JPS6160242B2 - - Google Patents

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JPS6160242B2
JPS6160242B2 JP12048481A JP12048481A JPS6160242B2 JP S6160242 B2 JPS6160242 B2 JP S6160242B2 JP 12048481 A JP12048481 A JP 12048481A JP 12048481 A JP12048481 A JP 12048481A JP S6160242 B2 JPS6160242 B2 JP S6160242B2
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JP
Japan
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steam
heat
heat storage
power generation
storage
Prior art date
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Expired
Application number
JP12048481A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5823207A (ja
Inventor
Teruhide Hamamatsu
Hiroshi Ishikawa
Hiroshi Hamano
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.)
Toshiba Corp
Denryoku Chuo Kenkyusho
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Denryoku Chuo Kenkyusho
Nippon Kokan 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 Toshiba Corp, Denryoku Chuo Kenkyusho, Nippon Kokan Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12048481A priority Critical patent/JPS5823207A/ja
Publication of JPS5823207A publication Critical patent/JPS5823207A/ja
Publication of JPS6160242B2 publication Critical patent/JPS6160242B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/12Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having two or more accumulators

Landscapes

  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓄熱器とピーク用発電ユニツトを組合
わせた蒸気貯蔵発電系統を有する火力発電プラン
トに関する。
近年電力需要はますます増加の方向にあり、そ
の需要形態は昼間需要が多く夜間の需要は比較的
少ない。そこで、この昼と夜との需要アンバラン
スに対応する一つの方法として、蓄熱器とピーク
用発電ユニツトとを組合わせた蒸気貯蔵発電が提
案されている。すなわち、上記蒸気貯蔵発電とは
電力需要が少ない夜間に火力発電ユニツトから蒸
気を抽気してその熱エネルギを蓄熱器に蓄え、電
力需要の多い昼間にその蓄えた熱エネルギを使つ
て蒸気を発生させ、その蒸気でピーク用タービン
を駆動して電気を発生させる発電方式であり、昼
夜の電力需要のアンバランスに対応する一つの有
力な手段である。
すなわち、第1図は上記蒸気貯蔵発電系統を有
する火力発電プラントの系統図であつて、図中符
号1はボイラであり、そのボイラ1で発生した蒸
気が高圧タービン2に供給されさらにボイラ1の
再熱器3を経て中・低圧タービン4に供給され、
高圧タービン2および中・低圧タービン4で仕事
を行ない、上記高圧タービン2および中・低圧タ
ービン4に連結された発電機5を駆動する。中・
低圧タービン4で仕事を行なつた蒸気は復水器6
に入りそこで復水せしめられ、その復水が復水ポ
ンプ7、低圧給水加熱器8、脱気器9、給水ポン
プ10および高圧給水加熱器11を経て再びボイ
ラ1に還流される。
一方、高圧タービン2からボイラ1の再熱器3
に蒸気を供給する低温再熱蒸気ライン12から
は、分岐導管13が分岐導出されており、その分
岐導管13の端部は蓄熱蒸気抽気弁14および逆
止弁15を経て、蓄熱器16とピーク用タービン
17とを結ぶ蒸気供給ライン18に接続されてい
る。上記蒸気供給ライン18の蓄熱器16接続側
端部は2又に分かれており、その一方には仕切弁
19および蒸気を蓄熱器16の方にのみ流通せし
め得る逆止弁20が設けられ、他方には蓄熱器1
6からの蒸気を流通せしめ得る逆止弁21および
仕切弁22が設けられている。また、蒸気供給ラ
イン18の前記分岐導管13の接続部よりピーク
用タービン17寄りには、逆止弁23および蒸気
加減弁24が設けられている。
しかして、蓄熱蒸気抽気弁14および仕切弁1
9を開き仕切弁22および蒸気加減弁24を閉状
態にしておくと、高圧タービン2から排出された
蒸気の一部が分岐導管13および蒸気供給ライン
18を通つて蓄熱器16に供給されそこで熱水と
して貯蔵される。一方、高圧タービン2および
中・低圧タービン4の負荷能力以上の高負荷要求
時には、蓄熱蒸気抽気弁14および仕切弁19を
閉じ、仕切弁22および蒸気加減弁24を開く
と、蓄熱器16内に貯蔵された熱水が減圧によつ
て自己蒸発し、その蒸気がピーク用タービン17
に入り仕事を行ない、そのピーク用タービン17
に連結されたピーク用発電機25を駆動して電力
を発生させる。ピーク用タービン17で仕事を行
なつた蒸気は復水器26で復水されポンプ27で
復水貯蔵タンク28に送られそこで貯蔵され、そ
の後蓄熱器16に蒸気が供給されている際に、ポ
ンプ29によつて前記復水器6或はその下流側の
復水ラインに返流される。
このように、この種火力発電プラントは、ボイ
ラ1および高圧タービン2、中・低圧タービン4
等からなる主発電系統Aと、蓄熱器16およびピ
ーク用タービン17等からなる蒸気貯蔵発電系統
Bとにより構成され、昼間の電力需要が大きい場
合には、上記主発電系統Aにより発電を行なうと
ともに、蓄熱器16に貯蔵された熱エネルギを利
用する蒸気貯蔵発電系統Bによつても発電を行な
うことができる。
ところが、このような発電プラントにおいて
は、貯蔵用の蒸気を低温再熱蒸気ラインから抽気
しているため、貯蔵用の蒸気を直接蓄熱器16に
入れることが可能であるが、次のような問題があ
る。すなわち、ボイラ負荷は極力低下させずにタ
ービン負荷としては低負荷が要求され、一方蒸気
貯蔵発電系統Bの負荷は高いことが要求されるこ
とがある。したがつて、この要求を満すためには
多量の貯蔵用蒸気を主発電系統Aから抽気する必
要がある。ところが、多量の蒸気を低温再熱蒸気
から抽気すると、再熱器3を通過する蒸気が必要
以上に減少して過負荷になる場合があり、この再
熱器3の過負荷防止のために再熱器に過負荷防止
対策を施こす必要がある。また、再熱器3に低温
再熱蒸気の多量の抽気による過負荷防止対策を施
こさない場合には、多量の蒸気を低温再熱蒸気か
ら抽気できないから、ボイラ負荷をタービン負荷
に応じて再熱器3が過負荷にならない程度に低く
する必要があり、したがつて多量の貯蔵用蒸気が
得られないために蒸気貯蔵発電系統Bの負荷容量
は大きくならない等の問題がある。一方、蒸気貯
蔵発電系統Bで発電に使用される蒸気は、蓄熱器
内の減圧による自己蒸発から得られるから略飽和
蒸気である。このため、ピーク用タービン内での
蒸気の有効熱落差は小さく、蒸気貯蔵発電系統B
の負荷容量を大きくするためには、多量の貯蔵用
蒸気を得ることが必要である。
本発明はこのような点に鑑み、高熱量・大容量
の蒸気源を貯蔵用蒸気として利用することがで
き、ピーク用タービンの大容量化を画ることがで
き、しかも再熱器の設計変更を行なうことなく、
容易に既存の火力発電プラントに蒸気貯蔵発電系
統を設けることができるようにした火力発電プラ
ントを提供することを目的とするものであつて、
特に高温再熱蒸気を抽気して蓄熱器に供給するよ
うにするとともに、高温再熱蒸気を蓄熱器に供給
し或はその蓄熱器からの蒸気をピーク用タービン
に供給する蒸気供給ラインに、上記蓄熱器に供給
される蒸気の熱によつて蓄熱され、その蓄熱熱量
によつてピーク用タービンへの蒸気の加熱を行な
う蓄熱熱交換器を配設したことを特徴とするもの
である。
以下、第2図を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。なお、第1図と同一部分には同一
符号を付しその詳細な説明は省略する。
第2図において、蓄熱器16に貯蔵用蒸気を供
給するための分岐導管13は、高温再熱蒸気ライ
ン30から分岐導出せしめられており、その分岐
導管13の他端は蓄熱蒸気抽気弁14、逆止弁1
5を介して、蓄熱器16とピーク用タービン17
とを結ぶ蒸気供給ライン18の途中に接続されて
いる。
ところで、上記蒸気供給ライン18には、上記
分岐導管13の接続点より蓄熱器16側に、蓄熱
媒体として顕熱あるいは潜熱を利用し得る溶融塩
或は金属を使用した高温用蓄熱熱交換器31が配
設されている。上記高温用蓄熱熱交換器31は高
温槽32と低温槽33とを有し、その高温用蓄熱
熱交換器31に高温蒸気が蓄熱器16の方向に流
通されると、蓄熱媒体は上記高温蒸気と熱交換し
て低温槽33から高温槽32へと移動し、貯蔵用
の高温蒸気の持つ過熱熱量分を受け取り高温槽3
2に蓄熱され、逆に蓄熱槽16からピーク用ター
ビン17方向に蒸気が流れる場合には、高温槽3
2に貯蔵された蓄熱媒体が高温槽32から低温槽
33に移動する際に、高温用蓄熱熱交換器31を
通過する蒸気に熱を与えて過熱蒸気とする。
しかして、主発電系統Aに対する負荷が低い場
合には、蓄熱蒸気抽気弁14および仕切弁19が
開かれ、一方仕切弁22および蒸気加減弁24が
閉じられている。したがつて、再熱器3から出た
高温再熱蒸気が分岐導管13によつて抽気され、
蓄熱蒸気抽気弁14、逆止弁15を通り高温用蓄
熱熱交換器31を通過した後、仕切弁19および
逆止弁20を経て蓄熱器16に導入され熱水とし
て貯蔵される。そしてこの際、高温用蓄熱熱交換
器31において、抽気された高温再熱蒸気が蓄熱
媒体と熱交換してその蓄熱媒体に熱を与え、蒸気
自身は過熱熱量分が除去されて蒸気から熱水への
変換時における放出熱量が少なくなり、蓄熱器に
熱水として容易に貯蔵される。
一方、電力需要が増大してプラントに対する負
荷要求が高くなり、主発電系統Aが負荷を負担で
きない状態になると、蓄熱蒸気抽気弁14および
仕切弁19が閉じられ、仕切弁22および蒸気加
減弁24が開方向に制御される。したがつて、蓄
熱器16に貯蔵されていた熱水が蒸気加減弁24
の開動作により減圧して自己蒸発して蒸気とな
り、高温用蓄熱熱交換器31を通過する際に蓄熱
媒体から熱を受け取り過熱蒸気となつた後ピーク
用タービン17に流入し、そこで仕事を行ないピ
ーク用発電機25を駆動して電力を発生させる。
そして上記ピーク用タービン17から排出された
蒸気は復水器26で復水せしめられ、ポンプ27
によつて復水貯蔵タンク28に貯蔵され、その後
主発電系統Aから蒸気貯蔵発電系統Bに蒸気が供
給されているときに、復水貯蔵タンク28内の復
水は復水器6或は主発電系統Aの復水・給水装置
のラインに返流される。
以上説明したように、本発明においては蓄熱器
に貯蔵する蒸気を高温再熱蒸気ラインから抽気す
るようにしたので、再熱器を通過する蒸気を余り
変化させることなく多量の貯蔵用蒸気を主発電系
統から抽気することができる。しかも再熱器通過
蒸気量が貯蔵用蒸気の抽気によつて変化しないか
ら、再熱器の過負荷防止対策を施こす必要も生せ
ずに、多量の貯蔵用蒸気抽気分だけボイラの負荷
の低下幅を小さくしてタービン負荷を小さくする
ことができ、さらに貯蔵用蒸気としては高熱量・
大容量の蒸気を得ることができる。さらに本発明
においては、高温用蓄熱熱交換器を設けたので、
貯蔵用蒸気の有する過熱分の熱量を一旦蓄熱して
おくことができて、貯蔵用蒸気のもつ熱量の損失
を極力小さくして大容量の蓄熱をすることがで
き、一方上記蓄熱によつてピーク用タービンに使
用する蒸気を過熱蒸気とすることができて、ピー
ク用タービン内の蒸気の有効熱落差を大きくで
き、タービンの高効率化を画ることができる。こ
のようにピーク用タービンの負荷能力を増大し貯
蔵された熱量を有効に利用できるため、ボイラ負
荷能力を変えずに、火力発電プラント全体の負荷
能力を大きくすることもできる。しかも、既存の
発電プラントの設計技術を格別変更することな
く、既存の火力発電プラントの負荷能力を増加さ
せ、電力需要の変動に容易に対応せしめることが
できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の蒸気貯蔵発電系統を有する発電
プラントの系統図、第2図は本発明における蒸気
貯蔵発電系統を有する発電プラントの系統図であ
る。 1…ボイラ、2…高圧タービン、3…再熱器、
4…中・低圧タービン、13…分岐導管、14…
蓄熱蒸気抽気弁、19,22…仕切弁、24…蒸
気加減弁、16…蓄熱器、17…ピーク用タービ
ン、30…高温再熱蒸気ライン、31…高温用蓄
熱熱交換器、32…高温槽、33…低温槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ボイラにより発生した蒸気の一部を蓄熱器に
    貯蔵し、高負荷要求時に上記蓄熱器に貯蔵された
    蒸気によつてピーク用タービンを駆動するように
    した、蒸気貯蔵発電系統を有する火力発電プラン
    トにおいて、高温再熱蒸気を抽気して上記蓄熱器
    に供給するようにするとともに、高温再熱蒸気を
    蓄熱器に供給し或はその蓄熱器からの蒸気をピー
    ク用タービンに供給する蒸気供給ラインに、上記
    蓄熱器に供給される蒸気の熱によつて蓄熱されそ
    の蓄熱熱量によつてピーク用タービンへの蒸気の
    加熱を行なう蓄熱熱交換器を配設したことを特徴
    とする、蒸気貯蔵発電系統を有する火力発電プラ
    ント。
JP12048481A 1981-07-31 1981-07-31 蒸気貯蔵発電系統を有する火力発電プラント Granted JPS5823207A (ja)

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