JP2008121483A - 熱媒体供給設備および太陽熱複合発電設備なびにこれらの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備6と、この加熱設備6から供給された熱媒体によって給水を加熱する熱交換器7と、前記加熱設備6および熱交換器7に熱媒体を循環させるための熱媒体供給配管8と、熱媒体供給配管8における、加熱設備6の出口と熱交換器7の入口との間に設置された、熱媒体温度検出装置14および熱媒体流量検出装置12および熱媒体流量調整弁13と、前記熱媒体温度検出装置14および熱媒体流量検出装置12の検出結果から供給熱エネルギを算出し、この供給エネルギ値に基づいて、前記熱媒体流量調整弁13の動作を制御することができる制御装置50とを備えている。
【選択図】図1
Description
太陽光によって熱媒体を加熱する加熱設備と、
この加熱設備から供給された熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
前記加熱設備および熱交換器に熱媒体を循環させるための熱媒体供給通路と、
この熱媒体供給通路における、加熱設備の出口と熱交換器の入口との間に設置された、第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置および第一熱媒体流量調整装置と、
前記第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置の検出結果に基づいて前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御することができる制御装置とを備えている。
蒸気タービンと、
ガスタービンと、
ガスタービンの排熱を利用して蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、
この蒸気タービンに供給する蒸気を発生させるための熱交換器を有し、収集した太陽熱エネルギによりこの熱交換器において水を加熱するための熱媒体を供給する熱媒体供給設備と、
前記熱交換器から前記排熱回収ボイラの蒸気管に接続された、排熱回収ボイラに蒸気を供給するための蒸気供給通路と、
この蒸気供給通路に設置された蒸気流量検出装置および第一蒸気流量調節装置と、
前記蒸気流量検出装置の検出結果に基づき、第一蒸気流量調節装置によって蒸気供給通路の蒸気流量を制御することができる制御装置とを備えている。
熱交換器に供給される熱媒体の温度と流量とから、熱媒体が熱交換器に供給する熱エネルギを継時的に導き出す供給エネルギ導出ステップと、
この供給エネルギの時間的増加率が所定値を超えないように熱交換器に供給する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整ステップとを含んでいる。
前記熱媒体供給設備を前述したうちいずれか一の熱媒体供給設備から構成し、
前記供給エネルギ導出ステップにおいて、前記制御装置が、第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置の検出結果に基づいて、熱媒体が熱交換器に供給する熱エネルギを継時的に導き出し、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、制御装置が、予め定められた前記供給エネルギの許容増加率を超えないように前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御することができる。
熱交換器において発生する蒸気の飽和温度を導出する飽和蒸気温度導出ステップをさらに含み、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、熱交換器に供給される熱媒体の温度が予め定められた供給開始温度を超えているときに熱交換器へ熱媒体を供給し、熱媒体の温度が上昇するに伴い、供給エネルギの時間的増加率が所定値を超えない範囲で、熱交換器に供給される熱媒体の流量を増大することができる。
前記熱媒体供給設備が、前述したように、予熱部と蒸発部と過熱部とを有する熱交換器を備えたものであるとき、
前記飽和蒸気温度導出ステップにおいて、制御装置が、熱交換器の蒸発部に設置された圧力検出装置の検出結果である蒸気圧力から、蒸発部内の蒸気の飽和温度を導出し、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、前記熱媒体の温度は前記第一熱媒体温度検出装置によって検出し、前記供給開始温度は飽和蒸気温度に予め定められた超過温度を加えたものであり、
熱交換器への熱媒体の供給の開始、および、熱媒体の流量の増大は、制御装置が、前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御することによって行うことができる。
前記熱媒体供給設備が、前述したように、熱交換器をバイパスして加熱設備に熱媒体を循環させるバイパス通路を有したものであるとき、
前記第二熱媒体温度検出装置の検出結果である加熱設備へ戻る熱媒体の温度が、予め定められた温度を下回らないように、前記制御装置が、第二熱媒体流量調整装置を制御することによって加熱設備から出た熱媒体の少なくとも一部をバイパス通路を通して加熱設備へ戻る熱媒体に加えることができる。
前述したうちいずれか一の太陽熱複合発電設備における、蒸気供給流量の制御方法であって、
熱交換器から排熱回収ボイラに供給される蒸気の流量を継時的に検出する蒸気流量検出ステップと、
この蒸気流量の時間的増加率が所定値を超えないように、熱交換器から排熱回収ボイラに供給される蒸気流量を調整する蒸気流量調整ステップとを含んでいる。
太陽熱複合発電設備が前述したタービンバイパス通路を有するものであるとき、前記蒸気圧力検出装置の検出した蒸気圧力が所定値を超えないように、制御装置が第二蒸気流量調整装置の動作を制御することができる。
2・・・・蒸気タービン
3・・・・ガスタービン
4・・・・熱媒体供給設備
5・・・・排熱回収ボイラ
5a・・・蒸気管
6・・・・加熱設備
7・・・・熱交換器
8・・・・熱媒体供給配管
8a・・・循環ポンプ
9・・・・バイパス配管
10・・・・流量調整弁
11・・・・温度検出装置
12・・・・流量検出装置
13・・・・流量調整弁
14・・・・温度検出装置
15・・・・予熱部
16・・・・蒸発部
17・・・・過熱部
18・・・・圧力検出装置
19・・・・蒸気供給配管
20・・・・蒸気流量検出装置
21・・・・蒸気圧力検出装置
22・・・・遮断弁
23・・・・蒸気流量調整弁
24・・・・統合蒸気供給管
25・・・・復水器
26・・・・給水ポンプ
27・・・・給水配管
28・・・・給水加熱器
29・・・・脱気器
30a、30b・・・・ポンプ
31・・・・予熱部
32・・・・蒸発部
32a・・・蒸気ドラム
33・・・・過熱部
34・・・・減温器
35・・・・排ガス配管
36・・・・煙突
37・・・・タービンバイパス配管
38・・・・遮断弁
39・・・・蒸気流量調整弁
40・・・・発電機
50・・・・制御装置
101・・・・太陽熱発電設備
102・・・・集熱装置
102a・・・反射板
103・・・・熱交換器
104・・・・加熱器
105・・・・蒸気タービン
106・・・・発電機
107・・・・復水器
108・・・・熱吸収パイプ
109・・・・熱媒体供給配管
110・・・・熱貯蔵設備
Claims (15)
- 太陽光によって熱媒体を加熱する加熱設備と、
該加熱設備から供給された熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
前記加熱設備および熱交換器に熱媒体を循環させるための熱媒体供給通路と、
該熱媒体供給通路における、加熱設備の出口と熱交換器の入口との間に設置された、第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置および第一熱媒体流量調整装置と、
前記第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置の検出結果に基づいて前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御することができる制御装置とを備えてなる熱媒体供給設備。 - 前記熱媒体供給通路に配設された、熱交換器をバイパスして加熱設備に熱媒体を循環させるバイパス通路と、
該バイパス通路に設置された第二熱媒体流量調整装置と、
前記熱媒体供給通路における加熱設備の入口側部分に設置された、第二熱媒体温度検出装置とをさらに備えてなる請求項1記載の熱媒体供給設備。 - 前記熱交換器が、給水を予熱するための予熱部と、予熱された給水を蒸発させるための蒸発部と、該蒸発部において発生した蒸気を加熱して過熱蒸気とするための過熱部とを備えており、
前記蒸発部に、発生蒸気の圧力を検出するための圧力検出装置が設置されてなる請求項1または2記載の熱媒体供給設備。 - 蒸気タービンと、
ガスタービンと、
ガスタービンの排熱を利用して蒸気を発生させ、該蒸気を蒸気タービンに供給する排熱回収ボイラと、
該蒸気タービンに供給する蒸気を発生させるための熱交換器を有し、収集した太陽熱エネルギにより該熱交換器において水を加熱するための熱媒体を供給する熱媒体供給設備と、
前記熱交換器から前記排熱回収ボイラの蒸気管に接続された、排熱回収ボイラに蒸気を供給するための蒸気供給通路と、
該蒸気供給通路に設置された蒸気流量検出装置および第一蒸気流量調節装置と、
前記蒸気流量検出装置の検出結果にも基づき、第一蒸気流量調節装置によって蒸気供給通路の蒸気流量を制御することができる制御装置とを備えてなる太陽熱複合発電設備。 - 前記蒸気供給通路に設置された蒸気圧力検出装置と、蒸気供給通路における前記蒸気圧力検出装置の上流側から分岐して前記蒸気タービンの出口側に接続されたタービンバイパス通路と、該タービンバイパス通路に設置された第二蒸気流量調節装置とをさらに備えてなる請求項4記載の太陽熱複合発電設備。
- 前記排熱回収ボイラが、給水を予熱するための予熱部と、予熱された給水を蒸発させるための蒸発部と、該蒸発部において発生した蒸気を加熱して過熱蒸気とするための過熱部とを備えており、
前記蒸気供給通路が、排熱回収ボイラの過熱部に接続されてなる請求項4または5記載の太陽熱複合発電設備。 - 前記熱媒体供給設備が、請求項1〜3のうちいずれか一の項に記載の熱媒体供給設備から構成されてなる請求項4〜6のうちいずれか一の項に記載の太陽熱複合発電設備。
- 加熱設備において太陽熱エネルギを吸収した熱媒体が熱交換器において給水に熱エネルギを供給することによって蒸気を発生させる熱媒体供給設備における、熱媒体の流量を制御する方法であって、
熱交換器に供給される熱媒体の温度と流量とから、熱媒体が熱交換器に供給する熱エネルギを継時的に導き出す供給エネルギ導出ステップと、
この供給エネルギの時間的増加率が所定値を超えないように熱交換器に供給する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整ステップとを含んでなる、熱媒体供給設備における熱媒体流量の制御方法。 - 前記熱媒体供給設備が、請求項1〜3のうちいずれか一の項に記載の熱媒体供給設備から構成されており、
前記供給エネルギ導出ステップにおいて、前記制御装置が、第一熱媒体温度検出装置および熱媒体流量検出装置の検出結果に基づいて、熱媒体が熱交換器に供給する熱エネルギを継時的に導き出し、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、制御装置が、供給エネルギの時間的増加率が所定値を超えないように前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御する、請求項8記載の熱媒体流量の制御方法。 - 熱交換器において発生する蒸気の飽和温度を導出する飽和蒸気温度導出ステップをさらに含んでおり、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、熱交換器に供給される熱媒体の温度が予め定められた供給開始温度を超えているときに熱交換器へ熱媒体を供給し、熱媒体の温度が上昇するに伴い、供給エネルギの時間的増加率が所定値を超えない範囲で、熱交換器に供給される熱媒体の流量を増大する、請求項8記載の熱媒体流量の制御方法。 - 前記熱媒体供給設備が、請求項3に記載の熱媒体供給設備から構成されており、
前記飽和蒸気温度導出ステップにおいて、制御装置が、熱交換器の蒸発部に設置された圧力検出装置の検出結果である蒸気圧力から、蒸発部内の蒸気の飽和温度を導出し、
前記熱媒体流量調整ステップにおいて、前記熱媒体の温度は前記第一熱媒体温度検出装置によって検出し、前記供給開始温度は飽和蒸気温度に予め定められた超過温度を加えたものであり、
熱交換器への熱媒体の供給の開始、および、熱媒体の流量の増大は、制御装置が、前記第一熱媒体流量調整装置の動作を制御することによって行う、請求項10記載の熱媒体流量の制御方法。 - 前記熱媒体供給設備が、請求項2に記載の熱媒体供給設備から構成されており、
前記第二熱媒体温度検出装置の検出結果である加熱設備へ戻る熱媒体の温度が、予め定められた温度を下回らないように、前記制御装置が、第二熱媒体流量調整装置を制御することによって加熱設備から出た熱媒体の少なくとも一部をバイパス通路を通して加熱設備へ戻る熱媒体に加える、請求項9記載の熱媒体流量の制御方法。 - 請求項4〜7のうちいずれか一の項に記載の太陽熱複合発電設備における、蒸気供給流量の制御方法であって、
熱交換器から排熱回収ボイラに供給される蒸気の流量を継時的に検出する蒸気流量検出ステップと、
この蒸気流量の時間的増加率が所定値を超えないように、熱交換器から排熱回収ボイラに供給される蒸気流量を調整する蒸気流量調整ステップとを含んでなる、太陽熱複合発電設備における蒸気流量の制御方法。 - 前記太陽熱複合発電設備が請求項5記載の太陽熱複合発電設備から構成されており、
前記蒸気圧力検出装置の検出した蒸気圧力が所定値を超えないように、制御装置が第二蒸気流量調整装置の動作を制御する、請求項13記載の蒸気流量の制御方法。 - 請求項7記載の太陽熱複合発電設備における熱媒体流量および蒸気流量の制御方法であって、
請求項8〜12のうちいずれか一の項に記載の熱媒体流量の制御方法と、請求項13または14記載の蒸気流量の制御方法とを含んでなる流量制御方法。
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