JP2882885B2 - 火力発電プラント - Google Patents
火力発電プラントInfo
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Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火力発電プラントに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントにおいては、地球温暖
化問題でＣＯ２の発生抑制が求められている。そして化
石燃料を燃焼させる火力発電所では、排ガスを、脱硝装
置，脱硫装置，脱塵装置を通し、炭酸ガス分離ＰＳＡ
（圧力スイング式吸着装置）で排ガス中のＣＯ２を分離
した後、煙突より大気に放出している。この場合、脱硝
装置，脱硫装置，脱塵装置，炭酸ガス分離ＰＳＡに必要
な動力は、大きなものとなる。
化問題でＣＯ２の発生抑制が求められている。そして化
石燃料を燃焼させる火力発電所では、排ガスを、脱硝装
置，脱硫装置，脱塵装置を通し、炭酸ガス分離ＰＳＡ
（圧力スイング式吸着装置）で排ガス中のＣＯ２を分離
した後、煙突より大気に放出している。この場合、脱硝
装置，脱硫装置，脱塵装置，炭酸ガス分離ＰＳＡに必要
な動力は、大きなものとなる。
【０００３】そこで、発生する排ガスの量を減らしてＣ
Ｏ２の回収を容易にするため、燃焼用空気に酸素を用い
ることが考えられる。これは図２に示すように燃焼用空
気のかわりに、空気６３から窒素分離ＰＳＡ（圧力スイ
ング式吸着装置）６１で窒素６２を分離して得た酸素を
火力発電所のボイラー６４の燃焼用空気として用い、ボ
イラー６４では排ガスの一部を排ガス循環器６６で再循
環して、酸素と混合して用いている。
Ｏ２の回収を容易にするため、燃焼用空気に酸素を用い
ることが考えられる。これは図２に示すように燃焼用空
気のかわりに、空気６３から窒素分離ＰＳＡ（圧力スイ
ング式吸着装置）６１で窒素６２を分離して得た酸素を
火力発電所のボイラー６４の燃焼用空気として用い、ボ
イラー６４では排ガスの一部を排ガス循環器６６で再循
環して、酸素と混合して用いている。
【０００４】そして残りの排ガスは、脱硝装置６７，脱
硫装置６８，脱塵装置６９を通り、炭酸ガス分離ＰＳＡ
（圧力スイング式吸着装置）７０で排ガス中のＣＯ２５
０を分離した後、煙突７１より大気に放出するものであ
る。なお６５は燃料である。これにより、ボイラー６４
の排ガス量が少なくなるので、排ガスからＣＯ２を回収
する際の炭酸ガス分離ＰＳＡ７０等の動力が軽減できる
利点がある。
硫装置６８，脱塵装置６９を通り、炭酸ガス分離ＰＳＡ
（圧力スイング式吸着装置）７０で排ガス中のＣＯ２５
０を分離した後、煙突７１より大気に放出するものであ
る。なお６５は燃料である。これにより、ボイラー６４
の排ガス量が少なくなるので、排ガスからＣＯ２を回収
する際の炭酸ガス分離ＰＳＡ７０等の動力が軽減できる
利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気か
ら窒素を除くための窒素分離ＰＳＡの窒素分離動力が大
きく、火力発電プラント全体では、排ガス量の減少（Ｃ
Ｏ２濃度の増加）による脱硝装置，脱硫装置，脱塵装
置，炭酸ガス分離ＰＳＡの動力減少以上の動力を窒素分
離ＰＳＡで消費するため、燃焼空気に酸素を用いる経済
効果が無い。
ら窒素を除くための窒素分離ＰＳＡの窒素分離動力が大
きく、火力発電プラント全体では、排ガス量の減少（Ｃ
Ｏ２濃度の増加）による脱硝装置，脱硫装置，脱塵装
置，炭酸ガス分離ＰＳＡの動力減少以上の動力を窒素分
離ＰＳＡで消費するため、燃焼空気に酸素を用いる経済
効果が無い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一方、高温ガス冷却原子
炉の高温の核熱を用いて、水蒸気電解装置で水素を製造
するプラントが考えられる。このプラントにおいては、
水素を抽出した残りの気体は酸素に富んだ酸素富化空気
となる。そこで、この水蒸気電解装置から発生する酸素
富化空気を火力発電プラントで使用して、火力発電プラ
ントの排ガス処理等のプラント全体の動力を軽減するよ
うに構成したものである。
炉の高温の核熱を用いて、水蒸気電解装置で水素を製造
するプラントが考えられる。このプラントにおいては、
水素を抽出した残りの気体は酸素に富んだ酸素富化空気
となる。そこで、この水蒸気電解装置から発生する酸素
富化空気を火力発電プラントで使用して、火力発電プラ
ントの排ガス処理等のプラント全体の動力を軽減するよ
うに構成したものである。
【０００７】
【作用】高温ガス冷却原子炉の核熱を利用して水蒸気電
解装置から発生した酸素富化空気を火力発電設備で使用
することにより、燃焼用空気および排ガスの量が減少
し、プラント全体の排ガス処理等の消費動力が少なくな
る。
解装置から発生した酸素富化空気を火力発電設備で使用
することにより、燃焼用空気および排ガスの量が減少
し、プラント全体の排ガス処理等の消費動力が少なくな
る。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図１に従って説明する。高
温ガス冷却原子炉１０からでた高温のヘリウムガスの熱
を、中間熱交換器１２、蒸気発生器１３に供給する。蒸
気発生器１３で発生した蒸気で、蒸気タービン装置３０
のタービン３０ｂを駆動し、電解に必要な電力を発電機
３０ａで発生する。タービン３０ｂからでた蒸気は、復
水器３１で凝縮し、給水加熱器３３で加熱され蒸気発生
器１３へ戻る。
温ガス冷却原子炉１０からでた高温のヘリウムガスの熱
を、中間熱交換器１２、蒸気発生器１３に供給する。蒸
気発生器１３で発生した蒸気で、蒸気タービン装置３０
のタービン３０ｂを駆動し、電解に必要な電力を発電機
３０ａで発生する。タービン３０ｂからでた蒸気は、復
水器３１で凝縮し、給水加熱器３３で加熱され蒸気発生
器１３へ戻る。
【０００９】一方、タービン３０ｂの低圧段から抽気さ
れた抽気蒸気４２の一部は、高温電解用原料水蒸気２４
として用いられる。残りの抽気蒸気４２は、海水淡水化
装置４０の加熱蒸気として用いられる。海水淡水化装置
４０には海水４１が供給され、生成淡水４４が製造され
る。淡水４４の一部は、発電プラントの補給水として用
いる。
れた抽気蒸気４２の一部は、高温電解用原料水蒸気２４
として用いられる。残りの抽気蒸気４２は、海水淡水化
装置４０の加熱蒸気として用いられる。海水淡水化装置
４０には海水４１が供給され、生成淡水４４が製造され
る。淡水４４の一部は、発電プラントの補給水として用
いる。
【００１０】高温電解用原料水蒸気２４は、中間熱交換
器１２で７００℃から１０００℃に加熱された後、高温
水蒸気電解装置２０に供給される。高温水蒸気電解装置
２０には、高温水蒸気電解装置２０を加熱し、高温水蒸
気電解装置２０内で発生する熱を除去するため空気２３
を供給する。この空気２３は、ガスタービン装置２１の
コンプレッサ２１ｃで約１０ＡＴＡに圧縮され、中間熱
交換器１２で７００℃から１０００℃に加熱され、高温
水蒸気電解装置２０に供給される。
器１２で７００℃から１０００℃に加熱された後、高温
水蒸気電解装置２０に供給される。高温水蒸気電解装置
２０には、高温水蒸気電解装置２０を加熱し、高温水蒸
気電解装置２０内で発生する熱を除去するため空気２３
を供給する。この空気２３は、ガスタービン装置２１の
コンプレッサ２１ｃで約１０ＡＴＡに圧縮され、中間熱
交換器１２で７００℃から１０００℃に加熱され、高温
水蒸気電解装置２０に供給される。
【００１１】高温水蒸気電解装置２０では、水蒸気が酸
素と水素とに電解され、水素２２が抽出されるため、供
給された空気は酸素が与えられ酸素富化空気６０として
排出される。排出された約１０００℃の酸素富化空気６
０の熱は、ガスタービン装置２１のエキスパンダ２１ｂ
で動力回収され、また、一部はガスタービン装置２１の
発電機２１ａにより電気出力として回収される。エキス
パンダ２１ｂの排気は約３００℃の温度で、この熱は給
水加熱器３３で熱回収する。
素と水素とに電解され、水素２２が抽出されるため、供
給された空気は酸素が与えられ酸素富化空気６０として
排出される。排出された約１０００℃の酸素富化空気６
０の熱は、ガスタービン装置２１のエキスパンダ２１ｂ
で動力回収され、また、一部はガスタービン装置２１の
発電機２１ａにより電気出力として回収される。エキス
パンダ２１ｂの排気は約３００℃の温度で、この熱は給
水加熱器３３で熱回収する。
【００１２】この熱回収された後の酸素富化空気６０を
窒素分離ＰＳＡ（圧力スイング式吸収装置）６１で窒素
６２を除き、残りの酸素７２を火力発電所のボイラー６
４の燃焼用空気として用いる。ボイラー６４では、排ガ
スの一部を排ガス循環器６６で再循環して、酸素７２と
混合して用いる。残りの排ガスは脱硝装置６７、脱硫装
置６８、脱塵装置６９を通り、炭酸ガス分離ＰＳＡ（圧
力スイング式吸着装置）７０で排ガス中のＣＯ２５０を
分離した後、煙突７１より大気に放出される。
窒素分離ＰＳＡ（圧力スイング式吸収装置）６１で窒素
６２を除き、残りの酸素７２を火力発電所のボイラー６
４の燃焼用空気として用いる。ボイラー６４では、排ガ
スの一部を排ガス循環器６６で再循環して、酸素７２と
混合して用いる。残りの排ガスは脱硝装置６７、脱硫装
置６８、脱塵装置６９を通り、炭酸ガス分離ＰＳＡ（圧
力スイング式吸着装置）７０で排ガス中のＣＯ２５０を
分離した後、煙突７１より大気に放出される。
【００１３】ガスタービン装置２１と蒸気タービン装置
３０の発電機３０ａ，２１ａで発電された電気は、高温
水蒸気電解装置２０の電力として利用される。なお、高
温水蒸気電解装置２０から発生される水素ガス２２と炭
酸ガス分離ＰＳＡ７０から発生されるＣＯ２５０とから
メタノール合成に使用できる。
３０の発電機３０ａ，２１ａで発電された電気は、高温
水蒸気電解装置２０の電力として利用される。なお、高
温水蒸気電解装置２０から発生される水素ガス２２と炭
酸ガス分離ＰＳＡ７０から発生されるＣＯ２５０とから
メタノール合成に使用できる。
【００１４】この様に本実施例によれば、高温水蒸気電
解装置から発生する酸素富化空気を火力発電設備で燃焼
空気として用いることにより、下記の効果を奏する。
高濃度酸素富化空気６０を用いることにより、脱硝、
脱硫、脱塵、炭酸ガス分離圧力スイング式吸着の火力発
電設備等のプラント全体の機器容量が小さくなって設備
費が少なく、かつ、プラント全体の消費動力を少なくす
ることができる。
解装置から発生する酸素富化空気を火力発電設備で燃焼
空気として用いることにより、下記の効果を奏する。
高濃度酸素富化空気６０を用いることにより、脱硝、
脱硫、脱塵、炭酸ガス分離圧力スイング式吸着の火力発
電設備等のプラント全体の機器容量が小さくなって設備
費が少なく、かつ、プラント全体の消費動力を少なくす
ることができる。
【００１５】 また、窒素分離ＰＳＡ（圧力スイング
式吸着装置）６１で分離された酸素７２をボイラー６４
の燃焼用空気として用いることにより、空気から圧力ス
イング式の窒素分離ＰＳＡ６１で窒素を分離するより、
空気により酸素濃度の高い酸素富化空気６０から窒素を
分離するほうが、分離する窒素６２量が少なく、窒素６
２を分離する動力も少なくなるとともに、脱硝、脱硫、
脱塵、炭酸ガス分離圧カスイング式吸着の火力発電設備
の各装置に入る排ガス量が減少して機器容量が小さくな
り、窒素分離ＰＳＡ６１も含めたプラント全体の消費動
力を少なくすることができる。
式吸着装置）６１で分離された酸素７２をボイラー６４
の燃焼用空気として用いることにより、空気から圧力ス
イング式の窒素分離ＰＳＡ６１で窒素を分離するより、
空気により酸素濃度の高い酸素富化空気６０から窒素を
分離するほうが、分離する窒素６２量が少なく、窒素６
２を分離する動力も少なくなるとともに、脱硝、脱硫、
脱塵、炭酸ガス分離圧カスイング式吸着の火力発電設備
の各装置に入る排ガス量が減少して機器容量が小さくな
り、窒素分離ＰＳＡ６１も含めたプラント全体の消費動
力を少なくすることができる。
【００１６】
【発明の効果】水蒸気電解装置から発生する酸素富化空
気を火力発電設備で燃焼空気として用いることにより、
脱硝，脱硫，脱塵，炭酸ガス分離圧力スイング式吸着の
火力発電設備の各装置に入る排ガス量が減少し、プラン
ト全体の機器容量が小さくなるため、設備費および運転
動力が少なくて済む。
気を火力発電設備で燃焼空気として用いることにより、
脱硝，脱硫，脱塵，炭酸ガス分離圧力スイング式吸着の
火力発電設備の各装置に入る排ガス量が減少し、プラン
ト全体の機器容量が小さくなるため、設備費および運転
動力が少なくて済む。
【図１】本発明の第１実施例を示す系統図である。
【図２】従来の酸素富化燃焼火力発電プラントを示す系
統図である。
統図である。
１０ 高温ガス冷却原子炉 １２ 中間熱交換器 １３ 蒸気発生器 ２０ 高温水蒸気電解装置 ２１ ガスタービン装置 ２１ａ 発電機 ２１ｂ エキスパンダ ２１ｃ コンプレッサ ２２ 水素 ２３ 空気 ２４ 水蒸気 ３０ 蒸気タービン装置 ３０ａ 発電機 ３０ｂ タービン ６０ 酸素富化空気 ６１ 窒素分離ＰＳＡ ６４ ボイラー ６７ 脱硝装置 ６８ 脱硫装置 ６９ 脱塵装置 ７０ 炭酸ガス分離ＰＳＡ ７１ 煙突
フロントページの続き (72)発明者 村上 信明 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 田北 勝彦 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 筌口 展宏 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (72)発明者 村石 顕介 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 内田 聡 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 昭50−108302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−98683（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−80381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−33344（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01K 23/02
Claims (1)
- 【請求項１】 高温ガス冷却原子炉で加熱された水蒸気
（２４）と空気（２３）とを導入し水蒸気を電解して水
素（２２）と酸素富化空気（６０）とを製造する加圧状
態で作動する水蒸気電解装置（２０）と、同水蒸気電解
装置（２０）より上記酸素富化空気（６０）が送られる
火力発電設備とよりなることを特徴とする火力発電プラ
ント。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010653A JP2882885B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 火力発電プラント |
| EP92101180A EP0497226B1 (en) | 1991-01-29 | 1992-01-24 | Method for producing methanol by use of nuclear heat and power generating plant |
| DE69229839T DE69229839T2 (de) | 1991-01-29 | 1992-01-24 | Methode zur Herstellung von Methanol unter Verwendung der Wärme eines Kernkraftwerkes |
| US07/827,770 US5312843A (en) | 1991-01-29 | 1992-01-29 | Method for producing methanol by use of nuclear heat and power generating plant |
| US08/209,921 US5479462A (en) | 1991-01-29 | 1993-11-03 | Method for producing methanol by use of nuclear heat and power generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010653A JP2882885B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 火力発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246208A JPH04246208A (ja) | 1992-09-02 |
| JP2882885B2 true JP2882885B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=11756183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010653A Expired - Fee Related JP2882885B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-31 | 火力発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882885B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014134369A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガスタービン燃焼装置の燃焼方法及びガスタービン燃焼装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5033344A (ja) * | 1973-07-31 | 1975-03-31 | ||
| US4021298A (en) * | 1974-01-29 | 1977-05-03 | Westinghouse Electric Corporation | Conversion of coal into hydrocarbons |
| US3993653A (en) * | 1974-12-31 | 1976-11-23 | Commissariat A L'energie Atomique | Cell for electrolysis of steam at high temperature |
| JPH0776140B2 (ja) * | 1988-09-16 | 1995-08-16 | 敏夫 成田 | 酸化ジルコニウム系セラミックと金属の接合方法 |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010653A patent/JP2882885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04246208A (ja) | 1992-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990112 |
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