(57)【要約】  本発明は、ガスタービン（２）と、少なくとも、ボイラ入口（１０）と、煙突（１５）に接続された第１の出口（１３）および煙道ガス再循環部（４）に接続された第２の出口（１４）を有する出口側とを有し、煙道ガス再循環部（４）は第２の出口（１４）を前記ガスタービン（２）の圧縮機入口（１８）に接続している。排熱回収ボイラ配列（３）は、ボイラ入口（１０）から第１のボイラ出口（１３）への第１のボイラ煙道ガス経路（２０）と、ボイラ入口（１０）から第２のボイラ出口（１４）への別個の第２のボイラ煙道ガス経路（２１）とを備える。加えて、第１のボイラ煙道ガス経路（２０）において、助燃部（４９）および後続の触媒ＮＯｘコンバータ（５０）が配置されている。発電プラント（１）の他に、このような発電プラント（１）を運転する方法が本発明の対象である。
2015530551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラント（１）であって、
少なくとも、圧縮機（５）と、燃焼器（６，７）と、タービン（８，９）とを有するガスタービン（２）と、
少なくとも、タービン出口（１２）に接続されたボイラ入口（１０）と、煙突（１５）に接続された第１の出口（１３）および煙道ガス再循環部（４）に接続された第２の出口（１４）を有する出口側とを有し、前記煙道ガス再循環部（４）は前記第２の出口（１４）を前記ガスタービン（２）の圧縮機入口（１８）に接続している、前記排熱回収ボイラ配列（３）と、を備える発電プラント（１）において、
前記排熱回収ボイラ配列（３）は、前記ボイラ入口（１０）から第１のボイラ出口（１３）への第１のボイラ煙道ガス経路（２０）と、前記ボイラ入口（１０）から第２のボイラ出口（１４）への別個の第２のボイラ煙道ガス経路（２１）とを備え、
前記第１のボイラ煙道ガス経路（２０）において、助燃部（４９）および後続の触媒ＮＯｘコンバータ（５０）を備えることを特徴とする、発電プラント（１）。
【請求項２】
前記触媒ＮＯｘコンバータ（５０）は、三元触媒コンバータ（５０）を含むまたはＮＯｘ吸収触媒（５０）を含む、請求項１記載の発電プラント（１）。
【請求項３】
前記第１のボイラ煙道ガス経路（２０）は、ＮＯｘ吸収触媒（５０）にガスタービン煙道ガスからＮＯｘを負荷するためにディフューザ入口（２９）をＮＯｘ吸収触媒（５０）に接続する第１のセクタと、前記ディフューザ入口（２９）をＮＯｘ吸収触媒に接続する第２のセクタとを有しており、前記助燃部（４９）は、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）を再生させるために前記ディフューザ入口（２９）と前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）との間に取り付けられている、請求項１または２記載の発電プラント（１）。
【請求項４】
前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）は、前記第１のボイラ煙道ガス経路（２０）に回転可能に取り付けられており、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の１つのセクションは、吸収する第２のセクタ（ＩＩ）から、再生する第１のセクタ（Ｉ）へ回転することができ、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の１つのセクションは、前記再生する第１のセクタ（Ｉ）から、前記吸収する第２のセクタ（ＩＩ）へ回転することができる、請求項３記載の発電プラント（１）。
【請求項５】
前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）は、再生式回転触媒として構成されており、円筒状のケーシング内で回転するように配置された概して円形のディスクを有しており、前記ケーシングは、第１の入口セクタへの接続部と、第２の入口セクタへの接続部とを有し、共通の出口を有する、請求項３記載の発電プラント（１）。
【請求項６】
吸収触媒（５０）を負荷するための第１のセクタの入口領域は、吸収触媒（５０）を再生するための第２のセクタのための入口領域よりも少なくとも２倍大きい、請求項５記載の発電プラント（１）。
【請求項７】
前記第１のボイラ煙道ガス経路（２０）は、少なくとも２つのセクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）に分割されており、少なくとも２つの補助セクタ燃焼部（５３〜５６）が、少なくとも２つの別々の前記セクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）において前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の上流に取り付けられており、後続のＮＯｘ吸収触媒（５０）の再生のための各セクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）における補助セクタ燃焼部（５３〜５６）の独立した運転を可能にするために、前記補助セクタ燃焼部（５３〜５６）の独立した燃料供給制御を備える、請求項２記載の発電プラント（１）。
【請求項８】
前記排熱回収ボイラ配列（３）は、第１のボイラ煙道ガス経路（２０）と、別個の第２のボイラ煙道ガス経路（２１）とに入る煙道ガスの間での質量流量の分割を制御するために配置された制御部材（３７，４０，４５）を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の発電プラント（１）。
【請求項９】
圧縮機インテーク（６６）は、前記圧縮機（４）の流路と接続されたセクタ（６４，６５）に分割されており、新鮮空気インテークセクタ（６４）は新鮮空気（６１）を前記圧縮機（５）の入口へ導き、煙道ガスインテークセクタ（６５）は再循環された煙道ガス流（６９）を前記圧縮機（４）の入口へ導く、請求項１から８までのいずれか１項記載の発電プラント（１）。
【請求項１０】
少なくとも、圧縮機（５）と、燃焼器（６，７）と、タービン（８，９）とを有するガスタービン（２）と、
少なくとも、タービン出口（１２）に接続された入口（１０）と、煙突（１５）に接続された第１の出口（１３）および煙道ガス再循環部（４）に接続された第２の出口（１４）を有する出口側とを有し、前記煙道ガス再循環部（４）は前記第２の出口（１４）を前記ガスタービン（２）の圧縮機入口（１８）に接続している、排熱回収ボイラ配列（３）と、を備える発電プラント（１）を運転する方法において、
煙道ガスを前記排熱回収ボイラ配列（３）において２つの流れに分割し、第１の流れはボイラ入口（１０）から第１のボイラ出口（１３）へ流れ、第２の流れはボイラ入口（１０）から第２のボイラ出口（１４）へ流れ、
前記第２の流れを前記第２のボイラ出口から前記ガスタービン（２）の圧縮機入口へ再循環させ、
前記第１の流れの少なくとも一部における酸素含有量を、助燃部（４９）によって少なくとも一定の期間だけ減少させ、
前記第１の流れを前記第１のボイラ出口（１３）から放出する前に、触媒ＮＯｘコンバータ（５０）において前記第１の流れからＮＯｘを除去することを特徴とする、発電プラント（１）を運転する方法。
【請求項１１】
ＮＯｘ吸収触媒（５０）においてＮＯｘを除去する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の第１のセクタ（Ｉ）の再生のために前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）における前記第１のセクタ（Ｉ）に、酸素含有量が減じられた前記第１の流れの一部を供給し、残りの第１の流れを前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の第２のセクタ（ＩＩ）に供給し、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の前記第１のセクタ（Ｉ）および前記第２のセクタ（ＩＩ）において前記第１の流れからＮＯｘを除去する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
吸収触媒（５０）は、再生式回転触媒として構成されており、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の再生されたセクションを前記第１のセクタ（Ｉ）から、前記第２のセクタ（ＩＩ）におけるＮＯｘの負荷のために移動させ、かつ前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の少なくとも部分的に充填されたセクションを前記第２のセクタ（ＩＩ）から、再生のために前記第１のセクタ（Ｉ）へ移動させるために、回転する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
第１のボイラ煙道ガス経路（２０）をさらにセクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）に分割し、少なくとも１つの補助セクタ燃焼部（５３，５４，５５，５６）が各セクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）に配置されており、
前記補助セクタ燃焼部（５３，５４，５５，５６）を、交互に、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の対応するセクタ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）を再生させるために作動させ、前記ＮＯｘ吸収触媒（５０）の対応するセクタをＮＯｘで負荷するために停止させる、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
助燃部（４９）を交互に、吸収触媒（５０）の再生のために作動させ、吸収触媒（５０）がＮＯｘで充填されている間に燃焼消費をできるだけ減じるために停止させる、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒コンバータを備えるコンバインドサイクル発電プラント、およびこのような発電プラントを運転する方法に関する。
【０００２】
従来技術
アンモニアによる選択的触媒還元（ＳＣＲ）は、ガスタービン発電プラントにおけるＮＯｘ還元のための一般的な手段である。選択的触媒還元は、ＮＯｘとも呼ばれる窒素酸化物を触媒の助けによりＮ2および水Ｈ2Ｏに変換する。アンモニアの使用を回避するために三元触媒コンバータの使用が提案されてきた。しかしながら、三元触媒コンバータは、化学量論点に近い燃料対空気比を必要とする。燃焼ガスにおける酸素含有量を減じるために、ガスタービンプラントが米国特許出願公開第２００９／０２８４０１３号明細書に提案されており、このガスタービンプラントは、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、煙道ガス再循環部とを備える。ガスタービンは、空気用の圧縮機と、再循環された煙道ガス用の圧縮機と、バーナと、タービンとを備える。排熱回収ボイラの入口側は、ガスタービンのタービン出口に接続されている。排熱回収ボイラは、２つのボイラ出口を備える。第１のボイラ出口には煙突が接続されている。煙道ガス再循環部は、第２のボイラ出口を、再循環された煙道ガス用の圧縮機の圧縮機入口に接続している。さらに、排熱回収ボイラの上流に配置された三元触媒の形式の煙道ガス処理装置が、このガスタービンプラントから公知である。
【０００３】
提案されたプラントは、燃焼器入口ガスにおける酸素含有量を減じることによって、１に近い燃料対空気比λでの燃焼を可能にする。しかしながら、ガスタービン燃焼器の制限されたスペースにおける化学量論的条件の近くでの完全な安定した燃焼は、実現するのが困難である。加えて、単独のシャフト上の２つの圧縮機の合致（例えば質量流量および圧力に関して）は、様々な運転条件のために実現することは困難である。
【０００４】
発明の概要
本開示の１つの課題は、ＮＯｘ還元のためにアンモニアを必要とせず、良好な運転柔軟性を有する、ＮＯｘエミッションが少ないコンバインドサイクル発電プラントを提供することである。
【０００５】
本開示の１つの態様は、ガスタービンと、ボイラ入口から第１のボイラ出口までの第１のボイラ煙道ガス経路およびボイラ入口から第２のボイラ出口までの別個の第２のボイラ煙道ガス経路を含む排熱回収ボイラ配列とを備え、助燃部および後続の三元触媒コンバータが第１のボイラ煙道ガス経路に配置されている、コンバインドサイクル発電プラントを提供することである。
【０００６】
ガスタービンは、少なくとも、圧縮機と、少なくとも１つの燃焼器と、少なくとも１つのタービンとを有する。排熱回収ボイラ配列は、タービン出口に接続されたボイラ入口と、煙突に接続された第１の出口および煙道ガス再循環部に接続された第２の出口を備える出口側とを有し、煙道ガス再循環部は、第２の出口をガスタービンの圧縮機入口に接続している。
【０００７】
１つの典型的な実施の形態によれば、触媒コンバータは、三元触媒コンバータである。別の典型的な実施の形態によれば、触媒コンバータは、ＮＯｘ吸収触媒を含む。
【０００８】
典型的な実施の形態によれば、第１のボイラ煙道ガス経路は、ディフューザ入口をＮＯｘ吸収触媒に接続する第１のセクタを有する。運転中、第１のセクタにおける吸収触媒は、ガスタービン煙道ガスからＮＯｘが負荷されている。さらに、第１のボイラ煙道ガス経路は、ディフューザ入口をＮＯｘ吸収触媒に接続する第２のセクタを有する。助燃部は、ディフューザ入口とＮＯｘ吸収触媒との間で第２のセクタに取り付けられている。運転中、ＮＯｘ吸収触媒は、ＮＯｘ吸収触媒の第２のセクタにおいて再生される。
【０００９】
少なくとも２つのセクタを備える１つの可能な配置は、第１のボイラ煙道ガス経路に回転可能に取り付けられた吸収触媒を含む。運転中、吸収触媒の１つのセクションは吸収セクタから再生セクタへ回転し、吸収触媒の再生セクションは再生セクタから吸収セクタへ回転する。これにより、運転中、吸収触媒の周期的な負荷および再生を達成することができる。
【００１０】
連続的な運転のために、１つの実施の形態によれば、吸収触媒は、円筒形のケーシングにおいて回転するように配置された概して円形のディスクを含む再生式回転触媒として構成されている。ケーシングは、第１の入口セクタ入口への接続部と、第２の入口セクタへの接続部とを有し、共通の出口を有する。
【００１１】
サイズおよび燃料消費を減じるために、助燃部を最小限にすることができる。助燃部のサイズおよび燃料消費を減じるために、再生する第２のセクタへの入口領域は吸収セクタの入口領域よりも小さくなっていることができる。典型的な実施の形態において、吸収触媒を負荷するための第１のセクタの入口領域は、吸収触媒を再生するための第２のセクタのための入口領域よりも少なくとも２倍大きい。
【００１２】
別の実施の形態において、ＮＯｘ吸収触媒は静止している。ＮＯｘ吸収触媒の様々なセクションの交互の負荷および再生を可能にするために、煙道ガス経路は少なくとも２つのセクタに分割されており、少なくとも２つの補助セクタ燃焼部がＮＯｘ吸収触媒の上流に取り付けられている。各補助セクタ燃焼部は、後続のＮＯｘ吸収触媒の再生のために各セクタにおける助燃部の独立した作動を可能にするために、独立した燃料供給制御を有する。
【００１３】
発電プラントのさらに別の実施の形態では、排熱回収ボイラ配列は、第１のボイラ煙道ガス経路と、別個の第２のボイラ煙道ガス経路とに入る煙道ガスの間での質量流量の分割を制御するために配置された制御部材を有する。この制御部材または制御エレメントは、例えば、流路のうちの１つに取り付けられたフラップ、可動なバッフルまたは弁であることができる。
【００１４】
１つの典型的な実施の形態によれば、圧縮機インテークは、圧縮機の流路と接続されたセクタに分割されており、新鮮空気用の供給部は圧縮機インテークの第１のセクタを通じており、第１の煙道ガス流用の供給部は、圧縮機インテークの第２のセクタを通じている。典型的な配置では、第１および第２のゾーンは同軸的である。これにより、再循環された煙道ガス用のラインを同軸の入口ゾーンの外側のゾーンに接続することができる。その結果、煙道ガスは、圧縮機インテークの半径方向外側ゾーンに再循環され、ガスタービンの二次空気システムへ供給される。これは、燃焼器の周囲の新鮮空気からのバイパスする酸素を減じまたは回避し、これにより、煙道ガスの酸素含有量を減じることができる。
【００１５】
発電プラントの他に、少なくとも、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを有するガスタービンと、少なくとも、タービン出口に接続されたボイラ入口と、煙突に接続された第１の出口および煙道ガス再循環部に接続された第２の出口を有する出口側とを有し、煙道ガス再循環部は第２の出口をガスタービンの圧縮機入口に接続している、排熱回収ボイラ配列と、を備える発電プラントを運転する方法は、開示の主体である。
【００１６】
このような発電プラントを運転する方法の典型的な実施の形態によれば、煙道ガスを排熱回収ボイラ配列において２つの流れに分割し、第１の流れはボイラ入口から第１のボイラ出口へ流れ、第２の流れはボイラ入口から第２のボイラ出口へ流れる。第２の流れは、第２のボイラ出口からガスタービンの圧縮機入口の流れへ再循環させられる。第１の流れの少なくとも一部における酸素含有量は助燃によって連続的にまたは少なくとも一定期間の間減じられ、第１の流れが第１のボイラ出口から放出される前にＮＯｘは触媒コンバータにおいて第１の流れから除去される。
【００１７】
方法の１つの構成によれば、ＮＯｘは吸収触媒において除去される。
【００１８】
方法の典型的な実施の形態によれば、酸素含有量が減じられた第１の流れの一部は、吸収触媒の第１のセクタの再生のために吸収触媒における第１のセクタへ供給され、残りの第１の流れは、吸収触媒における第２のセクタへ供給される。吸収触媒の第１のセクタおよび第２のセクタの両方において第１の流れからＮＯｘが除去される。ＮＯｘを吸収しながら、第２のセクタにおける吸収触媒は負荷されている。ＮＯｘ吸収触媒の能力および煙道ガスに含有されたＮＯｘエミッションに応じて、吸収触媒の周期的な再生が必要とされる。再生されたセクタは、ＮＯｘ吸収能力、時間、ＮＯｘエミッションおよび流速のうちの少なくとも１つに関して、対応して、例えば時間が経過するとともに周期的に変化させられる。択一的にまたは組み合わせて、触媒のＮＯｘ負荷を測定することができる。
【００１９】
方法の１つの実施の形態によれば、ＮＯｘ吸収触媒は、概して円形のディスクを含む再生式回転触媒として構成されており、吸収触媒の再生されたセクションを、第２のセクタにおいてＮＯｘで負荷するために第１のセクタから移動させるために、回転させられる。回転により、吸収触媒の少なくとも部分的に負荷されたセクションは、同時に、第２のセクタから再生のために第１のセクタへ移動させられる。吸収触媒が完全に負荷される前に吸収触媒が第２のセクタから第１のセクタへ戻されることを保証するために、回転速度を調節することができる。
【００２０】
第１および第２のセクションのサイズは、流れ方向での吸収触媒の厚さ、ＮＯｘエミッションおよび流速に応じて選択される。
【００２１】
択一的な実施の形態によれば、第１のボイラ煙道ガス経路は複数のセクタに分割されており、少なくとも１つの補助セクタ燃焼部が各セクタに配置されている。方法によれば、補助セクタ燃焼を、交互に、ＮＯｘ吸収触媒の対応するセクタを再生させるために作動させ、ＮＯｘ吸収触媒の対応するセクタをＮＯｘで負荷するために停止させる。
【００２２】
別の典型的な実施の形態によれば、助燃を、交互に、吸収触媒の再生のために作動させ、吸収触媒がＮＯｘで充填されている間に助燃のための燃焼消費をできるだけ減じるために停止させる。助燃の作動および停止をセクタごとのセクタ燃焼と組み合わせることができる。
【００２３】
上述のガスタービンは、単独燃焼ガスタービン、または例えば欧州特許第０６２０３６３号明細書または欧州特許出願公開第０７１８４７０号明細書から公知の２段燃焼ガスタービンであってよい。開示された方法は、単独燃焼ガスタービンおよび２段燃焼ガスタービンに適用することができる。
【００２４】
本発明は、本発明の思想および基本的な特徴から逸脱することなくその他の形式で具体化することができることが当業者によって認められるであろう。例えば、ＮＯｘ吸収触媒の再生のために助燃が提案されている。ＮＯｘ吸収触媒の上流の煙道ガス流またはＮＯｘ吸収触媒のセクションにＣＯまたは未燃焼炭化水素を噴射または混合することによって、ＮＯｘ吸収触媒を再生させることもできる。ＮＯｘ吸収触媒を再生させるとき、ＮＯｘ吸収触媒または後続の設備の過熱を回避するために、再生の速度が制御されなければならない。したがって、ＣＯまたは未燃焼炭化水素の噴射の速度の制御を予測することができる。この制御は、例えば、ＮＯｘ吸収触媒またはＮＯｘ吸収触媒の下流の煙道ガス流の温度に関してＣＯまたは未燃焼炭化水素の流れを制御することができる。
【００２５】
発明、その性質およびその利点は、添付の図面を用いて以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるガスタービンの第１の例を示す図である。
【図２】本発明によるガスタービンの第２の例を示す図である。
【図３】セクタを備える助燃部の一例を示している。
【図４】後続の回転するＮＯｘ吸収触媒を備える助燃部の一例を示している。
【００２７】
発明を実施する方法
同じまたは機能的に同一のエレメントには以下では同じ符号が付されている。示された値および寸法的仕様は、例示的な値でしかなく、このような寸法への発明のいかなる制限をも構成するものではない。
【００２８】
図１および図２によれば、例えば発電用の発電プラント配列において適用することができる典型的なガスタービン発電プラント１は、少なくともガスタービン２と、少なくとも排熱回収ボイラ配列３と、少なくとも煙道ガス再循環部４とを有する。それぞれのガスタービン２は、少なくとも１つの圧縮機５と、少なくとも燃焼器６，７と、少なくとも１つのタービン８，９とを有する。ここに示された実施の形態では、ガスタービン２は、２つのタービン８および９、すなわち高圧タービン８と、低圧タービン９とを有する。したがって、２つの燃焼器６および７、すなわち高圧タービン８の上流の高圧燃焼器６と、低圧タービン９の上流の低圧燃焼器７とが設けられている。図１は、典型的なガスタービン発電プラント１の側面図を、図２は平面図を示している。ボイラ３において発生された蒸気は、水−蒸気サイクルにおいてまたはコジェネレーション（図示せず）のために使用することができる。
【００２９】
排熱回収ボイラ配列３は、ボイラ入口側１０と、ボイラ出口側１１とを有する。ボイラ入口側１０は、低圧タービン９のタービン出口１２に流体通流可能に接続されている。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とを有する。第１のボイラ出口１３は、煙突１５と接続されている。第１のボイラ出口１３と、煙突との間には、ＣＯ2回収機器を配置することができる（図示せず）。第２のボイラ出口１４は、煙道ガス再循環部４の入口１６と流体通流可能に接続されている。煙道ガス再循環部４の出口１７は、圧縮機５の圧縮機入口１８に接続されている。したがって、煙道ガス再循環部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。例においては、煙道ガス再冷器１９は煙道ガス再循環部４に配置されている。煙道ガス再冷器１９は、ＤＣＣ（直接接触式冷却器）として設計することができる。これにより、再循環された煙道ガスを冷却し、同時に浄化することができる。
【００３０】
示された実施の形態では、排熱回収ボイラ配列３は、図１および図２において矢印によって示された第１のボイラ煙道ガス経路２０を有する。第１のボイラ煙道ガス経路２０は、ボイラ入口側１０において始まり、第１のボイラ出口１３へ通じている。さらに、排熱回収ボイラ配列３は、やはり矢印によって示された第２のボイラ煙道ガス経路２１を有する。第２のボイラ煙道ガス経路２１もまた、ボイラ入口側１０において始まり、第２のボイラ出口１４へ通じている。両ボイラ煙道ガス経路２０，２１は、分離され、それぞれのボイラ出口１３，１４へ通じている。排熱回収ボイラ配列３内での分離されたボイラ煙道ガス経路２０，２１の実現のために、排熱回収ボイラ配列３内にボイラ隔壁２２を配置することができる。ボイラ隔壁２２は、両ボイラ煙道ガス経路２０，２１を流体通流上分離している。
【００３１】
ここに示された実施の形態では、ボイラ入口側１０の上流にディフューザ２３が配置されている。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。それぞれの場合、ディフューザ２３は、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とを有する。図１の実施の形態では、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および第２のディフューザ出口２６が示されている。対照的に、図２の実施の形態には１つの共通のディフューザ出口２５が示されている。
【００３２】
図２の実施の形態では、共通のディフューザ出口２５は、ボイラ入口側１０に流体通流可能に接続されている。図１の実施の形態では、第１のディフューザ出口２５は第１のボイラ入口２７と流体通流可能に接続されているのに対し、第２のディフューザ出口２６は第２のボイラ入口２８と流体通流可能に接続されている。両ボイラ入口２７，２８はボイラ入口側１０に配置されている。図１の実施の形態によれば、第１のボイラ煙道ガス経路２０は、第１のボイラ入口２７から第１のボイラ出口１３へ通じている。並列にかつ別個に、第２のボイラ煙道ガス経路２１は、第２のボイラ入口２８から第２のボイラ出口１４へ通じている。
【００３３】
図１のディフューザ２３において、矢印によって示された共通のディフューザ主経路２９と、矢印によって示された第１のディフューザ煙道ガス経路３０と、やはり矢印によって示された第２のディフューザ煙道ガス経路３１とが配置されている。共通のディフューザ主経路２９は、ディフューザ分岐点３２において、分離されたディフューザ煙道ガス経路３０，３１に分割されている。ディフューザ煙道ガス経路３０，３１を分離させるために、ディフューザ２３のディフューザハウジング５８にはディフューザ隔壁３３が配置されている。ディフューザ隔壁３３の前縁３４は、ディフューザ分岐点３２を規定している。ディフューザ隔壁３３は、ディフューザ分岐点３２から両ディフューザ出口２５，２６まで両ディフューザ煙道ガス経路３０，３１を分離している。図１の例では、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の前縁３５とボイラ隔壁２２の前縁３６とが接合するように配置されている。隔壁２２，３３を隣接させることにより、第１のディフューザ煙道ガス経路３０は第１のボイラ煙道ガス経路２０へ直接移行しているのに対し、第２のディフューザ煙道ガス経路３１は第２のボイラ煙道ガス経路２１へ移行している。
【００３４】
図１の典型的な実施の形態では、制御部材３７がディフューザ分岐点３２に配置されている。制御部材３７は、矢印３８によって示したように旋回軸３９を中心にして旋回可能である。制御部材３７の助けにより、両ディフューザ煙道ガス経路３０，３１への煙道ガス流の分割を制御することができる。
【００３５】
図２の典型的な実施の形態では、制御部材４５がボイラ分岐点４４に配置されている。制御部材４５は、矢印４６によって示したように旋回軸４７を中心にして旋回可能である。制御部材４５の助けにより、両ボイラ煙道ガス経路２０，２１への煙道ガス流の分割を制御することができる。
【００３６】
第１のボイラ煙道ガス経路２０には、助燃部４９と、触媒ＮＯｘコンバータ５０と、第１の熱交換器配列５２とが設けられている。触媒ＮＯｘコンバータ５０は、助燃部４９の下流に配置されている。ここに示された例では、第１の熱交換器配列５２は、触媒ＮＯｘコンバータ５０の下流に配置されている。しかしながら、助燃部の後の温度および触媒ＮＯｘコンバータ５０の設計に応じて、煙道ガス温度を低下させるために第１の熱交換器配列５２の一部を触媒ＮＯｘコンバータ５０の上流に配置することができ、残りの第１の熱交換器配列５２を触媒ＮＯｘコンバータ５０の下流に配置することができる。
【００３７】
第２のボイラ煙道ガス経路２１には、第２の熱交換器配列４８が設けられている。第１の熱交換器配列５２と、第２の熱交換器配列４８とは、分離された配列であるか、または第１のボイラ煙道ガス経路から第２のボイラ煙道ガス経路２１へ通過する熱交換器エレメントの少なくとも一部と一体化されていてもよい。
【００３８】
図１に示したように、矢印４１によって示したように旋回軸４２を中心にして旋回可能な制御部材４０を、排熱回収ボイラ配列３の下流端部に配置することができる。この制御部材は、再循環される煙道ガスと、煙突１５へ送られる煙道ガスとの間の分割を制御するために、制御部材３７の代わりにまたは制御部材３７と組み合わせて使用することができる。さらに、この制御部材は、煙道ガス再循環を停止させ、第２のボイラ煙道ガス経路２１から煙突１５を通じて排出させるために使用することができる。
【００３９】
第１のボイラ煙道ガス経路２０における煙道ガスの酸素濃度を、助燃部４９の助けにより全横断面にわたって制御することができるならば、三元触媒コンバータ５０を使用することができる。酸素濃度の測定のために、少なくともλセンサを使用することができる。助燃部４９への燃料の流れを制御するために、測定された酸素濃度を使用することができる。
【００４０】
図２に概略的に示したように、再循環された煙道ガスと新鮮空気６１とを圧縮機入口１８の上流で混合することができる。
【００４１】
発電プラント１の別の典型的な実施の形態では、圧縮機インテークは、図１に示したように２つのセクタに分割されている。示された例では、圧縮機インテーク６６は、インテークバッフルプレート６７によって、新鮮空気６１用の外側の新鮮空気インテークセクタ６４と、再循環された煙道ガス６９用の煙道ガスインテークセクタ６５とに分割されている。圧縮機インテーク６６のこの分割は、圧縮機５への再循環された煙道ガスおよび新鮮空気６１のほぼ同軸の流入につながる。煙道ガス再循環が減じられた状態または煙道ガス再循環がない状態で運転するために、新鮮空気制御エレメント６８により、煙道ガスインテークセクタ６５への新鮮空気の供給がなされる。
【００４２】
助燃部４９の燃焼消費をできるだけ減じるために、補助セクタ燃焼部５３，５４，５５，５６とのＮＯｘ吸収触媒５０の組合せが提案される。図３は、図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩの１つの典型的な態様を示している。断面は、４つのセクションＩ〜ＩＶに分割されている。各セクタに補助セクタ燃焼部５３，５４，５５，５６が配置されている。各補助セクタ燃焼部５３，５４，５５，５６をセクタ制御弁５７によって個々に制御することができる。これにより、作動させられたセクタ燃焼部５３，５４，５５，５６を通過する煙道ガスが１に近いλを有することを保証するように、セクタ燃焼部５３，５４，５５，５６を個々に作動させることができ、燃料流が化学量論的燃料比に制御される。通常、作動させられたセクタへの燃料流は、ＮＯｘ吸収触媒５０の再生のためにλを０．９７〜１．０３の範囲に維持するように制御される。残りの補助セクタ燃焼部５３〜５６を停止させることができ、ＮＯｘ吸収触媒５０は負荷されている。
【００４３】
ＮＯｘ吸収触媒５０のセクタごとの負荷および再生を行う別の典型的な実施の形態が図４に示されている。この例では、第１のボイラ煙道ガス経路２０は、ＮＯｘ吸収触媒５０の領域において円筒の形状を有する。ＮＯｘ吸収触媒５０は、円板の形状を有し、回転軸５９を中心に回転可能に取り付けられている。助燃部４９は、ＮＯｘ吸収触媒５０の上流における円の第１のセクタＩに配置されている。運転中、第１のボイラ煙道ガス経路２０における煙道ガスの一部は、助燃部４９を通過する。助燃部４９は、作動させられたセクタ燃焼部を通過する煙道ガスが１に近いλを有することを保証するように化学量論的燃料比に制御され、通常、λは、ＮＯｘ吸収触媒５０の再生のために０．９７〜１．０３の範囲にある。ＮＯｘ吸収触媒５０の残りの第２のセクタＩＩは、ＮＯｘで負荷されている。
【００４４】
助燃部４９のセクタを、隔壁６０によって残りの煙道ガスから分離させることができる。
【００４５】
本発明は、本発明の思想および基本的な特徴から逸脱することなくその他の特定の形式で具体化することができることが当業者によって認められるであろう。したがって、ここに開示された実施の形態は、全ての側面において、例示的であり、制限されるものでないと考えられる。
【符号の説明】
【００４６】
１  発電プラント
２  ガスタービン
３  排熱回収ボイラ配列
４  煙道ガス再循環部
５  圧縮機
６  高圧燃焼器
７  低圧燃焼器
８  高圧タービン
９  低圧タービン
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  煙道ガス再循環冷却器
２０  第１のボイラ煙道ガス経路
２１  第２のボイラ煙道ガス経路
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  ディフューザ主経路
３０  第１のディフューザ煙道ガス経路
３１  第２のディフューザ煙道ガス経路
３２  ディフューザ分岐点
３３  ディフューザ隔壁
３４  ３３の前縁
３５  ３３の後縁
３６  ２２の前縁
３７  制御部材
３８  ３７の移動方向
３９  ３７の旋回軸
４０  制御部材
４１  ４０の移動方向
４２  ４０の旋回軸
４３  ボイラ主経路
４４  ボイラ分岐点
４５  制御部材
４６  ４５の移動方向
４７  ４５の旋回軸
４８  第２の熱交換器配列
４９  助燃部
５０  触媒ＮＯｘコンバータ（３元触媒、ＮＯｘ吸収触媒）
５１  排熱回収ボイラ
５２  第１の熱交換器配列
５３  （セクタＩにおける）補助セクタ燃焼部
５４  （セクタＩＩにおける）補助セクタ燃焼部
５５  （セクタＩＩＩにおける）補助セクタ燃焼部
５６  （セクタＩＶにおける）補助セクタ燃焼部
５７  セクタ制御弁
５８  ディフューザハウジング
６０  隔壁
６１  新鮮空気
６２  バーナ
６３  作動したバーナ
６４  新鮮空気インテークセクタ
６５  煙道ガスインテークセクタ
６６  圧縮機インテーク
６７  インテークバッフルプレート
６８  新鮮空気制御エレメント
６９  再循環された煙道ガス
７０  発電機
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ  第１のボイラ煙道ガス経路２０のセクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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