JP5743728B2 - Co2の分離回収及び圧縮を実施する発電プラント - Google Patents
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Description
2 燃料供給
3 周囲空気、吸気
4 燃料排ガス再循環流(任意)
5 CO2が減損した燃焼排ガス
6 濃縮CO2
7 CO2圧縮機
8 発電機
9 オーバーランニングクラッチ
10 蒸気タービン
11 静止形周波数変換装置(SFC)
12 静止形周波数変換装置から駆動発電機への電気接続
13 静止形周波数変換装置の配電網接続
14 発電機から配電網への電気接続
15 生蒸気
16 CO2マニホールド
17 蒸気タービン制御バルブ
18 蒸気制御バルブ
19 排出水蒸気/復水リターンマニホールド
20 発電プラント
21 ガスタービン圧縮機
22 ガスタービン燃焼室
23 ガスタービン
24 排ガスボイラ
25 CO2分離回収システム
26 CO2分離回収システムへの蒸気配管
27 蒸気タービン30への蒸気配管
28 ガスタービン発電機
29 圧縮機
30 蒸気タービン
31 低圧蒸気
32 水蒸気発電機
33 圧縮CO2
34 ガスタービン燃焼排ガス
35 シャフト
36 送電線
GT ガスタービン
ST 蒸気タービン
CC コンバインドサイクル発電プラント
CO2 二酸化炭素
Claims (15)
- CO2分離回収システムを有する発電設備(1)とCO2圧縮機(7)とから構成されている発電プラント(20)において、
蒸気タービン(10)が、該蒸気タービン(10)を駆動させる蒸気が十分に確保できる場合、係合するオーバーランニングクラッチを介して前記CO2圧縮機(7)を駆動するため、オーバーランニングクラッチ(9)を介して発電機(8)に係合可能に連結されていて、前記発電機(8)は、電力を配電網に給電するためのこの配電網に接続可能であり且つ前記蒸気タービン(10)を駆動させる蒸気が十分に確保できない場合、前記発電機(8)が前記CO2圧縮機(7)を駆動するために電動機として運転可能であり、前記発電機(8)は、前記CO2圧縮機(7)に機械式に連結されていることを特徴とする発電プラント(20)。 - 歯車が、前記CO2圧縮機(7)と前記発電機(8)との間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発電プラント(20)。
- 前記発電機(8)は、前記CO2圧縮機(7)の運転速度に依存せずに前記発電機(8)の配電網接続を可能にするマトリクスコンバータを有する発電機又は発電機と周波数変換装置とを組み合わせたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の発電プラント(20)。
- 前記発電設備(1)は、ガスタービン、排ガスボイラ(24)、蒸気タービン(30)及びCO2分離回収システム(25)から構成されているコンバインドサイクル発電プラントであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発電プラント(20)。
- 燃料排ガス再循環流(4)が、前記コンバインドサイクル発電プラントのガスタービンの吸気(3)中に再循環されることを特徴とする請求項4に記載の発電プラント(20)。
- 前記発電プラント(20)は、CO2マニホールド(16)によって連結されている複数の発電設備(1)及び複数のCO2圧縮機(7)から構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発電プラント(20)。
- 前記CO2圧縮機(7)の設計運転速度が、商業周波数と異なることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の発電プラント(20)。
- 二酸化炭素(CO2)分離回収システム、発電機(8)、蒸気タービン(10)及びCO2圧縮機(7)から構成されている発電プラント(20)を運転するための方法において、
前記蒸気タービン(10)を駆動させる蒸気が十分に確保できない場合、前記発電機(8)は、CO2圧縮機に対してはCO2圧縮機(7)を駆動するための電動機として運転されていること、及び、十分な蒸気が確保できる場合、前記蒸気タービン(10)は、係合しているオーバーランニングクラッチを介して前記CO2圧縮機(7)を駆動させることを特徴とする発電プラント(20)を運転するための方法。 - 前記発電プラント(20)の正常な定常状態の高い部分負荷及び/又はベース負荷運転中は、前記蒸気タービン(10)が、前記オーバーランニングクラッチ(9)を介して係合され、前記CO2圧縮機(7)が、前記蒸気タービン(10)によって駆動されることを特徴とする請求項8に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 前記CO2圧縮機(7)を駆動させるために要求される電力を超えている前記蒸気タービン(10)の余分の出力が、前記発電機(8)によって電力に変換され、配電網内に供給されることを特徴とする請求項9に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 発電設備(1)の低い部分負荷運転及び/若しくは負荷中に、又は、コンバインドサイクル発電プラントの段階的な建設に起因して又はコンバインドサイクル発電プラントの蒸気部の故障停止に起因して確保できない場合、前記蒸気タービン(10)が、前記オーバーランニングクラッチ(9)を介して係合されていないこと、及び、前記CO2圧縮機(7)が、この運転モード中に電動機として運転されている前記発電機(8)によって駆動されることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 前記蒸気タービン(10)は、前記オーバーランニングクラッチ(9)を介して前記発電機(8)及び前記CO2圧縮機(7)に係合されていて、前記発電機(8)は、電動機として運転されていて、蒸気が確保できるものの、前記蒸気タービン(10)の電力出力が、前記CO2圧縮機(7)を駆動させるために要求される電力より小さい場合、前記蒸気タービン(10)と前記発電機(8)との双方が、前記CO2圧縮機(7)を駆動させることを特徴とする請求項8に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 複数の発電設備(1)から分離回収されたCO2が、CO2マニホールドによって集められ、複数のCO2圧縮機(7)によって圧縮されることを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 稼働している全てのCO2圧縮機(7)にわたってCO2質量流量を均等に分配するため、発電プラント(20)の負荷が、部分負荷運転に対してCO2圧縮機(7)を負荷解除する間に前記複数の発電設備(1)を異なる負荷レベルに対して負荷解除することによって減少されることを特徴とする請求項13に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
- 少なくとも1つのCO2圧縮機(7)が、前記発電機(8)及び/又は前記蒸気タービン(10)によって駆動されること、及び、前記CO2圧縮機(7)の速度が、CO2の流量を制御するために可変に調整されること、及び/又は、少なくとも1つの発電機(8)が、運転速度に依存しない配電網接続を可能にするためのマトリクスコンバータを有する発電機として構成されているか又は周波数変換装置を介して配電網に接続されていることを特徴とする請求項8〜14のいずれか1項に記載の発電プラント(20)を運転するための方法。
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