JPS5818504A - 熱水貯蔵タ−ビン発電方法 - Google Patents
熱水貯蔵タ−ビン発電方法Info
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- JPS5818504A JPS5818504A JP11676681A JP11676681A JPS5818504A JP S5818504 A JPS5818504 A JP S5818504A JP 11676681 A JP11676681 A JP 11676681A JP 11676681 A JP11676681 A JP 11676681A JP S5818504 A JPS5818504 A JP S5818504A
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- turbine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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- F01K3/02—Use of accumulators and specific engine types; Control thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K1/00—Steam accumulators
- F01K1/08—Charging or discharging of accumulators with steam
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/005—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of liquid and steam or evaporation of a liquid by expansion
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱水貯蔵タービン発電方法に関するものである
。
。
夏場の電力需要の増大により、電力需要のピークは年々
先鋭化しており、これに伴って火力及び原子力発電所の
設備負荷率は低下してきている。
先鋭化しており、これに伴って火力及び原子力発電所の
設備負荷率は低下してきている。
しかしながら、設備負荷率を向上させることは、設備の
面でも、エネルギの有効利用の面でも重要な課題となっ
てきており、とりわけ原子力・発電所や最近急ピッチで
建設されつつある石炭火力発電所のように負荷の変動を
好まない発電所も多いので、難がしい問題である。
面でも、エネルギの有効利用の面でも重要な課題となっ
てきており、とりわけ原子力・発電所や最近急ピッチで
建設されつつある石炭火力発電所のように負荷の変動を
好まない発電所も多いので、難がしい問題である。
この負荷率向上という課題を解決するため、火力及び原
子力発電所の低負荷時の設備を活用してエネルギを貯蔵
し、需要のピーク時に発電する方法があり、既に揚水発
電が実施されている０ また、その他の方法としては、新型電池、フライホイー
ル、圧縮空気を利用した方式等が提案されているが、特
に最近注目されている技術としては蒸気または熱水の貯
蔵発電方式がある。
子力発電所の低負荷時の設備を活用してエネルギを貯蔵
し、需要のピーク時に発電する方法があり、既に揚水発
電が実施されている０ また、その他の方法としては、新型電池、フライホイー
ル、圧縮空気を利用した方式等が提案されているが、特
に最近注目されている技術としては蒸気または熱水の貯
蔵発電方式がある。
この熱水貯蔵発電方式は、夜間等の低負荷時間帯に主発
電装置の作動蒸気の一部を、貯蔵容器に導き、加圧熱水
の形で蓄える方式であり、換言すれば、熱エネルギを貯
蔵する蓄熱方式により、その蓄熱エネルギから日中等の
エネルギー要ピーク時に蒸気を発生・させて、タービン
を回して発電するものである。
電装置の作動蒸気の一部を、貯蔵容器に導き、加圧熱水
の形で蓄える方式であり、換言すれば、熱エネルギを貯
蔵する蓄熱方式により、その蓄熱エネルギから日中等の
エネルギー要ピーク時に蒸気を発生・させて、タービン
を回して発電するものである。
これにより、主発電装置の原子炉及び石炭焚きボイラ等
の蒸気発生装置の負荷変動をなくし、需要の変動に対処
するものである。
の蒸気発生装置の負荷変動をなくし、需要の変動に対処
するものである。
上記の熱水貯蔵発電における従来の方式の概略を説明す
ると、第１図に示すフラッシュ法を採用した熱水貯蔵発
電装置では、低負荷時間帯に発生させたｗｈで示す加圧
さ′れた熱水またはＳで示す蒸気を熱水貯蔵タンク１内
に蓄えておき、ピーク時にこの熱水貯蔵タンク１内でフ
ラッシュさせた蒸気Ｓを蒸気タービン（ＳＴ ） ２に
導き、発電気３にて発電する方式である。
ると、第１図に示すフラッシュ法を採用した熱水貯蔵発
電装置では、低負荷時間帯に発生させたｗｈで示す加圧
さ′れた熱水またはＳで示す蒸気を熱水貯蔵タンク１内
に蓄えておき、ピーク時にこの熱水貯蔵タンク１内でフ
ラッシュさせた蒸気Ｓを蒸気タービン（ＳＴ ） ２に
導き、発電気３にて発電する方式である。
また、第８図に示すトータル７０−タービンを使用した
熱水貯蔵発電装置では、第１図と同様に設けられた熱水
貯蔵タンク１より加圧された熱水靜をとり出し、トータ
ルフロータ−ビン（ＴＰＴ ） ４で膨張させ、熱水靜
をフラッシュさせると同時に、出力を発電機３によりと
り出す方式であり、トータルフロータ−ビン（ＴＰＴ
）４から一排出される蒸気Ｓと熱水ｗｈとの混合物であ
る二相流は、セ・′パレータタンク５で分離され。
熱水貯蔵発電装置では、第１図と同様に設けられた熱水
貯蔵タンク１より加圧された熱水靜をとり出し、トータ
ルフロータ−ビン（ＴＰＴ ） ４で膨張させ、熱水靜
をフラッシュさせると同時に、出力を発電機３によりと
り出す方式であり、トータルフロータ−ビン（ＴＰＴ
）４から一排出される蒸気Ｓと熱水ｗｈとの混合物であ
る二相流は、セ・′パレータタンク５で分離され。
蒸気Ｓは蒸気タービン（ＳＴ ） ２に導かれて発電し
、残りの熱水ｗｈはフラッシュタンク６内で更に２フラ
ツシユされ、発生した蒸気ｓ’、ｓ”を蒸気タービン（
ＳＴ ） ２に導くものであり、本方式はトータルプロ
ータービン（ＴＰＴ ） ４により熱水ｗｈが膨張また
は蒸発する際のエネルギも更に利用するので、第１図の
７ラツシユ蒸気力式よりもエネルギの有効利用度が高い
。
、残りの熱水ｗｈはフラッシュタンク６内で更に２フラ
ツシユされ、発生した蒸気ｓ’、ｓ”を蒸気タービン（
ＳＴ ） ２に導くものであり、本方式はトータルプロ
ータービン（ＴＰＴ ） ４により熱水ｗｈが膨張また
は蒸発する際のエネルギも更に利用するので、第１図の
７ラツシユ蒸気力式よりもエネルギの有効利用度が高い
。
一方、特開昭５５−９２８０２号の発明において、加圧
された熱水を蒸気及び熱水に分離し、同時に動力を得る
方法が提供されており、この方式に使用される装置は、
第３図に示す構造のものであり、各１個の主セパレータ
ロータ７及び第２のセパレータロータ８がドラム状のチ
ェンバー９内における同芯上の前後に取り付けられてお
り、これらは独立して回転し、回転分離装置を構成して
いる。
された熱水を蒸気及び熱水に分離し、同時に動力を得る
方法が提供されており、この方式に使用される装置は、
第３図に示す構造のものであり、各１個の主セパレータ
ロータ７及び第２のセパレータロータ８がドラム状のチ
ェンバー９内における同芯上の前後に取り付けられてお
り、これらは独立して回転し、回転分離装置を構成して
いる。
加圧された熱水ｗｈは、二相ノズル１０で加速され、膨
張して圧力を低下さ、せつつ、蒸気Ｓ及び熱水ｗｈの二
相流として、高速で噴出し、回転分離装置の主セパレー
タロータ７内で回転する。
張して圧力を低下さ、せつつ、蒸気Ｓ及び熱水ｗｈの二
相流として、高速で噴出し、回転分離装置の主セパレー
タロータ７内で回転する。
これにより、遠心分離して形成された液層である熱水ｗ
ｈは、主セパレータロータ７の内側に集まり、主セパレ
ータロータ７を回転させ、それに伴い熱水ｗｈから分離
して生成された蒸気Ｓは、シャフト１１附近の排出口１
６より矢印のごとく排出される。
ｈは、主セパレータロータ７の内側に集まり、主セパレ
ータロータ７を回転させ、それに伴い熱水ｗｈから分離
して生成された蒸気Ｓは、シャフト１１附近の排出口１
６より矢印のごとく排出される。
また、上記熱水靜は主セパレータロータ７と共に旋回し
、円周上の液体タービン７である複数の水車タービン１
２を通過しながら駆動する。
、円周上の液体タービン７である複数の水車タービン１
２を通過しながら駆動する。
水車タービン１２を駆動した熱水ｗｈは、第２のセパレ
ータロータ８に排出さ′し、この第２のセパレータロー
タ８と共に回転する。
ータロータ８に排出さ′し、この第２のセパレータロー
タ８と共に回転する。
これをケーシング内に設けられたパイプ１４で捕捉し、
排出管１５から外部に排出する。
排出管１５から外部に排出する。
なお、上記方式のタービンを回転分離タービン、または
ロータリセパレータタービン（Ｒ８Ｔ）と称しており、
この方式のタービンは与えられたエネルギ源から在来の
タービンより３０％も多くの動力を出すこと、低い回転
速度でトルクが大きいと、広い速度範囲や負荷の変化で
運転できること、更には、他の高速回転タービンよりも
部品の精度が低くて良いので製作が簡単なこと等、数多
くの長所を有するものである。
ロータリセパレータタービン（Ｒ８Ｔ）と称しており、
この方式のタービンは与えられたエネルギ源から在来の
タービンより３０％も多くの動力を出すこと、低い回転
速度でトルクが大きいと、広い速度範囲や負荷の変化で
運転できること、更には、他の高速回転タービンよりも
部品の精度が低くて良いので製作が簡単なこと等、数多
くの長所を有するものである。
そこで本発明は、熱水貯蔵発電において、上記のごとき
数多くの長所を有する回転分離タービンを適用し、その
システムを簡略化し、蓄熱によるエネルギの有効利用率
を向上させることを目的としてなされたものである。
数多くの長所を有する回転分離タービンを適用し、その
システムを簡略化し、蓄熱によるエネルギの有効利用率
を向上させることを目的としてなされたものである。
即ち１本発明の熱水貯蔵タービン発電方法は、低負荷時
間帯に主発電装置の余剰エネルギを加圧熱水として熱水
貯蔵タンクに貯蔵し、ピーク負荷時にこの加圧熱水をと
り出して、タービンを駆動して発電する熱水貯蔵発電方
法において、該熱水貯蔵タンクからの加圧熱水を二相ノ
ズルにより膨張させて、気液二相流とし、この気液二相
流の流れにより、回転分離装置を回転させて、該回転分
離装置に液層を形成させると共に、蒸気を分離生成させ
、更に該回転分離装置に上記液層からの液体の通過によ
り駆動される液体タービンを設けて発電させることを特
徴とし、また上記回転分離装置にて生成された蒸気によ
り駆動される蒸気タービンを設けて更に発電させ、更に
その二相ノズル出口の圧力をその熱水圧力以下で、かつ
真空圧以上の圧力に設定し、液体の通過により駆動され
る液体タービン及び回転分離装置にて生成された蒸気に
より駆動される蒸気タービンからの各動力の和を最大出
力値とすることができる。
間帯に主発電装置の余剰エネルギを加圧熱水として熱水
貯蔵タンクに貯蔵し、ピーク負荷時にこの加圧熱水をと
り出して、タービンを駆動して発電する熱水貯蔵発電方
法において、該熱水貯蔵タンクからの加圧熱水を二相ノ
ズルにより膨張させて、気液二相流とし、この気液二相
流の流れにより、回転分離装置を回転させて、該回転分
離装置に液層を形成させると共に、蒸気を分離生成させ
、更に該回転分離装置に上記液層からの液体の通過によ
り駆動される液体タービンを設けて発電させることを特
徴とし、また上記回転分離装置にて生成された蒸気によ
り駆動される蒸気タービンを設けて更に発電させ、更に
その二相ノズル出口の圧力をその熱水圧力以下で、かつ
真空圧以上の圧力に設定し、液体の通過により駆動され
る液体タービン及び回転分離装置にて生成された蒸気に
より駆動される蒸気タービンからの各動力の和を最大出
力値とすることができる。
以下第４図を参照して本発明の詳細な説明するが、第１
図及び命２図の従来例と同じ部品は同じ部品番号で示し
ている。
図及び命２図の従来例と同じ部品は同じ部品番号で示し
ている。
第４図の本実施例における熱水貯蔵タービン発電装置で
は、低負荷時間帯に主発電装置の余剰エネルギを熱水ｗ
ｈまたは蒸気Ｓの状態がら加圧された熱水として、熱水
貯蔵タンク１に貯蔵し、ピーク負荷時にこの臓水ｗｈを
とりだして、第３図で説明したのとほぼ同様の構成及び
機能を有する回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６に導き
、その回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６の出口圧力を
適当に制御することにより、回転分離タービン（Ｒ８Ｔ
）１６よりその動力を得て、その同軸上に設けられた
発電機３により発電させるものである。
は、低負荷時間帯に主発電装置の余剰エネルギを熱水ｗ
ｈまたは蒸気Ｓの状態がら加圧された熱水として、熱水
貯蔵タンク１に貯蔵し、ピーク負荷時にこの臓水ｗｈを
とりだして、第３図で説明したのとほぼ同様の構成及び
機能を有する回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６に導き
、その回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６の出口圧力を
適当に制御することにより、回転分離タービン（Ｒ８Ｔ
）１６よりその動力を得て、その同軸上に設けられた
発電機３により発電させるものである。
また、この回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６より排出
さ・れる分離生成された蒸気Ｓを上記回転分離タービン
（Ｒ８Ｔ ）１６と同軸上に設□けられた通常の蒸気タ
ービン（ＳＴ ）２に導き、更にその動力を得て発電さ
せている。
さ・れる分離生成された蒸気Ｓを上記回転分離タービン
（Ｒ８Ｔ ）１６と同軸上に設□けられた通常の蒸気タ
ービン（ＳＴ ）２に導き、更にその動力を得て発電さ
せている。
蒸気タービン２より排出される蒸気Ｓは、図示されてい
ない復水器により復水となり、ポンプで昇圧され、回転
分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６により分離され、排出さ
れ′る温水ｗｈ’と共に外部に排出される。
ない復水器により復水となり、ポンプで昇圧され、回転
分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６により分離され、排出さ
れ′る温水ｗｈ’と共に外部に排出される。
なお、上記実施例における回転分離装置に液体タービン
として水車タービン１２を設けた回転分離タービン（Ｒ
８Ｔ ）１６の詳細は、第３図を参照して前述している
ので、ここではその説明を省略する。
として水車タービン１２を設けた回転分離タービン（Ｒ
８Ｔ ）１６の詳細は、第３図を参照して前述している
ので、ここではその説明を省略する。
また、この回転分離タービン（Ｒ８Ｔ ）１６における
二相ノズル１０出口の圧力は、液層である熱水靜の圧力
以下で、かつ真空圧以上の圧力に設定することが望まし
く、これら液体夕２−ビン（Ｒ８Ｔ ）１６及び蒸気タ
ービン（ＳＴ ）２がらの各動力の和が本実施例におけ
〜る熱水貯蔵タービン発電装置の最大出力値になる。
二相ノズル１０出口の圧力は、液層である熱水靜の圧力
以下で、かつ真空圧以上の圧力に設定することが望まし
く、これら液体夕２−ビン（Ｒ８Ｔ ）１６及び蒸気タ
ービン（ＳＴ ）２がらの各動力の和が本実施例におけ
〜る熱水貯蔵タービン発電装置の最大出力値になる。
以上に説明した本発明の熱水貯蔵タービン発電方法は、
既存の発電所に基本的な変更を加えることなく、簡単な
設備の増設のみで適用でき、しかも７前述せる回転分離
タービンにおける多くの優れた長所をとり入れることが
できるので、ボイラの容量に比較してその出力の増大が
可能であり、特にこれらの前述の利点は従来の揚水発電
による方式に比較して立地難の緩和にも有効である。
既存の発電所に基本的な変更を加えることなく、簡単な
設備の増設のみで適用でき、しかも７前述せる回転分離
タービンにおける多くの優れた長所をとり入れることが
できるので、ボイラの容量に比較してその出力の増大が
可能であり、特にこれらの前述の利点は従来の揚水発電
による方式に比較して立地難の緩和にも有効である。
更に１本発明によれば蒸気条件をあまり変動せずに負荷
変動に対応できるという利点もある。
変動に対応できるという利点もある。
第１図は従来のフラッシュ法による熱水貯蔵発電方式を
示す概略系統図、第２図は従来のトータル７０−タービ
ン発電方式による熱水貯蔵発電方式を示す概略系統図、
第３図は従来の回転分離タービンの原理を示す部分断面
の斜視図、第４図は本発明の実施例における熱水貯蔵タ
ービン発電方法を示す概略系統図である。 １・・・熱水貯蔵タンク、２・・・蒸気タービン（ＳＴ
）、！・・・発電機、７・・・主セパレータロータ、８
・・・第２のセパレータロータ、１０・・・二相ノズル
、１２・・・水車タービン、１６・・・回転分離タービ
ン（Ｒ８Ｔ ）、Ｓ 、 Ｓ’、 Ｓ”・・・蒸気、靜
・・・熱水。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎下和彦
示す概略系統図、第２図は従来のトータル７０−タービ
ン発電方式による熱水貯蔵発電方式を示す概略系統図、
第３図は従来の回転分離タービンの原理を示す部分断面
の斜視図、第４図は本発明の実施例における熱水貯蔵タ
ービン発電方法を示す概略系統図である。 １・・・熱水貯蔵タンク、２・・・蒸気タービン（ＳＴ
）、！・・・発電機、７・・・主セパレータロータ、８
・・・第２のセパレータロータ、１０・・・二相ノズル
、１２・・・水車タービン、１６・・・回転分離タービ
ン（Ｒ８Ｔ ）、Ｓ 、 Ｓ’、 Ｓ”・・・蒸気、靜
・・・熱水。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎下和彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、低負荷時間帯に主発電装置の余剰エネルギノ を加圧熱水として熱水貯蔵タンクに貯蔵し、ピーク負荷
時にこの加圧熱水をとり出して、タービンを駆動して発
電する熱水貯蔵発電方法において、該熱水貯蔵タンクか
らの加圧熱水を二相ノズルにより膨張させて、気液二相
流とし、この気液二相流の流れにより１回転分離装置を
回転させて、該回転分離装置に液層を形成させると共に
、蒸気を分離生成させ、更に該回転分離装置に上記液層
からの液体の通過により駆動される液体タービンを設け
て発電させている熱水貯蔵タービン発電方法。 ２、回転分離装置に生成された蒸気により駆動される蒸
気タービンを設けて発電させている特許請求の範囲・第
１項記載の熱水貯蔵タービン発電方法。 ３、二相ノズル出目の圧力をその熱水圧力以下で、かつ
真空圧以上の圧力に設定し、液体の通過により駆動され
る液体タービン及び回転分離装置にて手盛、された蒸気
により駆動される蒸気タービンからの各動力の和を最大
出力値としている特許請求の範囲第２項記載の熱水貯蔵
タービン発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11676681A JPS5818504A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 熱水貯蔵タ−ビン発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11676681A JPS5818504A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 熱水貯蔵タ−ビン発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818504A true JPS5818504A (ja) | 1983-02-03 |
Family
ID=14695198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11676681A Pending JPS5818504A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 熱水貯蔵タ−ビン発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818504A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6229707A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 動力発生装置 |
| WO2013062922A1 (en) * | 2011-10-22 | 2013-05-02 | Baxter Larry L | Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture |
| JP2015229980A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社テイエルブイ | 蒸気システム |
| CZ308910B6 (cs) * | 2007-10-04 | 2021-08-25 | Auxilien, A. S. | Způsob rozšíření regulačního rozsahu elektrického výkonu dodávaného do elektrizační soustavy a energetický systém s rozšířeným regulačním rozsahem |
-
1981
- 1981-07-25 JP JP11676681A patent/JPS5818504A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6229707A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 動力発生装置 |
| CZ308910B6 (cs) * | 2007-10-04 | 2021-08-25 | Auxilien, A. S. | Způsob rozšíření regulačního rozsahu elektrického výkonu dodávaného do elektrizační soustavy a energetický systém s rozšířeným regulačním rozsahem |
| WO2013062922A1 (en) * | 2011-10-22 | 2013-05-02 | Baxter Larry L | Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture |
| US9410736B2 (en) | 2011-10-22 | 2016-08-09 | Sustainable Energy Solutions, Llc | Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture |
| JP2015229980A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社テイエルブイ | 蒸気システム |
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