JPH04342829A - タービンプラント - Google Patents
タービンプラントInfo
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- JPH04342829A JPH04342829A JP11312791A JP11312791A JPH04342829A JP H04342829 A JPH04342829 A JP H04342829A JP 11312791 A JP11312791 A JP 11312791A JP 11312791 A JP11312791 A JP 11312791A JP H04342829 A JPH04342829 A JP H04342829A
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- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
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- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 48
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
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- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電，動力発生用のタ
ービンプラントに関する。
ービンプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来の水素を燃料とするタービ
ンプラントを示す。このタービンプラントでは、水素を
燃料とし、酸化剤に空気又は酸素を用いる。
ンプラントを示す。このタービンプラントでは、水素を
燃料とし、酸化剤に空気又は酸素を用いる。
【０００３】水素は、燃焼器０１で酸素によって燃焼し
て水蒸気となり、水蒸気はタービン０２を駆動する。タ
ービン０２を駆動した水蒸気は再生装置０３を経て排ガ
スボイラ０４へ入り、更に復水器０５で冷却水によって
その一部が凝縮し、水蒸気の残部はタービン０２によっ
て駆動される圧縮機０６によって圧縮されて燃焼器０１
に戻されるようになっている。
て水蒸気となり、水蒸気はタービン０２を駆動する。タ
ービン０２を駆動した水蒸気は再生装置０３を経て排ガ
スボイラ０４へ入り、更に復水器０５で冷却水によって
その一部が凝縮し、水蒸気の残部はタービン０２によっ
て駆動される圧縮機０６によって圧縮されて燃焼器０１
に戻されるようになっている。
【０００４】前記のタービンプラントにおいて、酸化剤
として酸素を用いる場合には、作動媒体として水蒸気と
共にイナートガスを用いることがある。
として酸素を用いる場合には、作動媒体として水蒸気と
共にイナートガスを用いることがある。
【０００５】また、酸化剤として空気を用いる場合には
、空気中の窒素ガスは水蒸気と共に作動媒体として利用
され、この場合には復水器０５の下流側から制御弁０９
を経て窒素ガスと水蒸気の一部が脱硝装置０１０へ導か
れ、ＮＯｘ が除去された上系外に排出されるようにな
っている。
、空気中の窒素ガスは水蒸気と共に作動媒体として利用
され、この場合には復水器０５の下流側から制御弁０９
を経て窒素ガスと水蒸気の一部が脱硝装置０１０へ導か
れ、ＮＯｘ が除去された上系外に排出されるようにな
っている。
【０００６】なお、０７はタービン２で駆動される発電
機、０８は排ガスボイラ０４で駆動されるボトミングサ
イクルである。
機、０８は排ガスボイラ０４で駆動されるボトミングサ
イクルである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記の水素を燃料とす
るタービンプラントでは、余剰のエネルギーを用いて水
素を製造し、発電や動力が必要な時に、これを燃焼させ
てタービンにてエネルギーを取り出すことにより、エネ
ルギを無駄にせず、かつ、ＣＯ２ の発生も防ぐことが
できる。
るタービンプラントでは、余剰のエネルギーを用いて水
素を製造し、発電や動力が必要な時に、これを燃焼させ
てタービンにてエネルギーを取り出すことにより、エネ
ルギを無駄にせず、かつ、ＣＯ２ の発生も防ぐことが
できる。
【０００８】ところが、この水素を貯蔵したり、運搬す
る際に、低温加圧タンクなどが必要となり、また、エネ
ルギーのロスも発生するため、この点が大きな障害とな
る。
る際に、低温加圧タンクなどが必要となり、また、エネ
ルギーのロスも発生するため、この点が大きな障害とな
る。
【０００９】本発明は、以上の問題点を解決することが
できるタービンプラントを提供しようとするものである
。
できるタービンプラントを提供しようとするものである
。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のタービンプラン
トは、アンモニアをタービンの排熱によって水素ガスと
窒素ガスに分解する分解装置、前記分解装置で発生した
水素ガスと窒素ガスの混合気を酸素によって燃焼させ高
温の窒素と水蒸気を発生する燃焼器を備え、前記タービ
ンは前記燃焼器で発生した高温の窒素ガスと水蒸気によ
って駆動されることを特徴とする。
トは、アンモニアをタービンの排熱によって水素ガスと
窒素ガスに分解する分解装置、前記分解装置で発生した
水素ガスと窒素ガスの混合気を酸素によって燃焼させ高
温の窒素と水蒸気を発生する燃焼器を備え、前記タービ
ンは前記燃焼器で発生した高温の窒素ガスと水蒸気によ
って駆動されることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明では、分解装置でアンモニア（ＮＨ３
）がタービンの排熱によって次式（１）のように分解さ
れて水素（Ｈ２ ）ガスと窒素（Ｎ２ ）ガスとなり、
これが燃焼器において酸素によって、次式（２）のよう
に燃焼して、高温のＮ２ ガスと水蒸気がえられる。 ＮＨ３ → １／２ Ｎ２ ＋３／２ Ｈ２
（１）（５００℃
以上，大気圧以上，吸熱反応）Ｎ２ ＋３Ｈ２ ＋３／
２ Ｏ２ →Ｎ２ ＋３Ｈ２ Ｏ
（２）（５００℃以上，大気圧以上，発熱反応）この高
温のＮ２ ガスと水蒸気はタービンを駆動して動力を発
生する。
）がタービンの排熱によって次式（１）のように分解さ
れて水素（Ｈ２ ）ガスと窒素（Ｎ２ ）ガスとなり、
これが燃焼器において酸素によって、次式（２）のよう
に燃焼して、高温のＮ２ ガスと水蒸気がえられる。 ＮＨ３ → １／２ Ｎ２ ＋３／２ Ｈ２
（１）（５００℃
以上，大気圧以上，吸熱反応）Ｎ２ ＋３Ｈ２ ＋３／
２ Ｏ２ →Ｎ２ ＋３Ｈ２ Ｏ
（２）（５００℃以上，大気圧以上，発熱反応）この高
温のＮ２ ガスと水蒸気はタービンを駆動して動力を発
生する。
【００１２】このようにして、本発明ではＣＯ２ を発
生することなくタービンが駆動されて動力が得られる。 また、アンモニアは化学的に安定で貯蔵や運搬等の取扱
いが容易であり、取扱いに当ってのエネルギーロスが低
減される。しかも、タービンの排熱によってアンモニア
はＨ２ ガスとＮ２ガスに分解され、タービン排熱は有
効に利用され、プラントの熱効率が向上する。
生することなくタービンが駆動されて動力が得られる。 また、アンモニアは化学的に安定で貯蔵や運搬等の取扱
いが容易であり、取扱いに当ってのエネルギーロスが低
減される。しかも、タービンの排熱によってアンモニア
はＨ２ ガスとＮ２ガスに分解され、タービン排熱は有
効に利用され、プラントの熱効率が向上する。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を、図１によって説明する
。１は燃焼器であり、酸素又は空気及び後記する排ガス
ボイラ４の熱交換管４ａから燃料としてのガスが供給さ
れるようになっている。燃焼器１の燃焼ガスは、発電機
７と圧縮機６を駆動するタービン２へ導入され、タービ
ン２の排気は、再生器３を経てボトミングサイクル８を
駆動する排ガスボイラ４に導入されるようになっている
。排ガスボイラ４の出口側は、冷却水が供給される復水
器５の入口側に接続され、同復水器５の出口側は前記圧
縮機６の入口側へ管路１３によって接続され、圧縮機６
の出口側は前記燃焼器１に接続されている。
。１は燃焼器であり、酸素又は空気及び後記する排ガス
ボイラ４の熱交換管４ａから燃料としてのガスが供給さ
れるようになっている。燃焼器１の燃焼ガスは、発電機
７と圧縮機６を駆動するタービン２へ導入され、タービ
ン２の排気は、再生器３を経てボトミングサイクル８を
駆動する排ガスボイラ４に導入されるようになっている
。排ガスボイラ４の出口側は、冷却水が供給される復水
器５の入口側に接続され、同復水器５の出口側は前記圧
縮機６の入口側へ管路１３によって接続され、圧縮機６
の出口側は前記燃焼器１に接続されている。
【００１４】前記排ガスボイラ４内には、液体アンモニ
アタンク１２から加圧ポンプ１１によって圧送される液
体アンモニアが導入される熱交換管４ａが設けられてお
り、同熱交換管４ａは燃焼器１に接続されている。
アタンク１２から加圧ポンプ１１によって圧送される液
体アンモニアが導入される熱交換管４ａが設けられてお
り、同熱交換管４ａは燃焼器１に接続されている。
【００１５】復水器５と圧縮機６を接続する管路１３か
ら脱硝装置１０に接続された管路１４が分岐し、同管路
１４には制御弁９が設けられている。なお５ａは復水器
５に設けられた凝縮水（復水）の出口である。また、前
記再生器３は、配管１３を通って空気圧縮機６へ入るガ
ス又は空気圧縮機６を出るガスを加熱するようになって
いる。
ら脱硝装置１０に接続された管路１４が分岐し、同管路
１４には制御弁９が設けられている。なお５ａは復水器
５に設けられた凝縮水（復水）の出口である。また、前
記再生器３は、配管１３を通って空気圧縮機６へ入るガ
ス又は空気圧縮機６を出るガスを加熱するようになって
いる。
【００１６】本実施例では、液体アンモニアタンク１２
から加圧ポンプ１１によって排ガスボイラ４の熱交換管
４ａに供給された液体アンモニアは、後記するタービン
２の排ガスの排熱によって、作用欄中の（１）式で示す
ように、Ｈ２ガスとＮ２ ガスに分解される。
から加圧ポンプ１１によって排ガスボイラ４の熱交換管
４ａに供給された液体アンモニアは、後記するタービン
２の排ガスの排熱によって、作用欄中の（１）式で示す
ように、Ｈ２ガスとＮ２ ガスに分解される。
【００１７】このＨ２ ガスとＮ２ ガスの混合気は燃
焼器１へ導入されて、作用欄中の（２）式で示すように
、同燃焼器１に供給される酸素又は空気中の酸素によっ
て燃焼して高温の水蒸気とＮ２ ガスとなり、これがタ
ービン３に導入されてタービン３を駆動する。これによ
って圧縮機６が駆動されると共に、発電機７が駆動され
て電力を発生する。
焼器１へ導入されて、作用欄中の（２）式で示すように
、同燃焼器１に供給される酸素又は空気中の酸素によっ
て燃焼して高温の水蒸気とＮ２ ガスとなり、これがタ
ービン３に導入されてタービン３を駆動する。これによ
って圧縮機６が駆動されると共に、発電機７が駆動され
て電力を発生する。
【００１８】タービン３で仕事をした水蒸気とＮ２ ガ
スは、再生器３へ入って、圧縮機６へ入り又は圧縮機６
を出る流体をその排熱で加熱した上、排ガスボイラ４へ
導入されて、その排熱でボトミングサイクル８を駆動す
ると共に前記のように液体アンモニアをＨ２ ガスとＮ
２ ガスに分解する。同排ガスボイラ４は、このように
液体アンモニア分解装置としての機能も有している。
スは、再生器３へ入って、圧縮機６へ入り又は圧縮機６
を出る流体をその排熱で加熱した上、排ガスボイラ４へ
導入されて、その排熱でボトミングサイクル８を駆動す
ると共に前記のように液体アンモニアをＨ２ ガスとＮ
２ ガスに分解する。同排ガスボイラ４は、このように
液体アンモニア分解装置としての機能も有している。
【００１９】排ガスボイラ４を出た水蒸気とＮ２ ガス
は、復水器５において冷却水によって冷却され、水蒸気
が凝縮されて復水となり出口５ａから排出される。
は、復水器５において冷却水によって冷却され、水蒸気
が凝縮されて復水となり出口５ａから排出される。
【００２０】一方、復水器５で水蒸気と分離されたＮ２
ガスは、配管１３を経て圧縮機６で圧縮されると共に
、圧縮機６の前又は後で前記再生器３の水蒸気とＮ２
ガスの排熱で加熱された上、燃焼器１へリサイクルされ
る。
ガスは、配管１３を経て圧縮機６で圧縮されると共に
、圧縮機６の前又は後で前記再生器３の水蒸気とＮ２
ガスの排熱で加熱された上、燃焼器１へリサイクルされ
る。
【００２１】また、本実施例における作動流体の一部を
形成するＮ２ ガスは、燃焼器１へリサイクルされると
共に燃焼器１の燃焼ガス中に含まれていて系内に取込ま
れることによって過剰になるために、過剰分は制御弁９
を調整して管路１４より抜き出し、ＮＯｘ 成分を脱硝
装置１０で除去して清浄化した上排出される。
形成するＮ２ ガスは、燃焼器１へリサイクルされると
共に燃焼器１の燃焼ガス中に含まれていて系内に取込ま
れることによって過剰になるために、過剰分は制御弁９
を調整して管路１４より抜き出し、ＮＯｘ 成分を脱硝
装置１０で除去して清浄化した上排出される。
【００２２】以上のように、本実施例では、液体アンモ
ニアをタービン２の排熱を利用してＨ２ ガスとＮ２
ガスに分解し、これを燃焼器１で酸素によって燃焼させ
、燃焼ガスとしての高温の水蒸気とＮ２ ガスをタービ
ンに導入しており、地球環境汚染の原因となるＣＯ２
を発生させることがないタービンプラントを実現するこ
とができる。
ニアをタービン２の排熱を利用してＨ２ ガスとＮ２
ガスに分解し、これを燃焼器１で酸素によって燃焼させ
、燃焼ガスとしての高温の水蒸気とＮ２ ガスをタービ
ンに導入しており、地球環境汚染の原因となるＣＯ２
を発生させることがないタービンプラントを実現するこ
とができる。
【００２３】また、本実施例において用いられるアンモ
ニアは、化学的に安定でその貯蔵・運搬等の取扱いが容
易であり、取扱いに当ってのエネルギーロスを低減させ
ることできる。
ニアは、化学的に安定でその貯蔵・運搬等の取扱いが容
易であり、取扱いに当ってのエネルギーロスを低減させ
ることできる。
【００２４】また更に、本実施例では、タービンの排熱
を液体アンモニアの分解に利用し、液体アンモニアを分
解したＨ２ ガスとＮ２ ガスを燃焼器１における燃料
として用いているために、プラント全体の熱効率を向上
させることができる。図２に水素燃料を用いたタービン
プラントとアンモニアを燃料とした本実施例におけるプ
ラントの熱効率とタービン入口温度の関係を示す。同図
に示すように、本実施例は、著しく高い熱効率を実現す
ることができ、この熱効率の向上は水素を液体アンモニ
アへ変換するに要するエネルギーを上廻るものである。
を液体アンモニアの分解に利用し、液体アンモニアを分
解したＨ２ ガスとＮ２ ガスを燃焼器１における燃料
として用いているために、プラント全体の熱効率を向上
させることができる。図２に水素燃料を用いたタービン
プラントとアンモニアを燃料とした本実施例におけるプ
ラントの熱効率とタービン入口温度の関係を示す。同図
に示すように、本実施例は、著しく高い熱効率を実現す
ることができ、この熱効率の向上は水素を液体アンモニ
アへ変換するに要するエネルギーを上廻るものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は請求項１の構成を具備すること
によって、次の効果を奏することができる。 １． アンモニアをＨ２ ガスとＮ２ ガスに分解し
て燃焼させているために、環境汚染の原因となるＣＯ２
を発生しないタービンプラントを実現することができ
る。 ２． タービンの排熱う有効利用してアンモニアを分
解しているために、プラントの熱効率を向上することが
できる。 ３． アンモニアは取扱・運搬等の取扱いが容易であ
り、また取扱いに当ってのエネルギーロスを低減させる
ことができる。
によって、次の効果を奏することができる。 １． アンモニアをＨ２ ガスとＮ２ ガスに分解し
て燃焼させているために、環境汚染の原因となるＣＯ２
を発生しないタービンプラントを実現することができ
る。 ２． タービンの排熱う有効利用してアンモニアを分
解しているために、プラントの熱効率を向上することが
できる。 ３． アンモニアは取扱・運搬等の取扱いが容易であ
り、また取扱いに当ってのエネルギーロスを低減させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例の系統図である。
【図２】本実施例と水素を燃料とするタービンプラント
の熱効率を示すグラフである。
の熱効率を示すグラフである。
【図３】従来の水素を燃料とするタービンプラントの系
統図である。
統図である。
１ 燃焼器
２ タービン
４ 排ガスボイラ（液体アンモニア分解装置）４
ａ 熱交換管 ５ 復水器 ６ 圧縮機 ７ 発電機 １０ 脱硝装置 １１ 加圧ポンプ １２ 液体アンモニアタンク
ａ 熱交換管 ５ 復水器 ６ 圧縮機 ７ 発電機 １０ 脱硝装置 １１ 加圧ポンプ １２ 液体アンモニアタンク
Claims (1)
- 【請求項１】 アンモニアをタービンの排熱によって
水素ガと窒素ガスに分解する分解装置、前記分解装置で
発生した水素ガスと窒素ガスの混合気を酸素によって燃
焼させ高温の窒素ガスと水蒸気を発生する燃焼器を備え
、前記タービンは前記燃焼器で発生した高温の窒素ガス
と水蒸気によって駆動されることを特徴とするタービン
プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11312791A JP2948351B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | タービンプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11312791A JP2948351B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | タービンプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342829A true JPH04342829A (ja) | 1992-11-30 |
| JP2948351B2 JP2948351B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=14604225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11312791A Expired - Fee Related JP2948351B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | タービンプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948351B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2013517986A (ja) * | 2010-01-29 | 2013-05-20 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 電気駆動航空機 |
| JP2014095370A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | タービン設備及び発電設備 |
| JP2015190466A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-02 | 株式会社Ihi | 燃焼装置、ガスタービン及び発電装置 |
| JP2016183641A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | 発電設備 |
| JP2017180266A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| JP2018095512A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 水素含有燃料供給システム、火力発電プラント、燃焼ユニット及び燃焼ユニットの改造方法 |
| JP2018200029A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 株式会社Ihi | 発電システム |
| KR20210096274A (ko) | 2019-03-15 | 2021-08-04 | 미츠비시 파워 가부시키가이샤 | 원료 유체의 처리 플랜트, 및 원료 유체의 처리 방법 |
| KR20210121192A (ko) | 2019-03-15 | 2021-10-07 | 미츠비시 파워 가부시키가이샤 | 암모니아 분해 설비, 이를 구비하는 가스 터빈 플랜트, 암모니아 분해 방법 |
| US12044165B2 (en) | 2021-03-30 | 2024-07-23 | Ihi Corporation | Gas turbine system |
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| JP6707013B2 (ja) * | 2016-11-08 | 2020-06-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービンプラント、及びその運転方法 |
| EP3517757A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a power device and power device |
| KR102538689B1 (ko) | 2022-02-15 | 2023-05-30 | 두산에너빌리티 주식회사 | 복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법 |
| JP7480215B2 (ja) * | 2022-03-30 | 2024-05-09 | 東京瓦斯株式会社 | 蒸気供給設備 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP11312791A patent/JP2948351B2/ja not_active Expired - Fee Related
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