JPH0711915A - 蓄熱型蒸気プラント - Google Patents

蓄熱型蒸気プラント

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JPH0711915A
JPH0711915A JP5153409A JP15340993A JPH0711915A JP H0711915 A JPH0711915 A JP H0711915A JP 5153409 A JP5153409 A JP 5153409A JP 15340993 A JP15340993 A JP 15340993A JP H0711915 A JPH0711915 A JP H0711915A
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JP
Japan
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steam
heat
hydrogen
hydrogen storage
storage alloy
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Withdrawn
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JP5153409A
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English (en)
Inventor
Nobuo Nakamori
信夫 中森
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 余剰蒸気の熱を蓄熱し必要に応じて放熱可能
に構成した蓄熱型蒸気プラントを提供する。 【構成】 蒸気発生器1で発生した蒸気により蒸気ター
ビン3を駆動し、蒸気タービンを出た蒸気を復水器4で
復水した後低圧及び高圧給水加熱器7、12で加熱し蒸
気発生器へ給水される。夜間のように電気が余まる時
は、蒸気タービンへ送る主蒸気2の一部を抽気し蒸気タ
ービンでの発電量を減少させる。抽気蒸気14を、水素
吸蔵合金利用蓄熱器15へ送り、水素吸蔵合金16を加
熱昇温し蓄熱する。加熱昇温した水素吸蔵合金16は脱
水素化反応を起こし、この水素を水素貯蔵器18へ流
す。昼間のように電気が必要な時は、蒸気発生器へ送る
給水の一部を給水ポンプ11の出口又は/及び高圧給水
加熱器12の出口から水素吸蔵合金利用蓄熱器へバイパ
スする。バイパスした給水19は蓄熱器で加熱昇温し、
蓄えていた熱を放出し、水素貯蔵器から水素を吸蔵す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱可能に構成した蒸
気プラントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の原子力プラントの2次系を図4に
示している。蒸気発生器1では、1次系の加熱用熱水に
より蒸気(主蒸気)2が作られ、蒸気タービン3へ送ら
れる。主蒸気2は蒸気タービン3で仕事(発電)をした
後、復水器4で海水にて冷却され水(復水と呼ぶ)に戻
される。復水5は復水ポンプ6で昇圧された後、多段の
低圧給水加熱器7及び脱気器8で蒸気タービン3から抽
気された蒸気9,10で加熱昇温される。昇温された水
(給水と呼ぶ)は更に給水ポンプ11で昇圧された後、
多段の高圧給水加熱器12で蒸気タービン3から抽気さ
れた蒸気13で所定の温度まで加熱昇温され、蒸気発生
器1へ送られる。
【0003】電力の需要は一定ではなく、日間及び季節
間で変動する。したがって、電力会社は電力需要に合わ
せて発電量を調整する必要がある。現在は、火力発電プ
ラントの運転/停止及び負荷調整運転によって対応して
いる。これは、原子力発電プラントが全負荷一定運転の
方が、経済性の面で優れているからである。
【0004】しかし、将来原子力プラントによる発電の
全発電量に占める割合が増加した場合は火力プラントの
負荷調整だけでは対応できなくなり、原子力プラントで
の負荷調整運転が必要となることが予想される。ところ
が、原子力プラントの発電コストに占める運転コストの
割合は少なく、したがって設備を有効に利用した全負荷
一定運転を行う方が経済性の面で優れている。このよう
に蒸気プラントにおいては、発生された余剰蒸気の保有
する熱の蓄熱が望まれる場合が生ずる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、余剰蒸気が
保有する熱を蓄熱し、必要に応じて放熱可能な蒸気プラ
ントを提供することを課題としている。また、本発明
は、蒸気発生装置を経済的な負荷状態で運転し発生した
蒸気のエネルギーを有効に利用することのできる蒸気プ
ラントを提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の蒸気プラントでは、余まった熱を蓄熱する
水素吸蔵合金を利用した蓄熱装置を有している。この水
素吸蔵合金利用蓄熱装置では、蒸気が余まった時に蒸気
タービンへ入る蒸気の一部を抽気し、蒸気タービンの仕
事量を減らすと共にその熱によって脱水素化反応をさせ
てその熱を蓄える。一方、必要な時には給水による冷却
で水素化反応をさせて蓄えた熱を放出すると共に蒸気発
生器へ送られる給水を加熱することにより、蒸気タービ
ンで使われる蒸気の途中での抽気を減らし蒸気タービン
での仕事量を増やすことができる。
【0007】また、他の本発明においては、前記した構
成に加え、前記蓄熱装置で放出及び吸蔵される水素を、
それぞれ、吸蔵及び放出するための低温用水素吸蔵合金
利用蓄熱装置を設けた蓄熱型蒸気プラントとする。この
低温用水素吸蔵合金利用蓄熱装置では復水器に入る冷却
海水の一部による冷却で水素化反応をさせ、復水器を出
た高温冷却海水の一部による加熱で脱水素化反応をさせ
るように構成される。
【0008】
【作用】本発明では、水素吸蔵合金を利用した蓄熱装置
により、蒸気プラントにおける発生蒸気が余まったとき
に蒸気タービンへ入る蒸気の一部を抽気し、発電等の仕
事量を減らすと共にその熱を蓄える。一方、蒸気が必要
な時には蓄えた熱を放出し、蒸気発生器へ送られる給水
を加熱することにより、給水加熱器への抽気蒸気量を減
らし蒸気タービンで使われる蒸気量を増し蒸気タービン
での仕事量を増やす。この蓄熱及び放熱作用は、本発明
で採用する水素吸蔵合金利用蓄熱装置で次のように行わ
れる。水素吸蔵合金における水素化(水素吸蔵)及び脱
水素化(水素放出)の反応は次式で表わされる。
【0009】
【数1】
【0010】水素吸蔵合金は一定水素圧力下では、温度
が高くなると脱水素化反応が起こる。この反応(上式で
右側に進行)は吸熱反応であり、この時蓄熱する。一
方、温度が低くなると水素化反応が起こる。この反応
(上式で左側に進行)は発熱反応であり、この時放熱す
る。
【0011】本発明によって低温用水素吸蔵合金利用蓄
熱装置を付設した蒸気プラントにおいては、復水器に入
る冷却海水による冷却で水素化反応が生じて水素が吸蔵
され、復水器を出た冷却海水による加熱で脱水素化反応
が生じて水素放出が行われ、前記した蓄熱装置における
水素の吸蔵と放出を容易にする。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例による蒸気プラント
を図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施
例は原子力発電プラントにおける2次系の蒸気プラント
に対し本発明を適用した例である。また、以下の実施例
において、図4に示した従来の装置と同一の部分には図
4と同じ符号を付してありそれらについて重複する説明
は省略する。
【0013】(第1実施例)まず図1に示す第1実施例
について説明する。図1に示す実施例における原子力プ
ラント2次系の蒸気及び水の流れは基本的には従来の原
子力プラント2次系のそれと同じである。以下に本発明
の水素吸蔵合金利用蓄熱装置による電気が余まった時の
蓄熱及び電気が必要な時に蓄えた熱による発電のシステ
ムについて説明する。
【0014】夜間のように電気が余まった時は、蒸気発
生器1で発生し、蒸気タービン3へ送られる蒸気2の一
部を抽気し蒸気タービン3での発電量を減少させる。こ
の抽気蒸気14は、水素吸蔵合金利用蓄熱器15へ送ら
れ、ここで水素吸蔵合金16を加熱昇温し、この時この
熱を蓄熱する。加熱昇温された水素吸蔵合金16は脱水
素化反応を起こし、水素を放出するが、この水素は水素
吸蔵合金利用蓄熱器15の水素圧力より低い水素圧力に
設定している水素貯蔵器18へ移行する。
【0015】一方、昼間のように電気が必要な時は、蒸
気発生器1へ送られる水(給水と呼ぶ)の一部を給水ポ
ンプ11の出口、又は/及び高圧給水加熱器12の出口
から水素吸蔵合金利用蓄熱器15へバイパスさせる。こ
のバイパスされた給水19は、水素吸蔵合金利用蓄熱器
15で加熱昇温されるが、このとき蓄えられていた熱を
放出する。バイパスされた給水19を加熱昇温した水素
吸蔵合金16は水素化反応を起こすが、この時吸蔵する
水素は蓄熱時に水素貯蔵器18に貯蔵された水素が圧縮
機20により水素吸蔵合金利用蓄熱器15へ送り込まれ
る。
【0016】このように、水素吸蔵合金利用蓄熱器15
で給水の一部が昇温されるため高圧給水加熱器12で必
要な加熱昇温量が少なくなる。これにより蒸気タービン
3から高圧給水加熱器12へ抽気される蒸気13が減少
し、蒸気タービン3で使われる蒸気が増え、蒸気タービ
ン3での発電量を増加させる。
【0017】(第2実施例)次に図2に示す第2実施例
について説明する。図2に示すプラントにおいて、図1
に示すプラントの構成部分と同じ部分には図1と同じ符
号が付してあり、それらについての説明は省略する。図
2のプラントでは、図1の水素貯蔵器18の代りに低温
用水素吸蔵合金22を用いた水素貯蔵器21が配設され
ている。
【0018】図1のプラントにおいて説明したように水
素吸蔵合金利用蓄熱器15内の水素吸蔵合金16を加熱
し蓄熱するときに水素吸蔵合金16から放出される水素
18aはこの水素貯蔵器21へ移行し、低温用水素吸蔵
合金22に吸蔵される。このため、水素貯蔵器21は復
水器4aへ入る前の低温冷却海水23aで冷却されてお
り、この冷却により水素貯蔵器21の水素圧力を水素吸
蔵合金利用蓄熱器15の水素圧力より低く保つと共に低
温用水素吸蔵合金22が水素を吸蔵(水素化反応)する
時の発熱分を冷却する。
【0019】一方、昼間のように電気が必要なときは図
1において説明したと同様、バイパスされた給水19を
導かれた蓄熱器15においては、その水素吸蔵合金16
は水素化反応を起こすが、この時吸蔵する水素は蓄熱時
に水素貯蔵器21の低温用水素吸蔵合金22へ吸蔵され
ていた水素が水素吸蔵合金利用蓄熱器15へ送り込まれ
る。このため、水素貯蔵器21は復水器4aから出てく
る高温冷却海水23bで加熱されており、この加熱によ
り水素貯蔵器21の水素圧力を水素吸蔵合金利用蓄熱器
15の水素圧力より高く保つと共に低温用水素吸蔵合金
22が水素を放出(脱水素化反応)する時の吸熱分を供
給する。
【0020】このように、低温用水素吸蔵合金22を用
いた水素貯蔵器21は水素吸蔵合金利用蓄熱器15で放
出及び吸蔵される水素を吸蔵及び放出し、その蓄熱作用
を円滑に行わせる。その他は図1に示した装置と同様で
ある。
【0021】(第3実施例)次に、図3に示す第3実施
例について説明する。図3に示す実施例では、図2に示
した第2実施例による蒸気プラントの構成において、そ
の復水器4に加え補助復水器4aを設けている。この構
成によれば水素貯蔵器21の冷却と加熱には補助復水器
4aで行われる冷却海水が用いられるので水素貯蔵器2
1における水素圧力のコントロールが容易である。その
他の構成と作用は図2に示した装置と同じである。
【0022】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形
状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。
【0023】
【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
よる蒸気プラントでは余剰蒸気が保有する熱を蓄熱でき
るので蒸気発生装置での負荷調整運転が不要となり、全
負荷一定運転ができるので、例えば原子力プラントの設
備利用率が良くなり、経済性が向上する。本発明を原子
力による蒸気プラントに適用すれば、原子力プラントの
一次系が同一の設備容量で、最大電気出力をより大きく
することができ、電気の供給面で裕度が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る原子力発電装置にお
ける蒸気プラント(2次系)の系統図。
【図2】本発明の第2実施例に係る原子力発電装置にお
ける蒸気プラント(2次系)の系統図。
【図3】本発明の第3実施例に係る原子力発電装置にお
ける蒸気プラント(2次系)の系統図。
【図4】従来の原子力発電装置における蒸気プラント
(2次系)の例を示す系統図。
【符号の説明】
1 蒸気発生器 2 蒸気 3 蒸気タービン 4 復水器 4a 補助復水器 5 復水 6 復水ポンプ 7 低圧給水加熱器 8 脱気器 9,10,13,14 抽出された蒸気 12 高圧給水加熱器 15 水素吸蔵合金利用蓄熱器 16 水素吸蔵合金 17 抽気蒸気14の戻りの流れ 18 水素貯蔵器 18a 水素の流れ 19 給水の蓄熱器15へのバイパス
の流れ 20 圧縮機 21 水素貯蔵器 22 低温用水素吸蔵合金 23a 復水器又は補助復水器へ入る前
の低温冷却海水の流れ 23b 復水器又は補助復水器から出て
くる高温の冷却海水の流れ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気発生器、同蒸気発生器で発生した蒸
    気により駆動される蒸気タービン、同蒸気タービンから
    排出された蒸気から復水を得る復水器、及び前記蒸気タ
    ービンから抽気した蒸気で前記蒸気発生器に給水として
    導かれる前記復水を加熱する給水加熱器を有する蒸気プ
    ラントにおいて、前記蒸気タービンへ入る蒸気の一部を
    抽気して導かれる加熱部と前記給水の一部が導かれる吸
    熱部を具えた水素吸蔵合金利用蓄熱装置を有することを
    特徴とする蓄熱型蒸気プラント。
  2. 【請求項2】 前記復水器に入る冷却海水の一部が導か
    れる吸熱部と、前記復水器を出た高温冷却海水の一部が
    導かれる加熱部を有し、前記水素吸蔵合金利用蓄熱装置
    で放出及び吸蔵される水素を、それぞれ、吸蔵及び放出
    する低温用水素吸蔵合金利用蓄熱装置を有することを特
    徴とする請求項1記載の蓄熱型蒸気プラント。
JP5153409A 1993-06-24 1993-06-24 蓄熱型蒸気プラント Withdrawn JPH0711915A (ja)

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