JP7364693B2 - コンバインドサイクル発電プラント用のデュアルサイクルシステム - Google Patents
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Description
実施例1は、ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントなどの主題を含むことができるまたは使用でき、圧縮空気を発生させるための圧縮機、燃焼ガスを生成するために燃料および上記圧縮空気を受け取ることができる燃焼器ならびに上記燃焼ガスを受け取り、排気ガスを発生させるためのタービンを備えるガスタービンエンジンと、上記排気ガスからの熱を利用して水から蒸気を発生させるための熱回収蒸気発生器と、上記熱回収蒸気発生器によって発生された上記蒸気から動力を生み出すための蒸気タービンと、上記燃焼器に入る前に燃料を液体からガスへ変換するための燃料再ガス化システムと、ガス化された燃料から動力を生み出すため上記燃料再ガス化システムと流体連通し、その下流に配置された燃料膨張タービンとを具備する。
12 ガスタービンエンジン(GTE)
14 熱回収蒸気発生器(HRSG)
16 蒸気タービン
18 発電機
20 発電機
22 凝縮器
30 燃料ガスヒータ
40 凝縮液ポンプ
42 給水ポンプ
44 低圧部
46 中間圧部
48 高圧部
50 圧縮機
52 燃焼器
54 タービン
56 IP/HPスプール
58 LPスプール
60 燃料源
61 蒸気ライン
66 水ライン、ライン
70 オーガニックランキンサイクル(ORC)システム
72 液体天然ガス(LNG)再ガス化および膨張システム
74 ライン
76 第1の熱交換器
78 第2の熱交換器
80 デュアルサイクルシステム
82 作動流体ポンプ、ポンプ
84 第4の熱交換器、回収熱交換器
86 作動流体タービン
88 第3の熱交換器、プロパン凝縮器
90 燃料ポンプ、ポンプ
92 燃料タービン
94 発電機
Claims (17)
- ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントであって、
ガスタービンエンジンであり、
圧縮空気を生成するための圧縮機と、
燃焼ガスを生成するために燃料および前記圧縮空気を受け取ることができる燃焼器と、
前記燃焼ガスを受け取り、排気ガスを生成するためのタービンと
を備えるガスタービンエンジンと、
前記排気ガスからの熱を利用して水から蒸気を生成するための熱回収蒸気発生器と、
前記熱回収蒸気発生器により生成された前記蒸気から動力を生み出すための蒸気タービンと、
前記燃焼器に入る前に前記燃料を液体からガスへ変換するための燃料再ガス化システムと、
発電機を駆動するために、ガス化された燃料から動力を生み出すため前記燃料再ガス化システムと流体連通し、その下流に配置された燃料膨張タービンと、
前記燃料再ガス化システムに入る液体燃料を気化させるように構成されたオーガニックランキンサイクル(ORC)システムと、
具備し、
前記ORCシステムが、
流体をポンプで送るための流体ポンプと、
前記流体を膨張させるため前記ポンプと流体連通し、前記ポンプの下流に配置されたORCタービンであって、前記発電機を駆動するように構成されたORCタービンと、
前記熱回収蒸気発生器からの低圧水を用いて前記流体を加熱するために前記ポンプおよび前記ORCタービンと流体連通し、前記ポンプおよび前記ORCタービンの間に設置された第1のORC熱交換器と、
前記流体を冷却するため前記ORCタービンおよび前記ポンプと流体連通し、前記ORCタービンおよび前記ポンプの間に配置された冷却源と
を備える、ガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。 - 前記流体ポンプから流れる前記流体と前記ORCタービンから流れる前記流体との間で熱を交換するために前記流体ポンプと前記第1のORC熱交換器との間に設置された回収熱交換器をさらに備える、請求項1に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。
- 前記流体がプロパンを含む、請求項1に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。
- 前記冷却源が、前記燃料再ガス化システムからの液体燃料を含む、請求項1に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。
- 前記燃料再ガス化システムが、
液化された燃料を受け取るための燃料ポンプと、
前記燃料ポンプと流体連通し、前記燃料ポンプの下流に配置された第3のORC熱交換器であり、前記ORCシステム用の凝縮器として機能するように構成される、第3のORC熱交換器と、
前記第3のORC熱交換器から流れるガス化された燃料を加熱するため前記第3のORC熱交換器から下流に配置された第2のORC熱交換器と
を備える、請求項4に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。 - 前記第2のORC熱交換器が、水からの熱を前記熱回収蒸気発生器から前記ガス化された燃料へ移動させる、請求項5に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。
- 前記燃料が、液化天然ガスを含む、請求項5に記載のガスタービンコンバインドサイクル発電プラント。
- 燃料システムを備えるガスタービンコンバインドサイクル発電プラントでの動作のためのオーガニックランキンサイクル(ORC)システムであって、前記ORCシステムが、
流体をポンプで送るための流体ポンプと、
前記流体を膨張させるため前記流体ポンプと流体連通し、前記流体ポンプの下流に配置されたORCタービンと、
前記燃料システムの燃料用の再ガス化および膨張システムであり、前記再ガス化および膨張システムが、前記ORCタービンの出口と前記ポンプの入口との間の前記流体を冷却するように構成される、再ガス化および膨張システムと、
前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントの熱回収蒸気発生器からの熱を用いて前記流体を加熱するために前記ポンプの出口と前記ORCタービンの入口との間に設置された第1の熱交換器と、
燃料が前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントのガスタービンエンジンに入る前に前記燃料から動力を生み出すための前記燃料システムの燃料膨張タービンと、
前記流体ポンプを出る前記流体と前記ORCタービンを出る前記流体との間で熱を交換するために前記流体ポンプの出口と前記第1の熱交換器の入口との間に設置された回収熱交換器と、
を備える、オーガニックランキンサイクルシステム。 - 前記燃料および前記熱回収蒸気発生器と熱伝達する第2の熱交換器をさらに備える、請求項8に記載のオーガニックランキンサイクルシステム。
- 前記第2の熱交換器が、前記熱回収蒸気発生器からの低圧水を用いて前記燃料を加熱するように構成される、請求項9に記載のオーガニックランキンサイクルシステム。
- 前記燃料を気化させるため前記流体からの熱を移動させるために前記燃料および前記流体と熱伝達する第3の熱交換器をさらに備える、請求項9に記載のオーガニックランキンサイクルシステム。
- 前記再ガス化および膨張システムが、
液化された燃料を受け取るための燃料ポンプと、
前記燃料ポンプの下流に配置され、前記燃料ポンプと流体連通している第3の熱交換器と、
前記第3の熱交換器の下流に配置され、前記第3の熱交換器と流体連通している第2の熱交換器と、
前記第2の熱交換器から燃料を受け取る前記燃料膨張タービンと
を備える、請求項8に記載のオーガニックランキンサイクルシステム。 - ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントを動作させる方法であって、
作動ポンプを使用して閉ループを通る作動流体を循環させるステップと、
前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントからの熱を使用して第1の熱交換器を用いて前記作動流体を加熱するステップであって、前記第1の熱交換器は、前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントからの水および前記作動流体と流体連通している、ステップと、
作動流体タービンを通る前記加熱された作動流体を膨張させるステップと、
燃料再ガス化および膨張システムを用いて前記作動流体タービンを出る前記作動流体を凝縮するステップと、
燃料タービンを介して前記燃料再ガス化および膨張システムの燃料を膨張させるステップと、
前記作動流体タービンおよび前記燃料タービンを用いて電力を発電するステップと
を含む、方法。 - 前記作動ポンプから作動流体を受け取る回収熱交換器を用いて前記作動流体タービンを出る前記作動流体を冷却するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 第1の外部熱源を用いて前記作動流体を加熱するステップが、前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントの熱回収蒸気発生器からの水を用いて前記作動流体を加熱するステップを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記熱回収蒸気発生器からの前記水と熱伝達する第2の熱交換器を使用して前記燃料を加熱するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記燃料が液化された天然ガスであり、
前記燃料再ガス化および膨張システムを用いて前記作動流体タービンを出る前記作動流体を冷却するステップが、
前記作動ポンプの上流の前記作動流体と熱伝達する再ガス化熱交換器を介して燃料ポンプを用いて液化された天然ガスをポンプで送るステップと、
前記液化された天然ガスをガス化させ、前記作動流体を凝縮させるために前記再ガス化熱交換器内で熱を前記作動流体から前記液化された天然ガスへ移動させるステップと、
前記第2の熱交換器内で前記ガス化された天然ガスを加熱するステップと、
前記ガスタービンコンバインドサイクル発電プラントのガスタービンへ前記ガス化された天然ガスを供給するステップと
を含む、請求項16に記載の方法。
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