JP6296286B2 - 排熱回収システム、これを備えているガスタービンプラント、排熱回収方法、及び排熱回収システムの追設方法 - Google Patents

排熱回収システム、これを備えているガスタービンプラント、排熱回収方法、及び排熱回収システムの追設方法 Download PDF

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Description

本発明は、冷却空気を生成する際の排熱を回収する排熱回収システム、これを備えているガスタービンプラント、排熱回収方法、及び排熱回収システムの追設方法に関する。
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器と、燃焼ガスＧにより駆動するタービンとを有している。このガスタービンでは、圧縮機からの抽気を静翼等の高温部品に供給してこれら高温部品の冷却を行う場合がある。
以下の特許文献１には、圧縮機の中間段抽気を空気冷却器によって冷却した後に、高温部品である静翼に、冷却した抽気を供給する構成が開示されている。
特開平７−５４６６９号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、空気冷却器で中間段抽気を冷却する際の排熱は利用されず、外部に放出されるのみとなっており、排熱の有効利用は図られていないのが現状である。
そこで、本発明は、圧縮機から抽気した空気から冷却空気を生成する際に生じる排熱の有効利用を可能とし、熱利用効率増大が可能な排熱回収システム、ガスタービンプラント、排熱回収方法、及び排熱回収システムの追設方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての排熱回収システムは、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスＧで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、を備え、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として、温度がより高い熱媒体に回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として、温度がより低い熱媒体に回収する。
このような排熱回収システムによれば、圧縮機の抽気によって、圧縮機の動力を低減しつつ、例えば高温部品の冷却に用いる冷却空気を生成することができる。また、抽気は圧縮機の圧力の異なる箇所から行われるため、圧力、温度の異なる冷却空気を生成することができる。よって、冷却空気クーラ毎で異なる温度の排熱を排熱回収装置で回収することができ、排熱温度に応じた排熱利用が可能となる。
このように前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱はより温度の高い高温排熱となり、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱はより温度の低い低温排熱となる。そして、それぞれの冷却空気クーラの排熱を熱媒体の温度に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する複数の低沸点媒体ランキンサイクルを有し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の沸点がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の沸点がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収してもよい。
このように排熱の温度に応じて各排熱の温度に対応する沸点の低沸点媒体と熱交換を行い、各々の低沸点媒体ランキンサイクルを駆動することができる。よって、排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する低沸点媒体ランキンサイクルと、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラ、及び、該排熱回収ボイラで加熱された水を作動媒体として駆動する蒸気タービンを備えるランキンサイクルと、を有し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収してもよい。
このように、排熱の温度に応じて、ランキンサイクルか、又は、低沸点媒体ランキンサイクルに排熱を回収し、これらを駆動することで、排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラからの排熱を熱媒体によって回収することで、該排熱によって低沸点媒体を蒸発させる蒸発器を有する前記低沸点媒体ランキンサイクルと、前記冷却空気クーラで前記排熱を回収した前記熱媒体が前記蒸発器に向かって流通可能な回収ラインと、前記回収ラインに連通し、前記蒸発器に前記排熱を受け渡した後の前記熱媒体が前記冷却空気クーラに向かって流通可能な返送ラインと、前記回収ラインと前記返送ラインとを通じて、前記冷却空気クーラと前記蒸発器との間で前記熱媒体を循環させるポンプと、を有していてもよい。
このような排熱回収システムによれば、低沸点媒体ランキンサイクルによって冷却空気クーラの排熱から動力を得ることができる。さらに、熱媒体を介して排熱回収を行うため、排熱の温度等に応じて、より熱交換効率のよい熱媒体を様々に選択できる。また液体の熱媒体を用いることで、冷却空気クーラ又は蒸発器との間で排熱の熱交換を行う熱交換器等の機器の小型化も可能となる。また、熱媒体を介して熱交換を行うことで熱交換の制御が容易となり、さらに有効に排熱を利用することができる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記回収ラインと前記返送ラインとを、前記冷却空気クーラ及び前記蒸発器を介さずに連通して前記熱媒体が流通可能なバイパスラインと、前記バイパスラインを流通する前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、を有していてもよい。
このようにバイパスラインを設け、流量調整弁によって熱媒体がバイパスラインを流通する流量を調整することで、冷却空気クーラ、蒸発器へ流入する熱媒体の流量を調整でき、排熱の回収量を変化させることが可能となる。この結果、冷却空気クーラで生成される冷却空気の温度調整が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収システムは、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、を備え、前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルを有し、前記低沸点媒体ランキンサイクルは、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い位置に回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を前記低沸点媒体の温度がより低い位置に回収し、前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラからの排熱を熱媒体によって回収することで、該排熱によって低沸点媒体を蒸発させる蒸発器を有する前記低沸点媒体ランキンサイクルと、前記冷却空気クーラで前記排熱を回収した前記熱媒体が前記蒸発器に向かって流通可能な回収ラインと、前記回収ラインに連通し、前記蒸発器に前記排熱を受け渡した後の前記熱媒体が前記冷却空気クーラに向かって流通可能な返送ラインと、前記回収ラインと前記返送ラインとを通じて、前記冷却空気クーラと前記蒸発器との間で前記熱媒体を循環させるポンプと、を有し、前記排熱回収装置は、前記回収ラインと前記返送ラインとを、前記冷却空気クーラ及び前記蒸発器を介さずに連通して前記熱媒体が流通可能なバイパスラインと、前記バイパスラインを流通する前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、を有する。
このように排熱の温度に応じて各排熱の温度に対応する温度の位置で低沸点媒体と熱交換を行い、低沸点媒体ランキンサイクルを駆動することができる。このため排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラで生成される前記冷却空気の温度が一定となるように前記流量調整弁の調整を行う制御装置を有していてもよい。
このように、排熱の回収量を調整して冷却空気の温度を一定とすることができるので、冷却空気の温度を最適な状態に保ち、高温部品の冷却効果向上が可能となる。また、高温部品の温度を低下させすぎないようにし、システムの運転効率の低下を抑制することができる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、前記熱媒体として前記排熱回収ボイラにおける前記水を用いてもよい。
このように排熱回収ボイラの水を熱媒体として冷却空気クーラからの排熱を回収することで、設備の共通化によるコストダウンが可能となる。即ち、排熱回収システムをコージェネレーションシステムやコンバインドサイクルの一部として機能させることができる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収してもよい。
このように、一部又はすべての冷却空気クーラからの排熱を混合して回収することで、排熱温度を調整でき、より排熱利用の利便性が高まる。また、排熱の回収が容易となり、排熱を混合せずに個別に回収する場合に比べ、排熱回収装置を簡略化できる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収システムは、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、を備え、前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより高い部位に回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより低い部位に回収し、前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
このように前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱はより温度の高い高温排熱となり、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱はより温度の低い低温排熱となる。そして、排熱回収ボイラを設け、それぞれの冷却空気クーラの排熱を排熱回収ボイラ中の水の温度に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収システムは、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、を備え、前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の圧力がより高い部位に回収し、前記複数の冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の圧力がより低い部位に回収し、前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
このように排熱回収ボイラを設け、それぞれの冷却空気クーラの排熱を排熱回収ボイラ中の水の圧力に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、前記排熱回収ボイラに加え、該排熱回収ボイラで加熱された前記水を作動媒体として駆動する蒸気タービンをさらに有していてもよい。
即ち、排熱回収システムがランキンサイクルを備えていることになる。そして、冷却空気クーラからの排熱をその温度に応じてランキンサイクルの各位置に回収することで効率的にランキンサイクルを駆動し、冷却空気クーラからの排熱から回転動力を得ることができ、さらなる排熱の有効利用が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収システムは、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、を備え、前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルを有し、前記低沸点媒体ランキンサイクルは、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い位置に回収し、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を前記低沸点媒体の温度がより低い位置に回収し、前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
また、上記の排熱回収システムにおいて、熱媒体を、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラに並列に流通させることで、前記混合排熱を生成してもよい。
このように、冷却空気クーラで回収する排熱同士の温度差が小さい場合には、これらの排熱を混合することで排熱の回収効率を維持しつつ、排熱回収システムの構造を簡略化することができる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラのうち、温度がより高い排熱を回収可能な該冷却空気クーラが高温側冷却空気クーラとして配され、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラのうち、温度がより低い排熱を回収可能な該冷却空気クーラが低温側冷却空気クーラとして配され、前記排熱回収装置は、熱媒体を、前記低温側冷却空気クーラから前記高温側冷却空気クーラに向けて直列に流通させることで前記混合排熱を生成してもよい。
このように、温度の低い排熱から温度の高い排熱を順に直列に回収することで、排熱の回収効率を向上できる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収装置は、熱媒体を、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラに並列に流通させることで、前記混合排熱を生成し、かつ、前記熱媒体を並列に流通させる前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラが並列冷却空気クーラ群を構成しているとすると、前記熱媒体を、該並列冷却空気クーラ群と、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの該並列冷却空気クーラ群以外の該冷却空気クーラとに直列に流通させることで、前記混合排熱を生成してもよい。
このように、並列と直列とを併用して熱媒体を流通させることで、冷却空気クーラ同士の温度差の大小に関わらず、排熱の回収効率を向上できる。
さらに、上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントは、上記の排熱回収システムと、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスＧで駆動するタービンを有するガスタービンと、を備えている。
このようなガスタービンプラントによれば、上記の排熱回収システムを備えていることで、圧縮機の抽気によって、圧縮機の動力を低減しつつ冷却空気を生成することができる。また、抽気は圧縮機の圧力の異なる箇所から行われるため、圧力、温度の異なる冷却空気を生成することができる。よって、冷却空気クーラ毎で異なる温度の排熱を排熱回収装置で回収することができ、排熱温度に応じた熱利用が可能となる。
さらに、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての排熱回収方法は、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスＧで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、を含み、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として、温度がより高い熱媒体に回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として、温度がより低い熱媒体に回収する。
このような排熱回収方法によれば、抽気は圧縮機の圧力の異なる箇所から行われるため、圧力、温度の異なる冷却空気を生成することができ、冷却空気クーラ毎で異なる温度の排熱を回収することが可能となり、排熱温度に応じた熱利用が可能となる。
このように、それぞれの冷却空気クーラの排熱を熱媒体の温度に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収方法において、前記排熱回収工程では、回収した前記排熱によって、沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する複数の低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの空気を冷却した際の排熱を高温排熱として低沸点媒体の沸点がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの空気を冷却した際の排熱を低温排熱として低沸点媒体の沸点がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収してもよい。
このように排熱の温度に応じて、各排熱の温度に対応する沸点の低沸点媒体と熱交換を行い、各々の低沸点媒体ランキンサイクルを駆動することで排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、上記の排熱回収方法において、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として、タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラ、及び、該排熱回収ボイラで加熱された水を作動媒体として駆動する蒸気タービンを備えるランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として、沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する低沸点媒体ランキンサイクルに回収してもよい。
このように、排熱の温度に応じて、ランキンサイクルか、又は、低沸点媒体ランキンサイクルに排熱を回収し、これらを駆動することで、排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収方法は、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、を含み、前記排熱回収工程では、前記排熱を、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の温度がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、前記排熱回収工程では、前記低沸点媒体とは異なる熱媒体によって前記排熱を前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する。
このような排熱回収方法によれば、排熱の温度等に応じて、より熱交換効率のよい熱媒体を様々に選択できる。また、熱媒体を介して熱交換を行うことで熱交換の制御が容易となり、さらに有効に排熱を利用することができる。
また、このように、排熱をその温度に対応する位置で低沸点媒体と熱交換することで、排熱の利用効率をさらに向上させることができる。
上記の排熱回収方法において、前記排熱回収工程では、前記冷却空気の温度が一定となるように前記熱媒体の流通量を調整して、前記排熱の回収量を調整してもよい。
このような排熱回収方法によれば、排熱の回収量を調整して冷却空気の温度を一定とすることができるので、冷却空気の温度を最適な状態に保ち、高温部品の冷却効果向上が可能となる。また、高温部品の温度を低下させすぎないようにできる。
また、上記の排熱回収方法において、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収してもよい。
このように、一部又はすべての冷却空気クーラからの排熱を混合して回収することで、排熱温度を調整でき、より排熱利用の利便性が高まる。また、排熱の回収が容易となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収方法は、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、を含み、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラの中の水の温度がより高い部位に回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより低い部位に回収し、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
このように、それぞれの冷却空気クーラの排熱を排熱回収ボイラ中の水の温度に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収方法は、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、を含み、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として排熱回収ボイラの中の水の圧力がより高い部位に回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の水の圧力がより低い部位に回収し、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
このように、それぞれの冷却空気クーラの排熱を排熱回収ボイラ中の水の圧力に応じてそれぞれ個別に回収することで、排熱の有効利用が可能となる。
また、本発明に係る一態様としての排熱回収方法は、空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、を含み、前記排熱回収工程では、前記排熱を、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の温度がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する。
また、上記の排熱回収方法において、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を並列して回収し、前記混合排熱を生成してもよい。
このように、各抽気箇所からの空気を冷却することで得た排熱同士の温度差が小さい場合には、これらの排熱を混合することで排熱の回収効率を維持しつつ、排熱回収工程に必要な装置を簡略化することができる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収工程では、前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱のうち、温度がより低い排熱から温度がより高い排熱を順に直列に回収し、前記混合排熱を生成してもよい。
このように、温度の低い排熱から温度の高い排熱を順に直列に回収することで、排熱の回収効率を向上できる。
また、上記の排熱回収システムにおいて、前記排熱回収工程では、少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を並列に回収し、これら並列に回収される排熱を並列排熱群とすると、該並列排熱群と、該並列排熱群以外の排熱とを直列して回収し、前記混合排熱を生成してもよい。
このように、直列と並列とを併用して排熱を回収することで、各抽気箇所からの空気を冷却することで得た排熱同士の温度差の大小に関わらず、排熱の回収効率を向上できる。
また、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての排熱回収システムの追設方法は、上記の排熱回収システムを、前記ガスタービンに追設する。
このようにガスタービンに排熱回収システムを追設することで、既存のガスタービンプラントで活用されていなかった冷却空気クーラから排熱を、有効利用することができる。
上記した排熱回収システム、ガスタービンプラント、排熱回収方法、及び、排熱回収システムの追設方法によれば、圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から空気を抽気して冷却することで得た排熱の有効利用が可能となり、熱利用効率を増大できる。
本発明に係る参考例におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る参考例におけるガスタービンプラントでの、排熱回収方法の手順を示すフロー図である。 本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第一実施形態の変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第三実施形態の変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第四実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第五実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第六実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第七実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第八実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第九実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第十実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第十実施形態の変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第十一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係る第十二実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。 本発明に係るガスタービンプラントに用いられる低沸点媒体ランキンサイクルの第一例を示す系統図である。 本発明に係るガスタービンプラントに用いられる低沸点媒体ランキンサイクルの第二例を示す系統図である。 本発明に係るガスタービンプラントに用いられる低沸点媒体ランキンサイクルの第三例を示す系統図である。 本発明に係るガスタービンプラントに用いられる低沸点媒体ランキンサイクルの第四例を示す系統図である。 本発明に係るガスタービンプラントに用いられる低沸点媒体ランキンサイクルの第五例を示す系統図である。
以下、本発明に係るガスタービンプラント１の各種実施形態について、図面を用いて説明する。
「参考例」
図１を参照して、本発明に係るガスタービンプラント１の参考例について説明する。
本参考例のガスタービンプラント１は、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機４１と、ガスタービン１０からの抽気を冷却する冷却空気クーラ５４、及び冷却空気クーラ５４からの排熱を回収する排熱回収装置５１を有する排熱回収システム６１と、を備えている。
ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器２１と、高温高圧の燃焼ガスＧにより駆動するタービン３１と、を備えている。
圧縮機１１は、軸線Ｏを中心として回転する圧縮機ロータ１３と、この圧縮機ロータ１３を回転可能に覆う圧縮機ケーシング１７と、有している。
タービン３１は、燃焼器２１からの燃焼ガスＧにより、軸線Ｏを中心として回転するタービンロータ３３と、このタービンロータ３３を回転可能に覆うタービンケーシング３７と、を有している。
タービンロータ３３は、軸線Ｏと平行な軸方向に延びるロータ軸３４と、このロータ軸３４の外周に固定されている複数段に配列された動翼３５と、を有している。また、タービンケーシング３７の内周面には、複数段に配列された静翼３８が固定されている。タービンケーシング３７の内周面とロータ軸３４の外周面との間は、燃焼器２１からの燃焼ガスＧが通る燃焼ガス流路となっている。ロータ軸３４及び静翼３８には、冷却空気ＣＡが流れる冷却空気流路（不図示）が形成されている。
燃焼器２１は、タービンケーシング３７に固定されている。タービンロータ３３と圧縮機ロータ１３とは、同一の軸線Ｏを中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ４０を成している。このガスタービンロータ４０には、前述の発電機４１のロータが接続されている。
排熱回収装置５１は、冷却空気クーラ５４に熱媒体Ｍを導入することで、冷却空気クーラ５４の排熱を回収する。熱媒体Ｍとしては、水、高沸点油、液体金属等の液体や、水蒸気Ｓ、二酸化炭素、ヘリウム等の気体が例示される。
冷却空気クーラ５４は、圧縮機１１で圧縮された空気Ａの一部を抽気し、水等の熱媒体Ｍとの熱交換で冷却して、これをタービン３１の上記冷却空気流路に送る。そして本参考例では、圧縮機１１における複数の異なる圧力の箇所から空気Ａを抽気して、各々の箇所で抽気した空気Ａを冷却して冷却空気ＣＡを生成する。
より詳しくは、圧縮機１１の出口（タービン３１側）、圧縮機１１の出口側の中途位置、圧縮機１１の入口側の中途位置の三箇所から抽気する。
そして、冷却空気クーラ５４は、各々の抽気に対応するように一つずつ設けられている。圧縮機１１の出口の抽気に対応するものを第一クーラ５４Ａ、出口側の中途位置からの抽気に対応するものを第二クーラ５４Ｂ、入口側の中途位置からの抽気に対応するものを第三クーラ５４Ｃとする。
例えば、第一クーラ５４Ａで生成された冷却空気ＣＡはタービンロータ３３に、第二クーラ５４Ｂで生成された冷却空気ＣＡはタービン３１における二段静翼に、第三クーラ５４Ｃで生成された冷却空気ＣＡはタービン３１における三段静翼に、上記冷却空気流路を介して送られる。
よって、冷却空気ＣＡとしては、第一クーラ５４Ａで生成されるものが最も高圧・高温であり、第三クーラ５４Ｃで生成されるものが最も低圧・低温となる。
各冷却空気クーラ５４で生成される冷却空気ＣＡは、例えば燃焼器２１の冷却に用いてもよいし、動翼３５や他の段の静翼３８の冷却に用いてもよく、本参考例の場合に限定されない。
このようなガスタービンプラント１によると、ガスタービン１０の圧縮機１１は、空気Ａを圧縮し、圧縮した空気Ａを燃焼器２１に供給する。また、燃焼器２１には、燃料Ｆも供給される。燃焼器２１内では、圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆが燃焼して、高温高圧の燃焼ガスＧが生成される。この燃焼ガスＧは、燃焼器２１からタービン３１内の燃焼ガス流路に送られ、タービンロータ３３を回転させる。このタービンロータ３３の回転で、ガスタービン１０に接続されている発電機４１が発電を行う。
そして、ガスタービンプラント１には、排熱回収システム６１が設けられていることで、圧縮機１１の抽気によって、圧縮機１１の動力を低減できる。特に、圧縮機１１における圧力の異なる複数の箇所から空気Ａを抽気する（抽気工程Ｓ１、図２参照）ことで、一箇所から抽気を行う場合に比べて圧縮機１１での効率低下を抑制することが可能である。
また、抽気は圧縮機１１の圧力の異なる箇所から行われ、これらを個別に冷却するようになっている（冷却工程Ｓ２、図２参照）ため、圧力、温度の異なる冷却空気ＣＡを生成することができる。よって、第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、第三クーラ５４Ｃで異なる温度の排熱を排熱回収装置５１によって回収する（排熱回収工程Ｓ３、図２参照）ことができ、排熱温度に応じた熱利用が可能となる。
本参考例のガスタービンプラント１によると、空気Ａの冷却の際に生じる排熱を排熱回収装置５１で回収する。よって、冷却空気クーラ５４からの排熱を外部に放出してしまうことが無くなり、排熱を有効に利用することができるため、熱利用効率を増大できる。
ここで、本参考例では、第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、及び第三クーラ５４Ｃのすべての排熱を排熱回収装置５１に回収しているが、少なくとも二箇所の冷却空気クーラ５４からの排熱を回収すればよい。即ち、冷却空気クーラ５４として、第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂのみに二つのみが設けられ、これら第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収してもよい。
また、第三クーラ５４Ｃの排熱の温度が低く、従って、排熱利用価値が低く、配管等を設けて、第三クーラ５４Ｃの排熱を回収するコストに見合わない場合は、第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、第三クーラ５４Ｃのうち、第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂから排熱を回収し、第三クーラ５４Ｃからは排熱をガスタービンプラント１の系外へ放出してもよい。
「第一実施形態」
次に、図３を参照して、本発明に係るガスタービンプラント１０１の第一実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント１０１は、参考例におけるガスタービンプラント１の構成に加え、排熱回収システム１６１における排熱回収装置１５１がさらに排熱回収ボイラ１５３と、排熱回収ボイラ１５３に給水する給水ポンプ１６５と、を有している。
排熱回収ボイラ１５３は、タービン３１を駆動させた燃焼ガスＧ、つまりガスタービン１０から排気された排気ガスＥＧの熱で蒸気Ｓを発生させる。
この排熱回収ボイラ１５３は、給水ポンプ１６５によって給水された水から蒸気Ｓを発生する蒸気発生部１５５を有している。
この蒸気発生部１５５は、水Ｗを加熱する第一節炭器１５６と、第一節炭器１５６で加熱された水Ｗをさらに加熱する第二節炭器１５７と、第二節炭器１５７で加熱された水Ｗ蒸気Ｓにする蒸発器１５８と、蒸発器１５８で発生した蒸気Ｓを過熱して過熱蒸気ＳＳを生成して外部に放出する過熱器１５９と、を有している。
蒸気発生部１５５を構成する要素は、タービン３１側から排気ガスＥＧの下流側に向かって、過熱器１５９、蒸発器１５８、第二節炭器１５７、第一節炭器１５６の順序で並んでいる。
そして、排熱回収装置１５１には、蒸発器１５８の出口（過熱器１５９の入口）から第一クーラ５４Ａへ水（蒸気Ｓ）が導入された後、過熱器１５９の出口に第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水Ｗ（蒸気Ｓ）が導入される第一回収ライン１１１が設けられている。
同様に、排熱回収装置１５１には、第一回収ライン１１１よりも、排熱回収ボイラ１５３の中の上流側に設けられ、即ち、第一節炭器１５６の出口（第二節炭器１５７の入口）から第二クーラ５４Ｂへ水Ｗが導入された後、第二節炭器１５７の出口（蒸発器１５８の入口）に第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収した水Ｗが導入される第二回収ライン１１２が設けられている。
同様に、排熱回収装置１５１には、第二回収ライン１１２よりも、排熱回収ボイラ１５３の中の上流側に設けられ、即ち、第一節炭器１５６の入口から第三クーラ５４Ｃへ水が導入された後、第一節炭器１５６の出口（第二節炭器１５７の入口）に第三クーラ５４Ｃからの排熱を回収した水が導入される第三回収ライン１１３が設けられている。
このように、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより高い第一クーラ５４Ａからの排熱（高温排熱）を排熱回収ボイラ１５３の中の水Ｗの温度がより高い部位に回収し、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより低い第三クーラ５４Ｃからの排熱（低温排熱）を排熱回収ボイラ１５３の中の水（又は蒸気Ｓ）の温度がより低い部位に回収するようになっている。
本実施形態のガスタービンプラント１０１によると、排熱回収ボイラ１５３を設けることで、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの有効利用を図ることができるとともに、それぞれの冷却空気クーラ５４の排熱を排熱回収ボイラ１５３中の水Ｗ（蒸気Ｓ）の温度に応じてそれぞれ個別に回収するができる。
従って、冷却空気クーラ５４からの排熱を有効に利用でき、排気ガスＥＧ、排熱を用いて過熱蒸気ＳＳを生成し、生成した過熱蒸気ＳＳを様々な用途に利用することが可能となる。
ここで、本実施形態では、上述したような位置に第一回収ライン１１１、第二回収ライン１１２、及び第三回収ライン１１３を設けたが、このような位置に設けられる場合に限定されない。つまり、温度がより高い排熱を排熱回収ボイラ１５３の中の水Ｗ（蒸気Ｓ、過熱蒸気ＳＳ）の温度がより高い部位に回収し、温度がより低い排熱を排熱回収ボイラ１５３の中の水Ｗ（蒸気Ｓ、過熱蒸気ＳＳ）の温度がより低い部位に回収するような位置に第一回収ライン１１１、第二回収ライン１１２、及び第三回収ライン１１３を設ければよい。
図４に示すように、本実施形態では、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱を混合して排熱回収ボイラ１７３に導入してもよい。
具体的には、排熱回収ボイラ１７３には第二節炭器１５７は設けられておらず、排熱回収装置１８１には、上述した第二回収ライン１１２は設けられず、第三回収ライン１１３を通じて第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃに並列に水が流通するように、分岐ライン１７０が設けられている。そして、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱を混合した混合排熱として排熱回収ボイラ１７３に回収する。
なお、本実施形態では、第一クーラ５４Ａからの排熱よりも、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの混合排熱の方が温度が低いため、混合排熱を排熱回収ボイラ１７３のより温度（又は圧力）の低い部位に回収する必要がある。
このようなガスタービンプラント１０１では、冷却空気クーラ５４からの排熱を混合して回収することで、排熱温度を調整でき、より排熱利用の利便性が高まる。また、排熱の回収が容易となり、排熱を混合せずに個別に回収する場合に比べ、排熱回収装置１８１を簡略化できる。
また、第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとからの排熱同士の温度差が小さい場合には、これらの排熱を混合することで排熱の回収効率を維持しつつ、排熱回収システム１６１の構造を簡略化することができる。
なお、図４では、第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとからの排熱を並列に回収しているが、より温度の低い排熱である第三クーラ５４Ｃからの排熱を先に回収し、その後、より温度の高い排熱である第二クーラ５４Ｂからの排熱を混合するように、第三クーラ５４Ｃから第二クーラ５４Ｂへと直列に水Ｗ（蒸気Ｓ、過熱蒸気ＳＳ）が流通するように、第三回収ライン１１３を設けてもよい（図１１参照）。この場合、温度の低い排熱から温度の高い排熱を順に回収することで、排熱の回収効率を向上できる。特に第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとからの排熱に温度差がある場合には、効果的である。
また、上述のように並列に排熱を回収する場合には、直列に排熱を回収する場合を混在させてもよい（図１２参照）。即ち、各冷却空気クーラ５４からの排熱同士の温度差に応じて並列、直列を適宜組み合わせて混合排熱を回収させてよい。
さらに、第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、及び第三クーラ５４Ｃからの排熱が同等の温度となっている場合には、これらすべて冷却空気クーラ５４からの排熱を混合して混合排熱としてもよい。
「第二実施形態」
次に、図５を参照して、本発明に係るガスタービンプラント２０１の第二実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント２０１は、第一実施形態におけるガスタービンプラント２０１の構成に加え、排熱回収システム２６１における排熱回収装置２５１が、排熱回収ボイラ２５３、及び給水ポンプ１６５に加えてさらに、排熱回収ボイラ２５３で発生した蒸気Ｓで駆動する蒸気タービン２２１と、蒸気タービン２２１の駆動で発電する発電機２４１と、蒸気タービン２２１を駆動させた蒸気Ｓを水に戻す復水器２４５と、を有している。
本実施形態では、給水ポンプ１６５は、復水器２４５中の水Ｗを排熱回収ボイラ２５３に戻すように、復水器２４５と排熱回収ボイラ２５３との間に設けられている。
また、排熱回収ボイラ２５３は、低圧蒸気ＬＳを発生する低圧蒸気発生部２５５と、高圧蒸気ＨＳを発生する高圧蒸気発生部２５６と、を有している。
蒸気タービン２２１としては、低圧蒸気タービン２２５、高圧蒸気タービン２２６の二基が設けられている。
発電機２４１は、低圧蒸気タービン２２５、高圧蒸気タービン２２６の合計二基の蒸気タービン２２１各々に対して一基ずつ設けられているが、低圧蒸気タービン２２５、高圧蒸気タービン２２６で共通の一基の発電機２４１を設けてもよい。
低圧蒸気発生部２５５は、水Ｗを加熱する低圧節炭器２７１と、低圧節炭器２７１で加熱された水Ｗを蒸気Ｓにする低圧蒸発器２７２と、低圧蒸発器２７２で発生した蒸気Ｓを過熱して低圧蒸気ＬＳを生成する低圧過熱器２７３と、を有している。
高圧蒸気発生部２５６は、低圧節炭器２７１で加熱された水Ｗを昇圧する高圧給水ポンプ２７４と、この高圧給水ポンプ２７４で昇圧された水Ｗを加熱する第一高圧節炭器２７５と、第一高圧節炭器２７５で加熱された水Ｗをさらに加熱する第二高圧節炭器２７６と、第二高圧節炭器２７６で加熱された水Ｗを蒸気Ｓにする高圧蒸発器２７７と、高圧蒸発器２７７で発生した蒸気Ｓを過熱して高圧蒸気ＨＳを生成する高圧過熱器２７８と、を有している。
高圧蒸気発生部２５６、低圧蒸気発生部２５５のそれぞれを構成する要素は、タービン３１から排気ガスＥＧの下流側に向かって、高圧過熱器２７８、高圧蒸発器２７７、第二高圧節炭器２７６、低圧過熱器２７３、第一高圧節炭器２７５、低圧蒸発器２７２、低圧節炭器２７１の順序で並んでいる。
復水器２４５と低圧節炭器２７１とは、給水ライン２１１で接続されている。この給水ライン２１１には、前述の給水ポンプ１６５が設けられている。低圧節炭器２７１と第一高圧節炭器２７５とは高圧給水ライン２１２で接続されている。この高圧給水ライン２１２には、上述の高圧給水ポンプ２７４が設けられている。
低圧過熱器２７３と低圧蒸気タービン２２５の入口とは、低圧過熱器２７３からの低圧蒸気ＬＳを低圧蒸気タービン２２５に送る低圧蒸気ライン２１３で接続されている。低圧蒸気タービン２２５の出口と復水器２４５とは、低圧蒸気タービン２２５を駆動させた低圧蒸気ＬＳが復水器２４５に供給されるよう互いに接続されている。高圧過熱器２７８と高圧蒸気タービン２２６の入口とは、高圧過熱器２７８からの高圧蒸気ＨＳを高圧蒸気タービン２２６に送る高圧蒸気ライン２１４で接続されている。高圧蒸気タービン２２６の出口には、高圧蒸気回収ライン２１５が接続されている。この高圧蒸気回収ライン２１５は、低圧蒸気ライン２１３に合流している。
そして、第一回収ライン１１１は、第一高圧節炭器２７５の出口（第二高圧節炭器２７６の入口）から第一クーラ５４Ａへ水Ｗが導入された後、第二高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
第二回収ライン１１２は、第一高圧節炭器２７５の入口（低圧節炭器２７１の出口）から第二クーラ５４Ｂへ水が導入された後、第一高圧節炭器２７５の出口（第二高圧節炭器２７６の入口）に第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
第三回収ライン１１３は、低圧節炭器２７１の入口（給水ポンプ１６５よりも下流側）から第三クーラ５４Ｃへ水が導入された後、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口であって、高圧給水ポンプ２７４よりも上流側）に第三クーラ５４Ｃからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
このように、排熱回収装置２５１では、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより高い第一クーラ５４Ａからの排熱を排熱回収ボイラ２５３の中の水Ｗの温度がより高い部位に回収し、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより低い第三クーラ５４Ｃからの排熱を排熱回収ボイラ２５３の中の水Ｗの温度がより低い部位に回収するようになっている。
本実施形態のガスタービンプラント２０１によると、排熱回収システム２６１が排熱回収ボイラ２５３、蒸気タービン２２１等を構成要素とする、いわゆるランキンサイクルを有している。よって、冷却空気クーラ５４からの排熱を、その温度に応じてランキンサイクル中の温度が異なる各位置に回収することで、効率的にランキンサイクルを駆動し、冷却空気クーラ５４からの排熱から回転動力を得ることができ、さらなる排熱の有効利用が可能となる。
ここで、排熱回収ボイラ２５３は、第一実施形態の排熱回収ボイラ１５３であってもよい。
「第三実施形態」
次に、図６を参照して、本発明に係るガスタービンプラント３０１の第三実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント３０１は、第二実施形態におけるガスタービンプラント２０１を基本構成として、排熱回収装置３５１における排熱回収ボイラ３５３の構成、及び、第一回収ライン１１１、第二回収ライン１１２、第三回収ライン１１３が設けられている位置が第二実施形態とは異なっている。
排熱回収ボイラ３５３は、高圧蒸気発生部２５６と低圧蒸気発生部２５５に加え、中圧蒸気ＭＳを発生する中圧蒸気発生部３５５と、高圧蒸気タービン２２６を駆動させた蒸気Ｓを再過熱する再熱部３８１と、を有している。
また蒸気タービンとしては、低圧蒸気タービン２２５、高圧蒸気タービン２２６に加え、中圧蒸気タービン３２１の三基が設けられている。中圧蒸気タービン３２１にも同様に発電機２４１が設けられている。
中圧蒸気発生部３５５は、低圧節炭器２７１で加熱された水を昇圧する中圧給水ポンプ３７４と、この中圧給水ポンプ３７４で昇圧された水を加熱する中圧節炭器３７１と、中圧節炭器３７１で加熱された水を蒸気Ｓにする中圧蒸発器３７２と、中圧蒸発器３７２で発生した蒸気Ｓを過熱して中圧蒸気ＭＳを生成する中圧過熱器３７３と、を有している。
再熱部３８１は、高圧蒸気タービン２２６を駆動させた蒸気Ｓを加熱する第一再熱器３８２と、第一再熱器３８２で過熱された蒸気Ｓをさらに過熱して再熱蒸気ＲＳを生成する第二再熱器３８３と、有している。
再熱部３８１、高圧蒸気発生部２５６、中圧蒸気発生部３５５、低圧蒸気発生部２５５のそれぞれを構成する要素は、タービン３１から排気ガスＥＧの下流側に向かって、第二再熱器３８３及び第二高圧過熱器２７９、第一再熱器３８２、（第一）高圧過熱器２７８、高圧蒸発器２７７、第二高圧節炭器２７６、中圧過熱器３７３及び低圧過熱器２７３、中圧蒸発器３７２、第一高圧節炭器２７５及び中圧節炭器３７１、低圧蒸発器２７２、低圧節炭器２７１の順序で並んでいる。
低圧節炭器２７１と中圧節炭器３７１とは中圧給水ライン３１４で接続されている。この中圧給水ライン３１４には、前述の中圧給水ポンプ３７４が設けられている。
高圧蒸気タービン２２６の出口と第一再熱器３８２の入口とは、高圧蒸気タービン２２６からの高圧蒸気ＨＳを第一再熱器３８２に送る高圧蒸気回収ライン２１５で接続されている。第二再熱器３８３の出口と中圧蒸気タービン３２１の入口とは、第二再熱器３８３で過熱された蒸気Ｓを再熱蒸気ＲＳとして中圧蒸気タービン３２１に送る再熱蒸気ライン３１２で接続されている。中圧蒸気タービン３２１の出口には、中圧蒸気回収ライン３１３が接続されている。この中圧蒸気回収ライン３１３は、低圧蒸気ライン２１３に合流している。中圧過熱器３７３の出口には、中圧蒸気ライン３１５が接続されている。この中圧蒸気ライン３１５は、高圧蒸気回収ライン２１５に合流している。
そして、第一回収ライン１１１は、第二高圧節炭器２７６の入口（第一高圧節炭器２７５の出口）から第一クーラ５４Ａへ水が導入された後、第二高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
第二回収ライン１１２は、中圧節炭器３７１の入口（中圧給水ポンプ３７４より下流側）から第二クーラ５４Ｂへ水が導入された後、中圧節炭器３７１の出口（中圧蒸発器３７２の入口）に第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
第三回収ライン１１３は、低圧節炭器２７１の入口から第三クーラ５４Ｃへ水が導入された後、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口、高圧給水ポンプ２７４及び中圧給水ポンプ３７４よりも上流側）に第三クーラ５４Ｃからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように設けられている。
このように、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより高い第一クーラ５４Ａからの排熱を排熱回収ボイラ３５３の中の水Ｗ（又は蒸気Ｓ）の圧力がより高い部位に回収し、冷却空気クーラ５４のうち、温度がより低い第三クーラ５４Ｃからの排熱を排熱回収ボイラ３５３の中の水（又は蒸気Ｓ）の圧力がより低い部位に回収するようになっている。
本実施形態のガスタービンプラント３０１によると、排熱回収装置３５１が排熱回収ボイラ３５３、蒸気タービン等を構成要素とする、いわゆるランキンサイクルを有している。よって、冷却空気クーラ５４からの排熱を、その温度に応じてランキンサイクル中の圧力が異なる各位置に回収することで、効率的にランキンサイクルを駆動できる。よって、冷却空気クーラ５４からの排熱から回転動力を得ることができ、さらなる排熱の有効利用が可能となる。
ここで、排熱回収ボイラ３５３は、第一実施形態、第二実施形態の排熱回収ボイラ１５３、２５３であってもよい。
また、図７に示すように、ガスタービンプラント３０１は、圧縮機１１から空気Ａを抽気し、第一クーラ５４Ａへ空気Ａを導入した後に、この空気Ａの昇圧を行う補助圧縮機３９１を有していてもよい。
このような補助圧縮機３９１によって、第一クーラ５４Ａで生成される冷却空気ＣＡの圧力を高めることで、高温部品の冷却効果を向上できる。ここで図７では、第一クーラ５４Ａからの冷却空気ＣＡは燃焼器２１の冷却に用いられているが、冷却対象は特に限定されるものではない。
「第四実施形態」
次に、図８を参照して、本発明に係るガスタービンプラント４０１の第四実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント４０１は、参考例のガスタービンプラント１を基本構成として、排熱回収システム４６１における排熱回収装置４５１が、低沸点媒体ランキンサイクル４２１をさらに有している。
低沸点媒体ランキンサイクル４２１は、水よりも沸点の低い媒体（以下、低沸点媒体ＬＭとする）が凝縮と蒸発とを繰り返して循環することでタービン４２２を駆動するサイクルである。
低沸点媒体ＬＭとしては、例えば、以下の物質がある。
・トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、パーフルオロデカリン等の有機ハロゲン化合物
・ブタン、プロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等のアルカン
・シクロペンタン、シクロヘキサン等の環状アルカン
・チオフェン、ケトン、芳香族化合物
・Ｒ１３４ａ、Ｒ２４５ｆａ等の冷媒、
・以上を組み合わせたもの
本実施形態では、低沸点媒体ランキンサイクル４２１として、沸点の異なるものが三系統設けられている。そして、最も沸点の高い低沸点媒体ＬＭ（高温低沸点媒体ＨＬＭ）を用いるものが高温低沸点媒体ランキンサイクル４２５、最も沸点の低い低沸点媒体ＬＬＭ（低温低沸点媒体）を用いるものが低温低沸点媒体ランキンサイクル４４５、これらの中間の沸点を有するもの（中温低沸点媒体ＭＬＭ）を用いるものが中温低沸点媒体ランキンサイクル４３５となっている。
高温低沸点媒体ランキンサイクル４２５は、液体の高温低沸点媒体ＨＬＭを加熱して蒸発させる高温蒸発器４２７と、蒸発した高温低沸点媒体ＨＬＭで駆動する高温タービン４２６と、高温タービン４２６の駆動で発電する発電機４７１と、高温タービン４２６の出口と高温蒸発器４２７とを接続する高温蒸気回収ライン４２８と、高温蒸気回収ライン４２８に設けられた高温ポンプ４２９と、を有している。高温蒸発器４２７は、高温ポンプ４２９よりも高温タービン４２６側に設けられている。
中温低沸点媒体ランキンサイクル４３５は、液体の中温低沸点媒体ＭＬＭを加熱して蒸発させる中温蒸発器４３７と、蒸発した中温低沸点媒体ＭＬＭで駆動する中温タービン４３６と、中温タービン４３６の駆動で発電する発電機４７１と、中温タービン４３６の出口と中温蒸発器４３７とを接続する中温蒸気回収ライン４３８と、中温蒸気回収ライン４３８に設けられた中温ポンプ４３９と、を有している。
さらに、中温低沸点媒体ランキンサイクル４３５は、中温ポンプ４３９と中温蒸発器４３７との間に設けられて、中温低沸点媒体ＭＬＭを加熱する中温加熱器４４０を有している。
中温蒸発器４３７は、中温蒸気回収ライン４３８で中温ポンプ４３９よりも中温タービン４３６の入口側に設けられている。高温低沸点媒体ランキンサイクル４２５における高温タービン４２６から排出された高温低沸点媒体ＨＬＭと、中温低沸点媒体ＭＬＭとで熱交換を行わせることで中温低沸点媒体ＨＬＭを蒸発させる。即ち、中温蒸発器４３７は、高温低沸点媒体ＨＬＭを凝縮させる高温凝縮器の機能を兼ねている。
低温低沸点媒体ランキンサイクル４４５は、液体の低温低沸点媒体ＬＬＭを加熱して蒸発させる低温蒸発器４４７と、蒸発した低温低沸点媒体ＬＬＭで駆動する低温タービン４４６と、低温タービン４４６の駆動で発電する発電機４７１と、低温タービン４４６の出口と低温蒸発器４４７とを接続する低温蒸気回収ライン４４８と、低温蒸気回収ライン４４８に設けられた低温ポンプ４５０と、低温蒸気回収ライン４４８で、低温タービン４４６の出口と低温ポンプ４５０との間に設けられて、低温タービン４４６を駆動させた低温低沸点媒体ＬＬＭを冷却して凝縮させる低温凝縮器４４９と、を有している。
さらに、低温低沸点媒体ランキンサイクル４４５は、低温ポンプ４５０と低温蒸発器４４７との間に設けられて、中温低沸点媒体ＭＬＭを加熱する低温加熱器４５２を有している。
低温蒸発器４４７は、低温蒸気回収ライン４４８で低温ポンプ４５０よりも低温タービン４４６の入口側に設けられている。中温低沸点媒体ランキンサイクル４３５における中温タービン４３６から排出された中温低沸点媒体ＭＬＭと、低温低沸点媒体ＬＬＭとの熱交換を行わせることで低温低沸点媒体ＬＬＭを蒸発させる。即ち、低温蒸発器４４７は、中温低沸点媒体ＭＬＭを凝縮させる中温凝縮器の機能を兼ねている。
また、高温蒸発器４２７には、第一回収ライン１１１を介して第一クーラ５４Ａからの排熱が回収される。中温加熱器４４０には、第二回収ライン１１２を介して第二クーラ５４Ｂからの排熱が回収される。また、低温加熱器４５２には、第三回収ライン１１３を介して第三クーラ５４Ｃからの排熱が回収される。
即ち、本実施形態では、冷却空気クーラ５４からの排熱のうち、温度がより高い排熱を高温低沸点媒体ランキンサイクル４２５に回収し、冷却空気クーラ５４からの排熱のうち、温度がより低い排熱を低温低沸点媒体ランキンサイクル４４５に回収し、中間の温度の排熱を中温低沸点媒体ランキンサイクル４３５に回収している。
本実施形態のガスタービンプラント４０１によると、排熱回収装置４５１が、いわゆる三熱源温度のカスケード低沸点媒体ランキンサイクルである低沸点媒体ランキンサイクル４２１を備えている。そして、冷却空気クーラ５４からの排熱を、その温度に応じて異なる沸点を有する低沸点媒体ＬＭで駆動する低沸点媒体ランキンサイクル４２１にそれぞれ回収する。従って、効率的に低沸点媒体ランキンサイクル４２１を駆動し、冷却空気クーラ５４からの排熱から回転動力を得ることができ、さらなる排熱の有効利用が可能となる。
なお、本実施形態では、熱媒体Ｍを用いて、冷却空気クーラ５４からの排熱を低沸点媒体ランキンサイクル４２１に回収してもよい。
「第五実施形態」
次に、図９を参照して、本発明に係るガスタービンプラント５０１の第五実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント５０１は、第二実施形態のガスタービンプラント２０１を基本構成として、排熱回収システム５６１における排熱回収装置５５１が、第二実施形態とは異なっている。
排熱回収装置５５１は、給水ポンプ１６５と、排熱回収ボイラ５５３、排熱回収ボイラ５５３で発生した蒸気Ｓで駆動する蒸気タービン２２１、蒸気タービン２２１の駆動で発電する発電機２４１、及び蒸気タービン２２１を駆動させた蒸気Ｓを水に戻す復水器２４５とを有するランキンサイクル５７１と、冷却空気クーラ５４からの排熱を回収して駆動する低沸点媒体ランキンサイクル５２１と、を有している。
排熱回収ボイラ５５３は、低圧蒸気ＬＳを発生する低圧蒸気発生部２５５と、高圧蒸気ＨＳを発生する高圧蒸気発生部２５６と、を有している。そして本実施形態では、第二実施形態とは異なり、高圧蒸気発生部２５６に高圧節炭器が一つのみ設けられている。この高圧節炭器は、第二実施形態の第二高圧節炭器２７６に相当する。これにより、高圧蒸気発生部２５６、低圧蒸気発生部２５５のそれぞれを構成する要素は、タービン３１から排気ガスＥＧの下流側に向かって、高圧過熱器２７８、高圧蒸発器２７７、高圧節炭器２７６、低圧過熱器２７３、低圧蒸発器２７２、低圧節炭器２７１の順序で並んでいる。
そして、排熱回収装置５５１には、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口）から第一クーラ５４Ａへ水が導入された後、高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように、第一回収ライン１１１が設けられている。
また、排熱回収装置５５１には、高圧給水ポンプ２７４の下流側で第一回収ライン１１１から分岐するように、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口）から第二クーラ５４Ｂへ水が導入された後、低沸点媒体ランキンサイクル５２１に第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように、第二回収ライン１１２が設けられている。
また、排熱回収装置５５１には、第一回収ライン１１１から分岐するように、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口）から第三クーラ５４Ｃへ水Ｗが導入された後、低沸点媒体ランキンサイクル５２１に第三クーラ５４Ｃからの排熱を回収した水Ｗが導入されるように、第三回収ライン１１３が設けられている。
本実施形態では、第二回収ライン１１２及び第三回収ライン１１３については、低圧節炭器２７１の出口（低圧蒸発器２７２の入口）から共通のラインによって、水Ｗが第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃに向かって流通した後、このラインが第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃに向かって分岐することで水Ｗが第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃに導入される。
低沸点媒体ランキンサイクル５２１は、第四実施形態と同様に、低沸点媒体ＬＭが凝縮と蒸発とを繰り返して循環することでタービン５７３を駆動するサイクルである。
低沸点媒体ランキンサイクル５２１は、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱する加熱器５７５と、加熱器５７５からの水を蒸発させる蒸発器５７６と、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン５７３と、タービン５７３の駆動で発電する発電機５７４と、高圧蒸気タービン２２６を駆動させた蒸気Ｓを凝縮させる凝縮器５７８と、タービン５７３を駆動させた低沸点媒体ＬＭの熱によって、凝縮器５７８から導入される低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発器５７６へ送る再熱器５７７と、低沸点媒体ＬＭを循環するポンプ５７９と、を有している。
第二回収ライン１１２は蒸発器５７６に接続され、蒸発器５７６で第二クーラ５４Ｂからの排熱を低沸点媒体ＬＭに受け渡す。また、第三回収ライン１１３は加熱器５７５に接続され、加熱器５７５で第三クーラ５４Ｃからの排熱を低沸点媒体ＬＭに受け渡す。排熱の受け渡し後には、第二回収ライン１１２及び第三回収ライン１１３によって導入された水Ｗは、ランキンサイクル５７１における排熱回収ボイラ５５３の低圧節炭器２７１の入口へ、返送ラインを介して導入される。
即ち、本実施形態では、冷却空気クーラ５４からの排熱のうち、温度がより高い排熱（第一クーラ５４Ａからの排熱）をランキンサイクル５７１に回収し、冷却空気クーラ５４からの排熱のうち、温度がより低い排熱（第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱）を低沸点媒体ランキンサイクル５２１に回収するようになっている。
さらに、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃのうちより温度の高い排熱である第二クーラ５４Ｂからの排熱を、低沸点媒体ランキンサイクル５２１の中のより温度が高い位置に回収する。
本実施形態のガスタービンプラント５０１によれば、排熱回収装置５５１が、低沸点媒体ランキンサイクル５２１及び、水Ｗで駆動されるランキンサイクル５７１を備えている。そして、冷却空気クーラ５４からの排熱を、その温度に応じてランキンサイクル５７１か、又は、低沸点媒体ランキンサイクル５２１に排熱を回収し、これらを駆動する。従って、効率的に低沸点媒体ランキンサイクル５２１及びランキンサイクル５７１を駆動し、冷却空気クーラ５４からの排熱から回転動力を得ることができ、さらなる排熱の有効利用が可能となる。
ここで、排熱回収ボイラ５５３は、第一実施形態から第三実施形態、及びの排熱回収ボイラ１５３、２５３、３５３であってもよい。
「第六実施形態」
次に、図１０を参照して、本発明に係るガスタービンプラント６０１の第六実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント６０１は、第三実施形態のガスタービンプラント３０１を基本構成として、冷却空気クーラ５４からの排熱の回収位置が第三実施形態とは異なっている。
第一回収ライン１１１は、第三実施形態と同様に、第一高圧節炭器２７５の出口（第二高圧節炭器２７６の入口）から第一クーラ５４Ａへ水Ｗが導入された後、第二高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水が導入されるように設けられている。
第二回収ライン１１２は、第一回収ライン１１１から第一クーラ５４Ａよりも上流側で分岐して、第二クーラ５４Ｂに第一回収ライン１１１からの水を導入した後、第二クーラ５４Ｂからの排熱を回収した水Ｗが第一クーラ５４Ａよりも下流側で、第一回収ライン１１１に導入されるように設けられている。即ち、第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂからの排熱を熱媒体Ｍである水Ｗを並列に流通させることで回収し、これら排熱を混合排熱として排熱回収ボイラ３５３に回収している。
また、本実施形態では第三クーラ５４Ｃからの排熱は、ガスタービンプラント６０１の系外に放熱している。第三クーラ５４Ｃの排熱の温度が低く、従って、排熱利用価値が低く、配管等を設けて、第三クーラ５４Ｃの排熱を回収するコストに見合わない場合は、このような実施形態で排熱回収システム２６１の構造を簡略化し、経済性を高めることができる。
本実施形態のガスタービンプラント６０１によると、第一クーラ５４Ａと第二クーラ５４Ｂとからの排熱同士の温度差が小さい場合には、これらの排熱を混合することで排熱の回収効率を維持しつつ、排熱回収システム２６１の構造を簡略化することができる。
ここで、第三クーラ５４Ｃからの排熱が第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂからの排熱に比較し温度差が小さい場合には、第三クーラ５４Ｃからの排熱をガスタービンプラント６０１の系外に放熱することなく、第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂと並列に水Ｗを流通させることで、排熱の回収を行ってもよい。
「第七実施形態」
次に、図１１を参照して、本発明に係るガスタービンプラント７０１の第七実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント７０１は、第三実施形態のガスタービンプラント３０１を基本構成として、冷却空気クーラ５４からの排熱の回収位置が第三実施形態とは異なっている。
第二回収ライン１１２は、第一高圧節炭器２７５の出口（第二高圧節炭器２７６の入口）から第二クーラ５４Ｂへ水Ｗが導入されるように設けられている。
第一回収ライン１１１は、第二クーラ５４Ｂよりも下流側、即ち第一クーラ５４Ａの出口側に接続されて、第二クーラ５４Ｂの排熱を回収した後の水Ｗにさらに第一クーラ５４Ａからの排熱を回収させ、この水Ｗを第二高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に導入するように設けられている。
即ち、温度がより低い排熱を回収可能な第二クーラ５４Ｂ（低温側冷却空気クーラ）から温度がより高い排熱を回収可能な第一クーラ５４Ａ（高温側冷却空気クーラ）に向けて熱媒体Ｍとなる水Ｗを直列に流通させることで排熱を回収し、これら排熱を混合排熱として排熱回収ボイラ３５３に回収している。
また、本実施形態では第三クーラ５４Ｃからの排熱は、ガスタービンプラント７０１の系外に放熱している。第三クーラ５４Ｃの排熱の温度が低く、従って、排熱利用価値が低く、配管等を設けて、第三クーラ５４Ｃの排熱を回収するコストに見合わない場合は、このような実施形態で排熱回収システムの構造を簡略化し、経済性を高めることができる。
本実施形態のガスタービンプラント７０１によると、温度の低い排熱から温度の高い排熱を順に回収することで、排熱の回収効率を向上できる。
ここで、第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂからの排熱と、第三クーラ５４Ｃからの排熱との温度差が大きい場合には、第三クーラ５４Ｃからの排熱をガスタービンプラント７０１の系外に放熱することなく、第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、第三クーラ５４Ｃに直列に水Ｗを流通させることで、排熱の回収を行ってもよい。
「第八実施形態」
次に、図１２を参照して、本発明に係るガスタービンプラント８０１の第八実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント８０１は、第三実施形態のガスタービンプラント３０１を基本構成として、冷却空気クーラ５４からの排熱の回収位置が第三実施形態とは異なっている。
第二回収ライン１１２は、第一高圧節炭器２７５の出口（第二高圧節炭器２７６の入口）から第二クーラ５４Ｂへ水Ｗが導入されるように設けられている。
第三回収ライン１１３は、第二回収ライン１１２から第二クーラ５４Ｂよりも上流側で分岐して、第三クーラ５４Ｃに第二回収ライン１１２からの水Ｗを導入された後、第三クーラ５４Ｃからの排熱を回収した水Ｗが第二クーラ５４Ｂよりも水Ｗの流れの下流側で、第二回収ライン１１２に導入されるように設けられている。
即ち、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱を熱媒体Ｍとなる水Ｗを並列流通させることで回収し、これら排熱を混合排熱として排熱回収ボイラ３５３に回収している。このように、これら第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとは並列冷却空気クーラ群を構成している。
また、第一回収ライン１１１は、上記の並列冷却空気クーラ群よりも下流側、即ち第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃの出口側で第二回収ライン１１２に接続されて、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃの排熱を回収した後に、さらに第一クーラ５４Ａからの排熱を回収した水Ｗが、第二高圧節炭器２７６の出口（高圧蒸発器２７７の入口）に導入されるように設けられている。
即ち、排熱回収装置３５１では温度がより高い排熱である並列冷却空気クーラ群で並列に排熱を回収した後に、第一クーラ５４Ａからの排熱を回収するように、並列冷却空気クーラ群から第一クーラ５４Ａに向けて熱媒体Ｍとなる水Ｗを直列に流通させる。そしてこれら排熱を混合排熱として排熱回収ボイラ３５３に回収している。
本実施形態のガスタービンプラント８０１によると、温度の低い排熱（並列冷却空気クーラ群での混合排熱）から温度の高い排熱（第一クーラ５４Ａの排熱）を順に回収することで、排熱の回収効率を向上できる。特に、冷却空気クーラ５４からの排熱同士の温度差が大きいものと小さいものとが混在している場合には、本実施形態のように並列と直列とを併用して排熱回収を行うことが、効率的な排熱回収の観点から好ましい。
「第九実施形態」
次に、図１３を参照して、本発明に係るガスタービンプラント９０１の第九実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント９０１は、第四実施形態のガスタービンプラント４０１を基本構成として、低沸点媒体ランキンサイクルが第四実施形態と異なっており、即ち、排熱回収システム９６１における排熱回収装置９５１が、低沸点媒体ランキンサイクル９１０を有している。
低沸点媒体ランキンサイクル９１０は、高圧部９３１、中圧部９２１、及び低圧部９１１と、これらに供給される低沸点媒体ＬＭが貯留された凝縮器９９５と、これら高圧部９３１、中圧部９２１、及び低圧部９１１の駆動によって発電する発電機９９９と、を有している。
低圧部９１１は、凝縮器９９５からの液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の低圧低沸点媒体ＬＬＭを生成する低圧蒸発器９１４と、低圧蒸発器９１４に凝縮器９９５からの液体の低圧低沸点媒体ＬＬＭを供給する低圧供給ライン９８１及び低圧ポンプ９１３と、低圧低沸点媒体ＬＬＭで駆動する低圧タービン９１２と、を有している。低圧タービン９１２から排出された低圧低沸点媒体ＬＬＭは、低圧回収ライン９９１を介して凝縮器９９５に送られる。
中圧部９２１は、凝縮器９９５からの液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の中圧低沸点媒体ＭＬＭを生成する中圧蒸発器９２４と、中圧蒸発器９２４に凝縮器９９５からの液体の低沸点媒体ＬＭを供給する中圧ポンプ９２３と、中圧低沸点媒体ＭＬＭで駆動する中圧タービン９２２と、を有している。
凝縮器９９５からの低沸点媒体ＬＭは、低圧ポンプ９１３と低圧蒸発器９１４との間で低圧供給ライン９８１から分岐するように接続された中圧供給ライン９８２及び中圧ポンプ９２３によって中圧蒸発器９２４に供給される。また、中圧タービン９２２から排出された中圧低沸点媒体ＭＬＭは、中圧回収ライン９９２を介して低圧低沸点媒体ＬＬＭとともに低圧タービン９１２の入口に送られる。
高圧部９３１は、凝縮器９９５からの液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の高圧低沸点媒体ＨＬＭを生成する高圧蒸発器９３４と、高圧蒸発器９３４に凝縮器９９５からの液体の低沸点媒体ＬＭを供給する高圧ポンプ９３３と、高圧低沸点媒体ＨＬＭで駆動する高圧タービン９３２と、を有している。
凝縮器９９５からの低沸点媒体ＬＭは、中圧ポンプ９２３と中圧蒸発器９２４との間で中圧供給ライン９８２から分岐するように接続された高圧供給ライン９８３及び高圧ポンプ９３３によって高圧蒸発器９３４に供給される。
このように、本実施形態の低沸点媒体ランキンサイクル９１０は、いわゆる三圧低沸点媒体ランキンサイクルとなっている。
そして、第一クーラ５４Ａからの排熱が高圧蒸発器９３４に導入され、第二クーラ５４Ｂからの排熱は中圧蒸発器９２４に導入され、第三クーラ５４Ｃからの排熱は低圧蒸発器９１４に導入される。即ち、排熱のうち、圧力がより高い箇所の冷却空気クーラ５４からの排熱を高温排熱として低沸点媒体ＬＭの温度（又は圧力）がより高い位置に回収し、圧力がより低い箇所の冷却空気クーラ５４からの排熱を高温排熱として低沸点媒体ＬＭの温度（又は圧力）がより低い位置に回収している。
本実施形態では、第一クーラ５４Ａと高圧蒸発器９３４、第二クーラ５４Ｂと中圧蒸発器９２４、第三クーラ５４Ｃと低圧蒸発器９１４とは機能を兼ねている。即ち、低沸点媒体ＬＭを熱媒体として排熱の回収を行っている。
本実施形態のガスタービンプラント９０１によると、冷却空気クーラ５４からの排熱の温度に応じて、各排熱の温度に対応する温度の位置で低沸点媒体ＬＭと熱交換を行い、低沸点媒体ランキンサイクル９１０を駆動することができる。このため排熱のさらなる有効利用が可能となる。
「第十実施形態」
次に、図１４を参照して、本発明に係るガスタービンプラント１Ａの第十実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント１Ａは、第四実施形態のガスタービンプラント４０１を基本構成として、低沸点媒体ランキンサイクルが第四実施形態と異なっており、即ち、排熱回収システム６Ａにおける排熱回収装置５Ａが、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ａを有している。
低沸点媒体ランキンサイクル１０Ａは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱する第一加熱器１１Ａと、第一加熱器１１Ａからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱して蒸発させる第二加熱器１２Ａと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン１３Ａと、タービン１３Ａの駆動で発電する発電機１４Ａと、タービン１３Ａを駆動させた低沸点媒体ＬＭを凝縮させる凝縮器１５Ａと、タービン１３Ａを駆動させた低沸点媒体ＬＭの熱によって、凝縮器１５Ａから導入される低沸点媒体ＬＭを加熱して第二加熱器１２Ａへ送る再熱器１６Ａと、低沸点媒体ＬＭを循環させるポンプ１７Ａと、を有している。
そして、第一クーラ５４Ａからの排熱が第二加熱器１２Ａに導入されるように第一回収ライン３Ａが設けられている。また、第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱が第一加熱器１１Ａに導入されるように第二回収ライン４Ａが設けられている。
第一回収ライン３Ａには、第一ポンプ８Ａが設けられ、熱媒体Ｍを第一クーラ５４Ａと、第二加熱器１２Ａとの間で循環させる。
第二回収ライン４Ａには、第二ポンプ９Ａが設けられ、熱媒体Ｍを第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃと、第一加熱器１１Ａとの間で循環させる。
なお、第二回収ライン４Ａは、第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとに熱媒体Ｍを並列に流入させた後に流出させる。
このように、本実施形態では、複数の冷却空気クーラ５４それぞれからの排熱を熱媒体Ｍによって個別に低沸点媒体ランキンサイクル１０Ａ中の低沸点媒体ＬＭの温度が異なる二箇所の位置、即ち、第一加熱器１１Ａと第二加熱器１２Ａとに回収している。
さらに、冷却空気クーラ５４それぞれからの排熱のうち二箇所の排熱（第二クーラ５４Ｂ及び第三クーラ５４Ｃからの排熱）を同系統の熱媒体Ｍによって、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ａ中の低沸点媒体ＬＭの温度が同じ位置に回収している。
即ち、排熱のうち、圧力がより高い箇所の冷却空気クーラ５４からの排熱を高温排熱として低沸点媒体ＬＭの温度（又は圧力）がより高い位置に回収し、圧力がより低い箇所の冷却空気クーラ５４からの排熱を高温排熱として低沸点媒体ＬＭの温度（又は圧力）がより低い位置に回収している。
本実施形態のガスタービンプラント１Ａによると、冷却空気クーラ５４からの排熱の温度に応じて、各排熱の温度に対応する温度の位置で低沸点媒体ＬＭと熱交換を行い、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ａを駆動することができる。このため排熱のさらなる有効利用が可能となる。
また、二箇所の排熱を同系統の熱媒体Ｍによって並列に回収することで、冷却空気クーラ５４で回収する排熱同士の温度差が小さい場合には、これらの排熱を混合することで排熱の回収効率を維持しつつ、排熱回収システム６Ａの構造を簡略化することができる。
なお、本実施形態では、第二クーラ５４Ｂと第三クーラ５４Ｃとからの排熱を並列に同系統の熱媒体Ｍで回収しているが、これに限定されることはない。例えば、第二クーラ５４Ｂからの排熱よりも第三クーラ５４Ｃからの排熱の方が温度が高い場合には、第二クーラ５４Ｂから第三クーラ５４Ｃに直列に熱媒体Ｍを流通させて排熱を回収してもよい。また、すべての冷却空気クーラ５４からの排熱を直列、並列を組み合わせて回収してもよい。
また、図１５に示すように、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｂは、三熱源の予熱低沸点媒体ランキンサイクルであってもよい。
具体的には、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｂは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱する第一加熱器１１Ａと、第一加熱器１１Ａからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱する第二加熱器１２Ａと、第二加熱器１２Ａからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱して蒸発させる第三加熱器１２Ｂと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン１３Ａと、タービン１３Ａの駆動で発電する発電機１４Ａと、タービン１３Ａを駆動させた低沸点媒体ＬＭを凝縮させる凝縮器１５Ａと、タービン１３Ａを駆動させた低沸点媒体ＬＭの熱によって、凝縮器１５Ａから導入される低沸点媒体ＬＭを加熱して第三加熱器１２Ｂへ送る再熱器１６Ａと、を有している。
そして、排熱回収装置５Ａでは、第一クーラ５４Ａからの排熱が熱媒体Ｍによって第二加熱器１２Ａに導入されるように、第一回収ライン３Ａ及び第一ポンプ８Ａが設けられている。
また、第二クーラ５４Ｂからの排熱が第一クーラ５４Ａとは別系統の熱媒体Ｍによって、第二加熱器１２Ａに導入されるように、第二回収ライン４Ａ及び第二ポンプ９Ａが設けられている。
また、第三クーラ５４Ｃからの排熱が第一クーラ５４Ａ及び第二クーラ５４Ｂとは別系統の熱媒体Ｍによって、第一加熱器１１Ａに導入されるように、第三回収ライン４Ｂ及び第三ポンプ９Ｂが設けられている。
このように本実施形態では、それぞれの冷却空気クーラ５４からの排熱を、それぞれ個別に低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｂにおける低沸点媒体ＬＭの温度（又は圧力）が異なる部位に回収してもよい。
「第十一実施形態」
次に、図１６を参照して、本発明に係るガスタービンプラント１Ｃの第十一実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント１Ｃは、参考例のガスタービンプラント１を基本構成として、排熱回収システム６Ｃにおける排熱回収装置５Ｃが参考例と異なっている。
即ち、排熱回収装置５Ｃは、冷却空気クーラ５４と、冷却空気クーラ５４とは別体に設けられた蒸発器９Ｃと、冷却空気クーラ５４のうちの第一クーラ５４Ａと蒸発器９Ｃとの間を接続する回収ライン２Ｃ及び返送ライン３Ｃと、回収ライン２Ｃと返送ライン３Ｃとを通じて、第一クーラ５４Ａと蒸発器９Ｃとの間で熱媒体Ｍを循環させるポンプ８Ｃと、低沸点媒体ＬＭが凝縮と、蒸発器９Ｃでの蒸発とを繰り返して循環する低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃとを有している。
さらに、排熱回収装置５Ｃは、冷却空気クーラ５４及び蒸発器９Ｃを介さずに回収ライン２Ｃと返送ライン３Ｃとを連通して熱媒体Ｍが流通可能なバイパスライン４Ｃと、バイパスライン４Ｃを流通する熱媒体Ｍの流量を調整する流量調整弁７Ｃと、流量調整弁７Ｃの調整を行う制御装置１３Ｃとを有している。
回収ライン２Ｃは、第一クーラ５４Ａで排熱を回収した熱媒体Ｍが、蒸発器９Ｃに向かって流通可能に設けられている。
返送ライン３Ｃは、回収ライン２Ｃに連通し、蒸発器９Ｃに排熱を受け渡した後の熱媒体Ｍが第一クーラ５４Ａに向かって流通可能に設けられている。
ポンプ８Ｃは、本実施形態では、返送ライン３Ｃに設けられている。
バイパスライン４Ｃは、本実施形態では第一バイパスライン１１Ｃと、第二バイパスライン１２Ｃとの二つが設けられている。
第一バイパスライン１１Ｃは、第一クーラ５４Ａの入口側となるポンプ８Ｃよりも熱媒体Ｍの流れの下流側と、第一クーラ５４Ａの出口側とを連通するように、回収ライン２Ｃと返送ライン３Ｃとを接続している。これにより熱媒体Ｍが、回収ライン２Ｃから第一クーラ５４Ａを経由せずに第一バイパスライン１１Ｃを経由して回収ライン２Ｃに導入されるようになっている。
第二バイパスライン１２Ｃは、蒸発器９Ｃの入口側と蒸発器９Ｃの出口側となるポンプ８Ｃよりも熱媒体Ｍの流れの上流側とを連通するように、回収ライン２Ｃと返送ライン３Ｃとを接続している。これにより熱媒体Ｍが、回収ライン２Ｃから蒸発器９Ｃを経由せずに第二バイパスライン１２Ｃを経由して返送ライン３Ｃに導入されるようになっている。
流量調整弁７Ｃは、第一バイパスライン１１Ｃ及び第二バイパスライン１２Ｃの中途位置にそれぞれ一つずつ設けられている。この流量調整弁７Ｃを調整することで、第一バイパスライン１１Ｃ、第二バイパスライン１２Ｃを流通する熱媒体Ｍの流量を調整可能になっている。
制御装置１３Ｃは、第一クーラ５４Ａで生成される冷却空気ＣＡの温度が一定となるように、流量調整弁７Ｃの調整を行って第一バイパスライン１１Ｃ及び第二バイパスライン１２Ｃを流通する熱媒体Ｍの流量を調整する。
低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させる蒸発器９Ｃと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン１４Ｃと、タービン１４Ｃの駆動で発電する発電機１５Ｃとを有している。
さらに、この低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃは、タービン１４Ｃの出口と蒸発器９Ｃとを接続する低沸点媒体回収ライン１６Ｃと、低沸点媒体回収ライン１６Ｃに設けられたポンプ１７Ｃと、低沸点媒体回収ライン１６Ｃで、タービン１４Ｃの出口とポンプ１７Ｃとの間に設けられてタービン１４Ｃを駆動させた低沸点媒体ＬＭを冷却して凝縮させる凝縮器１８Ｃとを有している。即ち、本実施形態の低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃは、いわゆる単純低沸点媒体ランキンサイクルとなっている。
本実施形態のガスタービンプラント１Ｃによると、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃによって第一クーラ５４Ａの排熱から動力を得ることができる。また、排熱回収装置５Ｃが、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃへ、低沸点媒体ＬＭとは系統の異なる熱媒体Ｍを用いて排熱の回収を行っている。従って、排熱の温度等に応じて、より熱交換効率のよい熱媒体Ｍを様々に選択できる。また液体の熱媒体Ｍを用いることで、第一クーラ５４Ａ、蒸発器９Ｃ等の熱交換を行う機器の小型化も可能となる。
また、熱媒体Ｍを介して熱交換を行うことで熱交換の制御が容易となり、さらに有効に排熱を利用することができる。
また、排熱回収装置５Ｃとして、バイパスライン４Ｃ、流量調整弁７Ｃ、及び制御装置１３Ｃが設けられている。このため、流量調整弁７Ｃによって熱媒体Ｍがバイパスライン４Ｃを流通する流量を調整することで、第一クーラ５４Ａ、及び蒸発器９Ｃへ流入する熱媒体Ｍの流量を調整でき、排熱の回収量を変化させることが可能となる。この結果、第一クーラ５４Ａで生成される冷却空気ＣＡの温度調整が可能となる。
そして、制御装置１３Ｃによっては、排熱の回収量を調整して冷却空気ＣＡの温度を一定とすることができるので、冷却空気ＣＡの温度を最適な状態に保ち、高温部品の冷却効果向上が可能となることや、高温部品の温度を低下させすぎないようにし、システムの運転効率の低下を抑制することができる。
なお、第一バイパスライン１１Ｃ、第二バイパスライン１２Ｃのいずれか一つをバイパスライン４Ｃとして設けてもよい。
また、本実施形態のように第一クーラ５４Ａに低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃを設ける場合に限定されず、第二クーラ５４Ｂ、第三クーラ５４Ｃに低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃを設けてもよい。第一クーラ５４Ａ、第二クーラ５４Ｂ、第三クーラ５４Ｃのうちの複数に、低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｃを設けてもよい。
「第十二実施形態」
次に、図１７を参照して、本発明に係るガスタービンプラント１Ｄの第十二実施形態について説明する。
本実施形態のガスタービンプラント１Ｄは、参考例のガスタービンプラント１を基本構成として、排熱回収システム６Ｄにおける排熱回収装置５Ｄが参考例と異なっている。
排熱回収装置５Ｄは、冷却空気クーラ５４、蒸発器９Ｃ、及び回収ライン２Ｃと、返送ライン３Ｄと、タービン１４Ｃからの排気ガスＥＧで水Ｗを加熱するとともに、返送ライン３Ｄを介して水Ｗを冷却空気クーラ５４のうちの第一クーラ５４Ａに導入する排熱回収ボイラ１９Ｄと、排熱回収ボイラ１９Ｄに給水する給水ポンプ２０Ｄとを有している。
排熱回収ボイラ１９Ｄは、タービン１４Ｃを駆動させた燃焼ガスＧ、つまりガスタービン１０から排気された排気ガスＥＧの熱で蒸気Ｓを発生させる。
この排熱回収ボイラ１９Ｄは、第一実施形態の排熱回収ボイラ１５３と略同一構成となっている。
即ち、給水ポンプ２０Ｄによって給水された水Ｗから蒸気Ｓを発生する蒸気発生部２１Ｄを有している。
この蒸気発生部２１Ｄは、給水ポンプ２０Ｄからの水Ｗを加熱する第一節炭器２２Ｄと、第一節炭器２２Ｄで加熱された水Ｗをさらに加熱する第二節炭器２３Ｄと、第一節炭器２２Ｄと第二節炭器２３Ｄとの間に設けられた流量調整弁３０Ｄと、第二節炭器２３Ｄで加熱された水Ｗを蒸気Ｓにする蒸発器２４Ｄと、蒸発器２４Ｄで発生した蒸気Ｓを過熱して過熱蒸気ＳＳを生成して外部に放出する過熱器２５Ｄとを有している。
蒸気発生部２１Ｄを構成する要素は、タービン３１から排気ガスＥＧの下流側に向かって、過熱器２５Ｄ、蒸発器２４Ｄ、第二節炭器２３Ｄ、第一節炭器２２Ｄの順序で並んでいる。
返送ライン３Ｄは、第一節炭器２２Ｄの出口（流量調整弁３０Ｄと第一節炭器２２Ｄとの間）と第一クーラ５４Ａとを接続して、排熱回収ボイラ１９Ｄの水Ｗを、第一節炭器２２Ｄの出口から第一クーラ５４Ａに導入可能とする導入ライン３１Ｄ及び導入ポンプ３２Ｄと、蒸発器９Ｃと第二節炭器２３Ｄの入口（流量調整弁３０Ｄと第二節炭器２３Ｄの入口との間）とを接続して、水Ｗを蒸発器９Ｃから排熱回収ボイラ１９Ｄに導出する導出ライン３３Ｄとを有している。
本実施形態のガスタービンプラント１Ｄによると、排熱回収装置５Ｄとして、排熱回収ボイラ１９Ｄを設けたことで、排熱回収ボイラ１９Ｄからの水Ｗを熱媒体として、冷却空気クーラ５４からの排熱を回収できる。従って、設備の共通化によるコストダウンが可能となり、排熱回収システム６Ｄをコージェネレーションシステムの一部として機能させることができる。
また流量調整弁３０Ｄの調整を行うことで、第一クーラ５４Ａ及び蒸発器９Ｃを流通する水Ｗの流量調整が可能となるため、排熱の回収量を調整し、所望の温度の冷却空気ＣＡを得ることが可能となる。
ここで、本実施形態では、排熱回収装置５Ｄが排熱回収ボイラ１９Ｄで発生した蒸気Ｓで駆動する蒸気タービン（例えば図９参照）をさらに備えていてもよい。そしてこの場合、蒸気タービンから排水された水Ｗを熱媒体として用い、第一クーラ５４Ａからの排熱を回収することができる。即ち、排熱回収システム６Ｄをコンバインドサイクルの一部として機能させることができ、設備の共通化によるコストダウンが可能となる。
「ガスタービンプラントの他の変形例」
以上の各実施形態及び変形例のガスタービンプラントについて説明を行ったが、下記の通り、その他様々な変形例を採用することができる。
例えば、上述した各実施形態の構成は、適宜組み合わせることが可能である。具体的には、第二実施形態、第三実施形態では、必ずしも蒸気タービンは設けられなくともよい。
さらに、上述した実施形態で説明した低沸点媒体ランキンサイクルとして、他の形式のものを適用することも可能である。
他の低沸点媒体ランキンサイクルの例としては、例えば、図１８に示すように、再生低沸点媒体ランキンサイクルが挙げられる。具体的にはこの低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｅは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させる加熱器１４Ｅと、加熱器１４Ｅに低沸点媒体ＬＭを導入するポンプ１５Ｅと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン１６Ｅと、タービン１６Ｅの駆動で発電する発電機１７Ｅと、タービン１６Ｅを駆動させた低沸点媒体ＬＭを凝縮させる凝縮器１８Ｅと、タービン１６Ｅを駆動させた後の低沸点媒体ＬＭの熱によって、凝縮器１８Ｅから加熱器１４Ｅに導入される前の低沸点媒体ＬＭを予熱して加熱器１４Ｅへ送る再熱器１９Ｅとを有している。
また、図１９に示す低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｆは、いわゆる再熱低沸点媒体ランキンサイクルである。この低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｆは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させる蒸発器１４Ｆと、蒸発器１４Ｆに低沸点媒体ＬＭを導入するポンプ１５Ｆと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動する高圧タービン１６Ｆと、高圧タービン１６Ｆの出口から低沸点媒体ＬＭを回収して加熱する再熱器１７Ｆと、再熱器１７Ｆからの低沸点媒体ＬＭで駆動する低圧タービン１８Ｆと、低圧タービン１８Ｆを駆動させた低沸点媒体ＬＭを凝縮させる凝縮器１９Ｆと、高圧タービン１６Ｆ及び低圧タービン１８Ｆの駆動で発電する発電機２０Ｆとを有している。
さらに、図２０に示す低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｇは、いわゆる複圧低沸点媒体ランキンサイクルである。この低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｇは、高圧部１４Ｇ及び低圧部１５Ｇと、高圧部１４Ｇ及び低圧部１５Ｇの駆動によって発電する発電機１６Ｇとを有している。
低圧部１５Ｇは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の低圧低沸点媒体ＬＬＭを生成する低圧蒸発器１８Ｇと、低圧蒸発器１８Ｇに液体の低沸点媒体ＬＭを供給する低圧ポンプ１９Ｇと、低圧低沸点媒体ＬＬＭで駆動する低圧タービン２０Ｇと、低圧タービン２０Ｇから排出された低圧低沸点媒体ＬＬＭが凝縮される凝縮器１７Ｇとを有している。
高圧部１４Ｇは、凝縮器１７Ｇからの液体の低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の高圧低沸点媒体ＨＬＭを生成する高圧蒸発器２１Ｇと、高圧蒸発器２１Ｇに凝縮器１７Ｇからの液体の低沸点媒体ＬＭを供給する高圧ポンプ２２Ｇと、高圧低沸点媒体ＨＬＭで駆動する高圧タービン２３Ｇとを有している。
凝縮器１７Ｇからの低沸点媒体ＬＭは、低圧ポンプ１９Ｇと低圧蒸発器１８Ｇとの間から高圧ポンプ２２Ｇによって高圧蒸発器２１Ｇに供給される。
発電機１６Ｇは、高圧タービン２３Ｇ及び低圧タービン２０Ｇの駆動で発電を行う。
さらに、図２１に示す低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｈは、いわゆる四熱源温度の予熱低沸点媒体ランキンサイクルである。
低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｈは、液体の低沸点媒体ＬＭを加熱する第一加熱器１１Ｈと、第一加熱器１１Ｈからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱する第二加熱器１２Ｈと、第二加熱器１２Ｈからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱する第三加熱器１３Ｈと、第三加熱器１３Ｈからの低沸点媒体ＬＭをさらに加熱して蒸発させる第四加熱器１４Ｈと、蒸発した低沸点媒体ＬＭで駆動するタービン１５Ｈと、タービン１５Ｈの駆動で発電する発電機１６Ｈと、タービン１５Ｈを駆動させた低沸点媒体ＬＭを凝縮させる凝縮器１７Ｈと、タービン１５Ｈを駆動させた低沸点媒体ＬＭの熱によって、凝縮器１７Ｈから導入される低沸点媒体ＬＭを加熱して第三加熱器１３Ｈへ送る再熱器１８Ｈとを有している。
さらに、図２２に示す低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｉは、いわゆる二熱源温度のカスケード低沸点媒体ランキンサイクルである。この低沸点媒体ランキンサイクル１０Ｉは、高温部１４Ｉ及び低温部１５Ｉを有している。
高温部１４Ｉは、低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の高温低沸点媒体ＬＭ３を生成する高温蒸発器１６Ｉと、この高温低沸点媒体ＬＭ３で駆動する高温タービン１７Ｉと、高温タービン１７Ｉの駆動で発電する発電機１８Ｉと、高温タービン１７Ｉから排出された高温低沸点媒体ＬＭ３を凝縮させる高温凝縮器１９Ｉと、低沸点媒体ＬＭ（及び高温低沸点媒体ＬＭ３）を循環させる高温ポンプ２０Ｉとを有している。
低温部１５Ｉは、低沸点媒体ＬＭを加熱して蒸発させて気体の低温低沸点媒体ＬＭ１を生成する低温蒸発器２１Ｉと、この低温低沸点媒体ＬＭ１で駆動する低温タービン２２Ｉと、低温タービン２２Ｉの駆動で発電する発電機２３Ｉと、低温タービン２２Ｉから排出された低温低沸点媒体ＬＭ１を凝縮させる低温凝縮器２４Ｉと、低温蒸発器２１Ｉと低温凝縮器２４Ｉとの間に設けられて低温低沸点媒体ＬＭ１の予熱を行う低温加熱器２５Ｉと、低沸点媒体ＬＭ（及び低温低沸点媒体ＬＭ１）を循環させる低温ポンプ２６Ｉとを有している。
そして、図２２の例では、低温加熱器２５Ｉと高温凝縮器１９Ｉとが一体となって、互いの機能を兼ねている。
そして上述した低沸点媒体ランキンサイクルに限定されず、その他、様々な形式の低沸点媒体ランキンサイクルを本発明に適用することが可能である。
またここで、例えば、排熱回収システムが設けられていないガスタービンプラントに、上述した各参考例及び実施形態の排熱回収システム６１（１６１、２６１、３６１、４６１、５６１、９６１、６Ａ、６Ｃ、６Ｄ）を追設してもよい。また、冷却空気クーラが設けられているガスタービンプラントに、上述した低沸点媒体ランキンサイクル４２１（５２１、９１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｉ）を追設してもよい。この場合、必要に応じて冷却空気クーラ５４も交換する。また熱媒体Ｍを用いて低沸点媒体ランキンサイクルに排熱を回収する場合には、熱媒体Ｍの系統も追設することが可能である。また、排熱回収ボイラが設置されているガスタービン、及び、排熱回収ボイラ１５３（１７３、２５３、３５３、５５３、１９Ｄ）を追設したガスタービンには、この排熱回収ボイラからの水Ｗを用いた排熱回収を行う系統を追設することも可能である。
１…ガスタービンプラント
１０…ガスタービン
１１…圧縮機
１３…圧縮機ロータ
１７…圧縮機ケーシング
２１…燃焼器
３１…タービン
３３…タービンロータ
３４…ロータ軸
３５…動翼
３７…タービンケーシング
３８…静翼
４０…ガスタービンロータ
４１…発電機
５４…冷却空気クーラ
５１…排熱回収装置
６１…排熱回収システム
５４Ａ…第一クーラ
５４Ｂ…第二クーラ
５４Ｃ…第三クーラ
Ｏ…軸線
ＣＡ…冷却空気
Ｍ…熱媒体
Ａ…空気
Ｆ…燃料
Ｇ…燃焼ガス
１０１…ガスタービンプラント
１１１…第一回収ライン
１１２…第二回収ライン
１１３…第三回収ライン
１５１…排熱回収装置
１５３…排熱回収ボイラ
１５５…蒸気発生部
１５６…第一節炭器
１５７…第二節炭器
１５８…蒸発器
１５９…過熱器
１６１…排熱回収システム
１６５…給水ポンプ
ＥＧ…排気ガス
Ｗ…水
Ｓ…蒸気
ＳＳ…過熱蒸気
１８１…排熱回収装置
１７３…排熱回収ボイラ
１７０…分岐ライン
２０１…ガスタービンプラント
２１１…給水ライン
２１２…高圧給水ライン
２１３…低圧蒸気ライン
２１４…高圧蒸気ライン
２１５…高圧蒸気回収ライン
２２１…蒸気タービン
２２５…低圧蒸気タービン
２２６…高圧蒸気タービン
２４１…発電機
２４５…復水器
２５１…排熱回収装置
２５３…排熱回収ボイラ
２５５…低圧蒸気発生部
２５６…高圧蒸気発生部
２６１…排熱回収システム
２７１…低圧節炭器
２７２…低圧蒸発器
２７３…低圧過熱器
２７４…高圧給水ポンプ
２７５…第一高圧節炭器
２７６…第二高圧節炭器
２７７…高圧蒸発器
２７８…（第一）高圧過熱器
２７９…第二高圧過熱器
ＬＳ…低圧蒸気
ＨＳ…高圧蒸気
３０１…ガスタービンプラント
３１２…再熱蒸気ライン
３１３…中圧蒸気回収ライン
３１４…中圧給水ライン
３１５…中圧蒸気ライン
３２１…中圧蒸気タービン
３５１…排熱回収装置
３５３…排熱回収ボイラ
３５５…中圧蒸気発生部
３６１…排熱回収システム
３７１…中圧節炭器
３７２…中圧蒸発器
３７３…中圧過熱器
３７４…中圧給水ポンプ
３８１…再熱部
３８２…第一再熱器
３８３…第二再熱器
３９１…補助圧縮機
４０１…ガスタービンプラント
４６１…排熱回収システム
４２１…低沸点媒体ランキンサイクル
４２２…タービン
４２５…高温低沸点媒体ランキンサイクル
４２６…高温タービン
４２７…高温蒸発器
４２８…高温蒸気回収ライン
４２９…高温ポンプ
４３５…中温低沸点媒体ランキンサイクル
４３６…中温タービン
４３７…中温蒸発器
４３８…中温蒸気回収ライン
４３９…中温ポンプ
４４０…中温加熱器
４４５…低温低沸点媒体ランキンサイクル
４４６…低温タービン
４４７…低温蒸発器
４４８…低温蒸気回収ライン
４４９…低温凝縮器
４５０…低温ポンプ
４５１…排熱回収装置
４５２…低温加熱器
４７１…発電機
ＬＭ…低沸点媒体
ＨＬＭ…高温低沸点媒体
ＭＬＭ…中温低沸点媒体
ＬＬＭ…低温低沸点媒体
ＲＳ…再熱蒸気
５０１…ガスタービンプラント
５２１…低沸点媒体ランキンサイクル
５５１…排熱回収装置
５５３…排熱回収ボイラ
５６１…排熱回収システム
５７１…ランキンサイクル
５７３…タービン
５７４…発電機
５７５…加熱器
５７６…蒸発器
５７７…再熱器
５７８…凝縮器
５７９…ポンプ
６０１…ガスタービンプラント
７０１…ガスタービンプラント
８０１…ガスタービンプラント
９０１…ガスタービンプラント
９１０…低沸点媒体ランキンサイクル
９１１…低圧部
９１２…低圧タービン
９１３…低圧ポンプ
９１４…低圧蒸発器
９２１…中圧部
９２２…中圧タービン
９２３…中圧ポンプ
９２４…中圧蒸発器
９３１…高圧部
９３２…高圧タービン
５３３…高圧ポンプ
９３４…高圧蒸発器
９５１…排熱回収装置
９６１…排熱回収システム
９８１…低圧供給ライン
９８２…中圧供給ライン
９８３…高圧供給ライン
９９１…低圧回収ライン
９９２…中圧回収ライン
９９５…凝縮器
９９９…発電機
１Ａ…ガスタービンプラント
３Ａ…第一回収ライン
４Ａ…第二回収ライン
５Ａ…排熱回収装置
６Ａ…排熱回収システム
８Ａ…第一ポンプ
９Ａ…第二ポンプ
１０Ａ…低沸点媒体ランキンサイクル
１１Ａ…第一加熱器
１２Ａ…第二加熱器
１３Ａ…タービン
１４Ａ…発電機
１５Ａ…凝縮器
１６Ａ…再熱器
１７Ａ…ポンプ
４Ｂ…第三回収ライン
９Ｂ…第三ポンプ
１０Ｂ…低沸点媒体ランキンサイクル
１２Ｂ…第三加熱器
１Ｃ…ガスタービンプラント
２Ｃ…回収ライン
３Ｃ…返送ライン
４Ｃ…バイパスライン
５Ｃ…排熱回収装置
６Ｃ…排熱回収システム
７Ｃ…流量調整弁
８Ｃ…ポンプ
９Ｃ…蒸発器
１０Ｃ…低沸点媒体ランキンサイクル
１１Ｃ…第一バイパスライン
１２Ｃ…第二バイパスライン
１３Ｃ…制御装置
１４Ｃ…タービン
１５Ｃ…発電機
１６Ｃ…低沸点媒体回収ライン
１７Ｃ…ポンプ
１８Ｃ…凝縮器
１Ｄ…ガスタービンプラント
３Ｄ…返送ライン
５Ｄ…排熱回収装置
６Ｄ…排熱回収システム
１９Ｄ…排熱回収ボイラ
２０Ｄ…給水ポンプ
２１Ｄ…蒸気発生部
２２Ｄ…第一節炭器
２３Ｄ…第二節炭器
２４Ｄ…蒸発器
２５Ｄ…過熱器
３０Ｄ…流量調整弁
３１Ｄ…導入ライン
３２Ｄ…導入ポンプ
３３Ｄ…導出ライン
１０Ｅ…低沸点媒体ランキンサイクル
１４Ｅ…加熱器
１５Ｅ…ポンプ
１６Ｅ…タービン
１７Ｅ…発電機
１８Ｅ…凝縮器
１９Ｅ…再熱器
１０Ｆ…低沸点媒体ランキンサイクル
１４Ｆ…蒸発器
１５Ｆ…ポンプ
１６Ｆ…高圧タービン
１７Ｆ…再熱器
１８Ｆ…低圧タービン
１９Ｆ…凝縮器
２０Ｆ…発電機
１０Ｇ…低沸点媒体ランキンサイクル
１４Ｇ…高圧部
１５Ｇ…低圧部
１６Ｇ…発電機
１７Ｇ…凝縮器
１８Ｇ…低圧蒸発器
１９Ｇ…低圧ポンプ
２０Ｇ…低圧タービン
２１Ｇ…高圧蒸発器
２２Ｇ…高圧ポンプ
２３Ｇ…高圧タービン
１０Ｈ…低沸点媒体ランキンサイクル
１１Ｈ…第一加熱器
１２Ｈ…第二加熱器
１３Ｈ…第三加熱器
１４Ｈ…第四加熱器
１５Ｈ…タービン
１６Ｈ…発電機
１７Ｈ…凝縮器
１８Ｈ…再熱器
１０Ｉ…低沸点媒体ランキンサイクル
１４Ｉ…高温部
１５Ｉ…低温部
１６Ｉ…高温蒸発器
１７Ｉ…高温タービン
１８Ｉ…発電機
１９Ｉ…高温凝縮器
２０Ｉ…高温ポンプ
２１Ｉ…低温蒸発器
２２Ｉ…低温タービン
２３Ｉ…発電機
２４Ｉ…低温凝縮器
２５Ｉ…低温加熱器
２６Ｉ…低温ポンプ
ＬＭ１…低温低沸点媒体
ＬＭ３…高温低沸点媒体

Claims (34)

  1. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として、温度がより高い熱媒体に回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として、温度がより低い熱媒体に回収する排熱回収システム。
  2. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する複数の低沸点媒体ランキンサイクルを有し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の沸点がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の沸点がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収システム。
  3. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する低沸点媒体ランキンサイクルと、
    前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラ、及び、該排熱回収ボイラで加熱された水を作動媒体として駆動する蒸気タービンを備えるランキンサイクルと、
    を有し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収システム。
  4. 請求項２又は３に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラからの排熱を熱媒体によって回収することで、該排熱によって低沸点媒体を蒸発させる蒸発器を有する前記低沸点媒体ランキンサイクルと、
    前記冷却空気クーラで前記排熱を回収した前記熱媒体が前記蒸発器に向かって流通可能な回収ラインと、
    前記回収ラインに連通し、前記蒸発器に前記排熱を受け渡した後の前記熱媒体が前記冷却空気クーラに向かって流通可能な返送ラインと、
    前記回収ラインと前記返送ラインとを通じて、前記冷却空気クーラと前記蒸発器との間で前記熱媒体を循環させるポンプと、
    を有する排熱回収システム。
  5. 請求項４に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記回収ラインと前記返送ラインとを、前記冷却空気クーラ及び前記蒸発器を介さずに連通して前記熱媒体が流通可能なバイパスラインと、
    前記バイパスラインを流通する前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、
    を有する排熱回収システム。
  6. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルを有し、
    前記低沸点媒体ランキンサイクルは、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い位置に回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を前記低沸点媒体の温度がより低い位置に回収し、
    前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラからの排熱を熱媒体によって回収することで、該排熱によって低沸点媒体を蒸発させる蒸発器を有する前記低沸点媒体ランキンサイクルと、
    前記冷却空気クーラで前記排熱を回収した前記熱媒体が前記蒸発器に向かって流通可能な回収ラインと、
    前記回収ラインに連通し、前記蒸発器に前記排熱を受け渡した後の前記熱媒体が前記冷却空気クーラに向かって流通可能な返送ラインと、
    前記回収ラインと前記返送ラインとを通じて、前記冷却空気クーラと前記蒸発器との間で前記熱媒体を循環させるポンプと、
    を有し、
    前記排熱回収装置は、前記回収ラインと前記返送ラインとを、前記冷却空気クーラ及び前記蒸発器を介さずに連通して前記熱媒体が流通可能なバイパスラインと、
    前記バイパスラインを流通する前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、
    を有する排熱回収システム。
  7. 請求項５又は６に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記冷却空気クーラで生成される前記冷却空気の温度が一定となるように前記流量調整弁の調整を行う制御装置を有する排熱回収システム。
  8. 請求項４から７のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、前記熱媒体として前記排熱回収ボイラにおける前記水を用いる排熱回収システム。
  9. 請求項１に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収システム。
  10. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより高い部位に回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより低い部位に回収し、
    前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収システム。
  11. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラを有し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の圧力がより高い部位に回収し、
    前記複数の冷却空気クーラで回収した前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の圧力がより低い部位に回収し、
    前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収システム。
  12. 請求項１０又は１１に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記排熱回収ボイラに加え、該排熱回収ボイラで加熱された前記水を作動媒体として駆動する蒸気タービンをさらに有する排熱回収システム。
  13. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気して、各々の箇所で抽気した前記空気を冷却して冷却空気を生成する複数の冷却空気クーラと、
    前記複数の冷却空気クーラのうち、少なくとも二つの冷却空気クーラからの排熱を回収する排熱回収装置と、
    を備え、
    前記排熱回収装置は、回収した前記排熱によって、低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルを有し、
    前記低沸点媒体ランキンサイクルは、前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより高い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い位置に回収し、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラからの前記排熱のうち、前記空気の圧力がより低い箇所の前記冷却空気クーラからの排熱を前記低沸点媒体の温度がより低い位置に回収し、
    前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収システム。
  14. 請求項２から８のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラからの排熱を混合して混合排熱とするとともに、該混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収システム。
  15. 請求項９から１４のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、熱媒体を、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラに並列に流通させることで、前記混合排熱を生成する排熱回収システム。
  16. 請求項９から１４のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラのうち、温度がより高い排熱を回収可能な該冷却空気クーラが高温側冷却空気クーラとして配され、
    前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラのうち、温度がより低い排熱を回収可能な該冷却空気クーラが低温側冷却空気クーラとして配され、
    前記排熱回収装置は、熱媒体を、前記低温側冷却空気クーラから前記高温側冷却空気クーラに向けて直列に流通させることで前記混合排熱を生成する排熱回収システム。
  17. 請求項９から１４のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、
    前記排熱回収装置は、熱媒体を、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラに並列に流通させることで、前記混合排熱を生成し、かつ、前記熱媒体を並列に流通させる前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの一部又はすべての該冷却空気クーラが並列冷却空気クーラ群を構成しているとすると、前記熱媒体を、該並列冷却空気クーラ群と、前記少なくとも二つの冷却空気クーラのうちの該並列冷却空気クーラ群以外の該冷却空気クーラとに直列に流通させることで、前記混合排熱を生成する排熱回収システム。
  18. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の排熱回収システムと、
    空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンと、
    を備えるガスタービンプラント。
  19. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として、温度がより高い熱媒体に回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として、温度がより低い熱媒体に回収する排熱回収方法。
  20. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記排熱を、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する複数の低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として低沸点媒体の沸点がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として低沸点媒体の沸点がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収方法。
  21. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱としてタービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラ、及び、該排熱回収ボイラで加熱された水を作動媒体として駆動する蒸気タービンを備えるランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収方法。
  22. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記排熱を、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の温度がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、
    前記排熱回収工程では、前記低沸点媒体とは異なる熱媒体によって前記排熱を前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収方法。
  23. 請求項２０又は２１に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、前記低沸点媒体とは異なる熱媒体によって前記排熱を前記低沸点媒体ランキンサイクルに回収する排熱回収方法。
  24. 請求項２２又は２３に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、
    前記冷却空気の温度が一定となるように前記熱媒体の流通量を調整して、前記排熱の回収量を調整する排熱回収方法。
  25. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  26. 請求項１９に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  27. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記タービンからの排気ガスで水を加熱する排熱回収ボイラの中の水の温度がより高い部位に回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の前記水の温度がより低い部位に回収し、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  28. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として排熱回収ボイラの中の水の圧力がより高い部位に回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記排熱回収ボイラの中の水の圧力がより低い部位に回収し、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  29. 空気を圧縮する圧縮機、圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器、及び、燃焼ガスで駆動するタービンを有するガスタービンにおける前記圧縮機の複数の異なる圧力の箇所から前記空気を抽気する抽気工程と、
    各々の箇所で抽気した前記空気をそれぞれ冷却して高温部品を冷却する冷却空気を生成する冷却工程と、
    各々の抽気箇所に対応する前記冷却空気のうち、少なくとも二箇所での該冷却空気を生成した際の排熱を回収する排熱回収工程と、
    を含み、
    前記排熱回収工程では、
    前記排熱を、各々で沸点の異なる低沸点媒体が凝縮と蒸発とを繰り返して循環する一つの低沸点媒体ランキンサイクルに回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより高い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を高温排熱として前記低沸点媒体の温度がより高い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうち、圧力がより低い箇所からの前記空気を冷却した際の排熱を低温排熱として前記低沸点媒体の温度がより低い前記低沸点媒体ランキンサイクルにおける位置に回収し、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  30. 請求項２０から２４のいずれか一項に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を混合して混合排熱とするとともに、前記混合排熱及び混合されない排熱のうち、温度がより高い方を高温排熱とし、温度がより低い方を低温排熱として回収する排熱回収方法。
  31. 請求項２５から３０のいずれか一項に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を並列して回収し、前記混合排熱を生成する排熱回収方法。
  32. 請求項２５から３０のいずれか一項に記載の排熱回収方法において、
    前記少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱のうち、温度がより低い排熱から温度がより高い排熱を順に直列に回収し、前記混合排熱を生成する排熱回収方法。
  33. 請求項２５から３０のいずれか一項に記載の排熱回収方法において、
    前記排熱回収工程では、
    少なくとも二箇所で抽気した前記空気を冷却して得た前記排熱のうちの一部又はすべての排熱を並列に回収し、これら並列に回収される排熱を並列排熱群とすると、該並列排熱群と、該並列排熱群以外の排熱とを直列して回収し、前記混合排熱を生成する排熱回収方法。
  34. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の排熱回収システムを、前記ガスタービンに追設する排熱回収システムの追設方法。
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