JPS6211166B2 - - Google Patents
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- JPS6211166B2 JPS6211166B2 JP53029778A JP2977878A JPS6211166B2 JP S6211166 B2 JPS6211166 B2 JP S6211166B2 JP 53029778 A JP53029778 A JP 53029778A JP 2977878 A JP2977878 A JP 2977878A JP S6211166 B2 JPS6211166 B2 JP S6211166B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- heat exchange
- exchange gas
- gas
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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】
この発明は、発電方法に関するものである。
その特徴の１つとして、この発明は、最大需要
時間、すなわち電力の需要が最も大きい時間帯に
大きい電力を発生することができる。
時間、すなわち電力の需要が最も大きい時間帯に
大きい電力を発生することができる。
さらに大きい特徴として、この発明は、熱貯蔵
媒体に熱を貯蔵し、この熱を最大需要時間に利用
して大きい電力を発生することができる。
媒体に熱を貯蔵し、この熱を最大需要時間に利用
して大きい電力を発生することができる。
量が多く、かつ比較的経済的な石炭が電力を発
生するためのエネルギー源として従来から使用さ
れている。石炭をガス化し、そのガスを燃焼させ
て、電気ゼネレータを駆動するガスタービンに導
入すると、電力を発生することができる。しかし
ながら、駆動時に、ガスタービンは低いレベルの
廃熱を発生し、これは従来の技術のもとでは大気
に廃棄されるか、または付加的な動力を再生する
ための蒸気を発生させ、部分的に回収されていた
にすぎない。そして、その技術は完全に満足でき
るとはいえず、最大需要時間に大きい電力を供給
することは完全にはできなかつた。
生するためのエネルギー源として従来から使用さ
れている。石炭をガス化し、そのガスを燃焼させ
て、電気ゼネレータを駆動するガスタービンに導
入すると、電力を発生することができる。しかし
ながら、駆動時に、ガスタービンは低いレベルの
廃熱を発生し、これは従来の技術のもとでは大気
に廃棄されるか、または付加的な動力を再生する
ための蒸気を発生させ、部分的に回収されていた
にすぎない。そして、その技術は完全に満足でき
るとはいえず、最大需要時間に大きい電力を供給
することは完全にはできなかつた。
したがつて、この発明の目的は、石炭をエネル
ギー源として使用し、最大需要時間に容易に大き
い電力を発生することができる発電方法を提供す
ることにある。
ギー源として使用し、最大需要時間に容易に大き
い電力を発生することができる発電方法を提供す
ることにある。
この発明の他の目的は、石炭をエネルギー源と
して使用し、熱貯蔵システムを利用して、非最大
需要時間、すなわち電力の需要が最も大きい時間
帯以外の時間帯に熱を貯蔵し、最大需要時間にこ
の熱を使用して大きい電力を発生する発電方法を
提供することにある。
して使用し、熱貯蔵システムを利用して、非最大
需要時間、すなわち電力の需要が最も大きい時間
帯以外の時間帯に熱を貯蔵し、最大需要時間にこ
の熱を使用して大きい電力を発生する発電方法を
提供することにある。
この発明は、石炭をガス化し、そのガスを燃焼
させて、電気ゼネレータを駆動するガスタービン
に導入し、電力を発生する発電方法であつて、前
記ガスタービンから排出される排気ガスの熱を利
用し、最大需要時間に大きい電力を発生すること
からなり、 (i) 熱交換ガスを前記排気ガスと接触させ、前記
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ii) 非最大需要時間に、前記加熱された熱交換ガ
スを熱貯蔵領域に導入し、前記加熱された熱交
換ガスの熱の１部を前記熱貯蔵領域に貯蔵し、
最大需要時間に使用し、 (iii) 非最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出
された熱交換ガスを電気ゼネレータを駆動する
スチームタービンのための第１スチームゼネレ
ータに流し、前記加熱された熱交換ガスの熱の
残りの部分を使用して、電力を得るための蒸気
を発生し、 (iv) 最大需要時間に、前記熱交換ガスを前記熱貯
蔵領域に導入し、この熱交換ガスを前記熱貯蔵
領域に貯蔵された熱で加熱し、 (v) 最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出さ
れる加熱された熱交換ガスを前記スチームター
ビンのための第２スチームゼネレータに流し、
前記熱交換ガスの熱を使用して、大きい電力を
得るための蒸気を発生し、 (vi) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの１部を前記熱貯蔵領域に再循環さ
せ、これを工程(iv)の熱交換ガスと混合し、その
混合ガスを前記熱貯蔵領域に貯蔵された熱で加
熱し、 (vii) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの残りの部分を前記第１スチームゼ
ネレータに流し、電力を得るための蒸気を発生
し、 (viii) 前記第１スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ix) 前記工程(vi)の混合ガスの前記再循環する部分
を前記工程(viii)の前記加熱された熱交換ガスと混
合し、これを前記熱貯蔵領域に導入することを
特徴とするものである。
させて、電気ゼネレータを駆動するガスタービン
に導入し、電力を発生する発電方法であつて、前
記ガスタービンから排出される排気ガスの熱を利
用し、最大需要時間に大きい電力を発生すること
からなり、 (i) 熱交換ガスを前記排気ガスと接触させ、前記
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ii) 非最大需要時間に、前記加熱された熱交換ガ
スを熱貯蔵領域に導入し、前記加熱された熱交
換ガスの熱の１部を前記熱貯蔵領域に貯蔵し、
最大需要時間に使用し、 (iii) 非最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出
された熱交換ガスを電気ゼネレータを駆動する
スチームタービンのための第１スチームゼネレ
ータに流し、前記加熱された熱交換ガスの熱の
残りの部分を使用して、電力を得るための蒸気
を発生し、 (iv) 最大需要時間に、前記熱交換ガスを前記熱貯
蔵領域に導入し、この熱交換ガスを前記熱貯蔵
領域に貯蔵された熱で加熱し、 (v) 最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出さ
れる加熱された熱交換ガスを前記スチームター
ビンのための第２スチームゼネレータに流し、
前記熱交換ガスの熱を使用して、大きい電力を
得るための蒸気を発生し、 (vi) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの１部を前記熱貯蔵領域に再循環さ
せ、これを工程(iv)の熱交換ガスと混合し、その
混合ガスを前記熱貯蔵領域に貯蔵された熱で加
熱し、 (vii) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの残りの部分を前記第１スチームゼ
ネレータに流し、電力を得るための蒸気を発生
し、 (viii) 前記第１スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ix) 前記工程(vi)の混合ガスの前記再循環する部分
を前記工程(viii)の前記加熱された熱交換ガスと混
合し、これを前記熱貯蔵領域に導入することを
特徴とするものである。
以下、この発明の実施例を図面について詳細に
説明する。
説明する。
第１図に示されたシステムでは、符号１０で示
された熱貯蔵領域が使用され、ガスタービン１２
から排出される排気ガスの熱が貯蔵される。ま
た、このシステムはガスタービン１２の他に、ス
チームタービン２２を有する。ガスタービン１２
およびスチームタービン２２は電気ゼネレータ２
４，２６を駆動し、電気を発生するためのもので
ある。ガスタービン１２は空気導入ライン７０、
燃料ガス入口ライン６８および排気ガス出口ライ
ン７２を有し、スチームタービン２２は蒸気入口
ライン９６および蒸気出口ライン９８を有する。
された熱貯蔵領域が使用され、ガスタービン１２
から排出される排気ガスの熱が貯蔵される。ま
た、このシステムはガスタービン１２の他に、ス
チームタービン２２を有する。ガスタービン１２
およびスチームタービン２２は電気ゼネレータ２
４，２６を駆動し、電気を発生するためのもので
ある。ガスタービン１２は空気導入ライン７０、
燃料ガス入口ライン６８および排気ガス出口ライ
ン７２を有し、スチームタービン２２は蒸気入口
ライン９６および蒸気出口ライン９８を有する。
熱貯蔵領域１０は少なくとも１つの熱貯蔵ユニ
ツト１４を有する。そして、非最大需要時間およ
び最大需要時間に排気ガスの熱を回収し、蒸気を
発生するためのものとして、このシステムはヒー
タ１６、ボイラ１８、エコノマイザ２０およびガ
スサーキユレータ２８を有する。さらに、最大需
要時間に排気ガスの熱を回収し、蒸気を発生する
ためのものとして、このシステムはブースタサー
キユレータ３０およびスチームゼネレータ４２を
有する。この他に、このシステムは熱交換ガス流
通ライン７４，７８，８０，８２，８８，９０，
１０８，１１０および１１２、水流通ライン８
４，１００，１０２，１０４および１１４、蒸気
流通ライン８６，９２，９４，９６および１２０
を有する。
ツト１４を有する。そして、非最大需要時間およ
び最大需要時間に排気ガスの熱を回収し、蒸気を
発生するためのものとして、このシステムはヒー
タ１６、ボイラ１８、エコノマイザ２０およびガ
スサーキユレータ２８を有する。さらに、最大需
要時間に排気ガスの熱を回収し、蒸気を発生する
ためのものとして、このシステムはブースタサー
キユレータ３０およびスチームゼネレータ４２を
有する。この他に、このシステムは熱交換ガス流
通ライン７４，７８，８０，８２，８８，９０，
１０８，１１０および１１２、水流通ライン８
４，１００，１０２，１０４および１１４、蒸気
流通ライン８６，９２，９４，９６および１２０
を有する。
第１図から明らかなように、石炭ガス化プロセ
ス（図示せず）で石炭がガス化され、そのガスが
燃料ガスとして使用され、ライン６８を通り、ガ
スタービン１２に送られ、空気と混合される。空
気はライン７０を通り、ガスタービン１２に導入
される。ガスタービン１２は普通のガスタービン
からなり、燃料ガスが空気と反応する燃焼室を含
む。したがつて、電気ゼネレータ２４を駆動し、
電力を発生することができる。
ス（図示せず）で石炭がガス化され、そのガスが
燃料ガスとして使用され、ライン６８を通り、ガ
スタービン１２に送られ、空気と混合される。空
気はライン７０を通り、ガスタービン１２に導入
される。ガスタービン１２は普通のガスタービン
からなり、燃料ガスが空気と反応する燃焼室を含
む。したがつて、電気ゼネレータ２４を駆動し、
電力を発生することができる。
そして、ほぼ510.0〜621.1℃（950〜1150〓）
の温度の排気ガスがガスタービン１２から排出さ
れ、ライン７２を通り、ヒータ１６に送られる。
これと同時に、ほぼ190.5〜204.4℃（375〜400
〓）の温度、ほぼ1270〜2810ｇ／cm2（18〜40p.s.
i.a）の圧力で熱交換ガスがライン７４を通り、
ヒータ１６に導入され、排気ガスが熱交換ガスと
間接的に接触する。ヒータ１６内に導入される熱
交換ガスは空気、ヘリウム、水素、窒素、アルゴ
ン、酸化炭素、炭化水素の低酸素含有燃焼生成
物、またはこれらの混合物からなる。好ましい熱
交換ガスは空気である。
の温度の排気ガスがガスタービン１２から排出さ
れ、ライン７２を通り、ヒータ１６に送られる。
これと同時に、ほぼ190.5〜204.4℃（375〜400
〓）の温度、ほぼ1270〜2810ｇ／cm2（18〜40p.s.
i.a）の圧力で熱交換ガスがライン７４を通り、
ヒータ１６に導入され、排気ガスが熱交換ガスと
間接的に接触する。ヒータ１６内に導入される熱
交換ガスは空気、ヘリウム、水素、窒素、アルゴ
ン、酸化炭素、炭化水素の低酸素含有燃焼生成
物、またはこれらの混合物からなる。好ましい熱
交換ガスは空気である。
ヒータ１６は普通の熱交換器からなり、フラツ
トプレートタイプの熱交換器として従来から一般
に知られているタイプのものである。第１図の単
一のヒータ１６に代えて、複数のヒータを使用す
ることもできる。
トプレートタイプの熱交換器として従来から一般
に知られているタイプのものである。第１図の単
一のヒータ１６に代えて、複数のヒータを使用す
ることもできる。
ヒータ１６で排気ガスと間接的に接触する結
果、熱交換ガスはほぼ260.0〜537.7℃（500〜
1000〓）の温度に加熱される。排気ガスはほぼ
218.3〜315.5℃（425〜600〓）の温度、およびほ
ぼ大気圧でヒータ１６から排出され、ライン７６
を通り、煙突６０に流れ、大気に解放される。そ
して、加熱された熱交換ガスがヒータ１６から排
出され、ライン７８を通り、熱貯蔵領域１０に向
かつて流れる。
果、熱交換ガスはほぼ260.0〜537.7℃（500〜
1000〓）の温度に加熱される。排気ガスはほぼ
218.3〜315.5℃（425〜600〓）の温度、およびほ
ぼ大気圧でヒータ１６から排出され、ライン７６
を通り、煙突６０に流れ、大気に解放される。そ
して、加熱された熱交換ガスがヒータ１６から排
出され、ライン７８を通り、熱貯蔵領域１０に向
かつて流れる。
さらに、熱貯蔵領域１０の外側にバルブ３２，
３４，３６および４０が配置され、非最大需要時
間にバルブ３２が開かれ、バルブ３４，３６、お
よび４０は閉じられる。したがつて、加熱された
熱交換ガスがライン７８を通り、熱貯蔵領域１０
に導入され、熱交換ガスの熱の１部が貯蔵され
る。
３４，３６および４０が配置され、非最大需要時
間にバルブ３２が開かれ、バルブ３４，３６、お
よび４０は閉じられる。したがつて、加熱された
熱交換ガスがライン７８を通り、熱貯蔵領域１０
に導入され、熱交換ガスの熱の１部が貯蔵され
る。
熱貯蔵領域１０の熱貯蔵ユニツト１４は普通の
垂直の熱交換器からなり、無機化学化合物などの
熱貯蔵媒体を有する。熱貯蔵媒体は熱によつて固
体相から液体相に変換することができる無機化学
化合物からなり、アルカリ水酸化金属、特に水酸
化ナトリアムであることが好ましい。
垂直の熱交換器からなり、無機化学化合物などの
熱貯蔵媒体を有する。熱貯蔵媒体は熱によつて固
体相から液体相に変換することができる無機化学
化合物からなり、アルカリ水酸化金属、特に水酸
化ナトリアムであることが好ましい。
熱貯蔵領域１０に導入された熱交換ガスは熱貯
蔵ユニツト１４を流れ、熱貯蔵媒体と間接的に接
触する。この結果、熱貯蔵媒体が232.2〜482.2℃
（450〜900〓）の温度まで加熱され、溶融し、固
体相から液体相に変換される。これによつて熱交
換ガスの熱の１部が貯蔵される。また、熱交換ガ
スは熱貯蔵ユニツト１４の上部１５から導入さ
れ、下部１７から取り出される。したがつて、熱
貯蔵ユニツト１４の上部１５の熱貯蔵媒体が最初
に溶融する。したがつて、溶融時の熱貯蔵媒体の
変位および落下によつてユニツト１４が損傷する
可能性は小さい。
蔵ユニツト１４を流れ、熱貯蔵媒体と間接的に接
触する。この結果、熱貯蔵媒体が232.2〜482.2℃
（450〜900〓）の温度まで加熱され、溶融し、固
体相から液体相に変換される。これによつて熱交
換ガスの熱の１部が貯蔵される。また、熱交換ガ
スは熱貯蔵ユニツト１４の上部１５から導入さ
れ、下部１７から取り出される。したがつて、熱
貯蔵ユニツト１４の上部１５の熱貯蔵媒体が最初
に溶融する。したがつて、溶融時の熱貯蔵媒体の
変位および落下によつてユニツト１４が損傷する
可能性は小さい。
さらに、非最大需要時間において、熱交換ガス
は熱貯蔵領域１０から排出され、ライン８０，８
２および８８を通り、ボイラ１８およびエコノマ
イザ２０に導入される。これと同時に、水がライ
ン１０２および８４を通り、エコノマイザ２０お
よびボイラ１８に導入される。したがつて、エコ
ノマイザ２０で熱交換ガスが水と間接的に接触
し、熱交換ガスの熱によつて水が加熱される。さ
らに、ボイラ１８で熱交換ガスが水と間接的に接
触し、熱交換ガスの熱によつて水が加熱される。
したがつて、ボイラ１８の水が沸騰し、水が蒸気
に変換される。蒸気はライン８６，９４および９
６を通り、スチームタービン２２に流れる。した
がつて、スチームタービン２２によつて電気ゼネ
レータ２６が駆動され、電気ゼネレータ２６の電
力が発生する。
は熱貯蔵領域１０から排出され、ライン８０，８
２および８８を通り、ボイラ１８およびエコノマ
イザ２０に導入される。これと同時に、水がライ
ン１０２および８４を通り、エコノマイザ２０お
よびボイラ１８に導入される。したがつて、エコ
ノマイザ２０で熱交換ガスが水と間接的に接触
し、熱交換ガスの熱によつて水が加熱される。さ
らに、ボイラ１８で熱交換ガスが水と間接的に接
触し、熱交換ガスの熱によつて水が加熱される。
したがつて、ボイラ１８の水が沸騰し、水が蒸気
に変換される。蒸気はライン８６，９４および９
６を通り、スチームタービン２２に流れる。した
がつて、スチームタービン２２によつて電気ゼネ
レータ２６が駆動され、電気ゼネレータ２６の電
力が発生する。
一方、熱交換ガスはエコノマイザ２０から排出
され、ライン９０を通り、ガスサーキユレータ２
８に導入される。ガスサーキユレータ２８は普通
のコンプレツサまたは遠心圧縮機からなり、熱交
換ガスを圧縮し、その圧力を増加させる。したが
つて、熱交換ガスがガスサーキユレータ２８から
排出され、ライン７４を通り、ヒータ１６に導入
され、排気ガスと間接的に接触する。
され、ライン９０を通り、ガスサーキユレータ２
８に導入される。ガスサーキユレータ２８は普通
のコンプレツサまたは遠心圧縮機からなり、熱交
換ガスを圧縮し、その圧力を増加させる。したが
つて、熱交換ガスがガスサーキユレータ２８から
排出され、ライン７４を通り、ヒータ１６に導入
され、排気ガスと間接的に接触する。
また、スチームタービン２２の蒸気について
は、これがスチームタービン２２から排出され、
ライン９８を通り、コンデンサ５４に導入され
る。コンデンサ５４は普通の熱交換器からなり、
蒸気を凝縮し、これを水に変換する。水はコンデ
ンサ５４から排出され、ライン１００を通り、ポ
ンプ５６に導入され、空気分離機６２に送され
る。そして、水と空気が分離され、水は空気分離
機６２から排出され、ポンプ５８に導入され、エ
コノマイザ２０およびボイラ１８に送られる。こ
れと同時に、水がライン１０４を通り、蒸気発生
源５２に送られる。そして、蒸気発生源５２の水
が蒸気に変換され、その蒸気がライン９２を通
り、ボイラ１８の蒸気と混合され、スチームター
ビン２２に供給される。なお、非最大需要時間に
はバルブ６４，６６が閉じられ、水はボイラ１
８、すなわち第１スチームゼネレータに送られる
が、第２スチームゼネレータ４２には送られな
い。
は、これがスチームタービン２２から排出され、
ライン９８を通り、コンデンサ５４に導入され
る。コンデンサ５４は普通の熱交換器からなり、
蒸気を凝縮し、これを水に変換する。水はコンデ
ンサ５４から排出され、ライン１００を通り、ポ
ンプ５６に導入され、空気分離機６２に送され
る。そして、水と空気が分離され、水は空気分離
機６２から排出され、ポンプ５８に導入され、エ
コノマイザ２０およびボイラ１８に送られる。こ
れと同時に、水がライン１０４を通り、蒸気発生
源５２に送られる。そして、蒸気発生源５２の水
が蒸気に変換され、その蒸気がライン９２を通
り、ボイラ１８の蒸気と混合され、スチームター
ビン２２に供給される。なお、非最大需要時間に
はバルブ６４，６６が閉じられ、水はボイラ１
８、すなわち第１スチームゼネレータに送られる
が、第２スチームゼネレータ４２には送られな
い。
これに対し、最大需要時間にはライン７８のバ
ルブ３２が閉じられ、バルブ３６が開かれる。さ
らに、ライン１１０および１１２のバルブ３４，
４０が開かれる。したがつて、熱交換ガスがヒー
タ１６から排出され、バルブ３６およびライン１
０８，８０を通り、熱貯蔵領域１０に導入され、
熱貯蔵ユニツト１４に流れ、熱貯蔵媒体に間接的
に接触する。この結果、熱貯蔵領域１０に貯蔵さ
れた熱によつて熱交換ガスが加熱され、熱貯蔵媒
体は冷却され、固化され、液体相から固体相に変
換される。また、熱交換ガスは熱貯蔵ユニツト１
４の下部１７から導入され、上部１５から取り出
される。したがつて、下部１７の熱貯蔵媒体が最
初に固化され、固化された熱貯蔵媒体の落下によ
つてユニツトが損傷するおそれはない。
ルブ３２が閉じられ、バルブ３６が開かれる。さ
らに、ライン１１０および１１２のバルブ３４，
４０が開かれる。したがつて、熱交換ガスがヒー
タ１６から排出され、バルブ３６およびライン１
０８，８０を通り、熱貯蔵領域１０に導入され、
熱貯蔵ユニツト１４に流れ、熱貯蔵媒体に間接的
に接触する。この結果、熱貯蔵領域１０に貯蔵さ
れた熱によつて熱交換ガスが加熱され、熱貯蔵媒
体は冷却され、固化され、液体相から固体相に変
換される。また、熱交換ガスは熱貯蔵ユニツト１
４の下部１７から導入され、上部１５から取り出
される。したがつて、下部１７の熱貯蔵媒体が最
初に固化され、固化された熱貯蔵媒体の落下によ
つてユニツトが損傷するおそれはない。
加熱された熱交換ガスは熱貯蔵領域１０から排
出され、バルブ３４およびライン１１０を通り、
ブースタサーキユレータ３０に導入される。ブー
スタサーキユレータ３０は普通のフアンからな
り、熱交換ガスの圧力を増加させる。熱交換ガス
はブースタサーキユレータ３０から排出され、ラ
イン１１２を通り、スチームゼネレータ４２に導
入される。また、最大需要時間にはスチームゼネ
レータ４２のバルブ６４，６６が開かれ、水がポ
ンプ５８から排出され、ライン１１４を通り、ス
チームゼネレータ４２に導入される。したがつ
て、スチームゼネレータ４２の熱交換ガスが水と
間接的に接触し、熱交換ガスによつて水が加熱さ
れ、水が蒸気に変換される。そして、その蒸気が
スチームゼネレータ４２から排出され、ライン１
２０，９４および９６を通り、スチームタービン
２２に導入される。この結果、最大需要時間に大
きい電力を得ることができるものである。
出され、バルブ３４およびライン１１０を通り、
ブースタサーキユレータ３０に導入される。ブー
スタサーキユレータ３０は普通のフアンからな
り、熱交換ガスの圧力を増加させる。熱交換ガス
はブースタサーキユレータ３０から排出され、ラ
イン１１２を通り、スチームゼネレータ４２に導
入される。また、最大需要時間にはスチームゼネ
レータ４２のバルブ６４，６６が開かれ、水がポ
ンプ５８から排出され、ライン１１４を通り、ス
チームゼネレータ４２に導入される。したがつ
て、スチームゼネレータ４２の熱交換ガスが水と
間接的に接触し、熱交換ガスによつて水が加熱さ
れ、水が蒸気に変換される。そして、その蒸気が
スチームゼネレータ４２から排出され、ライン１
２０，９４および９６を通り、スチームタービン
２２に導入される。この結果、最大需要時間に大
きい電力を得ることができるものである。
一方、熱交換ガスはスチームゼネレータ４２か
ら排出され、ライン８２およびバルブ４０を通
り、その一部は熱貯蔵領域１０に再循環され、ラ
イン１０８の熱交換ガスと混合される。そして、
その混合ガスが熱貯蔵領域１０に貯蔵された熱で
加熱され、スチームゼネレータ４２に送られる。
また、熱交換ガスの残りの部分、すなわち熱貯蔵
領域１０に再循環されない熱交換ガスがボイラ１
８およびエコノマイザ２０に導入される。したが
つて、ボイラ１８の水が加熱され、これが蒸気に
変換され、スチームタービン２２に送られる。し
たがつて、ボイラ１８およびスチームゼネレータ
４２の蒸気がスチームタービン２２に供給され、
スチームタービン２２および電気ゼネレータ２６
を効果的に駆動することができる。この結果、最
大需要時間に大きい電力を発生することができ
る。その蒸気の量は電力を非最大需要時間に対し
そのほぼ30〜60％増加するに十分である。
ら排出され、ライン８２およびバルブ４０を通
り、その一部は熱貯蔵領域１０に再循環され、ラ
イン１０８の熱交換ガスと混合される。そして、
その混合ガスが熱貯蔵領域１０に貯蔵された熱で
加熱され、スチームゼネレータ４２に送られる。
また、熱交換ガスの残りの部分、すなわち熱貯蔵
領域１０に再循環されない熱交換ガスがボイラ１
８およびエコノマイザ２０に導入される。したが
つて、ボイラ１８の水が加熱され、これが蒸気に
変換され、スチームタービン２２に送られる。し
たがつて、ボイラ１８およびスチームゼネレータ
４２の蒸気がスチームタービン２２に供給され、
スチームタービン２２および電気ゼネレータ２６
を効果的に駆動することができる。この結果、最
大需要時間に大きい電力を発生することができ
る。その蒸気の量は電力を非最大需要時間に対し
そのほぼ30〜60％増加するに十分である。
複数の熱貯蔵ユニツトを使用する場合、熱交換
ガスを各熱貯蔵ユニツトに交互に導入することが
望ましい。第２図は２つの熱貯蔵ユニツトを使用
し、熱交換ガスを各熱貯蔵ユニツトに交互に導入
するための構成を示す。第２図において、非最大
需要時間には、まずバルブ３２Ａが開かれ、バル
ブ３２Ｂ，３６Ｂ，３４Ａ，３６Ａおよび４０Ａ
が閉じられ、熱交換ガスはライン７８，７８Ａを
通り、第１熱貯蔵ユニツト１４Ａに流れるが、熱
貯蔵ユニツト１４Ｂには流れない。したがつて、
すべての熱交換ガスが熱貯蔵ユニツト１４Ａを流
れ、その熱貯蔵媒体と間接的に接触し、熱貯蔵媒
体は232.2〜482.2℃（450〜900〓）の温度に加熱
される。そして、熱交換ガスが熱交換ユニツト１
４Ａから排出され、ライン８０Ａ，８０を通り、
ボイラ１８に導入される。その後、バルブ３２Ｂ
が開かれ、バルブ３２Ａ，３４Ｂおよび４０Ｂが
閉じられ、熱交換ガスは熱貯蔵ユニツト１４Ｂに
流れ、その熱貯蔵媒体と間接的に接触し、これを
加熱する。そして、熱交換ガスが熱貯蔵ユニツト
１４Ｂから排出され、ライン８０Ｂ，８０を通
り、ボイラ１８に導入される。したがつて、各熱
貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂの熱貯蔵媒体を効果
的に加熱することができる。なお、熱交換ガスが
熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂの上部１５Ａ，１
５Ｂから導入され、下部１７Ａ，１７Ｂから取り
出されるのは第１図の熱貯蔵ユニツト１４と同様
である。
ガスを各熱貯蔵ユニツトに交互に導入することが
望ましい。第２図は２つの熱貯蔵ユニツトを使用
し、熱交換ガスを各熱貯蔵ユニツトに交互に導入
するための構成を示す。第２図において、非最大
需要時間には、まずバルブ３２Ａが開かれ、バル
ブ３２Ｂ，３６Ｂ，３４Ａ，３６Ａおよび４０Ａ
が閉じられ、熱交換ガスはライン７８，７８Ａを
通り、第１熱貯蔵ユニツト１４Ａに流れるが、熱
貯蔵ユニツト１４Ｂには流れない。したがつて、
すべての熱交換ガスが熱貯蔵ユニツト１４Ａを流
れ、その熱貯蔵媒体と間接的に接触し、熱貯蔵媒
体は232.2〜482.2℃（450〜900〓）の温度に加熱
される。そして、熱交換ガスが熱交換ユニツト１
４Ａから排出され、ライン８０Ａ，８０を通り、
ボイラ１８に導入される。その後、バルブ３２Ｂ
が開かれ、バルブ３２Ａ，３４Ｂおよび４０Ｂが
閉じられ、熱交換ガスは熱貯蔵ユニツト１４Ｂに
流れ、その熱貯蔵媒体と間接的に接触し、これを
加熱する。そして、熱交換ガスが熱貯蔵ユニツト
１４Ｂから排出され、ライン８０Ｂ，８０を通
り、ボイラ１８に導入される。したがつて、各熱
貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂの熱貯蔵媒体を効果
的に加熱することができる。なお、熱交換ガスが
熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂの上部１５Ａ，１
５Ｂから導入され、下部１７Ａ，１７Ｂから取り
出されるのは第１図の熱貯蔵ユニツト１４と同様
である。
さらに、最大需要時間には、熱貯蔵ユニツト１
４Ａ，１４Ｂのバルブ３２Ａ，３２Ｂが閉じら
れ、バルブ３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，４
０Ａおよび４０Ｂが開かれる。したがつて、熱交
換ガスがバルブ３６Ａ，３６Ｂおよびライン１０
８Ａ，１０８Ｂ，８０Ａおよび８０Ｂを通り、各
熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂに同時に導入さ
れ、熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂに貯蔵された
熱で加熱される。そして、加熱された熱交換ガス
がライン７８Ａ，７８Ｂ，１１０Ａおよび１１０
Ｂ、バルブ３４Ａ，３４Ｂ、およびライン１１０
を通り、ブースタサーキユレータ３０に導入さ
れ、ライン１１２Ａ，１１２Ｂを通り、スチーム
ゼネレータ４２Ａ，４２Ｂに導入される。したが
つて、スチームゼネレータ４２Ａ，４２Ｂによつ
て蒸気を発生させ、これをスチームタービン２２
に導入することができる。その後、熱交換ガスは
スチームゼネレータ４２Ａ，４２Ｂから排出さ
れ、バルブ４０Ａ，４０Ｂおよびライン８２Ａ，
８２Ｂを通り、その１部はライン１０８Ａ，１０
８Ｂの熱交換ガスと混合され、熱貯蔵ユニツト１
４Ａ，１４Ｂに再循環する。そして、スチームゼ
ネレータ４２Ａ，４２Ｂから排出された熱交換ガ
スの残りの部分がボイラ１８に導入され、ボイラ
１８から蒸気が発生する。
４Ａ，１４Ｂのバルブ３２Ａ，３２Ｂが閉じら
れ、バルブ３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，４
０Ａおよび４０Ｂが開かれる。したがつて、熱交
換ガスがバルブ３６Ａ，３６Ｂおよびライン１０
８Ａ，１０８Ｂ，８０Ａおよび８０Ｂを通り、各
熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂに同時に導入さ
れ、熱貯蔵ユニツト１４Ａ，１４Ｂに貯蔵された
熱で加熱される。そして、加熱された熱交換ガス
がライン７８Ａ，７８Ｂ，１１０Ａおよび１１０
Ｂ、バルブ３４Ａ，３４Ｂ、およびライン１１０
を通り、ブースタサーキユレータ３０に導入さ
れ、ライン１１２Ａ，１１２Ｂを通り、スチーム
ゼネレータ４２Ａ，４２Ｂに導入される。したが
つて、スチームゼネレータ４２Ａ，４２Ｂによつ
て蒸気を発生させ、これをスチームタービン２２
に導入することができる。その後、熱交換ガスは
スチームゼネレータ４２Ａ，４２Ｂから排出さ
れ、バルブ４０Ａ，４０Ｂおよびライン８２Ａ，
８２Ｂを通り、その１部はライン１０８Ａ，１０
８Ｂの熱交換ガスと混合され、熱貯蔵ユニツト１
４Ａ，１４Ｂに再循環する。そして、スチームゼ
ネレータ４２Ａ，４２Ｂから排出された熱交換ガ
スの残りの部分がボイラ１８に導入され、ボイラ
１８から蒸気が発生する。
第３図および第４図は第１図のシステムの変形
例を示す。第３図の実施例では、ヒータ１６で加
熱された熱交換ガスをライン７８およびライン１
０８に通し、直接ボイラ１８に供給し、スチーム
ゼネレータ４２から排出された熱交換ガスをライ
ン８２およびライン８０に通し、これをすべて熱
貯蔵領域１０に再循環させることができる。第４
図の実施例では、ヒータ１６で加熱された熱交換
ガスがライン１０８を通り、ライン８２に導入さ
れ、スチームゼネレータ４２から排出された熱交
換ガスと混合される。そして、その混合ガスの一
部がライン８０を通り、熱貯蔵領域１０に再循環
し、残りの部分がボイラ１８に供給される。
例を示す。第３図の実施例では、ヒータ１６で加
熱された熱交換ガスをライン７８およびライン１
０８に通し、直接ボイラ１８に供給し、スチーム
ゼネレータ４２から排出された熱交換ガスをライ
ン８２およびライン８０に通し、これをすべて熱
貯蔵領域１０に再循環させることができる。第４
図の実施例では、ヒータ１６で加熱された熱交換
ガスがライン１０８を通り、ライン８２に導入さ
れ、スチームゼネレータ４２から排出された熱交
換ガスと混合される。そして、その混合ガスの一
部がライン８０を通り、熱貯蔵領域１０に再循環
し、残りの部分がボイラ１８に供給される。
以上説明したように、この発明は、電気ゼネレ
ータ２４を駆動するガスタービン１２の排気ガス
の熱を利用し、熱交換ガスを排気ガスと接触させ
ることを起点とするものである。熱交換ガスは排
気ガスの熱で加熱される。そして、非最大需要時
間に、加熱された熱交換ガスが熱貯蔵領域１０に
導入され、熱交換ガスの熱の１部が熱貯蔵領域１
０に貯蔵され、最大需要時間に使用される。さら
に、非最大需要時間に、熱貯蔵領域１０から排出
された熱交換ガスが電気ゼネレータ２６を駆動す
るスチームタービン２２の第１スチームゼネレー
タ１８に流され、熱交換ガスの熱の残りの部分が
使用され、電力を得るための蒸気が発生する。そ
して、最大需要時間に、熱交換ガスが熱貯蔵領域
１０に導入され、熱交換ガスは熱貯蔵領域１０に
貯蔵された熱で加熱され、熱貯蔵領域１０から排
出され、スチームタービン２２のための第２スチ
ームゼネレータ４２に流される。したがつて、熱
交換ガスの熱を使用し、大きい電力を得るための
蒸気を発生させることができる。また、第２スチ
ームゼネレータ４２から排出された熱交換ガスの
１部が熱貯蔵領域１０に再循環し、これが排気ガ
スと接触した熱交換ガスと混合され、その混合ガ
スが熱貯蔵領域１０に貯蔵された熱で加熱され
る。そして、第２スチームゼネレータ４２から排
出された熱交換ガスの残りの部分が第１スチーム
ゼネレータ１８に流され、電力を得るための蒸気
が発生する。第１スチームゼネレータ１８から排
出された熱交換ガスは排気ガスで加熱される。さ
らに、混合ガスの再循環部分が排気ガスで加熱さ
れた熱交換ガスと混合され、これが熱貯蔵領域１
０に導入されるものである。
ータ２４を駆動するガスタービン１２の排気ガス
の熱を利用し、熱交換ガスを排気ガスと接触させ
ることを起点とするものである。熱交換ガスは排
気ガスの熱で加熱される。そして、非最大需要時
間に、加熱された熱交換ガスが熱貯蔵領域１０に
導入され、熱交換ガスの熱の１部が熱貯蔵領域１
０に貯蔵され、最大需要時間に使用される。さら
に、非最大需要時間に、熱貯蔵領域１０から排出
された熱交換ガスが電気ゼネレータ２６を駆動す
るスチームタービン２２の第１スチームゼネレー
タ１８に流され、熱交換ガスの熱の残りの部分が
使用され、電力を得るための蒸気が発生する。そ
して、最大需要時間に、熱交換ガスが熱貯蔵領域
１０に導入され、熱交換ガスは熱貯蔵領域１０に
貯蔵された熱で加熱され、熱貯蔵領域１０から排
出され、スチームタービン２２のための第２スチ
ームゼネレータ４２に流される。したがつて、熱
交換ガスの熱を使用し、大きい電力を得るための
蒸気を発生させることができる。また、第２スチ
ームゼネレータ４２から排出された熱交換ガスの
１部が熱貯蔵領域１０に再循環し、これが排気ガ
スと接触した熱交換ガスと混合され、その混合ガ
スが熱貯蔵領域１０に貯蔵された熱で加熱され
る。そして、第２スチームゼネレータ４２から排
出された熱交換ガスの残りの部分が第１スチーム
ゼネレータ１８に流され、電力を得るための蒸気
が発生する。第１スチームゼネレータ１８から排
出された熱交換ガスは排気ガスで加熱される。さ
らに、混合ガスの再循環部分が排気ガスで加熱さ
れた熱交換ガスと混合され、これが熱貯蔵領域１
０に導入されるものである。
第１図はこの発明の実施例を示す説明図、第２
図は２つの熱貯蔵ユニツトを使用した実施例を示
す説明図、第３図および第４図は第１図の変形例
を示す説明図である。 １０……熱貯蔵領域、１２……ガスタービン、
１４，１４Ａ，１４Ｂ……熱貯蔵ユニツト、１６
……ヒータ、１８……ボイラ、２０……エコノマ
イザ、２２……スチームタービン、２４，２６…
…電気ゼネレータ、３０……ブースタサーキユレ
ータ、４２……スチームゼネレータ。
図は２つの熱貯蔵ユニツトを使用した実施例を示
す説明図、第３図および第４図は第１図の変形例
を示す説明図である。 １０……熱貯蔵領域、１２……ガスタービン、
１４，１４Ａ，１４Ｂ……熱貯蔵ユニツト、１６
……ヒータ、１８……ボイラ、２０……エコノマ
イザ、２２……スチームタービン、２４，２６…
…電気ゼネレータ、３０……ブースタサーキユレ
ータ、４２……スチームゼネレータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭をガス化し、そのガスを燃焼させて、電
気ゼネレータを駆動するガスタービンに導入し、
電力を発生する発電方法であつて、前記ガスター
ビンから排出される排気ガスの熱を利用し、最大
需要時間に大きい電力を発生することからなり、 (i) 熱交換ガスを前記排気ガスと接触させ、前記
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ii) 非最大需要時間に、前記加熱された熱交換ガ
スを熱貯蔵領域に導入し、前記加熱された熱交
換ガスの熱の１部を前記熱貯蔵領域に貯蔵し、
最大需要時間に使用し、 (iii) 非最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出
された熱交換ガスを電気ゼネレータを駆動する
スチームタービンのための第１スチームゼネレ
ータに流し、前記加熱された熱交換ガスの熱の
残りの部分を使用して、電力を得るための蒸気
を発生し、 (iv) 最大需要時間に、前記熱交換ガスを前記熱貯
蔵領域に導入し、この熱交換ガスを前記熱貯蔵
領域に貯蔵された熱で加熱し、 (v) 最大需要時間に、前記熱貯蔵領域から排出さ
れる加熱された熱交換ガスを前記スチームター
ビンのための第２スチームゼネレータに流し、
前記熱交換ガスの熱を使用して、大きい電力を
得るための蒸気を発生し、 (vi) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの１部を前記熱貯蔵領域に再循環さ
せ、これを工程(iv)の熱交換ガスと混合し、その
混合ガスを前記熱貯蔵領域に貯蔵された熱で加
熱し、 (vii) 前記第２スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスの残りの部分を前記第１スチームゼ
ネレータに流し、電力を得るための蒸気を発生
し、 (viii) 前記第１スチームゼネレータから排出された
熱交換ガスを前記排気ガスの熱で加熱し、 (ix) 前記工程(vi)の混合ガスの前記再循環する部分
を前記工程(viii)の前記加熱された熱交換ガスと混
合し、これを前記熱貯蔵領域に導入することを
特徴とする発電方法。 ２ 前記熱交換ガスは空気、ヘリウム、水素、窒
素、アルゴン、酸化炭素、炭化水素の低酸素含有
燃焼生成物から選定されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の発電方法。 ３ 前記熱交換ガスは空気であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の発電方法。 ４ 前記熱貯蔵領域は熱貯蔵媒体を有する少なく
とも１つの熱貯蔵ユニツトを含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の発電方法。 ５ 前記熱貯蔵媒体は無機化学化合物からなり、
これを非最大需要時間に固体相から液体相に変換
させ、最大需要時間に液体相から固体相に変換さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
載の発電方法。 ６ 前記熱貯蔵媒体はアルカリ水酸化金属からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
の発電方法。 ７ 前記アルカリ水酸化金属は水酸化ナトリウム
であることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
記載の発電方法。 ８ 前記熱貯蔵ユニツトは上部と下部を有し、前
記加熱された熱交換ガスは工程(ii)で前記熱貯蔵ユ
ニツトの上部に導入されることを特徴とする特許
請求の範囲第４項に記載の発電方法。 ９ 前記熱貯蔵ユニツトは上部と下部を有し、前
記熱交換ガスは工程(iv)で前記熱貯蔵ユニツトの下
部に導入されることを特徴とする特許請求の範囲
第４項に記載の発電方法。 １０ 前記熱貯蔵領域は熱貯蔵媒体を有する複数
の熱貯蔵ユニツトを含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の発電方法。 １１ 前記熱交換ガスは工程(ii)で前記各熱貯蔵ユ
ニツトに交互に導入されることを特徴とする特許
請求の範囲第１０項に記載の発電方法。 １２ 前記熱交換ガスは工程(iv)で前記各熱貯蔵ユ
ニツトに同時に導入されることを特徴とする特許
請求の範囲第１０項に記載の発電方法。 １３ 最大需要時間に発生する蒸気の量は、電力
を非最大需要時間に対しそのほぼ30〜60％増加す
るに十分であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の発電方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/777,458 US4094148A (en) | 1977-03-14 | 1977-03-14 | Thermal storage with molten salt for peaking power |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53115432A JPS53115432A (en) | 1978-10-07 |
| JPS6211166B2 true JPS6211166B2 (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=25110314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2977878A Granted JPS53115432A (en) | 1977-03-14 | 1978-03-13 | Method of generation of electric power |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4094148A (ja) |
| JP (1) | JPS53115432A (ja) |
| CA (1) | CA1080984A (ja) |
| DE (1) | DE2809527A1 (ja) |
| IT (1) | IT1092556B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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