JP5863875B2 - ガスタービン発電システム - Google Patents

Description

この発明は、ガスタービン発電システムに関するものである。特に、この発明は、重質油燃料を使用するガスタービン発電システムに関するものである。

この種のガスタービン発電システムは、従来からある（たとえば、特許文献１参照）。以下、この従来のガスタービン発電システムについて説明する。この従来のガスタービン発電システムは、高温高圧水と重質油燃料によって改質燃料を製造する燃料改質器と、その燃料改質器が製造した改質燃料を燃焼させる燃焼器を有したガスタービンと、を備えるものである。

ここで、前記重質油燃料は、原油の常圧蒸留残油（残渣油）と軽油留分（軽質油）とを混合して得られる石油製品である重油である。そして、前記軽質油中には、腐食成分（たとえば、バナジウム（Ｖ）やバナジウム化合物、ナトリウム化合物、硫黄化合物など）が含有されていないもしくは含有されているとしても極微量である。ところが、前記残渣油中には、腐食成分が含有されている。

このために、前記重質油燃料をそのまま使用すると、前記腐食成分によりガスタービンの部品が腐食する虞がある。そこで、前記の従来のガスタービン発電システムのように、重質油燃料を改質してガスタービンの部品の腐食量を軽減する必要がある。

特開２００７−２７８１５２号公報

この発明が解決しようとする課題は、重質油燃料を使用しても、ガスタービンの部品の腐食量を大幅に軽減することができる点にある。

この発明（請求項１に記載の発明）は、ガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置であって、重質油燃料を蒸留して軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する蒸留装置である分離装置と、分離装置からの軽質油と圧縮機で圧縮された圧縮空気との混合気を燃焼器で燃焼して発生した燃焼ガスによりタービンを回転駆動させて発電機で発電するガスタービンと、分離装置からの残渣油を燃焼させる残渣油燃焼器としての排ガス燃焼器と、排ガス燃焼器の下流側に設けられていて、排ガス燃焼器からの排ガスにより圧縮空気を加熱する再生熱交換器と、を備える、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２に記載の発明）は、ガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置であって、重質油燃料を高温水により熱分解して軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する熱分解装置である分離装置と、分離装置からの軽質油と圧縮機で圧縮された圧縮空気との混合気を燃焼器で燃焼して発生した燃焼ガスによりタービンを回転駆動させて発電機で発電するガスタービンと、分離装置からの残渣油を燃焼させる残渣油燃焼器としての排ガス燃焼器と、排ガス燃焼器の下流側に設けられていて、排ガス燃焼器からの排ガスにより圧縮空気を加熱する再生熱交換器と、を備える、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３に記載の発明）は、分離装置が、重質油燃料を蒸留して一次分離の軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する蒸留装置および蒸留装置からの一次分離の軽質油を高温水により熱分解して軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する熱分解装置である、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４に記載の発明）は、重質油燃料を再生熱交換器の下流側あるいは上流側で排ガスにより加熱する排ガス重質油燃料加熱器を、備える、ことを特徴とする。

この発明のガスタービン発電システムは、重質油燃料を使用しても、ガスタービンの部品の腐食量を大幅に軽減することができる。

この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態２を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態３を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態４を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態５を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態６を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態７を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態８を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態９を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１０を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１１を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１２を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１３を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１４を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１５を示す構成図である。 この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１６を示す構成図である。

以下、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態のうちの１６例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

「実施形態１の説明」
図１は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１を示す構成図である。この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、複合発電システム（コンバインドサイクル）であって、ガスタービン１と、排熱回収ボイラ（廃熱回収ボイラ、排ガスボイラ）２と、分離装置としての蒸留装置３と、残渣油燃焼器４と、排ガス重質油燃料加熱器５と、蒸気タービン６と、を備えるものである。

前記ガスタービン１は、圧縮機７と、燃焼器８と、タービン９と、から構成されている。前記圧縮機７と前記タービン９とは、タービン軸１０を介して連結されている。前記タービン９には、発電機１１が連結されている。前記圧縮機７の入口側には、空気を吸入する空気（吸気）ライン１２が連結されている。一方、前記タービン９の出口側には燃焼ガスを排出する排ガス（排気）ライン１３が連結されている。前記圧縮機７の出口側と前記燃焼器８の入口側との間には、圧縮空気を前記圧縮機７から前記燃焼器８に送る圧縮空気ライン１４が連結されている。前記燃焼器８の出口側と前記タービン９の入口側との間には、燃焼ガスを前記燃焼器８から前記タービン９に送る燃焼ガスライン１５が連結されている。

前記排ガスライン１３には、煙突１６が連結されている。前記排ガスライン１３の前記タービン９と前記煙突１６との間の途中には、前記排熱回収ボイラ２が設けられている。前記排熱回収ボイラ２の入口側には、水を供給する水ライン１７が連結されている。一方、前記排熱回収ボイラ２の出口側には、蒸気（水蒸気）を排出する蒸気（水蒸気）ライン１８が連結されている。

前記蒸留装置３は、重質油燃料から軽質油（この例では、ガス化軽質油）を分離（蒸留）する装置である。すなわち、前記蒸留装置３は、重質油燃料をガス化軽質油と残渣油とに分離（蒸留）する装置である。前記ガス化軽質油中には、腐食成分が含有されていないもしくは含有されているとしても極微量である。前記蒸留装置３の入口側には、重質油燃料を供給する重質油燃料ライン１９が連結されている。また、前記蒸留装置３の第１出口側には、ガス化軽質油を排出するガス化軽質油ライン２０が連結されている。前記ガス化軽質油ライン２０の途中には、ガス化軽質油を圧縮するコンプレッサ２１が設けられている。さらに、前記蒸留装置３の第２出口側には、重質油燃料から軽質油を分離した残り、すなわち、腐食成分が含有されている残渣油を排出する残渣油ライン２２が連結されている。

前記残渣油燃焼器４は、前記蒸留装置３からの残渣油を燃焼させるものである。前記残渣油燃焼器４は、この例では、前記排熱回収ボイラ２であって、前記排熱回収ボイラ２と一体構造をなす。すなわち、前記残渣油燃焼器４は、前記排熱回収ボイラ２内に設けられている。前記残渣油燃焼器４の入口側には、前記残渣油ライン２２が接続されている。

前記排ガス重質油燃料加熱器５は、重質油燃料を排ガスにより予め加熱するものである。前記排ガス重質油燃料加熱器５は、前記重質油燃料ライン１９の途中に設けられている。前記排ガス重質油燃料加熱器５は、この例では、前記排熱回収ボイラ２であって、前記排熱回収ボイラ２と一体構造をなす。すなわち、前記排ガス重質油燃料加熱器５は、前記排熱回収ボイラ２内に設けられている。

前記蒸気タービン６の入口側には、前記蒸気ライン１８が連結されている。また、前記蒸気タービン６には、発電機２３が連結されている。

この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

ガスタービン１の圧縮機７は、空気ライン１２から吸入した空気を圧縮して圧縮空気を生成する。この圧縮空気は、圧縮空気ライン１４を経て圧縮機７から燃焼器８に送られる。一方、蒸留装置３で分離されたガス化軽質油は、高温のガス状態のままで、ガス化軽質油ライン２０を経て、また、途中のコンプレッサ２１により圧縮されて蒸留装置３から燃焼器８に送られる。この燃焼器８は、圧縮空気とガス化軽質油との混合気を燃焼して燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスは、燃焼ガスライン１５を経て燃焼器８からタービン９に送られる。この燃焼ガスにより、タービン９は、回転駆動して発電機１１を回転させて発電する。

タービン９を回転駆動させた燃焼ガスは、排ガスとして排ガスライン１３を経てタービン９から排熱回収ボイラ２に送られる。この排熱回収ボイラ２に送られた排ガスは、水ライン１７で供給される水と熱交換する。水と熱交換した排ガスは、再び排ガスライン１３を経て排熱回収ボイラ２から煙突１６に送られて、この煙突１６から外部に排出される。排熱回収ボイラ２で排ガスと熱交換した水は、蒸気となる。この蒸気は、蒸気ライン１８を経て排熱回収ボイラ２から蒸気タービン６に送られる。この蒸気により、蒸気タービン６は、回転駆動して発電機２３を回転させて発電する。

ガス化軽質油の原料となる重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経て排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５に送られる。この排ガス重質油燃料加熱器５に送られた重質油燃料は、タービン９からの排ガスにより予め加熱される。加熱された重質油燃料は、再び重質油燃料ライン１９を経て排ガス重質油燃料加熱器５から蒸留装置３に送られる。この蒸留装置３は、加熱された重質油燃料からガス化軽質油を分離する。

蒸留装置３において重質油燃料から分離されたガス化軽質油は、前記のように、ガス化軽質油ライン２０を経てまた途中でコンプレッサ２１により圧縮されて蒸留装置３から燃焼器８に送られ、この燃焼器８において圧縮空気と混合されて燃焼される。一方、蒸留装置３において重質油燃料からガス化軽質油が分離された後の残渣油は、残渣油ライン２２を経て蒸留装置３から排熱回収ボイラ２と一体構造の残渣油燃焼器４に送られてこの残渣油燃焼器４で燃焼される。

この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置としての蒸留装置３により重質油燃料からガス化軽質油を分離するので、このガス化軽質油中には腐食成分が含有されていないもしくは含有されているとしても極微量であり、そのガス化軽質油を使用してガスタービン１を駆動させて発電させるものである。このために、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、重質油燃料を使用しても、ガスタービン１の部品（たとえば、静翼および動翼のタービン翼）の腐食量を大幅に軽減することができる。

また、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置が重質油燃料を蒸留してガス化軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する蒸留装置３であるから、ガス化軽質油中の腐食成分を確実に軽減することができるができる。このために、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、ガスタービン１の部品の腐食量を確実に大幅に軽減することができる。

特に、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置が蒸留装置３であるから、重質油燃料からガス化軽質油を簡単にかつ効率良く分離させることができ、しかも、ガスタービン１の部品の腐食量をさらに確実に大幅に軽減することができる。

さらにまた、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置としての蒸留流装置３からの残渣油を排ガスライン１３に設けた排熱回収ボイラ２と一体構造の残渣油燃焼器４で燃焼させるので、排熱回収ボイラ２の効率が向上する。すなわち、残渣油は、加熱すれば粘度が低下するので、アトマイズ（たとえば、水蒸気アトマイズ）すれば排熱回収ボイラ２での燃焼が可能であり、かつ、排熱回収ボイラ２の効率が向上する。しかも、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、タービン９と比較して温度が低い排熱回収ボイラ２と一体構造の残渣油燃焼器４で分離装置としての蒸留装置３からの残渣油を燃焼させるので、排熱回収ボイラ２および残渣油燃焼器４の部品において高温腐食が起こらない。たとえば、ボイラチューブは、タービン９よりも低温であるから、高温腐食が起こらない。その上、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置としての蒸留装置３からの残渣油をガスタービン１の燃焼器８で燃焼させずに排熱回収ボイラ２と一体構造の残渣油燃焼器４で燃焼させるので、ガスタービン１の部品において腐食が起こらない。

ここで、腐食成分による腐食作用は、腐食成分が液相（液体）の状態のときに顕著に起こり、腐食成分が気相（気体）の状態および固相（固体）の状態のときにはほとんど起こらないもしくは起こったとしても軽微である。このために、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、分離装置としての蒸留装置３からの残渣油を排熱回収ボイラ２と一体構造の残渣油燃焼器４で燃焼させるので、残渣油中に含有されている腐食成分が気相（気体）の状態にあるから、排熱回収ボイラ２および残渣油燃焼器４における腐食を防止することができる。

さらにまた、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５で重質油燃料を排ガスにより加熱するので、分離装置としての蒸留装置３における重質油燃料からのガス化軽質油の分離効率が向上される。

さらにまた、この実施形態１にかかるガスタービン発電システムは、ガスタービン１と蒸気タービン６との複合発電システム（コンバインドサイクル）により、発電効率が向上する。

「実施形態２の説明」
図２は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態２（前記の実施形態１の第１変形例）を示す構成図である。図２中、図１と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態２にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態２にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を排熱回収ボイラ２からの蒸気により予め加熱する蒸気重質油燃料加熱器２４である。前記蒸気重質油燃料加熱器２４は、重質油燃料ライン１９の途中であって、かつ、蒸気ライン１８から分岐された分岐蒸気ライン２５の途中に設けられている。前記分岐蒸気ライン２５は、前記蒸気ライン１８から分岐して再度前記排熱回収ボイラ２を経て前記蒸気重質油燃料加熱器２４に連結されていて、かつ、前記蒸気重質油燃料加熱器２４から復水器２６に連結されている。

この実施形態２にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態２にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、重質油燃料の加熱装置において相違するので、重質油燃料の加熱装置の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

ガス化軽質油の原料となる重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経て蒸気重質油燃料加熱器２４に送られる。この蒸気重質油燃料加熱器２４に送られた重質油燃料は、排熱回収ボイラ２からの蒸気により予め加熱される。加熱された重質油燃料は、再び重質油燃料ライン１９を経て蒸気重質油燃料加熱器２４から蒸留装置３に送られる。

一方、蒸気ライン１８を経て排熱回収ボイラ２から蒸気タービン６に送られる蒸気の一部は、蒸気ライン１８から分岐された分岐蒸気ライン２５を経て排熱回収ボイラ２に再び送られてこの排熱回収ボイラ２で再度過熱される。この排熱回収ボイラ２で再度過熱された蒸気は、分岐蒸気ライン２５を経て排熱回収ボイラ２から蒸気重質油燃料加熱器２４に送られて、この蒸気重質油燃料加熱器２４で重質油燃料を予め加熱する。この蒸気重質油燃料加熱器２４で重質油燃料を予め加熱した蒸気は、分岐蒸気ライン２５を経て蒸気重質油燃料加熱器２４から復水器２６に送られる。

この実施形態２にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態２にかかるガスタービン発電システムは、重質油燃料の加熱装置として重質油燃料を排熱回収ボイラ２からの蒸気により予め加熱する蒸気重質油燃料加熱器２４を使用するものである。このために、蒸気重質油燃料加熱器２４中において、重質油燃料ライン１９から重質油燃料が漏れたとしても、特に問題が無い。

「実施形態３の説明」
図３は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態３（前記の実施形態１の第２変形例）を示す構成図である。図３中、図１および図２と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態３にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態３にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を蒸留装置３からの軽質油すなわちガス化軽質油により予め加熱するガス化軽質油重質油燃料加熱器２７である。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７は、重質油燃料ライン１９の途中に設けられている。前記蒸留装置３と前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７との間には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７と燃焼器８との間には、軽質油ライン２８が連結されている。前記軽質油ライン２８の途中には、ポンプ２９が設けられている。

この実施形態３にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態３にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、重質油燃料の加熱装置において相違するので、重質油燃料の加熱装置の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

ガス化軽質油の原料となる重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経てガス化軽質油重質油燃料加熱器２７に送られる。このガス化軽質油重質油燃料加熱器２７に送られた重質油燃料は、蒸留装置３からのガス化軽質油により予め加熱される。加熱された重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経てガス化軽質油重質油燃料加熱器２７から蒸留装置３に送られる。

一方、ガス化軽質油ライン２０を経て蒸留装置３からガス化軽質油重質油燃料加熱器２７に送られたガス化軽質油は、このガス化軽質油重質油燃料加熱器２７で重質油燃料を予め加熱する。このガス化軽質油重質油燃料加熱器２７で重質油燃料を予め加熱したガス化軽質油は、凝縮して軽質油となる。この凝縮した軽質油は、軽質油ライン２８を経てかつポンプ２９を介してガス化軽質油重質油燃料加熱器２７から燃焼器８に送られる。

この実施形態３にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態３にかかるガスタービン発電システムは、重質油燃料の加熱装置として重質油燃料を蒸留装置３からのガス化軽質油により予め加熱するガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を使用するものである。このために、ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７中において、重質油燃料ライン１９から重質油燃料が漏れたとしても、特に問題が無い。

「実施形態４の説明」
図４は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態４（前記の実施形態１の第３変形例）を示す構成図である。図４中、図１〜図３と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態４にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態４にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、熱分解装置３０である。前記熱分解装置３０の第１入口側には、重質油燃料ライン１９が連結されている。また、前記熱分解装置３０の出口側には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２入口側には、分岐蒸気ライン２５が連結されている。前記熱分解装置３０は、重質油燃料からガス化軽質油を分離（熱分解）する装置である。すなわち、前記蒸留装置３は、重質油燃料をガス化軽質油と残渣油とに分離（熱分解）する装置である。また、前記蒸留装置３は、重質油燃料を熱分解し、かつ、リフォームしてガス化軽質油、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、水素（Ｈ２）ガスなどとする装置である。

この実施形態４にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態４にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、分離装置において相違するので、分離装置の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

ガス化軽質油の原料となる重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経て熱分解装置３０に送られる。一方、蒸気ライン１８を経て排熱回収ボイラ２から蒸気タービン６に送られる蒸気の一部は、蒸気ライン１８から分岐された分岐蒸気ライン２５を経て排熱回収ボイラ２に再び送られて、この排熱回収ボイラ２で再度過熱される。この排熱回収ボイラ２で再度過熱された蒸気は、分岐蒸気ライン２５を経て排熱回収ボイラ２から熱分解装置３０に送られる。

この熱分解装置３０において、重質油燃料が高温水（蒸気）により熱分解してガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどと、腐食成分が含有されている残渣油と、に分離される。熱分解装置３０において分離されたガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどは、ガス化軽質油ライン２０を経てかつコンプレッサ２１を介して熱分解装置３０から燃焼器８に送られる。一方、熱分解装置３０において重質油燃料からガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどが分離された残りの残渣油は、残渣油ライン２２を経て熱分解装置３０から残渣油燃焼器４に送られる。

この実施形態４にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態４にかかるガスタービン発電システムは、分離装置として、重質油燃料を高温水（蒸気）により熱分解してガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどと腐食成分が含有されている残渣油とに分離する、熱分解装置３０を使用するものであるから、軽質油中の腐食成分を確実に軽減することができる。

また、この実施形態４にかかるガスタービン発電システムは、分離装置として熱分解装置３０を使用するものであるから、重質油燃料からガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどを簡単にかつ効率良く分離させることができる。

なお、この実施形態４にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置、たとえば、前記の実施形態１の排ガス重質油燃料加熱器５、または、前記の実施形態２の蒸気重質油燃料加熱器２４、または、前記の実施形態３のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を設けても良い。

「実施形態５の説明」
図５は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態５（前記の実施形態１の第４変形例）を示す構成図である。図５中、図１〜図４と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態５にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、一次の蒸留装置３と二次の熱分解装置３０とから構成されているものである。すなわち、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムのガス化軽質油ライン２０の途中に前記熱分解装置３０を設けたものである。

前記熱分解装置３０の第１入口側には、前記蒸留装置３からのガス化軽質油ライン２０が連結されている。また、前記熱分解装置３０の第１出口側には、コンプレッサ２１を介して燃焼器８に連結するガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２出口側には、残渣油燃焼器４に連結する残渣油ライン２２が連結されている。さらにまた、前記熱分解装置３０の第２入口側には、排ガス回収ボイラ２からの分岐蒸気ライン３１が連結されている。

この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、分離装置において相違するので、分離装置の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

ガス化軽質油の原料となる重質油燃料は、重質油燃料ライン１９を経て排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５に送られる。この排ガス重質油燃料加熱器５に送られた重質油燃料は、タービン９からの排ガスにより予め加熱される。加熱された重質油燃料は、再び重質油燃料ライン１９を経て排ガス重質油燃料加熱器５から蒸留装置３に送られる。この蒸留装置３は、加熱された重質油燃料からガス化軽質油を一次分離する。

蒸留装置３において重質油燃料から一次分離されたガス化軽質油は、ガス化軽質油ライン２０を経て蒸留装置３から熱分解装置３０に送られる。また、蒸気ライン１８を経て排熱回収ボイラ２から蒸気タービン６に送られる蒸気の一部は、排熱回収ボイラ２から分岐された分岐蒸気ライン３１を経て排熱回収ボイラ２から熱分解装置３０に送られる。一方、蒸留装置３において重質油燃料から一次分離のガス化軽質油が分離された残りの残渣油は、残渣油ライン２２を経て蒸留装置３から残渣油燃焼器４に送られる。

この熱分解装置３０において、一次分離のガス化軽質油が高温水（蒸気）により熱分解してガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどと、腐食成分が含有されている残渣油と、に分離される。熱分解装置３０において分離されたガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどは、ガス化軽質油ライン２０を経てかつコンプレッサ２１を介して熱分解装置３０から燃焼器８に送られる。一方、熱分解装置３０において一次分離のガス化軽質油からガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどが分離された残りの残渣油は、残渣油ライン２２を経て熱分解装置３０から残渣油燃焼器４に送られる。

この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、分離装置として、重質油燃料を蒸留して一次分離のガス化軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する蒸留装置３と、その蒸留装置３からの一次分離のガス化軽質油を高温水により熱分解してガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどと腐食成分が含有されている残渣油とに分離する熱分解装置３０と、から構成されているものであるから、重質油燃料から一次分離されたガス化軽質油中の腐食成分を確実に軽減することができる。

また、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、分離装置が蒸留装置３と熱分解装置３０とから構成されているものであるから、蒸留装置３で重質油燃料からガス化軽質油を簡単に一次分離させることができ、また、熱分解装置３０で一次分離されたガス化軽質油からガス化軽質油および一酸化炭素（ＣＯ）ガスや水素（Ｈ２）ガスなどを簡単に分離させることができる。

さらに、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、分離装置が上流側の蒸留装置３と下流側の熱分解装置３０とから構成されているものであるから、上流側の蒸留装置３で重質油燃料から一次分離させたガス化軽質油を下流側の熱分解装置３０に供給することができる。このために、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムは、重質油燃料を熱分解装置３０に供給するシステムと比較して、熱分解装置３０の触媒の耐久性が向上される。

なお、この実施形態５にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置は、前記の実施形態１の排ガス重質油燃料加熱器５を使用するものであるが、この排ガス重質油燃料加熱器５の代わりに、前記の実施形態２の蒸気重質油燃料加熱器２４、または、前記の実施形態３のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を使用しても良い。

「実施形態６の説明」
図６は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態６を示す構成図である。図６中、図１〜図５と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態６にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、残渣油燃焼器４の構造である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける残渣油燃焼器４は、排熱回収ボイラ２と一体構造をなすものであって、残渣油を前記排熱回収ボイラ２と一体構造の前記残渣油燃焼器４で燃焼させるものである。

一方、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムにおける残渣油燃焼器４は、排ガス燃焼器３２であって、残渣油を前記排ガス燃焼器３２で燃焼させるものである。前記排ガス燃焼器３２は、排ガスライン１３の途中に設けられている。前記排ガス燃焼器３２には、蒸留装置３からの残渣油ライン２２が連結されている。

また、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、前記排ガス燃焼器３２において発生した熱を熱源とする再生熱交換器３３を備えるものである。前記再生熱交換器３３は、前記排ガスライン１３の途中であって、前記排ガス燃焼器３２よりも下流側、すなわち、前記排ガス燃焼器３２と排熱回収ボイラ２との間に設けられている。また、前記再生熱交換器３３は、ガスタービン１の圧縮機７と燃焼器８との間の圧縮空気ライン１４の途中に設けられている。

排ガス重質油燃料加熱器５は、前記再生熱交換器３３の下流側であって、前記排熱回収ボイラ２に一体に設けられている。

この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、残渣油燃焼器４において相違するので、残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２および再生熱交換器３３の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

重質油燃料は、排熱回収ボイラ２と一体の排ガス重質油燃料加熱器５により予め加熱されて蒸留装置３に送られる。この蒸留装置３に送られた重質油燃料は、蒸留装置３でガス化軽質油と残渣油とに分離される。ガス化軽質油は、ガス化軽質油ライン２０を経てかつコンプレッサ２１を介して燃焼器８に送られる。

一方、残渣油は、残渣油ライン２２を経て蒸留装置３から残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２に送られてこの排ガス燃焼器３２で燃焼される。また、タービン９から排ガス燃焼器３２に送られてきた排ガスは、この排ガス燃焼器３２で加熱される。タービン９から送られてきた排ガスを加熱する。排ガス燃焼器３２で加熱された排ガスは、排ガスライン１３を経て再生熱交換器３３に直接送られて、この再生熱交換器３３で圧縮空気ライン１４の圧縮空気と熱交換してその圧縮空気を加熱する。再生熱交換器３３で圧縮空気と熱交換した排ガスは、排ガスライン１３を経て排熱回収ボイラ２に送られて、この排熱回収ボイラ２において、重質油燃料ライン１９の重質油燃料を加熱し、かつ、水ライン１７の水と熱交換する。排熱回収ボイラ２で、重質油燃料を加熱し、かつ、水と熱交換した排ガスは、排ガスライン１３を経て煙突１６に送られて、この煙突１６から外部に排出される。

この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、蒸留装置３からの残渣油を排ガスライン１３に設けた残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２で燃焼させ、その排ガス燃焼器３２において発生した熱を圧縮空気ライン１４に設けた再生熱交換器３３の熱源とするので、ヒートサイクルの熱効率（タービン効率）が向上する。しかも、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、タービン９と比較して温度が低く、また、タービン９内部の高温・高圧環境と異なる排ガス燃焼器３２で蒸留装置３からの残渣油を燃焼させて、かつ、その排ガス燃焼器３２の熱を再生熱交換器３３の熱源とするので、排ガス燃焼器３２の部品および再生熱交換器３３の部品において高温腐食が起こらないもしくは高温腐食しても微量である。その上、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、蒸留装置３からの残渣油をガスタービン１の燃焼器８で燃焼させずに排ガス燃焼器３２で燃焼させるので、ガスタービン１の部品において腐食が起こらない。

また、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、蒸留装置３からの残渣油を排ガスライン１３に設けた残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２で燃焼させるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様に、残渣油中に含有されている腐食成分が気相（気体）の状態にあるから、排ガス燃焼器３２における腐食を防止することができる。

さらに、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、排ガス重質油燃料加熱器５を再生熱交換器３３の下流側に設けたので、排ガス燃焼器３２において発生した熱を熱源として再生熱交換器３３に直接供給することができる。このために、この実施形態６にかかるガスタービン発電システムは、再生熱交換器３３の排ガスの流入側の温度（約６００°〜約８００°）が高いので、再生熱交換器３３の排ガスの流入側の温度（約６００°〜約８００°）と流出側の温度（約４００°〜約４５０°）との差（熱段差）を大きくすることができ、その分、ヒートサイクルの熱効率（タービン効率）がさらに向上する。

「実施形態７の説明」
図７は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態７（前記の実施形態６の第１変形例）を示す構成図である。図７中、図１〜図６と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態７にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、排ガス重質油燃料加熱器５の配置箇所である。すなわち、前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムにおける排ガス重質油燃料加熱器５は、再生熱交換器３３の下流側であって排熱回収ボイラ２に一体に設けられているものである。

一方、この実施形態７にかかるガスタービン発電システムにおける排ガス重質油燃料加熱器５は、再生熱交換器３３の上流側であって排ガス燃焼器３２に一体に設けられているものである。

この実施形態７にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態７にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムと、排ガス重質油燃料加熱器５の配置箇所において相違するだけであるから、前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムの作用と同様に、残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２および再生熱交換器３３の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

重質油燃料は、排ガス燃焼器３２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５により予め加熱されて蒸留装置３に送られる。この蒸留装置３に送られた重質油燃料は、蒸留装置３でガス化軽質油と残渣油とに分離される。ガス化軽質油は、ガス化軽質油ライン２０を経てかつコンプレッサ２１を介して燃焼器８に送られる。

一方、残渣油は、残渣油ライン２２を経て残渣油燃焼器４としての排ガス燃焼器３２で燃焼される。また、タービン９から排ガス燃焼器３２に送られてきた排ガスは、この排ガス燃焼器３２と一体構造の残渣油燃焼器４で加熱される。排ガス燃焼器３２と一体構造の残渣油燃焼器４で加熱された排ガスは、排ガス燃焼器３２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５で重質油燃料と熱交換してその重質油燃料を加熱する。排ガス燃焼器３２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５で重質油燃料と熱交換した排ガスは、排ガスライン１３を経て再生熱交換器３３に送られて、この再生熱交換器３３で圧縮空気ライン１４の圧縮空気と熱交換してその圧縮空気を加熱する。再生熱交換器３３で圧縮空気を加熱した排ガスは、排ガスライン１３を経て排熱回収ボイラ２に送られて、この排熱回収ボイラ２で水ライン１７の水と熱交換する。排熱回収ボイラ２で水と熱交換した排ガスは、排ガスライン１３を経て煙突１６に送られて、この煙突１６から外部に排出される。

この実施形態７にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態７にかかるガスタービン発電システムは、排ガス重質油燃料加熱器５を再生熱交換器３３の上流側であって排ガス燃焼器３２に一体に設けたので、再生熱交換器３３の排ガスの流入側の温度が前記の実施形態６にかかるガスタービン発電システムと比較して下がる。このために、この実施形態７にかかるガスタービン発電システムは、熱段差が小さくなるが、再生熱交換器３３の熱耐久性が向上される。

「実施形態８の説明」
図８は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態８（前記の実施形態６の第２変形例）を示す構成図である。図８中、図１〜図７と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態８にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第１変形例である前記の実施形態２にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態８にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２または排ガス燃焼器３２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態８にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を排熱回収ボイラ２からの蒸気により予め加熱する蒸気重質油燃料加熱器２４である。前記蒸気重質油燃料加熱器２４は、重質油燃料ライン１９の途中であって、かつ、排熱回収ボイラ２から分岐された分岐蒸気ライン２５の途中に設けられている。前記分岐蒸気ライン２５は、前記排熱回収ボイラ２から分岐して前記排ガス燃焼器３２を経て前記蒸気重質油燃料加熱器２４に連結されていて、かつ、前記蒸気重質油燃料加熱器２４から復水器２６に連結されている。この結果、前記排熱回収ボイラ２で過熱された蒸気は、前記分岐蒸気ライン２５を経て前記排ガス燃焼器３２に送られて前記排ガス燃焼器３２でさらに加熱され、再び、前記分岐蒸気ライン２５を経て前記蒸気重質油燃料加熱器２４に送られる。

この実施形態８にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態２、６、７にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

「実施形態９の説明」
図９は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態９（前記の実施形態６の第３変形例）を示す構成図である。図９中、図１〜図８と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態９にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第２変形例である前記の実施形態３にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態９にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２または排ガス燃焼器３２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態９にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を蒸留装置３からの軽質油すなわちガス化軽質油により予め加熱するガス化軽質油重質油燃料加熱器２７である。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７は、重質油燃料ライン１９の途中に設けられている。前記蒸留装置３と前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７との間には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７と燃焼器８との間には、軽質油ライン２８が連結されている。前記軽質油ライン２８の途中には、ポンプ２９が設けられている。

この実施形態９にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態３、６、７にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

「実施形態１０の説明」
図１０は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１０（前記の実施形態６の第４変形例）を示す構成図である。図１０中、図１〜図９と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１０にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第３変形例である前記の実施形態４にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１０にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態１０にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、熱分解装置３０である。前記熱分解装置３０の第１入口側には、重質油燃料ライン１９が連結されている。また、前記熱分解装置３０の第１出口側には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２入口側には、分岐蒸気ライン２５が連結されている。さらにまた、前記熱分解装置３０の第２出口側には、残渣油ライン２２が連結されている。前記分岐ライン２５は、前記の実施形態８と同様に、排熱回収ボイラ２中を通らずに、排ガス燃焼器３２中を通る。

この実施形態１０にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態４、６、７にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

なお、この実施形態１０にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置、たとえば、前記の実施形態１、６、７の排ガス重質油燃料加熱器５、または、前記の実施形態２、８の蒸気重質油燃料加熱器２４、または、前記の実施形態３、９のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を設けても良い。

「実施形態１１の説明」
図１１は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１１（前記の実施形態６の第５変形例）を示す構成図である。図１１中、図１〜図１０と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第４変形例である前記の実施形態５にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態６、７にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、一次の蒸留装置３と二次の熱分解装置３０とから構成されているものである。すなわち、この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、前記の実施形態８にかかるガスタービン発電システムのガス化軽質油ライン２０の途中に前記熱分解装置３０を設けたものである。

前記熱分解装置３０の第１入口側には、前記蒸留装置３からのガス化軽質油ライン２０が連結されている。また、前記熱分解装置３０の第１出口側には、コンプレッサ２１を介して燃焼器８に連結するガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２出口側には、排ガス燃焼器３２と一体構造の残渣油燃焼器４に連結する残渣油ライン２２が連結されている。さらにまた、前記熱分解装置３０の第２入口側には、排ガス回収ボイラ２からの分岐蒸気ライン３１が連結されている。前記分岐蒸気ライン３１は、前記排ガス燃焼器３２中を通る。

また、前記の実施形態５にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を排熱回収ボイラ２からの蒸気であって前記排ガス燃焼器３２中を通った蒸気により予め加熱する蒸気重質油燃料加熱器２４である。前記蒸気重質油燃料加熱器２４は、重質油燃料ライン１９の途中であって、かつ、前記排熱回収ボイラ２から分岐された分岐蒸気ライン（第１分岐蒸気ライン）３１からさらに分岐された分岐蒸気ライン（第２分岐蒸気ライン）３４の途中に設けられている。前記分岐蒸気ライン（第２分岐蒸気ライン）３４は、前記排熱回収ボイラ２から分岐して前記排ガス燃焼器３２を経て前記熱分解装置３０に連結されている前記分岐蒸気ライン（第１分岐蒸気ライン）３１からさらに分岐して前記蒸気重質油燃料加熱器２４に連結されていて、かつ、前記蒸気重質油燃料加熱器２４から復水器２６に連結されている。

この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態５、６、７、８にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

なお、この実施形態１１にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置は、前記の実施形態２、８の蒸気重質油燃料加熱器２４を使用するものであるが、この蒸気重質油燃料加熱器２４の代わりに、前記の実施形態１、６、７の排ガス重質油燃料加熱器５、または、前記の実施形態３、９のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を設けても良い。

「実施形態１２の説明」
図１２は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１２を示す構成図である。図１２中、図１〜図１１と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、残渣油燃焼器４の構造である。すなわち、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムにおける残渣油燃焼器４は、排熱回収ボイラ２と一体構造をなすものであって、残渣油を前記排熱回収ボイラ２と一体構造の前記残渣油燃焼器４で燃焼させるものである。

一方、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムにおける残渣油燃焼器４は、再熱用燃焼器３５であって、残渣油を前記再熱用燃焼器３５で燃焼させるものである。前記再熱用燃焼器３５は、ガスタービン１の前段側のタービン３６と後段側のタービン３７との間の燃焼ガスライン１５の途中に設けられている。前記再熱用燃焼器３５の第１入口側には、前記前段側のタービン３６からの燃焼ガスライン１５が連結されている。また、前記再熱用燃焼器３５の出口側には、前記後段側のタービン３７への燃焼ガスライン１５が連結されている。さらに、前記再熱用燃焼器３５の第２入口側には、蒸留装置３からの残渣油ライン２２が連結されている。

なお、ガスタービン１の前段側のタービン３６と後段側のタービン３７とは、ガスタービンのタービン翼の段数（１段の静翼と１段の動翼とにより１段のタービン翼を構成する）によって異なるが、たとえば、タービン翼が４段の場合には、１段および２段が前記前段側のタービン３６であり、３段および４段が前記後段側のタービン３７である。

この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムと、残渣油燃焼器４において相違するので、残渣油燃焼器４としての再熱用燃焼器３５の作用について説明し、その他の装置の作用の説明を省略する。

重質油燃料は、排熱回収ボイラ２と一体の排ガス重質油燃料加熱器５により予め加熱されて蒸留装置３に送られる。この蒸留装置３に送られた重質油燃料は、蒸留装置３でガス化軽質油と残渣油とに分離される。ガス化軽質油は、ガス化軽質油ライン２０を経てかつコンプレッサ２１を介して燃焼器（第１燃焼器）８に送られる。この燃焼器８に送られたガス化軽質油は、圧縮空気と混合されて燃焼される。この燃焼器８で生成された燃焼ガスは、燃焼ガスライン１５を経て燃焼器８から前段側のタービン３６に送られる。この燃焼ガスにより、前段側のタービン３６は、後述する後段側のタービン３７と共に、回転駆動して発電機１１を回転させて発電する。

一方、残渣油は、残渣油ライン２２を経て蒸留装置３から残渣油燃焼器４としての再熱用燃焼器（第２燃焼器）３５に送られてこの再熱用燃焼器３５で燃焼される。また、前段側のタービン３６を回転駆動させて圧力と温度が低下した燃焼ガスは、燃焼ガスライン１５を経て再熱用燃焼器３５に送られてこの再熱用燃焼器３５で再び加熱される。再熱用燃焼器３５で再び加熱されて高温となった燃焼ガスは、燃焼ガスライン１５を経て後段側のタービン３７に送られる。この燃焼ガスにより、後段側のタービン３７は、前記の前段側のタービン３６と共に、回転駆動して発電機１１を回転させて発電する。

後段側のタービン３７を回転駆動させた燃焼ガスは、排ガスとして排ガスライン１３を経て後段側のタービン３７から排熱回収ボイラ２に送られる。この排熱回収ボイラ２に送られた排ガスは、この排熱回収ボイラ２において、重質油燃料ライン１９の重質油燃料を加熱し、かつ、水ライン１７の水と熱交換する。排熱回収ボイラ２で、重質油燃料を加熱し、かつ、水と熱交換した排ガスは、排ガスライン１３を経て煙突１６に送られて、この煙突１６から外部に排出される。

この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施形態１にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の効果を達成することができる。

特に、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、分離装置としての蒸留装置３からの残渣油を前段側のタービン３６と後段側のタービン３７との間の燃焼ガスライン１５に設けた残渣油燃焼器４としての再熱用燃焼器（第２燃焼器）３５で燃焼させるので、タービン効率が向上する。しかも、この実施形態１２かかるガスタービン発電システムは、圧縮空気ライン１４が連結されているガスタービン１の燃焼器（第１燃焼器）８と比較して温度・圧力が共に低く、このガスタービン１の燃焼器８の高温・高圧環境と異なる再熱用燃焼器３５で蒸留装置３からの残渣油を燃焼させるものである。このために、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、再熱用燃焼器３５から後段側のタービン３７に供給される燃焼ガス中に腐食成分が含有されていても、ガスタービン１の燃焼器８から前段側のタービン３６に供給される燃焼ガス中に腐食成分が含有されている場合と比較すると、後段側のタービン３７（たとえば、タービン翼）の腐食量が少ない。

また、ガスタービンは、一般に、燃焼ガスの温度が約８００°以下の領域ではタービン翼が無冷却の構造をなす。このために、ガスタービン１の後段側のタービン３７の領域における燃焼ガスの温度が約８００°以下であれば、後段側のタービン３７のタービン翼が無冷却の構造をなす。この結果、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、後段側のタービン３７に供給される燃焼ガス中に腐食成分が含有されていても、その燃焼ガス中の気相の状態の腐食成分が後段側のタービン３７のタービン翼の表面で凝縮して腐食性が強くなるようなことは無い。しかも、この後段側のタービン３７の領域における圧力が前側のタービン３６の領域における圧力よりも低いので、後側のタービン３７の領域における腐食成分の露点温度が前側のタービン３６の領域における腐食成分の露点温度よりも低くなり、このために、後段側のタービン３７の領域において気相の状態の腐食成分が凝縮し難くなる。

さらに、この実施形態１２にかかるガスタービン発電システムは、再熱用燃焼器３５において、上流（前段側のタービン３６）からの燃焼ガス中で残渣油を燃焼させるので、単なる燃焼器において残渣油を燃焼させる場合と比較して、腐食成分の濃度が低くなる。

なお、後段側のタービン３７の領域において、腐食成分の露点に達するような場合には、残渣油に添加剤を添加して、腐食成分の露点を高くしても良い。

「実施形態１３の説明」
図１３は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１３（前記の実施形態１２の第１変形例）を示す構成図である。図１３中、図１〜図１２と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１３にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第１変形例である前記の実施形態２にかかるガスタービン発電システムおよび前記の実施形態６の第２変形例である前記の実施形態８にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１３にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態１３にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を排熱回収ボイラ２からの蒸気により予め加熱する蒸気重質油燃料加熱器２４である。前記蒸気重質油燃料加熱器２４は、重質油燃料ライン１９の途中であって、かつ、蒸気ライン１８から分岐された分岐蒸気ライン２５の途中に設けられている。前記分岐蒸気ライン２５は、前記蒸気ライン１８から分岐して前記排熱回収ボイラ２を経て前記蒸気重質油燃料加熱器２４に連結されていて、かつ、前記蒸気重質油燃料加熱器２４から復水器２６に連結されている。

この実施形態１３にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態２、８、１２にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

「実施形態１４の説明」
図１４は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１４（前記の実施形態１２の第２変形例）を示す構成図である。図１４中、図１〜図１３と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１４にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第２変形例である前記の実施形態３にかかるガスタービン発電システムおよび前記の実施形態６の第３変形例である前記の実施形態９にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１４にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料の加熱装置である。すなわち、前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

一方、この実施形態１４にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、重質油燃料を蒸留装置３からの軽質油すなわちガス化軽質油により予め加熱するガス化軽質油重質油燃料加熱器２７である。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７は、重質油燃料ライン１９の途中に設けられている。前記蒸留装置３と前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７との間には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。前記ガス化軽質油重質油燃料加熱器２７と燃焼器８との間には、軽質油ライン２８が連結されている。前記軽質油ライン２８の途中には、ポンプ２９が設けられている。

この実施形態１４にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態３、９、１２にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

「実施形態１５の説明」
図１５は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１５（前記の実施形態１２の第３変形例）を示す構成図である。図１５中、図１〜図１４と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１５にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第３変形例である前記の実施形態４にかかるガスタービン発電システムおよび前記の実施形態６の第４変形例である前記の実施形態１０にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１５にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態１５にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、熱分解装置３０である。前記熱分解装置３０の第１入口側には、重質油燃料ライン１９が連結されている。また、前記熱分解装置３０の出口側には、ガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２入口側には、分岐蒸気ライン２５が連結されている。前記分岐ライン２５は、前記の実施形態１３と同様に、排熱回収ボイラ２中を通る。

この実施形態１５にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態４、１０、１２にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

なお、この実施形態１５にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置、たとえば、前記の実施形態１、６、７、１２の排ガス重質油燃料加熱器５、または、前記の実施形態２、８、１３の蒸気重質油燃料加熱器２４、または、前記の実施形態３、９、１４のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を設けても良い。

「実施形態１６の説明」
図１６は、この発明にかかるガスタービン発電システムの実施形態１６（前記の実施形態１２の第４変形例）を示す構成図である。図１６中、図１〜図１５と同符号は、同一のものを示す。

この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムは、前記の実施形態１の第４変形例である前記の実施形態５にかかるガスタービン発電システムおよび前記の実施形態６の第５変形例である前記の実施形態１１にかかるガスタービン発電システムと対応している。すなわち、この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムと前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムとの相違点は、重質油燃料から軽質油を分離する分離装置である。すなわち、前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、蒸留装置３である。

一方、この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、一次の蒸留装置３と二次の熱分解装置３０とから構成されているものである。すなわち、この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムにおける分離装置は、前記の実施形態１２にかかるガスタービン発電システムのガス化軽質油ライン２０の途中に前記熱分解装置３０を設けたものである。

前記熱分解装置３０の第１入口側には、前記蒸留装置３からのガス化軽質油ライン２０が連結されている。また、前記熱分解装置３０の第１出口側には、コンプレッサ２１を介して燃焼器８に連結するガス化軽質油ライン２０が連結されている。さらに、前記熱分解装置３０の第２出口側には、再熱用燃焼器３５に連結する残渣油ライン２２が連結されている。さらにまた、前記熱分解装置３０の第２入口側には、排ガス回収ボイラ２からの分岐蒸気ライン３１が連結されている。

また、この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置は、前記の実施形態５にかかるガスタービン発電システムにおける重質油燃料の加熱装置と同様に、排熱回収ボイラ２と一体構造の排ガス重質油燃料加熱器５であって、重質油燃料をタービン９からの排ガスにより予め加熱するものである。

この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態５、１１、１２にかかるガスタービン発電システムとほぼ同様の作用効果を達成することができる。

なお、この実施形態１６にかかるガスタービン発電システムにおいて、重質油燃料の加熱装置は、前記の実施形態１、６、７の排ガス重質油燃料加熱器５を使用するものであるが、この排ガス重質油燃料加熱器５の代わりに、前記の実施形態２、８の蒸気重質油燃料加熱器２４、または、前記の実施形態３、９のガス化軽質油重質油燃料加熱器２７を設けても良い。

「実施形態１〜１６以外の例の説明」
なお、前記の実施形態１〜１６においては、ガスタービン１と蒸気タービン６とがそれぞれ別個の発電機１１と２３を駆動回転させて発電するものであるが、ところが、この発明においては、ガスタービンと蒸気タービンとが同一の発電機を駆動回転させて発電するものであっても良い。

この発明にかかるガスタービン発電システムは、重質油燃料を使用するガスタービン発電システムとして有用である。

１ ガスタービン
２ 排熱回収ボイラ
３ 蒸留装置（分離装置）
４ 残渣油燃焼器
５ 排ガス重質油燃料加熱器
６ 蒸気タービン
７ 圧縮機
８ 燃焼器
９ タービン
１０ タービン軸
１１ 発電機
１２ 空気ライン
１３ 排ガスライン
１４ 圧縮空気ライン
１５ 燃焼ガスライン
１６ 煙突
１７ 水ライン
１８ 蒸気ライン（水蒸気ライン）
１９ 重質油燃料ライン
２０ ガス化軽質油ライン
２１ コンプレッサ
２２ 残渣油ライン
２３ 発電機
２４ 蒸気重質油燃料加熱器
２５ 分岐蒸気ライン
２６ 復水器
２７ ガス化軽質油重質油燃料加熱器
２８ 軽質油ライン
２９ ポンプ
３０ 熱分解装置（分離装置）
３１ 分岐蒸気ライン（第１分岐蒸気ライン）
３２ 排ガス燃焼器
３３ 再生熱交換器
３４ 分岐蒸気ライン（第２分岐蒸気ライン）
３５ 再熱用燃焼器
３６ 前段側のタービン
３７ 後段側のタービン

Claims (4)

1. ガスタービン発電システムにおいて、
   重質油燃料から軽質油を分離する分離装置であって、前記重質油燃料を蒸留して前記軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する蒸留装置である分離装置と、
   前記分離装置からの前記軽質油と圧縮機で圧縮された圧縮空気との混合気を燃焼器で燃焼して発生した燃焼ガスによりタービンを回転駆動させて発電機で発電するガスタービンと、
   前記分離装置からの前記残渣油を燃焼させる残渣油燃焼器としての排ガス燃焼器と、
   前記排ガス燃焼器の下流側に設けられていて、前記排ガス燃焼器からの排ガスにより圧縮空気を加熱する再生熱交換器と、
   を備える、
   ことを特徴とするガスタービン発電システム。
2. ガスタービン発電システムにおいて、
   重質油燃料から軽質油を分離する分離装置であって、前記重質油燃料を高温水により熱分解して前記軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する熱分解装置である分離装置と、
   前記分離装置からの前記軽質油と圧縮機で圧縮された圧縮空気との混合気を燃焼器で燃焼して発生した燃焼ガスによりタービンを回転駆動させて発電機で発電するガスタービンと、
   前記分離装置からの前記残渣油を燃焼させる残渣油燃焼器としての排ガス燃焼器と、
   前記排ガス燃焼器の下流側に設けられていて、前記排ガス燃焼器からの排ガスにより圧縮空気を加熱する再生熱交換器と、
   を備える、
   ことを特徴とするガスタービン発電システム。
3. 前記分離装置は、前記重質油燃料を蒸留して一次分離の軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する前記蒸留装置および前記蒸留装置からの前記一次分離の軽質油を高温水により熱分解して前記軽質油と腐食成分が含有されている残渣油とに分離する熱分解装置である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン発電システム。
4. 前記重質油燃料を前記再生熱交換器の下流側あるいは上流側で排ガスにより加熱する排ガス重質油燃料加熱器を、備える、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスタービン発電システム。

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