DE102006029524A1 - Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage bereitzustellen, die die Wärme des Dampfes, der in der Dampferzeugungsanlage erzeugt wird, wirkungsvoll übertragen kann. Eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage umfasst eine Speisewasserpumpe (7), einen Speisewassererhitzer (2), um das Speisewasser zu erhitzen, einen Reformer (9) zum Erzeugen eines Formierungsgases, das Wasserstoff enthält, durch Verarbeiten von wenigstens einem Rohmaterial, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol und Dimethylether, unter Verwendung von Dampf, eine Zwischenringleitung (19) zum Umwälzen eines thermischen Mediums, um die Wärme des Dampfes, der von dem Dampfgenerator (1) erzeugt wird, an den Reformer zu liefern, einen Zwischenwärmeaustauscher (8) zum Übertragen der Wärme des Dampfes über die Zwischenringleitung (19) an eine Heizauslassleitung (17), die mit dem Zwischenwärmeaustauscher (8) und dem Speisewassererhitzer (2) verbunden ist, um das Speisewasser aufzuheizen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage, die den Wirkungsgrad der Turbinen der Anlage verbessern kann, indem Wasserstoff gewonnen und elektrischer Strom in Antwort auf den Bedarf davon erzeugt wird.
  • Hintergrund
  • Im Allgemeinen sind Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlagen, die so arbeiten, dass sie gleichzeitig elektrischen Strom erzeugen und Wasserstoff gewinnen, bekannt (siehe unter anderem die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsveröffentlichung Nummer 2004-224661).
  • Solch eine bekannte Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird der Dampf, der von einem Dampfgenerator 1 eines Stromerzeugungssystems 22 erzeugt wird, das typischerweise ein Siedewasserreaktor sein kann, an eine Hochdruckturbine 24 über eine Hauptdampfleitung 15 zugeführt, um die Hochdruckturbine 24 drehanzutreiben, und dann wird er an eine Niederdruckturbine 26 geleitet, um wiederum die Niederdruckturbine 26 drehanzutreiben, um einen Generator 3 drehanzutreiben und elektrischen Strom zu erzeugen.
  • Der Dampf, der in den Hochdruck- und Niederdruckturbinen 24, 26 Arbeit verrichtet hat, wird durch einen Kondensator 3 zu flüssigem Wasser zurück kondensiert, und sein Druck wird durch eine Kondensatorpumpe 5 angehoben. Dann wird das Wasser durch einen Niederdruck-Speisewasserheizer 6 aufgeheizt, und sein Druck wird durch eine Speisewasserpumpe 7 weiter angehoben. Danach wird das Wasser durch einen Hochdruck-Speisewasserheizer 2 aufgeheizt und zu dem Dampfgenerator 1 durch eine Speisewasserleitung 18 zurückgeführt, um einen Kreislauf zu bilden. In der tatsächlichen Anlage sind einige Hochdruck-Speisewasserheizer 2, einige Kondensatorpumpen 5, einige Niederdruck-Speisewasserheizer 6 und einige Speisewasserpumpen 7 angeordnet, je nach der Größe der Anlage. Die Speisewasserheizer 2, 6 sind strom auf und stromab in Bezug auf die Speisewasserpumpen 7 angeordnet, um das Speisewasser aufzuheizen.
  • Der Dampf, der aus der Hochdruckturbine 24 herauskommt, wird teilweise in einen Zwischenwärmeaustauscher 8 über eine Heizeinlassleitung 16 des Zwischenwärmeaustauschers 4 geleitet. Während der Zwischenwärmeaustauscher 8 arbeitet, um Wärme auszutauschen, wird Wärme über eine Zwischenringleitung 19 übertragen. Die Wärme wird dann dazu verwendet, einen Reformer 9 zur Erzeugung von Wasserstoff in einer Wasserstoffgewinnungsanlage 23 aufzuheizen.
  • Andererseits wird der Dampf, der zum Austauschen von Wärme in dem Zwischenwärmeaustauscher 8 verwendet wird, zu einem Mischgas-Vorerhitzer 10 über eine Heizausgangsleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 geleitet. Er wird dann verwendet, um Wärme in dem Mischgas-Vorerhitzer 10 auszutauschen, und danach wird er zu der Niederdruckturbine 26, um die Niederdruckturbine 26 antreiben, zusammen mit dem Dampf geleitet, der direkt von der Hochdruckturbine 24 übertragen wird.
  • In der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 wird das Rohmaterial (Mischgas aus Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf) durch den Mischgas-Vorerhitzer 10 aufgeheizt und verarbeitet, um Wasserstoff durch den Reformer 9 zu erzeugen. Da das in dem Reformer 9 erzeugte Gas gasförmige Substanzen außer Wasserstoff enthält, wird nur Wasserstoff durch einen Wasserstoffseparator 14 abgetrennt.
  • In der oben beschriebenen, bekannten Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage wird die Wärme des Dampfes, der durch den Dampfgenerator 1 des Stromgeneratorsystems erzeugt wird, an die Zwischenringleitung 19 über den Zwischenwärmeaustauscher 8 übertragen. Wenn der Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 über die Zwischenringleitung 19 aufgeheizt wird, ist es notwendig, die Wärme in dem Reformer 9 wirkungsvoll zu übertragen, um den Dampf soviel wie möglich für die Stromerzeugung auszunutzen. Zu diesem Zweck ist es effektiv, Wasser, das eine große spezifische Wärme hat, als thermisches Medium für die Zwischenringleitung 19 zu benutzen, und die Wärme auszunutzen, die erzeugt wird, wenn dieses Wasser kondensiert wird.
  • Wenn die thermische Leitfähigkeit des gesättigten Dampfes und die des überhitzten Dampfes bei 250°C verglichen werden, ist beispielsweise die Wärmemenge, die erzeugt wird, wenn 1 kg ge sättigter Dampf kondensiert wird, gleich 1,715 kJ, während die Wärmemenge, die von 1 kg von überhitztem Dampf als Resultat einer Temperaturänderung erzeugt wird, nur etwa 1,340 kJ ist, wenn die Temperaturänderung ein sehr großer Temperaturabfall von 800°C auf 250°C ist.
  • Das Aufsammeln von Abfallwärme wird jedoch bei bekannten Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlagen nicht ausreichend berücksichtigt. Während einige bekannte Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlagen mit Wärmemedium-Umwälzmitteln ausgerüstet sind, steht bisher kein bewährtes, spezifisches Mittel zum Zwecke der Übertragung von Wärme zur Verfügung.
  • Wenn der Dampf, der in der Dampferzeugungsanlage erzeugt wird, ein gesättigter Dampf ist, wie es im Falle von Leichtwasser-Nuklearreaktoren (die Siedewasserreaktoren und Druckwasserreaktoren umfassen) der Fall ist, die in kommerziellen Nuklear-Stromerzeugungsanlagen verwendet werden, und wenn er zum Aufheizen des Zwischenwärmeaustausches verwendet wird, wird der Dampf ausnahmslos kondensiert, so dass er zu flüssigem Wasser wird.
  • In bekannten Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlagen wird jedoch das durch die Kondensation in den Zwischenwärmeaustauschern erzeugte Wasser nicht zweckmäßig in Betracht gezogen, und die Wärmeauslassleitungen der Zwischenwärmeaustauscher sind mit den jeweiligen Turbineneinlässen verbunden. Mit dieser Anordnung wird das Wasser, das durch Kondensation in den Zwischenwärmeaustauschern erzeugt wird, gezwungen, in die Turbinen zu fließen, um folglich zu Problemen Anlass zu geben, die einen verminderten Betriebswirkungsgrad der Turbinen und eine Erosion der internen Strukturen der Turbinen einschließen.
  • Zusätzlich, wenn der in der Dampferzeugungsanlage erzeugte Dampf ein überhitzter Dampf ist, wie es in dem Fall von Schnellbrüter-Reaktoren und gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren und selbst im Fall von Boilern von thermischen Leistungsanlagen der Fall ist, die auch einen überhitzten Dampf erzeugen, ist es wirkungsvoll, die Wärme, die als Ergebnis der Kondensation in den Zwischenwärmeaustauschern erzeugt wird, wenn der Dampf von der Stromerzeugung verwendet wird, soviel wie möglich auszunutzen. In solchen Situationen wird wiederum flüssiges Wasser durch Kondensation erzeugt, was folglich zu Problemen Anlass gibt, die einen verminderten Betriebswirkungsgrad der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen einschließen, wenn das durch die Kondensation erzeugte Wasser in die Turbinen eingeleitet wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Hinblick auf die oben aufgezeigten Probleme ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage bereitzustellen, die die Wärme des Dampfes, der in der Dampferzeugungsanlage des Stromgeneratorsystems davon erzeugt wird, effektiv an den Reformer der Wasserstoffgewinnungsanlage übertragen kann und die das kondensierte Wasser, das durch Kondensation des Dampfes, der zum Aufheizen des Zwischenwärmeaustauschers verwendet wird, geeignet verarbeiten kann, um den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbine zu unterdrücken.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Anlage gemäß dem Patentanspruch 1 oder dem Patentanspruch 7 gelöst. Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage gerichtet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage bereitgestellt, die aufweist: eine Dampferzeugungsanlage, eine Turbine zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Verwendung von Dampf, der durch die Dampferzeugungsanlage erzeugt worden ist, einen Kondensator zum Kondensieren des von der Turbine abgegebenen Dampfes, eine Speisewasserpumpe zum Umwälzen des kondensierten Wassers, das durch den Kondensator kondensiert worden ist, an die Dampferzeugungsanlage, einen Speisewassererhitzer, der stromauf in Bezug auf die Speisewasserpumpe angeordnet ist, um das Speisewasser aufzuheizen, einen Reformer zur Erzeugung von Formierungsgas, das Wasserstoff enthält, durch Verarbeitung von Menthol, Ethanol oder Dimethylether unter Verwendung von Dampf, einen Wasserstoffseparator zum Abtrennen von hochreinem Wasserstoff von dem erzeugten Formierungsgas, eine Zwischenringleitung zum Umwälzen eines thermischen Mediums, um die durch die Dampferzeugungsanlage erzeugte Wärme an den Reformer zuzuführen, einen Zwischenwärmeaustauscher zum Übertragen der Wärme des Dampfes auf die Zwischenringleitung, eine Heizeinlassleitung des Zwischenwärmeaustauschers, die mit dem Heizeinlass des Zwischenwärmeaustauschers verbunden ist, um Dampf von der Dampferzeugungsanlage zuzuführen, und eine Wärmeauslassleitung des Zwischenwärmeaustauschers, die mit dem Wärmeauslass des Zwischenwärmeaustauschers und dem Speisewassererhitzer verbunden ist, um das Speisewasser zu erhitzen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage bereitgestellt, die aufweist: eine Stromerzeugungsanlage, eine Turbine zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Verwendung des von der Stromerzeugungsanlage erzeugten Dampfes, einen Kondensator zum Kondensieren des von der Turbine ausgestoßenen Dampfes, eine Speisewasserpumpe zum Umwälzen des kondensierten Wassers, das von dem Kondensator kondensiert worden ist, an die Dampferzeugungsanlage, einen Speisewassererhitzer, der in Bezug auf die Speisewasserpumpe stromauf angeordnet ist, um das Speisewasser zu erhitzen, einen Reformer zur Erzeugung eines Mischgases, das Wasserstoff enthält, durch Verarbeitung von Methanol, Ethanol oder Dimethylether unter Verwendung von Dampf, einen Wasserstoffseparator zum Abtrennen von hochreinem Wasserstoff aus dem erzeugten Mischgas, eine Haupt-Zweigleitung zum Abzweigen von einem Teil des in die Turbine eingeführten Dampfes und zum Umwälzen des Teiles des Dampfes, um ihn zu dem Reformer zuzuführen, und eine Wärmeauslassleitung, die mit dem Wärmeauslass des Reformers und dem Speisewassererhitzer verbunden ist, um das Speisewasser zu erhitzen.
  • Mit einer Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Struktur der Turbine dadurch zu unterdrücken, dass die Wärme des Dampfes, der in der Dampferzeugungsanlage des elektrischen Stromgeneratorsystems davon erzeugt wird, an den Reformer der Wasserstoffgewinnungsanlage übertragen wird, und dass das kondensierte Wasser ordnungsgemäß verarbeitet wird, das durch Kondensieren des Dampfes, der zum Aufheizen des Zwischenwärmeaustauschers verwendet wird, erzeugt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt;
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt; und
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer bekannten Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage, die die Anordnung derselben zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Nun werden Ausführungsbeispiele der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung in größerem Detail durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden die Komponenten, die gleich oder zueinander ähnlich sind, durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und sie werden nicht weiter beschrieben.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Siedewasserreaktor als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 verwendet. Der von dem Dampfgenerator 1 erzeugte Dampf wird an eine Hochdruckturbine 24 über eine Haupt-Dampfleitung 15 zugeführt, um die Hochdruckturbine 24 zum Rotieren anzutreiben. Nach dem Antreiben der Hochdruckturbine 24 zum Rotieren wird der Dampf dann zu einer Niederdruckturbine 26 geleitet, um wiederum die Niederdruckturbine 26 anzutreiben. Die Welle der Hochdruckturbine 24 und die der Niederdruckturbine 26 sind direkt an die Welle des Generators 3 angelenkt, so dass der Generator 3 zum Erzeugen von elektrischem Strom drehangetrieben wird.
  • Der Dampf, der in den Hochdruck- und Niederdruckturbinen 24, 26 Arbeit geleistet hat, wird an einen Kondensator 4 übertragen und durch einen Kondensator 4 zu flüssigem Wasser zurück kondensiert. Der Druck des kondensierten Wassers wird durch die Kondensatorpumpe 5 angehoben. Sodann wird das Wasser durch einen Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 erhitzt, und sein Druck wird durch eine Speisewasserpumpe 7 weiter angehoben. Danach wird das Wasser durch einen Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 aufgeheizt und zu der Stromerzeugungsanlage 1 über eine Speisewasserleitung 18 zurückgeführt, um einen Kreislauf zu bilden. In einer tatsächlichen Anlage werden einige Hochdruck-Speisewassererhitzer 2, einige Kondensatorpumpen 5 und einige Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 und einige Speisewasserpumpen 7 angeordnet je nach der Größe der Anlage. Die Speisewassererhitzer 2, 6 sind stromauf und stromab in Bezug auf die Speisewasserpumpe 7 angeordnet, um das Speisewasser zu erhitzen.
  • Der Dampf, der durch den Dampfgenerator 1 erzeugt wird, wird teilweise von der Hauptdampfleitung 15 durch Betätigung eines Transferventils, einen Umschaltventils oder dergleichen, wenn erforderlich, abgezweigt und an den Zwischenwärmeaustauscher 8 über eine Heizeinlassleitung 16 des Zwischenwärmeaustauschers 8 übertragen. Während der Zwischenwärmeaustauscher 8 arbeitet, um die Wärme auszutauschen, wird das Wasser in der Zwischenringleitung 19 in gesättigten Dampf umgesetzt. Die Heizauslassleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 ist mit einem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 in dem elektrischen Stromgeneratorsystem 22 verbunden. Das Wasser, das in dem Zwischenwärmeaustauscher 8 kondensiert wird, oder die Mischungen des kondensierten Wassers mit unkondensiertem Dampf wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 übertragen und verwendet, um das Speisewasser aufzuheizen. Alternativ kann eine solche Anordnung getroffen werden, dass die Heizauslassleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 mit einem Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 verbunden ist, wenn ein Übertragungsventil, ein Schaltventil oder dergleichen entsprechend der Temperatur des von ihm abgelassenen Dampfes betätigt wird. Es kann überflüssig sein, zu sagen, dass die Heizauslassleitung 17 nur mit dem Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 oder dem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 verbunden sein kann. Ferner ist es je nach der Anlage ebenfalls möglich, eine Pumpe 41 an der Heizauslassleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 anzuordnen und das Wasser, das in dem Zwischenwärmeaustauscher 8 kondensiert wird oder die Mischungen des kondensierten Wassers und des unkondensierten Dampfes an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 unter hohem Druck zu übertragen.
  • In der oben beschriebenen Zwischenringleitung 19 wird der von dem Zwischenwärmeaustauscher 8 erzeugte Dampf an einen Reformer 9 übertragen. Formierungsgas, das Wasserstoff und Kohlendioxid als hauptsächliche Bestandteile enthält, wird aus einer Mischung von Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf in dem Reformer 9 vorbereitet. Da diese chemische Reaktion eine endothermische Reaktion ist, muss Wärme von außen zugeführt werden, um zu bewirken, dass die Reaktion kontinuierlich stattfindet. Wärme kann durch Kondensieren des Dampfes, der von dem Zwischenwärmeaustauscher 8 übertragen wird, zugeführt werden.
  • Ein Mischgas-Vorerhitzer 10 ist an der Auslassseite des Reformers 9 der Zwischenringleitung 19 angeordnet. Der Mischgas-Vorerhitzer 10 ist so ausgelegt, dass er die Abfallwärme des Wassers, das durch den Reformer 9 kondensiert wird oder der Mischung des kondensierten Wassers und des unkondensierten Dampfes als Wärmequelle für das Mischgas aus Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf verwendet, das als Rohmaterialgas verwendet werden soll. Das Wasser, das durch die Kondensation erzeugt wird und das in dem Mischgas-Vorerhitzer 10 abgekühlt wird, wird in einem Auffangtank 11 gesammelt und dann zu dem Zwischenwärmeaustauscher 8 über eine Umwälzpumpe 12 zurück umgewälzt, sodass es wiederum in gesättigten Dampf umgewandelt wird.
  • In der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 des Ausführungsbeispiels, das die oben beschriebene Anordnung hat, wird das Mischgas aus dem Rohmaterial aus Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf von einer Rohmaterialzufuhreinrichtung 13 an den Reformer über den Mischgas-Vorerhitzer 10 übertragen. Das Mischgas wird dann aufgeheizt und einer chemischen Reaktion unterworfen, die den Effekt eines Katalysators in dem Reformer 9 ausnutzt, um ein Formierungsgas zu erzeugen, das Wasserstoff und Kohlendioxid als die zwei hauptsächlichen Bestandteile enthält. Auf diese Weise ist es möglich, hochreinen Wasserstoff zu erzeugen, da nur Wasserstoff durch einen Wasserstoffseparator 14 aus dem erzeugten Formierungsgas extrahiert wird.
  • So wird mit diesem Ausführungsbeispiel der von dem Dampfgenerator 1 erzeugte Dampf durch den Zwischenwärmeaustauscher 8 zum Aufheizen genutzt, und das kondensierte Wasser wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 zugeführt und als Wärmequelle von dem Letzteren benutzt, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen aufgrund des Zuflusses von kondensiertem Wasser in die Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • Da der Zwischenwärmeaustauscher 8 so ausgelegt ist, dass er die latente Wärme ausnutzt, die durch eine Phasenänderung von Dampf (Gas) zu Wasser (Flüssigkeit) erzeugt wird, ist es möglich, die Flussrate des Dampfes, der zum Beheizen des Zwischenwärmeaustauschers 8 abge zweigt wird, auf ein Minimum herabzusetzen und die Flussrate des Dampfes, der der Hochdruckturbine 24 zum Zwecke der elektrischen Stromerzeugung zugeführt wird, auf ein Maximum zu erhöhen. Zusätzlich, da die latente Wärme, die durch eine Phasenänderung einer Substanz von Dampf zu flüssigem Wasser oder umgekehrt erzeugt wird, in der Zwischenringleitung 19 ausgenutzt wird, ist es möglich, die von dem Zwischenwärmeaustauscher 8 aufgesammelte Wärme durch die Übertragung von Kondensationswärme wirkungsvoll auf den Reformer 9 zu übertragen.
  • Auf diese Weise wird die Wärme des Dampfes, der durch den Dampfgenerator 1 erzeugt wird, der ein Siedewasserreaktor ist, mit Hilfe der Zwischenringleitung 19 wirkungsvoll auf den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 übertragen, und das kondensierte Wasser, das als Ergebnis einer Ausnutzung des Dampfes durch den Zwischenwärmeaustauscher 8 erzeugt wird, wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 zugeführt, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen aufgrund des Zuflusses von kondensiertem Wasser in die Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, dass die Anordnung derselben zeigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein superkritischer, wassergekühlter Reaktor als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 statt dem Siedewasserreaktor des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Die Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels, die die gleichen oder ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden respektive durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht weiter beschrieben.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist ein superkritischer, wassergekühlter Reaktor als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 installiert. Der Dampf in einem superkritischen Druckzustand, der durch den Dampfgenerator 1 erzeugt wird, wird an die Hochdruckturbine 24 geliefert und treibt die Letztere zum Rotieren an. Nach dem Antreiben der Hochdruckturbine 24 zum Rotieren treibt der Dampf des weiteren eine Zwischendruckturbine 25 und dann die Niederdruckturbine 26 an, um elektrischen Strom mit Hilfe des Generators 3 zu erzeugen. Der Dampf, der in der Hochdruck-, Zwischendruck- und Niederdruckturbinen 24, 25, 26 Arbeitet verrichtet hat, wird an einen Kondensator 4 übertragen und zu Wasser zurück kondensiert.
  • Danach wird das Wasser durch eine Kondensatorgruppe 5 über einen Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 aufgeheizt, so dass es heiß wird, und es wird an den Dampfgenerator 1 durch eine Speisewasserpumpe 7 über einen eine Entlüftungseinrichtung 27 zurückgeführt, so dass es einen Kreislauf bildet.
  • Der Dampf wird zwischen der Hochdruckturbine 24 und der Zwischendruckturbine 25 teilweise abgezweigt und an einen Zwischenwärmeaustauscher 8 übertragen. Es ist jedoch zu beachten, dass der Dampf stromab von der Hochdruckturbine 24 oder von irgendeiner der Stufen der Hochdruckturbine 24 abgezweigt werden kann. Die Heizauslassleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 ist mit einem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 verbunden. Ein Teil oder die Gesamtheit des Dampfes, der in dem Zwischenwärmeaustauscher 8 zum Austauschen von Wärme verwendet wird, wird kondensiert und an dem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 übertragen, so dass er zum Aufheizen von Speisewasser verwendet wird. Es ist zu beachten, dass die Heizauslassleitung 17 des Zwischenwärmeaustauschers 8 mit der Entlüftungseinrichtung 24 oder dem Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 verbunden sein kann, wenn dies entsprechend dem Dampfdruck und/oder der Temperatur notwendig ist.
  • Auf diese Weise wird die Wärme des Dampfes, der von dem Dampfgenerator 1 erzeugt wird, der ein superkritischer, wassergekühlter Reaktor ist, mit Hilfe der Zwischenringleitung 19 wirkungsvoll an den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 übertragen, und das kondensierte Wasser, das als Ergebnis der Ausnutzung des Dampfes durch den Zwischenwärmeaustauscher 8 erzeugt wird, wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 zugeführt, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen aufgrund des Einfließens von kondensiertem Wasser in die Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, das die Anordnung derselben zeigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Druckwasserreaktor als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 statt des Siedewasserreaktors des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Die Komponenten des dritten Ausführungsbeispiels, die gleich oder ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden respektive durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht weiter beschrieben.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind der Dampfgenerator und der Nuklearreaktor-Druckkessel als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 installiert. Der von dem Siedewasserreaktor des ersten Ausführungsbeispiels und dem superkritischen, wassergekühlten Reaktor des zweiten Ausführungsbeispiels erzeugte Dampf enthält eine oder mehr als eine radioaktive Substanz. Andererseits enthält der von dem Dampfgenerator des dritten Ausführungsbeispiels erzeuge Dampf keinerlei radioaktive Substanz. Daher ist eine Zwischenringleitung 19 so angeordnet, dass radioaktive Substanzen nicht in die Wasserstoffgewinnungsanlage 23 einfließen können, wenn Wärme an den Reformer 9 in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen übertragen wird. Solch eine Zwischenringleitung 19 ist jedoch nicht erforderlich, wenn der Dampfgenerator als Dampfgenerator 1 verwendet wird.
  • Der oben erwähnte Nuklearreaktor-Druckkessel 28 und der Dampfgenerator 1 sind miteinander durch einen kalten Zweig 40, durch den kaltes Wasser fließt, im Vergleich mit einem heißen Zweig 29, durch den heißes Wasser fließt, verbunden, um einen Kreislauf zu bilden. Das Wasser in dem Kreislauf wird unter Druck gesetzt, so dass es nicht siedet, und es wird zwangsweise durch eine primäre Kühlmittel-Kreislaufpumpe 31 umgewälzt, so dass die von dem Nuklearreaktor-Druckkessel 28 erzeugte Wärme an den Dampfgenerator 1 übertragen wird.
  • Der Dampf, der durch den Dampfgenerator 1 erzeugt wird, wird teilweise von der Haupt-Dampfleitung 15 durch Betätigung eines Ventils, wenn erforderlich, abgezweigt und an den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 über die Haupt-Dampfzweigleitung 15a übertragen. Ein Mischgas-Vorerhitzer 10 ist an der Auslassseite des Reformers 9 angeordnet. Der Mischgas-Vorerhitzer 10 ist so ausgelegt, dass er die Abfallwärme des Wassers, das von dem Reformer 9 kondensiert wird, oder der Mischung des kondensierten Wassers und des unkondensierten Dampfes als Wärmequelle für das Mischgas aus Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf verwendet, das als Rohmaterialgas verwendet werden soll.
  • Die Heizauslassleitung 17a des Mischgas-Vorerhitzers 10 ist mit dem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 verbunden, der das ihm zugeführte Wasser erhitzt, wobei er die Wärme des durch den Mischgas-Vorerhitzer 10 kondensierten Wassers ausnutzt. Es ist zu beachten, dass die Heizausgangsleitung 17a des Mischgas-Vorerhitzers 10 mit der Entlüftungseinrichtung 27 oder dem Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 verbunden sein kann, wenn dies entsprechend dem Dampfdruck und/oder der Temperatur erforderlich ist.
  • Der Dampfgenerator eines Schnellbrüter-Reaktors oder der eines gasgekühlten Hochtemperaturreaktors kann als Dampfgenerator installiert sein.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Wärme des Dampfes, der durch den Dampfgenerator 1 erzeugt wird, der ein Dampfgenerator eines Druckwasserreaktors ist, wirkungsvoll an den Reformer 9 übertragen, und das kondensierte Wasser wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 zugeführt, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrads der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen aufgrund des Zuflusses von kondensiertem Wasser in die Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • Da der Reformer 9 so ausgelegt ist, dass er die latente Wärme, die durch einen Phasenübergang von Dampf zu Wasser erzeugt wird, ausnutzt, ist es zusätzlich möglich, die Flussrate des Dampfes, der zum Aufheizen des Reformers 9 abgezweigt wird, auf ein Minimum herabzusetzen und die Flussrate des Dampfes, der der Hochdruckturbine 24 zum Zwecke der elektrischen Stromerzeugung zugeführt wird, auf ein Maximum heraufzusetzen.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die Wärme des Dampfes, der von dem Dampfgenerator 1 der elektrischen Stromgeneratoranlage 22 erzeugt wird, wirkungsvoll an den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 übertragen, und der Reformer 9 verarbeitet den Dampf ordnungsgemäß, der zu dem Zwecke der Aufheizung verwendet wird, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen aufgrund des Zuflusses von kondensiertem Wasser in die Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage gemäß der Erfindung, dass die Anordnung derselben zeigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein thermischer Leistungsboiler als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet. Die Komponenten des vierten Ausführungsbeispiels, die gleich oder ähnlich zu denen des ersten Ausfüh rungsbeispiels sind, werden respektive durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht weiter beschrieben.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist ein thermischer Leistungsboiler als Dampfgenerator 1 des elektrischen Stromgeneratorsystems 22 installiert. Wiederum ist keine Zwischenringleitung in diesem Ausführungsbeispiel erforderlich, da der durch den thermischen Leistungsboiler erzeugte Dampf keine radioaktive Substanz enthält.
  • Ein Teil des Dampfes, der von der Hochdruckturbine 24 an die Zwischendruckturbine 25 übertragen wird, wird abgezweigt und an den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 übertragen, so dass er für den Wärmeaustausch genutzt werden kann. Ein Mischgas-Vorerhitzer 10 ist an der Auslassseite des Reformers 9 angeordnet.
  • Die Wärme des Wassers, das durch den Reformer 9 kondensiert wird oder die der Mischung des kondensierten Wassers und des unkondensierten Dampfes wird als Wärmequelle für das Mischgas aus Methanol, Ethanol oder Dimethylether und Dampf verwendet, das als Rohmaterialgas verwendet werden soll.
  • Die Heizauslassleitung 17a des Mischgas-Vorerhitzers 10 ist mit einem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 verbunden, so dass das Speisewasser durch die Wärme des Wassers, das durch den Mischgas-Vorerhitzer 10 kondensiert wird, aufgeheizt wird. Die Heizausgangsleitung 17a des Mischgas-Vorerhitzers 10 kann mit einer Entlüftungseinrichtung 27 oder mit einem Niederdruck-Speisewassererhitzer 6 über ein Ventil verbunden sein, wenn dies gemäß dem Dampfdruck und/oder der Temperatur erforderlich ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Wärme des Dampfes, der von dem Dampfgenerator 1 erzeugt wird, der ein thermischer Leistungsboiler ist, wirksam an den Reformer 9 der Wasserstoffgewinnungsanlage 23 durch die Zwischenringleitung 19 übertragen, und das Wasser, das als Ergebnis der Ausnutzung des Zwischenwärmeaustauschers 8 zu dem Zweck der Aufheizung kondensiert wird, wird an den Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 geliefert, so dass es möglich ist, den Abfall des Betriebswirkungsgrades der Turbinen und die Erosion der internen Strukturen der Turbinen beachtlich zu unterdrücken.
  • Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in verschiedenen, unterschiedlichen Art und Weisen modifiziert werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann eine Kohleanlage als Dampfgenerator verwendet werden.

Claims (7)

  1. Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage, die aufweist: einen Dampfgenerator (1), eine Turbine (24) zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Verwendung von Dampf, der durch den Dampfgenerator (1) erzeugt worden ist, einen Kondensator (4) zum Kondensieren des von der Turbine (24) abgegebenen Dampfes, eine Speisewasserpumpe (7) und eine Kondensatorpumpe (5) zum Umwälzen des kondensierten Wassers, das durch den Kondensator (4) kondensiert worden ist, an den Dampfgenerator (1), einen Speisewassererhitzer (2, 6), der stromab in Bezug auf die Speisewasserpumpe (7) angeordnet ist, um das Speisewasser aufzuheizen, einen Reformer (9) zur Erzeugung eines Produktgases, das Wasserstoff enthält, durch Verarbeitung von Menthol, Ethanol oder Dimethylether unter Verwendung von Dampf, einen Wasserstoffseparator (14) zum Abtrennen von hochreinem Wasserstoff von dem erzeugten Produktgas, eine Zwischenringleitung (19) zum Umwälzen eines thermischen Mediums, um die durch den Dampfgenerator (1) erzeugte Wärme an den Reformer (9) zuzuführen, einen Zwischenwärmeaustauscher (8) zum Übertragen der Wärme des Dampfes auf die Zwischenringleitung (19), eine Heizeinlassleitung (16) des Zwischenwärmeaustauschers (8), die mit dem Heizeinlass des Zwischenwärmeaustauschers (8) verbunden ist, um Dampf von der Dampferzeugungsanlage zuzuführen, und eine Wärmeauslassleitung (17) des Zwischenwärmeaustauschers (8), die mit dem Wärmeauslass des Zwischenwärmeaustauschers (8) und dem Speisewassererhitzer (2) verbunden ist, um das Speisewasser zu erhitzen.
  2. Anlage nach Anspruch 1, worin die Zwischenringleitung (19) Wasser als thermisches Medium umwälzt, Wasser mit Hilfe des Zwischenwärmeaustauschers (8) in Dampf umwandelt und Wärme überträgt.
  3. Anlage nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Mischgas-Vorerhitzer (10), der stromab in Bezug auf den Reformer (9) angeordnet ist, so dass er ein Mischgas aus wenigstens einem Rohmaterial vorerhitzt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methanol, Ethanol und Dimethylether und Dampf besteht, das mit Hilfe der durch den Reformer (9) aufgesammelten Wärme als Rohmaterial verwendet werden soll.
  4. Anlage nach Anspruch 1, worin der Dampfgenerator (1) ein Boiler ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siedewasserreaktor und einem superkritischen, wassergekühlten Reaktor.
  5. Stromgenerator/Wasserstoffgewinnungs-Kombinationsanlage, die umfasst: einen Dampfgenerator (1), eine Turbine (24) zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Verwendung des von dem Dampfgenerator (1) erzeugten Dampfes, einen Kondensator (4) zum Kondensieren des von der Turbine (24) ausgestoßenen Dampfes, eine Speisewasserpumpe (7) und eine Kondensatorpumpe (5) zum Umwälzen des kondensierten Wassers, das von dem Kondensator kondensiert worden ist, an den Dampfgenerator (1), einen Speisewassererhitzer (2, 6), der in Bezug auf die Speisewasserpumpe (7) stromauf und stromab angeordnet ist, um das Speisewasser zu erhitzen, einen Reformer (9) zur Erzeugung eines Mischgases, das Wasserstoff enthält, durch Verarbeitung von wenigstens einem Rohmaterial, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methanol, Ethanol und Dimethylether und Dampf besteht, unter Verwendung von Dampf, einen Wasserstoffseparator (14) zum Abtrennen von hochreinem Wasserstoff aus dem erzeugten Mischgas, eine Haupt-Dampfzweigleitung (15a) zum Abzweigen von einem Teil des in die Turbine (24) eingeführten Dampfes und zum Umwälzen des Teiles des Dampfes, um ihn dem Reformer (9) zuzuführen, und eine Wärmeauslassleitung (17a), die mit dem Wärmeauslass des Reformers (9) und dem Speisewassererhitzer (2) verbunden ist, um das Speisewasser zu erhitzen.
  6. Anlage nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen Mischgas-Vorerhitzer (10), der stromab in Bezug auf den Reformer (9) angeordnet ist, so dass er ein Mischgas aus wenigstens einem Rohmaterial vorerhitzt, das aus der Gruppe aus gewählt ist, die aus Methanol, Ethanol und Dimethylether und Dampf besteht, das mit Hilfe der durch den Reformer (9) aufgesammelten Wärme als Rohmaterial verwendet werden soll.
  7. Anlage nach Anspruch 5, worin der Dampfgenerator (1) ein Boiler ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Dampfgenerator eines Druckwasser-Nuklearreaktors, dem eines Schnellbrüter-Reaktors, dem eines gasgekühlten Hochtemperaturreaktors und dem eines fossilen Brennstoff verbrennenden Boilers.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008195585A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toshiba Corp 水素製造装置
CN102232167B (zh) * 2008-10-01 2013-08-14 开利公司 跨临界制冷循环中的液体蒸气分离
US20110000210A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Miles Mark W Integrated System for Using Thermal Energy Conversion
CN103512071B (zh) * 2013-03-26 2016-01-20 新能(张家港)能源有限公司 一种二甲醚冷凝水余热回收供暖装置
CN104445065A (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 广东合即得能源科技有限公司 一种基于甲醇水制氢系统的供暖系统及其供暖方法
KR102122173B1 (ko) * 2018-12-21 2020-06-15 한국가스공사 수소스테이션용 수소제조장치 및 수소제조방법
CN115387875B (zh) * 2022-08-24 2024-05-07 西安热工研究院有限公司 一种高温气冷堆发电、储能与制氢耦合运行系统及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2963776D1 (en) * 1978-08-31 1982-11-11 Ght Hochtemperaturreak Tech Coal gasification plant
US4413348A (en) * 1981-01-12 1983-11-01 Ga Technologies Inc. System for producing process heat
JPS6051604A (ja) * 1983-08-30 1985-03-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd スチ−ムリフオ−ミング方法
JPH04320999A (ja) * 1991-04-19 1992-11-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 高温ガス炉による水素ガス製造装置
US5360679A (en) * 1993-08-20 1994-11-01 Ballard Power Systems Inc. Hydrocarbon fueled solid polymer fuel cell electric power generation system
JPH09209714A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉冷却材加熱蒸気発生器を備えた複合発電装置
JP3973772B2 (ja) * 1998-08-28 2007-09-12 株式会社東芝 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント
JP3964657B2 (ja) * 2001-11-28 2007-08-22 株式会社東芝 水素製造システム
JP2003248083A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Toshiba Corp 発電プラントに水素製造プラントを組み合せた水素生産システム
JP4327469B2 (ja) * 2003-01-24 2009-09-09 株式会社東芝 発電・水素生成組合せプラント
JP4521202B2 (ja) * 2004-02-24 2010-08-11 株式会社東芝 蒸気タービン発電プラント
US7752848B2 (en) * 2004-03-29 2010-07-13 General Electric Company System and method for co-production of hydrogen and electrical energy

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