A.- Le 11 octobre 1999, le Département genevois de l'aménagement, de l'équipement et du logement (ci-après: le DAEL) a délivré à la société Gesval, Gestion de Valeurs Immobilières S.A. (ci-après: Gesval), l'autorisation de démolir l'immeuble de la clinique de Bois-Gentil et d'ériger un nouveau bâtiment destiné au logement, sur les parcelles n° 1245 et 2036 de la commune de Genève, section Eaux-Vives.
B.- Le 8 novembre 1999, Action Patrimoine Vivant (ci-après: APV), association genevoise ayant pour but la défense du patrimoine architectural et des sites genevois, a saisi la Commission cantonale de recours en matière de constructions (ci-après: la commission). Les parcelles en cause étaient comprises dans le plan d'aménagement n° 21795 adopté par le Conseil municipal, puis, le 14 janvier 1949, par le Conseil d'Etat genevois, et qui prévoyait le maintien du bâtiment de la clinique. Ce plan, devenu plan localisé de quartier, était compris dans un plan d'extension de 1952. Le 11 septembre 1970, le Grand Conseil genevois avait abrogé ce plan d'extension, afin de permettre la démolition de la villa, mais le plan d'aménagement de 1949 n'en subsistait pas moins, et s'opposait à la démolition de cette villa, qui faisait par ailleurs l'objet d'une demande de classement.
Le 16 décembre 1999, la Ville de Genève, auteur d'un préavis négatif, a déclaré intervenir dans la procédure. A l'instar d'APV, elle soutenait qu'il eût fallu, pour admettre le projet, modifier non seulement le plan d'extension de 1952, mais aussi le plan d'aménagement de 1949.
C.- Par décision du 23 juin 2000, la commission, admettant l'intervention de la Ville de Genève, a annulé les autorisations de démolir et de construire. Le plan d'aménagement de 1949, devenu automatiquement plan localisé de quartier (ci-après: PLQ) en vertu de la loi genevoise sur l'extension des voies de communication et l'aménagement des quartiers ou localités de 1987 (LEXT), était en vigueur tant qu'il n'avait pas été abrogé par une décision subséquente du Conseil d'Etat, par parallélisme des formes. La loi du 11 septembre 1970, abrogeant partiellement le plan déclaré d'extension en 1952, était sans effet quant au plan d'aménagement de 1949, qui imposait le maintien de la villa.
D.- Gesval a recouru le 22 juillet 2000 auprès du Tribunal administratif genevois. Le plan de 1949 avait été déclaré plan d'extension en 1952 par le Grand Conseil, afin de lui donner force obligatoire. L'abrogation partielle du 11 septembre 1970, qui retirait du plan d'extension la parcelle n° 1245, avait pour effet de supprimer cette force obligatoire, en créant en outre des servitudes en faveur de l'Etat de Genève afin de définir précisément l'implantation et les formes d'un nouveau bâtiment. Le plan de 1949, qui ne répondait d'ailleurs pas aux exigences de la LAT, était sans effet quant à la parcelle n° 1245. Gesval invoquait également la protection de la bonne foi et l'interdiction de l'arbitraire.
APV et la Ville de Genève se sont opposées au recours.
Le DAEL a conclu à son admission.
Le 1er novembre 2000, le Conseil d'Etat a rejeté la requête d'APV tendant au classement de la clinique de Bois-Gentil.
E.- Par arrêt du 5 décembre 2000, le Tribunal administratif a admis le recours formé par Gesval et annulé la décision de la commission du 23 juin 2000. En vertu de l'art. 35 LAT, les plans d'aménagement non approuvés par l'autorité compétente perdaient leur validité dès le 1er janvier 1988, le périmètre concerné se trouvant régi par les mesures introductives prises en vertu de l'art. 36 LAT. L'art. 39 LEXT prévoyait certes que les plans d'aménagement adoptés en vertu de la loi de 1900 étaient transformés en PLQ, sans mise à l'enquête. Il ne s'agissait toutefois pas d'une approbation générale, mais d'une simple adaptation terminologique, sans que la conformité des plans à la LAT n'ait été examinée, comme l'exige l'art. 35 al. 3 LAT. L'art. 39 LEXT ne prévoyait rien pour les plans adoptés selon la loi de 1929, et le Grand Conseil ne pouvait être considéré comme autorité compétente, s'agissant des plans précédemment adoptés par le Conseil d'Etat. Faute d'approbation, le plan de 1949 était caduc, sans qu'il y ait lieu d'examiner sa conformité à la LAT. Le Tribunal administratif a par ailleurs écarté la Ville de Genève de la procédure: elle était intervenue indûment devant la commission, sans avoir recouru dans le délai contre les décisions du DAEL. Un droit d'intervention n'existait, selon le droit cantonal, qu'en cas de recours contre le refus d'une autorisation.
F.- Par acte du 31 janvier 2001, APV, le Comité de défense des Contamines (CdC), Marcelle Beffa, les époux Jean et Marie Rose Brusa forment un recours de droit public et de droit administratif contre cet arrêt. Ils demandent au Tribunal fédéral de dire que le PLQ n° 21795 est toujours en vigueur et de confirmer la décision de la commission. Invoquant l'art. 4 aCst. , APV se plaint d'arbitraire et d'une violation notamment de l'art. 35 al. 3 LAT en relevant que la solution adoptée par le Tribunal administratif aurait pour effet de rendre caduc l'ensemble des plans de zone applicables à la Ville de Genève, adoptés avant l'entrée en vigueur de la LAT.
Les recourants CdC (qui regroupe des habitants du quartier des Contamines à l'intérieur du périmètre du PLQ, et créé en 1996 pour lancer un référendum contre la modification partielle de ce plan), Marcelle Beffa (habitante à proximité de la villa) et les époux Brusa (propriétaires d'un appartement dans l'immeuble jouxtant les parcelles), exposent avoir recouru le 15 novembre 1999 contre les autorisations de démolir et de construire, et se plaignent de ce qu'aucune suite n'ait été donnée à leurs recours. Les recourants demandent l'effet suspensif, qui a été accordé par ordonnance présidentielle du 1er mars 2001.
Le Tribunal administratif a renoncé à se déterminer.
Gesval conclut à l'irrecevabilité du recours de droit administratif et au rejet des recours, dans la mesure où ils seraient recevables. Le DAEL conclut à l'irrecevabilité des recours, subsidiairement à leur rejet. L'Office fédéral du développement territorial et l'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage se sont brièvement déterminés, et les parties ont eu l'occasion de répliquer.

Considérant en droit :
1.- Le Tribunal fédéral examine d'office la qualification juridique et la recevabilité des recours de droit public et de droit administratif (<ref-ruling> consid. 1 et les arrêts cités).
a) Lorsque les recours de droit public et de droit administratif sont, comme en l'espèce, présentés dans un même mémoire (<ref-ruling> consid. 1 p. 52), le recourant doit fournir une motivation distincte et suffisante pour chacun de ces recours. En l'occurrence, les recourants présentent différents moyens, mais ne précisent nullement à quelle voie de droit chacun d'eux est rattaché. Cela empêche la cour de céans d'examiner si les griefs soulevés satisfont aux exigences des art. 90 al. 1 let. b, respectivement 108 al. 3 OJ.
b) Par ailleurs, les conclusions présentées sont également mélangées, alors qu'elles vont au-delà de la simple cassation de l'arrêt attaqué, et sont, s'agissant du recours de droit public, irrecevables.
c) Il n'y a pas lieu d'examiner les conséquences de ces irrégularités, car le recours doit de toute façon être déclaré irrecevable pour défaut de qualité pour agir, comme cela est relevé ci-après.
2.- a) Outre APV, destinataire de l'arrêt attaqué, les auteurs des recours sont le Comité de défense des Contamines, (association ayant pour but statutaire la préservation de l'aspect du quartier des Contamines, en particulier du périmètre couvert par le PLQ 21795, en s'opposant à toute modification de ce plan), ainsi que des propriétaires et habitants de ce secteur. Or, il apparaît d'emblée que ces personnes n'ont guère participé à la procédure devant le Tribunal administratif. Ils se plaignent eux-mêmes de ce qu'aucune décision n'a été rendue par la commission au sujet de leurs recours et font valoir, à ce sujet, un déni de justice formel.
Ils auraient certes qualité pour soulever un tel grief, pour autant toutefois qu'il soit directement dirigé contre la dernière instance cantonale. Or, les recourants ne se sont pas plaints du déni de justice reproché à la commission devant la cour cantonale; ils ne sauraient dès lors reprocher à cette dernière de ne pas les avoir admis à la procédure de recours.
Faute d'épuisement des instances (art. 86 OJ), leur recours - vraisemblablement de droit public sur ce point - est irrecevable.
A supposer que les recourants précités entendent partager avec APV l'argumentation soulevée sur le fond (comme cela est relevé ci-dessus, le recours n'indique pas clairement quels sont les griefs soulevés par les différents recourants), le recours - qu'il soit de droit administratif ou de droit public - serait également irrecevable puisque les recourants ne sont pas destinataires de l'arrêt attaqué.
b) Il reste à examiner si APV, destinataire de l'arrêt attaqué, a qualité pour agir sur le fond. Pour l'essentiel, son argumentation est fondée sur l'application de l'art. 35 al. 3 LAT, soit sur la caducité du PLQ 21795. Dirigé contre l'octroi d'une autorisation de démolir et de construire en zone à bâtir, le recours ne porte pas sur les questions énumérées à l'art. 34 al. 1 LAT ni, directement, sur des points relatifs à la protection de l'environnement ou à la protection contre le bruit. La recourante soutient certes que cette protection ne serait plus assurée si la solution adoptée par le Tribunal administratif devait être confirmée, mais elle voit dans cet arrêt un effet général, analogue à une mesure de planification, qu'il ne possède manifestement pas (cf. consid. dd ci-dessous). Seul est par conséquent ouvert le recours de droit public (art. 34 al. 3 LAT), et la qualité pour agir de la recourante doit être examinée sous l'angle de l'art. 88 OJ.
aa) Selon cette disposition, ont qualité pour former un recours de droit public les particuliers ou les collectivités lésés par des arrêtés ou décisions qui les concernent personnellement ou qui sont d'une portée générale.
En matière d'autorisation de construire, le Tribunal fédéral ne reconnaît la qualité pour recourir qu'aux personnes - notamment les voisins - qui invoquent la violation de dispositions du droit des constructions destinées à les protéger ou édictées à la fois dans l'intérêt public et dans leur propre intérêt. Ces personnes doivent en outre se trouver dans le champ de protection des dispositions dont elles allèguent la violation, et être touchées par les effets prétendument illicites de la construction ou de l'installation litigieuse (<ref-ruling> consid. 2 p. 268 et les arrêts cités; <ref-ruling> consid. 2c p. 46). La jurisprudence constante ne permet pas, en revanche, de se prévaloir des principes généraux de la planification, des prescriptions sur la protection de la nature et du paysage (<ref-ruling> consid. 2a p. 437) et des clauses d'esthétique (<ref-ruling> consid. 1b p. 235; <ref-ruling> consid. 1b p. 90) qui tendent exclusivement à préserver l'intérêt public. Les voisins peuvent, en revanche, invoquer les prescriptions relatives aux distances, aux dimensions des bâtiments et à la densité des constructions, qui sont des règles mixtes (<ref-ruling> consid. 1b p. 235).
bb) Gesval soutient que le recours d'APV aurait dû être déclaré irrecevable: l'art. 145 al. 3 LCI, dans sa teneur jusqu'au 1er janvier 2000, ne reconnaissait la qualité pour recourir aux associations d'importance cantonale qu'à l'encontre de certaines décisions limitativement énumérées, ayant pour objet des immeubles situés en zone protégée, dans un plan de site ou au bénéfice d'une dérogation, hypothèses non réalisées en l'espèce. La Commission LCI - et, à sa suite, la cour cantonale - aurait appliqué à tort, par anticipation, la nouvelle teneur de l'art. 145 al. 3 LCI. Gesval en déduit que le présent recours devrait être rejeté, afin de réparer cette irrégularité. Cet argument ne peut être suivi:
l'objet du recours est un arrêt cantonal à l'occasion duquel la qualité pour agir de APV a été admise. Compte tenu du pouvoir d'examen et de décision du Tribunal fédéral, saisi d'un recours de droit public, il n'appartient pas à la cour de céans de réparer une irrégularité qui ne lui est pas valablement soumise. Par ailleurs, la qualité pour agir par la voie du recours de droit public se détermine exclusivement selon l'art. 88 OJ; il importe peu à cet égard dans quelle mesure la qualité de partie a pu être reconnue - éventuellement à tort - en procédure cantonale (<ref-ruling> consid. 1a p. 44).
cc) Une association jouissant de la personnalité juridique est autorisée à recourir sans être elle-même touchée par l'acte attaqué, à condition que ses membres aient individuellement qualité pour agir, que la défense de leurs intérêts constitutionnellement protégés figure parmi ses buts statutaires et qu'enfin l'acte lèse objectivement les membres dans leur majorité ou du moins en grand nombre (<ref-ruling> consid. 2c, 119 Ia 197 consid. 1c/bb, 114 Ia 452 p. 456 consid.
bb).
Ces conditions ne sont pas réunies en l'espèce. Selon ses statuts, APV a pour but la protection et la mise en valeur du patrimoine architectural genevois et des sites du canton dignes de protection. Elle s'efforce de prévenir les atteintes portées à ce patrimoine, notamment par des mesures d'information, des interventions auprès des propriétaires et des propositions de mesures de protection; elle veille au respect des mesures de planification et des normes applicables et recourt, le cas échéant, contre les autorisations de construire ou de démolir. Son activité s'étend ainsi au canton de Genève dans son ensemble, sans être limitée à la sauvegarde d'un bâtiment spécifique ou d'un quartier particulier.
Toute personne physique ou groupement se préoccupant du même objectif peut y adhérer. On ne saurait admettre, dans ces conditions, qu'un grand nombre des membres de l'association soit concrètement touché par l'autorisation de démolir le bâtiment de la clinique de Bois-Gentil et de reconstruire, à sa place, un immeuble d'habitation. Il n'est pas prétendu, en particulier, qu'un certain nombre de membres de l'association soient des voisins des parcelles litigieuses. Ainsi, la démolition et la construction projetées ne porteront aucune atteinte à la situation juridique de l'association recourante ou de ses membres; celle-ci agit clairement dans l'intérêt général. L'essentiel du recours n'est d'ailleurs pas motivé par la nécessité de conserver l'immeuble de la clinique de Bois-Gentil, mais par le souci d'éviter que la planification en vigueur dans la ville de Genève ne soit déclarée caduque dans son ensemble. L'intervention de APV apparaît ainsi comme une véritable action populaire, dans l'intérêt de la loi, ce qui ne suffit pas à fonder sa qualité pour recourir. Le grief d'arbitraire ne saurait, lui non plus, fournir une légitimation suffisante (<ref-ruling>).
dd) APV soutient que l'acte attaqué serait de portée générale, car il aurait pour effet de déclarer caduque la plupart des plans applicables à la ville de Genève, en particulier les plans de zone. Il en résulterait que APV serait privée, à l'avenir, du droit de recourir contre des autorisations de construire ou de démolir en invoquant le respect de cette planification.
L'arrêt attaqué n'a toutefois pas la portée que lui prête la recourante. Il s'agit en effet uniquement du rétablissement, par la cour cantonale, d'une autorisation de démolir et de construire, sur des parcelles déterminées. La force de chose jugée de l'arrêt est limitée à cet objet particulier.
Le cas échéant, la recourante aura - dans les limites de sa qualité pour agir - la faculté de recourir à l'occasion d'une autorisation ultérieure, en invoquant le respect de la planification qui devrait, selon elle, s'appliquer. La qualité pour recourir ne saurait donc être admise sur cette base.
3.- Sur le vu de ce qui précède, le recours de droit public et de droit administratif apparaît irrecevable. Un émolument judiciaire est mis à la charge des recourants, qui succombent (art. 156 l. 1 OJ). L'intimée Gesval, qui obtient gain de cause et a procédé avec un avocat, a droit à une indemnité de dépens, à la charge solidaire des recourants.

Par ces motifs,
le Tribunal fédéral :
1. Déclare irrecevable le recours de droit public et de droit administratif.
2. Met à la charge des recourants un émolument judiciaire de 5000 fr.
3. Alloue à l'intimée Gesval S.A., Gestion de Valeurs Immobilières SA, une indemnité de dépens de 2'500 fr., à la charge solidaire des recourants.
4. Communique le présent arrêt en copie aux mandataires des parties, au Département de l'aménagement, de l'équipement et du logement et au Tribunal administratif du canton de Genève, ainsi qu'à l'Office fédéral du développement territorial et à l'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage.
_
Lausanne, le 31 octobre 2001 KUR/vlc
Au nom de la Ie Cour de droit public
du TRIBUNAL FEDERAL SUISSE:
Le Juge présidant,
Le Greffier,