DE112015001443T5 - Abwärmerückgewinnungssystem, mit diesem ausgestattete Gasturbinenanlage, Abwärmerückgewinnungsverfahren und Installationsverfahren für das Abwärmerückgewinnungssystem - Google Patents

Abwärmerückgewinnungssystem, mit diesem ausgestattete Gasturbinenanlage, Abwärmerückgewinnungsverfahren und Installationsverfahren für das Abwärmerückgewinnungssystem Download PDF

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Abstract

Eine Gasturbine (10) aufweisend: den Kompressor (11), der Luft (A) verdichtet; eine Brennkammer (21), die Brennstoff (F) in der verdichteten Luft (A) verbrennt, um ein Verbrennungsgas (G) zu erzeugen; und eine Turbine (31), die unter Verwendung des Verbrennungsgases (G) angetrieben wird. Eine Vielzahl Kühlluft-Kühlern (54) zweigen die Luft (A) von einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichen Drücken in dem Kompressor (11) ab und kühlen die Luft (A), abgezweigt von den entsprechenden Stellen, wobei das Erzeugen von Kühlluft (CA) zur Verfügung gestellt wird. Eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung (51), die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern (54) aus der Vielzahl von Kühlluft-Kühlern (54) rückgewinnt, wird zur Verfügung gestellt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abwärmerückgewinnungssystem, welches Abwärme rückgewinnt, wenn Kühlluft erzeugt wird, eine mit diesem ausgestattete Gasturbinenanlage, ein Abwärmerückgewinnungsverfahren und ein Installationsverfahren für Abwärmerückgewinnungssysteme.
  • Die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-060606 , angemeldet am 24. März 2014, wird beansprucht und deren Inhalt wird durch Bezugnahme hier eingebunden.
  • Technischer Hintergrund
  • Gasturbinen haben einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Verbrennungsgas G durch Verbrennung von Brennstoff in der vom Kompressor verdichteten Luft erzeugt, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases G angetrieben wird. In diesen Gasturbinen existieren Fälle, bei denen Hochtemperatur-Komponenten wie Turbinenleitschaufeln durch Zuführung von abgezweigter Luft vom Kompressor zu den Hochtemperatur-Komponenten gekühlt werden.
  • Das Patentdokument 1, welches unten beschrieben wird, beschreibt einen Aufbau, bei dem Zwischenstufen-Zweigluft in einem Kompressor unter Verwendung von Luftkühlern gekühlt wird und dann die gekühlte abgezweigte Luft bzw. Zapfluft zu Turbinenleitschaufeln geführt wird, welche Hochtemperatur-Komponenten sind.
  • Dokumentenliste
  • Patentliteratur
    • [Patentdokument 1] japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer H7-54669
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Bei der Technologie beschrieben im Patentdokument 1 wird jedoch Abwärme, die während des Kühlens von Zwischenstufen-Zweig- bzw. Zapfluft in Luftkühlern erzeugt wird, nicht verwendet und wird einfach nach draußen abgeleitet und somit wird derzeit Abwärme nicht effektiv genutzt.
  • Deshalb stellt die gegenwärtige Erfindung ein Abwärmerückgewinnungssystem, eine Gasturbinenanlage, ein Abwärmerückgewinnungsverfahren und ein Installationsverfahren für Abwärmerückgewinnungssysteme zur Verfügung, die eine effektive Verwendung von Abwärme ermöglichen, die erzeugt wird, wenn Kühlluft aus Luft, abgezweigt von einem Kompressor, erzeugt wird und die eine erhöhte Wärmenutzungseffizienz bereitstellen.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Abwärmerückgewinnungssystem eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird; und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungssystem ist es möglich, Kühlluft zu erzeugen, welche zum Kühlen von zum Beispiel Hochtemperatur-Komponenten verwendet wird, während die Leistung des Kompressors durch das Abzweigen vom Kompressor reduziert wird. Darüber hinaus wird das Abzweigen an Stellen in dem Kompressor mit unterschiedlichen Drücken durchgeführt und so ist es möglich, Kühlluft zu erzeugen, die unterschiedliche Drücke und Temperaturen hat. Deshalb ist es möglich, Abwärme, die unterschiedliche Temperaturen von individuellen Kühlluft-Kühlern hat unter Verwendung einer Abwärmerückgewinnungsvorrichtung rückzugewinnen und es wird möglich, Abwärme entsprechend deren Temperaturen zu verwenden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck von wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern zu einem Höhertemperatur-Wärme-Medium als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnen und von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Niedertemperatur-Wärme-Medium als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnen.
  • Wie oben beschrieben, wird die Abwärme des Kühlluft-Kühlers, in dem die Luft einen höheren Luftdruck hat, zu der Abwärme höherer Temperatur bzw. der Hochtemperatur-Abwärme, die eine höhere Temperatur hat, und Abwärme von dem Kühlluft-Kühler, in dem die Luft niedrigeren Luftdruck hat, wird zu der Niedertemperatur-Abwärme, die eine niedrigere Temperatur hat. Zusätzlich wird Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler individuell rückgewonnen in Übereinstimmung mit der Temperatur der Wärme- bzw. Heizmedien, wobei eine effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts der Erfindung die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfassen, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer höheren Wassertemperatur als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer niedrigeren Wassertemperatur als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnt.
  • Wie oben beschrieben wird Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler, in dem die Luft einen höheren Druck hat, die Höhertemperatur-Abwärme, die eine höhere Temperatur hat, und Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler, in dem die Luft einen niedrigeren Druck hat, wird die Niedertemperatur-Abwärme, die eine niedrigere Temperatur hat. Zudem wird der Abwärmerückgewinnungsboiler zur Verfügung gestellt und Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler wird individuell rückgewonnen in Übereinstimmung mit den Temperaturen des Wassers in dem Abwärmerückgewinnungsboiler, wobei eine effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfassen, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem höheren Wasserdruck als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem niedrigeren Wasserdruck als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnt.
  • Wie oben beschrieben, wird der Abwärmerückgewinnungsboiler zur Verfügung gestellt und Abwärme von den entsprechenden Kühlluft-Kühlern wird individuell rückgewonnen in Übereinstimmung mit den Drücken des Wassers in dem Abwärmerückgewinnungsboiler, wobei eine effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des dritten oder vierten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung zusätzlich zu dem Abwärmerückgewinnungsboiler weiter eine Dampfturbine umfassen, die unter Verwendung des in dem Abwärmerückgewinnungsboiler erhitzten Wassers als Betriebsmedium angetrieben wird.
  • Wie oben beschrieben, weist das Abwärmerückgewinnungssystem einen Rankine-Kreislauf auf. Zusätzlich wird Abwärme von den Kühlluft-Kühlern zu individuellen Stellen des Rankine-Kreislauf in Übereinstimmung mit den Temperaturen die Abwärme rückgewonnen, wobei es möglich ist, den Rankine-Kreislauf effektiv zu betreiben und Rotationsarbeit bzw. Rotationsenergie bzw. Rotationsleistung aus der Abwärme der Kühlluft-Kühler zu erhalten. Deshalb wird eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung eine Vielzahl von Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe aufweisen, in denen Niedersiedepunkt-Medien, die unterschiedliche Siedepunkte haben, aufgrund von rückgewonnener Abwärme einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Hochtemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen höheren Siedepunkt hat, rückgewinnen und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Niedertemperatur-Abwärme in den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen niedrigeren Siedepunkt hat, rückgewinnen.
  • Es ist möglich, die entsprechenden Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe durch das Ausführen von Wärmeaustausch zwischen Abwärme und Niedersiedepunkt-Medien zu betreiben, welche Siedepunkte korrespondierend zu Temperaturen von individuellen Abwärmen in Übereinstimmung mit Temperaturen der Abwärmen haben. Deswegen wird eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen (Zahl) Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf für ein Niedersiedepunkt-Medium umfassen, bei dem ein Niedersiedepunkt-Medium aufgrund der rückgewonnenen Abwärme einen Kreislauf aufweisend Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholt, wobei der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einer Stelle, an dem die Niedersiedepunkt-Medien eine höhere Temperatur haben, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnen kann und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einer Stelle, an dem die Niedersiedepunkt-Medien einen niedrigeren Druck haben, rückgewinnen kann.
  • Es ist möglich, die entsprechenden Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe durch das Durchführen von Wärmeaustausch zwischen Abwärme und Niedersiedepunkt-Medien an Stellen, die Temperaturen entsprechend den Temperaturen der individuellen Abwärmen haben, zu betreiben in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärme. Deshalb wird eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem Abwärmerückgewinnungssystem des ersten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung umfassen: einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem Niedersiedepunkt-Medien, die alle einen unterschiedlichen Siedepunkt haben, aufgrund der rückgewonnenen Abwärme einen Kreislauf wiederholen, der aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzen besteht; und ein Rankine-Kreislauf aufweisend einen Abwärmerückgewinnungsboiler, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt und eine Dampfturbine, die unter Verwendung des in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als Betriebsmedium erhitzten Wassers angetrieben wird, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Hochtemperatur-Abwärme im Rankine-Kreislauf rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Druck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Niedertemperatur-Abwärme im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf rückgewinnt.
  • Abwärme wird in dem Rankine-Kreislauf oder dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf in Abhängigkeit von der Temperatur der Abwärme rückgewonnen und der Rankine-Kreislauf oder der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf wird betrieben, wobei eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem eines der sechsten bis achten Aspekte die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf einschließlich eines Verdampfers, der Niedersiedepunkt-Medien unter Verwendung von Abwärme von den Kühlluft-Kühlern durch Rückgewinnung der Abwärme unter Verwendung von Wärmemedien verdampft, eine Rückgewinnungsleitung, die es den Wärmemedien, die die Abwärme in den Kühlluft-Kühlern rückgewonnen haben, ermöglicht, zu dem Verdampfer zu fließen, eine Rückführungsleitung, die mit der Rückgewinnungsleitung kommuniziert und es den Wärmemedien, die Abwärme an den Verdampfer geliefert haben, ermöglicht, zu den Kühlluft-Kühlern zu fließen und eine Pumpe, die die Wärmemedien zwischen den Kühlluft-Kühlern und dem Verdampfer durch die Rückgewinnungsleitung und die Rückführungsleitung umwälzt, aufweisen.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungssystems ist es möglich, Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie aus Abwärme von Kühlluft-Kühlern, die Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe nutzen, zu erhalten. Darüber hinaus ist es möglich, verschiedene Wärmemedien mit höherer Wärmeaustauscheffizienz in Übereinstimmung mit der Temperatur der Abwärme und dergleichen auszuwählen. Zudem werden flüssige Wärmemedien verwendet, wobei es auch möglich wird, die Größen der Vorrichtungen, wie der Wärmetauscher, die die Wärme zwischen der Abwärme der Kühlluft-Kühler oder den Verdampfern und den Wärmemedien austauschen, zu reduzieren. Außerdem wird Wärme unter Verwendung von Wärmemedien ausgetauscht, wobei die Steuerung beziehungsweise Regelung des Wärmeaustauschs einfach wird und es ist möglich, Abwärme effektiver zu nutzen.
  • Gemäß einen zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Abwärmerückgewinnungssystem des neunten Aspekts zur Verfügung gestellt, indem die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung umfassen kann: eine Bypass-Leitung, die es der Rückgewinnungsleitung und der Rückführungsleitung erlaubt, zu kommunizieren, ohne dass die Kühlluft-Kühler und die Verdampfer dazwischen sind, und somit es dem Wärmemedium erlaubt, zwischen diesen zu fließen, und ein Flussraten-Einstellventil, das eine Flussrate der Wärmemedien, die durch die Bypass-Leitung fließen, einstellt.
  • Die Bypass-Leitung wird zur Verfügung gestellt und die Flussrate der Wärmemedien, die durch die Bypass-Leitung fließen, wird unter Verwendung des Flussraten-Einstellventils eingestellt, wobei es möglich ist, die Flussrate der Wärmemedien, die zu den Kühlluft-Kühlern und dem Verdampfer fließen, einzustellen und es wird möglich, die Abwärme-Rückgewinnungsmenge zu ändern. Als Ergebnis wird es möglich die Temperatur der Kühlluft, die in den Kühlluft-Kühlern erzeugt wird, einzustellen.
  • Gemäß einen elften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des zehnten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung eine Steuervorrichtung umfassen, die das Flussraten-Einstellventil einstellt, so dass eine Temperatur der Kühlluft, die in den Kühlluft-Kühlern erzeugt wird, konstant wird.
  • Weil es möglich ist, die Temperatur der Kühlluft durch Einstellen der Abwärme-Rückgewinnungsmenge konstant zu setzten, wird es möglich, die Temperatur der Kühlluft in einem optimalen Zustand zu halten und den Kühleffekt auf Hochtemperatur-Komponenten zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, die Temperaturen der Hochtemperatur-Komponenten davon abzuhalten, übermäßig abgesenkt zu werden und das Absenken der Betriebseffizienz des Systems zu begrenzen.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des neunten bis elften Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfassen, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt und das Wasser in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als das Wärmemedium nutzt.
  • Abwärme von den Kühlluft-Kühlern wird unter Verwendung von Wasser als Heizmedium im Abwärmerückgewinnungsboiler zurückgewonnen, wobei es möglich wird, durch das Teilen von Einrichtungen Kosten zu reduzieren. Das heißt, es ist möglich, das Abwärmerückgewinnungssystem als Teil eines Kraft-Wärme-Kopplungssystems oder eines Verbund-Kreislaufes funktionieren zu lassen.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem irgendeines des zweiten bis zwölften Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung durch Mischen von Abwärme von einem Teil oder allen der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler gemischte Abwärme erzeugen, Abwärme, die unter der gemischten Abwärme eine höhere Temperatur hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Hochtemperatur-Abwärme zurück gewinnen und Abwärme, die unter der gemischten Abwärme eine niedrigere Temperatur hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnen.
  • Abwärme eines Teils oder aller der Kühlluft-Kühler wird zusammengemischt und rückgewonnen, wobei Abwärmetemperaturen eingestellt werden können, und die Zweckmäßigkeit in der Verwendung von Abwärme wird weiter verbessert. Außerdem wird die Rückgewinnung von Abwärme einfach und die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung kann vereinfacht werden im Vergleich zu einem Fall, in dem Abwärme nicht zusammengemischt wird und individuell zurückgewonnen wird.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des dreizehnten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung die gemischte Abwärme erzeugen, indem Wärmemedien veranlasst werden, parallel durch einen Teil oder alle der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu fließen.
  • In einem Fall, in dem die Temperaturdifferenz zwischen rückgewonnener Abwärme unter Verwendung der Kühlluft-Kühler klein ist, ist es möglich, die Strukturen der Abwärmerückgewinnungssysteme zu vereinfachen, während die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz durch das Zusammenmischen der Abwärme aufrecht erhalten wird.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des dreizehnten Aspekts ein Teil oder alle der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler, der bzw. die in der Lage sind, Abwärme mit einer höheren Temperatur rückzugewinnen, ein hochtemperaturseitiger Kühlluft-Kühler sein, ein Teil oder alle der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler, der bzw. die in der Lage sind, Abwärme mit einer niedrigeren Temperatur rückzugewinnen, ein niedertemperaturseitiger Kühlluft-Kühler sein, und die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung kann die Wärmemedien veranlassen, nacheinander von dem niedertemperaturseitigen Kühlluft-Kühler zu dem hochtemperaturseitigen Kühlluft-Kühler zu fließen, wobei hierdurch gemischte Abwärme erzeugt wird.
  • Abwärme wird nacheinander in einer schrittweisen Ordnung der Temperaturen der Abwärme zurückgewonnen, wobei es möglich ist, die Rückgewinnungseffizienz der Abwärme zu verbessern.
  • Gemäß einen sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem Abwärmerückgewinnungssystem des dreizehnten Aspekts die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung die gemischte Abwärme dadurch erzeugen, dass das Wärmemedium veranlasst wird, parallel durch einen Teil oder alle der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu fließen, und gemischte Abwärme durch das Fließen der Wärmemedien durch eine parallele Kühlluft-Kühler-Gruppe einschließlich einen Teil oder alle der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler, durch welche die Wärmemedien parallel fließen, zu erzeugen, indem die Wärmemedien nacheinander durch die parallele Kühlluft-Kühler-Gruppe und die Kühlluft-Kühler, die sich nicht in der parallelen Kühlluft-Kühler-Gruppe befinden, fließen.
  • Die Wärmemedien werden veranlasst, sowohl parallel als auch in Reihe zu fließen, wobei es möglich ist, die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz zu verbessern, unabhängig von dem Grad der Temperaturdifferenz der Kühlluft-Kühler.
  • Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gasturbinenanlage auf: das Abwärmerückgewinnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16 und die Gasturbine, einschließlich dem Kompressor, der Luft verdichtet, die Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und die Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird.
  • Gemäß der oben beschriebenen Gasturbinenanlage wird ein Abwärmerückgewinnungssystem zur Verfügung gestellt, wobei es möglich ist, Kühlluft unter Reduzierung der Leistung des Kompressors durch das Abzweigen in dem Kompressor zu erzeugen. Zusätzlich wird das Abzweigen an Orten mit unterschiedlichen Drücken in dem Kompressor ausgeführt und so ist es möglich, Kühlluft zu erzeugen, die unterschiedliche Drücke und Temperaturen hat. Deswegen ist es möglich, Abwärme, die unterschiedliche Temperaturen von einzelnen Kühlluft-Kühlern hat, unter Verwendung der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung rückzugewinnen und es wird möglich, Abwärme in Übereinstimmung mit deren Temperaturen zu verwenden.
  • Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Abwärmerückgewinnungsverfahren einen Abzweigungsschritt auf, der Luft an einer Vielzahl von Stellen abzweigt, die unterschiedliche Drücke haben, in einem Kompressor in einer Gasturbine abzweigt, einschließlich des Kompressors, der Luft verdichtet, einer Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und einer Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird; einen Kühlschritt, kühlend die Luft, die entsprechend von der Vielzahl von Stellen abgezweigt wurde, wodurch Kühlluft erzeugt wird, die Hochtemperatur-Komponenten kühlt; und einen Abwärmerückgewinnungsschritt, rückgewinnend Abwärme, die erzeugt wurde, wenn Kühlluft, die in wenigstens zwei der Vielzahl von Stellen korrespondierend zu einer Vielzahl von Abzweigungsstellen erzeugt wird.
  • Gemäß des oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungs-Verfahrens wird das Zapfen an Stellen mit unterschiedlichen Drücken im Kompressor ausgeführt und so ist es möglich, Kühlluft mit unterschiedlichen Drücken und Temperaturen zu erzeugen. Außerdem wird es möglich, Abwärme, die unterschiedliche Temperaturen von einzelnen Kühlluft-Kühlern hat, rückzugewinnen und es wird möglich, Abwärme in Übereinstimmung mit deren Temperaturen zu verwenden.
  • Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des achtzehnten Aspekts im Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wurde, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, zu einem Wärmemedium mit höherer Temperatur als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen werden und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wurde, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, zu einem Wärmemedium mit niedrigerer Temperatur als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen werden.
  • Abwärme von den entsprechenden Kühlluft-Kühlern kann individuell rückgewonnen werden in Übereinstimmung mit den Temperaturen von Wärmemedien, wobei die effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des neunzehnten Aspekts im Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, zu einem Bereich eines Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer höheren Wassertemperatur, der unter Verwendung von Abgas von der Turbine Wasser erwärmt, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen werden, und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer niedrigeren Wassertemperatur, als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen werden.
  • Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler wird individuell rückgewonnen in Übereinstimmung mit den Temperaturen des Wassers im Abwärmerückgewinnungsboiler, wobei eine effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des achtzehnten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme, die durch Kühlung der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem höherem Wasserdruck, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen werden und Abwärme, die durch Kühlung der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem niedrigerem Wasserdruck, als Niedertemperatur-abwärme rückgewonnen werden.
  • Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler wird individuell rückgewonnen in Übereinstimmung mit den Drücken des Wassers in den Abwärmerückgewinnungsboiler, wobei eine effektive Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des achtzehnten Aspekts im Abwärmerückgewinnungsschritt die Abwärme in einer Vielzahl von Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe, in denen Niedersiedepunkt-Medien mit verschiedenen Siedepunkten jeweils einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen, rückgewonnen werden, Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, als Hochtemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen höheren Siedepunkt hat, rückgewonnen werden und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, als Niedertemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen niedrigeren Siedepunkt hat, rückgewonnen werden.
  • Die entsprechenden Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe werden betrieben durch Ausführung eines Wärmeaustausches zwischen Abwärme und Niedersiedepunkt-Medien, die Siedepunkte korrespondierend zu den Temperaturen der einzelnen Abwärmen haben in Übereinstimmung mit der Temperatur der Abwärme, wobei eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des achtzehnten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt die Abwärme in einem (Zahl) Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf rückgewonnen werden, in dem Niedersiedepunkt-Medien, die alle unterschiedliche Siedepunkte haben, einen Kreislauf, bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung, wiederholen, Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, zu einer Stelle, an der die Niedersiedepunkt-Medien eine höhere Temperatur in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf haben, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen werden und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, zu einer Stelle, an der die Niedersiedepunkt-Medien eine niedrigere Temperatur in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf haben, als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen werden.
  • Wärme wird zwischen Abwärme und den Niedersiedepunkt-Medien an Stellen ausgetauscht, die Temperaturen korrespondierend zu den Temperaturen der Abwärme haben, wobei es möglich ist, die Verwendungseffizienz von Abwärme weiter zu verbessern.
  • Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des achtzehnten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme mit höherem Druck, welche durch Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen, erhalten wird, rückgewonnen werden als Hochtemperatur-Abwärme in einem Rankine-Kreislauf aufweisend einen Abwärmerückgewinnungsboiler, der unter Verwendung von Abgas der Turbine Wasser erhitzt und eine Dampfturbine, die angetrieben wird, unter Verwendung des Wassers, welches in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als Arbeitsmedium erhitzt wird, und Abwärme mit niedrigerem Druck, welche durch Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen erhalten wird, als Niedertemperatur-Abwärme in einem Niedersiedepunkt-Rankine-Kreislauf rückgewonnen werden, in dem Niedersiedepunkt-Medien einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen.
  • Abwärme wird in dem Rankine-Kreislauf oder dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf rückgewonnen, abhängig von der Temperatur der Abwärme und der Rankine-Kreislauf oder der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf wird betrieben, wobei eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich wird.
  • Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einem Abwärmerückgewinnungsverfahren nach einem der zweiundzwanzigsten bis vierundzwanzigsten Aspekte in dem Abwärmerückgewinnungsschritt die Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, unter Verwendung eines Wärmemediums, welches sich von den Niedersiedepunkt-Medien unterscheidet, rückgewonnen werden.
  • Gemäß des oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungs-Verfahrens ist es möglich, Wärmemedien, die eine höhere Wärmeaustauscheffizienz haben, in verschiedener Art und Weise in Übereinstimmung mit der Temperatur und dergleichen von Abwärme auszuwählen werden. Darüber hinaus wird Wärme unter Verwendung von Wärmemedien ausgetauscht, wobei die Steuerung beziehungsweise Regelung des Wärmeaustauschs einfach wird und es möglich ist, warme Luft effektiver zu nutzen.
  • Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einem Abwärmerückgewinnungsverfahren des fünfundzwanzigsten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt eine Abwärme-Rückgewinnungsmenge durch Einstellung einer Flussrate der Wärmemedien eingestellt werden, so dass eine Temperatur der Kühlluft konstant ist.
  • Gemäß des oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungs-Verfahrens wird es möglich, die Temperatur von Kühlluft in einem optimalen Zustand aufrecht zu erhalten und den Kühleffekt auf Hochtemperatur-Komponenten zu verbessern, weil es möglich ist, die Temperatur der Kühlluft durch Einstellen der Abwärme-Rückgewinnungsmenge konstant zu setzen. Zusätzlich ist es möglich, zu verhindern, dass Temperaturen der Hochtemperatur-Komponenten übermäßig abfallen.
  • Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einem Abwärmerückgewinnungsverfahren nach einem der achtzehnten bis sechsundzwanzigsten Aspekte in dem Abwärmerückgewinnungsschritt gemischte Abwärme durch Mischen eines Teils oder der gesamten Abwärme produziert werden, die durch das Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen erhalten wird, Abwärme mit einer höheren Temperatur unter der gemischten Abwärme und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen werden und Abwärme, die eine niedrigere Temperatur unter der gemischten Abwärme hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen werden.
  • Abwärme von einem Teil oder allen Kühlluft-Kühlern wird zusammengemischt und rückgewonnen, wobei Temperaturen der Abwärme eingestellt werden können und die Zweckmäßigkeit der Verwendung der Abwärme wird weiter verbessert. Zusätzlich wird die Rückgewinnung von Abwärme einfach.
  • Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einem Abwärmerückgewinnungsverfahren des siebenundzwanzigsten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt ein Teil oder die gesamte Abwärme, die durch Kühlen der Luft, die von den wenigstens zwei Stellen abgezweigt ist, erhalten wird, parallel rückgewonnen werden und die gemischte Abwärme erzeugt werden.
  • In einem Fall, in dem die Temperaturdifferenz zwischen Abwärme erhalten durch das Kühlen der Luft von den entsprechenden Zweigstellen klein ist, ist es möglich, Vorrichtungen, die für den Abwärmerückgewinnungsschritt notwendig sind, zu vereinfachen, während die Rückgewinnungseffizienz von Abwärme durch Zusammenmischen der Abwärme aufrecht erhalten wird.
  • Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Abwärmerückgewinnungsverfahren des siebenundzwanzigsten Aspekts zur Verfügung gestellt bei dem im Abwärmerückgewinnungsschritt ein Teil oder die gesamte Abwärme, die durch Kühlen der Luft, abgezweigt an den wenigstens zwei Stellen, erhalten wird, nacheinander aus Abwärme mit einer niedrigeren Temperatur zu einer Abwärme mit einer höherem Temperatur rückgewonnen werden kann und die gemischte Abwärme erzeugt werden kann.
  • Abwärme wird nacheinander in einer ansteigenden Ordnung der Temperatur rückgewonnen, wobei es möglich ist, die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz zu verbessern.
  • Gemäß einem dreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Abwärmerückgewinnungsverfahren des siebenundzwanzigsten Aspekts in dem Abwärmerückgewinnungsschritt, wenn ein Teil oder die gesamte Abwärme, erhalten durch Kühlen der Luft abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen, parallel zurückgewonnen wird und die parallel zurückgewonnene Abwärme als parallele Abwärmegruppe angesehen wird, die parallele Abwärmegruppe und eine andere Abwärme als die parallele Abwärmegruppe nacheinander zurückgewonnen werden und die gemischte Abwärme erzeugt werden.
  • Abwärme wird gemeinsam parallel und nacheinander zurückgewonnen, wobei es möglich ist, die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz zu verbessern, unabhängig von dem Grad der Temperaturdifferenz der Abwärme, die durch Kühlen von Luft aus individuellen Zweigstellen erhalten wird.
  • Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Installationsverfahren für Abwärmerückgewinnungssysteme das Abwärmerückgewinnungssystem nach einem der ersten bis sechszehnten Aspekte in der Gasturbine installiert.
  • Das Abwärmerückgewinnungssystem wird zusätzlich in der Gasturbine wie oben beschrieben installiert, wobei es möglich ist, Abwärme von Kühlluft-Kühlern, die in bestehenden Gasturbinenanlagen nicht genutzt wurde, effektiv zu nutzen.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß des oben beschriebenen Abwärmerückgewinnungssystems der Gasturbinenanlage, des Abwärmerückgewinnungsverfahrens und des Installationsverfahrens für Abwärmerückgewinnungssysteme wird es möglich, Abwärme effektiv zu nutzen, die durch Abzweigen und Kühlen von Luft von einer Vielzahl von Stellen in Kompressoren mit unterschiedlichen Drücken erhalten wird und es ist möglich, die Wärmeverwendungseffizienz zu steigern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Reihenfolge eines Abwärmerückgewinnungsverfahrens in der Gasturbinenanlage der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einem abweichenden Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einem abgewandelten Beispiel der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einem modifizierten Beispiel der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 17 ist ein Systemdiagramm einer Gasturbinenanlage in einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 18 ist ein Systemdiagramm, welches ein erstes Beispiel eines Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf zeigt, welcher in der Gasturbinenanlage gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
  • 19 ist ein Systemdiagramm, welches ein zweites Beispiel eines Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf zeigt, welcher in der Gasturbinenanlage gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
  • 20 ist ein Systemdiagramm, welches ein drittes Beispiel eines Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislaufes zeigt, welcher in der Gasturbinenanlage gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
  • 21 ist ein Systemdiagramm, welches ein viertes Beispiel eines Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislaufes zeigt, welcher in der Gasturbinenanlage gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
  • 22 ist ein Systemdiagramm, welches ein fünftes Beispiel eines Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislaufes zeigt, welcher in der Gasturbinenanlage gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine Auswahl von Ausführungsbeispielen einer Gasturbinenanlage 1 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei die anliegenden Zeichnungen verwendet werden.
  • ”Erste Ausführungsform”
  • Eine erste Ausführungsform der Gasturbinenanlage 1 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.
  • Die Gasturbinenanlage 1 der vorliegenden Erfindung weist eine Gasturbine 10, einen Generator 41, der durch den Antrieb der Gasturbine 10 Arbeit bzw. Energie bzw. Leistung erzeugt, Kühlluft-Kühler 54, die Zapfluft von der Gasturbine 10 kühlen und ein Abwärmerückgewinnungssystem 61, welches eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 51 hat, die Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 zurückgewinnt, auf.
  • Die Gasturbine 10 weist einen Kompressor 11 auf, der Luft A verdichtet, eine Brennkammer 21, die Verbrennungsgas G durch Verbrennung eines Brennstoffes F in der unter Verwendung des Kompressors 11 verdichteten Luft A erzeugt, und eine Turbine 31, die unter Verwendung des Verbrennungsgases G, welches eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, angetrieben wird.
  • Der Kompressor 11 hat eine Kompressorwelle 13, die um eine Wellenachse O rotiert, und ein Kompressorgehäuse 17, welches den Kompressorrotor 13 drehbar umkleidet.
  • Die Turbine 31 hat einen Turbinenrotor 33, der um die Wellenachse O aufgrund des Verbrennungsgases G aus der Brennkammer 21 rotiert und ein Turbinengehäuse 37, welches den Turbinenrotor 33 drehbar umkleidet.
  • Der Turbinenrotor 33 hat eine Rotorwelle 34, die sich in einer Wellenrichtung parallel zur Wellenachse O erstreckt, und Turbinenlaufschaufeln 35, die in vielen Stufen angeordnet sind und am äußeren Umfang der Rotorwelle 34 befestigt sind. Zusätzlich sind Turbinenleitschaufeln 38 in mehreren Stufen an der inneren Umfangsfläche des Turbinengehäuses 37 befestigt angeordnet. Ein Verbrennungsgaskanal, welchen das Verbrennungsgas G von der Brennkammer 21 durchfließt, ist zwischen der inneren Umfangsfläche des Turbinengehäuses 37 und der äußeren Umfangsfläche der Rotorwelle 34 gebildet. Ein Kühlluftkanal (nicht gezeigt), durch welchen Kühlluft CA fließt, ist in der Rotorwelle 34 und den Turbinenleitschaufeln 38 gebildet.
  • Die Brennkammer 21 ist am Turbinengehäuse 37 befestigt. Da der Turbinenrotor 33 und der Kompressorrotor 13 um dieselbe Wellenachse O rotieren, sind der Turbinenrotor 33 und der Kompressorrotor 13 zusammengekoppelt und bilden daher einen Gasturbinenrotor 40. Ein Rotor des oben beschriebenen Generators 41 ist mit diesem Gasturbinenrotor 40 verbunden.
  • Die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 51 gewinnt Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 durch Einleiten eines Wärmemediums M in die Kühlluft-Kühler 54 zurück. Beispiele solcher Wärmmedien M umfassen Flüssigkeiten wie Wasser, Hochsiedepunkt-Öl und flüssige Metalle und Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Helium.
  • In den Kühlluft-Kühlern 54 wird ein Teil der Luft A, verdichtet unter Verwendung des Kompressors 11, abgezweigt und gekühlt durch das Austauschen von Wärme zwischen der Luft und den Wärmemedien M, wie z. B. Wasser, und wird zu dem oben beschriebenen Kühlluftkanal in der Turbine 31 gesendet. Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform die Luft A von einer Vielzahl von Stellen unterschiedlichen Drucks im Kompressor 11 abgezweigt und die Luft A, abgezweigt von den entsprechenden Stellen, wird gekühlt, wobei Kühlluft CA erzeugt wird.
  • Im Einzelnen wird die Luft von drei Stellen, aus einem Auslass (auf der Turbinen(31)-Seite) des Kompressors 11, einer Zwischenstelle an der Auslassseite des Kompressors 11 und an einer Zwischenstelle in der Einlassseite des Kompressors 11 abgezweigt.
  • Zusätzlich sind die Kühlluft-Kühler 54 jeweils angepasst, um mit den entsprechenden Abzweigungen zu korrespondieren. Der Kühlluft-Kühler, der mit der Abzweigung am Auslass des Kompressors 11 korrespondiert, wird als ein erster Kühler 54A bezeichnet, der Kühlluft-Kühler, welcher mit der Abzweigung an der Zwischenstelle an der Auslassseite korrespondiert, wird als ein zweiter Kühler 54B bezeichnet und der Kühlluft-Kühler, der mit der Abzweigung an der Zwischenstelle an der Einlassseite korrespondiert, wird als ein dritter Kühler 54C bezeichnet.
  • Beispielsweise wird die Kühlluft CA, erzeugt im ersten Kühler 54A, die Kühlluft CA, erzeugt im zweiten Kühler 54B, und die Kühlluft CA, erzeugt im dritten Kühler 54C, zum Turbinenrotor 33, zu den Turbinenleitschaufeln der zweiten Stufe in der Turbine 31 und zu den Turbinenleitschaufeln der dritten Stufe in der Turbine 31 entsprechend durch den oben beschriebenen Kühlluftkanal gesendet.
  • Deswegen hat die Kühlluft CA, erzeugt in dem ersten Kühler 54A, den höchsten Druck und die höchste Temperatur, und die Kühlluft CA, erzeugt in dem dritten Kühler 54C, hat den niedrigsten Druck und die niedrigste Temperatur.
  • Die Kühlluft CA, erzeugt in den entsprechenden Kühlluft-Kühlern 54 kann verwendet werden, um beispielsweise die Brennkammer 21 zu kühlen oder sie kann verwendet werden, um die Turbinenlaufschaufeln 35 und die Turbinenleitschaufeln 38 in anderen Stufen zu kühlen, aber die Verwendung der Kühlluft ist nicht auf die oben beschriebenen Fälle begrenzt.
  • Gemäß der oben beschriebenen Gasturbinenanlage 1 verdichtet der Kompressor 11 in der Gasturbine 10 die Luft A und führt die verdichtete Luft A der Brennkammer 21 zu. Zudem wird der Brennkammer 21 auch Brennstoff F zugeführt. In der Brennkammer 21 wird der Brennstoff F in der verdichteten Luft A verbrannt, wobei das Verbrennungsgas G, welches eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, erzeugt wird. Dieses Verbrennungsgas G wird von der Brennkammer 21 zum Verbrennungsgaskanal in der Turbine 31 geleitet und wird verwendet, um den Turbinenrotor 33 zu drehen. Aufgrund der Rotation des Turbinenrotors 33 erzeugt der Generator 41, der mit der Gasturbine 10 verbunden ist, Leistung bzw. Arbeit bzw. Energie.
  • Außerdem ist es möglich, die Leistung des Kompressors 11 durch Maßnahmen des Abzweigens im Kompressor 11 zu reduzieren, weil das Abwärmerückgewinnungssystem 61 in der Gasturbinenanlage 1 angeordnet ist. Insbesondere wird die Luft A von einer Vielzahl von Stellen, die unterschiedliche Drücke im Kompressor 11 haben, abgezweigt (Abzweigungsschritt S1, siehe 2), wobei es möglich ist, die Effizienz, die in den Kompressor 11 abnimmt, zu begrenzen, im Vergleich mit einen Fall, in dem das Abzweigen nur an einer Stelle ausgeführt wird.
  • Zusätzlich ist es möglich, Kühlluft CA, welche unterschiedliche Drücke und Temperaturen hat, zu erzeugen, weil das Abzweigen an Stellen, die unterschiedliche Drücke in den Kompressor 11 haben, ausgeführt wird und die abgezweigte Luft individuell gekühlt wird (Kühlungsschritt S2, siehe 2). Deshalb ist es möglich, im ersten Kühler 54A, im zweiten Kühler 54B und im dritten Kühler 54C Abwärme zurückzugewinnen, die unterschiedliche Temperatur hat, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 51 verwendet wird (Abwärmerückgewinnungsschritt S3, siehe 2) und es wird möglich, Wärme in Übereinstimmung mit Abgastemperaturen zu verwenden.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 1 der vorliegenden Erfindung wird Abwärme, erzeugt während des Kühlens der Luft A, zurückgewonnen, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 51 verwendet wird. Deshalb wird Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 nicht nach außen entladen und Abwärme kann effektiv verwendet werden und deswegen ist es möglich, die Wärmenutzungseffizienz zu steigern.
  • Im der vorliegenden Ausführungsform wird die gesamte Abwärme aus dem ersten Kühler 54A, dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 51 zurückgewonnen, aber es kann Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 an wenigstens zwei Stellen zurückgewonnen werden. D. h., es ist möglich, nur zwei Kühler, den ersten Kühler 54A und den zweiten Kühler 54B als die Kühlluft-Kühler 54 vorzusehen und Abwärme vom ersten Kühler 54A und zweiten Kühler 54B zurückzugewinnen.
  • Außerdem ist es in einem Fall, in dem wegen der niedrigen Temperatur der Abwärme von dem dritten Kühler 54C der Wert der Abwärme-Nutzung klein ist und es ungünstig ist, die Abwärme von dem dritten Kühler 54C rückzugewinnen, aufgrund von Kosten durch das Vorsehen von Leitungen und dergleichen ebenso erlaubt, Abwärme von dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Kühler 54B aus dem ersten Kühler 54A, dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C zurückzugewinnen und Abwärme aus dem dritten Kühler 54C zu einer Außenseite der Gasturbinenanlage 1 zu entlassen.
  • ”Zweite Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 101 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
  • In der Gasturbinenanlage 101 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zum Aufbau der Gasturbinenanlage 1 in der ersten Ausführungsform besitzt eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 151 in einem Abwärmerückgewinnungssystem 161 weiterhin einen Abwärmerückgewinnungsboiler 153 und eine Wasserzufuhrpumpe 165, welche Wasser zum Abwärmerückgewinnungsboiler 153 zuführt.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 153 erzeugt Dampf S unter Verwendung der Wärme des Verbrennungsgases G, welches zum Antrieb der Turbine 31 verwendet wurde, d. h. des Abgases EG ausgestoßen von der Gasturbine 10.
  • Dieser Abwärmerückgewinnungsboiler 153 hat eine Dampferzeugungseinheit 155, welche den Dampf S aus Wasser erzeugt, welches unter Verwendung der Wasserzufuhrpumpe 165 zugeführt wird.
  • Diese Dampferzeugungseinheit 155 hat einen ersten Economizer 156, welcher Wasser W erwärmt, einen zweiten Economizer 157, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des ersten Economizers 156 erwärmt wurde, weiter erwärmt, einen Verdampfer 158, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des zweiten Economizers 157 erwärmt wurde, in Dampf S umwandelt und einen Überhitzer 159, welcher den Dampf S, der unter Verwendung des Verdampfers 158 erzeugt wurde, überhitzt, erzeugt überhitzten Dampf SS und entlädt den überhitzten Dampf nach draußen.
  • Die einzelnen Elemente der Dampferzeugungseinheit 155 sind in der Reihenfolge des Überhitzers 159, des Verdampfers 158, des zweiten Economizers 157 und des ersten Economizers 156 von der Turbinen-31-Seite zur Stromabwärtsseite des Abgases EG angeordnet.
  • Eine erste Rückführungsleitung 111 ist in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 151 vorgesehen. Aufgrund der ersten Rückführungsleitung 111, nachdem das Wasser (Dampf S) in den ersten Kühler 54A aus dem Auslass des Verdampfers 158 (Einlass des Überhitzers 159) eingeführt wurde, wird das Wasser W (Dampf S), von dem Abwärme von dem ersten Kühler 54A zurückgewonnen wurde, in den Auslass des Überhitzers 159 eingeleitet.
  • Ähnlich dazu ist in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 151 eine zweite Rückgewinnungsleitung 112 an der oberen Dampfseite der ersten Rückgewinnungsleitung 111 in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 vorgesehen. Aufgrund der zweiten Rückgewinnungsleitung 112 wird, nachdem das Wasser W in den zweiten Kühler 54B von dem Auslass des ersten Economizers 156 (Auslass des zweiten Economizers 157) eingeleitet wurde, Wasser W, von dem Abwärme von dem zweiten Kühler 54B zurückgewonnen wurde, in den Auslass des zweiten Economizers 157 (Einlass des Verdampfers 158) eingeleitet.
  • In ähnlicher Art und Weise ist in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 151 eine dritte Rückgewinnungsleitung 113 an der oberen Dampfseite der zweiten Rückgewinnungsleitung 112 in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 vorgesehen. Aufgrund der dritten Rückgewinnungsleitung 113 wird, nachdem das Wasser in den dritten Kühler 54C von dem Einlass des ersten Economizers 156 eingeleitet wurde, das Wasser, von dem Abwärme aus dem dritten Kühler 54C wiedergewonnen wurde, in den Auslass des ersten Economizers 156 (Einlass des zweiten Economizers 157) eingeleitet.
  • Wie oben beschrieben, wird in Bezug auf die Kühlluft-Kühler 54 Abwärme von dem ersten Kühler 54A, welcher eine höhere Temperatur (Hochtemperatur-Abwärme) hat, zu einem Bereich, in dem das Wasser W in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 eine höhere Temperatur hat, zurückgewonnen und in Bezug auf die Kühlluft-Kühler 54 wird Abwärme von dem dritten Kühler 54C, der eine niedrigere Temperatur hat (Niedertemperatur-Abwärme), zu einem Bereich, in dem das Wasser (oder der Dampf S) in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 eine niedrigere Temperatur hat, zurückgewonnen.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 101 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, das Abgas EG aus der Gasturbine 10 effektiv zu verwenden und individuell Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler 54 in Übereinstimmung mit den Temperaturen des Wassers W (Dampfes S) in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 zurückzugewinnen, weil der Abwärmerückgewinnungsboiler 153 vorgesehen ist.
  • Deshalb ist es möglich, Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 effektiv zu nutzen und es wird möglich, unter Nutzung von Abwärme Abgas EG und überhitzten Dampf SS zu erzeugen und den erzeugten überhitzten Dampf SS in vielfacher Art und Weise zu nutzen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden die erste Rückgewinnungsleitung 111, die zweite Rückgewinnungsleitung 112 und die dritte Rückgewinnungsleitung 113 an den oben beschriebenen Stellen zur Verfügung gestellt, aber es ist nicht begrenzt die Rückgewinnungsleitungen an den oben beschriebenen Stellen zur Verfügung zu stellen. Das heißt, die erste Rückgewinnungsleitung 111 und die zweite Rückgewinnungsleitung 112 und die dritte Rückgewinnungsleitung 113 können an Stellen zur Verfügung gestellt werden, sodass Abwärme, die eine höhere Temperatur hat, für einen Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers 153 zurückgewonnen wird, in dem das Wasser W (Dampf S, überhitzter Dampf SS) eine höhere Temperatur hat und Abwärme, die eine geringere Temperatur hat zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboiler 153 zurückgewonnen wird, in dem das Wasser W (Dampf S, überhitzter Dampf SS) eine niedrigere Temperatur hat.
  • Wie in 4 gezeigt, ist es in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls möglich, Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C zu mischen und die gemischte Abwärme in einen Abwärmerückgewinnungsboiler 173 einzuleiten.
  • Insbesondere ist in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 173 der zweite Economizer 157 nicht vorgesehen und in einer Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 181 ist die oben beschriebene zweite Rückgewinnungsleitung 112 nicht vorgesehen und eine Zweigleitung 170 ist vorgesehen, sodass Wasser parallel in den zweiten Kühler 54B und in den dritten Kühler 54C durch die dritte Rückgewinnungsleitung 113 fließt. Außerdem wird Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 173 in einer Form von gemischter Wärme rückgewonnen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist es notwendig, die gemischte Abwärme zu einem Bereich in den Abwärmerückgewinnungsboiler 173 zurückzugewinnen, der eine geringere Temperatur (oder Druck) hat, weil die Abwärme von dem ersten Kühler 54A eine geringere Temperatur hat, als die gemischte Abwärme von dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C.
  • In der oben beschriebenen Gasturbinenanlage 101 wird Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 zusammengemischt und zurückgewonnen, wobei Abwärmetemperaturen eingestellt werden können und der Vorteil in dem Nutzen der Abwärme ist weiter erhöht. Außerdem wird das Rückgewinnen von Abwärme einfach und die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 181 kann vereinfacht werden im Vergleich zu einem Fall, in dem Abwärme nicht zusammengemischt wird und individuell zurückgewonnen wird.
  • Außerdem ist es in einem Fall, bei dem die Temperaturdifferenz zwischen einer Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C klein ist, möglich, die Struktur des Abwärmerückgewinnungssystems 161 zu vereinfachen, wobei die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz durch das Zusammenmischen der Abwärme aufrecht erhalten bleibt.
  • In 4 wird Abwärme von dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C parallel zurückgewonnen. Es kann jedoch auch die dritte Rückgewinnungsleitung 113 vorgesehen sein, sodass das Wasser W (Dampf S, überhitzter Dampf SS) von dem dritten Kühler 54C zum zweiten Kühler 54B nacheinander fließt, sodass Abwärme von dem dritten Kühler 54C, welche Abwärme mit einer niedrigeren Temperatur ist, zuerst zurückgewonnen wird und dann Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B, welche Abwärme mit einer höheren Temperatur ist, hierin eingemischt wird (s. 11). In diesem Fall wird Abwärme von einer Abwärme mit einer niedrigen Temperatur zu einer Abwärme mit einer höheren Temperatur hin zurückgewonnen, wobei es möglich ist, die Rückgewinnungseffizienz der Abwärme zu verbessern. Insbesondere in einem Fall, bei dem eine Temperaturdifferenz zwischen der Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und der Abwärme aus dem dritten Kühler 54C vorhanden ist, ist es effektiv eine dritte Rückgewinnungsleitung vorzusehen.
  • Außerdem kann in einem Fall, in dem Abwärme in oben beschriebener Weise parallel zurückgewonnen wird, die Abwärme ab und zu seriell zurückgewonnen werden (vgl. 12). Das heißt, gemischte Abwärme kann durch geeignetes Kombinieren einer parallelen Rückgewinnung und einer seriellen Rückgewinnung in Übereinstimmung mit der Temperaturdifferenz zwischen Abwärme von jedem der Kühlluft-Kühler 54 zurückgewonnen werden.
  • Außerdem kann in einem Fall, bei dem Abwärme aus dem ersten Kühler 54A, dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C die gleiche Temperatur hat, die gesamte Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 zusammengemischt werden, um eine gemischte Abwärme zu erzeugen.
  • ”Dritte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 201 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • In der Gasturbinenanlage 201 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 251 in einem Abwärmerückgewinnungssystem 261 zusätzlich zum Aufbau der Gasturbinenanlage 101 der zweiten Ausführungsform weiterhin zusätzlich zu einem Abwärmerückgewinnungsboiler 253 und der Wasserzuführungspumpe 165 Dampfturbinen 221 auf, welche unter Verwendung von Dampf S, der in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 253 erzeugt wurde, angetrieben werden, Generatoren 241, die Leistung bzw. Arbeit bzw. Energie durch den Antrieb der Dampfturbinen 221 erzeugen, und einen Dampfkondensator 245, welcher den Dampf S, der zum Antrieb der Dampfturbine 221 benutzt wurde, zu Wasser zurückführt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Wasserzufuhrpumpe 165 zwischen dem Dampfkondensator 245 und dem Abwärmerückgewinnungsboiler 253 vorgesehen, sodass Wasser W im Dampfkondensator 245 zu dem Abwärmerückgewinnungsboiler 253 zurückkehrt.
  • Weiterhin hat der Abwärmerückgewinnungsboiler 253 eine Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255, welche Niederdruck-Dampf LS erzeugt und eine Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256, welche Hochdruckdampf HS erzeugt.
  • Als die Dampfturbinen 221 werden zwei Dampfturbinen, eine Niederdruck-Dampfturbine 225 und eine Hochdruck-Dampfturbine 226, vorgesehen.
  • Die Generatoren 241 sind entsprechend einer Summe von zwei Dampfturbinen 221, der Niederdruck-Dampfturbine 225 und der Hochdruck-Dampfturbine 226 vorgesehen, aber es kann ein gemeinsamer Generator 241 für die Niederdruck-Dampfturbine 225 und die Hochdruck-Dampfturbine 226 vorgesehen sein.
  • Die Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255 hat einen Niederdruck-Economizer 271, welcher Wasser W erwärmt, einen Niederdruck-Verdampfer 272, welcher Wasser W, welches unter Verwendung des Niederdruck-Economizers 271 erwärmt wurde, in Dampf S umwandelt und einen Niederdruck-Überhitzer 273, welcher den Dampf S, der unter Verwendung des Niederdruck-Verdampfers 272 erzeugt wurde, überhitzt und erzeugt den Niederdruck-Dampf LS.
  • Die Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256 besitzt eine Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe 274, welche das Wasser W, das unter Verwendung des Niederdruck-Economizers 271 erwärmt wurde und unter Druck setzt, einen ersten Hochdruck-Economizer 275 welcher das Wasser W, welches unter Verwendung der Hochdruck Wasserzufuhrpumpe 274 unter Druck gesetzt wurde, erhitzt, einen zweiten Hochdruck-Economizer 276, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des ersten Hochdruck-Economizers 275 erwärmt wurde, weiter erwärmt, einen Hochdruck-Verdampfer 277, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des zweiten Hochdruck-Economizers 276 erwärmt wurde, in Dampf S umwandelt und einen Hochdruck-Überhitzer 278, welcher den Dampf S, der unter Verwendung des Hochdruck-Verdampfers 277 erzeugt wurde, überhitzt und erzeugt den Hochdruck-Dampf HS.
  • Die einzelnen Elemente der Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256 und der Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255 sind von der Turbine 31 zur stromabwärts-Seite des Abgases EG in der Reihenfolge des Hochdruck-Überhitzers 278, des Hochdruck-Verdampfers 277, des zweiten Hochdruck-Economizers 276, des Niederdruck-Überhitzers 273, des ersten Hochdruck-Economizers 275, des Niederdruck-Verdampfers 272 und des Niederdruck-Economizers 271 angeordnet.
  • Der Dampfkondensator 245 und der Niederdruck-Economizer 271 sind mit der Wasserzufuhrleitung 211 verbunden. Die oben beschriebene Wasserzufuhrpumpe 165 ist in dieser Wasserzufuhrleitung 211 vorgesehen. Der Niederdruck-Economizer 271 und der erste Hochdruck-Economizer 275 sind mit der Hochdruck-Wasserzufuhrleitung 212 verbunden. Die oben beschriebene Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe 274 ist in dieser Hochdruck-Wasserzufuhrleitung 212 vorgesehen.
  • Der Niederdruck-Überhitzer 273 und der Einlass der Niederdruck-Dampfturbine sind miteinander in einer Niederdruck-Dampfleitung 213 verbunden, welche den Niederdruck-Dampf LS von dem Niederdruck-Überhitzer 273 zur Niederdruck-Dampfturbine 225 leitet. Der Auslass der Niederdruck-Dampfturbine 225 und der Dampfkondensator 245 sind miteinander verbunden, sodass der Niederdruck-Dampf LS, der verwendet wurde, um die Niederdruck-Dampfturbine 225 anzutreiben, zum Dampfkondensator 245 geführt wird. Der Hochdruck-Überhitzer 278 und der Einlass der Hochdruck-Dampfturbine 226 sind miteinander über eine Hochdruck-Dampfleitung 214 verbunden, welche den Hochdruck-Dampf HS von dem Hochdruck-Überhitzer 278 zur Hochdruck-Dampfturbine 226 sendet. Eine Hochdruck-Dampfrückgewinnungsleitung 215 ist mit dem Auslas einer Hochdruck-Dampfturbine 226 verbunden. Diese Hochdruck-Dampfrückgewinnungsleitung 215 ist mit der Niederdruck-Dampfleitung 213 verbunden.
  • Weiterhin ist die erste Rückführungsleitung 111 vorgesehen, sodass das Wasser W von dem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (dem Einlass des zweiten Hochdruck-Economizers 276) in den ersten Kühler 54A eingeleitet wird und dann das Wasser W, von dem Abwärme durch den ersten Kühler 54A zurückgewonnen wurde, in den Auslass des zweiten Hochdruck-Economizers 276 (den Einlass des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist vorgesehen, derart, dass Wasser W von dem Einlass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (dem Auslass des Niederdruck-Economizers 271) in den zweiten Kühler 548 eingeleitet wird und danach das Wasser W, von dem durch den zweiten Kühler 54B Abwärme zurückgewonnen wurde, in den Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (der Einlass des zweiten Hochdruck-Economizers 276) eingeleitet wird.
  • Die dritte Rückgewinnungsleitung 113 ist derart vorgesehen, dass Wasser W vom Einlass des Niederdruck-Economizers 271 (auf der stromabwärts-Seite der Wasserzufuhrpumpe 165) in den dritten Kühler 54C eingeleitet wird und dann das Wasser W, von dem durch den dritten Kühler 54C Abwärme zurückgewonnen wurde, in den Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (welcher der Einlass des Niederdruckverdampfers 272 ist und sich auf der stromaufwärts-Seite der Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe 274 befindet) eingeleitet wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 251 Abwärme von dem ersten Kühler 54A, welcher unter den Kühlluft-Kühlern 54 eine größere Temperatur hat, zu einem Bereich zurückgewonnen, in dem das Wasser W eine größere Temperatur in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 253 hat und es wird Abwärme aus dem dritten Kühler 54C, welche unter den Kühlluft-Kühler 54 eine niedrigere Temperatur hat, zu einem Bereich zurückgewonnen, in dem das Wasser W eine niedrigere Temperatur in dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 hat.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 201 der vorliegenden Ausführungsform hat das Abwärmerückgewinnungssystem 261 einen sogenannten Rankine-Kreislauf aufweisend den Abwärmerückgewinnungsboiler 153, die Dampfturbine 221 und dergleichen als einzelne Elemente. Deswegen wird Abwärme aus Kühlluft-Kühlern 54 zu individuellen Stellen mit unterschiedlichen Temperaturen in dem Rankine-Kreislauf in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärme zurückgewonnen, wobei es möglich ist, den Rankine-Kreislauf effizient zu betreiben und Rotationsenergie aus Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 zu erhalten und es wird eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich.
  • Hier kann der Abwärmerückgewinnungsboiler 253 der Abwärmerückgewinnungsboiler 153 in der zweiten Ausführungsform sein.
  • ”Vierte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 301 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 301 der vorliegenden Ausführungsform besitzt die Gasturbinenanlage 201 in der dritten Ausführungsform als Basisaufbau und unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform hinsichtlich des Aufbaus eines Abwärmerückgewinnungsboilers 353 in einer Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 351 und dem Vorsehen von Stellen der ersten Rückgewinnungsleitung 111 und der zweiten Rückgewinnungsleitung 212 und der dritten Rückgewinnungsleitung 113.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 353 hat zusätzlich zu der Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256 und der Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255 eine Zwischendruck-Dampferzeugungseinheit 355, welche Zwischendruck-Dampf MS erzeugt und eine Wiedererhitzungseinheit 381, welche den Dampf S, der zum Antreiben der Hochdruck-Dampfturbine 226 verwendet wurde, wieder überhitzt.
  • Zusätzlich werden als Dampfturbinen drei Dampfturbinen bestehend aus einer Zwischendruck-Dampfturbine 321 zusätzlich zu der Niederdruck-Dampfturbine 225 und der Hochdruck-Dampfturbine 226 vorgesehen. An der Zwischendruck-Dampfturbine 321 ist in ähnlicher Art und Weise der Generator 241 vorgesehen.
  • Die Zwischendruck-Dampferzeugungseinheit 355 hat eine Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe 374, welche Wasser, welches unter Verwendung des Niederdruck-Economizers 271 erhitzt wurde, unter Druck setzt, einen Zwischendruck-Economizer 371, welcher Wasser, welches unter Verwendung der Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe 374 unter Druck gesetzt wurde, erhitzt, einen Zwischendruck-Verdampfer 372, welcher Wasser, welches unter Verwendung des Zwischendruck-Economizers 371 erhitzt wurde, in Dampf S umwandelt und einen Zwischendrucküberhitzer 373, welcher dem Dampf S, welcher unter Verwendung des Zwischendruck-Verdampfers 372 erzeugt wurde, überhitzt und den Zwischendruck-Dampf MS erzeugt.
  • Die Wiedererhitzungseinheit 381 besitzt einen ersten Wiedererhitzer 382, welche den Dampf S, der zum Antrieb der Hochdruck-Dampfturbine 226 verwendet wurde, erhitzt, und einen zweiten Wiedererhitzer 383, der den Dampf S, welcher unter Verwendung des ersten Wiedererhitzers 382 erhitzt wurde, weiter überhitzt und wieder erhitzten Dampf RS erzeugt.
  • Die Bestandteile der Wiedererhitzungseinheit 381, der Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256, der Zwischendruck-Dampferzeugungseinheit 355 und der Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255 sind in der Reihenfolge, des zweiten Wiedererhitzers 383, eines zweiten Hochdruck-Überhitzers 279, des ersten Wiedererhitzers 382, des (ersten) Hochdruck-Überhitzers 278, des Hochdruck-Verdampfers 277, des zweiten Hochdruck-Economizers 276, des Zwischendruck-Überhitzers 373, des Niederdruck-Überhitzers 273, des Zwischendruck-Verdampfers 372, des ersten Hochdruck-Economizers 275, des Zwischendruck-Economizers 371, des Niederdruck-Verdampfers 272 und des Niederdruck-Economizers 271, von der Turbine 31 aus zu der stromabwärts-Seite des Abgases EG gesehen, angeordnet.
  • Der Niederdruck-Economizer 271 und der Zwischendruck-Economizer 371 sind in einer Zwischendruck-Wasserzufuhrleitung 314 miteinander verbunden. In der Zwischendruck-Wasserzufuhrleitung 314 ist die oben beschriebene Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe 374 vorgesehen.
  • Der Auslass der Hochdruck-Dampfturbine 226 und der Einlass des ersten Wiedererhitzers 282 sind miteinander über eine Hochdruck-Dampfrückgewinnungsleitung 215 verbunden, welche den Hochdruckdampf HS von der Hochdruck-Dampfturbine 226 zum ersten Wiedererhitzer 382 sendet. Der Auslass des zweiten Wiedererhitzers 383 und der Einlass der Zwischendruck-Dampfturbine 321 sind miteinander über eine Leitung 312 für wiedererhitzten Dampf verbunden, welche den Dampf S, der unter Verwendung des zweiten Wiedererhitzers 383 überhitzt wurde, als wiedererhitzten Dampf RS zur Zwischendruck-Dampfturbine 321 sendet. Eine Zwischendruck-Dampfrückgewinnungsleitung 313 ist mit dem Auslass der Zwischendruck-Dampfturbine 321 verbunden. Diese Zwischendruck-Dampfrückgewinnungsleitung 313 ist mit der Niederdruck-Dampfleitung 213 verbunden. Eine Zwischendruck-Dampfleitung 315 ist mit dem Auslass des Zwischendruck-Überhitzers 373 verbunden. Diese Zwischendruck-Dampfleitung 315 ist mit der Hochdruck-Dampfrückgewinnungsleitung 215 verbunden.
  • Außerdem ist die erste Rückgewinnungsleitung 111 vorgesehen, sodass Wasser aus dem Einlass des zweiten Hochdruck-Economizers 276 (dem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275) in den ersten Kühler 54A eingeleitet wird und dann das Wasser W, von dem Abwärme von dem ersten Kühler 54A zurückgewonnen wurde, in den Auslass des zweiten Hochdruck-Economizers 276 (den Einlass des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist vorgesehen, sodass Wasser aus dem Einlass des Zwischendruck-Economizers 371 (auf der stromabwärts-Seite der Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe 374) in den zweiten Kühler 54B eingeleitet wird und dann das Wasser W, von dem Abwärme vom zweiten Kühler 54B zurückgewonnen wurde, in den Auslass des Zwischendruck-Economizers 371 (des Einlasses des Zwischendruck-Verdampfers 372) eingeleitet wird.
  • Die dritte Rückgewinnungsleitung 113 ist derart vorgesehen, dass Wasser vom Einlass des Niederdruck-Economizers 271 in den dritten Kühler 54C eingeleitet wird, und dann das Wasser W, von dem Abwärme vom dritten Kühler 54C zurückgewonnen wurde, in den Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (welcher der Einlass des Niederdruck-Verdampfers 272 ist und auf der stromaufwärts-Seite der Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe 274 und der Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe 374 angeordnet ist) eingeleitet wird.
  • Wie oben beschrieben, wird Abwärme vom ersten Kühler 54A, der eine höhere Temperatur unter den Kühlluft-Kühlern 54 besitzt, zu einem Bereich zurückgewonnen, in dem das Wasser W (oder der Dampf S) im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 einen höheren Druck hat und Abwärme vom dritten Kühler 54C, der eine niedrigere Temperatur unter den Kühlluft-Kühlern 54, hat zu einem Bereich, in dem das Wasser W oder der Dampf S im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 einen niedrigeren Druck hat, zurückgewonnen.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 301 der vorliegenden Ausführungsform besitzt die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 351 einen sogenannten Rankine-Kreislauf aufweisend den Abwärmerückgewinnungsboiler 353, eine Dampfturbine und dergleichen als Bestandteile. Deshalb wird Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 zu individuellen Stellen mit unterschiedlichen Temperaturen in dem Rankine-Kreislauf in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärme zurückgewonnen, wodurch es möglich ist, den Rankine-Kreislauf effizient zu betreiben. Deswegen ist es möglich, Rotationsenergie von der Abwärme der Kühlluft-Kühlern 54 zu erhalten, und es wird eine effektivere Verwendung von Abwärme möglich.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 353 kann der Abwärmerückgewinnungsboiler 153 oder 253 in der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform sein.
  • Weiterhin, wie in 7 gezeigt, kann die Gasturbinenanlage 301 einen Hilfskompressor 391 haben, welcher die Luft A unter Druck setzt, nachdem die Luft A vom Kompressor 11 abgezweigt und in den ersten Kühler 54A eingeleitet wurde.
  • Der Druck der Kühlluft CA, welche im ersten Kühler 54A erzeugt wird, wird unter Verwendung des oben beschriebenen Hilfskompressors 391 erhöht, wobei es möglich ist, den Kühleffekt an Hochtemperatur-Komponenten zu verbessern. Hier, in 7, wird die Kühlluft CA vom ersten Kühler 54A verwendet, um die Brennkammer 21 zu kühlen, aber die Kühlgegenstände sind nicht besonders limitiert.
  • ”Fünfte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 401 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 401 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 1 der ersten Ausführungsform als Grundaufbau und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 451 in einem Abwärmerückgewinnungssystem 461 besitzt weiterhin einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421 ist ein Kreislauf, der eine Turbine 422 antreibt, wobei ein Medium verwendet wird, welches einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat (im Folgenden als Niedersiedepunkt-Medium LM bezeichnet), welches den Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholt durchläuft.
  • Beispiele für das Niedersiedepunkt-Medium LM schließen die folgenden Substanzen ein.
    • • Organische Halogen-Zusammensetzungen wie Trichlorethylene, Monochlorbenzol, Trichlorbenzol und Perfluorodecalyne
    • • Alkane wie z. B. Butan, Propan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Decan
    • • Zyklische Alkane wie Zyklopentan und Zyklohexan
    • • Thiophen, Ketone und aromatische Zusammensetzungen
    • • Kältemittel wie R134a und R245fa
    • • Kombinationen aus den oben beschriebenen Substanzen
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden als der Niedrig-Siedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 401 drei Systeme, die unterschiedliche Siedepunkte haben, vorgesehen. Weiterhin wird ein Niedersiedepunkt-Medium LM, welches den höchsten Siedepunkt (Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium HLM) in einem Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 425 verwendet, ein Niedersiedepunkt-Medium LLM, welches den niedrigsten Siedepunkt (Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium) besitzt, wird in einem Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 445 verwendet und ein Niedersiedepunkt-Medium, welches einen Siedepunkt zwischen dem höchsten Siedepunkt und dem niedrigsten Siedepunkt aufweist (Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM) wird in einem Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 435 verwendet.
  • Der Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 425 besitzt einen Hochtemperatur-Verdampfer 427, welcher das flüssige Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium HLM erhitzt und verdampft, eine Hochtemperatur-Turbine 426, die unter Verwendung des verdampften Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Mediums HLM angetrieben wird, einen Generator 471, welcher Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Hochtemperatur-Turbine 426 erzeugt, eine Hochtemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 428, welche den Auslass der Hochtemperatur-Turbine 426 und des Hochtemperatur-Verdampfers 427 verbindet, und eine Hochtemperatur-Pumpe 429, welche in der Hochtemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 428 angeordnet ist. Der Hochtemperatur-Verdampfer 427 ist auf der Seite der Hochtemperatur-Turbine 426 der Hochtemperatur-Pumpe 429 vorgesehen.
  • Der Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 435 hat einen Zwischentemperatur-Verdampfer 437, welcher das flüssige Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM erhitzt und verdampft, eine Zwischentemperatur-Turbine 436, welche unter Benutzung des verdampften Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Mediums MLM angetrieben wird, den Generator 271, der Arbeit bzw. Energie bzw. Leistung erzeugt durch den Antrieb der Zwischentemperaturturbine 436, eine Zwischentemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 438, welche den Auslass der Zwischentemperatur-Turbine 436 und den Zwischentemperatur-Verdampfer 437 miteinander verbindet, und eine Zwischentemperatur-Pumpe 439, welche in der Zwischentemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 438 vorgesehen ist.
  • Darüber hinaus hat der Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 435 einen Zwischentemperatur-Erhitzer 440, welcher zwischen der Zwischentemperatur-Pumpe 439 und dem Zwischentemperatur-Verdampfer 437 vorgesehen ist, und das Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM erhitzt.
  • Der Zwischentemperatur-Verdampfer 437 ist näher bei der Einlassseite der Zwischentemperatur-Turbine 436 vorgesehen als die Zwischentemperatur-Pumpe 439 in der Zwischentemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 438. Zwischen dem Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium HLM, welches von der Hochtemperatur-Turbine 426 in dem Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 425 abgegeben wird, und dem Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM wird Wärme ausgetauscht, wobei das Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM verdampft wird. Das heißt, der Zwischentemperatur-Verdampfer 437 funktioniert auch als Hochtemperatur-Kondensator, welcher das Hochtemperatur Niedersiedepunkt-Medium HLM kondensiert.
  • Der Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 445 hat einen Niedertemperatur-Verdampfer 447, welcher das flüssige Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LLM erhitzt und verdampft, eine Niedertemperatur-Turbine 446, welche unter Verwendung des verdampften Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Mediums LLM angetrieben wird, den Generator 471, welcher Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Niedertemperatur-Turbine 446 erzeugt, eine Niedertemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 448, welche den Auslass der Niedertemperatur-Turbine 446 und des Niedertemperatur-Verdampfers 447 verbindet, eine Niedertemperatur-Pumpe 450, die in der Niedertemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 448 vorgesehen ist, und einen Niedertemperatur-Kondensator 449, der zwischen dem Auslass der Niedertemperatur-Turbine 446 und dem Niedertemperatur-Pumpe 450 in der Niedertemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 448 vorgesehen ist und das Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LLM kühlt und kondensiert, welches zum Antrieb Niedertemperatur-Turbine 446 verwendet wurde.
  • Weiterhin hat der Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 445 einen Niedertemperatur-Erhitzer 452, welcher zwischen der Niedertemperatur-Pumpe 450 und dem Niedertemperatur-Verdampfer 447 vorgesehen ist und das Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM erhitzt.
  • Der Niedertemperatur-Verdampfer 447 ist in der Niedertemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung 448 näher bei der Einlassseite der Niedertemperatur-Turbine 446 vorgesehen als die Niedertemperatur-Pumpe 450. Zwischen dem Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM, welches von der Zwischentemperatur-Turbine 436 im Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 435 ausströmt, und dem Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LLM wird Wärme ausgetauscht, wobei das Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LLM verdampft wird. Das heißt, dass der Niedertemperatur-Verdampfer 447 auch als Zwischentemperatur-Kondensator funktioniert, welcher das Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium MLM kondensiert.
  • Weiterhin wird in dem Hochtemperatur-Verdampfer 427 Abwärme aus dem ersten Kühler 54A durch die erste Rückgewinnungsleitung 111 zurückgewonnen. In dem Zwischentemperatur-Erhitzer 440 wird Abwärme vom zweiten Kühler 54B durch die zweite Rückgewinnungsleitung 112 zurückgewonnen. Außerdem wird im Niedrertemperatur-Erhitzer 452 Abwärme von dem dritten Kühler 54C durch die dritte Rückgewinnungsleitung 113 zurückgewonnen.
  • Das heißt, dass bei der gegenwärtigen Ausführungsform, Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54, die eine höhere Temperatur haben, in dem Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 425 zurückgewonnen wird, Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54, die eine niedrigere Temperatur hat in dem Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 445 zurückgewonnen wird und Abwärme, welche eine Zwischen-Temperatur hat in dem Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 435 zurückgewonnen wird.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 401 der vorliegenden Ausführungsform weist die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 451 den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421 auf, welcher ein sogenannter Kaskaden-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf ist, der drei Wärmequellen-Temperaturen hat. Außerdem werden Abwärmen von den Kühlluft-Kühlern 54 jeweils in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421, welcher unter Verwendung von Niedersiedepunkt-Medien LM, die unterschiedliche Siedepunkte in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärme haben, betrieben wird, rückgewonnen. Deshalb ist es möglich, den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421 effizient zu betreiben und Rotationsenergie bzw. Rotationsarbeit bzw. Rotationsleistung aus der Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 zu erhalten, und eine effektivere Verwendung von Abwärme wird möglich.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 421 unter Verwendung des Wärmemediums M zurückgewonnen werden.
  • ”Sechste Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 501 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden.
  • Die Gasturbinenanlage 501 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 201 als Grundbestandteil und unterscheidet sich von der dritte Ausführungsform bzgl. der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 in einem Abwärmerückgewinnungssystem 561.
  • Die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 hat die Wasserzufuhrpumpe 165, einen Abwärmerückgewinnungsboiler 553, die Dampfturbinen 221, die unter Verwendung des Dampfes S, der im Abwärmerückgewinnungsboiler 553 erzeugt wird, angetrieben werden, die Generatoren 241, welche Arbeit bzw. Leitung bzw. Energie durch den Antrieb der Dampfturbinen 221 erzeugen, einen Rankine-Kreislauf 571, der den Dampfkondensator 245 hat, welcher den Dampf S, der zum Antreiben der Dampfturbine 221 verwendet wird, in Wasser zurückverwandelt und einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521, der durch das Rückgewinnen von Abwärme von den Kühlluft-Kühlern 54 betrieben wird.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 553 hat die Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255, welche Niederdruck-Dampf LS erzeugt, und die Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256, welche (Zahl)Hochdruck-Dampf HS erzeugt. Weiterhin ist in der vorliegenden Ausführungsform im Unterschied zur dritten Ausführungsform nur ein Hochdruck-Economizer in der Hochdruck-Dampferzeugungs-einheit 256 vorgesehen. Dieser Hochdruck-Economizer entspricht dem zweiten Hochdruck-Economizer 276 in der dritten Ausführungsform. Somit sind die einzelnen Bestandteile der Hochdruck-Dampferzeugungseinheit 256 und der Niederdruck-Dampferzeugungseinheit 255 von der Turbine 31 zur Stromabwärts-Seite des Abgases EG in der Reihenfolge des Hochdruck-Überhitzers 278, des Hochdruck-Verdampfers 277, des Hochdruck-Economizers 276, des Niederdruck-Überhitzers 273, des Niederdruck-Verdampfers 272 und des Niederdruck-Economizers 271 angeordnet.
  • Weiterhin ist die erste Rückgewinnungsleitung 111 in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 vorgesehen, so dass Wasser von dem Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (des Einlasses des Niederdruck-Verdampfers 272) in den ersten Kühler 54A eingeleitet wird und dann das Wasser W, aus dem Abwärme vom ersten Kühler 54A zurückgewonnen wurde, in den Auslass des Hochdruck-Economizers 276 (des Einlasses des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • Weiterhin ist in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 die zweite Rückgewinnungsleitung 112 vorgesehen, die von der ersten Rückgewinnungsleitung 111 auf der Stromabwärts-Seite der Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe 274 abzweigt, so dass Wasser vom Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (des Einlasses des Niederdruck-Verdampfers 272) in den zweiten Kühler 54B eingeleitet wird und danach das Wasser W, von dem Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B zurückgewonnen wurde, in den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 eingeleitet wird.
  • Weiterhin ist in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 die dritte Rückgewinnungsleitung 113 vorgesehen, die von der ersten Rückgewinnungsleitung 111 abzweigt, so dass das Wasser W vom Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (dem Einlass des Niederdruck-Verdampfers 272) in den dritten Kühler 54C eingeleitet wird und danach das Wasser W, aus dem Abwärme aus dem dritten Kühler 54C rückgewonnen wurde, in den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 eingeleitet wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird in Bezug auf die zweite Rückgewinnungsleitung 112 und die dritte Rückgewinnungsleitung 113 das Wasser veranlasst, durch eine gemeinsame Leitung vom Auslass des Niederdruck-Economizers 271 (Einlass des Niederdruck-Verdampfers 272) zum zweiten Kühler 54B und zum dritten Kühler 54C zu fließen, und danach wird das Wasser durch Abzweigen der Leitung zum zweiten Kühler 54B und zum dritten Kühler 54C in den zweiten Kühler 54B und den dritten Kühler 54C eingeleitet.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 ist, ähnlich zur fünfte Ausführungsform ein Kreislauf, der eine Turbine 573 unter Verwendung des Niedersiedepunkt-Mediums LM antreibt, welches den Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholt durchläuft.
  • Der Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 hat einen Erhitzer 575, der das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt, einen Verdampfer 576, der Wasser aus dem Erhitzer 575 verdampft, die Turbine 573, welche unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird, einen Generator 574, der Arbeit bzw. Energie bzw. Leistung durch den Antrieb der Turbine 573 erzeugt, einen Kondensator 578, der den Dampf S, der zum Antrieb Hochdruck-Dampfturbine 226 verwendet wird, kondensiert, einen Wiedererhitzer 577, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches vom Kondensator 578 eingeleitet wird, unter Verwendung der Wärme des Niedersiedepunkt-Mediums LM, welche zum Antrieb der Turbine 573 verwendet wurde, erhitzt und der das Niedersiedepunkt-Medium zum Verdampfer 576 leitet, und eine Pumpe 579, welche das Niedersiedepunkt-Medium LM umwälzt.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist mit dem Verdampfer 576 verbunden und Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B wird an das Niedersiedepunkt-Medium LM im Verdampfer 576 abgegeben. Weiterhin ist die dritte Rückgewinnungsleitung 113 mit dem Erhitzer 575 verbunden und Abwärme aus dem dritten Kühler 54C wird an das Niedersiedepunkt-Medium LM im Erhitzer 575 abgegeben. Nach der Abgabe von Abwärme wird das Wasser W, welches durch die zweite Rückgewinnungsleitung 112 und die Rückgewinnungsleitung 113 eingeleitet wurde, in den Einlass des Niederdruck-Economizers 271 im Abwärmerückgewinnungsboiler 553 in dem Rankine-Kreislauf 571 durch eine Rücklaufleitung eingeleitet.
  • Das bedeutet, dass in der vorliegenden Ausführungsform aus der Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 Abwärme mit einer höheren Temperatur (Abwärme aus dem ersten Kühler 54A) in dem Rankine-Kreislauf 571 zurückgewonnen wird und aus der Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 Abwärme mit einer niedrigeren Temperatur (Abwärme vom zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C) in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 zurückgewonnen wird.
  • Außerdem wird Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B, welche Abwärme mit einer höheren Temperatur im Vergleich zu Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C ist, zu einer Stelle mit einer höheren Temperatur im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 zurückgewonnen.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 501 der vorliegenden Ausführungsform weist die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 551 den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 und den Rankine-Kreislauf 571, welcher unter Verwendung des Wassers W angetrieben wird, auf. Weiterhin wird Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 in dem Rankine-Kreislauf 571 oder dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 571 in Abhängigkeit der Temperatur der Abwärme zurückgewonnen und der Rankine-Kreislauf oder der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 wird angetrieben. Deswegen ist es möglich, den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 521 und den Rankine-Kreislauf 571 effizient zu betreiben und Rotationsarbeit bzw. Rotationsleistung bzw. Rotationsenergie aus der Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54 zu erhalten, und eine effektivere Verwendung von Abwärme wird möglich.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 553 kann der Abwärmerückgewinnungsboiler 153, 253 oder 353 in der zweiten bis vierten Ausführungsform sein.
  • ”Siebte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine siebte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 601 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben werden.
  • Die Gasturbinenanlage 601 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 301 in der vierten Ausführungsform als Grundbestandteil und unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform hinsichtlich der Rückgewinnungsstelle von Abwärme aus den Kühlluft-Kühlern 54.
  • Ähnlich zur vierten Ausführungsform ist die erste Rückgewinnungsleitung 111 derart vorgesehen, dass das Wasser W aus dem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (dem Einlass des zweiten Hochdruck-Economizer 276) in den ersten Kühler 54A eingeleitet wird und dann Wasser, von dem Abwärme aus dem Kühler 54A zurückgewonnen wurde, in den Auslass des zweiten Hochdruck-Economizers 276 (den Einlass des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist derart vorgesehen, dass sie von der ersten Rückgewinnungsleitung 111 auf der Stromaufwärts-Seite des ersten Kühlers 54A abzweigt, so dass Wasser aus der ersten Rückgewinnungsleitung 111 in den zweiten Kühler 54B eingeleitet wird und danach das Wasser W, von dem Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B zurückgewonnen wurde, in die erste Rückgewinnungsleitung 111 auf der Stromabwärts-Seite des ersten Kühlers 54A eingeleitet wird. D. h., dass Abwärme aus dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Kühler 54B dadurch rückgewonnen wird, dass das Wasser W, welches ein Wärmemedium M ist, veranlasst wird, parallel zu fließen und diese Abwärme im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 in einer Form von gemischter Abwärme zurückgewonnen wird.
  • Weiterhin wird in dieser Ausführungsform Abwärme aus dem dritten Kühler 54C zur Außenumgebung der Gasturbinenanlage 601 abgeleitet. Da die Temperatur der Abwärme des dritten Kühlers 54C niedrig ist, ist der Nutzwert der Abwärme klein und in einem Fall, in dem es im Hinblick auf die Kosten ungeeignet ist, Abwärme aus dem dritten Kühler 54C durch das Vorsehen von Leitungen und dergleichen, rückzugewinnen, ist es möglich, die Struktur des Abwärmerückgewinnungssystems 261 unter Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsform zu vereinfachen und die ökonomische Effizienz zu verbessern.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 601 der vorliegenden Ausführungsform ist es in einem Fall, bei dem die Temperaturdifferenz zwischen der Abwärme aus dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Kühler 54B klein ist, möglich, die Struktur des Abwärmerückgewinnungssystems 261 zu vereinfachen, wobei die Rückgewinnungseffizienz von Abwärme durch das Zusammenmischen der Abwärme erhalten bleibt.
  • Hier kann in einem Fall, in dem die Temperaturdifferenz zwischen der Abwärme aus dem dritten Kühler 54C und der Abwärme aus dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Kühler 54B klein ist, Abwärme dadurch rückgewonnen werden, dass das Wasser W veranlasst wird, im ersten Kühler 54A und im zweiten Kühler 54B parallel zu fließen, ohne Abwärme aus dem dritten Kühler 54C in die Außenumgebung der Gasturbinenanlage 601 zu entlassen.
  • ”Achte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine achte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 701 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 701 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 301 in der vierten Ausführungsform als Grundaufbau und unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform hinsichtlich der Stelle der Abwärmerückgewinnung aus den Kühlluft-Kühlern 54.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist derart vorgesehen, dass das Wasser W aus dem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (des Einlasses des zweiten Hochdruck-Economizer 276) in den zweiten Kühler 54B eingeleitet wird.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung ist mit der Stromabwärts-Seite des zweiten Kühlers 54B verbunden, d. h. mit der Auslassseite des ersten Kühlers 54A. Die erste Rückgewinnungsleitung 111 ist derart vorgesehen, dass Abwärme aus dem ersten Kühler 54A weiterhin zum Waser W rückgewonnen wird, in welchem Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B rückgewonnen wurde und das Wasser W in den Auslass des zweite Hochdruck-Economizers 276 (den Einlass des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • D. h., dass Abwärme dadurch rückgewonnen wird, dass das Wasser W, welches ein Wärmemedium M ist, veranlasst wird, vom zweiten Kühler 54B (Niedertemperatur-Seite Kühlluft-Kühler), der in der Lage ist, Abwärme mit einer niedrigen Temperatur zurückzugewinnen zum ersten Kühler 54A (Hochtemperatur-Seite Kühlluft-Kühler), der in der Lage ist, Abwärme mit einer höheren Temperatur zurückzugewinnen, zu fließen. D. h., dass diese Abwärme im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 in einer Form einer gemischten Abwärme zurückgewonnen wird.
  • Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform Abwärme vom dritten Kühler 54C in die Außenumgebung der Gasturbinenanlage 701 entlassen. Da die Temperatur der Abwärme aus dem dritten Kühler 54C niedrig ist, ist der Nutzwert der Abwärme klein und in einem Fall, in dem es in Bezug auf die Kosten ungeeignet ist, Abwärme aus dem dritten Kühler 54C durch das Vorsehen von Leitungen und dergleichen rückzugewinnen, ist es möglich, die Struktur des Abwärmerückgewinnungssystems unter Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsform zu vereinfachen und die ökonomische Effizienz zu verbessern.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 701 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Abwärmerückgewinnungseffizienz durch aufeinanderfolgendes Rückgewinnen von Abwärme in einer ansteigenden Ordnung hinsichtlich der Temperatur der Abwärme zu verbessern.
  • In einem Fall, in dem die Temperaturdifferenz zwischen der Abwärme aus dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Kühler 54B und der Abwärme aus dem dritten Kühler 54C groß ist, kann Abwärme rückgewonnen werden, indem veranlasst wird, dass das Wasser W im ersten Kühler 54A, im zweiten Kühler 54B und im dritten Kühler 54C parallel fließt, ohne Abwärme aus dem dritten Kühler 54C in die Außenumgebung der Gasturbinenanlage 701 abzuleiten.
  • ”Neunte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine neunte Ausführungsform der Gasturbinenanlage 801 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 801 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 301 der vierten Ausführungsform als Grundaufbau und unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform hinsichtlich der Stelle der Abwärmerückgewinnung aus den Kühlluft-Kühlern 54.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 112 ist derart vorgesehen, dass das Wasser W aus dem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 275 (dem Einlass des zweiten Hochdruck-Economizers 276) in den zweiten Kühler 54B eingeleitet wird.
  • Die dritte Rückgewinnungsleitung 113 ist derart vorgesehen, dass sie an der Stromabwärts-Seite des zweiten Kühlers 54B von der zweiten Rückgewinnungsleitung 112 abzweigt, so dass das Wasser W aus der zweiten Rückgewinnungsleitung 112 in den dritten Kühler 54C eingeleitet wird und danach das Wasser W, von dem Abwärme aus dem dritten Kühler 54C rückgewonnen wurde, in die zweite Rückgewinnungsleitung 112 auf der in Bezug auf die Fließrichtung des Wassers W Stromabwärts-Seite des zweiten Kühlers 54B eingeleitet wird.
  • D. h., dass Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C dadurch rückgewonnen wird, dass veranlasst wird, dass das Wasser W, welches als Wärmemedium M, parallel fließt. D. h., Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C wird im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 in einer Form einer gemischten Abwärme zurückgewonnen. Wie oben beschrieben, bilden der zweite Kühler 54B und der dritte Kühler 54C eine Parallel-Kühlluft-Kühler-Gruppe.
  • Außerdem ist die erste Rückgewinnungsleitung 111 mit der zweiten Rückgewinnungsleitung 112 auf der Stromabwärtsseite der oben beschriebenen Parallel-Kühlluft-Kühler-Gruppe verbunden, d. h., mit der Auslass-Seite des zweiten Kühlers 54B und des dritten Kühlers 54C. Die erste Rückgewinnungsleitung 111 ist derart vorgesehen, dass das Wasser W, in dem Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C zurückgewonnen wird und danach Abwärme aus dem ersten Kühler 54A weiter zurückgewonnen wird, in den Auslass des zweiten Hochdruck-Economizers 276 (den Einlass des Hochdruck-Verdampfers 277) eingeleitet wird.
  • D. h., dass bei der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 351 das Wasser W, welches als ein Wärmemedium M dient, veranlasst wird, nacheinander zum ersten Kühler 54A aus der Parallel-Kühlluft-Kühler-Gruppe zu fließen, so dass Abwärme in der Parallel-Kühlluft-Kühler-Gruppe zurückgewonnen wird, welche eine Abwärme mit einer höheren Temperatur ist, und danach Abwärme aus dem ersten Kühler 54A zurückgewonnen wird. Weiterhin werden diese Abwärmen im Abwärmerückgewinnungsboiler 353 in einer Form von gemischter Abwärme zurückgewonnen.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 801 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Abwärmerückgewinnungseffizienz durch aufeinanderfolgendes Rückgewinnen von Abwärme, die eine niedrige Temperatur hat (gemischte Abwärme in der Parallel-Kühlluft-Kühler-Gruppe) zuerst zurückzugewinnen und dann Abwärme mit einer höheren Temperatur (Abwärme aus dem ersten Kühler 54A) rückzugewinnen. Insbesondere in einem Fall, bei dem Abwärmen aus jedem der Kühlluft-Kühler 54 mit einer hohen Temperaturdifferenz und einer kleinen Temperaturdifferenz zusammen vorliegen, ist es unter dem Gesichtspunkt von effizienter Abwärmerückgewinnung vorteilhaft, Abwärme gemeinsam parallel und nacheinander zurückzugewinnen.
  • ”Zehnte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine zehnte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 901 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 901 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 401 der fünften Ausführungsform als Grundaufbau und unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform in Bezug auf den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf. D. h., dass eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 951 in einem Abwärmerückgewinnungssystem 961 einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 910 hat.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 910 hat einen Hochdruck-Bereich 931, einen Zwischendruck-Bereich 921, einen Niederdruck-Bereich 911, einen Kondensator 995, der einen Niedersiedepunkt-Medium LM speichert, welches den oben beschriebenen Bereichen zugeführt werden wird, und einen Generator 999, der Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb des Hochdruck-Bereiches 931, des Zwischendruck-Bereiches 921 und des Niederdruck-Bereiches 911 erzeugt.
  • Der Niederdruck-Bereich 911 hat einen Niederdruck-Verdampfer 914, der das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 erhitzt und verdampft und der ein gasförmiges Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM erzeugt, eine Niederdruck-Zuführleitung 981 und eine Niederdruck-Pumpe 913, welche das flüssige Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM aus dem Kondensator 995 zu Niederdruck-Verdampfer 914 zuführt und eine Niederdruck-Turbine 912, welche unter Verwendung des Niederdruck-Niedersiedepunkt-Mediums LLM betrieben wird. Das Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM, welches aus der Niederdruck-Turbine 912 austritt, wird über eine Niederdruck-Rückgewinnungsleitung 991 zum Kondensator 995 gesendet.
  • Der Zwischendruck-Bereich 921 hat einen Zwischendruck-Verdampfer 924, welcher das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 erhitzt und verdampft und welcher ein gasförmiges Zwischendruck-Niedersiedepunkt-Medium MLM erzeugt, eine Zwischendruck-Pumpe 923, welche das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 zum Zwischendruck-Verdampfer 924 zuführt und eine Zwischendruck-Turbine 922, welche unter Verwendung des Zwischendruck-Niedersiedepunkt-Mediums MLM betrieben wird.
  • Das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 wird dem Zwischendruck-Verdampfer 924 unter Verwendung der Zwischendruck-Zuführleitung 982 und der Zwischendruck-Pumpe 923, welche derart verbunden sind, dass sie von der Niederdruck-Zuführleitung 981 zwischen der Niederdruck-Pumpe 913 und dem Niederdruck-Verdampfer 914 abzweigen, zugeführt.
  • Weiterhin wird das Zwischendruck-Niedersiedepunkt-Medium MLM, welches aus der Zwischendruck-Turbine 922 austritt, zum Einlass der Niederdruck-Turbine 912 über eine Zwischendruck-Rückgewinnungsleitung 992 zusammen mit dem Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM gesendet.
  • Der Hochdruck-Bereich 931 hat einen Hochdruck-Verdampfer 934, welcher das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 erhitzt und verdampft und ein gasförmiges Hochdruck-Niedersiedepunkt-Medium HLM erzeugt, eine Hochdruck-Pumpe 933, welche das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 dem Hochdruck-Verdampfer 934 zuführt und eine Hochdruck-Turbine 932, welche unter Verwendung des Hochdruck-Niedersiedepunkt-Mediums HLM angetrieben wird.
  • Das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 995 wird dem Hochdruck-Verdampfer 934 unter Verwendung der Hochdruck-Zuführleitung 983 und der Hochdruck-Pumpe 933, welche derart verbunden sind, dass sie von der Zwischendruck-Zuführleitung 982 zwischen der Zwischendruck-Pumpe 923 und dem Zwischendruck-Verdampfer 924 abzweigen, zugeführt.
  • Wie unten beschrieben, dient der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 910 als sogenannter 3-Druck-Niedersiede-punkt-Medien-Rankine-Kreislauf.
  • Außerdem wird Abwärme aus dem ersten Kühler 54A in den Hochdruck-Verdampfer 934 eingeleitet, Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B wird in den Zwischendruck-Verdampfer 924 und Abwärme aus dem dritten Kühler 54C wird in den Niederdruck-Verdampfer 914 eingeleitet. D. h., dass Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler 54 an einem Ort mit höherem Druck als Hochtemperatur-Abwärme zu einer Stelle, an der das Niedersiedepunkt-Medium LM eine höhere Temperatur (oder Druck) hat, rückgewonnen wird und Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler 54 an einer Stelle mit einem niedrigeren Druck als Niedertemperatur-Abwärme zu einer Stelle rückgewonnen wird, an der das Niedersiedepunkt-Medium LM eine niedrigere Temperatur (oder Druck) hat.
  • In der vorliegenden Ausführungsform haben der erste Kühler 54A und der Hochdruck-Verdampfer 934, der zweite Kühler 54B und der Zwischendruck-Verdampfer 924 und der dritte Kühler 54C und der Niederdruck-Verdampfer 914 die gleiche Funktion. D. h., diese Komponenten gewinnen Abwärme unter Verwendung des Niedersiedepunkt-Mediums LM als Wärmemedium zurück.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 901 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 910 durch einen Wärmeaustausch zwischen Abwärme und dem Niedersiedepunkt-Medium LM an Stellen mit Temperaturen, die den Temperaturen von einzelnen Abwärmen entsprechen, in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärmen aus den Kühlluft-Kühlern 54, zu betreiben. Deshalb wird eine effektivere Nutzung der Abwärme möglich.
  • ”Elfte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine elfte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 1A gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 14 beschrieben werden.
  • Die Gasturbinenanlage 1A der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 401 der fünften Ausführungsform als Grundbestandteil und unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform in Bezug auf den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf. D. h., eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5A in einem Abwärmerückgewinnungssystem 6A hat einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10A.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10A hat einen ersten Erhitzer 11A, der flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt, einen zweiten Erhitzer 12A, der das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem ersten Erhitzer 11A weiter erhitzt und verdampft, eine Turbine 13A, die unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird, einen Generator 14A, der Arbeit bzw. Energie bzw. Leistung durch das Antreiben der Turbine 13A erzeugt, einen Kondensator 15A, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Turbine 13A verwendet wurde, kondensiert, einen Wiedererhitzer 16A, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches aus dem Kondensator 15A unter Verwendung der Wärme des Niedersiedepunkt-Mediums LM, welches verwendet wurde, um die Turbine 13A anzutreiben, eingeleitet wurde, erhitzt und das Niedersiedepunkt-Medium LM zum zweiten Erhitzer 12A sendet und eine Pumpe 17A, welche das Niedersiedepunkt-Medium LM umwälzt.
  • Außerdem ist eine erste Rückgewinnungsleitung 3A vorgesehen, so dass Abwärme aus dem ersten Kühler 54A in den zweiten Erhitzer 12A eingeleitet wird. Außerdem ist eine zweite Rückgewinnungsleitung 4A vorgesehen, so dass Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C in den ersten Erhitzter 11A eingeleitet wird.
  • Eine erste Pumpe 8A ist in der ersten Rückgewinnungsleitung 3A vorgesehen und ein Wärmemedium M wird zwischen dem ersten Kühler 54A und dem zweiten Erhitzer 12A unter Verwendung der ersten Pumpe 8A umgewälzt.
  • Eine zweite Pumpe 9A ist in der zweiten Rückgewinnungsleitung 4A vorgesehen und das Wärmemedium M wird zwischen dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C und dem ersten Erhitzter 11A unter Verwendung der zweiten Pumpe 9A umgewälzt.
  • Die zweite Rückgewinnungsleitung 4A veranlasst das Wärmemedium M, in dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C parallel zu fließen und veranlasst anschließend das Wärmemedium M auszufließen.
  • Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform Abwärme von einer Vielzahl von Kühlluft-Kühlern 54 individuell zu Stellen von zwei Orten zurückgewonnen, an denen die Temperaturen des Niedersiedepunkt-Mediums LM im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10A unterschiedlich zueinander sind, d. h., im ersten Erhitzer 11A und im zweiten Erhitzer 12A unter Verwendung des Wärmemediums M.
  • Außerdem wird Abwärme von den entsprechenden Kühlluft-Kühlern 54, Abwärme von zwei Orten (Abwärme vom zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C) zur gleichen Stelle unter Verwendung des gleichen Wärmemedien-M-Systems zurückgewonnen, an der das Niedersiedepunkt-Medium LM im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10A die gleiche Temperatur hat.
  • Das bedeutet, dass Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler 54 an einer Stelle mit einem höheren Druck als Hochtemperatur-Abwärme zu einer Stelle, an der das Niedersiedepunkt-Medium LM eine höhere Temperatur (höherer Druck) besitzt, zurückgewonnen wird und Abwärme aus dem Kühlluft-Kühler 54 an einer Stelle mit einem niedrigerem Druck als Niedertemperatur-Abwärme zu einer Stelle, an der das Niedersiedepunkt-Medium LM eine niedrigere Temperatur (oder Druck) hat, zurückgewonnen wird.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 1A der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10A zu betreiben, indem ein Wärmeaustausch zwischen Abwärme und dem Niedersiedepunkt-Medium LM an Stellen ausgeführt wird, die Temperaturen haben, welche mit den Temperaturen der individuellen Abwärmen in Übereinstimmung mit den Temperaturen der Abwärmen aus den Kühlluft-Kühlern 54 korrespondieren. Deshalb wird eine effektivere Nutzung der Abwärme möglich.
  • Außerdem wird Abwärme aus zwei Orten parallel unter Verwendung des gleichen Systems von Heizmedien M zurückgewonnen, wobei es in einem Fall, bei dem die Temperaturdifferenz zwischen der Abwärme, die unter Verwendung er Kühlluft-Kühler 54 zurückgewonnen wurde, klein ist, möglich ist, die Struktur des Abwärmerückgewinnungssystems 6A zu vereinfachen, wobei die Abwärme-Rückgewinnungseffizienz durch das Zusammenmischen der Abwärme aufrecht erhalten bleibt.
  • Unterdessen wird in der vorliegenden Ausführungsform Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C parallel unter Verwendung des gleichen Systems des Wärmemediums M zurückgewonnen, wobei das Rückgewinnungsverfahren der Abwärme nicht hierauf begrenzt ist.
  • Beispielsweise kann Abwärme in einem Fall, in dem Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B eine höhere Temperatur hat als Abwärme aus dem dritten Kühler 54C, dadurch rückgewonnen werden, dass das Wärmemedium M veranlasst wird, nacheinander aus dem zweiten Kühler 54B in den dritten Kühler 54C zu fließen. Weiterhin kann Abwärme gemeinsam, nacheinander und parallel von allen Kühlluft-Kühlern 54, zurückgewonnen werden.
  • Weiterhin, wie in 15 gezeigt, kann der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10B ein vorgeheizter Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf mit drei Wärmequellen sein.
  • Insbesondere hat der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10B den ersten Erhitzer 11A, der ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt, den zweiten Erhitzer 12A, welcher das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem ersten Erhitzer 11A weiter erwärmt, den dritten Erhitzer 12B, welcher das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem zweiten Erhitzer 12A weiter erhitzt, die Turbine 13A, welche unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird, den Generator 14A, der durch den Antrieb der Turbine 13A Arbeit bzw. Energie bzw. Leistung erzeugt, den Verdampfer 15A, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Turbine 13A verwendet wurde, kondensiert, den Wiedererhitzer 16A, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches aus dem Kondensator 15A eingeleitet wurde, unter Verwendung der Wärme des Niedersiedepunkt-Mediums LM, die zum Antrieb der Turbine 13A genutzt wurde, erhitzt und das Niedersiedepunkt-Medium zu einem dritten Erhitzer 12B sendet.
  • Weiterhin werden in der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5A die erste Rückgewinnungsleitung 3A und die erste Pumpe 8A vorgesehen, derart, dass Abwärme aus dem ersten Kühler 54A in den zweiten Erhitzer 12A unter Verwendung des Wärmemediums M eingeleitet wird.
  • Weiterhin sind die zweite Rückgewinnungsleitung 4A und die zweite Pumpe 9A derart vorgesehen, dass Abwärme aus dem zweiten Kühler 54B in den zweiten Erhitzer 12A unter Nutzung von im Vergleich zum ersten Kühler 54A unterschiedlichen Systemen von Wärmemedien M, eingeleitet wird.
  • Weiterhin sind die dritte Rückgewinnungsleitung 4B und die dritte Pumpe 9B derart vorgesehen, dass Abwärme aus dem dritten Kühler 54C in den ersten Erhitzer 11A unter Verwendung von im Vergleich zum ersten Kühler 54A und zum zweiten Kühler 54B unterschiedlichen Systemen an Wärmemedien M, eingeleitet wird.
  • Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform Abwärme aus jedem der Kühlluft-Kühler 54 individuell zu Bereichen, an denen das Niedersiedepunkt-Medium LM unterschiedliche Temperaturen (oder Drücke) im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10B hat, zurückgewonnen werden.
  • ”Zwölfte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine zwölfte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 10 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 16 beschrieben werden.
  • Die Gasturbinenanlage 10 der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 1 der ersten Ausführungsform als Grundbestandteil und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in Bezug auf eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5C in einem Abwärmerückgewinnungssystem 6C.
  • Das bedeutet, dass die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5C die Kühlluft-Kühler 54, einen Verdampfer 9C, der getrennt von den Kühlluft-Kühlern 54 vorgesehen ist, eine Rückgewinnungsleitung 2C und eine Rückführleitung 3C, welche den ersten Kühler 54A aus dem Kühlluft-Kühlern 54 und einen Verdampfer 9C verbinden, eine Pumpe 8C, welche ein Wärmemedium M zwischen dem ersten Kühler 54A und dem Verdampfer 9C durch die Rückgewinnungsleitung 2C und die Rückführleitung 3C umwälzt, und einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C hat, in dem das Niedersiedepunkt-Medium LM einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung im Verdampfer 9C und Umwälzung wiederholt durchläuft.
  • Weiterhin hat die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5C Bypass-Leitungen 4C, welche es ermöglichen, dass die Rückgewinnungsleitung 2C und die Rückführleitung 3C miteinander kommunizieren, ohne dass die Kühlluft-Kühler 54 und der Verdampfer 9C dazwischen angeordnet sind und es somit ermöglichen, dass das Wärmemedium M dazwischen fließt, Flussraten-Einstellventile 7C, welche die Flussraten der Wärmemedien M, welche durch die Bypass-Leitungen 4C fließen, einstellen und eine Steuervorrichtung 13C, welche die Flussraten-Einstellventile 7C einstellt.
  • Die Rückgewinnungsleitung 2C ist derart vorgesehen, dass es dem Wärmemedium M, von dem Abwärme in dem ersten Kühler 54A zurückgewonnen wurde, möglich wird, zum Verdampfer 9C zu fließen.
  • Die Rückführleitung 3C kommuniziert mit der Rückgewinnungsleitung 2C und ist derart vorgesehen, dass dem Wärmemedium M, welches Abwärme zum Verdampfer 9C geliefert hat, ermöglicht wird, zum ersten Kühler 54A zu fließen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Pumpe 8C in der Rückführleitung 3C vorgesehen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind als Bypass-Leitungen 4C zwei Leitungen, eine erste Bypass-Leitung 11C und eine zweite Bypass-Leitung 12C vorgesehen.
  • Die erste Bypass-Leitung 11C verbindet die Rückgewinnungsleitung 2C und die Rückführleitung 3C, so dass die Stromabwärts-Seite der Pumpe 8C, die als die Einlassseite des ersten Kühlers 54A in Bezug auf den Fluss des Wärmemediums M dient, und die Auslassseite des ersten Kühlers 54A miteinander kommunizieren. Deswegen wird das Wärmemedium M in der Rückgewinnungsleitung 2C durch die erste Bypass-Leitung 11C eingeleitet, ohne dass es von der zweiten Rückgewinnungsleitung 2C durch den ersten Kühler 54A fließt.
  • Die zweite Bypass-Leitung 12C verbindet die Rückgewinnungsleitung 2C und die Rückführleitung 3C, so dass die Einlassseite des Verdampfers 9C und die Stromaufwärts-Seite der Pumpe 8C, welche als Auslassseite des Verdampfers 9C in Bezug auf den Fluss des Wärmemediums M dient, miteinander kommunizieren. Deswegen wird das Wärmemedium M in die Rückführleitung 3C durch die zweite Bypass-Leitung 12C geleitet, ohne von der Rückgewinnungsleitung 2C aus den Verdampfer 9C zu durchfließen.
  • Die Flussraten-Einstellventile 7C sind entsprechend an Zwischenpositionen der ersten Bypass-Leitung 11C und der zweiten Bypass-Leitung 12C vorgesehen. Es wird möglich, die Flussraten des Wärmmediums M, welches durch die erste Bypass-Leitung 11C und die zweite Bypass-Leitung 12C fließt, durch ein Einstellen der Flussraten-Einstellventile 7C einzustellen.
  • Die Steuervorrichtung 13C stellt die Flussraten-Einstellventile 7C ein und stellt somit die Flussraten des Wärmemediums M, welches durch die erste Bypass-Leitung 11C und die zweite Bypass-Leitung 12C fließt, ein, so dass die Temperatur der Kühlluft CA, die in dem ersten Kühler 54A erzeugt wird, konstant wird.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C hat den Verdampfer 9C, welcher ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft, eine Turbine 14C, welche unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird und einen Generator 15C, der Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch das Antreiben der Turbine 14C erzeugt.
  • Weiterhin hat dieser Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C eine Niedersiedepunkt-Medien-Rückgewinnungsleitung 16C, welche den Auslass der Turbine 14C und den Verdampfer 9C verbindet, eine Pumpe 17C, die in der Niedersiedepunkt-Medien-Rückgewinnungsleitung 16C vorgesehen ist, und einen Kondensator 18C, der zwischen dem Auslass der Turbine 14C und der Pumpe 17C in der Niedersiedepunkt-Medien-Rückgewinnungsleitung 16C vorgesehen ist und kühlt und kondensiert das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Turbine 14C verwendet wurde. Das bedeutet, dass der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C der vorliegenden Ausführungsform als ein sogenannter einfacher Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf dient.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 1C der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, Rotationsenergie bzw. Rotationsarbeit bzw. Rotationsleistung aus Abwärme aus dem ersten Kühler 54A unter Verwendung des Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislaufes 10C zu erhalten. Außerdem gewinnt die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5C Abwärme im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C unter Verwendung von unterschiedlichen Wärmemedien aus dem Niedersiedepunkt-Medium LM zurück. Deswegen ist es möglich, eine Vielzahl von Wärmemedien M, die eine höhere Wärmeaustauscheffizienz in Übereinstimmung mit der Temperatur und dergleichen der Abwärme haben, auszuwählen. Außerdem wird es möglich, die Größen der Vorrichtungen zu reduzieren, die den Wärmeaustausch im ersten Kühler 54A, den Verdampfern 9C und dergleichen unter Verwendung des flüssigen Wärmemediums M zu vollziehen.
  • Weiterhin wird Wärme unter Verwendung des Wärmemediums M ausgetauscht, wodurch es leicht wird, den Wärmeaustausch zu steuern, und ein effektiveres Ausnutzen der Abwärme wird möglich.
  • Weiterhin sind die Bypass-Leitungen 4C, die Flussraten-Einstellventile 7C und die Steuerungsvorrichtung 13C als die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5C vorgesehen. Hierdurch werden die Flussraten des Wärmemediums M, welches durch die Bypass-Leitungen 4C fließt, unter Verwendung der Flussraten-Einstellventile 7C eingestellt, wobei es möglich ist, die Flussraten des Wärmemediums M, welches in den ersten Kühler 54A und den Verdampfer 9C fließt einzustellen, und es wird möglich, die Abwärmerückgewinnungsmenge zu ändern. Im Ergebnis wird es möglich, die Temperatur der Kühlluft CA, die im ersten Kühler 54A generiert wird, einzustellen.
  • Außerdem ist es der Steuerungsvorrichtung 13C möglich, die Temperatur der Kühlluft CA durch Einstellen der Abwärmerückgewinnungsmenge konstant zu setzen. Deswegen wird es möglich, die Temperatur der Kühlluft CA in einem optimalen Zustand zu halten und den Kühleffekt an Hochtemperatur-Komponenten zu verbessern oder es ist möglich, die Temperaturen der Hochtemperatur-Komponenten davon abzuhalten, übermäßig abzusinken und ein Absinken der Betriebseffizienz zu begrenzen.
  • Irgendeine der ersten Bypass-Leitung 11C und der zweiten Bypass-Leitung 12C kann als Bypass-Leitung 4C vorgesehen werden.
  • Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Fall begrenzt, in dem der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C im ersten Kühler 54A, wie in der vorliegenden Ausführungsform, vorgesehen wird und der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C kann im zweiten Kühler 54B und dem dritten Kühler 54C vorgesehen werden. Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10C kann in einer Mehrzahl von Kühlern des ersten Kühlers 54A, des zweiten Kühlers 54B und des dritten Kühlers 54C vorgesehen werden.
  • ”Dreizehnte Ausführungsform”
  • Als nächstes wird eine dreizehnte Ausführungsform einer Gasturbinenanlage 1D gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
  • Die Gasturbinenanlage 1D der vorliegenden Ausführungsform hat die Gasturbinenanlage 1 in der ersten Ausführungsform als Grundbestandteil und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich einer Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5D in einem Abwärmerückgewinnungssystem 6D.
  • Die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5D hat die Kühlluft-Kühler 54, den Verdampfer 9C, die Rückgewinnungsleitung 2C, eine Rückführungsleitung 3D, einen Abwärmerückgewinnungsboiler 19D, der das Wasser W unter Verwendung von Abgas EG aus der Turbine 14C erhitzt und das Wasser W in den ersten Kühler 54A aus den Kühlluft-Kühlern 54 durch die Rückführungsleitung 3D einleitet und eine Wasserzufuhrpumpe 20D, die Wasser W zum Abwärmerückgewinnungsboiler 19D zuführt.
  • Der Abwärmerückgewinnungsboiler 19D erzeugt unter Verwendung der Wärme des Verbrennungsgases G, welches zum Antrieb der Turbine 14C benutzt wurde, das heißt Abgas EG, welches von der Gasturbine 10 ausgestoßen wurde, Dampf S.
  • Dieser Abwärmerückgewinnungsboiler 19D hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Abwärmerückgewinnungsboiler 153 der zweiten Ausführungsform.
  • Das heißt, dass der Abwärmerückgewinnungsboiler eine Dampferzeugungseinheit 21D hat, welche den Dampf S aus dem Wasser W, welches unter Verwendung der Wasserzufuhrpumpe 20D zugeführt wurde, erzeugt.
  • Diese Dampferzeugungseinheit 21D hat einen ersten Economizer 22D, welcher das Wasser W von der Wasserzufuhrpumpe 20D erhitzt, einen zweiten Economizer 23D, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des ersten Economizers 22D erhitzt wurde, weiter erhitzt, ein Flussraten-Einstellventil 30D, welches zwischen den ersten Economizer 22D und dem zweiten Economizer 23D vorgesehen ist, einen Verdampfer 24, welcher das Wasser W, welches unter Verwendung des zweiten Economizers 23D erhitzt wurde, in Dampf S verwandelt und ein Überhitzer 25D, der den Dampf S, der unter Verwendung des Verdampfers 24D erzeugt wurde, überhitzt, erzeugt überhitzten Dampf SS und entlässt den überhitzten Dampf SS in die Umgebung.
  • Die einzelnen Elemente der Dampferzeugungseinheit 21D sind in einer Aufeinanderfolge des Überhitzers 25D, des Verdampfers 24D, des zweiten Economizers 23D und des ersten Economizers 22D von der Seite der Turbine 31 zur Stromabwärts-Seite des Abgases EG angeordnet.
  • Die Rückführleitung 3D hat eine Einführleitung 31D und eine Einführpumpe 32D, welche den Auslass des ersten Economizers 22D (zwischen dem Flussraten-Einstellventil 30D und dem ersten Economizer 22D) und den ersten Kühler 54A verbindet, um zu erreichen, dass das Wasser W vom Abwärmerückgewinnungsboiler 19D aus dem Auslass des ersten Economizers 22D in den ersten Kühler 54A eingeleitet wird und eine Ablassleitung 33D, welche den Verdampfer 9C und den Einlass des zweiten Economizers 23D (zwischen dem Flussraten-Einstellventil 30D und dem Einlass des zweiten Economizers 23D) verbindet und das Wasser W vom Verdampfer 9C zum Abwärmerückgewinnungsboiler 19D entlässt.
  • Gemäß der Gasturbinenanlage 1D der vorliegenden Ausführungsform ist der Abwärmerückgewinnungsboiler 19D als die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5D vorgesehen, wobei es möglich ist, unter Verwendung des Wassers W als ein Wärmemedium aus dem Abwärmerückgewinnungsboiler 19D, Abwärme aus dem Kühlluft-Kühlern 54 rückzugewinnen. Deswegen wird es möglich, durch das Teilen von Einrichtungen Kosten zu reduzieren und es ist möglich, das Abwärmerückgewinnungssystem 6D als einen Teil eines Kraftwärmesystems funktionieren zu lassen.
  • Weiterhin wird es möglich, die Abwärmerückgewinnungsmenge einzustellen und Kühlluft CA mit einer gewünschten Temperatur zu erhalten, weil es möglich wird, die Flussraten des Wassers W, welches durch den ersten Kühler 54A und den Verdampfer 9C fließt, durch Einstellen der Flussraten unter Verwendung der Flussraten-Einstellventile 30D, einzustellen.
  • Hier in der vorliegenden Ausführungsform kann die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung 5D auch weiterhin eine Dampfturbine, welche unter Verwendung von Dampf S, der unter Verwendung es Abwärmerückgewinnungsboiler 19D (siehe z. B. 9) erzeugt wurde, angetrieben wird, aufweisen. Außerdem ist es in diesem Fall möglich, Abwärme aus dem ersten Kühler 54A unter Verwendung des Wassers W als Wärmemedium, welches von der Dampfturbine ausgelassen wurde, zurückzugewinnen. Das heißt, es ist möglich, das Abwärmerückgewinnungssystem 6D als einen Teil eines Kraftwärmesystems funktionieren zu lassen und es wird möglich, die Kosten durch das Teilen von Einrichtungen zu reduzieren.
  • ”Andere Beispiele zur Modifikation der Gasturbinenanlage”
  • Die oben beschriebenen Gasturbinenanlagen der entsprechenden Ausführungsformen und Abwandlungsbeispiele wurden beschrieben. Es ist jedoch – wie unten beschrieben – möglich, eine Vielzahl von anderen Modifikationsbeispielen zu verwirklichen.
  • Beispielsweise können die Gestaltungen der entsprechenden Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, in passender Art und Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere muss die Dampfturbine in der dritten und vierten Ausführungsform nicht unbedingt vorgesehen werden.
  • Weiterhin können als die oben beschriebenen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe, welche in den Ausführungsformen beschrieben wurden, auch Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe anderer Form angewendet werden.
  • Beispiele anderer Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe weisen regenerative Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe auf, wie in 18 gezeigt. Insbesondere hat dieser Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10E einen Erhitzer 14E, welcher ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft, eine Pumpe 15E, die das Niedersiedepunkt-Medium LM in den Erhitzer 14E einleitet, eine Turbine 16E unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird, einen Generator 17E, welcher Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Turbine 16E erzeugt, einen Verdampfer 18E, welcher das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Turbine 16E genutzt wurde, kondensiert und einen Wiedererhitzer 19E, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches von dem Kondensator 18E in den Erhitzer 14E unter Verwendung der Wärme des Niedersiedepunkt-Mediums LM, welches zum Antrieb der Turbine 16E verwendet wurde, eingeleitet werden soll, vorheizt und das Niedersiedepunkt-Medium zum Erhitzer 14E sendet.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10F, der in 19 gezeigt ist, ist ein sogenannter wiedererhitzter Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf. Dieser Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10F hat einen Verdampfer 14F, der ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft, eine Pumpe 15F, welche das Niedersiedepunkt-Medium LM in den Verdampfer 14F einleitet, eine Hochdruck-Turbine 16F, welche unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Medium LM angetrieben wird, einen Wiedererhitzer 17F, der das Niedersiedepunkt-Medium LM vom Auslass der Hochdruck-Turbine 16F zurückgewinnt und das Niedersiedepunkt-Medium erhitzt, eine Niederdruck-Turbine 18F, welche unter Verwendung des Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Wiedererhitzer 17F angetrieben wird, einen Kondensator 19F, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Niederdruck-Turbine 18F verwendet wurde, kondensiert und einen Generator 20F, der Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Hochdruck-Turbine 16F und der Niederdruck-Turbine 18F erzeugt.
  • Ein Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10G, wie er in 20 gezeigt ist, ist ein sogenannter Multidruck-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Prozess. Dieser Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Prozess 10G hat einen Hochdruck-Bereich 14G, einen Niederdruck-Bereich 15G und einen Generator 16G, der Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb des Hochdruck-Bereichs 14G und des Niederdruck-Bereichs 15G erzeugt.
  • Der Niederdruck-Bereich 15G hat einen Niederdruck-Verdampfer 18G, welcher ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft und ein gasförmiges Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM erzeugt, eine Niederdruck-Pumpe 19G, welche das flüssige Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM zum Niederdruck-Verdampfer 18G führt, eine Niederdruck-Turbine 20G, welche unter Verwendung des Niederdruck-Niedersiedepunkt-Mediums LLM angetrieben wird und einen Kondensator 17G, welcher das Niederdruck-Niedersiedepunkt-Medium LLM, welches von der Niederdruck-Turbine 20G aus gegeben wird, kondensiert.
  • Der Hochdruck-Bereich 14G hat einen Hochdruck-Verdampfer 21G, welcher das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM (wörtlich: Hochsiedepunkt-Medium LM) aus dem Kondensator 17G erhitzt und verdampft und ein gasförmiges Hochdruck-Niedersiedepunkt HLM (wörtlich: Hochdruck-Hochsiedepunkt-Medium LM) erzeugt, eine Hochdruck-Pumpe 22G, welche das flüssige Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 17G zum Hochdruck-Verdampfer 21G führt und eine Hochdruck-Turbine 23G, welche unter Verwendung des Hochdruck-Niedersiedepunkt-Mediums HLM angetrieben wird.
  • Das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem Kondensator 17G wird unter Verwendung der Hochdruck-Pumpe 22G zwischen der Niederdruckpumpe 19G und dem Niederdruck-Verdampfer 18G zum Hochdruck-Verdampfer 21G geführt.
  • Der Generator 16G erzeugt Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Hochdruck-Turbine 23G und der Niederdruck-Turbine 20G.
  • Ein Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10H, wie er in 21 gezeigt ist, ist ein sogenannter vorerhitzter Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, der vier Wärmequellen-Temperaturen hat.
  • Der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10H hat einen ersten Erhitzer 11H, der ein flüssiges Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt, einen zweiten Erhitzer 12H, der das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem ersten Erhitzer 11H weitererhitzt, einen dritten Erhitzer 13H, der das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem zweiten Erhitzer 12H weitererhitzt, einen vierten Erhitzer 14H, welcher das Niedersiedepunkt-Medium LM aus dem dritten Erhitzer 13H weitererhitzt und verdampft, eine Turbine 15H, welche unter Verwendung des verdampften Niedersiedepunkt-Mediums LM angetrieben wird, einen Generator 16H, der Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Turbine 15H erzeugt, einen Kondensator 17H, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches zum Antrieb der Turbine 15H genutzt wurde, kondensiert und einen Wiedererhitzer 18H, der das Niedersiedepunkt-Medium LM, welches aus dem Kondensator 17H zugeführt wurde, unter Verwendung der Wärme des Niedersiedepunkt-Mediums LM, das zum Antrieb der Turbine 15H verwendet wurde, erhitzt und das Niedersiedepunkt-Medium LM zum dritten Erhitzer 13H sendet.
  • Ein Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10I, wie er in 22 gezeigt ist, ist ein sogenannter kaskadischer Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, der zwei Wärmequellen-Temperaturen hat.
  • Dieser Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf 10I hat einen Hochtemperatur-Bereich 14I und einen Niedertemperatur-Bereich 15I.
  • Der Hochtemperatur-Bereich 14I hat einen Hochtemperatur-Verdampfer 16I, welcher ein Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft und ein gasförmiges Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM3 erzeugt, eine Hochtemperatur-Turbine 17I, welche unter Verwendung des Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Mediums LM3 angetrieben wird, einen Generator 18I, welcher Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Hochtemperatur-Turbine 17I erzeugt, einen Hochtemperatur-Kondensator 19I, der das Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM3, welches von der Hochtemperatur-Turbine 17I ausgegeben wurde, kondensiert und eine Hochtemperatur-Pumpe 20I, die das Niedersiedepunkt-Medium LM (und das Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM3) umwälzt.
  • Der Niedertemperatur-Bereich 15I hat einen Niedertemperatur-Verdampfer 21I, welcher das Niedersiedepunkt-Medium LM erhitzt und verdampft und ein gasförmiges Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM1 erzeugt, eine Niedertemperatur-Turbine 22I, welche unter Verwendung des Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM1 angetrieben wird, einen Generator 23I, welcher Arbeit bzw. Leistung bzw. Energie durch den Antrieb der Niedertemperatur-Turbine 22I erzeugt, einen Niedertemperatur-Kondensator 24I, der das Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM1, welches von der Niedertemperatur-Turbine 22I ausgegeben wird, kondensiert, einen Niedertemperatur-Erhitzer 25I, der zwischen dem Niedertemperatur-Verdampfer 21I und dem Niedertemperatur-Kondensator 24I vorgesehen ist und das Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM1 vorwärmt, und eine Niedertemperatur-Pumpe 26I, welche das Niedersiedepunkt-Medium LM (und das Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium LM1) umwälzt.
  • In einem Beispiel gemäß 22 bilden der Niedertemperatur-Erhitzer 25I und der Hochtemperatur-Kondensator 19I einen einheitlichen Körper und führen verschiedene Funktionen aus.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den oben beschriebenen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf begrenzt und es ist zudem möglich, bei der Erfindung Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe in einer Vielzahl von Formen anzuwenden.
  • Weiterhin können beispielsweise die Abwärmerückgewinnungssysteme 61 (161, 261, 361, 461, 561, 961, 6A, 6C und 6D) in den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen zusätzlich bei Gasturbinenanlagen vorgesehen werden, die nicht mit irgendeinem Abwärmerückgewinnungssystem ausgestattet sind.
  • Weiterhin können die oben beschriebenen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe 421 (521, 910, 10A, 10B, 10C, 10E, 10F, 10G, 10H und 10I) zusätzlich bei Gasturbinenanlagen vorgesehen werden, die mit Kühlluft-Kühlern ausgestattet sind. In diesem Fall können die Kühlluft-Kühler 54, wenn erforderlich, geändert werden. Weiterhin ist es in einem Fall, bei dem unter Verwendung eines Wärmemediums M Abwärme in einem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf zurückgewonnen wird, ebenfalls möglich, weitere Wärmemedien-M-Systeme vorzusehen. Weiterhin ist es bei Gasturbinen, die bei denen Abwärmerückgewinnungsboiler installiert sind und bei Gasturbinen, zusätzlich mit dem Abwärmerückgewinnungsboiler 153 (173, 253, 353, 553 oder 19D) ausgestattet sind, möglich, zusätzlich Systeme vorzusehen, die Abwärme unter Verwendung von Wasser aus dem Abwärmerückgewinnungsboiler zurückgewinnen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gasturbinenanlage
    10
    Gasturbine
    11
    Kompressor
    13
    Kompressorrotor
    17
    Kompressorgehäuse
    21
    Brennkammer
    31
    Turbine
    33
    Turbinenrotor
    34
    Rotorwelle
    35
    Turbinenlaufschaufel
    37
    Turbinengehäuse
    38
    Turbinenleitschaufel
    40
    Gasturbinenrotor
    41
    Generator
    54
    Kühlluft-Kühler
    51
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    61
    Abwärmerückgewinnungssystem
    54A
    erster Kühler
    54B
    zweiter Kühler
    54C
    dritter Kühler
    O
    Wellenachse
    CA
    Kühlluft
    M
    Wärmemedium
    A
    Luft
    F
    Brennstoff
    G
    Verbrennungsgas
    101
    Gasturbinenanlage
    111
    erste Rückgewinnungsleitung
    112
    zweite Rückgewinnungsleitung
    113
    dritte Rückgewinnungsleitung
    151
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    153
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    155
    Dampferzeugungseinheit
    156
    erster Economizer
    157
    zweiter Economizer
    158
    Verdampfer
    159
    Überhitzer
    161
    Abwärmerückgewinnungssystem
    165
    Wasserzufuhrpumpe
    EG
    Abgas
    W
    Wasser
    S
    Dampf
    SS
    überhitzter Dampf
    181
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    173
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    170
    Zweigleitung
    201
    Gasturbinenanlage
    211
    Wasserzufuhrpumpe
    212
    Hochdruck-Wasserzufuhrleitung
    213
    Niederdruck-Dampfleitung
    214
    Hochdruck-Dampfleitung
    215
    Hochdruck-Dampfrückgewinnungsleitung
    221
    Dampfturbine
    225
    Niederdruck-Dampfturbine
    226
    Hochdruck-Dampfturbine
    241
    Generator
    245
    Dampfkondensator
    251
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    253
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    255
    Niederdruck-Dampferzeugungseinheit
    256
    Hochdruck-Dampferzeugungseinheit
    261
    Abwärmerückgewinnungssystem
    271
    Niederdruck-Economizer
    272
    Niederdruck-Verdampfer
    273
    Niederdruck-Überhitzer
    274
    Hochdruck-Wasserzufuhrpumpe
    275
    erster Hochdruck-Economizer
    276
    zweiter Hochdruck-Economizer
    277
    Hochdruck-Verdampfer
    278
    (erster) Hochdruck-Überhitzer
    279
    zweiter Hochdruck-Überhitzer
    LS
    Niederdruck-Dampf
    HS
    Hochdruck-Dampf
    301
    Gasturbinenanlage
    312
    Leitung für wiedererhitzten Dampf
    313
    Zwischendruck-Dampfrückgewinnungsleitung
    314
    Zwischendruck-Wasserzufuhrleitung
    315
    Zwischendruck-Dampfleitung
    321
    Zwischendruck-Dampfturbine
    351
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    353
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    355
    Zwischendruck-Dampferzeugungseinheit
    361
    Abwärmerückgewinnungssystem
    371
    Zwischendruck-Economizer
    372
    Zwischendruck-Verdampfer
    373
    Zwischendruck-Überhitzer
    374
    Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe
    381
    Wiedererhitzungseinheit
    382
    erster Wiedererhitzer
    383
    zweiter Wiedererhitzer
    391
    Hilfskompressor
    401
    Gasturbinenanlage
    461
    Abwärmerückgewinnungssystem
    421
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    422
    Turbine
    425
    Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    426
    Hochtemperatur-Turbine
    427
    Hochtemperatur-Verdampfer
    428
    Hochtemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung
    429
    Hochtemperatur-Pumpe
    435
    Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    436
    Zwischentemperatur-Turbine
    437
    Zwischentemperatur-Verdampfer
    438
    Zwischentemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung
    439
    Zwischentemperatur-Pumpe
    440
    Zwischentemperatur-Erhitzer
    445
    Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    446
    Niedertemperatur-Turbine
    447
    Niedertemperatur-Verdampfer
    448
    Niedertemperatur-Dampfrückgewinnungsleitung
    449
    Niedertemperatur-Kondensator
    450
    Niedertemperatur-Pumpe
    451
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    452
    Niedertemperatur-Erhitzer
    471
    Generator
    LM
    Niedersiedepunkt-Medium
    HLM
    Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium
    MLM
    Zwischentemperatur-Niedersiedepunkt-Medium
    LLM
    Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium
    RS
    wiedererhitzter Dampf
    501
    Gasturbinenanlage
    521
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    551
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    553
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    561
    Abwärmerückgewinnungssystem
    571
    Rankine-Kreislauf
    573
    Turbine
    574
    Generator
    575
    Erhitzer
    576
    Verdampfer
    577
    Wiedererhitzer
    578
    Kondensator
    579
    Pumpe
    601
    Gasturbinenanlage
    701
    Gasturbinenanlage
    801
    Gasturbinenanlage
    901
    Gasturbinenanlage
    910
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    911
    Niederdruck-Bereich
    912
    Niederdruck-Turbine
    913
    Niederdruck-Pumpe
    914
    Niederdruck-Verdampfer
    921
    Zwischendruck-Bereich
    922
    Zwischendruck-Turbine
    923
    Zwischendruck-Pumpe
    924
    Zwischendruck-Verdampfer
    931
    Hochdruck-Bereich
    932
    Hochdruck-Turbine
    933
    Hochdruck-Pumpe
    934
    Hochdruck-Verdampfer
    951
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    961
    Abwärmerückgewinnungssystem
    981
    Niederdruck-Zuführleitung
    982
    Zwischendruck-Zuführleitung
    983
    Hochdruck-Verteilerleitung
    991
    Niederdruck-Rückgewinnungsleitung
    992
    Zwischendruck-Rückgewinnungsleitung
    995
    Kondensator
    999
    Generator
    1A
    Gasturbinenanlage
    3A
    erste Rückgewinnungsleitung
    4A
    zweite Rückgewinnungsleitung
    5A
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    6A
    Abwärmerückgewinnungssystem
    8A
    erste Pumpe
    9A
    zweite Pumpe
    10A
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    11A
    erster Erhitzer
    12A
    zweiter Erhitzer
    13A
    Turbine
    14A
    Generator
    15A
    Kondensator
    16A
    Wiedererhitzer
    17A
    Pumpe
    4B
    dritte Rückgewinnungsleitung
    9B
    dritte Pumpe
    10B
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    12B
    dritter Erhitzer
    1C
    Gasturbinenanlage
    2C
    Rückgewinnungsleitung
    3C
    Rückführungsleitung
    4C
    Bypass-Leitung
    5C
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    6C
    Abwärmerückgewinnungssystem
    7C
    Flussraten-Einstellventil
    8C
    Pumpe
    9C
    Verdampfer
    10C
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    11C
    erste Bypass-Leitung
    12C
    zweite Bypass-Leitung
    13C
    Steuerungsvorrichtung
    14C
    Turbine
    15C
    Generator
    16C
    Niedersiedepunkt-Medien-Rückgewinnungsleitung
    17C
    Pumpe
    18C
    Kondensator
    1D
    Gasturbinenanlage
    3D
    Rückführungsleitung
    5D
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    6D
    Abwärmerückgewinnungssystem
    19D
    Abwärmerückgewinnungsboiler
    20D
    Wasserzufuhrpumpe
    21D
    Dampferzeugungseinheit
    22D
    erster Economizer
    23D
    zweiter Economizer
    24D
    Verdampfer
    25D
    Überhitzer
    30D
    Flussraten-Einstellventil
    31D
    Einführleitung
    32D
    Einführpumpe
    33D
    Ablassleitung
    10E
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    14E
    Erhitzer
    15E
    Pumpe
    16E
    Turbine
    17E
    Generator
    18E
    Kondensator
    19E
    Wiedererhitzer
    10F
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    14F
    Verdampfer
    15F
    Pumpe
    16F
    Hochdruck-Turbine
    17F
    Wiedererhitzer
    18F
    Niederdruck-Turbine
    19F
    Kondensator
    20F
    Generator
    10G
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    14G
    Hochdruck-Bereich
    15G
    Niederdruck-Bereich
    16G
    Generator
    17G
    Kondensator
    18G
    Niederdruck-Verdampfer
    19G
    Niederdruck-Pumpe
    20G
    Niederdruck-Turbine
    21G
    Hochdruck-Verdampfer
    22G
    Hochdruck-Pumpe
    23G
    Hochdruck-Turbine
    10H
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    11H
    erster Erhitzer
    12H
    zweiter Erhitzer
    13H
    dritter Erhitzer
    14H
    vierter Erhitzer
    15H
    Turbine
    16H
    Generator
    17H
    Kondensator
    18H
    Wiedererhitzer
    10I
    Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf
    14I
    Hochtemperatur-Bereich
    15I
    Niedertemperatur-Bereich
    16I
    Hochtemperatur-Verdampfer
    17I
    Hochtemperatur-Turbine
    18I
    Generator
    19I
    Hochtemperatur-Kondensator
    20I
    Hochtemperatur-Pumpe
    21I
    Niedertemperatur-Verdampfer
    22I
    Niedertemperatur-Turbine
    23I
    Generator
    24I
    Niedertemperatur-Kondensator
    25I
    Niedertemperatur-Erhitzer
    26I
    Niedertemperatur-Pumpe
    LM1
    Niedertemperatur-Niedersiedepunkt-Medium
    LM3
    Hochtemperatur-Niedersiedepunkt-Medium

Claims (16)

  1. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck von wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern zu einem Höhertemperatur-Wärme-Medium als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt, und von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Niedertemperatur-Wärme-Medium als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnt.
  2. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfasst, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer höheren Wassertemperatur als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einer niedrigeren Wassertemperatur als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnt.
  3. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfasst, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem höheren Wasserdruck als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einem Bereich des Abwärmerückgewinnungsboilers mit einem niedrigeren Wasserdruck als Niedertemperatur-Abwärme rückgewinnt.
  4. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung eine Vielzahl von Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreisläufe aufweist, in denen Niedersiedepunkt-Medien, die unterschiedliche Siedepunkte haben, aufgrund von rückgewonnener Abwärme einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen, die Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Hochtemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen höheren Siedepunkt hat, zurückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Niedertemperatur-Abwärme in den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen niedrigeren Siedepunkt hat, zurückgewinnt.
  5. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen (Zahl) Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf umfasst, bei dem ein Niedersiedepunkt-Medium aufgrund der rückgewonnenen Abwärme einen Kreislauf aufweisend Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholt, wobei der Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf: Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einer Stelle, an dem die Niedersiedepunkt-Medien eine höhere Temperatur haben, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Luftdruck der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler zu einer Stelle, an dem die Niedersiedepunkt-Medien einen niedrigeren Druck haben, rückgewinnt.
  6. Ein Abwärmerückgewinnungssystem umfassend eine Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern, die in einer Gasturbine aufweisend einen Kompressor, der Luft verdichtet, eine Brennkammer, die Brennstoff in der verdichteten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, die Luft mit unterschiedlichen Drücken von einer Vielzahl von Stellen in dem Kompressor abzweigen und die von den entsprechenden Stellen abgezweigte Luft kühlen, wobei Kühlluft erzeugt wird, und eine Abwärmerückgewinnungsvorrichtung, die Abwärme von den wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern aus der Mehrzahl von Kühlluft-Kühlern rückgewinnt, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst: einen Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem Niedersiedepunkt-Medien, die alle einen unterschiedlichen Siedepunkt haben, aufgrund der wiedergewonnenen Abwärme einen Kreislauf wiederholen, der aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzen, besteht; und einen Rankine-Kreislauf aufweisend einen Abwärmerückgewinnungsboiler, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine und einer Dampfturbine, die unter Verwendung des in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als Betriebsmedium erhitzten Wassers angetrieben wird, Wasser erhitzt, Abwärme von Teilen mit höherem Luftdruck, der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler als Hochtemperatur-Abwärme im Rankine-Kreislauf rückgewinnt und Abwärme von Teilen mit niedrigerem Druck von wenigstens zwei Kühlluft-Kühlern als Niedertemperatur-Abwärme im Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf rückgewinnt.
  7. Das Abwärmerückgewinnungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung den Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf einschließlich eines Verdampfers, der Niedersiedepunkt-Medien unter Verwendung von Abwärme von den Kühlluft-Kühlern durch Rückgewinnung der Abwärme unter Verwendung von Wärme-Medien verdampft, eine Rückgewinnungsleitung, die es den Wärmemedien, die die Abwärme in den Kühlluft-Kühlern rückgewonnen haben, ermöglicht, zu dem Verdampfer zu fließen, eine Rückführungsleitung, die mit der Rückgewinnungsleitung kommuniziert und es den Wärmemedien, die Abwärme an den Verdampfer geliefert haben, ermöglicht, zu den Kühlluft-Kühlern zu fließen und eine Pumpe, die die Wärmemedien zwischen den Kühlluft-Kühlern und dem Verdampfer durch die Rückgewinnungsleitung und die Rückführungsleitung umwälzt, aufweist.
  8. Das Abwärmerückgewinnungssystem nach Anspruch 7, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung umfasst eine Bypass-Leitung, die es der Rückgewinnungsleitung und der Rückführungsleitung erlaubt, zu kommunizieren, ohne dass die Kühlluft-Kühler und die Verdampfer dazwischen sind, und somit es dem Wärmemedium erlaubt, zwischen diesen zu fließen und ein Flussraten-Einstellventil, das eine Flussrate der Wärmemedien, die durch die Bypass-Leitung fließen, einstellt.
  9. Das Abwärmerückgewinnungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung einen Abwärmerückgewinnungsboiler umfasst, der unter Verwendung von Abgas aus der Turbine Wasser erhitzt und das Wasser in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als das Wärmemedium nutzt.
  10. Das Abwärmerückgewinnungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Abwärmerückgewinnungsvorrichtung durch Mischen von Abwärme von einem Teil oder allen der wenigstens zwei Kühlluft-Kühler gemischte Abwärme erzeugt, Abwärme, die unter der gemischten Abwärme eine höhere Temperatur hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Hochtemperatur-Abwärme zurück gewinnt und Abwärme, die unter der gemischten Abwärme eine niedrigere Temperatur hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Niedertemperatur-Abwärme zurück gewinnt.
  11. Eine Gasturbinenanlage umfassend: das Abwärmerückgewinnungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, und die Gasturbine, einschließlich dem Kompressor, der Luft verdichtet, die Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und die Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird.
  12. Ein Abwärmerückgewinnungsverfahren umfassend: einen Abzweigungsschritt, der Luft an einer Vielzahl von Stellen, die unterschiedliche Drücke haben, in einem Kompressor in einer Gasturbine abzweigt, einschließlich des Kompressors, der Luft verdichtet, einer Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und einer Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, einen Kühlschritt, kühlend die Luft, die entsprechend von der Vielzahl von Stellen abgezweigt wurde, wodurch Kühlluft erzeugt wird, die Hochtemperatur-Komponenten kühlt, und einen Abwärmerückgewinnungsschritt, rückgewinnend Abwärme, die erzeugt wurde, wenn Kühlluft, die in wenigstens zwei der Vielzahl von Stellen korrespondierend zu einer Vielzahl von Abzweigungsstellen erzeugt wird, wobei im Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wurde, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, zu einem Wärmemedium mit höherer Temperatur als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen wird und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wurde, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, zu einem Wärmemedium mit niedrigerer Temperatur als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen wird.
  13. Ein Abwärmerückgewinnungsverfahren umfassend einen Abzweigungsschritt, der Luft an einer Vielzahl von Stellen, die unterschiedliche Drücke haben, in einem Kompressor in einer Gasturbine abzweigt, einschließlich des Kompressors, der Luft verdichtet, einer Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und einer Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, einen Kühlschritt, kühlend die Luft, die entsprechend von der Vielzahl von Stellen abgezweigt wurde, wodurch Kühlluft erzeugt wird, die Hochtemperatur-Komponenten kühlt, und einen Abwärmerückgewinnungsschritt, rückgewinnend Abwärme, die erzeugt wurde, wenn Kühlluft, die in wenigstens zwei der Vielzahl von Stellen korrespondierend zu einer Vielzahl von Abzweigungsstellen erzeugt wird, wobei im Abwärmerückgewinnungsschritt die Abwärme in einer Vielzahl von Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislaufe, in denen Niedersiedepunkt-Medien mit verschiedenen Siedepunkten jeweils einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen, rückgewonnen wird, Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der der wenigstens zwei Stellen mit höherem Druck abgezweigt wurde, als Hochtemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen höheren Siedepunkt hat, rückgewonnen wird und Abwärme, die durch Kühlen der Luft erhalten wird, die von einer der wenigstens zwei Stellen mit niedrigerem Druck abgezweigt wurde, als Niedertemperatur-Abwärme in dem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf, in dem das Niedersiedepunkt-Medium einen niedrigeren Siedepunkt hat, rückgewonnen wird.
  14. Ein Abwärmerückgewinnungsverfahren umfassend einen Abzweigungsschritt, der Luft an einer Vielzahl von Stellen, die unterschiedliche Drücke haben, in einem Kompressor in einer Gasturbine abzweigt, einschließlich des Kompressors, der Luft verdichtet, einer Brennkammer, die Verbrennungsgas durch Verbrennung von Brennstoff in der verdichteten Luft erzeugt, und einer Turbine, die unter Verwendung des Verbrennungsgases angetrieben wird, einen Kühlschritt, kühlend die Luft, die entsprechend von der Vielzahl von Stellen abgezweigt wurde, wodurch Kühlluft erzeugt wird, die Hochtemperatur-Komponenten kühlt, und einen Abwärmerückgewinnungsschritt, rückgewinnend Abwärme, die erzeugt wurde, wenn Kühlluft, die in wenigstens zwei der Vielzahl von Stellen korrespondierend zu einer Vielzahl von Abzweigungsstellen erzeugt wird, wobei in dem Abwärmerückgewinnungsschritt Abwärme mit höherem Druck, welche durch Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen, erhalten wird, rückgewonnen wird als Hochtemperatur-Abwärme in einem Rankine-Kreislauf aufweisend einen Abwärmerückgewinnungsboiler, der unter Verwendung von Abgas von der Turbine Wasser erhitzt und eine Dampfturbine die angetrieben wird, unter Verwendung des Wassers, welches in dem Abwärmerückgewinnungsboiler als Arbeitsmedium erhitzt wird, und Abwärme mit niedrigerem Druck, welche durch Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen erhalten wird, als Niedertemperatur-Abwärme in einem Niedersiedepunkt-Medien-Rankine-Kreislauf rückgewonnen wird, in dem Niedersiedepunkt-Medien einen Kreislauf bestehend aus Kondensation, Verdampfung und Umwälzung wiederholen.
  15. Das Abwärmerückgewinnungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei in dem Abwärmerückgewinnungsschritt gemischte Abwärme durch Mischen eines Teils oder der gesamten Abwärme produziert wird, die durch das Kühlen der Luft, abgezweigt von den wenigstens zwei Stellen erhalten wird, Abwärme mit einer höheren Temperatur unter der gemischten Abwärme und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Hochtemperatur-Abwärme rückgewonnen wird, und Abwärme, die eine niedrigere Temperatur unter der gemischten Abwärme hat und Abwärme, die nicht mit der gemischten Abwärme gemischt ist, als Niedertemperatur-Abwärme rückgewonnen wird.
  16. Ein Installationsverfahren für Abwärmerückgewinnungssysteme, wobei das Abwärmerückgewinnungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in der Gasturbine installiert wird.
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