(57)【要約】【課題】比較的簡素な設備でプラント熱効率の向上を図る発電プラントを提供する。【解決手段】本発明に係る発電プラントは、排熱回収熱交換器２からの混合ガスを蒸気タービンプラント３の蒸気タービン８で仕事をさせ、仕事を終えたタービン排気を復水器９で凝縮させる際に生成する不凝縮ガスに含まれる水蒸気と二酸化炭素とを分離し、回収する二酸化炭素処理装置１５を備えた。【選択図】  図１
2004150356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記排熱回収熱交換器からのガスを蒸気タービンプラントの蒸気タービンで仕事をさせ、仕事を終えたタービン排気を復水器で凝縮させる際に生成する不凝縮ガスに含まれる水蒸気と二酸化炭素とを分離させて回収する二酸化炭素処理装置を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
二酸化炭素処理装置は、低圧蒸気タービンからのタービン排気を凝縮させる際に生成する不凝縮ガスを圧縮する二酸化炭素圧縮機と、不凝縮ガスの圧縮後のガスを熱源とし、ガスタービンプラントの燃焼器に供給する炭化系水素と純酸素を加熱する燃料加熱器と、この燃料加熱器からのガスを熱源として用いて前記復水器でタービン排気を凝縮させた水を加熱させる節炭器と、この節炭器からのガスを熱源として水と二酸化炭素とに分離させる水分離器とで構成することを特徴とする請求項１記載の発電プラント。
【請求項３】
節炭器は、低圧蒸気タービンからのタービン排気を復水器で凝縮させた水を加熱後、排熱回収熱交換器に供給する手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の発電プラント。
【請求項４】
蒸気タービンは、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンに区分けし、排熱回収熱交換器から供給されるガスを前記高圧蒸気タービンで仕事をさせた後、そのタービン排気をガスタービンプラントのガスタービンおよび燃焼器のうち、少なくともいずれか一方に冷却媒体として供給する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の発電プラント。
【請求項５】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントの圧縮機を低圧圧縮機と高圧圧縮機とに区分けするとともに、区分けする前記低圧圧縮機と前記高圧圧縮機との間に、前記ガスタービンプラントの燃焼器に供給する炭化系水素と純酸素を加熱する燃料加熱器を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項６】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記ガスタービンプラントの圧縮機から抽気するガスを冷却用として供給する手段を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項７】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの高圧蒸気タービンからのタービン排気を冷却用として供給する手段を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項８】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの給水ポンプからの給水を前記排熱回収熱交換器に供給する給水管から分岐し、冷却用として供給する冷却水供給管を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項９】
燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの給水ポンプから前記排熱回収熱交換器に給水を供給する給水管から分岐し、冷却用として供給する冷却水供給管と、前記中間ダクト冷却後の冷却水を前記蒸気タービンプラントの高圧蒸気タービンに回収させる冷却水回収管とを備えたことを特徴とする発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料にメタンＣＨ４を用い、酸化剤に酸素Ｏ２を用いた発電プラントに係り、特に水蒸気と二酸化炭素とを主成分とする混合ガスのうち、二酸化炭素を効果的に分離・回収させる発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば軽油または液化天然ガス等の燃料を燃焼させてタービンと発電機を駆動する、いわゆるガスタービン発電プラントでは、大気から取り込んだ空気に燃料を加えて燃焼させているので、地球の温暖化に影響を与える二酸化炭素や大気汚染の原因となる窒素酸化物（ＮＯｘ）が多く含まれている。
【０００３】
窒素酸化物は、例えば脱硝装置等を用いて分離除去できるものの、二酸化炭素は、そのまま大気中に放出しているのが現状である。
【０００４】
二酸化炭素の排出量規制が世界的に厳しくなってきている中で、その対応技術の一つとして水素と純酸素を燃焼させる水素燃焼タービンプラントが、例えば、特開平１１−３６８２０号公報、特開平１１−８２０５６号公報等に見られるように数多く提案されている。
【０００５】
しかし、この水素燃焼タービンプラントは、水素の生成により多くのエネルギを費やすため、現状では実用化の目途が未だたっていない。このため、現在、既に使用されているメタンＣＨ４を豊富に含む天然ガスを用いて、純酸素Ｏ２で燃焼させる水素燃焼タービンプラントの開発が進められている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３６８２０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１１−８２０５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
燃料にメタンＣＨ４を用い、酸化剤に純酸素Ｏ２を用いる発電プラントには、幾つかの問題点が含まれている。
【０００９】
（１）二酸化炭素と水蒸気との分離
メタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを燃焼させ、生成された二酸化炭素と水蒸気とを分離するには、水蒸気を凝縮させるという付随的要素も加わって、真空度を高くした復水器で行わなければならない。
【００１０】
しかし、分離した二酸化炭素を回収するには、二酸化炭素を大気圧まで圧縮させなければならないが、この圧縮に要する消費動力が大きい。消費動力が大きいと、発電には寄与しないため、プラント熱効率の低下に直接影響を与える。
【００１１】
また、二酸化炭素を大気圧まで圧縮させると、それに伴って水蒸気が高温化される。このため、付帯的ではあるが冷却技術が必要になり、設備規模の巨大化、複雑化に伴う運転操作の煩雑化を招く。
【００１２】
（２）材料強度維持に伴う付帯設備
少ない消費燃料でプラント熱効率を向上させるには、メタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを燃焼させて生成する燃焼ガスの温度、圧力を高くしなければならない。また、その際に、タービン効率を高めるには、高温側と低温側とで回転数の異なるタービンを二段に分ける必要がある。この場合、高温側のタービンと低温側のタービンとを結ぶ中間ダクトが必要になる。試算によれば、中間ダクトを流れる燃焼ガスが、低温側のタービン出口でさえ、約７００℃の温度になっていることを考えると、高温側のタービン入口は、約１０００℃以上になっているものと考えられる。このために、ダクトの強度維持が必要とされ、冷却技術の採用に伴う設備規模のより一層の複雑化を招く。
【００１３】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、比較的簡素な設備でプラント熱効率の向上を図る発電プラントを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記排熱回収熱交換器からのガスを蒸気タービンプラントの蒸気タービンで仕事をさせ、仕事を終えたタービン排気を復水器で凝縮させる際に生成する不凝縮ガスに含まれる水蒸気と二酸化炭素とを分離させて回収する二酸化炭素処理装置を備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、二酸化炭素処理装置は、低圧蒸気タービンからのタービン排気を凝縮させる際に生成する不凝縮ガスを圧縮する二酸化炭素圧縮機と、不凝縮ガスの圧縮後のガスを熱源とし、ガスタービンプラントの燃焼器に供給する炭化系水素と純酸素を加熱する燃料加熱器と、この燃料加熱器からのガスを熱源として用いて前記復水器でタービン排気を凝縮させた水を加熱させる節炭器と、この節炭器からのガスを熱源として水と二酸化炭素とに分離させる水分離器とで構成するものである。
【００１６】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、節炭器は、低圧蒸気タービンからのタービン排気を復水器で凝縮させた水を加熱後、排熱回収熱交換器に供給する手段を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、蒸気タービンは、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンに区分けし、排熱回収熱交換器から供給されるガスを前記高圧蒸気タービンで仕事をさせた後、そのタービン排気をガスタービンプラントのガスタービンおよび燃焼器のうち、少なくともいずれか一方に冷却媒体として供給する手段を備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントの圧縮機を低圧圧縮機と高圧圧縮機とに区分けするとともに、区分けする前記低圧圧縮機と前記高圧圧縮機との間に、前記ガスタービンプラントの燃焼器に供給する炭化系水素と純酸素を加熱する燃料加熱器を備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記ガスタービンプラントの圧縮機から抽気するガスを冷却用として供給する手段を備えたものである。
【００２０】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの高圧蒸気タービンからのタービン排気を冷却用として供給する手段を備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの給水ポンプからの給水を前記排熱回収熱交換器に供給する給水管から分岐し、冷却用として供給する冷却水供給管を備えたものである。
【００２２】
また、本発明に係る発電プラントは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、燃料に炭化系水素を用い、酸化剤に純酸素を用いてガスを生成し、そのガスを作動流体として仕事をさせるガスタービンプラントに、排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせる発電プラントにおいて、前記ガスタービンプラントのガスタービンを高圧ガスタービンと低圧ガスタービンとに区分けするとともに、前記高圧ガスタービンと前記低圧ガスタービンとを中間ダクトで接続させる一方、前記中間ダクトに前記蒸気タービンプラントの給水ポンプから前記排熱回収熱交換器に給水を供給する給水管から分岐し、冷却用として供給する冷却水供給管と、前記中間ダクト冷却後の冷却水を前記蒸気タービンプラントの高圧蒸気タービンに回収させる冷却水回収管とを備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発電プラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図である。
【００２５】
本実施形態に係る発電プラントは、ガスタービンプラント１に排熱回収熱交換器２および蒸気タービンプラント３を組み合わせて構成されている。
【００２６】
ガスタービンプラント１は、圧縮機４、燃焼器５、ガスタービン（高温タービン）６を備え、圧縮機４で二酸化炭素ＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏを主成分とする混合ガスを圧縮して高圧化し、その高圧混合ガスにメタンＣＨ４、純酸素Ｏ２および水蒸気Ｈ２Ｏを加えて燃焼器５に供給し、ここで燃焼させて作動ガスを生成し、その作動ガスをガスタービン６で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機（図示せず）を駆動するようになっている。
【００２７】
また、排熱回収熱交換器２は、胴体内に過熱器、蒸発器および節炭器等の多くの熱交換器（図示せず）を収容し、ガスタービンプラント１のガスタービン６からの排ガス（ガスタービン排気）ＧＡＳを熱源とし、蒸気タービンプラント３からの給水ＦＷを加熱して高温水蒸気を発生させ、その高温水蒸気を蒸気タービンプラント３に供給している。
【００２８】
一方、蒸気タービンプラント３は、高圧蒸気タービン７および低圧蒸気タービン８を備えている。
【００２９】
高圧蒸気タービン７は、排熱回収熱交換器２から供給される高温水蒸気に膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機（図示せず）を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気（高温水蒸気）をタービン排気管７ａから分岐する冷却管７ｂを介してガスタービンプラント１のガスタービン６に収容する静翼や動翼（ともに図示せず）等に供給して冷却し、冷却後、燃焼器５に供給している。
【００３０】
また、低圧蒸気タービン８は、排熱回収熱交換器２からガスタービンプラント１の圧縮機４に供給する排ガスの一部を分流させ、分流する排ガスに膨張仕事をさせている。
【００３１】
また、蒸気タービンプラント３は、膨張仕事を終えた低圧蒸気タービン８からのタービン排気（混合排ガス）を凝縮させて水（復水）にするとともに、凝縮中に不凝縮ガスを生成する復水器９と、この復水器９から生成する復水および不凝縮ガスを圧縮し、加熱し、二酸化炭素と水とに分離して回収する二酸化炭素処理装置１５とを備えている。
【００３２】
この二酸化炭素処理装置１５は、二酸化炭素圧縮機１０、燃料加熱器１１、節炭器１２、給水ポンプ１３、水分離装置１４を備え、復水器９で低圧蒸気タービン８からのタービン排気の凝縮中に生成する不凝縮ガスを、二酸化炭素圧縮機１０で圧縮して高圧化し、その高圧ガスを燃料加熱器１１に熱源として供給し、ここでメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを加熱させ、加熱後のメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とをガスタービンプラント１の燃焼器５に燃料用として供給している。
【００３３】
また、二酸化炭素処理装置１５は、燃料加熱器１１でメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを加熱する高圧ガスを節炭器１２に熱源として供給し、ここで給水ポンプ１３からの給水ＦＷを加熱した後、水分離器１４で二酸化炭素と水とに分離し、回収するようになっている。なお、節炭器１２は、給水ポンプ１３からの給水ＦＷを加熱して水蒸気にした後、その水蒸気を排熱回収熱交換器２に供給し、高温化させている。
【００３４】
このように、本実施形態は、復水器９に二酸化炭素処理装置１５を設け、復水器９で低圧蒸気タービン８からの排ガスを凝縮して水にする際に生成する不凝縮ガスを圧縮して高温、高圧にし、その高温、高圧のガスを熱源として上述復水器９からの給水ＦＷを加熱させて水蒸気にし、その水蒸気を排熱回収熱交換器２に供給し、ここでより一層高温、高圧にして高圧蒸気タービン７に供給し、その流量を増加させているので、高圧蒸気タービン７により多くの仕事をさせることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態は、不凝縮ガスを圧縮して高温、高圧にし、その高温、高圧のガスを熱源としてメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを加熱して燃焼器５に供給し、燃料の持つ内部エネルギを増加させているので、設備の簡素化の下、少ない燃料でガスタービン６により多くの仕事をさせることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００３６】
図２は、本発明に係る発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その重複説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係る発電プラントは、ガスタービンプラント１の圧縮機４を低圧圧縮機４ａと高圧圧縮機４ｂとの二つに区分けするとともに、区分けした低圧圧縮機４ａと高圧圧縮機４ｂとの間に燃料加熱器１１を設け、この燃料加熱器１１により燃焼器５に投入するメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを加熱させたものである。
【００３８】
このように、本実施形態は、ガスタービンプラント１の圧縮機４を低圧圧縮機４ａと高圧圧縮機４ｂとの二つに区分けするとともに、区分けした低圧圧縮機４ａと高圧圧縮機４ｂとの間に燃料加熱器１１を設け、この燃料加熱器１１により燃焼器５に投入するメタンＣＨ４と純酸素Ｏ２とを加熱させ、その内部エネルギを増加させる構成にしたので、設備の簡素化の下、少ない燃料でガスタービン６により多くの仕事をさせることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００３９】
図３は、本発明に係る発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
本実施形態に係る発電プラントは、ガスタービンプラント１のガスタービン６を回転数の異なる高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けするとともに、二つに区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間を中間ダクト１６で接続する一方、圧縮機４の中間から抽気するガスを中間ダクト１６に供給して中間ダクト１６を冷却する抽気冷却管１７を設けたものである。
【００４１】
なお、高圧ガスタービン６ａおよび低圧ガスタービン６ｂのそれぞれには、蒸気タービンプラント３の高圧蒸気タービン７からのタービン排気がタービン排気管７ａおよび冷却管７ｂ（７ｂ１，７ｂ２）を介して供給され、各ガスタービン６ａ，６ｂに収容する静翼、動翼等を冷却するようになっている。
【００４２】
このように、本実施形態は、ガスタービン６を高圧ガスタービンと６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けし、区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間を中間ダクト１６で接続するとともに、中間ダクト１６に圧縮機４の中間から抽気するガスを各ガスタービン６ａ，６ｂの静翼、動翼等に供給する抽気冷却管１７を設けて静翼等を冷却するので、中間ダクト１６の材料強度を高く維持させつつ各ガスタービン６ａ，６ｂに供給するガスを高温化させることができ、高温化に伴うガスタービン出力を増加させることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００４３】
図４は、本発明に係る発電プラントの第４実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
本実施形態に係る発電プラントは、第３実施形態と同様に、ガスタービンプラント１のガスタービン６を回転数の異なる高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けするとともに、二つに区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間を中間ダクト１６で接続する一方、蒸気タービンプラント３の高圧蒸気タービン７からのタービン排気を中間ダクト１６に供給して中間ダクト１６を冷却するタービン排気管１８を設けたものである。
【００４５】
なお、高圧ガスタービン６ａおよび低圧ガスタービン６ｂのそれぞれには、第３実施形態と同様に、タービン排気冷却管１８を利用し、高圧蒸気タービン７からのタービン排気を冷却管７ｂ（７ｂ１，７ｂ２）を介して供給し、各ガスタービン６ａ，６ｂに収容する静翼、動翼等を冷却するようになっている。
【００４６】
このように、本実施形態は、ガスタービン６を高圧ガスタービンと６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けし、区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間を中間ダクト１６で接続するとともに、中間ダクト１６に高圧蒸気タービン７からのタービン排気を供給するタービン排気冷却管１８を設けて中間ダクト１６を冷却するので、中間ダクト１６の材料強度を高く維持させつつ各ガスタービン６ａ，６ｂに供給するガスを高温化させることができ、高温化に伴うガスタービン出力を増加させることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００４７】
図５は、本発明に係る発電プラントの第５実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その重複説明を省略する。
【００４８】
本実施形態に係る発電プラントは、第３実施形態と同様に、ガスタービンプラント１のガスタービン６を回転数の異なる高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けするとともに、二つに区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間を中間ダクト１６で接続する一方、蒸気タービンプラント３の給水ポンプ１３からの給水ＦＷを排熱回収熱交換器２に供給する給水管１９から分岐し、中間ダクト１６に冷却用として供給する冷却水供給管２０を設けたものである。
【００４９】
なお、高圧ガスタービン６ａおよび低圧ガスタービン６ｂのそれぞれは、第３実施形態と同様に、蒸気タービンプラント３の高圧蒸気タービン７からのタービン排気がタービン排気管７ａおよび冷却管７ｂ（７ｂ１，７ｂ２）を介して供給し、各ガスタービン６ａ，６ｂに収容する静翼、動翼等を冷却するようになっている。
【００５０】
このように、本実施形態は、ガスタービン６を高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの二つに区分けし、区分けする高圧ガスタービン６ａと低圧ガスタービン６ｂとの間に中間ダクト１６で接続するとともに、蒸気タービンプラント３の給水ポンプ１３から給水管１９を介して排熱回収熱交換器２に供給する給水ＦＷを、途中から分岐し、冷却水供給管２０を介して中間ダクト１６に供給し、中間ダクト１６を冷却するので、中間ダクト１６の材料強度を高く維持させつつ各ガスタービン６ａ，６ｂに供給するガスを高温化させることができ、高温化に伴うガスタービン出力を増加させることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施形態は、冷却管１９から分岐する冷却水供給管２０を中間ダクト１６まで延長させて給水により中間ダクト１６を冷却させているが、この例に限らず、例えば、図６に示すように、中間ダクト１６の冷却後の冷却水を蒸気タービンプラント３の高圧蒸気タービン７に供給する冷却水回収管２１を設けてもよい。冷却水回収管２１を設けると、エネルギが再利用でき、プラント熱効率をより一層向上させることができる点で有利である。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る発電プラントは、ガスタービンプラントに排熱回収熱交換器および蒸気タービンプラントを組み合わせた、その蒸気タービンプラントにタービン排気に含まれる水蒸気と二酸化炭素を良好に分離、回収させる手段を備え、分離、回収する水蒸気を排熱回収熱交換器のより高温の水蒸気発生に再利用するので、蒸気タービンプラントにより多くの仕事をさせることができ、これに伴ってプラント熱交換を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明に係る発電プラントは、ガスタービンプラントの燃焼器に燃料として供給するメタンと純酸素とを予め加熱する加熱手段を用いてその内部エネルギを高めるので、少ない燃料でより多くの仕事をさせることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００５４】
また、本発明に係る発電プラントは、ガスタービンプラントのガスタービンを複数に区分けし、区分けした複数のガスタービンを中間ダクトで接続するとともに、中間ダクトに冷却手段を設けて材料強度を高く維持させたので、より一層高温のガスを用いて各ガスタービンに膨張仕事をさせることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図。
【図４】本発明に係る発電プラントの第４実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る発電プラントの第５実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る発電プラントの第６実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
１  ガスタービンプラント
２  排熱回収熱交換器
３  蒸気タービンプラント
４  圧縮機
４ａ  低圧圧縮機
４ｂ  高圧圧縮機
５  燃焼器
６  ガスタービン
６ａ  高圧ガスタービン
６ｂ  低圧ガスタービン
７  高圧蒸気タービン
７ａ  タービン排気管
７ｂ，７ｂ１，７ｂ２  冷却管
８  低圧蒸気タービン
９  復水器
１０  二酸化炭素圧縮機
１１  燃料加熱器
１２  節炭器
１３  給水ポンプ
１４  水分離器
１５  二酸化炭素処理装置
１６  中間ダクト
１７  抽気冷却管
１８  タービン排気冷却管
１９  給水管
２０  冷却水供給管
２１  冷却水回収管
【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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