JPS6332110A - 水素・酸素燃焼蒸気タ−ビンプラント - Google Patents
水素・酸素燃焼蒸気タ−ビンプラントInfo
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- JPS6332110A JPS6332110A JP17284886A JP17284886A JPS6332110A JP S6332110 A JPS6332110 A JP S6332110A JP 17284886 A JP17284886 A JP 17284886A JP 17284886 A JP17284886 A JP 17284886A JP S6332110 A JPS6332110 A JP S6332110A
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- Pending
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、水素及び酸素を燃焼して発生する水蒸気を作
動媒体とした蒸気タービンプラントに関する。
動媒体とした蒸気タービンプラントに関する。
従来の技術
従来の蒸気タービンプラントでは、給水を過熱して蒸気
を発生するボイラを有しており、このボイラで発生した
蒸気を動力源としてタービンを駆動している。従って、
ボイラの燃料となる石油、石炭、ガス等の持つ熱エネル
ギを蒸気に変換して蒸気タービンの回転軸上の仕事をさ
せているのである。
を発生するボイラを有しており、このボイラで発生した
蒸気を動力源としてタービンを駆動している。従って、
ボイラの燃料となる石油、石炭、ガス等の持つ熱エネル
ギを蒸気に変換して蒸気タービンの回転軸上の仕事をさ
せているのである。
発明が解決しようとする問題点
前述の従来例によれば、ボイラ伝熱管の材料上の制限か
らタービン駆動蒸気の温度は６５０℃以下に制限され、
蒸気プラントの熱効率を４０数％以上とすることはでき
なかった。
らタービン駆動蒸気の温度は６５０℃以下に制限され、
蒸気プラントの熱効率を４０数％以上とすることはでき
なかった。
問題点を解決するための手段
本発明は、前述の問題点を解決するもので、液状又はガ
ス状の理論燃焼当量比に制御された燃料となる水素と酸
化剤となる酸素とを導入して燃焼させる水素・酸素燃焼
器と、前記水素・酸素燃焼器において発生した水蒸気に
よって駆動される蒸気タービンと、不凝縮ガスを排出す
るガス抽出装置を有し前記蒸気タービンの排気を凝縮す
る復水器とを主要構成要素としたことを特徴とする水素
・酸素燃焼蒸気タービンプラントである。
ス状の理論燃焼当量比に制御された燃料となる水素と酸
化剤となる酸素とを導入して燃焼させる水素・酸素燃焼
器と、前記水素・酸素燃焼器において発生した水蒸気に
よって駆動される蒸気タービンと、不凝縮ガスを排出す
るガス抽出装置を有し前記蒸気タービンの排気を凝縮す
る復水器とを主要構成要素としたことを特徴とする水素
・酸素燃焼蒸気タービンプラントである。
作用
前述の手段によれば、水素の燃焼エネルギをすべて高温
高圧の水蒸気に変換することができる。
高圧の水蒸気に変換することができる。
この燃焼ガスである水蒸気には僅かな水素又は酸素が含
まれるのみで腐食性成分は含まれないため、蒸気ガスタ
ービン入口温度を１３００℃以上の高温とすることが可
能となる。また、ガス抽出装置付の復水器を設備するた
めタービン排気圧を従来の蒸気タービンプラント並みま
で低下することができ、蒸気タービンに最大限の仕事を
させることができる。これらの作用により、極めて高い
蒸気タービンプラント効率を得ることができる。
まれるのみで腐食性成分は含まれないため、蒸気ガスタ
ービン入口温度を１３００℃以上の高温とすることが可
能となる。また、ガス抽出装置付の復水器を設備するた
めタービン排気圧を従来の蒸気タービンプラント並みま
で低下することができ、蒸気タービンに最大限の仕事を
させることができる。これらの作用により、極めて高い
蒸気タービンプラント効率を得ることができる。
実施例
本発明の水素・酸素燃焼蒸気タービンプラントについて
、発電用に使用した実施例を図に示して説明する。燃料
となる液状又はガス状の水素ｌは、境 水素流量制御弁３を介して水素・酸素燃料器５に導入さ
れる。同様に、酸化剤として液状又はガス状の酸素２も
、酸素流量制御弁４を介して水素・酸素燃焼器５に導入
される。この時、燃料となる水素篭酸化剤となる酸素と
は、水素流量制御弁３と酸素流量制御弁４とによって理
論燃焼当量比（水素重量：酸素重量−１：８）となるよ
うに出力に見合った量に制御されている。水素・酸素燃
焼器５で燃焼した水素と酸素とは、水蒸気となって蒸気
タービン６に導かれ、ここで水蒸気のもつ熱力学的エネ
ルギは回転エネルギに変換され、発電機１５を廻して発
電する。さらに、蒸気タービン６で仕事をして排気され
た水蒸気は、復水器７に導かれ、外部から導入される冷
却水１１と熱交換させて復水する。この復水の一部は昇
圧ポンプ９で昇圧され、水素・酸素燃焼器５に送られて
冷却する。ここで昇圧された復水の圧力は、プラント規
模等の相違によるシステムの最適化によって変わるもの
であるが、−例として、水素・酸素燃焼器５の内圧を２
０ａｔａ、途中の圧力損失等を含めた新客噴霧器圧力損
失を１０Ｋｇ／ａｍ”とすれば、昇圧ポンプ９において
３０ａｔａまで昇圧しなければならないことになる。
、発電用に使用した実施例を図に示して説明する。燃料
となる液状又はガス状の水素ｌは、境 水素流量制御弁３を介して水素・酸素燃料器５に導入さ
れる。同様に、酸化剤として液状又はガス状の酸素２も
、酸素流量制御弁４を介して水素・酸素燃焼器５に導入
される。この時、燃料となる水素篭酸化剤となる酸素と
は、水素流量制御弁３と酸素流量制御弁４とによって理
論燃焼当量比（水素重量：酸素重量−１：８）となるよ
うに出力に見合った量に制御されている。水素・酸素燃
焼器５で燃焼した水素と酸素とは、水蒸気となって蒸気
タービン６に導かれ、ここで水蒸気のもつ熱力学的エネ
ルギは回転エネルギに変換され、発電機１５を廻して発
電する。さらに、蒸気タービン６で仕事をして排気され
た水蒸気は、復水器７に導かれ、外部から導入される冷
却水１１と熱交換させて復水する。この復水の一部は昇
圧ポンプ９で昇圧され、水素・酸素燃焼器５に送られて
冷却する。ここで昇圧された復水の圧力は、プラント規
模等の相違によるシステムの最適化によって変わるもの
であるが、−例として、水素・酸素燃焼器５の内圧を２
０ａｔａ、途中の圧力損失等を含めた新客噴霧器圧力損
失を１０Ｋｇ／ａｍ”とすれば、昇圧ポンプ９において
３０ａｔａまで昇圧しなければならないことになる。
水素・酸素燃焼器５を冷却した後の復水は、水素・酸素
燃焼器５で発生した燃焼ガス、すなわち高温・高圧の水
蒸気を所要の燃焼器出口温度に制御するため水素・酸素
燃焼器５の内部に注水される。
燃焼器５で発生した燃焼ガス、すなわち高温・高圧の水
蒸気を所要の燃焼器出口温度に制御するため水素・酸素
燃焼器５の内部に注水される。
所要の燃焼器出口温度及び燃焼器出口圧力も、システム
の最適化によって変わるものであるが、−例をあげれば
１３００℃で２０ａｔａということになる。
の最適化によって変わるものであるが、−例をあげれば
１３００℃で２０ａｔａということになる。
一方、水素・酸素燃焼器５の制御に使用されなかった復
水は、ポンプ１３にてタンク１４に送られて貯蔵され、
他の用途に使用される。また、復水器７にはガス抽出装
置８が設けられており、燃焼に関与しなかった水素ガス
又は酸素ガス等の不凝縮性ガスを排出するもので、蒸気
タービン背圧を極力小さくして最大の仕事量を得るもの
である。−例をあげると、復水器内に不凝縮性ガスがな
い場合には、復水器内圧は復水温度での飽和蒸気圧力と
なり、復水温度を３０℃とすれば復水器内圧は３１．８
ｍｍＨｇとなる。この時の真空度は７２８．２ｍｍＨｇ
（７６０ｍｍｌ（ｇ−３１，ｌｌｌｍｍＨｇ ＝７２
８．２ｍｍＨｇ）となり、不凝縮性ガスが存在する場合
には、不凝縮性ガスの分圧もあるので真空度は低くなる
のである。
水は、ポンプ１３にてタンク１４に送られて貯蔵され、
他の用途に使用される。また、復水器７にはガス抽出装
置８が設けられており、燃焼に関与しなかった水素ガス
又は酸素ガス等の不凝縮性ガスを排出するもので、蒸気
タービン背圧を極力小さくして最大の仕事量を得るもの
である。−例をあげると、復水器内に不凝縮性ガスがな
い場合には、復水器内圧は復水温度での飽和蒸気圧力と
なり、復水温度を３０℃とすれば復水器内圧は３１．８
ｍｍＨｇとなる。この時の真空度は７２８．２ｍｍＨｇ
（７６０ｍｍｌ（ｇ−３１，ｌｌｌｍｍＨｇ ＝７２
８．２ｍｍＨｇ）となり、不凝縮性ガスが存在する場合
には、不凝縮性ガスの分圧もあるので真空度は低くなる
のである。
このように、水素と酸素とを燃焼させることに上り熱交
換することなく直接に、しかも従来のボイラでは発生で
きなかった高温水蒸気を得ることができ、さらに水蒸気
を作動媒体として復水器で凝縮するので高真空の器内圧
が得られ、従ってタービン背圧も低くなり、非常に効率
の高い蒸気タービンプラントを提供できるのである。
換することなく直接に、しかも従来のボイラでは発生で
きなかった高温水蒸気を得ることができ、さらに水蒸気
を作動媒体として復水器で凝縮するので高真空の器内圧
が得られ、従ってタービン背圧も低くなり、非常に効率
の高い蒸気タービンプラントを提供できるのである。
発明の効果
前述の本発明によれば、下記のような効果が得られる。
（１）蒸気タービン入口蒸気条件として、容易に高温・
高圧の条件を選択でき、復水器の高い真空度を確保でき
ることからタービン人ロ／出ロ断熱落差を非常に大きく
とれる。このため、７０％程度以上の非常に高い熱効率
が達成できる。
高圧の条件を選択でき、復水器の高い真空度を確保でき
ることからタービン人ロ／出ロ断熱落差を非常に大きく
とれる。このため、７０％程度以上の非常に高い熱効率
が達成できる。
（２）水素・酸素燃焼ガス温度を水又は水蒸気によって
制御できるので、水素燃焼エネルギを１（１０％タービ
ン駆動用蒸気エネルギに変換できる。
制御できるので、水素燃焼エネルギを１（１０％タービ
ン駆動用蒸気エネルギに変換できる。
（３）上記（２）に示した燃焼ガス制御に復水を用いる
ことができるので、補給水が不要となる。
ことができるので、補給水が不要となる。
（４）蒸気タービン排気中の不凝縮性ガスを復水器に設
けたガス抽出装置によって系外へ除去するので、不凝縮
性ガス圧力によるタービン人ロ／出ロ断熱落差の低下を
防ぎ、高い真空度を確保できる。
けたガス抽出装置によって系外へ除去するので、不凝縮
性ガス圧力によるタービン人ロ／出ロ断熱落差の低下を
防ぎ、高い真空度を確保できる。
（５）水素を燃料とするため、ＮＯｘ、 ＳＯｘ及びＣ
ｏ。
ｏ。
を排出することがなく無公害である。
図は、本発明の実施例として、水素・酸素燃焼蒸気ター
ビンプラントを発電に利用した回路図である。 ｌ・・液状又はガス状の水素、２・・液状又はガス状の
酸素、３・・水素流量制御弁、４・・酸素流量制御弁、
５・・水素・酸素燃焼器、６・・蒸気タービン、７・・
復水器、８・・ガス抽出装置、９・・昇圧ポンプ、ＩＯ
・・不凝縮性ガス、１１復代理人 木 村 正 巳 （ほか１名）
ビンプラントを発電に利用した回路図である。 ｌ・・液状又はガス状の水素、２・・液状又はガス状の
酸素、３・・水素流量制御弁、４・・酸素流量制御弁、
５・・水素・酸素燃焼器、６・・蒸気タービン、７・・
復水器、８・・ガス抽出装置、９・・昇圧ポンプ、ＩＯ
・・不凝縮性ガス、１１復代理人 木 村 正 巳 （ほか１名）
Claims (1)
- 液状又はガス状の理論燃焼当量比に制御された燃料とな
る水素と酸化剤となる酸素とを導入して燃焼させる水素
・酸素燃焼器と、前記水素・酸素燃焼器において発生し
た水蒸気によって駆動される蒸気タービンと、不凝縮ガ
スを排出するガス抽出装置を有し前記蒸気タービンの排
気を凝縮する復水器とを主要構成要素としたことを特徴
する水素・酸素燃焼蒸気タービンプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17284886A JPS6332110A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 水素・酸素燃焼蒸気タ−ビンプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17284886A JPS6332110A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 水素・酸素燃焼蒸気タ−ビンプラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332110A true JPS6332110A (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=15949435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17284886A Pending JPS6332110A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 水素・酸素燃焼蒸気タ−ビンプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6332110A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07217447A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クローズドサイクルガスタービンの燃焼方法及び装置 |
| JPH07293207A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水素燃焼タービンシステム |
| US5661977A (en) * | 1995-06-07 | 1997-09-02 | Shnell; James H. | System for geothermal production of electricity |
| WO1996041104A3 (en) * | 1995-06-07 | 1998-02-26 | James H Shnell | System for geothermal production of electricity |
| JP2000274213A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 動力発生装置 |
| JP2007218604A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Japan Atomic Energy Agency | 負荷変動に対応可能な原子力発電システム |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP17284886A patent/JPS6332110A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07217447A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クローズドサイクルガスタービンの燃焼方法及び装置 |
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| US5697218A (en) * | 1995-06-07 | 1997-12-16 | Shnell; James H. | System for geothermal production of electricity |
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| US5911684A (en) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | Shnell; James H. | System for geothermal production of electricity |
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| JP2007218604A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Japan Atomic Energy Agency | 負荷変動に対応可能な原子力発電システム |
| JP4635205B2 (ja) * | 2006-02-14 | 2011-02-23 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 負荷変動に対応可能な原子力発電システム |
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