JP4700786B2

JP4700786B2 - 燃料ガスを加湿加熱する方法及び装置

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Publication number: JP4700786B2
Application number: JP2000163932A
Authority: JP
Inventors: ジャティラ・ラナシンゲ; ラウブ・ワーフィールド・スミス
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-06-01
Also published as: KR20010015055A; KR100766345B1; DE60033738T2; US20010049934A1; EP1065347A3; EP1065347B1; DE60033738D1; JP2001020757A; US6389794B2; EP1065347A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガス燃焼形コンバインドサイクル発電所（natural gas fired combined cycle power plants）に関し、特に、パワー出力及び熱力学的効率を向上させるために燃料ガスの飽和及び加熱を行う変形ボトミングサイクル（bottoming cycle）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボトミングサイクル熱回収蒸気発生器（Heat Recovery Steam Generators= HRSG）の場合、低圧エコノマイザ（low pressure economizer = LP-EC）の内の高温のガスと、低温の水との間に大きな温度差があったため、熱力学的エネルギー（熱力学的ポテンシャル）が失われ、その結果、サイクルのパワー出力が制限されていた。これまで、カリナ（Kalina）サイクルのように、例えば、アンモニアと水などの、非等温沸騰特性を有する多成分流体を使用して，ＨＲＳＧにおける温度の不一致を改善するボトミングサイクルを設計しようという試みが為されてきた。そのような多成分流体はＨＲＳＧ全体の温度の不一致を改善すると共に、効率を向上させるが、ボトミングサイクルで多成分流体を実際に使用することは極めて困難である。
【０００３】
現在、コンバインドサイクル発電所によっては、熱効率を改善するために燃料の加熱を行っているところもある。現在の燃料加熱方法では、燃料をＬＰ蒸気温度以上に燃料を加熱すると、プラントのパワー出力が低下してしまうが、熱消費量の減少によって熱効率が向上するため、燃料加熱は経済的な面では魅力ある設計オプションになっている。しかし、プラントの出力低下を回避しつつ、ＨＲＳＧにおける温度の不一致を更に改善することができる方法及び装置は依然として必要である。
【０００４】
【発明の概要】
本発明の現時点で好ましい実施例によるボトミングサイクル設計方法においては、燃料ガスを飽和させるための水加熱部を熱回収蒸気発生器の低圧エコノマイザ（ＬＰ−ＥＣ）と並列して設けることにより、高温の熱交換流と低温の熱交換流との温度の不一致を最も圧力の低い蒸発器の温度以下に改善することができる。すなわち、本発明における燃料ガス飽和のための熱源はガスタービンの排気ガスである。水分を加えることによりガスの質量流量が増すため、ガスタービン及び蒸気タービンのパワー出力は増加する。燃料ガスの飽和に続いて、好ましくはボトムサイクル熱源によって燃料を過熱する。その結果、現在の燃料加熱方法と比較して、熱効率の利得は増大する。燃料をＬＰ蒸気温度を越えるまで加熱したとしても、燃料を加熱しない場合と比べてパワー出力は増加する。先に述べた通り、現在の燃料加熱方法では、燃料を加熱しない場合と比べてパワー出力は失われてしまうと考えられる。従って、本発明のサイクルによって燃料ガスを飽和させ、その後に過熱することにより、燃料を同じ温度まで加熱する従来のコンバインドサイクル又は燃料の加熱を伴わないサイクルと比較して、パワー出力は増加し、また、熱力学的効率も向上する。
【０００５】
すなわち、本発明は、ガスタービンと、蒸気タービンと、熱回収蒸気発生器とを含むコンバインドサイクルシステムにおいて具現化され、ガスタービンの排気ガスは熱回収蒸気発生器において蒸気タービン用の蒸気を発生させるために使用され、このガスタービンの排気は熱回収蒸気発生器の入口端部から出口端部へと流れ、また、システムは、燃料ガスを水によって飽和させ且つ燃料ガスを過熱する燃料ガス飽和器組体を更に具備し、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）は、排気ガスからの熱によって水を加熱し、燃料ガス飽和器組体の熱源を規定する第１の水加熱器と、ガスタービンに供給するために、燃料ガス飽和器組体により飽和され且つ加熱された燃料ガスを過熱する燃料ガス過熱器とを含む。
【０００６】
一実施例では、燃料ガス飽和器組体は、ＨＲＳＧの第１の水加熱器から受け入れた加熱水によって燃料ガスを飽和させ且つ加熱する燃料ガス飽和器充填塔から構成されている。別の実施例においては、燃料ガス飽和器組体は、燃料ガスに水を加えるための給水口と、給水口から取りいれられた水で飽和された燃料ガスを加熱する熱交換器とを具備する。この場合、熱交換器は第１の水加熱器からの加熱水を受け入れ、それを使用して燃料ガスを加熱する。熱交換器を使用するか、飽和器充填塔を使用するかに関わらず、本発明の好ましい実施例においては、燃料過熱器は熱回収蒸気発生器の熱源を利用して飽和燃料ガスを加熱する。
【０００７】
更に、本発明は、ガスタービンと、蒸気タービンと、熱回収蒸気発生器とを含むコンバインドサイクルシステムにおけるパワー出力及び熱力学的効率を向上させる方法でも具現化され、この場合にも、ガスタービンの排気ガスは熱回収蒸気発生器において蒸気タービン用の蒸気を発生させるために使用され、このガスタービンの排気ガスは熱回収蒸気発生器の入口端部から出口端部へと流れ、方法は、燃料ガスに水を加え且つ熱回収蒸気発生器から取り出された熱によって燃料ガスを加熱して、加熱飽和燃料ガスを生成する過程と、飽和燃料ガスを燃料過熱器へ送る過程と、燃料過熱器で飽和燃料ガスを更に加熱して、燃料ガスを過熱する過程と、過熱された飽和燃料ガスをガスタービンへ送る過程とから成る。好ましい実現形態においては、飽和燃料ガスも熱回収蒸気発生器の熱源から取り出された熱によって加熱される。
【０００８】
ここで説明する変形ボトミングサイクル及びその方法は、特に、天然ガス燃焼形コンバインドサイクルに適用可能である。
【０００９】
本発明の蒸気の目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させて以下の現時点で好ましい本発明の実施例の更に詳細な説明を注意深く検討することにより更に完璧に理解され、認識されるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
燃料加熱部１０を有する従来の３圧力再熱コンバインドサイクル発電所（パワープラント）の概略図を図１に示す。
【００１１】
この例のプラントは、燃料システム１４及びガスタービン１６から構成されるガスタービンシステム１２と、高圧部（ＨＰ）２０、中圧部（ＩＰ）２２及び１つ又は複数の低圧部（ＬＰ）２４を含む蒸気タービンシステム１８とを含む。この装置では、それぞれ異なる圧力部に複数の蒸気の給気口が設けられている。低圧部２４は復水器（condenser）２６に排出する。蒸気タービン１８は発電機２８を駆動し、発電機２８はそれにより電力を発生する。ガスタービン１２と、蒸気タービン１８と、発電機２８は、１つの軸３０に沿って縦並びに配列されている。
【００１２】
蒸気タービンシステム１８は、低圧エコノマイザ（ＬＰ−ＥＣ）と、低圧蒸発器（ＬＰ−ＥＶ）と、高圧エコノマイザ（ＨＰ−ＥＣ−２）と、中圧エコノマイザ（ＩＰ−ＥＣ）と、中圧蒸発器（ＩＰ−ＥＶ）と、低圧過熱器（=super heater）（ＬＰ−ＳＨ）と、最終高圧エコノマイザ（ＨＰ−ＥＣ−１）と、中圧過熱器（ＩＰ−ＳＨ）と、高圧蒸発器（ＨＰ−ＥＶ）と、高圧過熱器（ＨＰ−ＳＨ−２）と、再熱器（reheater）（ＲＨ−ＳＨ）と、最終の高圧過熱器（ＨＰ−ＳＨ−１）とを含む多圧ＨＲＳＧ３２と関連している。
【００１３】
凝縮水は復水器２６から凝縮水ポンプ３６によって導管３４を経てＨＲＳＧ３２へ送られる。その後、凝縮水はＬＰ−ＥＣを通過し、ＬＰ−ＥＶに入る。周知のように、ＬＰ−ＥＶから出た蒸気はＬＰ−ＳＨへ送られ、導管３８と、概略的に図中符号４０で示されている適切なＬＰ給気停止／制御弁とを介して、蒸気タービン１８の低圧部２４に戻される。給水は給水ポンプ４２によって導管４４を介してＩＰ−ＥＣを通過し、導管４８を介してＩＰ−ＥＶに入り、導管４６を介してＨＰ−ＥＣ−２を通過し、その後、最終ＨＰ−ＥＣ−１に至る（導管は図示せず）。同時に、ＩＰ−ＥＶからの蒸気はＩＰ−ＳＨを通過し、その後、導管５０を経て再熱器ＲＨ−ＳＨを流れる。再び熱せられた蒸気は導管５２を介して蒸気タービン１８の中圧部２２に戻される。
【００１４】
その間、最終ＨＰ−ＥＣ−１の凝縮水はＨＰ−ＥＶへ送られる。ＨＰ−ＥＶを出た蒸気は過熱器部ＨＰ−ＳＨ−２及びＨＰ−ＳＨ−１を通過し、導管５４と、適切な停止／制御弁（図示せず、必要に応じて使用する）とを介して蒸気タービン１８の高圧部２０に戻される。
【００１５】
この例における燃料過熱器５６の熱源は、中圧エコノマイザ（ＩＰ−ＥＣ）排出口から取り出される熱５８である。ＨＲＳＧ又は蒸気タービンのその他の部分からの取り出しも可能である。底部サイクル(bottom cycle)のエネルギー源からの燃料に熱を加えると、加えられた熱に匹敵する量だけ熱の消費が減少し、それに相応して、燃料ガスの消費も減少する。このプラントでは、特に燃料をＬＰ蒸気温度を越える温度まで過熱する場合に、燃料加熱のために底部サイクル(bottom cycle)のエネルギー源を利用したことにより、正味電力出力は減少するのであるが、熱消費量が減少するために、適切な熱源を選択すれば、熱力学的効率が向上するという結果が得られるであろう。このように向上した熱力学的効率の経済値は、多くの場合、失われる電力出力と比べて相当に高いものではあるが、それでも、発電プラントの出力が失われることを考えれば、その利するところは小さくなってしまう。
【００１６】
一例として、図１に示すサイクル１０に関して、燃料を８０°Ｆから３６５°Ｆまで加熱すると共に、交換器５６から出る水の温度が１３０°Ｆである場合を説明する。この結果、コンバインドサイクルの正味効率は＋０．６％向上するが、正味電力出力の減少は−０．２５％である。
【００１７】
図２は、図１のＨＲＳＧ３２のＬＰ−ＥＣ部に関して、高温複合物（ガス）及び低温複合物（ボイラの給水）の百万ＢＴＵ／時単位の熱デューティと、それに対応する温度との関係を表すグラフである。低圧蒸発器（ＬＰ−ＥＶ）を出て、ＬＰ−ＥＣに入るガスは、通常、２９０〜３３０°Ｆであるが、この例では３１３°Ｆを使用する。この例においては、給水が２８８°Ｆまで加熱されるＬＰ−ＥＣのガス入り口に２５°Ｆの温度差があり、ガスの温度が２５０°Ｆであるとき、この温度の不一致は約６０°Ｆまで大きくなり、ガスが煙道に侵入するＬＰ−ＥＣの出口では約１００°Ｆまで更に大きくなる。この温度差が従来のランキン(Rankine)のボトミングサイクルで必ず生じていたエネルギー損失の原因である。
【００１８】
図３の概略図を参照すると、本発明の基本概念を理解することができる。便宜上、図１を参照して先に説明した構成要素に相当する構成要素には同じ図中符号を付し、それらの構成要素については、燃料飽和及び加熱に要する構成要素及び工程を理解する上で必要である又は望ましいと考えられる部分のみを詳細に説明する。
【００１９】
燃料ガスは飽和器１６０へ送られ、そこで、充填塔又は段塔(packed columnまたはtrayed column)において温水と直接に接触することにより水分が吸収される。飽和器の底部水は、飽和器加熱器１６２でガスタービンの排気ガスによって加熱される。飽和器加熱器１６２は、サイクルの動作流体を加熱するＨＲＳＧの他の配管群に対して最適の位置に配置される。補給水は燃料ガス飽和器１６０に供給されて、ガスにより吸収された水分と置き換えられる。飽和器１６０から出た飽和燃料ガスは、図示した実施例では、ボトミングサイクル熱源を使用して燃料過熱器１６４において更に加熱される。飽和器加熱器及び燃料過熱器のボトミングサイクル熱源を適切に選択することにより、動力サイクルの性能は向上する。
【００２０】
燃料ガス飽和器１６０において燃料ガスに水分を加えると、燃料ガスの質量流量は増加する。この質量流量の増加は、ガスタービン、蒸気タービン双方のパワー出力を増加させる。更に、水分を導入し、その結果として燃料の質量流量を増加させるために、蒸気の発生には有用でないと思われる低品位エネルギーを使用することにより、熱力学的効率の向上が得られる。このことは、ＨＲＳＧにおける温度差がＬＰ−ＥＶガス排出口の温度より低下し、それに相応して、ＨＲＳＧ部の熱力学的エネルギー損失が減少することによっても明らかである。
【００２１】
一例として、３圧力再熱コンバインドサイクルプラントに関して上記の概念を実現した第１の好ましい実施例を図４に示す。この場合も、便宜上、図１及び／又は図２を参照して先に説明した構成要素に相当する構成要素には同じ図中符号を付し、それらの構成要素については、燃料飽和及び加熱に要する構成要素及びその過程を理解する上で必要である又は望ましいと考えられる部分のみを詳細に説明する。
【００２２】
図４の実施例では、低圧エコノマイザ（ＬＰ−ＥＣ）の部分は、エコノマイザ部（ＬＰ−ＥＣ−１）と並列して燃料飽和器用水加熱コイル部（ＳＡＴ．ＨＴＲ）２６２を配置することにより変形されている。この変形の結果、温度差がＬＰ−ＥＶガス排出口の温度より低下すると共に、ＨＲＳＧ２３２におけるエネルギーの損失が減少し、それに相応して、燃料飽和に伴い効率が向上する。図示した実施例では、飽和器加熱器はＬＰ−ＥＣ−１と並列に示されているが、例えば、ＬＰ−ＥＣ−１と組み合わせた配列にしても良いし、あるいは、ＨＲＳＧの別の場所に配置することも可能であろう。
【００２３】
加熱された飽和器用水は導管２６６を経て飽和器２６０へ送られ、そこで、燃料ガスは高温飽和器用水と直接に接触することにより水分を吸収する。飽和器の底部水は、例えば、飽和器底部水ポンプ２６８によって、飽和器用水加熱器２６２に戻される。補給水は、例えば、Ｆで示される給水ポンプ２４２の吐出口から燃料ガス飽和器２６０に供給されて、ガスにより吸収された水分と置き換えられる。燃料飽和のための補給水は給水移送ポンプ２４２の吐出口及び／又は燃料過熱器２６４から取り出されるように図示されているが、サイクルの別の場所、又は外部の水源から飽和器用水（飽和器補給水）を取り出しても良いであろう。従って、図示されている水源はこの点に関して限定的な意味をもつものではない。
【００２４】
飽和器２６０を出た飽和燃料ガスは、好ましくはボトミングサイクル熱源を使用して、燃料過熱器２６４において更に加熱される。この例における燃料過熱の熱源は、導管２５８を経て送られて来るＩＰ−ＥＣの排水であるが、別の熱源を使用しても良いであろう。図４の実施例では、ＩＰ−ＥＣの排水はＧで示すようにＩＰ−ＥＣに戻され且つ／又は先に述べたように燃料飽和のための補給水として使用される。
【００２５】
一例として、ガスタービン及び周囲条件が図１及び図２に示す例で使用したのと同一である場合を考えると、図４に示す提案設計のシステムにおいては、コンバインドサイクルの正味効率が＋０．１％向上し、且つコンバインドサイクルの正味出力は＋０．９％向上するという結果が得られた。この例では、ＬＰ−ＥＶを出たガスの温度は３１３°Ｆであり、飽和器の底部水は、先に述べたようにＬＰ−ＥＣ−１に並列して配置されている飽和器加熱器（ＳＡＴ．ＨＴＲ）で２９８°Ｆまで加熱される。ボイラの給水は先の例と同様にＬＰ−ＥＣ−１及びＬＰ−ＥＣ−２において２８８°Ｆまで加熱される。
【００２６】
燃料ガス（１００％メタン、ＣＨ₄）は４００psiaの圧力、８０°Ｆの温度で燃料ガス飽和器に導入される。燃料ガスが水蒸気で飽和されて飽和器を出るときの温度は２８４°Fである。ガス飽和器を出た飽和燃料ガスは、約８６体積％のＣＨ₄と、１４体積％のＨ₂Ｏを含む組成である。この後、飽和燃料ガスは燃料過熱用熱交換器２６４において３６５°Ｆまで過熱される。
【００２７】
図５は、図４に示すシステムについて、ＨＲＳＧ部のＬＰ−ＥＣ−１及びＬＰ−ＥＣ−２と、飽和器加熱器との高温複合物（ガス）及び複合物（ボイラ給水加熱及び飽和器の底部水加熱）の百万ＢＴＵ／時単位の熱デューティと、対応する温度との関係を示すグラフである。この例では、ＬＰ−ＥＶの後のＨＲＳＧ部へのガス流入口において１５°Ｆの温度差があるが、この温度差はガスの温度が２５０°Ｆである場合は約３５°Ｆまで大きくなり、ＨＲＳＧ部の出口では８０°Ｆまで更に増加する。従って、図４のサイクルの提案設計によれば、この例においては、３１３Ｆと約２４０Ｆのガスの温度の不一致（及びエネルギー損失）はかなり減少しており、ガスの温度が更に低くなると、温度の不一致は更に小さくなる。
【００２８】
先に述べた通り、飽和後の燃料過熱の熱源はＨＲＳＧ又は蒸気タービンの別の場所から取り出された熱であっても良いであろう。更に、図４の実施例では、燃料過熱器を出た水はＩＰ−ＥＣに戻されているが、この水はボトミングサイクル内の別の適切な場所に導入されても良いし、あるいは補給水として燃料飽和器に送られても良いであろう。
【００２９】
図６は、本発明の別の実施例を示す。この場合、飽和器３６０から出た飽和燃料ガスは、図４の実施例のようにサイクルの動作流体を使用するのではなく、飽和器の底部液体を使用して過熱される。図示されているように、飽和器の底部液体は、まず、熱交換器３６２においてＨＲＳＧの排気ガスの熱によって加熱される。熱交換器３６２の排出口から取り出された液体３６８は熱交換器３７０へ送られて、更に加熱される。図示されているように、熱交換器３７０はＨＲＳＧ３３２の上流側に配置されている。飽和器の加熱器３６２及び３７０は、共に、サイクルの動作流体を加熱するＨＲＳＧの管群に対して最適の位置に配置されている。加熱器３７０の排出口３７２からの熱は、熱交換器３６４において飽和燃料ガスを過熱するための熱源として使用される。加熱器３６４からの排出液体流れ３７４は、熱交換器３６２の排出口からのもう一方の流れ３７６と合流する前に、燃料ガス飽和器３６０に導入されて、燃料ガスとの間で直接接触により熱伝達と物質移動を行う。
【００３０】
図６に示す飽和燃料ガスを過熱する装置及び方法は、ガスの水分吸収を増加させ且つシステムの安全性を向上させるため、性能の上で更に有利である。このシステムの安全性が向上するのは、燃料ガスがサイクルの動作流体と混ざり合う可能性がなくなるからである。これに対し、燃料ガスとの熱交換のための熱源としてサイクルの動作流体を使用する場合には、これが安全性を阻害する原因になることがある。
【００３１】
図６の飽和器底部液体用ポンプ３７６、並びに図３及び図４に示す同様のポンプはシステム内の他の場所に配置されても良く、また、図示したシステムに更にポンプを追加しても良い。サイクル設計によっては、加熱器３７０をシステムから省略しても良いが、その場合、加熱器３６２の排出口から取り出された液体は直接に加熱器３６４へ送られることになる。更に、特に図示されてはいないが、図示されている実施例のいずれにおいても、飽和水（飽和器補給水、又は飽和器底部水）をサイクルで利用できる、通常は冷却水には不向きである潤滑油の熱などの低級熱源によって加熱することができるであろう。この結果、提案されたサイクルの性能は更に向上する。
【００３２】
例えば、図３に関連して先に説明したように、燃料ガスに水を加えて、加熱する燃料ガス飽和器組体は、飽和器の充填塔であっても良い。あるいは、図３に示す飽和器の充填塔の代わりに、図７に示すように、水の流入部と、燃料／水熱交換器との組み合わせを使用しても良いであろう。この場合にも、燃料に水分を加えるという同様の熱力学的効果が得られる。どちらの装置（充填塔又は熱交換器）を選択するかは、装置の熱伝達効率及び物質移動効率と、プラント全体の経済性とによって決まるであろう。図７においては、熱交換器の流入口で、燃料ガスに補給水を噴霧する（噴霧を行うための水の霧化は圧力霧化ノズル、空気霧化ノズル、又は蒸気霧化ノズルのいずれかを使用すると考えられる。蒸気霧化構成又は空気霧化構成を使用する場合、その蒸気又は空気はサイクルから取り出されるであろう。）。２相燃料／水混合物は、図７に示すように、閉ループシステムでＨＲＳＧの最適の場所から取り出された熱を利用して熱交換器４６０において加熱される。熱交換器４６０を出た飽和燃料ガスは、ガスタービンの燃焼器に入る前に、熱交換器４６４で更に過熱される。これ以外の点では、システムは先に説明したその他の実施例とほぼ同じである。
【００３３】
本発明は、再熱を伴う又は伴わない単圧力コンバインドサイクル発電システム、あるいは再熱を伴う又は伴わない多圧コンバインドサイクル発電システムにも適用できることが理解されるであろう。
【００３４】
現時点で最も実用的で好ましい実施例であると考えられるものに関して本発明を説明したが、本発明は開示した実施例には限定されず、特許請求の範囲の趣旨に含まれる様々な変形及び等価の構成を包含するものとみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の３圧力再熱ＳＴＡＧサイクルシステムを示す概略図。
【図２】図１のシステムにおいて燃料の飽和を伴わない場合の高温複合物（ガス）の温度及び低温複合物（ＬＰ−ＥＣ）の温度を示すグラフ。
【図３】本発明に従ったコンバインドサイクルプラントの概略図。
【図４】本発明の一実施例による燃料ガスの飽和を伴う３圧力再熱ＳＴＡＧサイクルを更に詳細に示す図。
【図５】本発明の第１の実施例に従った燃料の飽和を伴う場合の高温複合物（ガス）の温度及び低温複合物（ＬＰ−ＥＣ１及びＬＰ−ＥＣ−２＋ＳＡＴ．ＨＴＲ）の温度を示すグラフ。
【図６】本発明の別の実施例による燃料ガスの飽和を伴い且つ一体型燃料過熱器を有するコンバインドサイクルプラントを示す概略図。
【図７】本発明の更に別の実施例に従って燃料ガス飽和を伴い且つ一体型燃料過熱器を有するコンバインドサイクルプラントを示す概略図。
【符号の説明】
１０・・・燃料加熱部、１２・・・ガスタービンシステム、１４・・・燃焼システム、１６…ガスタービン、１８…蒸気タービンシステム、２０…高圧部、２２…中圧部、２４…低圧部、２６…復水器、２８…発電機、３０…軸、３２…多圧熱回収蒸気発生器、３６…凝縮水ポンプ、４０…ＬＰ吸気停止／制御弁、４２…給水移送ポンプ、５６…燃料加熱器（熱交換器）、１６０…燃料ガス飽和器、１６２…飽和器加熱器、１６４…燃料過熱器、２１２…ガスタービン、２１８…蒸気タービン、２２６…復水器、２２８…発電機、２３２…熱回収蒸気発生器、２３６…凝縮水ポンプ、２４２…給水移送ポンプ、２６０…燃料ガス飽和器、２６２…燃料飽和器水加熱コイル部、２６４…燃料過熱器、２６８…飽和器底部水ポンプ、３１２…ガスタービン、３１８…蒸気タービン、３３２…熱回収蒸気発生器、３６０…燃料ガス飽和器、３６２…飽和器加熱器（熱交換器）、３６４…燃料過熱器、３７０…飽和器加熱器（熱交換器）、３７６…飽和器底部水ポンプ、４６０…熱交換器、４６４…燃料過熱器

Claims

ガスタービン（116）と、蒸気タービン（118,218,318）と、圧力レベルの異なる複数の蒸発器（HP-EV, IP-EV, LP-EV）を備える多圧熱回収蒸気発生器（132,232,332）とを含み、ガスタービンの排気ガスを熱回収蒸気発生器において複数の圧力レベルの蒸気タービン用の蒸気を発生させるために使用し、ガスタービンの排気ガスは熱回収蒸気発生器の入口端部から出口端部へ流通するコンバインドサイクルシステムにおいて、
高温飽和器用水の給水口と、燃料ガス用供給口と、加熱された飽和燃料ガス用排出口と、飽和器用排水口とを有する燃料ガス飽和器（160,260,360）と、
飽和器用水加熱器（162,262,362）と、
前記飽和器加熱器が前記多圧熱回収蒸気発生器の前記複数の蒸発器のうち最終の蒸発器（LP-EV）の下流の熱源に動作結合して、前記熱源を使用して導入されて来る飽和器用水を加熱し、高温飽和器用水を生成するために、飽和器用水を前記飽和器用排水口から前記飽和器用水加熱器まで流通させる流路と、
飽和器用水加熱器により生成された高温飽和器用水を燃料ガス飽和器の高温飽和器用給水口まで流通させる流路と、
飽和燃料ガスを加熱する燃料過熱器（164,264,364）と、
過熱飽和燃料ガスを生成するために、飽和燃料ガスを前記飽和燃料ガス用排出口から前記飽和燃料ガスを加熱する前記燃料過熱器まで流通させる流路と、
前記過熱飽和燃料ガスを前記ガスタービンまで流通させる流路と
を有し、
前記飽和器用水加熱器が前記熱回収蒸気発生器内に設けられており、
前記熱回収蒸気発生器（132,232,332）の前記最終の蒸発器（LP-EV）の上流の熱を、前記燃料過熱器（164,264,364）において前記飽和燃料ガスを過熱するために使用する
ことを特徴とする、コンバインドサイクルシステム。
前記熱回収蒸気発生器は低圧蒸発器を含み、且つ前記熱源は、熱回収蒸気発生器を通る前記ガスタービンの排気の流れ方向に関して前記低圧蒸発器の下流側にある請求項１に記載のコンバインドサイクルシステム。
更に、蒸気タービンからの排出蒸気を受け入れ、前記排出蒸気を凝縮して水に戻す復水器（126,226,326）を有し、
前記熱回収蒸気発生器は、前記復水器からの水を受け入れ、前記水を前記蒸気タービンに戻すべき蒸気に変換し、
前記燃料ガス飽和器組体（160,260,360）は、燃料ガスを水で飽和させ且つ前記燃料ガスを加熱し、
前記熱回収蒸気発生器が、第１の前記水加熱器（162,262,362）を含んで前記排気ガスからの熱で水を加熱し、前記燃料ガス飽和器組体の熱源を規定し、
前記燃料ガス過熱器（164,264,364）が、前記燃料ガス飽和器組体により飽和状態にされ且つ加熱された燃料ガスを過熱し、前記ガスタービンに供給するとを具備する、請求項１記載のコンバインドサイクルシステム。
前記燃料ガス飽和器組体の給水口は前記ガスタービンに供給すべき燃料ガスに水を加え、前記コンバインドサイクルシステムは飽和燃料ガスを前記給水口から流入した水で加熱する熱交換器とを具備し、前記熱交換器は前記第１の水加熱器からの加熱水を受け入れる請求項３記載のコンバインドサイクルシステム。
前記燃料ガス飽和器組体は、前記第１の水加熱器からの温水用給水口と、燃料ガス用給入口と、飽和燃料ガス用排出口と、排水口とを有する燃料ガス飽和器充填塔を具備する、請求項３又は４記載のコンバインドサイクルシステム。
前記飽和器用水加熱器（162,262,362）により生成された高温飽和器用水を燃料ガス飽和器（160,260,360）の高温飽和器用給水口まで流通させる前記流路から飽和器用水を前記飽和器用排水口から前記飽和器用水加熱器（162,262,362）まで流通させる前記流路までが、燃料ガスと飽和器用水が混ざり合わない閉ループシステムを形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンバインドサイクルシステム。