DE112016003348T5 - Wasserversorgungsverfahren, wasserversorgungssystem, das das verfahren umsetzt, und dampf erzeugende anlage, die mit wasserversorgungssystem bereitgestellt wird - Google Patents

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Abstract

Ein Wasserversorgungssystem (50) wird mit Folgendem bereitgestellt: einer ersten Speisewasserleitung (51), durch die erstes Speisewasser fließt; einer zweiten Speisewasserleitung (52), durch die zweites Speisewasser, das einen niedrigeren Druck als das erste Speisewasser aufweist, fließt; einem ersten Erhitzer (32), der das erste Speisewasser erwärmt; einer ersten Speisewasser-Zuführungsleitung (53), die erstes erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, dass vom ersten Erhitzer (32) erwärmt wurde, zur zweiten Speisewasserleitung (52) führt; einem Mittel-Wärmetauscher (24), der das erste erwärmte Speisewasser dazu veranlasst, Wärme mit einem Mittel auszutauschen, wodurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und das Mittel erwärmt wird; und einer Kühlwassereinspritzleitung (151), die Kühlwasser, das eine niedrigere Temperatur hat als das erste erwärmte Speisewasser, in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung (53) an einer Position einspritzt, die sich näher an der Seite der zweiten Speisewasserleitung (52) als der Mittel-Wärmetauscher (24) befindet.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wasserversorgungsverfahren, ein Wasserversorgungssystem, das das Wasserversorgungsverfahren umsetzt, und eine Dampf erzeugende Anlage, die mit dem Wasserversorgungssystem bereitgestellt wird. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf Grundlage der am 24. Juli 2015 in Japan eingereichten JP 2015-146735 , deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Stand der Technik
  • Eine Kombianlage umfasst eine Gasturbine, einen Abwärmerückgewinnungskessel, der Dampf unter Verwendung der Wärme des Abgases von der Gasturbine erzeugt, eine durch den Dampf aus dem Abwärmerückgewinnungskessel angetriebene Dampfturbine und einen Kondensator, der den Dampf, der von der zweiten Dampfturbine abgegeben wird, zurück zu Wasser verwandelt. Wasser in dem Kondensator wird dem Abwärmerückgewinnungskessel über eine Speisewasserleitung zugeführt.
  • In einer Kombianlage, die in Patentdokument 1 offenbart ist, das nachstehend beschrieben ist, wird Kraftstoff einer Gasturbine unter Verwendung von Wasser, das in einem Abwärmerückgewinnungskessel erwärmt wurde, vorerwärmt. Der Abwärmerückgewinnungskessel umfasst einen Kraftstoff-Economiser, der das Wasser vorerwärmt, indem er das Wasser, das dem Abwärmerückgewinnungskessel zugeführt wird, dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas von der Gasturbine auszutauschen, und einen Verdampfer, der Wasser in Dampf verwandelt, indem er das Wasser, das durch den Kraftstoff-Economiser erwärmt wurde, dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas auszutauschen. Eine erwärmte Speisewasserleitung, die das Wasser, das in dem Kraftstoff-Economiser erwärmt wurde, dem Verdampfer zuführt, ist halbwegs verzweigt. Eine Abzweigungsleitung, die sich von der erwärmten Speisewasserleitung abzweigt, ist mit einem Kraftstoffvorerhitzer verbunden, der Kraftstoff der Gasturbine erwärmt. Der Kraftstoffvorerhitzer erwärmt den Kraftstoff, indem er den Kraftstoff dazu veranlasst, Wärme mit dem Wasser aus der Abzweigungsleitung auszutauschen. Eine Sammelleitung, die das Wasser zurückführt, das Wärme mit dem Kraftstoff ausgetauscht hat, ist mit dem Kraftstoffvorerhitzer verbunden. Diese Sammelleitung ist mit der Speisewasserleitung verbunden.
  • Wenn die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs in dieser Kombianlage plötzlich erheblich abnimmt, reduziert sich eine Hitzemenge, die zwischen dem Kraftstoff und dem Wasser im Kraftstoffvorerhitzer ausgetauscht wird, plötzlich erheblich. Dadurch wird das Wasser zur Speisewasserleitung zurückgeführt, während es vom Kraftstoff kaum gekühlt wurde. Ein Druck in der Speisewasserleitung ist niedriger als der Druck in der Abzweigungsleitung, die dem Kraftstoffvorerhitzer das Wasser zuführt. Somit wird der Druck des Wassers, das kaum vom Kraftstoff gekühlt wurde, reduziert, wenn das Wasser in die Speisewasserleitung eintritt oder dabei ist, in die Speisewasserleitung einzutreten, wodurch das Wasser dazu veranlasst wird, Kondensationsschläge zu verursachen. Wenn das Wasser in der Speisewasserleitung Kondensationsschläge verursacht, besteht das Risiko, dass die Leitung oder eine Vorrichtung oder dergleichen, die mit der Leitung verbunden sind, beschädigt werden.
  • Somit wird, wenn in dieser Kombianlage eine Temperatur des Wassers, das durch den Kraftstoffvorerhitzer geflossen ist, höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, das Wasser in einen Kondensator ausgelassen.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP 2012-184735 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Weil das Wasser, das durch die Leitung fließt, in den Kondensator ausgelassen wird, nimmt die Fließgeschwindigkeit des Wassers, das durch die Leitung fließt, plötzlich erheblich ab, wodurch eine Betriebsbedingung des Systems plötzlich geändert wird, und dadurch in der Technologie, die in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 offenbart ist, ein Risiko besteht, dass eine stabiler Betrieb der Anlage gestört werden kann.
  • Angesichts des oben beschriebenen Problems muss ein Objekt der vorliegenden Erfindung ein Wasserversorgungsverfahren, das, selbst wenn eine Hitzemenge zwischen Wasser und einem Mittel, wie Kraftstoff, plötzlich erheblich abnimmt, dazu in der Lage ist, zu verhindern, dass Wasser Kondensationsschläge verursacht und eine Fließgeschwindigkeit des Wassers, das durch eine Leitung fließt, plötzlich erheblich abnimmt, ein Wasserversorgungssystem, das das Wasserversorgungsverfahren umsetzt, und eine Dampf erzeugende Anlage bereitstellen, die mit dem Wasserversorgungssystem bereitgestellt wird.
  • Lösung der Probleme
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems umfasst:
    eine erste Speisewasserleitung, durch die erstes Speisewasser fließt; eine zweite Speisewasserleitung, durch die zweites Speisewasser, das einen niedrigeren Druck als das erste Speisewasser aufweist, fließt; einen ersten Erhitzer, der das erste Speisewasser erwärmt; eine erste Speisewasserzuführungsleitung, die erstes erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, dass vom ersten Erhitzer erwärmt wurde, zur zweiten Speisewasserleitung führt; ein Mittel-Wärmetauscher, der in der ersten Speisewasserzuführungsleitung bereitgestellt wird und der das erste erwärmte Speisewasser dazu veranlasst, Wärme mit einem Mittel auszutauschen, wobei dadurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und das Mittel erwärmt wird; und eine Kühlwassereinspritzleitung, die so konfiguriert ist, dass sie Kühlwasser in die erste Speisewasserzuführungsleitung einspritzt an einer Position, die sich näher an der zweiten Speisewasserleitung als der Mittel-Wärmetauscher befindet, wobei das Kühlwasser eine niedrigere Temperatur als das erste erwärmte Speisewasser aufweist.
  • Im Wasserversorgungssystem kann, selbst wenn eine Kühlmenge, die auf das erste erwärmte Speisewasser angewendet wird, reduziert wird, durch das Abnehmen der Fließgeschwindigkeit des Mittels, das in den Mittel-Wärmetauscher fließt, ein Auftreten von Kondensationsschlägen des Wassers beim Fließen des Wassers von der ersten Speisewasserzuführungsleitung in die zweite Speisewasserleitung verhindert werden, indem das Kühlwasser von der Kühlwassereinspritzleitung in die erste Speisewasserzuführungsleitung eingespritzt wird. Weiterhin kann im Wasserversorgungssystem, weil das erste erwärmte Speisewasser nicht aus dem System gelassen wurde, eine plötzliche und erhebliche Reduktion des Wassers, das in die zweite Speisewasserleitung fließt, unterdrückt werden.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß dem ersten Gesichtspunkt, in dem die Kühlwassereinspritzleitung eine Leitung ist, die sich aus einem Abschnitt in der ersten Speisewasserleitung abzweigt, durch die erstes, nicht erwärmtes Speisewasser fließt, das erste, nicht erwärmte Speisewasser das erste Speisewasser ist, das noch nicht durch den ersten Erhitzer erwärmt wurde, und die Kühlwassereinspritzleitung das erste, nicht erwärmte Speisewasser, als das Kühlwasser, in die Speisewasserzuführungsleitung einspritzt.
  • Im Wasserversorgungssystem wird erstes, nicht erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, das noch nicht vom ersten Erhitzer erwärmt wurde, als das Kühlwasser zur Kühlung des ersten Speisewassers verwendet, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher herausgeflossen ist. Somit ist im Wasserversorgungssystem keine separate Vorrichtung nötig, die das Kühlwasser unter Druck setzt, um das Kühlwasser in das erste Speisewasser einzuspritzen, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher herausgeflossen ist.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt, das weiterhin umfasst: ein Thermometer, das eine Wassertemperatur an einer Position, in der ersten Speisewasserzuführungsleitung, erfasst, die sich näher an der zweiten Wasserversorgungsleitungsseite als eine Position befindet, an der das Kühlwasser von der Kühlwassereinspritzleitung eingespritzt wird; und ein Ventil zur Anpassung der Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, das eine Fließgeschwindigkeit des Kühlwasser, das durch die Kühlwassereinspritzleitung fließt, so anpasst, dass die vom Thermometer erfasste Temperatur in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt.
  • Im Wasserversorgungssystem wird die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers auf Grundlage der Temperatur des Wassers in der ersten Speisewasserzuführungsleitung angepasst. Dadurch wird, im Wasserversorgungssystem, die Temperatur des Wassers, das aus der ersten Speisewasserzuführungsleitung in die zweite Speisewasserleitung eingeleitet wird, gesteuert und ein Auftreten von Kondensationsschlägen des Wassers beim Einleiten des Wassers in die zweite Speisewasserleitung kann zuverlässig verhindert werden.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis dritten Gesichtspunkte, das weiterhin ein Ventil zur Anpassung der Fließgeschwindigkeit umfasst, das an einer Position, in der ersten Speisewasserzuführungsleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an der zweiten Speisewasserleitungsseite als die Position befindet, an der das Kühlwasser aus der Kühlwassereinspritzleitung eingespritzt wird, und das eine Fließgeschwindigkeit des Wassers, das aus der ersten Speisewasserzuführungsleitung in die zweite Speisewasserleitung fließt, anpasst.
  • Im Wasserversorgungssystem kann die Fließgeschwindigkeit des Wassers, das aus der ersten Speisewasserzuführungsleitung in die zweite Speisewasserleitung eingeleitet wurde, in der zweiten Speisewasserleitung gesteuert werden.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis vierten Gesichtspunkte, in dem der erste Erhitzer ein Wärmetauscher ist, der komprimierte Luft, die von einem Kompressor einer Gasturbine angesaugt wurde, dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch die komprimierte Luft gekühlt und das erste Speisewasser erwärmt wird.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis fünften Gesichtspunkte, in dem die erste Speisewasserleitung eine erste Speisewasserhauptleitung und eine erste Speisewasserabzweigungsleitung aufweist, die sich von der ersten Speisewasserhauptleitung abzweigt. Das Wasserversorgungssystem schließt ferner einen zweiten Erhitzer ein, der an einer Position, in der ersten Speisewasserhauptleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an einer stromabwärtigen Seite als eine Verzweigungsposition der ersten Speisewasserabzweigungsleitung befindet, und der das erste Speisewasser erwärmt, das durch die erste Speisewasserhauptleitung fließt. Der erste Erhitzer wird in der ersten Speisewasserabzweigungsleitung bereitgestellt und erwärmt das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserabzweigungsleitung fließt.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem siebten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß dem sechsten Gesichtspunkt, in dem die erste Speisewasserzuführungsleitung mit der ersten Speisewasserabzweigungsleitung verbunden ist, der erste Erhitzer an einer Position, in der ersten Speisewasserabzweigungsleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an der Abzweigungspositionsseite als an eine Position befindet, an der die erste Speisewasserzuführungsleitung mit der ersten Speisewasserabzweigungsleitung verbunden ist, und die erste Speisewasserabzweigungsleitung mit der ersten Speisewasserhauptleitung an einer Position verbunden ist, die sich näher an der stromabwärtigen Seite als die Position befindet, an der der zweite Erhitzer bereitgestellt wird.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem achten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis siebten Gesichtspunkte, das weiterhin umfasst: einen zweiten Mittel-Wärmetauscher, der das Mittel dazu veranlasst, mit Wasser Wärme auszutauschen, wodurch das Mittel erwärmt und das Wasser gekühlt wird, bevor das Mittel durch einen ersten Mittel-Wärmetauscher erwärmt wird, welcher der Mittel-Wärmetauscher ist.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem neunten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß dem achten Gesichtspunkt, in dem der zweite Mittel-Wärmetauscher ein Wärmetauscher ist, der an einer Position, in der zweiten Speisewasserleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an der stromabwärtigen Seite als eine Position befindet, an der die erste Speisewasserzuführungsleitung mit der zweiten Speisewasserleitung verbunden ist, und der Wasser, das durch die zweite Speisewasserleitung fließt, dazu veranlasst, Wärme mit dem Mittel auszutauschen.
  • Ein Wasserversorgungssystem gemäß einem zehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis neunten Gesichtspunkte, in dem das Mittel ein Kraftstoff ist, der einer Gasturbine zugeführt wird, und der Mittel-Wärmetauscher ein Kraftstoffvorerhitzer ist, der den Kraftstoff erwärmt.
  • Eine Dampf erzeugende Anlage gemäß einem elften Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems umfasst: das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis zehnten Gesichtspunkte; und einen Verdampfer, der ein Abgas aus einer Gasturbine dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und der das erste Speisewasser dazu veranlasst, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln.
  • Eine Dampf erzeugende Anlage gemäß einem zwölften Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems umfasst: das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der ersten bis vierten Gesichtspunkte; und einen Verdampfer, der ein Abgas aus einer Gasturbine dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und der das erste Speisewasser dazu veranlasst, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln. Der erste Erhitzer ist ein Kraftstoff-Economiser, der das Abgas dazu veranlasst Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das erste Speisewasser, das in den Verdampfer fließt, erwärmt wird.
  • Eine Dampf erzeugende Anlage gemäß einem dreizehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems umfasst: das Wasserversorgungssystem gemäß dem sechsten oder siebten Gesichtspunkt; und einen Verdampfer, der ein Abgas aus einer Gasturbine dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und der das erste Speisewasser dazu veranlasst, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln. Der zweite Erhitzer ist ein Kraftstoff-Economiser, der das Abgas dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das erste Speisewasser, das in den Verdampfer fließt, erwärmt wird.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem vierzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems schließt Folgendes ein:
    einen ersten Schritt des Erwärmens des ersten Speisewassers; einen Schritt des Mittelwärmetauschs, bei dem erstes erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, das beim ersten Schritt des Erwärmens erwärmt wurde, dazu veranlasst wird, Wärme mit einem Mittel auszutauschen, wodurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und das Mittel erwärmt wird; einen Einführschritt des erstes Einleitens des ersten erwärmten Speisewassers, das den Mittelwärmetauschschritt durchlaufen hat, in das zweite Speisewasser, das einen niedrigeren Druck als das erste Speisewasser aufweist; und einen Kühlwassereinspritzschritt, wobei Kühlwasser, das eine niedrigere Temperatur als das erste erwärmte Speisewasser aufweist, in das erste erwärmte Speisewasser eingespritzt wird, bevor das erste erwärmte Speisewasser, das den Mittelwärmetauschschritt durchlaufen hat, in das zweite Speisewasser eingeleitet wird.
  • Im Wasserversorgungsverfahren kann, selbst wenn die Kühlmenge, die auf das erste erwärmte Speisewasser angewendet wird, reduziert wird, durch eine abnehmende Fließgeschwindigkeit des Mittels, mit dem das erste erwärmte Speisewasser beim Mittelwärmetauschschritt Wärme austauscht, ein Auftreten von Kondensationsschlägen des Wassers beim Fließen des ersten erwärmten Speisewassers, das in das zweite Speisewasser fließt, verhindert werden, indem das Kühlwasser beim Kühlwassereinspritzschritt in das erste erwärmte Speisewasser eingespritzt wird. Weiterhin kann im Wasserversorgungsverfahren, weil das erste erwärmte Speisewasser nicht aus dem System gelassen wurde, eine plötzliche und erhebliche Reduktion des Wassers, die nach dem Zusammenlaufen des ersten erwärmten Speisewassers mit dem zweiten Speisewasser auftritt, verhindert werden.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem fünfzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungsverfahren gemäß dem vierzehnten Gesichtspunkt, in dem erstes, nicht erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, das noch nicht beim ersten Erwärmungsschritt erwärmt wurde, wird beim Kühlwassereinspritzschritt als das Kühlwasser verwendet.
  • Im Wasserversorgungsverfahren wird das erste, nicht erwärmte Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, das noch nicht beim ersten Erwärmungsschritt erwärmt wurde, als das Kühlwasser zur Kühlung des ersten Speisewassers verwendet, das gerade den Mittelwärmetauschschritt durchlaufen hat. Somit ist im Wasserversorgungsverfahren die Vorrichtung, die das Kühlwasser unter Druck setzt, nicht separat nötig, um das Kühlwasser in das erste Speisewasser einzuspritzen, das gerade den Mittelwärmetauschschritt durchlaufen hat.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem sechzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungsverfahren gemäß dem vierzehnten oder fünfzehnten Gesichtspunkt, in dem der Kühlwassereinspritzschritt einen Fließgeschwindigkeitsanpassungsschritt des Kühlwassers einschließt, sodass, bevor Wasser, einschließlich des ersten erwärmten Wassers, in das zweite Speisewasser eingeleitet wird, eine Temperatur des Wassers in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt.
  • Im Wasserversorgungsverfahren wird die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers auf Grundlage der Temperatur des Wassers einschließlich des ersten erwärmten Speisewassers angepasst. Dadurch kann, im Wasserversorgungsverfahren, das Auftreten von Kondensationsschlägen des Wassers beim Fließen des ersten erwärmten Wassers in das zweite Speisewasser zuverlässig verhindert werden.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem siebzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungsverfahren gemäß einem beliebigen der vierzehnten bis sechzehnten Gesichtspunkte, das ferner einen Fließgeschwindigkeitsanpassungsschritt von Wasser einschließt, das das erste erwärmte Wasser einschließt, und in das zweite Speisewasser eingeleitet werden soll.
  • Im Wasserversorgungsverfahren kann eine Fließgeschwindigkeit des Wassers, nachdem das erste Speisewasser in das zweite Speisewasser eingeleitet wurde, gesteuert werden.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem achtzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungssystem gemäß einem beliebigen der vierzehnten bis siebzehnten Gesichtspunkte, in dem, beim ersten Erwärmungsschritt, komprimierte Luft, die von einem Kompressor einer Gasturbine angesaugt wurde, dazu veranlasst wird, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch die komprimierte Luft gekühlt und das erste Speisewasser erwärmt wird.
  • Ein Wasserversorgungsverfahren gemäß einem neunzehnten Gesichtspunkt der Erfindung zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist das Wasserversorgungsverfahren gemäß einem beliebigen der vierzehnten bis achtzehnten Gesichtspunkte, in dem, beim Mittelwärmetauschschritt, ein Kraftstoff, der einer Gasturbine zugeführt wird, als das Mittel verwendet wird, um erstes erwärmtes Speisewasser dazu zu veranlassen, Wärme mit dem Kraftstoff auszutauschen, wodurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und der Kraftstoff erwärmt wird.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der aktuellen Erfindung, selbst wenn eine Hitzemenge, die zwischen dem Wasser und einem Medium ausgetauscht wird, plötzlich erheblich sinkt, kann eine Veränderung einer Betriebsbedingung eines Systems unterdrückt werden, während das Auftreten von Kondensationsschlägen durch das Wasser verhindert wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das eine Kombianlage einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 ist ein Systemdiagramm (wenn eine Gasturbine stetig in Betrieb ist), das ein Wasserversorgungssystem der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 3 ist ein Systemdiagramm (wenn Kraftstoff für die Gasturbine plötzlich erheblich abnimmt), das das Wasserversorgungssystem der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 4 ist ein Fließschema, das die Operationen des Wasserversorgungssystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 5 ist ein Systemdiagramm, das eine Kombianlage einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 6 ist ein Systemdiagramm, das ein zweites Wasserversorgungssystem der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform einer Kombianlage, die mit dem Wasserversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, wird nun nachstehend bezugnehmend auf 1 bis 4 beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kombianlage der vorliegenden Ausführungsform eine Gasturbineninstallation 1 und eine Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung, die die Wärme eines Abgases EG aus der Gasturbineninstallation 1 zurückgewinnt.
  • Die Gasturbineninstallation 1 umfasst eine Gasturbine 10, ein Kraftstoffzufuhrsystem 20, das der Gasturbine 10 einen Kraftstoff F zuführt, und ein Komponentenkühlsystem 30, das heiße Teile der Komponenten kühlt, die die Gasturbine 10 bilden.
  • Die Gasturbine 10 umfasst einen Kompressor 11, der Luft A komprimiert, eine Brennkammer 19, die den Kraftstoff F in der vom Kompressor 11 komprimierten Luft verbrennt, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, und eine Turbine 14, die durch das Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck angetrieben wird. Der Kompressor 11 umfasst einen Kompressorrotor 12, der um eine Achse Ar rotiert, und ein Kompressorgehäuse 13, das den Kompressorrotor 12 abdeckt. Die Turbine 14 umfasst einen Turbinenrotor 15, der um die Achse Ar rotiert, und ein Turbinengehäuse 16, das den Turbinenrotor 15 abdeckt. Der Turbinenrotor 15 umfasst eine Rotorwelle 15a und eine Mehrzahl von Schaufelreihen 15b, die am Außenumfang der Rotorwelle 15a angebracht sind. Flügelreihen 17, von denen jede auf der stromaufwärtigen Seite der Schaufelreihen 15b angeordnet ist, werden an den Innenumfang des Turbinengehäuses 16 angebracht. Der Kompressorrotor 12 und der Turbinenrotor 15 drehen sich um dieselbe Achse Ar und sind miteinander verbunden, um einen Gasturbinenrotor zu bilden. Ein Rotor eines Generators G ist beispielsweise mit diesem Gasturbinenrotor verbunden. Das Kompressorgehäuse 13 und das Turbinengehäuse 16 sind miteinander verbunden, um ein Gasturbinengehäuse zu bilden.
  • Das Kraftstoffzufuhrsystem 20 umfasst eine Kraftstoffzufuhrleitung 21, die der Brennkammer 19 der Gasturbine 10 den Kraftstoff F zuführt, ein Kraftstofffließgeschwindigkeitsanpassungsventil 22, das die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffes F anpasst, der der Brennkammer 19 von der Kraftstoffzufuhrleitung 21 zugeführt wurde, und einen erster Kraftstoffvorerhitzer 23 und einen zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24, die den Kraftstoff F erwärmen, der durch die Kraftstoffzufuhrleitung 21 fließt.
  • Das Komponentenkühlsystem 30 umfasst eine Luftentnahmeleitung 31, die Luft, die von dem Kompressor 11 komprimiert wurde, entnimmt und die Luft zu den heißen Teilen der Turbine 14 führt, und einen Luftkühler 32, der Luft kühlt, die durch die Luftentnahmeleitung 31 fließt. Hier sind die heißen Teile Komponenten, die dem Verbrennungsgas ausgesetzt sind, das vom Kompressor 19 erzeugt wurde. Zum Beispiel umfassen die heißen Teile die Brennkammer 19, die Schaufelreihen 15b des Turbinenrotors 15, die Flügelreihen 17 und dergleichen.
  • Die Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung umfasst: einen Abwärmerückgewinnungskessel 110, der Dampf erzeugt, indem er die Wärme des Verbrennungsgases verwendet, das die Turbine 14 angetrieben hat, also des Abgases EG, das von der Gasturbine 10 abgegeben wird; einen Rauchabzug 119, der das Abgas EG, das durch den Abwärmerückgewinnungskessel 110 geströmt ist, in die Atmosphäre ablässt; Dampfturbinen 121a, 121b und 121c, die von dem Dampf angetrieben werden, der von dem Abwärmerückgewinnungskessel 110 erzeugt wurde; einen Kondensator 123, der den Dampf, der die Dampfturbine 121a angetrieben hat, zurück in Wasser verwandelt; und eine Speisewasserpumpe 124, die das Wasser in dem Kondensator 123 zum Abwärmerückgewinnungskessel 110 zurückführt.
  • Die Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung umfasst eine Niederdruck-Dampfturbine 121a, eine Zwischendruck-Dampfturbine 121b und eine Hochdruck-Dampfturbine 121c als Dampfturbinen 121a, 121b und 121c. Rotoren der Dampfturbinen 121a, 121b und 121c sind miteinander verbunden. Ein Rotor eines Generators G ist beispielsweise mit diesen Rotoren verbunden. Es ist zu beachten, dass hier, obwohl der Generator G, der von den Dampfturbinen 121a, 121b und 121c angetrieben wird, um Strom zu erzeugen, ein anderer Generator als der Generator G ist, der von der Gasturbine 10 angetrieben wird, um Strom zu erzeugen, diese Generatoren G als Einzelgeneratoren gebildet werden können.
  • Der Abwärmerückgewinnungskessel 110 umfasst ein Niederdruckdampf erzeugendes Teil 111a, das Niederdruckdampf LS erzeugt, ein Zwischendruckdampf erzeugendes Teil 111b, das Zwischendruckdampf IS erzeugt, ein Hochdruckdampf erzeugendes Teil 111c, das Hochdruckdampf HS erzeugt, und einen Zwischenüberhitzer 115, der den Dampf, der die Hochdruckdampfturbine 121c angetrieben hat, erwärmt. Das Niederdruckdampf erzeugende Teil 111a, das Zwischendruckdampf erzeugende Teil 111b und das Hochdruckdampf erzeugende Teil 111c umfassen entsprechend Kraftstoff-Economiser 112a, 112b und 112c, die Wasser erwärmen, Verdampfer 113a, 113b und 113c, die Wasser, das von den Kraftstoff-Economisern 112a, 112b und 112c erwärmt wurde, in Dampf verwandeln, und Überhitzer 114a, 114b und 114c, die den Dampf überhitzen, der von den Verdampfern 113a, 113b und 113c erzeugt wurde. Zusätzlich zu den Kraftstoff-Economisern 112b und 112c, den Verdampfern 113b und 113c und den Überhitzern 114b und 114c, umfassen das Zwischendruckdampf erzeugende Teil 111b und das Hochdruckdampf erzeugende Teil 111c weiterhin Pumpen 116b und 116c, die den entsprechenden Kraftstoff-Economisern 112b und 112c Wasser zuführen, das vom Kraftstoff-Economiser 112a des Niederdruckdampf erzeugenden Teils 111a erwärmt wurde.
  • Es ist zu beachten, dass, in der folgenden Beschreibung, der Kraftstoff-Economiser 112c des Hochdruckdampf erzeugenden Teils 111c, der Verdampfer 113c des Hochdruckdampf erzeugenden Teils 111c und der Überhitzer 114c des Hochdruckdampf erzeugenden Teils 111c entsprechend als ein Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c, ein Hochdruck-Verdampfer 113c und ein Hochdrucküberhitzer 114c bezeichnet werden. Weiterhin werden der Kraftstoff-Economiser 112b des Zwischendruckdampf erzeugenden Teils 111b, der Verdampfer 113b des Zwischendruckdampf erzeugenden Teils 111b und der Überhitzer 114b des Zwischendruckdampf erzeugenden Teils 111b entsprechend als ein Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b, ein Zwischendruckverdampfer 113b und ein Zwischendrucküberhitzer 114b bezeichnet. Weiterhin werden der Kraftstoff-Economiser 112a des Niederdruckdampf erzeugenden Teils 111a, der Verdampfer 113a des Niederdruckdampf erzeugenden Teils 111a und der Überhitzer 114a des Niederdruckdampf erzeugenden Teils 111a entsprechend als ein Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a, ein Niederdruck-Verdampfer 113a und ein Niederdruck-Überhitzer 114a bezeichnet. Weiterhin werden die Pumpe 116b des Zwischendruckdampf erzeugenden Teils 111b, die Pumpe 116c des Hochdruckdampf erzeugenden Teils 111c entsprechend als eine Zwischendruckpumpe 116b und eine Hochdruckpumpe 116c bezeichnet.
  • Der Zwischenüberhitzer 115, der Hochdrucküberhitzer 114c, der Hochdruckverdampfer 113c, der Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c, der Zwischendrucküberhitzer 114b, der Zwischendruckverdampfer 113b, der Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b, der Niederdrucküberhitzer 114a, der Niederdruckverdampfer 113a und der Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a sind Seite an Seite in dieser Reihenfolge zur stromabwärtigen Seite des Abgases EG, das aus der Turbine 14 zum Rauchabzug 119 fließt, angeordnet. Es ist zu beachten, dass diese Reihenfolge lediglich ein Beispiel ist und eine andere Reihenfolge sein kann.
  • Der Kondensator 123 und der Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a sind über eine Speisewasserleitung 131 verbunden. Die zuvor erwähnte Speisewasserpumpe 124 wird in dieser Speisewasserleitung 131 bereitgestellt. Der Niederdruck-Überhitzer 114a und ein Dampfeinlass der Niederdruck-Dampfturbine 121a sind durch eine Niederdruckdampfleitung 132 verbunden, die der Niederdruck-Dampfturbine 121a den Niederdruckdampf LS aus dem Niederdruck-Überhitzer 114a zuführt. Der Kondensator 123 und ein Dampfeinlass der Niederdruck-Dampfturbine 121a sind so miteinander verbunden, dass dem Kondensator 123 der Niederdruckdampf LS, der die Niederdruck-Dampfturbine 121a angetrieben hat, zugeführt wird. Der Hochdruck-Überhitzer 114c und ein Dampfeinlass der Hochdruck-Dampfturbine 121c sind durch eine Hochdruckdampfleitung 138 verbunden, die der Hochdruck-Dampfturbine 121c den Hochdruckdampf HS aus dem Hochdrucküberhitzer 114c zuführt. Ein Dampfauslass der Hochdruck-Dampfturbine 121c und ein Dampfeinlass des Zwischenüberhitzers 115 sind durch eine Hochdruckdampf-Sammelleitung 139 verbunden, die dem Zwischenüberhitzer 115 den Hochdruckdampf HS aus der Hochdruck-Dampfturbine 121c zuführt. Ein Dampfauslass des Zwischenüberhitzers 115 und ein Dampfeinlass der Zwischendruck-Dampfturbine 121b sind durch eine Zwischenüberhitzungsdampfleitung 136 verbunden, die der Zwischendruck-Dampfturbine 121b den Hochdruckdampf HS, der vom Zwischenüberhitzer 115 überwärmt wurde, als Zwischenüberhitzungsdampf RHS zuführt. Eine Zwischendruckdampf-Sammelleitung 137 ist mit einem Dampfauslass der Zwischendruck-Dampfturbine 121b verbunden. Die Zwischendruckdampf-Sammelleitung 137 ist mit der Niederdruckdampf-Sammelleitung 132 verbunden.
  • Eine Zwischendruckdampf-Sammelleitung 133 ist mit einem Dampfauslass des Zwischendrucküberhitzers 114b verbunden. Die Zwischendruckdampfleitung 133 ist mit der Hochdruckdampf-Sammelleitung 139 verbunden. Eine Auslassöffnung der Zwischendruckpumpe 116b und ein Wassereinlass des Zwischendruck-Kraftstoff-Economisers 112b sind durch eine Zwischendruck-Wasserleitung 141 verbunden. Ein Wasserauslass des Zwischendruck-Kraftstoff-Economisers 112b und ein Wassereinlass des Zwischendruckverdampfers 114b sind durch eine Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 verbunden. Eine Auslassöffnung der Hochdruckpumpe 116c und ein Wassereinlass des Hochdruck-Kraftstoff-Economisers 112c sind durch eine Hochdruck-Wasserleitung 143 verbunden. Ein Wasserauslass des Hochdruck-Kraftstoff-Economisers 112c und ein Wassereinlass des Hochdruckverdampfers 113c sind durch eine Hochdruck-Heißwasserleitung 144 verbunden.
  • Die Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung umfasst weiterhin den zuvor erwähnten Luftkühler 32, den ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 und zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 und verschiedene Leitungen, die dem Luftkühler 32, dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 und dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 das Wasser zuführen, das durch den Abwärmerückgewinnungskessel 110 erwärmt wurde. Auf diese Weise bilden der Luftkühler 32, der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 und der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 einen Teil der Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung und auch einen Teil der Gasturbineninstallation 1.
  • Eine Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 ist mit der Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 verbunden. Diese Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 ist mit einem Wassereinlass des ersten Kraftstoffvorerhitzers 23 verbunden. Der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 veranlasst Zwischendruck-Heißwasser aus der Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 dazu, Wärme mit dem Kraftstoff F auszutauschen, wobei der Kraftstoff F erwärmt und das Zwischendruck-Heißwasser gekühlt wird. Ein Fließgeschwindigkeitsmesser 166, der die Fließgeschwindigkeit des Zwischendruck-Heißwassers erfasst, das durch die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 fließt, wird in der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 bereitgestellt. Eine Zwischendruck-Heißwasser-Sammelleitung 146 ist mit einem Wasserauslass des ersten Kraftstoffvorerhitzers 23 verbunden. Die Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 146 ist mit der Speisewasserleitung 131 verbunden. Ein Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers wird in der Zwischendruck-Wassersammelleitung 146 bereitgestellt. Das Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers passt eine Ventilöffnungsmenge an, sodass die vom Fließgeschwindigkeitsmesser 166, der in der Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 bereitgestellt wird, erfasste Fließgeschwindigkeit eine Zielfließgeschwindigkeit wird. Die Zielfließgeschwindigkeit ist eine Fließgeschwindigkeit, die zum Beispiel gemäß der Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der der Gasturbine zugeführt wird, der Leistungsabgabe der Gasturbine 10 und dergleichen festgelegt wird.
  • Die Hochdruckwasserleitung 143 verzweigt sich halbwegs in zwei Leitungen. Eine Leitung bildet eine Hochdruckwasserhauptleitung 147, die mit dem Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c und die andere Leitung bildet eine Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148. Die Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 ist mit der Hochdruck-Heißwasserleitung 144 verbunden. Der Luftkühler 32 wird in dieser Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 bereitgestellt. Dieser Luftkühler 32 veranlasst Hochdruckwasser aus der Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 dazu, Wärme mit Luft Ac, die aus dem Kompressor 11 der Gasturbine 10 angesaugt wurde, auszutauschen, wobei die Luft Ac gekühlt und das Hochdruckwasser erwärmt wird.
  • Eine Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 ist mit der Hochdruckwasser-Abzweigungsleitung 148 an einer Position zwischen dem Luftkühler 32 und einer Verbindungsposition der Hochdruckwasser-Abzweigungsleitung 148 und der Hochdruck-Heißwasserleitung 144 verbunden. Diese Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 ist mit der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 verbunden. Der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 wird in dieser Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 bereitgestellt. Der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 veranlasst Hochdruck-Heißwasser aus der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 dazu, Wärme mit dem Kraftstoff F, der im ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 erwärmt wurde, auszutauschen, wobei der Kraftstoff F erwärmt und das Hochdruck-Heißwasser gekühlt wird. Das Hochdruck-Heißwasser, das im zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 gekühlt wurde, wird dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23, als gesammeltes Hochdruckwasser, über die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 und die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 zugeführt.
  • Eine Kühlwassereinspritzleitung 151 ist mit der Hochdruckwasserhauptleitung 147 an einer Stelle, die sich näher an der Seite der Hochdruckpumpe 116c als eine Verzweigungsposition der ersten Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 befindet, verbunden. Diese Kühlwassereinspritzleitung 151 ist mit der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 an einer Stelle, die sich näher an der Seite der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 als der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 befindet, verbunden. Die Kühlwassereinspritzleitung 151 wird mit einem Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152, das die Fließgeschwindigkeit des Hochdruckwassers anpasst, das als Kühlwasser durch die Kühlwassereinspritzleitung 151 fließt, und einem Rückschlagventil 153 bereitgestellt, das Wasser daran hindert, aus der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 in die Kühlwassereinspritzleitung 151 zu fließen.
  • Fließgeschwindigkeitsmesser 156 und 166, die die Fließgeschwindigkeit des Hochdruck-Heißwassers erfassen, das durch die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 fließt, werden an Positionen, in der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149, bereitgestellt, die sich zwischen einer Verbindungsposition der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 mit der Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 und einer Verbindungsposition der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 mit dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 befindet. Ein Thermometer 154, das die Temperatur des Wasser erfasst, das durch die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 fließt, und ein Fließgeschwindigkeitseinstellventil 155 für gesammeltes Wasser, das die Fließgeschwindigkeit des Wassers anpasst, das durch die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 fließt, werden an Positionen, in der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149, bereitgestellt, die sich näher an der Seite der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 als eine Verbindungsposition der Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 mit der Kühlwassereinspritzleitung 151 befinden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Dampf erzeugende Anlage von den Bestandselementen der Anlage zur Abwärmerückgewinnung 100 gebildet, die die Dampfturbinen 121a, 121b und 121c und der Kondensator 123 ausschließt. Spezifischer umfasst die Dampf erzeugende Anlage den Abwärmerückgewinnungskessel 110, den Luftkühler 32, den ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 und den zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24. Weiterhin umfasst diese Dampf erzeugende Anlage: verschiedene Leitungen, die den Abwärmerückgewinnungskessel 110, jede der Dampfturbinen 121a, 121b und 121c, den Luftkühler 32, den ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 und den zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 miteinander verbinden; Ventile, die in diesen verschiedenen Leitungen bereitgestellt werden; und die Speisewasserleitung 131. Die Dampf erzeugende Anlage wird mit einem Wasserversorgungssystem bereitgestellt. Dieses Wasserversorgungssystem wird später beschrieben.
  • Nachstehend werden Operationen der Kombianlage gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Der Kompressor 11 der Gasturbine 10 komprimiert die Luft A in der Atmosphäre und führt der Brennkammer 19 die komprimierte Luft A zu. Weiterhin wird der Brennkammer 19 auch der Kraftstoff F aus der Kraftstoffleitung 21 zugeführt. In der Brennkammer 19 wird der Kraftstoff F in der komprimierten Luft A verbrannt, um ein Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Das Verbrennungsgas wird der Turbine 14 zugeführt und veranlasst den Turbinenrotor 15 zum Rotieren. Der Generator G ist mit der Gasturbine 10 verbunden, die durch die Rotation des Turbinenrotors 15 Strom erzeugt.
  • Das Verbrennungsgas, das den Turbinenrotor 15 zum Rotieren gebracht hat, wird aus der Gasturbine 10 als das Abgas EG abgelassen und aus dem Rauchabzug 19 über den Abwärmerückgewinnungskessel 110 in die Atmosphäre abgegeben. Die Anlage zur Abwärmerückgewinnung 100 gewinnt Wärme zurück, die in dem Abgas EG enthalten ist, wenn das Abgas EG aus der Gasturbine 10 durch den Abwärmerückgewinnungskessel 110 strömt.
  • Das Wasser aus dem Kondensator 123 wird über die Speisewasserleitung 131 dem Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a des Abwärmerückgewinnungskessels 110 zugeführt. Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt das Wasser, indem er das Wasser dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen. Ein Abschnitt des Wassers, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wurde, wird durch den Niederdruckverdampfer 113a weiter erwärmt und verwandelt sich in Dampf. Dieser Dampf wird durch den Niederdruck-Überhitzer 114a weiter überwärmt und der Niederdruck-Dampfturbine 121a über die Niederdruckdampfleitung 132, als Niederdruckdampf LS, zugeführt. Dieser Dampf hat die Niederdruck-Dampfturbine 121a angetrieben und wird vom Kondensator 123 zurück in Wasser verwandelt. Das Wasser wird dem Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a aus dem Kondensator 123 über die Speisewasserleitung 131 zugeführt.
  • Ein anderer Abschnitt des Wassers, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wird, wird über die Zwischendruckpumpe 116b mit Druck beaufschlagt und dem Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b über die Zwischendruckwasserleitung 141 als Zwischendruckwasser zugeführt. Weiterhin wird das verbleibende Wasser, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wird, über die Hochdruckpumpe 116c mit Druck beaufschlagt und dem Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c über die Hochdruckwasserleitung 143 als Hochdruckwasserzugeführt.
  • Der Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c erwärmt das Hochdruckwasser, das von der Hochdruckpumpe 116c zugeführt wird, indem er das Wasser dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen. Das Hochdruckwasser, das durch den Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c erwärmt wird, wird dem Hochdruckverdampfer 113c über die Hochdruck-Heißwasserleitung 144 als Hochdruck-Heißwasser zugeführt. Der Hochdruckverdampfer 113c veranlasst das Hochdruck-Heißwasser dazu, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen, und verwandelt Hochdruck-Heißwasser in Dampf. Der Dampf wird durch den Hochdrucküberhitzer 114c weiter überwärmt und der Hochdruck-Dampfturbine 121c über die Hochdruckdampfleitung 138 als Hochdruckdampf HS zugeführt.
  • Der Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b erwärmt das Zwischendruckwasser, das von der Zwischendruckpumpe 116b zugeführt wird, indem er das Wasser dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen. Das Zwischendruckwasser, das durch den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b erwärmt wird, wird dem Zwischendruckverdampfer 113b über die Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 als Zwischendruck-Heißwasser zugeführt. Der Zwischendruckverdampfer 113b veranlasst das Zwischendruck-Heißwasser dazu, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen, und verwandelt Zwischendruck-Heißwasser in Dampf. Der Dampf wird weiter durch den Zwischendrucküberhitzer 114b überwärmt und dem Zwischenüberhitzer 115, der sich auf der stromaufwärtigsten Seite (auf der Seite der Gasturbine 10) im Abwärmerückgewinnungskessel 110 befindet, über die Zwischendruckdampfleitung 133 und die Hochdruckdampfleitung 139 als der Zwischendruckdampf IS zugeführt.
  • Der Hochdruckdampf HS, der die Hochdruckturbine 121c und der Zwischendruckdampf IS aus dem Zwischendrucküberhitzer 114b werden dem Zwischenüberhitzer 115, der sich auf der stromaufwärtigsten Seite (auf der Seite der Gasturbine 10) im Abwärmerückgewinnungskessel 110 befindet, über die Hochdruckdampfleitung 139 zugeführt. Der Zwischenüberhitzer 115 überwärmt den Dampf, indem er den Dampf dazu veranlasst, Wärme mit dem Abgas EG auszutauschen, und führt der Zwischendruckdampfturbine 121b den Dampf als Zwischenüberhitzungsdampf RHS über die Zwischenüberhitzungsdampfleitung 136 zu.
  • Der Zwischenüberhitzungsdampf RHS, der die Zwischendruck-Dampfturbine 121b angetrieben hat, wird der Niederdruck-Dampfturbine 121a über die Zwischendruckdampf-Sammelleitung 137 und die Niederdruckdampf-Sammelleitung 132 zugeführt.
  • Ein Abschnitt des Zwischendruck-Heißwassers, also das Zwischendruckwasser, das durch den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b erwärmt wird, wird dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 über die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 zugeführt. In dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 wird der Kraftstoff F, der durch die Kraftstoffzufuhrleitung 21 geflossen ist, dazu veranlasst, Wärme mit dem Zwischendruckwasser auszutauschen, wobei der Kraftstoff F erwärmt wird und das Zwischendruck-Heißwasser gekühlt wird. Das Zwischendruck-Heißwasser, das in dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 gekühlt wurde, wird über die Zwischendruck-Wassersammelleitung 146 als gesammeltes Zwischendruckwasser zur Speisewasserleitung 131 zurückgeführt. Weiterhin wird der Kraftstoff F, der in dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 erwärmt wurde, dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 über die Kraftstoffzufuhrleitung 21 zugeführt.
  • Ein Abschnitt des Hochdruckwassers, das durch die Hochdruckwasserhauptleitung 147 fließt, wird dem Luftkühler 32 über die Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 zugeführt. In dem Luftkühler 32 wird das Hochdruckwasser dazu veranlasst, Wärme mit der Luft Ac, die aus dem Kompressor 11 der Gasturbine 10 angesaugt wurde, auszutauschen, wobei die Luft Ac gekühlt und das Hochdruckwasser erwärmt wird. Die Luft Ac, die in dem Luftkühler 32 gekühlt wurde, wird über die Luftentnahmeleitung 31 den heißen Teilen der Turbine 14 zugeführt. Weiterhin wird ein Abschnitt des Hochdruckwassers, das im Luftkühler 32 erwärmt wurde, dem Hochdruckverdampfer 113c über die Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 und die Hochdruck-Heißwasserleitung 144 als das Hochdruck-Heißwasser zugeführt.
  • Ein Abschnitt des verbleibenden Hochdruck-Heißwassers, das durch die Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 fließt, wird dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 über die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 zugeführt. In dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 wird der Kraftstoff F in dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 dazu veranlasst, Wärme mit dem Hochdruck-Heißwasser auszutauschen, wobei der Kraftstoff F erwärmt und das Hochdruck-Heißwasser gekühlt wird. Das Hochdruck-Heißwasser, das im zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 gekühlt wurde, fließt als gesammeltes Hochdruckwasser über die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 in die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145. Das gesammelte Hochdruckwasser, das in die Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 fließt, läuft mit dem Zwischendruck-Heißwasser zusammen, das durch die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 fließt, und fließt in den ersten Kraftstoffvorerhitzer 23. Weiterhin wird der Kraftstoff F, der in dem zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 erwärmt wurde, der Brennkammer 19 über die Kraftstoffzufuhrleitung 21 zugeführt.
  • Als nächstes wird das Wasserversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform bezugnehmend auf 2 und 3 beschrieben.
  • Wie in 2 veranschaulicht, umfasst das zweite Wasserversorgungssystem 50 der vorliegenden Ausführungsform die Hochdruckwasserleitung 143, die Hochdruck-Heißwasserleitung 144, die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145, die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149, die Kühlwassereinspritzleitung 151, Ventile und Messinstrumente in diesen Leitungen, den Luftkühler 32, den zweiten Kraftstoffvorerhitzer 24 und den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112c.
  • Hier wird, in der folgenden Beschreibung, der Einfachheit halber eine Leitung, die durch die Hochdruckwasserleitung 143 und die Hochdruck-Heißwasserleitung 144 gebildet wird, als eine erste Speisewasserleitung 51 bezeichnet. Die erste Speisewasserleitung 51 umfasst eine erste Speisewasserhauptleitung 51a und eine erste Speisewasserabzweigungsleitung 51b. Die erste Speisewasserhauptleitung 51a wird durch die Hochdruckwasserleitung 144 und die Hochdruckwasserhauptleitung 147 gebildet, die einen Teil der Hochdruckwasserleitung 143 bildet. Die erste Speisewasserabzweigungsleitung 51b wird durch die Hochdruckwasserabzweigungsleitung 148 gebildet.
  • Weiterhin wird die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 als eine zweite Speisewasserleitung 52 bezeichnet. Die Hochdruckwasserzuführungsleitung 149 wird als eine erste Speisewasserzuführungsleitung 53 bezeichnet. Weiterhin werden der Luftkühler 32 und der Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c entsprechend als erster Erhitzer 32 und als zweiter Erhitzer 112c bezeichnet. Darüber hinaus werden der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 und der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 entsprechend als zweiter Mittel-Wärmetauscher 23 und als erster Mittel-Wärmetauscher 24 bezeichnet.
  • Wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, wird ein Abschnitt des Niederdruck-Heißwassers, d. h. des Niederdruckwassers, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wird, über die Zwischendruckpumpe 116b mit Druck beaufschlagt und dem Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b als Zwischendruckwasser zugeführt. Dieses Zwischendruckwasser wird durch den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b erwärmt und wird zu Zwischendruck-Heißwasser. Wie in 2 dargestellt, wird dieses Zwischendruck-Heißwasser über die Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 und die zweite Speisewasserleitung 52, die die Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 ist, dem zweiten Mittel-Wärmetauscher 23, der der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 ist, als zweites Speisewasser zugeführt. Im zweiten Mittel-Wärmetauscher 23 wird der Kraftstoff F, der als Mittel dient, dazu veranlasst, Wärme mit dem zweiten Speisewasser (dem Zwischendruck-Heißwasser) auszutauschen, wodurch das Mittel erwärmt und das zweite Speisewasser gekühlt wird.
  • Wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wird ein weiterer Abschnitt des Niederdruck-Heißwassers, d. h. des Niederdruckwassers, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wird, über die Hochdruckpumpe 116c mit Druck beaufschlagt und wird zu Hochdruckwasser. Wie in 2 dargestellt, fließt dieses Hochdruckwasser als erstes Speisewasser durch die erste Speisewasserleitung 51, die durch die Hochdruckwasserleitung 143 und die Hochdruck-Heißwasserleitung 144 gebildet wird. Dieses erste Speisewasser weist einen höheren Druck als das zweite Speisewasser auf, das durch die zweite Speisewasserleitung 52 fließt. Mit anderen Worten, das zweite Speisewasser, das durch die zweite Speisewasserleitung 52 fließt, weist einen niedrigeren Druck auf, als das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserleitung 51 fließt. Inzwischen haben das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserleitung 51 fließt, jedoch den ersten Erhitzer 32 noch nicht erreicht hat, und der zweite Erhitzer 112c eine niedrigere Temperatur als das zweite Speisewasser, das durch die zweite Speisewasserleitung 52 fließt. Ein Abschnitt des ersten Speisewassers wird dem zweiten Erhitzer 112c, dem Hochdruck-Kraftstoff-Economiser 112c über die erste Speisewasserhauptleitung 51a zugeführt. Das erste Speisewasser wird im zweiten Erhitzer 112c erwärmt. Das erste Speisewasser, das im zweiten Erhitzer 112c erwärmt wird, wird dem Hochdruckverdampfer 113c über die erste Speisewasserhauptleitung 51a zugeführt. Ein weiterer Abschnitt des ersten Speisewassers wird dem ersten Erhitzer 32, dem Luftkühler 32, über die erste Speisewasserabzweigungsleitung 51b zugeführt.
  • Die Verarbeitung im Wasserversorgungssystem 50 in der vorliegenden Ausführungsform wird in Übereinstimmung mit einem in 4 dargestellten Fließschema beschrieben.
  • Das erste Speisewasser wird im ersten Erhitzer 32 (S1: ein erster Erhitzungsschritt) erwärmt. Ein Abschnitt des ersten Speisewassers, das im ersten Erhitzer 32 erwärmt wird, fließt über die erste Speisewasserabzweigungsleitung 51b in die erste Speisewasserhauptleitung 51a. Das erste Speisewasser, das im ersten Erhitzer 32 erwärmt wird, wird zusammen mit dem ersten Speisewasser, das im zweiten Erhitzer 112c erwärmt wurde, dem Hochdruckverdampfer 113c zugeführt.
  • Ein weiterer Abschnitt des ersten Speisewassers, das im ersten Erhitzer 32 erwärmt wird, wird dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24, der der zweite Kraftstoffvorerhitzer 24 ist, über die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53, der Hochdruck-Wasserzuführungsleitung 149 zugeführt. Im ersten Mittel-Wärmetauscher 24 wird der Kraftstoff F, der als Mittel dient, dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das Mittel erwärmt und das erste Speisewasser gekühlt wird (S2: ein Schritt des Mittelwärmeaustauschs). Der Kraftstoff F, der im ersten Mittel-Wärmetauscher 24 zum Wärmeaustausch mit dem ersten Speisewasser als Mittel veranlasst wird, ist gleich dem Kraftstoff F, der im zweiten Mittel-Wärmetauscher 23 erwärmt wird. Das erste Speisewasser, das im Schritt des Mittelwärmeaustauschs (S2) gekühlt wird, wird über die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 (S3: ein erster Speisewasser-Zuführungsschritt) der zweiten Speisewasserleitung 52 zugeführt. Das erste Speisewasser wird zusammen mit dem zweiten Speisewasser dem zweiten Mittel-Wärmetauscher 23 zugeführt.
  • Die Fließgeschwindigkeit des ersten Speisewassers, das durch die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 fließt, wird über den Fließgeschwindigkeitsmesser 156 erfasst. Das Regelventil 155 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers passt die Ventilöffnungsmenge an, sodass die vom Fließgeschwindigkeitsmesser 156 erfasste Fließgeschwindigkeit eine Zielfließgeschwindigkeit wird (S4: ein Schritt zur Fließgeschwindigkeitsanpassung). Diese Zielfließgeschwindigkeit ist gemäß der Leistungsabgabe der Gasturbine 10 und/oder der Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der der Gasturbine 10 zugeführt wird, festgelegt. So steigt zum Beispiel, falls die Leistungsabgabe der Gasturbine 10 oder die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der der Gasturbine 10 zugeführt wird, steigt, auch die Zielfließgeschwindigkeit.
  • Die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 geflossen ist, ist höher als die des ersten Speisewassers, das noch nicht vom ersten Erhitzer 32 erwärmt wurde, und liegt nahe der Temperatur des zweiten Speisewassers, das durch die zweite Speisewasserleitung 52 fließt. Der Druck des ersten Speisewassers wird beim Strömen durch das Regelventil 155 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers in der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53 reduziert und wird fast gleich dem internen Druck der zweiten Speisewasserleitung 52.
  • Im Wasserversorgungssystem 50 der aktuellen Ausführungsform wird ein Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5) ebenfalls parallel zu den zuvor beschriebenen Schritten ausgeführt. Beim Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5) erfasst das Thermometer 154 die Temperatur des Wassers, das durch einen Abschnitt fließt, der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53, die sich zwischen der Verbindungsposition der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53 mit der Kühlwassereinspritzleitung 151 und dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 befindet (S6: ein Temperaturerfassungsschritt). Beim Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5), wenn eine Temperatur T1, die im Schritt der Temperaturerfassung (S6) erfasst wurde, nicht höher als eine voreingestellte festgelegte Temperatur T0 ist, kehrt die Verarbeitung zum Temperaturverarbeitungsschritt (S6) (NEIN bei S7) zurück. Andernfalls, wenn die Temperatur T1, die im Schritt der Temperaturerfassung (S6) erfasst wurde, höher als die festgelegte Temperatur T0 ist, geht die Verarbeitung zu einem Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung weiter (S8). Wie in 3 dargestellt, wird beim Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung (S8) des Kühlwassereinspritzschrittes (S5) eine Öffnungsmenge des Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils 152 gesteuert und die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, das in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 von der Kühlwassereinspritzleitung 151 eingespritzt wird, wird angepasst, sodass die Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wurde, die festgelegte Temperatur T0 wird. Dieses Kühlwasser ist erstes, nicht erwärmtes Speisewasser, das erste Speisewasser, das noch nicht vom ersten Erhitzer 32 erwärmt wurde. Spezifischer wird z. B. das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152, wenn die Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wird, höher als die festgelegte Temperatur T0 ist, dazu veranlasst, sich zu öffnen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Öffnungsmenge des Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils 152 eine Öffnungsmenge, die einer Abweichung zwischen der Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wird, und z. B. der festgelegten Temperatur T0 entspricht. Wenn die Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wird, höher als die festgelegte Temperatur T0 ist, wird das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152 dazu veranlasst, sich zu öffnen, und das Kühlwasser wird in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 eingespritzt. Als Ergebnis sinkt die Temperatur in einem Abschnitt der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53, der sich eher zur Seite der zweiten Speisewasserleitung 52 als zur Kühlwassereinspritzleitung 151 befindet, und die vom Thermometer 154 erfasste Temperatur wird zur festgelegten Temperatur T0.
  • Dieses Kühlwasser und das erste Speisewasser werden zusammengemischt und der zweiten Speisewasserleitung 52 über das Regelventil 155 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers zugeführt. Nachdem die Fließgeschwindigkeit von Wasser, das als Ergebnis der Mischung des Kühlwassers und des ersten Speisewassers gewonnen wird, über das Regelventil 155 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers angepasst wird (S4: der Schritt zur Anpassung der Fließgeschwindigkeit), wird das gemischte Wasser der zweiten Speisewasserleitung 52 zugeführt.
  • Es wird hier hypothetisch ein Fall betrachtet, bei dem die festgelegte Temperatur T0 leicht höher als die Temperatur des ersten Speisewassers ist, das während eines stetigen Betriebs der Gasturbine 10 aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 fließt.
  • In diesem Fall wird während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152 in der Kühlwassereinspritzleitung 151 geschlossen, wie in 2 dargestellt. So wird während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 das erste Speisewasser, das das Hochdruckwasser ist, das noch nicht vom ersten Erhitzer 32 erwärmt wurde, nicht als Kühlwasser über die Kühlwassereinspritzleitung 151 der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53 zugeführt.
  • Falls eine Notabschaltung der Gasturbine 10 erfolgt, oder falls die Leistungsabgabe der Gasturbine 10 plötzlich erheblich reduziert wird, ändert sich die Ventilöffnungsmenge des Kraftstofffließgeschwindigkeitsregelventils 22 in der Kraftstoffversorgungsleitung 21 plötzlich in einen vollständig geschlossenen oder leicht geöffneten Zustand. In diesem Fall nimmt die Fließgeschwindigkeit von Kraftstoff F, der durch die Kraftstoffversorgungsleitung 21 fließt, plötzlich erheblich ab. Wenn die Fließgeschwindigkeit von Kraftstoff F plötzlich erheblich sinkt, sinkt die Hitzemenge, die zwischen dem Kraftstoff F, der als Mittel dient, und dem Wasser im ersten Mittel-Wärmetauscher 24 ausgetauscht wird, erheblich. Infolgedessen sinkt eine Kühlmenge, die auf das Wasser angewendet wird, das in den ersten Mittel-Wärmetauscher 24 fließt, erheblich und die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 geflossen ist, wird höher als die Temperatur des Speisewassers während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10.
  • Wenn die Temperatur des ersten Speisewassers, das der zweiten Speisewasserleitung 52 zugeführt wird, während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 höher als die Temperatur des ersten Speisewassers wird, besteht das Risiko von Kondensationsschlägen des ersten Speisewassers, wenn dieses in die zweite Speisewasserleitung 52 fließt. Falls das Wasser die Kondensationsschläge in der Leitung verursacht, besteht das Risiko, dass die Rohre, die die Leitung bilden, oder zahlreiche Instrumente in der Leitung beschädigt werden.
  • So wird in der aktuellen Ausführungsform, wenn die Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wurde, höher als die festgelegte Temperatur T0 ist, der Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung (S8) des Kühlwassereinspritzungsschrittes (S5) wie zuvor beschrieben ausgeführt. Wenn der Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung (S8) wie in 3 dargestellt ausgeführt wird, wird das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152 dazu veranlasst, sich zu öffnen, und das Kühlwasser wird in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 von der Kühlwassereinspritzleitung 151 eingespritzt. Anschließend sinkt die Wassertemperatur in dem Abschnitt der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53, der sich eher zur Seite der zweiten Speisewasserleitung 52 als zur Kühlwassereinspritzleitung 151 befindet, und die vom Thermometer 154 erfasste Temperatur T1 wird zur festgelegten Temperatur T0.
  • So kann in der aktuellen Ausführungsform, selbst wenn die Wärmemenge, die zwischen dem Kraftstoff F, der als Mittel in den ersten Mittel-Wärmetauscher 24 fließt, und dem Wasser ausgetauscht wird, plötzlich erheblich sinkt, verhindert werden, dass das Wasser beim Zuführen in die zweite Speisewasser-Zuführungsleitung 52 aus der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53 Kondensationsschläge verursacht. Ferner wird in der aktuellen Ausführungsform, wenn die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 geflossen ist, höher wird als bei stetigem Betriebs der Gasturbine 10, das Kühlwasser in das erste Speisewasser eingespritzt, anstatt, dass das erste Speisewasser in den Kondensator ausgelassen wird, wie in der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie, die zuvor unter dem Stand der Technik beschrieben wurde. So kann im Vergleich zu der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie in der aktuellen Ausführungsform eine plötzliche und erhebliche Reduzierung der Fließgeschwindigkeit des Wassers, das in die zweite Speisewasserleitung 52 fließt, verhindert werden, und infolgedessen können das Wasserversorgungssystem 50 und die Anlage 100 zur Abwärmerückgewinnung auf stabile Weise betrieben werden.
  • Es ist zu beachten, dass die zuvor gegebene Beschreibung auf dem Fall basiert, bei dem die festgelegte Temperatur T0 leicht höher ist als die Temperatur des ersten Speisewassers, das während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 fließt. Jedoch kann die festgelegte Temperatur T0 leicht niedriger sein als die Temperatur des ersten Speisewassers, die zum Beispiel während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 fließt. In diesem Fall, während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10, ist die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 geflossen ist, leicht höher als die festgelegte Temperatur T0. So ist in diesem Fall selbst während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 152 leicht geöffnet und das Kühlwasser wird aus der Kühlwassereinspritzleitung 151 in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 eingespritzt, was dazu führt, dass die von Thermometer 154 erfasste Temperatur T1 zur festgelegten Temperatur T0 wird. Ferner wird, wie zuvor beschrieben, im Fall einer Notabschaltung der Gasturbine 10 oder falls die Leistungsausgabe der Gasturbine 10 plötzlich deutlich reduziert wird, z. B. wenn die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem ersten Mittel-Wärmetauscher 24 geflossen ist, höher wird als während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10, die Öffnungsmenge des Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils 152 dazu veranlasst, während des stetigen Betriebs größer als die Öffnungsmenge des Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils zu werden. Infolgedessen wird in diesem Fall eine größere Menge des Kühlwassers aus der Kühlwassereinspritzleitung 151 in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 53 eingespritzt als während des stetigen Betriebs, sodass die Temperatur T1, die vom Thermometer 154 erfasst wird, zur festgelegten Temperatur T0 wird.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform der Kombianlage, die mit dem Wasserversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, wird nun nachstehend bezugnehmend auf 5 und 6 beschrieben.
  • Wie in 5 dargestellt wird die Kombianlage der aktuellen Ausführungsform durch Hinzufügen einer Kühlwassereinspritzleitung 161, eines Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils 162, eines Rückschlagventils 163 und eines Thermometers 164 zur Kombianlage der ersten Ausführungsform gebildet und die restliche Konfiguration stimmt weitestgehend mit der der ersten Ausführungsform überein.
  • Ein Ende der Kühlwassereinspritzleitung 161 ist mit der Zwischendruckwasserleitung 141 verbunden und das andere Ende der Kühlwassereinspritzleitung 161 ist mit der Zwischendruck-Wasser-Sammelleitung 146 an einer Stelle verbunden, die sich zwischen dem ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 und dem Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers befindet. Das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 162 und das Rückschlagventil 163 werden beide in der Kühlwassereinspritzleitung 161 bereitgestellt. Das Thermometer 164 ist in einer Position in der Zwischendruck-Wassersammelleitung 146 angebracht, die sich zwischen einer Verbindungsposition der Leitung mit der Kühlwassereinspritzleitung 161 und dem Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers befindet.
  • Wie zuvor beschrieben wird die Kombianlage der aktuellen Ausführungsform durch Hinzufügen der Kühlwassereinspritzleitung 161 und dergleichen zur Kombianlage der ersten Ausführungsform gebildet. So schließt die Kombianlage der aktuellen Ausführungsform auch das Wasserversorgungssystem 50 ein (hierin nachstehend als ein erstes Wasserversorgungssystem 50 bezeichnet), in dem der Luftkühler 32 wie in der Kombianlage der ersten Ausführungsform als erster Erhitzer 32 bereitgestellt wird. Ferner schließt die Kombianlage der aktuellen Ausführungsform ein Wasserversorgungssystem ein (hierin nachstehend als ein zweites Wasserversorgungssystem 60 bezeichnet), in dem der Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b als ein erster Erhitzer 112b bereitgestellt wird.
  • Als nächstes wird das zweite Wasserversorgungssystem 60 der vorliegenden Ausführungsform bezugnehmend auf 6 beschrieben.
  • Das zweite Wasserversorgungssystem 60 der aktuellen Ausführungsform schließt die Zwischendruckwasserleitung 141, die Zwischendruck-Heißwasserleitung 142, die Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145, die Zwischendruck-Wassersammelleitung 146, die Kühlwassereinspritzleitung 161, Ventile und Messinstrumente in diesen Leitungen, den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b und den ersten Kraftstoffvorerhitzer 23 ein.
  • Hier wird zur Einfachheit der folgenden Beschreibung halber eine Leitung, die durch die Zwischendruckwasserleitung 141 und die Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 gebildet wird, als eine erste Speisewasserleitung 61 bezeichnet. Die Speisewasserleitung 131, die den Kondensator 123 und den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a des Abwärmerückgewinnungskessels 110 (siehe 5) verbindet, wird als zweite Speisewasserleitung 62 bezeichnet. Eine Leitung, die durch die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 und die Zwischendruck-Wassersammelleitung 146 gebildet wird, wird als eine erste Speisewasser-Zuführungsleitung 63 bezeichnet. Ferner werden der Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b und der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 als erster Erhitzer 112b bzw. Mittel-Wärmetauscher 23 bezeichnet.
  • Wie zuvor bezugnehmend auf 1 beschrieben, wird das Wasser, in der ersten Ausführungsform, vom Kondensator 123 durch die Speisewasserpumpe 124 mit Druck beaufschlagt und über die zweite Speisewasserleitung 62, die Speisewasserleitung 131, als zweites Speisewasser dem Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a des Abwärmerückgewinnungskessels 110 zugeführt. Ein Abschnitt des Niederdruckheißwassers, d. h. des Niederdruckwassers, das durch den Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a erwärmt wird, wird über die Zwischendruckpumpe 116b mit Druck beaufschlagt und dem Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b über die Zwischendruckwasserleitung 141 als Zwischendruckwasser zugeführt. Dieses Zwischendruckwasser wird durch den Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b erwärmt und wird zu Zwischendruck-Heißwasser. Spezifischer wird das erste Speisewasser, das Zwischendruckwasser, wie in 6 dargestellt, dem Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser 112b, dem ersten Erhitzer 112b, über die erste Speisewasserleitung 61, der Zwischendruckwasserleitung 141, zugeführt. Dieses erste Speisewasser weist einen höheren Druck als das zweite Speisewasser auf. Dieses erste Speisewasser wird durch den ersten Erhitzer 112b erwärmt (S1: der erste Erhitzungsschritt (siehe 4)).
  • Ein Abschnitt des ersten Speisewassers, das im ersten Erhitzer 112b erwärmt wird, wird dem Mittel-Wärmetauscher 23, der der erste Kraftstoffvorerhitzer 23 ist, über die erste Speisewasserzuführungsleitung 63 zugeführt, die durch die Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 und die Zwischendruck-Wassersammelleitung 146 gebildet wird. Im Mittel-Wärmetauscher 23 wird der Kraftstoff F, der als das Mittel dient, dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das Mittel erwärmt und das erste Speisewasser gekühlt wird (S2: der Schritt des Mittelwärmeaustauschs). Dieses erste Speisewasser wird über die erste Speisewasserzuführungsleitung 63 (S3: der erste Speisewasser-Zuführungsschritt) der zweiten Speisewasserleitung 62 zugeführt. Dieses erste Speisewasser wird über die zweite Speisewasserleitung 62 zusammen mit dem zweiten Speisewasser, dem Wasser, das von der Speisewasserpumpe 124 zugeführt wird, dem Niederdruck-Kraftstoff-Economiser 112a des Abwärmerückgewinnungskessels zugeführt.
  • Die Fließgeschwindigkeit des ersten Speisewassers, das durch die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 63 fließt, wird über den Fließgeschwindigkeitsmesser 166 erfasst. Das Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers passt die Ventilöffnungsmenge an, sodass die vom Fließgeschwindigkeitsmesser 166 erfasste Fließgeschwindigkeit eine Zielfließgeschwindigkeit wird (S4: der Schritt zur Fließgeschwindigkeitsanpassung). Diese Zielfließgeschwindigkeit wird gemäß der Leistungsabgabe der Gasturbine 10 und/oder der Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der der Gasturbine 10 zugeführt wird, festgelegt.
  • Die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher 23 geflossen ist, ist niedriger als die des ersten Speisewassers, das gerade im ersten Erhitzer 112b erwärmt wurde, und liegt nahe der Temperatur des zweiten Speisewassers. Der Druck des ersten Speisewassers wird beim Strömen durch das Regelventil 165 für die Fließgeschwindigkeit des gesammelten Wassers in der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63 reduziert und wird fast gleich dem internen Druck der zweiten Speisewasserleitung 62.
  • Im zweiten Wasserversorgungssystem 60 der aktuellen Ausführungsform wird der Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5) wie im ersten Wasserversorgungssystem 50 ebenfalls parallel zu den zuvor beschriebenen Schritten ausgeführt. Beim Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5) erfasst das Thermometer 164 die Temperatur des Wassers, das durch einen Abschnitt der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63 fließt, die sich zwischen einer Verbindungsposition der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63 mit der Kühlwassereinspritzleitung 161 und dem Mittel-Wärmetauscher 23 befindet (S6: der Temperaturerfassungsschritt). Beim Schritt der Kühlwassereinspritzung (S5), wenn eine Temperatur T1a, die im Schritt der Temperaturerfassung (S6) erfasst wurde, nicht höher als eine voreingestellte festgelegte Temperatur T0a ist, kehrt die Verarbeitung zum Temperaturverarbeitungsschritt (S6) (NEIN bei S7) zurück. Andernfalls, wenn die Temperatur T1a, die im Schritt der Temperaturerfassung (S6) erfasst wurde, höher als die festgelegte Temperatur T0a ist, geht die Verarbeitung zum Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung weiter (S8). Beim Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung (S8) des Kühlwassereinspritzungsschrittes (S5) wird wie bei der ersten Ausführungsform eine Öffnungsmenge des Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventils 162 gesteuert und die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, das in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung 63 von der Kühlwassereinspritzleitung 161 fließt, wird angepasst, sodass die Temperatur, die vom Thermometer 164 erfasst wurde, die festgelegte Temperatur T0a wird. Dieses Kühlwasser ist erstes, nicht erwärmtes Speisewasser, das erste Speisewasser, das noch nicht vom ersten Erhitzer 112b erwärmt wurde. Infolgedessen sinkt die Temperatur des Wassers in einem Abschnitt der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63, der sich eher zur Seite der zweiten Speisewasserleitung 62 als an die Anschlussposition der ersten Speisewasserzuführleitung 63 mit der Kühlwassereinspritzleitung 161 befindet, und die vom Thermometer 164 erfasste Temperatur wird zur festgelegten Temperatur T0a.
  • Es wird hier hypothetisch ein Fall betrachtet, bei dem die festgelegte Temperatur T0a leicht höher als die Temperatur des ersten Speisewassers ist, das während eines stetigen Betriebs der Gasturbine 10 aus dem Mittel-Wärmetauscher 23 fließt.
  • In diesem Fall wird während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 das Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil 162 in der Kühlwassereinspritzleitung 161 geschlossen. So wird während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 das erste Speisewasser, das das Zwischendruckwasser ist, das noch nicht vom ersten Erhitzer 112b erwärmt wurde, nicht als Kühlwasser über die Kühlwassereinspritzleitung 161 der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63 zugeführt.
  • Wie zuvor beschrieben reduziert sich, falls eine Notabschaltung der Gasturbine 10 erfolgt, oder falls die Leistungsabgabe der Gasturbine 10 plötzlich erheblich reduziert wird, die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der durch die Kraftstoffversorgungsleitung 21 fließt, plötzlich erheblich. Wenn die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs F plötzlich erheblich abnimmt, reduziert sich die Hitzemenge, die zwischen dem Kraftstoff F, der als Mittel dient, und dem Wasser im Mittel-Wärmetauscher 23 ausgetauscht wird, erheblich. Infolgedessen sinkt die Kühlmenge, die auf das Wasser angewendet wird, das in den Mittel-Wärmetauscher 23 fließt, erheblich und die Temperatur des ersten Speisewassers, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher 23 geflossen ist, wird während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 höher als die Temperatur des Mittels.
  • Wenn die Temperatur des ersten Speisewassers, das der zweiten Speisewasserleitung 62 zugeführt wird, höher wird als bei stetigem Betrieb der Gasturbine 10, besteht das Risiko von Kondensationsschlägen des ersten Speisewassers, wenn dieses in die zweite Speisewasserleitung 62 fließt.
  • So wird in der aktuellen Ausführungsform, wenn die Temperatur T1a, die vom Thermometer 164 erfasst wurde, höher als die voreingestellte Temperatur T0a ist, der Schritt der Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsanpassung (S8) des Kühlwassereinspritzungsschrittes (S5) wie zuvor beschrieben ausgeführt.
  • So kann auch im zweiten Wasserversorgungssystem 60 der aktuellen Ausführungsform genau wie beim ersten Wasserversorgungssystem 50 vermieden werden, dass die Kondensationsschläge innerhalb der Leitung auftreten, und die plötzliche und erhebliche Reduzierung der Fließgeschwindigkeit des Wassers, das in die zweite Speisewasserleitung 62 fließt, kann verhindert werden.
  • Wie zuvor beschrieben umfasst die Kombianlage der aktuellen Ausführungsform das erste Wasserversorgungssystem 50 und das zweite Wasserversorgungssystem 60. Wenn jedoch aus Gründen der Wassertemperatur, Drücken und dergleichen kein Risiko von Kondensationsschlägen innerhalb der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 53 des ersten Wasserversorgungssystems 50 besteht, wird die Kühlwassereinspritzleitung 151 nicht unbedingt im ersten Wasserversorgungssystem 50 bereitgestellt. Ferner, wenn jedoch aus Gründen der Wassertemperatur, Drücken und dergleichen kein Risiko von Kondensationsschlägen innerhalb der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung 63 des zweiten Wasserversorgungssystems 60 besteht, wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die Kühlwassereinspritzleitung 161 nicht unbedingt im ersten Wasserversorgungssystem 60 bereitgestellt.
  • Es ist zu beachten, dass auch in der aktuellen Ausführungsform, wie zuvor in der ersten Ausführungsform beschrieben, die festgelegte Temperatur T0a leicht niedriger sein kann als die Temperatur des ersten Speisewassers, die zum Beispiel während des stetigen Betriebs der Gasturbine 10 aus dem Mittel-Wärmetauscher 23 fließt.
  • Modifiziertes Beispiel
  • Sowohl im Wasserversorgungssystem 50 als auch 60 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers von den Fließgeschwindigkeitsmessern 156 und 166 erfasst und es wird eine Rückkopplungsregelung durchgeführt, sodass die von den Fließgeschwindigkeitsmessern 156 und 166 erfasste Fließgeschwindigkeit zur Zielfließgeschwindigkeit wird. Jedoch wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers nicht unbedingt von den Fließgeschwindigkeitsmessern 156 und 166 erfasst. In diesem Fall wird die Zielfließgeschwindigkeit des Wassers gemäß den Betriebsbedingungen der Gasturbine 10 festgelegt, z. B. einer Last der Gasturbine 10, und es wird eine Vorsteuerung durchgeführt, sodass eine gegenwärtige Fließgeschwindigkeit des Wassers zur Zielfließgeschwindigkeit des Wassers wird.
  • Im Wasserversorgungssystem 50 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die Kühlwassereinspritzleitung 151 an der Stelle, die sich näher an der Seite der Hochdruckpumpe 116c als an der Verzweigungsposition der ersten Speisewasserabzweigungsleitung 51b befindet, mit der ersten Speisewasserhauptleitung 51a verbunden. Diese Kühlwassereinspritzleitung 151 ist möglicherweise in der ersten Speisewasserabzweigungsleitung 51b an einer Stelle verbunden, die sich näher an der Seite der ersten Speisewasserhauptleitung 51a als am ersten Erhitzer 32 befindet. Ferner ist diese Kühlwassereinspritzleitung 151 möglicherweise mit der ersten Speisewasserhauptleitung 51a an einer Stelle verbunden, die sich zwischen der Verzweigungsposition der ersten Speisewasserabzweigungsleitung 51b und dem zweiten Erhitzer 112c befindet. Spezifischer kann die Kühlwassereinspritzleitung 151 an jeder Stelle angeschlossen sein, solange es an dieser Stelle ermöglicht wird, dass das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserleitung 51 fließt und den ersten Erhitzer 32 und den zweiten Erhitzer 112c noch nicht erreicht hat, in die Kühlwassereinspritzleitung 151 fließen kann.
  • Im Wasserversorgungssystem 50 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die erste Speisewasserzuführungsleitung 53 mit der Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 verbunden und diese Zwischendruck-Heißwasser-Abzweigungsleitung 145 ist die zweite Speisewasserleitung 52. Jedoch kann die erste Speisewasserzuführungsleitung 53 mit der Zwischendruck-Heißwasserleitung 142 an einer Stelle verbunden sein, die sich näher an der Seite des Zwischendruck-Kraftstoff-Economisers 112b als an einer Verzweigungsposition der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 befindet, und ein Abschnitt der Zwischendruck-Heißwasserleitung 142, der sich näher zur Seite des Zwischendruck-Kraftstoff-Economisers 112b als zur Verzweigungsposition der Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung 145 befindet, kann die zweite Speisewasserleitung sein. Spezifischer ist die zweite Speisewasserleitung nicht auf die zweite Speisewasserleitung 52 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, solange die zweite Speisewasserleitung eine Leitung ist, durch die Wasser fließt, das einen niedrigeren Druck aufweist, als das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserleitung 51 fließt.
  • Ferner wird in beiden Wasserversorgungssystemen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen das erste Speisewasser, das noch nicht vom ersten Erhitzer erwärmt wurde, als das Kühlwasser zur Kühlung des ersten Speisewassers verwendet, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher herausgeflossen ist. Jedoch muss das Kühlwasser nicht unbedingt das erste Speisewasser sein, das noch nicht vom ersten Erhitzer erwärmt wurde, und kann jede andere Art von Wasser sein, solange das Wasser zur Kühlung des ersten Speisewassers verwendet werden kann, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher heraus geflossen ist. Wenn jedoch die andere Art Wasser verwendet wird, wird separat eine Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung der anderen Wasserart benötigt, sodass das Wasser in das erste Speisewasser eingespritzt werden kann, das gerade aus dem Mittel-Wärmetauscher heraus geflossen ist. Inzwischen ist wie bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen, wenn das erste Speisewasser, das noch nicht vom ersten Erhitzer erwärmt wurde, als das Kühlwasser verwendet wird, die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des Kühlwassers nicht separat erforderlich.
  • Durch alle Mittel-Wärmetauscher der zuvor beschriebenen Ausführungsformen tauscht das Wasser Wärme mit dem Kraftstoff F aus, der als Mittel dient. Das Mittel im Mittel-Wärmetauscher muss nicht unbedingt der Kraftstoff F sein, sondern kann auch eine andere Art Mittel sein.
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen stellen ein Beispiel dar, bei dem die vorliegende Erfindung auf die Kombianlage angewendet wird, eine Anlage, die eine Gasturbine und eine Dampfturbine kombiniert. Die vorliegende Erfindung kann neben der Kombianlage jedoch auf jede andere Anlage angewendet werden. So kann zum Beispiel die vorliegende Erfindung auf eine Anlage angewendet werden, die mit einer Gasturbine und einem Abwärmerückgewinnungskessel ausgestattet ist, jedoch nicht mit einer Dampfturbine. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf eine Anlage angewendet werden, die mit einem Kessel, jedoch nicht mit einer Gas- oder Dampfturbine ausgestattet ist. Spezifischer kann die vorliegende Erfindung auf jede Anlage angewendet werden, solange die Anlage eine Umgebung aufweist, in der Kondensationsschläge in Wasser auftreten können, das durch einen Mittel-Wärmetauscher geflossen ist, der dazu führt, dass das Wasser Wärme mit einem Mittel austauscht.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der aktuellen Erfindung, selbst, wenn eine Hitzemenge, die zwischen dem Wasser und einem Medium ausgetauscht wird, plötzlich erheblich sinkt, kann eine Veränderung der Betriebsbedingungen eines Systems verhindert werden, während Kondensationsschlägen durch das Wasser vorgebeugt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gasturbineninstailation
    10
    Gasturbine
    11
    Kompressor
    12
    Kompressorrotor
    14
    Turbine
    15
    Turbinenrotor
    15a
    Rotorwelle
    15b
    Schaufelreihe
    16
    Turbinengehäuse
    19
    Brennkammer
    20
    Kraftstoffzufuhrsystem
    21
    Kraftstoffzufuhrleitung
    22
    Kraftstofffließgeschwindigkeits-Regelventil
    23
    Erster Kraftstoffvorerhitzer (Mittel-Wärmetauscher oder zweiter Mittel-Wärmetauscher)
    24
    Zweiter Kraftstoffvorerhitzer (Mittel-Wärmetauscher oder erster Mittel-Wärmetauscher)
    30
    Komponentenkühlsystem
    31
    Luftentnahmeleitung
    32
    Luftkühler (Erster Erhitzer)
    50
    Wasserversorgungssystem (Erstes Wasserversorgungssystem)
    51, 61
    Erste Speisewasserleitung
    51a
    Erste Speisewasserhauptleitung
    51b
    Erste Speisewasserabzweigungsieitung
    52, 62
    Zweite Speisewasserleitung
    53, 63
    Erste Speisewasserzuführungsleitung
    60
    Zweites Wasserversorgungssystem
    100
    Abwärmerückgewinnungsvorrichtung
    110
    Abwärmerückgewinnungskessel
    111a
    Niederdruckdampf erzeugendes Teil
    111b
    Zwischendruckdampf erzeugendes Teil
    111c
    Hochdruckdampf erzeugendes Teil
    112a
    Niederdruck-Kraftstoff-Economiser
    113a
    Niederdruckverdampfer
    114a
    Niederdrucküberhitzer
    112b
    Zwischendruck-Kraftstoff-Economiser (Erster Erhitzer)
    113b
    Zwischendruckverdampfer
    114b
    Zwischendrucküberhitzer
    112c
    Hochdruck-Kraftstoff-Economiser (Zweiter Erhitzer)
    113c
    Hochdruckverdampfer
    114c
    Hochdrucküberhitzer
    116b
    Zwischendruckpumpe
    116c
    Hochdruckpumpe
    119
    Rauchabzug
    121a
    Niederdruck-Dampfturbine
    121b
    Zwischendruck-Dampfturbine
    121c
    Hochdruck-Dampfturbine
    123
    Kondensator
    124
    Speisewasserpumpe
    131
    Speisewasserleitung
    132
    Niederdruck-Dampfleitung
    133
    Zwischendruckdampfleitung
    136
    Zwischenüberhitzungsdampfleitung
    137
    Zwischendruckdampf-Sammelleitung
    138
    Hochdruckdampfleitung
    139
    Hochdruckdampf-Sammelleitung
    141
    Zwischendruck-Wasserleitung
    142
    Zwischendruck-Heißwasserleitung
    143
    Hochdruckwasserleitung
    144
    Hochdruck-Heißwasserleitung
    145
    Zwischendruck-Heißwasserabzweigungsleitung
    146
    Zwischendruck-Wassersammelleitung
    147
    Hochdruckwasserhauptleitung
    148
    Hochdruckwasserabzweigungsleitung
    149
    Hochdruckwasserzuführleitung
    151, 161
    Kühlwassereinspritzleitung
    152, 162
    Kühlwasser-Fließgeschwindigkeitsregelventil
    153, 163
    Rückschlagventil
    154, 164
    Thermometer
    155, 156
    Fließgeschwindigkeitsregelventil für gesammeltes Wasser
    156, 166
    Fließgeschwindigkeitsmesser

Claims (19)

  1. Wasserversorgungssystem, umfassend: eine erste Speisewasserleitung, durch die erstes Speisewasser fließt; eine zweite Speisewasserleitung, durch die zweites Speisewasser fließt, das einen niedrigeren Druck aufweist als das erste Speisewasser; einen ersten Erhitzer, der für die Erhitzung des ersten Speisewassers konfiguriert ist; eine erste Speisewasserzuführleitung, die so konfiguriert ist, dass das erste erwärmte Speisewasser, d. h. das erste Speisewasser, das vom ersten Erhitzer erwärmt wird, zur zweiten Speisewasserleitung geleitet wird; einen Mittel-Wärmetauscher, der in der ersten Speisewasserzuführleitung bereitgestellt und konfiguriert ist, damit das erste erwärmte Speisewasser Hitze mit einem Mittel austauscht, wodurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und das Mittel erwärmt wird; und eine Kühlwassereinspritzleitung, die so konfiguriert ist, dass sie Kühlwasser in die erste Speisewasserzuführungsleitung einspritzt an einer Position, die sich näher an der zweiten Speisewasserleitung als am Mittel-Wärmetauscher befindet, wobei das Kühlwasser eine niedrigere Temperatur als das erste erwärmte Speisewasser aufweist.
  2. Wasserversorgungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Kühlwassereinspritzleitung eine Leitung ist, die sich aus einem Abschnitt in der ersten Speisewasserleitung abzweigt, durch die erstes, nicht erwärmtes Speisewasser fließt, wobei das erste, nicht erwärmte Speisewasser das erste Speisewasser ist, das noch nicht durch den ersten Erhitzer erwärmt wurde, und die Kühlwassereinspritzleitung das erste, nicht erwärmte Speisewasser, als das Kühlwasser, in die erste Speisewasser-Zuführungsleitung einspritzt.
  3. Wasserversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner Folgendes umfassend: ein Thermometer, das zur Erfassung einer Wassertemperatur an einer Position in der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung konfiguriert ist, die sich näher an der zweiten Wasserversorgungsleitungsseite als an einer Position befindet, an der das Kühlwasser von der Kühlwassereinspritzleitung eingespritzt wird; und ein Ventil zur Anpassung der Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, das zur Anpassung einer Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch die Kühlwassereinspritzleitung fließt, konfiguriert ist, sodass die vom Thermometer erfasste Temperatur in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt.
  4. Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Ventil zur Anpassung des Fließgeschwindigkeit, das an einer Position in der ersten Speisewasserzuführungsleitung bereitgestellt wird, die sich näher an der zweiten Speisewasserleitungsseite als an der Position befindet, an der das Kühlwasser aus der Kühlwassereinspritzleitung eingespritzt wird, und das zur Anpassung einer Fließgeschwindigkeit des Wassers, das aus der ersten Speisewasser-Zuführungsleitung in die zweite Speisewasserleitung fließt, konfiguriert ist.
  5. Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Erhitzer ein Wärmetauscher ist, der dazu konfiguriert ist, komprimierte Luft, die von einem Kompressor einer Gasturbine angesaugt wurde, zu veranlassen, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch die komprimierte Luft gekühlt und das erste Speisewasser erwärmt wird.
  6. Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Speisewasserleitung eine erste Speisewasserhauptleitung und eine erste Speisewasserabzweigungsleitung aufweist, die sich von der ersten Speisewasserhauptleitung abzweigt, das Wasserversorgungssystem ferner einen zweiten Erhitzer umfasst, der an einer Position, in der ersten Speisewasserhauptleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an einer stromabwärtigen Seite als einer Abzweigungsposition der ersten Speisewasserabzweigungsleitung befindet, und das so konfiguriert ist, dass das erste Speisewasser, das durch die erste Speisewasserhauptleitung fließt, erwärmt wird, und der erste Erhitzer in der ersten Speisewasserabzweigungsleitung bereitgestellt wird und so konfiguriert ist, dass er das erste Speisewasser erwärmt, das durch die erste Speisewasserabzweigungsleitung fließt.
  7. Wasserversorgungssystem gemäß Anspruch 6, wobei die erste Speisewasser-Zuführungsleitung mit der ersten Speisewasserabzweigungsleitung verbunden ist, der erste Erhitzer an einer Position in der ersten Speisewasserabzweigungsleitung bereitgestellt wird, die sich näher an der Verzweigungspositionsseite als an einer Position befindet, an der die erste Speisewasser-Zuführungsleitung mit der ersten Speisewasser-Abzweigungsleitung verbunden ist, und die erste Speisewasserabzweigungsleitung mit der ersten Speisewasserhauptleitung an einer Position verbunden ist, die sich näher an der stromabwärtigen Seite als an der Position befindet, an der der zweite Erhitzer bereitgestellt wird.
  8. Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: einen zweiten Mittel-Wärmetauscher, der so konfiguriert ist, dass das Mittel dazu veranlasst wird, mit Wasser Wärme auszutauschen, wodurch das Mittel erwärmt und das Wasser abgekühlt wird, bevor das Mittel durch einen ersten Mittel-Wärmetauscher erwärmt wird, welcher der Mittel-Wärmetauscher ist.
  9. Wasserversorgungssystem gemäß Anspruch 8, wobei der zweite Mittel-Wärmetauscher ein Wärmetauscher ist, der an einer Position, in der zweiten Speisewasserleitung, bereitgestellt wird, die sich näher an der stromabwärtigen Seite als einer Position befindet, an der die erste Speisewasser-Zuführungsleitung mit der zweiten Speisewasserleitung verbunden ist, und der so konfiguriert ist, dass er Wasser, das durch die zweite Speisewasserleitung fließt, dazu veranlasst, Wärme mit dem Mittel auszutauschen.
  10. Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Mittel ein Kraftstoff ist, der einer Gasturbine zugeführt wird, und der Mittel-Wärmetauscher ein Kraftstoffvorerhitzer ist, der zur Erhitzung des Kraftstoffes konfiguriert ist.
  11. Dampf erzeugende Anlage, umfassend: das Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; und einen Verdampfer, der dazu konfiguriert ist, ein Abgas aus einer Gasturbine dazu zu veranlassen, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und das erste Speisewasser dazu zu veranlassen, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln.
  12. Dampf erzeugende Anlage, umfassend: Wasserversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; und einen Verdampfer, der dazu konfiguriert ist, ein Abgas aus einer Gasturbine dazu zu veranlassen, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und das erste Speisewasser dazu zu veranlassen, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln, wobei der erste Erhitzer ein Kraftstoff-Economiser ist, der das Abgas dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das erste Speisewasser, das in den Verdampfer fließt, erwärmt wird.
  13. Dampf erzeugende Anlage, umfassend: Wasserversorgungssystem gemäß Anspruch 6 oder 7; und einen Verdampfer, der dazu konfiguriert ist, ein Abgas aus einer Gasturbine dazu zu veranlassen, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, das durch die erste Speisewasserleitung geflossen ist, und das erste Speisewasser dazu zu veranlassen, erwärmt zu werden und sich in Dampf zu verwandeln, wobei der zweite Erhitzer ein Kraftstoff-Economiser ist, der das Abgas dazu veranlasst, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch das erste Speisewasser, das in den Verdampfer fließt, erwärmt wird.
  14. Wasserversorgungsverfahren, Folgendes umfassend: einen ersten Erwärmungsschritt des ersten Speisewassers; einen Schritt des Mittel-Wärmetausches, bei dem das erste erwärmte Speisewasser, d. h. das erste Speisewasser, das beim ersten Erwärmungsschritt erwärmt wurde, dazu veranlasst wird, Hitze mit einem Mittel auszutauschen, wobei das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und das Mittel erwärmt wird; einen Schritt des ersten Zuführens des ersten erwärmten Speisewassers, das den Mittel-Wärmetauschschritt durchlaufen hat, in das zweite Speisewasser, das einen niedrigeren Druck aufweist als das erste Speisewasser; und einen Kühlwassereinspritzschritt zum Einspritzen von Kühlwasser, das eine niedrigere Temperatur als das erste erwärmte Speisewasser aufweist, in das erste erwärmte Speisewasser, bevor das erste erwärmte Speisewasser, das den Mittel-Wärmetauschschritt durchlaufen hat, in das zweite Speisewasser eingeleitet wird.
  15. Wasserversorgungsverfahren gemäß Anspruch 14, wobei Erstes, nicht erwärmtes Speisewasser, das das erste Speisewasser ist, das noch nicht beim ersten Erwärmungsschritt erwärmt wurde, beim Kühlwassereinspritzschritt als das Kühlwasser verwendet wird.
  16. Wasserversorgungsverfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei der Kühlwassereinspritzschritt einen Kühlwasserfließgeschwindigkeitsanpassungsschritt einschließt, sodass, bevor Wasser, einschließlich des ersten erwärmten Wassers, in das zweite Speisewasser eingeleitet wird, eine Temperatur des Wassers in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt.
  17. Wasserversorgungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner umfassend einen Fließgeschwindigkeitsanpassungsschritt zum Anpassen einer Fließgeschwindigkeit von Wasser, das das erste erwärmte Wasser einschließt und in das zweite Speisewasser eingeleitet werden soll.
  18. Wasserversorgungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei beim ersten Erwärmungsschritt, komprimierte Luft, die von einem Kompressor einer Gasturbine angesaugt wurde, dazu veranlasst wird, Wärme mit dem ersten Speisewasser auszutauschen, wodurch die komprimierte Luft gekühlt und das erste Speisewasser erwärmt wird.
  19. Wasserversorgungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei beim Mittel-Wärmetauschschritt ein Kraftstoff, der einer Gasturbine zugeführt wird, als das Mittel verwendet wird, um erstes erwärmtes Speisewasser dazu zu veranlassen, Wärme mit dem Kraftstoff auszutauschen, wodurch das erste erwärmte Speisewasser gekühlt und der Kraftstoff erwärmt wird.
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