JP2003535259A - 燃焼プラントを作動させる方法と燃焼プラント - Google Patents

燃焼プラントを作動させる方法と燃焼プラント

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JP2003535259A JP2002500085A JP2002500085A JP2003535259A JP 2003535259 A JP2003535259 A JP 2003535259A JP 2002500085 A JP2002500085 A JP 2002500085A JP 2002500085 A JP2002500085 A JP 2002500085A JP 2003535259 A JP2003535259 A JP 2003535259A
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リンデル、ウルフ
エリクセン、エリク、ハンス
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ノアスク ハイドロ エイエスエイ
アルストム パワー ナムローゼ フェンノートシャップ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも第１のガスタービン（２６）と、第２のタービン（３４、５０）と、ガス混合物から酸素を分離する薄膜フィルタ装置（１８）と燃焼空間（１９）とからなる薄膜反応装置（１６）とを含む燃焼プラントを作動させる方法に関する。酸素を含有したガス混合物が薄膜反応装置（１６）へ供給される。薄膜フィルタ装置（１８）によって、少なくともいくらかの酸素がガス混合物から分離される。分離された酸素は燃焼空間（１９）において燃焼に使用される。酸素が分離された後、かつ燃焼工程を経由した後得られる酸素減損のガスは第１のガスタービン（２６）を作動させるために使用される。燃焼ガスは第２のタービン（３４、５０）を作動させる。本発明はまた、前記方法を実施する燃焼プラントにも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景と従来技術） 本発明は、少なくとも第１のガスタービンと、第２のタービンと、ガス混合物
から酸素を分離する薄膜フィルタ装置と燃料を燃焼させるための燃焼空間とから
なる薄膜反応装置とを含むプラントを作動させる方法に関する。本発明はまた、
燃焼プラントにも関する。
【０００２】 燃焼プラントからの望ましくない排出物を低減したいとの諸々の要求や希望が
ある。このように、特に、酸化窒素の排出はできるだけ低減することが望ましい
。また、燃焼時生成される二酸化炭素の排出を低減したいとの希望もある。燃焼
ガスから二酸化炭素を回収することは可能であるが、二酸化炭素の濃度は通常低
く、かつガスは例えば酸素や窒素のようなその他の物質も含有しているので、二
酸化炭素を回収することは比較的複雑である。
【０００３】 二酸化炭素を回収する方法を簡単にする可能性としては、その媒体からの二酸
化炭素の回収がよりし易い空気以外の別の媒体において燃焼が行われることであ
る。空気が燃焼媒体として使用されない場合、酸素を燃焼に添加する必要がある
。しかしながら、十分な量だけ酸素を生成することは比較的高価につく。酸素を
生成する一つの可能性は通常空気から構成されるガス混合物から酸素を分離する
ように配置された適当な薄膜フィルタ装置を使用することである。そのような薄
膜フィルタ装置は屡「固体電解質薄膜（ＳＥＭ）」と称されている。
【０００４】 そのような薄膜フィルタ装置は、例えば米国特許第５ １１８ ３９５号に記
載されている。この特許文書は二種類のそのようなＳＥＭを記載している。第１
の種類のＳＥＭは薄膜に亘って電圧を供給するために電圧源を接続しうる２個の
電極の間に配置された薄膜からなる。第２の種類のＳＥＭは「混合導電薄膜（Ｍ
ＣＭ）」（“ｍｉｘｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍｅｍｂｒａｎｅ”）と称さ
れる。この種の薄膜フィルタ装置はＭＣＭ材料からなり、外部からの電圧を供給
しなくとも機能する。そのような薄膜フィルタは、酸素の分圧が、酸素が転送さ
れるフィルタの側におけるよりも低いという点で機能する。ここで酸素イオンが
薄膜を通して第１の方向に導電され、電極は反対の方向に該薄膜を通して導電さ
れる。前記特許文書はタービンからの排出物から酸素を回収するためにガスター
ビンの排出側においてそのような薄膜フィルタ装置を使用することを説明してい
る。この点に関して、第三の種類薄膜、すなわち燃料電池材料からなる薄膜につ
いて述べておく必要がある。そのような薄膜は、電極が外部の導電回路を介して
導通されている間第１の方向において酸素イオンを導電する。
【０００５】 また、欧州特許文書第ＥＰ−Ａ−６５８ ３６７号は異なる種類のＳＥＭを記
載している。この文書は、そこから酸素が抽出される薄膜フィルタ装置を備えた
異なる燃焼ブラントを記載している。薄膜フィルタ装置から得られる酸素減損ガ
スが１個以上の燃焼装置まで導かれ、燃焼装置からの燃焼ガスがガスタービンを
作動させるために使用される。
【０００６】 公開されているノルウエー特許出願第ＮＯ−Ａ−９７２６３１号は燃焼工程に
おいてＭＣＭを使用することを説明している。前記の説明された方法によると、
圧縮空気がＭＳＭ反応器まで導かれる。ＭＳＭ反応器は空気から酸素を分離する
薄膜フィルタ装置を含む。酸素が分離された加熱された空気は熱交換器を介して
導出される。分離された酸素は燃焼において使用され、燃焼ガスはガスタービン
を作動させるために該ガスタービンまで導かれる。燃焼ガスは主として水蒸気と
二酸化炭素とから構成されている。水蒸気は凝縮しうるので、二酸化炭素を分離
し、取っておくことができるようにする。窒素は基本的に燃焼工程に関係しない
ので、望ましくない酸化窒素の排出は避けられる。
【０００７】 公開されているノルウエー特許出願第ＮＯ−Ａ−９７２６３２号はＭＳＭが使
用される類似の方法を記載している。この特許出願は圧縮空気が燃焼に通され、
ＭＣＭ反応器まで導かれると説明している。ＭＣＭ反応器を通過した燃焼空気は
ガスタービンを通して導かれる。この空気は燃焼を経由しているので、二酸化炭
素とある程度の酸化窒素とを含有している。ＭＣＭ反応器において空気の混合物
から分離された酸素はその後ガスタービンを作動させるために燃焼工程において
使用される。
【０００８】 （発明の要約） 本発明の目的は、少なくとも第１のガスタービンと、第２のガスタービンと、
ガス混合物から酸素を分離する薄膜フィルタ装置と燃料を燃焼させる燃焼空間と
からなる薄膜反応装置とを含む種類の燃焼プラントを作動させる改良された方法
を達成することである。本発明の一つの目的は、燃焼生成物の望ましくない排出
を排除することが可能であると同時に高効率の方法を達成することである。別の
目的は比較的簡単な手段によってそのような方法を達成することである。本発明
の更に別の目的は本発明による方法を実施する燃焼プラントを達成することであ
る。本発明の更なる利点は以下の説明から明らかとなる。
【０００９】 本発明の目的は最初に述べた方法であって、 酸素を含有するガス混合物が薄膜反応器に供給され、そこで薄膜フィルタ装置
において分離され、酸素減損ガスが得られるように少なくともいくらかの酸素が
ガス混合物から分離されること、 ガス混合物から分離された前記酸素の少なくとも一部が燃焼空間において前記
燃焼に使用されること、 前記ガス混合物が前記燃焼空間における前記燃焼を通して発生した熱に助勢さ
れて加熱されること、 燃焼工程を経由していない前記の加熱された酸素減損ガスの少なくとも一部が
前記の第１のガスタービンを作動させるために使用されること、および 前記燃焼から発出した燃焼ガスの少なくとも一部が前記第２のタービンを作動
させるために使用されることを含む方法によって達成される。
【００１０】 第１のガスタービンに供給された前記の加熱された酸素減損ガス混合物はこの
ように、実際の燃焼工程に関わることなく加熱された。この加熱された酸素減損
したガスはガスタービンを作動させるために使用されるので、この加熱されたガ
スにおけるエネルギが効率的に使用され、第１のガスタービンを作動させるガス
は燃焼を経由していないので、このガスは望ましくない酸化窒素や二酸化炭素を
基本的に何ら含有していない。このように、加熱された酸素減損のガスにおける
エネルギは望ましくない排出を伴うことなく効率的に使用される。これらのガス
は別のタービンを作動させるために該タービンに導かれるので、前記燃焼ガスの
エネルギが同時に使用されることは勿論である。本発明による方法によって、望
ましくない排出が避けられるのと同時に高効率を達成することが可能である。
【００１１】 前述のノルウエー特許出願第ＮＯ−９７２６３１号に記載の方法とは異なり、
加熱された酸素減損のガス混合物はガスタービンを作動させるために使用され、
これは本発明の方法の高効率をもたらすことが示されている。前述のノルウエー
特許出願第ＮＯ−９７２６３２号に記載の方法とは異なり、本発明によれば、燃
焼を経由していないガスが第１のガスタービンを作動させるために使用される。
このことは酸化窒素や二酸化炭素の望ましくない排出が避けられることを意味す
る。
【００１２】 この点に関して、次のことが注目される。薄膜反応装置は薄膜フィルタ装置と
燃焼空間との双方が１個の、同じケーシング内に配置される１ユニットを構成し
うる。しかしながら、薄膜フィルタ装置は個別に、燃焼空間から距離をおいて配
置させることも可能である。従って、この場合、薄膜反応装置は２個の個別のユ
ニットを構成するが、これらのユニットは燃焼空間における燃焼から生じた熱が
薄膜フィルタ装置に導かれるガス混合物を加熱するために使用可能であるように
相互に対して接続されている。また、この文章での「酸素減損ガス」とは、この
ガスがガス混合物から酸素が分離される前よりも少ない酸素を含有していること
を単に意味することに注目すべきである。このように、酸素減損ガスは、依然と
して多少の酸素を含有している。
【００１３】 前記方法を実施する有利な方法によると、薄膜反応装置に供給される前記のガ
ス混合物は空気から構成されている。この方法は、前記ガス混合物に対して空気
が使用される点で極めて単純である。このことはまた、空気によって作動される
のが最適である従来のガスタービンが前記第１のガスタービンとして使用しうる
ことを意味する。
【００１４】 本発明を実施する別の有利な方法によると、前記第１のガスタービンを出て行
くガスは熱交換器を加熱するために使用される。そのため、前記第１のガスター
ビンを出ていくガスに存在する熱が利用される。
【００１５】 本方法を実施する別の有利な方法によると、前記熱交換器は蒸気タービンを作
動させる媒体を蒸発するために使用される。それによって、前記熱交換器まで導
かれるガスに存在するエネルギは効率的に使用することができる。
【００１６】 本方法を実施する更に別の有利な方法によると、第２のガスタービンを出て行
くガスも前記熱交換器で加熱のために使用される。それによると、前記第２のタ
ービンからのガスに存在する熱の効率的な利用が達成される。
【００１７】 本方法を実施する更に別の有利な方法によると、第２のタービンを出て行く前
記ガスは少なくとも物質ＣＯ2およびＨ2Ｏを含有し、前記熱交換器を通過した後
、少なくともいくらかのＨ2Ｏは薄膜反応装置まで導かれる。このように、例え
ば薄膜の面にコークが形成されるのを避けるのに役立つように薄膜反応装置に水
を戻せばよい。
【００１８】 本発明を実施するための更に別の有利な方法によると、第２のタービンを出て
行く前記ガスは少なくとも物質ＣＯ2やＨ2Ｏを含有し、前記熱交換器を通過した
後、ＣＯ2は使用あるいは貯蔵のために完全に、あるいは部分的に取っておく。
そのため、環境への二酸化炭素の排出が避けられる。
【００１９】 本方法を実施する更に別の有利な方法によると、前記第２のガスタービンは前
記蒸気タービンを構成し、該蒸気タービンにはタービン作動媒体が送られ、該媒
体は導管部材を導かれ、前記熱交換器で加熱され、薄膜反応装置における燃焼か
らの前記燃焼ガスの少なくとも一部は前記蒸気タービンに供給されるように前記
導管部材まで導かれる。この方法によると、第２のガスタービンの必要はない。
燃焼ガスのエネルギは、前記蒸気タービンを作動させるために使用されるという
点で依然として利用される。この方法によれば、コストの低減をもたらす。燃焼
ガスはガスタービンと蒸気タービンとの双方に対して導かれることは勿論可能で
ある。
【００２０】 本方法を実施する更に別の有利な方法によると、前記導管部材まで導かれた前
記燃焼ガスは少なくとも物質ＣＯ2およびＨ2Ｏを含有し、前記蒸気タービンを通
過した後、少なくともいくらかのＣＯ2が使用あるいは貯蔵のために前記導管部
材から排出される。二酸化炭素が蒸気タービンに供給されるので、この二酸化炭
素は取っておく必要がある。このように、二酸化炭素が環境へ排出されることは
避けられる。
【００２１】 本方法を実施する更に別の方法によると、前記蒸気タービンを通過した後、少
なくともいくらかのＨ2Ｏは導管部材から排出され、前記薄膜反応装置まで戻さ
れる。蒸気タービンサイクルに供給された燃焼ガスは通常ある量の水蒸気を含有
している。従って、蒸気タービンサイクルにおいて水の量が増すのを避けるため
に、いくらかの水が適当に排出される。この水の少なくとも一部は薄膜反応装置
の状態を最適化するために該反応装置に戻せばよい。
【００２２】 本方法を実施する更に別の有利な方法によると、前記ガス混合物は薄膜反応装
置に供給される前にコンプレッサによって圧縮される。そのため、ガス混合物に
は適当な圧力が得られる。
【００２３】 本発明を実施する更に別の有利な方法によると、前記コンプレッサは前記第１
および（または）第２のタービンによって作動する。これはコンプレッサを作動
させる効率的な方法を構成する。別々のタービンは共通の回転軸線を有してもよ
いが、これは必然的ではない。本方法を実施する特に有利な方法によると、前記
コンプレッサと前記第１のガスタービンとは共にコンプレッサ部分とタービン部
分とを備えた従来のガスタービン配置を構成する。
【００２４】 本方法を実施する別の有利な方法によると、薄膜反応装置から電気エネルギが
取り出される。これは薄膜反応装置において生成されるエネルギの最適な利用法
を構成している。
【００２５】 本方法を実施する別の有利な方法によると、薄膜フィルタ装置はＭＣＭ材料と
燃料電池材料との双方からなり、前記燃料電池材料は前記電気エネルギを引き出
すのに使用される。
【００２６】 前述のように、本発明の目的は燃焼プラントを達成することである。この燃焼
プラントは、第１のガスタービンと、第２のタービンと、ガス混合物から酸素を
分離する薄膜反応装置と燃料を燃焼させる燃焼空間とからなる薄膜反応装置と、
酸素を含有するガス混合物を前記薄膜反応装置まで導くように配置された第１の
導管手段であって、前記ガス混合物が前記薄膜フィルタ装置において分離され、
そのため酸素減損ガスが得られるように少なくともいくらかの酸素がガス混合物
から分離されて、ガス混合物から分離された前記酸素の少なくとも一部が前記燃
焼空間において燃焼に使用されるように前記薄膜反応装置が配置され、前記ガス
混合物が前記燃焼空間における前記燃焼によって発生した熱によって加熱される
ように前記薄膜反応装置が配置されているような第１の導管手段と、燃焼工程を
経由しなかった前記の加熱された酸素減損ガスの少なくとも一部を前記第１のガ
スタービンを作動させるように該タービンまで導くように配置された第２の導管
手段と、前記燃焼から生じた燃焼ガスの少なくとも一部を前記第２のタービンを
作動させるために該タービンまで導くように配置された第３の導管手段とを含む
。
【００２７】 そのような燃焼プラントにより、本方法と関連して前述してきたものに対応す
る利点が達成される。前記装置はまた、本発明の実施例の説明と関連して以下説
明する更に別の要素を含みうる。
【００２８】 前記方法と装置の実施例とを実施する方法の例示によって、かつ添付図面を参
照して本発明を以下説明する。
【００２９】 本発明を先ず図１および図２を参照して説明する。これらの図は本発明による
燃焼プラントの実施例を示す。本発明による方法はこれらの図に従って前記プラ
ントの機能を説明すれば明らかとなる。
【００３０】 図１は、好ましくは空気であるガス混合物が入口１０を介してコンプレッサ１
２に導かれることを示している。圧縮されたガス混合物は更に、第１の導管手段
１４を介して薄膜反応装置１６まで導かれる。薄膜反応装置１６はガス混合物か
ら酸素を分離する薄膜フィルタ装置１８と、燃料を燃焼させる燃焼空間１９とか
らなる。この燃料は燃料入口８を介して供給される。前記燃料は例えば天然ガス
あるいはその他の化石燃料から構成しうる。前述したように、薄膜フィルタ装置
１８と燃焼空間１９とは１個の、同じケーシング内に配置させる必要はない。し
かしながら、好適実施例によれば、薄膜反応装置１６は前記薄膜フィルタ装置１
８と燃焼空間１９とからなる一つのユニットを構成する。薄膜反応装置１６に供
給されるガス混合物は燃焼空間１９における燃焼によって生成された熱によって
加熱される。燃焼は薄膜フィルタ装置１８に対して適当である作業温度で行われ
る。この温度は例えば８００℃と１２００℃との間でよい。
【００３１】 酸素含有のガス混合物は薄膜フィルタ装置１８において分離が行われる。この
ようにして、少なくともいくらかの酸素がガス混合物から分離され、第１の空間
２０から第２の空間２２まで転送される。第１の空間２０に残っている酸素減損
のガスは第１のガスタービンを作動させるために第２の導管手段２４を介して該
タービンまで導かれる。ガス混合物から分離され、第２の空間２２まで転送され
た酸素の少なくとも一部は燃焼空間１９において燃焼に使用される。燃焼から発
生した燃焼ガスの少なくとも一部は第２のタービン３４を作動させるために第３
の導管手段３２を介して該タービンまで導かれる。適当に、第２のタービン３４
は前記燃焼ガスによって作動するようにされているタービンであればよい。第１
のガスタービン２６からのガスは第４の導管手段２８を介して熱交換器３０まで
、更に該熱交換器３０から出口３１まで導かれる。このガスは、好ましくは、燃
焼を経由していない空気のみから構成されるので、何ら害を生じさせることなく
環境中へ放出しうる。第２のタービン３４からのガスは第５の導管手段３６を介
して前記熱交換器３０まで導かれる。このようにして、２台のタービン２６、３
４からのガスに残っている熱は熱交換器３０で加熱のために使用される。
【００３２】 熱交換器３０は、蒸気タービン５０を作動させるために導管手段４８を貫流す
る、例えば水のような媒体を加熱するために使用されることが好ましい。蒸気タ
ービンは、例えば電気エネルギを生成するために発電機５６を作動させるように
使用しうる。蒸気タービンサイクルにおける導管手段４８は適当に、熱交換器５
２を通過し、それにより導管部材４８を流れる媒体から別の有用なエネルギを抽
出することができる。更に、この熱交換器５２は導管部材４８を流れる媒体を凝
縮することができる。蒸気タービンサイクルはまた、導管４８の媒体を汲み出す
ポンプ５１を含みうる。
【００３３】 図示実施例において、コンプレッサ１２は共通の回転軸線を有する第１のター
ビン２６と第２のタービン３４とによって作動する。第１と第２のタービン２６
、３４はまた、電気エネルギを生成するために発電機５４を作動させるためにも
使用しうる。第２のタービン３４は第１のタービン２６と同じ回転軸線に配置さ
せる必要のないことは勿論である。この場合、第２のタービン３４は電気エネル
ギを生成するために個別の発電機を作動させるように配置させてもよい。しかし
ながら、有利な実施例によれば、コンプレッサ１２と第１のガスタービン２６と
は共通の回転軸線を有している。このように、第１のガスタービン２６とコンプ
レッサ１２とは一緒になって、空気によって作動するようにされた従来のガスタ
ービン配置を構成しうる。
【００３４】 第５の導管手段３６を介して熱交換器３０を通して導かれた第２のタービン３
４からのガスは更に熱交換器３８を介して導かれる。薄膜反応装置１６における
燃焼から発生し、第２のタービン３４と第５の導管手段３６とを介して導かれて
きた燃焼ガスは主として二酸化炭素と水蒸気とから構成されている。熱交換器３
８において、このガスは水分が凝縮するように冷却されることが好ましい。水分
は排出部材４０を介して排出することができる。水が凝縮された後、残りのガス
は主として二酸化炭素から構成される。このため二酸化炭素は排出部材４２を介
して排出できるようにする。それによって、二酸化炭素は利用あるいは貯蔵のた
めに取っておくことができ、従って環境へ排出する必要はない。本発明による方
法を実施するための好適な方法によると、基本的には全ての二酸化炭素は排出部
材４２を介して排出される。いくらかの水は第６の導管手段４６を介して薄膜反
応装置１６まで戻すことが可能である。水は薄膜の面にコークが形成されるのを
阻止する。別の実施例によると、ある量の二酸化炭素も第６の導管手段４６を介
して、薄膜フィルタ装置１８における掃去ガスとして作用するように薄膜反応装
置１６まで戻すことができる。主として、水のみが薄膜反応装置１６に戻される
場合、薄膜フィルタ装置１８のための掃去ガスは薄膜反応装置１６の内部で生成
することができる。
【００３５】 燃焼プラントはまた、薄膜反応装置１６から電気エネルギを発生させる装置５
８を含みうる。薄膜反応装置１６の一部を形成する薄膜フィルタ装置１８は、薄
膜フィルタ装置１８の諸々の位置の間で電位差が発生するような種類のものでよ
い。この電位差は電気エネルギを抽出するために使用しうる。電位差は、例えば
、薄膜フィルタ装置がＭＣＭ材料に加えて、燃料電池材料からも構成されること
によっても達成しうる。
【００３６】 図２は前述した方法と燃焼プラントに対する代替実施例を示す。図１における
ものに対応する部材は図２においても同じ参照数字を有している。これらの部材
に対しては、図１に関して前述した説明を参照されたい。図２に示す実施例は主
として、薄膜反応装置１６からの燃焼ガスが個別のタービンまで導かれるのでは
なくて、蒸気タービンサイクルの一部を形成する前述した導管部材４８まで第３
の導管手段３２を介して導かれる点において図１に示す実施例とは相違する。こ
のように、薄膜反応装置１６からの燃焼ガスは蒸気タービン５０の作動に貢献す
る。第３の導管手段３２を介して導管部材４８まで導かれる燃焼ガスは主として
二酸化炭素と水蒸気とから構成されている。蒸気タービン５０を通過した後、水
蒸気は熱交換器５２によって適当に水に凝縮される。次いで、二酸化炭素は利用
あるいは貯蔵のために排出部材５３を介して排出すればよい。水は排出部材５５
によって、導管部材４８から排出しうる。この水は、図１に関連して説明したの
と同様の方法で、薄膜反応装置１６まで戻せばよい。いくらかの水は、第７の導
管手段５７を介して第３の導管手段３２まで導くことができる。
【００３７】 図面はプラントを概略的に示すものであることに注目すべきである。前記プラ
ントは図示するもの以外の他の部材を含みうる。例えば、温度を制御したり、熱
を抽出するために別の熱交換器を使用することができる。
【００３８】 本発明による方法とプラントとは数々の利点を有している。燃焼は窒素が欠如
しても基本的に、あるいは完全に行われる。このことは、望ましくない酸化窒素
が形成されたり、プラントから排出されることはないことを意味する。燃焼ガス
は主として二酸化炭素と水とから構成され、かつ水は凝縮されうるので、残留し
ている二酸化炭素は水から分離され、取っておくことができる。薄膜反応装置１
６は第１のタービン２６および第２のタービン３４、５０の双方を作動させるの
で、薄膜反応装置１６からのエネルギは効率的な仕方で使用される。薄膜反応装
置１６は触媒並びに非触媒燃焼を含みうる。更に、薄膜反応装置１６から直接電
気エネルギを生成することができる。通常生成される電気エネルギは直流の形態
であることに注目すべきである。従って、電気エネルギを抽出する装置５８は直
流を交流に変換する変換器を含めばよい。このように、本発明により高効率の環
境的に優しい方法と燃焼プラントとが提供される。
【００３９】 本発明は前述した実施例に限定されるのではなくて、特許請求の範囲内で変更
や修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による燃焼装置の一例を概略図示する。
【図２】 本発明による燃焼プラントの代替実施例を概略図示する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 エリクセン、エリク、ハンス ノルウェー国 スタセレ、ローケス ヴェ イ ６ (72)発明者 オーセン、クヌート、イングヴァル ノルウェー国 ポルスグルン、ティウルヴ ェイエン 22 Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA22 3K023 JA01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１のガスタービン（２６）と、第２のタービン
    （３４、５０）と、ガス混合物から酸素を分離する薄膜フィルタ装置（１８）お
    よび燃料を燃焼させる燃焼空間（１９）を備えた薄膜反応装置（１６）とを有す
    る燃焼プラントを作動させる方法であって、 酸素を含有したガス混合物が薄膜反応装置（１６）に供給され、そこで薄膜フ
    ィルタ装置（１８）において分離が行われ、そのため少なくともいくらかの酸素
    がガス混合物から分離されて酸素減損のガスが得られ、 ガス混合物から分離された前記酸素の少なくとも一部が燃焼空間（１９）にお
    いて燃焼に使用され、 前記ガス混合物が前記燃焼空間（１９）における前記燃焼を通して発生した熱
    によって加熱され、 燃焼工程を経由していない前記酸素減損のガスの少なくとも一部が前記第１の
    ガスタービン（２６）を作動させるために使用され、 前記燃焼から発生した燃焼ガスの少なくとも一部が前記第２のタービン（３４
    、５０）を作動させるために使用されることを特徴とする燃焼プラントを作動さ
    せる方法。
  2. 【請求項２】 前記薄膜反応装置へ供給される前記ガス混合物が空気から成
    る、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第１のガスタービン（２６）を出て行くガスは、熱交換
    器（３０）を加熱するために使用される、請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】蒸気タービン（５０）を作動させる媒体を蒸発させるために前
    記熱交換器（３０）が使用される請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第２のタービンを出ていくガスも前記熱交換器（３０）
    において加熱のために使用される請求項３または４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２のタービン（３４）を出て行く前記ガスが少なくと
    も物質ＣＯ2およびＨ2Ｏを含み、前記熱交換器（３０）を通過した後少なくとも
    いくらかのＨ2Ｏが薄膜反応装置（１６）に戻される請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記第２のタービン（３４）を出ていく前記ガスが少なくと
    も物質ＣＯ2およびＨ2Ｏを含み、前記熱交換器を通過した後、ＣＯ2が利用ある
    いは貯蔵のために完全に、あるいは部分的に取っておかれる請求項５または６に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記第２のタービン（５０）が前記蒸気タービン（５０）を
    構成し、導管部材（４８）を導かれ、前記熱交換器（３０）において加熱された
    タービン作動媒体が前記蒸気タービン（５０）に送られ、前記薄膜反応装置（１
    ６）における燃焼からの前記燃焼ガスの少なくとも一部が前記蒸気タービン（５
    ０）に供給されるように前記導管部材（１８）まで導かれる請求項４に記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 前記導管部材（４８）に導かれた前記燃焼ガスが少なくとも
    物質ＣＯ2およびＨ2Ｏを含有し、前記蒸気タービン（５０）を通過した後、少な
    くともいくらかのＣＯ2が利用あるいは貯蔵のために導管部材（４８）から排出
    される請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記蒸気タービン（５０）を通過した後、少なくともいく
    らかのＨ2Ｏが導管部材（４８）から排出され、前記薄膜反応装置（１６）まで
    戻される請求項８または９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ガス混合物が薄膜反応装置（１６）に供給される前に
    コンプレッサ（１２）によって圧縮される請求項１から１０までのいずれか１項
    に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記コンプレッサ（１２）が前記第１のタービン（２６）
    および（または）第２のタービン（３４、５０）によって作動する請求項１１に
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 電気エネルギが前記薄膜反応装置（１６）から発生する請
    求項１から１２までのいずれか１項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記薄膜フィルタ装置（１８）がＭＣＭ材料および燃料電
    池材料の双方からなり、前記燃料電池材料が前記電気エネルギを発生させるため
    に使用される請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 第１のガスタービン（２６）と、第２のタービン（３４、
    ５０）と、ガス混合物から酸素を分離するための薄膜フィルタ装置（１８）と燃
    料を燃焼させるための燃焼空間（１９）とからなる薄膜反応装置（１６）と、酸
    素含有のガス混合物を前記薄膜反応装置（１６）まで導くように配置された第１
    の導管手段（１４）であって、前記ガス混合物が前記薄膜フィルタ装置（１８）
    で分離され、そのため少なくともいくらかの酸素がガス混合物から分離され、そ
    のため酸素減損のガスが得られ、前記ガス混合物から分離された前記酸素の少な
    くとも一部が前記燃焼空間（１９）において燃焼に使用されるように前記薄膜反
    応装置（１６）が配置されており、前記ガス混合物が前記燃焼空間（１９）にお
    ける前記燃焼を通して発生した熱により加熱されるようにように薄膜反応装置（
    １６）が配置されているような第１の導管手段（１４）と、燃焼工程を経由して
    いない前記の加熱された酸素減損のガスの少なくとも一部を前記第１のガスター
    ビン（２６）を作動させるために該ガスタービンまで導くように配置された第２
    の導管手段（２４）と、前記燃焼から発生した燃焼ガスの少なくとも一部を前記
    第２のタービン（３４、５０）を作動させるために、該タービンまで導くように
    配置された第３の導管手段（３２）とを含む燃焼プラント。
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