(57)【要約】      （修正有）【課題】超臨界蒸気複合サイクル及びその方法を提供する。【解決手段】ガスタービン１６と、超臨界蒸気タービンシステム１８と、超臨界蒸気熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）３０とを含む。ＨＲＳＧは、入口の過熱器に蒸気を供給するように構成された超臨界蒸発器４４と、蒸気タービンシステム１８から低温再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステム１８に戻す再熱器５０、５２とを含む。再熱器は超臨界蒸発器４４の排気ガス流路下流に配置された第１のセクション５０と、上流に配置された第２のセクション５２とを含む。蒸気タービンシステム１８からの低温再熱蒸気は、第１の再加熱器セクション５０によって受けられ、また該第１の再加熱器セクションから流出した蒸気は、超臨界蒸発器４４の上流の第２の再加熱器セクション５２に供給される。【選択図】図１
2009092372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界蒸気複合サイクルシステムであって、
ガスタービン（１６）と、
超臨界セクション（２０）、高圧セクション（２２）、中圧セクション（２４）及び１以上の低圧セクション（２６）を備えた超臨界蒸気タービンシステム（１８）と、
前記ガスタービン（１６）から排気ガス（７２）を受けて前記蒸気タービンシステム（１８）からの流体を加熱する超臨界蒸気熱回収蒸気発生器（３０）と、を含み、
前記ガスタービン排気ガスが、前記熱回収蒸気発生器の入口端から出口端まで排気ガス流路に沿って流れ、
前記熱回収蒸気発生器が、それと該熱回収蒸気発生器の入口端との間の過熱器（４６、４８）に超臨界蒸気を供給するように構成された超臨界蒸発器（４４）と、前記排気ガス流路に沿って配置された再加熱器（５０、５２）とを含み、
前記過熱器から流出した蒸気が、前記蒸気タービンの超臨界セクション（２０）に戻され、
前記再加熱器が、前記蒸気タービンシステムから低温再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステムに戻し、
前記再加熱器が、少なくとも第１のセクション（５０）と第２のセクション（５２）とを含み、
前記第１の再加熱器セクション（５０）が、前記熱回収蒸気発生器を通る前記排気ガス流路に沿って前記第２の再加熱器セクション（５２）の下流に配置され、
前記再加熱器の第１のセクション（５０）が、前記排気ガス流路に沿って前記超臨界蒸発器（４４）の下流に配置され、また前記再加熱器の第２のセクション（５２）が、前記排気ガス流路に沿って前記超臨界蒸発器（４４）の上流に配置され、
前記再加熱器の第１及び第２のセクション（５０、５２）が、前記蒸気タービンシステムからの低温再熱蒸気が該再加熱器の第１のセクション（５０）によって受けられかつ該再加熱器の第１のセクションから流出した蒸気が該再加熱器の第２のセクション（５２）に供給されるように、直列流れ状態に配置される、
複合サイクルシステム。
【請求項２】
前記超臨界蒸発器（４４）が、臨界温度より低い温度から臨界温度より高い温度まで前記超臨界流体を加熱する伝熱面として形成され、かつ前記排気ガス流路に沿って前記高圧超臨界蒸発器の下流に低圧蒸発器（３６）をさらに含み、
前記過熱器が、高圧過熱器であり、かつ低圧過熱器（４０、４２）をさらに含み、
前記低圧蒸発器からの前記蒸気が、前記低圧過熱器に流れる、
請求項１記載の複合サイクルシステム。
【請求項３】
前記低圧過熱器からの蒸気が、前記蒸気タービンシステムの低圧セクション（２６）に流入する、請求項２記載の複合サイクルシステム。
【請求項４】
前記再加熱器の第１のセクション（５０）が、前記蒸気タービンシステムの高圧セクション（２２）からの低温再熱蒸気を受け、
前記再加熱器の第２のセクション（５２）が、再加熱蒸気を前記蒸気タービンシステムの中圧セクション（２４）に戻す、
請求項１記載の複合サイクルシステム。
【請求項５】
前記再加熱器の第１のセクション（５０）が、高圧エコノマイザ（３８）と並列に配置され、
前記高圧エコノマイザからの復水が、前記超臨界蒸発器（４４）に送られ（６８）る、
請求項１記載の複合サイクルシステム。
【請求項６】
前記再加熱器の第２のセクション（１５２）が、前記蒸気タービンシステムの超臨界セクション（２０）から再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステムの高圧セクション（２２）に戻す高圧再加熱セクション（１５３）と並列に配置される、
請求項１記載の複合サイクルシステム。
【請求項７】
熱交換器（８０）内でガスタービン燃料ガスを加熱するのに使用する水を加熱するためのエコノマイザセクション（７６、７８）をさらに含み、
前記エコノマイザセクションが、前記超臨界蒸発器（４４）の下流に設けられ、
前記エコノマイザセクションが、前記超臨界蒸発器（４４）の下流かつ前記第１の再加熱器セクション（５０）の上流に配置されたエコノマイザセクション（７８）と、前記第１の再加熱器セクション（５０）の下流に設けられた第２のエコノマイザセクション（７６）とを含み、
前記第１の再加熱器（５０）からの前記再加熱蒸気が、前記超臨界蒸発器（４４）の上流の前記第２の再加熱器（５２）に送られ、次に前記蒸気タービンシステムの中圧セクションに戻される、
請求項１記載の複合サイクルシステム。
【請求項８】
ガスタービン（１６）と、超臨界セクション（２０）、高圧セクション（２２）、中圧セクション（２４）及び１以上の低圧セクション（２６）を備えた超臨界蒸気タービンシステム（１８）と、前記ガスタービンから排気ガスを受けて前記蒸気タービンシステムからの流体を加熱する超臨界蒸気熱回収蒸気発生器（３０）とを含み、前記熱回収蒸気発生器が、それと該熱回収蒸気発生器の入口端との間の超臨界過熱器（４６、４８）に蒸気を供給するように構成された超臨界蒸発器（４４）と排気ガス流路に沿って配置された再加熱器（５０、５２）とを含み、前記過熱器から流出した蒸気が、前記蒸気タービンの超臨界セクション（２０）に戻され、前記再加熱器が、前記蒸気タービンシステムから低温再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステムに戻し、前記再加熱器が、少なくとも第１及び第２の再加熱器セクション（５０、５２）を含み、また前記第１の再加熱器セクション（５０）が、前記熱回収蒸気発生器を通る前記排気ガス流路に沿って前記第２の再加熱器セクション（５２）の下流に配置される超臨界蒸気複合サイクルシステムにおいて、低温蒸気を再加熱する方法であって、
前記蒸気タービンシステム（１８）からの低温再熱蒸気流を含む蒸気を、前記排気ガスの流れに対して前記超臨界蒸発器（４４）の下流に配置された前記熱回収蒸気発生器（３０）の第１の再加熱器セクション（５０）に流すステップと、
その後前記蒸気を、前記排気ガスの流れに対して前記超臨界蒸発器（４４）の上流に配置された前記熱回収蒸気発生器の第２の再加熱器セクション（５２）に流すステップと、
その後前記蒸気を、前記蒸気タービンシステム（１８）に流すステップと、を含む、
方法。
【請求項９】
前記超臨界蒸発器（４４）が、臨界温度より低い温度から臨界温度より高い温度まで前記超臨界流体を加熱する伝熱面として形成され、かつ前記排気ガス流路に沿って前記高圧超臨界蒸発器の下流に低圧蒸発器（３６）をさらに含み、
前記過熱器が、高圧過熱器であり、かつ低圧過熱器（４０、４２）をさらに含み、
前記低圧蒸発器からの蒸気が、前記低圧過熱器に流れる、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記再加熱器の第１のセクション（５０）が、前記蒸気タービンシステムの高圧セクション（２２）からの低温再熱蒸気を受け、
前記再加熱器の第２のセクション（５２）が、再加熱蒸気を前記蒸気タービンシステムの中圧セクション（２４）に戻す、
請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合サイクル用途で使用する再加熱を備えた単一又は複数圧力レベル超臨界蒸気熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）のための熱統合の方法及びその最適構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在設置されかつ運転されている複合サイクル発電プラントに最も一般的に適用されている蒸気ボトミングサイクルは、複数圧力での亜臨界蒸気発生と高圧蒸発器の上流の熱回収蒸気発生器ガス流路内に設置された単一の再加熱器とを備えた再熱蒸気サイクルである。この複合サイクル構成は、１９８７年４月のｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅに提出され、その会報で発表されたＬｅｒｏｙ  Ｏ．  Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ，  Ｒｏｇｅｒ  Ｏ．  Ａｎｄｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｕｂ  Ｗ．  Ｓｍｉｔｈの“ＧＥ  ＭＳ７００１Ｆ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ−Ｃｙｃｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｌａｎｔ”と題する報文に最初に記載された。現技術水準における不可逆的損失は、ガスタービン排気エネルギーの〜１０％である。
【０００３】
複数圧力での蒸気発生を伴う再熱亜臨界蒸気サイクル備えた複合サイクルの性能は、Ｒａｕｂ  Ｗ．Ｓｍｉｔｈの“Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｈｅａｔ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｅｈｅａｔｅｒｓ”と題する米国特許第６２２００１３号に記載されているような二段式再加熱器を組み込むことによって改善することができる。
【０００４】
Ｍｏｄｅｒｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，  １９９８に掲載された“Ｇｏｉｎｇ  Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  −  Ｏｎｃｅ−Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｉｓ  ｔｈｅ  Ｋｅｙ”  と題する報文に記述されているように、蒸気発生セクションの上流の熱回収蒸気発生器ガス通路内に単一の再加熱器を備えた複合サイクルのための超臨界蒸気サイクルが設計された。
【０００５】
現在のボトミングサイクル技術（殆どが亜臨界圧力）の性能は、このプロセスでは蒸発潜熱に等しい熱が必要となる水から蒸気への定温度相変化によりＨＲＳＧ蒸発器内に発生するピンチポイントによって制限される。温度におけるこの不連続性により、ガスタービン排気ガスと水／蒸気加熱との間に不整合が生じて、サイクル中に大きな不可逆性を生じる。
【０００６】
超臨界複合サイクルの基本的利点は、超臨界状態における流体の物理特性に由来する。超臨界圧力より高い圧力の水は、加熱された時に異なる状態で挙動する。超臨界状態において、ボイラ内の水温は、相変化による不連続性がない状態で連続的に上昇する。この挙動は、水／蒸気に対するガスタービン排気ガスのより良好な整合を可能にして、エネルギー移動の間における不可逆性をより小さくするようになる。この挙動及び利点は、これまで知られていたが、性能向上は、複合サイクル用途（装置）におけるコスト増加を正当化するのに十分なほどは大きくなかった。
【特許文献１】米国特許第６２２００１３号明細書
【特許文献２】米国特許第４８９６４９６号明細書
【特許文献３】米国特許第７１６８２３３号明細書
【特許文献４】米国特許第６５１９９４４号明細書
【特許文献５】米国特許第６４７４０６９号明細書
【特許文献６】米国特許第６４１２２８５号明細書
【特許文献７】米国特許第６３７９５７５号明細書
【特許文献８】米国特許第６３８９７９４号明細書
【特許文献９】米国特許第６１７３５６３号明細書
【特許文献１０】米国再発行特許第３６４９７号明細書
【特許文献１１】米国再発行特許第３６５２４号明細書
【特許文献１２】米国特許第５６４７１９９号明細書
【特許文献１３】米国特許第５６２８１７９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５５７７３７７号明細書
【特許文献１５】米国特許第５４９１９７１号明細書
【特許文献１６】米国特許第５４２８９５０号明細書
【特許文献１７】米国特許第５４１２９３７号明細書
【特許文献１８】米国特許第４２５３３００号明細書
【非特許文献１】Leroy O. Tomlinson, Roger O. Anderson and Raub W. Smith; "GE MS7001F Combined-Cycle Power Plant"; Proceedings of the American Power Conference, 1987, vol.49, pp.129-137
【非特許文献２】Galopin, J.F.; "Going supercritical: once-through is the key"; Modern Power Systems; 20 Dec. 1998; 10 pages
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書に開示した本発明は、ＨＲＳＧ熱伝達セクションの最適配置によってエネルギー移動の不可逆性をさらに減少させて、超臨界サイクルによる著しく良好な複合サイクル性能を可能にする。この付加的性能は、超臨界蒸気サイクルベースの複合サイクルの経済的実現可能性を大幅に高めることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って本発明は、超臨界複合サイクルシステムとして具体化することができ、本超臨界複合サイクルシステムは、ガスタービンと、超臨界セクション、高圧セクション、中圧セクション及び１以上の低圧セクションを備えた蒸気タービンシステムと、ガスタービンから排気ガスを受けて蒸気タービンシステムからの流体を加熱する超臨界蒸気熱回収蒸気発生器とを含み、ガスタービン排気ガスは、熱回収蒸気発生器の入口端から出口端まで排気ガス流路に沿って流れ、熱回収蒸気発生器は、それと該熱回収蒸気発生器の入口端との間の過熱器に蒸気を供給するように構成された超臨界蒸発器と、排気ガス流路に沿って配置された再加熱器とを含み、過熱器から流出した蒸気は、蒸気タービンの超臨界セクションに戻され、再加熱器は、蒸気タービンシステムから低温再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステムに戻し、再加熱器は、少なくとも第１のセクションと第２のセクションとを含み、第１の再加熱器セクションは、熱回収蒸気発生器を通る排気ガス流路に沿って第２の再加熱器セクションの下流に配置され、再加熱器の第１のセクションは、排気ガス流路に沿って超臨界蒸発器の下流に配置され、また再加熱器の第２のセクションは、排気ガス流路に沿って超臨界蒸発器の上流に配置され、再加熱器の第１及び第２のセクションは、蒸気タービンシステムからの低温再熱蒸気が該再加熱器の第１のセクションによって受けられかつ該再加熱器の第１のセクションから流出した蒸気が該再加熱器の第２のセクションに供給されるように、直列流れ状態に配置される。
【０００９】
本発明はさらに、ガスタービンと、超臨界セクション、高圧セクション、中圧セクション及び１以上の低圧セクションを備えた蒸気タービンシステムと、ガスタービンから排気ガスを受けて蒸気タービンシステムからの流体を加熱する超臨界蒸気熱回収蒸気発生器とを含み、熱回収蒸気発生器は、それと該熱回収蒸気発生器のガス入口端との間の過熱器に蒸気を供給するように構成された超臨界蒸発器と排気ガス流路に沿って配置された再加熱器とを含み、過熱器から流出した蒸気は、蒸気タービンの超臨界セクションに戻され、再加熱器は、蒸気タービンシステムから低温再熱蒸気を受けかつ再加熱蒸気を該蒸気タービンシステムに戻し、再加熱器は、少なくとも第１及び第２の再加熱器セクションを含み、また第１の再加熱器セクションは、熱回収蒸気発生器を通る排気ガス流路に沿って第２の再加熱器セクションの下流に配置される超臨界蒸気複合サイクルシステムにおいて、低温蒸気を再加熱する方法として具体化することができ、本方法は、蒸気タービンシステムからの低温再熱蒸気流を含む蒸気を、排気ガスの流れに対して超臨界蒸発器の下流に配置された熱回収蒸気発生器の第１の再加熱器セクションに流すステップと、その後該蒸気を、排気ガスの流れに対して超臨界蒸発器の上流に配置された熱回収蒸気発生器の第２の再加熱器セクションに流すステップと、その後該蒸気を、蒸気タービンシステムに流すステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
単一圧力又は複数圧力超臨界蒸気サイクル用の最適な再加熱構成の現行の実施法では、排気ガス流に対して「ＨＰ＿ＥＶＡ  ＯＴＢ」（高圧超臨界蒸発器貫流ボイラ）セクションの上流に配置した熱回収蒸気発生器の再加熱セクションを備えている。
【００１１】
本発明の実施形態は、二段式再加熱構成を提供し、一方の再加熱セクションは、高圧（超臨界）ＨＲＳＧセクションの相変化ポイント（臨界蒸気温度での水−蒸気遷移）の上流に配置され、また他方の再加熱セクションはこの相変化ポイントの下流に配置される。
【００１２】
本発明概念は、単一圧力又は複数圧力超臨界蒸気サイクル内に組み込むことができる。図１には、本発明を具体化した二圧力式超臨界蒸気サイクル発電システムの概略図を示している。
【００１３】
この実施例は、圧縮機１２、燃焼システム１４及びガスタービン１６を備えたガスタービンシステム１０と、超臨界セクション２０、高圧セクション２２、中圧セクション２４及び１以上の低圧セクション２６を備え、異なる圧力の複数の蒸気流入ポイントを有する蒸気タービンシステム１８とを含む。低圧力は、凝縮器２８内に排出される。ガスタービンシステム１０及び蒸気タービンシステム１８は、発電機（図示せず）を駆動し、また単一シャフト上にタンデム形態として配置するか或いはガスタービンと蒸気タービンとが別個の負荷を駆動する複数シャフト構成として配置することができる。
【００１４】
蒸気タービンシステム１８は、二圧力式ＨＲＳＧ３０と組合せられ、二圧力式ＨＲＳＧ３０は、それぞれ低圧（ＬＰ）及び高圧（ＨＰ）エコノマイザ３２、３４、ＬＰ蒸発器３６、別のＨＰエコノマイザ３８、ＬＨ過熱器４０、４２、ＨＰ超臨界蒸発器ＯＴＢ（超臨界蒸発器貫流ボイラ）４４、ＨＰ過熱器セクション４６、並びに最終ＨＰ過熱器セクション４８を含む。本明細書で使用する場合に、ＨＲＳＧの「超臨界蒸発器」セクションは、臨界温度より低い温度から臨界温度より高い温度まで超臨界流体を加熱する伝熱面として形成されることに留意されたい。従って、流体は臨界圧力よりも高いので、何らの蒸発（相変化）も起こらない。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態によると、二段式の再加熱が実施される。第１の再加熱セクション５０（ＲＨ２）は、「ＨＰ＿ＥＶＡ  ＯＴＢ」高圧ＨＲＳＧ相変化セクション４４の下流に配置される。この図示した例示的な実施形態では、第１の再加熱セクション５０（ＲＨ２）は、要素３８として符号付けしたＨＰＥＣＯ１と並列に設置される。この図では並列配置を示しているが、別の再加熱器及びエコノマイザ管列の直列の組合せ配置によって、同様な熱力学的利点を達成することができる。このＨＲＳＧセクション５０に流入するのは、ＨＰタービン２２から参照符号２において排出された低温再熱蒸気である。このセクションから流出する蒸気は、ＨＲＳＧセクション５０（ＲＨ２）内で臨界温度（Ｔｃｒｉｔ）よりも低い温度まで加熱される。次に、この蒸気は、「ＨＰ＿ＥＶＡ  ＯＴＢ」の上流に設置した第２の再加熱セクション５２（ＲＨ１）に導かれる。この図示した例示的な実施形態では、第２の再加熱セクション５２は、ＨＰ過熱器４８及び４６間に設置される。しかしながら、本発明において、第２の再加熱セクション５２の位置は、それに限定されるものではない。
【００１６】
復水は、復水ポンプ５６の助けにより、凝縮器２８から導管５４を介してＨＲＳＧ３０に送給される。その後復水は、低圧（ＬＰ）エコノマイザ３２を通ってＬＰ蒸発器３６内に流れる。ＬＰ蒸発器３６からの蒸気は、導管５８を介してＬＰ過熱器４０、４２に送給され、次に導管６０及び１以上の適当なＬＰ流入停止／制御弁（図示せず）を介して参照符号４において蒸気タービン（システム）１８の低圧セクション２６に戻される。
【００１７】
１以上の給水ポンプ６２の助けによる給水は、導管６４、６６を介してＨＰエコノマイザ３４、３８を通って流れる。ＨＰエコノマイザ３８内の復水は、導管６８を介してＨＰ超臨界蒸発器４４に流れる。ＨＰ超臨界蒸発器から流出する蒸気は、導管７０を介してＨＰ過熱器セクション４６、４８を通って流れ、また適当な停止／制御弁（必要に応じて、ただし図示せず）を介して、参照符号１において蒸気タービン１８の超臨界セクション２０に戻される。参照符号２において蒸気タービン１８のＨＰセクション２２から排出される低温再熱蒸気は、上に述べたように再加熱器５０及び５２を通して送られる。再加熱蒸気は、参照符号３において蒸気タービンのＩＰセクションに戻される（図示しないが適当な停止／制御弁を介して）。
【００１８】
熱は、導管７２を介してＨＲＳＧ内に導入されるガスタービンからの排気ガスによってＨＲＳＧに供給され、排気ガスは、導管７４を介してＨＲＳＧから排気筒（図示せず）に流出する。より具体的には、ガスタービンからの排気は、ＨＲＳＧ３０に流入し、このＨＲＳＧ３０において、排気は、それら全てがガス流の方向に対してＨＰ超臨界蒸発器４４の上流に配置された高圧過熱器４８、再加熱器セクション５２（ＲＨ１）及び高圧過熱器４６と出会う。最も低温の再加熱器セクション５０（ＲＨ２）は、ＨＰ超臨界蒸発器４４の下流にある。この図示した例示的な実施形態では、蒸気タービン１８のＨＰセクション２２からの排出２は、上に述べたように加熱器セクション５０に供給される。この図示した例示的な実施形態では、低圧過熱器４２は、再加熱器セクション５０とＨＰ超臨界蒸発器４４との間に配置される。
【００１９】
以下の実施例で示すように、臨界温度よりも低い温度での再（加）熱を伴う二圧力レベル超臨界サイクル（ＨＰ超臨界を伴う）は、伝統的な亜臨界三圧力式再熱サイクル又はガス流路内で超臨界蒸発器セクションの下流に再熱の一部分がない状態の超臨界サイクルよりも良好な性能をもたらす。ＨＰ  ＨＲＳＧは、超臨界蒸気タービン入口スロットル圧力が４３００ｐｓｉａである状態で超臨界圧力にて作動する。超臨界蒸気タービンからの蒸気は、ＨＰ蒸気タービンに流入する（ここには２つのタービンを示しているが、超臨界蒸気タービン及びＨＰ蒸気タービンは、単一のタービンとすることができる）。ＨＰ蒸気タービンの出口温度は、４６０°Ｆである。第１の再加熱セクション５０（ＲＨ２）の出口温度は、６５５°Ｆに設定された。ＲＨ２及びＨＰＥＣＯ１の入口及び出口温度は、整合している。ＲＨ１の出口温度は、１０５０°Ｆに設定された。
【００２０】
提案した構成により、再熱を備えた三圧力式亜臨界複合サイクルと比較した場合に、本複合サイクルは、その正味出力が＋０．９７％上昇した状態で、その正味効率が＋０．６３％ポイントだけ上昇することになる。ＨＲＳＧの面積増加は、〜３５％であると推定される。ＩＰ及びＬＰ蒸気タービンの流入圧力は、ベースラインの場合と同一に保たれたので、ＩＰ及びＬＰ蒸気タービンにおける変更は何ら必要でない。ＨＰ蒸気タービンは、図１に示すように、４３００ｐｓｉａの入口スロットル圧力を有する超臨界蒸気タービンと従来通りのＨＰ蒸気タービンの範囲内の入口スロットル圧力を有するＨＰセクションとに分割することができる。第２の選択肢は、超臨界（ＳＣ）蒸気タービンとＨＰ蒸気タービンとを単体装置（ＳＣ−ＨＰ蒸気タービン）に統合することである。付加的装置（例えば、ＳＣ圧力ポンプ）で必要となる付加的補助動力は、計算において考慮に入れた。排気筒ガス温度は、１７７．２°Ｆである。
【００２１】
図２は、ここでも二重の再（加）熱を実行する本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、超臨界蒸気タービン２０からの排出（蒸気）７は、第２の再加熱セクション１５２と並列になったＨＲＳＧセクション１５３内で再加熱され、次に参照符号６においてＨＰ蒸気タービン２２に流入する。この実施形態では、図１の実施形態におけるのと同様に、第２の再加熱システム１５２は、ＨＰ過熱器４８及び４６間に配置されているが、本発明は、このセクションをそのように設置することに限定されるものではない。この二重再加熱サイクルの場合では、上に指摘したように、高圧再加熱器１５３を低圧再加熱器の第２段１５２と並列に配置することを示している。しかしながら、別の高圧再加熱器及び第２段低圧再加熱器管列の直列の組合せ構成によって、同様の熱力学的利点を達成することができる。図２の実施形態は、その他の点においては図１の実施形態と対応しており、従って対応する部分には対応する参照符号を付しているが、図２を参照しながら再度説明しない。
【００２２】
図３は、本発明のさらに別の実施形態を示している。図３の実施形態では、熱交換器８０内におけるガスタービン燃料ガスの加熱に使用する水を加熱するためのＨＲＳＧエコノマイザセクション７８は、「ＨＰ＿ＥＶＡ  ＯＴＢ」４４の下流かつ第１段再加熱器（ＲＨ２）５０の上流に設けられる。このことにより、最高６００°Ｆの範囲までの効率的な燃料ガスの加熱が可能になる。この図示した実施形態では、第２のＨＲＳＧエコノマイザセクション７６は、第１段再加熱器（ＲＨ２）の下流に設けられる。従って、高圧給水ポンプ６２は、燃料加熱のための水をＦＨ２セクション７６に導き、ＦＨ２セクション７６から水は、ＦＨ１セクション７８の上流に導かれ、次に燃焼器１４に供給される燃料を加熱するための熱交換器８０に導かれる。図３の実施形態は、その他の点においては図１の実施形態と対応しており、従って対応する部分には対応する参照符号を付しているが、図３を参照しながら再度説明しない。
【００２３】
現時点で最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の例示的な実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の別の例示的な実施形態を示す概略図。
【図３】本発明のさらに別の実施形態を示す概略図。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ガスタービンシステム
１２  圧縮機
１４  燃焼システム
１６  ガスタービン
１８  蒸気タービンシステム
２０  超臨界セクション
２２  高圧セクション
２４  中圧セクション
２６  低圧セクション
２８  凝縮器
３０  二圧力式ＨＲＳＧ
３２  低圧（ＬＰ）エコノマイザ
３４  高圧（ＨＰ）エコノマイザ
３６  ＬＰ蒸発器
３８  ＨＰエコノマイザ
４０、４２  ＬＰ過熱器
４４  ＨＰ超臨界蒸発器ＯＴＢ（貫流ボイラ）
４６  ＨＰ過熱器セクション
４８  最終ＨＰ過熱器セクション
５０  第１の再加熱セクション（ＲＨ２）
５２  第２の再加熱セクション（ＲＨ１）
５４  導管
５６  復水ポンプ
５８  導管
６０  導管
６２  給水ポンプ
６４、６６  導管
６８  導管
７０  導管
７２  導管
７４  導管
７６  第２のＨＲＳＧエコノマイザセクション
７８  第１のＨＲＳＧエコノマイザセクション
８０  熱交換器
１５２  第２の再加熱セクション
１５３  高圧再加熱器
【図１】
2009092372.tif 000003
【図２】
2009092372.tif 000004
【図３】
2009092372.tif 000005