JPH10238366A - エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、ガスタービンに加え、膨張タ
ービンを駆動して発電を行うことにより、エネルギー貯
蔵型ガスタービン発電システムの発電出力を向上するこ
とにある。 【解決手段】上記課題を解決するために、本発明のエネ
ルギー貯蔵型ガスタービン発電システムは、空気を圧縮
する圧縮機１０２と、液体空気を貯蔵する液体空気貯蔵
タンク９００と、前記圧縮機で圧縮された空気を液化し
て前記液体空気を製造しかつ前記液体空気貯蔵タンクに
貯蔵される液体空気を気化する液化・気化設備２００
と、前記液化・気化設備で気化された空気と燃料とを燃
焼し燃焼ガスを発生する燃焼器１０６と、前記燃焼器で
発生した燃焼ガスにより駆動するガスタービン１０７
と、前記液化・気化設備で気化された空気を前記燃焼器
へ供給するまでの間に前記液化・気化設備で気化された
空気を膨張させる膨張タービン７０１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気需要が
小さいときに、余剰電力を用いて空気(酸素含む)を液化
して貯蔵しておき、例えば電気需要が大きいときに、貯
蔵される液体空気（液体酸素含む）を気化し、得られた
空気（酸素含む）を用いて燃焼ガスを発生し、得られた
燃焼ガスを用いてガスタービンを駆動するエネルギー貯
蔵型ガスタービン発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】平日の昼間の電気の需要量は、夜間の電
気の需要量に比べて、非常に大きい。そこで、従来、原
子力発電所及び蒸気タービンを使用する汽力発電所を、
昼間又は夜間を問わず常時稼動し、水力発電所及びガス
タービンを使用する火力発電所（例えば、コンバインド
サイクル発電所）を、昼間のみ稼動している。さらに揚
水発電所のように、夜間の余剰電力(原子力発電所及び
汽力発電所で余った電力)を用いてポンプを駆動し水を
高い貯蔵池に移送して位置エネルギーとして貯蔵し、そ
れを昼間に流下させて発電して、電気の需要と供給のバ
ランスを取ってきた。最近、家庭用エアコン等が普及し
たために電気の最大需要量と最低需要量の比が年々大き
くなり、特に季節による需要の違いが増大している。最
大需要の必要時期は真夏の１０日ほどと短く、このため
だけに大型の発電設備を設けるのは経済的に引き合わな
い。しかし、大規模な揚水発電所の建設場所が国内に少
なくなっており、大容量のエネルギー貯蔵方式を必要と
している。

【０００３】そこで、エネルギーを貯蔵できる、ガスタ
ービンと空気の液化・貯蔵・気化設備を備えたエネルギ
ー貯蔵型ガスタービン発電システムについては、特開平
4−132837号公報には、前記液化設備からの回収熱，ガ
スタービンプラントからの排熱等を発電設備内外の利用
熱源とすることが記載されている。また、特開平4−191
419号公報には、深夜電力を利用して液体空気又は酸素
を製造貯蔵し、昼間に気化してガスタービンに供給する
ことが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平4−132
837 号公報では、エネルギー貯蔵効率（液体空気又は酸
素等の液体流体を得るための電力とプラントにより作ら
れた電力との比率）は高くない。特開平4−191419 号公
報では、エネルギー貯蔵効率を高める具体的な記載はな
い。

【０００５】本発明の第１の目的は、発電出力が大きい
エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムを提供する
ことにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、エネルギー貯蔵効
率が高いエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電
システムは、液体空気を貯蔵する液体空気貯蔵タンク
と、前記液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を気
化する気化設備と、前記気化設備で気化された空気と燃
料とを燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器
で発生した燃焼ガスにより駆動するガスタービン、前記
ガスタービンに連結されて発電するガスタービン発電機
と、前記燃焼器へ供給される空気よりも高い圧力まで前
記液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を昇圧して
前記気化設備へ供給する昇圧装置と、前記気化設備で気
化された空気を膨張させて駆動する膨張タービンと、前
記膨張タービンに連結されて発電する膨張タービン発電
機とを備える。

【０００８】そして、上記本発明によれば、液体状態の
空気（液体空気）を昇圧した後に、気化し、その気化さ
れた空気により膨張タービンを駆動して発電を行うた
め、システム全体の発電出力が向上するという効果を奏
する。即ち、液体を圧縮(昇圧)するのに必要な動力（電
気）は、気体を圧縮するのに必要な動力に比較して、無
視できるほど小さい。つまり、昇圧装置に必要な動力が
ほぼ無視できるのに対し、膨張タービン発電機では非常
に大きい電気を得る。そして、ガスタービン発電機で得
られる電気に加えて、膨張タービン発電機で得られる電
気分が増加するため、システム全体の発電出力が向上す
る。

【０００９】上記第２の目的を達成するために、本発明
のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムは、空気
を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯蔵する液体空気貯蔵
タンクと、前記圧縮機で圧縮された空気を液化して前記
液体空気を製造しかつ前記液体空気貯蔵タンクに貯蔵さ
れる液体空気を気化する液化・気化設備と、前記液化・
気化設備で気化された空気と燃料とを燃焼し燃焼ガスを
発生する燃焼器と、前記燃焼器で発生した燃焼ガスによ
り駆動するガスタービン、前記液化・気化設備で気化さ
れた空気を前記燃焼器へ供給するまでの間に、前記液化
・気化設備で気化された空気を膨張させる膨張装置を備
える。

【００１０】そして、上記本発明によれば、液体空気を
気化して燃焼器へ供給するときに、膨張装置で膨張され
ることによって冷却された空気の冷熱を回収し、液体空
気を製造するときにその冷熱を利用して圧縮機で圧縮さ
れた空気を冷却するため、エネルギー貯蔵効率を向上す
るという効果を奏する。そして、本発明のエネルギー貯
蔵型ガスタービン発電システムの液化・気化設備で製造
できる液体空気の生成率は、膨張装置を有さない従来の
エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムの２０％か
ら８０％以上へ向上することができる。

【００１１】又は、上記第２の目的を達成するために、
本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
は、空気を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯蔵する液体
空気貯蔵タンクと、前記圧縮機で圧縮された空気を液化
して前記液体空気を製造しかつ前記液体空気貯蔵タンク
に貯蔵される液体空気を気化する液化・気化設備と、前
記液化・気化設備で気化された空気と燃料とを燃焼し燃
焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器で発生した燃焼
ガスにより駆動するガスタービンとを備える。さらに、
前記液化・気化設備は、固体の蓄熱媒体に熱を回収して
前記圧縮機で圧縮された空気を冷却しかつ前記蓄熱媒体
に回収された熱により前記液体空気貯蔵タンクに貯蔵さ
れる液体空気を気化する蓄冷槽を有し、前記流体空気貯
蔵タンクは、前記蓄冷槽の内部に配置される。

【００１２】そして、上記本発明によれば、液体空気貯
蔵タンクが蓄冷槽の内部に配置されるため、外部から液
体空気貯蔵タンクへの熱流入を蓄冷槽により遮断し、こ
れにより、液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気の
温度が上昇するのを抑制し、エネルギー貯蔵効率を向上
するという効果を奏する。さらに、蓄冷槽の蓄熱媒体が
固体であるため、蓄熱媒体を貯蔵するタンク等が不要と
なるため、液化・気化設備が簡素化するという効果を奏
する。さらに、蓄冷槽の蓄熱媒体が固体であるため、蓄
冷槽の内部に液体空気貯蔵タンクを配置するときに、液
体空気貯蔵タンクの支持構造の強度を向上するという効
果を奏する。

【００１３】又は、上記第２の目的を達成するために、
本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
は、空気を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯蔵する液体
空気貯蔵タンクと、前記圧縮機で圧縮された空気を液化
して前記液体空気を製造しかつ前記液体空気貯蔵タンク
に貯蔵される液体空気を気化する液化・気化設備と、前
記液化・気化設備で気化された空気と燃料とを燃焼し燃
焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器で発生した燃焼
ガスにより駆動するガスタービンと、前記燃焼器へ供給
する燃料により前記圧縮機で圧縮された空気を冷却する
冷却装置を備える。

【００１４】上記本発明によれば、燃焼器へ供給する燃
料（例えば、液体状態で保存されているＬＮＧ）の冷熱
を利用して、圧縮機で圧縮された空気を冷却するため、
エネルギー貯蔵効率を向上するという効果を奏する。即
ち、従来のガスタービン発電プラントでは、極低温の液
体状態で保存されていた燃料は、海水等と熱交換して加
熱され気化されて燃焼器へ供給されていた。本発明のエ
ネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムは、海水に放
出していた燃料の冷熱を、空気の冷却に利用するため、
その海水に放出していた燃料の冷熱分だけエネルギー貯
蔵効率が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１６】〔第１の実施の形態〕燃焼器で空気に与え
られた熱エネルギーは、それぞれの温度領域に適したガ
スタービンと蒸気タービンにおいて機械エネルギー（回
転エネルギー）に変換し、発電・電動機において電気エ
ネルギーに変換する。これにより、発電端効率は、４８
％もの高い値になる。ただし、ガスタービン系（主に、
圧縮機とガスタービン）の内部をみると、さらに大幅に
電気出力を増大できる可能性がある。例えば、電気出力
１５０ＭＷクラスのガスタービン系において、ガスター
ビンで発生する機械エネルギーは電気出力の２倍である
３００ＭＷもあるが、その半分近くが圧縮機の動力とし
て消費されてしまう。蒸気タービン系（主に、排熱回収
ボイラと蒸気タービンと給水ポンプ）で蒸気を得るに
は、液体状態の復水を給水ポンプで昇圧する。この給水
ポンプに必要な電気エネルギーは、蒸気タービン系で得
られる電気エネルギーの高々数％程度であるのと比較し
て大きな違いである。これは、圧力変化に伴って体積が
大幅に変化する気体を圧縮するのに、圧縮機において大
きな機械エネルギーを必要とするためである。この圧縮
機の必要エネルギーを大幅に減少させることにより、発
電所全体の電気出力を増大させることが可能となる。

【００１７】そこで、圧縮機の動力を低減するために、
まず夜間の余剰電力を用いて、圧縮機を回転し、その圧
縮機で圧縮された空気を液化し、液体状態で液体空気貯
蔵タンク内に貯蔵しておく。そして、昼間の特に電気需
要が増大したときに、その液体空気（液体酸素を含む）
を気化して、燃焼器へ供給する。本実施の形態は、圧縮
機で圧縮された空気を液化して液体空気貯蔵タンクへ供
給するまでの間にさらに他の圧縮設備を設置し、圧縮機
で圧縮された空気を、液化プロセスでさらに圧縮するこ
とを特徴とする。また、本実施の形態は、液体空気を気
化して燃焼器へ供給するまでの間に膨張タービン発電設
備を設置し、当該気化した空気を用いて発電することを
特徴とする。また、本実施の形態は、液化・気化設備内
の熱交換設備を複数段（例えば、３段）に分割すること
を特徴とする。

【００１８】図１に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタ
ービン発電システムの機械系統図を示す。図１中、１０
０はガスタービン１０７により発電を行うガスタービン
発電設備、１０１は圧縮機１０２へ供給する空気の流量
を制御する入口案内翼、102は空気を圧縮する圧縮機、
１０３は空気を遮断する空気遮断弁、１０４は空気を遮
断する空気遮断弁、１０５は燃焼器１０６へ供給する燃
料の流量を制御する燃料制御弁、１０６は空気と燃料と
を混合して燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器、１０７は
燃焼ガスにより駆動するガスタービン、１０８はガスタ
ービン１０７から排出される燃焼ガス（以下、「ガスタ
ービン排ガス」と称す。）と熱交換して水を加熱し蒸気
を発生する排熱回収ボイラ、１０９は蒸気タービン１１
０へ供給する蒸気（排熱回収ボイラ１０８で発生した蒸
気）の流量を制御する蒸気加減弁、１１０は蒸気により
駆動する蒸気タービン、１１１は海水等と熱交換して蒸
気タービン１１０から排出される蒸気を凝縮して復水に
して貯留する復水器、112は排熱回収ボイラへ供給する
水（復水器内に貯留される復水）を昇圧する給水ポン
プ、１１３はタービンロータ、１１４は機械エネルギー
と電気エネルギーとを変換する発電・電動機、１１５は
タービンロータ１１３を機械的に連結及び分離するクラ
ッチ、１１６はタービンロータ１１３を機械的に連結及
び分離するクラッチ、１１７は空気を遮断する空気遮断
弁、１１８は燃焼器１０６へ供給する燃料を遮断する燃
料遮断弁、１２０は海水等と熱交換して燃料を気化する
燃料気化器、１３０は排熱回収ボイラから排出されるガ
スタービン排ガス（以下、「ボイラ排ガス」と称す。）
を大気内へ放出する煙突、２００は圧縮機１０２で圧縮
された空気を液化し又は液体空気貯蔵タンク９００内に
貯蔵される液体空気を気化する液化・気化設備、２０１
は空気を遮断する空気遮断弁、２０２は低温空気冷熱回
収器からの気体空気の冷熱を回収する中温空気冷熱回収
器、２０３は空気を遮断する空気遮断弁、２０４は空気
を遮断する空気遮断弁、２０５は気液分離器２０７で分
離された気体空気の冷熱を回収する低温空気冷熱回収
器、２０６は低温空気冷熱回収器２０５で冷却された空
気を膨張する膨張弁、２０７は気体と液体とが混合する
空気を気体と液体に分離する気液分離器、２０８は空気
を遮断する空気遮断弁、２０９は空気を遮断する空気遮
断弁、２１０は膨張タービン発電設備７００へ供給する
空気を加熱する空気加熱器、２１２は空気を遮断する空
気遮断弁、２２０は燃焼器１０６へ供給する燃料を貯蔵
する燃料貯蔵タンク、221は燃焼器１０６へ供給する燃
料（燃料貯蔵タンク２２０内に貯蔵される燃料）を昇圧
する燃料ポンプ、２２２は燃焼器１０６へ供給する燃料
の冷熱を回収する燃料冷熱回収器、２２３は空気を遮断
する空気遮断弁、２２４は空気を遮断する空気遮断弁、
２２５は空気を遮断する空気遮断弁、２２６は燃焼器１
０６へ供給する燃料の冷熱を回収する燃料冷熱回収器、
２２７は空気を遮断する空気遮断弁、２２８は空気を遮
断する空気遮断弁、２２９は空気を遮断する空気遮断
弁、300は圧縮機１０２で圧縮された空気を冷却し又は
膨張タービン発電設備７００で膨張した空気を加熱する
高温熱交換設備、３０１は中温空気冷熱回収器で加熱さ
れた気体空気の冷熱を回収する高温空気冷熱回収器、３
０２は高温熱交換設備400で冷却された空気内に含まれ
る固形物や塵等を除去するフィルタ、４００は圧縮機１
０２で圧縮された空気を冷却し又は中温熱交換設備５０
０で加熱された空気を加熱する高温熱交換設備、４０１
は圧縮機１０２で圧縮された空気を冷却し又は中温熱交
換設備５００で加熱された空気を加熱する高温熱交換
器、４０２は低温の第１の蓄熱媒体（以下、「熱媒」と
称す。）を貯蔵する低温熱媒タンク、４０３は低温の第
１の熱媒を遮断する熱媒遮断弁、４０４は低温熱媒タン
ク402内に貯蔵される低温の第１の熱媒を昇圧する熱媒
ポンプ、４０５は高温の第１の熱媒を遮断する熱媒遮断
弁、４０６は高温の第１の熱媒を貯蔵する高温熱媒タン
ク、４０７は高温の第１の熱媒を遮断する熱媒遮断弁、
４０８は高温熱媒タンク４０６内に貯蔵される高温の第
１の熱媒を昇圧する熱媒ポンプ、４０９は低温の第１の
熱媒を遮断する熱媒遮断弁、５００は高温熱交換設備４
００で冷却された空気を冷却し又は膨張タービン発電設
備７００で膨張した空気を加熱する中温熱交換設備、５
０１は高温熱交換設備４００で冷却された空気を冷却し
又は膨張タービン発電設備７００で膨張した空気を加熱
する中温熱交換器、５０２は低温の第２の熱媒を貯蔵す
る低温熱媒タンク、５０３は低温の第２の熱媒を遮断す
る熱媒遮断弁、５０４は低温熱媒タンク５０２内に貯蔵
される低温の第２の熱媒を昇圧する熱媒ポンプ、５０５
は高温の第２の熱媒を遮断する熱媒遮断弁、５０６は高
温の第２の熱媒を貯蔵する高温熱媒タンク、５０７は高
温の第２の熱媒を遮断する熱媒遮断弁、５０８は中温熱
媒タンク５０６内に貯蔵される高温の第２の熱媒を昇圧
する熱媒ポンプ、５０９は低温の第２の熱媒を遮断する
熱媒遮断弁、６００は高温熱交換設備３００で冷却され
た空気を圧縮する圧縮設備、６０１はタービンロータ６
０３を駆動する電動機、６０２は高温熱交換設備３００
で冷却された空気を圧縮する圧縮機、６０３はタービン
ロータ、７００は低温熱交換設備８００で加熱され気化
した空気を膨張して発電を行う膨張タービン発電設備、
７０１は低温熱交換設備８００で加熱され気化した空気
が膨張することにより駆動する膨張タービン、７０２は
タービンロータ７０３により膨張タービン７０１に連結
されて膨張タービン７０１の駆動により発電を行う発電
機、７０３はタービンロータ、８００は圧縮設備６００
で圧縮された空気を冷却し又は液体空気ポンプ９０３で
昇圧された液体空気を加熱する低温熱交換設備、８０１
は圧縮設備６００で圧縮された空気を冷却し又は液体空
気ポンプ９０３で昇圧された液体空気を加熱する低温熱
交換器、８０２は低温の第３の熱媒を貯蔵する低温熱媒
タンク、８０３は低温の第３の熱媒を遮断する熱媒遮断
弁、８０４は低温熱媒タンク８０２内に貯蔵される低温
の第３の熱媒を昇圧する熱媒ポンプ、８０５は高温の第
３の熱媒を遮断する熱媒遮断弁、８０６は高温の第３の
熱媒を貯蔵する高温熱媒タンク、８０７は高温の第３の
熱媒を遮断する熱媒遮断弁、８０８は高温熱媒タンク８
０６内に貯蔵される高温の第３の熱媒を昇圧する熱媒ポ
ンプ、８０９は低温の第３の熱媒を遮断する熱媒遮断
弁、９００は液体空気を貯蔵する液体空気貯蔵タンク、
９０１は液体空気を遮断する液体空気遮断弁、９０２は
液体空気を遮断する液体空気遮断弁、９０３は液体空気
貯蔵タンク９００内に貯蔵される液体空気を昇圧する液
体空気ポンプ、９０５は液体空気貯蔵タンク９００内の
圧力を低下させる安全弁、１０００は余剰電力（原子力
発電所及び汽力発電所の発電電力から需要電力を差し引
いた電力）を用いてガスタービン発電設備１００及び圧
縮設備６００へ電気を供給する余剰電力供給装置を示
す。

【００１９】本実施の形態のエネルギー貯蔵型ガスター
ビン発電システムは、１個の液化・気化設備２００及び
液体空気貯蔵タンク９００に対し、３個のガスタービン
発電設備１００を有する。尚、ガスタービン発電設備１
００の数は、１個でもよいし、４個以上（例えば、６〜
１２個）でもよい。

【００２０】また、複数のガスタービン発電設備１００
のうちの各々のガスタービン発電設備１００に対応して
液化・気化設備２００を設け、その複数のガスタービン
発電設備１００及び液化・気化設備２００に対し１個の
液体空気貯蔵タンク９００を設けてもよい。即ち、複数
のガスタービン発電設備１００及び液化・気化設備２０
０で、液体空気貯蔵タンク９００を共用してもよい。

【００２１】そして、本実施の形態のエネルギー貯蔵型
ガスタービン発電システムの運転は、通常発電モー
ド、エネルギー充填モード、エネルギー放出発電モ
ードの３つに大別される。

【００２２】通常発電モードにおいては、クラッチ１
１５及びクラッチ１１６を共に閉状態として、圧縮機１
０２と発電・電動機１１４とガスタービン１０７（及び
蒸気タービン１１０）とを、タービンロータ１１３によ
り連結する。そして、空気遮断弁１０３及び空気遮断弁
１０４を開状態とし、空気遮断弁１１７を閉状態とし
て、圧縮機１０２で圧縮された空気を燃焼器１０６へ供
給する。そして、ガスタービン１０７及び蒸気タービン
１１０を駆動させることにより、発電・電動機１１４を
駆動させて発電を行うと共に圧縮機１０２を駆動させ
る。尚、起動時（ガスタービン１０７が停止から所定回
転数に至るまでの間）は、余剰電力供給装置１０００等
から電気を発電・電動機１１４へ供給して、発電・電動
機１１４を駆動させることにより、圧縮機１０２及びガ
スタービン１０７を駆動させる。この通常発電モード
は、主に平日の昼間のように、電気の需要が多いときに
行われる。

【００２３】エネルギー充填モードにおいては、クラ
ッチ１１５を閉状態とし、クラッチ１１６を開状態とし
て、圧縮機１０２と発電・電動機１１４とを、タービン
ロータ１１３により連結する。一方、発電・電動機１１
４とガスタービン１０７（及び蒸気タービン１１０）と
を分離する。そして、空気遮断弁１０３及び空気遮断弁
１１７を開状態とし、空気遮断弁１０４を閉状態とし
て、圧縮機１０２で圧縮された空気を液化・気化設備へ
供給して液体空気を発生する。その液体空気を液体空気
貯蔵タンク９００内に貯蔵する。このとき、余剰電力供
給装置１０００からの電気を発電・電動機１１４へ供給
して、発電・電動機１１４を駆動させることにより、圧
縮機１０２を駆動させる。ガスタービン１０７及び蒸気
タービン１１０は、停止している。このエネルギー充填
モードは、主に平日の夜間や休日のように、電気の需要
が少なく余剰電力が発生したときに行われる。尚、発電
・電動機１１４へ供給する電気として、他のガスタービ
ン発電設備１００が発電する電気の一部を供給してもよ
い。ガスタービン発電設備１００においては、燃料とし
てＬＮＧを使用することが多い。通常、ＬＮＧは、極低
温の液体状態で燃料貯蔵タンク２２０内に保管されてい
る。外部から燃料貯蔵タンク２２０への熱流入を０にで
きないので、常時、若干のＬＮＧが気化して可燃性ＬＮ
Ｇガスが発生する。そこで、電気の需要が少ない夜間や
休日等においても、複数のガスタービン発電設備１００
の一部を稼動する場合がある。

【００２４】エネルギー放出発電モードにおいては、
クラッチ１１５を開状態とし、クラッチ１１６を閉状態
として、発電・電動機１１４とガスタービン１０７（及
び蒸気タービン１１０）とを、タービンロータ１１３に
より連結する。一方、圧縮機１０２と発電・電動機１１
４とを分離する。そして、空気遮断弁１０３を閉状態と
し、空気遮断弁１０４及び空気遮断弁１１７を開状態と
する。液化・気化設備２００において、液体空気貯蔵タ
ンク９００に貯蔵される液体空気を気化して、燃焼器１
０６へ供給する。そして、ガスタービン１０７及び蒸気
タービン１１０を駆動させることにより、発電・電動機
１１４を駆動させて発電を行う。尚、この際、圧縮機１
０２は、停止している。このエネルギー放出発電モード
は、通常発電モードのかわりに行われる。即ち、主に平
日の昼間のように、電気の需要が多いときに行われる。

【００２５】本実施の形態のエネルギー貯蔵型ガスター
ビン発電システムの運転は、通常発電モード、エネ
ルギー充填モード、エネルギー放出発電モードを各々
独立に行わなくてもよい。即ち、通常発電モードと
エネルギー充填モードとを複合して運転してもよい。又
は、通常発電モードとエネルギー放出発電モードと
を複合して運転してもよい。１個のガスタービン発電設
備１００で、上記複合運転を行ってもよいし、複数のガ
スタービン発電設備１００にわたって、上記複合運転を
行ってもよい。複数のガスタービン発電設備１００にわ
たって複合運転を行うとは、複数のガスタービン発電設
備１００のうちの一部は、通常発電モードで運転し、
その他の一部又は全部のガスタービン発電設備１００
は、エネルギー充填モードで運転することをいう。又
は、複数のガスタービン発電設備１００のうちの一部
は、通常発電モードで運転し、その他の一部又は全部
のガスタービン発電設備１００は、エネルギー放出発
電モードで運転することをいう。

【００２６】１個のガスタービン発電設備１００で複合
運転を行うとき、空気遮断弁１０４を空気の流量を制御
する空気制御弁１１９にかえ若しくは／及び空気遮断弁
117を空気制御弁１２１にかえる。又は、空気遮断弁１
０４と燃焼器１０６との間に空気制御弁１１９を設置し
若しくは／及び空気遮断弁１１７と液化・気化設備２０
０との間に空気制御弁１２１を設置する。

【００２７】通常発電モードとエネルギー充填モー
ドとを複合して運転するとき、クラッチ１１５及びクラ
ッチ１１６を共に閉状態として、圧縮機１０２と発電・
電動機１１４とガスタービン１０７(及び蒸気タービン
１１０)とを、タービンロータ１１３により連結する。
そして、空気遮断弁１０３を開状態とし、圧縮機１０２
で圧縮された空気を、空気制御弁１１９を経て燃焼器１
０６へ供給すると共に、空気制御弁１２１を経て液化・
気化設備２００へ供給する。燃焼器１０６へ供給する空
気の流量及び液化・気化設備２００へ供給する空気の流
量は、空気制御弁１１９又は／及び空気制御弁１２１に
より制御される。そして、ガスタービン１０７及び蒸気
タービン１１０を駆動させることにより、発電・電動機
１１４を駆動させて発電を行うと共に圧縮機１０２を駆
動させる。

【００２８】通常発電モードとエネルギー放出発電
モードとを複合して運転するとき、クラッチ１１５及び
クラッチ１１６を共に閉状態として、圧縮機１０２と発
電・電動機１１４とガスタービン１０７（及び蒸気ター
ビン１１０）とを、タービンロータ１１３により連結す
る。そして、空気遮断弁１０３を開状態とし、圧縮機１
０２で圧縮された空気を、空気制御弁１１９を経て、燃
焼器１０６へ供給する。液化・気化設備２００で気化さ
れた空気を、空気制御弁１２１を経て、燃焼器１０６へ
供給する。圧縮機１０２で圧縮された空気の流量及び液
化・気化設備２００で気化された空気の流量は、空気制
御弁１１９又は／及び空気制御弁121により制御され
る。そして、ガスタービン１０７及び蒸気タービン１１
０を駆動させることにより、発電・電動機１１４を駆動
させて発電を行うと共に圧縮機１０２を駆動させる。
通常発電モードとエネルギー放出発電モードとの複合
運転を、ガスタービン発電設備１００の起動時に行う
と、余剰電力供給設備1000から発電・電動機１１４へ供
給する電気量を低減できる。

【００２９】ガスタービン発電設備１００において、ガ
スタービン１０７（及び蒸気タービン１１０）を駆動し
て、発電を行う。

【００３０】遠心型の圧縮機１０２において、空気（例
えば、大気）を、１０〜１５気圧まで圧縮する。このと
き空気の温度は、３２０℃〜３５０℃程度まで上昇す
る。圧縮機１０２の空気の流入口側には、入口案内翼１
０１を形成する。ガスタービン発電設備１００の運転状
態（起動，定格，停止等）や、発電機１１４の発電出力
又は負荷等に応じて、入口案内翼１０１の開度を制御
し、圧縮機１０２に流入する空気の流量を制御する。そ
して、圧縮機１０２で圧縮された空気は、空気遮断弁１
０３を経た後、通常発電モード時には空気遮断弁１０４
を経て燃焼器１０６へ供給され、又はエネルギー充填モ
ード時には空気遮断弁１１７を経て液化・気化設備２０
０へ供給される。

【００３１】一方、燃料（例えば、ＬＮＧ，石油）は、
燃料貯蔵タンク２２０内に、液体状態で貯蔵される。そ
して、通常発電モード時及びエネルギー放出発電モード
時に、燃料ポンプ２２１において、燃料貯蔵タンク２２
０内に貯蔵される燃料を昇圧する。昇圧された燃料は、
燃料気化器１２０へ供給される。燃料気化器１２０にお
いて、昇圧された燃料と海水等とを熱交換して、昇圧さ
れた燃料を加熱し気化させる。気化した燃料は、燃料遮
断弁１１８を経て、燃料制御弁１０５を経て、燃焼器１
０６へ供給される。燃焼器１０６において、通常発電モ
ード時には圧縮機１０２で圧縮された空気又はエネルギ
ー放出発電モード時には液化・気化設備２００で気化さ
れた空気と、燃料とを混合して燃焼し、燃焼ガスを発生
する。燃焼ガスの温度は、例えば、１２００℃〜１５０
０℃程度である。

【００３２】燃焼ガスは、ガスタービン１０７へ供給さ
れ、膨張する。ガスタービン１０７は、燃焼ガスの膨張
過程で駆動する（タービンロータ１１３を回転させ
る）。ガスタービン排ガス（一般に、６００℃程度）
は、排熱回収ボイラ１０８に供給される。排熱回収ボイ
ラ１０８において、ガスタービン排ガスと熱交換して水
を加熱し、蒸気を発生する。蒸気は、蒸気加減弁１０９
を経て、蒸気タービンに供給され、膨張する。蒸気ター
ビン１１０は、蒸気の膨張過程で駆動する（タービンロ
ータ１１３を回転させる）。蒸気タービン１１０は、器
内がほぼ真空状態の復水器１１１に接続されている。蒸
気タービン１１０からの蒸気は、復水器１１１へ供給さ
れ、復水器１１１内で、海水等と熱交換して、凝縮し、
復水となり、復水器１１１内に貯留される。復水器１１
１内に貯留される復水は、給水ポンプ１１２で昇圧さ
れ、再び排熱回収ボイラ１０８に供給される。

【００３３】圧縮機１０２と発電機１１４とガスタービ
ン１０７と蒸気タービン１１０とは、タービンロータ１
１３により機械的に連結される。発電機１１４におい
て、機械エネルギー（タービンロータ１１３の回転エネ
ルギー）を電気エネルギーに変換して電気を発生する。

【００３４】一方、水と熱交換した後のガスタービン排
ガスは、排熱回収ボイラ内で、ガスタービン排ガス中に
含まれる窒素酸化物を触媒層を通して無害な酸素と窒素
に分解される。ボイラ排ガス（一般に、１００℃程度）
は、他のガスタービン発電設備１００からのボイラ排ガ
スと合流して、煙突１３０へ供給される。煙突１３０に
おいて、ボイラ排ガスを大気内へ放出する。

【００３５】液化・気化設備２００において、エネルギ
ー充填モード時に、圧縮機１０２で圧縮された空気を液
化する（液化プロセス）。又は、液化・気化設備２００
において、エネルギー放出発電モード時に、液体空気貯
蔵タンク９００に貯蔵される液体空気を気化する（気化
プロセス）。

【００３６】先ず、エネルギー充填モード時の液化・気
化設備２００等の動作を説明する。圧縮機１０２で圧縮
された空気は、空気遮断弁２２９を経て、高温熱交換設
備３００へ供給される。高温熱交換設備３００におい
て、圧縮機１０２で圧縮された空気を冷却する。高温熱
交換設備３００は、さらに高温熱交換設備４００及び中
温熱交換設備５００を有する。

【００３７】高温熱交換設備４００において、低温熱媒
タンク４０２内に貯蔵される低温の第１の熱媒（例え
ば、機械油類等）は、熱媒遮断弁４０３を経て、熱媒ポ
ンプ４０４で昇圧され、対向流型の高温熱交換器４０１
へ供給される。高温熱交換器４０１において、低温の第
１の熱媒と圧縮機１０２で圧縮された空気とを熱交換し
て、圧縮機１０２で圧縮された空気を冷却する。高温熱
交換器４０１で加熱されて高温となった第１の熱媒は、
熱媒遮断弁４０５を経て、高温熱媒タンク406へ供給さ
れる。高温熱媒タンク４０６において、高温の第１の熱
媒を貯蔵する。このとき、熱媒ポンプ４０８は停止して
おり、熱媒遮断弁４０７及び熱媒遮断弁４０９は閉じて
いる。そして、高温熱交換設備４００で冷却された空気
は、高温空気冷熱回収器３０１でさらに冷却された後、
フィルタ３０２へ供給される。

【００３８】フィルタ３０２において、高温空気冷熱回
収器３０１で冷却された空気に含まれる固形物又は塵等
を除去する。圧縮機１０２で圧縮された空気は、水分と
二酸化炭素とを含む。そして、その水分と二酸化炭素
が、空気の液化プロセスで凝固して固形物となり、空気
の配管等を閉鎖させる恐れがある。そのため、適切な温
度領域（例えば、高温熱交換設備４００と中温熱交換設
備５００の間、中温熱交換設備５００と圧縮設備６００
との間、圧縮設備６００と低温熱交換設備８００との間
等）にフィルタ３０２を設置することが望ましい。フィ
ルタ３０２からの空気は、中温熱交換設備５００へ供給
される。

【００３９】中温熱交換設備５００において、低温熱媒
タンク５０２内に貯蔵される低温の第２の熱媒（例え
ば、プロパン等）は、熱媒遮断弁５０３を経て、熱媒ポ
ンプ５０４で昇圧され、対向流型の中温熱交換器５０１
へ供給される。中温熱交換器５０１において、低温の第
２の熱媒とフィルタ３０２からの空気とを熱交換して、
フィルタ３０２からの空気を冷却する。中温熱交換器５
０１で加熱されて高温となった第２の熱媒は、熱媒遮断
弁５０５を経て、高温熱媒タンク５０６へ供給される。
高温熱媒タンク５０６において、高温の第２の熱媒を貯
蔵する。このとき、熱媒ポンプ５０８は停止しており、
熱媒遮断弁５０７及び熱媒遮断弁５０９は閉じている。
そして、高温熱交換設備３００で冷却された空気（中温
熱交換設備５００で冷却された空気）は、空気遮断弁２
０１を経て、圧縮設備６００へ供給される。

【００４０】圧縮設備６００は、電動機６０１と圧縮機
６０２とが、タービンロータ６０３により連結されてい
る。余剰電力供給装置１０００からの電気を電動機６０
１へ供給して、電動機６０１を駆動することにより、圧
縮機６０２を駆動する。圧縮機６０２において、高温熱
交換設備３００で冷却された空気を、液化に必要な所定
圧力（例えば、３８気圧以上）まで圧縮する。例えば、
所定圧力が４０気圧であれば、空気の温度は、圧縮によ
り−７０℃程度まで上昇する。圧縮設備６００で圧縮さ
れた空気（圧縮機６０２で圧縮された空気）は、中温空
気冷熱回収器２０２でさらに冷却された後、空気遮断弁
２０３を経て、低温熱交換設備８００へ供給される。こ
のとき、膨張タービン発電設備７００は停止しており、
空気遮断弁２０９及び空気遮断弁２１２は閉じている。

【００４１】低温熱交換設備８００において、低温熱媒
タンク８０２内に貯蔵される低温の第３の熱媒（例え
ば、プロパン等）は、熱媒遮断弁８０３を経て、熱媒ポ
ンプ８０４で昇圧され、対向流型の低温熱交換器８０１
へ供給される。低温熱交換器８０１において、低温の第
３の熱媒と中温空気冷熱回収器２０２で冷却された空気
とを熱交換して、中温空気冷熱回収器２０２で冷却され
た空気を−１７０℃程度まで冷却する。低温熱交換器８
０１で加熱されて高温となった第３の熱媒は、熱媒遮断
弁８０５を経て、高温熱媒タンク８０６へ供給される。
高温熱媒タンク８０６において、高温の第３の熱媒を貯
蔵する。このとき、熱媒ポンプ８０８は停止しており、
熱媒遮断弁８０７及び熱媒遮断弁８０９は閉じている。
そして、低温熱交換設備８００で冷却された空気は、空
気遮断弁２２５、空気遮断弁204を経て、低温空気冷熱
回収器２０５でさらに冷却された後、膨張弁２０６へ供
給される。

【００４２】膨張弁２０６において、低温空気冷熱回収
器２０５で冷却された空気を１気圧まで膨張させる。こ
のとき、Joule−Thomson効果により、８０％程度の空気
が液化する。気体(２０％）と液体(８０％）の混合状態
の空気は、気液分離器２０７へ供給される。気液分離器
２０７において、気体状態の空気（気体空気）と液体状
態の空気（液体空気）とを分離する。そして、液体空気
は、液体空気遮断弁９０１を経て、液体空気貯蔵タンク
９００へ供給される。このとき、液体空気ポンプ９０３
は停止しており、液体空気遮断弁２０８及び液体空気遮
断弁９０２は閉じている。

【００４３】一方、気体空気の温度は−１９０℃程度で
あり、これを空気の液化プロセスの適した位置へ供給し
て、液化プロセス中の空気と熱交換させて、気体空気の
冷熱を回収する。即ち、気液分離器２０７内の気体空気
は、低温空気冷熱回収器２０５へ供給され、低温熱交換
設備８００で冷却された空気を冷却する。低温空気冷熱
回収器２０５で加熱された気体空気は、中温空気冷熱回
収器２０２へ供給され、圧縮設備６００で圧縮された空
気を冷却する。中温空気冷熱回収器２０２で加熱された
気体空気は、高温空気冷熱回収器３０１へ供給され、高
温熱交換設備３００で冷却された空気を冷却する。高温
空気冷熱回収器３０１で加熱された気体空気は、大気内
へ放出される。

【００４４】液体空気貯蔵タンク９００において、液体
空気を貯蔵する。液体空気貯蔵タンク９００は、液体空
気を大気圧（１気圧）の状態で貯蔵するため、強度面や
安全上の問題が少ない。ガスタービン発電設備１００の
停止時及び通常発電モード時には、液体空気遮断弁９０
１と液体空気遮断弁９０２との何れもが閉じている。液
体空気貯蔵タンク９００は、ステンレス製の大型の円筒
型タンクであることが望ましい。さらに、液体空気貯蔵
タンク９００内に貯蔵される液体空気の蓄発熱を利用し
て液体空気貯蔵タンク９００内に貯蔵される液体空気の
温度上昇を抑制する。そして、発生した気体空気を安全
弁９０５を経て、大気内へ放出することが望ましい。

【００４５】次に、エネルギー放出発電モード時の液化
・気化設備２００の動作を説明する。液体空気貯蔵タン
ク９００内に貯蔵される液体空気は、液体空気遮断弁９
０２を経て、液体空気ポンプ９０３で昇圧された後に、
液化・気化設備２００へ供給される。このとき、液体空
気遮断弁９０１は閉じている。液体空気ポンプ９０３に
おいて、液体空気貯蔵タンク９００内に貯蔵される液体
空気を、燃焼器１０６へ供給する空気の圧力（例えば、
１０〜１５気圧）よりも高い圧力（例えば、２００気
圧）まで昇圧する。一般に、液体の圧縮（昇圧）に必要
なエネルギーは、気体の圧縮に必要なエネルギーに対し
て、数％程度である。即ち、液体の圧縮（昇圧）に必要
なエネルギーは、気体の圧縮に必要なエネルギーに比較
して、無視できるほど小さい。

【００４６】液化・気化設備２００において、液体空気
ポンプ９０３で昇圧された液体空気は、液体空気遮断弁
２０８，空気遮断弁２２５を経て、低温熱交換設備８０
０へ供給される。このとき、空気遮断弁２０４は閉じて
いる。

【００４７】低温熱交換設備８００において、高温熱媒
タンク８０６内に貯蔵される高温の第３の熱媒は、熱媒
遮断弁８０７を経て、熱媒ポンプ８０８で昇圧され、低
温熱交換器８０１へ供給される。低温熱交換器８０１に
おいて、高温の第３の熱媒と液体空気ポンプ９０３で昇
圧された液体空気とを熱交換して、液体空気ポンプ９０
３で昇圧された液体空気を加熱し気化させる。このと
き、加熱された液体空気の温度は、例えば、１５℃程度
である。低温熱交換器８０１で冷却されて低温となった
第３の熱媒は、熱媒遮断弁８０９を経て、低温熱媒タン
ク８０２へ供給される。低温熱媒タンク８０２におい
て、高温の第３の熱媒を貯蔵する。このとき、熱媒ポン
プ８０４は停止しており、熱媒遮断弁８０３及び熱媒遮
断弁８０５は閉じている。そして、低温熱交換設備８０
０で加熱され気化した空気は、空気遮断弁２０９を経
て、空気加熱器２１０へ供給される。このとき、空気遮
断弁２０３は閉じている。

【００４８】空気加熱器２１０において、ボイラ排ガス
と低温熱交換設備８００で加熱され気化した空気とを熱
交換して、低温熱交換設備８００で加熱され気化した空
気をさらに加熱する。これにより、膨張タービン発電設
備７００で回収できるエネルギー（発電機７０２が発電
する電気エネルギー）を増加することができる。空気加
熱器２１０で冷却されたボイラ排ガスは、煙突１３０へ
供給され、大気内へ放出される。尚、ボイラ排ガスにか
えて又はボイラ排ガスと共に、ガスタービン排ガス，ガ
スタービン１０７の動翼若しくは静翼内を冷却した後の
空気，大気，圧縮機１０２へ供給する空気、圧縮機１０
２内の圧縮中の中間空気，海水，復水器１１１へ供給す
る海水、復水器１１１から排出される海水等の少なくと
も１つ（以下、「ガスタービン排熱」と称す。）を、空
気加熱器２１０へ供給して、低温熱交換設備８００で加
熱され気化した空気を加熱してもよい。一方、空気加熱
器２１０で加熱された空気は、膨張タービン発電設備７
００へ供給される。

【００４９】膨張タービン発電設備７００は、膨張ター
ビン７０１と発電機７０２とが、タービンロータ７０３
により連結されている。膨張タービン７０１において、
空気加熱器２１０で加熱された空気を、燃焼器１０６へ
供給する空気として必要な圧力（例えば、１０〜１５気
圧）まで膨張する。膨張タービン７０１は、空気加熱器
２１０で加熱された空気の膨張過程で駆動する。これに
伴い、膨張タービン７０１にタービンロータ７０３によ
り連結された発電機７０２が駆動する。発電機７０２に
おいて、機械エネルギー（タービンロータ７０３の回転
エネルギー）を電気エネルギーに変換して電気を発生す
る。膨張タービン発電設備６００で膨張した空気（膨張
タービン７０１で膨張した空気）は、空気遮断弁２１２
を経て、高温熱交換設備３００へ供給される。このと
き、圧縮設備６００は停止しており、空気遮断弁２０１
は閉じている。

【００５０】ここで、例えば、膨張タービンにおいて、
温度１５℃で圧力２００気圧の空気が、圧力１０気圧
（このとき、温度−１４０℃程度となる。）まで膨張し
たとすると、エネルギー充填モード時に必要としたエネ
ルギー（主に、圧縮機１０２及び圧縮機６０２の駆動動
力、即ち、余剰電力供給装置１０００から発電・電動機
１１４及び電動機６０１へ供給した電気エネルギー）に
対し約３０％のエネルギーを回収することができる。又
は、常温の空気を１０気圧まで圧縮するのに必要とする
エネルギーに対して約１／３程度のエネルギーを回収す
ることができる。高温熱交換設備３００において、膨張
タービン発電設備７００で膨張した空気を加熱する。中
温熱交換設備５００において、高温熱媒タンク５０６内
に貯蔵される高温の第２の熱媒は、熱媒遮断弁５０７を
経て、熱媒ポンプ５０８で昇圧され、中温熱交換器５０
１へ供給される。中温熱交換器５０１において、高温の
第２の熱媒と膨張タービン発電設備７００で膨張した空
気とを熱交換して、膨張タービン発電設備７００で膨張
した空気を加熱する。中温熱交換器５０１で冷却されて
低温となった第２の熱媒は、熱媒遮断弁５０９を経て、
低温熱媒タンク502へ供給される。低温熱媒タンク５０
２において、低温の第２の熱媒を貯蔵する。このとき、
熱媒ポンプ５０４は停止しており、熱媒遮断弁５０３及
び熱媒遮断弁５０５は閉じている。そして、中温熱交換
設備５００で加熱された空気は、フィルタ３０２を経
て、高温空気冷熱回収器３０１を経て、高温熱交換設備
４００へ供給される。尚、中温熱交換設備５００で加熱
された空気は、フィルタ３０２及び高温空気冷熱回収器
３０１を経ずに、直接に高温熱交換設備４００へ供給さ
れてもよい。

【００５１】高温熱交換設備４００において、高温熱媒
タンク４０６内に貯蔵される高温の第１の熱媒は、熱媒
遮断弁４０７を経て、熱媒ポンプ４０８で昇圧され、高
温熱交換器４０１へ供給される。高温熱交換器４０１に
おいて、高温の第１の熱媒と中温熱交換設備５００で加
熱された空気とを熱交換して、中温熱交換設備５００で
加熱された空気を加熱する。加熱された空気の温度は、
例えば、３２０℃〜３５０℃程度である。高温熱交換器
４０１で冷却されて低温となった第１の熱媒は、熱媒遮
断弁４０９を経て、低温熱媒タンク４０２へ供給され
る。低温熱媒タンク４０２において、低温の第１の熱媒
を貯蔵する。このとき、熱媒ポンプ404は停止してお
り、熱媒遮断弁４０３及び熱媒遮断弁４０５は閉じてい
る。そして、高温熱交換設備３００で加熱された空気
（高温熱交換設備４００で加熱された空気）は、空気遮
断弁２２９を経て、ガスタービン発電設備１００へ供給
される。

【００５２】ガスタービン発電設備１００において、液
化・気化設備で気化された空気（高温熱交換設備２００
で加熱された空気、即ち高温熱交換設備４００で加熱さ
れた空気）は、空気遮断弁１１７を経て、空気遮断弁１
０４を経て、燃焼器１０６へ供給される。

【００５３】液化・気化設備２００において、燃焼器１
０６へ供給する燃料の冷熱を利用して、圧縮機１０２で
圧縮された空気を冷却することが好ましい。例えば、図
１に示すように、燃料貯蔵タンク２２０と燃焼器１０６
との間に燃料冷熱回収器222及び燃料冷熱回収器２２６
を設置する。燃料冷熱回収器２２２及び燃料冷熱回収器
２２６は、対向流型の熱交換器である。そして、燃料ポ
ンプ２２１において、燃料貯蔵タンク２２０内に貯蔵さ
れる燃料を昇圧する。昇圧された燃料は、燃料冷熱回収
器２２２へ供給される。一方、低温熱交換設備８００で
冷却された空気は、空気遮断弁２２３を経て、燃料冷熱
回収器２２２へ供給される。燃料冷熱回収器２２２にお
いて、昇圧された燃料と低温熱交換設備８００で冷却さ
れた空気とを熱交換して、昇圧された燃料を加熱すると
共に、低温熱交換設備８００で冷却された空気を冷却す
る。燃料冷熱回収器２２２で加熱された燃料は、燃料冷
熱回収器２２６へ供給される。一方、燃料冷熱回収器２
２２で冷却された空気は、空気遮断弁２２４，空気遮断
弁２０４を経て、低温空気冷熱回収器２０５へ供給され
る。このとき、空気遮断弁２２５は閉じている。また、
圧縮機１０２で圧縮された空気は、空気遮断弁２２７を
経て、燃料冷熱回収器２２６へ供給される。燃料冷熱回
収器２２６において、燃料冷熱回収器２２２で加熱され
た燃料と圧縮機１０２で圧縮された空気とを熱交換し
て、燃料冷熱回収器２２２で加熱された燃料を加熱し気
化させると共に、圧縮機１０２で圧縮された空気を冷却
する。燃料冷熱回収器２２６で加熱された燃料は、燃料
気化器１２０，燃料遮断弁１１８，燃料制御弁１０５を
経て、燃焼器１０６へ供給される。一方、燃料冷熱回収
器２２６で冷却された空気は、空気遮断弁２２８を経
て、高温熱交換設備３００へ供給される。このとき、空
気遮断弁２２９は閉じている。

【００５４】即ち、燃料貯蔵タンク２２０内に極低温の
液体状態で貯蔵される燃料は、燃料冷熱回収器２２２及
び燃料冷熱回収器２２６で加熱され気化した後、燃焼器
106へ供給されることになる。よって、燃料冷熱回収器
２２６で加熱された燃料は、燃料気化器１２０を経ずに
燃焼器１０６へ供給するか、又は、燃料気化器１２０を
停止しておく方が好ましい。また、空気に冷熱を回収さ
れた燃料が供給される燃焼器１０６は、エネルギー充
填モードで運転している（液化・気化設備200へ空気を
供給している）ガスタービン発電設備１００とは違う別
の通常発電モードで運転しているガスタービン発電設
備１００の燃焼器１０６であってもよい。又は、通常
発電モードとエネルギー充填モードとの複合運転を行
っている当該ガスタービン発電設備１００自身の燃焼器
１０６であってもよい。即ち、当該ガスタービン発電設
備１００は、液化・気化設備２００へ空気を供給すると
共に、燃料冷熱回収器２２２で加熱された燃料により発
電を行うことになる。

【００５５】また、燃料冷熱回収器２２２及び燃料冷熱
回収器２２６の設置位置は、図１に限定されるものでは
ない。例えば、燃料冷熱回収器２２２は、圧縮設備６０
０で圧縮された空気を冷却するように設置してもよい。
また、燃料冷熱回収器２２６は、高温熱交換設備４００
で冷却された空気を冷却するように設置してもよいし、
中温熱交換設備５００で冷却された空気を冷却するよう
に設置してもよい。また、燃料冷熱回収器２２２は、低
温熱交換設備８００をバイパスするように設置してもよ
い。即ち、燃料冷熱回収器２２２は、圧縮設備６００で
圧縮された空気を冷却して、その冷却した空気を低温空
気冷熱回収器２０５へ供給する。同様に、燃料冷熱回収
器２２６は、高温熱交換設備３００をバイパスするよう
に設置してもよい。即ち、燃料冷熱回収器２２６は、圧
縮機１０２で圧縮された空気を冷却して、その冷却した
空気を圧縮設備６００へ供給する。

【００５６】次に、本実施の形態のエネルギー貯蔵型ガ
スタービン発電システムのプロセスの物性の変化を図２
に示す。一般に低温における空気の物性は、図２に示す
ように、温度とエントロピで表現される。点線ｈｉと半
円ｈｏｉに囲まれた部分（斜線部）が、液体と気体の混
合領域であり、点線ｏｈ上が飽和液，点線ｏｉ上が飽和
気体の状態である。等圧での物性変化を２００気圧，４
０気圧，１０気圧，１気圧のみ示す。

【００５７】液化プロセスでは、先ず点ａの空気は、圧
縮機１０２の圧縮プロセスで、点ａ〜点ｂに沿って、１
０気圧まで等エントロピで圧力上昇する。その後空気
は、高温熱交換設備４００及び中温熱交換設備５００で
の冷却プロセスで、点ｂ〜点ｃに沿って等圧で温度低下
する。その後空気は、圧縮設備６００の圧縮プロセス
で、点ｃ〜点ｄに沿って等エントロピで圧力上昇する。
その後空気は、低温熱交換設備８００の冷却プロセス
で、点ｄ〜点ｅに沿って等圧で温度低下する。その後空
気は、膨張弁２０６の膨張プロセスで、点ｅ〜点ｆ〜点
ｇに沿って等エンタルピで変化する。点ｇの空気は、液
体と気体の混合状態であるので、気液分離器２０７で液
体空気と気体空気に分離される。そして、液体空気（点
ｈ）は、液体空気貯蔵タンク９００内に保管され。気体
空気(点ｉ)は、液化プロセス中に低温空気冷熱回収器２
０５，中温空気冷熱回収器２０２，高温空気冷熱回収器
３０１の加熱プロセスで、点ｉ〜点ａに沿って等圧で温
度上昇する。

【００５８】気化プロセスでは、液体空気貯蔵タンク９
００内に保管されていた液体空気（点ｈ）は、液体空気
ポンプ９０３の昇圧プロセスで、点ｊ（２００気圧程
度）まで等温で圧力上昇する。その後液体空気は、低温
熱交換設備８００の加熱プロセスで、点ｊ〜点ｋに沿っ
てほぼ等圧で気化および温度上昇する。その後気化した
空気は、膨張タービン発電設備７００の膨張プロセス
で、点ｋ〜点ｃに沿って等エントロピで温度低下すると
共に圧力低下する。その後１０気圧になった空気は、中
温熱交換設備５００及び高温熱交換設備の加熱プロセス
で、点ｃ〜点ｂに沿って等圧で温度上昇する。そして、
空気は、点ｂの状態で、燃焼器１０６へ供給される。

【００５９】図２では、点ｂから温度低下した場合と点
ｋから圧力低下した場合は共に点ｃの温度になっている
が、より低温の冷熱を得る、例えば液化プロセスの冷却
に利用するという観点からは、点ｋからの圧力低下させ
たときの温度を点ｂから温度低下させる温度より低くす
るよう制御することが好ましい。これにより、低温の冷
熱を回収して点ｄから点ｅへの冷却の熱媒としても使用
できる。

【００６０】本実施の形態では、対向流型の熱交換器と
熱媒を貯蔵するタンクの構成を３段の場合、即ち、高温
熱交換設備４００，中温熱交換設備５００及び低温熱交
換設備８００を有する場合を示したが、経済性とエネル
ギー貯蔵効率の関係で、任意の段数と熱媒の種類を選択
することが可能である。適正な熱媒を選定すれば、気化
プロセスにおける液体空気の冷熱をほぼ１００％回収で
き、液化プロセスにおける空気の冷却に有効に活用する
ことができる。

【００６１】熱伝達率を良くするため、本実施の形態の
熱媒は何れも、低温熱媒タンクから高温熱媒タンクに至
るまでの温度領域で、液体状態であることが望ましい。
例えば、第１の熱媒として機械油類，第２の熱媒及び第
３の熱媒としてＬＮＧの一成分であるプロパンが適して
いる。プロパンは、大気圧での融点が−１８８℃で沸点
が−４２℃であり、約１５０℃の幅広い範囲で液体状態
である。また、プロパンは、熱媒として使用できる他
に、不要になれば、例えば気化すれば、燃料として燃焼
器１０６へ供給することも可能である。他の熱媒とし
て、フレオン等を含有するハロゲン化合物やアルコール
類等を組み合わせることも可能である。しかしながら、
フレオン類は、不要になった時の処分方法に困る。ま
た、熱媒を貯蔵するタンク（低温熱媒タンク４０２，高
温熱媒タンク４０６，低温熱媒タンク５０２，高温熱媒
タンク５０６，低温熱媒タンク８０２,高温熱媒タンク
８０６)は、外部からの熱流入を抑制する多重構造とす
るが、若干の熱流入は避けられない。そこで、液体状態
の極低温（例えば、−１７０℃程度）のＬＮＧを燃焼器
１０６へ供給する際、熱媒タンクを通し、極低温のＬＮ
Ｇと熱媒とを熱交換させることにより、各熱媒タンク内
の熱媒を冷却して気化を抑制することが望ましい。

【００６２】本実施の形態のエネルギー貯蔵型ガスター
ビン発電システムのエネルギー貯蔵効率を求める。

【００６３】従来の１軸あたりのガスタービンの電気出
力が１５０ＭＷのコンバインドサイクル発電システムで
は、圧縮機の動力が１５０ＭＷで、蒸気タービンの電気
出力が８０ＭＷである。よって、合計２３０ＭＷであ
る。一方、夏場で電力需要のピーク時に、圧縮機からの
吸気を０とし１００％液体空気を使用して運転するとと
もに、気化プロセス中の液体空気を利用して膨張タービ
ンを駆動するとする。圧縮機の動力が不要となり、その
分ガスタービンの電気出力に加算されるので、本実施の
形態の１軸あたりのガスタービンの電気出力が３００Ｍ
Ｗ、膨張タービンの電気出力が６０ＭＷ，蒸気タービン
の電気出力が８０ＭＷである。よって、合計４４０ＭＷ
となる。従って、本実施の形態のエネルギー貯蔵型ガス
タービン発電システムによれば、従来の液体空気を使用
しない通常のコンバインドサイクル発電プラントの電気
出力に対し、ほぼ２倍に相当する電気出力を得ることが
できる。例えば、ガスタービン発電設備が６軸あるとす
ると、１３８０ＭＷ（従来）から２６４０ＭＷ（本実施
の形態）へ増加し、１２６０ＭＷも発電量の増加が見込
める。

【００６４】本実施の形態において、液化プロセスに必
要な動力は、圧縮機１０２の動力（１５０ＭＷ)と圧縮
機６０２の動力(３５ＭＷ）だけであり、その合計で１
８５ＭＷとなる。液化率が８０％であることから、液化
率１００％に相当する液化プロセスに必要な動力は２３
０ＭＷとなる。一方、気化プロセスで回収できる動力
（電気出力）は、圧縮機１０２を駆動しないことによる
動力の増加分（１５０ＭＷ）と膨張タービンの動力（６
０ＭＷ）との合計から液体空気ポンプ９０３の動力（１
０ＭＷ）を差し引いて、２００ＭＷとなる。したがっ
て、エネルギー貯蔵効率は、約８５％となる。

【００６５】尚、本実施の形態を適用するにあたり、ガ
スタービンの電気出力が２倍になるので、従来のガスタ
ービン発電設備に対し、発電・電動機の容量を２倍にす
る必要がある。これは、２倍の容量の発電・電動機を使
用してもよいし、発電・電動機を２個使用してもよい。

【００６６】本実施の形態によれば、圧縮機に必要な所
要動力を低減するだけでなく、膨張タービン等により発
電できるので電気出力を増加するという効果を奏する。
さらに、気化プロセスで、空気を膨張して動力を回収す
ると共に空気の温度を低下し、その冷熱を回収するた
め、エネルギー貯蔵効率が向上する。さらに、液化プロ
セスで、熱媒を数段階に分けることにより、冷熱を無駄
なく貯蔵することができる。

【００６７】また、他の実施の形態として、圧縮機６０
２と膨張タービン７０１とをタービンロータで連結して
もよい。

【００６８】図３に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタ
ービン発電システムの液化・気化設備の機械系統図を示
す。図３中、７５０は空気を圧縮し及び空気を膨張して
発電する圧縮・発電設備、７５１は機械エネルギーと電
気エネルギーとを変換する発電・電動機、７５２はター
ビンロータ７５４を機械的に連結及び分離するクラッ
チ、７５３はタービンロータ７５４を機械的に連結及び
分離するクラッチ、754はタービンロータを示す。

【００６９】発電・電動機７５１は、発電・電動機１１
４と同様に、発電機と電動機の機能を有する。圧縮・発
電設備７５０において、圧縮機６０２とクラッチ７５２
と発電・電動機７５１とクラッチ７５３と膨張タービン
７０１とは、タービンロータ７５４により機械的に連結
される。発電・電動機７５１は、圧縮機６０２と膨張タ
ービン７０１との間に形成される。クラッチ７５２は、
圧縮機６０２と発電・電動機７５１との間に形成され、
圧縮機６０２と発電・電動機７５１とを連結又は分離す
る。また、クラッチ７５３は、膨張タービン７０１と発
電・電動機751との間に形成され、膨張タービン７０１
と発電・電動機７５１とを連結又は分離する。

【００７０】そして、エネルギー充填モード時には、
クラッチ７５２を閉状態として圧縮機６０２と発電・電
動機７５１とを連結すると共に、クラッチ７５３を開状
態として膨張タービン７０１と発電・電動機７５１とを
分離する。そして、余剰電力供給装置１０００から供給
される電気により、発電・電動機７５１を駆動し、圧縮
機６０２を駆動する。圧縮機６０２において、高温熱交
換設備３００で冷却された空気を圧縮する。

【００７１】一方、エネルギー放出発電モード時に
は、クラッチ７５２を開状態として圧縮機６０２と発電
・電動機７５１とを分離すると共に、クラッチ７５３を
閉状態として膨張タービン７０１と発電・電動機７５１
とを連結する。空気加熱器210で加熱された空気によ
り、膨張タービン７０１を駆動し、発電・電動機７５１
を駆動して発電する。

【００７２】〔第２の実施の形態〕以下、本発明のエネ
ルギー貯蔵型ガスタービン発電システムの第２の実施の
形態を説明する。

【００７３】本実施の形態は、熱媒を固体とすることを
特徴とする。即ち、上記本発明の第１の実施の形態の熱
媒タンクを、固体の熱媒を有する蓄冷槽とする。また。
本実施の形態は、液体空気貯蔵タンクを蓄冷槽の内部に
設置することを特徴とする。図４，図５に、本発明のエ
ネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムの蓄冷槽の構
造図を示す。図４中、３０は鋼管、３１はヘッダ、３３
は固体の熱媒を示す。尚、本実施の形態の機械系統は、
高温熱交換設備３００及び低温熱交換設備８００を蓄冷
槽にかえたこと以外は上記第１の実施の形態と同一とす
る。

【００７４】蓄冷槽は、円柱形状を成す。蓄冷槽は、そ
の一部又は全部が地中に埋まる構造とする。

【００７５】蓄冷槽の内部は鋼管３０群で構成される。
鋼管３０の直径を、例えば２００mm程度とする。鋼管３
０の材質として、例えば、耐食性及び耐磨耗性に優れる
ステンレス鋼、又は安価な炭素鋼等を用いる。又は、鋼
管３０のかわりに、熱伝導性に優れる銅管を用いてもよ
い。図４の断面図に示すように、鋼管の内部には、直径
３０mm程度の球状の固体の熱媒３３が充填されている。
固体の熱媒３３として、例えば、石やセラミックス，酸
化鉄等の金属酸化物を用いる。鋼管３０群は、千鳥格子
状に相互に接触する形に形成して、蓄冷槽全体を一体で
形成する。鋼管３０群の間隙には、砂等を充填する。こ
れにより、鋼管３０間の熱伝達を減少すると共に、鋼管
３０群が相互に支え合う構造とする。これにより、圧縮
機１０２で圧縮された空気が鋼管３０内を通過すること
により、内圧を受けて膨張する鋼管３０を、その外部か
ら支える場合に、耐圧強度が大幅に向上する。一部の周
方向の鋼管３０同士は、溶接等で完全な一体構造として
もよい。また、半径方向の鋼管３０同士は、上記のよう
な一体構造としないほうが望ましい。これは、半径方向
の鋼管３０同士では、温度差があり（外周側に位置する
鋼管３０は高温になり、内周側に位置する鋼管３０は低
温となる）、鋼管３０の熱伸びが違うので、一体構造と
すると鋼管３０が歪む恐れがある。これを防止するため
である。

【００７６】そして、蓄冷槽の内部に、液体空気貯蔵タ
ンク９００を配置する。これにより、外部から液体空気
貯蔵タンク９００への熱流入を大幅に抑制すると共に、
蓄冷槽により液体空気貯蔵タンク９００を支持するため
液体空気貯蔵タンク９００の構造を簡素化する。そし
て、液体空気貯蔵タンク９００の側面近傍に位置する鋼
管３０は、垂直方向に形成されることが望ましい。液体
空気貯蔵タンク９００の上面近傍又は／及び下面近傍に
位置する鋼管３０は、水平方向に形成されることが望ま
しい。これにより、半径方向だけでなく垂直方向の鋼管
３０の熱移動も抑制する。

【００７７】また、蓄冷槽（即ち、円柱形状を成す鋼管
３０群）の半径方向外周側に位置する鋼管３０をガスタ
ービン発電設備１００に接続する。一方、蓄冷槽の半径
方向内周側（内部）に位置する鋼管３０を液体空気貯蔵
タンク９００に接続する。そして、圧縮機１０２で圧縮
された空気は、外周側に位置する鋼管口を経て、鋼管３
０内へ供給され、鋼管３０内をその内周方向へ向かって
通過する過程で熱媒３３と直接に接触して熱交換を行い
冷却され、内周側に位置する鋼管口を経て、液体空気貯
蔵タンク９００へ供給される。つまり、蓄冷槽の半径方
向外周側に位置する鋼管３０群が、上記第１の実施の形
態の高温熱交換設備３００に相当する。また、蓄冷槽の
半径方向内周側（内部）に位置する鋼管３０群が、上記
第１の実施の形態の低温熱交換設備８００に相当する。
そして、鋼管３０群は、その外周へ向かうほど高温にな
り、その内周へ向かうほど低温になる。これにより、鋼
管３０同士の熱移動を減少することができる。

【００７８】蓄冷槽の他の実施の形態として、蓄冷槽そ
のものを熱媒としてもよい。即ち、固体の熱媒（例え
ば、コンクリート）を用いて円柱型の蓄冷槽を構成す
る。そして、そのコンクリートに直接に直径１００mm程
度の管路を形成する。このとき、液化プロセスの管路と
気化プロセスの管路とを各々独立して形成する。これに
より、液化・気化設備２００で、エネルギー充填モー
ドとエネルギー放出発電モードとを同時に行うことが
できる。

【００７９】さらに、図５に示すように、薄い鋼管３０
とヘッダ３１も一緒にコンクリートで接合した厚さ１ｍ
ほどのブロックを形成する。そして、ブロック同士は、
容易に組み合う構造とする。そのブロックを組み合わせ
て、蓄冷槽を構成してもよい。ブロック間を接続する鋼
管３０だけを、ブロック上部で接合する。圧縮機102で
圧縮された空気は、コンクリートで支えることになるの
で、鋼管３０の肉厚は薄くてよい。液体空気貯蔵タンク
９００内で液体空気が気化して、液体空気貯蔵タンク９
００内の圧力が上昇したときには、安全弁９０５を通し
て、気化した空気を、蓄冷槽を通して気化した空気の冷
熱を熱媒３３に回収してから、大気内へ放出する。液体
空気貯蔵タンク９００の形状は、基本的には円柱型とす
るが、液体空気貯蔵タンク９００内に垂直な柱を設け
て、液体空気貯蔵タンク９００の上部を支持してもよ
い。鋼管３０内を流れる空気の圧力損失は、その流速の
２乗に比例し、鋼管３０の長さに比例して増加する。よ
って、鋼管３０は、その上部で、共通のヘッダ３１で結
合し、複数の鋼管３０に平行して圧縮された空気を流
し、流速の低下を計ることが望ましい。また、液化プロ
セスでは、蓄冷槽内の温度分布は、時間とともに高温部
分が外周方向へ移行する。逆に、気化プロセスでは、蓄
冷槽内の温度分布は、時間とともに低温部分が外周方向
へ移行する。よって、蓄冷槽内の半径方向の温度変化を
測定し、気化プロセスの空気が圧縮機１０２の出口温度
（例えば、３２０℃〜３５０℃程度）まで温度上昇した
領域や、液体プロセスの空気が液体空気温度（例えば、
−１９０℃程度）の近傍まで温度低下した領域を測定
し、ヘッダ３１間に設けるバルブの切り替えで空気の流
路を変更する。これにより、空気が流れる鋼管３０の長
さを適時調節し、圧力損失の軽減を計る。気液分離器２
０７の極低温の気体空気は蓄冷槽を通すとき、その気体
空気の流路を、バルブの切り替えで変更して、適時高温
化した鋼管３０部分を冷却する。

【００８０】図６に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタ
ービン発電システムの蓄冷槽の配管系統図を示す。図６
中、１〜２１は空気を遮断するバルブ、３２はヘッダを
示す。

【００８１】熱媒を充填した高さ２０ｍ程度の鋼管３０
を２本馬蹄形に溶接する。その馬蹄形の鋼管の下部を、
ヘッダ３１とヘッダ３２に溶接する。このヘッダに溶接
する馬蹄形の数は、蓄冷槽の容量の大きさにより、任意
に決定する。第１列目の鋼管群は、蓄冷槽の外周側に位
置する。第２列目，第３列目，第４列目に向かうに従
い、蓄冷槽の内周側に位置する。

【００８２】以下、エネルギー充填モードの各バルブ
の動作を説明する。液化プロセスが開始すると、バルブ
１，バルブ３，バルブ５，バルブ７，バルブ９，バルブ
１０，バルブ１２，バルブ１３，バルブ１５，バルブ１
７，バルブ２０を開き、その他のバルブを閉じる。圧縮
機１０２で圧縮された空気は、バルブ１を経て、第１列
目の鋼管群へ供給され、第１列目の鋼管群において冷却
される。第１列目の鋼管群で冷却された空気は、バルブ
３，バルブ５，バルブ７を経て、第２列目の鋼管群へ供
給され、第２列目の鋼管群において液体温度に相当する
温度まで冷却される。第２列目の鋼管群で冷却された空
気は、バルブ１０を経て、圧縮設備600へ供給され、圧
縮設備６００において圧縮される。この圧縮過程で、空
気の温度は上昇する。圧縮設備６００で圧縮され温度上
昇した空気は、バルブ１２，バルブ１３を経て、第３列
目の鋼管群へ供給され、第３列目の鋼管群において再度
液体空気温度に相当する温度まで冷却される。第３列目
の鋼管群で冷却された空気は、バルブ１７，バルブ２０
を経て、膨張弁２０６へ供給される。つまり、第１列目
の鋼管群が、図１の高温熱交換設備４００に相当し、第
２列目の鋼管群が、図１の中温熱交換設備５００に相当
し、第３列目の鋼管群が、図１の低温熱交換設備８００
に相当する。

【００８３】そして、時間の経過と共に、第１列目〜第
３列目の鋼管内に充填される熱媒の温度が上昇すると、
バルブ１，バルブ３，バルブ１０，バルブ１７を閉じ、
バルブ２，バルブ１１，バルブ１６，バルブ１９，バル
ブ２０を開ける。つまり、第２列目の鋼管群が、図１の
高温熱交換設備４００に相当し、第３列目の鋼管群が、
図１の中温熱交換設備５００に相当し、第４列目の鋼管
群が、図１の低温熱交換設備８００に相当する。

【００８４】本実施の形態のエネルギー貯蔵効率は、数
１で評価することができる。

【００８５】

【数１】

【００８６】ここで、Ｅｆｆはエネルギー貯蔵効率
（−）、Ｌｉｑは圧縮機で生成された空気のうち液体空
気に変換される割合を示す液化率（−）、Ｐｃは圧縮機
の動力（Ｊ／kg）、Ｐｐは液体空気を昇圧するポンプの
動力（Ｊ／kg）、Ｑｈは圧縮機出口での空気温度より蓄
冷槽（液化・気化設備）で気化された空気の温度が低い
ことによる熱損失（Ｊ／kg）、Ｑｃは蓄冷槽での冷熱不
足を回復するのに必要な動力（Ｊ／kg）である。

【００８７】液化率Ｌｉｑは、蓄冷槽の低温側出口温度
と液体空気の温度差で決まる。熱損失Ｑｈと動力Ｑｃ
は、蓄冷槽の高温側における空気の入口と出口の温度差
から求まる。空気の臨界圧力である３.７７ＭＰａを超
える４.０ＭＰａを圧縮機の出口圧力として、蓄冷槽内
における圧力損失を０.１ＭＰａ と仮定して、液化率と
エネルギー貯蔵効率を計算した結果を図７に示す。図７
の横軸は蓄冷槽の出口と入口における温度差で、蓄冷槽
の高温側の出口と入口における温度差（即ち、圧縮機で
圧縮された空気の温度と蓄冷槽で加熱された空気の温度
との差）と蓄冷槽の低温側の出口と入口における温度差
（即ち、蓄冷槽で冷却された空気の温度と液体空気貯蔵
タンクに貯蔵される液体空気の温度の差）とを同一と仮
定して評価したものである。蓄冷槽のように固体の熱媒
と流体とが、直接に接触して熱交換が行われる場合に
は、熱媒表面と流体との温度差を小さくできる。熱交換
の周期が短い場合は、熱媒表面と内部との温度差が問題
になるが、同一方向の熱交換が数時間継続する今回のケ
ースでは、熱媒内部の熱抵抗は無視できる。蓄冷槽で
は、冷却と加熱で２回の熱交換を行うので、各熱交換に
おける流体と熱媒との温度差の２倍が、図７の横軸の温
度差に相当する。

【００８８】流体と熱媒との温度差を５Ｋに、即ち図７
上の温度差で１０Ｋにできるとすれば、エネルギー貯蔵
効率は８７％となる。流体と熱媒との温度差を１０Ｋと
すれば、エネルギー貯蔵効率は７６％になる。一方、揚
水発電所は、電力需要地から離れた場所に設置されてい
るために、送電ロスが生じる。それ故、そのエネルギー
貯蔵効率は約７０％と低い。したがって、本実施の形態
のエネルギー貯蔵型ガスタービンは、既存の発電所内部
等に設置して送電ロスを無視できる場合には、揚水発電
所より高いエネルギー貯蔵効率が得られる。

【００８９】本実施の形態によれば、液体空気貯蔵タン
クの周囲に蓄冷槽を配置するため、液体空気貯蔵タンク
への外部からの熱流入を大幅に低減するという効果を奏
する。本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と
比較して、熱媒タンクを不要とし、蓄冷槽と液体空気貯
蔵タンクとを一体に形成するため、液化・気化設備が簡
素化すると共に、液化・気化設備の施設面積を低減する
という効果を奏する。 〔第３の実施の形態〕以下、本発明のエネルギー貯蔵型
ガスタービンの第３の実施の形態を説明する。

【００９０】一般に、同一重量の気体を圧縮するとき、
圧縮機へ供給する(圧縮機の入口側)気体の温度が低く、
また、圧縮機へ供給する気体の体積が小さいほど、気体
を圧縮するのに必要な動力が小さくなる。即ち、１段の
圧縮機のみで、空気を圧縮すると、圧縮過程で空気の温
度が上昇する。そこで、圧縮機において圧縮中の空気を
一旦冷却した後に、さらに圧縮すれば、冷却しないとき
に比べて、圧縮機の動力を低減できる。本実施の形態
は、圧縮機を複数段（例えば、３段）で構成し、圧縮中
の空気を冷却することを特徴とする。

【００９１】図８に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタ
ービンのガスタービン発電設備の機械系統図を示す。図
８中、１０２ａ〜１０２ｃは空気を圧縮する圧縮機、１
４０〜１４２は圧縮機で圧縮された空気を冷却する冷却
塔、１４３は低温の第４の熱媒を貯蔵する低温熱媒タン
ク、１４４は低温熱媒タンク１４３内に貯蔵される低温
の第４の熱媒を昇圧する熱媒ポンプ、１４５は冷却塔１
４０〜１４２から回収される冷媒（水）を冷却する第１
の熱交換器、１４６は高温の第４の熱媒を貯蔵する高温
熱媒タンク、１４７は高温熱媒タンク１４６内に貯蔵さ
れる高温の第４の冷媒を昇圧する熱媒ポンプ、１４８は
液化・気化設備２００で気化された空気を加熱する第２
の熱交換器、１４９は第１の熱交換器１４５で冷却され
た冷媒を昇圧する冷媒ポンプ、１５０は冷媒ポンプ１４
９で昇圧された冷媒中の塵等を除去するフィルタ、１５
１〜１５３は空気を遮断する空気遮断弁を示す。上記に
示した以外の構成は、上記本発明の第１の実施の形態又
は本発明の第２の実施の形態と同一の機能を有するもの
とする。

【００９２】本実施の形態の圧縮機１０２ａ〜１０２ｃ
は、上記本発明の第１の実施の形態の圧縮機１０２を３
段に分割したものである。また、冷却塔１４０〜１４２
は、その下部から圧縮された空気を内部へ噴出し、その
上部から噴出された空気を外部へ排出する。また、冷却
塔１４０〜１４２は、その上部から冷媒(水)を細かい水
滴として噴霧し、その下部から冷媒（水）を排出する。
即ち、冷却塔１４０〜１４２の下部から噴出された空気
は、冷却塔１４０〜１４２の上部から噴霧される冷媒
と、直接に接触して、冷却されると共に、含有する塵等
が除去される。

【００９３】圧縮機１０２ａで圧縮された空気は、冷却
塔１４０へ供給され、冷却塔１４０において冷却される
と共に除塵される。冷却塔１４０で冷却された空気は、
圧縮機１０２ｂへ供給され、圧縮機１０２ｂにおいて圧
縮される。圧縮機１０２ｂで圧縮された空気は、冷却塔
１４１へ供給され、冷却塔１４１において冷却されると
共に除塵される。冷却塔１４１で冷却された空気は、圧
縮機１０２ｃへ供給され、圧縮機１０２ｃにおいて圧縮
される。圧縮機１０２ｃで圧縮された空気は、冷却塔１
４２へ供給され、冷却塔１４２において冷却されると共
に除塵される。冷却塔１４２で冷却された空気は、空気
遮断弁１０３，空気遮断弁１０４を経て、燃焼器１０６
へ供給される。また、冷却塔１４２で冷却された空気
は、空気遮断弁１０３，空気遮断弁１１７，空気遮断弁
１５１を経て、液化・気化設備200へ供給される。

【００９４】一方、冷却塔１４０で加熱された冷媒、及
び冷却塔１４１で加熱された冷媒、及び冷却塔１４２で
加熱された冷媒は、対向流型の第１の熱交換器１４５へ
供給される。一方、低温熱媒タンク１４３内には、低温
の第４の熱媒（例えば、機械油類等）が貯蔵されてい
る。低温熱媒タンク１４３内に貯蔵される低温の第４の
熱媒は、熱媒ポンプ１４４で昇圧されて、第１の熱交換
器１４５へ供給される。第１の熱交換器において、冷却
塔１４０〜１４２で加熱された冷媒と熱媒ポンプ１４４
で昇圧された低温の第４の熱媒とを熱交換して、冷却塔
１４０〜１４２で加熱された冷媒を冷却する。第１の熱
交換器１４５で加熱され高温となった第４の熱媒は、高
温熱媒タンク１４６へ供給され、高温熱媒タンク１４６
内に貯蔵される。一方、第１の熱交換器１４５で冷却さ
れた冷媒は、冷媒ポンプ１４９で昇圧され、フィルタ１
５０で除塵された後に、再び冷却塔１４０〜１４２へ供
給される。

【００９５】高温熱媒タンク１４６内に貯蔵される高温
の第４の熱媒は、熱媒ポンプ１４７で昇圧されて、対向
流型の第２の熱交換器１４８へ供給される。一方、液化
・気化設備２００で気化した空気は、空気遮断弁１５２
を経て、第２の熱交換器148へ供給される。第２の熱交
換器１４８において、液化・気化設備２００で気化した
空気と熱媒ポンプ１４７で昇圧された高温の第４の熱媒
とを熱交換して、液化・気化設備２００で気化した空気
を加熱する。第２の熱交換器１４８で冷却され低温とな
った第４の熱媒は、低温熱媒タンク１４３へ供給され、
低温熱媒タンク１４３内に貯蔵される。一方、第２の熱
交換器１４８で加熱された空気は、空気遮断弁１１７を
経て、燃焼器１０６へ供給される。

【００９６】本実施の形態によれば、圧縮機で圧縮中の
空気を一旦冷却し、即ち、圧縮しながら冷却するため、
圧縮機の動力を低減できるという効果を奏する。また、
冷却塔１４２がなくても、上記と同様の効果を奏する。

【００９７】また、他の実施の形態として、直接接触型
の冷却塔を、間接接触型の冷却塔としてもよい。図９
に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービンのガスター
ビン発電設備の機械系統図を示す。図９中、１５４〜１
５６は伝熱管を用いた間接接触型の冷却塔、１５７は熱
媒ポンプ１４４で昇圧された第４の熱媒中の塵等を除去
するフィルタを示す。

【００９８】低温熱媒タンク１４３内に貯蔵される低温
の第４の熱媒は、熱媒ポンプ１４４で昇圧され、フィル
タ１５７で除塵された後、冷却塔１５４〜１５６へ供給
される。一方、圧縮機１０２ａ〜１０２ｃで圧縮された
空気は、冷却塔１５４〜156の伝熱管内へ供給される。
冷却塔１５４〜１５６において、内圧縮機１０２ａ〜１
０２ｃで圧縮された空気と第４の熱媒とを伝熱管を介し
て間接的に熱交換し、圧縮機１０２ａ〜１０２ｃで圧縮
された空気を冷却する。冷却塔１５４〜１５６で加熱さ
れ高温となった第４の冷媒は、高温熱媒タンク１４６へ
供給され、高温熱媒タンク１４６内に貯蔵される。本実
施の形態においても、上記と同様の効果を奏する。

【００９９】また、他の実施の形態として、ガスタービ
ン排ガスを熱源として、圧縮機で圧縮された空気（燃焼
器１０６へ供給される空気）を加熱してもよい。上記本
発明の実施の形態に示したように、圧縮機で圧縮中の空
気を冷却すると、圧縮機の出口の空気（圧縮機で圧縮さ
れた空気）、即ち燃焼器１０６へ供給される空気の温度
が下がってしまう。燃焼器１０６へ供給される温度が低
下し、燃焼ガス温度も低下することになるので、発電効
率が低下してしまう。そこで、ガスタービン排ガスを熱
源として、圧縮機で圧縮された空気を加熱し、燃焼器１
０６へ供給する空気の温度を上昇して、発電効率の向上
を図る。図１０に、本発明のエネルギー貯蔵型ガスター
ビンのガスタービン設備の機械系統図を示す。図１０
中、１６０はガスタービン排ガスを熱源として燃焼器１
０６へ供給する空気を加熱する再生熱交換器、１６１〜
１６３は空気遮断弁を示す。

【０１００】再生熱交換器１６０は、ガスタービン１０
７の後流側（ガスタービン１０７と煙突１３０との間）
に設置される。そして、通常発電モードにおいて、ガ
スタービン排ガスは、再生熱交換器１６０へ供給され
る。一方、圧縮機１０２ｃで圧縮された空気は、空気遮
断弁１６１を経て、再生熱交換器１６０へ供給される。
再生熱交換器１６０において、ガスタービン排ガス（例
えば、５００℃程度）と圧縮機１０２ｃで圧縮された空
気（例えば、８０℃程度）とを熱交換して、圧縮機１０
２ｃで圧縮された空気を加熱する。再生熱交換器１６０
で加熱された空気は、空気遮断弁１０３，１０４を経て
燃焼器１０６へ供給される。一方、再生熱交換器１６０
で冷却されたガスタービン排ガスは、煙突１３０へ供給
され、煙突１３０において大気内へ放出される。エネ
ルギー充填モードにおいて、圧縮機１０２ｃで圧縮され
た空気は、空気遮断弁１６２，１６３，１１７を経て、
液化・気化設備２００へ供給される。

【０１０１】本実施の形態は、蒸気タービン系の設備が
なくても、一般のコンバインドサイクル発電プラントと
同程度の発電効率を得る。しかしながら、再生熱交換器
160は、蒸気タービン系に比較して、非常に簡素であ
る。即ち、本実施の形態によれば、一般のコンバインド
サイクル発電プラントに比較して、ガスタービン発電設
備１００を簡素化できガスタービン発電設備１００の故
障防止に対する信頼性を向上すると共に、設備コストを
大幅に低減するという効果を奏する。

【０１０２】〔第４の実施の形態〕以下、本発明のエネ
ルギー貯蔵型ガスタービンの第４の実施の形態を説明す
る。

【０１０３】例えば、本発明の第１の実施の形態におい
て、膨張タービン７０１の入口の空気（膨張タービン７
０１へ供給する空気）の温度を高くし、又は膨張タービ
ン７０１の出口の空気（膨張タービン７０１から排出さ
れる空気）の圧力を低くすると、膨張タービン発電設備
７００の発電量を増加することができる。本発明の第１
の実施の形態においては、膨張タービン７０１の出口の
空気の圧力を、燃焼器１０６へ供給するのに必要な圧力
（例えば、１０〜１５気圧）としているので、膨張ター
ビン７０１の入口の空気の温度を高くする。膨張タービ
ン発電設備７００へ供給される空気の加熱には、液化プ
ロセス中に低温熱交換設備８００に貯蔵する空気の熱を
利用している。低温熱交換設備８００において、液体状
態の第３の熱媒に液化プロセス中の空気の熱を回収し
て、その第３の熱媒を高温熱媒タンク８０６内に貯蔵し
ている。ここで、熱媒が液体状態である温度範囲は意外
に狭く、例えば、水は０℃〜１００℃、メタノールは−
９８℃〜６４℃、プロパンは−１８８℃〜−４２℃であ
る。そして、第３の熱媒として、プロパンを用いたとす
ると、第３の熱媒は、−４２℃以下の冷熱を液体状態の
ままで回収できるが、−４２℃より高温の冷熱を液体状
態のままで回収することができない。それ故、−４２℃
より高温の冷熱を回収しようとすると、高温熱媒タンク
８０６の外部へ冷熱を放出しなければならない。そこ
で、本実施の形態は、液体空気貯蔵タンク９００内に貯
蔵される液体空気を膨張タービン発電設備７００へ供給
するまでの間（液体空気貯蔵タンク９００と膨張タービ
ン発電設備７００との間）に、液化プロセス中に圧縮機
１０２で圧縮された空気の熱を熱媒に回収し気化プロセ
ス中にその熱媒に回収された熱を利用して膨張タービン
発電設備７００へ供給される空気を加熱する熱交換設備
を複数段設置し、これにより膨張タービン発電設備７０
０へ供給される空気の温度を高くすることを特徴とす
る。

【０１０４】図１１に、本発明のエネルギー貯蔵型ガス
タービンの液化・気化設備の機械系統図を示す。図１１
中、５１０は第１の中温熱交換器、５１１は第２の中温
熱交換器、８１０は第１の低温熱交換器、８１１は第２
の低温熱交換器を示す。上記に示した以外の構成は、上
記本発明の第１の実施の形態から本発明の第３の実施の
形態と同一の機能を有するものとする。

【０１０５】先ず、エネルギー充填モード時の液化・気
化設備２００等の動作を説明する。フィルタ３０２から
の空気は、第１の中温熱交換器５１０において、低温の
第２の熱媒と熱交換して冷却され、第１の低温熱交換器
８１０へ供給される。第１の中温熱交換器５１０で冷却
された空気は、第１の低温熱交換器８１０において、低
温の第３の熱媒と熱交換して冷却され、空気遮断弁２０
３を経て、圧縮設備６００へ供給される。第１の低温熱
交換器８１０で冷却された空気は、圧縮設備６００にお
いて、圧縮され、空気遮断弁２０１を経て、第２の中温
熱交換器511へ供給される。圧縮設備６００で圧縮され
た空気は、第２の中温熱交換器５１１において、低温の
第２の熱媒と熱交換して冷却され、第２の低温熱交換器
８１１へ供給される。第２の中温熱交換器５１１で冷却
された空気は、第２の低温熱交換器８１１において、低
温の第３の熱媒と熱交換して冷却され、空気遮断弁204
を経て、低温空気冷熱回収器２０５へ供給される。

【０１０６】次に、エネルギー放出発電モード時の液化
・気化設備２００等の動作を説明する。液体空気ポンプ
９０３で昇圧された液体空気は、第２の低温熱交換器８
１１において、高温の第３の熱媒と熱交換して加熱され
気化し、第２の中温熱交換器５１１へ供給される。第２
の低温熱交換器８１１で加熱され気化した空気は、第２
の中温熱交換器５１１において、高温の第２の熱媒と熱
交換して加熱され、空気遮断弁２１２を経て、膨張ター
ビン発電設備７００へ供給される。第２の中温熱交換器
５１１で加熱された空気は、膨張タービン発電設備７０
０において、膨張し、空気遮断弁２０９を経て、第１の
低温熱交換器８１０へ供給される。膨張タービン発電設
備７００で膨張した空気は、第１の低温熱交換器８１０
において、高温の第３の熱媒と熱交換して加熱され、第
１の中温熱交換器５１０へ供給される。第１の低温熱交
換器８１０で加熱された空気は、第１の中温熱交換器51
0において、高温の第２の熱媒と熱交換して加熱され、
フィルタ３０２へ供給される。

【０１０７】本実施の形態によれば、上記本発明の第１
の実施の形態に比較して、膨張タービン発電設備７００
へ供給する空気の温度を上昇することができるため、膨
張タービン発電設備７００の発電量を増加するという効
果を奏する。即ち、上記本発明の第１の実施の形態にお
いて気化プロセス中に膨張タービン発電設備７００の後
流側（膨張タービン発電設備７００とガスタービン発電
設備１００との間）の空気に与えていた熱を、本実施の
形態では、気化プロセス中に膨張タービン発電設備の上
流側(液体空気貯蔵タンク９００と膨張タービン発電設
備７００との間)の空気、即ち膨張タービン発電設備７
００へ供給される空気に与えるため、膨張タービン発電
設備７００へ供給される空気の温度が上昇する。

【０１０８】また、本実施の形態は、液化プロセス中に
フィルタ３０２からの高温の空気に加え、圧縮設備６０
０で圧縮され温度上昇した空気が、中温熱交換設備５０
０へ供給されるため、上記本発明の第１の実施の形態に
比較して、中温熱交換設備５００へ供給される空気の温
度が上昇する。よって、第２の熱媒として、融点及び沸
点の高い物質（例えば、水，メタノール等）を選択する
ことができる。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、液体状態の空気（液体
空気）を昇圧した後に、気化し、その気化された空気に
より膨張タービンを駆動して発電を行うため、システム
全体の発電出力が向上するという効果を奏する。

【０１１０】又は、本発明によれば、液体空気を気化し
て燃焼器へ供給するときに、膨張装置で膨張されること
によって冷却された空気の冷熱を回収し、液体空気を製
造するときにその冷熱を利用して圧縮機で圧縮された空
気を冷却するため、エネルギー貯蔵効率を向上するとい
う効果を奏する。

【０１１１】又は、本発明によれば、液体空気貯蔵タン
クが蓄冷槽の内部に配置されるため、外部から液体空気
貯蔵タンクへの熱流入を蓄冷槽により遮断し、これによ
り、液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気の温度が
上昇するのを抑制し、エネルギー貯蔵効率を向上すると
いう効果を奏する。

【０１１２】又は、本発明によれば、燃焼器へ供給する
燃料（例えば、液体状態で保存されているＬＮＧ）の冷
熱を利用して、圧縮機で圧縮された空気を冷却するた
め、エネルギー貯蔵効率を向上するという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの機械系統図。

【図２】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムのプロセスの物性の変化を示す図。

【図３】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの液化・気化設備の機械系統図。

【図４】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの蓄冷槽の構造図。

【図５】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの蓄冷槽の構造図。

【図６】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの蓄冷槽の配管系統図。

【図７】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電シ
ステムの液化率とエネルギー貯蔵効率を示す図。

【図８】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービンのガス
タービン発電設備の機械系統図。

【図９】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービンのガス
タービン発電設備の機械系統図。

【図１０】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービンのガ
スタービン発電設備の機械系統図。

【図１１】本発明のエネルギー貯蔵型ガスタービンの液
化・気化設備の機械系統図。

【符号の説明】

１〜２１…バルブ、３０…鋼管、３１，３２…ヘッダ、
３３…固体の熱媒、１００…ガスタービン発電設備、１
０１…入口案内翼、１０２，１０２ａ，102b，１０２
ｃ，６０２…圧縮機、１０３，１０４，１１７，１５
１,１５２,１５３，１６１，１６２，１６３，２０１，
２０３，２０４，２０８，２０９，２１２，２２３，２
２４，２２５，２２７，２２８，２２９，２３０，２３
１，２３２，２３３…空気遮断弁、１０５…燃料制御
弁、１０６…燃焼器、１０７…ガスタービン、１０８…
排熱回収ボイラ、１０９…蒸気加減弁、１１０…蒸気タ
ービン、１１１…復水器、１１２…給水ポンプ、１１
３，６０３，７０３，７５４…タービンロータ、１１
４，７５１…発電・電動機、１１５，１１６,７５２,７
５３…クラッチ、１１８…燃料遮断弁、１２０…燃料気
化器、１３０…煙突、１４０，１４１，１４２，１５
４，１５５，１５６…冷却塔、１４３，４０２，５０
２，８０２…低温熱媒タンク、１４４，１４７，４０
４，４０８，５０４，５０８，８０４，８０８…熱媒ポ
ンプ、１４５…第１の熱交換器、１４６，４０６，５０
６，８０６…高温熱媒タンク、１４８…第２の熱交換
器、１４９…冷媒ポンプ、１５０，１５７，３０２…フ
ィルタ、１６０…再生熱交換器、２００…液化・気化設
備、２０２…中温空気冷熱回収器、２０５…低温空気冷
熱回収器、206…膨張弁、２０７…気液分離器、２１０
…空気加熱器、２２０…燃料貯蔵タンク、２２１…燃料
ポンプ、２２６…燃料冷熱回収器、３００，４００…高
温熱交換設備、３０１…高温空気冷熱回収器、４０１…
高温熱交換器、４０３，４０５，４０７，４０９，５０
３，５０５，５０７，５０９，８０３，８０５，８０
７，８０９…熱媒遮断弁、５００…中温熱交換設備、５
０１…中温熱交換器、５１０…第１の中温熱交換器、５
１１…第２の中温熱交換器、６００…圧縮設備、６０１
…電動機、７００…膨張タービン発電設備、７０１…膨
張タービン、７０２…発電機、７５０…圧縮・発電設
備、８００…低温熱交換設備、８０１…低温熱交換器、
８１０…第１の低温熱交換器、８１１…第２の低温熱交
換器、９００…液体空気貯蔵タンク、９０１，９０２…
液体空気遮断弁、９０３…液体空気ポンプ、９０５…安
全弁、１０００…余剰電力供給装置。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体空気を貯蔵する液体空気貯蔵タンク
   と、前記液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を気
   化する気化設備と、前記気化設備で気化された空気と燃
   料とを燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器
   で発生した燃焼ガスにより駆動するガスタービン、前記
   ガスタービンに連結されて発電するガスタービン発電機
   とを備えたエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
   において、 前記燃焼器へ供給される空気よりも高い圧力まで前記液
   体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を昇圧して前記
   気化設備へ供給する昇圧装置と、前記気化設備で気化さ
   れた空気を膨張させて駆動する膨張タービンと、前記膨
   張タービンに連結されて発電する膨張タービン発電機と
   を備えたことを特徴とするエネルギー貯蔵型ガスタービ
   ン発電システム。
2. 【請求項２】空気を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯蔵
   する液体空気貯蔵タンクと、前記圧縮機で圧縮された空
   気を液化して前記液体空気を製造しかつ前記液体空気貯
   蔵タンクに貯蔵される液体空気を気化する液化・気化設
   備と、前記液化・気化設備で気化された空気と燃料とを
   燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器で発生
   した燃焼ガスにより駆動するガスタービンとを備えたエ
   ネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムにおいて、 前記液化・気化設備で気化された空気を前記燃焼器へ供
   給するまでの間に、前記液化・気化設備で気化された空
   気を膨張させる膨張装置を備えたことを特徴とするエネ
   ルギー貯蔵型ガスタービン発電システム。
3. 【請求項３】前記膨張設備は、前記液化・気化設備で気
   化された空気を膨張させて駆動する膨張タービンと、前
   記膨張タービンに連結され発電する発電機とを有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガス
   タービン発電システム。
4. 【請求項４】前記液体空気貯蔵タンクに貯蔵される液体
   空気を前記液化・気化設備へ供給するまでの間に、前記
   燃焼器へ供給される空気よりも高い圧力まで前記液体空
   気貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を昇圧する昇圧装置
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー
   貯蔵型ガスタービン発電システム。
5. 【請求項５】前記膨張装置で膨張した空気を前記燃焼器
   へ供給するまでの間に、前記膨張装置で膨張した空気を
   加熱する加熱装置を備えたことを特徴とする請求項２に
   記載のエネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム。
6. 【請求項６】前記圧縮機で圧縮された空気を前記液体空
   気貯蔵タンクへ供給するまでの間に、前記圧縮機で圧縮
   された空気を冷却する冷却装置と、前記冷却装置で冷却
   された空気を圧縮する冷却空気圧縮装置とを備えたこと
   を特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガスタ
   ービン発電システム。
7. 【請求項７】前記圧縮機で圧縮された空気と前記燃焼器
   へ供給する燃料とを熱交換する熱交換器を備えたことを
   特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガスター
   ビン発電システム。
8. 【請求項８】前記燃焼器へ供給する燃料により前記圧縮
   機で圧縮された空気を冷却する冷却装置を備えたことを
   特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガスター
   ビン発電システム。
9. 【請求項９】前記圧縮機で圧縮された空気により前記燃
   焼器へ供給する燃料を気化する燃料気化装置を備えたこ
   とを特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガス
   タービン発電システム。
10. 【請求項１０】前記ガスタービンの排熱により前記膨張
    装置へ供給する空気を加熱する加熱装置を備えたことを
    特徴とする請求項２に記載のエネルギー貯蔵型ガスター
    ビン発電システム。
11. 【請求項１１】空気を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯
    蔵する液体空気貯蔵タンクと、前記圧縮機で圧縮された
    空気を液化して前記液体空気を製造しかつ前記液体空気
    貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を気化する液化・気化
    設備と、前記液化・気化設備で気化された空気と燃料と
    を燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器で発
    生した燃焼ガスにより駆動するガスタービンとを備えた
    エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムにおいて、 前記液化・気化設備は、固体の蓄熱媒体に熱を回収する
    と共に前記圧縮機で圧縮された空気を冷却しかつ前記蓄
    熱媒体に回収された熱により前記液体空気貯蔵タンクに
    貯蔵される液体空気を気化する蓄冷槽を有し、 前記流体空気貯蔵タンクは、前記蓄冷槽の内部に配置さ
    れることを特徴とするエネルギー貯蔵型ガスタービン発
    電システム。
12. 【請求項１２】時間又は前記蓄熱媒体の温度に基づい
    て、前記蓄冷槽内の空気の流路を変更することを特徴と
    する請求項１１に記載のエネルギー貯蔵型ガスタービン
    発電システム。
13. 【請求項１３】空気を圧縮する圧縮機と、液体空気を貯
    蔵する液体空気貯蔵タンクと、前記圧縮機で圧縮された
    空気を液化して前記液体空気を製造しかつ前記液体空気
    貯蔵タンクに貯蔵される液体空気を気化する液化・気化
    設備と、前記液化・気化設備で気化された空気と燃料と
    を燃焼し燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器で発
    生した燃焼ガスにより駆動するガスタービンとを備えた
    エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システムにおいて、 前記燃焼器へ供給する燃料により、前記圧縮機で圧縮さ
    れた空気を冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする
    エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム。