(57)【要約】      （修正有）【課題】複合サイクル発電プラントではガスタービンエンジン排気エネルギーを熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）へ供給して蒸気を生成するが、始動運転および／または部分負荷運転中のガスタービン排気エネルギーの変化率は、ＨＲＳＧ構成要素に対する熱応力を生じるため、熱負荷低減システムを提供する。【解決手段】始動運転および／または部分負荷運転中にＨＲＳＧ３０および／または蒸気タービンエンジンの構成要素の熱負荷を低減する熱負荷低減システムであり、圧縮機２１排出空気と同伴する周囲空気３０３との混合物がＨＲＳＧ３０内に噴射可能であるエダクタ５０および／または蒸気タービンエンジンに送られる加熱蒸気を冷却する温度調整装置およびＨＲＳＧ３０の内部に配設されておりその中の高温点の確認を容易にする検出器４００を含む、熱負荷低減システムとを含む。【選択図】図２
2013142393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントであって、
発電するガスタービンエンジンと、
前記ガスタービンエンジンにおいて前記発電から作り出される高エネルギー流体から蒸気を生成する熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）と、
前記ＨＲＳＧ内で生成される前記蒸気から発電する蒸気タービンエンジンと、
少なくとも始動運転および／または部分負荷運転中に前記ＨＲＳＧおよび／または前記蒸気タービンエンジンの構成要素の熱負荷を制御する熱負荷低減システムであって、
圧縮機排出空気と同伴流体との混合物が前記ＨＲＳＧ内に噴射可能であるエダクタ組立体、および
前記ＨＲＳＧの内部に配設されておりその中の高温点の確認を容易にする検出器
を含む、熱負荷低減システムと
を含む、発電プラント。
【請求項２】
前記検出器は複数の検出器として設けられている、請求項１記載の発電プラント。
【請求項３】
前記検出器は赤外線（ＩＲ）カメラを含む、請求項１記載の発電プラント。
【請求項４】
前記検出器は、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能であり、枢動可能であり、または移動可能である、請求項１記載の発電プラント。
【請求項５】
前記エダクタ組立体は、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能であり、枢動可能であり、または移動可能である、請求項４記載の発電プラント。
【請求項６】
発電プラントを運転する方法であって、
熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内に配設されている１つまたは複数の検出器を、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転させ、枢動させ、または移動させるように制御するステップと、
前記１つまたは複数の検出器の出力を処理して画像を生成するステップと、
前記画像を分析して前記ＨＲＳＧ内の高温点を確認するステップと、
１つまたは複数の高温点が確認されたら、前記ＨＲＳＧ内のエダクタ組立体を操作し制御して前記高温点を減少させるステップと
を含む、方法。
【請求項７】
発電プラントであって、
発電するガスタービンエンジンと、
前記ガスタービンエンジンにおいて前記発電から作り出される高エネルギー流体から蒸気を生成する熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）と、
前記ＨＲＳＧ内で生成される前記蒸気から発電する蒸気タービンエンジンと、
圧縮機排出空気と同伴流体との混合物が前記ＨＲＳＧ内に噴射可能であるエダクタ組立体と、
前記ＨＲＳＧの内部に配設されているダクトバーナであり、前記混合物の存在下で点火して、前記ＨＲＳＧ内での蒸気生成を増大させるように構成されている、ダクトバーナと
を含む、発電プラント。
【請求項８】
前記同伴流体は、圧縮機排出空気、ガスタービン入口から迂回させられる流入空気、または周囲空気を含む、請求項７記載の発電プラント。
【請求項９】
前記ダクトバーナは前記エダクタ組立体の下流に配設されている、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１０】
前記エダクタ組立体は第１の列のエダクタ組立体と第２の列のエダクタ組立体とを含み、前記ダクトバーナは、
前記第１の列のエダクタ組立体の下流に配設されている第１のダクトバーナと、
前記第２の列のエダクタ組立体の下流に配設されている第２のダクトバーナと
を含む、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１１】
前記ダクトバーナへの燃料流量が蒸気生成要求に基づいて制御される、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１２】
前記エダクタ組立体の動作が前記ダクトバーナの動作に基づいて制御される、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１３】
前記エダクタ組立体は、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能であり、枢動可能であり、または移動可能である、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１４】
前記発電プラントは複合サイクル発電プラントである、請求項７記載の発電プラント。
【請求項１５】
前記発電プラントはコージェネレーション発電プラントである、請求項７記載の発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題は発電プラントに関し、さらに詳細には、複合サイクル発電プラントまたはコージェネレーション発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
複合サイクル発電プラントは、いくつかの主要機器から構成されている。これらには、ガスタービン（単数または複数）と、蒸気タービンと、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）とが含まれる。ガスタービンは電力および排気エネルギーを生成する。ガスタービン排気エネルギーはＨＲＳＧにより捕獲され、水を蒸気に変換するのに使用され、該蒸気は、次いで、蒸気タービン内で膨張してさらなる電力を生成する。
【０００３】
複合サイクル発電プラントの始動運転中、ガスタービン（単数または複数）は排気エネルギーをＨＲＳＧへ供給して蒸気を生成するが、ＨＲＳＧに対するガスタービン排気エネルギーの変化率は、ＨＲＳＧ構成要素に対する熱応力を生じる。これらの応力は、ＨＲＳＧの寿命に影響を及ぼす損傷につながる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９５１５００号明細書
【発明の概要】
【０００５】
したがって、複合サイクル発電プラントの迅速な始動における主な限界は、ＨＲＳＧが始動する度に受けるさらなる寿命消費である。実際、発電プラントをより迅速に始動させることの金銭的利益にも関わらず、ＨＲＳＧの寿命消費への影響は、複合サイクル発電プラントがより迅速に始動することに役立つ技術に関して顧客を慎重にさせる。
【０００６】
本発明の一態様によれば、発電プラントが設けられており、発電するガスタービンエンジンと、ガスタービンエンジンにおける発電から作り出される高エネルギー流体から蒸気を生成する熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）と、ＨＲＳＧ内で生成される蒸気から発電する蒸気タービンエンジンと、少なくとも始動運転および／または部分負荷運転中にＨＲＳＧおよび／または蒸気タービンエンジンの構成要素の熱負荷を制御する熱負荷低減システムであり、圧縮機排出空気と同伴流体との混合物をＨＲＳＧ内に噴射可能にするエダクタ組立体およびＨＲＳＧの内部に配設されておりその中の高温点の確認を容易にする検出器を含む、熱負荷低減システムとを含む。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、発電プラントを運転する方法が提供されており、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内に配設されており、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転し、枢動し、または移動する１つまたは複数の検出器を制御するステップと、１つまたは複数の検出器の出力を処理して画像を生成するステップと、該画像を分析してＨＲＳＧ内の高温点を確認するステップと、１つまたは複数の高温点が確認されたら、ＨＲＳＧ内のエダクタ組立体を操作し制御して高温点を減少させるステップとを含む。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、発電プラントが設けられており、発電するガスタービンエンジンと、ガスタービンエンジンにおける発電から作り出される高エネルギー流体から蒸気を生成する熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）と、ＨＲＳＧ内で生成される蒸気から発電する蒸気タービンエンジンと、圧縮機排出空気と同伴流体との混合物をＨＲＳＧ内に噴射可能にするエダクタ組立体と、ＨＲＳＧの内部に配設されているダクトバーナであり、混合物の存在下で点火してＨＲＳＧ内での蒸気生成を増大させるように構成されている、ダクトバーナとを含む。
【０００９】
これらのかつ他の利点および特徴は、図面と併用されている以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。
【００１０】
本発明とみなされる主題は、明細書の終わりの特許請求の範囲において詳細に指摘され、明瞭に特許請求されている。本発明の上記のかつ他の特徴および利点は、添付図面と併用されている以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発電プラントの概略図である。
【図２】図１の発電プラントの構成要素の側面断面図である。
【図３】エダクタ組立体の拡大図である。
【図４】実施形態によるエダクタ組立体の拡大図である。
【図５】蒸気タービンエンジンおよびそれに関連する構成要素の拡大概略図である。
【図６】クーラント噴射装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明は、例として図面を参照して、利点および特徴と共に、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の態様が、複合サイクルの始動運転および／または部分負荷運転中のガスタービンエンジン排気エネルギーの影響に対処する包括的戦略に関する。該戦略には、始動中の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）の重要な領域における熱応力、および始動運転または部分負荷運転中のガスタービンエンジン排気エネルギーの減少に関する対処を含むが、それらに限定されない。
【００１４】
複合サイクル発電プラントまたはコージェネレーション発電プラント（本明細書以下「発電プラント」と言う）の始動運転がガスタービンエンジンの始動を含み、該始動により、燃焼器内で燃焼器の点火および火炎がもたらされる。高温排ガスが生成され、急速に下流に伝播し、ガスタービンエンジン出口フランジの後部に配置されているＨＲＳＧ構成要素上に衝突する可能性がある。このことにより、ＨＲＳＧ構成要素は、ＨＲＳＧ構成要素を横断する流動が（燃焼器点火前の）比較的冷たい空気から（燃焼器点火後の）比較的高温の燃焼気体まで変化する１０秒未満で、０°Ｆ（１７．７８℃）未満から１２００°Ｆ（６４８．９℃）以上までの急激な温度変化を経る。この状態は、ＨＲＳＧ構成要素の熱損傷につながる可能性があるが、クーラント流の使用により軽減される可能性がある。例えば、エダクタ組立体からの流動が比較的高温の燃焼気体より大幅に低温で、ＨＲＳＧまたは他の構成要素内に入れられて温度変化を低減することができるように、圧縮機抽気流がエダクタ組立体を通して送られ、それにより周囲空気を同伴してもよい。それにより、熱誘導性応力が減少し、構成要素寿命が相応に延びる。さらに、迅速な始動に関連する損傷を回避することができるので、発電プラントの迅速な始動を実施する能力は、部分負荷運転に関連する汚染物質排出の減少と共に向上するであろう。
【００１５】
図１〜図３を参照すると、コージェネレーション発電プラントまたは複合サイクル発電プラント１０が設けられている。発電プラント１０は、電力および排気エネルギーを生成するガスタービンエンジン２０と、ガスタービンエンジン２０において生成される排気エネルギーを捕獲し、該排気エネルギーを使用して水を蒸気に変換する熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）３０と、蒸気タービンエンジン４０とを含む。ＨＲＳＧ３０内で生成される蒸気は蒸気タービンエンジン４０に送られ、そこで、該蒸気は膨張してさらなる電力を生成する。
【００１６】
発電プラント１０は、後述される熱負荷低減システムをさらに含む。熱負荷低減システムは、少なくとも始動運転および／または部分負荷運転中にＨＲＳＧ３０および／または蒸気タービンエンジン４０の構成要素の熱負荷を低減する。熱負荷低減システムは、ガスタービンエンジン２０の圧縮機からの圧縮機排出空気と他の流体との混合物がＨＲＳＧ３０内に噴射可能であり、ＨＲＳＧ３０および／またはＨＲＳＧ３０内の構成要素の内部の例えば高温点を冷却するエダクタ組立体５０（図２〜図４参照）を含む。これら他の流体には、例えば、ＨＲＳＧ３０の比較的低温の段３０２から除去される同伴流体３０１と、タンク３０４に送り込まれる、圧縮機または外部圧縮機からの同伴空気３０３とが含まれ得る。タンク３０４は、システムの動作時間の間、流動を供給する大きさに作製されていてもよい。ある例では、システムが動作する準備ができている場合、空気噴射システムの効率性が向上され得るように、かつ（後述される）エダクタ組立体５０が同等レベルの冷却をもたらすほど動作する必要がないように、空気３０３がタンク３０４から引き出される。空気３０３は、大量の水および／または窒素（Ｎ2）をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
また、圧縮機排出空気と少なくとも流体３０１または空気３０３との混合は、少なくとも部分負荷運転中の温度調整制御の向上のために、汚染物質（ＣＯ）排出を減少させることによるターンダウン（ｔｕｒｎｄｏｗｎ）の改善のために、ターンダウン時の性能向上のために、蒸気タービンエンジン４０の上流にある過熱器を冷却するのに使用することができる。実施形態によれば、混合物は、約１の割合の圧縮機排出空気に対して、わずかゼロの割合の周囲空気から約４以上もの割合の流体３０１もしくは空気３０３まで含んでいてよい。また、発電プラント１０は、ＨＲＳＧ３０内のエダクタ組立体５０の下流に動作可能に配設されているデュアルスロット循環制御エーロフォイル（図６参照）などの、クーラント噴射装置１５０をさらに含んでいてもよい。
【００１８】
圧縮機排出空気と流体３０１または空気３０３との混合物を使用することにより、ＨＲＳＧ３０の過剰冷却を回避することができる一方で、適切な量のＨＲＳＧ３０の冷却を達成することができる。
【００１９】
発電プラント１０のガスタービンエンジン２０は、圧縮機２１と燃焼器アレイ２２とタービン部分２３とを含んでいてもよい。圧縮機２１は流入空気を圧縮し、燃焼器アレイ２２は、燃料と圧縮流入空気との混合物を燃焼させ、タービン部分２３は、該燃焼の生成物を膨張させて電力および排気エネルギーを生成する。ＨＲＳＧ３０は、タービン部分２３の出口２３１の下流に配設されており、それにより排気エネルギーを受入れ可能である。ＨＲＳＧ３０は、高圧管３２、中圧管３３、および低圧管３４が通って延在しているＨＲＳＧ内部３１を画定するように形成されている。高圧管３２、中圧管３３、および低圧管３４は、ＨＲＳＧ３０の高圧部分、中圧部分、低圧部分を画定しており、排気エネルギーにより加熱される水を運ぶ。それにより、加熱された水は、蒸気タービンエンジン４０に運ばれる蒸気に変換される。ＨＲＳＧ３０の比較的低温の段３０２は、低圧管３４の軸方向位置の下流に画定されていてもよい。
【００２０】
発電プラント１０は、第１の本体５１と第２の本体５２とを含むエダクタ組立体５０をさらに含んでいてもよい。第１の本体５１は、少なくとも流体３０１と流体連通して配設されている第１の開口部５１０と、ＨＲＳＧ内部３１と流体連通して配設されている第２の開口部５１１とを画定するように形成されている。第２の本体５２は、圧縮機２１と流体連結されており、それにより、圧縮機２１からの原動力となる圧縮機空気または流体を受入れ可能である。圧縮機２１から受け入れられる流体（本明細書以下「受入れ流体」）が第２の本体５２から第１の本体５１の内部内に排出可能であるように、第２の本体５２は、第１の本体５１の内部に堅く支持されている。第２の本体５２は、受入れ流体が第２の開口部５１１の方へかつそれを通って流動するように、受入れ流体が通って排出される狭窄開口部を画定している先細端部を備えて形成されている。受入れ流体の動きは、第１の開口部５１０と連通している少なくとも流体３０１または空気３０３を引き込み、それらは同様に、第１の開口部５１０から第２の開口部５１１の方へかつそれを通って流動する。
【００２１】
本構成または同様の構成により、受入れ流体と流体３０１または空気３０３とは、約１の割合の受入れ流体に対して約ゼロから約４以上の割合の流体３０１または空気３０３の比率で、ＨＲＳＧ内部３１内に噴射されてもよい。このように、受入れ流体の比較的少量が、過剰冷却の危険を冒すことなくＨＲＳＧ内部３１または始動運転、部分負荷運転および／または過渡運転中に最も高い応力に見舞われるＨＲＳＧ３０の部分を冷却するのに使用することができる流体のわずかゼロから約５倍以上までもの、ＨＲＳＧ内部３１内へのクーラント流を作り出すことができる。受入れ流体は、圧縮機排出空気を、またはさらに詳細には、例えば第９圧縮機段もしくは第１３圧縮機段でまたは圧縮機排出ケーシング（すなわち圧縮機出口）で、圧縮機２１に動作可能に結合されている入口抽気加熱システム２４から迂回させられた圧縮機排出空気を含んでいてもよい。また、受入れ流体は、圧縮機２１の上流に配設されているガスタービン入口２５から迂回させられる流入空気またはフィルタおよび噴霧器などの調節器を通して流動させられる周囲空気２６を含んでいてもよい。
【００２２】
したがって、ある例示的場合には、受入れ流体が約３５０〜４００°Ｆ（１７６．７〜２０４．４℃）の温度を有し、流体３０１または空気３０３がより低い温度を有する場合、ＨＲＳＧ内部３１内へ入るクーラント流は、受入れ流体の温度より実質的に低いかつ１，１００°Ｆ（３７．７８℃）と１，２００°Ｆ（６４８．９℃）の間の温度を有する可能性がある、ガスタービンエンジン２０からＨＲＳＧ３０に進入する排気エネルギーの温度よりさらに実質的に低い総温度を有していてもよい。したがって、ＨＲＳＧ３０を全体として非常に急速に（すなわち１０秒未満で）加熱してＨＲＳＧ３０内に高温点を形成するかまたはＨＲＳＧ３０の構成要素を加熱する排気エネルギーの傾向が低減される。このことにより、熱損傷の危険性が高まることなく、発電プラント１０の迅速な始動が可能になる。
【００２３】
実施形態によれば、発電プラント１０は、制御バルブ２４１とバルブ２４２とをさらに含んでいてもよい。制御バルブ２４１は、圧縮機２１とエダクタ組立体５０との間に動作可能に介在し、かつ／または入口抽気加熱システム２４に他の方法で連結されており、第２の本体５２により圧縮機２１から受け入れられる受入れ流体の量を制限する。バルブ２４２は、手動でまたは自動で操作されて、第１の開口部５１０を通る流体３０１または空気３０３の流動を制限してもよい。アルゴリズムが与えられて、制御バルブ２４１およびバルブ２４２の動作を制御してもよい。このアルゴリズムは、発電プラント１０の始動時間要件、始動のタイプ、例えば始動が高温始動、中温始動（ｗａｒｍ  ｓｔａｒｔｕｐ）、または低温始動であるかどうか、に応じて、エダクタ組立体５０の流量および動作継続時間を決定してもよい。
【００２４】
図２に示されている通り、エダクタ組立体５０は複数であってもよく、複数のエダクタ組立体５０の各々の各第２の開口部５１１が、ＨＲＳＧ内部３１と流体連通して配設されている。複数のエダクタ組立体５０は、規則的な配列または不規則な配列で、ＨＲＳＧ３０の周辺に配列されていてもよく、その高圧部分および／またはその中圧部分の上流にあってもよい。複数のエダクタ組立体５０は、実際、出口２３１に隣接して、高圧部分の十分に上流にあってもよい。
【００２５】
図４および図６を参照すると、発電プラント１０のエダクタ組立体５０は、ランス５５および／またはクーラント噴射装置１５０をさらに含んでいてもよい。図４に示されている通り、ランス５５は、第２の開口部５１１に動作可能に配設されており、第１の本体５１がさもなければ到達するのに十分な長さを有さない可能性がある、ＨＲＳＧ内部３１の比較的深い部分の方へ、受入れ流体および流体３０１または空気３０３を方向付ける。図６に示されている通り、クーラント噴射装置１５０は、後述される通り、第２の開口部５１１に動作可能に配設されており、ＨＲＳＧ内部３１内で、受入れ流体および流体３０１または空気３０３を方向付ける。
【００２６】
図５を参照すると、発電プラント１０は、高圧蒸発器７１および高圧ドラム７２を有する蒸気源７０であり、蒸気タービンエンジン４０は蒸気源７０の下流に配設されている、蒸気源７０と、蒸気を蒸気源７０から蒸気タービンエンジン４０まで送ることが可能な導管８０と、高圧一次過熱器段９０および高圧最終過熱器段１００と、温度調整装置１１０とを含んでいてもよい。高圧一次過熱器段９０および高圧最終過熱器段１００は各々、導管８０に沿って動作可能に配設されており、それぞれ、複数の高圧一次過熱器９１と高圧最終過熱器１０１とを含んでおり、導管８０内の蒸気を加熱してもよい。温度調整装置１１０は、一次過熱器段９０と最終過熱器段１００との間に動作可能に介在しており、必要に応じて加熱蒸気を冷却する役目を果たす。
【００２７】
一次過熱器段９０および最終過熱器段１００の少なくとも１つは、エダクタ組立体５０により冷却されてもよい。詳細には、最終過熱器段１００に隣接してエダクタ組立体５０が配設されている図５に示されている通り、最終過熱器段１００は、エダクタ組立体５０を通ってかつそこから移動する、圧縮機排出空気と流体３０１または空気３０３との混合物により冷却されてもよい。このようにして、最終過熱器段１００は、蒸気タービンエンジン４０の上流の蒸気温度を制御する必要に応じて冷却されてもよく、したがって、温度調整装置１１０により実行される必要がある温度調整量を減少させる。
【００２８】
図６を参照すると、発電プラント１０は、クーラント噴射装置１５０をさらに含んでいてもよい。上記の通り、クーラント噴射装置１５０は、中に画定されている少なくとも２つ以上のプレナム１５１、１５２を有するデュアルスロット循環制御エーロフォイルであってもよい。クーラント噴射装置１５０は複数であってもよく、エダクタ組立体５０の下流にかつＨＲＳＧ内部３１内に動作可能に配設されていてもよい。
【００２９】
クーラント噴射装置１５０は、ガスタービンエンジン２０のタービン部分２３の出口２３１の下流に配設されていてもよく、圧縮機排出空気またはエダクタ組立体５０により生成される圧縮機排出空気と流体３０１もしくは空気３０３との混合物などのクーラントを、ガスタービンエンジン２０により生成される排気エネルギーの流れの中に噴射するように構成されていてもよい。クーラント噴射は、プレナム１５１、プレナム１５２、またはプレナム１５１およびプレナム１５２により生じ得る。プレナム１５１からの流動は、上部スロット１５１１を通ってエーロフォイル後縁においてエーロフォイルを出るが、該エーロフォイル後縁は、クーラント流を相対的に下方に方向付ける傾向がある。プレナム１５２からの流動は、下部スロット１５２１を通ってエーロフォイル後縁においてエーロフォイルを出るが、該エーロフォイル後縁は、クーラント流を相対的に上方に方向付ける傾向がある。両スロットからの等しい流動が、クーラント流を相対的に後方に方向付ける。このクーラント噴射は、上部スロット１５１１、下部スロット１５２１、または上部スロット１５１１および下部スロット１５２１の両方を通って、一定であるかまたは変動する可能性があり、排気エネルギーの流れを冷却しかつさらにＨＲＳＧ内部３１内の排気エネルギーの流れを再度方向付ける役目を果たす。このようにして、それらの高温点を冷却することができかつ／またはそのような高温点により生じる損傷を回避することができるように、排気エネルギーの流れを、ＨＲＳＧ３０内に形成されている高温点から離して方向付けることができる。
【００３０】
クーラント噴射を用いて、ＨＲＳＧ内部３１を全体として冷却すること、またはＨＲＳＧ３０の内部の特定の高温点を冷却することができる。これらの高温点は、赤外線（ＩＲ）カメラまたは同様のデバイスを使用して、温度分布をマッピングしかつ閉ループ制御を作り出してバイパス空気流をモジュール化することにより、その形成前にまたはその形成中に確認することができる。いずれにしても、クーラントが高温点の方へ運ばれるように、クーラント噴射装置１５０は、クーラントを直接高温点にまたは排気エネルギーの流れの中に噴射するように向けることができる。
【００３１】
本明細書に記載されている構成要素および方法の各々は、手動制御または自動制御により一緒にまたは別々に、発電プラント１０において用いることができる。自動制御が用いられる場合、いつどのくらいの時間で各構成要素および方法が用いられ実行されるかを定めるアルゴリズムが開発されてもよい。例えば、発電プラント１０が迅速な始動を必要とする場合、図２〜図４の実施形態は、最も高い排気温度レベルに到達するとその後オンにされる図５の実施形態と共に使用されてもよい。
【００３２】
図２および図３に戻って参照すると、かつ本発明のさらなる態様によれば、前述の熱負荷低減システムは、ＨＲＳＧ内部３１内に配設されている１つまたは複数の検出器４００を含み得る。１つまたは複数の検出器４００の各々は、ＨＲＳＧ３０の内部の様々な領域およびＨＲＳＧ３０内の構成要素の様々な部分が少なくとも１つの検出器４００の視線の範囲内であるように、例えば、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能な、枢動可能なまたは移動可能な赤外線（ＩＲ）カメラであってもよい。この装置では、１つまたは複数の検出器４００を使用して、少なくともＨＲＳＧ３０および構成要素の監視を容易にすること、詳細には、高温点の確認において補助することができる。
【００３３】
さらに、図３に示されている通り、エダクタ組立体５０の任意の１つまたは複数が、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能であり、枢動可能であり、または移動可能であるように構成されていてもよい。また、それらの流量は制御することができる。このようにして、１つまたは複数の検出器４００により高温点が確認されるので、対応するエダクタ組立体５０は、エダクタ組立体５０を使用して高温点または少なくとも高温点周囲の領域を冷却することができる位置に操作することができる。また、適切なレベルの冷却が適用されるように、対応するエダクタ組立体５０を通る流量を制御することができる。
【００３４】
ここで、１つまたは複数の検出器４００およびエダクタ組立体（単数または複数）５０を制御する方法が記載される。最初に、１つまたは複数の検出器４００は、それらが少なくともＨＲＳＧ３０およびＨＲＳＧ３０内の構成要素を監視する（すなわち撮像する）ことができるように、方向制御を受ける。１つまたは複数の検出器４００からの出力が、次いで、画像処理を受け、結果として得られる画像を分析し、高温点を確認することができる。１つまたは複数の高温点が確認されると、高温点およびそれらの潜在的影響を低減するために、エダクタ組立体（単数または複数）５０を操作し制御することができる。
【００３５】
本発明のさらに別の態様によれば、１つまたは複数のダクトバーナ６００がＨＲＳＧ３０の内部に設けられていてもよい。各ダクトバーナ６００は、燃料が供給される燃料マニホルドと、燃料をＨＲＳＧ３０内に噴射する配列状の噴射装置６０１とを含んでいてもよい。ある例示的構成では、第１のダクトバーナ６００が、第１の列のエダクタ組立体５０と高圧管３２との間に軸方向に配設されていてもよく、一方、第２のダクトバーナ６００が、第２の列のエダクタ組立体５０と中圧管３３との間に軸方向に配設されていてもよい。本構成または同様の構成を用いて、例えば石油回収または精製プロセスの強化に使用するために、発電プラント１０における蒸気生成を向上させるか増大させてもよい。これらの場合、エダクタ組立体５０は、ＨＲＳＧ３０内のダクトバーナ６００の上流に画定されている軸方向位置に、追加空気を噴射するように構成されていてもよい。通常、ＨＲＳＧ３０は低酸素システムであってもよいが、この追加空気噴射では、エダクタ組立体５０からの空気流が、場合によっては高濃度で酸素（Ｏ2）を含む。この空気流は、次いで、ダクトバーナ６００の追加点火を容易にし、それにより、ガスタービンエンジン２０が全負荷で作動していない場合にも、さらなる蒸気生成を可能にする。
【００３６】
実施形態によれば、より多くの蒸気生成が必要と判定された場合により多くの燃料が追加されるように、かつ逆の場合も同様であるように、ダクトバーナ６００への燃料流量が蒸気生成要求に基づいて制御されてもよい。さらに、蒸気生成が増大することになる場合にＨＲＳＧ３０内への追加空気の噴射を増大させることができるように、エダクタ組立体（単数または複数）５０がダクトバーナ６００の動作に基づいて制御されてもよい。さらにまた、上記の通り、エダクタ組立体（単数または複数）５０は、蒸気生成が生じるＨＲＳＧ３０の特定の領域の方へそれらが方向付けられるように、高さ方向、幅方向および深さ方向の１つまたは複数において回転可能であり、枢動可能であり、または移動可能であってもよい。
【００３７】
当然のことながら、エダクタ組立体５０による追加空気の噴射は、１つまたは複数のダクトバーナ６００の有無に関わらず、蒸気生成の増大につながる可能性がある。そのような場合には、追加空気の噴射は、蒸気生成要求および作動負荷（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｌｏａｄ）要件に基づいて制御されてもよい。
【００３８】
限られた数の実施形態のみに関連して本発明を詳細に記載したが、本発明はそのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、これまで記載されていない任意の数の変形形態、修正形態、置換形態、または等価の装置を組み込むように修正することができるが、それらは本発明の精神および範囲に見合うものである。さらに、本発明の種々の実施形態を記載したが、本発明の態様が記載された実施形態の一部のみを含んでいてもよいことは言うまでもない。したがって、本発明は、前述により限定されるとみなされるべきではなく、もっぱら添付の特許請求の範囲の範囲によって限定される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  発電プラント
２０  ガスタービンエンジン
２１  圧縮機
２２  燃焼器アレイ
２３  タービン部分
２４  入口抽気加熱システム
２５  ガスタービン入口
２６  周囲空気
３０  熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）
３１  ＨＲＳＧ内部
３２  高圧管
３３  中圧管
３４  低圧管
４０  蒸気タービンエンジン
５０  エダクタ組立体
５１  第１の本体
５２  第２の本体
５５  ランス
７０  蒸気源
７１  高圧蒸発器
７２  高圧ドラム
８０  導管
９０  高圧一次過熱器段
９１  高圧一次過熱器
１００  高圧最終過熱器段
１０１  高圧最終過熱器
１１０  温度調整装置
１５０  クーラント噴射装置
１５１、１５２  プレナム
２３１  出口
２４１  制御バルブ
２４２  バルブ
３０１  同伴流体
３０２  低温の段
３０３  同伴空気
３０４  タンク
４００  検出器
５１０  第１の開口部
５１１  第２の開口部
６００  ダクトバーナ
６０１  噴射装置
１５１１  上部スロット
１５２１  下部スロット
【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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【外国語明細書】
2013142393000001.pdf