JPH11173110A - 発電プラント - Google Patents

発電プラント

Info

Publication number
JPH11173110A
JPH11173110A JP35239297A JP35239297A JPH11173110A JP H11173110 A JPH11173110 A JP H11173110A JP 35239297 A JP35239297 A JP 35239297A JP 35239297 A JP35239297 A JP 35239297A JP H11173110 A JPH11173110 A JP H11173110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
feed
boiler
water
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP35239297A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3961653B2 (ja
Inventor
Yukinori Kurahashi
幸▲徳▼ 倉橋
Takao Tanaka
貴雄 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PADO KK
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
PADO KK
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PADO KK, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical PADO KK
Priority to JP35239297A priority Critical patent/JP3961653B2/ja
Publication of JPH11173110A publication Critical patent/JPH11173110A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3961653B2 publication Critical patent/JP3961653B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギポテンシャルの低い低温低圧蒸気の
有効利用を図り、もって蒸気タービンによる発電効率の
向上等を実現した発電プラントを提供する。 【解決手段】 ボイラ5から供給された蒸気により蒸気
タービン1を駆動する発電プラントであって、ボイラ5
に対する給水加熱を行う給水加熱手段として蒸気圧縮ヒ
ートポンプ100を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギポテンシ
ャルの低い低温低圧蒸気の有効利用を図り、もって蒸気
タービンによる発電効率の向上、昼間の電力ピークカッ
ト及び燃料節約等を実現する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】蒸気発生プラントでは、ボイラやスーパ
ヒータ(蒸気過熱器)を用いて高温・高圧の蒸気を生成
させ、発電機が連結された蒸気タービンをこの蒸気によ
り駆動することで発電が行われる。蒸気タービンには、
多くの場合、熱効率の高い抽気復水型が用いられてい
る。すなわち、蒸気タービン駆動後の排気は、復水器に
送給されて凝縮・液化して復水となり、これにより、蒸
気タービンの排圧が減少して熱効率の向上が図られる。
また、蒸気タービンの各段では、膨張過程にある蒸気が
抽出され、その蒸気の有する顕熱や凝縮潜熱によってボ
イラに対する給水加熱が行われる。この場合、蒸気ター
ビンで得られる仕事量は当然に減少するが、復水器に廃
棄される熱量が低減するため、全体としての発電効率は
向上する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常、蒸気発生プラン
トを含めた発電施設は、最大電力需要に合わせて設置さ
れるため、夏期昼間における冷房負荷の増大等に伴い年
々増設することを余儀なくなされている。また、発電し
た電力を蓄えることが殆どできないため、特に夏期にお
いては夜間に大きな余剰電力の発生が避けられず、その
有効利用が求められていた。一方、ごみ焼却施設や石油
処理プラント等では、比較的大量の排気や廃蒸気が発生
するが、これらは排気塔等から大気中に放出されてい
る。これは、排気や廃蒸気の温度や圧力が低く、動力や
給湯等としての利用が難しいためであるが、熱エネルギ
を有効利用する点からはそれらの利用も望まれていた。
【0004】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
エネルギポテンシャルの低い低温低圧蒸気の有効利用を
図り、もって蒸気タービンによる発電効率の向上等を実
現した発電プラントを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明では、ボイラから供給された蒸気に
より蒸気タービンを駆動する発電プラントであって、前
記ボイラに対する給水加熱を行う給水加熱手段として蒸
気圧縮ヒートポンプを備えたものを提案する。
【0006】この発明では、例えば、夜間の余剰電力に
より蒸気圧縮ヒートポンプを駆動し、低温低圧の蒸気を
必要十分な温度まで昇温してボイラへの給水加熱を行
う。
【0007】また、請求項2の発明では、請求項1の発
電プラントにおいて、前記蒸気圧縮ヒートポンプに供給
される蒸気を廃熱により得るものを提案する。
【0008】この発明では、例えば、ごみ焼却施設や石
油処理プラント等の廃熱により低温低圧の蒸気を生成
し、これを蒸気圧縮ヒートポンプに供給する。
【0009】また、請求項3の発明では、請求項1また
は2の発電プラントにおいて、前記給水加熱手段と前記
ボイラとの間に高温水貯留槽を介装させたものを提案す
る。
【0010】この発明では、例えば、高温水貯留槽内に
は夜間に蒸気圧縮ヒートポンプを駆動して得られた高温
水を余分に貯留し、昼間に高温水貯留槽内の余分な高温
水を発電用ボイラに供給する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づき詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明に係る蒸気発電プラントの
一実施形態を示す概略構成図であり、同図中の符号1は
多段復水型の蒸気タービンを示し、符号21は2段型の
蒸気圧縮機を示している。蒸気タービン1は、その出力
軸に発電機2が連結され、上流側に高温水貯留槽3と給
水ポンプ13とボイラ5とスーパヒータ7とが配管41
〜44を介して接続され、下流側に復水器9と給水タン
ク10とポンプ14と給水加熱器28と脱気器11とが
配管45〜47を介して接続されている。給水タンク1
0に溜まる凝縮水は給水加熱器28に送られ、蒸気ター
ビン1の抽気配管67からの抽気により加熱されて脱気
器11に供給される。
【0013】蒸気圧縮機21は、その駆動軸に電動機2
2が連結されると共に、上流側にごみ焼却ボイラ23が
配管48を介して接続され、下流側に第1,第2給水加
熱器25,27が配管49〜51を介して接続されてい
る。蒸気圧縮機21は、その第1段目と第2段目とが飽
和器29および配管52,53を介して接続されてい
る。図中、符号31,33は配管50,51に介装され
た蒸気トラップである。蒸気トラップ31の下流側の配
管50と飽和器29の下流側の配管53とは配管54で
接続され、この配管54は給水加熱器27に接続されて
いる。
【0014】これら蒸気圧縮機21、ごみ焼却ボイラ2
3、第1,第2給水加熱器25,27等は、給水加熱の
ための蒸気圧縮ヒートポンプ100を構成する。
【0015】一方、脱気器11は、第1,第2給水加熱
器25,27および配管56〜58を介して、高温水貯
留槽3に接続され、この高温水貯留槽3はポンプ13お
よび配管41,42を介してボイラ5に接続されてい
る。
【0016】以下、本実施形態の作用を説明する。
【0017】蒸気発電プラントの通常運転時において、
高温水貯留槽3内には比較的高温(256℃)の高温水が
貯留されており、この高温水が給水ポンプ13によりボ
イラ5に供給される。供給された高温水は、ボイラ5内
で加熱されることにより気化した後(45ata)、スーパ
ヒータ7内で過熱されて高圧、かつ高温(565℃、エン
タルピ859Mc/t)の過熱蒸気となる。この蒸気は、配管
44を経由して蒸気タービン1に流入し、その各段で膨
張しながらタービンロータを回転駆動し、その際に蒸気
タービン1の出力軸に連結された発電機2で発電が行わ
れる。
【0018】蒸気タービン1の駆動を行った蒸気は、比
較的低温(33℃)、かつ低圧(0.05ata)となって排出
された後、復水器9内で冷却されることにより凝縮し、
水(33℃)となって給水タンク10、給水加熱器28を
経て脱気器11に流入する。脱気器11に流入した温水
は、蒸気タービン1の抽気配管69からの抽気(370
℃)と混合し、高温水(180℃)となって第1,第2給
水加熱器25,27および配管56〜58を経由して高
温水貯留槽3に環流する。
【0019】高温水貯留槽3内には比較的大量の高温水
が貯留されており、例えば、夏期の昼間等において、こ
の高温水を用いて給水加熱することにより蒸気圧縮機2
1、ごみ焼却ボイラ23、第1,第2給水加熱器25,
27等を全部停止させることができる。従って、蒸気タ
ービン1への流入蒸気は全量が凝縮器9まで流れるので
発電量を増大させることができる。
【0020】本実施形態の蒸気発電プラントでは、夜間
において以下に述べる手順で、蒸気圧縮機21による給
水加熱運転が行われる。
【0021】すなわち、ごみ焼却(廃熱)ボイラ23に
は配管51を介して高温水(180℃)が循環され、これ
がごみ焼却施設の廃熱により気化されて蒸気(103ata)
となり、配管48を介して蒸気圧縮機21に送り込まれ
る。蒸気圧縮機21は、夜間の余剰電力により駆動さ
れ、送り込まれた蒸気を第1段目で圧縮して高温(216
℃)、かつ中圧(21.7ata)の蒸気とする。蒸気圧縮機
21の第1段目から排出された蒸気は、配管52を介し
て飽和器29に流入し、飽和器29内で中温の飽和蒸気
となる。飽和蒸気は、配管53を介して蒸気圧縮機21
の第2段目に流入し、その内部で圧縮されて更に高温
(325℃)、かつ高圧(45ata)の蒸気となった後、配管
49を介して第1給水加熱器25に流入して熱を放出す
る。また、飽和器29内の飽和蒸気の一部は、配管54
を経由して第2給水加熱器27に流入し、第1給水加熱
器25を通過した蒸気と伴に、第2給水加熱器27内で
熱を放出した後、配管51を介して再びごみ焼却ボイラ
23に供給される。
【0022】図2は、蒸気圧縮機21を備えない旧来方
式とこの実施形態に係る本方式との発電効率の比較を示
す図である。図2a、bにおいて縦軸がエンタルピ(Mc
/t)、横軸が流量(t/h)、両者掛け合わせた数値が熱
量(面積)を示す。最上段がスーパヒータ7出口(蒸気
タービン1入口)における蒸気のエンタルピ(Mc/t)、
階段状の段が夫々の抽気のエンタルピ(Mc/t)、凝縮寸
前の蒸気のエンタルピ(Mc/t)が566Mc/tである。2
68Mc/t以下の夫々の数値は給水加熱器の入口、出口の
エンタルピ(Mc/t)である。
【0023】図2aの旧来方式では、昼間に連続フル発
電運転し、夜間には例えば発電量半減、或いは運転停止
するのが一般的であるので、図2aには昼間の発電量だ
けを示し、図2bの本実施形態に係る本方式では、昼夜
間連続フル発電運転するので、図2bには昼夜間の発電
量を示す。
【0024】すなわち、本実施形態に係る本方式では、
昼夜間共にボイラ5、蒸気タービン1および発電機2を
連続フル運転させる。そして、夜間は、抽気配管67,
69からの抽気を多くして、蒸気圧縮機21、ごみ焼却
ボイラ23、脱気器11、給水加熱器25,27,28
を運転させ、高温水貯留槽3に大量の高温水を貯留す
る。昼間は、蒸気圧縮機21、ごみ焼却ボイラ23、脱
気器11、給水加熱器25,27,28の運転、並びに
抽気配管67,69からの抽気を全て停止し、高温水貯
留槽3の高温水で給水加熱しながら、スーパーヒータ7
で過熱された蒸気を全量蒸気タービン1に供給し、凝縮
させる。
【0025】この実施形態では、蒸気圧縮機21、ごみ
焼却ボイラ23等の利用により、図2を参照して、例え
ばボイラ給水温度を223℃から256℃に上げること
により、燃料消費量を68,222MCから65,66
7MCに削減すると共に、特に昼間の発電効率を例えば
33.9%から44.6%に向上させ、昼間の電力ピー
クカットに貢献する。
【0026】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では蒸気圧縮機に2段型を用いた
が、3段型以上のものを用いれば更に効率を向上させる
ことが可能となる。また上記実施形態では蒸気圧縮ヒー
トポンプによる給水加熱を夜間の余剰電力を用いて行う
ようにしたが、高温水貯留槽の容量等によっては昼間に
これを行ってもよい。また上記実施形態では、廃熱とし
てごみ焼却施設の廃熱を用いたが、石油処理プラントの
廃熱やディーゼルエンジンの排気熱等を用いるようにし
てもよい。また蒸気発電プラントの全体レイアウトやそ
の構成要素の接続形態等についても、本発明の主旨を逸
脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、ボイラから供
給された蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラン
トであって、前記ボイラに対する給水加熱を行う給水加
熱手段として、蒸気圧縮ヒートポンプを備えるようにし
たため、例えば、夜間の余剰電力により蒸気圧縮ヒート
ポンプを駆動し、低温低圧の蒸気を必要十分な温度まで
昇温してボイラへの給水加熱を行えば、蒸気発電プラン
ト全体としての発電能力を高めることができる。
【0028】また、請求項2の発明によれば、請求項1
の発電プラントにおいて、前記蒸気圧縮ヒートポンプに
供給される蒸気を廃熱により得るようにしたため、熱エ
ネルギの有効利用が実現されると共に、化石燃料等の消
費を抑制することができる。
【0029】また、請求項3の発明によれば、請求項1
または2の発電プラントにおいて、前記給水加熱手段と
前記ボイラとの間に高温水貯留槽を介装させたため、例
えば、高温水貯留槽内に夜間に蒸気圧縮ヒートポンプを
駆動して得られた高温水を貯留し、昼間に高温水貯留槽
内の高温水を蒸気タービンに供給すること等で、夏期に
おけるピークカットを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蒸気発電プラントの一実施形態を
示す概略構成図である。
【図2】蒸気圧縮ヒートポンプを備えない旧来方式と本
実施形態に係る本方式との発電効率の比較を示す図であ
り、aは旧来方式、bは本方式を示す。
【符号の説明】
1 蒸気タービン 2 発電機 3 高温水貯留槽 5 ボイラ 7 スーパーヒータ 9 復水器 11 脱気器 21 蒸気圧縮機 22 電動機 23 廃熱ボイラ 25 第1給水加熱器 27 第2給水加熱器 29 飽和器 67,69 抽気配管 100 蒸気圧縮ヒートポンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラから供給された蒸気により蒸気タ
    ービンを駆動する発電プラントであって、前記ボイラに
    対する給水加熱を行う給水加熱手段として蒸気圧縮ヒー
    トポンプを備えたことを特徴とする発電プラント。
  2. 【請求項2】 前記蒸気圧縮ヒートポンプに供給される
    蒸気を廃熱により得ることを特徴とする請求項1記載の
    発電プラント。
  3. 【請求項3】 前記給水加熱手段と前記ボイラとの間に
    高温水貯留槽を介装させたことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の発電プラント。
JP35239297A 1997-12-05 1997-12-05 発電プラント Expired - Fee Related JP3961653B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35239297A JP3961653B2 (ja) 1997-12-05 1997-12-05 発電プラント

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35239297A JP3961653B2 (ja) 1997-12-05 1997-12-05 発電プラント

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11173110A true JPH11173110A (ja) 1999-06-29
JP3961653B2 JP3961653B2 (ja) 2007-08-22

Family

ID=18423766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35239297A Expired - Fee Related JP3961653B2 (ja) 1997-12-05 1997-12-05 発電プラント

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3961653B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010086897A1 (ja) * 2009-01-30 2010-08-05 株式会社日立製作所 蒸気を利用するプラント及びそのプラントの運転方法並びに蒸気供給装置及び蒸気供給方法
WO2010086898A1 (ja) * 2009-01-30 2010-08-05 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 発電プラント及び発電プラントの運転方法
CN103628937A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 提高汽轮机组余汽利用的方法
KR20150014448A (ko) * 2012-04-09 2015-02-06 이아이에프 엔티이 하이브리드 인텔렉츄얼 프로퍼티 홀딩 컴퍼니, 엘엘씨 급수 가열 하이브리드 발전
CN105626170A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 西安交通大学 一种采用多级热泵的大热电比热电联产系统及其工作方法
CN106870034A (zh) * 2016-12-29 2017-06-20 江苏河海新能源股份有限公司 一种循环发电装置
JP2018524551A (ja) * 2015-06-03 2018-08-30 キャッスル ヨーロピアン リミテッド タービンシステムおよび方法
CN112984598A (zh) * 2021-03-16 2021-06-18 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 电厂锅炉蓄热和二氧化碳发电集成深度调峰系统及方法
WO2022056990A1 (zh) * 2020-09-18 2022-03-24 西安热工研究院有限公司 一种火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统及方法
WO2023245774A1 (zh) * 2022-06-24 2023-12-28 张近 一种基于空气能锅炉的发电供暖装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108625911B (zh) * 2018-03-29 2020-10-16 东北电力大学 一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010086897A1 (ja) * 2009-01-30 2010-08-05 株式会社日立製作所 蒸気を利用するプラント及びそのプラントの運転方法並びに蒸気供給装置及び蒸気供給方法
WO2010086898A1 (ja) * 2009-01-30 2010-08-05 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 発電プラント及び発電プラントの運転方法
JP4972708B2 (ja) * 2009-01-30 2012-07-11 株式会社日立製作所 蒸気を利用するプラント及びそのプラントの運転方法並びに蒸気供給装置及び蒸気供給方法
US8448439B2 (en) 2009-01-30 2013-05-28 Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. Electric power plant, and method for running electric power plant
JP2015519500A (ja) * 2012-04-09 2015-07-09 イーアイエフ・エヌティーイー・ハイブリッド・インテレクチュアル・プロパティ・ホールディング・カンパニー・エルエルシー 給水加熱ハイブリッド発電
KR20150014448A (ko) * 2012-04-09 2015-02-06 이아이에프 엔티이 하이브리드 인텔렉츄얼 프로퍼티 홀딩 컴퍼니, 엘엘씨 급수 가열 하이브리드 발전
CN103628937A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 提高汽轮机组余汽利用的方法
JP2018524551A (ja) * 2015-06-03 2018-08-30 キャッスル ヨーロピアン リミテッド タービンシステムおよび方法
JP2021179306A (ja) * 2015-06-03 2021-11-18 キャッスル ヨーロピアン リミテッド タービンシステムおよび方法
CN105626170A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 西安交通大学 一种采用多级热泵的大热电比热电联产系统及其工作方法
CN106870034A (zh) * 2016-12-29 2017-06-20 江苏河海新能源股份有限公司 一种循环发电装置
WO2022056990A1 (zh) * 2020-09-18 2022-03-24 西安热工研究院有限公司 一种火电厂耦合高效压缩式热泵储能调峰系统及方法
CN112984598A (zh) * 2021-03-16 2021-06-18 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 电厂锅炉蓄热和二氧化碳发电集成深度调峰系统及方法
WO2023245774A1 (zh) * 2022-06-24 2023-12-28 张近 一种基于空气能锅炉的发电供暖装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3961653B2 (ja) 2007-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3178961B2 (ja) 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム
JP3681434B2 (ja) コージェネレーション装置およびコンバインドサイクル発電装置
RU2532635C2 (ru) Аккумуляция электроэнергии тепловым аккумулятором и обратное получение электроэнергии посредством термодинамического кругового процесса
RU2595192C2 (ru) Электростанция с встроенным предварительным нагревом топливного газа
JP2012092835A (ja) 機械的エネルギーおよび/または電気的エネルギーを生成するためのシステム
WO2013038423A2 (en) Combined cooling/heating and power generation system utilizing sustainable energy
CN211777622U (zh) 一种与燃煤热电联产机组耦合的压缩空气储能系统
US4693072A (en) Method of operating a combined cycle electric power plant
JP3961653B2 (ja) 発電プラント
CN112611010B (zh) 一种多热源热电联产机组发电负荷灵活调节系统的调节方法
CN108953083A (zh) 一种基于槽式太阳能燃气联合循环分布式发电系统及方法
CN115118017A (zh) 一种开放式液态二氧化碳储能系统
KR101386179B1 (ko) 히트펌프를 이용하여 가스 터빈 출력 증대가 가능한 지역난방수 공급 시스템
CN214944465U (zh) 燃气-空气-蒸汽三工质联合循环发电系统
JP3905967B2 (ja) 発電・給湯システム
JPH11173111A (ja) 火力発電プラント
CN108708835A (zh) 一种冷却燃机进口空气的新型太阳能热互补联合循环发电系统
CN110953069A (zh) 一种燃机电站多能耦合发电系统
JPH0968006A (ja) ガスタービン設備
JP3854156B2 (ja) 再生式ガスタービンコンバインドサイクル発電システム
JPH11270347A (ja) Lngを用いるガスタービンコンバインド発電装置
CN114216110A (zh) 热泵辅助升温梯级余热回收蒸汽发生系统及其工作方法
WO1999037889A1 (en) Combined cycle power plant
JPS6365807B2 (ja)
CN215860366U (zh) 一种压缩空气储能与核能耦合调峰系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070501

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070517

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees