JP2016226136A - Thermal power plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火力発電プラントに関し、より詳細には、配管の内部を流れる流体を計測する計測装置を備える火力発電プラントに関する。 The present invention relates to a thermal power plant, and more particularly to a thermal power plant including a measuring device that measures a fluid flowing inside a pipe.
配管内を流れる流体のエネルギーを無駄にすることなく電気エネルギーに変える試みが以前からなされている。例えば、特許文献1には、水道管に接続したノズルの内部に渦巻状羽根が取付けられ、ノズルを流れる水道水の圧力を利用する発電機が記載されている。特許文献2には、水の流れる配管内に水流で発電する発電機を組み込んだ配管継手が記載されている。特許文献3には、配管内を流れる流体の運動エネルギーを回転運動に変換する翼車によって駆動される発電機を備える流体計測装置と、配管内を流れる流体の圧力エネルギーによって変位運動する駆動体の変位運動を回転運動に変換するクランク機構で駆動される発電機を備える流体計測装置が記載されている。
Attempts have been made to change the energy of the fluid flowing in the piping to electrical energy without wasting it. For example, Patent Document 1 describes a generator in which spiral blades are attached to the inside of a nozzle connected to a water pipe and use the pressure of tap water flowing through the nozzle.
一般に、火力発電プラントにおける配管には圧力計測装置、温度計測装置、及び流量計測装置等の流体を計測する装置(以下、「流体計測装置」と呼ぶ)が設けられており、流体計測装置により配管の内部を流れる流体の圧力、温度、及び流量等が計測される。従来、流体計測装置は、電源ケーブルが接続され、外部電源装置から電源ケーブルを通して電源が供給されて動作する。このため、従来の火力発電プラントでは、流体計測装置の動作用に電源ケーブルを敷設しなければならず、電源ケーブルを敷設するスペースの確保、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事等が必要であり、流体計測装置の設置に時間とコストがかかるという課題がある。また、高所と狭隘部には電源ケーブルの敷設が容易でないため、電源ケーブルの敷設を考慮すると、従来の火力発電プラントでは流体計測装置の配置に空間的な制約が生じるという課題もある。 In general, piping in a thermal power plant is provided with a device for measuring fluid (hereinafter referred to as “fluid measuring device”) such as a pressure measuring device, a temperature measuring device, and a flow rate measuring device. The pressure, temperature, flow rate, and the like of the fluid flowing through the inside are measured. 2. Description of the Related Art Conventionally, a fluid measuring apparatus is operated with a power cable connected thereto and power supplied from an external power supply through the power cable. For this reason, in a conventional thermal power plant, it is necessary to lay a power cable for the operation of the fluid measuring device, and it is necessary to secure a space for laying the power cable, purchase a power cable, and install the power cable. There is a problem that it takes time and cost to install the fluid measuring device. In addition, since it is not easy to lay a power cable in high places and narrow parts, there is also a problem that the arrangement of the fluid measuring device is spatially restricted in the conventional thermal power plant considering the laying of the power cable.
本発明の目的は、配管を流れる流体を計測する流体計測装置に電源を供給するための電源ケーブルが不要な火力発電プラントを提供することである。 An object of the present invention is to provide a thermal power plant that does not require a power cable for supplying power to a fluid measuring device that measures fluid flowing in a pipe.
本発明による火力発電プラントは、内部を流体が流れる配管と、前記配管の内部に設けられた回転部材と、前記配管の外部に設けられ、前記回転部材と直接接続した発電機と、前記発電機に接続され、前記発電機から電力が供給されて、前記流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも1つを計測する計測装置とを備える。 The thermal power plant according to the present invention includes a pipe through which a fluid flows, a rotating member provided inside the pipe, a generator provided outside the pipe and directly connected to the rotating member, and the generator And a measuring device that is supplied with electric power from the generator and measures at least one of pressure, temperature, and flow rate of the fluid.
本発明によれば、配管を流れる流体を計測する流体計測装置に電源を供給するための電源ケーブルが不要な火力発電プラントを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal power plant which does not require the power cable for supplying power to the fluid measuring device which measures the fluid which flows through piping can be provided.
本発明による火力発電プラントは、内部を流体が流れる配管と、配管を流れる流体を計測する流体計測装置(流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも1つを計測する装置)と、配管の内部に設けられた回転部材と、回転部材に接続された発電機を備える。回転部材と発電機は、配管の内部を流れる流体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。流体計測装置は、電源ケーブルを使用することなく発電機に接続され、発電機から動作用の電源が供給される。 A thermal power plant according to the present invention includes a pipe through which a fluid flows, a fluid measuring device that measures the fluid flowing through the pipe (a device that measures at least one of the pressure, temperature, and flow rate of the fluid), and the inside of the pipe. And a generator connected to the rotating member. The rotating member and the generator convert the kinetic energy of the fluid flowing inside the pipe into electrical energy. The fluid measuring device is connected to a generator without using a power cable, and power for operation is supplied from the generator.
本発明による火力発電プラントは、配管に設けられた流体計測装置に電源を供給する電源ケーブルを敷設する必要がなく、電源ケーブルの敷設スペース、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事が不要なので、流体計測装置の設置にかかる時間とコストを低減することができる。また、本発明による火力発電プラントは、電源ケーブルの敷設を考慮せずに流体計測装置を配置できるので、電源ケーブルの敷設が容易でない高所と狭隘部にも流体計測装置を設置することができ、このような場所に設置された流体計測装置にも容易に電源を供給できる。 The thermal power plant according to the present invention does not need to lay a power cable for supplying power to the fluid measuring device provided in the piping, and does not require a power cable laying space, purchase of a power cable, and power cable laying work. The time and cost required for installing the fluid measuring device can be reduced. In addition, since the thermal power plant according to the present invention can arrange the fluid measuring device without considering the laying of the power cable, the fluid measuring device can be installed in a high place and a narrow part where the laying of the power cable is not easy. The power can be easily supplied to the fluid measuring device installed in such a place.
以下に、本発明の実施例による火力発電プラントについて、図面を参照して説明する。 Below, the thermal power plant by the Example of this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1は、本発明の実施例による火力発電プラントの概略構成を示した模式図である。図1には、一例として汽力発電プラントを示している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a thermal power plant according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a steam power plant as an example.
汽力発電プラントは、ボイラ1、タービン2、発電機3、及び復水器4を備える。ボイラ1は、水を熱して気化させ、蒸気を発生させる。ボイラ1で発生した蒸気は、配管6を通ってタービン2に達する。タービン2は、蒸気によって回転する。発電機3は、タービン2と同軸に連結され、タービン2の回転力が伝播されて発電する。復水器4は、タービン2を通った蒸気を水に凝縮する。復水器4で凝縮された水は、配管7からポンプ5、配管8を経由して、再びボイラ1に戻り、循環する。
The steam power plant includes a boiler 1, a
配管6は、ボイラ1とタービン2を接続し、配管7は、復水器4とポンプ5を接続し、配管8は、ポンプ5とボイラ1を接続する。配管6は、内部を蒸気が流れる気体配管であり、配管7、8は、内部を水が流れる水系配管である。
The pipe 6 connects the boiler 1 and the
配管7の内部には、回転部材として水車9が設けられ、配管7の外部には、発電機10、バッテリー11、及び流体計測装置12が設けられる。水車9には、発電機10が直接接続される。発電機10には、バッテリー11が直接接続される。バッテリー11には、流体計測装置12が直接接続される。水車9、発電機10、バッテリー11、及び流体計測装置12の接続には電源ケーブルを用いず、水車9は発電機10と、発電機10はバッテリー11と、バッテリー11は流体計測装置12と、それぞれ互いに直結される。これらの装置の直結方法(装置間の電気の授受方法)は、任意である。
A water wheel 9 is provided as a rotating member inside the
流体計測装置12は、配管7の内部を流れる流体を計測する装置であり、例えば、圧力計測装置、温度計測装置、又は流量計測装置である。圧力計測装置は流体の圧力を計測し、温度計測装置は流体の温度を計測し、流量計測装置は流体の流量を計測する。流体計測装置12は、流体の圧力、温度、及び流量のうちいずれか1つを計測する装置でもよいが、これらのうち少なくとも1つを計測する装置でもよい。
The
水車9は、配管7の内部を流れる水の運動エネルギーによって回転する。発電機10は、水車9の回転による運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電し、発電した電力をバッテリー11へ供給する。バッテリー11は、発電機10から供給された電力を蓄え、直結する流体計測装置12に蓄えた電力を供給する。流体計測装置12は、バッテリー11から供給された電力で動作し、配管7の内部を流れる水の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも1つを計測する。バッテリー11を設けることにより、発電機10が発電した電力を流体計測装置12に安定して供給することができる。
The water wheel 9 is rotated by the kinetic energy of the water flowing inside the
このようにして、流体計測装置12は、動作用電源を水車9の運動エネルギーから得ることができる。流体計測装置12に動作用電源を供給するのに外部電源装置(流体計測装置12から離れた場所に設置された電源装置)を使わないため、流体計測装置12は、外部電源装置と接続するための電源ケーブルが不要である。従って、本発明による火力発電プラントでは、電源ケーブルの敷設が不要であり、電源ケーブルの敷設スペース、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事も全て不要である。また、本発明による火力発電プラントでは、電源ケーブルが不要であるため、電源ケーブルの敷設が容易でない高所と狭隘部にも流体計測装置12を設置することができ、従来の火力発電プラントでは電源の供給が容易でなかったこのような場所に設置された流体計測装置12にも、容易に電源を供給できる。
In this way, the
図2は、配管7に設けられた水車9と発電機10を示す図である。図2では、バッテリー11と流体計測装置12を省略している。本実施例では、水車9は、ダリウス式の水車とサボニウス式の水車とを組み合わせたダリウス・サボニウス式の水車である。水車9と発電機10は、回転軸23で互いに接続されている。回転軸23は、配管7を貫通して水車9と発電機10とを直接接続する。配管7の回転軸23の貫通部には、メカニカルシール24が設けられており、この貫通部から配管7の外部へ水が漏洩するのを防止する。
FIG. 2 is a view showing a water wheel 9 and a
ダリウス・サボニウス式の水車には、次のような利点がある。1つは、低速(小さい運動エネルギー)で回転することができる点である。もう1つは、流体の流れに対して垂直に回転軸を設置できるため、装置を簡素化できる点である。流体の流れに対して平行に回転軸を設置するタイプの水車では、配管7の内部に発電機を設置する必要があり、発電機のシール性や発電機とバッテリーとの接続方法等、検討事項が増えることが懸念される。
The Darius-Savonius type turbine has the following advantages. One is that it can rotate at low speed (small kinetic energy). The other is that the rotating shaft can be installed perpendicular to the fluid flow, which simplifies the apparatus. In the type of water turbine in which the rotating shaft is installed in parallel to the fluid flow, it is necessary to install a generator inside the
水車9が配管7の内部の水流によって回転すると、回転軸23が回転する。回転軸23が回転すると、水車9の回転力が発電機10に伝播する。発電機10は、回転軸23によって伝播した水車9の回転力により発電する。
When the water wheel 9 is rotated by the water flow inside the
図1を用いて説明したように、発電機10は、発電した電力を直結するバッテリー11へ供給し、バッテリー11は、直結する流体計測装置12に電力を供給する。流体計測装置12は、バッテリー11から供給された電力で動作する。このようにして、流体計測装置12は、電源ケーブルを使用せずに接続された発電機10から、動作用の電源が供給される。
As described with reference to FIG. 1, the
本実施例では、回転部材(水車9)が設けられた配管7として水系配管を例に挙げた。本発明は、回転部材が設けられた配管が水系配管の場合だけでなく、蒸気又は空気が流れる気体配管の場合にも適用可能である。この場合には、配管の内部に設けられた回転部材として、水車9の代わりに風車を用いる。なお、本実施例では、水車9としてダリウス・サボニウス式の水車を例に挙げたが、回転部材として用いる水車と風車は、ダリウス・サボニウス式に限らず、他の形式のものを用いてもよい。
In the present embodiment, a water system pipe is taken as an example of the
また、本実施例では火力発電プラントとして汽力発電プラントを例に挙げたが、本発明は、ガスタービン発電とコンバインドサイクル発電にも適用できる。さらに、本発明は、原子力発電等にも適用が可能である。 Moreover, although the steam power plant was mentioned as an example in the present Example as a thermal power plant, this invention is applicable also to gas turbine power generation and combined cycle power generation. Furthermore, the present invention can be applied to nuclear power generation and the like.
1…ボイラ、2…タービン、3…発電機、4…復水器、5…ポンプ、6、7、8…配管、9…水車、10…発電機、11…バッテリー、12…流体計測装置、23…回転軸、24…メカニカルシール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boiler, 2 ... Turbine, 3 ... Generator, 4 ... Condenser, 5 ... Pump, 6, 7, 8 ... Pipe, 9 ... Water wheel, 10 ... Generator, 11 ... Battery, 12 ... Fluid measuring device, 23 ... Rotating shaft, 24 ... Mechanical seal.
Claims (5)
前記配管の内部に設けられた回転部材と、
前記配管の外部に設けられ、前記回転部材と直接接続した発電機と、
前記発電機に接続され、前記発電機から電力が供給されて、前記流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも1つを計測する計測装置と、
を備えることを特徴とする火力発電プラント。 Piping through which fluid flows,
A rotating member provided inside the pipe;
A generator provided outside the pipe and directly connected to the rotating member;
A measuring device connected to the generator and supplied with electric power from the generator to measure at least one of pressure, temperature and flow rate of the fluid;
A thermal power plant comprising:
前記回転軸は、前記回転部材が回転すると回転し、
前記発電機は、前記回転軸が回転すると発電する、
請求項1に記載の火力発電プラント。 The rotating member and the generator are connected to each other by a rotating shaft,
The rotating shaft rotates when the rotating member rotates,
The generator generates electricity when the rotating shaft rotates.
The thermal power plant according to claim 1.
請求項1に記載の火力発電プラント。 The rotating member is a water wheel or a windmill combining a Darrieus type and a Savonius type.
The thermal power plant according to claim 1.
前記バッテリーは、前記発電機から電力が供給され、
前記計測装置は、前記バッテリーから電力が供給される、
請求項1に記載の火力発電プラント。 A battery provided outside the pipe and further directly connected to the generator and the measuring device;
The battery is powered by the generator,
The measuring device is supplied with power from the battery,
The thermal power plant according to claim 1.
前記配管の前記回転軸の貫通部には、メカニカルシールが設けられている、
請求項2に記載の火力発電プラント。 The rotating shaft passes through the pipe to connect the rotating member and the generator,
A mechanical seal is provided in a through portion of the rotating shaft of the pipe.
The thermal power plant according to claim 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015109332A JP2016226136A (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Thermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015109332A JP2016226136A (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Thermal power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016226136A true JP2016226136A (en) | 2016-12-28 |
Family
ID=57746068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015109332A Pending JP2016226136A (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Thermal power plant |
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Country | Link |
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2015
- 2015-05-29 JP JP2015109332A patent/JP2016226136A/en active Pending
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