されるときに更に圧縮され加熱され、加熱済み作動流体は、中間冷却器から、加熱済み作動流体が蒸気を生成するために使用される蒸気サイクルシステムにルーティングされることができる。したがって、圧縮済み酸化剤から取出される熱は、捨てられてヒートシンクに達する、また、普通なら無駄に使用される（すなわち、廃熱）代わりに、蒸気サイクルシステム内で使用するため再利用される。やはり、開示される実施形態はまた、エンジン潤滑剤及び／又はエンジン冷却剤等の他のエンジン流体からの廃熱を使用することができる。したがって、エンジンから回収され、また、メイクアップ水として蒸気システムに付加される作動流体を加熱する蒸気サイクルにおいて使用される廃熱は、蒸気システム内の水を加熱するために通常使用される蒸気サイクルからの蒸気を置換する。
【００１５】
ここで図を考えると、図１は、コンバインドサイクルシステム１の一実施形態を示すブロック図であり、コンバインドサイクルシステム１は、エンジン２と、中間冷却器３（例えば、熱交換器）と、蒸気サイクルシステム４と、コントローラ５（例えば、電子又はプロセッサベースコントローラ）を備える。エンジン２は、熱い流体を生成する任意のタイプのエンジンであるとすることができ、熱い流体は、エンジン２の効率を改善するため冷却される可能性がある。例えば、エンジン２は、ガスタービンエンジン、内燃機関、又は任意のタイプの熱機関であるとすることができる。ガスタービンエンジン２は、１つ又は複数の圧縮機或は圧縮ステージ、１つ又は複数の燃焼器或は燃焼ステージ、及び１つ又は複数のタービン或はタービンステージを含むことができる。例えば、ガスタービンエンジン２は、産業用ガスタービンエンジン又は航空転用ガスタービンエンジンであるとすることができる。内燃機関２は、それぞれのシリンダ内で往復運動する１つ又は複数のピストン（例えば、シリンダ内の１〜２４のピストン）を含むことができるレシプロエンジンを含むことができる。エンジン２はまた、発電プラント又は産業用施設内の発電機等の負荷に結合することができる。
【００１６】
示す実施形態において、エンジン２は、中間冷却器３（例えば、熱交換器）に結合されて、エンジン２の効率を増加させることができる。例えば、中間冷却器３は、熱い流体から、作動流体供給部６からルーティングされる作動流体８に熱を伝達することによって、エンジン２の熱い流体（例えば、ガス、液体、又は両方）を冷却するように構成することができる。熱い流体は、圧縮ガス（例えば、空気、酸素、酸素富化空気、又は酸素減少空気等の圧縮済み酸化剤）、潤滑剤（例えば、オイル）、冷却剤流体、又はその任意の組合せを含むことができる。或る実施形態において、圧縮ガスは、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスを含むことができる。しかし、幾つかの実施形態において、熱い流体は、エンジン２の排気セクションを通して出力される排気ガス及び／又はＥＧＲガス等の排気ガスを含むか又は排除する。作動流体は、液体、ガス、又はその組合せを含むことができる。例えば、作動流体８は、水、水化学物質混合物、真水、発電プラント等の産業用プラント内の種々の供給源からのプロセス水、又はその任意の組合せを含むことができる。
【００１７】
中間冷却器３は、シェル及びチューブ熱交換器、プレート及びシェル熱交換器、或は、流体導管又は通路の任意の配置構成であって、作動流体８の流れに非常に接近した熱い流体の流れを可能にし、それにより、熱い流体と作動流体８との間の熱を交換する、任意の配置構成等の間接的熱交換器であるとすることができる。例えば、或る実施形態において、より高い温度を有する熱い流体は、エンジン２から中間冷却器３の外側シェル内に向けることができる。更に、中間冷却器３の外側シェル内にルーティングされる熱い流体は、中間冷却器３の冷却器内側チューブに入るように向けられる作動流体８と熱を交換することができる。こうして、熱い流体は、冷却され、エンジン２の中にルーティングされ、一方、作動流体８は、加熱され、中間冷却器３から搬出される。或る実施形態において、加熱済み作動流体９は、中間冷却器３から加熱済み作動流体メイクアップ供給部７にルーティングすることができる。
【００１８】
作動流体供給部６及び７は、流れ制御、流れ分配、及び流体処置用の種々のコンポーネントを含むことができる。作動流体供給部６は、貯蔵タンク、導管、真水源（例えば、湖又は川）、プラントコンポーネント（例えば、プロセス流体を提供する電力プラント内の機器）、ポンプ、弁、分配多岐管、流体処置システム（例えば、濾過器、固体液体分離器、ガス液体分離器、及び／又は化学吸着器）、又は、その任意の組合せを含むことができる。同様に、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７は、貯蔵タンク、導管、ポンプ、弁、分配多岐管、流体処置システム（例えば、濾過器、固体液体分離器、ガス液体分離器、及び／又は化学吸着器）、又は、その任意の組合せを含むことができる。
【００１９】
或る実施形態において、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７は、加熱済み作動流体９（例えば、加熱済み水）を蒸気サイクルシステム４にルーティングすることができ、加熱済み作動流体９は、蒸気を生成するために蒸気サイクルシステム４によって利用される。したがって、エンジン２内の熱い流体から取出される熱は、捨てられてヒートシンクに達する、また普通なら無駄に使用される（すなわち、廃熱）代わりに、蒸気サイクルシステム４内で使用するため再利用される。蒸気サイクルシステム４において、加熱済み作動流体９（例えば、加熱済み水）は、蒸気サイクルシステム４内で使用する前に、加熱済み作動流体９から酸素及び他の溶存ガスを除去するように構成される１つ又は複数の脱気器等の或るプロセス及び／又は機器についての熱要件を低減するのを助けることができる。例えば、開示される実施形態がない状態で、熱（例えば、生蒸気等の非廃熱）の供給源は、１つ又は複数の脱気器による脱気の前に又は脱気中に水を予熱することを要求され、それにより、蒸気サイクルシステム４の効率を減少させる場合がある。開示される実施形態は、エンジン２からの廃熱（排気ガス以外の加熱済み流体からの廃熱）を使用して、作動流体９（例えば、加熱済み水）を予熱するのを助け、それにより、普通なら無駄に使用される熱を使用して、蒸気サイクルシステム４の効率を増加させる。
【００２０】
したがって、或る実施形態において、中間冷却器３にルーティングされる作動流体供給部６は、蒸気発生プロセス中に蒸気サイクルシステム４で使用するのに適するタイプの流体を含むことができる。例えば、蒸気サイクルシステム４は、蒸気サイクルシステム４内で自然に起こる水の損失をメイクアップ水によって補償することができる。或る状況において、メイクアップ水は、給水と組合せされる置換水として蒸気サイクルシステム４に提供されて、蒸気サイクルシステム４の蒸気生成プロセスを継続する。開示される実施形態がない場合、メイクアップ水を、ほぼ周囲温度で蒸気サイクルシステム４にルーティングすることができ、蒸気サイクルシステム４は、メイクアップ水が蒸気生成プロセス内で使用される前に、メイクアップ水を（例えば、蒸気等の非廃棄熱源によって）予熱及び／又は事前調整することができる。例えば、開示される実施形態がない場合、蒸気サイクルシステム４は、蒸気サイクルシステム４によって生成される蒸気の一部分を消費して、メイクアップ水が蒸気生成プロセス内で利用される前にメイクアップ水を加熱することができる。しかし、蒸気サイクルシステム４によって生成される蒸気（及び／又は蒸気サイクルシステム４内の他の熱）を利用することは、蒸気サイクルシステム４の総合効率を減少させる場合がある。実際には、現在開示している実施形態によれば、所望の温度まで予熱されるメイクアップ水の外部供給源を蒸気サイクルシステム４に提供することが有利であり、それにより、メイクアップ水を加熱するため蒸気サイクルシステム４によって生成される蒸気を利用する必要性を減らすことによって蒸気サイクルシステム４の効率を改善することができる。したがって、本開示の複数の実施形態は、メイクアップ水供給部（例えば、作動流体供給部６）を中間冷却器３にルーティングすること、及び、メイクアップ水を、エンジン２内の熱い流体から取出される廃熱で加熱することを含む。更に、本開示の複数の実施形態は、加熱済みメイクアップ水（例えば、加熱済み作動流体９）を蒸気サイクルシステム４に搬出することを含み、加熱済みメイクアップ水は、給水と組合せされ、その後、蒸気を生成するため蒸気サイクルシステム４によって利用される。
【００２１】
或る実施形態において、コンバインドサイクルシステム１は、コンバインドサイクルシステム１の動作を調節しモニターするように構成されるコントローラ５を含む。特に、コントローラ５は、作動流体供給部６から中間冷却器３内に流れる作動流体８の１つ又は複数のパラメータ（例えば、流量及び／又は温度）、中間冷却器３から出て、蒸気サイクルシステム４内に流れる加熱済み作動流体９の１つ又は複数のパラメータ（例えば、流量及び／又は温度）、作動流体８とエンジン２の熱い流体との間の中間冷却器３内での熱交換の特性、蒸気サイクルシステム４の動作（例えば、温度、流量、水の圧力、及び蒸気の圧力）、エンジン２の動作等をモニターし、制御するように構成することができる。例えば、コントローラ５は、種々のプロセス及び機器（例えば、脱気器）についての、流量、温度、圧力、又は任意の組合せについての上限閾値及び下限閾値等の１つ又は複数の閾値に基づいて、蒸気サイクルシステム４に供給される加熱済み作動流体９（例えば、加熱済み水）の流量及び温度をモニターし制御することができる。こうして、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４に提供される加熱済み作動流体９の種々の特性を調節し、それにより、蒸気サイクルシステム４の蒸気生成プロセスを調節するように構成することができる。同様に、コントローラ５は、エンジン２の熱い流体と作動流体８との間の熱交換量を中間冷却器３に入るこれらの流体の流量を調節することによって調節するように構成することができる。
【００２２】
したがって、図１に概略的に示すように、システム１は、システム全体にわたって分配されかつコントローラ５に結合された、種々の流れ制御デバイス（例えば、調整可能弁、オリフィスプレート等）及びセンサ５８（例えば、流量センサ、温度センサ、圧力センサ等）を含む。例えば、システム１は、作動流体供給部６、作動流体８の流路（例えば、導管）、中間冷却器３、エンジン２と中間冷却器３との間の流路（例えば、導管）、中間冷却器３と加熱済み作動流体メイクアップ供給部７との間の流路（例えば、導管）、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７、蒸気サイクルシステム４、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７と蒸気サイクルシステム４との間の流路（例えば、導管）、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７から作動流体供給部６への戻り経路（例えば、導管）、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７からシステム１の外側の別の行先につながる出力経路（例えば、導管）、又はその任意の組合せを含むことができる。
【００２３】
例えば、コントローラ５は、種々のセンサフィードバックをモニターし、弁を制御して、或る流量でかつ温度の加熱済み作動流体９を蒸気サイクルシステム４に提供し、一方同様に、加熱済み作動流体９の一部分を作動流体供給部６内に戻して再利用する、かつ／又は、加熱済み作動流体９の一部分を他の行先に吐出することができる。再利用されるかつ／又は吐出される加熱済み作動流体９は、蒸気サイクルシステム４によって使用される加熱済み作動流体９の温度及び流量を調節するのを助けることができる。或る実施形態において、示す各コンポーネントは、示すコンポーネント、例えば、エンジン２、中間冷却器３、蒸気サイクルシステム４、作動流体供給部６、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７、又はその任意の組合せのうちの１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、又はそれより多くを示すことができる。更に、或る実施形態において、示すコンポーネントのそれぞれは、示す他のコンポーネントのうちの１つ又は複数のコンポーネントに奉仕するか又はそれと共に機能することができる。例えば、エンジン２、中間冷却器３、作動流体供給部６、及び加熱済み作動流体メイクアップ供給部７がコントローラ５によって制御されて、加熱済み作動流体９を、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれより多い蒸気サイクルシステム４に提供することができる。更なる例によれば、複数のエンジン２、複数の中間冷却器３、複数の作動流体供給部６、及び／又は複数の加熱済み作動流体メイクアップ供給部７がコントローラ５によって制御されて、加熱済み作動流体９を蒸気サイクルシステム４に提供することができる。幾つかの実施形態において、システム１は、水、オイル等の潤滑剤、冷却液、又はその任意の組合せ等の、同じか又は異なる作動流体を有する、作動流体供給部６、中間冷却器３、及び加熱済み作動流体メイクアップ供給部７の複数のチェーンを含むことができる。開示される実施形態は、任意の数のまた構成の示すコンポーネントを含むことができるが、以下の議論を簡単にするため、１つの作動流体（例えば、水）だけ及び／又は示すコンポーネントの１つのセットだけに対して参照を行うことができる。
【００２４】
図２は、図１のエンジン２及び中間冷却器３の一実施形態を示すブロック図である。特に、示す実施形態において、エンジン２は、中間冷却器３に結合されたガスタービンエンジン１０を含む。しかし、他の実施形態において、エンジンが、付随する中間冷却器３と統合される任意の特定のタイプのエンジン（例えば、燃焼タービン、内燃機関、又は他の熱機関）である場合があることが留意されるべきである。
【００２５】
示す実施形態において、ガスタービンエンジン１０は、複数の圧縮機ステージ（例えば、第１圧縮機又は圧縮機第１ステージ１４及び第２圧縮機又は圧縮機第２ステージ１５）を有する圧縮機セクション、１つ又は複数の燃焼器１６を有する燃焼器セクション（例えば、燃焼チャンバ）、及び、複数のタービンステージ（例えば、第１タービン又はタービン第１ステージ１７及び第２タービン又はタービン第２ステージ１８）を有するタービンセクションを含む。示すガスタービンエンジン１０はまた、産業用施設又は発電プラント内の発電機或は機械的デバイス等の負荷２０（例えば、被駆動デバイス）に結合される。各燃焼器１６は、天然ガス、合成ガス、又は石油蒸留物等の燃料２４（例えば、ガス又は液体燃料）を燃焼器１６内にルーティングする１つ又は複数の燃料ノズル２２を含む。或る実施形態において、ガスタービンエンジン１０は、複数の（例えば、１〜１０の又はそれより多くの）燃焼器１６を含み、燃焼器１６はそれぞれ、１つ又は複数の（例えば、１〜６の又はそれより多くの）燃料ノズル２２を有する。
【００２６】
示す実施形態において、燃焼器１６は、燃料ノズル２２からの燃料を、圧縮機セクション（例えば、圧縮機ステージ１４、１５）からの圧縮済み酸化剤２３（例えば、空気、酸素、酸素富化空気、又は酸素減少空気）と共に燃焼させ、熱い加圧済み燃焼ガス２５（例えば、燃焼生成物）をタービンセクション（例えば、タービンステージ１７、１８）にルーティングする。タービン第２ステージ１８は第１シャフト２６に結合し、タービン第１ステージ１７は第２シャフト２７に結合し、第２シャフト２７は、示す実施形態において燃焼器１６によって隠蔽される。第１シャフト２６はまた、圧縮機第１ステージ１４に結合され、第２シャフト２７はまた、圧縮機第２ステージ１５に結合される。燃焼ガス２５（例えば、燃焼生成物）が、タービン第１及び第２ステージ１７、１８内でタービンブレードを通過するにつれて、タービンステージ１７、１８が回転するように駆動され、それにより、シャフト２７、２６がそれぞれ回転し、シャフト２７、２６は、上述したように、圧縮機セクション（例えば、圧縮機ステージ１５、１４）に結合される。そのため、タービンブレードは、燃焼ガス２５から仕事を取出し、それにより、タービンステージ１７、１８は、それぞれシャフト２７、２６によって、それぞれ圧縮機ステージ１５、１４を駆動する。
【００２７】
更に、燃焼ガス２５は、排気ガスとしてタービン第２ステージ１８を出て、第３タービン又はタービン第３ステージ２８に入り、第３タービン２８のタービンブレードを駆動する。第３タービン２８は、第３シャフト２９によって負荷２０に結合される。したがって、第３タービン２８は、排気ガスから仕事を取出して、負荷２０を駆動し、排気ガスは、排気ガス出口３０を介してエンジン１０を出る。或る実施形態において、ボイラ４０は、排気ガス出口３０から排気ガスを受取るように構成され、また、給水を供給されて、蒸気を生成することができ、その蒸気を種々のプロセス又は動力システムにルーティングすることができる（ブロック４１）。負荷２０（例えば、被駆動デバイス）は、発電プラント又は外部の機械的負荷等の、ガスタービンエンジン１０の回転出力によって動力を生成することができる任意の適したデバイスであるとすることができる。例えば、負荷２０は、発電機、プロセスガスの圧縮機等を含むことができる。
【００２８】
ガスタービンエンジン１０の一実施形態において、圧縮機ブレードは、圧縮機ステージ１４、１５のコンポーネントとして含まれる。圧縮機ステージ１４、１５内のブレードは、シャフト２７、２６に結合され、それにより、圧縮機ブレードは、上述したように、シャフト２７、２６がタービンステージ１７、１８によって回転するように駆動されるにつれて回転することになる。圧縮機ステージ１４、１５内でのブレードの回転は、圧縮機ステージ１４、１５に入る酸化剤２３（例えば、空気）の圧縮をもたらし、それにより、圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）を生成する。圧縮機ステージ１４、１５内での酸化剤３２（例えば、空気）の機械的圧縮のせいで、圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）は、一般に、温度が上昇する（例えば、比較的熱い）。例えば、圧縮機第１ステージ１４を出る圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）は、一般に、圧縮機第１ステージ１４内での機械的圧縮の仕事によって加熱される。しかし、ガスタービンエンジン１０の効率は、後続の圧縮機ステージ（例えば、圧縮機第２ステージ１５）において更に圧縮されるよう、冷却済みで圧縮済みの酸化剤３４（例えば、空気）を送出することによって高められ、圧縮機第２ステージ１５に送出される冷却済みで圧縮済みの酸化剤３４（例えば、空気）は、燃焼器１６に送出される前に、再び圧縮され加熱されることになる。
【００２９】
したがって、或る実施形態において、圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）は、圧縮機第１ステージ１４からガスタービンエンジン１０の中間冷却器３のシェル３７（例えば、冷却用チャンバ又は冷却用通路）内にルーティングすることができる。更に、作動流体８（例えば、メイクアップ水）は、作動流体供給部６から、中間冷却器３の内側チューブ（複数可）３８（例えば、コイル、冷却用チャンバ、又は冷却用通路）内にルーティングすることができる。例えば、作動流体８は、周囲温度未満に及び／又は周囲温度に（例えば、１０℃と２５℃との間に）冷却され、内側チューブ（複数可）３８を通してルーティングすることができる。或る実施形態において、作動流体８は、メイクアップ水等の、蒸気サイクルシステム４が利用することができる任意のタイプの流体であるとすることができる。圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）は、より高い温度に（例えば、ほぼ５０℃と３００℃との間に）ある場合がある。熱は、中間冷却器３のシェル３７内の圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）と内側チューブ（複数可）３８内の作動流体８との間で交換される。或る実施形態において、漏れ阻止フィーチャ（例えば、シール、ガスケット、締結具等）が、内側チューブ（複数可）３８とシェル３７との間で中間冷却器３内に配設されて、内側チューブ（複数可）３８とシェル３７との間での流体の流れを阻止することができる。内側チューブ（複数可）３８及び／又はシェル３７はまた、或る状況において、膨張及び収縮して、より高い温度の流体とより低い温度の流体を適切に受取り、両方の流体間で熱を交換するように構成することができる。
【００３０】
こうして、作動流体８は、圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）から熱を取出して、冷却済みで圧縮済みの酸化剤３４及び加熱済み作動流体９を生成する。加熱済み作動流体９は、約８０℃と５００℃との間の温度にある場合がある。或る実施形態において、加熱済み作動流体９は、ほぼ８０℃と５００℃との間、９０℃と４００℃との間、１１０℃と３００℃との間、又は１５０℃と２００℃との間の温度にある場合がある。更に、或る実施形態において、加熱済み作動流体９は、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２２５℃、２５０℃、３００℃、４００℃、又は５００℃より高い場合がある。冷却済みで圧縮済みの酸化剤３４（例えば、空気）は、ほぼ２０℃と３００℃との間、３０℃と９０℃との間、４０℃と８０℃との間、又は５０℃と７０℃との間の温度にある場合がある。冷却済みで圧縮済みの酸化剤３４は、その後、燃焼器１６に送られる前に更に圧縮し加熱するため、制御された温度で圧縮機第２ステージ１５に送出することができ、加熱済み作動流体９は、作動流体８が中間冷却器３に入ったときの作動流体８の温度より高い温度で中間冷却器３を出る。或る実施形態において、加熱済み作動流体９は、中間冷却器３から取出され、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７にルーティングされて、次の圧縮ステージ１５に戻る圧縮済み酸化剤３４の出力温度を制御することができる。開示される実施形態がない場合、加熱済み作動流体９は、ヒートシンク内で熱を付与することができ、それにより、加熱済み作動流体９は、所望の（例えば、より低い）温度で中間冷却器３に戻るように送出される可能性がある。しかし、何らかの他のシステム又はガスタービンエンジン１０の外部のコンポーネントに加熱済み作動流体９を搬出することによって、圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）から作動流体８によって取出される熱を再利用することが有利であることになり、熱は、何らかの他の役割又は機能を果たすために利用される場合がある。例えば、或る実施形態において、加熱済み作動流体９を、蒸気サイクルシステム４に搬出することができ、そこで、加熱済み作動流体９を、図３及び４に関して更に述べるように蒸気生成のために使用することができる。特に、蒸気サイクルシステム４に搬出される加熱済み作動流体９は、図３及び４に関して更に述べるように、蒸気生成プロセス用の予熱済み置換給水供給源として蒸気サイクルシステム４が利用することができる加熱済みメイクアップ水であるとすることができる。
【００３１】
或る実施形態において、コントローラ５は、図４に関して更に述べるように、中間冷却器３、作動流体供給部６及び作動流体８、及び加熱済み作動流体メイクアップ供給部７及び加熱済み作動流体９、並びにエンジン２の種々の特性をモニターし制御するように構成することができる。特に、或る実施形態において、コントローラ５は、１つ又は複数の弁を制御して、中間冷却器３を通る作動流体供給部６からの作動流体８の流量及び滞留時間を調節し、一方同様に、１つ又は複数の弁を制御して、中間冷却器３を通る酸化剤（例えば、３２、３４）の流量及び滞留時間を調節することができる。中間冷却器３内での流量及び滞留時間を制御することによって、コントローラ５は、熱伝達を制御して、酸化剤（例えば、３２、３４）の温度の適切な減少及び作動流体（例えば、９）の温度の適切な増加を提供することができる。同様に、コントローラ５は、１つ又は複数の弁を制御して、加熱済み作動流体９の複数の部分が作動流体供給部６に対して再利用されるかつ／又は他の行先に吐出されるように制御すること等によって、中間冷却器３から加熱済み作動流体メイクアップ供給部７及び／又は蒸気サイクルシステム４にルーティングされる加熱済み作動流体９の流量を調節することができる。こうして、コントローラ５は、中間冷却器３によって生成される加熱済み作動流体９の生成（例えば、流量及び温度）、並びに、蒸気サイクルシステム４、作動流体供給部６、及び他の行先に流れる加熱済み作動流体９の分配（例えば、分流又は割合）を調節するように構成することができる。或る実施形態において、コントローラ５はまた、作動流体供給部６及び／又は加熱済み作動流体メイクアップ供給部７をモニターして、中間冷却器３からの加熱済み作動流体９の動的及び／又は連続的流れを維持することができる。或る実施形態において、コントローラ５は、図４に関して更に述べるように、中間冷却器３から搬出される加熱済み作動流体９の種々の特性（例えば、温度、圧力、流量等）を調節しモニターすることができ、また、中間冷却器３に入る種々の流れを制御して、熱交換の特定の所望の特性を調整又は維持することができる。
【００３２】
図３は、本開示の複数の実施形態による、図１の蒸気サイクルシステム４の一実施形態を示す略ブロック図である。特に、蒸気サイクルシステム４は、蒸気を発生して、蒸気タービンシステム４３を駆動する、かつ／又は、種々のプロセス４１に対する蒸気供給を送出することができる。示す実施形態において、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７（例えば、エンジン２からの廃熱によって加熱される）を、蒸気生成中に蒸気サイクルシステム４が利用することができる。具体的には、示す実施形態において、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７は、蒸気生成プロセス中に自然に起こる水損失を置換するため蒸気サイクルシステム４によって利用される給水に付加されるメイクアップ水の予熱済み供給源であるとすることができる。特に、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７は、蒸気サイクルシステム４によって生成されまたタービンから抽気される抽気蒸気５５（更なる動力をもはや生成できない）等の非廃熱を使用して、更なる加熱を必要とすることなく、例えば或るコンポーネント（例えば、脱気器ボイラ４４）に適した蒸気サイクルシステム４によって利用される高温で蒸気サイクルシステム４に提供することができることが留意されるべきである。こうして、蒸気サイクルシステム４は、普通なら蒸気サイクルシステム４が消費する抽気蒸気５５の量を低減して、作動流体９及び／又は凝縮液５１（例えば、ひとまとめに加熱済み作動流体又は給水５３）を適切な温度まで予熱し、それにより、蒸気生成中に蒸気サイクルシステム４の効率を改善することができる。
【００３３】
或る実施形態において、蒸気サイクルシステム４は、ボイラ４０（例えば、蒸気発生ボイラ）を含むことができ、ボイラ４０は、蒸気４２を生成し、高圧蒸気タービンセクション４６（例えば、ＨＰ蒸気タービン４６）及び／又は低圧蒸気タービンセクション４８（例えば、ＬＰ蒸気タービン４８）を有する蒸気タービンシステム４３内に出力する。蒸気タービンシステム４３はまた、中（ｍｅｄｉｕｍ）圧蒸気タービンセクション（例えば、ＭＰ蒸気タービン）を含むことができる。或る実施形態において、ボイラ４０によって出力される蒸気４２は、蒸気タービンシステム４３のＨＰ蒸気タービン４６に入る高圧で高温の蒸気であるとすることができる。蒸気タービンシステム４３は、蒸気４２を利用して、負荷５０を駆動することができる。負荷５０は、電力を発生するための発電機であるとすることができる。ガスタービンエンジン１０及び蒸気タービンシステム４３が、別個の負荷２０、５０をそれぞれ駆動することができることが留意されるべきである。或る実施形態において、ガスタービンエンジン１０及び蒸気タービンシステム４３は、タンデムに利用されて、単一シャフトを介して単一負荷を駆動することができる。
【００３４】
更に、或る実施形態において、蒸気タービンシステム４３の動作中、蒸気タービンシステム４３は、低圧蒸気及び／又は凝縮水を含む場合がある排気４９を生成する場合がある。例えば、ＬＰ蒸気タービン４８からの排気４９を、凝縮器５２内に向けることができる。凝縮器５２は、冷却用タワー又は他のタイプのヒートシンクを利用して、凝縮器５２から出力される加熱済み水を、凝縮プロセスを同様に補助する冷却済み水と交換することができる。或る実施形態において、凝縮器５２からの凝縮液５１を、次に、ボイラ４０内に向けることができる。示す実施形態において、凝縮器５２からの凝縮液５１は、ボイラ４０に送出される前に、ホットウェルポンプを介して脱気器加熱器４４内にルーティングされる。脱気器加熱器４４は、トレイ型脱気器、スプレー型脱気器、又はその組合せを含むことができる。例えば、脱気器加熱器４４は、１つ又は複数のスプレーヘッド（例えば、スプレーヘッダ）、垂直積重ね式配置構成で配設された複数のトレイ、又はその組合せを有する格納容器を含むことができる。脱気器加熱器４４は、蒸気５３を使用する蒸気セクション、及び、加熱済み作動流体メイクアップ供給部７からの加熱済み作動流体９を使用する加熱済み流体セクションを含むことができる。蒸気５３及び／又は加熱済み作動流体９からの熱は、凝縮液５１及び／又は加熱済み作動流体９を飽和温度まで加熱することを容易にし、それにより、流体５１、９内の溶存ガスを取除くのを助ける。溶存ガスは、その後、脱気器加熱器４４の格納容器内のベントを通して出ることができる。脱気器加熱器４４は、処理済み凝縮液５１及び／又は加熱済み作動流体９を貯蔵タンク４５にルーティングし、貯蔵タンク４５は、処理済みで加熱済みの作動流体９（例えば、加熱済み作動流体５３、加熱済み給水５３）の供給を貯蔵するように構成される。
【００３５】
脱気器加熱器４４は、加熱済み作動流体９及び凝縮液５１から種々の腐食性化合物及び／又は溶存ガス（例えば、酸素、二酸化炭素等）を除去して、処理済みで加熱済みの作動流体５３（例えば、洗浄済みか又は脱気済みの給水）を生成するように構成することができ、その作動流体５３は、その後、ボイラ４０にルーティングされる。実際には、加熱済み作動流体５３（例えば、給水）がボイラ４０（例えば、蒸気発生ボイラ４０）内で腐食性損傷又は摩耗を生じないように、これらの腐食性化合物及び／又は溶存ガスを除去することが有利である場合がある。特に、加熱済み作動流体９は、加熱済み作動流体９及び／又は凝縮液５１の脱気に適した温度で脱気器加熱器４４にルーティングすることができる。先に述べたように、示す実施形態において、加熱済み作動流体９は、外部供給源（例えば、エンジン２に結合された中間冷却器３）によって予熱されるメイクアップ水であるとすることができる。加熱済み作動流体９は、凝縮液５１の温度を超える高温に加熱することができ、それにより、加熱済み作動流体９は、凝縮液５１に対する熱伝達を容易にすることができる。例えば、加熱済み作動流体９は、凝縮液５１を飽和温度まで加熱することを容易にし、それにより、脱気器４５内の流体５１、９内の溶存ガスを取除くのを助けることができる。或る実施形態において、加熱済み作動流体９によって提供される熱は、凝縮液５１を加熱するための熱の供給源としての抽気蒸気５５の使用を、部分的に、実質的に、又は完全に置換して、脱気器４５内での脱気を容易にすることができる。例えば、加熱済み作動流体９は、脱気器４５内で使用される蒸気５５の少なくとも５０、６０、７０、８０、９０、９５又は１００パーセントを置換することができる。或る実施形態において、加熱済み作動流体９は、ほぼ８０℃と５００℃との間の温度にあるとすることができ、それにより、蒸気サイクルシステム４は、凝縮液５１（及び加熱済み作動流体９）が脱気器加熱器４４にルーティングされる前に、凝縮液５１（及び加熱済み作動流体９）を周囲温度から加熱（又は予熱）する必要はない。例えば、加熱済み作動流体９の温度は、少なくとも約７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、３００、４００、又は５００℃以上であるとすることができる。コントローラ５は、脱気器加熱器４４に入るまたそこを通る加熱済み作動流体９の温度及び流量を調節することができ、それにより、凝縮器５２からの凝縮液５１及び加熱済み作動流体メイクアップ供給部７からの加熱済み作動流体９を脱気するために最小の熱が必要とされるか又は更なる熱が全く必要とされる。或る実施形態において、加熱済み作動流体５３（例えば、加熱済み作動流体９及び／又は凝縮液５１を含む脱気済み作動流体）は、フィードポンプ５６を介してボイラ４０にルーティングすることができる。先に述べたように、ボイラ４０は、蒸気発生のために構成することができる。
【００３６】
或る実施形態において、コントローラ５は、図４に関して更に述べるように、蒸気サイクルシステム４、生成される蒸気の量、及び／又は加熱済み作動流体メイクアップ供給部７の種々の特性をモニターし制御するように構成することができる。特に、或る実施形態において、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４が要求する加熱済み作動流体９の量を動的にモニター及び／又は調節し、適切な量の加熱済み作動流体９を脱気器加熱器４４内にルーティングするように構成することができる。或る実施形態において、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４内の給水（例えば、加熱済み作動流体９）についての要求に関連する情報を提供する１つ又は複数のセンサ５８（例えば、流量センサ、温度センサ、水位センサ等）からのセンサフィードバックに基づいて、蒸気サイクルシステム４内に加熱済み作動流体９をルーティングするように構成することができる。センサ５８は、流路に沿って、及び／又は、蒸気サイクルシステム４（例えば、脱気器加熱器４４）のコンポーネント内等、蒸気サイクルシステム４内のどこにでも配設することができる。
【００３７】
図４は、図１のコンバインドサイクルシステム１の一実施形態を示す略ブロック図である。特に、示す実施形態において、中間冷却器３は、エンジン２の熱い圧縮空気（例えば、熱い流体）からメイクアップ水６０に熱を伝達することによって、メイクアップ水６０の供給を加熱するように構成される。更に、示す実施形態において、加熱済みメイクアップ水６２を、中間冷却器３から図１の蒸気サイクルシステム内にルーティングすることができ、加熱済みメイクアップ水６２を、蒸気生成のために利用される凝縮液５１等の蒸気サイクルの内部の他の水ストリームに付加することができる。実際には、先に述べたように、所望の温度まで予熱される加熱済みメイクアップ水６２の外部供給源を蒸気サイクルシステム４に提供することが有益である場合がある。例えば、示す実施形態において、加熱済みメイクアップ水６２は、脱気に適した温度で（例えば、約８０℃と５００℃以上の温度との間の高温で）中間冷却器３から脱気器加熱器４４までルーティングされる。したがって、蒸気サイクルシステム４は、加熱済みメイクアップ水６２及び／又は凝縮液５１が脱気器加熱器４４にルーティングされる前に、加熱済みメイクアップ水６２及び／又は凝縮液５１をほぼ周囲温度（例えば、ほぼ１０℃と２５℃との間）から加熱（又は予熱）することを必要とされない場合がある。こうして、中間冷却器３は、エンジン２からの廃熱を利用して、加熱済みメイクアップ水６２を蒸気サイクルシステム４に提供し、それにより、システムが利用するメイクアップ水を予熱するため蒸気サイクルシステム４によって生成される抽気蒸気５５を利用する必要性を減少させることによって、蒸気サイクルシステム４の効率を改善するように構成することができる。
【００３８】
或る実施形態において、コントローラ５は、コンバインドサイクルシステム１の要求及び／又は動作を調節及び／又はモニターするように構成することができる。特に、コントローラ５は、中間冷却器３に入るメイクアップ水６０の流れ（例えば、流量）、中間冷却器３から出て蒸気サイクルシステム４に入る加熱済みメイクアップ水６２の流れ（例えば、流量）、メイクアップ水６０とエンジン２の熱い流体との間の中間冷却器３内での熱交換の特性、ガスタービンエンジン１０から中間冷却器３にルーティングされる圧縮済み酸化剤３２（例えば、空気）の量、メイクアップ水６０及び／又は加熱済みメイクアップ水６２の温度等をモニターするように構成することができる。こうして、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４に提供される加熱済みメイクアップ水６２の種々の特性を調節し、それにより、蒸気サイクルシステム４の蒸気生成プロセスを調節するように構成することができる。例えば、或る実施形態において、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４が要求する加熱済みメイクアップ水６２の量を動的にモニター及び／又は調節し、適切な量の加熱済みメイクアップ水６２を脱気器加熱器４４内にルーティングするように構成することができる。種々の流れ制御デバイス６４（例えば、弁、オリフィスプレート等）及び／又はセンサ５８（例えば、流量センサ、温度センサ、圧力センサ等）が、システム１内に配設され、コントローラ５によって利用されて、中間冷却器３及び蒸気サイクルシステム４内にルーティングされる加熱済みメイクアップ水６２の量を調節することができることが留意されるべきである。
【００３９】
或る実施形態において、システム１内に配設された１つ又は複数のセンサ５８からのセンサフィードバックに基づいて、コントローラは、メイクアップ水６０、中間冷却器３、及び／又は加熱済みメイクアップ水６２の１つ又は複数の動作パラメータを動的に調整（例えば、制御）するように構成することができる。例えば、或る実施形態において、コントローラ５は、１つ又は複数の流れ制御弁６４（例えば、調整可能弁）を開閉して、中間冷却器３を通るメイクアップ水６０の流量を調整するように構成することができる。中間冷却器３を通るメイクアップ水６０の流量を調整することは、メイクアップ水６０の温度を調整することができる、かつ／又は、脱気器加熱器４４にルーティングされる加熱済みメイクアップ水６２の量を調整することができる。或る実施形態において、脱気器加熱器４４からボイラ４０にルーティングされるメイクアップ水６０の流量及び／又は蒸気の生成レートに基づいて、コントローラ５は、１つ又は複数の流れ制御弁６４を開閉して、脱気器加熱器４４に入る加熱済みメイクアップ水６２の流量を調整するように構成することができる。実際には、中間冷却器３から搬出される加熱済みメイクアップ水６２の量が脱気器加熱器４４内の加熱済みメイクアップ水６２の要求より大きい場合、コントローラ５は、中間冷却器３と脱気器加熱器４４との間に配設された１つ又は複数の流れ制御弁６４を開閉して、加熱済みメイクアップ水６２をメイクアップ水６０の供給部にルーティングすることができる。こうして、コントローラ５は、システム１内でのメイクアップ水６０及び／又は加熱済みメイクアップ水６２の要求に基づいてメイクアップ水６０及び／又は加熱済みメイクアップ水６２の流れ（例えば、流量）を動的に制御及び／又は調節することができる。コントローラ５が、蒸気サイクルシステム４とガスタービンエンジン４の両方を調節及び／又はモニターして、メイクアップ水６０、中間冷却器３、及び／又は加熱済みメイクアップ水６２の動作パラメータ（例えば、流量、温度等）を制御又は調整するように構成することができることが留意されるべきである。
【００４０】
或る実施形態において、コントローラ５は、コンバインドサイクルシステム１の要求及び／又は動作を調節及び／又はモニターする種々のコンポーネントを含むことができる。例えば、コントローラ５はプロセッサ６６及びメモリ６８を含むことができる。示すように、プロセッサ６６及び／又は他のデータ処理回路は、メモリ６８に動作可能に結合して、システム１０をモニターし制御するための命令を取出し実行することができる。例えば、これらの命令は、有形の非一時的コンピュータ可読媒体の例であるメモリ６８内に記憶されるプログラム又はソフトウェア内に符号化することができ、また、プロセッサ６６によってアクセスされ実行されて、現在開示している技法が実施されることを可能にすることができる。メモリ６８は、大容量記憶デバイス、ＦＬＡＳＨメモリデバイス、取外し可能デバイス、又は任意の他の非一時的コンピュータ可読媒体であるとすることができる。更に及び／又は代替的に、命令は、これらの命令又はルーチンを上述したメモリ６８と同様な方法で少なくともひとまとめに記憶する少なくとも１つの有形で非一時的なコンピュータ可読媒体を含む更なる適した製造品に記憶することができる。
【００４１】
本発明の技術的効果は、蒸気サイクルシステム４、エンジン２（例えば、ガスタービンエンジン１０）、及びエンジン２に結合された中間冷却器３を含むコンバインドサイクルシステム１を含む。特に、中間冷却器３は、エンジン２の熱い流体（例えば、圧縮空気、オイル等の潤滑剤、冷却剤、又は廃熱を有する他の流体）から作動流体９（例えば、メイクアップ水）に熱を伝達する熱交換器として使用することができる。加熱済み作動流体９は、蒸気サイクルシステム４にルーティングされることができ、また、捨てられてヒートシンクに達する、また、普通なら無駄に使用される（すなわち、廃熱）代わりに、蒸気生成プロセス中に利用されることができる。特に、或る実施形態において、作動流体９は、給水及び／又は蒸気サイクルシステム４内で起こる蒸気損失用の予熱済み置換水として蒸気サイクルシステム４が利用するメイクアップ水６０であるとすることができる。こうして、蒸気サイクルシステム４は、普通なら蒸気サイクルシステム４が消費する蒸気５５の量を低減して、メイクアップ水を適切な温度まで予熱し、それにより、蒸気生成中に蒸気サイクルシステム４の総合効率を改善することができる。更に、或る実施形態において、コンバインドサイクルシステム１はコントローラ５を含み、コントローラ５は、１つ又は複数のセンサ５８又は流れ制御弁６４によって、作動流体９（例えば、メイクアップ水６０）及び／又は加熱済み作動流体９（例えば、加熱済みメイクアップ水６２）の種々の動作パラメータ（例えば、流量、温度等）をモニター及び／又は制御するように構成される。例えば、或る実施形態において、コントローラ５は、蒸気サイクルシステム４が要求する加熱済みメイクアップ水６２の量を動的にモニター及び／又は調節し、適切な量の加熱済みメイクアップ水６２を脱気器加熱器４４内にルーティングするように構成することができる。
【００４２】
この書面による説明は、最良モードを含む実施形態を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
【符号の説明】
【００４３】
１  コンバインドサイクルシステム
２  ガスタービンエンジン
３  中間冷却器、熱交換器
４  蒸気サイクルシステム
５  コントローラ
６  作動流体供給部
７  加熱済み作動流体メイクアップ供給部
８  作動流体
９  加熱済み作動流体
１０  ガスタービンエンジン
１４  第１圧縮機又は圧縮機第１ステージ
１５  第２圧縮機又は圧縮機第２ステージ
１６  燃焼器
１７  第１タービン又はタービン第１ステージ
１８  第２タービン又はタービン第２ステージ
２２  燃料ノズル
２３  圧縮済み酸化剤
２４  燃料
２５  熱い加圧済み燃焼ガス
２６  第１シャフト
２７  第２シャフト
２８  第３タービン
２９  第３シャフト
３０  排気ガス出口
３２  圧縮済み酸化剤
３４  冷却済みで圧縮済みの酸化剤
３７  シェル
３８  内側チューブ
４０  ボイラ
４２  蒸気
４３  蒸気タービンシステム
４４  脱気器加熱器
４５  貯蔵タンク、脱気器
４６  高圧蒸気（ＨＰ）タービンセクション
４８  低圧蒸気（ＬＰ）タービンセクション
４９  排気
５０  負荷
５１  凝縮液
５２  凝縮器
５３  給水、加熱済み作動流体
５５  抽気蒸気
５６  フィードポンプ
５８  センサ
６０  メイクアップ水
６２  加熱済み作動流体メイクアップ水
６４  流れ制御デバイス
６６  プロセッサ
６８  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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