JP2017101578A - Composite turbine system and power generation method thereof - Google Patents

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信義 三島
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Kazuhiko Sato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite turbine system that uses characteristics of a nuclear turbine system, has a small impact on the environment, and has high thermal efficiency.SOLUTION: A composite turbine system 1000 comprises: a steam generator 3; nuclear turbines 7 and 10 connected to the a steam generator 3; a nuclear condenser 11 connected to the nuclear turbines 7 and 10; a nuclear condensate system 59 connecting the nuclear condenser 11 and the steam generator 3; solar heat collection devices 32 and 34; an extraction system 68 branched from a nuclear main steam system 58, and connected to the solar heat collection devices 32 and 34; solar heat turbines 20, 39, and 41 connected to the solar heat collection devices 32 and 34; a solar heat condenser 44 connected to the solar heat turbines 20, 39, and 41; and a solar heat condensate system 69 connecting the solar heat condenser 44 and the nuclear condensate system 59.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、原子力タービンシステムに太陽熱タービンシステムを併設した複合タービンシステム及びその発電方法に関する。   The present invention relates to a combined turbine system in which a solar thermal turbine system is provided in addition to a nuclear turbine system and a power generation method therefor.

原子力タービンシステムは、原子炉で発生させた蒸気でタービンを回転駆動させ、タービンで発電機を駆動して発電を行うものである（特許文献１等を参照）。   A nuclear power turbine system generates power by rotating a turbine with steam generated in a nuclear reactor and driving a generator with the turbine (see Patent Document 1 and the like).

特開２０１２−２４６８９２号公報JP 2012-246892 A

発電機を駆動する蒸気タービンの蒸気温度は、火力タービンシステム等では約６００℃にもなるが、原子力タービンシステムでは燃料棒に使用されるジルコニウムが高温に弱いこと等から２８０℃程度に抑えられる。従って、他のタービンシステムに比べて原子力タービンシステムの蒸気タービンの熱効率は、通常、低くなっている。その一方で、原子力タービンシステムでは、相対して低温でも蒸気タービンを回転駆動して大型で高出力の発電機を駆動するだけの膨大な量の蒸気が発生する。   The steam temperature of the steam turbine that drives the generator is about 600 ° C. in a thermal turbine system or the like, but in a nuclear turbine system, it is suppressed to about 280 ° C. because zirconium used for fuel rods is weak at high temperatures. Therefore, the thermal efficiency of the steam turbine of a nuclear turbine system is usually lower than that of other turbine systems. On the other hand, in a nuclear turbine system, an enormous amount of steam is generated to drive a large, high-power generator by rotating the steam turbine even at a relatively low temperature.

本発明の目的は、原子力タービンシステムのこのような特徴を利用して環境への影響が少なく熱効率が高い複合タービンシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a combined turbine system having high thermal efficiency with less environmental impact by utilizing such characteristics of a nuclear turbine system.

本発明に係る複合タービンシステムは、蒸気発生器と、前記蒸気発生器に原子力主蒸気系統を介して接続した原子力タービンと、前記原子力タービンに原子力出口管を介して接続した原子力復水器と、前記原子力復水器と前記蒸気発生器を接続する原子力復水系統と、太陽熱集熱装置と、前記原子力主蒸気系統から分岐して前記太陽熱集熱装置に接続した抽気系統と、前記太陽熱集熱装置に太陽熱蒸気管を介して接続した太陽熱タービンと、前記太陽熱タービンに太陽熱出口管を介して接続した太陽熱復水器と、前記太陽熱復水器と前記原子力復水系統を接続する太陽熱復水系統とを備えることを特徴とする。   A combined turbine system according to the present invention includes a steam generator, a nuclear turbine connected to the steam generator via a nuclear main steam system, a nuclear condenser connected to the nuclear turbine via a nuclear outlet pipe, A nuclear condensate system connecting the nuclear condenser and the steam generator, a solar heat collector, an extraction system branched from the nuclear main steam system and connected to the solar heat collector, and the solar heat collector A solar turbine connected to the apparatus via a solar steam pipe, a solar condenser connected to the solar turbine via a solar outlet pipe, and a solar condenser which connects the solar condenser and the nuclear condenser It is characterized by providing.

本発明によれば、環境への影響が少なく熱効率が高い複合タービンシステムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a combined turbine system that has little influence on the environment and high thermal efficiency.

本発明の第１実施形態に係る複合発電システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a combined power generation system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの蒸気膨張線を例示した図である。It is the figure which illustrated the steam expansion line of the nuclear turbine power generation system and solar thermal power generation system concerning a 1st embodiment of the present invention. 晴天日の国内某所における直達日射強度の実測値を示す図である。It is a figure which shows the measured value of the direct solar radiation intensity in the domestic certain place of a fine weather day. 図４（Ａ）はＤＮＩの変化を例示する図、図４（Ｂ）は太陽熱蒸気弁及び太陽熱給水弁の開度を例示する図である。FIG. 4A is a diagram illustrating changes in DNI, and FIG. 4B is a diagram illustrating the opening degrees of the solar heat steam valve and the solar water supply valve. 図５（Ａ）はＤＮＩの変化を例示する図、図５（Ｂ）は原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの出力を例示する図である。FIG. 5A is a diagram illustrating changes in DNI, and FIG. 5B is a diagram illustrating outputs of a nuclear turbine power generation system and a solar thermal turbine power generation system. 本発明の第１実施形態の変形例に係る複合発電システムの構成図である。It is a block diagram of the combined power generation system which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の変形例に係る原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの蒸気膨張線を例示した図である。It is the figure which illustrated the steam expansion line of the nuclear turbine power generation system and solar thermal power generation system which concern on the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る複合発電システムの構成図である。It is a block diagram of the combined power generation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

＜第１実施形態＞
（構成）
１．複合発電システム
図１は、本実施形態に係る複合発電システムの構成図である。図１に示すように、複合発電システム１０００は、原子力タービン発電システム１と太陽熱タービン発電システム２とを備えている。以下、原子力タービン発電システム１及び太陽熱タービン発電システム２について説明する。 <First Embodiment>
(Constitution)
1. 1 is a configuration diagram of a combined power generation system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the combined power generation system 1000 includes a nuclear turbine power generation system 1 and a solar heat turbine power generation system 2. Hereinafter, the nuclear turbine power generation system 1 and the solar thermal power generation system 2 will be described.

１−１．原子力タービン発電システム
原子力タービン発電システム１は、蒸気発生器３、原子力主蒸気系統５８、原子力高圧タービン７、湿分分離加熱器８、原子力低圧タービン１０、原子力復水器１１、原子力復水系統５９及び原子力発電機４３を備えている。 1-1. Nuclear Turbine Power Generation System The nuclear turbine power generation system 1 includes a steam generator 3, a nuclear main steam system 58, a nuclear high pressure turbine 7, a moisture separation heater 8, a nuclear low pressure turbine 10, a nuclear condenser 11, and a nuclear condensate system 59. And a nuclear power generator 43.

蒸気発生器３は、内部に熱交換器（不図示）を備えており、原子炉で生成された高温流体の保有熱との熱交換により給水を加熱して蒸気（飽和蒸気）を発生させる。   The steam generator 3 includes a heat exchanger (not shown) inside, and heats the feed water by heat exchange with the retained heat of the high-temperature fluid generated in the nuclear reactor to generate steam (saturated steam).

原子力主蒸気系統５８は、蒸気発生器３を原子力高圧タービン７に接続している。原子力主蒸気系統５８は、蒸気発生器出口主蒸気管４及び原子力高圧タービン主蒸気管６を備えている。蒸気発生器出口主蒸気管４は、一端側が蒸気発生器３の出口に接続し、他端側が原子力高圧タービン主蒸気管６の一端側と接続している。原子力高圧タービン主蒸気管６の他端側は、原子力高圧タービン７に接続している。蒸気発生器３で発生した蒸気は、原子力主蒸気系統５８を通って原子力高圧タービン７に供給される。   The nuclear main steam system 58 connects the steam generator 3 to the nuclear high-pressure turbine 7. The nuclear main steam system 58 includes a steam generator outlet main steam pipe 4 and a nuclear high-pressure turbine main steam pipe 6. The steam generator outlet main steam pipe 4 has one end connected to the outlet of the steam generator 3 and the other end connected to one end of the nuclear high-pressure turbine main steam pipe 6. The other end side of the nuclear high pressure turbine main steam pipe 6 is connected to the nuclear high pressure turbine 7. The steam generated by the steam generator 3 is supplied to the nuclear high-pressure turbine 7 through the nuclear main steam system 58.

原子力高圧タービン（第１原子力タービン）７は、原子力主蒸気系統５８を介して蒸気発生器３に接続しており、蒸気発生器３から供給された蒸気により回転駆動される。原子力高圧タービン７には、原子力高圧タービン出口管２２の一端側が接続している。原子力高圧タービン出口管２２の他端側は、湿分分離加熱器８の入口に接続している。原子力高圧タービン７を回転駆動した蒸気は、原子力高圧タービン出口管２２を通って湿分分離加熱器８に供給される。   The nuclear high-pressure turbine (first nuclear turbine) 7 is connected to the steam generator 3 via the nuclear main steam system 58 and is rotationally driven by the steam supplied from the steam generator 3. One end side of a nuclear high pressure turbine outlet pipe 22 is connected to the nuclear high pressure turbine 7. The other end of the nuclear high pressure turbine outlet pipe 22 is connected to the inlet of the moisture separator / heater 8. The steam that rotationally drives the nuclear high-pressure turbine 7 is supplied to the moisture separation heater 8 through the nuclear high-pressure turbine outlet pipe 22.

湿分分離加熱器８は、原子力高圧タービン７を回転駆動した蒸気から湿分を除去し、加熱する。湿分分離加熱器８の出口には、湿分分離加熱器出口管９の一端側が接続している。湿分分離加熱器出口管９の他端側は、原子力低圧タービン１０に接続している。湿分分離加熱器８で加熱された蒸気は、湿分分離加熱器出口管９を通って原子力低圧タービン１０に供給される。   The moisture separator / heater 8 removes moisture from the steam rotating the nuclear high-pressure turbine 7 and heats it. One end side of the moisture separation heater outlet pipe 9 is connected to the outlet of the moisture separation heater 8. The other end of the moisture separator heater outlet pipe 9 is connected to the nuclear low-pressure turbine 10. The steam heated by the moisture separator / heater 8 is supplied to the nuclear low-pressure turbine 10 through the moisture separator / heater outlet pipe 9.

原子力低圧タービン（第２原子力タービン）１０は、湿分分離加熱器８から供給された蒸気により回転駆動される。原子力低圧タービン１０には、原子力低圧タービン出口管（原子力出口管）２３の一端側が接続している。原子力低圧タービン出口管２３の他端側は、原子力復水器１１の入口に接続している。原子力低圧タービン１０を回転駆動した蒸気は、原子力低圧タービン出口管２３を通って原子力復水器１１に供給される。   The nuclear low-pressure turbine (second nuclear turbine) 10 is rotationally driven by steam supplied from the moisture separator / heater 8. One end of a nuclear low-pressure turbine outlet pipe (nuclear outlet pipe) 23 is connected to the nuclear low-pressure turbine 10. The other end of the nuclear low-pressure turbine outlet pipe 23 is connected to the inlet of the nuclear condenser 11. The steam that rotationally drives the nuclear low-pressure turbine 10 is supplied to the nuclear condenser 11 through the nuclear low-pressure turbine outlet pipe 23.

原子力復水器１１は、原子力低圧タービン出口管２３を介して原子力低圧タービン１０に接続している。本実施形態では、原子力復水器１１は水冷式の復水器であり、原子力低圧タービン１０を回転駆動した蒸気を冷却水で冷却して水（凝縮水）を生成する。   The nuclear condenser 11 is connected to the nuclear low pressure turbine 10 via a nuclear low pressure turbine outlet pipe 23. In the present embodiment, the nuclear condenser 11 is a water-cooled condenser, and generates steam (condensed water) by cooling the steam that rotates the nuclear low-pressure turbine 10 with cooling water.

原子力復水系統５９は、原子力復水器１１を蒸気発生器３に接続している。原子力復水系統５９は、原子力復水器出口管２４、原子力低圧給水加熱器１２、原子力低圧給水加熱器出口管２９、原子力脱気器１３、原子力脱気器出口管５７、原子力高圧給水加熱器１４、原子力高圧給水加熱器出口管５３及び蒸気発生器入口管５４を備えている。   The nuclear condenser system 59 connects the nuclear condenser 11 to the steam generator 3. The nuclear condenser system 59 includes a nuclear condenser outlet pipe 24, a nuclear low pressure feed water heater 12, a nuclear low pressure feed water heater outlet pipe 29, a nuclear deaerator 13, a nuclear deaerator outlet pipe 57, a nuclear high pressure feed water heater. 14. A nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53 and a steam generator inlet pipe 54 are provided.

原子力復水器出口管２４は、原子力復水器１１の出口を原子力低圧給水加熱器１２に接続している。原子力復水器１１で生成された水は、原子力復水器出口管２４を通って原子力低圧給水加熱器１２に供給される。原子力低圧給水加熱器１２は、原子力復水器１１から供給された水を加熱する。   The nuclear condenser outlet pipe 24 connects the outlet of the nuclear condenser 11 to the nuclear low-pressure feed water heater 12. The water generated by the nuclear condenser 11 is supplied to the nuclear low-pressure feed water heater 12 through the nuclear condenser outlet pipe 24. The nuclear low-pressure feed water heater 12 heats the water supplied from the nuclear condenser 11.

原子力低圧給水加熱器出口管２９は、原子力低圧給水加熱器１２を原子力脱気器１３に接続している。原子力低圧給水加熱器１２で加熱された水は、原子力低圧給水加熱器出口管２９を通って原子力脱気器１３に供給される。原子力脱気器１３は、原子力低圧給水加熱器１２から供給された水から溶存酸素や不凝結ガス（アンモニアガス）等の不純物を除去する。   The nuclear low pressure feed water heater outlet pipe 29 connects the nuclear low pressure feed water heater 12 to the nuclear deaerator 13. The water heated by the nuclear low pressure feed water heater 12 is supplied to the nuclear deaerator 13 through the nuclear low pressure feed water heater outlet pipe 29. The nuclear deaerator 13 removes impurities such as dissolved oxygen and non-condensed gas (ammonia gas) from the water supplied from the nuclear low-pressure feed water heater 12.

原子力脱気器出口管５７は、原子力脱気器１３を原子力高圧給水加熱器１４に接続する。原子力脱気器１３で脱気された水は、原子力脱気器出口管５７を通って原子力高圧給水加熱器１４に供給される。原子力高圧給水加熱器１４は、原子力脱気器１３から供給された水を加熱する。   The nuclear deaerator outlet pipe 57 connects the nuclear deaerator 13 to the nuclear high-pressure feed water heater 14. The water deaerated by the nuclear deaerator 13 is supplied to the nuclear high-pressure feed water heater 14 through the nuclear deaerator outlet pipe 57. The nuclear high pressure feed water heater 14 heats the water supplied from the nuclear deaerator 13.

原子力高圧給水加熱器出口管５３は、一端側が原子力高圧給水加熱器１４に接続し、他端側が蒸気発生器入口管５４の一端側と接続している。蒸気発生器入口管５４の他端部は、蒸気発生器３の入口に接続している。原子力高圧給水加熱器１４で加熱された水は、原子力高圧給水加熱器出口管５３、蒸気発生器入口管５４を通って蒸気発生器３に給水として供給される。   The nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53 has one end connected to the nuclear high pressure feed water heater 14 and the other end connected to one end of the steam generator inlet pipe 54. The other end of the steam generator inlet pipe 54 is connected to the inlet of the steam generator 3. The water heated by the nuclear high pressure feed water heater 14 is supplied as feed water to the steam generator 3 through the nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53 and the steam generator inlet pipe 54.

原子力発電機４３は、原子力高圧タービン７及び原子力低圧タービン１０の回転軸に連結され、原子力高圧タービン７及び原子力低圧タービン１０の回転動力を電力に変換する。   The nuclear power generator 43 is connected to the rotating shafts of the nuclear high pressure turbine 7 and the nuclear low pressure turbine 10 and converts the rotational power of the nuclear high pressure turbine 7 and the nuclear low pressure turbine 10 into electric power.

１−２．太陽熱タービン発電システム
太陽熱タービン発電システム２は、太陽熱主蒸気系統６８、太陽熱集熱装置３２，３４、太陽熱高圧タービン２０、太陽熱中圧タービン３９、太陽熱低圧タービン４１、太陽熱発電機４２、太陽熱復水器４４及び太陽熱復水系統６９を備えている。 1-2. Solar thermal turbine power generation system The solar thermal power generation system 2 includes a solar main steam system 68, solar thermal collectors 32, 34, a solar thermal high pressure turbine 20, a solar thermal intermediate pressure turbine 39, a solar thermal low pressure turbine 41, a solar thermal generator 42, and a solar condenser. 44 and a solar heat condensate system 69.

太陽熱主蒸気系統（抽気系統）６８は、原子力主蒸気系統５８から分岐して太陽熱集熱装置３２に接続しており、原子力主蒸気系統５８を原子力高圧タービン７に向かって流れる蒸気の一部を抽気して、太陽熱集熱装置３２に供給する。抽気系統６８は、太陽熱タービン主蒸気管５及び受熱器入口管１６を備えている。太陽熱タービン主蒸気管５は、一端側が原子力主蒸気系統５８に接続し、他端側が受熱器入口管１６の一端側と接続している。受熱器入口管１６の他端側は、太陽熱集熱装置３２の受熱器３０（後述する）に接続している。抽気系統６８には、太陽熱蒸気弁（蒸気弁）１５が設けられている。太陽熱蒸気弁１５は、例えば、制御装置（不図示）からの信号を入力して抽気系統６８の開通及び遮断を切り換える。太陽熱蒸気弁１５を開弁して抽気系統６８を開通させると、原子力主蒸気系統５８に抽気された蒸気が太陽熱集熱装置３２に供給され、太陽熱蒸気弁１５を閉弁して受熱器入口管１６を遮断すると、原子力主蒸気系統５８に抽気された蒸気の太陽熱集熱装置３２への供給が停止される。   The solar main steam system (bleeding system) 68 is branched from the nuclear main steam system 58 and connected to the solar heat collector 32, and a part of the steam flowing through the nuclear main steam system 58 toward the nuclear high-pressure turbine 7 is removed. The air is extracted and supplied to the solar heat collector 32. The extraction system 68 includes the solar turbine main steam pipe 5 and the heat receiver inlet pipe 16. The solar heat turbine main steam pipe 5 has one end connected to the nuclear main steam system 58 and the other end connected to one end of the heat receiver inlet pipe 16. The other end side of the heat receiver inlet pipe 16 is connected to a heat receiver 30 (described later) of the solar heat collector 32. The extraction system 68 is provided with a solar heat steam valve (steam valve) 15. For example, the solar heat steam valve 15 inputs a signal from a control device (not shown) and switches between opening and closing of the extraction system 68. When the solar heat steam valve 15 is opened and the extraction system 68 is opened, the steam extracted by the nuclear main steam system 58 is supplied to the solar heat collector 32, and the solar heat steam valve 15 is closed and the receiver inlet pipe is opened. When 16 is shut off, the supply of steam extracted by the nuclear main steam system 58 to the solar heat collecting device 32 is stopped.

太陽熱集熱装置（第１太陽熱集熱装置）３２は、本実施形態ではタワー型集熱装置であり、抽気系統６８を通って供給された蒸気を飽和温度以上まで過熱する。太陽熱集熱装置３２は、受熱器３０、受熱器タワー３１及びヘリオスタット３３を備えている。ヘリオスタット３３は、受熱器タワー３１の周囲に受熱器タワー３１を囲むように複数配置されている。ヘリオスタット３３は、平面状の集光ミラー（不図示）を多数備えており、太陽１００からの直達日射光１０１を反射して受熱器３０に照射する。なお、本明細書において「直達日射光」とは、太陽光のうち水蒸気や塵等により拡散・吸収されることなく直接集光ミラーに到達する光を言う。受熱器３０は、受熱器タワー３１の上部に固定して設けてあり、ヘリオスタット３３からの反射光１０３を集光して、抽気系統６８を通って供給された蒸気を過熱する。受熱器３０には、受熱器出口管（第１太陽熱蒸気管）１７の一端側が接続している。受熱器出口管１７の他端側は、太陽熱高圧タービン２０に接続している。太陽熱集熱装置３２で過熱された蒸気（過熱蒸気）は、受熱器出口管１７を通って太陽熱高圧タービン２０に供給される。受熱器出口管１７には、高圧タービン入口弁１８及び高圧タービン入口加減弁１９が設けられている。高圧タービン入口加減弁１９は、高圧タービン入口弁１８に対して蒸気の流れ方向の下流側に配置されている。   The solar heat collector (first solar heat collector) 32 is a tower-type heat collector in the present embodiment, and superheats the steam supplied through the extraction system 68 to a saturation temperature or higher. The solar heat collector 32 includes a heat receiver 30, a heat receiver tower 31, and a heliostat 33. A plurality of heliostats 33 are arranged around the heat receiver tower 31 so as to surround the heat receiver tower 31. The heliostat 33 includes a large number of flat collector mirrors (not shown), reflects the direct sunlight 101 from the sun 100 and irradiates the heat receiver 30. In the present specification, “direct sunlight” means light that reaches the condenser mirror directly without being diffused or absorbed by water vapor, dust, or the like in sunlight. The heat receiver 30 is fixed to the upper part of the heat receiver tower 31, collects the reflected light 103 from the heliostat 33, and superheats the steam supplied through the extraction system 68. One end side of a heat receiver outlet pipe (first solar steam pipe) 17 is connected to the heat receiver 30. The other end of the heat receiver outlet pipe 17 is connected to the solar thermal high-pressure turbine 20. The steam (superheated steam) superheated by the solar heat collector 32 is supplied to the solar high pressure turbine 20 through the heat receiver outlet pipe 17. The heat receiver outlet pipe 17 is provided with a high pressure turbine inlet valve 18 and a high pressure turbine inlet control valve 19. The high pressure turbine inlet control valve 19 is disposed downstream of the high pressure turbine inlet valve 18 in the steam flow direction.

太陽熱高圧タービン２０（第１太陽熱タービン）は、受熱器出口管１７を介して太陽熱集熱装置３２に接続しており、太陽熱集熱装置３２から供給された蒸気により回転駆動される。太陽熱高圧タービン２０には、受熱器入口管２１の一端側が接続している。受熱器入口管２１の他端側は、太陽熱集熱装置３４の受熱器３５（後述する）に接続している。太陽熱高圧タービン２０を回転駆動した蒸気は、受熱器入口管２１を通って太陽熱集熱装置３４の受熱器３５に供給される。   The solar heat high-pressure turbine 20 (first solar heat turbine) is connected to the solar heat collector 32 via the heat receiver outlet pipe 17 and is rotationally driven by steam supplied from the solar heat collector 32. One end side of the heat receiver inlet pipe 21 is connected to the solar thermal high-pressure turbine 20. The other end side of the heat receiver inlet pipe 21 is connected to a heat receiver 35 (described later) of the solar heat collector 34. The steam that rotationally drives the solar thermal high-pressure turbine 20 is supplied to the heat receiver 35 of the solar heat collector 34 through the heat receiver inlet pipe 21.

太陽熱集熱装置（第２太陽熱集熱装置）３４は、本実施形態ではタワー型集熱装置であり、受熱器入口管２１を通って供給された蒸気を再熱する。太陽熱集熱装置３４は、受熱器３５、受熱器タワー３６及びヘリオスタット３７を備えている。太陽熱集熱装置３４の受熱器３５、受熱器タワー３６及びヘリオスタット３７は、太陽熱集熱装置３２の受熱器３０、受熱器タワー３１及びヘリオスタット３３と同様の構造である。太陽熱集熱装置３４の受熱器３５には、受熱器出口管（第２太陽熱蒸気管）３８の一端側が接続している。受熱器出口管３８の他端側は、太陽熱中圧タービン３９に接続している。太陽熱集熱装置３４で再熱された蒸気（再熱蒸気）は、受熱器出口管３８を通って太陽熱中圧タービン３９に供給される。   The solar heat collector (second solar heat collector) 34 is a tower-type heat collector in this embodiment, and reheats the steam supplied through the heat receiver inlet pipe 21. The solar heat collector 34 includes a heat receiver 35, a heat receiver tower 36, and a heliostat 37. The heat receiver 35, the heat receiver tower 36, and the heliostat 37 of the solar heat collector 34 have the same structure as the heat receiver 30, the heat receiver tower 31, and the heliostat 33 of the solar heat collector 32. One end side of a heat receiver outlet pipe (second solar steam pipe) 38 is connected to the heat receiver 35 of the solar heat collector 34. The other end of the heat receiver outlet pipe 38 is connected to the solar intermediate pressure turbine 39. The steam (reheated steam) reheated by the solar heat collecting device 34 is supplied to the solar intermediate pressure turbine 39 through the heat receiver outlet pipe 38.

太陽熱中圧タービン（第２太陽熱タービン）３９は、受熱器出口管３８を介して太陽熱集熱装置３４に接続しており、太陽熱集熱装置３４から供給された蒸気により回転駆動される。太陽熱中圧タービン３９には、太陽熱中圧タービン出口管４０の一端側が接続している。太陽熱中圧タービン出口管４０の他端側は、太陽熱低圧タービン４１に接続している。太陽熱中圧タービン３９を回転駆動した蒸気は、太陽熱中圧タービン出口管４０を通って太陽熱低圧タービン４１に供給される。   The solar intermediate pressure turbine (second solar turbine) 39 is connected to the solar heat collector 34 via the heat receiver outlet pipe 38 and is driven to rotate by steam supplied from the solar heat collector 34. One end side of the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40 is connected to the solar intermediate pressure turbine 39. The other end of the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40 is connected to a solar thermal low pressure turbine 41. The steam that rotationally drives the solar intermediate pressure turbine 39 is supplied to the solar low pressure turbine 41 through the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40.

太陽熱低圧タービン（第３太陽熱タービン）４１は、太陽熱中圧タービン出口管４０を通って供給された蒸気により回転駆動される。太陽熱低圧タービン４１には、太陽熱低圧タービン出口管（太陽熱出口管）２５の一端側が接続している。太陽熱低圧タービン出口管２５の他端側は、太陽熱復水器４４に接続している。太陽熱低圧タービン４１を回転駆動した蒸気は、太陽熱低圧タービン出口管２５を通って太陽熱復水器４４に供給される。   The solar thermal low-pressure turbine (third solar turbine) 41 is rotationally driven by steam supplied through the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40. One end side of a solar thermal low-pressure turbine outlet pipe (solar thermal outlet pipe) 25 is connected to the solar thermal low-pressure turbine 41. The other end side of the solar heat low-pressure turbine outlet pipe 25 is connected to the solar heat condenser 44. The steam that rotationally drives the solar low-pressure turbine 41 is supplied to the solar condenser 44 through the solar low-pressure turbine outlet pipe 25.

太陽熱復水器４４は、太陽熱低圧タービン出口管２５を介して太陽熱低圧タービン４１に接続している。本実施形態では、太陽熱復水器４４は水冷式の復水器であり、太陽熱低圧タービン４１を回転駆動した蒸気を冷却水で冷却して水を生成する。   The solar condenser 44 is connected to the solar low-pressure turbine 41 via the solar low-pressure turbine outlet pipe 25. In the present embodiment, the solar condenser 44 is a water-cooled condenser, and generates water by cooling the steam, which is driven to rotate the solar thermal low-pressure turbine 41, with cooling water.

太陽熱復水系統６９は、太陽熱復水器４４を原子力復水系統５９の原子力高圧給水加熱器出口管５３に接続している。太陽熱復水系統６９は、復水吸込み配管２６、復水ポンプ４５、復水吐出配管２７、太陽熱低圧給水加熱器４６、太陽熱低圧給水加熱器出口管２８、太陽熱脱気器４７、給水吸込み配管５５、給水ポンプ５０、給水吐出配管５６、太陽熱高圧給水加熱器４９及び太陽熱給水管５２を備えている。   The solar heat condensate system 69 connects the solar heat condenser 44 to the nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53 of the nuclear condensate system 59. The solar heat condensate system 69 includes a condensate suction pipe 26, a condensate pump 45, a condensate discharge pipe 27, a solar heat low pressure feed water heater 46, a solar heat low pressure feed water heater outlet pipe 28, a solar heat deaerator 47, and a feed water suction pipe 55. , A feed water pump 50, a feed water discharge pipe 56, a solar heat high-pressure feed water heater 49, and a solar heat feed pipe 52.

復水吸込み配管２６は、太陽熱復水器４４を復水ポンプ４５の吸込み口に接続している。復水吐出配管２７は、復水ポンプ４５の吐出口を太陽熱低圧給水加熱器４６に接続している。復水ポンプ４５は、太陽熱復水器４４で生成された水を復水吸込み配管２６を介して吸い込み、昇圧させ、復水吐出配管２７を介して太陽熱低圧給水加熱器４６に供給する。太陽熱低圧給水加熱器４６は、復水ポンプ４５から供給された水を加熱する。   The condensate suction pipe 26 connects the solar condenser 44 to the suction port of the condensate pump 45. The condensate discharge pipe 27 connects the discharge port of the condensate pump 45 to the solar heat low-pressure feed water heater 46. The condensate pump 45 sucks the water generated by the solar heat condenser 44 through the condensate suction pipe 26, increases the pressure, and supplies the water to the solar heat low-pressure feed water heater 46 through the condensate discharge pipe 27. The solar heat low-pressure feed water heater 46 heats the water supplied from the condensate pump 45.

太陽熱低圧給水加熱器出口管２８は、太陽熱低圧給水加熱器４６を太陽熱脱気器４７に接続している。太陽熱低圧給水加熱器４６で加熱された水は、太陽熱低圧給水加熱器出口管２８を通って太陽熱脱気器４７に供給される。太陽熱脱気器４７は、原子力脱気器１３と同様の機能を有している。   The solar heat low-pressure feed water heater outlet pipe 28 connects the solar heat low-pressure feed water heater 46 to the solar heat deaerator 47. The water heated by the solar heat low pressure feed water heater 46 is supplied to the solar heat deaerator 47 through the solar heat low pressure feed water heater outlet pipe 28. The solar heat deaerator 47 has the same function as the nuclear deaerator 13.

給水吸込み配管５５は、太陽熱脱気器４７を給水ポンプ５０の吸込み口に接続している。給水吐出配管５６は、給水ポンプ５０の吐出口を太陽熱高圧給水加熱器４９に接続している。給水ポンプ５０は、太陽熱脱気器４７で脱気された水を給水吸込み配管５５を介して吸い込み、昇圧させ、給水吐出配管５６を介して太陽熱高圧給水加熱器４９に供給する。太陽熱高圧給水加熱器４９は、給水ポンプ５０から供給された水を加熱する。給水吐出配管５６には、給水調整弁４８が設けられている。給水調整弁４８は、給水ポンプ５０から太陽熱高圧給水加熱器４９に供給される水の流量を調整する。   The feed water suction pipe 55 connects the solar heat deaerator 47 to the suction port of the feed water pump 50. The feed water discharge pipe 56 connects the discharge port of the feed water pump 50 to the solar heat high pressure feed water heater 49. The feed water pump 50 sucks the water deaerated by the solar heat deaerator 47 through the feed water suction pipe 55, raises the pressure thereof, and supplies the water to the solar heat high-pressure feed water heater 49 through the feed water discharge pipe 56. The solar heat high-pressure feed water heater 49 heats the water supplied from the feed water pump 50. A water supply adjustment valve 48 is provided in the water supply discharge pipe 56. The water supply adjustment valve 48 adjusts the flow rate of water supplied from the water supply pump 50 to the solar heat high-pressure water heater 49.

太陽熱給水管５２は、太陽熱高圧給水加熱器４９を原子力高圧給水加熱器出口管５３に接続している。太陽熱高圧給水加熱器４９で加熱された水は、太陽熱給水管５２を通って原子力高圧給水加熱器出口管５３に供給され、蒸気発生器入口管５４を経由して蒸気発生器３に給水として供給される。太陽熱復水系統６９の太陽熱給水管５２には、太陽熱給水弁（給水弁）５１が設けられている。太陽熱給水弁５１は、例えば、制御装置（不図示）からの信号を入力して太陽熱給水管５２の開通及び遮断を切り換える。太陽熱給水弁５１を開弁して太陽熱給水管５２を開通させると、太陽熱高圧給水加熱器４９からの水が太陽熱給水管５２を介して原子力高圧給水加熱器出口管５３に供給され、太陽熱給水弁５１を閉弁して太陽熱給水管５２を遮断すると、太陽熱高圧給水加熱器４９から原子力高圧給水加熱器出口管５３への水の供給が停止される。   The solar heat supply pipe 52 connects the solar high pressure feed water heater 49 to the nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53. Water heated by the solar high-pressure feed water heater 49 is supplied to the nuclear high-pressure feed water heater outlet pipe 53 through the solar water feed pipe 52 and supplied to the steam generator 3 through the steam generator inlet pipe 54 as feed water. Is done. The solar water supply pipe 52 of the solar heat condensing system 69 is provided with a solar water supply valve (water supply valve) 51. For example, the solar water supply valve 51 inputs a signal from a control device (not shown) and switches between opening and closing of the solar water supply pipe 52. When the solar water supply valve 51 is opened and the solar water supply pipe 52 is opened, the water from the solar high pressure water supply heater 49 is supplied to the nuclear high pressure water supply heater outlet pipe 53 via the solar heat supply pipe 52, and the solar heat supply valve When 51 is closed and the solar water supply pipe 52 is shut off, the supply of water from the solar high pressure feed water heater 49 to the nuclear high pressure feed water heater outlet pipe 53 is stopped.

太陽熱発電機４２は、太陽熱高圧タービン２０、太陽熱中圧タービン３９及び太陽熱低圧タービン４１の回転軸に連結され、太陽熱高圧タービン２０、太陽熱中圧タービン３９及び太陽熱低圧タービン４１の回転動力を電力に変換する。   The solar power generator 42 is connected to the rotating shafts of the solar high pressure turbine 20, the solar intermediate pressure turbine 39, and the solar low pressure turbine 41, and converts the rotational power of the solar high pressure turbine 20, the solar intermediate pressure turbine 39, and the solar low pressure turbine 41 into electric power. To do.

（動作）
図２は、本実施形態に係る原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの蒸気膨張線を例示した図である。図２は、太陽熱集熱装置３２で過熱される蒸気の定格温度（定格主蒸気温度）及び太陽熱集熱装置３４で再熱される蒸気の定格温度（定格再熱蒸気温度）を６００℃に設定した場合を示している。図２において、縦軸はエンタルピ、横軸はエントロピを示しており、点線は原子力タービン発電システム１の蒸気膨張線、実線は太陽熱タービン発電システム２の蒸気膨張線を示している。以下、原子力タービン発電システム１及び太陽熱タービン発電システム２における蒸気の流れについて説明する。 (Operation)
FIG. 2 is a diagram illustrating steam expansion lines of the nuclear turbine power generation system and the solar thermal turbine power generation system according to the present embodiment. In FIG. 2, the rated temperature (rated main steam temperature) of steam superheated by the solar heat collector 32 and the rated temperature (rated reheat steam temperature) of steam reheated by the solar heat collector 34 are set to 600 ° C. Shows the case. In FIG. 2, the vertical axis represents enthalpy and the horizontal axis represents entropy, the dotted line represents the steam expansion line of the nuclear turbine power generation system 1, and the solid line represents the steam expansion line of the solar turbine power generation system 2. Hereinafter, the flow of steam in the nuclear turbine power generation system 1 and the solar thermal turbine power generation system 2 will be described.

・原子力タービン発電システム
図２の原子力タービン発電システム１の蒸気膨張線上のａ，ｂ，ｃ，ｄ点は、図１の原子力タービン発電システム１のａ，ｂ，ｃ，ｄ点に対応している。ａ点は蒸気発生器３の出口、ｂ点は原子力高圧タービン７の出口、ｃ点は湿分分離加熱器８の出口、ｄ点は原子力低圧タービン１０の出口である（図１を参照）。 Nuclear Turbine Power Generation System Points a, b, c, and d on the steam expansion line of the nuclear turbine power generation system 1 in FIG. 2 correspond to points a, b, c, and d in the nuclear turbine power generation system 1 in FIG. . Point a is the outlet of the steam generator 3, point b is the outlet of the nuclear high-pressure turbine 7, point c is the outlet of the moisture separator heater 8, and point d is the outlet of the nuclear low-pressure turbine 10 (see FIG. 1).

蒸気発生器３で発生した蒸気は、原子力主蒸気系統５８を介して原子力高圧タービン７に供給され膨張し、原子力高圧タービン７を駆動する。原子力高圧タービン７を駆動した蒸気は、原子力高圧タービン出口管２２を介して湿分分離加熱器８に供給されて加熱され、約２８０℃（原子力高圧タービン７に供給される蒸気と同程度の温度）まで昇温される（図２のｃ点）。湿分分離加熱器８で加熱された蒸気は、湿分分離加熱器出口管９を介して原子力低圧タービン１０に供給され膨張し、原子力低圧タービン１０を駆動する。原子力低圧タービン１０を駆動した蒸気は、原子力復水器１１に供給され、冷却されて水となる。原子力復水器１１で生成された水は、原子力低圧給水加熱器１２に流入して加熱され、原子力脱気器１３に流入して脱気される。原子力脱気器１３で脱気された水は、原子力高圧給水加熱器１４に流入して加熱され、原子力高圧給水加熱器出口管５３を介して蒸気発生器３に供給される。   The steam generated by the steam generator 3 is supplied to the nuclear high-pressure turbine 7 through the nuclear main steam system 58 and expands to drive the nuclear high-pressure turbine 7. The steam that has driven the nuclear high-pressure turbine 7 is supplied to the moisture separator / heater 8 through the nuclear high-pressure turbine outlet pipe 22 and heated to about 280 ° C. (a temperature similar to that of the steam supplied to the nuclear high-pressure turbine 7). ) (Point c in FIG. 2). The steam heated by the moisture separator / heater 8 is supplied to the nuclear low-pressure turbine 10 through the moisture separator / heater outlet pipe 9 and expanded to drive the nuclear low-pressure turbine 10. The steam that has driven the nuclear low-pressure turbine 10 is supplied to the nuclear condenser 11 and cooled to become water. The water generated in the nuclear condenser 11 flows into the nuclear low-pressure feed water heater 12 and is heated, and flows into the nuclear deaerator 13 to be deaerated. The water deaerated by the nuclear deaerator 13 flows into the nuclear high-pressure feed water heater 14 and is heated, and is supplied to the steam generator 3 through the nuclear high-pressure feed water heater outlet pipe 53.

・太陽熱タービン発電システム
図２の太陽熱タービン発電システム２の蒸気膨張線上のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ点は、図１の太陽熱タービン発電システム２のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ点に対応する。Ａ点は蒸気発生器３の出口、Ｂ点は太陽熱高圧タービン２０の入口、Ｃ点は太陽熱高圧タービン２０の出口、Ｄ点は太陽熱中圧タービンの入口、Ｅ点は太陽熱低圧タービン４１の入口、Ｆ点は太陽熱低圧タービン４１の出口である（図１を参照）。 Solar solar power generation system A, B, C, D, E, F points on the steam expansion line of the solar thermal power generation system 2 of FIG. 2 are A, B, C, D, E of the solar thermal power generation system 2 of FIG. , F points. Point A is the outlet of the steam generator 3, point B is the inlet of the solar high pressure turbine 20, point C is the outlet of the solar high pressure turbine 20, point D is the inlet of the solar intermediate pressure turbine, point E is the inlet of the solar low pressure turbine 41, Point F is the outlet of the solar thermal low-pressure turbine 41 (see FIG. 1).

原子力主蒸気系統５８から抽気されて抽気系統６８に流入した蒸気は、太陽熱蒸気弁１５を通過して、太陽熱集熱装置３２の受熱器３０に流入する。受熱器３０に流入した蒸気は、太陽熱を利用して過熱され、約６００℃まで昇温される（図２のＢ点）。受熱器３０で過熱された蒸気は、受熱器出口管１７を介して太陽熱高圧タービン２０に供給され膨張し、太陽熱高圧タービン２０を駆動する。太陽熱高圧タービン２０を駆動した蒸気は、受熱器入口管２１を介して太陽熱集熱装置３４の受熱器３５に流入し、太陽熱を利用して再熱され、約６００℃まで昇温される（図２のＤ点）。受熱器３５で再熱された蒸気は、受熱器出口管３８を介して太陽熱中圧タービン３９に供給され膨張し、太陽熱中圧タービン３９を駆動する。太陽熱中圧タービン３９を駆動した蒸気は、太陽熱中圧タービン出口管４０を介して太陽熱低圧タービン４１に供給され膨張し、太陽熱低圧タービン４１を駆動する。太陽熱低圧タービン４１を駆動した蒸気は、太陽熱復水器４４に供給され、冷却されて水となる。太陽熱復水器４４で生成された水は、復水ポンプ４５に流入して昇圧され、太陽熱低圧給水加熱器４６に流入して加熱される。太陽熱低圧給水加熱器４６で加熱された水は、太陽熱脱気器４７に流入して脱気される。太陽熱脱気器４７で脱気された水は、給水ポンプ５０に流入して昇圧され、太陽熱高圧給水加熱器４９に流入して加熱される。太陽熱高圧給水加熱器４９で加熱された水は、原子力高圧給水加熱器出口管５３に流入し、原子力高圧給水加熱器１４から原子力高圧給水加熱器出口管５３に流入する水に合流して、蒸気発生器入口管５４を介して蒸気発生器３に供給される。   The steam extracted from the nuclear main steam system 58 and flowing into the extraction system 68 passes through the solar heat steam valve 15 and flows into the heat receiver 30 of the solar heat collector 32. The steam that has flowed into the heat receiver 30 is heated by using solar heat and is heated to about 600 ° C. (point B in FIG. 2). The steam superheated by the heat receiver 30 is supplied to the solar high-pressure turbine 20 via the heat receiver outlet pipe 17 and expands to drive the solar high-pressure turbine 20. The steam that has driven the solar thermal high-pressure turbine 20 flows into the heat receiver 35 of the solar heat collector 34 through the heat receiver inlet pipe 21, is reheated using solar heat, and is heated to about 600 ° C. (FIG. 2 point D). The steam reheated by the heat receiver 35 is supplied to the solar intermediate pressure turbine 39 via the heat receiver outlet pipe 38 and is expanded to drive the solar intermediate pressure turbine 39. The steam that has driven the solar intermediate pressure turbine 39 is supplied to the solar low pressure turbine 41 via the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40 and expands to drive the solar low pressure turbine 41. The steam that has driven the solar heat low-pressure turbine 41 is supplied to the solar heat condenser 44 and cooled to become water. The water generated by the solar heat condenser 44 flows into the condensate pump 45 to be pressurized, and flows into the solar heat low-pressure feed water heater 46 to be heated. The water heated by the solar heat low-pressure feed water heater 46 flows into the solar heat deaerator 47 and is deaerated. The water deaerated by the solar heat deaerator 47 flows into the feed water pump 50 to be pressurized, and flows into the solar heat high pressure feed water heater 49 to be heated. The water heated by the solar high-pressure feed water heater 49 flows into the nuclear high-pressure feed water heater outlet pipe 53, joins the water flowing from the nuclear high-pressure feed water heater 14 into the nuclear high-pressure feed water heater outlet pipe 53, and steam The steam generator 3 is supplied via a generator inlet pipe 54.

（発電方法）
太陽１００からの直達日射光１０１の強度（直達日射強度）に応じた太陽熱タービン発電システム２の発電方法（運用方法）について説明する。 (Power generation method)
A power generation method (operation method) of the solar turbine power generation system 2 according to the intensity of the direct solar radiation 101 from the sun 100 (direct solar radiation intensity) will be described.

図３は、晴天日の国内某所における直達日射強度の実測値を示す図である。図３において、縦軸は直達日射強度、横軸は時間を示している。   FIG. 3 is a diagram showing actual measured values of direct solar radiation intensity at a domestic certain place on a clear day. In FIG. 3, the vertical axis indicates direct solar radiation intensity, and the horizontal axis indicates time.

図３の例では、９時頃に、直達日射強度（以下、ＤＮＩ）が０（Ｗ／ｍ２）付近まで急速に減少しその後急速に増加（回復）する現象が生じている（点線で囲んだ領域Ｙ）。これは、例えば、大量の雲が太陽１００を長時間に亘って横切り、直達日射光１０１が長時間に亘り遮られることが原因である。一方、１０時頃から１４時頃までの間、短時間の間にＤＮＩが急速に減少しその直後に急速に増加する現象が複数回生じている（点線で囲んだ領域Ｘ）。これは、例えば、少量の雲が太陽１００を短時間だけ横切り、直達日射光１０１が瞬間的に遮られることが原因である。 In the example of FIG. 3, there is a phenomenon that the direct solar radiation intensity (hereinafter referred to as DNI) rapidly decreases to around 0 (W / m 2 ) and then increases (recovers) rapidly at around 9:00 (enclosed by a dotted line). Area Y). This is because, for example, a large amount of clouds cross the sun 100 for a long time and the direct sunlight 101 is blocked for a long time. On the other hand, from about 10:00 to about 14:00, a phenomenon in which DNI rapidly decreases and increases immediately after a short time has occurred several times (region X surrounded by a dotted line). This is because, for example, a small amount of clouds cross the sun 100 for a short time and the direct sunlight 101 is momentarily blocked.

図４（Ａ）はＤＮＩの変化を例示する図、図４（Ｂ）は太陽熱蒸気弁及び太陽熱給水弁の開度を例示する図である。図４（Ａ）において、縦軸はＤＮＩ、横軸は時間を示しており、図４（Ｂ）において、縦軸は弁開度、横軸は時間を示している。   FIG. 4A is a diagram illustrating changes in DNI, and FIG. 4B is a diagram illustrating the opening degrees of the solar heat steam valve and the solar water supply valve. 4A, the vertical axis indicates DNI, the horizontal axis indicates time, and in FIG. 4B, the vertical axis indicates the valve opening, and the horizontal axis indicates time.

図４（Ａ）の例では、６時にＤＮＩが０（Ｗ／ｍ２）から徐々に増加して、７時に最大値となり、１２時まで最大値を維持する。その後、ＤＮＩは１２時から徐々に減少して、１２時半に０（Ｗ／ｍ２）付近まで低下し、１３時までその値を維持する。その後、ＤＮＩは１３時から徐々に増加して、１３時半に再び最大値となり、１６時まで最大値を維持する。その後、ＤＮＩは１６時から徐々に減少して、１７時に０（Ｗ／ｍ２）となり、１７時以降は、増加することなく０（Ｗ／ｍ２）を維持する。 In the example of FIG. 4A, DNI gradually increases from 0 (W / m 2 ) at 6 o'clock, reaches a maximum value at 7 o'clock, and maintains the maximum value until 12 o'clock. Thereafter, DNI gradually decreases from 12:00, decreases to around 0 (W / m 2 ) at 12:30, and maintains that value until 13:00. Thereafter, the DNI gradually increases from 13:00, reaches a maximum value again at 1:30, and maintains the maximum value until 16:00. Thereafter, the DNI gradually decreases from 16:00 and becomes 0 (W / m 2 ) at 17:00. After 17:00, the DNI maintains 0 (W / m 2 ) without increasing.

ＤＮＩが上述したように変化する場合、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、ＤＮＩが増加し始める６時に太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１を開弁し始め、ＤＮＩが最大値となる７時に部分開状態となり、１２時まで部分開状態が維持されるように駆動する。続いて、ＤＮＩが最大値から減少し始める１２時に太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１を閉弁し始め（絞り始め）、ＤＮＩが０（Ｗ／ｍ２）付近まで低下する１２時半に全閉状態になるように駆動する。１２時半以降は、太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１を開弁させることなく、原子力タービン発電システム１のみを稼働させる。 When the DNI changes as described above, in this embodiment, as shown in FIG. 4B, the solar steam valve 15 and the solar water supply valve 51 start to open at 6 o'clock when the DNI starts to increase. It is driven so as to be in a partially open state at 7 o'clock as a value, and to be maintained until 12:00. Subsequently, the solar steam valve 15 and the solar water supply valve 51 begin to close (start throttle) at 12:00 when DNI starts to decrease from the maximum value, and the DNI decreases to near 0 (W / m 2 ) at 12:30. Drive to the closed state. After 12:30, only the nuclear turbine power generation system 1 is operated without opening the solar heat steam valve 15 and the solar heat water supply valve 51.

図５（Ａ）はＤＮＩの変化を例示する図、図５（Ｂ）は原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの出力を例示する図である。図５（Ａ）において、縦軸はＤＮＩ、横軸は時間を示している。図５（Ｂ）において、縦軸は出力、横軸は時間を示しており、実線は複合発電システム１０００の出力、一点鎖線は原子力タービン発電システム１の出力、点線は太陽熱タービン発電システム２の出力を示している。   FIG. 5A is a diagram illustrating changes in DNI, and FIG. 5B is a diagram illustrating outputs of a nuclear turbine power generation system and a solar thermal turbine power generation system. In FIG. 5A, the vertical axis indicates DNI and the horizontal axis indicates time. In FIG. 5B, the vertical axis indicates the output, the horizontal axis indicates the time, the solid line indicates the output of the combined power generation system 1000, the alternate long and short dash line indicates the output of the nuclear turbine power generation system 1, and the dotted line indicates the output of the solar thermal turbine power generation system 2. Is shown.

本実施形態では、原子力タービン発電システム１と太陽熱タービン発電システム２の出力比を９対１に設定している。つまり、複合発電システム１０００の合計定格出力を１００％とした場合、原子力タービン発電システム１の定格出力を合計定格出力の９０％とし、太陽熱タービン発電システム２の定格出力を合計定格出力の１０％としている。   In the present embodiment, the output ratio between the nuclear turbine power generation system 1 and the solar thermal turbine power generation system 2 is set to 9: 1. That is, when the total rated output of the combined power generation system 1000 is 100%, the rated output of the nuclear turbine power generation system 1 is set to 90% of the total rated output, and the rated output of the solar thermal turbine power generation system 2 is set to 10% of the total rated output. Yes.

図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、原子力タービン発電システム１は、ＤＮＩの変化に応じて出力が変動することなく合計出力の９０％を出力する。一方、太陽熱タービン発電システム２は、上述した太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１の駆動により、ＤＮＩが増加し始める６時に起動し、原子力タービン発電システム１の蒸気発生器３で発生した蒸気の一部を抽気して太陽熱で加熱し、原子力タービン発電システム１と並行して発電を開始する。その後、太陽熱タービン発電システム２は、７時から１２時まで合計出力の１０％を出力し、ＤＮＩが減少し始める１２時に停止し始める。その後、太陽熱タービン発電システム２は１２時半に停止し、原子力タービン発電システム１からの抽気が停止する。そして、１２時半以降、太陽熱タービン発電システム２は停止し続ける。複合発電システム１０００は、上述した原子力タービン発電システム１及び太陽熱タービン発電システム２の運用により、太陽熱タービン発電システム２が停止している６時までは合計出力の９０％を出力し、太陽熱タービン発電システム２が合計出力の１０％を出力する７時から１２時までは合計出力の１００％を出力し、太陽熱タービン発電システム２が停止する１２時半以降は合計出力の９０％を出力する。   As shown in FIG. 5 (B), in this embodiment, the nuclear turbine power generation system 1 outputs 90% of the total output without the output changing according to the change in DNI. On the other hand, the solar turbine power generation system 2 is started at 6 o'clock when DNI starts to increase by driving the solar heat steam valve 15 and the solar heat supply valve 51 described above, and is one of the steam generated by the steam generator 3 of the nuclear turbine power generation system 1. The part is extracted and heated by solar heat, and power generation is started in parallel with the nuclear power generation system 1. Thereafter, the solar thermal turbine power generation system 2 outputs 10% of the total output from 7 o'clock to 12 o'clock and starts to stop at 12:00 when the DNI starts to decrease. Thereafter, the solar thermal turbine power generation system 2 stops at 12:30, and the extraction from the nuclear turbine power generation system 1 stops. And after 12:30, the solar thermal turbine power generation system 2 continues to stop. The combined power generation system 1000 outputs 90% of the total output until 6 o'clock when the solar thermal turbine power generation system 2 is stopped by the operation of the nuclear turbine power generation system 1 and the solar thermal turbine power generation system 2 described above. 100% of the total output is output from 7:00 to 12:00 when 2 outputs 10% of the total output, and 90% of the total output is output after 12:30 when the solar thermal turbine power generation system 2 stops.

なお、本実施形態では、原子力タービン発電システム１の定格出力を合計定格出力の９０％とする場合を例示したが、原子力タービン発電システム１の定格出力を合計定格出力の１００％とし、太陽熱タービン発電システム２が稼動している間は原子力タービン発電システム１の出力を合計定格出力の９０％に設定し、太陽熱タービン発電システム２が停止している間は原子力タービン発電システム１の出力を合計定格出力の１００％に設定する運用としても良い。   In this embodiment, the case where the rated output of the nuclear turbine power generation system 1 is set to 90% of the total rated output is exemplified. However, the rated output of the nuclear turbine power generation system 1 is set to 100% of the total rated output, and solar turbine power generation is performed. While the system 2 is operating, the output of the nuclear turbine power generation system 1 is set to 90% of the total rated output, and the output of the nuclear turbine power generation system 1 is set to the total rated output while the solar thermal turbine power generation system 2 is stopped. The operation may be set to 100%.

（効果）
本実施形態では、原子力タービン発電システムが保有する膨大な蒸気量に着目し、同システムを太陽熱タービン発電システムの蒸気源に利用して、原子力タービン発電システムの蒸気を系内で作動媒体として共用する複合発電システムを構成している。太陽熱タービン発電システムにおいては、原子力タービン発電システムから抽気した蒸気を太陽熱で加熱して、より高温化した蒸気によって原子力発電用の蒸気タービンよりも熱効率の高い蒸気タービンを駆動する。熱効率の高い蒸気タービンが加わることで、原子力タービン発電システム単体と比べて全体として熱効率を向上させることができる。加えて、太陽熱タービン発電システムにおける蒸気の加熱源は自然エネルギーである太陽熱であり、化石燃料の燃焼を伴わないためＣＯ２の排出が極めて少ない。従って、同様にＣＯ２の排出量が極めて少ない原子力タービン発電システムの利点を損なうことがない。よって、環境への影響が少なく熱効率が高い複合発電システムを提供することができる。 (effect)
In this embodiment, paying attention to the enormous amount of steam possessed by the nuclear turbine power generation system, the system is used as a steam source for the solar thermal turbine power generation system, and the steam of the nuclear turbine power generation system is shared as a working medium in the system. It constitutes a combined power generation system. In the solar thermal turbine power generation system, steam extracted from the nuclear turbine power generation system is heated by solar heat, and a steam turbine having higher thermal efficiency than that of the steam turbine for nuclear power generation is driven by higher temperature steam. By adding a steam turbine with high thermal efficiency, the overall thermal efficiency can be improved as compared with a single nuclear turbine power generation system. In addition, the steam heating source in the solar turbine power generation system is solar heat, which is a natural energy, and does not involve combustion of fossil fuel, so that CO 2 emission is extremely small. Therefore, the advantage of the nuclear turbine power generation system that emits very little CO 2 is not impaired. Therefore, it is possible to provide a combined power generation system that has little influence on the environment and high thermal efficiency.

また、蒸気の加熱源に用いる自然エネルギーは太陽熱の他にもあり得るが、太陽光は地球上の広い範囲で得られるので、プラント建造の場所的制限が比較的小さいこともメリットである。   In addition to solar heat, the natural energy used for the steam heating source can be other than solar heat, but since sunlight can be obtained over a wide range on the earth, it is also advantageous that the place restrictions on plant construction are relatively small.

更に、原子力タービン発電システムで発生する蒸気を利用して太陽熱タービンを駆動しているので、太陽熱タービンの駆動源を生成する装置を別途設ける必要がなく、その分、コストの増加を抑制することができる。また、自然エネルギーである太陽熱で蒸気を昇温させているので、燃料を使用する必要がなく、その分、コストを抑制することができる。   Furthermore, since the solar heat turbine is driven using steam generated in the nuclear turbine power generation system, it is not necessary to provide a separate device for generating a drive source for the solar heat turbine. it can. Moreover, since the temperature of the steam is raised by solar heat, which is natural energy, it is not necessary to use fuel, and the cost can be reduced accordingly.

本実施形態では、抽気系統に蒸気弁を設け、太陽熱復水系統に給水弁を設けているので、蒸気弁及び給水弁を徐々に絞っていくことにより、太陽熱タービン発電システムへの蒸気の供給を徐々に減らし、太陽熱タービン発電システムを安全に停止させることができる。   In this embodiment, a steam valve is provided in the extraction system, and a water supply valve is provided in the solar heat condensate system. Therefore, by gradually reducing the steam valve and the water supply valve, steam is supplied to the solar turbine power generation system. It can be gradually reduced and the solar turbine power generation system can be safely stopped.

（変形例）
図６は、本実施形態の変形例に係る複合発電システムの構成図である。本変形例に係る複合発電システム１００１は、太陽熱集熱装置３２，３４の代わりに太陽熱集熱装置１３２，１３４を備える点で複合発電システム１０００と異なる。その他の点は、複合発電システム１０００と同様である。 (Modification)
FIG. 6 is a configuration diagram of a combined power generation system according to a modification of the present embodiment. A combined power generation system 1001 according to this modification is different from the combined power generation system 1000 in that solar heat collection devices 132 and 134 are provided instead of the solar heat collection devices 32 and 34. Other points are the same as those of the combined power generation system 1000.

図６に示すように、太陽熱集熱装置１３２は、本変形例ではトラフ型集熱装置であり、抽気系統６８を通って供給された蒸気を飽和蒸気以上まで過熱する。太陽熱集熱装置１３２は、集光ミラー１３０及び集熱管１３１を備えている。集光ミラー１３０は、幅方向の中央が下側に窪んだ樋状に形成されており、太陽１００からの直達日射光１０１を反射して集熱管１３１に照射する。集熱管１３１は、集光ミラー１３０からの反射光を集光して抽気系統６８を通って供給された蒸気を過熱する。太陽熱集熱装置１３４は、本変形例ではフレネル型集熱装置であり、受熱器入口管２１を通って供給された蒸気を再熱する。太陽熱集熱装置１３４は、集光ミラー１３５及び集熱管１３６を備えている。集光ミラー１３５は、平面形状に形成されており、太陽１００からの直達日射光１０１を反射して集熱管１３６に照射する。集熱管１３６は、集光ミラー１３５の反射面の上方に配置されており、集光ミラー１３５からの反射光を集光して受熱器入口管２１を通って供給された蒸気を再熱する。   As shown in FIG. 6, the solar heat collector 132 is a trough heat collector in the present modification, and superheats the steam supplied through the extraction system 68 to the saturated steam or higher. The solar heat collecting apparatus 132 includes a condenser mirror 130 and a heat collecting tube 131. The condensing mirror 130 is formed in a bowl shape whose center in the width direction is recessed downward, and reflects the direct sunlight 101 from the sun 100 to irradiate the heat collecting tube 131. The heat collecting tube 131 condenses the reflected light from the condensing mirror 130 and superheats the steam supplied through the extraction system 68. The solar heat collector 134 is a Fresnel type heat collector in this modification, and reheats the steam supplied through the heat receiver inlet pipe 21. The solar heat collecting apparatus 134 includes a condensing mirror 135 and a heat collecting tube 136. The condensing mirror 135 is formed in a planar shape, and reflects the direct sunlight 101 from the sun 100 to irradiate the heat collecting tube 136. The heat collecting tube 136 is disposed above the reflecting surface of the collecting mirror 135, collects the reflected light from the collecting mirror 135, and reheats the steam supplied through the heat receiver inlet tube 21.

図７は、本変形例に係る原子力タービン発電システム及び太陽熱タービン発電システムの蒸気膨張線を例示した図である。一般的に、トラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置で昇温された蒸気の温度はタワー型集熱装置によりも低く、図７では、太陽熱集熱装置１３２で過熱される蒸気の定格温度及び太陽熱集熱装置１３３で再熱される蒸気の定格温度を４００℃に設定している。図７の原子力タービン発電システム１の蒸気膨張線は、図２と同様である。以下、太陽熱タービン発電システム２における蒸気の流れについて説明する。   FIG. 7 is a diagram illustrating steam expansion lines of a nuclear turbine power generation system and a solar thermal turbine power generation system according to this modification. In general, the temperature of the steam heated by the trough heat collector and the Fresnel heat collector is lower than that of the tower heat collector, and in FIG. The rated temperature of the steam reheated by the solar heat collector 133 is set to 400 ° C. The steam expansion line of the nuclear turbine power generation system 1 of FIG. 7 is the same as that of FIG. Hereinafter, the flow of steam in the solar thermal turbine power generation system 2 will be described.

抽気系統６８を通って太陽熱集熱装置１３２の集熱管１３１に流入した蒸気は、太陽熱を利用して過熱され、約４００℃まで昇温される（図７のＢ点）。集熱管１３１で過熱された蒸気は、受熱器出口管１７を介して太陽熱高圧タービン２０に供給され膨張し、太陽熱高圧タービン２０を駆動する。太陽熱高圧タービン２０を駆動した蒸気は、受熱器入口管２１を介して太陽熱集熱装置１３４の集熱管１３６に流入し、太陽熱を利用して再熱され、約４００℃まで昇温される（図７のＤ点）。集熱管１３６で再熱された蒸気は、受熱器出口管３８を介して太陽熱中圧タービン３９に供給され膨張し、太陽熱中圧タービン３９を駆動する。太陽熱中圧タービン３９を駆動した蒸気は、太陽熱中圧タービン出口管４０を介して太陽熱低圧タービン４１に供給され膨張し、太陽熱低圧タービン４１を駆動する。以降、太陽熱低圧タービン４１を駆動した蒸気は、先に説明した流れと同様の流れで蒸気発生器３に供給される。   The steam that has flowed into the heat collecting tube 131 of the solar heat collecting apparatus 132 through the extraction system 68 is superheated using solar heat and is heated to about 400 ° C. (point B in FIG. 7). The steam superheated by the heat collecting pipe 131 is supplied to the solar high pressure turbine 20 through the heat receiver outlet pipe 17 and expands to drive the solar high pressure turbine 20. The steam that has driven the solar thermal high-pressure turbine 20 flows into the heat collecting pipe 136 of the solar heat collecting apparatus 134 via the heat receiver inlet pipe 21, is reheated using solar heat, and is heated to about 400 ° C. (FIG. 7 point D). The steam reheated by the heat collecting pipe 136 is supplied to the solar intermediate pressure turbine 39 through the heat receiver outlet pipe 38 and expands to drive the solar intermediate pressure turbine 39. The steam that has driven the solar intermediate pressure turbine 39 is supplied to the solar low pressure turbine 41 via the solar intermediate pressure turbine outlet pipe 40 and expands to drive the solar low pressure turbine 41. Thereafter, the steam that has driven the solar thermal low-pressure turbine 41 is supplied to the steam generator 3 in the same flow as described above.

本変形例のように、太陽熱集熱装置としてトラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置を採用した場合でも、原子力タービン発電システムから抽気した蒸気をより高温化して原子力発電用の蒸気タービンよりも熱効率の高い蒸気タービンを駆動することができるので、原子力タービン発電システム単体と比べて全体として熱効率を向上させることができる。加えて、一般的に、トラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置で昇温された蒸気温度は、タワー型集熱装置よりも低いので、その分、蒸気のエンタルピー落差を減少させることができる。また、トラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置は、タワー型集熱装置に比べて集光ミラーの総面積を小さくすることができるので、その分、設備コストの増加を抑制することができる。更に、トラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置は、タワー型集熱装置に比べてより狭い範囲で設置することができるので、場所的制限がより緩和される。以上のことから、設備費用等を含めた経済性を考慮して太陽熱集熱装置を構築し、最適な蒸気温度を選定することができる。   Even when a trough-type heat collector and a Fresnel-type heat collector are used as solar heat collectors as in this modification, the steam extracted from the nuclear turbine power generation system is heated to a higher temperature than the steam turbine for nuclear power generation. Since a steam turbine with high thermal efficiency can be driven, overall thermal efficiency can be improved as compared with a single nuclear turbine power generation system. In addition, generally, the steam temperature raised by the trough heat collector and the Fresnel heat collector is lower than that of the tower heat collector, so that the enthalpy drop of the steam can be reduced accordingly. . Moreover, since the trough type heat collecting device and the Fresnel type heat collecting device can reduce the total area of the collecting mirror compared to the tower type heat collecting device, it is possible to suppress an increase in equipment cost accordingly. . Furthermore, since the trough-type heat collector and the Fresnel-type heat collector can be installed in a narrower range than the tower-type heat collector, the local restriction is further eased. From the above, it is possible to select an optimum steam temperature by constructing a solar heat collector in consideration of economic efficiency including equipment costs.

＜第２実施形態＞
（構成）
図８は、本実施形態に係る複合発電システムの構成図である。本実施形態に係る複合発電システム１００２は、高圧タービンバイパス系統８０、高圧タービン冷却管８１、低圧タービンバイパス系統８２及び低圧タービン冷却管８３を更に備え、受熱器入口管２１に逆止弁６５を設け、受熱器出口管３８に中圧タービン入口弁７１と中圧タービン加減弁７２を設けている点で第１実施形態に係る複合発電システム１０００と異なる。その他の点は、複合発電システム１０００と同様である。 Second Embodiment
(Constitution)
FIG. 8 is a configuration diagram of the combined power generation system according to the present embodiment. The combined power generation system 1002 according to the present embodiment further includes a high-pressure turbine bypass system 80, a high-pressure turbine cooling pipe 81, a low-pressure turbine bypass system 82, and a low-pressure turbine cooling pipe 83, and a check valve 65 is provided in the heat receiver inlet pipe 21. The heat generator outlet pipe 38 is different from the combined power generation system 1000 according to the first embodiment in that an intermediate pressure turbine inlet valve 71 and an intermediate pressure turbine control valve 72 are provided. Other points are the same as those of the combined power generation system 1000.

高圧タービンバイパス系統（第１バイパス系統）８０は、太陽熱集熱装置３２を太陽熱集熱装置３４に接続し、太陽熱高圧タービン２０をバイパスしている。高圧タービンバイパス系統８０は、高圧タービンバイパス管６０、高圧タービン減温器６３及び高圧タービン減温器出口管６７を備えている。   The high-pressure turbine bypass system (first bypass system) 80 connects the solar heat collector 32 to the solar heat collector 34 and bypasses the solar high-pressure turbine 20. The high pressure turbine bypass system 80 includes a high pressure turbine bypass pipe 60, a high pressure turbine desuperheater 63, and a high pressure turbine desuperheater outlet pipe 67.

高圧タービンバイパス管６０は、受熱器出口管１７の高圧タービン入口弁１８に対して蒸気の流れ方向の上流側から分岐して高圧タービン減温器６３に接続しており、受熱器出口管１７から流入した蒸気を高圧タービン減温器６３に供給する。高圧タービンバイパス管６０には、高圧タービンバイパス弁６１及び高圧タービンバイパス減圧弁６２が設けられている。高圧タービンバイパス減圧弁６２は、高圧タービンバイパス弁６１に対して蒸気の流れ方向の下流側に配置されており、高圧タービンバイパス管６０を流れる蒸気を減圧する。   The high pressure turbine bypass pipe 60 branches from the upstream side in the steam flow direction with respect to the high pressure turbine inlet valve 18 of the heat receiver outlet pipe 17 and is connected to the high pressure turbine desuperheater 63. The introduced steam is supplied to the high-pressure turbine desuperheater 63. The high pressure turbine bypass pipe 60 is provided with a high pressure turbine bypass valve 61 and a high pressure turbine bypass pressure reducing valve 62. The high-pressure turbine bypass pressure reducing valve 62 is disposed downstream of the high-pressure turbine bypass valve 61 in the steam flow direction, and depressurizes the steam flowing through the high-pressure turbine bypass pipe 60.

高圧タービン減温器出口管６７は、高圧タービン減温器６３を受熱器入口管２１の逆止弁６５の蒸気の流れ方向の下流側に接続しており、高圧タービン減温器６３で減温された蒸気を太陽熱集熱装置３４に供給する。高圧タービン減温器出口管６７には、高圧タービン減温器出口温度計６４が設けられている。高圧タービン減温器出口温度計６４は、高圧タービン減温器６３で減温された蒸気の温度を測定する。   The high-pressure turbine desuperheater outlet pipe 67 connects the high-pressure turbine desuperheater 63 to the downstream side in the steam flow direction of the check valve 65 of the heat receiver inlet pipe 21. The steam thus supplied is supplied to the solar heat collector 34. The high-pressure turbine desuperheater outlet pipe 67 is provided with a high-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 64. The high-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 64 measures the temperature of the steam reduced in temperature by the high-pressure turbine desuperheater 63.

高圧タービン冷却管（第１冷却管）８１は、太陽熱復水系統６９の給水吐出配管５６の給水調整弁４８と太陽熱高圧給水加熱器４９の間から分岐し、高圧タービン減温器６３に接続している。高圧タービン冷却管８１は、給水ポンプ５０から給水吐出配管５６に吐出された水を高圧タービン減温器６３に供給する。高圧タービン冷却管８１には、高圧タービンバイパススプレー弁６６が設けられている。高圧タービンバイパススプレー弁６６は、高圧タービン減温器出口温度計６４と電気的に接続しており、高圧タービン減温器出口温度計６４の測定値に応じて開度が調整され、高圧タービン減温器６３に供給される水の流量を調整する。   The high-pressure turbine cooling pipe (first cooling pipe) 81 branches from between the feed water adjustment valve 48 of the feed water discharge pipe 56 of the solar heat condensate system 69 and the solar heat high-pressure feed water heater 49 and is connected to the high-pressure turbine temperature reducer 63. ing. The high-pressure turbine cooling pipe 81 supplies the water discharged from the feed water pump 50 to the feed water discharge pipe 56 to the high-pressure turbine temperature reducer 63. The high pressure turbine cooling pipe 81 is provided with a high pressure turbine bypass spray valve 66. The high-pressure turbine bypass spray valve 66 is electrically connected to the high-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 64, and the opening degree is adjusted according to the measured value of the high-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 64. The flow rate of water supplied to the warmer 63 is adjusted.

高圧タービン減温器６３は、高圧タービンバイパス管６０から流入する蒸気を高圧タービン冷却管８１から供給される水で冷却する。   The high pressure turbine temperature reducer 63 cools the steam flowing from the high pressure turbine bypass pipe 60 with water supplied from the high pressure turbine cooling pipe 81.

低圧タービンバイパス系統（第２バイパス系統）８２は、太陽熱集熱装置３４と太陽熱復水器４４を接続しており、太陽熱中圧タービン３９及び太陽熱低圧タービン４１をバイパスしている。低圧タービンバイパス系統８２は、低圧タービンバイパス管７３、低圧タービン減温器７５及び低圧タービン減温器出口管７６を備えている。   The low-pressure turbine bypass system (second bypass system) 82 connects the solar heat collector 34 and the solar condenser 44, and bypasses the solar intermediate pressure turbine 39 and the solar low-pressure turbine 41. The low pressure turbine bypass system 82 includes a low pressure turbine bypass pipe 73, a low pressure turbine desuperheater 75, and a low pressure turbine desuperheater outlet pipe 76.

低圧タービンバイパス管７３は、受熱器出口管３８の中圧タービン入口弁７１に対して蒸気の流れ方向の上流側から分岐して低圧タービン減温器７５に接続しており、受熱器出口管３８から流入した蒸気を低圧タービン減温器７５に供給する。低圧タービンバイパス管７３には、低圧タービンバイパス弁７０が設けられている。   The low-pressure turbine bypass pipe 73 branches from the upstream side in the steam flow direction with respect to the intermediate-pressure turbine inlet valve 71 of the heat receiver outlet pipe 38 and is connected to the low-pressure turbine desuperheater 75. The steam that flows in from is supplied to the low-pressure turbine desuperheater 75. The low pressure turbine bypass pipe 73 is provided with a low pressure turbine bypass valve 70.

低圧タービン減温器出口管７６は、低圧タービン減温器７５を太陽熱復水器４４に接続しており、低圧タービン減温器７５で減温された蒸気を太陽熱復水器４４に供給する。低圧タービン減温器出口管７６には、低圧タービン減温器出口温度計８４が設けられている。低圧タービン減温器出口温度計８４は、低圧タービン減温器７５で減温された蒸気の温度を測定する。   The low-pressure turbine desuperheater outlet pipe 76 connects the low-pressure turbine desuperheater 75 to the solar condenser 44, and supplies the steam reduced in temperature by the low-pressure turbine desuperheater 75 to the solar condenser 44. The low-pressure turbine desuperheater outlet pipe 76 is provided with a low-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 84. The low-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 84 measures the temperature of the steam reduced in temperature by the low-pressure turbine desuperheater 75.

低圧タービン冷却管（第２冷却管）８３は、太陽熱復水系統６９の復水吐出配管２７の復水ポンプ４５と太陽熱低圧給水加熱器４６の間から分岐し、低圧タービン減温器７５に接続している。低圧タービン冷却管８３は、太陽熱復水ポンプ４５から復水吐出配管２７に吐出された水を低圧タービン減温器７５に供給する。低圧タービン冷却管８３には、低圧タービンバイパススプレー弁７９が設けられている。低圧タービンバイパススプレー弁７９は、低圧タービン減温器出口温度計８４と電気的に接続しており、低圧タービン減温器出口温度計８４の測定値に応じて開度が調整され、低圧タービン減温器７５に供給される水の流量を調整する。   The low-pressure turbine cooling pipe (second cooling pipe) 83 branches from between the condensate pump 45 of the condensate discharge pipe 27 of the solar heat condensate system 69 and the solar heat low-pressure feed water heater 46 and is connected to the low-pressure turbine desuperheater 75. doing. The low pressure turbine cooling pipe 83 supplies the water discharged from the solar heat condensate pump 45 to the condensate discharge pipe 27 to the low pressure turbine desuperheater 75. The low pressure turbine cooling pipe 83 is provided with a low pressure turbine bypass spray valve 79. The low-pressure turbine bypass spray valve 79 is electrically connected to the low-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 84, and the opening degree is adjusted according to the measured value of the low-pressure turbine desuperheater outlet thermometer 84. The flow rate of water supplied to the warmer 75 is adjusted.

低圧タービン減温器７５は、低圧タービンバイパス管７３から流入する蒸気を低圧タービン冷却管８３から供給される水で冷却する。   The low-pressure turbine desuperheater 75 cools the steam flowing from the low-pressure turbine bypass pipe 73 with water supplied from the low-pressure turbine cooling pipe 83.

（動作）
例えば、太陽熱タービン発電システム２を停止させる場合、高圧タービン入口弁１８及び高圧タービン入口加減弁１９を全閉し太陽熱高圧タービン２０の運転を停止させ、中圧タービン入口弁７１及び中圧タービン加減弁７２を全閉し太陽熱中圧タービン３９及び太陽熱低圧タービン４１の運転を停止させて、発電機４２を送電系統から解列して送電系統への送電を停止させ、高圧タービンバイパス弁６１、高圧タービンバイパス減圧弁６２及び低圧タービンバイパス弁７０を全開する。太陽熱集熱装置３２で過熱された蒸気は、太陽熱高圧タービン２０への流入が遮断され、受熱器出口管１７から高圧タービンバイパス管６０に流入する。高圧タービンバイパス管６０を流れる蒸気は、高圧タービン減温器６３で減温され、受熱器入口管２１を通って太陽熱集熱装置３４に供給される。太陽熱集熱装置３４で再熱された蒸気は、太陽熱中圧タービン３９及び太陽熱低圧タービン４１への流入が遮断され、受熱器出口管３８から低圧タービンバイパス管７３に流入する。低圧タービンバイパス管７３を流れる蒸気は、低圧タービン減温器７５で減温され、太陽熱復水器４４に供給される。 (Operation)
For example, when the solar turbine power generation system 2 is stopped, the high-pressure turbine inlet valve 18 and the high-pressure turbine inlet control valve 19 are fully closed to stop the operation of the solar high-pressure turbine 20, and the intermediate-pressure turbine inlet valve 71 and the intermediate-pressure turbine control valve are stopped. 72 is fully closed to stop the operation of the solar thermal intermediate pressure turbine 39 and the solar thermal low pressure turbine 41, the generator 42 is disconnected from the power transmission system, and the power transmission to the power transmission system is stopped, and the high pressure turbine bypass valve 61, the high pressure turbine The bypass pressure reducing valve 62 and the low pressure turbine bypass valve 70 are fully opened. The steam superheated by the solar heat collector 32 is blocked from flowing into the solar high-pressure turbine 20 and flows into the high-pressure turbine bypass pipe 60 from the heat receiver outlet pipe 17. The steam flowing through the high-pressure turbine bypass pipe 60 is reduced in temperature by the high-pressure turbine temperature reducer 63 and supplied to the solar heat collector 34 through the heat receiver inlet pipe 21. The steam reheated by the solar heat collector 34 is blocked from flowing into the solar intermediate pressure turbine 39 and the solar low pressure turbine 41 and flows into the low pressure turbine bypass pipe 73 from the heat receiver outlet pipe 38. The steam flowing through the low-pressure turbine bypass pipe 73 is reduced in temperature by the low-pressure turbine desuperheater 75 and supplied to the solar heat condenser 44.

（効果）
本実施形態では、太陽熱集熱装置３２から高圧タービンバイパス系統８０に流入した高温蒸気を高圧タービン減温器６３で冷却し、太陽熱集熱装置３４から低圧タービンバイパス系統８２に流入した高温蒸気を低圧タービン減温器７５で冷却することができる。そのため、太陽熱タービンの起動及び停止時に高温蒸気を太陽熱タービンに供給せずに高圧タービンバイパス系統８０及び低圧タービンバイパス系統８２に導く場合、高温蒸気により高圧タービンバイパス系統８０及び低圧タービンバイパス系統８２に生じる熱負荷を緩和し、これらのバイパス系統を保護することができる。 (effect)
In the present embodiment, the high-temperature steam flowing into the high-pressure turbine bypass system 80 from the solar heat collector 32 is cooled by the high-pressure turbine desuperheater 63, and the high-temperature steam flowing into the low-pressure turbine bypass system 82 from the solar heat collector 34 is reduced to low pressure. It can be cooled by the turbine desuperheater 75. Therefore, when the high-temperature steam is led to the high-pressure turbine bypass system 80 and the low-pressure turbine bypass system 82 without supplying the solar heat turbine to the solar thermal turbine when the solar turbine is started and stopped, the high-temperature steam is generated in the high-pressure turbine bypass system 80 and the low-pressure turbine bypass system 82. The heat load can be reduced and these bypass systems can be protected.

また、本実施形態では、ＤＮＩの急減等で太陽熱高圧タービン及び太陽熱中圧タービンに供給される蒸気の温度が急減した場合、低温蒸気を太陽熱タービンに供給せずに高圧タービンバイパス系統８０及び低圧タービンバイパス系統８２に導くことができるので、低温蒸気が太陽熱タービンに流入し、太陽熱タービンが冷却されることを回避することができる。   In this embodiment, when the temperature of the steam supplied to the solar high-pressure turbine and the solar intermediate-pressure turbine rapidly decreases due to a rapid decrease in DNI or the like, the high-pressure turbine bypass system 80 and the low-pressure turbine are not supplied without supplying low-temperature steam to the solar turbine. Since it can guide | move to the bypass system | strain 82, it can avoid that a low-temperature vapor | steam flows in into a solar thermal turbine and a solar thermal turbine is cooled.

＜その他＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。 <Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, each of the above-described embodiments has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. For example, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

上述した各実施形態では、太陽熱集熱装置をタワー型集熱装置のみで構成した場合又はトラフ型集熱装置とフレネル型集熱装置とで構成した場合を例示した。しかしながら、本発明の本質的効果は、原子力タービン発電システムのこのような特徴を利用して環境への影響が少なく熱効率が高い複合発電システムを提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、太陽熱集熱装置をタワー型集熱装置とフレネル型集熱装置又はトラフ型集熱装置の一方とで構成しても良いし、トラフ型集熱装置のみ又はフレネル型集熱装置のみで構成しても良い。要するに、太陽熱集熱装置は、タワー型集熱装置、トラフ型集熱装置及びフレネル型集熱装置を適宜組み合わせて構成することができる。   In each embodiment mentioned above, the case where a solar heat collecting device was comprised only with the tower type heat collecting device, or the case where it comprised with the trough type heat collecting device and the Fresnel type heat collecting device was illustrated. However, the essential effect of the present invention is to provide a combined power generation system that has low environmental impact and high thermal efficiency by utilizing such characteristics of the nuclear turbine power generation system. Is not necessarily limited to this configuration. For example, the solar heat collector may be composed of a tower-type heat collector and one of a Fresnel-type heat collector or a trough-type heat collector, or only a trough-type heat collector or only a Fresnel-type heat collector. You may do it. In short, the solar heat collector can be configured by appropriately combining a tower-type heat collector, a trough-type heat collector, and a Fresnel-type heat collector.

また、上述した各実施形態では、太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１を直達日射強度が増加し始めると開弁し、直達日射強度が減少し始めると閉弁する構成を例示した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、太陽熱蒸気弁１５及び太陽熱給水弁５１を直達日射強度が所定値より大きくなったときに開弁し、直達日射強度が所定値以下になったときに閉弁する構成としても良い。   Moreover, in each embodiment mentioned above, the solar heat steam valve 15 and the solar water supply valve 51 opened when the direct solar radiation intensity began to increase, and illustrated the structure which is closed when the direct solar radiation intensity begins to decrease. However, as long as the essential effects of the present invention described above are obtained, the present invention is not necessarily limited to this configuration. For example, the solar heat steam valve 15 and the solar water supply valve 51 may be opened when the direct solar radiation intensity becomes greater than a predetermined value and closed when the direct solar radiation intensity becomes a predetermined value or less.

また、上述した各実施形態では、原子力復水器１１及び太陽熱復水器４４として水冷式の復水器を採用した場合を例示した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも水冷式の復水器に限定されない。例えば、原子力復水器１１及び太陽熱復水器４４として空冷式の復水器を採用しても良い。   Moreover, in each embodiment mentioned above, the case where the water-cooled condenser was employ | adopted as the nuclear condenser 11 and the solar-heat condenser 44 was illustrated. However, as long as the above-described essential effects of the present invention are obtained, the invention is not necessarily limited to the water-cooled condenser. For example, an air-cooled condenser may be adopted as the nuclear condenser 11 and the solar condenser 44.

また、上述した各実施形態では、本発明に係る複合タービンシステムとして発電機を備える複合タービン発電システムを例示して説明した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、本発明に係る複合タービンシステムは必ずしも発電機を備えるものである必要はない。   Moreover, in each embodiment mentioned above, the composite turbine power generation system provided with a generator was illustrated and demonstrated as the composite turbine system which concerns on this invention. However, as long as the above-described essential effects of the present invention are obtained, the combined turbine system according to the present invention does not necessarily include a generator.

３ 蒸気発生器
７ 原子力高圧タービン（原子力タービン）
１０ 原子力低圧タービン（原子力タービン）
１１ 原子力復水器
１５ 太陽熱蒸気弁（蒸気弁）
１７ 受熱器出口管（第１太陽熱蒸気管）
２０ 太陽熱高圧タービン（太陽熱タービン）
２３ 原子力低圧タービン出口管（原子力出口管）
２５ 太陽熱低圧タービン出口管（太陽熱出口管）
３２，１３２ 第１太陽熱集熱装置（太陽熱集熱装置）
３４，１３４ 第２太陽熱集熱装置（太陽熱集熱装置）
３８ 受熱器出口管（第２太陽熱蒸気管）
３９ 太陽熱中圧タービン（太陽熱タービン）
４１ 太陽熱低圧タービン（太陽熱タービン）
４２ 太陽熱発電機
４３ 原子力発電機
４４ 太陽熱復水器
５１ 太陽熱給水弁（給水弁）
５８ 原子力主蒸気系統
５９ 原子力復水系統
６８ 太陽熱主蒸気系統（抽気系統）
６９ 太陽熱復水系統
８０ 高圧タービンバイパス系統（第１バイパス系統）
８１ 高圧タービン冷却管（第１冷却管）
８２ 低圧タービンバイパス系統（第２バイパス系統）
８３ 低圧タービン冷却管（第２冷却管）
１０００，１００１，１００２ 複合発電システム 3 Steam generator 7 Nuclear high-pressure turbine (nuclear turbine)
10 Nuclear low-pressure turbine (nuclear turbine)
11 Nuclear condenser 15 Solar steam valve (steam valve)
17 Heat receiver outlet pipe (first solar steam pipe)
20 Solar High Pressure Turbine (Solar Thermal Turbine)
23 Nuclear low-pressure turbine outlet pipe (nuclear outlet pipe)
25 Solar low-pressure turbine outlet pipe (solar thermal outlet pipe)
32,132 1st solar thermal collector (solar thermal collector)
34,134 Second solar thermal collector (solar thermal collector)
38 Heat receiver outlet pipe (second solar steam pipe)
39 Solar intermediate pressure turbine (solar turbine)
41 Solar thermal low-pressure turbine (solar thermal turbine)
42 Solar Generator 43 Nuclear Generator 44 Solar Condenser 51 Solar Water Supply Valve (Water Supply Valve)
58 Nuclear main steam system 59 Nuclear condensate system 68 Solar main steam system (bleeding system)
69 Solar Condensation System 80 High Pressure Turbine Bypass System (First Bypass System)
81 High-pressure turbine cooling pipe (first cooling pipe)
82 Low-pressure turbine bypass system (second bypass system)
83 Low-pressure turbine cooling pipe (second cooling pipe)
1000, 1001, 1002 Combined power generation system

Claims (8)

蒸気発生器と、
前記蒸気発生器に原子力主蒸気系統を介して接続した原子力タービンと、
前記原子力タービンに原子力出口管を介して接続した原子力復水器と、
前記原子力復水器と前記蒸気発生器を接続する原子力復水系統と、
太陽熱集熱装置と、
前記原子力主蒸気系統から分岐して前記太陽熱集熱装置に接続した抽気系統と、
前記太陽熱集熱装置に太陽熱蒸気管を介して接続した太陽熱タービンと、
前記太陽熱タービンに太陽熱出口管を介して接続した太陽熱復水器と、
前記太陽熱復水器と前記原子力復水系統を接続する太陽熱復水系統と
を備えることを特徴とする複合タービンシステム。 A steam generator;
A nuclear turbine connected to the steam generator via a nuclear main steam system;
A nuclear condenser connected to the nuclear turbine via a nuclear outlet pipe;
A nuclear condensate system connecting the nuclear condenser and the steam generator;
A solar heat collector,
An extraction system branched from the nuclear main steam system and connected to the solar heat collector;
A solar turbine connected to the solar heat collector via a solar steam pipe;
A solar condenser connected to the solar turbine via a solar outlet pipe;
A combined turbine system comprising the solar heat condenser and a solar heat condensate system connecting the nuclear condensate system. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記抽気系統に設けた蒸気弁と、
前記太陽熱復水系統に設けた給水弁と
を備えることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
A steam valve provided in the extraction system;
A combined turbine system comprising a water supply valve provided in the solar heat condensate system. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記太陽熱集熱装置は、タワー型集熱装置であることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
The solar heat collecting apparatus is a tower type heat collecting apparatus. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記太陽熱集熱装置は、トラフ型集熱装置又はフレネル型集熱装置であることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
The solar heat collector is a trough heat collector or a Fresnel heat collector. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記太陽熱集熱装置から前記太陽熱タービンに供給される蒸気の定格温度が６００℃であることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
The combined turbine system, wherein a rated temperature of steam supplied from the solar thermal collector to the solar turbine is 600 ° C. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記太陽熱集熱装置から前記太陽熱タービンに供給される蒸気の定格温度が４００℃であることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
The combined turbine system, wherein a rated temperature of steam supplied from the solar thermal collector to the solar thermal turbine is 400 ° C. 請求項１に記載の複合タービンシステムにおいて、
前記太陽熱集熱装置は、第１太陽熱集熱装置及び第２太陽熱集熱装置を備え、
前記第１太陽熱集熱装置と前記第２太陽熱集熱装置を接続して前記太陽熱タービンをバイパスする第１バイパス系統と、
前記太陽熱復水系統から分岐して前記第１バイパス系統に接続した第１冷却管と、
前記第２太陽熱集熱装置と前記太陽熱復水器を接続して前記太陽熱タービンをバイパスする第２バイパス系統と、
前記太陽熱復水系統から分岐して前記第２バイパス系統に接続した第２冷却管と
を備えることを特徴とする複合タービンシステム。 The combined turbine system of claim 1,
The solar heat collector includes a first solar heat collector and a second solar heat collector,
A first bypass system that connects the first solar heat collector and the second solar heat collector to bypass the solar turbine;
A first cooling pipe branched from the solar condensate system and connected to the first bypass system;
A second bypass system for connecting the second solar heat collector and the solar condenser and bypassing the solar turbine;
A combined turbine system comprising: a second cooling pipe branched from the solar heat condensate system and connected to the second bypass system. 太陽光の直達日射強度が増加する場合、原子力タービンシステムの蒸気発生器で発生した蒸気の一部を抽気して太陽熱で加熱し、前記原子力タービンシステムによる発電と並行して前記太陽熱で加熱した蒸気による発電を行い、
前記直達日射強度が減少する場合、前記抽気を行わず前記原子力タービンシステムのみで発電を行うことを特徴とする発電方法。 When the direct solar radiation intensity of sunlight increases, a part of the steam generated by the steam generator of the nuclear turbine system is extracted and heated by solar heat, and the steam heated by the solar heat in parallel with the power generation by the nuclear turbine system Power generation by
When the direct solar radiation intensity decreases, power generation is performed by using only the nuclear turbine system without performing the extraction.
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