JP2023177893A - Fuel supply device, plant comprising the same, and fuel supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、燃料供給装置、これを備えているプラント、及び燃料供給方法に関する。 The present disclosure relates to a fuel supply device, a plant equipped with the same, and a fuel supply method.
例えば、特許文献1に記載の設備は、気体アンモニアを燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、液体アンモニアを貯留するタンクと、液体アンモニアを気化させて気体アンモニアを生成する気化器とを備えている。気化器は、煙道を通過する燃焼ガスを熱源として液体アンモニアを気化させる。
For example, the equipment described in
アンモニア等のCO2削減を配慮した燃料を用いた場合、石炭や天然ガス等の従来の化石燃料等と比較して、ボイラからの排気ガス中に含まれる水分が多くなることがある。この場合、排気ガスから水を回収したいという要求がある。また、ボイラやガスタービン等のバーナでは、供給される燃料の安定燃焼が要求される。 When using a fuel such as ammonia that is designed to reduce CO2 , the amount of water contained in the exhaust gas from the boiler may increase compared to conventional fossil fuels such as coal and natural gas. In this case, there is a desire to recover water from the exhaust gas. Furthermore, burners such as boilers and gas turbines require stable combustion of the supplied fuel.
そこで、本開示は、排気ガス中の水分を回収しつつ、燃料を安定燃焼させることができる技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a technology that can stably burn fuel while recovering moisture in exhaust gas.
前記目的を達成するための一態様としての燃料供給装置は、燃料源からの燃料をバーナに導くことができる燃料ラインと、前記燃料ライン中に配置され、前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して、前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収器と、前記燃料ライン中に配置され、前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収器で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節器と、を備える。 A fuel supply device as an aspect of achieving the above object includes a fuel line capable of guiding fuel from a fuel source to a burner, and a fuel supply device disposed in the fuel line and configured to combust the fuel injected from the burner. The exhaust gas from the boiler, which generates steam using the heat generated by the boiler, is heat exchanged with the fuel to cool the exhaust gas and condense moisture in the exhaust gas. and a fuel temperature disposed in the fuel line to adjust the temperature of the fuel heated in the water recovery device so that the temperature of the fuel flowing into the burner reaches a desired temperature. A regulator.
また、一態様としてのプラントは、上記燃料供給装置と、前記ボイラと、を備え、前記ボイラは、前記バーナと、前記バーナから噴射された燃料が燃焼する燃焼空間を画定するボイラ枠と、を有する。 Further, in one aspect, a plant includes the fuel supply device and the boiler, and the boiler includes the burner and a boiler frame that defines a combustion space in which fuel injected from the burner is combusted. have
また、一態様としてのプラントは、上記燃料供給装置と、ガスタービンと、前記ガスタービンからの排気ガスの熱で蒸気を発生させる、前記ボイラとしての排熱回収ボイラと、を備え、前記ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成可能な圧縮機と、前記圧縮空気中で前記燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成可能な燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて、前記燃焼ガスを前記排気ガスとして排気可能なタービンと、を有し、前記燃焼器は、前記バーナを有する。 Further, in one aspect, a plant includes the fuel supply device, a gas turbine, and an exhaust heat recovery boiler as the boiler that generates steam using heat of exhaust gas from the gas turbine, includes a compressor capable of compressing air to generate compressed air, a combustor capable of generating combustion gas by burning the fuel in the compressed air, and a combustor driven by the combustion gas to generate the combustion gas. a turbine capable of exhausting the exhaust gas, and the combustor has the burner.
また、一態様としての燃料供給方法は、燃料源からの燃料をバーナに送る燃料供給工程と、前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収工程と、前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収工程で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節工程と、を実行する。 Further, the fuel supply method as one aspect includes a fuel supply step of sending fuel from a fuel source to a burner, and a step of sending fuel from a boiler to generate steam using heat generated by combustion of the fuel injected from the burner. a water recovery step of heating the fuel while cooling the exhaust gas and condensing moisture in the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas and the fuel; A fuel temperature adjustment step is performed to adjust the temperature of the fuel heated in the water recovery step so that the temperature reaches a target temperature.
本発明の一態様によれば、排気ガス中の水を回収しつつ、燃料を安定燃焼させることができる技術を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a technique that can stably burn fuel while recovering water in exhaust gas.
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
<第一実施形態>
(プラント)
図1に示すように、本実施形態におけるプラント100は、ボイラ1と、蒸気タービン2と、復水器3と、蒸気ライン4aと、給水ライン4bと、給水ポンプ5と、燃料源6と、燃料供給装置7と、排気ガスライン9と、還流ライン8と、煙突15と、水利用ライン20とを備えている。
<First embodiment>
(plant)
As shown in FIG. 1, the
蒸気ライン4aは、ボイラ1からの蒸気Vを蒸気タービン2へ導く。蒸気ライン4aは、ボイラ1と蒸気タービン2とを接続している。復水器3は、蒸気タービン2に接続されている。給水ライン4bは、復水器3からの水W1をボイラへ導く。給水ライン4bは、復水器3とボイラ1とを接続している。
(ボイラ)
ボイラ1は、蒸気タービン2を駆動させるための蒸気Vを発生させる装置である。本実施形態におけるボイラ1は、例えば貫流ボイラである。ボイラ1は、ボイラ枠10と、バーナ11とを有している。
(boiler)
Boiler 1 is a device that generates steam V for driving
ボイラ枠10は、ボイラ1の外殻を成している。ボイラ枠10は、外部から供給された燃料Fが燃焼する燃焼空間Rを内側に画定している。バーナ11は、ボイラ枠10に配置されている。バーナ11は、外部から供給された燃料Fをボイラ枠10内の燃焼空間R内に噴射する。燃焼空間R内に噴射された燃料Fは、燃焼することで燃焼ガスGとなり、燃焼空間R内に行きわたる。
The
燃焼空間R内の燃焼ガスGは、給水ライン4bによって復水器3から導かれた水W1とボイラ枠10内で熱交換される。復水器3からの水W1は、ボイラ枠10内で加熱されて蒸気Vになる。この蒸気Vは、蒸気ライン4aを通じて蒸気タービン2に導かれる。熱交換後の冷却された燃焼ガスGは、ボイラ1の外部へ排気ガスEGとして排出される。したがって、ボイラ1は、バーナ11から噴射された燃料Fの燃焼で発生した熱を利用して蒸気Vを発生させるとともに、排気ガスEGを排出する。
The combustion gas G in the combustion space R exchanges heat within the
(蒸気タービン)
蒸気タービン2は、ボイラ1からの蒸気Vによって駆動され、この蒸気タービン2に接続された発電機GENを回転させる回転機械である。本実施形態における蒸気タービン2には、ボイラ1で発生した蒸気Vが蒸気ライン4aを通じて導入される。
(steam turbine)
The
(復水器)
復水器3には、蒸気タービン2で膨張仕事を終えた蒸気Vが導入される。復水器3は、導入された蒸気Vを凝縮することで水W1を生成し、この水W1を復水として内部に貯留する。復水器3内に貯留された水W1は、給水ライン4bを通じてボイラ1へ導かれる。
(condenser)
Steam V that has completed expansion work in the
(給水ポンプ)
給水ポンプ5は、給水ライン4b中に配置されている。給水ポンプ5は、駆動されることで、復水器3からの水W1をボイラ1に送る。
(water supply pump)
The
(燃料源)
燃料源6は、内部に液体状態の燃料Fを貯留するタンクである。本実施形態では、この燃料源6に貯留される燃料Fは、アンモニア(NH3)である。
(fuel source)
The
(燃料供給装置)
本実施形態における燃料供給装置7は、燃料源6の燃料Fをボイラ1のバーナ11へ供給する装置である。燃料供給装置7は、燃料ライン71と、昇圧機72と、水回収器73と、燃料温度調節器74と、燃料調節弁75と、熱媒体ライン76とを備えている。
(Fuel supply device)
The fuel supply device 7 in this embodiment is a device that supplies fuel F from the
ここで、プラント100が備える排気ガスライン9は、ボイラ1と水回収器73とを接続し、ボイラ1からの排気ガスEGを水回収器73へ導く第一排気ガスライン91と、水回収器73と煙突15とを接続し、水回収器73からの排気ガスEGを煙突15へ導く第二排気ガスライン92とによって構成されている。
Here, the
(燃料ライン)
燃料ライン71は、燃料源6からの燃料Fをボイラ1のバーナ11に導く。燃料ライン71は、燃料源6からの燃料Fを水回収器73へ導く第一燃料ライン711と、水回収器73からの燃料Fを燃料温度調節器74の熱交換器741へ導く第二燃料ライン712と、熱交換器741からの燃料Fをバーナ11へ導く第三燃料ライン713とによって構成されている。
(fuel line)
したがって、第一燃料ライン711は、燃料源6と水回収器73とを接続している。第二燃料ライン712は、水回収器73と燃料温度調節器74の熱交換器741とを接続している。第三燃料ライン713は、熱交換器741とボイラ1のバーナ11とを接続している。
Therefore, the
(昇圧機)
昇圧機72は、燃料源6からの燃料Fを昇圧する。本実施形態における昇圧機72は、燃料Fを昇圧可能な昇圧ポンプである。昇圧機72は、燃料源6と水回収器73との間における第一燃料ライン711中に配置されている。昇圧機72は、駆動されることで、燃料源6からの液体状態の燃料Fを水回収器73に送る。つまり、昇圧機72は、駆動されることで、燃料ライン71を通じて燃料源6からの燃料Fをバーナ11に向かって送る。
(booster)
The
(水回収器)
水回収器73は、燃料ライン71中に配置されている。水回収器73は、ボイラ1からの排気ガスEGと、昇圧機72で昇圧された燃料Fとを熱交換させる装置である。水回収器73は、内側に水回収空間S1を画定している。水回収器73の水回収空間S1内には、第一排気ガスライン91を通じて燃焼空間R内で生じた排気ガスEGが流入する。水回収空間S1では、この排気ガスEGと、第一燃料ライン711を通じて導入された燃料Fとが熱交換する。
(Water recovery device)
第一燃料ライン711内を流れる燃料源6からの液体状態の燃料Fは水回収空間S1内で排気ガスEGによって加熱されることで気体状態となる。加熱されて気体状態となった燃料Fは、第二燃料ライン712を通じてボイラ1のバーナ11へ送られる。
The liquid fuel F from the
第一燃料ライン711内を水回収器73に向かって流れる燃料Fの温度は、この第一燃料ライン711内における1.9~2.1MPaの圧力下で、例えば、5~35℃の常温とされている。第二燃料ライン712内を流れる熱交換後の燃料Fの温度は、同圧力下で、例えば、60~80℃となる。
The temperature of the fuel F flowing toward the
水回収空間S1内に導入された排気ガスEGは、燃料Fと熱交換することで冷却される。冷却された排気ガスEG中の水分は凝縮して水W2となる。この水W2は、水回収空間S1内に貯留される。即ち、排気ガスEG中の水分が凝縮することで、排気ガスEGは除湿される。 The exhaust gas EG introduced into the water recovery space S1 is cooled by exchanging heat with the fuel F. Moisture in the cooled exhaust gas EG condenses to become water W2. This water W2 is stored in the water recovery space S1. That is, the exhaust gas EG is dehumidified by condensing the moisture in the exhaust gas EG.
また、発明者らの知見により、第一排気ガスライン91を通じてボイラ1から排出される排気ガスEG中には、水分が、例えば13~14%含まれることが分かっている。ここで、燃料Fとしてのアンモニアの燃焼を示す反応式を下記の式(i)に示す。
NH3+(3/4)O2→(1/2)N2+(3/2)H2O ・・・(i)
Furthermore, the inventors have found that the exhaust gas EG discharged from the
NH 3 + (3/4) O 2 → (1/2) N 2 + (3/2) H 2 O ... (i)
なお、図1中に点線で示すように、水回収器73内で貯留された水W2、即ち、水回収器73で排ガスEG中から回収された水W2は、例えば、水回収器73とボイラ1のバーナ11とを接続する水利用ライン20を通じてボイラ1のバーナ11内に供給される。
Note that, as shown by the dotted line in FIG. 1, the water W2 stored in the
熱交換を終えて除湿された排気ガスEGは、第二排気ガスライン92を通じて水回収器73の外部の煙突15へ導かれるとともに、この煙突15を通じて大気へ排出される。第一排気ガスライン91内を水回収器73に向かって流れる排気ガスEGの温度は、例えば、80~100℃である。第二排気ガスライン92内を流れる熱交換後の排気ガスEGの温度は、例えば、40~50℃となる。
The dehumidified exhaust gas EG after heat exchange is led to the
(燃料温度調節器)
燃料温度調節器74は、燃料ライン71中に配置されている。燃料温度調節器74は、水回収器73からの燃料Fの温度が目的の温度になるよう、水回収器73で加熱された燃料Fの温度を調節する装置である。燃料温度調節器74は、熱交換器741と、温度計742と、熱媒体調節弁743とを有している。
(Fuel temperature regulator)
A
熱交換器741は、水回収器73で加熱された燃料Fと外部から導入される熱媒体とを熱交換させる。熱交換器741は、内部に熱交換空間S2を画定している。
The
ここで、熱交換器741と蒸気ライン4aとは、熱媒体ライン76によって接続されている。蒸気ライン4aを流れる蒸気Vの一部は、熱媒体ライン76を通じて熱交換器741内の熱交換空間S2に流入する。また、熱交換器741と復水器3とは、プラント100が備える還流ライン8によって接続されている。
Here, the
熱交換空間S2内に流入した蒸気Vは、第二燃料ライン712から熱交換空間S2内に導入された燃料Fと熱交換する。熱交換によって加熱された燃料Fは、第三燃料ライン713を通じてボイラ1のバーナ11へ送られる。熱交換後の蒸気Vは、還流ライン8を通じて復水器3の貯水室内へ導入される。第三燃料ライン713中には、この第三燃料ライン713をバーナ11に向かって流れる燃料Fの流量を調節する流量調節弁としての燃料調節弁75が配置されている。
The steam V that has flowed into the heat exchange space S2 exchanges heat with the fuel F that has been introduced into the heat exchange space S2 from the
温度計742は、熱交換器741から流出し、第三燃料ライン713を流れる燃料Fの温度を検知する。温度計742は、第三燃料ライン713中に配置されている。温度計742は、検知結果を熱媒体調節弁743に送信する。以下、説明の便宜上、温度計742で検知された温度を単に「検知温度」と称する。
熱媒体調節弁743は、温度計742から受け付けた検知温度に基づき、熱交換器741に流入する熱媒体の流量を調節する流量調節弁である。熱媒体調節弁743は、熱媒体ライン76中に配置され、検知温度に基づき、この熱媒体ライン76を流れる蒸気Vの流量を調節する。熱媒体調節弁743は、蒸気Vの流量を調節することで、熱交換器741から流出した燃料Fの温度を目的の温度に維持する。本実施形態における目的の温度は、幅を持つ温度範囲(温度帯)であり、例えば、85~95℃とされている。以下、説明の便宜上、この目的の温度を単に「目的温度」と称する。
The heat
具体的には、熱媒体調節弁743は、検知温度と所定の閾値温度とを比較して、比較結果に基づいて熱媒体ライン76における弁開度を調節する。本実施形態における閾値温度は、例えば、目的温度の下限値以下の温度である第一閾値温度と、目的温度の上限値以上の温度である第二閾値温度から成る。つまり、第二閾値温度は、第一閾値温度よりも高い。
Specifically, the heat
熱媒体調節弁743は、第一閾値温度よりも検知温度が低いと判定した場合、弁開度を所定量高めることで熱交換器741に流入する蒸気Vの流量を増大させる。また、熱媒体調節弁743は、第二閾値温度よりも検知温度が高いと判定した場合、弁開度を所定量低めることで熱交換器741に流入する蒸気Vの流量を減少させる。また、熱媒体調節弁743は、検知温度が第一閾値温度以上かつ第二閾値温度以下である判定した場合、弁開度を維持することで熱交換器741に流入する蒸気Vの流量を維持させる。
When it is determined that the detected temperature is lower than the first threshold temperature, the heat
これらの制御によって、熱交換器741を流出した燃料Fの温度が目的の温度に維持される。なお、熱媒体調節弁743による弁開度は、例えば、検知温度と弁開度の変更量とが対応付くテーブル等の対応関係情報に基づいて調節される。
Through these controls, the temperature of the fuel F flowing out of the
(燃料供給方法)
続いて、燃料供給方法について図2を参照して説明する。当該燃料供給方法では、燃料供給工程S11と、水回収工程S12と、燃料温度調節工程S13とを実行する。
(Fuel supply method)
Next, a fuel supply method will be explained with reference to FIG. 2. In the fuel supply method, a fuel supply step S11, a water recovery step S12, and a fuel temperature adjustment step S13 are executed.
(燃料供給工程)
はじめに、燃料供給工程S11では、燃料源6からの燃料Fを昇圧して、燃料Fをボイラ1のバーナ11に送る。燃料供給工程S11では、燃料源6とバーナ11とを接続する燃料ライン71中に配置された昇圧機72を駆動することで、この燃料ライン71を通じて燃料Fを燃料源6からバーナ11へ送る。この燃料Fは、バーナ11によってボイラ枠10内で燃焼する。燃料Fの燃焼によりボイラ枠10内で排気ガスEGが発生する。この排気ガスEGは、排気ガスライン9の第一排気ガスライン91を通じて水回収器73に導かれる。
(Fuel supply process)
First, in the fuel supply step S11, the pressure of the fuel F from the
(水回収工程)
水回収工程S12では、水回収器73に導かれた排気ガスEGと、昇圧機72によって昇圧された燃料Fとを熱交換させて、排気ガスEGを冷却して排気ガスEG中の水分を凝縮させる一方で、燃料Fを加熱する。水回収工程S12では、ボイラ1からの排気ガスEGと、燃料ライン71の第一燃料ライン711を通じて燃料源6から導かれた燃料Fとを水回収器73の水回収空間S1内で熱交換させる。燃料源6からの液体状態の燃料Fは、水回収空間S1内で排気ガスEGによって加熱されることで気体状態となる。排気ガスEGは、燃料Fと熱交換することで冷却される。冷却された排気ガスEG中の水分は凝縮して水W2となる。加熱された燃料Fは、燃料ライン71の第二燃料ライン712を通じて燃料温度調節器74の熱交換器741に導かれる。冷却されるとともに除湿された排気ガスEGは、排気ガスライン9の第二排気ガスライン92を通じて煙突15に導かれ、この煙突15から大気に排出される。
(Water recovery process)
In the water recovery step S12, the exhaust gas EG guided to the
(燃料温度調節工程)
燃料温度調節工程S13では、バーナ11に流入する燃料Fの温度が目的の温度になるよう、水回収工程S12で加熱された燃料Fの温度を調節する。燃料温度調節工程S13は、熱交換工程S31と、温度検知工程S32と、熱媒体調節工程S33とを含む。
(Fuel temperature adjustment process)
In the fuel temperature adjustment step S13, the temperature of the fuel F heated in the water recovery step S12 is adjusted so that the temperature of the fuel F flowing into the burner 11 becomes a target temperature. The fuel temperature adjustment step S13 includes a heat exchange step S31, a temperature detection step S32, and a heat medium adjustment step S33.
熱交換工程S31では、水回収工程S12で加熱された燃料Fと、熱媒体とを燃料温度調節器74の熱交換器741で熱交換させる。この際、ボイラ1からの蒸気Vが熱媒体として、蒸気ライン4a及び熱媒体ライン76を通じて熱交換器741に供給される。熱交換器741で熱交換を終えた燃料Fは、第三燃料ライン713を通じてバーナ11に供給される。熱交換器741で熱交換を終えた蒸気Vは、還流ライン8を通じて復水器3へ送られる。
In the heat exchange step S31, the
温度検知工程S32では、熱交換工程S31で熱交換された燃料Fの温度を検知する。具体的には、第三燃料ライン713中に配置された温度計742が、この第三燃料ライン713内を流れる燃料Fの温度を検知する。つまり、温度計742は、燃料温度調節器74の熱交換器741で熱交換を終えた燃料Fの温度を検知する。
In the temperature detection step S32, the temperature of the fuel F heat exchanged in the heat exchange step S31 is detected. Specifically, a
熱媒体調節工程S33では、温度検知工程S32で検知された温度に基づき、熱交換工程S31で熱交換される熱媒体の流量を調節する。具体的には、熱媒体調節弁743が温度計742による検知結果を受け付けるとともに、この検知結果を示す検知温度と所定の閾値温度とを比較する。熱媒体調節弁743は、この比較の結果に基づいて熱媒体ライン76における弁開度を調節する。つまり、熱媒体調節工程S33では、熱媒体ライン76を流れる蒸気Vの流量が調節された結果、熱交換器741に流入する蒸気の量が調節される。熱媒体調節工程S33が終了すると、熱交換工程S31を再び実行する。
In the heat medium adjustment step S33, the flow rate of the heat medium to be heat exchanged in the heat exchange step S31 is adjusted based on the temperature detected in the temperature detection step S32. Specifically, the heat
したがって、燃料温度調節工程S13では、熱交換工程S31、温度検知工程S32、及び熱媒体調節工程S33が繰り返し実行される。これらの工程が繰り返された結果、燃料Fの温度が目的の温度にされる。目的の温度にされた燃料Fは、ボイラ1のバーナ11に供給される。
Therefore, in the fuel temperature adjustment step S13, the heat exchange step S31, the temperature detection step S32, and the heat medium adjustment step S33 are repeatedly executed. As a result of these steps being repeated, the temperature of the fuel F is brought to the target temperature. The fuel F brought to the desired temperature is supplied to the burner 11 of the
(作用効果)
上記構成によれば、燃料源6からの燃料Fは、水回収器73でボイラ1からの排気ガスEGと熱交換することでこの排気ガスEGによって加熱される。排気ガスEGは、水回収器73で燃料Fと熱交換することでこの燃料Fによって冷却され、排気ガスEG中の水分が水回収器73内で回収される。水回収器73で加熱された燃料Fは、燃料温度調節器74の熱交換器741で熱媒体としての蒸気Vと熱交換することで目的の温度に調節される。
(effect)
According to the above configuration, the fuel F from the
これにより、燃料F及び排気ガスEGの流量や流速が変動した場合であっても、ボイラ1のバーナ11に供給される燃料Fの温度を一定に保つことができる。その結果、排気ガスEG中の水分を水回収器73で回収しつつ、バーナ11で燃料Fを安定燃焼させることができる。
Thereby, even if the flow rates and flow velocities of the fuel F and exhaust gas EG vary, the temperature of the fuel F supplied to the burner 11 of the
また、上記構成によれば、蒸気ライン4aに接続された熱媒体ライン76を通じて燃料温度調節器74の熱交換器741に蒸気Vが導かれる。つまり、燃料温度調節器74に導入される熱媒体には、ボイラ1で発生した蒸気Vが利用される。燃料Fは、ボイラ1で発生した蒸気Vによって目的の温度にされる。
Further, according to the above configuration, the steam V is guided to the
これにより、燃料Fの温度の調節に際し、ボイラ1以外の装置から熱媒体を受け取る必要がない。したがって、燃料温度調節器74に供給する熱媒体を生成するための装置を設ける必要がない。その結果、プラント100全体の大型化を抑制することができる。
Thereby, when adjusting the temperature of the fuel F, there is no need to receive a heat medium from a device other than the
<第二実施形態>
次に、本開示に係るプラントの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態では、上記の第一実施形態と共通する構成については図3中に図1中に示した符号と同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。第二実施形態におけるプラント100aは、第一実施形態で説明したボイラ1に替えて、排熱回収ボイラ13を備えるとともに、ガスタービン12を更に備えている。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the plant according to the present disclosure will be described. In addition, in the second embodiment described below, components common to the first embodiment described above may be denoted by the same reference numerals in FIG. 3 as those shown in FIG. 1, and the explanation thereof may be omitted. be. The
(プラント)
図3に示すように、本実施形態におけるプラント100aは、ガスタービン12と、排熱回収ボイラ13(ボイラ)と、ダクト14と、蒸気タービン2と、復水器3と、蒸気ライン4cと、給水ライン4dと、給水ポンプ5aと、燃料源6と、燃料供給装置7aと、排気ガスライン9aと、還流ライン8と、煙突15と、水利用ライン20aとを備えている。
(plant)
As shown in FIG. 3, the
蒸気ライン4cは、排熱回収ボイラ13からの蒸気Vを蒸気タービン2へ導く。蒸気ライン4cは、排熱回収ボイラ13と蒸気タービン2とを接続している。復水器3は、蒸気タービン2に接続されている。給水ライン4dは、復水器3からの水W1を排熱回収ボイラ13へ導く。給水ライン4dは、復水器3と排熱回収ボイラ13とを接続している。
The
(ガスタービン)
ガスタービン12は、燃料Fが燃焼することで生じる燃焼ガスGによって駆動され、このガスタービン12に接続された発電機GENを回転させる回転機械である。ガスタービン12は、圧縮機121と、燃焼器122と、タービン123とを備えている。
(gas turbine)
The
圧縮機121は、外部から供給される空気A1を圧縮して圧縮空気A2を生成可能な装置である。圧縮機121は、生成した圧縮空気A2を燃焼器122へ供給する。
The
燃焼器122は、圧縮機121から送られた圧縮空気A2中で外部から供給された燃料Fを燃焼させて燃焼ガスGを生成する装置である。燃焼器122は、生成した燃焼ガスGをタービン123へ供給する。燃焼器122は、バーナ122aと、このバーナ122aを外側から覆うとともに、バーナ122aから噴射された燃料Fが燃焼するための空間を画定する尾筒122bとを有している。バーナ122aは、圧縮空気A2を利用して、外部から供給された燃料Fを尾筒122b内に噴射する。尾筒122b内で燃料Fが燃焼することにより生成された燃焼ガスGは、タービン123へ送られる。
The
タービン123は、燃焼器122から供給される高温・高圧の燃焼ガスGで駆動される装置である。タービン123内で仕事を終えた燃焼ガスGは、排気ガスEGとして、タービン123からダクト14を通じて排熱回収ボイラ13へ送られる。
The
(排熱回収ボイラ)
排熱回収ボイラ13は、ガスタービン12で仕事を終えた排気ガスEGから熱を回収するとともに、この熱を利用して蒸気タービン2を駆動させる蒸気Vを発生させる装置である。排熱回収ボイラ13は、ガスタービン12のタービン123の排気口123aにダクト14を介して接続されている。排熱回収ボイラ13の排気口13aには、排気ガスライン9aが接続されている。詳細な図示は省略するが、排熱回収ボイラ13は、ボイラ外枠130と、このボイラ外枠130内に配置された伝熱管等によって構成されている。
(Exhaust heat recovery boiler)
The exhaust
また、排熱回収ボイラ13には、この排熱回収ボイラ13に接続された給水ライン4dを通じて復水器3から水W1が導入される。この復水器3からの水W1が、上記の伝熱管を介して排気ガスEGと熱交換することで加熱されて蒸気Vになる。この蒸気Vは、排熱回収ボイラ13に接続された蒸気ライン4cを通じて蒸気タービン2に送られる。排熱回収ボイラ13で熱交換を終えた排気ガスEGは、排気ガスライン9aを通じて排熱回収ボイラ13の外部へ排出される。したがって、排熱回収ボイラ13は、ガスタービン12からの排気ガスEGの熱で蒸気Vを発生させるボイラである。
Further, water W1 is introduced into the exhaust
(蒸気タービン)
蒸気タービン2は、排熱回収ボイラ13からの蒸気Vによって駆動され、この蒸気タービン2に接続された発電機GENを回転させる回転機械である。本実施形態における蒸気タービン2には、排熱回収ボイラ13で発生した蒸気Vが蒸気ライン4cを介して導入される。
(steam turbine)
The
(復水器)
復水器3には、蒸気タービン2で膨張仕事を終えた蒸気Vが導入される。復水器3は、導入された蒸気Vを凝縮することで水W1を生成し、この水W1を復水として内部に貯留する。復水器3内に貯留された水W1は、給水ライン4dを通じて排熱回収ボイラ13へ導かれる。
(condenser)
Steam V that has completed expansion work in the
(給水ポンプ)
給水ポンプ5aは、給水ライン4d中に配置されている。給水ポンプ5aは、駆動されることで、復水器3からの水W1を排熱回収ボイラ13に送る。
(water supply pump)
The
(燃料供給装置)
本実施形態における燃料供給装置7aは、燃料源6の燃料Fをガスタービン12における燃焼器122のバーナ122aへ供給する装置である。燃料供給装置7aは、燃料ライン71と、昇圧機72と、水回収器73と、燃料温度調節器74と、燃料調節弁75と、熱媒体ライン76とを備えている。
(Fuel supply device)
The fuel supply device 7a in this embodiment is a device that supplies fuel F from the
ここで、プラント100aが備える排気ガスライン9aは、排熱回収ボイラ13と水回収器73とを接続し、排熱回収ボイラ13からの排気ガスEGを水回収器73へ導く第一排気ガスライン91aと、水回収器73と煙突15とを接続し、水回収器73からの排気ガスEGを煙突15へ導く第二排気ガスライン92とによって構成されている。
Here, the
(燃料ライン)
燃料ライン71は、燃料源6からの燃料Fをガスタービン12における燃焼器122のバーナ122aに導く。燃料ライン71は、燃料源6からの燃料Fを水回収器73へ導く第一燃料ライン711と、水回収器73からの燃料Fを熱交換器741へ導く第二燃料ライン712と、熱交換器741からの燃料Fをバーナ122aへ導く第三燃料ライン713aとによって構成されている。したがって、第三燃料ライン713は、燃料温度調節器74の熱交換器741とバーナ122aとを接続している。
(fuel line)
(水回収器)
水回収器73は、排熱回収ボイラ13からの排気ガスEGと、昇圧機72で昇圧された燃料Fとを熱交換させる装置である。水回収器73の水回収空間S1内には、第一排気ガスライン91aを通じて排熱回収ボイラ13で熱交換を終えた排気ガスEGが流入する。水回収空間S1では、この排気ガスEGと、第一燃料ライン711を通じて導入された燃料Fとが熱交換する。
(Water recovery device)
The
第一燃料ライン711内を流れる燃料源6からの液体状態の燃料Fは水回収空間S1内で排気ガスEGによって加熱されることで気体状態となる。加熱されて気体状態となった燃料Fは、第二燃料ライン712を通じてバーナ122aへ送られる。
The liquid fuel F from the
第一燃料ライン711内を水回収器73に向かって流れる燃料Fの温度は、この第一燃料ライン711内における2.9~3.1MPaの圧力下で、例えば、5~35℃の常温とされている。第二燃料ライン712内を流れる熱交換後の燃料Fの温度は、同圧力下で、例えば、70~90℃となる。
The temperature of the fuel F flowing toward the
水回収空間S1内に導入された排気ガスEGは、燃料Fと熱交換することで冷却される。冷却された排気ガスEG中の水分は凝縮し、水回収空間S1内に貯留される。即ち、排気ガスEG中の水分が凝縮することで、排気ガスEGは除湿される。 The exhaust gas EG introduced into the water recovery space S1 is cooled by exchanging heat with the fuel F. Moisture in the cooled exhaust gas EG is condensed and stored in the water recovery space S1. That is, the exhaust gas EG is dehumidified by condensing the moisture in the exhaust gas EG.
なお、図3中に点線で示すように、水回収器73で排ガスEG中から回収された水W2は、水回収器73と燃焼器122のバーナ122aとを接続する水利用ライン20aを通じて、例えば、バーナ122a内に供給される。
As shown by the dotted line in FIG. 3, the water W2 recovered from the exhaust gas EG by the
熱交換を終えて除湿された排気ガスEGは、第二排気ガスライン92を通じて水回収器73の外部の煙突15へ導かれるとともに、この煙突15を通じて大気へ排出される。第一排気ガスライン91a内を水回収器73に向かって流れる排気ガスEGの温度は、例えば、170~190℃である。第二排気ガスライン92内を流れる熱交換後の排気ガスEGの温度は、例えば、40~50℃となる。
The dehumidified exhaust gas EG after heat exchange is led to the
(燃料温度調節器)
燃料温度調節器74は、水回収器73からの燃料Fの温度が目的の温度になるよう、水回収器73で加熱された燃料Fの温度を調節する装置である。燃料温度調節器74は、熱交換器741と、温度計742と、熱媒体調節弁743とを有している。
(Fuel temperature regulator)
The
熱交換器741は、水回収器73で加熱された燃料Fと外部から導入される熱媒体とを熱交換させる。熱交換器741は、内部に熱交換空間S2を画定している。
The
ここで、熱交換器741と蒸気ライン4cとは、熱媒体ライン76によって接続されている。蒸気ライン4cを流れる蒸気Vの一部は、熱媒体ライン76を通じて熱交換器741内の熱交換空間S2に流入する。また、熱交換器741と復水器3とは、プラント100aが備える還流ライン8によって接続されている。
Here, the
熱交換空間S2内に流入した蒸気Vは、第二燃料ライン712から熱交換空間S2内に導入された燃料Fと熱交換する。熱交換によって加熱された燃料Fは、第三燃料ライン713aを通じてバーナ122aへ送られる。熱交換後の蒸気Vは、還流ライン8を通じて復水器3の貯水室内へ導入される。第三燃料ライン713a中には、この第三燃料ライン713をバーナ122aに向かって流れる燃料Fの流量を調節する流量調節弁としての燃料調節弁75が配置されている。
The steam V that has flowed into the heat exchange space S2 exchanges heat with the fuel F that has been introduced into the heat exchange space S2 from the
温度計742は、熱交換器741から流出した第三燃料ライン713aを流れる燃料Fの温度を検知する。温度計742は、第三燃料ライン713a中に配置されている。熱媒体調節弁743は、温度計742から受け付けた検知温度に基づき、熱交換器741に流入する熱媒体の流量を調節する流量調節弁である。熱媒体調節弁743は、熱媒体ライン76中に配置され、検知温度に基づき、この熱媒体ライン76を流れる蒸気Vの流量を調節する。熱媒体調節弁743は、蒸気Vの流量を調節することで、熱交換器741から流出した燃料Fの温度を目的の温度に維持する。本実施形態における目的の温度は、幅を持つ温度範囲(温度帯)であり、例えば、95~105℃とされている。
The
(燃料供給方法)
本実施形態における燃料供給方法では、第一実施形態と同様に、燃料供給工程S11と、水回収工程S12と、燃料温度調節工程S13とを実行する。本実施形態における燃料供給方法では、第一実施形態で説明した燃料供給方法におけるボイラ1を排熱回収ボイラ13に読み替えればよい。つまり、第一実施形態で説明したボイラ枠10を尾筒122bに読み替えればよい。その際、タービン123内で燃焼ガスGが流通し、排気ガスEGとしてタービン123から排熱回収ボイラ13に送られる。また、第一実施形態で説明したバーナ11をガスタービン12における燃焼器122のバーナ122aに読み替えればよい。また、第一実施形態で説明した第一排気ガスライン91を第一排気ガスライン91aに読み替えればよい。また、第一実施形態で説明した第三燃料ライン713を第三燃料ライン713aに読み替えればよい。また、第一実施形態で説明した蒸気ライン4aを蒸気ライン4cに読み替えればよい。
(Fuel supply method)
In the fuel supply method in this embodiment, similarly to the first embodiment, a fuel supply step S11, a water recovery step S12, and a fuel temperature adjustment step S13 are executed. In the fuel supply method in this embodiment, the
(作用効果)
上記構成によれば、燃料源6からの燃料Fは、水回収器73で排熱回収ボイラ13からの排気ガスEGと熱交換することでこの排気ガスEGによって加熱される。排気ガスEGは、水回収器73で燃料Fと熱交換することでこの燃料Fによって冷却され、排気ガスEG中の水分が水回収器73内で回収される。水回収器73で加熱された燃料Fは、燃料温度調節器74の熱交換器741で熱媒体としての蒸気Vと熱交換することで目的の温度に調節される。
(effect)
According to the above configuration, the fuel F from the
これにより、燃料F及び排気ガスEGの流量や流速が変動した場合であっても、ガスタービン12における燃焼器122のバーナ122aに供給される燃料Fの温度を一定に保つことができる。その結果、排気ガスEG中の水分を水回収器73で回収しつつ、バーナ122aで燃料Fを安定燃焼させることができる。
Thereby, even if the flow rates and flow velocities of the fuel F and exhaust gas EG vary, the temperature of the fuel F supplied to the
また、上記構成によれば、蒸気ライン4cに接続された熱媒体ライン76を通じて燃料温度調節器74の熱交換器741に蒸気Vが導かれる。つまり、燃料温度調節器74に導入される熱媒体には、排熱回収ボイラ13で発生した蒸気Vが利用される。燃料Fは、排熱回収ボイラ13で発生した蒸気Vによって目的の温度にされる。
Further, according to the above configuration, the steam V is guided to the
これにより、燃料Fの温度の調節に際し、排熱回収ボイラ13以外の装置から熱媒体を受け取る必要がない。したがって、燃料温度調節器74に供給する熱媒体を生成するための装置を設ける必要がない。その結果、プラント100a全体の大型化を抑制することができる。
Thereby, when adjusting the temperature of the fuel F, there is no need to receive a heat medium from a device other than the exhaust
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configurations are not limited to those of the embodiments, and additions and omissions of configurations may be made within the scope of the gist of the present disclosure. , substitutions, and other changes are possible.
なお、実施形態では、燃料源6に貯留されている燃料Fがアンモニアである場合を説明したが、アンモニアに限定されることはない。燃料源6に貯留されている燃料Fは、水素(H2)であってもよい。なお、この場合、第一燃料ライン711内を水回収器73に向かって流れる燃料Fの温度は、第一燃料ライン711内における常圧下で-253℃以下と極低温とされており、第二燃料ライン712内を流れる熱交換後の燃料Fの温度は、同圧力下で、例えば、30~50℃となる。
In the embodiment, a case has been described in which the fuel F stored in the
また、実施形態では、燃料源6がタンクであると説明したが、タンクに限定されることはない。燃料源6は、例えば、燃料Fを利用する他の装置へ送られるラインから分岐する取り合い部分であってもよい。
Further, in the embodiment, although the
また、図1を用いて説明した第一実施形態では、蒸気ライン4aに接続された熱媒体ライン76を通じて蒸気Vが燃料温度調節器74の熱交換器741に導入される構成を説明したが、この構成に限定されることはない。例えば、燃料温度調節器74の熱交換器741には、ボイラ枠10と熱交換器741とを接続する排気ガス導入ライン(図示省略)を通じて、燃焼空間Rからの排気ガスEGが導入されてもよい。
Further, in the first embodiment described using FIG. 1, a configuration was described in which steam V is introduced into the
この場合、例えば、この排気ガス導入ライン中に第二熱媒体調節弁(図示省略)と、この排気ガス導入ライン内の排気ガスEGの温度を検知する第二温度計(図示省略)が配置されてもよい。そして、この第二温度計、及び燃料ライン71中に配置された温度計742のそれぞれによる検知温度に基づいて、第二熱媒体調節弁の弁開度と、熱媒体ライン76中に配置された熱媒体調節弁743の弁開度とを調節することで、熱媒体を蒸気Vと排気ガスEGとに切り替えてもよい。この際、第二温度計は、熱媒体調節弁743に検知結果を送信する。
In this case, for example, a second heat medium control valve (not shown) and a second thermometer (not shown) for detecting the temperature of the exhaust gas EG in this exhaust gas introduction line are arranged in this exhaust gas introduction line. It's okay. Based on the temperatures detected by this second thermometer and the
具体的には、例えば、熱媒体調節弁743が、受け付けた第二温度計による検知温度が第一閾値温度以上かつ第二閾値温度以下であると判定した場合に、熱媒体ライン76内を蒸気Vが熱交換器741に向かって流通不能となるように熱媒体調節弁743が閉じ、排気ガス導入ライン内を排気ガスEGが熱交換器741に向かって流通可能となるように第二熱媒体調節弁が開いてもよい。即ち、排ガスEGの温度が目的温度である場合のみ、熱交換器741内の熱交換空間S2では、排気ガスEGと燃料Fとが熱交換されてもよい。
Specifically, for example, when the heat
これにより、燃料ライン71内を流れる燃料Fの温度変化が抑制されるとともに、蒸気ライン4aを通じてボイラ1から蒸気タービン2へ送られる蒸気Vの量が減少することを抑制することができる。
なお、ここで説明した構成の場合、プラント100が、上記の排気ガス導入ラインと、第二熱媒体調節弁と、第二温度計とを更に備えていればよい。
Thereby, the temperature change of the fuel F flowing in the
In addition, in the case of the configuration described here, the
また、実施形態で説明した昇圧機72は、昇圧ポンプであるが、昇圧ポンプに限定されることはない。昇圧機72は、例えば、圧縮機等であってもよい。つまり、昇圧機72は、燃料Fを昇圧するとともに、昇圧したこの燃料Fをバーナ11,122aに圧送可能な装置であればよい。
Furthermore, although the
<付記>
各実施形態に記載の燃料供給装置、これを備えているプラント、及び燃料供給方法は、例えば、以下のように把握される。
<Additional notes>
The fuel supply device, the plant equipped with the same, and the fuel supply method described in each embodiment can be understood as follows, for example.
(1)第1の態様における燃料供給装置7,7aは、燃料源6からの燃料Fをバーナ11,122aに導くことができる燃料ライン71と、前記燃料ライン71中に配置され、前記バーナ11,122aから噴射された前記燃料Fの燃焼で発生した熱を利用して蒸気Vを発生させるボイラ(ボイラ1、排熱回収ボイラ13)からの排気ガスEGと、前記燃料Fとを熱交換させて、前記排気ガスEGを冷却して、前記排気ガスEG中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料Fを加熱する水回収器73と、前記燃料ライン71中に配置され、前記バーナ11,122aに流入する前記燃料Fの温度が目的の温度になるよう、前記水回収器73で加熱された前記燃料Fの温度を調節する燃料温度調節器74と、を備える。
(1) The fuel supply device 7, 7a in the first aspect includes a
これにより、燃料F及び排気ガスEGの流量や流速が変動した場合であっても、バーナ11,122aに供給される燃料Fの温度を一定に保つことができる。
Thereby, even if the flow rates and flow velocities of the fuel F and exhaust gas EG fluctuate, the temperature of the fuel F supplied to the
(2)第2の態様における燃料供給装置7,7aは、前記燃料ライン71中に配置され、前記燃料源6からの燃料Fを昇圧して、前記燃料Fを前記バーナ11,122aに送ることができる昇圧機72を更に備えてもよい。
(2) The fuel supply device 7, 7a in the second aspect is arranged in the
(3)第3の態様における燃料供給装置7,7aは、(1)又は(2)の燃料供給装置7,7aであって、前記燃料温度調節器74は、前記水回収器73で加熱された前記燃料Fと熱媒体とを熱交換可能な熱交換器741と、前記熱交換器741から流出した前記燃料Fの温度を検知可能な温度計742と、前記温度計742で検知された温度に基づき、前記熱交換器741に流入する前記熱媒体の流量を調節可能な熱媒体調節弁743と、を有してもよい。
(3) The fuel supply device 7, 7a in the third aspect is the fuel supply device 7, 7a of (1) or (2), in which the
これにより、燃料Fの温度をより高精度に目的の温度にすることができる。 Thereby, the temperature of the fuel F can be set to the target temperature with higher accuracy.
(4)第4の態様における燃料供給装置7,7aは、(3)の燃料供給装置7,7aであって、前記ボイラで発生した蒸気Vを前記熱媒体として前記熱交換器741に導くことができる熱媒体ライン76を更に備え、前記熱媒体調節弁743は、前記熱媒体ライン76を流れる前記蒸気Vの流量を調節可能であってもよい。
(4) The fuel supply device 7, 7a in the fourth aspect is the fuel supply device 7, 7a of (3), and is configured to lead the steam V generated in the boiler to the
これにより、燃料Fの温度の調節に際し、燃料温度調節器74の熱交換器741がボイラ以外の装置から熱媒体を受け取る必要がない。したがって、燃料温度調節器74に供給する熱媒体を生成するための装置を設ける必要がない。
Thereby, when adjusting the temperature of the fuel F, there is no need for the
(5)第5の態様におけるプラント100は、(1)から(4)の何れかの燃料供給装置7と、前記ボイラ1と、を備え、前記ボイラ1は、前記バーナ11と、前記バーナ11から噴射された燃料Fが燃焼する燃焼空間Rを画定するボイラ枠10と、を有する。
(5) The
(6)第6の態様におけるプラント100aは、(1)から(4)の何れかの燃料供給装置7aと、ガスタービン12と、前記ガスタービン12からの排気ガスEGの熱で蒸気Vを発生させる、前記ボイラ1としての排熱回収ボイラ13と、を備え、前記ガスタービン12は、空気A1を圧縮して圧縮空気A2を生成可能な圧縮機121と、前記圧縮空気A2中で前記燃料Fを燃焼させて燃焼ガスGを生成可能な燃焼器122と、前記燃焼ガスGで駆動されて、前記燃焼ガスGを前記排気ガスEGとして排気可能なタービン123と、を有し、前記燃焼器122は、前記バーナ122aを有する。
(6) The
(7)第7の態様における燃料供給方法は、燃料源6からの燃料Fをバーナ11,122aに送る燃料供給工程S11と、前記バーナ11,122aから噴射された前記燃料Fの燃焼で発生した熱を利用して蒸気Vを発生させるボイラ1からの排気ガスEGと、前記燃料Fとを熱交換させて、前記排気ガスEGを冷却して前記排気ガスEG中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料Fを加熱する水回収工程S12と、前記バーナ11,122aに流入する前記燃料Fの温度が目的の温度になるよう、前記水回収工程S12で加熱された前記燃料Fの温度を調節する燃料温度調節工程S13と、を実行する。
(7) The fuel supply method in the seventh aspect includes a fuel supply step S11 in which the fuel F from the
(8)第8の態様における燃料供給方法は、(7)の燃料供給方法であって、前記燃料温度調節工程S13は、前記水回収工程S12で加熱された前記燃料Fと熱媒体とを熱交換させる熱交換工程S31と前記熱交換工程S31で熱交換された前記燃料Fの温度を検知する温度検知工程S32と、前記温度検知工程S32で検知された温度に基づき、前記熱交換工程S31で熱交換される前記熱媒体の流量を調節する熱媒体調節工程S33と、を含んでもよい。 (8) The fuel supply method in the eighth aspect is the fuel supply method according to (7), in which the fuel temperature adjustment step S13 heats the fuel F and the heat medium heated in the water recovery step S12. a heat exchange step S31 for exchanging; a temperature detection step S32 for detecting the temperature of the fuel F heat exchanged in the heat exchange step S31; and a temperature detection step S32 for detecting the temperature of the fuel F heat exchanged in the heat exchange step S31; It may also include a heat medium adjustment step S33 of adjusting the flow rate of the heat medium to be heat exchanged.
(9)第9の態様における燃料供給方法は、(8)の燃料供給方法であって、前記熱交換工程S31では、前記ボイラ1で発生した蒸気Vが前記熱媒体として導かれ、前記熱媒体調節工程S33では、前記蒸気Vの流量が調節されてもよい。
(9) A fuel supply method according to a ninth aspect is the fuel supply method according to (8), in which in the heat exchange step S31, steam V generated in the
1…ボイラ 2…蒸気タービン 3…復水器 4a,4c…蒸気ライン 4b,4d…給水ライン 5,5a…給水ポンプ 6…燃料源 7,7a…燃料供給装置 8…還流ライン 9,9a…排気ガスライン 10…ボイラ枠 11,122a…バーナ 12…ガスタービン 12a…ガスタービンロータ 12b…ガスタービンケーシング 13…排熱回収ボイラ 13a,123a…排気口 14…ダクト 15…煙突 20,20a…水利用ライン 71…燃料ライン 72…昇圧機 73…水回収器 74…燃料温度調節器 75…燃料調節弁 76…熱媒体ライン 91,91a…第一排気ガスライン 92…第二排気ガスライン 100,100a…プラント 121…圧縮機 122…燃焼器 122a…バーナ 122b…尾筒 123…タービン 130…ボイラ外枠 711…第一燃料ライン 712…第二燃料ライン 713,713a…第三燃料ライン 741…熱交換器 742…温度計 743…熱媒体調節弁 A1…空気 A2…圧縮空気 Ar…軸線 Da…軸線方向 EG…排気ガス F…燃料 G…燃焼ガス GEN…発電機 R…燃焼空間 S1…水回収空間 S2…熱交換空間 S11…燃料供給工程 S12…水回収工程 S13…燃料温度調節工程 S31…熱交換工程 S32…温度検知工程 S33…熱媒体調節工程 V…蒸気 W1,W2…水
1...
前記目的を達成するための一態様としての燃料供給装置は、燃料源からの燃料をバーナに導くことができる燃料ラインと、前記燃料ライン中に配置され、前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して、前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収器と、前記燃料ライン中に配置され、前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収器で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節器と、前記水回収器に接続され、前記水回収器内で凝縮した水分を水利用先に導ける水利用ラインと、を備える。 A fuel supply device as an aspect of achieving the above object includes a fuel line capable of guiding fuel from a fuel source to a burner, and a fuel supply device disposed in the fuel line and configured to combust the fuel injected from the burner. The exhaust gas from the boiler, which generates steam using the heat generated by the boiler, is heat exchanged with the fuel to cool the exhaust gas and condense moisture in the exhaust gas. and a fuel temperature disposed in the fuel line to adjust the temperature of the fuel heated in the water recovery device so that the temperature of the fuel flowing into the burner reaches a desired temperature. It includes a regulator, and a water usage line connected to the water recovery device and capable of guiding water condensed in the water recovery device to a water usage destination .
また、一態様としての燃料供給方法は、燃料源からの燃料をバーナに送る燃料供給工程と、前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収工程と、前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収工程で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節工程と、前記水回収工程で凝縮した水分を水利用先に送る工程と、を実行する。 Further, the fuel supply method as one aspect includes a fuel supply step of sending fuel from a fuel source to a burner, and a step of sending fuel from a boiler to generate steam using heat generated by combustion of the fuel injected from the burner. a water recovery step of heating the fuel while cooling the exhaust gas and condensing moisture in the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas and the fuel; A fuel temperature adjustment step of adjusting the temperature of the fuel heated in the water recovery step so that the temperature reaches a target temperature, and a step of sending the water condensed in the water recovery step to a water usage destination. .
Claims (9)
前記燃料ライン中に配置され、前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して、前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収器と、
前記燃料ライン中に配置され、前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収器で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節器と、
を備える燃料供給装置。 a fuel line capable of directing fuel from the fuel source to the burner;
The exhaust gas from the boiler, which is disposed in the fuel line and generates steam by using the heat generated by combustion of the fuel injected from the burner, is exchanged with the fuel to reduce the exhaust gas. a water collector that heats the fuel while cooling and condensing moisture in the exhaust gas;
a fuel temperature regulator that is disposed in the fuel line and adjusts the temperature of the fuel heated in the water recovery device so that the temperature of the fuel flowing into the burner reaches a target temperature;
A fuel supply device comprising:
前記燃料ライン中に配置され、前記燃料源からの燃料を昇圧して、前記燃料を前記バーナに送ることができる昇圧機を更に備える
燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1,
The fuel supply device further includes a booster disposed in the fuel line and capable of boosting the pressure of fuel from the fuel source and delivering the fuel to the burner.
前記燃料温度調節器は、
前記水回収器で加熱された前記燃料と熱媒体とを熱交換可能な熱交換器と、
前記熱交換器から流出した前記燃料の温度を検知可能な温度計と、
前記温度計で検知された温度に基づき、前記熱交換器に流入する前記熱媒体の流量を調節可能な熱媒体調節弁と、を有する
燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1 or 2,
The fuel temperature regulator is
a heat exchanger capable of exchanging heat between the fuel heated in the water recovery device and a heat medium;
a thermometer capable of detecting the temperature of the fuel flowing out from the heat exchanger;
A fuel supply device comprising: a heat medium control valve capable of adjusting the flow rate of the heat medium flowing into the heat exchanger based on the temperature detected by the thermometer.
前記ボイラで発生した蒸気を前記熱媒体として前記熱交換器に導くことができる熱媒体ラインを更に備え、
前記熱媒体調節弁は、前記熱媒体ラインを流れる前記蒸気の流量を調節可能である
燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 3,
Further comprising a heat medium line capable of guiding steam generated in the boiler to the heat exchanger as the heat medium,
The heating medium control valve can adjust the flow rate of the steam flowing through the heating medium line. Fuel supply device.
前記ボイラは、前記バーナと、前記バーナから噴射された燃料が燃焼する燃焼空間を画定するボイラ枠と、を有する
プラント。 comprising the fuel supply device according to claim 1 or 2 and the boiler,
The boiler includes the burner and a boiler frame that defines a combustion space in which fuel injected from the burner burns.
前記ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成可能な圧縮機と、前記圧縮空気中で前記燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成可能な燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて、前記燃焼ガスを前記排気ガスとして排気可能なタービンと、を有し、
前記燃焼器は、前記バーナを有する
プラント。 The fuel supply device according to claim 1 or 2, a gas turbine, and an exhaust heat recovery boiler as the boiler that generates steam using the heat of exhaust gas from the gas turbine,
The gas turbine includes a compressor that can compress air to generate compressed air, a combustor that can generate combustion gas by burning the fuel in the compressed air, and is driven by the combustion gas, a turbine capable of exhausting combustion gas as the exhaust gas,
The combustor has the burner. Plant.
前記バーナから噴射された前記燃料の燃焼で発生した熱を利用して蒸気を発生させるボイラからの排気ガスと、前記燃料とを熱交換させて、前記排気ガスを冷却して前記排気ガス中の水分を凝縮させる一方で、前記燃料を加熱する水回収工程と、
前記バーナに流入する前記燃料の温度が目的の温度になるよう、前記水回収工程で加熱された前記燃料の温度を調節する燃料温度調節工程と、
を実行する燃料供給方法。 a fuel supply step of delivering fuel from a fuel source to a burner;
Heat is exchanged between the exhaust gas from a boiler that generates steam using the heat generated by combustion of the fuel injected from the burner, and the fuel, thereby cooling the exhaust gas and reducing the amount of water in the exhaust gas. a water recovery step of heating the fuel while condensing water;
a fuel temperature adjustment step of adjusting the temperature of the fuel heated in the water recovery step so that the temperature of the fuel flowing into the burner reaches a target temperature;
Fuel supply method to perform.
前記燃料温度調節工程は、
前記水回収工程で加熱された前記燃料と熱媒体とを熱交換させる熱交換工程と
前記熱交換工程で熱交換された前記燃料の温度を検知する温度検知工程と、
前記温度検知工程で検知された温度に基づき、前記熱交換工程で熱交換される前記熱媒体の流量を調節する熱媒体調節工程と、
を含む
燃料供給方法。 The fuel supply method according to claim 7,
The fuel temperature adjustment step includes:
a heat exchange step of exchanging heat between the fuel heated in the water recovery step and a heat medium; a temperature detection step of detecting the temperature of the fuel heat exchanged in the heat exchange step;
a heat medium adjustment step of adjusting the flow rate of the heat medium to be heat exchanged in the heat exchange step based on the temperature detected in the temperature detection step;
Including fuel supply method.
前記熱交換工程では、前記ボイラで発生した蒸気が前記熱媒体として導かれ、
前記熱媒体調節工程では、前記蒸気の流量が調節される
燃料供給方法。 The fuel supply method according to claim 8,
In the heat exchange step, steam generated in the boiler is guided as the heat medium,
In the heat medium adjustment step, the flow rate of the steam is adjusted. The fuel supply method.
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