JP2014080975A - 熱エネルギ蓄積装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱エネルギ貯蔵装置が、ボトムサイクル熱エンジンから抽出された熱エネルギを貯蔵するように改良される。熱エネルギ貯蔵装置に貯蔵された熱エネルギは、ボトムサイクル熱エンジンによる発電を補充するために用いられる。ある実施形態では、蓄熱作動媒体を貯蔵する蓄熱ユニットであって、ボトムサイクル熱エンジンの作動流体の中に熱エネルギを放出し、発電を補充するように構成されている。ある実施形態では、蓄熱ユニットは、低温状態にある蓄熱作動媒体を含む低温タンクと、加熱状態にある作動媒体を含む高温タンクとを含む。ボトムサイクル熱エンジン及び蓄熱ユニットとフロー連通関係を有する1以上の熱交換器が、蓄熱作動媒体とボトムサイクル熱エンジンで用いられる作動流体との間の熱エネルギの直接的な熱移動を容易にする。
【選択図】図1
Description
105 熱エネルギ貯蔵ユニット
110 トップサイクル熱エンジン
115 ボトムサイクル熱エンジン
120 ガスタービン
125 HRSG
130 蒸気タービン
135 熱交換器
140 低温タンク
145 高温タンク
150 発電機
155 発電機
160 復水器
165 ポンプ
170 スタック
175 バイパス弁
200 発電装置
205 熱エネルギ貯蔵ユニット
210 トップサイクル熱エンジン
215 ボトムサイクル熱エンジン
220 ガスタービン
225 HRSG
230 蒸気タービン
235 熱交換器
240 低温タンク
245 高温タンク
250 発電機
255 発電機
260 復水器
265 ポンプ
270 スタック
275 バイパス弁
300 電力出力プロファイル
305 熱発生率プロファイル
310〜330 電力出力プロファイル部
335〜360 熱発生率プロファイル部
Claims (32)
- 蒸気タービンと、
作動流体を蒸気タービンに供給する蒸気発生源と、
蓄熱作動媒体を貯蔵する蓄熱ユニットであって、蒸気発生源から供給された作動流体の中に熱エネルギを放出し、蒸気タービンによる発電を補充するように構成され、低温状態にある蓄熱作動媒体を含む低温タンクと加熱状態にある蓄熱作動媒体を含む高温タンクとを含む蓄熱ユニットと、
蒸気タービン、蒸気発生源及び蓄熱ユニットとフロー連通関係を有し、蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体と蒸気発生源から蒸気タービンに供給される作動流体との間の熱エネルギの直接的な熱移動を容易にする熱交換器と
を備えている発電装置。 - 低温タンクにおける蓄熱作動媒体が、蒸気発生源から供給される作動流体と蓄熱作動媒体との間での熱エネルギの直接的な熱移動を容易にすることにより加熱された蓄熱作動媒体を生じる充填動作モードで、熱交換器に供給される、請求項1記載の発電装置。
- 作動流体と蓄熱作動媒体との間で充填動作モードの間に熱エネルギの直接的な熱移動を熱交換器が容易にするのと同時に、蒸気発生源が作動流体を蒸気タービンに供給する、請求項2記載の発電装置。
- 加熱された蓄熱作動媒体が高温タンクに貯蔵される、請求項2記載の発電装置。
- 蒸気発生源が、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に熱交換器を経由する蓄熱作動媒体を用いたどのような熱移動もなく、作動流体のすべてを蒸気タービンに直接供給するように構成されている、請求項1記載の発電装置。
- 低温タンクにおける作動媒体の固化を回避するため、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に、高温タンクの中の蓄熱作動媒体の所定の量が、低温タンクの中の蓄熱作動媒体に供給される、請求項5記載の発電装置。
- 蒸気発生源から供給される作動流体の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、ピーク需要時間の間に、蒸気タービンからの蒸気発生と電力出力とを増強するのが望ましい場合に生じる、請求項1記載の発電装置。
- 蒸気発生源から供給される作動流体の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、電気供給グリッドにエネルギ増強を提供してグリッドにおけるどのような周波数低下をも相殺することが望ましい場合に生じる、請求項1記載の発電装置。
- 蓄熱作動媒体が無機塩を含む、請求項1記載の発電装置。
- トッピング熱力学サイクルで動作し電気エネルギを生成するように構成されたトップサイクル熱エンジンと、
ボトミング熱力学サイクルで動作し追加的な電気エネルギを生成するように構成されているボトムサイクル熱エンジンであって、トップサイクル熱エンジンから生じた排気エネルギから追加的な電気エネルギの生成のために蒸気タービンへの作動流体を生成する蒸気発生源を含む、ボトムサイクル熱エンジンと、
蓄熱作動媒体を貯蔵する蓄熱ユニットであって、ボトムサイクル熱エンジンの作動流体の中に熱エネルギを放出し、追加的電気エネルギの発電を補充するように構成され、低温状態にある蓄熱作動媒体を含む低温タンクと加熱状態にある作動媒体を含む高温タンクとを含む蓄熱ユニットと、
ボトムサイクル熱エンジン及び蓄熱ユニットとフロー連通関係を有し、蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体とボトムサイクル熱エンジンにおいて用いられる作動流体との間の熱エネルギの直接的な熱移動を容易にする1以上の熱交換器と
を備えるコンバインドサイクル発電装置。 - 低温タンクにおける蓄熱作動媒体が、ボトムサイクル熱エンジンで用いられる作動流体と蓄熱作動媒体との間での熱エネルギの直接的な熱移動を容易にすることにより加熱された蓄熱作動媒体を生じる充填動作モードで、1以上の熱交換器に供給される、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- ボトムサイクル熱エンジンの作動流体と蓄熱作動媒体との間で充填動作モードの間に熱エネルギの直接的な熱移動を1以上の熱交換器が容易にするのと同時に、蒸気発生源が作動流体を蒸気タービンに供給する、請求項11記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 加熱された蓄熱作動媒体が高温タンクに貯蔵される、請求項11記載のコンバインドサイクル発電装置。
- トップサイクル熱エンジンから得られる排気エネルギが、蓄熱ユニットとどのような相互作用も有することなく、ボトムサイクル熱エンジンにおける作動流体を生成するのに用いられる、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 蒸気発生源が、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に1以上の熱交換器を経由する蓄熱作動媒体を用いたどのような熱移動もなく、作動流体のすべてを蒸気タービンに直接供給するように構成されている、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 低温タンクにおける作動媒体の固化を回避するため、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に、高温タンクの中の蓄熱作動媒体の所定の量が、低温タンクの中の蓄熱作動媒体に供給される、請求項15記載のコンバインドサイクル発電装置。
- ボトムサイクル熱エンジンから生成される追加的な電気エネルギが、トップサイクル熱エンジンの排気エネルギと、1以上の熱交換器を経由した蓄熱作動媒体からボトムサイクル熱エンジンの作動流体の中への熱エネルギの放出との両方の関数である、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- ボトムサイクル熱エンジンによって用いられる作動流体の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、ピーク需要時間の間に、蒸気タービンからの蒸気発生と電力出力とを増強するのが望ましい場合に生じる、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- ボトムサイクル熱エンジンによって用いられる作動流体の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、電気供給グリッドにエネルギ増強を提供してグリッドにおけるどのような周波数低下をも相殺することが望ましい場合に生じる、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 蓄熱作動媒体が無機塩を含む、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 1以上の熱交換器が、ボトムサイクル熱エンジンからの作動流体を用いての蓄熱ユニットの中への蓄熱作動媒体の充填と、蓄熱ユニットからボトムサイクル熱エンジンで用いられる作動流体の中への蓄熱作動媒体の放出との両方を実行するようにそれぞれが構成されている複数の熱交換器を含む、請求項10記載のコンバインドサイクル発電装置。
- ガスタービンと、
ガスタービンからの排気エネルギを回収し排気エネルギから蒸気を発生するように構成されている排熱回収ボイラ(HRSG)と、
HRSGから蒸気の供給を受け取るように構成されている蒸気タービンと、
作動媒体を貯蔵する蓄熱ユニットであって、HRSGから供給された蒸気の中に熱エネルギを放出して蒸気タービンによる発電を補充するように構成されており、低温状態にある蓄熱作動媒体を含む低温タンクと加熱状態にある蓄熱作動媒体を含む高温タンクとを含む蓄熱ユニットと、
HRSG、蓄熱ユニット及び蒸気タービンとフロー連通関係を有し、蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体とHRSGから供給される蒸気とから蒸気タービンへの熱エネルギの直接的な熱移動を容易にする熱交換器と
を備えるコンバインドサイクル発電装置。 - 低温タンクにおける蓄熱作動媒体が、HRSGから供給される蒸気と蓄熱作動媒体との間での熱エネルギの直接的な熱移動を容易にすることにより加熱された蓄熱作動媒体を生じる充填動作モードで、熱交換器に供給される、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 蒸気と蓄熱作動媒体との間で充填動作モードの間に熱エネルギの直接的な熱移動を熱交換器が容易にするのと同時に、HRSGが蒸気を蒸気タービンに供給する、請求項23記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 充填動作モードが、最小の装置減量運転負荷と基本負荷との間のどのような装置負荷の時点でも生じる、請求項23記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 加熱された蓄熱作動媒体が高温タンクに貯蔵される、請求項23記載のコンバインドサイクル発電装置。
- HRSGが、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に熱交換器を経由する蓄熱作動媒体を用いたどのような熱移動もなく、蒸気のすべてを蒸気タービンに直接供給するように構成されている、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 低温タンクにおける作動媒体の固化を回避するため、蓄熱ユニットのオフ動作モードの間に、高温タンクの中の蓄熱作動媒体の所定の量が、低温タンクの中の蓄熱作動媒体に供給される、請求項27記載のコンバインドサイクル発電装置。
- HRSGから供給される蒸気の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、ピーク需要時間の間に、蒸気タービンからの蒸気発生と電力出力とを増強するのが望ましい場合に生じる、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
- HRSGから供給される蒸気の中への蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体の放出は、電気供給グリッドにエネルギ増強を提供してグリッドにおけるどのような周波数低下をも相殺することが望ましい場合に生じる、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 熱交換器が、装置全体の始動時間とHRSGの起動時間とを改善するために、蓄熱ユニットにおける蓄熱作動媒体からの熱エネルギを放出してHRSGに戻すように構成されている、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
- 蓄熱作動媒体が無機塩を含む、請求項22記載のコンバインドサイクル発電装置。
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