JP6682619B2 - プラント、及びその運転方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ボイラーを備えるプラント、及びその運転方法に関する。
本願は、2016年3月30日に、日本国に出願された特願2016-068262号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
ボイラーは、水を加熱して蒸気を発生する。この蒸気は、多くの場合、蒸気タービンに送られる。蒸気タービンから排気された蒸気は、復水器で水に戻される。この水は、給水としてボイラーに戻される。
以下の特許文献1に記載のプラントは、ボイラーに高温の排気ガスを送るガスタービンと、ボイラーで発生した蒸気で駆動される蒸気タービンと、を備えている。ガスタービンや蒸気タービンを構成する部品には、これらタービンの運転過程で冷却が必要な被冷却媒体が流れる。このプラントは、ボイラーに送られる給水と被冷却媒体とを熱交換させて、給水を加熱する一方で、被冷却媒体を冷却する冷却器を備えている。
このプラントでは、ボイラーに流入する給水の温度が高まるため、効率的に蒸気を発生させることができる。
特開2012−117517号公報
上記特許文献1に記載の技術では、被冷却媒体の熱を給水の加熱に有効利用できるものの、被冷却媒体を十分に減温できない場合がある、という問題点がある。
そこで、本発明は、被冷却媒体の熱を有効利用しつつも、被冷却媒体の温度を管理することができるプラント、及びその運転方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記温度調節器は、前記給水ラインに設けられ、前記給水と外部媒体とを熱交換させる補助熱交換器と、前記補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する。
当該プラントでは、冷却器により、機器における被冷却媒体の熱を給水に移動させて、被冷却媒体を冷却する一方で、給水を加熱する。このため、被冷却媒体の熱を有効利用することができる。また、当該プラントでは、被冷却媒体の温度を温度調節器で調節する。このため、被冷却媒体の温度を適切な温度に管理することができる。
前記補助熱交換器を有する前記プラントにおいて、前記補助熱交換器は、前記給水ラインに設けられて、前記給水と前記外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器を有し、前記熱交換量調節器は、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記給水補助熱交換器に流入する前記給水と前記外部媒体とのうち、少なくとも一方の流量を調節する流量調節器を有してもよい。当該プラントでは、温度調節器が給水補助熱交換器を有することで、被冷却媒体ラインを変更することなく、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記温度調節器は、前記冷却器から前記給水ラインに流出した前記給水の少なくとも一部を前記給水源に戻す給水戻しラインと、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記給水戻しラインを流れる給水の流量を調節する流量調節器と、を有する。当該プラントでは、給水戻しラインを流れる給水の流量を調節することで、給水ラインを流れる給水の流量を調節することができる。このため、当該プラントでは、給水ラインを流れる給水の流量が一定の場合よりも、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。しかも、当該プラントでは、補助熱交換器を設けない簡単な構成で、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記被冷却媒体ラインには、複数の前記冷却器が直列に設けられ、
前記温度調節器は、前記被冷却媒体ラインに設けられている複数の前記冷却器のうち、前記被冷却媒体の流れの最も下流側の冷却器から流出した前記被冷却媒体の温度を調節する。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。複数の前記被冷却媒体ラインと、複数の前記被冷却媒体ライン毎の前記冷却器と、を備え、複数の前記冷却器のそれぞれに流入する前記被冷却媒体の温度は、複数の前記冷却器毎に異なり、複数の前記冷却器のうち、温度の高い被冷却媒体が流入する冷却器は、温度の低い被冷却媒体が流入する冷却器よりも、前記給水ライン中で、前記給水の流れの下流側の位置に配置されている。
当該プラントの給水は、給水ラインを流れる過程で、複数の冷却器により順次加熱されるため、給水ラインの下流側にいくほど、その温度が高くなる。また、当該プラントでは、給水ラインに設けられている複数の冷却器のうち、給水の流れの下流側に位置する冷却器ほど、そこに流入する被冷却媒体の温度が高くなる。このため、当該プラントでは、効率的に、給水の温度を高めることができる。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、切替器と、を有し、一以上の前記GT冷却器の全ては、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの上流側の位置に配置され、前記切替器は、前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替える。
当該プラントでは、ガスタービン及び蒸気タービンを運転する場合には、切替器を操作して、給水の流れを給水状態にする。この給水状態では、復水器からの給水が、全ての冷却器を経て、ボイラーに流入する。このため、給水の流れを給水状態にすると、ボイラーは蒸気を発生し、蒸気タービンがこの蒸気により駆動される。この給水状態では、ボイラー、蒸気タービン、復水器、給水主ライン内を循環する。よって、ガスタービンに関連する全てのGT冷却器には、給水が流れ込み、全てのGT冷却器で被冷却媒体を冷却することができる。さらに、蒸気タービンに関連する全てのST冷却器にも、給水Wが流れ込み、全てのST冷却器で被冷却媒体を冷却することができる。
また、当該プラントでは、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転する場合には、切替器を操作して、給水の流れ給水戻し状態にすると、この給水戻し状態では、復水器からの給水は、給水戻しラインを経て、復水器に戻る。この給水戻し状態では、給水は、復水器、給水主ライン、給水戻しライン内で循環する。このため、ボイラーには、給水が流入せず、このボイラーは蒸気を発生しない。よって、蒸気タービンは、駆動しない。当該プラントでは、ガスタービンに関連する全てのGT冷却器が、給水主ライン中で、給水戻しラインとの分岐位置よりも上流側に配置されている。このため、給水の流れが給水戻し状態であっても、全てのGT冷却器には、給水が流れ込み、全てのGT冷却器で被冷却媒体を冷却することができる。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、切替器と、を有し、前記切替器は、前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替え、一以上の前記GT冷却器のうち、少なくとも一のGT冷却器は、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの下流側の位置に配置され、前記給水戻しラインの分岐位置よりも、前記給水主ライン中の前記給水の流れの下流側の位置に配置されている下流側GT冷却器に対する前記温度調節器は、前記被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させる媒体補助熱交換器と、前記媒体補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する第一温度調節器と、前記給水主ライン中で前記下流側GT冷却器を基準にして、前記給水主ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けれ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する第二温度調節器と、のうちのいずれかである
また、当該プラントでも、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転することができる。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントは、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、を備える。前記温度調節器は、前記給水ライン中で前記冷却器を基準にして、前記給水ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けられ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する。
また、以上のいずれかの前記プラントにおいて、前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインを有し、一以上の前記GT冷却器に対するそれぞれの前記温度調節器は、前記被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させる媒体補助熱交換器と、前記媒体補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する第一温度調節器と、前記給水主ライン中で前記GT冷却器を基準にして、前記給水主ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けられ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する第二温度調節器と、のうちのいずれかであってもよい。
また、当該プラントでも、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転することができる。
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラントの運転方法は、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、を実行する。前記温度調節工程は、前記給水と外部媒体とを熱交換させる補助熱交換工程と、前記補助熱交換工程における熱交換量を調節する熱交換量調節工程と、を含む。
前記補助熱交換工程を実行する前記プラントの運転方法において、前記補助熱交換工程は、前記給水ラインを流れる前記給水と前記外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換工程を含み、前記熱交換量調節工程は、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記給水補助熱交換工程で互いに熱交換する前記給水と前記外部媒体とのうち、少なくとも一方の流量を調節する流量調節工程を含んでもよい。
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としてのプラントの運転方法は、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、を実行する。前記温度調節工程は、前記冷却工程で加熱された前記給水の少なくとも一部を前記給水源に戻す給水戻し工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記給水源に戻す前記給水の流量を調節する流量調節工程と、を含む。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントの運転方法は、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、を実行する。前記被冷却媒体に対して、前記被冷却媒体ライン中の複数の位置毎に、前記冷却工程を実行し、前記温度調節工程は、複数の前記冷却工程のうち、前記被冷却媒体の流れの最も下流側で実行された冷却工程で冷却された前記被冷却媒体の温度を調節する。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントの運転方法は、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、を実行する。前記プラントは、複数の前記被冷却媒体ラインを備え、複数の前記被冷却媒体ラインを流れる前記被冷却媒体毎に前記冷却工程を実行し、前記被冷却媒体の温度は、複数の前記被冷却媒体ライン毎に異なり、複数の前記冷却工程のうち、温度の高い被冷却媒体を熱交換対象とする冷却工程は、温度の低い被冷却媒体を熱交換対象とする冷却工程よりも、前記給水ライン中で、前記給水の流れの下流側の前記給水を加熱する。
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としてのプラントの運転方法は、
水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、を実行する。前記プラントは、前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、を有し、前記冷却工程は、前記ガスタービンにおける被冷却媒体と前記給水とを熱交換させる1以上のGT媒体冷却工程を含み、一以上の前記GT媒体冷却工程の全てでは、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの上流側の前記給水を加熱し、前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替える切替工程を実行する。
本発明の一態様によれば、ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器に関する被冷却媒体の熱を有効利用しつつ、被冷却媒体の温度を適切な温度に管理することができる。
本発明に係る第一実施形態におけるプラントの系統図である。 本発明に係る第一実施形態における給水ラインの系統図である。 本発明に係る第一変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第二変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第三変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第四変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第五変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第六変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第七変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第八変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第九変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第十変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第十一変形例における温度調節器の構成を示す説明図である。 本発明に係る第二実施形態における給水ラインの系統図である。 本発明に係る第三実施形態における給水ラインの系統図である。 本発明に係る第四実施形態におけるプラントの系統図である。
以下、本発明に係るプラントの各種実施形態、さらにプラントの構成要素である温度調節器の各種変形例について、図面を用いて説明する。
「プラントの第一実施形態」
図1及び図2を参照して、本発明に係るプラントの第一実施形態について説明する。
本実施形態のプラントは、図1に示すように、ガスタービン10と、ガスタービン10の駆動で発電する発電機29と、排熱回収ボイラー30と、排熱回収ボイラー30からの蒸気で駆動される蒸気タービン40と、蒸気タービン40の駆動で発電する発電機49と、蒸気タービン40から排気された蒸気を水に戻す復水器(給水源)41と、復水器41内の水を排熱回収ボイラー30に送る給水ポンプ42と、を備えている。複数の冷却器50,60s,60g,70s,70g,80(図2参照)と、を備えている。排熱回収ボイラー30は、ガスタービン10から排気された排気ガスEGの熱で水を加熱して蒸気を発生させる。
ガスタービン10は、空気Aを圧縮する圧縮機11と、圧縮機11が吸い込む空気Aが流れる吸気ダクト19と、圧縮機11で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器20と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動されるタービン21と、を備えている。
圧縮機11は、軸線Arを中心として回転する圧縮機ロータ12と、この圧縮機ロータ12を覆う圧縮機ケーシング15と、有する。
タービン21は、燃焼器20からの燃焼ガスにより、軸線Arを中心として回転するタービンロータ22と、このタービンロータ22を覆うタービンケーシング25と、を有する。タービンロータ22は、軸線Arと平行な軸方向に延びるロータ軸23と、このロータ軸23の外周に固定されている複数の動翼24と、を有する。タービンケーシング25の内周面には、複数の静翼26が固定されている。タービンケーシング25には、内部を通過した燃焼ガスを排気ガスとして排気する排気口27が形成されている。
吸気ダクト19には、圧縮機11が吸い込む空気を冷却する吸気冷却器50が設けられている。ガスタービン10には、圧縮機11が圧縮した空気である圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却器80が設けられている。この圧縮空気冷却器80で冷却された圧縮空気は、冷却空気として、ガスタービン10を構成する部品のうちで、高温の燃焼ガスに晒される高温部品に送られる。高温部品としては、例えば、燃焼器20を構成する部品、タービン21の動翼24や静翼26等がある。
燃焼器20は、タービンケーシング25に固定されている。タービンロータ22と圧縮機ロータ12とは、同一の軸線Arを中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ17を成している。ガスタービンロータ17は、燃焼器20からの高温の燃焼ガスにより回転する。このガスタービンロータ17には、前述の発電機29のロータが接続されている。発電機29のロータやステータは、例えば水素等の冷却媒体で冷却される。このため、発電機29には、この冷却媒体を水との熱交換で冷却する発電機冷却器60gが設けられている。ガスタービンロータ17は、回転可能に軸受18で支持されている。この軸受18には、軸受18からの潤滑油を水との熱交換で冷却して軸受18に戻す潤滑油冷却器70gが設けられている。
排熱回収ボイラー30は、タービンケーシング25の排気口27に接続されている。よって、ガスタービン10は、排熱回収ボイラー30に接続されている機器である。また、ガスタービン10に接続されている発電機29は、排熱回収ボイラー30に間接的に接続されている機器である。この排熱回収ボイラー30は、ガスタービン10から排気された排気ガスと水とを熱交換させて、水を加熱し蒸気を発生させる。排熱回収ボイラー30と蒸気タービン40の蒸気入口とは、蒸気ライン35で接続されている。よって、蒸気タービン40は、排熱回収ボイラー30に接続されている機器である。また、蒸気タービン40に接続されている発電機49は、排熱回収ボイラー30に間接的に接続されている機器である。
この蒸気タービン40は、排熱回収ボイラー30からの蒸気により駆動される。すなわち、蒸気タービンロータ47は、蒸気により回転する。この蒸気タービンロータ47には、前述の発電機49のロータが接続されている。この発電機49のロータやステータも、例えば水素等の冷却媒体で冷却される。このため、この発電機49には、この冷却媒体を水との熱交換で冷却する発電機冷却器60sが設けられている。蒸気タービンロータ47は、回転可能に軸受48で支持されている。この軸受48には、軸受48からの潤滑油を水との熱交換で冷却して軸受48に戻す潤滑油冷却器70sが設けられている。
蒸気タービン40の蒸気出口には、復水器41が接続されている。復水器41と排熱回収ボイラー30とは、給水ライン44で接続されている。この給水ライン44には、給水Wを昇圧する給水ポンプ42が設けられている。なお、給水Wとは、復水器41から給水ライン44に流入し、この給水ライン44を流れる水である。
図2に示すように、吸気冷却器50は、熱交換器52と、冷凍機(熱移動器)51と、中間媒体ライン56と、媒体ポンプ57と、を有する。熱交換器52は、吸気ダクト19に設けられている。この熱交換器52は、吸気ダクト19内を流れる空気と中間媒体とを熱交換させ、空気を冷却する一方で中間媒体を加熱する。冷凍機51は、給水ライン44に設けられている。この冷凍機51は、熱交換器52で加熱された中間媒体の熱を給水Wに移動させる。中間媒体ライン56は、熱交換器52と冷凍機51との間で中間媒体を循環させる。中間媒体ライン56には、媒体ポンプ57が設けられている。吸気冷却器50には、吸気温度計59と、吸気温度調節器53とが設けられている。吸気温度計59は、吸気ダクト19に設けられ、この吸気ダクト19内を流れる空気の温度を検知する。吸気温度調節器53は、吸気ダクト19内を流れる空気Aの温度を調節する。この吸気温度調節器53は、吸気温度計59で検知された空気Aの温度に基づいて、中間媒体ライン56を流れる中間媒体の流量を調節する媒体流量調節弁(流量調節器)54を有する。なお、吸気温度計59は、吸気冷却器50により冷却された吸気ダクト19内の空気Aの温度を検知する。
蒸気タービン40に接続されている発電機49の発電機冷却器60sは、水素等の冷却媒体と給水Wとを熱交換させ、冷却媒体を冷却する一方で給水Wを加熱する。よって、発電機冷却器60sは、冷却媒体が流れる冷却媒体ライン66及び給水ライン44に跨って設けられている。冷却媒体ライン66には、媒体温度計69と、媒体温度調節器62とが設けられている。媒体温度計69は、冷却媒体ライン66に設けられ、冷却媒体の温度を検知する。媒体温度調節器62は、冷却媒体の温度を調節する。この媒体温度調節器62は、媒体補助熱交換器63と、外部媒体流量調節弁(熱交換量調節器)64と、を有する。媒体補助熱交換器63は、冷却媒体ライン66中で発電機冷却器60sの媒体出口と発電機49の媒体入口との間に配置されている。この媒体補助熱交換器63には、外部媒体を媒体補助熱交換器63に導く流入ライン65iと、媒体補助熱交換器63からの外部媒体が流れる流出ライン65oとが接続されている。外部媒体流量調節弁64は、これら流入ライン65iと流出ライン65oとのうち、一方のラインに設けられている。媒体補助熱交換器63は、発電機冷却器60sで冷却された冷却媒体と外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で冷却媒体を冷却する。外部媒体流量調節弁64は、媒体温度計69で検知された冷却媒体の温度に基づいて、媒体補助熱交換器63に流入する外部媒体の流量を調節する。なお、媒体温度計69は、媒体補助熱交換器63を通った冷却媒体の温度を検知する。
冷却媒体は、発電機冷却器60sにとって、冷却対象である被冷却媒体である。よって、この冷却媒体ライン66は、発電機冷却器60sにとって、被冷却媒体ラインである。
ガスタービン10に接続されている発電機29の発電機冷却器60gは、水素等の冷却媒体と給水Wとを熱交換させ、冷却媒体を冷却する一方で給水Wを加熱する。よって、この発電機冷却器60gも、冷却媒体が流れる冷却媒体ライン66及び給水ライン44に跨って設けられている。冷却媒体ライン66には、媒体温度計69と、媒体温度調節器62とが設けられている。媒体温度計69は、冷却媒体ライン66に設けられ、冷却媒体の温度を検知する。媒体温度調節器62は、冷却媒体の温度を調節する。この媒体温度調節器62は、媒体補助熱交換器63と、外部媒体流量調節弁64(熱交換量調節器)と、を有する。媒体補助熱交換器63は、媒体ライン中で発電機冷却器60gの媒体出口と発電機29の媒体入口との間に配置されている。外部媒体流量調節弁64は、媒体補助熱交換器63に接続されている外部媒体の流入ライン65iと流出ライン65oとのうち、一方のラインに設けられている。媒体補助熱交換器63は、発電機冷却器60gで冷却された冷却媒体と外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で冷却媒体を冷却する。外部媒体流量調節弁64は、媒体温度計69で検知された冷却媒体の温度に基づいて、媒体補助熱交換器63に流入する外部媒体の流量を調節する。なお、媒体温度計69は、媒体補助熱交換器63を通った冷却媒体の温度を検知する。
冷却媒体は、発電機冷却器60gにとって、冷却対象である被冷却媒体である。よって、この冷却媒体ライン66は、発電機冷却器60gにとって、被冷却媒体ラインである。
蒸気タービン40における潤滑油冷却器70sは、蒸気タービンロータ47の軸受48からの潤滑油と給水Wとを熱交換させ、潤滑油を冷却する一方で給水Wを加熱する。よって、潤滑油冷却器70sは、潤滑油が流れる潤滑油ライン76と、給水ライン44とに跨って設けられている。潤滑油ライン76には、潤滑油温度計79と、潤滑油温度調節器72とが設けられている。潤滑油温度計79は、潤滑油ライン76に設けられ、潤滑油の温度を検知する。潤滑油温度調節器72は、潤滑油の温度を調節する。この潤滑油温度調節器72は、潤滑油補助熱交換器73と、外部媒体流量調節弁(熱交換量調節器)74と、を有する。潤滑油補助熱交換器73は、潤滑油ライン76中で潤滑油冷却器70sの潤滑油出口と軸受48の潤滑油入口との間に配置されている。外部媒体流量調節弁74は、潤滑油補助熱交換器73に接続されている外部媒体の流入ライン75iと流出ライン75oとのうち、一方のラインに設けられている。潤滑油補助熱交換器73は、潤滑油冷却器70sで冷却された潤滑油と外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で潤滑油を冷却する。外部媒体流量調節弁74は、潤滑油温度計79で検知された潤滑油の温度に基づいて、潤滑油補助熱交換器73に流入する外部媒体の流量を調節する。なお、潤滑油温度計79は、潤滑油補助熱交換器73を通った潤滑油の温度を検知する。
潤滑油は、潤滑油冷却器70sにとって、冷却対象である被冷却媒体である。よって、この潤滑油ライン76は、潤滑油冷却器70sにとって、被冷却媒体ラインである。
ガスタービン10における潤滑油冷却器70gは、ガスタービンロータ17の軸受18からの潤滑油と給水Wとを熱交換させ、潤滑油を冷却する一方で給水Wを加熱する。よって、この潤滑油冷却器70gも、潤滑油が流れる潤滑油ライン76と、給水ライン44とに跨って設けられている。潤滑油ライン76には、潤滑油温度計79と、潤滑油温度調節器72とが設けられている。潤滑油温度計79は、潤滑油ライン76に設けられ、潤滑油の温度を検知する。潤滑油温度調節器72は、潤滑油の温度を調節する。この潤滑油温度調節器72は、潤滑油補助熱交換器73と、外部媒体流量調節弁(熱交換量調節器)74と、を有する。潤滑油補助熱交換器73は、潤滑油ライン76中で潤滑油冷却器70gの潤滑油出口と軸受18の潤滑油入口との間に配置されている。外部媒体流量調節弁74は、潤滑油補助熱交換器73に接続されている外部媒体の流入ライン75iと流出ライン75oとのうち、一方のラインに設けられている。潤滑油補助熱交換器73は、潤滑油冷却器70gで冷却された潤滑油と外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で潤滑油を冷却する。外部媒体流量調節弁74は、潤滑油温度計79で検知された潤滑油の温度に基づいて、潤滑油補助熱交換器73に流入する外部媒体の流量を調節する。なお、潤滑油温度計79は、潤滑油補助熱交換器73を通った潤滑油の温度を検知する。
潤滑油は、潤滑油冷却器70gにとって、冷却対象である被冷却媒体である。よって、この潤滑油ライン76は、潤滑油冷却器70gにとって、被冷却媒体ラインである。
ガスタービン10における圧縮空気冷却器80は、第一空気冷却器80aと第二空気冷却器80bとを有する。第一空気冷却器80aは、圧縮機11からの圧縮空気と給水Wとを熱交換させ、圧縮空気を冷却する一方で給水Wを加熱する。第二空気冷却器80bは、第一空気冷却器80aで冷却された圧縮空気と第一空気冷却器80aで加熱される前の給水Wとを熱交換させ、圧縮空気を冷却する一方で給水Wを加熱する。第一空気冷却器80a及び第二空気冷却器80bで冷却された圧縮空気は、冷却空気として、ガスタービン10の高温部品に送られる。よって、この第一空気冷却器80a及び第二空気冷却器80bは、圧縮機11と高温部品とを接続する抽気ライン86と、給水ライン44とに跨って設けられている。第二空気冷却器80bは、抽気ライン86中で第一空気冷却器80aよりも高温部品側に配置され、給水ライン44中で第一空気冷却器80aよりも復水器41側に配置されている。抽気ライン86には、冷却空気温度計89と、圧縮空気温度調節器82とが設けられている。冷却空気温度計89は、抽気ライン86に設けられ、圧縮空気の温度を検知する。圧縮空気温度調節器82は、圧縮空気の温度を調節する。この圧縮空気温度調節器82は、圧縮空気補助熱交換器83と、外部媒体流量調節弁(熱交換量調節器)84と、を有する。圧縮空気補助熱交換器83は、抽気ライン86中で第二空気冷却器80bよりも高温部品側に配置されている。外部媒体流量調節弁84は、圧縮空気補助熱交換器83に接続されている外部媒体ライン85に設けられている。圧縮空気補助熱交換器83は、圧縮空気冷却器80で冷却された圧縮空気と外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で圧縮空気を冷却する。外部媒体流量調節弁84は、冷却空気温度計89で検知された圧縮空気の温度に基づいて、圧縮空気補助熱交換器83に流入する外部媒体の流量を調節する。なお、冷却空気温度計89は、圧縮空気補助熱交換器83を通った圧縮空気の温度を検知する。
圧縮空気は、圧縮空気冷却器80にとって、冷却対象である被冷却媒体である。よって、抽気ライン86は、圧縮空気冷却器80にとって、被冷却媒体ラインである。
給水ライン44は、図2に示すように、給水主ライン45と、給水戻しライン46と、切替器44cとを有する。なお、図1では、図面を見易くするために、便宜上、給水ライン44として、給水ライン44中の給水主ライン45のみを描いており、給水戻しライン46及び切替器44cを省略している。給水主ライン45は、復水器41と排熱回収ボイラー30とを接続する。給水戻しライン46は、給水主ライン45から分岐して給水主ライン45を流れる給水Wの少なくとも一部を復水器41に戻す。切替器44cは、給水主ライン45中の給水Wを給水戻しライン46を経て復水器41に戻す給水戻し状態と、給水主ライン45中の給水Wを復水器41に戻さずに排熱回収ボイラー30に送る給水状態との間で給水Wの流れを切り替える。この切替器44cは、第一弁44aと第二弁44bとを有する。第一弁44aは、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも排熱回収ボイラー30側の位置に設けられている。第二弁44bは、給水戻しライン46に設けられている。なお、切替器44cは、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置に設けられている三方弁で構成してもよい。
以上で説明した吸気冷却器50、蒸気タービン40に接続されている発電機49の発電機冷却器60s、ガスタービン10に接続されている発電機29の発電機冷却器60g、蒸気タービン40の潤滑油冷却器70s、ガスタービン10の潤滑油冷却器70g、及び圧縮空気冷却器80は、いずれも、排熱回収ボイラー30に直接又は間接的に接続されている機器に関する被冷却媒体を冷却する冷却器である。各冷却器に流入する被冷却媒体のうち、圧縮空気冷却器80に流入する被冷却媒体である圧縮空気の温度が最も高い。以下、ガスタービン10の潤滑油冷却器70gに流入する被冷却媒体である潤滑油、蒸気タービン40の潤滑油冷却器70sに流入する被冷却媒体である潤滑油、ガスタービン10に接続されている発電機29の発電機冷却器60gに流入する被冷却媒体である冷却媒体、蒸気タービン40に接続されている発電機49の発電機冷却器60sに流入する被冷却媒体である冷却媒体、吸気冷却器50で冷却される圧縮空気の順で、温度が低くなる。なお、これは一例であり、例えば、ガスタービン10の潤滑油冷却器70gに流入する被冷却媒体である潤滑油の温度は、蒸気タービン40の潤滑油冷却器70sに流入する被冷却媒体である潤滑油の温度よりも低い場合がある。
吸気冷却器50、蒸気タービン40に接続されている発電機49の発電機冷却器60s、ガスタービン10に接続されている発電機29の発電機冷却器60g、蒸気タービン40の潤滑油冷却器70s、ガスタービン10の潤滑油冷却器70g、及び圧縮空気冷却器80は、以上の順序で、給水Wの流れの上流側から下流側に並んで、給水主ライン45に設けられている。よって、複数の冷却器のうち、温度の高い被冷却媒体が流入する冷却器は、温度の低い被冷却媒体が流入する冷却器よりも、給水主ライン45中で、給水Wの流れの下流側の位置に配置されている。
複数の冷却器のうちで、ガスタービン10に関連する冷却器(GT冷却器)、具体的には、吸気冷却器50、ガスタービン10に接続されている発電機29の発電機冷却器60g、ガスタービン10の潤滑油冷却器70g、及び圧縮空気冷却器80は、いずれも、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも復水器41側に配置されている。なお、本実施形態では、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも排熱回収ボイラー30側には、一切、媒体冷却媒体が配置されていない。しかしながら、蒸気タービン40に関連する冷却器(ST冷却器)であれば、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも排熱回収ボイラー30側に、このST冷却器の全て又は一部を配置してもよい。
以上で説明した補助熱交換器63,73,83で被冷却媒体と熱交換する外部媒体としては、海水、湖水、河川水、地下水、工場排水、大気等がある。これらの外部媒体のうち、気体である大気を外部媒体として利用する場合、この大気の流量を調節する流量調節器は、例えば、送風量を変えることができるファンである。
次に、本実施形態のプラントの動作について説明する。
ガスタービン10の圧縮機11は、吸気ダクト19を経て流入してきた空気Aを圧縮し、圧縮した空気を燃焼器20に供給する。また、燃焼器20には、燃料も供給される。燃焼器20内では、圧縮された空気中で燃料が燃焼して、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、燃焼器20からタービン21内の燃焼ガス流路に送られ、タービンロータ22を回転させる。このタービンロータ22の回転で、ガスタービン10に接続されている発電機29は発電する。
タービンロータ22を回転させた燃焼ガスは、排気ガスEGとしてガスタービン10から排気され、排熱回収ボイラー30を介して、煙突から大気に放出される。排熱回収ボイラー30は、ガスタービン10からの排気ガスが排熱回収ボイラー30を通る過程で、この排気ガスに含まれている熱を回収する。
具体的に、排熱回収ボイラー30は、水Wと排気ガスEGとを熱交換させ、水Wを加熱して、蒸気を発生させる。この蒸気は、蒸気ライン35を経て、蒸気タービン40に流入し、この蒸気タービン40を駆動させる。この蒸気タービン40の駆動で、蒸気タービン40に接続されている発電機49は発電する。蒸気タービン40から排気された蒸気は、復水器41に流入する。復水器41では、この蒸気が冷却されて凝縮し、水となる。この水は、給水Wとして、給水ポンプ42で昇圧され、給水ライン44を経て、排熱回収ボイラー30に供給される。
圧縮機11が吸い込む空気Aの温度が高くなると、この圧縮機11が吸い込む空気Aの質量流量が低下する。よって、圧縮機11が吸い込む空気Aの温度が高くなると、ガスタービン出力が低下する。そこで、本実施形態では、吸気冷却器50により、圧縮機11が吸い込む空気Aの熱を給水Wに移動させ、給水Wを加熱する一方で空気Aを冷却する(冷却行程)。具体的に、吸気冷却器50の熱交換器52では、吸気ダクト19内を通る空気A(被冷却媒体)と中間媒体とを熱交換させ、空気Aを冷却する一方で、中間媒体を加熱する(熱交換行程)。吸気冷却器50の冷凍機51では、熱交換器52で加熱された中間媒体の熱を給水Wに移動させ、中間媒体を冷却する一方で給水Wを加熱する(熱移動行程)。
ガスタービン出力を管理する上では、圧縮機11が吸い込む空気Aの温度を管理することが好ましい。このため、本実施形態では、この吸気冷却器50に、吸気温度計59及び吸気温度調節器53を設けている。吸気温度計59は、吸気ダクト19内を流れる空気Aの温度を検知する(温度検知行程)。吸気温度調節器53の媒体流量調節弁54は、吸気温度計59で検知された空気Aの温度が目的の温度範囲内に収まるよう、中間媒体ライン56を流れる中間媒体の流量を調節する(温度調節行程、流量調節行程)。この結果、吸気冷却器50の熱交換器52で、中間媒体と空気Aとの熱交換量が変化し、空気Aの温度が目的の温度範囲内になる。
高温高圧の燃焼ガスに晒される高温部品は、その耐久性を高めるために、例えば、空気で冷却される。本実施形態では、高温部品に対して冷却空気を送り、この冷却空気で高温部品を冷却する。具体的に、本実施形態では、圧縮空気冷却器80の第一空気冷却器80aで、圧縮機11からの圧縮空気と給水Wとを熱交換させ、圧縮空気を冷却する一方で給水Wを加熱する。さらに、第二空気冷却器80bで、第一空気冷却器80aで冷却された圧縮空気と第一空気冷却器80aで加熱される前の給水Wとを熱交換させ、圧縮空気を冷却する一方で給水Wを加熱する(冷却行程)。以上のように冷却された圧縮空気は、冷却空気として、ガスタービン10の高温部品に送られる。
高温部品の耐久性を管理する上では、冷却空気の温度を管理することが好ましい。このため、本実施形態では、冷却空気が流れる抽気ライン86に、冷却空気温度計89及び圧縮空気温度調節器82を設けている。圧縮空気温度調節器82の圧縮空気補助熱交換器83は、圧縮空気冷却器80で冷却された圧縮空気と外部媒体とを熱交換させ、圧縮空気を冷却する(媒体補助熱交換行程)。冷却空気温度計89は、圧縮空気補助熱交換器83を通った圧縮空気の温度を検知する(温度検知行程)。外部媒体流量調節弁(熱交換量調節器)84は、冷却空気温度計89で検知された空気の温度が目的の温度範囲内に収まるよう、圧縮空気補助熱交換器83に流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、圧縮空気補助熱交換器83で圧縮空気と外部媒体との熱交換量が変化し、圧縮空気の温度が目的の温度範囲内になる。
各発電機29,49は、その性能を維持すると共に耐久性を高めるために、水素等の冷却媒体で冷却される。本実施形態では、発電機29,49のロータやステータ等に冷却媒体を送り、この冷却媒体でロータやステータ等を冷却する。具体的に、本実施形態では、発電機冷却器60s,60gで、冷却媒体ライン66を流れる冷却媒体と給水Wとを熱交換させ、冷却媒体を冷却する一方で給水Wを加熱する(冷却行程)。冷却された冷却媒体は、冷却媒体ライン66を経て、ロータやステータ等に送られ、これを冷却する。
各発電機29,49の性能及び耐久性を管理する上では、冷却媒体の温度を管理することが好ましい。このため、本実施形態では、冷却媒体が流れる冷却媒体ライン66に、媒体温度計69及び媒体温度調節器62を設けている。媒体温度調節器62の媒体補助熱交換器63は、発電機冷却器60s,60gで冷却された冷却媒体と外部媒体とを熱交換させ、冷却媒体を冷却する(媒体補助熱交換行程)。媒体温度計69は、媒体補助熱交換器63を通った冷却媒体の温度を検知する(温度検知行程)。外部媒体流量調節弁64(熱交換量調節器)は、媒体温度計69で検知された冷却媒体の温度が目的の温度範囲内に収まるよう、媒体補助熱交換器63に流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、媒体補助熱交換器63で冷却媒体と外部媒体との熱交換量が変化し、冷却媒体の温度が目的の温度範囲内になる。
各タービン21の軸受18,48には、その性能を維持すると共に耐久性を高めるために、潤滑油が供給される。また、この潤滑油は、その目的を果たすために冷却される。本実施形態では、軸受18,48に潤滑油を供給し、潤滑油冷却器70s,70gでこの潤滑油を冷却する。潤滑油冷却器70s,70gでは、潤滑油ライン76を流れる潤滑油と給水Wとを熱交換させ、潤滑油を冷却する一方で給水Wを加熱する(冷却行程)。冷却された潤滑油は、潤滑油ライン76を経て、軸受18,48に供給される。
軸受18,48の性能及び耐久性を管理する上では、この軸受18,48に供給される潤滑油の温度を管理することが好ましい。このため、本実施形態では、潤滑油が流れる潤滑油ライン76に、潤滑油温度計79及び潤滑油温度調節器72を設けている。潤滑油温度調節器72の潤滑油補助熱交換器73は、潤滑油冷却器70s,70gで冷却された潤滑油と外部媒体とを熱交換させ、潤滑油を冷却する(媒体補助熱交換行程)。潤滑油温度計79は、潤滑油補助熱交換器73を通った潤滑油の温度を検知する(温度検知行程)。外部媒体流量調節弁74(熱交換量調節器)は、潤滑油温度計79で検知された潤滑油の温度が目的の温度範囲内に収まるよう、潤滑油補助熱交換器73に流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、潤滑油補助熱交換器73で潤滑油と外部媒体との熱交換量が変化し、潤滑油の温度が目的の温度範囲内になる。
以上のように、本実施形態では、冷却器により、プラントの各機器における被冷却媒体の熱を給水Wに移動させて、被冷却媒体を冷却する一方で、給水Wを加熱する。このため、被冷却媒体の熱を有効利用することができる。また、本実施形態では、被冷却媒体の温度を温度調節器で調節する。このため、被冷却媒体の温度を適切な温度に管理することができる。また、本実施形態では、補助熱交換器63,73,83で被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させている。
このため、本実施形態では、給水のみで被冷却媒体の温度を調節するよりも、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。例えば、温度調節器が補助熱交換器63,73,83を有することで、給水のみで被冷却媒体の温度を下げるよりも、被冷却媒体の温度を下げることができる。また、本実施形態では、給水ライン44に給水が流れていないときでも、補助熱交換器63,73,83により被冷却媒体の温度を調節することができる。本実施形態では、例えば、蒸気タービン40が停止して、給水ライン44に給水が流れていない場合でもガスタービン10の潤滑油や冷却空気の温度を調節することができる。よって、本実施形態では、ガスタービン10の単独運転が可能になる。
本実施形態の給水Wは、図2に示すように、給水主ライン45を流れる過程で、複数の冷却器50,60s,60g,70s,70g,80により順次加熱されるため、給水主ライン45の下流側にいくほど、その温度が高くなる。しかも、本実施形態では、給水主ライン45に設けられている複数の冷却器50,60s,60g,70s,70g,80のうち、給水Wの流れの下流側に位置する冷却器ほど、そこに流入する被冷却媒体の温度が高くなる。このため、本実施形態では、効率的に、給水Wの温度を高めることができる。
本実施形態では、給水ライン44に設けられている切替器44cを操作することで(切替工程)、蒸気タービン40を休止させ、ガスタービン10のみを単独運転することが可能である。この場合、給水主ライン45に設けられている第一弁44aを閉じ、給水戻しライン46に設けられている第二弁44bを開ける。この結果、復水器41からの給水Wは、給水戻しライン46を経て、復水器41に戻る。すなわち、給水Wの流れが給水戻し状態になる。この給水戻し状態では、給水Wは、復水器41、給水主ライン45、給水戻しライン46内で循環する。このため、排熱回収ボイラー30には、給水Wが流入せず、この排熱回収ボイラー30は蒸気を発生しない。よって、蒸気タービン40は、駆動しない。本実施形態では、ガスタービン10に関連する全ての冷却器50,60s,60g,70s,70g,80が、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも復水器41側に配置されている。給水Wの流れが給水戻し状態であっても、ガスタービン10に関連する全ての冷却器(GT冷却器)50,60g,70g,80には、給水Wが流れ込み、全てのGT冷却器50,60g,70g,80で被冷却媒体を冷却することができる(GT媒体冷却行程)。
本実施形態で、ガスタービン10及び蒸気タービン40を共に運転する場合には、給水主ライン45に設けられている第一弁44aを開け、給水戻しライン46に設けられている第二弁44bを閉じる。この結果、復水器41からの給水Wは、給水主ライン45を経て、排熱回収ボイラー30に流入する。すなわち、給水Wの流れは、給水状態になる。この給水状態では、給水Wは、復水器41から排熱回収ボイラー30へ流れ、給水戻しライン46を流れない。このため、この排熱回収ボイラー30は蒸気を発生し、蒸気タービン40がこの蒸気により駆動させる。この給水状態では、排熱回収ボイラー30、蒸気ライン35、蒸気タービン40、復水器41、給水主ライン45内を循環する。よって、ガスタービン10に関連する全てのGT冷却器50,60g,70g,80には、給水Wが流れ込み、全てのGT冷却器50,60g,70g,80で被冷却媒体を冷却することができる(GT媒体冷却行程)。さらに、蒸気タービン40に関連する全ての冷却器(ST冷却器)60s,70sにも、給水Wが流れ込み、全てのST冷却器60s,70sで被冷却媒体を冷却することができる(ST媒体冷却行程)。
「温度調節器の第一変形例」
図3を参照して、温度調節器の第一変形例について説明する。
上記実施形態の温度調節器では、補助熱交換器に接続されている外部媒体の流入ラインと流出ラインとのうち、一方のラインに外部媒体流量調節弁が設けられている。しかしながら、本変形例のように、補助熱交換器103に対する外部媒体の流入ライン105iと流出ライン105oとを接続するバイパスライン105bを設けて、このバイパスライン105bに外部媒体流量調節弁104bを設けてもよい。
本変形例の被冷却媒体ライン106には、冷却器100、補助熱交換器103、及び機器101が設けられている。なお、本変形例、後述の第二変形例〜第十変形例の冷却器100は、上記実施形態の冷却器60s,60g,70s,70g,80に相当する。また、本変形例、後述の第二変形例〜第十変形例のの機器101は、上記実施形態の発電機49,29、軸受48,18、ガスタービン10の高温部品に相当する。本変形例の温度調節器102は、外部媒体流量調節弁104bと補助熱交換器103とを有する。外部媒体流量調節弁104bは、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、バイパスライン105bを流れる外部媒体の流量を調節する。このように、バイパスライン105bを流れる外部媒体の流量を調節することでも、補助熱交換器103に流入する外部媒体の流量を調節することができる。よって、本変形例でも、被冷却媒体ライン106を流れる被冷却媒体の温度を調節することができる。
なお、本変形例は、補助熱交換器を有する温度調節器の変形例であるが、補助熱交換器を有さない温度調節器にも適用することができる。例えば、上記第一実施形態の吸気冷却器50に対する吸気温度調節器53にも適用できる。この場合、熱交換器52に対するバイパスラインを中間媒体ライン56中に設け、このバイパスラインに媒体流量調節弁54を設ける。
「温度調節器の第二変形例」
図4を参照して、温度調節器の第二変形例について説明する。
上記実施形態の温度調節器は、一の補助熱交換器を有している。しかしながら、本変形例のように、温度調節器102aは、複数の補助熱交換器103a,103b,103cを有してもよい。複数の補助熱交換器103a,103b,103cは、被冷却媒体ライン106に対して、直列配置されている。
複数の補助熱交換器103a,103b,103cのうち、被冷却媒体ライン106中で被冷却媒体の流れの最下流側に位置する補助熱交換器103aの外部媒体入口には、外部媒体の流入ライン105iが接続されている。複数の補助熱交換器103a,103b,103cのうち、被冷却媒体ライン106中で被冷却媒体の流れの最上流側に位置する補助熱交換器103cの外部媒体出口には、外部媒体の流出ライン105oが接続されている。複数の補助熱交換器103a,103b,103cのうち、最下流側の補助熱交換器103aと最上流側の補助熱交換器103cとの間に位置する中間補助熱交換器103bの外部媒体入口は、この中間補助熱交換器103bに対して被冷却媒体の流れの下流側に位置する補助熱交換器103aの外部媒体出口と連結ライン105cで接続されている。また、この中間補助熱交換器103bの外部媒体出口は、この中間補助熱交換器103bに対して被冷却媒体の流れの上流側に位置する補助熱交換器103cの外部媒体入口と連結ライン105cで接続されている。流入ライン105iと複数の連結ライン105cとは、それぞれ、バイパスライン105b1,105b2で接続されている。流入ライン105iと流出ライン105oとは、バイパスライン105b3で接続されている。流入ライン105i、複数のバイパスライン105b1〜105b3には、それぞれ、外部媒体流量調節弁104が設けられている。
本変形例の温度調節器102aは、以上で説明した複数の補助熱交換器103a,103b,103cと複数の外部媒体流量調節弁104を有する。
以上のように、複数の補助熱交換器103a,103b,103cを設けると共に、複数の外部媒体流量調節弁104を設けることで、複数の補助熱交換器103a,103b,103cを合せた統合補助熱交換器に流入する外部媒体の流量を調節することができると共に、この統合補助熱交換器の全伝熱面中における利用面積を変更することができる。よって、本変形例でも、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、複数の外部媒体流量調節弁104の開度を適宜調節することで、被冷却媒体ライン106を流れる被冷却媒体の温度を調節することができる。
「温度調節器の第三変形例」
図5を参照して、温度調節器の第三変形例について説明する。
第二変形例の温度調節器102aは、複数の補助熱交換器103a,103b,103bを被冷却媒体ライン106に対して、直列配置した例である。しかしながら、本変形例のように、複数の補助熱交換器103a,103bを被冷却媒体ライン106に対して、並列配置してもよい。
外部媒体の流入ライン105iは、複数の補助熱交換器103a,103b毎に分岐している。各流入分岐ライン105ia,105ibは、補助熱交換器103a,103bの外部媒体入口に接続されている。外部媒体の流出ライン105oは、複数の補助熱交換器103a,103b毎に分岐している。各流出分岐ライン105oa,105obは、補助熱交換器103a,103bの外部媒体出口に接続されている。外部媒体流量調節弁104は、各流入分岐ライン105ia,105ib又は各流出分岐ライン105oa,105obに設けられている。
本変形例の温度調節器102bは、以上で説明した複数の補助熱交換器103a,103bと、複数の外部媒体流量調節弁104を有する。
本変形例では、複数の外部媒体流量調節弁104の開度を変えることで、複数の補助熱交換器103a,103bに対する外部媒体の分配量を変えることができる。よって、本変形例でも、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、複数の外部媒体流量調節弁104の開度を適宜調節することで、被冷却媒体ライン106を流れる被冷却媒体の温度を調節することができる。
なお、本変形例において、複数の補助熱交換器103a,103bにおける外部媒体と給水Wとの熱交換量を相互に異ならせてもよい。熱交換量を異ならせる方法としては、複数の補助熱交換器103a,103bの伝熱面積を相互に異ならせる方法や、複数の補助熱交換器103a,103bの伝熱管の表面形状等を相互に異ならせる方法等がある。
「温度調節器の第四変形例」
図6を参照して、温度調節器の第四変形例について説明する。
上記第一実施形態の温度調節器及び第一から第三変形例の温度調節器では、補助熱交換器に流入する外部媒体の流量を調節する。しかしながら、本変形例のように、補助熱交換器103に流入する被冷却媒体の流量を調節してもよい。本変形例の温度調節器102cは、補助熱交換器103と、被冷却媒体流量調節弁114と、を有する。
本変形例の被冷却媒体ライン106は、被冷却媒体主ライン106aと、被冷却媒体バイパスライン106bと、を有する。被冷却媒体主ライン106aは、被冷却媒体の循環ラインである。この被冷却媒体主ライン106aには、冷却器100、補助熱交換器103、冷却器100及び補助熱交換器103を通過した被冷却媒体が流入する機器101が設けられている。被冷却媒体バイパスライン106bは、被冷却媒体主ライン106a中で冷却器100と補助熱交換器103との間の位置と、被冷却媒体主ライン106a中で補助熱交換器103と機器101との間の位置とを接続する。すなわち、この被冷却媒体バイパスライン106bは、補助熱交換器103をバイパスするラインである。
本変形例の被冷却媒体流量調節弁114は、被冷却媒体バイパスライン106bに設けられている。被冷却媒体流量調節弁114の開度を変えて、被冷却媒体バイパスライン106bを流れる被冷却媒体の流量を変えると、被冷却媒体主ライン106aに設けられている補助熱交換器103に流入する被冷却媒体の流量が変わる。よって、本変形例でも、被冷却媒体主ライン106aに設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、被冷却媒体流量調節弁114の開度を適宜調節することで、被冷却媒体ライン106を流れる被冷却媒体の温度を調節することができる。
「温度調節器の第五変形例」
図7を参照して、温度調節器の第五変形例について説明する。
上記第一実施形態の温度調節器の補助熱交換器及び第一から第四変形例の温度調節器の補助熱交換器は、被冷却媒体ラインに設けられている。しかしながら、補助熱交換器113は、本変形例のように、給水ライン44に設けられてもよい。
冷却器100は、以上の実施形態及び変形例と同様に、給水ライン44に設けられている。すなわち、冷却器100の給水入口には、給水主ライン45の一部を構成する給水流入ライン45iの第一端が接続され、冷却器100の給水W出口には、給水主ライン45の一部を構成する給水流出ライン45oの第一端が接続されている。なお、給水流入ライン45iの第二端は、復水器41に接続されている。また、給水流出ライン45oの第二端は、排熱回収ボイラー30に接続されている。
本変形例の温度調節器102dは、給水流入ライン45iに設けられている補助熱交換器113と、この補助熱交換器113に流入する外部媒体の流量を調節する外部媒体流量調節弁104と、を有する。本変形例の補助熱交換器113では、外部媒体と給水Wとを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で給水Wを冷却する(給水補助熱交換工程)。外部媒体流量調節弁104は、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、補助熱交換器113に流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100に流入する給水Wの温度が変化し、この冷却器100で給水Wと熱交換する被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
被冷却媒体ライン106に補助熱交換器を設ける等、被冷却媒体ライン106の改造が困難な場合がある。具体的に、上記第一実施形態において、発電機冷却器60s,60gと発電機29,49とが一体になった製品では、この製品に被冷却媒体ライン106が予め組み込まれている。このため、このような製品の被冷却媒体ライン106に補助熱交換器103を設ける場合には、製品を大幅改造する必要がある。本変形例では、被冷却媒体ライン106に補助熱交換器103を設け必要性がないため、このような製品でも、製品を大幅改造することなく、被冷却媒体の温度を管理することができる。
「温度調節器の第六変形例」
図8を参照して、温度調節器の第六変形例について説明する。
上記第一実施形態の温度調節器、第一から第三変形例の温度調節器、及び第五変形例の温度調節器では、補助熱交換器に流入する外部媒体の流量を調節する。また、第四変形例の温度調節器では、補助熱交換器に流入する被冷却媒体の流量を調節する。しかしながら、本変形例のように、給水Wの流量を調節してもよい。
本変形例の給水流入ライン45iと給水流出ライン45oとは、給水リターンライン45rで接続されている。本変形例の温度調節器102eは、この給水リターンライン45rに設けられている、補助熱交換器113と、給水リターンポンプ42rと、給水流量調節弁124と、を有する。本変形例の補助熱交換器113には、冷却器100で加熱された給水Wの一部が、給水流出ライン45o及び給水リターンライン45rを経て、流入する。この補助熱交換器113では、この給水Wと外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で給水Wを冷却する(給水補助熱交換工程)。給水流量調節弁124は、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、給水リターンライン45rに流入する給水Wの流量を調節する。言い換えると、給水流量調節弁124は、補助熱交換器113に流入する給水Wの流量及び温度を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100に流入する給水Wの流量及び温度が変化し、この冷却器100で給水Wと熱交換する被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
本変形例も、第五変形例と同様に、被冷却媒体ライン106に補助熱交換器103を設け必要性がない。このため、本変形例でも、第五変形例と同様に、被冷却媒体ライン106の改造が困難な製品でも、製品を大幅改造することなく、被冷却媒体の温度を管理することができる。
「温度調節器の第七変形例」
図9を参照して、温度調節器の第七変形例について説明する。
上記第一実施形態の温度調節器及び第一から第六変形例の温度調節器は、補助熱交換器を有する。しかしながら、本変形例にように、温度調節器102fは、補助熱交換器を有さなくてもよい。
本変形例では、給水流出ライン45oと復水器41とが給水戻しライン46で接続されている。この給水戻しライン46には、この給水戻しライン46を流れる給水Wの流量を調節する給水戻し流量調節弁124fが設けられている。本変形例の温度調節器102fは、この給水戻し流量調節弁124fを有する。給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、給水戻しライン46を流れる給水Wの流量が変化する。このため、給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、復水器41から給水流入ライン45iを経て、冷却器100に流入する給水Wの流量も変化する。よって、本変形例では、給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、冷却器100における給水Wと被冷却媒体との熱交換量が変化する。本変形例では、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、給水戻し流量調節弁124fの開度を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100での給水Wと被冷却媒体との熱交換量が変化し、被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
本変形例では、以上で説明したように、補助熱交換器を設ける必要がない。このため、被冷却媒体の温度調節のための設備コストを抑えることができる。また、本変形例でも、第五及び第六変形例と同様に、被冷却媒体ライン106の改造が困難な製品でも、製品を大幅改造することなく、被冷却媒体の温度を管理することができる。また、本変形例では、給水戻しライン46を流れる給水Wの流量を調節することで、給水主ライン45を流れる給水Wの流量を調節することができる。このため、本変形例では、給水主ライン45を流れる給水Wの流量が一定の場合よりも、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。すなわち、本変形例では、簡単な構成で、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。
なお、本変形例は、補助熱交換器を有する温度調節器の変形例であるが、補助熱交換器を有さない温度調節器にも適用することができる。例えば、上記第一実施形態の吸気冷却器50に対する吸気温度調節器53にも適用できる。この場合、熱交換器52に対するバイパスラインを中間媒体ライン56中に設け、このバイパスラインに媒体流量調節弁54を設ける。
「温度調節器の第八変形例」
図10を参照して、温度調節器の第八変形例について説明する。
本変形例の温度調節器102gは、上記第一実施形態の温度調節器、第五から第七変形例の温度調節器を組み合わせたものである。
本変形例では、給水流出ライン45oと復水器41とが給水戻しライン46で接続されている。また、本変形例では、給水流入ライン45iと給水流出ライン45oとが給水リターンライン45rで接続されている。本変形例の温度調節器102gは、媒体補助熱交換器103と、媒体補助熱交換器103に流入する外部媒体の流量を調節する外部媒体流量調節弁104と、第一給水補助熱交換器113aと、この第一給水補助熱交換器113aに流入する外部媒体の流量を調節する外部媒体流量調節弁104aと、第二給水補助熱交換器113bと、給水リターンポンプ42rと、第二給水補助熱交換器113bに流入する給水Wの流量を調節する給水流量調節弁124と、給水戻し流量調節弁124fと、を有する。
媒体補助熱交換器103は、被冷却媒体ライン106に設けられ、被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させ、被冷却媒体を冷却する一方で外部媒体を加熱する。第一給水補助熱交換器113aは、給水流入ライン45iに設けられ、この給水流入ライン45iを流れる給水Wと外部媒体とを熱交換させ、給水Wを冷却する一方で外部媒体を加熱する。給水リターンポンプ42rは、給水リターンライン45rに設けられている。第二給水補助熱交換器113bは、給水リターンライン45rに設けられ、この給水リターンライン45rを流れる給水Wと外部媒体とを熱交換させ、給水Wを冷却する一方で外部媒体を加熱する。給水流量調節弁124は、この給水リターンライン45rに設けられている。給水戻し流量調節弁124fは、給水戻しライン46に設けられている。本変形例では、被冷却媒体ライン106に設けられている温度計109で検知された被冷却媒体の温度に基づき、外部媒体流量調節弁104と外部媒体流量調節弁104aと給水流量調節弁124と給水戻し流量調節弁124fとのうち、少なくとも一の調節弁の開度を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100での給水Wと被冷却媒体との熱交換量が変化し、被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
本変形例の温度調節器102gは、複数の温度調節機能を有するので、被冷却媒体の温度調節範囲を広げることができる。
「温度調節器の第九変形例」
図11を参照して、温度調節器の第九変形例について説明する。
上記第一実施形態の温度調節器及び第一から第八変形例では、被冷却媒体の温度に基づいて、流量調節弁の開度を調節する。しかしながら、本変形例にように、給水Wの温度に基づいて、流量調節弁104の開度を調節してもよい。
本変形例の温度調節器102hは、第五変形例と同様、給水流入ライン45iに設けられている補助熱交換器113と、この補助熱交換器113に流入する外部媒体の流量を調節する外部媒体流量調節弁104と、を有する。温度計119は、給水流入ライン45i中で、補助熱交換器103と冷却器100との間に設けられている。温度計119は、補助熱交換器103から流出して冷却器100に流入する前の給水Wの温度を検知する(温度検知工程)。外部媒体流量調節弁104は、給水流入ライン45iに設けられている温度計119で検知された給水Wの温度に基づき、補助熱交換器113に流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100に流入する給水Wの温度が変化し、この冷却器100で給水Wと熱交換する被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
「温度調節器の第十変形例」
図12を参照して、温度調節器の第十変形例について説明する。
本変形例は、第六変形例の変形例である。第六変形例では、被冷却媒体の温度に基づいて、給水流量調節弁124の開度を調節する。しかしながら、本変形例にように、給水Wの温度に基づいて、給水流量調節弁124の開度を調節してもよい。
本変形例の温度計119iは、給水流出ライン45oに設けられ、冷却器100から流出した給水Wの温度を検知する(温度検知工程)。本変形例の温度調節器102iは、第六変形例の温度調節器102eと同様、給水リターンライン45rに設けられている、給水補助熱交換器113と、給水リターンポンプ42rと、給水流量調節弁124と、を有する。本変形例では、給水流量調節弁124は、給水流出ライン45oに設けられている温度計119iで検知された給水Wの温度に基づき、給水リターンライン45rに流入する給水Wの流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100に流入する給水Wの温度及び流量が変化し、この冷却器100で給水Wと熱交換する被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
「温度調節器の第十一変形例」
図13を参照して、温度調節器の第十一変形例について説明する。
本変形例は、第十変形例の変形例である。第十変形例では、冷却器100から流出した給水Wの温度のみで給水流量調節弁124の開度を調節する。本変形例では、冷却器100に流入する給水Wの温度、及び冷却器100から流出した給水Wの温度に基づいて、給水流量調節弁124の開度を調節する。
本変形例では、給水流入ライン45iに第一温度計119iが設けられていると共に、給水流出ライン45oに第二温度計119oが設けられている。第一温度計119iは、冷却器100に流入する給水Wの温度を検知する。第二温度計119oは、冷却器100から流出した給水Wの温度を検知する(温度検知工程)。本変形例の温度調節器102jは、第六変形例及び第十変形例の温度調節器と同様、給水リターンライン45rに設けられている、給水補助熱交換器113と、給水リターンポンプ42rと、給水流量調節弁124と、を有する。本変形例では、給水流量調節弁124は、冷却器100に流入する給水Wの温度と冷却器100から流出した給水Wの温度との温度差に基づき、給水リターンライン45rに流入する給水Wの流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、冷却器100に流入する給水Wの温度及び流量が変化し、この冷却器100で給水Wと熱交換する被冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
本変形例では、冷却器100に流入する給水Wの温度と冷却器100から流出した給水Wの温度との温度差を取得するため、第十変形例よりも、冷却器100での熱交換量を正確に把握することができる。このため、本変形例では、第十変形例よりも正確に、被冷却媒体の温度を調節することができる。
また、本変形例、第九変形例及び第十変形例では、補助熱交換器と温度計との双方を給水ライン44に設ける。このため、これらの変形例では、被冷却媒体ライン106に補助熱交換器と温度計との双方を設ける必要がない。よって、これらの変形例では、被冷却媒体ライン106の改造が困難な製品でも、製品を一切改造することなく、被冷却媒体の温度を管理することができる。
なお、本変形例、第九変形例及び第十変形例では、給水ライン44に補助熱交換器113が設けられている場合に、給水Wの温度に基づいて流量調節弁の開度を変える例である。しかしながら、被冷却媒体ライン106に補助熱交換器103が設けられている場合でも、給水Wの温度に基づいて流量調節弁の開度を変えてもよい。
「プラントの第二実施形態」
図14を参照して、本発明に係るプラントの第二実施形態について説明する。
本実施形態のプラントは、第一実施形態のプラントの変形例である。本実施形態のプラントの給水主ライン45にも、第一実施形態と同様に、吸気冷却器50、蒸気タービンに接続されている発電機49の発電機冷却器60s、ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60g、蒸気タービンの潤滑油冷却器70s、ガスタービンの潤滑油冷却器70g、ガスタービンの圧縮空気冷却器80が設けられている。吸気冷却器50、ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60g、ガスタービンの潤滑油冷却器70g、及びガスタービンの圧縮空気冷却器80は、いずれも、ガスタービンに関するGT冷却器である。また、蒸気タービンに接続されている発電機49の発電機冷却器60s、及び蒸気タービンの潤滑油冷却器70sは、いずれも、蒸気タービンに関するST冷却器である。
吸気冷却器50には、第一実施形態と同様に、吸気温度調節器53が設けられている。発電機冷却器60sには、第一実施形態と同様に、媒体温度調節器62が設けられている。各潤滑油冷却器70s,70gには、第一実施形態と同様に、潤滑油温度調節器72が設けられている。圧縮空気冷却器80には、第一実施形態と同様に、圧縮空気温度調節器82が設けられている。
ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60gには、第六変形例で説明した温度調節器と同様の温度調節器62rが設けられている。給水主ライン45中で発電機冷却器(下流側GT冷却器)60gを基準にして、給水主ライン45を流れる給水Wの流れの下流側の部分と上流側の部分とは、給水リターンライン44rにより接続されている。この発電機冷却器60gに対する温度調節器62rは、補助熱交換器63rと、給水リターンポンプ42rと、給水流量調節弁64rと、を有する。補助熱交換器63rには、発電機冷却器60gで加熱された給水Wの一部が、給水リターンライン44rを経て流入する。この補助熱交換器63rでは、この給水Wと外部媒体とを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で給水Wを冷却する(給水補助熱交換工程)。給水リターンポンプ42rは、給水リターンライン44rに設けられている。この給水リターンポンプ42rは、給水リターンライン44r内の給水Wを給水主ライン45における下流側から上流側に流す。すなわち、給水リターンポンプ42rは、発電機冷却器60gを通った給水Wの少なくとも一部を給水リターンライン44rに導き、この給水リターンライン44rを経て、この給水Wを発電機冷却器60gに戻す。給水流量調節弁64rは、冷却媒体ライン66に設けられている媒体温度計69で検知された冷却媒体の温度に基づき、給水リターンライン44rに流入する給水Wの流量を調節する。言い換えると、給水流量調節弁64rは、補助熱交換器63rに流入する給水Wの流量及び温度を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。
本実施形態の給水ライン44も、第一実施形態と同様、前述の給水主ライン45と、給水戻しライン46と、切替器44cとを有する。給水主ライン45は、復水器41と排熱回収ボイラー30とを接続する。給水戻しライン46は、給水主ライン45から分岐して給水主ライン45を流れる給水Wの少なくとも一部を復水器41に戻す。切替器44cは、給水主ライン45中の給水Wを給水戻しライン46を経て復水器41に戻す給水戻し状態と、給水主ライン45中の給水Wを復水器41に戻さずに排熱回収ボイラー30に送る給水状態との間で給水Wの流れを切り替える。この切替器44cは、第一弁44aと第二弁44bとを有する。第一弁44aは、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも排熱回収ボイラー30側の位置に設けられている。第二弁44bは、給水戻しライン46に設けられている。但し、本実施形態の給水戻しライン46は、給水主ライン45中で吸気冷却器50と発電機冷却器60sとの間の位置から分岐している。
本実施形態でも、給水ライン44に設けられている切替器44cを操作することで、第一実施形態と同様、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転することが可能である。この場合、給水主ライン45に設けられている第一弁44aを閉じ、給水戻しライン46に設けられている第二弁44bを開ける。この結果、復水器41からの給水Wは、給水戻しライン46を経て、復水器41に戻る。すなわち、給水Wの流れが給水戻し状態になる。この給水戻し状態では、給水Wは、復水器41、給水主ライン45、給水戻しライン46内で循環する。このため、給水主ライン45中で給水戻しライン46の分岐位置よりも給水Wの流れの下流側では、給水Wが流れない。よって、排熱回収ボイラー30には、給水Wが流入せず、この排熱回収ボイラー30は蒸気を発生しない。
給水戻し状態でも、複数のGT冷却器のうち、吸気冷却器50は、給水主ライン45中で給水戻しライン46の分岐位置よりも給水Wの流れの上流側に配置されているため、この吸気冷却器50には、給水Wが流入する。よって、給水戻し状態でも、この吸気冷却器50で、ガスタービンが吸い込む空気の熱を給水Wに移動させることができる。
複数のGT冷却器のうち、発電機冷却器60g、潤滑油冷却器70g、及び圧縮空気冷却器80(下流側GT冷却器)は、給水主ライン45中で給水戻しライン46の分岐位置よりも給水Wの流れの下流側に配置されている。これら下流側GT冷却器のうち、潤滑油冷却器70g及び圧縮空気冷却器80に対する温度調節器72,82は、いずれも、被冷却媒体(潤滑油又は圧縮空気)と外部媒体とを熱交換させる媒体補助熱交換器73,83と、媒体補助熱交換器73,83における熱交換量を調節する熱交換量調節器としての外部媒体流量調節弁74,84と、を有する。よって、潤滑油冷却器70g及び圧縮空気冷却器80に給水Wが流入しなくても、媒体補助熱交換器73,83により被冷却媒体(潤滑油又は圧縮空気)を冷却することができる。すなわち、給水戻し状態でも、潤滑油冷却器70gで潤滑油を冷却できると共に、圧縮空気冷却器80で圧縮空気を冷却することができる。
また、下流側GT冷却器のうち、発電機冷却器60gに対する温度調節器62rでは、給水リターンライン44r中の給水Wを冷却して、この給水Wを発電機冷却器60gに送ることができる。よって、給水戻し状態でも、この発電機冷却器60gで、発電機の冷却媒体を冷却することができる。
したがって、本実施形態でも、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転するために、給水Wの流れを給水戻し状態にしても、全てのGT冷却器における被冷却媒体を冷却することができる。
「プラントの第三実施形態」
図15を参照して、本発明に係るプラントの第三実施形態について説明する。
本実施形態のプラントは、第二実施形態のプラントの変形例である。本実施形態のプラントの給水主ライン45には、蒸気タービンに接続されている発電機49の発電機冷却器60s、ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60g、蒸気タービンの潤滑油冷却器70s、ガスタービンの潤滑油冷却器70g、ガスタービンの圧縮空気冷却器80が設けられている。ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60g、ガスタービンの潤滑油冷却器70g、及びガスタービンの圧縮空気冷却器80は、いずれも、ガスタービンに関するGT冷却器である。また、蒸気タービンに接続されている発電機49の発電機冷却器60s、及び蒸気タービンの潤滑油冷却器70sは、いずれも、蒸気タービンに関するST冷却器である。
発電機冷却器60sには、第一及び第二実施形態と同様、媒体温度調節器62が設けられている。各潤滑油冷却器70s,70gには、第一及び第二実施形態と同様、潤滑油温度調節器72が設けられている。圧縮空気冷却器80には、第一及び第二実施形態と同様に、圧縮空気温度調節器82が設けられている。ガスタービンに接続されている発電機29の発電機冷却器60gには、第二実施形態と同様、給水リターンライン44rに温度調節器62rが設けられている。
本実施形態の給水ライン44は、給水主ライン45を有するものの、給水主ライン45から分岐する給水戻しライン46を有していない。給水主ライン45には、給水弁44sが設けられている。
本実施形態における複数のGT冷却器60g,70g,80に対する温度調節器62r,72,82は、上記第二実施形態における複数の下流側GT冷却器に対する温度調節器である。このため、給水主ライン45を経て、復水器41からの給水Wを排熱回収ボイラー30に送らなくても、全てのGT冷却器60g,70g,80における被冷却媒体を冷却することができる。よって、本実施形態でも、蒸気タービンを休止させ、ガスタービンのみを単独運転することができる。
「プラントの第四実施形態」
図16を参照して、本発明に係るプラントの第四実施形態について説明する。
上記第一から第三実施形態のプラントは、ガスタービン10からの排気ガスの熱で蒸気を発生される排熱回収ボイラー30を備えている。しかしながら、ボイラーは、排熱回収ボイラー30でなくてもよく、例えば、自身の内部で燃料を燃焼させて蒸気を発生させるコンベンショナルなボイラーや、原子力で蒸気を発生させる原子炉であってもよい。
本実施形態のプラントは、ボイラー130と、ボイラー130からの蒸気で駆動される蒸気タービン40a,40b,40cと、蒸気タービン40a,40b,40cの駆動で発電する発電機49a,49b,49cと、蒸気タービン40cから排気された蒸気を水に戻す復水器41(給水源)と、復水器41とボイラー130とを接続する給水ライン44と、ボイラー130に供給する水を加熱する給水予熱器140a,140b,140cと、復水器41内の水を吸い込んで給水ライン44中に吐出する復水ポンプ42bと、給水ライン44内の水を昇圧してボイラー130に送る給水ポンプ42aと、を備えている。
本実施形態のボイラー130は、自身の内部で燃料を燃焼させて蒸気を発生させるコンベンショナルなボイラーである。但し、前述したように、このボイラー130は、原子力で蒸気を発生させる原子炉であってもよい。
ボイラー130は、給水ライン44からの給水Wを加熱する節炭器131と、節炭器131で加熱された給水Wをさらに加熱して蒸気を発生させる蒸発器132と、蒸発器132からの蒸気を過熱する過熱器133と、蒸気タービン40aから排気された蒸気を過熱する再熱器134と、を有する。
本実施形態では、蒸気タービンとして、高圧蒸気タービン40aと、中圧蒸気タービン40bと、低圧蒸気タービン40cとを有する。各蒸気タービン40a,40b,40cには、それぞれ、発電機49a,49b,49cが接続されている。ボイラー130の過熱器133と高圧蒸気タービン40aの蒸気入口とは、高圧蒸気ライン135で接続されている。高圧蒸気タービン40aの蒸気出口と再熱器134とは、高圧排気ライン136で接続されている。再熱器134と中圧蒸気タービン40bの蒸気入口とは、中圧蒸気ライン137で接続されている。中圧蒸気タービン40bの蒸気出口と低圧蒸気タービン40cの蒸気入口とは、中圧排気ライン138で接続されている。低圧蒸気タービン40cの蒸気出口には、復水器41が接続されている。
本実施形態では、給水予熱器として、低温予熱器140cと、中温予熱器140bと、高温予熱器140aとを有する。低温予熱器140c、中温予熱器140b、及び高温予熱器140aは、給水ライン44中で、復水ポンプ42bよりも給水Wの流れの下流側の位置に設けられている。また、低温予熱器140c、中温予熱器140b、及び高温予熱器140aは、この順序で、給水Wの流れの上流側から下流側に並んでいる。高温予熱器140aには、高圧蒸気タービン40aから抽気された蒸気が流入する。中温予熱器140bには、中圧蒸気タービン40bから抽気された蒸気及び高温予熱器140aから排気された蒸気が流入する。低温予熱器140cには、低圧蒸気タービン40cから抽気された蒸気及び中温予熱器140bから排気された蒸気が流入する。低温予熱器140cから排気された蒸気は、復水器41に流入する。給水ポンプ42aは、給水ライン44中で、低温予熱器140cと中温予熱器140bとの間に設けられている。
給水ライン44は、給水主ライン45と、給水戻しライン46と、を有する。給水主ライン45は、復水器41とボイラー130の節炭器131とを接続する。給水戻しライン46は、給水主ライン45から分岐して給水主ライン45を流れる給水Wの少なくとも一部を復水器41に戻す。
高圧蒸気タービン40a、中圧蒸気タービン40b及び低圧蒸気タービン40cの各タービンロータ47a,47b,47cには、それぞれ、発電機49a,49b,49cのロータが接続されている。各発電機49a,49b,49cのロータやステータは、例えば水素等の冷却媒体で冷却される。このため、各発電機49a,49b,49cには、この冷却媒体を水との熱交換で冷却する発電機冷却器60a,60b,60cが設けられている。各発電機冷却器60a,60b,60cは、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも、給水Wの流れの上流側の位置に設けられている。各蒸気タービン40a,40b,40cのタービンロータ47a,47b,47cは、それぞれ、回転可能に軸受48a,48b,48cで支持されている。複数の軸受48a,48b,48cには、各軸受48a,48b,48cからの潤滑油を水との熱交換で冷却して各軸受48a,48b,48cに戻す一の潤滑油冷却器70aが設けられている。この潤滑油冷却器70aは、給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置と低温予熱器140cとの間の位置に設けられている。この潤滑油冷却器70aは、各蒸気タービン40a,40b,40c毎の軸受48a,48b,48cとの間で循環ラインを形成する潤滑油ライン76aに接続されている。
給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置よりも給水Wの流れの上流側であって、全ての発電機冷却器60a,60b,60cよりも給水Wの流れの下流側の位置には、給水温度計119が設けられている。給水戻しライン46には、上記第七変形例と同様に、この給水戻しライン46を流れる給水Wの流量を調節する給水戻し流量調節弁124fが設けられている。本実施形態の発電機冷却器60a,60b,60cに対する温度調節器62aは、この給水戻し流量調節弁124fを有する。給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、給水戻しライン46を流れる給水Wの流量が変化する。このため、給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、復水器41から給水主ライン45を経て、発電機冷却器60a,60b,60cに流入する給水Wの流量も変化する。よって、本実施形態では、給水戻し流量調節弁124fの開度を変えると、給水Wと被冷却媒体である冷却媒体との熱交換量が変化する。本実施形態では、給水主ライン45に設けられている給水温度計119で検知された給水Wの温度に基づき、給水戻し流量調節弁124fの開度を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、各発電機冷却器60a,60b,60cでの給水Wと冷却媒体(被冷却媒体)との熱交換量が変化し、冷却媒体の温度が目的の温度範囲になる。
潤滑油ライン76には、ここを流れる潤滑油の温度を検知する潤滑油温度計79が設けられている。給水主ライン45中で、給水戻しライン46との分岐位置と潤滑油冷却器70aとの間には、第五変形例と同様に、補助熱交換器73aが設けられている。本実施形態の潤滑油冷却器70aに対する温度調節器72aは、この補助熱交換器73aと、この補助熱交換器73aに流入する外部媒体の流量を調節する外部媒体流量調節弁74aと、を有する。本実施形態の補助熱交換器73aでは、外部媒体と給水Wとを熱交換させ、外部媒体を加熱する一方で給水Wを冷却する(給水補助熱交換工程)。外部媒体流量調節弁74aは、潤滑油ライン76aに設けられている潤滑油温度計79で検知された被冷却媒体である潤滑油の温度に基づき、補助熱交換器73aに流入する外部媒体の流量を調節する(温度調節行程、熱交換量調節行程、流量調節行程)。この結果、潤滑油冷却器70aに流入する給水Wの温度が変化し、この潤滑油冷却器70aで給水Wと熱交換する潤滑油(被冷却媒体)の温度が目的の温度範囲になる。
以上のように、本実施形態では、プラントの各機器における被冷却媒体の熱を冷却器により給水Wに移動させて、被冷却媒体を冷却する一方で、給水Wを加熱する。このため、被冷却媒体の熱を有効利用することができる。また、本実施形態では、被冷却媒体の温度を温度調節器で調節する。このため、被冷却媒体の温度を適切な温度に管理することができる。
また、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、給水主ライン45に設けられている複数の冷却器のうち、給水Wの流れの下流側に位置する冷却器ほど、そこに流入する被冷却媒体の温度が高くなる。このため、本実施形態でも、効率的に、給水Wの温度を高めることができる。
なお、本実施形態の発電機冷却器60a,60b,60cに対する温度調節器62a、潤滑油冷却器70aに対する温度調節器72aは、先に説明した複数の変形例のいずれかに変更してもよい。
「その他の変形例」
第一から第四実施形態で示した冷却器は、冷却器の一例である。よって、プラントは、以上で例示した冷却器以外の冷却器及びその温度調節器を備えてもよい。また、以上の各実施形態のプラントは、各実施形態で例示した全ての冷却器を備えている必要はなく、少なくとも一の冷却器を備えていればよい。
本発明の一態様によれば、ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器に関する被冷却媒体の熱を有効利用しつつ、被冷却媒体の温度を適切な温度に管理することができる。
10:ガスタービン
11:圧縮機
12:圧縮機ロータ
15:圧縮機ケーシング
19:吸気ダクト
20:燃焼器
21:タービン
22:タービンロータ
23:ロータ軸
24:動翼
25:タービンケーシング
26:静翼
27:排気口
17:ガスタービンロータ
18:軸受
29:発電機
30:排熱回収ボイラー
35:蒸気ライン
40:蒸気タービン
40a:高圧蒸気タービン
40b:中圧蒸気タービン
40c:低圧蒸気タービン
47,47a,47b,47c:蒸気タービンロータ
48,48a,48b,48c:軸受
49,49a,49b,49c:発電機
41:復水器(給水源)
42,42a:給水ポンプ
42b:復水ポンプ
42r:給水リターンポンプ
44:給水ライン
44c:切替器
44a:第一弁
44b:第二弁
45:給水主ライン
45i:給水流入ライン
45o:給水流出ライン
45r:給水リターンライン
46:給水戻しライン
50:吸気冷却器
51:冷凍機(熱移動器)
52:熱交換器
53:吸気温度調節器
54:媒体流量調節弁
56:中間媒体ライン
57:媒体ポンプ
59:吸気温度計
60a,60b,60c,60s,60g:発電機冷却器
62:媒体温度調節器
62a,62r:温度調節器
63:媒体補助熱交換器
64:外部媒体流量調節弁
65i:流入ライン
65o:流出ライン
66:冷却媒体ライン
69:媒体温度計
70a,70s,70g:潤滑油冷却器
72:潤滑油温度調節器
72a:温度調節器
73:潤滑油補助熱交換器
73a:補助熱交換器
74,74a:外部媒体流量調節弁
75i:流入ライン
75o:流出ライン
76,76a:潤滑油ライン
79:潤滑油温度計
80:圧縮空気冷却器
80a:第一空気冷却器
80b:第二空気冷却器
82:圧縮空気温度調節器
83:圧縮空気補助熱交換器
84:外部媒体流量調節弁
85:外部媒体ライン
86:抽気ライン
89:冷却空気温度計
100:冷却器
101:機器
102,102a:温度調節器
103,103a,103b,103c,113:補助熱交換器
104,104a,104b:外部媒体流量調節弁
105i:流入ライン
150ia,105ib:流入分岐ライン
105o:流出ライン
105oa,105ob:流出分岐ライン
105b,105b1,105b2,105b3:バイパスライン
105c:連結ライン
106:被冷却媒体ライン
106a:被冷却媒体主ライン
106b:被冷却媒体バイパスライン
109,119,119i,119o:温度計
113:給水補助熱交換器
113a:第一給水補助熱交換器
113b:第二給水補助熱交換器
114:被冷却媒体流量調節弁
124:給水流量調節弁
124f:給水戻し流量調節弁
130:ボイラー
140a:高温予熱器(給水予熱器)
140b:中温予熱器(給水予熱器)
140c:低温予熱器(給水予熱器)

Claims (18)

  1. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記温度調節器は、前記給水ラインに設けられ、前記給水と外部媒体とを熱交換させる補助熱交換器と、前記補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する、
    プラント。
  2. 請求項1に記載のプラントにおいて、
    前記補助熱交換器は、前記給水と外部媒体とを熱交換させ、前記外部媒体を加熱する一方で前記給水を冷却する、
    プラント。
  3. 請求項1又は2に記載のプラントにおいて、
    前記補助熱交換器は、前記給水ラインに設けられて、前記給水と前記外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器を有し、
    前記熱交換量調節器は、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記給水補助熱交換器に流入する前記給水と前記外部媒体とのうち、少なくとも一方の流量を調節する流量調節器を有する、
    プラント。
  4. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記温度調節器は、前記冷却器から前記給水ラインに流出した前記給水の少なくとも一部を前記給水源に戻す給水戻しラインと、前記温度計で検知された温度に基づいて、前記給水戻しラインを流れる給水の流量を調節する流量調節器と、を有する、
    プラント。
  5. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記被冷却媒体ラインには、複数の前記冷却器が直列に設けられ、
    前記温度調節器は、前記被冷却媒体ラインに設けられている複数の前記冷却器のうち、前記被冷却媒体の流れの最も下流側の冷却器から流出した前記被冷却媒体の温度を調節する、
    プラント。
  6. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    複数の前記被冷却媒体ラインと、
    複数の前記被冷却媒体ライン毎の前記冷却器と、
    を備え、
    複数の前記冷却器のそれぞれに流入する前記被冷却媒体の温度は、複数の前記冷却器毎に異なり、
    複数の前記冷却器のうち、温度の高い被冷却媒体が流入する冷却器は、温度の低い被冷却媒体が流入する冷却器よりも、前記給水ライン中で、前記給水の流れの下流側の位置に配置されている、
    プラント。
  7. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、
    前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、
    前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、
    前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、
    前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、切替器と、を有し、
    一以上の前記GT冷却器の全ては、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの上流側の位置に配置され、
    前記切替器は、前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替える、
    プラント。
  8. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、
    前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、
    前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、
    前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、
    前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、切替器と、を有し、
    前記切替器は、前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替え、
    一以上の前記GT冷却器のうち、少なくとも一のGT冷却器は、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの下流側の位置に配置され、
    前記給水戻しラインの分岐位置よりも、前記給水主ライン中の前記給水の流れの下流側の位置に配置されている下流側GT冷却器に対する前記温度調節器は、
    前記被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させる媒体補助熱交換器と、前記媒体補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する第一温度調節器と、
    前記給水主ライン中で前記下流側GT冷却器を基準にして、前記給水主ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けれ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する第二温度調節器と、
    のうちのいずれかである、
    プラント。
  9. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、
    前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、
    水が溜まる給水源と、
    前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、
    前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却器と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度計と、
    前記温度計で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節器と、
    を備え、
    前記温度調節器は、
    前記給水ライン中で前記冷却器を基準にして、前記給水ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けられ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する、
    プラント。
  10. 請求項9に記載のプラントにおいて、
    前記給水補助熱交換器は、前記給水と前記外部媒体とを熱交換させ、前記外部媒体を加熱する一方で前記給水を冷却する、
    プラント。
  11. 請求項9又は10に記載のプラントにおいて、
    前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、
    前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、
    前記冷却器として、前記ガスタービンにおける被冷却媒体の熱を前記給水に移動させる1以上のGT冷却器を有し、
    前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、
    前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインを有し、
    一以上の前記GT冷却器に対するそれぞれの前記温度調節器は、
    前記被冷却媒体と外部媒体とを熱交換させる媒体補助熱交換器と、前記媒体補助熱交換器における熱交換量を調節する熱交換量調節器と、を有する第一温度調節器と、
    前記給水主ライン中で前記GT冷却器を基準にして、前記給水主ラインを流れる給水の流れの下流側の部分と上流側の部分とを接続する給水リターンラインに設けられ、前記給水リターンラインを流れる給水と外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換器と、前記給水リターンライン中を前記下流側から前記上流側に流れる前記給水の流量を調節する流量調節器と、を有する第二温度調節器と、
    のうちのいずれかである、
    プラント。
  12. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、
    前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、
    を実行し、
    前記温度調節工程は、前記給水と外部媒体とを熱交換させる補助熱交換工程と、前記補助熱交換工程における熱交換量を調節する熱交換量調節工程と、を含む、
    プラントの運転方法。
  13. 請求項12に記載のプラントの運転方法において、
    前記補助熱交換工程では、前記給水と外部媒体とを熱交換させ、前記外部媒体を加熱する一方で前記給水を冷却する、
    プラントの運転方法。
  14. 請求項12又は13に記載のプラントの運転方法において、
    前記補助熱交換工程は、前記給水ラインを流れる前記給水と前記外部媒体とを熱交換させる給水補助熱交換工程を含み、
    前記熱交換量調節工程は、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記給水補助熱交換工程で互いに熱交換する前記給水と前記外部媒体とのうち、少なくとも一方の流量を調節する流量調節工程を含む、
    プラントの運転方法。
  15. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、
    前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、
    を実行し、
    前記温度調節工程は、前記冷却工程で加熱された前記給水の少なくとも一部を前記給水源に戻す給水戻し工程と、前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記給水源に戻す前記給水の流量を調節する流量調節工程と、を含む、
    プラントの運転方法。
  16. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、
    前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、
    を実行し、
    前記被冷却媒体に対して、前記被冷却媒体ライン中の複数の位置毎に、前記冷却工程を実行し、
    前記温度調節工程は、複数の前記冷却工程のうち、前記被冷却媒体の流れの最も下流側で実行された冷却工程で冷却された前記被冷却媒体の温度を調節する、
    プラントの運転方法。
  17. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、
    前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、
    を実行し、
    前記プラントは、複数の前記被冷却媒体ラインを備え、
    複数の前記被冷却媒体ラインを流れる前記被冷却媒体毎に前記冷却工程を実行し、
    前記被冷却媒体の温度は、複数の前記被冷却媒体ライン毎に異なり、
    複数の前記冷却工程のうち、温度の高い被冷却媒体を熱交換対象とする冷却工程は、温度の低い被冷却媒体を熱交換対象とする冷却工程よりも、前記給水ライン中で、前記給水の流れの下流側の前記給水を加熱する、
    プラントの運転方法。
  18. 水を加熱して蒸気を発生させるボイラーと、前記ボイラーに直接又は間接的に接続されている機器と、水が溜まる給水源と、前記給水源の水を前記ボイラーに供給するための給水ラインと、前記機器に関する被冷却媒体が流れる被冷却媒体ラインと、を備えるプラントの運転方法において、
    前記被冷却媒体の熱を前記給水ラインを流れる水である給水に移動させて、前記給水を加熱する一方で、前記被冷却媒体を冷却する冷却工程と、
    前記被冷却媒体又は前記給水の温度を検知する温度検知工程と、
    前記温度検知工程で検知された温度に基づいて、前記被冷却媒体の温度を調節する温度調節工程と、
    を実行し、
    前記プラントは、前記機器として、燃料を燃焼させ、燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、蒸気で駆動される蒸気タービンと、を有し、前記給水源として、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器を有し、
    前記ボイラーは、前記ガスタービンを駆動させた前記燃焼ガスが排気ガスとして流入するよう、前記ガスタービンに接続されていると共に、前記ボイラーで発生した蒸気が前記蒸気タービンに流入するよう、前記蒸気タービンに接続され、
    前記給水ラインは、前記復水器と前記ボイラーとを接続する給水主ラインと、前記給水主ラインから分岐して前記給水主ラインを流れる給水の少なくとも一部を前記復水器に戻す給水戻しラインと、を有し、
    前記冷却工程は、前記ガスタービンにおける被冷却媒体と前記給水とを熱交換させる1以上のGT媒体冷却工程を含み、
    一以上の前記GT媒体冷却工程の全てでは、前記給水主ライン中で前記給水戻しラインの分岐位置よりも前記給水の流れの上流側の前記給水を加熱し、
    前記給水主ライン中の給水を前記給水戻しラインを経て前記復水器に戻す給水戻し状態と、前記給水主ライン中の給水を前記復水器に戻さずに前記ボイラーに送る給水状態との間で給水の流れを切り替える切替工程を実行する、
    プラントの運転方法。
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