JP2013011252A - Power plant and its operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、発電プラント及びその運転方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power plant and an operation method thereof.
太陽熱発電は、太陽光をレンズや反射板を用いた太陽炉で集光することで、汽力発電の熱源として利用する発電方法である。太陽熱発電は、燃料を用いないため二酸化炭素などの温室効果ガスを排出せず、燃料費が不要であるため運転にかかる費用を低く抑えられ、有毒ガスの発生や燃料費高騰によるコスト上昇のリスクもない。 Solar thermal power generation is a power generation method that uses sunlight as a heat source for steam power generation by collecting sunlight with a solar furnace using a lens or a reflector. Solar power generation does not use fuel and does not emit greenhouse gases such as carbon dioxide, and fuel costs are unnecessary, so operation costs can be kept low, and there is a risk of increased costs due to generation of toxic gases and rising fuel costs. Nor.
しかし一方で、太陽熱発電は、熱源が太陽熱であることから、日中／昼夜の日照量変動や気候変動など、熱源の変動に適切に対応するための技術が必要となる。 However, on the other hand, since solar thermal power generation is solar heat, a technique for appropriately responding to fluctuations in the heat source such as daytime / daytime / daylight fluctuation and climate change is required.
このような熱源の変動を補償して安定的に電力を発生するため、従来技術として、蓄熱システムを備える発電システムや、日照量が少ないときにバーナーなどの助燃装置を使用する発電システムなどが考案されている。さらには、太陽熱発電システムと、他の発電システム（例えば、ガスタービン発電システム）とを組み合わせた発電システムなども考案されている。 In order to generate stable power by compensating for such fluctuations in the heat source, as a conventional technique, a power generation system equipped with a heat storage system, a power generation system using an auxiliary combustion device such as a burner when the amount of sunlight is small, etc. Has been. Furthermore, a power generation system combining a solar thermal power generation system and another power generation system (for example, a gas turbine power generation system) has been devised.
図８は、従来の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。図８の発電プラントは、トラフ式太陽熱発電システムに相当する。 FIG. 8 is a schematic system diagram showing the configuration of a conventional power plant. The power plant in FIG. 8 corresponds to a trough solar power generation system.
図８の発電プラントでは、集熱鏡１により太陽熱が集熱され、その熱で熱媒体油２が加熱される。加熱された熱媒体油２は、蒸気発生器３に送られ、蒸気発生のための熱源として使用される。蒸気発生器３内で発生した蒸気は、蒸気タービン６に流入し、発電機７を回転させる。こうして、発電機７で発電が行われる。図８の発電プラントはさらに、加熱された熱媒体油２の温度を測定する熱媒体油温度計１１や、熱媒体油２の熱を蓄えるための蓄熱槽１２を備える。
In the power plant of FIG. 8, solar heat is collected by the heat collecting mirror 1, and the
従来の発電プラントは、図８に示すように、ユニット出力指令に応じて給水ポンプ４の給水量を制御する給水流量制御回路３１を備える。さらには、主蒸気ライン２１を流れる蒸気に関する蒸気温度要求と、熱媒体油２に関する熱媒体温度要求を満たすよう、集熱鏡１の角度制御を行う鏡面角度制御回路４１を備える。
As shown in FIG. 8, the conventional power plant includes a water supply flow
鏡面角度制御回路４１は、熱媒体温度が制限値を超えそうな場合には、蒸気温度要求が蒸気温度の上昇を指示しても、集熱鏡１の角度を制御して太陽熱の集熱効率を低下させ、太陽熱の熱量回収を制限する。
When the heat medium temperature is likely to exceed the limit value, the mirror surface
なお、説明の複雑化を避けるために、図８には示していないが、主蒸気ライン２１には過熱器注水スプレーが配置されており、蒸気温度の補正用に用いられる。
In order to avoid complication of the explanation, although not shown in FIG. 8, a superheater water spray is arranged in the
トラフ式太陽熱発電は、曲面鏡（集熱鏡）を用いて、鏡の前に設置されたパイプに太陽光を集中させ、パイプ内を流れる液体（熱媒体）を加熱し、その熱で発電を行う発電方式である。蓄熱システムを備える発電システムであれば、好天候時に十分な日照量があるときに余剰熱量を蓄熱槽に蓄えることができ、熱源の変動を平準化することができる。 Trough solar thermal power generation uses a curved mirror (collecting mirror) to concentrate sunlight on a pipe installed in front of the mirror, heats the liquid (heat medium) flowing through the pipe, and generates heat using that heat. It is a power generation method to be performed. If it is a power generation system provided with a heat storage system, when there is a sufficient amount of sunshine during favorable weather, the amount of surplus heat can be stored in the heat storage tank, and fluctuations in the heat source can be leveled.
しかし一般に、経済性を考慮して設計された太陽熱発電システムでは、蓄熱容量に制限があることから、蓄熱制限を越えると熱媒体温度が上昇する。この場合、熱媒体には物性上の理由から温度制限があるため、通常は集熱鏡を傾けることにより、回収する太陽熱量を制限して、熱媒体温度が制限値を越えないよう対処している。 However, in general, in a solar thermal power generation system designed in consideration of economy, the heat storage capacity rises when the heat storage limit is exceeded because the heat storage capacity is limited. In this case, the temperature of the heat medium is limited due to physical properties. Normally, the amount of solar heat to be recovered is limited by tilting the heat collecting mirror so that the heat medium temperature does not exceed the limit value. Yes.
しかしながら、この間は、太陽熱の回収量を最大化せず、熱媒体の温度制限を越えない回収量に制限しているため、回収しない分の太陽熱が無駄になるという問題がある。この太陽熱を回収して、その熱量でより多くの発電を行えば、発電プラント効率を高めることができると考えられる。 However, during this period, the amount of solar heat recovered is not maximized, but is limited to a recovered amount that does not exceed the temperature limit of the heat medium. It is considered that the efficiency of the power plant can be improved by recovering this solar heat and generating more power with that amount of heat.
そこで、本発明は、蓄熱容量や熱媒体温度の制限を越える余剰太陽熱が存在する場合において、このような余剰太陽熱を回収することが可能な発電プラント及びその運転方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the power generation plant which can collect | recover such surplus solar heat, and its operating method, when the surplus solar heat exceeding the restriction | limiting of heat storage capacity or heat-medium temperature exists. .
一の実施形態によれば、発電プラントは、太陽熱を集熱して熱媒体流体を加熱する集熱器と、前記熱媒体流体と水との間で熱交換を行い蒸気を発生させる蒸気発生器と、前記蒸気発生器からの蒸気により発電機を駆動させる蒸気タービンとを備える。さらに、前記プラントは、前記蒸気タービンを経由して排気された蒸気を復水する復水器と、前記復水器で発生した復水、又はいずれかの前記蒸気タービンから排気された蒸気から分離されたドレン、を搬送するためのポンプとを備える。さらに、前記プラントは、前記集熱器により加熱された前記熱媒体流体の温度を測定し、前記温度の測定値を保持する信号を出力する測定器と、前記測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量を制御する制御器とを備える。 According to one embodiment, the power plant includes a heat collector that collects solar heat to heat the heat medium fluid, and a steam generator that generates heat by exchanging heat between the heat medium fluid and water. And a steam turbine for driving a generator by steam from the steam generator. Further, the plant separates the condenser exhausted from the steam turbine from the condenser, the condensate generated in the condenser, or the steam exhausted from any of the steam turbines. And a pump for transporting the drain. Further, the plant measures a temperature of the heat medium fluid heated by the heat collector, and outputs a signal that holds the measured value of the temperature, and based on the signal from the measuring device And a controller for controlling the flow rate of the pump.
また、別の実施形態である発電プラントの運転方法では、太陽熱を集熱して熱媒体流体を加熱する集熱器を構成する集熱鏡の角度を、最大熱量が回収される角度に制御する。さらに、前記方法では、前記集熱鏡の角度を、前記最大熱量が回収される角度に維持しつつ、前記集熱器により加熱された前記熱媒体流体の温度を測定する。さらに、前記方法では、前記温度の測定値を保持する信号を出力する測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量を制御する制御器により、前記ポンプの流量を制御する。 Moreover, in the operating method of the power plant which is another embodiment, the angle of the heat collecting mirror which comprises the heat collector which collects solar heat and heats a heat-medium fluid is controlled to the angle by which maximum calorie | heat amount is collect | recovered. Further, in the method, the temperature of the heat medium fluid heated by the heat collector is measured while maintaining the angle of the heat collecting mirror at an angle at which the maximum amount of heat is recovered. Furthermore, in the method, the flow rate of the pump is controlled by a controller that controls the flow rate of the pump based on the signal from the measuring device that outputs a signal that holds the measured value of the temperature.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。図１の発電プラントは、図８の発電プラントと同様、トラフ式太陽熱発電システムに相当する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the first embodiment. The power plant in FIG. 1 corresponds to a trough solar thermal power generation system, similar to the power plant in FIG.
図１の発電プラントでは、集熱器を構成する集熱鏡１により太陽熱が集熱され、その熱で熱媒体油２が加熱される。熱媒体油２は、本発明の熱媒体流体の例である。加熱された熱媒体油２は、蒸気発生器３に送られ、蒸気発生のための熱源として使用される。蒸気発生器３は、熱媒体油２と水との間での熱交換により、水を気化させて蒸気を発生させる。
In the power plant of FIG. 1, solar heat is collected by the heat collecting mirror 1 that constitutes the heat collector, and the
蒸気発生器３内で発生した蒸気は、主蒸気ライン２１を経由して、蒸気タービン６に流入する。蒸気タービン６は、この蒸気により発電機７を駆動させる。こうして、発電機７で発電が行われる。なお、主蒸気ライン２１上には、主蒸気止弁８と、主蒸気加減弁９が設けられている。
The steam generated in the
蒸気タービン６から排気された蒸気は、復水器１０に流入し復水される。復水器１０で発生した復水は、給水ポンプ４により、給水ライン５を経由して再び蒸気発生器３に搬送される。
The steam exhausted from the
図１の発電プラントはさらに、集熱器の出口にて、加熱された熱媒体油２の温度を測定し、温度の測定値を保持する信号を出力する熱媒体油温度計１１を備えている。熱媒体油温度計１１は、本発明の測定器の例である。
The power plant of FIG. 1 further includes a heat
図１の発電プラントはさらに、熱媒体油２の熱を蓄えることが可能な蓄熱槽１２を備えている。蓄熱槽１２は、高温の熱媒体油２を収容するための高温槽１２ａと、低温の熱媒体油２を収容するための低温槽１２ｂと、高温槽１２ａ内の熱媒体油２の熱で、熱媒体油ライン上を流れる熱媒体油２を加熱する熱交換器１２ｃとを有している。
The power plant in FIG. 1 further includes a
（１）発電プラントの運転方法の詳細
次に、引き続き図１を参照し、第１実施形態の発電プラントの運転方法について、詳細に説明する。
(1) Details of Operation Method of Power Plant Next, the operation method of the power plant according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態の発電プラントは、図１に示すように、給水流量制御回路３１と、給水流量補正回路３２とを備えている。
As shown in FIG. 1, the power plant according to the present embodiment includes a feed water flow
給水流量制御回路３１は、ユニット出力指令に応じて、給水ポンプ４の給水量（流量）を制御する回路である。給水流量制御回路３１は、例えば、給水量を増加させる旨のユニット出力指令を受信した場合、給水ポンプ４を制御して、蒸気発生器３に搬送する復水の給水量を増加させる。
The water supply flow
また、給水流量補正回路３２は、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、給水ポンプ４の給水量を制御（補正）する回路である。給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、給水ポンプ４の給水量を増加させる。これにより、蒸気発生器３内での単位時間あたりの熱交換量が増加するため、熱媒体油２の温度を低下させることができる。給水流量補正回路３２は、本発明の制御器の例である。
The water supply flow
ここで、従来の発電プラントと、本実施形態の発電プラントとを比較する。 Here, the conventional power plant and the power plant of this embodiment are compared.
従来の発電プラントでは、蓄熱容量や熱媒体温度の制限を越える余剰太陽熱が存在する場合、集熱鏡を傾けることにより、回収する太陽熱量を制限して、熱媒体温度が制限値を越えないよう対処する。しかしながら、この方法には、回収しない分の太陽熱が無駄になるという問題がある。 In conventional power plants, if there is surplus solar heat that exceeds the limits of heat storage capacity and heat medium temperature, tilt the heat collecting mirror to limit the amount of solar heat to be recovered so that the heat medium temperature does not exceed the limit value. deal with. However, this method has a problem that solar heat that is not recovered is wasted.
一方、本実施形態の発電プラントでは、熱媒体温度が規定値を超えた場合、給水ポンプ４の給水量を増加させる。これにより、単位時間あたりに水が熱媒体油２から回収できる熱量が増加し、より多くの太陽熱を回収することが可能となる。よって、本実施形態によれば、蓄熱容量や熱媒体温度の制限を越える余剰太陽熱が存在する場合に、給水ポンプ４の給水量を増加させることで、このような余剰太陽熱を無駄にせず、回収することが可能となる。
On the other hand, in the power plant of this embodiment, when the heat medium temperature exceeds a specified value, the water supply amount of the
なお、本実施形態では、給水ポンプ４の給水量を増加させて、太陽熱の回収量を増加させると、蒸気の発生量が増加する。これにより、本実施形態では、発電機７の発電量が増加することとなる。このように、本実施形態では、余剰太陽熱を回収し、その熱量でより多くの発電を行うことで、発電プラント効率を高めることが可能となる。
In the present embodiment, when the amount of water supplied from the
また、本実施形態には、集熱鏡１の角度を、最大熱量が回収される角度に常時維持できるという利点がある。理由は、余剰太陽熱が存在する場合に、従来の発電プラントでは、集熱鏡を傾けて熱媒体温度を下げる必要があるのに対し、本実施形態では、給水ポンプ４の給水量を増加させることで熱媒体温度を下げることができるため、集熱鏡１を傾ける必要がないからである。
In addition, the present embodiment has an advantage that the angle of the heat collecting mirror 1 can always be maintained at an angle at which the maximum amount of heat is recovered. The reason is that, in the case where surplus solar heat exists, in the conventional power plant, it is necessary to tilt the heat collecting mirror to lower the heat medium temperature, whereas in this embodiment, the amount of water supplied by the
よって、本実施形態では、集熱鏡１の角度は、余剰太陽熱の有無にかかわらず、常に、最大熱量が回収される角度に維持される。本実施形態では、余剰太陽熱が存在する場合には、集熱鏡１の角度を、最大熱量が回収される角度に維持しつつ、給水ポンプ４の給水量を増加させる。
Therefore, in this embodiment, the angle of the heat collecting mirror 1 is always maintained at an angle at which the maximum heat amount is recovered regardless of the presence or absence of excess solar heat. In this embodiment, when surplus solar heat exists, the water supply amount of the
（２）第１実施形態の効果
最後に、第１実施形態の効果について説明する。
(2) Effects of First Embodiment Finally, effects of the first embodiment will be described.
以上のように、本実施形態の発電プラントは、加熱された熱媒体油２の温度を測定し、温度の測定値を保持する信号を出力する熱媒体油温度計１１と、該信号に基づいて、給水ポンプ４の給水量を制御する給水流量補正回路３２とを備える。
As described above, the power plant according to the present embodiment measures the temperature of the heated heat
これにより、本実施形態では、蓄熱容量や熱媒体温度の制限を越える余剰太陽熱が存在する場合に、このような余剰太陽熱を回収することが可能となる。よって、本実施形態では、このような余剰太陽熱を回収し、その熱量でより多くの発電を行うことで、発電プラント効率を高めることが可能となる。 Thereby, in this embodiment, when there is surplus solar heat exceeding the limits of the heat storage capacity and the heat medium temperature, such surplus solar heat can be recovered. Therefore, in this embodiment, it becomes possible to improve power plant efficiency by recovering such surplus solar heat and generating more power with the amount of heat.
なお、本実施形態では、余剰太陽熱が存在する場合に給水ポンプ４の給水量を増加させる関係上、余剰太陽熱が存在しない場合には、給水ポンプ４は、給水可能な最大給水量よりも少ない量の給水を行っている。この際、主蒸気流量が低下するため、主蒸気加減弁９は前圧を保持するため、絞り運用をすることとなる。この分プラント効率は低下するが、余剰太陽熱を回収して発電量を増やせるメリットの方が大きいと考えられる。なお、後述する第３実施形態の構成によれば、上記のデメリットは解消される。
In addition, in this embodiment, when surplus solar heat exists, on the relationship which increases the water supply amount of the
また、本実施形態の発電プラントは、１台の蒸気タービン６を備えているが、２台以上の蒸気タービン６を備えていてもよい。この場合、復水器１０には、これらすべての蒸気タービン６を経由して排気された蒸気が供給される。
Further, the power plant according to the present embodiment includes one
以下、第１実施形態の変形例である第２から第７実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。図２〜図７において、図１と同一又は類似の構成については、図１と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the second to seventh embodiments, which are modifications of the first embodiment, will be described focusing on differences from the first embodiment. 2 to 7, the same or similar components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the second embodiment.
図２の発電プラントは、蒸気タービンとして、高圧タービン６ａと、中圧タービン６ｂと、不図示の低圧タービンとを備えている。高圧タービン６ａは、本発明における最上流蒸気タービンの例である。また、中圧タービン６ｂと低圧タービンは、最上流蒸気タービンよりも下流の蒸気タービンの例である。
The power plant in FIG. 2 includes a high-
図２では、蒸気発生器３内で発生した蒸気が、主蒸気ライン２１を経由して、高圧タービン６ａに流入する。高圧タービン６ａは、この蒸気により発電機７を駆動させる。
In FIG. 2, the steam generated in the
高圧タービン６ａから排気された蒸気は、湿分分離器１３に流入する。そして、湿分分離器１３は、この蒸気から湿分を分離してドレンを生成する。湿分が分離された蒸気は、蒸気発生器３にて再熱される。一方、湿分から得られたドレンは、ドレン加圧ポンプ１６により、給水ライン５へと合流される。図２にはさらに、ドレンを復水器１０に送るためのドレン弁１７が示されている。
The steam exhausted from the
そして、蒸気発生器３内で再熱された蒸気は、再熱蒸気ライン２２を経由して、中圧タービン６ｂに流入する。中圧タービン６ｂは、この蒸気により発電機７を駆動させる。なお、再熱蒸気ライン２２上には、再熱蒸気止弁１４と、再熱蒸気加減弁１５が設けられている。
The steam reheated in the
中圧タービン６ｂから排気された蒸気は、低圧タービン（不図示）等を経由した後、復水器１０に流入し復水される。復水器１０で発生した復水は、給水ポンプ４により、給水ライン５を経由して再び蒸気発生器３に搬送される。
The steam exhausted from the
（１）発電プラントの運転方法の詳細
次に、引き続き図２を参照し、第２実施形態の発電プラントの運転方法について、詳細に説明する。
(1) Details of Operation Method of Power Plant Next, with reference to FIG. 2, the operation method of the power plant according to the second embodiment will be described in detail.
本実施形態の発電プラントは、図２に示すように、給水流量制御回路３１と、給水流量補正回路３２とを備えている。
As shown in FIG. 2, the power plant of the present embodiment includes a feed water flow
給水流量制御回路３１は、ユニット出力指令に応じて、給水ポンプ４の給水量を制御する回路である。第１実施形態と同様である。給水流量制御回路３１は、例えば、給水量を増加させる旨のユニット出力指令を受信した場合、給水ポンプ４を制御して、蒸気発生器３に搬送する復水の給水量を増加させる。
The water supply flow
一方、給水流量補正回路３２は、第１実施形態とは異なり、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、ドレン加圧ポンプ１６の流量を制御する回路である。給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる。これにより、蒸気発生器３内での単位時間あたりの熱交換量が増加するため、熱媒体油２の温度を低下させることができる。即ち、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
On the other hand, unlike the first embodiment, the feed water flow
（２）第２実施形態の効果
最後に、第２実施形態の効果について説明する。
(2) Effects of Second Embodiment Finally, effects of the second embodiment will be described.
以上のように、本実施形態の発電プラントは、加熱された熱媒体油２の温度を測定し、温度の測定値を保持する信号を出力する熱媒体油温度計１１と、該信号に基づいて、ドレン加圧ポンプ１６の流量を制御する給水流量補正回路３２とを備える。
As described above, the power plant according to the present embodiment measures the temperature of the heated heat
これにより、本実施形態では、第１実施形態と同様、蓄熱容量や熱媒体温度の制限を越える余剰太陽熱が存在する場合に、このような余剰太陽熱を回収することが可能となる。よって、本実施形態では、第１実施形態と同様、このような余剰太陽熱を回収し、その熱量でより多くの発電を行うことで、発電プラント効率を高めることが可能となる。 As a result, in the present embodiment, as in the first embodiment, when there is surplus solar heat that exceeds the limits of the heat storage capacity and the heat medium temperature, it is possible to recover such surplus solar heat. Therefore, in this embodiment, like the first embodiment, it is possible to improve the power plant efficiency by recovering such surplus solar heat and generating more power with the amount of heat.
なお、本実施形態の発電プラントは、３台の蒸気タービンを備えているが、蒸気タービンの台数は、３台以外であっても構わない。例えば、本実施形態の発電プラントは、高圧タービンと低圧タービンの２台の蒸気タービンを備えていても構わない。 In addition, although the power plant of this embodiment is provided with three steam turbines, the number of steam turbines may be other than three. For example, the power plant of the present embodiment may include two steam turbines, a high-pressure turbine and a low-pressure turbine.
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the third embodiment.
図３の発電プラントは、図１の構成に加え、主蒸気ライン２１から分岐して配置された過負荷弁１８を備えている。過負荷弁１８は、図３に示すように、主蒸気ライン２１と、蒸気タービン６の最初段よりも後段とを接続している。過負荷弁１８は、蒸気の流量を調整するための調整弁である。
The power plant of FIG. 3 includes an
なお、主蒸気ライン２１から過負荷弁１８への分岐点は、主蒸気止弁８と主蒸気加減弁９との間に限るものではなく、主蒸気止弁８よりも上流又は主蒸気加減弁９よりも下流としても構わない。
The branch point from the
次に、給水流量補正回路３２の動作について説明する。
Next, the operation of the feed water flow
本実施形態の給水流量補正回路３２は、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、給水ポンプ４の給水量と、過負荷弁１８の開度を制御する。
The feed water flow
具体的には、給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、給水ポンプ４の給水量を増加させる。加えて、給水流量補正回路３２は、これと連動して過負荷弁１８の開度を増加させ、余剰蒸気を蒸気タービン６の最初段以降に流入させる。なお、この連動とは、蒸気流量の増加分に見合うだけ、過負荷弁１８の開度を増加させることを意味する。
Specifically, the water supply flow
最後に、第３実施形態の効果について説明する。 Finally, the effect of the third embodiment will be described.
熱媒体温度に応じて給水ポンプ４の給水量を増加させる場合、蒸気タービン６の入口の圧力が増加することから、蒸気発生器３や蒸気タービン６を含む主蒸気ライン２１の設計圧力を高める必要を生じる。主蒸気系統には一般に高級素材が用いられるため、設計圧力が高まると設備コストが大きく増加する可能性がある。
When the water supply amount of the
そこで、本実施形態では、主蒸気ライン２１の設計圧力の増加度合いを極力少なくするため、給水ポンプ４の給水量を増加させる場合には、適宜、過負荷弁１８の開度を増加させて、給水ライン５上の余剰蒸気を蒸気タービン６の最初段以降に逃がす。これにより、本実施形態では、設備コストの増加を極力防ぎつつ、余剰太陽熱を回収し、発電プラント効率を高めることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, in order to reduce the increase degree of the design pressure of the
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the fourth embodiment.
図４の発電プラントは、図２の構成に加え、主蒸気ライン２１から分岐して配置された過負荷弁１８を備えている。過負荷弁１８は、図４に示すように、主蒸気ライン２１と、高圧タービン６ａの最初段よりも後段とを接続している。過負荷弁１８は、第３実施形態と同様、蒸気の流量を調整するための調整弁である。
The power plant in FIG. 4 includes an
次に、給水流量補正回路３２の動作について説明する。
Next, the operation of the feed water flow
本実施形態の給水流量補正回路３２は、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、ドレン加圧ポンプ１６の流量と、過負荷弁１８の開度を制御する。
The feed water flow
具体的には、給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる。加えて、給水流量補正回路３２は、これと連動して過負荷弁１８の開度を増加させ、余剰蒸気を高圧タービン６ａの最初段以降に流入させる。
Specifically, the feed water flow
最後に、第４実施形態の効果について説明する。 Finally, the effect of the fourth embodiment will be described.
熱媒体温度に応じてドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合、高圧タービン６ａの入口圧力が増加することから、蒸気発生器３や高圧タービン６ａを含む主蒸気ライン２１の設計圧力を高める必要を生じる。主蒸気ライン２１には一般に高級素材が用いられるため、設計圧力が高まると設備コストが大きく増加する可能性がある。
When the flow rate of the
そこで、本実施形態では、主蒸気ライン２１の設計圧力の増加度合いを極力少なくするため、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合には、適宜、過負荷弁１８の開度を増加させて、給水ライン５上の余剰蒸気を高圧タービン６ａの最初段以降に逃がす。これにより、本実施形態では、設備コストの増加を極力防ぎつつ、余剰太陽熱を回収し、発電プラント効率を高めることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, in order to reduce the degree of increase in the design pressure of the
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the fifth embodiment.
図５の発電プラントは、図２の構成に加え、主蒸気ライン２１から分岐して配置された過負荷弁１８を備えている。過負荷弁１８は、図５に示すように、主蒸気ライン２１と、中圧タービン６ｂの入口とを接続している。過負荷弁１８は、第３、第４実施形態と同様、蒸気の流量を調整するための調整弁である。なお、給水流量補正回路３２の動作は、第４実施形態と同様である。
The power plant of FIG. 5 includes an
最後に、第５実施形態の効果について説明する。 Finally, effects of the fifth embodiment will be described.
熱媒体温度に応じてドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合、高圧タービン６ａの入口圧力が増加することから、蒸気発生器３や高圧タービン６ａを含む主蒸気ライン２１の設計圧力を高める必要を生じる。主蒸気ライン２１には一般に高級素材が用いられるため、設計圧力が高まると設備コストが大きく増加する可能性がある。
When the flow rate of the
そこで、本実施形態では、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合には、適宜、過負荷弁１８の開度を増加させて、給水ライン５上の余剰蒸気を中圧タービン６ｂに逃がす。これにより、本実施形態では、第２、第３実施形態に比べ主蒸気ライン２１の設計圧力の増加度合いをさらに抑えつつ、余剰太陽熱を回収し、発電プラント効率を高めることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, when increasing the flow rate of the
また、第４実施形態では、給水ライン５上の余剰蒸気を高圧タービン６ａの最初段以降に逃がすのに対し、第５実施形態では、これを再熱蒸気ライン２２に逃がす。このため、高圧タービン６ａに余剰蒸気を注入するための注入口を設ける必要がなく、製造工程の複雑化の防止も期待できる。
Further, in the fourth embodiment, surplus steam on the
なお、第５実施形態では、給水ライン５上の余剰蒸気を、低圧タービンの入口に逃がすようにしても構わない。
In the fifth embodiment, excess steam on the
（第６実施形態）
図６は、第６実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the sixth embodiment.
図６の発電プラントは、図１の構成に加え、蒸気タービン６から抽気された蒸気により復水を加熱する給水加熱器２０を備えている。これにより、本実施形態では、蒸気タービンサイクル効率を高めることが可能となる。給水加熱器２０は、図６に示すように、給水ライン５上に設置されている。
The power plant shown in FIG. 6 includes a
また、図６の発電プラントは、主蒸気ライン２１から分岐して配置された主蒸気バイパス弁１９を備えている。主蒸気バイパス弁１９は、図６に示すように、主蒸気ライン２１と、抽気蒸気を流入させるための給水加熱器２０の入口とを接続している。主蒸気バイパス弁１９は、蒸気の流量を調整するための調整弁である。
The power plant of FIG. 6 includes a main
なお、主蒸気ライン２１から主蒸気バイパス弁１９への分岐点は、主蒸気止弁８と主蒸気加減弁９との間に限るものではなく、主蒸気止弁８よりも上流又は主蒸気加減弁９よりも下流としても構わない。
The branch point from the
また、主蒸気バイパス弁１９からの蒸気と、蒸気タービン６からの抽気蒸気との合流地点は、給水加熱器２０の入口よりも上流の抽気蒸気ライン上に限るものではなく、給水加熱器１８の入口にあってもよい。即ち、主蒸気バイパス弁１９からの蒸気は、給水加熱器２０に直接流入させてもよい。
Further, the joining point of the steam from the main
次に、給水流量補正回路３２の動作について説明する。
Next, the operation of the feed water flow
本実施形態の給水流量補正回路３２は、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、給水ポンプ４の給水量と、主蒸気バイパス弁１９の開度を制御する。
The feed water flow
具体的には、給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、給水ポンプ４の給水量を増加させる。加えて、給水流量補正回路３２は、これと連動して主蒸気バイパス弁１９の開度を増加させ、余剰蒸気を給水加熱器２０内に流入させる。なお、この連動とは、蒸気流量の増加分に見合うだけ、主蒸気バイパス弁１９の開度を増加させることを意味する。
Specifically, the water supply flow
最後に、第６実施形態の効果について説明する。 Finally, the effect of the sixth embodiment will be described.
熱媒体温度に応じて給水ポンプ４の給水量を増加させる場合、蒸気発生器３や蒸気タービン６を含む主蒸気ライン２１の設計圧力を高める必要を生じ、設備コストが増加する。第３〜第５実施形態と同様である。
When the water supply amount of the
そこで、本実施形態では、主蒸気ライン２１の設計圧力の増加を防止するため、給水ポンプ４の給水量を増加させる場合には、適宜、主蒸気バイパス弁１９の開度を増加させて、給水ライン５上の余剰蒸気を給水加熱器２０に逃がす。これにより、本実施形態では、設備コストの増加を防ぎつつ、余剰太陽熱を回収し、発電プラント効率を高めることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent an increase in the design pressure of the
また、本実施形態では、余剰蒸気の熱を、給水加熱器２０にて復水の加熱用に使用するため、第１実施形態に比べ、蒸気タービンサイクル効率を高めることが可能となる。
Moreover, in this embodiment, since the heat | fever of excess steam is used for the heating of condensate in the
（第７実施形態）
図７は、第７実施形態の発電プラントの構成を示す概略的な系統図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a schematic system diagram showing the configuration of the power plant according to the seventh embodiment.
図７の発電プラントは、図２の構成に加え、高圧タービン６ａから抽気された蒸気により復水を加熱する給水加熱器２０を備えている。これにより、本実施形態では、第６実施形態と同様、蒸気タービンサイクル効率を高めることが可能となる。給水加熱器２０は、図７に示すように、給水ライン５上に設置されている。
The power plant shown in FIG. 7 includes a
また、図７の発電プラントは、第６実施形態と同様、主蒸気ライン２１から分岐して配置された主蒸気バイパス弁１９を備えている。主蒸気バイパス弁１９は、図７に示すように、主蒸気ライン２１と、抽気蒸気を流入させるための給水加熱器２０の入口とを接続している。主蒸気バイパス弁１９は、蒸気の流量を調整するための調整弁である。
Moreover, the power plant of FIG. 7 is provided with the main
次に、給水流量補正回路３２の動作について説明する。
Next, the operation of the feed water flow
本実施形態の給水流量補正回路３２は、熱媒体油温度計１１からの信号に基づいて、ドレン加圧ポンプ１６の流量と、主蒸気バイパス弁１９の開度を制御する。
The feed water flow
具体的には、給水流量補正回路３２は、該信号が保持する熱媒体温度が規定値を超えた場合、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる。加えて、給水流量補正回路３２は、これと連動して主蒸気バイパス弁１９の開度を増加させ、余剰蒸気を給水加熱器２０内に流入させる。
Specifically, the feed water flow
最後に、第７実施形態の効果について説明する。 Finally, effects of the seventh embodiment will be described.
熱媒体温度に応じてドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合、蒸気発生器３や高圧タービン６ａを含む主蒸気ライン２１の設計圧力を高める必要を生じ、設備コストが増加する。第３〜第６実施形態と同様である。
When the flow rate of the
そこで、本実施形態では、主蒸気ライン２１の設計圧力の増加を防止するため、ドレン加圧ポンプ１６の流量を増加させる場合には、適宜、主蒸気バイパス弁１９の開度を増加させて、給水ライン５上の余剰蒸気を給水加熱器２０に逃がす。これにより、本実施形態では、設備コストの増加を防ぎつつ、余剰太陽熱を回収し、発電プラント効率を高めることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent an increase in the design pressure of the
また、本実施形態では、余剰蒸気の熱を、給水加熱器２０にて復水の加熱用に使用するため、第２実施形態に比べ、蒸気タービンサイクル効率を高めることが可能となる。
Moreover, in this embodiment, since the heat | fever of excess steam is used for the heating of condensate in the
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第７実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although the example of the specific aspect of this invention was demonstrated by 1st-7th embodiment, this invention is not limited to these embodiment.
１：集熱鏡、２：熱媒体油、３：蒸気発生器、４：給水ポンプ、５：給水ライン、
６：蒸気タービン、６ａ：高圧タービン、６ｂ：中圧タービン、７：発電機、
８：主蒸気止弁、９：主蒸気加減弁、１０：復水器、１１：熱媒体油温度計、
１２：蓄熱槽、１２ａ：高温槽、１２ｂ：低温槽、１２ｃ：熱交換器、
１３：湿分分離器、１４：再熱蒸気止弁、１５：再熱蒸気加減弁、
１６：ドレン加圧ポンプ、１７：ドレン弁、１８：過負荷弁、
１９：主蒸気バイパス弁、２０：給水加熱器、
２１：主蒸気ライン、２２：再熱蒸気ライン、
３１：給水流量制御回路、３２：給水流量補正回路、４１：鏡面角度制御回路
1: heat collecting mirror, 2: heat medium oil, 3: steam generator, 4: feed water pump, 5: feed water line,
6: Steam turbine, 6a: High-pressure turbine, 6b: Medium-pressure turbine, 7: Generator
8: Main steam stop valve, 9: Main steam control valve, 10: Condenser, 11: Heat medium oil thermometer,
12: heat storage tank, 12a: high temperature tank, 12b: low temperature tank, 12c: heat exchanger,
13: moisture separator, 14: reheat steam stop valve, 15: reheat steam control valve,
16: Drain pressure pump, 17: Drain valve, 18: Overload valve,
19: Main steam bypass valve, 20: Feed water heater,
21: Main steam line, 22: Reheat steam line,
31: Feed water flow rate control circuit, 32: Feed water flow rate correction circuit, 41: Mirror surface angle control circuit
Claims (7)
前記熱媒体流体と水との間で熱交換を行い蒸気を発生させる蒸気発生器と、
前記蒸気発生器からの蒸気により発電機を駆動させる蒸気タービンと、
前記蒸気タービンを経由して排気された蒸気を復水する復水器と、
前記復水器で発生した復水、又はいずれかの前記蒸気タービンから排気された蒸気から分離されたドレン、を搬送するためのポンプと、
前記集熱器により加熱された前記熱媒体流体の温度を測定し、前記温度の測定値を保持する信号を出力する測定器と、
前記測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量を制御する制御器と、
を備える発電プラント。 A collector that collects solar heat and heats the heat medium fluid;
A steam generator for generating steam by exchanging heat between the heat transfer fluid and water;
A steam turbine that drives a generator with steam from the steam generator;
A condenser for condensing steam exhausted via the steam turbine;
A pump for conveying the condensate generated in the condenser or the drain separated from the steam exhausted from any of the steam turbines;
A measuring device that measures the temperature of the heat medium fluid heated by the heat collector and outputs a signal that holds the measured value of the temperature;
A controller for controlling the flow rate of the pump based on the signal from the measuring device;
A power plant comprising:
前記ポンプは、前記ドレンを前記復水に合流させるためのドレン加圧ポンプである、請求項１に記載の発電プラント。 And a moisture separator that separates moisture from the steam exhausted from the steam turbine to generate the drain,
The power plant according to claim 1, wherein the pump is a drain pressurizing pump for joining the drain to the condensate.
前記制御器は、前記測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量と、前記過負荷弁とを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラント。 Furthermore, an overload valve that connects a steam flow path for transporting steam from the steam generator to the steam turbine and a stage subsequent to the first stage of the most upstream steam turbine constituting the steam turbine,
4. The power plant according to claim 1, wherein the controller controls the flow rate of the pump and the overload valve based on the signal from the measuring device. 5.
前記制御器は、前記測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量と、前記過負荷弁とを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラント。 And an overload valve for connecting a steam flow path for transporting steam from the steam generator to the steam turbine and a steam turbine downstream of the most upstream steam turbine constituting the steam turbine,
4. The power plant according to claim 1, wherein the controller controls the flow rate of the pump and the overload valve based on the signal from the measuring device. 5.
前記蒸気タービンから抽気された蒸気により前記復水を加熱する給水加熱器と、
前記蒸気発生器からの蒸気を前記蒸気タービンに搬送する蒸気流路と、前記蒸気タービンから抽気された蒸気を流入させるための前記給水加熱器の入口と、を接続するバイパス弁とを備え、
前記制御器は、前記測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量と、前記バイパス弁とを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発電プラント。 further,
A feed water heater that heats the condensate with steam extracted from the steam turbine;
A bypass valve that connects a steam flow path for transporting steam from the steam generator to the steam turbine, and an inlet of the feed water heater for allowing the steam extracted from the steam turbine to flow in;
The power plant according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller controls a flow rate of the pump and the bypass valve based on the signal from the measuring device.
前記集熱鏡の角度を、前記最大熱量が回収される角度に維持しつつ、前記集熱器により加熱された前記熱媒体流体の温度を測定し、
前記温度の測定値を保持する信号を出力する測定器からの前記信号に基づいて、前記ポンプの流量を制御する制御器により、前記ポンプの流量を制御する
ことを特徴する発電プラントの運転方法。 The angle of the heat collecting mirror that constitutes the heat collector that collects solar heat and heats the heat medium fluid is controlled to the angle at which the maximum amount of heat is recovered,
Measuring the temperature of the heat medium fluid heated by the heat collector while maintaining the angle of the heat collecting mirror at an angle at which the maximum amount of heat is recovered;
A method for operating a power plant, wherein the flow rate of the pump is controlled by a controller that controls the flow rate of the pump based on the signal from the measuring device that outputs a signal that holds the measured value of the temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011145826A JP2013011252A (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Power plant and its operating method |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103573303A (en) * | 2013-11-12 | 2014-02-12 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院 | Thermal power plant generator set adopting superheat to control drain valve on main steam pipeline |
| CN104775998A (en) * | 2015-04-29 | 2015-07-15 | 西安科弘厨房工程设备有限责任公司 | Solar thermal power generation system adopting fixed-focus multi-disc type heat collector |
| KR101564813B1 (en) | 2013-12-13 | 2015-10-30 | 주식회사 우신산업 | The power generation system using solar energy |
| JP2019078185A (en) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 松尾 栄人 | Thermal storage type solar thermal power generation system |
| KR102340148B1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-12-16 | 고등기술연구원연구조합 | Air Power Generation and Electric Vehicle Charging System Using Solar Heat |
-
2011
- 2011-06-30 JP JP2011145826A patent/JP2013011252A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104775998B (en) * | 2015-04-29 | 2018-01-19 | 西安科弘厨房工程设备有限责任公司 | Solar energy fixed-focus multi-disc type heat collector heat generating system |
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