(57)【要約】  本開示は、ガスタービン装置（２）であって、圧縮機（５）と、少なくとも１つの燃焼器（６，７）と、少なくとも１つのガスタービン（８，９）とを有するガスタービン装置（２）と、廃熱ボイラアッセンブリ（３）であって、タービン出口（１２）に接続されるボイラ入口側（１０）と、煙突（１５）に接続される第１のボイラ出口（１３）と、第２のボイラ出口（１４）とを有する廃熱ボイラアッセンブリ（３）と、排ガス再循環部（４）であって、第２のボイラ出口（１４）を圧縮機入口（１８）に接続する排ガス再循環部（４）と、を備えるガスタービンプラント（１）に関する。構造は、廃熱ボイラアッセンブリ（３）が、第１のボイラ排ガス流路（２０）を有し、第１のボイラ排ガス流路（２０）が、ボイラ入口側（１０）に接続され、第１のボイラ出口（１３）に連通し、かつ廃熱ボイラアッセンブリ（３）が、第２のボイラ排ガス流路（２１）を有し、第２のボイラ排ガス流路（２１）が、ボイラ入口側（１０）に接続され、第１のボイラ排ガス流路（２０）とは分けられて第２のボイラ出口（１４）に連通することにより、単純化可能である。
2015511672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのガスタービン装置（２）であって、少なくとも１つの圧縮機（５）と、少なくとも１つの燃焼器（６，７）と、少なくとも１つのガスタービン（８，９）とを有するガスタービン装置（２）と、
少なくとも１つの廃熱ボイラアッセンブリ（３）であって、前記ガスタービン装置（２）のタービン出口（１２）に接続されるボイラ入口側（１０）と、煙突（１５）に接続される第１のボイラ出口（１３）と、第２のボイラ出口（１４）とを有する廃熱ボイラアッセンブリ（３）と、
排ガス再循環部（４）であって、前記第２のボイラ出口（１４）を前記ガスタービン装置（２）の圧縮機入口（１８）に接続する排ガス再循環部（４）と、
を備え、
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）は、第１のボイラ排ガス流路（２０）を有し、該第１のボイラ排ガス流路（２０）は、前記ボイラ入口側（１０）に接続され、前記第１のボイラ出口（１３）に連通しており、
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）は、第２のボイラ排ガス流路（２１）を有し、該第２のボイラ排ガス流路（２１）は、前記ボイラ入口側（１０）に接続され、前記第１のボイラ排ガス流路（２０）とは分けられて前記第２のボイラ出口（１４）に連通する、
ことを特徴とする、ガスタービンプラント。
【請求項２】
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）内に、前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）を互いに仕切るボイラ隔壁（２２）が配置されている、請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項３】
前記ボイラ入口側（１０）は、１つの共通のボイラ入口（２７）を有し、該ボイラ入口（２７）から１つの共通のボイラ主流路（４３）が延び、該ボイラ主流路（４３）は、ボイラ分岐箇所（４４）において前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）に分割されている、請求項１又は２記載のガスタービンプラント。
【請求項４】
前記ボイラ分岐箇所（４４）に、前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）間での排ガス流の分配を制御する制御部材（４５）が配置されている、請求項３記載のガスタービンプラント。
【請求項５】
前記ボイラ入口側（１０）は、第１のボイラ入口（２７）と第２のボイラ入口（２８）とを有し、
前記第１のボイラ排ガス流路（２０）は、前記第１のボイラ入口（２７）から前記第１のボイラ出口（１３）に連通し、
前記第２のボイラ排ガス流路（２１）は、前記第１のボイラ排ガス流路（２０）とは分けられて前記第２のボイラ入口（２８）から前記第２のボイラ出口（１４）に連通し、
前記ボイラ入口側（１０）にディフューザ（２３）が配置されており、該ディフューザ（２３）は、前記タービン出口（１２）に接続されるディフューザ入口（２４）と、前記第１のボイラ入口（２７）に接続される第１のディフューザ出口（２５）と、前記第２のボイラ入口（２８）に接続される第２のディフューザ出口（２６）とを有し、
前記ディフューザ入口（２４）から１つの共通のディフューザ主流路（２９）が延び、該ディフューザ主流路（２９）は、ディフューザ分岐箇所（３２）において互いに分けられた２つのディフューザ排ガス流路（３０，３１）に分割されている、
請求項１又は２記載のガスタービンプラント。
【請求項６】
前記ディフューザ（２３）内にディフューザ隔壁（３３）が配置されており、該ディフューザ隔壁（３３）の流入端（３４）が前記ディフューザ分岐箇所（３２）を形成し、前記ディフューザ隔壁（３３）は、前記両ディフューザ排ガス流路（３０，３１）を前記ディフューザ出口（２５，２６）に至るまで仕切る、請求項５記載のガスタービンプラント。
【請求項７】
前記ディフューザ隔壁（３３）の流出端（３５）と前記ボイラ隔壁（２２）の流入端（３６）とが突き当てられている、請求項２及び６記載のガスタービンプラント。
【請求項８】
前記ディフューザ分岐箇所（３２）に、前記両ディフューザ排ガス流路（３０，３１）間での排ガス流の分配を制御する制御部材（３７）が配置されている、請求項５又は７記載のガスタービンプラント。
【請求項９】
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）は、排ガスを冷却する熱交換器アッセンブリ（４８）を有し、
前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）は、別個に前記熱交換器アッセンブリ（４８）を貫いて導かれている、
請求項１から８までのいずれか１項記載のガスタービンプラント。
【請求項１０】
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）内の前記第１のボイラ排ガス流路（２０）内にのみ、少なくとも１つの排ガス処理装置（４９，５０）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のガスタービンプラント。
【請求項１１】
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）は、１つの共通の廃熱ボイラ（５１）を有し、該廃熱ボイラ（５１）内に前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）が形成されており、前記廃熱ボイラ（５１）は、それぞれのボイラ入口（２７，２８）とそれぞれのボイラ出口（１３，１４）とを有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガスタービンプラント。
【請求項１２】
前記廃熱ボイラ（５１）は、１つの共通の熱交換器アッセンブリ（４８）を有し、該熱交換器アッセンブリ（４８）を貫いて前記両ボイラ排ガス流路（２０，２１）が導かれている、請求項１１記載のガスタービンプラント。
【請求項１３】
前記廃熱ボイラアッセンブリ（３）は、前記第１のボイラ排ガス流路（２０）が形成される第１の廃熱ボイラ（５２）と、前記第２のボイラ排ガス流路（２１）が形成される第２の廃熱ボイラ（５３）とを有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガスタービンプラント。
【請求項１４】
熱交換器アッセンブリ（４８）が、前記第１の廃熱ボイラ（５２）内に配置され、前記第１のボイラ排ガス流路（２０）が貫く第１の熱交換器（５４）と、前記第２の廃熱ボイラ（５３）内に配置され、前記第２のボイラ排ガス流路（２１）が貫く第２の熱交換器（５５）とを有する、請求項１３記載のガスタービンプラント。
【請求項１５】
前記第１のボイラ出口（１３）は、さらに排ガス後処理装置（５７）に接続されており、
前記排ガス後処理装置（５７）と前記煙突（１５）との間での前記第１のボイラ排ガス流路（２０）の排ガス流の分配を制御する排ガス制御部材（５８）が設けられている、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のガスタービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、廃熱ボイラと排ガス再循環部とを備えるガスタービンプラントに関する。
【０００２】
従来技術
米国特許出願公開第２００９／０２８４０１３号明細書において、ガスタービン装置と、廃熱ボイラと、排ガス再循環部とを備えるガスタービンプラントが公知である。ガスタービン装置は、空気用の圧縮機と、再循環される排ガス用の圧縮機と、燃焼器と、ガスタービンとを有している。廃熱ボイラは、ガスタービン装置のタービン出口に接続されるボイラ入口側と、煙突に接続される第１のボイラ出口と、第２のボイラ出口とを有している。排ガス再循環部は、第２のボイラ出口をガスタービン装置の圧縮機入口に接続している。この公知のガスタービンプラントの場合、再循環される排ガスは、別個の圧縮機において圧縮される。さらに、この公知のガスタービンプラントの場合、排ガス後処理装置は、三元触媒の形態で廃熱ボイラの上流に配置されている。
【０００３】
排ガス再循環を行う別のガスタービンプラントが、国際公開第２００８／１５５２４２号パンフレットにおいて公知である。この公知のガスタービンプラントにおいて、排ガス再循環部は、分流器を圧縮機入口に接続している。分流器は、廃熱ボイラの下流に配置されており、全排ガス流を、煙突に至る部分流と、排ガス再循環部により圧縮機に再循環される部分流とに制御可能に分配することを可能にしている。
【０００４】
発明の概要
本開示が解決しようとする課題は、冒頭で述べた形態のガスタービンプラントのために、比較的安価に実現可能である点及び／又は有害物質の排出に関する改善された数値を示す点において特に優れた、改良された態様又は少なくとも１つの択一的な態様を提示することである。
【０００５】
本開示は、廃熱ボイラアッセンブリであって、少なくとも部分的に互いに分けられた２つのボイラ排ガス流路を有し、第１のボイラ排ガス流路がボイラ入口側から第１のボイラ出口に連通し、第２のボイラ排ガス流路がボイラ入口側から第２のボイラ出口に連通する廃熱ボイラアッセンブリを使用するという一般的発明概念に基づく。これにより、煙突用の排ガスは、第１のボイラ排ガス流路にしたがって流れ、排ガス再循環部用の排ガスは、第２のボイラ排ガス流路にしたがって流れることになる。同じ廃熱ボイラアッセンブリ内に互いに分けられたボイラ排ガス流路を用意したことにより、例えば、再循環すべき排ガスを駆動する付加的な手段を必要とすることなく、所望の排ガス再循環率が第２のボイラ排ガス流路によっていわば自ずと生じるように、第１のボイラ排ガス流路の通流抵抗を適当に設計することが可能である。例えば、第１のボイラ排ガス流路の通流可能な横断面は、所望の排ガス再循環率が生じるように、第２のボイラ排ガス流路の通流可能な横断面よりも小さく設計可能である。
【０００６】
好ましい態様において、例えば、廃熱ボイラアッセンブリ内に、両ボイラ排ガス流路を互いに仕切るボイラ隔壁が配置されるようにしてもよい。この種のボイラ隔壁は、それぞれの廃熱ボイラ内で特に容易に実現される。さらにボイラ隔壁は、付加的な役割、例えば廃熱ボイラの別の要素の支持機能を担うことも可能である。例えばボイラ隔壁は、熱交換器アッセンブリのパイプ又はラインを固定するために用いられてもよい。
【０００７】
別の好ましい態様において、ボイラ入口側は、１つの共通のボイラ入口を有し、ボイラ入口から１つの共通のボイラ主流路が延び、ボイラ主流路は、ボイラ入口側から間隔を置いたボイラ分岐箇所において両ボイラ排ガス流路に分岐しているようにしてもよい。換言すれば、別個の両ボイラ排ガス流路は、廃熱ボイラアッセンブリ全体にわたって延在しておらず、廃熱ボイラアッセンブリの、両ボイラ出口に連通する一部の区分のみにわたって延在している。これにより、特に、両ボイラ排ガス流路間での全排ガス流の分配が廃熱ボイラアッセンブリ内で実現される。これにより、例えば、空気力学的に有利な流動条件が形成される。
【０００８】
好ましい態様において、前述のボイラ分岐箇所に、両ボイラ排ガス流路間での排ガス流の分配を制御可能な制御部材が配置されるようにしてもよい。これにより、この種の制御部材を用いて、ガスタービンプラントの運転中、例えば排ガス再循環率をそれぞれのガスタービン装置の運転状態の変化に適合させるために、排ガス再循環率が調節される。その際、廃熱ボイラアッセンブリ内への制御部材の収納は、廃熱ボイラアッセンブリ内に比較的大きな流動横断面が存在し、これにより、この領域を支配している流動速度が比較的低いので、特に有利である。これに応じて、この種の制御部材に作用する流動力も、相応に低減されている。このことは、十分に安定な制御部材の実現を容易にする。
【０００９】
別の好ましい態様において、ボイラ入口側は、第１のボイラ入口と第２のボイラ入口とを有し、第１のボイラ排ガス流路は、第１のボイラ入口から第１のボイラ出口に連通し、第２のボイラ排ガス流路は、第１のボイラ排ガス流路とは分けられて第２のボイラ入口から第２のボイラ出口に連通するようにしてもよい。換言すれば、両ボイラ排ガス流路は、ボイラ入口側からボイラ出口側に至るまで廃熱ボイラアッセンブリ内を分けられて案内されており、その結果、互いに分けられた２つのボイラ入口を、互いに分けられた２つのボイラ出口に接続している。
【００１０】
付加的又は択一的に、ボイラ入口側に配置され、流動方向で増大する通流可能な横断面を有することを特徴とするディフューザが設けられていると、合目的である。これによりディフューザ内において、通流可能な横断面が増大すると同時に、流動速度は低下する。これによりディフューザは、廃熱ボイラアッセンブリとタービン出口との間に配置されている。
【００１１】
特に好ましいのは、ディフューザが、タービン出口に接続されるディフューザ入口と、前述の第１のボイラ入口に接続される第１のディフューザ出口と、前述の第２のボイラ入口に接続される第２のディフューザ出口とを有する態様である。ディフューザ入口から１つの共通のディフューザ主流路が延び、ディフューザ主流路は、ディフューザ分岐箇所において２つの別個のディフューザ排ガス流路に分かれている。こうして、煙突用の第１の部分流と排ガス再循環部用の第２の部分流との間での排ガス流の分割は、既にディフューザ内で実施される。このことは、空気力学的な観点から有利と見なされる。この種の態様は、所望の別個のディフューザ排ガス流路を実現するために、ディフューザ内に十分な構成スペースが存在するため、特に安価に実現可能である。
【００１２】
好ましい態様において、ディフューザ内あるいはディフューザハウジング内にディフューザ隔壁が配置されており、ディフューザ隔壁の流入端が前述のディフューザ分岐箇所を形成し、ディフューザ隔壁が、両ディフューザ排ガス流路をディフューザ出口に至るまで仕切るようにしてもよい。このようなディフューザ隔壁は、例えばディフューザハウジングを補強するために利用可能である。これにより、ディフューザハウジングは、比較的簡単に十分な安定性をもって実現される。
【００１３】
特に好ましいのは、ディフューザ隔壁の流出端と前述のボイラ隔壁の流入端とが突き当てられている態様である。これにより、ディフューザ内でディフューザ分岐箇所にて形成される分割された排ガスは、両ディフューザ排ガス流路を通して間隙なく両ボイラ排ガス流路に移行して、廃熱ボイラアッセンブリを通して案内される。
【００１４】
別の好ましい態様において、前述のディフューザ分岐箇所に、両ディフューザ排ガス流路間での排ガス流の分配を制御可能な制御部材が配置されるようにしてもよい。ディフューザ内には、十分な構成スペースが存在し、これにより、ディフューザ内へのこの種の制御部材の収納は、特に簡単に実現可能である。
【００１５】
別の好ましい態様において、廃熱ボイラアッセンブリは、排ガスを冷却する熱交換器アッセンブリを有し、両ボイラ排ガス流路は、別個かつ並列に排ガスにより貫流されるように、熱交換器アッセンブリを貫いて導かれている。煙突に送られる第１の排ガス部分流の冷却は、排ガス部分流を周囲に放出する前に、排ガス中にまだ含まれている廃熱の利用につながる。排ガス再循環に用いられる第２の排ガス部分流の冷却も、排ガス中に含まれる熱の利用につながる。このことは、さらに圧縮機流入温度の低下に至る。また、再循環される排ガスの冷却は、ＮＯｘ排出を低減することができる。
【００１６】
別の好ましい態様において、廃熱ボイラアッセンブリにおいて、第１のボイラ排ガス流路内にのみ、少なくとも１つの排ガス処理装置が配置されるようにしてもよい。換言すれば、第２のボイラ排ガス流路内には、排ガス処理装置が配置されていない。前述のディフューザ排ガス流路が付加されても、同じことが当てはまり、その結果、第１のディフューザ排ガス流路と第１のボイラ排ガス流路とからなるアッセンブリ内にのみ、少なくとも１つの排ガス処理装置が配置され、第２のディフューザ排ガス流路と第２のボイラ排ガス流路とからなるアッセンブリ内には、排ガス処理装置が配置されていない。排ガス処理装置は、主として触媒及びパティキュレートフィルタである。排ガス処理装置として第１のボイラ排ガス流路内又は択一的に第１のディフューザ排ガス流路内で使用可能な触媒は、例えばＮＯｘ触媒、ＣＯ触媒、ＳＣＲ触媒又はＮＳＣＲ触媒である。ここでＳＣＲは、「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（選択的触媒還元）」を表し、ＮＳＣＲは、「Ｎｏｎ−Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（非選択的触媒還元）」を表している。第１のボイラ排ガス流路あるいは第１のディフューザ排ガス流路にのみ少なくとも１つの排ガス後処理装置を設けることは、第１の排ガス流路を通して案内される排ガスだけが煙突に到達し、これにより最終的に周囲に放出される一方、第２の排ガス流路にしたがって流れる排ガスは、再度燃焼に送られるという考えに基づく。したがって、再循環される排ガスの排ガス処理は不要である。この考察は、それぞれの排ガス処理装置が、低減された排ガス流のためだけに設計されればよく、これにより、排ガス処理を実現するコストが軽減可能であることに至る。同時に、それぞれの排ガス処理装置を第１のボイラ排ガス流路内に収納したことで、第１のボイラ排ガス流路内の通流抵抗は、第２のボイラ排ガス流路内の通流抵抗に対して比較的簡単にかつ付加的な手段なしに増大され得る。これにより、排ガス再循環部への所望の排ガス分配、つまり所望の排ガス再循環率が、比較的簡単に実現可能である。
【００１７】
別の好ましい態様において、廃熱ボイラアッセンブリは、１つの共通の廃熱ボイラを有し、廃熱ボイラ内に両ボイラ排ガス流路が形成されており、廃熱ボイラは、それぞれのボイラ入口とそれぞれのボイラ出口とを有するようにしてもよい。この態様は、例えば、ボイラ隔壁の挿入により両ボイラ排ガス流路が形成可能であることにより、従来の廃熱ボイラの使用が可能であるので、特に簡単に実現される。
【００１８】
合目的な態様において、共通の廃熱ボイラは、１つの共通の熱交換器アッセンブリを有し、熱交換器アッセンブリを貫いて両ボイラ排ガス流路が導かれているようにしてもよい。本態様でも、原則、ボイラ隔壁の取り付けにより両ボイラ排ガス流路が実現されることにより、従来の廃熱ボイラの使用が可能である。これにより、特に簡単かつ安価な実現可能性が得られる。両ボイラ排ガス流路は、合目的に互いに分けられてかつ並列に、共通の熱交換器アッセンブリを貫いて導かれている。
【００１９】
択一的な態様において、廃熱ボイラアッセンブリは、第１のボイラ排ガス流路が形成される第１の廃熱ボイラと、第２のボイラ排ガス流路が形成される第２の廃熱ボイラとを有するようにしてもよい。２つの別個の廃熱ボイラを用意したことにより、両廃熱ボイラは、より良好にそれぞれ必要とされる体積流量に適応可能である。しかし、構造的な手間は、１つの共通の廃熱ボイラを有する態様と比べて大きい。
【００２０】
合目的な態様において、熱交換器アッセンブリは、第１の廃熱ボイラ内に配置される第１の熱交換器と、第２の廃熱ボイラ内に配置される第２の熱交換器とを有し、第１のボイラ排ガス流路は、第１の熱交換器を貫いて導かれ、第２のボイラ排ガス流路は、第２の熱交換器を貫いて導かれているようにしてもよい。これにより、両排ガス流路に別々に案内される排ガス流を別個に冷却するために、２つの別個の熱交換器が利用可能である。これにより、特に、両排ガス流の温度が別個に調節される。
【００２１】
この場合、別個の両廃熱ボイラは、別個のハウジング内に収納されてもよいし、択一的には１つの共通のハウジング内に収納されてもよい。煙突に連通する第１のボイラ排ガス流路全体又は少なくとも煙突に連通するその一部の区分が、第２のボイラ排ガス流路に対して傾いて、好ましくは約９０゜傾いて延びる実施の形態も、合目的である。こうして、存在する構成スペースは、かなり良好に利用される。
【００２２】
別の好ましい態様において、第１のボイラ出口は、さらに排ガス後処理装置に接続されているようにしてもよい。換言すれば、本態様では、廃熱ボイラアッセンブリ内に設けられる少なくとも１つの排ガス処理装置に対して付加的又は択一的に、廃熱ボイラアッセンブリの下流に少なくとも１つの排ガス後処理装置が配置可能である。この種の排ガス後処理装置は、例えばＣＣＳ装置である。ＣＣＳとは、Ｃａｒｂｏｎ  Ｃａｐｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ（炭素回収貯留）を表している。別の排ガス後処理装置が設けられていてもよい。排ガス後処理装置と煙突との間での第２のボイラ排ガス流路の排ガス流の分配を制御可能な排ガス制御部材が設けられていると、合目的である。これにより、必要に応じて、煙突に割り当てられる第１の排ガス部分流は、部分的又は完全に排ガス後処理装置を通して導かれる。原則、煙突による排ガス後処理装置の迂回も設定可能である。
【００２３】
好ましい態様において、排ガス再循環部は、付加的な冷却装置を有していてもよい。冷却装置は、例えばＤＣＣ装置として形成されていてもよい。ここでＤＣＣは、「Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｃｏｏｌｅｒ（直接接触式冷却器）」を表している。このようなＤＣＣ装置は、再循環される排ガスの冷却及び洗浄を同時に可能にする。
【００２４】
別の重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面及びそれぞれの図面についての対応する説明から看取可能である。
【００２５】
前述の、そして以下に後述する特徴が、それぞれの明示の組み合わせのみならず、別の組み合わせ又は単独でも、本開示の範囲を逸脱することなく使用可能であることは、自明である。
【００２６】
好ましい実施の形態を図面に示し、以下の説明において詳細に説明する。同一の符号は、同一、類似又は機能同一の構成部材に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施の形態におけるガスタービンプラントの著しく概略的な回路図状の側面図である。
【図２】別の実施の形態におけるガスタービンプラントの著しく概略的な回路図状の側面図である。
【図３】さらに別の実施の形態におけるガスタービンプラントの著しく概略的な回路図状の平面図である。
【図４】さらに別の実施の形態におけるガスタービンプラントの著しく概略的な回路図状の平面図である。
【図５】さらに別の実施の形態におけるガスタービンプラントの著しく概略的な回路図状の平面図である。
【００２８】
発明を実施するための形態
図１乃至図５に示すように、例えば電気を発生させるための発電プラントにおいて使用可能なガスタービンプラント１は、少なくとも１つのガスタービン装置２と、少なくとも１つの廃熱ボイラアッセンブリ３と、少なくとも１つの排ガス再循環部４とを備えている。それぞれのガスタービン装置２は、少なくとも１つの圧縮機５と、少なくとも１つの燃焼器６，７と、少なくとも１つのガスタービン８，９とを有している。各図に示す実施の形態では、ガスタービン装置２は、それぞれ２つのガスタービン８及び９、すなわち高圧ガスタービン８と低圧ガスタービン９とを有している。これに応じて、やはり２つの燃焼器６及び７、すなわち高圧ガスタービン８の上流に接続される高圧燃焼器６と、低圧ガスタービン９の上流に接続される低圧燃焼器７とが設けられている。
【００２９】
廃熱ボイラアッセンブリ３は、ボイラ入口側１０とボイラ出口側１１とを有している。ボイラ入口側１０は、流体が流れるように低圧ガスタービン９のタービン出口１２に接続されている。ボイラ出口側１１は、第１のボイラ出口１３と第２のボイラ出口１４とを有している。第１のボイラ出口１３は、煙突１５に接続されている。第２のボイラ出口１４は、排ガス再循環部４の入口１６に接続されている。排ガス再循環部４の出口１７は、流体が流れるように圧縮機５の圧縮機入口１８に接続されている。これにより排ガス再循環部４は、第２のボイラ出口１４を圧縮機入口１８に接続している。一例では、排ガス再循環部４内に排ガス再循環冷却器１９が配置されている。排ガス再循環冷却器１９は、好ましくはＤＣＣ装置として形成されているので、再循環される排ガスは、排ガス再循環冷却器１９により冷却と同時に洗浄され得る。ここでＤＣＣとは、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｃｏｏｌｅｒ（直接接触式冷却器）を表している。
【００３０】
各図に示す実施の形態において、廃熱ボイラアッセンブリ３は、図１乃至図５に矢印により略示する第１のボイラ排ガス流路２０を有している。第１のボイラ排ガス流路２０は、ボイラ入口側１０に接続されており、第１のボイラ出口１３に連通している。さらに廃熱ボイラアッセンブリ３は、やはり矢印により略示してある第２のボイラ排ガス流路２１を有している。第２のボイラ排ガス流路２１も、流体が流れるようにボイラ入口側１０に接続されており、第２のボイラ出口１４に連通している。この場合、両ボイラ排ガス流路２０，２１は、別々に両ボイラ出口１３，１４に連通している。廃熱ボイラアッセンブリ３内に両ボイラ排ガス流路２０，２１を実現するには、ボイラ隔壁２２を設ければよい。ボイラ隔壁２２は、このためにそれぞれの廃熱ボイラアッセンブリ３内に配置され、両ボイラ排ガス流路２０，２１を互いに仕切り、それぞれを流れる流体を互いに隔離する。
【００３１】
各図に示す実施の形態において、ボイラ入口側１０には、それぞれ１つのディフューザ２３が配置されている。ディフューザ２３は、１つのディフューザ入口２４と、少なくとも１つのディフューザ出口２５，２６とを有している。図１及び図２に示す実施の形態では、２つのディフューザ出口、すなわち第１のディフューザ出口２５と第２のディフューザ出口２６とが設けられている。これとは異なり、図３乃至図５に示す実施の形態では、１つの共通のディフューザ出口２５が設けられているだけである。ディフューザ入口２４は、タービン出口１２に接続されている。
【００３２】
図３乃至図５に示す実施の形態において、共通のディフューザ出口２５は、流体が流れるようにボイラ入口側１０に接続されている。これに対して、図１及び図２に示す実施の形態では、第１のディフューザ出口２５が、流体が流れるように第１のボイラ入口２７に接続され、第２のディフューザ出口２６が、流体が流れるように第２のボイラ入口２８に接続されている。この場合、両ボイラ入口２７，２８は、ボイラ入口側１０に形成されている。これにより、図１及び図２に示す実施の形態では、第１のボイラ排ガス流路２０は、第１のボイラ入口２７から第１のボイラ出口１３に連通している。第１のボイラ排ガス流路２０に対して並列かつ別個に、第２のボイラ排ガス流路２１は、第２のボイラ入口２８から第２のボイラ出口１４に連通している。
【００３３】
ディフューザ２３内には、図１及び図２に示す実施の形態において、矢印により略示する１つの共通のディフューザ主流路２９と、矢印により略示する第１のディフューザ排ガス流路３０と、やはり矢印により略示する第２のディフューザ排ガス流路３１とが形成されている。共通のディフューザ主流路２９は、ディフューザ分岐箇所３２において、仕切られた両ディフューザ排ガス流路３０，３１に分岐している。仕切られた両ディフューザ排ガス流路３０，３１を実現するために、ディフューザ２３のディフューザハウジング６１内に、ディフューザ隔壁３３が配置されている。ディフューザ隔壁３３の流入端３４は、ディフューザ分岐箇所３２を規定している。ディフューザ隔壁３３は、両ディフューザ排ガス流路３０，３１をディフューザ分岐箇所３２から両ディフューザ出口２５，２６に至るまで仕切っている。図１及び図２に示す実施の形態において、ディフューザ隔壁３３とボイラ隔壁２２とは、ディフューザ隔壁３３の流出端３５とボイラ隔壁２２の流入端３６とが突き当たるように配置されている。
【００３４】
突き当たった隔壁２２，３３により、第１のディフューザ排ガス流路３０は、直接第１のボイラ排ガス流路２０に移行し、同時に第２のディフューザ排ガス流路３１は、第２のボイラ排ガス流路２１に移行する。こうして、ディフューザ２３と廃熱ボイラアッセンブリ３とからなるユニット内に、第１のボイラ排ガス流路２０と第１のディフューザ排ガス流路３０とからなる１つの共通の第１の排ガス流路２０−３０と、第２のボイラ排ガス流路２１と第２のディフューザ排ガス流路３１とからなる１つの共通の第２の排ガス流路２１−３１とが形成される。
【００３５】
図１に示す実施の形態では、ディフューザ分岐箇所３２に制御部材３７が配置されている。制御部材３７は、双方向矢印３８に示すように旋回軸線３９周りに旋回調節可能である。制御部材３７を用いて、両ディフューザ排ガス流路３０，３１間での排ガス流の分配が制御可能である。
【００３６】
図２に示す実施の形態では、ディフューザ分岐箇所３２に配置されるこの種の入口側の制御部材３７が省略されている。その代わりに、図２に示す実施の形態では、ボイラ出口側１１に別の出口側の制御部材４０が配置されている。この出口側の制御部材４０は、双方向矢印４１に示すように旋回軸線４２周りに旋回可能である。この制御部材４０を用いて、排ガス再循環部４と煙突１５との間での、第２のボイラ排ガス流路２１を通して流れる排ガス流の分配が制御可能である。図１は、この種の出口側の制御部材４０を、ディフューザ分岐箇所３２に配置される入口側の制御部材３７に追加して設けてもよいことを略示している。
【００３７】
図３乃至図５に示す実施の形態において、ディフューザ２３は、仕切られた２つのディフューザ排ガス流路３０，３１を有しておらず、１つの共通の貫通したディフューザ主流路２９を有しているだけである。ボイラ入口側１０も、１つの共通のボイラ入口を有しているだけである。このボイラ入口にも、以下では符号２７を付してある。この共通のボイラ入口２７から、矢印により略示する１つの共通のボイラ主流路４３が延びている。このボイラ主流路４３は、ボイラ分岐箇所４４において両ボイラ排ガス流路２０，２１に分かれている。図３乃至図５に示す実施の形態において、このボイラ分岐箇所４４には、内部の制御部材４５が配置されている。内部の制御部材４５は、双方向矢印４６に示すように旋回軸線４７周りに調節可能である。この制御部材４５を用いて、両ボイラ排ガス流路２０，２１間での排ガス流の分配が制御可能である。
【００３８】
それぞれの廃熱ボイラアッセンブリ３は、少なくとも１つの熱交換器アッセンブリ４８を有している。熱交換器アッセンブリ４８は、排ガスを冷却するために用いられ、冷却媒体、例えば水により作動すると、合目的である。冷却媒体は、排ガスとは分けられて熱交換器アッセンブリ４８内を循環している。両ボイラ排ガス流路２０，２１は、並列かつ別個にこの熱交換器アッセンブリ４８を貫いて導かれている。
【００３９】
図２乃至図５に看取可能であるように、廃熱ボイラアッセンブリ３内には、第１のボイラ排ガス流路２０内にのみ、少なくとも１つの排ガス処理装置４９，５０が配置されている。一例としてではあるが、第１のボイラ排ガス流路２０内に相前後して、つまり直列に２つの排ガス処理装置４９，５０が配置されている。すなわち、流入側の第１の排ガス処理装置４９と、流出側に配置される第２の排ガス処理装置５０とが配置されている。第１の排ガス処理装置４９の例は、ＣＯ触媒であり、第２の排ガス処理装置５０の例は、ＮＯｘ触媒である。少なくとも１つの排ガス処理装置４９，５０は、第１のボイラ排ガス流路２０の通流抵抗を増大させる。このことは、排ガス再循環部４を通した流動案内を容易にする。
【００４０】
図１乃至図３及び図５に示す実施の形態において、廃熱ボイラアッセンブリ３は、それぞれ、１つの共通の廃熱ボイラ５１により形成されている。この共通の廃熱ボイラ５１内には、両ボイラ排ガス流路２０，２１が形成されている。さらにこの共通の廃熱ボイラ５１は、それぞれのボイラ入口２７，２８と、それぞれのボイラ出口１３，１４とを有している。１つの共通の廃熱ボイラ５１を使用する場合、やはり１つの共通の熱交換器アッセンブリ４８を設けると、合目的であり、両ボイラ排ガス流路２０，２１は、並列かつ別個にこの共通の熱交換器アッセンブリ４８を貫いて導かれている。
【００４１】
これとは異なり、図４は、廃熱ボイラアッセンブリ３が２つの別個の廃熱ボイラ５２，５３、すなわち第１の廃熱ボイラ５２と第２の廃熱ボイラ５３とを有する変化態様を示している。第１の廃熱ボイラ５２内には、第１のボイラ排ガス流路２０が形成されており、第２の廃熱ボイラ５３内には、第２のボイラ排ガス流路２１が形成されている。この特別な実施の形態において、前述の熱交換器アッセンブリ４８は、第１の熱交換器５４と第２の熱交換器５５とを有している。第１の熱交換器５４は、第１の廃熱ボイラ５２内に配置され、第１のボイラ排ガス流路２０により貫通されている。第２の熱交換器５５は、第２の廃熱ボイラ５３内に配置され、第２のボイラ排ガス流路２１により貫通されている。図４に示す実施の形態では、別個の両廃熱ボイラ５２，５３は、１つの共通のハウジング５６内に配置されている。しかし、原則的には、両廃熱ボイラ５２，５３が別個のハウジングを有する実施の形態も可能である。さらに図４は、特別な実施の形態を示していて、両廃熱ボイラ５２，５３は、第１のボイラ排ガス流路２０が少なくとも、煙突１５に連通する端部区分において、第２のボイラ排ガス流路２１の長手方向に対して傾いている（本実施の形態では約９０゜傾いている）ように、互いに相対的に配置されている。
【００４２】
図２及び図５に示すように、第１のボイラ出口１３は、流体が流れるようにさらに排ガス後処理装置５７に接続されていてもよい。この排ガス後処理装置５７の例は、ＣＣＳ装置であってもよい。ＣＣＳ装置は、二酸化炭素を分離し、貯留可能である。ここでＣＣＳは、Ｃａｒｂｏｎ  Ｃａｐｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ（炭素回収貯留）を表している。この種の排ガス後処理装置５７は、例えばパティキュレートフィルタとして形成されていてもよく、パティキュレートフィルタを用いて、再循環される排ガスに含まれるすす粒子を排ガス流から除去可能である。
【００４３】
図２及び図５に示す実施の形態では、さらに排ガス制御部材５８が設けられている。排ガス制御部材５８は、双方向矢印５９に示すように旋回軸線６０周りに調節可能である。この排ガス制御部材５８を用いて、上述の排ガス後処理装置５７と煙突１５との間での第１のボイラ排ガス流路２０の排ガス流の分配が制御される。
【符号の説明】
【００４４】
１  ガスタービンプラント
２  ガスタービン装置
３  廃熱ボイラアッセンブリ
４  排ガス再循環部
５  圧縮機
６  高圧燃焼器
７  低圧燃焼器
８  高圧ガスタービン
９  低圧ガスタービン
１０  ３の入口側
１１  ３の出口側
１２  タービン出口
１３  第１のボイラ出口
１４  第２のボイラ出口
１５  煙突
１６  ４の入口
１７  ４の出口
１８  圧縮機入口
１９  排ガス再循環冷却器
２０  第１のボイラ排ガス流路
２１  第２のボイラ排ガス流路
２２  ボイラ隔壁
２３  ディフューザ
２４  ディフューザ入口
２５  共通のディフューザ出口／第１のディフューザ出口
２６  第２のディフューザ出口
２７  共通のボイラ入口／第１のボイラ入口
２８  第２のボイラ入口
２９  ディフューザ主流路
３０  第１のディフューザ排ガス流路
３１  第２のディフューザ排ガス流路
３２  ディフューザ分岐箇所
３３  ディフューザ隔壁
３４  ３３の流入端
３５  ３３の流出端
３６  ２２の流入端
３７  制御部材
３８  ３７の運動方向
３９  ３７の回動軸線
４０  制御部材
４１  ４０の運動方向
４２  ４０の回動軸線
４３  ボイラ主流路
４４  ボイラ分岐箇所
４５  制御部材
４６  ４５の運動方向
４７  ４５の回動軸線
４８  熱交換器アッセンブリ
４９  排ガス処理装置／ＣＯ触媒
５０  排ガス処理装置／ＮＯｘ触媒
５１  共通の廃熱ボイラ
５２  第１の廃熱ボイラ
５３  第２の廃熱ボイラ
５４  第１の熱交換器
５５  第２の熱交換器
５６  共通のハウジング
５７  排ガス後処理装置／ＣＣＳ装置
５８  制御部材
５９  ５８の運動方向
６０  ５８の回動軸線
６１  ディフューザハウジング
【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】
2015511672.tif 000007
【国際調査報告】
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2015511672.tif 000009
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