JPH063144B2 - 再熱再生サイクルガスタ−ビン - Google Patents
再熱再生サイクルガスタ−ビンInfo
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- JPH063144B2 JPH063144B2 JP60283694A JP28369485A JPH063144B2 JP H063144 B2 JPH063144 B2 JP H063144B2 JP 60283694 A JP60283694 A JP 60283694A JP 28369485 A JP28369485 A JP 28369485A JP H063144 B2 JPH063144 B2 JP H063144B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高温燃料電池を組み合せた再燃再生サイクルガ
スタービンに関するものである。
スタービンに関するものである。
［従来の技術］ 従来の再燃再生サイクルガスタービンは第３図に示すよ
うに、２基のガスタービン1,2、圧縮機４及び発電機３
を同軸に連絡し、水素等の燃料ガスと圧縮機４により圧
縮され更に再生熱交換器５において排ガスにより予熱さ
れた燃焼空気とを燃焼器６において燃焼させ、得られた
高圧燃焼ガスにより第１ガスタービン１を駆動し、該第
１ガスタービン１からの排出ガスに燃料を加え再熱器１
５において燃焼させ1000〜1100℃の高圧燃焼ガスを第２
ガスタービン２に送って該ガスタービン２を駆動するこ
とにより、２基のガスタービン1,2によって発電機３を
駆動している。
うに、２基のガスタービン1,2、圧縮機４及び発電機３
を同軸に連絡し、水素等の燃料ガスと圧縮機４により圧
縮され更に再生熱交換器５において排ガスにより予熱さ
れた燃焼空気とを燃焼器６において燃焼させ、得られた
高圧燃焼ガスにより第１ガスタービン１を駆動し、該第
１ガスタービン１からの排出ガスに燃料を加え再熱器１
５において燃焼させ1000〜1100℃の高圧燃焼ガスを第２
ガスタービン２に送って該ガスタービン２を駆動するこ
とにより、２基のガスタービン1,2によって発電機３を
駆動している。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、供給される水素ガス等の燃料ガスの燃焼のみに
よって得られる熱エネルギーを、ガスタービン1,2の駆
動に使用しているだけなので、プラント全体のエネルギ
ー効率は40％程度である。
よって得られる熱エネルギーを、ガスタービン1,2の駆
動に使用しているだけなので、プラント全体のエネルギ
ー効率は40％程度である。
この値は他の熱機関、発電手段に比較すれば、必ずしも
低いとはいえないが、エネルギー資源の枯渇化に対処す
るためには、より高いエネルギー効率の再燃再生サイク
ルガスタービンが切望されている。
低いとはいえないが、エネルギー資源の枯渇化に対処す
るためには、より高いエネルギー効率の再燃再生サイク
ルガスタービンが切望されている。
［問題点を解決するための手段］ 上述の従来の問題点を解決することを目的として本発明
では、燃料ガスと圧縮予熱空気とを燃焼させ、該燃焼ガ
スを複数のガスタービンに順次送ってエネルギーを得る
再燃再生サイクルガスタービンにおいて、ガスタービン
間に接続した燃焼ガス連絡ダクトの途中に、高温燃料電
池を設置することにより再燃再生サイクルガスタービン
を構成した。
では、燃料ガスと圧縮予熱空気とを燃焼させ、該燃焼ガ
スを複数のガスタービンに順次送ってエネルギーを得る
再燃再生サイクルガスタービンにおいて、ガスタービン
間に接続した燃焼ガス連絡ダクトの途中に、高温燃料電
池を設置することにより再燃再生サイクルガスタービン
を構成した。
［作用］ 前段のガスタービンから排出された燃料ガス中の残存酸
素と別途供給される燃料ガスとが高温燃料電池内で反応
し、約1000℃の熱エネルギーを放出して燃料ガスを再熱
し、後段のガスタービンを駆動すると共に、該燃料電池
から直接電気エネルギーを得ることができる。
素と別途供給される燃料ガスとが高温燃料電池内で反応
し、約1000℃の熱エネルギーを放出して燃料ガスを再熱
し、後段のガスタービンを駆動すると共に、該燃料電池
から直接電気エネルギーを得ることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、１は第１ガス
タービン、２は第２ガスタービン、３は発電機、４は圧
縮機、５は再生熱交換器、６は燃焼器、７は水素ガス等
の燃料ガス供給ライン、８は空気供給ライン、９は予熱
空気ラインであり、第１ガスタービン１の燃焼ガス排出
口と第２ガスタービン２の燃焼ガス導入口とを燃焼ガス
連絡ダクト10により接続し、該燃焼ガス連絡ダクト10の
途中に高温燃料電池11を設置し、該高温燃料電池11に前
記燃料ガス供給ライン７を経由させ、燃料ガスを供給し
得るようにしてある。
タービン、２は第２ガスタービン、３は発電機、４は圧
縮機、５は再生熱交換器、６は燃焼器、７は水素ガス等
の燃料ガス供給ライン、８は空気供給ライン、９は予熱
空気ラインであり、第１ガスタービン１の燃焼ガス排出
口と第２ガスタービン２の燃焼ガス導入口とを燃焼ガス
連絡ダクト10により接続し、該燃焼ガス連絡ダクト10の
途中に高温燃料電池11を設置し、該高温燃料電池11に前
記燃料ガス供給ライン７を経由させ、燃料ガスを供給し
得るようにしてある。
ここで使用される高温燃料電池11は第２ガスタービン２
の駆動に必要な温度例えば700〜1000℃が得られるもの
であればよいが、燃焼器６に供給する燃料ガスと同じ燃
料ガスを使用するものであれば更に都合がよい。例え
ば、電解質：固体電解質、電解質内の電荷担体：
Ｏ−−、作動温度：〜1000℃、触媒の必要性：無、使用
可能燃料：Ｈ２，ＣＯ（炭化水素）、使用可能化石燃
料：石油，天然ガス，石炭，メタノールである第三世代
燃料電池が使用できる。
の駆動に必要な温度例えば700〜1000℃が得られるもの
であればよいが、燃焼器６に供給する燃料ガスと同じ燃
料ガスを使用するものであれば更に都合がよい。例え
ば、電解質：固体電解質、電解質内の電荷担体：
Ｏ−−、作動温度：〜1000℃、触媒の必要性：無、使用
可能燃料：Ｈ２，ＣＯ（炭化水素）、使用可能化石燃
料：石油，天然ガス，石炭，メタノールである第三世代
燃料電池が使用できる。
以上のように構成したので、圧縮機４により圧縮され、
再生熱交換器５により予熱された圧縮予熱空気と燃料ガ
ス供給ライン７から供給される水素ガスとが燃焼器６に
おいて燃焼し、高圧燃焼ガスにより第１ガスタービン１
が駆動せしめられる。
再生熱交換器５により予熱された圧縮予熱空気と燃料ガ
ス供給ライン７から供給される水素ガスとが燃焼器６に
おいて燃焼し、高圧燃焼ガスにより第１ガスタービン１
が駆動せしめられる。
該第１ガスタービン１から排出される燃焼ガスは燃焼ガ
ス連絡ダクト10により高温燃料電池11に送られ、該燃焼
ガス中に残存する酸素が空気極にかかり、燃料ガス供給
ライン７から供給される水素ガスが燃料極にかかり、電
解質の介在下酸素と水素とが反応して熱エネルギー及び
電気が放出される。燃料電池の起電力は１ボルト前後で
あるので、多数直列に接続することにより所望の実用的
電圧を得ることができる。
ス連絡ダクト10により高温燃料電池11に送られ、該燃焼
ガス中に残存する酸素が空気極にかかり、燃料ガス供給
ライン７から供給される水素ガスが燃料極にかかり、電
解質の介在下酸素と水素とが反応して熱エネルギー及び
電気が放出される。燃料電池の起電力は１ボルト前後で
あるので、多数直列に接続することにより所望の実用的
電圧を得ることができる。
従って、高温燃料電池11を通過した燃焼ガスは約1000℃
に昇温され、第２ガスタービン２に送られて該第２ガス
タービン２を駆動する。
に昇温され、第２ガスタービン２に送られて該第２ガス
タービン２を駆動する。
このように第１ガスタービン１及び第２ガスタービン２
が駆動され、発電機３により発電される。
が駆動され、発電機３により発電される。
第２図は本発明の他の実施例である。前記実施例と略同
一の構成において、同軸上に第３ガスタービン12を追加
し、燃焼ガス連絡ダクト10の途中及び第２ガスタービン
２と第３ガスタービン12とを結ぶ燃焼ガス第２連絡ダク
ト13の途中に、高温燃料電池14を夫々設置した例であ
る。第２図中第１図と同一の符号は同一のものを示す。
一の構成において、同軸上に第３ガスタービン12を追加
し、燃焼ガス連絡ダクト10の途中及び第２ガスタービン
２と第３ガスタービン12とを結ぶ燃焼ガス第２連絡ダク
ト13の途中に、高温燃料電池14を夫々設置した例であ
る。第２図中第１図と同一の符号は同一のものを示す。
ここで使用する高温燃料電池14としては、電解質：溶融
炭酸塩、電解質内電荷担体：ＣＯ３ −、作動温度：〜70
0℃、触媒の必要性：無、使用可能燃料：Ｈ２，ＣＯ
（炭化水素）、使用可能化石燃料：石油，天然ガス，石
炭，メタノールである第２世代燃料電池が使用できる。
炭酸塩、電解質内電荷担体：ＣＯ３ −、作動温度：〜70
0℃、触媒の必要性：無、使用可能燃料：Ｈ２，ＣＯ
（炭化水素）、使用可能化石燃料：石油，天然ガス，石
炭，メタノールである第２世代燃料電池が使用できる。
本実施例の場合は、燃焼ガスの再熱を２回繰り返し、合
計３基の小型のガスタービン1,2,12による発電により電
気が得られると共に高温燃料電池14による再熱の際にも
電気を得ることができる。
計３基の小型のガスタービン1,2,12による発電により電
気が得られると共に高温燃料電池14による再熱の際にも
電気を得ることができる。
本発明の最終の形態はガスタービンの静翼を高温燃料電
池で構成する等温膨張ガスタービンである。またガスタ
ービンによって得られるエネルギーの形態は電気エネル
ギーばかりでなく運動エネルギーでもよい。この様に本
発明の再燃再生サイクルガスタービンは上述の実施例の
みに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
池で構成する等温膨張ガスタービンである。またガスタ
ービンによって得られるエネルギーの形態は電気エネル
ギーばかりでなく運動エネルギーでもよい。この様に本
発明の再燃再生サイクルガスタービンは上述の実施例の
みに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の再燃再生サイクルガスター
ビンによれば、燃焼ガスの再熱に高温燃料電池を用いる
ようにしたので、発電機による電気エネルギー等を得ら
れると同時に再熱時に電気エネルギーが得られるので、
燃料のエネルギー効率が従来の40％から60％またはそれ
以上まで上昇し、エネルギー資源を有効に利用すること
ができる等種々の優れた効果を発揮する。
ビンによれば、燃焼ガスの再熱に高温燃料電池を用いる
ようにしたので、発電機による電気エネルギー等を得ら
れると同時に再熱時に電気エネルギーが得られるので、
燃料のエネルギー効率が従来の40％から60％またはそれ
以上まで上昇し、エネルギー資源を有効に利用すること
ができる等種々の優れた効果を発揮する。
第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は本発明の
他の実施例の説明図、第３図は従来の再燃再生サイクル
ガスタービンの一例を示す図である。 1,2,12はガスタービン、３は発電機、６は燃焼器、７は
燃料ガス供給ライン、10,13は燃料ガス連絡ダクト、11,
14は高温燃料電池を示す。
他の実施例の説明図、第３図は従来の再燃再生サイクル
ガスタービンの一例を示す図である。 1,2,12はガスタービン、３は発電機、６は燃焼器、７は
燃料ガス供給ライン、10,13は燃料ガス連絡ダクト、11,
14は高温燃料電池を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料ガスと圧縮予熱空気とを燃焼させ、該
燃焼ガスを複数のガスタービンに順次送ってエネルギー
を得る再燃再生サイクルガスタービンにおいて、ガスタ
ービン間に接続した燃焼ガス連結ダクトの途中に、高温
燃料電池を設置したことを特徴とする再燃再生サイクル
ガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283694A JPH063144B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 再熱再生サイクルガスタ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283694A JPH063144B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 再熱再生サイクルガスタ−ビン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142828A JPS62142828A (ja) | 1987-06-26 |
| JPH063144B2 true JPH063144B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=17668866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60283694A Expired - Lifetime JPH063144B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 再熱再生サイクルガスタ−ビン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063144B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3907217A1 (de) * | 1989-03-07 | 1990-09-13 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren zum betreiben eines kombinierten gasturbinen-/dampfturbinen-prozesses |
| GB2469043B (en) * | 2009-03-30 | 2011-02-23 | Lotus Car | A reheated gas turbine system having a fuel cell |
| GB2620439A (en) * | 2022-07-08 | 2024-01-10 | Gkn Aerospace Services Ltd | Apparatus |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP60283694A patent/JPH063144B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62142828A (ja) | 1987-06-26 |
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