JPS637242B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS637242B2
JPS637242B2 JP56118301A JP11830181A JPS637242B2 JP S637242 B2 JPS637242 B2 JP S637242B2 JP 56118301 A JP56118301 A JP 56118301A JP 11830181 A JP11830181 A JP 11830181A JP S637242 B2 JPS637242 B2 JP S637242B2
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JP
Japan
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steam
accumulator
hot water
turbine
tank
Prior art date
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Expired
Application number
JP56118301A
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English (en)
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JPS5818505A (ja
Inventor
Hajime Endo
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.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP11830181A priority Critical patent/JPS5818505A/ja
Publication of JPS5818505A publication Critical patent/JPS5818505A/ja
Publication of JPS637242B2 publication Critical patent/JPS637242B2/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
    • F01K1/00Steam accumulators
    • F01K1/08Charging or discharging of accumulators with steam

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】 本発明は蒸気タービンの回転によりこれと接続
された発電機で発電を行なう蒸気タービン発電装
置に関するものである。
蒸気タービン発電装置には、ピーク負荷時や不
時の発電に備えて低負荷時等に熱エネルギを貯蔵
しておくための蒸気アキユムレータを設けること
がある。第1図aは従来におけるこの種蒸気アキ
ユムレータを備えた蒸気タービン発電装置の概要
構成図であつて、ボイラ1から主タービン2へ向
う蒸気配管3にはバルブ4,5を備えた配管6が
分岐されており、この配管6内には、アキユムレ
ータ7とアキユムレータタービン8とが設けられ
ている。また、主タービン2とアキユムレータタ
ービン8とには、それぞれ発電機9,10と復水
器11,12とが接続されている。常時は、主タ
ービン2によつて発電が行なわれ、排出蒸気は復
水器で復水されてボイラ1へ供給される。また、
夜間の低負荷時等には、バルブ4が開かれて蒸気
の一部がアキユムレータ7へ導かれ、同圧の熱水
13と蒸気14となつて貯蔵される。そして、ピ
ーク負荷時等には、バルブ5を開くとアキユムレ
ータ7内の蒸気14がアキユムレータタービン8
へ供給されて発電が行なわれ、その電力が主ター
ビン2による発電電力に付加される。また、第1
図bに示すように、タービンを主タービン2のみ
とし、アキユムレータ7の蒸気を主タービン2の
低圧域へ送入する場合もある。
第2図は、この種従来のアキユムレータ付き蒸
気タービン発電装置におけるアキユムレータの蒸
気消費とタンク内温度変化との関係線図であつ
て、横軸には、蒸気消費を初期熱水量に対する発
生蒸気量の割合(%)で示しており、縦軸にはタ
ンク内温度を℃で示している。図において明らか
なように、発電のために蒸気を消費するにしたが
つてタンク内の温度と圧力が降下し、例えば満タ
ンのときのタンク内温度が294℃で圧力が80.5
Kg/cmの場合、40%程度消費するとタンク内温度
が100℃となる。実際には、圧力変化による応力
変動で生じるタンク材料の疲労を考慮して最高使
用圧力は20Kg/cm程度に制限され、また、最低使
用圧力は発電用の場合0.5Kg/cm(80℃)、工場用
の場合2〜6Kg/cm(120℃〜150℃)であるか
ら、最高が212℃、20.2Kg/cmの線図で明らかな
ように、20%程度消費するだけで最低使用圧力ま
で低下してしまう。
このように、従来のアキユムレータにおいて
は、大容量のタンクを用いてもわずか20%の蒸気
を消費するだけで発電が終ることになるので、容
器の利用率がきわめて悪いばかりでなく、前述し
たようにタンク内に大幅な圧力変化が頻繁に繰返
されることにより大きな応力変動が生ずるので、
これに基づく材料の疲労を避けるためにタンクの
容量が制限されるという欠点があつた。また、蒸
気タービン側においては、蒸気消費に伴なう圧力
変動を避けるために、通常、タービンの羽根を数
段に分け圧力が低下するにつれてこれを切換えて
仕事をさせるという構造が採られているので、構
造および制御がきわめて複雑になり、さらに発電
可能容量が時間の経過とともに減少してタービン
効率を低下させるという欠点があつた。
本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、発電用主タービンへ向う蒸気配管に接続され
たアキユムレータ内に熱水と蒸気とを蓄え、この
アキユムレータの熱水取出口にフラツシヤタンク
を介して接続した蒸気タービンで補助発電を行わ
せるとともに、前記主タービン向け蒸気配管とア
キユムレータとの間を、アキユムレータ内圧力を
検出して開閉する調節弁を備えた蒸気補給管で接
続して熱水消費によるアキユムレータ内の圧力、
温度降下を補填するように構成することにより、
貯蔵した熱エネルギのほとんど全量を使用するこ
とを可能ならしめてアキユムレータの容器利用率
を向上させ、圧力変動の繰返しによるアキユムレ
ータ容器の応力変動をなくしてその大容量化と取
出す熱エネルギの高温高圧化を計るとともに、小
量の蒸気の補填によりタービンの入口条件を一定
にしてタービンの効率を向上させその構造の簡素
化を計つた蒸気タービン発電装置を提供するもの
である。以下、本発明の一実施例を図面に基いて
詳細に説明する。
第3図は本発明に係る蒸気タービン発電装置の
一実施例の概要構成図を示す。図において、ボイ
ラから発電用の主タービンへ向う配管21から分
岐された配管22は、アキユムレータ23の蒸気
供給口24と接続されており、この配管22内に
はバルブ25が設けられている。アキユムレータ
23は、円筒状に形成された密閉容器であつて、
その内部には、バルブ25の開放によつて供給さ
れる蒸気で加熱された熱水が貯蔵されるように構
成されており、このアキユムレータ23の熱水取
出口28はバルブ29を備えた配管30によつて
フラツシヤタンク31に接続されている。このフ
ラツシヤタンク31は、バルブ29の開放により
アキユムレータから供給された熱水を温水32と
蒸気33とに分離する機能を有しており、その蒸
気取出口34は、配管35によつて蒸気タービン
36に接続されているとともに、温水取出口37
は、温水タンク(図示せず)と接続されている。
さらに蒸気タービン36には、これとともに回転
して発電を行なう発電機38が接続されており、
また、蒸気タービン36の蒸気吐出口39は、図
示しない復水器を介して温水タンク等に接続され
ている。
一方、アキユムレータ23には、圧力流体補給
手段として、蒸気発生源と接続されバルブ26を
備えた配管40が付設されており、熱水取出口2
8から取出される熱水に応じた量の蒸気が補填さ
れるように構成されている。また、配管40内に
は、アキユムレータ23内の圧力を検出して開閉
する調節弁27が設けられている。
以上のように構成された発電装置の動作を説明
する。常時は、ボイラから配管21を経て主ター
ビンに向う蒸気によつて発電が行なわれる。そし
て、夜間の低負荷時等には、バルブ25が開か
れ、配管21を通る蒸気の一部は配管22を通つ
て蒸気供給口24からアキユムレータ23へ供給
されることにより、同温同圧の蒸気と熱水として
貯蔵される。そして、ピーク負荷時等には、バル
ブ29を開いてアキユムレータ23とフラツシヤ
タンク31とを連通させるとともに、アキユムレ
ータ23へ蒸気を補充する配管40のバルブ26
を開いて蒸気源とフラツシヤタンク31とを連通
させバルブ25を閉じる。このような状態で蒸気
を送り続けると、主タービンによる発電が続けら
れるとともに、アキユムレータ23から熱水が取
出されフラツシヤタンク31に供給されるので、
この熱水が所定の飽和温度、圧力に膨張して蒸気
を発生させ、この蒸気は蒸気タービン36に供給
される。供給された蒸気は蒸気タービンを回転さ
せこれと接続された発電機の回転によつて発電が
行なわれるので、これが主タービンによる発電容
量に付加されピーク負荷に対応することができ
る。蒸気タービン36の吐出蒸気は復水器で復水
されたのちボイラ給水等に用いられ、また、フラ
ツシヤタンク31での蒸気発生の結果残つた温水
32は、温水取出口37から排出され、ボイラ給
水に用いられたりあるいはアキユムレータ23に
蒸気を貯蔵する際の冷却源として利用される。そ
して、アキユムレータ23から熱水が取出される
ことにより、アキユムレータ23内の温度、圧力
が降下しようとするが、アキユムレータ23へは
蒸気源と接続された配管40を通り調節弁27で
調節された熱水取出量に応じた量の蒸気が供給さ
れているので、アキユムレータ23内の熱水と蒸
気とが常に一定の温度と圧力を保持することがで
きる。なおこの場合、アキユムレータ23内で起
きようとする温度、圧力の低下は、熱水消費によ
るタンク内の空間を蒸気が満たすための蒸発によ
つて発生するものであるから、従来のようにアキ
ユムレータ23から蒸気を取出す場合と比較して
その量が少ないので、蒸気の補充は少量ずつでよ
い。
第4図はアキユムレータ23の熱水消費とタン
ク内温度変化との関係を第2図に対応して示す線
図であつて、横軸には熱水消費を初期熱水量に対
する発生蒸気量の割合(%)で示しており、縦軸
にはタンク内温度を℃で示している。但しこの場
合は第2図の配管40による蒸気の補填を行なわ
ない場合を示している。図において明らかなよう
に、熱水を50%程度消費するまではタンク内温
度、圧力の降下が少なく、そのあとの温度圧力降
下も第2図の蒸気取出し式と比較してそのカーブ
が緩やかである。すなわち蒸気の補填を行なわな
くても、熱水消費に対するアキユムレータ23内
の温度、圧力降下が少ないので、タンク容量の利
用率が向上するとともに、タンクの応力変動によ
る材料の疲労が小さくなり、タンクの容量を大き
くすることができる。
さらに、第5図はこのアキユムレータ23の内
部温度と、飽和熱水対飽和蒸気の比容積の比およ
びエンタルピの比との関係線図であつて、横軸に
はアキユムレータ内温度℃をとり、縦軸には飽和
熱水対飽和蒸気の比容積比、エンタルピ比を、熱
水を1として倍数で表わしている。さらに、第6
図はアキユムレータ23の内部温度と、飽和熱水
対飽和蒸気のエネルギ比との関係線図であつて、
横軸にはアキユムレータ内温度℃をとり、縦軸に
は飽和熱水対飽和蒸気のエネルギ比を、蒸気を1
として倍数で表わしている。第5図において例え
ば200℃のアキユムレータでは、同一温度、圧力
の蒸気を補給する場合、蒸気の比容積が熱水の比
容積の110倍である。したがつて、アキユムレー
タ23から取出す熱水の1/110の重量、流量蒸気
を補充すればアキユムレータ23内の圧力を一定
に保つことができる。この場合両者のエンタルピ
比が3.274であるから、第6図に示すように蒸気
によるエネルギの補給は、熱水によるエネルギ補
給の3.274/110=1/33.6である。さらにこの熱水をフ ラツシヤタンク31へ導いて蒸気を発生させる場
合の発生蒸気量は条件により異なるが熱水の1/4
程度であり、補給蒸気と発生蒸気との比は1/100÷ 1/4=1/27.5程度までと考えることができる。
また、この発電装置はピーク負荷用に限らず、
不時の発電や、工場用動力と作業用蒸気との時間
的過不足の平均化などに用いることができる。
以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、蒸気タービン発電装置において、発電用主
タービンへ向う蒸気配管に接続されたアキユムレ
ータ内に熱水と蒸気とを蓄え、このアキユムレー
タの熱水取出口にフラツシヤタンクを介して接続
した蒸気タービンで補助発電を行わせるととも
に、前記主タービン向け蒸気配管とアキユムレー
タとの間を、アキユムレータ内圧力を検出して開
閉する調節弁を備えた蒸気補給管で接続して熱水
消費によるアキユムレータ内の圧力、温度降下を
補填するように構成することにより、きわめて少
量の蒸気の補填により常に一定状態に近い熱水と
蒸気を発生することができるので、蒸気タービン
の構造が簡素化されその効率を向上させることが
できるとともに、ピーク時には補給蒸気の数倍な
いし数百倍の蒸気を発生させることができ、きわ
めて効率的である。また、アキユムレータに貯蔵
した熱エネルギのほとんど全量を使用することが
できるので、蓄熱効果が高く容器の利用率が向上
するとともに、圧力変動の繰返しによるアキユム
レータ容器の応力変動がなくなるので、これを大
容量とすることができ取出す熱エネルギの高温高
圧化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の蒸気タービン発電
装置を示し、第1図a,bはそれぞれその概要構
成図、第2図はアキユムレータの蒸気消費とタン
ク内温度変化との関係線図、第3図ないし第6図
は本発明に係る蒸気タービン発電装置を示し、第
3図はその概要構成図、第4図はアキユムレータ
の蒸気消費とタンク内温度変化との関係線図、第
5図はアキユムレータの内部温度と飽和熱水対飽
和蒸気の比容積の比およびエンタルピの比との関
係線図、第6図はアキユムレータの内部温度と飽
和熱水対飽和蒸気のエネルギ比との関係線図であ
る。 23……アキユムレータ、28……熱水取出
口、31……フラツシヤタンク、36……蒸気タ
ービン、38……発電機、40……配管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 熱水および蒸気を蓄えるアキユムレータと、
    このアキユムレータと発電用主タービンへ向う蒸
    気配管とを連結し開閉弁を備えた蒸気供給管と、
    前記アキユムレータの熱水取出口に接続されたフ
    ラツシヤタンクと、このフラツシヤタンクの蒸気
    取出口に接続された補助発電用蒸気タービンと、
    前記蒸気供給管と並列して前記アキユムレータに
    接続され、アキユムレータ内の圧力を検出して開
    閉する調節弁を備えた蒸気補給管とを設けたこと
    を特徴とする蒸気タービン発電装置。
JP11830181A 1981-07-27 1981-07-27 蒸気タ−ビン発電装置 Granted JPS5818505A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11830181A JPS5818505A (ja) 1981-07-27 1981-07-27 蒸気タ−ビン発電装置

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JP11830181A JPS5818505A (ja) 1981-07-27 1981-07-27 蒸気タ−ビン発電装置

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Publication Number Publication Date
JPS5818505A JPS5818505A (ja) 1983-02-03
JPS637242B2 true JPS637242B2 (ja) 1988-02-16

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ID=14733284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11830181A Granted JPS5818505A (ja) 1981-07-27 1981-07-27 蒸気タ−ビン発電装置

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JP (1) JPS5818505A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54147339A (en) * 1978-05-09 1979-11-17 Bbc Brown Boveri & Cie Method of and apparatus for compensating for fluctuation in load of feeder net
JPS5650204A (en) * 1979-09-28 1981-05-07 Sanfuremu Akiyumu Kk Steam accumulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54147339A (en) * 1978-05-09 1979-11-17 Bbc Brown Boveri & Cie Method of and apparatus for compensating for fluctuation in load of feeder net
JPS5650204A (en) * 1979-09-28 1981-05-07 Sanfuremu Akiyumu Kk Steam accumulator

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JPS5818505A (ja) 1983-02-03

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