(57)【要約】【課題】ＨＲＳＧの１つまたは複数の構成部品を予熱する改善されたシステムおよび方法を提供する。【解決手段】流路の高圧セクションを流路の低圧セクションに流体接続する伝熱導管を含む、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステム。流路は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定され、熱含有媒体を導くように構成される。熱含有媒体が、高圧セクションでの熱含有媒体の第１の圧力と低圧セクションでの熱含有媒体の第２の圧力との間の差圧によって伝熱導管を通って流れるように、流路から熱含有媒体を受け入れるように伝熱導管は構成される。伝熱導管はさらに、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路（２２）の高圧セクション（２８）を前記流路（２２）の低圧セクション（３０）に流体接続する伝熱導管（２４）であって、前記流路（２２）が、排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定され、熱含有媒体（２６）を導くように構成された、伝熱導管（２４）を備える、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するためのシステム（１０）であって、
前記熱含有媒体（２６）が、前記高圧セクション（２８）と前記低圧セクション（３０）との間の差圧によって前記伝熱導管（２４）を通って流れるように、前記流路（２２）から前記熱含有媒体（２６）を受け入れるように前記伝熱導管（２４）が構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するように構成された、システム（１０）。
【請求項２】
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、作動媒体（４０）を含む作動導管（３８）を画定し、
前記流路（２２）が、前記作動導管（３８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記作動媒体（４０）を加熱するように構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記作動媒体（４０）が前記流路（２２）によって加熱される前に、前記作動導管（３８）を予熱するように構成された、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、作動媒体（４０）を含む作動導管（３８）を画定し、
前記流路（２２）が、前記作動導管（３８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記作動媒体（４０）を加熱するように構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記作動媒体（４０）が前記流路（２２）によって加熱される前に、前記作動導管（３８）を一様に加熱するように構成された、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
加熱される前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記ハウジング（２３）の外部に位置する、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記伝熱導管（２４）に配置され、前記伝熱導管（２４）を通って流れる前記熱含有媒体（２６）の量を制御することによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）の温度を調整するように構成された弁（６０）をさらに備える請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記伝熱導管（２４）を通って流れることによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を冷却する冷却剤を供給する冷却剤源（９４）に、前記伝熱導管（２４）がさらに流体接続された、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記熱含有媒体（２６）が、燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスである、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項８】
前記排熱回収蒸気発生器（２０）が、コンバインドサイクル発電プラント（７８）において二次発生器であり、前記燃焼室（７６）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）の主発生器（８０）に動力を提供する、請求項７記載のシステム（１０）。
【請求項９】
排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定された流路（２２）によって熱含有媒体（２６）を導くステップであって、前記流路（２２）が高圧セクション（２８）および低圧セクション（３０）を含む、ステップと、
前記高圧セクション（２８）および前記低圧セクション（３０）に流体接続された伝熱導管（２４）によって前記熱含有媒体（２６）を受け入れるステップと、
１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を前記伝熱導管（２４）によって導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するステップと
を含む、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するための方法であって、
前記熱含有媒体（２６）が、前記高圧セクション（２８）での前記熱含有媒体（２６）の第１の圧力ｐ１と前記低圧セクション（３０）での前記熱含有媒体（２６）の第２の圧力ｐ２との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて前記伝熱導管（２４）を通って流れる、方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を前記伝熱導管（２４）によって導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するステップが、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）によって画定され、作動媒体（４０）を含むように構成された作動導管（３８）を予熱する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記伝熱導管（２４）に配置された弁（６０）によって、前記伝熱導管（２４）を通って流れる前記熱含有媒体（２６）の量を制御することによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）の温度を調整するステップをさらに含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記熱含有媒体（２６）が、燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスである、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記排熱回収蒸気発生器（２０）が、コンバインドサイクル発電プラント（７８）において二次発生器であり、
前記燃焼室（７６）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）の主発生器（８０）に動力を提供し、
前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）が、シンプルサイクルモードとコンバインドサイクルモードとの間を移行し、
前記伝熱導管（２４）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）が前記シンプルサイクルモードから前記コンバインドサイクルモードに移行し終える前に、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を予熱する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスから熱を回収するための排熱回収蒸気発生器（２０）であって、
作動媒体（４０）を含むように構成された作動導管（３８）を画定する１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）と、
前記排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定され、前記煙道ガスを導くように構成された流路（２２）であって、高圧セクション（２８）および低圧セクション（３０）を含む流路（２２）と
前記高圧セクション（２８）を前記低圧セクション（３０）に流体接続し、前記流路（２２）から前記煙道ガスを受け入れるように構成された伝熱導管（２４）であって、前記煙道ガスが、前記高圧セクション（２８）での前記煙道ガスの第１の圧力ｐ１と前記低圧セクション（３０）での前記煙道ガスの第２の圧力ｐ２との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて前記伝熱導管（２４）を通って流れるようになる、伝熱導管（２４）とを備え、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するように前記煙道ガスを導くように構成された、排熱回収蒸気発生器（２０）。
【請求項１５】
１つまたは複数のダンパが、前記流路（２２）に配置され、前記煙道ガスが、前記伝熱導管（２４）を介して前記１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するまで、前記煙道ガスをバイパス煙突（８６）に導くように構成された、請求項１４記載の排熱回収蒸気発生器（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は一般に、発電プラント技術に関し、より詳細には、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ：ｈｅａｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｓｔｅａｍ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）は、回収可能な熱エネルギーを含む、燃料の燃焼によって生じる煙道ガス、ならびに／あるいは、他の任意の液体、気体、および／またはプラズマなどの熱含有媒体から熱エネルギーを回収する装置である。多くのＨＲＳＧは、１つまたは複数の構成部品を熱含有媒体に曝すことによって熱含有媒体から熱を回収する。このようなＨＲＳＧでは、蒸発器は、熱含有媒体から熱エネルギーのいくらかを吸収／回収することによって蒸気を発生する。次いで、過熱器が、熱含有媒体から熱エネルギーのより多くを吸収／回収することによって、発生した蒸気を加熱する。次いで、加熱された蒸気は典型的には、蒸気消費装置および／またはプロセス、例えば、発電用蒸気動力タービンに分配される。作動流体の特性の違いに留意して、同様なプロセスが超臨界排熱回収装置に適用される。
【０００３】
コンバインドサイクル発電プラントとして知られている多くの発電プラントはしばしば、ＨＲＳＧを使用して、ガス動力タービンなどの主発生器によって生じた煙道ガスからの熱エネルギーを回収する。次いで、回収された熱エネルギーを使用して二次発生器に動力を与える。
【０００４】
しかしながら、このような発電プラントでは、ＨＲＳＧの加圧部品、具体的には、蒸発器、蒸気ドラム、過熱器は、プラントの起動時に、加圧部品間の温度差による熱応力、ならびに発生した蒸気の温度および圧力を受ける可能性がある。このような熱応力は、潜在的に加圧部品の耐用寿命、特に、厚肉壁、異種金属溶接、オーステナイト系冶金、および／またはこれらの任意の組合せを有する加圧部品の耐用寿命を短くする可能性がある。コンバインドサイクルの効率は上がり続けているので、厚肉壁の構成部品、異種金属溶接、およびオーステナイト系冶金の存在はますます必要となる。
【０００５】
例えば、厚肉壁の構成部品、異種金属溶接、および／またはオーステナイト系冶金などの機械的な設計の考慮がなされても、しばしばコンバインドサイクルの起動時間を最短にする必要がある。しかしながら、厚肉壁、異種金属溶接、および／またはオーステナイト系冶金を有する圧力部品は、熱応力から生じるかもしれない損傷を軽減するために起動時間をより長くする必要がある。認識できるように、急速な起動時間と機器の寿命とは矛盾する。したがって、多くの発電プラントは加圧部品を予熱する。
【０００６】
電気的にヒートトレースすること、および補助蒸気で予熱することは、一般的な予熱実施の２つの方法である。電気的にヒートトレースするためには、発熱線エレメントが、圧力部品の構成部品、具体的には、上記の起動時の勾配から生じる大きな熱応力の危険性のある構成部品の領域の周りに巻き付けられる。構成部品は、外側から内向きに予熱されて、上記の起動の事象時に生じる壁貫通応力を低減する。電気的にヒートトレーシングすることの１つの主な利点は、所与の起動手順に合わせるように熱入力がうまく定量化され、そのための設計を行うことができることである。しかしながら、実際には、この設計手法は、ハードウェアおよび運用の理由によって、コストが非常にかかる。すなわち、発熱エレメントは、特に大量に必要な場合には、非常にコストがかかる。次に、電力消費も、必要な熱入力により、同じく些細なものとはならない。
【０００７】
補助蒸気源では、蒸気は、外部の源から対象の圧力部品に導かれる。したがって、熱は内側から外向きに供給されて、前述の起動の事象時に生じる壁貫通応力を低減する。例えば、高圧蒸発器は一般に補助蒸気源を利用して圧力部品を暖かく保ち、急速に蒸気を発生することができる。このような装置の欠点は、この追加の品の資本設備、ならびに運転コスト、例えば、補助ボイラを運転するための燃料および保守コストである。
【０００８】
上記を考えると、必要なことは、ＨＲＳＧの１つまたは複数の構成部品を予熱する改善されたシステムおよび方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３０１８０２２８号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態では、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステムが提供される。本システムは、流路の高圧セクションを流路の低圧セクションに流体接続する伝熱導管を含む。流路は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定され、熱含有媒体を導くように構成される。熱含有媒体が、高圧セクションでの熱含有媒体の第１の圧力と低圧セクションでの熱含有媒体の第２の圧力との間の差圧によって伝熱導管を通って流れるように、流路から熱含有媒体を受け入れるように伝熱導管は構成される。伝熱導管はさらに、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するように構成される。
【００１１】
別の実施形態では、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するための方法が提供される。本方法は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定された流路によって熱含有媒体を導くステップを含む。流路は高圧セクションおよび低圧セクションを含む。本方法はさらに、高圧セクションおよび低圧セクションに流体接続された伝熱導管によって熱含有媒体を受け入れるステップを含む。本方法はさらに、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を伝熱導管によって導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するステップを含む。熱含有媒体は、高圧セクションでの熱含有媒体の第１の圧力と低圧セクションでの熱含有媒体の第２の圧力との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて伝熱導管を通って流れる。
【００１２】
さらに別の実施形態では、燃焼室によって生じた煙道ガスから熱を回収するための排熱回収蒸気発生器が提供される。排熱回収蒸気発生器は、１つまたは複数の加圧部品と、流路と、伝熱導管とを含む。１つまたは複数の加圧部品は、作動媒体を含むように構成された作動導管を画定する。流路は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定され、高圧セクションおよび低圧セクションを含み、煙道ガスを導くように構成される。煙道ガスが、高圧セクションでの煙道ガスの第１の圧力と低圧セクションでの煙道ガスの第２の圧力との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて伝熱導管を通って流れるように、高圧セクションを低圧セクションに流体接続し、流路から煙道ガスを受け入れるように伝熱導管は構成される。伝熱導管はさらに、１つまたは複数の加圧部品を加熱するように煙道ガスを導くように構成される。
【００１３】
本発明は、添付の図面を参照して、以下の非限定的な実施形態の説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による、流路および伝熱導管を含む、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステムの図である。
【図２】図１の伝熱導管、および１つまたは複数の構成部品のうちの１つの構成部品の断面図である。
【図３】図１の伝熱導管、および１つまたは複数の構成部品のうちの１つの構成部品の別の断面図である。
【図４】本発明の実施形態による、排熱回収蒸気発生器がコンバインドサイクル発電プラントの二次発生器である場合の、図１の排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステムの別の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、例が添付図に示されている本発明の例示的な実施形態を詳細に参照する。可能である限り、図面全体を通して使用される同じ参照符号は同じまたは類似の部品を指しており、その説明を繰り返さない。
【００１６】
用語「実質的に」、「概ね」、および「約」は、本明細書で使用するとき、構成部品または組立体の機能的な目的を達成するために適切な理想的な所望の状態に対して合理的に達成できる製造公差および組立公差内の状態を示す。「電気的に結合された」、「電気的に接続された」、および「電気的な連通」は、本明細書で使用するとき、参照された要素が、電流が一方から他方に流れるように、直接または間接に接続されていることを意味する。接続は、直接的な導電接続、すなわち、容量要素、誘電要素、または能動要素が介在しない接続、誘電接続、容量接続、ならびに／あるいは他の任意の適切な電気的な接続を含むことができる。介在する構成部品が存在する場合がある。また、用語「流体接続された」は、本明細書で使用するとき、参照された要素が、流体（液体、気体、および／またはプラズマ）が一方から他方に流れることができるように接続されることを意味する。したがって、用語「上流」および「下流」は、本明細書で使用するとき、参照された要素間、および／またはそれらの近くを流れる流体の流路に関して、参照された要素の位置を説明している。さらに、用語「充填する」は、本明細書で使用するとき、入れ物を充填物で完全に満たすこと、および部分的に満たすことの両方を含む。また、用語「加熱接触」は、本明細書で使用するとき、参照された物が、熱エネルギーがそれらの間を伝わることができるように互いに近接していることを意味する。用語「作動媒体」は、本明細書で使用するとき、熱エネルギーを吸収および貯蔵することができる水などの任意の媒体を意味する。
【００１７】
さらに、本明細書で開示する実施形態は、排熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）に関して記述されているが、本発明の実施形態は、その１つまたは複数の構成部品が熱含有媒体に曝されることによって生じる熱応力による損傷の危険性がある任意の装置および／またはプロセスに等しく適用することができることは理解されよう。したがって、本明細書で開示する実施形態の多くは、コンバインドサイクル発電プラントの環境でのＨＲＳＧを記述するが、本発明の実施形態はまた、コンバインドサイクル発電プラント以外の用途での排熱回収発生器（蒸気を含む場合も含まない場合もある）に等しく適用することができることはさらに理解されよう。
【００１８】
したがって、図１を参照すると、ＨＲＳＧ２０の１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を加熱するためのシステム１０は、ＨＲＳＧ２０のハウジング２３によって画定された流路２２、および伝熱導管２４を含む。流路２２は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を加熱するように熱含有媒体２６を導き、高圧セクション２８および低圧セクション３０を含む。熱含有媒体２６が、高圧セクション２８での熱含有媒体２６の第１の圧力ｐ１と低圧セクション３０での熱含有媒体２６の第２の圧力ｐ２との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて伝熱導管２４を通って流れるように、高圧セクション２８を低圧セクション３０に流体接続し、流路２２から熱含有媒体２６を受け入れるように伝熱導管２４は構成される。伝熱導管２４は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を加熱するように熱含有媒体２６を導く。
【００１９】
実施形態において、システム１０はさらに、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８、排熱回収蒸気発生器２０、および／または制御器３２を含むことができる。制御器３２は、少なくとも１つのプロセッサ／ＣＰＵ３４、および加熱プログラム／アプリケーションを記憶する記憶装置３６を含むことができる。システム１０の１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を含む様々な構成部品と制御器３２が電子的に通信するように配置されたＨＲＳＧ２０内および／またはその他の場所に制御器３２を配置することができる。
【００２０】
図１に示すように、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８が、作動媒体４０を含む作動導管３８を画定するように、ＨＲＳＧ２０内に１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を配置することができる。１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８は、タンク１８、蒸発器１４、１６、および過熱器１２、および／または熱含有媒体２６から発生する熱を受け入れて／吸収して、吸収された熱を作動媒体４０に伝える他の構成部品を含むことができる。実施形態において、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６のうちの少なくともいくつかは、熱含有媒体２６と加熱接触するように構成された流路２２および／またはその他に配置することができる。特定の実施形態では、加熱される１つまたは複数の構成部品は、ＨＲＳＧ２０のハウジングの外部に位置する、または配置することができる。このような外部構成部品は、ドラム、タンクなどを含むことができる。
【００２１】
実施形態において、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８は、１つまたは複数の被加圧部品／加圧部品／圧力部品１２、１４、１６、１８とすることができる／を含むことができる。用語「圧力部品」、「加圧部品」、および「被加圧部品」は、本明細書で使用するとき、作動媒体４０および／または熱含有媒体２６を含む蒸気、煙道ガス、および／または他の被加圧媒体などの被加圧媒体を含むＨＲＳＧ２０の任意の構成部品、または同様の装置を意味する。加圧部品１２、１４、１６、１８は厚肉壁を有することができる。例えば、実施形態においては、ＨＲＳＧ２０は三重圧ＨＲＳＧとすることができ、三重圧ＨＲＳＧにおいては、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８は、第１の圧力セクション４２、第２の圧力セクション４４、および第３の圧力セクション４６にグループ化され、各圧力セクション４２、４４、４６にグループ化された構成部品は、例えば厚肉壁を有して、前のセクションより高い圧力で作動媒体４０を含むように構成される。例えば、図１に示すように、構成部品１２は第３の圧力セクション４６にグループ化され、圧力構成部品１４および１６より高い圧力で作動媒体４０を含むように構成することができ、圧力構成部品１４および１６はそれぞれ、第２および第１の圧力セクション４４および４２にグループ化することができる。さらに、構成部品１４は、構成部品１６より高い圧力で作動媒体４０を含むように構成することができる。図１は、３つの圧力セクション４２、４４、および４６を有するようにＨＲＳＧ２０を描いているが、ＨＲＳＧ２０は、これより多い、または少ない圧力セクションを有することができることは理解されよう。
【００２２】
さらに、流路２２は、入口４８および出口５０を含み、作動導管３８を介して作動媒体４０を加熱するように構成される。例えば、流路２２は、作動導管３８と加熱接触するように熱含有媒体２６を導くことができる。このような実施形態では、流路２２は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６が熱含有媒体２６に直接曝されるように熱含有媒体２６を導くことができる。図１で分かるように、高圧セクション２８は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６の上流の流路２２のセクションとすることができ、低圧セクション３０は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６の下流の流路２２のセクションとすることができる。
【００２３】
作動導管３８は、流路２２によって導かれた熱含有媒体２６から熱を吸収するように構成される。例えば、図１で分かるように、作動導管３８の少なくとも一部分は、作動導管３８の外部が熱含有媒体２６に直接曝されるように流路２２内に配置することができる。次いで、作動導管３８によって熱含有媒体２６から吸収された熱エネルギーは作動媒体４０に伝達され、作動媒体４０の温度および／または圧力は上昇する。実施形態において、作動媒体４０は、液体から気体および／またはプラズマに変化するまで加熱される。実施形態において、作動導管３８は、作動導管３８に向かう、または作動導管３８から出る作動媒体４０の流れを調整する弁５２および５４を含むことができる。
【００２４】
伝熱導管２４は、取出しポート５６、例えば入口、および排出ポート５８、例えば出口を含む。取出しポート５６は、伝熱導管２４を流路２２の高圧セクション２８に流体接続することができ、排出ポート５８は、伝熱導管２４を流路２２の低圧セクション３０に流体接続することができる。上記のように、伝熱導管２４は、流路２２から熱含有媒体２６を受け入れるように構成される。弁６０を伝熱導管２４に配置することができる。弁６０は、流路２２から伝熱導管２４内に流れる熱含有媒体２６の量を調整するように構成することができる。例えば、弁６０は、伝熱導管２４に入る熱含有媒体２６の速度ヘッドを調整することができる。認識されるように、伝熱導管２４を通って流れる熱含有媒体２６の量を調整／制御すると、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８の温度を調整／制御することができる。
【００２５】
上記のように、伝熱導管２４は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を加熱するように熱含有媒体２６を導く。したがって、実施形態において、伝熱導管２４は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８と加熱接触することができる、かつ／または、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８と加熱接触するように熱含有媒体２６を導くことができる。具体的には、図１に示すように、伝熱導管２４は、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８の周りに、個々に、および／または、まとめて巻きつけることができる。実施形態において、伝熱導管２４を使用して１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８をヒートトレースすることができる。
【００２６】
例えば、次に図２を参照すると、作動媒体４０を含む作動導管３８を形成する１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を代表する構成部品６２の断面図が、伝熱導管２４と加熱接触しているように示されている。認識されるように、伝熱導管２４は、円形、長方形、および／または正方形の断面／外面を有する１つまたは複数のセグメントを有することができる。さらに図２に示すように、伝熱導管２４は、伝熱導管２４を構成部品６２に取り付ける、かつ／または固定するための締結具７２、例えば、溶接、接着剤、ねじ、ナット、ボルト、および／または任意の他の手段によって構成部品６２に取り付けることができる。
【００２７】
次に図３を参照すると、伝熱導管２４の破線のセグメントは、描かれた構成部品６２の背後にある伝熱導管２４の部分を表しているが、伝熱導管２４は、これによって示されるように、構成部品６２の周りに、螺旋状に巻きつけることができる。図３は、構成部品６２を螺旋状にトレースする伝熱導管２４を示しているが、他のパターンを使用することができることは理解されよう。さらに、図２および３に示すように、伝熱導管２４は、構成部品６２によって形成された作動導管３８のノズル７４の近くで構成部品６２と加熱接触して配置することができる。
【００２８】
次に、図４を参照すると、実施形態において、熱含有媒体２６は、燃焼室７６によって生じた煙道ガスとすることができる。実施形態において、燃焼室７６は、燃料を燃焼させることによって熱含有媒体２６を発生させることができる。しかしながら、燃焼室７６は、他の化学プロセス、例えば、電気分解、および／または加熱されたガスを発生させる他の化学的手段によって熱含有媒体２６を発生させることができることは理解されよう。実施形態において、燃焼室７６は、熱含有媒体２６を供給することに加えて、発電、物質の調整、および／または他の工業、医療、および／または家庭用途などのプロセスのために熱を供給することができる。このような実施形態では、熱含有媒体２６は廃ガスとすることができる。
【００２９】
図４に示すように、ＨＲＳＧ２０は、コンバインドサイクル発電プラント７８の二次発生器とすることができる。このような実施形態では、燃焼室７６は、コンバインドサイクル発電プラント７８の主発生器８０のために熱および／または動力を発生させることができる。例えば、燃焼室７６および主発生器８０は、電力を発生するガス炊きタービンとすることができ、ＨＲＳＧ２０は、ガス焚きタービン７６、８０によって生じた煙道ガス２６の熱エネルギーのいくらか、および／またはほとんどを取り込む／回収することによって、コンバインドサイクル発電プラント７８の全体効率を増大させるように構成することができる。
【００３０】
実施形態において、コンバインドサイクル発電プラント７８は、シンプルサイクルモードおよびコンバインドサイクルモードの２つのモードで作動することができる。コンバインドサイクルモードでは、燃焼室７６によって生じた熱含有媒体２６が、入口／ダクト４８を経てＨＲＳＧ２０の流路２２内に送られるようにＨＲＳＧ２０は「オンライン」になっており、ＨＲＳＧ２０は、熱含有媒体２６に含まれる熱エネルギーのいくらか、および／またはほとんどを１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を介して回収する。シンプルサイクルモードでは、ＨＲＳＧ２０は「オフライン」になっており、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を介して熱含有媒体２６から熱エネルギーを回収しない。
【００３１】
しかしながら、このような実施形態では、コンバインドサイクル発電プラント７８がシンプルサイクルモードのときは、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８が熱含有媒体に曝されないように、熱含有媒体２６はＨＲＳＧ２０の１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を迂回することができる。例えば、シンプルサイクルモードでは、熱含有媒体２６は、図４に示すように、実線／経路８４ではなくて、破線／経路８２をたどることができ、コンバインドサイクルモードでは、熱含有媒体２６は、これもまた図４に示すように、破線／経路８２ではなくて、実線／経路８４をたどることができる。このような実施形態では、コンバインドサイクル発電プラント７８は、熱含有媒体２６がＨＲＳＧ２０をバイパスする、すなわち迂回することを可能にするバイパス煙突８６を含むことができる。コンバインドサイクル発電プラント７８がバイパス煙突８６を有する実施形態では、１つまたは複数の弁８８、９０は、ＨＲＳＧ２０とバイパス煙突８６との間で、熱含有媒体２６の流れを切り替える／制御する／調整することができる。認識されるように、弁８８、９０は可変とすることができる。すなわち、ＨＲＳＧ２０に送られる熱含有媒体２６の量に対するバイパス煙突８６内に迂回する熱含有媒体２６の量を変えることができる、かつ／または、２値化することができる、すなわち、弁８８、９０は、熱含有媒体２６の量のすべてをバイパス煙突８６かまたはＨＲＳＧ２０のどちらかに向けることだけしかできない。
【００３２】
したがって、図１および４を参照すると、１つの実施形態による運転では、コンバインドサイクル発電プラント７８は、ＨＲＳＧ２０をオフラインにしたシンプルサイクルモードで運転を始めて、熱含有媒体２６は、弁８８、９０によってバイパス煙突８６に導かれ、その結果、ＨＲＳＧ２０の１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８は流路２２を介して熱含有媒体２６と加熱接触しない。したがって、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８は、外気温度となることができる、かつ／または外気温度近くに温度を下げることができる。
【００３３】
次いで、コンバインドサイクル発電プラント７８は、弁８８、９０によって、熱含有媒体２６のいくらか、および／またはすべてを流路２２の入口４８に導くことによってコンバインドサイクルモードに移行し始めることができる。さらに、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８、および／または１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８によって形成／画定された作動導管３８が熱含有媒体２６と加熱接触するように、例えば、１つまたは複数の構成部品が熱含有媒体２６に曝されるように、流路２２は熱含有媒体２６を導く。しかしながら、この際、弁５２および／または５４によって作動媒体４０が作動導管３８内に流れることを制限することができる。したがって、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６は、作動媒体４０を蒸気に変換せずに、熱含有媒体２６から熱エネルギーを吸収し始める、すなわち温度を上昇し始めることができる。熱含有媒体２６が１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６を加熱している間、作動媒体４０が作動導管３８内に流れることを制限することによって、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６に生じる熱応力が下がる。
【００３４】
１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６が熱含有媒体２６から熱エネルギーを吸収するので、熱含有媒体２６の圧力は下がる。したがって、高圧セクション２８における熱含有媒体２６の圧力ｐ１は、低圧セクション３０における熱含有媒体２６の圧力ｐ２より高くなり得る。圧力ｐ１と圧力ｐ２との間に圧力差ができる結果、熱含有媒体２６のいくらかは取出しポート５６を経て伝熱導管２４に入る。熱含有媒体２６が伝熱導管２４を通って流れると、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６は、熱含有媒体２６によってさらに加熱される。
【００３５】
さらに、実施形態において、作動媒体４０が作動導管３８内に流れることを制限されるとき、構成部品１８は、流路２２によって熱含有媒体２６に加熱されない／曝されない作動導管３８の一部を形成する、すなわち、被加圧構成部品１８は、流路２２の外側にあり、蒸気などの加熱作動流体４０と加熱接触状態になるまで、通常加熱されないが、伝熱導管２４は、この構成部品１８に熱含有媒体２６を導くことができる。このような実施形態では、伝熱導管２４によって、ＨＲＳＧ２０が作動媒体４０を蒸気に変換する前に作動導管３８の温度勾配は均一化される。このようにしない場合には、１つまたは複数の構成部品１８は、蒸気などの加熱作動媒体４０によって最初に加熱されるが、ＨＲＳＧ２０が蒸気を発生する前に、作動導管３８の温度勾配が均一化されると、これらの構成部品に生じる熱応力が低減される。実施形態において、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８の温度、および／または温度の流れの速度、すなわち温度変化の速度は、伝熱導管２４を通って流れる熱含有媒体２６の量を弁６０によって調整／制御することによって、調整／制御することができる。
【００３６】
認識されるように、上記のように１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を伝熱導管２４で加熱すると、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８と加熱作動媒体４０との間の温度差が小さくなり、その結果、作動媒体４０に曝されることによって１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８に生じる熱応力の量および／または大きさが低減する。
【００３７】
１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８が、作動媒体４０、例えば発生蒸気に曝されることによって１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８内に生じる熱応力の量を低減させるのに十分な温度に達すると、弁５２および／または５４によって、作動媒体４０は作動導管３８内に流れて、次いで、熱含有媒体２６から作動媒体４０に熱を吸収／伝達することによって作動媒体４０を蒸気に変換することが可能となる。図１の矢印９２で示すように、ＨＲＳＧ２０によって発生した蒸気、すなわち加熱作動媒体４０は、蒸気消費装置および／またはプロセス、例えば、蒸気タービン発電機に送ることができる。
【００３８】
したがって、上記のように、システム１０を使用して、伝熱導管２４によって、構成部品１２、１４、１６、および１８を予熱、および／またはより一様に加熱することができ、それによって熱応力が緩和される。用語「予熱」は、本明細書で使用するとき、１つまたは複数の構成部品が、熱含有媒体の通常の運転負荷に持続して曝される前、例えば、ＨＲＳＧが、「全負荷」運転に相当するレベルで蒸気を発生する前に、ＨＲＳＧの１つまたは複数の構成部品を加熱することを意味する。用語「一様に加熱」は、本明細書で使用するとき、構成部品１２、１４、１６、および１８が、熱含有媒体の通常の運転負荷に持続して曝される前、例えば、ＨＲＳＧが、「全負荷」運転に相当するレベルで蒸気を発生する前に、（システム１０によって）外側、および（加熱流体４０によって）内側の両方から、１つまたは複数のＨＲＳＧ構成部品１２、１４、１６、および１８を加熱することを意味する。しかしながら、実施形態において、システム１０を使用して、伝熱導管２４によって、作動導管３８の温度勾配をコンバインドサイクル運転中に調整することができることは理解されよう。
【００３９】
認識されるように、実施形態において、１つまたは複数のダンパ（図示せず）を、取出しポート５６の下流で加圧部品１２、１４、１６、および１８の上流で、流路２２に配置することができ、その結果、煙道ガス２６が、伝熱導管２４を介して１つまたは複数の加圧部品１２、１４、１６、および１８を加熱するまで、ダンパが熱含有媒体／煙道ガス２６をバイパス煙突８６に導く。
【００４０】
さらに、伝熱導管２４を通って流れることによって１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を冷却する冷却剤を供給する冷却剤源（図１、９４）に、伝熱導管２４はさらに流体接続することができる。冷却剤によって１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を冷却すると、作動媒体４０が１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を通って流れるとき、作動媒体４０の温度を調整することができる。冷却剤源９４からの冷却剤の流れは、弁９６によって制御／調整することができる。
【００４１】
システム１０は、本明細書に記述される機能を実行するために、かつ／または本明細書に記述される結果を達成するために必要な電子機器、ソフトウェア、メモリ、記憶装置、データベース、ファームウェア、論理／状態マシン、マイクロプロセッサ、通信リンク、表示装置あるいは他のビジュアルまたはオーディオユーザインターフェース、印刷装置、および他の任意の入力／出力インターフェースを含むことができることもまた理解されよう。例えば、前述のように、システム１０は、少なくとも１つのプロセッサ３４、ならびにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）および読出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｙ）を含むことができるシステムメモリ３６を含むことができる。システム１０はさらに、入力／出力コントローラおよび、１つまたは複数のデータ記憶装置構造を含むことができる。これら後者の要素はすべて、少なくとも１つのプロセッサ３４と通信して、上記で論じたシステム１０の作動を容易にする。本明細書で開示するシステム１０および方法に関連して上記で論じたものを含む、多数の機能を実行するために、適切なコンピュータプログラムコードを提供することができる。コンピュータプログラムコードはまた、オペレーティングシステム、データベース管理システム、および「デバイスドライバ」などのプログラム要素を含むことができ、システム１０が、コンピュータ周辺装置、例えば、センサ、ビデオ表示装置、キーボード、コンピュータマウスなどとインターフェースできるようにしている。
【００４２】
システム１０の少なくとも１つのプロセッサ３４は、１つまたは複数の従来のマイクロプロセッサ、および数値演算コプロセッサなどの１つまたは複数の補助的なコプロセッサを含むことができる。相互に通信している要素は継続的に相互に信号送信または送信している必要はない。逆に、このような要素は、必要に応じて相互に送信することができ、特定の時間、データの交換を止めることができ、また、要素間の通信リンクを確立するためにいくつかのステップを実行させることができる。
【００４３】
本明細書で論じるメモリなどのデータ記憶装置構造は、磁気、光学、および／または半導体メモリの適切な組合せを含むことができ、また、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュドライブ、コンパクトディスクなどの光ディスク、ならびに／あるいはハードディスクまたはハードドライブを含むことができる。データ記憶装置構造は、例えば、システム１０に必要な情報、ならびに／あるいは、システム１０に指示するように適合された、１つまたは複数のプログラム、例えば、加熱用途のコンピュータプログラムコード、および／または他のコンピュータプログラム製品を記憶することができる。プログラムを、例えば、圧縮形式、非コンパイル形式、および／または暗号形式で記憶することができ、また、プログラムは、コンピュータプログラムコードを含むことができる。コンピュータプログラムコードの命令は、コンピュータ読取可読な媒体からプロセッサのメインメモリに読み込むことができる。プログラムの命令のシーケンスを実行して、本明細書に記述される処理ステップをプロセッサに実行させる一方、ハードウェアの回路を、本発明の処理を実行するためのソフトウェアの命令の代わりに、またはそれと組み合わせて使用することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェアとソフトウェアとのいかなる特定の組合せにも限定されるものではない。
【００４４】
また、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジック装置などのプログラマブルハードウェア装置にプログラムを実装することができる。また、様々なタイプのコンピュータプロセッサによって実行するために、プログラムをソフトウェアに実装することができる。実行可能コードのプログラムは、例えば、コンピュータの命令の１つまたは複数の物理ブロックまたは論理ブロックを含むことができ、それらを、例えば、オブジェクト、プロシージャ、プロセス、またはファンクションとして編成することができる。それにもかかわらず、同定されたプログラムのうちの実行可能なものは、物理的に一緒に配置されることを必要とせず、異なった場所に記憶された別個の命令を含むことができる。これらの別個の命令は、論理的に一緒に結合されると、プログラムを形成して、複数の任意の操作を実行することによってプライバシーを保護するなどのプログラムの定められた目的を達成する。一実施形態では、実行可能コードのアプリケーションは、多くの命令をコンパイルしたものとすることができ、いくつかの異なるコードパーティションまたはコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、およびいくつかの装置にわたって分散することさえできる。
【００４５】
用語「コンピュータ読取可能な媒体」は、本明細書で使用するとき、システム１０の少なくとも１つのプロセッサ３４（または、本明細書で説明した装置の他の任意のプロセッサ）に実行するための命令を与える、またはこれを与えることに関与する任意の媒体を指す。このような媒体は、限定するものではないが、不揮発性媒体および揮発性媒体を含む多くの形態をとることができる。不揮発性媒体は、例えば、メモリなどの光学、磁気、または光磁気ディスクを含む。揮発性媒体はダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を含み、これは典型的にはメインメモリを構成する。コンピュータ読取可能な媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、他の任意の光学媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ、電子的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ）、ＦＬＡＳＨ−ＥＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリチップまたはカートリッジ、あるいはコンピュータが読み取ることができる他の任意の媒体を含む。
【００４６】
コンピュータ読取可能な媒体の様々な形態は、１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行するために、少なくとも１つのプロセッサに伝えるのに関係する場合がある。例えば、命令を、最初、リモートコンピュータ（図示せず）の磁気ディスクに保持することができる。リモートコンピュータは、そのダイナミックメモリに命令をロードし、モデムを使用してイーサネット（登録商標）接続、ケーブル回線、または電話回線を通じてその命令を送信することができる。コンピュータ装置、例えばサーバに対してローカルな通信装置は、各通信回線でデータを受信し、少なくとも１つのプロセッサに対してシステムバスにそのデータを置くことができる。システムバスは、メインメモリにデータを伝達し、少なくとも１つのプロセッサはメインメモリから命令を取り出し、実行する。メインメモリによって受信された命令は、少なくとも１つのプロセッサによる実行前、または実行後のいずれかに、任意選択的にメモリに記憶することができる。さらに、命令は、通信ポートを介して、電気信号、電磁信号、または光信号として受信することができるが、これらは様々なタイプの情報を伝達する無線通信またはデータストリームの例示的な形態である。
【００４７】
上記の説明は、例示的であることを意図し、限定するものではないことをさらに理解されたい。例えば、上記の実施形態（および／またはそれらの態様）は互いに組み合わせて使用することができる。さらに、本発明の教示の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料をそれらに適合するように多くの修正を行うことができる。
【００４８】
例えば、一実施形態では、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するためのシステムが提供される。本システムは、流路の高圧セクションを流路の低圧セクションに流体接続する伝熱導管を含む。流路は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定され、熱含有媒体を導くように構成される。熱含有媒体が、高圧セクションと低圧セクションとの間の差圧によって伝熱導管を通って流れるように、流路から熱含有媒体を受け入れるように伝熱導管は構成される。伝熱導管はさらに、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するように構成される。これらの構成部品は、排熱回収蒸気発生器のハウジングの外部とすることができる。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品は、作動媒体を含む作動導管を画定し、流路は、作動導管と加熱接触するように熱含有媒体を導くことによって、作動媒体を加熱するように構成され、伝熱導管はさらに、作動媒体が流路によって加熱される前に、作動導管を一様に加熱するように構成される。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品は、作動媒体を含むように構成された作動導管を画定し、流路は、作動導管と加熱接触するように熱含有媒体を導くことによって、作動媒体を加熱するように構成され、伝熱導管はさらに、作動媒体が流路によって加熱される前に、作動導管を予熱するように構成される。特定の実施形態では、高圧セクションは低圧セクションの上流にある。特定の実施形態では、伝熱導管は、取出しポートおよび排出ポートにおいてそれぞれ高圧セクションおよび低圧セクションに流体接続し、１つまたは複数の構成部品の少なくともいくつかは、取出しポートと排出ポートとの間で流路内に配置される。特定の実施形態では、システムはさらに、伝熱導管に配置され、伝熱導管を通って流れる熱含有媒体の量を制御することによって１つまたは複数の構成部品の温度を調整するように構成された弁を含む。特定の実施形態では、伝熱導管は、円形または長方形の少なくとも１つのセグメントを有する。特定の実施形態では、伝熱導管を通って流れることによって１つまたは複数の構成部品を冷却する冷却剤を供給する冷却剤源に、伝熱導管はさらに流体接続される。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品は加圧部品である。特定の実施形態では、熱含有媒体は、燃焼室によって生じた煙道ガスである。特定の実施形態では、排熱回収蒸気発生器は、コンバインドサイクル発電プラントにおいて二次発生器であり、燃焼室は、コンバインドサイクル発電プラントの主発生器に動力を提供する。
【００４９】
他の実施形態は、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するための方法を提供する。本方法は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定された流路によって熱含有媒体を導くステップを含む。流路は高圧セクションおよび低圧セクションを含む。本方法はさらに、高圧セクションおよび低圧セクションに流体接続された伝熱導管によって、熱含有媒体を受け入れるステップを含む。本方法はさらに、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を伝熱導管によって導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するステップを含む。熱含有媒体は、高圧セクションと低圧セクションとの間の差圧に少なくとも部分的に基づいて伝熱導管を通って流れる。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を伝熱導管によって導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するステップは、１つまたは複数の構成部品によって画定され、作動媒体を含むように構成された作動導管を予熱する。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品と加熱接触するように熱含有媒体を伝熱導管によって導くことによって、排熱回収蒸気発生器の１つまたは複数の構成部品を加熱するステップは、１つまたは複数の構成部品によって画定され、作動媒体を含むように構成された作動導管を一様に加熱する。特定の実施形態では、本方法はさらに、伝熱導管に配置された弁によって、伝熱導管を通って流れる熱含有媒体の量を制御することによって１つまたは複数の構成部品の温度を調整するステップを含む。特定の実施形態では、本方法はさらに、冷却剤が伝熱導管を通って流れるように伝熱導管に流体接続された冷却剤源によって供給された冷却剤によって、１つまたは複数の構成部品を冷却するステップを含む。特定の実施形態では、１つまたは複数の構成部品は加圧部品である。特定の実施形態では、熱含有媒体は、燃焼室によって生じた煙道ガスである。特定の実施形態では、排熱回収蒸気発生器は、コンバインドサイクル発電プラントにおいて二次発生器であり、燃焼室は、コンバインドサイクル発電プラントの主発生器に動力を提供し、コンバインドサイクル発電プラントは、シンプルサイクルモードとコンバインドサイクルモードとの間を移行し、伝熱導管は、コンバインドサイクル発電プラントがシンプルサイクルモードからコンバインドサイクルモードに移行し終える前に、１つまたは複数の構成部品を予熱する。
【００５０】
さらに他の実施形態は、燃焼室によって生じた煙道ガスから熱を回収するための排熱回収蒸気発生器を提供する。排熱回収蒸気発生器は、１つまたは複数の加圧部品と、流路と、伝熱導管とを含む。１つまたは複数の加圧部品は、作動媒体を含むように構成された作動導管を画定する。流路は、排熱回収蒸気発生器のハウジングによって画定され、高圧セクションおよび低圧セクションを含み、煙道ガスを導くように構成される。煙道ガスが、高圧セクションでの煙道ガスの第１の圧力と低圧セクションでの煙道ガスの第２の圧力との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて伝熱導管を通って流れるように、高圧セクションを低圧セクションに流体接続し、流路から煙道ガスを受け入れるように伝熱導管は構成される。伝熱導管はさらに、１つまたは複数の加圧部品を加熱するように煙道ガスを導くように構成される。特定の実施形態では、煙道ガスが伝熱導管を介して１つまたは複数の加圧部品を加熱する後まで、作動媒体が作動導管内に流れることを制限する弁を作動導管は含む。特定の実施形態では、１つまたは複数のダンパは、流路に配置され、煙道ガスが、伝熱導管を介して１つまたは複数の加圧部品を加熱するまで、煙道ガスをバイパス煙突に導くように構成される。
【００５１】
したがって、認識されるように、ＨＲＳＧ２０で蒸気を発生させる前に、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を、伝熱導管２４を介して加熱することによって、システム１０のいくつかの実施形態は、ＨＲＳＧ２０の１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を加熱するのに必要な時間量を減少させ、したがって、ＨＲＳＧ２０を起動するのに必要な時間量を減少させる。さらに、作動媒体４０を作動導管３８内に導入する前に、かつ／または導入と同時に、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を予熱する、かつ／または一様に加熱することによって、システム１０のいくつかの実施形態は、コンバインドサイクル運転中、熱含有媒体が最初に１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８と接触するときに、比較的高温、すなわち、熱含有媒体２６の通常負荷／全負荷温度で、および／またはそれに近い温度で、作動媒体４０を供給する。
【００５２】
さらに、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を予熱する、かつ／または一様に加熱することによって、システム１０のいくつかの実施形態は、作動媒体４０を作動導管３８内に導入することから生じる１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８に生じる熱応力量を低減し、それによって、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８の予想耐用寿命を延長する。さらに、高圧セクション２８と低圧セクション３０との間の差圧を使用して、熱含有媒体２６が伝熱導管２４内に入る、またはそれを通って流れるように力を与えることによって、システム１０のいくつかの実施形態は、補助熱源、例えば、補助ボイラ、および／または電気ヒートトレースを使用することなく、１つまたは複数の構成部品１２、１４、１６、１８を予熱する、かつ／または温度調整する。
【００５３】
さらに、本明細書で説明した材料の寸法およびタイプは、本発明のパラメータを規定するように意図されているが、それらは決して限定するものではなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態は、上記の説明を検討する際に当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物のすべての範囲を含めて決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「において（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」はそれぞれ、用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の表現を簡単にした同等の表現として使用されている。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、「第３」、「上側」、「下側」、「底部」、「頂部」などの用語は、単に符号として使用され、その物体に数的または位置的な要件を課すことを意図するものではない。さらに、以下の請求項の限定事項は、ミーンズプラスファンクション形式で書かれておらず、このような請求項の限定事項が、「するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に使用しない限り、および使用するまでは、米国特許法第１１２条ｆ項に基づいて解釈されることを意図していない。
【００５４】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明のいくつかの実施形態を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本発明の実施形態を実施できるようにしている。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
【００５５】
単数形で記述され、その前に語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」が付く要素またはステップは、本明細書で使用するとき、排除することが明確に記載されていない限り、複数の前記要素またはステップを排除するものではないと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」に言及する場合、記述された特徴も取り入れた追加の実施形態の存在を排除するものと解釈することは意図されていない。さらに、逆の意味で明確に記載しない限り、特定の性質を有する１つの要素または複数の要素を「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有しない追加のこのような要素を含むことができる。
【００５６】
本明細書に含まれる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、上記の発明に特定の変更を行うことができるので、添付の図面に示された上記の主題のすべては、本発明の概念を例示する単なる例として解釈されるべきで、本発明を限定するものとして解釈すべきではないことを意図する。
【００５７】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
流路（２２）の高圧セクション（２８）を前記流路（２２）の低圧セクション（３０）に流体接続する伝熱導管（２４）であって、前記流路（２２）が、排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定され、熱含有媒体（２６）を導くように構成された、伝熱導管（２４）を備える、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するためのシステム（１０）であって、
前記熱含有媒体（２６）が、前記高圧セクション（２８）と前記低圧セクション（３０）との間の差圧によって前記伝熱導管（２４）を通って流れるように、前記流路（２２）から前記熱含有媒体（２６）を受け入れるように前記伝熱導管（２４）が構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するように構成された、システム（１０）。
［実施態様２］
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、作動媒体（４０）を含む作動導管（３８）を画定し、
前記流路（２２）が、前記作動導管（３８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記作動媒体（４０）を加熱するように構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記作動媒体（４０）が前記流路（２２）によって加熱される前に、前記作動導管（３８）を予熱するように構成された、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様３］
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、作動媒体（４０）を含む作動導管（３８）を画定し、
前記流路（２２）が、前記作動導管（３８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を導くことによって、前記作動媒体（４０）を加熱するように構成され、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記作動媒体（４０）が前記流路（２２）によって加熱される前に、前記作動導管（３８）を一様に加熱するように構成された、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様４］
加熱される前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記ハウジング（２３）の外部に位置する、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様５］
前記伝熱導管（２４）が、取出しポート（５６）および排出ポート（５８）においてそれぞれ前記高圧セクション（２８）および前記低圧セクション（３０）に流体接続し、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）の少なくともいくつかが、前記取出しポート（５６）と前記排出ポート（５８）との間で前記流路（２２）内に配置される、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様６］
前記伝熱導管（２４）に配置され、前記伝熱導管（２４）を通って流れる前記熱含有媒体（２６）の量を制御することによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）の温度を調整するように構成された弁（６０）をさらに備える実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様７］
前記伝熱導管（２４）を通って流れることによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を冷却する冷却剤を供給する冷却剤源（９４）に、前記伝熱導管（２４）がさらに流体接続された、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様８］
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）が加圧部品である、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様９］
前記熱含有媒体（２６）が、燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスである、実施態様１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１０］
前記排熱回収蒸気発生器（２０）が、コンバインドサイクル発電プラント（７８）において二次発生器であり、前記燃焼室（７６）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）の主発生器（８０）に動力を提供する、実施態様９に記載のシステム（１０）。
［実施態様１１］
排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定された流路（２２）によって熱含有媒体（２６）を導くステップであって、前記流路（２２）が高圧セクション（２８）および低圧セクション（３０）を含む、ステップと、
前記高圧セクション（２８）および前記低圧セクション（３０）に流体接続された伝熱導管（２４）によって前記熱含有媒体（２６）を受け入れるステップと、
１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を前記伝熱導管（２４）によって導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するステップと
を含む、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するための方法であって、
前記熱含有媒体（２６）が、前記高圧セクション（２８）での前記熱含有媒体（２６）の第１の圧力と前記低圧セクション（３０）での前記熱含有媒体（２６）の第２の圧力との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて前記伝熱導管（２４）を通って流れる、方法。
［実施態様１２］
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を前記伝熱導管（２４）によって導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するステップが、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）によって画定され、作動媒体（４０）を含むように構成された作動導管（３８）を予熱する、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
前記伝熱導管（２４）に配置された弁（６０）によって、前記伝熱導管（２４）を通って流れる前記熱含有媒体（２６）の量を制御することによって前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）の温度を調整するステップをさらに含む実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１４］
前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）と加熱接触するように前記熱含有媒体（２６）を前記伝熱導管（２４）によって導くことによって、前記排熱回収蒸気発生器（２０）の前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するステップが、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）によって画定され、作動媒体（４０）を含むように構成された作動導管（３８）を一様に加熱する、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１５］
前記冷却剤が前記伝熱導管（２４）を通って流れるように前記伝熱導管（２４）に流体接続された冷却剤源（９４）によって供給された冷却剤によって、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を冷却するステップをさらに含む、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１６］
前記熱含有媒体（２６）が、燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスである、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１７］
前記排熱回収蒸気発生器（２０）が、コンバインドサイクル発電プラント（７８）において二次発生器であり、
前記燃焼室（７６）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）の主発生器（８０）に動力を提供し、
前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）が、シンプルサイクルモードとコンバインドサイクルモードとの間を移行し、
前記伝熱導管（２４）が、前記コンバインドサイクル発電プラント（７８）が前記シンプルサイクルモードから前記コンバインドサイクルモードに移行し終える前に、前記１つまたは複数の構成部品（１２、１４、１６、１８）を予熱する、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
燃焼室（７６）によって生じた煙道ガスから熱を回収するための排熱回収蒸気発生器（２０）であって、
作動媒体（４０）を含むように構成された作動導管（３８）を画定する１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）と、
前記排熱回収蒸気発生器（２０）のハウジング（２３）によって画定され、前記煙道ガスを導くように構成された流路（２２）であって、高圧セクション（２８）および低圧セクション（３０）を含む流路（２２）と
前記煙道ガスが、前記高圧セクション（２８）での前記煙道ガスの第１の圧力と前記低圧セクション（３０）での前記煙道ガスの第２の圧力との間の差圧に少なくとも部分的に基づいて前記伝熱導管（２４）を通って流れるように、前記高圧セクション（２８）を前記低圧セクション（３０）に流体接続し、前記流路（２２）から前記煙道ガスを受け入れるように構成された伝熱導管（２４）とを備え、
前記伝熱導管（２４）がさらに、前記１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するように前記煙道ガスを導くように構成された、排熱回収蒸気発生器（２０）。
［実施態様１９］
前記煙道ガスが前記伝熱導管（２４）を介して前記１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）を加熱する後まで、前記作動媒体（４０）が前記作動導管（３８）内に流れることを制限する弁（５２、５４）を前記作動導管（３８）が含む、実施態様１８に記載の排熱回収蒸気発生器（２０）。
［実施態様２０］
１つまたは複数のダンパが、前記流路（２２）に配置され、前記煙道ガスが、前記伝熱導管（２４）を介して前記１つまたは複数の加圧部品（１２、１４、１６、１８）を加熱するまで、前記煙道ガスをバイパス煙突（８６）に導くように構成された、実施態様１８に記載の排熱回収蒸気発生器（２０）。
【符号の説明】
【００５８】
１０  システム
１２  構成部品、加圧部品、過熱器
１４  構成部品、加圧部品、蒸発器
１６  構成部品、加圧部品、蒸発器
１８  構成部品、加圧部品、タンク
２０  排熱回収蒸気発生器
２２  流路
２３  ハウジング
２４  伝熱導管
２６  熱含有媒体、煙道ガス
２８  高圧セクション
３０  低圧セクション
３２  制御器
３４  プロセッサ
３６  記憶装置
３８  作動導管
４０  作動媒体
４２  第１の圧力セクション
４４  第２の圧力セクション
４６  第３の圧力セクション
４８  入口
５０  出口
５２  弁
５４  弁
５６  取出しポート
５８  排出ポート
６０  弁
６２  構成部品
７２  締結具
７４  ノズル
７６  燃焼室
７８  コンバインドサイクル発電プラント
８０  主発生器
８２  経路
８４  経路
８６  バイパス煙突
８８  弁
９０  弁
９２  矢印
９４  冷却剤源
９６  弁
【図１】
2017166812.tif 000003
【図２】
2017166812.tif 000004
【図３】
2017166812.tif 000005
【図４】
2017166812.tif 000006
【外国語明細書】
2017166812000001.pdf