JP2002004812A - 熱供給システム - Google Patents
熱供給システムInfo
- Publication number
- JP2002004812A JP2002004812A JP2000192813A JP2000192813A JP2002004812A JP 2002004812 A JP2002004812 A JP 2002004812A JP 2000192813 A JP2000192813 A JP 2000192813A JP 2000192813 A JP2000192813 A JP 2000192813A JP 2002004812 A JP2002004812 A JP 2002004812A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plant
- hydrogen
- heat
- supply system
- endothermic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】部分負荷または低負荷運転時、蒸気タービンプ
ラントから出る熱エネルギーの有効利用を図ってプラン
ト熱効率を向上させる熱供給システムを提供する。 【解決手段】本発明に係る熱供給システムは、発電プラ
ント１３と、発電プラント１３から出る熱エネルギーを
化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント１４
と、吸熱反応プラント１４で生成した化学エネルギーを
熱エネルギーに変換して取り出す発熱反応プラント１６
と、吸熱反応プラント１４で生成した水素ガスをエネル
ギー源として利用する原動装置１６，１８とを備えた。
ラントから出る熱エネルギーの有効利用を図ってプラン
ト熱効率を向上させる熱供給システムを提供する。 【解決手段】本発明に係る熱供給システムは、発電プラ
ント１３と、発電プラント１３から出る熱エネルギーを
化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント１４
と、吸熱反応プラント１４で生成した化学エネルギーを
熱エネルギーに変換して取り出す発熱反応プラント１６
と、吸熱反応プラント１４で生成した水素ガスをエネル
ギー源として利用する原動装置１６，１８とを備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力の需要に応じ
て動力を発生させる蒸気タービンプラントの部分負荷お
よび低負荷運転時における熱エネルギーの利用率の向上
を図った熱供給システムに関する。
て動力を発生させる蒸気タービンプラントの部分負荷お
よび低負荷運転時における熱エネルギーの利用率の向上
を図った熱供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に発電プラント、特に蒸気タービン
発電プラントにおいては、電力需要に応じてプラントの
運転を停止したり、部分負荷または低負荷で運転するこ
とがある。この部分負荷または低負荷の運転は、定格か
らかなり離れた位置での運転となり、プラント効率が大
きく低下する。このため、部分負荷または低負荷の運転
時、蒸気タービン発電プラントから出る熱エネルギーを
如何に有効に活用するかがプラント熱効率を向上させる
要因になっている。
発電プラントにおいては、電力需要に応じてプラントの
運転を停止したり、部分負荷または低負荷で運転するこ
とがある。この部分負荷または低負荷の運転は、定格か
らかなり離れた位置での運転となり、プラント効率が大
きく低下する。このため、部分負荷または低負荷の運転
時、蒸気タービン発電プラントから出る熱エネルギーを
如何に有効に活用するかがプラント熱効率を向上させる
要因になっている。
【０００３】図５は、従来の一般的なクロスコンパウン
ド形式の蒸気タービン発電プラントの系統図である。ボ
イラ１で発生した蒸気は、まず高圧タービン２に導入さ
れて仕事をした後、再びボイラ１に戻され再熱器３で再
熱される。再熱器３で再熱された蒸気は、中圧タービン
４に導入され、ここで仕事を行い、高圧タービン２およ
び中圧タービン４に同軸的に連結したプライマリ発電機
５を駆動する。
ド形式の蒸気タービン発電プラントの系統図である。ボ
イラ１で発生した蒸気は、まず高圧タービン２に導入さ
れて仕事をした後、再びボイラ１に戻され再熱器３で再
熱される。再熱器３で再熱された蒸気は、中圧タービン
４に導入され、ここで仕事を行い、高圧タービン２およ
び中圧タービン４に同軸的に連結したプライマリ発電機
５を駆動する。
【０００４】また、中圧タービン４で仕事をした蒸気
は、クロスオーバー管６ａ，６ｂを経て低圧タービン７
ａ，７ｂに導入され、低圧タービン７ａ，７ｂで仕事を
してセカンダリ発電機８を駆動する。低圧タービン７
ａ，７ｂからの排気は、復水器９ａ，９ｂで凝縮して水
となり、復水ポンプ１０、脱気器１１、給水ポンプ１２
を経て再びボイラ１に戻される。
は、クロスオーバー管６ａ，６ｂを経て低圧タービン７
ａ，７ｂに導入され、低圧タービン７ａ，７ｂで仕事を
してセカンダリ発電機８を駆動する。低圧タービン７
ａ，７ｂからの排気は、復水器９ａ，９ｂで凝縮して水
となり、復水ポンプ１０、脱気器１１、給水ポンプ１２
を経て再びボイラ１に戻される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に電
力需要は季節によって増減し、また１日の間でも増減す
る。周知の如く、我が国の電力設備は、主に火力発電，
原子力発電、および水力発電からなっている。この中
で、水力は燃料が無料であり、原子力は頻繁な負荷変動
に適さないため、１日の負荷の増減は、火力すなわち蒸
気タービン発電プラントで担うのが一般的である。電力
需要は昼間のワーキングアワーに増加し、深夜には減少
する。蒸気タービンプラントに要求される電力は、一般
的に１日の半分は５０％、またはそれ以下の部分負荷運
転となる。このような運転状態における発電効率は、設
計点の７０％程度と悪く、結果的に熱エネルギー利用率
も大きく低下する。
力需要は季節によって増減し、また１日の間でも増減す
る。周知の如く、我が国の電力設備は、主に火力発電，
原子力発電、および水力発電からなっている。この中
で、水力は燃料が無料であり、原子力は頻繁な負荷変動
に適さないため、１日の負荷の増減は、火力すなわち蒸
気タービン発電プラントで担うのが一般的である。電力
需要は昼間のワーキングアワーに増加し、深夜には減少
する。蒸気タービンプラントに要求される電力は、一般
的に１日の半分は５０％、またはそれ以下の部分負荷運
転となる。このような運転状態における発電効率は、設
計点の７０％程度と悪く、結果的に熱エネルギー利用率
も大きく低下する。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、部分負荷または低負荷運転時、蒸気タービンプ
ラントから出る熱エネルギーの有効利用を図ってプラン
ト熱効率を向上させる熱供給システムを提供することを
目的とする。
もので、部分負荷または低負荷運転時、蒸気タービンプ
ラントから出る熱エネルギーの有効利用を図ってプラン
ト熱効率を向上させる熱供給システムを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱供給シス
テムは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載
したように、蒸気を発生させ、発生した蒸気で蒸気ター
ビンを駆動して発電させる発電プラントと、この発電プ
ラントから出る熱エネルギーを化学エネルギーとして回
収する吸熱反応プラントと、この吸熱反応プラントで生
成した化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取り出
す発熱反応プラントと、上記吸熱反応プラントで生成し
た水素ガスをエネルギー源として利用する原動装置とを
備えたものである。
テムは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載
したように、蒸気を発生させ、発生した蒸気で蒸気ター
ビンを駆動して発電させる発電プラントと、この発電プ
ラントから出る熱エネルギーを化学エネルギーとして回
収する吸熱反応プラントと、この吸熱反応プラントで生
成した化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取り出
す発熱反応プラントと、上記吸熱反応プラントで生成し
た水素ガスをエネルギー源として利用する原動装置とを
備えたものである。
【０００８】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項２に記載したよう
に、発電プラントは、クロスコンパウンド蒸気タービン
プラントであるものである。
述の目的を達成するために、請求項２に記載したよう
に、発電プラントは、クロスコンパウンド蒸気タービン
プラントであるものである。
【０００９】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項３に記載したよう
に、吸熱反応プラントは、発電プラントからの蒸気を熱
源としてシクロヘキサンをベンゼンと水素とに分解する
吸熱反応器と、この吸熱反応器で分解したベンゼンと水
素のうち、水素のみを分離する水素分離膜を備えた貯留
タンクとを備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項３に記載したよう
に、吸熱反応プラントは、発電プラントからの蒸気を熱
源としてシクロヘキサンをベンゼンと水素とに分解する
吸熱反応器と、この吸熱反応器で分解したベンゼンと水
素のうち、水素のみを分離する水素分離膜を備えた貯留
タンクとを備えたものである。
【００１０】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項４に記載したよう
に、吸熱反応プラントは、２−プロパノールとアセトン
との混合液を２−プロパノールに蒸留する蒸留塔と、こ
の蒸留塔で蒸留した２−プロパノールを発電プラントか
らの蒸気を熱源としてアセトンと水素とに分解する吸熱
反応器と、上記蒸留塔に組み込まれ、上記吸熱反応器で
分解したアセトンと水素のうち、水素のみを分離する水
素分離膜とを備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項４に記載したよう
に、吸熱反応プラントは、２−プロパノールとアセトン
との混合液を２−プロパノールに蒸留する蒸留塔と、こ
の蒸留塔で蒸留した２−プロパノールを発電プラントか
らの蒸気を熱源としてアセトンと水素とに分解する吸熱
反応器と、上記蒸留塔に組み込まれ、上記吸熱反応器で
分解したアセトンと水素のうち、水素のみを分離する水
素分離膜とを備えたものである。
【００１１】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項５に記載したよう
に、吸熱反応器は、白金触媒を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項５に記載したよう
に、吸熱反応器は、白金触媒を備えたものである。
【００１２】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項６に記載したよう
に、吸熱反応器は、ニッケル触媒を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項６に記載したよう
に、吸熱反応器は、ニッケル触媒を備えたものである。
【００１３】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項７に記載したよう
に、水素分離膜は、パラジウムで作製するものである。
述の目的を達成するために、請求項７に記載したよう
に、水素分離膜は、パラジウムで作製するものである。
【００１４】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項８に記載したよう
に、発熱反応プラントは、蒸気を熱源としてベンゼンと
水素との混合流体からシクロヘキサンを生成する発熱反
応器を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項８に記載したよう
に、発熱反応プラントは、蒸気を熱源としてベンゼンと
水素との混合流体からシクロヘキサンを生成する発熱反
応器を備えたものである。
【００１５】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項９に記載したよう
に、発熱反応器は、白金触媒を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項９に記載したよう
に、発熱反応器は、白金触媒を備えたものである。
【００１６】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項１０に記載したよう
に、発熱反応プラントは、蒸気を熱源としてアセトンと
水素との混合流体から２−プロパノールを生成する発熱
反応器を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項１０に記載したよう
に、発熱反応プラントは、蒸気を熱源としてアセトンと
水素との混合流体から２−プロパノールを生成する発熱
反応器を備えたものである。
【００１７】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項１１に記載したよう
に、発熱反応器は、ニッケル触媒を備えたものである。
述の目的を達成するために、請求項１１に記載したよう
に、発熱反応器は、ニッケル触媒を備えたものである。
【００１８】また、本発明に係る熱供給システムは、上
述の目的を達成するために、請求項１２に記載したよう
に、原動装置は、燃料電池、ボイラ、ガスタービン燃焼
器、ガスエンジンのうち、少なくとも一つ以上であるこ
とを特徴とするものである。
述の目的を達成するために、請求項１２に記載したよう
に、原動装置は、燃料電池、ボイラ、ガスタービン燃焼
器、ガスエンジンのうち、少なくとも一つ以上であるこ
とを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱供給システ
ムの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して
説明する。
ムの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して
説明する。
【００２０】図１および図２は、本発明に係る熱供給シ
ステムの第１実施形態を示す概略系統図である。なお、
本発明に係る熱供給システムの第１実施形態を、紙面の
都合上、図１と図２とに分けて記載しているが、これら
の図面のうち、図１は、発電プラントから出る熱エネル
ギーを化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント
を示す概略系統図であり、また、図２は、吸熱反応プラ
ントからの化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取
り出す発熱反応プラントを示す概略系統図である。
ステムの第１実施形態を示す概略系統図である。なお、
本発明に係る熱供給システムの第１実施形態を、紙面の
都合上、図１と図２とに分けて記載しているが、これら
の図面のうち、図１は、発電プラントから出る熱エネル
ギーを化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント
を示す概略系統図であり、また、図２は、吸熱反応プラ
ントからの化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取
り出す発熱反応プラントを示す概略系統図である。
【００２１】本実施形態に係る熱供給システムは、発電
プラント１３に、シクロヘキサンＣ ６Ｈ１２をベンゼン
Ｃ６Ｈ１６と水素Ｈ２とに反応・分解させる吸熱反応プ
ラント１４と、ベンゼンＣ６Ｈ１６と水素Ｈ２とからシ
クロヘキサンＣ６Ｈ１２を生成する発熱反応プラント１
５および燃料電池１６とを組み合わせた構成になってい
る。
プラント１３に、シクロヘキサンＣ ６Ｈ１２をベンゼン
Ｃ６Ｈ１６と水素Ｈ２とに反応・分解させる吸熱反応プ
ラント１４と、ベンゼンＣ６Ｈ１６と水素Ｈ２とからシ
クロヘキサンＣ６Ｈ１２を生成する発熱反応プラント１
５および燃料電池１６とを組み合わせた構成になってい
る。
【００２２】発電プラント１３は、図１に示すように、
クロスコンパウンド蒸気タービンプラントを適用してお
り、このクロスコンパウンド蒸気タービンプラントを閉
回路１７で構成し、閉回路１７内に作動流体の流れに沿
って順に、ボイラ１８、プライマリタービン部１９、セ
カンダリタービン部２０、復水ポンプ２１、脱気器２
２、給水ポンプ２３を配置している。
クロスコンパウンド蒸気タービンプラントを適用してお
り、このクロスコンパウンド蒸気タービンプラントを閉
回路１７で構成し、閉回路１７内に作動流体の流れに沿
って順に、ボイラ１８、プライマリタービン部１９、セ
カンダリタービン部２０、復水ポンプ２１、脱気器２
２、給水ポンプ２３を配置している。
【００２３】また、プライマリタービン部１９は、高圧
タービン２４、中圧タービン２５、プライマリ発電機２
６を互いに軸直結させている。
タービン２４、中圧タービン２５、プライマリ発電機２
６を互いに軸直結させている。
【００２４】また、セカンダリタービン部２０は、第１
復水器２７を備えた第１低圧タービン２８、第２復水器
２９を備えた第２低圧タ２ービン３０、セカンダリ発電
機３１を互いに軸直結させている。
復水器２７を備えた第１低圧タービン２８、第２復水器
２９を備えた第２低圧タ２ービン３０、セカンダリ発電
機３１を互いに軸直結させている。
【００２５】また、プライマリタービン部１９は、中圧
タービン２５と第１低圧タービン２８とを互いに接続さ
せるクロスオーバ管３２でセカンダリタービン部２０に
連絡している。
タービン２５と第１低圧タービン２８とを互いに接続さ
せるクロスオーバ管３２でセカンダリタービン部２０に
連絡している。
【００２６】このような構成を備えた発電プラントにお
いて、ボイラ１８に燃料、空気、吸熱反応プラント１４
からの水素Ｈ２が加えられて蒸気が生成される。ボイラ
１８から生成された蒸気は、プライマリタービン部１９
の高圧タービン２４で膨張仕事をし、熱エネルギーを失
ってボイラ１８に組み込まれた再熱器３３で再熱され
る。
いて、ボイラ１８に燃料、空気、吸熱反応プラント１４
からの水素Ｈ２が加えられて蒸気が生成される。ボイラ
１８から生成された蒸気は、プライマリタービン部１９
の高圧タービン２４で膨張仕事をし、熱エネルギーを失
ってボイラ１８に組み込まれた再熱器３３で再熱され
る。
【００２７】再熱器３３で再熱した蒸気は、中圧タービ
ン２５で膨張仕事をしてプライマリ発電機２６を駆動し
た後、一部が吸熱反応プラント１４に、残りがクロスオ
ーバ管３２を介してセカンダリタービン部２０にそれぞ
れ供給される。セカンダリタービン部２０に供給された
蒸気は、第１低圧タービン２８および第２低圧タービン
３０で膨張仕事をしてセカンダリ発電機３１を駆動した
後、第１復水器２７および第２復水器２９で凝縮され復
水になる。復水は、復水ポンプ２１で昇圧し、脱気器２
２で酸素を脱気し、さらに給水ポンプ２３で昇圧して給
水としてボイラ１８に戻る。
ン２５で膨張仕事をしてプライマリ発電機２６を駆動し
た後、一部が吸熱反応プラント１４に、残りがクロスオ
ーバ管３２を介してセカンダリタービン部２０にそれぞ
れ供給される。セカンダリタービン部２０に供給された
蒸気は、第１低圧タービン２８および第２低圧タービン
３０で膨張仕事をしてセカンダリ発電機３１を駆動した
後、第１復水器２７および第２復水器２９で凝縮され復
水になる。復水は、復水ポンプ２１で昇圧し、脱気器２
２で酸素を脱気し、さらに給水ポンプ２３で昇圧して給
水としてボイラ１８に戻る。
【００２８】一方、吸熱反応プラント１４は、吸熱反応
器３４、熱交換器３５、冷却器３６、シクロヘキサン第
１貯留タンク３７、圧縮機３８、高圧水素タンク３９、
シクロヘキサン第２貯留タンク４０、ポンプ４１を備
え、吸熱反応器３４で発電プラント１３の中圧タービン
２５から蒸気管５０を介して供給される蒸気を熱源と
し、シクロヘキサン第２貯留タンク４０からポンプ４
１、熱交換器３５を介して供給される液体のシクロヘキ
サンＣ６Ｈ１２（ベンゼンも一部含む）を加熱させ、式
（１）に基づく反応式とでシクロヘキサンＣ６Ｈ１２を
脱水素反応によりベンゼンＣ６Ｈ６と水素Ｈ２とに分解
させるようになっている。
器３４、熱交換器３５、冷却器３６、シクロヘキサン第
１貯留タンク３７、圧縮機３８、高圧水素タンク３９、
シクロヘキサン第２貯留タンク４０、ポンプ４１を備
え、吸熱反応器３４で発電プラント１３の中圧タービン
２５から蒸気管５０を介して供給される蒸気を熱源と
し、シクロヘキサン第２貯留タンク４０からポンプ４
１、熱交換器３５を介して供給される液体のシクロヘキ
サンＣ６Ｈ１２（ベンゼンも一部含む）を加熱させ、式
（１）に基づく反応式とでシクロヘキサンＣ６Ｈ１２を
脱水素反応によりベンゼンＣ６Ｈ６と水素Ｈ２とに分解
させるようになっている。
【００２９】
【化１】 Ｃ６Ｈ１２ → Ｃ６Ｈ６＋Ｈ２ ……（１）
【００３０】なお、吸熱反応器３４は、シクロヘキサン
Ｃ６Ｈ１２を効果的に反応・分解させるために、白金触
媒を充填している。また、シクロヘキサンＣ６Ｈ１２を
反応・分解させる圧力は１ａｔｍであり、温度は約２０
０℃である。
Ｃ６Ｈ１２を効果的に反応・分解させるために、白金触
媒を充填している。また、シクロヘキサンＣ６Ｈ１２を
反応・分解させる圧力は１ａｔｍであり、温度は約２０
０℃である。
【００３１】また、吸熱反応プラント１４は、吸熱反応
器３４でシクロヘキサンＣ６Ｈ１２から反応・分解した
ベンゼンＣ６Ｈ６、水素Ｈ２および未反応シクロヘキサ
ンＣ ６Ｈ１２を熱交換器３５に供給し、ここでシクロヘ
キサン第２貯留タンク４０からのシクロヘキサンＣ６Ｈ
１２に熱を与えた後、冷却器３６で冷却してシクロヘキ
サン第１貯留タンク３７に集めている。
器３４でシクロヘキサンＣ６Ｈ１２から反応・分解した
ベンゼンＣ６Ｈ６、水素Ｈ２および未反応シクロヘキサ
ンＣ ６Ｈ１２を熱交換器３５に供給し、ここでシクロヘ
キサン第２貯留タンク４０からのシクロヘキサンＣ６Ｈ
１２に熱を与えた後、冷却器３６で冷却してシクロヘキ
サン第１貯留タンク３７に集めている。
【００３２】熱交換器３５および冷却器３６で熱を失い
凝縮・液化した、ベンゼンＣ６Ｈ６、水素Ｈ２および未
反応シクロヘキサンＣ６Ｈ１２は、シクロヘキサン第１
貯留タンク３７に集められた後、水素Ｈ２のみを分離さ
せる。なお、シクロヘキサン第１貯留タンク３７は、ベ
ンゼンＣ６Ｈ６および未反応シクロヘキサンＣ６Ｈ１ ２
から水素Ｈ２をより一層効果的に分離させるために、パ
ラジウムの水素分離膜等を組み込んでいる。
凝縮・液化した、ベンゼンＣ６Ｈ６、水素Ｈ２および未
反応シクロヘキサンＣ６Ｈ１２は、シクロヘキサン第１
貯留タンク３７に集められた後、水素Ｈ２のみを分離さ
せる。なお、シクロヘキサン第１貯留タンク３７は、ベ
ンゼンＣ６Ｈ６および未反応シクロヘキサンＣ６Ｈ１ ２
から水素Ｈ２をより一層効果的に分離させるために、パ
ラジウムの水素分離膜等を組み込んでいる。
【００３３】シクロヘキサン第１貯留タンク３７で分離
された水素Ｈ２は、圧縮機３８で高圧化させた後、一
旦、高圧水素タンク３９に集められ、ここから一部が発
電プラント１３のボイラ１８の燃料として、また燃料電
池１６の化学エネルギー源として供給され、残りが発熱
反応プラント１５に供給される。水素Ｈ２は、このほか
に図示しないが、ガスタービン燃焼器、ガスエンジン等
に供給される。
された水素Ｈ２は、圧縮機３８で高圧化させた後、一
旦、高圧水素タンク３９に集められ、ここから一部が発
電プラント１３のボイラ１８の燃料として、また燃料電
池１６の化学エネルギー源として供給され、残りが発熱
反応プラント１５に供給される。水素Ｈ２は、このほか
に図示しないが、ガスタービン燃焼器、ガスエンジン等
に供給される。
【００３４】なお、シクロヘキサン第１貯留タンク３７
に残ったベンゼン貯留タンク４２、ポンプ４３、発熱反
応用第１熱交換器４４、蒸発器４５、発熱反応用第２熱
交換器４６、発熱反応器４７、シクロヘキサン第３貯留
タンク４８、圧縮機４９を備え、吸熱反応プラント１４
のシクロヘキサン第１貯留タンク３７から供給された液
体のベンゼンＣ６Ｈ６を、一旦、ベンゼン貯留タンク４
２に貯留させた後、ポンプ４３で昇圧し、発熱反応用第
１熱交換器４４で予熱させ、蒸発器４５でベンゼン蒸気
に蒸発させるようになっている。
に残ったベンゼン貯留タンク４２、ポンプ４３、発熱反
応用第１熱交換器４４、蒸発器４５、発熱反応用第２熱
交換器４６、発熱反応器４７、シクロヘキサン第３貯留
タンク４８、圧縮機４９を備え、吸熱反応プラント１４
のシクロヘキサン第１貯留タンク３７から供給された液
体のベンゼンＣ６Ｈ６を、一旦、ベンゼン貯留タンク４
２に貯留させた後、ポンプ４３で昇圧し、発熱反応用第
１熱交換器４４で予熱させ、蒸発器４５でベンゼン蒸気
に蒸発させるようになっている。
【００３５】また、発熱反応プラント１５は、蒸発器４
５で蒸発させたベンゼン蒸気を、吸熱発電プラント１４
の高圧水素タンク３９から供給され、圧縮機４９で約２
０ａｔｍに高圧化した水素Ｈ２に合流させ、ベンゼン・
水素合流流体を発熱反応用第２熱交換器４６で予熱さ
せ、発熱反応器４７で式（２）に基づく反応式でベンゼ
ン・水素合流流体から蒸気ＳＴを熱源としてシクロヘキ
サンＣ６Ｈ１２を生成するようになっている。
５で蒸発させたベンゼン蒸気を、吸熱発電プラント１４
の高圧水素タンク３９から供給され、圧縮機４９で約２
０ａｔｍに高圧化した水素Ｈ２に合流させ、ベンゼン・
水素合流流体を発熱反応用第２熱交換器４６で予熱さ
せ、発熱反応器４７で式（２）に基づく反応式でベンゼ
ン・水素合流流体から蒸気ＳＴを熱源としてシクロヘキ
サンＣ６Ｈ１２を生成するようになっている。
【００３６】
【化２】 Ｃ６Ｈ６＋３Ｈ２ → Ｃ６Ｈ１２ ……（２）
【００３７】なお、発熱反応器４７は、シクロヘキサン
を効果的に生成するために、白金触媒を充填している。
また、シクロヘキサンを生成する温度は、約３５０℃で
ある。
を効果的に生成するために、白金触媒を充填している。
また、シクロヘキサンを生成する温度は、約３５０℃で
ある。
【００３８】また、発熱反応プラント１５は、発熱反応
器４７で生成したシクロヘキサン（ベンゼンを若干含
む）蒸気を、発熱反応用第２熱交換器４６および発熱反
応用第１熱交換器４４に順次予熱源として供給し、ベン
ゼン・水素合流流体およびベンゼンを予熱した後、シク
ロヘキサン第３貯留タンク４８に集める。
器４７で生成したシクロヘキサン（ベンゼンを若干含
む）蒸気を、発熱反応用第２熱交換器４６および発熱反
応用第１熱交換器４４に順次予熱源として供給し、ベン
ゼン・水素合流流体およびベンゼンを予熱した後、シク
ロヘキサン第３貯留タンク４８に集める。
【００３９】シクロヘキサン第３貯留タンク４８に集め
られたシクロヘキサンＣ６Ｈ１２をベンゼンＣ６Ｈ６と
水素Ｈ２とに反応・分解させる吸熱反応プラント１４
と、ベンゼンＣ６Ｈ６と水素Ｈ２とからシクロヘキサン
Ｃ６Ｈ１２を生成する発熱反応プラント１５および燃料
電池１６とを組み合わせ、発電プラント１３で使用する
蒸気の一部を吸熱反応プラント１４に供給して化学エネ
ルギーを生成し、生成した化学エネルギーを発熱反応プ
ラント１５に供給して熱エネルギーに変換して取り出す
ので熱の有効利用を図ることができる。
られたシクロヘキサンＣ６Ｈ１２をベンゼンＣ６Ｈ６と
水素Ｈ２とに反応・分解させる吸熱反応プラント１４
と、ベンゼンＣ６Ｈ６と水素Ｈ２とからシクロヘキサン
Ｃ６Ｈ１２を生成する発熱反応プラント１５および燃料
電池１６とを組み合わせ、発電プラント１３で使用する
蒸気の一部を吸熱反応プラント１４に供給して化学エネ
ルギーを生成し、生成した化学エネルギーを発熱反応プ
ラント１５に供給して熱エネルギーに変換して取り出す
ので熱の有効利用を図ることができる。
【００４０】その際、発電プラント１３は、部分負荷運
転または低負荷運転でも吸熱反応プラント１４および発
熱反応プラント１５で熱の有効活用を図っているので、
結果として発電プラント効率を向上させることができ
る。
転または低負荷運転でも吸熱反応プラント１４および発
熱反応プラント１５で熱の有効活用を図っているので、
結果として発電プラント効率を向上させることができ
る。
【００４１】また、本実施形態は、発電プラント１３か
ら吸熱反応プラント１４に供給した蒸気を巧みに利用し
て水素を生成し、その水素を燃料電池１６の化学エネル
ギーとして、また発電プラント１３の燃料として利用す
るので、エネルギーの有効活用を図ることができ、ひい
てはエネルギー資源の節約に寄与することができる。
ら吸熱反応プラント１４に供給した蒸気を巧みに利用し
て水素を生成し、その水素を燃料電池１６の化学エネル
ギーとして、また発電プラント１３の燃料として利用す
るので、エネルギーの有効活用を図ることができ、ひい
てはエネルギー資源の節約に寄与することができる。
【００４２】図３および図４は、本発明に係る熱供給シ
ステムの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、
本発明に係る熱供給システムの第２実施形態を、紙面の
都合上、図３と図４とに分けて記載しているが、これら
の図面のうち、図３は、発電プラントから出る熱エネル
ギーを化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント
を示す概略系統図であり、また、図４は、吸熱反応プラ
ントから化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取り
出す発熱反応プラントを示す概略系統図である。また、
第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分には
同一符号を付す。
ステムの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、
本発明に係る熱供給システムの第２実施形態を、紙面の
都合上、図３と図４とに分けて記載しているが、これら
の図面のうち、図３は、発電プラントから出る熱エネル
ギーを化学エネルギーとして回収する吸熱反応プラント
を示す概略系統図であり、また、図４は、吸熱反応プラ
ントから化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取り
出す発熱反応プラントを示す概略系統図である。また、
第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分には
同一符号を付す。
【００４３】本実施形態に係る熱供給システムは、発電
プラント１３に、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２Ｃ
ＨＯＨ（ｌ）を液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と
水素ガスＨ２（ｇ）とに反応・分解させる吸熱反応プラ
ント５１と、アセトン蒸気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＯ
（ｇ）と水素ガスＨ２（ｇ）とから２−プロパノール蒸
気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生成する発熱
反応プラント５２および燃料電池１６とを組み合わせた
構成に成っている。
プラント１３に、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２Ｃ
ＨＯＨ（ｌ）を液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と
水素ガスＨ２（ｇ）とに反応・分解させる吸熱反応プラ
ント５１と、アセトン蒸気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＯ
（ｇ）と水素ガスＨ２（ｇ）とから２−プロパノール蒸
気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生成する発熱
反応プラント５２および燃料電池１６とを組み合わせた
構成に成っている。
【００４４】なお、発電プラント１３は、第１実施形態
の構成部分と同一なので、同一符号を付し、その説明を
省略する。
の構成部分と同一なので、同一符号を付し、その説明を
省略する。
【００４５】吸熱反応プラント５１は、図３に示すよう
に、吸熱反応器５３、蒸留塔５４、液体２−プロパノー
ル用貯留タンク５５、熱交換器５６、冷却器５７、液体
アセトン用貯留タンク５８、ポンプ５９、液体２−プロ
パノール・液体アセトン混合用貯留タンク６０、圧縮機
６１、高圧水素タンク６２を備え、吸熱反応器５３で発
電プラント１３の中圧タービン２５から蒸気管５０を介
して供給される蒸気を熱源（凝縮潜熱）とし、液体２−
プロパノール・液体アセトン混合用貯留タンク６０から
ポンプ５９、熱交換器５６、蒸留塔５４、液体２−プロ
パノール用貯留タンク５５を介して供給される液体２−
プロパノール・液体アセトン混合流体（ＣＨ３）２ＣＨ
ＯＨ（ｌ）・（ＣＨ３）３ＣＯ（ｌ）を加熱させ、式
（３）に基づく反応式で液体２−プロパノール（Ｃ
Ｈ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）を脱水素反応により、液体アセ
トン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と水素ガスＨ２（ｇ）とに
分解させるようになっている。
に、吸熱反応器５３、蒸留塔５４、液体２−プロパノー
ル用貯留タンク５５、熱交換器５６、冷却器５７、液体
アセトン用貯留タンク５８、ポンプ５９、液体２−プロ
パノール・液体アセトン混合用貯留タンク６０、圧縮機
６１、高圧水素タンク６２を備え、吸熱反応器５３で発
電プラント１３の中圧タービン２５から蒸気管５０を介
して供給される蒸気を熱源（凝縮潜熱）とし、液体２−
プロパノール・液体アセトン混合用貯留タンク６０から
ポンプ５９、熱交換器５６、蒸留塔５４、液体２−プロ
パノール用貯留タンク５５を介して供給される液体２−
プロパノール・液体アセトン混合流体（ＣＨ３）２ＣＨ
ＯＨ（ｌ）・（ＣＨ３）３ＣＯ（ｌ）を加熱させ、式
（３）に基づく反応式で液体２−プロパノール（Ｃ
Ｈ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）を脱水素反応により、液体アセ
トン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と水素ガスＨ２（ｇ）とに
分解させるようになっている。
【００４６】
【化３】
【００４７】なお、吸熱反応器５３は、液体２−プロパ
ノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）を効果的に反応・分
解させるために、微粒金属ニッケル触媒を充填してい
る。また、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）を反応・分解させる圧力は１ａｔｍであり、温度
は約８０℃である。
ノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）を効果的に反応・分
解させるために、微粒金属ニッケル触媒を充填してい
る。また、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）を反応・分解させる圧力は１ａｔｍであり、温度
は約８０℃である。
【００４８】また、吸熱反応プラント５１は、吸熱反応
器５３で液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）から反応・分解したアセトン蒸気（ＣＨ３）２Ｃ
Ｏ、水素ガスＨ２（ｇ）および未反応の２−プロパノー
ル蒸気（ＣＨ３）２ＣＨＯＨを蒸留塔５４に供給して蒸
留・分離させる。
器５３で液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）から反応・分解したアセトン蒸気（ＣＨ３）２Ｃ
Ｏ、水素ガスＨ２（ｇ）および未反応の２−プロパノー
ル蒸気（ＣＨ３）２ＣＨＯＨを蒸留塔５４に供給して蒸
留・分離させる。
【００４９】蒸留塔５４で蒸留・分離した２−プロパノ
ール蒸気（ＣＨ３）２ＣＨＯＨは凝縮して液体２−プロ
パノール用貯留タンク５５に一時貯えられ、再び吸熱反
応器５３に戻される。また、アセトン蒸気（ＣＨ３）２
ＣＯは、蒸留塔５４から熱交換器５６に供給され、ここ
で液体２−プロパノール・液体アセトン混合用貯留タン
ク６０からの液体２−プロパノール・液体アセトン混合
流体に熱を与えた後、冷却器５７で冷却させて液体アセ
トン用貯留タンク５８に集められる。
ール蒸気（ＣＨ３）２ＣＨＯＨは凝縮して液体２−プロ
パノール用貯留タンク５５に一時貯えられ、再び吸熱反
応器５３に戻される。また、アセトン蒸気（ＣＨ３）２
ＣＯは、蒸留塔５４から熱交換器５６に供給され、ここ
で液体２−プロパノール・液体アセトン混合用貯留タン
ク６０からの液体２−プロパノール・液体アセトン混合
流体に熱を与えた後、冷却器５７で冷却させて液体アセ
トン用貯留タンク５８に集められる。
【００５０】また、水素ガスＨ２（ｇ）は、蒸留塔５４
から圧縮機６１に供給され、ここで高圧化して高圧水素
タンク６２に、一旦、集められた後、ここから一部が発
電プラント１３のボイラ１８の燃料として、また、燃料
電池１６の化学エネルギー源として供給され、残りが発
電反応プラント５２に供給される。水素ガスＨ２（ｇ）
は、このほかに、図示しないがガスタービン燃焼器、ガ
スエンジン等に供給される。
から圧縮機６１に供給され、ここで高圧化して高圧水素
タンク６２に、一旦、集められた後、ここから一部が発
電プラント１３のボイラ１８の燃料として、また、燃料
電池１６の化学エネルギー源として供給され、残りが発
電反応プラント５２に供給される。水素ガスＨ２（ｇ）
は、このほかに、図示しないがガスタービン燃焼器、ガ
スエンジン等に供給される。
【００５１】なお、蒸留塔５４は、アセトン蒸気（ＣＨ
３）２ＣＯ、未反応の２−プロパノール蒸気（ＣＨ３）
２ＣＨＯＨから水素ガスＨ２（ｇ）をより一層効果的に
分離させるために、パラジウムの水素分離膜等を組み込
んでいる。また、液体アセトン用貯留タンク５８に集め
られた液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）は発熱反応
プラント５２に供給される。
３）２ＣＯ、未反応の２−プロパノール蒸気（ＣＨ３）
２ＣＨＯＨから水素ガスＨ２（ｇ）をより一層効果的に
分離させるために、パラジウムの水素分離膜等を組み込
んでいる。また、液体アセトン用貯留タンク５８に集め
られた液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）は発熱反応
プラント５２に供給される。
【００５２】一方、発熱反応プラント５２は、図４に示
すように、液体アセトン第１貯留タンク６３、ポンプ６
４、発熱反応用第１熱交換器６５、蒸発器６６、発熱反
応用第２熱交換器６７、発熱反応器６８、液体２−プロ
パノール・液体アセトン混合用第１貯留タンク６９、圧
縮機７０を備え、吸熱反応プラント５１の液体アセトン
用貯留タンク５８から供給された液体アセトン（Ｃ
Ｈ３）２ＣＯ（ｌ）を、一旦、液体アセトン第１貯留タ
ンク６３に貯留させた後、ポンプ６４で昇圧し、発熱反
応用第１熱交換器６５で予熱させ、蒸発器６６でアセト
ン（ＣＨ３）２ＣＯを蒸発させるようになっている。
すように、液体アセトン第１貯留タンク６３、ポンプ６
４、発熱反応用第１熱交換器６５、蒸発器６６、発熱反
応用第２熱交換器６７、発熱反応器６８、液体２−プロ
パノール・液体アセトン混合用第１貯留タンク６９、圧
縮機７０を備え、吸熱反応プラント５１の液体アセトン
用貯留タンク５８から供給された液体アセトン（Ｃ
Ｈ３）２ＣＯ（ｌ）を、一旦、液体アセトン第１貯留タ
ンク６３に貯留させた後、ポンプ６４で昇圧し、発熱反
応用第１熱交換器６５で予熱させ、蒸発器６６でアセト
ン（ＣＨ３）２ＣＯを蒸発させるようになっている。
【００５３】また、発熱反応プラント５２は、蒸発器６
６で発生させたアセトン蒸気（ＣＨ ３）２ＣＯを吸熱反
応プラント５１の高圧水素タンク６２から供給され、圧
縮機７０で高圧化した水素ガスＨ２（ｇ）に合流させ、
そのアセトン・水素合流流体を発熱反応用第２熱交換器
６７で予熱させ、発熱反応器６８で式（４）に基づく反
応式でアセトン・水素合流流体から蒸気ＳＴを熱源とし
て２−プロパノールガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を
生成するようになっている
６で発生させたアセトン蒸気（ＣＨ ３）２ＣＯを吸熱反
応プラント５１の高圧水素タンク６２から供給され、圧
縮機７０で高圧化した水素ガスＨ２（ｇ）に合流させ、
そのアセトン・水素合流流体を発熱反応用第２熱交換器
６７で予熱させ、発熱反応器６８で式（４）に基づく反
応式でアセトン・水素合流流体から蒸気ＳＴを熱源とし
て２−プロパノールガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を
生成するようになっている
【化４】
【００５４】なお、発熱反応器６８は、２−プロパノー
ルガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を効果的に生成する
ために、微粒金属ニッケル触媒を充填している。また、
２−プロパノールガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生
成する反応圧力は、約１ａｔｍ、反応温度は、約２００
℃である。
ルガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を効果的に生成する
ために、微粒金属ニッケル触媒を充填している。また、
２−プロパノールガス（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生
成する反応圧力は、約１ａｔｍ、反応温度は、約２００
℃である。
【００５５】また、発熱反応プラント５２は、発熱反応
器６８で生成した２−プロパノール蒸気（ＣＨ３）２Ｃ
ＨＯＨ（ｇ）を、発熱反応用第２熱交換器６７および発
熱反応用第１熱交換器６５に順次予熱源として供給し、
アセトン・水素合流流体および液体アセトン（ＣＨ３）
２ＣＯ（ｌ）を予熱した後、液体２−プロパノール・液
体アセトン混合用第１貯留タンク６９に集める。
器６８で生成した２−プロパノール蒸気（ＣＨ３）２Ｃ
ＨＯＨ（ｇ）を、発熱反応用第２熱交換器６７および発
熱反応用第１熱交換器６５に順次予熱源として供給し、
アセトン・水素合流流体および液体アセトン（ＣＨ３）
２ＣＯ（ｌ）を予熱した後、液体２−プロパノール・液
体アセトン混合用第１貯留タンク６９に集める。
【００５６】液体２−プロパノール・液体アセトン混合
用第１貯留タンク６９に集められた液体２−プロパノー
ル・液体アセトン混合流体（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）
・（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）のうち、未反応の水素ガスＨ
２（ｇ）は、圧縮機７０に供給され、高圧化して再び蒸
発器６６からのアセトンガス（ＣＨ３）２ＣＯ（ｇ）に
合流させる。また、液体２−プロパノール・液体アセト
ン流体（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）・（ＣＨ３）２ＣＯ
（ｌ）は、吸熱反応プラント５１の液体２−プロパノー
ル・液体アセトン混合用貯留タンク６０に供給される。
用第１貯留タンク６９に集められた液体２−プロパノー
ル・液体アセトン混合流体（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）
・（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）のうち、未反応の水素ガスＨ
２（ｇ）は、圧縮機７０に供給され、高圧化して再び蒸
発器６６からのアセトンガス（ＣＨ３）２ＣＯ（ｇ）に
合流させる。また、液体２−プロパノール・液体アセト
ン流体（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｌ）・（ＣＨ３）２ＣＯ
（ｌ）は、吸熱反応プラント５１の液体２−プロパノー
ル・液体アセトン混合用貯留タンク６０に供給される。
【００５７】このように、本実施形態は、発電プラント
１３に、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）を液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と水素ガ
スＨ２（ｇ）とに反応・分解させる吸熱反応プラント５
１と、アセトン蒸気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＯ（ｇ）と
水素ガスＨ２（ｇ）とから２−プロパノール蒸気（ガ
ス）（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生成する発熱反応プ
ラント５２および燃料電池１６とを組み合わせ、発電プ
ラント１３で使用する蒸気の一部を吸熱反応プラント５
１に供給して化学エネルギーを生成し、生成した化学エ
ネルギーを発熱反応プラント５２に供給して熱エネルギ
ー変換して取り出すとともに、吸熱反応プラント５１で
生成した水素ガスＨ２（ｇ）を燃料電池１６、発電プラ
ント１３のボイラ１８等に供給するので、第１実施形態
と同様に、熱の有効利用を図ることができる。
１３に、液体２−プロパノール（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ
（ｌ）を液体アセトン（ＣＨ３）２ＣＯ（ｌ）と水素ガ
スＨ２（ｇ）とに反応・分解させる吸熱反応プラント５
１と、アセトン蒸気（ガス）（ＣＨ３）２ＣＯ（ｇ）と
水素ガスＨ２（ｇ）とから２−プロパノール蒸気（ガ
ス）（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ（ｇ）を生成する発熱反応プ
ラント５２および燃料電池１６とを組み合わせ、発電プ
ラント１３で使用する蒸気の一部を吸熱反応プラント５
１に供給して化学エネルギーを生成し、生成した化学エ
ネルギーを発熱反応プラント５２に供給して熱エネルギ
ー変換して取り出すとともに、吸熱反応プラント５１で
生成した水素ガスＨ２（ｇ）を燃料電池１６、発電プラ
ント１３のボイラ１８等に供給するので、第１実施形態
と同様に、熱の有効利用を図ることができる。
【００５８】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る熱供
給システムは、発電プラントに、吸熱反応プラントと、
発熱反応プラントおよび燃料電池等の原動装置とを組み
合わせ、発電プラントで使用する蒸気の一部を吸熱反応
プラントに供給して化学エネルギーと水素ガスとを生成
し、生成した化学エネルギーを発熱反応プラントに供給
して熱エネルギーに変換して取り出す一方、生成した水
素ガスをボイラ、ガスタービン燃焼器等の原動装置の燃
料として供給するので、エネルギーをあますところなく
有効に活用することができ、プラント熱効率の向上と相
俟ってエネルギー資源の節約に寄与することができる。
給システムは、発電プラントに、吸熱反応プラントと、
発熱反応プラントおよび燃料電池等の原動装置とを組み
合わせ、発電プラントで使用する蒸気の一部を吸熱反応
プラントに供給して化学エネルギーと水素ガスとを生成
し、生成した化学エネルギーを発熱反応プラントに供給
して熱エネルギーに変換して取り出す一方、生成した水
素ガスをボイラ、ガスタービン燃焼器等の原動装置の燃
料として供給するので、エネルギーをあますところなく
有効に活用することができ、プラント熱効率の向上と相
俟ってエネルギー資源の節約に寄与することができる。
【図１】本発明に係る熱供給システムの第１実施形態の
うち、発電プラントから出る熱エネルギーを化学エネル
ギーとして回収する吸収反応プラントを示す概略系統
図。
うち、発電プラントから出る熱エネルギーを化学エネル
ギーとして回収する吸収反応プラントを示す概略系統
図。
【図２】本発明に係る熱供給システムの第１実施形態の
うち、吸熱反応プラントからの化学エネルギーを熱エネ
ルギーに変換して取り出す発熱反応プラントを示す概略
系統図。
うち、吸熱反応プラントからの化学エネルギーを熱エネ
ルギーに変換して取り出す発熱反応プラントを示す概略
系統図。
【図３】本発明に係る熱供給システムの第２実施形態の
うち、発電プラントから出る熱エネルギーを化学エネル
ギーとして回収する吸収反応プラントを示す概略系統
図。
うち、発電プラントから出る熱エネルギーを化学エネル
ギーとして回収する吸収反応プラントを示す概略系統
図。
【図４】本発明に係る熱供給システムの第２実施形態の
うち、吸熱反応プラントからの化学エネルギーを熱エネ
ルギーに変換して取り出す発熱反応プラントを示す概略
系統図。
うち、吸熱反応プラントからの化学エネルギーを熱エネ
ルギーに変換して取り出す発熱反応プラントを示す概略
系統図。
【図５】従来のクロスコンパウンド蒸気タービンプラン
トを示す概略系統図。
トを示す概略系統図。
１ ボイラ ２ 高圧タービン ３ 再熱器 ４ 中圧タービン ５ プライマリ発電機 ６ａ，６ｂ クロスオーバ管 ７ａ，７ｂ 低圧タービン ８ セカンダリ発電機 ９ａ，９ｂ 復水器 １０ 復水ポンプ １１ 脱気器 １２ 給水ポンプ １３ 発電プラント １４ 吸熱反応プラント １５ 発熱反応プラント １６ 燃料電池 １７ 閉回路 １８ ボイラ １９ プライマリタービン部 ２０ セカンダリタービン部 ２１ 復水ポンプ ２２ 脱気器 ２３ 給水ポンプ ２４ 高圧タービン ２５ 中圧タービン ２６ プライマリ発電機 ２７ 第１復水器 ２８ 第１低圧タービン ２９ 第２復水器 ３０ 第２低圧タービン ３１ セカンダリ発電機 ３２ クロスオーバ管 ３３ 再熱器 ３４ 吸熱反応器 ３５ 熱交換器 ３６ 冷却器 ３７ シクロヘキサン第１貯留タンク ３８ 圧縮機 ３９ 高圧水素タンク ４０ シクロヘキサン第２貯留タンク ４１ ポンプ ４２ ベンゼン貯留タンク ４３ ポンプ ４４ 発熱反応用第１熱交換器 ４５ 蒸発器 ４６ 発熱反応用第２熱交換器 ４７ 発熱反応器 ４８ シクロヘキサン第３貯留タンク ４９ 圧縮機 ５０ 蒸気管 ５１ 吸熱反応プラント ５２ 発熱反応プラント ５３ 吸熱反応器 ５４ 蒸留塔 ５５ 液体２−プロパノール用貯留タンク ５６ 熱交換器 ５７ 冷却器 ５８ 液体アセトン用貯留タンク ５９ ポンプ ６０ 液体２−プロパノール・液体アセトン混合用貯留
タンク ６１ 圧縮機 ６２ 高圧水素タンク ６３ 液体アセトン第１貯留タンク ６４ ポンプ ６５ 発熱反応用第１熱交換器 ６６ 蒸発器 ６７ 発熱反応用第２熱交換器 ６８ 発熱反応器 ６９ 液体２−プロパノール・液体アセトン混合用第１
貯留タンク ７０ 圧縮機
タンク ６１ 圧縮機 ６２ 高圧水素タンク ６３ 液体アセトン第１貯留タンク ６４ ポンプ ６５ 発熱反応用第１熱交換器 ６６ 蒸発器 ６７ 発熱反応用第２熱交換器 ６８ 発熱反応器 ６９ 液体２−プロパノール・液体アセトン混合用第１
貯留タンク ７０ 圧縮機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｇ Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ 8/06 8/06 Ｒ (72)発明者 桧佐 彰一 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 出 健志 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 5H027 AA00 BA13 DD02
Claims (12)
- 【請求項１】 蒸気を発生させ、発生した蒸気で蒸気タ
ービンを駆動して発電させる発電プラントと、この発電
プラントから出る熱エネルギーを化学エネルギーとして
回収する吸熱反応プラントと、この吸熱反応プラントで
生成した化学エネルギーを熱エネルギーに変換して取り
出す発熱反応プラントと、上記吸熱反応プラントで生成
した水素ガスをエネルギー源として利用する原動装置と
を備えたことを特徴とする熱供給システム。 - 【請求項２】 発電プラントは、クロスコンパウンド蒸
気タービンプラントであることを特徴とする請求項１記
載の熱供給システム。 - 【請求項３】 吸熱反応プラントは、発電プラントから
の蒸気を熱源としてシクロヘキサンをベンゼンと水素と
に分解する吸熱反応器と、この吸熱反応器で分解したベ
ンゼンと水素のうち、水素のみを分離する水素分離膜を
備えた貯留タンクとを備えたことを特徴とする請求項１
記載の熱供給システム。 - 【請求項４】 吸熱反応プラントは、２−プロパノール
とアセトンとの混合液を２−プロパノールに蒸留する蒸
留塔と、この蒸留塔で蒸留した２−プロパノールを発電
プラントからの蒸気を熱源としてアセトンと水素とに分
解する吸熱反応器と、上記蒸留塔に組み込まれ、上記吸
熱反応器で分解したアセトンと水素のうち、水素のみを
分離する水素分離膜とを備えたことを特徴とする請求項
１記載の熱供給システム。 - 【請求項５】 吸熱反応器は、白金触媒を備えたことを
特徴とする請求項３記載の熱供給システム。 - 【請求項６】 吸熱反応器は、ニッケル触媒を備えたこ
とを特徴とする請求項４記載の熱供給システム。 - 【請求項７】 水素分離膜は、パラジウムで作製するこ
とを特徴とする請求項３または４記載の熱供給システ
ム。 - 【請求項８】 発熱反応プラントは、蒸気を熱源として
ベンゼンと水素との混合流体からシクロヘキサンを生成
する発熱反応器を備えたことを特徴とする請求項１記載
の熱供給システム。 - 【請求項９】 発熱反応器は、白金触媒を備えたことを
特徴とする請求項８記載の熱供給システム。 - 【請求項１０】 発熱反応プラントは、蒸気を熱源とし
てアセトンと水素との混合流体から２−プロパノールを
生成する発熱反応器を備えたことを特徴とする請求項１
記載の熱供給システム。 - 【請求項１１】 発熱反応器は、ニッケル触媒を備えた
ことを特徴とする請求項１０記載の熱供給システム。 - 【請求項１２】 原動装置は、燃料電池、ボイラ、ガス
タービン燃焼器、ガスエンジンのうち、少なくとも一つ
以上であることを特徴とする請求項１記載の熱供給シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192813A JP2002004812A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 熱供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192813A JP2002004812A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 熱供給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002004812A true JP2002004812A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18691893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192813A Pending JP2002004812A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 熱供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002004812A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005200253A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Jfe Engineering Kk | 高圧水素供給・利用方法 |
| JP2012206909A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | ハイブリッド型水素製造・発電システム |
| WO2015114716A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱輸送システム |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192813A patent/JP2002004812A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005200253A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Jfe Engineering Kk | 高圧水素供給・利用方法 |
| JP2012206909A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | ハイブリッド型水素製造・発電システム |
| WO2015114716A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱輸送システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11939915B2 (en) | Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment method | |
| AU2019321035B2 (en) | High energy recovery nitric acid process using liquid oxygen containing fluid | |
| US7436922B2 (en) | Electricity and steam generation from a helium-cooled nuclear reactor | |
| US6694740B2 (en) | Method and system for a thermodynamic process for producing usable energy | |
| AU2004267168B2 (en) | Method for increasing the efficiency of a gas turbine system, and gas turbine system suitable therefor | |
| US20110051880A1 (en) | High Efficiency Power Plants | |
| IL107116A (en) | A geothermal power plant that interferes with a high-pressure geothermal flow | |
| JP2002536587A (ja) | 改良型熱化学的回収熱交換サイクルを使用する発電方法 | |
| US20120297774A1 (en) | Exhaust heat recovery system, energy supply system, and exhaust heat recovery method | |
| WO2009031747A1 (en) | Power plant having pure oxygen combustor | |
| AU2013319303B2 (en) | Method and system for producing liquid fuel and generating electric power | |
| US7976693B2 (en) | Hydrogen generation process with dual pressure multi stage electrolysis | |
| JP2002004812A (ja) | 熱供給システム | |
| JP3998561B2 (ja) | ジメチルエーテル改質発電システムとその運転方法 | |
| JP4327469B2 (ja) | 発電・水素生成組合せプラント | |
| Lobachyov et al. | Addition of Highly Efficient Bottoming Cycles for the N th-Generation Molten Carbonate Fuel Cell Power Plant | |
| WO2023162600A1 (ja) | プラント | |
| CN219721923U (zh) | 热整合***、排放物到液体工厂和工厂内部热整合*** | |
| JPS6257073B2 (ja) | ||
| JP3059124B2 (ja) | 水素燃焼タービンプラント | |
| Brilian et al. | Preliminary study of integrated bottoming binary cycle and electrolysis unit to utilize separated brine at Ulubelu geothermal power plant for green hydrogen production | |
| CN116826121A (zh) | 一种集成msr和orc的车用ht-pemfc*** | |
| JP2004060507A (ja) | 複合発電プラント | |
| JPS63212776A (ja) | 地熱発電プラント | |
| JPS586687B2 (ja) | アンモニア製造方法 |