(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のタービン及び圧縮機を持つガスタービンを含む複数個のタービンを持っていて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動接続されていると共に、蒸溜／凝縮サブシステムを持つ複合サイクル発電システムで、前記ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記第１のタービンで膨張させて、前記異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記使用済みの流れを前記サブシステムで凝縮させ、
（ハ）前記ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を第１の熱交換器で前記凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、
（ニ）冷却した入口空気を前記ガスタービンの圧縮機に流す工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを低圧及び高圧凝縮器に通して、夫々第１及び第２の凝縮させた使用済みの流れを作り、前記圧縮機の入口空気を、前記第１の熱交換器で、前記第２の凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、異質成分の第１の加熱された流れを飽和蒸気の流れ及び飽和液体の流れに分離して、前記飽和蒸気の流れを前記第１のタービンで膨張させた使用済みの流れと組合せること
を特徴とする方法。
【請求項２】
第１のタービン及び圧縮機を持つガスタービンを含む複数個のタービンを持っていて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動接続されていると共に、蒸溜／凝縮サブシステムを持つ複合サイクル発電システムで、前記ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記第１のタービンで膨張させて、前記異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記使用済みの流れを前記サブシステムで凝縮させ、
（ハ）前記ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を第１の熱交換器で前記凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、
（ニ）冷却した入口空気を前記ガスタービンの圧縮機に流す工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを低圧及び高圧凝縮器に通して、夫々第１及び第２の凝縮させた使用済みの流れを作り、前記圧縮機の入口空気を、前記第１の熱交換器で、前記第２の凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、異質成分の第１の加熱された流れを、飽和蒸気の流れ及び飽和液体の流れに分離すると共に、前記第１の熱交換器からの冷却された入口空気を第２の熱交換器で、前記飽和液体の流れと熱交換するように通して、冷却された空気をガスタービンの圧縮機に送込む前に、圧縮機の入口空気を更に冷却すること
を特徴とする方法。
【請求項３】
前記第１の熱交換器からの飽和蒸気の流れを異質成分の混合物の前記使用済みの流れと組合せることを含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１のタービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動結合されているような複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、前記蒸溜／凝縮サブシステムの流体とは異なる別の流体を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記第１のタービンで膨張させて異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記サブシステム内で前記使用済みの流れを凝縮させ、
（ハ）前記別の流体を第１の熱交換器で前記凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、前記別の流体を冷却する工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを低圧及び高圧凝縮器に通して夫々第１及び第２の凝縮した使用済みの流れを作り、前記別の流体を前記第１の熱交換器で前記第２の凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、前記異質成分の第１の加熱された流れを飽和蒸気の流れ及び飽和液体の流れに分離すると共に、飽和蒸気の流れを前記第１のタービンで膨張させた使用済みの流れと組合せること
を特徴とする方法。
【請求項５】
第１のタービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動結合されているような複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、前記蒸溜／凝縮サブシステムの流体とは異なる別の流体を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記第１のタービンで膨張させて異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記サブシステム内で前記使用済みの流れを凝縮させ、
（ハ）前記別の流体を第１の熱交換器で前記凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、前記別の流体を冷却する工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを低圧及び高圧凝縮器に通して夫々第１及び第２の凝縮した使用済みの流れを作り、前記別の流体を前記第１の熱交換器で前記第２の凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、異質成分の第１の加熱された流れを飽和蒸気の流れ及び飽和液体の流れに分離し、前記第１の熱交換器からの前記別の流体を、第２の熱交換器で、前記飽和液体の流れと熱交換するように通して、前記別の流体を更に冷却すること
を特徴とする方法。
【請求項６】
前記第１の熱交換器からの前記飽和蒸気の流れを前記第１のタービンで膨張させた作業流体と組合せることを含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
蒸気タービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機又は機械的な仕事をするように駆動接続されている複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、前記ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記蒸気タービンで膨張させて、異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記使用済みの流れを前記蒸溜／凝縮サブシステムの低圧部分で凝縮させ、
（ハ）前記ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を、第１の熱交換器で、前記蒸溜／凝縮サブシステムの高圧部分からの凝縮させ且つ絞った使用済みの流れと熱交換するように通して、前記ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、
（ニ）冷却された入口空気を前記ガスタービンの圧縮機に送込む工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを前記低圧部分及び高圧部分に通して、夫々第１及び第２の凝縮させた使用済みの流れを作り、前記第２の凝縮させた使用済みの流れが前記高圧部分からの凝縮させ且つ絞った使用済みの流れを構成しており、圧縮機の入口空気を、前記第１の熱交換器で、前記第２の凝縮させ且つ絞った使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、異質成分の第１の加熱された流れを飽和蒸気の流れ及び第３の凝縮させた液体の流れに分離し、飽和蒸気の流れを前記蒸気タービンで膨張させた使用済みの流れと組合せ、組合せた流れを蒸溜／凝縮サブシステムの低圧部分で凝縮させること
を特徴とする方法。
【請求項８】
蒸気タービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機又は機械的な仕事をするように駆動接続されている複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、前記ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法に於て、
（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を前記蒸気タービンで膨張させて、異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、
（ロ）前記使用済みの流れを前記蒸溜／凝縮サブシステムの低圧部分で凝縮させ、
（ハ）前記ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を、第１の熱交換器で、前記蒸溜／凝縮サブシステムの高圧部分からの凝縮させ且つ絞った使用済みの流れと熱交換するように通して、前記ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、
（ニ）冷却された入口空気を前記ガスタービンの圧縮機に送込む工程を含み、
前記方法は、
工程（イ）の使用済みの流れを前記低圧部分及び高圧部分に通して、夫々第１及び第２の凝縮させた使用済みの流れを作り、前記第２の凝縮させた使用済みの流れが前記高圧部分からの凝縮させ且つ絞った使用済みの流れを構成しており、圧縮機の入口空気を、前記第１の熱交換器で、前記第２の凝縮させ且つ絞った使用済みの流れと熱交換するように通して、異質成分の第１の加熱された流れを形成すること、及び
工程（ハ）の後、異質成分の第１の加熱された流れを飽和蒸気の流れ及び飽和液体の流れに分離し、前記第１の熱交換器からの冷却された入口空気を、第２の熱交換器で、前記第３の凝縮させた液体の流れと熱交換するように通して、冷却された空気をガスタービンの圧縮機に送込む前に、圧縮機の入口空気を更に冷却すること
を特徴とする方法。
【請求項９】
前記第２の熱交換器が、異質成分の第２の部分的に蒸発した、加熱された流れを発生し、該異質成分の第２の部分的に蒸発した加熱された流れを、蒸溜／凝縮サブシステムより低い圧力で動作する凝縮器を持つ蒸溜システムで最終的に凝縮させることを含む請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は複合サイクル発電所のガスタービンに対する圧縮機入口空気を冷却する方法、特に、複合サイクル・システムの蒸溜／凝縮サブシステムに異質成分の流れを用いて、ガスタービンの入口空気からの熱を吸収し、こうして圧縮機入口空気を冷却すると共に異質成分蒸気をサブシステムに戻す方法に関する。
【０００２】
【背景】
ガスタービンの出力は、ガスタービンの圧縮機に入る周囲空気を冷却することによって容易に増加することが出来る。空気の密度が温度の低下と共に増加し、その結果、ガスタービンを通る質量流量が一層大きくなる。空気の質量流量の増加と共に、ガスタービンの出力が増加し、こうして入口空気の冷却によって一層高いタービン出力が得られる。ガスタービン複合サイクル発電所でピーク需要期に、ガスタービンの入口空気の冷却を用いて電力出力を増加している。
【０００３】
複合サイクル発電所は、最も簡単な形では、ガスタービン、蒸気タービン、発電機及び熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）で構成され、ガスタービン及び蒸気タービンが１本の軸上で縦続的に発電機に結合されている。１台又は更に多くのガスタービン発電機及び共通の蒸気タービン発電機を持つ多軸構成が利用されている。複合サイクル発電所の熱効率は、その熱回収ボトミング・サイクルと組合せたガスタービンの性能によって決定される。複合サイクルに用いる為に、カリナ（Kalina）形熱力学ボトミング・サイクルが研究されてきた。カリナ・サイクルは異質成分、例えば、アンモニアと水の混合物で構成された作業流体を用いる。蒸溜／凝縮サブシステム（ＤＣＳＳ）を使って、カリナ・ボトミング・サイクルで、低圧蒸気タービンから排出された作業流体を吸収し、凝縮させ、再生する。ＤＣＳＳシステムは、直接的な凝縮に比べて、冷却水の利用し得る温度で、一層低い圧力で作業流体を凝縮させることが出来るようにする。ＤＣＳＳシステムは、普通のランキン（Rankine）・ボトミング・サイクルに比べて、カリナ・ボトミング・サイクルの優れた熱効率をもたらす重要な寄与因子である。米国特許第５、０９５、７０８号に開示されたサイクルを含めて、種々の形式のカリナ形熱力学サイクルが知られている。この米国特許の開示をここで引用する。
【０００４】
【発明の開示】
この発明では、カリナ形複合サイクル発電所に使う為の、蒸溜／凝縮サブシステム（ＤＣＳＳ）を含むカリナ・ボトミング・サイクルと一体にしたガスタービン入口空気冷却システムを提供する。ガスタービン入口冷却蒸発器を出た作業流体を凝縮させる為にＤＣＳＳを使う一体化したガスタービン入口冷却システムは、圧縮機入口空気に対して、一体化していない単独の冷却システムより、更に経済的で効率の良いシステムになる。この発明の特定の形式では、電力を発生する１台又は更に多くの発電機に接続された、ガスタービンと、少なくとも１台の蒸気タービンと、好ましくは高圧、中圧及び低圧タービンとが設けられる。カリナ・ボトミング・サイクルが再生ボイラと蒸溜／凝縮サブシステムとを含み、このサブシステムが、低圧蒸気タービンから排出される作業流体を吸収し、凝縮させ、再生する。この発明の方法では、多成分作業流体がＤＣＳＳの高圧部分から抽出され、好ましくは、低沸点成分に富む液体混合物が抽出され、こうして抽出したものを、タービン入口空気冷却システムの作業流体として使う。抽出された多成分の流れをＤＣＳＳのＬＰ部分の圧力まで絞って、温度降下を発生させ、その後圧縮機の周囲入口空気と熱交換するように低圧蒸発器に通して、この空気を冷却する。即ち、タービン入口空気からの熱を吸収し、空気の流れを冷却すると共に、低沸点成分に富む多成分混合物を部分的に蒸発させる。部分的に蒸発させた多成分混合物を次にＤＣＳＳの低圧部分に送込み、そこで低圧タービンからの使用済みの流れと組合せ、ＤＣＳＳの低圧凝縮器で完全に凝縮させる。１段のガスタービン入口空気冷却サイクルをこの明細書で説明するが、この説明は多段システムとして構成することが出来る。
【０００５】
この発明の好ましい実施例では、第１のタービン及び圧縮機を持つタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動接続されているような複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法が、（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を第１のタービンで膨張させ、異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、（ロ）使用済みの流れをサブシステムで凝縮させ、（ハ）ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を、第１の熱交換器で、凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、（ニ）冷却した入口空気をガスタービンの圧縮機に送込む工程を含む。
【０００６】
この発明の別の好ましい実施例では、第１のタービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に駆動結合された複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、蒸溜／凝縮サブシステムの流体とは別異の別の流体を冷却する方法が、（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を第１のタービンで膨張させ、異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、（ロ）使用済みの流れをサブシステムで凝縮させ、（ハ）別の流体を第１の熱交換器で、凝縮させた使用済みの流れと熱交換するように通して、この別の流体を冷却する工程を含む。
【０００７】
この発明の更に別の好ましい実施例では、蒸気タービン及び圧縮機を持つガスタービンを含んでいて、これらタービンが電力を発生する１台又は更に多くの発電機に又は機械的な仕事をするように駆動接続された複数個のタービンと、蒸溜／凝縮サブシステムとを持つ複合サイクル発電システムで、ガスタービンに入る周囲空気を冷却する方法が、（イ）同じ圧力で異なる沸点を持つ異質成分の混合物で構成された作業流体を蒸気タービンで膨張させ、異質成分の混合物の使用済みの流れを発生し、（ロ）使用済みの流れを蒸溜／凝縮サブシステムの低圧部分で凝縮させ、（ハ）ガスタービンの圧縮機に対する入口空気を、第１の熱交換器で、蒸溜／凝縮サブシステムの更に高圧の部分からの凝縮させ且つ絞った使用済みの流れと熱交換するように通して、ガスタービンの圧縮機に入る入口空気を冷却し、（ニ）冷却した入口空気をガスタービンの圧縮機に送込む工程を含む。
【０００８】
従って、この発明の主な目的は、カリナ複合サイクル発電所で使う為のカリナ・ボトミング・サイクルと一体化した新規で改良されたガスタービン入口冷却システムを提供することである。
【０００９】
【発明を実施する最善の態様】
次に図面について説明する。図１には、何れも電力を発生する１台又は更に多くの発電機又は機械的な仕事をするように結合された、圧縮機１２を持つガスタービンＧＴ、並びに高圧、中圧及び低圧蒸気タービンＨＰ、ＩＰ及びＬＰで構成されていて、発電機を駆動するカリナ形熱力学サイクルを用いた複合サイクル発電所が示されている。システムは、ＨＰ、ＩＰ及びＬＰ蒸気タービン、ボイラ１４及び蒸溜／凝縮サブシステム１６（ＤＣＳＳ）を含むカリナ・ボトミング・サイクル即ち熱力学サイクルを含む。これまでにカリナ・サイクルについて述べたところから判るように、低沸点の流体と比較的高沸点の流体とで構成された多成分作業流体混合物が使われる。例えば、アンモニア／水の混合物を使うことが出来るが、この他の混合物も当業者には考えられよう。
【００１０】
図１に示すように、完全に凝縮した作業流体がボイラ１４を通る。ボイラは予熱部分１８、蒸発器部分２０、再熱器部分２２及び過熱器部分２４を含む。線２６で示すように、ガスタービンＧＴの排気からボイラ１４に熱が供給される。予熱器部分１８を通過する予熱された作業流体が、蒸発器部分２０に入る第１の流れと、配管３０を介して再生ボイラ２８に入る第２の流れとに分割される。蒸発器部分２０に入った第１の流れが、配管２６を介してガスタービンから来る排気ガスの向流によって加熱される。再生ボイラ２８に流れる第２の流体の流れ３０が、配管３２を介して中圧タービンＩＰから来る排気の流れによって加熱される。この排気の流れは、第２の流れ３０の流れと向流で、再生ボイラ２８の中を流れる。第１及び第２の流れの蒸発した流体が、その後ボイラ１４内で再び組合される。第２の流れの流体は配管３４を通してボイラから戻ってくる。作業流体の再び組合された流れが過熱器２４を通り、そこでガスタービンの排気の流れ２６の一部分との熱交換によって最終的に過熱され、配管２７を介して高圧タービンＨＰの入口へと流れ、そこで膨張して、熱エネルギをタービンを駆動する為の機械的なエネルギに変換する。高圧タービンＨＰからの膨張した作業流体の流れが配管３８を介してボイラ１４に戻り、配管２６を通ってくるガスタービンの排気との熱交換状態に配置されている再熱器部分２２内で再熱される。この後、再熱された作業流体が、配管４０を通して、中圧タービンＩＰの入口へ流れる。中圧タービンＩＰの中で膨張した作業流体が配管３２を介して再生ボイラ２８へ通過し、配管３０を介してボイラ２８に供給された作業流体の第２の流れと熱交換する。こうして、ＩＰタービンからの作業流体が冷却され、配管３０の作業流体を蒸発させる為に必要な熱を供給する。作業流体は、再生ボイラ２８から配管４２を介して低圧タービンＬＰの入口へ通過し、そこで最終的な流体圧力レベルまで膨張する。低圧タービンＬＰからの膨張した流体が、配管４４を介して蒸溜／凝縮サブシステム１６へ通過し、そこで流体の流れが凝縮させられ、更に高い圧力に圧送され、配管４６を介して予熱器部分１８に送られて、サイクルを続ける。
【００１１】
一般的なＤＣＳＳシステムを用いた、最も基本的な形のカリナ・サイクル・ガスタービン圧縮機入口空気冷却装置及び方法が図２に示されている。カリナ・サイクルＤＣＳＳシステムは、ＬＰ蒸気タービンを出た作業流体を吸収し、凝縮させ、再生する為に使われる。ＤＣＳＳシステムは、２種類の異なる組成を持つ作業流体混合物が完全に凝縮するような最小限２つの圧力レベル（例えば、図示のＨＰ部分７０及びＬＰ部分７２）を持っている。更に効率の良いＤＣＳＳシステムは、完全な凝縮が行われる３つの圧力レベル及び混合物組成（例えばＨＰ部分７０、ＩＰ部分７１及びＬＰ部分７２）を持っている。ＤＣＳＳの混合物の流れは、その流れの圧力を設定する最終的な凝縮器を決定することによって、特定の圧力部分に指定される（例えば、ＬＰ凝縮器７２が蒸気タービン排気配管の圧力を設定し、従ってタービン排気配管はＤＣＳＳのＬＰ部分にあると考えられる）。この発明は２つ又は更に多くの圧力レベル凝縮器を持つ任意のＤＣＳＳシステムに用いることが出来る。
【００１２】
低沸点成分に富む（例えばアンモニアに富む）飽和又は未飽和液体の流れ７４がＤＣＳＳシステムの高圧部分７０から抽出される（最終的なＨＰ凝縮器からの抽出が好ましい）。その後、この流れ７４がＤＣＳＳのＬＰ部分の圧力まで絞られ、その結果、ＧＴの圧縮機に入る周囲空気から熱を吸収するのに必要な温度降下が生ずる。ＧＴ圧縮機入口空気の流れ７６が絞り要素８２からの低温の混合物の流れ８０と向流で又は同じ向きの流れとして、熱交換器、即ち、蒸発器７８で冷却される。配管８４を介して蒸発器７８から出ていく多成分混合物（２相又は気相状態）がＤＣＳＳの低圧部分７２に送られ、そこでＤＣＳＳのＬＰ部分７２内の適当な場所で、配管４４の低圧蒸気タービンの排気と組合され凝縮する。
【００１３】
この結果、ＤＣＳＳシステムは、蒸気タービンの排気を凝縮させると共に、圧縮機の入口空気の流れを冷却するという二重の目的の為に使われ、これによって効率が良い、経済的なシステムの設計が得られる。
この基本的なシステムの別の随意選択の特長は、配管８０又は８４からの分割された流れとの向流の熱交換によって、流れ７４を過冷却することである。この特長が、システムの冷却能力を高める。
【００１４】
図３に示す好ましい実施例の蒸溜／凝縮サブシステム１６について説明すると、低圧の使用済みの流れ４４が熱交換器２２２、２２３、２２５を通過し、この流れが凝縮熱を放出し、この流れが流れ混合器２４０で液体の流れ１１８と混合される。これによって、予め凝縮した流れが生じ、それが凝縮器２２８で凝縮する。凝縮器２２８は、凝縮器２２６及び２２７と共に、循環水の入口１０２及び出口１０４を持つ配管１００内の冷却流、例えば水の流れによって冷却することが出来る。凝縮した流れが２２９のところで分割され、ポンプ２３３によって一層高い圧力まで圧送されて、配管１０６を並列に通り、熱交換器２２５及び２２５ａを流れ、配管１１０に予熱された流れを発生する。この部分的に蒸発した流れ１１０が重力分離器２３０に供給され、そこで液体が蒸気から分離される。この為、蒸気の流れ１１２が重力分離器２３０を出て、アンモニア／水混合物内の低沸点成分、即ちアンモニアに富む流れとして配管１１４から熱交換器２２７を流れる。配管１１８を介して重力分離器２３０から出た液体の流れが熱交換器２２５ｂを通り、混合器２４０で使用済みの流れ４４と再び一緒になる。アンモニアに富む蒸気の流れ１１２が、配管１１４から来る混合流の一部分と一緒になり、凝縮器２２７によって完全に凝縮させられ、その為、この希薄の流れ１２０が凝縮器２２７を出て、ポンプ２３１により、更に高い圧力で別の熱交換器２２５ｃを通るように圧送される。凝縮器２２５ｃを出た希薄流１２４が、熱交換器２２３で熱交換してから、重力分離器３００へ流れる。重力分離器３００を出たアンモニアに富む蒸気流１２６が、別の重力分離器３０２で発生された蒸気流１２８と一緒になり、熱交換器３０４、２２５ｃ及び２２６を流れ、そこで最終的にポンプ３０６により、配管３０８を通って熱交換器２２５ｂ、そして最終的に熱回収ボイラ１４へ圧送される。重力分離器３００から配管３１２を流れる水に富む液体が、配管３１４及び分離器３１６を通って、熱交換器３１８、３２０及び２２２を通り、配管３２２から重力分離器３０２へ流れる。分離器３０２からの水に富む液体の流れが、熱交換器３２０及び配管３３０を通り、そこで熱交換器２２２によって冷却された使用済みの流れ４４と一緒になる。
【００１５】
２２９で分割された凝縮した流れもポンプ３４０により、配管３４１を介して凝縮器２２５ｃへ圧送されて、接続点３４４に達し、そこで２つの部分的な流れ３４６、３４８に分割される。部分的な流れ３４８は接続点３５０で終わる。重力分離器２３０の液体出口で配管１１８から分離された水に富む流れ３５４はポンプ３５２によって接続点３５０へ流れる。水に富んだ流れは、接続点３５０から、配管３６０及び凝縮器３０４を通って、分離器３００からの水に富んだ流れと共に、接続点３６２に流れ、前に述べたように、凝縮器３１８、３２０及び３２２を一緒に流れる。この為、低圧タービンＬＰからの作業流体が、ＤＣＳＳ及びボイラ１４により、吸収され、凝縮させられ、そして再生される。
【００１６】
次に図４について説明すると、圧縮機入口空気を冷却する為の２段式冷却システムが示されている。２段が示されているが、２段より多くの多段を利用しても良いことを承知されたい。２段冷却システムでは、低圧蒸発器３００及び極低圧蒸発器３０２が設けられている。多成分作業流体がＤＣＳＳから抽出され、特に高圧凝縮器２２６から抽出され、タービン入口空気冷却システムの作業流体として使われる。即ち、多成分流体、好ましくは高沸点成分よりも、低沸点成分に富む混合物、即ちアンモニアに富む混合物が、配管３０４から送込まれ、Ｔのところで低圧蒸発器３００に対して絞られる。蒸気３０４の絞りにより、配管３０５に温度降下が生ずる。配管３０６の周囲空気が、配管３０５の多成分混合物と熱交換するように、低圧蒸発器３００に通される。圧縮機の周囲入口空気からの熱が吸収され、即ち入口空気の流れが冷却され、多成分混合物を部分的に蒸発させて、部分的に蒸発した第１の加熱された流れ３０８を作る。この部分的に蒸発した加熱された流れ３０８が低圧冷却分離器３１２に送込まれる。
【００１７】
分離器３１２が配管３０８の部分的に蒸発した第１の加熱された流れを配管３１４の飽和蒸気の流れ及び配管３１６の飽和液体の流れに分離する。配管３１４の飽和蒸気が低圧部分、即ち、ＤＣＳＳの凝縮器２２８の入口の手前に戻され、そこで使用済みの流れ４４と組合され、ＤＣＳＳの低圧凝縮器２２８で完全に凝縮させられる。飽和液体の流れ３１６は３２０のところで絞って、液体の流れに更に温度降下を生じさせることが出来る。流れ３１６の冷却された飽和液体が、その後、低圧蒸発器３００から受取った冷却された周囲空気と熱交換するように極低圧蒸発器３０２に通され、圧縮機入口空気を更に冷却する。極低圧蒸発器３０２を出た部分的に蒸発した第２の加熱された流れ３２２が、標準的な蒸溜システムＤＳ（図５）の低沸点成分が希薄な流れと混合されるが、これはこの発明の一部分を構成するものではない。
【００１８】
蒸溜システムＤＳは、例えばボトム・リボイラ３２４で構成することが出来、配管３２６を介してＩＰタービンの排気から熱を受取る（図１及び図５）。ボトム・リボイラから出た流れが、配管３２８を介して低圧タービンの入口へ通過する。蒸溜システムＤＳは蒸溜塔３３０を用い、この蒸気、又は蒸溜システムの一部分としてオーバヘッド凝縮器が設けられている場合は、液体として、それをＤＣＳＳシステムに戻す。蒸気が配管３３２を介して戻されて、低圧タービンからの多成分の使用済みの蒸気と配管４４で組合される。
【００１９】
流れ３２２を標準的な蒸溜システムに送る代りに、この流れを、凝縮の為に、ボトミング・サイクル蒸気タービン封じ洩れ凝縮システムに送っても良い。
この発明によって、圧縮機入口空気を冷却する以外の冷却の用途も達成することが出来ることが理解されよう。例えば、通気流のような他の流体の流れの凝縮や冷凍過程に使うことも出来る。
【００２０】
この発明を、最も実用的で好ましい実施例と考えられるものについて説明したが、この発明が開示した実施例に制限されるものではなく、寧ろ特許請求の範囲内に含まれる種々の変更及び同等の構成をもカバーするものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】カリナ形熱力学サイクルを用いる複合サイクル発電所の略図で、この発明によるカリナ・ボトミング・サイクルと一体化したガスタービン入口空気冷却システムを例示する。
【図２】入口空気から熱を吸収する為にカリナ・ボトミング・サイクルの多成分の流れを用いる、圧縮機入口空気に対する１段の冷却システムの略図。
【図３】カリナ・サイクルＤＣＳＳを詳しく示す略図。
【図４】図３の続きであって、カリナ・サイクルＤＣＳＳに一体化された２段式ガスタービン入口空気冷却システムを例示する。
【図５】カリナ・ボトミング・サイクルを冷却サブシステムと共に使われる蒸溜システムの略図。
【符号の説明】
ＧＴ：ガスタービン
ＨＰ、ＩＰ及びＬＰ：高圧、中圧及び低圧蒸気タービン
１２：圧縮機
１４：ボイラ
１６：蒸溜／凝縮サブシステム
７８：熱交換器
【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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