JP2013506091A - Co2回収用発電設備 - Google Patents
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Abstract
Description
2 CO2回収部を備えた複合サイクル式発電設備
3 ボイラー
4 排ガス
5 発電機
6 排ガス用冷却機
7 空気
8 燃料
9 高圧生蒸気
10,10’ 中間圧蒸気
11a,11b,11c 低圧蒸気
12 CO2回収システム
13 復水リターン
14 第一の蒸気タービン機器
15 第二の蒸気タービン機器
16 CO2を除去された排ガス
17 圧縮及び貯蔵用CO2
18 復水器
19 給水
20 中間圧を増大された生蒸気
21 CO2回収システム用バイパスフラップ
22 排ガス再循環用制御フラップ
23 オーバーランニングクラッチ
24 HPT(高圧蒸気タービン)
25 第一のIPT(中間圧蒸気タービン)
26 第一のLPT(低圧蒸気タービン)
27 第二のIPT(中間圧蒸気タービン)
28 第二のLPT(低圧蒸気タービン)
29 蒸気抽出弁
30 ガスタービン
31 圧縮機
32 燃焼器
33 タービン
34 ガスタービンの排ガス
35 排ガス再循環ライン
36 排ガス用冷却機
37 低圧生蒸気
38 IP制御弁(中間圧蒸気制御弁)
39 HRSG(熱回収蒸気発生器)
40 排ガス用バイパス
41 LP制御弁(低圧蒸気制御弁)
42 CO2回収システム用制御弁
43 LP制御弁
44 LP蒸気タービン
45 発電機
Claims (16)
- 蒸気発電設備(1)と複合サイクル式発電設備(2)の一方又は両方から成る発電設備であって、
発電設備(1,2)の水蒸気サイクルが、二つの蒸気タービン機器(14,15)から構成され、第一の蒸気タービン機器(14)が、少なくとも二つの圧力レベルを有する蒸気タービンを備えており、第二の蒸気タービン機器(15)が、蒸気を膨張させてCO2回収システム(12)の供給圧力とするように設計された少なくとも一つの背圧タービン(27)を備えている発電設備。 - 請求項1に記載の発電設備(1,2)において、
第二の蒸気タービン機器(15)の少なくとも一つの背圧蒸気タービン(27)は、その入口圧力が第一の蒸気タービン機器(14)の高圧蒸気タービン(24)の入口圧力を下回るとともに、第一の蒸気タービン機器(14)の高圧蒸気タービン(24)の出口圧力と異なるように設計されていることを特徴とする発電設備。 - 請求項1又は2に記載の発電設備(1,2)において、
第二の蒸気タービン機器(15)が、低圧蒸気タービン(28)を更に有し、その低圧蒸気タービンは、その供給圧力が背圧タービン(27)の出口圧力と一致するように設計されていることと、
背圧蒸気タービン(27)と低圧蒸気タービン(28)の両方が、CO2回収システム(12)の蒸気マスフローに関して、CO2回収システム(12)が動作していない時に背圧蒸気タービン(27)の出口蒸気の熱エネルギーを機械的なエネルギーに変換するように設計されていることと、
を特徴とする発電設備。 - 請求項2又は3に記載の発電設備(1,2)において、
第二の蒸気タービン機器(15)が、二つの低圧蒸気タービン(28,44)を有し、一方の低圧蒸気タービンの設計時のマスフローが、設計条件でのCO2回収システム(12)の蒸気要件と等しく、他方の低圧蒸気タービンの設計時のマスフローが、設計条件での使用可能な低圧蒸気と設計条件でのCO2回収システム(12)の蒸気要件の間の差に一致することを特徴とする発電設備。 - 請求項1から4までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
第二の蒸気タービン機器(15)の設計時のマスフローが、第一の蒸気タービン機器(14)よりも小さいことと、
第二の蒸気タービン機器(15)は、その動作周波数が第一の蒸気タービン機器(14)よりも高くなるように設計されていることと、
を特徴とする発電設備。 - 排ガス用ダクトと煙突(16)を備えた複合サイクル式発電設備(2)であって、
複合サイクル式発電設備(2)の水蒸気サイクルが、二つの蒸気タービン機器(14,15)から構成され、第一の蒸気タービン機器(14)が、蒸気を膨張させてCO2回収システム(12)用の供給圧力として適した背圧とするように設計された少なくとも一つの中間圧タービン(25)を備えており、第二の蒸気タービン機器(15)が、低圧タービン(28)を備えており、その低圧タービンは、中間圧タービン(25)の出口圧力と一致する入口圧力を有するとともに、CO2回収システム(12)の蒸気マスフローに関して、CO2回収システム(12)が動作していない時に中間圧蒸気タービン(25)の出口蒸気の熱エネルギーを機械的なエネルギーに変換するように設計されている発電設備。 - 請求項6に記載の発電設備(2)において、
複合サイクル式発電設備の少なくとも一つのガスタービン(30)は、排ガスが再循環するように設計されていることと、
熱回収蒸気発生器(39)から出て来る排ガスの一部が、そのガスタービン(30)の吸気に再循環されることと、
を特徴とする発電設備。 - 請求項1から7までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
第二の蒸気タービン機器(15)の低圧タービン(28)が、オーバーランニングクラッチ(23)を介して、発電機(45,5)と接続可能であることを特徴とする発電設備。 - 請求項1から8までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
第一と第二の蒸気タービン機器(14,15)が、一つの共通のシャフト上に一列に配置されて、一つの発電機(5)を駆動することを特徴とする発電設備。 - 請求項1から9までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
第一の蒸気タービン機器(14)が、発電機(5,45)の第一の側と連結された一つの中間圧タービン(27)のためのシャフトを有することと、
第二の蒸気タービン機器(15)が、発電機(5,45)の第二の側と連結された追加の低圧蒸気タービン(44)と、オーバーランニングクラッチ(23)を介して、この追加の低圧蒸気タービン(44)と接続可能な第二の低圧タービン(28)とを有することと、
を特徴とする発電設備。 - 請求項1から10までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
この発電設備が、排ガス(4)からCO2を除去するCO2回収システム(12)と、CO2回収システム(12)との排ガス用ダクトと、CO2回収システム(12)の下流の煙突(16)とを有することを特徴とする発電設備。 - 請求項1から10までのいずれか一つに記載の発電設備(1,2)において、
この発電設備が、発電設備の排ガス(4)からCO2を除去可能なCO2回収システム(12)のために必要なスペースを有することと、
この発電設備が、排ガス(4)からCO2を除去するCO2回収システム(12)を後で取り付けることができるように構成されているか、この発電設備が、CO2回収システム(12)を後で取り付けるために準備された排ガス用ダクトと煙突(16)を有するか、或いはその両方であることと、
を特徴とする発電設備。 - 請求項11に記載の発電設備(1,2)の動作方法において、
第一の蒸気タービン機器(14)が、蒸気サイクルの定常状態の全ての動作点の間に電力を作り出すように動作することと、
CO2回収システム(12)が動作している期間の間、第二の蒸気タービン機器(15)の少なくとも一部の蒸気が、CO2回収システム(12)に迂回されるか、電力を作り出すとともに、低圧蒸気をCO2回収システム(12)に送り出すか、或いはその両方を行うように動作することと、
CO2回収システム(12)が動作していない時に、両方の蒸気タービン機器(14,15)が、全ての使用可能な蒸気を用いて、電力を作り出すように動作することと、
を特徴とする方法。 - 請求項13に記載の方法において、
電力需要が大きな期間の間又はCO2の回収が不要又は動作不可能な間に、CO2回収システム(12)が切り換えられて、第二の蒸気タービン機器(15)の第二の低圧タービン(28)がピーク電力を作り出すように動作することを特徴とする方法。 - 請求項13又は14に記載の方法において、
CO2回収システム(12)が動作していない時に、第二の蒸気タービン機器の第二の低圧タービン(28)に最小限の蒸気フローを加えて、速い始動又は負荷動作のために第二の蒸気タービン(28)を温められた状態に維持することを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の発電設備(1,2)を後で取り付ける方法において、
CO2回収システム(12)は、CO2回収システム(12)のために設けられたスペースに配備されることと、
CO2回収システム(12)は、発電設備(1,2)が動作している間に配備されることと、
発電設備(1,2)の動作は、CO2回収システム(12)の接続とその後の再稼働のためだけに中断され、CO2回収システム(12)の接続とは、低圧蒸気(11c)、復水(13)、電力供給及び制御の接続、並びに排ガス用ダクトの接続と排ガス用ダクトの改修の一方又は両方であることと、
を特徴とする方法。
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