JPH04117159A - 閉サイクルmhd発電装置を用いた発電システム - Google Patents
閉サイクルmhd発電装置を用いた発電システムInfo
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- JPH04117159A JPH04117159A JP2234519A JP23451990A JPH04117159A JP H04117159 A JPH04117159 A JP H04117159A JP 2234519 A JP2234519 A JP 2234519A JP 23451990 A JP23451990 A JP 23451990A JP H04117159 A JPH04117159 A JP H04117159A
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- carbon dioxide
- combustion
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は、化石燃料を熱源とし、閉サイクルMHD発電
を用いて、燃焼排ガスを排出することなく高効率で発電
を行うことかできる複合発電システムに関するものであ
る。
を用いて、燃焼排ガスを排出することなく高効率で発電
を行うことかできる複合発電システムに関するものであ
る。
(従来の技術)
化石燃料は主として炭素と水素によって構成され、これ
を空気で完全燃焼させた場合には、窒素、炭酸ガスおよ
び水蒸気を主成分とする燃焼排ガスが生じる。従来の火
力発電所では、この燃焼排ガスをそのまま大気中に放出
していたが、近年、炭酸ガスの排出に伴う地球温暖化が
問題となっており、炭酸ガス排出量の削減が重要な課題
となりつつある。発電量を削減せずに、火力発電所から
排出される炭酸ガスの量を減らす方策としては、燃焼排
ガス中から炭酸ガスを除去する方法と、発電効率を向上
させ、燃焼排ガス量を削減させる方法とか考えられてお
り、高効率を維持しながら、燃焼排ガス中から容易に炭
酸ガスを除去することかてきるシステムの出現か望まれ
ている。
を空気で完全燃焼させた場合には、窒素、炭酸ガスおよ
び水蒸気を主成分とする燃焼排ガスが生じる。従来の火
力発電所では、この燃焼排ガスをそのまま大気中に放出
していたが、近年、炭酸ガスの排出に伴う地球温暖化が
問題となっており、炭酸ガス排出量の削減が重要な課題
となりつつある。発電量を削減せずに、火力発電所から
排出される炭酸ガスの量を減らす方策としては、燃焼排
ガス中から炭酸ガスを除去する方法と、発電効率を向上
させ、燃焼排ガス量を削減させる方法とか考えられてお
り、高効率を維持しながら、燃焼排ガス中から容易に炭
酸ガスを除去することかてきるシステムの出現か望まれ
ている。
高効率の火力発電方式として、近年、ガスタービンの下
流に蒸気タービンを配したコンノくインドサイクルか実
用化され、従来蒸気タービンのみては40%程度か限界
であった発電効率か大幅に改善され、現在46%程度の
発電効率か実証されつつある。
流に蒸気タービンを配したコンノくインドサイクルか実
用化され、従来蒸気タービンのみては40%程度か限界
であった発電効率か大幅に改善され、現在46%程度の
発電効率か実証されつつある。
しかし、フンバインドサイクルでは、ガスタービン入口
の燃焼ガス温度を1300°C程度に抑えるために、燃
焼ガスを大量の空気て希釈しており、従来の蒸気タービ
ンのみの発電方式に比べて、燃焼排ガス量がはるかに多
くなり、燃焼排ガス中からの炭酸ガスの除去か困難にな
るという問題点かあった。
の燃焼ガス温度を1300°C程度に抑えるために、燃
焼ガスを大量の空気て希釈しており、従来の蒸気タービ
ンのみの発電方式に比べて、燃焼排ガス量がはるかに多
くなり、燃焼排ガス中からの炭酸ガスの除去か困難にな
るという問題点かあった。
そこで、第3図に示すように、燃料を純粋な酸素て燃焼
させ、主成分が炭酸ガスと水蒸気だけの燃料ガスによっ
てガスタービンを駆動するシステムか提案されている。
させ、主成分が炭酸ガスと水蒸気だけの燃料ガスによっ
てガスタービンを駆動するシステムか提案されている。
本システムにおいては、加圧された燃料か加圧された酸
素によって燃焼器lO内で燃焼され、その際、ガスター
ビンを駆動可能な温度である1300°C程度まて燃焼
ガス温度を低下させるために、燃焼排ガスである炭酸ガ
スの一部が抜き出されて加圧され、燃焼器に戻される。
素によって燃焼器lO内で燃焼され、その際、ガスター
ビンを駆動可能な温度である1300°C程度まて燃焼
ガス温度を低下させるために、燃焼排ガスである炭酸ガ
スの一部が抜き出されて加圧され、燃焼器に戻される。
また同時に、ボイラー40内で燃焼ガスによって加熱さ
れた過熱水蒸気も燃焼器内に供給される。燃焼器10か
ら流出した燃焼ガスは、主として炭酸ガスと水蒸気によ
って構成され、ガスタービン20を駆動する。ガスター
ビンを出た燃焼ガスは、再生熱交換器13において燃焼
器に注入される炭酸ガスの加熱を行うことによっである
程度冷却された燃焼ガスとなり、ボイラー40に流入し
て、凝縮器14て分離された水を加熱して過熱水蒸気と
する。ボイラーにおいて冷却された燃焼ガスは、凝縮器
14に導かれて、含有する水分か除去され、はぼ純粋な
炭酸ガスとなる。この炭酸ガスの一部はCO□処理装置
へと導かれて、液化その他の処理か行われ、回収される
。残りの炭酸ガスは、C02圧縮機30において加圧さ
れ、加圧された炭酸ガスは、再生熱交換器13に流入し
て燃焼ガスによって加熱される。
れた過熱水蒸気も燃焼器内に供給される。燃焼器10か
ら流出した燃焼ガスは、主として炭酸ガスと水蒸気によ
って構成され、ガスタービン20を駆動する。ガスター
ビンを出た燃焼ガスは、再生熱交換器13において燃焼
器に注入される炭酸ガスの加熱を行うことによっである
程度冷却された燃焼ガスとなり、ボイラー40に流入し
て、凝縮器14て分離された水を加熱して過熱水蒸気と
する。ボイラーにおいて冷却された燃焼ガスは、凝縮器
14に導かれて、含有する水分か除去され、はぼ純粋な
炭酸ガスとなる。この炭酸ガスの一部はCO□処理装置
へと導かれて、液化その他の処理か行われ、回収される
。残りの炭酸ガスは、C02圧縮機30において加圧さ
れ、加圧された炭酸ガスは、再生熱交換器13に流入し
て燃焼ガスによって加熱される。
そして、加熱された炭酸ガスは燃焼器IO内に注入され
る。一方、凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水
は、ボイラー40内で燃焼ガスによって加熱され、過熱
水蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
る。一方、凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水
は、ボイラー40内で燃焼ガスによって加熱され、過熱
水蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
以上の過程を経て、燃焼排ガスの排出か一切ない発電シ
ステムか構成され、発電効率も、通常の火力発電所にお
いて燃焼排ガス中から炭酸ガスを除去する場合に比べて
、高い値か予想されている。
ステムか構成され、発電効率も、通常の火力発電所にお
いて燃焼排ガス中から炭酸ガスを除去する場合に比べて
、高い値か予想されている。
(発明か解決しようとする課題)
しかしそれでも、酸素製造と酸素の加圧に動力を要する
ため、燃焼排ガスをそのまま排出する通常の火力発電方
式に比べれば発電効率は低(なり、それだけ余分に燃料
を消費しなければならないという問題点があった。
ため、燃焼排ガスをそのまま排出する通常の火力発電方
式に比べれば発電効率は低(なり、それだけ余分に燃料
を消費しなければならないという問題点があった。
(課題を解決するための手段)
本発明は酸素と炭化水素類を燃焼させて高温燃焼ガスを
発生する燃焼器と、燃焼器から供給される高温ガスによ
り希ガスを加熱する希ガス加熱器と、加熱された希ガス
に基ついて電気エネルギーを発生する閉サイクルMHD
発電装置と、前記希ガス加熱器から流出し、熱交換器又
はガスタービンを介して供給される燃焼ガスを凝縮させ
て液化させる凝縮器とを具えることを特徴とする。
発生する燃焼器と、燃焼器から供給される高温ガスによ
り希ガスを加熱する希ガス加熱器と、加熱された希ガス
に基ついて電気エネルギーを発生する閉サイクルMHD
発電装置と、前記希ガス加熱器から流出し、熱交換器又
はガスタービンを介して供給される燃焼ガスを凝縮させ
て液化させる凝縮器とを具えることを特徴とする。
本発明によれば、燃焼ガスの温度をなるべく低下させず
にまず閉サイクルMHD発電で発電を行い、続いて、そ
の下流にガスタービンなとのより低い温度で動作する熱
機関を配置して複合発電を構成することにより、高効率
の発電か実現され、同時に得られる燃焼排ガスか炭酸ガ
スのみとなることから、これを処理・回収することによ
り、燃焼排ガスを一切排出しないシステムとして構成す
ることかできる。
にまず閉サイクルMHD発電で発電を行い、続いて、そ
の下流にガスタービンなとのより低い温度で動作する熱
機関を配置して複合発電を構成することにより、高効率
の発電か実現され、同時に得られる燃焼排ガスか炭酸ガ
スのみとなることから、これを処理・回収することによ
り、燃焼排ガスを一切排出しないシステムとして構成す
ることかできる。
(作 用)
この発明の複合発電装置においては、第3図に示す従来
例の発電方式と同様に、燃料を純粋な酸素で燃焼させる
ことにより、燃焼排ガスの主な成分を炭酸ガスと水蒸気
のみとし、凝縮器にて水蒸気を除去する二とにより、燃
焼排ガスとしてほぼ純粋な炭酸ガスのみか得られ、それ
を液化するなとの処理を施して回収することか容易とな
る。
例の発電方式と同様に、燃料を純粋な酸素で燃焼させる
ことにより、燃焼排ガスの主な成分を炭酸ガスと水蒸気
のみとし、凝縮器にて水蒸気を除去する二とにより、燃
焼排ガスとしてほぼ純粋な炭酸ガスのみか得られ、それ
を液化するなとの処理を施して回収することか容易とな
る。
方、燃料を酸素で燃焼させた時に得られる非常な高温度
をなるべく低下させずに、閉サイクルMHD発電装置を
駆動し、さらにその排熱を利用して、より低い温度で作
動するガスタービンや蒸気タービンなどを駆動させる複
合発電を構成することにより、第3図に示す従来例より
も大幅に高い発電効率を得ることか可能となる。
をなるべく低下させずに、閉サイクルMHD発電装置を
駆動し、さらにその排熱を利用して、より低い温度で作
動するガスタービンや蒸気タービンなどを駆動させる複
合発電を構成することにより、第3図に示す従来例より
も大幅に高い発電効率を得ることか可能となる。
(実施例)
実施例につき説明するに、第1図に示す発電装置では、
燃焼器lOと、再生熱交換器13と、凝縮器14と、希
ガス加熱器Ifと、閉サイクルMHI)発電装置12と
を具え、以下のように動作する。
燃焼器lOと、再生熱交換器13と、凝縮器14と、希
ガス加熱器Ifと、閉サイクルMHI)発電装置12と
を具え、以下のように動作する。
常圧の燃料が常圧の酸素によって燃焼器10内で燃焼さ
れ、その際希ガスの加熱に必要な2000°C程度まで
燃焼ガス温度を低下させるために、燃焼排ガスである炭
酸ガスの一部か抜き出されて、再生熱交換器が予熱され
た後に、燃焼器に戻される。
れ、その際希ガスの加熱に必要な2000°C程度まで
燃焼ガス温度を低下させるために、燃焼排ガスである炭
酸ガスの一部か抜き出されて、再生熱交換器が予熱され
た後に、燃焼器に戻される。
また同時に、必要に応じて、閉サイクルMHD発電装置
内で発生した過熱水蒸気も燃焼器内に供給される。燃焼
器10から流出した燃焼ガスは、主として炭酸ガスと水
蒸気によって構成され、希ガス加熱器11に供給して、
熱作動媒体であるヘリウムまたはアルゴンの希ガスを高
温に加熱する。加熱された希ガスを、閉サイクルMHD
発電装置12へと供給し、そこから流出するある程度温
度か低下した希ガスは、希ガス加熱器へと戻り、再び加
熱される。閉サイクルMHD発電装置12は、MHD発
電機と希ガス圧縮機ならびに、MHD発電機から流出す
る希ガスの熱を回収するための、ガスタービンなどの機
器によって構成されており、MHD発電機の下流にボイ
ラーを設置する場合には、そこで発生した過熱水蒸気で
蒸気タービンか駆動されるか、その過熱水蒸気が燃焼器
10に供給される。一方、希ガス加熱器11から流出し
た燃焼ガスは、再生熱交換器13において、燃焼器に供
給される炭酸ガスの加熱を行い、そこで冷却された燃焼
ガスは、凝縮器14に導かれて、含有する水分が除去さ
れ、はぼ純粋な炭酸ガスとなる。この炭酸ガスの一部は
Co2処理装置へと導かれて、液化その他の処理か行わ
れ、回収される。残りの炭酸ガスは、再生熱交換器13
に供給され燃焼ガスによって加熱される。そして、加熱
された炭酸ガスは、燃焼器10内に供給される。一方、
凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水は、系外に
捨てられるか、閉サイクルMHD発電装置12内にボイ
ラーか設置されている場合は、そこへと導かれ、過熱水
蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
内で発生した過熱水蒸気も燃焼器内に供給される。燃焼
器10から流出した燃焼ガスは、主として炭酸ガスと水
蒸気によって構成され、希ガス加熱器11に供給して、
熱作動媒体であるヘリウムまたはアルゴンの希ガスを高
温に加熱する。加熱された希ガスを、閉サイクルMHD
発電装置12へと供給し、そこから流出するある程度温
度か低下した希ガスは、希ガス加熱器へと戻り、再び加
熱される。閉サイクルMHD発電装置12は、MHD発
電機と希ガス圧縮機ならびに、MHD発電機から流出す
る希ガスの熱を回収するための、ガスタービンなどの機
器によって構成されており、MHD発電機の下流にボイ
ラーを設置する場合には、そこで発生した過熱水蒸気で
蒸気タービンか駆動されるか、その過熱水蒸気が燃焼器
10に供給される。一方、希ガス加熱器11から流出し
た燃焼ガスは、再生熱交換器13において、燃焼器に供
給される炭酸ガスの加熱を行い、そこで冷却された燃焼
ガスは、凝縮器14に導かれて、含有する水分が除去さ
れ、はぼ純粋な炭酸ガスとなる。この炭酸ガスの一部は
Co2処理装置へと導かれて、液化その他の処理か行わ
れ、回収される。残りの炭酸ガスは、再生熱交換器13
に供給され燃焼ガスによって加熱される。そして、加熱
された炭酸ガスは、燃焼器10内に供給される。一方、
凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水は、系外に
捨てられるか、閉サイクルMHD発電装置12内にボイ
ラーか設置されている場合は、そこへと導かれ、過熱水
蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
次に、第2図に示す発電方式では、燃焼器1oと、ガス
タービン20と、CO□圧縮圧縮器上0凝縮器工4と、
希ガス加熱器11と、閉サイクルM)ID発電装置12
とを具え、以下のように動作する。
タービン20と、CO□圧縮圧縮器上0凝縮器工4と、
希ガス加熱器11と、閉サイクルM)ID発電装置12
とを具え、以下のように動作する。
加圧された燃料か加圧された酸素によって燃焼器10内
で燃焼され、その際、希ガスの加熱に必要な2000°
C程度まで燃焼ガス温度を低下させるために、燃焼排ガ
スである炭酸ガスの一部か抜き出されて加圧され、燃焼
器に供給される。また同時に、必要に応じて、閉サイク
ルMHD発電装置内に発生した過熱水蒸気も燃焼器内に
供給される。燃焼器IOから流出した燃焼ガスを、主と
して炭酸ガスと水蒸気によって構成し、第2図に示す発
電方式と同様に、希ガス加熱器10に供給して、ヘリウ
ムまたはアルゴンの希ガスを高温に加熱する。希ガス加
熱器11から流出した燃焼ガスは、ガスタービン20を
駆動し、そこで冷却された燃焼ガスは、凝縮器14に導
かれて、含有する水分か除去され、はぼ純粋な炭酸ガス
となる。この炭酸ガスの一部はCo2処理装置へと導か
れて、液化その他の処理が行われ、回収される。残りの
炭酸ガスは、co2圧縮機30において加圧され、加圧
された炭酸ガスは、燃焼器10内に供給される。一方、
凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水は、系外に
捨てられるか、閉サイクルMHD発電装置12内にボイ
ラーが設置されている場合は、そこへと導かれ、過熱水
蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
で燃焼され、その際、希ガスの加熱に必要な2000°
C程度まで燃焼ガス温度を低下させるために、燃焼排ガ
スである炭酸ガスの一部か抜き出されて加圧され、燃焼
器に供給される。また同時に、必要に応じて、閉サイク
ルMHD発電装置内に発生した過熱水蒸気も燃焼器内に
供給される。燃焼器IOから流出した燃焼ガスを、主と
して炭酸ガスと水蒸気によって構成し、第2図に示す発
電方式と同様に、希ガス加熱器10に供給して、ヘリウ
ムまたはアルゴンの希ガスを高温に加熱する。希ガス加
熱器11から流出した燃焼ガスは、ガスタービン20を
駆動し、そこで冷却された燃焼ガスは、凝縮器14に導
かれて、含有する水分か除去され、はぼ純粋な炭酸ガス
となる。この炭酸ガスの一部はCo2処理装置へと導か
れて、液化その他の処理が行われ、回収される。残りの
炭酸ガスは、co2圧縮機30において加圧され、加圧
された炭酸ガスは、燃焼器10内に供給される。一方、
凝縮器14内で燃焼ガス中より分離された水は、系外に
捨てられるか、閉サイクルMHD発電装置12内にボイ
ラーが設置されている場合は、そこへと導かれ、過熱水
蒸気となって、燃焼器IOに供給される。
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、燃料と酸素とを燃
焼させて、より高温の燃焼ガスを発生させ、この高温燃
焼ガスにより熱作動媒体として作用する希ガスを加熱し
てMHD発電機および後段に配置したガスタービンを駆
動させると共に、希ガス加熱装置を通過した燃焼ガスを
凝縮器に供給して水分と二酸化炭素とに分離する構成と
しているから、発電効率を一層増大できると共に同時に
燃焼排ガスを一切排出させないようにてきる。しかも、
希ガス加熱装置と凝縮器との間にガスタービンや熱交換
器を配置して燃焼ガスを一旦冷却して凝縮器に供給して
いるから、燃焼ガスの熱エネルギーを有効に利用できる
と共に凝縮作業も容易になる。
焼させて、より高温の燃焼ガスを発生させ、この高温燃
焼ガスにより熱作動媒体として作用する希ガスを加熱し
てMHD発電機および後段に配置したガスタービンを駆
動させると共に、希ガス加熱装置を通過した燃焼ガスを
凝縮器に供給して水分と二酸化炭素とに分離する構成と
しているから、発電効率を一層増大できると共に同時に
燃焼排ガスを一切排出させないようにてきる。しかも、
希ガス加熱装置と凝縮器との間にガスタービンや熱交換
器を配置して燃焼ガスを一旦冷却して凝縮器に供給して
いるから、燃焼ガスの熱エネルギーを有効に利用できる
と共に凝縮作業も容易になる。
第1図は本発明による発電システムの一例の構成を示す
線図、 第2図は本発明による発電システムの変形例の構成を示
す線図、 第3図は従来の発電システムの構成を示す線図である。 10・・・燃焼器 11・・・希ガス加熱器
12・・・閉サイクルMHD発電装置
線図、 第2図は本発明による発電システムの変形例の構成を示
す線図、 第3図は従来の発電システムの構成を示す線図である。 10・・・燃焼器 11・・・希ガス加熱器
12・・・閉サイクルMHD発電装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、酸素と炭化水素類を燃焼させて高温燃焼ガスを発生
する燃焼器と、 燃焼器から供給される高温ガスにより希ガ スを加熱する希ガス加熱器と、 加熱された希ガスに基づいて電気エネルギ ーを発生する閉サイクルMHD発電装置と、前記希ガス
加熱器から流出し、熱交換器又 はガスタービンを介して供給される燃焼ガスを凝縮させ
て液化させる凝縮器とを具えることを特徴とする閉サイ
クルMHD発電装置を用いた発電システム。 2、前記熱交換器を再生熱交換器とし、凝縮した炭酸ガ
スの一部を、再生熱交換器を介して前記燃焼器に循環さ
せることを特徴とする閉サイクルMHD発電装置を用い
た発電システム。 3、前記凝縮した液体炭酸ガスの一部を圧縮機を介して
燃焼器に循環させることを特徴とする閉サイクルMHD
発電装置を用いた発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234519A JPH0691731B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 閉サイクルmhd発電装置を用いた発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234519A JPH0691731B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 閉サイクルmhd発電装置を用いた発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117159A true JPH04117159A (ja) | 1992-04-17 |
| JPH0691731B2 JPH0691731B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=16972297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234519A Expired - Lifetime JPH0691731B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 閉サイクルmhd発電装置を用いた発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691731B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074033B2 (en) * | 2003-03-22 | 2006-07-11 | David Lloyd Neary | Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions |
| RU2496217C1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-10-20 | Игорь Иванович Яковлев | Паросиловая установка для выработки электроэнергии |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439261A (en) * | 1987-08-05 | 1989-02-09 | Electric Power Dev Co | Composite generation method including magneto hydrodynamic generation |
| JPH01231653A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Electric Power Dev Co Ltd | 電磁流体発電を含む複合発電方法 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2234519A patent/JPH0691731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439261A (en) * | 1987-08-05 | 1989-02-09 | Electric Power Dev Co | Composite generation method including magneto hydrodynamic generation |
| JPH01231653A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Electric Power Dev Co Ltd | 電磁流体発電を含む複合発電方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074033B2 (en) * | 2003-03-22 | 2006-07-11 | David Lloyd Neary | Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions |
| US7147461B2 (en) | 2003-03-22 | 2006-12-12 | David Lloyd Neary | Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions |
| RU2496217C1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-10-20 | Игорь Иванович Яковлев | Паросиловая установка для выработки электроэнергии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691731B2 (ja) | 1994-11-14 |
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