JP6239564B2 - 高圧酸素燃焼方式の発電ボイラおよび発電プラント、ならびにその動作方法 - Google Patents
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Description
20 CFBボイラ
22,122 燃焼室
23,123 煙道ガス
28 セパレータ
30 空気分離ユニット
40 外部熱交換器
43,132 作動流体
50 復水熱交換器
58 タービン
70 供給水ヒータ
110 高圧酸素燃焼式循環移動床発電プラント
120 循環移動床ボイラ
140 移動床熱交換器
141 表面伝熱管
Claims (10)
- 酸素燃焼方式循環流動床型の発電プラントであって、
燃焼室、および、当該燃焼室に流体連通されたセパレータを有する循環流動床ボイラと、
前記燃焼室に流体連通された空気分離ユニットと、
前記セパレータに流体連通されており、かつ前記燃焼室に流体連通されている外部熱交換器と
を有し、
前記循環流動床ボイラは、前記燃焼室内における燃焼中に生成された固体物が前記セパレータに入っていくように構成されており、
前記空気分離ユニットは、実質的に純粋な酸素を1バールより高い圧力で前記燃焼室へ供給するように構成されており、
前記外部熱交換器は、前記セパレータにおいて受け取られた固体物の一部が当該外部熱交換器を通って作動流体に熱を伝え、その後、前記燃焼室内における燃焼温度を調整するために前記固体物が前記燃焼室へ戻されるように構成されており、
前記空気分離ユニットから前記燃焼室へ供給される前記実質的に純粋な酸素の圧力は、6〜30バールの間であり、
前記外部熱交換器は、流動床熱交換器または移動床熱交換器のうち1つまたは複数を含み、
前記発電プラントは高圧型の発電プラントであり、当該発電プラント内では、酸素と、煙道ガスを含む燃焼生成物とは、当該発電プラント全体を通じて加圧された状態のままであり、
復水熱交換器が設けられており、
前記燃焼室内において燃焼中に生成された煙道ガスの一部は加圧されて、導管(54)を介して前記復水熱交換器に導入され、
前記煙道ガスを受け、二酸化硫黄ポリシングおよび粒子浄化を行う脱硫黄システムをさらに備え、前記燃焼室内における燃焼温度を調整するために、固体物が前記脱硫黄システムから前記燃焼室へ戻され、
前記燃焼室内に硫黄酸化物を吸着する吸着剤が注入され、
前記復水熱交換器からの煙道ガスが前記燃焼室内の吸着剤を流動化させる、
ことを特徴とする酸素燃焼方式循環流動床型の発電プラント。 - 前記煙道ガスの前記一部は、前記循環流動床型の発電プラントの温度を上昇させることなく、前記燃焼室へ再循環される、
請求項1記載の酸素燃焼方式循環流動床型の発電プラント。 - 酸素燃焼方式循環移動床型の発電プラントであって、
燃焼室と移動床熱交換器とを有する循環移動床ボイラと、
前記燃焼室に流体連通された空気分離ユニットと
を有し、
前記燃焼室が前記移動床熱交換器の上方のタワーに配置されることにより、当該燃焼室内における燃焼中に生成された固体物が下方に流れて前記移動床熱交換器内に入っていくように、前記ボイラは構成されており、
前記空気分離ユニットは、実質的に純粋な酸素を1バールより高い圧力で前記燃焼室へ供給するように構成されており、
前記移動床熱交換器へ入った固体物は、作動流体に熱を伝え、その後、前記燃焼室内における燃焼温度を調整するため、前記固体物は当該燃焼室へ戻され、
前記空気分離ユニットから前記燃焼室へ供給される前記実質的に純粋な酸素の圧力は、6〜30バールの間であり、
前記発電プラントは高圧型の発電プラントであり、当該発電プラント内では、酸素と、煙道ガスを含む燃焼生成物とは、当該発電プラント全体を通じて加圧された状態のままであり、
さらに復水熱交換器が設けられており、
前記燃焼室内において燃焼中に生成された煙道ガスの一部は加圧されて、導管(54)を介して前記復水熱交換器へ導入され、
前記煙道ガスを受け、二酸化硫黄ポリシングおよび粒子浄化を行う脱硫黄システムをさらに備え、前記燃焼室内における燃焼温度を調整するために、固体物が前記脱硫黄システムから前記燃焼室へ戻され、
前記燃焼室内に硫黄酸化物を吸着する吸着剤が注入され、
前記復水熱交換器から出てきた煙道ガスの一部は、前記燃焼室内にて吸着剤を流動化して移送するために当該燃焼室へ戻される、
ことを特徴とする、酸素燃焼方式循環移動床型の発電プラント。 - 超臨界二酸化炭素タービンを備え、
前記外部熱交換器が、超臨界二酸化炭素を加熱し、
前記超臨界二酸化炭素タービンが加熱された超臨界二酸化炭素により駆動される、
請求項1乃至3のいずれかに記載の酸素燃焼方式循環流動床型の発電プラント。 - 前記ボイラへ供給される供給水を加熱するため、前記復水熱交換器にて回収された潜在エネルギーは、前記発電プラント内に設置されたタービンから抽出された蒸気に追加される、
請求項1乃至4のいずれかに記載の酸素燃焼方式循環移動床型の発電プラント。 - 前記復水熱交換器から出てきた煙道ガスの一部は、前記燃焼器内にて固体物を流動化して移送するために当該燃焼室へ戻される、
請求項1乃至5のいずれかに記載の酸素燃焼方式循環移動床型の発電プラント。 - 高圧酸素燃焼流動床型の発電プラントの動作方法であって、
燃焼室と、当該燃焼室に流体連通されたセパレータとを有する流動床ボイラであって、前記燃焼室内において燃焼中に生成された固体物が前記セパレータに入っていくように構成された流動床ボイラを設置するステップと、
実質的に純粋な酸素を1バールより高い圧力で前記燃焼室へ供給するステップと、
前記セパレータで受け取られた固体物の一部を外部熱交換器に通過させて熱を作動流体に伝えるステップと、
前記燃焼室内における燃焼温度を調整するため、前記固体物を当該燃焼室へ戻すステップと
を有し、
前記燃焼室へ供給される前記実質的に純粋な酸素の圧力は6〜30バールの間であり、
前記外部熱交換器は、流動床熱交換器および移動床熱交換器のうち1つまたは複数を含み、
酸素と、煙道ガスを含む燃焼生成物とは、当該発電プラント全体を通じて加圧された状態のままであり、
前記動作方法はさらに、
復水熱交換器を設置するステップと、
前記燃焼室内において燃焼中に生成された煙道ガスの一部を加圧して、導管(54)を
介して前記復水熱交換器に導入するステップと、
脱硫黄システムが前記煙道ガスを受けるステップと、
前記脱硫黄システムが前記煙道ガスの二酸化硫黄ポリシングおよび粒子浄化を行うステップと、
前記燃焼室内における燃焼温度を調整するために固体物を前記脱硫黄システムから前記燃焼室へ戻すステップと、
前記燃焼室内に硫黄酸化物を吸着する吸着剤を注入するステップと、
前記燃焼室内にて吸着剤を流動化して移送するため、前記復水熱交換器から出てきた煙道ガスの一部を前記燃焼室へ戻すステップと、
を有することを特徴とする、高圧酸素燃焼流動床型の発電プラントの動作方法。 - 前記循環流動床型の発電プラントの温度を上昇させることなく、前記煙道ガスの前記一部を前記燃焼室へ再循環させる、
請求項7記載の高圧酸素燃焼流動床型の発電プラントの動作方法。 - 前記ボイラに供給される供給水を加熱するため、前記復水熱交換器において回収された潜在エネルギーを、前記発電プラント内に設置されたタービンから抽出された蒸気に追加する、
請求項7または8記載の高圧酸素燃焼流動床型の発電プラントの動作方法。 - 前記外部熱交換器により、超臨界二酸化炭素を加熱するステップと、
超臨界二酸化炭素タービンを加熱された超臨界二酸化炭素により駆動するステップと、
を有する、
請求項7乃至9のいずれかに記載の高圧酸素燃焼流動床型の発電プラントの動作方法。
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