JP2023527260A - 再生可能な発電システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・Qは、物質の相変化中に放出又は吸収されるエネルギーの量(kJ又はBTU)、
・Mは、物質の質量(kg又はlb)、
・Lは、特定の物質の融解潜熱である。
a.説明された高圧(HP)及び再加熱(RH)蒸気システムに加えて、中圧(IP)及び/又は低圧(LP)蒸気システムが追加され得る。
b.電力に加えて有用な熱を送りだすように、工程用の他のシステム加熱器を追加する。
c.例えば、復熱(recuperation)、中間冷却(intercooling)、過給(supercharging)、その他の全てのサイクル構成を有する及び/又は有しない亜臨界、超臨界、混合圧力CO2サイクル。
d.例えば、復熱、中間冷却、過給、その他の全てのサイクル構成、組み合わせ、及び上記の順列を有する及び/又は有しないORCサイクル。
Claims (56)
- 再生可能な発電システムであって、
発電機を駆動するように構成された蒸気タービンを有する蒸気動力発電システムと、
低温/中温蒸気を生成するように構成された第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムと、
前記第1再生可能エネルギーシステムによって生成された低温/中温蒸気を過熱し、過熱蒸気を前記蒸気タービンに供給して前記蒸気タービンが効率的に作動するように構成された第2再生可能エネルギーシステム又は高温エネルギーシステムと、
を含む、
再生可能な発電システム。 - 前記第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムは、太陽エネルギーを使用して第1作動流体を低温/中温に加熱し、前記第1再生可能エネルギーシステムが太陽エネルギーを受けるとき、及び長時間にわたり太陽から直接エネルギーを利用できないときの両方において、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分な前記低温/中温に加熱された十分な量の前記第1作動流体を貯蔵するように構成された、請求項1に記載の再生可能な発電システム。
- 前記第2再生可能エネルギーシステム又は高温再生可能エネルギーシステムは、過熱蒸気が前記蒸気タービンに供給されるように前記第1再生可能システムによって生成された前記低温/中温蒸気を過熱するために、再生可能エネルギー源を使用して熱伝達作動媒体を十分に高い温度に加熱するように構成される、請求項2に記載の再生可能な発電システム。
- 前記熱伝達作動媒体はガスである、請求項3に記載の再生可能な発電システム。
- 前記第2再生可能エネルギーシステムは、電気を生成するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気の少なくとも一部は、前記熱伝達ガスが前記蓄熱媒体と熱伝達関係にあるときに、前記伝熱ガスを加熱するのに十分な高温まで前記高温蓄熱媒体を電気的に加熱するように構成され、
前記伝熱ガスが、前記低温/中温蒸気と、前記高温に加熱された前記蓄熱媒体の供給を保持するためのタンクと、前記第1再生可能なエネルギーによって生成された前記低温/中温蒸気を過熱するための前記伝熱ガスによって加熱されて前記蒸気タービンに過熱蒸気を供給するように構成された過熱器と、を過熱できる、
請求項4に記載の再生可能な発電システム。 - 前記第1作動流体の前記供給は、温タンクに貯蔵され、前記システムは、前記第1作動流体を前記温タンクから蒸発器に供給して前記低温/中温蒸気を生成するように構成される、請求項4に記載の再生可能な発電システム。
- 前記システムは、前記第1作動流体が前記蒸発器を出た後、太陽エネルギーが利用可能なときに前記第1再生可能エネルギーシステムによって前記低温/中温に再加熱されるように、冷タンクに貯蔵されるように構成される、請求項6に記載の再生可能な発電システム。
- 前記蓄熱媒体が電気加熱器によって所望の温度まで加熱され、前記電気加熱器が前記第2再生可能エネルギーシステムによって作動するように構成される、請求項5に記載の再生可能な発電システム。
- 前記第2再生可能エネルギーシステムは、前記第2再生可能エネルギーシステムが使用できないときに、長時間にわたり前記低温/中温蒸気を過熱できるように、十分な量の前記加熱した蓄熱媒体を保持するための蓄熱媒体貯蔵タンクを含む、請求項8に記載の再生可能な発電システム。
- 前記システムは、前記溶融蓄熱媒体と熱伝達関係にあるように、低圧で前記蓄熱ガスを循環させるように構成され、
前記システムは、過熱蒸気を前記蒸気タービンに供給するために、前記低温/中温蒸気を過熱するのに十分な温度及び流量で前記過熱器に前記加熱した伝熱ガスを供給するように構成される、請求項9に記載の再生可能な発電システム。 - 前記熱伝達ガスが前記低温/中温蒸気を過熱した後、前記システムは、前記高温蓄熱媒体によって再加熱されるように前記伝熱ガスを戻すように構成された、請求項10に記載の再生可能な発電システム。
- 前記蓄熱材料は、溶融金属又は半金属である、請求項5に記載の再生可能な発電システム。
- 前記蓄熱材料は、砂、岩石、コンクリート、又はセラミック材料などの適切な高温固体材料である、請求項5に記載の再生可能な発電システム
- 前記システムは、前記過熱蒸気が前記蒸気タービンを駆動した後、低温蒸気及び/又は凝縮液が前記蒸気タービンから凝縮器に流れるように構成され、
前記凝縮器からの凝縮液は、前記低温/中温蒸気を生成するために蒸発器に供給される、請求項1に記載の再生可能な発電システム。 - 前記第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムは、集光型太陽光発電システムであり、
前記第1作動流体は、溶融塩作動流体である、請求項1に記載の再生可能な発電システム。 - 前記第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムは、トラフリフレクタシステムであり、
前記第1作動流体は、溶融塩作動流体である、請求項1に記載の再生可能な発電システム。 - 前記第2再生可能エネルギーシステムは、溶融蓄熱媒体を含むように構成された前記高温蓄熱媒体貯蔵タンクを含む高温部分を有するように構成され、
前記溶融蓄熱媒体、
供給される低温/中温蒸気を過熱するように構成された過熱器、及び
前記溶融蓄熱媒体によって前記伝熱ガスが過熱された後に、前記低温/中温蒸気を過熱するように前記過熱器に前記伝熱ガスを供給するように構成された配管の過度の酸化又は他の劣化を防止し、
前記高温蓄熱タンク及び前記配管は、前記第2再生可能エネルギーシステムの高温部分を構成し、
前記高温部分のみが特殊な高温材料で構成される必要がある、
請求項9に記載の再生可能な発電システム。 - 前記溶融蓄熱媒体は、十分な量及び十分な温度であり、
前記溶融蓄熱媒体が、前記伝熱ガスを長時間にわたり前記低温/中温蒸気を過熱するのに十分な温度で加熱できるようにする、請求項17に記載の再生可能な発電システム。 - 前記溶融蓄熱媒体は、半金属である、請求項17に記載の再生可能な発電システム。
- 前記溶融蓄熱媒体は、シリコンである、請求項19に記載の再生可能な発電システム。
- 前記第1再生可能エネルギーシステムは、エコノマイザ/蒸発器を含み、
前記第1再生可能エネルギーシステムは、低温/中温蒸気を生成するように前記低温/中温の作動流体を前記高温貯蔵タンクから前記エコノマイザ/蒸発器に供給するように構成される、請求項6に記載の再生可能な発電システム。 - 前記溶融熱伝達媒体は、ホウ素、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルリウム、ポロニウム、鉛ビスマス共晶、ナトリウム、スズ、又は鉛のうちの本質的に1つ以上からなる群から選択される、請求項17に記載の再生可能な発電システム。
- 前記溶融熱伝達媒体は、ホウ素、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルリウム、ポロニウム、鉛ビスマス共晶、ナトリウム、スズ、又は鉛のうちの1つを含む、請求項17に記載の再生可能な発電システム。
- 前記過熱器は、高圧過熱器及び再熱器を含み、
前記高圧過熱器は、高温蓄熱タンク(29)内の前記蓄熱材料(30)によって高温に加熱された前記伝熱ガスによって加熱するように構成され、前記蒸発器から低温/中温蒸気を供給されることによって、前記蒸気タービンの高圧段に伝達される過熱蒸気を生成するように構成され、
前記再熱器は、前記蒸気タービンからの高圧蒸気タービン排気を受けるように構成され、さらに、前記再加熱する過熱器の前記伝熱ガスによって加熱することによって、前記蒸気タービンの中圧段に伝達される中圧蒸気を生成するように構成される、請求項5に記載の再生可能な発電システム。 - 前記熱伝達ガスが、前記過熱器及び前記再熱器を通過した後、前記高温蓄熱材料によって再加熱されるように戻されるようにさらに構成される、請求項24に記載の再生可能な発電システム。
- 前記第1作動流体の前記供給は、温タンク(23)に貯蔵され、前記システムは、前記第1作動流体を前記温タンク(23)から蒸発器(15,201)に伝達して、前記低温/中温蒸気を生成するように構成される、請求項5に記載の再生可能な発電システム。
- 前記蒸発器(15,201)は、前記タービンから凝縮液を受け取るように構成されたエコノマイザ(203)を含み、前記蒸発器(15,201)は、前記蒸発器から前記エコノマイザ(203)に前記第1作動流体を伝達するように構成され、前記エコノマイザは、前記凝縮液を加熱し、前記加熱された凝縮液を前記蒸発器に伝達するように構成され、
前記エコノマイザは、前記第1作動流体を使用して、前記過熱器に伝達される前記低温/中温蒸気を生成するように構成される、請求項26に記載の再生可能な発電システム。 - 前記第1作動流体は、前記エコノマイザから排出された後、冷温貯蔵タンクに伝達される、請求項26に記載の再生可能な発電システム。
- 前記蒸発器及び前記エコノマイザは、蒸発器及びエコノマイザの第1の対をなすように構成され、
前記再生可能エネルギーシステムは、蒸発器及びエコノマイザの第2の対をさらに含み、前記対は互いに並列に接続され、前記温タンク(23)から前記第1作動流体を受け取るように構成され、各対の蒸発器及び前記タービンから凝縮液を受け取るように構成された各対のエコノマイザは、
前記各対の前記蒸発器の各々は、前記第1作動流体が前記蒸発器を通過した後、前記第1作動流体を各々のエコノマイザに供給するように構成され、
前記エコノマイザの各々は、前記エコノマイザの各々を介して流れる前記第1作動流体によって前記凝縮液を加熱し、前記加熱された凝縮液を各々の前記蒸発器に伝達するように構成され、
前記エコノマイザの各々は、前記エコノマイザから排出される前記作動流体を冷温貯蔵タンクに伝達するように構成される、請求項28に記載の再生可能な発電システム。 - 再生可能な発電システムであって、
発電機を駆動するように構成された蒸気タービンを有する蒸気動力発電システムと、低温/中温蒸気を生成するように構成された第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムと、第1再生可能エネルギーシステムによって生成された低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を前記蒸気タービンに供給するように構成された第2再生可能エネルギーシステム又は高温再生可能エネルギーシステムと、を含み、
前記第1再生可能エネルギーシステム又は低温/中温再生可能エネルギーシステムは、太陽エネルギーを使用して第1作動流体を低温/中温に加熱し、前記第1再生可能エネルギーシステムが太陽エネルギーを受けるとき、及び長時間にわたり太陽からエネルギーを利用できないときの両方において、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分な前記低温/中温に加熱された十分な量の前記第1作動流体を貯蔵するように構成され、
前記低温/中温再生可能エネルギーシステムは、前記低温/中温蒸気を生成するために蒸発器に熱を供給するように構成され、
第2再生可能エネルギーシステム又は高温再生可能エネルギーシステムは、前記第1再生可能システムによって生成された前記低温/中温蒸気を過熱するように十分に高い温度で高温熱伝達作動流体を加熱するために生成可能なエネルギー源を利用するように構成され、過熱蒸気が前記蒸気タービンに供給されるようにし、
前記第2再生可能エネルギーシステム又は高温再生可能エネルギーシステムは、
過熱蒸気を生成するように前記高温の作動流体によって加熱するように構成される過熱器を含み、前記第2再生可能エネルギーシステムは、電気を生成するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気の少なくとも一部は、前記高温の作動流体が蓄熱媒体と熱伝達関係になったとき、前記高温の作動流体を所望の温度に加熱するために、前記高温蓄熱媒体を十分に高い温度で電気的に加熱するように構成され、前記高温の作動流体が前記過熱器と作動関係にあるときに、前記低温/中温蒸気を過熱して前記蒸気タービンに過熱蒸気を供給するようにし、前記高温に加熱された前記蓄熱媒体の供給を保持するためのタンクを含み、
前記発電システムは、
入口及び出口を有するハウジングを含むHRSG型アセンブリを有し、前記入口は、前記高温の作動流体と共に前記ハウジングから排出されて前記ハウジングを流れる前記高温蓄熱媒体によって加熱された前記高温の作動流体を受け取るように構成され、
前記出口から前記高温の作動流体を伝達されて前記高温蓄熱媒体によって再加熱されるために、前記高温の作動流体を戻すように構成される再循環システムを含み、
前記ハウジングは、前記入口から前記出口まで流れる前記高温の作動流体によって順次加熱するように前記ハウジング内に配置された複数のコイルを含み、
前記複数のコイルは、
前記高温の作動流体が前記ハウジングに入るときに前記高温の作動流体によって加熱される前記コイルのうち1番目のコイルになるように前記ハウジング内に配置される第1コイル、前記第1コイルの前記ハウジング下流に配置される第2コイル、前記2コイルの前記ハウジング下流に配置される第3コイル、及び前記第3コイルの前記ハウジング下流に配置される第4コイルを含み、前記作動流体の温度は、前記各コイルをそれぞれ通過するにつれて低下し、
前記第4コイルは、相対的に低い温度で前記タービンから蒸気が伝達され、前記蒸気を再加熱して、前記再加熱された蒸気を前記第2コイルの入口に供給するように構成され、
前記第2コイルは、前記再加熱された蒸気を再加熱して前記再加熱された蒸気を前記蒸気タービンの適切な段に供給するように構成され、
前記第3コイルは、前記第1再生可能エネルギーシステムによって加熱された前記蒸発器から蒸気を受け取るように構成された入口を有し、前記第3コイルは、前記蒸発器を出る蒸気の温度よりも幾分高い温度まで内部の前記蒸気を過熱し、前記蒸気をさらに過熱するように構成された第2過熱器を構成する前記第1コイルの入口に前記過熱蒸気を供給するように構成され、前記第1コイルは、前記過熱蒸気を前記タービンに供給する、再生可能な発電システム。 - 再生可能な発電システムであって、
発電機(7)を駆動するように構成された蒸気タービン(5)を有する蒸気動力発電システムと、低温/中温蒸気を生成するように構成された第1再生可能エネルギーシステム(9)又は低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)と、前記第1再生可能エネルギーシステムによって生成された低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を前記蒸気タービン(5)に供給するように構成された第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)と、を含み、
前記第1再生可能エネルギーシステム(9)又は低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)は、太陽エネルギーを使用して第1作動流体(例えば、溶融塩)を低温/中温に加熱し、前記第1再生可能エネルギーシステム(9)が太陽エネルギーを受けるとき、及び長時間にわたり太陽からエネルギーを利用できないときの両方において、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分な前記低温/中温に加熱した前記第1作動流体の十分な量を貯蔵するように構成され、
前記低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)は、前記低温/中温蒸気を生成するように蒸発器に熱を供給するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)は、前記第1再生可能エネルギーシステムによって生成された前記低温/中温蒸気を過熱するために高温熱伝達作動流体を十分に高い温度に加熱するように再生可能エネルギー源を使用するように構成され、過熱蒸気が前記蒸気タービンに供給されるようにし、
前記第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)は、過熱蒸気を生成するために前記高温の作動流体によって加熱するように構成される過熱器を含み、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)は、電気を生成するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気の少なくとも一部は、前記高温の作動流体が前記蓄熱媒体と熱伝達関係になったとき、前記高温の作動流体を所望の高温に加熱するために、前記高温蓄熱媒体(30)の十分な量を十分に高い温度で電気的に加熱するように構成され、前記高温の作動流体が前記過熱器(19)と作動関係にあるときに、前記低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を前記蒸気タービンに供給するようにし、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)が利用可能なとき、及び長時間にわたり利用できないときの両方において、前記タービンに供給される前記過熱蒸気を生成するために前記高温に加熱された前記蓄熱媒体(30)の十分な量を保持するためのタンク(29)を含み、
前記発電システム(1)は、
入口(309,325)及び出口(311,327)を有するハウジング(307,321)を各々含む第1及び第2HRSG型アセンブリ(301,303)を含み、前記第1HRSG型アセンブリ(303)のための入口(325)は、前記第2ハウジング(321)を流れて前記出口(327)を介して排出される前記高温の作動流体と共に前記高温蓄熱媒体によって加熱された前記高温の作動流体を受け取るように構成され、
前記第2ハウジング(321)の出口(327)から前記高温の作動流体を伝達され、前記高温蓄熱媒体(30)によって再加熱されるために、前記高温の作動流体を戻すように構成される再循環システム(329)を含み、
前記第2ハウジング(321)は、前記入口(325)から前記出口(327)を介して流れる前記高温の作動流体によって順次加熱するように構成された前記第2ハウジング(321)内に配置された複数のコイル(323d,323c,323b,323a)を含み、
前記複数のコイルは、前記高温の作動流体が前記ハウジング(321)に入るときに前記高温の作動流体によって加熱される前記コイルの中の最初になるように、前記ハウジング(321)内に配置される第1コイル(323a)、前記第1コイル(323a)の前記ハウジング下流に配置される第2コイル(323b)、前記第2コイル(323b)の前記ハウジング下流に配置される第3コイル(323c)、及び前記第3コイル(323c)の前記ハウジング下流に配置される第4コイル(323d)を含み、前記作動流体の温度は、前記コイルの各々を通過するにつれて減少し、
前記第4コイル(323d)は、相対的に低い温度で前記前記タービンから蒸気が伝達され、前記蒸気を再加熱して、前記再加熱された蒸気を前記第2コイル(323b)の入口に供給するように構成され、
前記第2コイル(323b)は、前記再加熱された蒸気を再加熱し、及び前記再加熱された蒸気を前記蒸気タービン(5)の適切な段に供給するように構成され、
前記第3コイル(323c)は、前記第1再生可能エネルギーシステム(9)によって加熱された蒸気を受け取るように構成された入口を有し、前記第3コイル(323c)は、前記蒸発器(15)を出る蒸気の温度よりも幾分高い温度まで内部の前記蒸気を過熱し、前記蒸気をさらに再加熱するように構成された第2過熱器を構成する前記第1コイル(323a)の入口で前記過熱蒸気を供給するように構成されて、前記第1コイルは、前記タービンで前記過熱蒸気を供給し、
前記第1HRSG型アセンブリ(301)の前記ハウジング(307)は、内部に配置される複数のコイル(305a,305b,305c,305d)を有し、再循環システム(313)は、前記ハウジング(307)を介して前記入口(309)から前記コイルを通過して前記出口(311)から出る伝熱ガス(例えば、空気)を循環させるように構成され、
前記ハウジング(307)の前記第1及び最後のコイル(305a,305d)は、前記ハウジング(307)を介して流れる前記熱伝達ガスを加熱するために、温タンク(23)から溶融塩を受け取り、前記第3コイル(305c)は、前記給水ポンプ(17)から給水を受け取り、前記給水を高温に加熱して、前記加熱した給水を前記第2コイル(305b)の入口に供給するように構成され、前記第3コイルは、低温/中温で蒸気を形成し、上記の説明された目的のために前記第2HRSG型アセンブリ内に前記第2コイル(323b)の入口に前記低温/中温蒸気を供給するように構成される、再生可能な発電システム。 - 再生可能な発電システムであって、
発電機(7)を駆動するように構成された蒸気タービン(5)を有する蒸気動力発電システムと、低温/中温蒸気を生成するように構成された第1再生可能エネルギーシステム(9)又は低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)と、前記第1再生可能エネルギーシステムによって生成された低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を前記蒸気タービン(5)に供給するように構成された第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)と、を含み、
前記第1再生可能エネルギーシステム(9)又は低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)は、太陽エネルギーを使用して第1作動流体(例えば、溶融塩)を低温/中温に加熱し、前記第1再生可能エネルギーシステム(9)が太陽エネルギーを受けるとき、及び長時間にわたり太陽からエネルギーを利用できないときの両方において、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分な前記低温/中温に加熱した前記第1作動流体の十分な量を貯蔵するように構成され、
前記低温/中温再生可能エネルギーシステム(9)は、前記低温/中温蒸気を生成するように前記蒸発器(15に熱を供給するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)は、前記第1再生可能エネルギーシステムによって生成された前記低温/中温蒸気を過熱するために高温熱伝達流体を十分に高い温度に加熱するように再生可能エネルギー源を使用するように構成され、過熱蒸気が前記蒸気タービンに供給されるようにし、
前記第2再生可能エネルギーシステム(11)又は高温再生可能エネルギーシステム(11)は、過熱蒸気を生成するために前記高温の作動流体によって加熱するように構成される過熱器を含み、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)は、電気を生成するように構成され、前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気の少なくとも一部は、前記高温の作動流体が前記蓄熱媒体と熱伝達関係になったとき、前記高温の作動流体を所望の高温に加熱するために、前記高温蓄熱媒体(30)の十分な量を十分な高温で電気的に加熱するように構成され、前記高温の作動流体が前記過熱器(19)と作動関係にあるときに、前記低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を前記蒸気タービンに供給するようにし、前記第2再生可能エネルギーシステム(11)が利用可能なとき、及び長時間にわたり利用できないときの両方において、前記タービンに供給される前記過熱蒸気を生成するために前記高温に加熱された前記蓄熱媒体の十分な量を保持するためのタンク(29)を含み、
前記発電システム(1)は、
それぞれの入口(413,407)及び出口(415,409)を有するそれぞれのハウジング(411,405)を各々含む第1及び第2HRSG型アセンブリ(401,403)を含み、前記第2HRSG型アセンブリ(403)のための入口(407)は、前記第2ハウジング(405)を流れて前記出口(409)を介して排出される前記高温の作動流体と共に前記高温蓄熱媒体(30)によって加熱された前記高温の作動流体を受け取るように構成され、
前記第1HRSG型アセンブリ(401)の前記第2ハウジング(411)の出口(415)から前記高温の作動流体を伝達され、前記高温蓄熱媒体(30)によって再加熱されるために、前記高温の作動流体を戻すように構成される再循環システム(416)を含み、
前記第1HRSG型アセンブリ(401)の前記ハウジング(411)は、前記第1HRSG型アセンブリ(401)を介して流れる前記高温の作動流体によって順次加熱するように配置される複数のコイル(417a,417b,417c,417d)を含み、
前記複数のコイル(417a,417b,417c,417d)は、前記高温の作動流体が前記入口(413)を介して前記ハウジング(411)に入るときに前記高温の作動流体によって加熱された前記第2ハウジング(411)内に配置される前記コイルの中の1番目のコイルになるように、前記ハウジング(411)内に配置される第1コイル(417a)、前記第1コイル(417a)の前記ハウジング(411)下流に配置される第2コイル(417b)、前記第2コイル(417b)の前記ハウジング(411)下流に配置される第3コイル(417c)、及び前記第3コイル(417c)の前記ハウジング(411)下流に配置される第4コイル(417d)を含み、前記作動流体の温度は、前記コイルの各々を通過するにつれて減少し、
前記第3コイル(417c)は、相対的に低い温度で前記凝縮器(13)から凝縮液を伝達され、前記凝縮液を再加熱して、前記再加熱された凝縮液を前記第2コイル(417b)の入口に供給するように構成され、
前記第2コイル(417b)は、前記再加熱された凝縮液を蒸発させ、前記蒸気を前記第2HRSG型アセンブリ(403)に供給するように構成され、
前記第1及び第4コイル(417a,417d)は、前記第1HRSG型アセンブリ(401)を介して流れる前記高温の作動流体を加熱するために、前記第1作動流体を前記第1再生可能エネルギーシステム(9)によって加熱された前記温タンク(23)から伝達されるように構成され、
前記第2HRSG型アセンブリ(403)の前記ハウジング(405)は、内部に配置される複数のコイル(411a,411b,411c,411d)を含み、前記再循環システム(416)は、前記ハウジング(407)を介して前記入口(407)から前記コイル(411a,411b,411c,411d)を通過して前記出口(409)から出て前記第1HRSG型アセンブリ(401)の入口(413)に入る前記高温伝熱ガスの流れを循環させるように構成され、
前記ハウジング(411)の前記第1及び最後のコイル(411a,411d)は、前記ハウジング(411)を介して流れる前記伝熱ガスを加熱するために、温タンク(23)から溶融塩を受け取り、前記溶融塩が前記第1及び最後のコイルから排出された後前記溶融塩を冷タンク(25)に戻すように構成され、前記第3コイル(417c)は、前記給水ポンプ(17)から給水を受け取り、前記給水を高温に加熱して、前記加熱した給水を前記第3コイル(417c)の入口に供給するように構成され、前記第3コイル(417c)は、低温/中温蒸気を形成するために前記加熱した給水を蒸発させ、前記低温/中温蒸気を過熱して前記蒸気タービン(5)で高圧過熱蒸気を供給するための前記第2HRSG型アセンブリ(403)内の第3コイル(411c)の入口に前記低温/中温蒸気を供給するように構成される、再生可能な発電システム。 - 発電機を駆動する蒸気タービンを有する蒸気動力発電システム、低温/中温蒸気を生成する第1又は低温/中温再生可能エネルギーシステム、及び前記低温/中温蒸気を過熱して過熱蒸気を蒸気タービンに供給する第2高温再生可能エネルギーシステムを使用し、前記高温再生可能エネルギーシステムは、電気を生成する再生可能エネルギーシステムである、再生可能なエネルギー発電の方法であって、
a.前記低温/中温再生可能エネルギーシステムにおいて、太陽エネルギーを使用して第1作動流体を所望の低温/中温に加熱するステップと、
b.太陽エネルギーが利用可能な間、及び長時間にわたり太陽エネルギーを利用できないときの両方において、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分な前記低温/中温に加熱した前記第1作動流体の量を貯蔵するステップと、
c.第2再生可能エネルギーシステムにおいて、電気を生成するために再生可能なエネルギーを使用するステップと、
d.前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気の少なくとも一部を使用して伝熱ガスを高温に加熱するステップと、
e.前記低温/中温蒸気を過熱して前記蒸気タービンに過熱蒸気を供給するのに十分な量で、前記高温伝熱ガスを過熱器に供給するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1作動流体は、前記第1再生可能エネルギーシステムによって前記所望の低温/中温に加熱された溶融塩であり、
前記方法は、前記所望の低温/中温に加熱された前記溶融塩の量を貯蔵するステップ、及び前記溶融塩を前記所望の低温/中温で前記低温/中温蒸気を生成するように構成された蒸発器に供給するステップをさらに含み、
前記貯蔵された溶融塩の量は、太陽エネルギーが利用可能な間、及び太陽エネルギーを短時間及び/又は長時間にわたり利用できないときの全てにおいて、前記低温/中温蒸気を生成するのに十分である、
請求項33に記載の方法。 - 前記低温/中温蒸気を過熱器に供給するステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 前記伝達ガスを高温に加熱するステップは、
蓄熱媒体を高温に加熱するステップと、
前記蓄熱媒体を使用して、前記過熱器内の前記低温/中温蒸気を過熱できるように、前記伝熱ガスを十分な温度で加熱するステップと、
を含む、請求項35に記載の方法。 - 前記高温に加熱された前記熱伝達媒体の量は、
短時間及び/又は長時間にわたり前記第2再生可能エネルギーシステムからのエネルギーが利用できないときに、前記伝熱ガスを加熱するのに十分なものであり、前記蓄熱媒体が前記伝熱ガスを過熱し続け、前記短時間又は長時間にわたり前記低温/中温蒸気を過熱し続けることができる、請求項35に記載の方法。 - 前記高温蓄熱媒体を収容するための貯蔵タンクと、前記伝熱ガスを前記蓄熱媒体によって加熱した後に前記過熱器に伝達するための配管とを含む高温部分を有するように、前記高温再生可能エネルギーシステムを構成するステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 前記蓄熱媒体によって再加熱されるために、前記過熱器から前記伝熱ガスを戻すための戻り配管を含むように前記高温部分をさらに構成するステップを含む、請求項38に記載の方法。
- 高温材料の前記高温部分を製造するステップをさらに含む、請求項38に記載の方法。
- 前記高温蓄熱媒体は、金属又は半金属であり、
前記方法は、前記金属又は半金属を溶融状態に加熱するために、前記第2再生可能エネルギーシステムによって生成された電気エネルギーを使用するステップをさらに含む、請求項38に記載の方法。 - 前記伝熱ガスを低圧レベルに加圧するステップをさらに含む、請求項41に記載の方法。
- 任意の反応性ガスの解離を防止し、及び/又は前記溶融金属又は半金属の過度の酸化を防止するように、前記貯蔵タンク内に前記溶融金属又は半金属を貯蔵するステップをさらに含む、請求項41に記載の方法。
- 前記溶融金属又は半金属を貯蔵するステップは、前記タンク内の前記溶融蓄熱媒体を前記溶融蓄熱媒体の酸化を防止できるガスで覆うステップを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記伝熱ガスは、不活性ガスである、請求項44に記載の方法。
- 前記伝熱ガスは、窒素である、請求項44に記載の方法。
- 前記伝熱ガスは、空気である、請求項44に記載の方法。
- 前記第1作動流体は、パワーサイクル作動流体が、亜臨界、超臨界、又は混合相の二酸化炭素であり、前記第1作動流体は、復熱、ダブル復熱、中間冷却、又は過給などを有する又は有さない、請求項33に記載の方法。
- 前記第1作動流体は、有機ランキンサイクル(ORC)におけるパワーサイクルであり、前記第1作動流体は、復熱、ダブル復熱、中間冷却、又は過給を有する又は有さない、請求項33に記載の方法。
- 前記蒸気タービンは、生成された中圧及び/又は低圧蒸気を含む蒸気パワーサイクルを有する、請求項33に記載の方法。
- 低/中温サイクル、又は高温サイクル、又はその両方からの電力に加えて、いくつかの熱が排出される、請求項33に記載の方法。
- 低/中温サイクル、又は高温サイクル、又はその両方からの電力に加えて、及び/又は電力の代りに、少なくとも一部の熱が排出される、請求項33に記載の方法。
- 2つ以上の再生可能な熱源がある、請求項33に記載の方法。
- 前記再生可能エネルギーシステムのうちの1つ以上は、電池バックアップシステムを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第1再生可能エネルギー源は、太陽、風力、水力発電、地熱、又は他の再生可能エネルギーシステムであり、前記作動流体が電気的に加熱される、請求項33に記載の方法。
- 前記第2高温貯蔵媒体は、セラミック、石材、コンクリートなどの固体材料である、請求項33に記載の方法。
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