JPH0568366A - 複合発電方式 - Google Patents
複合発電方式Info
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- JPH0568366A JPH0568366A JP22897291A JP22897291A JPH0568366A JP H0568366 A JPH0568366 A JP H0568366A JP 22897291 A JP22897291 A JP 22897291A JP 22897291 A JP22897291 A JP 22897291A JP H0568366 A JPH0568366 A JP H0568366A
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- Japan
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- generator
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- generation system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱を発電に直接利用できない領域を有効に活用
して利用し、より高効率の複合発電方式を提供するもの
である。 【構成】本発明に係る複合発電方式は、燃焼器１１から
の高温ガスの導入により発電を行なうオープンサイクル
ＭＨＤ発電機１２と、オープンサイクルＭＨＤ発電機１
２から排出された燃焼ガスにより希ガスを加熱する高温
熱交換器２と、高温熱交換器２で加熱された希ガスの導
入により発電を行なうクローズドサイクルＭＨＤ発電機
４とを具備し、熱を直接利用できない領域を、両ＭＨＤ
発電機４，１２で相互に補うようにしたものである。
して利用し、より高効率の複合発電方式を提供するもの
である。 【構成】本発明に係る複合発電方式は、燃焼器１１から
の高温ガスの導入により発電を行なうオープンサイクル
ＭＨＤ発電機１２と、オープンサイクルＭＨＤ発電機１
２から排出された燃焼ガスにより希ガスを加熱する高温
熱交換器２と、高温熱交換器２で加熱された希ガスの導
入により発電を行なうクローズドサイクルＭＨＤ発電機
４とを具備し、熱を直接利用できない領域を、両ＭＨＤ
発電機４，１２で相互に補うようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＨＤ発電（Magnetoh
ydrodynamic Power Generation）を利用する複合発電方
式に係り、特にオープンサイクルＭＨＤ発電機とクロー
ズドサイクルＭＨＤ発電機とを組合わせて発電効率を向
上させた複合発電方式に関する。
ydrodynamic Power Generation）を利用する複合発電方
式に係り、特にオープンサイクルＭＨＤ発電機とクロー
ズドサイクルＭＨＤ発電機とを組合わせて発電効率を向
上させた複合発電方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＨＤ発電は電離気体（プラズマ）ある
いは液体金属のような導電性のある流体を磁界を横切っ
て運動させ、ファラデー効果によって流体中に電圧を誘
起させる直接発電方式である。具体的には、ＭＨＤ発電
は、石炭や重油、天然ガスの燃焼により得られる高温電
磁流体燃焼ガス（温度約３０００Ｋ）、あるいは熱交換
器を通過させることにより得られるヘリウム、アルゴン
等の高温電磁流体ガス（温度約２０００Ｋ）を、作業流
体として電気導体の代わりに強磁場中を音速流で通過さ
せ、磁束（磁界）を横切ることによって発電する方式で
ある。高温ガスには、電離を促進させて導電率を高める
ため、シード物質と呼ばれるカリウムやセシウムが加え
られる。
いは液体金属のような導電性のある流体を磁界を横切っ
て運動させ、ファラデー効果によって流体中に電圧を誘
起させる直接発電方式である。具体的には、ＭＨＤ発電
は、石炭や重油、天然ガスの燃焼により得られる高温電
磁流体燃焼ガス（温度約３０００Ｋ）、あるいは熱交換
器を通過させることにより得られるヘリウム、アルゴン
等の高温電磁流体ガス（温度約２０００Ｋ）を、作業流
体として電気導体の代わりに強磁場中を音速流で通過さ
せ、磁束（磁界）を横切ることによって発電する方式で
ある。高温ガスには、電離を促進させて導電率を高める
ため、シード物質と呼ばれるカリウムやセシウムが加え
られる。
【０００３】このＭＨＤ発電を利用する従来の複合発電
方式の一例として、図３にクローズドサイクルＭＨＤ複
合発電方式を、また図４にオープンサイクルＭＨＤ複合
発電方式をそれぞれ示す。
方式の一例として、図３にクローズドサイクルＭＨＤ複
合発電方式を、また図４にオープンサイクルＭＨＤ複合
発電方式をそれぞれ示す。
【０００４】図３において、圧縮機１で圧縮されて昇圧
された空気は、高温熱交換器２で燃焼されて高温とな
り、希ガスと熱交換を行なった後、ガスタービン３に案
内されてこのガスタービンを駆動させ、発電を行なう。
また、高温熱交換器２で昇温した希ガスは、クローズド
サイクルＭＨＤ発電機（以下、ＣＣＭＨＤ発電機とい
う。）４を通って発電を行なった後、再生熱交換器５で
熱交換を行なって低温となる。低温となった希ガスは、
圧縮機６で昇圧された後、再生熱交換器５で再度昇温さ
れ、低圧側のガスタービン７に案内されてガスタービン
７を駆動し、発電を行なう。ガスタービン７を通った希
ガスは、前記高温熱交換器２に再び導かれて次の発電サ
イクルに備えられ、希ガスの閉ループを構成している。
された空気は、高温熱交換器２で燃焼されて高温とな
り、希ガスと熱交換を行なった後、ガスタービン３に案
内されてこのガスタービンを駆動させ、発電を行なう。
また、高温熱交換器２で昇温した希ガスは、クローズド
サイクルＭＨＤ発電機（以下、ＣＣＭＨＤ発電機とい
う。）４を通って発電を行なった後、再生熱交換器５で
熱交換を行なって低温となる。低温となった希ガスは、
圧縮機６で昇圧された後、再生熱交換器５で再度昇温さ
れ、低圧側のガスタービン７に案内されてガスタービン
７を駆動し、発電を行なう。ガスタービン７を通った希
ガスは、前記高温熱交換器２に再び導かれて次の発電サ
イクルに備えられ、希ガスの閉ループを構成している。
【０００５】一方、図４においては、燃焼器１１で燃焼
された空気は、オープンサイクルＭＨＤ発電機（以下、
ＯＣＭＨＤ発電機という。）１２を通って発電を行なう
とともに、輻射ボイラ１３、空気加熱器１４およびボイ
ラ１５で熱交換を行なった後、排気される。また、ボイ
ラ１５および輻射ボイラ１３で加熱され、昇温した蒸気
は、蒸気タービン１６に案内され、ここで蒸気タービン
１６を駆動して発電を行なうとともに、ポンプ１７によ
りボイラ１５に導かれ、次の蒸気の閉サイクルに備えら
れる。
された空気は、オープンサイクルＭＨＤ発電機（以下、
ＯＣＭＨＤ発電機という。）１２を通って発電を行なう
とともに、輻射ボイラ１３、空気加熱器１４およびボイ
ラ１５で熱交換を行なった後、排気される。また、ボイ
ラ１５および輻射ボイラ１３で加熱され、昇温した蒸気
は、蒸気タービン１６に案内され、ここで蒸気タービン
１６を駆動して発電を行なうとともに、ポンプ１７によ
りボイラ１５に導かれ、次の蒸気の閉サイクルに備えら
れる。
【０００６】ところで、ＯＣＭＨＤ発電の利用温度領域
は約３０００Ｋ〜約２２００Ｋ、ＣＣＭＨＤ発電の利用
温度領域は約２２００Ｋ〜約１０００Ｋである。そし
て、これらの一方を、ガスタービンあるいは蒸気タービ
ン上流の高温域に利用することにより、高温の熱を有効
に利用した高効率の複合発電方式となることが考えられ
る。
は約３０００Ｋ〜約２２００Ｋ、ＣＣＭＨＤ発電の利用
温度領域は約２２００Ｋ〜約１０００Ｋである。そし
て、これらの一方を、ガスタービンあるいは蒸気タービ
ン上流の高温域に利用することにより、高温の熱を有効
に利用した高効率の複合発電方式となることが考えられ
る。
【０００７】なお、この複合発電方式のうち、ＭＨＤ発
電を利用している領域はトッピング、ガスタービンある
いは蒸気タービンを利用している領域はボトミングと呼
ばれている。
電を利用している領域はトッピング、ガスタービンある
いは蒸気タービンを利用している領域はボトミングと呼
ばれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の複合発電方式
は、ＯＣＭＨＤ発電あるいはＣＣＭＨＤ発電のいずれか
一方を利用した複合発電方式であるため、ＯＣＭＨＤ複
合発電方式においては、トッピングとボトミングとの間
に、熱を発電に直接利用できない領域が生じ、またＣＣ
ＭＨＤ複合発電方式においては、ＣＣＭＨＤ発電機の上
流に、熱を発電に直接利用できない領域が生じるという
問題がある。このため、熱を直接発電に利用できない領
域の有効利用が要請されている。
は、ＯＣＭＨＤ発電あるいはＣＣＭＨＤ発電のいずれか
一方を利用した複合発電方式であるため、ＯＣＭＨＤ複
合発電方式においては、トッピングとボトミングとの間
に、熱を発電に直接利用できない領域が生じ、またＣＣ
ＭＨＤ複合発電方式においては、ＣＣＭＨＤ発電機の上
流に、熱を発電に直接利用できない領域が生じるという
問題がある。このため、熱を直接発電に利用できない領
域の有効利用が要請されている。
【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、熱を発電に直接利用できない領域を有効に活用
して広い温度領域の熱を有効に利用し、より高効率の複
合発電方式を提供することを目的とする。
もので、熱を発電に直接利用できない領域を有効に活用
して広い温度領域の熱を有効に利用し、より高効率の複
合発電方式を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、燃焼器からの高温ガスの導入により
発電を行なうオープンサイクルＭＨＤ発電機と、オープ
ンサイクル発電機から排出された燃焼ガスにより希ガス
を加熱する高温熱交換器と、高温熱交換器で加熱された
希ガスの導入により発電を行なうクローズドサイクルＭ
ＨＤ発電機とをそれぞれ設けるようにしたことを特徴と
する複合発電方式である。
成する手段として、燃焼器からの高温ガスの導入により
発電を行なうオープンサイクルＭＨＤ発電機と、オープ
ンサイクル発電機から排出された燃焼ガスにより希ガス
を加熱する高温熱交換器と、高温熱交換器で加熱された
希ガスの導入により発電を行なうクローズドサイクルＭ
ＨＤ発電機とをそれぞれ設けるようにしたことを特徴と
する複合発電方式である。
【００１１】
【作用】本発明に係る複合発電方式においては、オープ
ンサイクルＭＨＤ発電機の下流域に、オープンサイクル
ＭＨＤ発電機からの燃焼ガスで加熱される希ガスを用い
るクローズドサイクルＭＨＤ発電機が設置される。この
ため、熱を発電に直接利用できない領域を、ＯＣＭＨＤ
発電機およびＣＣＭＨＤ発電機の双方で相互に補うこと
になる。したがって、広い温度領域の熱を有効に利用す
ることができ、より高効率の複合発電方式が得られる。
ンサイクルＭＨＤ発電機の下流域に、オープンサイクル
ＭＨＤ発電機からの燃焼ガスで加熱される希ガスを用い
るクローズドサイクルＭＨＤ発電機が設置される。この
ため、熱を発電に直接利用できない領域を、ＯＣＭＨＤ
発電機およびＣＣＭＨＤ発電機の双方で相互に補うこと
になる。したがって、広い温度領域の熱を有効に利用す
ることができ、より高効率の複合発電方式が得られる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１を参照して
説明する。
説明する。
【００１３】図１において、符号１１は燃焼器であり、
この燃焼器１１からの燃焼ガスは、ＯＣＭＨＤ発電機１
２を通ってＭＨＤ発電を行なうとともに、高温熱交換器
２で希ガスとの熱交換を行ない、さらにボイラ１５で蒸
気との熱交換を行なった後、排出されるようになってい
る。
この燃焼器１１からの燃焼ガスは、ＯＣＭＨＤ発電機１
２を通ってＭＨＤ発電を行なうとともに、高温熱交換器
２で希ガスとの熱交換を行ない、さらにボイラ１５で蒸
気との熱交換を行なった後、排出されるようになってい
る。
【００１４】一方、高温熱交換器２での熱交換により昇
温した希ガスは、図１に示すように、ＣＣＭＨＤ発電機
４を通ってＭＨＤ発電を行なうようになっており、この
ＣＣＭＨＤ発電機４から排出された希ガスは、ボイラ２
１で蒸気と熱交換を行なった後、圧縮機２２で圧縮され
て昇圧され、高温熱交換器２に再び還流される。これに
より、希ガスの閉ループ（閉サイクル）を形成してい
る。
温した希ガスは、図１に示すように、ＣＣＭＨＤ発電機
４を通ってＭＨＤ発電を行なうようになっており、この
ＣＣＭＨＤ発電機４から排出された希ガスは、ボイラ２
１で蒸気と熱交換を行なった後、圧縮機２２で圧縮され
て昇圧され、高温熱交換器２に再び還流される。これに
より、希ガスの閉ループ（閉サイクル）を形成してい
る。
【００１５】また、ボイラ２１で加熱された蒸気は、図
１に示すように、蒸気タービン２３に案内され、ここで
蒸気タービン２３を駆動して発電を行なった後、ポンプ
２４によって昇圧されてボイラ２１に戻され、蒸気の閉
ループ（閉サイクル）を形成している。
１に示すように、蒸気タービン２３に案内され、ここで
蒸気タービン２３を駆動して発電を行なった後、ポンプ
２４によって昇圧されてボイラ２１に戻され、蒸気の閉
ループ（閉サイクル）を形成している。
【００１６】さらに、ボイラ１５で加熱された蒸気は、
図１に示すように、蒸気タービン１６に案内されてこの
蒸気タービン１６を駆動して発電を行なった後、ポンプ
１７によりボイラ１５に戻され、蒸気の閉ループを形成
している。
図１に示すように、蒸気タービン１６に案内されてこの
蒸気タービン１６を駆動して発電を行なった後、ポンプ
１７によりボイラ１５に戻され、蒸気の閉ループを形成
している。
【００１７】図１に示す複合発電方式においては、トッ
ピングにＯＣＭＨＤ発電機１２およびＣＣＭＨＤ発電機
４が用いられ、ボトミングに蒸気タービン１６，２３が
用いられて複合発電サイクルが構成されている。このた
め、熱を発電に直接利用できない領域を、両ＭＨＤ発電
機４，１２で相互に補うことができ、広い温度領域にわ
たる熱を有効に利用してより高効率のＭＨＤ複合発電を
行なうようになっている。
ピングにＯＣＭＨＤ発電機１２およびＣＣＭＨＤ発電機
４が用いられ、ボトミングに蒸気タービン１６，２３が
用いられて複合発電サイクルが構成されている。このた
め、熱を発電に直接利用できない領域を、両ＭＨＤ発電
機４，１２で相互に補うことができ、広い温度領域にわ
たる熱を有効に利用してより高効率のＭＨＤ複合発電を
行なうようになっている。
【００１８】図２は、本発明の第２実施例を示すもの
で、トッピングにＯＣＭＨＤ発電機１２およびＣＣＭＨ
Ｄ発電機４を用い、かつボトミングに蒸気タービン１６
およびガスタービン７を用いて複合発電サイクルを構成
したものである。
で、トッピングにＯＣＭＨＤ発電機１２およびＣＣＭＨ
Ｄ発電機４を用い、かつボトミングに蒸気タービン１６
およびガスタービン７を用いて複合発電サイクルを構成
したものである。
【００１９】この複合発電方式においては、ＯＣＭＨＤ
発電機１２を通った燃焼ガスは高温熱交換器２で希ガス
を加熱し、加熱された希ガスは、図２に示すように、Ｃ
ＣＭＨＤ発電機４を通ってＭＨＤ発電を行なうようにな
っており、このＣＣＭＨＤ発電機４からの希ガスは、再
生熱交換器５で熱交換されて降温するようになってい
る。降温した希ガスは、圧縮機６に送られて圧縮され、
昇圧された後、再生熱交換器５で再度昇温されて、ガス
タービン７に案内され、このガスタービン７を駆動して
発電を行なうようになっている。そして、ガスタービン
７を通った希ガスは、前記高温熱交換器２に導かれて希
ガスの閉ループ（閉サイクル）を形成するようになって
いる。
発電機１２を通った燃焼ガスは高温熱交換器２で希ガス
を加熱し、加熱された希ガスは、図２に示すように、Ｃ
ＣＭＨＤ発電機４を通ってＭＨＤ発電を行なうようにな
っており、このＣＣＭＨＤ発電機４からの希ガスは、再
生熱交換器５で熱交換されて降温するようになってい
る。降温した希ガスは、圧縮機６に送られて圧縮され、
昇圧された後、再生熱交換器５で再度昇温されて、ガス
タービン７に案内され、このガスタービン７を駆動して
発電を行なうようになっている。そして、ガスタービン
７を通った希ガスは、前記高温熱交換器２に導かれて希
ガスの閉ループ（閉サイクル）を形成するようになって
いる。
【００２０】なお、その他の点については、第１実施例
と同一構成となっている。
と同一構成となっている。
【００２１】しかして、複合発電方式をこのように構成
しても、第１実施例と同様の効果が期待できる。
しても、第１実施例と同様の効果が期待できる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＯＣＭ
ＨＤ発電機の下流域に、ＣＣＭＨＤ発電機を設置するよ
うにしているので、熱を直接利用できない領域を、両Ｍ
ＨＤ発電機で相互に補って、広い温度領域の熱を有効に
利用することができる。このため、後述のＭＨＤ複合発
電方式よりも高効率の複合発電方式が得られる。
ＨＤ発電機の下流域に、ＣＣＭＨＤ発電機を設置するよ
うにしているので、熱を直接利用できない領域を、両Ｍ
ＨＤ発電機で相互に補って、広い温度領域の熱を有効に
利用することができる。このため、後述のＭＨＤ複合発
電方式よりも高効率の複合発電方式が得られる。
【図１】本発明の第１実施例に係る複合発電方式を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る複合発電方式を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】従来のＣＣＭＨＤ複合発電方式を示す構成図で
ある。
ある。
【図４】従来のＯＣＭＨＤ複合発電方式を示す構成図で
ある。
ある。
２ 高温熱交換器 ４ ＣＣＭＨＤ発電機 ５ 再生熱交換器 ６，２２ 圧縮機 ７ ガスタービン １１ 燃焼器 １２ ＯＣＭＨＤ発電機 １５，２１ ボイラ １６，２３ 蒸気タービン １７，２４ ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼器からの高温ガスの導入により発電
を行なうオープンサイクルＭＨＤ発電機と、オープンサ
イクルＭＨＤ発電機から排出された燃焼ガスにより希ガ
スを加熱する高温熱交換器と、高温熱交換器で加熱され
た希ガスの導入により発電を行なうクローズドサイクル
ＭＨＤ発電機とを具備することを特徴とする複合発電方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22897291A JPH0568366A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 複合発電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22897291A JPH0568366A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 複合発電方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0568366A true JPH0568366A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16884759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22897291A Pending JPH0568366A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 複合発電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0568366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100725320B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-06-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 금속복합재료의 제조방법 |
| KR20240175628A (ko) * | 2023-06-13 | 2024-12-20 | 울산과학기술원 | 복합 발전 시스템 및 그 방법 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22897291A patent/JPH0568366A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100725320B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-06-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 금속복합재료의 제조방법 |
| KR20240175628A (ko) * | 2023-06-13 | 2024-12-20 | 울산과학기술원 | 복합 발전 시스템 및 그 방법 |
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