JPH1026008A - スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置 - Google Patents
スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置Info
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Abstract
排ガスの低温熱源を常圧酸化炉用燃焼空気予熱源として
有効に利用できるスチームサイクルとトッピングサイク
ルの複合発電装置を提供することである。 【解決手段】 石炭等の燃料をガス化して高温のガス化
ガスを発生させ、これをガスタービン5に送って発電す
るための部分ガス化炉1と、このガス化炉1から排出さ
れるチャーを燃焼してスチームタービン8駆動用の蒸気
を発生させる常圧酸化炉2とを組み合わせて発電に利用
するスチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電
装置において、ガスタービン5の排ガスの排熱を回収す
る排熱回収ボイラを高温熱源部7Aと低温熱源部7Bと
に分離し、この高温熱源部7Aに常圧酸化炉2から排出
される酸化炉排ガスを導入し、上記高温熱源部7Aを用
いてスチームタービン8駆動用の蒸気を発生させ、一
方、上記常圧酸化炉2に導入する空気を上記低温熱源部
7Bで予熱する。
Description
ス化して高温のガス化ガスを発生させる部分ガス化炉
と、このガス化炉から排出されるチャーを燃焼する常圧
酸化炉とを組み合わせて発電に利用するスチームサイク
ルとトッピングサイクルの複合発電装置に係り、特に、
ガスタービン排ガス及び酸化炉排ガスの高温熱源でスチ
ームタービンを加熱し、低温熱源で酸化炉用空気を予熱
するスチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電
装置に関する。
ガスを発生させる部分ガス化炉と、このガス化炉から排
出されるチャーを燃焼する常圧循環流動床式酸化炉とを
組み合わせて発電に利用するトッピングサイクル複合発
電装置が、British Coal(BC)社によって提案されてい
る。
合発電装置30が、概略的に示されている。1は、燃料
の石炭,石灰石等をガス化する部分ガス化炉であり、そ
の上流側には図示されない燃料供給手段が接続され、そ
の下流側には、部分ガス化炉1から排出されるチャーを
燃焼する常圧循環流動床式酸化炉2(以下、常圧酸化炉
2と称する)が接続される。
圧酸化炉2に供給する酸化炉用空気供給手段14が接続
され、酸化炉用空気供給手段14の入口には、酸化炉用
空気を昇圧する酸化炉用空気昇圧ブロワ15が設けられ
る。常圧酸化炉2には、又、その排ガスを排出する酸化
炉排ガス排出手段13が接続される。なお、酸化炉用空
気供給手段14は、導入される酸化炉用空気が高温(約
500〜600℃)の酸化炉排ガスにより加熱されるよ
うに、酸化炉排ガス排出手段13に組み込まれて構成さ
れる。
は、サイクロン12が接続され、サイクロン12の後段
には、ガス化ガスを燃焼するコンバスタ4が接続され
る。
が設けられ、ガスタービン5には発電機6が接続され
る。なお、上記のサイクロン12の底部は、常圧酸化炉
2に接続され、チャーが常圧酸化炉2に落下するように
構成されている。
は、コンプレッサ部分5aから燃焼用空気を取り込み、
コンバスタ4にこの燃焼用空気を供給する燃焼用空気供
給手段16が接続される。つまり、燃焼用空気供給手段
16が、ガスタービン5のコンプレッサ部分5aとコン
バスタ4とを接続する。また、燃焼用空気供給手段16
からは、部分ガス化炉1にガス化用空気を供給するガス
化用空気供給手段18が分岐し、コンプレッサ3を介し
て部分ガス化炉1に接続される。
5からの排ガスの余熱を回収する排熱回収ボイラ(HRS
G: Heat Recovery Steam Generator )7が接続され、
排熱回収ボイラ7には、図示されない既知の諸装置(脱
硫装置等)を介して煙突11が接続される。
サイクルライン17が、排熱回収ボイラ7及び常圧酸化
炉2に組み合わされて設けられる。すなわち、スチーム
サイクルライン17の一部が排熱回収ボイラ7に組み込
まれ、この部分において排熱回収ボイラ7により加熱さ
れると共に、スチームサイクルラインの他の一部が常圧
酸化炉2に組み込まれ、この部分において常圧酸化炉2
により加熱されるように構成される。スチームサイクル
ライン17には、又、排熱回収ボイラ7及び酸化炉2の
(スチーム流方向)下流側に、スチームタービン8及び
復水器10が設けられる。スチームタービン8には、発
電機9が接続される。
水器10及びスチームサイクルライン17が、スチーム
サイクル20を構成する。
料供給手段から部分ガス化炉1に供給され、部分ガス化
炉1でガス化される。発生したガス化ガスは、サイクロ
ン12を介してコンバスタ4に導入され、コンバスタ4
で燃焼用空気と共に燃焼されてガスタービン5を駆動
し、これにより発電機6で発電が行われる。
と、そのコンプレッサ部分5aから燃焼用空気が吸入さ
れる。燃焼用空気は、燃焼用空気供給手段16を介して
移送され、コンバスタ4に導入されてガス化ガスと共に
燃焼される。又、ガスタービン5のコンプレッサ部分5
aから吸入された燃焼用空気の一部は、ガス化用空気供
給手段18を介してコンプレッサ3に移送され、コンプ
レッサ3によりさらに圧縮された後、ガス化用空気とし
て部分ガス化炉1に供給される。
00〜600℃)のガスタービン出口ガスは、排熱回収
ボイラ7に送られ、ここでガスタービン出口ガスは、ス
チームサイクル20のスチームサイクルライン17の排
熱回収ボイラに組み込まれた部分を加熱して、スチーム
タービン駆動用の蒸気を発生させる。その後、このガス
タービン出口ガスは、図示されない既知の諸装置(脱硫
装置等)を経て、煙突11から大気放出される。
蒸気は、スチームサイクルライン17を移送され、スチ
ームタービン8を駆動する。スチームタービン8の駆動
により、発電機9で発電が行われる。その後、蒸気は復
水器10で復水され、排熱回収ボイラ7で再加熱されて
蒸気になり、上記の過程が繰り返されて、スチームサイ
クル20内での循環が行われる。
ー及びサイクロン12でガス化ガスから分離されたチャ
ーが、常圧酸化炉2に供給される。一方、酸化炉用空気
昇圧ブロワ15により、酸化炉用空気供給手段14を介
して(酸化炉用)空気が常圧酸化炉2に供給され、常圧
酸化炉2内でチャーがこの空気により燃焼される。
の一部(常圧酸化炉2に組み込まれている部分)が加熱
され、スチームタービン8に供給される蒸気が発生す
る。
する高温の酸化炉排ガスが、酸化炉排ガス排出手段13
により排出される。このとき、上述のように、酸化炉排
ガス排出手段13及び酸化炉用空気供給手段14が互い
に熱交換可能な構造になっているので、導入された(酸
化炉用)空気が酸化炉排ガスにより加熱される。
ッピング式複合発電装置において、常圧酸化炉用の燃焼
空気は、酸化炉出口の排ガスのみと熱交換して常圧酸化
炉へ投入されており、ガスタービン出口の排熱回収ボイ
ラとは熱交換していない。
は、熱効率的に望ましくないにもかかわらず、スチーム
タービンサイクルの熱源として用いられている。その結
果、低温熱源を燃焼空気で回収し高温熱源部へリサイク
ルする常圧酸化炉のプロセスに比べ、スチームタービン
サイクルではエネルギーが有効に利用されず、スチーム
タービンサイクルの効率低下の要因となっていた。
ガスを含む排ガスの低温熱源を常圧酸化炉用燃焼空気予
熱源として有効に利用できるスチームサイクルとトッピ
ングサイクルの複合発電装置を提供することである。
に請求項1の発明は、石炭等の燃料をガス化して高温の
ガス化ガスを発生させ、これをガスタービンに送って発
電するための部分ガス化炉と、このガス化炉から排出さ
れるチャーを燃焼してスチームタービン駆動用の蒸気を
発生させる常圧酸化炉とを組み合わせて発電に利用する
スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置
において、ガスタービンの排ガスの排熱を回収する排熱
回収ボイラを高温熱源部と低温熱源部とに分離し、この
高温熱源部に常圧酸化炉から排出される酸化炉排ガスを
導入し、上記高温熱源部を用いてスチームタービンの蒸
気を発生させ、一方、上記常圧酸化炉に導入する空気を
上記低温熱源部で予熱するように構成されている。
添付図面により説明する。
用してスチームサイクルを改善した本発明のスチームサ
イクルとトッピングサイクルの複合発電装置25が、概
略的に示されている。
部分ガス化炉であり、その上流側には図示されない燃料
供給手段が接続され、その下流側には、部分ガス化炉1
から排出されるチャーを燃焼する常圧循環流動床式酸化
炉2(以下、常圧酸化炉2と称する)が接続される。
化炉2に供給する酸化炉用空気供給手段14が接続さ
れ、酸化炉用空気供給手段14の入口には、酸化炉用空
気を昇圧する酸化炉用空気昇圧ブロワ15が設けられ
る。酸化炉用空気供給手段14の一部は、図に示される
ように、後述する排熱回収ボイラ低温熱源部7Bに組み
込まれ、これと熱交換できるように構成されている。常
圧酸化炉2には、さらに、常圧酸化炉2からの排ガスを
排出する酸化炉排ガス排出手段13が接続され、酸化炉
排ガス排出手段13は、後述する排熱回収ボイラ高温熱
源部7Aに接続される。
は、サイクロン12が接続され、サイクロン12の後段
には、ガス化ガスを燃焼するコンバスタ4が接続され
る。コンバスタ4の後段には、ガスタービン5が設けら
れ、ガスタービン5には発電機6が接続される。なお、
上記のサイクロン12の底部は、常圧酸化炉2に接続さ
れ、チャーが常圧酸化炉2に落下するように構成されて
いる。
は、コンプレッサ部分5aから燃焼用空気を取り込み、
コンバスタ4にこの燃焼用空気を供給する燃焼用空気供
給手段16が接続される。つまり、燃焼用空気供給手段
16が、ガスタービン5のコンプレッサ部分5aとコン
バスタ4とを接続する。この燃焼用空気供給手段16の
一部は、常圧酸化炉2に組み込まれ、燃焼用空気が常圧
酸化炉2により加熱されるように構成されている。ま
た、燃焼用空気供給手段16からは、部分ガス化炉1に
ガス化用空気を供給するガス化用空気供給手段18が分
岐し、コンプレッサ3を介して部分ガス化炉1に接続さ
れる。
5からの排ガス及び常圧酸化炉2からの排ガスの余熱を
回収する排熱回収ボイラ高温熱源部7A及び排熱回収ボ
イラ低温熱源部7Bが順に接続される。なお、上述のよ
うに、排熱回収ボイラ高温熱源部7Aには酸化炉排ガス
排出手段13が接続される。
されない既知の諸装置(脱硝装置等)を介して煙突11
が接続される。なお、排熱回収ボイラ低温熱源部7Bに
は、上述のように、酸化炉用空気供給手段14の一部が
組み込まれて熱交換できるようになっている。
サイクルライン17が、排熱回収ボイラ高温熱源部7A
及び常圧酸化炉2に組み合わされて設けられる。すなわ
ち、スチームサイクルライン17の一部が排熱回収ボイ
ラ高温熱源部7Aに組み込まれ、この部分において排熱
回収ボイラ高温熱源部7Aにより加熱されると共に、ス
チームサイクルライン17の他の一部が常圧酸化炉2に
組み込まれ、この部分において常圧酸化炉2により加熱
されるように構成される。スチームサイクルライン17
には、又、排熱回収ボイラ高温熱源部7A及び酸化炉2
の(スチーム流方向)下流側に、スチームタービン8及
び復水器10が設けられる。スチームタービン8には、
発電機9が接続される。
水器10及びスチームサイクルライン17が、スチーム
サイクル20を構成する。
料供給手段から部分ガス化炉1に供給され、部分ガス化
炉1でガス化される。発生したガス化ガスは、サイクロ
ン12を介してコンバスタ4に導入され、コンバスタ4
で燃焼用空気と共に燃焼されてガスタービン5を駆動
し、これにより発電機6で発電が行われる。
と、そのコンプレッサ部分5aから燃焼用空気が吸入さ
れる。燃焼用空気は、燃焼用空気供給手段16を介して
移送され、常圧酸化炉2で余熱された後、コンバスタ4
に導入されてガス化ガスと共に燃焼される。又、ガスタ
ービン5のコンプレッサ部分5aから吸入された燃焼用
空気の一部は、ガス化用空気供給手段18を介してコン
プレッサ3に移送され、コンプレッサ3によりさらに圧
縮された後、ガス化用空気として部分ガス化炉1に供給
される。
00〜600℃)のガスタービン出口ガスは、排熱回収
ボイラ高温熱源部7Aに送られ、ここでガスタービン出
口ガスは、後述の酸化炉排ガスと混合した後、スチーム
サイクル20のスチームサイクルライン17の排熱回収
ボイラ高温熱源部7Aに組み込まれた部分を加熱して、
スチームタービン8駆動用の蒸気を発生させる。ガスタ
ービン出口ガス及び酸化炉排ガスの混合ガスは、次に排
熱回収ボイラ低温熱源部7Bに導入され、排熱回収ボイ
ラ低温熱源部7Bに組み込まれた酸化炉用空気供給手段
14の一部を加熱し、これにより酸化炉2に供給される
空気が予熱される。その後、ガスタービン出口ガスは、
図示されない既知の諸装置(脱硝装置等)を経て、煙突
11から大気放出される。
蒸気は、スチームサイクルライン17を移送され、スチ
ームタービン8を駆動する。スチームタービン8の駆動
により、発電機9で発電が行われる。その後、蒸気は復
水器10で復水され、排熱回収ボイラ高温熱源部7Aで
再加熱されて蒸気になり、上記の過程が繰り返されて、
スチームサイクル20内での循環が行われる。
ー及びサイクロン12でガス化ガスから分離されたチャ
ーが、常圧酸化炉2に供給される。一方、酸化炉用空気
昇圧ブロワ15により(酸化炉用)空気が酸化炉用空気
供給手段14に導入され、導入された空気は、上述のよ
うに排熱回収ボイラ低温熱源部7Bで排ガスにより予熱
された後、常圧酸化炉2に供給される。すると、常圧酸
化炉2内でチャーがこの空気により燃焼される。
部(常圧酸化炉2に組み込まれている部分)が加熱さ
れ、コンバスタ4に供給される燃焼用空気が予熱され
る。同様に、スチームサイクルライン17の一部(常圧
酸化炉2に組み込まれている部分)が加熱され、スチー
ムタービン8に供給される蒸気が発生する。
する高温の酸化炉排ガスは、酸化炉排ガス排出手段13
により排出され、排熱回収ボイラ高温熱源部7Aに導入
される。
排ガス排出手段13を介して導入された高温の酸化炉排
ガスは、同じく排熱回収ボイラ高温熱源部7Aに導入さ
れた高温のガスタービン出口ガスと混合する。そして、
この混合ガスが、上述のように、排熱回収ボイラ高温熱
源部7Aから排熱回収ボイラ低温熱源部7Bに順に導入
され、排熱回収ボイラ高温熱源部7Aでは、スチームサ
イクルライン17の排熱回収ボイラ高温熱源部7Aに組
み込まれた部分を加熱してスチームタービン8駆動用の
蒸気を発生させ、又、排熱回収ボイラ低温熱源部7Bで
は、排熱回収ボイラ低温熱源部7Bに組み込まれた酸化
炉用空気供給手段14の一部を加熱して酸化炉2に供給
される空気を予熱する。その後、混合ガスは、煙突11
から大気放出される。
温熱源部7Aには、高温のガスタービン出口ガスと高温
の酸化炉排ガスの両方が供給され、又、この高温熱源部
7Aは熱効率の悪い低温熱源部7Bから切り離されてい
るので、従来の排熱回収ボイラより多くの高温熱を回収
できる。従って、高温熱源部7Aに組み込まれたスチー
ムサイクルライン17が従来よりも高い温度に加熱さ
れ、その結果、スチームサイクルライン17で発生する
蒸気のうち、高温の蒸気の割合が増加する。
に、高温の蒸気の割合が高いほど発電効率が良くなるの
で(図3参照。同一圧力の下では、再熱温度が高いほど
熱効率が良くなる)、高温の蒸気をより多く利用できる
本発明のスチームサイクル20の場合、スチームタービ
ン8における発電効率が向上する。
排熱回収ボイラを高温熱源部と低温熱源部とに分離し、
その高温熱源部に高温のガスタービン出口ガスと共に高
温の常圧酸化炉排ガスを導入してスチームタービン用の
蒸気発生熱源として用いるので、高温の両ガスの熱を無
駄なく利用してスチームサイクルの効率を向上させるこ
とができる。
源部と低温熱源部とに分離することにより、スチームサ
イクルにおける低温熱源が少なくなり、スチームタービ
ンの抽気蒸気による給水予熱が増え、再生サイクルのメ
リットが生かされる。
炉用の燃焼空気の予熱に利用することにより、排熱回収
ボイラの低温熱源部も有効に利用できる。
サイクルとトッピングサイクルの複合発電装置において
は、以下の優れた効果がもたらされる。
と低温熱源部とに分離し、その高温熱源部に高温のガス
タービン出口ガスと共に高温の常圧酸化炉排ガスを導入
してスチームタービン用の蒸気発生熱源として用いるの
で、高温の両ガスの熱を無駄なく利用してスチームサイ
クルの効率を向上させることができる。
熱源部とに分離することにより、スチームサイクルにお
ける低温熱源が少なくなり、スチームタービンの抽気蒸
気による給水予熱が増え、再生サイクルのメリットが生
かされる。
炉用の燃焼空気の予熱に利用することにより、排熱回収
ボイラの低温熱源部も有効に利用できる。
ルの複合発電装置を示す概略図である。
概略図である。
と熱効率との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 石炭等の燃料をガス化して高温のガス化
ガスを発生させ、これをガスタービンに送って発電する
ための部分ガス化炉と、このガス化炉から排出されるチ
ャーを燃焼してスチームタービン駆動用の蒸気を発生さ
せる常圧酸化炉とを組み合わせて発電に利用するスチー
ムサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置におい
て、ガスタービンの排ガスの排熱を回収する排熱回収ボ
イラを高温熱源部と低温熱源部とに分離し、この高温熱
源部に常圧酸化炉から排出される酸化炉排ガスを導入
し、上記高温熱源部を用いてスチームタービンの蒸気を
発生させ、一方、上記常圧酸化炉に導入する空気を上記
低温熱源部で予熱することを特徴とするスチームサイク
ルとトッピングサイクルの複合発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8179495A JPH1026008A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8179495A JPH1026008A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1026008A true JPH1026008A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16066828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8179495A Pending JPH1026008A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | スチームサイクルとトッピングサイクルの複合発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1026008A (ja) |
-
1996
- 1996-07-09 JP JP8179495A patent/JPH1026008A/ja active Pending
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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