(57)【要約】【課題】本発明は通常では使用されない排熱の有効利用を図ることができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。【解決手段】ガスタービンプラントは、圧縮機９と、圧縮機９で圧縮された空気４と燃料が導入され燃焼排ガス６を生成する膨張機１１とを備えている。燃料１０は燃料供給ライン１０Ａに設けられた加熱器１７により加熱される。加熱器１７は化石燃料由来でない熱源により燃料１０を加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
膨張機と、
前記圧縮機で圧縮された空気を用いて燃料を燃焼させて、前記膨張機に供給する燃焼排ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器へ前記燃料を供給する燃料供給ラインと、を備え、
前記燃料供給ラインに、化石燃料由来でない熱源により前記燃料を加熱する加熱器を設けたことを特徴とするガスタービンプラント。
【請求項２】
前記加熱器は、地中から取り出した蒸気、熱水又は温水により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項３】
蒸気タービンと、地中から取り出した地熱蒸気を蒸気と熱水に分離する汽水分離器とを更に備え、
前記汽水分離器からの前記蒸気を前記蒸気タービンの作動流体とし、前記加熱器は、前記熱水により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１に記載のガスタービンプラント。
【請求項４】
前記加熱器は、産業排熱により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項５】
前記加熱器は、燃料電池の排熱により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項６】
前記加熱器は、内燃機関の排ガスの保有熱により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項７】
前記加熱器は、内燃機関の排ガスにより前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項８】
前記加熱器は、内燃機関の機体の保有熱により前記燃料を直接あるいは間接的に加熱することを特徴とする請求項１記載のガスタービンプラント。
【請求項９】
圧縮機と、
膨張機と、
前記圧縮機で圧縮された空気を用いて燃料を燃焼させて、前記ガスタービンに供給する燃焼排ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器へ前記空気を供給する空気供給ラインと、
前記空気供給ラインに設けられ前記空気を圧縮する圧縮機とを備え、
前記空気供給ラインのうち前記圧縮機の出口側に、内燃機関の機体の保有熱により空気を直接あるいは間接的に加熱する加熱器を設けたことを特徴とするガスタービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の従来技術であるガスタービンプラントを、図１０を用いて説明する。図１０に示す第１の従来技術では燃料１０は、充分高圧であるガス燃料となっている。ガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮され高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また燃料１０が燃焼器５に流入し、燃料１０は燃焼し、燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガスは膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結しており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【０００３】
第２の従来技術であるガスタービンプラントを、図１１を用いて説明する。図１１において第１の従来技術と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１の従来技術と異なる部分のみを説明する。図１１に示す第２の従来技術では燃料１０は、高圧化しないと燃焼器５に流入できないほど、充分低圧であるガス燃料となっている。燃料１０を燃料圧縮機１３により圧縮し、圧縮燃料１２として燃焼器５に流入させる。これにより低圧であるガス燃料でもプラント運転できる。
【０００４】
第３の従来技術であるガスタービンプラントを、図１２を用いて説明する。図１２において第１および第２の従来技術と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１および第２の従来技術と異なる部分のみを説明する。図１２に示す第３の従来技術では燃料１０は、充分高圧であるガス燃料となっている。図１２に示すガスタービンプラントは、高圧空気４とガスタービン排ガス３の間で熱交換させるため再生器１４を設けた再生ガスタービンサイクルとなっている。圧縮空気４は高温化した後、燃焼器５に流入する。これにより燃焼排ガス６はより高温となり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり、発電機８による発電量が増える。
【０００５】
第４の従来技術であるガスタービンプラントを、図１３を用いて説明する。図１３において第１、第２および第３の従来技術と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第３の従来技術と異なる部分のみを説明する。図１３に示す第４の従来技術では燃料１０は、高圧化しないと燃焼器５に流入できないほど、充分低圧であるガス燃料となっている。第４の従来技術は第３の従来技術と第２の従来技術とを組合せた技術となっており、両者の効果を持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１７４４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガスタービンプラントは設置場所の自由度の高い発電プラントであり、また比較的小型のものも分散型電源として世界中で普及している。またガスタービンプラントの近くには、利用されていない熱源が多く存在する。例えば工場、計算機データセンター、オフィスビルは多くの排熱を大気に放出しているが、これらの産業排熱は比較的低温であり利用されにくい。また燃料電池や内燃機関は、分散型電源として普及しているが、多量の排熱を放出している。
【０００８】
このような場合、上述した排熱をガスタービンプラントにて有効利用することができれば、今まで利用されていない排熱の有効利用を図ることができて都合が良い。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、排熱の有効利用を図ることができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、圧縮機と、膨張機と、前記圧縮機で圧縮された空気を用いて燃料を燃焼させて、前記膨張機に供給する燃焼排ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼器へ前記燃料を供給する燃料供給ラインと、を備え、前記燃料供給ラインに、化石燃料由来でない熱源により前記燃料を加熱する加熱器を設けたことを特徴とするガスタービンプラントである。
【００１１】
本発明は、  圧縮機と、膨張機と、前記圧縮機で圧縮された空気を用いて燃料を燃焼させて、前記ガスタービンに供給する燃焼排ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼器へ前記空気を供給する空気供給ラインと、前記空気供給ラインに設けられ前記空気を圧縮する圧縮機とを備え、前記空気供給ラインのうち前記圧縮機の出口側に、内燃機関の機体の保有熱により空気を直接あるいは間接的に加熱する加熱器を設けたことを特徴とするガスタービンプラントである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はガスタービンプラントの第１の実施の形態を示す図。
【図２】図２はガスタービンプラントの第２の実施の形態を示す図。
【図３】図３はガスタービンプラントの第３の実施の形態を示す図。
【図４】図４はガスタービンプラントの第３の実施の形態の変形例を示す図。
【図５】図５はガスタービンプラントの第４の実施の形態を示す図。
【図６】図６はガスタービンプラントの第５の実施の形態を示す図。
【図７】図７はガスタービンプラントの第６の実施の形態を示す図。
【図８】図８はガスタービンプラントの第７の実施の形態を示す図。
【図９】図９はガスタービンプラントの第８の実施の形態を示す図。
【図１０】図１０は第１の従来技術を示す図。
【図１１】図１１は第２の従来技術を示す図。
【図１２】図１２は第３の従来技術を示す図。
【図１３】図１３は第４の従来技術を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は第１の実施の形態を示す図である。
【００１５】
図１に示すようにガスタービンプラントは、ガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮され高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加熱燃料１５が流入し、この加熱燃料１５が燃焼して、燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結しており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００１６】
また図１において燃料供給ライン１０Ａを介して燃料１０が供給される。この燃料１０は、充分高圧であるガス燃料となっている。また燃料供給ライン１０Ａには、大地１８から取り出された高温流体１６により燃料１０を加熱する加熱器１７が設置されている。高温流体１６は、地熱蒸気であっても熱水であっても、温泉水（温水）であってもよく、地熱蒸気の場合、地熱蒸気は全て気体である場合もあるし、気体と液体が混在している場合もある。燃料供給ライン１０Ａにより供給される燃料１０は加熱器１７で加熱され、加熱燃料１５となって燃焼器５に流入する。これにより燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり、発電機８による発電量が増える。なおガスタービン１は再生器１４を有していてもよく、図１のように、再生器を有していなくてもよい（図１０〜図１４参照）。
【００１７】
高温流体１６が地熱蒸気でありかつ大量にある場合は、蒸気タービンの作動流体にする事によって発電できるが、そうでない場合は利用が困難である。これに対して本実施の形態によれば、分散型電源として普及している小型ガスタービンの発電であれば、この高温流体１６を有効に利用する事ができる。即ち、利用されていない熱源を発電に利用できるという効果がある。
【００１８】
上述のようにガスタービン１は再生器を持つ再生ガスタービンサイクルを構成しても、図１のようにしなくてもどちらでもよい。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
次に図２により第２の実施の形態について説明する。
【００２０】
図２に示す第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２１】
図２において、燃料供給ライン１０Ａから供給される燃料１０は、高圧化しないと燃焼器５に流入できないほど、充分低圧であるガス燃料となっている。加熱器１７により燃料１０が加熱され、加熱器１７で加熱された加熱燃料１５は、燃料圧縮機１３により圧縮され、圧縮燃料１２として燃焼器５に流入する。これにより低圧であるガス燃料でもプラント運転が可能となる。
【００２２】
一般に、燃料１０は加熱器１７を通過する際、圧損が生じるため、加熱燃料１５の圧力が低下してしまい、燃焼器５に流入できないほど充分低圧になることも考えられるが、本実施の形態によれば、燃料１０が、充分高圧であるガス燃料でありながら、加熱燃料１５が圧力低下した場合でも、問題なくプラント運転が可能となる。
【００２３】
なお、ガスタービン１は再生器を持つ再生ガスタービンサイクルを構成しても、図１のようにしなくてもどちらでもよい。
【００２４】
＜第３の実施の形態＞
以下、図面を参照して第３の実施の形態について説明する。
【００２５】
図３は第３の実施の形態を示す図である。
【００２６】
図３に示すように、ガスタービンプラントはガスタービン１と、蒸気タービン１９とを備えている。
【００２７】
このうちガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加圧燃料１２が流入し、この加圧燃料１２が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００２８】
また図３に示すように、大地１８から取り出された地熱蒸気３６を気体と液体に分離する汽水分離器２１が設けられ、この汽水分離器２１により地熱蒸気３６が気体と液体に分離される。汽水分離器２１で分離された気体である蒸気２０は、膨張機である蒸気タービン１９に流入し、蒸気タービン１９の内部で膨張しながら蒸気タービン１９を回転駆動させ、蒸気タービン排気２２となって排出される。この間蒸気タービン１９に、回転軸が接続されている第２の発電機３５により発電が行われる。
【００２９】
他方、汽水分離器２１で分離された液体である熱水２３は燃料供給ライン１０Ａに設置された加熱器１７へ送られ、この加熱器１７により燃料１０を加熱する。
【００３０】
本実施の形態によれば、加熱器１７で燃料１０が加熱された分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなって発電機８による発電量が増える。即ち、蒸気タービン発電に利用されていない熱源を、ガスタービン発電に利用できるという効果がある。
【００３１】
なお、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態のように燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分低圧でなければ、第１の実施の形態と同様に図３のように燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。
【００３２】
次に本実施の形態の変形例を図４により説明する。
【００３３】
図４に示す変形例は、圧縮機９と燃焼器５との間に再生器１４を設け、この再生器１４により圧縮機９からの高圧空気４を膨張機１１からのガスタービン排ガス３で加熱するとともに、加熱器１７により加熱された加熱燃料１５を燃料加圧器１７により加圧したものであり、他の構成は図３に示す実施の形態と略同一である。
【００３４】
＜第４の実施の形態＞
以下、図面を参照して第４の実施の形態について説明する。
【００３５】
図５は第４の実施の形態を示す図である。
【００３６】
図５に示すように、ガスタービンプラントは少なくともガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加熱燃料１５が流入し、この加熱燃料１５が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００３７】
また図５のように、燃料１０を供給する燃料供給ライン１０Ａに加熱器１７が設けられている。この加熱器１７は、排熱熱源２４から排熱を回収した排熱回収水２５により燃料１０を加熱して加熱燃料１５を生成する。加熱器１７で生成された加熱燃料１５は燃料器５へ送られて燃焼する。
【００３８】
ところで排熱熱源２４は、産業排熱の発生源からなる。産業排熱は、工場や、計算機を多数具備するデータセンターや、オフィスビルから発生する排熱であり、従来、冷却塔までを循環する排熱回収水２５で回収され、冷却塔にて大気に放出されることが多い。本実施の形態においては、この排熱回収水２５を冷却塔ではなく加熱器１７を流通させて燃料１０を加熱する。排熱熱源２４から熱回収した排熱回収水２５は回収水ポンプ２６で循環する。
【００３９】
本実施の形態によれば、加熱器６において燃料１０が加熱された分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。このため、有効利用される事なく排出されている産業排熱を発電に用いる事ができる効果がある。
【００４０】
なお、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように、燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分低圧でないならば、第１の実施の形態と同様に図５に示すように、燃料圧縮機１３を設けなくてもよく、さらにまた、ガスタービン１が再生器を有する再生ガスタービンサイクルを構成してもよい。
【００４１】
次に本実施の形態の変形例について図５により説明する。
【００４２】
図５に示す実施の形態において、排熱熱源２４は産業排熱の発生源であり、排熱回収水２５は産業排熱を回収していたが、本変形例においては、排熱熱源２４は燃料電池であって、排熱回収水２５は燃料電池の排熱の全部あるいは一部を回収してもよい。
【００４３】
一般に、燃料電池は化石燃料やそこから得られる水素を用いて発電するがその際、大量の排熱が発生する。大容量の発電を実施するような大型の燃料電池の排熱は排熱回収水で回収され、従来、排熱回収水は、種々の利用先で利用され温度低下していき、最終的には冷却塔にて大気に放出され循環する事が多い。また多くの場合、入浴用温水や給湯にしか利用できず、有効利用とは言い難いのが実情である。
【００４４】
これに対して本変形例によれば、排熱熱源２４により加熱されたこの排熱回収水２５を冷却塔ではなく加熱器１７に流通させて燃料１０を加熱して加熱燃料１５を生成する。この時、排熱回収水２５は種々の利用先で利用せずに、そのまま加熱器１７に流通させてもよいし、種々の利用先で利用してもよい。図５は、排熱回収水２５をそのまま加熱器１７に流通し排熱の全部を回収した場合を図示している。
【００４５】
本変形例によれば、燃料電池の排熱の全部あるいは一部を用いて燃料１０が加熱されるため、燃焼排ガス６をより高温とすることができ、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。このため、温水等にしか利用される事なく排出されている燃料電池の排熱をガスタービン発電に用いる事ができる効果がある。
【００４６】
なお本変形例において、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように燃料供給ライン１０Ａに燃料圧縮機１３を設けて、燃料１０を高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。あるいは、第１の実施の形態と同様に図５に示すように燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。また、ガスタービン１は再生器１４を有する再生ガスタービンサイクルを構成してもよい。
【００４７】
＜第５の実施の形態＞
以下、図面を参照して第５の実施の形態について説明する。
【００４８】
図６は第５の実施の形態を示す図である。
【００４９】
図６に示すように、ガスタービンプラントはガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加熱燃料１５が流入し、この加熱燃料１５が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００５０】
また図６に示すように、燃料１０を供給する燃料供給ライン１０Ａに加熱器１７が設けられている。加熱器１７は、内燃機関２９の内燃機関排ガス２８から排熱を回収して燃料１０を加熱して加熱燃料１５を生成する。加熱器１７で生成された加熱燃料１５は燃焼器５へ送られて燃焼する。内燃機関２９は例えばガスエンジンやディーゼルエンジンからなり、内燃機関燃料２７と燃焼用空気３０が流入し反応する事で、軸動力が発生し第３の発電機３７により発電する。
【００５１】
本実施の形態によれば、高温である内燃機関排ガス２８を加熱器１７に流通させることができる。この場合、燃料１０が加熱された分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。よって、有効利用される事なく排出されている内燃機関排ガス２８の排熱を発電に用いる事ができる効果がある。
【００５２】
なお、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分に低圧でないならば、第１の実施の形態と同様に図６のように、燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。また、ガスタービン１は再生器１４を有する再生ガスタービンサイクルを構成してもよい。
【００５３】
＜第６の実施の形態＞
以下、図面を参照して第６の実施の形態について説明する。
【００５４】
図７は第６の実施の形態を示す図である。
【００５５】
図７に示すように、ガスタービンプラントはガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加熱燃料１５が流入し、この加熱燃料１５が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００５６】
また図７に示すように、燃料１０を供給する燃料供給ライン１０Ａに加熱器１７が設けられている。また第３の発電機３７を駆動する内燃機関２９の内燃機関排ガス２８が流通するように排熱回収器３４が配置され、この排熱回収器３４により、熱媒体３２が熱回収する。熱媒体３２としては、例えば油やエチレングリコールが考えられ、熱媒体ポンプ３３により循環する。
【００５７】
図７において加熱器１７は、回収排熱で加熱された熱媒体３２である加熱熱媒体３１により燃料１０を加熱して、加熱燃料１５を生成する。加熱器１７で生成された加熱燃料１５は燃焼器５へ送られて燃焼する。
【００５８】
本実施の形態によれば、燃料１０が加熱された分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。このため、有効利用される事なく排出されている内燃機関排ガス２８の排熱を発電に用いる事ができる効果がある。
【００５９】
なお、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分低圧でないならば、第１の実施の形態と同様に図７のように燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。また、ガスタービン１は再生器１４を有する再生ガスタービンサイクルを構成してもよい。
【００６０】
＜第７の実施の形態＞
以下、図面を参照して第７の実施の形態について説明する。
【００６１】
図８は第７の実施の形態を示す図である。
【００６２】
図８に示すように、ガスタービンプラントはガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に加熱燃料１５が流入し、この加熱燃料１５が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００６３】
また図８に示すように、燃料を供給する燃料供給ライン１０Ａに加熱器１７が設けられている。第３の発電機３７を駆動する内燃機関２９には、内燃機関２９の機体を冷却するために熱媒体３２が流通しており、加熱された熱媒体３２は冷却塔までを循環する排熱回収水で回収され、従来は冷却塔にて大気に放出される事が多い。本実施の形態においては、この熱媒体３２を排熱回収水との熱交換器ではなく加熱器１７に流通させる。内燃機関２９の機体から熱回収した熱媒体３２は熱媒体ポンプ３３で循環する。熱媒体３２としては例えば油やエチレングリコールが考えられる。図８に示すように加熱器１７は、回収排熱で加熱された熱媒体３２によって生成された加熱熱媒体３１により燃料１０を加熱して、加熱燃焼１５を生成する。加熱器１７で生成された加熱燃料１５は燃料器５へ送られて燃焼する。本実施の形態によれば、燃料１０が加熱された分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。このため有効利用される事なく排出されている内燃機関２９の機体から回収した排熱を発電に用いる事ができる効果がある。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、内燃機関排ガス２８をそのまま排出でき、内燃機関排ガス２８に圧損を発生させることがない。このため内燃機関２９により駆動する第３の発電機３７が発生させる発電量が低下する恐れはない。
【００６５】
なお、加熱燃料１５が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分低圧でないならば、第１の実施の形態と同様に図８のように燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。また、ガスタービン１は再生器１４を有する再生ガスタービンサイクルを構成してもよい。さらにまた図７に示す第６の実施の形態と、図８に示す第７の実施の形態とを組合せてもよい。
【００６６】
＜第８の実施の形態＞
以下、図面を参照して第８の実施の形態について説明する。
【００６７】
図９は第８の実施の形態を示す図である。
【００６８】
図９に示すように、ガスタービンプラントはガスタービン１を備え、このガスタービン１は圧縮機９と、燃焼器５と、膨張機１１と、圧縮機９と燃焼器５との間に設けられた加熱器１７とを備えている。大気２は圧縮機９で圧縮されて高圧空気４になった後、加熱器１７を通って燃焼器５に流入する。また後述のように燃焼器５に燃料１０が流入し、この燃料１０が燃焼して燃焼排ガス６が流出する。燃焼排ガス６は膨張機１１に流入し、膨張する事で膨張機１１を回転駆動させた後、ガスタービン排ガス３として大気へ流出する。圧縮機９と膨張機１１と発電機８は回転軸７により連結されており、膨張機１１の軸動力によって圧縮機９を回転駆動させ、また発電機８を発電運転させる。
【００６９】
また上述のように、圧縮機９と燃焼器５との間に加熱器１７が設置され、この加熱器１７は、第３の発電機３７を駆動する内燃機関２９の内燃機関排ガス２８から排熱を回収して高圧空気４を加熱する。
【００７０】
本実施の形態によれば、高温である内燃機関排ガス２８を加熱器１７に流通させて高圧空気４を加熱する。このように高圧空気４を加熱した分、燃焼排ガス６はより高温になり、膨張機１１が行う仕事、即ち回転駆動がより大きくなり発電機８による発電量が増える。よって、有効利用される事なく排出されている内燃機関排ガス２８の排熱を発電に用いる事ができる効果がある。
【００７１】
これに対して圧縮機９により圧縮された高圧空気４ではなく圧縮前である大気２を加熱すると、圧縮機９が吸い込む大気９の密度が小さくなるため、体積流量が同じでも質量流量が低下してしまう。この場合はガスタービン１の発電出力が低下するため、大気２を加熱する事は適切ではない。これに対して、本実施の形態によれば、圧縮後の高圧空気４を加熱することにより、発電出力を増加させることができる。
【００７２】
なお、燃料１０が燃焼器５に流入できないほど充分低圧であれば、第２の実施の形態に示すように燃料圧縮機１３を設けて、高圧化し圧縮燃料１２にしてから燃焼器５に流入させてもよい。充分低圧でないならば、第１の実施の形態と同様に図９に示すように、燃料圧縮機１３を設けなくてもよい。また、ガスタービン１は再生器１４を有する再生ガスタービンサイクルを構成してよく、この場合は、再生器１４と加熱器１７は高圧空気４に関して、直列に並ぶことになる。また、第７の実施の形態と第８の実施の形態を組合せてもよい。
【００７３】
なお、上記の実施の形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。
【符号の説明】
【００７４】
１  ガスタービン、２  大気、３  ガスタービン排ガス、４  高圧空気、５  燃焼器、６  燃焼排ガス、７  回転軸、８  発電機、９  圧縮機、１０  燃料、１１  膨張機、１２  高圧燃料、１３  燃料圧縮機、１４  再生器、１５  加熱燃料、１６  高温流体、１７  加熱器、１８  大地、１９  蒸気タービン、２０  蒸気、２１  汽水分離器、２２  蒸気タービン排気、２３  熱水、２４  排熱熱源、２５  排熱回収水、２６  回収水ポンプ、２７  燃機関燃料、２８  内燃機関排ガス、２９  内燃機関、３０  燃料用空気、３１  加熱熱媒体、３２  熱媒体、３３  熱媒体ポンプ、３４  排熱回収器、３５  第２の発電機、３６  地熱蒸気
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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