JPS6026107A - 廃熱変換装置一体型発電プラント - Google Patents

廃熱変換装置一体型発電プラント

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JPS6026107A
JPS6026107A JP57137834A JP13783482A JPS6026107A JP S6026107 A JPS6026107 A JP S6026107A JP 57137834 A JP57137834 A JP 57137834A JP 13783482 A JP13783482 A JP 13783482A JP S6026107 A JPS6026107 A JP S6026107A
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turbine
stage
pressure
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JP57137834A
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ルシイエン・ワン・ブロニキイ
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ORUMATSUTO TAABINZU 1965 Ltd
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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
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/02—Use of accumulators and specific engine types; Control thereof
    • F01K3/04—Use of accumulators and specific engine types; Control thereof the engine being of multiple-inlet-pressure type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ある段階における出力が次の段階における入
力となるような、以下において先述型の発電プラントと
略称する多段階タービンを利用するすぐれた発電プラン
トに関する〇 先述型の種々の工業的発電プラントにおいて、循環的な
電気負荷はボイラーによシ生ずるスチームの量を制御す
ることによシ、或いはタービン各段階に対する入口圧力
を制御することによシ調整される。発電プラントの電気
負荷がその所定（定格）出力である時は、ボイラーはス
チームを所定温度、圧力及び流動速度で発生する。一方
、発電プラントの電気負荷が所定値以下に減すると、タ
ービン出力は減じなければりらない。ピークタービン効
率が所定負荷で発生するため、発電プラントによ）見ら
れる電力の費用は、所定負荷以下で作動が行われる場合
悪影響をうける。更にタービン出力を減するための従来
の方法は全体的なシステムを非効率的なものとする。従
ってタービン出力を減するためタービン入口圧力を減す
る（絞る）ことは燃料を浪費する不可逆的な過程を導く
ことになる。
またボイラーをその設計条件以下で作動して物質の流動
を減するととも、燃料の効率的な使用を減する結果とな
る。
従って本発明の目的は、上述欠陥を克服するか実質的に
減する先述型の新規ですぐれた発電プラントを提供する
ことである。
本発明による発電プラントにおいては、所定の温度及び
圧力で所定量の高圧スチームを、高圧段階及び高圧段階
から排気される低圧スチームによシ駆動される少くとも
一つの低圧段階を有するスチームタービンに供給するよ
うに作動する。スチームタービンによシ駆動される主発
電機は電気を種々の負荷で発生する。負荷が所定値以下
に減するとボイラー作動は維持されるがタービンの高圧
段階から排出される低圧スチームは低圧段階から蓄熱部
に移動する。蓄熱部は例えば大量の水を保容してお）、
その量は所定負荷以下で発電フリントが作動する間低圧
スチーム中の熱を貯めるのに十分な量である。それ自体
の発電機を有する廃熱変換装置は蓄熱部で貯められる低
圧熱に応動し、発電プラントの出力を補足するため負荷
に対する電力を供給するよう選択的に作動しうる。廃熱
変換装置の出力はピーク電力を得るために使用するとと
ができ、かくして主発電プラントの閉止中低レベル電力
を供給することができるだけでなく主発電プラントのサ
イズを減することができる。更に作動中は、ボイラー及
びタービンの高圧段Ｒｈピーク効率で作動し、その結果
、本発明による発電プラントの燃料コストを同じサイズ
の従来の発電プラントの燃料コスト以下にすることがで
きる。
次に本発明を添付図面と関連しつつ更に詳細に説明する
。
第１図に関し番号１０は本発明の発電プラントを概括的
に示し、これは廃熱変換装置１２が接続している先述型
の発電プラント１１をふぐｂ０発発電プラント格子従来
型のスチームボイラー１８、電力を発電プラント格子（
図示せず）に供給する発電機１５を駆動する多段階スチ
ームタービン１４、復水器１６及び供給ポンプ１７を有
する。
ボイラー１Ｂに供給される熱によってボイラーは高圧ス
チームを高圧タービン段階１８に供給し、その排気は弁
１９を経由して低圧スチームタービン２０に導かれ、低
圧タービン２０は復水器１６に排気する。流路２１を通
る冷ＪＩＩ水は低圧タービン２０からの排気を冷却し、
生ずる液水はポンプ１７によって再びボイラーに戻シ、
かくしてこの循環が完成する。
所定量の熱がボイラー１３に供給されると所定量の温度
及び圧力で所定量のスチーム流が生じる。
発電プラン）１１が作動状態になると、発電機１５は所
定電力を発電プラント格子に供給する。
この状態のもとてタービン１４ｉ１、その設計点で作動
し、その効率のみならず全発電プラントの効率は最大と
表る。発電機１５によシ供給される負荷が所定値よシ下
まわる場合、タービン１４の出力を減する従来の方法は
、高圧タービンに導かれるスチームの量を絞ることであ
シ、また低圧タービンに導かれるスチームの量を絞るこ
とである。
このことはタービンによる仕事量を減するけれどもその
効率も低下せしめる。更にタービンがその所定負荷以外
の状態で作動している時にはこのタービンの効率減少に
よる損失のほか、スチーム路における絞シにより発電プ
ラントの効率を更に減する不可逆的な過程を生ずる。そ
の結果、この発電プラントによシ生みだされる電力コス
トに占める燃料割合は、システムが所定条件以上に作動
する場合でも以下に作動する場合でも増加する。
システムの負荷が発電所の所定条件と異なる場合におけ
るこの非効率的な作動状態を解消するため、廃熱変換装
置１２及び蓄熱部２２が本発明発電プラントに組み込ま
れている。具体的には、蓄熱部２２には大量水が保蔵さ
れ、選択的に作動可能なバイパス弁１９を低圧タービン
２０から蓄熱部２２に通ずるよう開いた時にこの大量水
が加熱されるようにする。即ち弁１９を開いて高圧ター
ビン１８から排気される低圧スチームを低圧タービン２
０から蓄熱部２２に通し、低圧スチーム中の熱り低圧タ
ービンによる仕事に変換されるがわシに蓄熱部２２に収
容される水に移動する。
必要な場合、弁１９の作動は自動化してもよい。
この場合、発電機１６の出力に応動する負荷センサー４
０は制御信号を発生することができ、この信号は弁１９
を駆動して、発電プラント１１の負荷における所定減少
値に応動してタービン２０から蓄熱部２２への流動をそ
らせる。
バイパス弁１９の選択的作動による蓄熱部２２に加えら
れる水は、供給ポンプ１７の作動にょシ混合弁２４と接
続する通路２８を経由して除去され、かくしてボイラー
１８に至る水の流動は維持される。仁のようにして高圧
スチームタービン１８とボイラー１８は共に所定条件下
で作動を継続し、かくしてこれら二つの素子の作朶効率
を最大にしうる。
タービン１４中で使用されない熱はかくして蓄熱炉に貯
められる。
上述の条件は第２図に図示されておシ、この図において
第２Ａ図の曲線人は代表的な時間である２４時間内にお
ける負荷に対する時間変化を示す。
曲線Ａはプラント格子のための代表的な需要曲線を単に
説明したにすぎないことが理解されるべきである。図示
の状態において発電プラン１−１０は所定負荷を約２時
間、ｆｆｔｆｌｏ、００ａ、ｍ、からはｆｆ　１２．０
０　（正午）ｔで生ずる。そして次の１０時間は所定負
荷よシも低い負荷が生じることが必要である。正午から
１Ｏ−００ｐ、ｍまでの間に発電プラント１０によシ供
給されるべき負荷がタービン１４の高圧段階１８の定格
出力であるとすると、ボイラー１８により発生する過剰
熱は低圧段ＦＲ２０によシ仕事に変換されるかわシにバ
イパス１９の作動によシ蓄熱部２２に転換される。従っ
て次の１０時間ボイラー１８とタービン１８、はビーク
効率で作動する。
はＰｉ　１０．００　ｐ−ｍで発電プラント１０によシ
供給される負荷がその最低レベルに低下し、この最低レ
ベルは第２図においては廃熱発電機２５の能力でおり、
ボイラー１８の作動は停止し、廃熱変換装置１２が作動
する。
第１図に示すように廃熱変換装置１２は蒸発器２７の形
の閉鎖ランキン循環有機流体発電プラント２６、有機流
体タービン２８及び復水器２９を含むことが好ましい。
廃熱変換装置１２の作動を開始するにあたってはポンプ
８２を開いて加熱水を蓄熱部２２から導出せしめ蒸発器
中の熱交換器８０を通過せしめる。例えば７レオンその
他蒸発器２７中に収容されている流体はこの加熱水によ
シ蒸発し、蒸気に変わシ、これは有機流体タービン２８
の入口に達し、タービン２８は発電機２５を慣用の方法
で駆動する。タービン２８から排気される蒸気は復水器
２９に達し、ここで流路８１を通過する冷却水がタービ
ン２８から排気される蒸気を復水する；そして供給ポン
プＬかくして得られる有機流体を蒸発器２７に戻しかく
して循環が完成する。
発電プラント１０における負荷が定格負荷以下である間
ボイラー１８が作動しているため、十分な熱が蓄熱部２
２に貯められ、それによシ廃熱変換装置１２は探ｆｆ１
ｏ：００ｐ−ｍから翌朝の峰は６：００ａ、ｍまで作動
し、発電機２５の出力からのプラント格子の要求に応え
るように表っている。探ｌ′ｆ６：００ａ、ｍに廃熱変
換装置１２の作ｖｂは、ポンプ８２を閉じることによっ
て終シ、弁１９を作動してタービン１８の排気が、熱を
ボイラー１８に供給するととによって発電プラント１１
を作動させると同時にタービン２００Å口に導かれる。
かくして発電プラント１０により供給されるエネルギー
は発電機２６から発雷１機１５へ転流し、定格負荷が再
び発電プラントによル供給される。
第２図に示すようにｎＦＩＦ３：ＯＯｓＬ−ｍで発電プ
ラント１０によル供給される実負荷は約２時間ピークに
達する◎そしてこのピーク時間の間廃熱変換装置１２は
再び作動しそれにょシ発電機１６及び２５は同時にエネ
ルギーをプラント格子に供給する。
第２Ｂ図における曲線は廃熱変換装置１２が作動してい
る期間を示し、また第２０図はタービン１８の高圧段階
における作動期間を示す。最後に第２Ｄ図の曲線はター
ビンの低圧段階が作動する期間を示す。廃熱変換装置の
作動及び多段階タービン１４の各段階の作動の結果、第
２図の曲ａｈに示される負荷特性が生じる。
蓄熱部２２は開いている水タンクであってよく、高圧タ
ービン１８から排気される低圧スチームが蓄熱部におけ
る水と直接的な接触をするような配置とする◇或いは蓄
熱部は水以外の液体であシ、熱は低圧スチームから適当
な熱交換器（図示せず）によシ蓄熱液中に移すことがで
きる。
閉鎖ランキン−循環型有機流体発電プラントが第１図に
示されているけれども、他の型の発電プラントも利用で
きる。例えば低圧スチームタービンも高熱変換装置の一
部も利用できる。仁のような場合蒸発器はフラッジ−蒸
発器であってもよく、７ラツシーすべき水を蓄熱部２２
からとシ出しスチームにすることができ、スチームをま
スチームタービン駆動発電機２５に供給される。
本発明による方法及び装置によシ得られる利点及びすぐ
れた結果は、本発明の好ましい実施態様に基ずく以上の
説明によシ明らかであると信じる。
本発明の精神及び範囲をへ脱することなく種々の変更及
び修正が考えられることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
ｍ１図り本発明による発電プラントのブロックダイヤグ
ラム； 第２Ａ−２Ｄ図は、ボイラーと高熱変換装置の作動によ
る負荷の変化を示す時間ダイヤグラムである。 図中、番号１０は発電プラント全体、１２は廃熱変換装
置、１Ｂはボイラー、１４はタービン全体、１５は発電
機、１６Ｌ復水器、１７１よポンプ、１８は高圧段階タ
ービン、１９は分岐弁、２Ｇは低圧段階タービン、２１
は流路、２２は蓄熱部、２５は発電機、２６は閉鎖ラン
キン−循環型有機流体発電プラント、２７は蒸発器、２
８は有機流体タービン、２９は復水器、８１は冷却水コ
イル、８２社供給ポンプである。 特許出願人　オルマット　タービンズ リミテッド 手続補正書 昭和５７年　９月２０日 ２、発明の名称 多段階タービンを有する発電プラント ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名（名称）　オルマット　タービンズ　リミテッド４
、代理人 住　所　東京都文京区白山５丁目１４番７号３２−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　種々の負荷で電力を生ずる主発電機を駆動する多段
    階スチームタービンに、所定の圧力及び温度で所定量の
    高圧スチームを供給するボイラーを有する発電プラント
    において、 電気負荷が主発電機の所定値以下に降下した時に、蓄熱
    部へ、スチームタービンの少くとも一つの中間段階から
    低圧スチームを選択的に通すための選択的に作動するバ
    イパスを設け、それによＬ［ｊ気負筒とは独立にスチー
    ムタービンに所定温度及び圧力で所定量のスチームをボ
    イラーが供給しつづけるようにし、 更に前記負荷で電気を選択的に発生せしめるため蓄熱部
    におりる低圧熱に応動する廃熱変換装置を設けたことを
    特徴とする発電プラント。 区　特許請求の範囲第１項記載のプラントであって、廃
    熱変換装置が閉鎖ランキン−循ｍ型有機流体発電プラン
    トであることを４ｆ徴とするプラント。 ａ　特許請求の範囲第２項記載のプラントであって、低
    圧スチームが電気負荷に応動して蓄熱部に自動的に分路
    されるようにしたプラント。 生　特許請求の範囲第２項記載のプラントであって、蓄
    熱部が大量水をＩＵｉ容しているプラント。 丘　下記素子： ０）高圧段階、及び高圧段階から排気される低圧スチー
    ムによシ駆動される少くとも一つの低圧段階を有するス
    チームタービンに所定温度及び圧力で所定量の高圧スチ
    ームを供給する作動のできるスチームボイラー； ←）種々の負荷で電気を発生するためスチームタービン
    によシ駆動される主発布１機；（→　低圧熱を保蔵する
    ための蓄熱部；に）前記低圧スチームを蓄熱部へ選択的
    に分岐させるための作動手段；及び （ホ）種々の負荷で電気を発生するため、蓄熱部中の低
    圧熱に応動する廃熱変換装置； を一体的に有する発電プラント。 ６　特許請求の範囲第５項記載の発電プラントであって
    、廃熱変換装置が閉鎖ランキン−循環型有機流体発電プ
    ラントであることを特徴とするプラント０ ？　特許請求の範囲第６項記載の発電プラントであって
    、電気負荷のレベルに応動して蓄熱部へ低圧スチームを
    選択的に分岐させるための前記作動手段を自動的に駆動
    し電気負荷を制御する手段を有するプラント。 ＆　下記段階； ０フ　電気負荷に独立して所定高圧スチームを生ぜしめ
    ； ←）低圧段階を有する多段階スチームタービンの高圧入
    口に前記スチームを供給し； （ハ）スチームを低圧段階から蓄熱部に選択的に分岐せ
    しめ； に）蓄熱部からの熱で使用して電気を発生させるための
    廃熱変換装置を選択的に作動させる段階； を含む電気発生方法。 ａ　特許請求の範囲第８項記載の方法であって、低圧段
    階からのスチームは、電気負荷に応動して蓄熱部から分
    岐するようにした方法。 １α管ｒＦ請求の範囲第８項記載の方法であって、廃熱
    変換装置は、電気負荷が多段階タービンの所定能力を越
    える場合に作動するようにした方法。
JP57137834A 1981-08-07 1982-08-07 廃熱変換装置一体型発電プラント Granted JPS6026107A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/291,084 US4428190A (en) 1981-08-07 1981-08-07 Power plant utilizing multi-stage turbines
US291084 1994-08-18

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JPS6026107A true JPS6026107A (ja) 1985-02-09
JPH0436244B2 JPH0436244B2 (ja) 1992-06-15

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JP (1) JPS6026107A (ja)
DE (1) DE3229344A1 (ja)
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GB (1) GB2102889B (ja)
IL (1) IL66481A0 (ja)
IT (1) IT1149043B (ja)
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