JP2000345857A - 低温蒸気利用リパワリングシステム - Google Patents
低温蒸気利用リパワリングシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気タービンや発電機の上流側に大規模な設
備を必要とせず、排気損失を発生させることがなく、燃
料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化空気或い
は空気を利用することもできる低温蒸気利用リパワリン
グシステムを提供すること。 【解決手段】 燃料を供給する燃料供給装置１１と、空
気、酸素富化空気、あるいは純酸素よりなる燃料燃焼用
酸化剤の酸化剤供給装置１３と、蒸気、前記燃料供給装
置１１から送られてくる燃料、前記酸化剤供給装置１３
から送られてくる燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、
過熱蒸気を主成分とする高温燃焼ガスをつくる燃焼器１
５と、この燃焼器１５からの高温燃焼ガスを駆動源とす
るタービン１７及び発電機１８を備えた構成である。 【効果】 蒸気を、僅かの燃料と燃焼用酸化剤を利用し
て高温とし、これを作動流体として、発電出力を増大さ
せるのみならず、高効率で発電するタービン・発電シス
テムを構成することができる。
備を必要とせず、排気損失を発生させることがなく、燃
料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化空気或い
は空気を利用することもできる低温蒸気利用リパワリン
グシステムを提供すること。 【解決手段】 燃料を供給する燃料供給装置１１と、空
気、酸素富化空気、あるいは純酸素よりなる燃料燃焼用
酸化剤の酸化剤供給装置１３と、蒸気、前記燃料供給装
置１１から送られてくる燃料、前記酸化剤供給装置１３
から送られてくる燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、
過熱蒸気を主成分とする高温燃焼ガスをつくる燃焼器１
５と、この燃焼器１５からの高温燃焼ガスを駆動源とす
るタービン１７及び発電機１８を備えた構成である。 【効果】 蒸気を、僅かの燃料と燃焼用酸化剤を利用し
て高温とし、これを作動流体として、発電出力を増大さ
せるのみならず、高効率で発電するタービン・発電シス
テムを構成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気発電システム
の発電効率や出力を増大することを目的とした低温蒸気
利用リパワリングシステムに関するものである。
の発電効率や出力を増大することを目的とした低温蒸気
利用リパワリングシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のガスタービンを用いた蒸気
利用リパワリングシステムの系統を示す図であり、図５
中の１は燃焼用空気を圧縮する圧縮機１ａと、この圧縮
機１ａからの圧縮空気と燃料を供給されてこれらを燃焼
させる燃焼器１ｂと、この燃焼器１ｂからの燃焼ガスで
駆動するガスタービン１ｃ及び発電機１ｄからなるガス
タービン発電システムである。
利用リパワリングシステムの系統を示す図であり、図５
中の１は燃焼用空気を圧縮する圧縮機１ａと、この圧縮
機１ａからの圧縮空気と燃料を供給されてこれらを燃焼
させる燃焼器１ｂと、この燃焼器１ｂからの燃焼ガスで
駆動するガスタービン１ｃ及び発電機１ｄからなるガス
タービン発電システムである。
【０００３】このガスタービン発電システム１より出た
高温排ガスは、管路２を通って大型の排熱回収ボイラ３
に送られ、排熱回収ボイラ３では、前記高温排ガスによ
って蒸気を高温の過熱蒸気に変換し、この過熱蒸気を、
管路４を介して蒸気タービン５及び発電機６に導き、蒸
気タービン５及び発電機６の駆動源として利用してい
る。
高温排ガスは、管路２を通って大型の排熱回収ボイラ３
に送られ、排熱回収ボイラ３では、前記高温排ガスによ
って蒸気を高温の過熱蒸気に変換し、この過熱蒸気を、
管路４を介して蒸気タービン５及び発電機６に導き、蒸
気タービン５及び発電機６の駆動源として利用してい
る。
【０００４】なお、前記高温排ガスは排熱回収ボイラ３
で熱交換された後、低温排ガスとして大気に放出され、
また、前記蒸気タービン５を駆動した後のタービン排気
ガスは凝縮器７に送られ、冷却用水或いは空気と熱交換
されて冷却され、加圧給水ポンプ８を経てリターン水と
して再利用される。
で熱交換された後、低温排ガスとして大気に放出され、
また、前記蒸気タービン５を駆動した後のタービン排気
ガスは凝縮器７に送られ、冷却用水或いは空気と熱交換
されて冷却され、加圧給水ポンプ８を経てリターン水と
して再利用される。
【０００５】従来のガスタービンを用いた蒸気利用リパ
ワリングシステムは上記したように構成することによ
り、発電量を増加させ、効率を向上させようとしてい
る。すなわち、従来のガスタービンを用いた蒸気利用リ
パワリングシステムでは、蒸気温度が低温の場合、蒸気
タービン発電システムの効率が低く、出力も小さくなる
ので、蒸気温度過熱用の熱媒体を得るのに、別途、ガス
タービン発電システム１を組み込み、燃料でガスタービ
ン発電を行い、その排熱となる排気ガスを利用する構成
である。
ワリングシステムは上記したように構成することによ
り、発電量を増加させ、効率を向上させようとしてい
る。すなわち、従来のガスタービンを用いた蒸気利用リ
パワリングシステムでは、蒸気温度が低温の場合、蒸気
タービン発電システムの効率が低く、出力も小さくなる
ので、蒸気温度過熱用の熱媒体を得るのに、別途、ガス
タービン発電システム１を組み込み、燃料でガスタービ
ン発電を行い、その排熱となる排気ガスを利用する構成
である。
【０００６】また、特開平５−１３３２４２号では、過
熱蒸気を主成分とする高温燃焼ガスを、タービンの作動
流体として利用して発電するＣＯ2 回収発電プラントが
開示されている。このＣＯ2 回収発電プラントは、純酸
素による燃料燃焼を利用し、Ｏ2 を分離除去して再利用
すると共に、ＣＯ2 回収を主目的とした発電システムで
ある。
熱蒸気を主成分とする高温燃焼ガスを、タービンの作動
流体として利用して発電するＣＯ2 回収発電プラントが
開示されている。このＣＯ2 回収発電プラントは、純酸
素による燃料燃焼を利用し、Ｏ2 を分離除去して再利用
すると共に、ＣＯ2 回収を主目的とした発電システムで
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術は、次のような問題点があった。先ず、ガスタービ
ンを用いた蒸気利用リパワリングシステムでは、蒸気タ
ービン５の作動流体である過熱蒸気を製造するために、
高温の過熱蒸気を製造するのに十分な、高温排熱利用の
大型の排熱回収ボイラ３を用いる等、蒸気タービン５や
発電機６の上流側に大規模な設備を必要としていた。
技術は、次のような問題点があった。先ず、ガスタービ
ンを用いた蒸気利用リパワリングシステムでは、蒸気タ
ービン５の作動流体である過熱蒸気を製造するために、
高温の過熱蒸気を製造するのに十分な、高温排熱利用の
大型の排熱回収ボイラ３を用いる等、蒸気タービン５や
発電機６の上流側に大規模な設備を必要としていた。
【０００８】また、ガスタービン１ｃからの高温排気ガ
スを利用して、蒸気を排熱回収ボイラ３でスーパーヒー
トし、排ガスはそのまま大気に放出するので、排気損失
が生じてしまうという問題もある。
スを利用して、蒸気を排熱回収ボイラ３でスーパーヒー
トし、排ガスはそのまま大気に放出するので、排気損失
が生じてしまうという問題もある。
【０００９】さらに、蒸気をスーパーヒートする場合、
加熱用排ガス温度以上にスーパーヒートすることができ
ないので、蒸気タービン５や発電機６の効率が高くない
という問題もある。
加熱用排ガス温度以上にスーパーヒートすることができ
ないので、蒸気タービン５や発電機６の効率が高くない
という問題もある。
【００１０】次に、ＣＯ2 回収発電プラントでは、ガス
タービン用燃焼器として、高温高圧ガスを生成する、使
用条件の厳しい燃焼器が必要となるので、システムが複
雑である。また、このＣＯ2 回収発電プラントでは低圧
飽和蒸気を直接利用して発電することはできなかった。
さらに、燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富
化空気、或いは、空気を利用することはできなかった。
タービン用燃焼器として、高温高圧ガスを生成する、使
用条件の厳しい燃焼器が必要となるので、システムが複
雑である。また、このＣＯ2 回収発電プラントでは低圧
飽和蒸気を直接利用して発電することはできなかった。
さらに、燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富
化空気、或いは、空気を利用することはできなかった。
【００１１】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、蒸気と燃料と燃料燃焼用酸化剤を燃焼器
内で直接燃焼させて蒸気を高温燃焼ガスに変換し、これ
を用いてタービン及び発電機を駆動させることにより、
蒸気タービンや発電機の上流側に大規模な設備を必要と
せず、かつ、排気損失を発生させることがなく、また、
燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化空気、
或いは、空気を利用することもできる低温蒸気利用リパ
ワリングシステムを提供することを目的としている。
たものであり、蒸気と燃料と燃料燃焼用酸化剤を燃焼器
内で直接燃焼させて蒸気を高温燃焼ガスに変換し、これ
を用いてタービン及び発電機を駆動させることにより、
蒸気タービンや発電機の上流側に大規模な設備を必要と
せず、かつ、排気損失を発生させることがなく、また、
燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化空気、
或いは、空気を利用することもできる低温蒸気利用リパ
ワリングシステムを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、燃焼器で、蒸気と、燃料供給装置か
ら送られてくる燃料と、酸化剤供給装置から送られてく
る燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成
分とする高温燃焼ガスをつくり、この燃焼器からの高温
燃焼ガスでタービン及び発電機を駆動し、必要に応じ
て、タービンからの排ガスを凝縮器で凝縮水と不凝縮気
体に分離し、分離された凝縮水を給水ポンプで加圧給水
することとしている。そして、このようにすることで、
蒸気タービンや発電機の上流側に大規模な設備を必要と
せず、しかも、排気損失を発生させることもなくなる。
また、燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化
空気、或いは、空気をも利用することもできるようにな
る。
ために、本発明は、燃焼器で、蒸気と、燃料供給装置か
ら送られてくる燃料と、酸化剤供給装置から送られてく
る燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成
分とする高温燃焼ガスをつくり、この燃焼器からの高温
燃焼ガスでタービン及び発電機を駆動し、必要に応じ
て、タービンからの排ガスを凝縮器で凝縮水と不凝縮気
体に分離し、分離された凝縮水を給水ポンプで加圧給水
することとしている。そして、このようにすることで、
蒸気タービンや発電機の上流側に大規模な設備を必要と
せず、しかも、排気損失を発生させることもなくなる。
また、燃料燃焼用酸化剤として、純酸素以外の酸素富化
空気、或いは、空気をも利用することもできるようにな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の低温蒸気利用リパワリン
グシステムは、燃料を供給する燃料供給装置と、空気、
酸素富化空気、あるいは純酸素よりなる燃料燃焼用酸化
剤の酸化剤供給装置と、蒸気、前記燃料供給装置から送
られてくる燃料、前記酸化剤供給装置から送られてくる
燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成分
とする高温燃焼ガスをつくる燃焼器と、この燃焼器から
の高温燃焼ガスを駆動源とするタービン及び発電機を備
えたものである。
グシステムは、燃料を供給する燃料供給装置と、空気、
酸素富化空気、あるいは純酸素よりなる燃料燃焼用酸化
剤の酸化剤供給装置と、蒸気、前記燃料供給装置から送
られてくる燃料、前記酸化剤供給装置から送られてくる
燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成分
とする高温燃焼ガスをつくる燃焼器と、この燃焼器から
の高温燃焼ガスを駆動源とするタービン及び発電機を備
えたものである。
【００１４】また、本発明のリパワリングシステムで
は、本発明の低温蒸気利用リパワリングシステムを構成
するタービンからの排ガスを凝縮水と不凝縮気体に分離
する機能を備えた凝縮器と、この凝縮器で分離された凝
縮水を加圧給水する給水ポンプを備えることもできる。
は、本発明の低温蒸気利用リパワリングシステムを構成
するタービンからの排ガスを凝縮水と不凝縮気体に分離
する機能を備えた凝縮器と、この凝縮器で分離された凝
縮水を加圧給水する給水ポンプを備えることもできる。
【００１５】本発明のシステムでは、蒸気と、燃料と、
空気又は酸素富化空気或いは純酸素よりなる燃料燃焼用
酸化剤を燃焼器内に直接導入し、混合燃焼させる。そし
て、燃焼により高温となった高温燃焼ガスはタービンへ
供給され、タービンおよび発電機を駆動する。タービン
からの排気ガスは凝縮器に送られ、凝縮器で水分の凝縮
と不凝縮気体の分離が行われる。このうち凝縮水は加圧
給水ポンプで例えば蒸気製造装置に戻して再利用する。
空気又は酸素富化空気或いは純酸素よりなる燃料燃焼用
酸化剤を燃焼器内に直接導入し、混合燃焼させる。そし
て、燃焼により高温となった高温燃焼ガスはタービンへ
供給され、タービンおよび発電機を駆動する。タービン
からの排気ガスは凝縮器に送られ、凝縮器で水分の凝縮
と不凝縮気体の分離が行われる。このうち凝縮水は加圧
給水ポンプで例えば蒸気製造装置に戻して再利用する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を図１に示す一実施例に基づい
て説明する。図１は本発明の低温蒸気利用リパワリング
システムを示す系統図である。
て説明する。図１は本発明の低温蒸気利用リパワリング
システムを示す系統図である。
【００１７】図１において、１１は後述する燃焼器１５
に例えば昇圧ポンプ１２を介して燃料を供給する燃料供
給装置、１３は同じく後述する燃焼器１５に、空気、酸
素富化空気、或いは純酸素よりなる燃料燃焼用酸化剤を
例えば昇圧ポンプ１４を介して供給する酸化剤供装置で
ある。
に例えば昇圧ポンプ１２を介して燃料を供給する燃料供
給装置、１３は同じく後述する燃焼器１５に、空気、酸
素富化空気、或いは純酸素よりなる燃料燃焼用酸化剤を
例えば昇圧ポンプ１４を介して供給する酸化剤供装置で
ある。
【００１８】１５は燃焼器であり、工場やごみ焼却場の
排熱を利用して製造される蒸気、または、コージエネレ
ーション排ガスを利用して製造される蒸気、或いは、蒸
気タービン発電システムのタービンから抽気された蒸
気、或いは、太陽熱集熱器を利用して製造した蒸気など
の蒸気と、前記燃料供給装置１１から送られてくる燃料
と、前記酸化剤供給装置１３から送られてくる燃料燃焼
用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成分とする高
温燃焼ガスを生成するものである。
排熱を利用して製造される蒸気、または、コージエネレ
ーション排ガスを利用して製造される蒸気、或いは、蒸
気タービン発電システムのタービンから抽気された蒸
気、或いは、太陽熱集熱器を利用して製造した蒸気など
の蒸気と、前記燃料供給装置１１から送られてくる燃料
と、前記酸化剤供給装置１３から送られてくる燃料燃焼
用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成分とする高
温燃焼ガスを生成するものである。
【００１９】燃焼器１５で生成された高温燃焼ガス（組
成はＨ2 Ｏ、ＣＯ2 、Ｎ2 など）は、高温燃焼ガスライ
ン１６を通してタービン１７に送られ、膨張して発電機
１８を駆動させる。これが本発明の低温蒸気利用リパワ
リングシステムである。
成はＨ2 Ｏ、ＣＯ2 、Ｎ2 など）は、高温燃焼ガスライ
ン１６を通してタービン１７に送られ、膨張して発電機
１８を駆動させる。これが本発明の低温蒸気利用リパワ
リングシステムである。
【００２０】そして、前記タービン１７での排気ガス
は、タービン排気ガスライン１９を介して凝縮器２０に
送られ、ここで冷却用水或いは空気と熱交換されて冷却
され、凝縮水と二酸化炭素や窒素を主成分とする不凝縮
気体に分離される。このうち、凝縮水は加圧給水ポンプ
２１で加圧され、リターン水として蒸気の製造の為に再
利用する。これが本発明の凝縮水を回収する凝縮器を備
えた低温蒸気利用リパワリングシステムである。
は、タービン排気ガスライン１９を介して凝縮器２０に
送られ、ここで冷却用水或いは空気と熱交換されて冷却
され、凝縮水と二酸化炭素や窒素を主成分とする不凝縮
気体に分離される。このうち、凝縮水は加圧給水ポンプ
２１で加圧され、リターン水として蒸気の製造の為に再
利用する。これが本発明の凝縮水を回収する凝縮器を備
えた低温蒸気利用リパワリングシステムである。
【００２１】なお、図１に示した実施例において、燃焼
用酸化剤に純酸素を用いた場合、不凝縮気体中には窒素
成分が含まれないので、凝縮器２０で分離した不凝縮気
体から二酸化炭素のみを回収することが容易となる。
用酸化剤に純酸素を用いた場合、不凝縮気体中には窒素
成分が含まれないので、凝縮器２０で分離した不凝縮気
体から二酸化炭素のみを回収することが容易となる。
【００２２】また、タービン１７より出た排気ガスの温
度が、燃焼器１５に供給する蒸気の温度より高温になる
場合は、図１に破線で示したように、再生器２２で蒸気
と熱交換させ、凝縮器２０に供給する高温燃焼ガスの温
度を低め、凝縮器２０の効率を高めることもできる。
度が、燃焼器１５に供給する蒸気の温度より高温になる
場合は、図１に破線で示したように、再生器２２で蒸気
と熱交換させ、凝縮器２０に供給する高温燃焼ガスの温
度を低め、凝縮器２０の効率を高めることもできる。
【００２３】本発明の低温蒸気利用リパワリングシステ
ムは上記したような構成であるから、蒸気発電システム
の発電出力・効率を増大させることが出来る。また、本
発明の低温蒸気利用リパワリングシステムでは、熱利用
以外の利用が困難であった、低圧飽和蒸気を利用して、
高効率なタービン発電を行うこともできる。
ムは上記したような構成であるから、蒸気発電システム
の発電出力・効率を増大させることが出来る。また、本
発明の低温蒸気利用リパワリングシステムでは、熱利用
以外の利用が困難であった、低圧飽和蒸気を利用して、
高効率なタービン発電を行うこともできる。
【００２４】すなわち、蒸気温度が低温で、そのまま発
電しても低効率で低出力しか得られない場合や、ガスタ
ービンを組み込んでリパワリングを図っても効率の向上
が小さい場合に、本発明の低温蒸気利用リパワリングシ
ステムでは、小流量の燃料を利用することで、発電出力
の向上を達成し、使用燃料当たりの発電出力を高めるこ
とができる。
電しても低効率で低出力しか得られない場合や、ガスタ
ービンを組み込んでリパワリングを図っても効率の向上
が小さい場合に、本発明の低温蒸気利用リパワリングシ
ステムでは、小流量の燃料を利用することで、発電出力
の向上を達成し、使用燃料当たりの発電出力を高めるこ
とができる。
【００２５】一例として、利用する蒸気を飽和蒸気と
し、燃料を水素、燃焼用酸化剤を純酸素とし、蒸気流量
を 1 ｔｏｎ／ｈｒで一定とし、タービン入口温度をパ
ラメータにとった場合の、飽和蒸気温度と蒸気ベースの
発電効率（蒸気ベースエクセルギー効率）の関係を図２
に示す。
し、燃料を水素、燃焼用酸化剤を純酸素とし、蒸気流量
を 1 ｔｏｎ／ｈｒで一定とし、タービン入口温度をパ
ラメータにとった場合の、飽和蒸気温度と蒸気ベースの
発電効率（蒸気ベースエクセルギー効率）の関係を図２
に示す。
【００２６】また、飽和蒸気温度と燃料ベースの正味発
電効率（燃料ベースエクセルギー効率）の関係を図３
に、飽和蒸気温度とトータルエクセルギー効率の関係を
図４に示す。
電効率（燃料ベースエクセルギー効率）の関係を図３
に、飽和蒸気温度とトータルエクセルギー効率の関係を
図４に示す。
【００２７】これら、図２〜図４において、それぞれ○
印はタービン入口温度が４００℃の場合、△印はタービ
ン入口温度が５００℃の場合、●印はタービン入口温度
が６００℃の場合、■印はタービン入口温度が７００℃
の場合、▲印はタービン入口温度が１０００℃の場合、
□印はタービン入口温度が１４００℃の場合の結果であ
る。
印はタービン入口温度が４００℃の場合、△印はタービ
ン入口温度が５００℃の場合、●印はタービン入口温度
が６００℃の場合、■印はタービン入口温度が７００℃
の場合、▲印はタービン入口温度が１０００℃の場合、
□印はタービン入口温度が１４００℃の場合の結果であ
る。
【００２８】図２に示したように、本発明システムにお
いては、蒸気ベースの効率が１００％を越える高い効率
を得ることができる。なお、本発明システムにおいて、
蒸気ベースの効率が１００％を越える高い効率が得られ
るのは、本発明システムでは発電のために燃料が投入さ
れているからである。
いては、蒸気ベースの効率が１００％を越える高い効率
を得ることができる。なお、本発明システムにおいて、
蒸気ベースの効率が１００％を越える高い効率が得られ
るのは、本発明システムでは発電のために燃料が投入さ
れているからである。
【００２９】また、図３に示したように、本発明システ
ムにおいては、種々の運転条件で燃料ベースの効率が１
００％を越える高い効率を得ることができる。なお、本
発明システムにおいて、種々の運転条件で燃料ベースの
効率が１００％を越える高い効率が得られるのは、本発
明システムでは発電のために蒸気を利用しているもの
の、燃料ベースの効率では蒸気のエネルギーを算入しな
くて良いからである。
ムにおいては、種々の運転条件で燃料ベースの効率が１
００％を越える高い効率を得ることができる。なお、本
発明システムにおいて、種々の運転条件で燃料ベースの
効率が１００％を越える高い効率が得られるのは、本発
明システムでは発電のために蒸気を利用しているもの
の、燃料ベースの効率では蒸気のエネルギーを算入しな
くて良いからである。
【００３０】また、図４に示したように、本発明システ
ムでは、種々の運転条件で、６０％を越える高いトータ
ルエクセルギー効率が得られると推定される。これは従
来のガスタービンを用いた蒸気利用リパワリングシステ
ムでは、蒸気過熱用の排ガスは加熱後大気に捨てられる
のに対し、本発明システムでは過熱用の燃料及び燃料酸
化剤はタービンと発電機を駆動するための作動流体の一
部として、そのまま有効利用されるからである。
ムでは、種々の運転条件で、６０％を越える高いトータ
ルエクセルギー効率が得られると推定される。これは従
来のガスタービンを用いた蒸気利用リパワリングシステ
ムでは、蒸気過熱用の排ガスは加熱後大気に捨てられる
のに対し、本発明システムでは過熱用の燃料及び燃料酸
化剤はタービンと発電機を駆動するための作動流体の一
部として、そのまま有効利用されるからである。
【００３１】つまり、本発明システムと従来のガスター
ビン発電システムを比較すると、これまでのガスタービ
ン発電機では、タービン出力の半分以上が作動流体の気
体（空気）を圧縮するために消費されるのに対し、本発
明システムでは蒸気を利用しているため、作動流体の圧
縮は液体（水）の圧縮という、気体の場合に比べると無
視できるようなわずかな動力しか必要としないプロセス
で圧縮しているからである。従って、本発明システムを
適用することにより、蒸気温度が低くても、蒸気ベース
や燃料ベースで、１００％を越える高い効率の発電を行
うことが可能となる。
ビン発電システムを比較すると、これまでのガスタービ
ン発電機では、タービン出力の半分以上が作動流体の気
体（空気）を圧縮するために消費されるのに対し、本発
明システムでは蒸気を利用しているため、作動流体の圧
縮は液体（水）の圧縮という、気体の場合に比べると無
視できるようなわずかな動力しか必要としないプロセス
で圧縮しているからである。従って、本発明システムを
適用することにより、蒸気温度が低くても、蒸気ベース
や燃料ベースで、１００％を越える高い効率の発電を行
うことが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工場排熱や太陽エネルギーなどを利用して発生させるこ
とのできる蒸気、或いは、蒸気タービン発電システムの
タービン途中から抽気して得られる蒸気を、僅かの燃料
と燃焼用酸化剤を利用して高温とし、これを作動流体と
して、発電出力を増大させるのみならず、高効率で発電
するタービン・発電システムを構成することができる。
この際、燃料の燃焼を純酸素燃焼とすれば、燃焼ガスは
二酸化炭素と蒸気のみとなるので、タービンからの排ガ
ス中における二酸化炭素の回収を容易に行うことができ
る。
工場排熱や太陽エネルギーなどを利用して発生させるこ
とのできる蒸気、或いは、蒸気タービン発電システムの
タービン途中から抽気して得られる蒸気を、僅かの燃料
と燃焼用酸化剤を利用して高温とし、これを作動流体と
して、発電出力を増大させるのみならず、高効率で発電
するタービン・発電システムを構成することができる。
この際、燃料の燃焼を純酸素燃焼とすれば、燃焼ガスは
二酸化炭素と蒸気のみとなるので、タービンからの排ガ
ス中における二酸化炭素の回収を容易に行うことができ
る。
【図１】本発明の低温蒸気利用リパワリングシステムを
示す系統図である。
示す系統図である。
【図２】飽和蒸気温度と蒸気ベースの発電効率（蒸気ベ
ースエクセルギー効率）の関係を示す一実施例図であ
る。
ースエクセルギー効率）の関係を示す一実施例図であ
る。
【図３】飽和蒸気温度と燃料ベースの発電効率（燃料ベ
ースエクセルギー効率）の関係を示す一実施例図であ
る。
ースエクセルギー効率）の関係を示す一実施例図であ
る。
【図４】飽和蒸気温度とトータルエクセルギー効率の関
係を示す一実施例図である。
係を示す一実施例図である。
【図５】従来のリパワリングを目的としたガスタービン
を用いた蒸気利用リパワリングシステムを示す系統図で
ある。
を用いた蒸気利用リパワリングシステムを示す系統図で
ある。
１１ 燃料供給装置 １３ 酸化剤供給装置 １５ 燃焼器 １７ タービン １８ 発電機 ２０ 凝縮器 ２１ 加圧給水ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 丙植 大阪府大阪市天王寺区堂ヶ芝２丁目10番３ −1404号 (72)発明者 鈴木 胖 大阪府箕面市桜２−４−５ (72)発明者 増田 季睦 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料を供給する燃料供給装置と、空気、
酸素富化空気、あるいは純酸素よりなる燃料燃焼用酸化
剤の酸化剤供給装置と、蒸気、前記燃料供給装置から送
られてくる燃料、前記酸化剤供給装置から送られてくる
燃料燃焼用酸化剤を混合燃焼させて、過熱蒸気を主成分
とする高温燃焼ガスをつくる燃焼器と、この燃焼器から
の高温燃焼ガスを駆動源とするタービン及び発電機を備
えたことを特徴とする低温蒸気利用リパワリングシステ
ム。 - 【請求項２】 請求項１記載の低温蒸気利用リパワリン
グシステムにおいて、このリパワリングシステムを構成
するタービンからの排ガスを凝縮水と不凝縮気体に分離
する機能を備えた凝縮器と、この凝縮器で分離された凝
縮水を加圧給水する給水ポンプを備え、分離された凝縮
水を回収することを特徴とする低温蒸気利用リパワリン
グシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157531A JP2000345857A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 低温蒸気利用リパワリングシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157531A JP2000345857A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 低温蒸気利用リパワリングシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345857A true JP2000345857A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15651719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157531A Withdrawn JP2000345857A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 低温蒸気利用リパワリングシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000345857A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5422057B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-02-19 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンシステム及びその制御方法 |
| JP5427953B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2014-02-26 | 株式会社日立製作所 | 太陽熱利用ガスタービンシステム |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157531A patent/JP2000345857A/ja not_active Withdrawn
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