JP5747309B2 - Caesシステムおよびこれを有する発電プラント - Google Patents
Caesシステムおよびこれを有する発電プラント Download PDFInfo
- Publication number
- JP5747309B2 JP5747309B2 JP2011167548A JP2011167548A JP5747309B2 JP 5747309 B2 JP5747309 B2 JP 5747309B2 JP 2011167548 A JP2011167548 A JP 2011167548A JP 2011167548 A JP2011167548 A JP 2011167548A JP 5747309 B2 JP5747309 B2 JP 5747309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressed air
- humidifying
- air
- compressed
- storage means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 31
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 31
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 89
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 27
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
圧縮手段で圧縮された空気を加湿する加湿手段を備えるとともに前記加湿手段で加湿された空気をタービンの排ガスで加熱した後、燃焼器に供給する再生サイクルを構成しているガスタービンシステムと、
圧縮されて貯蔵されている空気を前記加湿手段に供給する圧縮空気貯蔵手段とを有するとともに、
前記圧縮空気貯蔵手段は、前記圧縮手段で圧縮された空気を貯蔵するように構成されており、
さらに前記ガスタービンシステムは、前記圧縮手段として吸気を加湿する加湿噴霧手段および該加湿噴霧手段で加湿された空気を圧縮する圧縮機を有するとともに、
前記燃焼器で燃焼された排気ガスの熱を回収するとともに前記加湿手段で空気を加湿する冷媒液を循環させ、さらに前記加湿噴霧手段に加湿用の冷媒液を供給する液体回収システムを有することを特徴とするCAESシステムにある。
構築しているガスタービンシステムと圧縮空気貯蔵手段とを組み合わせているので、ガス
タービンシステムの加湿手段の上流側に圧縮空気貯蔵手段からの圧縮空気を供給すること
ができる。この結果、例えば再生可能な自然エネルギーや夜間の余剰電力等を利用して圧
縮して貯蔵しておいた圧縮空気を利用してガスタービンシステムの圧縮機を駆動させるこ
となく任意の必要な時間帯にガスタービンシステムを駆動させることができる。ここで、
前記ガスタービンシステムにおいては、圧縮手段で圧縮した空気を加湿手段で加湿すべく
圧縮手段から一旦外部に取り出す配管が設けられており、加湿手段を通した後、燃焼器に
圧縮空気を供給するような構成となっているので、圧縮手段と燃焼器との途中に圧縮空気
貯蔵手段からの圧縮空気を良好に供給することができる。すなわち、ガスタービンシステ
ムの大きな構造変化を伴うことなく圧縮空気貯蔵手段をガスタービンシステムと一体化さ
せることが容易に可能となり、所望のCAESシステムを容易に構築することができる。
また、圧縮手段で圧縮した空気を圧縮空気貯蔵手段に貯蔵する一方、圧縮空気貯蔵手段に貯蔵している圧縮空気を必要に応じ取り出してガスタービンシステムの駆動に供している。ここで、圧縮手段と燃焼器との途中から圧縮手段で圧縮した圧縮空気を取り出して圧縮空気貯蔵手段に貯蔵するとともに、圧縮空気貯蔵手段から取り出した圧縮空気をガスタービンシステムの加湿手段の上流側に供給することができるので、かかる構成をガスタービンシステムの大きな構造的変更を伴うことなく実現させることができる。
さらに、本態様によれば、加湿噴霧手段および加湿噴霧された供給空気を圧縮する圧縮機を有する圧縮手段と加湿手段とを組み合わせて高湿分空気を利用した再生サイクル型のガスタービンシステム(以下、Advanced Humid Air Gas Turbine(AHAT)という )を構築することができ、かかるAHATのタービンの作動流体として圧縮空気貯蔵手段から取り出した圧縮空気を利用することができるばかりで泣く、加湿等に使用する液体、例えば水を循環させて利用することができるので、当該CAESシステムのランニングコストを安価なものとすることができる。
第1の態様に記載するCAESシステムにおいて、
前記圧縮空気貯蔵手段の空気を燃焼器に供給して駆動され、かつ排気ガスを前記加湿手段に供給する他のタービンと、
動力を供給することにより発電機として機能し、電力を供給することにより電動機として機能する発電・電動機と、
前記圧縮手段で圧縮された空気を、さらに圧縮して前記圧縮空気貯蔵手段に貯蔵させる他の圧縮機と、
前記発電・電動機の回転軸の両端側の2箇所にそれぞれ配設され、一方が接続モードのときには他方が遮断モードとなり、逆の場合には接続モードと遮断モードとが逆転するよう制御されて前記他のタービンと前記発電・電動機の間および前記他の圧縮機と前記発電・電動機との間を接続または遮断するクラッチとを有することを特徴とするCAESシステムにある。
第1または第2の態様に記載するCAESシステムにおいて、
再生可能エネルギーで駆動される他の圧縮手段を追加し、該圧縮手段で圧縮した空気を
前記圧縮空気貯蔵手段に貯蔵するように構成したことを特徴とするCAESシステムにある。
第1〜第3の態様の何れか一つに記載するCAESシステムのタービンを原動機とする発電機と組み合わせたことを特徴とする発電プラントにある。
図1〜図3は本発明の第1の実施の形態に係るCAESシステムを示すブロック線図である。ここで、図1が圧縮空気の貯蔵モード、図2が圧縮空気貯蔵手段から圧縮空気を供給しての発電モード、図3が通常の発電モードをそれぞれ示している。
図4は本発明の第2の実施の形態に係るCAESシステムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態は、第1の実施の形態のCAESシステムに、再生可能エネルギーを利用した圧縮空気の製造システムを追加したものである。本形態では、再生可能エネルギーを利用した太陽電池30の電力で電動機32を駆動するとともに、電動機32の駆動により圧縮機31を駆動して空気を圧縮するようになっている。圧縮機31で圧縮した圧縮空気も開閉弁37を介して、ガスタービンシステムIおよび他のガスタービンシステムIIIで圧縮した圧縮空気とともに圧縮空気貯蔵手段IIに貯蔵するように構成した。
図5は本発明の第3の実施の形態に係るCAESシステムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態は、第1および第2の実施の形態におけるガスタービンシステムIであるAHATと、再生可能エネルギーを利用して形成する圧縮空気を貯蔵する圧縮空気貯蔵手段IIとを組み合わせたものである。なお、本形態における圧縮機2は電動機36で駆動される。
上述の如く本発明の第1〜第3の実施の形態を説明したが、本発明は、勿論第1〜第3の実施の形態に限定されるものではない。例えば次のような他の実施の形態が考えられる。
II 圧縮空気貯蔵手段
III 他のガスタービンシステム
IA 圧縮手段
IB 加湿手段
IC 水回収システム
1 加湿噴霧器
2 圧縮機
3 空気冷却器
4 増湿器
5 タービン
6 再生熱交換器
Claims (4)
- 圧縮手段で圧縮された空気を加湿する加湿手段を備えるとともに前記加湿手段で加湿された空気をタービンの排ガスで加熱した後、燃焼器に供給する再生サイクルを構成しているガスタービンシステムと、
圧縮されて貯蔵されている空気を前記加湿手段に供給する圧縮空気貯蔵手段とを有するとともに、
前記圧縮空気貯蔵手段は、前記圧縮手段で圧縮された空気を貯蔵するように構成されており、
さらに前記ガスタービンシステムは、前記圧縮手段として吸気を加湿する加湿噴霧手段および該加湿噴霧手段で加湿された空気を圧縮する圧縮機を有するとともに、
前記燃焼器で燃焼された排気ガスの熱を回収するとともに前記加湿手段で空気を加湿する冷媒液を循環させ、さらに前記加湿噴霧手段に加湿用の冷媒液を供給する液体回収システムを有することを特徴とするCAESシステム。 - 請求項1に記載するCAESシステムにおいて、
前記圧縮空気貯蔵手段の空気を燃焼器に供給して駆動され、かつ排気ガスを前記加湿手段に供給する他のタービンと、
動力を供給することにより発電機として機能し、電力を供給することにより電動機として機能する発電・電動機と、
前記圧縮手段で圧縮された空気を、さらに圧縮して前記圧縮空気貯蔵手段に貯蔵させる他の圧縮機と、
前記発電・電動機の回転軸の両端側の2箇所にそれぞれ配設され、一方が接続モードのときには他方が遮断モードとなり、逆の場合には接続モードと遮断モードとが逆転するよう制御されて前記他のタービンと前記発電・電動機の間および前記他の圧縮機と前記発電・電動機との間を接続または遮断するクラッチとを有することを特徴とするCAESシステム。 - 請求項1または請求項2に記載するCAESシステムにおいて、
再生可能エネルギーで駆動される他の圧縮手段を追加し、該圧縮手段で圧縮した空気を
前記圧縮空気貯蔵手段に貯蔵するように構成したことを特徴とするCAESシステム。 - 請求項1〜請求項3の何れか1つに記載するCAESシステムのタービンを原動機とする発電機と組み合わせたことを特徴とする発電プラント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011167548A JP5747309B2 (ja) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Caesシステムおよびこれを有する発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011167548A JP5747309B2 (ja) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Caesシステムおよびこれを有する発電プラント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013029091A JP2013029091A (ja) | 2013-02-07 |
JP5747309B2 true JP5747309B2 (ja) | 2015-07-15 |
Family
ID=47786333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011167548A Active JP5747309B2 (ja) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Caesシステムおよびこれを有する発電プラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5747309B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6327941B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2018-05-23 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンサイクル設備、排ガスのco2回収設備及び燃焼排ガスの排熱回収方法 |
GB2532281A (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-18 | Demetair Systems | A waste heat recovery system combined with compressed air energy storage |
JP6499919B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2019-04-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 高湿分空気利用ガスタービンシステム及びその排ガス処理システム |
JP6571491B2 (ja) * | 2015-10-28 | 2019-09-04 | 株式会社神戸製鋼所 | ヒートポンプ |
US10968825B2 (en) * | 2018-04-19 | 2021-04-06 | The Boeing Company | Flow multiplier systems for aircraft |
CN109944698B (zh) * | 2019-04-10 | 2020-03-27 | 山东大学 | 一种提高燃气轮机电热冷联供灵活性的方法及系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0589960B1 (en) * | 1991-06-17 | 1997-01-02 | Electric Power Research Institute, Inc | Power plant utilizing compressed air energy storage |
US5778675A (en) * | 1997-06-20 | 1998-07-14 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method of power generation and load management with hybrid mode of operation of a combustion turbine derivative power plant |
US7669423B2 (en) * | 2007-01-25 | 2010-03-02 | Michael Nakhamkin | Operating method for CAES plant using humidified air in a bottoming cycle expander |
-
2011
- 2011-07-29 JP JP2011167548A patent/JP5747309B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013029091A (ja) | 2013-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5747309B2 (ja) | Caesシステムおよびこれを有する発電プラント | |
US8122718B2 (en) | Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems | |
US10480867B2 (en) | Combined heating power and cooling apparatus with energy storage type adapted to an active distribution network and its method | |
CN102839995B (zh) | 一种等温等压压缩空气储能系统 | |
Elmegaard et al. | Efficiency of compressed air energy storage | |
US20150113940A1 (en) | Systems, methods, and devices for liquid air energy storage in conjunction with power generating cycles | |
Jubeh et al. | Power augmentation with CAES (compressed air energy storage) by air injection or supercharging makes environment greener | |
EP0886052A2 (en) | Air storage combustion turbine power plant | |
CN104791204A (zh) | 一种地热、燃气以及超临界二氧化碳联合发电系统 | |
CN113006889B (zh) | 一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法 | |
CN114135349A (zh) | 热电厂余热再利用方法及与热电厂耦合的储能发电系统 | |
US20150000280A1 (en) | Electricity generation device and method | |
Najjar et al. | Comparison of performance of compressed-air energy-storage plant with compressed-air storage with humidification | |
Ding et al. | Simulation, energy and exergy analysis of compressed air energy storage integrated with organic Rankine cycle and single effect absorption refrigeration for trigeneration application | |
CN105804813A (zh) | 一种用于提高压缩空气储能系统储能效率的方法 | |
CN203892021U (zh) | 一种集成吸收式制冷的压缩空气蓄能系统 | |
Thorin et al. | Combined heat and power | |
Khaldi | Air bottoming cycle for hybrid solar-gas power plants | |
CN113153449A (zh) | 一种基于高低温蓄热介质的热电联产系统 | |
Chen et al. | Optimization of operation strategies for a combined cooling, heating and power system based on adiabatic compressed air energy storage | |
US20140338329A1 (en) | Installation for storing thermal energy | |
Jeong et al. | Analysis of options in combining compressed air energy storage with a natural gas combined cycle | |
Facchini et al. | SCGT/CC: an innovative cycle with advanced environmental and peakload shaving features | |
Lundberg et al. | A high-efficiency sofc hybrid power system using the mercury 50 ats gas turbine | |
JP5691078B2 (ja) | 再生サイクル型ガスタービンシステムおよび発電プラント |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140509 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5747309 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |