(57)【要約】【課題】以前のガスタービンに比べて、商業的な利点および／または技術的な利点を提供する。【解決手段】ガスタービンは、圧縮機と、圧縮機の下流にある燃焼器と、熱伝達システムを含み、熱伝達システムは、圧縮機から圧縮作動流体を受け入れる。流体継手が、熱伝達システムと燃焼器との間にあり、流体継手は、熱伝達システムから圧縮作動流体を受け入れる。調節器は、圧縮機と流体連通しており、流体継手が、熱伝達システムと調節器との間にあり、流体継手は、熱伝達システムから冷却媒体を受け入れる。ガスタービンを運転する方法は、圧縮機から熱伝達システムへ圧縮作動流体を流すステップと、圧縮作動流体から熱伝達システムへ熱エネルギーを伝達するステップと、熱伝達システムから燃焼器へ圧縮作動流体を流すステップと、熱伝達システムから圧縮機入口部へ冷却媒体を流すステップとを含む。【選択図】図１
2013139784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．圧縮機であって、前記圧縮機は、入口部を含み、圧縮作動流体を生成する、圧縮機と、
ｂ．前記圧縮機の下流にある燃焼器と、
ｃ．前記圧縮機の下流および前記燃焼器の上流にある熱伝達システムであって、前記熱伝達システムは、前記圧縮機から前記圧縮作動流体を受け入れる、熱伝達システムと、
ｄ．前記熱伝達システムと前記燃焼器との間の第１の流体継手であって、前記第１の流体継手は、前記熱伝達システムから前記圧縮作動流体を受け入れる、第１の流体継手と、
ｅ．前記入口部と流体連通する調節器と、
ｆ．前記熱伝達システムと前記調節器との間の第２の流体継手であって、前記第２の流体継手は、前記熱伝達システムから冷却媒体を受け入れる、第２の流体継手とを含む、ガスタービン。
【請求項２】
前記冷却媒体は、水、臭化リチウム、またはアンモニアのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項３】
前記燃焼器と流体連通する凝縮液タンクをさらに含み、前記凝縮液タンクは、前記調節器を横断して流れる周囲空気から凝縮液を集める、請求項１記載のガスタービン。
【請求項４】
前記熱伝達システムは、吸収式冷凍機を含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項５】
前記第１の流体継手の中に、流量調整装置をさらに含む、請求項１記載のガスタービン。
【請求項６】
前記第１の継手は、前記燃焼器の中の端部カバー、燃焼室、燃料ノズル、またはトランジションピースのうちの少なくとも１つに流体連通を提供する、請求項１記載のガスタービン。
【請求項７】
ａ．圧縮機であって、前記圧縮機は、入口部を含み、圧縮作動流体を生成する、圧縮機と、
ｂ．前記圧縮機の下流にある燃焼器と、
ｃ．冷却された圧縮作動流体を前記燃焼器へ供給し、冷却媒体を前記圧縮機の前記入口部へ供給する手段とを含む、ガスタービン。
【請求項８】
前記冷却媒体は、水、臭化リチウム、またはアンモニアのうちの少なくとも１つを含む、請求項７記載のガスタービン。
【請求項９】
前記燃焼器と流体連通する凝縮液タンクをさらに含み、前記凝縮液タンクは、前記入口部の中へ流れる周囲空気から凝縮液を集める、請求項７記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記手段は、吸収式冷凍機を含む、請求項７記載のガスタービン。
【請求項１１】
流体継手およびバイバス弁をさらに含み、前記流体継手および前記バイパス弁は、直列に接続されており、前記吸収式冷凍機の凝縮器と吸収器との間の流体連通を提供する、請求項１０記載のガスタービン。
【請求項１２】
前記手段と前記燃焼器との間に流量調整装置をさらに含む、請求項７記載のガスタービン。
【請求項１３】
前記入口部と流体連通する調節器をさらに含む、請求項７記載のガスタービン。
【請求項１４】
前記手段と、前記燃焼器の中の端部カバー、燃焼室、燃料ノズル、またはトランジションピースのうちの少なくとも１つとの間に継手をさらに含む、請求項７記載のガスタービン。
【請求項１５】
ａ．圧縮機から熱伝達システムへ圧縮作動流体を流すステップと、
ｂ．前記圧縮作動流体から前記熱伝達システムへ熱エネルギーを伝達するステップと、
ｃ．前記熱伝達システムから燃焼器へ前記圧縮作動流体を流すステップと、
ｄ．前記熱伝達システムから前記圧縮機の入口部へ冷却媒体を流すステップとを含む、ガスタービンを運転する方法。
【請求項１６】
前記熱伝達システムは、前記圧縮機入口部の少なくとも部分的に上流にあり、前記冷却媒体と流体連通する調節器を含んでおり、前記方法は、前記調節器を通して前記圧縮機の中へ作動流体を流すステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記熱伝達システムは、前記圧縮機と流体連通する吸収式冷凍機を含んでおり、前記方法は、前記圧縮作動流体から、前記吸収式冷凍機の中を流れる熱伝達媒体へ、熱エネルギーを伝達するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記熱伝達システムから前記燃焼器の端部カバーの中へ前記圧縮作動流体の少なくとも一部分を流すステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記熱伝達システムから前記燃焼器の中の予混合区域の中へ前記圧縮作動流体の少なくとも一部分を流すステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記熱伝達システムから前記燃焼器の中の１つまたは複数の燃料ノズルの中へ前記圧縮作動流体の少なくとも一部分を流すステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガスタービン、および、ガスタービンを運転する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、多数の用途に対して動力を発生させるために広く使用されている。従来のガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含んでいる。典型的なガスタービンエンジンでは、圧縮機は、燃焼器へ圧縮空気を提供する。燃焼器に進入する空気は、燃料と混合されて燃焼される。高温燃焼ガスは、燃焼器から排気され、タービンの翼を横断して流れ、翼に接続されたタービンのシャフトを回転させる。回転するシャフトのその機械的エネルギーのいくらかが、圧縮機および／または他の機械的システムを駆動する。
【０００３】
最新のガスタービン燃焼器の中の温度は、華氏２０００度を超える可能性がある。結果として、燃焼器の中でこれらの温度にさらされる機械的コンポーネントは、ガスタービンの運転中に著しい熱応力を経験する可能性があり、したがって、燃焼器の機械的な寿命を著しく低減する。追加的に、圧縮機に進入する空気の室温が特定のレベルを上回るという環境の中でガスタービンが運転されているとき、コアエンジン温度は、許容できないほど高いレベルへ上昇する可能性があり、したがって、エンジン効率に影響を与え、おそらくガスタービンコンポーネントの寿命を減少させる。
【０００４】
ガスタービンの中の温度を低減するために、様々な方法が存在している。例えば、ガスタービンの燃焼器の中の温度を制御する１つの方法は、圧縮機に進入する空気を、圧縮機入口部にある冷却装置を通過させることであり、それによって、圧縮空気が圧縮機に進入するときに圧縮空気の温度が減少させられる。しかし、このような方式で燃焼器に提供される圧縮空気温度は、燃焼器の中の機械的コンポーネントの十分な冷却を提供しない可能性がある。追加的に、この方法は、燃焼器の中の個々のコンポーネントまたは区域へ冷却された圧縮空気を向かわせることを可能にはしない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、改善されたガスタービン、およびガスタービンを運転する方法が有用ということになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様および利点が、次に続く説明において以下に記載されており、または、説明から明らかであり得、または、本発明の実施を通して習得され得る。
【０００７】
本発明の一実施形態は、一般的に圧縮機を含むガスタービンであり、圧縮機は、入口部を含み、圧縮作動流体を生成する。燃焼器が、圧縮機の下流にあり、熱伝達システムが、圧縮機の下流および燃焼器の上流にあり、熱伝達システムは、圧縮機から圧縮作動流体を受け入れる。第１の流体継手が、熱伝達システムと燃焼器との間にあり、第１の流体継手は、熱伝達システムから圧縮作動流体を受け入れる。調節器が、入口部と流体連通し、第２の流体継手が、熱伝達システムと調節器との間にあり、第２の流体継手は、熱伝達システムから冷却媒体を受け入れる。
【０００８】
本発明の第２の実施形態は、一般的に圧縮機を含むガスタービンであり、圧縮機は、入口部を含み、圧縮作動流体を生成する。燃焼器が、圧縮機の下流にあり、冷却された圧縮作動流体を燃焼器へ供給し、冷却媒体を圧縮機の入口部へ供給する手段がある。
【０００９】
また、本発明の実施形態は、ガスタービンを運転する方法を含むことが可能であり、その方法は、圧縮機から熱伝達システムへ圧縮作動流体を流すステップと、圧縮作動流体から熱伝達システムへ熱エネルギーを伝達するステップと、熱伝達システムから燃焼器へ圧縮作動流体を流すステップと、熱伝達システムから圧縮機の入口部へ冷却媒体を流すステップとを含む。
【００１０】
本明細書を検討すれば、当業者は、そのような実施形態の特徴および態様、およびその他のことをよりよく認識するであろう。
【００１１】
本発明の完全かつ実施可能な開示（当業者にとって、その最良の形態を含む）が、添付の図面を参照することも含めて、本明細書の残りの部分に、より具体的に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による例示のガスタービンのブロック図である。
【図２】図１に示されているような例示の燃焼器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本発明の本実施形態が詳細に参照され、その１つまたは複数の例が、添付の図面の中に図示されている。詳細な説明では、図面の中の特徴を参照するために、数字記号および文字記号を使用している。図面および明細書の中の類似または同様の記号は、本発明の類似または同様の部分を参照するために使用されている。本明細書の中で使用されているように、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」は、一方のコンポーネントをもう一方のコンポーネントから区別するために交換可能に使用され得、個々のコンポーネントの位置または重要性を意味することは意図されていない。追加的に、用語「上流に」および「下流に」は、流体経路の中のコンポーネントの相対的な位置を参照している。例えば、流体が、コンポーネントＡからコンポーネントＢへ流れるとすれば、コンポーネントＡは、コンポーネントＢの上流にある。逆に、コンポーネントＢが、コンポーネントＡから流体を受け入れるとすれば、コンポーネントＢは、コンポーネントＡの下流にある。
【００１４】
それぞれの例は、本発明を説明する目的で提供されており、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明の中で、修正例および変形例を作ることが可能であるということが、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴は、別の実施形態において、さらなる実施形態を生み出すために使用され得る。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入るものとして、そのような修正例および変形例をカバーすることが意図されている。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、冷却された圧縮作動流体および冷却媒体をガスタービンへ供給するガスタービンおよび方法を含んでいる。ガスタービンは、一般的に、圧縮機、熱伝達システム、燃焼器、およびタービンを含んでいる。特定の実施形態では、圧縮機は、熱伝達システムおよび燃焼器と流体連通していることが可能であり、それによって、圧縮機から取り出された圧縮作動流体の少なくとも一部分が、熱伝達システムを通って流れることを可能とし、熱エネルギーが、圧縮作動流体から取り出され得る。このように、熱交換器によって取り出されたエネルギーは、圧縮作動流体を冷却することが可能であり、かつ／または、熱伝達システム、および／もしくは冷却装置などのようなガスタービンの他の補助コンポーネントを作動させるためにエネルギーを提供することが可能である。本発明の例示の実施形態は、図示の目的のために、産業用ガスタービンおよび産業用ガスタービンを運転する方法との関係において一般的に説明されるが、当業者は、本発明の実施形態が、任意のガスタービンに適用され得、特許請求の範囲の中に具体的に記載されていなければ、産業用ガスタービンに限定されないということを容易に認識するであろう。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態によるガスタービン１０の簡略化したブロック図を提供している。示されているように、ガスタービン１０は、一般的に、圧縮機１２と、圧縮機１２の下流にある少なくとも１つの燃焼器１４と、燃焼器１４の下流にあるタービン１６とを含むことが可能である。圧縮機１２は、軸流圧縮機１２であり得、軸流圧縮機１２では、周囲空気などのような作動流体１８が、圧縮機入口部２０を通って圧縮機１２に進入し、固定静翼および回転翼の交互に並ぶ段落を通過し、回転翼は、作動流体１８に運動エネルギーを徐々に付与し、圧縮作動流体２２の連続的な流れを生成する。圧縮作動流体２２の少なくとも一部分は、圧縮機から取り出され得、ガスタービン１０の様々な運転を支持する。残りの圧縮作動流体２２の少なくとも一部分は、燃焼器１４へ流れることが可能であり、そこで、燃料と混合され、高圧の高温ガスを発生させるために点火される。高温ガスは、タービン１６へ流れ、膨張して仕事を生成する。
【００１７】
本発明の様々な実施形態は、冷却された圧縮作動流体２４を燃焼器１４へ供給する手段、および冷却媒体を圧縮機入口部２０へ供給する手段を含んでいる。図１に示されているように、その手段の構造体は、少なくとも１つの熱伝達システム３０を含むことが可能であり、熱伝達システム３０は、圧縮機１２の下流および燃焼器１４の上流にある。熱伝達システム３０は、１つまたは複数の熱交換器３２、および１つまたは複数の流体継手３４を含むことが可能である。１つまたは複数の熱交換器３２は、シェルアンドチューブ式および／または冷凍型の熱交換器３２を含むことが可能である。しかし、熱伝達媒体に熱エネルギーを伝達する、および／または熱伝達媒体から熱エネルギーを伝達する、当分野において現在知られている任意のタイプの熱交換器３２、および／または熱交換器３２の任意の組み合わせを、１つまたは複数の熱交換器３２が含むことが可能であるということが当業者に理解されるべきである。特定の実施形態では、熱伝達媒体は、アンモニアおよび水などのような任意の溶液、または、熱交換器３２の中で熱エネルギーを伝達するのに適した任意の液体媒体、ガス媒体、および／もしくは固体媒体を含むことが可能である。１つまたは複数の流体継手３４は、チューブ、パイプ、ホース、コネクタ、または、圧縮作動流体２２および／もしくは熱伝達媒体を流すのに適した任意のサイズおよび／もしくは形状の任意の構造体を含むことが可能である。代替的にまたは追加的に、その手段は、熱伝達システム３０および圧縮機入口部２０と流体連通する例えば冷却装置などの調節器３６をさらに含むことが可能である。調節器３６は、１つまたは複数の流体継手３４を通して熱伝達システム３０と流体連通していることが可能である。
【００１８】
図１に示されているように、本発明の範囲内の特定の実施形態では、熱伝達システム３０は、吸収式冷凍機５０を含むことが可能である。一般的に、吸収式冷凍機５０は、発生器５２、凝縮器５４、蒸発器５６、吸収器５８、および１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を含むことが可能である。特定の実施形態では、熱伝達媒体は、アンモニアおよび水の溶液を含むことが可能であり、ここで、冷媒はアンモニアである。熱伝達媒体は、冷媒が蒸留され得るような用途に一般的に使用される任意の溶液を含むことが可能であるということが当業者に認識されるべきである。単なる例として、吸収式冷凍機の以下の説明では、アンモニア／水の吸収式冷凍機の運転を一般的に説明する。
【００１９】
特定の実施形態では、１つまたは複数の供給ライン６０は、圧縮機１２と発生器５２との間の流体連通を提供することが可能である。１つまたは複数の供給ライン６０は、チューブ、パイプ、ホース、コネクタ、または、圧縮作動流体２２を流すのに適した任意のサイズおよび／もしくは形状の任意の構造体を含むことが可能である。このように、圧縮作動流体２２は、圧縮機１２から発生器５２を通って流れ、発生器５２では、熱エネルギーが、圧縮作動流体２２からアンモニア／水の熱伝達媒体へ伝達され得、したがって、冷媒の少なくとも一部分が、加熱された蒸発冷媒として、熱伝達媒体から蒸留されるようにすることが可能となり、残りのアンモニア／水の溶液が吸収器５８を通って再循環されるようにすることが可能となる。このように、熱伝達サイクルが、吸収式冷凍機５０の中で開始され得、したがって、冷却された圧縮作動流体２４が提供される。発生器５２は、１つまたは複数の流体継手３４のうちの第１の流体継手を通して、燃焼器１４と流体連通していることが可能である。このように、冷却された圧縮作動流体２４は、燃焼器１４の中へ流れることが可能である。結果として、冷却された圧縮作動流体２４は、圧縮作動流体２４と燃料との予混合を強化することが可能であり、かつ／または、燃焼器１４の中の熱応力を低減することが可能である。追加的にまたは代替として、熱伝達システム３０と燃焼器１４との間の流体連通を提供する１つまたは複数の流体継手３４のうちの少なくとも１つは、流量調整装置１００を含むことが可能である。このように、燃焼器１４に進入する冷却された圧縮作動流体２４の流れは、燃焼器１４および／またはガスタービン１０の運転条件に適応するように調節され得る。
【００２０】
加熱された蒸発冷媒は、発生器５２から、１つまたは複数の流体導管３４のうちの１つまたは複数を通って、凝縮器５４の中へ流れることが可能であり、凝縮器５４において、それは、冷却され、高圧の液体冷媒へ変換される。凝縮器５４からの熱は、周囲空気を介して放散されるが、他の冷却媒体が使用されることも可能である。特定の実施形態では、１つまたは複数のファンが使用されて凝縮器を横断する冷却流れが提供され、凝縮器の性能を強化することが可能である。高圧の液体冷媒は、凝縮器５４から、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通って、そして、例えば、温度自動膨張弁などの膨張弁６２を通って流れ、低圧の液体冷媒または二相冷媒を生成する。低圧の液体冷媒または二相冷媒は、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通って、蒸発器５６へ流れる。低圧冷媒は、蒸発器５６の中で沸騰し、したがって、冷却効果または冷凍効果を提供する。ある実施形態では、蒸発器５６は、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通って、調節器３６と流体連通していることが可能である。結果として、蒸発器５６は、冷却媒体を調節器３６へ提供することが可能である。このように、調節器３６を通って圧縮機入口部２０の中へ流れる作動流体１８の温度は、減少させることが可能であり、したがって、ガスタービンの全体効率が改善する。
【００２１】
低圧冷媒は、蒸発器５６の中で沸騰するにしたがって、高温の低圧冷媒蒸気に変わる。低圧冷媒蒸気は、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通って、吸収器５８へ流れ、発生器５２から再循環されたアンモニア／水の溶液の中に混合され、したがって、アンモニア／水の混合溶液の最初の濃度を再生する。周囲空気または任意の他の利用可能な冷却媒体に熱エネルギーを放散させることによって、吸収器５８は、熱エネルギーを溶液から離すように伝達する。特定の実施形態では、吸収器の冷却効率を強化するために、１つまたは複数のファンが利用され得る。例えば、凝縮器および吸収器を冷却するために、単一のファンが使用され得る。他の実施形態では、吸収器は、冷却のための専用のファンを有することが可能である。溶液は、１つまたは複数の流体ポンプ６４を通して発生器５２へポンプで送られて戻され、熱伝達サイクルを繰り返す。特定の実施形態では、少なくとも１つのバイパス弁６６を含む流体継手３４のうちの１つまたは複数が、凝縮器と吸収器との間の流体連通を提供することが可能である。このように、吸収式冷凍機５０に冷却能力制御を提供するために、蒸発器は、少なくとも部分的にまたは完全にバイパスされ得る。吸収式冷凍機の運転および吸収式冷凍機のコンポーネントの上述の説明は、吸収式冷凍機の熱伝達サイクルおよびそのコンポーネントの簡単かつ一般的な表現であることが意図されており、決して限定することを意味してはいないということが当業者に認識されるべきである。
【００２２】
追加的にまたは代替的に、ガスタービンは、調節器３６および／または蒸発器５６および／または燃焼器１４と流体連通する凝縮液タンク７０を含むことが可能である。このように、凝縮液タンク７０は、調節器３６および／または蒸発器５６を横断して流れる作動流体１８から凝縮する水を集めることが可能である。水は、凝縮液タンク７０から、凝縮液タンク７０と流体連通するフィルタ７２へ流れることが可能であり、１つまたは複数の流体ポンプ６４のうちの１つまたは複数を通して、および／または、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通して、フィルタ７２から燃焼器１４の中へポンプで送られ得る。結果として、圧縮作動流体２４および燃料の混合を強化するために、水が、燃焼器１４の中へ注入され得、ＮＯｘ排出を制御し、かつ／または燃焼器１４に冷却を提供する。
【００２３】
図２は、図１に示されているような例示の燃焼器１４の断面図を提供している。図２に示されているように、燃焼器１４は、端部カバー８０、１つまたは複数の燃料ノズル８２、トランジションピース８４、燃焼器ライナ８６、端部キャップ８８、および／または、燃焼器１４を少なくとも部分的に取り囲むケーシング９０を含むことが可能である。トランジションピース８４および／または燃焼器ライナ８６は、ケーシング９０を通って軸線方向に延在する少なくとも部分的に環状の通路を提供することが可能である。結果として、少なくとも部分的に環状の通路およびケーシング９０は、圧縮作動流体２２および／または高温ガスが燃焼器１４の中を流れるための、燃焼室および／または１つまたは複数の流路を画定することが可能である。燃焼器１４は、第１の燃焼区域９６、および／または、第１の燃焼区域９６の軸線方向下流にある第２の燃焼区域９８を含むことが可能である。燃焼器１４は、熱伝達システム３０と燃焼器１４との間の流体連通を提供する１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を含むことが可能である。このように、冷却された圧縮作動流体２４は、熱伝達システム３０から燃焼器１４へ流れることが可能である。
【００２４】
特定の実施形態では、冷却された圧縮作動流体２４は、熱伝達システム３０から、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通って、端部カバー８０の中へ流れることが可能であり、低い冷却温度を提供し、したがって、端部カバー８０の中の熱応力を低減する。代替的な実施形態では、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数は、冷却された圧縮作動流体２４を、ケーシング９０を通して、一般的に第１の燃焼区域９６の上流にある予混合区域１０２の中へ向かわせることが可能である。結果として、冷却された作動流体２４は、高温ガスの温度を低減することが可能であり、したがって、フラッシュバックに対する抵抗を増大させることによって予混合能力を強化し、圧縮作動流体２２および燃料の自動点火遅延時間を増加させる。追加的に、予混合区域１０２へ流れる冷却された圧縮作動流体２４は、燃焼器１４の中のフラッシュバックおよび自動点火のリスクを低減することによって、燃焼器１４の性能および燃焼器１４の寿命を著しく向上させることが可能である。
【００２５】
さらなる実施形態では、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数は、冷却された圧縮作動流体２４を、燃焼器ライナ８６を通して、および／またはトランジションピース８４を通して、第１の燃焼区域９６の下流および第２の燃焼区域９８の上流にある燃焼器１４の高温ガス路９４の中へ向かわせることが可能である。このように、冷却された圧縮作動流体２４は、第１の燃焼区域９６を出ていくときに、高温ガスの温度を低減することが可能であり、したがって、燃焼器１４の中の温度を低減する。追加的に、冷却された圧縮作動流体２４を第２の燃焼区域９８の上流に導入することは、第２の燃焼区域９８での燃料および圧縮作動流体２２の予混合を強化することが可能である。他の実施形態では、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数は、冷却された圧縮作動流体２４の少なくとも一部分を、燃焼器１４を少なくとも部分的に取り囲むプレナム１０４の中へ向かわせることが可能であり、したがって、燃焼器１４の中の冷却を強化する。代替的な実施形態では、熱伝達システム３０と燃焼器１４との間の流体連通を提供する１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数は、冷却された圧縮作動流体２４の少なくとも一部分を、燃焼器１４と流体連通する燃料供給導管１０６へ提供することが可能である。このように、冷却された作動流体２４は、燃料を取り囲む薄膜を提供するために使用され得、したがって、燃料が燃焼の前に加熱されないようにし、それによって、燃焼器１４の中の燃料の、燃料ラインの中のコーキングまたは自動点火の可能性を低減する。
【００２６】
また、図１〜図２を参照して示されて説明された様々な実施形態は、ガスタービン１０を運転する方法も提供することが可能である。本方法は、一般的に、圧縮機１２から熱伝達システム３０へ圧縮作動流体２２を流すステップと、圧縮作動流体２２から熱伝達システム３０へ熱エネルギーを伝達するステップと、熱伝達システム３０から燃焼器１４へ圧縮作動流体２２を流すステップと、熱伝達システム３０から圧縮機の入口部２０へ冷却媒体を流すステップとを含む。また、本方法は、作動流体１８を、調節器３６を通して圧縮機１２の中へ流すステップも含むことが可能である。特定の実施形態では、熱伝達システム３０は、圧縮機１２と流体連通する吸収式冷凍機５０を含んでおり、本方法は、圧縮作動流体２２から、吸収式冷凍機５０の中を流れる熱伝達媒体へ、熱エネルギーを伝達するステップを含むことが可能であり、圧縮作動流体２２を冷却し、吸収式冷凍機５０の熱伝達サイクルを開始する。本方法は、圧縮作動流体２２の少なくとも一部分を、１つまたは複数の流体継手３４のうちの１つまたは複数を通して、熱伝達システム３０から、端部カバー８０、第１の予混合区域１０２、第１の燃焼区域９６、第２の燃焼区域９８、高温ガス路９４、または燃焼器１４の中の１つまたは複数の燃料ノズル８２のうちの少なくとも１つの中へ流すステップをさらに含むことが可能である。代替的な実施形態では、本方法は、１つまたは複数の流体継手３４および燃焼器１４と流体連通する燃料供給導管１０６の中で、圧縮作動流体２２の少なくとも一部分を燃料と混合するステップと、混合物を燃焼器１４の中へ流すステップとを含むことが可能である。本方法は、圧縮作動流体２２の少なくとも一部分を、熱伝達システム３０から、流体継手３４のうちの１つまたは複数を通して、燃料導管１０６を取り囲むスリーブ１０８の中へ、および、燃焼器１４の中へ流すステップをさらに含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、本方法は、調節器３６を通って流れる作動流体１８から凝縮液を集めるステップと、凝縮液を燃焼器１４へ流すステップとをさらに含むことが可能である。
【００２７】
図１〜図２を参照して示されて説明された様々な実施形態は、以前のガスタービン、および、ガスタービンを運転する方法に比べて、１つまたは複数の商業的な利点および／または技術的な利点を提供する。例えば、高温の圧縮作動流体を、圧縮機から熱伝達システムを通して燃焼器の中へ流すことによって、燃焼器の機械的な寿命が改善され得、それによって、燃焼器の中の熱応力が低減され、および／または燃焼器の中の保炎またはフラッシュバックの可能性が低減される。結果として、運転員は、修繕のための停止と停止との間の期間を延ばすことが可能であり、それによって、ガスタービンを運転およびメンテナンスするコストが低減される。追加的に、圧縮機に進入する作動流体を冷却するために冷却媒体を圧縮機入口部へ提供することによって、ガスタービンは、より高い効率で運転され得、したがって、燃料が節約され、エネルギー出力が改善される。
【００２８】
この書面による説明は、本発明を開示するために、また、任意の当業者が本発明を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、例（最良の形態を含む）を使用している。本発明の特許の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、または、特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  作動流体
２０  圧縮機入口部
２２  圧縮作動流体
２４  冷却された圧縮作動流体
３０  熱伝達システム
３２  熱交換器
３４  流体継手、流体導管
３６  調節器
５０  吸収式冷凍機
５２  発生器
５４  凝縮器
５６  蒸発器
５８  吸収器
６０  供給ライン
６２  膨張弁
６４  流体ポンプ
６６  バイパス弁
７０  凝縮液タンク
７２  フィルタ
８０  端部カバー
８２  燃料ノズル
８４  トランジションピース
８６  燃焼器ライナ
８８  端部キャップ
９０  ケーシング
９４  高温ガス路
９６  第１の燃焼区域
９８  第２の燃焼区域
１００  流量調整装置
１０２  予混合区域
１０４  プレナム
１０６  燃料供給導管、燃料導管
１０８  スリーブ
【図１】
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【図２】
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