JPH09144508A - 複合発電システム - Google Patents

複合発電システム

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JPH09144508A
JPH09144508A JP7323529A JP32352995A JPH09144508A JP H09144508 A JPH09144508 A JP H09144508A JP 7323529 A JP7323529 A JP 7323529A JP 32352995 A JP32352995 A JP 32352995A JP H09144508 A JPH09144508 A JP H09144508A
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Japan
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high temperature
rare gas
gas
air
power generation
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JP7323529A
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Masafumi Ishimura
真文 石村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • 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
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夏季等におけるシステム全体の出力減を防
ぐ。 【解決手段】 吸収式冷凍機１７は、一次側（高温）へ
高温弁１２を介して高温希ガス加熱器３から高温排ガス
を通過させ、吸収体を利用して二次側の冷水ライン１８
から冷熱を冷水ポンプ１９により取出す。空気冷却装置
２０は、外部から取込んだ空気を吸収式冷凍機１７の冷
却水により冷却して吸込空気量（重量）を大きくして空
気圧縮機１４へ供給し、夏季等の高温希ガス加熱器３の
燃焼ガス量の減少を阻止し、ガスタービンの出力減少を
防ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス等化石燃
料の燃焼を熱源として、希ガスを作動流体とするクロー
ズドサイクルＭＨＤ発電機とガスタービン等の従来火力
機器を組み合わせた複合発電システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＭＨＤ発電は、導電性を有する流体の流
れと直交するような磁界を加えたときに生ずる起電力を
利用して、電気を取出す発電方式のことで、ＭＨＤ発電
では、約２０００℃という高温を利用することになるか
ら原理的に熱効率が大幅に改善できる。しかしながら、
ＭＨＤ発電機の中では下流にいくに従ってガス温度が低
くなってその導電性も低下して発電能力が失われる。従
って、ＭＨＤ発電機を通過した流体はまだ十分の熱エネ
ルギーをもっており、それを用いて従来型の火力発電と
の複合発電システムを構成するようにしている。
【０００３】図４は、従来から提案されているクローズ
ドサイクルＭＨＤ発電をトッピングとしてガスタービン
をその後流に複合した発電システムの構成を示してい
る。
【０００４】図において、高熱を蓄える蓄熱体１０を有
する高温希ガス加熱器３は複数個配置され、各高温希ガ
ス加熱器３のバーナー７へ高温弁１２を介して燃料を供
給するように燃料ライン８にそれぞれ接続され、各高温
希ガス加熱器３には、高温弁１２を介して空気ライン９
から空気を供給するように接続され、さらに、各高温希
ガス加熱器３には、高温弁１２を介して排気ライン３３
によって、排気される真空排気装置１１へ接続されてい
る。
【０００５】さらに、高温希ガス加熱器３は、高温弁１
２を介してクローズドループ（図示鎖線）を形成し、ク
ローズドループには高温希ガス加熱器３とＭＨＤ発電機
１と再生熱交換器４と前置冷却器５と希ガス圧縮機２と
希ガスタービン６とを配置している。
【０００６】一方、高温希ガス加熱器３の出口側には、
ガスタービン１３を配置し、同軸の空気圧縮機１４と発
電機１５とに連結し、ガスタービン１３の入口に空気加
熱器１６を配置している。
【０００７】以上の複合発電システムでは、高温弁１２
を一定の周期で開閉させてクローズドループへ連続的に
高温の希ガスを導入するように構成されている。
【０００８】まず、ある高温希ガス加熱器３について作
用を説明すると、第一工程として、高温弁１２が開いて
高温希ガス加熱器３の頭部のバーナー７へ燃料ライン８
から天然ガス等の化石燃料が供給され、高温弁１２が開
いて空気ライン９からの空気が供給され、燃焼により約
２１００℃の燃焼ガスを得て、これによって、内部の蓄
熱体１０が加熱される。
【０００９】蓄熱体１０は、アルミナやセラミック等が
用いられ高温の燃焼ガスがアルミナ等の多数の穴を通過
するとき、アルミナ等を加熱して蓄熱する。
【００１０】次に、第二工程として、ある高温希ガス加
熱器３の蓄熱体１０が充分加熱され蓄熱された後に、高
温弁１２が開かれ、真空排気装置１１によって高温希ガ
ス加熱器３から燃焼ガスが排除される。これにより、次
に希ガスの導入によって希ガスに燃焼ガスが混じること
がなくなる。
【００１１】次に、第三工程として、ある高温希ガス加
熱器３の燃焼ガスが排気ライン３３により排除される
と、ある高温希ガス加熱器３の高温弁１２を介して蓄熱
体１０へ希ガスラインからの希ガスを一定時間導入す
る。導入された希ガスは、蓄熱された蓄熱体１０のアル
ミナ等の穴を通過してその際に約２０００℃に加熱さ
れ、加熱された高温の希ガスがＭＨＤ発電機１へ導入さ
れる。
【００１２】クローズドサイクルＭＨＤ発電機１は、約
２１００℃の希ガス（ヘリウムやアルゴン）を作動流体
として発電を行うもので、作動流体である希ガスは希ガ
ス圧縮機２により圧縮されて希ガスのクローズドループ
（図示鎖線で示す）を循環する。
【００１３】ＭＨＤ発電機１を出た希ガスはまだ１１０
０℃程度であるから、これを再生熱交換器４に通して低
温の希ガスを加熱する。再生熱交換器４を出た希ガスは
希ガス圧縮機２の前置冷却器５、希ガス圧縮機２を経て
再生熱交換器４（低温側）で加熱された後、希ガスター
ビン６を通り同軸の希ガス圧縮機２を駆動した後、高温
希ガス加熱器３に戻る。
【００１４】以上それぞれの高温希ガス加熱器３では、
第一工程による燃料と空気との導入および燃焼と、第二
工程による燃焼ガスの排気と、第三工程による希ガス導
入循環とが一サイクルとして行われ、各高温希ガス加熱
器３では、各工程をずらして全体としてＭＨＤ発電機１
へ連続的に希ガスを流入させるように各動作が行われ
る。
【００１５】一方、各高温希ガス加熱器３を出た高温の
燃焼ガスがガスタービン１３へ導かれ、同軸の空気圧縮
機１４が駆動されると共に、同軸の発電機１５を駆動し
て電力を得る。ガスタービン１３を出た燃焼ガスは空気
加熱器１６を経て外部へ排出される。
【００１６】以上の複合システムによって得られる電力
の規模を例示すると、高温希ガス加熱器３での化石燃料
の熱入力を１０００ＭＷとして、ＭＨＤ発電機３９０Ｍ
Ｗ，ガスタービン１６０ＭＷである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示す複
合発電システムは、ＭＨＤ発電機１とガスタービン１３
との組合せにより排ガスによってガスタービン１３を回
転させて熱の有効利用を図るものであるが、システム全
体で熱効率を改善させる余地が大きい。
【００１８】すなわち、高温希ガス加熱器３は、２００
０℃レベルで作動するため熱損失が大きく、特に、一定
のサイクルによって燃焼ガスを排気するため燃焼ガスと
共に系外に排出される熱量（熱損失）が大であり、その
量は高温希ガス加熱器３への熱入力の数パーセントにも
達する。
【００１９】また、ガスタービン１３は、その出力容量
は空気入口温度に左右され、例えば、夏季において３０
℃の場合、標準状態１５℃の場合に対して吸込空気量
（重量）が減少して効率が約１０％も低下する。また、
吸込空気量（重量）の減少に伴い燃焼ガスの量が減少し
てＭＨＤ発電機１への熱入力・ＭＨＤ発電機１の出力も
約５％減少するので、全体システムとして約７％の出力
が低下することになる。
【００２０】そこで、本発明は熱の再利用等により熱損
失を極力少なくし、システム全体の効率を図る複合発電
システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃焼
ガスによって蓄熱体を加熱し、加熱された蓄熱体によっ
て高温の希ガスを作る複数の高温希ガス加熱器と、これ
ら複数の高温希ガス加熱器から順次作動流体である高温
の希ガスを導入してＭＨＤ発電をする一方、このＭＨＤ
発電により仕事をした希ガスを再び複数の高温希ガス加
熱器のいずれかへ戻してクローズドループを形成するク
ローズドサイクルＭＨＤ発電機と、複数の高温希ガス加
熱器から排ガスを順次排気ラインにより排気する真空排
気装置と、複数の高温希ガス加熱器から順次燃焼ガスを
取込んで作動流体である燃焼ガスによって駆動させ発電
する同軸に空気圧縮機を有するガスタービンとを備える
複合発電システムにおいて、排気ラインに高温排ガスに
よって冷熱を発生させる吸収式冷凍機を配置すると共
に、空気圧縮機の入口側に吸込空気温度を下げる空気冷
却装置を配置し、吸収式冷凍機によって発生した冷熱を
空気冷却装置へ供給するように冷却水を循環させる冷水
ラインを接続したことである。以上の構成により、高温
の排ガスを利用して冷熱を発生させて空気冷却装置へ冷
却水を供給し、夏季等の大気温度の上昇時の空気圧縮機
の吸込空気温度を低下させる。従って、空気圧縮機への
吸込空気の重量流量が増加され、夏季等の高温希ガス加
熱器の燃焼ガス量の減少を阻止し、ガスタービンの出力
減少を防ぎ、夏季等における全体の出力減を防ぐことが
できる。
【００２２】請求項２の発明は、燃焼ガスによって蓄熱
体を加熱し、加熱された蓄熱体によって高温の希ガスを
作る複数の高温希ガス加熱器と、これら複数の高温希ガ
ス加熱器から順次作動流体である高温の希ガスを導入し
てＭＨＤ発電する一方、このＭＨＤ発電により仕事をし
た希ガスを前置冷却器および希ガス圧縮機中間冷却器を
介して再び複数の高温希ガス加熱器のいずれかへ戻して
クローズドループを形成するクローズドサイクルＭＨＤ
発電機と、複数の高温希ガス加熱器からの排ガスを順次
排気ラインにより排気する真空排気装置と、複数の高温
希ガス加熱器から順次燃焼ガスを取込んで作動流体であ
る燃焼ガスによって駆動させ発電する同軸に空気圧縮機
を有するガスタービンとを備える複合発電システムにお
いて、前置冷却器と希ガス圧縮機中間冷却器との二次側
および空気圧縮機に設ける中間冷却器の二次側に熱水を
循環させる熱水ラインを形成し、熱水ラインに熱水によ
って冷熱を発生させる吸収式冷凍機を配置すると共に、
空気圧縮機の入口側に吸込空気温度を下げる空気冷却装
置を配置し、吸収式冷凍機によって発生した冷熱を空気
冷却装置へ供給するように冷却水を循環させる冷水ライ
ンを接続したことである。以上の構成により、前置冷却
器と希ガス圧縮機中間冷却器および空気圧縮機の中間冷
却器の熱源に用いて冷熱を発生させ、この冷熱により空
気圧縮機への吸込空気温度を低下させる。従って、空気
圧縮機への吸込空気の重量流量が増加され、夏季等の高
温希ガス加熱器の燃焼ガス量の減少を阻止し、ガスター
ビンの出力減少を防ぎ、夏季等における全体の出力減を
防ぐことができる。
【００２３】請求項３の発明は、燃焼ガスによって蓄熱
体を加熱し、加熱された蓄熱体によって高温の希ガスを
作る複数の高温希ガス加熱器と、これら複数の高温希ガ
ス加熱器から順次作動流体である高温の希ガスを導入し
てＭＨＤ発電する一方、このＭＨＤ発電により仕事をし
た希ガスを前置冷却器および希ガス圧縮機を介して再び
複数の高温希ガス加熱器のいずれかへ戻してクローズド
ループを形成するクローズドサイクルＭＨＤ発電機と、
複数の高温希ガス加熱器からの排ガスを順次排気ライン
により排気する真空排気装置と、複数の高温希ガス加熱
器から順次燃焼ガスを取込んで作動流体である燃焼ガス
によって駆動し発電する同軸に空気圧縮機を有するガス
タービンとを備える複合発電システムにおいて、前置冷
却器の入口側に蒸気を発生させる第１蒸気発生器を配置
し、さらに、ガスタービンの出口側に蒸気を発生させる
第２蒸気発生器を配置し、これら第１蒸気発生器と第２
蒸気発生器とを蒸気ポンプを有する蒸気ラインによって
接続し、この蒸気ラインから希ガス圧縮機を同軸とする
蒸気タービンへ蒸気を循環供給する一方、排気ラインに
高温排ガスによって冷熱を発生させる吸収式冷凍機を配
置すると共に、空気圧縮機の入口側に吸込空気温度を下
げる空気冷却装置を配置し、吸収式冷凍機によって発生
した冷熱を空気冷却装置へ供給するように冷却水を循環
させる冷水ラインを接続したことである。以上の構成に
より、クローズドループの高温希ガスとガスタービンの
排ガスとを熱源として蒸気を発生させて蒸気タービンを
駆動して希ガス圧縮機を駆動し、さらに、高温の排気ガ
スを熱源として冷熱を発生させ空気圧縮機の吸込空気温
度を低下させる。従って、クローズドループの熱の有効
利用が図られ、吸込空気重量流量が増加し、夏季等の出
力減を抑止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施の形態
を示す複合発電システムの構成図であり、図１におい
て、従来例を示す図４と異なる主な点は、図４に示す高
温希ガス加熱器３から高温弁１２を介して真空排気装置
１１へ導く配管に吸収式冷凍機１７を設けると共に、空
気圧縮機１４の入口側に空気冷却装置２０を設けて、両
者を冷水ライン１８によって接続し、吸収式冷凍機１７
により発生した冷熱を冷水ポンプ１９によって空気冷却
装置２０へ供給して空気圧縮機１４への空気を冷却して
効率を向上させるようにしている。
【００２５】ここで、吸収式冷凍機１７は、一次側（高
温）へ高温弁１２を介して高温希ガス加熱器３から高温
排ガスを通過させ、吸収体を利用して二次側の冷水ライ
ン１８から冷熱を冷水ポンプ１９により取出すものであ
る。空気冷却装置２０は、外部から取込んだ空気を吸収
式冷凍機１７の冷却水により冷却して吸込空気量（重
量）を大きくして空気圧縮機１４へ供給するものであ
る。
【００２６】以上の構成で、所定のサイクル周期に従っ
て、高温弁１２が開閉制御され、複数台の高温希ガス加
熱器３が順次直空排気、空気と燃料との燃焼、希ガスの
導入等の運転がされ、結果的にＭＨＤ発電機１へ連続的
に希ガスが供給される。すなわち、図示鎖線で示す希ガ
スのクローズドループであるＭＨＤ発電機１と再生熱交
換器４と前置冷却器５と希ガス圧縮機２と希ガスタービ
ン６といずれかの高温希ガス加熱器３と高温弁１２とへ
希ガスが常時流れている。この場合に、図４の従来例で
説明したように、いずれかの高温希ガス加熱器３が真空
排気の行程となっており、高温の燃焼ガスが高温弁１２
を介して常時吸収式冷凍機１７へ流入する。
【００２７】吸収式冷凍機１７は、高温燃焼ガスを熱源
として冷凍熱を発生させ、冷凍熱により冷水ライン１８
の循環水を冷却する。冷却された循環水が冷水ポンプ１
９により冷水ライン１８を介して空気冷却装置２０へ供
給され、空気圧縮機１４へ供給する入口空気温度を低下
させる。
【００２８】この入口空気温度が低下すると、単位容積
当たりの重量が大きくなり、空気圧縮機１４から取込む
空気量（重量）が増大して空気ライン９から高温希ガス
加熱器３へ供給される空気が増加する。これによって、
高温希ガス加熱器３による発熱量が増加し熱効率が向上
し、さらに、ガスタービン１３への燃焼ガスも高温とな
り全体的に熱損失が少なくなり熱効率が向上する。
【００２９】例えば、吸収式冷凍機１７への熱入力を高
温希ガス加熱器３の熱交換量の約１％としたとき、空気
冷却装置２０で得られる空気温度の降下は約１５℃とな
る。高温希ガス加熱器３への熱入力を１０００ＭＷとし
たときを例示すると、吸収式冷凍機１７への熱入力１０
ＭＷとして吸収式冷凍機１７の冷凍能力は約６ＭＷであ
り、空気圧縮機１４の入口空気を約１５℃降下させるこ
とが可能である。
【００３０】従って、夏季において、冷却なしの場合３
０℃となる空気圧縮機１４の入口温度を本冷却装置の採
用により標準状態の１５℃に保つことができる。このこ
とにより、ガスタービン１３による出力の１０％の低下
およびＭＨＤ発電機１の出力の約５％の低下を防ぐこと
ができ、全体として約７％の出力低下を防ぐことができ
る。
【００３１】図２は、本発明の第２実施の形態を示す複
合発電システムの構成図であり、図２において、従来例
を示す図４と異なる主な点は、前置冷却器５と希ガス圧
縮機中間冷却器２１と吸収式冷凍機１７とを熱水ライン
２８によって接続して、熱水ポンプ２３によって熱水を
循環させ、また、空気圧縮機中間冷却器２２に吸収式冷
凍機１７とを熱水ライン２９により接続して、熱水ポン
プ２３によって熱水を循環させるようにして吸収式冷凍
機１７の二次側と空気冷却装置２０とを冷水ライン１８
によって接続して冷水ポンプ１９によって冷却水を循環
するようにしたことである。
【００３２】ここで、前置冷却器５は、再生熱交換器４
からの希ガスによって二次側の熱水ライン２８の熱水を
加熱するものである。希ガス圧縮機中間冷却器２１は、
希ガス圧縮機２からの希ガスによって二次側の熱水ライ
ン２８の熱水を加熱するものである。
【００３３】吸収式冷凍機１７は、一次側（高温）を熱
水ライン２８に接続して熱水により吸収体を加熱して二
次側の吸収式冷凍機１７から冷熱を冷水ポンプ１９によ
って取出すものである。空気冷却装置２０は、外部から
取込んだ空気を吸収式冷凍機１７の冷却水によって冷却
して吸込空気量（重量）を大きくして空気圧縮機１４へ
供給するものである。
【００３４】以上の構成で、熱水ライン２８を熱水ポン
プ２３によって循環する熱水が前置冷却器５と希ガス圧
縮機中間冷却器２１の二次側を流れるとき、一次側の高
温の希ガスにより熱せられ、高温熱水が吸収式冷凍機１
７へ流入し流出する。このとき、吸収式冷凍機１７で
は、高温熱水によって冷凍熱を発生して冷水ライン１８
の冷却水を冷却し冷水ポンプ１９によって空気冷却装置
２０へ循環供給される。これにより、空気圧縮機１４の
入口空気温度が低下し、吸込空気量（重量）が増大して
空気ライン９から高温希ガス加熱器３へ供給され、吸込
空気量（重量）の増大に伴って、高温希ガス加熱器３か
らの燃焼ガス量が増加して、熱効率が向上する。
【００３５】例えば、燃焼ガスを排気するために燃焼ガ
スと共に系外に排出される熱量（熱損失）が大であり、
その量は高温希ガス加熱器３への加熱量（熱入力）の数
パーセントに達する。ガスタービン１３は、その容量・
性能は空気入口温度に左右され、標準状態１５℃の場合
に対して、夏季において３０℃のガスタービンの出力容
量は約１０％低下する。また、空気流量・燃焼ガスが減
少してＭＨＤ発電機１への熱入力・ＭＨＤ発電機１の出
力も約５％減少するので、全体システムとして約７％出
力が低下することになる。
【００３６】そこで、高温希ガス加熱器３からの排熱や
希ガス圧縮機２の前置冷却器５、希ガス圧縮機中間冷却
器２１の排熱、空気圧縮機中間冷却器２２の排熱等、量
的には高温希ガス加熱器３への熱入力の約１％を吸収式
冷凍機１７の熱源として用い、得られる冷凍量を空気圧
縮機１４の入口空気の冷却源として空気圧縮機１４の入
口温度を約１５℃低下に維持するようにする。この結
果、空気圧縮機１４の入口温度が通常は３０℃となる夏
季においても、標準状態１５℃としての性能を得ること
ができる。
【００３７】図３は、本発明の第３実施の形態を示す複
合発電システムの構成図であり、図３において、従来例
を示す図４と異なる主な点は、高温希ガス加熱器３から
真空排気装置１１への配管に吸収式冷凍機１７を設け、
空気圧縮機１４の入口側に空気冷却装置２０を設け、両
者を冷水ポンプ１９を有する冷水ライン１８によって接
続するようにしたことである。
【００３８】さらに、図３において、再生熱交換器４と
前置冷却器５との間に蒸気発生器２４Ａを設け、図４の
希ガスタービン６の代わりに蒸気タービン２５を設け、
さらに、ガスタービン１３の出口側に蒸気発生器２４Ｂ
を設けて、これら蒸気発生器２４Ａ，２４Ｂによって発
生した蒸気によって蒸気タービン２５を駆動して希ガス
圧縮機２を回転させ蒸気タービン２５からの蒸気を復水
器２６へ流入させ、蒸気ライン３０を蒸気ポンプ３１，
３２によって蒸気が循環するようにしたことである。
【００３９】ここで、蒸気発生器２４Ａは、一次側に高
温希ガスが流れ、二次側の蒸気ライン３０の蒸気を加熱
するものである。蒸気発生器２４Ｂは、一次側にガスタ
ービン１３の排熱ガスが流れ、二次側の蒸気ライン３０
の蒸気を加熱するものである。
【００４０】蒸気タービン２５は、蒸気ライン３０から
供給される蒸気によって回転力を得て希ガス圧縮機２を
回転させるものである。吸収式冷凍機１７は、一次側
（高温）へ高温弁１２を介して高温希ガス加熱器３から
高温排ガスを通過させ吸収体を利用して二次側の吸収式
冷凍機１７から冷熱を冷水ポンプ１９によって取出すも
のである。
【００４１】以上の構成で、蒸気発生器２４Ａでは、蒸
気ポンプ３２によって蒸気ライン３０に流れる水が熱交
換して蒸気を発生させ蒸気タービン２５へ供給し、蒸気
タービン２５から復水器２６へ戻る。さらに、蒸気発生
器２４Ｂでは、蒸気ポンプ３１によって蒸気ライン３０
の水がガスタービン１３からの熱と熱交換して蒸気とな
り蒸気タービン２５から復水器２６へ戻る。これによ
り、蒸気タービン２５の回転により希ガス圧縮機２を回
転させる。
【００４２】また、吸収式冷凍機１７では、高温の燃焼
ガスを熱源として冷凍熱を発生させ、冷水ライン１８の
循環水を冷却する。冷却された循環水が冷水ポンプ１９
によって空気冷却装置２０へ供給され空気圧縮機１４へ
供給する入口空気温度を低下させる。
【００４３】このように、ＭＨＤ発電機１の出口側の高
温の希ガスにより蒸気を発生させると共に、ガスタービ
ン１３の排ガスによって発生させ、これによって、蒸気
タービン２５を駆動させ希ガス圧縮機２を駆動させるよ
うにしたために希ガスのクローズドループの熱損失を減
少させ、さらに、空気圧縮機１４への入口空気温度の低
下によって吸込空気量（重量）が増大し、熱効率を向上
させることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明よれ
ば、高温の排ガスを利用して冷熱を発生させて夏季等の
大気温度の上昇時の空気圧縮機の吸込空気温度を低下さ
せるようにしたために空気圧縮機への吸込空気の重量流
量が増加され、夏季等の高温希ガス加熱器の燃焼ガス量
の減少を阻止し、ガスタービンの出力減少を防ぎ、夏季
等における全体の出力減を防ぐことができる。
【００４５】請求項２の発明は、前置冷却器と希ガス圧
縮機中間冷却器および空気圧縮機の中間冷却器の熱源に
用いて冷熱を発生させて、空気圧縮機への吸込空気温度
を低下させるようにしたために空気圧縮機への吸込空気
の重量流量が増加され、夏季等の高温希ガス加熱器の燃
焼ガス量の減少を阻止でき、ガスタービンの出力減少を
防ぎ、夏季等における全体の出力減を防ぐことができ
る。
【００４６】請求項３の発明は、クローズドループの高
温希ガスとガスタービンの排ガスとを熱源として蒸気を
発生させて蒸気タービンを駆動して希ガス圧縮機を駆動
させ、高温の排気ガスを熱源として冷熱を発生させ空気
圧縮機の吸込空気温度を低下させるようにしたためにク
ローズドループの熱の有効利用が図られ、吸込空気重量
流量が増加し、夏季等の出力減を抑止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す複合発電システ
ムの構成図である。
【図２】本発明の第２実施の形態を示す複合発電システ
ムの構成図である。
【図３】本発明の第３実施の形態を示す複合発電システ
ムの構成図である。
【図４】従来例を示す複合発電システムの構成図であ
る。
【符号の説明】
１ ＭＨＤ発電機 ２ 希ガス圧縮機 ３ 高温希ガス加熱器 ５ 前置冷却器 ６ 希ガスタービン １０ 蓄熱体 １１ 真空排気装置 １２ 高温弁 １３ ガスタービン １４ 空気圧縮機 １７ 吸収式冷凍機 ２０ 空気冷却装置 ２１ 希ガス圧縮機中間冷却器 ２２ 空気圧縮機中間冷却器 ２３ 熱水ポンプ ２５ 蒸気タービン ２８ 熱水ライン ２９ 熱水ライン ３０ 蒸気ライン ３１，３２ 蒸気ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 1/06 Ｆ０２Ｃ 1/06 6/14 6/14 6/18 6/18 Ｚ Ａ 7/143 7/143 Ｆ２５Ｂ 27/02 Ｆ２５Ｂ 27/02 Ｋ Ｈ０２Ｋ 44/08 Ｈ０２Ｋ 44/08 Ａ Ｚ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼ガスによって蓄熱体を加熱し、加熱
    された蓄熱体によって高温の希ガスを作る複数の高温希
    ガス加熱器と、これら複数の高温希ガス加熱器から順次
    作動流体である高温の希ガスを導入してＭＨＤ発電をす
    る一方、このＭＨＤ発電により仕事をした希ガスを再び
    前記複数の高温希ガス加熱器のいずれかへ戻してクロー
    ズドループを形成するクローズドサイクルＭＨＤ発電機
    と、前記複数の高温希ガス加熱器から排ガスを順次排気
    ラインにより排気する真空排気装置と、前記複数の高温
    希ガス加熱器から順次燃焼ガスを取込んで作動流体であ
    る燃焼ガスによって駆動させ発電する同軸に空気圧縮機
    を有するガスタービンとを備える複合発電システムにお
    いて、 前記排気ラインに高温排ガスによって冷熱を発生させる
    吸収式冷凍機を配置すると共に、前記空気圧縮機の入口
    側に吸込空気温度を下げる空気冷却装置を配置し、前記
    吸収式冷凍機によって発生した冷熱を前記空気冷却装置
    へ供給するように冷却水を循環させる冷水ラインを接続
    したことを特徴とする複合発電システム。
  2. 【請求項２】 燃焼ガスによって蓄熱体を加熱し、加熱
    された蓄熱体によって高温の希ガスを作る複数の高温希
    ガス加熱器と、これら複数の高温希ガス加熱器から順次
    作動流体である高温の希ガスを導入してＭＨＤ発電する
    一方、このＭＨＤ発電により仕事をした希ガスを前置冷
    却器および希ガス圧縮機中間冷却器を介して再び前記複
    数の高温希ガス加熱器のいずれかへ戻してクローズドル
    ープを形成するクローズドサイクルＭＨＤ発電機と、前
    記複数の高温希ガス加熱器からの排ガスを順次排気ライ
    ンにより排気する真空排気装置と、前記複数の高温希ガ
    ス加熱器から順次燃焼ガスを取込んで作動流体である燃
    焼ガスによって駆動させ発電する同軸に空気圧縮機を有
    するガスタービンとを備える複合発電システムにおい
    て、 前記前置冷却器と希ガス圧縮機中間冷却器との二次側お
    よび前記空気圧縮機に設ける中間冷却器の二次側に熱水
    を循環させる熱水ラインを形成し、前記熱水ラインに熱
    水によって冷熱を発生させる吸収式冷凍機を配置すると
    共に、前記空気圧縮機の入口側に吸込空気温度を下げる
    空気冷却装置を配置し、前記吸収式冷凍機によって発生
    した冷熱を前記空気冷却装置へ供給するように冷却水を
    循環させる冷水ラインを接続したことを特徴とする複合
    発電システム。
  3. 【請求項３】 燃焼ガスによって蓄熱体を加熱し、加熱
    された蓄熱体によって高温の希ガスを作る複数の高温希
    ガス加熱器と、これら複数の高温希ガス加熱器から順次
    作動流体である高温の希ガスを導入してＭＨＤ発電する
    一方、このＭＨＤ発電により仕事をした希ガスを前置冷
    却器および希ガス圧縮機を介して再び前記複数の高温希
    ガス加熱器のいずれかへ戻してクローズドループを形成
    するクローズドサイクルＭＨＤ発電機と、前記複数の高
    温希ガス加熱器からの排ガスを順次排気ラインにより排
    気する真空排気装置と、前記複数の高温希ガス加熱器か
    ら順次燃焼ガスを取込んで作動流体である燃焼ガスによ
    って駆動し発電する同軸に空気圧縮機を有するガスター
    ビンとを備える複合発電システムにおいて、 前記前置冷却器の入口側に蒸気を発生させる第１蒸気発
    生器を配置し、さらに、前記ガスタービンの出口側に蒸
    気を発生させる第２蒸気発生器を配置し、これら第１蒸
    気発生器と第２蒸気発生器とを蒸気ポンプを有する蒸気
    ラインによって接続し、この蒸気ラインから前記希ガス
    圧縮機を同軸とする蒸気タービンへ蒸気を循環供給する
    一方、前記排気ラインに高温排ガスによって冷熱を発生
    させる吸収式冷凍機を配置すると共に、前記空気圧縮機
    の入口側に吸込空気温度を下げる空気冷却装置を配置
    し、前記吸収式冷凍機によって発生した冷熱を前記空気
    冷却装置へ供給するように冷却水を循環させる冷水ライ
    ンを接続したことを特徴とする複合発電システム。
JP7323529A 1995-11-20 1995-11-20 複合発電システム Pending JPH09144508A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000029748A1 (fr) * 1998-11-12 2000-05-25 Yuanming Yi Usine thermoelectrique utilisant l'eau naturelle et la difference de temperature negative
CN103321697A (zh) * 2013-06-06 2013-09-25 董仲合 以水和空气为工质的动力机
CN110630476A (zh) * 2019-10-11 2019-12-31 上海孟宝机电工程有限公司 一种高效节能空气压缩机组循环系统
CN110645098A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 东北大学 一种含二氧化碳储能的区域综合能源系统及其运行方法

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