JPH01193007A - 蓄熱発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主タービン発電設備と、この主タービン発電
設備から取出して貯蔵した熱水を使用して発電を行う熱
水タービン発電設備とを具備する蓄熱発電装置に関し、
火力・原子力発電設備に付属する電力貯蔵設備又は産業
用プラント向きの廃熱回収設備などに適用できる。

従来の技術 第３図は従来例を示し、■は主タービン発電設備、２は
複数の熱水貯蔵タンク３を備える熱水貯蔵設備、４は熱
水タービン発電設備をそれぞれ総括的に示している。

主タービン発電設備１は、周知のように、主ボイラ５、
高中圧タービン６、低圧タービン７、発電機８、復水器
９、復水ポンプ１ｏ１低圧給水加熱器１１、脱気器１２
、ボイラ給水ポンプ１３、高圧給水加熱器１４などから
成っており、余剰電力が発生ず熱を利用して作った熱水
が高圧給水加熱器１４出口の主給水管１５から抽出され
、管１６を通して熱水貯蔵設備２の各熱水貯蔵タンク３
へ供給されて、貯蔵されるようになっている。

春 そして、このように夜間貯蔵された熱水は、１間の電力
需要が高い時間帯において、熱水貯蔵タンク３から熱水
供給管１７を通して熱水タービン発電設備４の熱水ター
ビン１８へ供給されて、この熱水タービンを回転し、そ
の後セパレータ１９で蒸気と分離され、この分離された
蒸気は高低圧タービン２０へ供給される。一方、セパレ
ータ１９から出た熱水はそれから多段フラッシャ２１へ
供給され、このフラッシャで発生された蒸気が高低圧タ
ービン２０へ供給される。高低圧タービン２０は供給さ
れてきた蒸気により回転し、この高低圧タービンの回転
と前述した熱水タービン１８の回転とで発電機２２が回
転して、発電が行なわれ、この発電容量が主タービン発
電設備ｌによる発電容量に付加され、これによりピーク
負荷に対応することができる。

一方、高低圧タービン２０から吐出された蒸気は復水器
２３で復水され、その復水が多段フラッシャ２１から排
出される温水と一緒に復水ポンプ２４によって復水回収
タンク２５へ送られて回収される。この回収された復水
は、再び夜間時復水回収ポンプ２６によって主タービン
発電設備ｌにおける復水ポンプＩＯの入口部へ送られて
、熱水に変換される。

発明が解決しようとする課題 以上述べた如き蓄熱発電装置においては、熱水貯蔵タン
ク３に満水に貯えられた熱水を使用して熱水タービン発
電設備４で発電を行う過程を考えると、熱水が熱水貯蔵
タンク３に満水に貯えられた状況では通常、そのタンク
内圧力は４０ｋｇ７ｃｍ”ｇ程度であり、また熱水はこ
の圧力のほぼ飽和状態にある。

そして、この状態のまま熱水を放出して行くと、熱水貯
蔵タンク内圧力は、第４図に示すように徐々に低下して
行く。このような熱水貯蔵タンク内圧力の低下は、熱水
タービン発電設備の出力低下に直結するため、ぜひとも
防止せねばならない。

なお、第４図において、Ｐｏは、初期のタンク内圧力を
示す。

しかして、熱水使用時に熱水貯蔵タンク内圧力が低下す
るのを防止するために、従来は主タービン発電設備の主
蒸気を熱水貯蔵タンクに補給しているが、このような手
段は、しかし、次のような問題点がある。

すなわち、このような補給蒸気に要求されるのは熱水貯
蔵タンク中の熱水量減少に伴う体積の補填であって、エ
ネルギの補填ではないものであり、したがって補給蒸気
として主蒸気というエネルギレベルの高い蒸気を使用す
ることは主タービン発電設備側の熱効率の面での損失が
大きく、好ましくない。

一方、熱水貯蔵タンク３に熱水を貯蔵して行く過程を考
えると、この過程においては、そのタンク内圧力は先に
述べた熱水放出時とは逆に上昇して行く傾向にあるが、
熱水貯蔵タンク３の設備２を経済的なものにするために
も、同タンクの設計圧力を高くすることは好ましくない
。したがって、熱水貯蔵タンク３に熱水を貯蔵して行く
過程においては、タンク内の余剰蒸気を系外に放出する
必要がある。

しかして、従来は、このような熱水貯蔵時における熱水
貯蔵タンク内圧力の増加を防止するための手段を特別に
採っていない。

また、以上述べた如き蓄熱発電装置は、主タービン発電
設備ｌの最終高圧給水加熱器１４出口の主給水管１５か
ら熱水を抽出して、熱水貯蔵タンク３に貯蔵するもので
あるが、この抽出する熱水のエンタルピは第５図の実線
Ａで示すように、主タービン発電設備の負荷によって変
化する。

なお、第５図において、実線Ｂはボイラ蒸気ドラムの飽
和水のエンタルピを示し、また実線Ｃはボイラ給水ポン
プ出口の給水のエンタルピを示し、更に点線りは貯蔵す
る熱水のエンタルピの規定値を示す。

そして、抽出する熱水のエンタルピが変化すると、次の
ような問題点が生じる。

熱水のエンタルピが低下した場合は、貯蔵されるエネル
ギ量が低下するので、昼間ピーク電力需要対応時に、計
画した電力量が出ないことになる。

逆に、熱水のエンタルピが上昇した場合は、熱水貯蔵タ
ンク内圧力を上昇させて対応するか、さもなくば同タン
ク内に蒸気相が生じ、熱水貯蔵量が低減することになる
。

しかして、従来は、このような主タービン発電設備から
取出す熱水のエンタルピの低下及び上昇を防止するため
の手段を特別に採っていない。

課題を解決するための手段 以上述べた課題のうち、熱水貯蔵タンク内圧力の低下及
び増加の問題点を解決するために、本発明（第、１の本
発明）は、主タービン発電設備と、この主タービン発電
設備から取出した熱水を貯蔵する熱水貯蔵タンクと、こ
のタンク内の熱水を使用して発電を行う熱水タービン発
電設備とを具備する蓄熱発電装置において、熱水使用に
応じて萌記主タービン発電設備におけるボイラ蒸気ドラ
ムなどの高圧蒸気部の蒸気を前記熱水貯蔵タンクへ導い
てタンク内圧力の低下を防止する蒸気補給管と、熱水貯
蔵に応じて前記熱水貯蔵タンク内の余剰蒸気を前記主タ
ービン発電設備における高圧タービン抽気管又は高圧給
水加熱器の蒸気部などの場所へ導いてタンク内圧力の増
加を防止する蒸気回収管とを設けたものである。

また、本発明（第２の本発明）は、主タービン発電設備
から取出す熱水のエンタルピの低下及び上昇の問題点を
解決するために、主タービン発電設備と、この主タービ
ン発電設備から取出した熱水を貯蔵する熱水貯蔵タンク
と、このタンク内の熱水を使用して発電を行う熱水ター
ビン発電設備とを具備する蓄熱発電装置において主ター
ビン発電設備における最終高圧給水加熱器出口の主給水
管から熱水を抽出して前記熱水貯蔵タンクへ供給する熱
水供給管の途中に、主ボイ！年間部からエンタルピの高
い熱水を供給する管と、ボイラ給水ポンプ出口のエンタ
ルピの低い熱水を供給する管とを接続したものである。

作用 第１の本発明によれば、熱水使用時における熱水貯蔵タ
ンクへの補給蒸気として主蒸気よりエネルギレベルの低
い蒸気を使用しているので、主タービン発電設備側の熱
損失を極力少なくしながら、熱水貯蔵タンク内圧力の低
下を防止することができる。一方、熱水貯蔵時には、熱
水貯蔵タンク内の余剰蒸気を主タービン発電設備側で回
収しながら、タンク内圧力の増加を防止することができ
る。

また、第２の本発明によれば、主タービン発電設備の負
荷が低く、主給水管から抽出する熱水のエンタルピが規
定値より低い場合には、ボイラ本体中間部の熱水を供給
することにより、熱水のエンタルピを規定値にまで上げ
ることができる。逆に、主タービン発電設備の負荷が高
く、主給水管から抽出する熱水のエンタルピが規定値よ
り高い場合には、ボイラ給水ポンプ出口の給水を供給す
ることにより、熱水のエンタルピを規定値にまで下げる
ことができる。

実施例 以下図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳
述する。

第１図は第１の本発明の実施例を示し、第３図に示した
ものと同様に、主タービン発電設備１における最終高圧
給水加熱器１４出口の主給水管１５から熱水供給管１６
を通して熱水が抽出されて、熱水貯蔵設備２の各熱水貯
蔵タンク３へ供給され、貯蔵される。そして、これらの
熱水貯蔵タンク３から必要時に熱水が、熱水供給管１７
を通して第３図に示した熱水タービン発電設備４の熱水
タービン１８へ供給され、発電が行なわれるようになっ
ている。

し力（して、本実施例によれば、蒸気補給兼回収管３０
の一端が熱水貯蔵設備２の各熱水貯蔵タンク３に連通さ
れ、またその他端から一体的に延びる蒸気回収管３１が
主タービン発電設備１における最終高圧給水加熱器１４
用のタービン抽気管３２の途中に接続されているととも
に、この蒸気回収管３１の途中には蒸気回収用の圧力調
節弁３３が設けられている。

また、主タービン発電設備ｌにおけるボイラ蒸気ドラム
３４から延びる蒸気補給管３５が前述した蒸気補給兼回
収管３０の他端側に接続されているとともに、その途中
には蒸気補給用の圧力調節弁３６が設けられている。

次に、その作用について説明する。

熱水貯蔵タンク３内の熱水の使用時には、そのタンク内
圧力が低下するので、熱水使用に応じて主タービン発電
設備ｌにおけるボイラ蒸気ドラム３４の蒸気（飽和蒸気
）を管３５．３０及び圧力調節弁３６を通して熱水貯蔵
タンク３へ導びいて、タンク内圧力の低下を防止する。

一方、熱水貯蔵タンク３内への熱水の貯蔵時には、その
タンク内圧力が増加するので、熱水貯蔵に応じて熱水貯
蔵タンク３内の余剰蒸気を管３０゜３１及び圧力調節弁
３３を通して主タービン発電設備における最終高圧給水
加熱器１４用のタービン抽気管３２へ導いて、タンク内
圧力の増加を防止する。

なお、第１図において、６は主タービン発電設備ｌの高
中圧タービンであり、第３図に示した主タービン発電設
備ｌを構成する発電機８などの他の要素は省略されてい
る。また、３７は熱水供給管１６の途中に設けられてい
る熱水流量調節弁である。

第１図に示し、た実施例においては、熱水貯蔵タンク３
内の余剰蒸気を主タービン発電設備ｌにおける最終高圧
給水加熱器１４用のタービン抽気管３２に回収する例を
示しているが、これに限らず、最終高圧給水加熱器の蒸
気部、又は回収する蒸気の圧力等を考慮して、その蒸気
のエネルギレベルを最も有効に利用できる他の適当な箇
所に回収することができる。

また、熱水貯蔵タンク３への補給蒸気も、主タービン発
電設備ｌにおけるボイラ蒸気ドラム３４のみならず、他
の適当な高圧蒸気部から取出すことができる。

更に、本実施例では、管３０を蒸気補給用及び回収用と
して兼用しているが、場合によっては蒸気補給管及び蒸
気回収管をそれぞれ独立して配置すす ることができる。

第２図は第２の本発明の実施例を示し、第１図に示した
ものと同一の部分には同一の符号を付して表している。

しかして、本実施例によれば、主タービン発電設備ｌに
おける最終高圧給水加熱器１４出口の主給水管１５から
熱水を抽出して熱水貯蔵設備２の各熱水貯蔵タンク３へ
供給する熱水供給管１６の途中に、主ボイラ５の中間部
たとえばボイラ蒸気ドラム３４分岐して延びる低温熱水
供給管４３とがそれぞれ接続されている。

そして、これらの高温熱水供給管４１及び低温熱水供給
管４３の途中にはそれぞれ高温熱水流量調節弁４４及び
低温熱水流量調節弁４５が設けられている。

また１、熱水供給管１６の途中には、熱水流量計４６が
設けられている。

次に、その作用について説明する。

主タービン発電設備１の負荷が低く、熱水供給管１６か
ら抽出する熱水のエンタルピが規定値より低くなった時
には、主タービン発電設備ｌのボイラ蒸気ドラム３４に
おけるエンタルピの高い熱水（高温熱水）を、管４１及
び流量調節弁４４を通して、熱水供給管１６中を流れる
エンタルピの低い熱水に供給し、これにより熱水貯蔵タ
ンク３へ供給される熱水のエンタルピを規定値にまで上
げる。

逆に、主タービン発電設備ｌの負荷が高く、熱水供給管
１６から抽出する熱水のエンタルピが規定値より高くな
った時には、主タービン発電設備ｌの給水ポンプ１３出
口におけるエンタルピの低い熱水（低温熱水）を、管４
３及び流量調節弁４５を通して、熱水供給管１６中を流
れるエンタルピの高い熱水に供給し、これにより熱水貯
蔵タンク３へ供給される熱水のエンタルピを規定値にま
で下げる。

なお、熱水流量計４６及び熱水流量調節弁３７は、主タ
ービン発電設備１から熱水を取出す系統が変わっても、
熱水貯蔵タンク３へ供給する熱水の流量を常に一定に保
つ機能をなす。

第２図に示した実施例においては、高温熱水の取出し点
を主タービン発電設備ｌにおけるボイラ蒸気ドラム３４
のブロー管４０としているが、これに限らず、主ボイラ
５の構造面からみて高温熱水を取出し易い他の適当な箇
所を選定することができる。

また、本実施例では、熱水貯蔵タンク３内の圧力を調節
する装置４７が設けられているが、このような装置に代
えて、第１図に示した蒸気補給及び回収手段を付加する
ことにより、それぞれの作用効果を同時に得るようにす
ることもできる。

発明の効果 以上述べたように、第１の本発明によれば、熱水使用時
における熱水貯蔵タンクへの補給蒸気として、熱損失を
低減する目的で少しでもエネルギレベルの低い蒸気との
観点から、主タービン発電設備のボイラドラム蒸気（飽
和蒸気）などの高圧蒸気を使用しているので、熱水使用
時に主タービン発電設備から持出される熱損失を極力小
さくすることができる。

一方、熱水貯蔵時における熱水貯蔵タンク内の余剰蒸気
を主タービン発電設備の高圧タービン抽気管または高圧
給水加熱器蒸気部などの場所へ回収しているので、熱水
貯蔵タンク内の圧力の増加を防止できるとともに、主タ
ービン発電設備側の熱効率の向上も図ることができる。

また、第２の本発明によれば、主タービン発電設備の負
荷に関係なく、熱水貯蔵タンクへ供給される熱水のエン
タルピを一定に保つこと力（できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の本発明の実施例を示す図、第２図は第２
の本発明の実施例を示す図、第３図は従来例を示す図、
第４図は蓄熱発電装置における熱水貯蔵タンク内の熱水
使用時の経過時間に伴うタンク内圧力の変化を示す図、
第５図は主タービン発電設備の負荷に伴う熱水のエンタ
ルピ変化を示す図である。 ■・・主タービン発電設備、２・・熱水貯蔵設備、３・
・熱水貯蔵タンク、４・・熱水タービン発電設備、５・
・主ボイラ、６・・高中圧タービン、７・・低圧タービ
ン、８・・発電機、９・・復水器、ｌＯ・・復水ポンプ
、１１・・低圧給水加熱圧給水加熱器、１５・・主弁給
管、１６．１７・・熱水供給管、１８・・熱水タービン
、１９・・セパレータ、２０・・高低圧タービン、２１
・・多段フラッシャ、２２・・発電機、２３・・復水器
、２４・・復水ポンプ、２５・・復水回収タンク、２６
・・復水回収ポンプ、３０・・蒸気補給兼回収管、３１
・・蒸気回収管、３２・・タービン抽気管、３３・・圧
力調節弁、３４・・ボイラ蒸気ドラム、３５・・蒸気補
給管、３６・・圧口側給水管、４３・・低温熱水供給管
、４４．４５・・熱水流量調節弁、４６・・熱水流最計
、４７・・タンク内圧力調節装置。 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　主タービン発電設備と、この主タービン発電設備か
   ら取出した熱水を貯蔵する熱水貯蔵タンクと、このタン
   ク内の熱水を使用して発電を行う熱水タービン発電設備
   とを具備する蓄熱発電装置において、熱水使用に応じて
   前記主タービン発電設備におけるボイラ蒸気ドラムなど
   の高圧蒸気部の蒸気を前記熱水貯蔵タンクへ導いてタン
   ク内圧力の低下を防止する蒸気補給管と、熱水貯蔵に応
   じて前記熱水貯蔵タンク内の余剰蒸気を前記主タービン
   発電設備における高圧タービン抽気管又は高圧給水加熱
   器の蒸気部などの場所へ導いてタンク内圧力の増加を防
   止する蒸気回収管とを設けたことを特徴とする蓄熱発電
   装置。 ２　主タービン発電設備と、この主タービン発電設備か
   ら取出した熱水を貯蔵する熱水貯蔵タンクと、このタン
   ク内の熱水を使用して発電を行う熱水タービン発電設備
   とを具備する蓄熱発電装置において、前記主タービン発
   電設備における最終高圧給水加熱器出口の主給水管から
   熱水を抽出して前記熱水貯蔵タンクへ供給する熱水供給
   管の途中に、主ボイラの中間部からエンタルピの高い熱
   水を供給する管と、ボイラ給水ポンプ出口のエンタルピ
   の低い熱水を供給する管とを接続したことを特徴とする
   蓄熱発電装置。