(57)【要約】  本開示は、ガスタービン（２６）と、蒸気（３５）を生成するためにガスタービン（２６）から排出ガス（３３）を受け取る排熱回収ボイラ（３４）と、排熱回収ボイラ（３４）から蒸気（３５）を受け取って膨張させ、膨張蒸気（３６）を生成する蒸気タービン（３２）と、蒸気タービン（３２）から膨張蒸気（３６）を受け取る空冷復水器（５０）と、排熱回収ボイラ（３４）から温度の低下した排出ガス（３８）を受け取る吸収冷却系（４０）と、を備えるコンバインドサイクル発電プラント（１０）を提供する。吸収冷却系（４０）は、空冷復水器（５０）に接続されており、空冷復水器（５０）に入る空気（５５）から選択的に熱を抽出する。
2018500489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービンと、
蒸気を生成するために前記ガスタービンから排出ガスを受け取る排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラから前記蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから前記膨張蒸気を受け取る空冷復水器と、
前記排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取る吸収冷却系であって、前記空冷復水器に接続され、該空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出する、吸収冷却系と、
を備えるコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２】
前記吸収冷却系は、前記空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置された蒸発器を備える、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項３】
前記吸収冷却系は、前記排熱回収ボイラから前記温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機を備える、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項４】
前記排熱回収ボイラは、蒸気を生成するために、前記空冷復水器から凝縮液を受け取る、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項５】
ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶ
であり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤは前記コンバインドサイクル発電プラントの最高負荷条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは前記吸収冷却系の冷却容量である、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項６】
コンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービンと、
給水から蒸気を生成するために前記ガスタービンから排出ガスを受け取る排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラから前記蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから前記膨張蒸気を受け取って凝縮液を生成する空冷復水器と、
前記排熱回収ボイラと前記空冷復水器とに接続された吸収冷却系と、
を備え、
前記吸収冷却系は、
前記排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機と、
前記空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置され、前記空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出し、前記空冷復水器に入る空気の予冷却を行う蒸発器と、
を備える、コンバインドサイクル発電プラント。
【請求項７】
前記空冷復水器によって生成される凝縮液により、前記排熱回収ボイラが蒸気を生成するための前記給水が得られる、請求項６に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項８】
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法であって、
ガスタービンで電力を生成するステップと、
蒸気及び温度の低下した排出ガスを生成するために、前記ガスタービンからの排出ガスを排熱回収ボイラへ輸送するステップと、
前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービン内で膨張させて電力を生成するステップと、
前記蒸気タービンからの膨張蒸気を空冷復水器内で凝縮して凝縮液を生成するステップと、
前記排熱回収ボイラを出た、前記温度の低下した排出ガスによって、吸収冷却サイクルの発電機を駆動して、冷却流体を生成するステップと、
前記空冷復水器の空気流入口を横断するように配置された前記吸収冷却サイクルの蒸発器に前記冷却流体を選択的に輸送するステップと、
前記空冷復水器の前記空気流入口に入る空気を、前記蒸発器を通して通流させて、該空気から選択的に熱を抽出し、前記空冷復水器に供給される空気の予冷却を行うステップと、
を含む方法。
【請求項９】
ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶ
であり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤは前記発電プラントの最高負荷条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは前記吸収冷却系の冷却容量である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記蒸発器からの冷却なしに前記コンバインドサイクル発電プラントを選択的に運転するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
ＱＣＵＲは現在の運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＣＵＲ＞ＱＡＶの場合にのみ冷却流体を前記吸収冷却サイクルの前記蒸発器に輸送する、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電力生成に関し、より具体的には、吸収冷却系を備えたコンバインドサイクル発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインドサイクル発電プラントは、典型的には、燃料の燃焼によって動力を得るガスタービンと、ガスタービンエンジンの排出ガスから回収された廃熱によって駆動される１つまたは複数の蒸気タービンとを備える。ガス部分または上部サイクルはブライトンサイクルとして動作し、蒸気部分または下部サイクルは、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）でのガスタービン排出ガスの冷却によって生じた蒸気によって蒸気タービンが動力を得るランキンサイクルとして動作する。こうした構成により、廃熱を上部サイクルから回収し、下部サイクルでエネルギ生成のために使用することができる。蒸気タービンから排出された膨張蒸気は空冷復水器（ＡＣＣ）へ供給され、蒸発冷却によって膨張蒸気を凝縮液へ変換する。次いで、凝縮液は再利用のためにＨＲＳＧへ戻される。
【０００３】
ＨＲＳＧからの蒸気は、時折、特にプラントの始動中及び蒸気タービンのトリップ中、蒸気タービンをバイパスして直接にＡＣＣに送られることがあり、これによってしばしばＡＣＣに過負荷がかかる。ＡＣＣの性能は大きくは周囲空気とＡＣＣへ供給される膨張蒸気との初期温度差（ＩＴＤ）に依存するので、この問題は暑い日には大きくなる。こうした熱輸送要求の増大の問題を解決する典型的な方法の１つに、ＡＣＣのサイズを増大することがある。しかし、このアプローチはＡＣＣのコストを大幅に増大させるし、増大したコストに見合うべきコンバインドサイクルの効率が不充分となることが多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、本明細書はコンバインドサイクル発電プラントを提供する。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンと、ガスタービンから排出ガスを受け取り、蒸気を生成する排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラから蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、蒸気タービンから膨張蒸気を受け取る空冷復水器と、排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取る吸収冷却系と、を備える。吸収冷却系は、空冷復水器に接続され、空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出する。
【０００５】
幾つかの態様によれば、吸収冷却系は、空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置された蒸発器を含む。別の態様によれば、吸収冷却系は、排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機を含む。付加的な態様によれば、排熱回収ボイラは、蒸気を生成するために、空冷復水器から凝縮液を受け取る。さらなる態様によれば、ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶであり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤはコンバインドサイクル発電プラントの最高負荷条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは吸収冷却系の冷却容量である。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、本明細書はコンバインドサイクル発電プラントを提供する。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンと、給水から蒸気を生成するためにガスタービンからの排出ガスを受け取る排熱回収ボイラと、排熱回収ボイラから蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、蒸気タービンから膨張蒸気を受け取って凝縮液を生成する空冷復水器と、排熱回収ボイラと空冷復水器とに接続された吸収冷却系と、を備える。吸収冷却系は、排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機と、空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置され、空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出して、空冷復水器に入る空気の予冷却を行う蒸発器とを含む。幾つかの態様によれば、空冷復水器によって生成される凝縮液により、蒸気を生成するために排熱回収ボイラに供給される水が生成される。
【０００７】
本発明のさらなる態様によれば、本明細書はコンバインドサイクル発電プラントの運転方法を提供する。この方法は、ガスタービンで電力を生成するステップと、蒸気及び温度の低下した排出ガスを生成するために、ガスタービンから排出ガスを排熱回収ボイラへ輸送するステップと、排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービン内で膨張させて電力を生成するステップと、蒸気タービンからの膨張蒸気を空冷復水器内で凝縮して凝縮液を生成するステップと、排熱回収ボイラを出た、温度の低下した排出ガスによって吸収冷却サイクルの発電機を駆動して、冷却流体を生成するステップと、空冷復水器の空気流入口を横断するように配置された吸収冷却サイクルの蒸発器に冷却流体を選択的に輸送するステップと、蒸発器を通して空気を通流させ、空冷復水器の空気流入口に入る空気から選択的に熱を抽出して、空冷復水器に供給される空気の予冷却を行うステップと、を含む。
【０００８】
上記方法の幾つかの態様では、ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶであり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤは発電プラントの最高負荷条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは吸収冷却系の冷却容量である。別の態様では、上記方法はさらに、蒸発器からの冷却なしにコンバインドサイクル発電プラントを選択的に運転するステップを含む。特別の態様では、ＱＣＵＲは現在運転条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＣＵＲ＞ＱＡＶの場合にのみ冷却流体を吸収冷却サイクルの蒸発器に輸送する。
【０００９】
本明細書及び特許請求の範囲によって本発明の請求するところは具体的に明示されているが、添付図に関連した以下の説明から本発明をより良く理解できるであろう。図中、同様の要素には同様の参照番号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の態様にしたがった、吸収冷却系を含むコンバインドサイクル発電プラントの概略図である。
【図２】本発明の態様にしたがった、コンバインドサイクル発電プラントの運転方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の態様にしたがった、コンバインドサイクル発電プラントの運転方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に詳細に説明する好ましい実施形態では、本発明の一部をなす添付図を参照する。ただし、各図は、本発明を実施可能な特に好ましい形態を例示するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。他の実施形態も利用可能であること、及び、本発明の思想及び観点から逸脱することなく変更をなし得ることが理解されるべきである。
【００１２】
図１は、本発明の態様を実現するコンバインドサイクル発電プラント１０を示す概略図である。発電プラント１０は、ガスタービン系２０と蒸気タービン系３０と吸収冷却系４０と空冷復水器系５０とを備える。ガスタービン系２０は、適切なあらゆるデザインを含むことができ、例えば圧縮器２２と燃焼室２４とガスタービン２６とを有するデザインを含んでもよい。圧縮器２２は周囲空気流２１を受け取って圧縮空気流２３を生成し、これが燃焼室２４へ供給される。圧縮空気２３と混合された燃料が燃焼室２４内で燃焼され、ガスタービン２６へ流れる高温燃焼ガス２５が生成される。高温燃焼ガス２５はガスタービン２６内でシャフトを駆動するエネルギを生成し、これによって第１の発電機２９が駆動されて電力が生成される。
【００１３】
排出ガス３３は、ガスタービン２６を出て排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）３４へ入る。ＨＲＳＧ３４は、熱交換器として機能して、排出ガス３３から熱の一部を除去する。排出ガス３３から除去された熱は、蒸気タービン系３０へ供給される蒸気３５を給水から生成するために用いられる。ＨＲＳＧ３４を出た、温度の低下した排出ガス３８は、吸収冷却系４０へ供給されるが、これについては後に詳述する。ＨＲＳＧ３４によって生成された蒸気３５の一部または全部をＡＣＣ５０へ直接に供給するために、バイパス回路３１を必要に応じて選択的に使用できるが、これについても後に詳述する。蒸気タービン３２は、ＨＲＳＧ３４から受け取った蒸気３５を膨張させてシャフトを駆動するエネルギを生成し、これにより第２の発電機３９を駆動して電力を生成する。蒸気タービン３２を出た膨張蒸気３６はＡＣＣ５０へ供給される。
【００１４】
ＡＣＣ５０は適切な従来型のデザインを含んでよい。図１に示されている単純化された実施形態では、ＡＣＣ５０はＡフレームデザインである。蒸気流入ヘッダ５２が、蒸気タービン３２を出た膨張蒸気３６を受け取る。冷却管束５４が蒸気流入ヘッダ５２から下方へ延在しており、蒸気流入ヘッダ５２から膨張蒸気３６を受け取る。冷却管束５４は、典型的には、複数のフィンを有するチューブからなり、このチューブに沿って膨張蒸気３６が流れ、凝縮によって液体水を含む凝縮液５６が生じる。流入する空気流５５はファン５７によってＡＣＣ５０に引き込まれて冷却管束５４を横断するように流れ、冷却管束５４に沿って流れる膨張蒸気３６を冷却する。本発明の幾つかの態様では、冷却管束５４はそれぞれ平行流復水器を備えることができ、この平行流復水器内で膨張蒸気３６とチューブ内で生じた凝縮液５６とが流出ヘッダ５４の長さにわたって同じ方向に一緒に流れる。凝縮液５６は、ＡＣＣ５０の底部に配置された１つまたは複数の収集ヘッダ５３内に収集される。次いで、凝縮液５６が再利用のためにＨＲＳＧ３４へ供給される。
【００１５】
ＨＲＳＧ３４を出た、温度の低下した排出ガス３８は、吸収冷却系４０で受け取ることができる。吸収冷却系４０は適切なあらゆる閉鎖冷却サイクルを含みうる。図１の例示的な実施形態には、アンモニア‐水吸収冷却系が示されているが、ホウ化リチウム／水吸収冷却系を含む他の適切なサイクル及び系も利用可能であることに注意されたい。図１では、発電機４２が、水に吸収されて高圧へポンピングされた高濃度のアンモニアＮＨ３溶液を含む。高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液は、発電機４２が受け取った温度の低下した排出ガス３８から熱ＱＧを吸収し、発電機４２の頂部で収集される蒸気４３を生成する。アンモニアの低い沸点（−２８゜Ｆ）は、ＨＲＳＧ３４を出た、温度の低下した排出ガス３８などの低品質の廃熱源での使用に理想的に適する。ＮＨ３の蒸発に続いて、低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液は発電機４２に残る。発電機４２を出た、温度の低下した排出ガス３８は、周囲空気へ放出されてもよいし、又は、再利用のためにコンバインドサイクル発電プラント１０の他のコンポーネントへ供給されてもよい。
【００１６】
蒸気４３は主としてＮＨ３を含むが、水がＮＨ３に対して高い親和性を有するため、典型的には幾分かの水が蒸気４３内に存在している。蒸気４３は水を除去するために整流器４４へ供給され、そこで僅かに冷却される。蒸気４３に含まれていた水は凝縮し、純粋なＮＨ３蒸気４５が残り、これが復水器４６へ供給される。少量のＮＨ３は整流器４４内で水とともに凝縮し、低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液を整流器内に生じさせる。溶液４１は、低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液と蒸気４３から凝縮した水との化合物を含むものであり、整流器４４から発電機４２へ戻され、そこで高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液からのＮＨ３蒸発によって生成された低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液に混合される。
【００１７】
純粋なＮＨ３蒸気４５は、高圧で復水器４６に入る。復水器４６内では、純粋なＮＨ３蒸気４５が凝縮して液体ＮＨ３４７が生成され、熱ＱＣが解放される。復水器４６は、典型的には、純粋なＮＨ３蒸気４５の冷却を補助する復水器冷却回路６８を含む。復水器冷却回路６８は、例えば、水、又は、吸収冷却系４０が生成したＮＨ３冷却剤の一部を含む他の適切な冷却剤を用いることができる。次いで、液体ＮＨ３４７は、液体ＮＨ３冷却剤４７の圧力及び温度をさらに低下させながら膨張弁４８を通過する。冷却された低圧のＮＨ３冷却剤４９は、膨張弁４８を出て蒸発器６０へ供給される。
【００１８】
蒸発器６０はＡＣＣ５０に接続されているが、本発明の幾つかの態様では、この蒸発器６０は、到来空気流５５をＡＣＣ５０へ引き込むためのＡＣＣ５０の空気流入口（番号無し）を横断するように配置可能である。ＮＨ３冷却剤４９は、到来空気流５５から熱ＱＥを吸収しながら蒸発器６０を通って循環し、これにより、到来空気流５５がＡＣＣ５０へ入って流出口ヘッダ５４を横断して流れる前に、到来空気流５５が予冷却される。ＮＨ３冷却剤４９が到来空気流５５から熱ＱＥを吸収することにより、ＮＨ３冷却剤４９が蒸発して気体ＮＨ３６２が生じる。
【００１９】
次いで、蒸発器６０からの気体ＮＨ３６２は、吸収器６４へ供給される。発電機４２内に存在している低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液６３は、第２の膨張弁６５を通過した後、吸収器６４へも供給される。ＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液６３は、高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液からのＮＨ３の蒸発によって生成された低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液に、整流器４４からの溶液４１を加えたものから成る。吸収器６４内の低濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液は飽和していないので、蒸発器６０から供給される気体ＮＨ３６２を容易に吸収して、高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液７０を再生成する。高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液７０の再生成プロセスによって熱ＱＡが生じるため、吸収器６４は典型的には水または他の適切な冷却液を用いた冷却回路６７を含む。高濃度のＮＨ３‐Ｈ２Ｏ溶液７０はポンプ６６へ供給され、そこで高圧へポンピングされて発電機４２へ供給され、このサイクルが反復される。
【００２０】
ここで説明しているシステム及び方法は、付随的にサイズを増大させることなくＡＣＣ容量を高めるために利用可能である。ＡＣＣのサイズ及びデザインは、コンバインドサイクル発電プラントの配置箇所、運転時の天候、ガスタービン系が使用する燃料のタイプなど、種々のパラメータによって表される。周囲空気温度がそもそも高い場合、到来空気流の温度とＡＣＣへ供給される膨張蒸気の温度との差である初期温度差（ＩＴＤ）が小さくなる。ＩＴＤが小さくなると、ＡＣＣの熱輸送容量及び効率が低下する。こうして低下した容量は、コンバインドサイクル発電プラントの始動時又は蒸気タービンのトリップ時など、プラントが高負荷条件のもとにあるとき、特に重大な影響を有しうる。こうした状況では、ＨＲＳＧからの蒸気が、供給蒸気を利用する蒸気タービン系の能力を超過してしまうことがあり、蒸気タービン系をバイパス回路３１によって部分的にまたは完全にバイパスしなければならなくなる。こうしたケースでは、蒸気は直接にＡＣＣへ供給されるので、ＡＣＣの冷却容量が早期に超過されることもある。
【００２１】
充分な冷却を行うため、従来型の多くのコンバインドサイクル発電プラントでは、高負荷を処理するために大規模なＡＣＣを使用している。ただし、こうした大規模なＡＣＣデザインはコストが高く、また、冷却がさほど必要とされない時期の柔軟性に乏しい。例えば、ＩＴＤがそもそもかなり大きくなる寒い時期にも、特にＡＣＣが大規模である場合には、凍結防止のためにＡＣＣの運転が低減されて又は断続的に行われる。ＡＣＣに入る到来空気流の予冷却を行うことにより、ここで説明している発明を用いて、ＩＴＤを増大させ、ＡＣＣの冷却容量をＡＣＣのサイズ増大の必要なしに増大させることができる。見方を変えると、本発明によれば、典型的なＡＣＣデザインに比べてサイズが低減されており、かつ、所定の最大蒸気熱負荷に対して同程度の要求冷却量を有するＡＣＣを利用できる。
【００２２】
例えば、本発明の一態様によるコンバインドサイクル発電プラントは、典型的または平均的なプラント運転の間に要求される冷却量のみを生成するように設計されたＡＣＣを含みうる。ここで用いている「平均的なプラント運転」とは、所定のプラント位置での最高予測周囲温度と最低予測周囲温度との間の中央値における周囲温度と、最大負荷または高負荷を下回るが部分負荷条件は超過してもよい基礎負荷条件とでの運転を含む、プラントの運転条件であると理解されたい。吸収冷却系は、必要な場合にのみ、すなわち、ＩＴＤが小さいとき及び／又は高負荷条件の期間にあるときのみ、ＡＣＣに入る到来空気流の予冷却に使用可能である。吸収冷却系は、既存のＡＣＣ冷却容量が充分である場合、又は、周囲温度が低いときのように冷却容量が過重である場合には、遮断可能である。このように、ＡＣＣサイズ及び冷却容量を、種々の運転条件のもとでのコンバインドサイクル発電プラントの実際の要求冷却量に合うよう、いっそう密に調整できる。
【００２３】
コンバインドサイクル発電プラントが高負荷条件のもとにある場合、ＡＣＣの冷却容量はＱＨＤ−ｎＱＨＤとなり、ここで、ＱＨＤは発電プラントの高負荷条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の最大要求冷却量であり、ｎは０＜ｎ＜１．０の低下係数であり、吸収冷却系の冷却容量は少なくともｎＱＨＤである。これに代えて、吸収冷却系の付加的な冷却要求容量ＱＥ（図１）をＱＨＤ−ＱＡＶで表現してもよい。ここで、ＱＡＶは平均運転条件に基づくＡＣＣの設計冷却容量である。本発明の幾つかの態様では、ＱＣＵＲは現在運転条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の現在の要求冷却量であり、吸収冷却系は、ＱＣＵＲがＱＡＶを上回る場合にのみ、さらなる冷却を行うために周期的に介入できる。ＱＣＵＲはゼロからＱＨＤ以下の範囲を含むことができる。
【００２４】
本発明はさらにコンバインドサイクル発電プラントの運転方法を提供する。図２は、本発明の一態様による方法２００を示すフローチャートである。この方法２００は、ガスタービンで電力を生成するステップで開始される（ステップ２１０）。上述したように、燃料が燃焼室内で圧縮空気に混合され、高温の燃焼ガスが生成され、ガスタービン内で膨張してシャフトを駆動するエネルギを生成する。シャフトが発電機を駆動して電力を生成する。次のステップでは、ガスタービンからの排出ガスが、蒸気と温度の低下した排出ガスとを生成するために排熱回収ボイラへ輸送される（ステップ２２０）。蒸気タービンは、排熱回収ボイラから受け取った蒸気を膨張させ、電力を生成する（ステップ２３０）。
【００２５】
方法２００はさらに、蒸気タービンからの膨張蒸気を空冷復水器内で凝縮させて凝縮液を生成するステップを続行する（ステップ２４０）。温度の低下した排出ガスは、排熱回収ボイラから出て、冷却流体を生成するための吸収冷却系の発電機を駆動するために用いられる（ステップ２５０）。上述したように、冷却流体はＮＨ３冷却剤である。次いで、冷却流体が吸収冷却系の蒸発器へ選択的に輸送される（ステップ２６０）。蒸発器は空冷復水器への空気流入口を横断するように配置されている。この方法２００では、さらに、蒸発器を通して空気が通流され、この空気が空冷復水器の空気流入口に入るときにこの空気から選択的に熱が抽出され、空冷復水器へ供給される空気の予冷却が行われる（ステップ２７０）。
【００２６】
図３には、本発明の別の態様による方法３００を示すフローチャートが示されている。図２に示されている方法２００と同様に、この方法３００も、ガスタービンで電力を生成するステップで開始され（ステップ３１０）、次いで、ガスタービンからの排出ガスが、蒸気と温度の低下した排出ガスとを生成するために排熱回収ボイラへ輸送される（ステップ３２０）。蒸気タービンは、排熱回収ボイラから受け取った蒸気を膨張させ、電力を生成する（ステップ３３０）。次に、吸収冷却サイクルを開始するか否かの判別が行われる。例えば、ステップ３４０で、現在の条件のもとでの蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であるＱＣＵＲが、典型日条件または平均日条件のもとで運転されるコンバインドサイクル発電プラントの要求冷却量に基づく冷却容量であるＱＡＶより大きいか否かの判別が行われる。ＱＣＵＲ≦ＱＡＶの場合、方法３００は、ＡＣＣ内で蒸気タービンからの膨張蒸気を凝縮するステップ（ステップ３８０）へ移行する。
【００２７】
ＱＣＵＲ＞ＱＡＶの場合、排熱回収ボイラから出た、温度の低下した排出ガスは、吸収冷却系の発電機の駆動に用いられ、これにより冷却流体が生成される（ステップ３５０）。その後、冷却流体は、空冷復水器への空気流入口を横断するように配置された吸収冷却系の蒸発器へ輸送される（ステップ３６０）。ＡＣＣの空気流入口へ流入する空気から熱が抽出され、ＡＣＣへ供給される空気の予冷却が行われる（ステップ３７０）。このように、吸収冷却系は、付加的な冷却容量ＱＥ（図１）をＱＥ≧ＱＣＵＲ−ＱＡＶとなるように生成する。ＱＣＵＲはゼロからＱＨＤ以下の要求冷却量範囲を含むことができ、この方法の幾つかの態様では、ＱＥ≧ＱＨＤ−ＱＡＶとなるように、ＱＣＵＲをＱＨＤに等価としてもよい。さらに、この方法は、ＡＣＣ内で蒸気タービンからの膨張蒸気を凝縮するステップ（ステップ３８０）へ移行する。この方法の特別の態様では、ＱＣＵＲ＞ＱＡＶの場合にのみ吸収冷却系が冷却流体を吸収冷却系の蒸発器へ輸送するように作動させることができる。
【００２８】
上述した説明から、本発明の態様によって、サイズを低減させたＡＣＣを生成でき、これに関連するあらゆる冷却量の低下を吸収冷却系によってオフセットできることが理解されるであろう。加えて、ＡＣＣが過剰冷却量を生成できる運転条件のもとにある場合、例えば、周囲温度が低い期間であって、ＡＣＣによって適用される冷却量を低下させる蒸気流の調整が要求されるように場合には、本発明のＡＣＣのサイズ低減により、発電プラントの蒸気部分の動作範囲全体にわたってＡＣＣにおける流れを最小化する制御または調整が可能となる。
【００２９】
本発明の特定の幾つかの実施形態を図示及び説明したが、当業者には、本発明の思想及び観点から逸脱することなく、種々の別様の変更及び修正を行い得ることは明らかであろう。したがって、本発明の範囲内にあるこうした変更及び修正の全てを、特許請求の範囲でカバーすることが意図されている。
【図１】
2018500489.tif 000003
【図２】
2018500489.tif 000004
【図３】
2018500489.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月27日(2017.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービンと、
蒸気を生成するために前記ガスタービンから排出ガスを受け取る排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラから前記蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから前記膨張蒸気を受け取る空冷復水器と、
前記排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取る吸収冷却系であって、前記空冷復水器に接続され、該空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出する、吸収冷却系と、
を備えるコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項２】
前記吸収冷却系は、前記空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置された蒸発器を備える、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項３】
前記吸収冷却系は、前記排熱回収ボイラから前記温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機を備える、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項４】
前記排熱回収ボイラは、蒸気を生成するために、前記空冷復水器から凝縮液を受け取る、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項５】
ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶ
であり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤは前記コンバインドサイクル発電プラントの最高負荷条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは前記吸収冷却系の冷却容量である、請求項１に記載のコンバインドサイクル発電プラント。
【請求項６】
コンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービンと、
蒸気を生成するために前記ガスタービンから排出ガスを受け取る排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラから前記蒸気を受け取って膨張させ、膨張蒸気を生成する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから前記膨張蒸気を受け取って凝縮液を生成する空冷復水器と、
前記排熱回収ボイラと前記空冷復水器とに接続された吸収冷却系と
を備え、
前記吸収冷却系は、
前記排熱回収ボイラから温度の低下した排出ガスを受け取って吸収冷却サイクルを駆動する発電機と、
前記空冷復水器に対する空気流入口を横断するように配置され、前記空冷復水器に入る空気から選択的に熱を抽出し、前記空冷復水器に入る空気の予冷却を行う蒸発器と、
を備える、コンバインドサイクル発電プラント。
【請求項７】
コンバインドサイクル発電プラントの運転方法であって、
ガスタービンで電力を生成するステップと、
蒸気及び温度の低下した排出ガスを生成するために、前記ガスタービンからの排出ガスを排熱回収ボイラへ輸送するステップと、
前記排熱回収ボイラからの蒸気を蒸気タービン内で膨張させて電力を生成するステップと、
前記蒸気タービンからの膨張蒸気を空冷復水器内で凝縮して凝縮液を生成するステップと、
前記排熱回収ボイラを出た、前記温度の低下した排出ガスによって、吸収冷却サイクルの発電機を駆動して、冷却流体を生成するステップと、
前記空冷復水器の空気流入口を横断するように配置された前記吸収冷却サイクルの蒸発器に前記冷却流体を選択的に輸送するステップと、
前記空冷復水器の前記空気流入口に入る空気を、前記蒸発器を通して通過させて、該空気から選択的に熱を抽出し、前記空冷復水器に供給される空気の予冷却を行うステップと、
を含む方法。
【請求項８】
ＱＥ＝ＱＨＤ−ＱＡＶ
であり、ここで、ＱＡＶは平均運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＨＤは前記発電プラントの最高負荷条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＥは吸収冷却系の冷却容量である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記蒸発器からの冷却なしに前記コンバインドサイクル発電プラントを選択的に運転するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ＱＣＵＲは現在の運転条件のもとでの前記蒸気タービンからの膨張蒸気の要求冷却量であり、ＱＣＵＲ＞ＱＡＶの場合にのみ冷却流体を前記吸収冷却サイクルの前記蒸発器に輸送する、請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2018500489.tif 000006
2018500489.tif 000007