JPH0354327A - 余剰電力利用システム - Google Patents
余剰電力利用システムInfo
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- JPH0354327A JPH0354327A JP18591689A JP18591689A JPH0354327A JP H0354327 A JPH0354327 A JP H0354327A JP 18591689 A JP18591689 A JP 18591689A JP 18591689 A JP18591689 A JP 18591689A JP H0354327 A JPH0354327 A JP H0354327A
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- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
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- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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。
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、余剰電力利用システムに関するものである。
［従来の技術〕
発電所の電力供給能力が向上している一方で、電力需要
の昼間と夜間とにおける差が増大している。したがって
、夜間の余剰電力を何らかの形態で蓄積し、これを昼間
に供給することとすれば、電力供給能力を差程大きくし
なくともすむし、またその能力を十分に活用することが
できる。
の昼間と夜間とにおける差が増大している。したがって
、夜間の余剰電力を何らかの形態で蓄積し、これを昼間
に供給することとすれば、電力供給能力を差程大きくし
なくともすむし、またその能力を十分に活用することが
できる。
そこで、従来上記夜間の電力を貯えるためにいくつかの
方策が提案され、あるいは実施されている。例えば、上
記余剰電力で圧縮空気を作り、これを貯蔵して昼間の再
発電に備える方式で、添付図面の第２図に示されている
ようなものが知られている。第２図において、夜間等の
余剰電力を受けて電動機５１が圧縮機５２を駆動し、圧
縮空気を貯気槽５３に貯えておく，かかる貯気槽５３内
の圧縮空気を電力の消費の多い昼間時に取り出して燃焼
器５４に導いて、ここで得られる燃焼ガスによってガス
タービン５５を駆動し、発電機５６にて電力を得ている
。かくして、夜間の余剰電力を昼間に利用している。
方策が提案され、あるいは実施されている。例えば、上
記余剰電力で圧縮空気を作り、これを貯蔵して昼間の再
発電に備える方式で、添付図面の第２図に示されている
ようなものが知られている。第２図において、夜間等の
余剰電力を受けて電動機５１が圧縮機５２を駆動し、圧
縮空気を貯気槽５３に貯えておく，かかる貯気槽５３内
の圧縮空気を電力の消費の多い昼間時に取り出して燃焼
器５４に導いて、ここで得られる燃焼ガスによってガス
タービン５５を駆動し、発電機５６にて電力を得ている
。かくして、夜間の余剰電力を昼間に利用している。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の方式にあっては、圧縮空気と
して貯えられた余剰電力のエネルギはガスタービン駆動
用の燃焼ガスのためにのみ用いられているだけで、空気
の圧縮・膨張に伴う温度変化のエネルギは利用されてお
らず、効率のよいものではなかった。
して貯えられた余剰電力のエネルギはガスタービン駆動
用の燃焼ガスのためにのみ用いられているだけで、空気
の圧縮・膨張に伴う温度変化のエネルギは利用されてお
らず、効率のよいものではなかった。
本発明は、空気の体積変化に伴い発生するエネルギをも
積極的に回収して、効率のきわめてよい余剰電力利用シ
ステムを提供することを目的としている。
積極的に回収して、効率のきわめてよい余剰電力利用シ
ステムを提供することを目的としている。
本発明によれば、上記目的は、
燃焼器から燃焼ガスを受けて駆動されるガスタービンに
連結された第一の発電機と、電動機により駆動される圧
縮機と、該圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯蔵する貯気
槽と、該貯気槽から圧縮空気を受けて作動する膨張機と
、該膨張機により駆動される第二の発電機を備えるもの
において、膨張機には、膨張後の低温空気と熱交換する
冷熱利用のための熱交換器が接続され、 上記熱交換器での熱交換後に昇温した空気を上記燃焼器
へ供給するように、上記熱交換器が燃焼器に接続されて
いる、 ことによって達威される。
連結された第一の発電機と、電動機により駆動される圧
縮機と、該圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯蔵する貯気
槽と、該貯気槽から圧縮空気を受けて作動する膨張機と
、該膨張機により駆動される第二の発電機を備えるもの
において、膨張機には、膨張後の低温空気と熱交換する
冷熱利用のための熱交換器が接続され、 上記熱交換器での熱交換後に昇温した空気を上記燃焼器
へ供給するように、上記熱交換器が燃焼器に接続されて
いる、 ことによって達威される。
本発明では、夜間等の余剰電力を利用して圧縮機を作動
させて貯気槽に圧縮空気を貯める。電力需要の多い昼間
には、貯気槽から圧縮空気を取り出して膨張機を回転せ
しめ、該膨張機に取付けられている第二の発電機を駆動
して発電する。さらに、圧縮空気は膨張機を作動せしめ
た後、膨張して降温して熱交換器に導かれ、ここでその
冷熱が回収されて冷房負荷に使用される。該熱交換器で
の熱交換後に昇温した空気は、燃焼器に燃焼用空気とし
て導かれる。そして燃焼ガスによりガスタービンを駆動
し、第一の発電機で発電を行う。
させて貯気槽に圧縮空気を貯める。電力需要の多い昼間
には、貯気槽から圧縮空気を取り出して膨張機を回転せ
しめ、該膨張機に取付けられている第二の発電機を駆動
して発電する。さらに、圧縮空気は膨張機を作動せしめ
た後、膨張して降温して熱交換器に導かれ、ここでその
冷熱が回収されて冷房負荷に使用される。該熱交換器で
の熱交換後に昇温した空気は、燃焼器に燃焼用空気とし
て導かれる。そして燃焼ガスによりガスタービンを駆動
し、第一の発電機で発電を行う。
かくして、昼間は、第一及び第二の発電機によって電力
を得る。
を得る。
以下、添付図面の第１図にもとづいて本発明の実施例を
説明する。
説明する。
第ｌ図において、１は電動機／発電機であり電動機とし
て第一段圧縮機２Ａと第二段圧縮機２Ｂを回転駆動すべ
く両圧縮機の共通軸に連結されていると共に、その連結
を切換えて第一の発電機としてガスタービン２０と連結
可能となっている。上記第一段圧縮機２Ａの出口側は熱
交換器たるインククーラ３Ａの一次側（実線側）を介し
て第二段圧縮機２Ｂの入口側に接続され、該第二段圧縮
機２Ｂの出口側はアフタクーラ３Ｂの一次側を介して貯
気槽４に接続されている。上記インククーラ３Ａ及びア
フタクーラ３Ｂのそれぞれの二次側（破線側）には、負
荷としての温水器５からの冷却水が導入されて高温圧縮
空気との熱交換により温水となって帰還するようになっ
ている。なお、本発明では、上記インククーラ３Ａそし
てアフタクーラ３Ｂは好ましい形態として示したもので
必須のものではなく、第一段圧縮機２Ａと第二段圧縮機
２Ｂを直接接続し、第二段圧４１ｍ２Ｂを出た圧縮空気
をそのまま貯気槽４に導入してもよい。
て第一段圧縮機２Ａと第二段圧縮機２Ｂを回転駆動すべ
く両圧縮機の共通軸に連結されていると共に、その連結
を切換えて第一の発電機としてガスタービン２０と連結
可能となっている。上記第一段圧縮機２Ａの出口側は熱
交換器たるインククーラ３Ａの一次側（実線側）を介し
て第二段圧縮機２Ｂの入口側に接続され、該第二段圧縮
機２Ｂの出口側はアフタクーラ３Ｂの一次側を介して貯
気槽４に接続されている。上記インククーラ３Ａ及びア
フタクーラ３Ｂのそれぞれの二次側（破線側）には、負
荷としての温水器５からの冷却水が導入されて高温圧縮
空気との熱交換により温水となって帰還するようになっ
ている。なお、本発明では、上記インククーラ３Ａそし
てアフタクーラ３Ｂは好ましい形態として示したもので
必須のものではなく、第一段圧縮機２Ａと第二段圧縮機
２Ｂを直接接続し、第二段圧４１ｍ２Ｂを出た圧縮空気
をそのまま貯気槽４に導入してもよい。
上記貯気槽４は管路の切換えによって第一段膨張機６Ａ
に接続されるようになっている。該第一段膨張機６Ａの
出力軸には第二段膨張機６Ｂが直結され、これに第二の
発電機７が連結されている。貯気槽４から圧縮空気を受
ける上記第一段膨張機６Ａの出口側は第一凝縮器８Ａの
一次側を経て第二段膨張機６Ｂの入口側に接続され、該
第二段膨張機６Ｂの出口側には第二凝縮器８Ｂの一次側
が接続され、これにエアカーテン等の冷房負荷９を二次
側にもつ熱交換器ｌＯの一次側が接続されている。上記
第一ａ縮器８Ａ及び第二凝縮器８Ｂのそれぞれの二次側
には、冷凍負荷１１を有する蒸発器１２が接続されてい
る。なお、本実施例では、好ましい形態として、上記蒸
発器１２は、上記二つの凝縮器８Ａ及び８Ｂの管路に対
し並列管路によって上記貯気槽４にも接続されている。
に接続されるようになっている。該第一段膨張機６Ａの
出力軸には第二段膨張機６Ｂが直結され、これに第二の
発電機７が連結されている。貯気槽４から圧縮空気を受
ける上記第一段膨張機６Ａの出口側は第一凝縮器８Ａの
一次側を経て第二段膨張機６Ｂの入口側に接続され、該
第二段膨張機６Ｂの出口側には第二凝縮器８Ｂの一次側
が接続され、これにエアカーテン等の冷房負荷９を二次
側にもつ熱交換器ｌＯの一次側が接続されている。上記
第一ａ縮器８Ａ及び第二凝縮器８Ｂのそれぞれの二次側
には、冷凍負荷１１を有する蒸発器１２が接続されてい
る。なお、本実施例では、好ましい形態として、上記蒸
発器１２は、上記二つの凝縮器８Ａ及び８Ｂの管路に対
し並列管路によって上記貯気槽４にも接続されている。
次に、上述したガスタービン２０には、燃料、空気そし
て必要に応し蒸気を取り入れて燃焼ガスを生し、これを
上記ガスタービンに供給する燃焼器２ｌが取付けられて
いる。ガスタービン２０を駆動した後の排ガスは排ガス
ボイラ２２を経て煙突２３から排気されるようになって
いる。排ガスボイラ２３では、ポンブ２４により供給さ
れる水を排ガスの熱と熱交換して蒸気とし、これを上記
燃焼器２１に送られるような管路が形威されている。さ
らに、既述した熱交換器１０の一次側が上記排ガスボイ
ラ２２を経て燃焼器２ｌに接続されており、排ガスボイ
ラ２２で昇温された空気を燃焼用空気として燃焼器に供
給するよ・うになっている。
て必要に応し蒸気を取り入れて燃焼ガスを生し、これを
上記ガスタービンに供給する燃焼器２ｌが取付けられて
いる。ガスタービン２０を駆動した後の排ガスは排ガス
ボイラ２２を経て煙突２３から排気されるようになって
いる。排ガスボイラ２３では、ポンブ２４により供給さ
れる水を排ガスの熱と熱交換して蒸気とし、これを上記
燃焼器２１に送られるような管路が形威されている。さ
らに、既述した熱交換器１０の一次側が上記排ガスボイ
ラ２２を経て燃焼器２ｌに接続されており、排ガスボイ
ラ２２で昇温された空気を燃焼用空気として燃焼器に供
給するよ・うになっている。
以上のごとくの本実施例装置にあって、夜間等における
余剰電力は次のようにして利用される。
余剰電力は次のようにして利用される。
■ 先ず、夜間等に余剰電力を利用する場合、電動機／
発電機１を圧縮機２Ａ，２Ｂと連結するように切換えて
該電ＩＪ］機１によって、第一段圧縮機２Ａと第二段圧
縮機２Ｂを駆動する。第一段圧縮機２Ａで取り入れられ
た空気はここで圧縮される。
発電機１を圧縮機２Ａ，２Ｂと連結するように切換えて
該電ＩＪ］機１によって、第一段圧縮機２Ａと第二段圧
縮機２Ｂを駆動する。第一段圧縮機２Ａで取り入れられ
た空気はここで圧縮される。
圧縮された空気は昇温しでおり、インタクーラ３Ａにて
熱交換、すなわち温水器５からの冷却水を昇温せしめる
ことにより冷却されて第二段圧縮機２Ｂに入る。第二段
圧縮機２Ｂでは、圧縮空気はさらに圧縮されると共に、
圧縮に伴い再び昇温する。そして、この昇温した圧縮空
気はアフタクーラ３Ｂにて、上記温水器５からの冷却水
を、ここでも熱交換により昇温せしめた後冷却され、し
かる後に貯気槽４に貯められる。
熱交換、すなわち温水器５からの冷却水を昇温せしめる
ことにより冷却されて第二段圧縮機２Ｂに入る。第二段
圧縮機２Ｂでは、圧縮空気はさらに圧縮されると共に、
圧縮に伴い再び昇温する。そして、この昇温した圧縮空
気はアフタクーラ３Ｂにて、上記温水器５からの冷却水
を、ここでも熱交換により昇温せしめた後冷却され、し
かる後に貯気槽４に貯められる。
■ 次に、電力需要の多い昼間にあっては、既述の電Ｉ
Ｊ］機／発電機ｌをガスタービン２０と連結するように
切換えて第一の発電機とせしめると共に、上記貯気槽４
を管路の切換えによって第一段膨張機６Ａに接続せしめ
、圧縮空気をここで膨張させて該第一段膨張機６Ａを駆
動して第二の発電機７により発電する。第一段膨張Ｗ６
Ａにて膨張した空気は降温した後、第一凝縮器８Ａで二
次側の冷媒と熱交換することにより、再び昇温しで第二
段膨張機６Ｂに送られる。該第二段膨張機６Ｂではさら
に膨張して該第二段膨張機６Ｂを駆動し発重する。そし
て、膨張により再び降温し第二凝縮器８Ｂでち冷媒を冷
却する。かくして、空気は第二段膨張機６Ｂを出ると、
低圧で常温に近い低温となり、熱交換器１０の一次側に
送られ、ここで二次側の空気を熱交換により冷却して昇
温する。そして二次側の冷却された空気は、エアカーテ
ン等の冷房負荷９として使用される。
Ｊ］機／発電機ｌをガスタービン２０と連結するように
切換えて第一の発電機とせしめると共に、上記貯気槽４
を管路の切換えによって第一段膨張機６Ａに接続せしめ
、圧縮空気をここで膨張させて該第一段膨張機６Ａを駆
動して第二の発電機７により発電する。第一段膨張Ｗ６
Ａにて膨張した空気は降温した後、第一凝縮器８Ａで二
次側の冷媒と熱交換することにより、再び昇温しで第二
段膨張機６Ｂに送られる。該第二段膨張機６Ｂではさら
に膨張して該第二段膨張機６Ｂを駆動し発重する。そし
て、膨張により再び降温し第二凝縮器８Ｂでち冷媒を冷
却する。かくして、空気は第二段膨張機６Ｂを出ると、
低圧で常温に近い低温となり、熱交換器１０の一次側に
送られ、ここで二次側の空気を熱交換により冷却して昇
温する。そして二次側の冷却された空気は、エアカーテ
ン等の冷房負荷９として使用される。
■ 上記第一凝縮器８Ａ及び第二凝！１器８Ｂでは、貯
気槽４内の圧縮空気が膨張により降温するのでその温度
は低くなり、これと熱交換される冷媒も低温となるので
その冷熱は蒸発器１２を介して冷凍負荷１１に使用され
る。
気槽４内の圧縮空気が膨張により降温するのでその温度
は低くなり、これと熱交換される冷媒も低温となるので
その冷熱は蒸発器１２を介して冷凍負荷１１に使用され
る。
■ 貯気槽４内の圧縮空気が使用により次第に減少して
くると低圧となって降温するので、その時期には上記冷
媒を上記貯気槽内の管路に導いてその冷熱を利用する。
くると低圧となって降温するので、その時期には上記冷
媒を上記貯気槽内の管路に導いてその冷熱を利用する。
■ さらに、上記■で述べた熱交換２Ｓ １０において
熱交換後に昇温し一次側の空気は、排気ボイラ２２にて
ガスタービン２０からの排ガスの熱の一部を受けてさら
に昇温し、燃焼器２１に燃焼空気として供給される。上
記排ガスボイラ２２では、ボンブ２４からの水も上記排
ガスにより加熱され、その結果蒸気となって燃焼器２１
に送られる。該蒸気は燃焼器２１にて上記燃焼空気と混
合されて燃料の燃焼に供されてＮＯｘの低減と燃焼効率
の向上がなされる。そして燃焼ガスがガスタービン２０
に供給され、第一の発電機１で発電がなされる。かくし
て、昼間は第一及び第二の発電機から電力を効率よく得
ることができる。
熱交換後に昇温し一次側の空気は、排気ボイラ２２にて
ガスタービン２０からの排ガスの熱の一部を受けてさら
に昇温し、燃焼器２１に燃焼空気として供給される。上
記排ガスボイラ２２では、ボンブ２４からの水も上記排
ガスにより加熱され、その結果蒸気となって燃焼器２１
に送られる。該蒸気は燃焼器２１にて上記燃焼空気と混
合されて燃料の燃焼に供されてＮＯｘの低減と燃焼効率
の向上がなされる。そして燃焼ガスがガスタービン２０
に供給され、第一の発電機１で発電がなされる。かくし
て、昼間は第一及び第二の発電機から電力を効率よく得
ることができる。
［発明の効果］
本発明は、以上のごとく余剰電力によって圧縮空気を生
戒して貯蔵し、これにより膨張機を駆動してこれに連結
されている発電機で発電すると共に、膨張時の冷熱をも
熱交換により利用し、熱交換後に昇温した空気を燃焼空
気として使用して燃焼ガスを生成しこれでガスタービン
を駆動することにより発電機を回転して発電することと
したので、エネルギの回収効率がきわめて向上する。さ
らに、圧縮空気の生或時における熱も利用することとす
れば、その効率はなお一層高くなる。
戒して貯蔵し、これにより膨張機を駆動してこれに連結
されている発電機で発電すると共に、膨張時の冷熱をも
熱交換により利用し、熱交換後に昇温した空気を燃焼空
気として使用して燃焼ガスを生成しこれでガスタービン
を駆動することにより発電機を回転して発電することと
したので、エネルギの回収効率がきわめて向上する。さ
らに、圧縮空気の生或時における熱も利用することとす
れば、その効率はなお一層高くなる。
第１図は本発明の一実施例を示す構或図、第２図は従来
例を示す構戒図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・電動機／発電機（第
一の発電機）２Ａ，２Ｂ・・・・・・・・・圧縮機 ３Ａ，３Ｂ・・・・・・・・・熱交換器（３Ａ・・・イ
ンクターラ， ３Ｂ・・・アフタクーラ）４・・・・・
・・・・・・・・・・貯気槽６Ａ，６Ｂ・・・・・・・
・・膨張機
例を示す構戒図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・電動機／発電機（第
一の発電機）２Ａ，２Ｂ・・・・・・・・・圧縮機 ３Ａ，３Ｂ・・・・・・・・・熱交換器（３Ａ・・・イ
ンクターラ， ３Ｂ・・・アフタクーラ）４・・・・・
・・・・・・・・・・貯気槽６Ａ，６Ｂ・・・・・・・
・・膨張機
Claims (2)
- （１）燃焼器から燃焼ガスを受けて駆動されるガスター
ビンに連結された第一の発電機と、電動機により駆動さ
れる圧縮機と、該圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯蔵す
る貯気槽と、該貯気槽から圧縮空気を受けて作動する膨
張機と、該膨張機により駆動される第二の発電機を備え
るものにおいて、膨張機には、膨張後の低温空気と熱交
換する冷熱利用のための熱交換器が接続され、 上記熱交換器での熱交換後に昇温した空気を上記燃焼器
へ供給するように、上記熱交換器が燃焼器に接続されて
いる、 ことを特徴とする余剰電力利用システム。 - （２）熱交換器と燃焼器は排ガスボイラを介して接続さ
れていることとする請求項（１）に記載の余剰電力利用
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18591689A JPH0354327A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 余剰電力利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18591689A JPH0354327A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 余剰電力利用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0354327A true JPH0354327A (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=16179124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18591689A Pending JPH0354327A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 余剰電力利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0354327A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0365032A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-20 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | コージェネレーションシステム |
| JPH07224679A (ja) * | 1994-02-03 | 1995-08-22 | Israel Electric Corp Ltd:The | 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム |
| US6920759B2 (en) | 1996-12-24 | 2005-07-26 | Hitachi, Ltd. | Cold heat reused air liquefaction/vaporization and storage gas turbine electric power system |
| JP2011021882A (ja) * | 2010-11-01 | 2011-02-03 | Daikin Industries Ltd | ヒートポンプシステム |
| WO2012143272A1 (de) * | 2011-04-20 | 2012-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmeübertrageranordnung und verfahren zum erwärmen eines arbeitsgases |
| JP2013531175A (ja) * | 2010-07-13 | 2013-08-01 | タンターボ オサケ ユキチュア | ターボコンプレッサーを制御する方法 |
| JP2017066938A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 |
| JP2017141992A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮空気貯蔵発電装置および圧縮空気貯蔵発電方法 |
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-
1989
- 1989-07-20 JP JP18591689A patent/JPH0354327A/ja active Pending
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