JP2015519503A5

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Info

Publication number: JP2015519503A5
Application number: JP2015509053A
Authority: JP
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2033-04-19

Claims

ガスタービンシステムを備えたシステムであって、
タービン燃焼器と、
前記タービン燃焼器からの燃焼生成物により駆動されるタービンと、
前記タービンによって駆動され、排出ガスを圧縮して前記タービンに供給するよう構成された排出ガス圧縮器と、
排出ガス再循環（ＥＧＲ）システムと、を備え、
前記ＥＧＲシステムが、前記排出ガスを１又は２以上の排出ガス再循環経路に沿って前記タービンから前記ガスタービンシステムの第１及び第２の排出ガス入口まで再循環させるよう構成され、スクラビングシステムと少なくとも前記第２の排出ガス入口の上流側の水分分離器とを有し、前記第１の排出ガス入口により前記排出ガス圧縮器が排出ガス圧縮のため前記排出ガスを吸入することが可能となり、前記第２の排出ガス入口は前記第１の排出ガス入口から分離されている、
ことを特徴とするシステム。
前記ＥＧＲシステムが、
前記スクラビングシステム及び水分分離器を有する排出ガス処理システムと、
前記第２の排出ガス入口と前記排出ガス処理システムとの間で前記１又は２以上の排出ガス再循環経路の少なくとも１つに沿って位置決めされる流れ制御システムであって、前記排出ガスが前記第１の排出ガス入口から別個の経路に沿って前記第２の排出ガス入口に流れるのを可能にするよう構成された排出ガス流れヘッダを有する前記流れ制御システムと、
１又は２以上の命令セットを全体として格納する１又は２以上の有形の非一時的機械可読媒体を有する制御システムと、
前記１又は２以上の命令セットを実行する１又は２以上の処理デバイスと、を備え、
前記処理デバイスが、
前記タービン、前記排出ガス圧縮器、又は前記システムの別の構成要素、或いはこれらの組み合わせの動作パラメータを示すデータを受け取り、
前記受け取ったデータの結果として、前記第１の排出ガス入口、前記第２の排出ガス入口、又は両方に提供された前記排出ガスのパラメータを調整するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
温度、圧力、水分、流量、又はこれらの組み合わせを示すフィードバックを生成するよう構成された１又は２以上のセンサを更に備え、前記１又は２以上のセンサが前記制御システムに通信可能に接続され、前記１又は２以上のセンサが、前記動作パラメータを示すデータとして前記制御システムに前記フィードバックを提供するよう構成される、
請求項２に記載のシステム。
前記第２の入口が前記タービンに位置決めされ、前記１又は２以上のセンサが前記タービンに位置決めされ、前記１又は２以上のプロセッシングデバイスが、前記１又は２以上の命令セットを実行して、前記１又は２以上のセンサにより生成される前記フィードバックをモニタし、該フィードバックの結果として前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するよう構成され、
前記１又は２以上のセンサにより生成された前記フィードバックが、前記タービンのタービン段の温度又は該タービン段間の温度を示し、前記１又は２以上のプロセッシングデバイスが、前記１又は２以上の命令セットを実行して、前記フィードバックの結果として前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスの流量、温度、又はこれらの組み合わせを調整するように構成され、
前記１又は２以上のセンサにより生成される前記フィードバックが、前記タービンのタービン段の圧力又は該タービン段間の圧力を示し、前記１又は２以上のプロセッシングデバイスが、前記１又は２以上の命令セットを実行して、前記フィードバックの結果として前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスの流量、温度、又はこれらの組み合わせを調整するように構成される、
請求項３に記載のシステム。
前記第２の入口が前記排出ガス圧縮器に位置決めされ、前記１又は２以上のセンサが前記排出ガス圧縮器に位置決めされ、前記１又は２以上のプロセッシングデバイスが、前記１又は２以上の命令セットを実行して、前記１又は２以上のセンサにより生成される前記フィードバックを監視し、該フィードバックの結果として、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するよう構成され、
前記１又は２以上のセンサにより生成される前記フィードバックが、前記排出ガス圧縮器の圧縮機段又は該圧縮機段間の圧力を示し、前記１又は２以上のプロセッシングデバイスが、前記１又は２以上の命令セットを実行して、前記フィードバックの結果として、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスの流量、温度、又はこれらの組み合わせを調整するように構成される、
請求項３に記載のシステム。
前記第２の排出ガス入口は、前記１又は２以上の排出ガス再循環経路の少なくとも１つからの排出ガスが、冷却チャンネル、シールチャンネル、加熱チャンネル、パージチャンネル、又はこれらの何れかの組み合わせに流入することを可能にするように位置決めされている、
請求項１に記載のシステム。
前記第２の排出ガス入口は、前記１又は２以上の排出ガス再循環経路の少なくとも１つからの排出ガスが、前記タービンの内側ケーシングと外側ケーシングとの間に形成されたタービンプレナム内に流入可能になり、前記内側ケーシング、前記外側ケーシング、前記タービンの１又は２以上のタービン段、又はこれらの何れかの組み合わせの冷却を可能にするように位置決めされている、
請求項６に記載のシステム。
前記第２の排出ガス入口は、前記１又は２以上の排出ガス再循環経路の少なくとも１つからの排出ガスが、タービンホイール、タービンブレード、又はこれらの何れかの組み合わせの内部に配置されたチャンネルに流入可能になり、前記タービンホイール、前記タービンブレード、又はこれらの何れかの組み合わせの冷却を可能にするように位置決めされている、
請求項６に記載のシステム。
前記第２の排出ガス入口は、前記１又は２以上の排出ガス再循環経路のうちの少なくとも１つからの排出ガスが、前記ガスタービンシステムのミッドスパン軸受組立体、前記ガスタービンシステムのタービン軸受組立体、前記ガスタービンシステムの圧縮機軸受組立体、又はこれらの何れかの組み合わせに流入可能になり、前記ミッドスパン軸受組立体、前記タービン軸受組立体、前記圧縮機軸受組立体、又はこれらの何れかの組み合わせの冷却、パージ、シール、又はこれらの何れかの組み合わせの冷却、パージ、シールまたはこれらの何れかの組み合わせを可能にするように位置決めされる、
請求項６に記載のシステム。
前記第２の排出ガス入口が、前記タービンのタービン段間に位置決めされている、
請求項１に記載のシステム。
加圧された酸化剤を前記タービン燃焼器に供給するよう構成された酸化剤圧縮システムを更に備え、
前記酸化剤圧縮システムが１又は２以上の機械構成要素を含み、
前記第２の排出ガス入口が、前記１又は２以上の機械構成要素の少なくとも１つに結合され、
前記酸化剤圧縮システムが、主酸化剤圧縮機を含み、
前記第２の排出ガス入口が、前記１又は２以上の排出ガス再循環経路の少なくとも１つからの排出ガスが前記主酸化剤圧縮機の内側酸化剤圧縮機ケーシングと外側酸化剤圧縮機ケーシングとの間に形成された酸化剤圧縮機プレナム内に流入可能にして、前記酸化剤圧縮機の１又は２以上の圧縮機段の温度制御を可能にするように位置決めされている、
請求項１に記載のシステム。
酸化剤中約０．９５〜１．０５の燃料対酸素の燃焼当量比で燃料／酸化剤混合気を燃焼させるよう構成されたタービン燃焼器を有する量論的燃焼システムを更に備える、
請求項１に記載のシステム。
タービン内の燃焼ガスから排出ガスを生成するステップと、
前記排出ガスを排出ガス再循環経路に沿って再循環させるステップと、
排出ガス処理システムを用いて前記排出ガス再循環経路に沿った前記排出ガス内の水分を低減するステップと、
圧縮のため前記排出ガスを排出ガス圧縮器の第１の排出ガス入口に提供するステップと、
温度制御、クリアランス制御、圧力制御、シール、又はこれらの組み合わせのため前記第１の排出ガス入口から分離された第２の排出ガス入口に前記排出ガス再循環経路から前記排出ガスを提供するステップと、を含む、
ことを特徴とする方法。
前記タービン燃焼器内で酸化剤中約０．９５〜１．０５の燃料対酸素の燃焼当量比で燃料／酸化剤混合気を燃焼させて燃焼ガスを発生させるステップを更に含む、
請求項１３に記載の方法。
制御システムを用いて前記タービン、前記排出ガス圧縮器、又はこれらの組み合わせの動作パラメータを監視し、前記監視の結果として、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するステップを更に含む、
請求項１３に記載の方法。
制御システムを用いて前記タービンの温度及び／又は圧力を示すフィードバックを監視するステップを更に含み、前記排出ガスを前記排出ガス再循環経路から前記第２の排出ガス入口に提供するステップが、前記タービンの内側タービンケーシングと外側タービンケーシングとの間に位置決めされたタービンプレナムに通じたタービン入口に前記排出ガスを提供するステップを含み、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するステップが、前記タービンプレナムに提供される前記排出ガスの流量を調整するステップ、前記タービンプレナムに提供される前記排出ガスの温度を調整するステップ、前記タービンプレナムに提供される前記排出ガスの圧力を調整するステップ、又はこれらの組み合わせを含む、
請求項１３に記載の方法。
制御システムを用いて前記排出ガス圧縮器の温度及び／又は圧力を示すフィードバックを監視するステップを更に含み、前記排出ガスを前記排出ガス再循環経路から前記第２の排出ガス入口に提供するステップが、前記排出ガス圧縮器の内側圧縮機ケーシングと外側圧縮機ケーシングとの間に形成された圧縮機プレナムに通じた排出ガス圧縮器入口に前記排出ガスを提供するステップを含み、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するステップが、前記排出ガス圧縮器プレナムに提供される前記排出ガスの流量を調整するステップ、前記排出ガス圧縮器プレナムに提供される前記排出ガスの温度を調整するステップ、前記排出ガス圧縮器プレナムに提供される前記排出ガスの圧力を調整するステップ、又はこれらの組み合わせと、
制御システムを用いて前記排出ガス再循環経路から前記第１及び第２の排出ガス入口それぞれへの前記排出ガスの第１の流れ及び／又は第２の流れの少なくとも１つのパラメータを制御するステップと、を更に含み、前記流れ制御システムが、前記排出ガス処理システムの下流側で前記排出ガス再循環経路に沿って配置され、
前記排出ガスの第１の流れ及び／又は第２の流れの少なくとも１つのパラメータを制御するステップが、前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスの第２の流れの流量、圧力、温度、又はこれらの組み合わせを制御するステップを含む、
請求項１３に記載の方法。
前記排出ガス再循環経路から前記第２の排出ガス入口に前記排出ガスを提供するステップが、圧縮機軸受組立体、ミッドスパン軸受組立体、又はタービン軸受組立体、或いはこれらの組み合わせに前記排出ガスを提供するステップを含み、前記方法が、
制御システムを用いて前圧縮機軸受組立体、前記ミッドスパン軸受組立体、又は前記タービン軸受組立体、或いはこれらの組み合わせの圧力、温度、又はこれらの組み合わせを示すフィードバックを監視し、前記監視の結果として前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するステップを更に含む、
請求項１３に記載の方法。
前記第２の排出ガス入口に提供される前記排出ガスのパラメータを調整するステップが、前記排出ガスの流量、前記排出ガスの圧力、前記排出ガスの温度、又はこれらの組み合わせを調整するステップを含む、
請求項１８に記載の方法。
前記排出ガス再循環経路から前記第２の排出ガス入口に前記排出ガスを提供するステップが、前記燃焼ガスを生成するよう構成されたタービン燃焼器に圧縮された酸化剤を提供するよう構成された酸化剤圧縮システムの１又は２以上の機械構成要素に前記排出ガスを提供するステップを含む、
請求項１３に記載の方法。