(57)【要約】本発明は、コンプレッサ１０、燃焼室１２、及びタービンエキスパンダ１４を有したタービン装置に関する。このタービン装置はまた、熱交換及び蒸気発生のための第一のユニット２０を備える。第一のユニットはタービンエキスパンダ１４からのガスを受け取る。第一のユニット２０は、互いに少なくとも一部か分離した第一及び第二のガスフローパスを備える。第一のガスフローパスを加熱するために補助燃焼ユニット３２が設けられている。第一のユニット２０に支援されて発生した蒸気によっと駆動される蒸気タービンを備えた蒸気タービン回路をさらに含んでいる。加湿装置（３４）が設けられ、コンプレッサからのガスに液体を付加し、かつ第一の導管部材５１が加湿装置３４からのガスを燃焼室１２に導く。第一のガス導管部材５１が、湿潤ガスの加熱が第一のユニット２０で実行されるように配設されている。本発明はガスタービン装置の操作方法にも関する。
2004515699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
コンプレッサ（１０）、該コンプレッサ（１０）からの圧縮ガスを受け入れる燃焼室（１２）、及び該燃焼室（１２）からのガスを受け入れるタービンエキスパンダ（１４）を備えるガスタービンユニットと、
熱交換及び蒸気発生のための第一のユニット（２０）であって、前記タービンエキスパンダ（１４）からのガスを受け入れる上流側第一端部（２２）、及び該第一のユニット（２０）を通過したガスを排出する下流側第二端部（２４）を有し、互いに少なくとも部分的に分離した第一及び第二のガスフローパスを備えた第一のユニット（２０）と、
前記第一のユニット（２０）の支援により発生した蒸気により駆動されるよう構成された蒸気タービン（３０）を備えた蒸気タービン回路と、
前記第一のガスフローパス内のガスを加熱すべく構成された補助燃焼ユニット（３２）と、を備えて成るタービン装置であって、
前記コンプレッサ（１０）からのガスに液体を加えるべく配設された加湿装置（３４）と、
前記加湿装置（３４）からの湿潤ガスを前記燃焼室（１２）に導くよう配設された第一の導管部材（５１）であって、前記第一のユニット（２０）によって該第一の導管部材自身が、すなわち前記湿潤ガスが、加熱されるよう構成された第一の導管部材（５１）と、
を備えることを特徴とするタービン装置。
【請求項２】
請求項１記載のタービン装置において、前記加湿装置（３４）内のガスに加えられた液体を導くための第二の導管部材（５２）を備え、該第二の導管部材（５２）が、該第二の導管部材の内部の液体を加熱するために前記第一のユニット（２０）内を通過するように構成されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項３】
請求項２記載のタービン装置において、前記加湿装置（３４）内のガスに加えられた前記液体を導きかつ自身の内部の液体を加熱するためのさらなる導管部材（９０）を備え、該導管部材（９０）は、前記第一のユニット（２０）における、前記第二の導管部材（５２）が引き込まれている位置よりも下流に位置した位置を通過することを特徴とするタービン装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載のタービン装置において、前記蒸気タービン回路は、前記第一のユニット（２０）に引き込まれた第三の導管部材（５３）を備えたボイラーユニット（４２）と、第四の導管部材（５４）を有した過熱器ユニット（５４）と、を備え、前記ボイラーユニット（４２）からの蒸気が前記第一のユニット（２０）を介して導かれ、かつ前記補助燃焼ユニット（３２）が前記第一のユニットにおける前記第四の導管部材（５４）の上流に位置していることを特徴とするタービン装置。
【請求項５】
請求項４記載のタービン装置において、前記蒸気タービン回路が、前記ボイラーユニットに導かれる給水を加熱するたの予熱ユニット（６０）を備え、該予熱ユニット（６０）は、前記蒸気タービン（３０）からのスチームの支援により前記給水を加熱するよう構成されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項６】
請求項５記載のタービン装置において、前記蒸気タービン回路が第五の導管部材（５５）を備え、該第五の導管部材は、前記蒸気タービン（３０）からの凝縮水を該凝縮水が前記予熱ユニット（６０）に導かれるより前に加熱するために、前記第一のユニット（２０）内を通過するよう構成されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載のタービンユニットにおいて、前記蒸気タービン回路が第六の導管部材を備えており、該第六の導管部材は、前記予熱ユニット（６０）からの水を該水が前記ボイラーユニット（４２）に導かれるより前に加熱するために、前記第一のユニット（２０）内を通過するよう構成されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載のタービン装置において、前記第一の導管部材（５１）が、前記第一のユニット（２０）内の前記補助燃焼ユニット（３２）の上流に配置されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項９】
請求項４記載のタービン装置において、前記第一の導管部材（５１）が、前記第一のユニット（２０）内の前記第三の導管部材（５３）の上流に配置された第二の導管部（７０）を備えていることを特徴とするタービン装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載のタービン装置において、冷却ユニット（３８）を備え、該冷却ユニットにより、前記コンプレッサ（１０）からのガスが、前記加湿装置（３４）に至る前に冷却されることを特徴とするタービン装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のタービン装置において、前記冷却ユニット（３８）は、前記加湿装置（３４）に供給される液体の支援によって冷却するよう構成されていることを特徴とするタービン装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れか一項に記載のタービン装置において、前記タービンエキスパンダ（１４）を冷却するために前記加湿装置（３４）から湿潤ガスを前記タービンエキスパンダ（１４）に導く第七の導管部材（５７）を備えていることを特徴とするタービン装置。
【請求項１３】
少なくとも、
コンプレッサ（１０）、燃焼室（１２）、及びタービンエキスパンダ（１４）を備えたガスタービンユニットと、
熱交換及び蒸気発生のための第一のユニット（２０）であって、上流側第一端部（２２）及び下流側第二端部（２４）を備え、かつ互いに少なくとも一部が分離した第一及び第二のガスフローパスを備えた第一のユニット（２０）と、
蒸気タービン（３０）を備えた蒸気タービン回路と、
前記第一のガスフローパス内のガスを加熱するよう構成された補助燃焼ユニット（３２）と、
を備えて成るタービン装置の操作方法であって、
前記コンプレッサ（１０）からのガスを前記燃焼室（１２）に導く工程と、
前記燃焼室（１２）からのガスを前記タービンエキスパンダ（１４）に導く工程と、
燃焼ガスが第一のユニット（２０）を通過しかつ少なくとも一部が前記第二端部（２４）を介して第一のユニット（２０）から排出され、前記蒸気タービン（３０）が前記第一のユニット（２０）の支援により発生された蒸気により駆動され、かつ前記補助燃焼ユニット（３２）によって前記第一のガスフローパス内のガスが加熱されるように、前記タービンエキスパンダ（１４）からのガスを前記第一のユニット（２０）の前記上流側第一端部（２２）に導く工程と、を備え、
加湿装置（３４）を設け、該加湿装置により、前記コンプレッサ（１０）から前記加湿装置（３４）に導かれるガスに液体を加え、かつ
前記加湿装置（３４）からの湿潤ガスを前記第一のユニット（２０）を介して前記燃焼室（１２）に導き、湿潤ガスを前記第一のユニット（２０）内で加熱する、
ことを特徴とするタービン装置の操作方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、前記加湿装置（３４）内のガスに加えられる液体が前記第一のユニット（２０）の支援を受けて最初に加熱されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の方法において、前記タービン回路内には、前記第一のユニット（２０）内を通過する第三の導管部材（５３）を有したボイラーユニット（４２）と、前記ボイラーユニット（４２）からの蒸気が前記第一のユニット（２０）を介して導かれる第四の導管部材（５４）を有した過熱器ユニット（５４）とが設けられ、前記補助燃焼ユニット（３２）が、前記第一のユニット（２０）における前記第四の導管部材（５４）の上流に配されていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記蒸気タービン回路内に予熱ユニット（６０）が設けられ、該予熱ユニット（６０）の支援のもと、前記ボイラーユニットに導かれる給水が前記蒸気タービン（３０）から上記の支援により予熱されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記蒸気タービン（３０）からの凝縮水が、前記第一のユニット２０の支援により、該水が前記予熱ユニット（６０）に導かれる前に加熱されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３ないし１７の何れか一項に記載の方法において、加熱のために前記加湿装置（３４）からの湿潤ガスは、前記第一のユニット（２０）における前記補助燃焼装置（３２）よりも上流の位置を介して導かれることを特徴する方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の方法において、加熱のために前記加湿装置（３４）からの前記湿潤ガスは、前記第一のユニット（２０）における前記第三の導管部材（５３）よりも下流の位置を介して導かれることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも、
コンプレッサ、該コンプレッサからの圧縮ガスを受け入れる燃焼室、及び該燃焼室からのガスを受け入れるタービンエキスパンダを備えたガスタービン装置と、
熱交換及び蒸気発生のための第一のユニットであって、前記ガスタービンエキスパンダからのガスのを受け入れる上流側第一端部、及び該第一のユニットを通過したガスが出る下流側第二端部を備え、さらに、少なくとも部分的に互いに分離した第一及び第二のガスフローバスを備える、第一のユニットと、
前記第一のユニットの補助によって発生された蒸気により駆動されるよう構成された蒸気タービンを備える蒸気タービン回路と、
前記第一のガスフローパス内のガスを加熱するよう構成された補助燃焼ユニットと、
を備えて成るタービン装置 （ｔｕｒｂｉｎｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ） に関する。
【０００２】
本発明はまた、タービン装置の操作方法に関するものでもある。
【０００３】
【従来の技術】
上記の如きタービン装置は、かくしてガスタービンユニット及び蒸気タービンの双方を有する。このようなタービン装置はしばしば「複合サイクル」（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｙｃｌｅ： ＣＣ） と呼ばれる。上述の第一のユニットは二つのガスフローパスを有するため、しばしば「分流ボイラ」（ｓｐｌｉｔ ｓｔｒｅａｍ ｂｏｉｌｅｒ： ＳＳＢ） と呼ばれる。
【０００４】
装置の高い効率を実現するために異なる種類のＣＣタービン装置が提案・示唆されてきた。蒸気サイクルにおいて高効率を達成するために、ガスタービンユニットからのガス、すなわち蒸気サイクルにおける蒸気を加熱するのに用いられるガス、の温度は可能な限り高くすべきである。これは、ガスタービンエキスパンダにガスを供給する燃焼室内を高い燃焼温度とすることで実現は可能である。しかしながら、このような高い燃焼温度は不都合を招くことがある。例えば、好ましくない酸化窒素が増加形成され、そのためガスタービンエキスパンダの追加冷却が必要であり、これによりメンテナンスコストが上昇し、あるいは有効寿命が短縮するといったことである。
【０００５】
ガスタービンエキスパンダからのガスの温度を上昇させる公知の方法は、蒸気サイクル内の蒸気を加熱するために使用されるガスを加熱するために、ガスタービンエキスパンダの後段に補助燃焼ユニットを配置することである。また、そのような補助燃焼ユニットをガスフローパスの一部のみに配置すること、すなわちＳＳＢを用いることも公知である。米国特許第５６２８１８３号明細書には、上記第一段落に述べた如き別の種類のタービン装置が開示されている。この文献には、ＣＣタービン装置にＳＳＢを用いることによってどのように効率改善がなされるかが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＣＣタービン装置の効率をさらに高めることである。別の目的は、前述の目的をあまり複雑でない手段により達成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は先の第一段落で説明した如きタービン装置によって達成される。この装置は、前記コンプレッサからのガスに液体を加える給湿装置、及び前記給湿装置から前記燃焼室に湿潤ガスを導く第一の導管部材によって特徴づけられる。第一の導管部材は、該第一の導管部材の加熱、つまり湿潤ガスの加熱が、前記第一のユニットによってなされるように構成されている。
【０００８】
圧縮ガスの少なくとも一部に液体を加えること、及び湿潤ガスを加熱して該湿潤ガスを燃焼室に導くことによって、ＳＳＢを備えたＣＣのような装置の効率をより高めることができる。
【０００９】
このガスタービンユニットのコンプレッサに案内されるガスは好ましくは空気からなるものであり、かつ、前記給湿装置内で好ましくは水が加えられることに留意されたい。ただし、その他のガス又は水混合物を用いることも可能である。
【００１０】
また、ガスタービンユニットの燃焼室に水蒸気を導くこと自体は公知の技術である。しかし本発明では、前記ＳＳＢは湿潤ガスを加熱するために用いる。同時に、補助燃焼ユニットが蒸気サイクルの温度を上げるために用いられる。このことは、蒸気サイクルの効率が高まることを意味するものである。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態は請求項２に明確である。この実施形態は、ＳＳＢを、圧縮空気に加えられる水を加熱するのに用いることができるという利点を有する。ここでは、ＳＳＢの低温部が好ましく用いられる。この低温部に存在するエネルギーが有利な方法で使用される。
【００１２】
本発明の好ましい別の実施形態は請求項３に明確である。この実施形態では水は二段階に加熱される。これにより回路の効率が向上し、空気は湿潤状態となりかつ燃焼室に導かれる。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態は請求項４に明らかにしている。過熱器の上流側に配置した補助燃焼ユニットを備えたこの構成により過熱器が高温となり、これが蒸気サイクルの高効率化につながる。
【００１４】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項５に明らかにしている。給水を蒸気タービンから廃棄された蒸気によって予熱すること自体は周知である。しかしながら、その技術を本発明に従ったガスタービン装置に用いると特に高い効率が得れる。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項６に明らかにしている。この実施形態では、第一のユニットでは低い温度範囲が好ましく用いられる。この低い温度範囲でのエネルギーはここで効率的な方法で用いられる。
【００１６】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項７に明らかにしている。第六の導管部材がいわゆるエコノマイザを構成している。これによって給水はボイラーユニットに至るよりさらに前に加熱される。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項８に明らかにしている。第一の導管部分は第一のユニットの高温部に配設されている。これにより、燃焼室に戻される湿潤空気が過熱される。これによって燃焼室の効率的使用がなされる。さらに、この導管部は、タービンエキスパンダからガスの温度が、上記補助燃焼ユニットに至る前に幾分下がることを意味している。これによって、蒸気を蒸気タービンに導く導管部材内に最適な高温が得られるように、補助燃焼ユニットを介してより多くのエネルギーが供給される。
【００１８】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項９に明らかにしている。この実施形態では、ボイラーユニットの下流側に位置する第一のユニット内のガスのエネルギーが効率的な方法で利用される。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施形態は請求項１０に明らかにしている。これにより、加湿装置に導かれる前に最適な空気温度が得られる。
【００２０】
本発明のさらに好ましい実施形態は請求項１１に明らかにしている。空気の冷却は前記液体の加熱につながる。このことは、この液体（好ましくは水）が、加湿装置に供給される前に適切な温度とされることを意味する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい実施形態は請求項１２に明らかにしている。この実施形態では、加湿装置の補助によって形成されるガス／蒸気もまたタービンエキスパンダの冷却用に用いられる。このましい実施形態によれば、給水は気相状態にある。水が気相にあるため、タービンエキスパンダにおいてより優れた冷却がなされる。
【００２２】
本発明の目的はまた、少なくとも、
コンプレッサ、燃焼室、及びタービンエキスパンダを備えたガスタービンユニットと、
熱交換及び蒸気発生のための第一のユニットであって、上流側第一端部及び下流側第二端部を備え、少なくとも部分的に互いに分離された第一及び第二のガスフローパスを有する第一のユニットと、
蒸気タービンを備えた蒸気タービン回路と、
前記第一のガスフローパスを加熱するために配置された補助燃焼室と、
を備えるタービン装置の操作方法により達成され、該方法は、
前記コンプレッサからのガスを前記燃焼室に導く工程と、
前記燃焼室からの燃焼ガスを前記タービンエキスパンダに導く工程と、
前記タービンエキスパンダからのガスを前記第一のユニットの前記上流側端部に導く工程であって、その際に、燃焼ガスが前記第一のユニットを介して導かれかつ少なくとも一部が第二の端部を介して該第一のユニットを出、前記第一のユニットの補助によって発生された蒸気によって前記蒸気タービンが駆動され、かつ前記第一のガスフローパス内のガスが前記補助燃焼ユニットによって加熱される工程と、を備えるものであって、
前記コンプレッサから導かれたガスに液体を加える加湿装置が配設及び使用され、かつ、前記加湿装置からの湿潤ガスが前記第一のユニットを介して前記燃焼室に導かれ、該湿潤ガスが前記第一のユニット内で加熱されることを特徴とする。
【００２３】
本方法によれば、上記のタービン装置について説明した上記利点が得られる。本発明による方法を実施する上での具体的方法は請求項１４ないし１９に記載してある。これらの方法では、上述したタービン装置に関する異なった各実施形態に対応した優位点が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態によるタービン装置を概略的に示したものである。このタービン装置は、コンプレッサ１０、燃焼室１２、及びタービンエキスパンダ１４を備えたタービンユニットを有している。コンプレッサ１０には、入口から燃焼媒質、好ましくは空気、が供給される。圧縮空気は前記燃焼室１２に送られて燃焼される。燃焼室には燃料を供給するための入口（図示せず）も備えている。燃焼室１２からの燃焼ガスがタービンエキスパンダ１４を駆動する。コンプレッサ１０及びタービンエキスパンダ１４は共軸を備えた構造となっている。ガスタービンユニットは、例えば電力を発生する発電器１８を駆動する。タービンエキスパンダ１４から燃焼ガスは、熱交換及び蒸気発生のための第一のユニット２０に導かれる。該第一のユニット２０は、タービンエキスパンダ１４からのガスを受け入れる上流側第一端部２２を備える。該第一のユニット２０はまた、下流側第二端部２４を備える。この下流側第二端部２４から、該第一のユニット２０を通過したガスが、例えば煙突２６から排出される。第一のユニット２０は、第一のガスフローパス（図における上方）及び第二のガスフローパス（図における下方）を備える。これら第一及び第二のガスフローバスは、少なくとも部分的に互いに分離したものとなっている。この分離については壁２８によって象徴的に示してある。このような第一のユニット２０はＳＳＢと称することができる。このようなＳＳＢの例は例えば米国特許第５６２８１８３号明細書に開示されている。この文献には、このようなＳＳＢの利点についても説明されている。
【００２５】
前記タービン装置は蒸気タービン３０を有した蒸気タービン回路を備える。蒸気タービン３０は前記第一のユニット２０により発生された蒸気により駆動される。このタービン装置は、前記第一のガスフローパス内のガスを加熱する補助燃焼ユニット３２を備えている。
【００２６】
前記ガスタービン回路では、前記コンプレッサ１０からの圧縮空気の一部は加湿装置３４に導かれる。該加湿装置３４では、コンプレッサ１０からの空気に水が加えられる。加湿装置３４に導かれたコンプレッサ１０からのガスは、冷却器３８の補助を受けて冷却される。この冷却は上記の給水の補助を受けて適切になされる。水は、入口４０を介して加湿装置３４に供給される前に加熱される。前記加湿装置３４から湿潤空気を前記燃焼室１２に導くために、第一の導管部材５１が配設されている。該第一の導管部材５１は、前記湿潤空気が前記燃焼室１２に導かれるより前に加熱されるように、前記第一のユニット２０を通過する。第二の導管部材５２として示してある循環回路は第一のユニット２０の低温を利用する。収集された熱は前記加湿装置３４内の圧縮空気に再利用される。これは、加湿装置３４からの水が第一のユニット２０を介して前記第二の導管部材５２に導かれることによってなされる。水は、加湿装置３４に導き戻される前に加熱される。
【００２７】
前記蒸気タービン回路は、第三の導管部材５３を備えたボイラーユニット４２を備える。第三の導管部材５３は水を沸騰させるために前記第一のユニット２０に引き込まれている。ボイラーユニット４２からは水が過熱器ユニット５４を介して前記蒸気タービン３０に導かれる。過熱器ユニットは、例えば第一の過熱器５４ａ及び第二の過熱器５４ｂから構成される。前記補助燃焼室ユニット３２は過熱器ユニット５４の上流側に配置されている。このように、過熱器ユニット５４内の蒸気は、蒸気タービン３０にとって最適な温度にまで加熱することが可能である。蒸気タービン３０は電力を発生するための発電器４４を駆動する。蒸気タービン３０からの蒸気は凝縮器４６にて凝縮される。凝縮器４６からの水はポンプ４８を通過する。この水は、第一のユニット２０の下流側部に引き込まれている第五の導管部材５５内で加熱される。この水は、予熱ユニット６０を通って第六の導管部材５６に導かれる。第六の導管部材５６は、水をさらに加熱するために第一のユニット２０を通過する。第六の導管部材５６からの水はボイラーユニット４２に導かれる。
【００２８】
蒸気タービン３０の異なる部分からの蒸気は、導管６２，６４，６６を介して前記予熱ユニット６０に導かれる。供給された蒸気は、前記第五の導管部材５５を介して予熱ユニット６０に至る水を加熱するのに用いられる。導管６２，６４，６６を介して予熱ユニット６０に供給された蒸気が、第五の導管部材５５からの水を都合よく加えられる。
【００２９】
前記加湿装置３４からの水蒸気と混合され空気を導く前記第一の導管部材５１は、前記補助燃焼ユニット３２の上流側に位置した第一の導管部６８と、前記第二の導管部材５３の下流（すなわちボイラーユニット４２の下流）側に位置した第二の導管部７０とを備えたものとすることができる。
【００３０】
このタービン装置は、破線にて示したように、第七の導管部材５７を備えていてもよい。第七の導管部材５７は、加湿装置３４からの水蒸気と混合された空気を、タービンエキスパンダ１４を冷却するために該タービンエキスパンダに導くためのものである。
【００３１】
ガスタービンユニットと、熱交換及び蒸気発生のための第一のユニット２０と、蒸気タービン回路と、第一のユニット２０内の第一のダスフローパスを加熱するための補助燃焼室３２と、を備えたタービン装置を操作する方法も上記より明らかである。本方法によれば、前記コンプレッサ１０からガスが燃焼室１２に導かれる。燃焼室１２からの燃焼ガスはタービンエキスパンダ１４に導かれる。タービンエキスパンダ１４からの燃焼ガスは、第一のユニット２０の上流側端部２２に導かれる。燃焼ガスは第二の端部２４を介して第一のユニット２０を出る。蒸気タービン３０は、第一のユニット２０の支援を受けて発生した蒸気により駆動される。補助燃焼ユニット３２が該第一のガスフローパスにおけるガスを加熱する。加湿装置３４が配設されており、コンプレッサ１０からのガスに液体を加えるのに用いられる。該加湿装置３４からの湿潤ガスは、前記第一のユニット２０を介して燃焼室１２に導かれる。第一のユニットでは湿潤ガスが加熱される。
【００３２】
本方法を実施するためのさらなる有利な手法は請求項１５〜１９及び上記から明らかである。
【００３３】
図２は、本発明によるタービン装置の温度ＴをエントロピーＳの関係で概略的に示したグラフである。閉ループ７０が蒸気タービン回路を表している。符号７１にて示すものは、蒸気タービン３０の膨張行程である。７２は蒸気タービン３０からの蒸気の凝縮を表している。７３は、前記第五の導管部材５５、前記予熱ユニット６０、及び前記第六の導管部材５６の支援による加熱を示している。第五の導管部材５５及び第六の導管部材５６はエコノマイザーと呼ばれるものであることに気づくであろう。７４は、第三の導管部材５３の支援によるボイラーユニット４２における沸騰工程を示すものである。７５は、前記過熱ヒーターユニット５４における過熱である。ここで破線７５ｂは、補助燃焼ユニット３２の支援によりなされるさらなる加熱を示している。この補助燃焼ユニット３２の助けによって蒸気は最適な高い温度にまで過熱され、これにより蒸気サイクルの高効率化が実現される。
【００３４】
ライン８０は、第一のユニット２０を通過する、タービンエキスパンダ１４からの排気を示している。従って、ライン８０よりも上方の部分は第一のユニット２０の前記第一端における排気ということになる。
【００３５】
曲線９０は加湿装置３４から燃焼室１２への湿潤空気である。９０ａは、前記第一の導管部材５１の前記第二の導管部７０の支援による加熱を示している。９０ｂは前記曲線９０の一部を示しており、この部分では、前記補助燃焼ユニット３２の上流に配設された前記第一の導管部６８の支援による加熱が生じている。
【００３６】
前記ライン８０のうち、ストローク８１と８２との間に位置した部分は、タービンエキスパンダ１４からの排熱を示している。この排熱は、前記第一の導管部６８における加熱のために使用されるもので、すなわち前記ストローク８３と８４との間における曲線部９０ｂにおいて前記湿潤空気に供給される熱である。通常、第一の導管部６８の加熱に消費された熱は蒸気タービン３０への蒸気の温度を低下させるものである。しかし、上記構成ではそのようなことが生じない。前記補助燃焼ユニット３２が過熱ユニット５４にさらなる熱を供給するからである。
【００３７】
図３は、本発明の他の実施形態を示す該略図である。図１に示した実施形態に対応する構成要素には同一符号を付してある。よってそれら同様の構成部材については詳述はしない。図３は、さらなる導管部材９０を示している。この導管部材９０では、加湿装置３４からの水が、上述の第二の導管部材５２に供給される前に、加熱のため、第一のユニット２０を介して導かれる。この給水はまた供給導管３６によっても示されている。本実施形態では、この供給導管３６が前記導管部材９０に導かれている。この場合加湿装置３４は、上部及び下部を有したものとして示してある。従って水は、上部出口９２及び下部出口９４の双方からドレン排出される。またこの水は、入口９６を介して加湿装置３４の下部に還流される。図３に示す実施形態によれば、タービン装置における低部蒸気回路の効率が改善される。すなわち、コンプレッサ１０からの空気に水が付加され、その後、加熱された空気／蒸気が燃焼室１２に還流される蒸気回路である。
【００３８】
好ましくは、前記第二の過熱器５４ｂは前記第一のガスフローパスにおいてのみ熱を収集することに留意すべきである。前記第一の過熱器５４ａ、及び他の導管部材／導管部６８，５３，５６，７０，５２，５５，９０は、好ましくは、ガスフローパスのうち一つののみの熱を収集するのではなく、第一のユニット全体の熱を収集するよう配設されている。
【００３９】
本発明によって蒸気タービン回路は高効率のものとなり、同時にタービン装置も全体として高効率のものとなる。
【００４０】
さらなる熱交換器、ポンプ、あるいはその他当業者にとって周知の装置を前記タービン装置と関連させて用いることが出来ることに留意すべきである。本発明の優位点は、蒸気タービン装置が、コンプレッサ１０からの空気に水が付加される低部蒸気回路から分離されることである。しかしながら、本発明は、これらの回路間で水又は蒸気の交換が生じる可能性を含むものである。
【００４１】
本発明は上記実施形態のものに限定されるものでなく、添付の特許請求の範囲の技術的範囲内での改善及び変更をしてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置実施形態を示す該略図である。
【図２】エントロピーとして示す温度のグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概略ずである。
【符号の説明】
１０  コンプレッサ
１２  燃焼室
１４  タービンエキスパンダ
２０  第一のユニット
２２  上流側第一端部
２４  下流側第二端部
３０  蒸気タービン
３２  補助燃焼ユニット
３４  加湿装置
３８  冷却ユニット
４２  ボイラーユニット
５１  第一の導管部材
５２  第二の導管部材
５３  第三の導管部材
５４  第四の導管部材
６０  予熱ユニット
９０  導管部材
【国際公開パンフレット】
2004515699.tif 000003
2004515699.tif 000004
2004515699.tif 000005
2004515699.tif 000006
2004515699.tif 000007
2004515699.tif 000008
2004515699.tif 000009
2004515699.tif 000010
2004515699.tif 000011
2004515699.tif 000012
2004515699.tif 000013
2004515699.tif 000014
2004515699.tif 000015
2004515699.tif 000016
2004515699.tif 000017
2004515699.tif 000018
2004515699.tif 000019
2004515699.tif 000020
2004515699.tif 000021
2004515699.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515699.tif 000023
2004515699.tif 000024
2004515699.tif 000025
2004515699.tif 000026
2004515699.tif 000027
2004515699.tif 000028
2004515699.tif 000029
2004515699.tif 000030
2004515699.tif 000031
2004515699.tif 000032
2004515699.tif 000033
2004515699.tif 000034
2004515699.tif 000035
2004515699.tif 000036
2004515699.tif 000037
2004515699.tif 000038
2004515699.tif 000039
2004515699.tif 000040
2004515699.tif 000041
2004515699.tif 000042
2004515699.tif 000043
2004515699.tif 000044
2004515699.tif 000045
【国際調査報告】
2004515699.tif 000046
2004515699.tif 000047