JP3229202U - Power generation system - Google Patents

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Abstract

【課題】「地球温暖化の抑制」を実現する水素を用いて発電する発電システムを提供する。【解決手段】発電システム1は、タービン2の回転により発電する発電機3を有し、タービンが、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで回転して、発電機で発電する。既存の火力発電所において水蒸気で回転するタービンK2を水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転させる水素水蒸気回転部4が、既存の火力発電所に後付けされていても良い。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation system for generating electricity using hydrogen which realizes "suppression of global warming". A power generation system (1) has a generator (3) that generates electricity by rotating a turbine (2), and the turbine rotates with steam S generated by burning hydrogen to generate electricity with the generator. A hydrogen steam rotating unit 4 that rotates a turbine K2 that rotates with steam in an existing thermal power plant with steam generated by burning hydrogen may be retrofitted to the existing thermal power plant. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本考案は、水素を用いて発電する発電システムに関する。 The present invention relates to a power generation system that generates electricity using hydrogen.

従来、火力発電所などの電力制御装置が知られている(特許文献1)。
この電力制御装置は、発電機と、再生可能エネルギー発電装置と、蓄電装置とを備える発電所の電力を制御する電力制御装置であって、発電出力効率制御部と、蓄電装置充放電電力指令値送信部と、を備え、前記発電出力効率制御部は、前記発電機の出力電力値を受信する発電機出力電力受信部と、前記発電機出力電力受信部が受信した前記発電機の出力電力値と、予め設定された目標効率値とに基づいて、見かけ上の所内負荷電力値の目標値を設定する目標電力値設定部と、前記発電所の所内で消費される電力である所内負荷電力値を受信する所内負荷電力受信部と、前記再生可能エネルギー発電装置の出力電力値を受信する再エネ出力電力受信部と、前記見かけ上の所内負荷電力値の目標値と、前記所内負荷電力値と、前記再生可能エネルギー発電装置の出力電力値とに基づいて、前記蓄電装置の充放電電力指令値を算出する蓄電装置充放電電力指令値算出部と、を備え、前記蓄電装置充放電電力指令値送信部は、前記蓄電装置の充放電電力指令値を前記蓄電装置へ送信する。
Conventionally, a power control device such as a thermal power plant is known (Patent Document 1).
This power control device is a power control device that controls the power of a power plant including a generator, a renewable energy power generation device, and a power storage device, and is a power generation output efficiency control unit and a power storage device charge / discharge power command value. The power generation output efficiency control unit includes a transmission unit, and the power generation output efficiency control unit includes a generator output power receiving unit that receives the output power value of the generator and an output power value of the generator received by the generator output power receiving unit. And the target power value setting unit that sets the target value of the apparent internal load power value based on the preset target efficiency value, and the internal load power value that is the power consumed in the power plant. The in-house load power receiving unit that receives the above, the renewable energy output power receiving unit that receives the output power value of the renewable energy power generator, the target value of the apparent in-house load power value, and the in-house load power value. A power storage device charge / discharge power command value calculation unit that calculates a charge / discharge power command value of the power storage device based on the output power value of the renewable energy power generator, and the power storage device charge / discharge power command value. The transmission unit transmits the charge / discharge power command value of the power storage device to the power storage device.

特開2017−28945号公報JP-A-2017-28945

しかしながら、特許文献1に記載された電力制御装置は、その段落0079に記載されたように、火力発電所だけではなく、例えば、原子力発電所や水力発電所等にも適用されるところ、火力発電所であれば、化石燃料を燃やすと二酸化炭素(CO)等が排出されて地球温暖化を招く虞があり、原子力発電所であれば、地震や津波等の自然災害、事故により放射能汚染の虞がある。
又、特許文献1に記載の水力発電所では、高い所から低い所へ流れる水の位置エネルギーを利用して発電機を回し発電するものの、水を貯めるダムや導水管等を建設するため、非常に大規模化すると共に、環境や生態系に影響を与える等の問題がある。
However, as described in paragraph 0079, the power control device described in Patent Document 1 is applied not only to a thermal power plant but also to, for example, a nuclear power plant, a thermal power plant, or the like. In some places, burning fossil fuels may emit carbon dioxide (CO 2 ) and cause global warming, and in the case of nuclear power plants, radioactive contamination due to natural disasters such as earthquakes and tsunamis and accidents. There is a risk of.
Further, in the hydroelectric power plant described in Patent Document 1, although the potential energy of water flowing from a high place to a low place is used to turn a generator to generate electricity, a dam for storing water, a headrace pipe, etc. are constructed, which is extremely difficult. As well as increasing the scale, there are problems such as affecting the environment and ecosystem.

そこで、本考案は、水素を用いて発電すること等により、「地球温暖化の抑制」などを実現できる発電システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power generation system capable of realizing "suppression of global warming" by generating power using hydrogen or the like.

本考案に係る発電システム1の第1の特徴は、水素を用いて発電する点にある。 The first feature of the power generation system 1 according to the present invention is that it generates power using hydrogen.

本考案に係る発電システム1の第2の特徴は、上記第1の特徴に加えて、当該発電システムは、タービンの回転により発電する発電機を有し、前記タービンが、水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転して、前記発電機で発電する点にある。 The second feature of the power generation system 1 according to the present invention is that, in addition to the above first feature, the power generation system has a generator that generates power by the rotation of a turbine, which is generated by burning hydrogen. The point is that it rotates with the steam and generates electricity with the generator.

本考案に係る発電システム1の第3の特徴は、上記第2の特徴に加えて、当該発電システムは、既存の火力発電所において水蒸気で回転するタービンを前記水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転させる水素水蒸気回転部が、前記既存の火力発電所に後付けされている点にある。 The third feature of the power generation system 1 according to the present invention is, in addition to the above-mentioned second feature, the power generation system is the steam generated by burning the hydrogen in a turbine rotating with steam in an existing thermal power plant. The point is that the rotating hydrogen steam rotating part is retrofitted to the existing thermal power plant.

これらの特徴により、水素を用いて発電することによって、特許文献1とは異なり、例えば、火力発電所であれば、化石燃料を燃やす必要がなく、当然、二酸化炭素等が排出されないため、地球温暖化を招く虞を抑制できる(「地球温暖化の抑制」)。又、原子力発電所であれば、原子炉の中でウランやプルトニウム等を核分裂させる必要がなく、地震や津波等の自然災害、事故によっても、当然、放射能汚染の虞はない(「放射能汚染の防止」)。
これと同時に、水力発電所のように、ダムや導水管等を建設する必要はなく、大規模化することはない(コンパクト化できる)ため、環境や生態系への影響を抑制できる(「環境・生態系への影響抑制」)。
Due to these characteristics, unlike Patent Document 1, by generating electricity using hydrogen, for example, in the case of a thermal power plant, there is no need to burn fossil fuels, and naturally carbon dioxide and the like are not emitted, resulting in global warming. It is possible to suppress the risk of global warming (“control of global warming”). Moreover, in the case of a nuclear power plant, it is not necessary to fission uranium, plutonium, etc. in a nuclear reactor, and there is no risk of radioactive contamination due to natural disasters such as earthquakes and tsunamis, and accidents ("Radioactivity"). Prevention of contamination ").
At the same time, unlike hydroelectric power plants, there is no need to construct dams, headraces, etc., and there is no need to increase the scale (can be made compact), so the impact on the environment and ecosystem can be suppressed (“Environment”.・ Controlling the impact on the ecosystem ”).

又、タービン2を、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで回転させて、発電機3で発電することによって、特許文献1等において、火力発電所では石油や石炭、液化天然ガス(LNG)などの化石燃料等を燃焼させて水を熱し、原子力発電所では水が入った原子炉の中でウランやプルトニウム等が核分裂するときに発生する熱で水を熱し、そのときに発生する蒸気で発電機を回し発電するため、水を熱しての蒸気を介する分だけ、発電効率が悪くなる問題があった。
しかし、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで、直接、タービン2を回転させて発電機3で発電するため、化石燃料やウラン等とタービン間のように、水を熱しての蒸気を介していない分だけ、発電効率が向上するとも言える。
Further, by rotating the turbine 2 with the steam S generated by burning hydrogen and generating electricity with the generator 3, in Patent Document 1 and the like, oil, coal, liquefied natural gas (LNG), etc. are used in the thermal power plant. In a nuclear power plant, water is heated by the heat generated when uranium, plutonium, etc. are split in a reactor containing water, and the steam generated at that time is used to generate electricity. Since the machine is rotated to generate electricity, there is a problem that the power generation efficiency deteriorates as much as the steam that heats the water is used.
However, since the steam S generated by burning hydrogen directly rotates the turbine 2 to generate electricity with the generator 3, the steam that heats the water is used as in between fossil fuels, uranium, and the turbine. It can be said that the power generation efficiency is improved by the amount that is not present.

更に、タービン2を、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで回転させる水素水蒸気回転部4を、既存の火力発電所Kに後付けすることによって、既存の火力発電所Kを生かしつつも、水素を用いての発電を行うコストや作業負担を低減できるとも言える。 Further, by retrofitting the hydrogen steam rotating unit 4 that rotates the turbine 2 with the steam S generated by burning hydrogen to the existing thermal power plant K, hydrogen can be produced while making the best use of the existing thermal power plant K. It can be said that the cost and work load of generating electricity by using it can be reduced.

本考案に係る発電システムによると、水素を用いて発電すること等により、「地球温暖化の抑制」などを実現できる。 According to the power generation system according to the present invention, "suppression of global warming" can be realized by generating power using hydrogen or the like.

本考案に係る発電システを例示する概要図であって、既存の火力発電所に水素水蒸気回転部を後付けした状態を例示するとも言える。It is a schematic diagram illustrating the power generation system according to the present invention, and can be said to exemplify a state in which a hydrogen steam rotating part is retrofitted to an existing thermal power plant. 既存の火力発電所を例示する概要図である。It is a schematic diagram which exemplifies an existing thermal power plant.

<発電システム1の全体構成>
以下、本考案の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1には、本考案に係る発電システム1が例示されている。
<Overall configuration of power generation system 1>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates the power generation system 1 according to the present invention.

発電システム1は、水素を用いて発電するシステムである。
発電システム1は、水素を用いて発電するのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、後述するタービン2や発電機3を有し且つ水素を燃焼させても良く、又、発電システム1は、後述する水素水蒸気回転部4が、既存の火力発電所Kに後付けされていても構わない。
The power generation system 1 is a system that generates power using hydrogen.
The power generation system 1 may have any configuration as long as it uses hydrogen to generate power. For example, the power generation system 1 may have a turbine 2 and a generator 3 described later and burn hydrogen. The hydrogen steam rotating unit 4 described later may be retrofitted to the existing thermal power plant K.

又、発電システム1は、水素を貯蔵するためのタンクを有していても良く、このタンクは、気体のままの水素を高圧で圧縮して貯蔵したり、極低温等で液化した水素を貯蔵したり、気体の水素を所定の合金に吸蔵・吸着させて貯蔵したり、水素を別の物質に変換(例えば、トルエンと反応させてメチルシクロヘキサンに変換したり、窒素と反応させてアンモニアに変換)して、その状態で貯蔵しても良い。
その他、発電システム1は、タービン2や発電機3を有さず且つ水素の燃焼なしに、水素と、空気中の酸素を反応させて発電する燃料電池を有していても良い。
Further, the power generation system 1 may have a tank for storing hydrogen, and this tank stores hydrogen in a gaseous state by compressing it at a high pressure, or stores hydrogen liquefied at an extremely low temperature or the like. Or gas hydrogen is stored and adsorbed in a predetermined alloy and stored, hydrogen is converted to another substance (for example, it is reacted with toluene to be converted to methylcyclohexane, or it is reacted with nitrogen to be converted to ammonia. ), And it may be stored in that state.
In addition, the power generation system 1 may have a fuel cell that does not have a turbine 2 or a generator 3 and generates electricity by reacting hydrogen with oxygen in the air without burning hydrogen.

燃料電池を詳解すれば、電解質を間に挟んだ一対の電極のうち、一方の電極に水素を供給し、他方の電極に酸素を供給して化学反応(水の電気分解の逆の化学反応)を起こし、水素を燃焼させることなしに、電気と水を発生させる(発電しつつ、水が発生する)。
発電システム1が燃料電池を用いた場合、水素を燃やさずに、酸素との化学反応により電気を直接取り出し、発電するため、エネルギーの変換効率が上り、二酸化炭素などの有害物が排出されない。
To explain the fuel cell in detail, of the pair of electrodes with an electrolyte in between, hydrogen is supplied to one electrode and oxygen is supplied to the other electrode to form a chemical reaction (the reverse chemical reaction of electrolysis of water). To generate electricity and water without burning hydrogen (water is generated while generating electricity).
When the power generation system 1 uses a fuel cell, electricity is directly extracted by a chemical reaction with oxygen without burning hydrogen to generate electricity, so that energy conversion efficiency is improved and harmful substances such as carbon dioxide are not emitted.

このように、発電システム1は、水素を用いて発電することによって、地球温暖化を抑制したり、二酸化炭素が削減できる等から、安心・安全に発電できる地球最後のエネルギーであるとも言える。
以下、発電システム1は、タービン2や発電機3を有し且つ水素を燃焼させるとして、主に述べる。
In this way, the power generation system 1 can be said to be the last energy on earth that can generate power safely and securely because it can suppress global warming and reduce carbon dioxide by generating power using hydrogen.
Hereinafter, it is mainly described that the power generation system 1 has a turbine 2 and a generator 3 and burns hydrogen.

<タービン2>
図1に示したように、タービン2は、流体を羽根車に当て、流体のエネルギーを回転運動に変換して動力を得るものであり、上述した発電システム1に設けられている。尚、羽根車は、動翼、ベーン、ロータであるとも言える。
タービン2は、流体を羽根車に当て、流体のエネルギーを回転運動に変換して動力を得るのであれば、何れの構成でも良いが、羽根車(ロータ)とステータを有し、ステータは蒸気を整流する静翼列として、ロータは高温高圧蒸気の流れを受け止め回転する動翼列として機能させても良い。
<Turbine 2>
As shown in FIG. 1, the turbine 2 applies a fluid to an impeller and converts the energy of the fluid into rotational motion to obtain power, and is provided in the power generation system 1 described above. It can be said that the impeller is a moving blade, a vane, and a rotor.
The turbine 2 may have any configuration as long as the fluid is applied to the impeller and the energy of the fluid is converted into rotational motion to obtain power, but the turbine 2 has an impeller (rotor) and a stator, and the stator has steam. As a stationary blade train to rectify, the rotor may function as a moving blade train that receives the flow of high-temperature and high-pressure steam and rotates.

タービン2を回転させる流体は、特に限定はないが、例えば、水素を燃焼させて生じた水蒸気(水素エネルギーガス)Sそのものであったり、その他、水素や水素とLNG等との混合ガスを燃焼させた際に生じた熱で気化した水蒸気Jであっても良い。
尚、水蒸気S、Jにより回転するタービンは、蒸気タービンであるとも言え、特に、水素エネルギーガスにより回転するタービンは、ガスタービンであるとも言える。
The fluid that rotates the turbine 2 is not particularly limited, but for example, it is the water vapor (hydrogen energy gas) S itself generated by burning hydrogen, or other gas such as hydrogen or a mixed gas of hydrogen and LNG is burned. It may be steam J vaporized by the heat generated at the time.
It can be said that the turbine rotated by the steam S and J is a steam turbine, and in particular, the turbine rotated by hydrogen energy gas can be said to be a gas turbine.

その他、タービン2を回転させる流体としては、例えば、水素とLNG等との混合ガスを燃焼させた際に生じた燃焼ガスそのものであっても良く、この場合、タービンは、ガスタービンであるとも言える。
このようなタービン2の回転力が、回転軸を介して、後述する発電機3に伝達される。
In addition, the fluid for rotating the turbine 2 may be, for example, the combustion gas itself generated when a mixed gas of hydrogen and LNG or the like is burned. In this case, the turbine can be said to be a gas turbine. ..
The rotational force of the turbine 2 is transmitted to the generator 3 described later via the rotating shaft.

<発電機3>
図1に示したように、発電機3は、上述したタービン2の回転により発電する機器であり、上述した発電システム1に設けられている。尚、発電機3は、ダイナモであるとも言える。
発電機3は、タービン2の回転により発電できるのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、磁界の中でコイルを回転させ、電磁誘導を応用して電流を生じさせても構わない。発電機3は、交流発電機、直流発電機の何れであっても良い。
<Generator 3>
As shown in FIG. 1, the generator 3 is a device that generates electricity by the rotation of the turbine 2 described above, and is provided in the power generation system 1 described above. It can be said that the generator 3 is a dynamo.
The generator 3 may have any configuration as long as it can generate power by the rotation of the turbine 2. For example, the coil may be rotated in a magnetic field and electromagnetic induction may be applied to generate an electric current. The generator 3 may be either an AC generator or a DC generator.

このような発電機3は、そのコイルの回転軸が、上述したタービン2の回転軸と同軸であったり、互いの回転軸の間にギア等を介することで、タービン2の回転により発電しても良い。
発電機3から出力される電力は、系統(商用電力系統)を介して、工場や家庭等に配電されたり、系統を介さず、直接、工場や家庭等にて使用されても良い。
In such a generator 3, the rotating shaft of the coil is coaxial with the rotating shaft of the turbine 2 described above, or a gear or the like is interposed between the rotating shafts of each other to generate electricity by the rotation of the turbine 2. Is also good.
The electric power output from the generator 3 may be distributed to factories, homes, etc. via a grid (commercial power grid), or may be used directly in factories, homes, etc. without going through the grid.

<水素水蒸気回転部4>
図1に示したように、水素水蒸気回転部4は、後述する既存の火力発電所Kにおいて水蒸気Jで回転するタービン2を、水素Hを燃焼させて生じた水蒸気Sで回転させる部分である。
この水素水蒸気回転部4は、既存の火力発電所Kに後付けされても良い。
<Hydrogen steam rotating part 4>
As shown in FIG. 1, the hydrogen steam rotating unit 4 is a portion in which a turbine 2 rotated by steam J in an existing thermal power plant K described later is rotated by steam S generated by burning hydrogen H.
The hydrogen steam rotating unit 4 may be retrofitted to the existing thermal power plant K.

水素水蒸気回転部4は、既存の火力発電所Kのタービン2を、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで回転させられるのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、水素Hと酸素Oを供給して水素Hを燃焼させる燃焼器4aと、燃焼器からの水素を燃焼させて生じた水蒸気Sにより回転され且つ既存の火力発電所Kでも設けられていたタービン2と、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sを凝縮する(冷却して液体の水にする)凝縮器4bと、水素を燃焼させて生じた水蒸気S等を循環させる循環器4cを有していても良い。
尚、循環器4c内では、水素を燃焼させて生じた水蒸気S以外に、作動媒体(空気など)S’も循環していても良い。
The hydrogen steam rotating unit 4 may have any configuration as long as the turbine 2 of the existing thermal power plant K can be rotated by the steam S generated by burning hydrogen. For example, hydrogen H and oxygen O are used. A combustor 4a that supplies and burns hydrogen H, a turbine 2 that is rotated by steam S generated by burning hydrogen from the combustor and is also provided in the existing thermal power plant K, and hydrogen are burned. It may have a condenser 4b that condenses the generated water vapor S (cools it into liquid water) and a circulator 4c that circulates the water vapor S or the like generated by burning hydrogen.
In addition to the water vapor S generated by burning hydrogen, the working medium (air or the like) S'may also circulate in the circulatory system 4c.

又、凝縮器4bにおいては、凝縮した水(凝縮水)を取り出したり、凝縮水を貯めるタンク4dを有していても良い。
このような水素水蒸気回転部4は、既存の火力発電所Kに後付けされても良い。
以下では、既存の火力発電所Kについて述べる。
Further, the condenser 4b may have a tank 4d for taking out condensed water (condensed water) or storing condensed water.
Such a hydrogen steam rotating unit 4 may be retrofitted to the existing thermal power plant K.
The existing thermal power plant K will be described below.

<既存の火力発電所K>
図2に示したように、既存の火力発電所Kは、既に建設されている火力発電所であって、上述した水素水蒸気回転部4が後付け可能である。
既存の火力発電所Kは、その構成に特に制限はないが、例えば、化石燃料Nを燃焼させるボイラー部K1と、ボイラー部K1での燃焼により気化した水蒸気Jにより回転するタービン(蒸気タービン)K2と、このタービンK2の回転により発電する発電機K3と、気化した水蒸気Jを液体の水に戻す復水部K4と、液体の水や気化した水蒸気Jが循環する循環部K5を有していても良い。
尚、タービンK2の符号は、上述したタービン2と同様の2であるとも言える。又、タービンK2は、蒸気タービンだけでなく、ガスタービンであっても良い。
<Existing thermal power plant K>
As shown in FIG. 2, the existing thermal power plant K is an already constructed thermal power plant, and the above-mentioned hydrogen steam rotating unit 4 can be retrofitted.
The configuration of the existing thermal power plant K is not particularly limited. For example, a boiler section K1 for burning fossil fuel N and a turbine (steam turbine) K2 rotated by steam J vaporized by combustion in the boiler section K1. It has a generator K3 that generates power by the rotation of the turbine K2, a condensing unit K4 that returns the vaporized water vapor J to liquid water, and a circulation unit K5 that circulates the liquid water and the vaporized water vapor J. Is also good.
It can be said that the reference numeral of the turbine K2 is 2, which is the same as that of the turbine 2 described above. Further, the turbine K2 may be a gas turbine as well as a steam turbine.

ここで、ボイラー部K1は、化石燃料Nを内部で燃焼させるボイラー本体K1aと、このボイラー本体K1aに化石燃料Nを供給する燃料供給管K1bと、ボイラー本体K1aに空気Aを供給する空気供給管K1cと、ボイラー本体K1a内での燃焼で生じる燃焼ガスGを排出する排出管K1dなどを有していても良い。
この他、ボイラー部K1は、排出管K1dからの燃焼ガスGを発電所外へ出す煙突(図示せず)や、この煙突から燃焼ガスGを出す前に当該燃焼ガスG中の窒素酸化物が煤(すす)等を除去するフィルタ(図示せず)等も有していても良い。
Here, the boiler unit K1 includes a boiler main body K1a that internally burns fossil fuel N, a fuel supply pipe K1b that supplies fossil fuel N to the boiler main body K1a, and an air supply pipe that supplies air A to the boiler main body K1a. It may have K1c and a discharge pipe K1d for discharging the combustion gas G generated by combustion in the boiler main body K1a.
In addition, in the boiler section K1, a chimney (not shown) that emits the combustion gas G from the discharge pipe K1d to the outside of the power plant, and nitrogen oxides in the combustion gas G before the combustion gas G is emitted from the chimney It may also have a filter (not shown) or the like for removing soot or the like.

又、復水部K4は、循環部K5中で気化した水蒸気Jを冷却して液体の水に戻す復水器本体K4aと、この復水器本体K4a内で気化した水蒸気Jを冷却するための液体の水(海水等)を外部から取り込む取水口K4bと、復水器本体K4a内で気化した水蒸気Jを液体の水に戻した後における外部からの液体の水を外部(海等)に放出する放水口K4cを有していても良い。
このような既存の火力発電所Kは、そのボイラー部K1と循環部K5の代わりに、又は、ボイラー部K1のみの代わりに、上述した水素水蒸気回転部4を後付けしても良い。
Further, the condensate unit K4 is for cooling the condenser main body K4a that cools the vaporized water vapor J in the circulating unit K5 and returns it to liquid water, and the water vapor J vaporized in the condensate main body K4a. The intake port K4b that takes in liquid water (seawater, etc.) from the outside and the liquid water from the outside after returning the water vapor J vaporized in the condenser body K4a to the liquid water are discharged to the outside (sea, etc.). It may have a water outlet K4c.
Such an existing thermal power plant K may be retrofitted with the above-mentioned hydrogen steam rotating section 4 in place of the boiler section K1 and the circulation section K5, or in place of the boiler section K1 alone.

尚、本発明における「後付け」とは、火力発電所Kにおける既存のボイラー部K1と循環部K5等を取り外し、その代わりに水素水蒸気回転部4を取り付けることから、「付替え」であるとも言える。
又、上述した水素水蒸気回転部4が後付けされた後の火力発電所Kは、火力(化石燃料等の燃焼)によって発電しないため、水素発電所であるとも言える。
The "retrofitting" in the present invention can be said to be "replacement" because the existing boiler section K1 and circulation section K5 and the like in the thermal power plant K are removed and a hydrogen steam rotating section 4 is attached instead. ..
Further, the thermal power plant K after the above-mentioned hydrogen steam rotating unit 4 is retrofitted can be said to be a hydrogen power plant because it does not generate electricity by thermal power (combustion of fossil fuel or the like).

<その他>
尚、本考案は、前述した実施形態に限定されるものではない。発電システム1等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本考案の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
発電システム1は、既存の火力発電所Kにおいて、水素とLNGを混同した混合ガスを燃焼させて生じた燃焼ガスで、既存の火力発電所Kにおけるタービンや、混合ガス用のタービンを回転させて、発電機で発電しても良い。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. The structure, shape, dimensions, etc. of each configuration or the whole of the power generation system 1 and the like can be appropriately changed according to the gist of the present invention.
The power generation system 1 is a combustion gas generated by burning a mixed gas in which hydrogen and LNG are confused in the existing thermal power plant K, and rotates a turbine in the existing thermal power plant K and a turbine for the mixed gas. , You may generate electricity with a generator.

発電システム1は、水素や、水素とLNGの混合ガスを燃焼させて生じた燃焼ガスでタービン(ガスタービン)を回転させて発電機で発電しつつ、ガスタービンを回転させた後の残りの熱エネルギーで水を気化し、気化により生じた水蒸気Jにより蒸気タービンを回転させて発電機で発電しても良い。
発電システム1は、上述では、既存の火力発電所Kの一部(ボイラー部K1と循環部K5等)の代わりに、水素水蒸気回転部4を後付けしたが、新設のタービン2及び発電機3と、水素を燃焼させて生じた水蒸気Sで新設のタービン2を回転させて新設の発電機3で発電しても良い。
In the power generation system 1, the turbine (gas turbine) is rotated by the combustion gas generated by burning hydrogen or a mixed gas of hydrogen and LNG to generate power by the generator, and the remaining heat after rotating the gas turbine. Water may be vaporized with energy, and the steam turbine may be rotated by the steam J generated by the vaporization to generate power with a generator.
In the power generation system 1, the hydrogen steam rotating part 4 was retrofitted in place of a part of the existing thermal power plant K (boiler part K1 and circulation part K5, etc.), but the newly installed turbine 2 and the generator 3 , The new turbine 2 may be rotated by the steam S generated by burning hydrogen, and the new generator 3 may generate electricity.

水素水蒸気回転部4では、上述したように、循環器4c内で水素を燃焼させて生じた水蒸気Sと作動媒体S’等が循環しているところ、凝縮器4bを経てから燃焼器4aまでは作動媒体S’のみであるとも言えるが、この凝縮器4bを経てから燃焼器4aまでの間に当該作動媒体S’を圧縮する圧縮機(燃焼器4aへ作動媒体S’を送り込む羽根車など、図示せず)を有していても良い。
尚、この圧縮機が羽根車である場合、この圧縮機の羽根車の回転軸と、タービン2の羽根車の回転軸が同軸であっても良い。
In the hydrogen steam rotating unit 4, as described above, the steam S generated by burning hydrogen in the circulator 4c and the working medium S'and the like circulate, and from the condenser 4b to the combustor 4a. It can be said that there is only the working medium S', but a compressor that compresses the working medium S'between the condenser 4b and the combustor 4a (an impeller that feeds the working medium S'to the combustor 4a, etc. (Not shown) may be provided.
When the compressor is an impeller, the rotation axis of the impeller of the compressor and the rotation axis of the impeller of the turbine 2 may be coaxial.

本考案の発電システムは、新設の発電所における発電システムとして用いるだけでなく、既存の火力発電所や、既存の原子力発電所に後付けしたり、その他、太陽光発電所や、風力発電所、バイオマス発電所、水力発電所、地熱発電所、太陽熱利用発電所、雪氷熱利用発電所、温度差熱利用発電所、地中熱利用発電所、海洋温度差発電所、波力発電所、潮汐発電所、潮流発電所等の再生可能エネルギー発電所と共に用いる(コラボレーションして用いる)など、幅広く利用可能である。
又、本考案の発電システムにより発電された電力は、工場や商業施設(店舗)、公共施設をはじめ、ビル、家庭にも供給できる。
The power generation system of the present invention is not only used as a power generation system in a new power plant, but also retrofitted to an existing thermal power plant or an existing nuclear power plant, and other solar power plants, wind power plants, and biomass. Power plant, hydropower plant, geothermal power plant, solar heat utilization power plant, snow and ice heat utilization power plant, temperature difference heat utilization power plant, underground heat utilization power plant, ocean temperature difference power plant, wave power plant, tidal power plant , It can be widely used, such as used together with renewable energy power plants such as tidal current power plants (used in collaboration).
Further, the electric power generated by the power generation system of the present invention can be supplied to factories, commercial facilities (stores), public facilities, buildings, and homes.

1 発電システム
2 タービン
3 発電機
4 水素水蒸気回転部
K 火力発電所
1 Power generation system 2 Turbine 3 Generator 4 Hydrogen steam rotating part K Thermal power plant

本考案に係る発電システム1の第1の特徴は、水素を用いて発電する発電システムであって、当該発電システムは、タービンの回転により発電する発電機を有し、前記タービンが、水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転して、前記発電機で発電する点にある。 The first feature of the power generation system 1 according to the present invention is a power generation system that uses hydrogen to generate power. The power generation system has a generator that generates power by rotating a turbine, and the turbine burns hydrogen. The point is that the generator rotates with the steam generated by the operation to generate electricity .

本考案に係る発電システム1の第2の特徴は、上記第1の特徴に加えて、前記タービンは、既存の火力発電所において水蒸気で回転するタービンであり、当該発電システムは、前記タービンを前記水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転させる水素水蒸気回転部が、前記既存の火力発電所に後付けされている点にある。 The second feature of the power generation system 1 according to the present invention is that, in addition to the first feature, the turbine is a turbine that rotates with steam in an existing thermal power plant, and the power generation system uses the turbine as described above. A hydrogen steam rotating section that rotates with steam generated by burning hydrogen is retrofitted to the existing thermal power plant .

本考案に係る発電システム1の第3の特徴は、水素を用いて発電する発電システムであって、当該発電システムは、タービンの回転により発電する発電機を有し、前記タービンが、水素と液化天然ガスとの混合ガスを燃焼させた際に生じた燃焼ガスで回転して、前記発電機で発電する点にある。 A third feature of the power generation system 1 according to the present invention is a power generation system that uses hydrogen to generate power. The power generation system has a generator that generates power by rotating a turbine, and the turbine is liquefied with hydrogen. The point is that the generator rotates with the combustion gas generated when the mixed gas with the natural gas is burned to generate electricity .

Claims (3)

水素を用いて発電する発電システム。 A power generation system that uses hydrogen to generate electricity. 当該発電システムは、タービンの回転により発電する発電機を有し、
前記タービンが、水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転して、前記発電機で発電する請求項1に記載の発電システム。
The power generation system has a generator that generates electricity by rotating a turbine.
The power generation system according to claim 1, wherein the turbine rotates with steam generated by burning hydrogen to generate power with the generator.
当該発電システムは、既存の火力発電所において水蒸気で回転するタービンを前記水素を燃焼させて生じた水蒸気で回転させる水素水蒸気回転部が、前記既存の火力発電所に後付けされている請求項2に記載の発電システム。 According to claim 2, the power generation system has a hydrogen steam rotating section that rotates a turbine that rotates with steam in an existing thermal power plant with steam generated by burning hydrogen, which is retrofitted to the existing thermal power plant. The power generation system described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023181386A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 株式会社日立製作所 Control system and control method for power generation system

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