蒸汽涡轮设备、具备该蒸汽涡轮设备的联合循环设备、及蒸汽涡轮设备的运转方法

摘要

锅炉(20)具有：利用加热流体将流入的水加热成定压比热为极大的定压比热极大温度以上的一个以上的蒸发器(22、26)；利用加热流体将从锅炉(20)流出的蒸汽加热的一个以上的再热器(31)。向低压蒸汽涡轮(43)供给蒸汽的全部的再热器(31)仅配置在高压蒸发器(26)的下游侧。全部的再热器(31)将包含通过了从高压蒸发器(26)被供给蒸汽的高压蒸汽涡轮(41)的蒸汽且温度比高压蒸发器(26)的定压比热极大温度低的再热用蒸汽(FRHS)加热至小于该定压比热极大温度。

说明书

技术领域

本发明涉及具备产生蒸汽的锅炉和由来自该锅炉的蒸汽进行驱动的多个蒸汽涡轮的蒸汽涡轮设备、具备该蒸汽涡轮设备的联合循环设备、及蒸汽涡轮设备的运转方法。

背景技术

以下的专利文献1记载的蒸汽涡轮设备具备：利用来自燃气轮机的废气的热量来产生蒸汽的废热回收锅炉；及多个蒸汽涡轮。

在该蒸汽涡轮设备中，作为多个蒸汽涡轮而具有高压蒸汽涡轮、由从高压蒸汽涡轮排气的蒸汽来进行驱动的中压蒸汽涡轮、由从中压蒸汽涡轮排气而再热后的蒸汽来进行驱动的低压蒸汽涡轮。废热回收锅炉具有：对于向高压蒸汽涡轮供给的水进行加热的高压节煤器(HPECO1)；对于由高压节煤器(HPECO1)加热后的水进行加热而形成为蒸汽的高压蒸发器(HPEVA)；对于由高压蒸发器(HPEVA)产生的蒸汽进行过热的下游侧高压过热器(HPSH2)；对于由下游侧高压过热器(HPSH2)过热后的蒸汽进一步进行过热的上游侧高压过热器(HPSH1)；对于从中压蒸汽涡轮排气的蒸汽进行加热的下游侧再热器(RH2)；对于由下游侧再热器(RH2)加热后的蒸汽进一步进行加热的上游再热器(RH1)。由上游侧高压过热器(HPSH1)过热后的蒸汽作为高压蒸汽向高压蒸汽涡轮供给。而且，由上游侧再热器(RH1)加热后的蒸汽作为再热蒸汽向低压蒸汽涡轮供给。

下游侧再热器(RH2)在流过废热回收锅炉中的废气的流动方向上，配置在高压蒸发器(HPEVA)的下游侧。而且，上游侧再热器(RH1)在废气的流动方向上，配置在高压蒸发器(HPEVA)的上游侧。由此，由配置在高压蒸发器(HPEVA)的下游侧的下游侧再热器(RH2)和配置在高压蒸发器(HPEVA)的上游侧的上游侧再热器(RH1)加热后的蒸汽向低压蒸汽涡轮供给。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-92372号公报

发明内容

发明要解决的课题

在蒸汽涡轮设备中，希望提高设备整体的效率。

因此，本发明的目的在于提供一种能够提高设备整体的效率的蒸汽涡轮设备、具备该蒸汽涡轮设备的联合循环设备、及蒸汽涡轮设备的运转方法。

用于解决课题的方案

用于实现上述目的的发明的一形态的蒸汽涡轮设备中，

所述蒸汽涡轮设备具备利用加热流体对水进行加热而产生蒸汽的锅炉、及由来自所述锅炉的蒸汽进行驱动的蒸汽涡轮，所述锅炉具有：一个以上的蒸发器，利用所述加热流体将流入的水加热成定压比热为极大的定压比热极大温度以上，从而使所述水成为蒸汽；及一个以上的再热器，利用所述加热流体对于从所述锅炉流出的蒸汽进行加热，作为所述蒸汽涡轮，具有：第一蒸汽涡轮，从一个以上的所述蒸发器中的流入的水的压力最高的高压蒸发器被供给蒸汽；及第二蒸汽涡轮，被供给由一个以上的所述再热器加热后的蒸汽，向所述第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的所述再热器以所述高压蒸发器为基准，仅配置在所述加热流体的流动方向的下游侧和上游侧中的一方侧，在所述全部的再热器仅配置于所述下游侧的情况下，所述全部的再热器将至少包含通过了所述第一蒸汽涡轮的蒸汽且温度比高压极大温度低的再热用蒸汽加热至小于所述高压极大温度，所述高压极大温度为所述高压蒸发器的所述定压比热极大温度，在所述全部的再热器仅配置于所述上游侧的情况下，所述全部的再热器对于至少包含通过了所述第一蒸汽涡轮的蒸汽且温度比所述高压极大温度高的再热用蒸汽进行加热。

在蒸汽通过作为多个蒸汽涡轮的集合的蒸汽涡轮组的过程中，蒸汽的能量落差越大，则从蒸汽涡轮组整体得到的输出越增大。在蒸汽涡轮设备中，从多个蒸汽涡轮排气的蒸汽最终在凝汽器返回成水，然后返回锅炉。向凝汽器流入的蒸汽的温度及压力必然根据在该凝汽器对蒸汽进行冷却的水等的温度来确定。在高压蒸发器产生的蒸汽的压力最高，至凝汽器为止期间以大的压力比膨胀，能够以最大的能量落差将输出取出。因此，增大在高压蒸发器产生的蒸汽的流量的情况对于提高蒸汽涡轮设备的输出、提高效率而言极其重要。另一方面，在高压蒸发器中，高压极大温度附近的温度下的流体的比热大，温度上升需要较多的热量。因此，以高压蒸发器能够利用的高压极大温度附近的温度等级的热量，来决定在高压蒸发器能够产生的蒸汽的流量。因此，向高压蒸发器投入较多的高压极大温度附近的温度等级的热量，增大在高压蒸发器产生的蒸汽的流量的情况对于提高蒸汽涡轮设备的输出、提高效率而言极其重要。因此，向第二蒸汽涡轮供给的再热用蒸汽的加热有效地利用加热流体的热量，向高压蒸发器较多地供给高压极大温度附近的温度等级的热量，向第一蒸汽涡轮较多地供给高温的蒸汽。其结果是，蒸汽通过蒸汽涡轮组的过程中的蒸汽的能量落差变大，从蒸汽涡轮组整体得到的输出升高。

在该蒸汽涡轮设备中，向第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器以高压蒸发器为基准，仅配置在加热流体的流动方向的下游侧和上游侧中的一方侧。而且，在向第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器中，在再热用蒸汽的加热过程中，以避免跨越作为高压蒸发器的定压比热极大温度的高压极大温度的方式对再热用蒸汽进行加热。

具体而言，向第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器仅配置于高压蒸发器的下游侧的情况下，通过该再热器的加热流体的温度比通过高压蒸发器的加热流体的温度低。此外，这种情况下，该再热器以避免跨越高压极大温度的方式将温度比高压极大温度低的再热用蒸汽加热至小于高压极大温度。由此，这种情况下，能够抑制高压蒸发器的定压比热极大温度附近的温度等级的热量、且由再热器消耗的热量，因此能够使同温度等级的热量由高压蒸发器较多地利用，能够使在高压蒸发器产生的蒸汽的流量增大。而且，向该再热器流入的蒸汽的温度与对该蒸汽进行加热的加热流体的温度之差小，加热流体与蒸汽的热交换的效率良好，从该观点出发也能够有效地利用再热器的加热流体的热量。

此外，这种情况下，向第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器仅配置在高压蒸发器的下游侧，因此由于再热器的存在而通过高压蒸发器的加热流体的温度不会下降。因此，能够向高压蒸发器供给较多的高温的加热流体的热量。

由此，这种情况下，能够向第二蒸汽涡轮供给由再热器加热后的蒸汽，并向第一蒸汽涡轮供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。

另外，向第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器仅配置在高压蒸发器的上游侧的情况下，通过该再热器的加热流体的温度比通过高压蒸发器的加热流体的温度高。这种情况下，该再热器以避免跨越高压极大温度的方式对于温度比高压极大温度高的再热用蒸汽进行加热。由此，这种情况下，能够抑制高压蒸发器的定压比热极大温度附近的温度等级的热量、由再热器消耗的热量，因此能够将同温度等级的热量在高压蒸发器中较多地利用，能够使在高压蒸发器产生的蒸汽的流量增大。而且，向该再热器流入的蒸汽的温度与对该蒸汽进行加热的加热流体的温度之差小，加热流体与蒸汽的热交换的效率良好，从该观点出发也能够有效地利用在再热器的加热流体的热量。

由此，这种情况下，也能够向第二蒸汽涡轮供给由再热器加热后的蒸汽，并向第一蒸汽涡轮供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。

在此，在所述蒸汽涡轮设备中，也可以在向所述第二蒸汽涡轮供给蒸汽的所述全部的再热器上连接蒸汽回收管线，该蒸汽回收管线将包含通过了所述第一蒸汽涡轮的全部蒸汽的所述再热用蒸汽向所述再热器输送。

另外，在以上的任一个所述蒸汽涡轮设备中，也可以是，作为所述再热用蒸汽存在温度比所述高压极大温度低的第一再热用蒸汽和温度比所述高压极大温度高的第二再热用蒸汽，作为所述第二蒸汽涡轮具有第一再热蒸汽涡轮和第二再热蒸汽涡轮，作为向成为所述第二蒸汽涡轮的所述第一再热蒸汽涡轮供给蒸汽的所述全部的再热器，具有第一再热器，该第一再热器以所述高压蒸发器为基准而仅配置在所述下游侧，将所述第一再热用蒸汽加热至小于所述高压极大温度的温度，此外，作为向成为所述第二蒸汽涡轮的所述第二再热蒸汽涡轮供给蒸汽的所述全部的再热器，具有第二再热器，该第二再热器以所述高压蒸发器为基准而仅配置在所述上游侧，对所述第二再热用蒸汽进行加热。

另外，在以上的任一个所述蒸汽涡轮设备中，所述锅炉也可以具备使流入到所述高压蒸发器的水的压力成为压力比临界压高的超临界压的泵。

在该蒸汽涡轮设备中，高压蒸发器将水加热成超临界压下的拟临界温度以上。因此，在该蒸汽涡轮设备中，能够向多个蒸汽涡轮中的被供给压力最高的蒸汽的第一蒸汽涡轮供给高温且高压的蒸汽。而且，在向高压蒸发器流入的水的压力比临界压高的情况下，由高压蒸发器产生的蒸汽的压力也高，在到达凝汽器期间以特别大的压力比膨胀，蒸汽涡轮的能量落差大。因此，再热器的温度上升幅度也增大，再热器的高压极大温度附近的热量的消耗也大。因此，适用本发明，利用再热器以避免跨越高压极大温度的方式对蒸汽进行再热，抑制高压极大温度附近的温度等级的热量的消耗，使向高压蒸发器供给的同温度等级的热量增大。这样，通过使高压蒸发器的产生蒸汽流量增大而能够增大来自蒸汽涡轮组整体的输出。

用于实现上述目的的发明的一形态的联合循环设备具备以上的任一个所述蒸汽涡轮设备和燃气轮机，所述锅炉是将来自所述燃气轮机的废气作为所述加热流体的废热回收锅炉。

在该联合循环设备中，由于具备所述蒸汽涡轮设备，因此能够提高该联合循环设备的效率。

用于实现上述目的的发明的一形态的蒸汽涡轮设备的运转方法中，

所述蒸汽涡轮设备具备利用加热流体对水进行加热而产生蒸汽的锅炉、及由来自所述锅炉的蒸汽进行驱动的蒸汽涡轮，所述锅炉具有：一个以上的蒸发器，利用所述加热流体将流入的水加热成定压比热为极大的定压比热极大温度以上，从而使所述水成为蒸汽；及一个以上的再热器，利用所述加热流体对于从所述锅炉流出的蒸汽进行加热，作为所述蒸汽涡轮，具有：第一蒸汽涡轮，被供给来自一个以上的所述蒸发器中的流入的水的压力最高的高压蒸发器的蒸汽；及第二蒸汽涡轮，被供给由一个以上的所述再热器加热后的蒸汽，其中，

以所述高压蒸发器为基准，将向所述第二蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的所述再热器预先仅配置在所述加热流体的流动方向的下游侧和上游侧中的一方侧，在将所述全部的再热器仅配置于所述下游侧的情况下，所述全部的再热器将至少包含通过了所述第一蒸汽涡轮的蒸汽且温度比高压极大温度低的再热用蒸汽加热至小于所述高压极大温度，所述高压极大温度为所述高压蒸发器的所述定压比热极大温度，在将所述全部的再热器仅配置于所述上游侧的情况下，所述全部的再热器对于至少包含通过了所述第一蒸汽涡轮的蒸汽且温度比所述高压极大温度高的再热用蒸汽进行加热。

在该运转方法中，也与先前说明的蒸汽涡轮设备同样，能够向第二蒸汽涡轮供给由再热器加热后的蒸汽，并向第一蒸汽涡轮供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。

在此，在所述蒸汽涡轮设备的运转方法中，也可以对于向所述第二蒸汽涡轮供给蒸汽的所述全部的再热器，供给包含通过了所述第一蒸汽涡轮的全部蒸汽的所述再热用蒸汽。

另外，在以上的任一个所述蒸汽涡轮设备的运转方法中，也可以向所述高压蒸发器供给形成为超临界压且小于拟临界温度的水，所述高压蒸发器将所述水加热至比所述拟临界温度高的温度。

发明效果

在本发明的一形态中，能够向第二蒸汽涡轮供给由再热器加热后的蒸汽，并向第一蒸汽涡轮供给较多的高温的蒸汽。由此，根据本发明的一形态，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的蒸汽涡轮设备的系统图。

图2是表示本发明的第一实施方式的锅炉中的与废气及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系的TQ线图。

图3是表示比较例的锅炉中的与废气及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系的TQ线图。

图4是本发明的第二实施方式的蒸汽涡轮设备的系统图。

图5是表示本发明的第二实施方式的锅炉中的与废气及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系的TQ线图。

图6是本发明的第一变形例的蒸汽涡轮设备的系统图。

图7是本发明的第二变形例的蒸汽涡轮设备的系统图。

图8是本发明的变形例的蒸汽涡轮的剖视图。

图9是表示温度与水的定压比热的关系的坐标图。

具体实施方式

以下，关于本发明的蒸汽涡轮设备的各种实施方式及变形例，使用附图进行说明。

“蒸汽涡轮设备的第一实施方式”

首先，参照图1～图3，说明本发明的蒸汽涡轮设备的第一实施方式。

如图1所示，本实施方式的蒸汽涡轮设备STP1具备：利用来自燃气轮机10的废气EG(加热流体)的热量来产生蒸汽的废热回收锅炉20；利用由废热回收锅炉20产生的蒸汽进行驱动的蒸汽涡轮41、43；通过蒸汽涡轮41、43的驱动而发电的发电机61、63；使驱动蒸汽涡轮41、43的蒸汽返回成水的凝汽器51；使凝汽器51中的水返回废热回收锅炉20的供水泵53；将通过了废热回收锅炉20的废气EG向大气放出的烟囱39。需要说明的是，在此，通过燃气轮机10和蒸汽涡轮设备STP1构成联合循环设备。

燃气轮机10具备：对空气进行压缩的压缩机11；在由压缩机11压缩后的空气中使燃料F燃烧而生成燃烧气体的多个燃烧器12；由高温高压的燃烧气体进行驱动的涡轮13。涡轮13的涡轮转子和压缩机11的压缩机转子以同一轴线为中心旋转，且相互连结而构成燃气轮机转子14。在该燃气轮机转子14连接有例如发电机65的发电机转子。从涡轮13排气的燃烧气体作为废气EG向废热回收锅炉20供给。

本实施方式的蒸汽涡轮设备STP1具备高压蒸汽涡轮41(第一蒸汽涡轮)和低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)作为蒸汽涡轮。在高压蒸汽涡轮41的涡轮转子、低压蒸汽涡轮43的涡轮转子分别连接有发电机61、63的转子。

废热回收锅炉20具有：对于由供水泵53送来的水进行加热的低压节煤器(ECO-LP)21；使由低压节煤器21加热后的水成为蒸汽的低压蒸发器(EVA-LP)22；使由低压节煤器21加热后的水升压的高压泵23；对于由高压泵23升压后的水即高压水HW进行加热的高压节煤器(ECO-HP)25；使由高压节煤器25加热后的高压水HW成为蒸汽的高压蒸发器(EVA-HP)26；对于由高压蒸发器26产生的蒸汽进行过热而生成高压蒸汽HS的高压过热器(SH-HP)27；对于包含从高压蒸汽涡轮41排气的高压蒸汽的再热用蒸汽FRHS进行加热的再热器(RH-LP)31。

在此，在废热回收锅炉20中流动的废气EG的流动方向上，以燃气轮机10为基准，将烟囱39存在的一侧作为下游侧，将其相反侧作为上游侧。低压节煤器21、低压蒸发器22、再热器31及高压节煤器25、高压蒸发器26、高压过热器27从废热回收锅炉20的下游侧朝向上游侧依次配置。需要说明的是，在本实施方式中，废气EG的流动方向上的再热器31的位置与高压节煤器25的位置实质上相同。

凝汽器51与低压节煤器21由供水管线77连接。在该供水管线77设有前述的供水泵53。在低压节煤器21连接有将由该低压节煤器21加热后的水向低压蒸发器22输送的第一低压水管线78、将由该低压节煤器21加热后的水向高压节煤器25输送的第二低压水管线79。在第二低压水管线79设有前述的高压泵23。高压过热器27的蒸汽出口与高压蒸汽涡轮41的蒸汽入口由高压蒸汽供给管线71连接，该高压蒸汽供给管线71将由高压过热器27过热后的蒸汽即高压蒸汽HS向高压蒸汽涡轮41供给。而且，高压蒸汽涡轮41的蒸汽出口与再热器31的蒸汽入口由高压蒸汽回收管线72连接。在该高压蒸汽回收管线72连接有用于将由低压蒸发器22产生的蒸汽向再热器31输送的低压蒸汽管线75。再热器31的蒸汽出口与低压蒸汽涡轮43的蒸汽入口由再热蒸汽供给管线76连接，该再热蒸汽供给管线76将由再热器31加热后的蒸汽即再热蒸汽RHS向低压蒸汽涡轮43供给。低压蒸汽涡轮43的蒸汽出口与凝汽器51相互连接，以将从低压蒸汽涡轮43排气的蒸汽向凝汽器51供给。

接下来，说明以上说明的联合循环设备的动作。

燃气轮机10的压缩机11对大气中的空气A进行压缩，并将压缩后的空气A向燃烧器12供给。而且，来自燃料供给源的燃料F也向燃烧器12供给。在燃烧器12中，在压缩后的空气A中使燃料F燃烧，生成高温高压的燃烧气体。该燃烧气体被输送到涡轮13内，使该涡轮13的涡轮转子旋转。通过该涡轮转子的旋转而与燃气轮机10连接的发电机65发电。

使涡轮13的涡轮转子旋转的燃烧气体作为废气EG从燃气轮机10排气。该废气EG在废热回收锅炉20内通过之后，从烟囱39向大气放出。废热回收锅炉20利用该废气EG的热量使水成为蒸汽。

在废热回收锅炉20中，来自凝汽器51的水经由供水管线77向最下游侧的低压节煤器21供给。低压节煤器21使该水与废气EG进行热交换而进行加热。由低压节煤器21加热后的水的一部分经由第一低压水管线78向低压蒸发器22输送，在此进一步被加热而成为蒸汽。该蒸汽经由低压蒸汽管线75及高压蒸汽回收管线72向再热器31输送。而且，由低压节煤器21加热后的剩余的水利用高压泵23而升压，作为高压水HW向高压节煤器25输送。高压节煤器25使高压水HW与废气EG进行热交换而进行加热。由高压节煤器25加热后的高压水HW由高压蒸发器26进一步加热而成为蒸汽。该蒸汽由高压过热器27进一步过热而成为高压蒸汽HS。该高压蒸汽HS经由高压蒸汽供给管线71向高压蒸汽涡轮41(第一蒸汽涡轮)供给。

供给到高压蒸汽涡轮41的高压蒸汽HS使该高压蒸汽涡轮41的涡轮转子旋转。通过该涡轮转子的旋转而与高压蒸汽涡轮41连接的发电机61发电。通过了高压蒸汽涡轮41(第一蒸汽涡轮)的高压蒸汽经由高压蒸汽回收管线72向再热器31输送。而且，如前所述，由低压蒸发器22产生的蒸汽也经由低压蒸汽管线75及高压蒸汽回收管线72向再热器31输送。即，通过了高压蒸汽涡轮41的高压蒸汽及由低压蒸发器22产生的蒸汽相互汇合而作为再热用蒸汽FRHS向再热器31流入。再热用蒸汽FRHS由再热器31加热。由再热器31加热后的再热用蒸汽FRHS作为再热蒸汽RHS，经由再热蒸汽供给管线76向低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)供给。

供给到低压蒸汽涡轮43的再热蒸汽RHS使该低压蒸汽涡轮43的涡轮转子旋转。通过该涡轮转子的旋转而与低压蒸汽涡轮43连接的发电机63发电。通过了低压蒸汽涡轮43的再热蒸汽向凝汽器51流入，通过该凝汽器51而返回成水。凝汽器51中的水通过供水泵53如前所述向低压节煤器21供给。

在此，本实施方式的高压蒸发器26是如图9所示将规定的压力下的定压比热极大的定压比热极大温度Tmax以下的温度的水加热成该定压比热极大温度Tmax以上的温度的装置。具体而言，在由高压蒸发器26加热的水的压力为临界压的情况下，高压蒸发器26是将临界压下的定压比热成为极大的温度即临界温度Tmax1(定压比热极大温度Tmax)以下的温度的水加热成临界温度Tmax1以上的温度的装置。由高压蒸发器26加热的水的压力高于临界压的情况下，高压蒸发器26是将由高压蒸发器26加热的水的压力下的定压比热极大的温度，即拟临界温度Tmax2(定压比热极大温度Tmax)以下的温度的水加热成拟临界温度Tmax2以上的温度的装置。在由高压蒸发器26加热的水的压力低于临界压的情况下，高压蒸发器26是将由高压蒸发器26加热的水的压力下的定压比热极大的温度即饱和温度Tmax3(定压比热极大温度Tmax)以下的温度的水加热成饱和温度Tmax3以上的温度的装置。由此，在以上及以下的说明中，由高压蒸发器26生成的蒸汽是临界压下的临界温度Tmax1以下的温度的水成为临界温度Tmax1以上的温度的流体、或者超临界压下的拟临界温度Tmax2以下的温度的水成为拟临界温度Tmax2以上的温度的流体、亚临界压下的饱和温度Tmax3以下的温度的水成为饱和温度Tmax3以上的温度的流体。而且，高压泵23是使由低压节煤器21加热后的水的压力升压至临界压、超临界压、亚临界压的泵。需要说明的是，图9所示的拟临界温度Tmax2、饱和温度Tmax3是例子，要注意的是拟临界温度Tmax2、饱和温度Tmax3根据由高压蒸发器26加热的水的压力而变化的情况。而且，在此也包括定压比热成为无限大的情况而称为极大。

另外，废热回收锅炉20具备的多个蒸发器22、26中，比流入的水的压力最高的高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的温度低的再热用蒸汽FRHS流入到本实施方式的再热器31。即，在向高压蒸发器26供给临界压的水的情况下，温度比临界温度Tmax1低的再热用蒸汽FRHS流入到再热器31。而且，在向高压蒸发器26供给超临界压的水的情况下，比向高压蒸发器26供给的水的压力下的拟临界温度Tmax2的温度低的再热用蒸汽FRHS流入到再热器31。而且，在向高压蒸发器26供给亚临界压的水的情况下，比向高压蒸发器26供给的水的压力下的饱和温度Tmax3的温度低的再热用蒸汽FRHS流入到再热器31。再热器31将该再热用蒸汽FRHS加热至小于该定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的温度。由此，再热器31相对于通过该再热器31的废气EG的温度、流入到该再热器31的蒸汽的温度及流量，设定为将从再热器31流出的蒸汽的温度提升至小于定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的传热面积。

图2示出表示本实施方式的与废气EG及水(包括蒸汽)HW/HS的流动相伴的各自的热量与温度的关系的TQ线图。该TQ线图是在废气EG的流动方向上，如图1所示，从废热回收锅炉20中的位于最上游的高压过热器(SH-HP)27至再热器(RH-LP)31及高压节煤器(ECO-HP)25之间D的TQ线图。而且，图2中，实线表示向高压蒸汽涡轮41供给的水(包括蒸汽)HW/HS的TQ线，虚线表示废气EG的TQ线，单点划线表示再热用蒸汽FRHS的TQ线。需要说明的是，该TQ线图是定性地表示与废气EG及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系的图，不是定量地表示的图。而且，在图2中，作为例子而示出由高压蒸发器26加热的水为超临界压的情况。

废气EG随着流向下游侧而逐渐温度下降，并且热量减少。另一方面，向高压蒸汽涡轮41供给的水(包括蒸汽)HW/HS通过与废气EG的热交换，随着流向上游侧而温度逐渐上升，并且热量增多。具体而言，流入高压节煤器(ECO-HP)25的高压水HS在通过该高压节煤器(ECO-HP)25的过程中，温度逐渐上升且热量增多。在该高压节煤器(ECO-HP)25中，高压水HS被加热至比拟临界温度Tmax2低的温度。从高压节煤器(ECO-HP)25流出且向配置于该高压节煤器(ECO-HP)25的上游侧的高压蒸发器(EVA-HP)26流入的水也在通过该高压蒸发器(EVA-HP)26的过程中，温度逐渐上升且热量增多。在该高压蒸发器(EVA-HP)26中，水从比拟临界温度Tmax2低的温度被加热至比拟临界温度Tmax2高的温度，成为蒸汽。水或蒸汽HW/HS的相对于热量变化的温度变化在拟临界温度Tmax2的附近小，在该温度的附近的周围变大。从该高压蒸发器(EVA-HP)26流出且向配置于该高压蒸发器(EVA-HP)26的上游侧的高压过热器(SH-HP)27流入的蒸汽也在通过该高压过热器(SH-HP)27的过程中，温度逐渐上升且热量增多，成为高压蒸汽HS。该高压蒸汽HS向高压蒸汽涡轮41供给。

如前所述，比拟临界温度Tmax2(超临界压时)低的温度的再热用蒸汽FRHS流入到再热器(RH-LP)31。而且，具有如下温度的废气EG通过该再热器(RH-LP)31，所述温度是与通过在废气EG的流动方向上配置于与再热器(RH-LP)31实质上相同位置的高压节煤器(ECO-HP)25的废气EG的温度相同的温度。再热用蒸汽FRHS通过与废气EG的热交换，在通过再热器(RH-LP)31的过程中，温度逐渐上升且热量增多。但是，如前所述，该再热用蒸汽FRHS只能加热至小于拟临界温度Tmax2(超临界压时)的温度。因此，能抑制再热器(RH-LP)31的拟临界温度Tmax2(超临界压时)附近的温度等级的热量的消耗，能够使在高压蒸发器(EVA-HP)26利用的热量增大。该再热用蒸汽FRHS由再热器(RH-LP)31加热时，作为再热蒸汽RHS，向低压蒸汽涡轮43供给。

在此，以“背景技术”一栏说明的蒸汽涡轮设备为比较例，使用图3的TQ线图，说明该比较例的与废气EG及水(包括蒸汽)HW/HS的流动相伴的各自的热量与温度的关系。该TQ线图也与图2的TQ线图同样是定性地表示与废气EG及水(包括蒸汽)HW/HS的流动相伴的各自的热量与温度的关系的图，不是定量地表示的图。

在比较例的蒸汽涡轮设备中，废气EG(虚线所示)也是随着流向下游侧而温度逐渐下降且热量减少。另一方面，向高压蒸汽涡轮供给的水(包括蒸汽)HW/HS通过与废气EG的热交换，随着流向上游侧而温度逐渐上升且热量增多。具体而言，流入到下游侧的高压节煤器(HPECO1)的水随着朝上游侧流向该高压节煤器(HPECO1)、高压蒸发器(HPEVA)、下游侧高压过热器(HPSH2)、上游侧高压过热器(HPSH1)而温度逐渐上升且热量增多。向高压蒸汽涡轮供给的水(包括蒸汽)HW/HS在通过高压蒸发器(HPEVA)的过程中，从比拟临界温度Tmax2低的温度被加热成比拟临界温度Tmax2高的温度。

从中压蒸汽涡轮排气的蒸汽FRHS流入到下游侧再热器(RH2)。该蒸汽FRHS在通过下游侧再热器(RH2)的过程中，与废气EG进行热交换，温度逐渐上升且热量增多。该蒸汽FRHS由下游侧再热器(RH2)从比临界温度低的温度加热至比拟临界温度Tmax2低的温度。由下游侧再热器(RH2)加热后的蒸汽FRHS在通过上游侧再热器(RH1)的过程中，与废气EG进行热交换，温度逐渐上升且热量增多。该蒸汽FRHS由上游侧再热器(RH1)加热至比拟临界温度Tmax2高的温度。被加热至比拟临界温度Tmax2高的温度的蒸汽FRHS作为再热蒸汽向低压蒸汽涡轮供给。即，在比较例中，利用下游侧再热器(RH2)及上游侧再热器(RH1)从比临界温度低的温度加热至比拟临界温度Tmax2高的温度的再热蒸汽RHS向低压蒸汽涡轮供给。

如以上所述，在比较例的蒸汽涡轮设备中，由向低压蒸汽涡轮供给蒸汽的全部的再热器即下游侧再热器(RH2)及上游侧再热器(RH1)构成的再热器组将比拟临界温度Tmax2低的温度的蒸汽FRHS加热至比拟临界温度Tmax2高的温度。由此，向比较例的再热器组流入的蒸汽FRHS的温度与从该再热器组流出的蒸汽FRHS的温度之差大，拟临界温度Tmax2附近的温度等级的热量消耗多。因此，在高压蒸发器(HPEVA)能够利用的同温度等级的热量少，在高压蒸发器(HPEVA)能够产生的蒸汽流量少。而且，向再热器组中的上游侧再热器(RH1)流入的蒸汽FRHS是温度比拟临界温度Tmax2低的温度的蒸汽。另一方面，由于上游侧再热器(RH1)配置在高压蒸发器(HPEVA)的上游侧的关系，而对上游侧再热器(RH1)内的蒸汽进行加热的废气EG的温度是比拟临界温度Tmax2高的温度。因此，在比较例中，向再热器组中的上游侧再热器(RH1)流入的蒸汽FRHS的温度与对该蒸汽FRHS进行加热的废气EG的温度之差ΔT大。因此，废气EG与蒸汽FRHS的热交换的效率低，从该观点出发，该再热器组的废气EG的热量消耗也多。

此外，在比较例中，由于废气EG与蒸汽FRHS的热交换的效率低且废气EG的热量消耗多的上游侧再热器(RH1)配置在高压蒸发器(HPEVA)的上游侧，因此在经由上游侧再热器(RH1)到达高压蒸发器(HPEVA)的时点，废气EG的温度降低。

通常，蒸汽在通过作为多个蒸汽涡轮的集合的蒸汽涡轮组的过程中，该蒸汽的能量落差越大，则从蒸汽涡轮组整体得到的输出越增大。在蒸汽涡轮设备中，从多个蒸汽涡轮排气的蒸汽最终在凝汽器返回成水，然后返回锅炉。向凝汽器流入的蒸汽的温度及压力必然由利用该凝汽器对蒸汽进行冷却的水等的温度来确定。在高压蒸发器产生的蒸汽的压力最高，在到达凝汽器之前的期间以较大的压力比膨胀，能够以最大的能量落差将输出取出。因此，增大在高压蒸发器产生的蒸汽的流量的情况对于提高蒸汽涡轮设备的输出、提高效率而言极其重要。另一方面，在高压蒸发器中，高压极大温度附近的温度下的流体的比热大，温度上升需要较多的热量。因此，以高压蒸发器能够利用的高压极大温度附近的温度等级的热量来决定在高压蒸发器能够产生的蒸汽的流量。因此，向高压蒸发器较多地投入高压极大温度附近的温度等级的热量，增大在高压蒸发器产生的蒸汽的流量的情况对于提高蒸汽涡轮设备的输出、提高效率而言极其重要。

因此，在本实施方式中，向低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)供给的再热用蒸汽的加热有效地利用加热流体的热量，向高压蒸发器26较多地供给高压极大温度附近的温度等级的热量，向高压蒸汽涡轮41(第一蒸汽涡轮)较多地供给高温的蒸汽。其结果是，蒸汽通过蒸汽涡轮组的过程中的蒸汽的能量落差增大，从蒸汽涡轮组整体得到的输出升高。

在本实施方式的蒸汽涡轮设备STP1中，向低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)供给再热蒸汽RHS的全部的再热器31(在本实施方式中为一台再热器31)以高压蒸发器26为基准，仅配置在废气EG(加热流体)的流动方向上的下游侧。而且，在向低压蒸汽涡轮43供给再热蒸汽RHS的全部的再热器31中，在再热用蒸汽FRHS的加热过程中，以避免跨越高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax即高压极大温度Tmax-HP的方式对再热用蒸汽FRHS进行加热。

具体而言，在本实施方式中，在向低压蒸汽涡轮43供给再热蒸汽RHS的全部的再热器31中通过的废气EG的温度比通过高压蒸发器26的废气EG的温度低。而且，温度比高压极大温度Tmax-HP(临界温度Tmax1(临界压时)、拟临界温度Tmax2(超临界压时)、饱和温度Tmax3(亚临界压时))低的再热用蒸汽FRHS流入到本实施方式的全部的再热器31。本实施方式的全部的再热器31以避免跨越高压极大温度Tmax-HP的方式将温度比高压极大温度Tmax-HP低的再热用蒸汽FRHS加热至小于高压极大温度Tmax-HP。由此，在本实施方式中，能够抑制高压蒸发器26中的高压极大温度Tmax-HP附近的温度等级的热量，即能够抑制由再热器消耗的热量，因此相同温度等级的热量在高压蒸发器26中较多地利用，能够使在高压蒸发器26产生的蒸汽的流量增大。而且，如图2所示，向再热器(RH-LP)31流入的再热用蒸汽FRHS的温度与对该再热用蒸汽FRHS进行加热的废气EG的温度之差ΔT1小于比较例的上游侧再热器(RH1)的温度差ΔT(参照图3)，废气EG与再热用蒸汽FRHS的热交换的效率良好，从该观点出发也能够有效地利用再热器31中的废气EG的热量。

此外，在本实施方式中，向低压蒸汽涡轮43供给蒸汽的全部的再热器31仅配置于高压蒸发器26的下游侧，因此由于再热器31的存在而通过高压蒸发器26的废气(加热流体)的温度不会下降。因此，在本实施方式中，与比较例相比，能够使高温的废气通过高压蒸发器26。

由此，在本实施方式中，能够向低压蒸汽涡轮43供给由再热器31加热的蒸汽，并向高压蒸汽涡轮41有效地供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。因此，在本实施方式中，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

“蒸汽涡轮设备的第二实施方式”

接下来，参照图4及图5，说明本发明的蒸汽涡轮设备的第二实施方式。

本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2也与第一实施方式同样，如图4所示，具备废热回收锅炉20a、蒸汽涡轮41、42、43、发电机61、62、63、凝汽器51、供水泵53及烟囱39。需要说明的是，在本实施方式中，也与第一实施方式同样，通过燃气轮机10和蒸汽涡轮设备STP2构成联合循环设备。

本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2作为蒸汽涡轮具备高压蒸汽涡轮41(第一蒸汽涡轮)、中压蒸汽涡轮42(第二蒸汽涡轮、第二再热蒸汽涡轮)、低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮、第一再热蒸汽涡轮)。在高压蒸汽涡轮41的涡轮转子、中压蒸汽涡轮42的涡轮转子、低压蒸汽涡轮43的涡轮转子上分别连接发电机61、62、63的转子。

废热回收锅炉20a具有：对于由供水泵53输送来的水进行加热的低压节煤器(ECO-LP)21；使由低压节煤器21加热后的水成为蒸汽的低压蒸发器(EVA-LP)22；使由低压节煤器21加热后的水升压的高压泵23；对于由高压泵23升压后的水即高压水HW进行加热的高压节煤器(ECO-HP)25；使由高压节煤器25加热后的高压水成为蒸汽的高压蒸发器(EVA-HP)26；对于由高压蒸发器26产生的蒸汽进行过热的第一高压过热器(SH1-HP)27；对于由第一高压过热器27过热后的蒸汽进一步过热而成为高压蒸汽HS的第二高压过热器(SH2-HP)28；将从高压蒸汽涡轮41排气的蒸汽作为再热用中压蒸汽FRHS2(第二再热用蒸汽)进行加热的中压再热器(RH-IP)32；对于从中压蒸汽涡轮42排气的包含蒸汽的再热用低压蒸汽FRHS1(第一再热用蒸汽)进行加热的低压再热器(RH-LP)31。

低压节煤器21、低压蒸发器22、低压再热器31及高压节煤器25、高压蒸发器26、第一高压过热器27、中压再热器32、第二高压过热器28从废热回收锅炉20a的下游侧朝向上游侧依次配置。需要说明的是，在本实施方式中，废气EG的流动方向上的低压再热器31的位置与高压节煤器25的位置实质上相同。

第二高压过热器28的蒸汽出口与高压蒸汽涡轮41的蒸汽入口由高压蒸汽供给管线71连接，该高压蒸汽供给管线71将由第二高压过热器28过热后的蒸汽即高压蒸汽HS向高压蒸汽涡轮41供给。而且，高压蒸汽涡轮41的蒸汽出口与中压再热器32的蒸汽入口由高压蒸汽回收管线72a连接。中压再热器32的蒸汽出口与中压蒸汽涡轮42的蒸汽入口由再热中压蒸汽供给管线73连接，该再热中压蒸汽供给管线73将由中压再热器32加热后的蒸汽即再热中压蒸汽RHS2向中压蒸汽涡轮42供给。中压蒸汽涡轮42的蒸汽出口与低压再热器31的蒸汽入口由中压蒸汽回收管线74连接。在该中压蒸汽回收管线74上连接有用于将由低压蒸发器22产生的蒸汽向低压再热器31输送的低压蒸汽管线75。低压再热器31的蒸汽出口与低压蒸汽涡轮43的蒸汽入口由再热低压蒸汽供给管线76连接，该再热低压蒸汽供给管线76将由低压再热器31加热后的蒸汽即再热低压蒸汽RHS1向低压蒸汽涡轮43供给。低压蒸汽涡轮43的蒸汽出口与凝汽器51相互连接，以将从低压蒸汽涡轮43排气的蒸汽向凝汽器51供给。

本实施方式的高压蒸发器26也与第一实施方式的高压蒸发器26同样，是将比规定的压力(临界压、超临界压、亚临界压)下的定压比热成为极大的定压比热极大温度Tmax(临界温度Tmax1(临界压时)、拟临界温度Tmax2(超临界压时)、饱和温度Tmax3(亚临界压时))低的温度的水加热成比该定压比热极大温度Tmax高的温度的装置。而且，高压泵23也与第一实施方式的高压泵23同样是将由低压节煤器21加热后的水的压力升压至临界压、超临界压或亚临界压的泵。

接下来，说明以上说明的联合循环设备的动作。

与第一实施方式同样，来自燃气轮机10的废气EG经由废热回收锅炉20a从烟囱39向大气放出。

在废热回收锅炉20a中，来自凝汽器51的水经由供水管线77向最下游侧的低压节煤器21供给。低压节煤器21使该水与废气EG进行热交换而进行加热。由低压节煤器21加热后的水的一部分由低压蒸发器22进一步加热而成为蒸汽。该蒸汽经由第一低压水管线78及中压蒸汽回收管线74向低压再热器31输送。而且，由低压节煤器21加热后的剩余的水由高压泵23升压成临界压、超临界压或亚临界压，作为高压水HW向高压节煤器25输送。高压节煤器25使高压水HW与废气EG进行热交换而进行加热。由高压节煤器25加热后的高压水HW由高压蒸发器26进一步加热而成为蒸汽。该蒸汽由第一高压过热器27及第二高压过热器28进一步过热而成为高压蒸汽HS。该高压蒸汽HS经由高压蒸汽供给管线71向高压蒸汽涡轮41供给。

供给到高压蒸汽涡轮41的高压蒸汽HS使该高压蒸汽涡轮41的涡轮转子旋转。由于该涡轮转子的旋转而与高压蒸汽涡轮41连接的发电机61发电。通过了高压蒸汽涡轮41的高压蒸汽HS作为再热用中压蒸汽FRHS2(第二再热用蒸汽)，经由高压蒸汽回收管线72a向中压再热器32(第二再热器)输送。

再热用中压蒸汽FRHS2的温度比高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高。即，在向高压蒸发器26供给临界压的水的情况下，再热用中压蒸汽FRHS2的温度比临界温度Tmax1高，在向高压蒸发器26供给超临界压的水的情况下，再热用中压蒸汽FRHS2的温度比向高压蒸发器26供给的水的压力下的拟临界温度Tmax2高。而且，在向高压蒸发器26供给亚临界压的水的情况下，再热用中压蒸汽FRHS2的温度比向高压蒸发器26供给的水的压力下的饱和温度Tmax3高。中压再热器32对该再热用中压蒸汽FRHS2进行加热。由中压再热器32加热后的再热用中压蒸汽FRHS2作为再热中压蒸汽RHS2，经由再热中压蒸汽供给管线73向中压蒸汽涡轮42(第二蒸汽涡轮、第二再热蒸汽涡轮)供给。

供给到中压蒸汽涡轮42的再热中压蒸汽RHS2使该中压蒸汽涡轮42的涡轮转子旋转。由于该涡轮转子的旋转而与中压蒸汽涡轮42连接的发电机62发电。通过了中压蒸汽涡轮42的再热中压蒸汽RHS2经由中压蒸汽回收管线74向低压再热器31输送。如前所述，由低压蒸发器22产生的蒸汽也经由低压蒸汽管线75及中压蒸汽回收管线74向低压再热器31输送。即，通过了中压蒸汽涡轮42的再热中压蒸汽及由低压蒸发器22产生的蒸汽相互汇合，作为再热用低压蒸汽FRHS1(第一再热用蒸汽)向低压再热器31(第一再热器)流入。

再热用低压蒸汽FRHS1的温度比高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)低。即，在向高压蒸发器26供给临界压的水的情况下，再热用低压蒸汽FRHS1的温度比临界温度Tmax1低，在向高压蒸发器(EVA-HP)26供给超临界压的水的情况下，再热用低压蒸汽FRHS1的温度比向高压蒸发器26供给的水的压力下的拟临界温度Tmax2低。而且，在向高压蒸发器26供给亚临界压的水的情况下，再热用中压蒸汽FRHS2的温度比向高压蒸发器26供给的水的压力下的饱和温度Tmax3低。低压再热器31将该再热用低压蒸汽FRHS1加热至小于定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的温度。由此，低压再热器31相对于通过该低压再热器31的废气EG的温度、向该低压再热器31流入的再热用低压蒸汽FRHS1的温度及流量，而设定为将从低压再热器31流出的再热用低压蒸汽FRHS1的温度升温至小于定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的传热面积。由低压再热器31加热后的再热用低压蒸汽FRHS1作为再热低压蒸汽RHS1，经由再热低压蒸汽供给管线76向低压蒸汽涡轮(第二蒸汽涡轮、第一再热蒸汽涡轮)43供给。

供给到低压蒸汽涡轮43的再热低压蒸汽RHS1使该低压蒸汽涡轮43的涡轮转子旋转。由于该涡轮转子的旋转而与低压蒸汽涡轮43连接的发电机63发电。通过了低压蒸汽涡轮43的再热低压蒸汽向凝汽器51流入，利用该凝汽器51而返回成水。凝汽器51中的水由供水泵53如前所述地向低压节煤器21供给。

接下来，使用图5的TQ线图，说明本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2的与废气EG及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系。该TQ线图是在废气EG的流动方向上，如图4所示，在废热回收锅炉20a中的从位于最上游的第二高压过热器(SH2-HP)28至低压再热器(RH-LP)31及高压节煤器(ECO-HP)25之间D的TQ线图。需要说明的是，该TQ线图也与图2及图3的TQ线图同样是定性地表示与废气EG及水(包括蒸汽)的流动相伴的各自的热量与温度的关系的图，不是定量地表示的图。而且，在图5中，作为例子而示出由高压蒸发器26加热的水为超临界压的情况。

在本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2中，也是废气EG(虚线所示)随着流向下游侧而温度逐渐下降且热量减少。另一方面，向高压蒸汽涡轮41供给的水(包括蒸汽)HW/HS通过与废气EG的热交换，随着流向上游侧而温度逐渐上升且热量增多。具体而言，流入到下游侧的高压节煤器(ECO-HP)25的水随着朝上游侧流向该高压节煤器(ECO-HP)25、高压蒸发器(EVA-HP)26、第一高压过热器(SH-HP)27、第二高压过热器(SH2-HP)28而温度逐渐上升且热量增多。向高压蒸汽涡轮41供给的水(包括蒸汽)HW/HS在通过高压蒸发器(EVA-HP)26的过程中，被加热成比与该水对应的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高的温度。

如前所述，比高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)低的温度的再热用低压蒸汽FRHS1向低压再热器(RH-LP)31流入。而且，在该低压再热器(RH-LP)31中通过具有如下温度的废气EG，所述温度是与通过在废气EG的流动方向上配置于与低压再热器(RH-LP)31实质上相同位置的高压节煤器(ECO-HP)25的废气EG的温度相同的温度。再热用低压蒸汽FRHS1通过与废气EG的热交换，在通过低压再热器(RH-LP)31的过程中温度逐渐上升且热量增多。但是，如前所述，该再热用低压蒸汽FRHS1仅能加热至小于高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的温度。该再热用低压蒸汽FRHS1由低压再热器(RH-LP)31加热时，作为再热低压蒸汽RHS1，向低压蒸汽涡轮43供给。

在本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2中，也是向低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)供给再热低压蒸汽RHS1的全部的再热器(在本实施方式中为一台低压再热器(RH-LP)31)以高压蒸发器(EVA-HP)26为基准，而仅配置在废气EG(加热流体)的流动方向上的下游侧。而且，在向低压蒸汽涡轮43供给再热低压蒸汽RHS1的全部的低压再热器(RH-LP)31中，在成为再热低压蒸汽RHS1的再热用低压蒸汽FRHS1的加热过程中，以避免跨越高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的方式对再热用蒸汽FRHS进行加热。

由此，在本实施方式中，也能够抑制高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)附近的温度等级的热量、且由低压再热器(RH-LP)31消耗的热量，因此能够将同温度等级的热量在高压蒸发器(EVA-HP)26中较多地利用，使由高压蒸发器(EVA-HP)26产生的蒸汽的流量增大。而且，向低压再热器(RH-LP)31流入的再热用低压蒸汽FRHS1的温度与对该再热用低压蒸汽FRHS1进行加热的废气EG的温度之差ΔT1小，废气EG与再热用低压蒸汽FRHS1的热交换的效率良好，从该观点出发，也能够有效地利用低压再热器(RH-LP)31的废气EG的热量。

如前所述，温度比高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高的再热用中压蒸汽FRHS2流入到中压再热器(RH-IP)32。再热用中压蒸汽FRHS2通过与废气EG的热交换，在通过中压再热器(RH-IP)32的过程中温度逐渐上升且热量增多。该再热用中压蒸汽FRHS2由中压再热器(RH-IP)32加热时，作为再热中压蒸汽RHS2，向中压蒸汽涡轮42供给。

在本实施方式的蒸汽涡轮设备STP2中，向中压蒸汽涡轮42(第二蒸汽涡轮)供给再热中压蒸汽RHS2的全部的再热器(在本实施方式中为一台中压再热器(RH-IP)32)以高压蒸发器(EVA-HP)26为基准，仅配置在废气EG(加热流体)的流动方向上的上游侧。而且，向中压蒸汽涡轮42供给再热中压蒸汽RHS2的全部的中压再热器(RH-IP)32对于比高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高的温度的再热用中压蒸汽FRHS2进行加热。即，在向中压蒸汽涡轮42供给再热中压蒸汽RHS2的全部的中压再热器(RH-IP)32进行的再热用中压蒸汽FRHS2的加热过程中，不会垮越高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)。

由此，在本实施方式中，能够抑制高压蒸发器(EVA-HP)26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)附近的温度等级的热量、且由中压再热器(RH-IP)32消耗的热量，因此能够将同温度等级的热量在高压蒸发器(EVA-HP)26中较多地利用，使高压蒸发器(EVA-HP)26产生的蒸汽的流量增大。而且，向中压再热器(RH-IP)32流入的再热用中压蒸汽FRHS2的温度与对该再热用中压蒸汽FRHS2进行加热的废气EG的温度之差ΔT2小，废气EG与再热用中压蒸汽FRHS2的热交换的效率良好，从该观点出发，也能够有效地利用中压再热器(RH-IP)32的废气EG的热量。

由此，在本实施方式中，向低压蒸汽涡轮43供给由低压再热器31加热后的蒸汽，此外，向中压蒸汽涡轮42供给由中压再热器32加热后的蒸汽，并能够向高压蒸汽涡轮41有效地供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。因此，在本实施方式中，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

“蒸汽涡轮设备的第一变形例”

接下来，参照图6，说明蒸汽涡轮设备的第一变形例。

本变形例的蒸汽涡轮设备STP3是第二实施方式的蒸汽涡轮设备STP2的变形例，由第一中压再热器(RH1-IP)32b和该第一中压再热器32b的上游侧的第二中压再热器(RH2-IP)33b构成第二实施方式的中压再热器(RH-IP)32，关于其他的结构，基本上与第二实施方式相同。

第一中压再热器32b与第二实施方式的中压再热器32同样，在废热回收锅炉20b的废气EG流动的方向上，配置于第一高压过热器27与第二高压过热器28b之间。第二中压再热器33b在废气EG流动的方向上，配置在与配置于第一中压再热器32b的上游侧的第二高压过热器28b实质上相同的位置。第一中压再热器32b的蒸汽入口与第二实施方式的中压再热器32同样，利用高压蒸汽回收管线72a而与高压蒸汽涡轮41的蒸汽出口连接。而且，第二中压再热器33b的蒸汽出口与第二实施方式的中压再热器32同样，利用再热中压蒸汽供给管线73而与中压蒸汽涡轮42的蒸汽入口连接。

在本变形例中，如以上说明所述，利用第一中压再热器32b和第二中压再热器33b这两台中压再热器构成第二实施方式的中压再热器32。然而，作为向中压蒸汽涡轮42(第二蒸汽涡轮)供给再热中压蒸汽RHS2的全部的再热器的第一中压再热器32b及第二中压再热器33b都以高压蒸发器26为基准，仅配置在废气EG(加热流体)的流动方向上的上游侧。而且，向中压蒸汽涡轮42供给再热中压蒸汽RHS2的全部的再热器32b、33b利用高温度的废气EG，对于温度比高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高的再热用中压蒸汽FRHS2进行加热。

由此，在本变形例的蒸汽涡轮设备STP3中，也能够得到与第二实施方式的蒸汽涡轮设备STP2同样的效果。

如以上所述，向某蒸汽涡轮供给再热蒸汽的再热器即使为多台，这全部的再热器也仅配置在高压蒸发器26的上游侧或者仅配置在下游侧，且只要以避免跨越高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的方式对再热用蒸汽进行加热，就能够得到与以上的各实施方式同样的效果。即，在本变形例中，能够抑制高压蒸发器26的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)附近的温度等级的热量、且由这全部的再热器消耗的热量，因此能够将同温度等级的热量在高压蒸发器26中较多地利用，使由高压蒸发器26产生的蒸汽的流量增大。因此，能够向高压蒸汽涡轮41有效地供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。因此，在本变形例中，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

需要说明的是，在此，向某蒸汽涡轮供给再热蒸汽的多个再热器串联连接，但也可以并联连接。

“蒸汽涡轮设备的第二变形例”

接下来，参照图7，说明蒸汽涡轮设备的第二变形例。

本变形例的蒸汽涡轮设备STP4也与以上的各实施方式及第一变形例的蒸汽涡轮设备同样，具备锅炉20c、利用由锅炉20c产生的蒸汽来进行驱动的蒸汽涡轮41、42、43。

本变形例的蒸汽涡轮设备STP4具备高压蒸汽涡轮41、中压蒸汽涡轮42、低压蒸汽涡轮43作为蒸汽涡轮。在高压蒸汽涡轮41的涡轮转子、中压蒸汽涡轮42的涡轮转子、低压蒸汽涡轮43的涡轮转子上分别连接发电机61、62、63的转子。

以上的各实施方式及第一变形例的蒸汽涡轮设备的锅炉是不具有火炉，利用来自燃气轮机10的废气EG的热量来产生蒸汽的废热回收锅炉20、20a、20b。另一方面，本变形例的蒸汽涡轮设备STP4的锅炉是具有火炉38c的锅炉20c。由火炉38c产生的燃烧气体向该锅炉20c内流动。锅炉20c利用该燃烧气体对水等进行加热，生成蒸汽。从锅炉20c排气的燃烧气体经由烟囱39向大气放出。

本变形例的锅炉20c具有：使油、气体等燃料燃烧的火炉38c；对水进行加热的节煤器21c；使由节煤器21c加热后的水成为蒸汽的蒸发器22c；对于由蒸发器22c产生的热量进行过热而生成高压蒸汽HS的过热器27c；将从高压蒸汽涡轮41排气的蒸汽作为再热用中压蒸汽FRHS2进行加热的中压再热器32c；及对于从中压蒸汽涡轮42排气的包括蒸汽的再热用低压蒸汽FRHS1进行加热的低压再热器31c。

在此，在锅炉20c内流动的燃烧气体的流动方向上，以火炉38c为基准，将烟囱39存在的一侧作为下游侧，将其相反侧作为上游侧。节煤器21c、低压再热器31c、蒸发器22c、中压再热器32c、过热器27c、火炉38c从锅炉20c的下游侧朝向上游侧依次配置。

本变形例的蒸汽涡轮设备STP4还具备：使从低压蒸汽涡轮43排气的蒸汽返回成水的凝汽器51；对于来自凝汽器51的水进行升压的凝汽泵54；使由凝汽泵54升压的水进一步升压并向锅炉20c输送的供水泵53c；及对来自凝汽器51的水进行加热的供水加热器81、82、83。

供水加热器81、82、83中具有：对于来自凝汽器51的水进行一次加热的一次供水加热器81；对于由一次供水加热器81加热后的水进一步进行加热的二次供水加热器82；对于由二次供水加热器82加热后的水进一步进行加热的三次供水加热器83。供水泵53c配置在一次供水加热器81与二次供水加热器82之间，使由一次供水加热器81加热后的水升压，将该水经由二次供水加热器82及三次供水加热器83向锅炉20c输送。

过热器27c的蒸汽出口与高压蒸汽涡轮41的蒸汽入口由高压蒸汽供给管线71连接，该高压蒸汽供给管线71将由过热器27c过热后的蒸汽即高压蒸汽HS向高压蒸汽涡轮41供给。高压蒸汽涡轮41的蒸汽出口与中压再热器32c的蒸汽入口由高压蒸汽回收管线72a连接。中压再热器32c的蒸汽出口与中压蒸汽涡轮42的蒸汽入口由再热中压蒸汽供给管线73连接，该再热中压蒸汽供给管线73将由中压再热器32c加热后的蒸汽即再热中压蒸汽RHS2向中压蒸汽涡轮42供给。中压蒸汽涡轮42的蒸汽出口与低压再热器31c的蒸汽入口由中压蒸汽回收管线74连接。低压再热器31c的蒸汽出口与低压蒸汽涡轮43的蒸汽入口由再热低压蒸汽供给管线76连接，该再热低压蒸汽供给管线76将由低压再热器31c加热后的蒸汽即再热低压蒸汽RHS1向低压蒸汽涡轮43供给。低压蒸汽涡轮43的蒸汽出口与凝汽器51相互连接，以将从低压蒸汽涡轮43排气的蒸汽向凝汽器51供给。低压蒸汽涡轮43的蒸汽抽气口与一次供水加热器81由低压抽气管线85连接，该低压抽气管线85将从该蒸汽抽气口抽取的蒸汽作为一次供水加热器81中的热源向一次供水加热器81输送。中压蒸汽涡轮42的蒸汽抽气口与二次供水加热器82由中压抽气管线86连接，该中压抽气管线86将从该蒸汽抽气口抽取的蒸汽作为二次供水加热器82中的热源向二次供水加热器82输送。高压蒸汽涡轮41的蒸汽抽气口与三次供水加热器83由高压抽气管线87连接，该高压抽气管线87将从该蒸汽抽气口抽取的蒸汽作为三次供水加热器83中的热源向三次供水加热器83输送。

本变形例的蒸发器22c与以上的各实施方式及第一变形例的高压蒸发器26同样是将温度比定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)低的水加热成温度比该定压比热极大温度Tmax高的温度的装置。而且，本变形例的供水泵53c与以上的各实施方式及第一变形例的高压泵23同样，是将水的压力升压至临界压、超临界压或亚临界压的泵。

接下来，说明本变形例的蒸汽涡轮设备STP4的动作。

在锅炉20c中，由多个供水加热器81、82、83加热后的水向最下游侧的节煤器21c供给。节煤器21c使该水与燃烧气体进行热交换而进行加热。由节煤器21c加热后的水经由设于火炉38c的水管等向蒸发器22c输送。在蒸发器22c中，将该水进一步加热而形成为蒸汽。该蒸汽经由设于火炉38c的水管等向过热器27c输送。在过热器27c中，对该蒸汽进行过热而形成为高压蒸汽HS。该高压蒸汽HS经由高压蒸汽供给管线71向高压蒸汽涡轮41供给。

通过了高压蒸汽涡轮41的高压蒸汽HS作为再热用中压蒸汽FRHS2，经由高压蒸汽回收管线72a向中压再热器32c输送。再热用中压蒸汽FRHS2的温度比蒸发器22c的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)高。中压再热器32c对该再热用中压蒸汽FRHS2进行加热。由中压再热器32c加热后的再热用中压蒸汽FRHS2作为再热中压蒸汽RHS2，经由再热中压蒸汽供给管线73向中压蒸汽涡轮42供给。

通过了中压蒸汽涡轮42的再热中压蒸汽RHS2作为再热用低压蒸汽FRHS1，经由中压蒸汽回收管线74向低压再热器31c输送。再热用低压蒸汽FRHS1的温度比蒸发器22c的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)低。低压再热器31c将该再热用低压蒸汽FRHS1加热至小于定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的温度。由低压再热器31c加热后的再热用低压蒸汽FRHS1作为再热低压蒸汽RHS1，经由再热低压蒸汽供给管线76向低压蒸汽涡轮43供给。

通过了低压蒸汽涡轮43的再热低压蒸汽RHS1向凝汽器51流入，利用该凝汽器51而返回成水。凝汽器51中的水由凝汽泵54向一次供水加热器81输送。在一次供水加热器81中，由于与从低压蒸汽涡轮43抽取的蒸汽的热交换而被加热。由一次供水加热器81加热后的水由供水泵53c升压之后，向二次供水加热器82输送。在二次供水加热器82中，由于与从中压蒸汽涡轮42抽取的蒸汽的热交换而被加热。由二次供水加热器82加热后的水向三次供水加热器83输送。在三次供水加热器83中，由于与从高压蒸汽涡轮41抽取的蒸汽的热交换而被加热。由三次供水加热器83加热后的水向锅炉20c的节煤器21c输送。

在本变形例的蒸汽涡轮设备STP4中，也是向低压蒸汽涡轮43(第二蒸汽涡轮)供给再热低压蒸汽RHS1的全部的再热器(在本变形例中为一台低压再热器31c)以蒸发器22c为基准，仅配置在燃烧气体(加热流体)的流动方向的下游侧。而且，在向低压蒸汽涡轮43供给再热低压蒸汽RHS1的全部的低压再热器31c中，在再热用低压蒸汽FRHS1的加热过程中以避免跨越蒸发器22c的定压比热极大温度Tmax(高压极大温度Tmax-HP)的方式对再热用蒸汽FRHS进行加热。

另外，在本变形例的蒸汽涡轮设备STP4中，也是向中压蒸汽涡轮42(第二蒸汽涡轮)供给再热中压蒸汽RHS2的全部的再热器(在本变形例中为一台中压再热器32c)以蒸发器22c为基准，仅配置在燃烧气体的流动方向的上游侧。而且，在向中压蒸汽涡轮42供给再热中压蒸汽RHS2的全部的中压再热器32c中，对于温度比蒸发器22c的定压比热极大温度Tmax高的再热用中压蒸汽FRHS2进行加热。

由此，在本变形例中，也向低压蒸汽涡轮43供给由低压再热器31c加热后的蒸汽，此外，向中压蒸汽涡轮42供给由中压再热器32c加热后的蒸汽，并能够向高压蒸汽涡轮41有效地供给较多的高温的蒸汽，能够提高从蒸汽涡轮组整体得到的输出。因此，在本变形例中，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

如以上所述，产生蒸汽的锅炉可以不是利用来自燃气轮机10的废气EG的热量来产生蒸汽的废热回收锅炉，而是例如本变形例那样具有火炉38c的锅炉20c。而且，废热回收锅炉可以不利用来自燃气轮机10的废气EG，而利用例如来自水泥设备、高炉等的废气EG。

需要说明的是，在以上的各实施方式及各变形例中，在最高压的水流入的蒸发器中，临界压或超临界压的水且温度比临界温度(临界温度时)或拟临界温度(超临界压时)低的水流入，该蒸发器优选将该水加热成比临界温度(临界温度时)或拟临界温度(超临界压时)高的温度。这是因为，从蒸发器向高压蒸汽涡轮供给的蒸汽的温度及压力变高，能够增大蒸汽通过蒸汽涡轮组的过程中的蒸汽的能量落差。此外，是因为从再热器流出的再热蒸汽的温度及压力升高的缘故。

“蒸汽涡轮的变形例”

接下来，参照图8，说明蒸汽涡轮的变形例。

以上的各实施方式及各变形例的蒸汽涡轮设备具备的多个蒸汽涡轮都在每个蒸汽涡轮具有涡轮转子。然而，一个蒸汽涡轮也可以具有与其他的蒸汽涡轮共有的涡轮转子。即，多个蒸汽涡轮也可以是相互共用涡轮转子的联合型蒸汽涡轮。

如图8所示，本变形例的蒸汽涡轮是两台蒸汽涡轮41a、43b相互共用涡轮转子46的联合型蒸汽涡轮45。构成该联合型蒸汽涡轮45的两台蒸汽涡轮41a、43b中的一台蒸汽涡轮是例如高压蒸汽涡轮41a，剩余的一台蒸汽涡轮是例如低压蒸汽涡轮43b。

该联合型蒸汽涡轮45具有涡轮转子46和涡轮壳体47。涡轮转子46的轴向的一方侧形成高压转子部46a，另一方侧形成低压转子部46b。涡轮壳体47具有将涡轮转子46的高压转子部46a覆盖的高压壳体部47a和将涡轮转子46的低压转子部46b覆盖的低压壳体部47b。高压蒸汽涡轮41a具有高压转子部46a和高压壳体部47a。低压蒸汽涡轮43b具有低压转子部46b和低压壳体部47b。在该联合型蒸汽涡轮45的涡轮转子46上连接一台发电机。即，将多个蒸汽涡轮联合化的情况下，无需如以上的各实施方式及各变形例那样在多个蒸汽涡轮的每一个上连接发电机。

在高压壳体部47a形成有向高压壳体部47a内引导蒸汽的高压蒸汽入口48a和将高压壳体部47a内的蒸汽向涡轮壳体47外排气的高压蒸汽出口49a。而且，在低压壳体部47b形成有向低压壳体部47b内引导蒸汽的低压蒸汽入口48b和将低压壳体部47b内的蒸汽向涡轮壳体47外排气的低压蒸汽出口49b。

高压蒸汽涡轮41a的高压蒸汽入口48a例如与第一实施方式的高压蒸汽涡轮41的蒸汽入口同样，与高压过热器27的蒸汽出口连接。高压蒸汽涡轮41a的高压蒸汽出口49a例如与第一实施方式的高压蒸汽涡轮41的蒸汽出口同样，与再热器31的蒸汽入口连接。低压蒸汽涡轮43b的低压蒸汽入口48b例如与第一实施方式的低压蒸汽涡轮43的蒸汽入口同样，与再热器31的蒸汽出口连接。低压蒸汽涡轮43的低压蒸汽出口49b例如与第一实施方式的低压蒸汽涡轮43的蒸汽出口同样，与凝汽器51连接。

需要说明的是，以上是将高压蒸汽涡轮与低压蒸汽涡轮进行了联合化的例子，但也可以将高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮及低压蒸汽涡轮进行联合化。作为对于高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮及低压蒸汽涡轮的联合型，存在高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮及低压蒸汽涡轮共有一个涡轮转子的串联联合型、任意两台蒸汽涡轮共有两个涡轮转子中的仅一方的涡轮转子的交叉联合型。采用串联联合型和交叉联合型中的哪一个根据设置条件、运用条件、保养条件等来确定。

“其他的变形例”

以上的各实施方式及各变形例的蒸汽涡轮、燃气轮机的驱动对象都是发电机。然而，蒸汽涡轮、燃气轮机的驱动对象也可以不是发电机，而是例如泵等旋转机械。

工业实用性

根据本发明的一形态，能够提高蒸汽涡轮设备的效率。

标号说明

10：燃气轮机，20、20a、20b：废热回收锅炉(锅炉)，20c：锅炉，21：低压节煤器，21c：节煤器，22：低压蒸发器，22c：蒸发器，23：高压泵，25：高压节煤器，26：高压蒸发器，27：(第一)高压过热器，27c：过热器，28、28b：第二高压过热器，31、31c：低压再热器(第一再热器)，32、32c：中压再热器(第二再热器)，32b：第一中压再热器(第二再热器)，33b：第二中压再热器(第二再热器)，39：烟囱，41、41a：高压蒸汽涡轮，42：中压蒸汽涡轮(第二蒸汽涡轮、第二再热蒸汽涡轮)，43、43b：低压蒸汽涡轮(第二蒸汽涡轮、第一再热蒸汽涡轮)，45：联合型蒸汽涡轮，51：凝汽器，53、53c：供水泵，54：凝汽泵，61、62、63、65：发电机，71：高压蒸汽供给管线，72、72a：高压蒸汽回收管线，73：再热中压蒸汽供给管线，74：中压蒸汽回收管线，76：再热(低压)蒸汽供给管线，77：供水管线，STP1、STP2、STP3、STP4：蒸汽涡轮设备，EG：废气(加热流体)，HS：高压蒸汽，RHS：再热蒸汽，RHS1：再热低压蒸汽，RHS2：再热中压蒸汽，FRHS：再热用蒸汽，FRHS1：再热用低压蒸汽(第一再热用蒸汽)，FRHS2：再热用中压蒸汽(第二再热用蒸汽)。