JP2001012211A - 蒸気発電所を稼動する方法、並びに、この方法を実行するための蒸気発電所 - Google Patents

蒸気発電所を稼動する方法、並びに、この方法を実行するための蒸気発電所

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JP2001012211A
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ウン−ラップ・ンゴ−ベールマン
Klaus Behnke
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本目的は、蒸気タービンのステージで電力の
出力の減少を防ぐ方法を明示すること、並びに、その方
法を実行することである。 【解決手段】 蒸気発電所において、凝縮液（給水）
は、部分的な蒸気の熱量が、タービンの蒸気から流出す
ることによって、沸騰温度近くに予熱される。蒸気の抽
出により、蒸気タービンのステージは、蒸気の流体から
低い電力しか引き出し得ない。蒸気タービンのステージ
において、電力の出力の減少を避けるため、本発明によ
る蒸気発電所は、予熱した凝縮液を用いられる燃料セル
１４からの廃熱を利用する。この廃熱から給水を予熱す
るため、および、膨張による蒸気の熱量の増大のため
に、蒸気のプロセスの効率の上昇が、達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前文に
よる蒸気発電所を稼動する方法、並びに、この方法を実
行するための蒸気発電所に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に知られた蒸気発電所の場合、タ
ービンの蒸気からの部分的な蒸気の熱量により、給水と
して使われる凝縮液を沸騰温度近くにして、全体のプロ
セスの熱力学的な効率を上昇させることが提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蒸気の
抽出のために、以下に述べる蒸気タービンのステージ
は、蒸気の流体から低電力しか引き出すことができな
い。
【０００４】本目的は、全体のプロセスの熱力学的な効
率の上昇とは逆に、以下に述べる蒸気タービンのステー
ジで電力の出力が減少することを防ぐ、初めに典型例を
言及した方法を明示すること、並びに、この方法を実行
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明に係
る請求項１に明示した特徴によって達成される。
【０００６】したがって、給水が、凝縮液の温度が上昇
するように、燃料セルのプロセスを冷却するために直接
使われている。燃料セルの廃熱から給水を予熱するため
に、並びに、膨張による蒸気の熱量の増大のために、蒸
気のプロセスの効率の上昇が、達成される。
【０００７】請求項２に明示した解決法の特徴による
と、予熱は、燃料セルを介した外部の熱の供給と、蒸気
タービンのプロセスからの部分的な蒸気の熱量との組み
合わせによって達成される。従って、この予熱は、全体
のプロセスの基準へある意味では弾力的に、適応し得
る。
【０００８】この方法を実行するための蒸気発電所は、
予熱するための装置に統合された燃料セルによって特徴
づけられる。従来の発電所の構成要素の広範囲にわたる
使用は、プラントを構成する発明によって、この発明の
単純な実施を可能にする。
【０００９】請求項４に明示した好ましい配置で、可変
流の割合は、熱力学的条件の機能として定められ得る。
タービンのステージの利用された蒸気の熱量と、燃料セ
ルの廃熱とによって、同時に凝縮液を熱することが可能
である。その上、凝縮液を熱することは、燃料セルにの
み、あるいは、利用されたタービンの蒸気の熱量にのみ
実行され得る。
【００１０】燃料セルの廃熱の容量に依存すること、つ
まり、予熱された凝縮液は、予熱するための装置と蒸発
器との間の異なる経路でシステムへフィードバックされ
得る。
【００１１】純粋な蒸気のプロセス、または、燃料セル
／蒸気のプロセスの組み合わせ、または、純粋な燃料セ
ルの作用の適応性を増大することは、選択的に可能であ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明による方法と、この方法を
実行するための蒸気発電所とが、代表的な実施の形態
と、概略的な図面とを参照して記述される。
【００１３】この図は、燃料セル／蒸気のプロセスの組
み合わせのシーケンスを示している。通常の蒸気のサイ
クルは、蒸発器１、高圧のタービン２、再熱器３、中間
圧のタービン４、低圧のタービン５、凝縮器６、凝縮液
用のポンプ７、凝縮液を予熱するための装置８、混合し
た凝縮液を予熱するための装置９、給水ポンプ１０を通
り、そして、給水を予熱するための装置１１を通って蒸
発器１へ戻る。これらタービンの軸出力は、発電機１２
で電力へ変換され、そして、電線を介して取り出され
る。
【００１４】本発明によると、出力が前もって設定され
得る燃料セル１４が、前記装置８を回避するバイパスラ
イン１３に設けられている。制御弁、すなわち、スロッ
トルバルブ１７、１８が、蒸気のシステムからそれぞれ
分岐し、そして、前記装置８へ誘導する接続ライン１
５、１６にそれぞれ接続されている。そして、同様のス
ロットルバルブ１９、２０、２１、２２が、それぞれ、
ライン接続部２３と、燃料セル１４のフィードライン２
４と、燃料セル１４のリターンライン２５を供給する凝
縮液と、ヒートシンク（余り詳しく詳細を示していな
い）へ接続するライン２６と、に接続されている。
【００１５】スロットルバルブ１７、１８、１９、２２
が閉じ、スロットルバルブ２０、２１が開放している場
合、ライン２７へ供給される凝縮液、または、バルブ２
８により遮断され得るライン２９によって利用される給
水は、凝縮液用のポンプ７によって燃料セル１４へ給水
される。この凝縮液が、燃料セルのプロセスの廃熱を吸
収する。熱せられた凝縮液（給水）が、リターンライン
２５を通って前記装置９を通過し、そこから、さらにま
た、前記装置１１を通過した後、蒸発器１へ進行する。
前述のスロットルバルブの配設において、予熱は、燃料
セルの作用による廃熱によってのみもたらされ、そのた
め、予熱を作り出すために前に要求した蒸気量が保た
れ、そして、発電機の出力が、上昇している。燃料セル
のプロセスの廃熱はまた、給水ポンプ１０の後に注入さ
れ得る。この場合、前記装置１１が、完全にあるいは部
分的に給水の流れを絞られ得る。燃料セルのプロセスで
作られる電力が、インバータ３０を通り、電線を介して
取り出される。予熱された給水のフィードバックに使わ
れる燃料セル１４の稼動温度のレベルに付随的なこと
は、すでに、リターンライン２５に効果をもたらし得、
あるいは、前記装置９または前記装置１１の後になって
初めて効果をもたらし得る。
【００１６】スロットルバルブ１７、１８、１９、２
０、２１はまた、部分的にのみ開くや否や、燃料セル／
蒸気プロセスの組み合わせが、結果として生じる。この
ような作用が電力需要に基づいて可能になる。例えば、
低い発電の出力が、蒸気による予熱を可能にし、そし
て、この予熱が、燃料セルの廃熱をスロットルバルブ２
２を開放することによってヒートシンク、例えば遠隔で
熱する装置等を用いることを可能にする。
【００１７】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、燃料セル／蒸気のプロセスの組み合わ
せのシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
１……蒸発器、２……タービン、３……再熱器、４……
タービン、５……タービン、６……凝縮器、７……凝縮
液用のポンプ、８……凝縮液を予熱するための装置、９
……混合した凝縮液を予熱するための装置、１０……給
水ポンプ、１１……給水を予熱するための装置、１２…
…発電機、１３……バイパスライン、１４……燃料セ
ル、１５……接続ライン、１６……接続ライン、１７…
…スロットルバルブ、１８……スロットルバルブ、１９
……スロットルバルブ、２０……スロットルバルブ、２
１……スロットルバルブ、２２……スロットルバルブ、
２３……ライン接続部、２４……フィードライン、２５
……リターンライン、２６……ライン、２７……ライ
ン、２８……バルブ、２９……ライン、３０……インバ
ータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウン−ラップ・ンゴ−ベールマン ドイツ連邦共和国、デー−76199 カール スルーエ、アダルベルト−シュティフター −シュトラーセ ７ (72)発明者 クラウス・ベーンケ ドイツ連邦共和国、デー−69198 シュリ ースハイム、イム・クリンゲン ２ (72)発明者 ミヒャエル・ビット ドイツ連邦共和国、デー−68219 マンハ イム、シュミッツシュトラーセ ８

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蒸発器（１）で発生された蒸気が、少な
    くとも１つのタービン（２、４、５）を流れた後に凝縮
    器（６）で凝縮され、その凝縮液は、予熱され、そし
    て、給水として前記蒸発器へ再供給される、蒸気発電所
    を稼動する方法において、燃料セル（１４）からの廃熱
    が、前記凝縮液を予熱するために使われることを特徴と
    する蒸気発電所を稼動する方法。
  2. 【請求項２】 蒸発器（１）で発生された蒸気が、少な
    くとも１つのタービン（２、４、５）を流れた後に凝縮
    器（６）で凝縮され、その凝縮液は、予熱され、そし
    て、給水として前記蒸発器へ再供給される、蒸気発電所
    を稼動する方法において、燃料セル（１４）の廃熱と、
    蒸気タービンのプロセスから得られた部分的な蒸気の熱
    量とが、前記凝縮液を予熱するために使われることを特
    徴とする蒸気発電所を稼動する方法。
  3. 【請求項３】 前記蒸発器（１）と、少なくとも１つの
    タービン（２、４、５）と、前記凝縮器（６）と、前記
    蒸発器へ凝縮液をフィードバックするためのライン接続
    部（２３）と、この凝縮液を予熱するための装置（８）
    とを具備し、請求項１もしくは２に係る方法を実行する
    ための蒸気発電所において、少なくとも１つの燃料セル
    （１４）が、前記装置（８）内で一体化されていること
    を特徴とする蒸気発電所。
  4. 【請求項４】 請求項３に係る蒸気発電所において、前
    記燃料セル（１４）が、前記装置（８）を回避するバイ
    パスライン（１３）に設けられていることと、スロット
    ルバルブ（２０、２１）が、前記燃料セルへ誘導するフ
    ィードライン（２４）と燃料セルから誘導されるリター
    ンライン（２５）とに夫々設けられていることと、凝縮
    液用のポンプ（７）とスロットルバルブ（１９）との間
    で前記フィードラインは、前記装置（８）へ誘導するラ
    イン接続部（２３）から分岐することと、スロットルバ
    ルブ（１７、１８）を有する接続ライン（１５、１６）
    が、少なくとも１つのタービン（２、４、５）と前記装
    置（８）との間を稼動することを特徴とする蒸気発電
    所。
  5. 【請求項５】 請求項３または４に係る蒸気発電所にお
    いて、前記予熱された凝縮液は、前記装置（８）と前記
    蒸発器（１）との間の異なる経路で発電所内を通過する
    ことを特徴とする蒸気発電所。
  6. 【請求項６】 請求項３ないし５のいずれか１に係る蒸
    気発電所において、前記燃料セル（１４）の廃熱によっ
    て熱せられる凝縮液が、ヒートシンクへ供給され得るこ
    とを特徴とする蒸気発電所。
  7. 【請求項７】 請求項３ないし６のいずれか１に係る蒸
    気発電所において、インバータ（３０）が、燃料セルの
    下流側に接続されていることを特徴とする蒸気発電所。
JP2000155999A 1999-05-28 2000-05-26 蒸気発電所を稼動する方法、並びに、この方法を実行するための蒸気発電所 Pending JP2001012211A (ja)

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