JP2024054673A - 発電設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】負荷増加の要求に対して優れた負荷応答性を有する発電設備を提供する。【解決手段】実施形態の発電設備１は、蒸気を生成するボイラ１１と、ボイラ１１で生成された蒸気が導入される高圧タービン２１と、蒸気流の流れ方向において、高圧タービン２１の下流側に設けられる低圧タービン２３と、低圧タービン２３から排出される蒸気を凝縮させる復水器２５とを備える。さらに、発電設備１は、復水器２５において凝縮した復水を給水としてボイラ１１に導く給水管２６と、自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および給水管２６によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する蓄熱・蒸気生成装置６０と、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気を自己の系統に供給する蒸気供給管６４とを備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、発電設備に関する。
近年、発電設備において、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を削減する対策として再生可能エネルギの導入が加速されている。太陽光、風力などの再生可能エネルギは、自然由来のエネルギである。このような再生可能エネルギを利用した発電においては、天候などによって発電量が変化するため、不安定な電力供給が問題となる。
そこで、このような再生可能エネルギを利用した発電における電力供給変動が生じた場合、電力の安定した供給を維持するため、火力発電設備における出力を調整することがある。
火力発電設備である、ボイラおよび蒸気タービンを備える汽力発電設備において、ボイラにおける機器制約および蒸気タービンにおける機器制約によって、ボイラおよび蒸気タービンには、連続運転可能な最低負荷制約がある。そのため、再生可能エネルギの供給量が増加する昼間であっても、ボイラおよび蒸気タービンにおける負荷を最低負荷よりも下げることができない。
一般的に、最低負荷は、蒸気タービンよりもボイラの方が高い。ボイラからの余剰蒸気を復水器へ捨てることで最低負荷の引下げはできるが、余剰蒸気分の熱量が無駄となる。そこで、従来の汽力発電設備において、ボイラからの余剰蒸気の熱量を蓄熱する技術が検討されている。この蓄熱された熱量は、他の系統の熱源として利用されている。
実開昭６２－９７２０３号公報
ここで、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方などにおいて、汽力発電設備に対して負荷の増加が要求される。しかしながら、このような負荷増加の要求がされても、ボイラにおいて時間に対する蒸気生成量の増加の割合である蒸気量増加率は制限されるため、ボイラからの蒸気生成量をすぐに増加させることはできない。
また、従来の汽力発電設備において、蒸気生成量を増加させる際、蒸気タービンに導入する蒸気が所定の温度や圧力の蒸気になるまでに所定時間を要する。
従来の汽力発電設備では、負荷増加の要求に応答する際の時間に対する負荷増加の割合である負荷増加率は、ボイラの蒸気量増加率に依存する。そのため、従来の汽力発電設備では、要求された負荷に達するまでには比較的長い時間を要し、負荷増加の要求に対する負荷応答性を改善する余地がある。
本発明が解決しようとする課題は、負荷増加の要求に対して優れた負荷応答性を有する発電設備を提供することである。
実施形態の発電設備は、蒸気を生成するボイラと、前記ボイラで生成された蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、蒸気流の流れ方向において、前記第１の蒸気タービンの下流側に設けられる第２の蒸気タービンと、前記第２の蒸気タービンから排出される蒸気を凝縮させる復水器と、前記復水器において凝縮した復水を給水として前記ボイラに導く給水管とを備える。
さらに、この発電設備は、自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および前記給水管によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する蓄熱・蒸気生成装置と、前記蓄熱・蒸気生成装置で生成された蒸気を自己の系統に供給する蒸気供給管とを備える。
一般的な汽力発電設備における所定の時刻におけるボイラ負荷およびタービン負荷の変化の一例を示す図である。 第１の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第１の実施の形態の発電設備における蓄熱・蒸気生成装置の内部構成を模式的に示した図である。 第１の実施の形態の発電設備において最低負荷運転の状態から負荷増加要求に基づいて負荷を増加させる際の時間に対する蒸気タービン負荷が示された図である。 第１の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第１の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第２の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 中圧タービンを備えない第２の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第２の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第２の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第３の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第３の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第３の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第４の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第４の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第４の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第５の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第５の実施の形態の発電設備における蓄熱・蒸気生成装置の内部構成を模式的に示した図である。 第５の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第５の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第６の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第６の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第６の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第７の実施の形態の発電設備の構成を模式的に示す系統図である。 第７の実施の形態の発電設備における蓄熱・蒸気生成装置の内部構成を模式的に示した図である。 第７の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。 第７の実施の形態の発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
ここで、ボイラおよび蒸気タービンを備える汽力発電設備において、ボイラにおける機器制約および蒸気タービンにおける機器制約によって、ボイラおよび蒸気タービンには、連続運転可能な最低負荷制約がある。
図１は、一般的な汽力発電設備における所定の時刻におけるボイラ負荷およびタービン負荷の変化の一例を示す図である。図１において、実線はタービン負荷を示し、破線は、ボイラ負荷を示す。
図１に示すように、例えば、再生可能エネルギの供給量が増加する昼間に、ボイラおよび蒸気タービンにおける負荷は低下する。しかしながら、前述したように、ボイラおよび蒸気タービンには、連続運転可能な最低負荷制約がある。最低負荷は、蒸気タービンよりもボイラの方が一般的には高い。そのため、ボイラ負荷とタービン負荷との差分の余剰負荷、すなわち余剰エネルギが発生する。
以下に示す実施の形態では、この余剰エネルギを蓄熱し、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方における汽力発電設備に対する負荷増加要求時に蓄熱した熱量を利用して蒸気を生成する。そして、生成した蒸気を自己の系統で利用して負荷増加の応答性を向上させる。
（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態の発電設備１の構成を模式的に示す系統図である。
図２に示すように、発電設備１は、ボイラ装置１０と、蒸気タービンシステム２０と、蓄熱・蒸気生成装置６０とを主たる構成機器として備える。なお、発電設備１は、ボイラ装置１０および蒸気タービンシステム２０を備える汽力発電設備である。
ボイラ装置１０は、例えば、蒸気を生成するボイラ１１と、蒸気を再熱する再熱ボイラ１２とを備える。なお、ここでは、ボイラ装置１０として、ボイラ１１と再熱ボイラ１２とを併設する構成を示しているが、ボイラ１１と再熱ボイラ１２は、それぞれ別個に構成されてもよい。
蒸気タービンシステム２０は、高圧タービン２１と、中圧タービン２２と、低圧タービン２３と、発電機２４と、復水器２５と、給水管２６と、給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂと、給水加熱器２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃと、脱気器２９とを備える。なお、高圧タービン２１は、第１の蒸気タービンとして機能し、中圧タービン２２は、第３の蒸気タービンとして機能し、低圧タービン２３は、第２の蒸気タービンとして機能する。
蒸気流の流れ方向において、高圧タービン２１、中圧タービン２２、低圧タービン２３の順に備えられる。すなわち、蒸気流の流れ方向において、高圧タービン２１の下流側に中圧タービン２２が備えられ、中圧タービン２２の下流側に低圧タービン２３が備えられる。
発電機２４は、例えば、低圧タービン２３に連結されている。ここでは、高圧タービン２１、中圧タービン２２、低圧タービン２３、発電機２４におけるそれぞれのロータが一軸で連結された一例を示している。
ボイラ１１の出口は、主蒸気管４０を介して高圧タービン２１の入口と連結されている。主蒸気管４０は、圧力・流量調整弁４０ａを備える。高圧タービン２１の出口は、低温再熱蒸気管４１を介して再熱ボイラ１２の入口と連結されている。再熱ボイラ１２の出口は、高温再熱蒸気管４２を介して中圧タービン２２の入口と連結されている。高温再熱蒸気管４２は、圧力・流量調整弁４２ａを備える。
中圧タービン２２の出口は、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３の入口と連結されている。また、中圧タービン２２の出口には、給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂを駆動するための給水ポンプ駆動タービン５０の入口と連結するための蒸気供給管５１が連結されている。蒸気供給管５１は、流量調整弁５１ａを備える。なお、蒸気供給管５１は、給水ポンプ駆動タービン用蒸気供給管として機能する。
低圧タービン２３の出口は、排気管４４を介して復水器２５と連結されている。復水器２５の給水出口は、給水管２６を介してボイラ１１の入口と連結されている。
給水管２６には、例えば、給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂ、給水加熱器２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、脱気器２９が介在している。
給水加熱器２８Ａは、抽気管４５Ａを介して低圧タービン２３の所定のタービン段落と連結されている。給水加熱器２８Ｂは、抽気管４５Ｂを介して中圧タービン２２の所定のタービン段落と連結されている。給水加熱器２８Ｃは、抽気管４５Ｃを介して高圧タービン２１の所定のタービン段落と連結されている。脱気器２９は、抽気管４５Ｄを介して、例えば、中圧タービン２２の所定のタービン段落と連結されている。
また、給水加熱器２８Ａは、熱交換後の抽気を復水器２５に導く排出管４６Ａと連結されている。給水加熱器２８Ｂと脱気器２９の間には、給水加熱器２８Ｂにおける熱交換後の抽気を脱気器２９に導く排出管４６Ｂが設けられている。給水加熱器２８Ｃと給水加熱器２８Ｂの間には、給水加熱器２８Ｃにおける熱交換後の抽気を給水加熱器２８Ｂに導く排出管４６Ｃが設けられている。
なお、ここでは、３つの給水加熱器２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを備えた一例を示したが、この構成に限られない。給水加熱器は、例えば、少なくとも１つ備えられ、４つ以上備えられてもよい。
給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂは、復水器２５において凝縮した復水を給水としてボイラ１１に圧送する。上流側の給水ポンプ２７Ａは、例えば、低圧給水ポンプ、下流側の給水ポンプ２７Ｂは、例えば、高圧給水ポンプとして機能する。
蓄熱・蒸気生成装置６０は、自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および給水管２６によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する。蓄熱機能は、余剰エネルギを利用して熱量を蓄熱する際に機能する。蒸気生成機能は、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする際に機能する。
ここで、図２に示された第１の実施の形態の発電設備１における蓄熱機能を発揮するための構成を第１の蓄熱構造と称し、蒸気生成機能を発揮するための構成を第１の蒸気生成構造と称する。また、第１の蓄熱構造における運転を第１の蓄熱モード運転と称し、第１の蒸気生成構造における運転を第１の蒸気生成モード運転と称する。
第１の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。第１の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
蓄熱・蒸気生成装置６０は、化学蓄熱材を備える。ここでは、脱水反応・水和反応を利用した、ＣａＯ／Ｈ２Ｏ系やＭｇＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材を使用した場合を例示する。なお、蓄熱・蒸気生成装置６０の構成については後述する。
図２に示すように、蓄熱・蒸気生成装置６０には、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５と、排水管６６とが連結されている。
蓄熱用蒸気供給管６１は、第１の蓄熱モード運転の際、蓄熱用の蒸気（余剰蒸気）を蓄熱・蒸気生成装置６０に供給する。蓄熱用蒸気供給管６１の一端は、ボイラ１１と圧力・流量調整弁４０ａとの間の主蒸気管４０に連結され、蓄熱用蒸気供給管６１の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。蓄熱用蒸気供給管６１は、流量調整弁６１ａを備える。
蓄熱用蒸気排出管６２は、蓄熱・蒸気生成装置６０において蓄熱材に熱量を与えた蒸気を排出する。蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、低温再熱蒸気管４１に連結される。蓄熱用蒸気排出管６２の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。蓄熱用蒸気排出管６２は、流量調整弁６２ａを備える。
蒸気生成用給水供給管６３は、第１の蒸気生成モード運転の際、給水の一部を蓄熱・蒸気生成装置６０に供給する。蒸気生成用給水供給管６３の一端は、給水管２６に連結されている。蒸気生成用給水供給管６３の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。蒸気生成用給水供給管６３は、流量調整弁６３ａを備える。
なお、ここでは、蒸気生成用給水供給管６３の一端が、給水加熱器２８Ａと脱気器２９との間で給水管２６に連結された一例を示しているが、この構成に限られない。蒸気生成用給水供給管６３の給水管２６への連結位置は、例えば、蓄熱・蒸気生成装置６０に供給するべき給水の設定温度や設定圧力に基づいて適宜設定される。
例えば、蒸気生成用給水供給管６３は、脱気器２９と給水ポンプ２７Ｂとの間の給水管２６に連結されてもよい。また、蒸気生成用給水供給管６３は、給水加熱器２８Ａと給水ポンプ２７Ａとの間の給水管２６に連結されてもよい。なお、蒸気生成用給水供給管６３を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に給水を供給するために、蒸気生成用給水供給管６３は、給水ポンプ２７Ａよりも下流側において給水管２６に連結される。
蒸気供給管６４は、蒸気生成モード運転の際、蓄熱・蒸気生成装置６０において生成された蒸気を自己の系統に供給する。蒸気供給管６４の一端は、例えば、クロスオーバー管４３に連結されている。蒸気供給管６４の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。蒸気供給管６４は、流量調整弁６４ａを備える。
蓄熱材用水供給管６５は、第１の蒸気生成モード運転の際、化学蓄熱材において水和反応に使用される水または水蒸気を供給する。蓄熱材用水供給管６５の一端は、例えば、抽気管４５Ａに連結されている。蓄熱材用水供給管６５の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。蓄熱材用水供給管６５は、流量調整弁６５ａを備える。
蓄熱材用水供給管６５の一端が連結された位置よりも給水加熱器２８Ａ側の抽気管４５Ａに、例えば、流量調整弁８０が備えられる。
なお、ここでは、蓄熱材用水供給管６５の一端が、抽気管４５Ａに連結された一例を示している。蓄熱材用水供給管６５の一端は、例えば、他の抽気管４５Ｂ、抽気管４５Ｃ、４５Ｄに連結されてもよい。蓄熱材用水供給管６５の一端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に水和反応のために必要な条件を満たした水または水蒸気が得られる配管に連結されればよい。
排水管６６は、第１の蓄熱モード運転の際、化学蓄熱材において脱水反応によって生成された水または水蒸気を排出する。排水管６６の一端は、復水器２５に連結されている。排水管６６の他端は、蓄熱・蒸気生成装置６０に連結されている。排水管６６は、流量調整弁６６ａを備える。
ここで、図３は、第１の実施の形態の発電設備１における蓄熱・蒸気生成装置６０の内部構成を模式的に示した図である。
図３に示すように、蓄熱・蒸気生成装置６０は、装置容器７０と、内部容器７１と、化学蓄熱材７２と、熱交換用配管７３とを備える。
装置容器７０は、筐体で構成され、内部容器７１を収容する。内部容器７１は、筐体で構成され、内部容器７１の内部には化学蓄熱材７２が充填されている。また、内部容器７１の内部には、熱交換用配管７３が蛇行して配置されている。すなわち、熱交換用配管７３は、化学蓄熱材７２に接触しながら、化学蓄熱材７２間を蛇行するように配置されている。
熱交換用配管７３の一端側は、２つに分岐している。一方の分岐部は、蓄熱用蒸気供給管６１に連結され、他方の分岐部は、蒸気生成用給水供給管６３に連結されている。熱交換用配管７３の他端側は、２つに分岐している。一方の分岐部は、蓄熱用蒸気排出管６２に連結され、他方の分岐部は、蒸気供給管６４に連結されている。
内部容器７１の一方の側部には、蓄熱材用水供給管６５が連結されている。内部容器７１の一方の側部に対向する他方の側部には、排水管６６が連結されている。
ここで、化学蓄熱材７２は、反応媒体と蓄熱材が触れ合うときに生じる化学反応熱を利用して蓄熱や放熱を実現できる蓄熱材である。化学蓄熱材７２では、可逆的な吸熱反応・発熱反応を利用して蓄熱や放熱を実現する。化学蓄熱材７２としては、例えば、ＣａＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材、ＭｇＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材などが例示される。なお、化学蓄熱材７２は、これらに限定されるものではなく、可逆的な吸熱反応・発熱反応を利用して蓄熱や放熱を実現できる化学蓄熱材であればよい。
化学蓄熱材を使用した場合には、化学変化を生じなければ、必要な時に蓄熱した熱量を放出することができる。すなわち、化学蓄熱材は、長期間の蓄熱状態を維持することができる。
次に、発電設備１の作用について説明する。
（蒸気タービンシステム２０における主な作用）
まず、発電設備１の蒸気タービンシステム２０における主な作用について、図２を参照して説明する。
主蒸気管４０から高圧タービン２１に導入された蒸気は、高圧タービン２１を回動させた後、低温再熱蒸気管４１を介して再熱ボイラ１２に導入される。再熱ボイラ１２において過熱された蒸気は、高温再熱蒸気管４２を介して中圧タービン２２に導入される。
中圧タービン２２に導入された蒸気は、中圧タービン２２を回動させた後、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３に導入される。また、中圧タービン２２から排出される蒸気の一部は、蒸気供給管５１を介して給水ポンプ駆動タービン５０に導入される。給水ポンプ駆動タービン５０に導入された蒸気は、給水ポンプ駆動タービン５０を回動させる。この給水ポンプ駆動タービン５０の回動によって給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂは駆動される。なお、給水ポンプ駆動タービン５０を回動させた蒸気は、例えば、復水器２５に導入される。
低圧タービン２３に導入された蒸気は、低圧タービン２３を回動させた後、排気管４４を介して復水器２５に導入される。なお、発電機２４は、低圧タービン２３の回動によって駆動され、発電する。
復水器２５に導入された蒸気は、凝縮して復水となる。給水管２６の復水は、給水として給水ポンプ２７Ａ、２７Ｂよって圧送され、給水管２６を介してボイラ１１に導かれる。なお、給水は、給水管２６を流れる際、給水加熱器２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにおいて抽気によって加熱される。また、給水は、脱気器２９において脱気される。
（蓄熱・蒸気生成装置６０の作用：第１の蓄熱モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０の第１の蓄熱モード運転時の作用について、図２および図３を参照して説明する。
前述したように、再生可能エネルギの供給量が増加する昼間にボイラおよび蒸気タービンにおいて最低負荷運転をする際、ボイラ負荷とタービン負荷との差分の余剰エネルギが発生する。蓄熱モード運転においては、この余剰エネルギを蓄熱・蒸気生成装置６０に蓄熱する。なお、この余剰エネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギである。
第１の蓄熱モード運転時において、蓄熱用蒸気供給管６１の流量調整弁６１ａおよび蓄熱用蒸気排出管６２の流量調整弁６２ａは開かれる。流量調整弁６１ａは、余剰エネルギを有する、ボイラ１１で生成された余剰蒸気が蓄熱用蒸気供給管６１に供給されるように調整される。
蒸気生成用給水供給管６３の流量調整弁６３ａおよび蒸気供給管６４の流量調整弁６４ａは閉じられる。蓄熱材用水供給管６５の流量調整弁６５ａは閉じられ、排水管６６の流量調整弁６６ａは開かれる。
なお、以下に示す各実施の形態の蓄熱モード運転時における各流量調整弁６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａの開閉状態は、上記した第１の蓄熱モード運転時における各流量調整弁６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａの開閉状態と同じである。
ボイラ１１で生成された余剰蒸気は、主蒸気管４０から蓄熱用蒸気供給管６１を介して熱交換用配管７３に導入される。
ここで、例えば、ＣａＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材７２において蓄熱する場合、熱交換用配管７３に導入された余剰蒸気は、Ｃａ（ＯＨ）２の状態の化学蓄熱材７２に熱量を与える。換言すれば、熱交換用配管７３に導入された余剰蒸気は、Ｃａ（ＯＨ）２の状態の化学蓄熱材７２を加熱する。これによって生じる、Ｃａ（ＯＨ）２がＣａＯとＨ２Ｏに分離する脱水反応によって蓄熱する。
この際、熱交換用配管７３を流れる余剰蒸気によって化学蓄熱材７２を４００～５００℃の温度に加熱することで、脱水反応が促進される。脱水反応によって生成された水は、排水管６６を介して復水器２５に排出される。
例えば、ＭｇＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材７２において蓄熱する場合、熱交換用配管７３に導入された余剰蒸気は、Ｍｇ（ＯＨ）２の状態の化学蓄熱材７２に熱量を与える。換言すれば、熱交換用配管７３に導入された余剰蒸気は、Ｍｇ（ＯＨ）２の状態の化学蓄熱材７２を加熱する。これによって生じる、Ｍｇ（ＯＨ）２をＭｇＯとＨ２Ｏに分離する脱水反応によって蓄熱する。
この際、熱交換用配管７３を流れる余剰蒸気によって化学蓄熱材７２を２００～４００℃の温度に加熱することで、脱水反応が促進される。脱水反応によって生成された水は、排水管６６を介して復水器２５に排出される。
化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して低温再熱蒸気管４１に導入される。
（蓄熱・蒸気生成装置６０の作用：第１の蒸気生成モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０の第１の蒸気生成モード運転時の作用について、図２および図３を参照して説明する。ここで、蒸気生成モード運転では、化学蓄熱材７２における作用としては蓄熱した熱量を放熱する。
前述したように、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方において、汽力発電設備に対して負荷増加が要求される。蒸気生成モード運転においては、負荷増加要求の際、蓄熱した熱量を利用して蒸気を生成して自己の系統で利用する。
第１の蒸気生成モード運転時において、蓄熱用蒸気供給管６１の流量調整弁６１ａおよび蓄熱用蒸気排出管６２の流量調整弁６２ａは閉じられる。蒸気生成用給水供給管６３の流量調整弁６３ａおよび蒸気供給管６４の流量調整弁６４ａは開かれる。蓄熱材用水供給管６５の流量調整弁６５ａは開かれ、排水管６６の流量調整弁６６ａは閉じられる。
なお、以下に示す各実施の形態の蒸気生成モード運転時における各流量調整弁６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａの開閉状態は、上記した第１の蒸気生成モード運転時における各流量調整弁６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａの開閉状態と同じである。
例えば、ＣａＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材７２において放熱する場合、抽気管４５Ａからの抽気は、蓄熱材用水供給管６５を介してＣａＯの状態の化学蓄熱材７２に供給される。これによって生じる、水蒸気とＣａＯが結合する水和反応によって放熱する。
例えば、ＭｇＯ／Ｈ２Ｏ系の化学蓄熱材７２において放熱する場合、抽気管４５Ａからの抽気は、蓄熱材用水供給管６５を介してＭｇＯの状態の化学蓄熱材７２に供給される。これによって生じる、水蒸気とＭｇＯが結合する水和反応によって放熱する。
ここで、化学蓄熱材７２において水和反応における放熱量は、例えば、蓄熱材用水供給管６５を介して供給される蒸気量によって調整される。なお、ここでは、蓄熱材用水供給管６５を介して化学蓄熱材７２に蒸気が供給される一例を示したが、水を供給する場合においても蒸気を供給する場合と同様の作用効果が得られる。
蒸気生成用給水供給管６３から熱交換用配管７３に供給された給水は、化学蓄熱材７２の放熱によって加熱され、過熱蒸気となる。蓄熱・蒸気生成装置６０において生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して、例えば、クロスオーバー管４３に供給される。クロスオーバー管４３に供給された蒸気は、中圧タービン２２から排出された蒸気とともに、低圧タービン２３に導入される。これによって、低圧タービン２３に導入される蒸気量が増加し、タービン出力が増加する。
ここで、図４は、第１の実施の形態の発電設備１において最低負荷運転の状態から負荷増加要求に基づいて負荷を増加させる際の時間に対する蒸気タービン負荷が示された図である。なお、図４には、比較のため、蓄熱・蒸気生成装置６０を備えない従来の汽水発電設備における蒸気タービン負荷を一点鎖線で示している。また、時間ｔ１は、負荷増加要求がされた時である。
図４に示すように、発電設備１において負荷増加要求がされた時間ｔ１以降蒸気タービン負荷は増加する。そして、発電設備１において時間ｔ４に所定の蒸気タービン負荷に達している。ここで、時間ｔ１において、蓄熱モード運転から蒸気生成モード運転に切り替わるため、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に蓄熱用に導入される蒸気は遮断される。そして、蓄熱・蒸気生成装置６０に導入されていた分の蒸気が高圧タービン２１に導入されるため、時間ｔ１から蒸気タービン負荷は増加する。
ここで、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、蓄熱・蒸気生成装置６０は、化学蓄熱材７２が水和反応を開始するためのアイドリング状態である。そして、時間ｔ２に達したときに蓄熱・蒸気生成装置６０から蒸気が供給される。そのため、時間ｔ２以降、時間に対する蒸気タービン負荷の増加率が大きくなる。
一方、従来の汽水発電設備においては、負荷増加要求がされた時間ｔ１から時間ｔ３まで蒸気タービン負荷は増加していない。これは、蒸気生成量を増加させる際、蒸気タービンに導入される蒸気が所定の温度や圧力の蒸気になるまでに所定時間を要するためである。
従来の汽水発電設備において、時間ｔ３以降、蒸気タービン負荷は増加し、時間ｔ５に所定の蒸気タービン負荷に達している。
発電設備１は、従来の汽水発電設備が所定の蒸気タービン負荷に達するまでに、図４に斜線で示した面積に相当する分の熱量を蒸気として低圧タービン２３に供給している。これによって、発電設備１は、負荷増加の応答性に優れ、短時間で要求された負荷に達することができる。
上記したように、第１の実施の形態の発電設備１によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０を備えることで、自己の系統において生じた余剰エネルギを蓄熱することができる。また、負荷増加要求がされた際、蓄熱・蒸気生成装置６０は、蓄熱された熱量を利用して蒸気を生成することができる。蓄熱・蒸気生成装置６０において生成された蒸気は、自己の系統である、例えば、低圧タービン２３に導入される。これによって、発電設備１において、短時間で要求された負荷に到達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
ここで、上記した発電設備１において、例えば、中圧タービン２２や低圧タービン２３からの抽気を給水加熱器２８Ａ、２８Ｂに導入する構成に加えて、中圧タービン２２や低圧タービン２３からの抽気を、例えば、外部の設備に供給する構成を備える発電設備もある。図２には、例えば、低圧タービン２３からの抽気を外部の設備に供給する抽気管４５Ｅを例示している。
外部の設備として、例えば、ボイラ装置１０で燃焼させる液体燃料を気化させる気化装置などが例示される。また、外部の設備として、例えば、ボイラ装置１０から排出される二酸化炭素を回収して貯留する二酸化炭素回収・貯留システム（ＣＣＳシステム）などが例示される。なお、外部の設備は、特に限定されるものではなく、高圧タービン２１、中圧タービン２２または低圧タービン２３からの抽気を利用する設備であればよい。
この場合においても、第１の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気が蒸気供給管６４を介して低圧タービン２３に導入されるため、上記したように、優れた負荷応答性の効果が得られる。
この場合、例えば、外部の設備への中圧タービン２２や低圧タービン２３からの抽気の供給を遮断し、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気を外部の設備へ供給する構成としてもよい。この場合、中圧タービン２２や低圧タービン２３を流れる作動流体が抽気されないため、中圧タービン２２や低圧タービン２３に流れる作動流体の流量は増加する。これによって、上記したように、優れた負荷応答性の効果が得られる。
（第１の実施の形態におけるその他の形態）
図５および図６は、第１の実施の形態の発電設備１におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図５および図６に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
ここで、図５に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第２の蒸気生成構造と称する。第２の蒸気生成構造における運転を第２の蒸気生成モード運転と称する。また、図６に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第３の蒸気生成構造と称する。第３の蒸気生成構造における運転を第３の蒸気生成モード運転と称する。
第２の蒸気生成構造および第３の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
図５に示すように、第２の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、給水ポンプ駆動タービン５０の蒸気入口に連結される。
第２の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して給水ポンプ駆動タービン５０に供給される。この際、蒸気供給管５１の流量調整弁５１ａは閉じられる。そのため、中圧タービン２２から排出された蒸気は、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３に導入される。
そのため、給水ポンプ駆動タービン５０に供給されていた分の蒸気が低圧タービン２３に導入されるため、タービン出力が増加する。これによって、図５に示されるその他の形態においても、図２に示された第１の実施の形態の発電設備１と同様に、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図６に示すように、第３の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、抽気管４５Ａに連結される。蒸気供給管６４の一端は、流量調整弁８０が介在する位置よりも給水加熱器２８Ａ側に連結される。
第３の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して抽気管４５Ａに供給される。この際、流量調整弁８０は閉じられる。低圧タービン２３からの抽気量は、蓄熱材用水供給管６５を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される蒸気量となる。そのため、低圧タービン２３からの抽気量は減少するため、タービン出力が増加する。これによって、図６に示されるその他の形態においても、図２に示された第１の実施の形態の発電設備１と同様に、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態の発電設備２の構成を模式的に示す系統図である。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態の発電設備１と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
第２の実施の形態の発電設備２の構成は、蓄熱用蒸気排出管６２の連結構成以外は、図２に示した第１の実施の形態の発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。なお、図７に示された第２の実施の形態の発電設備２における蒸気生成機能の構成は、前述した第１の蒸気生成構造である。
ここで、図７に示された第２の実施の形態の発電設備２における蓄熱機能を発揮するための構成を第２の蓄熱構造と称する。第２の蓄熱構造における運転を第２の蓄熱モード運転と称する。
第２の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。
図７に示すように、第２の蓄熱構造において、蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、抽気管４５Ｃに連結されている。なお、ここでは、蓄熱用蒸気排出管６２の一端が抽気管４５Ｃに連結された一例が示されているが、蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、例えば、他の抽気管４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ａに連結されてもよい。例えば、蓄熱用蒸気排出管６２から供給される蒸気の温度に基づいて、蓄熱用蒸気排出管６２の一端を連結する抽気管４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ａは、設定されてもよい。
第２の蓄熱モード運転時において、余剰蒸気は、主蒸気管４０から蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される。そして、前述した作用で化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して抽気管４５Ｃに導入される。これによって、給水の温度が上昇して、第２の蓄熱モード運転時におけるサイクル熱効率が向上する。なお、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される余剰蒸気のエネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギとして機能する。
また、発電設備２は第１の蒸気生成構造を備えるため、発電設備２では前述した第１の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。
第２の実施の形態の発電設備２によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０を備えることで、第１の実施の形態の発電設備１における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第２の実施の形態の発電設備２において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
ここで、第２の実施の形態の発電設備２は、中圧タービン２２を備えない構成でもよい。図８は、中圧タービン２２を備えない第２の実施の形態の発電設備２の構成を模式的に示す系統図である。
図８に示された発電設備２は、中圧タービン２２を備えないため、再熱ボイラ１２、低温再熱蒸気管４１、高温再熱蒸気管４２も備えない。高圧タービン２１の出口は、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３の入口に連結されている。
なお、高圧タービン２１および低圧タービン２３の構成は、一体化されたケーシング内に備えられてもよい。この場合、高圧タービン２１から排出された蒸気は、クロスオーバー管４３を介さずに、低圧タービン２３に導入される。また、蒸気供給管６４を介して供給される蒸気は、低圧タービン２３の初段の静翼または上流段のタービン段落に供給される。
高圧タービン２１から排出される蒸気の一部は、蒸気供給管５１を介して給水ポンプ駆動タービン５０に導入される。また、脱気器２９には、抽気管４５Ｄを介して高圧タービン２１の所定のタービン段落からの抽気が導入される。
なお、第１の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された過熱蒸気は、蒸気供給管６４を介してクロスオーバー管４３に供給される。
図８に示された発電設備２においても、図７に示された発電設備２と同様の作用効果が得られる。
（第２の実施の形態におけるその他の形態）
図９および図１０は、第２の実施の形態の発電設備２におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図９および図１０に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
図９に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第２の蒸気生成構造であり、第２の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第２の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図９に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図１０に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第３の蒸気生成構造であり、第３の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第３の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１０に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第３の実施の形態）
図１１は、第３の実施の形態の発電設備３の構成を模式的に示す系統図である。第３の実施の形態の発電設備３の構成は、蓄熱用蒸気供給管６１および蓄熱用蒸気排出管６２の連結構成以外は、図２に示した第１の実施の形態の発電設備１の構成と同じである。
そのため、ここでは、第１の実施の形態の発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。なお、図１１に示された第３の実施の形態の発電設備３における蒸気生成機能の構成は、前述した第１の蒸気生成構造である。
ここで、図１１に示された第３の実施の形態の発電設備３における蓄熱機能を発揮するための構成を第３の蓄熱構造と称する。第３の蓄熱構造における運転を第３の蓄熱モード運転と称する。
第３の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。
図１１に示すように、第３の蓄熱構造において、蓄熱用蒸気供給管６１の一端は、再熱ボイラ１２と圧力・流量調整弁４２ａとの間の高温再熱蒸気管４２に連結されている。蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、復水器２５に連結されている。
第３の蓄熱モード運転時において、余剰蒸気は、高温再熱蒸気管４２から蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される。そして、前述した作用で化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して復水器２５に導入される。なお、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される余剰蒸気のエネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギとして機能する。
また、発電設備３は第１の蒸気生成構造を備えるため、発電設備３では前述した第１の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。
第３の実施の形態の発電設備３によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０を備えることで、第１の実施の形態の発電設備１における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第３の実施の形態の発電設備３において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第３の実施の形態におけるその他の形態）
図１２および図１３は、第３の実施の形態の発電設備３におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１２および図１３に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
図１２に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第２の蒸気生成構造であり、第２の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第２の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１２に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図１３に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第３の蒸気生成構造であり、第３の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第３の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１３に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第４の実施の形態）
図１４は、第４の実施の形態の発電設備４の構成を模式的に示す系統図である。第４の実施の形態の発電設備４の構成は、蓄熱用蒸気供給管６１および蓄熱用蒸気排出管６２の連結構成以外は、図２に示した第１の実施の形態の発電設備１の構成と同じである。
そのため、ここでは、第１の実施の形態の発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。なお、図１４に示された第４の実施の形態の発電設備４における蒸気生成機能の構成は、前述した第１の蒸気生成構造である。
ここで、図１４に示された第４の実施の形態の発電設備４における蓄熱機能を発揮するための構成を第４の蓄熱構造と称する。第４の蓄熱構造における運転を第４の蓄熱モード運転と称する。
第４の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０と、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。
図１４に示すように、第４の蓄熱構造において、蓄熱用蒸気供給管６１の一端は、再熱ボイラ１２と圧力・流量調整弁４２ａとの間の高温再熱蒸気管４２に連結されている。蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、抽気管４５Ｃに連結されている。なお、ここでは、蓄熱用蒸気排出管６２の一端が抽気管４５Ｃに連結された一例が示されているが、蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、例えば、他の抽気管４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ａに連結されてもよい。例えば、蓄熱用蒸気排出管６２から供給される蒸気の温度に基づいて、蓄熱用蒸気排出管６２の一端を連結する抽気管４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ａは設定されてもよい。
第４の蓄熱モード運転時において、余剰蒸気は、高温再熱蒸気管４２から蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される。そして、前述した作用で化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して抽気管４５Ｃに導入される。これによって、給水の温度が上昇して、第４の蓄熱モード運転時におけるサイクル熱効率が向上する。なお、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０に供給される余剰蒸気のエネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギとして機能する。
また、発電設備４は第１の蒸気生成構造を備えるため、発電設備４では前述した第１の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。
第４の実施の形態の発電設備３によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０を備えることで、第１の実施の形態の発電設備１における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第４の実施の形態の発電設備４において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第４の実施の形態におけるその他の形態）
図１５および図１６は、第４の実施の形態の発電設備４におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１５および図１６に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０で生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
図１５に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第２の蒸気生成構造であり、第２の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第２の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１５に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図１６に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第３の蒸気生成構造であり、第３の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第３の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１６に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第５の実施の形態）
図１７は、第５の実施の形態の発電設備５の構成を模式的に示す系統図である。図１８は、第５の実施の形態の発電設備５における蓄熱・蒸気生成装置６０Ａの内部構成を模式的に示した図である。
第５の実施の形態の発電設備５の構成は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａおよび蓄熱用蒸気排出管６２の連結構成以外は、図２に示した第１の実施の形態の発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
ここで、図１７に示された第５の実施の形態の発電設備５における蓄熱機能を発揮するための構成を第５の蓄熱構造と称し、蒸気生成機能を発揮するための構成を第４の蒸気生成構造と称する。また、第５の蓄熱構造における運転を第５の蓄熱モード運転と称し、第４の蒸気生成構造における運転を第４の蒸気生成モード運転と称する。
第５の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａと、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。第４の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａと、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
図１７に示すように、第５の蓄熱構造において、蓄熱用蒸気排出管６２の一端は、復水器２５に連結されている。また、第４の蒸気生成構造において、蒸気生成用給水供給管６３の一端が、給水ポンプ２７Ａと給水加熱器２８Ａとの間で給水管２６に連結された一例を示している。
蓄熱・蒸気生成装置６０Ａは、図１８に示すように、装置容器９０と、化学蓄熱材を備える蓄熱・蒸気生成部９１と、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材を備える蓄熱・蒸気生成部９２とを備える。なお、化学蓄熱材を備える蓄熱・蒸気生成部９１の構成は、図３を参照して説明した蓄熱・蒸気生成装置６０の内部容器７１内の構成と同じである。
装置容器９０は、筐体で構成され、蓄熱・蒸気生成部９１および蓄熱・蒸気生成部９２を収容する。
蓄熱・蒸気生成部９２は、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が内部に充填された内部容器９３を備える。潜熱蓄熱材は、物質の相変化を利用して熱量を蓄える蓄熱材である。潜熱蓄熱材は、例えば、樹脂などの外殻（シェル）や容器に潜熱蓄熱物質を充填して構成される。この場合、潜熱蓄熱材は、潜熱蓄熱材間の隙間を流れる流体と熱量の授受を行う。
ここで、蓄熱・蒸気生成部９２には、蓄熱・蒸気生成部９１で熱量を与えた後の余剰蒸気が供給される。そのため、蓄熱・蒸気生成部９２に供給される余剰蒸気の温度は、蓄熱・蒸気生成部９１に供給される余剰蒸気の温度よりも低い。
潜熱蓄熱物質は、所定の温度範囲（例えば、２５０～３５０℃）において相変化する物質が使用される。例えば、潜熱蓄熱物質として、合金ＰＣＭ（Phase Change Material）、溶融塩、水、ポリエチレン、エリスリトールやマンニトール等の糖アルコール、パラフィンなどが例示される。
顕熱蓄熱材は、物質の温度変化による熱量を蓄える蓄熱材である。顕熱蓄熱材としては、例えば、岩石、コンクリート、セラミックスなどが例示される。内部容器９３内に充填された顕熱蓄熱材は、顕熱蓄熱材間の隙間を流れる流体と熱量の授受を行う。
ここで、蓄熱・蒸気生成部９１において、熱交換用配管７３の一端側において、一方の分岐部は、蓄熱用蒸気供給管６１に連結され、他方の分岐部は、蒸気供給管６４に連結されている。熱交換用配管７３の他端は、連結管９４と連結されている。この連結管９４は、蓄熱・蒸気生成部９１と蓄熱・蒸気生成部９２との間を連結する。また、連結管９４は、内部容器９３内に連通している。
また、蓄熱・蒸気生成部９２において、連結管９４と連結する側に対向する側には、配管９５が設けられている。この配管９５の他端側は、２つに分岐している。一方の分岐部は、蓄熱用蒸気排出管６２に連結され、他方の分岐部は、蒸気生成用給水供給管６３に連結されている。
このように、蓄熱・蒸気生成部９１は、第５の蓄熱モード運転時において高温の蒸気を供給する蓄熱用蒸気供給管６１側、かつ第４の蒸気生成モード運転時において生成された蒸気を供給する蒸気供給管６４側に位置している。一方、蓄熱・蒸気生成部９２は、第５の蓄熱モード運転時において化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気を排出する蓄熱用蒸気排出管６２側、かつ第４の蒸気生成モード運転時において蒸気を生成するための給水を供給する蒸気生成用給水供給管６３側に位置している。
なお、ここでは、蓄熱・蒸気生成部９１および蓄熱・蒸気生成部９２が一つの容器である装置容器９０内に備えられた一例が示されているが、この構成に限られない。蓄熱・蒸気生成部９１と蓄熱・蒸気生成部９２は、一つの容器内に配置されず、それぞれ独立して配置されてもよい。この場合においても、前述したように、蓄熱・蒸気生成部９１と蓄熱・蒸気生成部９２は、連結管９４によって連結される。
（蓄熱・蒸気生成装置６０Ａの作用：第５の蓄熱モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａの第５の蓄熱モード運転時の作用について、図１７および図１８を参照して説明する。前述したように、第５の蓄熱モード運転においては、余剰エネルギを蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに蓄熱する。
第５の蓄熱モード運転時において、ボイラ１１で生成された余剰蒸気は、主蒸気管４０から蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成部９１の熱交換用配管７３に導入される。なお、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに供給される余剰蒸気のエネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギとして機能する。図３を参照して説明したように、熱交換用配管７３に導入された余剰蒸気は、化学蓄熱材７２を加熱する。化学蓄熱材７２は、脱水反応によって蓄熱する。脱水反応によって生成された水は、排水管６６を介して復水器２５に排出される。
そして、化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気は、連結管９４を介して蓄熱・蒸気生成部９２の内部容器９３内に導入される。内部容器９３内に導入された余剰蒸気は、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材に熱量を与える。これによって、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材は蓄熱する。
潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して復水器２５に導入される。
（蓄熱・蒸気生成装置６０Ａの作用：第４の蒸気生成モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａの第４の蒸気生成モード運転時の作用について、図１７および図１８を参照して説明する。
前述したように、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方において、汽力発電設備に対して負荷増加が要求される。蒸気生成モード運転においては、負荷増加要求の際、蓄熱した熱量を利用して蒸気を生成して自己の系統で利用する。
第４の蒸気生成モード運転時において、蒸気生成用給水供給管６３から配管９５を介して蓄熱・蒸気生成部９２に供給された給水は、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が蓄熱する熱量によって加熱される。加熱された給水は、蒸気または水の状態で連結管９４を介して熱交換用配管７３に供給される。
ここで、抽気管４５Ａからの抽気は、蓄熱材用水供給管６５を介して化学蓄熱材７２に供給される。図３を参照して説明したように、化学蓄熱材７２は、水和反応によって放熱する。
熱交換用配管７３に供給された蒸気または水は、化学蓄熱材７２の放熱によって加熱され、過熱蒸気となる。蓄熱・蒸気生成部９１において生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して、例えば、クロスオーバー管４３に供給される。クロスオーバー管４３に供給された蒸気は、中圧タービン２２から排出された蒸気とともに、低圧タービン２３に導入される。これによって、低圧タービン２３に導入される蒸気量が増加し、タービン出力が増加する。
第５の実施の形態の発電設備５によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａを備えることで、第１の実施の形態の発電設備１における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第５の実施の形態の発電設備５において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
化学蓄熱材７２に加えて潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材を備えることで、第５の蓄熱モード運転時に、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材において、化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気が有する熱量を蓄熱することができる。これによって、余剰蒸気が有する熱量を有効に蓄熱することができる。
また、第４の蒸気生成モード運転時に、給水を潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が有する熱量によって加熱後、化学蓄熱材７２が有する熱量によって加熱することで、蒸気の生成量を増加させることができる。また、第４の蒸気生成モード運転時に、蒸気生成用給水供給管６３を介して供給された低温の給水を潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が有する熱量によって加熱することで、例えば、給水加熱器２８Ａなどで低温の給水を加熱するために供給される抽気量を削減できる。低温の給水として、例えば、給水ポンプ２７Ａと給水加熱器２８Ａとの間の給水管２６から供給された給水などが例示できる。これによって、例えば、低圧タービン２３からの抽気量が減少し、負荷増加の応答性を向上できる。
ここで、第５の実施の形態の発電設備５は、中圧タービン２２を備えない構成でもよい。なお、中圧タービン２２を備えない構成は、図８を参照して説明したとおり、図１７に示された構成から、中圧タービン２２、再熱ボイラ１２、低温再熱蒸気管４１、高温再熱蒸気管４２を取り除いた構成となる。この場合においても、図１７に示された発電設備５と同様の作用効果が得られる。
（第５の実施の形態におけるその他の形態）
図１９および図２０は、第５の実施の形態の発電設備５におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１９および図２０に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａで生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
ここで、図１９に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第５の蒸気生成構造と称する。第５の蒸気生成構造における運転を第５の蒸気生成モード運転と称する。また、図２０に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第６の蒸気生成構造と称する。第６の蒸気生成構造における運転を第６の蒸気生成モード運転と称する。
第５の蒸気生成構造および第６の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａと、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
なお、第５の蒸気生成モード運転時および第６の蒸気生成モード運転時において、給水から過熱蒸気を生成する作用は、上記した第４の蒸気生成モード運転時における作用と同じである。
図１９に示すように、第５の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、給水ポンプ駆動タービン５０の蒸気入口に連結される。第５の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａで生成された過熱蒸気は、蒸気供給管６４を介して給水ポンプ駆動タービン５０に供給される。この際、蒸気供給管５１の流量調整弁５１ａは閉じられる。そのため、中圧タービン２２から排出された蒸気は、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３に導入される。
このように、給水ポンプ駆動タービン５０に供給されていた分の蒸気が低圧タービン２３に導入されるため、タービン出力が増加する。これによって、図１９に示されるその他の形態においても、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図２０に示すように、第６の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、抽気管４５Ａに連結される。蒸気供給管６４の一端は、流量調整弁８０が介在する位置よりも給水加熱器２８Ａ側に連結される。
第６の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａで生成された過熱蒸気は、蒸気供給管６４を介して抽気管４５Ａに供給される。この際、流量調整弁８０は閉じられる。低圧タービン２３からの抽気量は、蓄熱材用水供給管６５を介して蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに供給される蒸気量となる。そのため、低圧タービン２３からの抽気量は、減少するため、タービン出力が増加する。これによって、図２０に示されるその他の形態においても、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第６の実施の形態）
図２１は、第６の実施の形態の発電設備６の構成を模式的に示す系統図である。第２の実施の形態の発電設備２の構成は、蓄熱用蒸気供給管６１の連結構成以外は、図１７に示した第５の実施の形態の発電設備５の構成と同じである。そのため、ここでは、第５の実施の形態の発電設備５の構成と異なる構成について主に説明する。
なお、図２１に示された第５の実施の形態の発電設備５における蒸気生成機能の構成は、前述した第４の蒸気生成構造である。
ここで、図２１に示された第６の実施の形態の発電設備６における蓄熱機能を発揮するための構成を第６の蓄熱構造と称する。第６の蓄熱構造における運転を第６の蓄熱モード運転と称する。
第６の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａと、蓄熱用蒸気供給管６１と、蓄熱用蒸気排出管６２と、排水管６６とを備える。
図２１に示すように、第６の蓄熱構造において、蓄熱用蒸気供給管６１の一端は、再熱ボイラ１２と圧力・流量調整弁４２ａとの間の高温再熱蒸気管４２に連結されている。
第６の蓄熱モード運転時において、余剰蒸気は、高温再熱蒸気管４２から蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに供給される。そして、前述した作用で蓄熱・蒸気生成部９１および蓄熱・蒸気生成部９２に熱量を与えた余剰蒸気は、蓄熱用蒸気排出管６２を介して復水器２５に導入される。なお、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに供給される余剰蒸気のエネルギは、自己の系統で発生した余剰エネルギとして機能する。
また、発電設備６は第４の蒸気生成構造を備えるため、発電設備６では第５の実施の形態で説明した第４の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。
第６の実施の形態の発電設備６によれば、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａを備えることで、第５の実施の形態の発電設備５における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第６の実施の形態の発電設備６において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
また、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａが化学蓄熱材７２に加えて潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材を備えることで、第６の蓄熱モード運転時に、潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材において、化学蓄熱材７２に熱量を与えた余剰蒸気が有する熱量を蓄熱することができる。これによって、余剰蒸気が有する熱量を有効に蓄熱することができる。
（第６の実施の形態におけるその他の形態）
図２２および図２３は、第６の実施の形態の発電設備６におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図２２および図２３に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ａで生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
図２２に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第５の蒸気生成構造であり、第５の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第５の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図２２に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図２３に示されるその他の形態における蒸気生成機能の構成は、前述した第６の蒸気生成構造であり、第６の蒸気生成モード運転を実行する。そのため、前述した第６の蒸気生成構造を備えることによる作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、図２３に示されるその他の形態では、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（第７の実施の形態）
図２４は、第７の実施の形態の発電設備７の構成を模式的に示す系統図である。図２５は、第７の実施の形態の発電設備７における蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂの内部構成を模式的に示した図である。
第７の実施の形態の発電設備７の構成は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂ、第７の蓄熱構造および第７の蒸気生成構造以外は、図２に示した第１の実施の形態の発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
第７の実施の形態における蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂは、自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および給水管２６によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する。そして、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂにおいて、自己の系統で発生した余剰エネルギとして余剰電力を利用する。
この余剰電力は、ボイラ１１で生成された余剰蒸気を蒸気タービンシステム２０に導入することで発生した電力である。すなわち、余剰電力は、余剰蒸気を蒸気タービンシステム２０に導入することによって、発電機２４において発生した、余剰蒸気に相当する分の電力である。
ここで、図２４に示された第７の実施の形態の発電設備７における蓄熱機能を発揮するための構成を第７の蓄熱構造と称し、蒸気生成機能を発揮するための構成を第７の蒸気生成構造と称する。また、第７の蓄熱構造における運転を第７の蓄熱モード運転と称し、第７の蒸気生成構造における運転を第７の蒸気生成モード運転と称する。
第７の蓄熱構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂと、電力供給ライン１００と、排水管６６とを備える。第７の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂと、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
図２４に示すように、第７の蓄熱構造において、蓄熱の熱源として熱電変換装置を利用する。そのため、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂに蓄熱用の蒸気を供給する系統、および蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂから蓄熱用の蒸気を排出する系統は備えない。これによって、主蒸気管４０を流れる、余剰蒸気を含む蒸気は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂに供給されることなく、高圧タービン２１に導入される。また、高温再熱蒸気管４２を流れる、余剰蒸気を含む蒸気は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂに供給されることなく、中圧タービン２２に導入される。
蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂは、図２５に示すように、装置容器７０と、内部容器７１と、化学蓄熱材７２と、熱交換用配管７３と、熱電変換装置７５とを備える。なお、図２５において、図３に示した蓄熱・蒸気生成装置６０の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。なお、図２５において、熱交換用配管７３と区別するため、熱電変換装置７５は、破線で示されている。
内部容器７１の内部には、熱電変換装置７５が蛇行して配置されている。すなわち、熱電変換装置７５は、熱交換用配管７３と同様に、化学蓄熱材７２に接触しながら、化学蓄熱材７２間を蛇行するように配置されている。なお、熱電変換装置７５は、熱交換用配管７３の外表面に接触しないように配置されることが好ましい。
熱電変換装置７５は、電力によって熱を発生させる。熱電変換装置７５は、例えば、電気ヒータなどで構成される。熱電変換装置７５の両端は、電力が供給される端子として機能する。熱電変換装置７５の両端は、電力を供給可能なように、例えば、内部容器７１および装置容器７０の外部に突出している。また、熱電変換装置７５の両端は、電力供給ライン１００を介して発電機２４に連結されている。そして、熱電変換装置７５の両端には、発電機２４で発生した余剰電力が供給される。なお、図２４において、電力供給ライン１００は、破線で示されている。
蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂは、蓄熱用の蒸気を供給する系統および蓄熱用の蒸気を排出する系統は備えないため、熱交換用配管７３の一端は、蒸気生成用給水供給管６３に連結され、熱交換用配管７３の他端は、蒸気供給管６４に連結されている。
（蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂの作用：第７の蓄熱モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂの第７の蓄熱モード運転時の作用について、図２４および図２５を参照して説明する。第７の蓄熱モード運転においては、余剰エネルギを蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂに蓄熱する。
第７の蓄熱モード運転時において、蒸気生成用給水供給管６３の流量調整弁６３ａおよび蒸気供給管６４の流量調整弁６４ａは閉じられる。蓄熱材用水供給管６５の流量調整弁６５ａは閉じられ、排水管６６の流量調整弁６６ａは開かれる。
発電機２４で発生した余剰電力は、電力供給ライン１００を介して熱電変換装置７５に供給される。熱電変換装置７５は、供給された電力によって熱を発生させる。化学蓄熱材７２は、この発生した熱によって加熱される。そして、化学蓄熱材７２は、脱水反応によって蓄熱する。脱水反応によって生成された水は、排水管６６を介して復水器２５に排出される。
（蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂの作用：第７の蒸気生成モード運転時）
次に、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂの第７の蒸気生成モード運転時の作用について、図２４および図２５を参照して説明する。
前述したように、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方において、汽力発電設備に対して負荷増加が要求される。蒸気生成モード運転においては、負荷増加要求の際、蓄熱した熱量を利用して蒸気を生成して自己の系統で利用する。
第７の蒸気生成モード運転時において、蒸気生成用給水供給管６３の流量調整弁６３ａおよび蒸気供給管６４の流量調整弁６４ａは開かれる。蓄熱材用水供給管６５の流量調整弁６５ａは開かれ、排水管６６の流量調整弁６６ａは閉じられる。
抽気管４５Ａからの抽気は、蓄熱材用水供給管６５を介して化学蓄熱材７２に供給される。前述したように、化学蓄熱材７２は、水和反応によって放熱する。
蒸気生成用給水供給管６３を介して熱交換用配管７３に供給された給水は、化学蓄熱材７２の放熱によって加熱され、過熱蒸気となる。蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂにおいて生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して、例えば、クロスオーバー管４３に供給される。クロスオーバー管４３に供給された蒸気は、中圧タービン２２から排出された蒸気とともに、低圧タービン２３に導入される。これによって、低圧タービン２３に導入される蒸気量が増加し、タービン出力が増加する。
第７の実施の形態の発電設備７によれば、熱電変換装置７５を備える蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂを備えることで、余剰電力を利用して蓄熱することができる。また、発電設備７では、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂを備えることで、第１の実施の形態の発電設備１における効果と同様の効果が得られる。すなわち、第７の実施の形態の発電設備７において、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
ここで、第７の実施の形態の発電設備７は、中圧タービン２２を備えない構成でもよい。なお、中圧タービン２２を備えない構成は、図８を参照して説明したとおり、図２４に示された構成から、中圧タービン２２、再熱ボイラ１２、低温再熱蒸気管４１、高温再熱蒸気管４２を取り除いた構成となる。この場合においても、図２４に示された発電設備５と同様の作用効果が得られる。
（第７の実施の形態におけるその他の形態）
図２６および図２７は、第７の実施の形態の発電設備７におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図２６および図２７に示されるその他の形態においては、蒸気生成モード運転において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂで生成された蒸気が供給される自己の系統が異なる。
ここで、図２６に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第８の蒸気生成構造と称する。第８の蒸気生成構造における運転を第８の蒸気生成モード運転と称する。また、図２７に示されるその他の形態における蒸気生成機能を発揮するための構成を第９の蒸気生成構造と称する。第９の蒸気生成構造における運転を第９の蒸気生成モード運転と称する。
第８の蒸気生成構造および第９の蒸気生成構造は、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂと、蒸気生成用給水供給管６３と、蒸気供給管６４と、蓄熱材用水供給管６５とを備える。
なお、第８の蒸気生成モード運転時および第９の蒸気生成モード運転時において、給水から過熱蒸気を生成する作用は、上記した第７の蒸気生成モード運転時における作用と同じである。
図２６に示すように、第８の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、給水ポンプ駆動タービン５０の蒸気入口に連結される。第８の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂで生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して給水ポンプ駆動タービン５０に供給される。この際、蒸気供給管５１の流量調整弁５１ａは閉じられる。そのため、中圧タービン２２から排出された蒸気は、クロスオーバー管４３を介して低圧タービン２３に導入される。
このように、給水ポンプ駆動タービン５０に供給されていた分の蒸気が低圧タービン２３に導入されるため、タービン出力が増加する。これによって、図２６に示されるその他の形態においても、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
図２７に示すように、第９の蒸気生成構造において、蒸気供給管６４の一端は、抽気管４５Ａに連結される。蒸気供給管６４の一端は、流量調整弁８０が介在する位置よりも給水加熱器２８Ａ側に連結される。
第９の蒸気生成モード運転時において、蓄熱・蒸気生成装置６０Ｂで生成された蒸気は、蒸気供給管６４を介して抽気管４５Ａに供給される。この際、流量調整弁８０は閉じられる。低圧タービン２３からの抽気量は、蓄熱材用水供給管６５を介して蓄熱・蒸気生成装置６０Ａに供給される蒸気量となる。そのため、低圧タービン２３からの抽気量は、減少するため、タービン出力が増加する。これによって、図２７に示されるその他の形態においても、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
（その他の実施の形態）
上記した蓄熱・蒸気生成装置６０、６０Ａ、６０Ｂを備える実施の形態の構成は、例えば、ガスタービンコンバインドサイクル発電設備に適用されてもよい。ガスタービンコンバインドサイクル発電設備では、ガスタービンからの排気の熱量を利用して蒸気を生成する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を備える。そして、排熱回収ボイラで生成された蒸気を蒸気タービンに導入する。この場合、実施の形態におけるボイラ装置１０は、排熱回収ボイラとして機能する。
排熱回収ボイラで生成された過熱蒸気は、主蒸気管４０を介して高圧タービン２１に導入される。また、排熱回収ボイラ内に蒸気を再熱する再熱部を備えることで、再熱された蒸気は、高温再熱蒸気管４２を介して中圧タービン２２に導入される。
例えば、主蒸気管４０を流れる一部の蒸気は、蓄熱用の蒸気として、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０、６０Ａに供給される。また、高温再熱蒸気管４２を流れる一部の蒸気は、蓄熱用の蒸気として、蓄熱用蒸気供給管６１を介して蓄熱・蒸気生成装置６０、６０Ａに供給される。
ここで、ガスタービンコンバインドサイクル発電設備においても、連続運転可能な最低負荷制約がある。そのため、再生可能エネルギの供給量が増加する昼間において、従来の汽力発電設備と同様に、排熱回収ボイラからの余剰蒸気が生じる。
また、負荷増加の要求に応答するため蒸気生成量を増加させる際、従来の汽力発電設備と同様に、蒸気タービンに導入する蒸気が所定の温度や圧力の蒸気になるまでに所定時間を要する。
このようなことから、ガスタービンコンバインドサイクル発電設備に、蓄熱・蒸気生成装置６０、６０Ａ、６０Ｂを備える実施の形態の構成を適用することで、上記した実施形態で説明したとおりの作用効果を得ることができる。これによって、ガスタービンコンバインドサイクル発電設備においても、短時間で要求された負荷に達することができ、優れた負荷増加の応答性が得られる。
以上説明した実施形態によれば、負荷増加の要求に対して優れた負荷応答性を有することが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１、２、３、４、５、６、７…発電設備、１０…ボイラ装置、１１…ボイラ、１２…再熱ボイラ、２０…蒸気タービンシステム、２１…高圧タービン、２２…中圧タービン、２３…低圧タービン、２４…発電機、２５…復水器、２６…給水管、２７Ａ、２７Ｂ…給水ポンプ、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ…給水加熱器、２９…脱気器、４０…主蒸気管、４０ａ、４２ａ…圧力・流量調整弁、５１ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａ、８０…流量調整弁、４１…低温再熱蒸気管、４２…高温再熱蒸気管、４３…クロスオーバー管、４４…排気管、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅ…抽気管、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ…排出管、５０…給水ポンプ駆動タービン、５１、６４…蒸気供給管、６０、６０Ａ、６０Ｂ…蓄熱・蒸気生成装置、６１…蓄熱用蒸気供給管、６２…蓄熱用蒸気排出管、６３…蒸気生成用給水供給管、６５…蓄熱材用水供給管、６６…排水管、７０、９０…装置容器、７１、９３…内部容器、７２…化学蓄熱材、７３…熱交換用配管、７５…熱電変換装置、９１、９２…蓄熱・蒸気生成部、９４…連結管、９５…配管、１００…電力供給ライン。

Claims (16)

  1. 蒸気を生成するボイラと、
    前記ボイラで生成された蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
    蒸気流の流れ方向において、前記第１の蒸気タービンの下流側に設けられる第２の蒸気タービンと、
    前記第２の蒸気タービンから排出される蒸気を凝縮させる復水器と、
    前記復水器において凝縮した復水を給水として前記ボイラに導く給水管と、
    自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および前記給水管によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する蓄熱・蒸気生成装置と、
    前記蓄熱・蒸気生成装置で生成された蒸気を自己の系統に供給する蒸気供給管と
    を具備することを特徴とする発電設備。
  2. 蒸気流の流れ方向において、前記第１の蒸気タービンと前記第２の蒸気タービンとの間に設けられた第３の蒸気タービンと、
    前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気を再熱する再熱ボイラと、
    前記再熱ボイラで再熱された再熱蒸気を前記第３の蒸気タービンに導入する高温再熱蒸気管と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の発電設備。
  3. 前記ボイラにおいて蒸気生成量を増加させる際、前記蓄熱・蒸気生成装置において蒸気を生成して自己の系統に導入することを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  4. 前記余剰エネルギが、前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギであり、
    前記蓄熱・蒸気生成装置が、前記余剰蒸気の有する熱量を蓄えることを特徴とする請求項１記載の発電設備。
  5. 前記余剰エネルギが、前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギまたは前記再熱ボイラで過熱された余剰蒸気のエネルギであり、
    前記蓄熱・蒸気生成装置が、前記余剰蒸気の有する熱量を蓄えることを特徴とする請求項２記載の発電設備。
  6. 前記余剰エネルギが、前記発電設備で発電された余剰電力であり、
    前記蓄熱・蒸気生成装置は、電力によって熱を発生させる電熱変換装置を備え、前記余剰電力を利用して前記電熱変換装置から発生した熱量を蓄えることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  7. 前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気を前記再熱ボイラに導入する低温再熱蒸気管を備え、
    前記余剰エネルギが前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギの場合、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記低温再熱蒸気管に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
  8. 前記第１の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた抽気管と、
    前記給水管に介在し、前記抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する給水加熱器と
    を備え、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記抽気管に導入されることを特徴とする請求項４記載の発電設備。
  9. 前記第１の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた第１の抽気管と、
    前記給水管に介在し、前記第１の抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する第１の給水加熱器と、
    前記第３の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた第２の抽気管と、
    前記給水管に介在し、前記第２の抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する第２の給水加熱器と
    を備え、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記第１の抽気管または前記第２の抽気管に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
  10. 前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記復水器に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
  11. 前記蒸気供給管によって蒸気が供給される自己の系統が、前記第２の蒸気タービンであることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  12. 前記第２の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた抽気管と、
    前記給水管に介在し、前記抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する給水加熱器と
    を備え、
    前記蒸気供給管によって蒸気が供給される自己の系統が、前記抽気管であることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  13. 前記給水管に給水を圧送する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動タービンと、
    前記第２の蒸気タービンに導入する蒸気の一部を前記給水ポンプ駆動タービンに供給する給水ポンプ駆動タービン用蒸気供給管と
    を備え、
    前記蒸気供給管によって蒸気が供給される自己の系統が、前記給水ポンプ駆動タービンであることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  14. 前記蓄熱・蒸気生成装置は、
    化学蓄熱材が充填された容器と、
    前記容器内の前記化学蓄熱材間に配置された熱交換用配管と、
    前記化学蓄熱材に水または水蒸気を供給する水供給管と、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気を排出する排水管と
    を備え、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に蓄熱する場合において、
    前記熱交換用配管に前記余剰エネルギを有する余剰蒸気が供給され、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気が前記排水管から排出され、
    前記蓄熱・蒸気生成装置において蒸気を生成する場合において、
    前記化学蓄熱材に前記水供給管から水または水蒸気が供給され、
    前記熱交換用配管に前記給水管から給水が供給され、
    前記熱交換用配管で生成した蒸気が前記蒸気供給管に供給されることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  15. 前記蓄熱・蒸気生成装置は、
    化学蓄熱材が充填された第１の容器と、
    前記第１の容器内の前記化学蓄熱材間に配置された熱交換用配管と、
    前記化学蓄熱材に水または水蒸気を供給する水供給管と、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気を排出する排水管と
    潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が充填された第２の容器と、
    前記熱交換用配管と前記第２の容器とを連結する連結管と
    を備え、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に蓄熱する場合において、
    前記熱交換用配管に前記余剰エネルギを有する余剰蒸気が供給され、
    前記余剰蒸気が前記熱交換用配管から前記連結管を介して前記第２の容器内に供給され、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気が前記排水管から排出され、
    前記蓄熱・蒸気生成装置において蒸気を生成する場合において、
    前記第２の容器内に前記給水管から給水が供給され、
    前記化学蓄熱材に前記水供給管から水または水蒸気が供給され、
    前記第２の容器から前記連結管を介して前記熱交換用配管に前記給水が水または蒸気の状態で供給され、
    前記熱交換用配管で生成した蒸気が前記蒸気供給管に供給されることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
  16. 前記蓄熱・蒸気生成装置は、
    化学蓄熱材が充填された容器と、
    前記容器内の前記化学蓄熱材間に配置された熱交換用配管と、
    前記容器内の前記化学蓄熱材間に配置され、前記余剰エネルギである余剰電力を利用して発熱する熱電変換装置と、
    前記化学蓄熱材に水または水蒸気を供給する水供給管と、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気を排出する排水管と
    を備え、
    前記蓄熱・蒸気生成装置に蓄熱する場合において、
    前記熱電変換装置に前記余剰電力が供給され、
    前記化学蓄熱材で発生した水または水蒸気が前記排水管から排出され、
    前記蓄熱・蒸気生成装置において蒸気を生成する場合において、
    前記化学蓄熱材に前記水供給管から水または水蒸気が供給され、
    前記熱交換用配管に前記給水管から給水が供給され、
    前記熱交換用配管で生成した蒸気が前記蒸気供給管に供給されることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
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