発電所及び改良方法
【課題】発電所の調整が極めて汎用性がある改造を行うための発電所および方法ことを提供することである。
【解決手段】第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間の直接の接続部９と、第一のガスタービンエンジン２から排気システム６まで、煙道ガス流をオンライン制御するためのダンパ１０、および／または第一のガスタービンエンジン２とＣＯ２分離回収システム５の間の直接の接続部１３と、第一のガスタービンエンジン２からＣＯ２分離回収システム５まで、煙道流を調整するためのダンパ１４、および／または第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間の、第二のガスタービンエンジン３のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部１７の内の少なくとも一つを備えていることにより解決される。
【解決手段】第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間の直接の接続部９と、第一のガスタービンエンジン２から排気システム６まで、煙道ガス流をオンライン制御するためのダンパ１０、および／または第一のガスタービンエンジン２とＣＯ２分離回収システム５の間の直接の接続部１３と、第一のガスタービンエンジン２からＣＯ２分離回収システム５まで、煙道流を調整するためのダンパ１４、および／または第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間の、第二のガスタービンエンジン３のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部１７の内の少なくとも一つを備えていることにより解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所および発電所を改造するための方法に関する。特に、以下に並列配設でのガスタービンエンジンを備えた発電所について言及する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、並列配設の二つのガスタービンエンジンとＣＯ２分離回収システムを備えた発電所が開示されている。
【０００３】
特に、第一のエンジンには外気と燃料が供給され、その煙道ガスは燃料と一緒に第二のエンジンに供給される。第二のエンジンには、第一のエンジンからの煙道ガスと燃料が供給される。次いで、第二のエンジンからの煙道ガスは、ＣＯ２分離回収システムに供給される。
【０００４】
このような構造により、ＣＯ２分離回収システムに供給される煙道ガス内のＣＯ２濃度を上げることができ、従ってＣＯ２分離回収システムとその運転にかかる費用は安くなる。
【０００５】
それにもかかわらず、記載された発電所の運転時に、負荷の調整は厄介である。
【０００６】
負荷の調整により、第一のエンジンからの煙道ガスの成分が変化するか、あるいは第二のエンジン内部の高温ガスの循環の必要条件が変化する（第二のエンジンの内部で循環する高温ガスは、第一のエンジンから排出される煙道ガスに相応している）。
【０００７】
上記状況の内の一つあるいは両方が起きた場合、第一および／または第二のエンジンの燃焼室内の燃焼は、非最適の状況において起こる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第１８２７６５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明の態様は、発電所の調整が極めて汎用性がある改造を行うための発電所および方法を提供することである。
【００１０】
発電所の負荷の調整は極めて汎用性がある。
【００１１】
この態様あるいは別の態様は、従属請求項による発電所および方法を備えることにより、本発明に従って得られる。
【００１２】
本発明のその他の特徴及び長所は、添付した図において、限定していない例により図示した、発電所および方法の所望されるが非独占的な実施例の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の発電所の概略図である。
【図２】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図３】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図４】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図５】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図６】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図７】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図８】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図９】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図１０】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図１１】一配設の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
発電所１は、互いに接続した第一のガスタービンエンジン２（参照符号５３は、流体を含有しているフレッシュ酸素の供給を示す）と、第二のガスタービンエンジン３を備えている。第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間には、煙道ガス導管４が設けられている。この煙道ガス導管４は、第一のガスタービンエンジン２から第二のガスタービンエンジン３へ煙道ガスを送っている少なくともその一部のためにある。一般的に、煙道ガスは、第二のガスタービンエンジン３の入口に送られる（通常、入口はガスタービンエンジンの圧縮機にある）。
【００１５】
さらに発電所１は、ＣＯ２分離回収システム５と排気筒などの排気システム６も備えている。ＣＯ２分離回収システム５は、第二のガスタービンエンジン３から排出される煙道ガスを処理するために配置されている。
【００１６】
発電所１は、第一のガスタービンエンジン２と排気システム６の間に直接の接続部９を備えている。この直接の接続部９は、第一のガスタービンエンジン２から排気システム６への煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ１０を備えている。
【００１７】
直接の接続部９に加えて、あるいはその代替えとして、発電所１は、第一のガスタービンエンジン２とＣＯ２分離回収システム５の間に直接の接続部１３を備えることができる。さらにこの直接の接続部１３は、第一のガスタービンエンジン２からＣＯ２分離回収システム５への煙道ガス流を調整するためのダンパ１４を備えている。ダンパ１４は、オンライン調整を行うように配置されているのが好ましい。
【００１８】
発電所１は、さらに第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間に、第二のガスタービンエンジン３のための流体（例えば外気からのフレッシュ酸素）を含むフレッシュ酸素の供給部１７を備えていてもよい。
【００１９】
第一のガスタービン２とＣＯ２分離回収システム５の間の直接の接続部１３は、煙道ガス導管４から分岐している。
【００２０】
第一のガスタービン２からの煙道ガスを冷却するために、一つあるいはそれより多くの冷却器を設けることができる。
【００２１】
この態様で、冷却器２１は接続部１３の運転上流側の煙道ガス導管４に設けることができる。この冷却器２１は、ＣＯ２分離回収システム５と第二のガスタービンエンジン３へ案内される煙道ガスを冷却することができる。
【００２２】
さらに接続部１３に冷却器２２を設けることもできる。冷却器２１が設けられていない場合に、冷却器２２はＣＯ２分離回収システム５へ案内される煙道ガスを冷却することができるか、あるいは冷却器２１が設けられている場合、冷却器２２は別の冷却部を備えることができる。
【００２３】
接続部１３の運転下流側と第二のガスタービンエンジン３の運転上流側も煙道ガス導管４に冷却器２３を設けることができる。冷却器２１が設けられていない場合に、冷却器２３は第二のガスタービンエンジン３から案内される煙道ガスを冷却することができるか、あるいは冷却器２１が設けられている場合、冷却器２３は別の冷却部を備えることができる。
【００２４】
流体を含むフレッシュ酸素の供給部１７は、調整できるのが好ましい。この目的で
、そこを貫流する流れを調整（例えばオンライン調整）するための、ダンパあるいは弁等などの質量流量制御要素２５を設けることができる。
【００２５】
出力電力と効率を上げるために、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３の間において、発電所１は、（一般的に高圧、中圧及び低圧でのモジュールを備えた）蒸気タービン２８に接続した熱回収蒸気発生器２７を有しており、第一のガスタービン２と複合発電設備（combined cycle unit）を規定する。
【００２６】
第二のガスタービンエンジン３とＣＯ２分離回収システム５の間には、冷却器３０が設けられている。
【００２７】
さらに、第二のガスタービンエンジン３の運転下流側とＣＯ２分離回収システム５の運転上流側にも、熱回収蒸気発生器３１が設けられている。熱回収蒸気発生器３１は蒸気タービンに接続しており、この蒸気タービンは、様々な圧力で作動するモジュール、すなわち高圧あるいは高中圧モジュール３２および低圧モジュール３３を有する。さらに、モジュール３２，３３を備えた蒸気タービンは、第二のガスタービンエンジン３と複合発電設備を規定する。
【００２８】
例えば、モジュール３３からの排蒸気は凝縮器３４に供給され、次いで生じた凝縮物は
熱回収蒸気発生器３１にポンプで戻される。高圧モジュール３２（しかし他の例では、モジュール３２に代えるか、あるいはモジュール３２に加えてモジュール３３）は、（その運転のための蒸気を供給するために）ＣＯ２分離回収システム５に接続している。
【００２９】
運転中、低圧モジュール３３におよび／またはＣＯ２分離回収システム５に、蒸気が高圧モジュール３２から交互に、あるいは同時に供給することができる。
【００３０】
ガスタービンエンジン２および／または３は、その出口３６から入口３７へ煙道ガスを再循環させるために、内部再循環ライン３５を有することができる。
【００３１】
可能な一実施例では、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３の両方が
内部再循環ライン３５を有しており、接続部３８はそれらの間に設けられている。
【００３２】
加えて、ＣＯ２分離回収システム５は、直列に接続した第一及び第二のユニット５ａ，５ｂを備えることができる。この場合、第一ユニット５ａは第二のガスタービンエンジン３に接続しており、第二ユニット５ｂは第一ユニット５ａに接続している。
【００３３】
発電所１は、第二のガスタービンエンジン３から第一のガスタービン２へ、煙道ガスの少なくとも一部を送るために、別の煙道ガス導管４２を備えることができる。この場合、二つの複合発電設備は、半密閉サイクルのような、テール・ヘッド・テール・ヘッド密閉配設の状態で構成されている
【００３４】
加えて、発電所１は、別の排気システム４４に接続しており、かつ第一のガスタービン２からの煙道ガスを処理する別のＣＯ２分離回収システム４３を備えることができる。
【００３５】
さらに発電所１は、第二のガスタービンエンジン３と別の排気システム４４の間の直接の接続部４６と、第二のガスタービンエンジン３から別の排気システム４４まで、煙道ガスをオンライン調整するためのダンパ４７を備えることができるのが好ましい。
【００３６】
接続部４６に加えて、あるいはその代替として、発電所１は、第二のガスタービンエンジン３と、別のＣＯ２分離回収システム４３と、第二のガスタービンエンジン３から別のＣＯ２分離回収システム４３まで、煙道ガスを調整するための（好ましくは調整はオンライン調整である）ダンパ５１の間に直接の接続部５０を備えることができる。
【００３７】
接続部４６と５０に加えて、あるいはその代替として、発電所１は、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３で、第一のガスタービン２のための（外気などの）流体を含むフレッシュ酸素の供給部５３を備えることができる。
【００３８】
以下に、発電所１の幾つかの実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
（図１）
この実施例の発電所１は、第一のガスタービン２と蒸気タービン２８を備えた熱回収蒸気発生器２７を備えている。ＣＯ２分離回収システム５が一つだけ、（排気筒６と）設けられている。冷却器２２，２３が設けられている（破線で示した冷却器２１はいずれにせよ設けることができる）。第二のガスタービンエンジン３は、外気の供給部１７を備え、その煙道ガスは、熱回収蒸気発生器３１と冷却器３０を介してＣＯ２分離回収システム５に供給される。第一及び第二のガスタービンエンジン２，３の間には、煙道ガス導管４が設けられており、煙道ガス導管４からは、直接の接続部９と１３が分離する。この図で、参照符号５３は、第一のガスタービン２へ、外気などの流体を含む酸素の供給部を示す。
【実施例２】
【００４０】
（図２）
図２は図１の実施例の代替的実施例を示す。特にこの実施例では、複数の第一のガスタービン２が平行に設けられており、単一の第二のガスタービンエンジンが設けられている。二つの第一のガスタービン２は各々、ダンパ１０を備えた排気筒６への専用の直接の接続部９と、ダンパ１４を備えたＣＯ２分離回収システム５への直接の接続部１３を有している。この実施例においても、ＣＯ２分離回収システム５は一つである。このテーマは改造にとっては、現存するガスタービンエンジンを再使用するのに役立つが、同時に発電所１の出力電力も増す。加えて、このテーマは、より高い性能が達せられるように、ＣＯ２分離回収システム５で処理される煙道ガス内に高いＣＯ２濃度を提供する。
【実施例３】
【００４１】
第三の実施例は、第二の実施例に似ている。この場合、一つの第二のガスタービンエンジンに平行に接続した、複数の第一のガスタービンエンジンの代わりに、一つの第一のガスタービンエンジが、複数の第二のガスタービンエンジン３に接続している。このテーマも、改造にとっては、現存するガスタービンエンジンを再使用するのに役立つが、同時に発電所１の出力電力も増す。
【実施例４】
【００４２】
第四の実施例では、発電所は、複数の第一及び複数の第二のガスタービンエンジンを備えており、このテーマも改造には役立つ。
【実施例５】
【００４３】
（図３）
この実施例では、第二のガスタービンエンジン３のための（第二のガスタービンエンジン３の出口からその入口までの煙道ガスを再循環させるための）内部再循環ライン３５が設けられている。図示した実施例で、内部再循環ライン３５は、煙道ガス導管４に接続している。これはいずれにしても必須ではない。
【００４４】
内部再循環ライン３５は、部分負荷での運転時に役立つことができる。
【００４５】
事実、部分負荷での運転時に、第一のガスタービンエンジン２が停止すると、第二のガスタービンエンジン３も場合によっては停止を必要とするおそれがある。この理由は、第二のガスタービンエンジン３の燃焼室が、（煙道ガスが減少したかあるいは無い状態での運転のような）高酸素濃度での運転が火炎の逆流と燃焼の不安定性に関して厄介な恐れがあるように、低酸素濃度での運転に関して最適化されているからである。内部再循環ライン３５により、第二のガスタービンエンジン３内の酸素濃度が制御できる。
【００４６】
加えて、ＣＯ２分離回収システムが、所定のＣＯ２濃度に関して最適化されるので、設計上の濃度とは異なるＣＯ２濃度での運転によって、ＣＯ２分離回収システムの効率は下がる。さらにこの場合、内部再循環ライン３５により、第二のガスタービンエンジン３からの煙道ガスの酸素濃度が制御できる。
【実施例６】
【００４７】
（図４）
この実施例で、ガスタービンエンジン２及び３は各々、ダンパ５５，５６，５７，５８を備えた、専用の内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを備えており、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂは、ダンパ５９を備えた接続部３８を介して接続している。
【００４８】
ダンパ５５，５６，５７，５８，５９を適切に制御することにより、
− 第一及び第二のガスタービンエンジン２，３で如何なる再循環も無く（ダンパ５５と５７により、流れが内部再循環ライン３５ａ，３５ｂに入るのを阻止する）、
− 第二のガスタービンエンジン３から第一のガスタービンエンジン２への供給により（ダンパ５７，５９及び５６により、第二のガスタービンエンジン３の運転下流側から第一のガスタービンエンジン２の運転上流側への流れが可能になり、ダンパ５５と５８により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
− 第一のガスタービンエンジン２から第二のガスタービンエンジン３への供給により（ダンパ５５，５９及び５８により、第一のガスタービンエンジン２の運転下流側から第二のガスタービンエンジン３の運転上流側への流れが可能になり、ダンパ５７と５６により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
− 如何なる再循環も無く（ダンパ５５，５７により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
発電所１を運転することができる。
【実施例７】
【００４９】
（図５）
この実施例で、発電所１は、第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３を備えており、各々の後に熱回収蒸気発生器２７，３１が続いており、これらの熱回収蒸気発生器２７，３１は、蒸気を蒸気タービン１８に供給する。
【００５０】
各ガスタービンエンジン２，３は、以下のもの、すなわち
− 煙道ガス導管４，４２、
− 前記各ガスタービンエンジン専用の排気システム６，４４とＣＯ２分離回収システム５，４３を備えており、加えて、
− 参照符号４６，４７は、直接の接続部、及び第二のガスタービンエンジン３と第一のガスタービンエンジン２の別の排気システム４４の間のダンパを示す。
− 参照符号５０，５１は、直接の接続部、及び第二のガスタービンエンジン３と第一のガスタービンエンジン２のＣＯ２分離回収システム４３の間のダンパを示す。
− 参照符号５３は、第一のガスタービンエンジン２への、流体（空気）を含有しているフレッシュ酸素の供給部を示す。
【００５１】
発電所１の第一及び第二のガスタービンエンジン２，３は、同じ作動条件下で運転できるのが有利である。
【００５２】
加えて、この発電所は、ＣＯ２分離回収システム５，４３使用せずに運転することもできる。
【００５３】
このテーマにより以下のものを削減することができる。
− ＮＯＸの排出量（理由は、ＮＯＸを発生させるのに、より少ないＯ２で間に合うことにある）、
− 煙道ガス導管４，４２の送風機の大きさとコスト
（供給されない場合）代替的に送風機を削除できる（この例は図５に示してある）。このことは可能であり、その理由は、送風機が一台も必要とされないか、あるいは小サイズの送風機が必要とされないように、第一及び第二のガスタービンエンジン２，３が、煙道ガス導管４，４２での圧力低下を克服する可能にする僅かに高い背圧を有していることにある。
【００５４】
この発電所は、全負荷での煙道ガス再循環を用いて、かつ性能を改善するために、煙道ガス再循環を減らして、あるいは部分負荷で煙道ガス再循環を全く使用しないで運転することができる。
【００５５】
[配設]
（図１１）
実施例７の好ましい配設を図１１に示した。この配設は、半密閉サイクルを用いた、テール・ヘッド・テール・ヘッド密閉配設の状態で構成されている複合発電ガスタービンエンジン２及び３を有する。その理由は、各ガスタービンエンジン２，３の場合、（外気などの）流体を含むフレッシュ酸素の供給が行われることにある。この例で、各ガスタービンエンジン２，３は、他のガスタービンエンジン３，２に対して反対方向に延びている。加えて、両ガスタービンエンジンは、互いに平行に配置されている。ガスタービンエンジン２は、排気システム６に向かっており、ガスタービンエンジン３は排気システム４４に向かっている。
【００５６】
この配設により、煙道ガス導管４，４２のコストを下げることができる（その理由は、設備の長さが短くなることによる）。
【実施例８】
【００５７】
（図６）
この実施例で、ＣＯ２分離回収システム５は、直列に接続した二つの小さいユニット５ａと５ｂを備えている。特に、第一のユニット５ａには、第二のガスタービンエンジン３から煙道ガスが供給され、第二のユニット５ｂには、第一のユニット５ａから煙道ガスが供給される。
【００５８】
異なる例において、
− 直接の接続部１３は、第一のユニット５ａに接続することができる、あるいは
− 直接の接続部１３は、第一のユニット５ｂに接続することができる。
【００５９】
この実施例で、発電所１が部分負荷で作動すると、第一のユニット５ａは調整されて、設計条件で作動することができる（第二のユニットは作動しないか、あるいは最適ではない条件で作動するが、単一式の大規模ＣＯ２分離回収システムを使用するのに比べて、全体効率はいずれにしても上がる。
【００６０】
[運転]
図１の実施例を特別に参照すると、発電所の運転は、おおむね以下の通りである。
【００６１】
第一のガスタービンエンジン２には、外気と煙道ガスを発生する燃やされる燃料が供給される（及び圧縮機と発電機を作動させるのに使用される機械動力）。
【００６２】
第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスは、熱回収蒸気発生器２７に供給され、この熱回収蒸気発生器において、煙道ガスは、さらに発電機に接続された蒸気タービン２８内で膨張する蒸気を発生させる。
【００６３】
熱回収蒸気発生器２７から発生する煙道ガスの一部あるいは全部を（運転要件および運転条件に従って）、
− 直接の接続部９を介して排気システム６へ、
− 直接の接続部１３を介してＣＯ２分離回収システムへ、
− 第二のガスタービンエンジン３へ
案内することができる。
【００６４】
この実施例で、（しかしこれは必須ではないが）、さらに外気が第二のガスタービンエンジン３に供給される。外気と第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスは、混合して圧縮機を通過し、かつ第二のガスタービンエンジンの燃焼室内に供給される混合物を生成する。この燃焼室では、さらに燃料が供給され、かつ燃焼され、煙道ガスを発生し、この煙道ガスは、（例えば、発電機を作動させるために、機械動力を集めている）第二のガスタービンエンジン３のタービン内で膨張し、次いで熱回収蒸気発生器３１に供給される。熱回収蒸気発生器３１はモジュール３２に蒸気を供給する。モジュール３２は、蒸気をモジュール３３および／またはＣＯ２分離回収システム５に供給する。
【００６５】
熱回収蒸気発生器３１から生じる煙道ガスは、冷却器３０に供給され、次いでＣＯ２分離回収システム５そして排気システム６に供給される。
【００６６】
[運転構想]
（第一のガスタービンエンジン２から排出される煙道ガスが、例えば図１の実施例に示したような、第二のガスタービンエンジン３に供給される）並列配設のガスタービンエンジン２及び３を備えた発電所の運転中に、第一のガスタービンエンジン２で発生した煙道ガスと第二のガスタービンエンジン３で必要とされる煙道ガスの間の量的不釣合いがある。一般的に、ガスタービン２で生じた煙道ガス量は、ガスタービン３の要求にとって多すぎる。その理由は、煙道ガスは第一のガスタービンの入口温度に比べて高い温度で第二のガスタービンに入ることにある。
【００６７】
この理由で、第一のガスタービンエンジン２で生じた煙道ガスは、一つあるいはそれより多くの以下の方法により、第二のガスタービンエンジン３で必要とされる煙道ガスに整合をとられる。
− 第一のガスタービンエンジン２で生じた煙道ガスの一部は、直接の接続部９あるいは直接の接続部１３を介して排出される。
− 第二のガスタービンエンジン３は、第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスを全て収容できるように、第一のガスタービンエンジン２よりも大きく作ることができる。
− 第二のガスタービンエンジンの圧縮機の様々な案内羽根は、全負荷の場合にわずかに閉じた位置に合わせて設定される。
− 第一のガスタービンエンジンの煙道ガスの一部は、その圧縮機の入口内に再循環される。再循環された煙道ガスの温度に依存して、 第一のガスタービンエンジンの入口温度は、再循環のために上がる。その結果として、第一のガスタービンエンジンを流れる質量位流量は減る。
【００６８】
加えて、第二のガスタービンエンジンに入る煙道ガス流は、再循環された流れにより直接削減される。両方の削減が組合わされて、第二のガスタービンエンジンに整合する。
【００６９】
[改造]
図７〜１０によれば、ガスタービンを改造するための方法が開示されている。
【００７０】
この点で、図７は、（排気システム６）を有するガスタービンエンジンを示す。
【００７１】
この方法は以下の工程を備えている。
【００７２】
[工程１]
第一工程（図８）では、
現存ガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジン（２）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、あるいは現存ガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第一のガスタービン（２）を規定するように、現存ガスタービンエンジンの運転上流側あるいは運転下流側において、少なくとも一つの別のガスタービンエンジンを備えており、
第一のガスタービンエンジン（２）からの煙道ガスが、第二のガスタービンエンジン（３）に供給される工程。
【００７３】
図７〜１０の例で、エンジン２は、第一のガスタービンエンジン（従って、運転上流側にある）を規定し、別のエンジン３は、第二のガスタービンエンジン（従って、運転下流側にある）を規定する。
【００７４】
現存するガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジンであり、別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンの運転下流側に設けられると（従って、第一のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジンを規定する）。第二のガスタービンエンジンは、現存するガスタービンエンジンよりも低い酸素濃度で
もって運転するために設計されている（煙道ガス再循環条件）。
【００７５】
[工程２]
第二工程（図９）では、
第一のガスタービン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）まで、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）を備えていること。
【００７６】
[工程３]
第三工程（図１０）では、
第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）を備えていること。
【００７７】
その後に、別の工程４，５，６が記載されている。本方法によれば、これらの工程４，５，６の内の少なくとも一つを実行しなければならない（すなわち全部ではない）。
【００７８】
[工程４]
第四工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）と排気システム（６）の間の第一の接続部（９）と、第一のガスタービン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ（１０）を備えた工程。必要であれば（すなわち、これは必須ではない）、排気システム６を、改造された発電所の必要条件に合う新たな排気システムと交換することができる。
【００７９】
[工程５]
第五工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービン（２）からＣＯ２分離回収システム（５）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（１４）を備えた工程。
【００８０】
[工程６]
第六工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含むフレッシュ酸素の供給部（１７）を備えた工程。
【００８１】
記載された特徴は、次々に独立して設けられてもよい。
【００８２】
実際のところ、使用される材料と寸法は、必要と最新のものに従って自由自在に選定することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 発電所
２ 第一のガスタービンエンジン
３ 第二のガスタービンエンジン
４ 煙道ガス導管
５ ＣＯ２分離回収システム
５ａ ５の第一ユニット
５ｂ ５の第二ユニット
６ 排気システム
９ 直接の接続部
１０ ダンパ
１３ 直接の接続部
１４ ダンパ
１７ 流体を含むフレッシュ酸素の供給部
２１ 冷却器
２２ 冷却器
２３ 冷却器
２５ 質量流量制御要素
２６ 熱回収蒸気発生器
２８ 蒸気タービン
３０ 冷却器
３１ 熱回収蒸気発生器
３２ モジュール
３３ モジュール
３４ 凝縮器
３５，３５ａ，３５ｂ 内部再循環ライン
３６ 出口
３７ 入口
３８ 接続部
４２ 別の煙道ガス導管
４３ 別のＣＯ２分離回収システム
４４ 別の排気システム
４６ 直接の接続部
４７ ダンパ
５０ 直接の接続部
５１ ダンパ
５３ 流体を含むフレッシュ酸素の供給部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所および発電所を改造するための方法に関する。特に、以下に並列配設でのガスタービンエンジンを備えた発電所について言及する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、並列配設の二つのガスタービンエンジンとＣＯ２分離回収システムを備えた発電所が開示されている。
【０００３】
特に、第一のエンジンには外気と燃料が供給され、その煙道ガスは燃料と一緒に第二のエンジンに供給される。第二のエンジンには、第一のエンジンからの煙道ガスと燃料が供給される。次いで、第二のエンジンからの煙道ガスは、ＣＯ２分離回収システムに供給される。
【０００４】
このような構造により、ＣＯ２分離回収システムに供給される煙道ガス内のＣＯ２濃度を上げることができ、従ってＣＯ２分離回収システムとその運転にかかる費用は安くなる。
【０００５】
それにもかかわらず、記載された発電所の運転時に、負荷の調整は厄介である。
【０００６】
負荷の調整により、第一のエンジンからの煙道ガスの成分が変化するか、あるいは第二のエンジン内部の高温ガスの循環の必要条件が変化する（第二のエンジンの内部で循環する高温ガスは、第一のエンジンから排出される煙道ガスに相応している）。
【０００７】
上記状況の内の一つあるいは両方が起きた場合、第一および／または第二のエンジンの燃焼室内の燃焼は、非最適の状況において起こる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第１８２７６５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明の態様は、発電所の調整が極めて汎用性がある改造を行うための発電所および方法を提供することである。
【００１０】
発電所の負荷の調整は極めて汎用性がある。
【００１１】
この態様あるいは別の態様は、従属請求項による発電所および方法を備えることにより、本発明に従って得られる。
【００１２】
本発明のその他の特徴及び長所は、添付した図において、限定していない例により図示した、発電所および方法の所望されるが非独占的な実施例の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の発電所の概略図である。
【図２】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図３】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図４】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図５】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図６】発電所の異なる実施例を示す図である。
【図７】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図８】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図９】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図１０】改造方法の工程を概略的に示した図である。
【図１１】一配設の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
発電所１は、互いに接続した第一のガスタービンエンジン２（参照符号５３は、流体を含有しているフレッシュ酸素の供給を示す）と、第二のガスタービンエンジン３を備えている。第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間には、煙道ガス導管４が設けられている。この煙道ガス導管４は、第一のガスタービンエンジン２から第二のガスタービンエンジン３へ煙道ガスを送っている少なくともその一部のためにある。一般的に、煙道ガスは、第二のガスタービンエンジン３の入口に送られる（通常、入口はガスタービンエンジンの圧縮機にある）。
【００１５】
さらに発電所１は、ＣＯ２分離回収システム５と排気筒などの排気システム６も備えている。ＣＯ２分離回収システム５は、第二のガスタービンエンジン３から排出される煙道ガスを処理するために配置されている。
【００１６】
発電所１は、第一のガスタービンエンジン２と排気システム６の間に直接の接続部９を備えている。この直接の接続部９は、第一のガスタービンエンジン２から排気システム６への煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ１０を備えている。
【００１７】
直接の接続部９に加えて、あるいはその代替えとして、発電所１は、第一のガスタービンエンジン２とＣＯ２分離回収システム５の間に直接の接続部１３を備えることができる。さらにこの直接の接続部１３は、第一のガスタービンエンジン２からＣＯ２分離回収システム５への煙道ガス流を調整するためのダンパ１４を備えている。ダンパ１４は、オンライン調整を行うように配置されているのが好ましい。
【００１８】
発電所１は、さらに第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３の間に、第二のガスタービンエンジン３のための流体（例えば外気からのフレッシュ酸素）を含むフレッシュ酸素の供給部１７を備えていてもよい。
【００１９】
第一のガスタービン２とＣＯ２分離回収システム５の間の直接の接続部１３は、煙道ガス導管４から分岐している。
【００２０】
第一のガスタービン２からの煙道ガスを冷却するために、一つあるいはそれより多くの冷却器を設けることができる。
【００２１】
この態様で、冷却器２１は接続部１３の運転上流側の煙道ガス導管４に設けることができる。この冷却器２１は、ＣＯ２分離回収システム５と第二のガスタービンエンジン３へ案内される煙道ガスを冷却することができる。
【００２２】
さらに接続部１３に冷却器２２を設けることもできる。冷却器２１が設けられていない場合に、冷却器２２はＣＯ２分離回収システム５へ案内される煙道ガスを冷却することができるか、あるいは冷却器２１が設けられている場合、冷却器２２は別の冷却部を備えることができる。
【００２３】
接続部１３の運転下流側と第二のガスタービンエンジン３の運転上流側も煙道ガス導管４に冷却器２３を設けることができる。冷却器２１が設けられていない場合に、冷却器２３は第二のガスタービンエンジン３から案内される煙道ガスを冷却することができるか、あるいは冷却器２１が設けられている場合、冷却器２３は別の冷却部を備えることができる。
【００２４】
流体を含むフレッシュ酸素の供給部１７は、調整できるのが好ましい。この目的で
、そこを貫流する流れを調整（例えばオンライン調整）するための、ダンパあるいは弁等などの質量流量制御要素２５を設けることができる。
【００２５】
出力電力と効率を上げるために、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３の間において、発電所１は、（一般的に高圧、中圧及び低圧でのモジュールを備えた）蒸気タービン２８に接続した熱回収蒸気発生器２７を有しており、第一のガスタービン２と複合発電設備（combined cycle unit）を規定する。
【００２６】
第二のガスタービンエンジン３とＣＯ２分離回収システム５の間には、冷却器３０が設けられている。
【００２７】
さらに、第二のガスタービンエンジン３の運転下流側とＣＯ２分離回収システム５の運転上流側にも、熱回収蒸気発生器３１が設けられている。熱回収蒸気発生器３１は蒸気タービンに接続しており、この蒸気タービンは、様々な圧力で作動するモジュール、すなわち高圧あるいは高中圧モジュール３２および低圧モジュール３３を有する。さらに、モジュール３２，３３を備えた蒸気タービンは、第二のガスタービンエンジン３と複合発電設備を規定する。
【００２８】
例えば、モジュール３３からの排蒸気は凝縮器３４に供給され、次いで生じた凝縮物は
熱回収蒸気発生器３１にポンプで戻される。高圧モジュール３２（しかし他の例では、モジュール３２に代えるか、あるいはモジュール３２に加えてモジュール３３）は、（その運転のための蒸気を供給するために）ＣＯ２分離回収システム５に接続している。
【００２９】
運転中、低圧モジュール３３におよび／またはＣＯ２分離回収システム５に、蒸気が高圧モジュール３２から交互に、あるいは同時に供給することができる。
【００３０】
ガスタービンエンジン２および／または３は、その出口３６から入口３７へ煙道ガスを再循環させるために、内部再循環ライン３５を有することができる。
【００３１】
可能な一実施例では、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３の両方が
内部再循環ライン３５を有しており、接続部３８はそれらの間に設けられている。
【００３２】
加えて、ＣＯ２分離回収システム５は、直列に接続した第一及び第二のユニット５ａ，５ｂを備えることができる。この場合、第一ユニット５ａは第二のガスタービンエンジン３に接続しており、第二ユニット５ｂは第一ユニット５ａに接続している。
【００３３】
発電所１は、第二のガスタービンエンジン３から第一のガスタービン２へ、煙道ガスの少なくとも一部を送るために、別の煙道ガス導管４２を備えることができる。この場合、二つの複合発電設備は、半密閉サイクルのような、テール・ヘッド・テール・ヘッド密閉配設の状態で構成されている
【００３４】
加えて、発電所１は、別の排気システム４４に接続しており、かつ第一のガスタービン２からの煙道ガスを処理する別のＣＯ２分離回収システム４３を備えることができる。
【００３５】
さらに発電所１は、第二のガスタービンエンジン３と別の排気システム４４の間の直接の接続部４６と、第二のガスタービンエンジン３から別の排気システム４４まで、煙道ガスをオンライン調整するためのダンパ４７を備えることができるのが好ましい。
【００３６】
接続部４６に加えて、あるいはその代替として、発電所１は、第二のガスタービンエンジン３と、別のＣＯ２分離回収システム４３と、第二のガスタービンエンジン３から別のＣＯ２分離回収システム４３まで、煙道ガスを調整するための（好ましくは調整はオンライン調整である）ダンパ５１の間に直接の接続部５０を備えることができる。
【００３７】
接続部４６と５０に加えて、あるいはその代替として、発電所１は、第一のガスタービン２と第二のガスタービンエンジン３で、第一のガスタービン２のための（外気などの）流体を含むフレッシュ酸素の供給部５３を備えることができる。
【００３８】
以下に、発電所１の幾つかの実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
（図１）
この実施例の発電所１は、第一のガスタービン２と蒸気タービン２８を備えた熱回収蒸気発生器２７を備えている。ＣＯ２分離回収システム５が一つだけ、（排気筒６と）設けられている。冷却器２２，２３が設けられている（破線で示した冷却器２１はいずれにせよ設けることができる）。第二のガスタービンエンジン３は、外気の供給部１７を備え、その煙道ガスは、熱回収蒸気発生器３１と冷却器３０を介してＣＯ２分離回収システム５に供給される。第一及び第二のガスタービンエンジン２，３の間には、煙道ガス導管４が設けられており、煙道ガス導管４からは、直接の接続部９と１３が分離する。この図で、参照符号５３は、第一のガスタービン２へ、外気などの流体を含む酸素の供給部を示す。
【実施例２】
【００４０】
（図２）
図２は図１の実施例の代替的実施例を示す。特にこの実施例では、複数の第一のガスタービン２が平行に設けられており、単一の第二のガスタービンエンジンが設けられている。二つの第一のガスタービン２は各々、ダンパ１０を備えた排気筒６への専用の直接の接続部９と、ダンパ１４を備えたＣＯ２分離回収システム５への直接の接続部１３を有している。この実施例においても、ＣＯ２分離回収システム５は一つである。このテーマは改造にとっては、現存するガスタービンエンジンを再使用するのに役立つが、同時に発電所１の出力電力も増す。加えて、このテーマは、より高い性能が達せられるように、ＣＯ２分離回収システム５で処理される煙道ガス内に高いＣＯ２濃度を提供する。
【実施例３】
【００４１】
第三の実施例は、第二の実施例に似ている。この場合、一つの第二のガスタービンエンジンに平行に接続した、複数の第一のガスタービンエンジンの代わりに、一つの第一のガスタービンエンジが、複数の第二のガスタービンエンジン３に接続している。このテーマも、改造にとっては、現存するガスタービンエンジンを再使用するのに役立つが、同時に発電所１の出力電力も増す。
【実施例４】
【００４２】
第四の実施例では、発電所は、複数の第一及び複数の第二のガスタービンエンジンを備えており、このテーマも改造には役立つ。
【実施例５】
【００４３】
（図３）
この実施例では、第二のガスタービンエンジン３のための（第二のガスタービンエンジン３の出口からその入口までの煙道ガスを再循環させるための）内部再循環ライン３５が設けられている。図示した実施例で、内部再循環ライン３５は、煙道ガス導管４に接続している。これはいずれにしても必須ではない。
【００４４】
内部再循環ライン３５は、部分負荷での運転時に役立つことができる。
【００４５】
事実、部分負荷での運転時に、第一のガスタービンエンジン２が停止すると、第二のガスタービンエンジン３も場合によっては停止を必要とするおそれがある。この理由は、第二のガスタービンエンジン３の燃焼室が、（煙道ガスが減少したかあるいは無い状態での運転のような）高酸素濃度での運転が火炎の逆流と燃焼の不安定性に関して厄介な恐れがあるように、低酸素濃度での運転に関して最適化されているからである。内部再循環ライン３５により、第二のガスタービンエンジン３内の酸素濃度が制御できる。
【００４６】
加えて、ＣＯ２分離回収システムが、所定のＣＯ２濃度に関して最適化されるので、設計上の濃度とは異なるＣＯ２濃度での運転によって、ＣＯ２分離回収システムの効率は下がる。さらにこの場合、内部再循環ライン３５により、第二のガスタービンエンジン３からの煙道ガスの酸素濃度が制御できる。
【実施例６】
【００４７】
（図４）
この実施例で、ガスタービンエンジン２及び３は各々、ダンパ５５，５６，５７，５８を備えた、専用の内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを備えており、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂは、ダンパ５９を備えた接続部３８を介して接続している。
【００４８】
ダンパ５５，５６，５７，５８，５９を適切に制御することにより、
− 第一及び第二のガスタービンエンジン２，３で如何なる再循環も無く（ダンパ５５と５７により、流れが内部再循環ライン３５ａ，３５ｂに入るのを阻止する）、
− 第二のガスタービンエンジン３から第一のガスタービンエンジン２への供給により（ダンパ５７，５９及び５６により、第二のガスタービンエンジン３の運転下流側から第一のガスタービンエンジン２の運転上流側への流れが可能になり、ダンパ５５と５８により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
− 第一のガスタービンエンジン２から第二のガスタービンエンジン３への供給により（ダンパ５５，５９及び５８により、第一のガスタービンエンジン２の運転下流側から第二のガスタービンエンジン３の運転上流側への流れが可能になり、ダンパ５７と５６により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
− 如何なる再循環も無く（ダンパ５５，５７により、内部再循環ライン３５ａ，３５ｂを通る流路が遮断される）、
発電所１を運転することができる。
【実施例７】
【００４９】
（図５）
この実施例で、発電所１は、第一のガスタービンエンジン２と第二のガスタービンエンジン３を備えており、各々の後に熱回収蒸気発生器２７，３１が続いており、これらの熱回収蒸気発生器２７，３１は、蒸気を蒸気タービン１８に供給する。
【００５０】
各ガスタービンエンジン２，３は、以下のもの、すなわち
− 煙道ガス導管４，４２、
− 前記各ガスタービンエンジン専用の排気システム６，４４とＣＯ２分離回収システム５，４３を備えており、加えて、
− 参照符号４６，４７は、直接の接続部、及び第二のガスタービンエンジン３と第一のガスタービンエンジン２の別の排気システム４４の間のダンパを示す。
− 参照符号５０，５１は、直接の接続部、及び第二のガスタービンエンジン３と第一のガスタービンエンジン２のＣＯ２分離回収システム４３の間のダンパを示す。
− 参照符号５３は、第一のガスタービンエンジン２への、流体（空気）を含有しているフレッシュ酸素の供給部を示す。
【００５１】
発電所１の第一及び第二のガスタービンエンジン２，３は、同じ作動条件下で運転できるのが有利である。
【００５２】
加えて、この発電所は、ＣＯ２分離回収システム５，４３使用せずに運転することもできる。
【００５３】
このテーマにより以下のものを削減することができる。
− ＮＯＸの排出量（理由は、ＮＯＸを発生させるのに、より少ないＯ２で間に合うことにある）、
− 煙道ガス導管４，４２の送風機の大きさとコスト
（供給されない場合）代替的に送風機を削除できる（この例は図５に示してある）。このことは可能であり、その理由は、送風機が一台も必要とされないか、あるいは小サイズの送風機が必要とされないように、第一及び第二のガスタービンエンジン２，３が、煙道ガス導管４，４２での圧力低下を克服する可能にする僅かに高い背圧を有していることにある。
【００５４】
この発電所は、全負荷での煙道ガス再循環を用いて、かつ性能を改善するために、煙道ガス再循環を減らして、あるいは部分負荷で煙道ガス再循環を全く使用しないで運転することができる。
【００５５】
[配設]
（図１１）
実施例７の好ましい配設を図１１に示した。この配設は、半密閉サイクルを用いた、テール・ヘッド・テール・ヘッド密閉配設の状態で構成されている複合発電ガスタービンエンジン２及び３を有する。その理由は、各ガスタービンエンジン２，３の場合、（外気などの）流体を含むフレッシュ酸素の供給が行われることにある。この例で、各ガスタービンエンジン２，３は、他のガスタービンエンジン３，２に対して反対方向に延びている。加えて、両ガスタービンエンジンは、互いに平行に配置されている。ガスタービンエンジン２は、排気システム６に向かっており、ガスタービンエンジン３は排気システム４４に向かっている。
【００５６】
この配設により、煙道ガス導管４，４２のコストを下げることができる（その理由は、設備の長さが短くなることによる）。
【実施例８】
【００５７】
（図６）
この実施例で、ＣＯ２分離回収システム５は、直列に接続した二つの小さいユニット５ａと５ｂを備えている。特に、第一のユニット５ａには、第二のガスタービンエンジン３から煙道ガスが供給され、第二のユニット５ｂには、第一のユニット５ａから煙道ガスが供給される。
【００５８】
異なる例において、
− 直接の接続部１３は、第一のユニット５ａに接続することができる、あるいは
− 直接の接続部１３は、第一のユニット５ｂに接続することができる。
【００５９】
この実施例で、発電所１が部分負荷で作動すると、第一のユニット５ａは調整されて、設計条件で作動することができる（第二のユニットは作動しないか、あるいは最適ではない条件で作動するが、単一式の大規模ＣＯ２分離回収システムを使用するのに比べて、全体効率はいずれにしても上がる。
【００６０】
[運転]
図１の実施例を特別に参照すると、発電所の運転は、おおむね以下の通りである。
【００６１】
第一のガスタービンエンジン２には、外気と煙道ガスを発生する燃やされる燃料が供給される（及び圧縮機と発電機を作動させるのに使用される機械動力）。
【００６２】
第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスは、熱回収蒸気発生器２７に供給され、この熱回収蒸気発生器において、煙道ガスは、さらに発電機に接続された蒸気タービン２８内で膨張する蒸気を発生させる。
【００６３】
熱回収蒸気発生器２７から発生する煙道ガスの一部あるいは全部を（運転要件および運転条件に従って）、
− 直接の接続部９を介して排気システム６へ、
− 直接の接続部１３を介してＣＯ２分離回収システムへ、
− 第二のガスタービンエンジン３へ
案内することができる。
【００６４】
この実施例で、（しかしこれは必須ではないが）、さらに外気が第二のガスタービンエンジン３に供給される。外気と第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスは、混合して圧縮機を通過し、かつ第二のガスタービンエンジンの燃焼室内に供給される混合物を生成する。この燃焼室では、さらに燃料が供給され、かつ燃焼され、煙道ガスを発生し、この煙道ガスは、（例えば、発電機を作動させるために、機械動力を集めている）第二のガスタービンエンジン３のタービン内で膨張し、次いで熱回収蒸気発生器３１に供給される。熱回収蒸気発生器３１はモジュール３２に蒸気を供給する。モジュール３２は、蒸気をモジュール３３および／またはＣＯ２分離回収システム５に供給する。
【００６５】
熱回収蒸気発生器３１から生じる煙道ガスは、冷却器３０に供給され、次いでＣＯ２分離回収システム５そして排気システム６に供給される。
【００６６】
[運転構想]
（第一のガスタービンエンジン２から排出される煙道ガスが、例えば図１の実施例に示したような、第二のガスタービンエンジン３に供給される）並列配設のガスタービンエンジン２及び３を備えた発電所の運転中に、第一のガスタービンエンジン２で発生した煙道ガスと第二のガスタービンエンジン３で必要とされる煙道ガスの間の量的不釣合いがある。一般的に、ガスタービン２で生じた煙道ガス量は、ガスタービン３の要求にとって多すぎる。その理由は、煙道ガスは第一のガスタービンの入口温度に比べて高い温度で第二のガスタービンに入ることにある。
【００６７】
この理由で、第一のガスタービンエンジン２で生じた煙道ガスは、一つあるいはそれより多くの以下の方法により、第二のガスタービンエンジン３で必要とされる煙道ガスに整合をとられる。
− 第一のガスタービンエンジン２で生じた煙道ガスの一部は、直接の接続部９あるいは直接の接続部１３を介して排出される。
− 第二のガスタービンエンジン３は、第一のガスタービンエンジン２からの煙道ガスを全て収容できるように、第一のガスタービンエンジン２よりも大きく作ることができる。
− 第二のガスタービンエンジンの圧縮機の様々な案内羽根は、全負荷の場合にわずかに閉じた位置に合わせて設定される。
− 第一のガスタービンエンジンの煙道ガスの一部は、その圧縮機の入口内に再循環される。再循環された煙道ガスの温度に依存して、 第一のガスタービンエンジンの入口温度は、再循環のために上がる。その結果として、第一のガスタービンエンジンを流れる質量位流量は減る。
【００６８】
加えて、第二のガスタービンエンジンに入る煙道ガス流は、再循環された流れにより直接削減される。両方の削減が組合わされて、第二のガスタービンエンジンに整合する。
【００６９】
[改造]
図７〜１０によれば、ガスタービンを改造するための方法が開示されている。
【００７０】
この点で、図７は、（排気システム６）を有するガスタービンエンジンを示す。
【００７１】
この方法は以下の工程を備えている。
【００７２】
[工程１]
第一工程（図８）では、
現存ガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジン（２）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、あるいは現存ガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第一のガスタービン（２）を規定するように、現存ガスタービンエンジンの運転上流側あるいは運転下流側において、少なくとも一つの別のガスタービンエンジンを備えており、
第一のガスタービンエンジン（２）からの煙道ガスが、第二のガスタービンエンジン（３）に供給される工程。
【００７３】
図７〜１０の例で、エンジン２は、第一のガスタービンエンジン（従って、運転上流側にある）を規定し、別のエンジン３は、第二のガスタービンエンジン（従って、運転下流側にある）を規定する。
【００７４】
現存するガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジンであり、別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンの運転下流側に設けられると（従って、第一のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジンを規定する）。第二のガスタービンエンジンは、現存するガスタービンエンジンよりも低い酸素濃度で
もって運転するために設計されている（煙道ガス再循環条件）。
【００７５】
[工程２]
第二工程（図９）では、
第一のガスタービン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）まで、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）を備えていること。
【００７６】
[工程３]
第三工程（図１０）では、
第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）を備えていること。
【００７７】
その後に、別の工程４，５，６が記載されている。本方法によれば、これらの工程４，５，６の内の少なくとも一つを実行しなければならない（すなわち全部ではない）。
【００７８】
[工程４]
第四工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）と排気システム（６）の間の第一の接続部（９）と、第一のガスタービン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ（１０）を備えた工程。必要であれば（すなわち、これは必須ではない）、排気システム６を、改造された発電所の必要条件に合う新たな排気システムと交換することができる。
【００７９】
[工程５]
第五工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービン（２）からＣＯ２分離回収システム（５）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（１４）を備えた工程。
【００８０】
[工程６]
第六工程（図１０）では、
第一のガスタービン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含むフレッシュ酸素の供給部（１７）を備えた工程。
【００８１】
記載された特徴は、次々に独立して設けられてもよい。
【００８２】
実際のところ、使用される材料と寸法は、必要と最新のものに従って自由自在に選定することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 発電所
２ 第一のガスタービンエンジン
３ 第二のガスタービンエンジン
４ 煙道ガス導管
５ ＣＯ２分離回収システム
５ａ ５の第一ユニット
５ｂ ５の第二ユニット
６ 排気システム
９ 直接の接続部
１０ ダンパ
１３ 直接の接続部
１４ ダンパ
１７ 流体を含むフレッシュ酸素の供給部
２１ 冷却器
２２ 冷却器
２３ 冷却器
２５ 質量流量制御要素
２６ 熱回収蒸気発生器
２８ 蒸気タービン
３０ 冷却器
３１ 熱回収蒸気発生器
３２ モジュール
３３ モジュール
３４ 凝縮器
３５，３５ａ，３５ｂ 内部再循環ライン
３６ 出口
３７ 入口
３８ 接続部
４２ 別の煙道ガス導管
４３ 別のＣＯ２分離回収システム
４４ 別の排気システム
４６ 直接の接続部
４７ ダンパ
５０ 直接の接続部
５１ ダンパ
５３ 流体を含むフレッシュ酸素の供給部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所（１）が互いに接続した状態で以下のもの、すなわち、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と、
− 第一のガスタービンエンジン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）と、
− 排気システム（６）を備えた発電所（１）において、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の直接の接続部（９）と、第一のガスタービンエンジン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンライン制御するためのダンパ（１０）、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービンエンジン（２）からＯ２分離回収システム（５）まで、煙道流を調整するためのダンパ（１４）、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）
の内の少なくとも一つを備えていることを特徴とする発電所（１）。
【請求項２】
第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）が、煙道ガス導管（４）から分岐していることを特徴とする請求項１記載の発電所（１）。
【請求項３】
流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）が、そこを通る流れオンライン制御するための質量流量制御要素（２５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項４】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、熱回収蒸気発生器（２７）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項５】
第二のガスタービンエンジン（３）の運転下流側で、かつＣＯ２分離回収システム（５）の運転上流側で、一つあるいはそれより多くの蒸気タービンモジュール（３２，３３）に接続した熱回収蒸気発生器（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項６】
第一のガスタービンエンジン（２）および／または第二のガスタービンエンジン（３）が、それらの出口（３６）から入口（３７）まで、煙道ガスを再循環させるための内部再循環ライン（３５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項７】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の双方が、内部再循環ライン（３５）を備えていること、および
接続部（３８）が前記双方の間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の発電所（１）。
【請求項８】
ＣＯ２分離回収システム（５）が、直列に接続した第一および第二ユニット（５ａ，５ｂ）を備えており、第一ユニット（５ａ）が第二のガスタービンエンジン（３）に接続しており、第二ユニット（５ｂ）が第一ユニット（５ａ）に接続していることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項９】
発電所がさらに、第二のガスタービンエンジン（３）から第一のガスタービンエンジン（２）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための別の煙道ガス導管（４２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１０】
別の煙道ガス導管（４２）が、第一のガスタービンエンジン（２）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（５３）に接続していることを特徴とする請求項９に記載の発電所（１）。
【請求項１１】
発電所がさらに、別のＣＯ２分離回収システム（４３）と別の排気システム（４４）を備えており、別のＣＯ２分離回収システム（４３）が、第一のガスタービンエンジン（２）からの煙道ガスを処理することを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１２】
発電所がさらに、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と別の排気システム（４４）の間の直接の接続部（４６）と、第一のガスタービンエンジン（２）から別の排気システム（４４）まで、煙道ガス流をオンライン調整するためのダンパ（４７）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と別のＣＯ２分離回収システム（４３）の間の直接の接続部（５０）と、第二のガスタービンエンジン（３）から別のＣＯ２分離回収システム（４３）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（５１）と、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の、第一のガスタービンエンジン（２）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（５３）の内の少なくとも一つを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の発電所（１）。
【請求項１３】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）が、反対方向に延びており、かつ互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１４】
ガスタービンエンジンと排気システム（６）を備えた発電所を改造するための方法において、
− 現存ガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジン（２）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、あるいは現存ガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第一のガスタービン（２）を規定するように、現存ガスタービンエンジンの運転上流側あるいは運転下流側において、少なくとも一つの別のガスタービンエンジンを備えており、
− 第一のガスタービンエンジン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）を備え、
− 第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）を備えており、
この方法が、さらに以下の工程の少なくとも一つ、すなわち
− 第一のガスタービンエンジン（２）と排気システム（６）の間の第一の接続部（９）と、第一のガスタービンエンジン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ（１０）を備えた工程、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービン（２）からＣＯ２分離回収システム（５）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（１４）を備えた工程、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）を備えた工程を有していることを特徴とする方法。
【請求項１５】
別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンの運転下流側に設けられていること、および
別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンよりも低い酸素濃度で運転されるように設計されていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１】
発電所（１）が互いに接続した状態で以下のもの、すなわち、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と、
− 第一のガスタービンエンジン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）と、
− 排気システム（６）を備えた発電所（１）において、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の直接の接続部（９）と、第一のガスタービンエンジン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンライン制御するためのダンパ（１０）、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービンエンジン（２）からＯ２分離回収システム（５）まで、煙道流を調整するためのダンパ（１４）、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）
の内の少なくとも一つを備えていることを特徴とする発電所（１）。
【請求項２】
第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）が、煙道ガス導管（４）から分岐していることを特徴とする請求項１記載の発電所（１）。
【請求項３】
流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）が、そこを通る流れオンライン制御するための質量流量制御要素（２５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項４】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、熱回収蒸気発生器（２７）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項５】
第二のガスタービンエンジン（３）の運転下流側で、かつＣＯ２分離回収システム（５）の運転上流側で、一つあるいはそれより多くの蒸気タービンモジュール（３２，３３）に接続した熱回収蒸気発生器（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項６】
第一のガスタービンエンジン（２）および／または第二のガスタービンエンジン（３）が、それらの出口（３６）から入口（３７）まで、煙道ガスを再循環させるための内部再循環ライン（３５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項７】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の双方が、内部再循環ライン（３５）を備えていること、および
接続部（３８）が前記双方の間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の発電所（１）。
【請求項８】
ＣＯ２分離回収システム（５）が、直列に接続した第一および第二ユニット（５ａ，５ｂ）を備えており、第一ユニット（５ａ）が第二のガスタービンエンジン（３）に接続しており、第二ユニット（５ｂ）が第一ユニット（５ａ）に接続していることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項９】
発電所がさらに、第二のガスタービンエンジン（３）から第一のガスタービンエンジン（２）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための別の煙道ガス導管（４２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１０】
別の煙道ガス導管（４２）が、第一のガスタービンエンジン（２）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（５３）に接続していることを特徴とする請求項９に記載の発電所（１）。
【請求項１１】
発電所がさらに、別のＣＯ２分離回収システム（４３）と別の排気システム（４４）を備えており、別のＣＯ２分離回収システム（４３）が、第一のガスタービンエンジン（２）からの煙道ガスを処理することを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１２】
発電所がさらに、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と別の排気システム（４４）の間の直接の接続部（４６）と、第一のガスタービンエンジン（２）から別の排気システム（４４）まで、煙道ガス流をオンライン調整するためのダンパ（４７）と、
− 第二のガスタービンエンジン（３）と別のＣＯ２分離回収システム（４３）の間の直接の接続部（５０）と、第二のガスタービンエンジン（３）から別のＣＯ２分離回収システム（４３）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（５１）と、
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間の、第一のガスタービンエンジン（２）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（５３）の内の少なくとも一つを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の発電所（１）。
【請求項１３】
第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）が、反対方向に延びており、かつ互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発電所（１）。
【請求項１４】
ガスタービンエンジンと排気システム（６）を備えた発電所を改造するための方法において、
− 現存ガスタービンエンジンが、第一のガスタービンエンジン（２）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、あるいは現存ガスタービンエンジンが、第二のガスタービンエンジン（３）を規定し、別のガスタービンエンジンが、第一のガスタービン（２）を規定するように、現存ガスタービンエンジンの運転上流側あるいは運転下流側において、少なくとも一つの別のガスタービンエンジンを備えており、
− 第一のガスタービンエンジン（２）から第二のガスタービンエンジン（３）へ、煙道ガスの少なくとも一部を供給するための煙道ガス導管（４）を備え、
− 第二のガスタービンエンジン（３）からの煙道ガスを処理するためのＣＯ２分離回収システム（５）を備えており、
この方法が、さらに以下の工程の少なくとも一つ、すなわち
− 第一のガスタービンエンジン（２）と排気システム（６）の間の第一の接続部（９）と、第一のガスタービンエンジン（２）から排気システム（６）まで、煙道ガス流をオンラインで調整するためのダンパ（１０）を備えた工程、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）とＣＯ２分離回収システム（５）の間の直接の接続部（１３）と、第一のガスタービン（２）からＣＯ２分離回収システム（５）まで、煙道ガス流を調整するためのダンパ（１４）を備えた工程、および／または
− 第一のガスタービンエンジン（２）と第二のガスタービンエンジン（３）の間に、第二のガスタービンエンジン（３）のための流体を含有するフレッシュ酸素の供給部（１７）を備えた工程を有していることを特徴とする方法。
【請求項１５】
別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンの運転下流側に設けられていること、および
別のガスタービンエンジンが、現存するガスタービンエンジンよりも低い酸素濃度で運転されるように設計されていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８７７７４（Ｐ２０１３−８７７７４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２２８７６９（Ｐ２０１２−２２８７６９）
【出願日】平成２４年１０月１６日（２０１２．１０．１６）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２８７６９（Ｐ２０１２−２２８７６９）
【出願日】平成２４年１０月１６日（２０１２．１０．１６）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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