JPH08510311A - 中間冷却と復熱を用いた高能率多軸再熱タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧縮機（１０）を有する燃焼タービンと、膨張タービン（３０）と、前記膨張タービンに燃料を供給する燃焼室（２０）と、発電機（６０）と、前記圧縮機と前記発電機を駆動するため前記膨張タービンに連結している主軸とを含む動力軸組立体と、中間冷却器（４０）と、圧縮機（１１０）と、膨張タービン（１３０）と、前記膨張タービンに燃料を供給する燃焼室（１２０）と、前記圧縮機（１１０）を駆動するための駆動装置とを含む追加の軸組立体を含み、前記追加の軸組立体の圧縮機は前記追加の軸組立体の膨張タービンの圧縮比よりも大きい圧縮比を有するように構成配置されている、電力発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】 中間冷却と復熱を用いた高能率多軸再熱タービン 発明の背景 １．発明の分野 この発明は、中間冷却，サチュレーション，復熱及び再加熱を用いたガス タービンエンジンに関する。 ２．背景情報 代表的で一般に有用な単サイクルガスタービンは、大気を圧縮するための 圧縮機と，圧縮された空気を加熱するための燃焼器と，動力生成用タービンと， 機械エネルギーを電気エネルギーへ変換するための発電機とから成っている。中 間冷却器を有する多数の圧縮機と，関連した燃焼器を有する多数のタービンと， また復熱器をも備えた、より精巧なガスタービンの概念は、１９２０年代から理 論的には知られていた。 １９８１年アメリカ機械技術者学会（American Society of Mechanical Engin eers）により出版された、文書番号８１−ＪＰＧＣ−ＣＴ−６“可変の数の燃焼 ，圧縮及び中間冷却段階を有するガスタービンサイクルの最適化”（Optimizati on of Gas Turbine Cycles With Variable Number of Combustion，Compressor and Intercooler Stages）と題する論文に掲載された従来の一般的なガスタービ ンの概念の主な特徴は、次の通りである： ○ 燃焼室を備えた最高圧タービンは、最高の入口温度を有する。燃焼室を備え た低圧タービンは、（最高圧タービンと）同じ入口温度を有する； ○ 総てのタービンの膨張圧力比は等しい；そして ○ 総ての圧縮機の圧縮圧力比は等しい。古い特許，例えばセデイル（Sedille ）に対する米国特許第２５８４２３２号は、上記の特徴を有するこの一般的な理 論的ガスタービンサイクルを利用している。これらの特許の主要点は、結果とし て生じる動力プラント効率を改良するため、一般の論理的ガスタービン概念の有 用などちらかと言えば浪費された熱資源を利用することにある。これらの熱資源 は、ボトミングスチームタービン又はスチーム噴射によって蒸気の発生と追加の 電力生産のために使用される。 この従来技術による理論的ガスタービンサイクルの実用化は、動力プラント技 術者が直面する多くの技術上の問題のため、全くなされていなかった。 この第１の最も重要な技術上の問題点は、従来技術の理論的ガスタービン概念 に対する最高圧タービンは最高の入口温度を有しているということである。これ は、高い圧力と温度のタービン構成要素内の高い熱的且つ瞬間的応力のために危 険な挑戦を提示し、且つなお開発されなければならない特別の材料と技術を必要 とする。 第２の技術上の問題点は、代表的な従来技術の概念のために、同一の入口温度 と等しい圧力比を有する複数のガスタービンは、複数の下流にある燃焼室の入口 温度である非常に高い排気ガス流温度を有するという事実によるものである。こ れは、なおもう一つの危険な技術上の挑戦を強いることになる。 ３．発明の目的 この発明の一つの目的は、再熱作用を有する適当に一体化された複数のタ ービンと，中間冷却器を備えた複数の圧縮機と，復熱器と，サチューレーターと ，水加熱器と，ダクトバーナーと，熱回復蒸気発生器とを合体した、改善された 能率と経済性を有する新規のガスタービンを開発することにある。 この発明の他の目的は、単サイクルガスタービン用の従来の入口タービン圧力 の水準を越えた入口圧力を有する複数のタービンに対する、（工業用膨張器用の 現行温度水準に比べて）低い入口温度の新規の熱サイクルを開発することにある 。これは、第１のそして最も重要な技術的問題即ち禁止されていた高圧高温同志 の組合せの問題を解決する。 この発明の更に他の目的は、複数の燃焼室に入るガス流の温度を低減すること にある。これは、上記第２の技術上の問題点を解決する。 この発明の更に他の目的は、ガスタービンの熱効率を改善し且つガス１ポンド 当たりの電力の生産比を増大させるため、ガスタービン概念においてサチュレー ターを統合することにある。サチュレーターは、熱と質量の交換により、圧縮さ れたガスを事前に加熱して、復熱器に入る前に蒸気で飽和させる。 本発明の更に他の目的は、熱効率の改善によりガスタービンサイクルに有用な 熱のより良き利用のために、本発明に係るガスタービン概念の中へ復熱器と水加 熱器を編入することにある。 本発明の更に他の目的は、本発明概念の実施を容易にするために、本発明によ るサイクル内へ、現行の有用な工業的構成要素を適当に統合して追加することに より、有用な従来技術の単サイクルガスタービンの構成要素を最大限に利用する ようにすることにある。 この発明の更に他の目的は、ボトミングサイクル内で蒸気を使用するため及び ／又は複数のタービンの一つの中へ蒸気を噴射するため、排気ガスの熱を二者択 一的に利用する熱回収蒸気発生器を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、装置の効率と経済性を更に改善するため、装置の複 数の場所に計画的に設置されるダクトバーナーを提供することにある。 発明の概要 本発明の主な理論的且つ概念的な特徴は、図２の温度−エントロピー線図に示 された新規のガスタービン熱サイクルにおいて、明らかにされている。 前記目的及び追加の目的は、この発明の原理に従い、発電機と、圧縮機，膨張 タービン，膨張タービンへ加熱ガスを給送する燃焼室，及び圧縮機と発電機を駆 動するため膨張タービンを連結するための手段を含む動力軸組立体と、を備えた 電力発生装置を提供することにより、達成される。この発明によれば、少なくと も一つの追加の軸組立体が提供されている。追加の軸組立体は、夫々、圧縮機， 中間冷却器，膨張タービン，燃焼室，及び追加の軸組立体の圧縮機を駆動するた め追加の軸組立体の膨張タービンを連結するための手段を、含んでいる。更に、 復熱器と適宜のダクトバーナーが設けられている。この発明によれば、動力軸組 立体，少なくとも一つの追加の軸組立体，及び復熱器は、動力軸組立体の圧縮機 ，第１の所定の順序をなす少なくとも一つの追加の軸組立体の各中間冷却器及び 圧縮機，第２の所定の順序をなす少なくとも一つの追加の軸組立体の各燃焼室及 び膨張タービン，動力軸組立体の燃焼室及び膨張タービンを通過する空気及びガ ス通路を限定するように接続され、そして復熱器を介して排気の煙突に接続され ている。従って、入って来る空気は、動力軸組立体と追加の軸組立体を通過する 際交互に圧縮及び冷却され、復熱器において加熱され、そして、その燃焼生成ガ スが追加の軸組立体と動力軸組立体の膨張タービンを通過する際交互に加熱及び 膨 張される。中間冷却器用の水は、冷却塔かその他の水源から供給される。 本発明に係るガスタービン概念の主な元々の特徴は、次の通りである（図２参 照）： ○ 複数の追加の軸組立体の圧力が最も高いタービン（図２の点２３）への入 口温度は、現行の工業的な膨張器技術の水準において最も低い入口温度（１４０ ０°Ｆ（７６０℃））を有する。（最も低圧のタービンを除いて）追加の軸組立 体の他のタービン（点１３）は、同じ入口温度か又はほんの僅かに高い温度を有 する。最も高い入口温度は、動力軸組立体の最低圧タービン（点３）に対する入 口位置にあって、ガスタービンに対する現状の技術の温度水準（２３００°Ｆ（ １２６０℃）乃至２５００°Ｆ（約１３７１℃））である。タービン入口温度の この分布は、米国特許第２５８４２３２号に開示されているような従来技術の理 論上のサイクルとは対照的であって、実際の技術感覚を作る非常に高い熱サイク ル効率を提供する。それは、従来技術の第１の問題点即ち高圧タービンの入口に おける禁止されている共に高い圧力と温度を提示している。 ○ 結果として、（追加の軸組立体の）高圧及び中圧タービンの入口温度が低 いと、下流の燃焼室への入口温度も低い。これは、従来技術によるサイクルの第 ２の技術的問題点である。 ○ 複数のタービン中での膨張圧力比の最適分布は、（動力軸組立体の）最低 圧タービンを除いて、（追加の軸組立体の）総てのタービンに対し略等しい圧力 比をもたらす結果となる。最低圧タービンは、その成分が動力軸組立体のために 利用されるガスタービンの最高圧力比に対応した、最高圧力比を有する。これは 、現存するガスタービンを本発明概念のものに修正すること−この発明の主な目 的を達成することを可能にする。 ○ 圧縮機の全体にわたる圧縮比の最適分布は、（追加の軸組立体の）平均の とれた高圧軸と中圧軸を考慮することによって指示され、従来技術のサイクルに 対する均等分布とは異なる。 ○ 復熱器は、動力軸組立体タービンからの高温の排気ガス熱を回収して、追 加の軸組立体の最高圧の燃焼室に入る前の空気を予め加熱する。 この発明の主な見方によれば、従来技術とは異なる主なパラメーターとその他 の特徴をもって、新しいガスタービンの熱サイクルが開発された。その結果とし て得られる熱サイクルは、従来技術のガスタービンに比べて可成り高い効率を有 している。この熱サイクルは、同時に、主な技術上の問題点を解決して、その実 施を保証している。 この発明の他の見方にみれば、各追加の軸組立体において、圧縮機の圧縮圧力 比は、膨張タービンの膨張圧力比よりも大きい。従って、全体の圧力バランスに 対し、動力軸組立体の圧縮機の圧縮圧力比は、動力軸組立体の膨張タービンの膨 張圧力比よりも小さい。効果上、動力軸組立体の圧縮機は部分的に負荷が掛から ず、動力軸組立体の膨張タービンは発電機に多くの動力を供給するようになる。 この発明の更に他の見方によれば、動力軸組立体の膨張タービンからの排気ガ スは復熱器へ向けられて、復熱器のための熱源となっている。 この発明の更に他の見方によれば、中間冷却器の位置選定を便利且つ経済的に するために、多軸構造（動力軸組立体と少なくとも一つの追加の軸組立体）が採 用されている。これは、動力バランスのとれた追加の軸組立体の圧縮機の圧縮圧 力比の増大を可能にし、その結果、動力軸組立体の圧縮機に負担を掛けず、電力 発生のための追加の動力を提供すると共に、効率を増大せしめている。 この発明の更に他の見方によれば、サチュレーターは圧縮された空気を飽和さ せて、その結果、追加の軸組立体の圧縮機と動力軸組立体の圧縮機とによる動力 消費量の低減によって、生成されるキロワット−時当たりの空気要求量が更に減 らされる。 この発明の更に他の見方によれば、サチュレーターにおいて圧縮空気を飽和さ せるために必要な熱水は、（復熱器における部分的な熱の回収後動力軸組立体の タービンから放出される排気ガス中の有用な熱を回収する）水加熱器と中間冷却 器及び（圧縮空気の熱を回収する）最終冷却器において、生成される。 この発明の更に他の見方によれば、熱回収蒸気発生器から発生する蒸気は、蒸 気噴射により又はボトミングサイクル中において追加の動力を生成する。 図面の簡単な説明 前記説明は、異なる図において同様の要素が同一の参照数字で確認される図面 に関連して、次の説明を読めばより容易に明らかになるであろう。 図１は、本発明に係る電力発生装置の第１実施例を示す概略線図である； 図２は、図１の装置に対する温度−エントロピー線図である。 図３は、本発明に係る電力発生装置の第２実施例を示す概略線図である。 図４は、本発明に係る電力発生装置の第３実施例を示す概略線図である。 詳細な説明 図１は、この発明に従う電力発生装置の第１実施例の概略表示である。動力軸 組立体は、圧縮機１０，膨張タービン３０，膨張タービン３０へ加熱された酸化 生成物ガスを給送する燃焼室２０を含む、従来の丈夫なガスタービン又は航空機 用ガスタービンを意味し、膨張タービン３０は、圧縮機１０と発電機６０を駆動 するように連結されている。標準使用においては、入口１から低圧圧縮機１０へ 入った空気は、そこで圧縮されて、出口２へ供給される。その圧縮空気は、低圧 燃焼室２０へ直接放出された後、低圧膨張タービン３０によって膨張される。従 来装置においては、タービン３０の動力出力は、圧縮機１０と発電機６０を駆動 するため略均等に分割される。 この発明によれば、上述の従来の動力軸組立体を修正するため、少なくとも一 つの追加の軸組立体が設けられている。図面には、二つの追加の軸組立体が示さ れている。又、復熱器も設けられている。かくして、第１の追加の軸組立体は、 中間冷却器４０，中間圧力圧縮機１１０，中間圧力燃焼室１２０及び中間圧力膨 張タービン１３０を含んでいる。第２の追加の軸組立体は、高圧の中間冷却器１ ４０，高圧圧縮機２１０，高圧燃焼室２２０及び高圧膨張タービン２３０を含ん でいる。中間冷却器４０及び１４０は、冷却塔から供給される水によって冷され る。 図示されたように、空気とガスの通路は、従来の動力軸組立体の修正された圧 縮機と，追加の各軸組立体の中間冷却器及び圧縮機，復熱器，追加の各軸組立体 の燃焼室及び膨張タービン，及び従来の動力軸組立体の燃焼室及び膨張タービン を通って延びている。かくして、低圧圧縮機１０の排気２は、中間圧縮機１１０ の入口１１における温度を下げる中間冷却器４０を通過する。次に、その空気圧 は再び上げられ、圧縮機１１０の排気出口１２から、その温度を下げ且つ入口２ １における冷却された中間圧力空気を高圧圧縮機２１０へ供給するところの中間 冷却器１４０へ供給される。高圧圧縮機２１０の排気２２は、復熱器５０への入 力として供給される。復熱器５０の出口５は高圧燃焼室２２０に接続されており 、該燃焼室の出口２３は高圧膨張タービン２３０に接続されている。高圧膨張タ ービン２３０の排気２４は、中間圧力燃焼室１２０で加熱された後、中間圧力膨 張タービン１３０の入口１３に供給される。中間圧力膨張タービン１３０の排気 １４は、低圧燃焼室２０で加熱された後、低圧膨張タービン３０の入口３へ供給 される。低圧膨張タービンの排気４は、装置の排気６へ行く前に、復熱器５０の ための熱源として利用される。その熱力学的サイクルは図２の温度−エントロピ ー線図として示されている。 従来、単サイクル動力軸組立体が利用される場合には、圧縮機の圧縮圧力比は タービンの膨張圧力比と等しく、そしてタービンからの出力ガスタービン動力は 圧縮機と発電機を駆動するために略均等に分割される。然しながら、本発明によ れば、圧縮機１０の圧縮圧力比は、タービン３０がその動力の多くを発電機６０ を駆動するために供給されるように、実質上小さくされる。圧縮機１０の圧縮圧 力比をこのように小さくすることは、追加の各軸組立体の圧縮圧力比を、追加の 各軸組立体全体の膨張圧力比よりも大きくする結果となる。中間冷却器４０及び １４０を導入することにより、圧縮機１１０及び２１０に入る空気の温度は下げ られ、それは圧縮機１１０と２１０により消費される動力を減らして、各圧縮機 による同一の動力消費に対して各圧縮圧力比を増大させることを可能にする。 図３は、高圧圧縮機２１０の出口と復熱器５０の入口との間に接続された最終 冷却器２４０と水サチュレーター１７０及び７０を更に含んでいる、図１に示さ れた装置に対する変形を示している。即ち、高圧圧縮機２１０の出口２２からの 圧縮空気は、最終冷却器２４０において冷却された後、サチュレーター１７０の 入口３１へ向けられ且つサチュレーター７０の入口３２へ向けられて、そこで圧 縮空気は水で飽和され、そして復熱器５０の入口３３に入る前に予め加熱される 。残りの空気通路とガス通路は図１のものと同じである。サチュレーター１７０ 及び７０には、中間冷却器１４０及び最終冷却器２４並びに排気ガス熱回収用の 水加熱器６５及び１６５において加熱された水が供送される。ポンプ８０及び１ ８ ０を含む水流通路は、図３から明らかである。若し望むなら、復熱器５０及び水 加熱器６５は、ダクトバーナーの設置により補足的に熱せられ得る。 図３に示された装置は、図１に示された基本装置（効率約４７％）を越えて（ 従来のガスタービンで約５３％に達する）可成り高い効率を有することが明らか にされたが、その効率の増大は多少不利な点を有している。例えば、図３に示さ れた装置は、可成りの量の水を必要とするため、或る程度の用地制限があり得る 。 更に、サチュレーターを備えた図３に示す装置は、比較可能の効率を有する組 合せサイクルプラントに比べて可成り単純とはいうものの、図１に示された基本 装置と比較するとより複雑である。図３の装置に対するキロワット当たりの特定 資本コストは、ドルで単サイクルガスタービンのコストよりほんの僅かに高いに 過ぎない。 図４は、図１の装置に対するもう一つの変形例を示しているが、この例におい ては、復熱器５０からの排気６は、燃焼室２０，１２０及び２２０の一つ又はそ れ以上のものの中へ噴射され得る蒸気を生成するために、熱回収蒸気発生器９０ へ向けられている。その装置の残部は図１に示されたものと同じである。 このように、本発明のガスタービン装置は、こじつけた熱力学的サイクルと、 単サイクルガスタービン装置と比較し得るキロワット時当たりの概算のドル資本 コストを有する、従来技術のガスタービンと比較して可成り高い効率とを有する 多軸ガスタービン装置である。本発明装置は、今までこじつけたこれらの概念の 履行を妨げていた主な技術上の問題点を解決している。この装置は、商業的に有 用な構成要素を利用していて、装着された主柱を与えることができ、従って、組 立て時間を短縮し且つ地面の工事と費用を削減することができる。 次の表１、単サイクルガスタービンと比較した本発明に係る装置の性能と主要 なパラメーターを示している。 注意すべきことは、表１に示された性能特性は、現状の技術開発水準と、動力 軸組立体ガスタービンとしてウエスチングハウス社製のＷ５０１Ｆガスタービン の性能特性と、追加の軸組立体のための市販のターボ膨張器及び圧縮機の性能特 性とに基づいている、ということである。例えば、動力軸組立体のタービン３０ の入口温度は、上級の単サイクルガスタービンのための入口温度水準に相当する Ｔ₃＝２４６２°Ｆ（１３５０℃）（図２）であると仮定される。又、膨張ター ビン２３０及び１３０への入口温度は、工業的に有用な膨張タービンの現行の入 口温度に相当する比較的低い温度Ｔ₂₃＝Ｔ₁₃＝１４００°Ｆ（７６０℃）である と仮定される。タービン２３０及び１３０の入口温度を１４００°Ｆから１６０ ０°Ｆ（実際上の次の水準）まで上昇させると、本発明装置の効率は絶対値で約 ３％（４５．８％の効率であったものは４８．８％の効率となるであろう）まで 増大する。注目されるのは、ガスタービン技術における進んだ発展が本発明装置 には十分適用可能であると言うことである。 表１は、本発明概念の他の実施例についての利点を示している。即ち、サチュ レーター，関連した最終冷却器及び浪費熱水加熱器を追加した第２実施例（図３ ）は、従来技術のガスタービンに対する３６.６％の効率に比べて、５２.８％の 総体効率を有している。表１は又、熱回収蒸発発生器の使用により本発明概念の 第３実施例（図４）は４８.５％の効率を有していることを示している。 説明された装置の主な魅力は、その創作力，有効性及び最も重要な実施の容易 性にある。動力軸組立体は、標準の産業上有用なガスタービンである。要求され る修正は相対的に少ない。先ず、低圧圧縮機１０の圧力比は関連する膨張タービ ンの圧力比以下まで下げられなければならない。動力バランスのとれた追加の軸 組立体は、タービン２３０及び１３０の対応した膨張圧力比よりも大きい圧縮機 １１０及び２１０の圧縮圧力比を有している。これは、同一の全体圧縮圧力比に 対して、低圧圧縮機１０に必要な圧縮圧力比が小さくて済むということになる。 次に、発電機６０は、プラントの発電能力を高めることになる。又、動力軸組立 体は、現存のスラスト軸受の質を高めるか又は動力軸組立体に連結された外部ス ラスト軸受の追加によって、スラストバランスのとれたものとされる。圧縮機１ ０の圧力比を小さくする最も簡単な方法は、製造業者又は組立業者又は実用者に よって、実行され得る最終段の圧縮機の羽根の数を減らすことによる方法である 。追加の軸組立体は、工業的ターボ駆動圧縮機の製造業者によって供給され、燃 焼室製造業者によって維持され得る。説明された多軸ガスタービンは、ガスター ビン製造業者，工業的蒸気タービン及びターボ機械製造業者及び／又はその他の 組立業者によって商業的に提供され得る。ここに説明された装置は、ガスタービ ンの各種変形例の総てに適用可能である。 従って、本明細書においては、改良された電力発生装置が開示された。ここで は、本発明の図示した実施例が開示されたが、これらの実施例に対して種々の変 形及び改作が当業者にとっては明らかであり、そしてこの発明は添付の請求の範 囲によって限定されることが理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナカムキン，ミカエル アメリカ合衆国、07092 ニュージャージ ー州、マウンテンサイド、ホーリイヒル 257

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧縮機，膨張タービン，発電機，及び前記圧縮機と前記発電機を駆動するた め前記膨張タービンを連結するための手段を含む単一の動力軸組立体； 中間冷却器，圧縮機，膨張タービン，前記膨張タービンに燃料を供給する燃焼 室，及び前記圧縮機を駆動するための手段を含む少なくとも一つの追加の軸組立 体； 復熱器；及び 排気煙突を含み、 前記少なくとも一つの追加の軸組立体の前記圧縮機は、前記単一の動力軸組立 体の圧縮機に圧力を負荷しないために、前記単一の動力軸組立体に流体連結され た前記の少なくとも一つの追加の軸組立体の膨張タービンの圧力比よりも大きい 圧力比をもつように構成配置されており、 前記単一の動力軸組立体，前記少なくとも一つの追加の軸組立体及び復熱器は 、前記単一の動力軸組立体の圧縮機，前記少なくとも一つの追加の軸組立体の中 間冷却器及び圧縮機，前記復熱器，前記少なくとも一つの追加の軸組立体の燃焼 室及び膨張タービン，及び前記単一の動力軸組立体の燃焼室及び膨張タービンを 通過する空気及びガス通路を有する熱サイクルを限定するように接続され、且つ 最後に前記復熱器を経て前記排気煙突へ排気される電力発生装置。 ２．前記単一の動力軸組立体の膨張タービンの下流で且つ前記復熱器の上流に配 置された少なくとも一つの補足的ダクトバーナーを更に含んでいる、請求の範囲 １の装置。 ３．前記中間冷却器を冷やすため水を供給する手段を含んでいる請求の範囲１の 装置。 ４．最高圧力圧縮機の排出口と前記復熱器との間に設置された少なくとも一つの サチュレーターを更に含んでいる、請求の範囲１の装置。 ５．最高圧力圧縮機の排出口の前記少なくとも一つのサチュレーターとの間に設 置された最終冷却器を更に含んでいる、請求の範囲４の装置。 ６．動力軸組立体の膨張タービンの排気からの有用な熱を利用して前記少なくと も一つのサチュレーターへ熱水を供給する少なくとも一つの水加熱器を更に含ん でいる、請求の範囲４の装置。 ７．動力軸組立体の膨張タービンの排気口と前記復熱器との間に設置された少な くとも一つのダクトバーナーを更に含んでいる、請求の範囲６の装置。 ８．復熱器の排気口と水加熱器との間に設置された少なくとも一つのダクトバー ナーを更に含んでいる請求の範囲７の装置。 ９．前記復熱器と前記排気煙突との間に設置された多圧熱回収蒸気発生器を更に 含んでいる、請求の範囲１の装置。 10． 圧縮機，膨張タービン，該膨張タービンへ燃料を供給する燃焼室，及び前 記圧縮機と発電機を駆動するため前記膨張タービンを接続するための手段を有す る従来の動力軸組立体を変形することによって発電機を含む電力発電装置を提供 する方法であって、該方法が、 圧縮機，該圧縮機へ冷却空気を給送する中間冷却器，工業用膨張タービン，該 膨張タービンへ燃料を供給する燃焼室，及び前記圧縮機を駆動するため前記膨張 タービンを接続するための手段を含む、少なくとも一つの追加の軸組立体を提供 するステップと、 復熱器を提供するステップと、 前記従来の動力軸組立体，前記少なくとも一つの追加の軸組立体，及び前記復 熱器を、前記従来の動力軸組立体の空気及びガス通路を変形するように連結して 、該変形された空気及びガス通路が、前記従来の動力軸組立体の圧縮機，第１の 所定の順序配列で前記少なくとも一つの追加の軸組立体の各中間冷却器及び圧縮 機，前記復熱器，第２の所定の順序配列で前記少なくとも一つの追加の軸組立体 の各燃焼室及び工業用膨張タービン，及び前記従来の動力軸組立体の燃焼室及び 膨張タービンを通過するようになすステップとを含み、 それによって、入って来る空気が、動力軸組立体及び追加の軸組立体の各圧縮 機を通過するとき交互に圧縮及び冷却され、復熱器において加熱され、そしてそ の燃焼生成ガスが、追加の軸組立体及び動力軸組立体の燃焼室及び膨張タービン を通過するとき交互に加熱及び膨張される。電力発生装置を提供する方法。 11． 従来の動力軸組立体の圧縮機を、その圧縮比が小さくなるように変形する ステップを更に含む、請求の範囲１０による方法。 12． 従来の動力軸組立体の圧縮機を変形するステップが、動力軸組立体の圧縮 機の少なくとも一段の羽根を除去するステップを含んでいる、請求の範囲１１に よる方法。 13． 復熱器のための熱源を提供するため、従来の動力軸組立体の膨張タービン からの排気ガスを向けるステップを更に含んでいる、請求の範囲１０による方法 。 14． 水サチュレーターを提供するステップと、 前記水サチュレーターを、前記第１の所定の順序配列の最後にある少なくとも 一つの追加の軸組立体の復熱器と圧縮機の間に接続するステップと、を更に含ん でいる、請求の範囲１０による方法。 15． 前記水サチュレーターへ供給された水を加熱するステップを更に含んでい る、請求の範囲１４による方法。 16． 加熱するステップが、従来の動力軸組立体の膨張タービンからの排気ガス と中間冷却器から得られた熱を利用している、請求の範囲１５による方法。 17． 最終冷却器を準備するステップと、 前記最終冷却器を、前記第１の所定の順序配列の最後にある少なくとも一つの 追加の軸組立体の前記水サチュレーターと前記圧縮機との間に接続するステップ を更に含んでいる、請求の範囲１４による方法 18． 追加の軸組立体と動力軸組立体の燃焼室の少なくとも一方に蒸気を供給す るステップを更に含んでいる、請求の範囲１０による方法 19． 蒸気を供給するステップが、従来の動力軸組立体の膨張タービンの排気ガ スから得られた熱を利用している、請求の範囲１８による方法。 20． 前記単一の動力軸組立体の前記膨張タービンが、少なくとも２３００°Ｆ （１２６０℃）の入口温度で運転されるように構成配置された単サイクルガスタ ービンである、請求の範囲１の装置。 21． 前記少なくとも一つの追加の軸組立体の前記膨張タービンが、１４００° Ｆ（７６０℃）から１６００°Ｆ（約８７０℃）の範囲の入口温度で運転される ように構成配置された工業用膨張器である、請求の範囲１の装置。 22． 前記熱サイクルが、 追加の軸組立体の最高圧力タービンの入口温度が、装置内の全タービンの最低 入口温度であり、 各追加の軸組立体の全タービンが、実質上等しい入口温度を有しており、 前記単一の動力軸組立体のタービンの入口温度が、装置内の全タービンの最高 入口温度であり、 装置内の全タービンの膨張圧力比が、前記単一の動力軸組立体のタービンに割 当てられた装置の最高膨張圧力比をもって追加の軸組立体のタービンの中に実質 上等しく分布され、 装置内の圧縮機の全体の圧縮圧力比が、前記単一の動力軸組立体の圧縮機に割 当てられた残りの圧縮圧力比をもって各追加の軸組立体の動力バランスを達成す るように各追加の軸組立体の圧縮機の中に分布され、且つ 前記復熱器が、各追加の軸組立体の最高圧力燃焼室への流入空気を予め加熱す るように前記単一の動力軸組立体のタービンからの高温排気ガスの熱を回収する ようになっている、請求の範囲１の装置。 23． 前記少なくとも一つの追加の軸組立体の前記タービンが、前記単一の動力 軸組立体の前記タービンの入口温度よりも低い入口温度を有するように構成配置 されている、請求の範囲１の装置。 24． 複数の追加の軸組立体は、前記単一の動力軸組立体，前記複数の追加の軸 組立体及び前記復熱器が、前記単一の動力軸組立体の圧縮機，第１の所定の順序 で配列されている前記複数の追加の軸組立体の各々の中間冷却器及び圧縮機，前 記復熱器，第２の所定の順序で配列されている前記複数の追加の軸組立体の各々 の燃焼室及び膨張タービン，及び前記単一の動力軸組立体の燃焼室及び膨張ター ビンを通過する通路をもって熱サイクルが限定されるように接続され、且つ最後 に前記復熱器を経て前記排気煙突へ排気されるように設けられており、各追加の 軸組立体の前記圧縮機は、前記単一の動力軸組立体の圧縮機を圧力無負荷にする ため協働する膨張タービンの圧力比よりも大きい圧力比を有するように構成配置 されている、請求の範囲１の装置。 25． 前記熱サイクルは、 前記複数の追加の軸組立体の内の最高圧力タービンの入口温度が、装置内の全 タービンの内の最低入口温度であり、 前記複数の追加の軸組立体の全タービンが実質上等しい入口温度を有し、 前記単一の動力軸組立体の最低圧力タービンの入口温度が、装置の全タービン の最高入口温度であり、 装置内のタービンの膨張圧力比が、前記単一の動力軸組立体の最低圧力タービ ンに割当てられる装置の最高膨張圧力比をもって前記複数の追加の軸組立体のタ ービン中に実質上均等に分布されており、 装置内の圧縮機の全体の圧縮圧力比が、前記単一の動力軸組立体の圧縮機に割 当てられる残りの圧縮圧力比をもって前記複数の追加の軸組立体の各々の動力バ ランスを達成するように前記複数の追加の軸組立体の圧縮機中に分布されており 、且つ 前記復熱器が、前記追加の軸組立体の最高圧力燃焼室への入口空気を予め加熱 するため前記単一の動力軸組立体のタービンからの高温排気ガスから熱を回収す るようになっている、請求の範囲２４の装置。 26． 前記装置は、前記単一の動力軸組立体の前記発電機であるところの唯一の 発電機を含んでいる、請求の範囲１の装置。